(57)【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、
上記発光部が発した蛍光を少なくとも含む照明光を投光する投光部と、を備え、
上記発光部は、小空隙蛍光部材からなり、
上記発光部は、上記励起光源が出射した励起光を入射する入射面と、上記照明光を出射する出射面と、を備え、
上記入射面と上記出射面とは互いに異なり、かつ互いに対向していない面であり、
上記小空隙蛍光部材は、内部に存在する空隙の幅が、０ｎｍ以上かつ上記励起光の波長の１０分の１以下である部材であることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
上記空隙の幅は、０ｎｍ以上かつ４０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
上記発光部は、単結晶の蛍光体からなることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項４】
上記投光部は、上記出射面の形状に対応した形状の投影像を形成するように、上記照明光を投光することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項５】
上記出射面から出射される上記照明光の一部を遮光する遮光性部材を備え、
上記投影像の形状は、上記遮光性部材の形状によって規定されていることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
上記遮光性部材は、上記出射面の端部を覆っていることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
上記遮光性部材は、上記照明光を反射する反射性材料を含んでいることを特徴とする請求項５または６に記載の照明装置。
【請求項８】
上記発光部から出射される上記照明光を反射する反射性材料が、上記発光部の、上記入射面以外の側面に設けられていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項９】
上記発光部の、上記入射面から遠ざかる方向の厚さは、上記入射面から遠ざかるに従い厚くなっていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１０】
上記発光部の、上記入射面から遠ざかる方向の厚さは、上記入射面から遠ざかるに従い薄くなっていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１１】
上記入射面には、反射防止コーティングが施されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１２】
上記入射面は、モスアイ構造を有していることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１３】
上記入射面には、窪み部が形成されており、
上記窪み部は、その内部において、上記励起光源から出射された励起光を受光することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１４】
上記出射面は、複数の凹部と複数の凸部とが交互に形成された凹凸形状を有し、
互いに隣接する上記凹部および上記凸部の平均間隔は、上記蛍光のピーク波長よりも長いことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１５】
上記出射面には、上記発光部を透過した励起光を受けて発光する蛍光体粒子が設けられていることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１６】
上記出射面には、上記発光部から出射される上記照明光を回折する複数の溝が形成されていることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１７】
上記小空隙蛍光部材は、単結晶または多結晶のガーネット構造の蛍光体であることを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１８】
上記出射面の形状は、自動車のすれ違い用前照灯の配光パターンに対応した形状であることを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１９】
自動車の前照灯であることを特徴とする請求項１から１８のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項２０】
すれ違い前照灯であることを特徴とする請求項１９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、照明光を投光する照明装置に関する。
【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。このような発光装置の一例として特許文献１〜４が挙げられる。
【０００３】
特許文献１の発光装置は、蛍光体が分散された発光部の側面からレーザ光を照射して、当該発光部から白色光を放出する。特許文献２の発光装置は、蛍光結晶からなる蛍光材料の側面にレーザ光を照射して、当該蛍光材料の上面から、レーザ光とは異なる波長の２次光を放出する。特許文献３の発光装置は、単結晶または多結晶の蛍光体を利用したダウンコンバート材料の下面に短波長の１次光を照射して、当該ダウンコンバート材料の上面および側面から、当該１次光より長波長のダウンコンバートされた２次光を放出する。特許文献４の発光装置は、板状の蛍光体を用いた波長変換部材の側面に励起光を照射して、当該波長変換部材の上面から白色光を放出する。そして、特許文献４の車両用灯具は、当該発光装置と、所定の配光パターンを形成する光学系とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−８２０５７号公報（２０１４年５月８日公開）
【特許文献２】特開２０１０−２５１６８６号公報（２０１０年１１月４日公開）
【特許文献３】特表２０１３−５３９４７７号公報（２０１３年１０月２４日公表）
【特許文献４】特開２０１３−１８７４０６号公報（２０１３年９月１９日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、発光部に蛍光体粒子以外の材料（樹脂）等が含まれる。すなわち、蛍光体粒子間に大きな空隙（すなわち蛍光体粒子以外の樹脂等の部材または空孔）が存在する。この場合、発光部の内部における励起光または蛍光の散乱が大きいため、発光部の側面から励起光を入射させる構成においては、発光部を均一に発光させることが困難である。また、発光部の大きさをある程度小さくした場合、または発光部から出射される光の発光パターンを、発光装置の外部において結像させる場合には特に、その投影像（投光パターン）には蛍光体粒子がまばらに存在することに起因した色ムラが発生する。
【０００６】
また、特許文献２〜４には、投光される照明光において、意図しない輝度ムラおよび色ムラが発生することを抑制するという課題もその解決方法についても一切開示されていない。
【０００７】
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、投光される照明光において、意図しない輝度ムラまたは色ムラが発生することを抑制することが可能な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】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る照明装置は、
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、
上記発光部が発した蛍光を少なくとも含む照明光を投光する投光部と、を備え、
上記発光部は、小空隙蛍光部材からなり、
上記発光部は、上記励起光源が出射した励起光を入射する入射面と、上記照明光を出射する出射面と、を備え、
上記入射面と上記出射面とは互いに異なり、かつ互いに対向していない面であり、
上記小空隙蛍光部材は、内部に存在する空隙の幅が、０ｎｍ以上かつ上記励起光の波長の１０分の１以下である部材である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様によれば、投光される照明光において、意図しない輝度ムラまたは色ムラが発生することを抑制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】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態１に係る照明装置の構成の一例を示す図である。
【図２】上記照明装置の発光部およびその周辺の構成の一例を示す図であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその上面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る小空隙蛍光部材（蛍光体板）内における空隙の幅について説明するための概略図である。
【図４】本発明の実施形態２に係る照明装置の構成の一例を示す図である。
【図５】上記照明装置の発光部およびその周辺の構成の一例を示す図であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその上面図である。
【図６】上記発光部の変形例を示す図である。
【図７】本発明の実施形態３に係る照明装置の構成の一例を示す図である。
【図８】上記照明装置の発光部およびその周辺の構成の一例を示す図であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその上面図である。
【図９】本発明の実施形態４に係る照明装置の構成の一例を示す図である。
【図１０】上記照明装置の発光部およびその周辺の構成の一例を示す図であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその上面図である。
【図１１】本発明の実施形態５に係る照明装置の構成の一例を示す図である。
【図１２】上記照明装置の発光部およびその周辺の構成の一例を示す図であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその上面図である。
【図１３】上記発光部に形成される窪み部の構成の一例を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態６に係る照明装置の構成の一例を示す図であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について、図１および図２に基づいて説明すれば以下の通りである。
【００１２】
＜照明装置１００の構成＞
まず、図１および図２を参照して、本実施形態の照明装置１００について説明する。図１は、照明装置１００の構成を示す図である。また、図２は、本実施形態の発光部８およびその周辺の構成を示す図であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその上面図である。
【００１３】
図１および図２に示すように、照明装置１００は、レーザ素子１（励起光源）、光ファイバ２、光ファイバコンバイナ３、ヒートシンク４ａ、放熱フィン４ｂ、光ファイバ固定部材５、支持台６、集光レンズ７、発光部８、遮光性部材９、反射防止コーティング膜１０、半田材１１および投光レンズ１２（投光部、投影レンズ）を備えている。なお、主として、レーザ素子１、光ファイバ２の一部、光ファイバコンバイナ３、ヒートシンク４ａ、放熱フィン４ｂおよびレーザ素子１の駆動用の電源回路（不図示）によって半導体レーザユニットが形成される。また、投光レンズ１２以外の構成により発光装置が形成される。
