專利名稱：發(fā)光裝置、照明裝置以及車輛用前照燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用作高亮度高光束光源的發(fā)光裝置，以及具備該發(fā)光裝置的照明裝置和車輛用前照燈。
背景技術(shù)：
為推進(jìn)節(jié)能和減少對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)的使用，目前正急速推廣新型發(fā)光裝置的研發(fā)和實(shí)用化。與以往的白灼燈泡相比，通過(guò)組合半導(dǎo)體發(fā)光元件和熒光體，或通過(guò)使用有機(jī) EL材料而得到的發(fā)光裝置，其具有優(yōu)越的發(fā)光效率。例如在日本國(guó)內(nèi)，在JIS(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))Z8113中規(guī)定了光源效率(光源發(fā)射的光束的總量除以該光源的功耗所得的值)。所述的發(fā)光裝置，其光源效率非常高，此外，其與熒光燈等相比，具有不含有水銀等對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)等的種種優(yōu)點(diǎn)。在該些新型發(fā)光裝置中，還開發(fā)出了一種發(fā)光效率超過(guò)了熒光燈的白光LED， 這種白光LED是組合作為半導(dǎo)體發(fā)光元件而使用的發(fā)出藍(lán)光的發(fā)光二極管(LED =Light Emitting Diode)和可發(fā)出黃光的熒光體而做成的，從亮度、發(fā)光效率、成本等方面考慮，這種白光LED可以說(shuō)是實(shí)用化推進(jìn)最快的發(fā)光裝置。而這種白光LED存在難以進(jìn)一步提高亮度(單位cd/mm2)的問題。如果只是為了提高明亮感，則通過(guò)排列多個(gè)白光LED即可實(shí)現(xiàn)。但是，亮度是指單位面積中的發(fā)光強(qiáng)度， 因此，只是多組合幾個(gè)如上所述的光源是無(wú)法提高亮度的。因此，為了提高亮度，需要增加單位面積中的發(fā)光強(qiáng)度，需要提高對(duì)單個(gè)發(fā)光元件的輸入功率。然而，LED元件本身還存有發(fā)熱的問題，因此現(xiàn)階段已接近本領(lǐng)域的技術(shù)極限。在各種研發(fā)中，也有一種使用半導(dǎo)體激光器作為光源，通過(guò)激光的照射使熒光體進(jìn)行高亮度發(fā)光的白光LD(Laser Diode 激光二極管)(例如，參照非專利文獻(xiàn)1)。通常，對(duì)于裝載在需要照亮遠(yuǎn)處的車輛用前照燈(車頭燈)或者放映機(jī)等照明裝置中的光源而言，亮度是最重要的參數(shù)。通過(guò)使用高亮度的光源，能夠縮小構(gòu)成車頭燈或者放映機(jī)等的光學(xué)系統(tǒng)的尺寸。(現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn))非專利文獻(xiàn)《應(yīng)用物理》，第74卷第11號(hào)(2005)；第1463 1466頁(yè)。然而，現(xiàn)有技術(shù)中的作為發(fā)光裝置的白光LED以及白光LD卻很難用作適合這些車頭燈或放映機(jī)等的光源。其理由是，現(xiàn)有的白光LED以及白光LD存在如以下所述的，不能兼?zhèn)涓吡炼群透吖馐膯栴}。gp，單個(gè)發(fā)光元件的光束超過(guò)IOOlm(流明；lumen)的白光LED已經(jīng)在市場(chǎng)上銷售，通過(guò)聚集多個(gè)這種白光LED，能夠得到更多的光束。然而如上所述，對(duì)于亮度，仍很難進(jìn)行進(jìn)一步的提高。另一方面，白光LD雖然能夠?qū)崿F(xiàn)高亮度化，但其單個(gè)發(fā)光元件所能照射出的光束最高也只有IOOlm左右，這遠(yuǎn)不及如實(shí)用為車頭燈的鹵素?zé)艋騂ID(High Intensity Discharge 高強(qiáng)放電)燈所能照射的光束量(數(shù)百IOOlm 30001m左右)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用作可進(jìn)行高亮度高光束發(fā)光的光源的發(fā)光裝置、具備該發(fā)光裝置的照明裝置以及車輛用前照燈。為了實(shí)現(xiàn)所述目的，本發(fā)明提供的發(fā)光裝置，具備用于發(fā)射激光的激光光源以及發(fā)光部，該發(fā)光部具備被所述激光光源發(fā)射的激光照射的被照射面，所述發(fā)光部根據(jù)在所述被照射面上的激光照射而進(jìn)行發(fā)光，所述發(fā)光部的被照射面上的激光的功率密度是 0. Iff/mm2 以上且 100W/mm2 以下。在所述發(fā)光裝置中，發(fā)光部的被照射面上的激光的功率密度是0. Iff/mm2以上且 100ff/mm2以下，因此，不會(huì)導(dǎo)致發(fā)光部的劣化，能以高功率進(jìn)行發(fā)光部的發(fā)光，從而能夠獲得以高亮度高光束進(jìn)行發(fā)光的發(fā)光裝置。這里所說(shuō)的“功率密度”，是從激光光源發(fā)射并照射到發(fā)光部中的激光的輸出除以發(fā)光部的被照射面積所得的值。另外，發(fā)光部的發(fā)光效率只有50%左右時(shí)，所述的“0. Iff/mm2以上”成為lW/mm2以上為佳。例如，即使激光光源的輸出是1W，如果發(fā)光部的發(fā)光效率是50%左右，則從發(fā)光部發(fā)射的光的輸出也只有0. 5W。而從發(fā)光部發(fā)射的光的輸出只有0. 5W時(shí)，從發(fā)光部發(fā)射的所有光束就無(wú)法超過(guò)適用為車頭燈或者放映機(jī)的光源時(shí)所需的1001m。因此，這種情況下， 發(fā)光部的被照射面上的激光的功率密度需要達(dá)到1. Off/mm2以上。(發(fā)明的效果)本發(fā)明所提供的發(fā)光裝置，如上所述，具備用于發(fā)射激光的激光光源以及發(fā)光部， 該發(fā)光部具備被所述激光光源發(fā)射的激光照射的被照射面，所述發(fā)光部根據(jù)在所述被照射面上的激光照射而進(jìn)行發(fā)光，所述發(fā)光部的被照射面上的激光的功率密度是0. Iff/mm2以上且100W/mm2以下。因此，能夠獲得可進(jìn)行高亮度高光束的發(fā)光的光源。


圖1是表示本發(fā)明一實(shí)施方式所涉及的發(fā)光裝置的概要結(jié)構(gòu)的側(cè)截面圖。圖2是表示本發(fā)明一實(shí)施方式所涉及的發(fā)光裝置中用作激光光源的GaN系列半導(dǎo)體激光器的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。圖3是使用有本發(fā)明一實(shí)施方式所涉及的發(fā)光裝置的車輛用前照燈的概略結(jié)構(gòu)圖。圖4是使用有本發(fā)明一實(shí)施方式所涉及的發(fā)光裝置的放映機(jī)的概略結(jié)構(gòu)圖。圖5是表示現(xiàn)有技術(shù)中的LED筒燈的外觀以及本發(fā)明一實(shí)施方式涉及的激光筒燈所具備的發(fā)光單元的外觀的概略圖。圖6是設(shè)置有上述激光筒燈的天花板的截面圖。圖7是上述激光筒燈的截面圖。圖8是表示上述激光筒燈的設(shè)置方法的變更例的截面圖。圖9是設(shè)置有上述LED筒燈的天花板的截面圖。
