JP2012199078A - 発光装置、照明装置、車両用前照灯、及び発光部の作製方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高効率で、高い演色性を有する照明光を照射することが可能な発光装置を実現する。
【解決手段】ヘッドランプ１は、半導体レーザ２から出射されたレーザ光により青色の蛍光を生ずる蛍光ガラスを封止材として用いる発光部５を備え、発光部５中に、半導体レーザ２から出射されたレーザ光により、青色の蛍光よりも長い波長の蛍光を発する赤色蛍光体、緑色蛍光体が分散されている。また、蛍光ガラスは、透光性を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、高効率で、高い演色性を有する照明光を照射することが可能な発光装置、照明装置、車両用前照灯、及び発光部の作製方法に関する。

近年、励起光源としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）や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してインコヒーレントな照明光を発生させ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、２が開示されている。

特許文献１は、青色発光ガラスについて開示している。具体的には、ガラス母材を形成する原料に加え、発光母材であるユウロピウム（Ｅｕ）及び還元剤を含む出発溶液を用いてゾルゲル反応を起こさせる。そして、ゾルゲル反応において、還元剤はそれ自体または酸素の電子をユウロピウムイオンに与えるため、３価のユウロピウムイオン（Ｅｕ^３＋）を２価（Ｅｕ^２＋）に変換する。その２価のユウロピウムイオン（Ｅｕ^２＋）は、紫外光励起により青色発光を起こすため、この方法により、ガラス母材が紫外光照射によって青色に発光する青色発光ガラスを実現している。

特許文献２は、ガラス材料に蛍光体を分散させた蛍光ガラスであって、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系の色度座標におけるＬ＊の値が６５以上である蛍光ガラスを実現している。

特開２００１−２７０７３３号公報（平成１３年１０月 ２日公開） 特開２００９−２７００９１号公報（平成２１年１１月１９日公開）

しかしながら、従来の技術には次のような問題がある。

すなわち、特許文献１の発明は、青色に発光する青色発光ガラスを作製することを目的とするものであって、青色に加え、他の色の蛍光を発する蛍光体を含む技術に関するものではない。したがって、特許文献１の発明では、高い演色性を有する照明光を提供することはできない。

また、特許文献２の発明は、母材となるガラスに蛍光体を分散させるものであって、蛍光ガラス中に蛍光体を分散させる技術に関するものではない。さらに、青色蛍光体は、一般に、発光効率が低く、かつ、透明性が低い。そのため、特許文献２の発明では、発光効率を高めるためには多量の青色蛍光体を使用せねばならず、それゆえ、発光部の透明性が低下するという問題が生じる。そして、青色蛍光体は発光効率が低く、青色蛍光体を多量に使用することにより発光装置の発光効率が低くなる、という問題にまで言及した文献は見当たらない。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、高効率で、高い演色性を有する照明光を照射することが可能な発光装置、照明装置、車両用前照灯、及び発光部の作製方法を提供することにある。

本発明に係る発光装置は、上記の課題を解決するために、励起光源から出射された励起光により青色の蛍光を生ずる蛍光ガラスを封止材として用いる発光部を備え、上記発光部中に、上記励起光源から出射された励起光により、上記青色の蛍光よりも長い波長の蛍光を発する蛍光体が分散されていることを特徴としている。

一般に、青色蛍光体は、発光効率が低い。そのため、従来技術のようにガラス母材に青色蛍光体を分散させた発光部では、発光効率を高めるためには多量の青色蛍光体を使用せねばならない。そうすると、発光部の発光効率を低下させてしまう。さらに、従来の技術では、青色蛍光体を多量に使用することで、発光部の製造コストが高くなるという問題も生じる。

この点、本発明に係る発光装置では、発光部は、励起光源から出射された励起光により青色の蛍光を生ずる蛍光ガラスを封止材として用いる構成である。そのため、本発明に係る発光装置では、ガラス母材中に大量に分散することを要する、発光効率の低い青色蛍光体を使用する必要がなくなる。そのため、従来の技術に比べて発光効率が改善された発光装置を実現することができ、かつ、発光部の製造コストを低減することもできる。

さらに、本発明に係る発光装置では、上記発光部中に、上記励起光源から出射された励起光により、上記青色の蛍光よりも長い波長の蛍光を発する蛍光体が分散されている。これにより、本発明に係る発光装置は、蛍光ガラスから生ずる青色の光と、上記蛍光体から生ずる、上記青色の蛍光よりも長い波長の蛍光とが混色して、高い演色性を有する照明光を照射することができる。さらに、本願発明に係る発光装置では、従来一般的に使用されている青色ＬＥＤを励起光源として用いる発光装置と比べて、青色光領域のスペクトルが太くなり、それにより、青色領域そのものにおける演色性を高くすることができる。つまり、本願発明に係る発光装置は、青色よりも長い波長の蛍光を加えることによる演色性の向上と、青色領域そのものにおける演色性の向上とを同時に実現することができる。

