位置ずれ検出装置、発光装置、照明装置、プロジェクタ、車両用前照灯および位置ずれ調整方法
【課題】励起光を所望の照射面積で発光部に照射する。
【解決手段】レーザ素子２４、集光レンズ２７および発光部３の間の相対位置関係を検知する検知部２１と、検知部２１の検知結果と上記の相対位置関係において基準とすべき基準相対位置関係とを比較し、レーザ素子２４、集光レンズ２７および発光部３の間の、検知部２１の検知の際における相対位置関係が基準相対位置関係からずれているか否かを判定する判定部２２とを備える位置ずれ検出装置２０である。
【解決手段】レーザ素子２４、集光レンズ２７および発光部３の間の相対位置関係を検知する検知部２１と、検知部２１の検知結果と上記の相対位置関係において基準とすべき基準相対位置関係とを比較し、レーザ素子２４、集光レンズ２７および発光部３の間の、検知部２１の検知の際における相対位置関係が基準相対位置関係からずれているか否かを判定する判定部２２とを備える位置ずれ検出装置２０である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高輝度光源として機能する発光装置、当該発光装置を備えた照明装置、プロジェクタおよび車両用前照灯に関し、特に、このような発光装置等に好適な位置ずれ検出装置および位置ずれ調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、励起光源として発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）や半導体レーザ（ＬＤ；Laser Diode）等の半導体発光素子を用い、これらの励起光源から生じた励起光を、蛍光体を含む発光部に照射することによって発生する蛍光を照明光として用いる発光装置の研究が盛んになってきている。
【０００３】
このような従来の発光装置の一例として、特許文献１に開示された光源装置がある。この特許文献１に開示された光源装置は、半導体レーザと、半導体レーザからのレーザ光を平行光線束とするコリメータと、コリメータからの平行光線束のレーザ光を集光するコンデンサと、コンデンサで集光したレーザ光を吸収し自然放出光としてインコヒーレント光を放出する蛍光体とを有している。この光源装置は、コヒーレントなレーザ光が漏れないようにレーザ光反射鏡を有する構成を採用している。
【０００４】
また、特許文献２に開示された光源装置は、半導体レーザと、半導体レーザからの励起光を導光する光ファイバーと、光ファイバー射出端部と光学的に接続され、その射出端部から射出された励起光を受光し、波長の異なる光を射出する波長変換部材（すなわち、発光部）と、その波長変換部材および励起光の光路上に配置された光発散手段を保持するための保持部材とを有している。そして、励起光の利用効率を高くし、照明光射出部を小型化するために、光ファイバー射出端部とレンズなどの光発散手段と波長変換部材との距離や、光発散手段と波長変換部材の有効領域の範囲を最適化している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２９５３１９号公報（２００３年１０月１５日公開）
【特許文献２】特開２０１０−８１９５７号公報（２０１０年４月１５日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、励起光源にレーザ光源を用い、蛍光体などの発光部を発光させ、照明光を得る発光装置がある。このような発光装置において、レーザ光を凸レンズに代表されるような集光するための光学部材を用いて発光部に照射する場合が典型的である。このような場合、レーザ光源、光学部材および発光部という、３つの部材の間における相対的な位置関係が非常に重要である。
【０００７】
つまり、このような発光装置では、これら３つの部材のうちのいずれかの位置が何かの拍子にずれて、言い換えると、各々の位置が最適な位置から変動すると、その結果、発光部上における、光学部材によるレーザ光の集光状態が変化してしまう場合がある。この場合、発光部に照射されるレーザ光の光密度が所望の状態よりも高くなってしまったり、あるいは逆に、低くなってしまったりすることになる。
【０００８】
このような場合、これら３つの部材間における相対位置関係が最適な位置関係からずれないようにすることが強く望まれることは言うまでもない。そして、このことは、それらの間における相対位置関係の、最適な位置関係からのずれが検出可能となっていることが必須の前提条件である。
【０００９】
また、上で述べたような相対的な位置関係のずれは、以下の問題を引き起こす要因となる。
（１）目に対する危険性の増大
（２）発光部の劣化
（３）発光部の、発光の強度、色度および配光特性の変動
小さな発光点を有する光源から放射された高いエネルギーの光が人間の目に入射した場合、網膜上では、その小さな発光点のサイズにまで光源像が絞られる。これにより、結像箇所におけるエネルギー密度が極めて高くなってしまうことがある。例えば、半導体レーザ素子から放射されるレーザ光は、発光点サイズが１０μｍ角よりも小さい場合があり、そのような光源から放射される光が直接、あるいは、レンズやミラーといった光学部材を介したとしても小さな発光点が直接または間接的に見える状態で、目に入射すると、網膜上の結像箇所が損傷してしまうことがある。
【００１０】
これを回避するためには、発光点のサイズを、一定の有限サイズ以上（当然、光密度にも依存するが、具体的には、例えば１ｍｍ×１ｍｍ以上）に拡大しなければならない。
【００１１】
典型的な高出力の半導体レーザにおける発光点のサイズは、例えば１μｍ×１０μｍである。面積としては１０μｍ２＝１．０×１０−５ｍｍ２である。すなわち、発光点が１ｍｍ２の光源と比較すると、同じエネルギーの光であったとしても、網膜上に結像される領域のエネルギー密度は１０５倍も高くなってしまう。
【００１２】
発光点のサイズを拡大させることにより、網膜上の結像サイズを拡大させることができる。これにより、同じエネルギーの光が目に入射した場合であっても、網膜上のエネルギー密度を低減させることが可能となる。
【００１３】
さらに、光の輝度の観点から言えば、目に対する安全性を確保しつつ、要求される輝度が得られる範囲に収めなければならない。
【００１４】
特許文献１に開示された光源装置は、レーザダイオードからのコヒーレント光を、蛍光体に照射し、インコヒーレント光に変換している。この変換により、人の目に対する安全性を確保している。さらに、蛍光体でインコヒーレント光に変換されず、蛍光体を透過してくるレーザ光については、反射鏡を用いて、照明光照射側（人の目に向かっていく方向）にレーザ光が投影されてしまうことを回避している。
【００１５】
しかし、特許文献１には、半導体レーザと蛍光体との間に位置ずれが起きた場合、上で述べたような、蛍光体にレーザ光が集中し、高光密度で照射されてしまうという課題については開示されていない。そもそも、特許文献１は、半導体レーザと蛍光体の各々の位置がずれてしまうことを想定しているものではない。
【００１６】
また、特許文献２に開示された光源装置は、励起光の利用効率を高くし、照明光射出部を小型化するために、光ファイバー射出端部とレンズなどの光発散手段と波長変換部材との距離や、光発散手段と波長変換部材の有効領域の範囲を最適化している。
【００１７】
しかし、上記（１）〜（３）の問題点を解消することを目的とするものではなく、特許文献１と同様、半導体レーザと蛍光体の各々の位置を調整することはできない。
【００１８】
なお、上記問題は、励起光源が半導体レーザの場合に限定される問題ではなく、高出力可能な励起光源であれば、半導体レーザ特有の特性を有していない励起光源、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）等であっても、問題となる。
【００１９】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、励起光源から出射された励起光を、光学部材を通して発光部に集光し、当該発光部を発光させる発光装置において、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係のずれを検出可能な位置ずれ検出装置、発光装置、照明装置、プロジェクタ、車両用前照灯および位置ずれ調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するために、本発明に係る位置ずれ検出装置は、励起光源から出射された励起光を、光学部材を通して発光部に集光し、当該発光部を発光させる発光装置における、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係を検知する検知手段と、上記検知手段の検知結果と、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係において基準とすべき基準相対位置関係とを比較し、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の、上記検知手段の検知の際における相対位置関係が、上記基準相対位置関係から、ずれているか否かを判定する判定手段とを備える。
【００２１】
上記構成によれば、励起光源から出射し光学部材を経由して集光された励起光を発光部に照射することにより発光する発光装置に対して、励起光源と光学部材と発光部との相対位置関係を、それらの間における基準相対位置関係からのずれを検出装置により検出することができる。例えば、発光装置が搭載される照明器具や車両の動きにより、励起光源と光学部材と発光部との相対位置関係がずれた場合でも、ずれたことを検出することができる。
【００２２】
上記基準相対位置関係は、上記発光部に集光される励起光に関する、上記発光部上における照射領域の面積あるいは当該照射領域の上記発光部上における位置のうちの少なくとも一方を基に、予め設定されていることが好ましい。
【００２３】
上記構成によれば、励起光が所望の状態からずれて発光部に照射される、つまり、励起光が所望の状態よりも集中して発光部に照射される、あるいは所望の状態よりも拡散して照射される状態となった場合、ずれを検出することができる。
【００２４】
上記励起光源を支持する励起光源支持面および上記発光部を支持する発光部支持面のいずれか一方の面側から他方の面側に向かってレーザ光を出射するレーザ光源と、上記レーザ光源から出射されたレーザ光のうち、上記他方の面側から反射されて上記一方の面側に戻る戻り光を受光する受光部とをさらに備え、上記検知手段は、自身の検知結果として、上記受光部から、上記戻り光の、上記受光部上での焦点形状を取得し、上記判定手段は、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係を上記基準相対位置関係にしたときにおける、上記受光部上の焦点形状である基準焦点形状と、上記検知手段により取得された上記受光部上での焦点形状と、を比較し、それら２つの焦点形状の間に変化があった場合、上記ずれているという判定を行なうことが好ましい。
【００２５】
上記構成によれば、受光部上での焦点形状の変化を判定することにより、励起光源と光学部材と発光部との相対位置関係のずれを高速かつ高精度で検出することができる。
【００２６】
上記レーザ光源は、上記発光装置の上記励起光源として用いられており、上記発光部から発光された光を遮断し、且つ、上記戻り光を透過する光機能フィルターをさらに備え、上記光機能フィルターは、上記受光部の、光を受光する受光面側に配置されていることが好ましい。
【００２７】
上記構成によれば、発光装置は、励起光源とレーザ光源とを同一の光源として備えることができ、かつ、光機能フィルターによって発光部から出射した光を受光部に受光することを防ぐことができる。そのため、レーザ光源およびその光学系を構成する必要がなく、検出装置を小型化・簡略化することができ、さらに受光部には励起光源からの励起光のみ受光され、励起光源と光学部材と発光部との相対位置関係のずれを、基準相対位置関係からのずれにより高精度に検出することができる。
【００２８】
上記励起光源を支持する励起光源支持部材あるいは上記光学部材を支持する光学部材支持部材のうちの少なくとも一方に配置されたカメラと、上記カメラの撮像領域に含まれたマーカーとをさらに備え、上記マーカーは、上記励起光源支持部材に配置されたカメラの撮像領域に含まれ、且つ、上記光学部材支持部材に配置されたマーカー、あるいは、上記光学部材支持部材に配置されたカメラの撮像領域に含まれ、且つ、上記発光部を支持する発光部支持部材に配置されたマーカー、のうちの少なくとも一方を含み、上記検知手段は、自身の検知結果として、上記カメラにより上記マーカーを撮像した撮像結果を取得し、上記判定手段は、上記カメラと上記マーカーとの間の相対位置関係を上記基準相対位置関係にしたときにおける、上記カメラによる撮像結果と、上記検知手段により取得された撮像結果と、を比較し、それら２つの撮像結果の間に変化があった場合、上記ずれているという判定を行なうことが好ましい。
【００２９】
上記構成によれば、カメラによるマーカーの撮像結果の変化を判定することにより、励起光源と光学部材と発光部との相対位置関係のずれを高速かつ高精度で検出することができる。
【００３０】
本発明に係る発光装置は、励起光を出射する励起光源と、上記励起光源から出射された励起光を集光する光学部材と、上記光学部材により集光された励起光により発光する発光部と、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係におけるずれを検出する位置ずれ検出装置と、上記位置ずれ検出装置により検出されたずれを調整する位置ずれ調整装置とを備え、上記位置ずれ検出装置は、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係を検知する検知手段と、上記検知手段の検知結果と、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係において基準とすべき基準相対位置関係とを比較し、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の、上記検知手段の検知の際における相対位置関係が、上記基準相対位置関係から、ずれているか否かを判定する判定手段とを有し、上記位置ずれ調整装置は、上記位置ずれ検出装置によりずれの検出が行なわれたときに、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係を上記基準相対位置関係に引き戻すことにより、上記位置ずれ検出装置により検出されたずれを調整する。
【００３１】
上記構成によれば、励起光源から出射し光学部材を経由して集光された励起光を発光部に照射することにより発光する。
【００３２】
励起光源と光学部材と発光部との相対位置関係がずれた場合に、検出部によって基準相対位置関係からのずれを検出し、位置ずれ調整装置によって基準位置関係に戻される。例えば、発光装置が搭載される照明器具や車両の動きにより、励起光源と光学部材と発光部との相対位置関係がずれた場合でも、位置ずれ調整装置により再び、基準相対位置関係に戻されることになる。このため、上で述べたようなずれが生じた場合でも、励起光を所望の位置および範囲で発光部に照射し続けることが可能となる。
【００３３】
それにより、励起光が所望の状態よりも集中して発光部に照射されることによる発光部の劣化を遅らせたり、輝度が極めて高くなることや、アイセーフの観点からの危険性を防いだりすることができる。ここで、アイセーフとは、人間の目に対する安全性のことを指す。また逆に、励起光が所望の状態より集中させることができず発光部に照射されることにより、輝度が低くなり所望の光学特性を得られないことも防ぐことができる。
【００３４】
上記基準相対位置関係は、上記発光部に集光される励起光に関する、上記発光部上における照射領域の面積あるいは当該照射領域の上記発光部上における位置のうちの少なくとも一方を基に、予め設定されていることが好ましい。
【００３５】
上記構成によれば、励起光が所望の状態からずれて発光部に照射される、つまり、励起光が所望の状態よりも集中して発光部に照射される、あるいは所望の状態よりも拡散して照射される状態となった場合、ずれを検出することができる。
【００３６】
上記位置ずれ調整装置は、上記励起光源、上記光学部材あるいは上記発光部のうちの少なくとも１つの位置を移動させる移動機構を含むことが好ましい。
【００３７】
上記構成によれば、励起光源、光学部材および発光部の少なくとも１つの位置を移動させることにより、基準相対位置関係へ適切に戻すことができる。それにより、励起光の照射位置が発光部からずれてしまうことを防ぐことができる。また、励起光を所望の照射面積で発光部に照射することができる。
【００３８】
よって、励起光が所望の状態よりも集中して発光部に照射されることによる発光部の劣化を遅らせたり、輝度が極めて高くなることや、アイセーフの観点からの危険性を防いだりすることができる。また逆に、励起光が所望の状態より集中させることができず発光部に照射されることにより、輝度が低くなり所望の光学特性を得られないことも防ぐことができる。
【００３９】
上記移動機構は、上記励起光源および上記発光部を固定し、上記光学部材を移動させることを特徴とすることが好ましい。
【００４０】
上記構成によれば、上記励起光源と上記光学部材と上記発光部との相対位置関係を、上記光学部材の位置を移動させることにより、基準相対位置関係に保つことができる。それにより、位置ずれ調整装置が移動させる対象が光学部材のみとなるため、位置ずれ調整装置を小型化・簡略化することができる。
【００４１】
本発明に係る発光装置は、励起光を出射する励起光源と、上記励起光源から出射された励起光を集光する光学部材と、上記光学部材により集光された励起光により発光する発光部と、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係を保持する弾性部材とを備える。
【００４２】
上記構成によれば、励起光源から出射し光学部材を経由して集光された励起光を発光部に照射することにより発光する。
【００４３】
ここで、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係は、例えば、バネといった弾性部材の弾性力によって、保持されている。具体的には、励起光源と光学部材と発光部との相対位置関係がずれた場合でも、弾性部材の弾性力により、基準位置関係に戻される。このため、上で述べたようなずれが生じた場合でも、励起光を所望の位置および範囲で発光部に照射し続けることが可能となる。
【００４４】
それにより、励起光が所望の状態よりも集中して発光部に照射されることによる発光部の劣化を遅らせたり、輝度が極めて高くなることや、アイセーフの観点からの危険性を防いだりすることができる。また逆に、励起光が所望の状態より集中させることができず発光部に照射されることにより、輝度が低くなり所望の光学特性を得られないことも防ぐことができる。
【００４５】
上記発光部から発光された光を反射する反射鏡をさらに備えることが好ましい。
【００４６】
上記構成によれば、発光部より出射した光を反射鏡により、所望の方向へと反射させることができる。
【００４７】
上記励起光源は、レーザ光源であることが好ましい。
【００４８】
上記構成によれば、レーザ光は光学系によって集光することが容易である。その為、高出力かつ高輝度な発光装置を得ることができ、なおかつ励起光が所望の状態よりも集中して発光部に照射されることによる発光部の劣化を遅らせたり、輝度が極めて高くなることや、アイセーフの観点からの危険性を防いだりすることができる。
【００４９】
上記レーザ光源は、半導体レーザ光源であることが好ましい。
【００５０】
上記構成によれば、半導体レーザは小型である為、発光装置を小型化することができる。また発光装置が小型化すると、この発光装置を用いた照明装置のデザインの自由度を格段に向上させることができる。
【００５１】
本発明に係る位置ずれ調整方法は、励起光源から出射された励起光を、光学部材を通して発光部に集光し、当該発光部を発光させる発光装置における、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係におけるずれを検出する位置ずれ検出工程と、上記位置ずれ検出工程にて検出されたずれを調整する位置ずれ調整工程とを含み、上記位置ずれ検出工程は、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係を検知する検知工程と、上記検知工程での検知結果と、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係において基準とすべき基準相対位置関係とを比較し、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の、上記検知工程での検知の際における相対位置関係が、上記基準相対位置関係から、ずれているか否かを判定する判定工程と、を含み、上記位置ずれ調整工程は、上記位置ずれ検出工程にてずれの検出が行なわれたときに、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係を上記基準相対位置関係に引き戻すことにより、上記位置ずれ検出工程にて検出されたずれを調整する。
【００５２】
上記構成によれば、励起光源から出射し、光学部材を経由して集光された励起光を発光部に照射することにより発光する。
【００５３】
