(57)【要約】【課題】簡易な構造により発光部の温度上昇を抑制することが可能な発光装置を提供する。【解決手段】ヘッドランプ（１）は、レーザ光を出射するレーザ素子（２）と、レーザ素子（２）から出射されたレーザ光を受けて蛍光を発する発光部（４ｈ）とを備え、発光部（４ｈ）は、蛍光を出射する出射面を有し、発光部（４ｈ）の出射面は、蛍光を透過する透明な第１部材としてのヒートシンク（７ｈ）と接しており、蛍光は、ヒートシンク（７ｈ）を通して出射され、発光部（４ｈ）の、出射面と対向する面は、発光部（４ｈ）よりも高い熱伝導率を有する第２部材としてのヒートシンク（７ｈ）と接している。【選択図】図１６
2015213076.tif 000002
【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蛍光を発する発光部とを備え、
上記発光部は、上記蛍光を出射する出射面を有し、
上記発光部の上記出射面は、上記出射面から出射する上記蛍光を透過する透明な第１部材と接しており、上記蛍光は該第１部材を通して出射され、
上記発光部の、上記出射面と対向する面は、上記発光部よりも高い熱伝導率を有する第２部材と接していることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
上記第１部材は、ＴｉＯ２を含むことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
上記第２部材は、上記発光部が発する蛍光を反射する高反射性材料で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
上記第２部材は、上記励起光および上記発光部が発する蛍光を透過する透明な材料により形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項５】
上記発光部は、蛍光体粒子と、無機材料からなる封止材料とを含むことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れか１項の発光装置を含むことを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、簡易な構造により発光部の温度上昇を抑制することが可能な発光装置、および照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、励起光源としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）や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してインコヒーレントな照明光を発生させ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が開示されている。
【０００４】
特許文献１の光源装置は、発光効率の低下を抑制し、長期間に渡って性能を維持することのできる発光装置と、複数個の発光装置により構成される光源装置とを備える。そして、特許文献１の光源装置は、蛍光体層を移動させて励起光の照射位置を変化させることで蛍光体の温度上昇を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−８６８１５号公報（２０１０年４月１５日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の技術には次のような問題がある。
【０００７】
すなわち、特許文献１の光源装置では、蛍光体の温度上昇を抑制するために、蛍光体層を移動させて励起光の照射位置を変化させている。そのため、特許文献１の光源装置は、光の照射位置を移動させる駆動部が必要となり、消費電力が高くなるという問題を生じる。さらに、特許文献１の光源装置は、駆動部、及び駆動部を制御するための制御部などを備えることで、光源装置の構造が複雑になるという問題を生じる。
【０００８】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、簡易な構造により発光部の温度上昇を抑制することが可能な発光装置、および照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る発光装置は、上記の課題を解決するために、励起光を出射する励起光源と、上記励起光源から出射された励起光を受けて蛍光を発する発光部とを備え、上記発光部は、上記蛍光を出射する出射面を有し、上記発光部の上記出射面は、上記蛍光を透過する透明な第１部材と接しており、上記蛍光は該第１部材を通して出射され、上記発光部の、上記出射面と対向する面は、上記発光部よりも高い熱伝導率を有する第２部材と接している。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る発光装置は、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蛍光を発する発光部とを備え、上記発光部は、上記蛍光を出射する出射面を有し、上記発光部の上記出射面は、上記蛍光を透過する透明な第１部材と接しており、上記蛍光は該第１部材を通して出射され、上記発光部の、上記出射面と対向する面は、上記発光部よりも高い熱伝導率を有する第２部材と接している構成である。
【００１１】
それゆえ、簡易な構造により発光部の温度上昇を抑制することが可能な発光装置、照明装置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】
【００１２】
【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】パラボラミラーの回転放物面を示す概念図である。
【図３】（ａ）はパラボラミラーの上面図、（ｂ）はパラボラミラーの正面図、（ｃ）はパラボラミラーの側面図である。
【図４】自動車におけるヘッドランプの配設方向を示す概念図である。
【図５】本発明の一参考例に係る発光部及びヒートシンクを示す概略図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図６】図５の発光部４（高さ０．２ｍｍ）に対して５Ｗの光強度のレーザ光を照射したときの、発光部４の厚み方向における温度勾配を示す図である。
【図７】封止材として低融点ガラスを用いた場合の、発光部内部の最高温度と発光効率との関係を示す図である。
【図８】発光部の厚さ、及び蛍光体濃度を変化させたときの、励起パワー密度（Ｗ／ｍｍ２）と発光部の最高温度（℃）との関係を示す図である。
【図９】励起パワー密度（Ｗ／ｍｍ２）を変化させたときの、接触面から発光部までの距離（μｍ）と発光部の温度（℃）との関係を示す図である。
【図１０】本発明の一参考例に係る発光部及びヒートシンクを示す概略図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図１１】本発明の一参考例に係る発光部及びヒートシンクを示す概略図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図１２】本発明の一参考例に係る発光部及びヒートシンクを示す概略図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図１３】本発明の一参考例に係る発光部及びヒートシンクを示す概略図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図１４】本発明の一参考例に係る発光部及びヒートシンクを示す概略図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図１５】本発明の一参考例に係る発光部及びヒートシンクを示す概略図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図１６】本発明の一実施例に係る発光部及びヒートシンクを示す概略図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図１７】本発明の一実施例に係る発光部及びヒートシンクを示す概略図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ、本実施の形態に係るヘッドランプ１等について説明する。なお、以下ではヘッドランプについて主に説明しているが、ヘッドランプは本願発明を適用する照明装置の一例であり、本願を任意の照明装置に適用可能であることは言うまでもない。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付している。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００１４】
本発明の実施の一形態について図１等に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００１５】
〔ヘッドランプ１の構成〕
図１は、本発明の一実施形態に係るヘッドランプ（発光装置）１の概略構成を示す断面図である。図１に示すように、ヘッドランプ１は、レーザ素子（励起光源、半導体レーザ）２、レンズ３、発光部４、パラボラミラー（反射鏡）５、およびヒートシンク（放熱部）７を備えている。
【００１６】
（レーザ素子２）
レーザ素子２は、励起光を出射する励起光源として機能する発光素子である。このレーザ素子２は、複数設けられていてもよい。この場合、複数のレーザ素子２のそれぞれから励起光としてのレーザ光が発振される。レーザ素子２を１つのみ用いてもよいが、高出力のレーザ光を得るためには、複数のレーザ素子２を用いる方が容易である。
【００１７】
レーザ素子２は、１チップに１つの発光点を有するものであってもよく、１チップに複数の発光点を有するものであってもよい。レーザ素子２のレーザ光の波長は、例えば、４０５ｎｍ（青紫色）または４５０ｎｍ（青色）であるが、これらに限定されず、発光部４に含める蛍光体の種類に応じて適宜選択されればよい。
【００１８】
