(57)【要約】【課題】  固定部材が熱膨張収縮を繰り返しても、透光性部材が破損、損傷するのを抑制することが可能な発光装置、これを用いた車両用灯具及び応力逃がし部成型方法を提供する。【解決手段】  凹部を含む表面と、その反対側の裏面と、前記凹部の底面と前記裏面とを貫通する貫通穴と、を含むベース部と、前記貫通穴を覆った状態で前記凹部の底面に固定された透光性部材と、前記貫通穴を通過し、前記透光性部材を照射する光を放出する半導体発光素子と、前記半導体発光素子からの光を集光して、前記透光性部材を局所的に照射する光学系と、少なくとも前記凹部の底面の一部及び前記透光性部材の側面の一部に密着した状態で、前記凹部内に配置された反射部材と、を備えており、前記反射部材は、前記半導体発光素子からの光が照射されることにより当該反射部材に発生する熱応力を低減するための応力逃がし部を含むことを特徴とする。【選択図】図３
2014160555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部を含む表面と、その反対側の裏面と、前記凹部の底面と前記裏面とを貫通する貫通穴と、を含むベース部と、
前記貫通穴を覆った状態で前記凹部の底面に固定された透光性部材と、
前記貫通穴を通過し、前記透光性部材を照射する光を放出する半導体発光素子と、
前記半導体発光素子からの光を集光して、前記透光性部材を局所的に照射する光学系と、
少なくとも前記凹部の底面の一部及び前記透光性部材の側面の一部に密着した状態で、前記凹部内に配置された反射部材と、
を備えており、
前記反射部材は、前記半導体発光素子からの光が照射されることにより当該反射部材に発生する熱応力を低減するための応力逃がし部を含むことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記応力逃がし部は、前記反射部材に形成された少なくとも一つの凹部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】
前記反射部材は、弾性及び反射性を備えた白樹脂であ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】
前記透光性部材は、拡散層と波長変換層とを含む波長変換部材であり、
前記拡散層は、前記貫通穴を覆った状態で前記表面に固定された第１の面とその反対側の第２の面とを含み、前記第１の面を照射する前記半導体発光素子からの光を拡散して、前記第２の面から拡散光として出射する層であり、
前記波長変換層は、前記第２の面に接合された第３の面とその反対側の第４の面とを含み、前記第３の面に入射する前記拡散光を波長変換して、前記第４の面から出射する層であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の発光装置。
【請求項５】
前記拡散層の厚みは、前記第２の面から出射する拡散光の輝度分布が略均一となる厚みに設定され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】
請求項１から５のいずれかに記載の発光装置と、
前記発光装置からの光を制御して、車両前方を照射するように構成された光学系と、を備えることを特徴とする車両用灯具。
【請求項７】
凹部を含む表面と、その反対側の裏面と、前記凹部の底面と前記裏面とを貫通する貫通穴と、を含むベース部の前記凹部の底面に、前記貫通穴を覆った状態で透光性部材を固定する工程と、
前記凹部内に当該凹部と略同径のリングを挿入する工程と、
前記リングの内壁と前記凹部の底面と前記透光性部材の側面とで囲われたスペース内に、粘性及び反射性を備えた白樹脂を充填する工程と、
前記白樹脂が硬化した後、前記リングを除去する工程と、
を備えたことを特徴とする応力逃がし部成型方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置、車両用灯具及び応力逃がし部成型方法に係り、特に、半導体発光素子（例えば、半導体レーザー光源）と透光性部材とを組み合わせた構造の発光装置、車両用灯具及び応力逃がし部成型方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体発光素子（例えば、半導体レーザー光源）と透光性部材とを組み合わせた構造の発光装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１４に示すように、特許文献１に記載の発光装置２００は、半導体レーザー光源２１０、半導体レーザー光源２１０から離間した位置に配置された透光性部材２２０（蛍光体）、半導体レーザー光源２１０と透光性部材２２０との間に配置された集光レンズ２３０、半導体レーザー光源２１０と透光性部材２２０と集光レンズ２３０とを保持するホルダ２４０等を備えている。
【０００４】