励起光源と光学部材と発光部との相対位置関係のずれを、それらの間における基準相対位置関係からのずれにより検出した場合に、位置調整方法によって基準相対位置関係に戻される。例えば、発光装置が搭載される照明器具や車両の動きにより、励起光源と光学部材と発光部との相対位置関係がずれた場合でも、位置調整方法により再び、基準相対位置関係に戻されることになる。このため、上で述べたようなずれが生じた場合でも、励起光を所望の位置および範囲で発光部に照射し続けることが可能となる。
【００５４】
それにより、励起光が所望の状態よりも集中して発光部に照射されることによる発光部の劣化を遅らせたり、輝度が極めて高くなることや、アイセーフの観点からの危険性を防いだりすることができる。また逆に、励起光が所望の状態より集中させることができず発光部に照射されることにより、輝度が低くなり所望の光学特性を得られないことも防ぐことができる。
【００５５】
また、上記発光装置を備えている照明装置、プロジェクタおよび車両用前照灯も本発明の技術的範囲に含まれる。
【発明の効果】
【００５６】
本発明によれば、励起光源から出射された励起光を、光学部材を通して発光部に集光し、当該発光部を発光させる発光装置において、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係のずれを検出可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態に係る発光装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る位置ずれ調整方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の他の実施形態に係る発光装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る発光装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る発光装置の構成を示す図である。
【図６】マーカーの具体例を説明する模式図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る発光装置の構成を示す図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る発光装置の構成を示す図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る発光装置に用いられる半導体レーザ装置の構成を示す図であり、（ａ）は、半導体レーザ装置と発光部との位置関係を示す図であり、（ｂ）は、半導体レーザ装置の外観を示す図である。
【図１０】半導体レーザ装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
本発明の実施の一形態について図１および図２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００５９】
〔実施形態１〕
＜発光装置１０１の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る発光装置１０１の概略構成を示す断面図である。図１に示すように、発光装置１０１は、レーザ素子（励起光源、半導体レーザ）２と、発光部３と、集光レンズ（光学部材）４と、レーザ素子支持部材（励起光源支持部材）５と、金属ベース（発光部支持部材）６と、放熱板７と、集光レンズ支持部材（光学部材支持部材）８と、反射鏡９と、位置ずれ検出装置２０と、位置ずれ調整装置４０と、を備えている。
【００６０】
（レーザ素子２）
レーザ素子２は、励起光を出射する励起光源として機能する発光素子である。このレーザ素子２は、複数設けられていてもよい。その場合、複数のレーザ素子２のそれぞれから励起光としてのレーザ光が発振される。
【００６１】
レーザ素子２は、１チップに１つの発光点を有するものであってもよく、１チップに複数の発光点を有するものであってもよい。レーザ素子２のレーザ光の波長は、例えば、４０５ｎｍ（青紫色）または４５０ｎｍ（青色）であるが、これらに限定されず、発光部３に含める蛍光体の種類に応じて適宜選択されればよい。
【００６２】
また、励起光源（発光素子）として、レーザ素子２の代わりに、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることも可能である。
【００６３】
本実施形態では、波長４０５ｎｍ、出力５００ｍＷの半導体レーザチップを２０個並べたものを１パッケージに実装したものを用いた。
【００６４】
レーザ素子２は、レーザ素子支持部材５により支持されている。具体的には、レーザ素子２は、レーザ素子支持部材５の発光部３に対向する主面であるレーザ素子支持面（励起光源支持面）５ａ上に配置されており、発光部３に向け、レーザ光を出射する。
【００６５】
レーザ素子支持部材５は、例えば、レーザ素子２を駆動する駆動回路（図示省略）を搭載しており、この駆動回路は、レーザ素子２に駆動電流を供給し、レーザ素子２を駆動する。
【００６６】
（発光部３）
発光部３は、レーザ素子２から出射され、集光レンズ４によって集光されたレーザ光を受けて蛍光を発するものである。発光部３は、レーザ光を受けて発光する蛍光体（蛍光物質）を含んでいる。具体的には、発光部３は、封止材の内部に蛍光体が分散されているもの、または、蛍光体を押し固めたもの、または押し固めて熱処理を施したもの、または、蛍光体を堆積させて熱処理などの適切な後処理を施したものである。発光部３は、レーザ光を蛍光に変換するため、波長変換素子であると言える。
【００６７】
この発光部３は、放熱板７の上かつ反射鏡９のほぼ焦点位置に配置されている。そのため、発光部３から出射した蛍光は、反射鏡９の反射曲面に反射することで、その光路が制御される。発光部３の上面および側面にレーザ光の反射を防止する反射防止構造が形成されていてもよい。
【００６８】
なお、発光部３を焦点位置からずれた位置に配置することで、意図的に照明光の照射範囲を広げてもよい。
【００６９】
発光部３の蛍光体として、例えば、酸窒化物蛍光体（例えば、サイアロン蛍光体：ＳｉＡｌＯＮ）、窒化物蛍光体（例えば、カズン蛍光体：ＣＡＳＮ）、またはＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ナノ粒子蛍光体（例えば、インジュウムリン：ＩｎＰ）を用いることができる。これらの蛍光体は、レーザ素子２から発せられた高い出力（および／または光密度）のレーザ光に対しての熱耐性が高く、レーザ照明光源に最適である。ただし、発光部３の蛍光体は、上述のものに限定されず、酸化物蛍光体や硫化物蛍光体など、その他の蛍光体であってもよい。
【００７０】
この発光装置をヘッドランプとして用いるときは、ヘッドランプの照明光は、所定の範囲の色度を有する白色にしなければならないことが、法律により規定されている。そのため、発光部３には、照明光が白色となるように選択された蛍光体を含ませるようにする。
【００７１】
例えば、青色、緑色および赤色の蛍光体を発光部３に含め、４０５ｎｍのレーザ光を照射すると白色光が発生する。または、黄色の蛍光体（または緑色および赤色の蛍光体）を発光部３に含め、４５０ｎｍ（青色）のレーザ光（または、４４０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する、いわゆる青色近傍のレーザ光）を照射することでも白色光が得られる。
【００７２】
発光部３の封止材は、例えば、ガラス材（無機ガラス、有機無機ハイブリッドガラス）、シリコーン樹脂等の樹脂材料である。ガラス材として低融点ガラスを用いてもよい。封止材は、励起光の波長である４０５ｎｍ付近の波長領域および蛍光体の発光スペクトル領域の波長領域において特に透明性の高いものが好ましく、レーザ光が高出力の場合には、耐熱性の高いものが好ましい。
【００７３】
本実施形態では、蛍光体として、窒化物蛍光体であるＣＡＳＮ：Ｅｕおよび酸窒化物蛍光体であるＣａ−αＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅを使用し、封止材として低融点ガラスを使用した。これらを重量比で（ＣＡＳＮ：Ｅｕ）：（Ｃａ−αＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ）＝１：３となるように混合したものを、電気泳動により放熱板７上に堆積させ、１０ｍｍ角、厚さ０．５ｍｍの直方体の蛍光体堆積物を得た。さらにこの蛍光体堆積物の表面が覆われる程度に、低融点ガラスの粉末を被せ、低融点ガラスのガラス軟化点以上の温度で熱処理を行なうことで蛍光体堆積物を封止し、発光部を得た。
【００７４】
発光部３は、放熱板７を介して金属ベース６により支持されている。具体的には、発光部３は、金属ベース６のレーザ素子２に対向する発光部支持面６ａ上に配置されている。発光部３は、レーザ素子２から出射されるレーザ光を受け、そのレーザ光により発光する。
【００７５】
発光部支持面６ａには、放熱板７を埋め込むための孔が設けられている。発光部３は、放熱板７に直接接触するように配置されている。放熱板７は、レーザ素子２から出射されたレーザ光の照射による、発光部３からの発熱を放熱する役目を担っている。
【００７６】
放熱板７として銅を用いた。銅のサイズは２０ｍｍ角、厚さ２ｍｍの直方体を使用した。そして、金属ベース６として、放熱板７を埋めこむための孔を有したアルミブロックを使用した。その大きさは４０ｍｍ角、厚さ５ｍｍの直方体である。放熱板７と金属ベース６の孔との間には熱伝導性のエラストマーを充填し、レーザ光により照射された発光部３において発生した熱が放熱板７に伝導し、放熱板７に伝導した熱が金属ベース６に伝わりやすくなるようにした。さらに、孔を有している側の面は鏡面とした。
【００７７】
金属ベース６の孔を有する側には、後述するようにレーザ光を照射し、反射させる必要があるため、熱に強く、レーザ光を高い反射率、少なくとも５０％以上の反射率で反射する材料を使用した方がよい。また、照射位置のみ鏡面を有していればよいので、そのような条件を満たすものであれば他の材料であってもよい。
【００７８】
（集光レンズ４）
集光レンズ４は、レーザ素子２から出射したレーザ光が発光部３に円形あるいは楕円形のスポットとして照射されるように、当該レーザ光を集光するためのレンズである。
【００７９】
集光レンズ４の例としては、発光部３に対する凸面を有する両凸レンズ、平凸レンズ、凸メニスカスレンズ等が例示できる。
【００８０】
なお、上述した例の他、発光部３の形状またはレーザ素子２の個数、レーザ素子２から出射されるレーザ光の配光特性に応じて、任意の軸を持つ凹面および凸面を有する独立したレンズの組合せ、任意の軸を持つ凸面および凸面を有する独立したレンズの組合せなどを採用しても良い。
【００８１】
これにより、発光部３の形状またはレーザ素子２の個数、レーザ素子２から出射されるレーザ光の配光特性に応じて適切なレンズの組合せを採用することで、発光部３の発光効率を高めることができる。
【００８２】
また、発光部３の形状またはレーザ素子２の個数、レーザ素子２から出射されるレーザ光の配光特性に応じて、任意の軸を持つ凹面および凸面を有するレンズを一体化した複合レンズ、任意の軸を持つ凸面および凸面を有する複合レンズを一体化したレンズを一体化した複合レンズなどを採用しても良い。
【００８３】
これにより、光学系全体の部品点数を少なくし、光学系全体のサイズを小さくしつつ、発光部３の形状またはレーザ素子２の個数、レーザ素子２から出射されるレーザ光の配光特性に応じて適切な複合レンズを採用することで、発光部３の発光効率を高めることができる。
【００８４】
本実施形態では、直径２０ｍｍの凸レンズを用いた。
【００８５】
集光レンズ４は、集光レンズ支持部材８により支持されている。集光レンズ支持部材８には開口部８ａが設けられている。レーザ素子２から出射されるレーザ光は、この開口部８ａを通り、集光レンズ支持部材８のレーザ素子２側から発光部３側へ進行する。集光レンズ４は、集光レンズ支持部材８の開口部８ａを覆いつつ、集光レンズ支持部材８の一主面上に配置されている。発光装置１０１では、集光レンズ４は、集光レンズ支持部材８の発光部３に対向する主面上に配置されているが、もちろん、集光レンズ支持部材８のレーザ素子２に対向する主面上に配置されていても構わない。
【００８６】
集光レンズ４は、開口部８ａを通過する、レーザ素子２から出射されたレーザ光を集光し、発光部３に照射する。
【００８７】
（反射鏡９）
反射鏡９は、発光部３が発生させた蛍光を反射し、所定の立体角内を進む光線束（照明光）を形成する。
【００８８】
また、反射鏡９は、発光部３に照射された励起光のうち、発光部３で反射や散乱された光も反射し、所定の立体角内を進む光線束（照明光）を形成する。ここで、照明光とは、最終的に発光装置１０１から放出されてくる光のことを指し、（１）発光部３から発生する蛍光のみで構成させる場合と、（２）発光部３から発生する蛍光と、発光部３に含まれる蛍光体の励起に使用されること無く、発光部３で反射や散乱された励起光と、の混色で構成される場合と、がある。この反射鏡９は、例えば、金属薄膜がその表面に形成された部材であってもよいし、そのものが金属製の部材であってもよい。
【００８９】
反射鏡９は、回転軸を中心として図形（楕円、円、放物線）を回転させることによって形成される曲面の少なくとも一部をその反射面に含んでいるものであればよい。
【００９０】
本実施形態では、放物線の対称軸を回転軸として当該放物線を回転させることによって形成される曲面（放物曲面）を、上記回転軸を含む平面で切断することによって得られる部分曲面をその反射面に含んでいる。
【００９１】
このような形状の反射鏡９が、発光部３の、側面よりも面積の広い上面の上方にその一部が配置されている。すなわち、反射鏡９は、発光部３の上面を覆う位置に配置されている。別の観点から説明すれば、発光部３の側面の一部は、反射鏡９の開口部の方向を向いている。
【００９２】
発光部３と反射鏡９との位置関係を上述のものにすることで、発光部３から発生する蛍光を狭い立体角内に効率的に投光することができ、その結果、蛍光の利用効率を高めることができる。
【００９３】
また、反射鏡９には、レーザ素子２およびレーザ素子２４の各々のレーザ光を透過または通過させる窓部９ａおよび窓９ｂが形成されている。この窓部９ａおよび窓９ｂは、開口部であってもよいし、レーザ光を透過可能な透明部材を含むものであってもよい。例えば、レーザ光を透過し、白色光（発光部３の蛍光）を反射するフィルターを設けた透明板を窓部９ａおよび窓９ｂとして設けてもよい。この構成では、発光部３の蛍光が窓部９ａおよび窓９ｂから漏れることを防止できる。
【００９４】
（位置ずれ検出装置２０）
位置ずれ検出装置２０は、検知部（検知手段）２１と、判定部（判定手段）２２と、記憶部２３と、レーザ素子２４と、コリメータレンズ２５と、ビームスプリッタ（ハーフミラー）２６と、集光レンズ２７と、蛍光カットフィルター（光機能フィルター）２８と、レンズ２９と、受光素子（受光部）３０と、を有している。
【００９５】
（検知部２１）
検知部２１は、発光装置１０１における、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係を検知する。検知部２１は、受光素子３０と接続しており、受光素子３０からその受光結果を受け取る。検知部２１は、その受光結果を基に、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係を検知する。具体的には、検知部２１は、レーザ素子２から出射されたレーザ光が所望の照射面積により発光部３に照射されるよう、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係を検知する。
【００９６】
ここで、この「相対位置関係」とは、例えば、発光装置１０１のように、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３がこの順に配置されている場合、レーザ素子２と集光レンズ４との間の相対距離、集光レンズ４と発光部３との間の相対距離、および、レーザ素子２と発光部３との間の相対距離、のことである。
【００９７】
このような「相対位置関係」には、その基準とすべき「基準相対位置関係」が設定されている。レーザ素子２から出射し、集光レンズ４を経由して集光されたレーザ光は、発光部３に照射されるが、この「基準相対位置関係」は、発光部３に照射される照射面積を調整するための基準となる。レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の「相対位置関係」が「基準相対位置関係」である場合、レーザ素子２から出射されるレーザ光は発光部３に所望の照射面積により照射される。レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３は、同一の光軸上に並ぶように配置されている。「基準相対位置関係」は、レーザ素子２からのレーザ光が発光部３の所望の位置および照明面積により照射される際における、「相対位置関係」となる。
【００９８】
（判定部２２）
判定部２２は、検知部２１の検知結果と、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の基準相対位置関係とを比較し、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係が基準相対位置関係から、ずれているか否かを判定する。
【００９９】
判定部２２は、検知部２１からその検知結果である、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係を受け取ると、記憶部２３に予め記憶されている、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の基準相対位置関係を示す基準相対位置関係情報を取得する。判定部２２は、記憶部２３から取得した基準相対位置関係情報が示す基準相対位置関係と、検知部２１の検知結果とを比較し、上記判定を行なう。
【０１００】
このようにして、判定部２２は上記判定を行ない、その判定結果を位置ずれ調整装置４０に出力する。
【０１０１】
なお、判定部２２の判定結果については、検知部２１により検知された相対位置関係が基準相対位置関係からどの程度ずれているか、具体的なずれ量を含んでいることが好ましい。この場合、後述する位置ずれ調整装置４０は、この具体的なずれ量を用いて、検知部２１により検知された相対位置関係を基準相対位置関係に引き戻すために必要な調整量を決定することが可能となる。
【０１０２】
（記憶部２３）
記憶部２３は、上述したように、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の基準相対位置関係を示す基準相対位置関係情報を記憶する。記憶部２３は、例えば、不揮発性の半導体メモリやハードディスク等を用いることができる。
【０１０３】
（レーザ素子２４）
レーザ素子（レーザ光源）２４は、レーザ素子２と同様、レーザ素子支持部材５により支持されている。具体的には、レーザ素子２４は、レーザ素子支持部材５のレーザ素子支持面５ａ上に配置されており、発光部３を支持する金属ベース６に向け、レーザ光を出射する。
【０１０４】
レーザ素子２４を駆動する駆動回路（図示省略）は、例えば、レーザ素子支持部材５に搭載され、レーザ素子２４に駆動電流を供給する。レーザ素子２４は、この駆動電流により、レーザ光を出射する。
【０１０５】
レーザ素子２とレーザ素子２４とは共に、レーザ素子支持部材５に支持されており、これにより、レーザ素子２とレーザ素子２４とは、お互いに独立して動くことはない。
【０１０６】
（コリメータレンズ２５）
コリメータレンズ２５は、レーザ素子２４から出射されたレーザ光を平行光に変換する。レーザ素子２４から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ２５に入射すると、平行光に変換され、ビームスプリッタ２６に入射する。
【０１０７】
（ビームスプリッタ２６）
ビームスプリッタ２６は、コリメータレンズ２５から出射された平行光が入射されると、そのまま透過し、集光レンズ２７に向け、出射する。
【０１０８】
また、ビームスプリッタ２６は、後述するように、金属ベース６から反射する反射光が入射されると、そのまま透過することなく、受光素子３０に向け、反射する。
【０１０９】
（集光レンズ２７）
集光レンズ２７は、集光レンズ４と同様、集光レンズ支持部材８により支持されている。集光レンズ支持部材８にはさらに、開口部８ｂが設けられている。レーザ素子２４から出射されるレーザ光は、この開口部８ｂを通り、集光レンズ支持部材８のレーザ素子２４側から金属ベース６側へ進行する。集光レンズ２７は、集光レンズ支持部材８の開口部８ｂを覆いつつ、集光レンズ支持部材８の一主面上に配置されている。発光装置１０１では、集光レンズ２７は、集光レンズ支持部材８の金属ベース６に対向する主面上に配置されているが、もちろん、集光レンズ支持部材８のレーザ素子２４に対向する主面上に配置されていても構わない。
【０１１０】
集光レンズ２７は、開口部８ｂを通過する、レーザ素子２４から出射されたレーザ光を集光し、金属ベース６に照射する。金属ベース６に照射されたレーザ光は、金属ベース６の発光部支持面６ａにより反射し（図１のＡで示す箇所）、集光レンズ２７に向け、進行する。発光部支持面６ａから反射したレーザ光は、集光レンズ２７および開口部８ｂをこの順に通過し、ビームスプリッタ２６に入射する。ビームスプリッタ２６は、集光レンズ２７から出射されたレーザ光が入射されると、受光素子３０に向け、出射する。
【０１１１】
