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JP2012099282A - 照明装置及び車両用前照灯 - Google Patents

照明装置及び車両用前照灯 Download PDF

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JP2012099282A JP2010244572A JP2010244572A JP2012099282A JP 2012099282 A JP2012099282 A JP 2012099282A JP 2010244572 A JP2010244572 A JP 2010244572A JP 2010244572 A JP2010244572 A JP 2010244572A JP 2012099282 A JP2012099282 A JP 2012099282A
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克彦 岸本
Kosei Takahashi
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Abstract

【課題】外部に出射される照明光の色温度を高める。
【解決手段】ヘッドランプ１は、レーザ光を出射する半導体レーザ２と、４５０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下の範囲に発光スペクトルのピークを有する第１蛍光体を含み、半導体レーザ２から出射された励起光を受けて白色の蛍光を発する発光部５と、レーザ光を遮断し、発光部５から出射される蛍光を透過する透過フィルタ７と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、励起光源と当該励起光源からの励起光により蛍光を発する発光部とを備える照明装置、特に車両用前照灯に関するものである。
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照明装置の研究が盛んになってきている。
このような照明装置の一例が特許文献１に開示されている。この照明装置では、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。一方で、レーザ光を蛍光体を含む発光部に照射し、発光部から出射される蛍光を照明光として利用したり、レーザ光を遮断するためのフィルタを照明装置の出射側に設けたりするなどして、レーザ光を照明装置の外部に出射しないようにする工夫がなされている。
なお、酸窒化物蛍光体の一例として、特許文献２〜４に記載の蛍光体を挙げることができる。
特開２００５−１５００４１号公報（２００５年６月９日公開） 特開２００７−３３２２１７号公報（２００７年１２月２７日公開） 特開２００７−３２６９１４号公報（２００７年１２月２０日公開） 特開２００７−２０４７３０号公報（２００７年８月１６日公開）
自動車用ヘッドランプのように、色温度の高い白色光が所望される分野においては、より色温度の高い白色光が出射可能な照明装置の実現が要求されている。
レーザ光に含まれるコヒーレントな成分は人間の目に損傷を与える可能性が非常に高いため、例えば特許文献１に記載の従来の照明装置では、（特に）目に対する安全性を最大限確保するために、励起光源から発せられる励起光が当該照明装置から外部に漏れ出ないように設計されてきた。例えば、半導体レーザから出射されるレーザ光を遮断するフィルタが反射鏡の開口部に設けられている。そのため、レーザ光を利用して照明光の色温度を高めることは困難であった。
また、青色蛍光体を利用すれば、照明光の色温度を高めることが理論的には可能であるが、発光効率が高く、半導体レーザを備える照明装置に適した青色蛍光体は希少であったため、この方法で照明光の色温度を高めることも困難であった。
なお、特許文献１の技術では、発光部に用いられている蛍光体の具体的な記載は一切ないので、当然ながら、照明装置から出射される白色光の色温度を高くすることが困難であるという課題が考慮された構成とはなっていない。
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、外部に出射される照明光の色温度を高めることが可能な照明装置及び車両用前照灯を提供することにある。
本発明に係る照明装置は、上記課題を解決するために、励起光を出射する励起光源と、４５０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下の範囲に発光スペクトルのピークを有する第１蛍光体を含み、上記励起光源から出射された励起光を受けて白色の蛍光を発する発光部と、上記励起光を遮断し、上記発光部から出射される蛍光を透過する透過フィルタと、を備えることを特徴としている。
上記構成によれば、発光部が励起光源から出射された励起光を受けて発光し、その蛍光が透過フィルタを介して出射される。このとき、励起光は透過フィルタによって遮断されるため外部に漏れない。これにより、蛍光に変換されなかった（あるいは散乱されなかった）励起光が外部に出射されることによって人間の目が損傷されるのを防ぐことができる。
また、本発明の照明装置では、発光部の蛍光体として、４５０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下の範囲に発光スペクトルのピークを有する第１蛍光体、すなわち青味成分の多い第１蛍光体を用いているので、例えば図２に示すように、発光部が出射する白色光の色温度を高めることができる。このため、励起光を遮断する透過フィルタを備えていても上記の所望の色温度を有する白色光を照明光として出射することができる。
それゆえ、本発明の照明装置は、安全性を考慮した上で、色温度の高い白色光を出射することができる。
ただし、透過フィルタは、励起光すべてを遮断し、発光部から出射される蛍光すべてを透過するものでなくてもよい。
本発明に係る照明装置では、上記第１蛍光体は、ＪＥＭ相を含む酸窒化物蛍光体であることが好ましい。
上記構成によれば、上記波長範囲の発光スペクトルのピークを有する第１蛍光体を備える発光部を実現することができる。
本発明に係る照明装置では、上記励起光源は、３５０ｎｍ以上、４２０ｎｍ以下の範囲に発振波長のピークを有する励起光を出射することが好ましい。
上記構成によれば、紫外線から青紫色の可視光領域（３５０ｎｍ以上、３８０ｎｍ以下もしくは４００ｎｍ未満の範囲）に発振波長のピークを有する励起光を発光部に照射することができるので、ＪＥＭ相を含む酸窒化物蛍光体を高効率（約６０％）に励起させることができる。また、青紫色領域である４００ｎｍ以上、４２０ｎｍ以下の範囲に発振波長のピークがある場合であっても、ＪＥＭ相を含む酸窒化物蛍光体を高効率（約５０％）に励起させることができる。すなわち、上記構成によれば、高効率に励起させることが可能で、かつ、高い色温度を有する白色光を出射可能な発光部を備えた照明装置を実現することができる。
