(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
青紫色または青色の波長で励起光を発振する第一の光源と、
赤色の波長でレーザ光を発振する第二の光源と、
前記第一の光源から出射された励起光により励起されて蛍光を発する蛍光体を含む発光部と、
前記第二の光源から出射されたレーザ光を拡散する拡散部と、
前記発光部から出射する光を反射することにより、所定の立体角内を進む光線束を形成する反射鏡と、
前記第一の光源から出射された励起光および前記第二の光源から出射されたレーザ光を受け取り、前記励起光および前記レーザ光を前記発光部に出射する導光部と、
前記発光部に前記励起光および前記レーザ光が照射されることにより、当該発光部にて発生する熱を前記反射鏡へ放散する放熱部材とを備え、
前記第二の光源の発振波長が６００ｎｍ以上かつ６７５ｎｍ以下であり、
前記発光部は、前記拡散部を兼ねるとともに、前記導光部から出射された前記励起光および前記レーザ光を受光する受光面を有し、
前記蛍光体は赤色光領域における吸収率が１０％以下であり、
前記導光部は、前記第一の光源から受け取った前記励起光および前記第二の光源から受け取った前記レーザ光を前記発光部に出射する出射端部を有し、
前記受光面と前記出射端部とは、前記放熱部材を介して近接していることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記第一の光源の発振波長が４００ｎｍ以上かつ４２０ｎｍ以下であり、
前記蛍光体が青色蛍光体と緑色蛍光体との組み合わせまたは青緑色蛍光体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】
前記緑色蛍光体がβ−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕであり、前記青緑色蛍光体がＣａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体であることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記青色蛍光体がＪＥＭ蛍光体であることを特徴とする請求項２または３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記第一の光源の発振波長が４４０ｎｍ以上かつ４７０ｎｍ以下であり、
前記蛍光体が黄色蛍光体または緑色蛍光体のうち少なくとも一つを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項６】
前記黄色蛍光体がＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体であ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】
前記緑色蛍光体がＧＡＬ蛍光体であることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
【請求項８】
前記緑色蛍光体がβ−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体であることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
【請求項９】
２つの光入射面を有するハーフミラーをさらに備え、
前記第一の光源は、一方の前記光入射面に前記第一の光源から出射された励起光が入射するように配置され、
前記第二の光源は、他方の前記光入射面に前記第二の光源から出射されたレーザ光が入射するように配置され、
前記ハーフミラーは、入射した励起光およびレーザ光を前記発光部へ出射する位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記第二の光源が半導体レーザであることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記発光部は、前記蛍光体が分散され、かつ前記蛍光体の屈折率より小さい屈折率を有する封止材を有し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】
前記受光面が、前記反射鏡と当該反射鏡の開口部とが形成する空間の外側となるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記受光面および前記出射端部の近傍に、前記出射端部から出射された励起光およびレーザ光のうち、前記受光面に照射されなかった励起光およびレーザ光、ならびに前記受光面にて反射された励起光およびレーザ光の少なくとも一方を遮光する遮光部を備えることを特徴とする請求項１２に記載の照明装置。
【請求項１４】
前記反射鏡は、前記出射端部が挿入される中空部を有し、
前記中空部には、前記放熱部材が備えられていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか１項に記載の照明装置を備えていることを特徴とする前照灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高輝度光源として機能する照明装置および当該照明装置を備えた前照灯に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）や半導体レーザ（ＬＤ；Laser Diode）等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照明装置の研究が盛んになってきている。
【０００３】
例えば、特許文献１は、このような発光装置を開示している。この発光装置は、波長４５０ｎｍ以下のレーザ光を発するＧａＮ系半導体レーザを励起光源として用い、レーザ光で励起されて可視域の蛍光を発する蛍光体を上記半導体レーザと組み合わせている。これにより、蛍光体が青色光、紫外線などの波長４５０ｎｍ以下の短い波長の光により十分に励起されるので、高輝度の発光が得られる。
【０００４】
また、従来、白色ＬＥＤに代表される励起光源と蛍光体とを組み合わせることにより白色光を放出する光源も開発が進められている。このような光源は、開発当初、青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組み合わせた擬似白色光源が主流であった。その後、赤色に対する演色性を向上させるため、黄色蛍光体に改良を加えて赤色領域の発光強度を増すようにしたり、黄色蛍光体に代えて緑色蛍光体および赤色蛍光体の２種類の蛍光体を組み合わせたり、という試みがなされている。
【０００５】
例えば、図１２は、従来の白色ＬＥＤと高演色白色ＬＥＤとの発光スペクトルを示している。また、図１３は、緑色蛍光体と赤色蛍光体とを組み合わせた白色ＬＥＤの発光スペクトルを示している（室温２５℃，順方向電流２０ｍＡ）。
【０００６】
図１２に示すように、高演色白色ＬＥＤは、従来の白色ＬＥＤに対して、黄色蛍光体に改良を加えることにより、赤色領域および緑色領域の発光強度を増している。また、図１３に示すように、緑色蛍光体と赤色蛍光体とを組み合わせた白色ＬＥＤでも、赤色領域および緑色領域の発光強度を増している。
【０００７】
一方、人間の目の視感度は、明所視であれば５５５ｎｍ（黄緑色）をピークに、そこから波長が短くなっても長くなっても、感度が小さくなる。図１４は、その視感度の特性である視感度曲線を示している。図１４の視感度曲線から分かるように、赤色と言われる６５０ｎｍ近傍の視感度はかなり低い。また、そこからさらに波長が長くなればなるほど視感度が低くなる。
【０００８】
図１２および図１３に示す各白色ＬＥＤの発光スペクトルから分かるように、各白色ＬＥＤから放出される光の中には、ほとんど視感度がない（眼には感じることのできない）７００ｎｍやそれ以上の波長域の光が多く含まれている。この目には感じられない光は、励起光源である青色ＬＥＤから発せられた可視光（励起光）が蛍光体で波長変換されて不可視光として放出されているものであり、単なるロスとなる。したがって、このようなロスに相当する電力が青色ＬＥＤで無駄に消費されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−１７４３４６号公報（２０００年６月２３日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
蛍光体の蛍光スペクトルは、ピーク波長を中心に、ある程度ブロードとなる特性を有している。例えば、高効率蛍光体として実用性の高いＣＡＳＮ蛍光体では、半値幅が９０ｎｍである。このため、赤色蛍光体として、例えば６３０ｎｍや６５０ｎｍにピークを持つ蛍光スペクトルの蛍光体を選択した場合、視感度が低い７００ｎｍ以上の波長域の光を含んでしまうのは避けられない。
【００１１】
なお、赤色蛍光体の中にも、比較的発光スペクトルが鋭い蛍光体がある。このような蛍光体としては、Ｍｎ４＋やＥｕ３＋を発光中心とする蛍光体が挙げられる。
【００１２】
例えば、Ｅｕ３＋を発光中心とする赤色蛍光体は、５ｓ２５ｐ６電子で遮蔽された４ｆ６−４ｆ６遷移に基づく発光を示すので、発光色は母体材料には大きくは依存しない。図１５は、このような赤色発光体の発光スペクトルを示している。図１５に示すように、発光スペクトルは結晶中でも線状である。
【００１３】
しかしながら、このように発光スペクトル幅が狭い蛍光体は、一般的に遷移確率が低く、単一波長発光ではない。このため、視感度が十分に高く、かつ所望の波長だけを効率よく発光させることができない。また、上記の蛍光体は、蛍光寿命が長い（ミリ秒のオーダー）という特性を有する。この蛍光寿命が長いという特性は、強励起されたときの蛍光発光の飽和を誘発するので、典型的な強励起照明であるレーザを励起光源とする照明装置には向かない。
【００１４】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、赤色に対する良好な演色性（再現性）を有し、かつ低消費電力で発光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】
【００１５】
本発明に係る照明装置は、上記の課題を解決するために、青紫色または青色の波長で励起光を発振する第一の光源（励起光源）と、赤色の波長でレーザ光を発振する第二の光源と、前記第一励起光源から出射された励起光により励起されて蛍光を発する蛍光体を含む発光部と、前記第二の光源から出射されたレーザ光を拡散する拡散部とを備えていることを特徴としている。
【００１６】
上記構成においては、第一の光源（励起光源）の光と、発光部で発する蛍光と、第二の光源のレーザ光とが混色することにより、白色光が得られる。また、赤色のレーザ光を発振する第二の光源を用いることにより、照明光は、視感度が低い、あるいは視感度がない領域の光を本質的に含まずに、赤色光を含むことができる。このように、発生させた光すべてを可視光とすることができるので、従来の白色ＬＥＤと比較してより効率を高めることができる。したがって、赤色に対する良好な演色性（再現性）を有し、かつ低消費電力で発光可能な照明装置を得ることができる。
【００１７】
前記照明装置において、前記第二の光源の発振波長が６００ｎｍ以上かつ６７５ｎｍ以下であることが好ましい。これにより、赤色の視感度を向上させることができる。