また、励起光源（発光素子）として、レーザ素子の代わりに、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることも可能である。
【００１９】
（レンズ３）
レンズ３は、レーザ素子２から出射したレーザ光が発光部４に適切に照射されるように、当該レーザ光の照射範囲を調節（例えば、拡大）するためのレンズであり、レーザ素子２のそれぞれに配設されている。
【００２０】
（発光部４）
発光部４は、レーザ素子２から出射されたレーザ光を受けて蛍光を発するものであり、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４は、封止材の内部に蛍光体が分散されているもの、または蛍光体を固めたものである。発光部４は、レーザ光を蛍光に変換するため、波長変換素子であると言える。
【００２１】
この発光部４は、ヒートシンク７の上、かつ、パラボラミラー５の焦点位置およびその周辺部分を含むように配置されている。そのため、発光部４から出射した蛍光は、パラボラミラー５の反射曲面に反射することで、その光路が制御される。さらに、発光部４は、パラボラミラー５の焦点位置における部分が最も強く励起され、焦点位置の周辺部分は、レーザ光が照射される発光部４の面である照射面におけるレーザ光の光強度分布に応じた強さで励起される。その詳細については、後述する。
【００２２】
発光部４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２から発せられた高い出力（および／または光密度）のレーザ光に対しての熱耐性が高く、レーザ照明光源に最適である。ただし、発光部４の蛍光体は、上述のものに限定されず、窒化物蛍光体など、その他の蛍光体であってもよい。
【００２３】
また、ヘッドランプの照明光は、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、発光部４には、照明光が白色となるように選択された蛍光体が含まれている。
【００２４】
例えば、青色、緑色および赤色の蛍光体を発光部４に含め、４０５ｎｍのレーザ光を照射すると白色光が発生する。または、黄色の蛍光体（または緑色および赤色の蛍光体）を発光部４に含め、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）を照射することでも白色光が得られる。
【００２５】
発光部４の封止材は、例えば、ガラス材やサファイアやジルコニアやＡｌＮ、そしてＴｉＯ２などからなる。０．６５Ｗ／ｍｍ２以上の励起パワー密度に対しては、有機材料が変質する恐れがあるため、有機無機ハイブリッドガラスやシリコーン樹脂等の樹脂材料を使用できない。ガラス材は、低融点ガラスを用いてもよい。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。
【００２６】
（パラボラミラー５）
パラボラミラー５は、発光部４が発生させた蛍光を反射し、所定の立体角内を進む光線束（照明光）を形成する。このパラボラミラー５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よいし、金属製の部材であってもよい。
【００２７】
図２は、パラボラミラー５の回転放物面を示す概念図であり、図３（ａ）はパラボラミラー５の上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。図３（ａ）〜（ｃ）は、説明図面をわかりやすく例示するよう直方体の部材の内部をくり抜くことでパラボラミラー５を形成した例を示している。
【００２８】
図２に示すように、パラボラミラー５は、放物線の対称軸を回転軸として当該放物線を回転させることによって形成される曲面（放物曲面）を、上記回転軸を含む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面に含んでいる。図３（ａ）および（ｃ）において、符号５ａで示す曲線が放物曲面を示している。また、図３（ｂ）に示すように、パラボラミラー５を正面から見た場合、その開口部５ｂ（照明光の出口）は半円である。
【００２９】
また、レーザ素子２は、パラボラミラー５の外部に配置されており、パラボラミラー５には、レーザ光を透過または通過させる窓部６が形成されている。この窓部６は、開口部であってもよいし、レーザ光を透過可能な透明部材を含むものであってもよい。例えば、レーザ光を透過し、白色光（発光部４の蛍光）を反射するフィルターを設けた透明板を窓部６として設けてもよい。この構成では、発光部４の蛍光が窓部６から漏れることを防止できる。
【００３０】
窓部６は、複数のレーザ素子２に共通のものが１つ設けられていてもよいし、各レーザ素子２に対応した複数の窓部６が設けられていてもよい。
【００３１】
なお、パラボラミラー５の一部にパラボラではない部分を含めてもよい。また、本発明の発光装置が有する反射鏡は、閉じた円形の開口部を有するパラボラミラーまたはその一部を含むものであってもよい。また、上記反射鏡は、パラボラミラーに限定されず、楕円面ミラーや半球面ミラーであってもよい。すなわち、上記反射鏡は、回転軸を中心として図形（楕円、円、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。
【００３２】
（ヒートシンク７）
ヒートシンク７は、レーザ光が照射されることで発光部４に生じる熱を、発光部４と接触する接触面を介して放熱させる。ヒートシンク７は、熱が伝導しやすいアルミや銅などの金属材料が用いられることが多いが、熱伝導性の高い材料であれば特に限定されない。
【００３３】
ただし、発光部４と接触面を介して接触するヒートシンク７の表面は、反射面として機能することが好ましい。表面が反射面であることにより、発光部４の上面から入射したレーザ光が蛍光体によって蛍光に変換された後に、当該反射面で反射されてパラボラミラー５へ向かわせることができる。あるいは、発光部４の上方から入射したレーザ光が反射面で反射されて、再び発光部４の内部に戻り蛍光体によって蛍光に変換される。これにより、ヘッドランプ１の発光効率を高めることができる。
【００３４】
なお、図示していないが、ヒートシンク７にファンなどを取り付け、強制的に空気の移動量を増やすことで放熱効果を高めてもよい。また、ヒートシンク７は、水冷式で実現されてもよい。ヒートシンク７のさらなる詳細は図５等により後ほど詳述するため、ここでの詳細説明は省略する。
【００３５】
ヒートシンク７は、パラボラミラー５によって覆われているため、ヒートシンク７は、パラボラミラー５の反射曲面（放物曲面）と対向する面を有していると言える。ヒートシンク７の発光部４が設けられている側の表面は、パラボラミラー５の回転放物面の回転軸と概ね平行であり、当該回転軸を概ね含んでいることが好ましい。
【００３６】
ただし、ヒートシンク７およびパラボラミラー５とは、図１の位置関係に限られず、種々の位置関係により実現されてよい。
【００３７】
〔ヘッドランプ１の配設方法〕
図４は、ヘッドランプ１を自動車（車両）１０の前照灯に適用した場合の、ヘッドランプ１の配設方向を示す概念図である。図４に示すように、ヘッドランプ１は、パラボラミラー５が鉛直下側に位置するように自動車１０のヘッドに配設されてもよい。この配設方法では、上述のパラボラミラー５の投光特性により、自動車１０の正面が明るく照らされるとともに、自動車１０の前方下側も適度に照らしている。
【００３８】
なお、ヘッドランプ１を自動車用の走行用前照灯（ハイビーム）に適用してもよいし、すれ違い用前照灯（ロービーム）に適用してもよい。また、自動車１０の走行中に、走行状態に応じて、発光部４の照射面に照射されるレーザ光の光強度分布の制御を行ってよい。これにより、自動車１０の走行中に任意の投光パターンにより投光することができ、ユーザの利便性を高めることができる。
【００３９】
〔本発明の適用例〕
本発明の発光装置は、車両用前照灯のみならず、その他の照明装置に適用されてもよい。本発明の照明装置の一例として、ダウンライトを挙げることができる。ダウンライトは、家屋、乗物などの構造物の天井に設置される照明装置である。その他にも、本発明の照明装置は、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、プロジェクタ、ダウンライト以外の室内照明器具（スタンドランプなど）として実現されてもよい。
【００４０】
〔実施例〕
次に本発明のより具体的な実施例を図５等に基づいて説明する。なお、上述の実施形態における部材と同様の部材には同様の符号を付し、その説明を省略する。また、ここに記載された材質、形状、および各種の数値は、あくまで一例であり、本発明を限定するものではない。
【００４１】
さらに、以下では複数の参考例および実施例を説明しているが、既出の参考例および実施例に記載されたのと同様の内容については、その記載を省略する。
【００４２】
〔参考例１〕
図５は、本発明の一参考例に係る発光部４ａ及びヒートシンク７ａを示す概略図であり、図５（ａ）は平面図を、図５（ｂ）は側面図を示す。
【００４３】
図５（ａ）および図５（ｂ）に示される発光部４ａは、熱伝導率１Ｗｍ−１Ｋ−１以上の封止剤（バインダ）として用いられる鉛入りガラスと蛍光体との混合物で形成されている。蛍光体の濃度は、目標とする色温度に応じて変化させてよく、本参考例では、ＳｉＡｌＯＮの蛍光体を５ｖｏｌ％の濃度で封止材と混合させているが、これに限られない。発光部４ａは、型に入れた蛍光体と鉛入りガラスとを５５０℃で焼結させて作製されており、焼結した発光部４ａがヒートシンク７ａに貼り付けられる。さらに、発光部４ａは、直径２ｍｍ、高さ０．２ｍｍの円柱形状を有する。ただし、発光部４ａは、直径を０．２ｍｍ以下であるならば、高さは特定の数値に限定されない。
【００４４】
ヒートシンク７ａは、熱伝導率２０Ｗｍ−１Ｋ−１以上のＡｌ２Ｏ３からなり、レーザ光が照射されることで発光部４ａに生じる熱を、発光部４ａと接触する接触面７０ａを介して放熱させる。その発光部４ａは、ヒートシンク７ａの上面に設けられており、発光部４ａの高さは０．２ｍｍであるため、接触面７０ａから０．２ｍｍの範囲内に含まれることになる（図５（ｂ））。このように発光部４ａとヒートシンク７ａとの相対的位置関係を設定することによる効果を図６により説明する。
