(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を出射する励起光源と、
上記励起光源から出射された励起光により発光する蛍光体を含む発光部と、
上記発光部における上記励起光が照射される面である励起光照射面の側に配置され、上記発光部の熱を受け取る透光性の熱伝導部材と、
上記熱伝導部材と上記励起光照射面との間の隙間を埋める間隙層とを備え、
上記間隙層は、熱伝導性粒子を含み、
上記熱伝導性粒子は所定の直径を有するとともに層を形成しており、当該層が上記発光部および上記熱伝導部材に接触することにより、上記発光部と上記熱伝導部材との間の距離を一定に維持することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
上記間隙層は、上記発光部と上記熱伝導部材とを接着するものであ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】
上記間隙層は、上記発光部と上記熱伝導部材との熱膨張率の差を吸収する柔軟性を有していることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
上記発光部と上記熱伝導部材との相対位置関係を固定する固定部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項５】
上記固定部は、上記発光部よりも高い熱伝導率を有していることを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
上記熱伝導性粒子は、上記励起光を拡散するものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項７】
上記間隙層の、上記発光部および上記熱伝導部材と接していない表面の少なくとも一部を覆う反射膜をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の発光装置。
【請求項８】
上記間隙層の、上記熱伝導部材と上記励起光照射面との間の厚みは、３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項９】
上記発光部における、上記励起光照射面と当該励起光照射面と対向する面との間の厚みは、上記蛍光体の粒径の１０倍以上、２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１０】
上記熱伝導部材における、上記励起光照射面の側に位置する第１面と当該第１面と対向する第２面との間の厚みは、０．３ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０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。
【請求項１２】
請求項１〜１０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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高輝度光源として機能する発光装置並びに、当該発光装置を備えた照明装置および車両用前照灯に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、励起光源として発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）や半導体レーザ（ＬＤ；Laser Diode）等の半導体発光素子を用い、これらの励起光源から生じた励起光を、蛍光体を含む発光部に照射することによって発生する蛍光を照明光として用いる発光装置の研究が盛んになってきている。
【０００３】
このような発光装置に関する技術の例として特許文献１に開示された灯具がある。この灯具では、高輝度光源を実現するために、励起光源として半導体レーザを用いている。半導体レーザから発振されるレーザ光は、コヒーレントな光であるため、指向性が強く、当該レーザ光を励起光として無駄なく集光し、利用することができる。このような半導体レーザを励起光源として用いた発光装置（ＬＤ発光装置と称する）を車両用ヘッドランプに好適に適用することができる。励起光源として半導体レーザを用いることにより、ＬＥＤでは実現し得なかった高輝度の光源を実現できる。
【０００４】
このようなレーザ光を励起光として用いた場合、微小な発光部、すなわち微小な体積の発光部において、発光部に照射されて吸収される励起光のうちの、蛍光体により蛍光に変換されること無く熱に変換されてしまう成分が、発光部の温度を容易に上昇させ、その結果、発光部の特性低下や熱による損傷を引き起こしてしまう。
【０００５】
この問題を解決するために特許文献２の発明では、波長変換部材（発光部に相当）に熱的に接続された透光性で板状の熱伝導部材を設け、この熱伝導部材により波長変換部材の発熱を軽減している。
【０００６】
また、特許文献３の発明では、波長変換部材を円筒形状のフェルールで保持し、このフェルールにワイヤ状の熱伝導部材を熱的に接続することにより波長変換部材の発熱を軽減している。
【０００７】
また、特許文献４の発明では、光変換部材（発光部に相当）の、半導体発光素子が位置する側に、冷媒が流れる流路を有する放熱部材を設け、光変換部材を冷却している。
【０００８】
なお、光源としての高出力ＬＥＤチップの表面に透光性のヒートシンクを熱的に接続し、高出力ＬＥＤチップを冷却する構成が特許文献５に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１５００４１号公報（２００５年６月９日公開）
【特許文献２】特開２００７−２７６８８号公報（２００７年２月１日公開）
【特許文献３】特開２００７−３３５５１４号公報（２００７年１２月２７日公開）
【特許文献４】特開２００５−２９４１８５号公報（２００５年１０月２０日公開）
【特許文献５】特表２００９−５１３００３号公報（２００９年３月２６日公表）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
発光部を熱伝導部材とは別に形成し、発光部の表面に熱伝導部材を当接させる構成では、発光部と熱伝導部材との間に隙間が生じるため熱伝導部材の熱吸収効率が低下するという問題が生じることを、本発明の発明者は鋭意研究の結果見出した。このような問題の解決方法については、上記特許文献には記載されていない。
【００１１】
例えば、特許文献２の発明では、スパッタリング法、蒸着法、メッキ法等により発光部の表面に熱伝導部材としての熱伝導層を形成しているため、発光部と熱伝導部材とは別々には形成されていない。
【００１２】
また、特許文献４の発明では、スクリーン印刷またはインクジェット塗布などにより放熱部材の表面に発光部（光変換部材）を形成しており、発光部と熱伝導部材とは別々には形成されていない。
【００１３】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、発光部と熱伝導部材とを別々に形成する構成において、発光部の熱を吸収する熱伝導部材の熱吸収効率を高め、発光部を効率良く冷却することができる発光装置、照明装置および車両用前照灯を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る発光装置は、上記の課題を解決するために、励起光を出射する励起光源と、上記励起光源から出射された励起光により発光する蛍光体を含む発光部と、上記発光部における上記励起光が照射される面である励起光照射面の側に配置され、上記発光部の熱を受け取る透光性の熱伝導部材と、上記熱伝導部材と上記励起光照射面との間の隙間を埋める間隙層とを備えることを特徴としている。
【００１５】
上記の構成によれば、励起光を受けて発光部が発光するが、このときに励起光の一部が熱となり、発光部が発熱する。発光部の励起光照射面の側に配置された熱伝導部材が、発光部の熱を吸収することにより発光部を冷却する。この熱伝導部材は透光性であるため、励起光は当該熱伝導部材を透過して発光部に到達できる。
【００１６】
発光部に含まれる蛍光体の大きさは直径１〜２０μｍであり、発光部の励起光照射面の側の表面に蛍光体が存在している場合、透光性の熱伝導部材（例えば、サファイア）の表面に当接させれば、比較的大きな隙間が生じるため、熱伝導部材と接している領域（接触面積）は実質的に小さくなる。本発明は、熱伝導部材と励起光照射面との間に間隙層を設けることにより、この隙間を埋めることができる。これにより、熱伝導部材と励起光照射面との接触面積が実質的に増える。
【００１７】
それゆえ、発光部において生じた熱を、熱伝導部材を用いて効率良く逃がすこと（すなわち、熱伝導部材の熱吸収効率を高めること）ができる。
【００１８】
また、上記間隙層は、上記発光部と上記熱伝導部材とを接着するものであることが好ましい。
【００１９】
上記の構成により、間隙層によって発光部を熱伝導部材に対して固定できる。
【００２０】
また、上記間隙層は、上記発光部と上記熱伝導部材との熱膨張率の差を吸収する柔軟性を有していることが好ましい。
【００２１】
