発光装置、車両用前照灯、照明装置および車両、ならびに、発光装置の組立方法
【課題】発光装置における蛍光の利用効率を高める。
【解決手段】レーザ光１８を出射するレーザ素子１１と、レーザ素子１１から出射されたレーザ光を受けて蛍光を発する発光部１４と、発光部１４が発生させた蛍光１９を反射する反射鏡１５とを備え、レーザ素子１１は、パラボラミラー１５の外部に配置され、パラボラミラー１５には、レーザ光１８が通過する窓部１６が設けられており、窓部１６を塞ぐように設置されると共に、レーザ光１８を透過し、且つ、蛍光１９を反射する多層膜フィルタ１３をさらに備えている発光装置１０１である。
【解決手段】レーザ光１８を出射するレーザ素子１１と、レーザ素子１１から出射されたレーザ光を受けて蛍光を発する発光部１４と、発光部１４が発生させた蛍光１９を反射する反射鏡１５とを備え、レーザ素子１１は、パラボラミラー１５の外部に配置され、パラボラミラー１５には、レーザ光１８が通過する窓部１６が設けられており、窓部１６を塞ぐように設置されると共に、レーザ光１８を透過し、且つ、蛍光１９を反射する多層膜フィルタ１３をさらに備えている発光装置１０１である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、励起光を蛍光体に照射することで発生する蛍光を照明光として利用する発光装置、車両用前照灯、照明装置および車両用前照灯を備えた車両、ならびに、発光装置の組立方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、励起光源として発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）や半導体レーザ（ＬＤ；Laser Diode）等の半導体発光素子を用い、これらの励起光源から生じた励起光を、蛍光体を含む発光部に照射することによって発生する蛍光を照明光として用いる発光装置の研究が盛んになってきている。
【０００３】
このような発光装置の一例として特許文献１に開示された光源ユニットがある。この光源ユニットでは、光源部から出射される光を蛍光体に照射し、その照射により蛍光体が拡散光を発生させる。光源部と蛍光体との間には反射鏡が設けられており、この反射鏡が蛍光体からの拡散光を略平行な光に配光制御して、前方へ照射する。
【０００４】
この光源ユニットでは、上で述べたように、反射鏡が光源部と蛍光体との間に設けられている。このため、反射鏡は、光源部から蛍光体へ向かう方向に光を透過する孔である光透過部を有している。光源部から出射された光は、反射鏡の光源部側から、この光透過部を透過し、蛍光体側へ進むことになる。
【０００５】
光源部の出射光を透過する光透過部は、単に反射鏡を貫通する孔である。このため、蛍光体が発生させた拡散光のうち、その光透過部に向かう光は、その孔である光透過部を透過することになる。つまり、拡散光の一部は、反射鏡の蛍光体側から、この光透過部を透過し、光源部側へ進み、その結果、光透過部から漏れ出すことになる。よって、上記の光源ユニットには、蛍光体が発生させる拡散光の利用効率を低下させてしまうという問題点がある。
【０００６】
このような問題点を考慮すれば、光源部から出射される光を透過するが、蛍光体が発生させた拡散光を透過する、つまり、拡散光を反射するという波長選択性を備えた反射鏡や帯域フィルタを光透過部に設けることが好ましいと言える。
【０００７】
例えば、特許文献２に開示された発光装置では、ファイバ型光導波路の出射端面に、半導体レーザ光の波長に対して高反射、蛍光体による発光波長に対して低反射となる反射鏡が設けられている。この反射鏡は、ファイバ型光導波路の出射端面において、蛍光体が発生させた光を透過するが、半導体レーザ光を反射するものである。
【０００８】
また、特許文献３に開示された半導体発光装置では、円筒形状のキャップが半導体発光素子を囲んでおり、そのキャップの外部に波長変換物質（蛍光体）が配置されている。半導体発光素子からの出射光は、キャップ本体に開口された貫通孔を進行し、キャップの外部にある波長変換物質に照射される。この貫通孔には光選択フィルタが設けられており、この光選択フィルタは半導体発光素子からの出射光を透過するが、波長変換物質で波長変換された変換光を透過しないような波長選択性を備えた帯域フィルタを使用する。
【０００９】
上記の特許文献１の光源ユニットにおいて、光透過部からの拡散光の漏れを防止するためには、上記の特許文献２の反射鏡や上記の特許文献３の帯域フィルタを、光透過部に設けることが有効と期待できる。上記の反射鏡や上記の帯域フィルタの波長選択性を制御し、光源部からの出射光を透過し、発光部からの拡散光を反射するようにすればよい。
【００１０】
上記の特許文献２の反射鏡や上記の特許文献３の帯域フィルタには、通常、一層ではなく、複数層の膜である多層膜を用いるのが一般的である。このような多層膜では、各層の膜種および各層内の光路長の組み合わせを最適化することにより、所望の波長選択性を実現することができる。
【００１１】
なお、光路長とは、各層内を光が実際に進んだ距離（以下、「伝搬距離」と記す場合もある。）に、各層の膜を構成する物質の屈折率をかけたものである。すなわち、光路長は以下の式で定義される。
【００１２】
光路長＝伝搬距離×屈折率
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００５―１５００４１号公報（２００５年６月９日公開）
【特許文献２】特開２０００―２７５４４４号公報（２０００年１０月６日公開）
【特許文献３】特開２００８―１５３６１７号公報（２００８年７月３日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述した多層膜では、その波長選択性を実現する上で、特に、各層内の光路長の高精度な制御が要求される。各層内の光路長の組み合わせが、多層膜の波長選択性に大きく影響を与える要因だからである。多層膜の各層の膜厚は、要求される各層内の光路長が実現されるように、決められる。なお、各層の膜厚、つまり、各層内を進む光の伝搬距離は、上記式を用いて、要求される光路長から求められる。
【００１５】
ここで、上記の特許文献２の発光装置では、蛍光体と反射鏡とは空間的に近接している。蛍光体は、その発光の際、自身を中心として放射状に光を発生させるので、蛍光体に近接する反射鏡には、多様な方向に向かう光が入射することになる。
【００１６】
上記特許文献３の半導体発光装置でも、同様に、波長変換物質と帯域フィルタとが空間的に近接している。波長変換物質は、放射状に光を発生させるので、帯域フィルタにも多様な方向に向かう光が入射することになる。
【００１７】
このような多様な方向に向かう光が多層膜に入射するということは、各層内を進行する光の光路長も多様になることを意味する。しかし、各層内の光路長は、ある１つの方向で入射する光を想定している。そして、その光の方向を用いて、要求される各層内の光路長が実現されるように、各層の膜厚が決められている。
【００１８】
このため、予め想定した１つの方向から外れる光にとっては、その多層膜の各層内の光路長は最適なものとはならない。その結果、このような光に対し、多層膜は所望の波長選択性を実現することができない。
【００１９】
仮に、多様な方向で入射光の全てに対し、同一の光路長にしようとした場合、多層膜の各層を複雑な形状に成形する必要があり、現実的なやり方とは言えない。
【００２０】
このように上記の特許文献１の光源ユニットにおいて、上記の特許文献２の反射鏡や上記の特許文献３の帯域フィルタを、単に、光透過部に設けても、それら反射鏡や帯域フィルタに所望の波長選択性を実現することは困難であった。それゆえ、発光部が発生させる拡散光が光透過部から漏れ出してしまうことを確実に防止することができないといった課題があった。
【００２１】
上記課題に鑑み、本発明の目的は、蛍光体が発生させる蛍光の利用効率を高めることができる発光装置、車両用前照灯、照明装置、および車両用前照灯を備えた車両、ならびに、発光装置の組立方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明に係る発光装置は、上記の課題を解決するために、励起光を出射する励起光源と、上記励起光源から出射された励起光を受けて蛍光を発する発光部と、上記発光部が発生させた蛍光を反射する反射鏡とを備え、上記励起光源は、上記反射鏡の外部に配置され、上記反射鏡には、上記励起光が通過する光通過口が設けられており、上記光通過口を塞ぐように設置されると共に、上記励起光を透過し、且つ、上記発光部が発生させた蛍光を反射する光機能部材をさらに備えている。
【００２３】
上記の構成によれば、励起光源からの励起光を受けて発光部が蛍光を発し、その蛍光を反射鏡によって反射することで当該蛍光が照明光として出射される。励起光源は反射鏡の外側に配置されており、励起光源から出射された励起光は、反射鏡に設けられた光通過口を通過し、発光部に照射される。
【００２４】
ここで、発光部は励起光が照射されると、自身を中心とし放射状に蛍光を発生させる。このため、発光部が発生させる蛍光の一部は、励起光が通過する光通過口に向かって進行する。
【００２５】
このとき、反射鏡の光通過口に向かう蛍光がそのまま光通過口を通過してしまうと、その蛍光は反射鏡の外側に漏れ出すことになる。この漏れ出した蛍光は発光装置の照明光として利用することができない。
【００２６】
このことは、蛍光の利用効率を低減させ、ひいては発光装置の照明光の輝度を低下させてしまうことを意味する。
【００２７】
そこで、上記の構成では、光機能部材を用いて、反射鏡の光通過口を塞いでいる。この光機能部材は、励起光源から出射された励起光を透過させるが、発光部が発生させた蛍光を反射する。
【００２８】
さらに、上記の構成では、光機能部材は反射鏡の光通過口に設けられており、発光部から空間的に離間されている。このため、光機能部材に進入する蛍光の進行方向はほぼ一方向とみなすことができる。
【００２９】
それゆえ、反射鏡の発光体側から外側に蛍光が漏れ出すことを防止することができるので、発光部が発生させる蛍光の利用効率を向上させることができる。
【００３０】
上記励起光源は、上記励起光が上記光通過口の中心を通過するように、上記光通過口に対し位置していることが好ましい。
【００３１】
励起光源の位置決めは、たとえば、発光装置の組立のときに行なわれる。この位置決めの際、励起光源から出射される励起光が光通過口を確実に通過するように、光通過口に対する励起光源の励起光の出射角度が決められる。
【００３２】
しかし、時間の経過と共に、励起光源の出射角度がずれてしまうことがある。そのずれが大きくなると、励起光の光路が光通過口から外れ、励起光が光通過口を通過できなくなる。したがって、このような出射角度のずれは、その許容値が大きければ大きいほど、好ましいといえる。
【００３３】
そこで、上記の構成では、励起光源は、励起光が光通過口の中心を通過するように、光通過口に対し位置している。この場合、励起光源の出射角度がずれ始めると、励起光の光路は光通過口の中心からずれ始める。このことは、励起光の光路が光通過口から外れるまでに要する、出射角度のずれの大きさを最大化できることを意味する。
【００３４】
それゆえ、上記の構成によれば、励起光源の出射角度の許容値を最大化することができる。
【００３５】
上記発光部は、上記励起光源から出射された励起光が上記光通過口のいずれの位置を通過した場合でも、当該励起光が照射されるように、上記光通過口に対し位置していることが好ましい。
【００３６】
励起光源の出射角度がずれると、励起光が光通過口を通過できた場合でも、そのずれの大きさによっては、励起光の進行方向が発光部から外れてしまうことが考えられる。
【００３７】
上記の構成によれば、励起光源から出射された励起光が光通過口の中心から端部にずれて通過したときでも、その励起光は発光部に照射される。
【００３８】
上記光機能部材は、支持基板と、当該支持基板の上部に積層された、複数の膜の多層構造からなる積層体と、を含み、上記積層体は、上記励起光を含む第１の波長範囲の光を透過し、且つ、上記蛍光を含む第２の波長範囲の光を反射することが好ましい。
【００３９】
上記の構成によれば、光機能部材は、複数の膜の多層構造からなる積層体を有し、その積層体を用いて、励起光を透過し、蛍光を反射する。ここで、この積層体は、たとえばＳｉＯ２膜やＴｉＯ２膜といった複数の膜が多層化されたものであり、その強度は非常に脆弱であるのが通常である。このため、積層体を単体で反射鏡の光通過口に設置しようとすると、その強度の脆さから、その設置の際、変形や破損が起こり得る。あるいは、発光装置の使用中にもこのような変形や破損が起こる場合も考えられる。
【００４０】
そこで、上記の構成では、このような強度の脆い積層体をたとえばＳｉＯ２基板といった支持基板の上部に積層する。これにより、積層体を単体で用いる場合と比較して、支持基板による支持により、その強度が増し、それゆえ、上で述べたような積層体の変形や破損を防止することができる。
【００４１】
上記光機能部材は、上記積層体が設けられている側を上記発光部に向けて配設されていることが好ましい。
【００４２】
支持基板は積層体を支持するためのものであり、たとえばＳｉＯ２基板が用いられる。このような支持基板は、励起光源の励起光のみならず、発光部から発生する蛍光も透過させてしまうのが一般的である。
【００４３】
ここで、支持基板が設けられている側が発光部に向けて配設されていると、発光部から発生した蛍光は、光機能部材に到達したとき、先ず支持基板に入射することになる。
【００４４】
上で述べたように、支持基板は蛍光を透過する。このため、光機能部材と光通過口との位置関係の如何によっては、支持基板を通過した蛍光が積層体により反射され、反射鏡から漏れ出すといった状況を起こり得る。たとえば、蛍光が積層体により反射された位置が既に反射鏡の外側であった場合である。
【００４５】
そこで、上記の構成では、積層体が設けられている側を発光部に向けて配設している。このことは、発光部から発生した蛍光が光機能部材に到達したとき、蛍光が先ず入射するのは積層体であることを意味する。この場合、発光部から発生した蛍光は、光機能部材に到達した時点において、積層体により反射されることになる。これにより、光機能部部材に入射し、反射鏡の外側に向かって進行する蛍光の量が減り、上で述べたような蛍光が漏れ出す状況の発生が低減される。
【００４６】
それゆえ、蛍光の利用効率をより向上させることができる。
【００４７】
上記光機能部材は、上記積層体における上記複数の膜の積層方向と、上記蛍光の光路方向とが一致するように、設置されていることが好ましい。
【００４８】
光機能部材の積層体の各膜では、蛍光の反射を実現できるよう、それぞれの内部を蛍光が進行する距離（伝搬距離）が制御される。
【００４９】
ここで、各膜内の蛍光の伝搬距離と各膜の膜厚とが一致しない場合、すなわち、積層体の積層方向と蛍光の光路方向とが一致しない場合、各膜を積層した後、改めて、各膜内の蛍光の伝搬距離を制御する必要が生じる。たとえば、励起光源や発光部の配置の調節や光機能部材の設置のやり直しなどを行なわなければならず、非常に手間な作業が要求される。
【００５０】
上記の構成では、発光部から発生する蛍光の光路方向と積層体の積層方向とが一致するので、各膜内の蛍光の伝搬距離と各膜の膜厚とが一致することになる。このため、各膜の膜厚を制御することは、実質的には、各膜内の蛍光の伝搬距離を制御することに他ならない。
【００５１】
それゆえ、上記の構成によれば、積層体の各層の膜厚制御により、各層内の蛍光の伝搬距離を制御したことになり、これにより、利用者の利便性を向上させることができる。
【００５２】
上記励起光は、上記光機能部材に対してＰ偏光であり、且つ、上記光機能部材に対する入射角度がブリュースター角であることが好ましい。
【００５３】
上記の構成によれば、Ｐ偏光である励起光が光機能部材にブリュースター角で入射するので、その入射面でほとんど反射することなく、光機能部材に入射し、光通過口を通過し、発光部に照射される。
【００５４】
それゆえ、光機能部材の内部における励起光の損失を軽減し、励起光を高効率で発光部に照射させることができる。すなわち、励起光の利用効率が向上する。
【００５５】
上記光機能部材は、上記光機能部材の上記発光部に対向する対向面と上記反射鏡の反射面とが連続する一体面となるように、上記光通過口に嵌め込まれていることが好ましい。
【００５６】
上記の構成によれば、光機能部材の発光部に対向する対向面と、反射鏡の反射面とが接続する接続箇所において、それら２つ面間に段差が無くなり、発光部から発生した蛍光に対し、２つの面が連続する一体面である反射面を実現することができる。
【００５７】
このような段差による蛍光の反射は、反射鏡が目的とする方向に蛍光を向かわせることを阻害する。ひいては、反射鏡による蛍光の取り出し効率を低下させることになる。
【００５８】
そこで、上記の構成によれば、このような段差を無くしたので、蛍光の取り出し効率の低下を防止することができる。
【００５９】
上記光機能部材は、上記複数の膜の積層方向が上記支持基板の上記発光部に対向する面と反対側の面と直交するように、形成されていることが好ましい。
【００６０】
上記の構成によれば、支持基板の上部に複数の膜を積層した後、それら複数の層および支持基板を切り出す回数を減らすことができるので、光機能部材の作製を容易にすることができる。
【００６１】
複数の膜の積層方向を支持基板の発光部に対向する面と反対側の面と直交させない場合、支持基板の上部に複数の膜を積層した後、支持基板や複数の膜を複数の切り出し方向に沿って何度も切り出すことが必要となる。
【００６２】
上記の構成では、複数の膜の積層方向が支持基板の発光部に対向する面と反対側の面と直交するので、支持基板の上部に複数の膜を積層した後には、その反対側の面に対し直交する方向に切り出すことだけを行なえばよい。
【００６３】
それゆえ、上述したように、光機能部材の作製を容易にすることができる。
【００６４】
上記光機能部材の上記発光部に対向する面は、凹状の曲面であることが好ましい。
【００６５】
上記の構成によれば、発光部から発生した蛍光が光機能部材により反射される際、発光部に対向する面が平坦面である場合と比較して、反射鏡が目的とする方向に向かう蛍光の量をより多くすることができる。
【００６６】
それゆえ、蛍光の取り出し効率をより向上させることができる。
【００６７】
上記凹状の曲面は、上記反射鏡の反射面と同一の曲率を有しており、上記発光部側から見たとき、上記凹状の曲面と上記反射鏡の反射面とは一体となって、上記蛍光に対する１つの反射面を構成していることが好ましい。
【００６８】
上記の構成では、光機能部材の発光部に対向する面である凹状の曲面が反射鏡の反射面と同一の曲率を有しており、反射鏡の反射面とが一体となり発光部が発生させた蛍光を反射する１つの反射面を構成している。
【００６９】
このため、光機能部材の凹状の曲面により反射される蛍光を、反射鏡が目的とする方向と同じ方向に向かわせることができる。ここで、それぞれの曲率が異なり、１つの反射鏡とみなすことができなければ、お互いが反射する蛍光が進む方向を一致させることができない。
【００７０】
それゆえ、上記の構成によれば、それぞれの曲率が異なり、１つの反射鏡とみなすことができない場合と比較して、蛍光の取り出し効率をより向上させることができる。
【００７１】
上記光機能部材は、上記光通過口に嵌め込まれている先端部と、上記反射鏡の外側に位置しており、上記発光部側から見たとき、上記光通過口の開口面よりも面積が大きい土台部とを有していることが好ましい。
【００７２】
上記の構成では、光機能部材が光通過口を塞ぐように設置される際、先端部が光通過口に嵌め込まれる。このとき、土台部は光通過口の開口面よりも大きいので、光通過口に嵌め込まれることは無い。
