(57)【要約】【課題】従来の灯具に比べて小さく設計することができる。【解決手段】ヘッドランプ１は、レーザ光を出射する半導体レーザ３と、半導体レーザ３から出射されたレーザ光を受けて発光する発光部７と、発光部７が出射した光を反射する反射鏡８と、を備えている。ヘッドランプ１において、発光部７から放射される光束は、６００ｌｍより大きく、発光部７の輝度は、７５ｃｄ／ｍｍ２より大きいものである。【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、
上記励起光源から出射された励起光を受けて発光する発光部と、
上記発光部が出射した光を反射する反射鏡と、を備え、
上記発光部から放射される光束は、６００ｌｍより大きく、
上記発光部の輝度は、７５ｃｄ／ｍｍ２より大きいことを特徴とする車両用前照灯。
【請求項２】
上記励起光源が出射した励起光を受け取る入射端部と当該入射端部から入射した励起光を上記発光部へ出射する出射端部とを有する導光部を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
【請求項３】
上記励起光源は、４００ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する励起光を出射することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用前照灯。
【請求項４】
上記励起光源は、４４０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する励起光を出射することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用前照灯。
【請求項５】
自動車の走行用前照灯であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の車両用前照灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、従来の灯具に比べて小さく設計することが可能な車両用前照灯に関するものであり、特に走行用前照灯に関する。
【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。
【０００４】
なお、赤外光を波長変換材料に照射することにより、この波長変換材料が可視光を発光する技術の例として特許文献２に開示された灯具がある。この灯具では、凹面鏡の焦点位置に波長変換材料が設けられており、波長変換材料が発光した可視光を凹面鏡で反射させることことで光源としての機能を発揮している。特許文献２の凹面鏡の焦点位置に波長変換材料を設ける構成は、特許文献１の灯具における放物反射面または楕円反射面と蛍光体との設置に応用されている。
【０００５】
また、上記発光装置に関する技術の例として特許文献３に開示された灯具がある。この灯具における発光部には、青色、緑色および赤色の蛍光体に加え、黄色の蛍光体を用いることにより、演色性の良好な発光装置を実現している。なお、特許文献３の灯具は、光束が１２００ルーメン（ｌｍ）程度で、輝度が２５ｃｄ／ｍｍ２程度というハロゲンランプ並みの光束・輝度および演色性を有する光を発光することができる。
【０００６】
なお、インコヒーレントな白色ＬＥＤを用いて車両用ヘッドランプを実現する技術の例としては、非特許文献１に開示された車両用ヘッドランプがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【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】特開平７−３１８９９８号公報（１９９５年１２月８日公開）
【特許文献３】特開２００７−２９４７５４号公報（２００７年１１月８日公開）
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】佐々木  勝、「白色ＬＥＤの自動車照明への応用」、応用物理学会誌、２００５年、第７４巻、第１１号、ｐ．１４６３―１４６６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、特許文献１には、どの程度のレーザ光が出力され発光部に照射されると、どの程度の光束量のインコヒーレントな光が出射されるのかについては一切開示されていない。このため、一定の光度の光を出射する灯具を実現するために、どの程度まで光学系（凹面鏡および凹面鏡に設けられたレンズ）の大きさを小さくすることができるのかについては不明である。
【００１０】
なお、ここでの一定の光度とは、例えば日本国内法で規定されている車両用のハイビームにおける最高光度点の光度を指し、現在は、１灯あたり２９５００〜１１２５００ｃｄ（カンデラ）、かつ車両一台分の灯具（２つまたは４つ）の最大光度の合計が２２５０００ｃｄを超えないことと規定されている。
【００１１】
すなわち、特許文献１には、例えば蛍光体を含む微小な発光部をハイパワーの励起光で励起すると、発光部が激しく劣化するという耐久性の問題など、灯具の実用化を考慮した小型化については一切触れられていない。
【００１２】
また、特許文献３には、輝度が２５ｃｄ／ｍｍ２より大きい灯具の実現については触れられていない。このため、特許文献３では、高輝度な灯具を実現することにより、灯具の小型化を図ることを想定していないものといえる。なお、特許文献３の灯具は、発光部に用いられる蛍光体に関する発明であり、発光効率および演色性の向上を図ったものである。また、本発明者らは、灯具の小型化において最も重要なファクターが輝度を高めることであることを見出している。
【００１３】
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、従来の灯具に比べて小さく設計することが可能な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】
本発明に係る車両用前照灯は、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を受けて発光する発光部と、上記発光部が出射した光を反射する反射鏡と、を備え、上記発光部から放射される光束は、６００ｌｍより大きく、上記発光部の輝度は、７５ｃｄ／ｍｍ２より大きいことを特徴としている。
【００１５】
例えば従来のハロゲンランプを走行用前照灯として用いた場合、ハロゲンランプの輝度は２０〜２５ｃｄ／ｍｍ２であるため、国内法などで規定された光度の最小値を満たす光を発するようにするには、反射鏡の開口面（より正確には、自装置の外部に出射される光の進行方向に垂直な反射鏡の開口面）をある一定の面積以上に保つ必要がある。つまり、従来のハロゲンランプでは、上記「一定の面積」が装置の小型化を阻害する要因となっている。
【００１６】
この点、本発明に係る車両用前照灯は、発光部の輝度が７５ｃｄ／ｍｍ２より大きいため、反射鏡の開口面の面積を上記「一定の面積」より格段に小さくしても、上記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。そして、発光部から放射される光束は６００ｌｍよりも大きいため、十分な明るさが確保される。つまり、本発明に係る車両用前照灯は、発光部から放射される光束が６００ｌｍより大きく、発光部の輝度が７５ｃｄ／ｍｍ２より大きいため、従来の灯具（車両用前照灯）に比べて小型化を達成することができる。
【００１７】
なお、従来の灯具として輝度７５ｃｄ／ｍｍ２のＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプが挙げられる。しかしながら、当該ＨＩＤランプには瞬時点灯性に優れないという課題があり、瞬時点灯性が要求される車両用前照灯（例えば走行用前照灯）には適さないことがわかっている。
【００１８】
さらに、本発明に係る車両用前照灯は、軽量化および省電力化という点においても、従来の灯具と比較して格別な効果を期待できる。
【００１９】
具体的には、本発明に係る車両用前照灯は、従来の灯具に比べて小型化を達成することができる。従って、装置の小型化に伴って装置自体の軽量化も達成でき、その軽量化ゆえに、本発明に係る車両用前照灯を、たとえば車両の走行用前照灯として使用した場合に、車両の燃費を改善することができる。
【００２０】
さらに、本発明に係る車両用前照灯は、従来の灯具に比べて高輝度・高光束を実現している。従って、従来の灯具と同程度の輝度・光束を実現しようとすれば、励起光源の消費電力を下げればよく、消費電力を下げた分だけ省電力化を達成できる。
【００２１】
このように、本発明に係る車両用前照灯は、装置の軽量化及び省電力化を同時に実現でき、それゆえ、昨今の環境意識の高まりを背景に、本発明に係る車両用前照灯を極めて好適に車両用ヘッドライトに適用することができる。
【００２２】
以上のように、本発明に係る車両用前照灯は、従来の灯具に比べて小型化された照明装置を実現することができ、さらに、装置の軽量化による燃費の改善、及び省電力化をも実現することができる。