本発明に係る照明装置では、上記発光部は、６３０ｎｍ以上、６５０ｎｍ以下の範囲に発光スペクトルのピークを有する第２蛍光体を含んでいることが好ましい。
上記構成によれば、発光部は、第1蛍光体とともに、赤色蛍光体である第２蛍光体を有するので、色温度が非常に高い白色光を実現することができる。また、この第２蛍光体が赤色蛍光体であるため、その白色光を照射する対象物が赤色である場合に、その対象物の視認性を高めることができる。
本発明に係る照明装置では、上記第２蛍光体は、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ蛍光体又はＳｒＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ蛍光体であることが好ましい。
上記構成によれば、上記波長範囲の発光スペクトルのピークを有する第２蛍光体を備える発光部を実現することができる。
本発明に係る車両用前照灯は、上記に記載の照明装置と、上記発光部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反射鏡と、を備えるものである。
上記構成によれば、反射鏡は、発光部からの光を反射することにより、車両用前照灯の前方へ進む光線束を形成することができる。また、車両用前照灯は、上記照明装置を備えているので、発光部に含まれる第１蛍光体の青味成分を利用することにより、発光部から出射される白色光が透過フィルタを透過しても、その白色光の色温度を高めることができる。したがって、車両用前照灯は、上記照明装置と同様、安全性を考慮した上で、色温度の高い白色光を出射することができる。
本発明に係る照明装置は、以上のように、励起光を出射する励起光源と、４５０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下の範囲に発光スペクトルのピークを有する第１蛍光体を含み、上記励起光源から出射された励起光を受けて白色の蛍光を発する発光部と、上記励起光を遮断し、上記発光部から出射される蛍光を透過する透過フィルタと、を備える構成である。
それゆえ、本発明の照明装置は、安全性を考慮した上で、色温度の高い白色光を出射することができる。
本発明の一実施形態に係るヘッドランプの概略構成を示す図である。 車両用前照灯に要求される白色の色度範囲を示すグラフであり、第１蛍光体としてＪＥＭ相を含む酸窒化物蛍光体を用いた場合の照明光が取り得る色度を示す図である。 車両用前照灯に要求される白色の色度範囲を示すグラフであり、蛍光体の一つとしてＣａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体を用いた場合の照明光が取り得る色度を示す図である。 （ａ）は、半導体レーザの回路図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。 本発明の別の実施形態に係るヘッドランプの概略構成を示す断面図である。 本発明の別の実施形態に係るヘッドランプが備える光ファイバーの端部と発光部との位置関係を示す図である。
本発明の実施の一形態について図１〜図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
（本発明の技術的思想）
励起光源として半導体レーザが用いられる場合、励起光源から出射される励起光の大部分はコヒーレントな成分であるため、当該励起光が外部に出射されると、人間の目に損傷を与える可能性が非常に高い。このため、励起光源として半導体レーザを備える照明装置では、励起光を遮断する工夫を行う必要があり、例えば当該励起光を遮断する透過フィルタが備えられる。しかし、この場合、励起光を遮断することはできるが、青味成分を含む励起光が遮断されてしまうことになるので、その励起光を利用して照明光（白色光）の色温度を高くすることは困難であった。本発明の発明者は、この状況を鑑み、発光部に含まれる蛍光体の一つとして青味成分の多い蛍光体を用いることにより、発光部から出射される白色光の色温度を高め、それにより照明装置から出射される照明光の色温度を高めることができると考えた。
本発明の照明装置は、このような技術的思想に基づいてなされたものであり、励起光を遮断したとしても、発光部に青味成分を有する蛍光体を用いることにより、発光部から出射される白色光の色温度を高めることができるものである。ここでは、本発明の照明装置として、自動車用の走行用前照灯（ハイビーム）の配光特性基準を満たすヘッドランプ（照明装置、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・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、サーチライトなどその他の照明装置として実現されてもよい。
（ヘッドランプ１の構成）
まず、本実施形態に係るヘッドランプ１の構成について図１を用いて説明する。図１は、本実施形態に係るヘッドランプ１の概略構成を示す図である。同図に示すように、ヘッドランプ１は、半導体レーザ２（励起光源）、非球面レンズ３、導光部４、発光部５、反射鏡６および透過フィルタ７を備えている。
（半導体レーザ２）
半導体レーザ２は、励起光を出射する励起光源として機能するものである。この半導体レーザ２は１つでもよいし、複数設けられてもよい。また、半導体レーザ２として、１つのチップに１つの発光点を有するものを用いてもよいし、複数の発光点を有するものを用いてもよい。本実施形態では、１チップに１つの発光点を有する半導体レーザ２を用いている。
半導体レーザ２は、例えば、１チップに１つの発光点（１ストライプ）を有し、４０５ｎｍ（青紫色）のレーザ光を発振し、光出力が１．０Ｗ、動作電圧が５Ｖ、電流が０．７Ａのものであり、直径５．６ｍｍのパッケージ（ステム）に封入されているものである。本実施形態では、半導体レーザ２を１０個用いており、光出力の合計は１０Ｗである。なお、図１には便宜上、半導体レーザ２を１つのみ図示している。
半導体レーザ２が発振するレーザ光の波長は、４０５ｎｍに限定されず、３５０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下、より好ましくは３５０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長（発光ピークの波長）を有するものであればよい。