【００４５】
図６は、図５の発光部４ａ（高さ０．２ｍｍ）に対して５Ｗの光強度のレーザ光を照射したときの、発光部４ａの厚み方向における温度勾配を示す図である。なお、レーザ光は、ヒートシンク７ａ側から入射し、ヒートシンク７ａを透過して、発光部４ａを励起している。
【００４６】
図６に示すように、発光部４ａに生じる熱がヒートシンク７ａによって放熱されることで、発光部４ａの厚み方向（レーザ光が照射される方向）には温度勾配が生じる。このとき、接触面７０ａと対向する側の発光部４ａの面における温度が最高温度となるが、その温度は２８０℃付近であり、発光部４ａに含まれる蛍光体の粒子を固める鉛入りガラスの融点（４００℃付近）を下回る。それゆえ、発光部４ａは、バインダの融解によって生じる発光効率の低下、発光部４ａの高温化に伴う発光効率の低下を防ぐことができ、所望の発光効率を得ることができる。つまり、発光部４ａは、接触面７０ａから０．２ｍｍの範囲に含まれていることにより所望の発光効率を得ることができる。
【００４７】
なお、本参考例では、レーザ光は、ヒートシンク７ａ側から入射し、ヒートシンク７ａを透過して、発光部４ａを励起する構成である。そのため、ヒートシンク７ａは、可視光領域で透明となる材料であるＡｌＮやＴｉＯ２などから構成されてもよい。あるいは、レーザ光が発光部４ａ側から照射されるのであれば、ヒートシンク７ａは、可視光領域で透明となる材料で作製されなくともよく、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕなどの導電性の高い金属材料で構成されてもよい。
【００４８】
〔発光部４の封止材について〕
発光部４の封止材は、ガラス（熱伝導率：１Ｗｍ−１Ｋ−１）以外にも、ＡｌＮ（熱伝導率：２５０Ｗｍ−１Ｋ−１）、サファイア（熱伝導率：２７．２１Ｗｍ−１Ｋ−１）、ＴｉＯ２（熱伝導率：１１．７Ｗｍ−１Ｋ−１）、ジルコニア（熱伝導率：２２．７Ｗｍ−１Ｋ−１）などを用いてよい。ただし、発光部４の封止材として使用される無機材料の中でガラスの熱伝導率が最も低いため、発熱を抑制するうえでガラスの厚み条件が最も厳しくなる。そのため、封止材としてガラスを用いたときの条件範囲は、他の無機材料を封止材として用いたときの条件範囲を満たすことができる。
【００４９】
例えば、封止材として低融点ガラスを用いた場合、発光部４の温度が３００℃〜４００℃の温度領域において発光効率が急激に低下する現象が見られる。図７は、封止材として低融点ガラスを用いた場合の、発光部４内部の最高温度と発光効率との関係を示す図である。図示するように、発光部４内部の最高温度が３００℃〜４００℃近辺に至ると、発光効率は急激に減少している。そのため、発光部４は、温度を３００℃以下とすることが好ましい。そして、低融点ガラスは、他の無機材料よりも融点が低い。そのため、封止材として低融点ガラスを用いることにより、得られる結果は、他の無機材料を封止材として用いた場合の条件を充足することができる。なお、封止材として低融点ガラス以外の無機材料を用いた場合、発光部４の温度が３００℃付近であれば、発光効率が急激に低下するという現象は見られない。
【００５０】
〔発光部４の厚さ、蛍光体濃度、励起パワー密度の関係について〕
次に、励起パワー密度（Ｗ／ｍｍ２）と発光部４の最高温度（℃）との関係を図８により説明する。図８は、発光部４の厚さ、及び蛍光体濃度を変化させたときの、励起パワー密度（Ｗ／ｍｍ２）と発光部４の最高温度（℃）との関係を示す図である。このとき、封止材としてガラスが使用されている。また、図中の凡例「厚み１ｍｍ」、「厚み０．１ｍｍ」はそれぞれ、レーザ光の照射方向における発光部４の厚みを１ｍｍおよび０．１ｍｍとして設定したときのデータに該当する。なお、厚み１ｍｍおよび０．１ｍｍの蛍光体はともにレーザ光を透過させず、レーザ光の全てが蛍光体へ入射する。
【００５１】
まず、厚み１ｍｍに関するデータは、発光部４中の蛍光体濃度が８ｖｏｌ％であり、このとき、励起パワー密度が１．２Ｗ／ｍｍ２以上になると、発光部４の最高温度は３００℃を上回るようになる。一方、厚み０．１ｍｍに関するデータは、発光部４中の蛍光体濃度が８０ｖｏｌ％であり、このとき、励起パワー密度が４．５Ｗ／ｍｍ２以下では、発光部４の最高温度は３００℃以下となる。図８より、発光体の厚みを１ｍｍから０．１ｍｍにすることで、ヘッドライトとして使用されるパワー密度領域０．９４Ｗ／ｍｍ２〜２．５Ｗ／ｍｍ２（図８中の網掛部）において、発光部の最高温度を３００℃以下にすることが可能となる。
【００５２】
さらに、励起パワー密度（Ｗ／ｍｍ２）を変化させたときの発光部４の温度変化を図９により説明する。図９は、励起パワー密度（Ｗ／ｍｍ２）を変化させたときの、接触面から発光部４までの距離（μｍ）と発光部４の温度（℃）との関係を示す図である。
【００５３】
図示するように、励起パワー密度が高いほど、発光部４の温度が上昇する。そこで、図９において最も励起パワー密度の高いデータ（１．０６Ｗ／ｍｍ２）に注目すると、ヒートシンク７から発光部４までの距離が３００μｍのとき、発光部４の温度は、発光部４の発光効率が低下する３００℃〜４００℃に至る。しかしながら、ヒートシンク７から発光部４までの距離が２００μｍのとき、発光部４の温度は３００℃を下回り、発光部４の発光効率の低下を抑えることができる。
【００５４】
図８、図９を参照して説明したように、発光部４の最高温度は、発光部４の厚さ、蛍光体濃度、励起パワー密度などの様々な要因によって変化する。しかしながら、図９に示すように、ヒートシンク７（より詳細には、接触面）から発光部４までの距離を２００μｍ以内に抑えることで、発光部４の温度を３００℃以下に抑えることができ、発光部４の発光効率の低下を抑えることができる。
【００５５】
また、発光部４（または、蛍光体）の位置がヒートシンク７に近いほど、発光部４の熱を効果的にヒートシンク７へ逃がすことができる。発光部４とヒートシンク７とは最大で２００μｍだけ離れているため、ヒートシンク７によって発光部４に生じた熱を効果的に冷却することができる。よって、発熱による発光部４の発光効率の低下を抑制することができる。
【００５６】
また、発光部４に入射したレーザ光うち蛍光体での発光に寄与しなかったエネルギーは、蛍光体内部の発熱に奪われるが、上述したように、発光体４において蛍光体の発光効率の低下は抑制されるため、蛍光体の発熱に寄与するエネルギーを減少させることができる。
【００５７】
〔参考例２〕
図１０は、本発明の一参考例に係る発光部４ｂ及びヒートシンク７ｂを示す概略図であり、図１０（ａ）は平面図を、図１０（ｂ）は側面図を示す。
【００５８】
発光部４ｂは、直径２ｍｍ、高さ０．２ｍｍの円柱形状を有し、Ａｌで形成されたヒートシンク７ｂと接触する側の底面、およびヒートシンク７ｂの接触面７０ｂには凹凸パターンが形成されている。その凹凸パターンは、凸部の幅が０．０５ｍｍであり、隣り合う凸部間のピッチが０．１ｍｍである。
【００５９】
より具体的に、発光部４ｂおよびヒートシンク７ｂの作製方法を説明する。最初に、フォトリソグラフィでＡｌ板の片面上に凹凸のレジストパターンを作製し、エッチングによりＡｌ板へ凹凸パターンを形成する。本参考例では、ドライエッチング方法の１つとして反応性イオンエッチングを用いている。ただし、エッチング方法は、他の方法であってもよく、例えばウェットエッチング方法を用いてもよい。次に、底部のない円柱状の型をＡｌ板上に載置して、その型の中へガラスと蛍光体を入れて焼結処理する。これにより、図１０（ａ）、図１０（ｂ）の発光部４ｂ及びヒートシンク７ｂが形成される。
【００６０】
そして、その効果として次の点が挙げられる。すなわち、発光部４ｂの底面とヒートシンク７ｂの接触面７０ｂとは凹凸パターンにより接触していることから、図５の発光部４ａとヒートシンク７ａとの接触面積よりも、その接触面積を増大させることができる。そのため、発光部４ｂに生じた熱は、ヒートシンク７ｂに放熱されやすくなる。さらに、凹凸パターンの凸部の幅およびピッチ間隔を適宜変更することで、ヒートシンク７ｂを用いることで得られる放熱効果をさらに高めることができる。
【００６１】
〔参考例３〕
図１１は、本発明の一参考例に係る発光部４ｃ及びヒートシンク７ｃを示す概略図であり、図１１（ａ）は平面図を、図１１（ｂ）は側面図を示す。
【００６２】
発光部４ｃは、直径２ｍｍ、高さ０．２ｍｍの円柱形状を有し、内部には、発光部４ｃの封止材よりも熱伝導率が高い材料からなる針（熱伝導性部材）２５が、発光部４ｃの厚さ方向（図１１（ｂ）の図面上下方向）に連通して設けられている。本参考例では、針２５は、Ａｕからなり、太さは０．２ｍｍである。その針２５は、接触面７０ｃにおいてヒートシンク７ｃと接触し、針２５の熱をヒートシンク７ｃへ熱伝導が可能なように設けられている。
【００６３】
そして、その効果として次の点が挙げられる。発光部４ｃの熱は、封止材よりも高い熱伝導率を有する針２５を介してヒートシンク７ｃに放熱されるため、発光部４ｃ全体の熱を効率良くヒートシンク７ｃに放熱することができる。その放熱効果は、針２５が内部に設けられていない図５の発光部４ａよりも格段に高い。さらに、発光部４ｃ及びヒートシンク７ｃは、レジストパターンの作製工程が必要でないため、図１０の発光部４ｂ及びヒートシンク７ｂよりも作製が容易である。
【００６４】
ここで、針２５は、発光部４ｃの封止材よりも高い熱伝導率を有することが好ましく、Ａｌ、Ｃｕ、ＡｌＮ、ＴｉＯ２などを用いることができる。また、発光部４ｃの発光効率を向上させるために、針２５は、ＡｌＮやＴｉＯ２などの可視光領域における透明材料を用いることが好ましい。さらに、針２５は、太すぎると発光部４ｃの発光効率を低下させる原因となる。そこで、針２５は、発光部４ｃの面のうち、接触面７０ｃと接触する面に対向し蛍光を出射する蛍光出射面における針２５の占める割合が０．４以下とするように用いることが好ましい。さらに、針２５は、その強度を考慮すると１０μｍ以上とすることが好ましい。