そして、このとき、青色蛍光体は使用されていないため、従来の青色蛍光体を使用する発光部のように、上記蛍光体の励起、および、上記蛍光体からの光の取り出しの光取り出し効率を低下させることもない。それゆえ、本発明に係る発光装置では、高い発光効率も担保される。

このように、本発明に係る発光装置は、上記構成を備えることにより、高効率で、高い演色性を有する照明光を照射することができる。

さらに、本発明に係る発光装置では、上記蛍光ガラスは、透光性を有する構成であってよい。

従来であれば、青色蛍光体が多量に使用されると、蛍光ガラスの発する青色光よりも長い波長の蛍光を発する蛍光体に励起光が到達しにくくなり、上記蛍光体を十分に励起できなかった。さらに、上記蛍光体から発せられた蛍光の多くが、青色蛍光体に遮られてしまい、蛍光体の発する光を効率よく取り出すことができなかった。

これに対して、本発明に係る発光装置では、蛍光ガラスが透光性を有することで、蛍光体に励起光が容易に到達し、かつ、蛍光体から発せられた蛍光も外部に容易に放射できるようになるため、高い発光効率を有する発光装置を実現することができる。

さらに、本発明に係る発光装置では、上記蛍光体は、上記励起光により、赤色の蛍光を発する赤色蛍光体である構成であってよい。

さらに、本発明に係る発光装置では、上記蛍光体は、上記励起光により、緑色の蛍光を発する緑色蛍光体である構成であってよい。

従来、透明性の低い青色蛍光体が多量に使用されると、赤色蛍光体および緑色蛍光体に励起光が到達しにくく、赤色蛍光体および緑色蛍光体を十分に励起できなかった。さらに、赤色蛍光体および緑色蛍光体から発せられた蛍光もその多くが、青色蛍光体に遮られてしまっていた。それゆえ、高い演色性を有する光を効率よく取り出すことができなかった。

これに対して、本発明に係る発光装置では、蛍光ガラスが透光性を有することで、赤色蛍光体および緑色蛍光体に励起光が容易に到達し、また、赤色蛍光体および緑色蛍光体から発せられた蛍光も外部に容易に放射できるようになる。そのため、本発明に係る発光装置は、高い発光効率および高い演色性を両立する発光装置を実現することができる。併せて、本発明に係る発光装置は、青色蛍光体を必要としないため、青色蛍光体の材料費のコストダウンを実現することができる。

さらに、本発明に係る発光装置では、上記蛍光体は、酸窒化物蛍光体または窒化物蛍光体である構成であってよい。

酸窒化物蛍光体または窒化物蛍光体は、耐熱性および安定性に優れる。そのため、酸窒化物蛍光体または窒化物蛍光体からなる蛍光体を蛍光ガラス中に分散させたときに、その特性（発光効率や温度特性・寿命など）が低下することがないという効果を奏する。

さらに、本発明に係る発光装置では、上記蛍光体は、上記励起光により黄色の蛍光を発する黄色蛍光体である構成であってよい。

従来、透明性の低い青色蛍光体が多量に使用されると、黄色蛍光体に励起光が到達しにくく、黄色蛍光体を十分に励起できなかった。さらに、黄色蛍光体から発せられた蛍光もその多くが青色蛍光体に遮られてしまっていた。それゆえ、高い演色性を有する光を効率よく取り出すことができなかった。

これに対して、本発明に係る発光装置では、蛍光ガラスが透光性を有することで、黄色蛍光体に励起光が容易に到達し、また、黄色蛍光体から発せられた蛍光も外部に容易に放射できるようになる。そのため、本発明に係る発光装置は、高い演色性と高い発光効率を両立する発光装置を実現することができる。併せて、本発明に係る発光装置は、青色蛍光体を必要としないため、青色蛍光体の材料費のコストダウンを実現することができる。

さらに、本発明に係る発光装置では、上記励起光の波長は、３５０ｎｍ〜４２０ｎｍである構成であってよい。

励起光の波長が３５０ｎｍ〜４２０ｎｍであれば、蛍光ガラスを効率よく発光させることができるため、さらに高い発光効率を有する発光装置を実現することができる。

さらに、本発明に係る発光装置では、上記蛍光ガラスは、母材であるガラスに希土類元素がドープされてなる構成であってよい。

発光部を構成する封止材として、通常よく用いられるシリコーン樹脂や無機ガラスなどに変えて、例えばＥｕ^２＋（２価ユウロピウム）またはＣｅ^３＋（３価セリウム）などの希土類元素がドープされた透明な蛍光ガラスを用いることができる。

さらに、本発明に係る発光装置では、上記励起光が、レーザ光である場合に、上記レーザ光を、その発振波長域において遮断する遮断フィルタを備える構成であってよい。

上記構成によれば、レーザ光は遮断フィルタによって遮断されるため外部に漏れない。これにより、蛍光に変換されなかった（あるいは散乱されなかった）レーザ光が外部に出射されることによって人間の目が損傷されるのを防ぐことができ、発光装置のアイセーフ化を実現することができる。

さらに、本発明に係る発光装置では、上記励起光が、レーザ光である場合に、上記蛍光ガラス中に、粒径が１μｍ〜５０μｍであって、上記蛍光ガラスの屈折率よりも大きな屈折率を有し、かつ透光性を有する透光性粒子が分散されている構成であってよい。