【００２３】
本発明に係る車両用前照灯は、上記励起光源が出射した励起光を受け取る入射端部と当該入射端部から入射した励起光を上記発光部へ出射する出射端部とを有する導光部を備えることが好ましい。
【００２４】
上記構成によれば、本発明に係る車両用前照灯は、励起光源と発光部との間に、励起光源から出射される励起光を発光部へ導く導光部を備えるので、励起光源を発光部から離して設置することができる。このため、例えば励起光源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、車両用前照灯の設計自由度を高めることができる。
【００２５】
本発明に係る車両用前照灯では、上記励起光源は、４００ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する励起光を出射することが好ましい。
【００２６】
上記構成によれば、励起光源は、４００ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の励起光、すなわち青紫色またはそれに近い色の励起光を出射するので、白色光を生成するための発光部の材料（蛍光体材料）を容易に選定および製造できる。つまり、白色光を容易に生成することが可能な車両用前照灯を実現できる。
【００２７】
本発明に係る車両用前照灯では、上記記励起光源は、４４０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する励起光を出射することが好ましい。
【００２８】
上記構成によれば、励起光源は、４４０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の励起光、すなわち青色またはそれに近い色の励起光を出射するので、白色光を生成するための発光部の材料（蛍光体材料）を容易に選定および製造できる。つまり、白色光を容易に生成することが可能な車両用前照灯を実現できる。
【００２９】
本発明に係る車両用前照灯では、自動車の走行用前照灯であることが好ましい。
【００３０】
例えば、従来のハロゲンランプを走行用前照灯として用いた場合、開口面の面積を２０００ｍｍ２よりも小さくすると、上記光度範囲の最小値の光を発することができない可能性がある。また、従来のＨＩＤランプは瞬時点灯性に優れないため、瞬時点灯性が要求される走行用前照灯には適さない。
【００３１】
従って、本発明の車両用前照灯は、実用性を考慮した上で、従来の灯具に比べて小さい走行用前照灯と実現することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明に係る照車両用前照灯は、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を受けて発光する発光部と、上記発光部が出射した光を反射する反射鏡と、を備え、上記発光部から放射される光束は、６００ｌｍより大きく、上記発光部の輝度は、７５ｃｄ／ｍｍ２より大きい構成である。
【００３３】
それゆえ、従来の灯具に比べて小型化された車両用前照灯を実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【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図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る変形例としてのヘッドランプの概略構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る別の変形例としてのヘッドランプの概略構成を示す図である。
【図４】各光源が用いられた車両（自動車）用ヘッドランプの輝度と、当該ヘッドランプの光学系面積との関係を示す図である。
【図５】（ａ）は半導体レーザの回路図を模式的に示す図であり、（ｂ）は半導体レーザの基本構造を示す斜視図である。
【図６】本発明の別の形態に係るヘッドランプの構成を示す断面図である。
【図７】本発明の別の形態に係るヘッドランプが備える光ファイバーの出射端部と発光部との位置関係を示す図である。
【図８】発光部の位置決め方法の変更例を示す断面図である。
【図９】（ａ）は自動車用のすれ違い用前照灯に要求される配光特性を示す図であり、（ｂ）は、すれ違い用前照灯の配光特性基準に規定された照度を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
〔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。ここでは、本発明の一例として、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（車両用前照灯）１を例に挙げて説明する。ただし、本発明の車両用前照灯は、上記走行用前照灯の配光特性基準と同様の配光基準特性を満たすヘッドランプであれば、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。
【００３６】
（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。このヘッドランプ１は、従来のヘッドランプよりも小型化したヘッドランプを実現するための構成の一例である。
【００３７】
同図に示すように、ヘッドランプ１は、半導体レーザ（励起光源）３、非球面レンズ４、角錐台状光学部材（導光部）２１、発光部７、反射鏡８および透明板９を備えている。半導体レーザ３、角錐台状光学部材２１および発光部７によって発光装置の基本構造が形成されている。
【００３８】
なお、ヘッドランプ１は、実施の形態２に係るヘッドランプ１ａと同様、ハウジング１０、エクステンション１１およびレンズ１２を備えるものとするが、図１においては図示を省略している。また、本実施形態では、角錐台状光学部材２１を例にとって説明するが、光学部材の形状はこれに限られず、円錐台状、楕円錐台など様々な形状を採用することができる。なお、光学部材が円錐台状である場合についての具体的な構成は、ヘッドランプ１の変形例として後述する。
【００３９】
半導体レーザ３は、励起光を出射する励起光源として機能するものであり、基板上に備えられることにより半導体レーザアレイを形成していてもよい。半導体レーザ３のそれぞれからレーザ光（励起光）が発振される。
【００４０】
半導体レーザ３は、１チップに６つの発光点（６ストライプ）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４．０Ｗ、動作電圧５Ｖ、電流２．６７Ａのものであり、直径９ｍｍ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く、青紫色およびそれに近い色のレーザ光を発振する場合には、その波長を４００ｎｍ以上４２０ｎｍ以下とすればよい。この場合、ヘッドランプ１は、白色光を生成するための発光部７の材料（蛍光体材料）を容易に選定および製造できる。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。
【００４１】
図１に示すように、３つの半導体レーザ３が実装されているので、半導体レーザ３全体としての出力が１２Ｗ、消費電力が４０Ｗ（＝５Ｖ×２．６７Ａ×３個）となる。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。しかし、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を用いることが好ましい。
【００４２】
非球面レンズ４は、各半導体レーザ３から発振されたレーザ光（励起光）を、角錐台状光学部材２１の一方の端部である光入射面２１１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。
【００４３】
角錐台状光学部材２１は、半導体レーザ３が発振したレーザ光を集光して発光部７（発光部７のレーザ光照射面７ａ）へと導く導光部材であり、非球面レンズ４を介して半導体レーザ３と光学的に結合している。角錐台状光学部材２１は、半導体レーザ３が出射したレーザ光を受け取る光入射面２１１（入射端部）と当該光入射面２１１から入射したレーザ光を発光部７へ出射する光出射面２１２（出射端部）とを有している。
【００４４】
これにより、半導体レーザ３と発光部７とが角錐台状光学部材２１を挟むので、半導体レーザ３を発光部７から離して設置することができる。このため、例えば半導体レーザ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。
【００４５】
なお、角錐台状光学部材２１の底部（励起光入射端部２１１）と半導体レーザ３とが十分近く設置できる際には、非球面レンズ４を設けなくても良い場合がある。この様な構成とすることによって、構造がより単純化されるとともに、励起光を減衰させる要素が一つなくなるため、より効率を向上させることができる。