圖10是比較上述激光筒燈和上述LED筒燈的規(guī)格的圖表。
(附圖標(biāo)記說(shuō)明)
10,301,401發(fā)光裝置20GaN系列半導(dǎo)體激光器
101,521激光光源30車輛用前照燈
IOla前端面(出射端面)40放映機(jī)
IOlb后端面102管座塊
103管座104罩體
105玻璃罩106b熒光體
106a熒光體保持物(熒光體保持部件、有機(jī)高分子部件)
106、403、513；發(fā)光部108絕緣樹脂
107a、107b電極引線109Au線
110激光驅(qū)動(dòng)電路201η型(iaN基板
202η型(^aN層204η型GaN引導(dǎo)層
203η 型 Ala05Gaa95N209ρ 型 Al0. R9N
下部金屬包層上部金屬包層
205GaN下部鄰接層206活性層
207GaN上部鄰接層208ρ 型 Ala2G^l. #層
210P型GaN連接層211η側(cè)電極
212絕緣層213P側(cè)電極
214第一層215第二層
216第三層303投影透鏡
302,405反射鏡304支撐體
305遮光板407顯示面板
402、511、602殼體409液晶面板
404,406聚光透鏡411液晶驅(qū)動(dòng)電路
408,410偏光板412投射透鏡
414凹透鏡416屏幕
413,415凸透鏡500激光筒燈
510發(fā)光單元512凹部
514,601透光板 515通路
520LD光源單元 522非球面透鏡
523光纖 600LED筒燈
603電源線 700頂板
701隔熱材
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。在以下的圖面說(shuō)明中，對(duì)相同或類似的部分賦予相同或類似的符號(hào)。另外，為了方便說(shuō)明，在以下所參照的各圖中，僅簡(jiǎn)略地表示了本發(fā)明實(shí)施方式的各構(gòu)成部件中的說(shuō)明本發(fā)明所需的主要部件。因此，本發(fā)明的發(fā)光裝置以及照明裝置也可以具備本說(shuō)明書以及附圖中未說(shuō)明或圖示的任意的結(jié)構(gòu)部件。另外， 各圖中所示部件的尺寸，并非忠實(shí)反應(yīng)實(shí)際結(jié)構(gòu)部件的尺寸以及各部件的尺寸比例?！矊?shí)施方式1〕以下參照?qǐng)D1以及圖2，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式1進(jìn)行說(shuō)明。(發(fā)光裝置10的結(jié)構(gòu))圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的發(fā)光裝置10的概略結(jié)構(gòu)的側(cè)截面圖。 如圖1所示，發(fā)光裝置10具備激光光源101、管座塊102、管座103、罩體104、玻璃罩(透射部)105、發(fā)光部106、電極引線107a以及電極引線107b。激光光源101具有前端面(出射端面)IOla和后端面101b，其中，前端面IOla是用于發(fā)射激光的解理面，后端面IOlb是位于前端面IOla的相反側(cè)的解理面，由前端面IOla 與后端面IOlb構(gòu)成用于進(jìn)行激光激發(fā)的共振器。該共振器的共振方向與管座塊102的長(zhǎng)
度方向一致。作為激光光源101，例如可以使用單一波段或多個(gè)波段的半導(dǎo)體激光器，或可以使用激光激發(fā)半導(dǎo)體固體激光器。例如有周知的GaN(氮化鎵)系列的半導(dǎo)體激光器。從激光光源101射出的激光是用于激發(fā)發(fā)光部106的激發(fā)光。作為激光光源101使用了 GaN系列半導(dǎo)體激光器時(shí)，用波長(zhǎng)為405nm(藍(lán)紫光)的光進(jìn)行激發(fā)，能夠發(fā)射具有IOW的輸出功率的激光。以下，就作為激光光源101使用了 GaN 系列半導(dǎo)體激光器的情況，作為示例進(jìn)行說(shuō)明。對(duì)于該GaN系列半導(dǎo)體激光器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)， 將在后文中說(shuō)明。管座塊102以及管座103例如由銅等導(dǎo)電性材料形成。激光光源101搭載在管座塊102上。管座塊102與激光光源101的下部電極(圖示省略)電連接，該下部電極配設(shè)在激光光源101的管座塊102側(cè)的主面上。管座塊102與管座103形成為一體。激光光源101 的上述的下部電極與電極引線107a，是通過(guò)管座塊102以及管座103而實(shí)現(xiàn)電連接的。而且，由于管座塊102與管座103形成為一體，因此激光光源101發(fā)出的熱可通過(guò)管座塊102從管座103有效地釋放出去。管座103上設(shè)有插孔(圖示省略)，該插孔中插入有電極引線107a的一端。管座 103與電極引線107a電連接。另外，管座103上還設(shè)有貫通孔，電極引線107b的一端穿過(guò)該貫通孔而貫穿管座 103。管座103與電極引線107b電絕緣。這種管座103與電極引線107b間的電絕緣，是通過(guò)在管座103與電極引線107b之間夾設(shè)如絕緣樹脂108等來(lái)實(shí)現(xiàn)的。罩體104以包圍激光光源101和搭載有激光光源101的管座塊102的方式，配設(shè)在管座103上。罩體104上設(shè)有用于將激光光源101發(fā)射的激光射出至罩體104外部的激光發(fā)射口。該激光發(fā)射口與激光光源101的前端面IOla對(duì)置而設(shè)。而且，罩體104同管座103以及玻璃罩105—起收容激光光源101以及管座塊102， 并形成封裝用殼體。即，激光光源101以及管座塊102配設(shè)在由管座103、罩體104以及玻璃罩105封裝而成的殼體內(nèi)的空間A中。并且，此空間A中封入有干燥空氣(dry air)。而且，此干燥空氣的露點(diǎn)溫度 —35 C ο
玻璃罩105與激光光源101的前端面IOla對(duì)置而設(shè)。而且，玻璃罩105堵住罩體 104的激光發(fā)射口。從激光光源101的前端面IOla發(fā)射的激光將透射玻璃罩105，透過(guò)玻璃罩105的激光將照射發(fā)光部106。玻璃罩105是發(fā)射自激光光源101的激光可以透過(guò)的部件，例如可以使用周知的可使激光透射的石英等。電極引線107a是與管座103電連接的接地用電極。電極引線107a的一端插入到管座103中。電極引線107b是半導(dǎo)體激光器驅(qū)動(dòng)用電極，其與配設(shè)在激光光源101上的上部電極(圖示省略)電連接，其中，此上部電極位于激光光源101的管座塊102側(cè)的相反側(cè)的主面上。電極引線107b的一端與管座103絕緣，同時(shí)貫穿此管座103而突出到空間A內(nèi)部。而且，電極引線107b的一端與激光光源101的上部電極是例如通過(guò)Au線109來(lái)實(shí)現(xiàn)電連接的。電極引線107a以及電極引線107b各自的另一端，一同連接到例如激光驅(qū)動(dòng)電路 110上。激光驅(qū)動(dòng)電路110連續(xù)地或者間歇地在電極引線107a與電極引線107b之間施加規(guī)定的電位差，由此在激光光源101的上部電極與下部電極之間輸入用于驅(qū)動(dòng)激光光源101 的驅(qū)動(dòng)電流。