JP6109867B2 - 発光装置、車両用前照灯および照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、励起光を蛍光体（発光体）に照射することで発生する蛍光を照明光として利用する発光装置、該発光装置を備えた車両用前照灯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た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。この光源装置は、ＬＤと、該ＬＤからのレーザ光を平行光線束とするコリメータ（レンズ）と、該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（レンズ）と、該コンデンサで集光したレーザ光を吸収しインコヒーレント光を放出する蛍光体とを備える。

ところで、上記構成の光源装置をそのまま大気中で使用した場合、反射鏡などに排気ガスなどの汚れが付着して、その反射率などが低下し、光源装置全体の照明光の取出し効率が経時的に低下してしまうという問題点がある。

また、反射鏡による反射光の伝搬方向に投影レンズを設置して光源装置の内部を密閉するにしても、完全な密閉状態とすることは難しいので、時間の経過と共に、排気ガスなどの汚れが反射鏡や投影レンズに付着してしまうことは避けられない。また、光源装置の内部を密閉した場合は、光源装置の内部の清掃は実質的に不可能となってしまう。

以上のような問題点を解決するための技術の一例として特許文献２に開示された照明用灯具がある。この照明用灯具では、光源にメタルハライドランプ（放電灯）を用い、レンズの内面と反射鏡の反射面との少なくとも一面に光触媒膜を形成している。これにより、清掃が不可能なレンズの内面、および、反射鏡の反射面に排気ガスなどによる汚れが付着し蓄積することを抑制している。

特開２００３−２９５３１９号公報（２００３年１０月１５日公開） 特開平１１ −２７３４２６号公報（１９９９年１０月０８日公開）

しかしながら、上記特許文献２に開示された照明用灯具では、メタルハライドランプの放電で得られる副産物としての紫外光を光触媒の光触媒作用の活性化に使用しているので、光触媒の活性化のために十分な強度の紫外光を得られない可能性がある。

例えば、照明で用いられるメタルハライドランプは、通常、可視領域の光が主成分であるため、副産物である紫外領域の光の割合は小さい。このため、光触媒の活性化のために十分な強度の紫外光を得られない可能性がある。

また、メタルハライドランプ全体の光の強度を高めても、副産物としての紫外光の強度はそれほど大きく向上しないため、やはり、光触媒の活性化のために十分な強度の紫外光を得られない可能性がある。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、光触媒の活性化に十分な強度の光を容易に得ることができる発光装置などを提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明に係る発光装置は、
４４０ｎｍ以上、４５０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する青色レーザ光を励起光として発生する光源と、
上記光源から発生した上記青色レーザ光が励起光として照射されることにより蛍光を発生する発光体と、
上記発光体から発生した蛍光を外部に投光する光学系と、を備え、
上記発光体において上記青色レーザ光が照射される表面およびそれ以外の表面に、酸化チタンが存在している構成である。

上記構成によれば、光触媒の活性化に十分な強度の光を容易に得ることができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態である導光型ヘッドランプの構成を示す断面図である。 励起光の波長と、光触媒の励起光の吸収率との関係を示すグラフである。 本発明の他の実施形態である透過型ヘッドランプの構成を示す断面図である。 本発明のさらに他の実施形態である透過型ヘッドランプの構成を示す断面図である。 本発明のさらに他の実施形態である反射型ヘッドランプの構成を示す断面図である。 本発明のさらに他の実施形態である反射型ヘッドランプの構成を示す断面図である。 （ａ）は、励起光の入射角と発光体の光照射面における励起光の反射率との関係を示すグラフであり、（ｂ）は、上記励起光に関し、Ｐ偏光とＳ偏光とを説明するための説明図である。 自動車における反射型ヘッドランプの配設方向を示す概念図である。

本発明の一実施形態について図１〜図７に基づいて説明すれば、次の通りである。以下の特定の項目で説明する構成以外の構成については、必要に応じて説明を省略する場合があるが、他の項目で説明されている場合は、その構成と同じである。また、説明の便宜上、各項目に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。

〔１．導光型ヘッドランプ１０の構成〕
まず、図１に基づき、本発明の一実施形態である導光型ヘッドランプ（発光装置，車両用前照灯，照明装置）１０の構成について説明する。図１は、導光型ヘッドランプ１０の構成を概略的に示す断面図である。図１に示すように、導光型ヘッドランプ１０は、ＬＥＤ（光源）１ａ、導光部材２ａ、発光体４、パラボラミラー（反射鏡）５、投影レンズ８を備えている。

（ＬＥＤ１ａ）
ＬＥＤ１ａは、励起光ＥＬを発生する励起光源として機能する発光ダイオード（ＬＥＤ）である。このＬＥＤ１ａは、複数設けられていても良い。この場合、複数のＬＥＤ１ａのそれぞれから励起光ＥＬが発生する。ＬＥＤ１ａを１つのみ用いても良いが、高出力の励起光ＥＬを得るためには、複数のＬＥＤ１ａを用いる方が容易である。

ＬＥＤ１ａは、１チップに１つの発光点を有するものであっても良く、１チップに複数の発光点を有するものであっても良い。励起光ＥＬの波長は、本実施形態では、３８０ｎｍであるが、これに限定されず、３４０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下であれば良い。

励起光ＥＬの波長が、４５０ｎｍを超えると、後述する光触媒コート膜（光触媒膜）６ａ〜６ｅに含まれる光触媒の光触媒作用の活性化を効率的に行うことが困難となる（図２参照）。

また、励起光ＥＬの波長が、４５０ｎｍ以下であれば、光触媒の材料を選択することで、光触媒の吸収率が５０％以上となり、光触媒作用の活性化が効率的に行われる（図２参照）。一方、励起光ＥＬの波長が、３４０ｎｍ未満であると、例えば、半導体発光素子を用いて励起光ＥＬを発生させることが困難となる。

また、後述するように、励起光源として、発光ダイオードの代わりに、レーザダイオード（ＬＤ）を用いることも可能である。

（導光部材２ａ）
導光部材２ａは、ＬＥＤ１ａから発生した励起光ＥＬを発光体４へ導くための透光性部材である。また、導光部材２ａの形状は、本実施形態では、円錐台状であるが、導光部材２ａの形状はこれに限られず、楕円錐台状、角錐台状など様々な形状を採用することができる。なお、導光部材２ａとして光ファイバーを用いても良い。この場合、ＬＤ１ｂの発光点の手前に非球面レンズなどを設けて、ＬＤ１ｂからの励起光ＥＬを光ファイバの入射端部に入射させ、光ファイバの出射端部から出射する励起光ＥＬを発光体４に照射されば良い。

また、導光部材２ａの材料は、その屈折率ｎが１（＝空気の屈折率）よりも高く、励起光ＥＬを透過する材料であれば良く、本実施形態では、石英（ＳｉＯ_２）であり、その屈折率ｎは、１．４５である。導光部材２ａの材料の屈折率ｎが１よりも高ければ、屈折率ｎが高い領域に光が閉じ込められる原理により、励起光ＥＬを導光することができるため、導光部材２ａの作製が容易になる。

（発光体４）
発光体４は、ＬＥＤ１ａから発生した励起光ＥＬを照射することにより蛍光を発生するものであり、励起光ＥＬを受けて発光する蛍光体を含んでいる。具体的には、発光体４は、封止材の内部に蛍光体が分散されているもの、または蛍光体を固めたものである。発光体４は、励起光ＥＬを蛍光に変換するため、波長変換素子であると言える。

本実施形態では、発光体４は、パラボラミラー５の焦点位置に配置されている。

発光体４の形状は、本実施形態では、底面の円の直径が２ｍｍの円柱形状（円盤状）であるが、そのサイズおよび形状は、これに限定されず、任意のサイズおよび様々な形状を選択できる。円盤状以外の形状としては、角柱状、楕円柱状などを例示できる。

次に、発光体４に含める蛍光体としては、例えば、酸窒化物蛍光体（例えば、サイアロン蛍光体）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、ＬＥＤ１ａから発せられた高い出力（および／または光密度）の励起光ＥＬに対しての熱耐性が高く、導光型ヘッドランプ１０に最適である。ただし、発光体４の蛍光体は、上述のものに限定されず、窒化物蛍光体など、その他の蛍光体であってもよい。