【００１４】
（レーザ素子１）
レーザ素子１は、レーザ光Ｌ１（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。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よく、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は電極端子（不図示）を備え、当該電極端子には配線（不図示）が接続されている。レーザ素子１は、配線および電極端子を介して、駆動用の電源回路（不図示）に接続されている。
【００１５】
レーザ素子１は、直径５．６ｍｍの金属パッケージに実装され、１個あたりの出力１．５Ｗで、波長４５０ｎｍのレーザ光Ｌ１を発振する。なお、発振波長域はこれに限定されず、レーザ素子１は、４２０ｎｍ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してもよい。上記発振波長域は、発光部８に含める蛍光体の種類、または発光部８の入射面８ａに設けられる蛍光体の種類等に応じて適宜選択すれば良い。
【００１６】
本実施形態では、照明装置１００の励起光源として、３個のレーザ素子１を用いている。複数のレーザ素子１を用いることにより、励起強度を高めることができる。本実施形態では、上述した通り、レーザ素子１の出力は１個あたり１．５Ｗであるため、３個のレーザ素子１の出力の合計は４．５Ｗとなる。なお、レーザ素子１の個数は３個に限られず、その出力等に応じて決定すればよい。
【００１７】
また、レーザ素子１は、ヒートシンク４ａと接続されている。ヒートシンク４ａは、レーザ素子１で発生した熱を、放熱フィン４ｂ等を介して放熱する。このため、ヒートシンク４ａ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。
【００１８】
放熱フィン４ｂは、ヒートシンク４ａに設けられており、ヒートシンク４ａ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４ｂは、複数の放熱板を有するものであり、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。なお、放熱フィン４ｂには、ヒートシンク４ａと同様に、熱伝導率の高い材料を用いることが好ましい。
【００１９】
レーザ素子１は、レーザ光Ｌ１を出射するときに発熱するが、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４ａおよび放熱フィン４ｂ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等を用いても良い。
【００２０】
なお、本願の励起光源（特に、実施形態１〜５の励起光源）として、例えばＬＥＤを用いることも可能である。
【００２１】
（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、集光レンズ７を介して発光部８へと導く導光部材である。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を受け取る入射端部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。
【００２２】
光ファイバ２は、中心のコアを、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８００μｍ、開口数ＮＡが０．１の石英製の光ファイバである。光ファイバ２の構造、太さおよび材質は上述したものに限定されず、光ファイバ２の長軸方向に対して垂直な断面が矩形であっても、コアの当該断面が円形であっても良い。
【００２３】
本実施形態では、光ファイバ２は、入射端部２ａ側において、複数の光ファイバ２ｃを備えており、入射端部２ａがレーザ素子１の発光点と対向するように、各レーザ素子１と光学的に結合されている。これらの複数の光ファイバ２ｃは、光ファイバコンバイナ３によって１本の光ファイバ２ｄに融着されている。レーザ素子１と光ファイバコンバイナ３との間で用いられる光ファイバ２ｃとしては、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をバンドル状にしたバンドルファイバであってもよい。
【００２４】
また、光ファイバ２は、出射端部２ｂ側において、１本の光ファイバ２ｄを備えており、出射端部２ｂが集光レンズ７と対向するように、集光レンズ７と光学的に結合されている。光ファイバ２ｄは、出射端部２ｂ近傍において、光ファイバ固定部材５によって支持されている。この構成により、出射端部２ｂから出射されたレーザ光Ｌ１が、集光レンズ７を介して、発光部８へと導光される。
【００２５】
なお、全ての光ファイバ２が上記円形のコアの光ファイバである必要は必ずしもない。例えば、（i）レーザ素子１と光ファイバコンバイナ３との間で用いられる光ファイバ２は、光ファイバ２の上記断面が円形状であり、コアの径が１００μｍ、クラッドの径が２４０μｍ、開口数ＮＡが０．２２の石英製のものであり、（ii）光ファイバコンバイナ３と光ファイバ固定部材５との間で用いられる光ファイバ２は、上記円形コア型の光ファイバであってもよい。また、円形のコアの光ファイバではなく、矩形のコアの光ファイバを用いてもよい。
【００２６】
また、光ファイバコンバイナ３を用いる必要は必ずしもなく、光ファイバ２として、例
えば、バンドルファイバを用いるだけであってもよい。この場合、入射端部２ａが各レーザ素子１と対向するように配置され、出射端部２ｂが光ファイバ固定部材５によって束ねられてもよい。
【００２７】
さらに、光ファイバ２が複数本用いられる必要は必ずしもなく、１本であってもよい。この場合、レンズやミラー等の部材を用いて、複数のレーザ素子１から出射されたレーザ光Ｌ１を１本の光ファイバ２にカップリングさせても良い。また、レーザ素子１と発光部８とを光学的に結合する導光部材として光ファイバ２以外の部材を用いてもよく、導光部材の種類は限定されない。
【００２８】
（光ファイバコンバイナ３）
光ファイバコンバイナ３は、各レーザ素子１と対向するように配置された複数の光ファイバ２ｃを束ね、１本の光ファイバ２ｄに融着させることにより、光ファイバ２ｃおよび２ｄを光学的に結合するものである。
【００２９】
（光ファイバ固定部材５）
光ファイバ固定部材５は、光ファイバ２（本実施形態では光ファイバ２ｄ）を支持するものであり、支持台６の表面に配置されている。光ファイバ固定部材５には、貫通孔（不図示）が設けられており、その貫通孔において光ファイバ２が貫入および固定されている。貫通孔は、光ファイバ２の光軸と、集光レンズ７の光軸とが略一致する位置に設けられている。
【００３０】
（支持台６）
支持台６は、その表面において発光部８を支持するものである。また、支持台６は、その表面において光ファイバ固定部材５を支持する。支持台６は、レーザ光Ｌ１および蛍光に対して高い反射率を有していることが好ましい。また、支持台６は、発光部８で発生した熱を効率良く放熱するために、高い熱伝導性を有していることが好ましい。すなわち、支持台６は、放熱性基板であることが好ましい。これらの観点から、支持台６はアルミニウムから構成されることが好ましいが、これに限らず、その他の金属またはセラミック等の他の材料から構成されてもよい。
【００３１】
（集光レンズ７）
集光レンズ７は、入射したレーザ光Ｌ１の光路を制御し、制御したレーザ光Ｌ１を収束光として、発光部８の入射面８ａへと出射する導光部材である。集光レンズ７は、支持台６の表面の、光ファイバ固定部材５および発光部８の間に配置されている。集光レンズ７としては、例えば、直径２ｍｍの非球面凸レンズ（ガラス製）が用いられる。
【００３２】
（発光部８）
発光部８は、レーザ素子１から出射されたレーザ光Ｌ１を受けて蛍光を発するものであり、支持台６の表面に固定されている。発光部８は、例えば、ガラスや樹脂等を含まない蛍光体（蛍光物質）のみから構成された板状部材（直方体形状の部材）である。本実施形態では、上記蛍光体として、単結晶の、Ｃｅを賦活したイットリウムとアルミニウムとの複合酸化物からなるガーネット構造の蛍光体（ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体）が用いられる。ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体は、ピーク波長が約５５０ｎｍである黄色の蛍光を発する。具体的には、このガーネット構造の蛍光体は、一般式（Ｙ,Ｌｕ,Ｇｄ）３（Ａｌ,Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅで表される材料系である。なお、上記一般式では、括弧内の元素の群のうち、少なくともいずれか１つが選択されればよい。このガーネット構造の蛍光体は、発光特性および熱伝導特性に優れた発光装置を実現することができる。
【００３３】
本実施形態では、単結晶のＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体が用いられるが、これに限らず、内部に有する空隙の幅が、可視光線の波長の１０分の１以下であるような、空隙が小さな板状の蛍光体（蛍光部材）を発光部８として用いることができる。具体的には、空隙の幅（空隙幅）は、０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であれば良い。
【００３４】
本願では、上記のような小さな空隙を有する蛍光体、または空隙を全く有さない蛍光体を、「小空隙蛍光部材（小空隙蛍光体板）」と定義する。換言すれば、上記小空隙蛍光部材とは、その内部に存在する空隙の幅が、可視光の波長の１０分の１以下である部材（例えば、蛍光体板）を意味する。より具体的には、空隙の幅は、０ｎｍ以上かつ４０ｎｍ以下である。すなわち、空隙の幅を記号ｔとして表せば、０ｎｍ≦ｔ≦４０ｎｍである。そして、本願の発光部８は、小空隙蛍光部材から構成されるものと換言できる。
【００３５】
なお、上述の定義によれば、「小空隙蛍光部材」という用語の意味には、空隙が存在している（０ｎｍ＜ｔ≦４０ｎｍである）蛍光部材（蛍光体板）のみならず、空隙が存在していない（ｔ＝０ｎｍである）蛍光部材もが包含されていることに留意されたい。すなわち、本発明の一態様において、「小空隙」という文言には、「空隙が存在していない」という意味が包含されている。
【００３６】
本願発明者らは、蛍光体結晶中の空隙の幅が４０ｎｍ以下である場合、蛍光部材中での光の散乱がほとんど生じず、内部を光が導波することを実験的に見出した。すなわち、空隙の幅が４０ｎｍ以下である場合、レーザ光Ｌ１および蛍光に対する散乱（内部散乱）効果は、全く発生しないか、または非常に発生しにくいことが、検討の結果、分かった。この「４０ｎｍ」という値は、可視光線（約４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下）の波長の１０分の１以下に相当する。換言すれば、この「４０ｎｍ」という値は、励起光（青色光の場合：４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下）または蛍光（励起光より長波長の光）に比べ、１０分の１程度かそれ以下に相当する。また、この値は、可視光線がミー散乱を生じさせる散乱体のサイズの下限値にほぼ一致する。すなわち、上記結果は、当該下限値以下となるとミー散乱が生じないという一般的な見解と合致する。
【００３７】
本願では、上述のように、実験的に見出されたこのような小さなサイズの空隙を有するか、もしくは空隙を全く有さない蛍光部材を「小空隙蛍光部材」と定義している。そして、このような小空隙蛍光部材は、本願のように発光部８の側面からレーザ光Ｌ１を入射し、発光部８の内部を均一に導波させることによって、発光部８を色ムラなく均一な輝度で発光させるのに適している。特に、発光部８は空隙を全く含まない材料（すなわち、空隙の幅が０である材料）で構成されることが好ましい。例えば単結晶の蛍光体がそのような材料に相当する。
