(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子から発振されたレーザ光が照射されることにより発光する発光部と、を備えた、発光装置であって、
前記半導体レーザ素子から発振されるレーザ光は青色領域のピーク波長を有し、
前記発光部は蛍光体を含んでおり、
前記蛍光体は、前記レーザ光の照射により前記レーザ光のピーク波長の半値幅よりも広い半値幅を有する青色領域のピーク波長の光を発光する青色光発光蛍光体を含むとともに、前記レーザ光の照射により黄色領域のピーク波長の光を発光する黄色光発光蛍光体、前記レーザ光の照射により緑色領域のピーク波長の光を発光する緑色光発光蛍光体および前記レーザ光の照射により赤色領域のピーク波長の光を発光する赤色光発光蛍光体からなる群から選択された少なくとも１種を含み、
前記青色光発光蛍光体は、ＩｎＧａＮからなる粒子と、前記粒子を被覆するＧａＮからなる被覆層とから構成されており、
前記発光部からの発光は、白色光であって、前記白色光は、前記青色光発光蛍光体からの発光を少なくとも含むことを特徴とする、発光装置。
【請求項２】
前記レーザ光のピーク波長および前記青色光発光蛍光体から発光する光のピーク波長がそれぞれ４４０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の範囲にあることを特徴とする、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記半導体レーザ素子の活性層が窒化物半導体からなることを特徴とする、請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記発光部からの光を反射する凹状のカップ内に前記半導体レーザ素子と前記発光部とが設置されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の発光装置。
【請求項５】
コア部と前記コア部の周囲を覆い前記コア部よりも屈折率が低いクラッド部とからなる光ファイバ部を備え、前記半導体レーザ素子から発振されたレーザ光は前記光ファイバ部を介して前記発光部に照射されることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の発光装置。
【請求項６】
コア部と前記コア部の周囲を覆い前記コア部よりも屈折率が低いクラッド部とからなる
光ファイバ部を備え、前記半導体レーザ素子から発振されたレーザ光が前記光ファイバ部を介して前記発光部に照射される発光装置であって、
前記発光部は前記クラッド部の周囲を覆うように形成されており、
前記光ファイバ部の一部に前記コア部を伝播する前記レーザ光の少なくとも一部を前記クラッド部に透過させる透過領域が形成され、
前記レーザ光の少なくとも一部が前記透過領域を透過した後に前記発光部に照射されることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の発光装置。
【請求項７】
コア部と前記コア部の周囲を覆い前記コア部よりも屈折率が低いクラッド部とからなる光ファイバ部を備え、前記半導体レーザ素子から発振されたレーザ光が前記光ファイバ部を介して前記発光部に照射される発光装置であって、
前記発光部は前記発光部からの光を反射する凹状のカップ内に設置されており、
前記カップの開口部に備えられたレンズを通して前記発光部からの光を外部に放出することを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の発光装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の発光装置を備えた、車両用ヘッドランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置および車両用ヘッドランプに関し、特に、発光効率および演色性が良好な発光装置ならびにその発光装置を用いた車両用ヘッドランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１および非特許文献１にはそれぞれ半導体レーザ素子を励起光源として用いた白色光を発光する発光装置が開示されている。
【０００３】
図７に、半導体レーザ素子を励起光源として用いた白色光を発光する従来の発光装置の一例の模式的な構成を示す。この従来の発光装置は、半導体レーザ素子７００と、半導体レーザ素子７００から発振したレーザ光を集光するためのレンズ７０１と、光ファイバ部７０３と、蛍光体が分散された樹脂からなる発光部７０４と、を含んでいる。
【０００４】
