(57)【要約】【課題】光の利用効率を向上させた発光ユニットを提供する。【解決手段】発光ユニット（３ａ）は、蛍光部（１０）と、蛍光部（１０）に対向して配置された反射拡散板（９）とを備えている。反射拡散板（９）は、レーザ素子（１）から出射されたレーザ光（Ｌ１）を蛍光部（１０）に向けて反射させ、且つ、反射させたレーザ光（Ｌ１）の照射により発光部（１０）から発せられた蛍光を透過させる。【選択図】図１
2015088283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光の照射により出射光を発する発光部と、
前記発光部に対向して配置された光学板とを備え、
前記光学板は、レーザ光源から出射された前記レーザ光を前記発光部に向けて反射させ、且つ、反射させた該レーザ光の照射により前記発光部から発せられた前記出射光を透過させることを特徴とする発光ユニット。
【請求項２】
前記光学板は、前記レーザ光が照射される前記発光部の面であるレーザ光照射面に対向して配置されており、
前記発光部は、主に前記レーザ光照射面から前記出射光を発することを特徴とする請求項１に記載の発光ユニット。
【請求項３】
前記光学板は、前記発光部から発せられた前記出射光を拡散することを特徴とする請求項１または２に記載の発光ユニット。
【請求項４】
前記発光部を載置する載置面を有する載置部をさらに備え、
前記載置部は、前記レーザ光を導光する内部経路を有し、
前記内部経路の一端は、前記載置面において開口部を形成しており、
前記光学板は、前記開口部から導出された前記レーザ光を前記発光部に向けて反射させることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の発光ユニット。
【請求項５】
前記レーザ光源から出射された前記レーザ光を前記光学板に向けて反射させる反射鏡をさらに備え、
前記反射鏡は、前記内部経路内に配置され、且つ、該内部経路の他端側から導入された前記レーザ光を前記開口部に向けて反射させることを特徴とする請求項４に記載の発光ユニット。
【請求項６】
前記発光部は、前記レーザ光の照射により蛍光を発する蛍光体を含み、
前記出射光は、前記蛍光を含むことを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載の発光ユニット。
【請求項７】
前記発光部は、照射された前記レーザ光を散乱させるものであり、
前記出射光は、前記レーザ光を散乱させた散乱光であることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載の発光ユニット。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか一項に記載の発光ユニットと、
前記レーザ光源と、
前記光学板を透過した前記出射光を投光する投光部とを備えることを特徴とする照明装置。
【請求項９】
前記投光部は、前記出射光を出射する前記光学板の面である光出射面を基準面として、該基準面における光分布を拡大投影することを特徴とする請求項８に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を利用した発光ユニット、および該発光ユニットを備えた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、励起光源として半導体レーザ（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出射された励起光を、蛍光体の粒子を含む発光部に照射することによって発生させた蛍光を照明光として用いる照明装置が提案されている。
【０００３】
このような蛍光体の粒子を含む発光部は、その発光方式の相違により、（１）励起光が照射される励起光照射面と反対側の対向面から蛍光が取り出される構成と、（２）励起光が照射される励起光照射面から蛍光が取り出される構成(本願では「反射型」と称する。)とに分類することができる。
【０００４】
反射型の発光部を備えた照明装置の一例として、特許文献１および２に開示された照明装置がある。特許文献１に開示された照明装置では、励起光源と発光部との間に、発光部が発生させた蛍光の配光を制御するリフレクタが配置されており、リフレクタの開口部には、励起光を除去して蛍光を選択的に透過させる波長選択フィルタが取り付けられている。この照明装置では、励起光源から出射された励起光をリフレクタに設けられた光通過孔を介して発光部に照射し、その照射によって発生させた蛍光をリフレクタで反射して所望の配光に制御して投光する。
【０００５】
ここで、特許文献１に開示された照明装置では、照明装置の投光方向に対して、蛍光の取り出し方向が逆向きとなるように発光部が配置されるため、発光部が発生させた蛍光を照明装置の投光方向（すなわち、リフレクタの開口部の方向）に向けて反射させる必要がある。そのため、リフレクタに代えてレンズ等の他の配光制御部材を使用することができず、使用できる配光制御部材が制限されていた。
【０００６】
これに対して、特許文献２には、発光部と、該発光部が発生させた蛍光の配光を制御する凸レンズとの間に、励起光源等が配置された照明装置が開示されている。この照明装置では、励起光源から出射された励起光を発光部に照射し、その照射によって発生させた蛍光を凸レンズが所望の配光に制御して投光する。
【０００７】
特許文献２に開示された照明装置によれば、照明装置の投光方向に対して蛍光の取り出し方向が等しくなるように発光部が配置されているため、レンズ等の配光制御部材を好適に使用することができる。
【０００８】
図１２は、特許文献２に開示された従来の照明装置４００の構成を示す断面図である。図１２に示すように、照明装置４００は、励起光源４０１、コリメートレンズ４０５、発光部４０８および凸レンズ４１０を備えている。
【０００９】
発光部４０８は、励起光Ｌ１が照射される励起光照射面（上面）４０８ａから蛍光が取り出される反射型のものである。この発光部４０８の励起光照射面４０８ａに励起光Ｌ１を照射するために、発光部４０８と凸レンズ４１０との間に励起光源４０１およびコリメートレンズ４０５が励起光照射面４０８ａに対して斜めに配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−１５００４１号公報（２００５年０６月０９日公開）
【特許文献２】特開２０１０−２３２０４４号公報（２０１０年１０月１４日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、照明装置４００のように、発光部４０８と凸レンズ４１０との間に励起光源４０１およびコリメートレンズ４０５を配置する構成では、光の利用効率が低下するという課題があった。
【００１２】
すなわち、発光部４０８と凸レンズ４１０との間に励起光源４０１等を配置する構成では、発光部４０８からランバーシアン分布で放出される蛍光の一部が励起光源４０１等によって遮られるため、蛍光を効率的に利用することができなかった。
【００１３】
さらに、発光部４０８からランバーシアン分布で放出される蛍光をロスなく投光するためには、凸レンズ４１０を発光部４０８にできるだけ近づけて配置することが好ましいが、照明装置４００では、発光部４０８と凸レンズ４１０との間に、励起光源４０１およびコリメートレンズ４０５を配置するスペースを確保する必要がある。そのため、凸レンズ４１０を発光部４０８に近づけて配置することが困難であった。
【００１４】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、光の利用効率を向上させた発光ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る発光ユニットは、励起光の照射により出射光を発する発光部と、前記発光部に対向して配置された光学板とを備え、前記光学板は、レーザ光源から出射された前記レーザ光を前記発光部に向けて反射させ、且つ、反射させた該レーザ光の照射により前記発光部から発せられた前記出射光を透過させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一態様によれば、光の利用効率を向上させた発光ユニットを提供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】
【００１７】
【図１】図１の（ａ）は実施形態１の発光装置の構成を示す断面図であり、図１の（ｂ）は図１の（ａ）に示される発光装置の上面図である。
【図２】図２は、反射拡散板の波長選択性を説明するためのグラフである。
【図３】図３は、図１に示される発光装置の適用例を示す断面図である。
【図４】図４は、図１に示される発光装置の他の適用例を示す断面図である。
【図５】図５の（ａ）は実施形態２の発光装置の構成を示す断面図であり、図５の（ｂ）は図５の（ａ）に示される発光装置の構成を示す上面図である。
【図６】図６は、図５に示される発光装置の適用例を示す断面図である。
【図７】図７は、図５に示される発光装置の他の適用例を示す断面図である。
【図８】図８の（ａ）および（ｂ）は、図５に示される発光装置が備える筐体の内部構造の変形例を示す断面図である。
【図９】図９の（ａ）は実施形態３の発光装置の構成を示す断面図であり、図９の（ｂ）は図９の（ａ）に示される発光装置の構成を示す上面図である。
【図１０】図１０の（ａ）は実施形態４の発光装置の構成を示す断面図であり、図１０の（ｂ）は図１０の（ａ）に示される発光装置の構成を示す上面図である。
【図１１】図１１の（ａ）は実施形態５の発光装置の構成を示す断面図であり、図１１の（ｂ）は図１１の（ａ）に示される発光装置の構成を示す上面図である。
【図１２】図１２は、従来の照明装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００１９】
〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について、図１〜図４に基づいて説明すれば以下の通りである。本実施形態では、本発明の発光ユニット３ａを備える発光装置１００を一例にして説明する。
【００２０】
＜発光装置１００の構成＞
まず、図１を参照して、本実施形態の発光装置１００の構成について説明する。この発光装置１００は、蛍光体の粒子を含む蛍光部（発光部）１０にレーザ光Ｌ１を照射することによって発生させた蛍光（出射光）を、照明光として利用するものである。
【００２１】