ある粒子が蛍光ガラス中に分散される場合を考える。このとき、その粒子は、粒径が１μｍ以上であることにより、紫外光から可視光に対してミー散乱もしくは回折散乱を十分に発生させることができ、励起光を十分に散乱・拡散させることができる。しかし、粒子の粒径が５０μｍを超えてくると、蛍光体の粒径とのバランスが悪くなり、蛍光体に十分な励起光を照射することができなくなる。

また、上記粒子は、透光性を有することで、励起光の蛍光体への照射、および蛍光の外部への放射に対して遮光物となることがない。さらに、透光性粒子の屈折率が、封止体である蛍光ガラスの屈折率よりも大きいことにより、蛍光ガラスと透光性粒子との界面で反射が起きるため、分散した透明微粒子が拡散材・散乱材としての効果を発揮する。

以上の理由から、本発明に係る発光装置が上記構成を備えることにより、励起光を散乱・拡散できるとともに発光装置の効率を高めることができるという効果を奏しつつ、励起光として用いたレーザ光が分散されることで、アイセーフ化を実現することもできる。

さらに、本発明に係る照明装置では、上記何れかの発光装置を備えている構成であってよい。

さらに、本発明に係る車両用前照灯では、上記何れかの発光装置を備えている構成であってよい。

本発明に係る発光装置は、照明装置や車両用前照灯などに好適に適用することができる。これにより、例えば本発明に係る発光装置を車両用前照灯に適用した場合、高効率で、高い演色性を有する照明光を照射することが可能な車両用前照灯を実現することができる。

さらに、本発明に係る発光部の作製方法では、粉砕された青色蛍光ガラスと上記蛍光体とを混合する混合工程と、上記混合工程によって混合された混合物をモールドするモールド工程と、上記モールド工程で得られた成形物を加熱する加熱工程と、を含むことを特徴としている。

上記構成によれば、混合工程において、粉砕された青色蛍光ガラスと上記蛍光体とが混合される。その混合割合は、使用する青色蛍光ガラスや蛍光体の種類、目的とする発光体のスペックなどに応じて決めてよい。そして、混合工程によって混合された混合物をモールドし、モールドによって得られる成形物を加熱することで、本発明に係る発光部が得られる。

つまり、本発明に係る発光部は、混合工程と、モールド工程と、加熱工程とを含み、これらの工程を経ることにより、高効率で、高い演色性を有する照明光を照射することが可能な発光部を、容易かつ低いコストで作製することができる。

本発明に係る発光装置は、以上のように、励起光源から出射された励起光により青色の蛍光を生ずる蛍光ガラスを封止材として用いる発光部を備え、上記発光部中に、上記励起光源から出射された励起光により、上記青色の蛍光よりも長い波長の蛍光を発する蛍光体が分散されている構成である。

それゆえ、高効率で、高い演色性を有する照明光を照射することが可能な発光装置を実現することができるという効果を奏する。

本実施形態に係るヘッドランプの概略構成を示す図である。 （ａ）は、半導体レーザの回路図を模式的に示した図であり、（ｂ）は、半導体レーザの基本構造を示す斜視図である。 本発明の別の実施形態に係るヘッドランプの概略構成を示す断面図である。 本発明の別の実施形態に係るヘッドランプが備える光ファイバーの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等に基づいて説明すれば、以下のとおりである。

（本発明の技術的思想）
一般に、青色蛍光体は、発光効率が低く、かつ、透明性が低い。そのため、青色蛍光体を用いた従来の発光部では、発光効率を高めるために多量の青色蛍光体を使用せねばならず、それが原因で発光部の透明性を低下させていた。そして、その結果として、比較的高効率な出力を実現する赤色蛍光体や緑色蛍光体などの励起と、それら蛍光体からの光の取り出しの光取り出し効率の低下を招いていた。加えて、従来の発光部は青色蛍光体を多量に使用するため、発光部の製造コストが高くなる要因となっていた。

本発明の発明者は、この状況に鑑み、次のような発光装置の開発を進めた。つまり、その発光装置は、励起光源から出射された励起光により青色の蛍光を生ずる蛍光ガラスを封止材として用いる発光部を備える。そして、その発光部中に、赤色蛍光体、緑色蛍光体等の蛍光体が分散される。この構成により、高効率で、高い演色性を有する照明光を照射することが可能な発光装置が実現されると考えた。しかも、その高い演色性は、青色よりも長い波長の蛍光を加えることによる演色性の向上と、青色領域そのものにおける演色性の向上とを同時に実現するというものである。

本発明の発光装置は、このような技術的思想に基づいてなされたものである。ここでは、本発明の発光装置として、自動車用の走行用前照灯（ハイビーム）の配光特性基準を満たすヘッドランプ（照明装置、車両用前照灯）１を例に挙げて説明する。ただし、本発明の発光装置は、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、サーチライトなどその他の発光装置として実現されてもよい。