【００６５】
〔参考例４〕
図１２は、本発明の一参考例に係る発光部４ｄ及びヒートシンク７ｄを示す概略図であり、図１２（ａ）は平面図を、図１２（ｂ）は側面図を示す。
【００６６】
発光部４ｄは、直径２ｍｍ、高さ０．２ｍｍの円柱形状を有し、外面には、発光部４ｄの封止材よりも熱伝導率が高い材料からなるワイヤ（熱伝導性部材）２６が捲かれている。本参考例では、ワイヤ２６は、Ａｕからなり、太さは０．２ｍｍである。そのワイヤ２６は、接触面７０ｄにおいてヒートシンク７ｄと接触し、ワイヤ２６の熱をヒートシンク７ｄへ熱伝導が可能なように設けられている。
【００６７】
そして、その効果として次の点が挙げられる。発光部４ｄの熱は、封止材よりも高い熱伝導率を有するワイヤ２６を介してヒートシンク７ｄに放熱されるため、発光部４ｄ全体の熱を効率良くヒートシンク７ｄに放熱することができる。
【００６８】
その放熱効果の向上は、表面にワイヤ２６が捲き付けられていない図５の発光部４ａよりも格段に高い。さらに、発光部４ｄ及びヒートシンク７ｄは、レジストパターンの作製工程が必要でないため、図１０の発光部４ｂ及びヒートシンク７ｂよりも作製が容易である。加えて、発光部４ｄは、内部に針２５が設けられた図１１の発光部４ｃと比べて、ワイヤ２６を外面に捲き付けるため、その捲き方、数量を適宜変更することができる。したがって、発光部４ｄは、針２５の設け方、及び数量を変更することが困難な発光部４ｃと比べて、格別の困難性なく放熱効果を高めることできる。
【００６９】
ここで、ワイヤ２６は、発光部４ｄの封止材よりも高い熱伝導率を有することが好ましく、Ａｌ、Ｃｕ、ＡｌＮ、ＴｉＯ２を用いることができる。また、発光部４ｄの発光効率を向上させるために、ワイヤ２６は、ＡｌＮやＴｉＯ２などの可視光領域における透明材料を用いることが好ましい。さらに、ワイヤ２６は、太すぎると発光部４ｄの発光効率を低下させる原因となる。そこで、ワイヤ２６は、接触面７０ｄと接触する面を除く発光部４ｄの表面におけるワイヤ２６の占める割合が０．４以下となるように用いることが好ましい。さらに、ワイヤ２６は、その強度を考慮すると１０μｍ以上とすることが好ましい。さらに、図１０では、ワイヤ２６は、その両端がヒートシンク７ｄまで延伸している。しかしながら、ワイヤ２６は、少なくとも一端がヒートシンク７ｄまで延伸する構成で実現されてもよい。
【００７０】
〔参考例５〕
図１３は、本発明の一参考例に係る発光部４ｅ及びヒートシンク７ｅを示す概略図であり、図１３（ａ）は平面図を、図１３（ｂ）は側面図を示す。
【００７１】
発光部４ｅは、直径０．４ｍｍ、高さ２ｍｍの円柱形状を有し、その底面および側面においてＡｌＮからなるヒートシンク７ｅの接触面７０ｅと接触するように、ヒートシンク７ｅに設けられている。別の言い方をすれば、ヒートシンク７ｅは、円柱形状にくり抜かれており、そのくり抜かれた凹部に発光部４ｅが配設されている。また、発光部４ｅの上面（ヒートシンク７ｅと接触している底面に対向する面）とヒートシンク７ｅの上面とは略同一面状に形成されている。
【００７２】
上記構成によれば、レーザ光が照射されることで発光部４ｅに生じる熱は、発光部４ｅと接触する接触面７０ｅを介してヒートシンク７ｅに放熱される。このとき、発光部４ｅの半径が０．２ｍｍであることから、発光部４ｅは、接触面７０ｅから０．２ｍｍの範囲内に含まれることになり（図１３（ｂ））、発光部４ｅ全体の熱を効率良くヒートシンク７ｅに放熱することができる。つまり、発光部４ｅの高さがどのような値であっても、発光部４ｅ全体の熱をヒートシンク７ｅに効率的に放熱することができる。
【００７３】
なお、発光部４ｅが、接触面７０ｅから０．２ｍｍの範囲内に存在するように作製（設計）するのであれば、発光部４ｅは種々の形状を採ることができ、発光部４ｅの作製・設計の自由度を高めることができる。
【００７４】
〔参考例６〕
図１４は、本発明の一参考例に係る発光部４ｆ及びヒートシンク７ｆを示す概略図であり、図１４（ａ）は平面図を、図１４（ｂ）は側面図を示す。
【００７５】
図示するように、ＡｌＮからなるヒートシンク７ｆは、幅２．４ｍｍ×２．４ｍｍの領域内に、発光部４ｆを設けるための幅０．４ｍｍ×０．４ｍｍ×（高さ）０．５ｍｍの複数の貫通孔を０．５ｍｍピッチの間隔で２５個有する。この複数の貫通孔はそれぞれ、ヒートシンク７ｆを貫通してなり、発光部４ｆは、その複数の貫通孔に設けられている。つまり、発光部４ｆは、各貫通孔において、ヒートシンク７ｆの接触面７０ｆと接触している。
【００７６】
ここで、発光部４ｆおよびヒートシンク７ｆの作製方法を説明する。最初に、フォトリソグラフィでＡｌ板に貫通孔を形成するためのレジストパターンを作製し、エッチングによりＡｌＮ板へ複数の貫通孔を形成する。本参考例では、ドライエッチング方法の１つとして反応性イオンエッチングを用いている。ただし、エッチング方法は、他の方法であってもよく、例えばウェットエッチング方法を用いてもよい。次に、その貫通孔へガラスと蛍光体を入れて焼結処理する。これにより、図１４（ａ）、図１４（ｂ）の発光部４ｆ及びヒートシンク７ｆが形成される。
【００７７】
そして、その効果として以下の点が挙げられる。すなわち、本参考例では、発光部４ｆは、貫通孔内に設けられる。したがって、ヒートシンク７ｆは、発光部４ｆに生じる熱を、接触面７０ｆを介して放熱させることができるため、上述した参考例よりも接触面の面積を大きくしうる。しかも、貫通孔は、ヒートシンク７ｆに格子状に複数形成されているため、さらに接触面の面積を大きくすることができる。
【００７８】
したがって、発光部４ｆに生じる熱を、ヒートシンク７ｆに格子状に複数形成された貫通孔の側面を介して、さらに効率的にヒートシンク７ｆに放熱させることができる。また、貫通孔のサイズ、ピッチ間隔等を適宜変更することにより、ヒートシンク７ｆによる放熱効果をさらに高めることもできる。
【００７９】
ここで、図１４（ａ）に示すヒートシンク７ｆの幅２．４ｍｍ×２．４ｍｍの領域内において、複数の貫通孔の総面積は、その複数の貫通孔を離間する領域の総面積よりも大きいことが好ましく、特に、複数の貫通孔の総面積は、ヒートシンク７ｆの上記領域の０．６以上となることが好ましい。それにより、発光部４ｆに生じる熱を接触面７０ｆを介して効率的に放熱させつつ、発光部４ｆから出射される光の量の低下を防ぐことができる。なお、ヒートシンク７ｆの上記領域は、幅２．４ｍｍ×２．４ｍｍであるものとして説明しているが、この数値に限定されない。
【００８０】
〔参考例７〕
図１５は、本発明の一参考例に係る発光部４ｇ及びヒートシンク７ｇを示す概略図であり、図１５（ａ）は平面図を、図１５（ｂ）は側面図を示す。
【００８１】
図示するように、ＡｌＮからなるヒートシンク７ｇは、幅２．４ｍｍ×２．４ｍｍの領域内に、発光部４ｇを設けるための幅０．４ｍｍ×０．４ｍｍ×（高さ）０．５ｍｍの複数の凹部をピッチ０．５ｍｍの間隔で２５個有する。つまり、本参考例では、複数の凹部は、ヒートシンク７ｆを貫通することなく底面を有するように形成されており、この点において、複数の貫通孔がヒートシンク７ｆを貫通していた参考例６と異なる。
【００８２】
そして、その効果として以下の点が挙げられる。すなわち、本参考例では、発光部４ｇは、凹部内に設けられる。したがって、ヒートシンク７ｇは、発光部４ｇに生じる熱を、接触面７０ｇを介して放熱させることができるため、参考例１等よりも接触面の面積を大きくすることができる。しかも、凹部は、ヒートシンク７ｇに格子状に複数形成されているため、さらに接触面の面積を大きくすることができる。
【００８３】
したがって、発光部４ｇに生じる熱を、ヒートシンク７ｇに格子状に複数形成された凹部の側面を介して、さらに効率的にヒートシンク７ｇに放熱させることができる。また、凹部のサイズ、ピッチ間隔等を適宜変更することにより、ヒートシンク７ｇによる放熱効果をさらに高めることもできる。
【００８４】
ここで、ヒートシンク７ｇの表面（図１５（ａ）で示される面）において、複数の凹部の総面積は、当該複数の凹部を離間する領域の総面積よりも大きいことが好ましい。それにより、発光部４ｇに生じる熱を接触面７０ｇを介して効率的に放熱させつつ、発光部４ｇから出射される光の量の低下を防ぐことができる。
【００８５】
〔実施例１〕
図１６は、本発明の一実施例に係る発光部４ｈ及びヒートシンク７ｈ（第１部材、第２部材）を示す概略図であり、図１６（ａ）は平面図を、図１６（ｂ）は側面図を示す。
【００８６】
発光部４ｈは、直径２ｍｍ、高さ０．４ｍｍの円柱形状を有し、その上面および下面がヒートシンク７ｈによって挟まれている。また、２つのヒートシンク７ｈのうち、レーザ光が照射される発光部４ｈの照射面側のヒートシンク（第２部材）はＡｌからなり、そのヒートシンクに対向する他のヒートシンク（第１部材）はＴｉＯ２からなる。つまり、蛍光出射面側のヒートシンク７ｈは、蛍光の出射を妨げることがないようにＴｉＯ２などの透明材料で形成されることが好ましい。また、レーザ光が照射される照射面側のヒートシンク７ｈは、蛍光出射面側へ蛍光を反射することができるように、反射率０．６以上のＡｌ、またはＡｕ、Ａｇ、Ｃｕなどの高反射性材料で形成されることが好ましい。
【００８７】
上記構成により、発光部４ｈの熱を、発光部４ｈの上下両面で接触面７０ｈを介して接触するヒートシンク７ｈへ効率的に放熱することができる。また、このとき、発光部４ｈの高さが０．４ｍｍであることから、発光部４ｈは、接触面７０ｈから０．２ｍｍの範囲内に含まれることになり、発光部４ｈの熱を効率良く２つのヒートシンク７ｈに放熱することができる。
【００８８】
〔実施例２〕
図１７は、本発明の一実施例に係る発光部４ｉ及びヒートシンク７ｉ（第２部材）、ヒートシンク７ｊ（第１部材）を示す概略図であり、図１７（ａ）は平面図を、図１７（ｂ）は側面図を示す。
【００８９】