【００３８】
また、上述の「空隙」とは、蛍光部材内の結晶間の隙間（換言すれば粒界）を意味する。一例として、空隙は、内部に空気のみが存在している空洞である。但し、空隙の内部には、何らかの異物（例：蛍光部材の原料であるアルミナ等）が入り込んでいてもよい。空隙は、内部の結晶の粒界またはボイド等が発光部８の形成過程でできる。
【００３９】
なお、上記異物としては、上記例の他、蛍光体以外の樹脂・ガラス・セラミック等の部材または不純物等を含む。上記異物がこれらの物質からなる場合であっても、空隙の幅は、上述のとおり０ｎｍ≦ｔ≦４０ｎｍと小さい。そのため、発光部８は、蛍光体を樹脂等に分散させた発光部とは異なる構造となる。
【００４０】
また、上述の「空隙の幅」とは、蛍光部材内において隣接する結晶（結晶粒）間の距離の最大値を意味する。図３は、本実施形態に係る小空隙蛍光部材（蛍光体板）内における空隙の幅について説明するための概略図である。図３には、隣接する結晶間の距離として、距離ｄ１〜ｄ４が示されている。例えば、距離ｄ１〜ｄ４のうち、距離ｄ１が最大の距離であれば、この距離ｄ１が空隙の幅である。
【００４１】
なお、上述の距離ｄ１〜ｄ４を測定するためには、蛍光部材の断面を切り出した後に、光学顕微鏡、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope，走査型電子顕微鏡）、またはＴＥＭ（Transmission Electron Microscope，透過型電子顕微鏡）等の測定機器によって、当該断面の観察像を得ればよい。当該観察像を解析することにより、距離ｄ１〜ｄ４を測定することができる。すなわち、空隙の幅を測定することが可能となる。
【００４２】
上記小空隙蛍光部材としては、例えば、上記単結晶のＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体の他、多結晶のＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体、または、単結晶もしくは多結晶のＬｕＡＧ（ルテチウム・アルミニウム・ガーネット）蛍光体が用いられてもよい。すなわち、上記蛍光体は、単結晶または多結晶のガーネット構造の蛍光体であればよい。なお、上記蛍光体は、黄色の蛍光を発するものに限らず、レーザ光Ｌ１の発振波長域、または照明光Ｌ２の色に応じて、他の蛍光を発する単結晶または多結晶の蛍光体であってもよい。
【００４３】
ここで、本願において、「単結晶の蛍光体」とは、発光部８を構成する物質が蛍光物質のみであり、かつ全面に渡って結晶の面方位が揃っている状態を示す。この場合、発光部８には粒界が存在しないため、粒界部分に発生する空隙が存在せず、入射された励起光および発生した蛍光は発光部８の内部でほとんど散乱されない。また、本願において、「多結晶の蛍光体」とは、発光部８を構成する物質が蛍光物質のみであり、かつ内部で結晶の面方位が揃っていない状態を示す。この場合、発光部８には粒界が存在するものの、その粒界部分の空隙の幅が可視光線の波長の１０分の１以下であれば、入射された励起光および発生した蛍光は発光部８の内部で散乱されにくい。すなわち、本願では、単結晶や多結晶等の、散乱が生じにくい板状の蛍光体を発光部としている。そのため、従来よりも照明光Ｌ２の明るさを向上させることができる。換言すれば、発光部８は、高輝度な照明光Ｌ２を出力することができる。
【００４４】
なお、単結晶の蛍光体は、多結晶の蛍光体に比べ熱伝導率が高い。そのため、単結晶の蛍光体を発光部８に用いた場合には、多結晶の蛍光体に比べ、発光部８で発生した熱を逃げやすくすることができる。これにより、発光部８の温度をより下げることができるので、発光部８における励起光から蛍光への変換効率を向上させることができる。それゆえ、単結晶の蛍光体を発光部８に用いた場合には、多結晶の蛍光体を用いた場合よりも、より高輝度な照明光Ｌ２を出力することができる。この点を考慮すれば、本願の発光部８として単結晶の蛍光体を用いることが好ましい。
【００４５】
また、上記「多結晶の蛍光体」には、蛍光体粒子を焼結して固めた「焼結体」も包含されるが、本願では単結晶・多結晶・焼結体に係らず、上記で説明した特徴を持つ「小空隙蛍光部材」を発光部８として用いることとする。
【００４６】
また、発光部８は、図２の（ａ）に示すように、レーザ素子１が出射したレーザ光Ｌ１を入射する入射面８ａと、少なくとも発光部８で発した蛍光を出射する出射面８ｂと、を備えている。本実施形態では、集光レンズ７と対向する、発光部８の側面の１つ（図２では、ｘ−ｚ面に平行な面のうち、−ｙ方向を向いた面）が入射面８ａであり、発光部８の上面(図２では、ｘ−ｙ面に平行で＋z方向を向いた面)が出射面８ｂである。すなわち、入射面８ａおよび出射面８ｂは、互いに異なる面であり、かつ互いに対向していない面である。レーザ光Ｌ１は、入射面８ａに入射され、発光部８の内部において＋ｙ方向に導光（伝播）される。レーザ光Ｌ１は、その伝播過程において、発光部８を構成するＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体を励起し、黄色の蛍光を発生させる。そして、レーザ光Ｌ１および黄色の蛍光は、照明光Ｌ２として、出射面８ｂから放出される。
【００４７】
すなわち、発光部８では、（１）入射面８ａに入射されたレーザ光Ｌ１の進行方向と、（２）入射面８ａと異なる面であり、かつ入射面８ａと対向していない出射面８ｂから出射された照明光Ｌ２の進行方向とは、互いに異なっている。なお、当該レーザ光Ｌ１または照明光Ｌ２の進行方向とは、レーザ光Ｌ１または照明光Ｌ２の放射分布のうち、最も光量が多い（光度が高い）方向を指す。本実施形態では、発光部８の側面（入射面８ａ）からレーザ光Ｌ１が入射し、発光部８の上面（出射面８ｂ）から照明光Ｌ２が出射される。したがって、発光部８は、入射面と出射面とが対向する、所謂透過型の発光部ではない。なお、励起光が主に入射する面と、蛍光が外部に主に出射される面とが対向している発光部を、透過型の発光部と称する。
【００４８】
また、発光部８が上述の小空隙蛍光部材で構成されている場合、レーザ光Ｌ１および蛍光は、発光部８の内部において略均一に広がるように、発光部８の内部を伝播する。そのため、発光部８における照明光Ｌ２の発光形状は、出射面８ｂの形状（＋ｚ方向から−ｚ方向に向かって発光部８を見たときの形状）に対応した形状となる。すなわち、照明光Ｌ２は、出射面８ｂの形状に対応した形状の投影像を形成する。
【００４９】
上記出射面８ｂの形状に対応した形状とは、出射面８ｂと同一の形状に限らず、出射面８ｂと略同一の形状も含む。例えば、出射面８ｂの形状が長方形の場合、長方形の各辺がぼやけた形状（例えば長方形を含む略楕円形状）を含む。また、本実施形態では、後述のように、遮光性部材９によって上記投影像の形状が規定される。したがって、本願において、遮光性部材９が出射面８ｂの一部に設けられている場合には、上記出射面８ｂの形状に対応した形状とは、後述の開口の形状（露出部分の形状）に対応した形状を指す。なお、遮光性部材９を設けない場合、または遮光性部材９が上記投影像の形状を規定しないように設けられている場合には、上記出射面８ｂの形状に対応した形状とは、出射面８ｂの形状自体に対応した形状を指す。
【００５０】
ここで、蛍光体粒子をガラス等に分散させた蛍光体含有ガラス層を発光部に用いた場合、その内部に離散的に分散された蛍光体粒子の分布は、投光レンズ１２を介して、照明装置１００の外部にそのまま投光されることになる。そのため、投光された照明光には色ムラ（本実施形態では、青色と黄色とのムラ）が生じる傾向がある。一方、本実施形態では、上述のように発光部８が小空隙蛍光部材から構成され、かつ入射面８ａに入射されたレーザ光Ｌ１の進行方向と異なる進行方向に（すなわち、出射面８ｂから）照明光Ｌ２が出射される。そのため、発光部８の内部において、レーザ光Ｌ１と、当該レーザ光Ｌ１により励起された蛍光とを略均一に広がるように伝播させて、照明光Ｌ２として出射面８ｂから取り出すことができる。それゆえ、発光部８において離散的な発光（本実施形態では、黄色の蛍光）が生じることを防止することができるので、上記のような色ムラの発生を抑制することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、黄色の蛍光体を発光部８に含め、４５０ｎｍ（青色）のレーザ光Ｌ１（または、４２０ｎｍ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Ｌ１）を照射することで白色光（いわゆる、擬似白色光）が得られる。例えば、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。照明装置１００は、白色光を照明光Ｌ２として投光することができるので、照明装置１００をヘッドランプ（車両用前照灯）として適用することができる。
【００５２】
なお、例えば、小空隙蛍光部材として、緑色の蛍光体および赤色の蛍光体を発光部８に含め、青色または青色近傍のレーザ光Ｌ１を照射することで上記擬似白色を得てもよい。また、小空隙蛍光部材として、青色、緑色および赤色の蛍光体を発光部８に含め、４０５ｎｍのレーザ光Ｌ１（すなわち、青紫色の励起光）を照射することにより、照明光Ｌ２として白色光を発生させてもよい。この場合、レーザ素子１は、青紫色の励起光を出射する。また、この場合には、発光部８から出射される照明光Ｌ２は、発光部８が励起した蛍光のみを含む。
【００５３】
また、照明光Ｌ２として白色光が発光部８から出射される必要は必ずしもない。例えば、発光部８を構成する蛍光体が１種類であり、レーザ光Ｌ１で励起された蛍光のみが発光部８から出射される構成であってもよい。上述のように、本実施形態では、発光部８が小空隙蛍光部材から構成され、かつ入射面８ａに入射されたレーザ光Ｌ１の進行方向と異なる進行方向に照明光Ｌ２が出射される。そのため、発光部８において面内に分布を持った発光が生じることを防止することができる。それゆえ、発光部８から上記蛍光のみが出射された場合に、当該蛍光（すなわち照明光Ｌ２）において、意図しない輝度ムラが発生することを抑制することができる。
【００５４】
次に、小空隙蛍光部材の製造方法の一例を示す。小空隙蛍光部材が多結晶の蛍光体で構成される場合、まず、サブミクロンサイズの酸化物の粉末を原料として、液相法または固相法により蛍光体原料粉末を作成する。例えば、蛍光体原料粉末がＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体である場合、酸化物は酸化イットリウム、酸化アルミニウム、および酸化セリウムなどである。その後、蛍光体原料粉末を金型などで成型し、真空焼結させる。
【００５５】
上述の方法を用いることで、空隙の幅が０ｎｍより大きく、かつ４０ｎｍ以下である発光部８が得られる。この発光部８は、空隙の幅が狭いため、熱伝導率が高くなる。このため、発光部８の温度は、高密度の励起光を照射しても上昇しにくい。したがって、発光部８の発光効率の低下を抑制することができるので、高輝度かつ高効率の発光装置を提供することができる。さらに、上述の方法によれば、発光部８が製品に近い形状で形成されるため、材料のロスが小さく、かつ加工に要する時間を短縮できる。すなわち、上述の方法は、高い量産性を有する。
【００５６】