（ヘッドランプ１の構成）
まず、本実施形態に係るヘッドランプ（発光装置）１の構成について図１を用いて説明する。図１は、ヘッドランプ１の概略構成を示す図である。同図に示すように、ヘッドランプ１は、半導体レーザ２（励起光源）、非球面レンズ３、導光部４、発光部５（発光部）、反射鏡６、及び発光部支持部材７を備えており、発光部５は、発光部支持部材7の導光部４側表面に配置されている。

なお、発光部５は発光部支持部材７の導光部４とは反対側に配置されていてもよい。

（半導体レーザ２）
半導体レーザ２は、励起光を出射する励起光源として機能するものである。この半導体レーザ２は１つでもよいし、複数設けられてもよい。また、半導体レーザ２として、１つのチップに１つの発光点を有するものを用いてもよいし、複数の発光点を有するものを用いてもよい。本実施形態では、１チップに１つの発光点を有する半導体レーザ２を用いている。

半導体レーザ２は、例えば、１チップに１つの発光点（１ストライプ）を有し、３５０ｎｍ〜３８０ｎｍのレーザ光を発振する。図１には便宜上、半導体レーザ２を１つのみ図示している。

なお、レーザ光の波長は、上記の範囲に限られず、３５０ｎｍ〜４２０ｎｍであることが好ましい。レーザ光の波長が３５０ｎｍ〜４２０ｎｍであれば、後述する青色蛍光ガラスを効率よく発光させることができるため、さらに高い発光効率を有するヘッドランプ１を実現することができる。

また、励起光源は、発光ダイオードであってもよい。

（非球面レンズ３）
非球面レンズ３は、各半導体レーザ２から発振されたレーザ光を、導光部４の一方の端部である光入射面４ａに入射させるためのレンズである。例えば、非球面レンズ３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３の形状および材質は特に限定されないが、３５０ｎｍ〜４２０ｎｍにおける透過率が高く、かつ耐熱性のよい材料であることが好ましい。

なお、非球面レンズ３は、半導体レーザ２から発振されたレーザ光を収束させ、比較的小さな（例えば、直径１ｍｍ以下）光入射面に導くためのものである。そのため、導光部４の光入射面４ａが、レーザ光を収束させる必要のない程度に大きい場合には、非球面レンズ３を設ける必要はない。

（導光部４）
導光部４は、半導体レーザ２が発振したレーザ光を集光して発光部５（発光部５のレーザ光照射面）へと導く円錐台状の導光部材であり、非球面レンズ３を介して（または、直接的に）半導体レーザ２と光学的に結合している。導光部４は、半導体レーザ２が出射したレーザ光を受光する光入射面４ａ（入射端部）と当該光入射面４ａにおいて受光したレーザ光を発光部５へ出射する光出射面４ｂ（出射端部）とを有している。

光出射面４ｂの面積は、光入射面４ａの面積よりも小さい。そのため、光入射面４ａから入射した各レーザ光は、導光部４の側面に反射しつつ前進することにより収束されて光出射面４ｂから出射される。

導光部４は、ＢＫ７（ボロシリケートクラウンガラス）、石英ガラス、アクリル樹脂その他の透明素材で構成する。また、光入射面４ａおよび光出射面４ｂは、平面形状であっても曲面形状であってもよい。

なお、導光部４は、角錐台状であってもよく、光ファイバーであってもよく、半導体レーザ２からのレーザ光を発光部５に導くものであればよい。また、導光部４を設けずに、半導体レーザ２からのレーザ光を非球面レンズ３を介して、または直接に発光部５に照射してもよい。半導体レーザ２と発光部５との間の距離が短い場合には、このような構成が可能になる。

（発光部５）
発光部５は、導光部４の光出射面４ｂから出射されたレーザ光を受けて白色光、あるいは擬似白色光を発するものであり、半導体レーザ２から出射されたレーザ光により青色の蛍光を生ずる蛍光ガラス（以下、青色蛍光ガラスと称する場合もある。）を封止材として用いている。そして、その発光部５中には、レーザ光を受けて、赤色の蛍光を発する赤色蛍光体、緑色の蛍光を発する緑色蛍光体、及び、黄色の蛍光を発する黄色蛍光体が分散されている。

なお、発光部５中に分散される蛍光体は、赤色蛍光体、緑色蛍光体、及び黄色蛍光体のうち少なくとも１つであってよく、あるいは、レーザ光を受けて、赤色、緑色、黄色とは異なる色の蛍光を発する蛍光体も分散されていてよい。そのため、発光部５は、必ずしも白色の蛍光を発する必要はなく、他の色の蛍光を発する構成で実現されてもよい。