發(fā)光部106配設(shè)在玻璃罩105上。發(fā)光部106與激光光源101的前端面IOla對(duì)置而設(shè)，該發(fā)光部106具備位于發(fā)光部106底部的被照射面，該被照射面會(huì)被發(fā)射自激光光源101的激光照射。而且，發(fā)光部106是其被照射面上照射到激光而發(fā)光的部件，其中含有受激光的照射而發(fā)光的熒光體。具體地說(shuō)，發(fā)光部106是例如由硅樹脂形成的熒光體保持物(熒光體保持部件)106a的內(nèi)部分散有熒光體106b的部件。熒光體保持物106a與熒光體106b的比例是10 1左右。而且，發(fā)光部106也可以是壓制(pressed)熒光體106b的部件。熒光體保持物106a并不局限于硅樹脂，也可以是玻璃。熒光體106b是氧氮化物熒光體或者氮化物熒光體，包含藍(lán)色熒光體、綠色熒光體以及紅色熒光體，這些熒光體被分散在熒光體保持物106a中。作為激光光源101使用GaN 系列半導(dǎo)體激光器時(shí)，由于激發(fā)的是波長(zhǎng)為405nm(藍(lán)紫色)的激光，因此，當(dāng)該激光照射到發(fā)光部106上時(shí)會(huì)產(chǎn)生白光。從而，也可以說(shuō)發(fā)光部106是波長(zhǎng)變換部件。另外，激光光源101也可以激發(fā)波長(zhǎng)為450nm(藍(lán)色)的激光(或者，在440nm以上且490nm以下的波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有峰值波長(zhǎng)的，所謂“藍(lán)色”附近的激光)，而此時(shí)，熒光體 106b是黃色熒光體，或者是綠色熒光體與紅色熒光體的混合物。在這里，黃色熒光體是可發(fā)出在560nm以上且590nm以下的波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有峰值波長(zhǎng)的光的熒光體；綠色熒光體是可發(fā)出在510nm以上且560nm以下的波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有峰值波長(zhǎng)的光的熒光體；紅色熒光體是可發(fā)出在600nm以上且680nm以下的波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有峰值波長(zhǎng)的光的熒光體。作為熒光體106b，優(yōu)選的是被通稱為賽隆(SiAlON ；硅鋁氧氮聚合材料)熒光體的氧氮化物熒光體或者氮化物熒光體。所謂賽隆，是氮化硅的一部分硅原子被鋁原子置換， 一部分氮原子被氧原子置換的物質(zhì)。賽隆熒光體可通過(guò)在氮化硅(Si3N4)中固溶氧化鋁 (Al2O3)、氧化硅(SiO2)以及稀土類元素等來(lái)制備。作為熒光體106b的其他的優(yōu)選例，可以是使用III-V族化合物半導(dǎo)體的納米級(jí)粒子的半導(dǎo)體納米粒子熒光體。而這種半導(dǎo)體納米粒子熒光體的特征之一是，即使采用相同的化合物半導(dǎo)體(例如，磷化銦InP)，通過(guò)改變其粒徑，也能根據(jù)量子尺寸效應(yīng)來(lái)改變發(fā)光顏色(例如，在hP*，粒子尺寸為3 4nm程度時(shí)發(fā)出紅光。在此，粒子尺寸是通過(guò)透射電子顯微鏡(TEM)來(lái)評(píng)價(jià)的。)而且，該半導(dǎo)體納米粒子熒光體還具有如下特征，S卩，由于是半導(dǎo)體基質(zhì)，熒光壽命較短，而且，能夠迅速將激發(fā)光的功率轉(zhuǎn)化為熒光而放射，因此對(duì)高功率激發(fā)光的抵抗性較強(qiáng)。具有這種特征的理由在于，這種半導(dǎo)體納米粒子熒光體的發(fā)光壽命為10納秒左右， 這比使用稀土類作為發(fā)光中心的通常的熒光體材料小五個(gè)數(shù)量級(jí)。由于發(fā)光壽命短，因此能夠迅速反復(fù)地進(jìn)行激發(fā)光的吸收與熒光發(fā)光。其結(jié)果，對(duì)于強(qiáng)激發(fā)光能保持高效率，從而能夠減少熒光體發(fā)出的熱量。由此，更能抑制光變換部件因受熱而劣化(變色或變形)的現(xiàn)象。從而，作為光源使用光輸出高的發(fā)光元件時(shí)，能夠進(jìn)一步抑制發(fā)光裝置的壽命變短。例如，發(fā)光部106可通過(guò)在作為有機(jī)高分子部件的硅樹脂(日本信越化學(xué)公司制備的X32-2712-A/B)中以3 1的比例分散Ca α-SiAlON: Ce熒光體與CASN: Eu熒光體，并進(jìn)行加熱硬化而成形。這種Ca α -SiAlON: Ce熒光體是氧氮化物熒光體的一種，是被波長(zhǎng)為405nm附近的光所激發(fā)而發(fā)出藍(lán)綠色熒光的熒光體。而且，CASN:Eu熒光體是氮化物熒光體的一種，同樣也是被波長(zhǎng)為405nm附近的光所激發(fā)而發(fā)出紅色熒光的熒光體。以所述比例配合并分散這兩種熒光體的發(fā)光部106，被作為GaN系列半導(dǎo)體激光器的激光光源101發(fā)射的激光所激發(fā)，而發(fā)出白光。從激光光源101的前端面IOla發(fā)射的激光，透過(guò)玻璃罩105被照射到位于發(fā)光部 106底部的被照射面上。在此，將罩體104的自管座103起的高度設(shè)定為2. 5mm時(shí)，從激光光源101的前端面IOla照射到發(fā)光部106的被照射面上的激光，其輸出功率的密度(W/mm2)在發(fā)光部106 的被照射面上是0. Iff/mm2以上且100W/mm2以下。此時(shí)，從激光光源101的前端面IOla到發(fā)光部106的被照射面為止的距離B是 1. Omm，發(fā)光部106的被照射面上的激光的功率密度是5W/mm2。而且，當(dāng)從激光驅(qū)動(dòng)電路110投入到激光光源101中的投入功率是35W時(shí)，從激光光源101會(huì)輸出IOW的激光，而此時(shí)從發(fā)光部106發(fā)射的白光的總光束是18001m、亮度是 lOOcd/mm2。而且，平均顯色評(píng)價(jià)數(shù)Ra是94、紅色相關(guān)的特殊顯色評(píng)價(jià)數(shù)R9是95。由于激光光源101被保持在封入干燥空氣的空間A內(nèi)，因而能長(zhǎng)期穩(wěn)定地發(fā)射高輸出的激光。而且如上所述，在本實(shí)施方式中，使用的是露點(diǎn)溫度為_35°C的干燥空氣，但是，只要是露點(diǎn)溫度在-30°C以下的干燥空氣，在將GaN系列半導(dǎo)體激光器用作激光光源 101的情況下，也能長(zhǎng)期高輸出地進(jìn)行穩(wěn)定的動(dòng)作。而且，分散在發(fā)光部106的熒光體保持物106a中的熒光體106b，即氧氮化物熒光體的基材的SiA10N(賽隆)，是周知的超硬質(zhì)且超耐熱的陶瓷材料。本實(shí)施方式中，由于是把對(duì)材料施以熒光體材料化的氧氮化物熒光體使用在發(fā)光部106中的，因此，對(duì)于發(fā)光部 106的被照射面，即使使用具有0. Iff/mm2以上且10W/mm2以下的功率密度的具有非常高的輸出的激光激發(fā)，也不會(huì)導(dǎo)致發(fā)光部106的劣化。