また、発光部８が単結晶の蛍光体で構成される場合、発光部８を製造する方法の例としては、液相法、例えばＣＺ（Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ；チョクラルスキー）法が挙げられる。具体的には、まず、酸化物粉末を乾式混合などにより混合粉末にし、当該混合粉末をるつぼに入れて加熱することで、融液を作製する。次に、蛍光体の種結晶（例えばＹＡＧの場合、ＹＡＧ単結晶）を用意し、当該種結晶を上記融液に接触させた後、回転させながら引き上げる。この時、引き上げ温度は２０００℃程度とする。これにより、＜１１１＞方向の単結晶インゴットを育成することができる。その後、当該インゴットを所望の大きさに切り出す。この時、切り出し方によっては、＜００１＞または＜１１０＞方向の単結晶インゴットを得ることもできる。
【００５７】
上述の方法で得られた単結晶インゴットは、空隙がない（空隙の幅が０である）ため、多結晶の蛍光体で形成された発光部８と比較して、さらに熱伝導率が高くなる（１０Ｗ／ｍ・Ｋ程度）。このため、発光部８の温度は、高密度の励起光を照射した場合に、より上昇しにくくなる。したがって、単結晶の蛍光体から構成される発光部８は、多結晶の蛍光体から構成される発光部８に比べ、さらに発光効率の低下を抑制することができ、さらに高輝度および高効率の発光装置を提供することができる。さらに、上述の方法によれば、単結晶インゴットは、蛍光体の融点以上の温度で融液から作成されるため、高い結晶性を有する。すなわち、発光部８における欠陥が少なくなる。このため、発光部８の温度特性が向上し、温度の上昇による発光効率の低下が抑制される。
【００５８】
また、発光部８の出射面８ｂは、図２の（ａ）に示すように、複数の凹部と複数の凸部とが交互に形成された凹凸形状（粗面）を有している。本実施形態では、出射面８ｂの凹凸形状は、出射面８ｂを、薬品を用いた化学的なエッチング法、または物理的なエッチング法（例えばサンドブラスト法など）によってランダムに形成されている。また、上記凹凸形状において、互いに隣接する凹部および凸部の平均間隔（ピッチ）は、発光部８が発する蛍光のピーク波長よりも長く、例えば１μｍ以上である。なお、上記凹凸形状はランダムに形成されていなくてもよく、凹部および凸部が例えば周期的に形成されていてもよい。この場合、凹部および凸部の周期が上記ピッチとなる。
【００５９】
発光部８に小空隙蛍光部材を用いているため、発光部８の内部において、レーザ光Ｌ１および蛍光が横方向（ｘ−ｙ面内方向）にほとんど散乱されず伝播される。そのため、出射面８ｂに加工が施されない場合には、出射面８ｂからレーザ光Ｌ１および蛍光を効率的に取り出すことが困難である。本実施形態では、出射面８ｂに上記のような凹凸形状を設けた部分（粗面化された部分）が散乱因子となるため、レーザ光Ｌ１および蛍光を照明光Ｌ２として効率的に外部に放出させることができる。
【００６０】
ここで、本願においては、入射面８ａに入射されたレーザ光Ｌ１の進行方向と、出射面８ｂから出射された照明光Ｌ２の進行方向とが互いに異なっている。発光部８が薄い平板状であり、かつ、入射面８ａが薄い平板の側面であり、出射面８ｂがその平板の上面である場合、発光部８の内部を伝搬するレーザ光Ｌ１および蛍光は上面である出射面８ｂにて内部側で全反射を起こすため、内部を伝播するレーザ光および蛍光を出射面８ｂから外部へと効率的には取り出しにくい。したがって、出射面８ｂに散乱機能を有する構成を設けることは、発光部８の内部を伝播するレーザ光および蛍光を外部に効率的に取り出す点において非常に効果的である。
【００６１】
また、発光部８は、本実施形態では光ファイバ２および集光レンズ７を介して、レーザ素子１と離隔して設けられている。実施形態２、４，５では、集光レンズ７を介して、レーザ素子１と離隔して設けられている。なお、実施形態３、６おいては、レーザ素子１またはＬＥＤ６１が接触していてもよいし、僅かに離隔させていてもよい。
【００６２】
（遮光性部材９）
遮光性部材９は、出射面８ｂから出射される照明光Ｌ２の一部を遮光するものである。そして、上記投影像の形状は、遮光性部材９の形状によって規定される。具体的には、図２に示すように、遮光性部材９は、出射面８ｂの端部（角部）８ｃを覆うことにより、遮光性部材９により形成される、出射面８ｂにおける開口の形状を規定している。図２の（ｂ）に示す斜線部分が、出射面８ｂのうち、遮光性部材９によって覆われている部分を示す。そして、出射面８ｂのうち、遮光性部材９によって覆われていない部分（露出部分）が上記開口である。すなわち、図２の（ｂ）において、上記斜線部分および上記露出部分をあわせた領域が出射面８ｂである。
【００６３】
このように遮光性部材９を出射面８ｂの一部を覆うように設けることで、出射面８ｂの形状によらず、上記開口の形状により、発光部８における上記発光形状を制御することができる。また、上記開口の形状を、出射面８ｂにおける遮光性部材９の形状により制御することができる。すなわち、上記遮光性部材９の、出射面８ｂを覆っている部分の形状を変更するだけで、上記開口の形状を変更することができる。それゆえ、出射面８ｂから出射される照明光Ｌ２の投影像を任意の形状に変更することができる。また、出射面８ｂの端部から、意図しない照明光Ｌ２が出射されることを防止することができる。そのため、出射面８ｂの端部８ｃにおいて制御できないレーザ光Ｌ１および蛍光の散乱によって、発光部８から出射される照明光Ｌ２の発光分布に乱れが生じること（端部８ｃにおける異常散乱の影響）を抑制することができる。すなわち、照明光Ｌ２を、出射面８ｂの上記開口（所望の部分）以外から、発光部８の外部に出射されることを抑制することができる。
【００６４】
なお、遮光性部材９を設けない、または遮光性部材９が上記投影像の形状を規定しないように設けられている場合には、出射面８ｂ自体の形状により、発光部８における上記発光形状を制御することができる。
【００６５】
本実施形態では、上記開口（露出部分）の大きさは０．５ｍｍ×１ｍｍである。すなわち、発光部８の出射面８ｂの大きさは、少なくとも０．５ｍｍ×１ｍｍよりも大きい。また、図２の（ｂ）に示すように、上記開口の形状はｘ方向に長辺を有する長方形である。そのため、発光部８における上記発光形状は、略長方形となる。また、発光部８の厚さは、０．３ｍｍである。なお、発光部８の大きさ、および上記開口の大きさは、照明装置１００の用途等によって適宜設定することができる。
【００６６】
また、本実施形態では、遮光性部材９は、出射面８ｂの端部８ｃだけではなく、発光部８の、入射面８ａ以外の側面に設けられている。これにより、発光部８の側面から、意図しない照明光Ｌ２が出射されることを防止することができる。
【００６７】
また、遮光性部材９は、照明光Ｌ２を反射する反射性材料を含んでいる。具体的には、遮光性部材９の、発光部８の表面と対向する表面に、反射膜が設けられている。この反射膜は、例えばアルミニウム蒸着膜である。これにより、レーザ光Ｌ１を発光部８の内部へと反射することができるため、発光部８の発光効率を向上させることができる。なお、反射膜は、アルミニウム蒸着膜に限らず、誘電体多層膜等のＨＲ（High Reflection）コート膜であってもよい。
【００６８】
なお、本実施形態では、遮光性部材９が、発光部８の入射面８ａ以外の側面を覆っているが、当該側面を覆う部材は、遮光性部材９とは別体であってもよい。この場合、遮光性部材９が出射面８ｂの端部８ｃに、上記反射性材料が上記側面にそれぞれ設けられる。
【００６９】
（反射防止コーティング膜１０）
反射防止コーティング膜１０は、発光部８の入射面８ａに入射されるレーザ光Ｌ１の、入射面８ａにおける反射を防止するものであり、入射面８ａに設けられている。すなわち、入射面８ａには反射防止コーティングが施されている。本実施形態では、反射防止コーティング膜１０としては、例えば、無反射コーティング膜（ＡＲ（Anti Reflection）コーティング膜）、スパッタ法により積層された多層コーティング膜等の誘電体膜が用いられる。本実施形態では、反射防止コーティング膜１０は、酸化アルミニウムで構成されている。
【００７０】
（半田材１１）
半田材１１は、図２の（ａ）に示すように、発光部８を支持台６に固定するものである。具体的には、半田材１１は、発光部の裏面（発光部８の、出射面８ｂと対向する表面）を支持台６の表面に固定する。また、半田材１１は金属製であるため、発光部８で発生した熱を支持台６に逃がすことができる。なお、放熱効果を考慮しなければ、半田材１１の代わりに、非金属（例えば樹脂）の接着材を用いてもよい。
【００７１】
（投光レンズ１２）
投光レンズ１２は、発光部８から出射された照明光Ｌ２を透過し、照明装置１００の外部に投光する投光用の凸レンズ（投光系）である。すなわち、投光レンズ１２は、発光部８が発した蛍光を少なくとも含む照明光Ｌ２を投光するものである。本実施形態では、発光部８を透過したレーザ光Ｌ１と発光部８が発した蛍光とが照明光Ｌ２として投光される。投光レンズ１２は、発光部８の出射面８ｂと対向するように配置されており、発光部８から出射された照明光Ｌ２を屈折させることで、所定の角度範囲に投光する。これにより、発光部８の内部を伝播し、発光部８から出射された照明光Ｌ２を、投光レンズ１２からその外部（＋ｚ方向）へと投光することができる。
【００７２】
また、投光レンズ１２は、出射面８ｂの形状に対応した形状の投影像を形成するように、照明光Ｌ２を投光する。上述のとおり、レーザ光Ｌ１および蛍光は、発光部８の内部において略均一に広がるように、発光部８の内部を伝播する。そのため、投光レンズ１２は、出射面８ｂの形状（本実施形態では、上記開口の形状）に対応した形状の投影像を有する照明光Ｌ２を投光することができる。
【００７３】
＜本実施形態の主な効果＞
照明装置１００では、発光部８から出射された蛍光を少なくとも含む照明光Ｌ２が、投光レンズ１２によって投光される。発光部８は、小空隙蛍光部材からなり、かつ、入射面８ａと出射面８ｂとは互いに異なり、かつ互いに対向していない面である。
【００７４】
そのため、蛍光体粒子を封止した発光部８を用いた場合と異なり、照明装置１００は、発光部８から照明光Ｌ２を略均一に出射することができ、当該照明光Ｌ２を投光レンズ１２から投光することができる。それゆえ、投光される照明光Ｌ２において、意図しない輝度ムラまたは色ムラが発生することを抑制することができる。
【００７５】
また、発光部８が小空隙蛍光部材からなっている場合、発光部８の内部にて散乱が生じにくい。出射面８ｂを粗面化することにより、発光部８の内部（具体的には、出射面８ｂの近傍）において上記散乱を生じさせることができる。それゆえ、発光部８が蛍光体のみからなる場合であっても、照明光Ｌ２を発光部８の外部に効率良く取り出すことができる。
【００７６】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図４〜図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。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。図４は、照明装置２００の構成の一例を示す図である。図５は、本実施形態の発光部８およびその周辺の構成の一例を示す図であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその上面図である。図６は、本実施形態の発光部８の変形例を示す図である。
【００７７】
＜照明装置２００の構成＞
本実施形態の照明装置２００は、図４および図５に示すように、レーザ素子１、支持台６、集光レンズ７、発光部８、遮光性部材９、半田材１１、レーザ素子固定部材２１およびリフレクタ２２（投光部）を備えている。リフレクタ２２以外の構成により発光装置が形成される。
【００７８】
照明装置２００は、レーザ素子固定部材２１と、投光レンズ１２に代えてリフレクタ２２とを備えている点で、実施形態１の照明装置１００とは異なる。また、発光部８の形状が、実施形態１の発光部８とは異なる。また、照明装置２００は、光ファイバ２、光ファイバコンバイナ３および光ファイバ固定部材５を備えていない点で、照明装置１００と異なる。すなわち、照明装置２００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を介さずに直接、集光レンズ７に入射される。また、反射防止コーティング膜１０を備えていない。
