(57)【要約】【課題】機械的強度の低下を防止した反射鏡により光の利用効率を高めた発光装置、およびその発光装置を備えた照明装置を提供する。【解決手段】照明装置は、半導体レーザ素子１と、半導体レーザ素子１から出射されたレーザ光５１の照射により蛍光６１を発生する蛍光体８と、蛍光６１を反射する反射鏡６とを備えている。反射鏡６は、凹部が形成されたガラス体４と、凹部に形成された光学機能層５とを有している。半導体レーザ素子１から出射されたレーザ光５１が、ガラス体４及び光学機能層５を透過して、蛍光体８に照射され、蛍光体８から発生した蛍光６１が、光学機能層５で反射される。【選択図】図３
2017098169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光の照射により蛍光を発生する蛍光体と、
前記蛍光を反射する反射鏡と
を備え、
前記反射鏡は、凹部が形成された透明体と、前記凹部に形成された光学機能層とを有し、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光は、前記透明体及び前記光学機能層を透過して、前記蛍光体に照射され、
前記蛍光体から発生した蛍光は、前記光学機能層で反射されることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記レーザ光源から出射されるレーザ光の波長は、４２５ｎｍ以下の短波長であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記光学機能層は、誘電体多層膜で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記蛍光体を保持する蛍光体支持部を更に備え、
前記蛍光体支持部と前記光学機能層との間に、遮熱部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記透明体には、前記レーザ光源からのレーザ光を入射する部分以外の領域に、前記レーザ光の波長の光を吸収する光吸収層が形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記反射鏡には、前記光学機能層に接して、均熱層が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記レーザ光源が２つ以上配備されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記透明体における前記レーザ光の入射面に、前記レーザ光の波長に対して低反射または無反射の部分が形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項９】
前記透明体には、前記レーザ光源からのレーザ光の入射面に、前記レーザ光を無反射化、集光、分岐またはそれらを複合する機能部分が形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１０】
請求項１〜９に記載のいずれか１項に記載の発光装置を備える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、レーザ光源からの光を蛍光体に照射し、蛍光体から発生した蛍光を照明光として利用する発光装置、および発光装置からの照射光を用いるヘッドライトやスポット照明等の照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体レーザ素子からのレーザ光を蛍光体に照射し、波長変換された蛍光を照明光として利用する発光装置の技術開発が盛んに行なわれている。このような発光装置としては、従来、特許文献１に示されているようなものが提案されている。以下、その従来の発光装置について、図１１を用いて説明する。
【０００３】
