発光体、発光装置、照明装置および前照灯
【課題】発光体の発光効率を向上させ、その作製を容易にする。
【解決手段】青色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する青色発光蛍光体５６と、青色波長領域よりも長波長側の、黄色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する黄色発光蛍光体５８とを含むか、または、青色発光蛍光体５６と、青色波長領域よりも長波長側の、緑色波長領域および赤色波長領域のそれぞれにピーク波長を有する蛍光を発生する緑色発光蛍光体５１および赤色発光蛍光体５２とを含み、青色発光蛍光体５６または緑色発光蛍光体５１のいずれか少なくとも一方がナノ粒子蛍光体である。
【解決手段】青色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する青色発光蛍光体５６と、青色波長領域よりも長波長側の、黄色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する黄色発光蛍光体５８とを含むか、または、青色発光蛍光体５６と、青色波長領域よりも長波長側の、緑色波長領域および赤色波長領域のそれぞれにピーク波長を有する蛍光を発生する緑色発光蛍光体５１および赤色発光蛍光体５２とを含み、青色発光蛍光体５６または緑色発光蛍光体５１のいずれか少なくとも一方がナノ粒子蛍光体である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明光を照射することが可能な発光体、ならびに、該発光体を備えた発光装置、照明装置および前照灯に関する。
【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発生した励起光を、蛍光体を含む発光体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の一例として特許文献１に開示された半導体発光装置がある。この半導体発光装置では、蛍光体として、緑色光を発する緑色発光蛍光体（希土類賦活無機蛍光体）と、緑色光よりも長波長側の赤色光を発する赤色発光蛍光体（半導体微粒子蛍光体）とを使用している。また、この半導体発光装置では、赤色発光蛍光体の吸収スペクトルが極小値を示すときの波長と、緑色発光蛍光体の発光スペクトルのピーク波長との差のうちの最小を２５ｎｍ（ナノメートル）以下としている。
【０００４】
その他、特許文献２には、青色発光蛍光体の一例として波長４００〜５００ｎｍの範囲に発光ピークを持ち水中に分散させた状態での発光効率が３５％以上である半導体ナノ粒子蛍光体が開示されている。
【０００５】
また、特許文献３には、複数種類の蛍光体が、ＬＥＤチップから発する発光が、外部に放出される際の光路に沿って蛍光波長が長いものから短いものへと順になるよう配置されている発光デバイスが開示されている。
【０００６】
また、特許文献４には、蛍光体の一例として窒化物または酸窒化物蛍光体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１４１０３３号公報（２０１０年０６月２４日公開）
【特許文献２】特開２００６−２９１１７５号公報（２００６年１０月２６日公開）
【特許文献３】特開２００５−２７７１２７号公報（２００５年１０月０６日公開）
【特許文献４】特開２００７−２３１２４５号公報（２００７年０９月１３日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記特許文献１の半導体発光装置に使用されているような希土類賦活蛍光体からの蛍光の発光効率（外部量子効率）は、蛍光のピーク波長が、緑色から赤色波長領域にある蛍光体に比べて、より短波長側で発光する青色波長領域の蛍光体の方が低い傾向にある。このため、外部量子効率の観点のみを考慮した場合、必要な蛍光発光量を確保するために、ピーク波長が青色波長領域にある蛍光体の含有量は、ピーク波長が緑色から赤色波長領域にある蛍光体よりも多くなる。
【０００９】
さらに、通常の昼白色からそれ以上の高色温度までの照明光を得る場合には、赤色波長領域にピーク波長をもつ蛍光体の含有量よりも、緑色波長領域にピーク波長をもつ蛍光体の含有量の方が多くなるという一般的な傾向がある。すなわち、必要な蛍光発光量を確保するために、ピーク波長が短波長側にある蛍光体の含有量が、ピーク波長が長波長側にある蛍光体よりも多くなるという一般的な傾向がある。
【００１０】
一方、照明光の高い演色性を実現するためには、可視光領域の光のスペクトルは、できるだけスペクトルの谷間が少ない状態である方が好ましい。このため、演色性の観点を考慮すると、上記特許文献１の半導体発光装置のように照明光の一部として青色ＬＥＤの青色光を用いるよりも、青色ＬＥＤの青色光よりも発光スペクトルが広い青色光を発する青色発光蛍光体の蛍光を照明光の一部として用いる方が好ましい。なお、上記特許文献１の半導体発光装置では、発光体に青色発光蛍光体を含める観点については、何も開示されていない。
【００１１】
しかしながら、仮に発光体に青色発光蛍光体を含めた場合、青色波長領域（短波長側）の発光は視感度が低いこともあって、発光体の発光効率を高めるために、青色波長領域で発光する青色発光蛍光体の含有量を特に多くする必要がある。このため、青色波長領域よりも長波長側にピーク波長を有する蛍光体に対して、青色波長領域（短波長側）にピーク波長を有する蛍光体の含有量は特に多くなる。
【００１２】
その結果、青色発光蛍光体を含む複数種類の蛍光体からなる発光体では、特に含有量の多い青色波長領域（短波長側）にピーク波長を有する青色発光蛍光体が、より長波長側にピーク波長を有する蛍光体から発生する蛍光の発光体の外部への放射を妨げてしまうという問題点がある。
【００１３】
例えば、上記特許文献１の半導体発光装置において、仮に発光体に含まれる蛍光体として、青色発光蛍光体を追加した場合、特に含有量の多い短波長側にピーク波長を有する青色発光蛍光体が、より長波長側にピーク波長を有する緑色または赤色発光蛍光体から発生する蛍光の発光体の外部への放射を妨げてしまう。
【００１４】
また、青色発光蛍光体を含む複数種類の蛍光体からなる発光体では、特に含有量の多い青色波長領域（短波長側）にピーク波長を有する青色発光蛍光体が、より長波長側にピーク波長を有する蛍光体に対する励起光の照射を妨げてしまうという問題点もある。
【００１５】
例えば、上記特許文献１の半導体発光装置において、仮に発光体に含まれる蛍光体として、青色発光蛍光体を追加した場合、特に含有量の多い短波長側にピーク波長を有する青色発光蛍光体が、より長波長側にピーク波長を有する緑色または赤色発光蛍光体に対する励起光の照射を妨げてしまう。
【００１６】
なお、上記二点の問題点は青色発光蛍光体のみが有する問題点ではなく、他の色を発光する蛍光体、例えば緑色発光蛍光体も有している問題点である。つまり緑色発光蛍光体を含む複数種類の蛍光体からなる発光体でも、緑色波長領域(短波長側)にピーク波長を有する緑色発光蛍光体が、より長波長側で含有量の少ないピーク波長を有する蛍光体から発生する蛍光の発光体外部への放射を妨げたり、蛍光体に対する励起光の照射を妨げてしまうという問題点を有している。
【００１７】
一方、青色発光蛍光体を含む複数種類の蛍光体からなる発光体を用いて、色温度の低い電球色の照明光を実現する観点からは、上述した発光効率の観点のみを考慮した場合と比較して多少事情が異なってくる。例えば、発光体が青色、緑色および赤色発光蛍光体からなる場合、青色発光蛍光体の含有量が、緑色および赤色発光蛍光体の含有量よりも特に多くなる点は上述した発光効率の観点のみを考慮した場合と変わらないものの、色温度の低い電球色の照明光を実現する場合は、赤色発光蛍光体の含有量が緑色発光蛍光体の含有量よりも多くなる場合もあり得る点で事情が異なる。この場合には、むしろ含有量の多い長波長側の赤色発光蛍光体が、含有量の少ない短波長側の緑色発光蛍光体からの蛍光を妨げたり、緑色発光蛍光体への励起光の照射を妨げたりする場合も生じ得る。但し、この場合でも特に含有量の多い短波長側の青色発光蛍光体が、含有量の少ない長波長側の緑色または赤色発光蛍光体からの蛍光を妨げたり、緑色または赤色発光蛍光体への励起光の照射を妨げたりする点は変わらない。
【００１８】
また、上記の例の場合においても含有量の少ない短波長側の緑色発光蛍光体が含有量の多い長波長側の赤色発光蛍光体からの蛍光を妨げたり、赤色発光蛍光体への励起光の照射を妨げたりする場合も生じ得る。
【００１９】
なお、上記特許文献２〜４のいずれにも、含有量の多い蛍光体が、含有量の少ない蛍光体から発生する蛍光の発光体の外部への放射を妨げてしまうという上述した問題点については一切記載されていない。また、上記特許文献２〜４のいずれにも、含有量の多い蛍光体が、含有量の少ない蛍光体に対する励起光の照射を妨げてしまうという上述した問題点についても一切記載されていない。
【００２０】
さらに、上記特許文献１に記載の半導体発光装置では、最も長波長側にピーク波長を有する赤色発光蛍光体を半導体微粒子蛍光体としているが、発光体の演色性および発光効率を高めるために赤色発光蛍光体の吸収スペクトルが極小値を示すときの波長と、緑色発光蛍光体の発光スペクトルのピーク波長との差のうちの最小を２５ｎｍ以下としているため、作製が容易でないという問題点もある。
【００２１】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、発光体の発光効率を向上させることができ、その作製を容易にすることができる発光体などを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の発光体は、上記の課題を解決するために、第１色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する第１の蛍光体と、上記第１色波長領域よりも長波長側の第２色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する第２の蛍光体と、を少なくとも含む発光体であって、少なくとも上記第１の蛍光体は、ナノ粒子蛍光体であることを特徴とする。
【００２３】
上記の構成では、少なくとも第１の蛍光体は、ナノ粒子蛍光体である〔平均粒子径（以下、単に「粒径」と呼ぶ）のオーダが、可視光の波長領域の光の波長よりも２桁程度小さい〕。よって、可視光の波長領域およびその近傍の光に対して透光性（または透明性）を有する。このため、第１の蛍光体がナノ粒子蛍光体でない場合と比較して、第２の蛍光体からの発光体の外部への蛍光の発光効率（外部量子効率）が高くなる。
【００２４】
また、第１の蛍光体がナノ粒子蛍光体でない場合と比較して、第２の蛍光体に対する励起光の照射効率が高くなる。
【００２５】
また、上記特許文献１の技術では、赤色発光蛍光体の吸収スペクトルが極小値を示すときの波長と、緑色発光蛍光体の発光スペクトルのピーク波長との差のうちの最小を２５ｎｍ以下としているため、作製が容易でない。しかしながら、上記の本発明の発光体は、第１の蛍光体をナノ粒子蛍光体とするだけで良いので、作製が容易である。
【００２６】
以上より、発光体の発光効率を向上させることができ、その作製を容易にすることができる。
【００２７】
なお、「発光効率」は、発光材料の特性を表し、本願では内部量子効率を用いる。より具体的には、蛍光体に吸収された励起光の光子数に対する蛍光発光の光子数の割合である。
【００２８】
また、本発明の発光体は、上記の構成に加えて、上記第１の蛍光体は、青色光を発生する青色発光ナノ粒子蛍光体であることが好ましい。
【００２９】
ここで、以下、簡単のため、青色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する蛍光体を、青色発光蛍光体と呼ぶ。また、黄色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する蛍光体を黄色発光蛍光体と呼ぶ。また、緑色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する蛍光体を緑色発光蛍光体と呼ぶ。さらに、赤色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する蛍光体を赤色発光蛍光体と呼ぶ。
【００３０】
次に、一般に、照明光として用いられる白色（または擬似白色）光は、等色の原理を満たす３つの色の混色、または補色の関係を満たす２つの色の混色などで実現できる。この等色または補色の原理・関係に基づき、例えば、発光体に含まれる複数の蛍光体のそれぞれが発する蛍光の色の混色で白色（または擬似白色）光を実現できる。
【００３１】
例えば、青色発光蛍光体と黄色発光蛍光体とを組合せることで、（擬似）白色光を実現できる。なお、このとき、青色波長領域が第１色波長領域であり、黄色波長領域が第２色波長領域となる。
【００３２】
また、青色発光蛍光体、緑色発光蛍光体および赤色発光蛍光体を組合せることでも、白色光を実現できる。なお、このとき、青色波長領域が第１色波長領域、緑色波長領域が第２色波長領域、赤色波長領域が第３色波長領域となる。
次に、一般に、青色発光蛍光体（例えば、希土類賦活蛍光体）は、長波長側にピーク波長を有するその他の蛍光体と比較して発光効率がかなり低い。例えば、青色発光蛍光体からの蛍光の発光効率（外部量子効率）は、それよりも長波長側にピーク波長を有する黄色（または、緑色および赤色）発光蛍光体と比較してかなり低下する。また、青色波長領域の発光は視感度が低いということもあって、発光体からの照明光を発光効率の高い白色光にするためには青色発光蛍光体の含有量を特に多くする必要がある。しかしながら、希土類賦活蛍光体を含む通常の（ナノ粒子でない）蛍光体は、可視光の波長領域およびその近傍の光に対して不透明である。よって、青色発光蛍光体の含有量を特に多くすると、上記の理由により、黄色（または、緑色および赤色）発光蛍光体に対する励起光の照射効率や、これらの蛍光体からの蛍光の発光効率が著しく低下してしまうという副次的な問題点がある。
【００３３】
しかしながら、上記の構成のように、第１の蛍光体を青色発光ナノ粒子蛍光体とすることにより、第１の蛍光体の含有量を特に多くしても、第１の蛍光体は、可視光の波長領域またはその近傍の波長を有する光に対して透光性を有するため、上記の副次的な問題点を解決できる。
【００３４】
一方、青色に発光するＬＥＤやＬＤの青色光の発光スペクトルの半値全幅（半値幅）は狭いため、ＬＥＤやＬＤの青色光を照明光の一部として用いる発光装置では、照明光の演色性が低いという副次的な問題点もある。特にＬＤを用いた場合は顕著である。
【００３５】
しかしながら、一般に、青色発光ナノ粒子蛍光体の発光スペクトルの半値幅は、ＬＥＤやＬＤの青色光の発光スペクトルよりも広い。よって、上記の構成のように、第１の蛍光体を青色発光ナノ粒子蛍光体とすることにより、発光体からの照明光の演色性を向上させることも可能である。
【００３６】
なお、「青色光」は、例えば、４４０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する蛍光である。
【００３７】
また、本発明の発光体は、上記の構成に加えて、上記第２の蛍光体は、黄色光を発生する黄色発光蛍光体であっても良い。
【００３８】
発光体に対して、近紫外または青紫色の（３５０ｎｍ以上４２０ｎｍ未満の発振波長を有する）励起光（近紫外光または青紫色光）を照射することにより、発光体から発生する照明光が発光効率の良い（擬似）白色光となる。
【００３９】
なお、「黄色光」は、例えば、５６０ｎｍ以上５９０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する蛍光である。
【００４０】
また、本発明の発光体は、上記の構成に加えて、上記第２の蛍光体は、緑色光を発生する緑色発光蛍光体であり、さらに、第３の蛍光体として、赤色光を発する赤色発光蛍光体を含んでいても良い。
【００４１】
発光体に対して、近紫外または青紫色の励起光を照射することにより、発光体から発生する照明光が、発光効率が良く、かつ、演色性の良い白色光となる。また、これらの蛍光体を上記青色発光ナノ粒子蛍光体と組合せることにより、上記青色領域の励起光と黄色発光蛍光体との組合せよりも演色性が良く、かつ、発光体の発光効率の低下も抑制される。
【００４２】
なお、「緑色光」は、例えば、５１０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する蛍光である。また、「赤色光」は、例えば、６００ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する蛍光である。
【００４３】
また、本発明の発光体は、上記の構成に加えて、上記緑色発光蛍光体は、酸窒化物蛍光体であることが好ましい。
【００４４】
上記の構成によれば、酸窒化物蛍光体は耐熱性に優れ、高い発光効率で安定した材料であるので、耐熱性に優れ、高い発光効率で安定した発光体を実現できる。酸窒化物蛍光体の例としては、サイアロン蛍光体を挙示することができる。
【００４５】
また、本発明の発光体は、上記の構成に加えて、上記赤色発光蛍光体は、窒化物蛍光体であることが好ましい。
【００４６】
窒化物蛍光体、特にＣａＡｌＳｉＮ３蛍光体（ＣＡＳＮ）、ＳｒＣａＡｌＳｉＮ３蛍光体（ＳＣＡＳＮ）は、上述した酸窒化物蛍光体と組合せることにより、演色性をより高めることができる。
【００４７】
また、本発明の発光体は、上記の構成に加えて、上記青色発光ナノ粒子蛍光体は、Ｓｉ、ＣｄＳｅ、ＩｎＰ、ＩｎＮ、ＩｎＧａＮ、ならびに、ＩｎＮおよびＧａＮからなる混晶、のいずれかからなる半導体ナノ粒子を少なくとも１種以上含んでいることが好ましい。
【００４８】
例えば、Ｓｉからなる半導体ナノ粒子（以下、Ｓｉナノ粒子という）は、粒径が１．９ｎｍ程度で青紫色〜青色（ピーク波長は４２０ｎｍ付近）の蛍光を発する。また、粒径が２．５ｎｍ前後で緑色（ピーク波長は５００ｎｍ付近）の蛍光を発する。さらに、粒径が３．３ｎｍ程度で赤色（ピーク波長は７２０ｎｍ付近）の蛍光を発する。
【００４９】
ＣｄＳｅナノ粒子は、発光効率が最も高く、内部量子効率は５０％以上である。
【００５０】
ＩｎＰナノ粒子は、内部量子効率は２０％程度であり、ＩｎＰナノ粒子による青色光は、２ｎｍ以下という非常に小さい粒径で実現される。
【００５１】
ＩｎＮナノ粒子は、反応性の高いＰに変えてＮを使うもので、高い信頼性が期待される。また、粒径を２．５ｎｍ以上３．０ｎｍ以下とすることで青色に発光する。
【００５２】
ＩｎＧａＮナノ粒子は、ＧａとＮとの混晶比を変えることで、粒径が３．０ｎｍ前後にて青色発光を実現できるため、ナノ粒子蛍光体の作製が最も容易である。
【００５３】
なお、ＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いることも可能である。この場合も数ｎｍの粒径で青色発光させることができる。
【００５４】
また、本発明の発光体は、上記の構成に加えて、可視光の波長領域およびその近傍の光に対して透光性を有し、上記第１の蛍光体および上記第２の蛍光体を少なくとも封止する封止材よりも屈折率が高く、粒径が１μｍ以上５０μｍ以下である透明微粒子を含んでいることが好ましい。
【００５５】
発光体を励起するための励起光としてレーザ光を用いた場合、レーザ光が発光体を素通りして外部に放射されることを抑制し、さらに発光体の発光面積（発光点のサイズ）も大きくすることができる。これにより、発光体から発生する照明光の安全性を高めることができる。
【００５６】
また、本発明の発光装置は、上記の構成に加えて、上記のいずれかの発光体を備えた発光装置であって、近紫外光または青紫光を上記発光体に照射する励起光源を備えていることが好ましい。
【００５７】
これにより、高効率および／または高い演色性を有する照明光を照射することが可能な発光装置を実現できる。
【００５８】
なお、「近紫外光または青紫光」は、例えば、３５０ｎｍ以上４２０ｎｍ未満の発振波長を有する励起光である。
【００５９】
また、上記発光装置を備える照明装置およびも前照灯も本発明の技術的範囲に含まれる。
【発明の効果】
【００６０】
本発明の発光体は、以上のように、第１色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する第１の蛍光体と、上記第１色波長領域よりも長波長側の第２色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する第２の蛍光体と、を少なくとも含む発光体であって、少なくとも上記第１の蛍光体は、ナノ粒子蛍光体である構成である。
【００６１】
それゆえ、発光体の発光効率を向上させることができ、その作製を容易にすることができるとの作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施形態であるヘッドランプの概略構成を示す図である。
【図２】（ａ）は、本発明の一実施形態である発光体の組成の一例を模式的に示す図であり、（ｂ）は、上記発光体の組成の他の一例を模式的に示す図である。
【図３】照明光の色度範囲を示すグラフである。
【図４】ナノ粒子蛍光体の粒径と、その蛍光のエネルギーレベル（ｅＶ；エレクトロンボルト）との関係を示す図である。
【図５】（ａ）は、上記ヘッドランプに関し、励起光源の一例（ＬＥＤ）の回路図であり、（ｂ）は、上記ＬＥＤの外観を示す正面図であり、（ｃ）は、上記励起光源の他の一例（ＬＤ）の回路図であり、（ｄ）は、上記ＬＤの外観を示す斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態であるヘッドランプの概略構成を示す断面図である。
【図７】上記他の実施形態であるヘッドランプが備える光ファイバーの端部と発光体との位置関係を示す図である。
【図８】本発明のさらに他の実施形態であるレーザダウンライトが備える発光ユニットおよび従来のＬＥＤダウンライトの外観を示す概略図である。
【図９】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る。
【図１０】上記レーザダウンライトの断面図である。
【図１１】上記レーザダウンライトの設置方法の変更例を示す断面図である。
【図１２】上記ＬＥＤダウンライトが設置された天井の断面図である。
【図１３】上記レーザダウンライトおよび上記ＬＥＤダウンライトのスペックを比較するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
本発明の一実施形態について図１〜図１３に基づいて説明すれば、次の通りである。以下の特定の項目で説明する構成以外の構成については、必要に応じて説明を省略する場合があるが、他の項目で説明されている場合は、その構成と同じである。また、説明の便宜上、各項目に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００６４】
〔本発明の技術的思想〕
ナノ粒子蛍光体でない通常の粒径（平均粒子径が１μｍから数１０μｍ程度）を有する蛍光体からの蛍光の発光効率（外部量子効率）は、蛍光のピーク波長が、緑色から赤色波長領域にある蛍光体に比べて、より短波長側で発光する青色波長領域の蛍光体の方が低い傾向にある。このため、外部量子効率の観点のみを考慮した場合、必要な蛍光発光量を確保するために、ピーク波長が青色波長領域にある蛍光体の含有量は、ピーク波長が緑色から赤色波長領域にある蛍光体よりも多くなる。
【００６５】
さらに、通常の昼白色からそれ以上の高色温度までの照明光を得る場合には、赤色波長領域にピーク波長をもつ蛍光体の含有量よりも、緑色波長領域にピーク波長をもつ蛍光体の含有量の方が多くなるという一般的な傾向がある。すなわち、必要な蛍光発光量を確保するために、ピーク波長が短波長側にある蛍光体の含有量が、ピーク波長が長波長側にある蛍光体よりも多くなるという一般的な傾向がある。
【００６６】
一方、照明光の高い演色性を実現するためには、可視光領域の光のスペクトルは、できるだけスペクトルの谷間が少ない状態である方が好ましい。このため、演色性の観点を考慮すると、上記特許文献１の半導体発光装置のように照明光の一部として青色ＬＥＤの青色光を用いるよりも、青色ＬＥＤの青色光よりも発光スペクトルが広い青色光を発する青色発光蛍光体の蛍光を照明光の一部として用いる方が好ましい。なお、上記特許文献１の半導体発光装置では、発光体に青色発光蛍光体を含める観点については、何も開示されていない。
【００６７】