発光部が発熱した場合、発光部と熱伝導部材とでは熱膨張率が異なるため、発光部と熱伝導部材とを間隙層によって接着している場合には、熱膨張率の差によって発光部が熱伝導部材から剥離する可能性がある。
【００２２】
上記の構成によれば、間隙層は熱伝導部材との熱膨張率の差を吸収する柔軟性（または粘性）を有しているため、発光部の発熱により当該発光部が熱伝導部材から剥離することを防止できる。
【００２３】
また、上記発光部と上記熱伝導部材との相対位置関係を固定する固定部をさらに備えることが好ましい。
【００２４】
上記の構成によれば、固定部を設けることにより、発光部と熱伝導部材との相対位置関係が固定される。それゆえ、間隙層の粘着性が低い場合や、発光部と熱伝導部材との間に熱膨張率の差が生じる場合でも、発光部が熱伝導部材から剥離することを防止できる。
【００２５】
また、上記固定部は、上記発光部よりも高い熱伝導率を有していることが好ましい。
【００２６】
上記の構成によれば、間隙層が発光部よりも高い熱伝導率を有しているため、発光部において生じた熱に効率良く吸収することができ、固定部によって発光部を冷却できる。
【００２７】
また、上記間隙層は、上記発光部および上記熱伝導部材と接触する熱伝導性粒子を含んでいることが好ましい。
【００２８】
上記の構成によれば、熱伝導性粒子によって発光部の熱が熱伝導部材に伝導される。それゆえ、間隙層の主たる構成成分の熱伝導率がそれほど高くない場合でも、熱伝導部材によって発光部の熱を熱伝導部材に効率良く伝導することができる。
【００２９】
また、上記間隙層は、上記励起光を拡散する拡散剤を含んでいることが好ましい。
【００３０】
励起光はコヒーレントな光であり、発光部において蛍光に変換または拡散されずにそのまま外部に放射されると人体に害を及ぼす可能性がある。
【００３１】
上記の構成によれば、間隙層に拡散剤が含まれており、この拡散剤によって励起光が拡散される。それゆえ、発光部において励起光が全て蛍光に変換または拡散されない場合でも、予め励起光を間隙層で拡散しておくことで、コヒーレントな光が外部にもれる可能性を低減できる。
【００３２】
また、上記間隙層の、上記発光部および上記熱伝導部材と接していない表面の少なくとも一部を覆う反射膜をさらに備えることが好ましい。
【００３３】
間隙層が拡散剤を含んでいる場合には、励起光が拡散剤によって拡散されることで、発光部に向かわずに、間隙層の側方（発光部に対して照射された励起光の光軸に垂直な方向を中心軸とする所定の角度範囲内）へ向かう励起光（迷光と称する）が発生する。
【００３４】
上記の構成によれば、反射膜によって、間隙層の、発光部および熱伝導部材と接していない表面の少なくとも一部が覆われるため、上記迷光の少なくとも一部が間隙層から出射することなく、間隙層の内部にとどまる。
【００３５】
それゆえ、間隙層に拡散剤を含ませた場合の励起光の利用効率を高めることができる。
【００３６】
また、上記間隙層の、上記熱伝導部材と上記励起光照射面との間の厚みは、３０μｍ以下であることが好ましい。
【００３７】
間隙層の厚みを３０μｍ以下にすることにより、間隙層の熱伝導率が発光部の熱伝導率よりも低い場合でも、間隙層の熱抵抗を小さくでき、発光部において生じた熱を、間隙層を介して熱伝導部材に効率良く伝えることができる。
【００３８】
また、上記発光部における、上記励起光照射面と当該励起光照射面と対向する面との間の厚みは、上記蛍光体の粒径の１０倍以上、２ｍｍ以下であることが好ましい。
【００３９】
発光部を薄くすれば、厚い場合に比べて発光部の熱を熱伝導部材へ効率良く伝えることができるが、発光部を薄くし過ぎると励起光が蛍光に変換されず外部に放射される恐れがある。逆に発光部を厚くし過ぎると、熱伝導部材による発光部の放熱効率が低下するとともに、発光装置の配光パターンがぼけてしまう可能性がある。
【００４０】
それゆえ、発光部の厚みは、蛍光体の粒径の１０倍以上、２ｍｍ以下であることが好ましい。発光部の厚みが蛍光体の粒径の１０倍あれば、ほぼ全ての励起光が蛍光に変換されることがシミュレーションにより明らかになっている。
【００４１】
また、上記熱伝導部材における、上記励起光照射面の側に位置する第１面と当該第１面と対向する第２面との間の厚みは、０．３ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００４２】
熱伝導部材の厚みが０．３ｍｍよりも薄いと発光部の放熱を十分にできず、発光部が劣化してしまう可能性がある。また、３．０ｍｍを超える厚みにすると、発光部に向けて照射された励起光が、熱伝導部材において吸収される率が大きくなり、励起光の利用効率が顕著に下がる。それゆえ、熱伝導部材の厚みは、０．３ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００４３】
また、上記発光装置を備えている照明装置および車両用前照灯も本発明の技術的範囲に含まれる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明に係る発光装置は、以上のように、励起光を出射する励起光源と、上記励起光源から出射された励起光により発光する蛍光体を含む発光部と、上記発光部における上記励起光が照射される面である励起光照射面の側に配置され、上記発光部の熱を受け取る透光性の熱伝導部材と、上記熱伝導部材と上記励起光照射面との間の隙間を埋める間隙層とを備える構成である。
【００４５】
それゆえ、発光部において生じた熱を、熱伝導部材を用いて効率良く逃がすことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態に係るヘッドランプの構成を示す断面図である。
【図２】上記ヘッドランプが備える発光部と熱伝導部材とが接着層によって接着されている構造を示す図である。
【図３】拡散剤の好ましい一例を示す断面図である。
【図４】（ａ）は、半導体レーザの回路図を模式的に示したものであり、（ｂ）は、半導体レーザの基本構造を示す斜視図である。
【図５】上記発光部の変更例を示す断面図である。
【図６】上記ヘッドランプが備える発光部および熱伝導部材の具体例を示す図である。
【図７】本発明の別の実施形態に係るヘッドランプの構成を示す概略図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、固定部の変形例を示す図であり、（ｄ）は、発光部を接着層によって熱伝導部材に接続する構成を示す図である。
【図９】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。
【図１０】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。
【図１１】上記レーザダウンライトの断面図である。
【図１２】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。
【図１３】上記ＬＥＤダウンライトが設置された天井の断面図である。
【図１４】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。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１〜図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。ここでは、本発明の照明装置の一例として、自動車用のヘッドランプ（発光装置、照明装置、車両用前照灯）１を例に挙げて説明する。ただし、本発明の照明装置は、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、その他の照明装置として実現されてもよい。その他の照明装置として、例えば、サーチライト、プロジェクター、家庭用照明器具を挙げることができる。
【００４８】
また、ヘッドランプ１は、走行用前照灯（ハイビーム）の配光特性基準を満たしていてもよいし、すれ違い用前照灯（ロービーム）の配光特性基準を満たしていてもよい。
【００４９】
（ヘッドランプ１の構成）
まず、図１を参照しながら、ヘッドランプ１の構成について説明する。図１は、ヘッドランプ１の構成を示す断面図である。同図に示すように、ヘッドランプ１は、半導体レーザアレイ２と、非球面レンズ４と、光ファイバー５と、フェルール６と、発光部７と、反射鏡８と、透明板９と、ハウジング１０と、エクステンション１１と、レンズ１２と、熱伝導部材１３と、冷却部１４と、接着層１５とを備えている。接着層１５は熱伝導部材１３と発光部７との間隙に充填される間隙層として機能する。また、図２に示すように、接着層１５には拡散剤１６が含まれている。図２は、発光部７と熱伝導部材１３とが接着層１５によって接着されている構造を示す図である。
【００５０】
（半導体レーザアレイ２／半導体レーザ３）
半導体レーザアレイ２は、励起光を出射する励起光源として機能し、複数の半導体レーザ（励起光源）３を基板上に備えるものである。半導体レーザ３のそれぞれから励起光としてのレーザ光が発振される。なお、励起光源として複数の半導体レーザ３を用いる必要は必ずしもなく、半導体レーザ３を１つのみ用いてもよいが、高出力のレーザ光を得るためには、複数の半導体レーザ３を用いる方が容易である。