【００７３】
すなわち、土台部は光機能部材の全部が光通過口に入り込むことを防止している。
【００７４】
それゆえ、光機能部材が光通過口から反射鏡の発光部側に落ち込むことが無くなる。また、光機能部材を設置する際に光機能部材を光通過口に固定する（たとえば、接着剤を用いて接着する）といったことが不要となり、光機能部材の交換が容易となる。
【００７５】
上記発光部側から見たとき、上記光通過口の開口面の面積は、上記反射鏡の外側から上記発光部側に向かう方向に沿って、小さくなるものであり、上記発光部側から見たとき、上記光機能部材の面積は、上記光機能部材が上記光通過口に嵌め込まれるように、上記反射鏡の外側から上記発光部側に向かう方向に沿って、小さくなることが好ましい。
【００７６】
上記の構成では、光機能部材が光通過口を塞ぐように設置される際、光機能部材が光通過口に嵌め込まれる。
【００７７】
ここで、発光部側から見たときの光通過口の開口面の面積は、反射鏡の外側から発光部側に向かう方向に沿って、徐々に小さくなる。つまり、光通過口は、反射鏡の外側から発光部側に向かう方向に沿って、先が細くなる形状を持っている。
【００７８】
一方、発光部側から見たときの光機能部材の面積は、反射鏡の外側から発光部側に向かう方向に沿って、徐々に小さくなる。つまり、光機能部材も、反射鏡の外側から発光部側に向かう方向に沿って、先が細くなる形状を持っている。
【００７９】
つまり、光機能部材が光通過口に嵌め込まれる際、光機能部材が光通過口をすり抜けてしまうことが無い。
【００８０】
それゆえ、光機能部材が光通過口から反射鏡の発光部側に落ち込むことが無くなる。また、光機能部材を設置する際に光機能部材を光通過口に固定する（たとえば、接着剤を用いて接着する）といったことが不要となり、光機能部材の交換が容易となる。さらに、光機能部材を複雑な形状とする必要が無く、光機能部材の作製が容易となる。
【００８１】
上記発光部は、上記発光部が発生させた蛍光が上記光通過口の上記発光部に対向する開口面に入射するときの入射角度を一定とみなすことができるように、上記光通過口に対して位置していることが好ましい。
【００８２】
上記の構成によれば、蛍光が発生させた蛍光のうち、光通過口に向かう蛍光については、その入射角度を揃えることができる。このことは、光機能部材に入射する蛍光が光機能部材の積層体の各膜内を通過する距離（伝搬距離）が一定になることを意味する。
【００８３】
それゆえ、光機能部材の積層体は、光通過口に向かう蛍光のほぼ全てを反射することができる。
【００８４】
上記励起光は、レーザ光であることが好ましい。
【００８５】
上記の構成によれば、光源サイズが小さくなり、発光装置の小型化を実現することができる。
【００８６】
上記発光装置を含む車両用前照灯および照明装置、ならびにその車両用前照灯を含む車両も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００８７】
本発明に係る発光装置の組立方法は、励起光を出射する励起光源と、上記励起光源から出射された励起光を受けて蛍光を発する発光部と、上記発光部が発生させた蛍光を反射する反射鏡とを備え、上記励起光源は、上記反射鏡の外部に配置され、上記反射鏡には、上記励起光が通過する光通過口が設けられており、上記光通過口を塞ぐように設置されると共に、上記励起光を透過し、且つ、上記発光部が発生させた蛍光を反射する光機能部材をさらに備えている発光装置の組立方法であって、上記励起光源の位置決めは、上記励起光が上記光通過口の中心を通過するように、行なわれる。
【００８８】
励起光源の位置決めは、たとえば、発光装置の組立のときに行なわれる。この位置決めの際、励起光源から出射される励起光が光通過口を確実に通過するように、光通過口に対する励起光源の励起光の出射角度が決められる。
【００８９】
しかし、時間の経過と共に、励起光源の出射角度がずれてしまうことがある。そのずれが大きくなると、励起光の光路が光通過口から外れ、励起光が光通過口を通過できなくなる。したがって、このような出射角度のずれは、その許容値が大きければ大きいほど、好ましいといえる。
【００９０】
そこで、上記の構成では、励起光源は、励起光が光通過口の中心を通過するように、光通過口に対し位置している。この場合、励起光源の出射角度がずれ始めると、励起光の光路は光通過口の中心からずれ始める。このことは、励起光の光路が光通過口から外れるまでに要する、出射角度のずれの大きさを最大化できることを意味する。
【００９１】
それゆえ、上記の構成によれば、励起光源の出射角度の許容値を最大化することができる。
【発明の効果】
【００９２】
以上のように、本発明に係る発光装置は、上記の課題を解決するために、励起光を出射する励起光源と、上記励起光源から出射された励起光を受けて蛍光を発する発光部と、上記発光部が発生させた蛍光を反射する反射鏡とを備え、上記励起光源は、上記反射鏡の外部に配置され、上記反射鏡には、上記励起光が通過する光通過口が設けられており、上記光通過口を塞ぐように設置されると共に、上記励起光を透過し、且つ、上記発光部が発生させた蛍光を反射する光機能部材をさらに備えている。
【００９３】
それゆえ、蛍光体が発生させる蛍光の利用効率を高めることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】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断面図である。
【図２】多層膜フィルタの形状および位置を説明するための模式図であり、（ａ）は、多層膜フィルタ、パラボラミラーおよび発光部の略断面図、（ｂ）は、その略平面図である。
【図３】多層膜フィルタの効果を説明するための図である。
【図４】多層膜フィルタの作製方法を説明するための図である。
【図５】窓部に対するレーザ素子の位置を説明するための図である。
【図６】窓部に対する発光部の位置を説明するための図である。
【図７】窓部に対するレーザ素子の位置を説明するための図であり、（ａ）は、レーザ光が窓部の中心を通過する場合に対応し、（ｂ）は、レーザ光が窓部の中心からずれて通過する場合に対応する図である。
【図８】多層膜フィルタの構造を説明するための図である。
【図９】多層膜フィルタの波長に対する反射率を示すグラフである。
【図１０】本発明の他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。
【図１１】多層膜フィルタの作製方法を説明するための図である。
【図１２】本発明の他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。
【図１３】多層膜フィルタの作製方法を説明するための図である。
【図１４】本発明の他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。
【図１５】多層膜フィルタの作製方法を説明するための図である。
【図１６】本発明の他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。
【図１７】本発明の他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。
【図１８】本発明のヘッドランプの組立方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００９５】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、断面寸法と平面寸法との関係、各部材の断面寸法の比率、各部材の平面寸法に比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００９６】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１〜図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００９７】
＜ヘッドランプ１０１の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係るヘッドランプ１０１の概略構成を示す断面図である。図１に示すように、ヘッドランプ１０１は、レーザ素子（励起光源）１１と、レンズ１２と、多層膜フィルタ（光機能部材）１３と、発光部１４と、パラボラミラー（反射鏡）１５と、金属ベース１７と、を備えている。
【００９８】
（レーザ素子１１）
レーザ素子１１は、励起光を出射する励起光源として機能する発光素子である。このレーザ素子１１は、複数設けられていてもよい。この場合、複数のレーザ素子１１のそれぞれから励起光としてのレーザ光が発振される。レーザ素子１１を１つのみ用いてもよいが、高出力のレーザ光を得るためには、複数のレーザ素子１１を用いる方が容易である。複数のレーザ素子１１を用いる場合であれば、各レーザ素子１１のレーザ光は全て、後述するパラボラミラー１５の窓部１６を通過し、発光部１４を照射する。
【００９９】
レーザ素子１１は、１チップに１つの発光点を有するものであってもよく、１チップに複数の発光点を有するものであってもよい。レーザ素子１１のレーザ光の波長は、例えば、４０５ｎｍ（青紫色）または４５０ｎｍ（青色）であるが、これらに限定されず、発光部１４に含める蛍光体の種類に応じて適宜選択されればよい。また、励起光源（発光素子）として、レーザ素子１１の代わりに、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることも可能である。
【０１００】
（レンズ１２）
レンズ１２は、レーザ素子１１から出射したレーザ光が発光部１４に適切に照射されるように、当該レーザ光の照射範囲を調節（例えば、縮小）するためのレンズである。
【０１０１】
後述するように、このようなレンズ１２による調節の他、発光部１４の位置や大きさを調節することによって、レーザ光の照射範囲の調節を行なってもよい。もちろん、レンズ１２による調節と発光部１４の位置や大きさの調節との組み合わせにより、行なっても構わない。
【０１０２】
（発光部１４）
発光部１４は、レーザ素子１１から出射されたレーザ光を受けて蛍光を発するものであり、レーザ光を受けて発光する蛍光体を含んでいる。具体的には、発光部１４は、封止材の内部に蛍光体が分散されているもの、または蛍光体を固めたものである。発光部１４は、レーザ光を蛍光に変換するため、波長変換素子であると言える。
【０１０３】
この発光部１４は、金属ベース１７の上、かつ、パラボラミラー１５のほぼ焦点位置に配置されている。そのため、発光部１４から出射した蛍光は、パラボラミラー１５の反射曲面に反射することで、その光路が制御される。発光部１４の上面にレーザ光の反射を防止する反射防止構造が形成されていてもよい。
【０１０４】
発光部１４の蛍光体として、例えば、酸窒化物系蛍光体（例えば、サイアロン蛍光体）またはＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ナノ粒子蛍光体（例えば、インジュウムリン：ＩｎＰ）を用いることができる。これらの蛍光体は、レーザ素子１１から発せられた高い出力（および／または光密度）のレーザ光に対しての熱耐性が高く、レーザ照明光源に最適である。ただし、発光部１４の蛍光体は、上述のものに限定されず、窒化物蛍光体など、その他の蛍光体であってもよい。
【０１０５】
また、ヘッドランプの照明光は、所定の範囲の色度を有する白色にしなければならないことが、法律により規定されている。そのため、発光部１４には、照明光が白色となるように選択された蛍光体が含まれている。
【０１０６】
例えば、青色、緑色および赤色の蛍光体を発光部１４に含め、４０５ｎｍのレーザ光を照射すると白色光が発生する。または、黄色の蛍光体（または緑色および赤色の蛍光体）を発光部１４に含め、４５０ｎｍ（青色）のレーザ光（または、４４０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する、いわゆる青色近傍のレーザ光）を照射することでも白色光が得られる。
【０１０７】
発光部１４の封止材は、例えば、ガラス材（無機ガラス、有機無機ハイブリッドガラス）、シリコーン樹脂等の樹脂材料である。ガラス材として低融点ガラスを用いてもよい。封止材は、透明性の高いものが好ましく、レーザ光が高出力の場合には、耐熱性の高いものが好ましい。
【０１０８】
（パラボラミラー１５）
パラボラミラー１５は、発光部１４が発生させた蛍光を反射し、所定の立体角内を進む光線束（照明光）を形成する。このパラボラミラー１５は、例えば、金属薄膜がその表面に形成された部材であってもよいし、金属製の部材であってもよい。
【０１０９】
パラボラミラー１５は、その一部が、発光部１４の上面の上方に配置されている。すなわち、パラボラミラー１５は、発光部１４の上面を覆う位置に配置されている。別の観点から説明すれば、発光部１４の側面の一部は、パラボラミラー１５の開口部の方向を向いている。
【０１１０】
発光部１４とパラボラミラー１５との位置関係を上述のものにすることで、発光部１４の蛍光を所定の立体角内に集光する効率を高めることができ、その結果、蛍光の利用効率を高めることができる。
【０１１１】
また、レーザ素子１１は、パラボラミラー１５の外部に配置されており、パラボラミラー１５には、レーザ光を通過させる窓部（光通過口）１６が形成されている。この窓部１６は、パラボラミラー１５の外部（レーザ素子１１側）と内部（発光部１４側）とを貫通する孔である。
【０１１２】
後述するように、この窓部１６を塞ぐようにして、多層膜フィルタ１３が設けられている。レーザ素子１１から発せられたレーザ光は、この多層膜フィルタ１３を透過し、窓部１６を通過する。
【０１１３】
なお、パラボラミラー１５の一部には、パラボラではない部分を含めてもよい。また、本発明の発光装置が有する反射鏡は、閉じた円形の開口部を有するパラボラミラーまたはその一部を含むものであってもよい。また、上記反射鏡は、パラボラミラーに限定されず、楕円面ミラーや半球面ミラーであってもよい。
【０１１４】
（金属ベース１７）
金属ベース１７は、発光部１４を支持する板状の支持部材であり、金属（例えば、銅や鉄）からなっている。それゆえ、金属ベース１７は熱伝導性が高く、発光部１４を冷却できる。なお、発光部１４を支持する部材は、金属からなるものに限定されず、金属以外の熱伝導性が高い物質（ガラス、サファイアなど）を含む部材でもよい。ただし、発光部１４と、その一部が当接する金属ベース１７の表面は反射面として機能することが好ましい。上記表面が反射面であることにより、発光部１４の上面から入射したレーザ光が蛍光に変換された後に、当該反射面で反射させてパラボラミラー１５へ向かわせることができる。または、発光部１４の上面から入射したレーザ光を上記反射面で反射させて、再度、発光部１４の内部に向かわせて蛍光に変換することができる。
【０１１５】
金属ベース１７は、パラボラミラー１５によって覆われているため、金属ベース１７は、パラボラミラー１５の反射曲面と対向する面を有していると言える。金属ベース１７の発光部１４が設けられている側の表面は、パラボラミラー１５の回転放物面の回転軸と概ね平行であり、当該回転軸を概ね含んでいる。
【０１１６】
なお、図示はしないが、金属ベース１７はフィンを備えていてもよい。このフィンは、金属ベース１７を冷却する冷却部として機能する。フィンは、複数の放熱板を有するものであり、大気との接触面積を増加させることにより放熱効率を高めている。金属ベース１７を冷却する冷却部は、冷却（放熱）機能を有するものであればく、フィンの代わりに、ヒートパイプ、水冷方式や、空冷方式のものであってもよい。
【０１１７】
（多層膜フィルタ１３）
多層膜フィルタ１３は、パラボラミラー１５の窓部１６を塞ぐようにして、パラボラミラー１５に設置されている。レーザ素子１１から発せられたレーザ光（励起光）１８を透過する一方、発光部１４から出射した蛍光１９を反射する。すなわち、多層膜フィルタ１３は、レーザ光１８を含む所定の波長範囲の光を透過し、蛍光１９を含む所定の波長範囲の光を反射するという、波長選択性を有している。この波長選択性により、多層膜フィルタ１３は、レーザ素子１１から発せられたレーザ光１８を透過する。多層膜フィルタ１３を透過したレーザ光１８は、窓部１６をそのまま通過し、パラボラミラー１５の内部に進行する。このようにしてパラボラミラー１５の内部に導入されたレーザ光１８が発光部１４に照射される。
【０１１８】
一方、上記の波長選択性により、多層膜フィルタ１３は、発光部１４から出射され、窓部１６に進入して来た蛍光１９を反射する。多層膜フィルタ１３が反射した蛍光１９は、再び、パラボラミラー１５の内部に向かわせる。窓部１６に向かう蛍光１９は、多層膜フィルタ１３が存在しない場合、窓部１６をそのまま通過し、パラボラミラー１５の外部に漏れ出してしまう光である。多層膜フィルタ１３は、このような蛍光１９を再び、パラボラミラー１５の内部に向かわせることにより、発光部１４の蛍光１９の利用効率を向上させる。
【０１１９】
＜レーザ光１８の入射＞
レーザ素子１１から発せられるレーザ光１８が、レーザ光１８が入射される多層膜フィルタ１３の入射面に対し、Ｐ偏光であり、且つ、レーザ光１８が多層膜フィルタ１３の入射面に対する入射角θ１が、ブリュースター角であることが好ましい。このようなレーザ光１８の入射手法を用いることにより、レーザ光１８が多層膜フィルタ１３の入射面に入射する際の反射が抑制され、多層膜フィルタ１３へのレーザ光１８の入射効率を高めることができる。
【０１２０】
また、レーザ素子１１は、レーザ光１８が入射される多層膜フィルタ１３の入射面に対しＰ偏光となり、且つ、入射角θ１がブリュースター角となるように、多層膜フィルタ１３に対して配置すればよい。
【０１２１】
＜発光部１４と窓部１６との距離および窓部１６の開口面積＞
発光部１４は、上述したように、パラボラミラー１５のほぼ焦点位置に配置されている。この配置から、発光部１４とパラボラミラー１５の窓部１６との距離は、パラボラミラー１５の形状および大きさに依存する。
【０１２２】
一方、窓部１６は、レーザ素子１１から発せられたレーザ光１８が単に通過する孔であり、レーザ光１８の光軸の精度にもよるが、その開口面積を、発光部１４とパラボラミラー１５の窓部１６との距離と比較し、十分小さいものにすることができる。
【０１２３】
ここで、窓部１６の開口面積に対し、発光部１４と窓部１６との距離が十分大きいければ、発光部１４から窓部１６を見たとき、窓部１６がパラボラミラー１５のほぼ一点とみなすことができる。このとき、発光部１４から放射状に出射される蛍光１９のうち、窓部１６に進入する蛍光１９は、ほぼ同一の進入方向を持っているとみなすことができる。たとえば、窓部１６が円形の形状の開口を持つ場合であれば、その円形の形状の半径（または直径）に対し、発光部１４と窓部１６との距離が十分大きい場合の如くである。
【０１２４】
後述するように、多層膜フィルタ１３は複数層の膜である多層膜を有しており、その多層膜の波長選択性を実現する上で、各層内を進行する光の光路長の制御に高い精度が要求される。このとき、窓部１６に進入する蛍光１９の進入方向がほぼ同一とみなすことができれば、その１つの進入方向を用いて、多層膜の各層内の光路長の制御が可能となる。これにより、その制御の容易化が図られ、その結果、精度が向上する。
【０１２５】
なお、窓部１６の開口面積に対し、発光部１４と窓部１６との距離が大きいければ大きいほど、窓部１６に進入する蛍光１９の進入方向がより単一化されることは言うまでもない。ただし、上述したように、発光部１４と窓部１６との距離は、パラボラミラー１５の形状および大きさに依存し、窓部１６の開口面積は、レーザ素子１１の光軸の精度に依存する点を考慮する必要がある。