図１の（ａ）は発光装置１００の構成を示す断面図であり、図１の（ｂ）は図１の（ａ）に示される発光装置１００の上面図である。なお、図１の（ａ）は、図１の（ｂ）に示される発光装置１００のＡ−Ｂ矢視断面図であり、発光装置１００の中心部をＺ軸方向に切断した断面した構成を示している。
【００２２】
図１の（ａ）に示すように、発光装置１００は、レーザ素子（レーザ光源）１、光ファイバ２、および発光ユニット３ａを備え、レーザ素子１と発光ユニット３ａとが光ファイバ２によって接続された構成である。
【００２３】
（レーザ素子１）
レーザ素子１は、レーザ光Ｌ１を出射する励起光源として機能する発光素子である。レーザ素子１は、１チップに１つの発光点を有するものであっても良く、１チップに複数の発光点を有するものであっても良い。レーザ素子１から出射されるレーザ光Ｌ１の波長は、例えば、３６５ｎｍ〜４３９ｎｍ、好ましくは３９０ｎｍ（青紫色）〜４１０ｎｍ（青紫色）ある。ただし、これらに限定されず、発光ユニット３ａが備える蛍光部１０に含める蛍光体の種類、および、後述する反射拡散板（光学板）９の波長選択性等に応じて適宜選択すれば良い。
【００２４】
なお、レーザ素子１から出射されるレーザ光Ｌ１の波長の好ましい具体例については、反射拡散板９の特性と併せて後述する。
【００２５】
このレーザ素子１は、ヒートシンク１１と接続されている。ヒートシンク１１は、レーザ素子１で発生した熱を、放熱フィン１２等を介して放熱する。そのため、ヒートシンク１１には、熱伝導率の高いアルミニウム等の金属材料を用いることが好ましい。
【００２６】
放熱フィン１２は、ヒートシンク１１に設けられており、ヒートシンク１１の熱を空気中に放熱させる放熱機構として機能する。放熱フィン１２は、複数の放熱板から構成されており、大気との接触面積を増加させることにより放熱効率を高めている。なお、放熱フィン１２には、ヒートシンク１１と同様に、熱伝導率の高い材料を用いることが好ましい。
【００２７】
レーザ素子１は、レーザ光Ｌ１を出射する際に発熱するが、高温環境化では、その性能を十分に発揮できない。そこで、ヒートシンク１１および放熱フィン１２を設けることにより、レーザ素子１が高温になることを防止することができる。なお、レーザ素子１の放熱機構として、水冷機構や強制空冷機構を用いても良い。
【００２８】
このレーザ素子１と光ファイバ２との間には、レーザ素子１から出射されたレーザ光Ｌ１を集光して、光ファイバ２の入射端部２ａに入射させるための集光用レンズ１６が配置されている。集光用レンズ１６としては、例えば、アルプス電気製のＦＬＫＮ１  ４０５等を用いることができる。上述の機能を有するものであれば、集光用レンズ１６の形状および材質は特に限定されないが、レーザ素子１から出射されるレーザ光Ｌ１の波長に対する透過率が高く、且つ、耐熱性の良い材料であることが好ましい。
【００２９】
なお、発光装置１００の励起光源として、本実施の形態では、１個のレーザ素子１を用いているが、必ずしもこれに限らない。例えば、励起強度を高める手法として下記の手法を用いても良い。すなわち、レンズやミラー等の光学部材を用いて、複数のレーザ素子１から出射されたレーザ光Ｌ１を光ファイバ２にカップリングさせても良い。若しくは、複数のレーザ素子１から出射されたレーザ光Ｌ１を、バンドル状にした複数の光ファイバ２のそれぞれにカップリングさせても良い。
【００３０】
（光ファイバ２）
光ファイバ２は、レーザ素子１から出射されたレーザ光Ｌ１を発光ユニット３ａへと導く導光部である。この光ファイバ２は、レーザ素子１から出射されたレーザ光Ｌ１を入射させる入射端部２ａと、入射端部２ａから入射したレーザ光Ｌ１を出射する出射端部２ｂとを有する。入射端部２ａはレーザ素子１に接続されており、出射端部２ｂは発光ユニット３ａに接続されている。
【００３１】
光ファイバ２は、中芯のコアを、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Ｌ１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る。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２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２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２の長軸方向に対して垂直な断面は矩形等の任意の形状であっても良い。
【００３２】
複数のレーザ素子１を利用する場合、複数のレーザ素子１にそれぞれ光学的に結合された複数の光ファイバ２をバンドル状にしたバンドルファイバを用いても良い。この場合、バンドルファイバの出射端部をコアの径が２００μｍのマルチモードファイバに近接または当接させることによって、バンドルファイバとマルチモードファイバとが光学的に結合された導光部を用いることが好ましい。
【００３３】
マルチモードファイバは、バンドル状にした複数の光ファイバ２から入射された複数のレーザ光Ｌ１を導光する。このとき、マルチモードファイバ中の複数のレーザ光Ｌ１は、マルチモードファイバ中で反射を繰り返しながら伝播する。そのため、複数のレーザ光Ｌ１は、マルチモードファイバを介して導光されることによって混合され、マルチモードファイバの長さを適切に設定すれば、連続したなめらかな強度分布を有するレーザ光Ｌ１となってマルチモードファイバの出射端部から出射されることになる。
【００３４】
このように、バンドルファイバとマルチモードファイバとが光学的に結合された導光部を用いることにより、複数のレーザ素子１の各々の発光点から出射された複数のレーザ光Ｌ１から、連続したなめらかなハットトップ型の強度分布を有する、単一の発光点（マルチモードファイバの出射端部）から出射されるレーザ光Ｌ１を生成することができる。
【００３５】
なお、本明細書において、単一の発光点とは、ピーク強度の５０％以上となる極大値を持たない発光点のことを言う。したがって、ハットトップ型の強度分布を有するレーザ光Ｌ１を、レンズ５ａを用いて蛍光部１０のレーザ光照射面１０ａに結像することが可能となるため、高い出力のレーザ光Ｌ１を蛍光部１０に照射しても、蛍光部１０の一部が局所的に励起されることがない。
【００３６】
よって、レーザ光Ｌ１の高出力化を図りつつ、蛍光部１０の劣化および発光効率の低下を抑制することができる。また、蛍光部１０の一部が局所的に励起されることがないので、蛍光部から発せられる蛍光の輝度ムラを低減することができる。
【００３７】
なお、レーザ素子１と発光ユニット３ａとを光学的に結合する導光部として光ファイバ２以外の部材を用いても良く、導光部の種類は特に限定されない。また、後述のように、光ファイバ２を用いずに、レーザ素子１から出射されたレーザ光Ｌ１を発光ユニット３ａに直接導入しても良い。
【００３８】
（発光ユニット３ａ）
発光ユニット３ａは、レーザ素子１から出射されたレーザ光Ｌ１を、蛍光体の粒子を含む蛍光部１０に照射することで発生させた蛍光を放出するものである。発光ユニット３ａは、筐体（載置部）４、レンズ５ａ、ミラー（反射鏡）６、反射拡散板（光学板）９、および蛍光部（発光部）１０を備えている。
【００３９】
（筐体４）
筐体４は、蛍光部１０を収容する円柱部材であり、例えば、金属（アルミニウム、ステンレス、銅または鉄）等の熱伝導性の高い材料からなっている。この筐体４は、蛍光部１０を載置する載置面４ａを有する筐体下部（載置部）４１と、蛍光部１０のレーザ光照射面１０ａ側に反射拡散板９を支持する筐体上部４２とから構成されている。蛍光部１０は載置面４ａに当接した状態で載置されている。そのため、筐体４は、蛍光部１０の発熱を効率的に伝導して放熱することができる。
【００４０】
筐体４は、金属からなるものに限定されず、金属以外の熱伝導性が高い物質（セラミックス等）を含む部材でも良い。ただし、蛍光部１０と当接する載置面４ａは、反射面として機能することが好ましい。蛍光部１０と当接する載置面４ａが反射面であることにより、レーザ光Ｌ１が照射される蛍光部１０上面であるレーザ光照射面１０ａから入射したレーザ光Ｌ１が蛍光に変換された後、該蛍光を載置面４ａで反射させて反射拡散板９へ向かわせることができる。または、レーザ光照射面１０ａから入射したレーザ光Ｌ１を載置面４ａで反射させて、再度、蛍光部１０の内部に向かわせて蛍光に変換することができる。
【００４１】
また、蛍光部１０および反射拡散板９を囲む筐体４の内壁（筐体上部４２の内周面）４ｂもまた反射面であることが好ましい。内壁４ｂが反射面であることにより、蛍光部１０から発せられた蛍光を内壁４ｂで反射させて反射拡散板９へ向かわせることができる。この反射面は、例えば、鏡面研磨されたアルミニウム表面、またはアルミニウムが蒸着された平滑な表面等で構成される。
【００４２】
筐体下部４１には、載置面４ａのうち蛍光部１０が載置されていない領域で開口した内部経路４０が形成されている。この内部経路４０は、レーザ光Ｌ１を通過させるための管状の経路であり、始端（他端）側から導入されたレーザ光Ｌ１を、終端（一端）側の開口部４０ａから導出する。
【００４３】
本実施形態では、内部経路４０の始端は筐体下部４１の外周面で開口しており、この始端から面内方向に伸びると共に、屈曲部において面内方向から載置面４ａ側に屈曲（約１３５°）して載置面４ａで開口している。
【００４４】
内部経路４０の始端側には、筐体４の側面から挿入された光ファイバ２の出射端部２ｂが固定されており、始端側から導入されたレーザ光Ｌ１は、内部経路４０を通過して開口部４０ａから反射拡散板９に向けて導出される。この内部経路４０には、レーザ光Ｌ１の進行方向上流からレンズ５ａおよびミラー６ａがこの順で配置されている。
【００４５】
なお、図示はしないが、筐体４は放熱フィンを備えていても良い。この放熱フィンは、筐体４を冷却する冷却部として機能する。放熱フィンは、複数の放熱板から構成されるものであり、大気との接触面積を増加させることにより放熱効率を高めている。筐体４を冷却する冷却部は、冷却（放熱）機能を有するものであれば良く、放熱フィンの代わりに、ヒートパイプ、水冷方式や、強制空冷方式のものであっても良い。
【００４６】
（レンズ５ａ）
レンズ５ａは、レーザ光Ｌ１が蛍光部１０のレーザ光照射面１０ａに適切に照射されるように、レーザ光Ｌ１のビーム径（照射範囲）等を調節（拡大・縮小）するための光学部材である。レンズ５ａは、筐体４の内部経路４０内に配置されており、光ファイバ２の出射端部２ｂから出射されたレーザ光Ｌ１のビーム径および光路を制御してミラー６ａに照射する。レンズ５ａは、例えば、凸レンズ等で構成される。