半導体レーザ２が発振するレーザ光の波長を、３５０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長範囲にピークを有するものにすることにより、白色光を発光する発光部５を形成するために第１蛍光体（ピーク波長が４５０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下）と組み合わせる第２蛍光体の選択の幅が広がる。具体的には、５８０ｎｍ以上、６５０ｎｍ以下の範囲に発光スペクトルのピークを有する蛍光体を、第２蛍光体として使用することができるようになる。また、半導体レーザ２のピーク波長を上記波長範囲（３５０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下）とすることにより、発光部５の第１蛍光体として用いられるＪＥＭ相を含む酸窒化物蛍光体の励起波長の波長範囲と一致させることができる。
さらに、第１蛍光体としてＪＥＭ相を含む酸窒化物蛍光体を用い、かつ、半導体レーザ２のピーク波長の波長範囲が紫外線から青紫色の可視光領域（３５０ｎｍ以上、３８０ｎｍ以下もしくは４００ｎｍ未満の範囲）である場合には、当該蛍光体を高効率（約６０％）に励起させることができる。なお、ＪＥＭ相を含む酸窒化物蛍光体を最も効率よく励起する励起光のピーク波長は３６０ｎｍである。また、青紫色領域である４００ｎｍ以上、４２０ｎｍ以下の範囲にピーク波長がある場合であっても、当該蛍光体を高効率（約５０％）に励起させることができる。
すなわち、半導体レーザ２が３５０ｎｍ以上、４２０ｎｍ以下の範囲に発振波長のピークを有するレーザ光を出射することにより、ＪＥＭ相を含む酸窒化物蛍光体を効率よく励起させることができるので、発光効率の高い発光部５を実現することができる。
また、酸窒化物系の蛍光体を発光部５の蛍光体として用いた場合、半導体レーザ２の光出力は、１Ｗ以上２０Ｗ以下であり、発光部５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、高出力のレーザ光によって発光部５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。
ただし、後述の半導体ナノ粒子蛍光体を発光部５の蛍光体として用いた場合には、発光部５に照射されるレーザ光の光密度は、５０Ｗ／ｍｍ２よりも大きくてもよい。
（非球面レンズ３）
非球面レンズ３は、各半導体レーザ２から発振されたレーザ光を、導光部４の一方の端部である光入射面４ａに入射させるためのレンズである。例えば、非球面レンズ３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３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。
なお、非球面レンズ３は、半導体レーザ２から発振されたレーザ光を収束させ、比較的小さな（例えば、直径１ｍｍ以下）光入射面に導くためのものである。そのため、導光部４の光入射面４ａが、レーザ光を収束させる必要のない程度に大きい場合には、非球面レンズ３を設ける必要はない。
（導光部４）
導光部４は、半導体レーザ２が発振したレーザ光を集光して発光部５（発光部５のレーザ光照射面）へと導く円錐台状の導光部材であり、非球面レンズ３を介して（または、直接的に）半導体レーザ２と光学的に結合している。導光部４は、半導体レーザ２が出射したレーザ光を受光する光入射面４ａ（入射端部）と当該光入射面４ａにおいて受光したレーザ光を発光部５へ出射する光出射面４ｂ（出射端部）とを有している。
光出射面４ｂの面積は、光入射面４ａの面積よりも小さい。そのため、光入射面４ａから入射した各レーザ光は、導光部４の側面に反射しつつ前進することにより収束されて光出射面４ｂから出射される。
導光部４は、ＢＫ７（ボロシリケートクラウンガラス）、石英ガラス、アクリル樹脂その他の透明素材で構成する。また、光入射面４ａおよび光出射面４ｂは、平面形状であっても曲面形状であってもよい。
なお、導光部４は、角錐台状であってもよく、光ファイバーであってもよく、半導体レーザ２からのレーザ光を発光部５に導くものであればよい。また、導光部４を設けずに、半導体レーザ２からのレーザ光を非球面レンズ３を介して、または直接に発光部５に照射してもよい。半導体レーザ２と発光部５との間の距離が短い場合には、このような構成が可能になる。
（発光部５の組成）
発光部５は、導光部４の光出射面４ｂから出射されたレーザ光を受けて白色の蛍光を発するものであり、レーザ光を受けて発光する複数種類の蛍光体が蛍光体保持物質（封止材）の中に分散されたものである。より詳細には、発光部５は、第１蛍光体と当該第１蛍光体とは異なる発光スペクトルのピークを有する第２蛍光体とを含むものである。
第１蛍光体は、例えば、４５０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下の範囲に発光スペクトルのピークを有するものであり、第２蛍光体は、例えば、５８０ｎｍ以上、６５０ｎｍ以下の範囲に発光スペクトルのピークを有するものである。なお、第２蛍光体の当該範囲の上限値は、人間の目で見える範囲であれば６５０ｎｍよりも長波長でもよいが、実用性を考慮すれば、６５０ｎｍが好ましい。第２蛍光体の発光スペクトルのピークが６５０ｎｍよりも長波長になると、視感度が低すぎて、十分な明るさの照明光を得られなくなってしまうからである。
第１蛍光体及び第２蛍光体は、酸窒化物系の蛍光体である。代表的な酸窒化物系蛍光体として、サイアロン（ＳｉＡｌＯＮ（silicon aluminum oxynitride））蛍光体と通称されるものがある。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。この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）および希土類元素などを固溶させて作ることができる。
第１蛍光体は、例えばＪＥＭ相を含む酸窒化物蛍光体（ＪＥＭ相蛍光体）である。ＪＥＭ相蛍光体は、希土類元素によって安定化されたサイアロン蛍光体を調整するプロセスにおいて生成することが確認された物質である。また、ＪＥＭ相は、窒化珪素系材料の粒界相として発見されたセラミックスであり、一般的に、組成式Ｍ１Ａｌ（Ｓｉ６−ｚＡｌｚ）Ｎ１０−ｚＯｚ（ただし、Ｍ１はＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕからなる群から選択される少なくとも１種の元素）で表され、ｚをパラメータとする組成からなる特有な原子配列を有する結晶相（酸窒化物結晶）である。ＪＥＭ相は、結晶の共有結合性が強いため耐熱性に優れている。