【０１２６】
＜多層膜フィルタ１３の形状および位置＞
図２は、多層膜フィルタ１３の形状および位置を説明するための模式図であり、図２（ａ）は、多層膜フィルタ１３、パラボラミラー１５および発光部１４の略断面図、図２（ｂ）は、その略平面図である。
【０１２７】
多層膜フィルタ１３は、図２（ａ）に示すように、支持基板１３ａと、多層膜（積層体）１３ｂと、を有している。
【０１２８】
支持基板１３ａは、複数の層の多層膜１３ｂを支持するためのものであり、例えば、ＳｉＯ２基板を用いることができる。もちろん、支持基板１３ａはＳｉＯ２基板に限られるものではなく、要は、レーザ素子１１から発せられるレーザ光１８を透過し、且つ、多層膜１３ｂを支持し、その脆い強度による変形や破損を防止できる基板であれば、どのような基板であっても構わない。
【０１２９】
多層膜１３ｂは、たとえばＳｉＯ２膜やＴｉＯ２膜といった複数の薄膜の層が多層化された多層膜である。上述したように、多層膜フィルタ１３は、レーザ光１８を含む所定の波長範囲の光を透過し、蛍光１９を含む所定の波長範囲の光を反射するという、波長選択性を有している。多層膜１３ｂはこの波長選択性を実現するためのものである。例えば、多層膜１３ｂは、屈折率の高い材料と低い材料とを交互に層状に積層して得られ、ＡｌＮ、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＧａＮ、ＺｎＳなどから選択された少なくとも一種を含む材料が挙げられる。
【０１３０】
多層膜１３ｂは、具体的には、図２（ａ）に示すように、支持基板１３ａ上に、第１層膜１３ｃ、第２層膜１３ｄ、第３層膜１３ｅ、第４層膜１３ｆ、第５層膜１３ｇ、がこの順に積層されている。もちろん、多層膜１３ｂは、５層に限られるものではない。所望の波長選択性が得られるよう、層の数が決められ、各層の膜種および膜厚の組み合わせが最適化される。
【０１３１】
多層膜１３ｂは、複数の膜が多層化されたものであり、その強度は非常に脆弱であるのが通常である。このため、多層膜１３ｂを単体でパラボラミラー１５の窓部１６に設置しようとすると、その強度の脆さから、その設置の際、変形や破損が起こり得る。あるいは、ヘッドランプ１０１の使用中にもこのような変形や破損が起こる場合も考えられる。
【０１３２】
支持基板１３ａは、このような強度の脆い多層膜１３ｂを支持し、多層膜１３ｂを単体で用いる場合と比較して、その強度を増し、多層膜１３ｂの変形や破損を防止する。
【０１３３】
多層膜フィルタ１３は、多層膜１３ｂが設けられている側を発光部１４側に向けて配設されることが好ましい。以下のその理由について説明する。
【０１３４】
仮に、図３に示すように、支持基板２０１ａ上に、第１層膜２０１ｃ、第２層膜２０１ｄ、第３層膜２０１ｅ、第４層膜２０１ｆ、第５層膜２０１ｇ、がこの順に積層された多層膜２０１ｂが配置されており、支持基板２０１ａが発光部１４側に向けて配設したとする。
【０１３５】
この場合、発光部１４から出射され、窓部１６に進入した蛍光２０２は、先ず、支持基板２０１ａに入射することになる。上述したように、蛍光２０２を反射するのは多層膜２０１ｂであり、支持基板２０１ａは蛍光２０２を通過させてしまう。これにより、図３に示すように、蛍光２０２は、支持基板２０１ａ内を進行し、多層膜２０１ｂに入射するまで、直進する。支持基板２０１ａ内を通過し、多層膜２０１ｂに入射した蛍光２０２は、多層膜２０１ｂを構成する第１層膜２０１ｃ、第２層膜２０１ｄ、第３層膜２０１ｅ、第４層膜２０１ｆ、第５層膜２０１ｇのいずれかにより反射される。しかし、その反射の位置の如何によっては、例えば、蛍光２０３のように、パラボラミラー１５の外部に漏れ出してしまう蛍光が存在する。
【０１３６】
これは、蛍光２０２が、支持基板２０１ａを通過しきった時点において、既に、パラボラミラー１５の外部に出てしまっていることによるものである。この場合、多層膜１３ｂによって反射された蛍光２０３は、パラボラミラー１５の内部に再び向かうことができないからである。
【０１３７】
このようなことから、上述したように、多層膜フィルタ１３は、多層膜１３ｂが設けられている側を発光部１４側に向けて配設されることが好ましいと言える。
【０１３８】
多層膜１３ｂの各層内の光路長は、上記の波長選択性を実現できるよう、制御されている。背景技術でも説明したとおり、各層内の光路長は、各層内を光が実際に進んだ距離（伝搬距離）に、各層の膜を構成する物質の屈折率をかけたものである（光路長＝伝搬距離×屈折率）。ここでは、各層内の伝搬距離は、各層の膜厚と一致する。よって、伝搬距離と膜厚が一致するものとして、各層の膜厚を制御すればよいことになる。
【０１３９】
ここで、各層内の伝搬距離が各層の膜厚と一致するのは、発光部１４から発生する蛍光１９の光路方向と多層膜１３ｂの上述した積層方向とを一致させているからである。言い換えると、多層膜１３ｂの各層に対し、蛍光１９を垂直方向で入射させているからである。このため、各層内の蛍光の伝搬距離と各層の膜厚とが一致することになる。これにより、各層の膜厚を制御することが、実質的には、各層内の蛍光の伝搬距離を制御することになる。
【０１４０】
なお、レーザ素子１１と発光部１４とを、窓部１６を挟むようにして対向させた場合であれば、レーザ素子１１と発光部１４とを結ぶ直線と多層膜１３ｂの積層方向とが一致するようにすればよい。
【０１４１】
また、多層膜１３ｂは、図２（ｂ）に示すように、窓部１６を塞ぐようにして、パラボラミラー１５に設けられている。そして、レーザ素子１１から発せられたレーザ光１８および、発光部１４から出射され、窓部１６に進入する蛍光１９は共に、窓部１６の中心を通過する。レーザ素子１１および発光部１４は、レーザ光１８および蛍光１９が窓部１６の中心を通過するよう、窓部１６に対して配置される。
【０１４２】
なお、レーザ素子１１と発光部１４とを、窓部１６を挟むようにして対向させた場合であれば、レーザ素子１１と発光部１４とを結ぶ直線が、窓部１６の中心を通過するようにすればよい。
【０１４３】
＜多層膜フィルタ１３の作製＞
多層膜フィルタ１３は、例えば、次のようにして作製される。
【０１４４】
図４に示すように、先ず、スパッタリング技術や蒸着技術を用いて、複数の膜（ここでは、第１層膜２２、第２層膜２３、第３層膜２４）を順次、基板２１上に堆積する。
【０１４５】
その後、例えば、切り出し方向１１、切り出し方向１２、切り出し方向１３、切り出し方向１４の順に、基板２１、第１層膜２２、第２層膜２３および第３層膜２４を切断し、個々の多層膜フィルタ２５を分割する。この多層膜フィルタ２５は、基板２１の一部である支持基板２５ａと、第１層膜２２の一部である第１層膜２５ｃ、第２層膜２３の一部である第２層膜２５ｄおよび第３層膜２４の一部である第３層膜２５ｅからなる多層膜２５ｂと、を有しており、その形状は直方体の形状である。
【０１４６】
なお、図４では、１つの多層膜フィルタ２５のみが表わされているが、上記のような切断処理を繰り返すことにより、複数の多層膜フィルタ２５を、１つの基板２１から分割することができる。
【０１４７】
図１において、上述したように、発光部１４から発生する蛍光１９の光路方向と多層膜１３ｂの上述した積層方向とを一致させている。これは、図４の場合であれば、多層膜フィルタ２５をパラボラミラー１５の窓部１６に設けたとき、窓部１６の中心を通過する蛍光１９の光路方向と、多層膜２５ｂの積層方向とが一致するように、切り出し方向１１（切り出し角度θ１１）、切り出し方向１２（切り出し角度θ１２）、切り出し方向１３（切り出し角度θ１３）および切り出し方向１４（切り出し角度θ１４）の各々を調節すればよい。
【０１４８】
なお、上記の切断処理に代えて、研磨処理によって個々の多層膜フィルタ２５を分割することも可能である。
【０１４９】
＜窓部１６に対するレーザ素子１１の位置＞
レーザ素子１１は、レーザ素子１１から発せられるレーザ光１８が窓部１６の中心を通過するように、窓部１６に対して位置していることが好ましい。以下、この理由について説明する。
【０１５０】
先ず、図５を用いて、１つ目の理由を説明する。図１において、レーザ素子１１が窓部１６に対し、レーザ光１８が窓部１６の中心を通過するように位置する場合、および、レーザ光１８が窓部１６の中心からずれて通過するように位置する場合のそれぞれにおいて、どのような現象が起こるかについて、検討する。
【０１５１】
図５において、レーザ素子３２は、自身から発せられたレーザ光３３ａが窓部３１の中心から一方の端部側にずれた場所Ｐ１１を通過するように、窓部３１に対して位置している。一方、レーザ素子３４は、自身から発せられたレーザ光３５ａが窓部３１の中心付近の場所Ｐ１２（実質的に中心とみなせる場所であればよい）を通過するように、窓部３１に対して位置している。ここでは、いずれにおいても、それぞれのレーザ光３３ａおよび３５ａが窓部３１の入射面に対する入射角度は９０°であったとする。
【０１５２】
このような場合において、例えば、ヘッドランプ１０１の使用が開始され、時間の経過と共に、レーザ素子３２のレーザ光３３ａの出射角度およびレーザ素子３４のレーザ光３５ａの出射角度がそれぞれ、ずれた場合を考えてみる。
【０１５３】
先ず、レーザ素子３２の場合であれば、その出射角度のずれの最大値はθ３２となる。なぜなら、出射角度のずれがこの最大値θ３２となった時点で、レーザ素子３２から発せられるレーザ光３３ｂは窓部３１の端部を通過している。このため、最大値θ３２を超えてしまうと、レーザ素子３２から発せられるレーザ光は窓部３１から外れてしまい、その結果、パラボラミラー１５の内部に進行することができなくなってしまう。
【０１５４】
これに対し、レーザ素子３４の場合、その出射角度のずれの最大値はθ３４となる。そして、この最大値θ３４は明らかにレーザ素子３２の最大値θ３２よりも大きくなっている。これは、出射角度のずれがこの最大値θ３４となった時点で、レーザ素子３４から発せられるレーザ光３５ｂが窓部３１の端部を通過するからである。
【０１５５】
以上により、レーザ素子１１が窓部１６に対し、レーザ光１８が窓部１６の中心を通過するように位置する場合、レーザ素子１１の出射角度のずれの許容値を最大化することができる。これが１つ目の理由である。
【０１５６】
上で述べたように、レーザ素子１１の出射角度がずれると、仮に、レーザ光１８が窓部１６を通過できた場合でも、そのずれの大きさによっては、レーザ光１８の進行方向が発光部１４から外れてしまうことが考えられる。つまり、レーザ光１８が発光部１４に照射されること無く、直接、金属ベース１７に当たってしまうことが起こり得る。
【０１５７】
そこで、例えば、図６に示すように、上記のようなレーザ素子１１の出射角度のずれの最大値を予め算出し、そのずれが生じたときに、レーザ素子１１から発せられたレーザ光１８ｂおよび１８ｃが到達する金属ベース１７上の位置にも、発光部１４ｂおよび１４ｃがあるように配置すればよい。つまり、出射角度にずれがない場合のレーザ光１８ａが到達する位置にある発光部１４ａに発光部１４ｂおよび１４ｃを加えた、１つの発光部１４とすればよい。
【０１５８】
次に、図７を用いて、２つ目の理由を説明する。上述したように、発光部１４から出射され、窓部１６に進入する蛍光１９は、窓部１６の中心を通過する。多層膜フィルタ１３の多層膜１３ｂの各層の蛍光１９の伝搬距離（ここでは、各層の膜厚）は、この窓部１６の中心を通過する蛍光１９の進入方向を用いて制御されている。ここで、レーザ素子１１から発せられたレーザ光１８が窓部１６の中心からずれて通過する場合において、多層膜フィルタ１３の多層膜１３ｂの各層内の伝搬距離を制御した場合について、検討する。
【０１５９】
図７（ａ）は、レーザ素子１１から発せられたレーザ光１８が窓部１６の中心を通過する場合において、多層膜フィルタ１３の多層膜１３ｂの各層内の伝搬距離を制御した場合を説明する模式図である。図７（ｂ）は、レーザ素子１１から発せられたレーザ光１８が窓部１６の中心からずれて通過する場合において、多層膜フィルタ１３の多層膜１３ｂの各層内の伝搬距離を制御した場合を説明する模式図である。
【０１６０】
図７（ａ）においては、多層膜フィルタ３９は、支持基板３９ａと、第１層膜３９ｃ、第２層膜３９ｄおよび第３層膜３９ｅからなる多層膜３９ｂと、を有している。レーザ光３６ａが多層膜フィルタ３９の入射面の中心Ｐ２１、つまり、窓部１６の中心を通過している。そして、この多層膜３９ｂの伝搬距離Ｔ１１は、窓部１６の中心を通過する蛍光３７ａの進入方向を用いて制御されている。
【０１６１】
ここで、発光部１４から窓部１６の端部に向かう蛍光３８ａの進入方向は、厳密には、窓部１６の中心を通過する蛍光３７ａの進入方向とは異なっている。このため、蛍光３８ａの進入方向を用いて各層内の伝搬距離が制御された多層膜３９ｂは、蛍光３８ａにとって最適な各層内の伝搬距離になっているとは言えない。
【０１６２】
したがって、蛍光３８ａが多層膜３９ｂを通過する伝搬距離Ｔ１２は、本来、蛍光３８ａの進入方向を用いて制御されるべき伝搬距離とは異なっている。
【０１６３】
また、図７（ｂ）においては、レーザ光３６ｂが多層膜フィルタ３９の入射面の中心からずれた場所Ｐ２２、つまり、窓部１６の中心からずれた場所を通過している。そして、この多層膜３９ｂ内の伝搬距離Ｔ２１は、窓部１６の中心からずれた場所を通過する蛍光３７ｂの進入方向を用いて制御されている。
【０１６４】
ここで、発光部１４から窓部１６の端部に向かう蛍光３８ｂの進入方向も、窓部１６の中心を通過する蛍光３７ｂの進入方向とは異なっている。このため、蛍光３８ｂの進入方向を用いて各層内の伝搬距離が制御された多層膜３９ｂは、蛍光３８ｂにとって最適な各層内の伝搬距離になっているとは言えない。
【０１６５】
したがって、蛍光３８ｂが多層膜３９ｂ内の伝搬距離Ｔ２２は、本来、蛍光３８ｂの進入方向を用いて制御されるべき伝搬距離とは異なっている。
【０１６６】
ここで、これら図７（ａ）および図７（ｂ）の場合を比較すれば分るように、図７（ａ）の伝搬距離Ｔ１１に対する伝搬距離Ｔ１２のずれの大きさは、図７（ｂ）の伝搬距離Ｔ２１に対する伝搬距離Ｔ２２のずれの大きさよりも小さくなっている。なぜなら、図７（ａ）の蛍光３７ａの進入方向からの蛍光３８ａの進入方向のずれの大きさが、図７（ｂ）の蛍光３７ｂの進入方向からの蛍光３８ｂの進入方向のずれの大きさと比べて、小さくなるからである。
【０１６７】
すなわち、レーザ素子１１が窓部１６に対し、レーザ光１８が窓部１６の中心を通過するように位置させた場合、発光部１４から出射される蛍光１９の進入方向のずれを最小化することができる。これにより、多層膜フィルタ１３の多層膜１３ｂ内の伝搬距離のずれを最小化することができる。これが２つ目の理由である。
【０１６８】
＜多層膜フィルタ１３の具体例＞
図８は、多層膜フィルタ１３の多層膜１３ｂの具体例を示す図である。図８に示すように、この多層膜１３ｂは、レーザ素子１１側から、すなわち、支持基板１３ａ側から見て、ＴｉＯ２膜、ＳｉＯ２膜、ＴｉＯ２膜、ＳｉＯ２膜、…、というふうに交互に、ＴｉＯ２膜とＳｉＯ２膜とが積層されている。
【０１６９】
図９は、図８に示した多層膜フィルタ１３の波長選択性を表わすグラフである。図９に示すように、レーザ光１８の波長の一例である４０５ｎｍでは、多層膜フィルタ１３の反射率は、ほぼ「０％」が実現されている。一方、蛍光１９の波長の一例である６００ｎｍでは、多層膜フィルタ１３の反射率は、ほぼ「１００％」が実現されている。
【０１７０】
このように多層膜フィルタ１３では、レーザ光１８を含む所定の波長範囲の光を透過し、蛍光１９を含む所定の波長範囲の光を反射するという、波長選択性が実現されている。
【０１７１】
〔実施の形態２〕
上記の実施の形態１では、多層膜の積層方向と蛍光の進入方向とが一致する多層膜フィルタを用いた実施の形態であった。このため、多層膜フィルタを作製する際、個々の多層膜フィルタに分割するために、複数の切り出し方向に沿った、複数回の切断作業が必要であった。
【０１７２】
これに対し、本発明の実施の形態２では、多層膜の積層方向と蛍光の進入方向とを一致させない代わりに、個々の多層膜フィルタに分割するための切断処理を減らすことができる実施の形態である。
【０１７３】
図１０は、本発明の実施の形態２に係るヘッドランプ１０２の概略構成を示す断面図である。本発明の実施の形態２のヘッドランプ１０２と上記の実施の形態１のヘッドランプ１０１とが異なる点は、多層膜フィルタ１３に代えて、多層膜フィルタ４１を備えた点である。さらに、パラボラミラー１５に代えて、パラボラミラー４５を備えた点である。
【０１７４】
（多層膜フィルタ４１）
多層膜フィルタ４１は、図１０に示すように、支持基板４１ａと、多層膜４１ｂと、を有している。そして、多層膜４１ｂは、支持基板４１ａ上に、第１層膜４１ｃ、第２層膜４１ｄ、第３層膜４１ｅ、第４層膜４１ｆ、第５層膜４１ｇ、がこの順に積層されている。
【０１７５】
多層膜フィルタ４１の多層膜４１ｂの積層方向は、発光部１４から出射された蛍光１９の進入方向とは一致しておらず、その代わりに、支持基板４１の多層膜４１ｂ側の面と反対側の面と直交している。以下、この構造の効果を説明する。
【０１７６】
上記の実施の形態１では、多層膜１３ｂの積層方向を蛍光１９の進入方向と一致させることにより、多層膜１３ｂの各層内の伝搬距離と各層の膜厚とを一致させていた。これにより、多層膜１３ｂの各層の膜厚を制御することにより、各層内の伝搬距離の制御を可能としていた。
【０１７７】
しかし、このような各層内の伝搬距離の制御、すなわち、各層内の光路長の制御の容易化の引き換えに、多層膜フィルタ１３を作製する際、個々の多層膜フィルタ１３を分割するための切断処理を複数回に渡って行なわなければならないといった手間があった。
【０１７８】
これに対し、本実施形態２では、このような切断処理を減らすことができる。すなわち、図１１に示すように、複数の膜（ここでは、第１層膜５２、第２層膜５３、第３層膜５４）が順次、基板５１上に堆積された後、切り出し方向２の切断処理を行なうことで、複数の多層膜フィルタ５５を１つの基板５１から分割することができる。
【０１７９】
なお、この多層膜フィルタ５５は、基板５１の一部である支持基板５５ａと、第１層膜５２の一部である第１層膜５５ｃ、第２層膜５３の一部である第２層膜５５ｄおよび第３層膜５４の一部である第３層膜５５ｅからなる多層膜５５ｂと、を有し、その形状は直方体の形状である。
【０１８０】
また、多層膜フィルタ４１の多層膜４１ｂ内の伝搬距離と、多層膜４１ｂの膜厚とは一致しない。このため、多層膜フィルタ４１では、以下の式を用いて、多層膜４１ｂの膜厚から多層膜４１ｂ内の伝搬距離を換算し、この伝搬距離を用いて、多層膜４１ｂ内の光路長を制御する。
【０１８１】
Ｌ３＝Ｔ３×ＣＯＳ（θ２１−θ２２）
ここで、Ｌ３は、多層膜４１ｂの膜厚、Ｔ３は、多層膜４１ｂ内の伝搬距離、θ２１は、多層膜フィルタ４１の蛍光１９の入射面と水平方向とがなす角度、θ２２は、蛍光１９の進入方向と鉛直方向とがなす角度、である。なお、ここでは、水平方向は、金属ベース１７の発光部１４が配置された面と平行な方向であり、鉛直方向は、金属ベース１７の発光部１４が配置された面に直交する方向である。
【０１８２】
（パラボラミラー４５）
パラボラミラー４５では、多層膜フィルタ４１が窓部４６に嵌め込まれている。これにより、多層膜フィルタ４１の蛍光１９の入射面とパラボラミラー４５の反射面とが連続する一体面となっている。言い換えれば、多層膜フィルタ４１の蛍光１９の入射面とパラボラミラー４５との接続する箇所（図中Ａ１およびＡ２で示す箇所）に段差が生じていない。
【０１８３】