しかしながら、仮に発光体に青色発光蛍光体を含めた場合、青色波長領域（短波長側）の発光は視感度が低いこともあって、発光体の発光効率を高めるために、青色波長領域で発光する青色発光蛍光体の含有量を特に多くする必要がある。このため、青色波長領域よりも長波長側にピーク波長を有する蛍光体に対して、青色波長領域（短波長側）にピーク波長を有する蛍光体の含有量は特に多くなる。
【００６８】
その結果、青色発光蛍光体を含む複数種類の蛍光体からなる発光体では、特に含有量の多い青色波長領域（短波長側）にピーク波長を有する青色発光蛍光体が、より長波長側にピーク波長を有する蛍光体から発生する蛍光の発光体の外部への放射を妨げてしまうという問題点がある。
【００６９】
例えば、上記特許文献１の半導体発光装置において、仮に発光体に含まれる蛍光体として、青色発光蛍光体を追加した場合、特に含有量の多い短波長側にピーク波長を有する青色発光蛍光体が、より長波長側にピーク波長を有する緑色または赤色発光蛍光体から発生する蛍光の発光体の外部への放射を妨げてしまう。
【００７０】
また、青色発光蛍光体を含む複数種類の蛍光体からなる発光体では、特に含有量の多い青色波長領域（短波長側）にピーク波長を有する青色発光蛍光体が、より長波長側にピーク波長を有する蛍光体に対する励起光の照射を妨げてしまうという問題点もある。
【００７１】
例えば、上記特許文献１の半導体発光装置において、仮に発光体に含まれる蛍光体として、青色発光蛍光体を追加した場合、特に含有量の多い短波長側にピーク波長を有する青色発光蛍光体が、より長波長側にピーク波長を有する緑色または赤色発光蛍光体に対する励起光の照射を妨げてしまう。
【００７２】
一方、青色発光蛍光体を含む複数種類の蛍光体からなる発光体を用いて、色温度の低い電球色の照明光を実現する観点からは、上述した発光効率の観点のみを考慮した場合と比較して多少事情が異なってくる。例えば、発光体が青色、緑色および赤色発光蛍光体からなる場合、青色発光蛍光体の含有量が、緑色および赤色発光蛍光体の含有量よりも特に多くなる点は上述した発光効率の観点のみを考慮した場合と変わらないものの、色温度の低い電球色の照明光を実現する場合は、赤色発光蛍光体の含有量が緑色発光蛍光体の含有量よりも多くなる場合もあり得る点で事情が異なる。この場合には、むしろ含有量の多い長波長側の赤色発光蛍光体が、含有量の少ない短波長側の緑色発光蛍光体からの蛍光を妨げたり、緑色発光蛍光体への励起光の照射を妨げたりする場合も生じ得る。但し、この場合でも特に含有量の多い短波長側の青色発光蛍光体が、含有量の少ない長波長側の緑色または赤色発光蛍光体からの蛍光を妨げたり、緑色または赤色発光蛍光体への励起光の照射を妨げたりする点は変わらない。
また、上記の例の場合においても含有量の少ない短波長側の緑色発光蛍光体が含有量の多い長波長側の赤色発光蛍光体からの蛍光を妨げたり、赤色発光蛍光体への励起光の照射を妨げたりする場合も生じ得る。
【００７３】
さらに、上記特許文献１に記載の半導体発光装置では、最も長波長側にピーク波長を有する赤色発光蛍光体を半導体微粒子蛍光体としているが、発光体の演色性および発光効率を高めるために赤色発光蛍光体の吸収スペクトルが極小値を示すときの波長と、緑色発光蛍光体の発光スペクトルのピーク波長との差のうちの最小を２５ｎｍ以下としているため、作製が容易でないという問題点もある。
【００７４】
本発明の発明者は、このような状況に鑑み、次のような発光体の開発を進めた。つまり、その発光体は、第１色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する第１の蛍光体と、第１色波長領域よりも長波長側の第２色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する第２の蛍光体と、を少なくとも含む発光体である。そして、少なくとも上記第１の蛍光体を、ナノ粒子蛍光体とする。
【００７５】
本発明の発明者は、このような構成により、発光体の発光効率を向上させることができ、その作製を容易にすることができると考えた。
【００７６】
本発明の発光体は、このような技術的思想に基づいてなされたものである。ここでは、上記発光体を備えた発光装置として、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（発光装置，照明装置，前照灯）１を例に挙げて説明する。但し、上記発光体を備えた発光装置は、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発光装置として実現されてもよい。
【００７７】
〔ヘッドランプ１の構成〕
まず、本実施形態のヘッドランプ１の構成について図１〜図５を用いて説明する。まず、図１は、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、発光体５、反射鏡６および透過フィルタ７を備えている。
【００７８】
（半導体レーザ２）
半導体レーザ２は、励起光を発生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（１チップ１ストライプ）を用いてもよいし、複数の発光点を有するもの（１チップ複数ストライプ）を用いてもよい。本実施形態では、１チップ１ストライプの半導体レーザ２を用いている。
【００７９】
半導体レーザ２は、例えば、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。また、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。
【００８０】
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、近紫外領域から青色領域（３５０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下）、より好ましくは、近紫外領域から青紫色領域（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。
【００８１】
また、後述する酸窒化物系または窒化物系の蛍光体を発光体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、発光体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体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。
【００８２】
ただし、後述の青色発光ナノ粒子蛍光体を発光体５の蛍光体として用いた場合には、発光体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。
【００８３】
（励起光源の具体例について）
次に、図５（ａ）〜図５（ｄ）に基づき、励起光源の具体例について説明する。
【００８４】
図５（ａ）は、励起光源の一例であるＬＥＤランプ（励起光源）２１の回路図であり、図５（ｂ）は、ＬＥＤランプ２１の外観を示す正面図である。
【００８５】
図５（ｂ）に示すように、ＬＥＤランプ２１は、アノード１４とカソード１５に接続されたＬＥＤチップ（励起光源）２１０が、エポキシ樹脂キャップ１６によって封じこめられた構成である。
【００８６】
図５（ａ）に示すように、ＬＥＤチップ２１０は、ｐ型半導体１３１とｎ型半導体１３２とをｐｎ接合し、ｐ型電極１３３にアノード１４が接続され、ｎ型電極１３４にカソード１５が接続される。なお、半導体レーザ２は、抵抗Ｒを介して電源Ｅと接続されている。
【００８７】
また、アノード１４とカソード１５とを電源Ｅに接続することにより、回路が構成され、電源ＥからＬＥＤチップ２１０に電力が供給されることによってｐｎ接合附近からインコヒーレントな励起光を発生する。
【００８８】
ＬＥＤチップ２１０の材料としては、発光色が赤色となるＧａＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＡｓＰなど、発光色が橙色となるＧａＡｓＰ、発色光が黄色となるＧａＡｓＰ、ＧａＰ、発光色が緑となるＧａＰ、発光色が青色となるＳｉＣ、ＧａＮなどの化合物半導体が例示できる。
【００８９】
なお、ＬＥＤチップ２１０は、約２Ｖ〜４Ｖ程度の低電圧で動作し、小型軽量で、応答速度が速い、長寿命で、低コストといった特徴がある。
【００９０】
次に、上述した半導体レーザ２の基本構造について説明する。図５（ｃ）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５（ｄ）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。
【００９１】
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波長領域〜紫外波長領域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、ならびに、ＳｉＮなどの窒化物絶縁体のいずれかの材料が用いられる。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
活性層１１１は、クラッド層１１３およびクラッド層１１２で挟まれた構造になっている。
【００９５】
また、活性層１１１、ならびに、クラッド層１１２および１１３の材料としては、青色波長領域〜紫外波長領域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。
【００９６】
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およびクラッド層１１３との屈折率差により、発光した光が活性層１１１内に閉じ込められる。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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、およびＡｌＮに代表されるＩＩＩ−Ｖ属化合物半導体、ならびに、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およびカソード電極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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
（非球面レンズ３）
次に、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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
（導光部４）
次に、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体５（発光体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体５へ出射する光出射面４ｂ（出射端部）とを有している。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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体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、直接に発光体５に照射してもよい。半導体レーザ２と発光体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。
【０１０８】
（発光体５の組成）
次に、本実施形態の発光体５の組成の要点について説明する。
【０１０９】
本実施形態の発光体５の組成では、第１色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する第１の蛍光体と、上記第１色波長領域よりも長波長側の第２色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する第２の蛍光体と、を少なくとも含むように構成し、少なくとも上記第１の蛍光体を、ナノ粒子蛍光体とする。
【０１１０】
また、上記の組成に対して、さらに、上記第２色波長領域よりも長波長側の第３色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する第３の蛍光体を含む構成としても良い。
【０１１１】
上記の構成では、発光体５に含まれる少なくとも第１の蛍光体は、ナノ粒子蛍光体である〔平均粒子径（以下、単に「粒径」と呼ぶ）のオーダが、可視光の波長領域の光の波長よりも２桁程度小さい〕。よって、可視光の波長領域およびその近傍の光に対して透光性（または透明性）を有する。このため、第１の蛍光体がナノ粒子蛍光体でない場合と比較して、第２の蛍光体（または第３の蛍光体）からの発光体５の外部への蛍光の発光効率が高くなる。
【０１１２】
また、発光体５に含まれる第１の蛍光体がナノ粒子蛍光体でない場合と比較して、第２の蛍光体（または第３の蛍光体）に対する励起光の照射効率が高くなる。
【０１１３】
また、上記特許文献１の技術では、赤色発光蛍光体の吸収スペクトルが極小値を示すときの波長と、緑色発光蛍光体の発光スペクトルのピーク波長との差のうちの最小を２５ｎｍ以下としているため、作製が容易でない。しかしながら、上記の発光体５の組成では、第１の蛍光体をナノ粒子蛍光体とするだけで良いので、作製が容易である。
【０１１４】
以上より、発光体５の発光効率を向上させることができ、その作製を容易にすることができる。
【０１１５】
なお、各蛍光体を封止する封止材は、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良い。なお、発光体５は、各蛍光体のみを押し固めたものであってもよいが、各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。各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体５の劣化が促進される可能性があるからである。
【０１１６】
ここで、以下、簡単のため、青色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する蛍光体を、青色発光蛍光体と呼ぶ。また、黄色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する蛍光体を黄色発光蛍光体と呼ぶ。また、緑色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する蛍光体を緑色発光蛍光体と呼ぶ。さらに、赤色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する蛍光体を赤色発光蛍光体と呼ぶ。
【０１１７】
また、「青色光」は、例えば、４４０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する蛍光である。「黄色光」は、例えば、５６０ｎｍ以上５９０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する蛍光である。「緑色光」は、例えば、５１０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する蛍光である。「赤色光」は、例えば、６００ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する蛍光である。
【０１１８】
次に、図２〜４に基づき、発光体５の組成の具体例について説明する。まず、図２（ａ）は、本実施形態の発光体５の組成の一例を模式的に示す図である。また、図２（ｂ）は、本実施形態の発光体５の組成の他の一例を模式的に示す図である。なお、これらの図は、発光体５の各構成要素の形状およびサイズを実際に即して描画したものではなく、単に発光体５の組成を模式的に示した図に過ぎない。
【０１１９】
一般に、照明光として用いられる白色（または擬似白色）光は、等色の原理を満たす３つの色の混色、または補色の関係を満たす２つの色の混色などで実現できる。この等色または補色の原理・関係に基づき、例えば、発光体５に含まれる複数の蛍光体のそれぞれが発する蛍光の色の混色で白色（または擬似白色）光を実現できる。
【０１２０】
例えば、図２（ａ）に示す例では、発光体５は、緑色発光蛍光体（第２の蛍光体）５１、赤色発光蛍光体（第３の蛍光体）５２、青色発光蛍光体（第１の蛍光体，ナノ粒子蛍光体）５６、および、透明微粒子５９が、封止材の中に分散されたものとなっている。なお、封止材は、これらの蛍光体および透明微粒子５９の隙間に存在している。
【０１２１】
これにより、発光体５は、青色発光蛍光体５６、緑色発光蛍光体５１および赤色発光蛍光体５２の組合せを含んでいるため、白色光を実現できる。
【０１２２】
具体的には、発光体５に対して、上記近紫外領域から青紫色領域の励起光を照射することにより、発光体５から発生する照明光が、発光効率が良く、かつ、演色性の良い白色光となる。また、以下の図２（ｂ）の形態よりも演色性が良く、かつ、発光体５の発光効率の低下も抑制される。
【０１２３】
なお、青色波長領域を第１色波長領域とみるときは、緑色波長領域または赤色波長領域を、上述した第２色波長領域とみる。すなわち、青色発光蛍光体５６を第１の蛍光体とみる場合、緑色発光蛍光体５１または赤色発光蛍光体５２のいずれかを第２の蛍光体とみれば良い。
【０１２４】
一方、緑色波長領域を第１色波長領域とみるときは、赤色波長領域を、上述した第２色波長領域とみれば良い。すなわち、緑色発光蛍光体５１を第１の蛍光体とみる場合、赤色発光蛍光体５２を第２の蛍光体とみても良い。但し、このときは、緑色発光蛍光体５１をナノ粒子蛍光体とする。
【０１２５】
さらに、青色波長領域を第１色波長領域とみて、かつ、緑色波長領域を第２色波長領域とみるときは、赤色波長領域が、上述した第３色波長領域であるとみても良い。この場合は、赤色発光蛍光体５２を第３の蛍光体とみる。
【０１２６】
また、第２の蛍光体および第３の蛍光体は、それぞれ、緑色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する蛍光体、および、赤色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する蛍光体であれば良いので、第２の蛍光体および／または第３の蛍光体をナノ粒子蛍光体としても良い。
【０１２７】
言い換えれば、発光体５の組成では、他の蛍光体よりも低波長側にピーク波長を有する蛍光を発生する少なくとも１種類の蛍光体がナノ粒子蛍光体であれば良い。
【０１２８】
次に、図２（ｂ）に示す例では、発光体５は、青色発光蛍光体５６、黄色発光蛍光体（第２の蛍光体）５８および、透明微粒子５９が、封止材の中に分散されたものとなっている。なお、封止材については、上述したとおりである。
【０１２９】
これにより、発光体５は、青色発光蛍光体５６、黄色発光蛍光体５８の組合せを含んでいるため、（擬似）白色光を実現できる。
【０１３０】
具体的には、発光体５に対して、近紫外から青紫色の（３５０ｎｍ以上４２０ｎｍ未満の発振波長を有する）励起光を照射することにより、発光体５から発生する照明光が発光効率の良い（擬似）白色光となる。
【０１３１】
次に、緑色発光蛍光体５１、赤色発光蛍光体５２および黄色発光蛍光体５８の具体例について説明する。
【０１３２】
（緑色発光蛍光体）
緑色発光蛍光体５１の具体例としては、各種の窒化物系または酸窒化物系の蛍光体が挙げられる。特に、酸窒化物系の蛍光体は耐熱性に優れ、高い発光効率で安定した材料であるので、耐熱性に優れ、高い発光効率で安定した発光体５を実現できる。
【０１３３】
例えば、緑色に発光する酸窒化物系蛍光体として、Ｅｕ２＋がドープされたβ−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ蛍光体、Ｃｅ３＋がドープされたＣａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体などが挙げられる。β−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ蛍光体は、近紫外から青色の励起光によりピーク波長が約５４０ｎｍの強い発光を示す。この蛍光体の発光スペクトル半値幅は約５５ｎｍである。また、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体は、近紫外から青色の励起光によりピーク波長が約５１０ｎｍの強い発光を示す。
【０１３４】
なお、上記のα−ＳｉＡｌＯＮおよびβ−ＳｉＡｌＯＮ（サイアロン）は、いわゆるサイアロン蛍光体（酸窒化物系蛍光体）であり、窒化ケイ素と同様に、結晶構造によりα型とβ型とがある。特に、α−サイアロンは，一般式Ｓｉ１２−（ｍ＋ｎ）Ａｌ（ｍ＋ｎ）ＯｎＮ１６−ｎ（ｍ＋ｎ＜１２，０＜ｍ ，ｎ＜１１；ｍ ，ｎは整数）であらわされる２８原子からなる単位構造の中に２箇所の空隙があり、ここに各種金属を侵入固溶させることが可能である。希土類元素を固溶させることで蛍光体になる。カルシウム（Ｃａ）とユーロピウム（Ｅｕ）とを固溶させると、後述するＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体よりも長波長の黄色から橙色の範囲で発光する特性の良い蛍光体が得られる。
【０１３５】
また、サイアロン蛍光体は、近紫外から青色の（３５０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下）の光で励起可能であり、白色ＬＥＤ用の蛍光体などに適している。
【０１３６】
（赤色発光蛍光体）
赤色発光蛍光体５２の具体例としては、各種の窒化物系の蛍光体が挙げられる。
【０１３７】
例えば、窒化物系の蛍光体としては、Ｅｕ２＋がドープされたＣａＡｌＳｉＮ３：蛍光体（ＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体）、Ｅｕ２＋がドープされたＳｒＣａＡｌＳｉＮ３蛍光体（ＳＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体）などが挙げられる。これらの窒化物系の蛍光体は、上述した酸窒化物蛍光体と組合せることにより、演色性をより高めることができる。
【０１３８】
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。
【０１３９】
これらの赤色発光蛍光体を用いることにより、演色性が非常に良い白色光を実現することができる。また、赤色発光蛍光体であれば、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、赤色、黄色および青色が用いられているため、ヘッドランプ１が備える発光体５に赤色発光蛍光体を用いることは、背景色が赤色の交通標識を視認する上で有効である。
【０１４０】
また、赤色に発光する窒化物系蛍光体の例としては、（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ等のＥｕ賦活窒化物蛍光体や（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｃｅ等のＣｅ賦活窒化物蛍光体などが挙げられる。
【０１４１】
（黄色発光蛍光体）
黄色発光蛍光体５８の具体例としては、セリウム（Ｃｅ）で賦活したイットリウム（Ｙ）−アルミニウム（Ａｌ）−ガーネット（Garnet）蛍光体であるＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体や、Ｅｕ２＋がドープされたＣａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ蛍光体などが挙げられる。
【０１４２】
ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体は、５５０ｎｍ付近（５５０ｎｍよりも若干長波長側）に発光ピークが存在するブロードな発光スペクトルをもつ。また、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ蛍光体は、近紫外から青色の励起光によりピーク波長が約５８０ｎｍの強い発光を示す。
【０１４３】
（ナノ粒子蛍光体について）