【００４７】
このレンズ５ａを設けてのビーム径を調節することにより、最終的に蛍光部１０に照射されるレーザ光Ｌ１のスポットのサイズを容易に制御することができる。
【００４８】
（ミラー６ａ）
ミラー６ａは、レーザ光Ｌ１を反射拡散板９に向けて反射させるものである。ミラー６ａは、内部経路４０の屈曲部に配置されており、内部経路４０の始端側から導入されたレーザ光Ｌ１を開口部４０ａに向けて反射させる平担な反射面を有している。これにより、レーザ光Ｌ１を開口部４０ａから導出して、反射拡散板９に向かわせることができる。
【００４９】
ミラー６ａを設けることにより、ミラー６ａの設置角度（傾き）を変更することによって反射拡散板９に対するレーザ光Ｌ１の入射角度を整調することができる。そのため、光ファイバ２の出射端部２ｂの設置角度を変更する場合に比べて、反射拡散板９に対するレーザ光Ｌ１の入射角度を容易に調整することができる。
【００５０】
また、ミラー６ａによって発光ユニット３ａ内でレーザ光Ｌ１の光路を折り返すことにより、発光ユニット３ａの内部のレイアウトを自由に行なうことができ、発光ユニット３ａの体積・サイズを大幅に小さくすることができる。ただし、発光ユニット３ａにおける内部経路４０のレイアウトによっては、後述するようにミラー６ａを省略することも可能である。
【００５１】
なお、平担な反射面を有する一般的なミラー６ａに代えて、誘電体多層膜ミラー、凹面ミラー等の他の光学部材を用いても良い。これにより、発光ユニット３ａのサイズを小さく保ったまま、種々の機能を発光ユニット３ａに付加することができる。
【００５２】
（反射拡散板９）
反射拡散板９は、レーザ素子１から出射されたレーザ光Ｌ１を蛍光部１０に向けて反射させ、且つ、反射させた該レーザ光Ｌ１の照射により蛍光部１０から発せられた蛍光を透過させて拡散するものである。反射拡散板９は、蛍光部１０のレーザ光照射面１０ａに対向して配置されており、円筒形状の筐体上部４２の内周面によってその外周部分が保持されている。
【００５３】
この反射拡散板９は、拡散板７および多層膜８から構成されており、レーザ光Ｌ１を反射させる一方、蛍光を透過させて拡散する。すなわち、反射拡散板９は、レーザ光Ｌ１を反射させ、且つ、蛍光を透過させるという、選択透過性（波長選択性）を有している。
【００５４】
反射拡散板９のこのような波長選択性により、反射拡散板９は、開口部４０ａから導出されたレーザ光Ｌ１を蛍光部１０に向けて反射させる。このとき、反射拡散板９によって反射されたレーザ光Ｌ１が、蛍光部１０のレーザ光照射面１０ａに照射されるように、反射拡散板９に対するレーザ光Ｌ１の入射角度が調整されている。そのため、反射拡散板９によって反射されたレーザ光Ｌ１を、蛍光部１０のレーザ光照射面１０ａに照射することができる。
【００５５】
このように、反射拡散板９は、開口部４０ａから導出されたレーザ光Ｌ１を蛍光部１０に向けて反射させる。そのため、蛍光部１０に対して載置面４ａ側にレーザ素子１を配置することが容易となるので、蛍光部１０から発せられる蛍光を遮らない位置に、レーザ素子１を好適に配置することができる。
【００５６】
また、反射拡散板９は、レーザ光Ｌ１の照射により蛍光部１０のレーザ光照射面１０ａから発せられた蛍光を透過させる。このとき、反射拡散板９は、蛍光部１０に照射されたレーザ光Ｌ１のうち、蛍光に変換されなかったレーザ光Ｌ１を、蛍光部１０側に反射させることが好ましい。蛍光部１０によってレーザ光Ｌ１は、そのほとんどが蛍光体の粒子に吸収され蛍光に変換される。しかし、何らかの原因でレーザ光Ｌ１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、蛍光に変換されなかったレーザ光Ｌ１を、反射拡散板９によって蛍光部１０側に反射させることにより、レーザ光Ｌ１が発光ユニット３ａの外部に漏れることを防止することができる。そのため、筐体４内にレーザ光Ｌ１を閉じ込めることが可能となり、レーザ光Ｌ１を安全に取り扱うことが可能となる。
【００５７】
このような反射拡散板９の波長選択性は、屈折率が異なる薄層を組み合わせた多層膜８により実現される。なお、反射拡散板９の詳細については後述する。
【００５８】
（蛍光部１０）
蛍光部１０は、レーザ光Ｌ１の照射により蛍光を発するものである。本実施形態では、蛍光部１０は、レーザ光Ｌ１によって励起されて蛍光を発する蛍光体を含んでおり、レーザ光Ｌ１の照射により蛍光を発する。例えば、蛍光部１０は、封止材の内部に蛍光体の粒子が分散されているもの、または蛍光体の粒子を固めたもの等である。蛍光部１０は、レーザ光Ｌ１を蛍光に変換するため、波長変換部材であると言える。
【００５９】
本実施形態では、蛍光部１０には、波長４０５ｎｍ、出力３Ｗのレーザ光Ｌ１の照射によって白色で発光するように、赤色、青色、および緑色の３色で発光する３種類の蛍光体が適切な割合で含まれている。
【００６０】
蛍光部１０の蛍光体として、例えば、酸窒化物系蛍光体（例えば、サイアロン蛍光体）またはＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ナノ粒子蛍光体（例えば、インジュウムリン：ＩｎＰ）を用いることができる。これらの蛍光体は、レーザ素子１から発せられた高い出力（および／または光密度）のレーザ光Ｌ１に対しての熱耐性が高く好ましい。ただし、蛍光部１０の蛍光体は、上述のものに限定されず、窒化物蛍光体等、その他の蛍光体であっても良い。
【００６１】
また、蛍光部１０の封止材は、例えば、ガラス材（無機ガラス、有機無機ハイブリッドガラス）、シリコーン樹脂等の樹脂材料である。ガラス材として低融点ガラスを用いても良い。封止材は、透明性の高いものが好ましく、レーザ光が高出力の場合には、耐熱性の高いものが好ましい。
【００６２】
この蛍光部１０は、レーザ光照射面１０ａにレーザ光Ｌ１が照射され、このレーザ光照射面１０ａから主に蛍光を発する反射型の発光部であり、筐体４の載置面４ａに配置されている。
【００６３】
このような構成の発光装置１００では、レーザ素子１から出射されたレーザ光Ｌ１は、光ファイバ２を介して、筐体４の内部経路４０に導入される。そして、内部経路４０に導入されたレーザ光Ｌ１は、レンズ５ａによってそのビーム径が調整され、ミラー６ａによって反射されて開口部４０ａから導出される。開口部４０ａから導出されたレーザ光Ｌ１は、反射拡散板９によって蛍光部１０に向けて反射され、蛍光部１０に照射される。この照射により発生した蛍光は、主にレーザ光照射面１０ａから発せられ、反射拡散板９を透過し、拡散されて外部に放出される。
【００６４】
＜反射拡散板９の詳細＞
次に、図２を参照して、反射拡散板９の詳細について説明する。
【００６５】
上述の通り、反射拡散板９は、拡散板７および多層膜８とから構成されている。本実施形態では、反射拡散板９は、蛍光部１０側の面である光入射面９ａに多層膜８がコーティングされており、光入射面９ａと反対側の光出射面９ｂがスリガラス状に処理されて微小な凹凸が形成されている。
【００６６】
（拡散板７）
拡散板７は、蛍光部１０から発せられた蛍光を透過させて拡散するものである。拡散板７としては、例えば、蛍光部１０と反対側の面（光出射面９ｂ）をスリガラス状に処理したガラス等からなるフロスト型拡散板を用いることができる。ただし、拡散板７の材料および構成は、必要に応じて適宜選択される。
【００６７】
（多層膜８）
多層膜８は、例えば、ＳｉＯ２膜やＴｉＯ２膜といった複数の薄膜の層が多層化されたものである。上述したように、反射拡散板９は、レーザ光Ｌ１を反射し、蛍光部１０から発さられた蛍光を透過するという、波長選択性を有している。多層膜８はこの波長選択性を実現するために、例えば、拡散板７の蛍光部１０側の面に、屈折率の高い材料と低い材料とが層状に交互に積層されて形成されている。多層膜８を構成する薄膜の材料としては、例えば、ＡｌＮ、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＧａＮ、ＺｎＳ等から選択された少なくとも一種を含む材料が挙げられる。
【００６８】
なお、多層膜８は、所望の波長選択性が得られるように、その層の数が決められ、各層の膜種および膜厚の組み合わせが最適化される。
【００６９】
また、反射拡散板９は、拡散板７に直接多層膜８が形成された構成であっても良く、若しくは、透光性を有する基材の一方の面に多層膜８を形成し、該基材と拡散板７とが貼り合わされた構成であっても良い。この場合、基材としては、例えば、ＢＫ７、合成石英、白板ガラス（例えば、Ｂ２７０、Ｄ２６３Ｔｅｃｏ、ＢＳＬ７）等を好適に用いることができる。
【００７０】
（反射拡散板９の波長選択性）
図２は、反射拡散板９の波長選択性を説明するためのグラフである。図２では、反射拡散板９に対する入射する光の入射角度が０°、１０°、２０°、３０°および４０°の場合の波長と透過率との関係を例示しており、横軸が入射する光の波長を示し、縦軸が該光の透過率を示している。なお、入射角度とは、反射拡散板９の法線に対する、入射する光の角度を意味する。
【００７１】
図２に示すように、反射拡散板９の波長選択性は、入射する光の波長および入射角度に依存している。例えば、反射拡散板９は、入射角度３０°以下で入射する波長４１０ｎｍ以下の光を９０％以上反射させる。若しくは、反射拡散板９は、入射角度５０°以下で入射する波長４４０ｎｍ以上の光を９０％以上透過させる。
【００７２】
したがって、レーザ光Ｌ１としては、反射拡散板９によって反射され易い波長範囲のものを用いることが好ましく、例えば、３９０ｎｍ〜４１０ｎｍの波長範囲のものを好適に用いることができる。具体的には、波長４０５ｎｍのレーザ光Ｌ１を入射角度４０°で反射拡散板９に照射した場合、反射拡散板９に照射されたレーザ光Ｌ１のうち９９％以上を反射拡散板９で反射して、蛍光部１０に向かわせることができる。本実施形態では、上述の通り、レーザ素子としては波長４０５ｎｍのレーザ光Ｌ１を出力３Ｗで出射するものを使用している。
【００７３】
このように、反射拡散板９の積層構造、レーザ光Ｌ１および蛍光の波長、並びに、反射拡散板９に対するレーザ光Ｌ１の入射角度を最適化することにより、レーザ光Ｌ１を含む短波長側の波長範囲の光を反射させ、蛍光を含む長波長側の波長範囲の光を透過させることができる。
【００７４】
（反射拡散板９の作用）
このように、反射拡散板９は、レーザ光Ｌ１を反射させ、且つ、蛍光を透過させるという、波長選択性を有している。
【００７５】