上記の実施の形態１のパラボラミラー１５では、図１および図２（ａ）に示したように、多層膜フィルタ１３の蛍光１９の入射面とパラボラミラー１５の反射面とは連続しておらず、それら２つ面間に段差が生じていた。このような段差による蛍光の反射は、パラボラミラー１５が目的とする方向に蛍光１９を向かわせることを阻害し、パラボラミラー１５による蛍光１９の取り出し効率を低下させるおそれがあった。
【０１８４】
これに対し、パラボラミラー４５では、このような段差が生じない。これにより、パラボラミラー４５は目的とする方向に蛍光１９を向かわせることができるので、蛍光１９の取り出し効率を向上させることができる。
【０１８５】
〔実施の形態３〕
上記の実施の形態１では、多層膜フィルタをパラボラミラーの外側に設けた実施の形態であった。このため、多層膜フィルタとパラボラミラーとは連続しておらず、それら両者の間に段差が生じていた。
【０１８６】
これに対し、本発明の実施の形態３では、多層膜フィルタを窓部に嵌め込み、多層膜フィルタとパラボラミラーとが連続している。これにより、それら両者の間に段差が生じない実施の形態である。
【０１８７】
図１２は、本発明の実施の形態３に係るヘッドランプ１０３の概略構成を示す断面図である。本発明の実施の形態３のヘッドランプ１０３と上記の実施の形態１のヘッドランプ１０１とが異なる点は、多層膜フィルタ１３に代えて、多層膜フィルタ６１を備えた点である。さらに、パラボラミラー１５に代えて、パラボラミラー６５を備えた点である。
【０１８８】
（多層膜フィルタ６１）
多層膜フィルタ６１は、図１２に示すように、支持基板６１ａと、多層膜６１ｂと、を有している。そして、多層膜６１ｂは、支持基板６１ａ上に、第１層膜６１ｃ、第２層膜６１ｄ、第３層膜６１ｅ、がこの順に積層されている。
【０１８９】
多層膜フィルタ６１では、支持基板６１ａが設けられている側を発光部１４に向けて配設されている。支持基板６１ａの蛍光１９の入射面は、パラボラミラー６５の反射面と連続して一体面となるように湾曲している。つまり、支持基板６１ａの蛍光１９の入射面は、パラボラミラー６５の反射面の一部となっており、発光部１４側から見たとき、支持基板６１ａの入射面とパラボラミラー６５の反射面とは一体となって、１つの湾曲面をなしている。
【０１９０】
このような一体となった反射面のほぼ焦点の位置に発光部１４が位置することになる。このため、パラボラミラー６５は目的とする方向により多くの蛍光１９を向かわせることができるので、蛍光１９の取り出し効率をより向上させることができる。
【０１９１】
なお、支持基板６１ａの上記の入射面とパラボラミラー６５の反射面とは、その曲率が完全に一致することが好ましいが、単に、支持基板６１ａの上記の入射面を湾曲させることだけによっても、パラボラミラー６５の蛍光１９の取り出し効率の向上が見込まれる。
【０１９２】
多層膜フィルタ６１は、例えば、図１３に示すように、複数の膜（ここでは、第１層膜７２、第２層膜７３、第３層膜７４）が順次、基板７１上に堆積された後、切り出し方向３１と切り出し方向３２とで切断処理を行ない、その上で、研磨方向３３で研磨処理を行なうことにより、複数の多層膜フィルタ７５を１つの基板７１から分割することができる。
【０１９３】
なお、この多層膜フィルタ７５は、基板７１の一部である支持基板７５ａと、第１層膜７２の一部である第１層膜７５ｃ、第２層膜７３の一部である第２層膜７５ｄおよび第３層膜７４の一部である第３層膜７５ｅからなる多層膜７５ｂと、を有している。
【０１９４】
（パラボラミラー６５）
パラボラミラー６５では、多層膜フィルタ６１が窓部６６に嵌め込まれている。多層膜フィルタ６１の蛍光１９の入射面とパラボラミラー６５との接続する箇所に段差が生じていない。
【０１９５】
〔実施の形態４〕
本発明の実施の形態４は、上記の実施の形態２において、さらに、多層膜フィルタの蛍光の入射面を湾曲させる実施の形態である。
【０１９６】
図１４は、本発明の実施の形態４に係るヘッドランプ１０４の概略構成を示す断面図である。本発明の実施の形態４のヘッドランプ１０４と上記の実施の形態２のヘッドランプ１０２とが異なる点は、多層膜フィルタ４１に代えて、多層膜フィルタ７１を備えた点である。さらに、パラボラミラー４５に代えて、パラボラミラー８５を備えた点である。
【０１９７】
多層膜フィルタ７１は、図１４に示すように、支持基板７１ａと、多層膜７１ｂと、を有している。そして、多層膜７１ｂは、支持基板７１ａ上に、第１層膜７１ｃ、第２層膜７１ｄ、第３層膜７１ｅ、がこの順に積層されている。
【０１９８】
多層膜フィルタ７１では、多層膜７１ｂの蛍光１９の入射面が、パラボラミラー８５の反射面と連続して一体面となるように湾曲している。多層膜７１ｂの蛍光１９の入射面は、パラボラミラー８５の反射面の一部となっており、発光部１４側から見たとき、多層膜７１ｂの蛍光１９の入射面とパラボラミラー８５の反射面とは一体となって、１つの湾曲面をなしている。
【０１９９】
このような一体となった反射面のほぼ焦点の位置に発光部１４が位置することになる。このため、パラボラミラー８５は目的とする方向により多くの蛍光１９を向かわせることができるので、蛍光１９の取り出し効率をより向上させることができる。
【０２００】
多層膜フィルタ７１は、例えば、図１５（ａ）に示すように、先ず、切り出し方向４１と切り出し方向４２とで切断処理を行ない、その上で、研磨方向４３で研磨処理を行なうことにより、複数の支持基板９１ａを１つの基板９１から分割する。そして、図１５（ｂ）に示すように、複数の膜（ここでは、第１層膜９１ｃ、第２層膜９１ｄ、第３層膜９１ｅ、第４層膜９１ｆ）を順次、支持基板９１ａ上に堆積すればよい。上記の研磨処理による支持基板９１ａの湾曲面上に複数の膜を堆積することにより、上述したような、多層膜７１ｂの上記の入射面の湾曲化が実現される。
【０２０１】
多層膜フィルタ７１の多層膜７１ｂ内の伝搬距離と多層膜７１ｂの膜厚とは一致しない。このため、多層膜フィルタ７１では、以下の式を用いて、多層膜７１ｂの膜厚から多層膜７１ｂ内の伝搬距離を換算し、この伝搬距離を用いて、多層膜７１ｂ内の光路長を制御する。
【０２０２】
Ｌ４＝Ｔ４×ＣＯＳθ４
ここで、Ｌ４は、多層膜７１ｂの膜厚、Ｔ４は、多層膜７１ｂ内の伝搬距離、θ４は、多層膜４１ｂの積層方向と蛍光１９の進入方向とがなす角度、である。
【０２０３】
〔実施の形態５〕
本発明の実施の形態５は、上記の実施の形態２の多層膜フィルタの形状を凸形状とし、多層膜フィルタが窓部からパラボラミラーの内部に落ち込んでしまうことを防止する実施の形態である。
【０２０４】
図１６は、本発明の実施の形態５に係るヘッドランプ１０５の概略構成を示す断面図である。本発明の実施の形態５に係るヘッドランプ１０５と上記の実施の形態２のヘッドランプ１０２とが異なる点は、多層膜フィルタ４１に代えて、多層膜フィルタ１１３を備えた点である。さらに、パラボラミラー４５に代えて、パラボラミラー１１５を備えた点である。
【０２０５】
多層膜フィルタ１１３は、図１６に示すように、先端部Ｐ２１と、土台部Ｐ２２と、を有し、それら先端部Ｐ２１および土台部Ｐ２２からなる凸形状を成している。
【０２０６】
そして、先端部Ｐ２１は、支持基板１１３ａと、多層膜１１３ｂと、を有し、多層膜１１３ｂは、支持基板１１３ａ上に、第１層膜１１３ｃ、第２層膜１１３ｄ、第３層膜１１３ｅ、第４層膜１１３ｆがこの順に積層されている。
【０２０７】
先端部Ｐ２１は、上記実施の形態２の多層膜フィルタ４１に相当する部分であり、多層膜フィルタ４１と同一の波長選択性を有している。
【０２０８】
一方、土台部Ｐ２２は、多層膜フィルタ１１３の波長選択性の実現には関与せず、先端部Ｐ２１がパラボラミラー１１５の窓部１１６からパラボラミラー１１５の内側に落ち込んでしまうことを防止するためのものである。
【０２０９】
多層膜フィルタ１１３は、この土台部Ｐ２２により、パラボラミラー１１５の窓部１１６に、安定して配置される。このため、例えば接着剤を用いて、窓部１１６に接着したりする必要がない。これにより、多層膜フィルタ１１３の窓部１１６からの脱着が容易となり、多層膜フィルタ１１３の破損時などにおける交換作業が容易となる。
【０２１０】
先端部Ｐ２１と土台部Ｐ２２とを有する多層膜フィルタ１１３は、例えば、凸形状に予め成形されている支持基板１１３ａを用意し、支持基板１１３ａのその凸部がある面上に、第１層膜１１３ｃ、第２層膜１１３ｄ、第３層膜１１３ｅ、第４層膜１１３ｆを、この順に積層すればよい。この場合、土台部Ｐ２２を構成する支持基板１１３ａの一部の上部においても、第１層膜１１３ｃ、第２層膜１１３ｄ、第３層膜１１３ｅ、第４層膜１１３ｆが積層されることになる。
【０２１１】
〔実施の形態６〕
本発明の実施の形態６は、上記の実施の形態２の窓部の開口面積をパラボラミラーの外側から内側に向かう方向に沿って小さくし、多層膜フィルタが窓部からパラボラミラーの内側に落ち込んでしまうことを防止する実施の形態である。
【０２１２】
図１７は、本発明の実施の形態６に係るヘッドランプ１０６の概略構成を示す断面図である。本発明の実施の形態６に係るヘッドランプ１０６と上記の実施の形態２のヘッドランプ１０２とが異なる点は、多層膜フィルタ４１に代えて、多層膜フィルタ１２３を備えた点である。さらに、パラボラミラー４５に代えて、パラボラミラー１２５を備えた点である。
【０２１３】
多層膜フィルタ１２３は、図１７に示すように、支持基板１２３ａと、多層膜１２３ｂと、を有している。そして、多層膜１２３ｂは、支持基板１２３ａ上に、第１層膜１２３ｃ、第２層膜１２３ｄ、第３層膜１２３ｅ、第４層膜１２３ｆがこの順に積層されている。
【０２１４】
パラボラミラー１２５の窓部１２６は、パラボラミラー１２５の外側から内側に向かって、その開口面積が小さくなっている。具体的には、窓部１２６は、そのパラボラミラー１２５の外側の開口面積Ｓ１よりも内側の開口面積Ｓ２が小さくなっている。そして、パラボラミラー１２５の外側から内側に向かうに従って、窓部１２６の開口面積がＳ１からＳ２に徐々に変化している。
【０２１５】
多層膜フィルタ１２３は、このような開口面積を持つ窓部１２６に嵌め込まれるよう、パラボラミラー１２５の外側から内側に向かって、その断面積が小さくなっている。つまり、多層膜フィルタ１２５は、図１７に示すように、パラボラミラー１２５の外側から内側に向かうに従って、先が細くなる形状を持っている。
【０２１６】
このため、多層膜フィルタ１２３は、窓部１２６に嵌め込まれる際、窓部１２６をすり抜けてしまうことが無い。このため、例えば接着剤を用いて、窓部１１６に接着したりする必要がない。これにより、多層膜フィルタ１１３の窓部１１６からの脱着が容易となり、多層膜フィルタ１１３の破損時などにおける交換作業が容易となる。
【０２１７】
〔本発明のヘッドランプの組立方法〕
図１８は、本発明に係るヘッドランプの組立方法の一例を説明するための図である。図１８（ａ）に示すように、パラボラミラー１２８の形状や大きさなどを設計し、そのパラボラミラー１２８の焦点位置１２９を確定する。
【０２１８】
次に、図１８（ｂ）に示すように、焦点位置１３１が含まれるように、発光部１３０を設置する位置を確定する。
【０２１９】
次に、図１８（ｃ）に示すように、発光部１３０ａの位置を基に、パラボラミラー１２８に窓部１３２を設けるための位置を確定し、その位置に窓部１３２を設ける。
【０２２０】
最後に、図１８（ｄ）に示すように、発光部１３０ｂと窓部１３２の中心点を結ぶ線上のレーザ光が進行するように、レーザ素子１３３の位置を確定させる。
【０２２１】
〔本発明の適用例〕
本発明の発光装置は、車両用前照灯や、その他の照明装置に適用されてよい。本発明の照明装置の一例として、レーザダウンライトを挙げることができる。レーザダウンライトは、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る。その他にも、本発明の照明装置は、車両以外の移動物体（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、プロジェクタ、ダウンライト以外の室内照明器具（スタンドランプなど）として実現されてもよい。
【０２２２】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０２２３】
なお、本発明は、以下のようにも表現することができる。すなわち、本発明は、半導体発光素子と、反射鏡と、反射鏡の内面に設置された波長変換素子（蛍光体）を有し、反射鏡に開口部が設置され、その開口部に多層膜フィルタが設置され、多層膜フィルタは半導体発光素子を透過し、蛍光を反射する発光装置である。
【０２２４】
励起光は、開口部の中心を通過することが好ましい。
【０２２５】
多層膜フィルタが、多層膜は基板上に形成され、基板が反射鏡の外側に位置するよう、多層膜フィルタを設置することが好ましい。
【０２２６】
励起光はＰ偏光であり、多層膜フィルタへの入射角度がブリュースター角となることが好ましい。
【０２２７】
反射鏡内側において、反射鏡と多層膜フィルタの界面には、段差がないことが好ましい。
【０２２８】
多層膜フィルタにおける積層方向と、半導体発光素子と蛍光体を結ぶ直線が、平行となることが好ましい。
【０２２９】
多層膜フィルタの主表面と、多層膜フィルタの積層方向が、直角であることが好ましい。
【０２３０】
反射鏡側の面が湾曲であることが好ましい。
【０２３１】
開口部の反射鏡の曲面と多層膜フィルタの曲面が一致するように、多層膜フィルタの湾曲面が設計されることが好ましい。
【０２３２】
多層膜フィルタの基板側へ湾曲を形成することが好ましい。
【０２３３】
湾曲面の曲面に対して垂直に多層膜が積層していることが好ましい。
【０２３４】
多層膜フィルタが、凸形状であることが好ましい。
【０２３５】
多層膜フィルタの面積が、反射鏡の内側に向かうに従って、小さくなる構造を有することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【０２３６】
本発明は、発光装置や照明装置、特に車両用等のヘッドランプに適用することができ、これらの発光効率を高めることができる。
【符号の説明】
【０２３７】
１１ レーザ素子（励起光源）
１３、４１、６１、７１、１１３、１２３ 多層膜フィルタ（光透過部材）
１３ａ、４１ａ、６１ａ、７１ａ、１１３ａ、１２３ａ 支持基板
１３ｂ、４１ｂ、６１ｂ、７１ｂ、１１３ｂ、１２３ｂ 多多層膜（積層体）
１４ 発光部
１５、４５、６５、８５、１１５、１２５ パラボラミラー（反射鏡）
１６、４６、６６、８６、１１６、１２６ 窓部（光通過口）
１８ 励起光（レーザ光）
１９ 蛍光
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１２５ ヘッドランプ（発光装置、車両用前照灯）
Ｐ２１ 先端部
Ｐ２２ 土台部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、励起光を蛍光体に照射することで発生する蛍光を照明光として利用する発光装置、車両用前照灯、照明装置および車両用前照灯を備えた車両、ならびに、発光装置の組立方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、励起光源として発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）や半導体レーザ（ＬＤ；Laser Diode）等の半導体発光素子を用い、これらの励起光源から生じた励起光を、蛍光体を含む発光部に照射することによって発生する蛍光を照明光として用いる発光装置の研究が盛んになってきている。
【０００３】
このような発光装置の一例として特許文献１に開示された光源ユニットがある。この光源ユニットでは、光源部から出射される光を蛍光体に照射し、その照射により蛍光体が拡散光を発生させる。光源部と蛍光体との間には反射鏡が設けられており、この反射鏡が蛍光体からの拡散光を略平行な光に配光制御して、前方へ照射する。
【０００４】
この光源ユニットでは、上で述べたように、反射鏡が光源部と蛍光体との間に設けられている。このため、反射鏡は、光源部から蛍光体へ向かう方向に光を透過する孔である光透過部を有している。光源部から出射された光は、反射鏡の光源部側から、この光透過部を透過し、蛍光体側へ進むことになる。
【０００５】
光源部の出射光を透過する光透過部は、単に反射鏡を貫通する孔である。このため、蛍光体が発生させた拡散光のうち、その光透過部に向かう光は、その孔である光透過部を透過することになる。つまり、拡散光の一部は、反射鏡の蛍光体側から、この光透過部を透過し、光源部側へ進み、その結果、光透過部から漏れ出すことになる。よって、上記の光源ユニットには、蛍光体が発生させる拡散光の利用効率を低下させてしまうという問題点がある。
【０００６】
このような問題点を考慮すれば、光源部から出射される光を透過するが、蛍光体が発生させた拡散光を透過する、つまり、拡散光を反射するという波長選択性を備えた反射鏡や帯域フィルタを光透過部に設けることが好ましいと言える。
【０００７】
例えば、特許文献２に開示された発光装置では、ファイバ型光導波路の出射端面に、半導体レーザ光の波長に対して高反射、蛍光体による発光波長に対して低反射となる反射鏡が設けられている。この反射鏡は、ファイバ型光導波路の出射端面において、蛍光体が発生させた光を透過するが、半導体レーザ光を反射するものである。
【０００８】
また、特許文献３に開示された半導体発光装置では、円筒形状のキャップが半導体発光素子を囲んでおり、そのキャップの外部に波長変換物質（蛍光体）が配置されている。半導体発光素子からの出射光は、キャップ本体に開口された貫通孔を進行し、キャップの外部にある波長変換物質に照射される。この貫通孔には光選択フィルタが設けられており、この光選択フィルタは半導体発光素子からの出射光を透過するが、波長変換物質で波長変換された変換光を透過しないような波長選択性を備えた帯域フィルタを使用する。
【０００９】
上記の特許文献１の光源ユニットにおいて、光透過部からの拡散光の漏れを防止するためには、上記の特許文献２の反射鏡や上記の特許文献３の帯域フィルタを、光透過部に設けることが有効と期待できる。上記の反射鏡や上記の帯域フィルタの波長選択性を制御し、光源部からの出射光を透過し、発光部からの拡散光を反射するようにすればよい。
【００１０】
上記の特許文献２の反射鏡や上記の特許文献３の帯域フィルタには、通常、一層ではなく、複数層の膜である多層膜を用いるのが一般的である。このような多層膜では、各層の膜種および各層内の光路長の組み合わせを最適化することにより、所望の波長選択性を実現することができる。
【００１１】
なお、光路長とは、各層内を光が実際に進んだ距離（以下、「伝搬距離」と記す場合もある。）に、各層の膜を構成する物質の屈折率をかけたものである。すなわち、光路長は以下の式で定義される。
【００１２】
光路長＝伝搬距離×屈折率
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００５―１５００４１号公報（２００５年６月９日公開）
【特許文献２】特開２０００―２７５４４４号公報（２０００年１０月６日公開）
【特許文献３】特開２００８―１５３６１７号公報（２００８年７月３日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述した多層膜では、その波長選択性を実現する上で、特に、各層内の光路長の高精度な制御が要求される。各層内の光路長の組み合わせが、多層膜の波長選択性に大きく影響を与える要因だからである。多層膜の各層の膜厚は、要求される各層内の光路長が実現されるように、決められる。なお、各層の膜厚、つまり、各層内を進む光の伝搬距離は、上記式を用いて、要求される光路長から求められる。
【００１５】