（青色蛍光ガラス）
青色蛍光ガラスの作製方法の一例を説明すると次の通りである。

テトラエトキシシラン（Ｓｉ(ＯＣ_２Ｈ_５)_４）、硝酸ユウロピウム（Ｅｕ(ＮＯ_３)_３・６Ｈ_２Ｏ）を原料とするゾルゲルガラス作製時に、アルミニウムブトキシド（Ａｌ(ＯＣ_４Ｈ_９)_３）または硝酸アルミニウム（Ａｌ(ＮＯ_３)_３・９Ｈ_２Ｏ）を、ゾルゲルガラスの完成成分をＳｉＯ_２：Ａｌ_２Ｏ_３：Ｅｕ_２Ｏ_３のモル％換算で表した場合、ＥｕがＥｕ_２Ｏ_３換算で５モル％以下、ＡｌがＡｌ_２Ｏ_３換算で１０モル％以下となるように添加する。原料はエタノ−ル、水、硝酸溶液に溶解し、出発ゾルとする。この状態で通常のゾルゲル工程により、ゲル化反応を起こさせ、８００℃程度まで加熱しゾルゲルガラスを作製すると、先のアルミニウムの還元能により、通常３価となるユウロピウムイオンが２価となり、それによって青色発光するゾルゲルガラスが得られる。

なお、従来の低融点ガラス（例えば、組成がSiO₂−B₂O₃−CaO−BaO−Li₂O−Na₂Oで融点が５３０℃のもの）の製造時に発光中心となる希土類元素（例えばＣｅ^３＋（３価セリウム））を適切な濃度で混合しておき、低融点の蛍光ガラスを製造するといった方法で青色蛍光ガラスを作製してもよい。

また、上述した青色蛍光ガラスはあくまでひとつの例であり、本発明の範囲を限定するものではない。そのため、上述したように、Ｅｕ^２＋の代わりにＣｅ^３＋を用いる作製方法、あるいは、Ｎｄ（ネオジム）などを用いて青色蛍光ガラスを作製する方法などを採用することも可能である。また、蛍光ガラスは、希土類元素をガラス母材にドープする以外の方法によって作製されてもよい。

上述した青色蛍光ガラスは、その特徴として、透光性を有し、後述する赤色蛍光体、緑色蛍光体、黄色蛍光体の励起、蛍光それぞれを吸収することがない。そのため、高効率に出力可能な酸窒化物系蛍光体（酸窒化物蛍光体）、窒化物蛍光体等の特性を十分に活かすことができる。

（赤色蛍光体）
レーザ光を受けて赤色に発光する赤色蛍光体としては、各種の窒化物系、酸窒化物系の蛍光体が挙げられる。

例えば、レーザ光を受けて赤色に発光する酸窒化物系蛍光体としては、Ｅｕ^２＋がドープされたＣａＡｌＳｉＮ_３：蛍光体（ＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体）、Ｅｕ^２＋がドープされたＳｒＣａＡｌＳｉＮ_３蛍光体（ＳＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体）などが挙げられる。

ＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体は、励起波長が３５０ｎｍ〜４５０ｎｍのとき、赤色の蛍光を発し、そのピーク波長は６５０ｎｍであり、その発光効率は７３％である。また、ＳＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体は、励起波長が３５０ｎｍ〜４５０ｎｍのとき、赤色の蛍光を発し、そのピーク波長は６３０ｎｍであり、その発光効率は７０％である。

これらの赤色蛍光体を用いることにより、演色性が非常に良い白色光を実現することができる。また、赤色蛍光体であれば、その白色光を照射する対象物が赤色である場合に、その対象物の視認性を高めることができる。交通標識の背景色として、赤、黄及び青が用いられているため、ヘッドランプ１が備える発光部５に赤色蛍光体を用いることは、背景色が赤色の交通標識を視認する上で有効である。

また、赤色に発光する窒化物系蛍光体の例としては、（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ等のＥｕ付活窒化物蛍光体や（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｃｅ等のＣｅ付活窒化物蛍光体などが挙げられる。

（緑色蛍光体）
レーザ光を受けて緑色に発光する緑色蛍光体としては、各種の窒化物系、酸窒化物系の蛍光体が挙げられる。

例えば、緑色に発光する酸窒化物系蛍光体として、Ｅｕ^２＋がドープされたβ−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体、Ｃｅ^３＋がドープされたＣａα−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体などが挙げられる。Ｅｕ^２＋がドープされたβ−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体は、紫外から青色の励起光により発光ピーク波長が約５４０ｎｍの強い発光を示す。この蛍光体の発光スペクトル半値全幅は約５５ｎｍである。

また、緑色に発光する窒化物系蛍光体の例としては、（Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ）Ｓｉ２Ｏ_２Ｎ_２：Ｅｕ、Ｅｕ付活βサイアロン等のＥｕ付活酸窒化物蛍光体などが挙げられる。

レーザ光を受けて緑色に発光する緑色蛍光体としては、さらに例えば、Ｃａ_ｘ（Ｓｉ、Ａｌ）_１２（Ｏ、Ｎ）_１６：Ｅｕ等のＳｉＡｌＯＮ構造を有する酸窒化物系蛍光体等のＥｕで付活した蛍光体を用いることも可能である。