【００５１】
半導体レーザ３は、１チップに１つの発光点を有するものであり、例えば、４０５ｎｍ（青紫色）のレーザ光を発振し、出力１．０Ｗ、動作電圧５Ｖ、電流０．６Ａのものであり、直径５．６ｍｍのパッケージに封入されているものである。半導体レーザ３が発振するレーザ光は、４０５ｎｍに限定されず、３８０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有するレーザ光であればよい。
【００５２】
なお、３８０ｎｍより小さい波長のレーザ光を発振する良質な短波長用の半導体レーザを作製することが可能であれば、本実施の形態の半導体レーザ３として、３８０ｎｍより小さい波長のレーザ光を発振するように設計された半導体レーザを用いることも可能である。
【００５３】
また、本実施形態では、励起光源として半導体レーザを用いたが、半導体レーザの代わりに、発光ダイオードを用いることも可能である。
【００５４】
（非球面レンズ４）
非球面レンズ４は、半導体レーザ３から発振されたレーザ光（励起光）を、光ファイバー５の一方の端部である入射端部５ｂに入射させるためのレンズである。例えば、非球面レンズ４として、アルプス電気製のＦＬＫＮ１  ４０５を用いることができる。上述の機能を有するレンズであれば、非球面レンズ４の形状および材質は特に限定されないが、４０５ｎｍ近傍の透過率が高く、かつ耐熱性のよい材料であることが好ましい。
【００５５】
（光ファイバー５）
（光ファイバー５の配置）
光ファイバー５は、半導体レーザ３が発振したレーザ光を発光部７へと導く導光部材であり、複数の光ファイバーの束である。この光ファイバー５は、上記レーザ光を受け取る複数の入射端部５ｂと、入射端部５ｂから入射したレーザ光を出射する複数の出射端部５ａとを有している。複数の出射端部５ａは、発光部７のレーザ光照射面（励起光照射面）７ａにおける互いに異なる領域に対してレーザ光を出射する。
【００５６】
例えば、複数の光ファイバー５の出射端部５ａは、レーザ光照射面７ａに対して平行な平面において並んで配置されている。このような配置により、出射端部５ａから出射されるレーザ光の光強度分布における最も光強度が大きいところ（各レーザ光がレーザ光照射面７ａに形成する照射領域の中央部分（最大光強度部分））が、発光部７のレーザ光照射面７ａの互いに異なる部分に対して出射されるため、発光部７のレーザ光照射面７ａに対してレーザ光を２次元平面的に分散して照射することができる。
【００５７】
それゆえ、発光部７にレーザ光が局所的に照射されることにより、発光部７の一部が著しく劣化することを防止できる。
【００５８】
なお、光ファイバー５は複数の光ファイバーの束（すなわち複数の出射端部５ａを備えた構成）である必要は必ずしもなく、出射端部５ａは１つであってもよい。
【００５９】
また、出射端部５ａは、レーザ光照射面７ａに接触していてもよいし、僅かに間隔をおいて配置されてもよい。特に、出射端部５ａがレーザ光照射面７ａと間隔をおいて配置される場合、その間隔は、出射端部５ａから出射され円錐状に拡がるレーザ光が、レーザ光照射面７ａに全て照射されるように定められることが好ましい。
【００６０】
（光ファイバー５の材質および構造）
光ファイバー５は、中芯のコアを、当該コアよりも屈折率の低いクラッドで覆った２層構造をしている。コアは、レーザ光の吸収損失がほとんどない石英ガラス（酸化ケイ素）を主成分とするものであり、クラッドは、コアよりも屈折率の低い石英ガラスまたは合成樹脂材料を主成分とするものである。例えば、光ファイバー５は、コアの径が２００μｍ、クラッドの径が２４０μｍ、開口数ＮＡが０．２２の石英製のものであるが、光ファイバー５の構造、太さおよび材質は上述のものに限定されず、光ファイバー５の長軸方向に対して垂直な断面は矩形であってもよい。
【００６１】
また、光ファイバー５は、可撓性を有しているため、出射端部５ａの、発光部７のレーザ光照射面７ａに対する配置を容易に変えることができる。それゆえ、発光部７のレーザ光照射面７ａの形状に沿って出射端部５ａを配置することができ、レーザ光を発光部７のレーザ光照射面７ａの全面にわたってマイルドに照射することができる。
【００６２】
また、光ファイバー５は、可撓性を有しているため、半導体レーザ３と発光部７との相対位置関係を容易に変更できる。また、光ファイバー５の長さを調整することにより、半導体レーザ３を発光部７から離れた位置に設置することができる。
【００６３】
それゆえ、半導体レーザ３を、冷却しやすい位置または交換しやすい位置に設置できるなど、ヘッドランプ１の設計自由度を高めることができる。すなわち、入射端部５ｂと出射端部５ａとの位置関係を容易に変更することができ、半導体レーザ３と発光部７との位置関係を容易に変更することができるので、ヘッドランプ１の設計自由度を高めることができる。
【００６４】
なお、導光部材として光ファイバー以外の部材、または光ファイバーと他の部材とを組み合わせたものを用いてもよい。例えば、レーザ光の入射端部と出射端部とを有する円錐台形状（または角錐台形状）の導光部材を１つまたは複数用いてもよい。
【００６５】
（フェルール６）
フェルール６は、光ファイバー５の複数の出射端部５ａを発光部７のレーザ光照射面に対して所定のパターンで保持する。このフェルール６は、出射端部５ａを挿入するための孔が所定のパターンで形成されているものでもよいし、上部と下部とに分離できるものであり、上部および下部の接合面にそれぞれ形成された溝によって出射端部５ａを挟み込むものでもよい。
【００６６】
このフェルール６は、反射鏡８から延出する棒状または筒状の部材などによって反射鏡８に対して固定されていてもよいし、熱伝導部材１３に対して固定されていてもよい。フェルール６の材質は、特に限定されず、例えばステンレススチールである。また、１つの発光部７に対して、複数のフェルール６を配置してもよい。
【００６７】
なお、光ファイバー５の出射端部５ａが１つの場合には、フェルール６を省略することも可能である。ただし、出射端部５ａのレーザ光照射面７ａに対する相対位置を正確に固定するために、フェルール６を設けることが好ましい。
【００６８】
（発光部７）
（発光部７の組成）
発光部（波長変換部材）７は、出射端部５ａから出射されたレーザ光を受けて発光するものであり、レーザ光を受けて発光する蛍光体を含んでいる。具体的には、発光部７は、蛍光体保持物質（封止材）としてのシリコーン樹脂の内部に蛍光体が分散されているものである。シリコーン樹脂と蛍光体との割合は、１０：１程度である。また、発光部７は、蛍光体を押し固めたものであってもよい。蛍光体保持物質は、シリコーン樹脂等の樹脂材料に限定されず、いわゆる有機無機ハイブリッドガラスや無機ガラスであってもよい。
【００６９】
上記蛍光体は、例えば、酸窒化物系のものであり、青色、緑色および赤色に発光する蛍光体のいずれか１つ以上がシリコーン樹脂に分散されている。半導体レーザ３は、４０５ｎｍ（青紫色）のレーザ光を発振するため、発光部７に当該レーザ光が照射されると複数の色が混合され白色光が発生する。それゆえ、発光部７は、波長変換材料であるといえる。
【００７０】
なお、半導体レーザ３は、４５０ｎｍ（青色）のレーザ光（または、４４０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する、いわゆる「青色」近傍のレーザ光）を発振するものでもよく、この場合には、上記蛍光体は、黄色の蛍光体、または緑色の蛍光体と赤色の蛍光体との混合物である。黄色の蛍光体とは、５６０ｎｍ以上５９０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する光を発する蛍光体である。緑色の蛍光体とは、５１０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する光を発する蛍光体である。赤色の蛍光体とは、６００ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する光を発する蛍光体である。
【００７１】
（蛍光体の種類）
発光部７は、酸窒化物系蛍光体またはＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ナノ粒子蛍光体を含んでいることが好ましい。これらの材料は、半導体レーザ３から発せられた極めて強いレーザ光（出力および光密度）に対しての耐性が高く、レーザ照明光源に最適である。
【００７２】
代表的な酸窒化物系蛍光体として、サイアロン蛍光体と通称されるものがある。サイアロン蛍光体とは、窒化ケイ素のシリコン原子の一部がアルミニウム原子に、窒素原子の一部が酸素原子に置換された物質である。窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）にアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）および希土類元素などを固溶させて作ることができる。
【００７３】
一方、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）。