この従来の発光装置では、半導体レーザ素子１００１から出射されたレーザ光１００２はレンズ１００３で集光され、反射鏡１００４の一部に形成された光通過口１００５を通って、蛍光体１００６に照射される。蛍光体１００６は蛍光１００７を発生し、蛍光１００７は、反射鏡１００４で反射されて、所定の方向を照らす。蛍光体１００６は熱伝導性の高い金属ベース１００８に取り付けられている。金属ベース１００８は蛍光体１００６で発生した熱の放熱を行い、蛍光体１００６を冷却する。反射鏡１００４は金属薄膜がその表面に形成された部材であってもよいし、金属製の部材であってもよい。一方、蛍光１００７は全方向に放射されるため、その一部の蛍光１００９は光通過口１００５へ向かう。蛍光１００９が反射鏡１００４の外部に漏れると発光の利用効率が低下する。これを防ぐため、反射鏡１００４には多層膜フィルタ１０１０が取り付けてある。この多層膜フィルタ１０１０は、レーザ光１００２を透過させ、蛍光１００９を反射させる機能を有するダイクロイックフィルターである。このため、光通過口１００５に向かう蛍光１００９は多層膜フィルタ１０１０により反射され、所定方向に向かう。これにより、光の利用効率が高くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−９９２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の発光装置では、反射鏡１００４の一部に光通過口１００５となる開口が形成されており、その部分での機械的強度が低下するため、その部分に外部応力が加わると、反射鏡１００４が歪み、反射鏡１００４による反射光が所定方向から移動し、所定の光分布で被照射物を照らすことができないという問題が起こりやすいという欠点がある。特に、このような半導体レーザ素子と蛍光体を用いた発光装置では、半導体レーザ素子の点光源性を活かすため、ＬＥＤと蛍光体を用いた発光装置や、ハロゲンランプを用いた発光装置と比べて、反射鏡の形状は厳密な光学設計に基づき小型化や薄型化が図られており、反射鏡の僅かな形状の変化により上記の問題が起こる。
【０００６】
例えば、このような従来の発光装置をヘッドライト等の車輌用灯具に用いた場合、交通事故や接触事故等の衝撃で外部応力が反射鏡に加わると、反射鏡が容易に変形してしまい、夜間運転時の前方照射や視界確保が正しく行なわれないという問題が起こる。また、このような従来の発光装置を屋外照明などに用いた場合、夏冬の温度差により生じる応力により照射位置がずれ、所望の場所が照らされないという問題が起こる。
【０００７】
本発明は上記の問題を鑑みなされたものであり、機械的強度の低下を防止した反射鏡により光の利用効率を高めた発光装置、およびその発光装置を備えた照明装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る発光装置は、レーザ光源と、レーザ光源から出射されたレーザ光の照射により蛍光を発生する蛍光体と、蛍光を反射する反射鏡とを備え、反射鏡は、凹部が形成された透明体と、凹部に形成された光学機能層とを有し、レーザ光源から出射されたレーザ光が、透明体及び光学機能層を透過して、蛍光体に照射され、蛍光体から発生した蛍光が、光学機能層で反射されることを特徴とする。
【０００９】
このような構成の発光装置では、レーザ光源から出射されたレーザ光が反射鏡を透過する部分は開口ではなく透明体であるため、レーザ光の透過部分での機械的強度の低下が抑制される。また、蛍光体から発生した蛍光は、反射鏡の光学機能層で反射されるため、光の利用効率が高められる。
【００１０】
本発明に係る発光装置は、レーザ光源から出射されるレーザ光の波長が、４２５ｎｍ以下の短波長であることが好ましい。
【００１１】
この場合、光学機能層を、４２５ｎｍ以下の短波長のレーザ光を透過させ、４２５ｎｍより長波長の白色における青色成分の光を反射させるように設計することにより、反射鏡により白色蛍光を効率よく反射させることができる。
【００１２】
本発明に係る発光装置は、光学機能層が誘電体多層膜で構成されていることが好ましい。
【００１３】
この場合、誘電体多層膜を透過する光の波長と反射する光の波長とを、誘電体多層膜の光学長（各層の膜厚×各層の屈折率）により設計することができる。
【００１４】
本発明に係る発光装置は、蛍光体を保持する蛍光体支持部を更に備え、蛍光体支持部と光学機能層との間に、遮熱部を有することが好ましい。
【００１５】