【００７９】
（レーザ素子１）
本実施形態では、出力３Ｗで、波長４５０ｎｍのレーザ光Ｌ１を発振する１個のレーザ素子１が、レーザ素子固定部材２１に固定されている。なお、図示しないが、実施形態１と同様、レーザ素子１は、駆動用の電源回路に接続されているとともに、放熱フィンを有するヒートシンクに接続されている。
【００８０】
（レーザ素子固定部材２１）
レーザ素子固定部材２１は、発光部８の入射面８ａがレーザ素子１と対向するようにレーザ素子１を支持するものであり、支持台６の表面に配置されている。また、レーザ素子固定部材２１は、リフレクタ２２を固定している。
【００８１】
（発光部８）
本実施形態の発光部８は、実施形態１の発光部８と同様、小空隙蛍光部材、具体的には単結晶のＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体で構成された板状部材である。これに限らず、発光部８は、例えば、多結晶のＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体、または、単結晶もしくは多結晶のＬｕＡＧ蛍光体であってもよい。なお、発光部８に用いられる蛍光体は、黄色の蛍光を発するものに限らず、レーザ光Ｌ１の発振波長域、または照明光Ｌ２の色に応じて、他の蛍光を発する単結晶または多結晶の蛍光体であってもよい。
【００８２】
また、図５の（ａ）に示すように、入射面８ａは、反射防止コーティング膜１０が設けられる代わりに、モスアイ構造（同図の点線）を有している。これにより、入射面８ａにおけるレーザ光Ｌ１の反射を抑制することができるので、レーザ光Ｌ１の利用効率を向上させることができる。
【００８３】
ここで、モスアイ構造とは、複数の凹部と複数の凸部とが交互に形成された凹凸形状であるが、凹部および凸部のピッチがレーザ光Ｌ１のピーク波長よりも短い。このピッチとは、凹部および凸部が周期的に設けられている場合には、その周期を指し、ランダムに設けられている場合には、その平均間隔を指す。本実施形態では、入射面８ａは、モスアイ構造として、ピッチが１５０ｎｍ未満で、高さ数百ｎｍの微細な凹凸形状を有している。
【００８４】
また、図５の（ａ）および（ｂ）に示すように、出射面８ｂには、発光部８から出射される照明光Ｌ２を回折する複数の溝（図５の（ａ）に示す凹部、図５の（ｂ）に示す点線）が形成されている。本実施形態では、上記複数の溝が回折格子として機能し、特に、出射面８ｂを、発光部８の面内を導波する光を出射面８ｂ側に回折するように設定された回折格子とすることが好ましい。図５に示すように、上記複数の溝は、ｙ方向に周期的に、ストライプ状に設けられている。換言すれば、遮光性部材９は、出射面８ｂがストライプ状である、上記開口の形状を規定している。なお、図５の（ｂ）に示す斜線部分が、出射面８ｂのうち、遮光性部材９によって覆われている部分を示す。特に、光が発光部の上面と大凡平行に進行する本願のような平板状の発光部８においては、出射面８ｂを、回折格子のピッチがブラッグ波長の４倍となる２次の回折格子とすることにより、発光部８の内部においてｙ方向に伝播されたレーザ光Ｌ１および蛍光を、±ｙ方向に反射するとともに、±ｚ方向に回折させることができる。
【００８５】
また、本実施形態では、上記開口の大きさは、０．２ｍｍ×１ｍｍである。すなわち、出射面８ｂの大きさは、少なくとも０．２ｍｍ×１ｍｍよりも大きい。また、図５の（ｂ）に示すように、上記開口の形状はｙ方向に長辺を有する長方形である。そのため、発光部８における上記発光形状は、略長方形となる。また、発光部８の厚さは、０．３ｍｍである。
【００８６】
ここで、上記複数の溝を２次の回折格子として機能させる場合、単結晶のＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体から青色の波長域の光を出射させるためには、当該複数の溝が形成するピッチは約０．２５μｍとなる。また、単結晶のＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体から黄色の波長域の光を出射させるためには、当該複数の溝が形成するピッチは約０．３μｍとなる。この点を考慮し、本実施形態では、上記複数の溝のピッチｒは、０．２５μｍ以上０．３μｍ以下である（またはこの範囲でピッチｒが変調される）ことが好ましい。特に、ピッチｒは、０．２５μｍおよび０．３μｍの中間値０．２７５μｍまたはその近傍の値であることが好ましい。
【００８７】
上記複数の溝の形状は、図５の（ａ）に示すように、略サイン波形状であるが、これに限らず、発光部８から出射される照明光Ｌ２を回折できれば、任意の形状を選択することができる。また、上記複数の溝は、電子ビーム露光法や二光束干渉露光法などの公知の方法によるパターンの形成（マスク形成）とドライエッチング法等による選択的エッチングとの組み合わせにより形成することができる。
【００８８】
このように、出射面８ｂに回折格子として機能する複数の溝が形成されることにより、発光部８から出射される照明光Ｌ２が回折されるので、発光部８から照明光Ｌ２を、＋ｚ方向に効率良く取り出すことができる。
【００８９】
なお、上記複数の溝は回折格子として機能するため、微小な構造である。そのため、リフレクタ２２（または実施形態１の投光レンズ１２）等の投光部から投光された照明光Ｌ２が形成する投影像（投光パターン）には反映されない。
【００９０】
（本実施形態の発光部８の変形例）
発光部８に上記複数の溝を設ける場合、ｙ方向にのみ周期的に設ける必要は必ずしもない。図６の（ａ）および（ｂ）に示すように、上記複数の溝は、ｘ方向に周期的に設けられてもよい。図６に示すように、上記複数の溝において、Ｘ方向のピッチとＹ方向のピッチとが略一致しているが、当該２つのピッチが一致している必要は必ずしもない。ただし、照明光Ｌ２を＋ｚ方向に効率良く取り出すことを考慮すれば、上記複数の溝は２次の回折格子として機能することが好ましい。また、図６の（ｂ）に示すように、上記複数の溝が形成されたときの凸部の形状はピラミッド形状となっているが、照明光Ｌ２を効率良く取り出せれば、その形状は任意に設定することができる。なお、上記複数の溝は、ｘ方向にのみ設けられてもよい。
【００９１】
（リフレクタ２２）
リフレクタ２２は、発光部８から出射された照明光Ｌ２を反射し、照明装置２００の外部に投光する凹面鏡（投光系）である。すなわち、リフレクタ２２は、発光部８が発した蛍光を少なくとも含む照明光Ｌ２を投光するものである。このリフレクタ２２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。
【００９２】
リフレクタ２２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パラボラミラー（パラボラリフレクタ）である。本実施形態では、リフレクタ２２は、発光部８から放出された照明光Ｌ２を投光する方向に、半円形の開口部を有するハーフパラボラミラーである。
【００９３】
リフレクタ２２のほぼ焦点の位置に配置された発光部８から出射された照明光Ｌ２は、リフレクタ２２によって、平行に近い光線束を形成して開口部から＋ｙ方向に投光される。これにより、照明光Ｌ２を狭い立体角内に効率的に投光することができる。
【００９４】
また、実施形態１と同様、リフレクタ２２は、出射面８ｂの形状に対応した形状の投影像を形成するように、照明光Ｌ２を投光する。それゆえ、出射面８ｂの形状（本実施形態では、上記開口の形状）に対応した形状の投影像を有する照明光Ｌ２を投光することができる。
【００９５】
なお、リフレクタ２２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、楕円面を有するもの（楕円ミラー）や自由曲面形状を有するもの（自由曲面ミラー）、または、マルチファセット化されたもの（マルチファセットミラー、マルチリフレクタ）を用いることができる。また、これらのミラーを任意に組み合わせたものを、リフレクタ２２として採用してもよい。さらに、リフレクタ２２の一部に曲面ではない部分を含めても良い。また、リフレクタ２２は、発光部８における上記発光形状を拡大投影するようなものであっても良い。また、リフレクタ２２は、凹面鏡とレンズとを組み合わせたものであっても良い。
【００９６】
（本実施形態の主な効果）
照明装置２００は、実施形態１と同様、発光部８としての小空隙蛍光部材から出射された照明光Ｌ２をリフレクタ２２によって投光することにより、意図しない輝度ムラまたは色ムラの発生が抑制された照明光Ｌ２を外部に投光することができる。また、出射面８ｂに複数の溝を設けることにより、実施形態１と同様、発光部８から出射される照明光Ｌ２を散乱させることができるので、発光部８の外部に効率良く取り出すことができる。
【００９７】
また、複数の溝を設けることによって、発光部８から出射される照明光Ｌ２は回折される。それゆえ、発光部８の外部にさらに効率良く取り出すことができる。
【００９８】
また、入射面８ａにモスアイ構造を設けているので、入射面８ａにおけるレーザ光Ｌ１の反射を抑制でき、発光部８の発光効率を高めることができる。
【００９９】
〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、図７および図８に基づいて説明すれば、以下のとおりである。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。図７は、照明装置３００の構成の一例を示す図である。図８は、本実施形態の発光部８およびその周辺の構成の一例を示す図であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその上面図である。
【０１００】
＜照明装置３００の構成＞
本実施形態の照明装置３００は、図７および図８に示すように、レーザ素子１、支持台６、発光部８、遮光性部材９、反射防止コーティング膜１０、半田材１１、投光レンズ１２およびレーザ素子固定部材２１を備えている。投光レンズ１２以外の構成により発光装置が形成される。
【０１０１】
照明装置３００は、リフレクタ２２に代えて投光レンズ１２を備えている点で、実施形態２の照明装置２００とは異なる。また、反射防止コーティング膜１０を備えており入射面８ａがモスアイ構造を有していない点で、かつ集光レンズ７を備えていない点で、照明装置２００と異なる。また、発光部８の形状および蛍光体が、実施形態１の発光部８とは異なる。
【０１０２】
（レーザ素子１）
本実施形態では、実施形態２と同様、出力３Ｗで、波長４５０ｎｍのレーザ光Ｌ１を発振する１個のレーザ素子１が、レーザ素子固定部材２１に固定されている。また、レーザ素子１は、反射防止コーティング膜１０の近傍に（すなわち、発光部８の近傍に）配置されている。すなわち、照明装置３００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や集光レンズ７等の光学系を介さずに直接、発光部８に入射される。
【０１０３】
（発光部８）
本実施形態の発光部８は、小空隙蛍光部材、具体的には多結晶のＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体で構成された板状部材である。これに限らず、発光部８は、例えば、単結晶のＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体、または、単結晶もしくは多結晶のＬｕＡＧ蛍光体であってもよい。なお、発光部８に用いられる蛍光体は、黄色の蛍光を発するものに限らず、レーザ光Ｌ１の発振波長域、または照明光Ｌ２の色に応じて、他の蛍光を発する単結晶または多結晶の蛍光体であってもよい。
【０１０４】
