(57)【要約】【課題】可視光領域のレーザ光を利用した発光と、自然放出光を利用した発光とを切り替える。【解決手段】閾値Ｉｔｈ以上の注入電流が供給されたときに可視光領域のレーザ光Ｌ０を発振し、閾値Ｉｔｈを下回る注入電流が供給されたときに自然放出光ＬＥＬを出射する半導体レーザ素子２と、半導体レーザ素子２から発せられたレーザ光Ｌ０または自然放出光ＬＥＬを受けて蛍光ＬＰＬを発する発光部と、上記注入電流が０より大きく、かつ閾値Ｉｔｈを下回る電流値を有するように、上記注入電流または閾値Ｉｔｈを変化させる制御を行うことができる制御部１６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】
閾値以上の注入電流が供給されたときにレーザ光を発振し、上記閾値を下回る注入電流が供給されたときに自然放出光を出射する半導体レーザ素子と、
上記半導体レーザ素子から発せられたレーザ光または自然放出光を受けて蛍光を発する発光部と、
上記注入電流が０より大きく、かつ上記閾値を下回る電流値を有するように、上記注入電流または上記閾値を変化させる制御を行うことが可能な制御部とを備え、
上記レーザ光の発振波長は、可視光の波長領域に含まれる波長であることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
上記レーザ光の光軸と上記発光部との相対位置関係の変化を検出する検出部をさらに備え、
上記相対位置関係が変化したことを上記検出部が検出した場合に、上記制御部は上記制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
上記検出部は、上記レーザ光の強度を検出するものであり、
上記検出部が所定の強度以上のレーザ光を検出した場合に、上記制御部は上記制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
上記半導体レーザ素子が複数設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項５】
上記制御部は、ユーザからの指示に従って上記制御を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
上記制御部は、上記半導体レーザ素子の温度を上昇させることにより上記閾値を上昇させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項７】
閾値以上の注入電流が供給されたときにレーザ光を発振し、上記閾値を下回る注入電流が供給されたときに自然放出光を出射する半導体レーザチップと、
上記半導体レーザチップが出射した自然放出光の配光制御を行う光学部材とがパッケージされていることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項８】
上記光学部材は、上記半導体レーザチップを覆う反射曲面を有する第１反射面と、当該第１反射面と対向する第２反射面とを有していることを特徴とする請求項７に記載の半導体レーザ素子。
【請求項９】
上記第１反射面の一部には、配光制御した自然放出光を外部へ出射する窓部が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の半導体レーザ素子。
【請求項１０】
上記光学部材は、反射鏡を含み、当該反射鏡は、上記半導体レーザチップの周囲の一部に配置され、上記半導体レーザチップから出射される自然放射光を所定の立体角内へ配光制御する反射曲面を有していることを特徴とする請求項７に記載の半導体レーザ素子。
【請求項１１】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光装置または請求項７〜１０のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子を含むことを特徴とする車両用前照灯。
【請求項１２】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光装置または請求項７〜１０のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子を含むことを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、励起光を出射する半導体レーザ素子および上記励起光を受けて蛍光を出射する発光部を備える発光装置、照明装置および車両用前照灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザダイオードおよび蛍光体を備えた光源装置が特許文献１に開示されている。レーザダイオードが出射するレーザ光を蛍光体に入射させることによって、蛍光体からは自然放出光が放射される。特許文献１に係る発明では、この自然放出光を光源として利用する。
【０００３】
レーザ光は、時間的および空間的に位相がそろった電磁波でありコヒーレントな光といえる。また、レーザ光の発光点は非常に小さい。特許文献２には、このようなレーザ光の目に対する安全性を向上させるための発光装置が開示されている。上記発光装置は、コヒーレントなレーザ光の外部への出射を判断する判定部を備え、判定部の出力に基づいて半導体レーザ素子の発振を停止する発光装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２９５３１９号公報（２００３年１０月１５日公開）
【特許文献２】特開２０１１−６６０６９号公報（２０１１年３月３１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、レーザ光を受けて発光する発光部を備える発光装置（レーザ発光装置と称する）において、レーザ光の発振を停止させると、レーザ光が外部に漏れないという安全性は確保できるが、レーザ光を受けて発光する発光はゼロになってしまう。
【０００６】
そこで、本発明の発明者らは、レーザ光による発光と、自然放出光（エレクトロ・ルミネッセンス光）による発光とを切り替えるという技術的思想を想到した。このような技術的思想は、新規なものであり、それゆえ、この技術的思想に基づく発光装置および照明装置は、本発明の発明者らが知る限りにおいて、これまで知られていない。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、その目的は、可視光領域のレーザ光を利用した発光と、自然放出光を利用した発光とを切り替えることができる発光装置、照明装置および車両用前照灯を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る発光装置は、閾値以上の注入電流が供給されたときにレーザ光を発振し、上記閾値を下回る注入電流が供給されたときに自然放出光を出射する半導体レーザ素子と、上記半導体レーザ素子から発せられたレーザ光または自然放出光を受けて蛍光を発する発光部と、上記注入電流が０より大きく、かつ上記閾値を下回る電流値を有するように、上記注入電流または上記閾値を変化させる制御を行うことが可能な制御部とを備え、上記レーザ光の発振波長は、可視光の波長領域に含まれる波長であることを特徴とする。
【０００９】
上記の構成によれば、半導体レーザ素子から出射される励起光（レーザ光または自然放出光）を照射されることによって、発光部が蛍光を発する。この際、制御部は、例えば、半導体レーザ素子に供給する注入電流を制御する。制御部が、半導体レーザ素子に閾値以上の注入電流を供給したときには、半導体レーザ素子はレーザ光を出射する。制御部が、閾値を下回る注入電流を供給したときには、半導体レーザ素子はレーザ発振せずに自然放出光を出射する。このように、制御部が半導体レーザ素子に供給する注入電流を制御することによって、半導体レーザ素子からレーザ光または自然放出光を任意に選択して出射することができる。
【００１０】
また、制御部は、注入電流の供給を一定にした状態で、半導体レーザ素子の上記閾値を変化させる制御を行ってもよい。注入電流の供給を一定にした状態で、閾値を上昇させることによって、注入電流の電流値を、上記閾値を下回るものとすることができ、半導体レーザ素子からレーザ光を発振させずに自然放出光を出射することができる。
【００１１】
また、制御部は、注入電流の電流値の低下と上記閾値の上昇とをともに行ってもよい。
【００１２】
上記閾値を上昇させることにより、半導体レーザ素子が出射する自然放出光の光出力を向上させることができる。
【００１３】
また、レーザ光の発振波長が可視光の波長領域に含まれる波長であることによって、半導体レーザ素子が出射する自然放出光の波長の少なくとも一部も可視光領域に含まれる波長となる。このことによって、視認できる自然放出光を出射することができる。
【００１４】
なお、可視光領域とは、４００ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下の領域である。
【００１５】
本発明の一態様に係る発光装置は、上記レーザ光の光軸と上記発光部との相対位置関係の変化を検出する検出部をさらに備え、上記相対位置関係が変化したことを上記検出部が検出した場合に、上記制御部は上記制御を行うことがより好ましい。
【００１６】
上記の構成によれば、検出部はレーザ光の光軸と発光部との相対位置関係が変化したときに、当該変化を検出することができる。レーザ光の光軸と発光部との相対位置関係の変化には、レーザ光の光軸がずれること、発光部の位置がずれること、およびその両方が起こることが含まれる。
【００１７】
レーザ光の光軸と発光部との相対位置関係が変化すると、レーザ光の一部または全部が発光部に照射されずに、直接発光装置より外部へ出射される可能性が高まる。それゆえ、検出部は、レーザ光の一部または全部が外部へ出射される可能性の高まりを検出するといえる。
【００１８】
上記相対位置関係が変化したことを検出部が検出した場合、制御部は、例えば、半導体レーザ素子に閾値を下回る注入電流を供給し、半導体レーザ素子が自然放出光を出射するように制御する。このことによって、レーザ光が外部へ出射される可能性が高まったときに、半導体レーザ素子から出射される光を、レーザ光から自然放出光へ切り替えることができる。
【００１９】
本発明の一態様に係る発光装置において、上記検出部は、上記レーザ光の強度を検出するものであり、上記検出部が所定の強度以上のレーザ光を検出した場合に、上記制御部は上記制御を行うことがより好ましい。
【００２０】
上記の構成によれば、検出部は、レーザ光の光軸と発光部との相対位置関係の変化を、レーザ光の強度の変化として検出する。
【００２１】
レーザ光の光軸と発光部との相対位置関係が正常な場合は、レーザ光の大半は発光部において蛍光に変換される。したがって、検出部が検出するレーザ光の強度は低い。
【００２２】
一方、レーザ光の光軸と発光部との相対位置関係が正常な状態から変化すると、レーザ光の一部または全部が蛍光に変換されないという状況が生じる。この場合、検出部が検出するレーザ光の強度は大きくなる。
【００２３】
検出部が検出したレーザ光の強度が所定の強度以上である場合、制御部は、例えば、半導体レーザ素子に閾値を下回る注入電流を供給し、半導体レーザ素子から自然放出光を出射するように制御する。
【００２４】
それゆえ、発光部に照射されなかったレーザ光の強度に基づいて、半導体レーザ素子から出射される光を、レーザ光から自然放出光へ切り替えることができる。
【００２５】
本発明の一態様に係る発光装置において、上記半導体レーザ素子が複数設けられていることがより好ましい。
【００２６】
上記の構成によれば、半導体レーザ素子から自然放出光を出射するときに、より明るい光を出射することができる。
【００２７】
また、各半導体レーザ素子におけるレーザ光の出力を小さくすることができ、その結果、半導体レーザ素子そのものにかかる負荷を低減できる。従って、発光装置を長期間にわたって安定的に使用することができる。
【００２８】
本発明の一態様に係る発光装置において、上記制御部は、ユーザからの指示に従って上記制御を行ってもよい。
【００２９】
上記の構成によれば、ユーザが、任意に半導体レーザ素子が出射する光を、レーザ光または自然放出光に切り替えることができる。
【００３０】
本発明の一態様に係る発光装置において、上記制御部は、上記半導体レーザ素子の周囲の温度を上昇させることにより上記閾値を上昇させてもよい。
【００３１】