【００１８】
前記照明装置において、前記発光部は前記拡散部を兼ねており、前記蛍光体は赤色光領域における吸収率が１０％以下であることが好ましい。これにより、第二の光源から出射される赤色光はほとんど吸収されることなく蛍光体で拡散されるので、発光点サイズが拡大されて照明装置の外部に蛍光と混色されて出射することができる。
【００１９】
この照明装置は、下記の（１）または（２）のように構成されることが好ましい。これにより、蛍光体が赤色励起光に対する良好な拡散材となる。
（１）前記第一の光源（励起光源）の発振波長が４００ｎｍ以上かつ４２０ｎｍ以下であり、前記蛍光体が青色蛍光体と緑色蛍光体との組み合わせまたは青緑色蛍光体である。
（２）前記第一の光源（励起光源）の発振波長が４４０ｎｍ以上かつ４７０ｎｍ以下であり、前記蛍光体が黄色蛍光体または緑色蛍光体のうち少なくとも一つを含んでいる。
【００２０】
また、上記の（１）のように構成される照明装置においては、前記緑色蛍光体がβ−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕであり、前記青緑色蛍光体がＣａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体であることが好ましく、あるいは前記青色蛍光体がＪＥＭ蛍光体であることが好ましい。これらの蛍光体は、蛍光体の赤色光領域における吸収率を１０％以下にすることができ、蛍光体として好適である。
【００２１】
また、上記の（２）のように構成される照明装置においては、前記黄色蛍光体がＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体であることが好ましく、前記緑色蛍光体がＧＡＬ蛍光体であることが好ましく、あるいは前記緑色蛍光体がβ−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体であることが好ましい。これらの蛍光体は、蛍光体の赤色光領域における吸収率を１０％以下にすることができ、蛍光体として好適である。特に、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体は、６００ｎｍ以上の波長域において、その吸収率が１％以下であるので、赤色光をほとんど吸収せずに拡散させることができる。
【００２２】
前記発光部が前記拡散部を兼ねる前記照明装置は、２つの光入射面を有するハーフミラーをさらに備え、前記第一の光源が、一方の前記光入射面に前記第一の光源から出射された励起光が入射するように配置され、前記第二の光源が、他方の前記光入射面に前記第二の光源から出射されたレーザ光が入射するように配置され、前記ハーフミラーが、入射した励起光およびレーザ光を前記発光部へ出射する位置に配置されていることが好ましい。この構成によれば、第一の光源から発せられる励起光と第二の光源から発せられるレーザ光とがハーフミラーにおいて完全に重なって発光部へと出射される。
【００２３】
照明装置においては、第一の光源および第二の光源と発光部との間に導光部材を設ける場合、導光部材の光路が短くなりがちである。このために第一および第二の光源からの光が完全に混合されない場合、色ムラ（照明光における赤みの強弱）が発生する可能性がある。したがって、ハーフミラーを設けることにより、色ムラの発生を抑えることができる。
【００２４】
前記照明装置のいずれかにおいて、前記発光部は、前記蛍光体が分散され、かつ前記蛍光体の屈折率より小さい屈折率を有する封止材を有していることが好ましい。これにより、極めて単色性の強い赤色光が混じった照明光を小型かつ軽量の発光部から発生させることができる。
【００２５】
前記照明装置のいずれかにおいて、前記第二の光源が半導体レーザであることが好ましい。これにより、上記のような屈折率の関係により、発光部に含まれる蛍光体が赤色光を吸収せずに拡散だけを行うことができ、かつ、レーザ光を発する光源であることから小型の発光部に無駄なくその光を照射することができる。
【００２６】
前記発光部は前記拡散部を兼ねる前記照明装置は、前記発光部から出射する光を反射することにより、所定の立体角内を進む光線束を形成する反射鏡をさらに備え、前記発光部は、前記第一の光源から出射された励起光および前記第二の光源から出射されたレーザ光を受光する受光面を有し、当該受光面が、前記反射鏡と当該反射鏡の開口部とが形成する空間の外側となるように設けられていることが好ましい。
【００２７】
前記構成によれば、受光面は、反射鏡と当該反射鏡の開口部とが形成する空間（反射鏡と当該反射鏡の開口部とで囲まれた空間）の外側にあるので、励起光（特に高出力の励起光；例えばレーザ光）をその空間の内部で受光することがない。このため、人体にとって有害な出力レベルの励起光がその空間を伝播して、外部（少なくとも発光部から出射された光の照射方向）に漏れ出てしまうことを防ぐことができる。
【００２８】
また、例えば照明装置が何らかの衝撃を受けたときに、励起光が受光面に照射されない事態が生じた場合であっても、当該励起光が、少なくとも前記光の照射方向に直接漏れ出てしまう事態を防ぐことができる。
【００２９】
このように、受光面が前記空間の外側となるように発光部を設けることにより、安全性の高い照明装置を実現できる。
【００３０】
前記照明装置は、前記第一の光源から出射された励起光および前記第二の光源から出射されたレーザ光を受け取り、前記励起光および前記レーザ光を前記発光部に出射する導光部をさらに備え、前記発光部は、前記導光部から出射された前記励起光および前記レーザを受光する受光面を有し、前記導光部が、前記第一の光源から受け取った励起光および前記第二の光源から受け取ったレーザ光を前記発光部に出射する出射端部を有し、前記受光面および前記出射端部の近傍に、前記出射端部から出射された励起光およびレーザ光のうち、前記受光面に照射されなかった励起光およびレーザ光、ならびに前記受光面にて反射された励起光およびレーザ光の少なくとも一方を遮光する遮光部を備えることが好ましい。
【００３１】
前記構成によれば、遮光部を備えているので、例えば照明装置への衝撃により、励起光が受光面に適切に照射されない事態が生じた場合に、当該励起光が外部に漏れ出ることを確実に防ぐことができる。この構成の場合、励起光が、反射鏡と反射鏡の開口部とが形成する空間を伝播することがないので、前記光の照射方向に出射されることを防ぐことができるとともに、それ以外の方向に漏れることも防ぐことが可能である。
【００３２】
前記照明装置は、前記第一の光源から出射された励起光および前記第二の光源から出射されたレーザ光を受け取り、前記励起光および前記レーザ光を前記発光部に出射する導光部をさらに備え、前記発光部が、前記導光部から出射された前記励起光および前記レーザを受光する受光面を有し、前記導光部が、前記第一の光源から受け取った励起光および前記第二の光源から受け取ったレーザ光を前記発光部に出射する出射端部を有し、前記受光面と前記出射端部とが近接していることが好ましい。
【００３３】
前記構成によれば、発光部の受光面と導光部の出射端部とが近接しており、励起光（特に高出力の励起光）が、反射鏡と反射鏡の開口部とが形成する空間を伝播することがない。このため、例えば照明装置が何らかの衝撃を受けた場合に、人体にとって有害な出力レベルの励起光が受光面に照射されずに、直接外部に漏れ出てしまうという事態を防ぐことができる。それゆえ、安全性の高い照明装置を実現できる。
【００３４】
前記照明装置において、前記反射鏡は、前記出射端部が挿入される中空部を有し、前記中空部には、前記発光部に前記励起光および前記レーザ光が照射されることにより、当該発光部にて発生する熱を放散する放熱部材が備えられ、前記受光面と前記出射端部とは、前記放熱部材を介して近接していることが好ましい。
【００３５】
受光面と出射端部とが近接すれば、その分、発光部における発熱量が大きくなる（発光部の温度が高くなる）ため、発光部が急速に劣化してしまう可能性がある。
【００３６】
前記構成によれば、反射鏡の中空部に放熱部材が備えられ、当該放熱部材を介して出射端部と受光面とが近接している。そのため、受光面に照射される励起光に起因して発光部において発生した熱を、放熱部材を介して反射鏡へと放散させることができるので、発光部の長寿命化を図ることができる。
【００３７】
それゆえ、安全性を担保するために受光面と出射端部とを近接させた場合であっても、発光部の温度上昇を抑制することができる。すなわち、安全性が高く、かつ長寿命な照明装置を実現できる。
【００３８】
本発明に係る前照灯は、上記のいずれかの照明装置を備えることが好ましい。
【００３９】
上記構成において、前照灯は照明装置を備えているので、当該照明装置と同様、赤色に対する良好な演色性（再現性）を有し、かつ低消費電力で発光可能な前照灯を実現することができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明に係る照明装置は、上記のように構成されることにより、赤色に対する良好な演色性（再現性）を有し、かつ低消費電力で発光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】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態に係るヘッドランプの概要構成を示す片側断面図である。
【図２】（ａ）は半導体レーザの回路構成を模式的に示した図であり、（ｂ）は半導体レーザの基本構造を示す斜視図である。
【図３】上記ヘッドランプにおける光源ユニットの他の構成を示す片側断面図である。
【図４】上記ヘッドランプにおける透光性基板および発光部の構成を示す平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る他のヘッドランプの概要構成を示す片側断面図である。
【図６】図５のヘッドランプにおける発光部の構成を示す平面図である。
【図７】本発明の実施形態に係るさらに他のヘッドランプの概略構成を示す片側断面図である。
【図８】図７のヘッドランプが備える発光部と光ファイバーの出射端部との位置関係を示す図である。
【図９】図１、図５および図７のヘッドランプにおける制御系の構成を示すブロック図である。
【図１０】図１、図５および図７のヘッドランプに設けられる赤色の半導体レーザの電流対光出力特性を示すグラフである。
【図１１】上記赤色の半導体レーザの発光スペクトルを示すグラフである。
【図１２】従来の白色ＬＥＤと高演色白色ＬＥＤとの発光スペクトルを示すグラフである。
【図１３】緑色蛍光体と赤色蛍光体とを組み合わせた白色ＬＥＤの発光スペクトルを示すグラフである。
【図１４】人間の目の視感度特性を示すグラフである。
【図１５】上記赤色蛍光体のうち比較的発光スペクトルが鋭い赤色蛍光体の発光スペクトルを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
本発明に係る実施形態について、図１ないし図１１を参照して以下に説明する。
【００４３】
ここでは、本発明の照明装置の一例として、自動車用のヘッドランプ（前照灯）を例に挙げて説明する。ただし、本発明の照明装置は、自動車以外の車両や移動体（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、その他の照明装置として実現されてもよい。その他の照明装置としては、例えば、サーチライト、プロジェクター、家庭用照明器具を挙げることができる。