次に、ナノ粒子蛍光体について説明する。ナノ粒子蛍光体の構成材料である半導体物質の典型は、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ等のＩＩ−ＶＩ族化合物、Ｓｉ、Ｇｅ等の４Ｂ族元素、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物である。半導体ナノ粒子は半導体材料からなる、平均粒径が１００ｎｍ以下程度の粒子を指し、１個のナノ粒子に含まれる原子数は１０２〜１０４個である。量子サイズ効果により、バルク（目で見える大きさの塊）の半導体とは異なる波長の光を吸収・発光する。例えば、間接遷移型のため、通常では発光しないＳｉについてもナノ粒子化することによって発光させることができる。
【０１４４】
量子サイズ効果とは、粒子が小さくなるにつれて材料中の電子の状態が変わって、より短い波長の光を吸収したり放出したりする現象のことである。特に平均粒径１０ｎｍ以下の粒子について顕著に見られることが多い。
【０１４５】
すなわち、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、その粒径をｎｍオーダの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］。
【０１４６】
また、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、このナノ粒子蛍光体の発光寿命が１０ｎｓ（ナノ秒）程度と、希土類を発光中心とする通常の希土類賦活蛍光体に比べて５桁も小さいためである。
【０１４７】
さらに、上述したように、発光寿命が短いため、励起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も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。
【０１４８】
よって、発光体５に含まれる蛍光体をナノ粒子蛍光体とすることにより、発光体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、光出力が高い発光素子を光源として用いる場合に、本実施形態のヘッドランプ１や、後述するヘッドランプ２０の寿命が短くなるのをより抑制することができる。
【０１４９】
なお、発光体５の劣化は、発光体５に含まれる蛍光体の封止材（例えば、シリコーン樹脂）の劣化が主たる原因であると考えられる。すなわち、上述のサイアロン蛍光体は、レーザ光が照射されると６０〜８０％の効率で蛍光を発生させるが、残りは熱となって放出される。この熱によって封止材が劣化すると考えられる。
【０１５０】
従って、封止材としては、熱耐性の高い封止材が好ましい。熱耐性の高い封止材としては、例えば、ガラスなどが例示できる。
【０１５１】
次に、ナノ粒子蛍光体の好ましい構成材料について説明する。ナノ粒子蛍光体は、Ｓｉ、ＣｄＳｅ、ＩｎＰ、ＩｎＮ、ＩｎＧａＮ、ならびに、ＩｎＮおよびＧａＮからなる混晶、のいずれかからなる半導体ナノ粒子を少なくとも１種以上含んでいることが好ましい。
【０１５２】
Ｓｉからなる半導体ナノ粒子（以下、Ｓｉナノ粒子という）は、粒径が１．９ｎｍ程度で青紫色〜青色（ピーク波長は４２０ｎｍ付近）の蛍光を発する。また、粒径が２．５ｎｍ前後で緑色（ピーク波長は５００ｎｍ付近）の蛍光を発する。さらに、粒径が３．３ｎｍ程度で赤色（ピーク波長は７２０ｎｍ付近）の蛍光を発する。
【０１５３】
ＣｄＳｅナノ粒子は、現在のところ最も発光効率が高く、内部量子効率は５０％以上である。
【０１５４】
ＩｎＰナノ粒子は、内部量子効率は２０％程度であり、ＩｎＰナノ粒子による青色光は、２ｎｍ以下という非常に小さい粒径で実現される。
【０１５５】
ＩｎＮナノ粒子は、反応性の高いＰに変えてＮを使うもので、高い信頼性が期待される。また、粒径を２．５ｎｍ以上３．０ｎｍ以下とすることで青色に発光する。
【０１５６】
なお、ＩｎＮナノ粒子の粒径（ｎｍ）と蛍光のエネルギーレベル（ｅＶ）または発光色との関係を図４に示す。
【０１５７】
ＩｎＧａＮナノ粒子は、ＧａとＮとの混晶比を変えることで、粒径が３．０ｎｍ前後にて青色発光を実現できるため、ナノ粒子蛍光体の作製が最も容易である。
【０１５８】
なお、ＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いることも可能である。この場合も数ｎｍの粒径で青色発光させることができる。
【０１５９】
しかしながら、ナノ粒子蛍光体の構成材料としては、ここで説明した半導体材料に限られない。例えば、ＩＩ−ＶＩ族半導体の１つであるＺｎＳｅを挙示することができる。ＺｎＳｅナノ粒子は、表面状態をうまく制御すると青紫色〜青色の強い蛍光を発する。
【０１６０】
（Ｓｉナノ粒子以外のナノ粒子蛍光体について）
次に、Ｓｉナノ粒子以外のナノ粒子蛍光体として、上述したＧａＮ、ＩｎＮ、および、これらの混晶であるＩｎＧａＮについてより詳細に説明する。これらのナノ粒子蛍光体の平均粒径は、一般的に１００ｎｍ以下である。また、純粋なＧａＮの密度は６．１０ｇ／ｃｍ３、ＩｎＮの密度は６．８７ｇ／ｃｍ３である。ＩｎＧａＮの密度に関しては、その混晶比と不純物の含有量とにより、６．０〜７．０ｇ／ｃｍ３、より好ましくは６．１０〜６．８７ｇ／ｃｍ３の範囲で値を取り得る。
【０１６１】
ナノ粒子蛍光体の好ましい平均粒径は、５０ｎｍ以下であり、より好ましくは１０ｎｍ以下であり、さらに好ましくは５ｎｍ以下である。その理由について、図４を用いて説明する。
【０１６２】
図４はナノ粒子蛍光体（ＧａＮおよびＩｎＮ）の平均粒径と蛍光波長との関係を示すグラフである。図４において、横軸はナノ粒子蛍光体の粒径を示し、縦軸はナノ粒子蛍光体のエネルギーレベルを示している。ＧａＮに関する粒径とエネルギーレベルとの関係を実線で示し、ＩｎＮに関する粒径とエネルギーレベルとの関係を破線で示している。また、青、緑、赤という文字を付した領域は、それぞれ、青色、緑色または赤色に発光する凡そのエネルギーレベルを示す。青色、緑色および赤色を示す領域と、グラフの曲線との交点における粒径が、当該色に発光する粒径を示している。例えば、ＩｎＮの場合、その粒径が５ｎｍ弱のときに赤色の蛍光を発する。
【０１６３】
図４に示すように、ＩｎＮの場合、粒径が２ｎｍ以上、５ｎｍ以下の範囲において可視光が効率的に発生する。また、ＧａＮでは、可視光を発生させることができないが、ＧａＮとＩｎＮとの混晶にすることによって多様な平均粒径のナノ粒子蛍光体を生成し、当該ナノ粒子蛍光体の粒径を制御することで目的の波長での発光が可能なナノ粒子蛍光体を得ることができる。
【０１６４】
可視光を発生する粒径の範囲は、ナノ粒子蛍光体ごとに異なるが、平均すれば、平均粒径が５０ｎｍ以下の場合に可視光を発生する効率が高く、さらに、１０ｎｍ以下、５ｎｍ以下と平均粒径が小さくなるに従って可視光を発生する効率が高い。
【０１６５】
それゆえ、ナノ粒子蛍光体の平均粒径は、５０ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは１０ｎｍ以下であり、さらに好ましくは５ｎｍ以下である。ただし、下限値は０よりも大きい。
【０１６６】
ナノ粒子蛍光体のような粒径がナノメータのオーダの蛍光体と、その粒径より１００〜１００００倍も粒径が大きいガラス粉末とを均一に混ぜる時には、ガラスの密度範囲は酸窒化物蛍光体と混ぜる時に比べて広くても、均一に分散させることができる。それゆえ、発光体５の蛍光体としてナノ粒子蛍光体を用いる場合、すなわち、蛍光体の平均粒径が５０ｎｍ以下の場合、ガラス材の密度は、２．０ｇ／ｃｍ３以上、１２．０ｇ／ｃｍ３以下、より好ましくは６．０ｇ／ｃｍ３以上、１１ｇ／ｃｍ３以下である。
【０１６７】
この密度範囲は、ナノ粒子蛍光体の密度の範囲を固定した上で、封止材の密度の好ましい範囲を求めたものである。発光体５の蛍光体としてナノ粒子蛍光体を用いた場合には、封止材の密度範囲を上述のものにすることで蛍光体と封止材とを均一に混ぜ合わせることができる。
【０１６８】
ナノ粒子蛍光体の一例であるＧａＮの密度は６．１ｇ／ｃｍ３あり、この値は、上記蛍光体の密度範囲に含まれている。
【０１６９】
（Ｓｉナノ粒子の製造方法）
次に、Ｓｉナノ粒子を例にとり、ナノ粒子蛍光体の製造方法について説明する。なお、ナノ粒子蛍光体の製造方法は、ここで記載する方法に限定されない。
【０１７０】
Ｓｉナノ粒子は、例えば、以下の（１）〜（４）のような化学エッチング法を用いて製造することができる。
（１）シリコンウエハなどを粉砕し、Ｓｉを粒径５０ｎｍ程度の粉末にする。
（２）粉末にしたＳｉを溶媒中（例えば、純水＋メタノール）に入れ、さらにフッ酸（ＨＦ）および硝酸（ＨＮＯ３）の混合液を加える。
（３）（２）の溶液に超音波振動を加える。これにより、粉末状態のＳｉがエッチングされる。粒径に応じてエッチング時間を制御する。
（４）フィルタ（ＰＶＤＦメンブレンフィルターなど）で（３）のエッチング後の溶液をろ過する。これにより、所望のサイズのＳｉナノ粒子を得ることができる。
【０１７１】
なお、その他のナノ粒子蛍光体も同様に製造することができる。
【０１７２】
（透明微粒子）
次に、図２に示す発光体５に含まれる透明微粒子５９について説明する。透明微粒子５９は、蛍光体を封止する封止材よりも屈折率が高く、粒径が１μｍ以上５０μｍ以下である。
【０１７３】
このように、発光体５に複数の透明微粒子５９を分散させることにより、発光体５を励起するための励起光としてレーザ光を用いた場合、レーザ光が発光体５を素通りして発光体５の外部に放射されることを抑制し、さらに発光体５の発光面積（発光点のサイズ）も大きくすることができる。これにより、発光体５から発生する照明光の安全性を高めることができる。
【０１７４】
（青色発光蛍光体をナノ粒子蛍光体とすることが好ましい理由）
次に、発光体５に含まれる複数種類の蛍光体のうち、特に青色発光蛍光体をナノ粒子蛍光体とすることが好ましい理由について説明すする。現状では、高効率の青色発光蛍光体が存在していないため、３５０〜４２０ｎｍ（ナノメートル）近傍の波長の励起光（近紫外領域から青紫色領域）を発するＬＥＤやＬＤなどの半導体発光素子を励起光源として用いる照明装置の場合、装置の発光効率が低いという副次的な問題点がある。
【０１７５】
このような問題点を解決する方法としては、他の蛍光体と比較して青色発光蛍光体の含有量を多くする方法が考えられる。
【０１７６】
しかしながら、青色発光蛍光体（例えば、希土類賦活蛍光体）は、不透明であり、かつ、発光効率が低い。このため、上記の方法では、不透明な青色発光蛍光体が、黄色発光蛍光体に対する励起光の照射を妨害するため、高効率であるはずの黄色発光蛍光体の励起効率が低下してしまう。
【０１７７】
また、不透明な青色発光蛍光体が、黄色発光蛍光体からの蛍光の外部への放射を妨害するため、黄色発光蛍光体からの発光の取出し効率も低下してしまう。
【０１７８】
また、発光体に含まれる蛍光体として、比較的高効率である緑色発光蛍光体や赤色発光蛍光体を用いる場合でも、これらの蛍光体の励起や、これらの蛍光体からの蛍光の取出しに、不透明な青色発光蛍光体が悪影響を及ぼし、結果として装置全体の発光効率が低くなってしまう。
【０１７９】
なお、上述した特許文献１〜４を含め、従来の技術文献には、以上のような問題点について言及したものは無い。
【０１８０】
一方、青色に発光するＬＥＤやＬＤを励起光源として用いた場合、その青色光のスペクトルは蛍光体による発光スペクトルに比べて細い（半値幅が狭い）という問題点もある。特にＬＤを用いた場合は顕著である。そのような青色光を照明に使うと青色光近傍の演色性が低下してしまう副次的な問題点も生じる。
【０１８１】
次に、発光色を白色にするために必要な青色発光蛍光体の含有量についてより具体的に検討する。
【０１８２】
例えば、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体と、ＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体と、の２種類の蛍光体を使用する場合、典型的には重量比で表わすと、ＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体を１としたときに、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体は３〜４程度、含有する。この２種類の蛍光体に青色発光蛍光体を含有することで発光色を白色（例えば、５０００Ｋ）にしようとすると、青色発光蛍光体を重量比で１６〜２０程度は混ぜる必要がある。なお、蛍光体材料のピーク波長や発光効率にも左右されるが、現状入手できるもっとも特性の良い材料を使ったとしてもこのような状況は変わらない。
【０１８３】
すなわち、各蛍光体の含有量は、重量比で、赤色：緑色：青色＝１：（３〜４）：（１６〜２０）となり、赤色発光蛍光体や緑色発光蛍光体と比較して圧倒的に多量の青色発光蛍光体が必要となる。
【０１８４】
また、発光体５に含める蛍光体として青色発光蛍光体を使用した場合であっても、やはり蛍光体の総量と封止材の混合比は、重量比で１：１０程度が適当である。そうすると、赤色発光蛍光体と緑色発光蛍光体の含有量は、青色発光蛍光体を含まない発光体と比べてはるかに少なくなる。このため、十分な赤色光および緑色光が得られなくなり、発光効率が極めて悪い照明装置しか実現できなくなってしまう。
【０１８５】
しかしながら、ナノ粒子蛍光体は、可視領域またはその近傍の光に対して透光性（または透明性）を有している。そこで、圧倒的に多量の青色発光蛍光体を少なくともナノ粒子蛍光体とすれば、青色発光蛍光体が、他の蛍光体の励起を妨害したり、他の蛍光体からの蛍光の発光体５の外部への放射を妨害したりすることを回避することができる。また、ＬＥＤやＬＤの青色光を照明光の一部として利用する発光装置よりも発光体５からの照明光の演色性を向上させることもできる。以上が、青色発光蛍光体をナノ粒子蛍光体とする理由である。
【０１８６】
（複数の蛍光体の好ましい組合せについて）
次に、発光体５に含まれる蛍光体の好ましい組合せについて説明する。
【０１８７】
（１）青色発光ナノ粒子蛍光体とＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体（黄色発光蛍光体）との組合せ：演色性は多少劣るものの、発光体５の発光効率（量子内部効率）は、最も高くなる。また、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体は低コストなのでコストの面でも有利である。また、高い色温度を実現することもできる。
【０１８８】
各蛍光体の配合比は、重量比で、（ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体）：（青色発光ナノ粒子蛍光体）＝１：０．２〜１程度である。また、上記２種類の蛍光体と透明微粒子５９との配合比は、重量比で、１〜５：１程度である。また、上記２種類の蛍光体および透明微粒子５９と封止材の配合比は、重量比で、１０：１程度である。
【０１８９】
（２）青色発光ナノ粒子蛍光体、β−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ蛍光体（緑色発光蛍光体）、およびＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体（赤色発光蛍光体、橙色発光蛍光体）の組合せ：発光体５の発光効率（量子内部効率）は多少劣るものの、演色性が最も良い。また、低い色温度を実現することもできる。
【０１９０】
各蛍光体の配合比は、重量比で、（ＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体）：（β−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ蛍光体）：（青色発光ナノ粒子蛍光体）＝１：１〜４：１〜１０程度である。また、上記３種類の蛍光体と透明微粒子５９との配合比は、重量比で、１〜５：１程度である。また、上記３種類の蛍光体および透明微粒子５９と封止材の配合比は、重量比で、１０：１程度である。
【０１９１】
なお、発光体５に含まれる複数の蛍光体の組合せは、上記の（１）および（２）の形態に限定されない。
【０１９２】
（複数の蛍光体と色度との関係について）
次に、図３を用いて、発光体５に含まれる複数の蛍光体と色度との関係について説明する。図３は、照明光の色度範囲を示すグラフである。
【０１９３】
ここでは、発光体５に含まれる複数の蛍光体の例として、Ｓｉナノ粒子蛍光体（ピーク波長：約４２０ｎｍ、点３６参照）、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体（ピーク波長：約５１０ｎｍ、点３１参照）、および、ＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体（ピーク波長：約６５０ｎｍ、点３２参照）を用いて説明する。
【０１９４】
Ｓｉナノ粒子蛍光体、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体およびＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体は、それぞれ、上述した青色発光蛍光体５６、緑色発光蛍光体５１および赤色発光蛍光体５２の典型例である。
【０１９５】
同図の曲線３３は、色温度（Ｋ：ケルビン）を示すものである。また、同図に示す６つの点３５を頂点とする多角形は、法律により規定されている車両用前照灯に要求される白色光の色度範囲を示す。
【０１９６】
ここで、上記の３種類の蛍光体の配合比を調整することにより、点３１、点３２、および点３６を頂点とする三角形で示される色度範囲に含まれる、任意の色度の照明光を放射できる発光体５の製造が可能である。なお、上記の３種類の蛍光体の組合せでは、図３に示すグラフの色度範囲を覆う三角形の面積がほぼ最大となるので、極めて広範囲の色度の照明光を放射できる発光体５の製造が可能である。
【０１９７】
また、上記三角形で示される色度範囲は、上記車両用前照灯に要求される白色光の色度範囲と広い範囲で重複している。よって、上記の３種類の蛍光体の配合比を調整することにより、車両用前照灯に好適な発光体５を製造することも可能である。
【０１９８】
例えば、各蛍光体の配合比は、重量比で、（ＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体）：（Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体）：（Ｓｉナノ粒子蛍光体）＝１：１〜５：１〜１０程度である。また、上記３種類の蛍光体と透明微粒子５９との配合比は、重量比で、１〜５：１程度である。また、上記３種類の蛍光体および透明微粒子５９と封止材の配合比は、重量比で、１０：１程度である。
【０１９９】
なお、発光体５に含まれる複数種類の蛍光体が上記の３種類の蛍光体の組合せでない場合でも、各蛍光体の材料や種類数などに関わらず、上記車両用前照灯に要求される白色光の色度範囲に含まれる色度の照明光を放射できるように、発光体５に含まれる各蛍光体の配合比を調整すれば良い。これにより、発光体５に含まれる各蛍光体の材料や種類数などに関わらず、車両用前照灯に好適な発光体５を製造することも可能である。
【０２００】
（発光体５の配置および形状）
発光体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。発光体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（透明であることが好ましい）によって発光体５の位置を固定してもよい。
【０２０１】
発光体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。ヘッドランプ１では、円柱状である。この円柱状の発光体５は、直径２ｍｍ、厚み（高さ）０．８ｍｍの円柱状である。
【０２０２】
また、発光体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。
【０２０３】
また、円柱状の発光体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体５の厚みは、発光体５における封止材と蛍光体との割合に従って変化する。発光体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円柱状の発光体５の厚みを薄くできる。
【０２０４】
（反射鏡６）
反射鏡６は、発光体５が出射した蛍光（照明光）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、発光体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。
【０２０５】
（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、発光体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、発光体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。
【０２０６】
発光体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、またナノ粒子蛍光体以外の蛍光体、もしくは透明微粒子によって散乱・拡散される。しかし、何らかの原因でレーザ光の一部が白色光に変換されず、散乱も拡散も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によって半導体レーザ２から直接放射されたレーザ光を遮断することにより、非常に小さな発光点を有する半導体レーザ２から出射されたレーザ光が外部に漏れることを防止できる。
【０２０７】
ただし、透過フィルタ７は、レーザ光すべてを遮断し、発光体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、レーザ光を出射する半導体レーザ２からの直接光（半導体レーザ２の発光点そのもの）を直視できない程度に減衰され、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。
【０２０８】
このように、ヘッドランプ１では、発光体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・拡散されなかった）レーザ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。
【０２０９】
また、励起光源がＬＥＤである場合には、ＬＥＤからの光は半導体レーザ２に比べて非常に大きな発光点サイズであるために、当該光を遮断する必要が小さくなる。このため、ＬＥＤから出射される光をそのまま照明装置の外部に出射しても問題ないケースが大半である。一方、励起光源が半導体レーザ２である場合には、上述のように、非常に小さな発光点を有する半導体レーザ２からの光は、そのまま人体の眼に入射すると危険性が高いので、当該半導体レーザ２の発光点からの直接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。
【０２１０】
つまり、励起光源としてＬＥＤを用いる場合には、ＬＥＤ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容易である。一方、本実施形態のように、半導体レーザ２を用いる場合には、透過フィルタ７による色温度の低下および上記の安全性を考慮して設計する必要がある。
【０２１１】
ヘッドランプ１では、その蛍光体として、青味成分の多い青色ナノ粒子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および透過フィルタ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。
【０２１２】
（発光体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。
【０２１３】
まず、半導体レーザ２から発振されたレーザ光が発光体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。
【０２１４】
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。
【０２１５】
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。
【０２１６】
〔ヘッドランプ２０の構成〕