また、導光型ヘッドランプ１０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、発光体４には、照明光が白色となるように選択された蛍光体が含まれている。

例えば、青色、緑色および赤色の蛍光体を発光体４に含め、４０５ｎｍの励起光ＥＬ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）を発光体４に含め、４４０ｎｍ以上４５０ｎｍ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励起光ＥＬを照射することでも白色光が得られる。

発光体４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）や、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、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。

なお、発光体４の励起光ＥＬが照射される光照射面に対する励起光ＥＬの入射率は、０．５以上であることが好ましい。発光体４の光照射面に対する励起光ＥＬの入射率が０．５未満であると、発光体４に入射する励起光ＥＬの光量が小さくなりすぎる。

（パラボラミラー５）
パラボラミラー５は、発光体４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。このパラボラミラー５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、金属製の部材であってもよい。

また、パラボラミラー５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回転放物面（パラボラ）をその反射面（光反射凹面ＳＵＦ３ＳＵＦ３）としている。これにより、発光体４の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。

なお、パラボラミラー５の一部にパラボラではない部分を含めてもよい。また、本発明の発光装置が有する反射鏡は、閉じた円形の開口部を有するパラボラミラーまたはその一部を含むものであってもよい。また、上記反射鏡は、パラボラミラーに限定されず、半楕円面ミラーや半球面ミラーであってもよい。すなわち、上記反射鏡は、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。

このパラボラミラー５の光反射凹面ＳＵＦ３（回転放物面）の底部には、挿通孔７ａが設けられており、この挿通孔７ａに導光部材２ａの断面の径が短い側の先端部が挿入されている。

（投影レンズ８）
次に、投影レンズ８は、パラボラミラー５の光反射凹面ＳＵＦ３の開口部（紙面に対して右側）に設けられており、導光型ヘッドランプ１０を密閉している。発光体４から発生した蛍光、もしくは、パラボラミラー５によって反射された蛍光は、投影レンズ８を通ってパラボラミラー５の外部へ投光される。また、投影レンズ８の材料は、例えば、石英を例示できるが、これに限定されない。

投影レンズ８は、本実施形態では、凸レンズ形状を有し、レンズ機能を有する構造としているが、凸レンズ形状のみならず、凹レンズ形状を有しても良い。また、投影レンズ８は、必ずしもレンズ機能を有する構造とする必要はなく、発光体４から発生した蛍光、もしくは、光反射凹面ＳＵＦ３で反射した蛍光を透過する透光性を少なくとも有していれば良い。すなわち、投影レンズ８は、少なくとも透光性を有するものであればどのような材質のものでも良い。

投影レンズ８の厚さは、３．０ｍｍ以下程度が好ましい。上記厚さが３．０ｍｍを超えると蛍光の吸収を無視できなくなるとともに、部材コストが上昇してしまう。

また、励起光源として後述するＬＤ（光源，レーザダイオード）１ｂを用いる場合、投影レンズ８の表面ＳＵＦ４および表面ＳＵＦ５を、ＬＤ１ｂからの励起光ＥＬ（レーザ光）を遮断するとともに、発光体４から発生した蛍光、もしくは、光反射凹面ＳＵＦ３で反射した蛍光を透過するフィルタ（膜）で覆うことが好ましい。

発光体４を透過する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蛍光に変換される。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、上記フィルタ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。

（光触媒コート膜６ａ〜６ｅ）
次に、図１および２に基づき、光触媒コート膜（光触媒膜）６ａ〜６ｅについて説明する。本実施形態の導光型ヘッドランプ１０では、図１に示すように、導光部材２ａの表面ＳＵＦ１、発光体４の表面ＳＵＦ２、パラボラミラー５の光反射凹面ＳＵＦ３、投影レンズ８の内面（表面ＳＵＦ４）、および、外面（表面ＳＵＦ５）のそれぞれに、光触媒コート膜６ａ〜６ｅを形成している。

なお、本実施形態の光触媒コート膜６ａ〜６ｅは、光触媒としてＴｉＯ_２（酸化チタン）を含んでいるが、光触媒は、これに限られず、例えば、後述するＢ（ホウ素）をドープしたＴｉＯ_２や、ＢとＮｉ（ニッケル）とをドープしたＴｉＯ_２、または、以上の各光触媒の組合せであっても良い。また、光触媒作用を高めることができるのであれば、他の材料をＴｉＯ_２へドープしてもよく、窒素や異種金属などをＴｉＯ_２へイオン注入しても良い。

これにより、励起光ＥＬが、導光部材２ａ中を伝搬中に、表面ＳＵＦ１の光触媒コート膜６ａに含まれる光触媒が活性化される。これにより、導光部材２ａに付着した汚れが分解・除去されるので、導光型ヘッドランプ１０の蛍光の取出し効率の経時的な低下を抑制することができる。

また、励起光ＥＬが発光体４へ入射すると、発光体４の表面ＳＵＦ２の光触媒コート膜６ｂに含まれる光触媒が活性化されて、汚れが分解・除去されるので、発光体４の発光効率の経時的な低下を抑制することができる。

また、発光体４に入射した励起光ＥＬは、反射光（励起光）ＲＬや、透過光（励起光）ＰＬとして、パラボラミラー５や投影レンズ８に入射し、パラボラミラー５の光反射凹面ＳＵＦ３の光触媒コート膜６ｃや、投影レンズ８の表面ＳＵＦ５の光触媒コート膜６ｄ、および、表面ＳＵＦ６の光触媒コート膜６ｅに含まれる光触媒が活性化されて、汚れが分解・除去されるので、導光型ヘッドランプ１０の蛍光の取出し効率の経時的な低下が抑制される。

次に、図２に基づき、励起光ＥＬの波長（ｎｍ：ナノメートル）と、上述した光触媒コート膜６ａ〜６ｅに含まれる光触媒（ＴｉＯ_２）の励起光の吸収率（％）との関係について説明する。

図２に示す実線は、上述した光触媒コート膜６ａ〜６ｅに含まれる光触媒（ＴｉＯ_２）の励起光ＥＬの波長と、光触媒（ＴｉＯ_２）の励起光ＥＬの吸収率との関係を示す。

上述したように、本実施形態では、ＬＥＤ１ａの励起光ＥＬの波長は３８０ｎｍである。よって、反射光ＲＬおよび透過光ＰＬの波長も３８０ｎｍであり、図２のグラフより、ＴｉＯ_２の励起光ＥＬの吸収率は５０％程度であることがわかる。なお、図２から励起光ＥＬの波長が３８０ｎｍ以下であれば、ＴｉＯ_２の励起光ＥＬの吸収率は５０％以上となることが分かる。

なお、「励起光ＥＬが光触媒の光触媒作用を活性化させる」とは、例えば、励起光ＥＬの波長が光触媒コート膜６ａ〜６ｅに含まれる光触媒の光触媒作用を活性化させる波長に設定されており、かつ、その波長が、発光体４が蛍光を発生し得る波長であることを意味する。

（光触媒コート膜６ａ〜６ｅの形成方法）
次に、光触媒コート膜６ａ〜６ｅの形成方法について説明する。この形成方法の例としては、以下の２つの方法を例示することができる。
（１）方法１：光触媒（ＴｉＯ_２など）を含むゾルゲル液中へ部材を浸して、取出した部材を乾燥させることで、光触媒コート膜が形成される。
（２）方法２：光触媒と有機バインダーもしくは無機バインダーとを混合したものを、噴霧状にして、スプレーで部材へ吹きつける。吹きつけられた部材を乾燥させることで、光触媒コート膜が形成される。

〔２．透過型ヘッドランプ２０の構成〕
次に、図３に基づき、本発明の他の実施形態である透過型ヘッドランプ（発光装置，車両用前照灯，照明装置）２０の構成について説明する。図３は、透過型ヘッドランプ２０の構成を概略的に示す断面図である。

図３に示すように、透過型ヘッドランプ２０は、上述した導光型ヘッドランプ１０と比較して以下の点が異なっており、その他の構成については同様であるので、適宜説明を省略する。
（１）励起光源として、ＬＥＤ１ａに替えてＬＤ１ｂを用いている点。
（２）導光部材２ａに替えて、励起用レンズ（導光部材）２ｂを用いている点。
（３）発光体４は透明基板３によって支持された状態で、パラボラミラー５の底部に設けられた挿通孔７ａに挿通されている点。