集光レンズ４と集光レンズ２７とは共に、集光レンズ支持部材８により支持されており、これにより、集光レンズ４と集光レンズ２７とは、お互いに独立して動くことはない。すなわち、集光レンズ４、集光レンズ２７および集光レンズ支持部材８のうちのいずれかの１つが動いたとき、その１つと連動し、他の２つも動く。このため、それぞれが独立して動くことはない。
【０１１２】
（蛍光カットフィルター２８）
蛍光カットフィルター２８は、発光部３から発光された蛍光を遮断し、且つ、金属ベース６から反射したレーザ光を透過するフィルターである。蛍光カットフィルター２８は、図１に示すように、受光素子３０がレーザ光を受光する受光面側に配置されている。言い換えれば、蛍光カットフィルター２８は、ビームスプリッタ２６から受光素子３０に向かうレーザ光の光軸上に配置されている。こうすることにより、後述する反射鏡９の窓９ａや窓９ｂから漏れ出す蛍光が受光素子３０に入射しないようにすることができるため、受光素子３０の誤動作を防止することができる。
【０１１３】
（レンズ２９）
レンズ２９は、蛍光カットフィルター２８を通過したレーザ光を受光素子３０に集光するためのものである。
【０１１４】
（受光素子３０）
受光素子３０は、レンズ２９から出射されたレーザ光が照射される。このレーザ光は、受光素子３０の受光面に光スポットを形成する。受光素子３０は、例えば、４つのフォトディテクタを用いており、各々の受光面に照射されたレーザ光を受光する。
【０１１５】
受光素子３０は、このようにして受光したレーザ光の強度分布を検知部２１に出力する。検知部２１は、受光素子３０から出力された強度分布を用いて、レーザ素子２４、集光レンズ２７および金属ベース６（の図１のＡで示す箇所）の間における相対位置関係を検知する。
【０１１６】
ここで、位置ずれ検出装置２０の、レーザ素子２４、集光レンズ２７および金属ベース６の間における相対位置関係と、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間における相対位置関係とは、同一のものとなる。なぜなら、レーザ素子２とレーザ素子２４とは共に、同一のレーザ素子支持部材５により支持されており、集光レンズ４と集光レンズ２７とは共に、同一の集光レンズ支持部材８により支持されており、発光部３は、金属ベース６により支持されているからである。すなわち、レーザ素子２が動けば、位置ずれ検出装置２０のレーザ素子２４も同じだけ同じ方向に動く。集光レンズ４が動けば、位置ずれ検出装置２０の集光レンズ２７も同じだけ同じ方向に動く。発光部３が動くということは、金属ベース６が動くことを意味する。
【０１１７】
このようにして検知部２１は、受光素子３０から出力されたレーザ光の強度を用いて、間接的に、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間における相対位置関係を検知することができる。
【０１１８】
（基準相対位置関係）
基準相対位置関係は、例えば、受光素子３０の受光面における、光スポットの径が、ある大きさの場合における、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間における相対位置関係とすればよい。検知部２１は、相対位置関係として、光スポットの径の大きさを検知する。判定部２２は、その光スポットの径の大きさが、基準相対位置関係にある場合における光スポットの径の大きさから変化したとき、基準相対位置関係からのずれがあると判定すればよい。
【０１１９】
また、基準相対位置関係は、３つ以上の対象間の相対位置を対象にしている。このため、それら３つの基準相対位置関係における基準位置は１つに限らず、複数あってもよい。換言すれば、レーザ素子２からのレーザ光が、ある照射面積で発光部３に照射されるためには、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間における相対位置関係は、一通りには限らない。
【０１２０】
この基準相対位置関係から、何らかの衝撃により、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３のうちの一部品でも動き、それら２つの間における相対位置関係が基準相対位置関係からずれた場合、後述するように、位置ずれ調整装置４０により、相対位置関係が基準相対位置関係に引き戻される。
【０１２１】
（位置ずれ調整装置４０）
位置ずれ調整装置４０は、アクチュエータ駆動回路４１と、アクチュエータ４２と、連結部材４３と、を有している。
【０１２２】
（アクチュエータ駆動回路４１）
アクチュエータ駆動回路４１は、位置ずれ検出装置２０の判定部２２から判定結果を取得する。アクチュエータ駆動回路４１は、この判定結果の取得により、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間における相対位置関係が基準相対位置関係からずれたことを認識する。
【０１２３】
アクチュエータ駆動回路４１は、判定部２２の判定結果に含まれるずれ量を抽出する。このずれ量から、アクチュエータ駆動回路４１は、アクチュエータ４２および連結部材４３から構成された移動機構４４による移動を駆動するための駆動信号を生成する。この駆動信号は、移動機構４４による移動量を指示するためのものである。移動機構４４は、この駆動信号により、その移動量を決定する。なお、移動量とは、移動機構４４により、集光レンズ支持部材８が移動する量のことであり、水平方向における移動、および、鉛直方向における移動、のいずれであっても構わない。
【０１２４】
（アクチュエータ４２および連結部材４３）
アクチュエータ４２は、電磁力により、その位置が変位する駆動機構を有し、連結部材４３を介し、集光レンズ支持部材８に連結されている。アクチュエータ４２は、連結部材４３を用いて、集光レンズ支持部材８を移動させることができる。すなわち、上述したように、アクチュエータ４２および連結部材４３は、集光レンズ支持部材８を移動させるための移動機構４４を構成している。
【０１２５】
アクチュエータ４２は、アクチュエータ駆動回路４１からの駆動信号を基に、集光レンズ支持部材８の移動量を決定し、その移動量に従い、集光レンズ支持部材８を移動させる。
【０１２６】
集光レンズ支持部材８の移動により、集光レンズ４も移動する。つまり、集光レンズ４の焦点位置も変位する。集光レンズ４の焦点位置を変化させることで、発光部３に照射されるレーザ光の照射面積を変化させることができる。
【０１２７】
なお、集光レンズ２７は、金属ベース６で焦点が合うように動くが、集光レンズ４は発光部３で焦点が合うことを避けなければならない。言い換えると、発光部３での焦点がずれ、所望の照射面積になる場合の集光レンズ４の位置において、金属ベース６で焦点が合うように集光レンズ２７の位置を設定しなければならない。
【０１２８】
ここで、アクチュエータ４２が動く手段として電磁力を用いているがこれに限られるわけではない。位置ずれ検出装置２０が位置ずれを検出したときに、集光レンズ４を支持する集光レンズ支持部材８を動かすことにより、発光部３に照射されるレーザ光を所望の照射面積にできるような速さで動く手段であればよい。例えばその他の手段としてはモータが挙げられる。
【０１２９】
（発光装置１０１の動作原理）
レーザ素子２から出射されたレーザ光は、集光レンズ支持部材８に設けられた開口部８ａを通り、集光レンズ４に入射する。集光レンズ４を通過することにより、発光部３で所望のビーム形状になるように成形される。レーザ光は、集光レンズ４を通過した後、反射鏡９に設けられた、レーザ光を透過または通過させるための窓９ａを通って、発光部３を照射する。発光部３は、放熱板７の上に配置されており、放熱板７は金属ベース６に設置されている。
【０１３０】
レーザ光が照射されると、発光部３から蛍光が放射される。しかし、一部のレーザ光は、発光部３で反射、散乱される。また、発光部３に照射されたレーザ光のうち、蛍光に変換されなかった一部のレーザ光は熱に変換され、この発生した熱の一部は放熱板７、金属ベース６の順に伝導する。これにより、発光部３の放熱が行われる。
【０１３１】
なお、発光部３に照射されたレーザ光は、発光部３により蛍光に変換されたり、発光部３で反射、散乱したりするが、これらの光を混合することで最終的に所望の照明光を得ることができる。
【０１３２】
（位置ずれ調整方法）
図２は、位置ずれ検出装置２０および位置ずれ調整装置４０による位置ずれ調整方法の処理手順を示すフローチャートである。
【０１３３】
図２に示すように、まず、位置ずれ検出装置２０の検知部２１は、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係を検知する（ステップＳ１０１）。
【０１３４】
次に、位置ずれ検出装置２０の判定部２２は、検知部２１から検知結果を受け取ると、記憶部２３から基準相対位置関係を示す基準相対位置関係情報を取得する（ステップＳ１０２）。
【０１３５】
次に、判定部２２は、検知部２１の検知結果である、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係と、記憶部２３から取得した基準相対位置関係情報が示す基準相対位置関係とを比較する（ステップＳ１０３）。そして、判定部２２は、その比較結果から、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係が、基準相対位置関係からずれているか否かを判定する（ステップＳ１０４）。
【０１３６】
次に、位置ずれ調整装置４０のアクチュエータ駆動回路４１は、判定部２２から判定結果を受け取ると、その判定結果に含まれる、具体的なずれ量を抽出する。そして、アクチュエータ駆動回路４１は、そのずれ量を用いて、検知部２１により検知された相対位置関係を基準相対位置関係に引き戻すために必要な調整量（引き戻し量）を算出する（ステップＳ１０５）。本ステップＳ１０５において、アクチュエータ駆動回路４１は、その調整量を指示する駆動信号をアクチュエータ４２に出力する。
【０１３７】
次に、位置ずれ調整装置４０のアクチュエータ４２は、アクチュエータ駆動回路４１からの駆動信号により連結部材４３を移動させる。その移動により、集光レンズ支持部材８を移動させ、そうすることにより、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係を基準相対位置関係に引き戻し、相対位置関係の調整を実行する（ステップＳ１０６）。
【０１３８】
このようにして、位置ずれ検出装置２０および位置ずれ調整装置４０による位置ずれ調整方法が終了する。
【０１３９】
（発光装置１０１の効果）
発光部３へのレーザ光照射面積を一定にでき、発光部３からの蛍光の強度が時間に対して変化しないため、照明光のちらつき（フリッカー）を防止することができる。したがって、人の目を疲れにくくすることができる。
【０１４０】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について図３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図３は、本発明の実施形態２に係る発光装置１０２の概略構成を示す断面図である。なお、実施形態１と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１４１】
発光装置１０２は、図３に示すように、発光部３と、放熱板７と、レーザ素子支持部材１０と、金属ベース１１と、集光レンズ支持部材１２と、反射鏡１３と、位置ずれ検出装置２０ａと、位置ずれ調整装置４０と、を備えている。
【０１４２】
発光装置１０２が発光装置１０１と異なる点は、発光装置１０１のレーザ素子２およびレーザ素子２４を１つのレーザ素子２４ａにより兼ねている点である。なお、レーザ素子支持部材１０がレーザ素子支持部材５と異なる点は、１つのレーザ素子２４ａのみを支持する点である。金属ベース１１が金属ベース６と異なる点は、金属ベース１１の発光部支持面１１ａにレーザ光が照射されない点である。集光レンズ支持部材１２が集光レンズ支持部材８と異なる点は、１つの集光レンズ２７のみを支持する点である。反射鏡１３が反射鏡９と異なる点は、１つのレーザ素子２４ａからのレーザ光を透過または通過する１つの窓１３ａのみを有する点である。
【０１４３】
発光装置１０２は、発光部３の発光に寄与するレーザ光を出射するレーザ素子と、位置ずれ検出装置２０ａが用いるレーザ光を出射するレーザ素子とを、１つのレーザ素子２４ａにより兼ねており、発光部３の発光に寄与せず、発光部３から反射したレーザ光を位置ずれ検出装置２０ａが用いる機構である。
【０１４４】
レーザ素子２４ａから出射されたレーザ光は、コリメータレンズ２５により所望の形状になるように成形された後、ビームスプリッタ２６を透過し、集光レンズ支持部材１２に設けられた開口部１２ａを通って、集光レンズ２７に入射する。
【０１４５】
集光レンズ２７に入射した、レンズ素子２４ａのレーザ光は、発光部３に照射される。発光部３の発光に寄与せず、発光部３から反射したレーザ光は、集光レンズ２７に入射後、ビームスプリッタ２６で反射し、蛍光カットフィルター２８に入射する。
【０１４６】
蛍光カットフィルター２８を透過したレーザ光は、レンズ２９に入射し、レンズ２９により非点収差を付与され、受光素子３０上に光スポットを形成する。受光素子３０は、４つの各受光面に照射された光スポットを受光する。
【０１４７】
ここで、発光装置１０２においては、焦点を合わさずに発光部３での照射面積を所望の照射面積に保つことが目的であるため、受光素子３０の４つの各受光面に照射された光スポットの強度分布は、焦点がずれた位置を示す強度分布を基準位置としなければならない。そのような基準位置を予め設定しておくことにより、基準位置に戻すような制御を行なうことができる。
【０１４８】
（発光装置１０２の効果）
本実施形態においては、２つのレーザ素子を用意する必要がなくなり、製造工程や費用、さらには装置全体の大きさを抑えることができる。
【０１４９】
〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について図４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図４は、本発明の実施形態３に係る発光装置１０３の概略構成を示す断面図である。発光装置１０３が、発光装置１０１や発光装置１０２と異なる点は、位置ずれ検出装置２０および位置ずれ調整装置４０や、実施形態２の位置ずれ検出装置２０ａおよび位置ずれ調整装置４０に代えて、バネ等の弾性部材５２および弾性部材５３を用いた点である。
【０１５０】
発光装置１０３では、レーザ素子支持部材１０と集光レンズ支持部材１２との間に弾性部材５２が接続されており、集光レンズ支持部材１２と金属ベース５１との間に弾性部材５３が接続されている。
【０１５１】
弾性部材５２は、レーザ素子支持部材１０と集光レンズ支持部材１２との間の相対位置関係を一定に保持する。同様に、弾性部材５３は、集光レンズ支持部材１２と金属ベース５１との間の相対位置関係を一定に保持する。
【０１５２】
このため、実施形態１や実施形態２よりも簡素な構成により、発光部３へのレーザ光照射面積を一定にすることができる。
【０１５３】
〔実施形態４〕
本発明の他の実施形態について図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図５は、本発明の実施形態４に係る発光装置１０４の概略構成を示す断面図である。なお、実施形態１〜３と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１５４】
図５に示すように、発光装置１０４は、レーザ素子２と、発光部３と、集光レンズ４と、レーザ素子支持部材１５と、金属ベース６と、放熱板７と、集光レンズ支持部材１６と、反射鏡１４と、位置ずれ検出装置２０ｂと、位置ずれ調整装置４０ｂと、を備えている。
【０１５５】
位置ずれ検出装置２０ｂは、検知部２１ｂと、判定部２２ｂと、記憶部２３ｂと、カメラ３１と、カメラ３２と、マーカー３３と、マーカー３４と、を有している。
【０１５６】
カメラ３１は、集光レンズ支持部材１６により支持されている。具体的には、カメラ３１は、集光レンズ支持部材１６に嵌め込まれており、反射鏡１４のマーカー固定部１４ｂ上に配置されたマーカー３３を撮像する。
【０１５７】
カメラ３１は、例えば、ＣＣＤカメラを用いることができる。ＣＣＤカメラは、デジタルカメラ等のピント調整で用いられているパッシブ型のオートフォーカス機能を備えていてもよい。
【０１５８】
マーカー３３は、上で述べたように、反射鏡１４のマーカー固定部１４ｂ上に配置されている。マーカー３３はさらに、カメラ３１の撮像領域に含まれている。ここで、反射鏡１４と金属ベース６とは、お互いからの位置がずれないように、予め固定されている。例えば、反射鏡１４と金属ベース６とを一体化してもよいし、両者を他の同一の部材に固定しておいてもよい。これにより、マーカー３３と発光部３との相対位置関係が固定される。
【０１５９】
カメラ３１は、マーカー３３を撮像し、その撮像結果を検知部２１ｂに出力する。検知部２１ｂは、カメラ３１から出力された撮像結果を用いて、カメラ３１とマーカー３３との相対位置関係を検知する。
【０１６０】
上述したように、マーカー３３と発光部３との相対位置関係は固定されている。したがって、カメラ３１とマーカー３３との相対位置関係から、カメラ３１と発光部３との相対位置関係を導出することができる。一方、カメラ３１は、集光レンズ支持部材１６に固定されており、カメラ３１と集光レンズ４との相対位置関係も固定されている。カメラ３１とマーカー３３との相対位置関係から、集光レンズ４とマーカー３３との相対位置関係を導出することができる。
【０１６１】
すなわち、検知部２１ｂは、これらのことから、カメラ３１の撮像結果を用いて、集光レンズ４と発光部３との相対位置関係を導出することができる。
【０１６２】
カメラ３２は、レーザ素子支持部材１５により支持されている。具体的には、カメラ３２は、レーザ素子支持部材１５に嵌め込まれており、集光レンズ支持部材１６上の配置されたマーカー３４を撮像する。
【０１６３】
カメラ３２は、カメラ３１と同様、例えば、ＣＣＤカメラを用いることができる。ＣＣＤカメラは、デジタルカメラ等のピント調整で用いられているパッシブ型のオートフォーカス機能を備えていてもよい。
【０１６４】
マーカー３４は、上で述べたように、集光レンズ支持部材１６上に配置されている。マーカー３４はさらに、カメラ３２の撮像領域に含まれている。ここで、集光レンズ４は、集光レンズ支持部材１６に嵌め込まれている。これにより、マーカー３４と集光レンズ支持部材１６との相対位置関係が固定される。
【０１６５】
カメラ３２は、マーカー３４を撮像し、その撮像結果を検知部２１ｂに出力する。検知部２１ｂは、カメラ３２から出力された撮像結果を用いて、カメラ３２とマーカー３４との相対位置関係を検知する。
【０１６６】
マーカー３４と集光レンズ４との相対位置関係は固定されている。したがって、カメラ３２とマーカー３４との相対位置関係から、カメラ３２と集光レンズ４との相対位置関係を導出することができる。一方、カメラ３２は、レーザ素子支持部材１５に固定されており、カメラ３２とレーザ素子２との相対位置関係も固定されている。カメラ３２とマーカー３４との相対位置関係から、レーザ素子２とマーカー３４との相対位置関係を導出することができる。
【０１６７】
すなわち、検知部２１ｂは、これらのことから、カメラ３２の撮像結果を用いて、レーザ素子２と集光レンズ４との相対位置関係を検知することができる。
【０１６８】
図６（ａ）および（ｂ）に、マーカー３３およびマーカー３４の一例を示す。カメラ３１およびカメラ３２は、例えば、これらマーカー３３およびマーカー３４に描かれている、白色部分と黒色部分とを撮像し、それらの間におけるコントラストの強度分布を、検知部２１ｂに出力する。
【０１６９】
検知部２１ｂは、発光装置１０４における、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係を検知する。検知部２１ｂは、カメラ３１およびカメラ３２と接続しており、上述したように、カメラ３１の撮像結果およびカメラ３２の撮像結果を、それぞれ、受け取る。検知部２１ｂは、それらの撮像結果を基に、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係を検知する。具体的には、検知部２１は、レーザ素子２から出射されたレーザ光が所望の照射面積により発光部３に照射されるよう、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係を検知する。
【０１７０】
判定部２２ｂは、検知部２１ｂの検知結果と、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の基準相対位置関係とを比較し、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係が基準相対位置関係から、ずれているか否かを判定する。
【０１７１】
位置ずれ調整装置４０ｂは、アクチュエータ駆動回路４１ｂと、アクチュエータ４２ｂと、連結部材４３ｂ１と、連結部材４３ｂ２と、を有している。
【０１７２】
アクチュエータ駆動回路４１ｂは、判定部２２ｂの判定結果に含まれるずれ量を抽出する。このずれ量から、アクチュエータ駆動回路４１ｂは、アクチュエータ４２ｂ、連結部材４３ｂ１および連結部材４３ｂ２から構成された移動機構４４ｂによる移動を駆動するための駆動信号を生成する。ここで、連結部材４３ｂ１は、アクチュエータ４２ｂとレーザ素子支持部材１５とを連結するものであり、連結部材４３ｂ２は、アクチュエータ４２ｂと集光レンズ支持部材１６とを連結するものである。したがって、この駆動信号は、移動機構４４ｂによる移動量、すなわち、レーザ素子支持部材１５および集光レンズ支持部材１６の各々が移動する量を示す信号である。そして、その移動方向は、各々の、水平方向における移動、および、鉛直方向における移動、のいずれであっても構わない。
