(57)【要約】【課題】励起光源が故障した場合であっても、所定の出力範囲を満たす光を出射する。【解決手段】ヘッドランプ１は、励起光を出射するための複数の半導体レーザ３と、複数の半導体レーザ３のうち、少なくとも１つの半導体レーザ３から出射されたレーザ光を受け取る入射端部５ｂと、入射端部５ｂに入射した励起光を出射する出射端部５ａとを有する光ファイバー５と、出射端部５ａから出射されるレーザ光を受けて、所定の出力範囲を満たす光を発光する発光部７と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を出射するための複数の励起光源と、
上記複数の励起光源のうち、少なくとも１つの励起光源から出射された励起光を受け取る入射端部と、当該入射端部に入射した励起光を出射する出射端部とを有する導光部と、
上記出射端部から出射される励起光を受けて、所定の出力範囲を満たす光を発光する発光部と、を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
上記発光部と、上記励起光源を含む光源ユニットと、を複数備え、
上記導光部は、上記光源ユニットそれぞれと上記発光部それぞれとを光学的に接続す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】
上記複数の励起光源は、上記発光部に励起光を出射する第１光源と、当該第１光源が非出射となったときに励起光を出射可能な第２光源と、を含み、
上記第１光源が非出射となったときに、上記第２光源を駆動させる駆動制御部を備え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】
上記複数の励起光源のうち、励起光を出射していた励起光源が非出射となったことを報知させる報知制御部を備え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】
上記第１光源が非出射になったことを報知させる報知制御部を備えることを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
【請求項６】
車両に備えられていることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の発光装置。
【請求項７】
上記複数の励起光源は、上記車両を操作する操作部近傍に設けられることを特徴とする請求項６に記載の発光装置。
【請求項８】
請求項１から７の何れか１項に記載の発光装置を備える照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、励起光源が故障した場合であっても、所定の出力範囲を満たす光を出射することが可能な発光装置、それを備える照明装置に関するものである。
【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。
【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に開示された灯具がある。この灯具では、高輝度光源を実現するために、励起光源として半導体レーザを用いている。半導体レーザを励起光源として用いることにより、ハイパワーな励起光を発振する小型の励起光源を実現できる。
【０００４】
また、半導体レーザから発振されるレーザ光は、コヒーレントな光であるため、指向性が強く、当該レーザ光を励起光として無駄なく集光し、利用することができる。そのため、小さな発光部を形成することができ、その結果、小型で輝度の高い発光装置を実現できる。
【０００５】
よって、このような半導体レーザを励起光源として用いた発光装置（ＬＤ発光装置）を車両用ヘッドランプに適用することにより、ヘッドランプを小型化できるなど、従来にない種々のメリットが生まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１５００４１号公報（２００５年６月９日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、半導体レーザを励起光源として用いた場合、現象的にはハロゲンランプのフィラメントが突然切れてしまうのと同様に、いわゆる「頓死」という事態により（つまり故障して）、突然点灯しなくなり、不灯状態となってしまう可能性がある。ＧａＮ（窒化ガリウム）系の半導体レーザの場合、その他の系の半導体レーザに比べて頓死しにくいが、故障しないという保障が必ずしもあるというわけではない。
【０００８】
ここで、車両用の前照灯は、通常、自車の真正面から見て、自車の両端に２箇所に備えられており、各前照灯には、励起光を出射する励起光源と、励起光源から出射された励起光を受けて発光する発光部とが用いられている。このため、励起光源が突然点灯しなくなると、当該励起光源を備える前照灯が保安基準（安全基準）を満たすだけの光を出射できなくなってしまう可能性がある。特に、高輝度かつ高光束の励起光源の場合、１つの前照灯の用途ごと（例えばハイビーム用、ロービーム用の灯具ごと）に１つの励起光源を用いることが可能となる。従って、この場合には、励起光源が突然点灯しなくなると、当該励起光源を備える前照灯から全く光が出射されなくなってしまう可能性がある。
【０００９】
すなわち、励起光源が故障して励起光を突然出射しなくなると、保安基準を満たすように前照灯を点灯させておくことが困難となり、特に夜間走行中の運転に支障をきたしてしまうという問題を生じる可能性がある。高輝度かつ高光束の励起光源を前照灯として用いる場合には、この問題が顕著に現れる。
【００１０】
つまり、従来の構成では、半導体レーザが万一故障（頓死）した場合には、前照灯が不灯状態となり、所定の出力範囲（例えば法律で規定された保安基準）に満たない光を出射することになってしまうといった不具合を防止することができない可能性があった。
【００１１】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、その目的は、励起光源が故障した場合であっても、所定の出力範囲を満たす光を出射することが可能な発光装置、それを備える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】
【００１２】
本発明に係る発光装置は、上記の課題を解決するために、励起光を出射するための複数の励起光源と、上記複数の励起光源のうち、少なくとも１つの励起光源から出射された励起光を受け取る入射端部と、当該入射端部に入射した励起光を出射する出射端部とを有する導光部と、上記出射端部から出射される励起光を受けて、所定の出力範囲を満たす光を発光する発光部と、を備えることを特徴としている。
【００１３】
上記構成によれば、発光部は、導光部を介して、少なくとも１つの励起光源から出射された励起光を受けることにより、所定の出力範囲を満たす光を発光する。つまり、上記少なくとも１つの励起光源は、発光部が所定の出力範囲を満たす光を発光することが可能なように励起光の出力を行う。
【００１４】
従って、励起光を出射する励起光源が１つであっても複数であっても、発光部は、所定の出力範囲を満たす光を発光することができる。言い換えれば、複数の励起光源の中に励起光を出射しない励起光源が存在する場合であっても、発光部は、所定の出力範囲を満たす光を発光することができる。つまり、発光装置は、複数の励起光源の中に故障したものがあっても、その故障した励起光源の影響を受けることなく、所定の出力範囲を満たす光を出射することができる。
【００１５】
ここで、「所定の出力範囲」とは、発光装置が適用される装置（例えば照明装置）に必要とされる光度（照度）を満たす、発光部が発光する光の出力範囲を指す。
【００１６】
本発明に係る発光装置は、上記発光部と、上記励起光源を含む光源ユニットと、を複数備え、上記導光部は、上記光源ユニットそれぞれと上記発光部それぞれとを光学的に接続することが好ましい。
【００１７】
上記構成によれば、励起光源を含む光源ユニットから出射される励起光を各発光部に照射させることができる。つまり、複数の光源ユニットのうち、どの光源ユニットから励起光が出射されている場合であっても、各発光部は所定の出力範囲の光を発光することができる。
【００１８】
従って、例えばある光源ユニットに含まれる励起光源が故障して非出射となった場合であっても、各発光部は、他の光源ユニットが出射する励起光を受けることで、故障した励起光源の影響を受けることなく、所定の出力範囲を満たす光を発光することができる。
【００１９】
ここで、「光学的に接続する」とは、励起光源と発光部との物理的な接続・非接続を問わず、励起光源から出射された励起光が発光部まで導かれることを指す。
【００２０】