この従来の発光装置においては、半導体レーザ素子７００から発振したレーザ光がレンズ７０１に集光され、光ファイバ部７０３に高効率で結合される。そして、光ファイバ部７０３を伝播したレーザ光の一部は発光部７０４中の蛍光体に照射され、レーザ光が照射された蛍光体から発光した黄色光と半導体レーザ素子７００から発振した青色のレーザ光とによって白色光が発光装置から発光されることになる。
【特許文献１】特開２００５−２０５１９５号公報
【非特許文献１】成川幸男、長濱慎一、玉置寛人、向井孝志，「ＧａＮ系発光素子を用いた高輝度白色光源の開発」，応用物理学会誌，第７４巻，第１１号，２００５年，ｐ．１４２３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、発光装置の励起光源として発光ダイオード素子の代わりに半導体レーザ素子を用いた場合の特徴としては、ブロードエリア型の半導体レーザ素子（発光領域となるストライプ幅を通常の１．５μｍ程度から数十μｍ程度にまで広げたもの）または１．５μｍ程度のストライプ幅のストライプ構造を多数設けることによって、サブｍｍ程度のサイズの半導体レーザ素子からＷ（ワット）クラスの光出力を容易に取り出し得る点にある（すなわち、比較的小さいサイズの半導体レーザ素子から高い光出力を得ることができる）。
【０００６】
さらに、発光装置の励起光源として半導体レーザ素子を用いた場合の特徴としては、レーザ光が半導体レーザ素子の共振器方向のみにしか発振されないため、光ファイバやレンズなどの光学部品との結合を容易に行なうことができるという点にもある。
【０００７】
したがって、単位面積あたりの光束を増加して高い輝度の発光を得るためには、発光装置の励起光源として半導体レーザ素子を用いることが好ましい。
【０００８】
ここで、励起光源としての半導体レーザ素子から発振するレーザ光のピーク波長を４０５ｎｍとした場合と４５５ｎｍとした場合のストークス損失を算出したところ、ストークス損失は、ピーク波長が４０５ｎｍの場合には２０％となり、４５５ｎｍの場合には９．８％となった。
【０００９】
したがって、発光装置の励起光源としては、ピーク波長が４０５ｎｍ程度のレーザ光を発振する半導体レーザ素子よりは、ピーク波長が４５５ｎｍ程度のレーザ光を発振する半導体レーザ素子を用いることが好ましいことがわかる。なお、ストークス損失とは、励起光となるレーザ光の１光子が蛍光体によって吸収されて１電子、さらには１光子に変換される際に生じるエネルギ損失のことであり、ストークス損失が小さい方が発光装置の発光効率が大きいことを示している。
【００１０】
しかしながら、発光装置の励起光源としてピーク波長が４５５ｎｍのレーザ光を発振する半導体レーザ素子を用いた場合には、発光装置から発光される光の平均演色指数（Ｒａ）は７２程度しか得ることができなかった。
【００１１】
また、本発明者が鋭意検討した結果、ピーク波長が４５５ｎｍのレーザ光を発振する半導体レーザ素子を用いた場合には、そのレーザ光の発光スペクトルにおけるピーク波長の半値幅が略数ｎｍ程度しかなかった。したがって、発光装置からの発光において青色近傍領域の演色性が極めて乏しくなり、その結果、平均演色指数（Ｒａ）を高くすることができないことがわかった。したがって、医療用やプロジェクター用などの高い輝度が要求される応用分野や一般照明分野の発光装置においては、ピーク波長が４５５ｎｍ程度のレーザ光を発振する半導体レーザ素子を用いる構成を用いることはできなかった。
【００１２】
本発明の目的は、発光効率および演色性が良好な発光装置ならびにその発光装置を用いた車両用ヘッドランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子から発振されたレーザ光が照射されることにより発光する発光部と、を備えた、発光装置であって、半導体レーザ素子から発振されるレーザ光は青色領域のピーク波長を有し、発光部は蛍光体を含んでおり、蛍光体は、レーザ光の照射によりレーザ光のピーク波長の半値幅よりも広い半値幅を有する青色領域のピーク波長の光を発光する青色光発光蛍光体を含むとともに、レーザ光の照射により黄色領域のピーク波長の光を発光する黄色光発光蛍光体、レーザ光の照射により緑色領域のピーク波長の光を発光する緑色光発光蛍光体およびレーザ光の照射により赤色領域のピーク波長の光を発光する赤色光発光蛍光体からなる群から選択された少なくとも１種を含み、青色光発光蛍光体は、ＩｎＧａＮからなる粒子と、粒子を被覆するＧａＮからなる被覆層とから構成されており、発光部からの発光は、白色光であって、白色光は、青色光発光蛍光体からの発光を少なくとも含む発光装置である。
【００１４】