発光部４ｉは、直径２ｍｍ、高さ０．４ｍｍの円柱形状を有し、その底面（図１７（ｂ）における図面下側の面）および側面によって示される接触面７０ｉにおいてＡｌからなるヒートシンク７ｉと接触し、上記底面に対向する上面によって示される接触面７０ｊにおいてＴｉＯ２からなるヒートシンク７ｊと接触する。別の言い方をすれば、ヒートシンク７ｉに形成された凹部に発光部４ｉが配設され、その凹部に蓋をするように、発光部４ｉの上面にヒートシンク７ｊが配設されている。つまり、ヒートシンク７ｉ及びヒートシンク７ｊによって形成された空間に発光部４ｉが配設された状態となっている。
【００９０】
上記構成により、発光部４ｉの全ての表面を、接触面７０ｉ及び接触面７０ｊを介して、ヒートシンク７ｉ及びヒートシンク７ｊに接触させることができるため、発光部４ｈ全体の熱を効率良くヒートシンク７ｉ及びヒートシンク７ｊに放熱することができる。
【００９１】
なお、発光部４ｉの面のうち、レーザ光が照射される照射面側のヒートシンク７ｉは、蛍光出射面側へ蛍光を反射することができるように、反射率０．５以上のＡＩ、またはＡｕ、Ａｇ、Ｃｕなどの高反射性材料で形成されることが好ましい。また、他のヒートシンク７ｊは、蛍光の出射を妨げることがないように、ＴｉＯ２などの透明材料で形成されることが好ましい。
【００９２】
以上、図５等を用いて複数の参考例および実施例を説明した。ここで、本願発明は、上述した参考例および実施例を個別に実施するケース、及び上述した参考例および実施例を複数組み合わせて実施するケースの両方を含む。さらに、上述した参考例および実施例は本発明を理解するために挙げたものであり、ここで説明されていない実施例も、本願発明の範疇に含まれる。
【００９３】
〔本実施の形態によって得られる効果〕
以下、本実施の形態によって得られる効果を説明する。
【００９４】
ヘッドランプ１は、レーザ光を出射するレーザ素子２と、レーザ素子２から出射されたレーザ光を受けて蛍光を発し、無機材料からなる封止材を有する発光部４と、レーザ光が照射されることで発光部４に生じる熱を、発光部４と接触する接触面７０を介して放熱させるヒートシンク７と、を備え、発光部４が存在する範囲は、接触面７０を基準として所望の放熱効果が得られる範囲内に制限されていることを特徴としている。
【００９５】
上記構成によれば、ヒートシンク７は、レーザ光が照射されることで発光部４に生じる熱を、発光部４と接触する接触面７０を介して放熱させる。そして、その発光部４が存在する範囲は、接触面７０を基準として所望の放熱効果が得られる範囲内に制限されている。言い換えれば、ヒートシンク７は、接触面７０を基準として発光部４が存在する範囲を所望の放熱効果が得られる範囲内に制限することにより、発光部４に生じる熱を接触面７０を介して効率的に放熱させることができる。
【００９６】
これにより、ヘッドランプ１は、上記従来の課題を解決することができる。具体的には、ヘッドランプ１は、発光部４の温度上昇を抑制するために、発光部４を移動させてレーザ光の照射位置を変化させる必要がない。すなわち、ヘッドランプ１は、レーザ光の照射位置を移動させるための駆動部を用いることなく、発光部４の温度上昇を抑制することができる。したがって、ヘッドランプ１は、従来の発光装置に比べて消費電力を抑えることができ、ヘッドランプ１を使用するユーザの経済的負担を軽減することを可能とする。
【００９７】
加えて、ヘッドランプ１は、駆動部、及び駆動部を制御するための制御部等を必要としていない。そのため、ヘッドランプ１は、簡易な構造により、発光部４の温度上昇を抑制し、発光部４の温度上昇に起因する発光効率の低下を抑えることができる。そのため、ヘッドランプ１は、装置のユーザおよび装置提供者に対して、シンプルな装置レイアウト、装置の軽量化、設計・製作費の削減、低価格化など多くのメリットを与えることができる。
【００９８】
このように、ヘッドランプ１は、上記構成を備えることにより、簡易な構造により発光部４の温度上昇を抑制することができ、かつ、上記従来の課題を解決することができる。
【００９９】
また、本発明に係る自動車１０は、車両用前照灯を備え、車両用前照灯は、レーザ光を出射するレーザ素子２と、レーザ素子２から出射されたレーザ光を受けて蛍光を発し、無機材料からなる封止材を有する発光部４と、発光部４が発生させた蛍光を反射する反射曲面を有するパラボラミラー５と、レーザ光が照射されることで発光部４に生じる熱を、発光部４と接触する接触面７０を介して放熱させるヒートシンク７と、を備え、発光部４が存在する範囲は、接触面７０を基準として所望の放熱効果が得られる範囲内に制限されており、
車両用前照灯は、反射曲面が鉛直下側に位置するように自動車１０に配設されていることを特徴としている。
【０１００】
上記構成とすることにより、自動車１０は、簡易な構造により発光部４の温度上昇を抑制することができ、かつ、上記従来の課題を解決することが可能な車両を提供することができる。
【０１０１】
さらに、ヘッドランプ１では、発光部４およびヒートシンク７は、発光部４内の任意の位置から接触面７０までの距離が０．２ｍｍ以下となるように形成されていることが好ましい。
【０１０２】
従来の発光装置は、発光部４の温度上昇を抑制するために、発光部４を移動させてレーザ光の照射位置を変化させることで発光部４の温度上昇を抑制している。しかしながら、本発明の発明者らが知る限りにおいて、発光部４とヒートシンク７との距離に基づいて、発光部４の温度上昇を抑制するという技術的思想を開示する公知文献は存在しない。
【０１０３】
この点、本願発明者らは、発光部４およびヒートシンク７が、発光部４内の任意の位置から接触面７０までの距離が０．２ｍｍ以下となるように形成されていることで、発光部４の温度上昇を抑制しうることを見出した。つまり、発光部４およびヒートシンク７の位置関係をこのように規定することで、発光部４に生じる熱を接触面７０を介して効率的に放熱させることを見出した。これにより、ヘッドランプ１は、発光部４の温度上昇を抑制し、発光部４の温度上昇に起因する発光効率の低下を抑えることができる。
【０１０４】
さらに、ヘッドランプ１では、接触面７０は、凹凸形状を有することが好ましい。
【０１０５】
凹凸形状は、平坦な形状に比べて表面積が大きい。したがって、接触面７０ｂが凹凸形状を有することにより、発光部４ｂとヒートシンク７ｂとの接触面積が大きくなり、発光部４ｂの放熱量を増やすことができる。これにより、ヘッドランプ１は、発光部４ｂに生じる熱を接触面７０ｂを介してさらに効率的に放熱させることができる。
【０１０６】
さらに、ヘッドランプ１では、ヒートシンク７ｃへの熱伝導が可能な針２５が、発光部４ｃの内部に設けられていることが好ましい。
【０１０７】
上記構成によれば、発光部４ｃ内部の熱を針２５材に伝導し、さらに針２５の熱をヒートシンク７ｃへ伝導させることができる。これにより、ヘッドランプ１は、発光部４ｃに生じる熱を、発光部４ｃの内部に設けられた針２５を介して、さらに効率的にヒートシンク７ｃに放熱させることができる。
【０１０８】
さらに、ヘッドランプ１では、発光部４は、その表面に、少なくとも一端がヒートシンク７ｄまで延伸するワイヤ２６が捲き付けられていることが好ましい。
【０１０９】
上記構成によれば、発光部４ｄの熱は、発光部４ｄの表面に捲き付けられたワイヤ２６に伝導される。そして、そのワイヤ２６は、少なくとも一端がヒートシンク７ｄまで延伸している。したがって、ヘッドランプ１は、発光部４ｄに生じる熱を、発光部４ｄの表面に捲き付けられたワイヤ２６を介して、さらに効率的にヒートシンク７ｄに放熱させることができる。
【０１１０】
さらに、ヘッドランプ１では、ヒートシンク７ｆに複数の貫通孔が格子状に形成されており、発光部４ｆは、複数の貫通孔内に設けられていることが好ましい。
【０１１１】
上記構成によれば、発光部４ｆは、貫通孔内に設けられる。したがって、ヒートシンク７ｆは、発光部４ｆに生じる熱を、発光部４ｆとヒートシンク７ｆとが接触する貫通孔の側面（すなわち、接触面７０ｆ）を介して放熱させることができるため、接触面７０ｆの面積を大きくしうる。しかも、貫通孔は、ヒートシンク７に格子状に複数形成されているため、さらに接触面７０ｆの面積を大きくすることができる。
【０１１２】
したがって、ヘッドランプ１は、発光部４ｆに生じる熱を、ヒートシンク７ｆに格子状に複数形成された貫通孔の側面を介して、さらに効率的にヒートシンク７ｆに放熱させることができる。
【０１１３】
さらに、ヘッドランプ１では、ヒートシンク７ｇに複数の凹部が格子状に形成されており、発光部４ｇは、複数の凹部に設けられていることが好ましい。
【０１１４】
上記構成によれば、発光部４ｇは、凹部に設けられる。したがって、ヒートシンク７ｇは、発光部４ｇに生じる熱を、発光部４ｇとヒートシンク７ｇとが接触する凹部の側面（すなわち、接触面７０ｇ）を介して放熱させることができるため、接触面７０ｇの面積を大きくしうる。しかも、凹部は、ヒートシンク７ｇに格子状に複数形成されているため、さらに接触面７０ｇの面積を大きくすることができる。
【０１１５】
したがって、ヘッドランプ１は、発光部４ｇに生じる熱を、ヒートシンク７ｇに格子状に複数形成された凹部の側面を介して、さらに効率的にヒートシンク７ｇに放熱させることができる。
【０１１６】
さらに、ヘッドランプ１では、接触面７０ｅ等は、発光部４ｅ等の複数の面と接触していることが好ましい。
【０１１７】
上記構成により、発光部４ｅ等からヒートシンク７ｅ等への放熱は、発光部４ｅ等の複数の面から行われることになる。したがって、ヘッドランプ１は、発光部４ｅ等の１つの面から放熱を行う場合に比べて、発光部４ｅ等に生じる熱を、さらに効率的にヒートシンク７ｅ等に放熱させることができる。
【０１１８】
さらに、ヘッドランプ１では、接触面７０ｈとレーザ光の照射される発光部４ｈの照射面とが接触しているときに、ヒートシンク７ｈは、少なくとも接触面７０ｈが、発光部４ｈが発する蛍光を反射する高反射性材料で形成されていることが好ましい。
【０１１９】