この場合、蛍光体で発生した熱の光学機能層への伝導が遮熱部により抑制されるため、光学機能層の熱による悪影響が防止される。例えば、光学機能層が誘電体多層膜により構成されている場合においても、遮熱部により熱の伝導が抑制されるため、誘電体多層膜の屈折率や反射、透過特性の温度依存性によって光学機能層の透過・反射特性が所望の設計から外れることが防止される。
【００１６】
本発明に係る発光装置は、透明体には、レーザ光源からのレーザ光を入射する部分以外の領域に、レーザ光の波長の光を吸収する光吸収層が形成されていることが好ましい。
【００１７】
この場合、蛍光体に照射されたレーザ光が、蛍光体で反射され反射鏡に向かったとしても、そのレーザ光は光吸収層で吸収されるため、迷光となることが防止される。
【００１８】
本発明に係る発光装置は、反射鏡には、前記光学機能層に接して、均熱層が設けられていることが好ましい。
【００１９】
この場合、レーザ光源や蛍光体等からの熱が光学機能層に伝わっても、均熱層により広範囲に分散されるため、光学機能層の温度変化による光学特性の変化を抑えることができる。
【００２０】
本発明に係る発光装置は、レーザ光源が２つ以上配備されていることが好ましい。
【００２１】
この場合、外部に照射される照明光を明るくしたり、あるいは照明領域を広げたりすることができる。
【００２２】
本発明に係る発光装置は、透明体における前記レーザ光の入射面に、レーザ光の波長に対して低反射または無反射の部分が形成されていることが好ましい。
【００２３】
この場合、レーザ光は損失が少なく透明体に入射し、蛍光体に照射される。
【００２４】
本発明に係る発光装置は、透明体には、レーザ光源からのレーザ光の入射面に、レーザ光を無反射化、集光、分岐またはそれらを複合する機能部分が形成されていることが好ましい。
【００２５】
この場合、透明体と前記機能部分との間には空間が存在しないため、空気／透明体の界面での界面反射等の光の損失がなく、レーザ光を無反射化、集光または分岐等して、蛍光体に効率良く照射することが出来る。
【００２６】
本発明に係る照明装置は、上記の発光装置を備えることを特徴とする。
【００２７】
このような構成の照明装置では、発光装置での機械的強度が強く、光の利用効率が高くなる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、機械的強度の高い反射鏡により光の利用効率を高めた発光装置、および照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態１に係る発光装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】光の波長に対する特性を示す図であり、（ａ）は人間の視感度を示す図、（ｂ）は実施形態１の発光装置で用いられるダイクロイックフィルターの透過特性を示す図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る発光装置における光の進路を示す図であり、（ａ）はレーザ光の進路を示す図、（ｂ）は蛍光の進路を示す図である。
【図４】本発明の実施形態２に係る発光装置の概略構成を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態３に係る発光装置の概略構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態４に係る発光装置の概略構成を示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態５に係る発光装置の概略構成を示す断面図であり、（ａ）はフレネルレンズによりレーザ光を蛍光体に集光させる場合の図、（ｂ）は凸レンズによりレーザ光を蛍光体に集光させる場合の図である。
【図８】本発明の実施形態６に係る発光装置の概略構成を示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態７に係る発光装置の概略構成を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施形態８に係る照明装置の概略構成を示す断面図である。
【図１１】従来の発光装置の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００３１】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１に係る発光装置の概略構成を示す断面図である。