ここで、本発明の発光装置においては、レーザ光のピーク波長および青色光発光蛍光体から発光する光のピーク波長がそれぞれ４４０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の範囲にあってもよい。
【００１６】
本発明において、「第１の組成と第２の組成とが異なる組成」とは、第１の組成を構成する元素および組成比の少なくとも一方が第２の組成と異なっていればよい。
【００１７】
また、本発明の発光装置において、半導体レーザ素子の活性層は窒化物半導体からなっていてもよい。
【００１８】
また、本発明の発光装置は、発光部からの光を反射する凹状のカップ内に半導体レーザ素子と発光部とが設置されている構成としてもよい。
【００１９】
また、本発明の発光装置は、コア部とコア部の周囲を覆いコア部よりも屈折率が低いクラッド部とからなる光ファイバ部を備え、半導体レーザ素子から発振されたレーザ光は光ファイバ部を介して発光部に照射される構成としてもよい。
【００２０】
また、本発明の発光装置は、コア部とコア部の周囲を覆いコア部よりも屈折率が低いクラッド部とからなる光ファイバ部を備え、半導体レーザ素子から発振されたレーザ光が光ファイバ部を介して発光部に照射され、発光部はクラッド部の周囲を覆うように形成されており、光ファイバ部の一部にコア部を伝播するレーザ光の少なくとも一部をクラッド部に透過させる透過領域が形成され、レーザ光の少なくとも一部が透過領域を透過した後に発光部に照射される構成としてもよい。
【００２１】
また、本発明の発光装置は、コア部とコア部の周囲を覆いコア部よりも屈折率が低いクラッド部とからなる光ファイバ部を備え、半導体レーザ素子から発振されたレーザ光が光ファイバ部を介して発光部に照射され、発光部は発光部からの光を反射する凹状のカップ内に設置されており、カップの開口部に備えられたレンズを通して発光部からの光を外部に放出する構成としてもよい。
【００２２】
さらに、本発明は、上記のいずれかの発光装置を備えた車両用ヘッドランプである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、発光効率および演色性が良好な発光装置ならびにその発光装置を用いた車両用ヘッドランプを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【００２５】
（実施の形態１）
図１に、本発明の発光装置の好ましい一例の構成を模式的に示す。この発光装置は、凹状のカップ１００内に、半導体レーザ素子１０１と半導体レーザ素子１０１から発振されたレーザ光が照射されることにより発光する発光部１０２とを備えている。
【００２６】
ここで、半導体レーザ素子１０１は、青色領域（４４０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長範囲）にピーク波長を有するレーザ光を発振する。なお、本発明において、「ピーク波長」とは、発光スペクトルにおいて最も発光強度の強い光の波長を意味する。
【００２７】
このような半導体レーザ素子１０１の構成の一例としては、ｎ型ＧａＮ基板上に、ｎ型ＧａＮバッファ層、層厚０．９５μｍのｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層、層厚１００ｎｍのｎ型ＧａＮガイド層、ＩｎvＧａ1-vＮ（０≦ｖ≦１）の組成式で表わされる障壁層とＩｎwＧａ1-wＮ（０≦ｗ≦１）の組成式で表わされる井戸層とをそれぞれ２周期繰り返した多重量子井戸構造を有する活性層、層厚１８ｎｍのｐ型Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎ蒸発防止層、層厚１００ｎｍのｐ型ＧａＮ光ガイド層、層厚０．５μｍのｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層および層厚０．１μｍのｐ型ＧａＮコンタクト層が順次積層され、ｎ型ＧａＮ基板の裏面およびｐ型ＧａＮコンタクト層の表面にそれぞれ電極が形成された構成が挙げられる。なお、本実施の形態においては、ピーク波長が４５５ｎｍのレーザ光を発振するように活性層が調整されているが、これに限定されず、４４０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有するレーザ光を発振すればよい。
【００２８】
半導体レーザ素子１０１の上面側の電極にはワイヤ１０３の一端がボンディングされており、ワイヤ１０３の他端はカップ１００に設けられた電流取り出し端子１０４に接続されている。また、半導体レーザ素子１０１の下面側の電極は半導体レーザ素子１０１の下側のカップ１００に設けられた電流取り出し端子（図示せず）に接続されている。
【００２９】