本発明に係る発光装置では、上記複数の励起光源は、上記発光部に励起光を出射する第１光源と、当該第１光源が非出射となったときに励起光を出射可能な第２光源と、を含み、上記第１光源が非出射となったときに、上記第２光源を駆動させる駆動制御部を備えることが好ましい。
【００２１】
上記構成によれば、第２光源は、第１光源から励起光を出射している場合には励起光を出射せず、第１光源が非出射となったときに励起光を出射する。すなわち、第２光源は、第１光源の予備の励起光源といえる。また、駆動制御部は、第１光源が非出射になったときに第２光源が励起光を出射するように、第２光源を制御する。
【００２２】
従って、たとえ第１光源が故障して非出射（不灯）となったとしても、予備の励起光源である第２光源に切り替えることができる。このため、第１光源が故障しても、その故障した第１光源の影響を受けずに、発光部が所定の出力範囲を満たす光を発光することができ、発光部の光度（照度）を維持することができる。
【００２３】
本発明に係る発光装置は、上記複数の励起光源のうち、励起光を出射していた励起光源が非出射となったことを報知させる報知制御部を備えることが好ましい。
【００２４】
上記構成によれば、励起光を出射していた励起光源が非出射となったことが報知されるので、発光装置の利用者が、当該励起光源が故障したことを適切なタイミングで認知することができる。このため、故障した励起光源を適切なタイミングで別の励起光源（未使用の励起光源）と交換することができる。
【００２５】
本発明に係る発光装置は、上記第１光源が非出射になったことを報知させる報知制御部を備えることが好ましい。
【００２６】
上記構成によれば、第１光源が非出射になったことが報知されるので、発光装置の利用者が、第１光源が故障したことを適切なタイミングで認知することができる。このため、故障した第１光源を適切なタイミングで別の励起光源（未使用の励起光源）と交換することができる。
【００２７】
本発明に係る発光装置は、車両に備えられていることが好ましい。
【００２８】
上記構成によれば、発光装置が車両に備えられているので、励起光源が故障した場合であっても、発光部が所定の出力範囲の光を発光することができ、夜間走行に支障をきたすことがないといった効果を奏する。
【００２９】
本発明に係る発光装置では、上記複数の励起光源は、上記車両を操作する操作部近傍に設けられることが好ましい。
【００３０】
従来、車両や発光装置の構造に精通していない者（例えば車両の操作を行う操作者）が故障した励起光源を交換する場合、通常操作部から離れた位置（例えばボンネット内）に設けられていたので、一旦車両から降りて交換する必要があった。また、励起光源を交換した後に光軸調整およびその確認を行う必要があった。特に、夜間走行中に故障した励起光源を取り替える場合には、ボンネット内を手探りで作業する必要があったため、その作業は容易なものではなかった。
【００３１】
上記構成によれば、励起光源を操作部近傍に設けているので、励起光源が故障した場合に、一旦車両を降りて交換するといった手間を省くことができ、上記の構造に精通していない者は、夜間走行中であっても、励起光源の交換を容易に行うことができる。
【００３２】
本発明に係る照明装置は、上記に記載の発光装置を備えることが好ましい。
【００３３】
上記構成によれば、照明装置に発光装置を備えることにより、照明装置が突然不灯になることなく、利便性の高い照明装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明に係る発光装置は、以上のように、励起光を出射するための複数の励起光源と、上記複数の励起光源のうち、少なくとも１つの励起光源から出射された励起光を受け取る入射端部と、当該入射端部に入射した励起光を出射する出射端部とを有する導光部と、上記出射端部から出射される励起光を受けて、所定の出力範囲を満たす光を発光する発光部と、を備える構成である。
【００３５】
それゆえ、複数の励起光源の中に故障したものがあっても、その故障した励起光源の影響を受けることなく、所定の出力範囲を満たす光を出射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】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態に係るヘッドランプの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るヘッドランプが備える光結合部材と発光部との位置関係を示す図であり、（ａ）は、当該位置関係を概略的に示す図であり、（ｂ）は、光結合部材および発光部を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るヘッドランプが備える発光部の位置決め方法の変更例を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るヘッドランプを備える自動車における光源ユニットの配置例であり、自動車を概略的に示す上面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るヘッドランプが備える光源ユニットの制御について説明するための図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る発光装置としてのヘッドランプが備える光源ユニットと、前照灯としてのヘッドランプとの接続例を示すものであり、（ａ）は、図４および図５に示す光源ユニットおよび光ファイバーの配置例を示す図であり、（ｂ）〜（ｄ）は、その変形例を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るヘッドランプが備える光源ユニットの変形例を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るヘッドランプが備える半導体レーザが故障したときの警告例を説明するための図であり、（ａ）は、表示装置に警告用アイコンが表示される場合を示すものであり、（ｂ）は、速度メータなどが設けられたメータパネルに警告ランプが表示される場合を示すものである。
【図９】本発明の一実施形態に係るヘッドランプが備える半導体レーザの具体的な構成を示すものであり、（ａ）は半導体レーザの回路図を模式的に示す図であり、（ｂ）は半導体レーザの基本構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明の実施の一形態について図１〜図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。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１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、例えば、サーチライト、プロジェクター、室内用照明器具（例えばダウンライト）を挙げることができる。
【００３８】
ヘッドランプ１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が、以下では、主として走行用前照灯として用いられる場合について説明する。
【００３９】
また、自動車の真正面から見たとき、通常、前照灯が車体の両側に設けられている。このため、本実施の形態では、２つの前照灯としてのヘッドランプ（ヘッドランプユニット）をそれぞれヘッドランプ１ａおよび１ｂとし、ヘッドランプ１をその総称として用いる場合がある。なお、ヘッドランプに光源ユニットを含めて説明することもある。
【００４０】
（ヘッドランプ１の構成）
図１は、ヘッドランプ１の構成を示す断面図である。同図に示すように、ヘッドランプ１は、光源ユニット５１、光ファイバー（導光部）５、光結合部材６、発光部７、反射鏡８、透明板９、ハウジング１０、エクステンション１１およびレンズ１２を備えている。光源ユニット５１、光ファイバー５、光結合部材６および発光部７によって発光装置の基本構造が形成されている。ここでは、自動車（車両）５０（図４参照）には、２つの光源ユニット５１と２つの前照灯としてのヘッドランプ１ａおよび１ｂとが備えられ、主に、各光源ユニット５１と、光ファイバー５と、ヘッドランプ１ａおよび１ｂとが図４に示すように配置されているものとして説明する。すなわち、２本の光ファイバー５は、２つの光源ユニット５１それぞれと、ヘッドランプ１ａ（左側前照灯）およびヘッドランプ１ｂ（右側前照灯）それぞれとに光学的に結合（接続）されている。
【００４１】
光源ユニット５１は、励起光を出射するものであり、半導体レーザ（励起光源、第１光源、第２光源）３および光分岐部材４を備えている。半導体レーザ３は、励起光を出射する励起光源として機能するものであり、ステムに実装されており、半導体レーザ３のそれぞれからレーザ光（励起光）が発振される。なお、本実施の形態では、光源ユニットを、光源ユニット５１ａまたは５１ｂとし、光源ユニット５１をその総称として用い、また、半導体レーザを、半導体レーザ３ａ〜３ｄとし、半導体レーザ３をその総称として用いる場合がある。