特許文献１に記載の発光装置２００においては、半導体レーザー光源２１０からのレーザー光は、集光レンズ２３０で集光されて貫通穴２４２を通過し、当該貫通穴２４２の上に配置された透光性部材２２０を局所的に照射する。レーザー光が照射された透光性部材２２０は、これを透過する半導体レーザー光源２１０からのレーザー光と半導体レーザー光源２１０からのレーザー光で励起されて放出される光（発光）とを放出する。透光性部材２２０は、これが脱落してレーザー光が直接外部へ出射されるのを防止する観点から、固定部材２５０により強固に固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１６５８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記構成の発光装置２００においては、透光性部材２２０が脱落するのを防止することが可能となるものの、局所的に照射される半導体レーザー光源からのレーザー光に起因して発生する熱により固定部材２５０が熱膨張収縮を繰り返すことにより透光性部材２２０に応力が発生して、透光性部材２２０が破損、損傷する恐れがあるという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、固定部材が熱膨張収縮を繰り返しても、透光性部材が破損、損傷するのを抑制することが可能な発光装置、これを用いた車両用灯具及び応力逃がし部成型方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、凹部を含む表面と、その反対側の裏面と、前記凹部の底面と前記裏面とを貫通する貫通穴と、を含むベース部と、前記貫通穴を覆った状態で前記凹部の底面に固定された透光性部材と、前記貫通穴を通過し、前記透光性部材を照射する光を放出する半導体発光素子と、前記半導体発光素子からの光を集光して、前記透光性部材を局所的に照射する光学系と、少なくとも前記凹部の底面の一部及び前記透光性部材の側面の一部に密着した状態で、前記凹部内に配置された反射部材と、を備えており、前記反射部材は、前記半導体発光素子からの光が照射されることにより当該反射部材に発生する熱応力を低減するための応力逃がし部を含むことを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、次の利点を生ずる。
【００１０】
第１に、透光性部材が脱落するのを防止することが可能となる。これは、反射部材が、少なくとも凹部の底面の一部及び透光性部材の側面の一部に密着して、透光性部材を固定する固定部材として機能することによるものである。
【００１１】
第２に、透光性部材を固定する固定部材としての反射部材が熱膨張収縮を繰り返しても、透光性部材が破損、損傷するのを抑制することが可能となる。これは、透光性部材を固定する固定部材としての反射部材に発生する熱応力が、応力逃がし部の作用により、低減されることによるものである。
【００１２】
第３に、光取出し効率が向上する。これは、反射部材が少なくとも透光性部材の側面の一部に密着してこれを覆っているため、透光性部材の側面から出射する光が、当該反射部材で反射されて透光性部材に再度入射することによるものである。その結果、透光性部材の側面が反射部材で覆われていない場合と比べ、光取出し効率が向上する。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記応力逃がし部は、前記反射部材に形成された少なくとも一つの凹部であることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、透光性部材を固定する固定部材としての反射部材が熱膨張収縮を繰り返しても、透光性部材が破損、損傷するのを抑制することが可能となる。これは、透光性部材を固定する固定部材としての反射部材に発生する熱応力が、凹部（応力逃がし部）の作用により、低減されることによるものである。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記反射部材は、弾性（及び／又は接着性）及び反射性を備えた白樹脂であることを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、次の利点を生ずる。
【００１７】
第１に、透光性部材が脱落するのを防止することが可能となる。これは、弾性（及び／又は接着性）及び反射性を備えた白樹脂（反射部材）が、少なくとも凹部の底面の一部及び透光性部材の側面の一部に密着して、透光性部材を固定する固定部材として機能することによるものである。
【００１８】
第２に、透光性部材を固定する固定部材としての白樹脂（反射部材）が熱膨張収縮を繰り返しても、透光性部材が破損、損傷するのを抑制することが可能となる。これは、透光性部材を固定する固定部材としての白樹脂（反射部材）に発生する熱応力が、応力逃がし部の作用により、低減されることによるものである。
【００１９】
第３に、光取出し効率が向上する。これは、弾性（及び／又は接着性）及び反射性を備えた白樹脂（反射部材）が少なくとも透光性部材の側面の一部に密着してこれを覆っているため、透光性部材の側面から出射する光が、当該白樹脂（反射部材）で反射されて透光性部材に再度入射することによるものである。その結果、透光性部材の側面が白樹脂（反射部材）で覆われていない場合と比べ、光取出し効率が向上する。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の発明において、前記透光性部材は、拡散層と波長変換層とを含む波長変換部材であり、前記拡散層は、前記貫通穴を覆った状態で前記表面に固定された第１の面とその反対側の第２の面とを含み、前記第１の面を照射する前記半導体発光素子からの光を拡散して、前記第２の面から拡散光として出射する層であり、前記波長変換層は、前記第２の面に接合された第３の面とその反対側の第４の面とを含み、前記第３の面に入射する前記拡散光を波長変換して、前記第４の面から出射する層であることを特徴とする。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、輝度飽和や温度消光に起因する効率の低下を抑制することが可能となる。これは、光学系（例えば、集光レンズ）で集光された半導体発光素子からの光が、局所的な光として波長変換層へ入射するのではなく、拡散層で拡散されて輝度分布が略均一の拡散光として波長変換層へ入射することによるものである。