また、第１蛍光体としては、Ｃｅ３＋付活のＪＥＭ相蛍光体（ＪＥＭ相：Ｃｅ蛍光体）であることが好ましい。ＪＥＭ相蛍光体にＣｅ成分が含まれることにより、３５０ｎｍ〜４００ｎｍ近傍の励起光を吸収し、青色から青緑色にかけての発光を得やすくなるとともに、発光の半値幅もブロードとなるため、例えば暗所視における比視感度の高い波長域を十分カバーすることができる。また、ＪＥＭ相：Ｃｅ蛍光体は、励起波長が３６０ｎｍのとき、ピーク波長が４８０ｎｍであり、そのときの発光効率は６０％である。また、励起波長が４０５ｎｍのとき、ピーク波長が４９０ｎｍであり、そのときの発光効率は５０％である。なお、ＪＥＭ相蛍光体については、例えば特許文献２〜４に、その具体的な組成や製造方法等が開示されている。
一方、第２蛍光体は、例えば、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋蛍光体（ＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体）、ＳｒＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋蛍光体（ＳＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体）、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ２＋（Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ蛍光体）である。
換言すれば、発光部５は、４５０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下の範囲に発光スペクトルのピークを有する第１蛍光体を含んでおり、この第１蛍光体を実現するために、ＪＥＭ相蛍光体が用いられる。
ＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体は、励起波長が３５０ｎｍ〜４５０ｎｍのとき、赤色の蛍光を発し、そのピーク波長は６５０ｎｍであり、その発光効率は７３％である。また、ＳＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体は、励起波長が３５０ｎｍ〜４５０ｎｍのとき、赤色の蛍光を発し、そのピーク波長は６３０ｎｍであり、その発光効率は７０％である。
換言すれば、発光部５は、６３０ｎｍ以上、６５０ｎｍ以下の範囲に発光スペクトルのピークを有する第２蛍光体を含んでおり、この第２蛍光体を実現するために、ＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体又はＳＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体が用いられる。第１蛍光体とともに、これらの赤色蛍光体を用いることにより、色温度が非常に高い白色光を実現することができる。また、赤色蛍光体であれば、その白色光を照射する対象物が赤色である場合に、その対象物の視認性を高めることができる。交通標識の背景色として、赤、黄及び青が用いられているので、ヘッドランプ１が備える発光部５に赤色蛍光体が用いることは、背景色が赤色の交通標識を視認する上で有効である。
また、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ蛍光体は、励起波長が４０５ｎｍのとき、橙色の蛍光を発し、そのピーク波長は５８０ｎｍであり、その発光効率は６５％である。α型のＳｉＡｌＯＮ蛍光体は、非常に強い結晶構造を有しており、レーザ光を励起光として用いる照明装置には好適な材料である。
以上のように、これらの蛍光体は、上記のように発光強度が高い。また、耐熱性が高いため、高い出力の励起光を高い光密度で発光部５に照射しても発光部５が劣化する可能性が少ない。それゆえ、第１及び第２蛍光体としてこれらの蛍光体を用いることにより、高輝度・高光束の白色光を出射する前照灯を実現できる。
なお、第２蛍光体は、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ってもよい。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。
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。
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い変換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。よって、発光部５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、ヘッドランプ１の寿命を延ばすことができる。
封止材は、低融点の無機ガラスであることが好ましいが、極端に高出力・高光密度での励起光を用いないのであれば、シリコーン樹脂などの樹脂や、有機ハイブリッドガラスであってもよい。なお、発光部５は、蛍光体のみを押し固めたものであってもよいが、蛍光体が封止材の中に分散されたものであることが好ましい。蛍光体のみを押し固めた場合には、レーザ光が照射されることにより生じる発光部５の劣化が促進される可能性があるからである。
（実施例）
図２を用いて、発光部５を備えることにより、高い色度の白色光が得られることを説明する。図２は、車両用前照灯に要求される白色の色度範囲を示すグラフであり、第１蛍光体としてＪＥＭ相：Ｃｅ蛍光体を用いた場合の照明光が取り得る色度を示す図である。同図に示すように車両用前照灯に要求される白色の色度範囲が法律により規定されている。当該色度範囲は、６つの点３５ａ〜点３５ｆを頂点とする多角形の内部である。また、曲線３３は、色温度（Ｋ：ケルビン）を示すものである。また、同図では、第２蛍光体は、赤色蛍光体としてＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体、橙色蛍光体としてＣａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ蛍光体を用いている。
これらの蛍光体のうち２つの蛍光体を含む発光部５に、４０５ｎｍで発振する半導体レーザ２のレーザ光を照射することにより照明光を発生させた。この照明光の色温度が3000〜7000Ｋであり、かつ、道路運送車両法で定められた前照灯に求められる白色の範囲に適合する白色光とするために、第１及び第２蛍光体の発光部５における割合を調整した。このため、ＪＥＭ相：Ｃｅ蛍光体と、ＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体又はＣａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ蛍光体との配合比は、１：５〜１０程度であることが好ましく、本実施例では、６：１である。また、第２蛍光体としてＳＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体を用いた場合も同様の配合比であることが好ましい。なお、色温度については、市場において多くのユーザに好まれる色温度になるように調整することも可能である。