【００４６】
非球面レンズ４および角錐台状光学部材２１の結合効率（半導体レーザ３から出射されるレーザ光の強度を１としたときの、角錐台状光学部材２１の光出射面２１２から出射されるレーザ光の強度）は９０％である。このため、半導体レーザ３から出射された１２Ｗのレーザ光は、非球面レンズ４および角錐台状光学部材２１を通過すると、光出射面２１２から１０．８Ｗのレーザ光として出射される。
【００４７】
角錐台状光学部材２１は、光入射面２１１から入射した各レーザ光を反射する角錐台側面（光反射側面、囲繞構造）２１３で囲まれた囲繞構造を有していると共に、光出射面２１２の断面積は、光入射面２１１の断面積よりも小さくなっている。角錐台状光学部材２１は、光入射面２１１から入射した各レーザ光を、角錐台側面２１３により光出射面２１２に導光する。なお、角錐台状光学部材２１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２１１は、平面形状であっても曲面形状であってもよい。
【００４８】
これにより、角錐台側面２１３により、光入射面２１１から入射した各レーザ光を、光入射面２１１の断面積よりも小さい断面積を有する光出射面２１２に導光する、すなわち、各レーザ光を、光出射面２１２に集光することができる。
【００４９】
また、角錐台側面２１３の他端には、導光した各レーザ光を発光部７のレーザ光照射面７ａに分散して照射する光出射面２１２が形成されている。光出射面２１２は、この光出射面２１２に対して鉛直方向に軸を持つ平凸シリンドリカルレンズを一体化した構造となっている。
【００５０】
なお、本実施形態では、光出射面２１２とシリンドリカルレンズとを一体化した構造（すなわち、光出射面２１２が曲面形状）となっているが、これに限らず、別体に備えられていてもよい。この場合、シリンドリカルレンズは、光出射面２１２と発光部７との間に設けられる。また、この場合の光出射面２１２は、平面形状であっても曲面形状であってもよく、曲面形状の場合、凸レンズ形状に限らず、凹レンズ形状または凸レンズと凹レンズとを組み合わせた形状であってもよい。また、このレンズ形状は、球面、非球面、円筒状などであってもよい。さらに、場合によっては、平坦な光出射面のまま発光部７を密着、設置させてもよい。
【００５１】
また、各レーザ光は、角錐台側面２１３に１回だけ反射して光出射面２１２に導光される場合、角錐台側面２１３に複数回反射して光出射面２１２に導光される場合、角錐台側面２１３に１回も反射することなく光出射面２１２に導光される場合のいずれかの光路で導光される。
【００５２】
発光部７は、光出射面２１２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。
【００５３】
上記蛍光体は、酸窒化物系のものであり、青色、緑色および赤色の蛍光体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。
【００５４】
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。換言すれば、半導体レーザ３は、４４０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する励起光を出射してもよく、この場合、白色光を生成するための発光部の材料（蛍光体材料）を容易に選定および製造できる。なお、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。
【００５５】
上記蛍光体は、サイアロン蛍光体と通称されるものが好ましい。サイアロンとは、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。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。
【００５６】
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。
【００５７】
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）。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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（基本構造のついては後述）の寿命が短くなるのをより抑制することができる。
【００６１】
発光部７の形状および大きさは、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７ａ（光出射面２１２と対向する発光部７におけるレーザ光の受光面）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。発光部７は、直方体でなくてもよく、レーザ光照射面７ａが楕円である筒状であってもよい。また、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、レーザ光の反射を制御するためには、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。さらに、レーザ光照射面７ａの面積は、１〜３ｍｍ２であることが好ましい。
【００６２】
発光部７は、透明板９の内側（光出射面２１２が位置する側）の面において、光出射面２１２と対向する位置で、かつ、反射鏡８の焦点位置（もしくはその近傍）となるように固定されている。発光部７の位置の固定方法は、この方法に限定されず、反射鏡８から延出する棒状または筒状の部材によって発光部７の位置を固定してもよい。
【００６３】
このように、ヘッドランプ１は、光出射面２１２から出射されるレーザ光が、レーザ光照射面７ａに水平方向に拡散して照射されるため、発光部７に含まれる蛍光体の全体に亘って低エネルギー状態の電子が高エネルギー状態に効率良く励起する。
【００６４】
これにより、光出射面２１２から出射されたレーザ光をレーザ光照射面７ａ上の一点に集中して照射させず、角錐台状光学部材２１を介してレーザ光照射面７ａに分散して照射させるので、各半導体レーザ３から出射されたレーザ光が同一点に集中して照射されることによって発光部７が劣化してしまうことを防止することができる。従って、高光束・高輝度かつ長寿命を実現できるヘッドランプ１を提供することができる。
【００６５】
反射鏡８は、発光部７から出射したインコヒーレント光（以下、単に「光」と称する）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）の部材であり、反射した光の進行方向に開口している。
【００６６】
また、本実施形態では、反射鏡８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８の開口部は、反射鏡８にて反射した光の進行方向に対して垂直な平面（反射鏡８の、ヘッドランプ１（自装置）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８の中心を含む開口面８ａを有している。
【００６７】
なお、開口面８ａの面積は、３００ｍｍ２以上２０００ｍｍ２より小さく（開口面８ａの直径（光学系直径）１９．５ｍｍ以上５０ｍｍより小さく）なっていることが好ましい。すなわち、反射鏡８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８の大きさが３００ｍｍ２以上２０００ｍｍ２より小さいといえる。なお、ここでは、開口面８ａの面積の上限値（上限に近い値）を２０００ｍｍ２としたが、１５００ｍｍ２（直径４３．７ｍｍ）であることがさらに好ましい。また、開口面８ａの面積の下限値を３００ｍｍ２としたが、５００ｍｍ２（直径２５．２ｍｍ）であることがさらに好ましい。この理由については後述する。
【００６８】
透明板９は、反射鏡８の開口部を覆う透明な樹脂板であり、発光部７を保持している。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く、樹脂板以外に無機ガラス板等も使用できる。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。なお、このような効果を期待せず、かつ透明板９以外の部材によって発光部７を保持する場合には、透明板９を省略することが可能である。
【００６９】
以上のように、半導体レーザ３から高出力のレーザ光が発光部７に照射され、発光部７がこのレーザ光を受けることができるので、発光部７から放射される光束が約２０００ｌｍ、かつ、発光部７の輝度が１００ｃｄ／ｍｍ２という高輝度・高光束のヘッドランプ１を実現することができる。
【００７０】
〔ヘッドランプ１の変形例（その１）〕
次に、ヘッドランプ１の変形例について図２に基づいて説明する。図２は、本実施形態の変形例としてのヘッドランプ１の概略構成を示す図である。なお、上述したヘッドランプ１と同様の構成については説明を省略する。