（その他）
また、蛍光ガラスに分散させる蛍光体は、ＹＡＧ：Ｃｅ^３＋やＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｃｅ^３＋であってもよい。ＹＡＧ：Ｃｅ^３＋は励起波長域が４３０ｎｍ〜４９０ｎｍであるため、半導体レーザ２からの光では励起されず、蛍光ガラスから発光する青色光の一部を吸収して黄色の蛍光を発することになる。ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｃｅ^３＋の場合、５００ｎｍ以下の波長域の光で励起されるため、半導体レーザ２からのレーザ光と、蛍光ガラスから発光する青色光の一部を吸収し、励起されて黄色、橙色あるいは赤色に発光する。いずれにせよ、不透明で大量に分散させる必要がある従来の青色蛍光体を使わなくて済むため、高効率なヘッドランプ１を実現することができる。

（発光部５の作製方法）
最初に、上述した方法で青色蛍光ガラスを作製し、次に、その青色蛍光ガラスを粉砕・分級して、粒径が１５０μｍから２５０μｍとなるようにガラスフリット化する。

次に、そのガラスフリットと緑色蛍光体（Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ^３＋）と赤色蛍光体（ＣＡＳＮ：Ｅｕ^２＋）とを重量比で１００：６：２の割合で混合する（混合工程）。そして、その混合物を所望の形状のモールド（本実施形態ではφ２ｍｍ、高さ０．５ｍｍのモールドを使用）に充填する（モールド工程）。続いて、そのモールドされた成形物を大気中において５５０℃で加熱し（加熱工程）、１時間保持する。このようにして、発光部５が作製される。なお、本実施形態では、モールドには窒化ホウ素（ＢＮ）の成型品を用いている。

以上の方法により、青色蛍光ガラス、緑色蛍光体、及び赤色蛍光体から発光部５が作製される。なお、ここで説明した発光部５の作製方法はあくまで一例であり、本発明の範囲を限定するものではない。

（透明性粒子）
さらに、特に励起光源がレーザ光である場合に、発光部５内に透明性粒子を含める構成とすることもできる。その透明性粒子の特徴としては、後述する理由により、粒径が１μｍ〜５０μｍであって、青色蛍光ガラスの屈折率よりも大きな屈折率を有し、かつ透光性を有することが好ましい。

透明性粒子は、粒径が１μｍ以上であることにより、紫外光から可視光に対してミー散乱もしくは回折散乱を十分に発生させることができ、レーザ光を十分に散乱・拡散させることができる。しかし、粒子の粒径が５０μｍを超えてくると、蛍光体の粒径とのバランスが悪くなり、蛍光体に十分なレーザ光を照射することができなくなることがある。

また、上記粒子は、透光性を有することで、励起光の蛍光体への照射、および蛍光の外部への放射に対して遮光物となることがない。さらに、透光性粒子の屈折率が封止体である青色蛍光ガラスの屈折率よりも大きいことにより、蛍光ガラスと透光性粒子との界面で反射が起きるため、分散した透明微粒子が拡散材・散乱材としての効果を発揮する。

以上の理由により、特に励起光源がレーザ光である場合に、発光部５内に上記の透明性粒子が含まれることにより、レーザ光を散乱・拡散できるとともにヘッドランプ１の効率を高めることができる。さらに、透明性粒子がレーザ光を分散させることで、アイセーフ化を実現することができる。

（遮蔽フィルタ）
レーザ光に含まれるコヒーレントな成分は人間の目に損傷を与える可能性が高く、レーザ光をそのままヘッドランプ１の外部に出力することが問題となる場合がありうる。その場合には、レーザ光を、その発振波長域において遮断する遮断フィルタを用いることで、インコヒーレントな光のみをヘッドランプ１の外部に出力する構成とすることができる。ヘッドランプ１は、このような遮蔽フィルタを備える構成で実現することもできる。

（反射鏡６）
反射鏡６は、発光部５が出射したインコヒーレント光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６は、発光部５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。この反射鏡６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。

（半導体レーザ２の構造）
次に半導体レーザ２の基本構造について説明する。図２（ａ）は、半導体レーザ２の回路図を模式的に示したものであり、図２（ｂ）は、半導体レーザ２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２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、例えば蛍光体を励起する為の紫外〜青色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、紫外〜青色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。

（蛍光体の発光原理）
次に、半導体レーザ２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２から発振されたレーザ光が発光部５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、また擬似白色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あるいは擬似白色光を発生させることができる。

本実施形態においては、レーザ光が青色蛍光ガラスに照射されることにより青色光が、レーザ光が赤色蛍光体に照射されることにより赤色光が、および、レーザ光が緑色蛍光体に照射されることにより緑色光がそれぞれ生ずる。そして、３つの色が混色されることにより白色光が発生する。さらに、蛍光体によっては、半導体レーザ２からの光では励起されず、蛍光ガラスから発光する青色光の一部を吸収して蛍光を発する。そして、その蛍光が他の色の光と混色して、その混色の光がヘッドランプ１から外部に向かって照射される。

〔ヘッドランプの別例〕
本実施形態の別例について図３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、ヘッドランプ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、プロジェクタ型のヘッドランプ２０について説明する。

（ヘッドランプ２０の構成）
まず、本実施形態に係るヘッドランプ２０の構成について図３を用いて説明する。図３は、プロジェクタ型のヘッドランプであるヘッドランプ２０の構成を示す断面図である。このヘッドランプ２０は、プロジェクタ型のヘッドランプである点、並びに、導光部４の代わりに光ファイバー４０を備えた点でヘッドランプ１とは異なる。

