(57)【要約】【課題】少なくとも暗所において照射対象の視認性が高い照明光を出射する照明装置、車両用前照灯を提供する。【解決手段】ヘッドランプ１は、励起光を出射する半導体レーザ２と、５００ｎｍ以上、５２０ｎｍ以下の範囲に発光スペクトルのピークを有する第１の蛍光体と、当該第１の蛍光体とは異なる発光スペクトルのピークを有する第２の蛍光体とを含み、半導体レーザ２が出射した励起光を受けて発光する発光部５とを備えている。発光部５から出射される光のスペクトルにおいて、５４０ｎｍ以上、５７０ｎｍ以下の範囲の発光スペクトルの発光強度よりも、第１の蛍光体の発光スペクトルのピークにおける発光強度の方が大きい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を出射する励起光源と、
５００ｎｍ以上、５２０ｎｍ以下の範囲に発光スペクトルのピークを有する第１の蛍光体と、当該第１の蛍光体とは異なる発光スペクトルのピークを有する第２の蛍光体とを含み、上記励起光源が出射した励起光を受けて発光する発光部とを備え、
上記発光部から出射される光のスペクトルにおいて、５４０ｎｍ以上、５７０ｎｍ以下の範囲の発光スペクトルの発光強度よりも上記第１の蛍光体の発光スペクトルのピークにおける発光強度の方が大きいことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
上記第１の蛍光体は、Ｃｅ３＋を発光中心に有するものであることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
上記第２の蛍光体は、６００ｎｍ以上、６８０ｎｍ以下の範囲に発光スペクトルのピークを有していることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項４】
上記励起光源は、４００ｎｍ以上、４２０ｎｍ以下の波長の励起光を出射することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項５】
上記第１の蛍光体は、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ（silicon aluminum oxynitride）：Ｃｅ蛍光体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項６】
上記第１の蛍光体は、III−Ｖ族化合物半導体を含むナノ粒子蛍光体であることを特徴とする請求項１、３、４のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項７】
上記第２の蛍光体は、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ蛍光体であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項８】
上記第２の蛍光体は、Ｓｒ０．８Ｃａ０．２ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ蛍光体であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の照明装置を用いた車両用前照灯であって、
上記発光部から出射される光の色が、車両用用前照灯の色に関して法的に規定されている範囲の白色になるように調整され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、励起光源と当該励起光源からの励起光により蛍光を発する発光部とを備える照明装置、特に車両用前照灯に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
青色発光ダイオードと蛍光体とを組み合わせた白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いた車両用前照灯が実用化され始めている。発光ダイオードを用いることにより、従来光源であるハロゲンランプやＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプに比べて圧倒的に長寿命を実現できている。さらに、将来的にはＨＩＤランプよりもさらに低消費電力化できると考えられている。
【０００３】
このような前照灯の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１に記載の車両用前照灯は、異なる色を発する複数のＬＥＤチップを備えている。より具体的には、特許文献１には、青色ＬＥＤと蛍光体とで白色光を得る構成に加えて、青緑または緑色ＬＥＤを追加することが記載されている。この特許文献１には、追加されたＬＥＤの具体的な波長としては５３０ｎｍ（緑）が開示されているのみである。
【０００４】
ところで、人間は、網膜に存在する視細胞において光を感じている。この視細胞には、錐体と桿体という光に対する感度の異なる細胞が含まれている。光量が十分にある状況（明所）での目の視覚を明所視と呼び、この明所視では錐体が働いており、主に色みおよび形を感じている。一方、暗所での目の視覚を暗所視と呼び、この暗所視では桿体が働いており、主に光の明暗を感じている。
【０００５】
明所視では５５５ｎｍの黄緑色の波長の光に対する感度が最も高いのに対して、暗所視では５０７ｎｍという少し青よりの光に対する感度が最も高い。すなわち、明所視と暗所視とにおいて視感度のピーク波長が異なり、暗所視の方がより短波長側に視感度のピークがシフトする。このような現象は、プルキンエ現象（プルキニェ現象、プルキニエ現象とも称される）と呼ばれている。
【０００６】
このプルキンエ現象を考慮した再帰性反射体が特許文献２に開示されている。この再帰性反射体は、その基材を青色とし、かつ有色透明層を黄緑色とすることにより、日中や薄昏時の明るい時間帯は明所比視感度が高い黄緑色に見え、夜間の暗闇時はヘッドライトの光により暗所比視感度が高い青色（色波長５０７ｎｍ付近）に見えるため、昼夜問わず良好に視線誘導をすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３５１３６９号公報（２００６年１２月２８日公開）
【特許文献２】特開２００４−３０１９７７号公報（２００４年１０月２８日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般に従来の白色ＬＥＤなどの照明光源は明所視とすることを前提に作られている。明所視では色の判別が十分にでき、逆に色の判別が十分にできる状態が明所視であるとも言えるが、一般の照明において色の判別ができる程度に明るくすることは当然の要求である。
【０００９】
ここで、従来の白色ＬＥＤの問題点について説明する。図９は、青色発光ダイオードと蛍光体とを組み合わせた従来の白色ＬＥＤの発光スペクトルを示すグラフである。
【００１０】
図９のグラフに示す点線は、青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組み合わせた一般に擬似白色ＬＥＤと呼ばれるもののスペクトルである。また、実線のスペクトルは、擬似白色ＬＥＤより演色性を高めた白色ＬＥＤのスペクトルである。
【００１１】
図９より、どちらの白色ＬＥＤも明所視を大前提にしているために、明所視における視感度が最も高い緑色（５５５ｎｍ）付近のスペクトル成分が高くなっている。
【００１２】
