JP2012009381A - 発光体、発光装置、照明装置および車両用前照灯 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な形状であっても容易に製造可能な発光体を実現する。
【解決手段】発光部７は、所定の形状を有する金属板７５に、レーザ光を受けて発光する蛍光体を堆積させた蛍光体膜７６ａおよび７６ｂが形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、複雑な形状であっても容易に製造可能な発光体、それを備える発光装置および照明装置に関するものである。

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。

このような発光装置に関する技術の例として特許文献１および２に開示された灯具がある。これらの灯具では、高輝度光源を実現するために、励起光源として半導体レーザを用いている。半導体レーザを励起光源として用いることにより、ハイパワーな励起光を発振する小型の励起光源を実現できる。

また、半導体レーザから発振されるレーザ光は、コヒーレントな光であるため、指向性が強く、当該レーザ光を励起光として無駄なく集光し、利用することができる。そのため、非常に小さな発光部を形成することができ、その結果、小型で超高輝度の発光装置を実現できる。

よって、このような半導体レーザを励起光源として用いた発光装置（ＬＤ発光装置と称する）を車両用ヘッドランプに適用することにより、ヘッドランプを小型化できるなど、従来にない種々のメリットが生まれる。

一方、インコヒーレントな光を発生する白色ＬＥＤを用いて車両用ヘッドランプを実現する技術の例としては、非特許文献１に開示された自動車用ヘッドランプがある。

自動車用ヘッドランプには、自動車が夜間でも安全に走行できるように、自車から所定の距離にある障害物を確認できる等の、保安基準を満たすことが要求される。

特に、すれ違い用前照灯（ロービーム）においては、発せられた光が対向車の交通の妨げになることを防ぐために、複雑な配光特性が要求される。そこで、特許文献３に記載されているように、光源の前方に遮光板を配し、光源からの光の一部を遮ることで、要求される配光特性を実現していた。

特開２００５−１５００４１号公報（２００５年６月９日公開） 特開２００３−２９５３１９号公報（２００３年１０月１５日公開） 特開２００４−８７４３５号公報（２００４年３月１８日公開）

佐々木 勝、「白色ＬＥＤの自動車照明への応用」、応用物理学会誌、２００５年、第７４巻、第１１号、ｐ．１４６３―１４６６

ところが、従来の構成では、光源から発せられる光の一部を遮光板によって遮るため、光の利用効率が低下する。この光の利用効率を低下させないようにするためには、発光部が光を発光する発光面の形状を、所定の配光特性を満たす形状に対応させることが好ましいが、その形状は複雑となる。また、半導体レーザを用いた場合には、発光部を非常に小さくかつ薄く形成することができる。このため、非常に小さくかつ薄い発光部を作製する際に、その複雑な形状を考慮して作製することは困難であるという問題が生じる。このような問題は、本発明の発明者らが見出したものであり、当該発明者らが知る限りにおいて当該問題に明確に触れられた公知文献は無い。

また、上記形状を有する発光部を実現するために、例えば、従来のように、蛍光体保持物質としての樹脂内部に蛍光体が分散されたものを物理的または化学的に削った場合、粒状の蛍光体も一緒に落ちてしまうため、発光部を所定の形状に成型することが困難であった。小さくかつ薄い発光部の製造が要求される場合には、発光部を所定の形状に成型することが特に困難であった。

さらに、従来のように、所定の形状を有する金型に、蛍光体が分散された樹脂を注入した後、加熱および硬化させることにより、所定の形状を有する発光部を形成することもできる。しかし、この場合には、様々な形状および大きさの発光部を形成するために、その形状および大きさごとに金型を用意する必要があった。すなわち、小さい発光部の製造が要求される場合には、その発光部用の金型を用意する必要があった。

また、金型に上記の樹脂を注入する必要があるため、その注入を容易に行うためには、通常、所定の厚さの金型を用意する必要がある。従って、非常に薄い（例えば厚さ１ｍｍ程度の）発光部を製造するためには、金型にその樹脂を注入した後に、研磨等の薄膜化工程が必要であった。すなわち、金型を用いて、非常に小さくかつ薄い発光部を容易に製造することは特に困難であった。

つまり、金型を用いて所定の形状の発光部を製造する場合でも、その製造には時間や手間がかかり、所定の形状を有する、小さくかつ薄い発光部を製造することは容易ではなかった。

このように、従来の技術では、複雑な形状（所望の形状）を有する発光部を容易に製造することは困難であった。特に、高輝度光源として利用される、非常に小さくかつ薄い発光部を製造することは困難であった。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、その目的は、複雑な形状であっても容易に製造可能な発光体、それを備える発光装置、照明装置および車両用前照灯を提供することにある。

本発明に係る発光体は、上記の課題を解決するために、所定の形状を有する導電性部材に、励起光を受けて発光する蛍光体を堆積させた蛍光体膜が形成されていることを特徴としている。

上記構成によれば、発光体は、導電性部材が所定の形状に成型されており、当該導電性部材に蛍光体膜が形成されているものである。ここで、導電性部材としては例えば金属などが用いられている。このため、上記所定の配光特性を満たす形状（所定の形状）に成型することは、たとえその形状が複雑であり、かつ、小さな導電性部材であったとしても、従来の方法を用いて容易に加工することが可能である。

従って、容易に成型可能な導電性部材に、蛍光体を堆積させて蛍光体膜を形成するだけで発光体を製造することが可能であるので、たとえ発光体が小さくかつ薄くても、所望する形状（例えば複雑な形状）の発光体を容易に実現できる。これにより、光の利用効率が高い発光体を実現することができる。

本発明に係る発光体では、上記導電性部材が板状であることが好ましい。

上記構成によれば、導電性部材が板状であるため、導電性部材を所望する形状に加工しやすい。また、導電性部材が板状であるため、例えば、この導電性部材を電極として、蛍光体を含む分散媒に浸漬することにより、導電性部材の表面に蛍光体を堆積させることができる。すなわち、例えば電気泳動により導電性部材の表面に蛍光体を堆積させることで、当該表面に蛍光体膜を容易に形成することができる。なお、電気泳動により蛍光体を堆積させるために、蛍光体はイオン化されていることが好ましい。

これにより、容易に成型可能な導電性部材を、蛍光体を含む分散媒に浸漬・通電するだけで、所望する形状の発光体を容易に実現することができる。

本発明に係る発光体では、上記蛍光体膜は、上記導電性部材の表面に被覆された所定のパターンを有する絶縁膜とは異なる領域に、蛍光体が堆積することにより形成されていることが好ましい。

上記構成によれば、所定のパターンを有する絶縁膜とは異なる領域に蛍光体が堆積されるので、当該所定のパターンに沿って蛍光体が堆積した蛍光体膜を形成することができる。このため、導電性部材の形状が、例えば所定の配光特性を満たす形状でない場合（例えば長方形状の場合）であっても、所定の形状の蛍光体膜を形成することができる。従って、蛍光体膜により配光特性を満たす形状を実現することで、光の利用効率を向上させることができる。

また、絶縁膜上に蛍光体を堆積させることができる場合には、上記領域に堆積した蛍光体の厚さが、絶縁膜上に堆積した蛍光体の厚さよりも厚くなる。従って、この場合には、例えば励起光が強く照射される発光体の領域に堆積する蛍光体の厚さを厚くすることができるので、発光体の設計自由度を高めることができる。

さらに、例えば導電性部材の表面に絶縁膜を蒸着させた後、所定のパターンを絶縁膜に形成する。この場合、所定のパターンを微細に形成することができる。従って、導電性部材を成型することでは所望の微細な形状を実現できないような場合であっても、導電性部材の表面に上記所定のパターンを有する絶縁膜が形成され、当該所定のパターンに沿って蛍光体を堆積させることにより、微細なパターンを有する蛍光体膜が実現される。すなわち、微細なパターンを有する発光体を実現することができる。

本発明に係る発光体では、上記蛍光体膜は、上記導電性部材の両面に形成されており、上記両面の一方を第１面、他方を第２面とするとき、上記絶縁膜の有する所定のパターンは、当該絶縁膜が被覆される上記導電性部材の第１面と第２面とで異なることが好ましい。

上記構成によれば、導電性部材の第１面と第２面とに形成される蛍光体膜が有する絶縁膜の所定のパターンがそれぞれ異なる。このため、第１面および第２面には、それぞれの所定のパターンに沿って蛍光体を堆積させた蛍光体膜が形成されるので、蛍光体が堆積した領域の異なる蛍光体膜がそれぞれ形成されることとなる。

これにより、例えば導電性部材の片面に、所定のパターンに沿って蛍光体を堆積させた蛍光体膜が形成される場合に比べて、さらに光の利用効率および発光体の設計自由度を高めることが可能となり、発光体の用途の拡大を図ることが可能となる。

本発明に係る発光体では、上記蛍光体膜は、上記導電性部材における励起光を受ける表面である受光面に形成されており、上記受光面とは反対側の表面に、絶縁層が形成されていることが好ましい。

上記構成によれば、上記受光面とは反対側の表面に絶縁層が形成されている。つまり、受光面に蛍光体膜が形成され、受光面とは反対側の表面には蛍光体膜が形成されていない発光体（蛍光体膜が導電性部材の片面に形成された発光体）を実現することができる。

また、例えば、発光体に強い励起光が照射された場合、蛍光体膜において蛍光に変換されない励起光が熱に変換されて発熱し、蛍光体膜の温度を上昇させてしまうことがある。この場合、蛍光体膜における励起光から蛍光への変換効率が低下し、さらに発熱が増すという現象（ネガティブフィードバック）に陥ってしまう。

本発明の発光体によれば、導電性部材の片面に蛍光体膜が形成されているので、もう一方の表面（受光面とは反対側の表面）を、放熱性に富む金属の塊などのヒートシンクに接合させることができる。この場合には、上述の蛍光体膜からの発熱を速やかに排熱させ、蛍光体の変換効率の低下を抑制することができる。

本発明に係る発光体では、上記絶縁膜は、無機物からなることが好ましい。

上記構成によれば、例えば電気泳動に用いる溶液として有機溶媒をベースにしたものを用いた場合に、電気泳動中に絶縁膜が溶け出してしまうことを防ぐことができる。

本発明に係る発光体では、上記蛍光体膜は、上記導電性部材における励起光を受ける表面である受光面に形成されており、上記受光面とは反対側の表面に、上記蛍光体膜から出射される光を反射する光反射部材が形成されていることが好ましい。

上記構成によれば、上記受光面とは反対側の表面に光反射部材が形成されている。これにより、光反射部材により反射した光を受光面側から出射させることができるので、発光体から出射する光を所定の方向に集光することができる。