【００４４】
ヘッドランプは、走行用前照灯（ハイビーム）の配光特性基準を満たしていてもよいし、すれ違い用前照灯（ロービーム）の配光特性基準を満たしていてもよい。
【００４５】
［第一のヘッドランプの構成］
〔ヘッドランプの全体構成〕
図１は、ヘッドランプ１の概略構成を示す縦断面図である。
【００４６】
図１に示すように、第一のヘッドランプとしてのヘッドランプ１は、光源ユニット２（光源）、固定部材５、透光性基板６、ネジ１０、反射鏡１１、レンズ１２、導光部材２２および発光部２３を備えている。
【００４７】
このヘッドランプ１において、光源ユニット２の半導体レーザ２ａ，２ｂから出射されたレーザ光が、導光部材２２によって発光部２３に導かれる。発光部２３が半導体レーザ２ａから出射されたレーザ光によって励起されて蛍光を発するとともに、当該レーザ光の内、発光部２３の励起に寄与しなかったレーザ光が拡散機能を有する発光部２３によって拡散される。また、半導体レーザ２ａから出射されたレーザ光の一部は、そのまま発光部２３を通過する。一方、半導体レーザ２ｂから出射されたレーザ光が発光部２３によって拡散される。これにより、発光部２３から放出された蛍光と、発光部２３によって拡散された半導体レーザ２ａのレーザ光と、発光部２３によって放出された蛍光と、発光部２３によって拡散された半導体レーザ２ｂのレーザ光とが混色されて、ヘッドランプ２１は白色光を発する。
【００４８】
〔光源ユニットの構成〕
光源ユニット２は、レーザ光源装置であり、筐体内に２つの半導体レーザ２ａ（励起光源），２ｂを収容している。半導体レーザ２ａ，２ｂは、レーザ光を出射する光源として機能する発光素子であり、所定の間隔をおいて配置されている。半導体レーザ２ａ，２ｂの固定方法および配線方法については、従来の固定方法および配線方法が利用できるので、ここではその説明を省略する。
【００４９】
なお、本実施の形態では、光源ユニット２の光源として半導体レーザ２ａ，２ｂを用いる場合について説明するが、光源としては、その他のレーザ光源であってもよいし、ＬＥＤであってもよい。光源が半導体レーザである場合には、高出力かつコヒーレント性の高いレーザ光を発光部７に照射できるので発光部７を小さくすることができ、高輝度なヘッドランプ１が得られる。
【００５０】
半導体レーザ２ａ（第一の光源（励起光源））は、１チップに１つの発光点を有しており、青色領域または青紫色領域の波長のレーザ光を発振する。また、半導体レーザ２ｂ（第二の光源）は、１チップに１つの発光点を有しており、赤色領域（波長６３５ｎｍ近傍）の波長のレーザ光を発振する。
【００５１】
半導体レーザ２ａ，２ｂは、直径９ｍｍ、５．６ｍｍ、３．８ｍｍなどの金属パッケージ（ステム）に封入されているが、熱抵抗がより小さいパッケージに封入されることが好ましい。また、半導体レーザ２ａ，２ｂは、１チップに複数の発光点を有するものであってもよい。
【００５２】
なお、図１には、半導体レーザ２ａ，２ｂが１つずつ図示されているが、半導体レーザ２ａ，２ｂを１つずつではなく、それぞれ複数設けてもよい。これにより、高出力の励起光を得ることができる。
【００５３】
〈半導体レーザの構造〉
図２（ａ）は、半導体レーザ２ａ，２ｂの等価回路の構成を示す回路図であり、図２（ｂ）は、半導体レーザ２ａ，２ｂの基本構造を示す斜視図である。
【００５４】
同図に示すように、半導体レーザ２ａ，２ｂは、カソード電極１１１、基板１１２、クラッド層１１３、活性層１１４、クラッド層１１５、アノード電極１１６がこの順に積層された構成である。
【００５５】
基板１１２は、半導体基板であり、本願のように蛍光体を励起する為の青色〜紫外のレーザ光を得る為にはＧａＮ、サファイア、ＳｉＣを用いることが好ましく、赤色のレーザ光を得る為にはＧａＡsを用いることが好ましい。一般的には、半導体レーザ用の基板の例として、ＩＶ属半導体、ＩＩＩ−Ｖ属化合物半導体、ＩＩ−ＶＩ属化合物半導体、酸化物絶縁体または窒化物絶縁体のいずれかの材料が用いられる。ＩＶ属半導体としては、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＣなどが挙げられる。また、ＩＩＩ−Ｖ属化合物半導体としては、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＡｌＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＳｂ、ＧａＳｂおよびＡｌＮが挙げられ、ＩＩ−ＶＩ属化合物半導体としては、ＺｎＴｅ、ＺｅＳｅ、ＺｎＳ、ＺｎＯなどが挙げられる。さらに、酸化物絶縁体としては、ＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＣｒＯ２、ＣｅＯ２などが挙げられ、窒化物絶縁体としては、ＳｉＮなどが挙げられる。
【００５６】
アノード電極１１６は、クラッド層１１５を介して活性層１１４に電流を注入する電極である。カソード電極１１１は、基板１１２の下部から、クラッド層１１３を介して活性層１１４に電流を注入する電極である。
【００５７】
なお、電流の注入は、アノード電極１１６からカソード電極１１１に順方向バイアスをかけて行う。
【００５８】
活性層１１４は、クラッド層１１３およびクラッド層１１５で挟持されている。活性層１１４およびクラッド層１１３，１１５の材料としては、青色〜紫外のレーザ光を得るために、ＡｌＩｎＧａＮから成る混晶半導体が用いられ、赤色のレーザ光を得るために、ＡｌＧａＩｎＰから成る混晶半導体が用いられる。一般に、半導体レーザの活性層およびクラッド層としては、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ａｓ、Ｐ、Ｎ、Ｓｂを主たる組成とする混晶半導体が用いられる。そこで、活性層１１４およびクラッド層１１３，１１５も、そのような構成としてもよい。また、活性層１１４およびクラッド層１１３，１１５は、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、ＺｎＯなどのＩＩ−ＶＩ属化合物半導体によって構成されていてもよい。
【００５９】
また、活性層１１４は、注入された電流により発光が生じる領域である。活性層１１４は、クラッド層１１５およびクラッド層１１３との屈折率差により、発光した光が活性層１１４内に閉じ込められる。
【００６０】
さらに、活性層１１４には、誘導放出によって増幅される光を閉じ込めるために、互いに対向して設けられる表側へき開面１１７および裏側へき開面１１８が形成されている。この表側へき開面１１７および裏側へき開面１１８は鏡の役割を果す。
【００６１】
ただし、完全に光を反射する鏡とは異なり、誘導放出によって増幅される光の一部は、活性層１１４の表側へき開面１１７および裏側へき開面１１８（本実施の形態では便宜上表側へき開面１１７とする）から出射され、レーザ光Ｌ０となる。
【００６２】
なお、活性層１１４は、多層量子井戸構造を形成していてもよい。
【００６３】
また、表側へき開面１１７と対向する裏側へき開面１１８には、レーザ発振のための反射膜（図示せず）が形成されている。表側へき開面１１７と裏側へき開面１１８との反射率に差を設けることで、低反射率端面である、例えば、表側へき開面１１７よりレーザ光Ｌ０の大部分を発光点１１６から照射されるようにすることができる。
【００６４】
クラッド層１１３，１１５は、ｎ型およびｐ型それぞれを、ＩＩＩ−Ｖ属化合物半導体またはＩＩ−ＶＩ属化合物半導体のいずれの半導体によって構成されていてもよい。ＩＩＩ−Ｖ属化合物半導体としては、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＡｌＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＳｂ、ＧａＳｂ、ＡｌＮなどが挙げられ、ＩＩ−ＶＩ属化合物半導体としては、ＺｎＴｅ、ＺｅＳｅ、ＺｎＳ、ＺｎＯなどが挙げられる。これにより、順方向バイアスをアノード電極１１６およびカソード電極１１１に印加することで活性層１１４に電流を注入できるようになっている。
【００６５】
クラッド層１１３，１１５および活性層１１４などの各半導体層は、一般的な成膜手法を用いて形成することができる。このような成膜手法としては、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長）法、ＭＢＥ（分子線エピタキシー）法、ＣＶＤ（化学気相成長）法、レーザアブレーション法、スパッタ法などが挙げられる。各金属層は、真空蒸着法やメッキ法、レーザアブレーション法、スパッタ法などの一般的な成膜手法を用いて形成することができる。
【００６６】
〈光源ユニットの他の構成〉
図３は、光源ユニット２の他の構成を示す片側断面図である。
【００６７】
光源ユニット２は、図３に示すように構成されてもよい。
【００６８】
この光源ユニット２は、ハーフミラー２４を含んでいる。ハーフミラー２４は、導光部材２２の光入射面側に配置されている。半導体レーザ２ａは、ハーフミラー２４の二つの光入射面の内、一方の光入射面側に配置されている。半導体レーザ２ｂは、ハーフミラー２４の他方の光入射面側に配置されている。
【００６９】
上記のように構成される光源ユニット２において、半導体レーザ２ａから発せられる光と半導体レーザ２ｂから発せられる光とがハーフミラー２４において完全に重なって、導光部材２２へと導かれる。これにより、色ムラ（照明光における赤みの強弱）の発生を抑えることができる。
【００７０】
ヘッドランプ１においては、導光部材２２の光路が短く、半導体レーザ２ａ，２ｂからの光が完全に混合されない場合、色ムラが発生する可能性がある。したがって、図３に示す光源ユニット２は、ヘッドランプ１に好適に用いることができる。
【００７１】
〔導光部材の構成〕
導光部材２２は、半導体レーザ２ａ，２ｂが発振したレーザ光を発光部２３へと導く部材である。この導光部材２２は、半導体レーザ２ａ，２ｂから出射されたレーザ光を入射する入射端部（半導体レーザ２ａ，２ｂ側）と、入射端部から入射したレーザ光を出射する出射端部（発光部２３側）を有している。
【００７２】
また、導光部材２２は、入射端部に入射したレーザ光を反射する光反射側面で囲まれた囲繞構造を有している。しかも、導光部材２２は、出射端部の断面積が入射端部の断面積よりも小さくなるように形成されている。具体的には、導光部材２２は、全体が四角錐台形状をなしているが、それ以外の多角錐台形状、円錐台形状、楕円錐台形状など様々な形状に形成されてもよい。
【００７３】
この囲繞構造により、導光部材２２は、入射端部に入射したレーザ光を、入射端部の断面積よりも小さい断面積を有する出射端部に集光した上で発光部２３に出射することができる。このため、発光部２３を小さく設計することができる。
【００７４】
また、導光部材２２は、ＢＫ（ボロシリケート・クラウン）７、石英ガラス、アクリル樹脂などの透明素材によって形成される。
【００７５】
なお、導光部材２２の代わりに光ファイバーや光学レンズ等を用いて、レーザ光を発光部７に集光してもよい。
【００７６】
〔固定部材の構成〕