【００７４】
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。
【００７５】
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と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。
【００７６】
よって、発光部７が熱により劣化（変色や変形）するのを、より抑制することができる。これにより、光の出力が高い発光素子を光源として用いる場合に、発光装置の寿命が短くなるのをより抑制することができる。
【００７７】
（発光部７の形状・サイズ）
発光部７の形状および大きさは、例えば、直径３．２ｍｍおよび厚さ１ｍｍの円柱形状であり、出射端部５ａから出射されたレーザ光を、当該円柱の底面であるレーザ光照射面７ａにおいて受光する。
【００７８】
また、発光部７は、円柱形状でなく、直方体であってもよい。例えば、３ｍｍ×１ｍｍ×１ｍｍの直方体である。この場合、半導体レーザ３からのレーザ光を受けるレーザ光照射面の面積は、３ｍｍ２である。日本国内で法的に規定されている車両用ヘッドランプの配光パターン（配光分布）は、鉛直方向に狭く、水平方向に広いため、発光部７の形状を、水平方向に対して横長（断面略長方形形状）にすることにより、上記配光パターンを実現しやすくなる。
【００７９】
ここで必要とされる発光部７の厚みは、発光部７における蛍光体保持物質と蛍光体との割合に従って変化する。発光部７における蛍光体の含有量が多くなれば、レーザ光が白色光に変換される効率が高まるため発光部７の厚みを薄くできる。発光部７を薄くすれば熱伝導部材１３への放熱効果も高まる効果があるが、あまり薄くするとレーザ光が蛍光に変換されず外部に放射される恐れがあり、蛍光体での励起光の吸収の観点からすると発光部の厚みは蛍光体の粒径の少なくとも１０倍以上あることが好ましい。この観点からするとナノ粒子蛍光体を用いた場合の発光部の厚みは０．０１μｍ以上であればよいことになるが、封止材中への分散等、製造プロセスの容易性を考慮すると１０μｍ以上、すなわち０．０１ｍｍ以上が好ましい。逆に厚くしすぎると反射鏡８の焦点からのずれが大きくなり配光パターンがぼけてしまう。
【００８０】
このため酸窒化物蛍光体を用いた発光部７の厚みとしては、０．２ｍｍ以上、２ｍｍ以下が好ましい。ただし、蛍光体の含有量を極端に多くした場合（典型的には蛍光体が１００％）、厚みの下限はこの限りではない。
【００８１】
さらに、発光部７のレーザ光照射面７ａは、平面である必要は必ずしもなく、曲面であってもよい。ただし、レーザ光の反射を抑えるためには、レーザ光照射面７ａはレーザ光の光軸に対して垂直な平面であることが好ましい。
【００８２】
また、発光部７は、図１および図２に示すように、熱伝導部材１３の面のうち、レーザ光が照射される側とは反対側の面に接着層１５によって固定されている。
【００８３】
（反射鏡８）
反射鏡８は、発光部７から出射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ものである。すなわち、反射鏡８は、発光部７からの光を反射することにより、ヘッドランプ１の前方へ進む光線束を形成する。この反射鏡８は、例えば、金属薄膜がその表面に形成された曲面形状（カップ形状）の部材である。
【００８４】
（透明板９）
透明板９は、反射鏡８の開口部を覆う透明な樹脂板である。この透明板９を、半導体レーザ３からのレーザ光を遮断するとともに、発光部７においてレーザ光を変換することにより生成された白色光（インコヒーレントな光）を透過する材質で形成することが好ましい。発光部７によってコヒーレントなレーザ光は、そのほとんどがインコヒーレントな白色光に変換される。しかし、何らかの原因でレーザ光の一部が変換されない場合も考えられる。このような場合でも、透明板９によってレーザ光を遮断することにより、レーザ光が外部に漏れることを防止できる。
【００８５】
また、透明板９は、熱伝導部材１３と共に、発光部７を固定するために用いられてもよい。すなわち、発光部７を熱伝導部材１３と透明板９とで挟持してもよい。この場合、透明板９は、発光部７と熱伝導部材１３との相対位置関係を固定する固定部として機能する。発光部７を熱伝導部材１３と透明板９とで挟持することにより、接着層１５の接着力が弱い場合でも発光部７の位置をより確実に固定できる。
【００８６】
このとき、透明板９が、発光部７よりも高い熱伝導率を有しているもの（例えば、発光部を構成する封止材がシリコーン樹脂の場合に、ガラス）であれば、透明板９による発光部７の冷却効果を得ることができる。
【００８７】
なお、発光部７を熱伝導部材１３のみで固定する場合には、透明板９を省略することも可能である。
【００８８】
（ハウジング１０）
ハウジング１０は、ヘッドランプ１の本体を形成しており、反射鏡８等を収納している。光ファイバー５は、このハウジング１０を貫いており、半導体レーザアレイ２は、ハウジング１０の外部に設置される。半導体レーザアレイ２は、レーザ光の発振時に発熱するが、ハウジング１０の外部に設置することにより半導体レーザアレイ２を効率良く冷却することが可能となる。したがって、半導体レーザアレイ２から発生する熱による、発光部７の特性劣化や熱的損傷等が防止される。
【００８９】
また、半導体レーザ３は、万一故障した時のことを考慮して、交換しやすい位置に設置することが好ましい。これらの点を考慮しなければ、半導体レーザアレイ２をハウジング１０の内部に収納してもよい。
【００９０】
（エクステンション１１）
エクステンション１１は、反射鏡８の前方の側部に設けられており、ヘッドランプ１の内部構造を隠して、ヘッドランプ１の見栄えを良くするとともに、反射鏡８と車体との一体感を高めている。このエクステンション１１も反射鏡８と同様に金属薄膜がその表面に形成された部材である。
【００９１】
（レンズ１２）
レンズ１２は、ハウジング１０の開口部に設けられており、ヘッドランプ１を密封している。発光部７が発生し、反射鏡８によって反射された光は、レンズ１２を通ってヘッドランプ１の前方へ出射される。
【００９２】
（熱伝導部材１３）
熱伝導部材（高熱伝導部材）１３は、発光部７における励起光が照射される面であるレーザ光照射面（励起光照射面）７ａの側に配置され、発光部７の熱を受け取る透光性の部材であり、発光部７と熱的に（すなわち、熱エネルギーの授受が可能なように）接続されている。具体的には、発光部７と熱伝導部材１３とは、図２に示すように、接着層（間隙層）１５によって接着されている。図２は、発光部７が接着層１５によって熱伝導部材１３に接着されている状態を示す図である。
【００９３】
熱伝導部材１３は、板状の部材であり、その一方の端部が発光部７のレーザ光照射面７ａ熱的に接触しており、他方の端部が冷却部１４に熱的に接続されている。
【００９４】
熱伝導部材１３は、このような形状および接続形態を有することで、微小な発光部７を発光部固定位置で保持しつつ、発光部７から発生する熱をヘッドランプ１の外部に放熱する。
【００９５】
発光部７の熱を効率良く逃がすために、熱伝導部材１３の熱伝導率は、２０Ｗ／ｍＫ以上であることが好ましい。また、半導体レーザ３から出射されたレーザ光は、熱伝導部材１３を透過して発光部７に到達する。そのため、熱伝導部材１３は、透光性の優れた材質からなるものであることが好ましい。
【００９６】
これらの点を考慮して、熱伝導部材１３の材質としては、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）やマグネシア（ＭｇＯ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、スピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）が好ましい。これらの材料を用いることにより、熱伝導率２０Ｗ／ｍＫ以上を実現できる。
【００９７】
また、図２において符号１３ｃで示す熱伝導部材１３の厚み（熱伝導部材１３における、レーザ光照射面７ａの側に位置する第１面１３ａと、当該第１面１３ａに対向する第２面１３ｂとの間の厚み）は、０．３ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下が好ましい。０．３ｍｍよりも薄いと発光部７の放熱を十分にできず、発光部７が劣化してしまう可能性がある。また、３．０ｍｍを超えるような厚みにすると、照射されたレーザ光の熱伝導部材１３における吸収が大きくなり、励起光の利用効率が顕著に下がる。
【００９８】
熱伝導部材１３を適切な厚みで発光部７に当接させることにより、特に発光部７での発熱が１Ｗを超えるような極めて強いレーザ光を照射しても、その発熱が迅速且つ効率的に放熱され、発光部７が損傷（劣化）してしまうことを防止できる。
【００９９】
なお、熱伝導部材１３は、折れ曲がりのない板状のものであってもよいし、折れ曲がった部分や湾曲した部分を有していてもよい。ただし、発光部７が接着される部分は、接着の安定性の観点から平面（板状）である方が好ましい。
【０１００】
（熱伝導部材１３の変更例）