上記のような白色ＬＥＤを用いた前照灯を搭載した車両は、カタログスペック上の値（光束値）は非常に高いにもかかわらず、夜間にはさほど明るく感じられない。このような問題は、従来のハロゲンランプ・ＨＩＤランプでは見られないため、本発明の発明者は、鋭意研究の結果、従来の白色ＬＥＤにおける５１０ｎｍ付近のスペクトル成分の落ち込みにより、このような問題が生じることを見出した。
【００１３】
すなわち、室内のような明所での利用を想定した白色ＬＥＤでは、明所視での明るさ、効率が重視されているため、夜間の屋外のような暗所では明るく感じられないという問題があることを見出した。
【００１４】
また、明所において物体の視認性を高めることについては、いずれの特許文献にも記載されていない。
【００１５】
なお、特許文献１の車両用前照灯では、白色光に加えて緑色または緑青色の光を車両の前方部分に照射している。この構成では、車両用前照灯の色が部分的に異なることになるが、このような構成は、日本国における法律で認められていない。それゆえ、特許文献１の車両用前照灯は、少なくとも日本国では実現できないものである。また、特許文献１には、緑色または緑青色の光の波長について記載されておらず、５１０ｎｍ付近のスペクトル成分の落ち込みが解消されているかどうかは不明である。
【００１６】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、その目的は、少なくとも暗所において照射対象の視認性が高い照明光を出射する照明装置、特に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】
【００１７】
本発明に係る照明装置は、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、５００ｎｍ以上、５２０ｎｍ以下の範囲に発光スペクトルのピークを有する第１の蛍光体と、当該第１の蛍光体とは異なる発光スペクトルのピークを有する第２の蛍光体とを含み、上記励起光源が出射した励起光を受けて発光する発光部とを備え、上記発光部から出射される光のスペクトルにおいて、５４０ｎｍ以上、５７０ｎｍ以下の範囲の発光スペクトルの発光強度よりも上記第１の蛍光体の発光スペクトルのピークにおける発光強度の方が大きいことを特徴としている。
【００１８】
人間の目において、光は網膜の視細胞で感知されているが、明るい場所と暗い場所とでは、視細胞の働きが異なっている。具体的には、明るい場所では黄緑色の光を一番明るく感じ、赤色も鮮やかに見える半面、青色はあまり明るく感じない（明所視）。一方、暗い場所では黄緑色よりも波長が短い青緑色がより明るく感じるようになり、波長の長い赤色は黒ずんで見える（暗所視）。これは、プルキンエ現象と呼ばれる、視感度がずれる現象である。人間の目は暗所視では、５０７ｎｍの波長の光に対する感度が最も高くなる。
【００１９】
このプルキンエ現象を考慮して、本発明の発明者は、夜間時には、人間の目は、暗所視の状態になっており、それゆえ、青緑色のスペクトルを多く含む光で前方を照射することにより、道路上の物体（障害物）がより鮮明に見えると考えた。すなわち、通常、明所視の状態で評価される光束（ルーメン）に代表される光源の明るさは、その数値が高いからといって、暗所視状態である夜間時には、必ずしも感覚的にフィットしない（明るく感じられない）ことを見出した。なお、「物体がより鮮明に見える」とは、物体の形（シルエット）または存在そのものの識別性が高まることを意味し、当該物体の色が鮮やかに見えることは必須ではない。
【００２０】
また、本発明の発明者は、暗所のみならず明所においても、青緑色のスペクトルを多く含む光を照射することにより桿体が刺激され、物体の形状を識別するときの識別性が高まると考えた。
【００２１】
上記の構成では、励起光源から出射された励起光を受けて発光部が発光することにより照明光が得られる。この発光部には、第１および第２の蛍光体が含まれている。第１の蛍光体の発光スペクトルのピークは、５００ｎｍ以上、５２０ｎｍ以下の範囲に存在するため、発光部から出射される光は、５００ｎｍ以上、５２０ｎｍ以下の範囲に少なくとも一つのピークを有するものになる。
【００２２】
また、発光部から出射される光のスペクトルにおいて、５４０ｎｍ以上、５７０ｎｍ以下の範囲の発光スペクトルの発光強度よりも、第１の蛍光体の発光スペクトルのピークにおける発光強度の方が大きい。
【００２３】
すなわち、明所視における視感度のピークが位置する範囲である５４０ｎｍ以上、５７０ｎｍ以下の範囲における発光スペクトルの発光強度よりも、暗所視における視感度のピークの近傍に位置する、第１の蛍光体の発光スペクトルのピークにおける発光強度の方が大きい。
【００２４】
それゆえ、暗所視の状態で視感度の高い光を発光部から出射することができ、暗所において照明装置によって照らされた物体の視認性を高めることができる。
【００２５】
なお、明所において５００ｎｍ以上、５２０ｎｍ以下の波長範囲の光を照射することにより、物体の形状の認識に関わる桿体が刺激され、明所における物体の視認性を高めることができると考えられる。それゆえ、本発明は、暗所で使用される照明装置に限定されず、明所で使用される上記照明装置も本発明の技術的範囲に含まれる。ただし、本発明は、暗所および明所の両方において物体の視認性を高めることができるものに限定されない。すなわち、本発明の照明装置は、少なくとも暗所における物体の視認性を高めることができるものである。
【００２６】
また、上記第１の蛍光体は、Ｃｅ３＋を発光中心に有するものであることが好ましい。
【００２７】
上記の構成によれば、Ｃｅ３＋を発光中心に有する蛍光体を第１の蛍光体として用いることにより、５００ｎｍ以上、５２０ｎｍ以下の範囲に発光スペクトルのピークを有し、かつ非常にブロードで明所視における視感度のピーク付近の波長を含む発光スペクトルを有する光を容易に生成できる。
【００２８】
そのため、まだ薄明かりが残る夕闇時（明所視）から完全な夜間時（暗所視）にかけて視感度が変化していく際にも、明るさ感に不連続感のない照明装置を実現することができる。なお、Ｃｅ３＋を発光中心に有する蛍光体の一例としてＣａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ３＋を挙げることができる。
【００２９】
また、上記第２の蛍光体は、６００ｎｍ以上、６８０ｎｍ以下の範囲に発光スペクトルのピークを有していることが好ましい。
【００３０】
上記の構成により、第２の蛍光体の蛍光は、６００ｎｍ以上、６８０ｎｍ以下の波長範囲にピークを有するものになる。第１の蛍光体の蛍光は、５００ｎｍ以上、５２０ｎｍ以下の波長範囲にピークを有しているものであるため、第１および第２の蛍光体の割合を変化させることで発光部から出射される光の色を、白色の範囲で容易に調整できる。
【００３１】
また、上記励起光源は、４００ｎｍ以上、４２０ｎｍ以下の波長の励起光を出射することが好ましい。
【００３２】
上記波長範囲の励起光を出射する励起光源と第１の蛍光体（発光ピーク波長が５００ｎｍ以上、５２０ｎｍ以下）とを組み合わせることにより、白色光を発光する発光部を有する照明装置を実現するために必要な第２の蛍光体の選択の幅が広がる。具体的には、６００ｎｍ以上、６８０ｎｍ以下の範囲に発光スペクトルのピークを有する蛍光体を、第２の蛍光体として使用することができるようになる。
【００３３】
上記第１の蛍光体は、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ（silicon aluminum oxynitride）：Ｃｅ蛍光体であることが好ましい。
【００３４】