上記の構成によれば、制御部が半導体レーザ素子の温度を上昇させることにより、上記閾値を上昇させることができる。それゆえ、注入電流の電流値が低く設定されている場合には、上記閾値を上昇させることにより、相対的に注入電流の電流値を、上記閾値よりも小さくすることができる。
【００３２】
また、上記閾値を上昇させることによって、自然放出光を放出できる注入電流の範囲を広げることができ、半導体レーザ素子が出射する自然放出光の光出力を向上させることができる。
【００３３】
本発明の一態様に係る半導体レーザ素子は、閾値以上の注入電流が供給されたときにレーザ光を発振し、上記閾値を下回る注入電流が供給されたときに自然放出光を出射する半導体レーザチップと、上記半導体レーザチップが出射した自然放出光の配光制御を行う光学部材とがパッケージされていることを特徴とする。
【００３４】
上記の構成によれば、半導体レーザ素子が備える光学部材が、半導体レーザチップが出射した自然放出光の配光制御を行うため、より多くの自然放出光を半導体レーザ素子の外部へ出射することができる。すなわち、自然放出光の出力を向上させることができる。
【００３５】
本発明の一態様に係る半導体レーザ素子において、上記光学部材は、上記半導体レーザチップを覆う反射曲面を有する第１反射面と、当該第１反射面と対向する第２反射面とを有していることがより好ましい。
【００３６】
上記の構成によれば、半導体レーザチップから等方的に出射される自然放出光は、第１反射面と第２反射面とによって複数回にわたって反射されることによって、配光制御が行われる。上記配光制御を行うことによって、半導体レーザ素子が出射する自然放出光の出力を向上させることができる。
【００３７】
本発明の一態様に係る半導体レーザ素子において、上記第１反射面の一部には、配光制御した自然放出光を外部へ出射する窓部が形成されていることがより好ましい。
【００３８】
上記の構成によれば、第１反射面および第２反射面によって複数回の反射を受けた自然放出光の多くは、第１反射面の一部に向かって進むように配光制御が行われている。上記第１反射面の一部に窓部が形成されていることによって、配光制御した自然放出光を効率良く半導体レーザ素子の外部へ出射することができる。すなわち、自然放出光の出力を向上させることができる。
【００３９】
本発明の一態様に係る半導体レーザ素子において、上記光学部材は、反射鏡を含み、当該反射鏡は、上記半導体レーザチップの周囲の一部に配置され、上記半導体レーザチップから出射される自然放射光を所定の立体角内へ配光制御する反射曲面を有していることがより好ましい。
【００４０】
上記の構成によれば、半導体レーザチップから等方的に出射される自然放出光を、所定の立体角内へ配光制御することができる。このことによって、半導体レーザ素子から出射する自然放出光の出力を向上させることができ、かつ、自然放出光の配光制御を行うための第１反射面が不要となる。したがって、半導体レーザ素子のパッケージをより簡便な形状にすることができる。
【００４１】
本発明の一実施形態に係る車両用前照灯は、上記発光装置または上記半導体レーザ素子を含むことがより好ましい。
【００４２】
本発明の一実施形態に係る照明装置は、上記発光装置または上記半導体レーザ素子を含むことがより好ましい。
【００４３】
上記の構成により、レーザ光を利用した発光と、自然放出光を利用した発光とを切り替えることができる車両用前照灯および照明装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明に係る発光装置は、閾値以上の注入電流が供給されたときにレーザ光を発振し、上記閾値を下回る注入電流が供給されたときに自然放出光を出射する半導体レーザ素子と、上記半導体レーザ素子から発せられたレーザ光または自然放出光を受けて蛍光を発する発光部と、上記注入電流が０より大きく、かつ上記閾値を下回る電流値を有するように、上記注入電流または上記閾値を変化させる制御を行うことが可能な制御部とを備える構成である。
【００４５】
それゆえ、レーザ光を利用した発光と、自然放出光を利用した発光とを切り替えることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【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模式図である。
【図２】一般的な半導体レーザ素子における、光出力の注入電流依存性を定性的に示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るヘッドランプにおける半導体レーザ素子を駆動する際の処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る半導体レーザチップの回路図を模式的に示したものであり、（ｂ）は、半導体レーザチップが自然放出光を出射している様子を示す模式図であり、（ｃ）は、半導体レーザチップがレーザ光を出射している様子を示す模式図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る半導体レーザ素子の構成を示す模式図である。（ａ）は、半導体レーザ素子の斜視図であり、（ｂ）はレーザ光を出射している半導体レーザチップの断面図であり、（ｃ）は自然放出光を出射している半導体レーザチップの断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る別の半導体レーザ素子の構造を示す模式図である。
【図７】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る半導体レーザチップをサブマウントに固定した場合の構造を模式的に示し、（ｂ）は、半導体レーザチップをステムに固定した場合の構造を模式的に示す三面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る別のヘッドランプの構成を示す模式図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るさらに別のヘッドランプの構成を示す模式図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係るさらに別のヘッドランプの構成を示す模式図である。
【図１１】（ａ）は、本発明の一実施形態に係るレーザダウンライトの外観を示す斜視図であり、（ｂ）は、上記レーザダウンライトが設置された天井の断面図であり、（ｃ）は、上記レーザダウンライトの断面図である。
【図１２】従来の半導体レーザ素子の構成を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
〔実施の形態１〕
本発明の一形態実施について図１〜図７に基づいて説明すれば以下の通りである。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（発光装置、車両用前照灯）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・移動物体（例えば、人間・電車・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、例えば、サーチライト、プロジェクター、屋内照明器具、屋外照明器具、家庭用照明器具、商業用照明器具を挙げることができる。
【００４８】
自動車が備えるヘッドランプの主な役割は、夜間および視界の悪い状況において、当該自動車のドライバー（以下では、単にドライバーとする）にとって安全な視野を確保すること、および、当該自動車の周囲にいる人間に当該自動車の存在を正しく認識させること、の２点である。また、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。
【００４９】
＜ヘッドランプ１の概要＞
図１は、ヘッドランプ１の構成を示す模式図である。ヘッドランプ１は、半導体レーザ素子２が出射する光を励起光ＬＥＸとして発光部７に照射する。発光部７が含む蛍光体が励起光ＬＥＸを吸収することによって、上記蛍光体の基底状態にある電子が励起状態に励起される。励起状態に励起された電子は、基底状態に遷移する際に蛍光ＬＰＬを放射する。ヘッドランプ１は、上記蛍光体が放射する蛍光ＬＰＬと励起光ＬＥＸとの混色、または蛍光ＬＰＬを照明光ＬＯＵＴとして利用する照明装置である。照明光ＬＯＵＴとして、蛍光ＬＰＬと励起光ＬＥＸとの混色、または、蛍光ＬＰＬのいずれを選択するかは、ヘッドランプ１から出射したい照明光ＬＯＵＴの色度に応じて決定することができる。
【００５０】
半導体レーザ素子２は、閾値以上の注入電流が供給されたときにレーザ光を発振し、上記閾値を下回る注入電流が供給されたときに自然放出光を出射する。半導体レーザ素子２から発振されたレーザ光は、励起光としての役割を果たし、発光部７を発光させる。上記自然放出光もレーザ光と同じ波長を含み、発光部７を発光させることができる。
【００５１】
それゆえ、図１では、半導体レーザ素子２から発振されるレーザ光および自然放出光を励起光ＬＥＸとして示している。
【００５２】
半導体レーザ素子２は通常状態において、レーザ光Ｌ０を励起光ＬＥＸとして発光部７に照射する。レーザ光Ｌ０の波長は、可視光の波長領域に含まれる波長であり、例えば４０５ｎｍ（青紫色）である。しかし、何らかの原因によってレーザ光Ｌ０が発光部７に照射されない状態に陥る可能性は否定できない。このような状態に陥る原因としては、以下のような状態が想定される。
・発光部７が所定の位置からずれる。
・発光部７に穴が開く、または、亀裂が生じる。
・レーザ光Ｌ０の光軸がずれる。
これらの状態は、レーザ光Ｌ０の光軸と発光部７との相対位置関係が、正常な状態から異常な状態へ変化した状態である。以下においては、レーザ光Ｌ０の光軸と発光部７との相対位置関係が異常な状態へ変化した状態のことを、光学系が異常な状態と呼ぶ。
【００５３】
光学系が異常な状態は、発光部７の位置が異常な場合と、レーザ光Ｌ０の光軸が異常な場合と、に大別される。本実施形態におけるヘッドランプ１では、光学系が異常な状態として発光部７の位置が異常な場合を想定する。
【００５４】
ヘッドランプ１において光学系が異常な状態になると、ヘッドランプ１が備える制御部１６が、半導体レーザ素子２への注入電流値を、閾値電流Ｉｔｈを下回る電流値に制御する（図２参照）。閾値電流Ｉｔｈを下回る電流値を有する電流が半導体レーザ素子２に供給される場合、半導体レーザ素子２が出射する光は自然放出光ＬＥＬのみとなる。
【００５５】
光学系が異常な状態であっても、半導体レーザ素子２が自然放出光ＬＥＬを出射することによって、ドライバーはヘッドランプ１の照明光ＬＯＵＴを完全に失うことはなく、ある程度の視野を確保することができる。
【００５６】
自然放出光ＬＥＬは、人間の目に対する安全性が高いインコヒーレントな光である。よって、ヘッドランプ１の光学系が異常な状態となった際に、自然放出光ＬＥＬがそのまま照明光ＬＯＵＴとしてヘッドランプ１から照射されても、当該自動車の周囲にいる人間である歩行者、対向車の乗員および前走車の乗員などの目に損傷を与えない。
【００５７】
（ヘッドランプ１の制御方法）
ヘッドランプ１における半導体レーザ素子２を駆動する際の流れを、図３のフローチャートおよび図１を参照しながら説明する。なお、ヘッドランプ１が備えるそれぞれの構成部材については後述する。
【００５８】
ヘッドランプ１を備える自動車のドライバーは、ヘッドランプ１を点灯させる必要性を感じた際に、ユーザインターフェース１８に含まれるスイッチ１８ｂをオン状態にする。なお、当該自動車は周囲の明るさを検出する光センサーを備えていてもよい。上記光センサーが検出する明るさが、当該自動車の製造時にあらかじめ決められた所定の明るさを下回った場合に、自動的に半導体レーザ素子２の駆動を開始する構成としてもよい。
【００５９】
スイッチ１８ｂがオン状態であることを制御部１６の電流制御部１６ｃが検出すると、電流制御部１６ｃは電源１７に対して所定の注入電流を半導体レーザ素子２に供給するための信号を出す。電源１７は電流制御部１６ｃからの信号を受けて、所定の注入電流を半導体レーザ素子２に供給する（Ｓ１）。
【００６０】
上記所定の注入電流の電流値は、半導体レーザ素子２の閾値電流Ｉｔｈ以上に設定されている（図２参照）。したがって、所定の注入電流が供給された半導体レーザ素子２は、レーザ光Ｌ０を発振する（Ｓ２）。
【００６１】