熱伝導部材１３は、透光性を有する部分（透光部）と透光性を有さない部分（遮光部）とを有していてもよい。この構成の場合、透光部は発光部７のレーザ光照射面７ａを覆うように配置され、遮光部はその外側に配置される。
【０１０１】
遮光部は、金属（例えば銅やアルミ）の放熱パーツであってもよいし、アルミや銀その他、照明光を反射させる効果のある膜が透光性部材の表面に形成されているものであってもよい。
【０１０２】
（冷却部１４）
冷却部１４は、熱伝導部材１３を冷却する部材であり、例えば、アルミや銅などの金属からなる熱伝導性の高い放熱ブロックである。なお、反射鏡８が金属で形成されるのであれば、反射鏡８が冷却部１４を兼ねていてもよい。または、冷却部１４は、冷却液をその内部に循環させることによって熱伝導部材１３を冷却する冷却装置であってもよいし、風冷によって熱伝導部材１３を冷却する冷却装置（ファン）であってもよい。
【０１０３】
冷却部１４を金属塊として実現する場合には、当該金属塊の上面に複数の放熱用のフィンを設けてもよい。この構成により、金属塊の表面積を増加させ、金属塊からの放熱をより効率良く行うことができる。
【０１０４】
なお、この冷却部１４はヘッドランプ１にとって必須なものではなく、熱伝導部材１３が発光部７から受け取った熱を熱伝導部材１３から自然に放熱させてもよい。冷却部１４を設けることで、熱伝導部材１３からの放熱を効率良く行うことができ、特に、発光部７からの発熱量が３Ｗ以上の場合に、冷却部１４の設置が有効となる。
【０１０５】
また、熱伝導部材１３の長さを調整することにより、冷却部１４を発光部７から離れた位置に設置することができる。この場合、図１に示すような、冷却部１４がハウジング１０に収納される構成に限らず、熱伝導部材１３がハウジング１０を貫くことにより、冷却部１４がハウジング１０の外部に設置することも可能となる。
【０１０６】
それゆえ、冷却部１４が故障した場合に修理または交換しやすい位置に設置することができ、ヘッドランプ１の設計自由度を高めることができる。
【０１０７】
（接着層１５）
接着層１５は、熱伝導部材１３とレーザ光照射面７ａとの間の隙間を埋める接着剤の層である。発光部７に含まれる蛍光体の大きさは直径５〜２０μｍ前後であり、例えばサファイアからなる研磨された熱伝導部材１３の表面に発光部７を当接させれば、比較的大きな隙間が生じる。熱伝導部材１３と発光部７のレーザ光照射面７ａとの間に接着層１５を設けることにより、この隙間を埋めることができる。
【０１０８】
これにより、熱伝導部材１３とレーザ光照射面７ａとの接触面積が実質的に増える。そのため、熱伝導部材１３の熱吸収効率を高めることができる。このとき接着層１５が、発光部７と同等か、それよりも高い熱伝導率を有していれば、熱伝導部材１３の熱吸収効率をさらに高めることができる。
【０１０９】
接着層１５の一例として、アーデル社製の可視光重合型光学用接着剤エピカコール（Epixacolle）ＥＰ４３３を挙げることができる。この製品の熱伝導率は開示されていないが、アクリル系接着剤であることから、０．１〜０．３Ｗ／ｍＫ程度と考えられる。
【０１１０】
また、接着層１５は、発光部７と熱伝導部材１３との熱膨張率の差を吸収する柔軟性（または粘性）を有していることが好ましい。発光部７が発熱した場合、発光部７と熱伝導部材１３とでは熱膨張率が異なるため、その熱膨張率の差によって発光部７が熱伝導部材１３から剥離する可能性がある。
【０１１１】
接着層１５が熱伝導部材との熱膨張率の差を吸収する柔軟性（または粘性）を有していれば、発光部７の発熱により当該発光部７が熱伝導部材１３から剥離することを防止できる。
【０１１２】
また、接着層１５の厚み（熱伝導部材１３とレーザ光照射面７ａとの間の厚み）は、１μｍ以上、３０μｍ以下であることが好ましい。接着層１５の厚みを１μｍ以上、３０μｍ以下にすることにより、接着層１５の熱伝導率が発光部７の熱伝導率よりも低い場合でも、接着層１５の熱抵抗を小さくでき、発光部７において生じた熱を、接着層１５を介して熱伝導部材１３に効率良く伝えることができる。例えば、接着層１５の熱伝導率が１Ｗ／ｍＫであり、かつ接着層１５の厚みが０．１ｍｍの場合と、接着層１５の熱伝導率が０．２Ｗ／ｍＫであり、かつ接着層１５の厚みが２０μｍ（＝０．０２ｍｍ）の場合とでは、熱抵抗は、結果的に同じになる。
【０１１３】
（拡散剤１６）
接着層１５には拡散剤１６が含まれていてもよい。レーザ光はコヒーレントな光であり、発光部７において蛍光に変換または拡散されずにそのまま外部に放射されると人体に害を及ぼす可能性がある。接着層１５に拡散剤１６を含めることにより、光ファイバー５から出射されたレーザ光が拡散される。
【０１１４】
それゆえ、発光部７においてレーザ光が全て蛍光に変換または拡散されない事態が生じても、予めレーザ光を拡散剤１６によって拡散しておくことで、コヒーレントな光が外部にもれる可能性を低減できる。
【０１１５】
拡散剤１６の好ましい材質として、ＳｉＯ２ビーズ（真球形状、粒径：数ｎｍ〜数μｍ、０．１％〜数％接着層１５に混合させる）、Ａｌ２Ｏ３ビーズ、ダイヤモンドビーズ等を挙げることができる。拡散剤１６が多すぎると発光部７に到達するレーザ光が低減してしまうため、拡散剤１６の量は、接着層１５の１ｇあたり１ｍｇ〜３０ｍｇ程度が好ましい。
【０１１６】
なお、このような無機物の透明体を混合させることにより、接着層１５の熱伝導率を向上させる効果も得られる。ＳｉＯ２は、アクリル系樹脂よりも高い１．３８Ｗ／ｍＫであり、ダイヤモンド粒子を用いれば熱伝導率は８００〜２０００Ｗ／ｍＫと非常に高いため、結果的に接着層１５の熱伝導率を大幅に向上させることができる。
【０１１７】
（間隙層と発光部７との材質の組み合わせ）
上述のように、接着層１５は、発光部７と同等か、それよりも高い熱伝導率を有していることが好ましい。接着層１５は、本発明の間隙層のうち、接着剤を含むものであるため、ここでは間隙層という上位概念の表現を用いて、その材質の一例を説明する。
【０１１８】
間隙層および発光部７の材質の一例を表１に示す。これらの例の中には、間隙層の熱伝導率を高めるために拡散剤１６として高熱伝導フィラー（高熱伝導性添加材）を間隙層に含めているものもある。高熱伝導フィラーとは、熱伝導性の高い材質を含む透光性の粒子である。
【０１１９】
以下の説明では、高熱伝導フィラーのうち、樹脂よりも熱伝導率が高いものを高熱伝導フィラーＡと称し、高熱伝導フィラーＡのうち、ガラスよりも熱伝導率が高いものを高熱伝導フィラーＢと称する。
【０１２０】
高熱伝導フィラーＡに属する材料の例としては、ＳｉＯ２ビーズ、Ａｌ２Ｏ３ビーズ、ダイヤモンドビーズ等を挙げることができる。高熱伝導フィラーＢに属する材料の例としては、Ａｌ２Ｏ３ビーズ、ダイヤモンドビーズ等を挙げることができる。
【０１２１】
【表１】
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【０１２２】
例えば、間隙層をアクリル系接着剤で形成し、発光部７の封止材として樹脂系の材料（例えば、エポキシ、シリコーン、ＨＢＧ（ＨｙＢｒｉｄ Ｇｌａｓｓ；有機無機ハイブリッドガラス））を用いれば、間隙層の熱伝導率は、発光部７と同等となる。
【０１２３】
また、間隙層の熱伝導率が、発光部７の熱伝導率よりも高くなる組み合わせとして、例えば次の２タイプを挙げることができる。
【０１２４】
（１）発光部７の封止材が樹脂系の材料であるときは、間隙層として、アクリル系接着剤、高熱伝導フィラーＡを混練したアクリル系接着剤、ガラスペースト（典型的には低融点ガラスを用いたもの）、または高熱伝導フィラーＡまたはＢを混練したガラスペーストを使用できる。
【０１２５】
この場合、高熱伝導フィラーＡとして、例えば、アクリル系接着剤よりも高熱伝導であり、熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ程度のＳｉＯ２（シリカ）ビーズ、熱伝導率が２０〜４０Ｗ／ｍＫ程度のＡｌ２Ｏ３（サファイア）ビーズ、熱伝導率が１０００〜２０００Ｗ／ｍＫ程度のダイヤモンドビーズを用いることができる。
【０１２６】
（２）発光部７の封止材が無機ガラスのときは、間隙層としては、低融点ガラス等を用いたガラスペースト、もしくはガラスペーストに高熱伝導フィラーＢを混ぜたものを使用できる。
【０１２７】
低融点ガラスを用いるといえども、融かして接着するためには少なくとも４００℃程度以上には加熱する必要があるため、高熱伝導フィラーは、使用するガラスペーストの溶融温度程度では、溶けたり、変質したりしないことが要求される。
【０１２８】
前述した高熱伝導フィラーの一例である、ＳｉＯ２ビーズ（シリカ）の融点は１７１３℃、Ａｌ２Ｏ３ビーズの融点は２０３０℃、ダイヤモンドの融点は３５５０℃あるため、低融点ガラスの溶融温度程度では融けたり変質したりすることはない。
【０１２９】
（１）〜（２）のいずれの場合も、間隙層の熱伝導率が発光部の熱伝導率よりも高くなるように、間隙層に混ぜる高熱伝導フィラーを選択すればよい。
【０１３０】
ただし、間隙層の熱伝導率は、混ぜる高熱伝導フィラーの材質だけではなく、その濃度にも依存する。例えば、きわめて微量のダイヤモンドペーストを混合させたときよりも、サファイアビーズを比較的多量に混合させたときの方が、熱伝導率が高くなる。それゆえ、間隙層に混合させる高熱伝導フィラーの材質および量を調整することで、間隙層の熱伝導率を調整すればよい。