発光部４ｈの照射面に照射されたレーザ光は、発光部４ｈの内部を通過するときに、発光部４ｈに含まれる蛍光体に衝突する。そして、蛍光体は、様々な方向に蛍光を発する。このとき、蛍光の一部が照射面の方向に向かう場合がある。そのような場合、ヒートシンク７ｈの少なくとも接触面７０ｈが、発光部４ｈが発する蛍光を反射する高反射性材料で形成されていることにより、その蛍光を接触面７０ｈで反射させることができる。そして、その蛍光を、接触面７０ｈと接触する面とは異なる発光部４ｈの面から出射することができるため、発光部４ｈの発光効率をさらに高めることができる。
【０１２０】
さらに、ヘッドランプ１では、ヒートシンク７ｈは、発光部４ｈと接する透明材料を有し、透明材料を介して発光部４ｈから蛍光が出射されることが好ましい。
【０１２１】
上記構成によれば、ヘッドランプ１は、透明材料を介して発光部４ｈから蛍光を出射することができるため、透明材料を有していない他の発光装置と比べて、発光部４ｈの発光効率をさらに高めることができる。
【０１２２】
さらに、ヘッドランプ１では、発光部４ｃの面のうち、接触面７０ｃと接触する面に対向し蛍光を出射する蛍光出射面における針２５の占める割合は０．４以下であることが好ましい。
【０１２３】
発光部４ｃの内部に設けられている針２５が、発光部４ｃの面のうち、接触面７０ｃと接触する面に対向し、蛍光を出射する蛍光出射面に現れている場合が考えられる。このとき、蛍光出射面における針２５の占める割合が高いと、蛍光を発することができる蛍光出射面の領域が狭くなることから、発光部４ｃの発光効率を低下させてしまう。
【０１２４】
そこで、蛍光出射面における針２５の占める割合を０．４以下とすることにより、発光部４ｃに生じる熱を接触面７０ｃを介して効率的に放熱させつつ、発光部４ｃからの光の取り出し量の低下を防ぐことができる。
【０１２５】
さらに、ヘッドランプ１では、接触面７０ｄと接触する面を除く発光部４の表面におけるワイヤ２６の占める割合は０．４以下であることが好ましい。
【０１２６】
発光部４ｄの表面に、少なくとも一端がヒートシンク７まで延伸するワイヤ２６が捲き付けられている場合、蛍光を発することができる蛍光出射面の領域が狭くなることから、発光部４ｄの発光効率を低下させてしまう。
【０１２７】
そこで、接触面７０ｄと接触する面を除く発光部４ｄの表面におけるワイヤ２６の占める割合を０．４以下とすることにより、発光部４ｄに生じる熱を接触面７０ｄを介して効率的に放熱させつつ、発光部４からの光の取り出し量の低下を防ぐことができる。
【０１２８】
さらに、ヘッドランプ１では、針２５（または、ワイヤ２６）は、その熱伝導率が、発光部４ｃ（または、発光部４ｄ）に含まれる蛍光体を封止するための封止材の熱伝導率よりも高いことが好ましい。
【０１２９】
針２５（または、ワイヤ２６）の熱伝導率が、発光部４ｃ（または、発光部４ｄ）に含まれる蛍光体を封止するための封止材の熱伝導率よりも高いことにより、発光部４ｃ（または、発光部４ｄ）の熱が針２５（または、ワイヤ２６）に伝導しやすくなる。そして、その針２５（または、ワイヤ２６）の熱はヒートシンク７へ伝導されるため、発光部４ｃ（または、発光部４ｄ）に生じる熱を接触面７０ｃ（または、７０ｄ）を介して効率的に放熱させることができる。
【０１３０】
さらに、ヘッドランプ１では、針２５（または、ワイヤ２６）は、透明材料からなることが好ましい。
【０１３１】
上記構成によれば、例えば、針２５が、蛍光を出射する蛍光出射面に現れている場合、あるいは、ワイヤ２６が、発光部４ｄの表面に捲き付けられている場合、発光部４から発せられる蛍光は針２５（または、ワイヤ２６）を通過するため、蛍光を出射する蛍光出射面の領域が狭くなることはない。したがって、ヘッドランプ１は、針２５（または、ワイヤ２６）が光を透過しない材料からなる場合に比べて、発光部４ｃ（または、発光部４ｄ）からの光の取り出し効率を向上させることができる。
【０１３２】
さらに、ヘッドランプ１では、ヒートシンク７の表面において、複数の貫通孔の総面積は、当該複数の貫通孔を離間する領域の総面積の１．５倍以上であることが好ましい。
【０１３３】
複数の貫通孔を離間する領域の面積が大きくなると、発光部４ｆの蛍光を発することができる蛍光出射面の領域が狭くなることから、ヘッドランプ１から出射される光の量が低下してしまう。
【０１３４】
そこで、ヒートシンク７ｆの表面において、複数の貫通孔の総面積を、複数の貫通孔を離間する領域の総面積の１．５倍以上とすることにより、発光部４ｆに生じる熱を接触面７０ｆを介して効率的に放熱させつつ、ヘッドランプ１から出射される光の量の低下を防ぐことができる。
【０１３５】
さらに、ヘッドランプ１では、ヒートシンク７ｇの表面において、複数の凹部の総面積は、当該複数の凹部を離間する領域の総面積の１．５倍以上であることが好ましい。
【０１３６】
複数の凹部を離間する領域の面積が大きくなると、発光部４ｇの蛍光を発することができる蛍光出射面の領域が狭くなることから、ヘッドランプ１から出射される光の量が低下してしまう。
【０１３７】
そこで、ヒートシンク７ｇの表面において、複数の凹部の総面積を、複数の凹部を離間する領域の総面積の１．５倍以上とすることにより、発光部４ｇに生じる熱を接触面７０ｇを介して効率的に放熱させつつ、ヘッドランプ１から出射される光の量の低下を防ぐことができる。
【０１３８】
さらに、ヘッドランプ１では、発光部４とヒートシンク７との相対位置関係は、レーザ光の励起密度が０．９４Ｗ／ｍｍ２〜３．２Ｗ／ｍｍ２のときに、上記発光部の温度が３００℃以下となるように設定されていることが好ましい。
【０１３９】
一般的に、発光装置は、様々な用途に適用することができる。それらの用途のうち、自動車用ヘッドライト（以下、ヘッドライト）は、運転者や歩行者の安全を考慮して、多くの規制がかけられる。そのため、発光装置は、ヘッドライトに適用される基準を満たすことができれば、その他の用途にも好適に適用することができる。つまり、発光装置は、ヘッドライトに適用される基準を満たすことを念頭に設計されることが多い。
【０１４０】
そこで、ヘッドランプ１をヘッドライトに適用し、さらに、従来のヘッドライトよりも小さな口径を実現するためには、発光体の蛍光出射面を３．２ｍｍ２以下、かつ、レーザ光の励起パワーを３Ｗ以上にしなければならないことを、本願発明者らは見出した。
【０１４１】
すると、励起密度の下限を０．９４Ｗ／ｍｍ２（＝３Ｗ／３．２ｍｍ２）とし、発光部４の温度を３００℃以下に保持することが可能な３．２Ｗ／ｍｍ２を上限とすることにより、従来よりも小口径で、かつ、従来と同等の光を出力することが可能なヘッドライトを実現することができる。
【０１４２】
それゆえ、ヘッドランプ１は、上記構成とすることにより、従来よりも小口径で、かつ、従来と同等の光を出力することが可能な、次世代を見据えたヘッドライトを実現することができる。
【０１４３】
さらに、本発明は、ヘッドランプ１を備えた車両用前照灯であってよい。
【０１４４】
さらに、本発明は、ヘッドランプ１を備えた照明装置であってよい。
【０１４５】
ヘッドランプ１は、車両用前照灯や照明装置などに好適に適用することができる。これにより、例えばヘッドランプ１を車両用前照灯に適用した場合、簡易な構造により発光部４の温度上昇を抑制することができ、かつ、上記従来の課題を解決することが可能な車両用前照灯を実現することができる。
〔その他〕
熱伝導率２０Ｗｍ−１Ｋ−１以上の材料からなるヒートシンクに、熱伝導率１ｍ−１Ｋ−１以上の封止材と蛍光体からなる発光部が貼り付けられており、ヒートシンクから０．２ｍｍ以内の領域にのみ発光部が存在する構成であってよい。
【０１４６】
また、ヒートシンクと発光部の接触面に凹凸があってよい。
【０１４７】
また、発光部の中に針があり、熱の熱伝導率は封止材料よりも高い構成であってよい。
【０１４８】
針の断面積が発光部の上部面積に対して０．４倍以下であってよい。
【０１４９】
針が透明材料からなる構成であってよい。
【０１５０】
発光部にワイヤが捲かれ、ワイヤの熱伝導率は封止材料よりも高い構成であってよい。
【０１５１】
発光部の表面積におけるワイヤが占める割合が、０．４倍以下となってよい。
【０１５２】
ワイヤが透明材料からなる構成であってよい。
【０１５３】
発光部の底面と側面とにヒートシンクが貼り付けられてよい。
【０１５４】
ヒートシンクに２個以上の発光部の埋め込み穴が形成されていてよい。
【０１５５】
埋め込み領域面積における埋め込み穴が占める割合が０．６倍以上となってよい。
【０１５６】
発光部の底面と上面とにヒートシンクが貼り付けられてよい。
【０１５７】
片側面に張り付くヒートシンクが透明材料からなる構成であってよい。
【０１５８】
片側面に張り付くヒートシンクが反射率０．５以上の材料からなる構成であってよい。
【０１５９】
発光部がヒートシンクで覆われていてよい。
【０１６０】
ヒートシンクの一部が透明材料からなる構成であってよい。
【０１６１】
ヒートシンクの一部が反射率０．５以上の材料からなる構成であってよい。
【０１６２】
ヒートシンクの材料として、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＡＩＮなどを用いる構成であってよい。
【０１６３】
封止材の材料として、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＡＩＮ、鉛入りガラス、ガラスなどを用いる構成であってよい、
励起密度０．９４Ｗ／ｍｍ２〜３．１Ｗ／ｍｍ２の場合に、蛍光体を含む発光部温度が３００℃以下になることを特徴とする。
【０１６４】
無機材料からなる封止材で発光部は形成され、ヒートシンクから０．２ｍｍ以内に発光部がある。
【０１６５】
本発明に係る発光装置は、上記の課題を解決するために、励起光を出射する励起光源と、上記励起光源から出射された励起光を受けて蛍光を発し、無機材料からなる封止材を有する発光部と、上記励起光が照射されることで上記発光部に生じる熱を、上記発光部と接触する接触面を介して放熱させる放熱部と、を備え、上記発光部が存在する範囲は、上記接触面を基準として所望の放熱効果が得られる範囲内に制限されていることを特徴としている。
【０１６６】