本発明の他の実施形態であるヘッドランプ（発光装置，照明装置，前照灯）２０について図６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。
【０２１７】
（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６を用いて説明する。図６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、ならびに、導光部４の代わりに光ファイバー束（導光部）４０を備えた点でヘッドランプ１とは異なる。光ファイバー束４０は、複数の光ファイバー４０ａの束であり、光ファイバー４０ａのそれぞれは、レーザ光が入射する入射端部と、レーザ光を出射する出射端部とを有している。
【０２１８】
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、光ファイバー束４０、フェルール９、発光体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、光ファイバー束４０、フェルール９および発光体５によって発光装置の基本構造が形成されている。
【０２１９】
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。
【０２２０】
（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４０ａ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。
【０２２１】
（光ファイバー束４０）
光ファイバー束４０は、半導体レーザ２が発振したレーザ光を発光体５へと導く導光部材である。光ファイバー束４０の各光ファイバー４０ａ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。
【０２２２】
例えば、光ファイバー４０ａ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４０ａ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４０ａの長軸方向に対して垂直な断面は矩形であってもよい。
【０２２３】
光ファイバー４０ａ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。複数の光ファイバー４０ａのそれぞれの出射端部は、後述するように、フェルール９によって、発光体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。
【０２２４】
（フェルール９）
図７は、光ファイバー束４０の各光ファイバー４０ａの出射端部と発光体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の出射端部を発光体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。
【０２２５】
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７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。
【０２２６】
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、発光体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体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。
【０２２７】
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４０ａ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。
【０２２８】
（発光体５）
発光体５は、上述したものと同様、各光ファイバー４０ａ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、青味成分の多い青色ナノ粒子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、ヘッドランプ２０の発光体５の形状は直方体であり、横×縦×高さ＝３ｍｍ×１ｍｍ×１ｍｍ程度の大きさである。発光体５は、後述する反射鏡６の第１焦点の近傍に配置される。この発光体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束４０を通すことができる。
【０２２９】
（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、発光体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。
【０２３０】
（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、発光体５から出射される蛍光を透過するものであり、発光体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、半導体レーザ２から放射されたレーザ光が直接的に外部に漏れることを防止できる。
【０２３１】
（凸レンズ１３）
凸レンズ１３は、発光体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、発光体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。
【０２３２】
（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。光ファイバー束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。
【０２３３】
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。
【０２３４】
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。発光体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。
【０２３５】
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、発光体５の組成において、他の蛍光体よりも低波長側にピーク波長を有する蛍光を発生する少なくとも１種類の蛍光体がナノ粒子蛍光体であれば良い。
【０２３６】
〔レーザダウンライトについて〕
次に、本発明のさらに他の実施形態であるレーザダウンライト（発光装置，照明装置）４００について図８〜図１３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【０２３７】
ここでは、本発明の照明装置の一例としてのレーザダウンライト４００について説明する。レーザダウンライト４００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２から出射したレーザ光を、上述した光ファイバー束４０などを介して、発光体５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ものである。
【０２３８】
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、光ファイバー４０ａの入射端部に入射させるためのレンズである。例えば、非球面レンズ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。
【０２３９】
また、レーザダウンライト４００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。
【０２４０】
図８は、発光ユニット４１０および従来のＬＥＤダウンライト５００の外観を示す概略図である。図９は、レーザダウンライト４００が設置された天井の断面図である。図１０は、レーザダウンライト４００の断面図である。図８〜図１０に示すように、レーザダウンライト４００は、天板４０１に埋設され、照明光を出射する発光ユニット４１０と、光ファイバー束４０を介して発光ユニット４１０へレーザ光を供給するＬＤ光源ユニット４２０とを含んでいる。ＬＤ光源ユニット４２０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ＬＤ光源ユニット４２０の位置を自由に決定できるのは、ＬＤ光源ユニット４２０と発光ユニット４１０とが光ファイバー束４０によって接続されているからである。この光ファイバー束４０は、天板４０１と断熱材４０２との間の隙間に配置されている。
【０２４１】
（発光ユニット４１０の構成）
発光ユニット４１０は、図１０に示すように、筐体４１１、光ファイバー束４０、発光体５、照射レンズ３０、フェルール９および透光板４１３を備えている。
【０２４２】
照射レンズ３０は、発光体５に対する凸面を有する凸レンズであっても良いし、発光体５に対する凹面を有する凹レンズであっても良い。なお、本実施形態では、照射レンズ３０を用いている場合について説明するが、発光体５とフェルール９との間にレンズを設けず、光ファイバー束４０の出射端部から発光体５へ直接レーザ光を照射しても良い。
【０２４３】
照射レンズ３０の例としては、発光体５に対する凸面を有する両凸レンズ、平凸レンズ、凸メニスカスレンズ、ならびに、発光体５に対する凹面を有する両凹レンズ、平凹レンズ、凹メニスカスレンズ等が例示できる。
【０２４４】
なお、上述した例の他、発光体５の形状に応じて、任意の軸を持つ凹面および凸面を有する独立したレンズの組合せ、任意の軸を持つ凸面および凸面を有する独立したレンズの組合せ、任意の軸を持つ凹面および凹面を有する独立したレンズの組合せなどを採用しても良い。
【０２４５】
これにより、発光体５の形状に応じて適切なレンズの組合せを採用することで、発光体５の発光効率を高めることができる。
【０２４６】
また、発光体５の形状に応じて、任意の軸を持つ凹面および凸面を有するレンズを一体化した複合レンズ、任意の軸を持つ凸面および凸面を有する複合レンズを一体化したレンズ、任意の軸を持つ凹面および凹面を有するレンズを一体化した複合レンズなどを採用しても良い。
【０２４７】
これにより、光学系全体の部品点数を少なくし、光学系全体のサイズを小さくしつつ、発光体５の形状に応じて適切な複合レンズを採用することで、発光体５の発光効率を高めることができる。
【０２４８】
その他のレンズとしては、ＧＲＩＮレンズ（Gradient Index lens：屈折率勾配変化型レンズ）なども例示できる。
【０２４９】
なお、ＧＲＩＮレンズは、レンズが凸または凹の形状をしていなくても、レンズ内部の屈折率勾配によってレンズ作用が生じるレンズである。
【０２５０】
よって、ＧＲＩＮレンズを用いれば、例えば、ＧＲＩＮレンズの端面を平面としたままでレンズ作用を生じさせることができるので、ＧＲＩＮレンズの端面に、例えば、直方体形状の発光体５の端面を隙間無く接合させることができる。
【０２５１】
筐体４１１には、凹部４１２が形成されており、この凹部４１２の底面に発光体５が配置されている。凹部４１２の表面には、金属薄膜が形成されており、凹部４１２は反射鏡として機能する。
【０２５２】
また、筐体４１１には、光ファイバー束４０を通すための通路４１４が形成されており、この通路４１４を通って光ファイバー束４０が発光体５まで延びている。光ファイバー束４０の出射端と発光体５との位置関係は上述したものと同様である。
【０２５３】
透光板４１３は、凹部４１２の開口部をふさぐように配置された透明または半透明の板である。この透光板４１３は、半導体レーザ２からのレーザ光を遮断するとともに、発光体５においてレーザ光を変換することにより生成された蛍光を透過する材質で形成することが好ましい。
【０２５４】
発光体５によってコヒーレントなレーザ光は、そのほとんどが蛍光に変換されるか、発光体５に含まれる蛍光体によって散乱、拡散される。しかし、何らかの原因でレーザ光の一部が変換、散乱、拡散されない場合も考えられる。このような場合でも、透光板４１３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。
【０２５５】
このように、発光体５の蛍光は、透光板４１３を透して照明光として出射される。透光板４１３は、筐体４１１に対して取外し可能であってもよく、省略されてもよい。
【０２５６】
図８では、発光ユニット４１０は、円形の外縁を有しているが、発光ユニット４１０の形状（より厳密には、筐体４１１の形状）は特に限定されない。
【０２５７】
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、発光体５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。
【０２５８】
（ＬＤ光源ユニット４２０の構成）
ＬＤ光源ユニット４２０は、半導体レーザ２、非球面レンズ３および光ファイバー束４０を備えている。
【０２５９】
光ファイバー束４０の入射端は、ＬＤ光源ユニット４２０に接続されており、半導体レーザ２から発振されたレーザ光は、非球面レンズ３を介して各光ファイバー４０ａの入射端部に入射される。
【０２６０】
図１０に示すＬＤ光源ユニット４２０の内部には、半導体レーザ２および非球面レンズ３が一対のみ示されているが、発光ユニット４１０が複数存在する場合には、発光ユニット４１０からそれぞれ延びる光ファイバー４０ａの束を１つのＬＤ光源ユニット４２０に導いてもよい。この場合、１つのＬＤ光源ユニット４２０に複数の半導体レーザ２と非球面レンズ３との対が収納されることになり、ＬＤ光源ユニット４２０は集中電源ボックスとして機能する。
【０２６１】
（レーザダウンライト４００の設置方法の変更例）
図１１は、レーザダウンライト４００の設置方法の変更例を示す断面図である。同図に示すように、レーザダウンライト４００の設置方法の変形例として、天板４０１には光ファイバー束４０を通す小さな穴４０３だけを開け、薄型・軽量の特長を活かしてレーザダウンライト本体（発光ユニット４１０）を天板４０１に貼り付けるということもできる。この場合、レーザダウンライト４００の設置に係る制約が小さくなり、また工事費用が大幅に削減できるというメリットがある。
【０２６２】
（レーザダウンライト４００と従来のＬＥＤダウンライト５００との比較）
従来のＬＥＤダウンライト５００は、図８に示すように、複数の透光板５０１を備えており、各透光板５０１からそれぞれ照明光が出射される。すなわち、ＬＥＤダウンライト５００において発光点は複数存在している。ＬＥＤダウンライト５００において発光点が複数存在しているのは、個々の発光点から出射される光の光束が比較的小さいため、複数の発光点を設けなければ照明光として十分な光束の光が得られないためである。
【０２６３】
これに対して、レーザダウンライト４００は、高光束の照明装置であるため、発光点は１つでもよい。それゆえ、照明光による陰影がきれいに出るという効果が得られる。また、発光体５の蛍光体を高演色蛍光体（例えば、数種類の酸窒化物蛍光体の組合せ）にすることにより、照明光の演色性を高めることができる。
【０２６４】
図１２は、ＬＥＤダウンライト５００が設置された天井の断面図である。同図に示すように、ＬＥＤダウンライト５００では、ＬＥＤチップ、電源および冷却ユニットを収納した筐体５０２が天板４０１に埋設されている。筐体５０２は比較的大きなものであり、筐体５０２が配置されている部分の断熱材４０２には、筐体５０２の形状に沿った凹部が形成される。筐体５０２から電源ライン５２３が延びており、この電源ライン５２３はコンセント（不図示）につながっている。
【０２６５】
このような構成では、次のような問題が生じる。まず、天板４０１と断熱材４０２との間に発熱源である光源（ＬＥＤチップ）および電源が存在しているため、ＬＥＤダウンライト５００を使用することにより天井の温度が上がり、部屋の冷房効率が低下するという問題が生じる。
【０２６６】
また、ＬＥＤダウンライト５００では、光源ごとに電源および冷却ユニットが必要であり、トータルのコストが増大するという問題が生じる。
【０２６７】
また、筐体５０２は比較的大きなものであるため、天板４０１と断熱材４０２との間の隙間にＬＥＤダウンライト５００を配置することが困難な場合が多いという問題が生じる。
【０２６８】
これに対して、レーザダウンライト４００では、発光ユニット４１０には、大きな発熱源は含まれていないため、部屋の冷房効率を低下させることはない。その結果、部屋の冷房コストの増大を避けることができる。
【０２６９】
また、発光ユニット４１０ごとに電源および冷却ユニットを設ける必要がないため、レーザダウンライト４００を小型および薄型にすることができる。その結果、レーザダウンライト４００を設置するためのスペースの制約が小さくなり、既存の住宅への設置が容易になる。
【０２７０】
また、レーザダウンライト４００は、小型および薄型であるため、上述したように、発光ユニット４１０を天板４０１の表面に設置することができ、ＬＥＤダウンライト５００よりも設置に係る制約を小さくすることができるとともに工事費用を大幅に削減できる。
【０２７１】
図１３は、レーザダウンライト４００およびＬＥＤダウンライト５００のスペックを比較するための図である。同図に示すように、レーザダウンライト４００は、その一例では、ＬＥＤダウンライト５００に比べて体積は９４％減少し、質量は８６％減少する。
【０２７２】
また、ＬＤ光源ユニット４２０をユーザの手が容易に届く所に設置できるため、半導体レーザ２が故障した場合でも、手軽に半導体レーザ２を交換できる。また、複数の発光ユニット４１０から延びる光ファイバー４０ａを１つのＬＤ光源ユニット４２０に導くことにより、複数の半導体レーザ２を一括管理できる。そのため、複数の半導体レーザ２を交換する場合でも、その交換が容易にできる。
【０２７３】
なお、ＬＥＤダウンライト５００において、高演色蛍光体を用いたタイプの場合、消費電力１０Ｗで約５００ｌｍ（ルーメン）の光束が出射できるが、同じ明るさの光をレーザダウンライト４００で実現するためには、３．３Ｗの光出力が必要である。この光出力は、ＬＤ効率が３５％であれば、消費電力１０Ｗに相当し、ＬＥＤダウンライト５００の消費電力も１０Ｗであるため、消費電力では、両者の間に顕著な差は見られない。それゆえ、レーザダウンライト４００では、ＬＥＤダウンライト５００と同じ消費電力で、上述の種々のメリットが得られることになる。
【０２７４】
以上のように、レーザダウンライト４００は、レーザ光を出射する半導体レーザ２を少なくとも１つ備えるＬＤ光源ユニット４２０と、発光体５および反射鏡としての凹部４１２を備える少なくとも１つの発光ユニット４１０と、発光ユニット４１０のそれぞれへレーザ光を導く光ファイバー束４０と、光ファイバー束４０の各光ファイバー４０ａの出射端部から出射した照射光を発光体５の光照射領域に分散して照射する照射レンズ３０とを備える。
【０２７５】
それゆえ、レーザダウンライト４００において、レーザ光が発光体５の一箇所に集中的に照射されることによって発光体５が著しく劣化する可能性を低減できる。その結果、長寿命のレーザダウンライト４００を実現できる。
【０２７６】
〔本発明の別の表現〕
本発明は、以下のようにも表現できる。
【０２７７】
すなわち、本発明の発光体は、励起光の波長領域（発振波長が３５０〜４２０ｎｍ近傍の近紫外から青色領域）で励起され青色に発光するナノ粒子蛍光体と、黄色に発光する黄色発光蛍光体とを含んでいても良い。
【０２７８】
ナノ粒子蛍光体は通常、可視光領域またはその近傍の光に対して透明性（透光性）を有する。すなわち、多量に使用したとしても、励起光が黄色発光蛍光体に到達することを阻害することがない。また、黄色発光蛍光体からの発光を阻害することもない。したがって発光効率が高い発光体を実現することができるようになる。
【０２７９】
また、青色に発光するナノ粒子蛍光体は、その発光スペクトルの半値幅が半導体発光素子の発光スペクトルと比べて広い。したがって青色光近傍の演色性が向上するという効果も奏する。
【０２８０】
また、本発明の発光体は、上記黄色に発光する黄色発光蛍光体に変えて、緑色に発光する緑色発光蛍光体と赤色に発光する赤色発光蛍光体とを含んでいても良い。
【０２８１】
この場合も、励起光が緑色発光蛍光体と赤色発光蛍光体とに到達することを阻害することがなく、また緑色発光蛍光体、赤色発光蛍光体からの発光を阻害することもないので、高い発光効率の発光体を得ることができる。さらにこの場合は、高い演色性を有する照明光を得ることができる。
【０２８２】
また、励起光源として半導体レーザを用いる場合、本発明の発光体には、さらに上記複数の蛍光体を封止する封止材よりも屈折率が高く、その平均粒子径（粒径）が１μｍ〜５０μｍ程度の透明微粒子を含んでいても良い。
【０２８３】
上述の構成（透明微粒子を新たに加える）とすることによって、励起光であるレーザ光が発光体を素通りして外部に放射されることを防止し、発光点サイズを拡大し、目に対して安全な照明光を照射できる発光体を実現することができる。
【０２８４】
〔付記事項〕
なお、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合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、発光体、ならびに該発光体を備えた発光装置および照明装置などに適用することができる。例えば、自動車用のヘッドランプ、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）のヘッドランプや、その他の照明装置に適用することができる。また、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、家庭用照明器具などにも適用することができる。
【符号の説明】
【０２８６】
１ ヘッドランプ（発光装置，照明装置，前照灯）
２ 半導体レーザ（励起光源）
５ 発光体
２０ ヘッドランプ（発光装置，照明装置，前照灯）
２１ ＬＥＤランプ（励起光源）
５１ 緑色発光蛍光体（第１の蛍光体，第２の蛍光体）
５２ 赤色発光蛍光体（第２の蛍光体，第３の蛍光体）
５６ 青色発光蛍光体（第１の蛍光体，ナノ粒子蛍光体）
５８ 黄色発光蛍光体（第２の蛍光体）
５９ 透明微粒子
２１０ ＬＥＤチップ（励起光源）
４００ レーザダウンライト（発光装置，照明装置）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明光を照射することが可能な発光体、ならびに、該発光体を備えた発光装置、照明装置および前照灯に関する。
【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発生した励起光を、蛍光体を含む発光体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の一例として特許文献１に開示された半導体発光装置がある。この半導体発光装置では、蛍光体として、緑色光を発する緑色発光蛍光体（希土類賦活無機蛍光体）と、緑色光よりも長波長側の赤色光を発する赤色発光蛍光体（半導体微粒子蛍光体）とを使用している。また、この半導体発光装置では、赤色発光蛍光体の吸収スペクトルが極小値を示すときの波長と、緑色発光蛍光体の発光スペクトルのピーク波長との差のうちの最小を２５ｎｍ（ナノメートル）以下としている。
【０００４】
その他、特許文献２には、青色発光蛍光体の一例として波長４００〜５００ｎｍの範囲に発光ピークを持ち水中に分散させた状態での発光効率が３５％以上である半導体ナノ粒子蛍光体が開示されている。
【０００５】
また、特許文献３には、複数種類の蛍光体が、ＬＥＤチップから発する発光が、外部に放出される際の光路に沿って蛍光波長が長いものから短いものへと順になるよう配置されている発光デバイスが開示されている。
【０００６】
また、特許文献４には、蛍光体の一例として窒化物または酸窒化物蛍光体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１４１０３３号公報（２０１０年０６月２４日公開）
【特許文献２】特開２００６−２９１１７５号公報（２００６年１０月２６日公開）
【特許文献３】特開２００５−２７７１２７号公報（２００５年１０月０６日公開）