【０１３１】
また、複数種類の高熱伝導フィラーを間隙層に混合させてもよい。
【０１３２】
（拡散剤１６の形状）
また、上述の説明では、高熱伝導フィラーの例としてＳｉＯ２ビーズ等を挙げたが、高熱伝導フィラーは、球状である必要はなく、棒状や不定形であっても構わない。ただし、間隙層の厚みを制御するという観点からは、径が揃った真球であることが好ましい。
【０１３３】
図３は、拡散剤１６の好ましい一例を示す断面図である。同図に示すように、拡散剤１６は、所定の直径を有するほぼ球状（好ましくは、真球）の粒子（熱伝導性粒子）であり、発光部７と熱伝導部材１３との間の距離を一定に維持するとともに、熱伝導部材１３および発光部７に接触することにより、発光部７の熱を熱伝導部材１３に伝導する役割を有している。
【０１３４】
この拡散剤１６は、熱伝導部材１３と発光部７との間において一層のみ存在していることが好ましく、拡散剤１６の間に間隙材（接着剤またはガラスペースト等）が充填されている。このような拡散剤１６を設けることにより、間隙材が熱伝導率の低いアクリル系接着剤等の材質からなるものであっても、発光部７の熱を熱伝導部材１３に効率良く伝導することができる。
【０１３５】
なお、熱伝導部材１３と発光部７との間の距離が一定に保たれるのであれば、拡散剤１６が複数の層を形成していてもよい。
【０１３６】
（半導体レーザ３の構造）
次に、半導体レーザ３の基本構造について説明する。図４（ａ）は、半導体レーザ３の回路図を模式的に示したものであり、図４（ｂ）は、半導体レーザ３の基本構造を示す斜視図である。同図に示すように、半導体レーザ３は、カソード電極２３、基板２２、クラッド層１１３、活性層１１１、クラッド層１１２、アノード電極２１がこの順に積層された構成である。
【０１３７】
基板２２は、半導体基板であり、本願のように蛍光体を励起する為の青色〜紫外の励起光を得る為にはＧａＮ、サファイア、ＳｉＣを用いることが好ましい。一般的には、半導体レーザ用の基板の他の例として、Ｓｉ、ＧｅおよびＳｉＣ等のＩＶ属半導体、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＡｌＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＳｂ、ＧａＳｂおよびＡｌＮに代表されるＩＩＩ−Ｖ属化合物半導体、ＺｎＴｅ、ＺｅＳｅ、ＺｎＳおよびＺｎＯ等のＩＩ−ＶＩ属化合物半導体、ＺｎＯ、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。
【０１３８】
アノード電極２１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。
【０１３９】
カソード電極２３は、基板２２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２１・カソード電極２３に順方向バイアスをかけて行う。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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２１及びカソード電極２３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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
（発光部７の発光原理）
次に、半導体レーザ３から発振されたレーザ光による蛍光体の発光原理について説明する。
【０１４９】
まず、半導体レーザ３から発振されたレーザ光が発光部７に含まれる蛍光体に照射されることにより、蛍光体内に存在する電子が低エネルギー状態から高エネルギー状態（励起状態）に励起される。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
白色光は、等色の原理を満たす３つの色の混色、または補色の関係を満たす２つの色の混色で構成でき、この原理・関係に基づき、半導体レーザから発振されたレーザ光の色と蛍光体が発する光の色とを、上述のように組み合わせることにより白色光を発生させることができる。
【０１５３】
（変更例）
図５は、発光部７の変更例を示す断面図である。図５に示すように、発光部７および接着層１５の側面に反射膜１７を形成してもよい。この反射膜１７は、接着層１５の外側表面（発光部７および熱伝導部材１３と接していない表面）の少なくとも一部を覆う光反射性の膜であり、例えば、金属薄膜（例えば、アルミニウム薄膜）である。
【０１５４】
接着層１５が拡散剤１６を含んでいるため、レーザ光が拡散剤１６によって拡散されることで、発光部７に向かわずに、接着層１５の側面からもれるレーザ光（迷光と称する）が発生する。反射膜１７を接着層１５の側面に設けることによって、上記迷光が反射膜１７に反射し、接着層１５の内部にとどまる。それゆえ、レーザ光の利用効率を高めることができる。
【０１５５】
なお、反射膜１７は、少なくとも接着層１５の側面を覆えばよく、発光部７の側面をも覆う必要はかならずしもない。しかし、発光部７の側面を反射膜１７で覆うことにより、反射膜１７による発光部７の冷却効果を得ることができる。反射膜１７を発光部７よりも熱伝導性の高い物質で形成することにより、この効果を高めることができる。
【０１５６】
（ヘッドランプ１の効果）
発光部７をハイパワーのレーザ光で励起すると、発光部７が激しく劣化することを本発明の発明者は見出した。発光部７の劣化は、発光部７に含まれる蛍光体そのものの劣化とともに、蛍光体を取り囲む封止材（例えば、シリコーン樹脂）の劣化によって主に引き起こされる。上述のサイアロン蛍光体は、レーザ光が照射されると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。この熱によって蛍光体を取り囲む物質が劣化すると考えられる。
【０１５７】
ヘッドランプ１では、発光部７と熱伝導部材１３との間に接着層１５が設けられていることにより、発光部７と熱伝導部材１３との隙間を埋めることができ、熱伝導部材１３による発光部７の冷却効果を高めることができる。これにより、レーザ光を励起光源とした超高輝度な光源としてのヘッドランプの寿命を延ばし、その信頼性を高めることができる。
【実施例】
【０１５８】
次に本発明の一実施例について図６を用いて説明する。図６は、発光部７および熱伝導部材１３の具体例を示す図である。
【０１５９】
発光部７として、封止材中に酸窒化物系蛍光体（Caα−SiAlON:CeおよびCASN:Eu）を分散させた波長変換部材を用いた。この発光部７は、直径３ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの円盤状のものである。
【０１６０】
熱伝導部材１３として、厚さ０．５ｍｍのサファイア板（熱伝導率：４２Ｗ／ｍＫ）を用い、この熱伝導部材１３にアーデル社製の可視光重合型光学用接着剤エピカコール（Epixacolle）ＥＰ４３３を接着層１５として用いて発光部７を接着した。この状態が図６に示されている。
【０１６１】
Caα−SiAlON:CeとCASN:Euとで作製した発光部の場合、励起光を照明光（蛍光）に変換する効率は、約７０％である。１０Ｗの励起光を照射するとそのうち３Ｗは照明光に変換されず熱に変わる。
【０１６２】
蛍光体を封止する封止材の熱伝導率は、シリコーン樹脂や有機無機ハイブリッドガラスで０．１〜０．２Ｗ／ｍＫ程度、無機ガラスで１〜２Ｗ／ｍＫ程度である。例えば、熱伝導率０．２Ｗ／ｍＫの３ｍｍ×３ｍｍ×厚さ１ｍｍの発熱体の３ｍｍ×３ｍｍ平面で１Ｗの発熱があり、上記発熱体が外部と熱的に絶縁されている場合を熱シミュレーションにより計算すると、発熱体の温度は５００℃以上（５５５．６℃）になる。
【０１６３】
ちなみに、熱伝導率２Ｗ／ｍＫの封止材を用いると同じ大きさ・同じ発熱量の発熱体であっても温度上昇は５５．６℃となる。すなわち、封止材の熱伝導率は非常に重要である。また、封止材の熱伝導率は２Ｗ／ｍＫのまま、発熱体のサイズを３ｍｍ×１ｍｍ×厚さ１ｍｍとすると、温度上昇は１６６．７℃となる。それゆえ、輝度を高くするために発光部７のサイズを小さくすればするほど、同じ発熱量でも温度上昇が激しくなり、発光部７に負担がかかるようになる。
【０１６４】
これに対して、上述の発熱体（３ｍｍ×３ｍｍ×厚さ１ｍｍ、熱伝導率０．２Ｗ／ｍＫ）に熱伝導率４０Ｗ／ｍＫの熱伝導板（３ｍｍ×１０ｍｍ×厚さ０．５ｍｍ）を熱的に接着した場合には、発熱体の温度上昇は１７０℃程度に抑えられる。熱伝導板の厚みを０．５ｍｍから１．０ｍｍとすることによって温度上昇は半分の８５℃程度に抑制できる。また、発熱体の厚みを１ｍｍから０．５ｍｍとすることによって、熱伝導板への放熱性が向上するため、さらに発熱体の温度上昇を低下させることができる。
【０１６５】