固定部材５は、透光性基板６を固定するための板状の部材であり、中央部分に貫通する導光孔５ａを有している。この導光孔５ａ内には、導光部材３，４の出射端部側が配置されている。また、固定部材５の光源ユニット２側の面には、導光孔５ａを覆うように光源ユニット２が取り付けられている。さらに、固定部材５は、ネジ１０によって反射鏡１１と結合されている。固定部材５の材質は特に問わないが、鉄、銅などの金属を用いることができる。
【００７７】
〔透光性基板の構成〕
図４は、ヘッドランプ１における透光性基板６および発光部２３の構成を示す平面図である。
【００７８】
図４に示すように、透光性基板６は、平板状の部材であり、少なくとも半導体レーザ２ａ，２ｂの発振波長のレーザ光に対して透光性を有している。この透光性基板６は、レンズ１２側の面に発光部２３が接着剤により接合（接着）されている。透光性基板６は、平板状でなく、湾曲した部分を有してもよいが、少なくとも発光部２３が接着される部分は、接着の安定性の観点から平面（板状）であることが好ましい。
【００７９】
透光性基板６と発光部２３との接合は、上記のように接着に限られず、例えば、融着などであってもよい。接着剤としては、いわゆる有機系の接着剤や、ガラスペースト接着剤が好適であるが、これに限定されない。
【００８０】
透光性基板６は、発光部２３が接合されることにより、発光部２３と熱的に（熱エネルギーの授受が可能なように）接続されている。これにより、発光部２３を透光性基板６の表面に固定（保持）しつつ、発光部２３で発生した熱を透光性基板６から外部に放散するので、発光部２３の冷却効率を向上させることができる。
【００８１】
透光性基板６は、Ａｌ２Ｏ３（サファイア）によって形成されている。透光性基板６の材質は、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）の他、マグネシア（ＭｇＯ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、スピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）が好ましい。これらの材質は、熱伝導率（例えば２０Ｗ／ｍＫ以上）および透光性が優れているためである。この点を考慮しなければ、これらの材質に限らず、例えばガラス（石英）などであっても良い。
【００８２】
透光性基板６の外形寸法は、発光部２３の外形寸法よりも大きいが、発光部２３の外形寸法と同程度であってもよい。また、透光性基板６の厚さは、発光部２３での発熱を効果的に放熱することを考慮すれば、３０μｍ以上、１．０ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは、０．２ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下であることがより好ましい。ただし、透光性基板６の厚さが、１．０ｍｍを超えると、発光部２３に照射されたレーザ光が、透光性基板６において吸収される割合が大きくなる一方で、放熱効果はさほど向上せず、また部材のコストも上昇してしまう。
【００８３】
〔発光部の構成〕
発光部２３は、半導体レーザ２ａから出射されたレーザ光を受けて蛍光を発するとともに、半導体レーザ２ａ，２ｂから出射されたレーザ光を拡散する部材であり、直方体を成すように形成されている。また、発光部２３は、直方体に限定されず、例えば円柱形状に形成されてもよい。
【００８４】
発光部２３は、封止材２３ａに上記の蛍光を発する蛍光体２３ｂが分散されることにより形成されている。封止材２３ａは、封止材７ａを構成する材料と同じ材料によって構成されている。また、蛍光体２３ｂは、半導体レーザ２ｂの発振波長域（赤色光領域）における吸収率が１０％以下である。
【００８５】
赤色光領域における吸収率が１０％以下の蛍光体２３ｂとしては、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体が好適である。ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体は、６００ｎｍ以上の波長域において、その吸収率が１％以下であり、赤色光をほとんど吸収せずに散乱・拡散だけをさせることができる。その他、後述するＧＡＬ発光体（緑色蛍光体）、β−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ蛍光体（緑色蛍光体）やＣａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体（青緑色蛍光体）も、赤色領域の吸収率が１０％以下である。また、後述するＪＥＭ蛍光体（青色蛍光体）については、特性に改善の余地があるが、赤色波長域の吸収率を１０％以下にできる。
【００８６】
また、発光部２３は、拡散機能を有するために、封止材２３ａと蛍光体２３ｂとの屈折率の差を利用している。具体的には、封止材２３ａと蛍光体２３ｂとの界面における反射率が所望の値となるように、封止材２３ａと蛍光体２３ｂとの屈折率の差が設定される。このため、発光部２３は、レーザ光を十分に拡散できる堆積（特に厚み）を有するように設計される。これにより、蛍光体２３ｂが、青色レーザ光または青紫色レーザ光に対する良好な散乱・拡散材として機能する。
【００８７】
なお、発光部２３は、拡散粒子（酸化ジルコミウム、ダイヤモンドなど）を含むことにより、拡散機能を有するように構成されてもよい。
【００８８】
〈レーザ光の色と蛍光体の発光色との関係〉
一般に、照明光として用いられる白色光または擬似白色光は、等色の原理を満たす３つの色の混色、または補色の関係を満たす２つの色の混色などで実現できる。このような等色の原理に基づいて、ヘッドランプ１では、半導体レーザ２ａから出射されるレーザ光の色と、半導体レーザ２ｂから出射されるレーザ光の色と、発光部２３で発光する光の色とが混色することにより白色光を得ている。
【００８９】
半導体レーザ２ａとして、青色領域で発振する半導体レーザを用いる場合、蛍光体２３ｂとして黄色蛍光体または緑色蛍光体が用いられる。黄色発光蛍光体とは、５６０ｎｍ以上５９０ｎｍ以下の波長範囲（黄色領域）にピーク波長を有する蛍光を発生する蛍光体である。緑色蛍光体とは、５１０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の波長範囲（緑色領域）にピーク波長を有する蛍光を発生する蛍光体である。これらの蛍光体については、実施例１において詳しく説明する。
【００９０】
また、半導体レーザ２ａとして、青紫色で発振する半導体レーザを用いる場合、蛍光体２３ｂとして青色蛍光体および緑色蛍光体の組み合わせや青緑色蛍光体が用いられる。ここで、青色蛍光体とは、４５０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲（青色領域）にピーク波長を有する蛍光を発生する蛍光体である。青緑色蛍光体とは、４９０ｎｍ以上５１０ｎｍ以下の波長範囲（青緑色領域）にピーク波長を有する蛍光を発生する蛍光体である。これらの蛍光体については、実施例２において詳しく説明する。
【００９１】
〈蛍光体の発光原理〉
次に、半導体レーザ２ａから発振されたレーザ光による蛍光体２３ｂの発光原理について説明する。
【００９２】
まず、半導体レーザ２ａから発振されたレーザ光が発光部２３に含まれる蛍光体２３ｂに照射されることにより、蛍光体２３ｂ内に存在する電子が低エネルギー状態から高エネルギー状態（励起状態）に励起される。
【００９３】
その後、この励起状態が不安定であるため、蛍光体２３ｂ内の電子のエネルギー状態は、一定時間後に元の低エネルギー状態（基底準位のエネルギー状態または励起準位と基底準位との間の準安定準位のエネルギー状態）に遷移する。
【００９４】
このように、高エネルギー状態に励起された電子が、低エネルギー状態に遷移することによって蛍光体が発光する。
【００９５】
〈透光性基板および発光部の光学的特性の関係〉
透光性基板６と発光部２３との間の界面の反射率Ｒをできる限り低下させ、レーザ光の発光部２３での利用効率を高めることを考慮すれば、透光性基板６と発光部２３との屈折率差Δｎは、０．３５以下であることが好ましい。この場合、反射率Ｒを１％以下にすることができる。また、屈折率差Δｎを０．３５以下とする場合、透光性基板６の屈折率を１．６５以上、発光部２３の屈折率を２．０以下とすることが好ましい。
【００９６】
〈発光部の他の構成〉
発光部２３は、前述のように拡散機能を有しているが、拡散機能を兼ね備えていなくてもよい。このような発光部としては、図５に示す第二のヘッドランプ２１における発光部７を備えることができる。この発光部７を備える場合、発光部７が拡散機能を有していないので、後述するように、拡散機能を備えるために拡散部８が別途必要である。
【００９７】
〔反射鏡の構成〕
反射鏡１１は、発光部７から出射した光を反射することにより、所定の立体角内を進む光線束を形成する光学部材である。この反射鏡１１は、発光部７からの光を反射することにより、ヘッドランプ１の前方へ進む光線束を形成する。このため、反射鏡１１は、例えば、金属薄膜が形成された曲面形状（カップ形状）を成す反射面を有している。
【００９８】
また、反射鏡１１は、半球面ミラーに限定されず、楕円面ミラーやパラボラミラーまたはそれらの部分曲面を有するミラーあってもよい。すなわち、反射鏡１１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。
【００９９】
〔レンズの構成〕
レンズ１２は、反射鏡１１の開口部に設けられており、ヘッドランプ１を密封している。発光部７から出射された蛍光、拡散部８，９で散乱された散乱光、または反射鏡１１によって反射された蛍光または散乱光は、レンズ１２を通ってヘッドランプ１の前方へ出射される。
【０１００】
レンズ１２は、凸レンズであっても、凹レンズであってもよい。また、レンズ１２は、必ずしもレンズ機能を有する必要はなく、少なくとも、発光部７から出射された蛍光、拡散部８，９で散乱された散乱光、または反射鏡１１で反射した蛍光または散乱光を透過する透光性を有していればよい。
【０１０１】
なお、本発明の照明装置を室内照明器具（例えばシーリングライト）として適用する場合は、レンズ１２に前述の拡散部８，９が有する拡散機能を備えていてもよい。このような構成では、拡散部８，９は不要となる。
【０１０２】
［第二のヘッドランプの構成］
〔ヘッドランプの全体構成〕
図５は、ヘッドランプ２１の概略構成を示す縦断面図である。
【０１０３】
なお、第二のヘッドランプとしてのヘッドランプ２１において、前述のヘッドランプ１における構成要素と同等の機能を有する構成要素については、同じ符号を付記してその説明を省略する。
【０１０４】
図５に示すように、第二のヘッドランプとしてのヘッドランプ２１は、光源ユニット２、導光部材３，４、固定部材５、透光性基板６、発光部７、拡散部８，９、ネジ１０、反射鏡１１およびレンズ１２を備えている。
【０１０５】
このヘッドランプ２１において、光源ユニット２の半導体レーザ２ａから出射されたレーザ光が、導光部材３によって発光部７および拡散部８に導かれ、光源ユニット２の半導体レーザ２ｂから出射されたレーザ光が、導光部材４によって拡散部９に導かれる。また、発光部７が半導体レーザ２ａから出射されたレーザ光によって励起されて蛍光を発するとともに、当該レーザ光が拡散部８によって拡散される。一方、半導体レーザ２ｂから出射されたレーザ光が拡散部９によって拡散される。これにより、発光部７から放出される蛍光と、拡散部８から放出される光と、拡散部９から放出される光とが混色されて、ヘッドランプ１は白色光を発する。