検出部１５は、レーザ光Ｌ０の波長およびレーザ光の波長近傍の光を検出するように構成されている。発光部７が発する蛍光ＬＰＬのうち、レーザ光Ｌ０の波長近傍の光強度は非常に弱い。そのため、検出部１５が検出する光は、レーザ光Ｌ０に起因する光であると考えて良い。検出部１５は、検出したレーザ光Ｌ０の強度を制御部１６の光強度取得部１６ａに出力する。光強度取得部１６ａは、レーザ光Ｌ０の強度を判定部１６ｂに送る。判定部１６ｂは、検出部１５が検出したレーザ光Ｌ０の強度が、所定値より小さいかどうかを判定（Ｓ３）し、小さい場合には（Ｓ３にてＹＥＳ）、その旨を示す正常情報を電流制御部１６ｃに出力する。一方、検出部１５が検出したレーザ光Ｌ０の強度が所定値以上の場合には（Ｓ３にてＮＯ）、判定部１６ｂは、その旨を示す異常情報を電流制御部１６ｃに出力する。
【００６２】
上記判定結果がＹＥＳの場合、発光部７を透過し検出部１５によって検出されるレーザ光Ｌ０の強度が非常に小さく、ヘッドランプ１が正常に動作していることを意味する。正常情報を受信すると、電流制御部１６ｃは、電源１７が所定の注入電流を半導体レーザ素子２に供給し続けるように電源１７を制御する。すなわち、半導体レーザ素子２の発振は継続される（Ｓ４）。また、電流制御部１６ｃは、ヘッドランプ１が正常に動作していることを示す情報をユーザインターフェース１８の状態表示部１８ａに出力する（Ｓ５）。このことによって、ドライバーはヘッドランプ１が正常に動作していることを認識できる。
【００６３】
一方、上記判定結果がＮＯの場合、ヘッドランプ１の光学系が異常な状態であると考えられる。そこで、異常情報を受信すると、電流制御部１６ｃは、注入電流を０より大きくかつ閾値電流Ｉｔｈを下回る値とするように電源１７を制御する（Ｓ６）。この制御によって半導体レーザ素子２におけるレーザ発振は止まり、半導体レーザ素子２からは励起光ＬＥＸとして自然放出光ＬＥＬが出射される（Ｓ７）。また、電流制御部１６ｃは、ヘッドランプ１が異常な状態にあることを示す情報をユーザインターフェース１８の状態表示部１８ａに出力する（Ｓ８）。このことによって、ドライバーはヘッドランプ１に何らかの異常が発生していることを把握することができる。
【００６４】
＜ヘッドランプ１の構成＞
ヘッドランプ１は図１に示すように、半導体レーザ素子２、非球面レンズ３、発光部７、反射鏡８、透明板９、検出部１５、制御部１６、電源１７、ユーザインターフェース１８および発光部保持部材１９を備えている。以下では、ヘッドランプ１が備えるそれぞれの構成部材について説明する。
【００６５】
（半導体レーザ素子２の概要）
半導体レーザ素子２は、励起光ＬＥＸを出射する励起光源として機能するものであり、半導体レーザチップ２０（図５参照）を備えている。この半導体レーザチップ２０は、閾値以上の注入電流が供給されたときにレーザ光Ｌ０を発振し、上記閾値を下回る注入電流が供給されたときに自然放出光ＬＥＬを出射する。
【００６６】
半導体レーザ素子２として、１つのチップに１つの発光点を有する半導体レーザチップを用いてもよいし、複数の発光点を有する半導体レーザチップを用いてもよい。また、複数の半導体レーザ素子を配列させた半導体レーザモジュールを励起光源として用いてもよい。本実施形態では、１チップに１つの発光点（１ストライプ）を有する半導体レーザチップ２０を単体で励起光源として用いている。
【００６７】
半導体レーザ素子２は、例えば、波長が４０５ｎｍ（青紫色）のレーザ光を発振し、動作電圧を５Ｖ、注入電流を０．７Ａとした場合に光出力が１．０Ｗとなる。半導体レーザ素子２が発振するレーザ光Ｌ０の波長は、４０５ｎｍに限定されず、可視光の波長領域に含まれる波長であればよい。ここで、可視光の波長領域とは、４００ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下の波長領域と定義する。レーザ光Ｌ０の波長は、４００ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有することがより好ましい。
【００６８】
一般的に、発光部７として好適に利用できる蛍光体は、３５０ｎｍ以上、４７０ｎｍ以下の波長領域の励起光ＬＥＸによって効率良く励起される。一方、可視光領域は、上述の通り４００ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下である。それゆえ、レーザ光Ｌ０の波長範囲を４００ｎｍ以上、４７０ｎｍ以下とすることにより、半導体レーザ素子２が出射する自然放出光ＬＥＬも可視光領域の光（以下、可視光と称する）となる。自然放出光ＬＥＬを利用した照明光ＬＯＵＴが可視光であることによって、ドライバーは一定の視野を確保することができる。また、周囲にいる人間も照明光ＬＯＵＴを視認することができ、当該車両の存在を適切に認識することができる。
【００６９】
半導体レーザ素子２の光出力は、例えば、１Ｗ以上２０Ｗ以下であり、発光部７に照射されるレーザ光の光密度は、０．１Ｗ／ｍｍ２以上５０Ｗ／ｍｍ２以下であることが好ましい。この範囲の光出力であれば、車両用のヘッドランプに要求される光束および輝度を実現できるとともに、出力が高過ぎるレーザ光Ｌ０によって発光部７が極度に劣化することを防止できる。すなわち、高光束かつ高輝度でありながら、長寿命の光源を実現できる。
【００７０】
なお、レーザ光を出射する励起光源として半導体レーザ以外のレーザ光源（固体レーザ）を用いてもよい。
【００７１】
（半導体レーザチップ２０の構造）
半導体レーザチップ２０の基本構造について図４を参照しながら説明する。半導体レーザチップ２０は半導体レーザ素子２の内部に実装されている（詳しくは、半導体レーザ素子２の構造の項に記載）。
【００７２】
図４（ａ）は、半導体レーザチップ２０を駆動する際の回路図を模式的に示したものであり、図４（ｂ）は、半導体レーザチップ２０の基本構造を示す斜視図である。図４（ｂ）に示すように、半導体レーザチップ２０は、カソード電極２３、基板２２、クラッド層１１３、活性層１１１、クラッド層１１２、アノード電極２１がこの順に積層された構成である。すなわち、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。
【００７３】
基板２２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の他の例として、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。
【００７４】
アノード電極２１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。
【００７５】
カソード電極２３は、基板２２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２１・カソード電極２３に順方向バイアスをかけて行う。
【００７６】
青色〜紫外の励起光を得る為には、活性層１１１、クラッド層１１２およびクラッド層１１３の材料として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、活性層１１１、クラッド層１１２およびクラッド層１１３は、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。
【００７７】
また、クラッド層１１３およびクラッド層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い。
【００７８】
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る。活性層１１１とクラッド層１１２及びクラッド層１１３との屈折率に差があることにより、発光した光が活性層１１１内に閉じ込められる。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。
【００７９】
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。
【００８０】
（自然放出光とレーザ光）
半導体レーザチップ２０に供給する注入電流と、半導体レーザチップ２０が出射する励起光ＬＥＸの発光強度との相関関係について、図２および図４を参照しながら説明する。同時に、自然放出光ＬＥＬおよびレーザ光Ｌ０が半導体レーザチップ２０から出射される様子についても説明する。
【００８１】
半導体レーザチップ２０のアノード電極２１およびカソード電極２３に順バイアスの電圧を印加することによって、活性層１１１に注入電流を供給する（図４（ａ）参照）。一般的な半導体レーザチップにおける光出力（Ｌ）の注入電流（Ｉ）依存性を図２に示す。一般的な半導体レーザチップにおいて図２に示すように、光出力が増加する傾き（ΔＬ／ΔＩ）が緩やかな領域（第１の領域）および急な領域（第２の領域）が存在する。第２の領域の直線を外挿することで得られるｘ切片の値が閾値Ｉｔｈである。
【００８２】
注入電流が０より大きく、かつ閾値Ｉｔｈを下回る場合、半導体レーザチップ２０から出射される光は、電子とホールとの再結合によって生じる自然放出光ＬＥＬのみである。活性層１１１はクラッド層１１２および１１３に挟まれた構造であるため、自然放出光ＬＥＬは活性層１１１の面内方向に伝播する。すなわち、図４（ｂ）に示すように自然放出光ＬＥＬは半導体レーザチップ２０が備える活性層１１１の断面から等方的に出射される。なお、自然放出光ＬＥＬはインコヒーレントな光である。以下では、半導体レーザ素子２から自然放出光ＬＥＬのみが出射される状態をＥＬモードと呼ぶ。
【００８３】
半導体レーザ素子２がＥＬモードで駆動されている場合、励起光ＬＥＸの成分は自然放出光ＬＥＬのみでありレーザ光Ｌ０は含まれない。
【００８４】
閾値Ｉｔｈ以上の注入電流が供給される場合、半導体レーザチップ２０からレーザ光Ｌ０が出射される。以下では、半導体レーザ素子２からレーザ光Ｌ０が出射される状態をレーザモードと呼ぶ。
【００８５】
半導体レーザ素子２がレーザモードで駆動されている場合、半導体レーザ素子２から出射される光の大半はレーザ光Ｌ０だが、自然放出光ＬＥＬも含まれている。
【００８６】
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および裏側へき開面１１５が形成されている。この表側へき開面１１４および裏側へき開面１１５が鏡の役割を果すことによって、半導体レーザチップ２０は共振器として機能する。
【００８７】
一般的な半導体レーザチップにおいて、表側へき開面および裏側へき開面の少なくとも何れか一方は、完全に光を反射する鏡とは異なり、反射率が１よりかなり低く設定されている。半導体レーザチップ２０においては、表側へき開面１１４の反射率を１よりかなり低く設定している。表側へき開面１１４と対向する裏側へき開面１１５には、それぞれのへき開面の反射率を所望の値とするための反射膜（図示せず）が形成されている。
【００８８】
上記構成を備えることによって、誘導放出によって増幅される光の一部は、表側へき開面１１４の発光点１０３からレーザ光Ｌ０として出射される（図４（ｃ）参照）。半導体レーザチップ２０における発光点１０３のサイズはおよそ１μｍ×１０μｍと非常に小さい。
【００８９】
レーザ光Ｌ０は誘導放出によって増幅される光なので、その波長および位相が揃ったコヒーレントな光である。また、表側へき開面１１４および裏側へき開面１１５の間を何度も往復したのちに出射されるため、レーザ光Ｌ０は極めて平行度の高い光として出射される。
【００９０】
（自然放出光を出射することの利点）
ヘッドランプ１の光学系に異常が生じた際に、照明光ＬＯＵＴとして自然放出光ＬＥＬを出射することの利点について説明する。ここでは、車両が備える２つのヘッドランプの一方が故障した場合について説明する。ここで、故障とは、発光部に照射されるレーザ光の光軸がずれた場合など、レーザ光の発振を続けることが好ましくない状態を指す。この場合、従来では、レーザ光の発振を止め、ヘッドランプを完全に消灯していた。
【００９１】
まず、車両の周囲にいる人間が、当該車両を認識する場合に生じる第１の問題を解決できる点について説明する。
【００９２】
故障した一方のヘッドランプを完全に消灯させた場合には、以下の問題が生じる。
・当該車両を認識することが遅れる。
・当該車両が４輪車または２輪車のいずれか判別することが困難になる。
・当該車両の大きさを見誤る。
・当該車両の速度を推測し間違える。
【００９３】
これに対して、ヘッドランプ１を２つ搭載した車両では、故障したヘッドランプ１が自然放出光ＬＥＬを出射することによって、２つのヘッドランプのうちの少なくとも一方を完全に消灯させるという事態が回避できる。その結果、上記問題が発生することを回避できる。
【００９４】