【０１７３】
なお、本実施形態では、位置ずれ検出装置２０ｂは、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係の、基準相対位置関係からのずれを検出し、次に、位置ずれ調整装置４０ｂは、位置ずれ検出装置２０ｂの検出結果を用いて、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係を基準相対位置関係に引き戻している。
【０１７４】
ここで、位置ずれ調整装置４０ｂは、単に一回のみの引き戻し動作により、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係を、基準相対位置関係に回復させる必要はない。例えば、複数回の引き戻し動作により、徐々に、基準相対位置関係に近づけていけばよい。そして、位置ずれ検出装置２０ｂが位置ずれを検出しなくなるまで、複数回の引き戻し動作を行なえばよい。この場合、位置ずれ検出装置２０ｂは、位置ずれ調整装置４０ｂが引き戻し動作を行なう毎に、ずれを検出することになる。
【０１７５】
このような形態は、例えば、デジタルカメラ等のピント調整で用いられるパッシブ型のオートフォーカス機能、すなわち、実際に動かしてみて、ピントが合った点で動作を止めるカメラのピント合わせの如く実行される形態である。
【０１７６】
〔実施形態５〕
本発明の実施形態５は、反射型の発光装置に係る実施形態１を、透過型の発光装置に適用した形態である。以下、実施形態１と異なる点を説明する。
【０１７７】
本発明の実施形態５について図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図７は、本発明の実施形態５に係る発光装置１０５の概略構成を示す断面図である。なお、実施形態１〜４と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１７８】
図７に示すように、発光装置１０５は、レーザ素子２と、集光レンズ７１と、光ファイバー７２と、フェルール（光学部材）７３と、発光部３と、レーザ素子支持部材１７と、フェルール支持部材１８と、発光部支持部材１９と、位置ずれ検出装置２０ｃと、位置ずれ調整装置４０ｃと、を備えている。
【０１７９】
光ファイバー７２は、レーザ素子２が発振したレーザ光を発光部３へと導く導光部材であり、複数の光ファイバーの束である。この光ファイバー７２は、例えば、集光レンズ７１を通して、レーザ素子２からレーザ光が入射される。光ファイバー７２の先端は、フェルール７３により保持され、フェルール支持部材１８に支持されている。
【０１８０】
発光部３は、レーザ光を透過する透過部材を用いた発光部支持部材１９により支持されている。光ファイバー７２の先端から出射されたレーザ光は、発光部支持部材１９を透過し、発光部３に照射される。
【０１８１】
位置ずれ検出装置２０ｃは、検知部２１ｃと、判定部２２ｃと、記憶部２３ｃと、レーザ素子２４ｃと、コリメータレンズ２５ｃと、ビームスプリッタ（ハーフミラー）２６ｃと、受光素子３０ｃと、反射部材３５と、を有している。レーザ素子２４ｃから出射されたレーザ光は、コリメータレンズ２５ｃを通過し、ビームスプリッタ２６ｃに入射する。ビームスプリッタ２６ｃから出射されたレーザ光は、反射部材３５に向かい、反射部材３５により反射された後、ビームスプリッタ２６ｃを通過し、受光素子３０ｃに照射される。
【０１８２】
レーザ素子２４ｃは、フェルール支持部材１８に嵌め込まれており、一方、反射部材３５は、発光部支持部材１９に固定されている。位置ずれ検出装置２０ｃは、このレーザ素子２４ｃと反射部材３５との相対位置関係を検知することにより、フェルール支持部材１８により支持されたフェルール７３、すなわち、光ファイバー７２の先端と、発光部支持部材１９により支持された発光部３との相対位置関係を検知する。
【０１８３】
〔実施形態６〕
本発明の実施形態６は、反射型の発光装置に係る実施形態４を、透過型の発光装置に適用した形態である。以下、実施形態４と異なる点を説明する。
【０１８４】
本発明の実施形態６について図８に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図８は、本発明の実施形態６に係る発光装置１０６の概略構成を示す断面図である。なお、実施形態１〜５と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１８５】
図８に示すように、発光装置１０６は、レーザ素子２と、集光レンズ７１と、光ファイバー７２と、フェルール７３と、発光部３と、レーザ素子支持部材１７と、フェルール支持部材１８と、発光部支持部材１９ａと、位置ずれ検出装置２０ｄと、位置ずれ調整装置４０ｄと、を備えている。
【０１８６】
位置ずれ検出装置２０ｄは、検知部２１ｄと、判定部２２ｄと、記憶部２３ｄと、カメラ３１ｄと、マーカー３３ｄと、を有している。
【０１８７】
カメラ３１ｄは、フェルール支持部材１８に嵌め込まれており、一方、マーカー３３ｄは、発光部支持部材１９ａに固定されている。位置ずれ検出装置２０ｄは、このカメラ３１ｄとマーカー３３ｄとの相対位置関係を検知することにより、フェルール支持部材１８により支持されたフェルール７３、すなわち、光ファイバー７２の先端と、発光部支持部材１９ａにより支持された発光部３との相対位置関係を検知する。
【０１８８】
上記の実施形態１〜６では、位置ずれ検出装置および位置ずれ調整装置を備えた発光装置について記載したが、位置ずれ検出装置および位置ずれ調整装置を発光装置から独立させてもよい。その場合は、位置ずれ検出装置および位置ずれ調整装置をそれぞれ、発光装置から脱着可能な形態とすればよい。
【０１８９】
〔本発明における集光の定義〕
上記の実施形態１〜６では、例えば、図１に示すように、レーザ素子２から出射されたレーザ光は、集光レンズ４を通過することにより、発光部３に向かって収束（集束、収斂）しつつ、発光部３に照射されている。すなわち、集光レンズ４は、レーザ素子２から出射された光を発光部３に向けて収束させるものであった。したがって、上記の実施形態１〜６においては、集光レンズ４の「集光」は、「光を狭める」、言い換えれば、「一点に集める」という意義を持つと言える。
【０１９０】
しかしながら、本発明における「集光」の意義は、このような「光を狭める」や「一点に集める」に限られるものではない。本発明における「集光」の意義は、要は、「所望の照射領域に光が照射されるようにする」ことのみであり、上で述べたような、「光を狭める」や「一点に集める」といった意義のみならず、「光を広げる」、より具体的には、「一点から広げる」といった意義や、「光の進行方向を変化させない」といった意義も含むものである。以下、後者の意義について、具体例を説明する。
【０１９１】
例えば、図９に、本発明に好適な半導体レーザ装置を示す。図９（ａ）は、半導体レーザ装置８１と発光部３との位置関係を示す図であり、図９（ｂ）は、半導体レーザ装置８１の外観図である。また、図１０は、図９（ｂ）の半導体レーザ装置８１の断面図である。
【０１９２】
図９（ａ）に示すように、半導体レーザ装置８１は、発光部３に向かって、レーザ光を出射し、そのレーザ光が発光部３に照射される。半導体レーザ装置８１は、図９（ｂ）に示すように、レーザ光の出射方向側にキャップガラス８４を備えており、このキャップガラス８４を通して、半導体レーザ装置８１の外部にレーザ光を出射する。
【０１９３】
図９（ｂ）および図１０に示すように、半導体レーザ装置８１は、ステム８２とキャップ８３とからなるパッケージ内に、半導体レーザ素子８７が封入されている。キャップ８３の開口部には上述のキャップガラス８４が融着されており、キャップガラス８４は、半導体レーザ素子８７から出射されるレーザ光をキャップ８３の外部に取り出す機能を有している。そして、キャップガラス８４およびキャップ８３によって、パッケージ内に半導体レーザ素子８７が気密封止されている。
【０１９４】
半導体レーザ素子８７は、後述のヒートシンク８８と共に、ステム８２上に配置されたレーザ素子保持部材８６に埋め込まれ、装填されている。レーザ素子保持部材８６は、ステム８２上に固定されており、半導体レーザ素子８７とキャップガラス８４との距離を一定に維持する。これにより、半導体レーザ素子８７から出射されたレーザ光はキャップガラス８４に確実に入射する。
【０１９５】
半導体レーザ素子８７は、そのレーザ光出射面側を除き、金属等の熱伝導材料を用いたヒートシンク８８に取り囲まれている。このヒートシンク８８を通して、半導体レーザ素子８７が発する熱は、レーザ素子保持部材８６側に効率よく放熱される。
【０１９６】
ステム８２には、２本のリード８５が取り付けられており、それら２本のリード８５を用いて、半導体レーザ素子８７を駆動させるための駆動電流が半導体レーザ装置８１の外部から供給されている。なお、図１０に示すように、２本のリード８５は、配線、レーザ素子保持部材８６およびヒートシンク８８を通して、レーザ素子保持部材８６に装填された半導体レーザ素子８７の２つの電極に、それぞれ電気的に接続されている。
【０１９７】
このような半導体レーザ装置８１では、キャップガラス８４は、本発明の「光学部材」の一例であり、半導体レーザ素子８７は、本発明の「励起光源」の一例である。この場合、半導体レーザ素子８７から出射されたレーザ光は、キャップガラス８４により集光され、発光部３に照射される、と言える。
【０１９８】
半導体レーザ素子８７から出射されたレーザ光は、半導体レーザ素子８７の配向特性に従い、ある広がり角をもってキャップガラス８４に入射する。キャップガラス８４は、自身に入射したレーザ光をほぼ広げることなく、出射する。
【０１９９】
より具体的には、半導体レーザ素子８７から出射されたレーザ光は、キャップガラス８４に入射する際、キャップガラス８４の界面において、キャップガラス８４とその周囲の気体（例えば、キャップ８３内に封入された乾燥空気）のそれぞれの屈折率に応じて屈折し、その広がり角度が変化する。キャップガラス８４内では、レーザ光は、その広がり角度を維持しつつ、進行する。
【０２００】
このレーザ光は、キャップガラス８４内を進行し、キャップガラス８４から出射する際、再び、キャップガラス８４の界面において、キャップガラス８４とその周囲の気体のそれぞれの屈折率に応じて屈折し、その広がり角度が再び変化する。
【０２０１】
半導体レーザ装置８１においては、半導体レーザ素子８７から出射された後、このような２度にわたる広がり角度の変化を経たレーザ光が、図９に示したように、発光部３に照射される。
【０２０２】
すなわち、ここでの「集光」の意義は、上記実施の形態１〜６の場合のような、「光を狭める」や「一点に集める」というものではない。上述したような、「光を広げる」、「一点から広げる」、そして、「光の進行方向を変化させない」といった意義となる。
【０２０３】
このようにして、本発明における「集光」の意義は、「所望の照射領域に光が照射されるようにする」ということであると言える。
【０２０４】
〔発光装置のその他の構成例〕
本発明の発光装置は、車両用前照灯や、その他の照明装置に適用されてもよい。本発明の照明装置の一例として、ダウンライトを挙げることができる。ダウンライトは、家屋、乗物などの構造物の天井に設置される照明装置である。その他にも、本発明の照明装置は、車両および他の移動物体（例えば、人間・船舶・航空機・潜水艇・ロケットなど）のヘッドランプとして実現されてもよいし、サーチライト、プロジェクタ、ダウンライト以外の室内照明器具（スタンドランプなど）として実現されてもよい。特に、プロジェクタが振動のあるような環境（例えば、車のような移動体）の中で使用される場合、そのプロジェクタの光源である発光装置に本発明を適用することは、非常に有効である。
【０２０５】
発光部への励起光照射面積を一定にでき、発光部からの蛍光の強度が時間に対して変化しないため、照明光を対象物に照射した時のスペックルの発生を抑制できるとともに、照明光のちらつきを防止することができる。したがって、人の目が疲れにくくすることができる。
【０２０６】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０２０７】
本発明は、発光部への照射面積を一定に保つことができ、特に照明装置に好適である。
【符号の説明】
【０２０８】
２ レーザ素子（励起光源、半導体レーザ）
４ 集光レンズ（光学部材）
２４、２４ａ、２４ｃ レーザ素子
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ 位置ずれ検出装置
２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ 検知部（検知手段）
２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ 判定部（判定手段）
３０、３０ｃ 受光素子（受光部）
４０、４０ｂ、４０ｃ 位置ずれ調整装置
５２、５３ 弾性部材
７３ フェルール（光学部材）
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６ 発光装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高輝度光源として機能する発光装置、当該発光装置を備えた照明装置、プロジェクタおよび車両用前照灯に関し、特に、このような発光装置等に好適な位置ずれ検出装置および位置ずれ調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、励起光源として発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）や半導体レーザ（ＬＤ；Laser Diode）等の半導体発光素子を用い、これらの励起光源から生じた励起光を、蛍光体を含む発光部に照射することによって発生する蛍光を照明光として用いる発光装置の研究が盛んになってきている。
【０００３】
このような従来の発光装置の一例として、特許文献１に開示された光源装置がある。この特許文献１に開示された光源装置は、半導体レーザと、半導体レーザからのレーザ光を平行光線束とするコリメータと、コリメータからの平行光線束のレーザ光を集光するコンデンサと、コンデンサで集光したレーザ光を吸収し自然放出光としてインコヒーレント光を放出する蛍光体とを有している。この光源装置は、コヒーレントなレーザ光が漏れないようにレーザ光反射鏡を有する構成を採用している。
【０００４】
また、特許文献２に開示された光源装置は、半導体レーザと、半導体レーザからの励起光を導光する光ファイバーと、光ファイバー射出端部と光学的に接続され、その射出端部から射出された励起光を受光し、波長の異なる光を射出する波長変換部材（すなわち、発光部）と、その波長変換部材および励起光の光路上に配置された光発散手段を保持するための保持部材とを有している。そして、励起光の利用効率を高くし、照明光射出部を小型化するために、光ファイバー射出端部とレンズなどの光発散手段と波長変換部材との距離や、光発散手段と波長変換部材の有効領域の範囲を最適化している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２９５３１９号公報（２００３年１０月１５日公開）
【特許文献２】特開２０１０−８１９５７号公報（２０１０年４月１５日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、励起光源にレーザ光源を用い、蛍光体などの発光部を発光させ、照明光を得る発光装置がある。このような発光装置において、レーザ光を凸レンズに代表されるような集光するための光学部材を用いて発光部に照射する場合が典型的である。このような場合、レーザ光源、光学部材および発光部という、３つの部材の間における相対的な位置関係が非常に重要である。
【０００７】
つまり、このような発光装置では、これら３つの部材のうちのいずれかの位置が何かの拍子にずれて、言い換えると、各々の位置が最適な位置から変動すると、その結果、発光部上における、光学部材によるレーザ光の集光状態が変化してしまう場合がある。この場合、発光部に照射されるレーザ光の光密度が所望の状態よりも高くなってしまったり、あるいは逆に、低くなってしまったりすることになる。
【０００８】
このような場合、これら３つの部材間における相対位置関係が最適な位置関係からずれないようにすることが強く望まれることは言うまでもない。そして、このことは、それらの間における相対位置関係の、最適な位置関係からのずれが検出可能となっていることが必須の前提条件である。
【０００９】
また、上で述べたような相対的な位置関係のずれは、以下の問題を引き起こす要因となる。
（１）目に対する危険性の増大
（２）発光部の劣化
（３）発光部の、発光の強度、色度および配光特性の変動
小さな発光点を有する光源から放射された高いエネルギーの光が人間の目に入射した場合、網膜上では、その小さな発光点のサイズにまで光源像が絞られる。これにより、結像箇所におけるエネルギー密度が極めて高くなってしまうことがある。例えば、半導体レーザ素子から放射されるレーザ光は、発光点サイズが１０μｍ角よりも小さい場合があり、そのような光源から放射される光が直接、あるいは、レンズやミラーといった光学部材を介したとしても小さな発光点が直接または間接的に見える状態で、目に入射すると、網膜上の結像箇所が損傷してしまうことがある。
【００１０】
これを回避するためには、発光点のサイズを、一定の有限サイズ以上（当然、光密度にも依存するが、具体的には、例えば１ｍｍ×１ｍｍ以上）に拡大しなければならない。
【００１１】
典型的な高出力の半導体レーザにおける発光点のサイズは、例えば１μｍ×１０μｍである。面積としては１０μｍ２＝１．０×１０−５ｍｍ２である。すなわち、発光点が１ｍｍ２の光源と比較すると、同じエネルギーの光であったとしても、網膜上に結像される領域のエネルギー密度は１０５倍も高くなってしまう。
【００１２】
発光点のサイズを拡大させることにより、網膜上の結像サイズを拡大させることができる。これにより、同じエネルギーの光が目に入射した場合であっても、網膜上のエネルギー密度を低減させることが可能となる。
【００１３】
さらに、光の輝度の観点から言えば、目に対する安全性を確保しつつ、要求される輝度が得られる範囲に収めなければならない。
【００１４】
特許文献１に開示された光源装置は、レーザダイオードからのコヒーレント光を、蛍光体に照射し、インコヒーレント光に変換している。この変換により、人の目に対する安全性を確保している。さらに、蛍光体でインコヒーレント光に変換されず、蛍光体を透過してくるレーザ光については、反射鏡を用いて、照明光照射側（人の目に向かっていく方向）にレーザ光が投影されてしまうことを回避している。
【００１５】
しかし、特許文献１には、半導体レーザと蛍光体との間に位置ずれが起きた場合、上で述べたような、蛍光体にレーザ光が集中し、高光密度で照射されてしまうという課題については開示されていない。そもそも、特許文献１は、半導体レーザと蛍光体の各々の位置がずれてしまうことを想定しているものではない。
【００１６】
また、特許文献２に開示された光源装置は、励起光の利用効率を高くし、照明光射出部を小型化するために、光ファイバー射出端部とレンズなどの光発散手段と波長変換部材との距離や、光発散手段と波長変換部材の有効領域の範囲を最適化している。
【００１７】
しかし、上記（１）〜（３）の問題点を解消することを目的とするものではなく、特許文献１と同様、半導体レーザと蛍光体の各々の位置を調整することはできない。
【００１８】
なお、上記問題は、励起光源が半導体レーザの場合に限定される問題ではなく、高出力可能な励起光源であれば、半導体レーザ特有の特性を有していない励起光源、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）等であっても、問題となる。
【００１９】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、励起光源から出射された励起光を、光学部材を通して発光部に集光し、当該発光部を発光させる発光装置において、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係のずれを検出可能な位置ずれ検出装置、発光装置、照明装置、プロジェクタ、車両用前照灯および位置ずれ調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するために、本発明に係る位置ずれ検出装置は、励起光源から出射された励起光を、光学部材を通して発光部に集光し、当該発光部を発光させる発光装置における、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係を検知する検知手段と、上記検知手段の検知結果と、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係において基準とすべき基準相対位置関係とを比較し、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の、上記検知手段の検知の際における相対位置関係が、上記基準相対位置関係から、ずれているか否かを判定する判定手段とを備える。
【００２１】