（ＬＤ１ｂ）
ＬＤ１ｂは、励起光ＥＬを発生する励起光源として機能するレーザダイオード（ＬＤ）である。レーザダイオードによれば、励起光ＥＬの光密度が高くなり、発光体４の発光効率を高めると共に、光触媒を活性化する作用がより高まる。このＬＤ１ｂは、複数設けられていても良い。この場合、複数のＬＤ１ｂのそれぞれから励起光ＥＬが発生する。ＬＤ１ｂを１つのみ用いても良いが、高出力の励起光ＥＬを得るためには、複数のＬＤ１ｂを用いる方が容易である。

ＬＤ１ｂは、１チップに１つの発光点を有するものであっても良く、１チップに複数の発光点を有するものであってもよい。励起光ＥＬの波長は、本実施形態では、４０５ｎｍであるが、これに限定されず、３４０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下であれば良い。その理由は、上述したとおりである。

（励起用レンズ２ｂ）
励起用レンズ２ｂは、発光体４に照射される励起光のスポットの面積（照射面積）を調整するものである。励起用レンズ２ｂによれば、発光体４に照射される励起光ＥＬのスポットの面積を調整できるので、発光体４の発光効率を調整することができる。また、光触媒の光触媒作用が活性化されて、励起用レンズ２ｂの表面ＳＵＦ１の汚れが分解・除去されるので、透過型ヘッドランプ２０全体における照明光の経時的な取出し効率の低下を抑制することもできる。また、励起用レンズ２ｂの材料は、例えば、石英を例示できるが、これに限定されない。

励起用レンズ２ｂの形状としては、本実施形態では、両凸レンズであるがこれに限られない、例えば、その他、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズ等も例示できる。

その他のレンズとしては、ＧＲＩＮレンズ（Gradient Index lens：屈折率勾配変化型レンズ）も例示できる。

なお、ＧＲＩＮレンズは、レンズが凸又は凹の形状をしていなくても、レンズ内部の屈折率勾配によってレンズ作用が生じるレンズである。

よって、ＧＲＩＮレンズを用いれば、ＧＲＩＮレンズの端面を平面としたままでレンズ作用を生じさせることができる。

（透明基板３）
図３に示すように、透明基板３は、発光体４を、パラボラミラー５に形成された挿通孔７ａの一方側から支持している。また、透明基板３の材料は、例えば、石英やサファイアを例示できるが、これに限定されない。

また、発光体４は、パラボラミラー５に形成された挿通孔７ａの内部に挿通され、挿通孔７ａの内部に挿通された発光体４と、挿通孔７ａの内面との間に隙間が存在している。すなわち、挿通孔７ａの穴のサイズより発光体４のサイズが小さくなるように設計されている。これにより、隙間を通過した通過光（励起光）ＰＬ’が光触媒コート膜６ｂ〜６ｅに入射して光触媒が活性化される。また、隙間のサイズを調整することで、隙間を通過した通過光ＰＬ’の強度を調整することが可能となる。よって、発光体４の発光効率と、光触媒の光触媒作用の活性化の程度とのバランスを調整することができる。

また、発光体４に照射される励起光ＥＬの一部は、発光体４の内部を透過する。これにより、励起光ＥＬが、発光体４の内部を透過し、その透過光（不図示）が光触媒コート膜６ｂ〜６ｅに入射して光触媒が活性化される。また、透過光は、発光体４に含まれる蛍光体粒子によって散乱され、透過光がパラボラミラー５内で拡散されるので、光触媒の活性化がより効率的に行われる。

（光触媒コート膜６ａ〜６ｆ）
次に、図２に基づき、光触媒コート膜（光触媒膜）６ａ〜６ｆについて説明する。本実施形態の透過型ヘッドランプ２０では、図３に示すように、励起用レンズ２ｂの表面ＳＵＦ１、発光体４の表面ＳＵＦ２、パラボラミラー５の光反射凹面ＳＵＦ３、投影レンズ８の内面（表面ＳＵＦ４）、外面（表面ＳＵＦ５）、および、透明基板３の表面ＳＵＦ６のそれぞれに、光触媒コート膜６ａ〜６ｆを形成している。

なお、本実施形態の光触媒コート膜６ａ〜６ｆは、光触媒としてＢをドープしたＴｉＯ_２を含んでいるが、光触媒は、これに限定されず、例えば、後述するＢとＮｉとをドープしたＴｉＯ_２であっても良い。また、光触媒作用を高めることができるのであれば、他の材料をＴｉＯ_２へドープしてもよく、窒素や異種金属などをＴｉＯ_２へイオン注入しても良い。

これにより、励起光ＥＬが、励起用レンズ２ｂ中を伝搬中に、表面ＳＵＦ１の光触媒コート膜６ａに含まれる光触媒が活性化される。これにより、励起用レンズ２ｂに付着した汚れが分解・除去されるので、透過型ヘッドランプ２０の蛍光の取出し効率の経時的な低下を抑制することができる。

また、励起光ＥＬが、透明基板３へ入射すると、表面ＳＵＦ６の光触媒コート膜６ｆに含まれる光触媒が活性化されて、汚れが分解・除去されるので、透過型ヘッドランプ２０の蛍光の取出し効率の経時的な低下を抑制することができる。

また、励起光ＥＬが発光体４へ入射すると、発光体４の表面ＳＵＦ２の光触媒コート膜６ｂに含まれる光触媒が活性化されて、汚れが分解・除去されるので、発光体４の発光効率の経時的な低下を抑制することができる。

また、発光体４と挿通孔７ａの内面との間の隙間を通過する通過光ＰＬ’や発光体４を透過した透過光（不図示）は、パラボラミラー５や投影レンズ８に入射し、パラボラミラー５の光反射凹面ＳＵＦ３の光触媒コート膜６ｃや、投影レンズ８の表面ＳＵＦ５の光触媒コート膜６ｄ、および、表面ＳＵＦ６の光触媒コート膜６ｅに含まれる光触媒が活性化されて、汚れが分解・除去されるので、透過型ヘッドランプ２０の蛍光の取出し効率の経時的な低下を抑制することができる。

次に、図２に基づき、励起光ＥＬの波長と、上述した光触媒コート膜６ａ〜６ｆに含まれる光触媒（ＢをドープしたＴｉＯ_２）の励起光の吸収率との関係について説明する。

図２に示す短い破線は、上述した光触媒コート膜６ａ〜６ｆに含まれる光触媒（ＢをドープしたＴｉＯ_２）の励起光ＥＬの波長と、光触媒（ＢをドープしたＴｉＯ_２）の励起光ＥＬの吸収率との関係を示す。

本実施形態では、励起光ＥＬ、通過光ＰＬ’、透過光（不図示）の波長は、４０５ｎｍであり、ＢをドープしたＴｉＯ_２の励起光ＥＬの吸収率は５０％を優に超えている。なお、図２から励起光ＥＬの波長が４５０ｎｍ以下であれば、ＢをドープしたＴｉＯ_２の励起光ＥＬの吸収率は５０％以上となることが分かる。

（光触媒コート膜６ａ〜６ｆの形成方法）
次に、光触媒コート膜６ａ〜６ｆの形成方法について説明する。この形成方法の例としては、以下の２つの方法を例示することができる。
（１）方法１：光触媒（ＢをドープしたＴｉＯ_２など）を含むゾルゲル液中へ部材を浸して、取出した部材を乾燥させることで、光触媒コート膜が形成される。
（２）方法２：光触媒と有機バインダーもしくは無機バインダーとを混合したものを、噴霧状にして、スプレーで部材へ吹きつける。吹きつけられた部材を乾燥させることで、光触媒コート膜が形成される。

なお、Ｂのドープ量は、１×１０^１５ｃｍ^−３〜１×１０^２２ｃｍ^−３である。

〔３．透過型ヘッドランプ３０の構成〕
つぎに、図４に基づき、本発明のさらに他の実施形態である透過型ヘッドランプ（発光装置，車両用前照灯，照明装置）３０の構成について説明する。図４は、透過型ヘッドランプ３０の構成を概略的に示す断面図である。