【００２２】
なお、輝度飽和とは、光（例えば、半導体レーザー光源からのレーザー光）のエネルギー密度が一定の値を超えた場合に、蛍光強度が光（例えば、半導体レーザー光源からのレーザー光）のエネルギー密度の増加に伴って高くならない現象のことをいい、温度消光とは、半導体レーザー光源の様に高いエネルギー密度で励起した場合、光（例えば、半導体レーザー光源からのレーザー光）に起因する熱で蛍光体自体の効率が低下する現象のことをいう。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記拡散層の厚みは、前記第２の面から出射する拡散光の輝度分布が略均一となる厚みに設定されていることを特徴とする。
【００２４】
請求項５に記載の発明によれば、輝度むらの改善が可能となる。これは、光学系（例えば、集光レンズ）で集光された半導体発光素子からの光が、局所的な光として波長変換層へ入射するのではなく、拡散層で拡散されて輝度分布が略均一の拡散光として波長変換層へ入射することによるものである。
【００２５】
本発明は、車両用灯具の発明として、次のように特定することもできる。
【００２６】
請求項１から６のいずれかに記載の発光装置と、前記発光装置からの光を制御して、車両前方を照射するように構成された光学系と、を備えることを特徴とする車両用灯具。
【００２７】
請求項７に記載の発明は、凹部を含む表面と、その反対側の裏面と、前記凹部の底面と前記裏面とを貫通する貫通穴と、を含むベース部の前記凹部の底面に、前記貫通穴を覆った状態で透光性部材を固定する工程と、前記凹部内に当該凹部と略同径のリングを挿入する工程と、前記リングの内壁と前記凹部の底面と前記透光性部材の側面とで囲われたスペース内に、粘性及び反射性を備えた白樹脂を充填する工程と、前記白樹脂が硬化した後、前記リングを除去する工程と、を備えたことを特徴とする。
【００２８】
請求項７に記載の発明によれば、請求項１から５に記載の発明における応力逃がし部を成型するのに好適な応力逃がし部成型方法を提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、固定部材が熱膨張収縮を繰り返しても、透光性部材が破損、損傷するのを抑制することが可能な発光装置、これを用いた車両用灯具及び応力逃がし部成型方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態である発光装置１０の斜視図である。
【図２】発光装置１０の縦断面図である。
【図３】ベース部２６付近の拡大部分断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、厚みｈが異なる３つの拡散層３６それぞれの下面３６ａ（中心）を、集光レンズ１６で集光されたレーザー光で局所的（スポット的）に照射した場合の、拡散層３６の上面３６ｂから出射する拡散光の輝度分布である。
【図５】（ａ）発光装置１０の上面図、（ｂ）発光装置１０の上面図（変形例）である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）応力逃がし部１８ａを含む反射部材１８の成型プロセスを表した図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）応力逃がし部１８ａを含む反射部材１８の他の成型プロセス（変形例）を表した図である。
【図８】（ａ）応力逃がし部１８ａが形成されていない場合の、半導体発光素子１４からの光（本実施形態ではレーザー光）が照射されることにより発生する応力（反射部材１８に発生する熱応力及び当該熱応力により反射部材１８の周囲に発生する応力）のコンター図、（ｂ）応力逃がし部１８ａが形成されている場合の、半導体発光素子からのレーザー光が照射されることにより発生する応力（反射部材１８に発生する熱応力及び当該熱応力により反射部材１８の周囲に発生する応力）のコンター図である。
【図９】（ａ）図８（ａ）中の凹部３０付近の拡大部分断面図、（ｂ）図９（ａ）に示した凹部３０の底面３０ａ（波線）の線分析したミーゼス応力値を、縦軸がミーゼスの相当応力値[Pa]、横軸が底面３０ａの中央からの距離[mm]である座標系にプロットしたグラフである。
【図１０】（ａ）図８（ｂ）中の凹部３０付近の拡大部分断面図、（ｂ）は図１０（ａ）に示した凹部３０の底面３０ａ（波線）の線分析したミーゼス応力値を、縦軸がミーゼスの相当応力値[Pa]、横軸が底面３０ａの中央からの距離[mm]である座標系にプロットしたグラフである。
【図１１】ライトガイド４８を用いた発光装置１０（変形例）の縦断面図である。
【図１２】発光装置１０からの光を制御して、車両前方を照射するように構成された光学系として投影レンズ５２を用いた、いわゆるダイレクトプロジェクション型（直射型とも称される）の車両用灯具５０の例である。
【図１３】発光装置１０からの光を制御して、車両前方を照射するように構成された光学系として反射面６２、シェード６４及び投影レンズ６６を用いた、いわゆるプロジェクタ型の車両用灯具６０の例である。