また、受光面から入射した励起光が光反射部材に到達するまでに蛍光体膜によって変換されない場合であっても、光反射部材は、この変換されなかった光（励起光）を反射させることができるので、発光体の外部に出射することなく、再び蛍光体膜に入射させることができる。このため、発光体に入射された励起光を確実に変換することができる。また、励起光が発光体の外部に出射されるのを防ぐことができるため、安全性の高い発光体を実現することができる。

本発明に係る発光体では、上記導電性部材は、透明性を有していることが好ましい。

上記構成によれば、導電性部材が透明性を有しているので、蛍光体膜により変換された光を、発光体の外部に確実に出射することができる。

本発明に係る発光体では、上記導電性部材は、電気泳動により当該導電性部材の表面に上記蛍光体膜を形成するための電源装置に接続される通電用端子を有しており、上記通電用端子には、絶縁膜が被覆されていることが好ましい。

上記構成によれば、導電性部材が、絶縁膜が被覆されている通電用端子を有しているので、その表面に、電気泳動によって蛍光体が堆積するのを防ぐことができる。これにより、蛍光体が堆積することのない通電用端子と、電気泳動により導電性部材の表面に蛍光体膜を形成するための電源装置とを接続することで、発光体を、電気泳動を行うときの電極として容易に扱うことが可能となる。

本発明に係る発光装置は、上記に記載の発光体と、上記励起光を出射する励起光源と、を備え、上記発光体は、上記励起光源から出射された励起光を受けて発光することが好ましい。

上記構成によれば、発光装置は、所定の形状を有する発光体を備えているので、発光体が励起光源から出射される励起光を受けて発光することにより、当該所定の形状に応じた光線束を形成することができる。これにより、光の利用効率が高い発光装置を実現することができる。

本発明に係る照明装置は、上記に記載の発光装置を備えることが好ましい。

上記構成によれば、照明装置は、所定の形状（例えば、照明装置に要求される所定の配光特性を満たす形状）を有する発光体を備える。発光体がこのような形状であるので、発光体から出射した光は、発光装置が当該発光体の形状に対応するような光線束を形成して、照明装置の外部へと出射される。これにより、光の利用効率が高い照明装置を実現することができる。

本発明に係る車両用前照灯は、上記に記載の発光装置を備えることが好ましい。

上記構成によれば、車両用前照灯は、所定の形状（例えば、車両用前照灯に要求される所定の配光特性を満たす形状）を有する発光体を備える。発光体がこのような形状であるので、発光体から出射した光は、発光装置が当該発光体の形状に対応するような光線束を形成して、車両用前照灯の外部へと出射される。これにより、光の利用効率が高い車両用前照灯を実現することができる。

本発明に係る発光体は、以上のように、所定の形状を有する導電性部材に、励起光を受けて発光する蛍光体を堆積させた蛍光体膜が形成されている構成である。

それゆえ、発光体の形状が複雑な形状であっても簡単に製造できるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る発光部の形状を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るヘッドランプの構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るヘッドランプが備える光ファイバーの出射端部と発光部との位置関係を示す図である。 本発明の一実施形態に係るヘッドランプにおける発光部の位置決め方法の変更例を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るヘッドランプが備える凸レンズ、遮光板および発光部の位置関係を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るヘッドランプが満たすべき配光特性を示すものであり、（ａ）は、自動車用のすれ違い用前照灯に要求される配光特性を示す図であり、（ｂ）は、すれ違い用前照灯の配光特性基準に規定された照度を示す図である。 本発明の一実施形態に係る発光部の構成を説明するものであり、（ａ）は、金属板の断面図を示す図であり、（ｂ）は、発光部が製造される様子を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る発光部の製造する際に用いられる実験系の一例について説明するための図である。 前照灯に要求される白色の色度範囲を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係る発光部の構成または材質の一例について説明するために用いられる発光部の断面図であり、（ａ）は、図１に示す発光部の断面図を示すものであり、（ｂ）〜（ｆ）は、図１に示す発光部の変形例を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光部に対する放熱作用について説明するためのものであり、（ａ）は、比較例としての発光部における熱の流れ方を示す図であり、（ｂ）は、発光部７における熱の流れ方を示す図である。 本発明の一実施形態の変形例としてのヘッドランプの概略構成を示す図である。 本発明の一実施形態の変形例としての発光部の形状を示すものであり、（ａ）〜（ｃ）は、変形例としての発光部の形状の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るヘッドランプが備える半導体レーザの具体的な構成を示すものであり、（ａ）は半導体レーザの回路図を模式的に示す図であり、（ｂ）は半導体レーザの基本構造を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るレーザダウンライトが備える発光ユニットおよび従来のＬＥＤダウンライトの外観を示す概略図である。 上記レーザダウンライトが設置された天井の断面図である。 上記レーザダウンライトの断面図である。 上記レーザダウンライトの設置方法の変更例を示す断面図である。 上記ＬＥＤダウンライトが設置された天井の断面図である。 上記レーザダウンライトおよび上記ＬＥＤダウンライトのスペックを比較するための図である。

〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１〜図１４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。ここでは、本発明の照明装置の一例として、自動車用のすれ違い用前照灯であるヘッドランプ（車両用前照灯）１を例に挙げて説明する。ただし、本発明の照明装置は、配光特性基準が示されている照明装置であれば、自動車以外の車両・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、その他の照明装置として実現されてもよい。

（ヘッドランプ１の構成）
図２は、プロジェクタ型のヘッドランプであるヘッドランプ１の構成を示す断面図である。同図に示すように、ヘッドランプ１は、半導体レーザアレイ（励起光源）２、非球面レンズ４、光ファイバー５、フェルール６、発光部（発光体）７、反射鏡８、透明板９、ハウジング１０、エクステンション１１、レンズ１２、遮光板１３、凸レンズ１４およびレンズホルダ１６を備えている。半導体レーザアレイ２、光ファイバー５、フェルール６および発光部７によって発光装置の基本構造が形成されている。なお、ヘッドランプ１は、プロジェクタ型のヘッドランプであるため、凸レンズ１４を備えている。その他のタイプのヘッドランプ（例えば、セミシールドビームヘッドランプ）に本発明を適用してもよく、その場合には凸レンズ１４を省略できる。

半導体レーザアレイ２は、励起光を出射する励起光源として機能し、複数の半導体レーザ（半導体レーザ素子）３を基板上に備えるものである。半導体レーザ（励起光源）３のそれぞれからレーザ光が発振される。励起光源として複数の半導体レーザ３を用いる必要は必ずしもなく、半導体レーザ３を１つのみ用いてもよい。しかし、高出力のレーザ光を得るためには、複数の半導体レーザ３を用いることが好ましい。

半導体レーザ３は、１チップに１つの発光点を有するものであり、例えば、４０５ｎｍ（青紫色）のレーザ光を発振し、出力１．０Ｗ、動作電圧５Ｖ、電流０．６Ａのものであり、直径５．６ｍｍのパッケージに封入されているものである。半導体レーザ３が発振するレーザ光は、４０５ｎｍに限定されず、３８０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有するレーザ光であればよい。なお、３８０ｎｍより小さい波長のレーザ光を発振する良質な短波長用の半導体レーザを作製することが可能であれば、本実施の形態の半導体レーザ３として、３８０ｎｍより小さい波長のレーザ光を発振するように設計された半導体レーザを用いることも可能である。

非球面レンズ４は、半導体レーザ３から発振されたレーザ光（励起光）を、光ファイバー５の一方の端部である入射端部５ｂに入射させるためのレンズである。例えば、非球面レンズ４として、アルプス電気製のＦＬＫＮ１ ４０５を用いることができる。上述の機能を有するレンズであれば、非球面レンズ４の形状および材質は特に限定されないが、４０５ｎｍ近傍の透過率が高く、かつ耐熱性のよい材料であることが好ましい。

光ファイバー５は、半導体レーザ３が発振したレーザ光を発光部７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５は、上記レーザ光を受け取る複数の入射端部５ｂと、入射端部５ｂから入射したレーザ光を出射する複数の出射端部５ａとを有している。複数の出射端部５ａは、発光部７のレーザ光照射面（受光面）７ａ（図３参照）における互いに異なる領域に対してレーザ光を出射する。換言すれば、複数の出射端部５ａは、発光部７の互いに異なる部分に対してレーザ光を出射する。出射端部５ａは、レーザ光照射面７ａに接触していてもよいし、僅かに間隔を置いて配置されてもよい。

光ファイバー５は、中芯のコアを、当該コアよりも屈折率の低いクラッドで覆った２層構造をしている。コアは、レーザ光の吸収損失がほとんどない石英ガラス（酸化ケイ素）を主成分とするものであり、クラッドは、コアよりも屈折率の低い石英ガラスまたは合成樹脂材料を主成分とするものである。例えば、光ファイバー５は、コアの径が２００μｍ、クラッドの径が２４０μｍ、開口数ＮＡが０．２２の石英製のものであるが、光ファイバー５の構造、太さおよび材質は上述のものに限定されず、光ファイバー５の長軸方向に対して垂直な断面は矩形であってもよい。

なお、導光部材として光ファイバー以外の部材、または光ファイバーと他の部材とを組み合わせたものを用いてもよい。この導光部材は、半導体レーザ３が発振したレーザ光を受け取る少なくとも１つの入射端部と当該入射端部から入射したレーザ光を出射する複数の出射端部とを有するものであればよい。例えば、少なくとも１つの入射端部を有する入射部、および複数の出射端部を有する出射部を光ファイバーとは別の部材として形成し、これら入射部および出射部を光ファイバーの両端部に接続してもよい。

図３は、出射端部５ａと発光部７との位置関係を示す図である。同図に示すように、フェルール６は、光ファイバー５の複数の出射端部５ａを発光部７のレーザ光照射面７ａに対して所定のパターンで保持する。このフェルール６は、出射端部５ａを挿入するための孔が所定のパターンで形成されているものでもよいし、上部と下部とに分離できるものであり、上部および下部の接合面にそれぞれ形成された溝によって出射端部５ａを挟み込むものでもよい。

このフェルール６は、反射鏡８から延出する棒状または筒状の部材などによって反射鏡８に対して固定されていればよい。フェルール６の材質は、特に限定されず、例えばステンレススチールである。なお、図３では、便宜上、出射端部５ａを３つ示しているが、出射端部５ａの数は３つに限定されない。