ここで、ＪＥＭ相：Ｃｅ蛍光体を用いた場合にどの程度照射光の色温度を高めることができるのか説明するために、その比較例として、図３を用いて、蛍光体材料としてＣａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ３＋蛍光体（Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体）を用いた場合について説明する。図３は、車両用前照灯に要求される白色の色度範囲を示すグラフ（色度図）であり、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体及びＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体を用いた場合の照明光が取り得る色度を示すものである。なお、図２及び図３において、色度図自体は同じであり、同じ座標や直線等には同じ部材番号を付与している。例えば、図２に示す直線（点線）３０は、図３に示す直線３０を示すものである。また、図３の点３５は、図２の点３５ａ〜点３５ｃのそれぞれを示すものである。
Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体のピーク波長は５００ｎｍを超えたところにあるため、その発光色の青味成分は少なく、励起光を遮断した場合に、色温度の高い白色光の出射を実現することは困難である。
具体的には、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体のピーク波長は、励起波長が４０５ｎｍのときに５１０ｎｍであるため、白色光の出射を実現するためには、この蛍光体とともに、例えばピーク波長が６５０ｎｍのＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体が用いられる。ここで、発光部にこれらの蛍光体が用いられる場合において、４０５ｎｍのレーザ光を半導体レーザから照射し、かつ、レーザ光の全てが発光部において蛍光に変換又は散乱され、散乱されたレーザ光は全て遮断され、発光部から出射される蛍光だけが照明光として利用される場合（半導体レーザから出射されるレーザ光の全てが遮断される場合）を考える。
この場合、その照明光の色（色度）は、図３に示すように、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体のピーク波長を示す点３１と、ＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体のピーク波長を示す点３２と、を結ぶ直線３０上の値しか取り得ない。また、図３に示す多角形の内部の白色光を生成するようにＣａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体及びＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体の割合を調整しても、発光部は、2000〜3500Ｋ程度の色温度（電球色程度の極めて低い色温度）を有する白色光しか生成することができない。なお、Ｃａα−ＳｉＡlＯＮ：Ｃｅ蛍光体及びＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体の発光スペクトルがそれぞれ半値幅を有するので、上記の色温度が理論上の値よりも若干広めの幅を有する場合もありうる。
つまり、これらの蛍光体の組み合わせでは照明光の色温度を高めることは困難である。
本実施形態では、第１蛍光体としてＪＥＭ相：Ｃｅ蛍光体（ピーク波長が４９０ｎｍ）、第２蛍光体としてＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体（ピーク波長が６５０ｎｍ）を用いた場合、その照明光の色（色度）は、図２に示すように、ＪＥＭ相：Ｃｅ蛍光体のピーク波長を示す点３６と、ＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体のピーク波長を示す点３２と、を結ぶ直線３７上の値を取り得る。上記配合比の場合、直線３７が点３５ａ付近を通る）ため、車両用前照灯に要求される白色の色度範囲を満たす。また、４０５ｎｍのレーザ光が発光部５に照射されると、約7000Ｋという非常に高い色温度の白色光が生成される。つまり、ＪＥＭ相：Ｃｅ蛍光体を赤色蛍光体と組み合わせて用いることにより、非常に色温度の高い白色光を出射することが可能なレーザ光を実現することができる。
また、ＪＥＭ相：Ｃｅ蛍光体及びＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体の配合比を変更することにより、車両用前照灯に要求される白色の色度範囲（点３５ａ〜点３５ｆで囲まれた多角形の内部）以外の範囲の白色光で、かつ、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体を第１蛍光体として用いた場合よりも高い色温度の白色光を生成することができる。例えば、約10000Ｋという非常に高い色温度の白色光を生成することができる。つまり、高い色温度の白色光が要求される等、車両用前照灯とは異なる分野においても、発光部５を用いることによって、当該要求を満たす白色光を出射することができる。
一方、第１蛍光体としてＪＥＭ相：Ｃｅ蛍光体（ピーク波長が４９０ｎｍ）、第２蛍光体としてＣａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ蛍光体（ピーク波長が５８０〜５８５ｎｍ近傍）を用いた場合、その照明光の色は、ＪＥＭ相：Ｃｅ蛍光体のピーク波長を示す点３６と、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ蛍光体のピーク波長を示す点３８と、を結ぶ直線３９上の値を取り得る。上記配合比の場合、直線３９は点３５ｃ付近を通るため、車両用前照灯に要求される白色の色度範囲を満たす。また、４０５ｎｍのレーザ光が発光部５に照射されると、約3000〜4000Ｋという色温度の白色光が生成される。