ここで、上記の特許文献２の発光装置では、蛍光体と反射鏡とは空間的に近接している。蛍光体は、その発光の際、自身を中心として放射状に光を発生させるので、蛍光体に近接する反射鏡には、多様な方向に向かう光が入射することになる。
【００１６】
上記特許文献３の半導体発光装置でも、同様に、波長変換物質と帯域フィルタとが空間的に近接している。波長変換物質は、放射状に光を発生させるので、帯域フィルタにも多様な方向に向かう光が入射することになる。
【００１７】
このような多様な方向に向かう光が多層膜に入射するということは、各層内を進行する光の光路長も多様になることを意味する。しかし、各層内の光路長は、ある１つの方向で入射する光を想定している。そして、その光の方向を用いて、要求される各層内の光路長が実現されるように、各層の膜厚が決められている。
【００１８】
このため、予め想定した１つの方向から外れる光にとっては、その多層膜の各層内の光路長は最適なものとはならない。その結果、このような光に対し、多層膜は所望の波長選択性を実現することができない。
【００１９】
仮に、多様な方向で入射光の全てに対し、同一の光路長にしようとした場合、多層膜の各層を複雑な形状に成形する必要があり、現実的なやり方とは言えない。
【００２０】
このように上記の特許文献１の光源ユニットにおいて、上記の特許文献２の反射鏡や上記の特許文献３の帯域フィルタを、単に、光透過部に設けても、それら反射鏡や帯域フィルタに所望の波長選択性を実現することは困難であった。それゆえ、発光部が発生させる拡散光が光透過部から漏れ出してしまうことを確実に防止することができないといった課題があった。
【００２１】
上記課題に鑑み、本発明の目的は、蛍光体が発生させる蛍光の利用効率を高めることができる発光装置、車両用前照灯、照明装置、および車両用前照灯を備えた車両、ならびに、発光装置の組立方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明に係る発光装置は、上記の課題を解決するために、励起光を出射する励起光源と、上記励起光源から出射された励起光を受けて蛍光を発する発光部と、上記発光部が発生させた蛍光を反射する反射鏡とを備え、上記励起光源は、上記反射鏡の外部に配置され、上記反射鏡には、上記励起光が通過する光通過口が設けられており、上記光通過口を塞ぐように設置されると共に、上記励起光を透過し、且つ、上記発光部が発生させた蛍光を反射する光機能部材をさらに備えている。
【００２３】
上記の構成によれば、励起光源からの励起光を受けて発光部が蛍光を発し、その蛍光を反射鏡によって反射することで当該蛍光が照明光として出射される。励起光源は反射鏡の外側に配置されており、励起光源から出射された励起光は、反射鏡に設けられた光通過口を通過し、発光部に照射される。
【００２４】
ここで、発光部は励起光が照射されると、自身を中心とし放射状に蛍光を発生させる。このため、発光部が発生させる蛍光の一部は、励起光が通過する光通過口に向かって進行する。
【００２５】
このとき、反射鏡の光通過口に向かう蛍光がそのまま光通過口を通過してしまうと、その蛍光は反射鏡の外側に漏れ出すことになる。この漏れ出した蛍光は発光装置の照明光として利用することができない。
【００２６】
このことは、蛍光の利用効率を低減させ、ひいては発光装置の照明光の輝度を低下させてしまうことを意味する。
【００２７】
そこで、上記の構成では、光機能部材を用いて、反射鏡の光通過口を塞いでいる。この光機能部材は、励起光源から出射された励起光を透過させるが、発光部が発生させた蛍光を反射する。
【００２８】
さらに、上記の構成では、光機能部材は反射鏡の光通過口に設けられており、発光部から空間的に離間されている。このため、光機能部材に進入する蛍光の進行方向はほぼ一方向とみなすことができる。
【００２９】
それゆえ、反射鏡の発光体側から外側に蛍光が漏れ出すことを防止することができるので、発光部が発生させる蛍光の利用効率を向上させることができる。
【００３０】
上記励起光源は、上記励起光が上記光通過口の中心を通過するように、上記光通過口に対し位置していることが好ましい。
【００３１】
励起光源の位置決めは、たとえば、発光装置の組立のときに行なわれる。この位置決めの際、励起光源から出射される励起光が光通過口を確実に通過するように、光通過口に対する励起光源の励起光の出射角度が決められる。
【００３２】
しかし、時間の経過と共に、励起光源の出射角度がずれてしまうことがある。そのずれが大きくなると、励起光の光路が光通過口から外れ、励起光が光通過口を通過できなくなる。したがって、このような出射角度のずれは、その許容値が大きければ大きいほど、好ましいといえる。
【００３３】
そこで、上記の構成では、励起光源は、励起光が光通過口の中心を通過するように、光通過口に対し位置している。この場合、励起光源の出射角度がずれ始めると、励起光の光路は光通過口の中心からずれ始める。このことは、励起光の光路が光通過口から外れるまでに要する、出射角度のずれの大きさを最大化できることを意味する。
【００３４】
それゆえ、上記の構成によれば、励起光源の出射角度の許容値を最大化することができる。
【００３５】
上記発光部は、上記励起光源から出射された励起光が上記光通過口のいずれの位置を通過した場合でも、当該励起光が照射されるように、上記光通過口に対し位置していることが好ましい。
【００３６】
励起光源の出射角度がずれると、励起光が光通過口を通過できた場合でも、そのずれの大きさによっては、励起光の進行方向が発光部から外れてしまうことが考えられる。
【００３７】
上記の構成によれば、励起光源から出射された励起光が光通過口の中心から端部にずれて通過したときでも、その励起光は発光部に照射される。
【００３８】
上記光機能部材は、支持基板と、当該支持基板の上部に積層された、複数の膜の多層構造からなる積層体と、を含み、上記積層体は、上記励起光を含む第１の波長範囲の光を透過し、且つ、上記蛍光を含む第２の波長範囲の光を反射することが好ましい。
【００３９】
上記の構成によれば、光機能部材は、複数の膜の多層構造からなる積層体を有し、その積層体を用いて、励起光を透過し、蛍光を反射する。ここで、この積層体は、たとえばＳｉＯ２膜やＴｉＯ２膜といった複数の膜が多層化されたものであり、その強度は非常に脆弱であるのが通常である。このため、積層体を単体で反射鏡の光通過口に設置しようとすると、その強度の脆さから、その設置の際、変形や破損が起こり得る。あるいは、発光装置の使用中にもこのような変形や破損が起こる場合も考えられる。
【００４０】
そこで、上記の構成では、このような強度の脆い積層体をたとえばＳｉＯ２基板といった支持基板の上部に積層する。これにより、積層体を単体で用いる場合と比較して、支持基板による支持により、その強度が増し、それゆえ、上で述べたような積層体の変形や破損を防止することができる。
【００４１】
上記光機能部材は、上記積層体が設けられている側を上記発光部に向けて配設されていることが好ましい。
【００４２】
支持基板は積層体を支持するためのものであり、たとえばＳｉＯ２基板が用いられる。このような支持基板は、励起光源の励起光のみならず、発光部から発生する蛍光も透過させてしまうのが一般的である。
【００４３】
ここで、支持基板が設けられている側が発光部に向けて配設されていると、発光部から発生した蛍光は、光機能部材に到達したとき、先ず支持基板に入射することになる。
【００４４】
上で述べたように、支持基板は蛍光を透過する。このため、光機能部材と光通過口との位置関係の如何によっては、支持基板を通過した蛍光が積層体により反射され、反射鏡から漏れ出すといった状況を起こり得る。たとえば、蛍光が積層体により反射された位置が既に反射鏡の外側であった場合である。
【００４５】
そこで、上記の構成では、積層体が設けられている側を発光部に向けて配設している。このことは、発光部から発生した蛍光が光機能部材に到達したとき、蛍光が先ず入射するのは積層体であることを意味する。この場合、発光部から発生した蛍光は、光機能部材に到達した時点において、積層体により反射されることになる。これにより、光機能部部材に入射し、反射鏡の外側に向かって進行する蛍光の量が減り、上で述べたような蛍光が漏れ出す状況の発生が低減される。
【００４６】
それゆえ、蛍光の利用効率をより向上させることができる。
【００４７】
上記光機能部材は、上記積層体における上記複数の膜の積層方向と、上記蛍光の光路方向とが一致するように、設置されていることが好ましい。
【００４８】
光機能部材の積層体の各膜では、蛍光の反射を実現できるよう、それぞれの内部を蛍光が進行する距離（伝搬距離）が制御される。
【００４９】
ここで、各膜内の蛍光の伝搬距離と各膜の膜厚とが一致しない場合、すなわち、積層体の積層方向と蛍光の光路方向とが一致しない場合、各膜を積層した後、改めて、各膜内の蛍光の伝搬距離を制御する必要が生じる。たとえば、励起光源や発光部の配置の調節や光機能部材の設置のやり直しなどを行なわなければならず、非常に手間な作業が要求される。
【００５０】
上記の構成では、発光部から発生する蛍光の光路方向と積層体の積層方向とが一致するので、各膜内の蛍光の伝搬距離と各膜の膜厚とが一致することになる。このため、各膜の膜厚を制御することは、実質的には、各膜内の蛍光の伝搬距離を制御することに他ならない。
【００５１】
それゆえ、上記の構成によれば、積層体の各層の膜厚制御により、各層内の蛍光の伝搬距離を制御したことになり、これにより、利用者の利便性を向上させることができる。
【００５２】
上記励起光は、上記光機能部材に対してＰ偏光であり、且つ、上記光機能部材に対する入射角度がブリュースター角であることが好ましい。
【００５３】
上記の構成によれば、Ｐ偏光である励起光が光機能部材にブリュースター角で入射するので、その入射面でほとんど反射することなく、光機能部材に入射し、光通過口を通過し、発光部に照射される。
【００５４】
それゆえ、光機能部材の内部における励起光の損失を軽減し、励起光を高効率で発光部に照射させることができる。すなわち、励起光の利用効率が向上する。
【００５５】
上記光機能部材は、上記光機能部材の上記発光部に対向する対向面と上記反射鏡の反射面とが連続する一体面となるように、上記光通過口に嵌め込まれていることが好ましい。
【００５６】
上記の構成によれば、光機能部材の発光部に対向する対向面と、反射鏡の反射面とが接続する接続箇所において、それら２つ面間に段差が無くなり、発光部から発生した蛍光に対し、２つの面が連続する一体面である反射面を実現することができる。
【００５７】
このような段差による蛍光の反射は、反射鏡が目的とする方向に蛍光を向かわせることを阻害する。ひいては、反射鏡による蛍光の取り出し効率を低下させることになる。
【００５８】
そこで、上記の構成によれば、このような段差を無くしたので、蛍光の取り出し効率の低下を防止することができる。
【００５９】
上記光機能部材は、上記複数の膜の積層方向が上記支持基板の上記発光部に対向する面と反対側の面と直交するように、形成されていることが好ましい。
【００６０】
上記の構成によれば、支持基板の上部に複数の膜を積層した後、それら複数の層および支持基板を切り出す回数を減らすことができるので、光機能部材の作製を容易にすることができる。
【００６１】
複数の膜の積層方向を支持基板の発光部に対向する面と反対側の面と直交させない場合、支持基板の上部に複数の膜を積層した後、支持基板や複数の膜を複数の切り出し方向に沿って何度も切り出すことが必要となる。
【００６２】
上記の構成では、複数の膜の積層方向が支持基板の発光部に対向する面と反対側の面と直交するので、支持基板の上部に複数の膜を積層した後には、その反対側の面に対し直交する方向に切り出すことだけを行なえばよい。
【００６３】
それゆえ、上述したように、光機能部材の作製を容易にすることができる。
【００６４】
上記光機能部材の上記発光部に対向する面は、凹状の曲面であることが好ましい。
【００６５】
上記の構成によれば、発光部から発生した蛍光が光機能部材により反射される際、発光部に対向する面が平坦面である場合と比較して、反射鏡が目的とする方向に向かう蛍光の量をより多くすることができる。
【００６６】
それゆえ、蛍光の取り出し効率をより向上させることができる。
【００６７】
上記凹状の曲面は、上記反射鏡の反射面と同一の曲率を有しており、上記発光部側から見たとき、上記凹状の曲面と上記反射鏡の反射面とは一体となって、上記蛍光に対する１つの反射面を構成していることが好ましい。
【００６８】
上記の構成では、光機能部材の発光部に対向する面である凹状の曲面が反射鏡の反射面と同一の曲率を有しており、反射鏡の反射面とが一体となり発光部が発生させた蛍光を反射する１つの反射面を構成している。
【００６９】
このため、光機能部材の凹状の曲面により反射される蛍光を、反射鏡が目的とする方向と同じ方向に向かわせることができる。ここで、それぞれの曲率が異なり、１つの反射鏡とみなすことができなければ、お互いが反射する蛍光が進む方向を一致させることができない。
【００７０】
それゆえ、上記の構成によれば、それぞれの曲率が異なり、１つの反射鏡とみなすことができない場合と比較して、蛍光の取り出し効率をより向上させることができる。
【００７１】
上記光機能部材は、上記光通過口に嵌め込まれている先端部と、上記反射鏡の外側に位置しており、上記発光部側から見たとき、上記光通過口の開口面よりも面積が大きい土台部とを有していることが好ましい。
【００７２】
上記の構成では、光機能部材が光通過口を塞ぐように設置される際、先端部が光通過口に嵌め込まれる。このとき、土台部は光通過口の開口面よりも大きいので、光通過口に嵌め込まれることは無い。
【００７３】
すなわち、土台部は光機能部材の全部が光通過口に入り込むことを防止している。
【００７４】
それゆえ、光機能部材が光通過口から反射鏡の発光部側に落ち込むことが無くなる。また、光機能部材を設置する際に光機能部材を光通過口に固定する（たとえば、接着剤を用いて接着する）といったことが不要となり、光機能部材の交換が容易となる。
【００７５】
上記発光部側から見たとき、上記光通過口の開口面の面積は、上記反射鏡の外側から上記発光部側に向かう方向に沿って、小さくなるものであり、上記発光部側から見たとき、上記光機能部材の面積は、上記光機能部材が上記光通過口に嵌め込まれるように、上記反射鏡の外側から上記発光部側に向かう方向に沿って、小さくなることが好ましい。
【００７６】
上記の構成では、光機能部材が光通過口を塞ぐように設置される際、光機能部材が光通過口に嵌め込まれる。
【００７７】
ここで、発光部側から見たときの光通過口の開口面の面積は、反射鏡の外側から発光部側に向かう方向に沿って、徐々に小さくなる。つまり、光通過口は、反射鏡の外側から発光部側に向かう方向に沿って、先が細くなる形状を持っている。
【００７８】
一方、発光部側から見たときの光機能部材の面積は、反射鏡の外側から発光部側に向かう方向に沿って、徐々に小さくなる。つまり、光機能部材も、反射鏡の外側から発光部側に向かう方向に沿って、先が細くなる形状を持っている。
【００７９】
つまり、光機能部材が光通過口に嵌め込まれる際、光機能部材が光通過口をすり抜けてしまうことが無い。
【００８０】
それゆえ、光機能部材が光通過口から反射鏡の発光部側に落ち込むことが無くなる。また、光機能部材を設置する際に光機能部材を光通過口に固定する（たとえば、接着剤を用いて接着する）といったことが不要となり、光機能部材の交換が容易となる。さらに、光機能部材を複雑な形状とする必要が無く、光機能部材の作製が容易となる。
【００８１】
上記発光部は、上記発光部が発生させた蛍光が上記光通過口の上記発光部に対向する開口面に入射するときの入射角度を一定とみなすことができるように、上記光通過口に対して位置していることが好ましい。
【００８２】
上記の構成によれば、蛍光が発生させた蛍光のうち、光通過口に向かう蛍光については、その入射角度を揃えることができる。このことは、光機能部材に入射する蛍光が光機能部材の積層体の各膜内を通過する距離（伝搬距離）が一定になることを意味する。
【００８３】
それゆえ、光機能部材の積層体は、光通過口に向かう蛍光のほぼ全てを反射することができる。
【００８４】
上記励起光は、レーザ光であることが好ましい。
【００８５】
上記の構成によれば、光源サイズが小さくなり、発光装置の小型化を実現することができる。
【００８６】
上記発光装置を含む車両用前照灯および照明装置、ならびにその車両用前照灯を含む車両も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００８７】
本発明に係る発光装置の組立方法は、励起光を出射する励起光源と、上記励起光源から出射された励起光を受けて蛍光を発する発光部と、上記発光部が発生させた蛍光を反射する反射鏡とを備え、上記励起光源は、上記反射鏡の外部に配置され、上記反射鏡には、上記励起光が通過する光通過口が設けられており、上記光通過口を塞ぐように設置されると共に、上記励起光を透過し、且つ、上記発光部が発生させた蛍光を反射する光機能部材をさらに備えている発光装置の組立方法であって、上記励起光源の位置決めは、上記励起光が上記光通過口の中心を通過するように、行なわれる。
【００８８】
励起光源の位置決めは、たとえば、発光装置の組立のときに行なわれる。この位置決めの際、励起光源から出射される励起光が光通過口を確実に通過するように、光通過口に対する励起光源の励起光の出射角度が決められる。
【００８９】
しかし、時間の経過と共に、励起光源の出射角度がずれてしまうことがある。そのずれが大きくなると、励起光の光路が光通過口から外れ、励起光が光通過口を通過できなくなる。したがって、このような出射角度のずれは、その許容値が大きければ大きいほど、好ましいといえる。
【００９０】
そこで、上記の構成では、励起光源は、励起光が光通過口の中心を通過するように、光通過口に対し位置している。この場合、励起光源の出射角度がずれ始めると、励起光の光路は光通過口の中心からずれ始める。このことは、励起光の光路が光通過口から外れるまでに要する、出射角度のずれの大きさを最大化できることを意味する。
【００９１】
それゆえ、上記の構成によれば、励起光源の出射角度の許容値を最大化することができる。
【発明の効果】
【００９２】
以上のように、本発明に係る発光装置は、上記の課題を解決するために、励起光を出射する励起光源と、上記励起光源から出射された励起光を受けて蛍光を発する発光部と、上記発光部が発生させた蛍光を反射する反射鏡とを備え、上記励起光源は、上記反射鏡の外部に配置され、上記反射鏡には、上記励起光が通過する光通過口が設けられており、上記光通過口を塞ぐように設置されると共に、上記励起光を透過し、且つ、上記発光部が発生させた蛍光を反射する光機能部材をさらに備えている。
【００９３】
それゆえ、蛍光体が発生させる蛍光の利用効率を高めることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】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断面図である。
【図２】多層膜フィルタの形状および位置を説明するための模式図であり、（ａ）は、多層膜フィルタ、パラボラミラーおよび発光部の略断面図、（ｂ）は、その略平面図である。
【図３】多層膜フィルタの効果を説明するための図である。
【図４】多層膜フィルタの作製方法を説明するための図である。
【図５】窓部に対するレーザ素子の位置を説明するための図である。
【図６】窓部に対する発光部の位置を説明するための図である。
【図７】窓部に対するレーザ素子の位置を説明するための図であり、（ａ）は、レーザ光が窓部の中心を通過する場合に対応し、（ｂ）は、レーザ光が窓部の中心からずれて通過する場合に対応する図である。
【図８】多層膜フィルタの構造を説明するための図である。