由此，能夠獲得在顯著超過(guò)鹵素?zé)魤勖臄?shù)1000小時(shí)內(nèi)可維持高亮度高光束的發(fā)光裝置10。用發(fā)光部106的被照射面上的功率密度不滿0. Iff/mm2的激光激發(fā)發(fā)光部106時(shí)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)超過(guò)20cd/mm2的高亮度發(fā)光。這是因?yàn)椋瑸榱藢?shí)現(xiàn)與鹵素?zé)粝嗤潭鹊牧炼萉Ocd/mm2)或其以上的亮度，需要發(fā)光部106的被照射面上的功率密度達(dá)到0. Iff/mm2以上。另外，通過(guò)聚集激光等，能使發(fā)光部106的被照射面上的激光的功率密度達(dá)到 0. Iff/mm2以上。然而，如果激光的功率本身較小(例如0. 5W以下)，則從發(fā)光部106發(fā)射的總光束無(wú)法達(dá)到IOOlm以上。從而，為了實(shí)現(xiàn)高光束，發(fā)光部106的被照射面上的激光的功率達(dá)到0. 5W以上為好。而另一方面，用發(fā)光部106的被照射面上的功率密度超過(guò)10W/mm2的激光長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)激發(fā)發(fā)光部106時(shí)，會(huì)導(dǎo)致構(gòu)成發(fā)光部106的熒光體保持物106a，即有機(jī)高分子部件的分解、燃燒。因此，通過(guò)使發(fā)光部106的被照射面上的功率密度達(dá)到10W/mm2以下，來(lái)防止作為熒光體保持物106a的有機(jī)高分子部件的分解、燃燒。另外，在熒光體保持物106a中，代替如上所述的由硅樹脂等構(gòu)成的有機(jī)高分子部件，可以使用由玻璃等構(gòu)成的無(wú)機(jī)部件。而且，玻璃等無(wú)機(jī)部件比有機(jī)高分子部件具有更高的耐熱性。這種情況下，為了防止作為熒光體保持物106a的無(wú)機(jī)部件的劣化等，只要將發(fā)光部106的被照射面上的功率密度調(diào)整為100W/mm2以下即可。在本實(shí)施方式中，作為氧氮化物熒光材料使用了 Caa-SiAlON = Ce熒光體與 CASNiEu熒光體，除此之外，使用SCASN:Eu熒光體、β -SiAlONiEu熒光體、JEM熒光體時(shí)也能實(shí)現(xiàn)對(duì)高輸出激光的高可靠性。例如，組合可發(fā)出藍(lán)光的JEM熒光體、可發(fā)出綠光的 β -SiAlONiEu熒光體、可發(fā)出紅光的CASN熒光體，能夠進(jìn)行高亮度高光束的RGB三原色發(fā)光。此時(shí)，也可以代替β-SiAWN: Eu熒光體而使用Ca α-SiAWN: Ce熒光體。而且，作為分散這些熒光體的有機(jī)高分子部件，如果使用的是具有主鏈含硅氧烷鍵，側(cè)鏈含有機(jī)基的化學(xué)結(jié)構(gòu)的材料，則對(duì)高輸出激光的抵抗性會(huì)變高。特別是，如果使用側(cè)鏈含甲基(CH3-)的硅樹脂，則在可視光波段沒有特異的吸收， 從而能實(shí)現(xiàn)高可靠性。在本實(shí)施方式中，作為分散氧氮化物熒光體或者氮化物熒光體的有機(jī)高分子部件，使用的是硅樹脂。作為本實(shí)施方式的變形例，代替玻璃罩105，可以使用分散有氧氮化物熒光體的有機(jī)高分子部件。此時(shí)，由于能消除玻璃罩105對(duì)激光(激發(fā)光)的吸收損失，因此能獲得發(fā)光效率更好的高亮度高光束的發(fā)光裝置。另外，此時(shí)作為有機(jī)高分子部件的材料，重要的是采用氣體、水分難以透過(guò)的材料，從而不會(huì)使封入的干燥空氣泄漏，以及不會(huì)使外部的水分侵入。在本實(shí)施方式中，作為激光光源101使用了激發(fā)波長(zhǎng)為405nm的GaN系列半導(dǎo)體激光器，但作為發(fā)光部106的激發(fā)光源，優(yōu)選使用激發(fā)波長(zhǎng)為400nm以上且420nm以下的 GaN系列半導(dǎo)體激光器。由于半導(dǎo)體激光光源會(huì)以非常銳利的單一波長(zhǎng)光進(jìn)行激發(fā)，因此，通過(guò)用波長(zhǎng)為 400nm以上的光進(jìn)行激發(fā)，可以排除會(huì)對(duì)皮膚造成傷害的UV-A光( 400nm)。而且，如果用波長(zhǎng)為420nm以下的光進(jìn)行激發(fā)，因人對(duì)該波段的視覺靈敏度非常低，從而很難引起對(duì)顯色性的不良影響。并且，在此波段，還存在前述的氧氮化物熒光體或氮化物熒光體具有高吸收率的優(yōu)點(diǎn)。而且，GaN系列半導(dǎo)體激光器的激發(fā)波長(zhǎng)也可以是440nm以上且470nm以下。
與用所述的400nm以上且420nm以下的激發(fā)光進(jìn)行激發(fā)的情況相比，通過(guò)用屬于藍(lán)色波段的440nm以上且470nm以下的激發(fā)光來(lái)激發(fā)熒光體，可以減少斯托克斯損失(激發(fā)波長(zhǎng)與熒光波長(zhǎng)之差導(dǎo)致的能量損失)。從而能更高效地使熒光體發(fā)光，因此，能夠獲得發(fā)光效率更好的高亮度高光束的發(fā)光裝置。(GaN系列半導(dǎo)體激光器20的具體結(jié)構(gòu))接下來(lái)，說(shuō)明一下用作圖1中的激光光源101的GaN系列半導(dǎo)體激光器20的具體結(jié)構(gòu)。圖2是表示該GaN系列半導(dǎo)體激光器20的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。另外，圖2是從圖1 中的設(shè)置在發(fā)光裝置10中的激光光源101的前端面IOla側(cè)觀察時(shí)的，表示GaN系列半導(dǎo)體激光器20所具有的1個(gè)脊?fàn)顥l部的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。GaN系列半導(dǎo)體激光器20具有含10個(gè)這種脊?fàn)顥l部的矩陣型結(jié)構(gòu)。用于此GaN系列半導(dǎo)體激光器20的“氮化物半導(dǎo)體層”包含可表示為化學(xué)式 AlxGayInzN(0彡χ彡1;0彡y彡1;0彡ζ彡1 ；x+y+z = 1)的氮化物半導(dǎo)體結(jié)晶。在此， “Al，，表示鋁，“Ga”表示鎵，“ h”表示銦，“N”表示氮。而且，“X”表示鋁的含有率，“y”表示鎵的含有率，“ζ”表示銦的含有率。而且，在構(gòu)成氮化物半導(dǎo)體層的氮化物半導(dǎo)體結(jié)晶是六方晶時(shí)，可以將氮化物半導(dǎo)體層中的氮元素中的10%以下的氮元素置換成砷、磷以及銻中的至少一種元素。并且，在以下說(shuō)明中，將表示為AlxGayN(0 < χ < 1 ；0 < y < 1 ；x+y = 1)的氮化物半導(dǎo)體結(jié)晶所構(gòu)成的氮化物半導(dǎo)體層簡(jiǎn)稱為“AKiaN層”。而且，通過(guò)在氮化物半導(dǎo)體層中至少摻雜例如硅、氧、氯、硫、硒、碳、鍺、鋅、鎘、鎂以及鈹中的一種，可將氮化物半導(dǎo)體層形成為P型或者η型的導(dǎo)電型結(jié)構(gòu)。特別是，作為ρ型雜質(zhì)使用鎂比較好。