(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発生するレーザ光源と、
前記レーザ光を透過する材料で構成された透光性部材と、
前記レーザ光源から発生し、前記透光性部材を透過するレーザ光が照射されることにより光を発生する発光部とを備えており、
前記透光性部材は、前記透過するレーザ光を反射する光反射側面で囲まれた囲繞構造を有しており、前記レーザ光を前記囲繞構造により前記発光部の近傍に導光するようになっており、前記囲繞構造の前記発光部に近い方の断面積が、前記レーザ光源に近い方の断面積よりも小さくなっており、前記光反射側面は、前記発光部の近傍で内側に凸な曲面となっており、
前記レーザ光源、前記透光性部材、及び前記発光部が、一体的に固定されていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記レーザ光源は、前記透光性部材の内部に封止されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記発光部は、前記透光性部材の内部に封止されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記レーザ光源、前記透光性部材、及び前記発光部が、２つの筐体に挟み込まれて一体的に固定されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記レーザ光源が、複数存在している場合に、
前記透光性部材の一端は、前記複数のレーザ光源のそれぞれを前記発光部の中心から等距離の位置に配置することが可能な断面形状を備えていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記透光性部材の前記発光部に近い方の端部に、前記発光部に対する凹面を有する凹レンズ状曲面が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項７】
前記透光性部材の前記発光部に近い方の端部に、前記発光部に対する凸面を有する凸レンズ状曲面が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか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。
【請求項９】
請求項１から７までのいずれか１項に記載の発光装置と、
前記発光部から発生した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反射鏡とを備えることを特徴とする車両用前照灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光源と蛍光体を含有する発光部とを組合せた発光装置、該発光装置を備えた照明装置及び車両用前照灯、並びに前記発光装置の製造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（固体素子光源）を用いた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。
【０００４】
この特許文献１に開示された光源装置は、ＬＤと、ＬＤ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。
【０００５】
また、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。
【０００６】
一方、従来の発光装置の他の例として、特許文献２に開示された照明装置がある。
【０００７】
この特許文献１に開示された照明装置は、発光素子と、その発光素子から導入された光を導波しかつ少なくとも一部から放射するファイバ状導光体と、そのファイバ状導光体から放射された光を吸収して他の波長の蛍光を放射する蛍光体を含みかつ発光素子およびファイバ状導光体を内包する透光性保護容器とを含んでいる。
【０００８】
また、従来の発光装置のさらに他の例として、特許文献３に開示された灯具がある。
【０００９】
この特許文献３に開示された灯具は、光を発生する半導体発光素子と、半導体発光素子から離間して設けられた蛍光体と、半導体発光素子が発生する光を、蛍光体に集光する第１光学部材（集光レンズ）と、蛍光体が設けられている位置に光学的中心を有し、第１光学部材により集光された光に応じて蛍光体が発生する光を、灯具の外部に照射する第２光学部材（反射鏡）とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【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２００４−３４２４１１号公報（２００４年１２月２２日公開）
【特許文献３】特開２００５−１５００４１号公報（２００５年６月９日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前記従来の発光装置のうち、特に特許文献１及び２に開示された技術では、振動等により発光部の位置がずれたり、外れたりするといった事態は、想定されておらず、万一そのような事態が生じた場合、レーザ光が発光装置の外部にそのまま放射されてしまうという問題点がある。
【００１２】
例えば、特許文献１に開示された光源装置では、装置自体を小型化するという観点は考慮されているものの、ＬＤ、コリメータ、コンデンサ及び蛍光体などの各構成要素をどのように固定しているのかについては、全く開示されていない。
【００１３】
一方、特許文献２に開示された照明装置では、ファイバ状導光体を用いているため、このファイバ状導光体が、振動等により位置がずれたり、外れたりする可能性がある。
【００１４】
また、ファイバ状導光体を内包する透光性保護容器がインコヒーレント光を発生する発光部となっており、発光部の小型化には限界がある。
【００１５】
さらに、特許文献３に開示された灯具では、車両用前照灯に用いられることが前提となっており、レーザ光源、集光素子及び発光部の組合せからなる発光装置部を小型化しつつ、振動に対する耐性を高くする観点については、全く考慮されていない。
【００１６】
また、この灯具では、レーザ光源毎に設けられた集光レンズを用いてレーザ光を導光しているので、レーザ光源の数が増加する程、灯具が大型化してしまうという問題点もある。
【００１７】
本発明は、前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、小型化を可能としつつ、振動に対する耐性が高い発光装置などを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の発光装置は、前記課題を解決するために、レーザ光を発生するレーザ光源と、前記レーザ光を透過する材料で構成された透光性部材と、前記レーザ光源から発生し、前記透光性部材を透過するレーザ光が照射されることにより光を発生する発光部とを備えており、前記レーザ光源、前記透光性部材、及び前記発光部が、一体的に固定されていることを特徴とする。
【００１９】
前記構成によれば、透光性部材は、前記レーザ光を透過する材料で構成されている。
【００２０】
また、発光部は、前記レーザ光源から発生し、前記透光性部材を透過するレーザ光が照射されることにより光を発生するようになっている。よって、発光部は、少なくともレーザ光が照射されることにより光を発生する蛍光体を含んでいる。
【００２１】
さらに、前記構成によれば、励起光源として、レーザ光を発生するレーザ光源を採用している。ここで、レーザ光源から発生するレーザ光は、コヒーレントな光であり、指向性が強いので、レーザ光源と発光部との位置関係にも拠るが、レーザ光源から発生するレーザ光の照射範囲のサイズは、ＬＥＤなどと比較して小さい。
【００２２】
よって、レーザ光の照射範囲程度のサイズの発光部に対してレーザ光を無駄なく照射し、利用することができるため、発光部の小型化が可能である。
【００２３】
次に、前記構成によれば、前記レーザ光源、前記透光性部材、及び前記発光部が、一体的に固定されている。
【００２４】
よって、前記レーザ光源、前記透光性部材、及び前記発光部の相対的な位置関係がずれない、若しくは、ずれにくいので、発光装置の振動に対する耐性を高くすることができる。
【００２５】
以上により、小型化を可能としつつ、振動に対する耐性が高い発光装置を提供することができる。
【００２６】
「レーザ光源」は、発光装置の小型化の観点から、ＬＤチップなどの固体素子光源で構成することが好ましいが、１チップ１ストライプの固体素子光源としても良いし、１チップ複数ストライプの固体素子光源としても良い。さらに、１パッケージに複数チップが実装された固体素子光源としても良い。
【００２７】
次に、「発光部」は、上述したように、少なくとも蛍光体を含んでいるが、単一種の蛍光体のみで構成されていても良いし、複数種の蛍光体で構成されていても良い。また、発光部は、単一種又は複数種の蛍光体を適当な分散媒に分散させて構成しても良い。
【００２８】
また、「蛍光体」とは、励起光を照射することにより低エネルギー状態の電子が高エネルギー状態に励起し、この電子が、高エネルギー状態から低エネルギー状態に遷移することにより、インコヒーレントな光を発生する物質のことである。
【００２９】
次に、「照射」には、レーザ光の照射範囲のサイズをほぼ一定にして発光部に照射させる場合、レーザ光の照射範囲を拡げつつ発光部に照射させる場合、レーザ光の照射範囲を縮小しつつ発光部に照射させる場合のいずれの場合も含まれる。
【００３０】
また、「レーザ光源、透光性部材、及び発光部を一体的に固定する方法」としては、透光性部材に嵌合孔などを設けて発光部やレーザ光源の全部又は一部を嵌合孔に嵌合させる方法、透光性部材の表面に発光部やレーザ光源を接合させる方法などの他、以下のような方法を採用しても良い。
【００３１】
すなわち、本発明の発光装置は、前記構成に加えて、前記レーザ光源は、前記透光性部材の内部に封止されていても良い。
【００３２】
前記構成によれば、透光性部材の内部にレーザ光源を封止して固定しているので、簡単に、透光性部材とレーザ光源との相対的な位置関係を固定することができる。
【００３３】
また、透光性部材の内部にレーザ光源が存在するので、レーザ光源のサイズの分だけ発光装置のサイズを小さくすることができる。
【００３４】
また、本発明の発光装置は、前記構成に加えて、前記発光部は、前記透光性部材の内部に封止されていても良い。
【００３５】
前記構成によれば、透光性部材の内部に発光部を封止して固定しているので、簡単に、透光性部材と発光部との相対的な位置関係を固定することができる。
【００３６】
また、透光性部材の内部に発光部が存在するので、発光部のサイズの分だけ発光装置のサイズを小さくすることができる。
【００３７】
また、本発明の発光装置は、前記構成に加えて、前記レーザ光源及び前記発光部は、前記透光性部材の内部に封止されていても良い。
【００３８】
前記構成によれば、透光性部材の内部にレーザ光源及び発光部を封止して固定しているので、簡単に、レーザ光源、透光性部材、及び発光部の相対的な位置関係を固定することができる。
【００３９】
また、透光性部材の内部にレーザ光源及び発光部が存在するので、レーザ光源及び発光部のサイズの分だけ発光装置のサイズを小さくすることができる。
【００４０】
また、本発明の発光装置の製造方法は、前記課題を解決するために、透光性部材を形成するための透光性部材形成孔を有する金型を用いて製造する発光装置の製造方法であって、前記金型の前記透光性部材形成孔の内部の所定位置に、レーザ光を発生するレーザ光源と、レーザ光が照射されることにより光を発生する発光部とを設置する設置工程と、光透過性を有する熱硬化性樹脂を、前記金型の前記透光性部材形成孔に注入する注入工程と、前記金型を加熱する加熱工程とを含んでいることを特徴とする。
【００４１】
前記方法によれば、光透過性を有する熱硬化性樹脂の加熱による硬化により形成される透光性部材の内部にレーザ光源及び発光部を封止して固定できるので、簡単に、レーザ光源、透光性部材、及び発光部の相対的な位置関係を固定することができる。
【００４２】
また、透光性部材の内部にレーザ光源及び発光部が存在するので、レーザ光源及び発光部のサイズの分だけ発光装置のサイズを小さくすることができる。
【００４３】
また、本発明の発光装置は、前記構成に加えて、前記レーザ光源、前記透光性部材、及び前記発光部が、２つの筐体に挟み込まれて一体的に固定されていても良い。
【００４４】
前記構成によれば、例えば、前記レーザ光源、前記透光性部材、及び前記発光部のそれぞれが独立した構成要素である場合でも、２つの筐体に挟み込むことによって簡単に、前記レーザ光源、前記透光性部材、及び前記発光部を一体的に固定することができる。
【００４５】