つまり、発光部５は、第２蛍光体としてＣａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ蛍光体を用いた場合であっても、車両用前照灯に要求される白色の色度範囲内であるとともに、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体及びＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体を用いた場合（直線３０）よりも高い色温度の白色光を生成することができる。また、第１蛍光体としてＪＥＭ相：Ｃｅ蛍光体を用いることにより、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体を第１蛍光体として用いた場合よりも高い色温度で、かつ、幅広い色温度の白色光を生成することができる。
また、ＪＥＭ相：Ｃｅ蛍光体及びＣａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ蛍光体の配合比を変更することにより、第２蛍光体がＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体である場合と同様、車両用前照灯に要求される白色の色度範囲以外の範囲の白色光で、かつ、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体を第１蛍光体として用いた場合よりも高い色温度の白色光を生成することができる。この場合も、車両用前照灯とは異なる分野においても、発光部５を用いることによって、当該要求を満たす白色光を出射することができる。なお、車両用前照灯とは異なる分野の照明装置に発光部５が用いられるのであれば、上記白色の色度範囲以外の白色光で、かつ、色温度が高い白色光の出射を実現するために、ピーク波長が５８０ｎｍのＣａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ蛍光体を用いることが可能である。
さらに、図示しないが、第２蛍光体が赤色蛍光体のＳＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体（ピーク波長が６３０ｎｍ）である場合、照明光の色は、図２に示す色度図上において、点３６と、６３０ｎｍを示す点とを結ぶ直線上の値を取り得る。したがって、この場合も、第１蛍光体にＣａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体を用いた場合よりも色温度が高い白色光であるが、第２蛍光体としてＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体を用いた場合よりも若干色温度が低い白色光を生成することができる。
このように、第１蛍光体としてＪＥＭ相：Ｃｅ蛍光体を用いることにより、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体を用いた場合よりも色温度が高い白色光で、かつ、幅広い色温度（すなわち所望の色温度）の白色光の出射を実現することができる。
（発光部５の配置および形状）
発光部５は、透過フィルタ７の内側（光出射面４ｂが位置する側）の面において、反射鏡６の焦点位置またはその近傍に固定されている。発光部５の位置の固定方法は、この方法に限定されず、反射鏡６から延出する棒状または筒状の部材によって発光部５の位置を固定してもよい。
発光部５の形状は、特に限定されず、直方体であっても、円柱状であってもよい。本実施形態では、発光部５は、直径２ｍｍ、厚み（高さ）０．８ｍｍの円柱状である。また、発光部５にレーザ光が照射される面であるレーザ光照射面は、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するためには、レーザ光照射面は、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。
また、発光部５の厚みは０．８ｍｍでなくともよい。また、ここで必要とされる発光部５の厚みは、発光部５における封止材と蛍光体との割合に従って変化する。発光部５における蛍光体の含有量が多くなれば、レーザ光が白色光に変換される効率が高まるため発光部５の厚みを薄くできる。
（反射鏡６）
反射鏡６は、発光部５が出射したインコヒーレント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６は、発光部５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６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。
（透過フィルタ７）
透過フィルタ７は、反射鏡６の開口部を覆う透明な樹脂板であり、発光部５を保持している。この透過フィルタ７は、半導体レーザ２からのレーザ光を遮断するとともに、発光部５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く、樹脂板以外に無機ガラス板等も使用できる。透過フィルタ７としては、例えば五鈴精工硝子社製のＩＴＹ４１８がある。
発光部５によってコヒーレントな成分を多く含むレーザ光は、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、透過フィルタ７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。
ただし、透過フィルタ７は、レーザ光すべてを遮断し、発光部５から出射される蛍光すべてを透過するものでなくてもよい。すなわち、透過フィルタ７は、人体に有害な、レーザ光に含まれるコヒーレントな成分の透過量が安全なレベルであれば、その成分全てが遮断できなくてもよく、ヘッドランプ１の白色光として十分な光量（あるいは十分に高い色温度）の蛍光が出射されていれば、蛍光すべてを透過できなくてもよい。
このように、ヘッドランプ１では、発光部５が半導体レーザ２から出射されたレーザ光を受けて発光し、その蛍光が透過フィルタ７を介して出射される。このとき、レーザ光は透過フィルタ７によって遮断されるため外部に漏れない。これにより、蛍光に変換されなかった（あるいは散乱されなかった）励起光が外部に出射されることによって人間の目が損傷されるのを防ぐことができる。
また、励起光源が発光ダイオードである場合には、発光ダイオードからインコヒーレントな光が出射されるため当該光を遮断する必要がない。このため、発光ダイオードから出射される光をそのまま照明装置の外部に出射することができる。一方、励起光源が半導体レーザである場合には、上述のように、半導体レーザからコヒーレントな光が出射されるため、当該光を遮断する必要がある。そのため、本実施形態では、透過フィルタ７が設けられている。