【００４２】
光源ユニット５１は、半導体レーザ３を２つ備えており、半導体レーザ３ａがレーザ光を出射可能なように予め設定されているものであり、半導体レーザ３ｂがその予備として備えられているものである。換言すれば、光源ユニット５１では、半導体レーザ３ａ（第１光源）が、発光部７にレーザ光を出射するものであり、半導体レーザ３ｂ（第２光源）が、半導体レーザ３ａが非出射となったときにレーザ光を出射可能なように予備として備えられているものであるといえる。なお、第１光源が半導体レーザ３ｂ、第２光源が半導体レーザ３ａであってもよい。また、半導体レーザ３は、光源ユニット５１から容易に着脱可能なようにカートリッジ化されている。
【００４３】
なお、光源ユニット５１が備える半導体レーザ３は２つに限らず、３つ以上であってもよい。一方、光源ユニット５１が備える半導体レーザ３は複数である必要は必ずしもなく、半導体レーザ３を１つのみであってもよい。しかし、高出力のレーザ光を得るためには、複数の半導体レーザ３を用いる方が容易である。なお、本実施の形態では、図６（ｂ）および図６（ｃ）に示す構成の場合には、１つの光源ユニット５１に対して少なくとも２つの半導体レーザ３が備えられている必要がある。何れにしろ、ヘッドランプ１が備える半導体レーザ３は複数である。
【００４４】
半導体レーザ３は、１チップに６つの発光点を有するものであり、例えば、４０５ｎｍ（青紫色）のレーザ光を発振し、出力６．０Ｗ、動作電圧５Ｖ、電流３．４Ａのものであり、直径９ｍｍのステムに封入されているものである。半導体レーザ３が発振するレーザ光は、４０５ｎｍに限定されず、３８０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有するレーザ光であればよい。なお、３８０ｎｍ以下の良質な短波長用の半導体レーザを作製することが可能であれば、本実施の形態の半導体レーザ３として、３８０ｎｍ以下で発振するように設計された半導体レーザを用いることも可能である。
【００４５】
光分岐部材４は、半導体レーザ３ａおよび３ｂから発振されるレーザ光（励起光）を、２本の光ファイバー５の一方の端部である入射端部５ｂそれぞれに入射させるための導光部材である。
【００４６】
光分岐部材４は、半導体レーザ３ａ側の端部である第１入射面４ａから、光ファイバー５側の端部である出射面４ｃまでの距離と、半導体レーザ３ａ側の端部である第２入射面４ｂから出射面４ｃまでの距離とが、ほぼ等しくなるような形状に設計されている。第１入射面４ａおよび第２入射面４ｂは、半導体レーザ３から出射された励起光が入射される光分岐部材４の表面であり、出射面４ｃは、第１入射面４ａまたは第２入射面４ｂから入射された励起光が出射される光分岐部材４の表面である。また、光分岐部材４は、半導体レーザ３ａおよび３ｂのどちらからレーザ光が出射された場合であっても、当該レーザ光を、出射面４ｃにほぼ均一に照射することが可能な形状となっている。なお、第１入射面４ａおよび第２入射面４ｂは、２つに限らず、光源ユニット５１に備えられる半導体レーザ３の数に対応する数だけ有するように形成されてもよい。この場合であっても、各入射面と出射面４ｃとの距離がほぼ等しくなるように設計される。
【００４７】
また、光分岐部材４は、例えば屈折率１．４５の石英（ＳｉＯ２）の周りに、屈折率１．３５の熱可塑性フッ素樹脂（ポリテトラフロオロエチレン：ＰＴＦＥ）がコーティングされることにより作製されたものである。光分岐部材４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。また、光分岐部材４にコーティングする材料としては、光分岐部材４の屈折率よりも低屈折率の材料であれば良く、また、コーティングせず、直接空気（屈折率は１）と接していても良い。
【００４８】
光ファイバー５は、半導体レーザ３が発振したレーザ光を発光部７へと導く導光部材である。この光ファイバー５は、複数の半導体レーザ３のうち、少なくとも１つの半導体レーザ３から出射されたレーザ光を受け取る入射端部５ｂと、入射端部５ｂに入射したレーザ光を出射する出射端部５ａとを有している。
【００４９】
また、光分岐部材４の出射面４ｃには、ヘッドランプ１ａおよび１ｂの各発光部７のレーザ光照射面７ａ（図２参照）にレーザ光を照射するために、２本の光ファイバー５が接続されている。すなわち、光分岐部材４の出射面４ｃに、各光ファイバー５の入射端部５ｂが接続されている。一方の光ファイバー５は、ヘッドランプ１ａの発光部７にレーザ光を導くものであり、もう一方の光ファイバー５は、ヘッドランプ１ｂの発光部７にレーザ光を導くものである。つまり、１つの発光部７に対して１つの光ファイバー５が光学的に結合されているといえる。
【００５０】
さらに、図２（ａ）に示すように、光ファイバー５の出射端部５ａは、光結合部材６に接続されている。図２は、光結合部材６と発光部７との位置関係を示す図であり、図２（ａ）は、当該位置関係を概略的に示す図であり、図２（ｂ）は、光結合部材６および発光部７を示す斜視図である。
【００５１】
光結合部材６の形状は、光分岐部材４と同様の形状であり、第１入射面６ａ、第２入射面６ｂおよび出射面６ｃを有しており、その大きさは発光部７の大きさ（レーザ光照射面７ａの面積）に対応する大きさとなっている。すなわち、光分岐部材４も図２（ｂ）に示す光結合部材６と同様の形状をしており、第１入射面６ａ、第２入射面６ｂおよび出射面６ｃが、それぞれ第１入射面４ａ、第２入射面４ｂおよび出射面４ｃに対応する。
【００５２】
例えば図６（ａ）のように、光源ユニット５１ａに接続された光ファイバー５がヘッドランプ１ａおよび１ｂが備える各光結合部材６の第１入射面６ａに接続され、光源ユニット５１ｂに接続された光ファイバー５が各光結合部材６の第２入射面６ｂに接続されている。また、光結合部材６の材質は、光分岐部材４の材質と同じである。なお、出射端部５ａは、レーザ光照射面７ａに接触していてもよいし、僅かに間隔を置いて配置されてもよい。
【００５３】
第１入射面６ａおよび第２入射面６ｂに入射したレーザ光は、光結合部材６の形状により、出射面６ｃに向かって集光し（ミキシングされ）、出射面６ｃに均一に照射される。また、上述のように、出射面６ｃの大きさは、レーザ光照射面７ａの大きさにあわせて設計されている。このため、出射面６ｃから出射されるレーザ光は、レーザ光照射面７ａの広範囲に、かつ、一様に照射される。
【００５４】
光ファイバー５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）を主成分とするものであり、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。例えば、光ファイバー５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５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５の長軸方向に対して垂直な断面は矩形であってもよい。この断面が矩形（特に正方形）である場合には、各光ファイバー５の入射端部５ｂにはほぼ同じ強さのレーザ光が入射されやすい。
【００５５】
また、光ファイバー５は、可撓性を有しているため、出射端部５ａのレーザ光照射面７ａに対する配置を容易に変えることができる。それゆえ、レーザ光照射面７ａの形状に沿って出射端部５ａを配置することができ、レーザ光をレーザ光照射面７ａの全面にわたってマイルドに照射することができる。
【００５６】
また、光ファイバー５は、可撓性を有しているため、半導体レーザ３と発光部７との相対位置関係を容易に変更できる。また、光ファイバー５の長さを調整することにより、図１に示すように、光源ユニット５１（半導体レーザ３）を発光部７から離れた位置に設置することができる。
【００５７】
それゆえ、光源ユニット５１を、例えば図５に示すように、ハンドル（操作部）５５近傍に設けたり、冷却しやすい位置または交換しやすい位置に設置できるなど、ヘッドランプ１の設計自由度を高めることができる。すなわち、入射端部５ｂと出射端部５ａとの位置関係を容易に変更することができ、光源ユニット５１と発光部７との位置関係を容易に変更することができるので、ヘッドランプ１の設計自由度を高めることができる。
【００５８】
なお、導光部材として光ファイバー以外の部材、または光ファイバーと他の部材とを組み合わせたものを用いてもよい。この導光部材は、半導体レーザ３が発振したレーザ光を受け取る入射端部と当該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するものであればよい。例えば、入射端部を有する入射部および出射端部を有する出射部を光ファイバーとは別の部材として形成し、これら入射部および出射部を光ファイバーの両端部に接続してもよい。なお、この入射部および出射部が、光分岐部材４および光結合部材６であるともいえる。