また、本発明の発光装置は、前記構成に加えて、前記透光性部材は、前記透過するレーザ光を反射する光反射側面で囲まれた囲繞構造を有しており、前記レーザ光を前記囲繞構造により前記発光部の近傍に導光するようになっており、前記囲繞構造の前記発光部に近い方の断面積は、前記レーザ光源に近い方の断面積よりも小さくなっていても良い。
【００４６】
前記構成によれば、光反射側面で囲まれた囲繞構造により、前記レーザ光を前記発光部の近傍に導光することができる。
【００４７】
また、前記囲繞構造の前記発光部に近い方の断面積は、前記レーザ光源に近い方の断面積よりも小さくなっているので、レーザ光源のサイズよりもさらに小さい発光部にレーザ光を照射させることができる。
【００４８】
そうすると、発光部のサイズが小さくなっても、前記囲繞構造の前記発光部に近い方の断面積をより小さくすれば、発光部の近傍において照射されるレーザ光の照射範囲を小さくできるので、発光部のさらなる小型化が可能となる。
【００４９】
ここで、「囲繞」とは、レーザ光源から発生するレーザ光の光路の周囲を取り囲むことである。
【００５０】
また、「囲繞構造」の例としては、角錐台側面、円錐台側面及び楕円錐台側面のような錐台側面が例示できる。
【００５１】
次に、「囲繞構造により発光部に導光する」場合には、光反射側面に１回だけ反射して発光部の近傍に導光する場合、光反射側面に複数回反射して発光部の近傍に導光する場合、光反射側面に１回も反射することなく発光部の近傍に導光する場合のいずれの場合も含まれる。
【００５２】
また、本発明の発光装置は、前記構成に加えて、前記レーザ光源が、複数存在している場合に、前記透光性部材の一端は、前記複数のレーザ光源のそれぞれを前記発光部の中心から等距離の位置に配置することが可能な断面形状を備えていても良い。
【００５３】
これにより、例えば、複数のレーザ光源のそれぞれを発光部の中心から等距離の位置に配置し、かつ複数のレーザ光源の向きを前記発光部の中心に向けるようにすれば、レーザ光源が発するレーザ光の利用効率（結合効率＝透光性部材の他端からの出射光／透光性部材の一端からの入射光）をほぼ最大にすることができる。
【００５４】
また、このとき、複数のレーザ光源から発生する各レーザ光の光学的距離をほぼ共通にすることができる。よって、例えば、複数のレーザ光源から発生する各レーザ光の位相を揃えることによりレーザ光の強度をより強めることができる。
【００５５】
ここで、「断面形状」の例としては、透光性部材の一端を所定の水平面で切ったときの切断線が、発光部の中心から等距離にある円弧となるような断面形状の他、透光性部材の一端を所定の水平面で切ったときの切断線が、発光部の光照射領域の中心から等距離にある複数の線分からなる折れ線で構成されるような断面形状などを例示することができる。
【００５６】
また、本発明の発光装置は、前記構成に加えて、前記透光性部材の光反射側面は、前記発光部の近傍で内側に凸な曲面となっていても良い。
【００５７】
ここで、例えば、角錐台や円錐台のような母線が直線である錐台状の透光性部材の場合、レーザ光が光反射側面に対して複数回反射した結果、透光性部材の発光部の近傍で、レーザ光の光反射側面への入射角が小さくなってしまい、レーザ光が発光部に照射されずに逃げてしまうという問題点がある。
【００５８】
しかしながら、透光性部材の発光部の近傍で、光反射側面を内側に凸な曲面とすることで、光反射側面に同一光路で入射するレーザ光の入射角を大きくすることができるので、レーザ光が発光部に照射されずに逃げてしまうことを抑制することができる。よって、発光部の発光効率をより向上させることができる。
【００５９】
また、本発明の発光装置は、前記構成に加えて、前記透光性部材の前記発光部に近い方の端部に、前記発光部に対する凹面を有する凹レンズ状曲面が形成されていても良い。
【００６０】
前記構成によれば、透光性部材と発光部が離れており、透光性部材の発光部に近い方の端部から出射されるレーザ光の照射範囲が発光部のサイズよりも小さくなってしまうような場合でも、凹レンズ状曲面により、透光性部材の発光部に近い方の端部と発光部の距離を保ったままレーザ光の照射範囲を大きく助長できるので、発光部のサイズに合せてレーザ光を照射させることができる。
【００６１】
また、本発明の発光装置は、前記構成に加えて、前記透光性部材の前記発光部に近い方の端部に、前記発光部に対する凸面を有する凸レンズ状曲面が形成されていても良い。
【００６２】
前記構成によれば、透光性部材と発光部が離れており、透光性部材の前記発光部に近い方の端部から出射されるレーザ光の照射範囲が発光部のサイズよりも大きくなってしまうような場合でも、凸レンズ状曲面により、発光部に近い方の端部と発光部の距離を保ったままレーザ光の照射範囲を小さく抑制できるので、発光部のサイズに合せて励起光を照射させることができる。
【００６３】
また、本発明の照明装置は、前記構成に加えて、前記発光装置のいずれかを備えていることが好ましい。
【００６４】
以上によれば、小型化を可能としつつ、振動に対する耐性が高い発光装置を備えた照明装置を提供することができる。
【００６５】
また、本発明の車両用前照灯は、前記構成に加えて、前記発光装置と、前記発光部から発生した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反射鏡とを備えていても良い。
【００６６】
前記構成によれば、発光部から発生した光は、反射鏡によって反射され、所定の立体角内を進む光線束が形成される。それゆえ、小型化を可能としつつ、振動に対する耐性が高い発光装置を備えた車両用前照灯を提供することができる。
【発明の効果】
【００６７】
本発明の発光装置は、以上のように、レーザ光を発生するレーザ光源と、前記レーザ光を透過する材料で構成された透光性部材と、前記レーザ光源から発生し、前記透光性部材を透過するレーザ光が照射されることにより光を発生する発光部とを備えており、前記レーザ光源、前記透光性部材、及び前記発光部が、一体的に固定されているものである。
【００６８】
また、本発明の発光装置の製造方法は、以上のように、前記金型の前記透光性部材形成孔の内部の所定位置に、レーザ光を発生するレーザ光源と、レーザ光が照射されることにより光を発生する発光部とを設置する設置工程と、光透過性を有する熱硬化性樹脂を、前記金型の前記透光性部材形成孔に注入する注入工程と、前記金型を加熱する加熱工程とを含んでいる方法である。
【００６９】
それゆえ、小型化を可能としつつ、振動に対する耐性が高い発光装置などを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明における発光装置の実施の一形態の概要構成を示す断面図である。
【図２】（ａ）は、前記発光装置に関し、レーザ光源の一例（ＬＤ）の回路図であり、（ｂ）は、前記ＬＤの概観を示す模式図である。
【図３】（ａ）は、前記発光装置の製造工程のうち、嵌合工程を示す模式図であり、（ｂ）は、前記製造工程のうち、接合工程を示す模式図である。
【図４】（ａ）は、前記発光装置の他の実施形態を示す模式図であり、（ｂ）は、前記発光装置のさらに他の実施形態を示す模式図である。
【図５】前記発光装置に関し、発光部の製造工程の一例を示す模式図であり、（ａ）部分は、原材料となる蛍光体粉末を示し、（ｂ）部分は、透光性材料が入ったビーカーを示し、（ｃ）部分は、金型と、完成した発光部を示す。
【図６】（ａ）は、前記発光装置の製造工程のうち、設置工程を示す模式図であり、（ｂ）は、前記製造工程のうち、注入工程及び加熱工程を示す模式図であり、（ｃ）は、完成した発光装置を示す模式図である。
【図７】（ａ）は、前記発光装置に関し、透光性部材の好ましい形態の一例を示す模式図であり、（ｂ）は、前記透光性部材の好ましい形態の他の例を示す模式図である。
【図８】（ａ）は、前記ＬＤの光出射傾向を示す図であり、（ｂ）は、前記発光装置における発光部の一例を示す斜視図であり、（ｃ）は、前記透光性部材の発光部に近い方の端部に凸レンズ状曲面が存在しない場合の出射光の一例を示す図であり、（ｄ）は、前記端部に凸レンズ状曲面が存在する場合の出射光の一例を示す図であり、（ｅ）は、前記端部に凹レンズ状曲が存在しない場合の出射光の一例を示す図であり、（ｆ）は、前記端部に凹レンズ状曲面が存在する場合の出射光の一例を示す図である。
【図９】（ａ）は、前記発光装置に関し、透光性部材のさらに他の一例を示す上面図であり、（ｂ）は、前記透光性部材の側面図であり、（ｃ）は、前記透光性部材における光出射傾向の一例を示す模式図であり、（ｄ）は、前記透光性部材における光出射傾向の他の例を示す模式図であり、（ｅ）は、前記透光性部材における光出射傾向のさらに他の例を示す模式図である。
【図１０】（ａ）は、本発明における照明装置の実施の一形態の外観を示す模式図であり、（ｂ）は、前記照明装置の断面図であり、（ｃ）は、本発明における照明装置の他の実施形態の外観を示す模式図であり、（ｄ）は、本発明における照明装置のさらに他の実施形態の外観を示す模式図である。
【図１１】本発明における照明装置のさらに他の実施形態の概要構成を示す模式図である。
【図１２】自動車用のヘッドランプに必要なレンズ直径をランプの種類で比較した様子を示す図である。
【図１３】（ａ）は、ランプの種類でその性能を比較した図であり、（ｂ）は、従来の自動車用ヘッドランプの外観構成の一例を示す図であり、（ｃ）は、前記発光装置を用いた場合の自動車用ヘッドランプの外観構成の一例を示す図である。
【図１４】（ａ）は、本発明における照明装置のさらに他の実施形態であるレーザダウンライトの外観を示す斜視図であり、（ｂ）は、前記レーザダウンライトの全体構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００７１】
本発明の一実施形態について図１〜図１３（ｃ）に基づいて説明すれば、以下の通りである。以下の特定の項目で説明すること以外の構成は、必要に応じて説明を省略する場合があるが、他の項目で説明する構成と同じである。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。
【００７２】
なお、以下で説明する発光装置（照明装置，車両用前照灯）１１０〜１４０及び照明装置（発光装置，車両用前照灯）１５０〜１８０などの各形態は、照明装置又は車両用前照灯の発光装置部又は照明装置として説明するが、本発明を具現化した形態はこれらの形態に限られず、照明装置又は車両用前照灯以外の灯具及び照明器具などの発光装置部などとしても適用することができる。
【００７３】
〔１．発光装置の構成及びその製造方法について〕
まず、図１、図３（ａ）及び（ｂ）、並びに図５の（ａ）部分〜（ｃ）部分に基づき、本発明の一実施形態である発光装置１１０の各構成及びその製造方法について説明する。
【００７４】
まず、図１は、発光装置１１０を、レーザ光の光線を含む平面で切断したときの断面図である。
【００７５】
図１に示すように、発光装置１１０は、インコヒーレント光（光）Ｌ１を発生するものであり、ＬＤチップ（レーザ光源）１０１、円錐台状集光部（透光性部材）２０及び円筒状発光体（発光部）４０及び筐体５０を備える。
【００７６】
また、ＬＤチップ１０１は、１０個の発光点（レーザ光源）１０２を有する１チップ１０ストライプの半導体レーザ素子（固体レーザ素子）であり、光出力１１．２Ｗ、動作電圧５Ｖ、電流６．４Ａで、径９ｍｍのステムに実装されている。
【００７７】
なお、１０個の発光点１０２を有するＬＤチップ１０１では、発光点１０２のサイズや間隔がかなり小さくなるので、バンドルファイバーなどで導光することが難しくなるが、以下で説明するように、円錐台状集光部２０などを用いれば、このような問題点を解決することが可能である。
【００７８】
また、発光点１０２のそれぞれから発生するレーザ光Ｌ０の発振波長は、４０５ｎｍである。
【００７９】
なお、発光点１０２から発生するレーザ光Ｌ０の発振波長は、４０５ｎｍに限られず、青紫色領域又は青色領域（３８０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下）の発振波長を有するものであれば良い。
【００８０】
また、現在の技術では波長３８０ｎｍ以下の良質な短波長レーザを作るのは困難であるが、将来的には３８０ｎｍ以下で発振するように設計されたＬＤチップ１０１も光源として採用しても良い。
【００８１】
このＬＤチップ１０１を用いて１１．２Ｗで出力させたときの消費電力は３２Ｗである。
【００８２】
これにより、単純計算でＬＤチップ１０１の１０個の発光点１０２の合計の光束が、光源全体の光束となるので、後述する１チップ１ストライプのＬＤチップ（レーザ光源）１１のみを用いる場合と比較して光源全体の光束を約１０倍程度大きくすることができる。但し、各発光点１０２におけるレーザの性能は均等であるものとする。
【００８３】