對(duì)于具備由這種氮化物半導(dǎo)體結(jié)晶所構(gòu)成的氮化物半導(dǎo)體層的GaN系列半導(dǎo)體激光器20的一種結(jié)構(gòu)例， 以下參照?qǐng)D2的截面圖進(jìn)行說(shuō)明。在GaN系列半導(dǎo)體激光器20的η型GaN基板201的表面上形成有如下結(jié)構(gòu)，即依次按以下順序形成有厚度為0. 5 μ m的η型GaN層202 ；厚度為2 μ m的η型Al0.05Ga0.95N 下部金屬包層203 ；厚度為0. 1 μ m的η型GaN引導(dǎo)層204 ；厚度為20nm的GaN下部鄰接層 205 ；層積非摻雜的In0.15Ga0.85N阱層(厚度為4nm)與非摻雜的GaN阻擋層(厚度為8nm) 而成的活性層206 ；厚度為50nm的GaN上部鄰接層207 ；厚度為20nm的ρ型Ala2GEia8N層 208 ；厚度為0.6μπι的ρ型AlaiGEia9Ni部包層209 ；厚度為0. 1 μ m的ρ型GaN連接層210。還有，ρ型GaN連接層210以及絕緣層212上形成有ρ側(cè)電極213。此ρ側(cè)電極 213相當(dāng)于圖1中的激光光源101的上部電極。而且，η型GaN基板201的背面形成有η側(cè)電極211。此η側(cè)電極211相當(dāng)于圖1中的激光光源101的下部電極。在這樣層積各個(gè)層的GaN系列半導(dǎo)體激光器20中，上部金屬包層209與連接層 210形成為在共振器方向上延伸的條狀，并構(gòu)成脊?fàn)顥l形波導(dǎo)。以下，將在上部金屬包層 209與連接層210上的形成為條狀的部分稱為“脊?fàn)顥l”。而且，在上部金屬包層209與連接層210上的脊?fàn)顥l之外的部分被埋設(shè)在絕緣層 212下，從而實(shí)現(xiàn)電流限制。在本實(shí)施方式中，上部金屬包層209與連接層210上的脊?fàn)顥l的寬度約為7. 0 μ m，GaN系列半導(dǎo)體激光器20的共振器長(zhǎng)度為600 μ m。在具備此脊?fàn)顥l的GaN系列半導(dǎo)體激光器20的前端面，形成氧化鋁的AR涂層，同時(shí)在其后端面形成交替層積氧化鋁與二氧化鈦的HR涂層。另外，在按所述形態(tài)層積而得的各層中，P型的層中以1 X IO19 1 X IO20Cm-3的濃度含有作為ρ摻雜雜質(zhì)的鎂(Mg)。例如在上部金屬包層209與連接層210中，該鎂的含量例如為4X1019cm_3。而且，活性層206具有非摻雜的Lai5Giia85N阱層(厚度為4nm)與非摻雜的GaN 阻擋層(厚度為8nm)以阱層、阻擋層、阱層、阻擋層、阱層的順序而形成的多重量子阱結(jié)構(gòu) (阱數(shù)是3)。通過(guò)以這種形態(tài)構(gòu)成此活性層206的阱層以及阻擋層，與阱層相比而言，阻擋層的帶隙能量會(huì)變大。而且，ρ側(cè)電極213由從接觸ρ型GaN連接層210的一側(cè)起按順序?qū)臃e的第一層 214(Pd/Mo層)、第二層215(防護(hù)(barrier)層)以及第三層216(襯墊(pad))所構(gòu)成。在此，第二層215與第三層216還形成在絕緣層212上。作為防護(hù)層的第二層215，以對(duì)絕緣層212的附著性強(qiáng)為優(yōu)選。而且，第一層214內(nèi)的Pd層是用于與ρ型氮化物半導(dǎo)體歐姆接觸的層。構(gòu)成此P側(cè)電極213的第一層214、第二層215以及第三層216，除了利用電子束 (EB)真空蒸鍍法來(lái)形成之外，還可以利用高頻濺射法等的成膜法來(lái)形成。具有這種結(jié)構(gòu)的GaN系列半導(dǎo)體激光器20，可利用周知的氮化物半導(dǎo)體的結(jié)晶成長(zhǎng)方法來(lái)制作。即，利用有機(jī)金屬氣相生長(zhǎng)法(MOCVD :Metal Organic Chemical Vapor Deposition method)層積各氮化物半導(dǎo)體層，再進(jìn)行利用干蝕刻的蝕刻處理，由此形成上部金屬包層209與連接層210上的脊?fàn)顥l結(jié)構(gòu)。如此，在層積氮化物半導(dǎo)體層時(shí)作為氮化物半導(dǎo)體結(jié)晶的生長(zhǎng)方法使用MOCVD法的情況下，由于載體氣體或V族原料氣體中含有氫氣，因此氮化物半導(dǎo)體結(jié)晶內(nèi)也會(huì)被導(dǎo)入氫氣。對(duì)此，作為氮化物半導(dǎo)體結(jié)晶的生長(zhǎng)方法，也有使用分子束外延法(MBE Molecular Beam Epitaxy method)的情況，這種情況下如果作為V族原料而使用氨等時(shí)，氮化物半導(dǎo)體結(jié)晶內(nèi)仍然會(huì)被導(dǎo)入氫氣。而且，GaN系列半導(dǎo)體激光器20的激發(fā)波長(zhǎng)是400nm以上且410nm以下。另外，圖2中示出的GaN系列半導(dǎo)體激光器20的結(jié)構(gòu)只是其結(jié)構(gòu)中的一例，至于各氮化物半導(dǎo)體層的膜厚、脊?fàn)顥l的寬度、脊?fàn)顥l的個(gè)數(shù)以及共振器長(zhǎng)度，并不局限于以上所述的值。而且，也可以省略設(shè)置P型GaN連接層210而兼用上部金屬包層209。而且， 構(gòu)成活性層206的阱層以及阻擋層，可以用InxGai_xN(0彡χ < 1)、AlxGa1^xN(0彡χ < 1)、 InGaAlNXaN1^xAsx (0 < χ < 1) XaN1^xPx (0 < χ < 1)，或者這些化合物等的氮化物半導(dǎo)體來(lái)形成。而且，出于降低激發(fā)閾值的目的，優(yōu)選將GaN系列半導(dǎo)體激光器20的活性層形成為阱數(shù)是2 4的多重量子阱結(jié)構(gòu)(MQW(Multiple Quantum Well 多量子阱)結(jié)構(gòu))，當(dāng)然， 也可以形成為單一量子阱結(jié)構(gòu)(SQW(single Quantum Well 單量子阱)結(jié)構(gòu))。此時(shí)，不存在前述結(jié)構(gòu)例中的夾設(shè)在阱層中的阻擋層?！矊?shí)施方式2〕接下來(lái)，參照?qǐng)D3說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2。本實(shí)施方式涉及車輛用前照燈，即涉及使用了上述實(shí)施方式1中的發(fā)光裝置的照明裝置的具體例。圖3是表示本實(shí)施方式所涉及的車輛用前照燈30的概略結(jié)構(gòu)的圖。車輛用前照燈30具備上述實(shí)施方式1中的發(fā)光裝置301、用于反射從發(fā)光裝置 301發(fā)射的白光的反射鏡302、投影透鏡303、用于固定發(fā)光裝置301的支撐體304以及用于形成近光切割線的遮光板305。反射鏡302反射從發(fā)光裝置301的發(fā)光部106發(fā)射的光，由此把光照向車輛用前照燈30的前方。該反射鏡302例如是表面形成有金屬薄膜的具有曲面形狀(杯狀)的部件。作為發(fā)光裝置301的發(fā)光部106的熒光體106b，與上述實(shí)施方式1 一樣，使用 Ca α -SiAlON: Ce熒光體與CASN Eu熒光體。組合此兩種熒光體的發(fā)光部106，如在實(shí)施方式 1中的說(shuō)明，其顯色性非常優(yōu)異，更能提高夜間行駛時(shí)對(duì)路標(biāo)或路中的對(duì)象物的識(shí)別性能。