【特許文献４】特開２００７−２３１２４５号公報（２００７年０９月１３日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記特許文献１の半導体発光装置に使用されているような希土類賦活蛍光体からの蛍光の発光効率（外部量子効率）は、蛍光のピーク波長が、緑色から赤色波長領域にある蛍光体に比べて、より短波長側で発光する青色波長領域の蛍光体の方が低い傾向にある。このため、外部量子効率の観点のみを考慮した場合、必要な蛍光発光量を確保するために、ピーク波長が青色波長領域にある蛍光体の含有量は、ピーク波長が緑色から赤色波長領域にある蛍光体よりも多くなる。
【０００９】
さらに、通常の昼白色からそれ以上の高色温度までの照明光を得る場合には、赤色波長領域にピーク波長をもつ蛍光体の含有量よりも、緑色波長領域にピーク波長をもつ蛍光体の含有量の方が多くなるという一般的な傾向がある。すなわち、必要な蛍光発光量を確保するために、ピーク波長が短波長側にある蛍光体の含有量が、ピーク波長が長波長側にある蛍光体よりも多くなるという一般的な傾向がある。
【００１０】
一方、照明光の高い演色性を実現するためには、可視光領域の光のスペクトルは、できるだけスペクトルの谷間が少ない状態である方が好ましい。このため、演色性の観点を考慮すると、上記特許文献１の半導体発光装置のように照明光の一部として青色ＬＥＤの青色光を用いるよりも、青色ＬＥＤの青色光よりも発光スペクトルが広い青色光を発する青色発光蛍光体の蛍光を照明光の一部として用いる方が好ましい。なお、上記特許文献１の半導体発光装置では、発光体に青色発光蛍光体を含める観点については、何も開示されていない。
【００１１】
しかしながら、仮に発光体に青色発光蛍光体を含めた場合、青色波長領域（短波長側）の発光は視感度が低いこともあって、発光体の発光効率を高めるために、青色波長領域で発光する青色発光蛍光体の含有量を特に多くする必要がある。このため、青色波長領域よりも長波長側にピーク波長を有する蛍光体に対して、青色波長領域（短波長側）にピーク波長を有する蛍光体の含有量は特に多くなる。
【００１２】
その結果、青色発光蛍光体を含む複数種類の蛍光体からなる発光体では、特に含有量の多い青色波長領域（短波長側）にピーク波長を有する青色発光蛍光体が、より長波長側にピーク波長を有する蛍光体から発生する蛍光の発光体の外部への放射を妨げてしまうという問題点がある。
【００１３】
例えば、上記特許文献１の半導体発光装置において、仮に発光体に含まれる蛍光体として、青色発光蛍光体を追加した場合、特に含有量の多い短波長側にピーク波長を有する青色発光蛍光体が、より長波長側にピーク波長を有する緑色または赤色発光蛍光体から発生する蛍光の発光体の外部への放射を妨げてしまう。
【００１４】
また、青色発光蛍光体を含む複数種類の蛍光体からなる発光体では、特に含有量の多い青色波長領域（短波長側）にピーク波長を有する青色発光蛍光体が、より長波長側にピーク波長を有する蛍光体に対する励起光の照射を妨げてしまうという問題点もある。
【００１５】
例えば、上記特許文献１の半導体発光装置において、仮に発光体に含まれる蛍光体として、青色発光蛍光体を追加した場合、特に含有量の多い短波長側にピーク波長を有する青色発光蛍光体が、より長波長側にピーク波長を有する緑色または赤色発光蛍光体に対する励起光の照射を妨げてしまう。
【００１６】
なお、上記二点の問題点は青色発光蛍光体のみが有する問題点ではなく、他の色を発光する蛍光体、例えば緑色発光蛍光体も有している問題点である。つまり緑色発光蛍光体を含む複数種類の蛍光体からなる発光体でも、緑色波長領域(短波長側)にピーク波長を有する緑色発光蛍光体が、より長波長側で含有量の少ないピーク波長を有する蛍光体から発生する蛍光の発光体外部への放射を妨げたり、蛍光体に対する励起光の照射を妨げてしまうという問題点を有している。
【００１７】
一方、青色発光蛍光体を含む複数種類の蛍光体からなる発光体を用いて、色温度の低い電球色の照明光を実現する観点からは、上述した発光効率の観点のみを考慮した場合と比較して多少事情が異なってくる。例えば、発光体が青色、緑色および赤色発光蛍光体からなる場合、青色発光蛍光体の含有量が、緑色および赤色発光蛍光体の含有量よりも特に多くなる点は上述した発光効率の観点のみを考慮した場合と変わらないものの、色温度の低い電球色の照明光を実現する場合は、赤色発光蛍光体の含有量が緑色発光蛍光体の含有量よりも多くなる場合もあり得る点で事情が異なる。この場合には、むしろ含有量の多い長波長側の赤色発光蛍光体が、含有量の少ない短波長側の緑色発光蛍光体からの蛍光を妨げたり、緑色発光蛍光体への励起光の照射を妨げたりする場合も生じ得る。但し、この場合でも特に含有量の多い短波長側の青色発光蛍光体が、含有量の少ない長波長側の緑色または赤色発光蛍光体からの蛍光を妨げたり、緑色または赤色発光蛍光体への励起光の照射を妨げたりする点は変わらない。
【００１８】
また、上記の例の場合においても含有量の少ない短波長側の緑色発光蛍光体が含有量の多い長波長側の赤色発光蛍光体からの蛍光を妨げたり、赤色発光蛍光体への励起光の照射を妨げたりする場合も生じ得る。
【００１９】
なお、上記特許文献２〜４のいずれにも、含有量の多い蛍光体が、含有量の少ない蛍光体から発生する蛍光の発光体の外部への放射を妨げてしまうという上述した問題点については一切記載されていない。また、上記特許文献２〜４のいずれにも、含有量の多い蛍光体が、含有量の少ない蛍光体に対する励起光の照射を妨げてしまうという上述した問題点についても一切記載されていない。
【００２０】
さらに、上記特許文献１に記載の半導体発光装置では、最も長波長側にピーク波長を有する赤色発光蛍光体を半導体微粒子蛍光体としているが、発光体の演色性および発光効率を高めるために赤色発光蛍光体の吸収スペクトルが極小値を示すときの波長と、緑色発光蛍光体の発光スペクトルのピーク波長との差のうちの最小を２５ｎｍ以下としているため、作製が容易でないという問題点もある。
【００２１】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、発光体の発光効率を向上させることができ、その作製を容易にすることができる発光体などを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の発光体は、上記の課題を解決するために、第１色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する第１の蛍光体と、上記第１色波長領域よりも長波長側の第２色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する第２の蛍光体と、を少なくとも含む発光体であって、少なくとも上記第１の蛍光体は、ナノ粒子蛍光体であることを特徴とする。
【００２３】
上記の構成では、少なくとも第１の蛍光体は、ナノ粒子蛍光体である〔平均粒子径（以下、単に「粒径」と呼ぶ）のオーダが、可視光の波長領域の光の波長よりも２桁程度小さい〕。よって、可視光の波長領域およびその近傍の光に対して透光性（または透明性）を有する。このため、第１の蛍光体がナノ粒子蛍光体でない場合と比較して、第２の蛍光体からの発光体の外部への蛍光の発光効率（外部量子効率）が高くなる。
【００２４】
また、第１の蛍光体がナノ粒子蛍光体でない場合と比較して、第２の蛍光体に対する励起光の照射効率が高くなる。
【００２５】
また、上記特許文献１の技術では、赤色発光蛍光体の吸収スペクトルが極小値を示すときの波長と、緑色発光蛍光体の発光スペクトルのピーク波長との差のうちの最小を２５ｎｍ以下としているため、作製が容易でない。しかしながら、上記の本発明の発光体は、第１の蛍光体をナノ粒子蛍光体とするだけで良いので、作製が容易である。
【００２６】
以上より、発光体の発光効率を向上させることができ、その作製を容易にすることができる。
【００２７】
なお、「発光効率」は、発光材料の特性を表し、本願では内部量子効率を用いる。より具体的には、蛍光体に吸収された励起光の光子数に対する蛍光発光の光子数の割合である。
【００２８】
また、本発明の発光体は、上記の構成に加えて、上記第１の蛍光体は、青色光を発生する青色発光ナノ粒子蛍光体であることが好ましい。
【００２９】
ここで、以下、簡単のため、青色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する蛍光体を、青色発光蛍光体と呼ぶ。また、黄色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する蛍光体を黄色発光蛍光体と呼ぶ。また、緑色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する蛍光体を緑色発光蛍光体と呼ぶ。さらに、赤色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する蛍光体を赤色発光蛍光体と呼ぶ。
【００３０】
次に、一般に、照明光として用いられる白色（または擬似白色）光は、等色の原理を満たす３つの色の混色、または補色の関係を満たす２つの色の混色などで実現できる。この等色または補色の原理・関係に基づき、例えば、発光体に含まれる複数の蛍光体のそれぞれが発する蛍光の色の混色で白色（または擬似白色）光を実現できる。
【００３１】
例えば、青色発光蛍光体と黄色発光蛍光体とを組合せることで、（擬似）白色光を実現できる。なお、このとき、青色波長領域が第１色波長領域であり、黄色波長領域が第２色波長領域となる。
【００３２】
また、青色発光蛍光体、緑色発光蛍光体および赤色発光蛍光体を組合せることでも、白色光を実現できる。なお、このとき、青色波長領域が第１色波長領域、緑色波長領域が第２色波長領域、赤色波長領域が第３色波長領域となる。
次に、一般に、青色発光蛍光体（例えば、希土類賦活蛍光体）は、長波長側にピーク波長を有するその他の蛍光体と比較して発光効率がかなり低い。例えば、青色発光蛍光体からの蛍光の発光効率（外部量子効率）は、それよりも長波長側にピーク波長を有する黄色（または、緑色および赤色）発光蛍光体と比較してかなり低下する。また、青色波長領域の発光は視感度が低いということもあって、発光体からの照明光を発光効率の高い白色光にするためには青色発光蛍光体の含有量を特に多くする必要がある。しかしながら、希土類賦活蛍光体を含む通常の（ナノ粒子でない）蛍光体は、可視光の波長領域およびその近傍の光に対して不透明である。よって、青色発光蛍光体の含有量を特に多くすると、上記の理由により、黄色（または、緑色および赤色）発光蛍光体に対する励起光の照射効率や、これらの蛍光体からの蛍光の発光効率が著しく低下してしまうという副次的な問題点がある。
【００３３】
しかしながら、上記の構成のように、第１の蛍光体を青色発光ナノ粒子蛍光体とすることにより、第１の蛍光体の含有量を特に多くしても、第１の蛍光体は、可視光の波長領域またはその近傍の波長を有する光に対して透光性を有するため、上記の副次的な問題点を解決できる。
【００３４】
一方、青色に発光するＬＥＤやＬＤの青色光の発光スペクトルの半値全幅（半値幅）は狭いため、ＬＥＤやＬＤの青色光を照明光の一部として用いる発光装置では、照明光の演色性が低いという副次的な問題点もある。特にＬＤを用いた場合は顕著である。
【００３５】
しかしながら、一般に、青色発光ナノ粒子蛍光体の発光スペクトルの半値幅は、ＬＥＤやＬＤの青色光の発光スペクトルよりも広い。よって、上記の構成のように、第１の蛍光体を青色発光ナノ粒子蛍光体とすることにより、発光体からの照明光の演色性を向上させることも可能である。
【００３６】
なお、「青色光」は、例えば、４４０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する蛍光である。
【００３７】
また、本発明の発光体は、上記の構成に加えて、上記第２の蛍光体は、黄色光を発生する黄色発光蛍光体であっても良い。
【００３８】
発光体に対して、近紫外または青紫色の（３５０ｎｍ以上４２０ｎｍ未満の発振波長を有する）励起光（近紫外光または青紫色光）を照射することにより、発光体から発生する照明光が発光効率の良い（擬似）白色光となる。
【００３９】
なお、「黄色光」は、例えば、５６０ｎｍ以上５９０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する蛍光である。
【００４０】
また、本発明の発光体は、上記の構成に加えて、上記第２の蛍光体は、緑色光を発生する緑色発光蛍光体であり、さらに、第３の蛍光体として、赤色光を発する赤色発光蛍光体を含んでいても良い。
【００４１】
発光体に対して、近紫外または青紫色の励起光を照射することにより、発光体から発生する照明光が、発光効率が良く、かつ、演色性の良い白色光となる。また、これらの蛍光体を上記青色発光ナノ粒子蛍光体と組合せることにより、上記青色領域の励起光と黄色発光蛍光体との組合せよりも演色性が良く、かつ、発光体の発光効率の低下も抑制される。
【００４２】
なお、「緑色光」は、例えば、５１０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する蛍光である。また、「赤色光」は、例えば、６００ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する蛍光である。
【００４３】
また、本発明の発光体は、上記の構成に加えて、上記緑色発光蛍光体は、酸窒化物蛍光体であることが好ましい。
【００４４】
上記の構成によれば、酸窒化物蛍光体は耐熱性に優れ、高い発光効率で安定した材料であるので、耐熱性に優れ、高い発光効率で安定した発光体を実現できる。酸窒化物蛍光体の例としては、サイアロン蛍光体を挙示することができる。
【００４５】
また、本発明の発光体は、上記の構成に加えて、上記赤色発光蛍光体は、窒化物蛍光体であることが好ましい。
【００４６】
窒化物蛍光体、特にＣａＡｌＳｉＮ３蛍光体（ＣＡＳＮ）、ＳｒＣａＡｌＳｉＮ３蛍光体（ＳＣＡＳＮ）は、上述した酸窒化物蛍光体と組合せることにより、演色性をより高めることができる。
【００４７】
また、本発明の発光体は、上記の構成に加えて、上記青色発光ナノ粒子蛍光体は、Ｓｉ、ＣｄＳｅ、ＩｎＰ、ＩｎＮ、ＩｎＧａＮ、ならびに、ＩｎＮおよびＧａＮからなる混晶、のいずれかからなる半導体ナノ粒子を少なくとも１種以上含んでいることが好ましい。
【００４８】
例えば、Ｓｉからなる半導体ナノ粒子（以下、Ｓｉナノ粒子という）は、粒径が１．９ｎｍ程度で青紫色〜青色（ピーク波長は４２０ｎｍ付近）の蛍光を発する。また、粒径が２．５ｎｍ前後で緑色（ピーク波長は５００ｎｍ付近）の蛍光を発する。さらに、粒径が３．３ｎｍ程度で赤色（ピーク波長は７２０ｎｍ付近）の蛍光を発する。
【００４９】
ＣｄＳｅナノ粒子は、発光効率が最も高く、内部量子効率は５０％以上である。
【００５０】
ＩｎＰナノ粒子は、内部量子効率は２０％程度であり、ＩｎＰナノ粒子による青色光は、２ｎｍ以下という非常に小さい粒径で実現される。
【００５１】
ＩｎＮナノ粒子は、反応性の高いＰに変えてＮを使うもので、高い信頼性が期待される。また、粒径を２．５ｎｍ以上３．０ｎｍ以下とすることで青色に発光する。
【００５２】
ＩｎＧａＮナノ粒子は、ＧａとＮとの混晶比を変えることで、粒径が３．０ｎｍ前後にて青色発光を実現できるため、ナノ粒子蛍光体の作製が最も容易である。
【００５３】
なお、ＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いることも可能である。この場合も数ｎｍの粒径で青色発光させることができる。
【００５４】
また、本発明の発光体は、上記の構成に加えて、可視光の波長領域およびその近傍の光に対して透光性を有し、上記第１の蛍光体および上記第２の蛍光体を少なくとも封止する封止材よりも屈折率が高く、粒径が１μｍ以上５０μｍ以下である透明微粒子を含んでいることが好ましい。
【００５５】
発光体を励起するための励起光としてレーザ光を用いた場合、レーザ光が発光体を素通りして外部に放射されることを抑制し、さらに発光体の発光面積（発光点のサイズ）も大きくすることができる。これにより、発光体から発生する照明光の安全性を高めることができる。
【００５６】
また、本発明の発光装置は、上記の構成に加えて、上記のいずれかの発光体を備えた発光装置であって、近紫外光または青紫光を上記発光体に照射する励起光源を備えていることが好ましい。
【００５７】
これにより、高効率および／または高い演色性を有する照明光を照射することが可能な発光装置を実現できる。
【００５８】
なお、「近紫外光または青紫光」は、例えば、３５０ｎｍ以上４２０ｎｍ未満の発振波長を有する励起光である。
【００５９】
また、上記発光装置を備える照明装置およびも前照灯も本発明の技術的範囲に含まれる。
【発明の効果】
【００６０】
本発明の発光体は、以上のように、第１色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する第１の蛍光体と、上記第１色波長領域よりも長波長側の第２色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する第２の蛍光体と、を少なくとも含む発光体であって、少なくとも上記第１の蛍光体は、ナノ粒子蛍光体である構成である。
【００６１】
それゆえ、発光体の発光効率を向上させることができ、その作製を容易にすることができるとの作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施形態であるヘッドランプの概略構成を示す図である。
【図２】（ａ）は、本発明の一実施形態である発光体の組成の一例を模式的に示す図であり、（ｂ）は、上記発光体の組成の他の一例を模式的に示す図である。
【図３】照明光の色度範囲を示すグラフである。
【図４】ナノ粒子蛍光体の粒径と、その蛍光のエネルギーレベル（ｅＶ；エレクトロンボルト）との関係を示す図である。
【図５】（ａ）は、上記ヘッドランプに関し、励起光源の一例（ＬＥＤ）の回路図であり、（ｂ）は、上記ＬＥＤの外観を示す正面図であり、（ｃ）は、上記励起光源の他の一例（ＬＤ）の回路図であり、（ｄ）は、上記ＬＤの外観を示す斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態であるヘッドランプの概略構成を示す断面図である。
【図７】上記他の実施形態であるヘッドランプが備える光ファイバーの端部と発光体との位置関係を示す図である。
【図８】本発明のさらに他の実施形態であるレーザダウンライトが備える発光ユニットおよび従来のＬＥＤダウンライトの外観を示す概略図である。
【図９】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る。
【図１０】上記レーザダウンライトの断面図である。
【図１１】上記レーザダウンライトの設置方法の変更例を示す断面図である。
【図１２】上記ＬＥＤダウンライトが設置された天井の断面図である。
【図１３】上記レーザダウンライトおよび上記ＬＥＤダウンライトのスペックを比較するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
本発明の一実施形態について図１〜図１３に基づいて説明すれば、次の通りである。以下の特定の項目で説明する構成以外の構成については、必要に応じて説明を省略する場合があるが、他の項目で説明されている場合は、その構成と同じである。また、説明の便宜上、各項目に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００６４】
〔本発明の技術的思想〕
ナノ粒子蛍光体でない通常の粒径（平均粒子径が１μｍから数１０μｍ程度）を有する蛍光体からの蛍光の発光効率（外部量子効率）は、蛍光のピーク波長が、緑色から赤色波長領域にある蛍光体に比べて、より短波長側で発光する青色波長領域の蛍光体の方が低い傾向にある。このため、外部量子効率の観点のみを考慮した場合、必要な蛍光発光量を確保するために、ピーク波長が青色波長領域にある蛍光体の含有量は、ピーク波長が緑色から赤色波長領域にある蛍光体よりも多くなる。
【００６５】
さらに、通常の昼白色からそれ以上の高色温度までの照明光を得る場合には、赤色波長領域にピーク波長をもつ蛍光体の含有量よりも、緑色波長領域にピーク波長をもつ蛍光体の含有量の方が多くなるという一般的な傾向がある。すなわち、必要な蛍光発光量を確保するために、ピーク波長が短波長側にある蛍光体の含有量が、ピーク波長が長波長側にある蛍光体よりも多くなるという一般的な傾向がある。
【００６６】
一方、照明光の高い演色性を実現するためには、可視光領域の光のスペクトルは、できるだけスペクトルの谷間が少ない状態である方が好ましい。このため、演色性の観点を考慮すると、上記特許文献１の半導体発光装置のように照明光の一部として青色ＬＥＤの青色光を用いるよりも、青色ＬＥＤの青色光よりも発光スペクトルが広い青色光を発する青色発光蛍光体の蛍光を照明光の一部として用いる方が好ましい。なお、上記特許文献１の半導体発光装置では、発光体に青色発光蛍光体を含める観点については、何も開示されていない。
【００６７】
しかしながら、仮に発光体に青色発光蛍光体を含めた場合、青色波長領域（短波長側）の発光は視感度が低いこともあって、発光体の発光効率を高めるために、青色波長領域で発光する青色発光蛍光体の含有量を特に多くする必要がある。このため、青色波長領域よりも長波長側にピーク波長を有する蛍光体に対して、青色波長領域（短波長側）にピーク波長を有する蛍光体の含有量は特に多くなる。
【００６８】
その結果、青色発光蛍光体を含む複数種類の蛍光体からなる発光体では、特に含有量の多い青色波長領域（短波長側）にピーク波長を有する青色発光蛍光体が、より長波長側にピーク波長を有する蛍光体から発生する蛍光の発光体の外部への放射を妨げてしまうという問題点がある。
【００６９】
例えば、上記特許文献１の半導体発光装置において、仮に発光体に含まれる蛍光体として、青色発光蛍光体を追加した場合、特に含有量の多い短波長側にピーク波長を有する青色発光蛍光体が、より長波長側にピーク波長を有する緑色または赤色発光蛍光体から発生する蛍光の発光体の外部への放射を妨げてしまう。
【００７０】
また、青色発光蛍光体を含む複数種類の蛍光体からなる発光体では、特に含有量の多い青色波長領域（短波長側）にピーク波長を有する青色発光蛍光体が、より長波長側にピーク波長を有する蛍光体に対する励起光の照射を妨げてしまうという問題点もある。
【００７１】
例えば、上記特許文献１の半導体発光装置において、仮に発光体に含まれる蛍光体として、青色発光蛍光体を追加した場合、特に含有量の多い短波長側にピーク波長を有する青色発光蛍光体が、より長波長側にピーク波長を有する緑色または赤色発光蛍光体に対する励起光の照射を妨げてしまう。
【００７２】
一方、青色発光蛍光体を含む複数種類の蛍光体からなる発光体を用いて、色温度の低い電球色の照明光を実現する観点からは、上述した発光効率の観点のみを考慮した場合と比較して多少事情が異なってくる。例えば、発光体が青色、緑色および赤色発光蛍光体からなる場合、青色発光蛍光体の含有量が、緑色および赤色発光蛍光体の含有量よりも特に多くなる点は上述した発光効率の観点のみを考慮した場合と変わらないものの、色温度の低い電球色の照明光を実現する場合は、赤色発光蛍光体の含有量が緑色発光蛍光体の含有量よりも多くなる場合もあり得る点で事情が異なる。この場合には、むしろ含有量の多い長波長側の赤色発光蛍光体が、含有量の少ない短波長側の緑色発光蛍光体からの蛍光を妨げたり、緑色発光蛍光体への励起光の照射を妨げたりする場合も生じ得る。但し、この場合でも特に含有量の多い短波長側の青色発光蛍光体が、含有量の少ない長波長側の緑色または赤色発光蛍光体からの蛍光を妨げたり、緑色または赤色発光蛍光体への励起光の照射を妨げたりする点は変わらない。
また、上記の例の場合においても含有量の少ない短波長側の緑色発光蛍光体が含有量の多い長波長側の赤色発光蛍光体からの蛍光を妨げたり、赤色発光蛍光体への励起光の照射を妨げたりする場合も生じ得る。
【００７３】
さらに、上記特許文献１に記載の半導体発光装置では、最も長波長側にピーク波長を有する赤色発光蛍光体を半導体微粒子蛍光体としているが、発光体の演色性および発光効率を高めるために赤色発光蛍光体の吸収スペクトルが極小値を示すときの波長と、緑色発光蛍光体の発光スペクトルのピーク波長との差のうちの最小を２５ｎｍ以下としているため、作製が容易でないという問題点もある。
【００７４】