なお、本実施形態では、ＬＤチップ１０１の数は１つとしているが、ＬＤチップ１０１の数はこれに限られず、２つ以上用いても良い。
【００８４】
また、レーザ光源は、本実施形態のＬＤチップ１０１のように複数のレーザ光源（発光点１０２）を一体化した１チップ複数ストライプの固体素子光源であっても良いし、以下説明するＬＤチップ１１のように１チップ１ストライプの固体素子光源であっても良い。
【００８５】
次に、円錐台状集光部２０は、光入射面（レーザ光源に近い方）２０１に入射したそれぞれのレーザ光Ｌ０を、光照射面（発光部に近い方，発光部に近い方の端部）２０２＜又は円筒状発光体４０の近傍＞に導光し、導光した各レーザ光Ｌ０を、光照射面２０２の近傍又は光照射面２０２において円筒状発光体４０に照射するようになっている。
【００８６】
なお、円錐台状集光部２０の材料は、レーザ光を透過する材料であれば良く、本実施形態では、石英（ＳｉＯ２）であり、その屈折率は、１．４５である。その他に、ＢＫ（ボロシリケート・クラウン）７やアクリル樹脂なども好適に使用することができる。
【００８７】
また、円錐台状集光部２０は、透過するレーザ光Ｌ０を反射する円錐台側面（囲繞構造，光反射側面）２０３で囲まれた囲繞構造を有しており、レーザ光Ｌ０を円錐台側面２０３により円筒状発光体４０の近傍に導光するようになっており、光照射面２０２の断面積は、光入射面２０１の断面積よりも小さくなっている。
【００８８】
より具体的には、光入射面２０１は、径１０ｍｍ程度の円形状であり、光照射面２０２は、径２ｍｍ程度の円形状である。
【００８９】
なお、円錐台状集光部２０の円錐台側面２０３には、屈折率１．３５のフッ素系樹脂（ポリテトラフロオロエチレン）がコーティングされている。側面２０３にコーティングする材料としては、円錐台状集光部２０の屈折率よりも低屈折率の材料であれば良く、また、コーティングせず、直接空気（屈折率は１）と接していても良い。
【００９０】
また、本実施形態では、光入射面２０１及び光照射面２０２の断面は、円形状、すなわち、平面状となっているが、平面状でなくても良い。例えば、以下で説明するように、光入射面２０１へのレーザ光Ｌ０と光照射面２０２からの照射光の角度を変えるために、光入射面２０１及び光照射面２０２は、凸レンズ形状又は凹レンズ形状となっていても良く、凸レンズ形状同士、凹レンズ形状同士、又は凸レンズ形状と凹レンズ形状とを組合せた複合型レンズ形状のいずれであっても良い。さらに、光入射面２０１と、ＬＤチップ１０１との間にコリメータレンズを設けても良く、そのコリメータレンズの形状は球面に限らず、非球面であってよく、例えば円筒状であってもよい。
【００９１】
また、円錐台状集光部２０と円筒状発光体４０との間に、ＧＲＩＮレンズ（Gradient Index lens：屈折率勾配変化型レンズ）を設けても良い（例えば、光照射面２０２にＧＲＩＮレンズを接合させる）。
【００９２】
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。
【００９３】
よって、ＧＲＩＮレンズを用いれば、例えば、光照射面２０２を凹面や凸面とすることなく、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。
【００９４】
また、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ので、円錐台状集光部２０の光照射面２０２にＧＲＩＮレンズを接合させれば、ＧＲＩＮレンズの端面に円筒状発光体４０を隙間無く接合させることができる。
【００９５】
これにより、円筒状発光体４０に照射されないレーザ光Ｌ０を低減できるので、円筒状発光体４０の発光効率をより向上させることができる。
【００９６】
次に、光照射面２０２と円筒状発光体４０との間に放熱部材を設けても良い。
【００９７】
これにより、円筒状発光体４０から発生した熱によって、円筒状発光体４０が劣化することを防止することができる。
【００９８】
以上で説明した円錐台状集光部２０のＬＤチップ１０１に対する光結合効率は９０％である。
【００９９】
これにより、円錐台側面２０３により、レーザ光Ｌ０を円筒状発光体４０の近傍に導光することができる。
【０１００】
また、光照射面２０２の断面積は、光入射面２０１の断面積よりも小さくなっているので、ＬＤチップ１０１のサイズよりもさらに小さい円筒状発光体４０にレーザ光を照射させることができる。
【０１０１】
そうすると、円筒状発光体４０のサイズが小さくなっても、光照射面２０２の断面積をより小さくすれば、円筒状発光体４０の近傍において照射されるレーザ光Ｌ０の照射範囲を小さくできるので、円筒状発光体４０のさらなる小型化が可能となる。
【０１０２】
ここで、「囲繞」とは、ＬＤチップ１０１から発生するレーザ光Ｌ０の光路の周囲を取り囲むことである。
【０１０３】
また、「囲繞構造」の例としては、角錐台側面、円錐台側面及び楕円錐台側面のような錐台側面が例示できる。
【０１０４】
次に、「囲繞構造により円筒状発光体４０に導光する」場合には、円錐台側面２０３に１回だけ反射して円筒状発光体４０の近傍に導光する場合、円錐台側面２０３に複数回反射して円筒状発光体４０の近傍に導光する場合、円錐台側面２０３に１回も反射することなく円筒状発光体４０の近傍に導光する場合のいずれの場合も含まれる。
【０１０５】
また、「照射」には、照射範囲のサイズをほぼ一定にして円筒状発光体４０にレーザ光Ｌ０を照射する場合、照射範囲を拡げつつ円筒状発光体４０にレーザ光Ｌ０を照射する場合、照射範囲を縮小しつつ円筒状発光体４０にレーザ光Ｌ０を照射する場合のいずれの場合も含まれる。
【０１０６】
本実施形態では、円錐台状集光部２０の光照射面２０２の直近に円筒状発光体４０が存在しており、光照射面２０２のサイズと円筒状発光体４０のサイズは同程度である。
【０１０７】
よって、円筒状発光体４０には、光照射面２０２の位置におけるレーザ光Ｌ０の照射範囲のサイズをほぼ一定に保った状態でレーザ光Ｌ０が照射される。
【０１０８】
一方、円筒状発光体４０のサイズが小さくなっても、円錐台状集光部２０の光照射面２０２の断面積をより小さくすれば、光照射面２０２若しくはその近傍において照射されるレーザ光Ｌ０の照射範囲の拡がりを小さくできるので、円筒状発光体４０のサイズに対してレーザ光Ｌ０の照射範囲が大きくなってしまうことを抑制することができる。
【０１０９】
すなわち、円筒状発光体４０のサイズに対してレーザ光Ｌ０の照射範囲が大きくなってしまうことを抑制することができる発光装置１１０を提供することができる。
【０１１０】
また、円錐台状集光部２０の光入射面２０１から光照射面２０２までの距離を調整することで、ＬＤチップ１０１と、円筒状発光体４０とを任意の間隔で空間的に分離することができるので、ＬＤチップ１０１で発生する熱の影響により、円筒状発光体４０が劣化してしまうことを防止することができる。
【０１１１】
次に、ＬＤチップ１０１の各発光点１０２から発振されるレーザ光Ｌ０は、コヒーレントな光であるため、指向性が強く、発光装置１１０は、円錐台状集光部２０により、レーザ光Ｌ０を無駄なく集光し、利用することができる。
【０１１２】
そのため、ＬＤチップ１０１の数や、発光点１０２の数に関わらず、非常に小さな円筒状発光体４０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１１０を実現できる。
【０１１３】
よって、例えば、このようなＬＤチップ１０１をレーザ光源として用いた発光装置１１０を各種照明器具などに適用することにより、各種照明器具などを小型化できるなど、種々のメリットが生まれる。
【０１１４】
次に、円筒状発光体４０は、レーザ光Ｌ０が照射されると、インコヒーレント光Ｌ１を発生する。すなわち、円筒状発光体４０は、少なくともレーザ光Ｌ０が照射されることによりインコヒーレント光Ｌ１を発生する蛍光体を含んでいる。
【０１１５】
円筒状発光体４０の大きさは、本実施形態では、直径２ｍｍ、厚さ１ｍｍであり、円盤状（円筒状）の形態をしている。
【０１１６】
なお、発光部の形状としては、この他、例えば、車両用ヘッドランプに用いる場合は、後述する直方体状発光体（発光部）４１のように水平方向に長い直方体形状とし、横×縦×高さ＝３ｍｍ×１ｍｍ×１ｍｍ程度の大きさとすれば良い。
【０１１７】
ここで、円筒状発光体４０は、上述したように、少なくとも蛍光体を含んでいるが、単一種の蛍光体のみで構成されていても良いし、複数種の蛍光体で構成されていても良い。
【０１１８】
また、円筒状発光体４０は、単一種又は複数種の蛍光体を適当な分散媒に分散させて構成しても良い。分散媒は固体が好ましいが、光透過性のある円筒状の容器に蛍光体を封じ込めるような場合には、分散媒を液体としても良い。
【０１１９】
分散媒としては、透光性の樹脂材料が好ましく、シリコーン樹脂が例示できる。シリコーン樹脂と蛍光体との割合は、重量比で１０：１程度とする。なお、分散媒は、シリコーン樹脂に限定されず、無機ガラス材料をはじめとするガラス材料であってもよいし、有機・無機ハイブリッド材料であっても良い。
【０１２０】
ここで、図５の（ａ）部分〜（ｃ）部分に基づき、円筒状発光体４０の製造方法の一例について説明する。
【０１２１】
図５の（ａ）部分は、原材料となる蛍光体粉末が示されており、この蛍光体粉末は、図５の（ｂ）部分に示すビーカー内の光透過性を有する熱硬化性樹脂（透光性材料）と混合・攪拌される。
【０１２２】
次に、蛍光体粉末と熱硬化性樹脂との混合物は、図５の（ｃ）部分に示す金型Ｓの３つの注入孔ｈのそれぞれに注入される。
【０１２３】
その後、金型Ｓを加熱し、熱硬化性樹脂を硬化させて取り出せば、３つの円筒状発光体４０を得ることができる。
【０１２４】
以上説明したように、発光装置１１０は、円錐台状集光部２０により、レーザ光Ｌ０が円筒状発光体４０の近傍に導光（又は集光）されるため、円筒状発光体４０の光照射領域のサイズに合せてレーザ光Ｌ０を照射させることができる。
【０１２５】
また、集光したレーザ光Ｌ０のほとんどを円筒状発光体４０に照射させることができるので、円筒状発光体４０に含まれる蛍光体中で、照射されたレーザ光Ｌ０に応じて低エネルギー状態の電子が高エネルギー状態に励起する。
【０１２６】
よって、照射されたレーザ光Ｌ０に応じて円筒状発光体４０からインコヒーレント光Ｌ１が発生するので、単一のＬＤチップ１１を用いる場合と比較して発光装置１１０の高光束・高輝度化を実現することができる。
【０１２７】
ここで、後述する実験結果によれば、単純計算で１Ｗのレーザ光源１つ当たりの、円筒状発光体４０から発光するインコヒーレント光Ｌ１の光束は、約１５０ｌｍ（ルーメン）程度である。
【０１２８】
よって、１０個の発光点１０２（１１．２Ｗ）によるインコヒーレント光Ｌ１の光束は、１６８０ｌｍ程度となる。
【０１２９】
ここで、上述したように円錐台状集光部２０のＬＤチップ１０１に対する光結合効率は９０％程度なので、円筒状発光体４０からのインコヒーレント光Ｌ１の全光束は、１６８０×０．９＝１５１２ｌｍ程度と見積もれる。
【０１３０】
これは、後述する高出力の白色ＬＥＤの４００〜５００ｌｍ程度と比較して３倍強程度の値であり、７００〜１５００ｌｍの光束を実現するハロゲンランプと同程度の値であることが分かる。
【０１３１】
次に、現実には光の放射は等方的ではないため正確な値の算出は困難であるが、発光点から等方的に光が放射されるとして、光度（単位立体角当たりの光束）は、１５１２（ｌｍ）／４π≒１５１２／４／３．１４（ｃｄ）≒１２０．３（ｃｄ）であり、実効口径面積を３．１４ｍｍ２程度、光学系の透過率を０．７とすると、輝度≒１２０．３（ｃｄ）／０．７／３．１４（ｍｍ２）＝５４．７（ｃｄ／ｍｍ２）≒５５（Ｍｃｄ／ｍ２）程度となることが分かる。
【０１３２】
これは、後述する後述する高出力の白色ＬＥＤの２５（Ｍｃｄ／ｍ２）と比較して約２倍強程度の値であることが分かる。
【０１３３】
以上によれば、高光束・高輝度を実現でき、円筒状発光体４０のサイズを小さくしても、円筒状発光体４０のサイズに対してレーザ光Ｌ０の照射範囲の拡がりが大きくなってしまうことを抑制することができる発光装置１１０を提供することができる。
【０１３４】
次に、「蛍光体」とは、レーザ光Ｌ０を照射することにより低エネルギー状態の電子が高エネルギー状態に励起し、この電子が、高エネルギー状態から低エネルギー状態に遷移することにより、インコヒーレント光Ｌ１を発生する物質のことである。
【０１３５】
また、蛍光体としては、サイアロン蛍光体（酸窒化物系蛍光体）若しくはＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ナノ粒子蛍光体が好ましいが、セリウム（Ｃｅ）で賦活したイットリウム（Ｙ）−アルミニウム（Ａｌ）−ガーネット（ＹＡＧ：Ｃｅ）蛍光体などを用いても良い。
【０１３６】