【図１４】従来の発光装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の一実施形態である発光装置について図面を参照しながら説明する。
【００３２】
図１は本発明の一実施形態である発光装置１０の斜視図、図２は縦断面図である。
【００３３】
図１、図２に示すように、発光装置１０は、透光性部材１２、半導体発光素子１４、集光レンズ１６、反射部材１８、これらを保持するホルダ（第１ホルダ２２、第２ホルダ４０）等を備えている。
【００３４】
第１ホルダ２２は、ステンレス等の金属製で、図２に示すように、円筒型の筒部２４、その上部開口端を閉塞する円形のベース部２６、筒部２４の上部外周に設けられたフランジ部２８等を含んでいる。
【００３５】
図３は、ベース部２６付近の拡大部分断面図である。
【００３６】
図３に示すように、ベース部２６は、凹部３０を含む表面３２と、その反対側の裏面３４と、表面３２（凹部３０の底面３０ａ）と裏面３４とを貫通する貫通穴Ｈと、を含んでいる。
【００３７】
透光性部材１２は、拡散層３６（拡散板とも称される）と波長変換層３８とを含む波長変換部材である。なお、拡散層３６を省略し、透光性部材１２全体を波長変換層３８で構成してもよい。
【００３８】
拡散層３６は、貫通穴Ｈを覆った状態で表面３２（凹部３０の底面３０ａ）に固定された下面３６ａ（本発明の第１の面に相当）とその反対側の上面３６ｂ（本発明の第２の面に相当）とを含み、下面３６ａ（本発明の第１の面に相当）を局所的に（スポット的に）照射する半導体発光素子１４からの光（本実施形態では、レーザー光）を拡散して、上面３６ｂ（本発明の第２の面に相当）から拡散光として出射する層である。
【００３９】
拡散層３６としては、例えば、セリウムＣｅ等の付活剤（発光中心とも称される）が導入されていないＹＡＧ（例えば２５％）とアルミナＡｌ２Ｏ３（例えば７５％）との複合体（例えば、焼結体）で、外形が矩形でかつ互いに略平行に配置された下面３６ａ及び上面３６ｂを含む板状又は層状（例えば、０．４ｍｍ×０．８ｍｍの矩形で、厚みが３００〜４００μｍ）のものを用いることができる。
【００４０】
拡散層３６の下面３６ａ（貫通穴Ｈから露出した領域を除く）とベース部２６の表面３２（凹部３０の底面３０ａ）とは、例えばシリコン系の接着剤で接着されて、固定されている。
【００４１】
拡散層３６は、上記に限られず、例えば、ＹＡＧとガラスとの複合体であってもよいし、その他材料を用いたものであってもよい。拡散層３６の厚みは、その全域にわたって略均一であってもよいし、部分的に異なっていてもよい。拡散層３６の下面３６ａ及び上面３６ｂは、平面であってもよいし、曲面であってもよいし、凹凸及び／又は曲面を含む面であってもよい。拡散層３６の下面３６ａ及び上面３６ｂの外形は、矩形以外の、円形、楕円形であってもよいし、その他の形状であってもよい。
【００４２】
本実施形態では、拡散層３６の厚みは、次の観点から、３００〜４００μｍとされている。
【００４３】
本出願の発明者は、拡散層３６の厚みｈ（図３参照）を厚くすることで、拡散層３６の上面３６ｂから出射する拡散光の輝度むらが改善されて、輝度分布が均一（又は略均一）になることを確認した。
【００４４】
図４（ａ）〜図４（ｃ）は、厚みｈが異なる３つの拡散層３６それぞれの下面３６ａ（中心）を、集光レンズ１６で集光されたレーザー光で局所的（スポット的）に照射した場合の、拡散層３６の上面３６ｂから出射する拡散光の輝度分布を表している。拡散層３６はセリウムＣｅ等の付活剤が導入されていないＹＡＧ（２５％）とアルミナＡｌ２Ｏ３（７５％）との複合体（サイズが０．４ｍｍ×０．８ｍｍの矩形板状）を用い、集光レンズ１６で集光された半導体発光素子１４からのレーザー光のスポットサイズが、長手が約１００μｍ、短手が約２０〜３０μｍの楕円形状となるように調整した。拡散層３６の側面は、反射部材１８（白樹脂）で覆われている。
【００４５】
図４（ａ）〜図４（ｃ）を参照すると、拡散層３６の厚みｈが、１００μｍ（図４（ａ）参照）→２００μｍ（図４（ｂ）参照）→４００μｍ（図４（ｃ）参照）のように、厚くなるに従って輝度むらが次第に改善され、厚みｈ＝４００μｍで輝度分布が均一（又は略均一）となることが分かる。これは、拡散層３６の厚みｈが厚くなると、集光レンズ１６で集光されたレーザー光（及びレーザー光による発光）の拡散層３６内での散乱回数（ＹＡＧとアルミナＡｌ２Ｏ３との屈折率との違いによる散乱回数）が増えて均一化され、この均一化されたレーザー光（及びレーザー光による発光）が拡散層３６の上面３６ｂから出射することによるものである。
【００４６】
以上のように、拡散層３６の厚みｈを厚くすることで、拡散層３６の上面３６ｂから出射する拡散光の輝度むらが改善されて輝度分布が均一（又は略均一）になることが分かる。
【００４７】
上記知見に基づき、拡散層３６の厚みｈは、拡散層３６の上面３６ｂから出射する拡散光の輝度分布が均一（又は略均一）となる厚み（本実施形態では、厚みｈ＝３００〜４００μｍ）に設定されている。なお、拡散層３６の厚みｈは、拡散効果が得られるのであれば、３００〜４００μｍに限定されず、これ以外の範囲であってもよい。
【００４８】
上記構成の拡散層３６によれば、輝度飽和や温度消光に起因する効率の低下を抑制することが可能となる。これは、集光レンズ１６で集光された半導体発光素子１４からの光（本実施形態ではレーザー光）が、局所的な光として波長変換層３８（下面３８ａ）へ入射するのではなく、拡散層３６で拡散されて輝度分布が略均一の拡散光として波長変換層３８（下面３８ａ）へ入射することによるものである。