而且，車輛用前照燈30具有能縮小用于構(gòu)成兼?zhèn)涓吡炼扰c高光束的前照燈的光學(xué)系統(tǒng)即反射鏡302或投影透鏡303的大小(光學(xué)系統(tǒng)有效面積從前方看的光學(xué)系統(tǒng)的大小)的優(yōu)點(diǎn)。具體是，在車輛用前照燈30中，從前方看的投影透鏡(圓形)303的直徑為 20mm，而此時(shí)的發(fā)光強(qiáng)度是20000cd，達(dá)到了能充分用作近光燈的值。車輛用前照燈30的發(fā)光裝置301的亮度是lOOcd/mm2，光束是18001m，因此，即使考慮了反射鏡302與投影透鏡303的損失(35% )，也獲得了如前所述的成為非常小的光學(xué)系統(tǒng)的、明亮的車輛用前照燈。當(dāng)然，本實(shí)施方式的車輛用前照燈30也可以用作遠(yuǎn)光燈。根據(jù)為了獲得用作遠(yuǎn)光燈時(shí)所需的發(fā)光強(qiáng)度IOOOOOcd而需要的光學(xué)系統(tǒng)有效面積，求出的投影透鏡的直徑是 44mm ο如以上所述，與現(xiàn)有的車輛用前照燈相比，能實(shí)現(xiàn)車輛用前照燈30的進(jìn)一步的小型化，且具有低功耗、高顯色性的特征。就具有相同程度的高亮度高光束的HID燈來(lái)說(shuō)，存在點(diǎn)亮后需等片刻才能達(dá)到最大發(fā)光強(qiáng)度的缺點(diǎn)。對(duì)此，本實(shí)施方式的車輛用前照燈具有點(diǎn)亮后會(huì)立即達(dá)到最大發(fā)光強(qiáng)度，且能瞬時(shí)進(jìn)行熄燈/再點(diǎn)亮的特征。這種特征具有能大大提高在夜間點(diǎn)亮前照燈后即時(shí)或者剛進(jìn)入隧道等中當(dāng)時(shí)的可視性的優(yōu)點(diǎn)?！矊?shí)施方式3〕接下來(lái)，參照?qǐng)D4說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式3。本實(shí)施方式涉及放映機(jī)，即涉及使用了上述實(shí)施方式1中的發(fā)光裝置的照明裝置的具體例。圖4是表示本實(shí)施方式所涉及的放映機(jī)40的概略結(jié)構(gòu)的圖。放映機(jī)40具備發(fā)光裝置401、聚光透鏡404、反射鏡405、聚光透鏡406、由偏光板 408和液晶面板409及偏光板410所構(gòu)成的顯示面板407、用于驅(qū)動(dòng)液晶面板409的液晶驅(qū)動(dòng)電路411、由凸透鏡413和凹透鏡414及凸透鏡415所構(gòu)成的投射透鏡412。在此，本實(shí)施方式中的發(fā)光裝置401與上述實(shí)施方式1中的發(fā)光裝置10之間，存在如下不同之處。即，與上述實(shí)施方式1不同，在發(fā)光裝置401中，收容激光光源的殼體402 與發(fā)光部403之間的激光光路上配設(shè)有聚光透鏡404。發(fā)光部403被保持在反射鏡405的焦點(diǎn)位置上，而且選擇設(shè)置的聚光透鏡404的焦距能使發(fā)光部403的被照射面上的激光的功率密度達(dá)到lW/mm2。并且，作為發(fā)光部403的熒光體，分散有可發(fā)出藍(lán)色熒光的JEM熒光體、可發(fā)出具有銳利峰值(狹窄的半幅值)的綠色熒光的β-SiAlON = Eu熒光體、可發(fā)出紅色熒光的 CASN Eu熒光體。在這里所使用的綠色熒光體即β-SiAlON = Eu熒光體的發(fā)光峰值中的半幅值是 45nm。由此，能擴(kuò)大放映機(jī)的色彩再現(xiàn)區(qū)域。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，發(fā)光裝置401的功耗達(dá)到35W，亮度達(dá)到80cd/mm2，總光束達(dá)到16001m，通常用來(lái)表示圖像顯示裝置的色彩再現(xiàn)性的指標(biāo)NTSC比也能達(dá)到95%。對(duì)于放映機(jī)40來(lái)說(shuō)，其光源部分具有超小型且低功耗的特點(diǎn)，即相比于作為光源使用了水銀燈或氙氣燈的現(xiàn)有技術(shù)中的放映機(jī)，能顯著實(shí)現(xiàn)小型化，以及低功耗。由于是低功耗的裝置，因此從裝置發(fā)散的熱量也會(huì)大幅度減少，從而就結(jié)果而言，不再需要發(fā)出不適噪音的大散熱扇，具有能提高放映機(jī)的商品性能的優(yōu)點(diǎn)。并且，由于使用高亮度高光束的發(fā)光裝置作為光源，因此能獲得超小型且在明亮的空間也能充分實(shí)用的放映機(jī)40。另外，在本實(shí)施方式中，作為發(fā)光裝置401中的GaN系列半導(dǎo)體激光器，也可以使用激發(fā)波長(zhǎng)為440nm以上且470nm以下的器件。此時(shí)，不用JEM熒光體，而用綠色熒光體以及紅色熒光體來(lái)進(jìn)行散射，把進(jìn)行了非相干光化的GaN系列半導(dǎo)體激光器所發(fā)出的藍(lán)光用作投影光。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，不僅發(fā)光峰值中的半幅值較窄的β-SiAlON = Eu熒光體，藍(lán)光也能實(shí)現(xiàn)單色(單一波長(zhǎng))化，因此能進(jìn)一步擴(kuò)大放映機(jī)的色彩再現(xiàn)區(qū)域。另外，在本實(shí)施方式中說(shuō)明了使用液晶面板與偏光板的放映機(jī)的結(jié)構(gòu)例，但本發(fā)明并不局限于這種結(jié)構(gòu)。例如，在使用DMD(Digital MicromirrorDevice 數(shù)字微鏡元件) 的DLP(Digital Light Processing 數(shù)字光處理)方式的投射型放映機(jī)的光源中也能適用本發(fā)明?！矊?shí)施方式4〕接下來(lái)，參照?qǐng)D5 圖10說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式4。本實(shí)施方式涉及激光筒燈 (downlight)，即涉及使用了上述實(shí)施方式1中的發(fā)光裝置的照明裝置的具體例。圖7是本實(shí)施方式所涉及的激光筒燈500的截面圖。如圖7所示，激光筒燈500是設(shè)置在房屋、乘坐物等結(jié)構(gòu)體的天花板上的照明裝置，其把激光光源521發(fā)射的激光照射到發(fā)光部513上而發(fā)出的熒光用作照明光。另外，也可以將具有與激光筒燈500相同結(jié)構(gòu)的照明裝置設(shè)置在結(jié)構(gòu)體的側(cè)壁或者地板上。對(duì)于上述照明裝置的設(shè)置場(chǎng)所沒有特別的限定。圖5是表示現(xiàn)有技術(shù)中的LED筒燈600的外觀以及發(fā)光單元510的外觀的概略圖。 圖6是設(shè)置有激光筒燈500的天花板的截面圖。如圖5 圖7所示，激光筒燈500埋設(shè)在頂板700中，并具備發(fā)射照明光的發(fā)光單元510以及通過(guò)光纖523向發(fā)光單元510提供激光的LD光源單元520。至于LD光源單元520，其未設(shè)置在天花板上，而是設(shè)置在用戶容易觸及的位置(例如，房屋的側(cè)壁)上。LD光源單元520的位置之所以能這樣自由選擇，是因?yàn)長(zhǎng)D光源單元 520與發(fā)光單元510通過(guò)光纖523相連接的緣故。光纖523配設(shè)在頂板700與隔熱材701 之間的間隙中。光纖523其一端即入射端配設(shè)在LD光源單元520側(cè)，其另一端即射出端配設(shè)在發(fā)光單元510側(cè)。(發(fā)光單元510的結(jié)構(gòu))如圖7所示，發(fā)光單元510具備殼體511、發(fā)光部513以及透光板514，并連接于光纖 523。殼體511上形成有凹部512，發(fā)光部513配設(shè)在該凹部512的底面。凹部512的表面形成有金屬薄膜，該凹部512起反射鏡的作用。