【図９】多層膜フィルタの波長に対する反射率を示すグラフである。
【図１０】本発明の他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。
【図１１】多層膜フィルタの作製方法を説明するための図である。
【図１２】本発明の他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。
【図１３】多層膜フィルタの作製方法を説明するための図である。
【図１４】本発明の他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。
【図１５】多層膜フィルタの作製方法を説明するための図である。
【図１６】本発明の他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。
【図１７】本発明の他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。
【図１８】本発明のヘッドランプの組立方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００９５】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、断面寸法と平面寸法との関係、各部材の断面寸法の比率、各部材の平面寸法に比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００９６】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１〜図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００９７】
＜ヘッドランプ１０１の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係るヘッドランプ１０１の概略構成を示す断面図である。図１に示すように、ヘッドランプ１０１は、レーザ素子（励起光源）１１と、レンズ１２と、多層膜フィルタ（光機能部材）１３と、発光部１４と、パラボラミラー（反射鏡）１５と、金属ベース１７と、を備えている。
【００９８】
（レーザ素子１１）
レーザ素子１１は、励起光を出射する励起光源として機能する発光素子である。このレーザ素子１１は、複数設けられていてもよい。この場合、複数のレーザ素子１１のそれぞれから励起光としてのレーザ光が発振される。レーザ素子１１を１つのみ用いてもよいが、高出力のレーザ光を得るためには、複数のレーザ素子１１を用いる方が容易である。複数のレーザ素子１１を用いる場合であれば、各レーザ素子１１のレーザ光は全て、後述するパラボラミラー１５の窓部１６を通過し、発光部１４を照射する。
【００９９】
レーザ素子１１は、１チップに１つの発光点を有するものであってもよく、１チップに複数の発光点を有するものであってもよい。レーザ素子１１のレーザ光の波長は、例えば、４０５ｎｍ（青紫色）または４５０ｎｍ（青色）であるが、これらに限定されず、発光部１４に含める蛍光体の種類に応じて適宜選択されればよい。また、励起光源（発光素子）として、レーザ素子１１の代わりに、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることも可能である。
【０１００】
（レンズ１２）
レンズ１２は、レーザ素子１１から出射したレーザ光が発光部１４に適切に照射されるように、当該レーザ光の照射範囲を調節（例えば、縮小）するためのレンズである。
【０１０１】
後述するように、このようなレンズ１２による調節の他、発光部１４の位置や大きさを調節することによって、レーザ光の照射範囲の調節を行なってもよい。もちろん、レンズ１２による調節と発光部１４の位置や大きさの調節との組み合わせにより、行なっても構わない。
【０１０２】
（発光部１４）
発光部１４は、レーザ素子１１から出射されたレーザ光を受けて蛍光を発するものであり、レーザ光を受けて発光する蛍光体を含んでいる。具体的には、発光部１４は、封止材の内部に蛍光体が分散されているもの、または蛍光体を固めたものである。発光部１４は、レーザ光を蛍光に変換するため、波長変換素子であると言える。
【０１０３】
この発光部１４は、金属ベース１７の上、かつ、パラボラミラー１５のほぼ焦点位置に配置されている。そのため、発光部１４から出射した蛍光は、パラボラミラー１５の反射曲面に反射することで、その光路が制御される。発光部１４の上面にレーザ光の反射を防止する反射防止構造が形成されていてもよい。
【０１０４】
発光部１４の蛍光体として、例えば、酸窒化物系蛍光体（例えば、サイアロン蛍光体）またはＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ナノ粒子蛍光体（例えば、インジュウムリン：ＩｎＰ）を用いることができる。これらの蛍光体は、レーザ素子１１から発せられた高い出力（および／または光密度）のレーザ光に対しての熱耐性が高く、レーザ照明光源に最適である。ただし、発光部１４の蛍光体は、上述のものに限定されず、窒化物蛍光体など、その他の蛍光体であってもよい。
【０１０５】
また、ヘッドランプの照明光は、所定の範囲の色度を有する白色にしなければならないことが、法律により規定されている。そのため、発光部１４には、照明光が白色となるように選択された蛍光体が含まれている。
【０１０６】
例えば、青色、緑色および赤色の蛍光体を発光部１４に含め、４０５ｎｍのレーザ光を照射すると白色光が発生する。または、黄色の蛍光体（または緑色および赤色の蛍光体）を発光部１４に含め、４５０ｎｍ（青色）のレーザ光（または、４４０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する、いわゆる青色近傍のレーザ光）を照射することでも白色光が得られる。
【０１０７】
発光部１４の封止材は、例えば、ガラス材（無機ガラス、有機無機ハイブリッドガラス）、シリコーン樹脂等の樹脂材料である。ガラス材として低融点ガラスを用いてもよい。封止材は、透明性の高いものが好ましく、レーザ光が高出力の場合には、耐熱性の高いものが好ましい。
【０１０８】
（パラボラミラー１５）
パラボラミラー１５は、発光部１４が発生させた蛍光を反射し、所定の立体角内を進む光線束（照明光）を形成する。このパラボラミラー１５は、例えば、金属薄膜がその表面に形成された部材であってもよいし、金属製の部材であってもよい。
【０１０９】
パラボラミラー１５は、その一部が、発光部１４の上面の上方に配置されている。すなわち、パラボラミラー１５は、発光部１４の上面を覆う位置に配置されている。別の観点から説明すれば、発光部１４の側面の一部は、パラボラミラー１５の開口部の方向を向いている。
【０１１０】
発光部１４とパラボラミラー１５との位置関係を上述のものにすることで、発光部１４の蛍光を所定の立体角内に集光する効率を高めることができ、その結果、蛍光の利用効率を高めることができる。
【０１１１】
また、レーザ素子１１は、パラボラミラー１５の外部に配置されており、パラボラミラー１５には、レーザ光を通過させる窓部（光通過口）１６が形成されている。この窓部１６は、パラボラミラー１５の外部（レーザ素子１１側）と内部（発光部１４側）とを貫通する孔である。
【０１１２】
後述するように、この窓部１６を塞ぐようにして、多層膜フィルタ１３が設けられている。レーザ素子１１から発せられたレーザ光は、この多層膜フィルタ１３を透過し、窓部１６を通過する。
【０１１３】
なお、パラボラミラー１５の一部には、パラボラではない部分を含めてもよい。また、本発明の発光装置が有する反射鏡は、閉じた円形の開口部を有するパラボラミラーまたはその一部を含むものであってもよい。また、上記反射鏡は、パラボラミラーに限定されず、楕円面ミラーや半球面ミラーであってもよい。
【０１１４】
（金属ベース１７）
金属ベース１７は、発光部１４を支持する板状の支持部材であり、金属（例えば、銅や鉄）からなっている。それゆえ、金属ベース１７は熱伝導性が高く、発光部１４を冷却できる。なお、発光部１４を支持する部材は、金属からなるものに限定されず、金属以外の熱伝導性が高い物質（ガラス、サファイアなど）を含む部材でもよい。ただし、発光部１４と、その一部が当接する金属ベース１７の表面は反射面として機能することが好ましい。上記表面が反射面であることにより、発光部１４の上面から入射したレーザ光が蛍光に変換された後に、当該反射面で反射させてパラボラミラー１５へ向かわせることができる。または、発光部１４の上面から入射したレーザ光を上記反射面で反射させて、再度、発光部１４の内部に向かわせて蛍光に変換することができる。
【０１１５】
金属ベース１７は、パラボラミラー１５によって覆われているため、金属ベース１７は、パラボラミラー１５の反射曲面と対向する面を有していると言える。金属ベース１７の発光部１４が設けられている側の表面は、パラボラミラー１５の回転放物面の回転軸と概ね平行であり、当該回転軸を概ね含んでいる。
【０１１６】
なお、図示はしないが、金属ベース１７はフィンを備えていてもよい。このフィンは、金属ベース１７を冷却する冷却部として機能する。フィンは、複数の放熱板を有するものであり、大気との接触面積を増加させることにより放熱効率を高めている。金属ベース１７を冷却する冷却部は、冷却（放熱）機能を有するものであればく、フィンの代わりに、ヒートパイプ、水冷方式や、空冷方式のものであってもよい。
【０１１７】
（多層膜フィルタ１３）
多層膜フィルタ１３は、パラボラミラー１５の窓部１６を塞ぐようにして、パラボラミラー１５に設置されている。レーザ素子１１から発せられたレーザ光（励起光）１８を透過する一方、発光部１４から出射した蛍光１９を反射する。すなわち、多層膜フィルタ１３は、レーザ光１８を含む所定の波長範囲の光を透過し、蛍光１９を含む所定の波長範囲の光を反射するという、波長選択性を有している。この波長選択性により、多層膜フィルタ１３は、レーザ素子１１から発せられたレーザ光１８を透過する。多層膜フィルタ１３を透過したレーザ光１８は、窓部１６をそのまま通過し、パラボラミラー１５の内部に進行する。このようにしてパラボラミラー１５の内部に導入されたレーザ光１８が発光部１４に照射される。
【０１１８】
一方、上記の波長選択性により、多層膜フィルタ１３は、発光部１４から出射され、窓部１６に進入して来た蛍光１９を反射する。多層膜フィルタ１３が反射した蛍光１９は、再び、パラボラミラー１５の内部に向かわせる。窓部１６に向かう蛍光１９は、多層膜フィルタ１３が存在しない場合、窓部１６をそのまま通過し、パラボラミラー１５の外部に漏れ出してしまう光である。多層膜フィルタ１３は、このような蛍光１９を再び、パラボラミラー１５の内部に向かわせることにより、発光部１４の蛍光１９の利用効率を向上させる。
【０１１９】
＜レーザ光１８の入射＞
レーザ素子１１から発せられるレーザ光１８が、レーザ光１８が入射される多層膜フィルタ１３の入射面に対し、Ｐ偏光であり、且つ、レーザ光１８が多層膜フィルタ１３の入射面に対する入射角θ１が、ブリュースター角であることが好ましい。このようなレーザ光１８の入射手法を用いることにより、レーザ光１８が多層膜フィルタ１３の入射面に入射する際の反射が抑制され、多層膜フィルタ１３へのレーザ光１８の入射効率を高めることができる。
【０１２０】
また、レーザ素子１１は、レーザ光１８が入射される多層膜フィルタ１３の入射面に対しＰ偏光となり、且つ、入射角θ１がブリュースター角となるように、多層膜フィルタ１３に対して配置すればよい。
【０１２１】
＜発光部１４と窓部１６との距離および窓部１６の開口面積＞
発光部１４は、上述したように、パラボラミラー１５のほぼ焦点位置に配置されている。この配置から、発光部１４とパラボラミラー１５の窓部１６との距離は、パラボラミラー１５の形状および大きさに依存する。
【０１２２】
一方、窓部１６は、レーザ素子１１から発せられたレーザ光１８が単に通過する孔であり、レーザ光１８の光軸の精度にもよるが、その開口面積を、発光部１４とパラボラミラー１５の窓部１６との距離と比較し、十分小さいものにすることができる。
【０１２３】
ここで、窓部１６の開口面積に対し、発光部１４と窓部１６との距離が十分大きいければ、発光部１４から窓部１６を見たとき、窓部１６がパラボラミラー１５のほぼ一点とみなすことができる。このとき、発光部１４から放射状に出射される蛍光１９のうち、窓部１６に進入する蛍光１９は、ほぼ同一の進入方向を持っているとみなすことができる。たとえば、窓部１６が円形の形状の開口を持つ場合であれば、その円形の形状の半径（または直径）に対し、発光部１４と窓部１６との距離が十分大きい場合の如くである。
【０１２４】
後述するように、多層膜フィルタ１３は複数層の膜である多層膜を有しており、その多層膜の波長選択性を実現する上で、各層内を進行する光の光路長の制御に高い精度が要求される。このとき、窓部１６に進入する蛍光１９の進入方向がほぼ同一とみなすことができれば、その１つの進入方向を用いて、多層膜の各層内の光路長の制御が可能となる。これにより、その制御の容易化が図られ、その結果、精度が向上する。
【０１２５】
なお、窓部１６の開口面積に対し、発光部１４と窓部１６との距離が大きいければ大きいほど、窓部１６に進入する蛍光１９の進入方向がより単一化されることは言うまでもない。ただし、上述したように、発光部１４と窓部１６との距離は、パラボラミラー１５の形状および大きさに依存し、窓部１６の開口面積は、レーザ素子１１の光軸の精度に依存する点を考慮する必要がある。
【０１２６】
＜多層膜フィルタ１３の形状および位置＞
図２は、多層膜フィルタ１３の形状および位置を説明するための模式図であり、図２（ａ）は、多層膜フィルタ１３、パラボラミラー１５および発光部１４の略断面図、図２（ｂ）は、その略平面図である。
【０１２７】
多層膜フィルタ１３は、図２（ａ）に示すように、支持基板１３ａと、多層膜（積層体）１３ｂと、を有している。
【０１２８】
支持基板１３ａは、複数の層の多層膜１３ｂを支持するためのものであり、例えば、ＳｉＯ２基板を用いることができる。もちろん、支持基板１３ａはＳｉＯ２基板に限られるものではなく、要は、レーザ素子１１から発せられるレーザ光１８を透過し、且つ、多層膜１３ｂを支持し、その脆い強度による変形や破損を防止できる基板であれば、どのような基板であっても構わない。
【０１２９】
多層膜１３ｂは、たとえばＳｉＯ２膜やＴｉＯ２膜といった複数の薄膜の層が多層化された多層膜である。上述したように、多層膜フィルタ１３は、レーザ光１８を含む所定の波長範囲の光を透過し、蛍光１９を含む所定の波長範囲の光を反射するという、波長選択性を有している。多層膜１３ｂはこの波長選択性を実現するためのものである。例えば、多層膜１３ｂは、屈折率の高い材料と低い材料とを交互に層状に積層して得られ、ＡｌＮ、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＧａＮ、ＺｎＳなどから選択された少なくとも一種を含む材料が挙げられる。
【０１３０】
多層膜１３ｂは、具体的には、図２（ａ）に示すように、支持基板１３ａ上に、第１層膜１３ｃ、第２層膜１３ｄ、第３層膜１３ｅ、第４層膜１３ｆ、第５層膜１３ｇ、がこの順に積層されている。もちろん、多層膜１３ｂは、５層に限られるものではない。所望の波長選択性が得られるよう、層の数が決められ、各層の膜種および膜厚の組み合わせが最適化される。
【０１３１】
多層膜１３ｂは、複数の膜が多層化されたものであり、その強度は非常に脆弱であるのが通常である。このため、多層膜１３ｂを単体でパラボラミラー１５の窓部１６に設置しようとすると、その強度の脆さから、その設置の際、変形や破損が起こり得る。あるいは、ヘッドランプ１０１の使用中にもこのような変形や破損が起こる場合も考えられる。
【０１３２】
支持基板１３ａは、このような強度の脆い多層膜１３ｂを支持し、多層膜１３ｂを単体で用いる場合と比較して、その強度を増し、多層膜１３ｂの変形や破損を防止する。
【０１３３】
多層膜フィルタ１３は、多層膜１３ｂが設けられている側を発光部１４側に向けて配設されることが好ましい。以下のその理由について説明する。
【０１３４】
仮に、図３に示すように、支持基板２０１ａ上に、第１層膜２０１ｃ、第２層膜２０１ｄ、第３層膜２０１ｅ、第４層膜２０１ｆ、第５層膜２０１ｇ、がこの順に積層された多層膜２０１ｂが配置されており、支持基板２０１ａが発光部１４側に向けて配設したとする。
【０１３５】
この場合、発光部１４から出射され、窓部１６に進入した蛍光２０２は、先ず、支持基板２０１ａに入射することになる。上述したように、蛍光２０２を反射するのは多層膜２０１ｂであり、支持基板２０１ａは蛍光２０２を通過させてしまう。これにより、図３に示すように、蛍光２０２は、支持基板２０１ａ内を進行し、多層膜２０１ｂに入射するまで、直進する。支持基板２０１ａ内を通過し、多層膜２０１ｂに入射した蛍光２０２は、多層膜２０１ｂを構成する第１層膜２０１ｃ、第２層膜２０１ｄ、第３層膜２０１ｅ、第４層膜２０１ｆ、第５層膜２０１ｇのいずれかにより反射される。しかし、その反射の位置の如何によっては、例えば、蛍光２０３のように、パラボラミラー１５の外部に漏れ出してしまう蛍光が存在する。
【０１３６】
これは、蛍光２０２が、支持基板２０１ａを通過しきった時点において、既に、パラボラミラー１５の外部に出てしまっていることによるものである。この場合、多層膜１３ｂによって反射された蛍光２０３は、パラボラミラー１５の内部に再び向かうことができないからである。
【０１３７】
このようなことから、上述したように、多層膜フィルタ１３は、多層膜１３ｂが設けられている側を発光部１４側に向けて配設されることが好ましいと言える。
【０１３８】
多層膜１３ｂの各層内の光路長は、上記の波長選択性を実現できるよう、制御されている。背景技術でも説明したとおり、各層内の光路長は、各層内を光が実際に進んだ距離（伝搬距離）に、各層の膜を構成する物質の屈折率をかけたものである（光路長＝伝搬距離×屈折率）。ここでは、各層内の伝搬距離は、各層の膜厚と一致する。よって、伝搬距離と膜厚が一致するものとして、各層の膜厚を制御すればよいことになる。
【０１３９】
ここで、各層内の伝搬距離が各層の膜厚と一致するのは、発光部１４から発生する蛍光１９の光路方向と多層膜１３ｂの上述した積層方向とを一致させているからである。言い換えると、多層膜１３ｂの各層に対し、蛍光１９を垂直方向で入射させているからである。このため、各層内の蛍光の伝搬距離と各層の膜厚とが一致することになる。これにより、各層の膜厚を制御することが、実質的には、各層内の蛍光の伝搬距離を制御することになる。
【０１４０】
なお、レーザ素子１１と発光部１４とを、窓部１６を挟むようにして対向させた場合であれば、レーザ素子１１と発光部１４とを結ぶ直線と多層膜１３ｂの積層方向とが一致するようにすればよい。
【０１４１】
また、多層膜１３ｂは、図２（ｂ）に示すように、窓部１６を塞ぐようにして、パラボラミラー１５に設けられている。そして、レーザ素子１１から発せられたレーザ光１８および、発光部１４から出射され、窓部１６に進入する蛍光１９は共に、窓部１６の中心を通過する。レーザ素子１１および発光部１４は、レーザ光１８および蛍光１９が窓部１６の中心を通過するよう、窓部１６に対して配置される。
【０１４２】
なお、レーザ素子１１と発光部１４とを、窓部１６を挟むようにして対向させた場合であれば、レーザ素子１１と発光部１４とを結ぶ直線が、窓部１６の中心を通過するようにすればよい。
【０１４３】
＜多層膜フィルタ１３の作製＞
多層膜フィルタ１３は、例えば、次のようにして作製される。
【０１４４】
図４に示すように、先ず、スパッタリング技術や蒸着技術を用いて、複数の膜（ここでは、第１層膜２２、第２層膜２３、第３層膜２４）を順次、基板２１上に堆積する。