【００５９】
また、ここでは、複数の光ファイバー５を用いる構成について説明しているが、これに限らず、１つの入射端部５ｂおよび複数の出射端部５ａを有する光ファイバー５を用いてもよい。この場合、１つの入射端部５ｂから入射したレーザ光を複数の出射端部５ａに分岐させるために、光ファイバー５にレーザ光を分岐させるような部材を設ける必要があるが、この部材によってレーザ光の伝送強度（光量）が低下してしまう（伝送ロスが生じる）。このため、伝送ロスを考慮する場合には、複数本の光ファイバー５を使用し、各光ファイバー５の入射端部５ｂおよび出射端部５ａに光分岐部材４および光結合部材６を備えることが好ましい。
【００６０】
発光部７は、出射端部５ａから出射されたレーザ光を受けて発光するものであり、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７は、蛍光体保持物質としてのシリコーン樹脂の内部に蛍光体が分散されているものである。シリコーン樹脂と蛍光体との割合は、１０：１程度である。また、発光部７は、蛍光体を押し固めたものであってもよい。蛍光体保持物質は、シリコーン樹脂に限定されず、無機ガラス材料をはじめとするガラス材料であってもよいし、有機・無機ハイブリッド材料であっても良い。なお、発光部７は、例えば、プラスにイオン化された蛍光体を含む分散媒の中に導電性部材を電極として浸漬し、この電極（導電性部材）と、この電極とは異なるもう一方の電極とに電圧を印加することにより電気泳動を発生させ、この導電性部材に蛍光体を堆積させることにより製造されてもよい。
【００６１】
上記蛍光体は、酸窒化物系のものであり、青色、緑色および赤色の蛍光体がシリコーン樹脂に分散されている。半導体レーザ３は、４０５ｎｍ（青紫色）のレーザ光を発振するため、発光部７に当該レーザ光が照射されると白色光が発生する。それゆえ、発光部７は、波長変換材料であるといえる。
【００６２】
なお、半導体レーザ３は、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）を発振するものでもよく、この場合には、上記蛍光体は、黄色の蛍光体、または緑色の蛍光体と赤色の蛍光体との混合物である。黄色の蛍光体とは、５６０ｎｍ以上５９０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する光を発する蛍光体である。緑色の蛍光体とは、５１０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する光を発する蛍光体である。赤色の蛍光体とは、６００ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する光を発する蛍光体である。
【００６３】
上記蛍光体は、サイアロンと通称されるものが好ましい。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、窒素原子の一部が酸素原子に置換された物質である。窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）にアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）および希土類元素などを固溶させて作ることができる。
【００６４】
蛍光体の別の好適な例としては、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のナノメータサイズの粒子を用いた半導体ナノ粒子蛍光体を挙げることができる。
【００６５】
半導体ナノ粒子蛍光体の特徴の一つは、同一の化合物半導体（例えばインジュウムリン：ＩｎＰ）を用いても、その粒子径をナノメータサイズに変更することにより、量子サイズ効果によって発光色を変化させることができる点である。例えば、ＩｎＰでは、粒子サイズが３〜４ｎｍ程度のときに赤色に発光する（ここで、粒子サイズは透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）にて評価した）。
【００６６】
また、この半導体ナノ粒子蛍光体は、半導体ベースであるので蛍光寿命が短く、励起光のパワーを素早く蛍光として放射できるのでハイパワーの励起光に対して耐性が強いという特徴もある。これは、この半導体ナノ粒子蛍光体の発光寿命が１０ナノ秒程度と、希土類を発光中心とする通常の蛍光体材料に比べて５桁も小さいためである。
【００６７】
さらに、上述したように、発光寿命が短いため、レーザ光の吸収と蛍光体の発光を素早く繰り返すことができる。その結果、強いレーザ光に対して高効率を保つことができ、蛍光体からの発熱を低減させることができる。
【００６８】
よって、発光部７が熱により劣化（変色や変形）するのをより抑制することができる。これにより、光の出力が高い発光素子を光源として用いる場合に、発光装置の寿命が短くなるのをより抑制することができる。
【００６９】
発光部７の形状および大きさは、例えば、３ｍｍ×１ｍｍ×１ｍｍの直方体である。この場合、半導体レーザ３からのレーザ光を受けるレーザ光照射面７ａの面積は、３ｍｍ２である。日本国内で法的に規定されている車両用ヘッドランプの配光パターン（配光分布）は、鉛直方向に狭く、水平方向に広いため、発光部７の形状を、水平方向に対して横長（断面略長方形形状）にすることにより、上記配光パターンを実現しやすくなる。発光部７は、直方体でなくてもよく、レーザ光照射面７ａが楕円である筒状であってもよい。また、レーザ光照射面７ａは、平面である必要は必ずしもなく、曲面であってもよい。ただし、レーザ光の反射を制御しやすくするためには、レーザ光照射面７ａは、レーザ光の光軸に対して垂直な平面であることが好ましい。
【００７０】
また、発光部７は、図１に示すように、透明板９の内側（出射端部５ａが位置する側）の面において、出射端部５ａと対向する位置に固定されている。発光部７の位置の固定方法は、この方法に限定されず、反射鏡８から延出する棒状または筒状の部材によって発光部７の位置を固定してもよい。
【００７１】
図３は、発光部７の位置決め方法の変更例を示す断面図である。同図に示すように、反射鏡８の中心部を貫いて延びる筒状部１５の先端に発光部７を固定してもよい。この場合には、筒状部１５の内部に光ファイバー５の出射端部５ａを通すことができる。
【００７２】
反射鏡８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ものである。すなわち、反射鏡８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。この反射鏡８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。
【００７３】
透明板９は、反射鏡８の開口部を覆う透明な樹脂板であり、発光部７を保持している。この透明板９を、半導体レーザ３からのレーザ光を遮断するとともに、発光部７においてレーザ光を変換することにより生成された白色光（インコヒーレントな光）を透過する材質で形成することが好ましい。発光部７によってコヒーレントなレーザ光は、そのほとんどがインコヒーレントな白色光に変換される。しかし、何らかの原因でレーザ光の一部が変換されない場合も考えられる。このような場合でも、透明板９によってレーザ光を遮断することにより、レーザ光が外部に漏れることを防止できる。なお、このような効果を期待せず、かつ透明板９以外の部材によって発光部７を保持する場合には、透明板９を省略することが可能である。
【００７４】
ハウジング１０は、ヘッドランプ１の本体を形成しており、反射鏡８等を収納している。光ファイバー５は、このハウジング１０を貫いており、光源ユニット５１は、ハウジング１０の外部に設置される。光源ユニット５１は、レーザ光の発振時に発熱するが、ハウジング１０の外部に設置することにより光源ユニット５１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３は、故障する可能性があるため、交換しやすい位置に設置することが好ましい。なお、光源ユニット５１の配置位置については後述する。
【００７５】
エクステンション１１は、反射鏡８の前方の側部に設けられており、ヘッドランプ１の内部構造を隠して見栄えを良くするとともに、反射鏡８と車体との一体感を高めている。このエクステンション１１も反射鏡８と同様に金属薄膜がその表面に形成された部材である。
【００７６】