【００７１】
同図に示すように、ヘッドランプ１は、半導体レーザ３、非球面レンズ４、円錐台状光学部材（導光部）２２、発光部７、反射鏡８および透明板９を備えている。半導体レーザ３、円錐台状光学部材２２および発光部７によって発光装置の基本構造が形成されている。
【００７２】
半導体レーザ３は、１チップに１０個の発光点（１０ストライプ）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１１．２Ｗ、動作電圧５Ｖ、電流６．４Ａのものであり、直径９ｍｍのパッケージに封入されているものである。また、パッケージに封入された半導体レーザ３は、１つであり、上記出力のときの消費電力は３２Ｗである。
【００７３】
非球面レンズ４は、各半導体レーザ３から発振されたレーザ光（励起光）を、円錐台状光学部材２２の一方の端部である光入射面２２１に入射させるためのレンズである。本実施形態では、非球面レンズ４として、ロッドレンズを使用している。
【００７４】
円錐台状光学部材２２は、半導体レーザ３が発振したレーザ光を集光して発光部７（レーザ光照射面７ａ）へと導く導光部材であり、非球面レンズ４を介して半導体レーザ３と光学的に結合している。円錐台状光学部材２２は、半導体レーザ３が出射したレーザ光を受け取る光入射面２２１（入射端部）と当該光入射面２２１から入射したレーザ光を発光部７へ出射する光出射面２２２（出射端部）とを有している。
【００７５】
円錐台状光学部材２２は、先細りの円錐形状の石英（ＳｉＯ２）製導光部材（屈折率：１．４５）である。また、光入射面２２１（底部）の直径は１０ｍｍであり、光出射面２２２（頂部）の直径は２ｍｍである。さらに、円錐台状光学部材２２の側面には、屈折率１．３５の熱可塑性フッ素樹脂（ポリテトラフロオロエチレン：ＰＴＦＥ）がコーティングされている。なお、光入射面２２１および光出射面２２２の形状は、光入射面２１１および光出射面２１２と同様、平面形状であっても曲面形状であってもよい。
【００７６】
また、円錐台状光学部材２２は、ＦＦＰ（Far Field Pattern）のアスペクト比がなるべく真円に近くなるように補正されたものである。ここで、ＦＦＰとは、レーザ光源の発光点から離れた面における光の強度分布を指す。通常、半導体レーザ３や端面発光型ダイオードのような半導体発光素子が出射するレーザ光は、回折現象によって活性層の発光強度分布の角度が広がり、そのＦＦＰが楕円形状となる。このため、ＦＦＰを真円に近くするには補正が必要となる。
【００７７】
非球面レンズ４および円錐台状光学部材２２の結合効率（半導体レーザ３から出射されるレーザ光の強度を１としたときの、円錐台状光学部材２２の光出射面２２２から出射されるレーザ光の強度）は９０％である。このため、半導体レーザ３から出射された１１．２Ｗのレーザ光は、非球面レンズ４および円錐台状光学部材２２を通過すると、光出射面２２２から約１０Ｗのレーザ光として出射される。
【００７８】
発光部７は、光出射面２２２から出射されたレーザ光を受けて発光するものであり、上述したような蛍光体を含んでいる。また、発光部７は、直径１．９５ｍｍ、厚さ１ｍｍの円柱形状である。
【００７９】
以上のように、変形例においても、半導体レーザ３から高出力のレーザ光が発光部７に照射され、発光部７がこのレーザ光を受けることができる。このため、この変形例では、発光部７から放射される光束が約１６００ｌｍ、かつ、発光部７の輝度が８０ｃｄ／ｍｍ２である高輝度・高光束のヘッドランプ１（図２）を実現することができる。
【００８０】
〔ヘッドランプ１の変形例（その２）〕
次に、ヘッドランプ１の別の変形例について図３に基づいて説明する。図３は、本実施形態の別の変形例としてのヘッドランプ１の概略構成を示す図である。なお、上述したヘッドランプ１と同様の構成については説明を省略する。
【００８１】
同図に示すように、ヘッドランプ１は、半導体レーザ３、ライトガイド（導光部）２３、発光部７、反射鏡８および透明板９を備えている。半導体レーザ３、ライトガイド２３および発光部７によって発光装置の基本構造が形成されている。
【００８２】
半導体レーザ３は、１チップに５つの発光点（５ストライプ）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３．３Ｗ、動作電圧５Ｖ、電流２．２２Ａのものであり、直径９ｍｍのパッケージに封入されているものである。図３に示すように、３つの半導体レーザ３が実装されているので、半導体レーザ３全体としての出力が約１０Ｗ、消費電力が３３．３Ｗ（＝５Ｖ×２．２２Ａ×３個）となる。
【００８３】
ライトガイド２３は、半導体レーザ３が発振したレーザ光を集光して発光部７（レーザ光照射面７ａ）へと導く導光部材である。ライトガイド２３は、半導体レーザ３毎に設けられており、半導体レーザ３と光学的に結合している。ライトガイド２３は、半導体レーザ３が出射したレーザ光を受け取る光入射面２３１（入射端部）と当該光入射面２３１から入射したレーザ光を発光部７へ出射する光出射面２３２（出射端部）とを有している。上述の導光部材と同様、光出射面２３２の断面積は、光入射面２３１の断面積よりも小さいので、半導体レーザ３から出射されたレーザ光を、光出射面２３２に集光することができる。
【００８４】
また、図示のように、３本のライトガイド２３は、各光出射面２３２が横一列に整列するように固定されており、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。
【００８５】
ライトガイド２３は、熱可塑性フッ素樹脂（ポリテトラフロオロエチレン：ＰＴＦＥ）からなる先細りの円錐形状のチューブであり、その内部に熱硬化性アクリル樹脂（メタクリル酸メチル樹脂）が充填されている。ＰＴＦＥの屈折率は、１．３５であり、メタクリル酸メチル樹脂の屈折率は、１．４９である。また、光入射面２３１の直径は７ｍｍであり、光出射面２３２の直径は１ｍｍである。なお、光入射面２３１および光出射面２３２の形状は、光入射面２１１および光出射面２１２と同様、平面形状であっても曲面形状であってもよい。
【００８６】
また、ライトガイド２３の結合効率（半導体レーザ３から出射されるレーザ光の強度を１としたときの、ライトガイド２３の光出射面２３２から出射されるレーザ光の強度）は９０％である。このため、半導体レーザ３から出射された３．３Ｗ（約１０Ｗ）のレーザ光は、ライトガイド２３を通過すると、光出射面２３２から約３Ｗ（約９Ｗ）のレーザ光として出射される。
【００８７】
以上のように、更なる変形例においても、半導体レーザ３から高出力のレーザ光が発光部７に照射され、発光部７がこのレーザ光を受けることができる。このため、この変形例では、発光部７から放射される光束が約１８００ｌｍ、かつ、発光部７の輝度が８０ｃｄ／ｍｍ２である高輝度・高光束のヘッドランプ１（図３）を実現することができる。
【００８８】
〔半導体レーザ３の出力値の範囲について〕
次に、半導体レーザ３の出力値の範囲について説明する。ヘッドランプ１は、上述のように、ハイビームの配光特性基準を満たすものである。また、現在の日本国内法で規定されている車両用のハイビームにおける最高光度点の光度は、２９５００〜１１２５００ｃｄ（１灯あたり）に規定されている。この光度範囲において実現される光学系面積（開口面８ａの面積）と必要な光源輝度（発光部７の輝度）とは、以下の表１に示す関係となる。
【００８９】
【表１】
2011129375.tif 000003
【００９０】
なお、光源輝度（ｃｄ／ｍｍ２）＝光度（ｃｄ）／光学系面積（ｍｍ２）である。また、表１では、反射鏡８には透明板９およびレンズ１２が設けられていないものとする。すなわち、表１の各値は、光学系透過率（反射鏡８が反射した光を１としたときの、ヘッドランプ１の外部に出射される光の割合）が１００％であるものとして算出されている。
【００９１】
表１に示すように、上記光度範囲の光を出射し、かつ、開口面８ａの面積２０００ｍｍ２であるヘッドランプ１を実現するためには、発光部７の輝度が、１４．８〜５６．３ｃｄ／ｍｍ２の間にある必要がある。本発明者らは、この輝度を実現するためには、発光部７から放射される光束の値として、６００〜３０００ｌｍが必要となることを見出した。この６００〜３０００ｌｍの幅は、発光部７の大きさによって変わることを考慮したものである。なお、この光束の値は、ヘッドランプ１の外部に放射される光束の値を示すものであり、ヘッドランプ１に透明板９およびレンズ１２が設けられ、これら（光学系）を通過する光の透過率（光学系透過率）が７０％の場合を想定したものである。
【００９２】
そして、この光束を実現するためには、半導体レーザ３のレーザ光出力（半導体レーザ３が複数ある場合は全体としての出力）としては、光束６００ｌｍの場合には３〜６Ｗ、３０００ｌｍの場合には１５〜３０Ｗが必要となる。この出力値は、光学系透過率によって変動するものであり、例えば光学系透過率７０％が±２０％変動する場合には、±２０％の範囲で変動することになる。また、この出力値に伴い、半導体レーザ３の動作電圧、電流などの値が決まる。