ここで、サイアロンは、窒化ケイ素と同様に、結晶構造によりα型とβ型とがある。特に、α−サイアロンは，一般式Ｓｉ１２−（ｍ＋ｎ）Ａｌ（ｍ＋ｎ）ＯｎＮ１６−ｎ（ｍ＋ｎ＜１２，０＜ｍ ，ｎ＜１１；ｍ ，ｎは整数）であらわされる２８原子からなる単位構造の中に２箇所の空隙があり、ここに各種金属を侵入固溶させることが可能であり、希土類元素を固溶させることで，蛍光体になる。カルシウム（Ｃａ）とユーロピウム（Ｅｕ）とを固溶させると、ＹＡＧ：Ｃｅよりも長波長の黄色から橙色の範囲で発光する特性の良い蛍光体が得られる。
【０１３７】
また、サイアロン蛍光体は、青紫領域若しくは青色領域（３８０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下）の光で励起可能であり，白色ＬＥＤ用の蛍光体などに適している。
【０１３８】
次に、サイアロン蛍光体の合成手順を示す。組成は、一般式ＣａｐＳｉ１２−（ｍ＋ｎ）Ａｌ（ｍ＋ｎ）ＯｎＮ１６−ｎ：Ｅｕｑ（ｐ ，ｑは、それぞれＣａ，Ｅｕの固溶量、ｍ＋ｎ＜１２，０＜ｍ ，ｎ＜１１；ｍ，ｎは整数）で表される。あらかじめ実験によりＣａの固溶量ｐとＥｕの固溶量ｑの最適値を求め，ｍおよびｎは電荷の中性を保つ条件などから決定する。
【０１３９】
また、出発原料として窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、酸化ユーロピウム（Ｅｕ２Ｏ３）の各粉末を用い、秤量・混合した後に焼結温度１７００℃で窒素ガス加圧焼結を行う。その後、これを粉末に崩せば、サイアロン蛍光体を得ることができる。
【０１４０】
サイアロン蛍光体は、レーザ光Ｌ０に対する劣化耐性が強い蛍光体である。よって、理論的には、円筒状発光体４０をサイアロン蛍光体のみで構成すれば、劣化をより効果的に防止することができる。
【０１４１】
なお、円筒状発光体４０の劣化は、円筒状発光体４０に含まれる蛍光体の分散媒（例えば、シリコーン樹脂）の劣化が原因であると考えられる。すなわち、上述のサイアロン蛍光体は、レーザ光Ｌ０が照射されると６０〜８０％の効率で光を発生させるが、残りは熱となって放出される。この熱によって分散媒が劣化すると考えられる。
【０１４２】
よって、円筒状発光体４０の温度は、円筒状発光体４０の劣化の防止の観点からは、１３０度（セルシウス温度）以下に抑えることが好ましい。
【０１４３】
また、分散媒としては、熱耐性の高い分散媒が好ましい。熱耐性の高い分散媒としては、例えば、ガラスなどが例示できる。
【０１４４】
また、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例示することができる。
【０１４５】
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）。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
よって、円筒状発光体４０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、本実施形態の発光装置１１０や、後述する発光装置１２０〜１４０などの寿命が短くなるのをより抑制することができる。
【０１４９】
ところで、白色光は、等色の原理を満たす３つの色の混色、または補色の原理を満たす２つの色の混色で構成できることが知られているが、この等色または補色の原理に基づきＬＤチップ１０１から発振されたレーザ光Ｌ０の色と円筒状発光体４０が発する光の色とを適切に選択することにより白色光を発生させることができる。
【０１５０】
例えば、発光装置１１０のインコヒーレント光Ｌ１を白色とするには、１つの方法は、励起光として青紫色領域の発振波長（３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ未満）のレーザ光を用い、円筒状発光体４０に含まれる蛍光体として青色蛍光体、緑色蛍光体、及び赤色蛍光体の組合せを採用すれば良い。
【０１５１】
また、もう１つの方法は、励起光として青色領域の発振波長（４４０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下）のレーザ光、黄色蛍光体又は緑色蛍光体＋赤色蛍光体のいずれかの組合せを採用すれば良い。
【０１５２】
なお、黄色の蛍光体とは、５６０ｎｍ以上５９０ｎｍ以下の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以下の波長を有する光を発する蛍光体である。
【０１５３】
次に、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態の発光装置１１０は、ＬＤチップ１０１、円錐台状集光部２０及び円筒状発光体４０のそれぞれが、筐体上部（第２筐体）５０Ａ及び筐体下部（第１筐体）５０Ｂに挟み込まれて１つの筐体５０を為し、一体的に固定されている。
【０１５４】
筐体５０は、例えば、金属（ＳＵＳ）ブロックからなり、ＬＤチップ１０１、円錐台状集光部２０及び円筒状発光体４０のそれぞれをしっかり保持・固定できるようになっている。また、筐体５０は、矩形である必要はない。
【０１５５】
このような発光装置１１０の製造方法の一例としては、以下で説明するように、ＬＤチップ１０１の下部と嵌合する第１嵌合孔（不図示）、円錐台状集光部２０の下部と嵌合する第２嵌合孔（不図示）及び円筒状発光体４０の下部と嵌合する第３嵌合孔（不図示）を有する筐体下部（第１筐体）５０Ｂ、及びＬＤチップ１０１の上部と嵌合する第４嵌合孔（不図示）、円錐台状集光部２０の上部と嵌合する第５嵌合孔（不図示）及び円筒状発光体４０の上部と嵌合する第６嵌合孔（不図示）を有する筐体上部（第２筐体）５０Ａを用いて製造することができる。
【０１５６】
図３（ａ）は、発光装置１１０の製造方法の一工程である嵌合工程を示している。
【０１５７】
この嵌合工程では、図３（ａ）に示すように、筐体下部５０Ｂの第１嵌合孔、第２嵌合孔及び第３嵌合孔のそれぞれにＬＤチップ１０１、円錐台状集光部２０及び円筒状発光体４０のそれぞれの下部を嵌合させる。
【０１５８】
次に、図３（ｂ）は、発光装置１１０の製造方法の一工程である接合工程を示している。
【０１５９】
この接合工程では、図３（ｂ）に示すように、ＬＤチップ１０１、円錐台状集光部２０及び円筒状発光体のそれぞれの下部が嵌合された筐体下部５０Ｂに対して、筐体上部５０Ａの第４嵌合孔、第５嵌合孔及び第６嵌合孔のそれぞれにＬＤチップ１０１、円錐台状集光部２０及び円筒状発光体４０のそれぞれの上部が嵌合するように、筐体上部５０Ａを接合する。
【０１６０】
なお、本実施形態では、ＬＤチップ１０１、円錐台状集光部２０及び円筒状発光体４０のみを筐体上部５０Ａ及び筐体下部５０Ｂに挟み込んで固定する構成を採用しているが、この他、ＬＤチップ１０１と光入射面２０１との間、光照射面２０２と円筒状発光体４０との間に、空気とは屈折率の異なる透光部材や放熱部材を挿入して筐体上部５０Ａ及び筐体下部５０Ｂに挟み込んで固定しても良い。
【０１６１】
屈折率の異なる透光部材を挿入する場合としては、ＬＤチップ１０１、ＬＤチップ１０１から発生したレーザ光Ｌ０をコリメートするコリメートレンズ、バンドルファイバーをこの順で接続してバンドルファイバーの光出射端から出射したレーザ光Ｌ０を光入射面２１１から入射するようにした場合などが例示できる。
【０１６２】
これにより、光入射面２０１のサイズを大きくすることなく、ＬＤチップ１０１の個数を増加させることができる。
【０１６３】
その他、屈折率の異なる透光部材を挿入する場合としては、光照射面２０２と円筒状発光体４０との間に凹レンズ、凸レンズ及び上述したＧＲＩＮレンズのいずれかを設ける場合などが例示できる。
【０１６４】
ＧＲＩＮレンズを用いれば、例えば、光照射面２０２を凹面や凸面とすることなく、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ので、円錐台状集光部２０の光照射面２０２にＧＲＩＮレンズを接合させれば、ＧＲＩＮレンズの端面に円筒状発光体４０を隙間無く接合することができる。
【０１６５】
これにより、円筒状発光体４０に照射されないレーザ光Ｌ０を低減できるので、円筒状発光体４０の発光効率をより向上させることができる。
【０１６６】
次に、筐体上部５０Ａと筐体下部５０Ｂは、ステンレス（ＳＵＳ）製である。また、筐体上部５０Ａと筐体下部５０Ｂの接合方法は、例えば、接着、ネジ等による機械的な締結の他、溶着、溶接などが例示できる。
【０１６７】
以上により、本実施形態の発光装置１１０のように、ＬＤチップ１０１、円錐台状集光部２０及び円筒状発光体４０のそれぞれが独立した構成要素である場合でも、筐体上部５０Ａ及び筐体下部５０Ｂに挟み込むことによって簡単に、ＬＤチップ１０１、円錐台状集光部２０及び円筒状発光体４０を一体的に固定することができる。
【０１６８】
よって、ＬＤチップ１０１、円錐台状集光部２０及び円筒状発光体４０の相対的な位置関係がずれない、若しくは、ずれにくいので、発光装置１１０の振動に対する耐性を高くすることができる。
【０１６９】
なお、「ＬＤチップ１０１、円錐台状集光部２０及び円筒状発光体４０を一体的に固定する方法」としては、円錐台状集光部２０の光入射面２０１や光照射面２０２に嵌合孔などを設けて円筒状発光体４０やＬＤチップ１０１の全部又は一部を対応する嵌合孔に嵌合させる方法、円錐台状集光部２０の光入射面２０１や光照射面２０２の表面に円筒状発光体４０やＬＤチップ１０１を接合させる方法などの他、後述するＬＤチップ１０１及び円筒状発光体４０のいずれか一方、又は両方を円錐台状集光部２０の内部に封止する方法などが例示できる。
【０１７０】
以上により、円筒状発光体４０の小型化を可能としつつ、振動に対する耐性が高い発光装置１１０を提供することができる。
【０１７１】
〔２．レーザ光源の概要構成について〕
次に、図２（ａ）及び（ｂ）に基づき、レーザ光源の具体例について説明する。
【０１７２】
図２（ａ）は、レーザ光源の一例であるＬＤチップ（レーザ光源）１１の回路図であり、図２（ｂ）は、ＬＤチップ１１の概観を示す模式図である。
【０１７３】
図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、ＬＤチップ１１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。
【０１７４】
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としては、その他には、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、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＣｒＯ２およびＣｅＯ２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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
〔３．発光装置のその他の構成例について〕
次に、図４（ａ）及び（ｂ）、並びに図６（ａ）〜（ｃ）に基づき、本発明の他の実施形態である発光装置１２０及びその製造方法、並びに本発明のさらに他の実施形態である発光装置１３０の各構成について説明する。
【０１８５】
図４（ａ）は、発光装置１１０の円錐台状集光部２０に替えて、円錐台状集光部（透光性部材）２１を採用した発光装置１２０の構成を示している。
【０１８６】
なお、本実施形態では、円錐台状集光部２１を例にとって説明するが、集光部の形状はこれに限られず、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。
【０１８７】
また、円錐台状集光部２１の材料は、レーザ光を透過する材料であれば良く、本実施形態では、石英（ＳｉＯ２）であり、その屈折率は、１．４５である。
【０１８８】
また、円錐台状集光部２１の円錐台側面（囲繞構造，光反射側面）２１３には、屈折率１．３５のフッ素系樹脂（ポリテトラフロオロエチレン）がコーティングされている。
【０１８９】
図４（ａ）に示すように、発光装置１２０は、インコヒーレント光Ｌ１を発生するものであり、円錐台状集光部２１以外の構成は、上述した発光装置１１０と同じである。
【０１９０】
しかしながら、本実施形態の発光装置１２０では、ＬＤチップ１０１は、円錐台状集光部２１の内部に封止されている。
【０１９１】
これにより、円錐台状集光部２１の内部にＬＤチップ１０１を封止して固定しているので、簡単に、円錐台状集光部２１とＬＤチップ１０１との相対的な位置関係を固定することができる。
【０１９２】
また、円錐台状集光部２１の内部にＬＤチップ１０１が存在するので、ＬＤチップ１０１のサイズの分だけ発光装置１２０のサイズを小さくすることができる。
【０１９３】