発光部７は、出射端部５ａから出射されたレーザ光を受けて発光するものであり、レーザ光を受けて発光する蛍光体を含む蛍光体膜７６ａおよび７６ｂを含んでいる（図１参照）。具体的には、発光部７は、所定の形状を有する導電性部材（例えば金属板７５）に、蛍光体が堆積する（付着する）ことにより蛍光体膜７６ａおよび７６ｂが形成されている。また、発光部７のレーザ光照射面７ａの面積は、３ｍｍ^２よりも小さくなるように設計されている。また、発光部７の厚さは、例えば１ｍｍ以下となるように設計されている。なお、発光部７の具体的な形状および製造方法、並びに、蛍光体膜７６ａおよび７６ｂに用いられる蛍光体の材質については後述する。

つまり、蛍光体膜は、励起光を受けて発光する蛍光体が導電性部材の表面に堆積することにより形成された膜を指すものであり、例えば膜状、層状、薄膜、薄層、板状、板などの様々な形状を含む。

発光部７は、後述する反射鏡８の第１焦点の近傍に配置され、図２に示すように、透明板９の内側（出射端部５ａが位置する側）の面において、出射端部５ａと対向する位置に固定されている。発光部７の位置の固定方法は、この方法に限定されず、反射鏡８から延出する棒状または筒状の部材によって発光部７の位置を固定してもよい。

図４は、発光部７の位置決め方法の変更例を示す断面図である。同図に示すように、反射鏡８の中心部を貫いて延びる筒状部１５の先端に発光部７を固定してもよい。この場合には、筒状部１５の内部に光ファイバー５の出射端部５ａを通すことができる。また、この構成において透明板９を省略することも可能である。

反射鏡８は、例えば、金属薄膜がその表面に形成された部材であり、発光部７から出射した光を反射することにより、当該光をその焦点に収束させる。ヘッドランプ１は、プロジェクタ型のヘッドランプであるため、反射鏡８は、楕円を基本形状とするものである。反射鏡８には、第１焦点と第２焦点とが存在し、第２焦点は、第１焦点よりも反射鏡８の開口部に近い位置に存在している。後述する凸レンズ１４は、その焦点が第２焦点の近傍に位置するように配置されており、反射鏡８によって第２焦点に収束された光を前方に投射する。

透明板９は、反射鏡８の開口部を覆う透明な樹脂板であり、発光部７を保持している。この透明板９を、半導体レーザ３からのレーザ光を遮断するとともに、発光部７においてレーザ光を変換することにより生成された白色光（インコヒーレントな光）を透過する材質で形成することが好ましい。発光部７によってコヒーレントなレーザ光は、そのほとんどがインコヒーレントな白色光に変換される。しかし、何らかの原因でレーザ光の一部が変換されない場合も考えられる。このような場合でも、透明板９によってレーザ光を遮断することにより、レーザ光が外部に漏れることを防止できる。なお、このような効果を期待せず、かつ透明板９以外の部材によって発光部７を保持する場合には、透明板９を省略することが可能である。

ハウジング１０は、ヘッドランプ１の本体を形成しており、反射鏡８等を収納している。光ファイバー５は、このハウジング１０を貫いており、半導体レーザアレイ２は、ハウジング１０の外部に設置される。半導体レーザアレイ２は、レーザ光の発振時に発熱するが、ハウジング１０の外部に設置することにより半導体レーザアレイ２を効率良く冷却することが可能となる。また、半導体レーザ３は、故障する可能性があるため、交換しやすい位置に設置することが好ましい。これらの点を考慮しなければ、半導体レーザアレイ２をハウジング１０の内部に収納してもよい。

エクステンション１１は、反射鏡８の前方の側部に設けられており、ヘッドランプ１の内部構造を隠して見栄えを良くするとともに、反射鏡８と車体との一体感を高めている。このエクステンション１１も反射鏡８と同様に金属薄膜がその表面に形成された部材である。

レンズ１２は、ハウジング１０の開口部に設けられており、ヘッドランプ１を密封している。発光部７が発した光は、レンズ１２を通ってヘッドランプ１の前方へ出射される。

図５は、凸レンズ１４、遮光板１３および発光部７の位置関係を示す斜視図である。凸レンズ１４は、発光部７から出射された光を集光し、集光した光をヘッドランプ１の前方へ投影する。凸レンズ１４の焦点は、反射鏡８の第２焦点の近傍であり、その光軸は、発光部７が有する発光面７ｂのほぼ中央に位置している。この凸レンズ１４は、レンズホルダ１６によって保持され、反射鏡８に対する相対位置が規定されている。

遮光板１３は、発光部７から出射される光の一部および反射鏡８に反射した光の一部を遮ることにより、当該光が到達する領域を制限する。換言すれば、遮光板１３は、発光部７から出射される光の投影像の一部の形状を規定する。この遮光板１３は、反射鏡８の第２焦点の近傍に配置される。

ここで、遮光板１３を設ける意義について説明する。後述するように発光部７は、配光特性基準が規定する明領域を効率良く照らすことができる形状を有している。発光部７の大きさが無限に小さく、その発光部７が凸レンズ１４の光軸に位置していれば、発光部７の発光面７ｂから出射された光の投影像は、発光面７ｂの形状と一致する。しかし、発光部７は大きさを有しているため、凸レンズ１４の光軸から離れた部分に関しては、その投影像がぼやけてしまう。その結果、発光部７から出射した光の一部が、上記明領域外の領域に照射されてしまう可能性がある。また、発光部７からの光が反射鏡８に反射することによって生じる反射光の一部は、発光部７の形状にかかわらず、明領域以外の領域に照射されてしまう可能性がある。これらの理由により、遮光板１３を設けることが好ましい。遮光板１３と発光部７との位置関係の詳細については、後述する。

以上のように、半導体レーザ３から高出力のレーザ光が発光部７に照射され、発光部７がこのレーザ光を受けることができるので、例えば発光部７から放射される光束が少なくとも１２００ｌｍ（ルーメン）以上、発光部７の輝度が少なくとも８０ｃｄ（カンデラ）／ｍｍ^２以上という高輝度・高光束のヘッドランプ１を実現することができる。また、高輝度のヘッドランプ１が実現されることにより、小型のヘッドランプ１を実現することができる。

（ヘッドランプ１に要求される配光特性）
次に、図６を参照しながら、自動車用のすれ違い用前照灯に要求される配光特性について説明する。

図６（ａ）は、自動車用のすれ違い用前照灯に要求される配光特性を示す図である（道路運送車両の保安基準の細目を定める告示〔２００８.１０．１５〕別添５１（前照灯の装置形式指定基準）より抜粋）。この図は、自動車の前方２５ｍの位置に垂直に設置したスクリーンにすれ違い用前照灯からの光を照射した場合の、上記スクリーンに投影される光の像を示している。

図６（ａ）において、ゾーンＩとは、水平方向の基準直線である直線ｈｈの下方７５０ｍｍに位置する水平直線より下方の領域である。このゾーンＩの任意の点では、０．８６Ｄ−１．７２Ｌの点における実測値の２倍以下の照度であることが求められる。

ゾーンＩＩＩとは、白抜きの領域（明領域と称する）よりも上方の領域である。このゾーンＩＩＩの任意の点では０．８５ｌｘ（ルクス）以下あることが求められている。つまり、このゾーンＩＩＩは、光線が他の交通の妨げとならないように、所定の照度以下に照度を抑えることが求められている領域（暗領域）である。このゾーンＩＩＩと明領域との境界線は、直線ｈｈに対して１５度の角度をなす直線２１、および直線ｈｈに対して４５度の角度をなす直線２２を含んでいる。

ゾーンＩＶとは、直線ｈｈの下方３７５ｍｍに位置する水平直線、直線ｈｈの下方７５０ｍｍに位置する水平直線および垂直方向の基準直線である直線ＶＶの左右２２５０ｍｍに位置する２本の鉛直直線の計４直線で囲まれる領域である。このゾーンＩＶの任意の点では３ｌｘ以上の照度であることが求められる。つまりゾーンＩＶは、ゾーンＩとゾーンＩＩＩとの間の領域である明領域のうちの、より明るい領域である。

図６（ｂ）は、すれ違い用前照灯の配光特性基準に規定された照度を示す図である。同図に示すように、点０．６Ｄ−１．３Ｌおよび点０．８６Ｄ−１．７２Ｌの２点においては、周囲よりも高い照度が要求される。これら２点は自車の真正面付近に相当し、これら２点では夜間でも進行方向にある障害物等を確認できることが求められている。

（発光部７の形状）
次に、発光部７の具体的な形状について図１に基づいて説明する。図１は、発光部７の形状を示す斜視図である。

発光部７は、所定の形状（ここでは、配光特性基準（所定の配光特性）に対応する形状を指す）を有する金属板７５に、レーザ光を受けて発光する蛍光体を堆積させた蛍光体膜７６ａおよび７６ｂが形成されているものである。ここでは、金属板７５は、図１に示すように、長方形状の金属板の一部が欠けた切り欠き形状となっており、その両面（第１面および第２面）には、例えば後述の電気泳動（電気泳動堆積法）により、蛍光体膜７６ａおよび７６ｂが堆積している。つまり、金属板７５の表面には、金属板７５とほぼ同じ切り欠き形状を有する蛍光体膜７６ａおよび７６ｂが形成されることにより、直方体の一部が欠けた切り欠き形状を有する発光部７となる。

なお、レーザ光照射面７ａは、平面である必要は必ずしもなく、曲面であってもよい。ただし、レーザ光の反射を制御するためには、レーザ光照射面７ａは、レーザ光の光軸に対して垂直な平面であることが好ましい。

発光部７は、レーザ光照射面７ａとは反対側に位置する発光面７ｂ（図５参照）を備えている。この発光面７ｂの外縁の一部は、図６（ａ）に示した暗領域（ゾーンＩＩＩ）の形状に対応した切り欠き形状を有している。

より詳細には、図１および図５に示すように、発光面７ｂの外縁は、その長軸と１５度の角度をなす斜辺７１および上記長軸と４５度の角度をなす斜辺７２を有している。斜辺７１は、図６（ａ）に示す直線２１に対応しており、斜辺７２は、直線２２に対応している。このように、発光面７ｂの外縁の形状は、暗領域の形状に対応した２つの斜辺７１および７２を有しており、これら２つの斜辺７１・７２は、発光面７ｂの長軸方向に対して互いに異なる角度をなしている。

別の観点から表現すれば、図５に示すように、発光面７ｂは、その長軸方向における第１端部７３と、長軸方向において第１端部７３とは反対側に位置する第２端部７４とを有している。そして、第１端部７３の、上記長軸方向に対して垂直な短軸方向における幅は、第２端部７４の上記短軸方向における幅よりも広い。