そのため、反射拡散板９は、開口部４０ａから導出されたレーザ光Ｌ１を透過させず、反射させる。このとき、反射したレーザ光Ｌ１が蛍光部１０に向けて反射されるように、多層膜８に対するレーザ光Ｌ１の入射角、蛍光部１０および多層膜８の配置位置等が予め調整される。
【００７６】
また、反射拡散板９は、レーザ光Ｌ１の照射により蛍光部１０のレーザ光照射面１０ａから発せられた蛍光を透過させて外部に放出する。
【００７７】
このように、発光装置１００は、レーザ光Ｌ１を反射させ、且つ、蛍光を透過させるという波長選択性を有する反射拡散板９を備えるため、蛍光部１０と反射拡散板９との間に、蛍光部１０に励起光を照射するための励起光源を配置する必要がない。
【００７８】
したがって、発光装置１００では、蛍光部１０から発せられた蛍光の一部が、上記励起光源によって遮られることがないため、蛍光を効率的に利用することができる。
【００７９】
また、発光装置１００では、蛍光部１０と反射拡散板９との間に、上記励起光源を配置するスペースを確保する必要がないため、反射拡散板９を蛍光部１０に近づけて配置することが可能となる。したがって、投影レンズ等の配光制御部材（投光部）によって反射拡散板９を透過した蛍光を投光する場合、投影レンズ等を蛍光部１０に近づけて配置することが可能となる。そのため、蛍光部１０からランバーシアン分布で放出される蛍光をロスなく投影レンズ等に入射させて、投光することができる。
【００８０】
さらに、発光装置１００では、反射拡散板９によって蛍光部１０から発せられた蛍光を拡散して外部に放出することにより、光出射面９ｂから蛍光が出射される際に蛍光が混合されるため、色ムラの発生を抑制することができる。
【００８１】
光出射面９ｂのサイズは、例えば、１ｍｍφの円形とすることができる。この光出射面９ｂは、装置外部から見た場合、見かけ上の光源となる。すなわち、実際に発光しているのは発光ユニット３ａ内の蛍光部１０であるが、装置外部から見た場合、光出射面９ｂが発光しているように見える。そのため、光出射面９ｂのサイズと形状を選択することによって、外部から見た場合の見かけ上の光源のサイズと形状を自由に設定することが可能になる。
【００８２】
また、反射拡散板９では、光の拡散機能を有する拡散板７と、波長選択機能を有する多層膜８とが一体となって構成されていることから、発光ユニット３ａの部品点数を少なくすることが可能となる。さらに、発光ユニット３ａの部品点数が少なくなるため、組み立て時の工程数やアライメントの箇所の数を減らすことが可能となる。
【００８３】
＜発光装置１００の適用例＞
次に、図３および図４を参照して、本実施形態の発光装置１００の適用例について説明する。
【００８４】
図３は、発光装置１００の適用例を示す断面図である。図３に示すように、ヘッドランプ（照明装置）２００は、発光装置１００、および反射拡散板９を透過した蛍光を投光する投光用レンズ（投光部）１３を備えている。
【００８５】
（投光用レンズ１３）
投光用レンズ１３は、透過する蛍光を屈折させることで、所定の角度範囲で投光する配光制御部材であるものである。投光用レンズ１３は、反射拡散板９の光出射面９ｂ側に配置されている。
【００８６】
このヘッドランプ２００の照明光は、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、法律により規定されている。そのため、蛍光部１０には、赤色、青色および緑色の蛍光体が含まれており、この蛍光部１０に４０５ｎｍのレーザ光Ｌ１が照射されることによって白色光を発生させている。
【００８７】
ヘッドランプ２００では、反射拡散板９によってレーザ光Ｌ１を蛍光部１０に向けて反射させることにより、蛍光部１０にレーザ光Ｌ１を照射して発光させることができる。そのため、従来のように、蛍光部１０と投光用レンズ１３との間に、蛍光部１０に励起光を照射するための励起光源等を配置する必要がない。したがって、蛍光部１０から発せられた蛍光の一部が、励起光源等によって遮られることがないため、蛍光を効率的に利用することができる。
【００８８】
さらに、ヘッドランプ２００では、反射拡散板９によって蛍光部１０から発せられた蛍光を拡散することにより、ヘッドランプ２００の外部に放出される蛍光が混合されるため、色ムラの発生を抑制することができる。
【００８９】
このように、ヘッドランプ２００によれば、光の利用効率を向上させると共に、色ムラの発生を抑制することができる。
【００９０】
なお、投光用レンズ１３は、反射拡散板９の光出射面９ｂを基準面として、該基準面における光分布を拡大投影しても良い。これにより、投光用レンズ１３は、反射拡散板９の光出射面９ｂにおける光分布を拡大投影するため、光出射面９ｂの形状やサイズに応じた光源像を拡大して投光することができる。
【００９１】
この場合、ヘッドランプ２００では、見かけ上の光源として機能する反射拡散板９の光出射面９ｂと投光用レンズ１３との間に、光出射面９ｂから放出される白色の蛍光を遮るものが無いため、光出射面９ｂからランバーシアン分布で放出される蛍光をロスなく投光用レンズ１３等に入射させて投光することができる。
【００９２】
さらに、ヘッドランプ２００では、配光制御部材として投光用レンズ１３を用いる構成を一例として説明したが、必ずしも投光を目的としたレンズである必要はない。投光用レンズ１３の他、他の機能を果たすレンズ、複数のレンズを組み合わせたレンズ群、あるいは、レンズとリフレクタを組み合わせた構成等であっても、発光装置１００に組み合わせて、好適に使用することができる。
【００９３】
なお、反射拡散板９における光出射面９ｂを見かけ上の光源として拡大投影可能なように、レンズやリフレクタの設計を行うことが好ましい。これにより、光出射面９ｂにおける光分布に応じた光源像を好適に投光することができる。
【００９４】
図４は、発光装置１００の他の適用例を示す断面図である。図４に示すように、ヘッドランプ（照明装置）３００は、発光装置１００、金属ベース１４およびリフレクタ（投光部）１５を備えている。
【００９５】
（金属ベース１４）
金属ベース１４は、発光ユニット３ａおよびリフレクタ１５を支持する支持部材であり、金属（例えば、アルミニウム、ステンレス、銅または鉄）等からなっている。そのため、金属ベース１４は熱伝導性が高く、発光ユニット３ａの発熱を効率的に伝導して放熱することができる。
【００９６】
この金属ベース１４は、リフレクタ１５を支持する面に、凹部が設けられており、この凹部に発光ユニット３ａが固定されている。
【００９７】
（リフレクタ１５）
リフレクタ１５は、発光装置１００から放出された蛍光を投光するものである。このリフレクタ１５は、例えば、金属薄膜がその表面に形成された部材であっても良く、金属製の部材であっても良い。
【００９８】
リフレクタ１５は、放物線の対称軸を回転軸として、該放物線を回転させることによって形成される反射曲面を、上記の回転軸に平行な平面で切断することによって得られる部分曲面の少なくとも一部をその反射曲面に含んでいる。このリフレクタ１５は、発光装置１００から放出された蛍光を投光する方向に、半円形の開口部１５ａを有している。
【００９９】
リフレクタ１５のほぼ焦点の位置に配置された蛍光部１０が発生させた蛍光は、リフレクタ１５によって、平行に近い光線束を形成して開口部１５ａから車両の進行方向に向けて投光される。これにより、蛍光部１０が発生させた蛍光を狭い立体角内に効率的に投光することができる。
【０１００】
発光装置１００は、金属ベース１４から容易に分離することができ、万一の不灯時に正常な発光装置１００に容易に取り替えることができる点にも特徴がある。
【０１０１】
なお、リフレクタ１５は、円形の開口部を有するフルパラボラミラー、またはその一部を含むものであっても良い。また、パラボラミラー以外にも、楕円面や自由曲面形状、若しくは、マルチファセット化されたもの(マルチリフレクタ)を用いることができる。さらに、リフレクタ１５の一部に曲面ではない部分を含めても良い。
【０１０２】
また、図示はしていないが、ヘッドランプ３００に、リフレクタ１５の開口部１５ａに、蛍光を投光する角度範囲を制御するレンズ等がさらに設けられていても良い。
【０１０３】
なお、発光装置１００は、自動車用以外のヘッドランプに適用しても良い。さらに、発光装置１００は、その他の照明装置、例えば、車両以外の移動物体（例えば、人間・船舶・航空機・潜水艇・ロケット等）のヘッドランプに適用しても良く、サーチライト、プロジェクタ、室内照明器具（ダウンライト、スタンドランプ等）に適用しても良い。
【０１０４】
＜発光装置１００の効果＞
上述の通り、図１２に示すような、発光部４０８と凸レンズ４１０との間に、励起光源４０１およびコリメートレンズ４０５を配置する従来の構成では、光の利用効率が低下するという課題があった。
【０１０５】
そこで、発光装置１００は、レーザ光Ｌ１の照射により蛍光を発する蛍光部１０と、蛍光部１０に対向して配置された反射拡散板９とを備え、反射拡散板９は、レーザ素子１から出射されたレーザ光Ｌ１を蛍光部１０に向けて反射させ、且つ、反射させたレーザ光Ｌ１の照射により蛍光部１０から発せられた蛍光を透過させて拡散する。
【０１０６】
発光装置１００では、反射拡散板９は、レーザ光Ｌ１を蛍光部１０に向けて反射させ、且つ、反射させた該レーザ光Ｌ１の照射により蛍光部１０から発せられた蛍光を透過させて拡散する。すなわち、反射拡散板９は、レーザ素子１から出射されたレーザ光Ｌ１は反射させる一方、蛍光部１０から発せられた蛍光を透過させるという選択透過性を有している。
【０１０７】
そのため、レーザ素子１から出射されたレーザ光Ｌ１を、反射拡散板９によって蛍光部１０に向けて反射させることにより、蛍光部１０にレーザ光Ｌ１を照射して発光させることができる。そのため、蛍光部１０と反射拡散板９との間に、蛍光部１０に励起光を照射するための励起光源等を配置する必要がない。したがって、蛍光部１０から発せられた蛍光の一部が、励起光源等によって遮られることがないため、蛍光を効率的に利用することができる。
【０１０８】
さらに、蛍光体の粒子を含む発光部４０８を励起して照明光を得る構成では、発光部４０８を励起した際に、発光部４０８の発光分布に色ムラが生じるという課題がある。発光部４０８の発光分布に色ムラが生じる原因としては、例えば、発光色が異なる複数の蛍光体の粒子を発光部４０８に含めた場合、特定の発光色の蛍光体の粒子が凝集し、発光部４０８における蛍光体の粒子の分布が偏ること等が考えられる。特に発光部のサイズが小さい場合、発光部全体のサイズに対して蛍光体の粒子のサイズが相対的に無視できなくなり、蛍光体の粒子の分布が直接的に発光部の色分布として観察されるようになる。