レンズ１２は、ハウジング１０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が発生し、反射鏡８によって反射された光は、レンズ１２を通ってヘッドランプ１の前方へ出射される。
【００７７】
以上のように、光源ユニット５１の半導体レーザ３から高出力のレーザ光が発光部７に照射され、発光部７がこのレーザ光を受けることができるので、例えば発光部７から放射される光束が少なくとも１２００ｌｍ（ルーメン）以上、発光部７の輝度が少なくとも８０ｃｄ（カンデラ）／ｍｍ２以上という高輝度・高光束のヘッドランプ１を実現することができる。また、高輝度のヘッドランプ１が実現されることにより、小型のヘッドランプ１を実現することができる。
【００７８】
（光源ユニット５１の配置例）
次に、自動車５０における光源ユニット５１の配置例について、図４を用いて説明する。図４は、自動車５０における光源ユニット５１の配置例であり、自動車５０を概略的に示す上面図である。
【００７９】
図４には、自動車５０が、左側前照灯としてのヘッドランプ１ａ、右側前照灯としてのヘッドランプ１ｂ、光ファイバー５、光源ユニット５１、運転手が自動車５０を操作するためのハンドル５５、および、車輪５６を備えた構成が図示されている。
【００８０】
図示のように、２つの光源ユニット５１は、ハンドル５５が取り付けられているダッシュボード内部またはダッシュボード上で、かつ、ハンドル５５近傍に設けられている。すなわち、２つの光源ユニット５１は、運転手または助手席に座った者が車内からアクセスできる箇所に設置されているといえる。
【００８１】
光源ユニット５１にはそれぞれ２本の光ファイバー５が接続されており、一方がヘッドランプ１ａに接続され、もう一方がヘッドランプ１ｂに接続されている。このため、各光源ユニット５１から出射されるレーザ光は、２本の光ファイバー５を介して、ヘッドランプ１ａの発光部７にもヘッドランプ１ｂの発光部７にも照射される。換言すれば、発光部７と、半導体レーザ３を含む光源ユニット５１と、が複数備えられ、光ファイバー５が、光源ユニット５１それぞれと発光部７それぞれとを光学的に接続しているものといえる。
【００８２】
従来のヘッドランプでは、光源（ハロゲンランプ、ＨＩＤバルブまたはＬＥＤ）が何らかの原因で故障して点灯しなくなり、当該光源を未使用の光源と交換する場合には、例えば運転手は、ボンネット（エンジンフード）を開けて、エンジンルーム内のヘッドランプユニットの裏側から光源を取り出し、未使用の光源に付け替える必要があった。また、光源の交換後には、ヘッドランプユニットの光軸調整（エーミング）およびその確認を行う必要があった。すなわち、自動車やヘッドランプの構造に精通している、例えば自動車の製造業者や整備業者などでない者（例えば運転手）にとっては、光源の付け替え作業は、非常に困難であり、面倒なものであった。
【００８３】
一方、光源ユニット５１をハンドル５５近傍に設け、さらに半導体レーザ３がカートリッジ化されているので、自動車やヘッドランプの構造に精通していない者であっても、点灯しなくなった（故障した）半導体レーザ３を取り外し、自動車５０内に備え付けられた交換用の半導体レーザに付け替えるといった作業を容易に行うことができる。
【００８４】
特に、夜間走行中に故障した半導体レーザ３を取り替える場合に、従来のように、一旦自動車から降りて、周囲の暗い中でボンネット内を手探りでバルブ交換を行う必要がない。また、光源ユニット５１が光ファイバー５を介して発光部７と光学的に結合されている（すなわち、光源ユニット５１と発光部７とが異なる位置に設けられている）ので、上記のような光軸調整を行う必要もない。このため、故障した半導体レーザ３を運転席あるいは助手席に座ったままで（室内に居ながらにして）交換することができるので、夜間であっても、故障した半導体レーザ３の交換を、危険を伴うことなく、容易に、落ち着いて行うことができる。
【００８５】
（光源ユニット５１の制御について）
次に、光源ユニット５１の制御について、図５を用いて説明する。図５は、光源ユニット５１の制御について説明するための図である。以下の説明において、半導体レーザ３ａおよび３ｃがレーザ光を出射可能なように予め設定されているものであり、半導体レーザ３ｂおよび３ｄがその予備として備えられているものとする。
【００８６】
同図に示すように、ヘッドランプ１は、光源ユニット５１および光ファイバー５の他に、駆動回路群５２、検知部５３、駆動制御部５４および表示制御部（報知制御部）５７を備えている。また、検知部５３、駆動制御部５４および表示制御部５７は、ヘッドランプ１（または自動車５０）の制御部として機能するものである。すなわち、これらの各部は、例えば、ヘッドランプ１（または自動車５０）が備える記憶部（図示せず）に格納されている制御プログラムを、ＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成される一次記憶部（図示せず）に読み出して実行することにより、ヘッドランプ１（または自動車５０）が備える各部を制御するものである。
【００８７】
また、検知部５３、駆動制御部５４および表示制御部５７は、半導体レーザ３が故障した場合であっても、発光部７（ヘッドランプ１）が所定の出力範囲の光を発光可能なように予備の半導体レーザ３への切り替えや切り替え時の警告（報知）などを制御する制御装置の基本構造を形成しているともいえる。
【００８８】
ここで、所定の出力範囲とは、例えば車両用のヘッドランプであれば、日本国内法で規定されている最高光度点の光度を満たす範囲を指す。例えば、ヘッドランプ１がハイビームであれば、その光度は、現在のところ、１灯あたり２９５００ｃｄ〜１１２５００ｃｄである。換言すれば、所定の出力範囲とは、光源ユニット５１、光ファイバー５および発光部７を備える発光装置が適用される装置に必要とされる光度（照度）を満たす、発光部７が発光する光の出力範囲を指すといえる。
【００８９】
駆動回路群５２は、光源ユニット５１が備える半導体レーザ３を駆動するものであり、各半導体レーザ３（半導体レーザ３ａ〜３ｄ）をそれぞれ駆動する駆動回路５２ａ〜５２ｄを備えている。なお、各半導体レーザ３に１つの駆動回路（半導体レーザ３ａ〜３ｄに対して駆動回路５２ａ〜５２ｄ）を備える構成となっているが、これに限らず、光源ユニット５１の半導体レーザ３ａおよび３ｂ（半導体レーザ３ｃおよび３ｄ）に対して（すなわち１つの光源ユニット５１に対して）１つの駆動回路を備える構成であってもよい。光源ユニット５１内に複数の半導体レーザ３をまとめて備え、半導体レーザ３どうしが近傍に存在することにより実現される構成である。この場合、１つの半導体レーザに対して１つの駆動回路を備える構成に比べ、回路素子が少なくても済むので、安価で、かつ、小型のヘッドランプを提供することができる。
【００９０】
検知部５３は、各半導体レーザ３の点灯状態を検知するものであり、例えば、半導体レーザ３ａ〜３ｄそれぞれに与えられる電流または電圧の値を所定の時間ごとに検知する。検知部５３は、検知した値と、上記記憶部に格納された予め設定されている駆動条件（電流値または電圧値）とを比較することにより、検知した値が当該駆動条件から大きく外れた半導体レーザ３を特定し、当該半導体レーザ３が非出射となった（消灯した）と判断する。これにより、検知部５３は、非出射となった半導体レーザ３を故障したと判断できる。
【００９１】
なお、検知部５３は、これに限らず、半導体レーザ３ａ〜３ｄのレーザ光を出射する領域近傍に備えられた受光素子（図示せず）に流れる電流を検知することで、上記判断を行ってもよい。この場合、検知部５３は、受光素子に流れる電流量が所定の値（半導体レーザ３が消灯したと判定可能な値）以下となったときに、当該受光素子近傍の半導体レーザ３が故障したと判断する。例えば、上記記憶部には、半導体レーザ３ａ〜３ｄと、半導体レーザ３ａ〜３ｄそれぞれに備えられた受光素子との対応関係を示すテーブルが格納されている。また、検知部５３は、受光素子ごとの電流量を検知している。このため、検知部５３は、受光素子に流れる電流量が所定の値以下となると、上記テーブルを参照することで、どの半導体レーザ３が故障したのかを判断する。
【００９２】
駆動制御部５４は、駆動回路群５２に印加する電圧などを制御するものである。検知部５３が故障した半導体レーザ３を特定すると、当該故障した半導体レーザ３を特定したことを示す特定信号を駆動制御部５４に送信する。駆動制御部５４は、この特定信号を受信すると、故障した半導体レーザ３を備える光源ユニット５１における予備の半導体レーザ３を駆動させるべく、当該予備の半導体レーザ３に対応する駆動回路を駆動させる。例えば、検知部５３により半導体レーザ３ａが故障したことが特定されると、駆動制御部５４は、半導体レーザ３ａの予備の励起光源である半導体レーザ３ｂを駆動させるべく、駆動回路５２ｂを制御する。なお、検知部５３は、上記特定信号を駆動制御部５４に送信するとともに、表示制御部５７にも送信する。表示制御部５７については後述する。