図４に示すように、透過型ヘッドランプ３０は、上述した透過型ヘッドランプ２０と比較して以下の点が異なっており、その他の構成については同様であるので、適宜説明を省略する。
（１）励起光源として、励起光ＥＬの波長が４４５ｎｍのＬＤ１ｂを用いている点。
（２）発光体４は透明基板３によって支持された状態で、パラボラミラー５の底部に設けられた挿通孔７ａに挿通されている点は透過型ヘッドランプ２０と同じであるが、発光体４と、挿通孔７ａの内面との間に隙間がほとんど存在していない（挿通孔７ａのサイズと発光体４のサイズとがほぼ一致している）点。

（ＬＤ１ｂ）
ＬＤ１ｂは、励起光ＥＬの波長（４４５ｎｍ）以外の構成については、透過型ヘッドランプ２０と同様であるので、ここでは説明を省略する。

（透明基板３）
図４に示すように、透明基板３は、発光体４を、パラボラミラー５に形成された挿通孔７ａの一方側から支持している。

また、発光体４は、パラボラミラー５に形成された挿通孔７ａの内部に挿通されており、発光体４に照射される励起光ＥＬの一部が、発光体４の内部を透過するようになっている。これにより、励起光ＥＬが、発光体４の内部を透過し、その透過光（励起光）ＰＬが光触媒コート膜６ｂ〜６ｅに入射して光触媒が活性化される。また、透過光ＰＬは、発光体４に含まれる蛍光体粒子によって散乱されるので、透過光ＰＬがパラボラミラー５内で拡散されるので、光触媒の活性化がより効率的に行われる。

（蛍光体の濃度および発光体４の厚さの範囲）
発光体４に含まれる蛍光体の濃度は、本実施形態では１０ｖｏｌ％であるが、これに限定されず、１ｖｏｌ％以上３０ｖｏｌ％以下であることが好ましい。蛍光体の濃度が３０ｖｏｌ％を超えると、発光体４を透過する透過光の強度が弱くなりすぎる。一方、蛍光体の濃度が１ｖｏｌ％未満であると、蛍光体粒子によって散乱される散乱光の強度が弱くなりすぎる。また、発光体４から発生する蛍光の強度が弱くなりすぎる。

また、発光体４の励起光ＥＬの照射方向に沿う厚さｔは、本実施形態では２ｍｍであるが、これに限定されず、０．０３ｍｍ以上３ｍｍ以下であることが好ましい。発光体４の厚さｔが、３ｍｍを超えると、発光体４を透過する透過光の強度が弱くなりすぎる。一方、発光体４の厚さｔが、０．０３ｍｍ未満であると、発光体４から発生する蛍光の強度が弱くなりすぎる。

以上より、蛍光体の濃度や、厚さｔを調整することにより、透過光ＰＬの光強度を調整することができる。よって、発光体４の発光効率と、光触媒の光触媒作用の活性化の程度とのバランスを調整することができる。

（光触媒コート膜６ａ〜６ｆ）
次に、図２に基づき、光触媒コート膜６ａ〜６ｆについて説明する。本実施形態の透過型ヘッドランプ３０では、図４に示すように、励起用レンズ２ｂの表面ＳＵＦ１、発光体４の表面ＳＵＦ２、パラボラミラー５の光反射凹面ＳＵＦ３、投影レンズ８の内面（表面ＳＵＦ４）、外面（表面ＳＵＦ５）、および、透明基板３の表面ＳＵＦ６のそれぞれに、光触媒コート膜６ａ〜６ｆを形成している。

なお、本実施形態の光触媒コート膜６ａ〜６ｆは、光触媒としてＢとＮｉとをドープしたＴｉＯ_２を含んでいるが、光触媒は、これに限定されない。例えば、光触媒作用を高めることができるのであれば、他の材料をＴｉＯ_２へドープしてもよく、窒素や異種金属などをＴｉＯ_２へイオン注入しても良い。

これにより、励起光ＥＬが、励起用レンズ２ｂ中を伝搬中に、表面ＳＵＦ１の光触媒コート膜６ａに含まれる光触媒が活性化される。これにより、励起用レンズ２ｂに付着した汚れが分解・除去されるので、透過型ヘッドランプ３０の蛍光の取出し効率の経時的な低下を抑制することができる。

また、励起光ＥＬが、透明基板３へ入射すると、表面ＳＵＦ６の光触媒コート膜６ｆに含まれる光触媒が活性化されて、汚れが分解・除去されるので、透過型ヘッドランプ３０の蛍光の取出し効率の経時的な低下を抑制することができる。

また、励起光ＥＬが発光体４へ入射すると、発光体４の表面ＳＵＦ２の光触媒コート膜６ｂに含まれる光触媒が活性化されて、汚れが分解・除去されるので、発光体４の発光効率の経時的な低下を抑制することができる。

また、発光体４を透過する透過光ＰＬは、パラボラミラー５や投影レンズ８に入射し、パラボラミラー５の光反射凹面ＳＵＦ３の光触媒コート膜６ｃや、投影レンズ８の表面ＳＵＦ５の光触媒コート膜６ｄ、および、表面ＳＵＦ６の光触媒コート膜６ｅに含まれる光触媒が活性化されて、汚れが分解・除去されるので、透過型ヘッドランプ３０の蛍光の取出し効率の経時的な低下を抑制することができる。

次に、図２に基づき、励起光ＥＬの波長と、上述した光触媒コート膜６ａ〜６ｆに含まれる光触媒（ＢとＮｉをドープしたＴｉＯ_２）の励起光の吸収率との関係について説明する。

図２に示す長い破線は、光触媒としてＢとＮｉをドープしたＴｉＯ_２を用いた場合の、励起光ＥＬの波長と、光触媒（ＢとＮｉをドープしたＴｉＯ_２）の励起光ＥＬの吸収率との関係を示す。

図２に示すように、励起光ＥＬの波長が４４５ｎｍであれば、ＢとＮｉをドープしたＴｉＯ_２の励起光ＥＬの吸収率は５０％を優に超えていることが分かる。

（光触媒コート膜６ａ〜６ｆの形成方法）
次に、光触媒コート膜６ａ〜６ｆの形成方法について説明する。この形成方法の例としては、以下の２つの方法を例示することができる。
（１）方法１：光触媒（ＢとＮｉをドープしたＴｉＯ_２など）を含むゾルゲル液中へ部材を浸して、取出した部材を乾燥させることで、光触媒コート膜が形成される。
（２）方法２：光触媒と有機バインダーもしくは無機バインダーとを混合したものを、噴霧状にして、スプレーで部材へ吹きつける。吹きつけられた部材を乾燥させることで、光触媒コート膜が形成される。

なお、ＢおよびＮｉのそれぞれのドープ量は、０．５×１０^１５ｃｍ^−３〜０．５×１０^２２ｃｍ^−３である。

〔４．反射型ヘッドランプ４０の構成〕
つぎに、図５に基づき、本発明のさらに他の実施形態である反射型ヘッドランプ（発光装置，車両用前照灯，照明装置）４０の構成について説明する。図５は、反射型ヘッドランプ４０の構成を概略的に示す断面図である。

図５に示すように、反射型ヘッドランプ４０は、上述した透過型ヘッドランプ３０と比較して以下の点が異なっており、その他の構成については同様であるので、適宜説明を省略する。
（１）パラボラミラー５に替えて、ハーフパラボラミラー（反射鏡）５ｈおよび金属ベース（反射板）５ｐが用いられている点。
（２）発光体４が、金属ベース５ｐによって支持されている点。
（３）ハーフパラボラミラー５ｈにおける発光体４の直上の位置に窓部７ｂが設けられており、励起光ＥＬが、発光体４の光照射面に対する入射角θが０°で、この窓部７ｂから発光体４に向けて照射されている点。

（励起用レンズ２ｂ）
励起用レンズ２ｂは、励起光ＥＬ（波長４４５ｎｍ）のスポットの面積を、発光体４の励起光が照射される側の表面（光照射面）の面積よりも小さくすすることが好ましい。これにより、発光体４の光照射面と辺を共有する側面から出射する蛍光（側方出射蛍光）が少なくなる。それゆえ、発光体４の光照射面から出射される蛍光の、発光体４の表面全体から出射される蛍光に対する割合を高めることができる。