【００４９】
図３に示すように、波長変換層３８は、拡散層３６の上面３６ｂに接合された下面３８ａ（本発明の第３の面に相当）とその反対側の上面３８ｂ（本発明の第４の面に相当）とを含み、下面３８ａに入射する拡散層３６からの拡散光を波長変換して、上面３８ｂから出射する層である。
【００５０】
波長変換層３８としては、例えば、セリウムＣｅ等の付活剤が導入されたＹＡＧとアルミナＡｌ２Ｏ３との複合体（例えば、焼結体）で、外形が矩形でかつ互いに略平行に配置された下面３８ａ及び上面３８ｂを含む板状又は層状（例えば、０．４ｍｍ×０．８ｍｍの矩形で、厚みが８０μｍ）のものを用いることができる。
【００５１】
拡散層３６と波長変換層３８とは、拡散層３６の上面３６ｂと波長変換層３８の下面３８ａとが面接触した状態で固定（接合）されている。例えば、拡散層３６、波長変換層３８がいずれもセラミック製である場合には、拡散層３６（上面３６ｂ）と波長変換層３８（下面３８ａ）とは、拡散層３６の上面３６ｂと波長変換層３８の下面３８ａとが面接触した状態で高温硬化させることで、固定（接合）される。一方、波長変換層３８がガラス蛍光体層である場合には、拡散層３６（上面３６ｂ）と波長変換層３８（下面３８ａ）とは、拡散層３６の上面３６ｂと波長変換層３８の下面３８ａとが面接触した状態で硬化させることで、固定（接合）される。
【００５２】
波長変換層３８は、上記に限られず、例えば、セリウムＣｅ等の付活剤が導入されたＹＡＧとガラスバインダーとの複合体であってもよいし、その他の材料を用いたものであってもよい。波長変換層３８の厚みは、その全域にわたって略均一であってもよいし、部分的に異なっていてもよい。波長変換層３８の下面３８ａ及び上面３８ｂは、平面であってもよいし、曲面であってもよいし、凹凸及び／又は曲面を含む面であってもよい。波長変換層３８の下面３８ａ及び上面３８ｂの外形は、矩形以外の、円形、楕円形であってもよいし、その他の形状であってもよい。
【００５３】
半導体発光素子１４は、貫通穴Ｈを通過し、透光性部材１２（拡散層３６の下面３６ａ）を照射する光を放出する半導体発光素子である。
【００５４】
半導体発光素子１４としては、例えば、発光波長が青系（４５０ｎｍ程度）のレーザーダイオード（ＬＤ）等の半導体レーザー素子を用いることができる。本実施形態では、図２に示すように、半導体発光素子１４は、パッケージ化されて、キャンタイプの半導体レーザー光源１４Ａを構成している。
【００５５】
半導体発光素子１４は、レーザーダイオードに限られず、発光ダイオード（ＬＥＤ）であってもよい。半導体発光素子１４の発光波長は、青系（４５０ｎｍ程度）に限定されず、例えば、近紫外域（４０５ｎｍ程度）であってもよいし、それ以外の波長であってもよい。半導体発光素子１４の発光波長が近紫外域（４０５ｎｍ程度）の場合、波長変換層３８として、青、緑、赤の３色の蛍光体、もしくは、青、黄色の２色の蛍光体が用いられる。
【００５６】
図２に示すように、半導体レーザー光源１４Ａは、第２ホルダ４０の筒部４２の下端開口から当該筒部４２内に挿入されて、半導体レーザー光源１４Ａのフランジ部１４Ａ１と筒部４２の段差部４２ａとが当接した状態で、第２ホルダ４０に固定されている。
【００５７】
集光レンズ１６は、半導体発光素子１４からの光を集光して、透光性部材１２（拡散層３６の下面３６ａ）を局所的に照射する光学系で、第２ホルダ４０に保持されて、透光性部材１２と半導体発光素子１４との間に配置されている。
【００５８】
図３に示すように、反射部材１８は、少なくとも凹部３０の底面３０ａの一部及び透光性部材１２の側面１２ａの一部に密着した状態で、凹部３０内に配置されている。
【００５９】
反射部材１８としては、例えば、弾性（及び／又は接着性）及び反射性を備えた白樹脂、具体的には、酸化チタン等の光反射性フィラーを含む透明のシリコーン樹脂等のバインダー（白樹脂）を用いることができる。光反射性フィラーの濃度は、１０重量％よりも多く５０％未満が好ましく、３０〜４０％がより好ましい。このようにすれば、所望の波長（４００〜８００ｎｍ）に対して、９５〜９９％の反射効果が見込まれる。
【００６０】
白樹脂（反射部材１８）は、その弾性（及び／又は接着性）により少なくとも凹部３０の底面３０ａの一部及び透光性部材１２の側面１２ａの一部に密着している。その結果、仮に、透光性部材１２（拡散層３６の下面３６ａ）と表面３２（凹部３０の底面３０ａ）とを接着する接着剤等が劣化したとしても、透光性部材１２が脱落するのを防止することが可能となる。これは、弾性（及び／又は接着性）及び反射性を備えた白樹脂（反射部材１８）が、少なくとも凹部３０の底面３０ａの一部及び透光性部材１２の側面１２ａの一部に密着して、透光性部材１２を固定する固定部材として機能することによるものである。
【００６１】
また、光取出し効率が向上する。これは、弾性（及び／又は接着性）及び反射性を備えた白樹脂（反射部材１８）が少なくとも透光性部材１２の側面１２ａの一部に密着してこれを覆っているため、透光性部材１２の側面１２ａから出射する光が、当該白樹脂（反射部材１８）で反射されて透光性部材１２に再度入射することによるものである。その結果、透光性部材１２の側面１２ａが白樹脂（反射部材１８）で覆われていない場合と比べ、光取出し効率が向上する。
【００６２】
反射部材１８は、応力逃がし部１８ａを含んでいる。
【００６３】