上記の構成によれば、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体は耐熱性が高いため、高い出力の励起光を高い光密度で発光部に照射しても発光部が劣化する可能性が少ない。それゆえ、高輝度・高光束の照明装置を実現できる。
【００３５】
また、上記第１の蛍光体は、III−Ｖ族化合物半導体を含むナノ粒子蛍光体であることが好ましい。
【００３６】
ナノ粒子蛍光体は、粒子のサイズを均一にすれば、発光スペクトルのピークはシャープになり、不均一にすれば当該ピークはなだらかになる。それゆえ、上記の構成により、第１の蛍光体に含まれる粒子のサイズの分布を調整することにより、発光部の発光スペクトルを容易に調整できる。
【００３７】
また、上記第２の蛍光体は、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ蛍光体であることが好ましい。
【００３８】
上記の構成によれば、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ（ＣＡＳＮ）蛍光体は耐熱性が高いため、高い出力の励起光を高い光密度で発光部に照射しても発光部が劣化する可能性が少ない。それゆえ、高輝度・高光束の照明装置を実現できる。
【００３９】
また、上記第２の蛍光体は、Ｓｒ０．８Ｃａ０．２ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ蛍光体であることが好ましい。
【００４０】
上記の構成によれば、ＳｒＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ（ＳＣＡＳＮ）蛍光体は耐熱性が高いため、高い出力の励起光を高い光密度で発光部に照射しても発光部が劣化する可能性が少ない。さらに、当該蛍光体の発光ピーク波長は６１５ｎｍ〜６３０ｎｍであり、暗所視における視感度のピークにより近いところにある。それゆえ、少なくとも暗所視での視認性がより高く、高輝度・高光束の照明装置を実現できる。
【００４１】
また、本発明の車両用前照灯は、上記照明装置を用いた車両用前照灯であって、上記発光部から出射される光の色が、車両用前照灯の色に関して法的に規定されている範囲の白色になるように調整されていることを特徴としている。
【００４２】
車両用前照灯の光の色は、所定の範囲の色度を有する白色にしなければならないことが、日本国、米国などにおいて法律により規定されている。
【００４３】
上記の構成では、第２の蛍光体は、第１の蛍光体とは異なる発光スペクトルのピークを有しており、第２の蛍光体の蛍光色および発光部における第１の蛍光体と第２の蛍光体との割合は、励起光が発光部に照射されたときに当該発光部から発せられる蛍光色が、車両用前照灯の色に関して、当該車両用前照灯が使用される国または地域（州など）において法的に規定されている範囲の白色になるように設定されている。
【００４４】
それゆえ、５００ｎｍ以上、５２０ｎｍ以下の範囲に発光スペクトルのピークを有しつつ、法律に規定された範囲内の色度を有する光を生成することができ、かつ、少なくとも暗所視の状態での見やすさが改善された車両用前照灯を実現できる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明に係る照明装置は、以上のように、励起光を出射する励起光源と、５００ｎｍ以上、５２０ｎｍ以下の範囲に発光スペクトルのピークを有する第１の蛍光体と、当該第１の蛍光体とは異なる発光スペクトルのピークを有する第２の蛍光体とを含み、上記励起光源が出射した励起光を受けて発光する発光部とを備え、上記発光部から出射される光のスペクトルにおいて、５４０ｎｍ以上、５７０ｎｍ以下の範囲の発光スペクトルの発光強度よりも、上記第１の蛍光体の発光スペクトルのピークにおける発光強度の方が大きい構成である。
【００４６】
それゆえ、暗所視の状態で視感度の高い光を出射することができ、少なくとも暗所において照明装置によって照らされた物体の視認性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態に係るヘッドランプの概略構成を示す断面図である。
【図２】（ａ）は、半導体レーザの回路図を模式的に示した図であり、（ｂ）は、半導体レーザ２の基本構造を示す斜視図である。
【図３】Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ３＋およびＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋の特性を示す図である。
【図４】車両用前照灯に要求される白色の色度範囲を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施例に係る発光部の発光スペクトルを示すグラフである。
【図６】本発明の別の実施例に係る発光部の発光スペクトルを示すグラフである。
【図７】本発明の別の実施形態に係るヘッドランプの概略構成を示す断面図である。
【図８】光ファイバーの端部と発光部との位置関係を示す図である。
【図９】青色発光ダイオードと蛍光体とを組み合わせた従来の白色ＬＥＤの発光スペクトルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１〜図３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００４９】
（本発明の技術的思想）
本発明の発明者は、上述のプルキンエ現象を考慮して、夜間時には、人間の目は、暗所視の状態になっており、それゆえ、青緑色のスペクトルを多く含む光で前方を照射することにより、道路上の物体（障害物）がより鮮明に見えると考えた。すなわち、通常、明所視の状態で評価される光束（ルーメン）に代表される光源の明るさは、その数値が高いからといって、暗所視状態である夜間時には、必ずしも感覚的にフィットしない（明るく感じられない）ことを見出した。なお、「物体がより鮮明に見える」とは、物体の形（シルエット）または存在そのものの識別性が高まることを意味し、当該物体の色が鮮やかに見えることは必須ではない。
【００５０】
また、本発明の発明者は、暗所のみならず明所においても、青緑色のスペクトルを多く含む光を照射することにより桿体が刺激され、物体の形状を識別するときの識別性が高まると考えた。
【００５１】
本発明の照明装置は、このような技術的思想に基づいてなされたものであり、暗所視の状態で視感度の高い光を出射することにより、暗所（例えば、夜間走行時）において物体の視認性を高めることができるものである。また、本発明の照明装置によれば、暗所のみならず明所においても物体の視認性を高めることができる場合もある。すなわち、本発明の照明装置は、少なくとも暗所における物体の視認性を高めることができるものである。
【００５２】
ここでは、本発明の照明装置として、自動車用の走行用前照灯（ハイビーム）の配光特性基準を満たすヘッドランプ（車両用用前照灯）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、サーチライトなどその他の照明装置として実現されてもよい。
【００５３】
（ヘッドランプ１の構成）
まず、本実施形態に係るヘッドランプ（照明装置）１の構成について図１を用いて説明する。図１は、本実施形態に係るヘッドランプ１の概略構成を示す図である。同図に示すように、ヘッドランプ１は、半導体レーザ２、非球面レンズ３、導光部４、発光部５、反射鏡６および透明板７を備えている。
【００５４】
（半導体レーザ２）
半導体レーザ２は、励起光を出射する励起光源として機能するものである。この半導体レーザ２は１つでもよいし、複数設けられてもよい。また、半導体レーザ２として、１つのチップに１つの発光点を有するものを用いてもよいし、複数の発光点を有するものを用いてもよい。本実施形態では、１チップに１つの発光点を有する半導体レーザ２を用いている。