上記構成によれば、放熱部は、励起光が照射されることで発光部に生じる熱を、発光部と接触する接触面を介して放熱させる。そして、その発光部が存在する範囲は、接触面を基準として所望の放熱効果が得られる範囲内に制限されている。言い換えれば、放熱部は、接触面を基準として所望の放熱効果が得られる範囲内に発光部が存在する範囲を制限することにより、発光部に生じる熱を接触面を介して効率的に放熱させることができる。ここで、発光部の封止材は無機材料からなるため、有機材料のように熱によって変性が生じることもない。
【０１６７】
これにより、本発明に係る発光装置は、上記従来の課題を解決することができる。具体的には、本発明に係る発光装置は、発光部の温度上昇を抑制するために、発光部を移動させて励起光の照射位置を変化させる必要がない。すなわち、本発明に係る発光装置は、光の照射位置を移動させるための駆動部を用いることなく、発光部の温度上昇を抑制することができる。したがって、本発明に係る発光装置は、従来の発光装置に比べて消費電力を抑えることができ、本発明に係る発光装置を使用するユーザの経済的負担を軽減することを可能とする。
【０１６８】
加えて、本発明に係る発光装置は、駆動部、及び駆動部を制御するための制御部等を必要としていない。そのため、本発明に係る発光装置は、簡易な構造により、発光部の温度上昇を抑制し、発光部の温度上昇に起因する発光効率の低下を抑えることができる。そのため、本発明に係る発光装置は、装置のユーザおよび装置提供者に対して、シンプルな装置レイアウト、装置の軽量化、設計・製作費の削減、低価格化など多くのメリットを与えることができる。
【０１６９】
このように、本発明に係る発光装置は、上記構成を備えることにより、簡易な構造により発光部の温度上昇を抑制することができ、かつ、上記従来の課題を解決することができる。
【０１７０】
また、本発明に係る車両は、上記の課題を解決するために、車両用前照灯を備えた車両であって、上記車両用前照灯は、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蛍光を発し、無機材料からなる封止材を有する発光部と、上記発光部が発生させた蛍光を反射する反射曲面を有する反射鏡と、上記励起光が照射されることで上記発光部に生じる熱を、上記発光部と接触する接触面を介して放熱させる放熱部と、を備え、上記発光部が存在する範囲は、上記接触面を基準として所望の放熱効果が得られる範囲内に制限されており、上記車両用前照灯は、上記反射曲面が鉛直下側に位置するように上記車両に配設されていることを特徴としている。
【０１７１】
上記構成とすることにより、本発明に係る車両は、簡易な構造により発光部の温度上昇を抑制することができ、かつ、上記従来の課題を解決することが可能な車両を提供することができる。
【０１７２】
さらに、本発明に係る発光装置では、上記発光部および上記放熱部は、上記発光部内の任意の位置から上記接触面までの距離が０．２ｍｍ以下となるように形成されていることが好ましい。
【０１７３】
従来の発光装置は、発光部の温度上昇を抑制するために、発光部を移動させて励起光の照射位置を変化させることで発光部の温度上昇を抑制している。しかしながら、本発明の発明者らが知る限りにおいて、発光部と放熱部との距離に基づいて、発光部の温度上昇を抑制するという技術的思想を開示する公知文献は存在しない。
【０１７４】
この点、本願発明者らは、発光部および放熱部が、発光部内の任意の位置から上記接触面までの距離が０．２ｍｍ以下となるように形成されていることで、発光部の温度上昇を抑制しうることを見出した。つまり、発光部および放熱部の位置関係をこのように規定することで、発光部に生じる熱を接触面を介して効率的に放熱させることを見出した。これにより、本発明に係る発光装置は、発光部の温度上昇を抑制し、発光部の温度上昇に起因する発光効率の低下を抑えることができる。
【０１７５】
さらに、本発明に係る発光装置では、上記接触面は、凹凸形状を有することが好ましい。
【０１７６】
凹凸形状は、平坦な形状に比べて表面積が大きい。したがって、接触面が凹凸形状を有することにより、発光部と放熱部との接触面積が大きくなり、発光部の放熱量を増やすことができる。これにより、本発明に係る発光装置は、発光部に生じる熱を接触面を介してさらに効率的に放熱させることができる。
【０１７７】
さらに、本発明に係る発光装置では、上記放熱部への熱伝導が可能な熱伝導性部材が、上記発光部の内部に設けられていることが好ましい。
【０１７８】
上記構成によれば、発光部内部の熱を熱伝導性部材に伝導し、さらに熱伝導性部材の熱を放熱部へ伝導させることができる。これにより、本発明に係る発光装置は、発光部に生じる熱を、発光部の内部に設けられた熱伝導性部材を介して、さらに効率的に放熱部に放熱させることができる。
【０１７９】
さらに、本発明に係る発光装置では、上記発光部は、その表面に、少なくとも一端が上記放熱部まで延伸する熱伝導性部材が捲き付けられていることが好ましい。
【０１８０】
上記構成によれば、発光部の熱は、発光部の表面に捲き付けられた熱伝導性部材に伝導される。そして、その熱伝導性部材は、少なくとも一端が放熱部まで延伸している。したがって、本発明に係る発光装置は、発光部に生じる熱を、発光部の表面に捲き付けられた熱伝導性部材を介して、さらに効率的に放熱部に放熱させることができる。
【０１８１】
さらに、本発明に係る発光装置では、上記放熱部に複数の貫通孔が格子状に形成されており、上記発光部は、上記複数の貫通孔内に設けられていることが好ましい。
【０１８２】
上記構成によれば、発光部は、貫通孔内に設けられる。したがって、放熱部は、発光部に生じる熱を、発光部と放熱部とが接触する貫通孔の側面（すなわち、接触面）を介して放熱させることができるため、接触面の面積を大きくしうる。しかも、貫通孔は、放熱部に格子状に複数形成されているため、さらに接触面の面積を大きくすることができる。
【０１８３】
したがって、本発明に係る発光装置は、発光部に生じる熱を、放熱部に格子状に複数形成された貫通孔の側面を介して、さらに効率的に放熱部に放熱させることができる。
【０１８４】
さらに、本発明に係る発光装置では、上記放熱部に複数の凹部が格子状に形成されており、上記発光部は、上記複数の凹部に設けられていることが好ましい。
【０１８５】
上記構成によれば、発光部は、凹部に設けられる。したがって、放熱部は、発光部に生じる熱を、発光部と放熱部とが接触する凹部の側面（すなわち、接触面）を介して放熱させることができるため、接触面の面積を大きくしうる。しかも、凹部は、放熱部に格子状に複数形成されているため、さらに接触面の面積を大きくすることができる。
【０１８６】
したがって、本発明に係る発光装置は、発光部に生じる熱を、放熱部に格子状に複数形成された凹部の側面を介して、さらに効率的に放熱部に放熱させることができる。
【０１８７】
さらに、本発明に係る発光装置では、上記接触面は、上記発光部の複数の面と接触していることが好ましい。
【０１８８】
上記構成により、発光部から放熱部への放熱は、発光部の複数の面から行われることになる。したがって、本発明に係る発光装置は、発光部の１つの面から放熱を行う場合に比べて、発光部に生じる熱を、さらに効率的に放熱部に放熱させることができる。
【０１８９】
さらに、本発明に係る発光装置では、上記接触面と上記励起光の照射される上記発光部の照射面とが接触しているときに、
上記放熱部は、少なくとも上記接触面が、上記発光部が発する蛍光を反射する高反射性材料で形成されていることが好ましい。
【０１９０】
発光部の照射面に照射された励起光は、発光部の内部を通過するときに、発光部に含まれる蛍光体に衝突する。そして、蛍光体は、様々な方向に蛍光を発する。このとき、蛍光の一部が照射面の方向に向かう場合がある。そのような場合、放熱部の少なくとも接触面が、発光部が発する蛍光を反射する高反射性材料で形成されていることにより、その蛍光を接触面で反射させることができる。そして、その蛍光を、接触面と接触する面とは異なる発光部の面から出射することができるため、発光部の発光効率をさらに高めることができる。
【０１９１】
さらに、本発明に係る発光装置では、上記放熱部は、上記発光部と接する透光部を有し、上記透光部を介して上記発光部から蛍光が出射されることが好ましい。
【０１９２】
上記構成によれば、本発明に係る発光装置は、透光部を介して発光部から蛍光を出射することができるため、透光部を有していない他の発光装置と比べて、発光部の発光効率をさらに高めることができる。
【０１９３】
さらに、本発明に係る発光装置では、上記発光部の面のうち、上記接触面と接触する面に対向し蛍光を出射する蛍光出射面における上記熱伝導性部材の占める割合は０．４以下であることが好ましい。
【０１９４】
発光部の内部に設けられている熱伝導性部材が、発光部の面のうち、上記接触面と接触する面に対向し蛍光を出射する蛍光出射面に現れている場合が考えられる。このとき、蛍光出射面における上記熱伝導性部材の占める割合が高いと、蛍光を発することができる蛍光出射面の領域が狭くなることから、発光部の発光効率を低下させてしまう。
【０１９５】
そこで、蛍光出射面における上記熱伝導性部材の占める割合を０．４以下とすることにより、発光部に生じる熱を接触面を介して効率的に放熱させつつ、発光部からの光の取り出し量の低下を防ぐことができる。
【０１９６】
さらに、本発明に係る発光装置では、上記接触面と接触する面を除く上記発光部の表面における上記熱伝導性部材の占める割合は０．４以下であることが好ましい。
【０１９７】
発光部の表面に、少なくとも一端が上記放熱部まで延伸する熱伝導性部材が捲き付けられている場合、蛍光を発することができる蛍光出射面の領域が狭くなることから、発光部の発光効率を低下させてしまう。
【０１９８】
そこで、接触面と接触する面を除く発光部の表面における熱伝導性部材の占める割合を０．４以下とすることにより、発光部に生じる熱を接触面を介して効率的に放熱させつつ、発光部からの光の取り出し量の低下を防ぐことができる。
【０１９９】
さらに、本発明に係る発光装置では、上記熱伝導性部材は、その熱伝導率が、上記発光部に含まれる蛍光体を封止するための封止材の熱伝導率よりも高いことが好ましい。
【０２００】