【００３２】
実施形態１の発光装置は、図１に示すように、半導体レーザ素子１（レーザ光源）と、ヒートシンク２と、集光レンズ３と、ガラス体４（透明体）及びダイクロイックフィルター５（光学機能層）からなる反射鏡６と、蛍光体支持部７と、蛍光体８と、筐体１０と、を備えている。
【００３３】
半導体レーザ素子１は、ピーク波長が４０５ｎｍの青紫光のレーザ光を出射するＩｎＧａＮ系の半導体レーザ素子である。ヒートシンク２は、アルミニウムからなる部材であり、一端に半導体レーザ素子１が固定されている。半導体レーザ素子１からは、ヒートシンク２とは反対側にレーザ光が出射される。
【００３４】
集光レンズ３は、石英からなり、半導体レーザ素子１のレーザ光の出射側に配置されている。半導体レーザ素子１から出射されたレーザ光は、集光レンズ３により集光される。集光レンズ３は、入射したレーザ光を集光するだけでなく、ビーム整形（例えばトップハット型照射分布に整形）する機能を併せ持つマイクロレンズ等の単数または複数の光学部品群により構成してもよい。
【００３５】
ガラス体４は４０５ｎｍの波長帯の光を透過する石英等のガラス材料からなる直方体の部材で、レーザ光源１とは反対側の面に回転放物面形状の凹部２０が形成されている。ガラス体４の凹部２０の表面には、ダイクロイックフィルター５が形成されている。ダイクロイックフィルター５は、ＳｉＯ２層とＴｉＯ２層との多層膜からなる。
【００３６】
蛍光体支持部７は、ガラス体４の凹部２０を覆うように配置された板状の部材で、凹部２０側の面に蛍光体８が取り付けられている。蛍光体８は、凹部２０の放物面の焦点位置に配置されている。蛍光体支持部７は、ＧａＮ基板、ＳｉＣ基板、ＡｌＮ基板、ダイアモンド基板等の高熱伝導な基板からなり、４０５ｎｍのレーザ光を反射するとともに蛍光体８から発生する蛍光波長に対しては透明である。なお、蛍光体支持部７は、レーザ光を反射し、蛍光を透過するダイクロイックフィルターにより形成してもよい。
【００３７】
蛍光体８の蛍光材料は、青色発光用ＳＭＳ（Ｓｒ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋）蛍光材料と、黄色発光用ＢＳＳＯＮ（（Ｂａ，Ｓｒ）Ｓｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ２＋）蛍光材料との混合体である。なお、青色発光と黄色発光の合成光が人間には白色で見える。
【００３８】
筐体１０はアルミニウムよりなり、内部が空洞である筒状の第１部１０Ａと、第１部１０Ａよりも内径が大きい空洞である第２部１０Ｂとに構成されている。第２部１０Ｂの空洞は、一方が第１部１０Ａの空洞と繋がっており、他方が外部に照明光を照射するための開口となっている。第２部１０Ｂの外側面には放熱フィン９が形成されている。
【００３９】
筐体１０の第１部１０Ａの内部には、半導体レーザ素子１からのレーザ光が第２部１０Ｂに向かって出射する向きに、ヒートシンク２が固定されており、さらに半導体レーザ素子１より第２部１０Ｂ側に、集光レンズ３が固定されている。
【００４０】
筐体１０の第２部１０Ｂの内部には、ガラス体４とダイクロイックフィルター５とからなる反射鏡６が固定されている。凹部２０は、第２部１０Ｂの照明光照射用の開口を向くガラス体４の面に形成されている。
【００４１】
筐体１０の第２部１０Ｂの照明光照射用の開口側の端部１１には、蛍光体支持部７が凹部２０の開口を塞ぐように固定されている。蛍光体支持部７は、第２部１０Ｂの端部１１と直接接触している。一方、蛍光体支持部７と、ガラス体４及びダイクロイックフィルター５との間には、熱伝導率が低いポリテトラフルオロエチレンからなる遮熱部１２が別部材として挟み込まれている。また、ガラス体４の外面には、第２部１０Ｂの内面との間の部分に、光吸収層１３が形成されている。光吸収層１３は、ガラス体４の半導体レーザ素子１からのレーザ光の入射部分には形成されていない。光吸収層１３は多結晶シリコンからなり、半導体レーザ素子１のレーザ光の波長である４０５ｎｍの光を吸収する。なお、本実施形態では、光吸収層１３は、ガラス体４の外面に形成されているが、第２部１０Ｂの内面のガラス体４との間の部分に形成されてもよい。