また、ヘッドランプの一方が故障した場合に生じる第２の問題として、不十分な（片方だけの）照明光では障害物の視認性が落ちるため、車両運転時の安全を確保しづらくなるという問題が挙げられる。特に、左右のヘッドランプの照射領域がほとんど重複しない、または、全く重複しない場合には、一方が消灯した場合、そのヘッドランプが分担している照射領域には照明光が照射されないため、車両の運転が危険な状態になる可能性がある。
【００９５】
これに対して、ヘッドランプ１を２つ搭載した車両では、ヘッドランプ１の一方が故障すると、故障したヘッドランプ１において照明光ＬＯＵＴは、レーザ光Ｌ０から自然放出光ＬＥＬに切り替えられる。ヘッドランプ１が備える半導体レーザチップ２０をＥＬモードで駆動することによって得られる光出力は、レーザモードで駆動することによって得られる定格の光出力に対して１％から1０％である（図２参照）。ＥＬモードで駆動することによって、レーザモードで駆動する場合よりも光出力は低下するものの、ある程度の光照射を行うことができる。
【００９６】
そのため、左右のヘッドランプ１の照射領域が全く重複しない場合でも、故障したヘッドランプ１の照射領域が自然放出光ＬＥＬによって照らされるため、故障したヘッドランプが完全に消灯する場合と比較して、当該車両のドライバーは、より広く、より明るい視界を確保することができる。このように、ヘッドランプ１が故障しても、当該車両のドライバーは大きな危険を伴うことなく運転を続けることができる。
【００９７】
また、ヘッドランプ１の照明光ＬＯＵＴが白色ではなく青い、または、通常より光出力が低いことによって、当該車両の周囲にいる人間は、ヘッドランプ１が故障していることを認識することができる。
【００９８】
（ヘッドランプ１の安全性）
ヘッドランプ１の光軸に異常が生じている状態において、ヘッドランプ１が照射する照明光ＬＯＵＴの安全性について説明する。
【００９９】
なんらかの原因によって、ヘッドランプ１の光軸が異常な状態となった場合に、ヘッドランプ１は、検出部１５および制御部１６によって光軸が異常な状態であることを検知することができる。本実施形態において光軸が異常な状態として想定するのは、次の状態である。
・発光部７は所定の位置に保持されているものの、発光部７に穴および亀裂などの欠陥が生じている状態。
・発光部７が所定の位置からずれており、レーザ光Ｌ０の一部が発光部７に照射されない状態。
・発光部７が所定の位置から完全に外れており、レーザ光Ｌ０が全く発光部７に照射されない状態。
【０１００】
このように光学系に異常が生じている場合、レーザ光Ｌ０の一部または全てが、発光部７に照射されなくなる。すなわち、レーザ光Ｌ０の一部または全てが発光部７よって蛍光ＬＰＬに変換されずにレーザ光Ｌ０のままヘッドランプのランプハウス（ハウジング１０）の外部へ出射される。
【０１０１】
光学系に異常が生じている場合、制御部１６は半導体レーザ素子２へ供給する注入電流を閾値Ｉｔｈを下回る電流値に制御する。このことによって、半導体レーザ素子２はＥＬモードで駆動され自然放出光ＬＥＬを出射する。自然放出光ＬＥＬは、エネルギー密度が低いことに加えてインコヒーレントな光であり、人間の目に対して損傷を与える可能性が低い安全な光である。
【０１０２】
ヘッドランプ１は、光学系に異常が生じている場合に、半導体レーザ素子２へ供給する注入電流を閾値Ｉｔｈを下回る電流値に制御することによって、目に対して安全な自然放出光ＬＥＬを励起光ＬＥＸとして出射する発光装置である。
【０１０３】
（照明光ＬＯＵＴの色）
ヘッドランプ１が正常な状態であれば、発光部７が含む蛍光体によりレーザ光Ｌ０は蛍光ＬＰＬに変換される。レーザ光Ｌ０が発光部７に照射されると、最終的に白色の照明光ＬＯＵＴが外部へ出射される。
【０１０４】
一方、半導体レーザ素子２から自然放出光ＬＥＬを出射する場合、照明光ＬＯＵＴの色は発光部７の状況に依存する。そのことについて、以下に説明する。
【０１０５】
半導体レーザ素子２から出射される自然放出光ＬＥＬは、レーザ光Ｌ０より光の指向性が低い。そのため、発光部７が本来保持されるべき場所において、自然放出光ＬＥＬのスポット径は、レーザ光Ｌ０のスポット径より大きくなる。
【０１０６】
発光部７が所定の位置に保持されていれば、発光部７に穴および亀裂などの欠陥が生じていても、発光部７は、自然放出光ＬＥＬのスポット径の範囲内にある。したがって、自然放出光ＬＥＬの一部は発光部７によって白色に変換され照明光ＬＯＵＴの一部となる。発光部７に照射されない残りの自然放出光ＬＥＬは、そのまま照明光ＬＯＵＴの一部となる。
【０１０７】
このように、照明光ＬＯＵＴは、白色である蛍光ＬＰＬと例えば青紫色である自然放出光ＬＥＬとを足しあわせた光となる。したがって、この場合、ヘッドランプ１の照明光ＬＯＵＴの色は、ヘッドランプ１が正常である場合の白色とは異なり、例えば、青みの強い白色になる。
【０１０８】
このようなヘッドランプの色の変化によって、当該車両の周囲にいる歩行者、対向車の乗員および前走車の乗員などは、当該車両が備えるヘッドランプ１が故障していることを認識することができる。
【０１０９】
また、照明光ＬＯＵＴに自然放出光ＬＥＬが含まれる場合、照明光ＬＯＵＴは、複数の波長成分を含むため、ドライバーは様々な色の物体を認識することができるという効果も得られる。
【０１１０】
なお、ヘッドランプ１は自動車用のヘッドランプであるため、半導体レーザ素子２をＥＬモードにて駆動している状態で走行するために、ヘッドランプ１から出射される照明光ＬＯＵＴの色度が規則で定められている範囲内の色度となるように当該色度を設定することが好ましい。
【０１１１】
これに対して、本発明を、照明光ＬＯＵＴの色度の範囲が規則で定められていない照明装置に適用する場合は、照明光ＬＯＵＴの色度は限定されない。照明光ＬＯＵＴにおける色度の範囲が規則で定められていない照明装置の例としては、実施の形態５で述べるレーザダウンライト２００などがあげられる。
【０１１２】
レーザダウンライト２００においても、ヘッドランプ1の場合と同様にレーザモードにおける照明光ＬＯＵＴと、ＥＬモードにおける照明光ＬＯＵＴとの色は異なる。よって、当該照明装置の照明光ＬＯＵＴを見た人は、当該照明装置が正常な状態、または、異常な状態のいずれかの状態にあるかを判断することができる。
【０１１３】
（半導体レーザ素子２の構造）
本発明の一実施形態に係る半導体レーザ素子２の構成を、図５を参照しながら説明する。図５（ａ）は、半導体レーザ素子２の構成を模式的に示す斜視図であり、図５（ｂ）および（ｃ）は半導体レーザ素子２の構成を模式的に示す断面図である。図５（ｂ）および（ｃ）は、半導体レーザチップ２０を実装した半導体レーザ素子２を、アノード電極２１側において半導体レーザチップ２０の各層に対して垂直な方向から見た場合の断面図である。
【０１１４】
また、半導体レーザ素子２の比較例として、従来の半導体レーザ素子３００の断面図を図１２に示す。
【０１１５】
半導体レーザ素子２は、半導体レーザチップ２０、サブマウント２４、ステム２５、配線２６、キャップガラス２７およびキャップ２８を備えている。半導体レーザチップ２０はサブマウント２４に固定されており、サブマウント２４はステム２５に固定されている。半導体レーザチップ２０のカソード電極２３はサブマウント２４と電気的に導通している。アノード電極２１およびサブマウント２４は、配線２６を介して注入電流を供給するための電極に接続されている。
【０１１６】
サブマウント２４は、半導体レーザチップ２０の駆動に伴い生じる熱を排熱するためのヒートシンクとして機能する。したがって、熱伝導率の高い金属であるアルミニウム、銅およびＳｉＣのいずれかからなることが望ましい。ステム２５を構成する材料としては、金めっきした鉄および金めっきした銅のいずれかを用いることができる。半導体レーザチップ２０において生じる熱を排熱する観点からは、ステム２５も熱伝導率の高い金属で構成されていることが好ましい。この場合は、注入電流を供給するための電極とステム２５との間に絶縁部材（図示せず）を配置して、アノード電極２１およびカソード電極２３が電気的に短絡しないようにする。
【０１１７】
半導体レーザ素子２と半導体レーザ素子３００とは、それぞれのキャップ２８および２２８の構成が大きく異なる。
【０１１８】
半導体レーザ素子３００の場合、半導体レーザチップ２２２から出射される光として想定しているのはレーザ光Ｌ０のみである。レーザ光Ｌ０は指向性および平行度が著しく高いため、半導体レーザチップ２２２から出射されたレーザ光Ｌ０の大半は、キャップガラス２２７を透過する。そのため、キャップ２２８の内側形状に特別な配慮は必要なく、図１２に示すように単純な筒状の形状になっている。
【０１１９】
半導体レーザ素子２の場合、半導体レーザチップ２０から出射される光として、レーザ光Ｌ０に加えて自然放出光ＬＥＬを想定している。自然放出光ＬＥＬは、半導体レーザチップから等方的に出射される。そのため、半導体レーザ素子３００を用いると、半導体レーザチップ２２２が出射する自然放出光ＬＥＬのうち、ごくわずかな自然放出光ＬＥＬのみがキャップガラス２２７を透過する（図１２参照）。したがって、半導体レーザ素子３００が出射する自然放出光ＬＥＬの光出力は低下する。
【０１２０】
半導体レーザチップが自然放出光ＬＥＬを出射する場合、半導体レーザチップから等方的に出射される自然放出光ＬＥＬの配光を制御し、半導体レーザ素子の光出力を向上させるパッケージを設けることが好ましい。
【０１２１】
半導体レーザ素子２は、半導体レーザチップ２０が出射する自然放出光ＬＥＬの配光制御を行い、光出力を向上させることを目的に、半導体レーザチップ２０が出射した自然放出光の配光制御を行う光学部材（例えば、反射鏡）が半導体レーザチップ２０とともにパッケージされている。
【０１２２】
具体的には、半導体レーザ素子２は、図５（ｂ）および（ｃ）に示すように、上記反射鏡として、半導体レーザチップ２０を覆う反射曲面を有する反射鏡２８ａ（第１反射面）と、当該反射鏡２８ａと対向する反射膜２９（第２反射面）とを有している。反射鏡２８ａは、キャップ２８の内側（半導体レーザチップ２０が配置されている側）に形成されている。
【０１２３】
キャップ２８において、半導体レーザチップ２０の表側へき開面に対向する領域には、レーザ光Ｌ０または自然放出光ＬＥＬを透過するキャップガラス２７（窓部）が配置されている。特に、キャップガラス２７は、反射鏡２８ａおよび反射膜２９によって配光制御された自然放出光を外部へ出射する窓部として機能する。
【０１２４】
反射鏡２８ａの形状は、例えば回転放物面とすることができる。放物線の対称軸を円柱であるキャップ２８の中心線と一致させ回転軸とする。上記放物線を、上記回転軸を中心として回転することにより上記回転放物面を得ることができる。反射鏡２８ａおよび反射膜２９は、ステム２５とキャップ２８とによって形成される閉じた空間の内側領域に設けられている。
【０１２５】
半導体レーザ素子２が、キャップ２８および反射膜２９を備えることによって、半導体レーザチップ２０から出射される自然放出光ＬＥＬのうち、直接キャップガラス２７を透過しない自然放出光ＬＥＬの配光制御が行われる。具体的には、自然放出光ＬＥＬの多くが、反射鏡２８ａおよび反射膜２９において複数回にわたって反射される。その結果、直接キャップガラス２７を透過しない自然放出光ＬＥＬもキャップガラス２７を透過することが可能となり、半導体レーザ素子２から出射される自然放出光ＬＥＬの光出力が向上する（図５（ｃ）参照）。
【０１２６】
半導体レーザ素子２が上記パッケージを備えることにより、ＥＬモードにおける照明光ＬＯＵＴの光出力を向上させる。その結果、ヘッドランプ１に異常が生じている状態においても、ドライバーにより明るい視野を提供することができる。
【０１２７】
反射鏡２８ａの表面は、半導体レーザ素子２の発振波長（例えば、４０５ｎｍ）近傍の波長領域において反射率の高い材料が被服されていることが好ましい。同様に、反射膜２９も半導体レーザ素子２の発振波長の近傍の波長領域において反射率の高い材料からなることが好ましい。上記の構成を備えることによって、半導体レーザ素子２は自然放出光ＬＥＬの反射に伴う光強度の減衰を抑制することができる。
【０１２８】
上記の４０５ｎｍ近傍の波長領域において反射率の高い材料としては、例えば銀、アルミニウムおよびロジウムのいずれかを用いることができる。これらの材料からなる被服を形成するためには、スパッタリングなどの一般的な成膜方法を用いることができる。なお、材料として銀やアルミニウムを用いるときは、表面の酸化を防止するための何らかの表面処理をさらに施すことが好ましい。
【０１２９】