また、発光部１０２は、蛍光体を含む樹脂板から構成されている。ここで、発光部１０２に含まれる蛍光体は、半導体レーザ素子１０１から発振されたレーザ光の照射により、レーザ光のピーク波長の半値幅よりも広い半値幅を有する青色領域（４４０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長範囲）にピーク波長を有する光を発光する青色光発光蛍光体を含んでいる。なお、本発明において、「半値幅」とは、発光スペクトルにおいて発光ピークの発光強度が半分のときの発光ピークの幅を意味する。
【００３０】
また、発光部１０２に含まれる蛍光体は、半導体レーザ素子１０１から発振されたレーザ光の照射により黄色領域（５４０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の波長範囲）にピーク波長を有する光を発光する黄色光発光蛍光体、半導体レーザ素子１０１から発振されたレーザ光の照射により緑色領域（５００ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の波長範囲）にピーク波長を有する光を発光する緑色光発光蛍光体および半導体レーザ素子１０１から発振されたレーザ光の照射により赤色領域（６１０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長範囲）にピーク波長を有する光を発光する赤色光発光蛍光体からなる群から選択された少なくとも１種を含んでいる。
【００３１】
ここで、本実施の形態においては、発光部１０２に含まれる蛍光体としては、ピーク波長が５５０ｎｍの光を発光するＹＡＧ：Ｃｅの式で表わされる黄色光発光蛍光体と、Ｉｎ0.1Ｇａ0.9Ｎの組成式で表わされる窒化物半導体からなる粒径３ｎｍの粒子とその粒子を被覆するＧａＮの組成式で表わされる窒化物半導体からなる層厚５μｍの被覆層とから構成されているピーク波長が約４６０ｎｍの光を発光する青色光発光蛍光体と、が用いられている。また、本実施の形態においては、発光部１０２に用いられる樹脂板にはシリコーン樹脂からなる樹脂板が用いられている。
【００３２】
また、カップ１００は、たとえばアルミナなどの材質からなっており、発光部１０２から発光した光を反射させる機能を有している。
【００３３】
したがって、この発光装置においては、半導体レーザ素子１０１から発振されたレーザ光の一部が発光部１０２に照射される。そして、半導体レーザ素子１０１から発振されたレーザ光、上記の青色光発光蛍光体からの発光および上記の黄色光発光蛍光体からの発光により発光部１０２から白色光が発光される。そして、その白色光は、カップ１００の内面によって反射した後にカップ１００の上面の開口部から放出されることになる。
【００３４】
ここで、上記の実施の形態１の発光装置から発光された光と、上記の青色光発光蛍光体を含んでいないこと以外は実施の形態１の発光装置と同一の構成とした発光装置（比較例の発光装置）から発光された光のそれぞれの平均演色指数（Ｒａ）を算出した。その結果、比較例の発光装置から発光された光の平均演色指数（Ｒａ）は７１であったが、実施の形態１の発光装置から発光された光においては平均演色指数（Ｒａ）を８５に向上することができた。
【００３５】
図２に、実施の形態１の発光装置から発光された光と比較例の発光装置から発光された光の発光スペクトルを示す。なお、図２において、実線が実施の形態１の発光装置から発光された光の発光スペクトルを示しており、破線が比較例の発光装置から発光された光の発光スペクトルを示している。また、実施の形態１の発光装置から発光された光の波長４８０ｎｍ以上の発光スペクトルは、比較例の発光装置から発光された光の発光スペクトルと重なるスペクトル形状を有しているが、図２においてはその記載は省略されている。
【００３６】
図２に示すように、実施の形態１の発光装置の発光スペクトルにおいては、比較例の発光装置と比べて、波長４５０ｎｍ近傍にある発光ピークの半値幅が広がっている。比較例の発光装置には上記の青色光発光蛍光体が含まれていないことから、上記の青色光発光蛍光体は、半導体レーザ素子１０１から発振されたレーザ光のピーク波長の半値幅よりも広い半値幅を有する青色領域（４４０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長範囲）のピーク波長の光を発光することがわかる。また、比較例の発光装置には上記の青色光発光蛍光体が含まれていないことから、実施の形態１の発光装置における上記の演色性の向上は上記の青色光発光蛍光体の存在によるものと考えられる。
【００３７】
このような構成の実施の形態１の発光装置においては、発光効率が８０ｌｍ／Ｗ程度で平均演色指数（Ｒａ）が８５程度という高い発光効率および高い演色性を実現することができる。