【０１０６】
〔導光部材の構成〕
導光部材３は、半導体レーザ２ａが発振したレーザ光を発光部７へと導く部材である。この導光部材３は、半導体レーザ２ａから出射されたレーザ光を入射する入射端部（半導体レーザ２ａ側）と、入射端部から入射したレーザ光を出射する出射端部（発光部７側）を有している。
【０１０７】
一方、導光部材４は、半導体レーザ２ｂが発振したレーザ光を拡散部９へと導く部材である。この導光部材４は、半導体レーザ２ｂから出射されたレーザ光を入射する入射端部（半導体レーザ２ｂ側）と、入射端部から入射したレーザ光を出射する出射端部（拡散部９側）を有している。
【０１０８】
また、導光部材３，４は、入射端部に入射したレーザ光を反射する光反射側面で囲まれた囲繞構造を有している。しかも、導光部材３，４は、出射端部の断面積が入射端部の断面積よりも小さくなるように形成されている。具体的には、導光部材３，４は、全体が四角錐台形状をなしているが、それ以外の多角錐台形状、円錐台形状、楕円錐台形状など様々な形状に形成されてもよい。
【０１０９】
この囲繞構造により、導光部材３，４は、入射端部に入射したレーザ光を、入射端部の断面積よりも小さい断面積を有する出射端部に集光した上で発光部７および拡散部９に出射することができる。このため、発光部７および拡散部９を小さく設計することができる。
【０１１０】
また、導光部材３，４は、前述の導光部材２２と同様、ＢＫ（ボロシリケート・クラウン）７、石英ガラス、アクリル樹脂などの透明素材によって形成される。
【０１１１】
なお、導光部材３，４の代わりに光ファイバーや光学レンズ等を用いて、レーザ光を発光部７に集光してもよい。
【０１１２】
〔発光部の構成〕
発光部７は、半導体レーザ２ａから出射されたレーザ光を受けて蛍光を発する部材であり、直方体を成すように形成されている。また、発光部７は、直方体に限定されず、例えば円柱形状に形成されてもよい。この発光部７は、透光性基板６のレンズ１２側の面に、拡散部８と拡散部９とともに、前述の発光部２３同様に接合（接着）されている。
【０１１３】
発光部７は、封止材７ａに上記の蛍光を発する蛍光体７ｂが分散されることにより形成されている。あるいは、発光部７は、封止材７ａに蛍光体７ｂが分散されることにより形成される以外に、蛍光体７ｂを押し固めることにより形成されてもよい。
【０１１４】
上記の封止材７ａとしては、一般的な封止材に用いられる無機ガラスが用いられる。また、封止材７ａとしては、上記の無機ガラスに限定されず、いわゆる有機無機ハイブリッドガラスやシリコーン樹脂などの樹脂材料であってもよい。ただし、耐熱性を考慮すれば、封止材７ａはガラスから成ることが好ましい。
【０１１５】
〔拡散部の構成〕
拡散部８は、半導体レーザ２ａから発光部７を介することなく外部に出射されるレーザ光や、発光部７を介するが十分に拡散・散乱されなかったレーザ光を拡散・散乱する光学部材である。これにより、拡散部８は、半導体レーザ２ａから出射された発光点の非常に小さなレーザ光を、発光点を拡大して外部に出射する。したがって、人体への影響を抑制（例えばアイセーフ化）することができる。
【０１１６】
拡散部８は、外形が矩形を成すように形成されており、発光部７を取り囲むように設けられ、発光部７と同じ厚みを有している。拡散部８の大きさは、発光部７に照射されないレーザ光の全てが照射される大きさであればよい。また、拡散部８は、発光部７に照射されなかったレーザ光を十分に拡散させ、発光点のサイズを拡大させることができれば、発光部の周囲に同じ厚みで設けられる必要はない。例えば、拡散部８は、発光部７より大きい断面を有し、発光部７のレーザ光入射側と対向する表面に積層されていてもよい。また、拡散部８は、低融点ガラス中に、アエロジルやＡｌ２Ｏ３の微粉末（１０ｎｍ〜５μｍ程度）が重量比１０〜３０％程度混合されたものである。拡散部８は、発光部７と同様、透光性基板６に接着（あるいは融着）されている。
【０１１７】
拡散部９は、半導体レーザ２ｂから外部に出射されるレーザ光を拡散・散乱する光学部材である。これにより、半導体レーザ２ａから出射された発光点の非常に小さなレーザ光を、発光点を拡大して外部に出射するので、人体への影響を抑制（例えばアイセーフ化）することができる。
【０１１８】
拡散部９は、拡散部８と同じ外形を有しており、発光部７と同じ厚みを有している。また、拡散部８は、発光部７のレーザ光入射側と対向する表面に積層されていてもよい。また、拡散部９は、拡散部８と同じ材料により形成されている。
【０１１９】
〈安全性対策（アイセーフ化）〉
小さな発光点サイズを有する光源から高いエネルギーを有する光が出射され、当該光が人間の眼に入射した場合、網膜上では、その小さな発光点サイズにまで光源像が絞られる。このため、結像箇所におけるエネルギー密度が極めて高くなってしまうことがある。例えば、レーザ光源（半導体レーザ）から出射されるレーザ光は、スポットサイズが１０μｍ角よりも小さい場合がある。そのような光源から出射されるレーザ光が、直接眼に入射、あるいはレンズや反射鏡といった光学部材を介したとしても小さな発光点が直接見える形で眼に入射すると、網膜上の結像箇所が損傷してしまうことがある。
【０１２０】
典型的な高出力の半導体レーザにおける発光点サイズは、例えば１μｍ×１０μｍである。すなわち、当該半導体レーザの出射面積は１０μｍ２＝１．０×１０−５ｍｍ２である。このため、半導体レーザが出射する光が、例えば発光点サイズが１ｍｍ２の光源と同じエネルギーを有する光であったとしても、半導体レーザの場合の網膜上での結像箇所のエネルギー密度は、発光点サイズが１ｍｍ２の光源の場合よりも１０５倍も高くなる。
【０１２１】
これを回避するためには、発光点サイズをある程度の大きさ（有限のサイズ）に拡大させる必要がある。例えば、発光点サイズは１ｍｍ×１ｍｍ以上であることが好ましい。発光点サイズを拡大させることにより、網膜上での結像サイズを拡大させることができる。これにより、同じエネルギーの光が眼に入射した場合であっても、網膜上のエネルギー密度を低減させることが可能となる。
【０１２２】
発光点サイズを拡大させるためには、光源そのものの発光点を視認できないようにする必要がある。このため、本実施の形態では、上述のように拡散部８，９および拡散機能を有する発光部２３を備えることにより、半導体レーザ２ａ，２ｂの発光点サイズを拡大させている。これにより、人体に対する安全性、特に人間の眼に対する安全性を確保している（アイセーフ化）。
【０１２３】
なお、発光点サイズの拡大については、レーザ光源に限らず、ＬＥＤ光源においても考慮することができる。但し、レーザ光は、ＬＥＤ光源から出射される光よりも単色性、すなわち波長が揃っているため、波長の違いによる網膜上での結像のボケ（いわゆる色収差）がなく、当該光よりも危険である。このため、レーザ光源から出射された光を照明光として利用する照明装置においては発光点サイズの拡大について、適正に考慮することが好ましい。
【０１２４】
［第三のヘッドランプの構成］
〔ヘッドランプの全体構成〕
図７は、ヘッドランプ３１の概略構成を示す縦断面図である。
【０１２５】
なお、第三のヘッドランプとしてのヘッドランプ３１において、前述のヘッドランプ１，２１における構成要素と同等の機能を有する構成要素については、同じ符号を付記してその説明を省略する。
【０１２６】
図７に示すように、ヘッドランプ３１は、光源ユニット３２、光ファイバー束３３、フェルール３４、発光部３５、反射鏡３６、透過フィルタ（光学フィルタ）３７、ハウジング３８、エクステンション３９およびレンズ４０を備えている。半導体レーザ２、光ファイバー束３２、フェルール３４および発光部３５によって発光装置の基本構造が形成されている。
【０１２７】
ヘッドランプ３１は、前述のヘッドランプ２１における導光部材３，４の代わりに光ファイバー束３３（導光部）を備える点でヘッドランプ２１とは異なる。光ファイバー束３３は、光ファイバー（導光部）３３ａ，３３ａ（導光部）の束であり、光ファイバー３３ａ，３２ｂのそれぞれは、レーザ光が入射する入射端部と、レーザ光を出射する出射端部とを有している。
【０１２８】
〔光源ユニットの構成〕
光源ユニット３２は、レーザ光源装置であり、筐体内に２つの半導体レーザ２ａ（励起光源），２ｂと、非球面レンズ３２ａ，３２ｂとを収容している。
【０１２９】
非球面レンズ３２ａ，３２ｂは、半導体レーザ２ａ，２ｂで発振されたレーザ光を収束させ、光ファイバー３３ａ，３３ｂの一方の端部である入射端部に入射させるためのレンズである。例えば、非球面レンズ３２ａ，３２ｂとして、アルプス電気製のＦＬＫＮ１  ４０５を用いることができる。上述の機能を有するレンズであれば、非球面レンズ３２ａ，３２ｂの形状および材質は特に限定されないが、４０５ｎｍ近傍の透過率が高く、かつ、耐熱性のよい材料であることが好ましい。
【０１３０】
〔光ファイバー束の構成〕
光ファイバー束３３は、光ファイバー３３ａ，３３ｂが束ねられることにより構成されている。光ファイバー３３ａ，３３ｂは、それぞれ半導体レーザ２ａ，２ｂが発振したレーザ光を発光部３５へと導く導光部材である。各光ファイバー３３ａ，３３ｂは、中芯のコアを、当該コアよりも屈折率の低いクラッドで覆った２層構造をしている。コアは、レーザ光の吸収損失がほとんどない石英ガラス（酸化ケイ素）を主成分としており、クラッドは、コアよりも屈折率の低い石英ガラスまたは合成樹脂材料を主成分とするものである。
【０１３１】
例えば、光ファイバー３３ａ，３３ｂは、コアの径が２００μｍ、クラッドの径が２４０μｍ、開口数ＮＡが０．２２の石英製のものであるが、光ファイバー３３ａ，３３ｂの構造、太さおよび材質は上述のものに限定されず、光ファイバー３３ａ，３３ｂの長軸方向に対して垂直な断面は矩形であってもよい。
【０１３２】
光ファイバー３３ａ，３３ｂは、それぞれレーザ光が入射する入射端部と、入射端部から入射したレーザ光を出射する出射端部とを有している。光ファイバー３３ａ，３３ｂのそれぞれの出射端部は、後述するように、フェルール３４によって、発光部３５のレーザ光照射面（受光面）に対して位置決めされている。
【０１３３】
〔フェルールの構成〕
図８は、光ファイバー束３３の各光ファイバー３３ａ，３３ｂの出射端部と発光部３５との位置関係を示す図である。
【０１３４】
図８に示すように、フェルール３４は、光ファイバー３３ａ，３３ｂの出射端部を発光部３５のレーザ光照射面に対して所定のパターンで保持する。このフェルール３４は、光ファイバー３３ａ，３３ｂを挿入するための孔が所定のパターンで形成されているものでもよい。あるいは、フェルール３４は、上部と下部とに分離できるものであり、上部および下部の接合面にそれぞれ形成された溝によって光ファイバー３３ａ，３３ｂを挟み込むものでもよい。
【０１３５】
フェルール３４の材質は、特に限定されず、例えばステンレススチールである。
【０１３６】
なお、フェルール３４は、反射鏡３６から延出する棒状の部材等によって固定されておればよい。
【０１３７】
フェルール３４が光ファイバー３３ａ，３３ｂの出射端部を位置決めすることにより、光ファイバー３３ａ，３３ｂから出射されるレーザ光がそれぞれ有する光強度分布における最も光強度の大きい部分（最大光強度部分）が、発光部３５の互いに異なる部分に対して照射される。この構成により、レーザ光が一点に集中することで、発光部３５が著しく劣化することを防止できる。