而且，殼體511上形成有使光纖523通過(guò)的通路515，光纖523則通過(guò)該通路515 延伸至發(fā)光部513。從光纖523的射出端射出的激光，其在發(fā)光部513的被照射面上的功率密度與上述實(shí)施方式1中所述的值相同。透光板514是以封堵凹部512的開口部的構(gòu)造配設(shè)的透明或者半透明的板。該透光板514具有與玻璃罩105相同的功能，發(fā)光部513的熒光透過(guò)該透光板514，作為照明光被射出。透光板514相對(duì)殼體511可拆卸，或者也可以省略設(shè)置。如此，以封堵凹部512的開口部的構(gòu)造配設(shè)的透明或者半透明的板即透光板514， 被設(shè)置在由激光光源521發(fā)出的光向外部的前進(jìn)方向上，作為其材質(zhì)，優(yōu)選使用能阻擋來(lái)自激光光源521的激光，且能使在發(fā)光部513中變換激光而成的白光(非相干光)透過(guò)的材質(zhì)。通過(guò)發(fā)光部513的相干的激光，激發(fā)包含在發(fā)光部513中的熒光體而變換為熒光， 或者在熒光體中發(fā)生散射而充分?jǐn)U大其發(fā)光點(diǎn)尺寸。但是，也存在因其他原因而無(wú)法擴(kuò)大發(fā)光點(diǎn)尺寸的情況。即使在這種情況下，也可利用透光板514來(lái)阻擋激光，由此能防止發(fā)光點(diǎn)尺寸小且對(duì)人的眼睛有危害的激光外漏。圖5中的發(fā)光單元510雖然具有圓形的外緣，但對(duì)于發(fā)光單元510的形狀(更嚴(yán)格地說(shuō)，是殼體511的形狀)沒有特別的限定。另外，與車頭燈的情況不同，對(duì)于筒燈，不要求設(shè)有理想的點(diǎn)光源，具有一個(gè)發(fā)光點(diǎn)的程度即可。因此，對(duì)發(fā)光部513的形狀、大小以及配置的限制也比車頭燈的少。(LD光源單元520的結(jié)構(gòu))LD光源單元520具備激光光源521以及非球面透鏡522，并連接于光纖523。光纖523的一端即入射端連接在LD光源單元520上，從激光光源521激發(fā)出的激光通過(guò)非球面透鏡522射入至光纖523的入射端。在圖7所示的LD光源單元520的內(nèi)部，只示出了一對(duì)激光光源521和非球面透鏡 522，但是，存在多個(gè)發(fā)光單元510時(shí)，可以將分別從發(fā)光單元510延伸的光纖523的光纖束導(dǎo)入到1個(gè)LD光源單元520中。此時(shí)，一個(gè)LD光源單元520中會(huì)收容有多個(gè)由激光光源 521和非球面透鏡522構(gòu)成的對(duì)(或由多個(gè)激光光源521與1個(gè)棒透鏡(lod lens)構(gòu)成的對(duì))，LD光源單元520則起到集中電源盒的作用。(激光筒燈500的設(shè)置方法的變更例)圖8是表示激光筒燈500的設(shè)置方法的變更例的截面圖。如同圖所示，作為激光筒燈500的設(shè)置方法的變形例，可以在頂板700上只開設(shè)使光纖523通過(guò)的小孔702，并靈活運(yùn)用薄型輕量的特征將激光筒燈500的主體(發(fā)光單元510)貼到頂板700上。這種情況下，可帶來(lái)約束激光筒燈500設(shè)置的限制性條件變少，以及能大幅度削減施工費(fèi)用的好處。(激光筒燈500與現(xiàn)有技術(shù)中的LED筒燈600的比較)如圖5所示，現(xiàn)有技術(shù)中的LED筒燈600具有多個(gè)透光板601，可從各透光板601 分別射出照明光。即，LED筒燈600中存在多個(gè)發(fā)光點(diǎn)。LED筒燈600中存在多個(gè)發(fā)光點(diǎn)的原因是，由于從各個(gè)發(fā)光點(diǎn)射出的光的光束比較少，因此如果不設(shè)置多個(gè)發(fā)光點(diǎn)就無(wú)法獲得足以用作照明光的光束。對(duì)此，激光筒燈500是高光束的照明裝置，因此只具有一個(gè)發(fā)光點(diǎn)也可以。由此， 能獲得照明光下的清晰的陰影(beautiful shading)的效果。而且，通過(guò)將高顯色熒光體(例如，多種氧氮化物熒光體或氮化物熒光體的組合)作為發(fā)光部513的熒光體，能提高照明光的顯色性。圖9是設(shè)置有LED筒燈600的天花板的截面圖。如同圖所示，在LED筒燈600中， 收容LED芯片、電源以及冷卻單元的殼體602被埋設(shè)在頂板700中。殼體602是比較大的部件，在隔熱材701的配設(shè)有殼體602的部位上形成有與殼體602的形狀匹配的凹部。而且，電源線603從殼體602延伸而設(shè)，該電源線603與插座(未圖示)相連。而這種結(jié)構(gòu)存在如下問題。首先，頂板700與隔熱材701之間設(shè)置有屬于發(fā)熱源的光源(LED芯片)以及電源，因此，使用LED筒燈600時(shí)，天花板的溫度會(huì)上升，會(huì)降低房屋內(nèi)的制冷效率。再則，在LED筒燈600中，每個(gè)光源都需要電源以及冷卻單元，因此會(huì)增加總成本。再則，殼體602比較大，因而在頂板700與隔熱材701之間的間隙處配置LED筒燈 600，通常是比較困難的。對(duì)此，在激光筒燈500中，由于發(fā)光單元510不具備大的發(fā)熱源，因此不會(huì)降低房屋內(nèi)的制冷效率。結(jié)果，能避免房屋內(nèi)的制冷成本的增加。而且，不必對(duì)每個(gè)發(fā)光單元510配設(shè)電源以及冷卻單元，因此能實(shí)現(xiàn)激光筒燈500 的小型化以及薄型化。結(jié)果，對(duì)設(shè)置激光筒燈500的空間的限制變小，從而使在已建成的房屋內(nèi)的設(shè)置變得簡(jiǎn)單。而且，激光筒燈500具有小型且薄型結(jié)構(gòu)，因此如上所述，可以將發(fā)光單元510設(shè)置在頂板700的表面，與LED筒燈600相比，能減少有關(guān)設(shè)置的限制條件，同時(shí)能大幅度削