【００３８】
なお、本発明において青色光発光蛍光体としては、組成や大きさなどを制御することによって容易に励起光となるレーザ光のピーク波長の光を吸収するように調整することができる半導体材料からなる蛍光体を用いることが好ましい。半導体材料からなる蛍光体を用いた場合には半導体レーザ素子から発振したレーザ光の一部を蛍光体が吸収し、そのレーザ光と略同一のピーク波長で非常にブロードな光を発光することができる。
【００３９】
また、上記のＩｎ0.1Ｇａ0.9Ｎの組成式で表わされる窒化物半導体からなる粒径３ｎｍの粒子とその粒子を被覆するＧａＮの組成式で表わされる窒化物半導体からなる層厚５μｍの被覆層とから構成されている青色光発光蛍光体は、たとえば、一般的な逆ミセル法などの化学合成の手法によって作製することができる。
【００４０】
また、本発明において、青色光発光蛍光体の構成は、Ｉｎ0.1Ｇａ0.9Ｎの組成式で表わされる窒化物半導体からなる粒子とその粒子を被覆するＧａＮの組成式で表わされる窒化物半導体からなる被覆層との構成に限られず、粒子および被覆層の材料にＩｎ0.1Ｇａ0.9ＮおよびＧａＮ以外の組成のＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体を用いてもよく、粒子と被覆層からなる上記の２層構造に限定されない。
【００４１】
また、本発明において、青色光発光蛍光体を構成する材料としては、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体に限定されず、たとえばＺｎＣｄＳＳｅなどのＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いてもよい。
【００４２】
また、上記において、青色光発光蛍光体から発光される光のピーク波長は、半導体レーザから発振したレーザ光の発光スペクトルと黄色光発光蛍光体から発光した発光スペクトルとが重なる波長領域に設定されることが好ましい。この場合には、発光装置から発光する光の演色性をより効率的に向上することができる。
【００４３】
また、本発明においては、発光部に含まれる蛍光体の構成は上記の構成に限定されるものではなく、たとえば、発光部に含まれる蛍光体の構成を上記の青色光発光蛍光体、上記の緑色光発光蛍光体および上記の赤色光発光蛍光体による構成とすることもできる。
【００４４】
また、上記においては、凹状のカップ１００の上面は開口部としているが、本発明においてはその開口部に発光部１０２から発光された白色光を拡散するための拡散板を備えていてもよい。
【００４５】
（実施の形態２）
図３に、本発明の発光装置の好ましい他の一例の構成を模式的に示す。この発光装置においては、励起光源としての実施の形態１と同様の構成の半導体レーザ素子１０１と、光ファイバ部３０２と、発光部３０３と、を備えている。
【００４６】
ここで、半導体レーザ素子１０１はレンズ３００とともにパッケージ３０１内に設置されている。そして、光ファイバ部３０２の一端がこのパッケージ３０１に取り付けられている。また、光ファイバ部３０２の他端は発光部３０３に取り付けられている。なお、パッケージ３０１内には半導体レーザ素子１０１を冷却するためのペルチェ素子が含まれていてもよい。
【００４７】
また、光ファイバ部３０２は、コア部とコア部の周囲を覆いコア部よりも屈折率が低いクラッド部とから構成されている。ここで、コア部は、半導体レーザ素子１０１から発振されるレーザ光のピーク波長の光に対して吸収損失がほとんどない石英ガラスから構成され、クラッド部は、コア部を構成する石英ガラスよりも屈折率の低いプラスチック材料から構成されている。
【００４８】
また、発光部３０３は蛍光体を含む樹脂板から構成されている。ここで、発光部３０３に含まれる蛍光体には、Ｉｎ0.1Ｇａ0.9Ｎの組成式で表わされる窒化物半導体からなる粒径３ｎｍの粒子とその粒子を被覆するＧａＮの組成式で表わされる窒化物半導体からなる層厚５μｍの被覆層とから構成されている実施の形態１と同様の構成の青色光発光蛍光体が含まれている。ここで、青色光発光蛍光体は、実施の形態１と同様に、半導体レーザ素子１０１から発振されたピーク波長が４５５ｎｍのレーザ光が照射されることにより、ピーク波長が約４６０ｎｍの光を発光する。
【００４９】
また、発光部３０３には、ＣａＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ2+の式で表わされる黄色光発光蛍光体および０．５ＭｇＦ2・３．５ＭｇＯ・ＧｅＯ2：Ｍｎ4+の式で表わされる赤色光発光蛍光体が含まれている。なお、発光部３０３に用いられる樹脂板にはシリコーン樹脂からなる樹脂板が用いられている。