【００５５】
半導体レーザ２は、例えば、１チップに１つの発光点（１ストライプ）を有し、４０５ｎｍ（青紫色）のレーザ光を発振し、光出力が１．０Ｗ、動作電圧が５Ｖ、電流が０．７Ａのものであり、直径５．６ｍｍのパッケージ（ステム）に封入されているものである。本実施形態では、半導体レーザ２を１０個用いており、光出力の合計は１０Ｗである。なお、図１には便宜上、半導体レーザ２を１つのみ図示している。
【００５６】
半導体レーザ２が発振するレーザ光の波長は、４０５ｎｍに限定されず、４００ｎｍ以上４６０ｎｍ以下、より好ましくは４００ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有するものであればよい。
【００５７】
半導体レーザ２の波長を、４００ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長範囲にピークを有するものにすることにより、白色光を発光する発光部５を形成するために第１の蛍光体（発光ピーク波長が５００ｎｍ以上、５２０ｎｍ以下）と組み合わせる第２の蛍光体の選択の幅が広がる。具体的には、６００ｎｍ以上、６８０ｎｍ以下の範囲に発光スペクトルのピークを有する蛍光体を、第２の蛍光体として使用することができるようになる。
【００５８】
なお、酸窒化物蛍光体や窒化物蛍光体を発光部５の蛍光体として用いた場合、半導体レーザ２の光出力は、１Ｗ以上２０Ｗ以下であり、発光部５に照射されるレーザ光の光密度は、０．１Ｗ／ｍｍ２以上５０Ｗ／ｍｍ２以下であることが好ましい。この範囲の光出力であれば、車両用のヘッドランプに要求される光束および輝度を実現できるとともに、高出力のレーザ光によって発光部５が極度に劣化することを防止できる。すなわち、高光束かつ高輝度でありながら、長寿命の光源を実現できる。
【００５９】
ただし、後述の半導体ナノ粒子蛍光体を発光部５の蛍光体として用いた場合には、発光部５に照射されるレーザ光の光密度は、５０Ｗ／ｍｍ２よりも大きくてもよい。
【００６０】
（非球面レンズ３）
非球面レンズ３は、各半導体レーザ２から発振されたレーザ光を、導光部４の一方の端部である光入射面４ａに入射させるためのレンズである。例えば、非球面レンズ３として、アルプス電気製のＦＬＫＮ１  ４０５を用いることができる。上述の機能を有するレンズであれば、非球面レンズ３の形状および材質は特に限定されないが、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。
【００６１】
なお、非球面レンズ３は、半導体レーザ２から発振されたレーザ光を収束させ、比較的小さな（例えば、直径１ｍｍ以下）光入射面に導くためのものである。そのため、導光部４の光入射面４ａが、レーザ光を収束させる必要のない程度に大きい場合には、非球面レンズ３を設ける必要はない。
【００６２】
（導光部４）
導光部４は、半導体レーザ２が発振したレーザ光を集光して発光部５（発光部５のレーザ光照射面）へと導く円錐台状の導光部材であり、非球面レンズ３を介して（または、直接的に）半導体レーザ２と光学的に結合している。導光部４は、半導体レーザ２が出射したレーザ光を受光する光入射面４ａ（入射端部）と当該光入射面４ａにおいて受光したレーザ光を発光部５へ出射する光出射面４ｂ（出射端部）とを有している。
【００６３】
光出射面４ｂの面積は、光入射面４ａの面積よりも小さい。そのため、光入射面４ａから入射した各レーザ光は、導光部４の側面に反射しつつ前進することにより収束されて光出射面４ｂから出射される。
【００６４】
導光部４は、ＢＫ７、石英ガラス、アクリル樹脂その他の透明素材で構成する。また、光入射面４ａおよび光出射面４ｂは、平面形状であっても曲面形状であってもよい。
【００６５】
なお、導光部４は、角錐台状であってもよく、光ファイバーであってもよく、半導体レーザ２からのレーザ光を発光部５に導くものであればよい。また、導光部４を設けずに、半導体レーザ２からのレーザ光を非球面レンズ３を介して、または直接に発光部５に照射してもよい。半導体レーザ２と発光部５との間の距離が短い場合には、このような構成が可能になる。
【００６６】
（発光部５の組成）
発光部５は、導光部４の光出射面４ｂから出射されたレーザ光を受けて発光するものであり、レーザ光を受けて発光する複数種類の蛍光体が蛍光体保持物質（封止材）の中に分散されたものである。より詳細には、発光部５は、第１の蛍光体と当該第１の蛍光体とは異なる発光スペクトルのピークを有する第２の蛍光体とを含むものである。第１の蛍光体は、暗所視の状態において視感度のピークとなる５０７ｎｍの近傍に発光スペクトルのピークを有するものであり、より具体的には、５００ｎｍ以上、５２０ｎｍ以下の範囲に発光スペクトルのピークを有するものである。また、第２の蛍光体は、例えば、６００ｎｍ以上、６８０ｎｍ以下の範囲に発光スペクトルのピークを有するものである。
【００６７】
さらに、発光部５から出射される光のスペクトルにおいて、５４０ｎｍ以上、５７０ｎｍ以下の範囲の発光スペクトルの発光強度よりも、第１の蛍光体の発光スペクトルのピークにおける発光強度の方が大きくなるように発光部５の組成が調整されている。
【００６８】
第１および第２の蛍光体は、酸窒化物蛍光体や窒化物蛍光体または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である。
【００６９】
酸窒化物蛍光体としては、サイアロン（ＳｉＡｌＯＮ（silicon aluminum oxynitride））蛍光体と通称されるものを用いることができる。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。このサイアロン蛍光体は、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。第１の蛍光体は、酸窒化物蛍光体の一例としての、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ３＋蛍光体であり、第２の蛍光体は、窒化物蛍光体の一例としての、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋蛍光体である。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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い変換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。よって、発光部５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、ヘッドランプ１の寿命を延ばすことができる。
【００７３】
封止材は、シリコーン樹脂などの樹脂であってもよいし、ガラス材料（例えば、無機ガラス、有機ハイブリッドガラス）であってもよい。なお、発光部５は、蛍光体のみを押し固めたものであってもよいが、蛍光体が封止材の中に分散されたものであることが好ましい。蛍光体のみを押し固めた場合には、レーザ光が照射されることにより生じる発光部５の劣化が促進される可能性があるからである。
【００７４】
（発光部５の配置および形状）
発光部５は、透明板７の内側（光出射面４ｂが位置する側）の面において、反射鏡６の焦点位置またはその近傍に固定されている。発光部５の位置の固定方法は、この方法に限定されず、反射鏡６から延出する棒状または筒状の部材によって発光部５の位置を固定してもよい。