なお、反射鏡２８ａの形状は回転放物面に限定されない。たとえば反射鏡２８ａの形状は、回転楕円面の部分曲面や半球面でもよい。すなわち、反射鏡２８ａは、キャップ２８の中心線を回転軸として放物線、楕円および円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その一部をその反射面に含んでいるものであればよい。
【０１３０】
また、反射鏡２８ａの形状は、複数の多角形の平面で形成されたドーム形状であってもよい。
【０１３１】
（非球面レンズ３）
非球面レンズ３は、半導体レーザ素子２から出射された励起光ＬＥＸの指向性を制御した状態で発光部７に照射するためのレンズである（図１参照）。半導体レーザ素子２からは、励起光ＬＥＸとしてレーザ光Ｌ０または自然放出光ＬＥＬが出射される。
【０１３２】
通常は、半導体レーザ素子２はレーザ光Ｌ０を出射する。レーザ光Ｌ０は半導体レーザ素子２から出射された時点で、高い指向性を有している。そのため、発光部７の大きさによっては、非球面レンズ３を用いなくともレーザ光Ｌ０を発光部７のみに照射することはができる。しかし、非球面レンズ３を用いてレーザ光Ｌ０の指向性を制御することによって、発光部７に照射する際のスポット径を制御することができる。
【０１３３】
レーザ光Ｌ０が蛍光ＬＰＬに変換される効率を高めることを考慮すると、レーザ光Ｌ０を発光部７に照射する際のスポットは、発光部７の光照射面と同じか、より小さいことが望ましい。
【０１３４】
一方、上記スポットのサイズを小さくしすぎると、当該スポットにおけるレーザ光Ｌ０のエネルギー密度が増大する。この場合、半導体レーザ素子２から出射される多くのレーザ光Ｌ０が、発光部７の非常に小さな領域において吸収されるため、当該吸収に伴う発熱が局所的に発生する。その結果、発光部７の劣化を早め、寿命が短くなる虞がある。
【０１３５】
したがって、発光部７に照射するレーザ光Ｌ０のスポット径は、発光部７の光照射面のサイズを超えない範囲でなるべく大きいことが好ましい。
【０１３６】
一方、制御部１６が備える判定部１６ｂによって、ヘッドランプ１の光軸に異常があると判定された場合は、半導体レーザ素子２は自然放出光ＬＥＬを出射する。
【０１３７】
自然放出光ＬＥＬは、反射鏡２８ａの形状、キャップガラス２７の直径および半導体レーザチップ２０の実装位置に依存して決定される所定の立体角内を進む光として出射される。したがって、自然放出光ＬＥＬは指向性を有した光であるが、その指向性はレーザ光Ｌ０と比較して低いといえる。非球面レンズ３を用いることで、自然放出光ＬＥＬの指向性を制御し、発光部７の設置位置におけるスポット径を制御することが可能となる。
【０１３８】
非球面レンズ３として、例えばアルプス電気製の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３の形状および材質は特に限定されないが、励起光の波長である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。
【０１３９】
なお、発光部７の大きさがレーザ光Ｌ０のスポット径と比較して大きい場合には、ヘッドランプ１において、非球面レンズ３を設けない構成としてもよい。
【０１４０】
本実施形態では、励起光ＬＥＸを発光部７に照射するための手段として非球面レンズ３を用いているが、その手段は非球面レンズ３のみを用いる方法に限定されない。例えば、非球面レンズ３と発光部７との間に導光部を設置してもよい。上記導光部は、円錐台状の導光部材であり、石英ガラス、アクリル樹脂その他の透明素材で構成する。別の構成例としては、非球面レンズ３と発光部７との間に、導光部材として光ファイバーを設置しても良い。
【０１４１】
（非球面レンズ３の変形例）
レーザモードおよびＥＬモードの各モードにおけるスポット径を制御するための手段として、ヘッドランプ１は、非球面レンズ３の可動機構（図１には図示せず）を備えていても良い。上記可動機構を備えることによって、レーザモードおよびＥＬモードのそれぞれの場合に最適なスポット径を実現することができる。
【０１４２】
非球面レンズ３は、通常、レーザ光Ｌ０のスポット径が最適になる位置に配置されている。ＥＬモードで半導体レーザ素子２を駆動する場合、電流制御部１６ｃは、半導体レーザ素子２がＥＬモードで駆動するよう制御するとともに、上記可動機構に対して非球面レンズ３を移動するための信号を出力する。当該信号を受けて、上記可動機構は、自然放出光ＬＥＬのスポット径が最適になる位置に非球面レンズ３を移動する。
【０１４３】
また、ヘッドランプ１は固定式の非球面レンズ３と、可動機構によって移動する第２のレンズを備えていてもよい。この構成では、レーザモードで半導体レーザ素子２を駆動する際は、非球面レンズ３のみを用い、第２のレンズはレーザ光Ｌ０の光軸上から外れた位置に収納されている。非球面レンズ３は、レーザ光Ｌ０のスポット径が最適になる位置に固定されている。ＥＬモードで半導体レーザ素子２を駆動する際は、電流制御部１６ｃが、第２のレンズの可動機構に対して、第２のレンズを移動するための信号を出力する。第２のレンズの可動機構は、当該信号を受け、第２のレンズを収納位置から自然放出光ＬＥＬの光軸上に移動させ、自然放出光ＬＥＬのスポット径が最適になる位置に配置する。
【０１４４】
（発光部７）
発光部７は、励起光ＬＥＸを受けて発光するものであり、励起光ＬＥＸを受けて蛍光ＬＰＬを発する蛍光体が封止材としてのガラス材（例えば、無機ガラス）の中に分散されたものである。発光部７に含まれる蛍光体の組成については後述する。なお、励起光ＬＥＸとして、レーザ光Ｌ０および自然放出光ＬＥＬが想定される。
【０１４５】
この発光部７は、反射鏡８の焦点位置またはその近傍に発光部保持部材１９によって固定されている。発光部７の位置の固定方法は、この方法に限定されない。たとえば、透明板９に接着することによって発光部７を固定してもよい。
【０１４６】
発光部７の形状は、特に限定されず、直方体であっても、円筒状であってもよい。本実施形態では、発光部７は、例えば、直径２ｍｍ、厚さ１ｍｍの円柱状である。
【０１４７】
発光部７の厚みは１ｍｍでなくともよい。上記厚みは、レーザ光Ｌ０が発光部７において全て蛍光ＬＰＬに変換されるか、または励起光ＬＥＸが発光部７において十分に散乱される厚みであればよい。つまり、蛍光体によりレーザ光Ｌ０が蛍光ＬＰＬに変換される、すなわちコヒーレント光がインコヒーレント光に変換される、もしくはコヒーレント光が発光部７を透過する過程で人体に無害な光出力レベルのコヒーレント光に散乱されるだけの厚みを発光部７が有していればよい。
【０１４８】
このような発光部７の好ましい厚みを決定する要因のひとつとして、発光部７を構成する蛍光体と封止材との割合が挙げられる。発光部７における蛍光体の含有量が多くなれば、レーザ光Ｌ０を蛍光ＬＰＬに変換する効率が高まるため、発光部７の厚みを薄くできる。
【０１４９】
また、発光部７の拡散機能をさらに高めるため、または発光部７を小型化するために、発光部７に拡散粒子を含ませても良い。拡散粒子を構成する物質として酸化ジルコニウム、酸化アルミニウムおよびダイヤモンドなどを用いることができる。これら以外の物質からなる粒子を用いてもよいが、発光部７の励起光ＬＥＸ吸収に伴う発熱に耐えられる物質であることが好ましい。
【０１５０】
発光部７が拡散機能を有しているので、半導体レーザ素子２から出射されるコヒーレント性が高く発光点サイズの極めて小さなレーザ光Ｌ０を、人体への影響が少ない発光点サイズの大きな光に変換し、照明光ＬＯＵＴとして出射できる。すなわち、レーザ光Ｌ０の空間的なコヒーレンシーを低下させることができる。
【０１５１】
（蛍光体）
発光部７に含まれる蛍光体は、例えば、酸窒化物蛍光体、または窒化物蛍光体、または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である。例えば、発光部７に４０５ｎｍ（青紫色）の励起光が照射されたときに、白色の照明光が生成されるように、青色、緑色および赤色の蛍光を発する蛍光体を低融点ガラスに分散することによって、発光部７を構成してもよい。この場合、発光部７は、青紫色の励起光ＬＥＸを白色の蛍光ＬＰＬに変換する波長変換部材であるといえる。
【０１５２】
なお、半導体レーザ素子２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。
【０１５３】
酸窒化物蛍光体の一例として、サイアロン（ＳｉＡｌＯＮ）蛍光体と通称されるものを用いることができる。サイアロン蛍光体とは、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。
【０１５４】
窒化物蛍光体の例としては、ＣＡＳＮ（ＣａＡｌＳｉＮ３）蛍光体およびＳＣＡＳＮ（（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３）蛍光体を挙げることができる。
【０１５５】
酸窒化物蛍光体および窒化物蛍光体は、その他の蛍光体に比べて熱に対する安定性が高い。そのため、発光部７を作製する時にガラス粉末と蛍光体とを混合して熱処理を行っても、組成が変化することなくガラス中に安定に存在する。結果として発光効率の高い発光部７を得ることができる。
【０１５６】
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例示することができる。
【０１５７】
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、ＧａＮ）を用いても、その粒子径をナノメータのオーダーで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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
（照明光ＬＯＵＴ）
ヘッドランプ１では、以下の光のいずれか１つ、またはそれらの組み合わせを照明光ＬＯＵＴとして想定している。
・発光部７から放出される蛍光ＬＰＬ
・半導体レーザ素子２から出射される自然放出光ＬＥＬ
・発光部７によってインコヒーレント化または発光点が拡大されたレーザ光Ｌ１
より具体的には、発光部７に照射されたレーザ光Ｌ０が、発光部７に分散している蛍光体によって蛍光ＬＰＬに変換される場合、発光部７から放出される蛍光ＬＰＬそのものを照明光ＬＯＵＴと呼ぶ。
【０１６２】
ヘッドランプ１の光学系が異常な状態になり、半導体レーザ素子２から自然放出光ＬＥＬのみが出射された場合において、自然放出光ＬＥＬの一部が発光部７に照射されたときには、自然放出光ＬＥＬが変換された蛍光ＬＰＬと自然放出光ＬＥＬそのものとが照明光ＬＯＵＴとなる。
【０１６３】
発光部７に照射されたレーザ光の一部が、発光部７によって散乱または拡散されたものの、蛍光体によって蛍光ＬＰＬに変換されずに発光部７から放出される光を、インコヒーレント化されたレーザ光Ｌ１とする。この場合、インコヒーレント化されたレーザ光Ｌ１の波長はレーザ光Ｌ０と同じである。
【０１６４】
インコヒーレント化されたレーザ光Ｌ１が存在する場合、蛍光ＬＰＬとインコヒーレント化されたレーザ光Ｌ１とが混合された光が照明光ＬＯＵＴである。
【０１６５】
（検出部１５）
図１に示すように、検出部１５は、レーザ光Ｌ０の光軸上かつ発光部７が励起光ＬＥＸを照射される面と対向する面側に配置されている。検出部１５は、発光部７の背後におけるレーザ光Ｌ０の光強度を検出することを目的としており、光学フィルター１３および光検出器１４からなる。検出部１５はレーザ光の波長領域の光強度を検出し、その光強度を示す信号を光強度取得部１６ａに出力する。検出部１５は、発光部７と同様に保持部材を用いて保持されればよい。
【０１６６】
検出部１５は、レーザ光Ｌ０の波長近傍の波長領域の光を検出することが好ましい。そのためには、当該波長近傍の光を透過するバンドパスフィルターを光学フィルター１３として用いればよい。
【０１６７】
発光部７が発する様々な波長の蛍光ＬＰＬは光学フィルター１３によって遮断される。そのため、レーザ光Ｌ０の波長近傍の波長領域を含む広い波長領域において検出感度を有する光検出器を光検出器１４として用いても、レーザ光Ｌ０の波長近傍の光を選択的に検出することができる。光検出器１４としては、例えばＳｉフォトダイオードを用いることができる。
【０１６８】
光検出器１４が、発光部７が放射する蛍光ＬＰＬを遮る位置に配置されている場合には、光検出器１４が有する受光面のサイズは、できるだけ小さいことが好ましい。
【０１６９】