同図に示すように、ヘッドランプ２０は、半導体レーザ２、非球面レンズ３、光ファイバー（導光部）４０、フェルール９、発光部５、反射鏡６、ハウジング１０、エクステンション１１、レンズ１２、凸レンズ１３およびレンズホルダ８を備えている。半導体レーザ２、光ファイバー４０、フェルール９および発光部５によって発光装置の基本構造が形成されている。

ヘッドランプ２０は、プロジェクタ型のヘッドランプであるため、凸レンズ１３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１３を省略できる。

（非球面レンズ３）
非球面レンズ３は、半導体レーザ２から発振されたレーザ光（励起光）を、光ファイバー４０の一方の端部である入射端部に入射させるためのレンズである。非球面レンズ３は、光ファイバー４０ａの数だけ設けられている。

（光ファイバー４０）
光ファイバー４０は、半導体レーザ２が発振したレーザ光を発光部５へと導く導光部材であり、複数の光ファイバー４０ａの束である。この光ファイバー４０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４０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４０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４０の長軸方向に対して垂直な断面は矩形であってもよい。

この光ファイバー４０は、上記レーザ光を受け取る複数の入射端部と、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している。複数の出射端部は、後述するように、フェルール９によって、発光部５のレーザ光照射面（受光面）に対して位置決めされている。

（フェルール９）
図４は、光ファイバー４０ａの出射端部と発光部５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９は、光ファイバー４０ａの出射端部を発光部５のレーザ光照射面に対して所定のパターンで保持する。このフェルール９は、光ファイバー４０ａ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光ファイバー４０ａを挟み込むものでもよい。

フェルール９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４では、光ファイバー４０ａを３つ示しているが、光ファイバー４０ａの数は３つに限定されない。また、フェルール９は、反射鏡６から延出する棒状の部材等によって固定されればよい。

フェルール９が光ファイバー４０ａの出射端部を位置決めすることにより、複数の光ファイバー４０ａから出射されるレーザ光がそれぞれ有する光強度分布における最も光強度の大きい部分（最大光強度部分）が、発光部５の互いに異なる部分に対して照射される。この構成により、レーザ光が一点に集中することにより発光部５が著しく劣化することを防止できる。なお、出射端部は、レーザ光照射面に接触していてもよいし、僅かに間隔をおいて配置されてもよい。

なお、各光ファイバー４０ａの出射端部を分散させて配置する必要は必ずしもなく、光ファイバー４０の束をひとまとめにしてフェルール９で位置決めしてもよい。

（発光部５）
発光部５は、上述したものと同様、光ファイバー４０の出射端部から出射されたレーザ光を受けて白色の蛍光を発するものである。これにより、色温度の高い白色光を出射することができる。また、発光部５は、後述する反射鏡６の第１焦点の近傍に配置される。この発光部５は、反射鏡６の中心部を貫いて延びる筒状部の先端に固定されてもよい。この場合には、筒状部の内部に光ファイバー４０を通すことができる。

（反射鏡６）
反射鏡６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５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２０がプロジェクタ型のヘッドランプであるため、反射鏡６の基本形状は、反射した光の光軸方向に平行な断面が楕円形状となっている。反射鏡６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６の開口部に近い位置に存在している。後述する凸レンズ１３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６によって第２焦点に収束された光を前方に投射する。

（凸レンズ１３）
凸レンズ１３は、発光部５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１３の焦点は、反射鏡６の第２焦点の近傍であり、その光軸は、発光部５が有する発光面のほぼ中央を貫いている。この凸レンズ１３は、レンズホルダ８によって保持され、反射鏡６に対する相対位置が規定されている。なお、レンズホルダ８を、反射鏡６の一部として形成してもよい。

（その他の部材）
ハウジング１０は、ヘッドランプ２０の本体を形成しており、反射鏡６等を収納している。光ファイバー４０は、このハウジング１０を貫いており、半導体レーザ２は、ハウジング１０の外部に設置される。半導体レーザ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２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６の前方の側部に設けられており、ヘッドランプ２０の内部構造を隠して見栄えを良くするとともに、反射鏡６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６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２０を密封している。発光部５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。

以上のように、ヘッドランプの構造そのものは、どのようなものであってもよく、本発明において重要なのは、ヘッドランプが、半導体レーザ２から出射されたレーザ光により青色の蛍光を生ずる蛍光ガラスを封止材として用いる発光部５を備え、その発光部５中に、赤色蛍光体、緑色蛍光体等の蛍光体が分散されていることである。これにより、ヘッドランプは、高効率で、高い演色性を有する照明光を照射することができるということである。
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施形態について図５〜図１０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２から出射したレーザ光を発光部５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５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６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７は、レーザダウンライト２００の断面図である。図５〜図７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４０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４０によって接続されているからである。この光ファイバー４０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７に示すように、発光部５、熱伝導部材３０、光ファイバー４０、筐体２１１、および透光板２１３を備えている。図７では示されていないが、発光部５には高熱伝導フィラーが分散されていてよい。発光部５の熱が熱伝導部材３０に伝わることで発光部５の放熱が促進される。