【００５０】
この発光装置においては、半導体レーザ素子１０１から発振されたレーザ光がレンズ３００によって集光される。そして、レンズ３００によって集光されたレーザ光は光ファイバ部３０２のコア部を伝播して発光部３０３に照射される。そして、半導体レーザ素子１０１から発振されたレーザ光、上記の青色光発光蛍光体からの発光、上記の黄色光発光蛍光体からの発光および上記の赤色光発光蛍光体からの発光により発光部３０３から白色光が発光される。なお、図４に、実施の形態２の発光装置から発光された光の発光スペクトルを示す。
【００５１】
このような構成の実施の形態２の発光装置においては、発光効率が７５ｌｍ／Ｗ程度で平均演色指数（Ｒａ）が９０程度という高い発光効率および高い演色性を実現することができる。
【００５２】
なお、本発明において、光ファイバ部の構成は上記のものに限定されず、たとえば、コア部がポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などから形成されていてもよい。
【００５３】
また、本発明において、発光部３０３の形状は、発光部３０３から発光する光の方向を制御できるレンズの形状としてもよい。
【００５４】
また、実施の形態２の発光装置は、演色性や高輝度が必要とされる内視鏡の光学系などに好適に適用することができる。
【００５５】
（実施の形態３）
図５に、本発明の発光装置の好ましい他の一例の構成を模式的に示す。この発光装置においては、励起光源としての実施の形態１と同様の構成の半導体レーザ素子１０１と、光ファイバ部５０５と、発光部５０４と、を備えている。
【００５６】
ここで、光ファイバ部５０５は、コア部５０１とコア部５０１の周囲を覆いコア部５０１よりも屈折率が低いクラッド部５０３とから構成されている。コア部５０１は、半導体レーザ素子１０１から発振されるレーザ光のピーク波長の光に対して吸収損失がほとんどない石英ガラスから構成され、クラッド部５０３は、コア部５０１を構成する石英ガラスよりも屈折率の低いプラスチック材料から構成されている。
【００５７】
また、コア部５０１の一部にはコア部５０１を伝播するレーザ光の少なくとも一部を透過させることができる透過領域５０２が形成されている。ここで、透過領域５０２は、たとえば、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ光をコア部５０１に照射してコア部５０１の一部の屈折率を変調させることによって形成することができる。
【００５８】
また、発光部５０４は光ファイバ部５０５のクラッド部５０３の周囲を覆うように形成されている。ここで、発光部５０４は蛍光体を含む樹脂板から構成されている。また、発光部５０４に含まれる蛍光体には、Ｉｎ0.1Ｇａ0.9Ｎの組成式で表わされる窒化物半導体からなる粒径３ｎｍの粒子とその粒子を被覆するＧａＮの組成式で表わされる窒化物半導体からなる層厚５μｍの被覆層とから構成されている実施の形態１と同様の構成の青色光発光蛍光体が含まれている。ここで、青色光発光蛍光体は、実施の形態１と同様に、半導体レーザ素子１０１から発振されたピーク波長が４５５ｎｍのレーザ光が照射されることにより、ピーク波長が約４６０ｎｍの光を発光する。
【００５９】
また、発光部５０４には、ＣａＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ2+の式で表わされる黄色光発光蛍光体および０．５ＭｇＦ2・３．５ＭｇＯ・ＧｅＯ2：Ｍｎ4+の式で表わされる赤色光発光蛍光体が含まれている。なお、発光部５０４に用いられる樹脂板にはシリコーン樹脂からなる樹脂板が用いられている。
【００６０】
この発光装置においては、半導体レーザ素子１０１から発振されたレーザ光は光ファイバ部５０５のコア部５０１を伝播する。ここで、コア部５０１を伝播するレーザ光の一部が透過領域５０２からクラッド部５０３に透過する。そして、クラッド部５０３に透過したレーザ光はクラッド部５０３から発光部５０４に照射される。そして、半導体レーザ素子１０１から発振されたレーザ光、上記の青色光発光蛍光体からの発光、上記の黄色光発光蛍光体からの発光および上記の赤色光発光蛍光体からの発光により発光部５０４から白色光が発光される。
【００６１】
このような構成の実施の形態３の発光装置においても、高い発光効率および高い演色性を実現することができる。
【００６２】
このような構成の実施の形態３の発光装置は、白色光を線状に発光させることが可能であることから、線状の照明が必要とされる分野、たとえば液晶表示装置のバックライト用の光源などに好適に適用することができる。
【００６３】