また、検出部１５と発光部７との間の距離は、レーザ光の検出効率等を考慮して適宜設定されればよい。検出部１５を発光部７に近づければ、レーザ光の検出効率は高めるが、発光部７が放射する蛍光ＬＰＬを検出部１５が遮る領域が大きくなる。
【０１７０】
ヘッドランプ１において不測の事態が発生し、発光部７が所定の位置からずれた場合、光検出器１４にはレーザ光Ｌ０が直接入射することが考えられる。したがって、光検出器１４は、高強度の光が入射した場合でも破損することなく、光強度に応じた信号（電圧または電流）を出力することが可能な光検出器であることが好ましい。すなわち、光検出器１４は広いダイナミックレンジを有していることが好ましい。
【０１７１】
光学フィルター１３は上述のバンドパスフィルターに限定されず、たとえばローパスフィルターを使うこともできる。ローパスフィルターとは、所定の波長より短い波長を透過するフィルターの総称である。励起光ＬＥＸの波長が４０５ｎｍである場合、例えばカットオフ波長が４１０ｎｍのローパスフィルターを光学フィルター１３として用いることができる。
【０１７２】
光検出器１４から出力される信号は微弱であるため、ヘッドランプ１は当該信号を増幅するためのアンプを備えていてもよい（図１には図示せず）。上記アンプは、光検出器１４の一部として光検出器１４に組み込まれていてもよいし、反射鏡８の外側直近に設けてもよい。また、光強度取得部１６ａがアンプを含む構成としてもよい。
【０１７３】
（制御系）
制御部１６は、光強度取得部１６ａ、判定部１６ｂおよび電流制御部１６ｃを備えている。
【０１７４】
光強度取得部１６ａは、検出部１５が検出したレーザ光Ｌ０の強度を示す情報（レーザ光強度情報）を検出部１５から取得し、当該レーザ光強度情報を判定部１６ｂへ出力する。
【０１７５】
判定部１６ｂは、レーザ光強度情報が示すレーザ光Ｌ０の強度が、所定値より小さいかどうかを判定する。そして、判定部１６ｂは、上記強度が所定値より小さい場合には、その旨を示す正常情報を電流制御部１６ｃに出力し、上記強度が所定値以上の場合には、その旨を示す異常情報を電流制御部１６ｃに出力する。
【０１７６】
電流制御部１６ｃは、電源１７を制御することにより、半導体レーザ素子２の駆動モード（レーザモードまたはＥＬモード）を切り替える。具体的には、電流制御部１６ｃは、半導体レーザ素子２をレーザモードで駆動する場合には、電源１７を制御することにより所定の電流値の注入電流を半導体レーザ素子２に供給する。一方、半導体レーザ素子２をＥＬモードで駆動する場合には、電流制御部１６ｃは、電源１７を制御することにより、注入電流が０より大きく、かつ閾値電流Ｉｔｈを下回る電流値を有するように、注入電流を変化させる。
【０１７７】
本実施形態において、電流制御部１６ｃが電源１７を制御する構成としているが、電源１７と半導体レーザ素子２との間に、半導体レーザ素子２に供給される電流値を制御する電流制御部を設けてもよい。この電流制御部は、出力電流値を制御することができる定電圧源としての機能を備えていればよく、半導体レーザ素子２に供給する電圧を一定（例えば５Ｖ）とし、電流を可変制御する。
【０１７８】
ユーザインターフェース１８は、状態表示部１８ａおよびスイッチ１８ｂを備えている。スイッチ１８ｂは、ドライバーがヘッドランプ１の点灯（オン状態）および消灯（オフ状態）を切り替えるためのスイッチに加えて、半導体レーザ素子２の駆動モードを任意に切り替えるためのモード切替スイッチを備えていてもよい。
【０１７９】
上記モード切替スイッチを備えることによって、例えば私道や私有地内のような、すなわち公道以外の場所であればドライバーが任意にレーザモードとＥＬモードとを切り替えることができる。すなわち、ヘッドランプ１は、ユーザからの指示に従ってレーザモードとＥＬモードとを切り替えることができる。ユーザインターフェース１８が上記モード切替スイッチを備えることによって、キャンプを行っている際にヘッドランプを夜間のライトとして使用することができる。
【０１８０】
なお、判定部１６ｂは、上記正常情報および異常情報を状態表示部１８ａへ出力してもよい。当該正常情報を受け取ると、状態表示部１８ａは、ヘッドランプ１が正常な状態で点灯されていることをユーザに通知する。
【０１８１】
一方、上記異常情報を受け取ると、状態表示部１８ａは、ヘッドランプ１が異常な状態にあることをユーザに通知する。
【０１８２】
また、ヘッドランプ１は正常な状態であるが、上記モード切替スイッチによってＥＬモードで駆動されている場合は、状態表示部１８ａは、ヘッドランプ１は正常であり、かつ、ＥＬモードで駆動されていることをユーザに通知する。
【０１８３】
このような判定部１６ｂ（すなわち、ヘッドランプ１に異常があることを通知する異常通知手段）が状態表示部１８ａに組み込まれていてもよい。
【０１８４】
（反射鏡８）
反射鏡８は、発光部７が発する蛍光ＬＰＬ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）の部材であり、反射した光の進行方向に開口している。
【０１８５】
反射鏡８の形状は、例えば回転放物面とすることができる。放物線の対称軸を回転軸として、当該回転軸を中心として当該放物線回転することにより回転放物面を得ることができる。なお、反射鏡８の形状は上記の回転放物面に限定されない。たとえば反射鏡８の形状は、回転楕円面の部分曲面や半球面でもよい。すなわち、反射鏡８は、放物線、楕円および円の対称軸を回転軸として回転させることによって形成される曲面の少なくともその一部をその反射面に含んでいるものであればよい。さらに、反射鏡８の形状は、複数の多角形の平面で形成されたドーム形状であってもよい。
【０１８６】
（透明板９）
透明板９は、反射鏡８の開口部を覆う透明な樹脂板である。照明光ＬＯＵＴの大半を透過する材質で、透明板９を形成することが好ましい。なお、透明板９として、樹脂板以外に無機ガラス板なども使用できる。
【０１８７】
また、透明板９の形状は平板に限られない。反射鏡８によって形成された照明光ＬＯＵＴの光線束をさらに配光制御するために、透明板９はレンズ形状であってもよい。
【０１８８】
（半導体レーザ素子の変形例）
本発明の一実施形態に係る半導体レーザ素子の変形例である半導体レーザ素子２ａについて、図６および図７を参照しながら説明する。なお、半導体レーザ素子２と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１８９】
図６は、半導体レーザ素子２ａの構成を模式的に示す断面図である。同図は、半導体レーザチップ２０を実装した半導体レーザ素子２ａを、アノード電極２１側において半導体レーザチップ２０の各層に対して垂直な方向から見た場合の断面図である。
【０１９０】
半導体レーザ素子２ａが半導体レーザ素子２と異なる点は、半導体レーザチップ２０を実装するサブマウント２４ａが反射鏡としての機能するカップ形状の構造を備えていることである。半導体レーザ素子２が、反射鏡２８ａを備えたキャップ２８によって自然放射光ＬＥＬの配光制御を行うのに対して、半導体レーザ素子２ａではサブマウント２４ａが自然放射光ＬＥＬの配光制御を行う。したがって、キャップ２８ａの形状は従来のレーザ半導体素子３００のキャップ２２８と同様である。
【０１９１】
（サブマウント２４ａ）
図７（ａ）は、半導体レーザチップ２０をサブマウント２４ａに実装した状態を模式的に示す三面図である。図７（ａ）において、半導体レーザチップ２０をアノード電極２１側において半導体レーザチップ２０の各層に対して垂直な方向から見た図を平面図とする。また、平面図に示す直線１Ａ−１Ａにおける断面を示す図を正面図（平面図の下側に示す図）とし、レーザ光Ｌ０の出射方向から見た図を側面図（平面図の右側に示す図）とする。
【０１９２】
サブマウント２４ａには、放物線形状の曲面を有する掘りこみ部分が形成されている。この掘りこみ部分は、半導体レーザチップ２０の厚みより深く形成されている。この掘りこみ部分の表面に反射膜を形成することにより反射鏡２４ｂが形成されている。
【０１９３】
反射鏡２４ｂは、半導体レーザチップ２０の周囲の一部に配置され、半導体レーザチップ２０から出射される自然放射光ＬＥＬを所定の立体角内へ配光する反射曲面を有している。この反射曲面は、半導体レーザチップ２０が配置されているサブマウント２４ａの面に対して略垂直に起立しており、半導体レーザチップ２０の側面（活性層１１１が露出している面）と対向している。それゆえ、反射鏡２４ｂは、活性層１１１から等方的に出射される自然放射光ＬＥＬを受けることができる。
【０１９４】
この反射鏡２４ｂは、図７（ａ）の平面図に示すように、半導体レーザチップ２０の各層に対して垂直な方向から見た場合に、放物線形状を有している。それゆえ、反射鏡２４ｂに照射された自然放射光ＬＥＬは、反射鏡２４ｂによって反射され、レンズキャップ２７の方向へ配光制御される。
【０１９５】
この構成により、自然放射光ＬＥＬを効率良く半導体レーザ素子２ａの外部へ出射することができる。それゆえ、ＥＬモードにおける光出力を高めることができる。
【０１９６】
反射鏡２４ｂは、半導体レーザ素子２の発振波長近傍の波長領域において反射率の高い材料を含むことが好ましい。
【０１９７】
なお、サブマウント２４ａは、半導体レーザチップ２０のヒートシンクとしての機能も有しているため、熱伝導率の高い熱伝導率の高いＡｌ等の金属や、ＡｌＮ、ＳｉＣなどのセラミックスで構成されていることが好ましい。
【０１９８】
（ステム２５ａ）
図７（ｂ）に示すステム２５ａは、半導体レーザ素子２ａの別形態である。図７（ｂ）は半導体レーザチップ２０をステム２５ａに実装した状態を模式的に示す三面図である。半導体レーザチップ２０をアノード電極２１側において半導体レーザチップ２０の各層に対して垂直な方向から見た図を平面図とし、平面図に示す直線２Ａ−２Ａにおける断面を示す図を正面図とし、レーザ光Ｌ０の出射方向から見た図を側面図とする。
【０１９９】
半導体レーザチップ２０がステム２５ａに直接実装されている点において、図７（ｂ）の構成は図７（ａ）の構成と異なる。ステム２５ａには、放物線形状の掘りこみ部分が形成されている。この掘りこみ部分は、半導体レーザチップ２０の厚みより深く形成されている。この掘りこみ部分の表面に反射膜を形成することにより反射鏡２５ｂが形成されている。反射鏡２５ｂの形状および配置は、反射鏡２４ｂのそれと基本的に同じである。
【０２００】
反射鏡２５ｂは、半導体レーザ素子２の発振波長近傍の波長領域において反射率の高い材料を含むことが好ましい。
【０２０１】
反射鏡２５ｂが自然放射光ＬＥＬの配光制御を行うことによって、自然放射光ＬＥＬを効率良く半導体レーザ素子２ａの外部へ出射でき、ＥＬモードにおける光出力を高めることができる。
【０２０２】
ステム２５ａは、半導体レーザチップ２０のヒートシンクとしての機能も有しているため、熱伝導率の高いＡｌなどの金属で構成されていることが好ましい。さらに、コストが見合うのであれば、ステム２５ａは、高熱伝導率のセラミックスを射出成型することで形成されてもよい。
【０２０３】
（閾値Ｉｔｈの制御）
上述の説明では、半導体レーザ素子２に閾値ｔｈを下回る注入電流を供給することによって自然放出光を出射させていたが、注入電流を一定にした状態で半導体レーザ素子の閾値Ｉｔｈを上昇させることで半導体レーザ素子２に自然放出光を出射させることも可能である。ただし、この場合には、所定の注入電流の電流値を、閾値Ｉｔｈを変化させることができる範囲内に設定する必要がある。
【０２０４】
ヘッドランプ１は半導体レーザ素子２を加熱するために、ヒーターおよび温度センサー（いずれも図１には図示せず）を備えていてもよい。半導体レーザ素子２を加熱し、その温度を高温にすることによって、半導体レーザ素子２の閾値Ｉｔｈを上昇させることができる。
【０２０５】
また、閾値Ｉｔｈを上昇させることは、図２における第１の領域をより高い注入電流側に拡大できることを意味する。加熱をしない場合と比較して、より高い注入電流値でも半導体レーザ素子２はＥＬモードとして駆動するため、光出力の高い自然放出光ＬＥＬを得ることができる。
【０２０６】
なお、次のように、注入電流の低下と閾値Ｉｔｈの上昇とをともに行ってもよい。この場合には、図３のフローチャートに示すＳ３において判定結果がＮＯの場合、電流制御部１６ｃは半導体レーザ素子２に閾値Ｉｔｈを下回る注入電流を供給する（Ｓ６）。
【０２０７】
その一方で、電流制御部１６ｃは、上記ヒーターにも電流を供給し、半導体レーザ素子２を加熱する。また、電流制御部１６ｃは上記温度センサーをモニターし、半導体レーザ素子２が所定の温度で安定するように上記ヒーターへの供給電流を制御する。
【０２０８】