【０１４５】
その後、例えば、切り出し方向１１、切り出し方向１２、切り出し方向１３、切り出し方向１４の順に、基板２１、第１層膜２２、第２層膜２３および第３層膜２４を切断し、個々の多層膜フィルタ２５を分割する。この多層膜フィルタ２５は、基板２１の一部である支持基板２５ａと、第１層膜２２の一部である第１層膜２５ｃ、第２層膜２３の一部である第２層膜２５ｄおよび第３層膜２４の一部である第３層膜２５ｅからなる多層膜２５ｂと、を有しており、その形状は直方体の形状である。
【０１４６】
なお、図４では、１つの多層膜フィルタ２５のみが表わされているが、上記のような切断処理を繰り返すことにより、複数の多層膜フィルタ２５を、１つの基板２１から分割することができる。
【０１４７】
図１において、上述したように、発光部１４から発生する蛍光１９の光路方向と多層膜１３ｂの上述した積層方向とを一致させている。これは、図４の場合であれば、多層膜フィルタ２５をパラボラミラー１５の窓部１６に設けたとき、窓部１６の中心を通過する蛍光１９の光路方向と、多層膜２５ｂの積層方向とが一致するように、切り出し方向１１（切り出し角度θ１１）、切り出し方向１２（切り出し角度θ１２）、切り出し方向１３（切り出し角度θ１３）および切り出し方向１４（切り出し角度θ１４）の各々を調節すればよい。
【０１４８】
なお、上記の切断処理に代えて、研磨処理によって個々の多層膜フィルタ２５を分割することも可能である。
【０１４９】
＜窓部１６に対するレーザ素子１１の位置＞
レーザ素子１１は、レーザ素子１１から発せられるレーザ光１８が窓部１６の中心を通過するように、窓部１６に対して位置していることが好ましい。以下、この理由について説明する。
【０１５０】
先ず、図５を用いて、１つ目の理由を説明する。図１において、レーザ素子１１が窓部１６に対し、レーザ光１８が窓部１６の中心を通過するように位置する場合、および、レーザ光１８が窓部１６の中心からずれて通過するように位置する場合のそれぞれにおいて、どのような現象が起こるかについて、検討する。
【０１５１】
図５において、レーザ素子３２は、自身から発せられたレーザ光３３ａが窓部３１の中心から一方の端部側にずれた場所Ｐ１１を通過するように、窓部３１に対して位置している。一方、レーザ素子３４は、自身から発せられたレーザ光３５ａが窓部３１の中心付近の場所Ｐ１２（実質的に中心とみなせる場所であればよい）を通過するように、窓部３１に対して位置している。ここでは、いずれにおいても、それぞれのレーザ光３３ａおよび３５ａが窓部３１の入射面に対する入射角度は９０°であったとする。
【０１５２】
このような場合において、例えば、ヘッドランプ１０１の使用が開始され、時間の経過と共に、レーザ素子３２のレーザ光３３ａの出射角度およびレーザ素子３４のレーザ光３５ａの出射角度がそれぞれ、ずれた場合を考えてみる。
【０１５３】
先ず、レーザ素子３２の場合であれば、その出射角度のずれの最大値はθ３２となる。なぜなら、出射角度のずれがこの最大値θ３２となった時点で、レーザ素子３２から発せられるレーザ光３３ｂは窓部３１の端部を通過している。このため、最大値θ３２を超えてしまうと、レーザ素子３２から発せられるレーザ光は窓部３１から外れてしまい、その結果、パラボラミラー１５の内部に進行することができなくなってしまう。
【０１５４】
これに対し、レーザ素子３４の場合、その出射角度のずれの最大値はθ３４となる。そして、この最大値θ３４は明らかにレーザ素子３２の最大値θ３２よりも大きくなっている。これは、出射角度のずれがこの最大値θ３４となった時点で、レーザ素子３４から発せられるレーザ光３５ｂが窓部３１の端部を通過するからである。
【０１５５】
以上により、レーザ素子１１が窓部１６に対し、レーザ光１８が窓部１６の中心を通過するように位置する場合、レーザ素子１１の出射角度のずれの許容値を最大化することができる。これが１つ目の理由である。
【０１５６】
上で述べたように、レーザ素子１１の出射角度がずれると、仮に、レーザ光１８が窓部１６を通過できた場合でも、そのずれの大きさによっては、レーザ光１８の進行方向が発光部１４から外れてしまうことが考えられる。つまり、レーザ光１８が発光部１４に照射されること無く、直接、金属ベース１７に当たってしまうことが起こり得る。
【０１５７】
そこで、例えば、図６に示すように、上記のようなレーザ素子１１の出射角度のずれの最大値を予め算出し、そのずれが生じたときに、レーザ素子１１から発せられたレーザ光１８ｂおよび１８ｃが到達する金属ベース１７上の位置にも、発光部１４ｂおよび１４ｃがあるように配置すればよい。つまり、出射角度にずれがない場合のレーザ光１８ａが到達する位置にある発光部１４ａに発光部１４ｂおよび１４ｃを加えた、１つの発光部１４とすればよい。
【０１５８】
次に、図７を用いて、２つ目の理由を説明する。上述したように、発光部１４から出射され、窓部１６に進入する蛍光１９は、窓部１６の中心を通過する。多層膜フィルタ１３の多層膜１３ｂの各層の蛍光１９の伝搬距離（ここでは、各層の膜厚）は、この窓部１６の中心を通過する蛍光１９の進入方向を用いて制御されている。ここで、レーザ素子１１から発せられたレーザ光１８が窓部１６の中心からずれて通過する場合において、多層膜フィルタ１３の多層膜１３ｂの各層内の伝搬距離を制御した場合について、検討する。
【０１５９】
図７（ａ）は、レーザ素子１１から発せられたレーザ光１８が窓部１６の中心を通過する場合において、多層膜フィルタ１３の多層膜１３ｂの各層内の伝搬距離を制御した場合を説明する模式図である。図７（ｂ）は、レーザ素子１１から発せられたレーザ光１８が窓部１６の中心からずれて通過する場合において、多層膜フィルタ１３の多層膜１３ｂの各層内の伝搬距離を制御した場合を説明する模式図である。
【０１６０】
図７（ａ）においては、多層膜フィルタ３９は、支持基板３９ａと、第１層膜３９ｃ、第２層膜３９ｄおよび第３層膜３９ｅからなる多層膜３９ｂと、を有している。レーザ光３６ａが多層膜フィルタ３９の入射面の中心Ｐ２１、つまり、窓部１６の中心を通過している。そして、この多層膜３９ｂの伝搬距離Ｔ１１は、窓部１６の中心を通過する蛍光３７ａの進入方向を用いて制御されている。
【０１６１】
ここで、発光部１４から窓部１６の端部に向かう蛍光３８ａの進入方向は、厳密には、窓部１６の中心を通過する蛍光３７ａの進入方向とは異なっている。このため、蛍光３８ａの進入方向を用いて各層内の伝搬距離が制御された多層膜３９ｂは、蛍光３８ａにとって最適な各層内の伝搬距離になっているとは言えない。
【０１６２】
したがって、蛍光３８ａが多層膜３９ｂを通過する伝搬距離Ｔ１２は、本来、蛍光３８ａの進入方向を用いて制御されるべき伝搬距離とは異なっている。
【０１６３】
また、図７（ｂ）においては、レーザ光３６ｂが多層膜フィルタ３９の入射面の中心からずれた場所Ｐ２２、つまり、窓部１６の中心からずれた場所を通過している。そして、この多層膜３９ｂ内の伝搬距離Ｔ２１は、窓部１６の中心からずれた場所を通過する蛍光３７ｂの進入方向を用いて制御されている。
【０１６４】
ここで、発光部１４から窓部１６の端部に向かう蛍光３８ｂの進入方向も、窓部１６の中心を通過する蛍光３７ｂの進入方向とは異なっている。このため、蛍光３８ｂの進入方向を用いて各層内の伝搬距離が制御された多層膜３９ｂは、蛍光３８ｂにとって最適な各層内の伝搬距離になっているとは言えない。
【０１６５】
したがって、蛍光３８ｂが多層膜３９ｂ内の伝搬距離Ｔ２２は、本来、蛍光３８ｂの進入方向を用いて制御されるべき伝搬距離とは異なっている。
【０１６６】
ここで、これら図７（ａ）および図７（ｂ）の場合を比較すれば分るように、図７（ａ）の伝搬距離Ｔ１１に対する伝搬距離Ｔ１２のずれの大きさは、図７（ｂ）の伝搬距離Ｔ２１に対する伝搬距離Ｔ２２のずれの大きさよりも小さくなっている。なぜなら、図７（ａ）の蛍光３７ａの進入方向からの蛍光３８ａの進入方向のずれの大きさが、図７（ｂ）の蛍光３７ｂの進入方向からの蛍光３８ｂの進入方向のずれの大きさと比べて、小さくなるからである。
【０１６７】
すなわち、レーザ素子１１が窓部１６に対し、レーザ光１８が窓部１６の中心を通過するように位置させた場合、発光部１４から出射される蛍光１９の進入方向のずれを最小化することができる。これにより、多層膜フィルタ１３の多層膜１３ｂ内の伝搬距離のずれを最小化することができる。これが２つ目の理由である。
【０１６８】
＜多層膜フィルタ１３の具体例＞
図８は、多層膜フィルタ１３の多層膜１３ｂの具体例を示す図である。図８に示すように、この多層膜１３ｂは、レーザ素子１１側から、すなわち、支持基板１３ａ側から見て、ＴｉＯ２膜、ＳｉＯ２膜、ＴｉＯ２膜、ＳｉＯ２膜、…、というふうに交互に、ＴｉＯ２膜とＳｉＯ２膜とが積層されている。
【０１６９】
図９は、図８に示した多層膜フィルタ１３の波長選択性を表わすグラフである。図９に示すように、レーザ光１８の波長の一例である４０５ｎｍでは、多層膜フィルタ１３の反射率は、ほぼ「０％」が実現されている。一方、蛍光１９の波長の一例である６００ｎｍでは、多層膜フィルタ１３の反射率は、ほぼ「１００％」が実現されている。
【０１７０】
このように多層膜フィルタ１３では、レーザ光１８を含む所定の波長範囲の光を透過し、蛍光１９を含む所定の波長範囲の光を反射するという、波長選択性が実現されている。
【０１７１】
〔実施の形態２〕
上記の実施の形態１では、多層膜の積層方向と蛍光の進入方向とが一致する多層膜フィルタを用いた実施の形態であった。このため、多層膜フィルタを作製する際、個々の多層膜フィルタに分割するために、複数の切り出し方向に沿った、複数回の切断作業が必要であった。
【０１７２】
これに対し、本発明の実施の形態２では、多層膜の積層方向と蛍光の進入方向とを一致させない代わりに、個々の多層膜フィルタに分割するための切断処理を減らすことができる実施の形態である。
【０１７３】
図１０は、本発明の実施の形態２に係るヘッドランプ１０２の概略構成を示す断面図である。本発明の実施の形態２のヘッドランプ１０２と上記の実施の形態１のヘッドランプ１０１とが異なる点は、多層膜フィルタ１３に代えて、多層膜フィルタ４１を備えた点である。さらに、パラボラミラー１５に代えて、パラボラミラー４５を備えた点である。
【０１７４】
（多層膜フィルタ４１）
多層膜フィルタ４１は、図１０に示すように、支持基板４１ａと、多層膜４１ｂと、を有している。そして、多層膜４１ｂは、支持基板４１ａ上に、第１層膜４１ｃ、第２層膜４１ｄ、第３層膜４１ｅ、第４層膜４１ｆ、第５層膜４１ｇ、がこの順に積層されている。
【０１７５】
多層膜フィルタ４１の多層膜４１ｂの積層方向は、発光部１４から出射された蛍光１９の進入方向とは一致しておらず、その代わりに、支持基板４１の多層膜４１ｂ側の面と反対側の面と直交している。以下、この構造の効果を説明する。
【０１７６】
上記の実施の形態１では、多層膜１３ｂの積層方向を蛍光１９の進入方向と一致させることにより、多層膜１３ｂの各層内の伝搬距離と各層の膜厚とを一致させていた。これにより、多層膜１３ｂの各層の膜厚を制御することにより、各層内の伝搬距離の制御を可能としていた。
【０１７７】
しかし、このような各層内の伝搬距離の制御、すなわち、各層内の光路長の制御の容易化の引き換えに、多層膜フィルタ１３を作製する際、個々の多層膜フィルタ１３を分割するための切断処理を複数回に渡って行なわなければならないといった手間があった。
【０１７８】
これに対し、本実施形態２では、このような切断処理を減らすことができる。すなわち、図１１に示すように、複数の膜（ここでは、第１層膜５２、第２層膜５３、第３層膜５４）が順次、基板５１上に堆積された後、切り出し方向２の切断処理を行なうことで、複数の多層膜フィルタ５５を１つの基板５１から分割することができる。
【０１７９】
なお、この多層膜フィルタ５５は、基板５１の一部である支持基板５５ａと、第１層膜５２の一部である第１層膜５５ｃ、第２層膜５３の一部である第２層膜５５ｄおよび第３層膜５４の一部である第３層膜５５ｅからなる多層膜５５ｂと、を有し、その形状は直方体の形状である。
【０１８０】
また、多層膜フィルタ４１の多層膜４１ｂ内の伝搬距離と、多層膜４１ｂの膜厚とは一致しない。このため、多層膜フィルタ４１では、以下の式を用いて、多層膜４１ｂの膜厚から多層膜４１ｂ内の伝搬距離を換算し、この伝搬距離を用いて、多層膜４１ｂ内の光路長を制御する。
【０１８１】
Ｌ３＝Ｔ３×ＣＯＳ（θ２１−θ２２）
ここで、Ｌ３は、多層膜４１ｂの膜厚、Ｔ３は、多層膜４１ｂ内の伝搬距離、θ２１は、多層膜フィルタ４１の蛍光１９の入射面と水平方向とがなす角度、θ２２は、蛍光１９の進入方向と鉛直方向とがなす角度、である。なお、ここでは、水平方向は、金属ベース１７の発光部１４が配置された面と平行な方向であり、鉛直方向は、金属ベース１７の発光部１４が配置された面に直交する方向である。
【０１８２】
（パラボラミラー４５）
パラボラミラー４５では、多層膜フィルタ４１が窓部４６に嵌め込まれている。これにより、多層膜フィルタ４１の蛍光１９の入射面とパラボラミラー４５の反射面とが連続する一体面となっている。言い換えれば、多層膜フィルタ４１の蛍光１９の入射面とパラボラミラー４５との接続する箇所（図中Ａ１およびＡ２で示す箇所）に段差が生じていない。
【０１８３】
上記の実施の形態１のパラボラミラー１５では、図１および図２（ａ）に示したように、多層膜フィルタ１３の蛍光１９の入射面とパラボラミラー１５の反射面とは連続しておらず、それら２つ面間に段差が生じていた。このような段差による蛍光の反射は、パラボラミラー１５が目的とする方向に蛍光１９を向かわせることを阻害し、パラボラミラー１５による蛍光１９の取り出し効率を低下させるおそれがあった。
【０１８４】
これに対し、パラボラミラー４５では、このような段差が生じない。これにより、パラボラミラー４５は目的とする方向に蛍光１９を向かわせることができるので、蛍光１９の取り出し効率を向上させることができる。
【０１８５】
〔実施の形態３〕
上記の実施の形態１では、多層膜フィルタをパラボラミラーの外側に設けた実施の形態であった。このため、多層膜フィルタとパラボラミラーとは連続しておらず、それら両者の間に段差が生じていた。
【０１８６】
これに対し、本発明の実施の形態３では、多層膜フィルタを窓部に嵌め込み、多層膜フィルタとパラボラミラーとが連続している。これにより、それら両者の間に段差が生じない実施の形態である。
【０１８７】
図１２は、本発明の実施の形態３に係るヘッドランプ１０３の概略構成を示す断面図である。本発明の実施の形態３のヘッドランプ１０３と上記の実施の形態１のヘッドランプ１０１とが異なる点は、多層膜フィルタ１３に代えて、多層膜フィルタ６１を備えた点である。さらに、パラボラミラー１５に代えて、パラボラミラー６５を備えた点である。
【０１８８】
（多層膜フィルタ６１）
多層膜フィルタ６１は、図１２に示すように、支持基板６１ａと、多層膜６１ｂと、を有している。そして、多層膜６１ｂは、支持基板６１ａ上に、第１層膜６１ｃ、第２層膜６１ｄ、第３層膜６１ｅ、がこの順に積層されている。
【０１８９】
多層膜フィルタ６１では、支持基板６１ａが設けられている側を発光部１４に向けて配設されている。支持基板６１ａの蛍光１９の入射面は、パラボラミラー６５の反射面と連続して一体面となるように湾曲している。つまり、支持基板６１ａの蛍光１９の入射面は、パラボラミラー６５の反射面の一部となっており、発光部１４側から見たとき、支持基板６１ａの入射面とパラボラミラー６５の反射面とは一体となって、１つの湾曲面をなしている。
【０１９０】
このような一体となった反射面のほぼ焦点の位置に発光部１４が位置することになる。このため、パラボラミラー６５は目的とする方向により多くの蛍光１９を向かわせることができるので、蛍光１９の取り出し効率をより向上させることができる。
【０１９１】
なお、支持基板６１ａの上記の入射面とパラボラミラー６５の反射面とは、その曲率が完全に一致することが好ましいが、単に、支持基板６１ａの上記の入射面を湾曲させることだけによっても、パラボラミラー６５の蛍光１９の取り出し効率の向上が見込まれる。
【０１９２】
多層膜フィルタ６１は、例えば、図１３に示すように、複数の膜（ここでは、第１層膜７２、第２層膜７３、第３層膜７４）が順次、基板７１上に堆積された後、切り出し方向３１と切り出し方向３２とで切断処理を行ない、その上で、研磨方向３３で研磨処理を行なうことにより、複数の多層膜フィルタ７５を１つの基板７１から分割することができる。
【０１９３】
なお、この多層膜フィルタ７５は、基板７１の一部である支持基板７５ａと、第１層膜７２の一部である第１層膜７５ｃ、第２層膜７３の一部である第２層膜７５ｄおよび第３層膜７４の一部である第３層膜７５ｅからなる多層膜７５ｂと、を有している。
【０１９４】
（パラボラミラー６５）
パラボラミラー６５では、多層膜フィルタ６１が窓部６６に嵌め込まれている。多層膜フィルタ６１の蛍光１９の入射面とパラボラミラー６５との接続する箇所に段差が生じていない。
【０１９５】
〔実施の形態４〕
本発明の実施の形態４は、上記の実施の形態２において、さらに、多層膜フィルタの蛍光の入射面を湾曲させる実施の形態である。
【０１９６】
図１４は、本発明の実施の形態４に係るヘッドランプ１０４の概略構成を示す断面図である。本発明の実施の形態４のヘッドランプ１０４と上記の実施の形態２のヘッドランプ１０２とが異なる点は、多層膜フィルタ４１に代えて、多層膜フィルタ７１を備えた点である。さらに、パラボラミラー４５に代えて、パラボラミラー８５を備えた点である。
【０１９７】
多層膜フィルタ７１は、図１４に示すように、支持基板７１ａと、多層膜７１ｂと、を有している。そして、多層膜７１ｂは、支持基板７１ａ上に、第１層膜７１ｃ、第２層膜７１ｄ、第３層膜７１ｅ、がこの順に積層されている。
【０１９８】
多層膜フィルタ７１では、多層膜７１ｂの蛍光１９の入射面が、パラボラミラー８５の反射面と連続して一体面となるように湾曲している。多層膜７１ｂの蛍光１９の入射面は、パラボラミラー８５の反射面の一部となっており、発光部１４側から見たとき、多層膜７１ｂの蛍光１９の入射面とパラボラミラー８５の反射面とは一体となって、１つの湾曲面をなしている。
【０１９９】
このような一体となった反射面のほぼ焦点の位置に発光部１４が位置することになる。このため、パラボラミラー８５は目的とする方向により多くの蛍光１９を向かわせることができるので、蛍光１９の取り出し効率をより向上させることができる。
【０２００】
多層膜フィルタ７１は、例えば、図１５（ａ）に示すように、先ず、切り出し方向４１と切り出し方向４２とで切断処理を行ない、その上で、研磨方向４３で研磨処理を行なうことにより、複数の支持基板９１ａを１つの基板９１から分割する。そして、図１５（ｂ）に示すように、複数の膜（ここでは、第１層膜９１ｃ、第２層膜９１ｄ、第３層膜９１ｅ、第４層膜９１ｆ）を順次、支持基板９１ａ上に堆積すればよい。上記の研磨処理による支持基板９１ａの湾曲面上に複数の膜を堆積することにより、上述したような、多層膜７１ｂの上記の入射面の湾曲化が実現される。
【０２０１】
多層膜フィルタ７１の多層膜７１ｂ内の伝搬距離と多層膜７１ｂの膜厚とは一致しない。このため、多層膜フィルタ７１では、以下の式を用いて、多層膜７１ｂの膜厚から多層膜７１ｂ内の伝搬距離を換算し、この伝搬距離を用いて、多層膜７１ｂ内の光路長を制御する。
【０２０２】
Ｌ４＝Ｔ４×ＣＯＳθ４
ここで、Ｌ４は、多層膜７１ｂの膜厚、Ｔ４は、多層膜７１ｂ内の伝搬距離、θ４は、多層膜４１ｂの積層方向と蛍光１９の進入方向とがなす角度、である。
【０２０３】
〔実施の形態５〕
本発明の実施の形態５は、上記の実施の形態２の多層膜フィルタの形状を凸形状とし、多層膜フィルタが窓部からパラボラミラーの内部に落ち込んでしまうことを防止する実施の形態である。