【００９３】
従って、半導体レーザ３から上記出力値のレーザ光が出力されるので、発光部７は、上記国内法に基づく最高光度点の光度範囲を満たす光を発することができる。
【００９４】
〔開口面８ａの面積の上限値および下限値について〕
次に、開口面８ａの面積の上限値および下限値について説明する。
【００９５】
（上限値について）
従来のヘッドランプ１として用いられてきたハロゲンランプの輝度は、２０〜２５ｃｄ／ｍｍ２である。表１に示すように、上記国内法に基づく最高光度点の光度の最大値１１２５００ｃｄ（上限値）を実現するためには、開口面の面積（光学系面積）として、４５００〜５６２５ｍｍ２以上の大きさが必要となる。また、開口面の面積として、最高光度点の光度の中間値７１０００ｃｄを実現するためには２８４０〜３５５０ｍｍ２以上の大きさが必要となり、当該中間値よりも小さい５００００ｃｄを実現するためには２０００〜２５００ｍｍ２以上の大きさが必要となる。なお、ここでは、ハロゲンランプがヘッドランプ１と同様の構成となっているものとする。すなわち、ハロゲンランプの発光部であるフィラメントが発光部７と同じ位置に設けられており、反射鏡により反射した光が出射されているものとする。
【００９６】
ここで、従来のヘッドランプにおける光学系透過率は、一般的には、０．６〜０．７５（６０〜７５％）程度である（非特許文献１のｐ．１４６５）。仮に光学系透過率が０．６とした場合には、上述の５００００ｃｄは、光学系を通過することで、３００００ｃｄとなる。この３００００ｃｄは、上記最高光度点の光度の最小値２９５００ｃｄ（下限値）にほぼ等しい値である。すなわち、ハイビーム用のヘッドランプとしてハロゲンランプを用いた場合、上記最高光度点の光度の下限値を実現できる最も小さな開口面の面積が２０００ｍｍ２であることがわかる。従って、ハロゲンランプの場合には、最高輝度である２５ｃｄ／ｍｍ２であったとしても、開口面の面積を２０００ｍｍ２より小さくとすると、上記最高光度点の光度範囲を満たすことができなくなってしまう可能性があるといえる。
【００９７】
一方、本実施形態に係るヘッドランプ１は、上述のように、発光部７の輝度が少なくとも８０ｃｄ／ｍｍ２以上であるため、開口面の面積を２０００ｍｍ２より小さくした場合に、たとえ光学系透過率が６０％であっても、上記最高光度点の光度の下限値に満たすことができる。また、発光部７の輝度が１００ｃｄ／ｍｍ２の場合には、たとえ光学系透過率が６０％であっても、上記最高光度点の光度の上限値を満たすことができる。
【００９８】
従って、ヘッドランプ１では、従来のハロゲンランプを用いて上記最高光度点の光度範囲を満たすことができない可能性がある開口面の面積、すなわち開口面８ａの面積の上限値（上限値に最も近い値）を、２０００ｍｍ２とすることができる。
【００９９】
また、従来のヘッドランプとしてＨＩＤ（輝度７５ｃｄ／ｍｍ２）が用いられる場合もある。このＨＩＤを用いたヘッドランプ（ＨＩＤランプ）で、上記最高光度点の光度の上限値を実現するためには、表１に示すように、開口面の面積として、１５００ｍｍ２以上の大きさが必要となる。なお、ハロゲンランプと同様、ＨＩＤランプがヘッドランプ１と同様の構成となっているものとする。すなわち、ＨＩＤランプの発光部であるアークチューブ（発光管）が発光部７と同じ位置に設けられており、反射鏡により反射した光が出射されているものとする。
【０１００】
すなわち、従来のＨＩＤランプの場合、開口面の面積を１５００ｍｍ２より小さくすると、上記最高光度点の光度の上限値を満たすことができなくなるといえる。このため、従来のＨＩＤランプの場合を用いて上記最高光度点の光度範囲を満たすことができない可能性がある開口面の面積、すなわち開口面の面積の上限値（上限値に最も近い値）を、１５００ｍｍ２とすることがさらに好ましいといえる。
【０１０１】
ここで、ＨＩＤは、少なくとも石英ガラス製のアークチューブ（発光管）と、そのアークチューブ内部に電流を供給する２つの放電用電極と、を備えた構成である。放電用電極は、アークチューブの両端から発光点の近くまで延出しており、アークチューブ内部には発光物質として例えば水銀、アルゴンガスなどの雰囲気ガスが封じ込められている。ＨＩＤは、放電用電極間に電流が流れることにより、発光点において放電作用が生じ、発光物質が発光する。
【０１０２】
ＨＩＤは、放電により発光物質を発光させるため、放電が発生する程度にアークチューブが高温にならないと一定光度の光を出射することができない。このため、ＨＩＤランプは、点灯用スイッチをオンにしてから一定光度の光が出射されるまでには一定時間（４〜８分程度）かかってしまい、瞬時に点灯させることができない（瞬時点灯性に優れない）。自動車用ヘッドランプに用いられるＨＩＤランプはこの点について改善が進められているが、それでもＨＩＤランプは、点灯／消灯を瞬時に切り替える、いわゆるパッシングを行う必要があるハイビーム用のヘッドランプとしては実用性が低いといえる。
【０１０３】
また、ＨＩＤは、少なくともアークチューブおよび２つの放電用電極を備える必要があるため、所定の大きさよりも小さくすることは困難である。このため、ＨＩＤランプでは、後述する光の放射効率（光学系の効率）を考慮すると、１５００ｍｍ２よりも小さくすることは困難である。
【０１０４】
以上より、ヘッドランプ１における開口面８ａの面積は、瞬時点灯性などのＨＩＤが有する特段の課題のないハイビーム用のヘッドランプを実現する場合には、上記最高光度点の光度範囲を満たすために、２０００ｍｍ２より小さくすることが好ましいといえる。また、上記ＨＩＤが有する課題を考慮しない場合には、上記最高光度点の光度範囲を満たすために、１５００ｍｍ２より小さくすることが好ましいといえる。
【０１０５】
なお、ＨＩＤは、アークチューブおよび２つの放電用電極が発光点において生じる光の通過を遮断する（すなわち、影となる部分ができてしまう）ため、その分輝度が下がってしまう。従って、ＨＩＤランプは、ＨＩＤ特有の輝度の高さを生かす構成とすることが困難である。すなわち、ＨＩＤランプの輝度は、非特許文献１に記載された６０〜８０ｃｄ／ｍｍ２よりも実際には小さい値となる。一方、ヘッドランプ１では、構成上、上記のような影となる部分ができないので、得られる輝度を十分に生かすことができる。
【０１０６】
また、ＨＩＤの場合には当該ＨＩＤの点灯を制御するための回路（バラスト）を必要とするが、ヘッドランプ１ではそのような回路を設ける必要がなく、ＨＩＤランプよりも安価に製造可能である。
【０１０７】
なお、上記説明は、ヘッドランプ１における開口面８ａの面積が、従来の照明装置における開口面の面積よりも小さくすることができること、それゆえ、ヘッドランプ１は、従来の照明装置に比べて圧倒的に小型化できることを説明するためのものである。従って、ヘッドランプ１における開口面８ａの面積は、上記の面積に限られず、任意に設定することができるのは勿論である。このことは、後述の（下限値について）についても同様である。
【０１０８】
（下限値について）
ヘッドランプ１において、レーザ光照射面７ａの面積（発光部７の大きさ）が例えば１〜３ｍｍ２と有限であるため、開口面８ａの面積が３００ｍｍ２よりも小さくした場合には、発光部７が反射鏡８に対して相対的に大きくなってしまう。このため、反射鏡８における光の放射効率（光学系の効率）が小さくなってしまう可能性がある。本発明者らは、発光部７の大きさと開口面８ａの面積の比が１：１００（３ｍｍ２：３００ｍｍ２）よりも小さくなると、上記放射効率が極端に下がるという実験結果を得ている（本明細書では、分母が小さくなることを「比が小さくなる」とする）。従って、開口面８ａの面積は、３００ｍｍ２以上であることが好ましい。
【０１０９】
さらに、上記比が１：１５０以上である場合には、実用性の高い放射効率が得られることがわかっている。このため、レーザ光照射面７ａの大きさを３ｍｍ２とすると、開口面８ａの面積が５００ｍｍ２以上であることが好ましいといえる。
【０１１０】
なお、表１および開口面８ａの面積の下限値より、発光部７の輝度の上限値は、３７５ｃｄ／ｍｍ２（開口面８ａの面積が３００ｍｍ２のとき）であり、２２５ｃｄ／ｍｍ２（開口面８ａの面積が５００ｍｍ２のとき）であることが好ましいといえる。
【０１１１】
（従来のヘッドランプとの比較例）
ここで、従来のヘッドランプとの比較例について図４に基づいて説明する。図４は、各光源が用いられた車両（自動車）用ヘッドランプの輝度と、当該ヘッドランプの光学系面積との関係を示す図である。ここでは、ヘッドランプ（１灯）に必要な光度が１０００００ｃｄ（１０万ｃｄ）であり、光学系透過率が７０％である場合について示したものである。すなわち、図４は、一般的なハイビーム用のヘッドランプ１における比較結果を示すものである。
【０１１２】
図示のように、輝度２５ｃｄ／ｍｍ２のハロゲンランプ（またはＬＥＤ）の場合、光度１０００００ｃｄの光の出射を実現するために、開口面の面積を約５０００ｍｍ２とする必要がある。また、輝度７５ｃｄ／ｍｍ２のＨＩＤランプの場合には、開口面の面積を２０００ｍｍ２とする必要がある。