つまり、励起光源として発光ダイオードを用いる場合には、発光ダイオードから出射される光を外部に出射して色温度を高めることができるので、そもそも透過フィルタ７による色温度の低下を考慮する必要も、コヒーレントな光が外部に出射されるといった安全性を考慮する必要もなかった。逆にいえば、本実施形態のように、半導体レーザを用いる場合には、透過フィルタ７による色温度の低下及び上記の安全性を考慮して設計する必要がある。
ヘッドランプ１では、その蛍光体として、青味成分の多い第１蛍光体（例えばＪＥＭ相：Ｃｅ蛍光体）を用いているので、レーザ光を遮断しても、その白色光の色温度を高めることができる。すなわち、ヘッドランプ１が半導体レーザ２及び透過フィルタ７を備えていても、レーザ光が外部に漏れるのを防ぎつつ、色温度が高い所望の白色光を出射することができる。それゆえ、安全性を考慮した上で、色温度の高い白色光を出射することができる。
（半導体レーザ２の構造）
次に半導体レーザ２の基本構造について説明する。図４（ａ）は、半導体レーザ２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２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２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。
基板１８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。
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。
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。
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。
また、活性層１１１およびクラッド層の材料としては、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
（発光部５の発光原理）
次に、半導体レーザ２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。
まず、半導体レーザ２から発振されたレーザ光が発光部５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。
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。
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。
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。
〔ヘッドランプの別例〕
本実施形態の別例について図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、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。ここでは、プロジェクタ型のヘッドランプ２０について説明する。
（ヘッドランプ２０の構成）
まず、本実施形態に係るヘッドランプ２０の構成について図５を用いて説明する。図５は、プロジェクタ型のヘッドランプであるヘッドランプ２０の構成を示す断面図である。このヘッドランプ２０は、プロジェクタ型のヘッドランプである点、並びに、導光部４の代わりに光ファイバー４０を備えた点でヘッドランプ１とは異なる。
同図に示すように、ヘッドランプ２０は、半導体レーザ２、非球面レンズ３、光ファイバー（導光部）４０、フェルール９、発光部５、反射鏡６、透過フィルタ７、ハウジング１０、エクステンション１１、レンズ１２、凸レンズ１３およびレンズホルダ８を備えている。半導体レーザ２、光ファイバー４０、フェルール９および発光部５によって発光装置の基本構造が形成されている。
ヘッドランプ２０は、プロジェクタ型のヘッドランプであるため、凸レンズ１３を備えている。その他のタイプのヘッドランプ（例えば、セミシールドビームヘッドランプ）に本発明を適用してもよく、その場合には凸レンズ１３を省略できる。
（非球面レンズ３）
非球面レンズ３は、半導体レーザ２から発振されたレーザ光（励起光）を、光ファイバー４０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。非球面レンズ３は、光ファイバー４０ａの数だけ設けられている。
（光ファイバー４０）
光ファイバー４０は、半導体レーザ２が発振したレーザ光を発光部５へと導く導光部材であり、複数の光ファイバー４０ａの束である。この光ファイバー４０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４０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４０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４０の長軸方向に対して垂直な断面は矩形であってもよい。
この光ファイバー４０は、上記レーザ光を受け取る複数の入射端部と、入射端部から入射したレーザ光を出射する複数の出射端部とを有している。複数の出射端部は、後述するように、フェルール９によって、発光部５のレーザ光照射面（受光面）に対して位置決めされている。
（フェルール９）
図６は、光ファイバー４０ａの出射端部と発光部５との位置関係を示す図である。同図に示すように、フェルール９は、光ファイバー４０ａの出射端部を発光部５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９は、光ファイバー４０ａ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し、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４０ａを挟み込むものでもよい。
フェルール９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。なお、図６では、光ファイバー４０ａを３つ示しているが、光ファイバー４０ａの数は３つに限定されない。また、フェルール９は、反射鏡６から延出する棒状の部材等によって固定されればよい。
フェルール９が光ファイバー４０ａの出射端部を位置決めすることにより、複数の光ファイバー４０ａ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５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により発光部５が著しく劣化することを防止できる。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。