また、ＬＤチップ１０１を実装するステムには、通常、ＬＤチップ１０１を保護するための保護キャップが設けられているが、この保護キャップはあっても無くても良い。
【０１９４】
保護キャップが無いステムに実装されたＬＤチップ１０１が封止された円錐台状集光部２１によれば、無理やり分解すると、ＬＤチップ１０１のボンディングワイヤーがきれてしまうので、発光装置１２０の悪用を防止することができる。
【０１９５】
また、発光装置１２０は、さらに、円筒状発光体４０は、円錐台状集光部２１の内部に封止されている。
【０１９６】
これにより、円錐台状集光部２１の内部に円筒状発光体４０を封止して固定しているので、簡単に、円錐台状集光部２１と円筒状発光体４０との相対的な位置関係を固定することができる。
【０１９７】
また、円錐台状集光部２１の内部に円筒状発光体４０が存在するので、円筒状発光体４０のサイズの分だけ発光装置１２０のサイズを小さくすることができる。
【０１９８】
以上のような発光装置１２０の製造方法としては、例えば、図６（ａ）に示すような透光性部材形成孔ｈ３を有する金型下部（金型）ＳＢ及び金型上部（金型）ＳＡを用いる方法が例示できる。
【０１９９】
金型下部ＳＢ及び金型上部ＳＡは、樹脂モールド用金型を使用する。
【０２００】
図６（ａ）は、発光装置１２０の製造方法の一工程である設置工程を示している。
【０２０１】
この設置工程では、図６（ａ）に示すように、金型下部ＳＢの透光性部材形成孔ｈ３の内部の所定位置にＬＤチップ１０１及び円筒状発光体４０のそれぞれを設置（セット）する。
【０２０２】
次に、図６（ｂ）は、発光装置１２０の製造方法の一工程である注入工程及び加熱工程を示している。
【０２０３】
上述した設置工程の後、金型上部ＳＡと金型下部ＳＢとが接合され、図６（ｂ）に示す状態とした後、注入工程では、金型上部ＳＡに設けられた充填孔ｈ１より、熱硬化性の透光性材料として光透過性を有する熱硬化性樹脂を注入する。このとき、透光性部材形成孔ｈ３の内部に充分な量の熱硬化性樹脂を注入する必要がある。
【０２０４】
熱硬化性の透光性材料としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、有機無機ハイブリッド材料などが例示できる。
【０２０５】
なお、金型上部ＳＡに設けられた空気孔ｈ２は、充填孔ｈ１より光透過性を有する熱硬化性樹脂を注入する際に邪魔となる空気を抜くための孔である。
【０２０６】
次に、上述した注入工程の後、金型上部ＳＡ及び金型下部ＳＢは、加熱され、これにより、透光性部材形成孔ｈ３の内部の熱硬化性樹脂が硬化される。
【０２０７】
その後、金型上部ＳＡ及び金型下部ＳＢの接合状態を解除し、円錐台状集光部２１の内部にＬＤチップ１０１及び円筒状発光体４０を含む、図６（ｃ）に示す発光装置１２０を取り出す。
【０２０８】
以上説明した設置工程、注入工程、過熱工程により、発光装置１２０を製造することができる。
【０２０９】
次に、ＬＤチップ１０１は、上述したように、１０個の発光点１０２を有する１チップ１０ストライプの半導体レーザ素子であり、出力１１．２Ｗ、動作電圧５Ｖ、電流６・４Ａで、径９ｍｍのステムに実装されている。
【０２１０】
なお、１０個の発光点１０２を有するＬＤチップ１０１では、発光点１０２のサイズや間隔がかなり小さくなるので、バンドルファイバーなどで導光することが難しくなるが、以下で説明するように、円錐台状集光部２１などを用いれば、このような問題点を解決することが可能である。
【０２１１】
また、発光点１０２から発生するレーザ光Ｌ０の発振波長は、４０５ｎｍである。
【０２１２】
なお、発光点１０２から発生するレーザ光Ｌ０の発振波長は、４０５ｎｍに限られず、青紫色領域又は青色領域（３８０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下）の発振波長を有するものであれば良い。
【０２１３】
このＬＤチップ１０１を用いて１１．２Ｗで出力させたときの消費電力は３２Ｗである。
【０２１４】
これにより、単純計算でＬＤチップ１０１の１０個の発光点１０２の合計の光束が、光源全体の光束となるので、上述した１チップ１ストライプのＬＤチップ１１のみを用いる場合と比較して光源全体の光束を約１０倍程度大きくすることができる。但し、各発光点１０２におけるレーザの性能は均等であるものとする。
【０２１５】
なお、本実施形態では、ＬＤチップ１０１の数は１つとしているが、ＬＤチップ１０１の数はこれに限られず、２つ以上用いても良い。
【０２１６】
また、レーザ光源は、本実施形態のＬＤチップ１０１のように複数のレーザ光源（発光点１０２）を一体化した１チップ複数ストライプの固体素子光源であっても良いし、ＬＤチップ１１のように１チップ１ストライプの固体素子光源であっても良い。
【０２１７】
次に、円錐台状集光部２１は、ＬＤチップ１０１から発生し、円錐台状集光部２１の内部を透過するレーザ光Ｌ０を、円筒状発光体４０の近傍に導光し、導光したレーザ光Ｌ０を円筒状発光体４０に照射するようになっている。
【０２１８】
なお、円錐台状集光部２１の材料やコーティングは、上述したとおりである。
【０２１９】
また、円錐台状集光部２１は、透過するレーザ光Ｌ０を反射する円錐台側面（光反射側面，囲繞構造）２１３で囲まれた囲繞構造を有しており、レーザ光Ｌ０を円錐台側面２１３により円筒状発光体４０の近傍に導光するようになっており、円錐台頂部（発光部に近い方，発光部に近い方の端部）２１２の断面積は、円錐台底面（レーザ光源に近い方）２１１の断面積よりも小さくなっている。
【０２２０】
より具体的には、円錐台底面２１１は、径１０ｍｍ程度の円形状であり、円錐台頂部２１２は、径２ｍｍ程度の円形状である。
【０２２１】
以上で説明した円錐台状集光部２１のＬＤチップ１０１に対する光結合効率は９０％である。
【０２２２】
なお、円錐台状集光部２１の作用効果等については、上述した円錐台状集光部２０と、ほぼ同様であるので、ここでは、その説明を省略する。
【０２２３】
次に、円筒状発光体４０については、上述したとおりである。なお、発光部の形状としては、この他、例えば、車両用ヘッドランプに用いる場合は、上述のように、直方体状発光体４１を用いることができる。
【０２２４】
以上より、発光装置１２０は、レーザ光Ｌ０が円錐台状集光部２１により導光（又は集光）されるため、円筒状発光体４０の光照射領域のサイズに合せてレーザ光Ｌ０を照射させることができる。
【０２２５】
また、集光したレーザ光Ｌ０のほとんどを照射させることができるので、円筒状発光体４０に含まれる蛍光体中で、照射されたレーザ光Ｌ０に応じて低エネルギー状態の電子が高エネルギー状態に励起する。
【０２２６】
よって、照射されたレーザ光Ｌ０に応じて円筒状発光体４０からインコヒーレント光Ｌ１が発生するので、単一のＬＤチップ１１を用いる場合と比較して発光装置１２０の高光束・高輝度化を実現することができる。
【０２２７】
以上によれば、高光束・高輝度かつ長寿命を実現でき、円筒状発光体４０のサイズに対してレーザ光Ｌ０の照射範囲の拡がりが大きくなってしまうことを抑制することができる発光装置１２０を提供することができる。
【０２２８】
また、蛍光体としては、上述した、サイアロン蛍光体、若しくはＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ナノ粒子蛍光体が好ましいが、上述した、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体などを用いても良い。
【０２２９】
次に、図４（ｂ）は、発光装置１１０の円錐台状集光部２０に替えて、封止部材（透光性部材）２２を採用した発光装置１３０の構成を示している。
【０２３０】
すなわち、透光性部材は、発光装置１２０の円錐台状集光部２０のようにレーザ光Ｌ０を導光したり、集光したりするものではなく、本実施形態の封止部材２２のように、単に、ＬＤチップ１０１及び円筒状発光体４０を、封止部材側面２２３の内部に封止するためのものであっても良い。
【０２３１】
なお、発光装置１３０のその他の構成や製造方法などについては、ほぼ上述した発光装置１２０と同じなので、その説明は省略する。
【０２３２】
〔４．導光照射部材の好ましい形態〕
次に、図７（ａ）及び（ｂ）に基づき、本発明の透光性部材の好ましい形態の例である等距離配置用集光部（透光性部材）２３及び徳利状集光部２４（透光性部材）の各構造について説明する。
【０２３３】
まず、図７（ａ）に示す図は、鉛直方向上側から見たときの、発光装置１４０の等距離配置用集光部２３の断面図（すなわち、等距離配置用集光部２３を水平面で切ったときの断面図）である。
【０２３４】
等距離配置用集光部２３の楕円錐台頂部（発光部に近い方，発光部に近い方の端部）２３２には、円筒状発光体４０を嵌合させるための断面円形状の嵌合孔（不図示）が設けられており、この嵌合孔に円筒状発光体４０を嵌合させている。
【０２３５】
また、等距離配置用集光部２３の等距離曲面（レーザ光源に近い方，透光性部材の一端）２３１は、水平面で切ったときの切断線が、円筒状発光体４０の中心Ｏから等距離にある円弧Ｃに沿うような断面形状となっている。
【０２３６】
言い換えれば、楕円形状の楕円錐台底面を円弧Ｃに沿うように折り曲げたような断面形状である。
【０２３７】
なお、楕円錐台側面（光反射側面，囲繞構造）２３３は、ＬＤチップ１０１から発生するすべてのレーザ光Ｌ０の光路の周囲を取り囲んでいる。
【０２３８】
これにより、複数のＬＤチップ１０１のそれぞれを円筒状発光体４０の中心Ｏから等距離の位置に配置し、かつ複数のＬＤチップ１０１の向きを円筒状発光体４０の中心に向けるようにすれば、ＬＤチップ１０１が発するレーザ光Ｌ０の利用効率（結合効率＝等距離配置用集光部２３の他端からの出射光／等距離配置用集光部２３の一端からの入射光）をほぼ最大にすることができる。
【０２３９】
また、このとき、複数のＬＤチップ１０１から発生する各レーザ光Ｌ０の光学的距離をほぼ共通にすることができる。よって、例えば、複数のＬＤチップ１０１から発生する各レーザ光Ｌ０の位相を揃えることによりレーザ光Ｌ０の強度をより強めることができる。
【０２４０】
ここで、等距離曲面２３１のその他の断面形状の例としては、透光性部材のＬＤチップ１１に近い方の端部を所定の水平面で切ったときの切断線が、円筒状発光体４０の中心Ｏから等距離にある複数の線分からなる折れ線で構成されるような断面形状などを例示することができる（不図示）。
【０２４１】
次に、図７（ｂ）に示す図は、鉛直方向上側から見たときの徳利状集光部（透光性部材）２４の断面図（すなわち、徳利状集光部２４を水平面で切ったときの断面図）である。
【０２４２】
但し、徳利状集光部２４は、その徳利状口部（発光部に近い方，発光部に近い方の端部）２４２近傍の構造がポイントとなっているため、ＬＤチップ１０１側は省略し、図示していない。
【０２４３】
なお、徳利状側面（光反射側面，囲繞構造）２４３は、ＬＤチップ１０１から発生するすべてのレーザ光Ｌ０の光路の周囲を取り囲んでいる。
【０２４４】
徳利状集光部２４は、上述した円錐台状集光部２１（破線で示している）とほぼ同一構造であるが、徳利状集光部２４の徳利状口部２４２近傍の構造が少し異なっている。
【０２４５】
すなわち、徳利状集光部２４の徳利状側面２４３は、徳利状口部２４２の近傍で内側に凸な曲面となっている。
【０２４６】
なお、徳利状集光部２４の徳利状口部２４２には、円筒状発光体４０を嵌合させるための断面円形状の嵌合孔（不図示）が設けられており、この嵌合孔に円筒状発光体４０を嵌合させている。
【０２４７】
ここで、図７（ｂ）に破線で示す円錐台状集光部２１のように、円錐台側面２１３の母線が直線である錐台状の円錐台状集光部２１の場合、レーザ光Ｌ０が円錐台側面２１３に対して複数回反射した結果、円錐台頂部２１２の近傍で、点Ｒに入射するレーザ光Ｌ０の円錐台側面２１３への入射角θ１が小さくなってしまう。
【０２４８】
よって、点Ｒに入射したレーザ光Ｌ０は、その後、反射角θ２で反射してレーザ光ＬＢの方向に進み、円筒状発光体４０に照射されずに逃げてしまう。
【０２４９】
しかしながら、図７（ｂ）に示す徳利状集光部２４のように徳利状口部２４２の近傍で徳利状側面２４３を内側に凸な曲面とすれば、徳利状側面２４３の点Ｒに入射するレーザ光Ｌ０の入射角θ３を、入射角θ１よりも大きくして反射角θ４で反射させてレーザ光ＬＡの方向に進ませることができる。
【０２５０】
これにより、点Ｒに入射するレーザ光Ｌ０が円筒状発光体４０に照射されずに逃げてしまうことを抑制することができる。よって、円筒状発光体４０の発光効率をより向上させることができる。
【０２５１】
〔５．透光性部材の発光部に近い方の端部の形状の選定方法〕
次に、図８（ａ）〜（ｆ）に基づき、透光性部材の発光部に近い方の端部の形状の選定方法について説明する。
【０２５２】