応力逃がし部１８ａは、半導体発光素子１４からの光（本実施形態ではレーザー光）が照射されて、反射部材１８が熱膨張収縮することにより反射部材１８に発生する熱応力（透光性部材１２を凹部３０の底面３０ａから引きはがす方向の力として、透光性部材１２に作用する）を低減するためのものである。
【００６４】
図５（ａ）は発光装置１０の上面図、図５（ｂ）は発光装置１０の上面図（変形例）である。
【００６５】
応力逃がし部１８ａとしては、例えば、図５（ａ）に示すように、環状の凹部を用いることができる。凹部（応力逃がし部１８ａ）は、図３に示すように、反射部材１８の上面と下面とを貫通しないものであってもよいし、図６（ｄ）、図７（ｃ）に示すように、反射部材１８の上面と下面とを貫通するものであってもよい。
【００６６】
また、凹部（応力逃がし部１８ａ）は、図５（ａ）に示すように、透光性部材１２を中心とする環状の凹部であってもよいし、図５（ｂ）に示すように、透光性部材１２を取り囲むように配置された複数の凹部であってもよい。
【００６７】
応力逃がし部１８ａを含む反射部材１８は、例えば、次のようにして形成することができる。
【００６８】
図６（ａ）〜図６（ｄ）は、応力逃がし部１８ａを含む反射部材１８の成型プロセスを表した図である。
【００６９】
まず、図６（ａ）に示すように、拡散層３６の下面３６ａが貫通穴Ｈを覆った状態で、拡散層３６の下面３６ａ（貫通穴Ｈから露出した領域を除く）とベース部２６の表面３２（凹部３０の底面３０ａ）とを接着することで、透光性部材１２をベース部２６の凹部３０の底面３０ａに固定する。
【００７０】
次に、図６（ｂ）に示すように、凹部３０と略同径のリングＲを、凹部３０内に挿入する。
【００７１】
次に、リング内壁Ｒｃと凹部３０の底面３０ａと透光性部材１２（側面１２ａ）とで囲われたスペースＳ１（図６（ｂ）参照）内に、図６（ｃ）に示すように、予め定められた量の白樹脂（反射部材１８）を充填する。白樹脂の充填は、例えば、ディスペンサを用いて行うことができる。白樹脂の充填量は、例えば、リング内壁Ｒｃの上端縁と透光性部材１２の側面１２ａの上端縁との間に、表面張力による上面１８ｂ（例えば、凹面）が形成される程度である。本実施形態では、厚みが透光性部材１２の厚みより厚いリングＲを用いており、当該リングＲは、凹部３０内に挿入された状態で、その上部が透光性部材１２の上面（出射面）より上方へ突出している（突出量：約０．１ｍｍ）。その結果、表面張力による上面１８ｂは、内側より外側が高い凹面となる（図６（ｃ）参照）。表面張力による上面１８ｂの面形状は、リングＲの厚み、白樹脂の充填量等を調整することで調整することができる。例えば、リングＲの厚み、白樹脂の充填量等を調整することで、表面張力による上面１８ｂを、透光性部材１２から放出される光の少なくとも一部を制御する反射面とすることができる。このように、配光制御を、パッケージングの最終工程で行うことが可能となる。
【００７２】
次に、白樹脂（反射部材１８）が硬化した後、図６（ｄ）に示すように、リングＲを除去する。なお、リングＲのリング穴ＲＨは、抜き勾配を確保する観点から、リングＲの下面Ｒａ側から上面Ｒｂ側に向かうに従ってサイズが小さくなる錐体形状（例えば、円錐形状）とされているため、リングＲの除去を容易に行うことができる。
【００７３】
以上のようにして、応力逃がし部１８ａ（環状の凹部）を含む反射部材１８を形成することができる。
【００７４】
また、応力逃がし部１８ａを含む反射部材１８は、例えば、次のようにして形成することもできる。
【００７５】
図７（ａ）〜図７（ｃ）は、応力逃がし部１８ａを含む反射部材１８の他の成型プロセス（変形例）を表した図である。
【００７６】
まず、図７（ａ）に示すように、拡散層３６の下面３６ａが貫通穴Ｈを覆った状態で、拡散層３６の下面３６ａ（貫通穴Ｈから露出した領域を除く）とベース部２６の表面３２（凹部３０の底面３０ａ）とを接着することで、透光性部材１２をベース部２６の凹部３０の底面３０ａに固定する。
【００７７】
次に、図７（ｂ）に示すように、凹部３０より小径のリング状の弾性壁体１８Ａを、凹部３０に挿入する（図７（ｂ）参照）。リング状の弾性壁体１８Ａとしては、例えば、白樹脂をリング状の壁体として硬化させたもの（例えば、半硬化品）を用いることができる。
【００７８】
次に、リング状の弾性壁体１８Ａの内壁１８Ａ１と凹部３０の底面３０ａと透光性部材１２（側面１２ａ）とで囲われたスペースＳ２（図７（ｂ）参照）内に、図７（ｃ）に示すように、予め定められた量の白樹脂（反射部材１８）を充填する。白樹脂の充填は、例えば、ディスペンサを用いて行うことができる。白樹脂の充填量は、例えば、リング状の弾性壁体１８Ａの内壁１８Ａ１の上端縁と透光性部材１２の側面１２ａの上端縁との間に、表面張力による上面１８ｂ（例えば、凹面）が形成される程度である。本実施形態では、厚みが透光性部材１２の厚みより厚いリング状の弾性壁体１８Ａを用いており、当該弾性壁体１８Ａは、凹部３０内に挿入された状態で、その上部が透光性部材１２の上面（出射面）より上方へ突出している（突出量：約０．１ｍｍ）。その結果、表面張力による上面１８ｂは、内側より外側が高い凹面となる（図７（ｃ）参照）。表面張力による上面１８ｂの面形状は、リング状の弾性壁体１８Ａの厚み、白樹脂の充填量等を調整することで調整することができる。例えば、リング状の弾性壁体１８Ａの厚み、白樹脂の充填量等を調整することで、表面張力による上面１８ｂを、透光性部材１２から放出される光の少なくとも一部を制御する反射面とすることができる。
【００７９】
次に、応力逃がし部１８ａの作用について説明する。
【００８０】