蛍光体発光部の温度を凡そ２００℃程度以下にし、さらに、蛍光体として、酸窒化物系蛍光体またはＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ナノ粒子蛍光体を用いることによって、特に発光部７での発熱が１Ｗを超えるような極めて強い励起光を照射しても、その発熱が迅速且つ効率的に放熱され、発光部７が損傷（劣化）してしまうことを防止できるようになる。
【０１６６】
また、この発光部７を構成する封止材としては、有機無機ハイブリッドガラス、または無機ガラスが好ましく、シリコーン樹脂を使用する場合は、熱シミュレーションを厳密に行い温度上昇を１５０℃程度以下に抑えることが好ましい。有機無機ハイブリッドガラスであれば温度は２５０℃から３００℃程度まで許容される。また、無機ガラスであれば５００℃以上でも問題ない。
【０１６７】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施形態について図７〜図８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。本実施形態では、熱伝導部材１３ととともに発光部７を挟持する部材の他の例について説明する。
【０１６８】
図７は、本実施形態のヘッドランプ３０の構成を示す概略図である。同図に示すように、ヘッドランプ３０は、透明板（固定部）１８、金属リング１９、反射鏡８１、基板８２およびネジ８３を備えている。このヘッドランプ３０では、発光部７は、熱伝導部材１３と透明板１８とによって挟持されている。
【０１６９】
反射鏡８１は、反射鏡８と同様の機能を有するものであるが、その焦点位置近傍で、光軸に対して垂直な平面によって切断された形状を有している。反射鏡８１の材質については特に問われないが、反射率を考えると銅やＳＵＳ（ステンレス鋼）を用いて反射鏡を作製した後、銀メッキおよびクロメートコートなどを施すことが好ましい。その他、反射鏡８１をアルミニウムを用いて作製し、酸化防止膜を表面に付与してもよいし、樹脂性の反射鏡本体の表面に金属薄膜を形成してもよい。
【０１７０】
金属リング１９は、反射鏡８１が完全な反射鏡であった場合の、焦点位置近傍の形状を有するすり鉢形状のリングであり、すり鉢の底部が開口した形状を有している。この底部の開口部に発光部７が配置されている。
【０１７１】
金属リング１９のすり鉢形状の部分の表面は、反射鏡として機能し、金属リング１９と反射鏡８１とを組み合わせることで完全な形状の反射鏡が形成される。それゆえ、金属リング１９は、反射鏡の一部として機能する部分反射鏡であり、反射鏡８１を第１部分反射鏡と称する場合、焦点位置近傍の部分を有する第２部分反射鏡と称することができる。発光部７から出射された蛍光の一部は、金属リング１９の表面で反射し、照明光としてヘッドランプ３０の前方へ出射される。
【０１７２】
金属リング１９の材質は特に問われないが、放熱性を考えると銀、銅、アルミニウムなどが好ましい。金属リング１９が銀やアルミニウムの場合は、すり鉢部を鏡面に仕上げた後、黒ずみや酸化防止のための保護層（クロメートコートや樹脂層など）を設けることが好ましい。また、金属リング１９が銅の場合は、銀メッキ、あるいはアルミニウム蒸着後、前述の保護層を設けることが好ましい。
【０１７３】
発光部７は、接着層１５（図７では不図示）によって熱伝導部材１３に接着されており、金属リング１９も熱伝導部材１３に当接している。金属リング１９が熱伝導部材１３に当接することにより、熱伝導部材１３を冷却する効果が得られる。すなわち、金属リング１９は、熱伝導部材１３の冷却部としても機能する。
【０１７４】
金属リング１９と反射鏡８１との間には透明板１８が挟持されている。この透明板１８は、発光部７のレーザ光照射面７ａとは反対側の面と接しており、発光部７が熱伝導部材１３から剥がれないように抑えつける役割を有している。金属リング１９のすり鉢形状の部分の深さは、発光部７の高さとほぼ一致しているため、透明板１８と熱伝導部材１３との間の距離が一定に保たれた状態で、透明板１８が発光部７に接している。そのため、熱伝導部材１３と透明板１８とによって挟持されることにより発光部７が押しつぶされることはない。
【０１７５】
透明板１８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よいが、熱伝導部材１３と同様に熱伝導率が高いもの（２０Ｗ／ｍＫ以上）が好ましい。例えば、透明板１８はサファイア、窒化ガリウム、マグネシアまたはダイヤモンドを含んでいることが好ましい。この場合、透明板１８は、発光部７よりも高い熱伝導率を有しており、発光部７において生じた熱に効率良く吸収することにより発光部７を冷却できる。
【０１７６】
熱伝導部材１３および透明板１８の厚さは、厚さは０．３ｍｍ以上３．０ｍｍ以下程度が好ましい。上記厚さが０．３ｍｍ以下になると発光部７と金属リング１９とを挟みこんで固定する強度が得られず、３．０ｍｍ以上になるとレーザ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。
【０１７７】
基板８２は、半導体レーザ３から出射されたレーザ光を通す開口部８２ａを有する板状の部材であり、この基板８２に対して反射鏡８１がネジ８３によって固定されている。反射鏡８１と基板８２との間には熱伝導部材１３、金属リング１９および透明板１８が配置されており、開口部８２ａの中心と金属リング１９の底部の開口部の中心とはほぼ一致している。そのため、半導体レーザ３から出射されたレーザ光は、基板８２の開口部８２ａを通って、熱伝導部材１３を透過し、金属リング１９の開口部を通って発光部７に到達する。
【０１７８】
基板８２の材質は特に問われないが、熱伝導率の高い金属を用いることで、基板８２を、熱伝導部材１３を冷却する冷却部として機能させることができる。熱伝導部材１３は、基板８２に全面的に接しているため、基板８２を鉄、銅などの金属にすることで熱伝導部材１３の冷却効果、しいては発光部７の冷却効果を高めることができる。
【０１７９】
なお、金属リング１９を、熱伝導部材１３に対して確実に固定することが好ましい。基板８２と反射鏡８１とをネジ８３によって固定することによって生じる圧力によって金属リング１９を熱伝導部材１３に対してある程度固定できる。しかし、金属リング１９を接着剤で熱伝導部材１３に接着する、熱伝導部材１３を挟んで金属リング１９を基板８２にネジ止めするなどの方法により、確実に金属リング１９を固定することで、金属リング１９が動くことによって発光部７が剥離するという危険性を回避できる。
【０１８０】
また、金属リング１９は、上述の部分反射鏡としての機能を有し、かつ、反射鏡８１と基板８２とをネジ８３で固定するときの圧力に耐えられるものであればよく、必ずしも金属である必要はない。例えば、金属リング１９の代用となる部材は、上記圧力に耐えられる樹脂性リングの表面に金属薄膜が形成されているものであってもよい。
【０１８１】
（ヘッドランプ３０の効果）
ヘッドランプ３０では、発光部７は、熱伝導部材１３と透明板１８とによって挟持されることにより、発光部７と熱伝導部材１３との相対位置関係が固定される。それゆえ、接着層１５の粘着性が低い場合や、発光部７と熱伝導部材１３との間に熱膨張率の差が生じた場合でも、発光部７が熱伝導部材１３から剥離することを防止できる。
【０１８２】
（固定部のその他の例）
発光部７の熱伝導部材１３に対する相対位置を固定する固定部は、板状の部材である必要はなく、発光部７のレーザ光照射面７ａと対向する面（蛍光出射面と称する）の少なくとも一部に圧接する圧接面と、当該圧接面と熱伝導部材１３との相対位置関係を固定する当接面固定部とを備えるものであればよい。
【０１８３】
圧接面と熱伝導部材１３との相対位置が固定されており、その圧接面が発光部７の蛍光出射面に圧接する（多少の圧力をかけて蛍光出射面に接する）ことにより、発光部７を熱伝導部材１３に対して固定できる。
【０１８４】
図８（ａ）〜（ｃ）は、固定部の変形例を示す図である。固定部として、例えば、図８（ａ）に示すように、発光部７が円柱形状の場合には、発光部７の蛍光出射面と接する面を有し、熱伝導部材１３に接続（接着または溶接）されている円筒形状の中空部材２０ａや、図８（ｂ）に示すように、発光部７が直方体または立方体である場合には、直方体または立方体の中空部材２０ｂを用いてもよい。ただし、中空部材２０ａ・２０ｂにおいて、熱伝導部材１３に接続される側の面は開口している。
【０１８５】
また、図８（ｃ）に示すように、固定部２０ｃの、蛍光出射面と接する面の一部（特に中央部）が開口していてもよい。この構成により、発光部７から出射される蛍光が固定部に吸収されることで当該蛍光をロスすることを防止できる。固定部は、透光性の部材であることが好ましいが、上記中央部が開口していれば、透光性のない物質（例えば、金属）で固定部を形成してもよい。
【０１８６】
また、固定部として複数のワイヤを用い、これらワイヤの一方の端部を発光部７に接続し、他方の端部を熱伝導部材１３に接続してもよい。
【０１８７】
また、図８（ｄ）に示すように、固定部２０を設けずに、発光部７を接着層１５によって熱伝導部材１３に接続してもよい。
【０１８８】
〔実施の形態３〕
本発明の他の実施形態について図９〜図１４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。
【０１８９】