【００４２】
ガラス体４は、第１部１０Ａの空洞と繋がる部分を塞いでおり、その塞いでいる部分には、ＳｉＯ２層とＴｉＯ２層とからなる低反射膜１４が形成されている。低反射膜１４は、半導体レーザ素子１からの出射光がガラス体４に入射する際の反射を抑制する。なお、低反射膜１４を設ける代わりに、ガラス体４のレーザ光入射部分に波長オーダの凹凸を形成することにより低反射化を行ってもよい。
【００４３】
次に、ダイクロイックフィルター５の特性と半導体レーザ素子１の発振波長の関係について説明する。人間の視感度を図２（ａ）に示す。人間は波長４２５ｎｍ以下の光の視感度が極めて小さい。そこで、本実施形態では、半導体レーザ素子１の発振波長を４２５ｎｍ以下（本実施形態では４０５ｎｍ）に設定し、ダイクロイックフィルター５の透過特性を、図２（ｂ）に示すように波長４２５ｎｍ未満の光を透過し、４２５ｎｍ以上の光を透過しない（すなわち、反射する）ように設計した。ダイクロイックフィルター５は、半導体レーザ素子１からレーザ光を透過し、かつ、蛍光体８で発生した可視光は損失なく反射する。このため、ダイクロイックフィルター５による光の利用効率の低下は起こらない。なお、仮に波長４４５〜４５０ｎｍ付近の青色レーザ光を光源に用い、黄色蛍光体を用いる場合、照射光が白色であるためには、この青色レーザ光も反射鏡により所定方向に放射されなければならない。つまり、反射鏡は、青色光を透過し、かつ、反射させるという相反設計が必要になり、効率の高い発光装置は実現できない。
【００４４】
以下、図３を用いて本実施形態の発光装置の動作について説明する。
【００４５】
図３（ａ）に示すように、半導体レーザ素子１から出射した青紫色のレーザ光５１は集光レンズ３により発散光から収束光に整形された後、低反射膜１４を通過して反射鏡６に向かう。反射鏡６に入射したレーザ光５１はガラス体４に入射する。ガラス体４に入射したレーザ光５１は、ダイクロイックフィルター５を透過して蛍光体８に照射される。この時、半導体レーザ素子１の無効電力（投入電力−光出力）による発熱は、ヒートシンク２から筐体１０を伝熱し、放熱フィン９から放熱される。
【００４６】
蛍光体８に照射されたレーザ光５１は、蛍光体８で吸収されて青色光と黄色光に変換され、それらの合成である白色の蛍光となる。図３（ｂ）に示すように、蛍光体８より発生した白色蛍光６１は反射鏡６に向かい、ダイクロイックフィルター５で反射され、蛍光体支持部７を透過して、白色の照明光６２として発光装置の外部に放射され、被照射面を照らす。
【００４７】
一方、図３（ａ）に示すように、蛍光体８に吸収されなかったレーザ光５２は、反射鏡６に向かい、ダイクロイックフィルター５及びガラス体４を透過して、光吸収層１３で吸収される。光吸収層１３で吸収されたレーザ光５２は、熱に変わり筐体１０から放熱フィン９を通って外部に排熱される。
【００４８】
また、蛍光体８より発生した熱は、蛍光体支持部７から筐体１０に、端部１１を通って伝わり、放熱フィン９から外部に放熱される。蛍光体支持部７とダイクロイックフィルター５との間には遮熱部１２が介在しているため、蛍光体８で発生した熱は、直接、ダイクロイックフィルター５に伝わらない。このため、ダイクロイックフィルター５を形成する各層の温度ムラ、言い換えれば、屈折率分布の不均一を抑制することができ、ダイクロイックフィルター５が所望の反射／透過特性を得ることができる。
【００４９】
実施形態１の発光装置では、反射鏡６は、半導体レーザ素子１から出射され蛍光体８に向かうレーザ光５１が通過する部分がガラス体４で構成されているため、機械的強度が強い。また、蛍光体８で発生した蛍光６１は、反射鏡６の光学機能層５で反射され、所望の位置に向けて効率よく照射される。
【００５０】
（実施形態２）
図４は本発明の実施形態２に係る発光装置の概略構成を示す断面図であり、実施形態１と同一部分には図１と同一符号を付し、その説明は実施形態１の説明を援用する。
【００５１】