発光面７ｂをこのような形状にすることにより、配光特性基準が規定する明領域の形状に対応した光線束を出射することができる。換言すれば、暗領域を照らす光線束を発光部７から出射しないようにすることができる。それゆえ、従来の構成よりも光の利用効率を高めることができる。

（発光部７の製造方法）
次に、図７〜図９に基づいて、発光部７の製造方法について説明する。図７は、発光部７の構成を説明するための図であり、図７（ａ）は、金属板７５の断面図を示す図であり、図７（ｂ）は、発光部７が製造される様子を説明するための図である。

まず、図７（ａ）に示すように、金属板７５の大きさは、例えば、その長軸方向の長さが２．５ｍｍ、第１端部７３の短軸方向における幅（長さ）が０．３７ｍｍ、第２端部７４の短軸方向における幅（長さ）が０．１５ｍｍである。また、その厚さは０．０５ｍｍである。本実施形態では、金属板７５の厚さが薄いので、強い出力のレーザ光が照射されると、このレーザ光は金属板７５を透過する。このため、発光面７ｂとなる側に蛍光体膜（例えば蛍光体膜７６ｂ）を備えた場合であっても、当該蛍光体膜によってレーザ光をインコヒーレントな光に変換される。

また、金属板７５は、電気泳動により、蛍光体をその表面に堆積させて蛍光体膜７６ａおよび７６ｂを形成するための電源装置４０（図８参照）に接続される通電用端子７７を有しており、通電用端子７７には、絶縁膜が被覆されている。絶縁膜としては、例えばシリコン酸化膜が挙げられる。つまり、通電用端子７７には絶縁膜が被覆されているので、その表面に、電気泳動によって蛍光体が堆積するのを防ぐことができる。これにより、蛍光体が堆積することのない通電用端子７７と、電源装置４０とを接続することで、発光部７を、電気泳動を行うときの電極として容易に扱うことが可能となる。

なお、絶縁膜としては無機物を用いることが好ましい。電気泳動に用いる溶液として有機溶媒をベースにしたものを用いる場合、有機系のフォトレジストなどを絶縁膜として用いると電気泳動中に溶け出してしまう可能性があるからである。もちろん、水を溶媒として用いる場合には、有機系フォトレジスト材料を絶縁膜として使用することが可能である。絶縁膜に無機物を用いることについては、通電用端子７７に被覆される絶縁膜に限らず、金属板７５に形成される絶縁膜（例えば後述の図１０（ｂ）の絶縁層７８（絶縁膜）、図１０（ｃ）及び（ｄ）の絶縁膜など）についても同様のことがいえる。

ここで、蛍光体は、酸窒化物系のものであり、例えば青色、緑色および赤色の蛍光体からなる。半導体レーザ３は、４０５ｎｍ（青紫色）のレーザ光を発振するため、発光部７に当該レーザ光が照射されると白色光が発生する。それゆえ、発光部７は、波長変換材料であるといえる。

なお、半導体レーザ３は、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）を発振するものでもよく、この場合には、上記蛍光体は、黄色の蛍光体、または緑色の蛍光体と赤色の蛍光体との混合物である。黄色の蛍光体とは、５６０ｎｍ以上５９０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する光を発する蛍光体である。緑色の蛍光体とは、５１０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する光を発する蛍光体である。赤色の蛍光体とは、６００ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する光を発する蛍光体である。

上記蛍光体は、サイアロン蛍光体と通称されるものが好ましい。サイアロンとは、窒化ケイ素のシリコン原子の一部がアルミニウム原子に、窒素原子の一部が酸素原子に置換された物質である。サイアロン蛍光体は、窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）にアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、シリカ（ＳｉＯ_２）および希土類元素などを固溶させて作ることができるものである。

なお、蛍光体の別の好適な例としては、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のナノメータサイズの粒子を用いた半導体ナノ粒子蛍光体を挙げることができる。

半導体ナノ粒子蛍光体の特徴の一つは、同一の化合物半導体（例えばインジュウムリン：ＩｎＰ）を用いても、その粒子径をナノメータサイズに変更することにより、量子サイズ効果によって発光色を変化させることができる点である。例えば、ＩｎＰでは、粒子サイズが３〜４ｎｍ程度のときに赤色に発光する（ここで、粒子サイズは透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）にて評価した）。

また、この半導体ナノ粒子蛍光体は、半導体ベースであるので蛍光寿命が短く、励起光のパワーを素早く蛍光として放射できるのでハイパワーの励起光に対して耐性が強いという特徴もある。これは、この半導体ナノ粒子蛍光体の発光寿命が１０ナノ秒程度と、希土類を発光中心とする通常の蛍光体材料に比べて５桁も小さいためである。

さらに、上述したように、発光寿命が短いため、レーザ光の吸収と蛍光体の発光を素早く繰り返すことができる。その結果、強いレーザ光に対して高効率を保つことができ、蛍光体からの発熱を低減させることができる。

よって、発光部７が熱により劣化（変色や変形）するのをより抑制することができる。これにより、光の出力が高い発光素子を光源として用いる場合に、発光装置の寿命が短くなるのをより抑制することができる。

図７（ｂ）に示すように、発光部７は、配光特性基準に対応する形状（自動車のすれ違い用前照灯に要求される配光パターンのミニチュア形状）に加工された金属板７５の表面に、電気泳動により蛍光体を堆積（付着）させることにより、蛍光体膜７６ａおよび７６ｂが形成される。このとき、通電用端子７７は絶縁膜にて被覆されているため、通電用端子７７の表面には蛍光体が堆積しない。蛍光体膜７６ａおよび７６ｂが形成された後、通電用端子７７を切断することにより、図１に示す形状の発光部７を製造することができる。

次に、図８を用いて、電気泳動により、金属板７５の表面に蛍光体を堆積させて蛍光体膜７６ａおよび７６ｂを形成するための実験系の一例について説明する。図８は、電気泳動により、金属板７５の表面に蛍光体を堆積させて蛍光体膜７６ａおよび７６ｂを形成するための実験系の一例について説明するための図である。

図８に示す容器（ビーカー）内の溶液は、青色、緑色および赤色にそれぞれ発光する蛍光体として、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ^２＋（青色）、β−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ^２＋（緑色）およびＣＡＳＮ：Ｅｕ^２＋（赤色）が、分散比（重量比）４：２：１となるように分散媒中に分散されたものである。すなわち、蛍光体は、荷電粒子Ｋとして分散媒中に分散している。分散媒としては、例えば電解質もしくは非電解質のケトン類（アセトン、メチルエチルケトンなど）、アルコール類（メタノール、エタノール、イソプロパノールなど）、アルコールエーテル類（２−メトキシエタノールなど）、または、それらの混合物等のような有機溶媒、水などが挙げられる。

そして、電気泳動を行うための電極として、この溶液内（プラスにイオン化された蛍光体（荷電粒子Ｋ）が分散された分散媒中）に、２つの金属板（ひとつは金属板７５）を浸漬させ、金属板７５を陰極とし、もう一方の金属板を陽極とする。すなわち、金属板７５の通電用端子７７を、電源装置４０の負極と接続し、もう一方の金属板を電源装置４０の正極と接続する。電源装置４０は、直流用の電圧電源であり、所定の電圧を２つの電極に印加して通電することにより、プラスにイオン化した蛍光体を陰極としての金属板７５へと移動させる（電気泳動）。

すなわち、マイナスに帯電した金属板７５の表面に、プラスにイオン化された蛍光体が移動してくることにより、当該表面に蛍光体が堆積し、蛍光体膜７６ａおよび７６ｂが形成される。蛍光体膜７６ａおよび７６ｂは、電気泳動による堆積の場合、金属板７５の表面全体に、あるいは、当該表面よりも若干小さい範囲に、一様に、かつ、ほぼ一定の厚さに薄く堆積することにより形成される。このため、金属板７５には、金属板７５とほぼ同形で一定の厚さを有する蛍光体膜７６ａおよび７６ｂが形成されるので、金属板７５を所望の形状に成型し、蛍光体を分散した溶液を用いて電気泳動を行うだけで、金属板７５とほぼ同形の表面を有する発光部７を簡単に製造することができる。

本実施形態では、蛍光体膜７６ａおよび７６ｂの厚さが０．５ｍｍとなるように設計している。また、上記のように金属板７５の表面積は３ｍｍ^２よりも小さいため、発光部７のレーザ光照射面７ａの面積も、３ｍｍ^２よりも小さくなるように設計されているといえる。

なお、電気泳動を行うことで金属板７５の表面に蛍光体膜７６ａおよび７６ｂが形成されるが、この蛍光体膜７６ａおよび７６ｂを金属板７５に定着（付着）させるには次の方法を用いた。

すなわち、まず、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）又はＴＥＭＯＳ（テトラメトキシシラン）にエタノール、水、濃塩酸を加えてシリカの前駆体（シリカ前駆体）を作る。次に、このシリカ前駆体を上記蛍光体膜７６ａおよび７６ｂに散布・浸透させ、５００℃程度で焼成する。これにより、金属板７５上に蛍光体膜７６ａおよび７６ｂが定着した状態で形成されることとなる。

ここで、発光部が車両用前照灯に用いられる場合、発光部が発光した照明光の色温度が3000〜7000Ｋであり、かつ、道路運送車両法で定められた前照灯に求められる白色の範囲に適合する白色光であればよい。なお、色温度については、市場において多くのユーザに好まれる色温度になるように調整することが可能である。

図９は、前照灯に要求される白色の色度範囲を示すグラフである。同図に示すように車両用前照灯に要求される白色の色度範囲が法律により規定されている。当該色度範囲は、６つの点３５ａ〜３５ｆを頂点とする多角形の内部である。図８に示す実験系にて製造された発光部７に対して４０５ｎｍの励起光を照射した場合、発光部７は、上記色度範囲を満たす光、すなわち色度ｘ＝０．３１、ｙ＝０．３０の白色光を発光した。

なお、発光部７を上述の形状とするために、例えば、蛍光体保持物質としてのシリコーン樹脂の内部に蛍光体が分散された直方体形状のものを、物理的または化学的に削り、配光特性基準に対応する形状となるような切り欠き部を形成することが考えられる。しかし、蛍光体が粒状であるため、シリコーン樹脂を削ると、その内部の蛍光体も一緒に削られてしまいダメージを受ける。その結果、表面近傍の蛍光体の発光効率が低下してしまうという問題点がある。一方、金属板７５は簡単に成型することができ（蛍光体がこぼれ落ちるのを気にする必要がなく）、さらに電気泳動の場合、金属板７５の形状にあわせて、その表面に蛍光体膜７６ａおよび７６ｂを形成することができる。このため、発光部７を細かく正確に製造したい場合には、所望の形状に成型した金属板７５に対して、電気泳動により蛍光体を堆積させて蛍光体膜７６ａおよび７６ｂを形成することが好ましいといえる。