【００７５】
発光部５の形状は、特に限定されず、直方体であっても、円柱状であってもよい。本実施形態では、発光部５は、直径３ｍｍ、厚み（高さ）３ｍｍの円柱状である。また、発光部５にレーザ光が照射される面であるレーザ光照射面は、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、レーザ光の反射を制御するためには、レーザ光照射面は、平面であることが好ましい。レーザ光照射面が曲面の場合、少なくとも曲面への入射角度が大きく変わるため、レーザ光が照射される場所によって、反射光の進む方向が大きく変わってしまう。そのため、レーザ光の反射方向を制御することが困難な場合がある。これに対してレーザ光照射面が平面であれば、レーザ光の照射位置が若干ずれたとしても反射光の進む方向はほとんど変わらないため、レーザ光が反射する方向を制御しやすい。場合によっては反射光が当たる場所にレーザ光の吸収材を置くなどの対応がとり易くなる。
【００７６】
また、発光部５の厚みは３ｍｍでなくともよい。上記厚みは、レーザ光が発光部５において全て白色光に変換されるか、またはレーザ光が発光部５において十分に散乱される厚みであればよい。つまり、人体に有害なコヒーレント光の強度が、安全なレベルにまで低くなるか、無害なインコヒーレント光に変換されるだけの厚みを発光部５が有していればよい。
【００７７】
ここで必要とされる発光部５の厚みは、発光部５における封止材と蛍光体との割合に従って変化する。発光部５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５の厚みを薄くできる。
【００７８】
（反射鏡６）
反射鏡６は、発光部５が出射したインコヒーレント光を反射することにより、所定の立体角内を進む光線束を形成するものである。すなわち、反射鏡６は、発光部５からの光を反射することにより、ヘッドランプ１の前方へ進む光線束を形成する。この反射鏡６は、例えば、金属薄膜がその表面に形成された曲面形状（カップ形状）の部材であり、反射した光の進行方向に開口している。
【００７９】
また、反射鏡６は、半球面ミラーに限定されず、楕円面ミラーやパラボラミラーまたはそれらの部分曲面を有するミラーあってもよい。すなわち、反射鏡６は、回転軸を中心として図形（楕円、円または放物線）を回転させることによって形成される曲面の少なくとも一部をその反射面に含んでいるものであればよい。
【００８０】
（透明板７）
透明板７は、反射鏡６の開口部を覆う透明な樹脂板であり、発光部５を保持している。この透明板７は、半導体レーザ２からのレーザ光を遮断するとともに、発光部５においてレーザ光を変換することにより生成された白色光（インコヒーレント光）を透過する材質で形成することが好ましく、樹脂板以外に無機ガラス板等も使用できる。
【００８１】
発光部５によってコヒーレントなレーザ光は、その発光点サイズが拡大され、かつインコヒーレントな白色光に変換される。しかし、何らかの原因で発光点サイズが十分に拡大されない場合も考えられる。このような場合でも、透明板７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。なお、このような効果を期待せず、かつ透明板７以外の部材によって発光部５を保持する場合には、透明板７を省略することが可能である。
【００８２】
（半導体レーザ２の構造）
次に半導体レーザ２の基本構造について説明する。図２（ａ）は、半導体レーザ２の回路図を模式的に示したものであり、図２（ｂ）は、半導体レーザ２の基本構造を示す斜視図である。同図に示すように、半導体レーザ２は、カソード電極１９、基板１８、クラッド層１１３、活性層１１１、クラッド層１１２、アノード電極１７がこの順に積層された構成である。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
クラッド層１１３・クラッド層１１２は、ｎ型およびｐ型それぞれのＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＡｌＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＳｂ、ＧａＳｂ、及びＡｌＮに代表されるＩＩＩ−Ｖ属化合物半導体、並びに、ＺｎＴｅ、ＺｅＳｅ、ＺｎＳおよびＺｎＯ等のＩＩ−ＶＩ属化合物半導体のいずれの半導体によって構成されていてもよく、順方向バイアスをアノード電極１７及びカソード電極１９に印加することで活性層１１１に電流を注入できるようになっている。
【００９３】
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。
【００９４】
（発光部５の発光原理）
次に、半導体レーザ２から発振されたレーザ光による蛍光体の発光原理について説明する。
【００９５】
まず、半導体レーザ２から発振されたレーザ光が発光部５に含まれる蛍光体に照射されることにより、蛍光体内に存在する電子が低エネルギー状態から高エネルギー状態（励起状態）に励起される。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
（実施例１）
次に発光部５の実施例についてより具体的に説明する。本実施例では、５００〜５２０ｎｍに発光ピークを有する第１の蛍光体としてＣａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ３＋蛍光体（以下では、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体と略称する）を用い、第２の蛍光体として６２０〜６８０ｎｍに発光ピークを有するＣＡＳＮ：Ｅｕ（ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋）蛍光体（以下では、ＣＡＳＮ蛍光体と称する）を用いている。
【０１００】
（蛍光体の特性）
図３は、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ３＋蛍光体およびＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋蛍光体の特性を示す図である。同図に示すように、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体は、青色から緑色にかけての蛍光を発し、その発光ピークの波長は５１０ｎｍである。また、この蛍光体は、発光の半値幅が１１０ｎｍとブロードであり、暗所視における比視感度の高い波長域を十分カバーしている。さらに、上記蛍光体の発光効率は５８％であり、発光効率も高い。また、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体は、耐熱性が高いため、高い出力のレーザ光を高い光密度で発光部５に照射しても発光部５が劣化する可能性が少ない。それゆえ、高輝度・高光束の前照灯を実現できる。
【０１０１】
ＣＡＳＮ蛍光体は、赤色の蛍光を発し、その発光ピークの波長は６５０ｎｍである。この蛍光体の発光効率は７１％であり、発光の半値幅は９３ｎｍである。ＣＡＳＮ蛍光体も耐熱性が高いため、高い出力の励起光を高い光密度で発光部５に照射しても発光部５が劣化する可能性が少ない。それゆえ、高輝度・高光束の前照灯を実現できる。
【０１０２】
図３に示す数値は、励起波長が４０５ｎｍのときのものである。Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体では、励起波長が長くなると、発光ピーク波長は長くなり、吸収率・内部量子効率は下がり、その結果、発光効率も下がる。なお、このとき半値全幅は若干広くなる。