まず、図８（ａ）に示すようにＬＤチップ１０１（の先端部の大きな直方体の上にある小さな直方体）を水平に設置した時、ＬＤチップ１０１から放射されるレーザ光Ｌ０は、縦（鉛直方向）に長く、横（水平方向）に短い楕円錐状となる光出射傾向を示す。
【０２５３】
ここで、ＬＤチップ１０１の発光点１０２から放射されるレーザ光Ｌ０は、縦横比（アスペクト比）が非常に大きい（例えば、水平方向で５度、垂直方向で３０度）ものとし、ＬＤチップ１０１の各発光点１０２から発生するレーザ光Ｌ０の重ね合わせが楕円錐状となる光出射傾向を示しているものとする。
【０２５４】
一方、図８（ｂ）に示すように直方体状発光体（発光部）４１は、鉛直方向に短く、水平方向に長い直方体形状である。
【０２５５】
そうすると、直方体状発光体４１の発光効率を高くするためには、縦に長い楕円錐状に広がるレーザ光Ｌ０を、鉛直方向に短く水平方向に長いレーザ光Ｌ０に変換する光学部品が必要となる。
【０２５６】
次に、上述した等距離配置用集光部２３を採用したときの光出射傾向について説明する。
【０２５７】
まず、図８（ｃ）に示す状態は、凸レンズ状曲面３０が存在しない場合の等距離配置用集光部２３の出射光の光出射傾向のパターンとして、円錐台頂部（発光部に近い方，発光部に近い方の端部）２３２の水平方向の幅が比較的大きくレーザ光Ｌ０の水平方向の拡がりが、直方体状発光体４１の水平方向の幅より大きい場合を示している。このような場合としては、直方体状発光体４１の水平方向の幅よりも円錐台頂部２３２の水平方向の幅が大きい場合などが好例である。
【０２５８】
また、円錐台頂部２３２の水平方向の幅が直方体状発光体４１の水平方向の幅よりも小さい場合でも、等距離配置用集光部２３の形状によっては、レーザ光Ｌ０の水平方向の拡がりが、直方体状発光体４１の水平方向の幅より大きくなる場合が生じうる。
【０２５９】
例えば、円錐台頂部２３２が平面で構成されている場合、円錐台頂部２３２から出射されるレーザ光Ｌ０は、通常平行光であることはあり得ず、若干なりとも拡がって出射される。
【０２６０】
よって、円錐台頂部２３２の水平方向の幅と直方体状発光体４１の水平方向の幅の大小関係のみならず、円錐台頂部２３２から直方体状発光体４１までの距離が離れていれば（離して直方体状発光体４１を設置すれば）、レーザ光Ｌ０の水平方向の拡がりが、直方体状発光体４１の水平方向の幅より大きくなり得る。
【０２６１】
次に、図８（ｅ）に示す状態は、凹レンズ状曲面３１が存在しない場合の等距離配置用集光部２３の出射光の光出射傾向のパターンとして、円錐台頂部２３２の水平方向の幅が比較的小さくレーザ光Ｌ０の水平方向の拡がりが、直方体状発光体４１の幅より小さい場合を示している。
【０２６２】
このような場合としては、直方体状発光体４１の水平方向の幅よりも円錐台頂部２３２の水平方向の幅が極端に小さい場合などが好例である。
【０２６３】
また、直方体状発光体４１の水平方向の幅よりも円錐台頂部２３２の水平方向の幅が極端に小さくなくても、直方体状発光体４１の水平方向の幅が円錐台頂部２３２の水平方向の幅と同程度の大きさである場合に等距離配置用集光部２３の光学設計を工夫することによって円錐台頂部２３２から出射されるレーザ光Ｌ０がほぼ平行光となった場合などにも、レーザ光Ｌ０の水平方向の拡がりが、直方体状発光体４１の水平方向の幅より小さくなり得る。
【０２６４】
ここで、図８（ｄ）に示す凸レンズ状曲面（発光部に近い方の端部）３０は、鉛直方向（紙面の表裏方向）に軸を持ち、凸部を直方体状発光体４１側に向けた凸レンズであり、レーザ光Ｌ０の直方体状発光体４１に対する水平方向の拡がりを小さくする機能を有する光学部品である。
【０２６５】
よって、図８（ｃ）に示すようにレーザ光Ｌ０の水平方向の拡がりが、直方体状発光体４１の水平方向の幅より大きい場合は、等距離配置用集光部２３と直方体状発光体４１の間に、すなわち、円錐台頂部２３２として凸レンズ状曲面３０を設ければ良い。
【０２６６】
なお、凸レンズ状曲面３０に替えて、等距離配置用集光部２３の他端に凸レンズ作用をもつ上述したＧＲＩＮレンズを取り付けても良い。
【０２６７】
ＧＲＩＮレンズを用いれば、例えば、円錐台頂部２３２を凹面や凸面とすることなく、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ので、ＧＲＩＮレンズの端面に直方体状発光体４１を隙間無く接合することができる。
【０２６８】
これにより、直方体状発光体４１に照射されないレーザ光Ｌ０を低減できるので、直方体状発光体４１の発光効率をより向上させることができる。
【０２６９】
一方、図８（ｆ）に示す凹レンズ状曲面（発光部に近い方の端部）３１は、鉛直方向に軸を持ち、凹部を直方体状発光体４１側に向けた凹レンズであり、レーザ光Ｌ０の直方体状発光体４１に対する水平方向の拡がりを大きくする機能を有する光学部品である。
【０２７０】
よって、図８（ｅ）に示すようにレーザ光Ｌ０の水平方向の拡がりが、直方体状発光体４１の光照射領域の水平方向の幅より小さい場合は、等距離配置用集光部２３と直方体状発光体４１の間に、すなわち、円錐台頂部２３２として凹レンズ状曲面３１を設ければ良い。
【０２７１】
なお、凹レンズ状曲面３１に替えて、等距離配置用集光部２３の他端に凹レンズ作用をもつ上述したＧＲＩＮレンズを取り付けても良い。
【０２７２】
これにより、直方体状発光体４１に照射されないレーザ光Ｌ０を低減できるので、直方体状発光体４１の発光効率をより向上させることができる。
【０２７３】
また、発光部の照射領域の形状に応じて、任意の軸を持つ凹面及び凸面を有するレンズ状曲面を一体化した複合レンズ状曲面、任意の軸を持つ凸面及び凸面を有するレンズ状曲面を一体化した複合レンズ状曲面、任意の軸を持つ凹面及び凹面を有するレンズ状曲面を一体化した複合レンズ状曲面などを採用しても良い。
【０２７４】
これにより、発光部の光照射領域の形状に応じて適切な複合レンズ状曲面を採用することで、発光部の発光効率を高めることができる。
【０２７５】
〔５．透光性部材の発光部側の端部での光出射傾向とレンズとの関係〕
次に、図８（ａ）及び図９（ａ）〜（ｅ）に基づき、透光性部材のさらに他の一例である角錐台状集光部（透光性部材）２５の光照射面（発光部に近い方，発光部に近いほうの端部）２５２での光出射傾向とレンズとの関係について説明する。
【０２７６】
まず、図９（ａ）〜（ｅ）に基づき、各ＬＤチップ１０１の向きと、角錐台状集光部２５の光照射面２５２から出射する各出射光ＬＣの光出射傾向について説明する。
【０２７７】
ところで、レーザ光Ｌ０を角錐台状集光部２５の角錐台側面（光反射側面，囲繞構造）２５３で全反射させる観点からは、各ＬＤチップ１０１の向きは、図９（ｃ）に示すように、各ＬＤチップ１０１の向きを水平にした状態（図８（ａ）の状態）とすることが好ましいが、ここでまず、その理由について説明する。
【０２７８】
これは、図９（ａ）に示す角錐台状集光部２５の上面におけるＬＤチップ１０１側の対頂角θよりも、図９（ｂ）に示す角錐台状集光部２５の側面における上面側の対頂角φの方が大きいからである。
【０２７９】
すなわち、レーザ光Ｌ０を角錐台状集光部２５の角錐台側面２５３で全反射させる観点からは、レーザ光Ｌ０が角錐台状集光部２５の角錐台側面２５３に入射する角度はなるべく小さい方が良い（角錐台側面２５３に対する入射角は大きいほうが良い）。
【０２８０】
例えば、図９（ａ）に示すレーザ光Ｌ０は、角錐台側面２５３に対する入射角θ１が小さくなりすぎた結果、全反射せずに角錐台状集光部２５の外に抜けてしまった様子を示している。
【０２８１】
一方、図９（ｂ）に示すレーザ光Ｌ０は、角錐台側面２５３への入射角φ１が大きいので、全反射している。
【０２８２】
言い換えれば、レーザ光Ｌ０は、水平方向に長く、鉛直方向に短い断面形状の角錐台状集光部２５の水平方向に対して逃げる確率が高く、鉛直方向に対して逃げる確率が小さい。
【０２８３】
そうすると、各ＬＤチップ１０１から発生するレーザ光Ｌ０の角錐台底面２５１近傍の照射範囲は、図９（ｃ）に示すように、鉛直方向に長く、水平方向に短くなるようにすることが好ましいと考えられる。
【０２８４】
ところで、このように（図９（ｃ）に示すように）、各ＬＤチップ１０１の向きを水平にした状態（図８（ａ）の状態）では、以下で説明する各ＬＤチップ１０１の向きを水平にした状態から９０度回転させた場合（図９（ｄ）の場合）と比較して角錐台状集光部２５の光照射面２５２から出射する各出射光ＬＣは、水平方向の拡がりが小さく、鉛直方向の拡がりが大きくなる傾向を示す。
【０２８５】
従って、このような場合は、光照射面２５２を鉛直方向の軸を持つ凹レンズと水平方向に軸を持つ凸レンズとを一体化した凹凸複合レンズ形状（なお、この凹凸複合レンズ形状については、ここでは、特に図示しない）とすれば良い。
【０２８６】
これにより、光照射面２５２から出射される各出射光ＬＣの拡がりが水平方向に小さく、鉛直方向に大きくなる場合でも、凹凸複合レンズ形状で、その形状に合せて直方体状発光体４１の水平方向のサイズ及び鉛直方向のサイズに合せて直方体状発光体４１に各レーザ光Ｌ０由来の出射光ＬＣが分散して照射されるようにすることができる。
【０２８７】
次に、図９（ｄ）に基づき、光照射面２５２から出射する各出射光ＬＣの水平方向の拡がりと鉛直方向の拡がりとの関係が、上述した図９（ｃ）の場合と、逆になる場合について説明する。
【０２８８】
なお、図９（ｄ）は、角錐台状集光部２５の光照射面２５２における光出射傾向の他の例を示す模式図である。
【０２８９】
図９（ｄ）は、各ＬＤチップ１０１の向きを、水平にした状態（図８（ａ）の状態）から９０度回転させた状態で発生する各レーザ光Ｌ０を角錐台状集光部２５の角錐台底面２５１側から発生させた様子を示している。
【０２９０】
このとき、各ＬＤチップ１０１から発生する各レーザ光Ｌ０は、縦横比（アスペクト比）が、鉛直方向に５度、垂直方向に３０度と、水平に長く、縦に短い楕円状の照射面を有する光となる。
【０２９１】
このため、角錐台状集光部２５の光照射面２５２から出射する各出射光ＬＣは、水平方向の拡がりが比較的大きく、鉛直方向の拡がりが比較的小さくなる傾向を示す。
【０２９２】
そうすると、例えば、図９（ｄ）のような場合、角錐台状集光部２５の光照射面２５２から出射される出射光ＬＣの水平方向の拡がりが、直方体状発光体４１の水平方向の幅よりも大きくなり、出射光ＬＣの鉛直方向の拡がりが、直方体状発光体４１の鉛直方向の幅よりも小さくなってしまう場合が生じ得る。
【０２９３】
このような場合、直方体状発光体４１に照射されないレーザ光Ｌ０の一部や、直方体状発光体４１にレーザ光Ｌ０が照射されない部分が生じ得るため、直方体状発光体４１発光効率が低下してしまうという問題点が生じる。
【０２９４】
よって、このような場合は、上述した凹凸複合レンズ形状とは逆に、鉛直方向に軸を持つ凸面を有する凸レンズと、水平方向に軸を持つ凹面を有する凹レンズを一体化した凸凹複合レンズ形状（なお、この凸凹複合レンズ形状については、ここでは、特に図示しない）を採用する必要がある。
【０２９５】
上述したように、光照射面２５２の出射光ＬＣの拡がりは、凸面に対して抑制され、凹面に対して助長される。
【０２９６】
よって、光照射面２５２から出射される各出射光ＬＣの拡がりが水平方向に大きく、鉛直方向に小さくなる場合でも、鉛直方向に軸を持つ凸面を有する凸レンズと、水平方向に軸を持つ凹面を有する凹レンズを一体化した凸凹複合レンズ形状で、その形状に合せて直方体状発光体４１の水平方向のサイズ及び鉛直方向のサイズに合せて、直方体状発光体４１に出射光ＬＣが照射されるようにすることができる。
【０２９７】
次に、図９（ｅ）に基づき、各ＬＤチップ１０１の向きと、角錐台状集光部２５の光照射面２５２から出射する各出射光ＬＣの光出射傾向のさらに他の例について説明する。
【０２９８】
なお、図９（ｅ）は、角錐台状集光部２５の光照射面２５２における光出射傾向のさらに他の例を示す模式図である。
【０２９９】
図９（ｅ）は、各ＬＤチップ１０１の向きを水平にした状態（図８（ａ）の状態）と、水平にした状態から９０度回転させた状態とを交互に配列した場合に、発生する各レーザ光Ｌ０を角錐台状集光部２５の角錐台底面２５１側から発生させた様子を示している。
【０３００】
このとき、角錐台状集光部２５の光照射面２５２から出射する各出射光ＬＣは、水平方向の拡がりが比較的大きく、鉛直方向の拡がりも比較的大きくなる傾向を示す。
【０３０１】
そうすると、例えば、図９（ｅ）のような場合、角錐台状集光部２５の光照射面２５２から出射される出射光ＬＣの水平方向の拡がりが、直方体状発光体４１の水平方向の幅よりも大きくなり、また、出射光ＬＣの鉛直方向の拡がりも、直方体状発光体４１の鉛直方向の幅よりも大きくなってしまう場合が生じ得る。
【０３０２】
このような場合、直方体状発光体４１に照射されないレーザ光Ｌ０が生じ得るため、直方体状発光体４１の発光効率が低下してしまうという問題点が生じる。