熱伝導性部材の熱伝導率が、発光部に含まれる蛍光体を封止するための封止材の熱伝導率よりも高いことにより、発光部の熱が熱伝導性部材に伝導しやすくなる。そして、その熱伝導性部材の熱は放熱部へ伝導されるため、発光部に生じる熱を接触面を介して効率的に放熱させることができる。
【０２０１】
さらに、本発明に係る発光装置では、上記熱伝導性部材は、透明材料からなることが好ましい。
【０２０２】
上記構成によれば、例えば、熱伝導性部材が、蛍光を出射する蛍光出射面に現れている場合、あるいは、発光部の表面に捲き付けられている場合、発光部から発せられる蛍光は熱伝導性部材を通過するため、蛍光を出射する蛍光出射面の領域が狭くなることはない。したがって、本発明に係る発光装置は、熱伝導性部材が光を透過しない材料からなる場合に比べて、発光部からの光の取り出し効率を向上させることができる。
【０２０３】
さらに、本発明に係る発光装置では、上記放熱部の表面において、上記複数の貫通孔の総面積は、当該複数の貫通孔を離間する領域の総面積の１．５倍以上であることが好ましい。
【０２０４】
複数の貫通孔を離間する領域の面積が大きくなると、発光部の蛍光を発することができる蛍光出射面の領域が狭くなることから、発光装置から出射される光の量が低下してしまう。
【０２０５】
そこで、放熱部の表面において、複数の貫通孔の総面積を、複数の貫通孔を離間する領域の総面積の１．５倍以上とすることにより、発光部に生じる熱を接触面を介して効率的に放熱させつつ、発光装置から出射される光の量の低下を防ぐことができる。
【０２０６】
さらに、本発明に係る発光装置では、上記放熱部の表面において、上記複数の凹部の総面積は、当該複数の凹部を離間する領域の総面積の１．５倍以上であることが好ましい。
【０２０７】
複数の凹部を離間する領域の面積が大きくなると、発光部の蛍光を発することができる蛍光出射面の領域が狭くなることから、発光装置から出射される光の量が低下してしまう。
【０２０８】
そこで、放熱部の表面において、複数の凹部の総面積を、複数の凹部を離間する領域の総面積の１．５倍以上とすることにより、発光部に生じる熱を接触面を介して効率的に放熱させつつ、発光装置から出射される光の量の低下を防ぐことができる。
【０２０９】
さらに、本発明に係る発光装置では、上記発光部と上記放熱部との相対位置関係は、上記励起光の励起密度が０．９４Ｗ／ｍｍ２〜３．２Ｗ／ｍｍ２のときに、上記発光部の温度が３００℃以下となるように設定されていることが好ましい。
【０２１０】
一般的に、発光装置は、様々な用途に適用することができる。それらの用途のうち、自動車用ヘッドライト（以下、ヘッドライト）は、運転者や歩行者の安全を考慮して、多くの規制がかけられる。そのため、発光装置は、ヘッドライトに適用される基準を満たすことができれば、その他の用途にも好適に適用することができる。つまり、発光装置は、ヘッドライトに適用される基準を満たすことを念頭に設計されることが多い。
【０２１１】
そこで、本発明に係る発光装置をヘッドライトに適用し、さらに、従来のヘッドライトよりも小さな口径を実現するためには、発光体の蛍光出射面を３．２ｍｍ２以下、かつ、励起光の励起パワーを３Ｗ以上にしなければならないことを、本願発明者らは見出した。
【０２１２】
すると、励起密度の下限を０．９４Ｗ／ｍｍ２（＝３Ｗ／３．２ｍｍ２）とし、発光部の温度を３００℃以下に保持することが可能な３．２Ｗ／ｍｍ２を上限とすることにより、従来よりも小口径で、かつ、従来と同等の光を出力することが可能なヘッドライトを実現することができる。
【０２１３】
それゆえ、本発明に係る発光装置は、上記構成とすることにより、従来よりも小口径で、かつ、従来と同等の光を出力することが可能な、次世代を見据えたヘッドライトを実現することができる。
【０２１４】
ここで、４４５ｎｍの励起光およびＹＡＧ系蛍光体を使用する場合、４４５ｎｍの励起光の一部は、蛍光体を透過してそのままの波長で照明光として出射され、蛍光体での損失が生じない。また、透過しない励起光についても、ＹＡＧ系蛍光体の外部量子効率が９０％と高いため、蛍光体での損失は小さい。そして、この場合にヘッドライトで必要とされる励起パワーは３Ｗとなる。
【０２１５】
一方、紫外領域の励起光およびＹＡＧ系以外の蛍光体を使用する場合、例えば酸窒化物系蛍光体を使用する場合、紫外領域の励起光のすべてが蛍光体に入射し蛍光に変換され、蛍光体における損失が発生する。また、ＹＡＧ系蛍光体と比較して、外部量子効率が６０％と低いため、蛍光体での損失は大きくなる。そして、この場合にヘッドライトで必要とされる励起パワーは８Ｗとなる。
【０２１６】
つまり、次世代ヘッドライトでは、３Ｗ〜８Ｗの励起パワーが必要となるため、出射面が３．２ｍｍ２である場合、励起パワー密度の範囲は０．９４Ｗ／ｍｍ２〜２．５Ｗ／ｍｍ２となる。この点、本発明では、励起パワー密度が０．９４Ｗ／ｍｍ２〜３．２Ｗ／ｍｍ２であるため、発光体温度を３００℃以下に保持することができ、次世代を見据えたヘッドライトを実現することができる。
【０２１７】
さらに、本発明は、上記の発光装置を備えた車両用前照灯であってよい。
【０２１８】
さらに、本発明は、上記の発光装置を備えた照明装置であってよい。
【０２１９】
本発明に係る発光装置は、車両用前照灯や照明装置などに好適に適用することができる。これにより、例えば本発明に係る発光装置を車両用前照灯に適用した場合、簡易な構造により発光部の温度上昇を抑制することができ、かつ、上記従来の課題を解決することが可能な車両用前照灯を実現することができる。
【０２２０】
本発明に係る発光装置は、以上のように、励起光を出射する励起光源と、上記励起光源から出射された励起光を受けて蛍光を発し、無機材料からなる封止材を有する発光部と、上記励起光が照射されることで上記発光部に生じる熱を、上記発光部と接触する接触面を介して放熱させる放熱部と、を備え、上記発光部が存在する範囲は、上記接触面を基準として所望の放熱効果が得られる範囲内に制限されている構成である。
【０２２１】
また、本発明に係る車両では、以上のように、上記車両用前照灯は、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蛍光を発し、無機材料からなる封止材を有する発光部と、上記発光部が発生させた蛍光を反射する反射曲面を有する反射鏡と、上記励起光が照射されることで上記発光部に生じる熱を、上記発光部と接触する接触面を介して放熱させる放熱部と、を備え、上記発光部が存在する範囲は、上記接触面を基準として所望の放熱効果が得られる範囲内に制限されており、上記車両用前照灯は、上記反射曲面が鉛直下側に位置するように上記車両に配設されている構成である。
【０２２２】
それゆえ、簡易な構造により発光部の温度上昇を抑制することが可能な発光装置、車両を提供することができるという効果を奏する。
【０２２３】
〔補足〕
なお、本発明に係る発光装置は、以下のように構成されていてもよい。
【０２２４】
＜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蛍光を発する発光部とを備え、
上記発光部は、上記励起光が照射される照射面、上記照射面に対向する対向面、および上記照射面と上記対向面とに隣接する側面を有し、
上記照射面および上記対向面の少なくとも何れか一方、および上記側面は、上記発光部とは異なる材料を含む部材に当接しており、
上記照射面および上記対向面のうち、上記部材に当接している面から、上記発光部に生じる熱が放熱され、
上記発光部内の任意の位置から上記部材までの距離は０．２ｍｍ以下であることを特徴とする発光装置。
＜２＞
上記対向面に当接している上記部材は、上記発光部が発する蛍光を上記照射面側へ反射する高反射性材料で形成されており、
上記発光部から発せられる蛍光は、主に上記照射面から出射されることを特徴とする＜１＞に記載の発光装置。
＜３＞
上記部材は、金属材料であることを特徴とする＜１＞または＜２＞に記載の発光装置。
＜４＞
上記部材は、上記発光部が発する蛍光を反射する高反射性材料で形成されていることを特徴とする＜１＞に記載の発光装置。
＜５＞
上記部材は、上記励起光および上記発光部が発する蛍光を透過する透明材料により形成されていることを特徴とする＜１＞に記載の発光装置。
＜６＞
上記励起光が照射されることで上記発光部に生じる熱を放熱させる、上記部材とは異なる第２の部材を備え、
上記照射面に上記部材および上記第２の部材の一方が当接し、上記対向面に上記部材および上記第２の部材の他方が当接することを特徴とする＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の発光装置。
＜７＞
上記発光部が複数存在し、
複数の上記発光部の側面それぞれに上記部材が当接することを特徴とする＜１＞から＜６＞の何れかに記載の発光装置。
＜８＞
上記発光部は、蛍光体粒子と、無機材料からなる封止材料とを含むことを特徴とする＜１＞から＜７＞の何れかに記載の発光装置。
＜９＞
＜１＞から＜８＞の何れかの発光装置を含むことを特徴とする照明装置。
【産業上の利用可能性】
【０２２５】
本発明は、簡易な構造により発光部の温度上昇を抑制することが可能な発光装置に関し、特に、車両用前照灯、照明装置、及び車両に好適に適用することができる。
【符号の説明】
【０２２６】
１    ヘッドランプ（発光装置）
２    レーザ素子（励起光源）
３    レンズ
４、４ａ〜４ｉ  発光部
５    パラボラミラー（反射鏡）
５ａ  符号
５ｂ  開口部
６    窓部
７、７ａ〜７ｊ  ヒートシンク（放熱部）
１０  自動車（車両）
２５  針（熱伝導性部材）
２６  ワイヤ（熱伝導性部材）
７０、７０ａ〜７０ｊ  接触面
【図１】
2015213076.tif 000003
【図２】
2015213076.tif 000004
【図３】
2015213076.tif 000005
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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