図８（ａ）は、応力逃がし部１８ａが形成されていない場合の、半導体発光素子１４からの光（本実施形態ではレーザー光）が照射されることにより発生する応力（反射部材１８に発生する熱応力及び当該熱応力により反射部材１８の周囲に発生する応力）のコンター図を表している。図８（ｂ）は、応力逃がし部１８ａが形成されている場合の、半導体発光素子１４からのレーザー光が照射されることにより発生する応力（反射部材１８に発生する熱応力及び当該熱応力により反射部材１８の周囲に発生する応力）のコンター図を表している。
【００８１】
図８（ａ）、図８（ｂ）中の白色は応力が相対的に高いことを表し、黒色は応力が相対的に低いことを表している。
【００８２】
図８（ａ）と図８（ｂ）とを対比すると、応力逃がし部１８ａを形成した方（図８（ｂ）参照）が、コンター図中の黒色が多く、透光性部材１２及び凹部３０周囲に発生する応力が大幅に低減することが分かる。
【００８３】
以上のように、応力逃がし部１８ａを形成することで、透光性部材１２及び凹部３０周囲に発生する応力を大幅に低減することができるため、白樹脂（反射部材１８）が熱膨張収縮を繰り返しても、透光性部材１２が破損、損傷するのを抑制することが可能となる。
【００８４】
図９（ａ）は図８（ａ）中の凹部３０付近の拡大部分断面図、図９（ｂ）は図９（ａ）に示した凹部３０の底面３０ａ（波線）の線分析したミーゼス応力値を、縦軸がミーゼスの相当応力値[Pa]、横軸が底面３０ａの中央からの距離[mm]である座標系にプロットしたグラフである。図９（ｂ）中の符号Ｍ０１、Ｍ０２は、図９（ａ）に示した透光性部材１２の底面（拡散層３６の下面３６ａ）の両端におけるミーゼス応力値を表している。これは、透光性部材１２を凹部３０の底面３０ａから引きはがす方向の力として、透光性部材１２に作用する。
【００８５】
図１０（ａ）は図８（ｂ）中の凹部３０付近の拡大部分断面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）に示した凹部３０の底面３０ａ（波線）の線分析したミーゼス応力値を、縦軸がミーゼスの相当応力値[Pa]、横軸が底面３０ａの中央からの距離[mm]である座標系にプロットしたグラフである。図１０（ｂ）中の符号Ｍ０３、Ｍ０４は、図１０（ａ）に示した透光性部材１２の底面（拡散層３６の下面３６ａ）の両端におけるミーゼス応力値を表している。これは、透光性部材１２を凹部３０の底面３０ａから引きはがす方向の力として、透光性部材１２に作用する。
【００８６】
図９（ｂ）と図１０（ｂ）とを対比すると、応力逃がし部１８ａを形成した方（図１０（ｂ）参照）が、透光性部材１２を凹部３０の底面３０ａから引きはがす方向の力として作用する応力が小さくなる（Ｍ０３、Ｍ０４＜Ｍ０１、Ｍ０２）ことが分かる（約１／１０となる）。
【００８７】
以上のように、応力逃がし部１８ａを形成することで、透光性部材１２を凹部３０の底面３０ａから引きはがす方向の力が大幅に小さくなるため、白樹脂（反射部材１８）が熱膨張収縮を繰り返しても、透光性部材１２が脱落するのを抑制することが可能となる。
【００８８】
第２ホルダ４０は、ステンレス等の金属製で、図２に示すように、円筒型の筒部４２、筒部４２の上部外周に設けられた上フランジ部４４、筒部４２の下部外周に設けられた下フランジ部４６等を含んでいる。
【００８９】
第１ホルダ２２は、その筒部２４が第２ホルダ４０の筒部４２の上端開口から当該筒部４２内に挿入されて、第１ホルダ２２のフランジ部２８と第２ホルダ４０の筒部４２の上端面とが当接した状態で、第２ホルダ４０に固定されている。
【００９０】
上記構成の発光装置１０においては、半導体発光素子１４からの光は、集光レンズ１６で集光されて貫通穴Ｈを通過し、半導体発光素子１４から離間した位置に配置された透光性部材１２（拡散層３６の下面３６ａ）を局所的（スポット的）に照射する。スポットサイズは、例えば、長手が約１００μｍ、短手が約２０〜３０μｍの楕円形状に調整されている。透光性部材１２（拡散層３６の下面３６ａ）を局所的（スポット的）に照射する光は、拡散層３６内部で拡散されて、拡散層３６の上面３６ｂから輝度分布が均一（又は略均一）の拡散光として出射し、波長変換層３８の下面３８ａに入射する。
【００９１】
拡散層３６からの拡散光が入射した波長変換層３８は、これを透過する拡散層３６からの拡散光と拡散層３６からの拡散光で励起されて放出される光（発光）との混色による白色光を放出する。
【００９２】
以上説明したように、本実施形態の発光装置１０によれば、次の利点を生ずる。
【００９３】
第１に、透光性部材１２が脱落するのを防止することが可能となる。これは、弾性（及び／又は接着性）及び反射性を備えた白樹脂（反射部材１８）が、少なくとも凹部３０の底面３０ａの一部及び透光性部材１２の側面１２ａの一部に密着して、透光性部材１２を固定する固定部材として機能することによるものである。
【００９４】
第２に、透光性部材１２を固定する固定部材としての白樹脂（反射部材１８）が熱膨張収縮を繰り返しても、透光性部材１２が破損、損傷するのを抑制することが可能となる。これは、透光性部材１２を固定する固定部材としての白樹脂（反射部材１８）に発生する熱応力が、応力逃がし部１８ａの作用により、低減されることによるものである。
【００９５】
第３に、光取出し効率が向上する。これは、弾性（及び／又は接着性）及び反射性を備えた白樹脂（反射部材１８）が少なくとも透光性部材１２の側面１２ａの一部に密着してこれを覆っているため、透光性部材１２の側面１２ａから出射する光が、当該白樹脂（反射部材１８）で反射されて透光性部材１２に再度入射することによるものである。その結果、透光性部材１２の側面１２ａが白樹脂（反射部材１８）で覆われていない場合と比べ、光取出し効率が向上する。