上記構成によれば、励起光源から出射し光学部材を経由して集光された励起光を発光部に照射することにより発光する発光装置に対して、励起光源と光学部材と発光部との相対位置関係を、それらの間における基準相対位置関係からのずれを検出装置により検出することができる。例えば、発光装置が搭載される照明器具や車両の動きにより、励起光源と光学部材と発光部との相対位置関係がずれた場合でも、ずれたことを検出することができる。
【００２２】
上記基準相対位置関係は、上記発光部に集光される励起光に関する、上記発光部上における照射領域の面積あるいは当該照射領域の上記発光部上における位置のうちの少なくとも一方を基に、予め設定されていることが好ましい。
【００２３】
上記構成によれば、励起光が所望の状態からずれて発光部に照射される、つまり、励起光が所望の状態よりも集中して発光部に照射される、あるいは所望の状態よりも拡散して照射される状態となった場合、ずれを検出することができる。
【００２４】
上記励起光源を支持する励起光源支持面および上記発光部を支持する発光部支持面のいずれか一方の面側から他方の面側に向かってレーザ光を出射するレーザ光源と、上記レーザ光源から出射されたレーザ光のうち、上記他方の面側から反射されて上記一方の面側に戻る戻り光を受光する受光部とをさらに備え、上記検知手段は、自身の検知結果として、上記受光部から、上記戻り光の、上記受光部上での焦点形状を取得し、上記判定手段は、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係を上記基準相対位置関係にしたときにおける、上記受光部上の焦点形状である基準焦点形状と、上記検知手段により取得された上記受光部上での焦点形状と、を比較し、それら２つの焦点形状の間に変化があった場合、上記ずれているという判定を行なうことが好ましい。
【００２５】
上記構成によれば、受光部上での焦点形状の変化を判定することにより、励起光源と光学部材と発光部との相対位置関係のずれを高速かつ高精度で検出することができる。
【００２６】
上記レーザ光源は、上記発光装置の上記励起光源として用いられており、上記発光部から発光された光を遮断し、且つ、上記戻り光を透過する光機能フィルターをさらに備え、上記光機能フィルターは、上記受光部の、光を受光する受光面側に配置されていることが好ましい。
【００２７】
上記構成によれば、発光装置は、励起光源とレーザ光源とを同一の光源として備えることができ、かつ、光機能フィルターによって発光部から出射した光を受光部に受光することを防ぐことができる。そのため、レーザ光源およびその光学系を構成する必要がなく、検出装置を小型化・簡略化することができ、さらに受光部には励起光源からの励起光のみ受光され、励起光源と光学部材と発光部との相対位置関係のずれを、基準相対位置関係からのずれにより高精度に検出することができる。
【００２８】
上記励起光源を支持する励起光源支持部材あるいは上記光学部材を支持する光学部材支持部材のうちの少なくとも一方に配置されたカメラと、上記カメラの撮像領域に含まれたマーカーとをさらに備え、上記マーカーは、上記励起光源支持部材に配置されたカメラの撮像領域に含まれ、且つ、上記光学部材支持部材に配置されたマーカー、あるいは、上記光学部材支持部材に配置されたカメラの撮像領域に含まれ、且つ、上記発光部を支持する発光部支持部材に配置されたマーカー、のうちの少なくとも一方を含み、上記検知手段は、自身の検知結果として、上記カメラにより上記マーカーを撮像した撮像結果を取得し、上記判定手段は、上記カメラと上記マーカーとの間の相対位置関係を上記基準相対位置関係にしたときにおける、上記カメラによる撮像結果と、上記検知手段により取得された撮像結果と、を比較し、それら２つの撮像結果の間に変化があった場合、上記ずれているという判定を行なうことが好ましい。
【００２９】
上記構成によれば、カメラによるマーカーの撮像結果の変化を判定することにより、励起光源と光学部材と発光部との相対位置関係のずれを高速かつ高精度で検出することができる。
【００３０】
本発明に係る発光装置は、励起光を出射する励起光源と、上記励起光源から出射された励起光を集光する光学部材と、上記光学部材により集光された励起光により発光する発光部と、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係におけるずれを検出する位置ずれ検出装置と、上記位置ずれ検出装置により検出されたずれを調整する位置ずれ調整装置とを備え、上記位置ずれ検出装置は、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係を検知する検知手段と、上記検知手段の検知結果と、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係において基準とすべき基準相対位置関係とを比較し、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の、上記検知手段の検知の際における相対位置関係が、上記基準相対位置関係から、ずれているか否かを判定する判定手段とを有し、上記位置ずれ調整装置は、上記位置ずれ検出装置によりずれの検出が行なわれたときに、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係を上記基準相対位置関係に引き戻すことにより、上記位置ずれ検出装置により検出されたずれを調整する。
【００３１】
上記構成によれば、励起光源から出射し光学部材を経由して集光された励起光を発光部に照射することにより発光する。
【００３２】
励起光源と光学部材と発光部との相対位置関係がずれた場合に、検出部によって基準相対位置関係からのずれを検出し、位置ずれ調整装置によって基準位置関係に戻される。例えば、発光装置が搭載される照明器具や車両の動きにより、励起光源と光学部材と発光部との相対位置関係がずれた場合でも、位置ずれ調整装置により再び、基準相対位置関係に戻されることになる。このため、上で述べたようなずれが生じた場合でも、励起光を所望の位置および範囲で発光部に照射し続けることが可能となる。
【００３３】
それにより、励起光が所望の状態よりも集中して発光部に照射されることによる発光部の劣化を遅らせたり、輝度が極めて高くなることや、アイセーフの観点からの危険性を防いだりすることができる。ここで、アイセーフとは、人間の目に対する安全性のことを指す。また逆に、励起光が所望の状態より集中させることができず発光部に照射されることにより、輝度が低くなり所望の光学特性を得られないことも防ぐことができる。
【００３４】
上記基準相対位置関係は、上記発光部に集光される励起光に関する、上記発光部上における照射領域の面積あるいは当該照射領域の上記発光部上における位置のうちの少なくとも一方を基に、予め設定されていることが好ましい。
【００３５】
上記構成によれば、励起光が所望の状態からずれて発光部に照射される、つまり、励起光が所望の状態よりも集中して発光部に照射される、あるいは所望の状態よりも拡散して照射される状態となった場合、ずれを検出することができる。
【００３６】
上記位置ずれ調整装置は、上記励起光源、上記光学部材あるいは上記発光部のうちの少なくとも１つの位置を移動させる移動機構を含むことが好ましい。
【００３７】
上記構成によれば、励起光源、光学部材および発光部の少なくとも１つの位置を移動させることにより、基準相対位置関係へ適切に戻すことができる。それにより、励起光の照射位置が発光部からずれてしまうことを防ぐことができる。また、励起光を所望の照射面積で発光部に照射することができる。
【００３８】
よって、励起光が所望の状態よりも集中して発光部に照射されることによる発光部の劣化を遅らせたり、輝度が極めて高くなることや、アイセーフの観点からの危険性を防いだりすることができる。また逆に、励起光が所望の状態より集中させることができず発光部に照射されることにより、輝度が低くなり所望の光学特性を得られないことも防ぐことができる。
【００３９】
上記移動機構は、上記励起光源および上記発光部を固定し、上記光学部材を移動させることを特徴とすることが好ましい。
【００４０】
上記構成によれば、上記励起光源と上記光学部材と上記発光部との相対位置関係を、上記光学部材の位置を移動させることにより、基準相対位置関係に保つことができる。それにより、位置ずれ調整装置が移動させる対象が光学部材のみとなるため、位置ずれ調整装置を小型化・簡略化することができる。
【００４１】
本発明に係る発光装置は、励起光を出射する励起光源と、上記励起光源から出射された励起光を集光する光学部材と、上記光学部材により集光された励起光により発光する発光部と、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係を保持する弾性部材とを備える。
【００４２】
上記構成によれば、励起光源から出射し光学部材を経由して集光された励起光を発光部に照射することにより発光する。
【００４３】
ここで、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係は、例えば、バネといった弾性部材の弾性力によって、保持されている。具体的には、励起光源と光学部材と発光部との相対位置関係がずれた場合でも、弾性部材の弾性力により、基準位置関係に戻される。このため、上で述べたようなずれが生じた場合でも、励起光を所望の位置および範囲で発光部に照射し続けることが可能となる。
【００４４】
それにより、励起光が所望の状態よりも集中して発光部に照射されることによる発光部の劣化を遅らせたり、輝度が極めて高くなることや、アイセーフの観点からの危険性を防いだりすることができる。また逆に、励起光が所望の状態より集中させることができず発光部に照射されることにより、輝度が低くなり所望の光学特性を得られないことも防ぐことができる。
【００４５】
上記発光部から発光された光を反射する反射鏡をさらに備えることが好ましい。
【００４６】
上記構成によれば、発光部より出射した光を反射鏡により、所望の方向へと反射させることができる。
【００４７】
上記励起光源は、レーザ光源であることが好ましい。
【００４８】
上記構成によれば、レーザ光は光学系によって集光することが容易である。その為、高出力かつ高輝度な発光装置を得ることができ、なおかつ励起光が所望の状態よりも集中して発光部に照射されることによる発光部の劣化を遅らせたり、輝度が極めて高くなることや、アイセーフの観点からの危険性を防いだりすることができる。
【００４９】
上記レーザ光源は、半導体レーザ光源であることが好ましい。
【００５０】
上記構成によれば、半導体レーザは小型である為、発光装置を小型化することができる。また発光装置が小型化すると、この発光装置を用いた照明装置のデザインの自由度を格段に向上させることができる。
【００５１】
本発明に係る位置ずれ調整方法は、励起光源から出射された励起光を、光学部材を通して発光部に集光し、当該発光部を発光させる発光装置における、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係におけるずれを検出する位置ずれ検出工程と、上記位置ずれ検出工程にて検出されたずれを調整する位置ずれ調整工程とを含み、上記位置ずれ検出工程は、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係を検知する検知工程と、上記検知工程での検知結果と、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係において基準とすべき基準相対位置関係とを比較し、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の、上記検知工程での検知の際における相対位置関係が、上記基準相対位置関係から、ずれているか否かを判定する判定工程と、を含み、上記位置ずれ調整工程は、上記位置ずれ検出工程にてずれの検出が行なわれたときに、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係を上記基準相対位置関係に引き戻すことにより、上記位置ずれ検出工程にて検出されたずれを調整する。
【００５２】
上記構成によれば、励起光源から出射し、光学部材を経由して集光された励起光を発光部に照射することにより発光する。
【００５３】
励起光源と光学部材と発光部との相対位置関係のずれを、それらの間における基準相対位置関係からのずれにより検出した場合に、位置調整方法によって基準相対位置関係に戻される。例えば、発光装置が搭載される照明器具や車両の動きにより、励起光源と光学部材と発光部との相対位置関係がずれた場合でも、位置調整方法により再び、基準相対位置関係に戻されることになる。このため、上で述べたようなずれが生じた場合でも、励起光を所望の位置および範囲で発光部に照射し続けることが可能となる。
【００５４】
それにより、励起光が所望の状態よりも集中して発光部に照射されることによる発光部の劣化を遅らせたり、輝度が極めて高くなることや、アイセーフの観点からの危険性を防いだりすることができる。また逆に、励起光が所望の状態より集中させることができず発光部に照射されることにより、輝度が低くなり所望の光学特性を得られないことも防ぐことができる。
【００５５】
また、上記発光装置を備えている照明装置、プロジェクタおよび車両用前照灯も本発明の技術的範囲に含まれる。
【発明の効果】
【００５６】
本発明によれば、励起光源から出射された励起光を、光学部材を通して発光部に集光し、当該発光部を発光させる発光装置において、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係のずれを検出可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態に係る発光装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る位置ずれ調整方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の他の実施形態に係る発光装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る発光装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る発光装置の構成を示す図である。
【図６】マーカーの具体例を説明する模式図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る発光装置の構成を示す図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る発光装置の構成を示す図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る発光装置に用いられる半導体レーザ装置の構成を示す図であり、（ａ）は、半導体レーザ装置と発光部との位置関係を示す図であり、（ｂ）は、半導体レーザ装置の外観を示す図である。
【図１０】半導体レーザ装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
本発明の実施の一形態について図１および図２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００５９】
〔実施形態１〕
＜発光装置１０１の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る発光装置１０１の概略構成を示す断面図である。図１に示すように、発光装置１０１は、レーザ素子（励起光源、半導体レーザ）２と、発光部３と、集光レンズ（光学部材）４と、レーザ素子支持部材（励起光源支持部材）５と、金属ベース（発光部支持部材）６と、放熱板７と、集光レンズ支持部材（光学部材支持部材）８と、反射鏡９と、位置ずれ検出装置２０と、位置ずれ調整装置４０と、を備えている。
【００６０】
（レーザ素子２）
レーザ素子２は、励起光を出射する励起光源として機能する発光素子である。このレーザ素子２は、複数設けられていてもよい。その場合、複数のレーザ素子２のそれぞれから励起光としてのレーザ光が発振される。
【００６１】
レーザ素子２は、１チップに１つの発光点を有するものであってもよく、１チップに複数の発光点を有するものであってもよい。レーザ素子２のレーザ光の波長は、例えば、４０５ｎｍ（青紫色）または４５０ｎｍ（青色）であるが、これらに限定されず、発光部３に含める蛍光体の種類に応じて適宜選択されればよい。
【００６２】
また、励起光源（発光素子）として、レーザ素子２の代わりに、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることも可能である。
【００６３】
本実施形態では、波長４０５ｎｍ、出力５００ｍＷの半導体レーザチップを２０個並べたものを１パッケージに実装したものを用いた。
【００６４】
レーザ素子２は、レーザ素子支持部材５により支持されている。具体的には、レーザ素子２は、レーザ素子支持部材５の発光部３に対向する主面であるレーザ素子支持面（励起光源支持面）５ａ上に配置されており、発光部３に向け、レーザ光を出射する。
【００６５】
レーザ素子支持部材５は、例えば、レーザ素子２を駆動する駆動回路（図示省略）を搭載しており、この駆動回路は、レーザ素子２に駆動電流を供給し、レーザ素子２を駆動する。
【００６６】
（発光部３）
発光部３は、レーザ素子２から出射され、集光レンズ４によって集光されたレーザ光を受けて蛍光を発するものである。発光部３は、レーザ光を受けて発光する蛍光体（蛍光物質）を含んでいる。具体的には、発光部３は、封止材の内部に蛍光体が分散されているもの、または、蛍光体を押し固めたもの、または押し固めて熱処理を施したもの、または、蛍光体を堆積させて熱処理などの適切な後処理を施したものである。発光部３は、レーザ光を蛍光に変換するため、波長変換素子であると言える。
【００６７】
この発光部３は、放熱板７の上かつ反射鏡９のほぼ焦点位置に配置されている。そのため、発光部３から出射した蛍光は、反射鏡９の反射曲面に反射することで、その光路が制御される。発光部３の上面および側面にレーザ光の反射を防止する反射防止構造が形成されていてもよい。
【００６８】
なお、発光部３を焦点位置からずれた位置に配置することで、意図的に照明光の照射範囲を広げてもよい。
【００６９】
発光部３の蛍光体として、例えば、酸窒化物蛍光体（例えば、サイアロン蛍光体：ＳｉＡｌＯＮ）、窒化物蛍光体（例えば、カズン蛍光体：ＣＡＳＮ）、またはＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ナノ粒子蛍光体（例えば、インジュウムリン：ＩｎＰ）を用いることができる。これらの蛍光体は、レーザ素子２から発せられた高い出力（および／または光密度）のレーザ光に対しての熱耐性が高く、レーザ照明光源に最適である。ただし、発光部３の蛍光体は、上述のものに限定されず、酸化物蛍光体や硫化物蛍光体など、その他の蛍光体であってもよい。
【００７０】
この発光装置をヘッドランプとして用いるときは、ヘッドランプの照明光は、所定の範囲の色度を有する白色にしなければならないことが、法律により規定されている。そのため、発光部３には、照明光が白色となるように選択された蛍光体を含ませるようにする。
【００７１】
例えば、青色、緑色および赤色の蛍光体を発光部３に含め、４０５ｎｍのレーザ光を照射すると白色光が発生する。または、黄色の蛍光体（または緑色および赤色の蛍光体）を発光部３に含め、４５０ｎｍ（青色）のレーザ光（または、４４０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する、いわゆる青色近傍のレーザ光）を照射することでも白色光が得られる。
【００７２】
発光部３の封止材は、例えば、ガラス材（無機ガラス、有機無機ハイブリッドガラス）、シリコーン樹脂等の樹脂材料である。ガラス材として低融点ガラスを用いてもよい。封止材は、励起光の波長である４０５ｎｍ付近の波長領域および蛍光体の発光スペクトル領域の波長領域において特に透明性の高いものが好ましく、レーザ光が高出力の場合には、耐熱性の高いものが好ましい。
【００７３】
本実施形態では、蛍光体として、窒化物蛍光体であるＣＡＳＮ：Ｅｕおよび酸窒化物蛍光体であるＣａ−αＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅを使用し、封止材として低融点ガラスを使用した。これらを重量比で（ＣＡＳＮ：Ｅｕ）：（Ｃａ−αＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ）＝１：３となるように混合したものを、電気泳動により放熱板７上に堆積させ、１０ｍｍ角、厚さ０．５ｍｍの直方体の蛍光体堆積物を得た。さらにこの蛍光体堆積物の表面が覆われる程度に、低融点ガラスの粉末を被せ、低融点ガラスのガラス軟化点以上の温度で熱処理を行なうことで蛍光体堆積物を封止し、発光部を得た。
【００７４】
発光部３は、放熱板７を介して金属ベース６により支持されている。具体的には、発光部３は、金属ベース６のレーザ素子２に対向する発光部支持面６ａ上に配置されている。発光部３は、レーザ素子２から出射されるレーザ光を受け、そのレーザ光により発光する。
【００７５】
発光部支持面６ａには、放熱板７を埋め込むための孔が設けられている。発光部３は、放熱板７に直接接触するように配置されている。放熱板７は、レーザ素子２から出射されたレーザ光の照射による、発光部３からの発熱を放熱する役目を担っている。
【００７６】