【０１１３】
しかし、上述のように、ＨＩＤの構成上、輝度の高さを生かすことが困難であるため、実際には７５ｃｄ／ｍｍ２という高輝度のＨＩＤを実現できない可能性がある。また、所定の大きさより小さくできないので、光の放射効率（光学系の効率）を考慮すると、場合によっては、開口面の面積を２０００ｍｍ２より小さくできない場合もある。さらに、光学系透過率が６０％の場合には、開口面の面積を２２２２ｍｍ２とする必要がある。
【０１１４】
つまり、ＨＩＤの場合、理論上は開口面の面積を２０００ｍｍ２とすることが可能であるが、必ずしも実現できる値ではないことがわかる。
【０１１５】
一方、本発明に係るヘッドランプ１では、発光部７の輝度が７５ｃｄ／ｍｍ２以上であるため、光度１０００００ｃｄの光の出射を実現するために、たとえ光学系透過率が６０％であっても、開口面８ａの面積が２０００ｍｍ２より小さくてよいことがわかる。つまり、ヘッドランプ１では、光学系透過率７０％の光学系を用いて、光度１０００００ｃｄの光の出射を実現する場合には、開口面８ａの面積が２０００ｍｍ２より小さくてよいことがわかる。
【０１１６】
以上のように、ヘッドランプ１は、レーザ光を出射する半導体レーザ３と、半導体レーザ３から出射されたレーザ光を受けて発光する発光部７と、発光部７が出射した光を反射する反射鏡８と、を備えた構成である。そして、発光部７の輝度は、２５ｃｄ／ｍｍ２よりも大きく、反射鏡８の、ヘッドランプ１の外部に出射される光の進行方向に垂直な開口面の面積は、２０００ｍｍ２より小さい。換言すれば、発光部７の輝度が２５ｃｄ／ｍｍ２よりも大きく、反射鏡８が反射した光が投射される反射鏡の像の面積が２０００ｍｍ２よりも小さいともいえる。
【０１１７】
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、上記規定された光度の最小値を満たす光を発した場合に、開口面の面積を２０００ｍｍ２よりも小さくすることができない可能性がある。しかし、ヘッドランプ１では、発光部７の輝度がハロゲンランプで実現できる最大輝度である２５ｃｄ／ｍｍ２より大きいため、開口面８ａ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。
【０１１８】
つまり、ハロゲンランプをヘッドランプして用い、２９５００ｃｄ付近の光度の光を発する場合には、開口面の面積を２０００ｍｍ２よりも小さくすることができない可能性がある。一方、ヘッドランプ１では、発光部の輝度がハロゲンランプで実現できる最大輝度である２５ｃｄ／ｍｍ２より大きいため、開口面の面積を２０００ｍｍ２より小さくしても、例えば２９５００〜１１２５００ｃｄの光度範囲を満たす光を出射することができる。
【０１１９】
また、高輝度光源として輝度７５ｃｄ／ｍｍ２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ことがわかっている。つまり、ＨＩＤランプは、瞬時点灯性が要求される車両用前照灯には適さない。
【０１２０】
従って、ヘッドランプ１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く設計することができる。すなわち、従来の照明装置よりも小さいヘッドランプ１を実現することができる。
【０１２１】
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、表１より、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くなってしまう。しかし、ヘッドランプ１では、発光部７の輝度が、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より大きいため、開口面８ａ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。すなわち、ヘッドランプ１は、ハイビームとして実用性の低いＨＩＤランプを用いた場合であっても、当該ＨＩＤランプには実現できない開口面８ａの面積を実現することができる。
【０１２２】
つまり、表１より、例えばハロゲンランプよりも高輝度なＨＩＤランプをヘッドランプとして用い、例えば２９５００〜１１２５００ｃｄの光度範囲の光を発する場合には、開口面の面積を１５００ｍｍ２より小さくすると、当該光度範囲を満たす光を出射することができなくなってしまう。一方、ヘッドランプ１は、ＨＩＤランプの実用化レベルの最大輝度７５ｃｄ／ｍｍ２よりも高い輝度を有するため、開口面の面積を１５００ｍｍ２より小さくしても、上記光度範囲を満たす光を出射することができる。従って、より小さいヘッドランプ１を実現することができる。
【０１２３】
また、ヘッドランプ１がハイビームとして自動車に搭載されることにより、従来よりも小型化したハイビームを実現できるので、自動車の設計自由度を高めることができる。
【０１２４】
ここで、光束が１２００ルーメン（ｌｍ）程度で、輝度が２５ｃｄ／ｍｍ２程度というハロゲンランプ並みの輝度および演色性を有する光を発光する特許文献３の照明装置は、ヘッドランプ１と比較して、光束は劣り、かつ、輝度は１／３以下である。従って、特許文献３の照明装置を用いてハロゲンランプ１と同程度の輝度を達成しようとする場合、少なくとも３基の照明装置を要する。それゆえ、ハロゲンランプ１は、特許文献３の照明装置に比べても、圧倒的に小さいハイビーム用の照明装置を実現していることがわかる。
【０１２５】
（ハロゲンランプ１によって実現する省電力化）
ここで、別の観点からヘッドランプ１の利点を説明する。
【０１２６】
上述したように、ヘッドランプ１は、従来の照明装置に比べて小型化することができる。そして、照明装置の小型化に伴い、反射鏡８、透明板９等の構成部材の小型化も実現する。つまり、ヘッドランプ１は、従来の照明装置に比べて軽量化も実現することができる。
【０１２７】
さらに、ヘッドランプ１は、従来の照明装置に比べて高輝度・高光束も実現している。従って、ヘッドランプ１を使用して従来の照明装置と同程度の輝度・光束を実現しようとすれば、半導体レーザ３の出力を下げればよく、これにより従来の照明装置と同程度の輝度・光束が実現する。つまり、ヘッドランプ１は、消費電力の低減を実現することができる。
【０１２８】
そして、昨今の環境意識の高まりを考慮すると、ヘッドランプ１は、極めて好適に車両用ヘッドライトに適用されうる。つまり、ヘッドランプ１は、小型化・軽量化を実現しているため、利用性に優れ、かつ車両の設計自由度を大幅に高めることができる。また、軽量化ゆえに車両の燃費も改善される。加えて、ヘッドランプ１は、消費電力を低減することができるため、車両における消費電力の低減に大きく寄与することが可能である。
【０１２９】
このように、ヘッドランプ１は、従来の照明装置に比べて小型化しただけでなく、車両用ヘッドライトに適用した場合には、省電力化・燃費の改善といったメリットをも実現することができる。
【０１３０】
（半導体レーザ３の構造）
ここで、半導体レーザ３の基本構造について説明する。図５（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５（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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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、ＺｎＭｇＳＳｅＴｅ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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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、ある程度増幅されると、活性層１１１の表側へき開面１１４・裏側へき開面１１５のうちのどちらか一方（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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
（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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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、この原理に基づき、半導体レーザ３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。
【０１４７】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施形態について図６〜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。