実施形態２の発光装置では、筐体１０の第１部１０Ａが第２部１０Ｂの側方に設けられている。第１部１０Ａの内部には、実施形態１と同様、半導体レーザ素子１、ヒートシンク２、集光レンズ３が配備されている。第２部１０Ｂの一方の側面は、内面の法線が蛍光体８を向く方向に傾斜しており、その傾斜側面に第１部１０Ａが形成されている。これにより、半導体レーザ素子１からは蛍光体８に向かってレーザ光が出射される。ガラス体４は第２部１０Ｂの傾斜した側面の内面に沿うように傾斜している側面を有する。ガラス体４の第１部１０Ａの空洞との境の部分には、低反射膜１４が設けられている。
【００５２】
実施形態２の発光装置では、半導体レーザ素子１から出射されたレーザ光は、ガラス体４の傾斜した側面から反射鏡６に入射し、ガラス体４及びダイクロイックフィルター５を透過して、蛍光体８に照射される。蛍光体８に照射されたレーザ光は、実施形態１と同様、白色の蛍光となり、ダイクロイックフィルター５で反射され、蛍光体支持部７を透過して外部に放射される。
【００５３】
実施形態２の発光装置では、反射鏡６は、半導体レーザ素子１から出射され蛍光体８に向かうレーザ光が通過する部分がガラス体４で構成されているため、機械的強度が強い。また、蛍光体８で発生した蛍光は、反射鏡６の光学機能層５で反射され、所望の位置に向けて効率よく照射される。
【００５４】
また、実施形態２の発光装置では、筐体１０の第１部１０Ａを第２部１０Ｂの側方に配備されているため、半導体レーザ素子１の取り付け部分が背面側（白色蛍光の外部への放射方向とは反対側）には無く、装置全体の薄型化が図れる。
【００５５】
（実施形態３）
図５は本発明の実施形態３に係る発光装置の概略構成を示す断面図であり、実施形態１と同一部分には図１と同一符号を付し、その説明は実施形態１の説明を援用する。
【００５６】
実施形態３の発光装置では、筐体１０は、３個の第１部１０１Ａ、１０２Ａ、１０３Ａと、１個の第２部１０Ｂとからなる。第１部１０１Ａ、１０２Ａ、１０３Ａは、第２部１０Ｂの背面の１箇所と側面の２箇所に夫々設けられている。第１部１０１Ａ、１０２Ａ、１０３Ａの内部には夫々、実施形態１と同様、半導体レーザ素子１、ヒートシンク２、集光レンズ３が配備されている。第２部１０Ｂの第１部１０２Ａ、１０３Ａが形成されている側面は、法線が蛍光体８を向く方向に傾斜しており、これにより、第１部１０２Ａ、１０３Ａ内の半導体レーザ素子１からは蛍光体８に向かってレーザ光が出射される。ガラス体４の側面は、第２部１０Ｂの傾斜した側面に沿うように傾斜している。ガラス体４の第１部１０１Ａ、１０２Ａ、１０３Ａの空洞との境の部分には夫々、低反射膜１４、１４，１４が設けられている。
【００５７】
実施形態３の発光装置では、第１部１０１Ａ、１０２Ａ、１０３Ａの内部に配備された３個の半導体レーザ素子１、１、１から出射されたレーザ光は、ガラス体４の背面及び側面から反射鏡６に入射し、ガラス体４及びダイクロイックフィルター５を透過し、蛍光体８に照射される。蛍光体８に照射されたレーザ光は、実施形態１、２と同様に、白色の蛍光となり、ダイクロイックフィルター５で反射されて、蛍光体支持部７を透過して外部に放射される。
【００５８】
実施形態３の発光装置では、反射鏡６は、３個の半導体レーザ素子１、１、１から出射され蛍光体８に向かうレーザ光が通過する部分がガラス体４で構成されているため、機械的強度が強い。また、蛍光体８で発生した蛍光は、反射鏡６の光学機能層５で反射され、所望の位置に向けて効率よく照射される。
【００５９】
また、実施形態３の発光装置では、複数の半導体レーザ素子１、１、１からのレーザ光を蛍光体８に照射するため、蛍光体８から生じる白色蛍光の光強度が増える。また、個々の半導体レーザ素子１、１、１を低出力することにより、半導体レーザ素子の寿命を延ばすことが可能となる。また、各半導体レーザ素子１、１、１から出射されるレーザ光の蛍光体８での照射分布を互いにずらすことにより、レーザ光を蛍光体に均一照射することが可能となる。なお、一般に半導体レーザ素子単体ではガウス分布状の照射になり、中心部の輝度が高く、周囲は低くなるため、均一照射のためには、集光レンズに工夫が必要であるが、この実施形態３では、集光レンズに工夫を施すことなく、複数の半導体レーザ素子１、１、１からのレーザ光を蛍光体８に均一照射することが出来る。また、３個の半導体レーザ素子１、１、１を同時に使用するのではなく、順次使用することにより、発光装置としての寿命を延ばすことも出来る。