本発明の発明者は、このような状況に鑑み、次のような発光体の開発を進めた。つまり、その発光体は、第１色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する第１の蛍光体と、第１色波長領域よりも長波長側の第２色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する第２の蛍光体と、を少なくとも含む発光体である。そして、少なくとも上記第１の蛍光体を、ナノ粒子蛍光体とする。
【００７５】
本発明の発明者は、このような構成により、発光体の発光効率を向上させることができ、その作製を容易にすることができると考えた。
【００７６】
本発明の発光体は、このような技術的思想に基づいてなされたものである。ここでは、上記発光体を備えた発光装置として、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（発光装置，照明装置，前照灯）１を例に挙げて説明する。但し、上記発光体を備えた発光装置は、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発光装置として実現されてもよい。
【００７７】
〔ヘッドランプ１の構成〕
まず、本実施形態のヘッドランプ１の構成について図１〜図５を用いて説明する。まず、図１は、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、発光体５、反射鏡６および透過フィルタ７を備えている。
【００７８】
（半導体レーザ２）
半導体レーザ２は、励起光を発生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（１チップ１ストライプ）を用いてもよいし、複数の発光点を有するもの（１チップ複数ストライプ）を用いてもよい。本実施形態では、１チップ１ストライプの半導体レーザ２を用いている。
【００７９】
半導体レーザ２は、例えば、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。また、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。
【００８０】
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、近紫外領域から青色領域（３５０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下）、より好ましくは、近紫外領域から青紫色領域（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。
【００８１】
また、後述する酸窒化物系または窒化物系の蛍光体を発光体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、発光体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体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。
【００８２】
ただし、後述の青色発光ナノ粒子蛍光体を発光体５の蛍光体として用いた場合には、発光体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。
【００８３】
（励起光源の具体例について）
次に、図５（ａ）〜図５（ｄ）に基づき、励起光源の具体例について説明する。
【００８４】
図５（ａ）は、励起光源の一例であるＬＥＤランプ（励起光源）２１の回路図であり、図５（ｂ）は、ＬＥＤランプ２１の外観を示す正面図である。
【００８５】
図５（ｂ）に示すように、ＬＥＤランプ２１は、アノード１４とカソード１５に接続されたＬＥＤチップ（励起光源）２１０が、エポキシ樹脂キャップ１６によって封じこめられた構成である。
【００８６】
図５（ａ）に示すように、ＬＥＤチップ２１０は、ｐ型半導体１３１とｎ型半導体１３２とをｐｎ接合し、ｐ型電極１３３にアノード１４が接続され、ｎ型電極１３４にカソード１５が接続される。なお、半導体レーザ２は、抵抗Ｒを介して電源Ｅと接続されている。
【００８７】
また、アノード１４とカソード１５とを電源Ｅに接続することにより、回路が構成され、電源ＥからＬＥＤチップ２１０に電力が供給されることによってｐｎ接合附近からインコヒーレントな励起光を発生する。
【００８８】
ＬＥＤチップ２１０の材料としては、発光色が赤色となるＧａＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＡｓＰなど、発光色が橙色となるＧａＡｓＰ、発色光が黄色となるＧａＡｓＰ、ＧａＰ、発光色が緑となるＧａＰ、発光色が青色となるＳｉＣ、ＧａＮなどの化合物半導体が例示できる。
【００８９】
なお、ＬＥＤチップ２１０は、約２Ｖ〜４Ｖ程度の低電圧で動作し、小型軽量で、応答速度が速い、長寿命で、低コストといった特徴がある。
【００９０】
次に、上述した半導体レーザ２の基本構造について説明する。図５（ｃ）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５（ｄ）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。
【００９１】
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波長領域〜紫外波長領域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、ならびに、ＳｉＮなどの窒化物絶縁体のいずれかの材料が用いられる。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
活性層１１１は、クラッド層１１３およびクラッド層１１２で挟まれた構造になっている。
【００９５】
また、活性層１１１、ならびに、クラッド層１１２および１１３の材料としては、青色波長領域〜紫外波長領域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。
【００９６】
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およびクラッド層１１３との屈折率差により、発光した光が活性層１１１内に閉じ込められる。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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、およびＡｌＮに代表されるＩＩＩ−Ｖ属化合物半導体、ならびに、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およびカソード電極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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
（非球面レンズ３）
次に、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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
（導光部４）
次に、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体５（発光体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体５へ出射する光出射面４ｂ（出射端部）とを有している。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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体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、直接に発光体５に照射してもよい。半導体レーザ２と発光体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。
【０１０８】
（発光体５の組成）
次に、本実施形態の発光体５の組成の要点について説明する。
【０１０９】
本実施形態の発光体５の組成では、第１色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する第１の蛍光体と、上記第１色波長領域よりも長波長側の第２色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する第２の蛍光体と、を少なくとも含むように構成し、少なくとも上記第１の蛍光体を、ナノ粒子蛍光体とする。
【０１１０】
また、上記の組成に対して、さらに、上記第２色波長領域よりも長波長側の第３色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する第３の蛍光体を含む構成としても良い。
【０１１１】
上記の構成では、発光体５に含まれる少なくとも第１の蛍光体は、ナノ粒子蛍光体である〔平均粒子径（以下、単に「粒径」と呼ぶ）のオーダが、可視光の波長領域の光の波長よりも２桁程度小さい〕。よって、可視光の波長領域およびその近傍の光に対して透光性（または透明性）を有する。このため、第１の蛍光体がナノ粒子蛍光体でない場合と比較して、第２の蛍光体（または第３の蛍光体）からの発光体５の外部への蛍光の発光効率が高くなる。
【０１１２】
また、発光体５に含まれる第１の蛍光体がナノ粒子蛍光体でない場合と比較して、第２の蛍光体（または第３の蛍光体）に対する励起光の照射効率が高くなる。
【０１１３】
また、上記特許文献１の技術では、赤色発光蛍光体の吸収スペクトルが極小値を示すときの波長と、緑色発光蛍光体の発光スペクトルのピーク波長との差のうちの最小を２５ｎｍ以下としているため、作製が容易でない。しかしながら、上記の発光体５の組成では、第１の蛍光体をナノ粒子蛍光体とするだけで良いので、作製が容易である。
【０１１４】
以上より、発光体５の発光効率を向上させることができ、その作製を容易にすることができる。
【０１１５】
なお、各蛍光体を封止する封止材は、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良い。なお、発光体５は、各蛍光体のみを押し固めたものであってもよいが、各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。各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体５の劣化が促進される可能性があるからである。
【０１１６】
ここで、以下、簡単のため、青色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する蛍光体を、青色発光蛍光体と呼ぶ。また、黄色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する蛍光体を黄色発光蛍光体と呼ぶ。また、緑色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する蛍光体を緑色発光蛍光体と呼ぶ。さらに、赤色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する蛍光体を赤色発光蛍光体と呼ぶ。
【０１１７】
また、「青色光」は、例えば、４４０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する蛍光である。「黄色光」は、例えば、５６０ｎｍ以上５９０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する蛍光である。「緑色光」は、例えば、５１０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する蛍光である。「赤色光」は、例えば、６００ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する蛍光である。
【０１１８】
次に、図２〜４に基づき、発光体５の組成の具体例について説明する。まず、図２（ａ）は、本実施形態の発光体５の組成の一例を模式的に示す図である。また、図２（ｂ）は、本実施形態の発光体５の組成の他の一例を模式的に示す図である。なお、これらの図は、発光体５の各構成要素の形状およびサイズを実際に即して描画したものではなく、単に発光体５の組成を模式的に示した図に過ぎない。
【０１１９】
一般に、照明光として用いられる白色（または擬似白色）光は、等色の原理を満たす３つの色の混色、または補色の関係を満たす２つの色の混色などで実現できる。この等色または補色の原理・関係に基づき、例えば、発光体５に含まれる複数の蛍光体のそれぞれが発する蛍光の色の混色で白色（または擬似白色）光を実現できる。
【０１２０】
例えば、図２（ａ）に示す例では、発光体５は、緑色発光蛍光体（第２の蛍光体）５１、赤色発光蛍光体（第３の蛍光体）５２、青色発光蛍光体（第１の蛍光体，ナノ粒子蛍光体）５６、および、透明微粒子５９が、封止材の中に分散されたものとなっている。なお、封止材は、これらの蛍光体および透明微粒子５９の隙間に存在している。
【０１２１】
これにより、発光体５は、青色発光蛍光体５６、緑色発光蛍光体５１および赤色発光蛍光体５２の組合せを含んでいるため、白色光を実現できる。
【０１２２】
具体的には、発光体５に対して、上記近紫外領域から青紫色領域の励起光を照射することにより、発光体５から発生する照明光が、発光効率が良く、かつ、演色性の良い白色光となる。また、以下の図２（ｂ）の形態よりも演色性が良く、かつ、発光体５の発光効率の低下も抑制される。
【０１２３】
なお、青色波長領域を第１色波長領域とみるときは、緑色波長領域または赤色波長領域を、上述した第２色波長領域とみる。すなわち、青色発光蛍光体５６を第１の蛍光体とみる場合、緑色発光蛍光体５１または赤色発光蛍光体５２のいずれかを第２の蛍光体とみれば良い。
【０１２４】
一方、緑色波長領域を第１色波長領域とみるときは、赤色波長領域を、上述した第２色波長領域とみれば良い。すなわち、緑色発光蛍光体５１を第１の蛍光体とみる場合、赤色発光蛍光体５２を第２の蛍光体とみても良い。但し、このときは、緑色発光蛍光体５１をナノ粒子蛍光体とする。
【０１２５】
さらに、青色波長領域を第１色波長領域とみて、かつ、緑色波長領域を第２色波長領域とみるときは、赤色波長領域が、上述した第３色波長領域であるとみても良い。この場合は、赤色発光蛍光体５２を第３の蛍光体とみる。
【０１２６】
また、第２の蛍光体および第３の蛍光体は、それぞれ、緑色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する蛍光体、および、赤色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する蛍光体であれば良いので、第２の蛍光体および／または第３の蛍光体をナノ粒子蛍光体としても良い。
【０１２７】
言い換えれば、発光体５の組成では、他の蛍光体よりも低波長側にピーク波長を有する蛍光を発生する少なくとも１種類の蛍光体がナノ粒子蛍光体であれば良い。
【０１２８】
次に、図２（ｂ）に示す例では、発光体５は、青色発光蛍光体５６、黄色発光蛍光体（第２の蛍光体）５８および、透明微粒子５９が、封止材の中に分散されたものとなっている。なお、封止材については、上述したとおりである。
【０１２９】
これにより、発光体５は、青色発光蛍光体５６、黄色発光蛍光体５８の組合せを含んでいるため、（擬似）白色光を実現できる。
【０１３０】
具体的には、発光体５に対して、近紫外から青紫色の（３５０ｎｍ以上４２０ｎｍ未満の発振波長を有する）励起光を照射することにより、発光体５から発生する照明光が発光効率の良い（擬似）白色光となる。
【０１３１】
次に、緑色発光蛍光体５１、赤色発光蛍光体５２および黄色発光蛍光体５８の具体例について説明する。
【０１３２】
（緑色発光蛍光体）
緑色発光蛍光体５１の具体例としては、各種の窒化物系または酸窒化物系の蛍光体が挙げられる。特に、酸窒化物系の蛍光体は耐熱性に優れ、高い発光効率で安定した材料であるので、耐熱性に優れ、高い発光効率で安定した発光体５を実現できる。
【０１３３】
例えば、緑色に発光する酸窒化物系蛍光体として、Ｅｕ２＋がドープされたβ−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ蛍光体、Ｃｅ３＋がドープされたＣａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体などが挙げられる。β−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ蛍光体は、近紫外から青色の励起光によりピーク波長が約５４０ｎｍの強い発光を示す。この蛍光体の発光スペクトル半値幅は約５５ｎｍである。また、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体は、近紫外から青色の励起光によりピーク波長が約５１０ｎｍの強い発光を示す。
【０１３４】
なお、上記のα−ＳｉＡｌＯＮおよびβ−ＳｉＡｌＯＮ（サイアロン）は、いわゆるサイアロン蛍光体（酸窒化物系蛍光体）であり、窒化ケイ素と同様に、結晶構造によりα型とβ型とがある。特に、α−サイアロンは，一般式Ｓｉ１２−（ｍ＋ｎ）Ａｌ（ｍ＋ｎ）ＯｎＮ１６−ｎ（ｍ＋ｎ＜１２，０＜ｍ ，ｎ＜１１；ｍ ，ｎは整数）であらわされる２８原子からなる単位構造の中に２箇所の空隙があり、ここに各種金属を侵入固溶させることが可能である。希土類元素を固溶させることで蛍光体になる。カルシウム（Ｃａ）とユーロピウム（Ｅｕ）とを固溶させると、後述するＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体よりも長波長の黄色から橙色の範囲で発光する特性の良い蛍光体が得られる。
【０１３５】
また、サイアロン蛍光体は、近紫外から青色の（３５０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下）の光で励起可能であり、白色ＬＥＤ用の蛍光体などに適している。
【０１３６】
（赤色発光蛍光体）
赤色発光蛍光体５２の具体例としては、各種の窒化物系の蛍光体が挙げられる。
【０１３７】
例えば、窒化物系の蛍光体としては、Ｅｕ２＋がドープされたＣａＡｌＳｉＮ３：蛍光体（ＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体）、Ｅｕ２＋がドープされたＳｒＣａＡｌＳｉＮ３蛍光体（ＳＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体）などが挙げられる。これらの窒化物系の蛍光体は、上述した酸窒化物蛍光体と組合せることにより、演色性をより高めることができる。
【０１３８】
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。
【０１３９】
これらの赤色発光蛍光体を用いることにより、演色性が非常に良い白色光を実現することができる。また、赤色発光蛍光体であれば、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、赤色、黄色および青色が用いられているため、ヘッドランプ１が備える発光体５に赤色発光蛍光体を用いることは、背景色が赤色の交通標識を視認する上で有効である。
【０１４０】
また、赤色に発光する窒化物系蛍光体の例としては、（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ等のＥｕ賦活窒化物蛍光体や（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｃｅ等のＣｅ賦活窒化物蛍光体などが挙げられる。
【０１４１】
（黄色発光蛍光体）
黄色発光蛍光体５８の具体例としては、セリウム（Ｃｅ）で賦活したイットリウム（Ｙ）−アルミニウム（Ａｌ）−ガーネット（Garnet）蛍光体であるＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体や、Ｅｕ２＋がドープされたＣａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ蛍光体などが挙げられる。
【０１４２】
ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体は、５５０ｎｍ付近（５５０ｎｍよりも若干長波長側）に発光ピークが存在するブロードな発光スペクトルをもつ。また、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ蛍光体は、近紫外から青色の励起光によりピーク波長が約５８０ｎｍの強い発光を示す。
【０１４３】
（ナノ粒子蛍光体について）
次に、ナノ粒子蛍光体について説明する。ナノ粒子蛍光体の構成材料である半導体物質の典型は、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ等のＩＩ−ＶＩ族化合物、Ｓｉ、Ｇｅ等の４Ｂ族元素、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物である。半導体ナノ粒子は半導体材料からなる、平均粒径が１００ｎｍ以下程度の粒子を指し、１個のナノ粒子に含まれる原子数は１０２〜１０４個である。量子サイズ効果により、バルク（目で見える大きさの塊）の半導体とは異なる波長の光を吸収・発光する。例えば、間接遷移型のため、通常では発光しないＳｉについてもナノ粒子化することによって発光させることができる。
【０１４４】
量子サイズ効果とは、粒子が小さくなるにつれて材料中の電子の状態が変わって、より短い波長の光を吸収したり放出したりする現象のことである。特に平均粒径１０ｎｍ以下の粒子について顕著に見られることが多い。
【０１４５】
すなわち、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、その粒径をｎｍオーダの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］。
【０１４６】
また、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、このナノ粒子蛍光体の発光寿命が１０ｎｓ（ナノ秒）程度と、希土類を発光中心とする通常の希土類賦活蛍光体に比べて５桁も小さいためである。
【０１４７】
さらに、上述したように、発光寿命が短いため、励起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も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。
【０１４８】
よって、発光体５に含まれる蛍光体をナノ粒子蛍光体とすることにより、発光体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、光出力が高い発光素子を光源として用いる場合に、本実施形態のヘッドランプ１や、後述するヘッドランプ２０の寿命が短くなるのをより抑制することができる。
【０１４９】
なお、発光体５の劣化は、発光体５に含まれる蛍光体の封止材（例えば、シリコーン樹脂）の劣化が主たる原因であると考えられる。すなわち、上述のサイアロン蛍光体は、レーザ光が照射されると６０〜８０％の効率で蛍光を発生させるが、残りは熱となって放出される。この熱によって封止材が劣化すると考えられる。
【０１５０】
従って、封止材としては、熱耐性の高い封止材が好ましい。熱耐性の高い封止材としては、例えば、ガラスなどが例示できる。
【０１５１】
次に、ナノ粒子蛍光体の好ましい構成材料について説明する。ナノ粒子蛍光体は、Ｓｉ、ＣｄＳｅ、ＩｎＰ、ＩｎＮ、ＩｎＧａＮ、ならびに、ＩｎＮおよびＧａＮからなる混晶、のいずれかからなる半導体ナノ粒子を少なくとも１種以上含んでいることが好ましい。
【０１５２】
Ｓｉからなる半導体ナノ粒子（以下、Ｓｉナノ粒子という）は、粒径が１．９ｎｍ程度で青紫色〜青色（ピーク波長は４２０ｎｍ付近）の蛍光を発する。また、粒径が２．５ｎｍ前後で緑色（ピーク波長は５００ｎｍ付近）の蛍光を発する。さらに、粒径が３．３ｎｍ程度で赤色（ピーク波長は７２０ｎｍ付近）の蛍光を発する。
【０１５３】
ＣｄＳｅナノ粒子は、現在のところ最も発光効率が高く、内部量子効率は５０％以上である。
【０１５４】