【０１３８】
なお、出射端部は、レーザ光照射面に接触していてもよいし、僅かに間隔をおいて配置されてもよい。
【０１３９】
また、各光ファイバー３３ａ，３３ｂの出射端部を分散させて配置する必要は必ずしもなく、光ファイバー３３ａ，３３ｂの束をひとまとめにしてフェルール３４で位置決めしてもよい。
【０１４０】
〔発光部の構成〕
発光部３５は、各光ファイバー３３ａ，３３ｂの出射端部から出射されたレーザ光を受けて白色光（擬似白色光）を発するものであり、前述のヘッドランプ１における発光部２３と同等の機能を有する発光部材である。また、ヘッドランプ３１の発光部３５の形状は直方体であり、横×縦×高さ＝３ｍｍ×１ｍｍ×１ｍｍ程度の大きさである。発光部３５は、後述する反射鏡３６の第１焦点の近傍に配置される。この発光部３５は、反射鏡３６の中心部を貫いて延びる筒状部の先端に固定されてもよい。この場合には、筒状部の内部に光ファイバー束３３を通すことができる。
【０１４１】
〔反射鏡の構成〕
反射鏡３６は、開口部を有し、発光部３５から出射した光を反射することにより、所定の立体角内を進む光線束を形成し、上記開口部から出射するものである。具体的には、反射鏡３６は、発光部３５からの光を反射することにより、ヘッドランプ１の前方へ進む光線束を形成する。この反射鏡３６は、例えば、金属薄膜がその表面に形成された曲面形状（カップ形状）の部材である。
【０１４２】
また、反射鏡３６は、半球面ミラーに限定されず、楕円面ミラーやパラボラミラーまたはそれらの部分曲面を有するミラーあってもよい。すなわち、反射鏡３６は、回転軸を中心として図形（楕円、円または放物線）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。
【０１４３】
〔透過フィルタの構成〕
透過フィルタ３７は、上述したものと同様、励起光を遮断し、発光部３５から出射される蛍光を透過するものであり、発光部３５を保持している。この透過フィルタ３７を備えることにより、半導体レーザ２ａ，２ｂから放射されたレーザ光が直接的に外部に漏れることを防止できる。
【０１４４】
〔その他の部材の構成〕
ハウジング３８は、ヘッドランプ３１の本体を形成しており、反射鏡３６等を収納している。光ファイバー束３３は、このハウジング３８を貫いており、光源ユニット３２は、ハウジング３８の外部に設置される。半導体レーザ２ａ，２ｂがレーザ光の発振時に発熱することにより、光源ユニット３２をハウジング３８の外部に設置することにより、半導体レーザ２ａ，２ｂを効率良く冷却することが可能となる。また、半導体レーザ２ａ，２ｂが故障する可能性があることから、半導体レーザ２ａ，２ｂを交換しやすい位置に光源ユニット３２を設置することが好ましい。これらの点を考慮しなければ、光源ユニット３２をハウジング３８の内部に収納してもよい。
【０１４５】
エクステンション３９は、反射鏡３６の前方の側部に設けられており、ヘッドランプ３１の内部構造を隠して見栄えを良くするとともに、反射鏡３６と車体との一体感を高めている。このエクステンション３９も反射鏡３６と同様に金属薄膜がその表面に形成された部材である。
【０１４６】
レンズ４０は、ハウジング３８の開口部に設けられており、ヘッドランプ３１を密封している。発光部３５が発した光は、レンズ４０を通ってヘッドランプ３１の前方へ出射される。
【０１４７】
〔光ファイバーの光遮断のための構成〕
図７に示すように、出射端部３３ｒは、レーザ光照射面（受光面）３５ａに接触していてもよいし、図示はしないが僅かにレーザ光照射面３５ａ間隔を置いて配置されてもよい。ここで、出射端部３３ｒがレーザ光照射面３５ａと僅かに間隔を置いて配置されている場合、ヘッドランプ３１に対する衝撃により、出射端部３３ｒから出射されたレーザ光がレーザ光照射面３５ａに適切に照射されない可能性がある。この場合、レーザ光が発光部３５によってインコヒーレントな光に変換されることなく、反射鏡３６から出射されてしまうことになる。例えば、図７において破線で示すように、発光部３５が透過フィルタ３７に接触するように設けられている場合には、反射鏡３６と透過フィルタ３７とで囲まれた空間（反射鏡３６と反射鏡３６の開口部とが形成する空間）中をレーザ光が伝播し、反射鏡３６から出射される。
【０１４８】
つまり、出射端部３３ｒがレーザ光照射面３５ａと僅かに間隔を置いて配置されている場合には、人体にとって有害な出力レベルのコヒーレントなレーザ光が、ヘッドランプ３１の外部（前方）に出射されてしまう可能性がある。特に、半導体レーザ２が出射するレーザ光は高出力であるため、ヘッドランプ３１の外部、特に前方に出射されてしまうことを防ぐ必要がある。
【０１４９】
この点を考慮すれば、出射端部３３ｒとレーザ光照射面３５ａとは接触している（近接している）か、もしくはレーザ光の光路が覆われていることが好ましい。すなわち、出射端部３３ｒとレーザ光照射面３５ａとが離間している場合に形成される、その間のレーザ光の光路と、その光路の外の空間（例えば前記反射鏡３６と透過フィルタ３７とで囲まれた空間）とを空間的に遮断することが好ましい。
【０１５０】
図７に示すように、反射鏡３６の底部には、出射端部３３ｒが挿入される中空部３６ａが形成されており、その中空部３６ａの中心に、発光部３５のレーザ光照射面３５ａの中心が位置するように、発光部３５が設けられている。また、出射端部３３ｒを保持するフェルール３４が中空部３６ａに挿入されている。つまり、図７に示すように、反射鏡３６の中空部３６ａにおいて、レーザ光照射面３５ａと出射端部３３ｒとが近接している。
【０１５１】
レーザ光照射面３５ａと出射端部３３ｒとが近接することにより、出射端部３３ｒから出射されたレーザ光を確実にレーザ光照射面３５ａに照射できる。このため、例えばヘッドランプ３１が何らかの衝撃を受けた場合に、人体にとって有害な出力レベルのレーザ光がレーザ光照射面３５ａに照射されずに（すなわちレーザ光がインコヒーレントな光に変換されずに）直接外部に漏れ出てしまうのを防ぐことができる。それゆえ、安全性の高いヘッドランプ３１を実現できる。
【０１５２】
また、反射鏡３６と透過フィルタ３７とで囲まれる空間（領域）をレーザ光が伝播することを防ぐ目的であれば、レーザ光照射面３５ａと出射端部３３ｒとが近接していなくてもよい。すなわち、発光部３５は、レーザ光照射面３５ａが、反射鏡３６と反射鏡３６の開口部とが形成する空間の外側となるように設けられていればよい。なお、前記「空間の外側」は、前記空間の境界面と前記空間の外部とを含む概念である。
【０１５３】
例えば、図７および図８に示すように、レーザ光照射面３５ａが、発光部３５から出射された光を反射する反射鏡３６の反射面と少なくとも同一面（反射鏡３６の外部に面した側、すなわち前記空間の外側）となるように、発光部３５が設けられている。また、発光部３５自体が、反射鏡３６の外部であって、ヘッドランプ３１の内部に設けられていてもよい。この場合、例えば、中空部３６ａを延伸した筒（当該筒の材質はレーザ光を遮断する材質）の内部に、発光部３５が備えられる。さらに、発光部３５の一部が前記空間内に存在し、レーザ光照射面３５ａが当該空間の外部（中空部３６ａの内部）に存在してもよい。この場合、レーザ光照射面３５ａの形状および大きさは、中空部３６ａの開口面の形状および大きさに一致している。
【０１５４】
このような構成の場合、発光部３５が、高出力のレーザ光を前記空間の内部で受光することがない。すなわち、人体にとって有害な出力レベルのレーザ光が前記空間を伝播して、ヘッドランプ３１の光の照射方向に漏れ出てしまうことを防ぐことができる。また、例えばヘッドランプ３１が何らかの衝撃を受けたときに、レーザ光がレーザ光照射面３５ａに照射されない事態が生じた場合であっても、レーザ光が、少なくとも前記光の照射方向に直接漏れ出てしまう事態を防ぐことができる。
【０１５５】
なお、図７に示すように、中空部３６ａは、反射鏡３６の底部に形成されているが、これに限らず、反射鏡３６のどの位置に形成されてもよい。
【０１５６】
また、発光部３５は、中空部３６ａを完全に覆うように配置されている。これにより、出射端部３３ｒから出射されたレーザ光が反射鏡３６と透過フィルタ３７とで囲まれる領域に出射され、反射鏡３６の開口部から出射されてしまうことを防ぐことができる。このため、中空部３６ａは、レーザ光照射面３５ａの大きさ以下（レーザ光照射面３５ａが３ｍｍ×１ｍｍの矩形の場合、中空部３６ａの開口面は３ｍｍ２以下）となるように形成されている。なお、発光部３５が中空部３６ａを完全に覆うことができれば、中空部３６ａの形状は、レーザ光照射面３５ａと必ずしも同じ形状でなくてよい。
【０１５７】
なお、前記反射鏡３６と透過フィルタ３７とで囲まれる空間をレーザ光が伝播することを確実に防ぐためには、図７に示すようにヘッドランプ３１を構成することが好ましい。具体的には、（１）発光部３５を、透過フィルタ３７ではなく反射鏡３６に保持し、（２）レーザ光照射面３５ａと出射端部３３ｒとを近接させ、（３）発光部３５が中空部３６ａを完全に覆うように配置させる。
【０１５８】
図８に示すように、発光部３５とフェルール３４とは、放熱部材４１を介して設けられている。すなわち、レーザ光照射面３５ａと出射端部３３ｒとは、放熱部材４１を介して近接している。
【０１５９】
放熱部材４１は、発光部３５にレーザ光が照射されることにより、発光部３５にて発生する熱を放散するものであり、レーザ光照射面３５ａと接して設けられている。放熱部材４１の材質は、透明でかつ熱伝導率が高い材質、例えば窒化ガリウムやマグネシア（ＭｇＯ）、サファイアなどが用いられる。
【０１６０】
また、放熱部材４１は、板状の部材であり、中空部３６ａの開口面を覆うように中空部３６ａの内部に設けられている。放熱部材４１の一方の表面（レーザ光出射面）にはレーザ光照射面３５ａが熱的に結合するように接着され、もう一方の表面（レーザ光受光面）には出射端部３３ｒが接触または近接するように、発光部３５と出射端部３３ｒとが配置されている。
【０１６１】
なお、放熱部材４１の形状は、発光部３５にて発生する熱を、例えば反射鏡３６に放散することができれば、中空部３６ａの開口面を覆うような形状には限られない。すなわち、レーザ光照射面３５ａの一部に接する、反射鏡３６から延出する棒状、筒状を含む線状の部材であってもよい。
【０１６２】
例えば、放熱部材４１が線状の部材であり、光軸中心から離れた位置（レーザ光照射面３５ａの端部）にのみ設けられている場合には、必ずしも透明である必要はない。ただし、レーザ光の利用効率の観点からいえば、透明であることが好ましい。また、放熱部材４１を筒状として、レーザ光照射面３５ａの端部にのみ設けた場合であれば、その筒の中を液体、あるいは気体等を流す、あるいは、循環させることで、より放熱効果を高めることも可能である。
【０１６３】
一般に、蛍光体を含む微小な発光体をハイパワーの励起光で励起すると（すなわち高いパワー密度で発光体を励起すると）、発光体が激しく劣化するという問題が生ずる。このような問題は、本発明の発明者とその仲間たちが見出したものであり、当該発明者とその仲間たちが知る限りにおいて当該問題に明確に触れられた公知文献は無い。
【０１６４】