【０１０３】
逆に励起波長が短くなると、３５０ｎｍ位までは吸収率・内部量子効率・発光効率は若干上がる。また発光ピーク波長は若干短くなり、半値全幅も若干狭くなる。３５０ｎｍよりも短い励起波長では、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体は光らなくなってくる。
【０１０４】
ＣＡＳＮ蛍光体では、３５０ｎｍ〜４５０ｎｍの励起波長の範囲において、ほとんど特性（発光ピーク波長、吸収率、内部量子効率、発光効率、半値全幅）は変わらない。４５０ｎｍ以上から若干特性が悪くなってくる。また３５０ｎｍ以下では、αＳｉＡＯＮ蛍光体と同様、ＣＡＳＮ蛍光体は光らなくなってくる。
【０１０５】
（白色光の調整）
これらの蛍光体を含む発光部５に、４０５ｎｍで発振する半導体レーザ２のレーザ光を照射することにより照明光を発生させた。この照明光の色温度が3000〜7000Ｋであり、かつ、道路運送車両法で定められた前照灯に求められる白色の範囲に適合する白色光とするために、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体およびＣＡＳＮ蛍光体の、発光部５における割合を調整した。なお、色温度については、市場において多くのユーザに好まれる色温度になるように調整している。
【０１０６】
図４は、車両用前照灯に要求される白色の色度範囲を示すグラフである。同図に示すように、日本国では、車両用前照灯に要求される白色の色度範囲が法律により規定されている。当該色度範囲は、６つの点３５を頂点とする多角形の内部である。
【０１０７】
このグラフにおいて、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体の発光ピークの波長を示す点３１と、ＣＡＳＮ蛍光体の発光ピークの波長を示す点３２と、励起光源である半導体レーザ２の発振波長４０５ｎｍを示す点３３とを結ぶ三角形３０内の点が示す色度を実現することができる。Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体およびＣＡＳＮ蛍光体の発光部５における割合、および、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体およびＣＡＳＮ蛍光体と、封止材との発光部５内での混合比、および励起光の強さを変化させることによって、実現される照明光の色度を示す点が三角形３０内を移動する。例えば、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体の割合が高くなれば、照明光の色度を示す点は、点３１に近づき、照明光はより青みがかった色になる。
【０１０８】
三角形３０は、上記多角形を含んでおり、この多角形内の点が示す色度を実現するように、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体およびＣＡＳＮ蛍光体の発光部５における割合、およびＣａα−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体およびＣＡＳＮ蛍光体と封止材との発光部５内での混合比、および励起光の強さを設定すればよい。
【０１０９】
特に点３１、点３４ａおよび点３４ｃを頂点とする三角形で囲まれる範囲で、かつ、点３５を頂点とする多角形で囲まれる範囲の色度となるように照明光の色度を設定すればよい。
【０１１０】
なお、点３４ａは、ＣＡＳＮ：Ｅｕ２＋の蛍光の放射束と半導体レーザ２のレーザ光の放射束との比が１：０．１となる点であり、点３４ｂは、上記比が１：１となる点であり、点３４ｃは、上記比が１：２．５となる点である。レーザ光そのものも色度を有しているため、発光部５の組成を一定にしてレーザ光の放射束を変化させることで、照明光の色度を示す点が点３２と点３３とを結ぶ線分上を移動する。
【０１１１】
第１の蛍光体と第２の蛍光体との割合は、各蛍光体の蛍光色とともに発光効率によっても変わる。また、照射するレーザ光の色および強度、封止材の種類および量によっても最終的な照明光の色が変化するため、これらの要因を考慮して、第１の蛍光体と第２の蛍光体との割合を調整する。
【０１１２】
本実施例では、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体と、ＣＡＳＮ蛍光体と、封止材としてのシリコーン樹脂との割合を、１：３．６：１００として、直径３ｍｍ、高さ３ｍｍの発光部５を形成した。この発光部５に４０５ｎｍの波長のレーザ光を照射し、得られた照明光のスペクトルおよび色度を測定した。
【０１１３】
その結果、照明光の色度は、図４のグラフにおいてｘ＝０．４１０１、ｙ＝０．４０１７の座標が示す色度であり、日本国における道路運送車両の保安基準を満たすものであった。すなわち、発光部５から出射される光の色が、車両用前照灯の色に関して法的に規定されている範囲の白色になるように調整されていることが確認できた。また、当該照明光の色温度は３５００Ｋであり、平均演色評価数Ｒａは８６．６であり、特殊演色評価数Ｒ９は５７．６であった。
【０１１４】
図５は、本実施例の発光部５の発光スペクトルを示すグラフである。Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体の発光スペクトルのピークは、５００ｍｍ以上、５２０ｎｍ以下の波長範囲にあり、暗所視における視感度のピークの近傍に位置している。そのため、同図に示すように、暗所視における視感度ピークとなる５１０ｎｍ付近の強度が十分に大きい発光スペクトルが得られた。また、発光部５から出射される光のスペクトルにおいて、５４０ｎｍ以上、５７０ｎｍ以下の範囲の発光スペクトルの発光強度よりも、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体の発光スペクトルのピークにおける発光強度の方が大きい。すなわち、明所視における視感度のピークが位置する範囲である５４０ｎｍ以上、５７０ｎｍ以下の範囲における発光スペクトルの発光強度よりも、第１の蛍光体であるＣａα−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体の発光スペクトルのピークにおける発光強度の方が大きい。
【０１１５】
そのため、この白色光源を車両用前照灯に適用すると、暗所視状態である夜間走行時の障害物視認性に優れた前照灯が実現できる。
【０１１６】
また、明所において５００ｎｍ以上、５２０ｎｍ以下の波長範囲の光（特に、波長５０７ｎｍ付近の光）を照射することにより、物体の形状の認識に関わる桿体が刺激され、明所における物体の視認性を高めることができる。それゆえ、完全な暗所視状態でなくても、暗所視状態と明所視状態との中間的な状態における障害物視認性にも優れた前照灯が実現できる。
【０１１７】
また、５１０ｎｍ付近のピークは、非常にブロードであり、まだ薄明かりが残る夕闇時（明所視）から完全な夜間時（暗所視）にかけて視感度が変化していく際にも明るさ感に不連続感のない前照灯を実現することができる。
【０１１８】
また、この白色光源は、平均演色評価数Ｒａの値も８６．６と非常に良好であり、夜間走行時にも各種道路標識をはっきり視認できる。
【０１１９】
なお、上述の蛍光体の割合は、あくまで一例であり、本発明は当該蛍光体の割合に限定されない。
【０１２０】
（実施例２）