【０１４８】
（ヘッドランプ１ａの構成）
まず、本実施形態に係るヘッドランプ（車両用前照灯）１ａの構成について図６を用いて説明する。図６は、実施の形態１に係るヘッドランプ１の別構成であり、プロジェクタ型のヘッドランプであるヘッドランプ１ａの構成を示す断面図である。このヘッドランプ１ａは、従来のヘッドランプよりも小型化したヘッドランプを実現するための構成の別例であり、プロジェクタ型のヘッドランプである点、並びに、角錐台状光学部材２１、円錐台状光学部材２２およびライトガイド２３の代わりに光ファイバー５を備えた点でヘッドランプ１とは異なる。
【０１４９】
同図に示すように、ヘッドランプ１ａは、半導体レーザアレイ（励起光源）２、非球面レンズ４、光ファイバー（導光部）５、フェルール６、発光部７、反射鏡８、透明板９、ハウジング１０、エクステンション１１、レンズ１２、凸レンズ１４およびレンズホルダ１６を備えている。半導体レーザアレイ２、光ファイバー５、フェルール６および発光部７によって発光装置の基本構造が形成されている。なお、ヘッドランプ１ａは、プロジェクタ型のヘッドランプであるため、凸レンズ１４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１４を省略できる。また、非球面レンズ４、発光部７、反射鏡８および透明板９の、ヘッドランプ１に備えられた場合と同様の機能を有する部分については、ここではその説明を省略する。
【０１５０】
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（半導体レーザ素子）３を基板上に備えるものである。なお、半導体レーザ３の構成については、ヘッドランプ１が備える半導体レーザ３と同じであるので、ここではその説明を省略する。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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（受光面）７ａ（図７参照）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。換言すれば、複数の出射端部５ａは、発光部７の互いに異なる部分に対してレーザ光を出射する。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。より詳細には、複数の出射端部５ａ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が、発光部７の互いに異なる部分に対して照射される。
【０１５３】
ここで、１つの出射端部５ａから出射されたレーザ光は、所定の角度で広がりつつレーザ光照射面７ａに到達する。また、複数の出射端部５ａからレーザ光が出射されると、レーザ光照射面７ａには複数の照射領域が形成される。そのため、複数の光ファイバー５の出射端部５ａが、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たとしても、これら出射端部５ａからのレーザ光によって形成される照射領域が、互いに重なることがある。
【０１５４】
このような場合でも、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れば、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。
【０１５５】
すなわち、複数の出射端部５ａのうちの１つから出射されたレーザ光が発光部７に照射されることによって形成される投影像において最も光強度が大きい部分である最大光強度部分の位置が、他の出射端部５ａに由来する投影像の最大光強度部分の位置と異なっていればよい。それゆえ、照射領域を互いに完全に分離する必要は必ずしもない。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。この導光部材は、半導体レーザ３が発振したレーザ光を受け取る少なくとも１つの入射端部と当該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するものであればよい。例えば、少なくとも１つの入射端部を有する入射部、および複数の出射端部を有する出射部を光ファイバーとは別の部材として形成し、これら入射部および出射部を光ファイバーの両端部に接続してもよい。
【０１５８】
図７は、出射端部５ａと発光部７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７ａ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。
【０１５９】
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ればよい。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。なお、図７では、半導体レーザ３の個数（すなわち光ファイバー５の個数）にあわせて出射端部５ａを３つ示しているが、出射端部５ａの数は３つに限定されない。
【０１６０】
発光部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。また、発光部７は、後述する反射鏡８の第１焦点の近傍に配置され、図６に示すように、透明板９の内側（出射端部５ａが位置する側）の面において、出射端部５ａと対向する位置に固定されている。
【０１６１】
図８は、発光部７の位置決め方法の変更例を示す断面図である。同図に示すように、反射鏡８の中心部を貫いて延びる筒状部１５の先端に発光部７を固定してもよい。この場合には、筒状部１５の内部に光ファイバー５の出射端部５ａを通すことができる。また、この構成において透明板９を省略することも可能である。
【０１６２】
反射鏡８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７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１ａがプロジェクタ型のヘッドランプであるため、反射鏡８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８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８の開口部に近い位置に存在している。後述する凸レンズ１４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８によって第２焦点に収束された光を前方に投射する。
【０１６３】
また、本実施形態では、反射鏡８の開口部は、凸レンズ１４から出射される光の進行方向（凸レンズ１４の光軸方向）に対して垂直な平面（反射鏡８の、ヘッドランプ１ａ（自装置）の外部に出射される光の進行方向に垂直な平面）で、かつ、楕円形状の反射鏡８の短軸を含む開口面８ｂを含む。
【０１６４】
透明板９は、反射鏡８の開口部を覆う透明な樹脂板であり、発光部７を保持している。すなわち、発光部７は、反射鏡８の第１焦点近傍に設置されるように透明板９によって保持されることとなる。
【０１６５】
ハウジング１０は、ヘッドランプ１ａ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。また、半導体レーザ３は、故障する可能性があるため、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。
【０１６６】
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１ａの内部構造を隠して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。
【０１６７】
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１ａを密封している。発光部７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。
【０１６８】
凸レンズ１４は、発光部７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１４の焦点は、反射鏡８の第２焦点の近傍であり、その光軸は、発光部７が有する発光面（凸レンズ１４側（透明板９に保持された側）の面）のほぼ中央に位置している。この凸レンズ１４は、レンズホルダ１６によって保持され、反射鏡８に対する相対位置が規定されている。
【０１６９】
凸レンズ１４における、凸レンズ１４の光軸方向と垂直で、かつ、反射鏡８側の断面の大きさは、通常、開口面８ｂよりも小さくなるようにレンズホルダ１６によって保持されているが、これに限られたものではない。すなわち、レンズホルダ１６が光軸方向と平行に設けられ、凸レンズ１４の断面と開口面８ｂとの面積が同じであってもよい。