ＩｎＰナノ粒子は、内部量子効率は２０％程度であり、ＩｎＰナノ粒子による青色光は、２ｎｍ以下という非常に小さい粒径で実現される。
【０１５５】
ＩｎＮナノ粒子は、反応性の高いＰに変えてＮを使うもので、高い信頼性が期待される。また、粒径を２．５ｎｍ以上３．０ｎｍ以下とすることで青色に発光する。
【０１５６】
なお、ＩｎＮナノ粒子の粒径（ｎｍ）と蛍光のエネルギーレベル（ｅＶ）または発光色との関係を図４に示す。
【０１５７】
ＩｎＧａＮナノ粒子は、ＧａとＮとの混晶比を変えることで、粒径が３．０ｎｍ前後にて青色発光を実現できるため、ナノ粒子蛍光体の作製が最も容易である。
【０１５８】
なお、ＩｎＮとＧａＮとの混晶を用いることも可能である。この場合も数ｎｍの粒径で青色発光させることができる。
【０１５９】
しかしながら、ナノ粒子蛍光体の構成材料としては、ここで説明した半導体材料に限られない。例えば、ＩＩ−ＶＩ族半導体の１つであるＺｎＳｅを挙示することができる。ＺｎＳｅナノ粒子は、表面状態をうまく制御すると青紫色〜青色の強い蛍光を発する。
【０１６０】
（Ｓｉナノ粒子以外のナノ粒子蛍光体について）
次に、Ｓｉナノ粒子以外のナノ粒子蛍光体として、上述したＧａＮ、ＩｎＮ、および、これらの混晶であるＩｎＧａＮについてより詳細に説明する。これらのナノ粒子蛍光体の平均粒径は、一般的に１００ｎｍ以下である。また、純粋なＧａＮの密度は６．１０ｇ／ｃｍ３、ＩｎＮの密度は６．８７ｇ／ｃｍ３である。ＩｎＧａＮの密度に関しては、その混晶比と不純物の含有量とにより、６．０〜７．０ｇ／ｃｍ３、より好ましくは６．１０〜６．８７ｇ／ｃｍ３の範囲で値を取り得る。
【０１６１】
ナノ粒子蛍光体の好ましい平均粒径は、５０ｎｍ以下であり、より好ましくは１０ｎｍ以下であり、さらに好ましくは５ｎｍ以下である。その理由について、図４を用いて説明する。
【０１６２】
図４はナノ粒子蛍光体（ＧａＮおよびＩｎＮ）の平均粒径と蛍光波長との関係を示すグラフである。図４において、横軸はナノ粒子蛍光体の粒径を示し、縦軸はナノ粒子蛍光体のエネルギーレベルを示している。ＧａＮに関する粒径とエネルギーレベルとの関係を実線で示し、ＩｎＮに関する粒径とエネルギーレベルとの関係を破線で示している。また、青、緑、赤という文字を付した領域は、それぞれ、青色、緑色または赤色に発光する凡そのエネルギーレベルを示す。青色、緑色および赤色を示す領域と、グラフの曲線との交点における粒径が、当該色に発光する粒径を示している。例えば、ＩｎＮの場合、その粒径が５ｎｍ弱のときに赤色の蛍光を発する。
【０１６３】
図４に示すように、ＩｎＮの場合、粒径が２ｎｍ以上、５ｎｍ以下の範囲において可視光が効率的に発生する。また、ＧａＮでは、可視光を発生させることができないが、ＧａＮとＩｎＮとの混晶にすることによって多様な平均粒径のナノ粒子蛍光体を生成し、当該ナノ粒子蛍光体の粒径を制御することで目的の波長での発光が可能なナノ粒子蛍光体を得ることができる。
【０１６４】
可視光を発生する粒径の範囲は、ナノ粒子蛍光体ごとに異なるが、平均すれば、平均粒径が５０ｎｍ以下の場合に可視光を発生する効率が高く、さらに、１０ｎｍ以下、５ｎｍ以下と平均粒径が小さくなるに従って可視光を発生する効率が高い。
【０１６５】
それゆえ、ナノ粒子蛍光体の平均粒径は、５０ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは１０ｎｍ以下であり、さらに好ましくは５ｎｍ以下である。ただし、下限値は０よりも大きい。
【０１６６】
ナノ粒子蛍光体のような粒径がナノメータのオーダの蛍光体と、その粒径より１００〜１００００倍も粒径が大きいガラス粉末とを均一に混ぜる時には、ガラスの密度範囲は酸窒化物蛍光体と混ぜる時に比べて広くても、均一に分散させることができる。それゆえ、発光体５の蛍光体としてナノ粒子蛍光体を用いる場合、すなわち、蛍光体の平均粒径が５０ｎｍ以下の場合、ガラス材の密度は、２．０ｇ／ｃｍ３以上、１２．０ｇ／ｃｍ３以下、より好ましくは６．０ｇ／ｃｍ３以上、１１ｇ／ｃｍ３以下である。
【０１６７】
この密度範囲は、ナノ粒子蛍光体の密度の範囲を固定した上で、封止材の密度の好ましい範囲を求めたものである。発光体５の蛍光体としてナノ粒子蛍光体を用いた場合には、封止材の密度範囲を上述のものにすることで蛍光体と封止材とを均一に混ぜ合わせることができる。
【０１６８】
ナノ粒子蛍光体の一例であるＧａＮの密度は６．１ｇ／ｃｍ３あり、この値は、上記蛍光体の密度範囲に含まれている。
【０１６９】
（Ｓｉナノ粒子の製造方法）
次に、Ｓｉナノ粒子を例にとり、ナノ粒子蛍光体の製造方法について説明する。なお、ナノ粒子蛍光体の製造方法は、ここで記載する方法に限定されない。
【０１７０】
Ｓｉナノ粒子は、例えば、以下の（１）〜（４）のような化学エッチング法を用いて製造することができる。
（１）シリコンウエハなどを粉砕し、Ｓｉを粒径５０ｎｍ程度の粉末にする。
（２）粉末にしたＳｉを溶媒中（例えば、純水＋メタノール）に入れ、さらにフッ酸（ＨＦ）および硝酸（ＨＮＯ３）の混合液を加える。
（３）（２）の溶液に超音波振動を加える。これにより、粉末状態のＳｉがエッチングされる。粒径に応じてエッチング時間を制御する。
（４）フィルタ（ＰＶＤＦメンブレンフィルターなど）で（３）のエッチング後の溶液をろ過する。これにより、所望のサイズのＳｉナノ粒子を得ることができる。
【０１７１】
なお、その他のナノ粒子蛍光体も同様に製造することができる。
【０１７２】
（透明微粒子）
次に、図２に示す発光体５に含まれる透明微粒子５９について説明する。透明微粒子５９は、蛍光体を封止する封止材よりも屈折率が高く、粒径が１μｍ以上５０μｍ以下である。
【０１７３】
このように、発光体５に複数の透明微粒子５９を分散させることにより、発光体５を励起するための励起光としてレーザ光を用いた場合、レーザ光が発光体５を素通りして発光体５の外部に放射されることを抑制し、さらに発光体５の発光面積（発光点のサイズ）も大きくすることができる。これにより、発光体５から発生する照明光の安全性を高めることができる。
【０１７４】
（青色発光蛍光体をナノ粒子蛍光体とすることが好ましい理由）
次に、発光体５に含まれる複数種類の蛍光体のうち、特に青色発光蛍光体をナノ粒子蛍光体とすることが好ましい理由について説明すする。現状では、高効率の青色発光蛍光体が存在していないため、３５０〜４２０ｎｍ（ナノメートル）近傍の波長の励起光（近紫外領域から青紫色領域）を発するＬＥＤやＬＤなどの半導体発光素子を励起光源として用いる照明装置の場合、装置の発光効率が低いという副次的な問題点がある。
【０１７５】
このような問題点を解決する方法としては、他の蛍光体と比較して青色発光蛍光体の含有量を多くする方法が考えられる。
【０１７６】
しかしながら、青色発光蛍光体（例えば、希土類賦活蛍光体）は、不透明であり、かつ、発光効率が低い。このため、上記の方法では、不透明な青色発光蛍光体が、黄色発光蛍光体に対する励起光の照射を妨害するため、高効率であるはずの黄色発光蛍光体の励起効率が低下してしまう。
【０１７７】
また、不透明な青色発光蛍光体が、黄色発光蛍光体からの蛍光の外部への放射を妨害するため、黄色発光蛍光体からの発光の取出し効率も低下してしまう。
【０１７８】
また、発光体に含まれる蛍光体として、比較的高効率である緑色発光蛍光体や赤色発光蛍光体を用いる場合でも、これらの蛍光体の励起や、これらの蛍光体からの蛍光の取出しに、不透明な青色発光蛍光体が悪影響を及ぼし、結果として装置全体の発光効率が低くなってしまう。
【０１７９】
なお、上述した特許文献１〜４を含め、従来の技術文献には、以上のような問題点について言及したものは無い。
【０１８０】
一方、青色に発光するＬＥＤやＬＤを励起光源として用いた場合、その青色光のスペクトルは蛍光体による発光スペクトルに比べて細い（半値幅が狭い）という問題点もある。特にＬＤを用いた場合は顕著である。そのような青色光を照明に使うと青色光近傍の演色性が低下してしまう副次的な問題点も生じる。
【０１８１】
次に、発光色を白色にするために必要な青色発光蛍光体の含有量についてより具体的に検討する。
【０１８２】
例えば、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体と、ＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体と、の２種類の蛍光体を使用する場合、典型的には重量比で表わすと、ＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体を１としたときに、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体は３〜４程度、含有する。この２種類の蛍光体に青色発光蛍光体を含有することで発光色を白色（例えば、５０００Ｋ）にしようとすると、青色発光蛍光体を重量比で１６〜２０程度は混ぜる必要がある。なお、蛍光体材料のピーク波長や発光効率にも左右されるが、現状入手できるもっとも特性の良い材料を使ったとしてもこのような状況は変わらない。
【０１８３】
すなわち、各蛍光体の含有量は、重量比で、赤色：緑色：青色＝１：（３〜４）：（１６〜２０）となり、赤色発光蛍光体や緑色発光蛍光体と比較して圧倒的に多量の青色発光蛍光体が必要となる。
【０１８４】
また、発光体５に含める蛍光体として青色発光蛍光体を使用した場合であっても、やはり蛍光体の総量と封止材の混合比は、重量比で１：１０程度が適当である。そうすると、赤色発光蛍光体と緑色発光蛍光体の含有量は、青色発光蛍光体を含まない発光体と比べてはるかに少なくなる。このため、十分な赤色光および緑色光が得られなくなり、発光効率が極めて悪い照明装置しか実現できなくなってしまう。
【０１８５】
しかしながら、ナノ粒子蛍光体は、可視領域またはその近傍の光に対して透光性（または透明性）を有している。そこで、圧倒的に多量の青色発光蛍光体を少なくともナノ粒子蛍光体とすれば、青色発光蛍光体が、他の蛍光体の励起を妨害したり、他の蛍光体からの蛍光の発光体５の外部への放射を妨害したりすることを回避することができる。また、ＬＥＤやＬＤの青色光を照明光の一部として利用する発光装置よりも発光体５からの照明光の演色性を向上させることもできる。以上が、青色発光蛍光体をナノ粒子蛍光体とする理由である。
【０１８６】
（複数の蛍光体の好ましい組合せについて）
次に、発光体５に含まれる蛍光体の好ましい組合せについて説明する。
【０１８７】
（１）青色発光ナノ粒子蛍光体とＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体（黄色発光蛍光体）との組合せ：演色性は多少劣るものの、発光体５の発光効率（量子内部効率）は、最も高くなる。また、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体は低コストなのでコストの面でも有利である。また、高い色温度を実現することもできる。
【０１８８】
各蛍光体の配合比は、重量比で、（ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体）：（青色発光ナノ粒子蛍光体）＝１：０．２〜１程度である。また、上記２種類の蛍光体と透明微粒子５９との配合比は、重量比で、１〜５：１程度である。また、上記２種類の蛍光体および透明微粒子５９と封止材の配合比は、重量比で、１０：１程度である。
【０１８９】
（２）青色発光ナノ粒子蛍光体、β−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ蛍光体（緑色発光蛍光体）、およびＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体（赤色発光蛍光体、橙色発光蛍光体）の組合せ：発光体５の発光効率（量子内部効率）は多少劣るものの、演色性が最も良い。また、低い色温度を実現することもできる。
【０１９０】
各蛍光体の配合比は、重量比で、（ＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体）：（β−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ蛍光体）：（青色発光ナノ粒子蛍光体）＝１：１〜４：１〜１０程度である。また、上記３種類の蛍光体と透明微粒子５９との配合比は、重量比で、１〜５：１程度である。また、上記３種類の蛍光体および透明微粒子５９と封止材の配合比は、重量比で、１０：１程度である。
【０１９１】
なお、発光体５に含まれる複数の蛍光体の組合せは、上記の（１）および（２）の形態に限定されない。
【０１９２】
（複数の蛍光体と色度との関係について）
次に、図３を用いて、発光体５に含まれる複数の蛍光体と色度との関係について説明する。図３は、照明光の色度範囲を示すグラフである。
【０１９３】
ここでは、発光体５に含まれる複数の蛍光体の例として、Ｓｉナノ粒子蛍光体（ピーク波長：約４２０ｎｍ、点３６参照）、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体（ピーク波長：約５１０ｎｍ、点３１参照）、および、ＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体（ピーク波長：約６５０ｎｍ、点３２参照）を用いて説明する。
【０１９４】
Ｓｉナノ粒子蛍光体、Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体およびＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体は、それぞれ、上述した青色発光蛍光体５６、緑色発光蛍光体５１および赤色発光蛍光体５２の典型例である。
【０１９５】
同図の曲線３３は、色温度（Ｋ：ケルビン）を示すものである。また、同図に示す６つの点３５を頂点とする多角形は、法律により規定されている車両用前照灯に要求される白色光の色度範囲を示す。
【０１９６】
ここで、上記の３種類の蛍光体の配合比を調整することにより、点３１、点３２、および点３６を頂点とする三角形で示される色度範囲に含まれる、任意の色度の照明光を放射できる発光体５の製造が可能である。なお、上記の３種類の蛍光体の組合せでは、図３に示すグラフの色度範囲を覆う三角形の面積がほぼ最大となるので、極めて広範囲の色度の照明光を放射できる発光体５の製造が可能である。
【０１９７】
また、上記三角形で示される色度範囲は、上記車両用前照灯に要求される白色光の色度範囲と広い範囲で重複している。よって、上記の３種類の蛍光体の配合比を調整することにより、車両用前照灯に好適な発光体５を製造することも可能である。
【０１９８】
例えば、各蛍光体の配合比は、重量比で、（ＣＡＳＮ：Ｅｕ蛍光体）：（Ｃａα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｃｅ蛍光体）：（Ｓｉナノ粒子蛍光体）＝１：１〜５：１〜１０程度である。また、上記３種類の蛍光体と透明微粒子５９との配合比は、重量比で、１〜５：１程度である。また、上記３種類の蛍光体および透明微粒子５９と封止材の配合比は、重量比で、１０：１程度である。
【０１９９】
なお、発光体５に含まれる複数種類の蛍光体が上記の３種類の蛍光体の組合せでない場合でも、各蛍光体の材料や種類数などに関わらず、上記車両用前照灯に要求される白色光の色度範囲に含まれる色度の照明光を放射できるように、発光体５に含まれる各蛍光体の配合比を調整すれば良い。これにより、発光体５に含まれる各蛍光体の材料や種類数などに関わらず、車両用前照灯に好適な発光体５を製造することも可能である。
【０２００】
（発光体５の配置および形状）
発光体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。発光体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（透明であることが好ましい）によって発光体５の位置を固定してもよい。
【０２０１】
発光体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。ヘッドランプ１では、円柱状である。この円柱状の発光体５は、直径２ｍｍ、厚み（高さ）０．８ｍｍの円柱状である。
【０２０２】
また、発光体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。
【０２０３】
また、円柱状の発光体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体５の厚みは、発光体５における封止材と蛍光体との割合に従って変化する。発光体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円柱状の発光体５の厚みを薄くできる。
【０２０４】
（反射鏡６）
反射鏡６は、発光体５が出射した蛍光（照明光）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、発光体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。
【０２０５】
（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、発光体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、発光体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。
【０２０６】
発光体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、またナノ粒子蛍光体以外の蛍光体、もしくは透明微粒子によって散乱・拡散される。しかし、何らかの原因でレーザ光の一部が白色光に変換されず、散乱も拡散も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によって半導体レーザ２から直接放射されたレーザ光を遮断することにより、非常に小さな発光点を有する半導体レーザ２から出射されたレーザ光が外部に漏れることを防止できる。
【０２０７】
ただし、透過フィルタ７は、レーザ光すべてを遮断し、発光体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、レーザ光を出射する半導体レーザ２からの直接光（半導体レーザ２の発光点そのもの）を直視できない程度に減衰され、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。
【０２０８】
このように、ヘッドランプ１では、発光体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・拡散されなかった）レーザ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。
【０２０９】
また、励起光源がＬＥＤである場合には、ＬＥＤからの光は半導体レーザ２に比べて非常に大きな発光点サイズであるために、当該光を遮断する必要が小さくなる。このため、ＬＥＤから出射される光をそのまま照明装置の外部に出射しても問題ないケースが大半である。一方、励起光源が半導体レーザ２である場合には、上述のように、非常に小さな発光点を有する半導体レーザ２からの光は、そのまま人体の眼に入射すると危険性が高いので、当該半導体レーザ２の発光点からの直接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。
【０２１０】
つまり、励起光源としてＬＥＤを用いる場合には、ＬＥＤ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容易である。一方、本実施形態のように、半導体レーザ２を用いる場合には、透過フィルタ７による色温度の低下および上記の安全性を考慮して設計する必要がある。
【０２１１】
ヘッドランプ１では、その蛍光体として、青味成分の多い青色ナノ粒子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および透過フィルタ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。
【０２１２】
（発光体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。
【０２１３】
まず、半導体レーザ２から発振されたレーザ光が発光体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。
【０２１４】
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。
【０２１５】
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。
【０２１６】
〔ヘッドランプ２０の構成〕
本発明の他の実施形態であるヘッドランプ（発光装置，照明装置，前照灯）２０について図６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。
【０２１７】
（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６を用いて説明する。図６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、ならびに、導光部４の代わりに光ファイバー束（導光部）４０を備えた点でヘッドランプ１とは異なる。光ファイバー束４０は、複数の光ファイバー４０ａの束であり、光ファイバー４０ａのそれぞれは、レーザ光が入射する入射端部と、レーザ光を出射する出射端部とを有している。
【０２１８】
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、光ファイバー束４０、フェルール９、発光体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、光ファイバー束４０、フェルール９および発光体５によって発光装置の基本構造が形成されている。
【０２１９】
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。
【０２２０】
（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４０ａ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。
【０２２１】
（光ファイバー束４０）
光ファイバー束４０は、半導体レーザ２が発振したレーザ光を発光体５へと導く導光部材である。光ファイバー束４０の各光ファイバー４０ａ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。
【０２２２】
例えば、光ファイバー４０ａ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４０ａ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４０ａの長軸方向に対して垂直な断面は矩形であってもよい。
【０２２３】
光ファイバー４０ａ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。複数の光ファイバー４０ａのそれぞれの出射端部は、後述するように、フェルール９によって、発光体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。
【０２２４】
（フェルール９）
図７は、光ファイバー束４０の各光ファイバー４０ａの出射端部と発光体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の出射端部を発光体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。
【０２２５】
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７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。
【０２２６】
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、発光体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体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。