放熱板７として銅を用いた。銅のサイズは２０ｍｍ角、厚さ２ｍｍの直方体を使用した。そして、金属ベース６として、放熱板７を埋めこむための孔を有したアルミブロックを使用した。その大きさは４０ｍｍ角、厚さ５ｍｍの直方体である。放熱板７と金属ベース６の孔との間には熱伝導性のエラストマーを充填し、レーザ光により照射された発光部３において発生した熱が放熱板７に伝導し、放熱板７に伝導した熱が金属ベース６に伝わりやすくなるようにした。さらに、孔を有している側の面は鏡面とした。
【００７７】
金属ベース６の孔を有する側には、後述するようにレーザ光を照射し、反射させる必要があるため、熱に強く、レーザ光を高い反射率、少なくとも５０％以上の反射率で反射する材料を使用した方がよい。また、照射位置のみ鏡面を有していればよいので、そのような条件を満たすものであれば他の材料であってもよい。
【００７８】
（集光レンズ４）
集光レンズ４は、レーザ素子２から出射したレーザ光が発光部３に円形あるいは楕円形のスポットとして照射されるように、当該レーザ光を集光するためのレンズである。
【００７９】
集光レンズ４の例としては、発光部３に対する凸面を有する両凸レンズ、平凸レンズ、凸メニスカスレンズ等が例示できる。
【００８０】
なお、上述した例の他、発光部３の形状またはレーザ素子２の個数、レーザ素子２から出射されるレーザ光の配光特性に応じて、任意の軸を持つ凹面および凸面を有する独立したレンズの組合せ、任意の軸を持つ凸面および凸面を有する独立したレンズの組合せなどを採用しても良い。
【００８１】
これにより、発光部３の形状またはレーザ素子２の個数、レーザ素子２から出射されるレーザ光の配光特性に応じて適切なレンズの組合せを採用することで、発光部３の発光効率を高めることができる。
【００８２】
また、発光部３の形状またはレーザ素子２の個数、レーザ素子２から出射されるレーザ光の配光特性に応じて、任意の軸を持つ凹面および凸面を有するレンズを一体化した複合レンズ、任意の軸を持つ凸面および凸面を有する複合レンズを一体化したレンズを一体化した複合レンズなどを採用しても良い。
【００８３】
これにより、光学系全体の部品点数を少なくし、光学系全体のサイズを小さくしつつ、発光部３の形状またはレーザ素子２の個数、レーザ素子２から出射されるレーザ光の配光特性に応じて適切な複合レンズを採用することで、発光部３の発光効率を高めることができる。
【００８４】
本実施形態では、直径２０ｍｍの凸レンズを用いた。
【００８５】
集光レンズ４は、集光レンズ支持部材８により支持されている。集光レンズ支持部材８には開口部８ａが設けられている。レーザ素子２から出射されるレーザ光は、この開口部８ａを通り、集光レンズ支持部材８のレーザ素子２側から発光部３側へ進行する。集光レンズ４は、集光レンズ支持部材８の開口部８ａを覆いつつ、集光レンズ支持部材８の一主面上に配置されている。発光装置１０１では、集光レンズ４は、集光レンズ支持部材８の発光部３に対向する主面上に配置されているが、もちろん、集光レンズ支持部材８のレーザ素子２に対向する主面上に配置されていても構わない。
【００８６】
集光レンズ４は、開口部８ａを通過する、レーザ素子２から出射されたレーザ光を集光し、発光部３に照射する。
【００８７】
（反射鏡９）
反射鏡９は、発光部３が発生させた蛍光を反射し、所定の立体角内を進む光線束（照明光）を形成する。
【００８８】
また、反射鏡９は、発光部３に照射された励起光のうち、発光部３で反射や散乱された光も反射し、所定の立体角内を進む光線束（照明光）を形成する。ここで、照明光とは、最終的に発光装置１０１から放出されてくる光のことを指し、（１）発光部３から発生する蛍光のみで構成させる場合と、（２）発光部３から発生する蛍光と、発光部３に含まれる蛍光体の励起に使用されること無く、発光部３で反射や散乱された励起光と、の混色で構成される場合と、がある。この反射鏡９は、例えば、金属薄膜がその表面に形成された部材であってもよいし、そのものが金属製の部材であってもよい。
【００８９】
反射鏡９は、回転軸を中心として図形（楕円、円、放物線）を回転させることによって形成される曲面の少なくとも一部をその反射面に含んでいるものであればよい。
【００９０】
本実施形態では、放物線の対称軸を回転軸として当該放物線を回転させることによって形成される曲面（放物曲面）を、上記回転軸を含む平面で切断することによって得られる部分曲面をその反射面に含んでいる。
【００９１】
このような形状の反射鏡９が、発光部３の、側面よりも面積の広い上面の上方にその一部が配置されている。すなわち、反射鏡９は、発光部３の上面を覆う位置に配置されている。別の観点から説明すれば、発光部３の側面の一部は、反射鏡９の開口部の方向を向いている。
【００９２】
発光部３と反射鏡９との位置関係を上述のものにすることで、発光部３から発生する蛍光を狭い立体角内に効率的に投光することができ、その結果、蛍光の利用効率を高めることができる。
【００９３】
また、反射鏡９には、レーザ素子２およびレーザ素子２４の各々のレーザ光を透過または通過させる窓部９ａおよび窓９ｂが形成されている。この窓部９ａおよび窓９ｂは、開口部であってもよいし、レーザ光を透過可能な透明部材を含むものであってもよい。例えば、レーザ光を透過し、白色光（発光部３の蛍光）を反射するフィルターを設けた透明板を窓部９ａおよび窓９ｂとして設けてもよい。この構成では、発光部３の蛍光が窓部９ａおよび窓９ｂから漏れることを防止できる。
【００９４】
（位置ずれ検出装置２０）
位置ずれ検出装置２０は、検知部（検知手段）２１と、判定部（判定手段）２２と、記憶部２３と、レーザ素子２４と、コリメータレンズ２５と、ビームスプリッタ（ハーフミラー）２６と、集光レンズ２７と、蛍光カットフィルター（光機能フィルター）２８と、レンズ２９と、受光素子（受光部）３０と、を有している。
【００９５】
（検知部２１）
検知部２１は、発光装置１０１における、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係を検知する。検知部２１は、受光素子３０と接続しており、受光素子３０からその受光結果を受け取る。検知部２１は、その受光結果を基に、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係を検知する。具体的には、検知部２１は、レーザ素子２から出射されたレーザ光が所望の照射面積により発光部３に照射されるよう、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係を検知する。
【００９６】
ここで、この「相対位置関係」とは、例えば、発光装置１０１のように、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３がこの順に配置されている場合、レーザ素子２と集光レンズ４との間の相対距離、集光レンズ４と発光部３との間の相対距離、および、レーザ素子２と発光部３との間の相対距離、のことである。
【００９７】
このような「相対位置関係」には、その基準とすべき「基準相対位置関係」が設定されている。レーザ素子２から出射し、集光レンズ４を経由して集光されたレーザ光は、発光部３に照射されるが、この「基準相対位置関係」は、発光部３に照射される照射面積を調整するための基準となる。レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の「相対位置関係」が「基準相対位置関係」である場合、レーザ素子２から出射されるレーザ光は発光部３に所望の照射面積により照射される。レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３は、同一の光軸上に並ぶように配置されている。「基準相対位置関係」は、レーザ素子２からのレーザ光が発光部３の所望の位置および照明面積により照射される際における、「相対位置関係」となる。
【００９８】
（判定部２２）
判定部２２は、検知部２１の検知結果と、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の基準相対位置関係とを比較し、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係が基準相対位置関係から、ずれているか否かを判定する。
【００９９】
判定部２２は、検知部２１からその検知結果である、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係を受け取ると、記憶部２３に予め記憶されている、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の基準相対位置関係を示す基準相対位置関係情報を取得する。判定部２２は、記憶部２３から取得した基準相対位置関係情報が示す基準相対位置関係と、検知部２１の検知結果とを比較し、上記判定を行なう。
【０１００】
このようにして、判定部２２は上記判定を行ない、その判定結果を位置ずれ調整装置４０に出力する。
【０１０１】
なお、判定部２２の判定結果については、検知部２１により検知された相対位置関係が基準相対位置関係からどの程度ずれているか、具体的なずれ量を含んでいることが好ましい。この場合、後述する位置ずれ調整装置４０は、この具体的なずれ量を用いて、検知部２１により検知された相対位置関係を基準相対位置関係に引き戻すために必要な調整量を決定することが可能となる。
【０１０２】
（記憶部２３）
記憶部２３は、上述したように、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の基準相対位置関係を示す基準相対位置関係情報を記憶する。記憶部２３は、例えば、不揮発性の半導体メモリやハードディスク等を用いることができる。
【０１０３】
（レーザ素子２４）
レーザ素子（レーザ光源）２４は、レーザ素子２と同様、レーザ素子支持部材５により支持されている。具体的には、レーザ素子２４は、レーザ素子支持部材５のレーザ素子支持面５ａ上に配置されており、発光部３を支持する金属ベース６に向け、レーザ光を出射する。
【０１０４】
レーザ素子２４を駆動する駆動回路（図示省略）は、例えば、レーザ素子支持部材５に搭載され、レーザ素子２４に駆動電流を供給する。レーザ素子２４は、この駆動電流により、レーザ光を出射する。
【０１０５】
レーザ素子２とレーザ素子２４とは共に、レーザ素子支持部材５に支持されており、これにより、レーザ素子２とレーザ素子２４とは、お互いに独立して動くことはない。
【０１０６】
（コリメータレンズ２５）
コリメータレンズ２５は、レーザ素子２４から出射されたレーザ光を平行光に変換する。レーザ素子２４から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ２５に入射すると、平行光に変換され、ビームスプリッタ２６に入射する。
【０１０７】
（ビームスプリッタ２６）
ビームスプリッタ２６は、コリメータレンズ２５から出射された平行光が入射されると、そのまま透過し、集光レンズ２７に向け、出射する。
【０１０８】
また、ビームスプリッタ２６は、後述するように、金属ベース６から反射する反射光が入射されると、そのまま透過することなく、受光素子３０に向け、反射する。
【０１０９】
（集光レンズ２７）
集光レンズ２７は、集光レンズ４と同様、集光レンズ支持部材８により支持されている。集光レンズ支持部材８にはさらに、開口部８ｂが設けられている。レーザ素子２４から出射されるレーザ光は、この開口部８ｂを通り、集光レンズ支持部材８のレーザ素子２４側から金属ベース６側へ進行する。集光レンズ２７は、集光レンズ支持部材８の開口部８ｂを覆いつつ、集光レンズ支持部材８の一主面上に配置されている。発光装置１０１では、集光レンズ２７は、集光レンズ支持部材８の金属ベース６に対向する主面上に配置されているが、もちろん、集光レンズ支持部材８のレーザ素子２４に対向する主面上に配置されていても構わない。
【０１１０】
集光レンズ２７は、開口部８ｂを通過する、レーザ素子２４から出射されたレーザ光を集光し、金属ベース６に照射する。金属ベース６に照射されたレーザ光は、金属ベース６の発光部支持面６ａにより反射し（図１のＡで示す箇所）、集光レンズ２７に向け、進行する。発光部支持面６ａから反射したレーザ光は、集光レンズ２７および開口部８ｂをこの順に通過し、ビームスプリッタ２６に入射する。ビームスプリッタ２６は、集光レンズ２７から出射されたレーザ光が入射されると、受光素子３０に向け、出射する。
【０１１１】
集光レンズ４と集光レンズ２７とは共に、集光レンズ支持部材８により支持されており、これにより、集光レンズ４と集光レンズ２７とは、お互いに独立して動くことはない。すなわち、集光レンズ４、集光レンズ２７および集光レンズ支持部材８のうちのいずれかの１つが動いたとき、その１つと連動し、他の２つも動く。このため、それぞれが独立して動くことはない。
【０１１２】
（蛍光カットフィルター２８）
蛍光カットフィルター２８は、発光部３から発光された蛍光を遮断し、且つ、金属ベース６から反射したレーザ光を透過するフィルターである。蛍光カットフィルター２８は、図１に示すように、受光素子３０がレーザ光を受光する受光面側に配置されている。言い換えれば、蛍光カットフィルター２８は、ビームスプリッタ２６から受光素子３０に向かうレーザ光の光軸上に配置されている。こうすることにより、後述する反射鏡９の窓９ａや窓９ｂから漏れ出す蛍光が受光素子３０に入射しないようにすることができるため、受光素子３０の誤動作を防止することができる。
【０１１３】
（レンズ２９）
レンズ２９は、蛍光カットフィルター２８を通過したレーザ光を受光素子３０に集光するためのものである。
【０１１４】
（受光素子３０）
受光素子３０は、レンズ２９から出射されたレーザ光が照射される。このレーザ光は、受光素子３０の受光面に光スポットを形成する。受光素子３０は、例えば、４つのフォトディテクタを用いており、各々の受光面に照射されたレーザ光を受光する。
【０１１５】
受光素子３０は、このようにして受光したレーザ光の強度分布を検知部２１に出力する。検知部２１は、受光素子３０から出力された強度分布を用いて、レーザ素子２４、集光レンズ２７および金属ベース６（の図１のＡで示す箇所）の間における相対位置関係を検知する。
【０１１６】
ここで、位置ずれ検出装置２０の、レーザ素子２４、集光レンズ２７および金属ベース６の間における相対位置関係と、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間における相対位置関係とは、同一のものとなる。なぜなら、レーザ素子２とレーザ素子２４とは共に、同一のレーザ素子支持部材５により支持されており、集光レンズ４と集光レンズ２７とは共に、同一の集光レンズ支持部材８により支持されており、発光部３は、金属ベース６により支持されているからである。すなわち、レーザ素子２が動けば、位置ずれ検出装置２０のレーザ素子２４も同じだけ同じ方向に動く。集光レンズ４が動けば、位置ずれ検出装置２０の集光レンズ２７も同じだけ同じ方向に動く。発光部３が動くということは、金属ベース６が動くことを意味する。
【０１１７】
このようにして検知部２１は、受光素子３０から出力されたレーザ光の強度を用いて、間接的に、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間における相対位置関係を検知することができる。
【０１１８】
（基準相対位置関係）
基準相対位置関係は、例えば、受光素子３０の受光面における、光スポットの径が、ある大きさの場合における、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間における相対位置関係とすればよい。検知部２１は、相対位置関係として、光スポットの径の大きさを検知する。判定部２２は、その光スポットの径の大きさが、基準相対位置関係にある場合における光スポットの径の大きさから変化したとき、基準相対位置関係からのずれがあると判定すればよい。
【０１１９】
また、基準相対位置関係は、３つ以上の対象間の相対位置を対象にしている。このため、それら３つの基準相対位置関係における基準位置は１つに限らず、複数あってもよい。換言すれば、レーザ素子２からのレーザ光が、ある照射面積で発光部３に照射されるためには、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間における相対位置関係は、一通りには限らない。
【０１２０】
この基準相対位置関係から、何らかの衝撃により、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３のうちの一部品でも動き、それら２つの間における相対位置関係が基準相対位置関係からずれた場合、後述するように、位置ずれ調整装置４０により、相対位置関係が基準相対位置関係に引き戻される。
【０１２１】
（位置ずれ調整装置４０）
位置ずれ調整装置４０は、アクチュエータ駆動回路４１と、アクチュエータ４２と、連結部材４３と、を有している。
【０１２２】
（アクチュエータ駆動回路４１）
アクチュエータ駆動回路４１は、位置ずれ検出装置２０の判定部２２から判定結果を取得する。アクチュエータ駆動回路４１は、この判定結果の取得により、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間における相対位置関係が基準相対位置関係からずれたことを認識する。
【０１２３】
アクチュエータ駆動回路４１は、判定部２２の判定結果に含まれるずれ量を抽出する。このずれ量から、アクチュエータ駆動回路４１は、アクチュエータ４２および連結部材４３から構成された移動機構４４による移動を駆動するための駆動信号を生成する。この駆動信号は、移動機構４４による移動量を指示するためのものである。移動機構４４は、この駆動信号により、その移動量を決定する。なお、移動量とは、移動機構４４により、集光レンズ支持部材８が移動する量のことであり、水平方向における移動、および、鉛直方向における移動、のいずれであっても構わない。
【０１２４】
（アクチュエータ４２および連結部材４３）
アクチュエータ４２は、電磁力により、その位置が変位する駆動機構を有し、連結部材４３を介し、集光レンズ支持部材８に連結されている。アクチュエータ４２は、連結部材４３を用いて、集光レンズ支持部材８を移動させることができる。すなわち、上述したように、アクチュエータ４２および連結部材４３は、集光レンズ支持部材８を移動させるための移動機構４４を構成している。
【０１２５】
アクチュエータ４２は、アクチュエータ駆動回路４１からの駆動信号を基に、集光レンズ支持部材８の移動量を決定し、その移動量に従い、集光レンズ支持部材８を移動させる。
【０１２６】
集光レンズ支持部材８の移動により、集光レンズ４も移動する。つまり、集光レンズ４の焦点位置も変位する。集光レンズ４の焦点位置を変化させることで、発光部３に照射されるレーザ光の照射面積を変化させることができる。
【０１２７】
なお、集光レンズ２７は、金属ベース６で焦点が合うように動くが、集光レンズ４は発光部３で焦点が合うことを避けなければならない。言い換えると、発光部３での焦点がずれ、所望の照射面積になる場合の集光レンズ４の位置において、金属ベース６で焦点が合うように集光レンズ２７の位置を設定しなければならない。
【０１２８】
ここで、アクチュエータ４２が動く手段として電磁力を用いているがこれに限られるわけではない。位置ずれ検出装置２０が位置ずれを検出したときに、集光レンズ４を支持する集光レンズ支持部材８を動かすことにより、発光部３に照射されるレーザ光を所望の照射面積にできるような速さで動く手段であればよい。例えばその他の手段としてはモータが挙げられる。
【０１２９】
（発光装置１０１の動作原理）
レーザ素子２から出射されたレーザ光は、集光レンズ支持部材８に設けられた開口部８ａを通り、集光レンズ４に入射する。集光レンズ４を通過することにより、発光部３で所望のビーム形状になるように成形される。レーザ光は、集光レンズ４を通過した後、反射鏡９に設けられた、レーザ光を透過または通過させるための窓９ａを通って、発光部３を照射する。発光部３は、放熱板７の上に配置されており、放熱板７は金属ベース６に設置されている。
【０１３０】
レーザ光が照射されると、発光部３から蛍光が放射される。しかし、一部のレーザ光は、発光部３で反射、散乱される。また、発光部３に照射されたレーザ光のうち、蛍光に変換されなかった一部のレーザ光は熱に変換され、この発生した熱の一部は放熱板７、金属ベース６の順に伝導する。これにより、発光部３の放熱が行われる。
【０１３１】
なお、発光部３に照射されたレーザ光は、発光部３により蛍光に変換されたり、発光部３で反射、散乱したりするが、これらの光を混合することで最終的に所望の照明光を得ることができる。
【０１３２】
（位置ずれ調整方法）
図２は、位置ずれ検出装置２０および位置ずれ調整装置４０による位置ずれ調整方法の処理手順を示すフローチャートである。
【０１３３】
図２に示すように、まず、位置ずれ検出装置２０の検知部２１は、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係を検知する（ステップＳ１０１）。
【０１３４】
次に、位置ずれ検出装置２０の判定部２２は、検知部２１から検知結果を受け取ると、記憶部２３から基準相対位置関係を示す基準相対位置関係情報を取得する（ステップＳ１０２）。
【０１３５】
次に、判定部２２は、検知部２１の検知結果である、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係と、記憶部２３から取得した基準相対位置関係情報が示す基準相対位置関係とを比較する（ステップＳ１０３）。そして、判定部２２は、その比較結果から、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係が、基準相対位置関係からずれているか否かを判定する（ステップＳ１０４）。