【０２０４】
図１６は、本発明の実施の形態５に係るヘッドランプ１０５の概略構成を示す断面図である。本発明の実施の形態５に係るヘッドランプ１０５と上記の実施の形態２のヘッドランプ１０２とが異なる点は、多層膜フィルタ４１に代えて、多層膜フィルタ１１３を備えた点である。さらに、パラボラミラー４５に代えて、パラボラミラー１１５を備えた点である。
【０２０５】
多層膜フィルタ１１３は、図１６に示すように、先端部Ｐ２１と、土台部Ｐ２２と、を有し、それら先端部Ｐ２１および土台部Ｐ２２からなる凸形状を成している。
【０２０６】
そして、先端部Ｐ２１は、支持基板１１３ａと、多層膜１１３ｂと、を有し、多層膜１１３ｂは、支持基板１１３ａ上に、第１層膜１１３ｃ、第２層膜１１３ｄ、第３層膜１１３ｅ、第４層膜１１３ｆがこの順に積層されている。
【０２０７】
先端部Ｐ２１は、上記実施の形態２の多層膜フィルタ４１に相当する部分であり、多層膜フィルタ４１と同一の波長選択性を有している。
【０２０８】
一方、土台部Ｐ２２は、多層膜フィルタ１１３の波長選択性の実現には関与せず、先端部Ｐ２１がパラボラミラー１１５の窓部１１６からパラボラミラー１１５の内側に落ち込んでしまうことを防止するためのものである。
【０２０９】
多層膜フィルタ１１３は、この土台部Ｐ２２により、パラボラミラー１１５の窓部１１６に、安定して配置される。このため、例えば接着剤を用いて、窓部１１６に接着したりする必要がない。これにより、多層膜フィルタ１１３の窓部１１６からの脱着が容易となり、多層膜フィルタ１１３の破損時などにおける交換作業が容易となる。
【０２１０】
先端部Ｐ２１と土台部Ｐ２２とを有する多層膜フィルタ１１３は、例えば、凸形状に予め成形されている支持基板１１３ａを用意し、支持基板１１３ａのその凸部がある面上に、第１層膜１１３ｃ、第２層膜１１３ｄ、第３層膜１１３ｅ、第４層膜１１３ｆを、この順に積層すればよい。この場合、土台部Ｐ２２を構成する支持基板１１３ａの一部の上部においても、第１層膜１１３ｃ、第２層膜１１３ｄ、第３層膜１１３ｅ、第４層膜１１３ｆが積層されることになる。
【０２１１】
〔実施の形態６〕
本発明の実施の形態６は、上記の実施の形態２の窓部の開口面積をパラボラミラーの外側から内側に向かう方向に沿って小さくし、多層膜フィルタが窓部からパラボラミラーの内側に落ち込んでしまうことを防止する実施の形態である。
【０２１２】
図１７は、本発明の実施の形態６に係るヘッドランプ１０６の概略構成を示す断面図である。本発明の実施の形態６に係るヘッドランプ１０６と上記の実施の形態２のヘッドランプ１０２とが異なる点は、多層膜フィルタ４１に代えて、多層膜フィルタ１２３を備えた点である。さらに、パラボラミラー４５に代えて、パラボラミラー１２５を備えた点である。
【０２１３】
多層膜フィルタ１２３は、図１７に示すように、支持基板１２３ａと、多層膜１２３ｂと、を有している。そして、多層膜１２３ｂは、支持基板１２３ａ上に、第１層膜１２３ｃ、第２層膜１２３ｄ、第３層膜１２３ｅ、第４層膜１２３ｆがこの順に積層されている。
【０２１４】
パラボラミラー１２５の窓部１２６は、パラボラミラー１２５の外側から内側に向かって、その開口面積が小さくなっている。具体的には、窓部１２６は、そのパラボラミラー１２５の外側の開口面積Ｓ１よりも内側の開口面積Ｓ２が小さくなっている。そして、パラボラミラー１２５の外側から内側に向かうに従って、窓部１２６の開口面積がＳ１からＳ２に徐々に変化している。
【０２１５】
多層膜フィルタ１２３は、このような開口面積を持つ窓部１２６に嵌め込まれるよう、パラボラミラー１２５の外側から内側に向かって、その断面積が小さくなっている。つまり、多層膜フィルタ１２５は、図１７に示すように、パラボラミラー１２５の外側から内側に向かうに従って、先が細くなる形状を持っている。
【０２１６】
このため、多層膜フィルタ１２３は、窓部１２６に嵌め込まれる際、窓部１２６をすり抜けてしまうことが無い。このため、例えば接着剤を用いて、窓部１１６に接着したりする必要がない。これにより、多層膜フィルタ１１３の窓部１１６からの脱着が容易となり、多層膜フィルタ１１３の破損時などにおける交換作業が容易となる。
【０２１７】
〔本発明のヘッドランプの組立方法〕
図１８は、本発明に係るヘッドランプの組立方法の一例を説明するための図である。図１８（ａ）に示すように、パラボラミラー１２８の形状や大きさなどを設計し、そのパラボラミラー１２８の焦点位置１２９を確定する。
【０２１８】
次に、図１８（ｂ）に示すように、焦点位置１３１が含まれるように、発光部１３０を設置する位置を確定する。
【０２１９】
次に、図１８（ｃ）に示すように、発光部１３０ａの位置を基に、パラボラミラー１２８に窓部１３２を設けるための位置を確定し、その位置に窓部１３２を設ける。
【０２２０】
最後に、図１８（ｄ）に示すように、発光部１３０ｂと窓部１３２の中心点を結ぶ線上のレーザ光が進行するように、レーザ素子１３３の位置を確定させる。
【０２２１】
〔本発明の適用例〕
本発明の発光装置は、車両用前照灯や、その他の照明装置に適用されてよい。本発明の照明装置の一例として、レーザダウンライトを挙げることができる。レーザダウンライトは、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る。その他にも、本発明の照明装置は、車両以外の移動物体（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、プロジェクタ、ダウンライト以外の室内照明器具（スタンドランプなど）として実現されてもよい。
【０２２２】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０２２３】
なお、本発明は、以下のようにも表現することができる。すなわち、本発明は、半導体発光素子と、反射鏡と、反射鏡の内面に設置された波長変換素子（蛍光体）を有し、反射鏡に開口部が設置され、その開口部に多層膜フィルタが設置され、多層膜フィルタは半導体発光素子を透過し、蛍光を反射する発光装置である。
【０２２４】
励起光は、開口部の中心を通過することが好ましい。
【０２２５】
多層膜フィルタが、多層膜は基板上に形成され、基板が反射鏡の外側に位置するよう、多層膜フィルタを設置することが好ましい。
【０２２６】
励起光はＰ偏光であり、多層膜フィルタへの入射角度がブリュースター角となることが好ましい。
【０２２７】
反射鏡内側において、反射鏡と多層膜フィルタの界面には、段差がないことが好ましい。
【０２２８】
多層膜フィルタにおける積層方向と、半導体発光素子と蛍光体を結ぶ直線が、平行となることが好ましい。
【０２２９】
多層膜フィルタの主表面と、多層膜フィルタの積層方向が、直角であることが好ましい。
【０２３０】
反射鏡側の面が湾曲であることが好ましい。
【０２３１】
開口部の反射鏡の曲面と多層膜フィルタの曲面が一致するように、多層膜フィルタの湾曲面が設計されることが好ましい。
【０２３２】
多層膜フィルタの基板側へ湾曲を形成することが好ましい。
【０２３３】
湾曲面の曲面に対して垂直に多層膜が積層していることが好ましい。
【０２３４】
多層膜フィルタが、凸形状であることが好ましい。
【０２３５】
多層膜フィルタの面積が、反射鏡の内側に向かうに従って、小さくなる構造を有することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【０２３６】
本発明は、発光装置や照明装置、特に車両用等のヘッドランプに適用することができ、これらの発光効率を高めることができる。
【符号の説明】
【０２３７】
１１ レーザ素子（励起光源）
１３、４１、６１、７１、１１３、１２３ 多層膜フィルタ（光透過部材）
１３ａ、４１ａ、６１ａ、７１ａ、１１３ａ、１２３ａ 支持基板
１３ｂ、４１ｂ、６１ｂ、７１ｂ、１１３ｂ、１２３ｂ 多多層膜（積層体）
１４ 発光部
１５、４５、６５、８５、１１５、１２５ パラボラミラー（反射鏡）
１６、４６、６６、８６、１１６、１２６ 窓部（光通過口）
１８ 励起光（レーザ光）
１９ 蛍光
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１２５ ヘッドランプ（発光装置、車両用前照灯）
Ｐ２１ 先端部
Ｐ２２ 土台部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を出射する励起光源と、
上記励起光源から出射された励起光を受けて蛍光を発する発光部と、
上記発光部が発生させた蛍光を反射する反射鏡と
を備え、
上記励起光源は、上記反射鏡の外部に配置され、
上記反射鏡には、上記励起光が通過する光通過口が設けられており、
上記光通過口を塞ぐように設置されると共に、上記励起光を透過し、且つ、上記発光部が発生させた蛍光を反射する光機能部材をさらに備えていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
上記励起光源は、上記励起光が上記光通過口の中心を通過するように、上記光通過口に対し位置していることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
上記発光部は、上記励起光源から出射された励起光が上記光通過口のいずれの位置を通過した場合でも、当該励起光が照射されるように、上記光通過口に対し位置していることを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
上記光機能部材は、支持基板と、当該支持基板の上部に積層された、複数の膜の多層構造からなる積層体と、を含み、
上記積層体は、上記励起光を含む第１の波長範囲の光を透過し、且つ、上記蛍光を含む第２の波長範囲の光を反射することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項５】
上記光機能部材は、上記積層体が設けられている側を上記発光部に向けて配設されていることを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
上記光機能部材は、上記積層体における上記複数の膜の積層方向と、上記蛍光の光路方向とが一致するように、設置されていることを特徴とする請求項４または５に記載の発光装置。
【請求項７】
上記励起光は、上記光機能部材に対してＰ偏光であり、且つ、上記光機能部材に対する入射角度がブリュースター角であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項８】
上記光機能部材は、上記光機能部材の上記発光部に対向する対向面と上記反射鏡の反射面とが連続する一体面となるように、上記光通過口に嵌め込まれていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項９】
上記光機能部材は、上記複数の膜の積層方向が上記支持基板の上記発光部に対向する面と反対側の面と直交するように、形成されていることを特徴とする請求項４または５に記載の発光装置。
【請求項１０】
上記光機能部材の上記発光部に対向する面は、凹状の曲面であることを特徴とする請求項８に記載の発光装置。
【請求項１１】
上記凹状の曲面は、上記反射鏡の反射面と同一の曲率を有しており、
上記発光部側から見たとき、上記凹状の曲面と上記反射鏡の反射面とは一体となって、上記蛍光に対する１つの反射面を構成していることを特徴とする請求項１０に記載の発光装置。
【請求項１２】
上記光機能部材は、
上記光通過口に嵌め込まれている先端部と、
上記反射鏡の外側に位置しており、上記発光部側から見たとき、上記光通過口の開口面よりも面積が大きい土台部とを有していることを特徴とする請求項１〜１１に記載の発光装置。
【請求項１３】
上記発光部側から見たとき、上記光通過口の開口面の面積は、上記反射鏡の外側から上記発光部側に向かう方向に沿って、小さくなるものであり、
上記発光部側から見たとき、上記光機能部材の面積は、上記光機能部材が上記光通過口に嵌め込まれるように、上記反射鏡の外側から上記発光部側に向かう方向に沿って、小さくなることを特徴とする請求項１〜１１に記載の発光装置。
【請求項１４】
上記発光部は、上記発光部が発生させた蛍光が上記光通過口の上記発光部に対向する開口面に入射するときの入射角度を一定とみなすことができるように、上記光通過口に対して位置していることを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
【請求項１５】
上記励起光は、レーザ光であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の発光装置を含むことを特徴とする車両用前照灯。
【請求項１７】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の発光装置を含むことを特徴とする照明装置。
【請求項１８】
請求項１６に記載の車両用前照灯を含むことを特徴とする車両。
【請求項１９】
励起光を出射する励起光源と、
上記励起光源から出射された励起光を受けて蛍光を発する発光部と、
上記発光部が発生させた蛍光を反射する反射鏡と
を備え、
上記励起光源は、上記反射鏡の外部に配置され、
上記反射鏡には、上記励起光が通過する光通過口が設けられており、
上記光通過口を塞ぐように設置されると共に、上記励起光を透過し、且つ、上記発光部が発生させた蛍光を反射する光機能部材をさらに備えている発光装置の組立方法であって、
上記励起光源の位置決めは、上記励起光が上記光通過口の中心を通過するように、行なわれることを特徴とする発光装置の組立方法。
【請求項１】
励起光を出射する励起光源と、
上記励起光源から出射された励起光を受けて蛍光を発する発光部と、
上記発光部が発生させた蛍光を反射する反射鏡と
を備え、
上記励起光源は、上記反射鏡の外部に配置され、
上記反射鏡には、上記励起光が通過する光通過口が設けられており、
上記光通過口を塞ぐように設置されると共に、上記励起光を透過し、且つ、上記発光部が発生させた蛍光を反射する光機能部材をさらに備えていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
上記励起光源は、上記励起光が上記光通過口の中心を通過するように、上記光通過口に対し位置していることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
上記発光部は、上記励起光源から出射された励起光が上記光通過口のいずれの位置を通過した場合でも、当該励起光が照射されるように、上記光通過口に対し位置していることを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
上記光機能部材は、支持基板と、当該支持基板の上部に積層された、複数の膜の多層構造からなる積層体と、を含み、
上記積層体は、上記励起光を含む第１の波長範囲の光を透過し、且つ、上記蛍光を含む第２の波長範囲の光を反射することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項５】
上記光機能部材は、上記積層体が設けられている側を上記発光部に向けて配設されていることを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
上記光機能部材は、上記積層体における上記複数の膜の積層方向と、上記蛍光の光路方向とが一致するように、設置されていることを特徴とする請求項４または５に記載の発光装置。
【請求項７】
上記励起光は、上記光機能部材に対してＰ偏光であり、且つ、上記光機能部材に対する入射角度がブリュースター角であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項８】
上記光機能部材は、上記光機能部材の上記発光部に対向する対向面と上記反射鏡の反射面とが連続する一体面となるように、上記光通過口に嵌め込まれていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項９】
上記光機能部材は、上記複数の膜の積層方向が上記支持基板の上記発光部に対向する面と反対側の面と直交するように、形成されていることを特徴とする請求項４または５に記載の発光装置。
【請求項１０】
上記光機能部材の上記発光部に対向する面は、凹状の曲面であることを特徴とする請求項８に記載の発光装置。
【請求項１１】
上記凹状の曲面は、上記反射鏡の反射面と同一の曲率を有しており、
上記発光部側から見たとき、上記凹状の曲面と上記反射鏡の反射面とは一体となって、上記蛍光に対する１つの反射面を構成していることを特徴とする請求項１０に記載の発光装置。
【請求項１２】
上記光機能部材は、
上記光通過口に嵌め込まれている先端部と、
上記反射鏡の外側に位置しており、上記発光部側から見たとき、上記光通過口の開口面よりも面積が大きい土台部とを有していることを特徴とする請求項１〜１１に記載の発光装置。
【請求項１３】
上記発光部側から見たとき、上記光通過口の開口面の面積は、上記反射鏡の外側から上記発光部側に向かう方向に沿って、小さくなるものであり、
上記発光部側から見たとき、上記光機能部材の面積は、上記光機能部材が上記光通過口に嵌め込まれるように、上記反射鏡の外側から上記発光部側に向かう方向に沿って、小さくなることを特徴とする請求項１〜１１に記載の発光装置。
【請求項１４】
上記発光部は、上記発光部が発生させた蛍光が上記光通過口の上記発光部に対向する開口面に入射するときの入射角度を一定とみなすことができるように、上記光通過口に対して位置していることを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
【請求項１５】
上記励起光は、レーザ光であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の発光装置を含むことを特徴とする車両用前照灯。
【請求項１７】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の発光装置を含むことを特徴とする照明装置。
【請求項１８】
請求項１６に記載の車両用前照灯を含むことを特徴とする車両。
【請求項１９】
励起光を出射する励起光源と、
上記励起光源から出射された励起光を受けて蛍光を発する発光部と、
上記発光部が発生させた蛍光を反射する反射鏡と
を備え、
上記励起光源は、上記反射鏡の外部に配置され、
上記反射鏡には、上記励起光が通過する光通過口が設けられており、
上記光通過口を塞ぐように設置されると共に、上記励起光を透過し、且つ、上記発光部が発生させた蛍光を反射する光機能部材をさらに備えている発光装置の組立方法であって、
上記励起光源の位置決めは、上記励起光が上記光通過口の中心を通過するように、行なわれることを特徴とする発光装置の組立方法。
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−９９２８３（Ｐ２０１２−９９２８３Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４４５７５（Ｐ２０１０−２４４５７５）
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【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５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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