次に発光部５の別の実施例について説明する。本実施例では、実施例１と同様に第１の蛍光体としてＣａα−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体を用い、第２の蛍光体としてＣＡＳＮ蛍光体を用いた。ただし、本実施例では、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体と、ＣＡＳＮ蛍光体と、封止材としてのシリコーン樹脂との割合を、１：３．６：２５０として、直径３ｍｍ、高さ５ｍｍの発光部５を形成した。この発光部５に４０５ｎｍの波長のレーザ光を照射し、得られた照明光のスペクトルおよび色度を測定した。
【０１２１】
その結果、照明光の色度は、図４のグラフにおいてｘ＝０．３１０２、ｙ＝０．３１８９の座標が示す色度であり、日本国における道路運送車両の保安基準を満たすものであった。また、当該照明光の色温度は６７００Ｋであり、平均演色評価数Ｒａは８０．３であり、特殊演色評価数Ｒ９は５７．７であった。実施例２は、実施例１と比較すると、封止材であるシリコーン樹脂の割合が高く、蛍光体の割合が低い。蛍光体濃度を薄くした結果として、４０５ｎｍの励起光成分が強くなって色温度が高くなったと考えられる。
【０１２２】
図６は、本実施例の発光部５の発光スペクトルを示すグラフである。同図に示すように、暗所視における視感度ピークとなる５１０ｎｍ付近の強度が十分に大きい発光スペクトルが得られた。また、明所視における視感度のピークが位置する範囲である５４０ｎｍ以上、５７０ｎｍ以下の範囲における発光スペクトルの発光強度よりも、第１の蛍光体であるＣａα−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体の発光スペクトルのピークにおける発光強度の方が大きい。
【０１２３】
実施例１と比較すると、実施例２の方が、５１０ｎｍ付近の強度が、５４０ｎｍ以上、５７０ｎｍ以下の範囲における発光スペクトルの発光強度よりも相対的に大きくなっている。
【０１２４】
それゆえ、実施例２の白色光源を車両用前照灯に適用すれば、夜間走行時の障害物視認性に優れた前照灯が実現できる。
【０１２５】
なお、実施例２の白色光源は、完全な暗所において使用されるものに限定されず、夕闇時など薄明るい光環境下で使用されてもよい。
【０１２６】
（変更例）
なお、励起光源について、４０５ｎｍで発振する半導体レーザのみを例示したが、本発明に適用できる励起光源はこれに限られない。例えば、従来の４５０ｎｍ付近で発光する発光ダイオードを励起光源として用いてもよい。この場合も、５１０ｎｍ付近に発光ピークを有するＣａα-ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ３＋蛍光体を用いることで、暗所視における障害物視認性が改善された前照灯を実現可能な白色光源を得ることができる。
【０１２７】
また、第１の蛍光体であるＣａα-ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ３＋蛍光体が５００〜５２０ｎｍに発光ピークを有しているのは、発光中心にＣｅ３＋が存在しているためである。そのため、発光中心にＣｅ３＋を有する蛍光体であれば、Ｃａα-ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ３＋蛍光体の代わりに第１の蛍光体として用いることができる。
【０１２８】
また、第２の蛍光体としてＳｒ０．８Ｃａ０．２ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ蛍光体を用いてもよい。ＳｒＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ（ＳＣＡＳＮ）蛍光体は耐熱性が高いため、高い出力の励起光を高い光密度で発光部に照射しても発光部が劣化する可能性が少ない。さらに、当該蛍光体の発光ピーク波長が６１５ｎｍ〜６３０ｎｍであり、６２０〜６８０ｎｍに発光ピークを有するＣＡＳＮ蛍光体よりも、暗所視における視感度のピークにより近いところに発光ピークがある。それゆえ、暗所視での視認性がより高く、高輝度・高光束の前照灯を実現できる。
【０１２９】
また、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含む半導体ナノ粒子蛍光体を第１の蛍光体として用いてもよい。半導体ナノ粒子蛍光体の場合には、ナノ粒子のサイズによって蛍光波長が変化する。それゆえ、半導体ナノ粒子蛍光体を第１の蛍光体として用いる場合には、５００〜５２０ｎｍの範囲に発光ピークを有するようにナノ粒子のサイズを調整すればよい。
【０１３０】
また、ナノ粒子蛍光体は、粒子のサイズを均一にすれば、発光スペクトルのピークはシャープになり、不均一にすれば当該ピークはなだらかになる。それゆえ、半導体ナノ粒子蛍光体に含まれる粒子のサイズの分布を調整することにより、発光部５の発光スペクトルを容易に調整できる。
【０１３１】
半導体ナノ粒子蛍光体に含まれる粒子のサイズの調整方法は、大きく分けて２つある。半導体ナノ粒子蛍光体の作製には化学的合成の手法を用いるが、一つ目の調整方法は、この合成時のプロセスパラメータ（例えば、温度や時間）を変更することで、作製される粒子のサイズを調整できる。
【０１３２】
もうひとつの調整方法は、半導体ナノ粒子蛍光体を作製した後に、出来上がったものを、そのサイズに応じて分級する（ふるいにかける）ことである。現実には、一つ目の方法と二つ目の方法とを組み合わせて所望の粒子サイズを持つ半導体ナノ粒子蛍光体を得ればよい。
【０１３３】
５００〜５２０ｎｍの範囲に発光ピークを有する半導体ナノ粒子のサイズは、半導体ナノ粒子蛍光体を構成する材料によって異なってくるが、例えばＩｎＰでは、１．７〜２．０ｎｍであり、ＣｄＳｅでは２．０〜２．２ｎｍである。
【０１３４】
また、第１の蛍光体、第２の蛍光体ともに半導体ナノ粒子蛍光体を用いてもよい。この場合には、ナノ粒子のサイズが互いに異なる２種類の半導体ナノ粒子蛍光体を混合することになる。
【０１３５】
また、酸窒化物蛍光体または窒化物蛍光体を第１の蛍光体として用い、半導体ナノ粒子蛍光体を第２の蛍光体として用いてもよいし、その逆でもよい。
【０１３６】
また、本発明は、第１および第２の蛍光体に加え、第３の蛍光体をさらに含む発光部を用いることを、その技術的範囲から排除するものではない。重要なのは、第１の蛍光体が５００〜５２０ｎｍに発光ピークを有していることであり、そのために照明光の発光スペクトルにおいて５００〜５２０ｎｍ付近の強度が十分に高く、他の波長範囲の強度と比較して落ち込んでいないことである。この要件を満たすのであれば、第１の蛍光体以外の蛍光体および封止材の種類および割合はどのようなものであってもよい。
【０１３７】
ただし、自動車用の前照灯として実現する場合には、上述のように、道路運送車両の保安基準を満たす白色を実現できるように、各蛍光体の種類および割合を調整する。
【０１３８】
（ヘッドランプ１の効果）
以上のように、本発明の技術的思想を車両用前照灯に適用すれば、少なくとも暗所視において良好な視認性を有するヘッドランプ１を実現することができる。さらに、このヘッドランプ１では、日本国などにおける保安基準を満たす白色光が得られ、かつ、その白色光は演色性が非常に高い。
【０１３９】
なお、上述した例は、日本国における道路運送車両の保安基準に基づくものであるが、ヘッドランプが発する照明光の色は、そのヘッドランプが使用される国または地域（州など）において定められた規則に従って調整されればよい。