【０１３６】
次に、位置ずれ調整装置４０のアクチュエータ駆動回路４１は、判定部２２から判定結果を受け取ると、その判定結果に含まれる、具体的なずれ量を抽出する。そして、アクチュエータ駆動回路４１は、そのずれ量を用いて、検知部２１により検知された相対位置関係を基準相対位置関係に引き戻すために必要な調整量（引き戻し量）を算出する（ステップＳ１０５）。本ステップＳ１０５において、アクチュエータ駆動回路４１は、その調整量を指示する駆動信号をアクチュエータ４２に出力する。
【０１３７】
次に、位置ずれ調整装置４０のアクチュエータ４２は、アクチュエータ駆動回路４１からの駆動信号により連結部材４３を移動させる。その移動により、集光レンズ支持部材８を移動させ、そうすることにより、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係を基準相対位置関係に引き戻し、相対位置関係の調整を実行する（ステップＳ１０６）。
【０１３８】
このようにして、位置ずれ検出装置２０および位置ずれ調整装置４０による位置ずれ調整方法が終了する。
【０１３９】
（発光装置１０１の効果）
発光部３へのレーザ光照射面積を一定にでき、発光部３からの蛍光の強度が時間に対して変化しないため、照明光のちらつき（フリッカー）を防止することができる。したがって、人の目を疲れにくくすることができる。
【０１４０】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について図３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図３は、本発明の実施形態２に係る発光装置１０２の概略構成を示す断面図である。なお、実施形態１と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１４１】
発光装置１０２は、図３に示すように、発光部３と、放熱板７と、レーザ素子支持部材１０と、金属ベース１１と、集光レンズ支持部材１２と、反射鏡１３と、位置ずれ検出装置２０ａと、位置ずれ調整装置４０と、を備えている。
【０１４２】
発光装置１０２が発光装置１０１と異なる点は、発光装置１０１のレーザ素子２およびレーザ素子２４を１つのレーザ素子２４ａにより兼ねている点である。なお、レーザ素子支持部材１０がレーザ素子支持部材５と異なる点は、１つのレーザ素子２４ａのみを支持する点である。金属ベース１１が金属ベース６と異なる点は、金属ベース１１の発光部支持面１１ａにレーザ光が照射されない点である。集光レンズ支持部材１２が集光レンズ支持部材８と異なる点は、１つの集光レンズ２７のみを支持する点である。反射鏡１３が反射鏡９と異なる点は、１つのレーザ素子２４ａからのレーザ光を透過または通過する１つの窓１３ａのみを有する点である。
【０１４３】
発光装置１０２は、発光部３の発光に寄与するレーザ光を出射するレーザ素子と、位置ずれ検出装置２０ａが用いるレーザ光を出射するレーザ素子とを、１つのレーザ素子２４ａにより兼ねており、発光部３の発光に寄与せず、発光部３から反射したレーザ光を位置ずれ検出装置２０ａが用いる機構である。
【０１４４】
レーザ素子２４ａから出射されたレーザ光は、コリメータレンズ２５により所望の形状になるように成形された後、ビームスプリッタ２６を透過し、集光レンズ支持部材１２に設けられた開口部１２ａを通って、集光レンズ２７に入射する。
【０１４５】
集光レンズ２７に入射した、レンズ素子２４ａのレーザ光は、発光部３に照射される。発光部３の発光に寄与せず、発光部３から反射したレーザ光は、集光レンズ２７に入射後、ビームスプリッタ２６で反射し、蛍光カットフィルター２８に入射する。
【０１４６】
蛍光カットフィルター２８を透過したレーザ光は、レンズ２９に入射し、レンズ２９により非点収差を付与され、受光素子３０上に光スポットを形成する。受光素子３０は、４つの各受光面に照射された光スポットを受光する。
【０１４７】
ここで、発光装置１０２においては、焦点を合わさずに発光部３での照射面積を所望の照射面積に保つことが目的であるため、受光素子３０の４つの各受光面に照射された光スポットの強度分布は、焦点がずれた位置を示す強度分布を基準位置としなければならない。そのような基準位置を予め設定しておくことにより、基準位置に戻すような制御を行なうことができる。
【０１４８】
（発光装置１０２の効果）
本実施形態においては、２つのレーザ素子を用意する必要がなくなり、製造工程や費用、さらには装置全体の大きさを抑えることができる。
【０１４９】
〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について図４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図４は、本発明の実施形態３に係る発光装置１０３の概略構成を示す断面図である。発光装置１０３が、発光装置１０１や発光装置１０２と異なる点は、位置ずれ検出装置２０および位置ずれ調整装置４０や、実施形態２の位置ずれ検出装置２０ａおよび位置ずれ調整装置４０に代えて、バネ等の弾性部材５２および弾性部材５３を用いた点である。
【０１５０】
発光装置１０３では、レーザ素子支持部材１０と集光レンズ支持部材１２との間に弾性部材５２が接続されており、集光レンズ支持部材１２と金属ベース５１との間に弾性部材５３が接続されている。
【０１５１】
弾性部材５２は、レーザ素子支持部材１０と集光レンズ支持部材１２との間の相対位置関係を一定に保持する。同様に、弾性部材５３は、集光レンズ支持部材１２と金属ベース５１との間の相対位置関係を一定に保持する。
【０１５２】
このため、実施形態１や実施形態２よりも簡素な構成により、発光部３へのレーザ光照射面積を一定にすることができる。
【０１５３】
〔実施形態４〕
本発明の他の実施形態について図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図５は、本発明の実施形態４に係る発光装置１０４の概略構成を示す断面図である。なお、実施形態１〜３と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１５４】
図５に示すように、発光装置１０４は、レーザ素子２と、発光部３と、集光レンズ４と、レーザ素子支持部材１５と、金属ベース６と、放熱板７と、集光レンズ支持部材１６と、反射鏡１４と、位置ずれ検出装置２０ｂと、位置ずれ調整装置４０ｂと、を備えている。
【０１５５】
位置ずれ検出装置２０ｂは、検知部２１ｂと、判定部２２ｂと、記憶部２３ｂと、カメラ３１と、カメラ３２と、マーカー３３と、マーカー３４と、を有している。
【０１５６】
カメラ３１は、集光レンズ支持部材１６により支持されている。具体的には、カメラ３１は、集光レンズ支持部材１６に嵌め込まれており、反射鏡１４のマーカー固定部１４ｂ上に配置されたマーカー３３を撮像する。
【０１５７】
カメラ３１は、例えば、ＣＣＤカメラを用いることができる。ＣＣＤカメラは、デジタルカメラ等のピント調整で用いられているパッシブ型のオートフォーカス機能を備えていてもよい。
【０１５８】
マーカー３３は、上で述べたように、反射鏡１４のマーカー固定部１４ｂ上に配置されている。マーカー３３はさらに、カメラ３１の撮像領域に含まれている。ここで、反射鏡１４と金属ベース６とは、お互いからの位置がずれないように、予め固定されている。例えば、反射鏡１４と金属ベース６とを一体化してもよいし、両者を他の同一の部材に固定しておいてもよい。これにより、マーカー３３と発光部３との相対位置関係が固定される。
【０１５９】
カメラ３１は、マーカー３３を撮像し、その撮像結果を検知部２１ｂに出力する。検知部２１ｂは、カメラ３１から出力された撮像結果を用いて、カメラ３１とマーカー３３との相対位置関係を検知する。
【０１６０】
上述したように、マーカー３３と発光部３との相対位置関係は固定されている。したがって、カメラ３１とマーカー３３との相対位置関係から、カメラ３１と発光部３との相対位置関係を導出することができる。一方、カメラ３１は、集光レンズ支持部材１６に固定されており、カメラ３１と集光レンズ４との相対位置関係も固定されている。カメラ３１とマーカー３３との相対位置関係から、集光レンズ４とマーカー３３との相対位置関係を導出することができる。
【０１６１】
すなわち、検知部２１ｂは、これらのことから、カメラ３１の撮像結果を用いて、集光レンズ４と発光部３との相対位置関係を導出することができる。
【０１６２】
カメラ３２は、レーザ素子支持部材１５により支持されている。具体的には、カメラ３２は、レーザ素子支持部材１５に嵌め込まれており、集光レンズ支持部材１６上の配置されたマーカー３４を撮像する。
【０１６３】
カメラ３２は、カメラ３１と同様、例えば、ＣＣＤカメラを用いることができる。ＣＣＤカメラは、デジタルカメラ等のピント調整で用いられているパッシブ型のオートフォーカス機能を備えていてもよい。
【０１６４】
マーカー３４は、上で述べたように、集光レンズ支持部材１６上に配置されている。マーカー３４はさらに、カメラ３２の撮像領域に含まれている。ここで、集光レンズ４は、集光レンズ支持部材１６に嵌め込まれている。これにより、マーカー３４と集光レンズ支持部材１６との相対位置関係が固定される。
【０１６５】
カメラ３２は、マーカー３４を撮像し、その撮像結果を検知部２１ｂに出力する。検知部２１ｂは、カメラ３２から出力された撮像結果を用いて、カメラ３２とマーカー３４との相対位置関係を検知する。
【０１６６】
マーカー３４と集光レンズ４との相対位置関係は固定されている。したがって、カメラ３２とマーカー３４との相対位置関係から、カメラ３２と集光レンズ４との相対位置関係を導出することができる。一方、カメラ３２は、レーザ素子支持部材１５に固定されており、カメラ３２とレーザ素子２との相対位置関係も固定されている。カメラ３２とマーカー３４との相対位置関係から、レーザ素子２とマーカー３４との相対位置関係を導出することができる。
【０１６７】
すなわち、検知部２１ｂは、これらのことから、カメラ３２の撮像結果を用いて、レーザ素子２と集光レンズ４との相対位置関係を検知することができる。
【０１６８】
図６（ａ）および（ｂ）に、マーカー３３およびマーカー３４の一例を示す。カメラ３１およびカメラ３２は、例えば、これらマーカー３３およびマーカー３４に描かれている、白色部分と黒色部分とを撮像し、それらの間におけるコントラストの強度分布を、検知部２１ｂに出力する。
【０１６９】
検知部２１ｂは、発光装置１０４における、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係を検知する。検知部２１ｂは、カメラ３１およびカメラ３２と接続しており、上述したように、カメラ３１の撮像結果およびカメラ３２の撮像結果を、それぞれ、受け取る。検知部２１ｂは、それらの撮像結果を基に、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係を検知する。具体的には、検知部２１は、レーザ素子２から出射されたレーザ光が所望の照射面積により発光部３に照射されるよう、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係を検知する。
【０１７０】
判定部２２ｂは、検知部２１ｂの検知結果と、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の基準相対位置関係とを比較し、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係が基準相対位置関係から、ずれているか否かを判定する。
【０１７１】
位置ずれ調整装置４０ｂは、アクチュエータ駆動回路４１ｂと、アクチュエータ４２ｂと、連結部材４３ｂ１と、連結部材４３ｂ２と、を有している。
【０１７２】
アクチュエータ駆動回路４１ｂは、判定部２２ｂの判定結果に含まれるずれ量を抽出する。このずれ量から、アクチュエータ駆動回路４１ｂは、アクチュエータ４２ｂ、連結部材４３ｂ１および連結部材４３ｂ２から構成された移動機構４４ｂによる移動を駆動するための駆動信号を生成する。ここで、連結部材４３ｂ１は、アクチュエータ４２ｂとレーザ素子支持部材１５とを連結するものであり、連結部材４３ｂ２は、アクチュエータ４２ｂと集光レンズ支持部材１６とを連結するものである。したがって、この駆動信号は、移動機構４４ｂによる移動量、すなわち、レーザ素子支持部材１５および集光レンズ支持部材１６の各々が移動する量を示す信号である。そして、その移動方向は、各々の、水平方向における移動、および、鉛直方向における移動、のいずれであっても構わない。
【０１７３】
なお、本実施形態では、位置ずれ検出装置２０ｂは、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係の、基準相対位置関係からのずれを検出し、次に、位置ずれ調整装置４０ｂは、位置ずれ検出装置２０ｂの検出結果を用いて、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係を基準相対位置関係に引き戻している。
【０１７４】
ここで、位置ずれ調整装置４０ｂは、単に一回のみの引き戻し動作により、レーザ素子２、集光レンズ４および発光部３の間の相対位置関係を、基準相対位置関係に回復させる必要はない。例えば、複数回の引き戻し動作により、徐々に、基準相対位置関係に近づけていけばよい。そして、位置ずれ検出装置２０ｂが位置ずれを検出しなくなるまで、複数回の引き戻し動作を行なえばよい。この場合、位置ずれ検出装置２０ｂは、位置ずれ調整装置４０ｂが引き戻し動作を行なう毎に、ずれを検出することになる。
【０１７５】
このような形態は、例えば、デジタルカメラ等のピント調整で用いられるパッシブ型のオートフォーカス機能、すなわち、実際に動かしてみて、ピントが合った点で動作を止めるカメラのピント合わせの如く実行される形態である。
【０１７６】
〔実施形態５〕
本発明の実施形態５は、反射型の発光装置に係る実施形態１を、透過型の発光装置に適用した形態である。以下、実施形態１と異なる点を説明する。
【０１７７】
本発明の実施形態５について図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図７は、本発明の実施形態５に係る発光装置１０５の概略構成を示す断面図である。なお、実施形態１〜４と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１７８】
図７に示すように、発光装置１０５は、レーザ素子２と、集光レンズ７１と、光ファイバー７２と、フェルール（光学部材）７３と、発光部３と、レーザ素子支持部材１７と、フェルール支持部材１８と、発光部支持部材１９と、位置ずれ検出装置２０ｃと、位置ずれ調整装置４０ｃと、を備えている。
【０１７９】
光ファイバー７２は、レーザ素子２が発振したレーザ光を発光部３へと導く導光部材であり、複数の光ファイバーの束である。この光ファイバー７２は、例えば、集光レンズ７１を通して、レーザ素子２からレーザ光が入射される。光ファイバー７２の先端は、フェルール７３により保持され、フェルール支持部材１８に支持されている。
【０１８０】
発光部３は、レーザ光を透過する透過部材を用いた発光部支持部材１９により支持されている。光ファイバー７２の先端から出射されたレーザ光は、発光部支持部材１９を透過し、発光部３に照射される。
【０１８１】
位置ずれ検出装置２０ｃは、検知部２１ｃと、判定部２２ｃと、記憶部２３ｃと、レーザ素子２４ｃと、コリメータレンズ２５ｃと、ビームスプリッタ（ハーフミラー）２６ｃと、受光素子３０ｃと、反射部材３５と、を有している。レーザ素子２４ｃから出射されたレーザ光は、コリメータレンズ２５ｃを通過し、ビームスプリッタ２６ｃに入射する。ビームスプリッタ２６ｃから出射されたレーザ光は、反射部材３５に向かい、反射部材３５により反射された後、ビームスプリッタ２６ｃを通過し、受光素子３０ｃに照射される。
【０１８２】
レーザ素子２４ｃは、フェルール支持部材１８に嵌め込まれており、一方、反射部材３５は、発光部支持部材１９に固定されている。位置ずれ検出装置２０ｃは、このレーザ素子２４ｃと反射部材３５との相対位置関係を検知することにより、フェルール支持部材１８により支持されたフェルール７３、すなわち、光ファイバー７２の先端と、発光部支持部材１９により支持された発光部３との相対位置関係を検知する。
【０１８３】
〔実施形態６〕
本発明の実施形態６は、反射型の発光装置に係る実施形態４を、透過型の発光装置に適用した形態である。以下、実施形態４と異なる点を説明する。
【０１８４】
本発明の実施形態６について図８に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図８は、本発明の実施形態６に係る発光装置１０６の概略構成を示す断面図である。なお、実施形態１〜５と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１８５】
図８に示すように、発光装置１０６は、レーザ素子２と、集光レンズ７１と、光ファイバー７２と、フェルール７３と、発光部３と、レーザ素子支持部材１７と、フェルール支持部材１８と、発光部支持部材１９ａと、位置ずれ検出装置２０ｄと、位置ずれ調整装置４０ｄと、を備えている。
【０１８６】
位置ずれ検出装置２０ｄは、検知部２１ｄと、判定部２２ｄと、記憶部２３ｄと、カメラ３１ｄと、マーカー３３ｄと、を有している。
【０１８７】
カメラ３１ｄは、フェルール支持部材１８に嵌め込まれており、一方、マーカー３３ｄは、発光部支持部材１９ａに固定されている。位置ずれ検出装置２０ｄは、このカメラ３１ｄとマーカー３３ｄとの相対位置関係を検知することにより、フェルール支持部材１８により支持されたフェルール７３、すなわち、光ファイバー７２の先端と、発光部支持部材１９ａにより支持された発光部３との相対位置関係を検知する。
【０１８８】
上記の実施形態１〜６では、位置ずれ検出装置および位置ずれ調整装置を備えた発光装置について記載したが、位置ずれ検出装置および位置ずれ調整装置を発光装置から独立させてもよい。その場合は、位置ずれ検出装置および位置ずれ調整装置をそれぞれ、発光装置から脱着可能な形態とすればよい。
【０１８９】
〔本発明における集光の定義〕
上記の実施形態１〜６では、例えば、図１に示すように、レーザ素子２から出射されたレーザ光は、集光レンズ４を通過することにより、発光部３に向かって収束（集束、収斂）しつつ、発光部３に照射されている。すなわち、集光レンズ４は、レーザ素子２から出射された光を発光部３に向けて収束させるものであった。したがって、上記の実施形態１〜６においては、集光レンズ４の「集光」は、「光を狭める」、言い換えれば、「一点に集める」という意義を持つと言える。
【０１９０】
しかしながら、本発明における「集光」の意義は、このような「光を狭める」や「一点に集める」に限られるものではない。本発明における「集光」の意義は、要は、「所望の照射領域に光が照射されるようにする」ことのみであり、上で述べたような、「光を狭める」や「一点に集める」といった意義のみならず、「光を広げる」、より具体的には、「一点から広げる」といった意義や、「光の進行方向を変化させない」といった意義も含むものである。以下、後者の意義について、具体例を説明する。
【０１９１】
例えば、図９に、本発明に好適な半導体レーザ装置を示す。図９（ａ）は、半導体レーザ装置８１と発光部３との位置関係を示す図であり、図９（ｂ）は、半導体レーザ装置８１の外観図である。また、図１０は、図９（ｂ）の半導体レーザ装置８１の断面図である。
【０１９２】
図９（ａ）に示すように、半導体レーザ装置８１は、発光部３に向かって、レーザ光を出射し、そのレーザ光が発光部３に照射される。半導体レーザ装置８１は、図９（ｂ）に示すように、レーザ光の出射方向側にキャップガラス８４を備えており、このキャップガラス８４を通して、半導体レーザ装置８１の外部にレーザ光を出射する。
【０１９３】
図９（ｂ）および図１０に示すように、半導体レーザ装置８１は、ステム８２とキャップ８３とからなるパッケージ内に、半導体レーザ素子８７が封入されている。キャップ８３の開口部には上述のキャップガラス８４が融着されており、キャップガラス８４は、半導体レーザ素子８７から出射されるレーザ光をキャップ８３の外部に取り出す機能を有している。そして、キャップガラス８４およびキャップ８３によって、パッケージ内に半導体レーザ素子８７が気密封止されている。
【０１９４】
半導体レーザ素子８７は、後述のヒートシンク８８と共に、ステム８２上に配置されたレーザ素子保持部材８６に埋め込まれ、装填されている。レーザ素子保持部材８６は、ステム８２上に固定されており、半導体レーザ素子８７とキャップガラス８４との距離を一定に維持する。これにより、半導体レーザ素子８７から出射されたレーザ光はキャップガラス８４に確実に入射する。
【０１９５】
半導体レーザ素子８７は、そのレーザ光出射面側を除き、金属等の熱伝導材料を用いたヒートシンク８８に取り囲まれている。このヒートシンク８８を通して、半導体レーザ素子８７が発する熱は、レーザ素子保持部材８６側に効率よく放熱される。
【０１９６】
ステム８２には、２本のリード８５が取り付けられており、それら２本のリード８５を用いて、半導体レーザ素子８７を駆動させるための駆動電流が半導体レーザ装置８１の外部から供給されている。なお、図１０に示すように、２本のリード８５は、配線、レーザ素子保持部材８６およびヒートシンク８８を通して、レーザ素子保持部材８６に装填された半導体レーザ素子８７の２つの電極に、それぞれ電気的に接続されている。