以上のように、発光部７は、所定の形状を有する金属板７５に、レーザ光を受けて発光する蛍光体を堆積させた蛍光体膜７６ａおよび７６ｂが形成されている構成である。

金属板７５を、所定の配光特性を満たす形状に対応した形状に成型することは、たとえその形状が複雑であり、かつ、小さな金属板７５であったとしても、従来の方法を用いて容易に行うことが可能である。従って、容易に成型可能な金属板７５に、蛍光体を堆積させて蛍光体膜７６ａおよび７６ｂを形成するだけで発光部７を製造することが可能であるので、たとえ発光部７が小さくても、所望する形状（例えば複雑な形状）の発光部７を容易に実現できる。これにより、光の利用効率が高い発光部７を実現することができる。また、この発光部７をヘッドランプ１に備えることにより、ヘッドランプ１についても光の利用効率を向上させることができる。

また、従来の金型を用いての発光部の製造では、蛍光体を分散させた樹脂を当該金型に注入する必要があったので、所定の厚さの金型を用意する必要があった。このため、非常に薄い（例えば厚さ１ｍｍ程度の）発光部を製造するためには、金型にその樹脂を注入した後に、研磨等の薄膜化工程が必要であった。これに対し、本実施形態の発光部７は、上記のように、薄い金属板７５（本実施形態では厚さ０．０５ｍｍ）に、蛍光体膜７６ａ及び７６ｂを薄く堆積させることにより製造することができるので、上記の薄膜化工程を経ることなく、薄い発光部７（本実施形態では厚さ０．５ｍｍ）を容易に製造することができる。すなわち、本実施形態では、所望の形状を有する、小さくかつ薄い発光部７を容易に製造することができる。

また、金属板７５が板状であるため、金属板７５を所望する形状（所定の形状）に加工しやすい。また、この金属板７５を電極として、蛍光体を含む分散媒に浸漬することにより、金属板７５の表面に蛍光体を堆積させて蛍光体膜７６ａおよび７６ｂを形成することができる。これにより、容易に成型可能な金属板７５を、蛍光体を含む分散媒に浸漬するだけで、所望する形状の発光部７を容易に実現することができる。

次に、電気泳動により製造される発光部７の構成または材質の一例について、図１０を用いて説明する。図１０は、発光部７の構成または材質の一例について説明するための図であり、発光部７の断面図である。図１０（ａ）は、上述した方法で製造された図１に示す発光部７の断面図であり、図１０（ｂ）〜（ｆ）は、図１に示す発光部７の変形例を示す断面図である。なお、ここでは、発光部７の形状が配光特性基準に対応する形状であるものとして説明するが、発光部７の形状は、例えばヘッドランプ１などの照明装置が要求する所定の配光特性を満たすものであれば、どのような形状（例えば後述の図１３（ａ）〜（ｃ）に示す形状）であってもよい。

図１０（ａ）は、図１に示す発光部７の断面図である。この発光部７は、上述のように、金属板７５の両面全体（表面と同形）に、蛍光体を均一に堆積させることにより、蛍光体膜７６ａおよび７６ｂが形成されたものである。

このように蛍光体を堆積させることにより、発光部７自身を成型する必要がないので、所望する形状が複雑な形状であっても、簡単に発光部７を製造することができる。また、金属板７５の両面に蛍光体膜７６ａおよび７６ｂが形成されているので、例えば蛍光体膜７６ａおよび７６ｂの両方にレーザ光を照射するような発光装置に対しても、発光部７を利用することが可能である。

次に、図１０（ｂ）は、金属板７５を成型した後に、金属板７５の片面に絶縁層７８（絶縁膜）が形成されたものを、陰極用の電極として上記溶液中に浸漬させて電気泳動を行う。絶縁層７８は、例えば上記絶縁膜と同じ材質であり、金属板７５に蒸着させることによって形成される。この場合、絶縁層７８が形成された金属板７５の表面には蛍光体が堆積しないので、金属板７５の片面だけに蛍光体が堆積し、蛍光体膜７６ａを形成する。換言すれば、図１０（ｂ）では、蛍光体膜７６ａは、金属板７５におけるレーザ光を受ける表面であるレーザ光照射面７ａに形成されており、レーザ光照射面７ａとは反対側の表面（発光面７ｂ）に、絶縁層７８が形成されているといえる。

このように蛍光体を堆積させることによって、レーザ光照射面７ａとして利用する金属板７５の表面のみに蛍光体膜を形成することができる。すなわち、蛍光体膜７６ａが金属板７５の片面にだけ形成された発光部７を実現することができる。

次に、図１０（ｃ）は、金属板７５を成型した後、所定のパターンを有する絶縁膜を金属板７５の片面に形成する。例えば、金属板７５の片面に絶縁膜を蒸着した後、その表面にレジスタを塗布する。レジスタが塗布された金属板７５の表面に対して所定のパターンを有するパターンマスクを取り付け、紫外線を照射して、パターンマスクに覆われていない領域を変形させた後、金属板７５を現像液に浸漬する。これにより、絶縁膜に所定のパターンが形成される。

所定のパターンが形成された絶縁膜に対してエッチング（例えば異方性エッチング）を行い、エッチングが行われた絶縁膜を有する金属板７５を、陰極用の電極として上記溶液中に浸漬させて電気泳動を行うことにより、エッチングされた領域に蛍光体が堆積し、蛍光体膜７６ｃが形成される。換言すれば、図１０（ｃ）では、蛍光体膜７６ｃは、金属板７５の表面に被覆された所定のパターンを有する絶縁膜とは異なる領域に、蛍光体が堆積することにより形成されているといえる。なお、図１０（ｃ）では、蛍光体膜７６ｃの暗色部が絶縁膜を示し、明色部が、堆積した蛍光体を示す。

このように蛍光体を堆積させることにより、例えば、蛍光体膜７６ｃの表面をレーザ光照射面７ａとして用いる場合に、レーザ光が強く照射される領域に対して蛍光体を堆積させることができる。また、金属板７５を成型することで所望の微細な形状を実現できないような場合であっても、金属板７５の表面に所定のパターンを有する絶縁膜を形成することにより、蛍光体膜によりその微細な形状を実現することができる。すなわち、発光部７の設計自由度を高めることができる。

なお、図１０（ｃ）において、例えば、蛍光体膜７６ｃに蒸着される絶縁膜として、蛍光体を堆積させることが可能な絶縁膜が形成される場合（例えば、この絶縁膜に蛍光体を付着させることが可能な結着剤が分散媒に含まれている場合）、絶縁膜上に蛍光体を堆積させることができる。この場合、上記絶縁膜とは異なる領域に堆積した蛍光体の厚さは、絶縁膜上に堆積した蛍光体の厚さよりも厚くなる。従って、例えば、レーザ光が強く照射されるレーザ光照射面７ａの領域に堆積する蛍光体の厚さを厚くすることができるので、この場合も発光部７の設計自由度を高めることができる。

また、例えば長方形状の金属板７５を用いる場合（配光特性基準を満たす形状でない場合）であっても、図１０（ｃ）の蛍光体膜７６ｃのように、配光特性基準に対応する形状の蛍光体膜を形成することができるので、図１と同様の機能を有する発光部７を製造することができる。従って、蛍光体膜７６ｃにより配光特性基準を満たす形状を実現することで、光の利用効率を向上させることができる。

次に、図１０（ｄ）は、図１０（ｃ）と同様の処理により、金属板７５の両面に、それぞれ異なる所定のパターンを有する絶縁膜を有する蛍光体膜が形成された発光部７を示すものである。換言すれば、図１０（ｄ）では、蛍光体膜７６ｃおよび７６ｄは、金属板７５の両面に形成されており、当該両面の一方を第１面、他方を第２面とするとき、絶縁膜の有する所定のパターンが、当該絶縁膜が被覆される金属板７５の第１面と第２面とで異なるものといえる。図１０（ｄ）では、例えば、蛍光体膜７６ｃが形成されている側の金属板７５の表面を第１面、蛍光体膜７６ｄが形成されている側の金属板７５の表面を第２面とする。

このように蛍光体を堆積させることにより、金属板７５の片面に所定のパターンを有する絶縁膜を有する蛍光体膜が形成される場合（図１０（ｃ）の場合）に比べて、さらに発光部７の光の利用効率および設計自由度を高めることが可能となり、発光部７の用途の拡大を図ることが可能となる。

次に、金属板７５の代わりに透明導電膜（導電性部材）を用いた発光部７の構成例について、図１０（ｅ）および図１０（ｆ）を用いて説明する。透明導電膜としては、例えばＩＴＯ(インジウムスズ酸化物)が用いられる。

図１０（ｅ）の場合、例えば石英などの透明性を有する基板８０上に、ＩＴＯ７９を蒸着させる。ＩＴＯ７９が蒸着した基板８０を、陰極用の電極として上記溶液中に浸漬させて電気泳動を行う。この場合、基板８０は、絶縁膜と同様の材質にて形成されたものであるので、基板８０側には蛍光体が堆積しない。

このように蛍光体を堆積させることにより、金属板７５の代わりにＩＴＯ７９を用いても、ＩＴＯ７９の表面に、蛍光体を堆積させて蛍光体膜を形成することができる。すなわち、蛍光体膜７６ａがＩＴＯ７９の片面にだけ形成された発光部７を実現することができる。

また、ＩＴＯ７９は透明性を有する部材である。このとき、基板８０も透明性を有していれば、レーザ光を変換したインコヒーレントな光を、発光面７ｂから確実に出射することができる。なお、ＩＴＯ７９に限らず、透明性を有する部材を導電性部材として用いれば同様の効果が得られる。

また、図１０（ｆ）の場合、基板８０の代わりに、例えば金属膜からなる反射層（光反射部材）８１を用いた構成である。反射層８１上にＩＴＯ７９を蒸着させたものを、陰極用の電極として上記溶液中に浸漬させて電気泳動を行う。この場合、反射層８１は、蛍光体が堆積しないような材質（例えば表面を傷つけ、さらに酸化防止用の樹脂コートを施したアルミ蒸着膜）にて形成されることが好ましい。