（ハーフパラボラミラー５ｈ）
ハーフパラボラミラー５ｈは、発光体４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。このハーフパラボラミラー５ｈ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、金属製の部材であってもよい。

ハーフパラボラミラー５ｈは、回転放物面を、その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（ハーフパラボラ）からなる。

このような形状のハーフパラボラミラー５ｈが、発光体４の、側面よりも面積の広い上面（光照射面）の上方にその一部が配置されている。すなわち、ハーフパラボラミラー５ｈは、発光体４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、発光体４の側面の一部は、ハーフパラボラミラー５ｈの開口部（紙面に対して右側）の方向を向いている。

発光体４とハーフパラボラミラー５ｈとの位置関係を上述のものにすることで、発光体４の蛍光を所定の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。

また、上記の構成によれば、ハーフパラボラミラー５ｈはパラボラを、回転軸を含む平面で切断することによって得られるハーフパラボラ（光反射凹面ＳＵＦ３）を有しており、パラボラの残り半分に相当する部分に、パラボラ以外の構造体を配置できる。この構造体を、後述するような熱伝導性の高い金属ベース５ｐとし、発光体４を当接させれば、発光体４を効率良く冷却できる。

また、上記の構成では、ハーフパラボラミラー５ｈで制御できなかった蛍光のほとんどがパラボラ側に出射される。この特性を利用して、反射型ヘッドランプ４０のパラボラ側の広い範囲を照らすこともできる。

また、ＬＤ１ｂは、ハーフパラボラミラー５ｈの外部に配置されており、ハーフパラボラミラー５ｈには、励起光ＥＬを透過または通過させる窓部７ｂが形成されている。この窓部７ｂは、本実施形態では、開口部（穴）であるが、これに限られず、励起光ＥＬ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、励起光ＥＬを透過し、白色光（発光体４の蛍光）を反射するフィルタを設けた透明板を窓部７ｂとして設けてもよい。この構成では、発光体４の蛍光が窓部７ｂから漏れることを防止できる。

なお、ハーフパラボラミラー５ｈの一部にパラボラではない部分を含めてもよい。また、本発明の発光装置が有する反射鏡は、閉じた半円形の開口部を有するハーフパラボラミラーまたはその一部を含むものであってもよい。また、上記反射鏡は、ハーフパラボラミラーに限定されず、半楕円面ミラーや半球面ミラーであってもよい。すなわち、上記反射鏡は、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。

（金属ベース５ｐ）
本実施形態では、発光体４が、金属ベース５ｐによって支持されており、金属ベース５ｐは、発光体４の内部を透過する励起光ＥＬの一部を反射するようになっている。

これにより、励起光ＥＬの一部が、発光体４を透過し、その透過光が金属ベース５ｐで折り返（反射）される。また、その折り返し光ＳＬ（波長４４５ｎｍ）の一部は、発光体４を透過して光触媒コート膜６ｂ〜６ｅに入射して光触媒が活性化される。

また、金属ベース７は、金属（例えば、銅や鉄）からなっている。それゆえ、金属ベース７は熱伝導性が高く、発光体４の発熱を効率的に放熱することができる。なお、金属ベース５ｐは、金属からなるものに限定されず、金属以外の熱伝導性が高い物質（石英、サファイアなど）を含む部材でもよい。ただし、発光体４と当接する金属ベース７の表面は反射面として機能することが好ましい。上記表面が反射面であることにより、発光体４の上面から入射した励起光ＥＬが蛍光に変換された後に、当該反射面で反射させてハーフパラボラミラー５ｈへ向かわせることができる。または、発光体４の上面から入射した励起光ＥＬを上記反射面で反射させて、再度発光体４の内部に向かわせて蛍光に変換することができる。

金属ベース７は、ハーフパラボラミラー５ｈによって覆われているため、金属ベース７は、ハーフパラボラミラー５ｈの光反射凹面ＳＵＦ３と対向する面を有していると言える。金属ベース７の発光体４が設けられている側の表面は、ハーフパラボラミラー５ｈの回転放物面の回転軸と概ね平行であり、当該回転軸を概ね含んでいることが好ましい。

（蛍光体の濃度および発光体４の厚さの範囲）
発光体４に含まれる蛍光体の濃度は、本実施形態では、８ｖｏｌ％であるが、これに限られず、１ｖｏｌ％以上１５ｖｏｌ％以下であることが好ましい。蛍光体の濃度が１５ｖｏｌ％を超えると、発光体４を透過する透過光の強度が弱くなりすぎる。一方、蛍光体の濃度が１ｖｏｌ％未満であると、発光体４から発生する蛍光の強度が弱くなりすぎる。

また、発光体４の励起光ＥＬの照射方向に沿う厚さｔは、本実施形態では、１ｍｍであるが、０．０１５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが好ましい。発光体４の厚さｔが、１．５ｍｍを超えると、発光体４を透過する透過光の行路長が長くなりすぎる。一方、発光体４の厚さｔが、０．０１５ｍｍ未満であると、発光体４から発生する蛍光の強度が弱くなりすぎる。

（光触媒コート膜６ａ〜６ｅ）
次に、図５に基づき、光触媒コート膜６ａ〜６ｅについて説明する。本実施形態の反射型ヘッドランプ４０では、図５に示すように、励起用レンズ２ｂの表面ＳＵＦ１、発光体４の表面ＳＵＦ２、ハーフパラボラミラー５ｈの光反射凹面ＳＵＦ３、投影レンズ８の内面（表面ＳＵＦ４）、および、外面（表面ＳＵＦ５）のそれぞれに、光触媒コート膜６ａ〜６ｅを形成している他、金属ベース５ｐの表面ＳＵＦ３’にも光触媒コート膜（光触媒膜）６ｃ’を形成している。

なお、本実施形態の光触媒コート膜６ａ〜６ｅおよび光触媒コート膜６ｃ’は、それぞれ、光触媒としてＢとＮｉとをドープしたＴｉＯ_２を含んでいるが、光触媒はこれに限定されない。例えば、光触媒作用を高めることができるのであれば、他の材料をＴｉＯ_２へドープしてもよく、窒素や異種金属などをＴｉＯ_２へイオン注入しても良い。

これにより、励起光ＥＬが、励起用レンズ２ｂ中を伝搬中に、表面ＳＵＦ１の光触媒コート膜６ａに含まれる光触媒が活性化される。これにより、励起用レンズ２ｂに付着した汚れが分解・除去されるので、反射型ヘッドランプ４０の蛍光の取出し効率の経時的な低下を抑制することができる。

また、励起光ＥＬが発光体４へ入射すると、発光体４の表面ＳＵＦ２の光触媒コート膜６ｂに含まれる光触媒が活性化されて、汚れが分解・除去されるので、発光体４の発光効率の経時的な低下を抑制することができる。

また、発光体４を透過する透過光（励起光；不図示）や、金属ベース５ｐによる折り返し光ＳＬは、ハーフパラボラミラー５ｈ、金属ベース５ｐ、投影レンズ８に入射し、ハーフパラボラミラー５ｈの光反射凹面ＳＵＦ３の光触媒コート膜６ｃや、投影レンズ８の表面ＳＵＦ５の光触媒コート膜６ｄ、および、表面ＳＵＦ６の光触媒コート膜６ｅ、ならびに、金属ベース５ｐの表面ＳＵＦ３’の光触媒コート膜６ｃ’に含まれる光触媒が活性化されて、汚れが分解・除去されるので、反射型ヘッドランプ４０の蛍光の取出し効率の経時的な低下を抑制することができる。

〔５．反射型ヘッドランプ５０の構成〕
つぎに、図６に基づき、本発明のさらに他の実施形態である反射型ヘッドランプ（発光装置，車両用前照灯，照明装置）５０の構成について説明する。図６は、反射型ヘッドランプ５０の構成を概略的に示す断面図である。

図６に示すように、反射型ヘッドランプ５０は、上述した反射型ヘッドランプ４０と比較して以下の点が異なっており、その他の構成については同様であるので、適宜説明を省略する。
（１）励起光源として、励起光ＥＬの波長が４４５ｎｍのＬＤ１ｂを用いている点は同じであるが、励起光ＥＬが、発光体４の光照射面に対してＰ偏光である点。
（２）励起光ＥＬの発光体４の光照射面への入射角θが３０°となっており、ハーフパラボラミラー５ｈにおける窓部７ｃの位置は、この入射角θで発光体４に励起光ＥＬを照射可能な位置とされている点。