【０１０９】
そこで、発光装置１００では、蛍光部１０から発せられた蛍光を反射拡散板９によって拡散することにより、発光装置１００の外部に放出される蛍光が混合されるため、色ムラの発生を抑制することができる。特に、発光色が異なる複数の蛍光体の粒子が混在された蛍光部１０を用いる場合に生じる蛍光部１０の色ムラを好適に抑制することができる。
【０１１０】
よって、本実施形態によれば、光の利用効率を向上させると共に、色ムラの発生を抑制した発光装置１００を実現することができる。
【０１１１】
また、光出射面９ｂには蛍光を拡散させる機能があるため、上述の通り、装置外部から見た場合、この光出射面９ｂが見かけ上の光源となる。すなわち、実際に発光しているのは発光ユニット３ａ内の蛍光部１０であるが、装置外部から見た場合、光出射面９ｂが発光していると見なして、その外部の光学部材の光学設計を行うことができる。よって、光出射面９ｂのサイズと形状を選択することによって、外部から見た場合の見かけ上の光源のサイズと形状を自由に設定することが可能になる。
【０１１２】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図５〜図８に基づいて説明すれば、以下の通りである。本実施形態では、反射拡散板９の光出射面９ｂの形状が自動車のロービームにおけるカットオフラインに応じた形状となっている構成について説明する。
【０１１３】
なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１１４】
＜発光装置１０１の構成＞
まず、図５を参照して、本実施形態の発光装置１０１の構成について説明する。この発光装置１０１は、蛍光体の粒子を含む蛍光部１０にレーザ光Ｌ１を照射することによって発生させた蛍光を、照明光として利用するものである。
【０１１５】
図５の（ａ）は、発光装置１０１の構成を示す断面図であり、図５の（ｂ）は図５の（ａ）に示される発光装置１０１の上面図である。なお、図５の（ａ）は、図５の（ｂ）に示される発光装置１０１のＡ−Ｂ矢視断面図であり、発光装置１０１の中心部をＺ軸方向に切断した断面した構成を示している。
【０１１６】
図５の（ａ）に示すように、発光装置１０１は、レーザ素子１（図示省略）、光ファイバ２および発光ユニット３ｂを備え、レーザ素子１と発光ユニット３ｂとが光ファイバ２によって接続された構成である。
【０１１７】
（光ファイバ２）
光ファイバ２は、レーザ素子１から出射されたレーザ光Ｌ１を発光ユニット３ｂへと導く導光部である。本実施形態では、光ファイバ２は、コア径３００μｍ角の矩形コアを有するマルチモードファイバを用いている。
【０１１８】
（発光ユニット３ｂ）
発光ユニット３ｂは、レーザ素子１から出射されたレーザ光Ｌ１を、蛍光体の粒子を含む蛍光部１０に照射することで発生させた蛍光を放出するものである。発光ユニット３ｂは、筐体４、レンズ５ａ、反射拡散板９、および蛍光部１０を備えている。
【０１１９】
（筐体４）
筐体４は、蛍光部１０を収容する矩形部材であり、蛍光部１０を載置する載置面４ａを有する筐体下部（載置部）４１と、蛍光部１０のレーザ光照射面１０ａ側に反射拡散板９を支持する筐体上部４２とから構成されている。
【０１２０】
本実施形態では、蛍光部１０および反射拡散板９を囲む筐体４の内壁（筐体上部４２の内面）４ｂは、蛍光部１０から反射拡散板９に向かって広がるように傾斜しており、この傾斜した内壁４ｂは反射面であることが好ましい。これにより、蛍光部１０から発せられた蛍光を反射面で反射して反射拡散板９に向かわせることができる。
【０１２１】
また、筐体下部４１には、載置面４ａのうち蛍光部１０が載置されていない領域で開口した内部経路４０が形成されている。本実施形態では、内部経路４０の始端は筐体下部４１の底面で開口しており、この始端から載置面４ａに向けて斜め方向に直線的に伸びて、載置面４ａで開口している。光ファイバ２は、この内部経路４０の軸線方向に対して光軸が一致するように、筐体４の下方から挿入されている。これにより、光ファイバ２の出射端部２ｂから出射されたレーザ光Ｌ１は、内部経路４０の始端側から導入され、開口部４０ａから反射拡散板９に向けて導出される。
【０１２２】
このように、発光ユニット３ｂでは、レーザ光Ｌ１を反射拡散板９に向けて反射させるミラー６ａを用いないため、発光ユニット３ｂの構成を簡略化して製造コストを低減することができる。
【０１２３】
（反射拡散板９）
反射拡散板９は、レーザ素子１から出射されたレーザ光Ｌ１を蛍光部１０に向けて反射させ、且つ、反射させた該レーザ光Ｌ１の照射により蛍光部１０から発せられた光を透過させて拡散するものである。反射拡散板９は、一辺が１〜２ｍｍ程度の矩形である、蛍光部１０のレーザ光照射面１０ａに対向して配置されており、筐体上部４２の傾斜した内壁４ｂによってその外縁部分が保持されている。
【０１２４】
つまり、本実施形態では、反射拡散板９（拡散板７）は、Ａ−Ｂ矢視断面が逆台形形状となっており、筐体４において反射拡散板９を保持する内壁４ｂが、出射口に向かって広がる形状となっている。内壁４ｂがこのような形状であることにより、拡散板７内で図５の（ａ）における紙面横方向へ拡散する白色光を、筐体４の内壁４ｂで反射させて出射口方向へ向かわせることができるため、白色光の取り出し効率が向上するという効果がある。
【０１２５】
本実施形態では、反射拡散板９の光出射面９ｂの形状が自動車のロービームにおけるカットオフラインに応じた形状となっている。上述の通り、装置外部から見た場合、反射拡散板９の光出射面９ｂは見かけ上の光源となる。そのため、反射拡散板９の光出射面９ｂのサイズおよび形状が、発光装置１０１の見かけ上の光源のサイズと形状になる。換言すると、任意のサイズおよび形状の蛍光部１０を用いた場合であっても、反射拡散板９のサイズおよび形状とを規定することによって、所望のサイズおよび形状の光源(見かけ上の光源)を自由に得ることができる。
【０１２６】
＜発光装置１０１の適用例＞
次に、図６および図７を参照して、本実施形態の発光装置１０１の適用例について説明する。
【０１２７】
図６は、発光装置１０１の適用例を示す断面図である。図３に示すように、ヘッドランプ（照明装置）２０１は、発光装置１０１、および反射拡散板９を透過した蛍光を投光する投光用レンズ１３を備えている。
【０１２８】
発光装置１０１は、自動車のロービームのカットオフラインに応じた形状の光出射面９ｂを有する反射拡散板９を備えている。そのため光出射面９ｂから出射された蛍光を、光出射面９ｂを基準面として、光出射面９ｂの見かけ上の光源の像を投光用レンズ１３によって拡大投影することによって、自動車のロービームのカットオフラインに応じた配光パターンを得ることができる。通常、自動車のロービームにおいては、カットオフラインを形成するために遮光板が用いられることが多いが、ヘッドランプ２０１では遮光板を用いる必要がないため、光源の光束を有効に利用することが可能である。
【０１２９】
図７は、発光装置１０１の他の適用例を示す断面図である。図７に示すように、ヘッドランプ（照明装置）３０１は、発光装置１０１、金属ベース１４およびリフレクタ１５を備えている。
【０１３０】
このヘッドランプ３０１においても、自動車のロービームのカットオフラインに応じた形状の光出射面９ｂから出射された蛍光をリフレクタ１５によって拡大投影することによって、自動車のロービームのカットオフラインに応じた配光パターンを得ることができる。そのため、カットオフラインを形成するための遮光板を用いる必要がないため、光源の光束を有効に利用することが可能である。
【０１３１】
＜発光装置１０１の効果＞
このように、発光装置１０１では、反射拡散板９の光出射面９ｂの形状が自動車のロービームにおけるカットオフラインに応じた形状となっている。そのため、カットオフラインを形成するための遮光板を用いることなく、光出射面９ｂから出射された蛍光を拡大投影することによって、自動車のロービームのカットオフラインに応じた配光パターンを得ることができる。
【０１３２】
したがって、本実施形態によれば、ヘッドランプ２０１・３０１における光の利用効率をさらに向上させることが可能な発光装置１０１を実現することができる。
【０１３３】
また、本実施形態によれば、カットオフラインを形成するための遮光板を用いる必要がないため、ヘッドランプ２０１・３０１の部品点数を少なくすることが可能となり、組み立て時の工程数やアライメントの箇所の数を減らすことが可能となる。
【０１３４】
さらに、光出射面９ｂには蛍光を拡散させる機能があるため、上述の通り、装置外部から見た場合、この光出射面９ｂが見かけ上の光源となる。すなわち、実際に発光しているのは発光ユニット３ｂ内の蛍光部１０であるが、装置外部から見た場合、光出射面９ｂが発光していると見なして、その外部の光学部材の光学設計を行うことができる。よって、光出射面９ｂのサイズと形状を選択することによって、外部から見た場合の見かけ上の光源のサイズと形状を自由に設定することが可能になる。
【０１３５】
＜変形例＞
次に、図８を参照して、本実施形態の発光装置１０１の変形例について説明する。図８の（ａ）および（ｂ）は、発光装置１０１の筐体４の内部構造の変形例を示す断面図である。
【０１３６】
図５の（ａ）では、筐体４の内壁４ｂが、蛍光部１０から反射拡散板９に向かって広がるように断面が線形的に傾斜している構成を示したが、図８の（ａ）に示すように、内壁４ｂは曲線的に傾斜した構成であっても良い。特に、内壁４ｂと接する、蛍光部１０の端部と反射拡散板９の端部とを結ぶ面を複合放物面とすることにより、蛍光部１０から発せられた蛍光が内壁４ｂで反射した際に、その光線を浅い入射角で反射拡散板９に入射させることができる。そのため、反射拡散板９を通り抜けずに損失となる光線が減少し、光の利用効率が高くなるという利点がある。
【０１３７】
また、図８の（ｂ）に示すように、内壁４ｂのうち、反射拡散板９の端部と接しない（反射拡散板９が存在しない）部分のみを曲線的あるいは線形的に傾斜させ、反射拡散板９の端部と接する（反射拡散板９が存在する）部分は傾斜を設けない構成とすることもできる。この場合、筐体４と反射拡散板９との嵌め合いの精度を高くすることができる。なお、内壁４ｂの構成はこれらに限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【０１３８】
〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、図９に基づいて説明すれば、以下の通りである。本実施形態では、反射拡散板（光学板）１９が拡散膜１７ａ、ガラス基板１７ｂ、および蒸着ミラー１８から成る構成について説明する。