入射面８ａには、実施形態１と同様、レーザ光Ｌ１の反射を防止する反射防止コーティング膜１０が設けられている。ただし、本実施形態の反射防止コーティング膜１０は、酸化珪素で構成される。出射面８ｂには、図８の（ａ）に示すように、実施形態１と同様、照明光Ｌ２を散乱させる凹凸形状が形成されている。
【０１０５】
また、図８の（ａ）に示すように、発光部８の、入射面８ａから遠ざかる方向の厚さは、入射面８ａから遠ざかるに従い厚くなっている。すなわち、発光部８の上記厚さは、上記方向に徐々に厚くなるような厚さ分布を有している。この入射面８ａから遠ざかる方向（＋ｙ方向）は、入射面８ａに入射されるレーザ光Ｌ１の入射方向（進行方向）と略一致している。
【０１０６】
レーザ光Ｌ１が発光部８の内部を伝播するとき、レーザ光Ｌ１は、入射面８ａから遠ざかるに従い減衰する。入射面８ａから遠ざかるほど上記厚さを厚くすることにより、入射面８ａから遠ざかるほど蛍光体の量を増やすことができる。それゆえ、レーザ光Ｌ１が減衰しても、その分蛍光体の量が増えるため、照明光Ｌ２の輝度分布（ｙ方向の照明光Ｌ２の発光分布）を略均一にすることができる。
【０１０７】
また、図８の（ｂ）に示すように、上記開口の形状が、自動車のすれ違い用前照灯（ロービーム）の配光パターン（投光パターン）に対応した形状（当該配光パターンと略相似な形状）となるように、遮光性部材９の、出射面８ｂを覆う部分の形状が規定されている。なお、図８の（ｂ）に示す斜線部分が、出射面８ｂのうち、遮光性部材９によって覆われている部分を示す。
【０１０８】
この場合、投光レンズ１２は、発光部８から出射された照明光Ｌ２を路面に投光することにより、上記投影像として、上記すれ違い用前照灯の配光パターンを形成することができる。そして、照明装置３００を上記すれ違い用前照灯に適用することができる。
【０１０９】
なお、遮光性部材９を設けない場合、または遮光性部材９が上記投影像の形状を規定しない場合には、上記出射面８ｂの形状自体が自動車のすれ違い用前照灯の配光パターンに対応した形状とすることができる。
【０１１０】
このように、上記開口の形状（または出射面８ｂ自体の形状）を、上記すれ違い用前照灯の配光パターン等の複雑な配光パターンに対応させることができる。すなわち、上記開口の形状を複雑な多角形とすることができる。しかし、本願の上記開口の形状（または出射面８ｂ自体の形状）は、長方形（例えば実施形態１，２）や正方形（例えば実施形態３〜６）等の単純な形状であってもよいし、円形、楕円形等であってもよい。すなわち、様々な配光パターンに合わせて、上記開口の形状を任意に変更してもよい。これにより、発光部８における上記発光形状を、任意の形状とすることができる。それゆえ、本願の発光部８を備えた照明装置を、様々な照明装置に適用可能である。
【０１１１】
また、本実施形態では、出射面８ｂの大きさは、少なくとも上記開口の大きさよりも大きい。また、発光部８の厚さは、０．１ｍｍ（入射面８ａと対向する側面側の最も厚い箇所）である。
【０１１２】
＜本実施形態の主な効果＞
照明装置３００は、実施形態１と同様、小空隙蛍光部材で構成された発光部８および投光レンズ１２によって、意図しない輝度ムラまたは色ムラの発生が抑制された照明光Ｌ２を外部に（＋ｚ方向）投光することができる。また、出射面８ｂに粗面を形成することにより、実施形態１と同様、発光部８の外部に効率良く取り出すことができる。
【０１１３】
また、発光部８の上記厚さが入射面８ａから遠ざかるに従い厚くなっている。そのため、照明光Ｌ２の輝度分布を略均一にすることができる。
【０１１４】
また、上記開口または出射面８ｂの形状を、自動車のすれ違い用前照灯の配光パターンに対応した形状とすることにより、照明装置３００をすれ違い用前照灯に適用することができる。
【０１１５】
〔実施形態４〕
本発明の他の実施形態について、図９および図１０に基づいて説明すれば、以下のとおりである。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。図９は、照明装置４００の構成の一例を示す図である。図１０は、本実施形態の発光部８およびその周辺の構成の一例を示す図であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその上面図である。
【０１１６】
＜照明装置４００の構成＞
本実施形態の照明装置４００は、図９および図１０に示すように、レーザ素子１、支持台６、集光レンズ７、発光部８、遮光性部材９、半田材１１、投光レンズ１２、レーザ素子固定部材２１、リフレクタ２２および蛍光体粒子４２を備えている。投光レンズ１２およびリフレクタ２２以外の構成により発光装置が形成される。
【０１１７】
照明装置４００では、発光部８の形状およびその周辺構成が、実施形態２の発光部８の形状およびその周辺構成とは異なる。また、照明装置４００は、リフレクタ２２の照明光Ｌ２の投光先に投光レンズ１２を備えている。照明装置４００のそれ以外の構成は、実施形態２の照明装置２００と同一である。
【０１１８】
（発光部８）
本実施形態の発光部８は、小空隙蛍光部材、具体的には単結晶のＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体で構成された板状部材である。これに限らず、発光部８は、例えば、多結晶のＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体、または、単結晶もしくは多結晶のＬｕＡＧ蛍光体であってもよい。
【０１１９】
また、図１０の（ａ）に示すように、入射面８ａは、実施形態２と同様、モスアイ構造を有している（同図の点線）。これにより、入射面８ａにおけるレーザ光Ｌ１の反射を抑制することができる。なお、発光部８に用いられる蛍光体は、黄色の蛍光を発するものに限らず、レーザ光Ｌ１の発振波長域、または照明光Ｌ２の色に応じて、他の蛍光を発する単結晶または多結晶の蛍光体であってもよい。
【０１２０】
また、図１０の（ａ）に示すように、出射面８ｂには、上記各実施形態のように、凹凸形状や複数の溝等を形成するための加工がなされていない。すなわち、出射面８ｂは、面一の形状である。その代りに、出射面８ｂには、発光部８を透過した励起光を受けて発光する蛍光体粒子４２が設けられている。すなわち、出射面８ｂには、発光部８に用いられる単結晶または多結晶の蛍光体ではなく、粒子状の蛍光体からなる粒子層が設けられている。
【０１２１】
上述のように、発光部８に小空隙蛍光部材である単結晶または多結晶の蛍光体を用いているため、当該内部において、レーザ光Ｌ１および蛍光が横方向（ｘ−ｙ面内方向）にほとんど散乱されず伝播される。そのため、出射面８ｂに加工が施されない場合には、出射面８ｂからレーザ光Ｌ１および蛍光を効率的に取り出すことが困難である。しかし、出射面８ｂに蛍光体粒子４２を設けることにより、当該蛍光体粒子４２によって出射面８ｂの上に凹凸形状を形成することができる。そのため、発光部８から出射された照明光Ｌ２を蛍光体粒子４２によって散乱することができ、当該照明光Ｌ２を発光部８から効率良く取り出すことができる。
【０１２２】
本実施形態では、上記蛍光体粒子４２として、レーザ素子１から出射されたレーザ光Ｌ１（青色光）により励起されて赤色の蛍光を発するＣＡＳＮ蛍光体が用いられている。そして、スプレーコーティング法などの公知の方法を用いて、粒子状のＣＡＳＮ蛍光体を出射面８ｂに堆積させて、当該粒子状のＣＡＳＮ蛍光体を出射面８ｂの上に敷き詰めることにより、当該ＣＡＳＮ蛍光体を出射面８ｂに設けている。
【０１２３】
このように、上記蛍光体粒子４２としてＣＡＳＮ蛍光体を用いることにより、発光部８を構成するＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体から出射された黄色の蛍光に、ＣＡＳＮ蛍光体から出射された赤色の蛍光を混合させることができる。そのため、照明光Ｌ２としての白色光に赤味成分を追加することができるため、照明光Ｌ２の演色性を向上させることができる。すなわち、照明装置４００は、演色性に優れた白色光（照明光Ｌ２）を投光することができる。
【０１２４】
なお、上記蛍光体粒子４２としてＣＡＳＮ蛍光体を用いる必要は必ずしもなく、その他の赤色を発光する蛍光体（例えば、ｓＣＡＳＮ蛍光体）を用いてもよい。また、演色性を考慮しなければ、上記蛍光体粒子４２として赤色の蛍光を発する蛍光体を用いる必要は必ずしもない。例えば、上記蛍光体粒子４２として、粒子状のＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体を用いてもよい。
【０１２５】
また、本実施形態では、上記開口の大きさは、０．５ｍｍ×０．５ｍｍである。すなわち、出射面８ｂの大きさは、少なくとも０．５ｍｍ×０．５ｍｍよりも大きい。また、発光部８の厚さは、０．２ｍｍである。また、図１０の（ｂ）に示すように、上記開口の形状は正方形である。すなわち、発光部８における上記発光形状は、略正方形の形状となる。
【０１２６】
（投光レンズ１２およびリフレクタ２２）
投光レンズ１２およびリフレクタ２２は、発光部８から出射された蛍光を含む照明光Ｌ２を照明装置４００の外部に投光するものである。
【０１２７】
具体的には、リフレクタ２２は、発光部８から出射された蛍光を含む照明光Ｌ２を反射し、開口部と対向して設けられた投光レンズ１２へと導光する。この点、本実施形態のリフレクタ２２は導光機能を有するともいえる。投光レンズ１２は、リフレクタ２２から出射された照明光Ｌ２を透過し、照明装置４００の外部に（＋ｙ方向に）投光する。これにより、リフレクタ２２から出射された照明光Ｌ２を投光する角度範囲を制御することができる。また、照明装置４００をプロジェクション型投光器として実現することができる。
【０１２８】
また、実施形態１と同様、リフレクタ２２は、出射面８ｂの形状に対応した形状の投影像を形成するように、照明光Ｌ２を投光する。それゆえ、出射面８ｂの形状（本実施形態では、上記開口の形状）に対応した形状の投影像を有する照明光Ｌ２を投光することができる。
【０１２９】
＜本実施形態の主な効果＞
照明装置４００は、実施形態１と同様、小空隙蛍光部材で構成された発光部８および投光レンズ１２によって、意図しない輝度ムラまたは色ムラの発生が抑制された照明光Ｌ２を外部に投光することができる。また、出射面８ｂに蛍光体粒子４２を設けることにより、実施形態１と同様、発光部８から出射される照明光Ｌ２を散乱させることができるので、発光部８の外部に効率良く取り出すことができる。
【０１３０】
〔実施形態５〕
本発明の他の実施形態について、図１１〜図１３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。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。図１１は、照明装置５００の構成の一例を示す図である。図１２は、本実施形態の発光部８およびその周辺の構成の一例を示す図であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその上面図である。図１３は、窪み部５１の構成の一例を示す図である。
【０１３１】
＜照明装置５００の構成＞
本実施形態の照明装置５００は、図１１および図１２に示すように、レーザ素子１、支持台６、集光レンズ７、発光部８、遮光性部材９、半田材１１、投光レンズ１２、レーザ素子固定部材２１および蛍光体粒子４２を備えている。投光レンズ１２以外の構成により発光装置が形成される。
【０１３２】
照明装置５００は、発光部８の形状および蛍光体が実施形態１の発光部８とは異なる。また、発光部８の周辺構成についても、実施形態１の発光部８の周辺構成とは異なる。それ以外の発光装置を構成する部材は、実施形態２の発光装置を構成する部材と同一である。また、実施形態２とは異なり、リフレクタ２２ではなく投光レンズ１２を備えている。
【０１３３】
（発光部８）