なお、各光ファイバー４０ａ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４０の束をひとまとめにしてフェルール９で位置決めしてもよい。
（発光部５）
発光部５は、上述したものと同様、光ファイバー４０の出射端部から出射されたレーザ光を受けて白色の蛍光を発するものであり、青味成分の多い第１蛍光体を含むものである。これにより、色温度の高い白色光を出射することができる。また、発光部５は、後述する反射鏡６の第１焦点の近傍に配置される。この発光部５は、反射鏡６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４０を通すことができる。
（反射鏡６）
反射鏡６は、例えば、金属薄膜がその表面に形成された部材であり、発光部５から出射した光を反射することにより、当該光をその焦点に収束させる。ヘッドランプ２０がプロジェクタ型のヘッドランプであるため、反射鏡６の基本形状は、反射した光の光軸方向に平行な断面が楕円形状となっている。反射鏡６には、第１焦点と第２焦点とが存在し、第２焦点は、第１焦点よりも反射鏡６の開口部に近い位置に存在している。後述する凸レンズ１３は、その焦点が第２焦点の近傍に位置するように配置されており、反射鏡６によって第２焦点に収束された光を前方に投射する。
（透過フィルタ７）
透過フィルタ７は、上述したものと同様、励起光を遮断し、発光部５から出射される蛍光を透過するものであり、発光部５を保持している。この透過フィルタ７を備えることにより、レーザ光が外部に漏れることを防止できる。
（凸レンズ１３）
凸レンズ１３は、発光部５から出射された光を集光し、集光した光をヘッドランプ１の前方へ投影する。凸レンズ１３の焦点は、反射鏡６の第２焦点の近傍であり、その光軸は、発光部５が有する発光面のほぼ中央を貫いている。この凸レンズ１３は、レンズホルダ８によって保持され、反射鏡６に対する相対位置が規定されている。なお、レンズホルダ８を、反射鏡６の一部として形成してもよい。
（その他の部材）
ハウジング１０は、ヘッドランプ２０の本体を形成しており、反射鏡６等を収納している。光ファイバー４０は、このハウジング１０を貫いており、半導体レーザ２は、ハウジング１０の外部に設置される。半導体レーザ２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２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２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。これらの点を考慮しなければ、半導体レーザ２をハウジング１０の内部に収納してもよい。
エクステンション１１は、反射鏡６の前方の側部に設けられており、ヘッドランプ２０の内部構造を隠して見栄えを良くするとともに、反射鏡６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６と同様に金属薄膜がその表面に形成された部材である。
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２０を密封している。発光部５が発した光は、レンズ１２を通ってヘッドランプ１の前方へ出射される。
以上のように、ヘッドランプの構造そのものは、どのようなものであってもよく、本発明において重要なのは、半導体レーザ２から出射されたレーザ光を遮断する透過フィルタ７を備えるヘッドランプにおいて、青味成分の多い第１蛍光体を含む発光部５が色温度の高い白色光を生成できるということである。
〔本発明の別の表現〕
本発明は、以下のようにも表現できる。
すなわち、本発明に係る照明装置は、蛍光体発光部と、発振波長が４０５ｎｍ近傍の青紫領域にある半導体レーザを励起光源と、からなるレーザ照明光源に関するものであって、蛍光体発光部を構成する蛍光体として、ＪＥＭ：Ｃｅ３＋蛍光体と赤色〜橙色に発光する蛍光体の２つを用いることと、半導体レーザ光源から発せられる励起光をカットするフィルタを用いることによって、目に安全で、かつ、色温度の高い照明光を得るものである。
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。
本発明は、照明光として高い色温度が要求される照明装置や前照灯、特に車両用等のヘッドランプに適用することができる。
１ ヘッドランプ（照明装置、車両用前照灯）
２ 半導体レーザ（励起光源）
５ 発光部
６ 反射鏡
７ 透過フィルタ
２０ ヘッドランプ（照明装置、車両用前照灯）

Claims (6)

  1. 励起光を出射する励起光源と、
    ４５０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下の範囲に発光スペクトルのピークを有する第１蛍光体を含み、上記励起光源から出射された励起光を受けて白色の蛍光を発する発光部と、
    上記励起光を遮断し、上記発光部から出射される蛍光を透過する透過フィルタと、を備えることを特徴とする照明装置。
  2. 上記第１蛍光体は、ＪＥＭ相を含む酸窒化物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。
  3. 上記励起光源は、３５０ｎｍ以上、４２０ｎｍ以下の範囲に発振波長のピークを有する励起光を出射することを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
  4. 上記発光部は、６３０ｎｍ以上、６５０ｎｍ以下の範囲に発光スペクトルのピークを有する第２蛍光体を含んでいることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の照明装置。
  5. 上記第２蛍光体は、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ蛍光体又はＳｒＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ蛍光体であることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
  6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の照明装置と、
    上記発光部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反射鏡と、を備えることを特徴とする車両用前照灯。
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