【０１９７】
このような半導体レーザ装置８１では、キャップガラス８４は、本発明の「光学部材」の一例であり、半導体レーザ素子８７は、本発明の「励起光源」の一例である。この場合、半導体レーザ素子８７から出射されたレーザ光は、キャップガラス８４により集光され、発光部３に照射される、と言える。
【０１９８】
半導体レーザ素子８７から出射されたレーザ光は、半導体レーザ素子８７の配向特性に従い、ある広がり角をもってキャップガラス８４に入射する。キャップガラス８４は、自身に入射したレーザ光をほぼ広げることなく、出射する。
【０１９９】
より具体的には、半導体レーザ素子８７から出射されたレーザ光は、キャップガラス８４に入射する際、キャップガラス８４の界面において、キャップガラス８４とその周囲の気体（例えば、キャップ８３内に封入された乾燥空気）のそれぞれの屈折率に応じて屈折し、その広がり角度が変化する。キャップガラス８４内では、レーザ光は、その広がり角度を維持しつつ、進行する。
【０２００】
このレーザ光は、キャップガラス８４内を進行し、キャップガラス８４から出射する際、再び、キャップガラス８４の界面において、キャップガラス８４とその周囲の気体のそれぞれの屈折率に応じて屈折し、その広がり角度が再び変化する。
【０２０１】
半導体レーザ装置８１においては、半導体レーザ素子８７から出射された後、このような２度にわたる広がり角度の変化を経たレーザ光が、図９に示したように、発光部３に照射される。
【０２０２】
すなわち、ここでの「集光」の意義は、上記実施の形態１〜６の場合のような、「光を狭める」や「一点に集める」というものではない。上述したような、「光を広げる」、「一点から広げる」、そして、「光の進行方向を変化させない」といった意義となる。
【０２０３】
このようにして、本発明における「集光」の意義は、「所望の照射領域に光が照射されるようにする」ということであると言える。
【０２０４】
〔発光装置のその他の構成例〕
本発明の発光装置は、車両用前照灯や、その他の照明装置に適用されてもよい。本発明の照明装置の一例として、ダウンライトを挙げることができる。ダウンライトは、家屋、乗物などの構造物の天井に設置される照明装置である。その他にも、本発明の照明装置は、車両および他の移動物体（例えば、人間・船舶・航空機・潜水艇・ロケットなど）のヘッドランプとして実現されてもよいし、サーチライト、プロジェクタ、ダウンライト以外の室内照明器具（スタンドランプなど）として実現されてもよい。特に、プロジェクタが振動のあるような環境（例えば、車のような移動体）の中で使用される場合、そのプロジェクタの光源である発光装置に本発明を適用することは、非常に有効である。
【０２０５】
発光部への励起光照射面積を一定にでき、発光部からの蛍光の強度が時間に対して変化しないため、照明光を対象物に照射した時のスペックルの発生を抑制できるとともに、照明光のちらつきを防止することができる。したがって、人の目が疲れにくくすることができる。
【０２０６】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０２０７】
本発明は、発光部への照射面積を一定に保つことができ、特に照明装置に好適である。
【符号の説明】
【０２０８】
２ レーザ素子（励起光源、半導体レーザ）
４ 集光レンズ（光学部材）
２４、２４ａ、２４ｃ レーザ素子
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ 位置ずれ検出装置
２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ 検知部（検知手段）
２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ 判定部（判定手段）
３０、３０ｃ 受光素子（受光部）
４０、４０ｂ、４０ｃ 位置ずれ調整装置
５２、５３ 弾性部材
７３ フェルール（光学部材）
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６ 発光装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光源から出射された励起光を、光学部材を通して発光部に集光し、当該発光部を発光させる発光装置における、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係を検知する検知手段と、
上記検知手段の検知結果と、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係において基準とすべき基準相対位置関係とを比較し、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の、上記検知手段の検知の際における相対位置関係が、上記基準相対位置関係から、ずれているか否かを判定する判定手段と
を備えることを特徴とする位置ずれ検出装置。
【請求項２】
上記基準相対位置関係は、上記発光部に集光される励起光に関する、上記発光部上における照射領域の面積あるいは当該照射領域の上記発光部上における位置のうちの少なくとも一方を基に、予め設定されていることを特徴とする請求項１に記載の位置ずれ検出装置。
【請求項３】
上記励起光源を支持する励起光源支持面および上記発光部を支持する発光部支持面のいずれか一方の面側から他方の面側に向かってレーザ光を出射するレーザ光源と、
上記レーザ光源から出射されたレーザ光のうち、上記他方の面側から反射されて上記一方の面側に戻る戻り光を受光する受光部と
をさらに備え、
上記検知手段は、自身の検知結果として、上記受光部から、上記戻り光の、上記受光部上での焦点形状を取得し、
上記判定手段は、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係を上記基準相対位置関係にしたときにおける、上記受光部上の焦点形状である基準焦点形状と、上記検知手段により取得された上記受光部上での焦点形状と、を比較し、それら２つの焦点形状の間に変化があった場合、上記ずれているという判定を行なうことを特徴とする請求項１または２に記載の位置ずれ検出装置。
【請求項４】
上記レーザ光源は、上記発光装置の上記励起光源として用いられており、
上記発光部から発光された光を遮断し、且つ、上記戻り光を透過する光機能フィルターをさらに備え、
上記光機能フィルターは、上記受光部の、光を受光する受光面側に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の位置ずれ検出装置。
【請求項５】
上記励起光源を支持する励起光源支持部材あるいは上記光学部材を支持する光学部材支持部材のうちの少なくとも一方に配置されたカメラと、
上記カメラの撮像領域に含まれるマーカーと
をさらに備え、
上記マーカーは、上記励起光源支持部材に配置されたカメラの撮像領域に含まれ、且つ、上記光学部材支持部材に配置されたマーカー、あるいは、上記光学部材支持部材に配置されたカメラの撮像領域に含まれ、且つ、上記発光部を支持する発光部支持部材に配置されたマーカー、のうちの少なくとも一方を含み、
上記検知手段は、自身の検知結果として、上記カメラにより上記マーカーを撮像した撮像結果を取得し、
上記判定手段は、上記カメラと上記マーカーとの間の相対位置関係を上記基準相対位置関係にしたときにおける、上記カメラによる撮像結果と、上記検知手段により取得された撮像結果と、を比較し、それら２つの撮像結果の間に変化があった場合、上記ずれているという判定を行なうことを特徴とする請求項１または２に記載の位置ずれ検出装置。
【請求項６】
励起光を出射する励起光源と、
上記励起光源から出射された励起光を集光する光学部材と、
上記光学部材により集光された励起光により発光する発光部と、
上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係におけるずれを検出する位置ずれ検出装置と、
上記位置ずれ検出装置により検出されたずれを調整する位置ずれ調整装置と
を備え、
上記位置ずれ検出装置は、
上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係を検知する検知手段と、
上記検知手段の検知結果と、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係において基準とすべき基準相対位置関係とを比較し、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の、上記検知手段の検知の際における相対位置関係が、上記基準相対位置関係から、ずれているか否かを判定する判定手段と
を有し、
上記位置ずれ調整装置は、上記位置ずれ検出装置によりずれの検出が行なわれたときに、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係を上記基準相対位置関係に引き戻すことにより、上記位置ずれ検出装置により検出されたずれを調整することを特徴とする発光装置。
【請求項７】
上記基準相対位置関係は、上記発光部に集光される励起光に関する、上記発光部上における照射領域の面積あるいは当該照射領域の上記発光部上における位置のうちの少なくとも一方を基に、予め設定されていることを特徴とする請求項６に記載の発光装置。
【請求項８】
上記位置ずれ調整装置は、上記励起光源、上記光学部材あるいは上記発光部のうちの少なくとも１つの位置を移動させる移動機構を含むことを特徴とする請求項６または７に記載の発光装置。
【請求項９】
上記移動機構は、上記励起光源および上記発光部を固定し、上記光学部材を移動させることを特徴とすることを特徴とする請求項８に記載の発光装置。
【請求項１０】
励起光を出射する励起光源と、
上記励起光源から出射された励起光を集光する光学部材と、
上記光学部材により集光された励起光により発光する発光部と、
上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係を保持する弾性部材と
を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項１１】
上記発光部から発光された光を反射する反射鏡をさらに備えることを特徴とする請求項６〜１０のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１２】
上記励起光源は、レーザ光源であることを特徴とする請求項６〜１１のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１３】
上記レーザ光源は、半導体レーザ光源であることを特徴とする請求項１２に記載の発光装置。
【請求項１４】
励起光源から出射された励起光を、光学部材を通して発光部に集光し、当該発光部を発光させる発光装置における、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係におけるずれを検出する位置ずれ検出工程と、
上記位置ずれ検出工程にて検出されたずれを調整する位置ずれ調整工程と
を含み、
上記位置ずれ検出工程は、
上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係を検知する検知工程と、
上記検知工程での検知結果と、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係において基準とすべき基準相対位置関係とを比較し、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の、上記検知工程での検知の際における相対位置関係が、上記基準相対位置関係から、ずれているか否かを判定する判定工程と、を含み、
上記位置ずれ調整工程は、上記位置ずれ検出工程にてずれの検出が行なわれたときに、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係を上記基準相対位置関係に引き戻すことにより、上記位置ずれ検出工程にて検出されたずれを調整することを特徴とする位置ずれ調整方法。
【請求項１５】
請求項６〜１３のいずれか１項に記載の発光装置を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項１６】
請求項６〜１３のいずれか１項に記載の発光装置を備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１７】
請求項６〜１３のいずれか１項に記載の発光装置を備えることを特徴とする車両用前照灯。
【請求項１】
励起光源から出射された励起光を、光学部材を通して発光部に集光し、当該発光部を発光させる発光装置における、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係を検知する検知手段と、
上記検知手段の検知結果と、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係において基準とすべき基準相対位置関係とを比較し、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の、上記検知手段の検知の際における相対位置関係が、上記基準相対位置関係から、ずれているか否かを判定する判定手段と
を備えることを特徴とする位置ずれ検出装置。
【請求項２】
上記基準相対位置関係は、上記発光部に集光される励起光に関する、上記発光部上における照射領域の面積あるいは当該照射領域の上記発光部上における位置のうちの少なくとも一方を基に、予め設定されていることを特徴とする請求項１に記載の位置ずれ検出装置。
【請求項３】
上記励起光源を支持する励起光源支持面および上記発光部を支持する発光部支持面のいずれか一方の面側から他方の面側に向かってレーザ光を出射するレーザ光源と、
上記レーザ光源から出射されたレーザ光のうち、上記他方の面側から反射されて上記一方の面側に戻る戻り光を受光する受光部と
をさらに備え、
上記検知手段は、自身の検知結果として、上記受光部から、上記戻り光の、上記受光部上での焦点形状を取得し、
上記判定手段は、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係を上記基準相対位置関係にしたときにおける、上記受光部上の焦点形状である基準焦点形状と、上記検知手段により取得された上記受光部上での焦点形状と、を比較し、それら２つの焦点形状の間に変化があった場合、上記ずれているという判定を行なうことを特徴とする請求項１または２に記載の位置ずれ検出装置。
【請求項４】
上記レーザ光源は、上記発光装置の上記励起光源として用いられており、
上記発光部から発光された光を遮断し、且つ、上記戻り光を透過する光機能フィルターをさらに備え、
上記光機能フィルターは、上記受光部の、光を受光する受光面側に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の位置ずれ検出装置。
【請求項５】
上記励起光源を支持する励起光源支持部材あるいは上記光学部材を支持する光学部材支持部材のうちの少なくとも一方に配置されたカメラと、
上記カメラの撮像領域に含まれるマーカーと
をさらに備え、
上記マーカーは、上記励起光源支持部材に配置されたカメラの撮像領域に含まれ、且つ、上記光学部材支持部材に配置されたマーカー、あるいは、上記光学部材支持部材に配置されたカメラの撮像領域に含まれ、且つ、上記発光部を支持する発光部支持部材に配置されたマーカー、のうちの少なくとも一方を含み、
上記検知手段は、自身の検知結果として、上記カメラにより上記マーカーを撮像した撮像結果を取得し、
上記判定手段は、上記カメラと上記マーカーとの間の相対位置関係を上記基準相対位置関係にしたときにおける、上記カメラによる撮像結果と、上記検知手段により取得された撮像結果と、を比較し、それら２つの撮像結果の間に変化があった場合、上記ずれているという判定を行なうことを特徴とする請求項１または２に記載の位置ずれ検出装置。
【請求項６】
励起光を出射する励起光源と、
上記励起光源から出射された励起光を集光する光学部材と、
上記光学部材により集光された励起光により発光する発光部と、
上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係におけるずれを検出する位置ずれ検出装置と、
上記位置ずれ検出装置により検出されたずれを調整する位置ずれ調整装置と
を備え、
上記位置ずれ検出装置は、
上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係を検知する検知手段と、
上記検知手段の検知結果と、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係において基準とすべき基準相対位置関係とを比較し、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の、上記検知手段の検知の際における相対位置関係が、上記基準相対位置関係から、ずれているか否かを判定する判定手段と
を有し、
上記位置ずれ調整装置は、上記位置ずれ検出装置によりずれの検出が行なわれたときに、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係を上記基準相対位置関係に引き戻すことにより、上記位置ずれ検出装置により検出されたずれを調整することを特徴とする発光装置。
【請求項７】
上記基準相対位置関係は、上記発光部に集光される励起光に関する、上記発光部上における照射領域の面積あるいは当該照射領域の上記発光部上における位置のうちの少なくとも一方を基に、予め設定されていることを特徴とする請求項６に記載の発光装置。
【請求項８】
上記位置ずれ調整装置は、上記励起光源、上記光学部材あるいは上記発光部のうちの少なくとも１つの位置を移動させる移動機構を含むことを特徴とする請求項６または７に記載の発光装置。
【請求項９】
上記移動機構は、上記励起光源および上記発光部を固定し、上記光学部材を移動させることを特徴とすることを特徴とする請求項８に記載の発光装置。
【請求項１０】
励起光を出射する励起光源と、
上記励起光源から出射された励起光を集光する光学部材と、
上記光学部材により集光された励起光により発光する発光部と、
上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係を保持する弾性部材と
を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項１１】
上記発光部から発光された光を反射する反射鏡をさらに備えることを特徴とする請求項６〜１０のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１２】
上記励起光源は、レーザ光源であることを特徴とする請求項６〜１１のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１３】
上記レーザ光源は、半導体レーザ光源であることを特徴とする請求項１２に記載の発光装置。
【請求項１４】
励起光源から出射された励起光を、光学部材を通して発光部に集光し、当該発光部を発光させる発光装置における、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係におけるずれを検出する位置ずれ検出工程と、
上記位置ずれ検出工程にて検出されたずれを調整する位置ずれ調整工程と
を含み、
上記位置ずれ検出工程は、
上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係を検知する検知工程と、
上記検知工程での検知結果と、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係において基準とすべき基準相対位置関係とを比較し、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の、上記検知工程での検知の際における相対位置関係が、上記基準相対位置関係から、ずれているか否かを判定する判定工程と、を含み、
上記位置ずれ調整工程は、上記位置ずれ検出工程にてずれの検出が行なわれたときに、上記励起光源、上記光学部材および上記発光部の間の相対位置関係を上記基準相対位置関係に引き戻すことにより、上記位置ずれ検出工程にて検出されたずれを調整することを特徴とする位置ずれ調整方法。
【請求項１５】
請求項６〜１３のいずれか１項に記載の発光装置を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項１６】
請求項６〜１３のいずれか１項に記載の発光装置を備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１７】
請求項６〜１３のいずれか１項に記載の発光装置を備えることを特徴とする車両用前照灯。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−３９８６８（Ｐ２０１３−３９８６８Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７７２１５（Ｐ２０１１−１７７２１５）
【出願日】平成２３年８月１２日（２０１１．８．１２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１２日（２０１１．８．１２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]