【００９３】
以上のように、ヘッドランプ１は、複数の半導体レーザ３が、発光部７にレーザ光を出射する第１光源としての半導体レーザ３ａおよび３ｃと、当該第１光源が非出射となったときにレーザ光を出射可能な半導体レーザ３ｂおよび３ｄと、を含み、第１光源が非出射となったときに、第２光源を駆動させる駆動制御部５４を備える構成である。
【００９４】
つまり、駆動制御部５４は、第１光源が故障して非出射（不灯）となったとしても、第１光源の予備の励起光源である第２光源に切り替えることができる。このため、第１光源が故障しても、その故障した第１光源の影響を受けずに、発光部７が所定の出力範囲を満たす光を発光することができる。
【００９５】
（光源ユニット５１とヘッドランプ１との接続例）
次に、光源ユニット５１と、前照灯としてのヘッドランプ１（ヘッドランプユニット）との接続例について図６および図７を用いて説明する。図６は、光源ユニット５１と、前照灯としてのヘッドランプ１との接続例を示すものであり、図６（ａ）は、図４および図５に示す光源ユニット５１および光ファイバー５の配置例を示すものであり、図６（ｂ）〜図６（ｄ）は、その変形例である。
【００９６】
図６（ａ）では、上述したように、光源ユニット５１ａおよび５１ｂにそれぞれ半導体レーザ３が２つずつ備えられている。具体的には、光源ユニット５１ａには半導体レーザ３ａおよび半導体レーザ３ｂが備えられており、光源ユニット５１ｂには半導体レーザ３ｃおよび半導体レーザ３ｄが備えられている。また、光源ユニット５１ａおよび５１ｂそれぞれに２本の光ファイバー５が接続されており、一方の光ファイバー５が左前前照灯としてのヘッドランプ１ａが備える発光部７と光学的に接続され、もう一方の光ファイバー５が右前前照灯のヘッドランプ１ｂが備える発光部７と光学的に接続されている。
【００９７】
また、図６（ｂ）では、図６（ａ）と同様、光源ユニット５１ａおよび５１ｂにそれぞれ半導体レーザ３が２つずつ備えられている。また、光源ユニット５１ａおよび５１ｂそれぞれに１本の光ファイバー５が接続されている。光源ユニット５１ａに接続された光ファイバー５は、ヘッドランプ１ａが備える発光部７と光学的に接続され、光源ユニット５１ｂに接続された光ファイバー５は、ヘッドランプ１ｂが備える発光部７と光学的に接続されている。すなわち、この構成では、１つの光源ユニット５１と１つの前照灯（発光部７）とが光ファイバー５に光学的に接続されている。
【００９８】
図６（ａ）および図６（ｂ）の場合、図５に示す検知部５３により半導体レーザ３ａ（または３ｃ）が故障したと判断されると、駆動制御部５４は、予備の励起光源である半導体レーザ３ｂ（または３ｄ）を駆動させるべく駆動回路群５２を制御する。これにより、たとえ半導体レーザ３ａ（または３ｃ）が故障したとしても、予備の半導体レーザ３ｂ（または３ｄ）に切り替えることができる。このため、半導体レーザ３ａ（または３ｃ）が故障しても、当該半導体レーザ３ａ（または３ｃ）の影響を受けることなく、発光部７が所定の出力範囲を満たす光を発光することができるので、例えば夜間走行に支障をきたすことがない。
【００９９】
なお、各半導体レーザ３のレーザ光の出力値は、発光部７が、１つの半導体レーザ３からのレーザ光を受けて発光した場合であっても、２つの半導体レーザ３からのレーザ光を受けて発光した場合であっても、所定の出力範囲の光を発光することができるように設定されていてもよい。例えば、ヘッドランプ１がハイビームである場合には、各半導体レーザ３のレーザ光の出力値は、ヘッドランプ１（発光部７）の光度が２９５００ｃｄ〜５６２５０ｃｄとなるように設定されていてもよい。すなわち、一方の光源ユニット５１から出射されるレーザ光の出力値を、発光部７が所定の出力範囲の光を発光する（すなわちヘッドランプ１が法規制上の最低照度を上回る明るさを得られる）ように予め設定しておいてもよい。
【０１００】
図６（ａ）では、２つの半導体レーザ３が出射するレーザ光を、ヘッドランプ１ａおよび１ｂが備える発光部７それぞれが受けることにより、これらの発光部７が所定の出力範囲の光を発光している。このため、各発光部７は、どちらかの半導体レーザ３（例えば半導体レーザ３ａ）が故障して、もう一方の半導体レーザ３（例えば半導体レーザ３ｃ）からのレーザ光のみを受けて発光する場合であっても、所定の出力範囲の光を発光することができる。つまり、この場合には、駆動制御部５４による駆動制御（予備の半導体レーザ３への切り替え、電流値の調整など）を行わなくても、所定の出力範囲の光の出射を維持することができる。このため、一方の光源ユニット５１が故障した状態で走行を続けても、道路交通法上の違反行為とはならない。
【０１０１】
なお、何れかの半導体レーザ３が故障したときに、当該半導体レーザ３を未使用の半導体レーザと交換しておけば、上記のような片方の光源ユニット５１からレーザ光が出射されなくなるといった状況に陥ることはない。
【０１０２】
また、図６（ａ）において、検知部５３が、例えば光源ユニット５１ａの半導体レーザ３ａおよび３ｂの両方が故障したと判断した場合には、駆動制御部５４は、光源ユニット５１ｂの半導体レーザ３ｃ（駆動中の半導体レーザ）に対する電流を増加させることで、ヘッドランプ１の発光部７が所定の出力範囲の光を出射する（すなわち光度（照度）を維持する）ようにしてもよい。この場合、半導体レーザ３ｃには必要以上の出力が要求されるので、その寿命が通常よりも短くなるが、半導体レーザ３ｃおよび３ｄが不灯となる前に半導体レーザ３ａおよび３ｂを未使用の半導体レーザ３と交換すればよい。
【０１０３】
なお、駆動中の半導体レーザ３が出射するレーザ光の出力を増加させるように制御することは、半導体レーザ３に流す電流値を上げることで容易に実現できるが、例えばＨＩＤバルブやハロゲンランプで同様の調光を実現することは困難である。
【０１０４】
次に、図６（ｃ）では、自動車５０には１つの光源ユニット５１が備えられており、この光源ユニット５１には２つの半導体レーザ３ａおよび３ｂが備えられている。また、光源ユニット５１には２本の光ファイバー５が接続されており、一方の光ファイバー５がヘッドランプ１ａが備える発光部７と光学的に接続され、もう一方の光ファイバー５がヘッドランプ１ｂが備える発光部７と光学的に接続されている。なお、この場合、半導体レーザ３ａおよび３ｂは、１つの半導体レーザ３がレーザ光を出射することで、発光部７が所定の出力範囲の発光を行うことができるように設計されている。
【０１０５】
また、図６（ｄ）では、光源ユニット５１ａに半導体レーザ３ａが備えられ、光源ユニット５１ｂに半導体レーザ３ａが備えられている。つまり、図７に示すように、光源ユニット５１ａおよび５１ｂはそれぞれ、半導体レーザ３（半導体レーザ３ａまたは３ｂ）と光分岐部材４とを１つずつ備えた構成となっている。光源ユニット５１が備える半導体レーザ３が１つであるので、光分岐部材４は、半導体レーザ３から出射されたレーザ光が、光ファイバー５側の端部である出射面にほぼ均一に照射することが可能な形状となっていればよく、例えば直方体である。なお、図７は、光源ユニット５１の変形例を示す図である。
【０１０６】
また、光源ユニット５１ａおよび５１ｂにはそれぞれ２本の光ファイバー５が接続されており、一方の光ファイバー５がヘッドランプ１ａが備える発光部７と光学的に接続され、もう一方の光ファイバー５がヘッドランプ１ｂが備える発光部７と光学的に接続されている。図６（ｃ）と同様、半導体レーザ３ａおよび３ｂは、１つの半導体レーザ３がレーザ光を出射することで、発光部７が所定の出力範囲の発光を行うことができるように設計されている。
【０１０７】
図６（ｃ）および図６（ｄ）の場合も、図５に示す検知部５３により半導体レーザ３ａが故障したと判断されると、駆動制御部５４は、予備の励起光源である半導体レーザ３ｂを駆動させるべく駆動回路群５２を制御する。これにより、たとえ半導体レーザ３ａが故障したとしても、予備の半導体レーザ３ｂに切り替えることができる。このため、半導体レーザ３ａが故障しても、当該半導体レーザ３ａの影響を受けることなく、発光部７が所定の出力範囲を満たす光を発光することができるので、例えば夜間走行に支障をきたすことがない。
【０１０８】
なお、図６（ｃ）および図６（ｄ）では、半導体レーザ３ａが故障したときに半導体レーザ３ｂに切り替わるものとして説明したが、これに限らず、両方ともレーザ光を出射している構成（すなわち、半導体レーザ３ａおよび３ｃを備える構成）であってもよい。この場合、検知部５３により、どちらかの半導体レーザ３が故障したと判断された場合に、駆動制御部５４が故障していない半導体レーザ３に対する電流を増加させることで、発光部７が所定の出力範囲の光を出射する（すなわち光度（照度）を維持する）。
【０１０９】