【０１４０】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施形態について図７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、プロジェクタ型のヘッドランプ２０について説明する。
【０１４１】
（ヘッドランプ２０の構成）
まず、本実施形態に係るヘッドランプ２０の構成について図７を用いて説明する。図７は、プロジェクタ型のヘッドランプであるヘッドランプ２０の構成を示す断面図である。このヘッドランプ２０は、プロジェクタ型のヘッドランプである点、並びに、導光部４の代わりに光ファイバー４０を備えた点でヘッドランプ１とは異なる。
【０１４２】
同図に示すように、ヘッドランプ２０は、半導体レーザ２、非球面レンズ３、光ファイバー（導光部）４０、フェルール９、発光部５、反射鏡６、透明板７、ハウジング１０、エクステンション１１、レンズ１２、凸レンズ１３およびレンズホルダ８を備えている。半導体レーザ２、光ファイバー４０、フェルール９および発光部５によって発光装置の基本構造が形成されている。
【０１４３】
ヘッドランプ２０は、プロジェクタ型のヘッドランプであるため、凸レンズ１３を備えている。その他のタイプのヘッドランプ（例えば、セミシールドビームヘッドランプ）に本発明を適用してもよく、その場合には凸レンズ１３を省略できる。
【０１４４】
（非球面レンズ３）
非球面レンズ３は、半導体レーザ２から発振されたレーザ光（励起光）を、光ファイバー４０の一方の端部である入射端部に入射させるためのレンズである。非球面レンズ３は、光ファイバー４０ａの数だけ設けられている。
【０１４５】
（光ファイバー４０）
光ファイバー４０は、半導体レーザ２が発振したレーザ光を発光部５へと導く導光部材であり、複数の光ファイバー４０ａの束である。この光ファイバー４０は、中芯のコアを、当該コアよりも屈折率の低いクラッドで覆った２層構造をしている。コアは、レーザ光の吸収損失がほとんどない石英ガラス（酸化ケイ素）を主成分とするものであり、クラッドは、コアよりも屈折率の低い石英ガラスまたは合成樹脂材料を主成分とするものである。
【０１４６】
例えば、光ファイバー４０は、コアの径が２００μｍ、クラッドの径が２４０μｍ、開口数ＮＡが０．２２の石英製のものであるが、光ファイバー４０の構造、太さおよび材質は上述のものに限定されず、光ファイバー４０の長軸方向に対して垂直な断面は矩形であってもよい。
【０１４７】
この光ファイバー４０は、上記レーザ光を受け取る複数の入射端部と、入射端部から入射したレーザ光を出射する複数の出射端部とを有している。複数の出射端部は、後述するように、フェルール９によって、発光部５のレーザ光照射面（受光面）に対して位置決めされている。
【０１４８】
（フェルール９）
図８は、光ファイバー４０ａの出射端部と発光部５との位置関係を示す図である。同図に示すように、フェルール９は、光ファイバー４０ａの出射端部を発光部５のレーザ光照射面に対して所定のパターンで保持する。このフェルール９は、光ファイバー４０ａを挿入するための孔が所定のパターンで形成されているものでもよいし、上部と下部とに分離できるものであり、上部および下部の接合面にそれぞれ形成された溝によって光ファイバー４０ａを挟み込むものでもよい。
【０１４９】
フェルール９の材質は、特に限定されず、例えばステンレススチールである。なお、図８では、光ファイバー４０ａを３つ示しているが、光ファイバー４０ａの数は３つに限定されない。また、フェルール９は、反射鏡６から延出する棒状の部材等によって固定されればよい。
【０１５０】
フェルール９が光ファイバー４０ａの出射端部を位置決めすることにより、複数の光ファイバー４０ａから出射されるレーザ光がそれぞれ有する光強度分布における最も光強度の大きい部分（最大光強度部分）が、発光部５の互いに異なる部分に対して照射される。この構成により、レーザ光が一点に集中することにより発光部５が著しく劣化することを防止できる。なお、出射端部は、レーザ光照射面に接触していてもよいし、僅かに間隔をおいて配置されてもよい。
【０１５１】
なお、各光ファイバー４０ａの出射端部を分散させて配置する必要は必ずしもなく、光ファイバー４０の束をひとまとめにしてフェルール９で位置決めしてもよい。
【０１５２】
（発光部５）
発光部５は、実施の形態１と同様のものであり、後述する反射鏡６の第１焦点の近傍に配置される。この発光部５は、反射鏡６の中心部を貫いて延びる筒状部の先端に固定されてもよい。この場合には、筒状部の内部に光ファイバー４０を通すことができる。
【０１５３】
（反射鏡６）
反射鏡６は、例えば、金属薄膜がその表面に形成された部材であり、発光部５から出射した光を反射することにより、当該光をその焦点に収束させる。ヘッドランプ２０がプロジェクタ型のヘッドランプであるため、反射鏡６の基本形状は、反射した光の光軸方向に平行な断面が楕円形状となっている。反射鏡６には、第１焦点と第２焦点とが存在し、第２焦点は、第１焦点よりも反射鏡６の開口部に近い位置に存在している。後述する凸レンズ１３は、その焦点が第２焦点の近傍に位置するように配置されており、反射鏡６によって第２焦点に収束された光を前方に投射する。
【０１５４】
（凸レンズ１３）
凸レンズ１３は、発光部５から出射された光を集光し、集光した光をヘッドランプ１の前方へ投影する。凸レンズ１３の焦点は、反射鏡６の第２焦点の近傍であり、その光軸は、発光部５が有する発光面のほぼ中央を貫いている。この凸レンズ１３は、レンズホルダ８によって保持され、反射鏡６に対する相対位置が規定されている。なお、レンズホルダ８を、反射鏡６の一部として形成してもよい。
【０１５５】
（その他の部材）
ハウジング１０は、ヘッドランプ２０の本体を形成しており、反射鏡６等を収納している。光ファイバー４０は、このハウジング１０を貫いており、半導体レーザ２は、ハウジング１０の外部に設置される。半導体レーザ２は、レーザ光の発振時に発熱するが、ハウジング１０の外部に設置することにより半導体レーザ２を効率良く冷却することが可能となる。また、半導体レーザ２は、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２をハウジング１０の内部に収納してもよい。
【０１５６】
エクステンション１１は、反射鏡６の前方の側部に設けられており、ヘッドランプ２０の内部構造を隠して見栄えを良くするとともに、反射鏡６と車体との一体感を高めている。このエクステンション１１も反射鏡６と同様に金属薄膜がその表面に形成された部材である。
【０１５７】
レンズ１２は、ハウジング１０の開口部に設けられており、ヘッドランプ２０を密封している。発光部５が発した光は、レンズ１２を通ってヘッドランプ１の前方へ出射される。
【０１５８】
以上のように、ヘッドランプの構造そのものは、どのようなものであってもよく、本発明において重要なのは、発光部５から出射される光が、少なくとも暗所視状態において視認性が高い波長の光を十分に含んでいるということである。
【０１５９】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１６０】
本発明は、物体の視認性を高めることが求められる状況（特に暗所）において使用される照明装置や前照灯、特に車両用等のヘッドランプに適用することができる。
【符号の説明】
【０１６１】
１  ヘッドランプ（照明装置、車両用前照灯）
２  半導体レーザ（励起光源）
５  発光部
２０  ヘッドランプ
【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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