【００９６】
次に、変形例について説明する。
【００９７】
図１１は、ライトガイド４８を用いた発光装置１０（変形例）の縦断面図である。
【００９８】
上記実施形態では、半導体発光素子１４からの光を集光して、透光性部材１２（拡散層３６の下面３６ａ）を局所的に照射する光学系として、集光レンズ１６（図２参照）を説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００９９】
例えば、半導体発光素子１４からの光を集光して、透光性部材１２（拡散層３６の下面３６ａ）を局所的に照射する光学系として、集光レンズ１６に代えて、図１１に示すように、半導体発光素子１４からの光を集光する集光レンズ１６と、集光レンズ１６で集光された半導体発光素子１４からの光を導光して、透光性部材１２（拡散層３６の下面３６ａ）を局所的に照射するライトガイド４８と、を含む光学系を用いてもよい。
【０１００】
ライトガイド４８は、例えば、中心部のコア（例えば、コア径：０．２ｍｍ）とその周囲を覆うクラッド（いずれも図示せず）とを含む光ファイバである。コアは、クラッドと比較して屈折率が高い。したがって、ライトガイド４８の一端面４８ａからライトガイド４８内に導入されたレーザー光（集光レンズ１６で集光された半導体発光素子１４からのレーザー光）は、コアとクラッドとの境界の全反射を利用してコア内部に閉じこめられた状態でライトガイド４８の他端面４８ｂまで導光されて、当該他端面４８ｂから出射して、半導体発光素子１４から離間した位置に配置された透光性部材１２（拡散層３６の下面３６ａ）を局所的に照射する。
【０１０１】
拡散層３６の下面３６ａを局所的（スポット的）に照射する光は、拡散層３６内部で拡散されて、拡散層３６の上面３６ｂから輝度分布が均一（又は略均一）の拡散光として出射し、波長変換層３８の下面３８ａに入射する。
【０１０２】
拡散層３６からの拡散光が入射した波長変換層３８は、これを透過する拡散層３６からの拡散光と拡散層３６からの拡散光で励起されて放出される光（発光）との混色による白色光を放出する。
【０１０３】
本変形例の発光装置１０によっても、上記実施形態と同様の効果を奏することが可能となる。
【０１０４】
次に、上記構成の発光装置１０を用いた車両用灯具（例えば、車両用前照灯）の例について説明する。
【０１０５】
図１２は、発光装置１０からの光を制御して、車両前方を照射するように構成された光学系として投影レンズ５２を用いた、いわゆるダイレクトプロジェクション型（直射型とも称される）の車両用灯具５０の例である。投影レンズ５２、その後方に配置された発光装置１０はホルダ５４によって、所定の位置関係となるように保持されている。
【０１０６】
図１３は、発光装置１０からの光を制御して、車両前方を照射するように構成された光学系として反射面６２、シェード６４及び投影レンズ６６を用いた、いわゆるプロジェクタ型の車両用灯具６０の例である。反射面６２、シェード６４、投影レンズ６６及び発光装置１０は、ホルダ６８によって、所定の位置関係となるように保持されている。
【０１０７】
なお、発光装置１０は、車両用灯具（例えば、車両用前照灯）以外、例えば、投光機、屋内照明、屋外照明、プロジェクター用光源としても用いることができる。
【０１０８】
上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１０…発光装置、１２…透光性部材、１２ａ…側面、１４…半導体発光素子、１４Ａ…半導体レーザー光源、１４Ａ１…フランジ部、１６…集光レンズ、１８…反射部材、１８Ａ…弾性壁体、１８Ａ１…内壁、１８ａ…応力逃がし部、１８ｂ…上面、２２…第１ホルダ、２４…筒部、２６…ベース部、２８…フランジ部、３０…凹部、３０ａ…底面、３０ｂ…内壁、３２…表面、３４…裏面、３６…拡散層、３６ａ…下面、３６ｂ…上面、３８…波長変換層、３８ａ…下面、３８ｂ…上面、４０…第２ホルダ、４２…筒部、４２ａ…段差部、４４…上フランジ部、４６…下フランジ部、４８…ライトガイド、４８ａ…一端面、４８ｂ…他端面、５０…車両用灯具、５２…投影レンズ、５４…ホルダ、６０…車両用灯具、６２…反射面、６４…シェード、６６…投影レンズ、６８…ホルダ
【図１】
2014160555.tif 000003
【図２】
2014160555.tif 000004
【図３】
2014160555.tif 000005
【図５】
2014160555.tif 000006
【図６】
2014160555.tif 000007
【図７】
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【図１１】
2014160555.tif 000009
【図１２】
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【図１３】
2014160555.tif 000011
【図１４】
2014160555.tif 000012
【図４】
2014160555.tif 000013
【図８】
2014160555.tif 000014
【図９】
2014160555.tif 000015
【図１０】
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