また、発光部７が、１つの半導体レーザ３からのレーザ光を受けて発光した場合であっても、２つの半導体レーザ３からのレーザ光を受けて発光した場合であっても、半導体レーザ３ａおよび３ｃのレーザ光の出力値が所定の出力範囲の光を発光することができるように設定されている場合には、上述のように、駆動制御部５４による駆動制御を行う必要がない。これは、図６（ａ）と同様、光ファイバー５が、２つの半導体レーザ３ａおよび３ｃが出射するレーザ光を、２つのヘッドランプ１ａおよび１ｂが備える発光部７それぞれに分配するような構成となっているためである。なお、図６（ｂ）の場合であっても、すべての半導体レーザ３ａ〜３ｄからレーザ光が出射される場合（すなわち予備の半導体レーザ３を備えない構成の場合）で、かつ、発光部７が上記のような構成の場合には、駆動制御部５４による駆動制御を行う必要がない。ただし、図６（ｂ）〜図６（ｄ）では、ヘッドランプ１が備えるすべての半導体レーザ３を駆動することになるので、もう一方の半導体レーザ３が故障する前に、故障した半導体レーザ３を未使用の半導体レーザ３と交換する必要がある。
【０１１０】
以上のように、ヘッドランプ１は、励起光を出射するための複数の半導体レーザ３と、複数の半導体レーザ３のうち、少なくとも１つの半導体レーザ３から出射されたレーザ光を受け取る入射端部５ｂと、入射端部５ｂに入射した励起光を出射する出射端部５ａとを有する光ファイバー５と、出射端部５ａから出射されるレーザ光を受けて、所定の出力範囲を満たす光を発光する発光部７と、を備える構成である。この構成により、複数の半導体レーザ３の中にレーザ光を出射しない半導体レーザ３が存在する場合であっても、発光部７は、所定の出力範囲を満たす光を発光することができる。つまり、ヘッドランプ１は、複数の半導体レーザ３の中に故障したものがあっても、その故障した半導体レーザ３の影響を受けることなく、所定の出力範囲を満たす光を出射することができる。
【０１１１】
（警告例）
次に、半導体レーザ３が故障したしたときの警告例について図８を用いて説明する。図８は、半導体レーザ３が故障したときの警告例を説明するための図であり、図８（ａ）は、表示装置６０に警告用アイコン６０１が表示される場合を示すものであり、図８（ｂ）は、速度メータなどが設けられたメータパネル６１に警告ランプ６０２が表示される場合を示すものである。
【０１１２】
まず、図５に示すように、ヘッドランプ１は、表示制御部５７を備えている。表示制御部５７は、表示装置６０およびメータパネル６１の表示を制御するものであり、本実施の形態では、特に警告灯としての警告用アイコン６０１または警告ランプ６０２の表示を制御するものである。
【０１１３】
表示制御部５７は、検知部５３から上記特定信号を受信すると、図８（ａ）の場合には、表示装置６０に警告用アイコン６０１を表示させ、図８（ｂ）の場合には、メータパネル６１に警告ランプ６０２を表示させる。換言すれば、表示制御部５７は、複数の半導体レーザ３のうち、レーザ光を出射している半導体レーザ３が非出射になったこと、すなわち、第１光源としての半導体レーザ３ａおよび３ｃが非出射になったことを報知させるものといえる。
【０１１４】
例えば、警告用アイコン６０１および警告ランプ６０２には右側前照灯を示す「Ｒ」が含まれているため、右側前照灯用の半導体レーザ３に故障が生じたことを運転手に知らせることができる。すなわち、警告用アイコン６０１および警告ランプ６０２の表示により、どちらの前照灯の半導体レーザ３に故障が生じたのかを運転手に知らせることができる。なお、左側前照灯を示す場合には、「Ｒ」の代わりに「Ｌ」が表示されるものとする。
【０１１５】
以上のように、表示制御部５７は、検知部５３からの特定信号に基づいて、故障した半導体レーザ３を示す警告用アイコン６０１または警告ランプ６０２を表示させる。このため、万一半導体レーザ３が故障した場合であっても、運転手（発光装置の利用者）は、半導体レーザ３が適切なタイミングで故障したことを認知することができ、当該半導体レーザ３を未使用の半導体レーザと交換することができる。
【０１１６】
ここでは、警告用アイコン６０１または警告ランプ６０２を表示させることによる警告例を説明したが、これに限らず、例えば半導体レーザ３（または光源ユニット５１）が故障したことを警告する警告灯してのＬＥＤインジケータ（図示せず）を、メータパネル６１に備える構成であってもよい。この場合、各半導体レーザ３とＬＥＤインジケータが発光する色とが予め対応付けて決められているものとする。また、１つの半導体レーザ３（または１つの光源ユニット５１）に対して１つのＬＥＤインジケータが備えられていてもよい。この場合、表示制御部５７は、検知部５３から特定信号を受信すると、半導体レーザ３が故障したことを示すようにＬＥＤインジケータの発光を制御する。これにより、運転手は、どの半導体レーザ３が故障したかを適切なタイミングで知ることができる。
【０１１７】
また、上記では、表示制御部５７が、警告用アイコン６０１および警告ランプ６０２を表示させるか、あるいは、ＬＥＤインジケータを点灯させることにより、どの半導体レーザ３が故障したかを運転手に知らせている。つまり、半導体レーザ３の故障を視覚によって警告する方法が採用されている。しかし、これに限らず、半導体レーザ３の故障を聴覚や触覚などによって警告する方法であってもよい。聴覚によって半導体レーザ３の故障を知らせる場合には、例えば、上記制御部がスピーカー（図示せず）から警告音を発するように制御してもよい。また、聴覚によって当該故障を知らせる場合には、例えば、ハンドル５５にバイブレーション機能をもたせ、上記制御部がハンドル５５をバイブレーションさせるように制御してもよい。すなわち、運転手が半導体レーザ３の故障を適切なタイミングで知ることができれば、その警告方法はどのような方法であってもよい。
【０１１８】
（半導体レーザ３の構造）
ここで、半導体レーザ３の基本構造について説明する。図９（ａ）は、半導体レーザ３の回路図を模式的に示したものであり、図９（ｂ）は、半導体レーザ３の基本構造を示す斜視図である。同図に示すように、半導体レーザ３は、カソード電極１９、基板１８、クラッド層１１３、活性層１１１、クラッド層１１２、アノード電極１７がこの順に積層された構成である。
【０１１９】
基板１８は、半導体基板であり、本実施の形態のように蛍光体を励起する為の青色〜紫外の励起光を得る為にはＧａＮ、サファイア、ＳｉＣ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としては、その他には、Ｓｉ、ＧｅおよびＳｉＣ等のＩＶ属半導体、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＡｌＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＳｂ、ＧａＳｂおよびＡｌＮに代表されるＩＩＩ−Ｖ属化合物半導体、ＺｎＴｅ、ＺｅＳｅ、ＺｎＳおよびＺｎＯ等のＩＩ−ＶＩ属化合物半導体、ＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＣｒＯ２およびＣｅＯ２等の酸化物絶縁体、並びに、ＳｉＮなどの窒化物絶縁体のいずれかの材料が用いられる。
【０１２０】
アノード電極１７は、クラッド層１１２を介して活性層１１１に電流を注入するためのものである。
【０１２１】
カソード電極１９は、基板１８の下部から、クラッド層１１３を介して活性層１１１に電流を注入するためのものである。なお、電流の注入は、アノード電極１７・カソード電極１９に順方向バイアスをかけて行う。
【０１２２】
活性層１１１は、クラッド層１１３及びクラッド層１１２で挟まれた構造になっている。
【０１２３】
また、活性層１１１およびクラッド層１１２および１１３の材料としては、青色〜紫外の励起光を得る為にはＡｌＩｎＧａＮ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・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、そのような構成としても良い。また、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｓ、Ｓｅ、ＴｅおよびＺｎＯ等のＩＩ−ＶＩ属化合物半導体によって構成されていてもよい。
【０１２４】
また、活性層１１１は、注入された電流により発光が生じる領域であり、クラッド層１１２及びクラッド層１１３との屈折率差により、発光した光が活性層１１１内に閉じ込められる。
【０１２５】
さらに、活性層１１１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１１４・裏側へき開面１１５が形成されており、この表側へき開面１１４・裏側へき開面１１５が鏡の役割を果す。