なお、上記においては、コア部５０１の一部の屈折率を変調させて透過領域５０２を形成しているが、本発明においては、コア部５０１と発光部５０４との屈折率差を小さくすることによってコア部５０１を伝播するレーザ光がクラッド部５０３に放射する光量を多くしてコア部５０１とクラッド部５０３との界面を透過領域としてもよく、クラッド部５０３に散乱材を設けることなどによって、クラッド部５０３の一部に透過領域を形成してもよい。
【００６４】
（実施の形態４）
図６に、本発明の発光装置の好ましい他の一例の構成を模式的に示す。ここで、この発光装置は、発光部を除いては実施の形態２と同様の構成の発光装置が備えられている。そして、発光部３０３は凹状のカップ６０１内に設置されており、カップ６０１の開口部にはレンズ６００が設置されている。なお、図６においては、図面の記載が複雑になるのを防止する観点から半導体レーザ素子１０１とレンズ３００が設置されたパッケージ３０１については１つだけ記載しているが、実際には、図６に示す発光装置は、パッケージ３０１が３つそれぞれ別の光ファイバ部３０２に接続されている構成となっている。
【００６５】
レンズ６００は、発光部３０３から発光する光の方向を制御する機能を有している。また、カップ６０１は、プラスチック材料からなるカップの内面に銀がコーティングされることにより形成されており、カップ６０１の内面により発光部３０３から発光する光およびレンズ６００により反射した光を反射する機能を有している。
【００６６】
本実施の形態の発光装置において、光ファイバ部３０２としてコア部の直径が２ｍｍのものを用い、１本の光ファイバ部３０２を伝播するレーザ光の光出力が３Ｗとなるように半導体レーザ素子１０１の光出力を調整することによって、光ファイバ部３０２の１本あたりから全光束４００ｌｍ程度のレーザ光を出射することができる。ここで、この半導体レーザ素子１０１の構成としては、たとえば、ストライプ幅が１０μｍ〜２０μｍ程度のもの、あるいは、ストライプ幅が２μｍ程度でアレイ構造のものなどを用いることが好ましい。
【００６７】
本実施の形態の発光装置においては、全光束が１２００ｌｍ程度で、輝度が２５ｃｄ／ｍｍ2程度というハロゲンランプ並みの高い輝度および演色性を有する光を発光することができる。
【００６８】
したがって、本実施の形態の発光装置を車両用ヘッドランプに適用した場合には、従来の車両用ヘッドランプから発せられる光の全光束（２００ｌｍ）および輝度（２０ｃｄ／ｍｍ2）を大きく上回ることから、本実施の形態の発光装置は車両用ヘッドランプに好適に適用することができる。
【００６９】
さらに、本実施の形態の発光装置は励起光源として半導体レーザ素子を用いていることから、本実施の形態の発光装置を車両用ヘッドランプに適用した場合には、電源投入後に瞬時に所望とする光量の光を点灯することができるという利点もある。
【００７０】
なお、本実施の形態の発光装置が適用される車両用ヘッドランプは、たとえば四輪自動車、二輪自動車または自転車などの車両に搭載することができる。
【００７１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明によれば、発光効率および演色性が良好な発光装置ならびにその発光装置を用いた車両用ヘッドランプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の発光装置の好ましい一例の構成を示す模式的な斜視透視図である。
【図２】実施の形態１の発光装置から発光された光と比較例の発光装置から発光された光のそれぞれの発光スペクトルを示す図である。
【図３】本発明の発光装置の好ましい他の一例の構成を示す模式図である。
【図４】実施の形態２の発光装置から発光された光の発光スペクトルを示す図である。
【図５】本発明の発光装置の好ましい他の一例の構成を示す模式図である。
【図６】本発明の発光装置の好ましい他の一例の構成を示す模式図である。
【図７】半導体レーザ素子を励起光源として用いた従来の発光装置の一例の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７４】
１００，６０１  カップ、１０１，７００  半導体レーザ素子、１０２，３０３，５０４，７０４  発光部、１０３  ワイヤ、１０４  電流取り出し端子、３００，６００，７０１  レンズ、３０１  パッケージ、３０２，５０５，７０３  光ファイバ部、５０１  コア部、５０２  透過領域、５０３  クラッド部。
【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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