（Ｐ偏光）
ここで、「Ｐ偏光」とは、発光体４の光照射面に入射する励起光ＥＬの入射光線と反射光線とを含む平面に対して、励起光ＥＬの偏光方向ｐｄが平行であり、かつ、偏光方向ｐｄが励起光ＥＬの入射方向に対して垂直である場合を言う（図６および７（ｂ）参照）。

なお、発光体４の光照射面に対する、励起光ＥＬ（Ｐ偏光）の入射角が、ブリュースター角である場合、該光照射面で励起光ＥＬが全く反射しないので、光触媒の光触媒作用の活性化を効率的に行うことが困難となる。よって、入射角θは、ブリュースター角でないことが好ましい。

励起光ＥＬをＰ偏光とすることで、発光体４の蛍光体の濃度や厚さｔを調整することなく、励起光ＥＬの入射角θ（ＬＤ１ｂの設置位置）の調整のみで、光触媒コート膜６ａ〜６ｅの光触媒作用を高めることが可能となる。また、ＬＤ１ｂの設置位置の許容範囲が広いので、設計の自由度が高い。

（入射角θ）
次に、図７（ａ）に基づき、励起光ＥＬがＰ偏光である場合の入射角θについて説明する。

図７（ａ）に示す破線は、励起光ＥＬがＰ偏光である場合の入射角θ（入射角度）と、発光体４の光照射面に対する反射率Ｒとの関係を示している。同図によれば、入射角θは、０°から８５°まで（但し、ブリュースター角＝６０°は除く）であることが好ましい。なお、発光体４の屈折率が変化すると反射率Ｒの特性が変化するが、入射する励起光ＥＬの波長はこのグラフへ影響しない。よって、上記入射角θと反射率Ｒとの関係は、発光体４の構成材料およびサイズに依存しない。

（Ｓ偏光）
なお、本実施形態では、励起光ＥＬをＰ偏光としているが、励起光ＥＬはＳ偏光としても良い。

ここで、「Ｓ偏光」とは、発光体４の光照射面に入射する励起光ＥＬの入射光線と反射光線とを含む平面に対して、励起光ＥＬの偏光方向ｐｄが垂直である場合を言う（図７（ｂ）参照）。

励起光ＥＬをＳ偏光とすれば、発光体４の蛍光体の濃度や厚さｔを調整することなく、励起光ＥＬの入射角θ（ＬＤ１ｂの設置位置）の調整のみで、光触媒コート膜６ａ〜６ｅの光触媒作用を高めることが可能となる。また、Ｐ偏光のブリュースター角のような入射角θの制限がない。また、ＬＤ１ｂの設置位置の許容範囲が広いので、設計の自由度が高い。

（入射角θ）
次に、図７（ａ）に基づき、励起光ＥＬがＳ偏光である場合の入射角θについて説明する。

図７（ａ）に示す実線は、励起光ＥＬがＳ偏光である場合の入射角θ（入射角度）と、発光体４の光照射面に対する反射率Ｒとの関係を示している。同図によれば、入射角θは、０°から７２°までであることが好ましい。

（反射率Ｒ）
次に、発光体４の光照射面の反射率Ｒは、０．０３以上０．５以下であることが好ましい。反射率Ｒが０．０３未満であれば、表面反射光（励起光）ｒＬ（波長４４５ｎｍ）の強度が弱くなりすぎる。一方、反射率Ｒが０．５を超えると、逆に発光体４の内部を透過する透過光の強度が弱くなりすぎる。

（蛍光体の濃度および発光体４の厚さの範囲）
発光体４に含まれる蛍光体の濃度は、本実施形態では３０ｖｏｌ％であるがこれに限定されない。また、発光体４の励起光ＥＬの照射方向に沿う厚さｔは、本実施形態では２ｍｍであるがこれに限定されない。

（光触媒コート膜６ａ〜６ｅ）
次に、図６に基づき、光触媒コート膜６ａ〜６ｅについて説明する。本実施形態の反射型ヘッドランプ５０では、図６に示すように、励起用レンズ２ｂの表面ＳＵＦ１、発光体４の表面ＳＵＦ２、ハーフパラボラミラー５ｈの光反射凹面ＳＵＦ３、投影レンズ８の内面（表面ＳＵＦ４）、および、外面（表面ＳＵＦ５）のそれぞれに、光触媒コート膜６ａ〜６ｅを形成している他、金属ベース５ｐの表面ＳＵＦ３’にも光触媒コート膜６ｃ’を形成している。

なお、本実施形態の光触媒コート膜６ａ〜６ｅおよび光触媒コート膜６ｃ’は、それぞれ、光触媒としてＢとＮｉとをドープしたＴｉＯ_２を含んでいるが、光触媒は、これに限定されない。例えば、光触媒作用を高めることができるのであれば、他の材料をＴｉＯ_２へドープしてもよく、窒素や異種金属などをＴｉＯ_２へイオン注入しても良い。

これにより、励起光ＥＬが、励起用レンズ２ｂ中を伝搬中に、表面ＳＵＦ１の光触媒コート膜６ａに含まれる光触媒が活性化される。これにより、励起用レンズ２ｂに付着した汚れが分解・除去されるので、反射型ヘッドランプ５０の蛍光の取出し効率の経時的な低下を抑制することができる。

また、励起光ＥＬが発光体４へ入射すると、発光体４の表面ＳＵＦ２の光触媒コート膜６ｂに含まれる光触媒が活性化されて、汚れが分解・除去されるので、発光体４の発光効率の経時的な低下を抑制することができる。

また、発光体４を透過する透過光（励起光；不図示）や、発光体４の光照射面での表面反射光（励起光）ｒＬ（波長４４５ｎｍ）は、ハーフパラボラミラー５ｈ、金属ベース５ｐ、投影レンズ８に入射し、ハーフパラボラミラー５ｈの光反射凹面ＳＵＦ３の光触媒コート膜６ｃや、投影レンズ８の表面ＳＵＦ５の光触媒コート膜６ｄ、および、表面ＳＵＦ６の光触媒コート膜６ｅ、ならびに、金属ベース５ｐの表面ＳＵＦ３’の光触媒コート膜６ｃ’に含まれる光触媒が活性化されて、汚れが分解・除去されるので、反射型ヘッドランプ４０の蛍光の取出し効率の経時的な低下を抑制することができる。

（反射型ヘッドランプの配設方法）
次に、図８は、反射型ヘッドランプ５０（または反射型ヘッドランプ４０）を自動車（車両）１００の前照灯に適用した場合の、反射型ヘッドランプ４０または５０の配設方向を示す概念図である。図８に示すように、反射型ヘッドランプ４０または５０は、ハーフパラボラミラー５ｈが鉛直下側に位置するように自動車１００のヘッドに配設されてもよい。この配設方法では、上述のハーフパラボラミラー５ｈの投光特性により、自動車１００の正面が十分に明るく照らされるとともに、自動車１００の前方下側も明るくなる。

なお、反射型ヘッドランプ４０または５０を自動車用の走行用前照灯（ハイビーム）に適用してもよいし、すれ違い用前照灯（ロービーム）に適用してもよい。

〔６．ヘッドランプの機能の概要〕
以上で説明したように、導光型ヘッドランプ１０、透過型ヘッドランプ２０および３０、ならびに反射型ヘッドランプ４０および５０（以下、各ヘッドランプという）では、ＬＥＤ１ａまたはＬＤ１ｂからから発生する（光の主成分としての）励起光ＥＬがそのまま光触媒コート膜６ａ〜６ｅ、光触媒コート膜６ｆ、および／または、光触媒コート膜６ｃ’に含まれる光触媒の光触媒作用を活性化させるようになっている。よって、励起光ＥＬは、（ＬＥＤ１ａまたはＬＤ１ｂから発生する光の主成分であり、）上記特許文献２の紫外光のような副産物の光ではないので、光触媒の活性化のために十分な光の強度を容易に得ることができる。

また、励起光ＥＬの強度が弱いため、光触媒の活性化のために十分な光の強度を得られないような場合でも、励起光ＥＬのパワーを高めるだけで、十分な強度の光を容易に得ることができる。