【０１３９】
なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１４０】
＜発光装置１０２の構成＞
まず、図９を参照して、本実施形態の発光装置１０２の構成について説明する。この発光装置１０２は、蛍光体の粒子を含む蛍光部１０にレーザ光Ｌ１を照射することによって発生させた蛍光を、照明光として利用するものである。
【０１４１】
図９の（ａ）は、発光装置１０２の構成を示す断面図であり、図９の（ｂ）は図９の（ａ）に示される発光装置１０２の上面図である。なお、図９の（ａ）は、図９の（ｂ）に示される発光装置１０２のＡ−Ｂ矢視断面図であり、発光装置１０２の中心部をＺ軸方向に切断した断面した構成を示している。
【０１４２】
図９の（ａ）に示すように、発光装置１０２は、レーザ素子１、発光ユニット３ｃを備え、光ファイバ２を用いずに、レーザ素子１から出射されたレーザ光Ｌ１が発光ユニット３ａに直接導入される構成である。なお、図９の（ａ）においては、レーザ素子１を固定する部材および放熱させるための部材を省略し、レーザ素子１のみの位置を示している。
【０１４３】
（発光ユニット３ｃ）
発光ユニット３ｃは、レーザ素子１から出射されたレーザ光Ｌ１を、蛍光体の粒子を含む蛍光部１０に照射することで発生させた蛍光を放出するものである。発光ユニット３ｃは、筐体４、レンズ５ａ、反射拡散板１９、および蛍光部１０を備えている。
【０１４４】
（筐体４）
筐体４は、蛍光部１０を収容するものであり、蛍光部１０を載置する載置面４ａを内部に有する。また、内部経路４０の始端は筐体４の底面と側面とが成す角部で開口しており、この始端から載置面４ａに向けて斜め方向に直線的に伸びて、載置面４ａで開口している。レーザ素子１は、この内部経路４０の軸線方向に対して光軸が一致するように、筐体４の角部から挿入されている。これにより、レーザ素子１から出射されたレーザ光Ｌ１は、内部経路４０の始端側から導入され、開口部４０ａから反射拡散板１９に向けて導出される。
【０１４５】
このように、発光ユニット３ｃでは、レーザ素子１から出射されたレーザ光Ｌ１を発光ユニット３ｃへと導く光ファイバ２、およびレーザ光Ｌ１を反射拡散板１９に向けて反射させるミラー６ａを用いないため、発光ユニット３ｃの構成を簡略化して製造コストをさらに低減することができる。
【０１４６】
（反射拡散板１９）
反射拡散板１９は、レーザ素子１から出射されたレーザ光Ｌ１を蛍光部１０に向けて反射させ、且つ、反射させた該レーザ光Ｌ１の照射により蛍光部１０から発せられた光を透過させて拡散するものである。
【０１４７】
本実施形態では、反射拡散板１９は、拡散板１７および蒸着ミラー１８とから構成されている。
【０１４８】
（拡散板１７）
拡散板１７は、蛍光部１０から発せられた蛍光を透過させて拡散するものである。本実施形態では、拡散板１７は、拡散膜１７ａおよびガラス基板１７ｂから構成されている。
【０１４９】
拡散膜１７ａは、蛍光部１０から発せられた蛍光を拡散するものである。拡散膜１７ａは、ガラス基板１７ｂの蛍光部１０と反対側の面に形成されており、ガラス基板１７ｂを透過した蛍光を拡散させる。拡散膜１７ａとしては、乳白色膜等を好適に用いることができるが、蛍光を拡散させることができるものであれば特に限定されない。
【０１５０】
ガラス基板１７ｂは、拡散板１７の基材となる板状の透光部材である。ガラス基板１７ｂは、蛍光部１０から発せられた蛍光を透過する。ガラス基板１７ｂとしては、オパールガラス基板を好適に用いることができるが、蛍光に対する透過率が高いものであれば特に限定されない。
【０１５１】
ここで、拡散膜１７ａの最外部の表面が筐体４の上面と高さが一致するように、反射拡散板１９（拡散板１７）が配置されている。拡散膜１７ａの最外部の表面がと筐体４の上面との高さを一致させることによって、拡散膜１７ａの表面からはランバーシアン分布での白色光の放射が生じるため、正面輝度の向上、および狭い放射角による放射光の制御が容易になる等といった利点がある。
【０１５２】
（蒸着ミラー１８）
蒸着ミラー１８は、レーザ素子１から出射されたレーザ光Ｌ１を反射し、蛍光部１０に照射させるものである。蒸着ミラー１８は、拡散板１７の蛍光部１０側の面の一部に形成されている。蛍光部１０から発せられた蛍光は、拡散板１７のうち蒸着ミラー１８が形成されていない領域を透過するため、蒸着ミラー１８が形成されていない領域の形状が、発光装置１０２の見かけ上の光源の形状（本実施形態では正方形）となる。
【０１５３】
蒸着ミラー１８は、波長４０５ｎｍの光を反射するアルミニウムの薄膜等である。また、蒸着ミラー１８は、拡散板１７にアルミニウムを蒸着により堆積させて形成しても良く、若しくは、アルミニウムが表面に形成された薄板状の部材等を貼り付けて形成しても良い。
【０１５４】
また、本実施形態では、アルミニウムを使用しているが、波長４０５ｎｍの光を反射できるものであれば、他の材料を用いても良い。
【０１５５】
このような構成の反射拡散板１９は、蛍光部１０のレーザ光照射面１０ａに対向して配置されており、筐体４の内面によってその外縁部分が保持されている。このとき、蛍光部１０のレーザ光照射面１０ａと対向する位置に、蒸着ミラー１８が形成されていない領域が配置されるように反射拡散板１９が位置決めされている。
【０１５６】
（蛍光部１０）
蛍光部１０は、レーザ光Ｌ１の照射により蛍光を発するものであり、本実施形態では、波長４０５ｎｍのレーザ光Ｌ１の照射により白色光が得られる様に、黄色および青色の２色で発光する２種類の蛍光体の粒子が適切な割合で蛍光部１０に含まれている。
【０１５７】
＜発光装置１０２の効果＞
このように、発光装置１０２では、反射拡散板１９が拡散板１７と、該拡散板１７の表面に形成された蒸着ミラー１８とで構成されている。
【０１５８】
そのため、レーザ素子１から出射されたレーザ光Ｌ１を、反射拡散板１９の蒸着ミラー１８によって蛍光部１０に向けて反射させることにより、蛍光部１０にレーザ光Ｌ１を照射して発光させることができる。
【０１５９】
さらに、発光装置１０２では、反射拡散板１９の拡散膜１７ａによって蛍光部１０から発せられた蛍光を拡散することにより、発光装置１０２の外部に放出される蛍光が混合されるため、色ムラの発生を抑制することができる。
【０１６０】
よって、本実施形態によれば、光の利用効率を向上させると共に、色ムラの発生を抑制した発光装置１０２を実現することができる。
【０１６１】
また、光出射面１９ｂには蛍光を拡散させる機能があるため、上述の通り、装置外部から見た場合、この光出射面１９ｂが見かけ上の光源となる。すなわち、実際に発光しているのは発光ユニット３ｃ内の蛍光部１０であるが、装置外部から見た場合、光出射面１９ｂにおいて蒸着ミラー１８によって遮光されない部分(正方形部)が発光していると見なして、その外部の光学部材の光学設計を行うことができる。よって、光出射面１９ｂのサイズと形状を選択することによって、外部から見た場合の見かけ上の光源のサイズと形状を自由に設定することが可能になる。
【０１６２】
特に、図３、４、６、７の構成と同様に、拡散膜１７ａの最外部（光出射面１９ｂ）を見かけ上の光源とし、その外部に投光等を行う光学系を設置する構成において発光装置１０２を用いることが好ましい。
【０１６３】
〔実施形態４〕
本発明の他の実施形態について、図１０に基づいて説明すれば、以下の通りである。本実施形態では、導光部としてロッドレンズ２２を備えた構成について説明する。
【０１６４】
なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１６５】
＜発光装置１０３の構成＞
まず、図１０を参照して、本実施形態の発光装置１０３の構成について説明する。この発光装置１０３は、蛍光体の粒子を含む蛍光部１０にレーザ光Ｌ１を照射することによって発生させた蛍光と、レーザ光Ｌ１とを混合した光を、照明光として利用するものである。
【０１６６】
図１０の（ａ）は、発光装置１０３の構成を示す断面図であり、図１０の（ｂ）は図１０の（ａ）に示される発光装置１０３の上面図である。なお、図１０の（ａ）は、図１０の（ｂ）に示される発光装置１０３のＡ−Ｂ矢視断面図であり、発光装置１０３の中心部をＺ軸方向に切断した断面した構成を示している。
【０１６７】
図１０の（ａ）に示すように、発光装置１０３は、レーザ素子１（図示省略）、発光ユニット３ｄを備え、レーザ素子１と発光ユニット３ｄとがロッドレンズ２２によって接続された構成である。
【０１６８】
（レーザ素子１）
図１０には図示されていないレーザ素子１は、レーザ光を出射する励起光源として機能する発光素子である。本実施形態では、レーザ素子１は、波長４５０ｎｍの青色レーザ光を５Ｗで出射する。レーザ素子１から出射されたレーザ光Ｌ１はロッドレンズ２２を介して発光ユニット３ｄ内に導光される。
【０１６９】
（ロッドレンズ２２）
ロッドレンズ２２は、レーザ素子１から出射されたレーザ光Ｌ１を発光ユニット３ｄへと導く導光部である。本実施形態では、ロッドレンズ２２は、矩形断面を有しており、例えば１ｍｍ角のガラス製の透明材料からなっている。ただし、ロッドレンズ２２の形状および材料はこれに限るものではない。
【０１７０】
筐体４の内部経路４０の始端は筐体４の側面で開口しており、ロッドレンズ２２の出射端部２２ｂは、矩形形状の筐体４の側面から挿入されて固定されている。ロッドレンズ２２中のレーザ光Ｌ１は、ロッドレンズ２２中で反射を繰り返しながら伝播する。そのため、レーザ光Ｌ１は、ロッドレンズ２２を介して導光されることによって、連続したなめらかなハットトップ型の強度分布を有するレーザ光Ｌ１となってロッドレンズ２２の出射端部２２ｂから出射される。
【０１７１】
（発光ユニット３ｄ）
発光ユニット３ｄは、ロッドレンズ２２の出射端部２２ｂから出射されたレーザ光Ｌ１を、蛍光体の粒子を含む蛍光部１０に照射することで発生させた蛍光と、レーザ光Ｌ１とを混合した照明光を放出するものである。発光ユニット３ｄは、筐体４、レンズ５ａ、ミラー６ａ、反射拡散板１９、および蛍光部１０を備えている。
【０１７２】
（反射拡散板１９）
本実施形態では、拡散膜１７ａの最外部の表面が筐体４の上面から出っ張るように、反射拡散板１９（拡散板１７）が配置されている。このように反射拡散板１９を配置することによって、拡散膜１７ａの表面からの白色光の放射角度分布を広げることができる。また、拡散膜１７ａの厚さ、表面形状により放射角度分布を制御することが可能である。
【０１７３】