発光体を劣化させる原因の１つとして、励起光が照射される当該発光体の照射領域およびその近傍の領域（昇温領域と称する）における温度上昇が挙げられる。この場合、半導体レーザから高出力の励起光（レーザ光）が発光体に照射されると、当該発光体の昇温領域だけが局所的に極めて高温になるため、当該領域が急速に劣化してしまうという問題が生じる。
【０１６５】
したがって、蛍光体を含む微小な発光体をハイパワーの励起光で励起する構成において、発光体の劣化を防ぎ、明るく長寿命な光源を実現するためには、前記昇温領域における温度上昇を抑制することが望まれている。
【０１６６】
特に、図７および図８に示すように、レーザ光照射面３５ａと出射端部３３ｒとが近接している場合には、レーザ光照射面３５ａと出射端部３３ｒとの間隔がほとんどなくなるため、前記照射領域に対して、より強いレーザ光が照射されることとなる。このため、レーザ光照射面３５ａにおける前記昇温領域での発熱量が極めて大きくなり、当該昇温領域での温度上昇により発光部３５が急速に劣化してしまう可能性がある。
【０１６７】
図７に示すヘッドランプ３１では、中空部３６ａに放熱部材４１を備え、放熱部材４１を介して出射端部３３ｒと発光部３５とが近接している。そのため、レーザ光照射面３５ａに照射されるレーザ光に起因して発光部３５において発生した熱を、放熱部材４１を介して反射鏡３６へと放散させることができるので、発光部３５の長寿命化を図ることができる。なお、この点を考慮しなければ、放熱部材４１を必ずしも備える必要はない。
【０１６８】
また、ヘッドランプ３１は、図８に示すように、遮光部４２を備えている。この遮光部４２は、レーザ光照射面３５ａおよび出射端部３３ｒの近傍に、出射端部３３ｒから出射されたレーザ光のうち、レーザ光照射面３５ａに照射されなかったレーザ光、およびレーザ光照射面３５ａの表面で反射されたレーザ光の少なくとも一方を遮光する。遮光部４２が反射鏡３６に接続されることにより、遮光部４２および反射鏡３６が、少なくともレーザ光照射面３５ａおよび出射端部３３ｒの近傍を覆う密閉空間を形成している。図８に示す構成では、フェルール３４、レーザ光照射面３５ａおよび放熱部材４１を覆う密閉空間を形成している。遮光部４２の材質は、レーザ光が有する波長およびその近傍の波長を遮断するものであれば、どのような材質であってもよい。
【０１６９】
ここで、例えば発光部３５が中空部３６ａの開口面を覆うことにより、反射鏡３６と透過フィルタ３７とが囲む空間にレーザ光が漏れ出ないようにして、ヘッドランプ３１の前方に当該レーザ光が出射されるのを防ぐことはできる。しかし、この構成の場合、例えばヘッドランプ３１への衝撃により、レーザ光がレーザ光照射面３５ａに適切に照射されない事態が生じた場合に、当該レーザ光が、中空部３６ａ（発光部３５とフェルール３４との接続部）から漏れ出てしまう可能性がある。この場合、使用者が、ヘッドランプ３１が収容されている筐体の覆い（自動車であればボンネット）を開けたときに、人体にとって有害な出力レベルのレーザ光が、直接使用者の目に入ってしまうという危険な事態が生じてしまう可能性がある。
【０１７０】
レーザ光照射面３５ａと出射端部３３ｒとを近接させてもなお、例えばヘッドランプ３１への衝撃により、レーザ光がレーザ光照射面３５ａに適切に照射されない事態が生じることがある。このような場合でも、遮光部４２により、当該レーザ光が、中空部３６ａから外部に漏れ出ることを確実に防ぐことができる。また、レーザ光照射面３５ａと出射端部３３ｒとが離間している場合であっても、レーザ光が遮光部４２により密閉された空間から出射されてしまう、すなわち中空部３６ａから外部に漏れ出ることを防ぐことができる。なお、少なくともヘッドランプ３１の前方にレーザ光が出射されるのを防ぐことを目的とするのであれば、遮光部４２は必ずしも備えていなくてもよい。
【０１７１】
なお、図８に示すように、遮光部４２は、特に、反射鏡３６の外部に向かう方向（前記光の照射方向以外の方向）に、レーザ光が中空部３６ａから漏れ出ることを防ぐために設けられている。しかし、この構成に限らず、遮光部４２は、前記光の照射方向に、レーザ光が出射されてしまうことを防ぐために設けられるものであってもよい。
【０１７２】
すなわち、遮光部４２は、例えば図７において破線にて示すように、発光部３５（レーザ光照射面３５ａ）が、反射鏡３６の内部に設けられている場合に、少なくとも、レーザ光照射面３５ａと出射端部３３ｒとの間に形成されるレーザ光の光路の近傍を覆うように設けられてもよい。上記の場合、遮光部４２は、少なくとも、レーザ光照射面３５ａとフェルール３４とを覆う密閉空間を形成し、その形状は例えば筒状である。また、遮光部４２の材質は、レーザ光が有する波長およびその近傍の波長を遮断するとともに、発光部３５から出射された光を透過する材質であることが好ましい。
【０１７３】
このように、遮光部４２が反射鏡３６の内部に設けられる場合には、レーザ光が、反射鏡３６と透過フィルタ３７とで囲まれた空間を伝播し、反射鏡３６の開口部から出射されてしまうことを防ぐことができる。
【０１７４】
なお、図７および図８に示す構成では、レーザ光照射面３５ａと中空部３６ａの開口面とが略同一の大きさとなっているが、当該開口面は、レーザ光照射面３５ａよりも小さくてもよい。この場合、レーザ光照射面３５ａの端部が反射鏡３６に直接接続され、反射鏡３６により保持される構成であってもよい。
【０１７５】
［ヘッドランプの制御系の構成］
ヘッドランプ１，２１，３１に共通して用いられる制御系について説明する。
【０１７６】
図９は、上記制御系の構成を示すブロック図である。
【０１７７】
図９に示すように、ヘッドランプ１，２１，３１は、制御系として、入力部５１、出力制御部５２および記憶部５３を備えている。
【０１７８】
なお、これらの制御系は、ヘッドランプ１，２１，３１の構成要素であるが、例えばヘッドランプ１，２１，３１が取り付けられる車両等の制御系の一部として組み込まれていてもよい。
【０１７９】
〔入力部の構成〕
入力部５１は、半導体レーザ２ａ，２ｂの出力変更指示などのユーザ操作を受け付ける部分であり、タッチパッドなどにより構成される。
【０１８０】
〔出力制御部の構成〕
出力制御部５２は、入力部５１に入力された出力変更指示を受け付けると、半導体レーザ２ａ，２ｂに所定の駆動電圧を印加する。あるいは、出力制御部５２は、製造時に設定された駆動電圧を半導体レーザ２ａ，２ｂに印加するように、半導体レーザ２ａ，２ｂの出力を制御する。出力制御部５２は、記憶部５３に記憶されている制御プログラムを、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）で構成される一次記憶部（不図示）に読み出して実行することにより、半導体レーザ２ａ，２ｂの出力制御の処理を行う。
【０１８１】
〔記憶部の構成〕
記憶部５３は、出力制御部５２が実行する制御プログラムおよび制御プログラムを実行するときに読み出すデータ（半導体レーザ２ａ，２ｂに印加する駆動電圧の値など）を記憶する。この記憶部５３は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）フラッシュメモリなどの不揮発性の記憶装置によって構成される。
【０１８２】
なお、上記の一次記憶部は、ＲＡＭなどの揮発性の記憶装置によって構成されているが、記憶部５３が一次記憶部の機能も備えていてもよい。
［実施例１］
ここで、ヘッドランプ２１における半導体レーザ２ａ，２ｂおよび発光部２３の蛍光体２３ｂに用いられる蛍光体との組み合わせの具体例について説明する。
【０１８３】
なお、ヘッドランプ１，３１における半導体レーザ２ａ，２ｂおよび発光部７の蛍光体７ｂに用いられる蛍光体との組み合わせについても、下記の具体例を適用することができる。
【０１８４】
本実施形態では、半導体レーザ２ａとして、青紫色（波長４００ｎｍ以上かつ４２０ｎｍ以下）で発振する半導体レーザを用い、半導体レーザ２ｂとして、赤色で発振する半導体レーザを用いる。赤色で発振する半導体レーザとしては、ＧａＡｓ基板上に形成されたＡｌＧａＩｎＰ活性層を有する半導体レーザが好適である。
【０１８５】
半導体レーザ２ａと組み合わされる蛍光体２３ｂとして、青色蛍光体と緑色蛍光体とを組み合わせて用いる。あるいは、上記の青色蛍光体および緑色蛍光体の代わりに青緑色蛍光体を用いてもよい。これらの蛍光体の屈折率はどれも２程度である。また、封止材２３ａとして、前述のシリコーンや無機ガラスなどの材料のうち、屈折率が１．８程度またはそれ以下の材料を用いる。
【０１８６】
青色蛍光体としては、例えばＪＥＭ蛍光体が好適に用いられる。
【０１８７】
緑色蛍光体や青緑色蛍光体としては、例えば、各種の窒化物系または酸窒化物系の蛍光体が挙げられる。特に、酸窒化物系の蛍光体は耐熱性に優れ、高い発光効率で安定した材料であるので、耐熱性に優れ、高い発光効率で安定した発光部２３を実現できる。
【０１８８】
例えば、緑色に発光する酸窒化物系蛍光体として、Ｅｕ２＋がドープされたβ−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ蛍光体などが挙げられる。また、青緑色に発光する酸窒化物系蛍光体として、Ｃｅ３＋がドープされたＣａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体などが挙げられる。β−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ蛍光体は、青紫色の励起光によりピーク波長が約５４０ｎｍの強い発光を示す。この蛍光体の発光スペクトル半値幅は約５５ｎｍである。また、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体は、青紫色の励起光によりピーク波長が約５１０ｎｍの強い発光を示す。
【０１８９】
上記のα−ＳｉＡｌＯＮおよびβ−ＳｉＡｌＯＮ（サイアロン）は、酸窒化物蛍光体の中でも、いわゆるサイアロン蛍光体と通称される蛍光体である。サイアロンとは、窒化ケイ素のシリコン原子の一部がアルミニウム原子に置換され、窒素原子の一部が酸素原子に置換された物質である。サイアロン蛍光体は、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）に、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）、希土類元素などを固溶させて作ることができる。このサイアロン蛍光体にカルシウム（Ｃａ）またはユーロピウム（Ｅｕ）を固溶させると、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体よりも長波長の範囲で発光する特性の良い蛍光体が得られる。
【０１９０】
上記の構成においては、それぞれ封止材２３ａと蛍光体２３ｂとの界面における反射率が２．７％となる。一般的な発光部には、レーザ光の散乱という観点で見たときに十分な量の蛍光体が分散されている。したがって、蛍光体２３ｂとして用いられる前記の蛍光体は、赤色レーザ光に対する良好な散乱・拡散材とすることができる。
【０１９１】
また、青紫色レーザ光と上記の蛍光体とを組み合わせことにより、下記のような二つの効果が得られる。
【０１９２】
第一の効果は、蛍光体が受ける光が青紫色光であることにより、上述した緑色蛍光体、青緑蛍光体、青色蛍光体のいずれもが、青色光よりも吸収率が高くなるので、蛍光体の外部量子効率（内部量子効率×吸収率）も大きくなることである。