本実施形態の発光部８は、小空隙蛍光部材、具体的には単結晶のＬｕＡＧ蛍光体で構成された板状部材である。このＬｕＡＧ蛍光体も、実施形態１で述べたガーネット構造の蛍光体の一種である。発光部８は、単結晶のＬｕＡＧ蛍光体に限らず、例えば、多結晶のＬｕＡＧ蛍光体、または、単結晶もしくは多結晶のＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体で構成されてもよい。なお、発光部８に用いられる蛍光体は、黄色の蛍光を発するものに限らず、レーザ光Ｌ１の発振波長域、または照明光Ｌ２の色に応じて、他の蛍光を発する単結晶または多結晶の蛍光体であってもよい。
【０１３４】
図１２および図１３に示すように、入射面８ａには、その内部において、レーザ素子１から出射されたレーザ光Ｌ１を受光する窪み部５１が形成されている。これにより、窪み部５１の内部で反射したレーザ光Ｌ１を、その内部において、再び発光部８へと入射させることが可能となるため、発光部８に吸収されなかったレーザ光Ｌ１がレーザ素子１側に反射されることを抑制することができる。それゆえ、レーザ光Ｌ１の利用効率を向上させることができる。
【０１３５】
窪み部５１は、入射面８ａの、レーザ光Ｌ１の入射位置に形成される。すなわち、窪み部５１にレーザ素子１から出射されたレーザ光Ｌ１が入射されるように、レーザ素子１および発光部８の相対的な位置関係が規定されている。本実施形態では、窪み部５１は、図１３に示すように、入射位置側については、略正方形の、レーザ光Ｌ１を受光する開口部を有する略直方体形状となっている。また、窪み部５１の、入射位置から遠い部分は、略直方体形状の底面（開口部）の大きさおよび形状と略同一の底面を有する三角錐形状となっている。すなわち、窪み部５１の先端部は、先細り形状となっている。窪み部５１の形状はこれに限らず、レーザ光Ｌ１を受光し、かつその内部で反射したレーザ光Ｌ１が再び入射しやすい構成（レーザ光Ｌ１が、その内部で多重散乱しても窪み部５１の外部には出てこない構成）であればよい。
【０１３６】
なお、窪み部５１の内面に、凹凸形状を設けてもよい。この場合、窪み部５１の内部で反射したレーザ光Ｌ１を、凸部にて受光しやすくすることができる。そのため、レーザ光Ｌ１の利用効率をさらに向上させることができる。
【０１３７】
また、図１２の（ａ）に示すように、発光部８の、入射面８ａから遠ざかる方向の厚さは、入射面８ａから遠ざかるに従い薄くなっている。すなわち、発光部８の上記厚さは、上記方向に徐々に薄くなるような厚さ分布を有しており、さらに換言すれば、発光部８の形状（層厚分布）が楔形である。この入射面８ａから遠ざかる方向（＋ｙ方向）は、入射面８ａに入射されるレーザ光Ｌ１の入射方向（進行方向）と略一致している。
【０１３８】
レーザ光Ｌ１が発光部８の内部を伝播するとき、レーザ光Ｌ１は、入射面８ａから遠ざかるに従い減衰する。入射面８ａから遠ざかるほど上記厚さを薄くなっているため、入射面８ａから遠ざかるほど蛍光体の量が減少する。それゆえ、入射面８ａ付近から出射される照明光Ｌ２の輝度が最も高くなり、上記方向に向かうにつれて照明光Ｌ２の輝度が小さくなる。そして、入射面８ａから最も離隔した位置付近において、照明光Ｌ２の輝度が最も小さくなる。このように、照明装置５００は、投光領域における照明光Ｌ２の輝度分布が不均一となるように制御することができる。それゆえ、このような輝度分布が要求される照明装置に、有効に使用することができる。例えば、照明装置５００を自動車の前照灯（ヘッドランプ）として使用した場合、水平線よりわずかに下方を最も明るく照らす必要があるすれ違い用前照灯(ロービーム)として好適に使用することができる。
【０１３９】
また、図１２の（ａ）および（ｂ）に示すように、出射面８ｂには、実施形態４と同様、発光部８を透過したレーザ光Ｌ１を受けて発光する蛍光体粒子４２が設けられている。すなわち、出射面８ｂは、面一の形状である。これにより、出射面８ｂを加工せずとも、照明光Ｌ２を発光部８から効率良く取り出すことができる。
【０１４０】
また、本実施形態では、上記蛍光体粒子４２としてｓＣＡＳＮ蛍光体を用いている。そのため、実施形態４と同様、発光部８を構成するＬｕＡＧ蛍光体から出射された黄色の蛍光に、ｓＣＡＳＮ蛍光体から出射された赤色の蛍光を混合させることができる。それゆえ、照明装置５００は、演色性に優れた白色光（照明光Ｌ２）を投光することができる。
【０１４１】
なお、上記蛍光体粒子４２としてｓＣＡＳＮ蛍光体を用いる必要は必ずしもなく、その他の赤色を発光する蛍光体（例えば、ＣＡＳＮ蛍光体）を用いてもよい。また、演色性を考慮しなければ、上記蛍光体粒子４２として赤色の蛍光を発する蛍光体を用いる必要は必ずしもない。例えば、上記蛍光体粒子４２として、粒子状のＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体を用いてもよい。また、粒子状のｓＣＡＳＮ蛍光体の出射面８ｂへの設置方法は、実施形態４と同様である。
【０１４２】
また、本実施形態では、上記開口の大きさは、１．０ｍｍ×１．０ｍｍである。すなわち、出射面８ｂの大きさは、少なくとも１．０ｍｍ×１．０ｍｍよりも大きい。また、発光部８の厚さは、０．３ｍｍ（入射面８ａ側の最も厚い箇所）である。また、図１２の（ａ）に示すように、上記開口の形状は正方形である。すなわち、発光部８における上記発光形状は、略正方形の形状となる。
【０１４３】
＜本実施形態の主な効果＞
照明装置５００は、実施形態１と同様、小空隙蛍光部材で構成された発光部８および投光レンズ１２によって、意図しない輝度ムラまたは色ムラの発生が抑制された照明光Ｌ２を外部に（＋ｚ方向に）投光することができる。また、出射面８ｂに蛍光体粒子４２を設けることにより、実施形態４と同様、発光部８の外部に効率良く取り出すことができる。
【０１４４】
また、入射面８ａには、窪み部５１が形成されているため、レーザ光Ｌ１の利用効率を向上させることができる。
【０１４５】
また、発光部８の上記厚さが入射面８ａから遠ざかるに従い薄くなっている。そのため、投光領域における照明光Ｌ２の輝度分布が不均一であることが要求される照明装置に、照明装置５００を有効に使用することができる。
【０１４６】
〔実施形態６〕
本発明の他の実施形態について、図１４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。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。図１４は、照明装置６００の構成の一例を示す図であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその上面図である。
【０１４７】
＜照明装置６００の構成＞
本実施形態の照明装置６００は、図１４に示すように、支持台６、発光部８、ＬＥＤ６１（励起光源）、散乱粒子６２およびリフレクタ６３（投光部）を備えている。なお、図示していないが、実施形態１と同様、発光部８は、半田材１１を介して支持台６に固定されている。リフレクタ６３以外の構成により発光装置が形成される。
【０１４８】
（支持台６）
本実施形態の支持台６は、発光部８の他、ＬＥＤ６１およびリフレクタ６３を固定する部材である。また、支持台６が金属製の場合、ＬＥＤ６１および発光部８において生じた熱を効率良く逃がすことができる。
【０１４９】
（ＬＥＤ６１）
ＬＥＤ６１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。ＬＥＤ６１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良い。ＬＥＤ６１は電極端子（不図示）を備え、当該電極端子には配線（不図示）が接続されている。ＬＥＤ６１は、配線および電極端子を介して、駆動用の電源回路（不図示）に接続されている。
【０１５０】
ＬＥＤ６１は、波長４５０ｎｍの励起光（実施形態１のレーザ光Ｌ１に相当）を発光する。なお、発光波長域はこれに限定されず、ＬＥＤ６１は、４２０ｎｍ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励起光を発光してもよい。上記発振波長域は、発光部８に含める蛍光体の種類、または発光部８の入射面８ａに設けられる蛍光体の種類等に応じて適宜選択すれば良い。
【０１５１】
また、本実施形態では、ＬＥＤ６１として、エッジエミッション型青色ＬＥＤを用いているが、これに限らず、他の構造を有するＬＥＤであってもよい。
【０１５２】
本実施形態では、照明装置１００の励起光源として、４個のＬＥＤ６１を用いている。各ＬＥＤ６１は、それぞれの発光点が、直方体形状である発光部８の４つすべての側面のそれぞれに対向するように配置されている。このように、複数のＬＥＤ６１を用いることにより、励起強度を高めることができる。なお、レーザ素子１の個数は４個に限られず、その出力等に応じて決定すればよい。例えば、４つの側面のそれぞれに対向するように、２つずつＬＥＤ６１を備えてもよいし、１つの側面に対向するように１つのＬＥＤ６１を備えてもよい。
【０１５３】
なお、本実施形態では、励起光源としてＬＥＤ６１を用いているが、レーザ素子１を用いてもよい。
【０１５４】
（発光部８）
本実施形態の発光部８は、小空隙蛍光部材、具体的には多結晶のＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体で構成された板状部材である。これに限らず、発光部８は、例えば、単結晶のＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体、または、単結晶もしくは多結晶のＬｕＡＧ蛍光体であってもよい。なお、発光部８に用いられる蛍光体は、黄色の蛍光を発するものに限らず、励起光の発振波長域、または照明光Ｌ２の色に応じて、他の蛍光を発する単結晶または多結晶の蛍光体であってもよい。
【０１５５】
また、入射面８ａには、モスアイ構造や反射防止コーティング膜１０等の、励起光の反射を防止する構成は設けられていないが、当該構成が設けられていてもよい。また、側面の全てに対向するようにＬＥＤ６１が設けられない場合には、ＬＥＤ６１と対向する側面以外の側面には、励起光および蛍光を反射する反射膜が設けられてもよい。
【０１５６】
また、図１４の（ａ）および（ｂ）に示すように、出射面８ｂには、発光部８から出射される照明光Ｌ２を散乱する散乱粒子６２が設けられている。すなわち、出射面８ｂは面一の形状であり、かつ、出射面８ｂには、発光部８に用いられる単結晶または多結晶の蛍光体ではなく、粒子状の散乱材からなる粒子層が設けられている。これにより、出射面８ｂを加工せずとも、散乱粒子６２によって出射面８ｂの上に凹凸形状を形成することができる。それゆえ、照明光Ｌ２を散乱粒子６２によって散乱させることができる。それゆえ、照明装置６００は、照明光Ｌ２を発光部８から効率良く取り出すことができる。
【０１５７】
本実施形態では、散乱粒子６２として、例えばアルミナを用いている。また、散乱粒子６２は、スプレーコーティング等の公知の方法を用いて、散乱粒子６２を出射面８ｂに堆積させることにより、出射面８ｂに設けられる。
【０１５８】
また、本実施形態では、出射面８ｂの大きさは、５．０ｍｍ×５．０ｍｍである。また、発光部８の厚さは、１．０ｍｍである。また、図１４の（ｂ）に示すように、出射面８ｂの形状は正方形である。すなわち、発光部８における上記発光形状は、略正方形の形状となる。
【０１５９】
なお、発光部８における上記発光形状を規定するために、出射面８ｂの一部に、遮光性部材９が設けられてもよい。この場合、上記開口の大きさが５．０ｍｍ×５．０ｍｍとなり、出射面８ｂの大きさは少なくとも当該開口の大きさよりも大きい。また、上記開口の形状を正方形とすることができる。また、ＬＥＤ６１と対向する側面以外の側面が存在する場合には、当該ＬＥＤ６１が対向しない側面には、遮光性部材９が設けられてもよい。
【０１６０】