電流制御部１６ｃは、半導体レーザ素子２が所定の温度で安定したことを確認した後に、上昇した閾値Ｉｔｈを超えない範囲で、半導体レーザ素子２に供給する注入電流を上昇させる。
【０２０９】
ヘッドランプ１に異常が生じている場合だけでなく、ユーザが任意にＥＬモードを選択する場合でも、電流制御部１６ｃは上記と同様の制御を行い、半導体レーザ素子２を加熱することができる。
【０２１０】
このような制御を行うことによって、ＥＬモードで半導体レーザ素子２を駆動する場合に、ヘッドランプ１は、自然放出光ＬＥＬによる照明光ＬＯＵＴの光出力を高めることができる。
【０２１１】
＜ヘッドランプ１の効果＞
ヘッドランプ１が備える制御部１６が、半導体レーザ素子２に供給する注入電流値を、閾値Ｉｔｈを下回るように制御することによって、半導体レーザ素子２は自然放出光ＬＥＬを出射することができる。上記の制御は、ヘッドランプ１に異常が生じていることを検出部１５が検出した場合に実行されるだけでなく、ドライバーの意志によって任意に実行することができる。
【０２１２】
ヘッドランプ１は、レーザ光が外部に漏れる危険性をリアルタイムで検出することができ、当該危険性を検出した場合、半導体レーザ素子２が出射する励起光ＬＥＸをレーザ光Ｌ０から自然放射光ＬＥＬに瞬時に切り替えることができる。自然放射光ＬＥＬはインコヒーレントな光であり、かつ発光点のサイズが大きいため、人間の目に入射しても損傷を与える可能性の低い安全な光である。
【０２１３】
この制御によって、レーザ光Ｌ０を利用した照明光ＬＯＵＴを出射できない場合でも、代替手段として自然放射光ＬＥＬを利用した照明光ＬＯＵＴを出射することができ、ある程度の光出力を維持することができる。
【０２１４】
それゆえ、ヘッドランプ１が搭載された車両のドライバーは、ある程度の視界を確保できるため、ヘッドランプの異常という事態に対して落ち着いて対処することができる。また、自然放射光ＬＥＬが点灯していることによって、当該車両は自らの存在を周囲に知らしめることができる。同時に当該車両の周囲にいる人間は、当該車両の存在を認識し、その大きさおよび移動速度などを把握することができる。
【０２１５】
〔実施の形態２〕
本発明の一実施形態について、図８に基づいて説明すれば以下の通りである。本実施形態に係るヘッドランプ５０は、ヘッドランプ１における光学系の構成を変形したものである。ヘッドランプ１と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０２１６】
（反射鏡５８および反射板５１）
反射鏡５８は、発光部７が発する蛍光ＬＰＬを反射することにより、所定の立体角内を進む光線束（照明光ＬＯＵＴ）を形成するものである。
【０２１７】
反射鏡５８は、回転放物面である反射鏡８をその回転軸を含む平面によって切断した形状を有している。新たな開口部となる上記回転軸を含む平面には、反射板５１が設けられている。反射鏡５８および反射板５１の表面には、蛍光ＬＰＬを反射するために、例えば金属薄膜が形成されている。
【０２１８】
なお、切断前の反射鏡５８の形状は上記の回転放物面に限定されない。たとえば反射鏡５８の形状は、回転楕円面の一部部分曲面や半球面でもよい。すなわち、切断前の反射鏡５８は、放物線、楕円および円の対称軸を回転軸として回転させることによって形成される曲面の少なくともその一部をその反射面に含んでいるものであればよい。
（光学系の構成）
半導体レーザ素子２および非球面レンズ３は、反射鏡５８の外部に配置されており、反射鏡５８には、励起光ＬＥＸを透過または通過させる窓部５２が形成されている。この窓部５２は、開口部であってもよいし、励起光ＬＥＸの波長およびその近傍の波長を透過可能な透明部材を含むものであってもよい。例えば、励起光ＬＥＸを透過し、白色光（発光部７の蛍光ＬＰＬ）を反射するフィルターを設けた透明板を窓部５２として設けてもよい。この構成では、発光部７の蛍光が窓部５２から漏れることを防止できる。
【０２１９】
以上の構成によれば、反射鏡５８の外部から、窓部５２を通して発光部７に励起光ＬＥＸを照射できる。それゆえ、半導体レーザ素子２の配置の自由度を高めることができ、例えば、発光部７の光照射面に対する励起光ＬＥＸの照射角度を好ましい角度に設定することが容易になる。
【０２２０】
発光部７は、反射板５１の表面上であって、反射鏡５８の焦点またはその近傍の位置に配置されている。この発光部７に対して、半導体レーザ素子２は、レーザ光Ｌ０を照射する。
【０２２１】
検出部１５は、反射鏡５８に形成された開口部に配設されており、発光部７によって変換されずに反射板５１において反射したレーザ光を検出する。この検出部１５は、レーザ光Ｌ０の光軸が正常な状態において、当該レーザ光Ｌ０が、発光部７に照射されずに直接反射板５１において反射したときに、その反射光を検出できる位置に配設される。
【０２２２】
この構成によれば、発光部７が反射板５１の所定の位置からずれた場合に、検出部１５に入射するレーザ光Ｌ０が増加する。
【０２２３】
検出部１５が検出したレーザ光Ｌ０の強度が所定値以上であると判定部１６ｂが判定した場合には、電流制御部１６ｃは、注入電流を０より大きくかつ閾値電流Ｉｔｈを下回るものとするように電源１７を制御する。この制御によって半導体レーザ素子２におけるレーザ発振は止まり、半導体レーザ素子２からは自然放出光ＬＥＬが出射される（ＥＬモードへ切り替え）。
【０２２４】
（変更例１）
また、ヘッドランプ５０において、レーザ光Ｌ０の光軸および発光部７の位置が正常な場合に、発光部７によって散乱されたレーザ光Ｌ０の波長成分を検出部１５によって検出する構成にしてもよい。
【０２２５】
この構成では、レーザ光Ｌ０の一部は、発光部７によって蛍光に変換されずに、発光部７によって散乱されるように発光部７が設計されている。それゆえ、レーザ光Ｌ０の光軸および発光部７の位置が正常な場合でも、検出部１５はレーザ光Ｌ０の波長成分をわずかに検出する。
【０２２６】
当該構成において、レーザ光Ｌ０の光軸がずれた場合、検出部１５に入射するレーザ光Ｌ０の波長成分の量が低下する。検出部１５が検出したレーザ光Ｌ０の波長成分の強度が所定値（第1の所定値）より小さいと判定部１６ｂが判定した場合には、半導体レーザ素子２の駆動モードがＥＬモードへ切り替えられる。
【０２２７】
上記第1の所定値は、レーザ光Ｌ０の光軸および発光部７の位置が正常な場合に、検出部１５が検出するレーザ光Ｌ０の波長成分の量に基づいて設定される。
【０２２８】
（変更例２）
また、上記第1の所定値に加え、当該第1の所定値よりも大きい第２の所定値を設け、検出部１５が検出したレーザ光Ｌ０の強度が第２の所定値以上である場合にも、半導体レーザ素子２の駆動モードをＥＬモードへ切り替える構成にしてもよい。
【０２２９】
上記第２の所定値は、発光部７が正常な位置からずれた場合に、反射板５１によって反射され、直接検出部１５に入射するレーザ光Ｌ０の強度に基づいて設定される。
【０２３０】
この構成では、レーザ光Ｌ０の光軸および発光部７の位置のいずれに異常がある場合においても、半導体レーザ素子２の駆動モードをＥＬモードへ切り替えることができ、レーザ光Ｌ０が外部に出射されることを防止することができる。
【０２３１】
上記第１および２の所定値は、制御部１６が利用可能な記憶部に予め格納されている。
【０２３２】
〔実施の形態３〕
本発明の一実施形態について、図９に基づいて説明すれば以下の通りである。本実施形態に係るヘッドランプ６０において、上述の実施形態と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０２３３】
ヘッドランプ６０は、半導体レーザアレイ４および光ファイバー５を用いて励起光ＬＥＸを発光部７に照射する点がヘッドランプ１と異なる。また、ヘッドランプ６０は、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。
【０２３４】
（半導体レーザアレイ４）
半導体レーザアレイ４は、複数個の半導体レーザ素子２ａおよび非球面レンズ３ａを配列したものである。図９に示す例では、半導体レーザアレイ４は、３個の半導体レーザ素子２ａおよび非球面レンズ３ａから構成されている。
【０２３５】
１個の半導体レーザ素子２を用いた場合と比較して、半導体レーザアレイ４を用いることによって、以下のメリットが得られる。
・ＥＬモード時に出射する自然放出光ＬＥＬの光出力を向上できる。
・半導体レーザ素子の寿命を延ばすことができる。
【０２３６】
ＥＬモードにおいて得られる自然放出光ＬＥＬの最大光出力は、レーザ光Ｌ０の定格における光出力と比較して低く、１個の半導体レーザ素子では、ヘッドランプとして十分な光出力を得ることは困難である。
【０２３７】
３個の半導体レーザ素子２ａを配列した半導体レーザアレイ４を用いることによって、ＥＬモードにおける自然放出光ＬＥＬの光出力は３倍になり、自然放出光ＬＥＬを利用した照明光ＬＯＵＴにおける光出力を高めることができる。
【０２３８】
なお、複数の半導体レーザ素子２ａを配列した半導体レーザアレイ４を用いた場合でも、発光点におけるエネルギー密度が低いことに変わりはなく、照明光ＬＯＵＴが目に対して安全な光であることには変わりがない。
【０２３９】
さらに、半導体レーザアレイ４が３個の半導体レーザ素子２ａを備えていることによって、通常のレーザモード時における半導体レーザ素子２ａの負担を軽減することができる。半導体レーザ素子２ａが３個の場合、半導体レーザ素子２が１つの場合と同程度のレーザ光Ｌ０の光出力を得るために、個々の半導体レーザ素子２ａが求められるレーザ光Ｌ０の光出力は１／３でよいからである。
【０２４０】
それゆえ、半導体レーザ素子の寿命を延ばすことができ、より長期間にわたって光出力の安定したレーザ光Ｌ０を出射することができる。
【０２４１】
なお、半導体レーザアレイ４が備える半導体レーザ素子２ａおよび非球面レンズ３ａの数は３対に限定されない。ＥＬモード時に必要と考えられる自然放出光ＬＥＬの光出力、使用する半導体レーザ素子２ａの性能、半導体レーザアレイ４のサイズおよびコストなどの諸条件を考慮して最適な半導体レーザ素子２ａの個数を決めればよい。
【０２４２】
（光ファイバー５）
光ファイバー５は、半導体レーザアレイ４が出射した励起光ＬＥＸを発光部７へと導く導光部材であり、複数の光ファイバーの束である。光ファイバー５を用いて励起光ＬＥＸを発光部７へ導光することによって、半導体レーザアレイ４を設置場所の自由度が高まる。
【０２４３】
この光ファイバー５は、上記励起光ＬＥＸが入射する複数の入射端部５ｂと、入射端部５ｂから入射した励起光ＬＥＸを出射する出射端部５ａとを有している。
【０２４４】
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。
【０２４５】
（フェルール６）
フェルール６は、光ファイバー５の出射端部５ａを発光部７の励起光照射面に対して所定の位置関係で保持する。
【０２４６】
このフェルール６は、反射鏡８から延出する棒状または筒状の部材などによって反射鏡８に対して固定されていればよい。フェルール６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。
【０２４７】
（光学系の構成）
発光部７は発光部保持部材１９によって反射鏡８の焦点、またはその近傍の位置に配置されている。
【０２４８】
検出部１５は、反射鏡８の開口部を覆う透明板９とレンズ１２との間の空間に配置され、かつ、光ファイバー５の出射端部５ａと対向する向きに配置されている。言い換えると、出射端部５ａから出射されたレーザ光Ｌ０の光軸を直線で延長した先に検出部１５が配置されている。
【０２４９】
また、検出部１５は、レンズ１２の方向からヘッドランプ６０を見た場合に、反射鏡８の開口領域と重ならない位置に設置されていることが好ましい。この配置によって、照明光ＬＯＵＴを検出部１５が遮ることがなくなり、ヘッドランプ６０の配光パターンに照度ムラが生じることを防止することができる。
【０２５０】
（ハウジング１０）
ハウジング１０は、ヘッドランプ６０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、半導体レーザアレイ４は、ハウジング１０の外部に設置されてもよい。半導体レーザアレイ４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半導体レーザアレイ４を効率良く冷却することが可能となる。
【０２５１】
（エクステンション１１）
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６０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。