【０１２６】
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１１１の表側へき開面１１４・裏側へき開面１１５（本実施の形態では、便宜上表側へき開面１１４とする）から出射され、励起光Ｌ０となる。なお、活性層１１１は、多層量子井戸構造を形成していてもよい。
【０１２７】
なお、表側へき開面１１４と対向する裏側へき開面１１５には、レーザ発振のための反射膜（図示せず）が形成されており、表側へき開面１１４と裏側へき開面１１５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１１４より励起光Ｌ０の大部分を発光点１０３から照射されるようにすることができる。
【０１２８】
クラッド層１１３・クラッド層１１２は、ｎ型およびｐ型それぞれのＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＡｌＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＳｂ、ＧａＳｂ、及びＡｌＮに代表されるＩＩＩ−Ｖ属化合物半導体、並びに、ＺｎＴｅ、ＺｅＳｅ、ＺｎＳおよびＺｎＯ等の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く、順方向バイアスをアノード電極１７及びカソード電極１９に印加することで活性層１１１に電流を注入できるようになっている。
【０１２９】
クラッド層１１３・クラッド層１１２および活性層１１１などの各半導体層との膜形成については、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長）法や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、スパッタ法などの一般的な成膜手法を用いて構成できる。各金属層の膜形成については、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構成できる。
【０１３０】
（発光部７の発光原理）
次に、半導体レーザ３から発振されたレーザ光による蛍光体の発光原理について説明する。
【０１３１】
まず、半導体レーザ３から発振されたレーザ光が発光部７に含まれる蛍光体に照射されることにより、蛍光体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。
【０１３２】
その後、この励起状態は不安定であるため、蛍光体内の電子のエネルギー状態は、一定時間後にもと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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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つの色の混色で構成でき、この原理・関係に基づき、半導体レーザから発振されたレーザ光の色と蛍光体が発する光の色とを、上述のように組み合わせることにより白色光を発生させることができる。
【０１３５】
（本発明の別表現）
なお、本発明は、以下のようにも表現できる。
【０１３６】
すなわち、本発明に係る発光装置は、光学系の中に設置された蛍光体発光部と、導光部材と半導体レーザからなるレーザヘッドライトにおいて、導光部材に接続される半導体レーザを複数にし、一つの半導体レーザが動作時にレーザ発振しなくなると自働的に他の半導体レーザが動作する機構を備えるとともに、それら半導体レーザを自動車運転手が運転席からアクセスできるところに設置されている構成である。
【０１３７】
また、本発明に係る発光装置は、予備光源に切り替わると運転手が視認出来るように警告灯を点灯させてもよい。
【０１３８】
（補足１）
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。
【０１３９】
例えば、励起光源として高出力のＬＥＤを用いてもよい。この場合には、４５０ｎｍの波長の光（青色）を出射するＬＥＤと、黄色の蛍光体、または緑色および赤色の蛍光体とを組み合わせることにより白色光を出射する発光装置を実現できる。
【０１４０】
また、励起光源として、半導体レーザ以外の固体レーザや、例えば高出力の発振が可能な発光ダイオードを用いてもよい。ただし、半導体レーザの方が、発光ダイオードよりも一素子から出射される励起光のパワーが大きいので、高輝度の励起光源を実現する場合に当該励起光源の小型化を図ることができる。また、レーザ光は指向性が高いので、半導体レーザや固体レーザであれば、出射される励起光の大部分（８０％以上）を導光部に入射させることができる。ただし、固体レーザは半導体レーザに比べて励起光源が大きいため、発光装置自体が大型化してしまう。このため、小型化の観点及び指向性の高さの観点からいえば、励起光源として発光ダイオードや固体レーザを用いるよりも、半導体レーザを用いる方が好ましい。
【０１４１】
また、反射鏡８の開口部は、その真正面からみたとき円形であるが、これに限らず、反射鏡８により反射した光が効率よく外部に出射されるのであれば、楕円や矩形などであってもよい。
【０１４２】
また、光源ユニット５１は、前照灯だけでなく、方向指示器（フロントターンシグナルランプ、サイドターンシグナルランプおよびリアターンシグナルランプ）および尾灯が備える発光部に、光ファイバー５を介して光学的に接続される構成であってもよい。
【０１４３】
（補足２）
最後に、ヘッドランプ１（または自動車５０）の各ブロック、特に検知部５３、駆動制御部５４および表示制御部５７は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【０１４４】
すなわち、ヘッドランプ１（または自動車５０）は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、前記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、前記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、前記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアであるヘッドランプ１（または自動車５０）の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、前記ヘッドランプ１（または自動車５０）に供給し、そのコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
【０１４５】
前記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやコンパクトディスク−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／デジタルビデオデイスク／コンパクトディスク−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【０１４６】
また、ヘッドランプ１（または自動車５０）を通信ネットワークと接続可能に構成し、前記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、前記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【産業上の利用可能性】
【０１４７】
本発明は、励起光源が故障した場合であっても、所定の出力範囲を満たす光を出射することが可能な発光装置を提供するものであり、例えば車両用のヘッドランプやダウンライトなどの室内用照明装置に適用することができる。
【符号の説明】
【０１４８】
１、１ａ、１ｂ    ヘッドランプ（発光装置、照明装置）
３、３ａ〜３ｄ  半導体レーザ（励起光源、第１光源、第２光源）
５    光ファイバー（導光部）
５ｂ  入射端部
５ａ  出射端部
７    発光部
５０  自動車（車両）
５１、５１ａ、５１ｂ  光源ユニット
５４  駆動制御部
５５  ハンドル（操作部）
５７  表示制御部（報知制御部）
【図１】
2012043698.tif 000003
【図２】
2012043698.tif 000004
【図３】
2012043698.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2012043698.tif 000008
【図７】
2012043698.tif 000009
【図８】
2012043698.tif 000010
【図９】
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