（リフレクタ６３）
リフレクタ６３は、リフレクタ２２と同様、発光部８から出射された蛍光を含む照明光Ｌ２を反射し、照明装置６００の外部に投光するリフレクタ（投光系）である。リフレクタ６３は、リフレクタ２２を、円形の開口部を有するパラボラミラー（フルパラボラミラー）として使用したものである。
【０１６１】
また、発光部８は、リフレクタ６３のほぼ焦点の位置に配置されるように、支持台６に固定されているので、照明光Ｌ２の少なくとも一部は、リフレクタ２２によって、平行に近い光線束を形成して開口部から＋ｚ方向に投光される。
【０１６２】
また、実施形態１と同様、リフレクタ６３は、出射面８ｂの形状（遮光性部材９により開口が規定される場合には、上記開口の形状）に対応した形状の投影像を形成するように、照明光Ｌ２を投光する。それゆえ、出射面８ｂの形状に対応した形状の投影像を有する照明光Ｌ２を投光することができる。
【０１６３】
＜本実施形態の主な効果＞
照明装置６００は、実施形態１と同様、小空隙蛍光部材で構成された発光部８およびリフレクタ６３によって、意図しない輝度ムラまたは色ムラの発生が抑制された照明光Ｌ２を外部に投光することができる。また、出射面８ｂに散乱粒子６２を設けることにより、照明光Ｌ２を発光部８の外部に効率良く取り出すことができる。
【０１６４】
〔本発明の適用例〕
本願の照明装置は、車両用前照灯（例えば自動車の前照灯）やダウンライト等の照明装置に適用可能である。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、本願の照明装置は、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。
【０１６５】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る照明装置（１００〜６００）は、
励起光（レーザ光Ｌ１）を出射する励起光源（レーザ素子１、ＬＥＤ６１）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（８）と、
上記発光部が発した蛍光を少なくとも含む照明光（Ｌ２）を投光する投光部（投光レンズ１２、リフレクタ２２、リフレクタ６３）と、を備え、
上記発光部は、小空隙蛍光部材からなり、
上記発光部は、上記励起光源が出射した励起光を入射する入射面（８ａ）と、上記照明光を出射する出射面（８ｂ）と、を備え、
上記入射面と上記出射面とは互いに異なり、かつ互いに対向していない面であり、
上記小空隙蛍光部材は、内部に存在する空隙の幅が、０ｎｍ以上かつ上記励起光の波長の１０分の１以下である部材である。
【０１６６】
上記構成によれば、発光部が上記小空隙蛍光部材からなり、かつ、励起光が入射する入射面と、照明光を出射する出射面とは互いに異なり、かつ互いに対向していない面である。そのため、発光部の内部において、励起光と、当該励起光により励起された蛍光とを略均一に広がるように導波（伝播）させて、発光部から出射させることができる。そして、このように発光部の内部を導波し、発光部から出射された励起光および蛍光を含む照明光を、投光部からその外部へと投光することができる。
【０１６７】
それゆえ、本発明の一態様に係る照明装置によれば、投光する照明光において、意図しない輝度ムラまたは色ムラが発生することを抑制することができる。そして、所望の輝度分布を有する照明光を投光することができる。
【０１６８】
本発明の態様２に係る照明装置（１００〜６００）は、態様１において、
上記空隙の幅は、０ｎｍ以上かつ４０ｎｍ以下であることが好ましい。
【０１６９】
上記構成によれば、上述のように、投光する照明光において、意図しない輝度ムラまたは色ムラが発生することを抑制することができる。
【０１７０】
さらに、本発明の態様３に係る照明装置は、態様１または２において、
上記発光部は、単結晶の蛍光体からなることが好ましい。
【０１７１】
上記構成によれば、発光部の内部での照明光の散乱がより少なくなり、より均一な照明光の発光分布を得ることができる。また、熱伝導率が高いため、発光部で発生した熱を逃げやすくすることができる。これにより、発光部における励起光から蛍光への変換効率を向上させることができる。それゆえ、発光部は、高輝度な照明光を出力することができる。
【０１７２】
さらに、本発明の態様４に係る照明装置は、態様１から３のいずれかにおいて、
上記投光部は、上記出射面の形状に対応した形状の投影像を形成するように、上記照明光を投光することが好ましい。
【０１７３】
上記構成によれば、照明光は、発光部の内部において略均一に広がるように、発光部の内部を導光する。そのため、上記構成のように、照明光は、発光部の出射面の形状に対応した形状の投影像を形成する。それゆえ、出射面の形状に対応した形状の投影像を有する照明光を投光することができる。
【０１７４】
さらに、本発明の態様５に係る照明装置は、態様４において、
上記出射面から出射される上記照明光の一部を遮光する遮光性部材（９）を備え、
上記投影像の形状は、上記遮光性部材の形状によって規定されていることが好ましい。
【０１７５】
上記構成によれば、遮光性部材の形状を変更するだけで、出射面から出射される照明光の投影像を任意の形状に変更することができる。
【０１７６】
さらに、本発明の態様６に係る照明装置は、態様５において、
上記遮光性部材は、上記出射面の端部（８ｃ）を覆っていることが好ましい。
【０１７７】
上記構成によれば、出射面の端部から、意図しない照明光が出射されることを防止することができる。
【０１７８】
さらに、本発明の態様７に係る照明装置は、態様５または６において、
上記遮光性部材は、上記照明光を反射する反射性材料を含んでいることが好ましい。
【０１７９】
上記構成によれば、照明光を発光部の内部へと反射することができるので、発光効率を向上させることができる。
【０１８０】
さらに、本発明の態様８に係る照明装置は、態様１から７のいずれかにおいて、
上記発光部から出射される上記照明光を反射する反射性材料が、上記発光部の、上記入射面以外の側面に設けられていることが好ましい。
【０１８１】
上記構成によれば、発光部の側面から、意図しない照明光が出射されることを防止することができる。
【０１８２】
さらに、本発明の態様９に係る照明装置は、態様１から８のいずれかにおいて、
上記発光部の、上記入射面から遠ざかる方向の厚さは、上記入射面から遠ざかるに従い厚くなっていることが好ましい。
【０１８３】
上記構成によれば、入射面から遠ざかるに従い励起光は減衰する。上記構成によれば、入射面から遠ざかるほど上記厚さが厚くなるため、入射面から遠ざかるほど蛍光体の量を増やすことができる。それゆえ、励起光が減衰しても、その分蛍光体の量が増えるため、照明光の輝度分布を略均一にすることができる。
【０１８４】
さらに、本発明の態様１０に係る照明装置は、態様１から８のいずれかにおいて、
上記発光部の、上記入射面から遠ざかる方向の厚さは、上記入射面から遠ざかるに従い薄くなっていることが好ましい。
【０１８５】
上記構成によれば、入射面から遠ざかるほど、発光部から出射される照明光の輝度が小さくすることができる。それゆえ、本発明の一態様に係る照明装置を、投光領域における照明光の輝度分布が不均一であることが要求される照明装置に、有効に使用することができる。
【０１８６】
さらに、本発明の態様１１に係る照明装置は、態様１から１０のいずれかにおいて、
上記入射面には、反射防止コーティングが施されていることが好ましい。
【０１８７】
上記構成によれば、入射面における励起光の反射を抑制することができるので、励起光の利用効率を向上させることができる。
【０１８８】
さらに、本発明の態様１２に係る照明装置は、態様１から１１のいずれかにおいて、
上記入射面は、モスアイ構造を有していることが好ましい。
【０１８９】
上記構成によれば、入射面における励起光の反射を抑制することができるので、励起光の利用効率を向上させることができる。
【０１９０】
さらに、本発明の態様１３に係る照明装置は、態様１から１２のいずれかにおいて、
上記入射面には、窪み部（５１）が形成されており、
上記窪み部は、その内部において、上記励起光源から出射された励起光を受光することが好ましい。
【０１９１】
上記構成によれば、窪み部の内部で反射した励起光を、その内部において、再び発光部へと入射させることが可能となる。それゆえ、励起光の利用効率を向上させることができる。
【０１９２】
さらに、本発明の態様１４に係る照明装置は、態様１から１３のいずれかにおいて、
上記出射面は、複数の凹部と複数の凸部とが交互に形成された凹凸形状を有し、
互いに隣接する上記凹部および上記凸部の平均間隔（ピッチｒ）は、上記蛍光のピーク波長よりも長いことが好ましい。
【０１９３】
上記構成によれば、凹凸形状が、発光部から出射される照明光の散乱因子となる。そのため、発光部から照明光を効率良く取り出すことができる。
【０１９４】
さらに、本発明の態様１５に係る照明装置は、態様１から１４のいずれかにおいて、
上記出射面には、上記発光部を透過した励起光を受けて発光する蛍光体粒子（４２）が設けられていることが好ましい。
【０１９５】
上記構成によれば、蛍光体粒子（すなわち、粒子状の蛍光体）が上記散乱因子となる。そのため、発光部から照明光を効率良く取り出すことができる。
【０１９６】
さらに、本発明の態様１６に係る照明装置は、態様１から１５のいずれかにおいて、
上記出射面には、上記発光部から出射される上記照明光を回折する複数の溝が形成されていることが好ましい。
【０１９７】
上記構成によれば、複数の溝を透過することにより、上記照明光が回折される。それゆえ、発光部から照明光を効率良く取り出すことができる。
【０１９８】
さらに、本発明の態様１７に係る照明装置は、態様１から１６のいずれかにおいて、
上記小空隙蛍光部材は、単結晶または多結晶のガーネット構造の蛍光体であることが好ましい。
【０１９９】
上記構成によれば、発光特性に優れた照明装置を実現することができる。
【０２００】
さらに、本発明の態様１８に係る照明装置は、態様１から１７のいずれかにおいて、
上記出射面の形状は、自動車のすれ違い用前照灯の配光パターンに対応した形状であることが好ましい。
【０２０１】
上記構成によれば、本発明の一態様に係る照明装置を、自動車のすれ違い用前照灯に適用することができる。
【０２０２】
さらに、本発明の態様１９に係る照明装置は、態様１から１８のいずれかにおいて、
自動車の前照灯であることが好ましい。
【０２０３】
上記構成によれば、投光する照明光において意図しない輝度ムラまたは色ムラが発生することを抑制可能な自動車の前照灯を実現することができる。
【０２０４】
さらに、本発明の態様２０に係る照明装置は、態様１から１９のいずれかにおいて、
すれ違い前照灯であることが好ましい。
【０２０５】
上記構成によれば、投光する照明光において意図しない輝度ムラまたは色ムラが発生することを抑制可能なすれ違い前照灯を実現することができる。
【０２０６】
〔付記事項〕
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。
【符号の説明】
【０２０７】
１    レーザ素子（励起光源）、
８    発光部
８ａ  入射面
８ｂ  出射面
８ｃ  端部
９    遮光性部材
１２  投光レンズ（投光部）
２２  リフレクタ（投光部）
４２  蛍光体粒子
５１  窪み部
６１  ＬＥＤ（励起光源）
６３  リフレクタ（投光部）
１００〜６００  照明装置
Ｌ１  レーザ光（励起光）
Ｌ２  照明光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【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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