【００６０】
（実施形態４）
図６は本発明の実施形態４に係る発光装置の概略構成を示す断面図であり、実施形態１と同一部分には図１と同一符号を付し、その説明は実施形態１の説明を援用する。
【００６１】
実施形態４の発光装置では、ダイクロイックフィルター５とガラス体４の間には、半導体レーザ素子１からのレーザ光が通過する部分を除く領域に、高熱伝導均熱層１５が設けられている。高熱伝導均熱層１５は、熱伝導率が高く、光透過率も高い材料であるグラフェンよりなる。高熱伝導均熱層１５により、ダイクロイックフィルター５での局所的な発熱を抑制することができ、ダイクロイックフィルター５での光の反射／透過の均一性が良くなる。なお、本実施形態４では、ダイクロイックフィルター５とガラス体４との間に高熱伝導均熱層１５を形成したが、ダイクロイックフィルター５の表面に高熱伝導均熱層を形成してもよい。また、ダイクロイックフィルター５を構成する層の少なくとも一つに、高熱伝導材料の層を用いてもよい。また、ここでは、高熱伝導均熱層１５の材料としてグラフェンを用いたが、他の高熱伝導率材料、例えばＡｌＮ、ダイアモンドなどを用いてもよい。
【００６２】
（実施形態５）
図７は本発明の実施形態５に係る発光装置の概略構成を示す断面図であり、実施形態１と同一部分には図１と同一符号を付し、その説明は実施形態１の説明を援用する。
【００６３】
実施形態５の発光装置では、第１実施形態の集光レンズ３に代わり、ガラス体４のレーザ光を入射する面に、半導体レーザ素子１からのレーザ光を蛍光体８に集光させる機能を有する素子が形成されている、具体的には、図７（ａ）の形態では、フレネルレンズ２１が形成されており、図７（ｂ）の形態では、凸レンズ２２が形成されている。
【００６４】
この実施形態５では、フレネルレンズ２１または凸レンズ２２がガラス体４に直接形成されており、ガラス体４とフレネルレンズ２１との間、ガラス体４と凸レンズ２２との間には、何れの場合も空気が介在していないため、光学素子と空気との界面による光の反射損失は小さく、レーザ光の利用効率が向上する。
【００６５】
（実施形態６）
図８は本発明の実施形態６に係る発光装置の概略構成を示す断面図であり、実施形態１と同一部分には図１と同一符号を付し、その説明は実施形態１の説明を援用する。
【００６６】
実施形態６の発光装置では、筐体１０が２個の第１部１０Ａａ、１０Ａｂが第２部１０Ｂの背面側に形成されており、第１部１０Ａａ、１０Ａｂ内には夫々、半導体レーザ素子１ａ、１ｂとヒートシンク２ａ、２ｂと集光レンズ３ａ、３ｂが配備されている。ガラス体４１は第１部１０Ａａ、１０Ａｂの各々に対応する位置に夫々、凹部２０ａ、２０ｂが形成されており、各凹部２０ａ、２０ｂにはダイクロイックフィルター５ａ、５ｂが形成されている。すなわち、第１部１０Ａａ、１０Ａｂの各々に対応して、反射鏡６ａ、６ｂが形成されている。蛍光体支持部７１は、凹部２０ａ、２０ｂを塞いでおり、各反射鏡６ａ、６ｂに対向する位置に蛍光体８ａ、８ｂが取り付けられている。
【００６７】
この実施形態６の発光装置では、第１部１０Ａａの半導体レーザ素子１ａから出射されたレーザ光は、蛍光体８ａで白色蛍光となり、反射鏡６ａで反射され、外部に照射される。また、第１部１０Ｂｂの半導体レーザ素子１ｂから出射されたレーザ光は、蛍光体８ｂで白色蛍光となり、反射鏡６ｂで反射され、外部に照射される。すなわち、この実施形態６の発光装置は、蛍光体８ａからの白色蛍光を利用した発光部分と、蛍光体８ｂからの白色蛍光を利用した発光部分とを有する。
【００６８】
実施形態６の発光装置では、反射鏡６ａ、６ｂは、半導体レーザ素子１ａ、１ｂから出射され蛍光体８ａ、８ｂに向かうレーザ光が通過する部分がガラス体４１で構成されているため、機械的強度が強い。また、蛍光体８ａ、８ｂで発生した蛍光は、反射鏡６ａ、６ｂの光学機能層５ａ、５ｂで反射され、所望の位置に向けて効率よく照射される。
【００６９】
この実施形態６の発光装置では、凹部２０ａ、２０ｂは同じ形状でもいが、互いの形状を異ならせることにより、照射方向、または照射分布に違いを持たせることにより広い範囲での照射が可能となる。また、一個のガラス体４１に２個の反射鏡６ａ、６ｂが形成されているため、反射鏡６ａ、６ｂの相対位置は固定される。従って、外部から衝撃などが加わっても２個の反射鏡６ａ、６ｂからの照射光の相対位置は変わることがなく、機械的強度が強い。なお、この実施形態では、発光部分の構成を２個としたが、３個以上の構成であってもよい。