すなわち、図１０（ｆ）では、蛍光体膜７６ａは、ＩＴＯ７９におけるレーザ光を受ける表面であるレーザ光照射面７ａに形成されており、レーザ光照射面７ａとは反対側の表面に、蛍光体膜７６ａから出射される光を反射する反射層８１が形成されているものといえる。このように、ＩＴＯ７９を反射層８１に形成した場合、ＩＴＯ７９を透過したインコヒーレントな光をレーザ光照射面７ａ側に出射させる（所定の方向に集光する）ことができるので、当該光を上記反射鏡８に確実に照射することができる。また、蛍光体膜７６ａにて変換することができなかったレーザ光がＩＴＯ７９に出射されたとしても、当該レーザ光を反射層８１が反射し、再び蛍光体膜７６ａに入射されるので、確実にインコヒーレントな光に変換することができる。このため、半導体レーザ３から照射されたレーザ光が発光部７から出射されることがないので、安全性の高い発光部７を実現することができる。なお、図１０（ｆ）の構成は、ＩＴＯ７９に限らず、金属板７５でも同様の効果が得られる。

（放熱について）
次に、発光部７に対する放熱作用について、図１１を用いて説明する。図１１は、発光部７に対する放熱作用について説明するための図であり、図１１（ａ）は、比較例としての発光部における熱の流れ方を示す図であり、図１１（ｂ）は、発光部７における熱の流れ方を示す図である。

本実施形態のように、蛍光体を含む微小な発光部をハイパワーのレーザ光で励起すると（すなわち高いパワー密度で発光部を励起すると）、発光部が激しく劣化するという問題が生ずる。このような問題は、本発明の発明者らが見出したものであり、当該発明者らが知る限りにおいて当該問題に明確に触れられた公知文献は無い。

発光部を劣化させないためには、発光部に照射するレーザ光の強さ（単位：ワット）を小さくすればよい。しかし、この方法では、発光部から出射される光の量（光束）が低下してしまい、発光装置として要求される光度を実現することができない可能性がある。

このため、レーザ光の強さを小さくせずに発光部の劣化を防ぐための一例として、レーザ光が照射されることによって発光部に生じる熱を発光部から逃がす（放熱する）ことが挙げられる。

この場合、例えば図１１（ａ）の比較例に示すように、レーザ光が照射されることで生じる熱を発光部から逃がすために、発光部の外周を金属部材１７５（放熱用の金属部材）で覆っている。これは、金属の熱を通す（逃がす）性質を利用したものである。

しかし、この場合、金属部材１７５で覆われた方向への光の放射が阻害（光が遮光）されるので、光の利用効率が低下してしまう。また、金属部材１７５が発光部の外周に設けられているので、レーザ光の照射領域から金属部材１７５までの距離があるので、放熱効果が十分ではない。つまり、比較例では、レーザ光の照射領域近傍で発生した熱が、金属部材１７５に比べ相対的に熱伝導率が悪い蛍光体膜の中を伝播せざるを得ないため、蛍光体膜内部に熱がこもりやすく、発光部を劣化させやすい。

一方、本実施形態では、図１１（ｂ）に示すように、電気泳動により、金属板７５の表面に蛍光体膜７６ａを形成している。すなわち、レーザ光の照射領域付近に金属板７５（放熱用の金属部材）が形成されている。従って、レーザ光の照射により、その照射領域近傍で大きな発熱があったとしても、金属板７５が蛍光体膜７６ａの極近傍にあるため、熱をすぐに拡散させる（効率よく逃がす）ことができ、発光部の劣化を防ぐことができる。

また、この発光部７をヘッドランプ１に備えることにより、発光部の劣化が少ない発光装置および照明装置を実現することができる。すなわち、本実施形態では、長寿命の発光部を実現することができ、ひいては長寿命の発光装置、照明装置および車両用前照灯を実現することができる。

なお、本実施形態では、導電性部材として金属板７５を用いた場合について説明しているが、金属板７５の代わりに、透明でかつ熱伝導率が高い材質、例えば窒化ガリウムやマグネシア（ＭｇＯ）、サファイアなどを用いてもよい。これらの材質を用いる場合には、上述したように、その表面に透明導電層を形成すればよい。

（発光部７と遮光板１３との位置関係）
次に、発光部７および遮光板１３の位置関係について図５を参照しつつ説明する。同図に示すように、発光部７、遮光板１３および凸レンズ１４は、この順番で並んでおり、発光部７の発光面７ｂは、凸レンズ１４と対向している。発光面７ｂから出射した光は、遮光板１３によりその一部が遮られた後、凸レンズ１４に到達する。光が凸レンズ１４を通過すると当該光の像の上下左右が逆転するため、発光面７ｂから出射され、凸レンズ１４を通過した光は、図６（ａ）に示した像に対応する形状の投影像を形成する。

遮光板１３の、発光部７と対向する面の外縁は、発光面７ｂの斜辺７１に対応する斜辺４１、および発光面７ｂの斜辺７２に対応する斜辺４２を有している。発光面７ｂは、凸レンズ１４の光軸に対してほぼ垂直に配置されており、遮光板１３の最も広い面は、発光面７ｂに対して平行に配置されている。そして、凸レンズ１４の光軸方向から見た場合に、斜辺７１と斜辺４１と、および斜辺７２と斜辺４２とが僅かに重なるか、または隣接するように発光部７と遮光板１３とが配置されている。

この構成により、発光面７ｂから出射される光線束の一部を遮光板１３で遮ることにより、当該光線束によって形成される投影像を、配光特性基準が規定する明領域の形状により確実に近づけることができる。

（ヘッドランプ１の変形例）
次に、ヘッドランプ１の変形例について図１２に基づいて説明する。図１２は、本実施形態の変形例としてのヘッドランプ１の概略構成を示す図である。なお、上述したヘッドランプ１と同様の構成については説明を省略する。図１２に示すヘッドランプ１は、反射鏡８の形状が楕円形状ではなく、円形状となっているものである。

半導体レーザ３は、基板上に備えられることにより半導体レーザアレイを形成していてもよく、１チップに１０個の発光点（１０ストライプ）を有するものであり、例えば、４０５ｎｍ（青紫色）のレーザ光を発振し、出力１１．２Ｗ、動作電圧５Ｖ、電流６．４Ａのものであり、直径９ｍｍのパッケージに封入されているものである。パッケージに封入された半導体レーザ３は、１つであり、上記出力のときの消費電力は３２Ｗである。

非球面レンズ４としては、例えばロッドレンズを用いている。また、非球面レンズ４は、光ファイバー５の入射端部５ｂに出射されるレーザ光のＦＦＰ（Far Field Pattern）のアスペクト比がなるべく真円に近くなるように補正している。ここで、ＦＦＰとは、レーザ光源の発光点から離れた面における光の強度分布を指す。通常、半導体レーザ３や端面発光型ダイオードのような半導体発光素子が出射するレーザ光は、回折現象によって活性層の発光強度分布の角度が広がり、そのＦＦＰが楕円形状となる。このため、ＦＦＰを真円に近くするには補正が必要となる。

光ファイバー５の入射端部５ｂおよび出射端部５ａには、光ファイバー５の保持部材であるフェルール６ｂおよび６ａがそれぞれ備えられている。フェルール６ａおよび６ｂの機能は、フェルール６と同様である。半導体レーザ３から出射されたレーザ光は、非球面レンズ４を介して光ファイバー５の入射端部５ｂに入射される。なお、光ファイバー５のコア径は１ｍｍである。

発光部７は、透明板９の内側（出射端部５ａが位置する側）の面において、出射端部５ａと対向する位置で、かつ、反射鏡８の焦点位置（もしくはその近傍）となるように固定されている。発光部７の位置の固定方法は、この方法に限定されず、図４に示すように、反射鏡８から延出する棒状または筒状の部材によって発光部７の位置を固定してもよい。

反射鏡８は、発光部７から出射したインコヒーレントな光（以下、単に「光」と称する）を反射することにより、所定の立体角内を進む光線束を形成するものである。すなわち、反射鏡８は、発光部７からの光を反射することにより、ヘッドランプ１の前方へ進む光線束を形成する。反射鏡８は、例えば、金属薄膜がその表面に形成された曲面形状（カップ形状）の部材であり、反射した光の進行方向に開口している。また、反射鏡８は半球状であり、その中心が焦点位置となっている。

以上のように、上述のプロジェクタ型のヘッドランプ１と同様、半導体レーザ３から高出力のレーザ光が発光部７に照射され、発光部７がこのレーザ光を受けることができるので、高輝度・高光束のヘッドランプ１を実現することができる。また、高輝度のヘッドランプ１が実現されることにより、小型のヘッドランプ１を実現することができる。

（発光部７の別の形状）
次に、発光部７の別の形状について図１３に基づいて説明する。上記では、本発明を自動車用のすれ違い用前照灯に適用した場合の例を示したが、本発明を自動車用の走行用前照灯（ハイビーム）に適用してもよい。図１３（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態のヘッドランプ１が備える発光部７の別の形状の一例を示す斜視図である。

図１３（ａ）〜（ｃ）では、導電性部材として金属板７５を用い、その両面に蛍光体膜７６ａおよび７６ｂを堆積させることにより、発光部７が形成されている。すなわち、発光部７は、図１３（ａ）〜（ｃ）に示す形状を有するように金属板７５をそれぞれ成型した後、金属板７５を陰極用の電極として、図８に示す溶液中に浸漬させて電気泳動を行うことにより、金属板７５の両面に蛍光体膜７６ａおよび７６ｂを堆積させている。なお、金属板７５に限らず、図１０（ｅ）および（ｆ）のように、ＩＴＯ７９を用いて蛍光体膜を形成してもよい。

走行用前照灯を実現する場合、発光部７を、図１３（ａ）に示すように水平方向に長い直方体形状としてもよい。走行用前照灯から出射される光の配光パターン（配光分布）は、鉛直方向に狭く、水平方向に広いことが好ましい。この配光パターンは、道路の遠方を照らし、かつ、両脇の歩道を照らすことができる配光パターンである。発光部７を水平方向に長い直方体にすることにより、上記配光パターンを実現できる。

レーザ光を出射する出射端部５ａが複数備えられている場合には、レーザ光照射面７ａに対して均一に配置されてもよいし、レーザ光照射面７ａの長軸方向における中央部分に密に配置されてもよい。この構成により、発光部７の中央部（出射端部５ａの密度が高い部分）が他の部分よりも強く光るため、ヘッドランプ１によって照射される領域の中央部（自動車の前方かつ中央）の照度を高めることができる。

道路運送車両の保安基準が示す配光特性基準では、所定の照射領域における光度を他の照射領域よりも高く設定している。出射端部５ａが複数備えられている場合には、この配光特性基準を満たすように出射端部５ａの配置を決定すればよい。