【０２５２】
（レンズ１２）
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６０を密封している。発光部７が発生し、反射鏡８によって配光制御された照明光ＬＯＵＴは、レンズ１２を通ってヘッドランプ６０の前方へ出射される。
【０２５３】
〔実施の形態４〕
本発明の一実施形態について、図１０に基づいて説明すれば以下の通りである。本実施形態に係るヘッドランプ７０において、上述の実施形態と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０２５４】
上述の実施の形態では、検出部１５は、レーザ光Ｌ０の波長およびその近傍の光を検出するものであったが、ヘッドランプ７０では、検出部７５が、発光部７が発する蛍光ＬＰＬの光強度を検出する点において、上述の実施の形態と異なる。それゆえ、ヘッドランプ７０では、発光部７が所定の位置からずれることによって蛍光ＬＰＬの生成量が低下した場合とともに、レーザ光Ｌ０の光軸がずれることによって蛍光ＬＰＬの生成量が低下した場合に、その異常を検出できる。
【０２５５】
なお、ヘッドランプ７０において、発光部７は透明板９に接着することによって保持されている。
【０２５６】
（検出部７５）
検出部７５は、反射鏡８の一部に形成された開口部に設けられており、光学フィルター７３および光検出器７４を備えている。検出部７５の受光面は、発光部７から出射される蛍光ＬＰＬを受光できるように、発光部７の方向に向けられている。
【０２５７】
検出部７５が、レーザ光Ｌ０を検出せずに、蛍光ＬＰＬを検出するように、検出部７５は、例えばカットオフ波長が４２０ｎｍのハイパスフィルターを光学フィルター７３として備えている。
【０２５８】
検出部７５が備える光検出器７４は、光検出器１４と同様にＳｉフォトダイオードを用いればよい。なお、光検出器１４は、Ｓｉフォトダイオードに限られず、可視光領域において検出感度を有する光検出器であればよい。
【０２５９】
（ヘッドランプ７０の制御方法）
レーザ光Ｌ０の光軸と発光部７との相対位置関係が正常な場合、レーザ光Ｌ０は発光部７に照射され、発光部７は蛍光ＬＰＬを発する。検出部７５は、蛍光ＬＰＬの光強度を検出し、光強度取得部１６ａへ出力する。光強度取得部１６ａは、蛍光ＬＰＬの強度を判定部１６ｂに送る。判定部１６ｂは、蛍光ＬＰＬの強度が、所定値より大きいかどうかを比較し、その判定結果を電流制御部１６ｃに出力する。
【０２６０】
蛍光ＬＰＬの強度が、所定値以上の場合、電流制御部１６ｃは、電源１７が所定の注入電流を半導体レーザアレイ４に供給するように電源１７を制御する。これによって、半導体レーザアレイ４の発振は継続される。
【０２６１】
一方、蛍光ＬＰＬの強度が、所定値よりも小さい場合、レーザ光Ｌ０の光軸と発光部７との相対位置関係になんらかの変化、すなわち異常があると考えられる。この場合、電流制御部１６ｃは注入電流を０より大きく、かつ閾値電流Ｉｔｈを下回る電流値とするように電源１７を制御する。半導体レーザアレイ４への注入電流が閾値電流Ｉｔｈを下回る電流値となることにより、半導体レーザアレイ４からは自然放出光ＬＥＬが出射される。
【０２６２】
検出部７５が蛍光ＬＰＬの光強度を検出することによって、発光部７における異常（亀裂などの欠陥が生じる、または発光部保持部材１９から剥離するなど）だけでなく、レーザ光Ｌ０の光軸が所定の状態から変化した場合も、レーザ光Ｌ０の光軸と発光部７との相対位置関係の変化として検知することができる。
【０２６３】
例えば、フェルール６の保持部材が外れるなどの原因によりレーザ光Ｌ０の光軸がずれ、レーザ光Ｌ０が発光部７に照射されずにヘッドランプ７０の外部へ直接照射される状態になったとする。この場合、発光部７にはレーザ光Ｌ０が照射されないため、蛍光ＬＰＬは発生しない。検出部７５が蛍光ＬＰＬの光強度を検出していることによって、当該異常を瞬時に検知し、半導体レーザアレイ４の駆動モードをレーザモードからＥＬモードに切り替えることができる。
【０２６４】
また、本実施形態の付加的な効果として、半導体レーザアレイ４の経時劣化を検出し、必要な蛍光体強度が得られるように半導体レーザアレイ４へ供給する電流を制御できることが挙げられる。半導体レーザアレイ４は長期間使用することによって劣化し、出射するレーザ光Ｌ０の出力が低下する。レーザ光Ｌ０の光出力が低下することは、発光部７の発する蛍光ＬＰＬの光強度が低下することを意味する。
【０２６５】
検出部７５が蛍光ＬＰＬの光強度を検出しているので、制御部１６は蛍光ＬＰＬの光強度が低下していることを検知することができる。したがって、電流制御部１６ｃは、所定の蛍光ＬＰＬの光強度が得られるように、半導体レーザアレイ４へ供給する注入電流を増大すればよい。注入電流を増大させても検出部７５で検出される蛍光ＬＰＬの光強度が増加しない場合は、半導体レーザアレイ４の劣化・故障、または発光部７等がすれたと判断し、半導体レーザアレイ４の駆動モードをＥＬモードに切り替えればよい。
【０２６６】
蛍光ＬＰＬの光強度が所定の強度を下回った場合、電流制御部１６ｃは状態表示部１８ａにヘッドランプ７０の点検が必要であることを通知してもよい。
【０２６７】
〔実施の形態５〕
本発明の一実施形態について、図１１に基づいて説明すれば以下の通りである。本実施形態に係るレーザダウンライト２００において、上述の実施形態と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０２６８】
（レーザダウンライト２００の概要）
レーザダウンライト２００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り、半導体レーザ素子２から出射したレーザ光Ｌ０を発光部７に照射することによって発生する蛍光ＬＰＬを照明光ＬＯＵＴとして用いるものである。なお、レーザダウンライト２００と同様の構成を有する照明装置を、構造物の側壁または床に設置してもよく、上記照明装置の設置場所は特に限定されない。
【０２６９】
＜レーザダウンライト２００の概要＞
図１１（ａ）は、発光ユニット２１０の外観を示す斜視図である。図１１（ｂ）は、レーザダウンライト２００が設置された天井の断面図である。図１１（ｃ）は、レーザダウンライト２００の断面図である。図１１（ｂ）および図１１（ｃ）に示すように、レーザダウンライト２００は、天板４００に埋設されている。レーザダウンライト２００は、照明光ＬＯＵＴを出射する発光ユニット２１０と、光ファイバー５を介して発光ユニット２１０へ励起光ＬＥＸを供給する励起光源ユニット２２０とを含んでいる。励起光源ユニット２２０は、天井には設置されておらず、ユーザが容易に触れることができる位置（例えば、家屋の側壁）に設置されている。このように励起光源ユニット２２０の位置を自由に決定できるのは、ＬＤ光源ユニット２２０と発光ユニット２１０とが光ファイバー５によって接続されているからである。この光ファイバー５は、天板４００と断熱材４０１との間の隙間に配置されている。
【０２７０】
レーザダウンライト２００は、レーザ光Ｌ０の光軸と発光部７との相対位置関係が変化した場合、閾値Ｉｔｈを下回る注入電流を半導体レーザ素子２に供給する。したがって、不測の理由によって発光部７が所定の位置からずれた場合に、レーザ光Ｌ０が外部に出射されることを防止できる。
【０２７１】
さらに、レーザ光Ｌ０の光軸と発光部７との相対位置関係が変化していない正常な状態であっても、ユーザの意思により励起光ＬＥＸを任意にレーザ光Ｌ０または自然放出光ＬＥＬに切り替えて使用することができる。
【０２７２】
（レーザダウンライト２００の構成）
レーザダウンライト２００は、図１１（ｃ）に示すように、発光ユニット２１０、制御部２１６、電源２１７、ユーザインターフェース２１８および励起光源ユニット２２０を備えている。
【０２７３】
レーザダウンライト２００は家庭用の交流電源を電源２１７として用いる。したがって、制御部２１６が備える電流制御部は、電源２１７から入力された交流１００Ｖを、直流５Ｖに変換した後に、半導体レーザ素子２に注入電流として供給する。
【０２７４】
ユーザインターフェース２１８は、単にレーザダウンライト２００の点灯および消灯を切り替えるスイッチだけでなく、その明るさを制御するスイッチを備えていることが好ましい。具体的には、半導体レーザ素子２の駆動モードをレーザモードまたはＥＬモードに任意に切り替えることが可能なモード切替スイッチを備えていることが好ましい。ユーザインターフェース２１８が上記モード切替スイッチを備えていることによって、必要に応じてレーザダウンライト２００から発生する光束、つまり明るさを変化させることができる。
【０２７５】
例えば、レーザダウンライト２００が店舗のエントランスに設置されている場合、営業時間中は光出力の高いレーザモードにて使用し、営業時間外の夜間は光出力の低いＥＬモードにて使用することができる。上記の構成を備えることによって、レーザダウンライト２００の使用用途が広がる。
【０２７６】
また、レーザダウンライト２００は人検知装置（図示せず）を備えていてもよい。上記人検知装置は、レーザダウンライト２００が照明光ＬＯＵＴを照射する領域に人がいるかどうかを検出し、その検出結果を制御部２１６が備える電流制御部に出力する。当該電流制御部は、上記人検知装置が人を検出した場合に、半導体レーザ素子２に閾値Ｉｔｈを上回る注入電流を供給し、上記人検知装置が人を検出しない場合には半導体レーザ素子２に閾値Ｉｔｈを下回る注入電流を供給する。
【０２７７】
上記の構成を備えることによって、レーザダウンライト２００の周辺に人がいない場合は、レーザダウンライト２００の照明光ＬＯＵＴの明るさを下げることができる。すなわち、無用な電力消費を抑制し、かつ、半導体レーザ素子２の寿命を延ばすことができる。
【０２７８】
（発光ユニット２１０の構成）
発光ユニット２１０は、筐体２１１、光ファイバー５、発光部７、検出部１５および透明板９を備えている。
【０２７９】
筐体２１１には、凹部２１２が形成されており、この凹部２１２の底面に発光部７が配置されている。凹部２１２の表面には、金属薄膜が形成されており、凹部２１２は発光部７が発する蛍光ＥＰＬの配光を制御する反射鏡として機能する。
【０２８０】
また、筐体２１１には、光ファイバー５および検出部１５の出力線を通すための通路が形成されている。
【０２８１】
検出部１５は、レーザ光Ｌ０の光路の延長線上に位置し、その光検出面が光ファイバー５の出射端部に対向するように配置されている。なお、レーザ光Ｌ０の波長領域の光を検出する検出部１５の代わりに、蛍光ＥＰＬの波長領域の光を検出する検出部７５を用いてもよい。検出部７５を用いる場合は、レーザ光Ｌ０の光路の延長線上を避け、その光検出面が発光部７に対向するように配置することが好ましい。
【０２８２】
図１１（ａ）では、発光ユニット２１０は、円形の外縁を有しているが、発光ユニット２１０の形状（より厳密には、筐体２１１の形状）は特に限定されない。
【０２８３】
なお、ダウンライトでは、ヘッドランプの場合とは異なり、理想的な点光源は要求されず、発光点が１つというレベルで十分である。それゆえ、発光部２の形状、大きさおよび配置に関する制約は、ヘッドランプの場合よりも少ない。
【０２８４】
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。
【産業上の利用可能性】
【０２８５】
本発明は、半導体レーザ素子を励起光源として用い、蛍光体が発する蛍光を用いる発光装置として幅広く利用することが出来る。また、車両用前照灯および照明装置としても利用することが出来る。
【符号の説明】
【０２８６】
１    ヘッドランプ（車両用前照灯）
２    半導体レーザ素子
４    半導体レーザアレイ
７    発光部
８    反射鏡（第１反射鏡）
１５    検出部
１６    制御部
２０    半導体レーザチップ
２４ｂ  反射鏡
２５ｂ  反射鏡
２８ａ  反射鏡（第１反射面）
２９    反射膜（第２反射面）
５０  ヘッドランプ（車両用前照灯）
５８  反射鏡
６０  ヘッドランプ（車両用前照灯）
７０  ヘッドランプ（車両用前照灯）
２００  レーザダウンライト（照明装置）
【図１】
2013168585.tif 000003
【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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