【０２２７】
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４０ａ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。
【０２２８】
（発光体５）
発光体５は、上述したものと同様、各光ファイバー４０ａ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、青味成分の多い青色ナノ粒子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、ヘッドランプ２０の発光体５の形状は直方体であり、横×縦×高さ＝３ｍｍ×１ｍｍ×１ｍｍ程度の大きさである。発光体５は、後述する反射鏡６の第１焦点の近傍に配置される。この発光体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束４０を通すことができる。
【０２２９】
（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、発光体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。
【０２３０】
（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、発光体５から出射される蛍光を透過するものであり、発光体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、半導体レーザ２から放射されたレーザ光が直接的に外部に漏れることを防止できる。
【０２３１】
（凸レンズ１３）
凸レンズ１３は、発光体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、発光体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。
【０２３２】
（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。光ファイバー束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。
【０２３３】
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。
【０２３４】
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。発光体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。
【０２３５】
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、発光体５の組成において、他の蛍光体よりも低波長側にピーク波長を有する蛍光を発生する少なくとも１種類の蛍光体がナノ粒子蛍光体であれば良い。
【０２３６】
〔レーザダウンライトについて〕
次に、本発明のさらに他の実施形態であるレーザダウンライト（発光装置，照明装置）４００について図８〜図１３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【０２３７】
ここでは、本発明の照明装置の一例としてのレーザダウンライト４００について説明する。レーザダウンライト４００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２から出射したレーザ光を、上述した光ファイバー束４０などを介して、発光体５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ものである。
【０２３８】
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、光ファイバー４０ａの入射端部に入射させるためのレンズである。例えば、非球面レンズ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。
【０２３９】
また、レーザダウンライト４００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。
【０２４０】
図８は、発光ユニット４１０および従来のＬＥＤダウンライト５００の外観を示す概略図である。図９は、レーザダウンライト４００が設置された天井の断面図である。図１０は、レーザダウンライト４００の断面図である。図８〜図１０に示すように、レーザダウンライト４００は、天板４０１に埋設され、照明光を出射する発光ユニット４１０と、光ファイバー束４０を介して発光ユニット４１０へレーザ光を供給するＬＤ光源ユニット４２０とを含んでいる。ＬＤ光源ユニット４２０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ＬＤ光源ユニット４２０の位置を自由に決定できるのは、ＬＤ光源ユニット４２０と発光ユニット４１０とが光ファイバー束４０によって接続されているからである。この光ファイバー束４０は、天板４０１と断熱材４０２との間の隙間に配置されている。
【０２４１】
（発光ユニット４１０の構成）
発光ユニット４１０は、図１０に示すように、筐体４１１、光ファイバー束４０、発光体５、照射レンズ３０、フェルール９および透光板４１３を備えている。
【０２４２】
照射レンズ３０は、発光体５に対する凸面を有する凸レンズであっても良いし、発光体５に対する凹面を有する凹レンズであっても良い。なお、本実施形態では、照射レンズ３０を用いている場合について説明するが、発光体５とフェルール９との間にレンズを設けず、光ファイバー束４０の出射端部から発光体５へ直接レーザ光を照射しても良い。
【０２４３】
照射レンズ３０の例としては、発光体５に対する凸面を有する両凸レンズ、平凸レンズ、凸メニスカスレンズ、ならびに、発光体５に対する凹面を有する両凹レンズ、平凹レンズ、凹メニスカスレンズ等が例示できる。
【０２４４】
なお、上述した例の他、発光体５の形状に応じて、任意の軸を持つ凹面および凸面を有する独立したレンズの組合せ、任意の軸を持つ凸面および凸面を有する独立したレンズの組合せ、任意の軸を持つ凹面および凹面を有する独立したレンズの組合せなどを採用しても良い。
【０２４５】
これにより、発光体５の形状に応じて適切なレンズの組合せを採用することで、発光体５の発光効率を高めることができる。
【０２４６】
また、発光体５の形状に応じて、任意の軸を持つ凹面および凸面を有するレンズを一体化した複合レンズ、任意の軸を持つ凸面および凸面を有する複合レンズを一体化したレンズ、任意の軸を持つ凹面および凹面を有するレンズを一体化した複合レンズなどを採用しても良い。
【０２４７】
これにより、光学系全体の部品点数を少なくし、光学系全体のサイズを小さくしつつ、発光体５の形状に応じて適切な複合レンズを採用することで、発光体５の発光効率を高めることができる。
【０２４８】
その他のレンズとしては、ＧＲＩＮレンズ（Gradient Index lens：屈折率勾配変化型レンズ）なども例示できる。
【０２４９】
なお、ＧＲＩＮレンズは、レンズが凸または凹の形状をしていなくても、レンズ内部の屈折率勾配によってレンズ作用が生じるレンズである。
【０２５０】
よって、ＧＲＩＮレンズを用いれば、例えば、ＧＲＩＮレンズの端面を平面としたままでレンズ作用を生じさせることができるので、ＧＲＩＮレンズの端面に、例えば、直方体形状の発光体５の端面を隙間無く接合させることができる。
【０２５１】
筐体４１１には、凹部４１２が形成されており、この凹部４１２の底面に発光体５が配置されている。凹部４１２の表面には、金属薄膜が形成されており、凹部４１２は反射鏡として機能する。
【０２５２】
また、筐体４１１には、光ファイバー束４０を通すための通路４１４が形成されており、この通路４１４を通って光ファイバー束４０が発光体５まで延びている。光ファイバー束４０の出射端と発光体５との位置関係は上述したものと同様である。
【０２５３】
透光板４１３は、凹部４１２の開口部をふさぐように配置された透明または半透明の板である。この透光板４１３は、半導体レーザ２からのレーザ光を遮断するとともに、発光体５においてレーザ光を変換することにより生成された蛍光を透過する材質で形成することが好ましい。
【０２５４】
発光体５によってコヒーレントなレーザ光は、そのほとんどが蛍光に変換されるか、発光体５に含まれる蛍光体によって散乱、拡散される。しかし、何らかの原因でレーザ光の一部が変換、散乱、拡散されない場合も考えられる。このような場合でも、透光板４１３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。
【０２５５】
このように、発光体５の蛍光は、透光板４１３を透して照明光として出射される。透光板４１３は、筐体４１１に対して取外し可能であってもよく、省略されてもよい。
【０２５６】
図８では、発光ユニット４１０は、円形の外縁を有しているが、発光ユニット４１０の形状（より厳密には、筐体４１１の形状）は特に限定されない。
【０２５７】
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、発光体５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。
【０２５８】
（ＬＤ光源ユニット４２０の構成）
ＬＤ光源ユニット４２０は、半導体レーザ２、非球面レンズ３および光ファイバー束４０を備えている。
【０２５９】
光ファイバー束４０の入射端は、ＬＤ光源ユニット４２０に接続されており、半導体レーザ２から発振されたレーザ光は、非球面レンズ３を介して各光ファイバー４０ａの入射端部に入射される。
【０２６０】
図１０に示すＬＤ光源ユニット４２０の内部には、半導体レーザ２および非球面レンズ３が一対のみ示されているが、発光ユニット４１０が複数存在する場合には、発光ユニット４１０からそれぞれ延びる光ファイバー４０ａの束を１つのＬＤ光源ユニット４２０に導いてもよい。この場合、１つのＬＤ光源ユニット４２０に複数の半導体レーザ２と非球面レンズ３との対が収納されることになり、ＬＤ光源ユニット４２０は集中電源ボックスとして機能する。
【０２６１】
（レーザダウンライト４００の設置方法の変更例）
図１１は、レーザダウンライト４００の設置方法の変更例を示す断面図である。同図に示すように、レーザダウンライト４００の設置方法の変形例として、天板４０１には光ファイバー束４０を通す小さな穴４０３だけを開け、薄型・軽量の特長を活かしてレーザダウンライト本体（発光ユニット４１０）を天板４０１に貼り付けるということもできる。この場合、レーザダウンライト４００の設置に係る制約が小さくなり、また工事費用が大幅に削減できるというメリットがある。
【０２６２】
（レーザダウンライト４００と従来のＬＥＤダウンライト５００との比較）
従来のＬＥＤダウンライト５００は、図８に示すように、複数の透光板５０１を備えており、各透光板５０１からそれぞれ照明光が出射される。すなわち、ＬＥＤダウンライト５００において発光点は複数存在している。ＬＥＤダウンライト５００において発光点が複数存在しているのは、個々の発光点から出射される光の光束が比較的小さいため、複数の発光点を設けなければ照明光として十分な光束の光が得られないためである。
【０２６３】
これに対して、レーザダウンライト４００は、高光束の照明装置であるため、発光点は１つでもよい。それゆえ、照明光による陰影がきれいに出るという効果が得られる。また、発光体５の蛍光体を高演色蛍光体（例えば、数種類の酸窒化物蛍光体の組合せ）にすることにより、照明光の演色性を高めることができる。
【０２６４】
図１２は、ＬＥＤダウンライト５００が設置された天井の断面図である。同図に示すように、ＬＥＤダウンライト５００では、ＬＥＤチップ、電源および冷却ユニットを収納した筐体５０２が天板４０１に埋設されている。筐体５０２は比較的大きなものであり、筐体５０２が配置されている部分の断熱材４０２には、筐体５０２の形状に沿った凹部が形成される。筐体５０２から電源ライン５２３が延びており、この電源ライン５２３はコンセント（不図示）につながっている。
【０２６５】
このような構成では、次のような問題が生じる。まず、天板４０１と断熱材４０２との間に発熱源である光源（ＬＥＤチップ）および電源が存在しているため、ＬＥＤダウンライト５００を使用することにより天井の温度が上がり、部屋の冷房効率が低下するという問題が生じる。
【０２６６】
また、ＬＥＤダウンライト５００では、光源ごとに電源および冷却ユニットが必要であり、トータルのコストが増大するという問題が生じる。
【０２６７】
また、筐体５０２は比較的大きなものであるため、天板４０１と断熱材４０２との間の隙間にＬＥＤダウンライト５００を配置することが困難な場合が多いという問題が生じる。
【０２６８】
これに対して、レーザダウンライト４００では、発光ユニット４１０には、大きな発熱源は含まれていないため、部屋の冷房効率を低下させることはない。その結果、部屋の冷房コストの増大を避けることができる。
【０２６９】
また、発光ユニット４１０ごとに電源および冷却ユニットを設ける必要がないため、レーザダウンライト４００を小型および薄型にすることができる。その結果、レーザダウンライト４００を設置するためのスペースの制約が小さくなり、既存の住宅への設置が容易になる。
【０２７０】
また、レーザダウンライト４００は、小型および薄型であるため、上述したように、発光ユニット４１０を天板４０１の表面に設置することができ、ＬＥＤダウンライト５００よりも設置に係る制約を小さくすることができるとともに工事費用を大幅に削減できる。
【０２７１】
図１３は、レーザダウンライト４００およびＬＥＤダウンライト５００のスペックを比較するための図である。同図に示すように、レーザダウンライト４００は、その一例では、ＬＥＤダウンライト５００に比べて体積は９４％減少し、質量は８６％減少する。
【０２７２】
また、ＬＤ光源ユニット４２０をユーザの手が容易に届く所に設置できるため、半導体レーザ２が故障した場合でも、手軽に半導体レーザ２を交換できる。また、複数の発光ユニット４１０から延びる光ファイバー４０ａを１つのＬＤ光源ユニット４２０に導くことにより、複数の半導体レーザ２を一括管理できる。そのため、複数の半導体レーザ２を交換する場合でも、その交換が容易にできる。
【０２７３】
なお、ＬＥＤダウンライト５００において、高演色蛍光体を用いたタイプの場合、消費電力１０Ｗで約５００ｌｍ（ルーメン）の光束が出射できるが、同じ明るさの光をレーザダウンライト４００で実現するためには、３．３Ｗの光出力が必要である。この光出力は、ＬＤ効率が３５％であれば、消費電力１０Ｗに相当し、ＬＥＤダウンライト５００の消費電力も１０Ｗであるため、消費電力では、両者の間に顕著な差は見られない。それゆえ、レーザダウンライト４００では、ＬＥＤダウンライト５００と同じ消費電力で、上述の種々のメリットが得られることになる。
【０２７４】
以上のように、レーザダウンライト４００は、レーザ光を出射する半導体レーザ２を少なくとも１つ備えるＬＤ光源ユニット４２０と、発光体５および反射鏡としての凹部４１２を備える少なくとも１つの発光ユニット４１０と、発光ユニット４１０のそれぞれへレーザ光を導く光ファイバー束４０と、光ファイバー束４０の各光ファイバー４０ａの出射端部から出射した照射光を発光体５の光照射領域に分散して照射する照射レンズ３０とを備える。
【０２７５】
それゆえ、レーザダウンライト４００において、レーザ光が発光体５の一箇所に集中的に照射されることによって発光体５が著しく劣化する可能性を低減できる。その結果、長寿命のレーザダウンライト４００を実現できる。
【０２７６】
〔本発明の別の表現〕
本発明は、以下のようにも表現できる。
【０２７７】
すなわち、本発明の発光体は、励起光の波長領域（発振波長が３５０〜４２０ｎｍ近傍の近紫外から青色領域）で励起され青色に発光するナノ粒子蛍光体と、黄色に発光する黄色発光蛍光体とを含んでいても良い。
【０２７８】
ナノ粒子蛍光体は通常、可視光領域またはその近傍の光に対して透明性（透光性）を有する。すなわち、多量に使用したとしても、励起光が黄色発光蛍光体に到達することを阻害することがない。また、黄色発光蛍光体からの発光を阻害することもない。したがって発光効率が高い発光体を実現することができるようになる。
【０２７９】
また、青色に発光するナノ粒子蛍光体は、その発光スペクトルの半値幅が半導体発光素子の発光スペクトルと比べて広い。したがって青色光近傍の演色性が向上するという効果も奏する。
【０２８０】
また、本発明の発光体は、上記黄色に発光する黄色発光蛍光体に変えて、緑色に発光する緑色発光蛍光体と赤色に発光する赤色発光蛍光体とを含んでいても良い。
【０２８１】
この場合も、励起光が緑色発光蛍光体と赤色発光蛍光体とに到達することを阻害することがなく、また緑色発光蛍光体、赤色発光蛍光体からの発光を阻害することもないので、高い発光効率の発光体を得ることができる。さらにこの場合は、高い演色性を有する照明光を得ることができる。
【０２８２】
また、励起光源として半導体レーザを用いる場合、本発明の発光体には、さらに上記複数の蛍光体を封止する封止材よりも屈折率が高く、その平均粒子径（粒径）が１μｍ〜５０μｍ程度の透明微粒子を含んでいても良い。
【０２８３】
上述の構成（透明微粒子を新たに加える）とすることによって、励起光であるレーザ光が発光体を素通りして外部に放射されることを防止し、発光点サイズを拡大し、目に対して安全な照明光を照射できる発光体を実現することができる。
【０２８４】
〔付記事項〕
なお、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合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、発光体、ならびに該発光体を備えた発光装置および照明装置などに適用することができる。例えば、自動車用のヘッドランプ、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）のヘッドランプや、その他の照明装置に適用することができる。また、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、家庭用照明器具などにも適用することができる。
【符号の説明】
【０２８６】
１ ヘッドランプ（発光装置，照明装置，前照灯）
２ 半導体レーザ（励起光源）
５ 発光体
２０ ヘッドランプ（発光装置，照明装置，前照灯）
２１ ＬＥＤランプ（励起光源）
５１ 緑色発光蛍光体（第１の蛍光体，第２の蛍光体）
５２ 赤色発光蛍光体（第２の蛍光体，第３の蛍光体）
５６ 青色発光蛍光体（第１の蛍光体，ナノ粒子蛍光体）
５８ 黄色発光蛍光体（第２の蛍光体）
５９ 透明微粒子
２１０ ＬＥＤチップ（励起光源）
４００ レーザダウンライト（発光装置，照明装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する第１の蛍光体と、
上記第１色波長領域よりも長波長側の第２色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する第２の蛍光体と、を少なくとも含む発光体であって、
少なくとも上記第１の蛍光体は、ナノ粒子蛍光体であることを特徴とする発光体。
【請求項２】
上記第１の蛍光体は、青色光を発生する青色発光ナノ粒子蛍光体であることを特徴とする請求項１に記載の発光体。
【請求項３】
上記第２の蛍光体は、黄色光を発生する黄色発光蛍光体であることを特徴とする請求項１または２に記載の発光体。
【請求項４】
上記第２の蛍光体は、緑色光を発生する緑色発光蛍光体であり、
さらに、第３の蛍光体として、赤色光を発する赤色発光蛍光体を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の発光体。
【請求項５】
上記緑色発光蛍光体は、酸窒化物蛍光体であることを特徴とする請求項４に記載の発光体。
【請求項６】
上記赤色発光蛍光体は、窒化物蛍光体であることを特徴とする請求項４または５に記載の発光体。
【請求項７】
上記青色発光ナノ粒子蛍光体は、Ｓｉ、ＣｄＳｅ、ＩｎＰ、ＩｎＮ、ＩｎＧａＮ、ならびに、ＩｎＮおよびＧａＮからなる混晶、のいずれかからなる半導体ナノ粒子を少なくとも１種以上含むことを特徴とする請求項２に記載の発光体。
【請求項８】
可視光の波長領域およびその近傍の光に対して透光性を有し、上記第１の蛍光体および上記第２の蛍光体を少なくとも封止する封止材よりも屈折率が高く、粒径が１μｍ以上５０μｍ以下である透明微粒子を含んでいることを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載の発光体。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項に記載の発光体を備えた発光装置であって、
近紫外光または青紫色光を上記発光体に照射する励起光源を備えていることを特徴とする発光装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の発光装置を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の発光装置を備えることを特徴とする前照灯。
【請求項１】
第１色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する第１の蛍光体と、
上記第１色波長領域よりも長波長側の第２色波長領域にピーク波長を有する蛍光を発生する第２の蛍光体と、を少なくとも含む発光体であって、
少なくとも上記第１の蛍光体は、ナノ粒子蛍光体であることを特徴とする発光体。
【請求項２】
上記第１の蛍光体は、青色光を発生する青色発光ナノ粒子蛍光体であることを特徴とする請求項１に記載の発光体。
【請求項３】
上記第２の蛍光体は、黄色光を発生する黄色発光蛍光体であることを特徴とする請求項１または２に記載の発光体。
【請求項４】
上記第２の蛍光体は、緑色光を発生する緑色発光蛍光体であり、
さらに、第３の蛍光体として、赤色光を発する赤色発光蛍光体を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の発光体。
【請求項５】
上記緑色発光蛍光体は、酸窒化物蛍光体であることを特徴とする請求項４に記載の発光体。
【請求項６】
上記赤色発光蛍光体は、窒化物蛍光体であることを特徴とする請求項４または５に記載の発光体。
【請求項７】
上記青色発光ナノ粒子蛍光体は、Ｓｉ、ＣｄＳｅ、ＩｎＰ、ＩｎＮ、ＩｎＧａＮ、ならびに、ＩｎＮおよびＧａＮからなる混晶、のいずれかからなる半導体ナノ粒子を少なくとも１種以上含むことを特徴とする請求項２に記載の発光体。
【請求項８】
可視光の波長領域およびその近傍の光に対して透光性を有し、上記第１の蛍光体および上記第２の蛍光体を少なくとも封止する封止材よりも屈折率が高く、粒径が１μｍ以上５０μｍ以下である透明微粒子を含んでいることを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載の発光体。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項に記載の発光体を備えた発光装置であって、
近紫外光または青紫色光を上記発光体に照射する励起光源を備えていることを特徴とする発光装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の発光装置を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の発光装置を備えることを特徴とする前照灯。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１９３２８３（Ｐ２０１２−１９３２８３Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５８４７１（Ｐ２０１１−５８４７１）
【出願日】平成２３年３月１６日（２０１１．３．１６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１６日（２０１１．３．１６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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