【０１７０】
つまり、本実施形態における「反射鏡８の、ヘッドランプ１の外部に出射される光の進行方向に垂直な開口面の面積」とは、凸レンズ１４の断面が開口面８ｂよりも小さい場合には当該断面の面積を指すものとする。すなわち、この場合には、反射鏡８とレンズホルダ１６とが一体であるものとし、凸レンズ１４が設けられるレンズホルダ１６により形成される開口面８ｃ（上記凸レンズ１４の断面に相当）を「反射鏡８の開口面」としている。一方、開口面８ｂと開口面８ｃとの面積が同じである場合には、「開口面の面積」として開口面８ｂの面積を指してもよい。つまり、上記「開口面の面積」とは、反射鏡８が反射した光が出射される部分の断面積であるといえる。
【０１７１】
本実施形態に係る「開口面の面積」は、開口面８ａと同様、３００ｍｍ２以上２０００ｍｍ２より小さく（好ましくは、５００ｍｍ２以上１５００ｍｍ２より小さく）なっており、その下限値が１００ｍｍ２であってもよい。換言すれば、反射鏡８が反射した光が投射される反射鏡８の像の面積が、３００ｍｍ２以上２０００ｍｍ２より小さく（好ましくは、５００ｍｍ２以上１５００ｍｍ２より小さく）、その下限値が１００ｍｍ２であってもよいともいえる。
【０１７２】
以上のように、本実施形態においても、半導体レーザ３から高出力のレーザ光が発光部７に照射され、発光部７がこのレーザ光を受けることができるので、ヘッドランプ１と同様、発光部７から放射される光束が約２０００ｌｍ、かつ、発光部７の輝度が１００ｃｄ／ｍｍ２という高輝度・高光束のヘッドランプ１ａを実現することができる。
【０１７３】
従って、プロジェクタ型のヘッドランプ１ａは、実施の形輝度が少なくとも７５ｃｄ／ｍｍ２より大きく、実用性を考慮した上で、従来の照明装置に比べて小型化したハイビーム用の照明装置を実現することができる。また、開口面８ｂまたは開口面８ｃの面積を１５００ｍｍ２よりも小さくした場合には、ハイビームとして実用性の低いＨＩＤランプを用いた場合であっても、当該ＨＩＤランプには実現できない開口面８ｂまたは開口面８ｃを実現することができる。つまり、ヘッドランプ１ａは、ＨＩＤランプの実用化レベルの最大輝度７５ｃｄ／ｍｍ２よりも高い輝度を有するため、開口面の面積を１５００ｍｍ２より小さくしても、例えば２９５００〜１１２５００ｃｄの光度範囲を満たす光を出射することができる。従って、より小さいヘッドランプ１ａを実現することができる。
【０１７４】
〔ヘッドランプ１および１ａの変形例〕
上述した実施の形態１および２のヘッドランプ１および１ａは、ハイビームの配光特性基準を満たすものとして説明したが、自動車用のすれ違い用前照灯（ロービーム）として用いられてもよい。
【０１７５】
この場合、ヘッドランプ１および１ａは、自動車用のすれ違い用前照灯の配光特性基準を満たすように構成されていればよく、例えば、この配光特性基準が規定する光照射領域の形状に対応した形状の発光面を有する発光部を備えていてもよい。また、ヘッドランプ１ａのようなプロジェクタ型のヘッドランプの場合には、発光部と、この発光部が発した光（反射鏡で反射された光）を車両前方へ投影する凸レンズとの間に、すれ違い用前照灯に要求される配光特性基準を満たすように成形された遮光板が備えられていてもよい。なお、ヘッドランプ１ａが、上記形状の発光面を有する発光部と遮光板との両方を備えている場合には、凸レンズの光軸から離れた部分において投影像がぼやけることを防ぐことが可能である。
【０１７６】
次に、図９を参照しながら、自動車用のすれ違い用前照灯に要求される配光特性について説明する。
【０１７７】
図９（ａ）は、自動車用のすれ違い用前照灯に要求される配光特性を示す図である（道路運送車両の保安基準の細目を定める告示〔２００８.１０．１５〕別添５１（前照灯の装置形式指定基準）より抜粋）。この図は、自動車の前方２５ｍの位置に垂直に設置したスクリーンにすれ違い用前照灯からの光を照射した場合の、上記スクリーンに投影される光の像を示している。
【０１７８】
図９（ａ）において、ゾーンＩとは、水平方向の基準直線である直線ｈｈの下方７５０ｍｍに位置する水平直線より下方の領域である。このゾーンＩの任意の点では、０．８６Ｄ−１．７２Ｌの点における実測値の２倍以下の照度であることが求められる。
【０１７９】
ゾーンＩＩＩとは、白抜きの領域（明領域と称する）よりも上方の領域である。このゾーンＩＩＩの任意の点では０．８５ｌｘ（ルクス）以下あることが求められている。つまり、このゾーンＩＩＩは、光線が他の交通の妨げとならないように、所定の照度以下に照度を抑えることが求められている領域（暗領域）である。このゾーンＩＩＩと明領域との境界線は、直線ｈｈに対して１５度の角度をなす直線２１、および直線ｈｈに対して４５度の角度をなす直線２２を含んでいる。
【０１８０】
ゾーンＩＶとは、直線ｈｈの下方３７５ｍｍに位置する水平直線、直線ｈｈの下方７５０ｍｍに位置する水平直線および垂直方向の基準直線である直線ＶＶの左右２２５０ｍｍに位置する２本の鉛直直線の計４直線で囲まれる領域である。このゾーンＩＶの任意の点では３ｌｘ以上の照度であることが求められる。つまりゾーンＩＶは、ゾーンＩとゾーンＩＩＩとの間の領域である明領域のうちの、より明るい領域である。
【０１８１】
図９（ｂ）は、すれ違い用前照灯の配光特性基準に規定された照度を示す図である。同図に示すように、点０．６Ｄ−１．３Ｌおよび点０．８６Ｄ−１．７２Ｌの２点においては、周囲よりも高い照度が要求される。これら２点は自車の真正面付近に相当し、これら２点では夜間でも進行方向にある障害物等を確認できることが求められている。
【０１８２】
〔本発明の別表現〕
なお、本発明は、以下のようにも表現できる。
【０１８３】
本発明は、従来の車載用ヘッドライトに比べて小型化したヘッドライト（レーザヘッドライト）を提供することを目的とする。
【０１８４】
本発明に係るレーザヘッドライトは、高出力の発振が可能な半導体レーザからなる励起光源と、その励起光源からの励起光により発光する発光部とを組み合わせることで６００ｌｍの光束が放射可能で、かつ輝度７５ｃｄ／ｍｍ２を達成したレーザ照明光源と、ミラー・レンズからなる光学系とを組み合わせることにより、従来の車載用ヘッドライトと同等以上の明るさを得つつ、従来に比べて圧倒的に小さなヘッドライト（ハイビーム用）を実現したことを特徴とする。
【０１８５】
〔補足〕
本発明は上述した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る。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を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。
【０１８６】
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。また、この場合のＬＥＤは、本発明に係る車両用前照灯が備える半導体レーザと同程度以上の出力を有する必要がある。
【０１８７】
また、励起光源として、半導体レーザ以外の固体レーザ、例えば高出力の発振が可能な発光ダイオードを用いてもよい。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。
【０１８８】
さらに、半導体レーザ３からのレーザ光が発光部７のレーザ光照射面７ａに適切に照射されるように半導体レーザ３と発光部７とを一体に封止した構成（導光部材を必要としない構成）であってもよい。
【０１８９】
また、反射鏡８の開口面８ａ、８ｂは、車両の真正面からみたとき円形であるが、これに限らず、反射鏡８により反射した光が効率よく外部に出射されるのであれば、楕円や矩形などであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１９０】
本発明は、従来の照明装置に比べて小型化した照明装置であり、特に車両用のヘッドランプに適用することができる。
【符号の説明】
【０１９１】
１、１ａ    ヘッドランプ（車両用前照灯、走行用前照灯）
３    半導体レーザ（励起光源）
５    光ファイバー（導光部）
５ａ  出射端部
５ｂ  入射端部
７    発光部
８    反射鏡
８ａ、８ｂ、８ｃ  開口面
２１    角錐台状光学部材（導光部）
２２    円錐台状光学部材（導光部）
２３    ライトガイド（導光部）
２１１、２２１、２３１  光入射面（入射端部）
２１２、２２２、２３２  光出射面（出射端部）
【図１】
2011129375.tif 000004
【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】
2011129375.tif 000010
【図８】
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【図９】
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