また、図１３（ｂ）に示す発光部７のように、レーザ光照射面７ａおよび発光面７ｂの長軸方向における中央部分の幅を、その両端部よりも広くし、その広くした部分（幅広部と称する）にも出射端部５ａを配置してもよい。換言すれば、発光部７が有する発光面７ｂの短軸方向における幅は、発光面７ｂの長軸方向における中央部分において、その両端部よりも広い。

また、幅広部の形状は、図１３（ｂ）に示すように、レーザ光照射面７ａ（発光面７ｂ）の中央部が突出した形状の他に、図１３（ｃ）に示す発光部７のように、中央部分に近づくほどレーザ光照射面７ａの幅が徐々に広くなるものでもよい。

これらの構成により、ヘッドランプによって照射される領域の中央部の照度を高めることができ、走行用前照灯に求められる配光特性基準により適合したヘッドランプを実現できる。

（半導体レーザ３の構造）
次に半導体レーザ３の基本構造について説明する。図１４（ａ）は、半導体レーザ３の回路図を模式的に示したものであり、図１４（ｂ）は、半導体レーザ３の基本構造を示す斜視図である。同図に示すように、半導体レーザ３は、カソード電極１９、基板１８、クラッド層１１３、活性層１１１、クラッド層１１２、アノード電極１７がこの順に積層された構成である。

基板１８は、半導体基板であり、本願のように蛍光体を励起する為の青色〜紫外の励起光を得る為にはＧａＮ、サファイア、ＳｉＣを用いることが好ましい。一般的には、半導体レーザ用の基板の他の例として、Ｓｉ、ＧｅおよびＳｉＣ等のＩＶ属半導体、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＡｌＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＳｂ、ＧａＳｂおよびＡｌＮに代表されるＩＩＩ−Ｖ属化合物半導体、ＺｎＴｅ、ＺｅＳｅ、ＺｎＳおよびＺｎＯ等のＩＩ−ＶＩ属化合物半導体、ＺｎＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＣｒＯ_２およびＣｅＯ_２等の酸化物絶縁体、並びに、ＳｉＮなどの窒化物絶縁体のいずれかの材料が用いられる。

アノード電極１７は、クラッド層１１２を介して活性層１１１に電流を注入するためのものである。

カソード電極１９は、基板１８の下部から、クラッド層１１３を介して活性層１１１に電流を注入するためのものである。なお、電流の注入は、アノード電極１７・カソード電極１９に順方向バイアスをかけて行う。

活性層１１１は、クラッド層１１３及びクラッド層１１２で挟まれた構造になっている。

また、活性層１１１およびクラッド層の材料としては、青色〜紫外の励起光を得る為にはＡｌＩｎＧａＮから成る混晶半導体が用いられる。一般に半導体レーザの活性層・クラッド層としては、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ａｓ、Ｐ、Ｎ、Ｓｂを主たる組成とする混晶半導体が用いられ、そのような構成としても良い。また、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｓ、Ｓｅ、ＴｅおよびＺｎＯ等のＩＩ−ＶＩ属化合物半導体によって構成されていてもよい。

また、活性層１１１は、注入された電流により発光が生じる領域であり、クラッド層１１２及びクラッド層１１３との屈折率差により、発光した光が活性層１１１内に閉じ込められる。

さらに、活性層１１１には、誘導放出によって増幅される光を閉じ込めるために互いに対向して設けられる表側へき開面１１４・裏側へき開面１１５が形成されており、この表側へき開面１１４・裏側へき開面１１５が鏡の役割を果す。

ただし、完全に光を反射する鏡とは異なり、誘導放出によって増幅される光の一部は、活性層１１１の表側へき開面１１４・裏側へき開面１１５（本実施の形態では、便宜上表側へき開面１１４とする）から出射され、励起光Ｌ０となる。なお、活性層１１１は、多層量子井戸構造を形成していてもよい。

なお、表側へき開面１１４と対向する裏側へき開面１１５には、レーザ発振のための反射膜（図示せず）が形成されており、表側へき開面１１４と裏側へき開面１１５との反射率に差を設けることで、低反射率端面である、例えば、表側へき開面１１４より励起光Ｌ０の大部分を発光点１０３から照射されるようにすることができる。

クラッド層１１３・クラッド層１１２は、ｎ型およびｐ型それぞれのＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＡｌＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＳｂ、ＧａＳｂ、及びＡｌＮに代表されるＩＩＩ−Ｖ属化合物半導体、並びに、ＺｎＴｅ、ＺｅＳｅ、ＺｎＳおよびＺｎＯ等のＩＩ−ＶＩ属化合物半導体のいずれの半導体によって構成されていてもよく、順方向バイアスをアノード電極１７及びカソード電極１９に印加することで活性層１１１に電流を注入できるようになっている。

クラッド層１１３・クラッド層１１２および活性層１１１などの各半導体層との膜形成については、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長）法やＭＢＥ（分子線エピタキシー）法、ＣＶＤ（化学気相成長）法、レーザアブレーション法、スパッタ法などの一般的な成膜手法を用いて構成できる。各金属層の膜形成については、真空蒸着法やメッキ法、レーザアブレーション法、スパッタ法などの一般的な成膜手法を用いて構成できる。

（発光部７の発光原理）
次に、半導体レーザ３から発振されたレーザ光による蛍光体の発光原理について説明する。

まず、半導体レーザ３から発振されたレーザ光が発光部７に含まれる蛍光体に照射されることにより、蛍光体内に存在する電子が低エネルギー状態から高エネルギー状態（励起状態）に励起される。

その後、この励起状態は不安定であるため、蛍光体内の電子のエネルギー状態は、一定時間後にもとの低エネルギー状態（基底準位のエネルギー状態または励起準位と基底準位との間の準安定準位のエネルギー状態）に遷移する。

このように、高エネルギー状態に励起された電子が、低エネルギー状態に遷移することによって蛍光体が発光する。

白色光は、等色の原理を満たす３つの色の混色、または補色の関係を満たす２つの色の混色で構成でき、この原理・関係に基づき、半導体レーザから発振されたレーザ光の色と蛍光体が発する光の色とを、上述のように組み合わせることにより白色光を発生させることができる。

〔実施の形態２〕
本発明の他の実施形態について図１５〜図２０に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態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。

ここでは、本発明の照明装置の一例としてのレーザダウンライト２００について説明する。レーザダウンライト２００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り、半導体レーザ３から出射したレーザ光を発光部７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ものである。

なお、レーザダウンライト２００と同様の構成を有する照明装置を、構造物の側壁または床に設置してもよく、上記照明装置の設置場所は特に限定されない。

図１５は、発光ユニット２１０および従来のＬＥＤダウンライト３００の外観を示す概略図である。図１６は、レーザダウンライト２００が設置された天井の断面図である。図１７は、レーザダウンライト２００の断面図である。図１５〜図１７に示すように、レーザダウンライト２００は、天板４００に埋設され、照明光を出射する発光ユニット２１０と、光ファイバー５を介して発光ユニット２１０へレーザ光を供給するＬＤ光源ユニット２２０とを含んでいる。ＬＤ光源ユニット２２０は、天井には設置されておらず、ユーザが容易に触れることができる位置（例えば、家屋の側壁）に設置されている。このようにＬＤ光源ユニット２２０の位置を自由に決定できるのは、ＬＤ光源ユニット２２０と発光ユニット２１０とが光ファイバー５によって接続されているからである。この光ファイバー５は、天板４００と断熱材４０１との間の隙間に配置されている。

（発光ユニット２１０の構成）
発光ユニット２１０は、図１７に示すように、筐体２１１、光ファイバー５、発光部７および透光板２１３を備えている。

筐体２１１には、凹部２１２が形成されており、この凹部２１２の底面に発光部７が配置されている。凹部２１２の表面には、金属薄膜が形成されており、凹部２１２は反射鏡として機能する。

また、筐体２１１には、光ファイバー５を通すための通路２１４が形成されており、この通路２１４を通って光ファイバー５が発光部７まで延びている。光ファイバー５の出射端部５ａと発光部７との位置関係は上述したものと同様である。

透光板２１３は、凹部２１２の開口部をふさぐように配置された透明または半透明の板である。この透光板２１３は、透明板９と同様の機能を有するものであり、発光部７の蛍光は、透光板２１３を透して照明光として出射される。透光板２１３は、筐体２１１に対して取外し可能であってもよく、省略されてもよい。

図１５では、発光ユニット２１０は、円形の外縁を有しているが、発光ユニット２１０の形状（より厳密には、筐体２１１の形状）は特に限定されない。

なお、ダウンライトでは、ヘッドランプの場合とは異なり、理想的な点光源は要求されず、発光点が１つというレベルで十分である。それゆえ、発光部７の形状、大きさおよび配置に関する制約は、ヘッドランプの場合よりも少ない。

（ＬＤ光源ユニット２２０の構成）
ＬＤ光源ユニット２２０は、半導体レーザ３、非球面レンズ４および光ファイバー５を備えている。

光ファイバー５の一方の端部である入射端部５ｂは、ＬＤ光源ユニット２２０に接続されており、半導体レーザ３から発振されたレーザ光は、非球面レンズ４を介して光ファイバー５の入射端部５ｂに入射される。

図１７に示すＬＤ光源ユニット２２０の内部には、半導体レーザ３および非球面レンズ４が一対のみ示されているが、発光ユニット２１０が複数存在する場合には、発光ユニット２１０からそれぞれ延びる光ファイバー５の束を１つのＬＤ光源ユニット２２０に導いてもよい。この場合、１つのＬＤ光源ユニット２２０に複数の半導体レーザ３と非球面レンズ４との対（または、複数の半導体レーザ３と、１つのロッドレンズ（図１２に示す非球面レンズ４）との対）が収納されることになり、ＬＤ光源ユニット２２０は集中電源ボックスとして機能する。

（レーザダウンライト２００の設置方法の変更例）
図１８は、レーザダウンライト２００の設置方法の変更例を示す断面図である。同図に示すように、レーザダウンライト２００の設置方法の変形例として、天板４００には光ファイバー５を通す小さな穴４０２だけを開け、薄型・軽量の特長を活かしてレーザダウンライト本体（発光ユニット２１０）を天板４００に貼り付けるということもできる。この場合、レーザダウンライト２００の設置に係る制約が小さくなり、また工事費用が大幅に削減できるというメリットがある。

（レーザダウンライト２００と従来のＬＥＤダウンライト３００との比較）
従来のＬＥＤダウンライト３００は、図１５に示すように、複数の透光板３０１を備えており、各透光板３０１からそれぞれ照明光が出射される。すなわち、ＬＥＤダウンライト３００において発光点は複数存在している。ＬＥＤダウンライト３００において発光点が複数存在しているのは、個々の発光点から出射される光の光束が比較的小さいため、複数の発光点を設けなければ照明光として十分な光束の光が得られないためである。