【００７０】
（実施形態７）
図９は本発明の実施形態７に係る発光装置の概略構成を示す断面図であり、実施形態６と同一部分には図８と同一符号を付し、その説明は実施形態１の説明を援用する。
【００７１】
上記の実施形態６では、２個の半導体レーザ素子からのレーザ光を利用する構成としたが、実施形態７の発光装置は、１個の半導体レーザ素子からの光を利用する構成である。ガラス体４１のレーザ光の入射部分には、集光レンズに代わり、回折格子であるホログラム２３が形成されている。ホログラム２３は、半導体レーザ素子１から出射されたレーザ光５３を、２つのレーザ光５４ａ、５４ｂに分岐し、２個の蛍光体８ａ、８ｂに照射する。この実施形態７の発光装置においても、蛍光体８ａからの白色蛍光を利用した発光部分と、蛍光体８ｂからの白色蛍光を利用した発光部分とを有する。また、レーザ光源が１個の半導体レーザ素子１で構成されているため、半導体レーザ素子の駆動回路を簡略化できる。なお、ホログラム２３の分岐数を増やすことにより、３個以上の半導体レーザ素子を有する構成にすることもできる。
【００７２】
（実施形態８）
実施形態８は、本発明の発光措置を備えた照明装置の一例であり、車輌用灯具（ヘッドライト）である。図１０は実施形態８の車輌用灯具の概略構成を示す図である。
【００７３】
１台の車輌には、形状が対称である一組のヘッドライトが左右に搭載されている。一つのヘッドライトには、２個の発光装置２０１、２０２が固定具２０３内に設置されている。発光装置２０１、２０２は何れも上記の実施形態１の構成を有する発光装置であり、反射鏡の形状（凹部形状）を互いに異なる設計とすることにより、発光装置２０１が遠方照射用、発光装置２０２が広範囲照射用となるように最適化されている。発光装置２０１、２０２の半導体レーザ素子には、駆動回路２０４、２０５によって、所望の電流、電圧が印加される。駆動回路２０４、２０５は制御回路２０６によって、ＯＮ／ＯＦＦ制御や駆動電流量の制御が行われる。制御回路２０６には、運転者または自動運転装置から、視界を確保するために必要な指示が出される。
【００７４】
実施形態８の照明装置では、点光源である半導体レーザ素子を用いているため、ハロゲンランプやＬＥＤを用いた照明装置に比べ反射鏡を小さくすることが出来、小型化、薄型化、軽量化に適している。さらに、発光装置２０１、２０２が本発明の構成を有するため、機械的強度を劣化させることなく、高効率な車輌用灯具を実現できる。
【００７５】
本実施形態では、発光装置２０１、２０２を実施形態１の構成としたが、実施形態２〜７のような本発明の他の実施形態の構成でもよい。また、この実施形態では車輌用灯具を例に説明したが、建造物の照明機器にも本発明は適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、ヘッドランプ等の車輌用照明、工場や体育館でのスポット照明や店舗照明等の産業用照明に適用することができ、これらにおける光の利用効率を高めることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１    半導体レーザ素子（レーザ光源）
４，４１    ガラス体（透明体）
５    ダイクロイックフィルター（光学機能層）
６，６ａ，６ｂ    反射鏡
７，７ａ，７ｂ，７１    蛍光体支持部
８，８ａ，８ｂ    蛍光体
１２    遮熱部
１３    光吸収層
１４    低反射膜
１５    高熱伝導均熱層
２１    フレネルレンズ（レーザ光を集光する機能部分）
２２    凸レンズ（レーザ光を集光する機能部分）
２３    ホログラム（レーザ光を分岐する機能部分）
５１，５２，５３，５４ａ，５４ｂ    レーザ光
６１    蛍光
２０１，２０２    発光装置
【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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