【０３０３】
よって、このような場合は、例えば、水平方向に軸を持つ凸面を有する凸レンズと、鉛直方向に軸を持つ凸面を有する凸レンズを一体化した複合凸レンズ形状（なお、この複合凸レンズ形状については、ここでは、特に図示しない）を採用する必要がある。
【０３０４】
上述したように、光照射面２５２からの出射光の拡がりは、凸レンズを採用すれば、抑制される。
【０３０５】
よって、光照射面２５２から出射される各出射光ＬＣの拡がりが水平方向に大きく、鉛直方向にも大きくなる場合でも、水平方向に軸を持つ凸面を有する凸レンズと、鉛直方向に軸を持つ凸面を有する凸レンズを一体化した複合凸レンズ単体で、その形状に合せて直方体状発光体４１の水平方向のサイズ及び鉛直方向のサイズに合せて直方体状発光体４１に各出射光ＬＣが照射されるようにすることができる。
【０３０６】
なお、以上では、各ＬＤチップ１０１からのレーザ光Ｌ０の照射範囲が、すべて同一の向きで鉛直方向に長い場合（図９（ｃ））、すべて同一の向きで水平方向に長い場合（図９（ｄ））、鉛直方向に長い照射範囲のものと、水平方向に長い照射範囲のものとを交互に並べた場合（図９（ｅ））の３つの形態について説明した。
【０３０７】
しかしながら、各ＬＤチップ１０１の向きや配列方法はここで説明した３つの形態に限られず、例えば、各ＬＤチップ１０１の向きがばらばらな場合など様々な形態が本発明の範疇に含まれることは言うまでも無い。
【０３０８】
すなわち、各ＬＤチップ１０１の向きは、任意の向きで合って良く、また、各ＬＤチップ１０１の全部又は一部の向きが揃っていても良いし、各ＬＤチップ１０１の向きが全くばらばらであっても良い。
【０３０９】
〔６．照明装置の概要構成について（その１）〕
次に、図１０（ａ）〜（ｃ）に基づき、本発明の照明装置の一実施形態である照明装置１５０、照明装置１６０及び照明装置１７０のぞれぞれの概要構成について説明する。
【０３１０】
まず、図１０（ａ）は、照明装置１５０の外観を示す模式図であり、図１０（ｂ）は、照明装置１５０の鉛直軸を通る平面で切断したときの断面図である。
【０３１１】
図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、照明装置１５０は、上述した発光装置１２０を備えており、キャップ６０、端子１５１、口金１５２、定電流回路１５３、導線１５４、１５５及び１５６を備える構成である。
【０３１２】
キャップ６０は、発光装置１２０を固定、保持するためのものである。キャップ６０は、光透過性を有する材料で構成しても良いし、光透過性を有さない材料で構成しても良い。
【０３１３】
端子１５１及び口金１５２は照明装置１５０に電力を供給するものである。導線１５４は、定電流回路１５３を介して端子１５１に接続されている。一方、導線１５５、口金１５２に接続されている。
【０３１４】
定電流回路１５３は、ＬＤチップ１０１を発光させるために必要な所定の電流をＬＤチップ１０１に供給する（流す）ための回路である。
【０３１５】
以上により、円筒状発光体４０の小型化を可能としつつ、振動に対する耐性が高い照明装置１５０を提供することができる。
【０３１６】
次に、図１０（ｃ）に示す照明装置１６０は、白熱電球型の照明装置の一例であり、照明装置１５０のキャップ６０に替えてガラス球７０が用いられている点のみが照明装置１５０と異なっているだけである。
【０３１７】
ガラス球７０は、光透過性を有する透明ガラス又はすりガラスなどで構成される。
【０３１８】
また、図１０（ｄ）に示す照明装置１７０は、ハロゲンランプ型の照明装置の一例であり、照明装置１５０のキャップ６０に替えてガラス球８０が用いられている点のみが照明装置１５０と異なっているだけである。ガラス球８０は、光透過性を有する透明ガラスなどで構成される。なお、照明装置１７０を、ハロゲンランプと互換可能とするには、ＪＩＳ規格（Japanese Industry Standard）を満たすように設計する必要があることは言うまでも無い。
【０３１９】
以上説明した、照明装置１５０〜１７０では、上述した発光装置１２０を用いた例を示しているが、発光装置１３０などの他の発光装置を用いることも可能である。
【０３２０】
以上にように、定電流回路１５３を一体化し、口金１５２などを備えることにより、これまで使用されてきた白熱電球、ハロゲンランプ、ＨＩＤランプなどと互換可能な照明装置を実現することができる。
【０３２１】
また、副次的な効果として、照明装置１５０〜１７０では、分解不可能な形で一体化することによって、高出力発振が可能なＬＤチップ１０１そのものを単独で取り出すことができないようにすることができる。
【０３２２】
よって、照明装置１５０〜１７０から発光装置１２０（又はＬＤチップ１０１）だけを取り出して悪用したりすることを防ぐことができる。
【０３２３】
例えば、上述したように、保護キャップが無いステムに実装されたＬＤチップ１０１が封止された円錐台状集光部２１を無理やり分解すると、ＬＤチップ１０１のボンディングワイヤーがきれてしまうので、発光装置１２０（又はＬＤチップ１０１）の悪用を防止することができる。
【０３２４】
〔７．照明装置の概要構成について（その２）〕
次に、図１１に基づき、本発明の一実施形態である照明装置１８０について説明する。
【０３２５】
図１１に示す反射鏡９０及び透明板９１以外の構成は、図４（ａ）に示す発光装置１２０の構成と同じなので、その説明は省略する。
【０３２６】
まず、反射鏡９０は、円筒状発光体４０から出射したインコヒーレント光Ｌ１（以下、単に「光」という）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９０は、円筒状発光体４０からの光を反射することにより、照明装置１８０の前方へ進む光線束を形成する。この反射鏡９０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。
【０３２７】
また、本実施形態では、反射鏡９０は半球状であり、その中心が焦点位置となる。さらに、反射鏡９０の開口部は、反射鏡９０にて反射した光の進行方向に対して垂直な平面（反射鏡９０の、照明装置１８０の外部に出射される光の進行方向に垂直な平面）で、かつ、反射鏡９０の中心を含む開口面を有している。
【０３２８】
さらに、開口面の面積は、２０００ｍｍ２より小さく（開口面の直径（光学系直径）は、５０ｍｍより小さく）なっている。すなわち、反射鏡９０にて反射した光が出射される方向（車両の真正面）から見たときの反射鏡９０の大きさが２０００ｍｍ２より小さい。なお、ここでは、開口面の面積をが、２０００ｍｍ２よりも小さいとしたが、より好ましくは、１５００ｍｍ２（直径４３．７ｍｍ）より小さくしても良い。
【０３２９】
例えば、従来のハロゲンランプをハイビーム用のヘッドランプとして用いた場合に、開口面の面積を２０００ｍｍ２よりも小さくすると、ハイビームとして規定された光度範囲を満たす光を出射できない場合が生じ得るという問題点がある。
【０３３０】
しかしながら、照明装置１８０では、後述するように、円筒状発光体４０の輝度を、ハロゲンランプで実現できる最大輝度である２５ｃｄ／ｍｍ２より大きくできるため、開口面の面積を２０００ｍｍ２より小さくしても、ハイビームとして規定された光度範囲を満たす光を出射することができる。
【０３３１】
また、高輝度光源として輝度７５ｃｄ／ｍｍ２程度のＨＩＤランプがあるが、ＨＩＤランプには瞬時点灯性に優れないという課題があり、ハイビーム用としてのヘッドランプには適さない。
【０３３２】
従って、照明装置１８０は、実用性を考慮した上で、従来の照明装置に比べて圧倒的に小さいハイビーム用の照明装置を実現することができる。
【０３３３】
また、たとえＨＩＤランプをハイビーム用のヘッドランプとして使用した場合であっても、開口面の面積を１５００ｍｍ２より小さくすると、ハイビームとして規定された光度範囲を満たす光を出射することができない場合が生じ得るという問題点もある。
【０３３４】
しかしながら、照明装置１８０では、円筒状発光体４０の輝度を、後述するように、ＨＩＤランプで実現できる、実用化レベルでの最大輝度である７５ｃｄ／ｍｍ２より大きくできるため、開口面の面積を１５００ｍｍ２より小さくしても、ハイビームとして規定された光度範囲を満たす光を出射することができる。
【０３３５】
次に、透明板９１は、反射鏡９０の開口部を覆う透明な樹脂板である。この透明板９１を、ＬＤチップ１０１からのレーザ光Ｌ０を遮断するとともに、円筒状発光体４０においてレーザ光Ｌ０を変換することにより生成された白色光（インコヒーレント光Ｌ１）を透過する材質で形成することが好ましい。
【０３３６】
円筒状発光体４０によってコヒーレントなレーザ光Ｌ０は、そのほとんどがインコヒーレント光Ｌ１に変換される。しかし、何らかの原因でレーザ光Ｌ０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９１によってレーザ光Ｌ０を遮断することにより、レーザ光Ｌ０が外部に漏れることを防止できる。
【０３３７】
〔８．発光装置の配光特性について〕
次に、１チップ１ストライプの半導体レーザ（発振波長は、４０５ｎｍ）であるＬＤチップ１１を１０個用いて発光装置（以下、試作例という）を試作し、実験を行った。それぞれのＬＤチップ１１の出力は、１．０Ｗ、動作電圧は、５Ｖ、電流は０．６Ａである。
【０３３８】
また、透光性部材として円錐台状集光部２０を用い、発光部として円筒状発光体４０（直径２ｍｍ、厚さ１ｍｍ）を採用した。
【０３３９】
各ＬＤチップ１１と円錐台状集光部２０の光結合効率は９０％程度である。
【０３４０】
この試作例にて、配光特性について調べたところ、円筒状発光体４０からは１３５０ｌｍ（ルーメン）程度の光束が放射された。
【０３４１】
また、このときの円筒状発光体４０の輝度は、４８．９Ｍｃｄ／ｍ２（メガカンデラ毎平方メートル）程度であった。
【０３４２】
この実験結果より、単純計算で、ＬＤチップ１１の１個当たりの光束は、約１３５ｌｍであるから、例えば、１５個以上のＬＤチップ１１を用いれば、円筒状発光体４０は、約２０００ｌｍを超えることが可能であると分かる。
【０３４３】
また、２０個のＬＤチップ１１を用いれば、現実には光の放射は等方的ではないため正確な値の算出は困難であるが、発光点から等方的に光が放射されるとして、単純計算で、光度（単位立体角当たりの光束）＝１３５×２０（ｌｍ）／４π≒２７００（ｌｍ）／４／３．１４≒２１５（ｃｄ）であり、実効口径面積を３．１４ｍｍ２程度、光学系の透過率を０．７とすると、輝度≒２１５（ｃｄ）／０．７／３．１４（ｍｍ２）≒９７．８（ｃｄ／ｍｍ２）≒１００（Ｍｃｄ／ｍ２）程度となることが分かる。
【０３４４】
なお、ＬＤチップ１１の数を調整して同様な実験を行ったところ、実際に、円筒状発光体４０及び直方体状発光体４１（縦×横×高さ＝１ｍｍ×３ｍｍ×１ｍｍ）は、それぞれ２０００ｌｍを超える高光束、１００Ｍｃｄ／ｍ２を超える高輝度の実現が可能であることが分かった（このような高輝度・高光束の発光装置のことを以下、単に「レーザ照明」という）。
【０３４５】
〔９．発光装置と従来のランプとの配光特性の比較〕
次に、図１２〜図１３（ｃ）に基づき、上述したレーザ照明と従来のランプとの配光特性の比較結果について説明する。
【０３４６】
図１２は、自動車用のヘッドランプに必要なレンズ直径をランプの種類で比較した様子を示す図である。
【０３４７】
図１２に示すように市販のハロゲンランプの輝度は、２５Ｍｃｄ／ｍ２（メガカンデラ毎平方メートル）程度であり、ＨＩＤランプの輝度は、８０Ｍｃｄ／ｍ２程度である。
【０３４８】
一方、上述したレーザ照明では、１００Ｍｃｄ／ｍ２程度の高輝度の実現が可能なので、図１２に示すように、ハロゲンランプの４倍程度、ＨＩＤランプを超える高輝度を実現することができることが分かる。
【０３４９】
すなわち、円筒状発光体４０（又は直方体状発光体４１）が発生するインコヒーレント光Ｌ１の輝度は、８０Ｍｃｄ／ｍ２以上であることが好ましい。
【０３５０】
また、ハロゲンランプは、通常自動車のハイビーム用のヘッドランプに用いられているが、レーザ照明では、例えば、上述した円筒状発光体４０（又は直方体状発光体４１）を用いることによって、ハロゲンランプよりも口面積サイズの小さい円筒状発光体４０（又は直方体状発光体４１）でもハロゲンランプの４倍程度の高輝度を実現できるので、ハイビーム用のヘッドランプの前方に設置するレンズの面積を１／４に縮小することが可能である。
【０３５１】
なお、ハロゲンランプの発光フィラメントのサイズは、横×縦×高さ＝５ｍｍ×１．５ｍｍ×１．５ｍｍ程度である。
【０３５２】
次に、図１３（ａ）は、ランプの種類でその性能を比較した図であり、図１３（ｂ）は、従来の自動車用ヘッドランプの外観構成の一例を示す図であり、図１３（ｃ）は、レーザ照明を用いた場合の自動車用ヘッドランプの外観構成の一例を示す図である。