これに対して、レーザダウンライト２００は、高光束の照明装置であるため、発光点は１つでもよい。それゆえ、照明光による陰影がきれいに出るという効果が得られる。また、発光部７の蛍光体を高演色蛍光体（例えば、数種類の酸窒化物蛍光体の組み合わせ）にすることにより、照明光の演色性を高めることができる。

図１９は、ＬＥＤダウンライト３００が設置された天井の断面図である。同図に示すように、ＬＥＤダウンライト３００では、ＬＥＤチップ、電源および冷却ユニットを収納した筐体３０２が天板４００に埋設されている。筐体３０２は比較的大きなものであり、筐体３０２が配置されている部分の断熱材４０１には、筐体３０２の形状に沿った凹部が形成される。筐体３０２から電源ライン３０３が延びており、この電源ライン３０３はコンセント（不図示）につながっている。

このような構成では、次のような問題が生じる。まず、天板４００と断熱材４０１との間に発熱源である光源（ＬＥＤチップ）および電源が存在しているため、ＬＥＤダウンライト３００を使用することにより天井の温度が上がり、部屋の冷房効率が低下するという問題が生じる。

また、ＬＥＤダウンライト３００では、光源ごとに電源および冷却ユニットが必要であり、トータルのコストが増大するという問題が生じる。

また、筐体３０２は比較的大きなものであるため、天板４００と断熱材４０１との間の隙間にＬＥＤダウンライト３００を配置することが困難な場合が多いという問題が生じる。

これに対して、レーザダウンライト２００では、発光ユニット２１０には、大きな発熱源は含まれていないため、部屋の冷房効率を低下させることはない。その結果、部屋の冷房コストの増大を避けることができる。

また、発光ユニット２１０ごとに電源および冷却ユニットを設ける必要がないため、レーザダウンライト２００を小型および薄型にすることができる。その結果、レーザダウンライト２００を設置するためのスペースの制約が小さくなり、既存の住宅への設置が容易になる。

また、レーザダウンライト２００は、小型および薄型であるため、上述したように、発光ユニット２１０を天板４００の表面に設置することができ、ＬＥＤダウンライト３００よりも設置に係る制約を小さくすることができるとともに工事費用を大幅に削減できる。

図２０は、レーザダウンライト２００およびＬＥＤダウンライト３００のスペックを比較するための図である。同図に示すように、レーザダウンライト２００は、その一例では、ＬＥＤダウンライト３００に比べて体積は９４％減少し、質量は８６％減少する。

また、ＬＤ光源ユニット２２０をユーザの手が容易に届く所に設置できるため、半導体レーザ３が故障した場合でも、手軽に半導体レーザ３を交換できる。また、複数の発光ユニット２１０から延びる光ファイバー５を１つのＬＤ光源ユニット２２０に導くことにより、複数の半導体レーザ３を一括管理できる。そのため、複数の半導体レーザ３を交換する場合でも、その交換が容易にできる。

なお、ＬＥＤダウンライト３００において、高演色蛍光体を用いたタイプの場合、消費電力１０Ｗで約５００ｌｍの光束が出射できるが、同じ明るさの光をレーザダウンライト２００で実現するためには、３．３Ｗの光出力が必要である。この光出力は、ＬＤ効率が３５％であれば、消費電力１０Ｗに相当し、ＬＥＤダウンライト３００の消費電力も１０Ｗであるため、消費電力では、両者の間に顕著な差は見られない。それゆえ、レーザダウンライト２００では、ＬＥＤダウンライト３００と同じ消費電力で、上述の種々のメリットが得られることになる。

以上のように、レーザダウンライト２００は、レーザ光を出射する半導体レーザ３を少なくとも１つ備えるＬＤ光源ユニット２２０と、発光部７および反射鏡としての凹部２１２を備える少なくとも１つの発光ユニット２１０と、発光ユニット２１０のそれぞれへ上記レーザ光を導く光ファイバー５とを含んでいる。また、発光部７の一例としては、所定の形状を有する金属板７５に、レーザ光を受けて発光する蛍光体を堆積させた蛍光体膜７６ａおよび７６ｂが形成されているものが挙げられる。

それゆえ、容易に成型可能な金属板７５に、蛍光体を堆積させて蛍光体膜７６ａおよび７６ｂを形成するだけで発光部７を製造することが可能であるので、たとえ発光部７が小さくても、所望する形状（例えば複雑な形状）の発光部７を容易に実現できる。これにより、光の利用効率が高い発光部７を実現することができる。また、薄い金属板７５に、蛍光体膜７６ａ及び７６ｂを薄く堆積させることにより発光部７を製造することができるので、小さいだけでなく薄い発光部７を容易に製造することができる。さらに、この発光部７をレーザダウンライト２００に適用することにより、レーザダウンライト２００についても光の利用効率を向上させることができる。

〔本発明の別表現〕
なお、本発明は、以下のようにも表現できる。

すなわち、本発明に係る発光装置は、所望の発光部の形状を規定した導電体表面に蛍光体を電気泳動により堆積させてなる発光部を備えることを特徴とする。構造的な側面としては、導電体表面にほぼ一定の厚みで蛍光体が積層された発光部であることが特徴である。

また、本発明に係る発光体では、導電板の形状は単純な矩形等のままでも、絶縁性の材料を用いてパターニングしてやることで、所望の形状部分に蛍光体膜を形成することもできる。

また、本発明に係る発光体では、導電板は片面が絶縁層で覆われていてもよい。

また、本発明に係る発光体は、導電板の一面と裏面とで絶縁層のパターンが異なっていてもよい。

また、本発明に係る発光体では、導電板は透明基材上に形成された透明導電膜であってもよい。

また、本発明に係る発光体では、逆に導電板は、光を反射する鏡様の基材の上に透明導電膜が形成されていてもよい。

また、本発明に係る発光体では、蛍光体膜を導電板上に電気泳動法を用いて形成する際に用いる通電用の端子を備え、細い部分（当該端子）の表面には絶縁体が塗布されている。

〔補足〕
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。

例えば、励起光源として高出力のＬＥＤを用いてもよい。この場合には、４５０ｎｍの波長の光（青色）を出射するＬＥＤと、黄色の蛍光体、または緑色および赤色の蛍光体とを組み合わせることにより白色光を出射する発光装置を実現できる。

また、励起光源として、半導体レーザ以外の固体レーザ、例えば高出力の発振が可能な発光ダイオードを用いてもよい。ただし、半導体レーザを用いる方が、励起光源を小型化できるため好ましい。

また、半導体レーザ３からのレーザ光が発光部７のレーザ光照射面７ａに適切に照射されるように半導体レーザ３と発光部７とを一体に封止した構成（導光部材を必要としない構成）であってもよい。

また、反射鏡８の開口部は、その真正面からみたとき円形であるが、これに限らず、反射鏡８により反射した光が効率よく外部に出射されるのであれば、楕円や矩形などであってもよい。

また、蛍光体膜７６ａ〜７６ｄは、青色、緑色および赤色の蛍光体からなる場合について説明したが、これに限らず、単色（例えば青色）に発光することが可能な発光部の使用状況においては、１種類の蛍光体からなっていてもよい。

また、ヘッドランプ１において、発光部７が半導体レーザ３から出射されたレーザ光を透過する場合（レーザ光照射面７ａから入射したレーザ光を変換した光（蛍光）が発光面７ｂから出射される場合）には、その前方に凸レンズ１４などの集光レンズを備えていれば、反射鏡８を設けない構成であってもよい。この場合、反射鏡８は、反射機能を有する必要がなく、透明板９、凸レンズ１４、光ファイバー５などを支持するための部材として機能すればよいため、例えばハウジング１０の一部として設けられていればよい。また、レーザダウンライト２００においても、図１８に示すように、発光部７が半導体レーザ３から出射されたレーザ光を透過する場合には、凹部２１２が反射鏡として機能しない（凹部２１２の表面に金属薄膜が形成されていない）構成であってもよい。

本発明は、複雑な形状であっても容易に製造可能な発光体を提供するものであり、例えば車両用のヘッドランプに適用することができる。

１ ヘッドランプ（発光装置、照明装置、車両用前照灯）
２ 半導体レーザアレイ（励起光源）
３ 半導体レーザ（励起光源）
７ 発光部（発光体）
７ａ レーザ光照射面（受光面）
４０ 電源装置
７５ 金属板（導電性部材）
７６ａ〜７６ｄ 蛍光体膜
７７ 通電用端子
７８ 絶縁層（絶縁膜）
７９ ＩＴＯ（導電性部材）
８１ 反射層（光反射部材）
２００ レーザダウンライト（照明装置）

Claims (12)

1. 所定の形状を有する導電性部材に、励起光を受けて発光する蛍光体を堆積させた蛍光体膜が形成されていることを特徴とする発光体。
2. 上記導電性部材が板状であることを特徴とする請求項１に記載の発光体。
3. 上記蛍光体膜は、上記導電性部材の表面に被覆された所定のパターンを有する絶縁膜とは異なる領域に、蛍光体が堆積することにより形成されていることを特徴とする請求項２に記載の発光体。
4. 上記蛍光体膜は、上記導電性部材の両面に形成されており、
   上記両面の一方を第１面、他方を第２面とするとき、
   上記絶縁膜の有する所定のパターンは、当該絶縁膜が被覆される上記導電性部材の第１面と第２面とで異なることを特徴とする請求項３に記載の発光体。
5. 上記蛍光体膜は、上記導電性部材における励起光を受ける表面である受光面に形成されており、
   上記受光面とは反対側の表面に、絶縁膜が形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の発光体。
6. 上記絶縁膜は、無機物からなることを特徴とする請求項３から５の何れか１項に記載の発光体。
7. 上記蛍光体膜は、上記導電性部材における励起光を受ける表面である受光面に形成されており、
   上記受光面とは反対側の表面に、上記蛍光体膜から出射される光を反射する光反射部材が形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の発光体。
8. 上記導電性部材は、透明性を有していることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の発光体。
9. 上記導電性部材は、電気泳動により当該導電性部材の表面に上記蛍光体膜を形成するための電源装置に接続される通電用端子を有しており、
   上記通電用端子には、絶縁膜が被覆されていることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の発光体。
10. 請求項１から９の何れか１項に記載の発光体と、
    上記励起光を出射する励起光源と、を備え、
    上記発光体は、上記励起光源から出射された励起光を受けて発光することを特徴とする発光装置。
11. 請求項１０に記載の発光装置を備える照明装置。
12. 請求項１０に記載の発光装置を備える車両用前照灯。

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