【０１９３】
第二の効果は、β−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ蛍光体、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体およびＪＥＭ蛍光体は、安定性および耐熱性が高い酸窒化物蛍光体であるため、励起光としてレーザ光を用いる場合に適していることである。
【０１９４】
［実施例２］
続いて、ヘッドランプ２１における半導体レーザ２ａ，２ｂおよび発光部２３の蛍光体２３ｂに用いられる蛍光体との組み合わせの他の具体例について説明する。
【０１９５】
なお、ヘッドランプ１，３１における半導体レーザ２ａ，２ｂおよび発光部７の蛍光体７ｂに用いられる蛍光体との組み合わせについても、下記の具体例を適用することができる。
【０１９６】
本実施形態では、半導体レーザ２ａとして、青色（４４０ｎｍ〜４７０ｎｍ）で発振する半導体レーザを用い、半導体レーザ２ｂとして、赤色で発振する半導体レーザ（実施例１で用いた半導体レーザと同様の半導体レーザ）を用いる。
【０１９７】
また、半導体レーザ２ａと組み合わされる蛍光体２３ｂとして、黄色蛍光体（例えばＹＡＧ:Ｃｅ蛍光体）とを用いる。あるいは、黄色蛍光体に代えて、緑色で発振するＧＡＬ蛍光体（アルミネート系蛍光体）やβ−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体を用いてもよい。
【０１９８】
ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体の屈折率は１．９〜２程度である。さらに、封止材２３ａとして、一般的な封止材に用いられるシリコーンや無機ガラス材料のうち、屈折率が実施例１と同様の１．８程度またはそれ以下の材料を用いる。あるいは、封止材２３ａとして、１．７以下の屈折率を有する上記の材料を用いてもよい。
【０１９９】
ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体とは、Ｃｅで賦活したイットリウム（Ｙ）−アルミニウム（Ａｌ）−ガーネット（Garnet）蛍光体である。ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体は、一般に５５０ｎｍ付近（５５０ｎｍよりも若干長波長側）に発光ピークが存在するブロードな発光スペクトルを有する。
【０２００】
ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体としては、例えばIntematix社製のＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体（NYAG4454）が用いられる。このIntematix社製のＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体は、外部量子効率が９０％、発光ピーク波長（以下、単に「ピーク波長」という）は５５８ｎｍ（黄色）、色度点はｘ＝０．４４４、ｙ＝０．５３６であり、４３０ｎｍから４９０ｎｍの励起光で良好に励起される。
【０２０１】
発光部７は、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体を、封止材７ａとしての低融点の無機ガラス（屈折率ｎ＝１．７６０）の内部に分散させて製造される。ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体と低融点の無機ガラス（低融点ガラス）との配合比は、例えば３０：１００程度である。これに限らず、発光部７でレーザ光を拡散させてそのレーザ光の色成分（例えば青色成分）を利用する場合には、上記の配合比は１０：１００程度が好ましい。
【０２０２】
上記の構成においても、それぞれ封止材２３ａと蛍光体２３ｂとの界面における反射率が２．７％となる。したがって、蛍光体２３ｂとして用いられる前記の蛍光体は、赤色レーザ光に対する良好な散乱・拡散材とすることができる。
【０２０３】
また、青色レーザ光と上記の蛍光体とを組み合わせことにより、下記のような二つの効果が得られる。
【０２０４】
前述のＣａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体やＪＥＭ蛍光体は、青色光でほとんど励起されない。しかしながら、β−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体は、青紫光より若干（数％程度）効率が低下するものの、青色光で良好に励起することができる。また、ＧＡＬ蛍光体も、青色光で良好に励起できる。特に、レーザ光を励起光として用いる場合、酸窒化物蛍光体の一種であるβ−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体は最適である。また、ＧＡＬ蛍光体も、信頼性に優れることから、レーザ光を励起光として用いる場合に適している。
【０２０５】
［ヘッドランプの効果］
最後に、ヘッドランプ１，２１，３１の効果について説明する。
【０２０６】
以上のように、ヘッドランプ１，２１，３１は、励起光源として、青紫色または青色の波長で発振する半導体レーザ２ａと、赤色の波長でレーザ光を発振する半導体レーザ２ｂとを備えている。さらに、ヘッドランプ１，２１，３１は、半導体レーザ２ａからのレーザ光により励起されて蛍光を発する蛍光体７ｂ，２３ｂを含む発光部７，２３と、半導体レーザ２ｂから出射されたレーザ光を拡散する拡散部８（発光部２３）とを備えている。
【０２０７】
上記の構成では、赤色蛍光体を用いることなく、半導体レーザ２ｂからのレーザ光により赤色光を得ている。これにより、赤色光を得るために赤色蛍光体を用いた従来の場合のように、視感度が低い、あるいは視感度がない領域の光を本質的に含まずに赤色光を照明光として含ませることができる。したがって、赤色の演色性（再現性）がよく、低消費電力で発光するヘッドランプ１，２１，３１を得ることができる。
【０２０８】
図１０は、赤色半導体レーザの電流対光出力特性を示すグラフである。また、図１１は、赤色半導体レーザの発光スペクトルを示すグラフである。
【０２０９】
図１０に示すように、赤色半導体レーザは、５Ａ以上の電流に対してほぼ線形の関係となる出力の光を発する。また、図１１に示すように、赤色半導体レーザの光は、６３５ｎｍ近傍だけの光を含み、６４０ｎｍやそれ以上の光を含んでいないことが分かる。このように、赤色半導体レーザを用いることにより、極めて単色性の強い赤色光を発生させて、発生させた光すべてを可視光とすることができる。したがって、従来の白色ＬＥＤと比較してより効率がよい、低消費電力で発光可能な光源を得ることができる。
【０２１０】
また、半導体レーザ２ｂの発振波長は６００ｎｍ以上６７５ｎｍ以下が好ましい。これにより、赤色の視感度を向上させることができる。
【０２１１】
また、ヘッドランプ２１においては、半導体レーザ２ｂの発振波長において、発光部２３の蛍光体２３ｂの吸収率が１０％以下であることが好ましい。このような蛍光体２３ｂを用いることで、半導体レーザ２ｂから放出される赤色光は、発光部２３でほとんど吸収されることなく散乱・拡散され、発光点サイズが拡大されてヘッドランプ２１の外部に蛍光と混色されて放出される。
【０２１２】
上記の蛍光体２３ｂとしては、例えば、β−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体、ＪＥＭ蛍光体、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体、ＧＡＬ蛍光体またはβ−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体を用いることが好ましい。特に、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体は、６００ｎｍ以上の波長域において、その吸収率が１％以下であり、赤色光をほとんど吸収せずに散乱・拡散させることができる。
【０２１３】
なお、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体を用いる場合、半導体レーザ２ａとしては、発振波長が４４０ｎｍ以上、４７０ｎｍ以下の半導体レーザを用いることが好ましい。また、ＹＡＧ：Ｃｅ以外に、アルミネート系蛍光体であるＧＡＬ蛍光体を用いてもよい。これにより、半導体レーザ２ａの青色領域のレーザ光と、発光部２３で発光する光との混色により、擬似白色光が得られる。
【０２１４】
また、発光部２３は、蛍光体２３ｂが分散された封止材２３ａを有しており、封止材２３ａの屈折率は蛍光体２３ｂの屈折率よりも小さいことが好ましい。このような屈折率の関係とすることにより、蛍光体２３ｂは、赤色光を吸収せずに散乱・拡散させるだけの散乱体として機能する。
【０２１５】
［本発明の他の構成］
照明装置は、異なる波長で発振する第一半導体レーザおよび第二半導体レーザと、第一半導体レーザから放出されたレーザ光により励起され蛍光を発する蛍光体を含む発光部とを備える。第一半導体レーザは青紫色または青色の波長で発振し、第二半導体レーザの発振波長域が赤色である。また、蛍光体の赤色光領域における吸収率が１０％以下である。第二半導体レーザから放出されたレーザ光が前記蛍光体を含む発光部によって、散乱された後に前記蛍光と混色されて光源の外部に放出される。
【０２１６】
［付記事項］
なお、前述の実施形態においては、第一励起光源が半導体レーザ２ａであったが、第一励起光源は他のレーザ光源であってもよく、レーザ光以外の励起光を発振するＬＥＤ、有機ＥＬなどの光源であってもよい。
【０２１７】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０２１８】
本発明に係る照明装置は、視感度が低い領域の光あるいは視感度がない領域の光を本質的に含まずに赤色光を照明光として含むことにより、赤色に対する良好な演色性（再現性）を有し、かつ低消費電力で発光可能となるので、特に車両用等のヘッドランプなどに好適に利用できる。
【符号の説明】
【０２１９】
１      ヘッドランプ（照明装置，前照灯）
２ａ    半導体レーザ（第一の光源）
２ｂ    半導体レーザ（第二の光源）
７      発光部
７ａ    封止材
７ｂ    蛍光体
８，９  拡散部
２１      ヘッドランプ（照明装置，前照灯）
２３      発光部
２３ａ    封止材
２３ｂ    蛍光体
３１      ヘッドランプ（照明装置，前照灯）
３３      光ファイバー束（導光部）
３３ｒ    出射端部
３５      発光部
３５ａ    レーザ光照射面（受光部）
３６      反射鏡
３６ａ    中空部
４１      放熱部材
４２      遮光部
【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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【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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