なお、放射角度分布が最も狭くなるのは拡散膜１７ａの表面と筐体４の表面とが一致する場合であり、この場合、白色光はランバーシアン分布にて放射される。
【０１７４】
（蛍光部１０）
蛍光部１０は、レーザ光Ｌ１の照射により蛍光を発するものであり、本実施形態では、波長４５０ｎｍのレーザ光Ｌ１の照射により白色光が得られるように、黄色の１色で発光する１種類の蛍光体が蛍光部１０に含まれている。
【０１７５】
＜発光装置１０３の効果＞
このように、発光装置１０３では、レーザ素子１から出射されたレーザ光Ｌ１を発光ユニット３ｄへと導く導光部としてロッドレンズ２２を備えている。ロッドレンズ２２中のレーザ光Ｌ１は、ロッドレンズ２２中で反射を繰り返しながら伝播し、連続したなめらかなハットトップ型の強度分布を有するレーザ光Ｌ１となってロッドレンズ２２の出射端部２２ｂから出射される。
【０１７６】
したがって、本実施形態によれば、レーザ光Ｌ１の高出力化を図りつつ、蛍光部１０の劣化および発光効率の低下を抑制することができる。また、蛍光部１０の一部が局所的に励起されることがないので、発せられる蛍光の輝度ムラを低減することができる発光装置１０３を好適に実現することができる。
【０１７７】
また、本実施形態によれば、蛍光体の粒子を含む蛍光部１０にレーザ光Ｌ１を照射することによって発生させた蛍光とレーザ光Ｌ１とを混合した光を、照明光として利用するため、高輝度な発光装置１０３を実現することができる。
【０１７８】
さらに、光出射面１９ｂには蛍光を拡散させる機能があるため、上述の通り、装置外部から見た場合、この光出射面１９ｂが見かけ上の光源となる。すなわち、実際に発光しているのは発光ユニット３ｄ内の蛍光部１０であるが、装置外部から見た場合、光出射面１９ｂのうち蒸着ミラー１８によって遮光されない部分(正方形部)が発光していると見なして、その外部の光学部材の光学設計を行うことができる。よって、光出射面１９ｂのサイズと形状を選択することによって、外部から見た場合の見かけ上の光源のサイズと形状を自由に設定することが可能になる。
【０１７９】
特に、図３、４、６、７の構成と同様に、拡散膜１７ａの最外部（光出射面１９ｂ）を見かけ上の光源とし、その外部に投光等を行う光学系を設置する構成において発光装置１０３を用いることが好ましい。
【０１８０】
〔実施形態５〕
本発明の他の実施形態について、図１１に基づいて説明すれば、以下の通りである。本実施形態では、発光部としてレーザ光を散乱させる散乱部（発光部）２０を備えた構成について説明する。
【０１８１】
なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１８２】
＜発光装置１０４の構成＞
まず、図１１を参照して、本実施形態の発光装置１０４の構成について説明する。この発光装置１０４は、レーザ光Ｌ１を照明光として利用するものである。
【０１８３】
図１１の（ａ）は、発光装置１０４の構成を示す断面図であり、図１１の（ｂ）は図１１の（ａ）に示される発光装置１０４の上面図である。なお、図１１の（ａ）は、図１１の（ｂ）に示される発光装置１０４のＡ−Ｂ矢視断面図であり、発光装置１０４の中心部をＺ軸方向に切断した断面した構成を示している。
【０１８４】
図１１の（ａ）に示すように、発光装置１０４は、レーザ素子１（図示省略）、発光ユニット３ｅを備え、レーザ素子１と発光ユニット３ｅとが光ファイバ２によって接続された構成である。
【０１８５】
（レーザ素子１）
レーザ素子１は、レーザ光を出射する発光素子である。本実施形態では、青色、緑色および赤色のレーザ光Ｌ１を出力する複数のレーザ素子１が用いられる。例えば、青色レーザ光は、波長４６０ｎｍ、１Ｗで出力される。緑色レーザ光は、波長５３０ｎｍ、１．２Ｗで出力される。赤色レーザ光は、波長６４０ｎｍ、２Ｗで出力される。各レーザ素子１から照射されたレーザ光Ｌ１は、光ファイバ２によって発光ユニット３ｅ内に導光される。
【０１８６】
（光ファイバ２）
光ファイバ２は、レーザ素子１から出射されたレーザ光Ｌ１を発光ユニット３ａへと導く導光部である。本実施形態では、複数のレーザ素子１にそれぞれ光学的に結合された複数の光ファイバ２をバンドル状にしたバンドルファイバとマルチモードファイバとが光学的に結合された導光部を用いている。これにより、複数のレーザ光Ｌ１はマルチモードファイバを介して導光されることによって混合され、連続したなめらかなハットトップ型の強度分布を有するレーザ光Ｌ１となってマルチモードファイバの出射端部から出射されることになる。
【０１８７】
（発光ユニット３ｅ）
発光ユニット３ｅは、光ファイバ２の出射端部２ｂから出射されたレーザ光Ｌ１を散乱部２０に照射することにより散乱させたレーザ光Ｌ１（出射光・散乱光）を放出するものである。発光ユニット３ｅは、筐体４、２つのレンズ５ａ・５ｂ、ミラー６ａ・６ｂ、反射拡散板（光学板）２９、および散乱部２０を備えている。
【０１８８】
筐体４の内部経路４０の始端側には、筐体４の側面から挿入された光ファイバ２の出射端部２ｂが固定されており、始端側から導入されたレーザ光Ｌ１は、内部経路４０を通過して開口部４０ａから反射拡散板２９に向けて導出される。この内部経路４０には、レーザ光Ｌ１の進行方向上流からレンズ５ａ・５ｂおよびミラー６ａ.６ｂがこの順で配置されている。
【０１８９】
（レンズ５ａ・５ｂ）
レンズ５ａ・５ｂは、レーザ光Ｌ１が散乱部２０のレーザ光照射面２０ａに適切に照射されるように、レーザ光Ｌ１のビーム径（照射範囲）等を調節（拡大・縮小）するための光学部材である。レンズ５ａ・５ｂを設けてのビーム径を制御することにより、最終的に散乱部２０に照射されるレーザ光Ｌ１のスポットのサイズを調整することがさらに容易になる。
【０１９０】
（ミラー６ａ・６ｂ）
ミラー６ａ・６ｂは、レーザ光Ｌ１を反射させるものである。ミラー６ａ・６ｂは、内部経路４０の屈曲部にそれぞれ配置されている。ミラー６ａは、レーザ光Ｌ１をミラー６ｂに向けて反射させる。また、ミラー６ｂは、ミラ−６ａが反射させたレーザ光Ｌ１を反射拡散板２９に向けて反射させる。２つのミラー６ａ・６ｂを配置することによって、蒸着ミラー１８へのレーザ光Ｌ１の入射角度の調整が容易となる。また、筐体４の内部でレーザ光Ｌ１の光路を複数回折り返すことにより、筐体４の内部におけるレイアウトの自由度を向上させることができる。
【０１９１】
（反射散乱板２９）
反射拡散板２９は、光ファイバ２の出射端部２ｂから出射されたレーザ光Ｌ１を散乱部０に向けて反射させ、且つ、反射させた該レーザ光Ｌ１の照射により散乱部２０が散乱させたレーザ光Ｌ１を透過させて拡散するものである。
【０１９２】
本実施形態では、反射拡散板２９は、拡散板７および蒸着ミラー１８とから構成されている。
【０１９３】
（拡散板７）
拡散板７は、散乱部２０が散乱させたレーザ光Ｌ１を透過させて拡散するものである。この拡散板７には、例えば、該拡散板７の蛍光部１０と反対側の面（光出射面２９ｂ）をスリガラス状に処理したガラス等からなるフロスト型拡散板を用いることができる。ただし、拡散板７の材料および構成は、必要に応じて適宜選択される。
【０１９４】
（蒸着ミラー１８）
蒸着ミラー１８は、レーザ光Ｌ１を散乱部２０に向けて反射させるものである。蒸着ミラー１８は、拡散板７の散乱部２０側の面（光入射面２９ａ）の一部に形成されている。散乱部２０が散乱させたレーザ光Ｌ１は、拡散板７のうち蒸着ミラー１８が形成されていない領域を透過するため、蒸着ミラー１８が形成されていない領域の形状が、発光装置１０４の見かけ上の光源の形状（本実施形態では円形の開口部）となる。
【０１９５】
このような構成の反射拡散板２９は、散乱部２０のレーザ光照射面２０ａに対向して配置されており、筐体４の内面によってその外周部分が保持されている。このとき、散乱部２０のレーザ光照射面２０ａと対向する位置に、蒸着ミラー１８が形成されていない領域が配置されるように反射拡散板２９が位置決めされている。
【０１９６】
（散乱部２０）
散乱部２０は、照射されたレーザ光Ｌを散乱させるものである。本実施形態では、散乱部２０は、蒸着ミラー１８によって反射されたレーザ光Ｌ１を拡散反射せることにより、レーザ光Ｌ１を散乱させた出射光（散乱光）を発する。拡散反射とは、入射した光の一部を入射角とは異なる反射角で反射することによって、光を拡散することをいう。散乱部２０には、表面に微小な凹凸を有する金属板等を用いることができる。特に、散乱部２０を構成する金属は、アルミニウム等の白色光に対して反射率が高い素材が好ましい。ただし、散乱部２０はレーザ光Ｌ１を拡散反射させるものであれば良く、例えば、反射率の高いセラミックス部材、あるいは硫酸バリウム等の高反射率材料を塗布した部材、
透光性を有する封止材の内部に散乱粒子を分散させたものであっても良い。
【０１９７】
＜発光装置１０４の効果＞
このように、発光装置１０４は散乱部２０を備え、この散乱部２０によって散乱させたレーザ光Ｌ１を放出する構成である。
【０１９８】
ここで、蛍光体を用いずに、複数のレーザ光Ｌ１を混合した光を、照明光として利用する場合、混合状態や収差等によって各レーザ光Ｌ１の分布が偏り、色ムラが生じる場合がある。
【０１９９】
そこで、発光装置１０４では、散乱部２０が散乱させたレーザ光Ｌ１を反射拡散板２９によって拡散する。これにより、発光装置１００の外部に放出されるレーザ光Ｌ１が混合されるため、色ムラの発生を抑制することができる。特に、発光色が異なる複数のレーザ光Ｌ１を混ぜて散乱させる場合に光学系の収差等によって生じる色ムラを好適に抑制することができる。
【０２００】
したがって、本実施形態によれば、光の利用効率を向上させると共に、色ムラの発生を抑制した、レーザ光Ｌ１を照明光として利用する高輝度な発光装置１０４を実現することができる。
【０２０１】
また、光出射面２９ｂには蛍光を拡散させる機能があるため、上述の通り、装置外部から見た場合、この光出射面２９ｂが見かけ上の光源となる。すなわち、実際に発光しているのは発光ユニット３ｅ内の散乱部２０であるが、装置外部から見た場合、光出射面２９ｂのうち蒸着ミラー１８によって遮光されない部分(円形の窓部)が発光していると見なして、その外部の光学部材の光学設計を行うことができる。よって、光出射面２９ｂおよび蒸着ミラー１８のサイズと形状を選択することによって、外部から見た場合の見かけ上の光源のサイズと形状を自由に設定することが可能になる。
【０２０２】
特に、図３、４、６、７の構成と同様に、拡散板７の最外部（光出射面２９ｂ）を見かけ上の光源とし、その外部に投光等を行う光学系を設置する構成において発光装置１０４を用いることが好ましい。