また、上記構成によれば、光触媒の光触媒作用が活性化されてパラボラミラー５またはハーフパラボラミラー５ｈの光反射凹面ＳＵＦ３などの汚れが分解・除去されるので、上記各ヘッドランプ全体における照明光の取出し効率の経時的な低下も抑制することができる。

以上より、光触媒の光触媒作用の活性化のために十分な強度の光を容易に得ることができる。

また、例えば、励起光ＥＬの波長として、光触媒の光触媒作用の活性化の効果が最大となる波長を選択すると、光触媒の活性化のためにＬＥＤ１ａまたはＬＤ１ｂに要求される励起光ＥＬのパワーが抑制される。また、これにより、光触媒の活性化の効果を最大としつつ、上記各ヘッドランプの消費電力を低減させることができるという副次的効果も得られる。

さらに、上記特許文献２のメタルハライドランプでは、電源が安定しないために、電源側に安定器を設ける必要があるが、上記各ヘッドランプでは、このような安定器を設ける必要がないので、上記各ヘッドランプの構成を簡単にし、上記各ヘッドランプ全体のサイズを小さくすることができるという副次的効果も得られる。

また、本発明は、以下のように表現することもできる。

すなわち、本発明の照明装置は、光源と蛍光体が用いられる照明装置において、照明装置のレンズの内面外面、ミラー表面、励起光導波部表面の少なくとも一面に光触媒コート膜が設けられていても良い。

また、本発明の照明装置は、光源波長が、４５０ｎｍ以下であっても良い。

また、本発明の照明装置は、光源としてＬＤを用いても良い。

また、本発明の照明装置は、蛍光体からなる発光体がミラーの穴に嵌り、励起光が発光体を透過しても良い。

また、本発明の照明装置は、蛍光体が励起光の波長領域で透明である基板に設置され、その透明基板に光触媒コート膜が設けられていても良い。

また、本発明の照明装置は、光源波長が、ミラーの穴より発光体サイズが小さくても良い。

また、本発明の照明装置は、発光体中の蛍光体濃度が３０ｖｏｌ％以下で、発光体の厚さが３ｍｍ以下であっても良い。

また、本発明の照明装置は、発光体が金属などに貼り付けられて、発光体で励起光が反射しても良い。

また、本発明の照明装置は、発光体中の蛍光体濃度が１５ｖｏｌ％以下で、発光体の高さが１．５ｍｍであっても良い。

また、本発明の照明装置は、発光体の表面反射の反射率が０．０３以上となるように、光源が設置されていても良い。

また、本発明の照明装置は、光源がＬＤであり、励起光はＰ偏光で、入射角度がブリュースター角でなければ良い。

また、本発明の照明装置は、光源がＬＤであり、励起光はＳ偏光であっても良い。

また、本発明の照明装置は、光触媒として、ＴｉＯ_２、ＢをドープしたＴｉＯ_２、ＮｉをドープしたＴｉＯ_２のいずれか、またはその組合せを用いても良い。

さらに、本発明は、以下のように表現することもできる。

本発明の発光装置は、励起光を発生する光源と、上記光源から発生した励起光が照射されることにより蛍光を発生する発光体と、上記発光体から発生した蛍光を反射する光反射凹面を有する反射鏡と、を備え、上記光反射凹面の少なくとも一部に光触媒膜が形成され、上記光源から発生する励起光が、上記光触媒膜に含まれる光触媒の光触媒作用を活性化させる。

上記構成によれば、光源から発生する（光の主成分としての）励起光がそのまま光触媒膜に含まれる光触媒の光触媒作用を活性化させるようになっている。よって、励起光は、（光源から発生する光の主成分であり、）上記特許文献２の紫外光のような副産物の光ではないので、光触媒の活性化のために十分な光の強度を容易に得ることができる。

また、励起光の強度が弱いため、光触媒の活性化のために十分な光の強度を得られないような場合でも、励起光の強度を高めるだけで、光触媒の活性化のために十分な強度の光を容易に得ることができる。

また、上記構成によれば、光触媒の光触媒作用が活性化されて反射鏡の光反射凹面の少なくとも一部の汚れが分解・除去されるので、装置全体における照明光の取出し効率の経時的な低下も抑制することができる。

以上より、上記構成によれば、光触媒の活性化のために十分な強度の光を容易に得ることができる。

なお、「励起光が光触媒の光触媒作用を活性化させる」とは、例えば、励起光の波長が光触媒膜に含まれる光触媒の光触媒作用を活性化させる波長に設定されており、かつ、その波長が、発光体が蛍光を発生し得る波長であることを意味する。

また、例えば、励起光の波長として、光触媒の活性化の効果が最大となる波長を選択すると、光触媒の活性化のために光源に要求される励起光の強度が抑制される。また、これにより、光触媒の活性化の効果を最大としつつ、発光装置の消費電力を低減させることができるという副次的効果も得られる。

また、上記特許文献２のメタルハライドランプを用いる構成では、電源が安定しないために、電源側に安定器を設ける必要があるが、本発明の発光装置では、このような安定器を設ける必要がないので、装置全体の構成を簡単にすると共に、装置全体のサイズを小さくすることができるという副次的効果も得られる。

また、本発明の発光装置は、上記構成に加えて、上記光源から発生した励起光を上記発光体へ導くための導光部材を備え、上記導光部材の表面の少なくとも一部に光触媒膜が形成されていても良い。

上記構成によれば、光触媒の光触媒作用が活性化されて、導光部材の表面の少なくとも一部の汚れが分解・除去されるので、装置全体における照明光の経時的な取出し効率の低下を抑制することができる。

また、本発明の発光装置は、上記構成に加えて、上記導光部材は、屈折率が１よりも高い材料で構成されていても良い。

上記構成によれば、導光部材は、空気（屈折率＝１）よりも高い屈折率を有する材料から構成されている。よって、導光部材の外面に励起光を反射する反射面などを形成しなくても、屈折率が高い領域に光が閉じ込められる原理により、励起光を導光することができるため、導光部材の作製が容易となる。

また、本発明の発光装置は、上記構成に加えて、上記導光部材は、上記発光体に照射される励起光のスポットの面積を調整する励起用レンズであっても良い。

上記構成によれば、発光体に照射される励起光のスポットの面積（照射面積）を調整できるので、発光体の発光効率を調整することができる。また、光触媒の光触媒作用が活性化されて、励起用レンズの表面の少なくとも一部の汚れが分解・除去されるので、装置全体における照明光の経時的な取出し効率の低下を抑制することもできる。

また、例えば、励起光のスポットの面積を、発光体の励起光が照射される側の表面（光照射面）の面積よりも小さくすれば、発光体の光照射面と辺を共有する側面から出射する蛍光（側方出射蛍光）が少なくなる。それゆえ、発光体の光照射面から出射される蛍光の、発光体の表面全体から出射される蛍光に対する割合を高めることができる。

また、本発明の発光装置は、上記構成に加えて、上記反射鏡の開口部に設けられ、上記発光体から発生した蛍光を上記反射鏡の外部に投光する投影レンズを備え、上記投影レンズの表面の少なくとも一部に光触媒膜が形成されていても良い。

上記構成によれば、光触媒の光触媒作用が活性化されて、投影レンズの表面の少なくとも一部の汚れが分解・除去されるので、装置全体における照明光の経時的な取出し効率の低下を抑制することができる。

また、本発明の発光装置は、上記構成に加えて、上記発光体の表面の少なくとも一部に光触媒膜が形成されていても良い。

上記構成によれば、光触媒の光触媒作用が活性化されて、発光体の表面の少なくとも一部の汚れが分解・除去されるので、発光体の経時的な発光効率の低下を抑制できる。

また、本発明の発光装置は、上記構成に加えて、上記光源から発生する励起光の波長が、３４０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下であることが好ましい。

励起光の波長が、４５０ｎｍを超えると、光触媒の光触媒作用の活性化を効率的に行うことが困難となる。また、４５０ｎｍ以下であれば、光触媒の材料を選択することで、光触媒の吸収率が５０％以上となり、光触媒作用の活性化が効率的に行われる（図２参照）。一方、励起光の波長が、３４０ｎｍ未満であると、例えば、半導体発光素子を用いて励起光を発生させることが困難となる。