ここでは、本発明の照明装置の一例としてのレーザダウンライト２００について説明する。レーザダウンライト２００は、家屋、乗物などの構造物の天井に設置される照明装置であり、半導体レーザ３から出射したレーザ光を発光部７に照射することによって発生する蛍光を照明光として用いるものである。
【０１９０】
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。
【０１９１】
図９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１０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１１は、レーザダウンライト２００の断面図である。図９〜図１１に示すように、レーザダウンライト２００は、天板４００に埋設され、照明光を出射する発光ユニット２１０と、光ファイバー５を介して発光ユニット２１０へレーザ光を供給するＬＤ光源ユニット２２０とを含んでいる。ＬＤ光源ユニット２２０は、天井には設置されておらず、ユーザが容易に触れることができる位置（例えば、家屋の側壁）に設置されている。このようにＬＤ光源ユニット２２０の位置を自由に決定できるのは、ＬＤ光源ユニット２２０と発光ユニット２１０とが光ファイバー５によって接続されているからである。この光ファイバー５は、天板４００と断熱材４０１との間の隙間に配置されている。
【０１９２】
（発光ユニット２１０の構成）
発光ユニット２１０は、図１１に示すように、筐体２１１、光ファイバー５、発光部７、熱伝導部材１３および透光板２１３を備えている。発光部７は、接着層１５によって熱伝導部材１３に接着されている。上述の実施形態と同様に、発光部７の熱が熱伝導部材１３に伝わることで発光部７が冷却される。
【０１９３】
筐体２１１には、凹部２１２が形成されており、この凹部２１２の底面に発光部７が配置されている。凹部２１２の表面には、金属薄膜が形成されており、凹部２１２は反射鏡として機能する。
【０１９４】
また、筐体２１１には、光ファイバー５を通すための通路２１４が形成されており、この通路２１４を通って光ファイバー５が熱伝導部材１３まで延びている。光ファイバー５の出射端部５ａから出射されたレーザ光は、熱伝導部材１３および接着層１５を透過して発光部７に到達する。
【０１９５】
透光板２１３は、凹部２１２の開口部をふさぐように配置された透明または半透明の板である。この透光板２１３は、透明板９と同様の機能を有するものであり、発光部７の蛍光は、透光板２１３を透して照明光として出射される。透光板２１３は、筐体２１１に対して取外し可能であってもよく、省略されてもよい。
【０１９６】
図９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。
【０１９７】
なお、ダウンライトでは、ヘッドランプの場合とは異なり、理想的な点光源は要求されず、発光点が１つというレベルで十分である。それゆえ、発光部７の形状、大きさおよび配置に関する制約は、ヘッドランプの場合よりも少ない。
【０１９８】
（ＬＤ光源ユニット２２０の構成）
ＬＤ光源ユニット２２０は、半導体レーザ３、非球面レンズ４および光ファイバー５を備えている。
【０１９９】
光ファイバー５の一方の端部である入射端部５ｂは、ＬＤ光源ユニット２２０に接続されており、半導体レーザ３から発振されたレーザ光は、非球面レンズ４を介して光ファイバー５の入射端部５ｂに入射される。
【０２００】
図１１に示すＬＤ光源ユニット２２０の内部には、半導体レーザ３および非球面レンズ４が一対のみ示されているが、発光ユニット２１０が複数存在する場合には、発光ユニット２１０からそれぞれ延びる光ファイバー５の束を１つのＬＤ光源ユニット２２０に導いてもよい。この場合、１つのＬＤ光源ユニット２２０に複数の半導体レーザ３と非球面レンズ４との対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。
【０２０１】
（レーザダウンライト２００の設置方法の変更例）
図１２は、レーザダウンライト２００の設置方法の変更例を示す断面図である。同図に示すように、レーザダウンライト２００の設置方法の変形例として、天板４００には光ファイバー５を通す小さな穴４０２だけを開け、薄型・軽量の特長を活かしてレーザダウンライト本体（発光ユニット２１０）を天板４００に貼り付けるということもできる。この場合、レーザダウンライト２００の設置に係る制約が小さくなり、また工事費用が大幅に削減できるというメリットがある。
【０２０２】
この構成では、熱伝導部材１３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１３の冷却部として機能させることができる。
【０２０３】
（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９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。
【０２０４】
これに対して、レーザダウンライト２００は、高光束の照明装置であるため、発光点は１つでもよい。それゆえ、照明光による陰影がきれいに出るという効果が得られる。また、発光部７の蛍光体を高演色蛍光体（例えば、数種類の酸窒化物蛍光体の組み合わせ）にすることにより、照明光の演色性を高めることができる。
【０２０５】
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３の組合せにより実現可能である。
【０２０６】
図１３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。
【０２０７】
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。
【０２０８】
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。
【０２０９】
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。
【０２１０】
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。
【０２１１】
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。
【０２１２】
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。
【０２１３】
図１４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。
【０２１４】
また、ＬＤ光源ユニット２２０をユーザの手が容易に届く所に設置できるため、半導体レーザ３が故障した場合でも、手軽に半導体レーザ３を交換できる。また、複数の発光ユニット２１０から延びる光ファイバー５を１つのＬＤ光源ユニット２２０に導くことにより、複数の半導体レーザ３を一括管理できる。そのため、複数の半導体レーザ３を交換する場合でも、その交換が容易にできる。
【０２１５】
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。
【０２１６】
以上のように、レーザダウンライト２００は、レーザ光を出射する半導体レーザ３を少なくとも１つ備えるＬＤ光源ユニット２２０と、発光部７および反射鏡としての凹部２１２を備える少なくとも１つの発光ユニット２１０と、発光ユニット２１０のそれぞれへ上記レーザ光を導く光ファイバー５とを含んでいる。
【０２１７】
（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。
【０２１８】
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。
【０２１９】
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。
【産業上の利用可能性】
【０２２０】
本発明は、高輝度で長寿命な発光装置や照明装置、特に車両用等のヘッドランプに適用することができる。
【符号の説明】
【０２２１】
１    ヘッドランプ（発光装置、車両用前照灯）
２    半導体レーザアレイ（励起光源）
３    半導体レーザ（励起光源）
７    発光部
７ａ  レーザ光照射面（励起光照射面）
９    透明板（固定部）
１３    熱伝導部材
１５    接着層（間隙層）
１６    拡散剤（熱伝導性粒子）
１７    反射膜
１８    透明板（固定部）
２０ａ  中空部材（固定部）
２０ｂ  中空部材（固定部）
２０ｃ  固定部
３０    ヘッドランプ
２００  レーザダウンライト（発光装置、照明装置）
【図１】
0005425023.tif 000003
【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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【図６】
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