【０２０３】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る発光ユニットは、レーザ光の照射により出射光を発する発光部（蛍光部１０・散乱部２０）と、前記発光部に対向して配置された光学板（反射拡散板９・１９・２９）とを備え、前記光学板は、レーザ光源（レーザ素子１）から出射された前記レーザ光を前記発光部に向けて反射させ、且つ、反射させた該レーザ光の照射により前記発光部から発せられた前記出射光を透過させることを特徴とする。
【０２０４】
上記の構成では、光学板は、レーザ光を発光部に向けて反射させ、且つ、反射させた該レーザ光の照射により発光部から発せられた出射光を透過させる。すなわち、光学板は、レーザ光源から出射されたレーザ光を反射させる一方、発光部から発せられた出射光を透過させるという選択透過性を有している。
【０２０５】
そのため、レーザ光源から出射されたレーザ光を、光学板によって発光部に向けて反射させることにより、発光部にレーザ光を照射して発光させることができる。よって、発光部と光学板との間に、従来のように、発光部に励起光を照射するための励起光源等を配置する必要がない。したがって、発光部から発せられた出射光の一部が励起光源等によって遮られることがないため、出射光を効率的に利用することができる。
【０２０６】
また、上記の構成では、発光部と光学板との間に、励起光源等を配置するスペースを確保する必要がないため、光学板を発光部に近づけて配置することが可能となる。したがって、投影レンズ等の配光制御部材によって光学板を透過した光を投光する場合、投影レンズ等を発光部に近づけて配置することができる。
【０２０７】
よって、上記の構成によれば、出射光の利用効率を向上させた発光ユニットを実現することができる。
【０２０８】
本発明の態様２に係る発光ユニットでは、上記態様１において、前記光学板は、前記レーザ光が照射される前記発光部の面であるレーザ光照射面に対向して配置されており、前記発光部は、主に前記レーザ光照射面から前記出射光を発することが好ましい。
【０２０９】
上記の構成では、発光部は主にレーザ照射面から出射光を発するものであり、光学板は該レーザ光照射面に対向して配置されている。そのため、レーザ光照射面から発せられた出射光を効率的に光学板に入射させて外部に放出することができる。
【０２１０】
したがって、上記の構成によれば、出射光の利用効率をより向上させることができる。
【０２１１】
本発明の態様３に係る発光ユニットでは、上記態様１または２において、前記光学板は、前記発光部から発せられた前記出射光を拡散することが好ましい。
【０２１２】
上記の構成では、発光部から発せられた出射光を光学板によって透過させつつ拡散することにより、発光ユニットの外部に放出される光が混合されるため、色ムラの発生を抑制することができる。
【０２１３】
したがって、上記の構成によれば、出射光の利用効率を向上させると共に、色ムラの発生を抑制した発光ユニットを実現することができる。
【０２１４】
また、光学板には出射光を拡散させる機能があるため、装置外部から見た場合、光学板の光出射面が見かけ上の光源として作用する。したがって、光学板の光出射面のサイズと形状を選択することによって任意の光源(見かけ上の光源)を得ることができる。
【０２１５】
本発明の態様４に係る発光ユニットでは、上記態様１〜３において、前記発光部を載置する載置面を有する載置部（筐体４・筐体下部４１）をさらに備え、前記載置部は、前記レーザ光を導光する内部経路を有し、前記内部経路の一端は、前記載置面において開口部を形成しており、前記光学板は、前記開口部から導出された前記レーザ光を前記発光部に向けて反射させることが好ましい。
【０２１６】
上記の構成では、光学板は、発光部を載置する載置面に形成された開口部から導出されたレーザ光を発光部に向けて反射させるため、発光部に対して載置面側にレーザ光源を容易に配置することができる。
【０２１７】
したがって、上記の構成によれば、発光部から発せられた出射光を遮らない位置に、レーザ光源を好適に配置することができる。
【０２１８】
本発明の態様５に係る発光ユニットでは、上記態様４において、前記レーザ光源から出射された前記レーザ光を前記光学板に向けて反射させる反射鏡（ミラー６ａ・６ｂ）をさらに備え、前記反射鏡は、前記内部経路内に配置され、且つ、該内部経路の他端側から導入された前記レーザ光を前記開口部に向けて反射させることが好ましい。
【０２１９】
上記の構成では、内部経路の他端側から導入されたレーザ光を反射鏡によって開口部に向けて反射させるため、反射鏡の設置角度（傾き）を変更することにより、光学板に対するレーザ光の入射角度を調整することが可能となる。
【０２２０】
したがって、上記の構成によれば、レーザ光源自体の設置角度を変更する場合に比べて、光学板に対するレーザ光の入射角度を容易に調整することができる。
【０２２１】
さらに、反射鏡によって載置部の内部でレーザ光の光路を折り返すことにより、載置部の内部のレイアウトを自由に行なうことができ、発光ユニットを小型化することができる。
【０２２２】
本発明の態様６に係る発光ユニットでは、上記態様１〜５において、前記発光部（蛍光部１０）は、前記レーザ光の照射により蛍光を発する蛍光体の粒子を含み、前記出射光は、前記蛍光を含むことが好ましい。
【０２２３】
上記の構成によれば、発光部は、レーザ光の照射により蛍光を発する蛍光体を含むため、蛍光を含む出射光を照明光として利用することができる。
【０２２４】
本発明の態様７に係る発光ユニットでは、上記態様１〜５において、前記発光部は、照射された前記レーザ光を散乱させるものであり、前記出射光は、前記レーザ光を散乱させた散乱光であることが好ましい。
【０２２５】
上記の構成によれば、発光部は、照射されたレーザ光を散乱させるものであるため、発光部が散乱させたレーザ光を照明光として利用することができる。
【０２２６】
本発明の態様８に係る照明装置は、上記態様１〜７における発光ユニットと、前記レーザ光源と、前記光学板を透過した前記出射光を投光する投光部（投光用レンズ１３・リフレクタ１５）とを備えることを特徴とする。
【０２２７】
上記の構成によれば、光の利用効率を向上させた照明装置を実現することができる。また、例えば、光学板に出射光の拡散機能を付与することにより、光学板上の光源像の色ムラが解消さることから、色ムラのない投光を行うことが可能となる。
【０２２８】
本発明の態様９に係る照明装置では、上記態様８において、前記投光部は、前記出射光を出射する前記光学板の面である光出射面を基準面として、該基準面における光分布を拡大投影することが好ましい。
【０２２９】
上記の構成によれば、投光部は、光学板の光出射面における光分布を拡大投影するため、発光部の形状や配置に応じた光源像を拡大して投光することができる。
【０２３０】
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。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【０２３１】
〔補足〕
なお、本発明は、以下のように表現することもできる。すなわち、本発明に係る発光ユニットは、レーザ光の照射により蛍光を発する発光部あるいはレーザ光を拡散する拡散部と、前記発光部あるいは拡散部に対向して配置された光学板とを備え、前記光学板は、レーザ光源から出射された前記レーザ光を前記発光部あるいは拡散部に向けて反射させ、且つ、レーザ光の照射により前記発光部あるいは拡散部から発せられた照明光を散乱させることを特徴とする。
【０２３２】
また、本発明に係る発光ユニットでは、前記光学板は、前記レーザ光が照射される前記発光部あるいは拡散部の面であるレーザ光照射面に対向して配置されており、前記発光部あるいは拡散部は、主に前記レーザ光照射面から前記照明光を発することが好ましい。
【０２３３】
また、本発明に係る発光ユニットでは、前記発光部あるいは拡散部を載置する載置面を有する載置部をさらに備え、前記載置部は、前記レーザ光を導光する内部経路を有しており、前記内部経路の一端は、前記載置面において開口部を形成しており、前記光学板は、前記開口部から導出された前記レーザ光を前記発光部あるいは拡散部に向けて反射させることが好ましい。
【０２３４】
また、本発明に係る発光装置は、前記発光ユニットと、投光部材とを有することを特徴とする。
【０２３５】
また、本発明に係る発光装置は、レーザ光の照射により蛍光を発する発光部あるいはレーザ光を拡散する拡散部と、それに対向する位置に設置された散乱部材とを有し、散乱部材の表面を基準面として、基準面における光分布を拡大投影する光学部材を有することを特徴とする。
【産業上の利用可能性】
【０２３６】
本発明は、発光装置や照明装置、特に車両用のヘッドランプ等の照明装置に好適に適用することができる。
【符号の説明】
【０２３７】
１  レーザ素子（励起光源）
２  光ファイバ
３ａ〜３ｅ  発光ユニット
４  筐体（載置部）
４ａ  載置面
４ｂ  内壁
５ａ、５ｂ  レンズ
６ａ、６ｂ  ミラー（反射鏡）
７、１７  拡散板
８  多層膜
９、１９、２９  反射拡散板（光学板）
９ａ・１９ａ・２９ａ  光入射面
９ｂ・１９ｂ・２９ｂ  光出射面
１０  蛍光部（発光部）
１０ａ、２０ａ  レーザ光照射面
１１  ヒートシンク
１２  放熱フィン
１３  投光用レンズ（投光部）
１５  リフレクタ（投光部）
１７ａ  拡散膜
１７ｂ  ガラス基板
１８  蒸着ミラー
２０  散乱部（発光部）
２２  ロッドレンズ
２９ａ  光入射面
２９ｂ  光出射面
４０  内部経路
４０ａ  開口部
４１  筐体下部（載置部）
４２  筐体上部
１００〜１０４  発光装置
２００、２０１、３００、３０１  ヘッドランプ（照明装置）
Ｌ１  レーザ光
【図１】
2015088283.tif 000003
【図２】
2015088283.tif 000004
【図３】
2015088283.tif 000005
【図４】
2015088283.tif 000006
【図５】
2015088283.tif 000007
【図６】
2015088283.tif 000008
【図７】
2015088283.tif 000009
【図８】
2015088283.tif 000010
【図９】
2015088283.tif 000011
【図１０】
2015088283.tif 000012
【図１１】
2015088283.tif 000013
【図１２】
2015088283.tif 000014