また、本発明の発光装置は、上記構成に加えて、上記光源が、レーザダイオードであることが好ましい。

レーザダイオードによれば、励起光の光密度が高くなり、発光体の発光効率を高めると共に、光触媒を活性化する作用がより高まる。

また、本発明の発光装置は、上記構成に加えて、上記発光体が、上記反射鏡に形成された挿通孔の内部に挿通され、上記発光体に照射される励起光の一部が、上記発光体の内部を透過するようにしても良い。

上記構成によれば、励起光が、発光体の内部を透過し、その透過光が光触媒膜に入射して光触媒が活性化される。また、透過光は、発光体に含まれる蛍光体粒子によって散乱され、透過光（透過した励起光）が反射鏡内で拡散されるので、光触媒の活性化がより効率的に行われる。

また、本発明の発光装置は、上記構成に加えて、上記挿通孔の内部に挿通された発光体と、上記挿通孔の内面との間に隙間が存在していても良い。

上記構成によれば、隙間を通過した励起光（通過光）が光触媒膜に入射して光触媒が活性化される。また、隙間のサイズを調整することで、隙間を通過した通過光の強度を調整することが可能となる。

また、本発明の発光装置は、上記構成に加えて、上記発光体を、上記反射鏡に形成された挿通孔の一方側から支持する透明基板を備え、上記透明基板の表面の少なくとも一部に光触媒膜が形成されていても良い。

上記構成によれば、光触媒膜の光触媒作用が活性化されて、透明基板の表面の少なくとも一部の汚れが分解・除去されるので、装置全体における照明光の経時的な取出し効率の低下を抑制することができる。

また、本発明の発光装置は、上記構成に加えて、上記発光体に含まれる蛍光体の濃度が、１ｖｏｌ％以上３０ｖｏｌ％以下であり、上記発光体の上記励起光の照射方向に沿う厚さが、０．０３ｍｍ以上３ｍｍ以下であることが好ましい。

蛍光体の濃度が３０ｖｏｌ％を超えると、発光体を透過する透過光の強度が弱くなりすぎる。一方、蛍光体の濃度が１ｖｏｌ％未満であると、蛍光体粒子によって散乱される散乱光の強度が弱くなりすぎる。また、発光体から発生する蛍光の強度が弱くなりすぎる。

発光体の励起光の照射方向に沿う厚さが、３ｍｍを超えると、発光体を透過する透過光の強度が弱くなりすぎる。一方、発光体の励起光の照射方向に沿う厚さが、０．０３ｍｍ未満であると、発光体から発生する蛍光の強度が弱くなりすぎる。

また、本発明の発光装置は、上記構成に加えて、上記発光体の内部を透過する励起光の一部を反射する反射板を備え、上記発光体は、上記反射板によって支持されていても良い。

上記構成によれば、励起光の一部が、発光体を透過し、その透過光が反射板で折り返（反射）される。また、その折り返し光の一部は、発光体を透過して光触媒膜に入射して光触媒が活性化される。

また、本発明の発光装置は、上記構成に加えて、上記発光体に含まれる蛍光体の濃度が、１ｖｏｌ％以上３０ｖｏｌ％以下であり、上記発光体の上記励起光の照射方向に沿う厚さが、０．０１５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが好ましい。

蛍光体の濃度が３０ｖｏｌ％を超えると、発光体を透過する透過光の強度が弱くなりすぎる。一方、蛍光体の濃度が１ｖｏｌ％未満であると、発光体から発生する蛍光の強度が弱くなりすぎる。

発光体の励起光の照射方向に沿う厚さが、１．５ｍｍを超えると、発光体を透過する透過光の行路長が長くなりすぎる。一方、発光体の励起光の照射方向に沿う厚さが、０．０１５ｍｍ未満であると、発光体から発生する蛍光の強度が弱くなりすぎる。

また、本発明の発光装置は、上記構成に加えて、上記発光体の表面の、上記励起光に対する反射率が、０．０３以上０．５以下であることが好ましい。

発光体の表面の反射率が０．０３未満であれば、反射光の強度が弱くなりすぎる。一方、発光体の表面の反射率が０．５を超えると、逆に発光体の内部を透過する透過光の強度が弱くなりすぎる。

また、本発明の発光装置は、上記構成に加えて、上記発光体の励起光が照射される光照射面に対して、上記励起光は、Ｐ偏光であっても良く、その場合、上記発光体の上記光照射面に対する上記励起光の入射角は、ブリュースター角でないことが好ましい。

上記構成によれば、励起光の入射角（光源の設置位置）の調整のみで、光触媒膜の光触媒作用を高めることが可能となる。

なお、「Ｐ偏光」とは、発光体の光照射面に入射する励起光の入射光線と反射光線とを含む平面に対して、励起光の偏光方向が平行であり、かつ、該偏光方向が励起光の入射方向に対して垂直である場合を言う（図７（ｂ）参照）。

また、発光体の光照射面に対する、励起光（Ｐ偏光）の入射角が、ブリュースター角である場合、該光照射面で励起光が全く反射しないので、光触媒の光触媒作用の活性化を効率的に行うことが困難となる。

また、本発明の発光装置は、上記構成に加えて、上記発光体の励起光が照射される光照射面に対して、上記励起光は、Ｓ偏光であっても良い。

上記構成によれば、励起光の入射角（光源の設置位置）の調整のみで、光触媒膜の光触媒作用を高めることが可能となる。また、Ｐ偏光のブリュースター角のような入射角の制限がない。

なお、「Ｓ偏光」とは、発光体の光照射面に入射する励起光の入射光線と反射光線とを含む平面に対して、励起光の偏光方向が垂直である場合を言う（図７（ｂ）参照）。

また、本発明の発光装置は、上記構成に加えて、上記光触媒膜は、酸化チタン、ホウ素をドープした酸化チタン、および、ニッケルをドープした酸化チタンから選択される少なくとも１の化合物を含むことが好ましい。光触媒作用を高めることができるのであれば、他の材料をＴｉＯ_２へドープしてもよく、窒素や異種金属などをＴｉＯ_２へイオン注入しても良い。

また、上記発光装置を含む車両用前照灯および照明装置も本発明の技術的範囲に含まれる。

〔付記事項〕
本発明は上述した実施形態および各実施例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、異なる実施例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。

本発明の発光装置は、車両用前照灯のみならず、その他の照明装置に適用することができる。その他の照明装置の一例としては、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。さらに、その他にも、本発明の照明装置は、車両以外の移動物体（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。

１ａ ＬＥＤ（光源）
１ｂ ＬＤ（光源，レーザダイオード）
２ａ 導光部材
２ｂ 励起用レンズ
３ 透明基板
４ 発光体
５ パラボラミラー（反射鏡）
５ｈ ハーフパラボラミラー（反射鏡）
５ｐ 金属ベース（反射板）
６ａ〜６ｆ 光触媒コート膜（光触媒膜）
６ｃ’ 光触媒コート膜（光触媒膜）
７ａ 挿通孔
８ 投影レンズ
１０ 導光型ヘッドランプ（発光装置，車両用前照灯，照明装置）
２０，３０ 透過型ヘッドランプ（発光装置，車両用前照灯，照明装置）
４０，５０ 反射型ヘッドランプ（発光装置，車両用前照灯，照明装置）
ＥＬ 励起光
ｎ 屈折率
ＰＬ 透過光（励起光）
ＰＬ’ 通過光（励起光）
Ｒ 反射率
ＲＬ 反射光（励起光）
ｒＬ 表面反射光（励起光）
ＳＬ 折り返し光（励起光）
ＳＵＦ１ 表面
ＳＵＦ２〜６ 表面
ＳＵＦ３ 光反射凹面
ＳＵＦ３’ 表面
ｔ 厚さ

Claims (4)

1. ４４０ｎｍ以上、４５０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する青色レーザ光を励起光として発生する光源と、
   上記光源から発生した上記青色レーザ光が励起光として照射されることにより蛍光を発生する発光体と、
   上記発光体から発生した蛍光を外部に投光する光学系と、を備え、
   上記発光体において上記青色レーザ光が照射される表面およびそれ以外の表面に、酸化チタンが存在していることを特徴とする発光装置。
2. 前記発光体に隣接する部材の表面に、酸化チタンが存在していることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 請求項１または２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。
4. 請求項１または２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。
   

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