【０３５３】
まず、図１３（ａ）に示すように、市販の高出力白色ＬＥＤ（以下、煩雑なので「高出力」との記載は省略する場合がある）の光束は、１モジュールあたり４００〜５００ｌｍ（ルーメン）程度が上限であり、車載用のハロゲンランプの光束は、７００〜１５００ｌｍ程度（普通乗用車用のハロゲンランプで通常１０００ｌｍ程度）であり、ＨＩＤランプの光束は、３２００ｌｍ程度である。ただし、ＨＩＤランプはその構造・形状から３２００ｌｍ全ての光束を全て前照灯の照射光に利用することが困難である。実効的には２０００ｌｍ以下の光束しか利用できていないとされる。また、光学系の設計が困難であるという問題点がある。
【０３５４】
一方、実施例のレーザ照明では、２０００ｌｍを超える高光束の実現が可能なので、白色ＬＥＤの４〜５倍程度、ハロゲンランプを超えＨＩＤランプに近い高光束（実効的にはＨＩＤランプを超える高光束）を実現することができる。
【０３５５】
すなわち、円筒状発光体４０が発生するインコヒーレント光Ｌ１の光束が１５００ｌｍ以上、３２００ｌｍ以下であることが好ましい。
【０３５６】
また、白色ＬＥＤは、通常自動車のロービーム用のヘッドランプに用いられているが、実施例のレーザ照明によれば、例えば、１灯で白色ＬＥＤの４〜５灯分の高光束を実現することができる。
【０３５７】
以上の検討結果から図１３（ａ）が、従来のヘッドランプの大きさを示しているものとすると、実施例のレーザ照明によれば、例えば、図１３（ｂ）に示すように、ハイビーム用及びロービーム用のヘッドランプのそれぞれは、１灯ずつで済み、また、ハイビーム用及びロービーム用のヘッドランプの前方に設置されるレンズの面積もかなり小さくすることが可能である。
【０３５８】
また、図１３（ａ）に示すように、レーザ照明では、継続使用による寿命が１００００時間程度であり、白色ＬＥＤと同程度の長寿命となっている。
【０３５９】
よって、高輝度・高光束かつ長寿命を実現できる発光装置１１０〜１４０、照明装置１５０〜１８０などを提供することができる。
【０３６０】
〔１０．レーザダウンライトについて〕
本発明のさらに他の実施形態であるレーザダウンライト（発光装置，照明装置）４１０について図１４（ａ）及び（ｂ）に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【０３６１】
図１４（ａ）は、レーザダウンライト４１０の外観を示す斜視図であり、図１４（ｂ）は、レーザダウンライト４１０の全体構成を示す断面図である。
【０３６２】
レーザダウンライト４１０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、図１４（ａ）に示すように、上述した電球型の照明装置１５０を、筐体４１１に装着することで、簡単に実現することができる。
【０３６３】
また、レーザダウンライト４１０は、照明装置１５０の内部で、ＬＤチップ１０１から出射したレーザ光Ｌ０を、円筒状発光体４０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。
【０３６４】
なお、レーザダウンライト４１０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、上記照明装置の数や設置場所は特に限定されない。
【０３６５】
また、本実施形態では、図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように、レーザダウンライト４１０は、天板４０１に埋設され、取り付け金具４１６により固定されて設置されているが、レーザダウンライト４１０の設置方法は特に限定されない。
【０３６６】
次に、図１４（ｂ）に示すように、レーザダウンライト４１０は、照明装置１５０、筐体４１１、凹部４１２、ＡＣ／ＤＣコンバータ４１３、光源駆動用ＤＣ線４１５、家庭用ＡＣ１００Ｖ線４１４を備える。
【０３６７】
照明装置１５０の各構成要素については、上述したとおりであるので、ここでは、その説明を省略する。
【０３６８】
筐体４１１には、凹部４１２が形成されており、この凹部４１２の底面の図示しないネジ孔に照明装置１５０が嵌挿される。凹部４１２の表面には、金属薄膜が形成されており、凹部４１２は反射鏡として機能する。
【０３６９】
なお、凹部４１２の開口部をふさぐように透明または半透明の図示しない透光板を配置しても良い。透光板は、ＬＤチップ１０１からのレーザ光Ｌ０を遮断するとともに、レーザ光Ｌ０を変換することにより生成されたインコヒーレント光Ｌ１を透過する材質で形成することが好ましい。
【０３７０】
円筒状発光体４０によってコヒーレントなレーザ光Ｌ０は、そのほとんどがインコヒーレントＬ１に変換される。しかし、何らかの原因でレーザ光Ｌ０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、透光板によってレーザ光Ｌ０を遮断することにより、レーザ光Ｌ０が外部に漏れることを防止できる。
【０３７１】
なお、円筒状発光体４０の蛍光は、透光板を透して照明光として出射される。透光板は、筐体４１１に対して取外し可能であってもよく、省略されてもよい。
【０３７２】
次に、図１４（ａ）及び（ｂ）では、レーザダウンライト４１０は、円形の外縁を有しているが、レーザダウンライト４１０の形状（より厳密には、筐体４１１の形状）は特に限定されない。
【０３７３】
また、ダウンライトは、ヘッドランプとは異なり、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、円筒状発光体４０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。
【０３７４】
次に、家庭用ＡＣ１００Ｖ線４１４は、家庭用のコンセントから照明装置１５０に電流を供給する。
【０３７５】
家庭用ＡＣ１００Ｖ線４１４を介して供給される電流は、ＡＣ／ＤＣコンバータ４１３により、交流から直流に変換され、光源駆動用ＤＣ線４１５を介して照明装置１５０に供給される。
【０３７６】
以上のレーザダウンライト４１０は、高光束の照明装置１５０が装着されているため、発光点は１つでも十分な照明光が得られる。それゆえ、発光点が単一であることで、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。
【０３７７】
また、円筒状発光体４０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合せ）にすることにより、照明光の演色性を高めることもできる。
【０３７８】
さらに、レーザダウンライト４１０は、照明装置１５０のサイズや形状などを従来の電球の規格に合わせることにより、市販されている電球嵌め込み型のダウンライトの従来の電球を、照明装置１５０に取り替えることで簡単に実現できるので、その販促効果は、非常に高いことが予想される。
【０３７９】
なお、本発明は、以下のようにも表現できる。
【０３８０】
本発明のレーザ照明光源（発光装置）は、半導体レーザ素子（レーザ光源）と、半導体レーザ素子から放射されるレーザ光を受けて照明光（光）を発する蛍光体材料を含む発光部と、半導体レーザ素子から放射されるレーザ光を発光部に導くための導光部材（透光性部材）と、が一体化（パッケージ化）されたものである。
【０３８１】
すなわち、本発明のレーザ照明光源は、大きく分けて次の３点から構成される。
【０３８２】
（１）励起光源である半導体レーザ素子。
【０３８３】
（２）蛍光体を含有する発光部。
【０３８４】
（３）レーザ光源が発するレーザ光を発光部に導く導光部材。
【０３８５】
（４）上記（１）〜（３）の３点は、一つの筐体（パッケージ）に納められている。
【０３８６】
上記筐体は、例えば２分割された金属（ＳＵＳ）ブロックからなり、半導体レーザ素子、導光部材及び発光部それぞれをしっかり保持・固定できるようになっている。また、上記筐体は、矩形である必要はない。
【０３８７】
別の構成としては、半導体レーザ素子及び発光部の少なくとも一方を内包する導光部材を用いることによって一体化することも可能である。
【０３８８】
このような構成は、導光部材の材質を熱硬化性の透光性材料（例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、有機無機ハイブリッド材料）などを用い、予め作製・用意した半導体レーザ素子と発光部とを樹脂モールド用金型の所定の位置にセットしたのち、前記透光性材料を充填・硬化させることによって作製できる。
【０３８９】
また、レーザ照明光源と定電流回路とを一体化し、定電流回路が、例えば口金の中に備えられた照明装置としても良い。
【０３９０】
前記構成によれば、半導体レーザ素子を励起光源として蛍光体材料を含む発光部を励起する構成であるため、他のランプ・光源と比べて超小型・超高輝度なレーザ照明光源が実現できる。さらに、半導体レーザ素子、発光部及び導光部が一体化されている構成のため振動に強い。
【０３９１】
さらに、定電流回路及び口金を備えることにより、白熱電球、ハロゲンランプ、ＨＩＤランプなどと簡単に置き換えることのできる照明装置を実現することもできる。
【０３９２】
また、本発明は、以下のようにも表現できる。
【０３９３】
また、本発明の発光装置は、前記レーザ光源は、複数のレーザ光出射端を持つ単一の半導体レーザで構成されており、前記レーザ光は、対応するレーザ光出射端から出射するレーザ光であっても良い。
【０３９４】
また、本発明の発光装置は、前記発光部は、酸窒化物系蛍光体を含んでいても良い。
【０３９５】
また、本発明の発光装置は、前記発光部が発生する光の輝度が８０Ｍｃｄ／ｍ２以上であっても良い。
【０３９６】
また、本発明の発光装置は、前記発光部が発生する光の光束が１５００ｌｍ以上、３２００ｌｍ以下であっても良い。
【０３９７】
以上によれば、発光部の小型化を可能とし、かつ、振動に対する耐性を高くすることができる。
【０３９８】
なお、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合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】
【０３９９】
本発明は、小型化の要請が高いレーザ照明光源、光源装置、発光装置及びこれらを備えた照明装置、灯具及び照明器具に適用することができる。
【符号の説明】
【０４００】
１１    ＬＤチップ（レーザ光源）
２０，２１  円錐台状集光部（透光性部材）
２２    封止部材（透光性部材）
２３    等距離配置用集光部（透光性部材）
２４    徳利状集光部（透光性部材）
２５    角錐台状集光部（透光性部材）
３０    凸レンズ状曲面（発光部に近い方の端部）
３１    凹レンズ状曲面（発光部に近い方の端部）
４０    円筒状発光体（発光部）
４１    直方体状発光体（発光部）
５０    筐体
５０Ａ  筐体上部（第２筐体）
５０Ｂ  筐体下部（第１筐体）
９０    反射鏡
１０１    ＬＤチップ（レーザ光源）
１０２    発光点（レーザ光源）
１１０，１２０，１３０，１４０  発光装置（照明装置，車両用前照灯）
１５０，１６０，１７０，１８０  照明装置（発光装置，車両用前照灯）
２０１    光入射面（レーザ光源に近い方）
２０２    光照射面（発光部に近い方，発光部に近い方の端部）
２０３    円錐台側面（光反射側面，囲繞構造）
２１１    円錐台底面（レーザ光源に近い方）
２１２    円錐台頂部（発光部に近い方，発光部に近い方の端部）
２１３    円錐台側面（光反射側面，囲繞構造）
２２３    封止部材側面
２３１    等距離曲面（レーザ光源に近い方，透光性部材の一端）
２３２    楕円錐台頂部（発光部に近い方，発光部に近い方の端部）
２３３    楕円錐台側面（光反射側面，囲繞構造）
２４２    徳利状口部（発光部に近い方，発光部に近い方の端部）
２４３    徳利状側面（光反射側面，囲繞構造）
２５１    角錐台底面（レーザ光源に近い方）
２５２    光照射面（発光部に近い方，発光部に近いほうの端部）
２５３    角錐台側面（光反射側面，囲繞構造）
４１０    レーザダウンライト（発光装置、照明装置）
Ｃ    円弧
ｈ    注入孔
ｈ１  充填孔
ｈ２  空気孔
ｈ３  透光性部材形成孔
Ｌ０，ＬＡ，ＬＢ  レーザ光
ＬＣ  出射光（レーザ光）
Ｌ１  インコヒーレント光（光）
Ｓ    金型
ＳＡ  金型上部（金型）
ＳＢ  金型下部（金型）
Ｏ    中心（発光部の中心）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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