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５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４０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４０が熱伝導部材３０まで延びている。光ファイバー４０の出射端部から出射されたレーザ光は、熱伝導部材３０を透過して発光部５に到達する。

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、半導体レーザ２からのレーザ光を遮断するとともに、発光部５においてレーザ光を変換することにより生成された蛍光を透過する材質で形成されることが好ましい。
発光部５によってコヒーレントなレーザ光は、そのほとんどが蛍光に変換されるか、発光部５に含まれる蛍光体によって散乱、拡散される。しかし、何らかの原因でレーザ光の一部が変換、散乱、拡散されない場合も考えられる。このような場合でも、透光板２１３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することができる。
このように、発光部５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５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５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２、非球面レンズ３および光ファイバー４０を備えている。

光ファイバー４０の一方の端部である入射端部は、ＬＤ光源ユニット２２０に接続されており、半導体レーザ２から発振されたレーザ光は、非球面レンズ３を介して光ファイバー４０の入射端部に入射される。

図７に示すＬＤ光源ユニット２２０の内部には、半導体レーザ２および非球面レンズ３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４０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２と非球面レンズ３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８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４０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。

この構成では、熱伝導部材３０は、筐体２１１の底部に、レーザ光入射側の面を全面的に当接させて配置されている。それゆえ、筐体２１１を熱伝導率の高い物質からなるものにすることによって熱伝導部材３０の冷却部として機能させることができる。

（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５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５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。

これにより、白熱電球ダウンライトに迫る高演色を実現することができる。例えば、平均演色評価数Ｒａが９０以上のみならず、特殊演色評価数Ｒ９も９５以上というＬＥＤダウンライトや蛍光灯ダウンライトでは実現が難しい高演色光も高演色蛍光体と半導体レーザ２の組合せにより実現可能である。

図９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１０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２が故障した場合でも、手軽に半導体レーザ２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４０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２を一括管理できる。そのため、複数の半導体レーザ２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２を少なくとも１つ備えるＬＤ光源ユニット２２０と、発光部５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４０とを含んでいる。

（その他の変更例）
本発明は上述した各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り、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜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。

本発明は、照明光として高効率で、高い演色性を要求される照明装置や前照灯、特に車両用等のヘッドランプに適用することができる。

１、２０ ヘッドランプ
２ 半導体レーザ（励起光源）
３ 非球面レンズ
４ 導光部
４ａ 光入射面
４ｂ 光出射面
５ 発光部
６ 反射鏡
８ レンズホルダ
９ フェルール
１０ ハウジング
１１ エクステンション
１２ レンズ
１３ 凸レンズ
１７ アノード電極
１８ 基板
１９ カソード電極
４０、４０ａ 光ファイバー
１０３ 発光点
１１１ 活性層
１１２、１１３ クラッド層
２００ レーザダウンライト
３００ ＬＥＤダウンライト

Claims (13)

1. 励起光源から出射された励起光により青色の蛍光を生ずる蛍光ガラスを封止材として用いる発光部を備え、
   上記発光部中に、上記励起光源から出射された励起光により、上記青色の蛍光よりも長い波長の蛍光を発する蛍光体が分散されていることを特徴とする発光装置。
2. 上記蛍光ガラスは、透光性を有することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 上記蛍光体は、上記励起光により、赤色の蛍光を発する赤色蛍光体であることを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
4. 上記蛍光体は、上記励起光により、緑色の蛍光を発する緑色蛍光体であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の発光装置。
5. 上記蛍光体は、酸窒化物蛍光体または窒化物蛍光体であることを特徴とする請求項３または４に記載の発光装置。
6. 上記蛍光体は、上記励起光により黄色の蛍光を発する黄色蛍光体であることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の発光装置。
7. 上記励起光の波長は、３５０ｎｍ〜４２０ｎｍであることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の発光装置。
8. 上記蛍光ガラスは、母材であるガラスに希土類元素がドープされてなるものであることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の発光装置。
9. 上記励起光が、レーザ光である場合に、
   上記レーザ光を、その発振波長域において遮断する遮断フィルタを備えることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の発光装置。
10. 上記励起光が、レーザ光である場合に、
    上記蛍光ガラス中に、粒径が１μｍ〜５０μｍであって、上記蛍光ガラスの屈折率よりも大きな屈折率を有し、かつ透光性を有する透光性粒子が分散されていることを請求項１から９の何れか１項に記載の発光装置。
11. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の発光装置を備えていることを特徴とする照明装置。
12. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の発光装置を備えていることを特徴とする車両用前照灯。
13. 請求項１から１０の何れか１項に記載の発光部の作製方法であって、
    粉砕された青色蛍光ガラスと上記蛍光体とを混合する混合工程と、
    上記混合工程によって混合された混合物をモールドするモールド工程と、
    上記モールド工程で得られた成形物を加熱する加熱工程と、
    を含むことを特徴とする発光部の作製方法。

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