減施工費(fèi)用。圖10是比較激光筒燈500和LED筒燈600的規(guī)格的圖表。如該圖表所示，與LED 筒燈600相比，在激光筒燈500的一示例中，其體積減少了 94%、質(zhì)量減少了 86%。而且，由于能把LD光源單元520設(shè)置在用戶容易觸及的場(chǎng)所，因此在激光光源521 發(fā)生故障時(shí)，能容易更換激光光源521。而且通過(guò)將從多個(gè)發(fā)光單元510延伸的光纖523導(dǎo)入到一個(gè)LD光源單元520中，能統(tǒng)一管理多個(gè)激光光源521。因此，更換多個(gè)激光光源521 時(shí)也比較容易進(jìn)行更換。另外，在LED筒燈600中，若使用了高顯色熒光體，則能夠以IOW的功耗能發(fā)射約 5001m的光束，而在激光筒燈500中，若要獲得相同亮度的光，則需要3. 3W的光輸出。在LD 效率為35%時(shí)，此光輸出就相當(dāng)于需要IOW的功耗。由于LED筒燈600的功耗也是10W，因此就功耗來(lái)說(shuō)，兩者之間沒有顯著地差異，但在激光筒燈500中，能以相同于LED筒燈600 的功耗來(lái)獲得上述的種種優(yōu)點(diǎn)?！矊?shí)施方式的概括〕如以上所述，本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的發(fā)光裝置具備發(fā)射激光的激光光源，以及發(fā)光部，所述發(fā)光部具備被所述激光光源發(fā)射的激光照射的被照射面，該電發(fā)光部通過(guò)激光照射所述被照射面而進(jìn)行發(fā)光，所述發(fā)光部的被照射面上的激光的功率密度是0. Iff/mm2 以上且100W/mm2以下。在所述發(fā)光裝置中，發(fā)光部的被照射面上的激光的功率密度是0. Iff/mm2以上且 100ff/mm2以下，因此，不會(huì)導(dǎo)致發(fā)光部的劣化，能以高功率進(jìn)行發(fā)光部的發(fā)光，從而能夠獲得以高亮度高光束進(jìn)行發(fā)光的發(fā)光裝置。CN 102313220 A
說(shuō)明書
14/16 頁(yè)這里所說(shuō)的“功率密度”，是從激光光源發(fā)射并照射到發(fā)光部中的激光的輸出除以發(fā)光部的被照射面積而獲得的值。另外，發(fā)光部的發(fā)光效率只有50%左右時(shí)，所述的“0. Iff/mm2以上”是lW/mm2以上為佳。例如，即使激光光源的輸出是1W，如果發(fā)光部的發(fā)光效率是50%左右，則從發(fā)光部發(fā)出的光的輸出也只有0. 5W。而從發(fā)光部的發(fā)出的光輸出只有0. 5W時(shí)，從發(fā)光部發(fā)射的總光束就無(wú)法超過(guò)適用為車頭燈或者放映機(jī)的光源時(shí)所需的量即1001m。因此，這種情況下，發(fā)光部的被照射面上的激光的功率密度需要達(dá)到l.OW/mm2以上。優(yōu)選的，所述激光光源具備發(fā)射激光的發(fā)射端面，所述發(fā)射端面與干燥空氣相接觸。這種情況下，由于激光光源的發(fā)射端面與干燥空氣相接觸，因此，即使射出高輸出的激光，激光光源的驅(qū)動(dòng)電壓也會(huì)保持穩(wěn)定，能射出高輸出的激光。優(yōu)選地，所述的發(fā)光裝置還具備殼體，所述殼體用于收容所述激光光源，并使所述激光光源發(fā)射的激光照射到所述發(fā)光部的被照射面上，所述殼體的內(nèi)部封入有干燥空氣。這種情況下，由于激光光源收容在封入有干燥空氣的殼體內(nèi)，因此激光光源能長(zhǎng)期穩(wěn)定地發(fā)射高輸出的激光。優(yōu)選地，所述發(fā)光部由熒光體保持部件與熒光體所構(gòu)成，其中，所述熒光體是分散到所述熒光體保持部件中的，被激光照射而發(fā)光的熒光體。優(yōu)選地，所述熒光體是CASN:Eu、 SCASNiEuXaa -SiAlON:Ce, β -SiAlON:Eu、JEM中的至少一種氧氮化物熒光體、氮化物熒光體或者半導(dǎo)體納米粒子熒光體。這種情況下，對(duì)于高功率密度的激光能維持高發(fā)光效率以及可靠性，能獲得高亮度且高光束的發(fā)光裝置。另夕卜，CASNiEu是指 CaAlSiNiEu, SCASNEu 是指 SrCaAlSiNiEu, JEM 是指 LaSiA10N:Ce，其中，“Ca” 是鈣、“Si”是硅、“Al” 是鋁、“0” 是氧、“N” 是氮、“Ce”是鈰、“Eu” 是銪。而且，α-SiAlON、β-SiAlON中的“α _”、“ β-”表示結(jié)晶結(jié)構(gòu)的不同，即分別表示低溫穩(wěn)相α型以及高溫穩(wěn)相β型。優(yōu)選地，所述熒光體保持部件由有機(jī)高分子部件所構(gòu)成，所述發(fā)光部的被照射面上的激光的功率密度是0. Iff/mm2以上且10W/mm2以下。這種情況下，通過(guò)在熒光體保持部件中使用有機(jī)高分子部件，能減少熒光體保持部件中的激光的吸收損失。其結(jié)果，發(fā)光部的發(fā)光效率會(huì)有所提高。但是，從發(fā)光部的作為熒光體保持部件的有機(jī)高分子部件的耐熱性的觀點(diǎn)來(lái)看， 發(fā)光部的被照射面上的激光的功率密度的上限值是10W/mm2以下為好。而且，在熒光體保持部件中使用有機(jī)高分子部件的情況下，能獲得如下效果。有機(jī)高分子部件在常溫下多呈液態(tài)，只需在較低的溫度(例如100 250°C)下加熱即可硬化。據(jù)此，熒光體保持部件的硬化用模具不需要有高耐熱性，從而擴(kuò)大了可利用于模具的材料的選擇范圍。因此，可以以任意形狀制作模具，能制作具有多種多樣形狀的發(fā)光部。另外，例如，對(duì)于低溫?zé)深愋偷墓铇渲?，能?00°C的溫度下將其硬化、對(duì)于通常的硅樹脂，能在150 180°C的溫度下將其硬化、對(duì)于有機(jī)無(wú)機(jī)混合材料，能在150 250V的溫度下將其硬化。而且，在熒光體保持部件中使用玻璃的情況下，為了保證其流動(dòng)性，必須要經(jīng)過(guò)至少在400 500°C左右的高溫下對(duì)玻璃進(jìn)行加熱的高溫處理。而高溫處理的進(jìn)行，會(huì)成為在發(fā)光部的制造上導(dǎo)致其工作效率大大降低的主要原因。對(duì)此，如果在熒光體保持部件中使用有機(jī)高分子部件，則不需要這種高溫處理，從而能提高發(fā)光部的制造工程的工作效率，進(jìn)而能削減發(fā)光部的制造成本。優(yōu)選地，所述有機(jī)高分子部件具有主鏈含硅氧烷鍵，側(cè)鏈含有機(jī)基的化學(xué)結(jié)構(gòu)。這種情況下，對(duì)高功率密度的激光的抵抗性變強(qiáng)，能實(shí)現(xiàn)具有高可靠性的高亮度且高光束的發(fā)光裝置。優(yōu)選地，所述有機(jī)高分子部件是側(cè)鏈含甲基(CH3-)的硅樹脂。這種情況下，通過(guò)把不會(huì)對(duì)可視光波段內(nèi)的光進(jìn)行特異吸收的硅樹脂用作有機(jī)高分子部件，能獲得發(fā)光部的更高的可靠性。優(yōu)選地，所述干燥空氣的露點(diǎn)溫度在_30°C以下。這種情況下，通過(guò)使用露點(diǎn)溫度是_30°C以下的干燥空氣，能提高激光光源的工作時(shí)的可靠性。具體地說(shuō)，能抑制激光光源的工作電壓變動(dòng)，能長(zhǎng)期穩(wěn)定地輸出激發(fā)光。優(yōu)選地，所述殼體具備使所述激光光源發(fā)射的激光透過(guò)的透射部，所述透射部由有機(jī)高分子部件所構(gòu)成。這種情況下，激光透過(guò)激光透射部時(shí)，能減少激光的功率損失。其結(jié)果，能獲得發(fā)光效率更好的高亮度且高光束的發(fā)光裝置。優(yōu)選地，所述激光光源的激發(fā)波長(zhǎng)是400nm以上且420nm以下。這種情況下，由于使用了波長(zhǎng)是400nm以上且420nm以下的激光，因此該激光在發(fā)光部不會(huì)被變換成其他的波長(zhǎng)光，從而被發(fā)射到發(fā)光部外部的情況下，也不會(huì)發(fā)生波長(zhǎng)短于400nm的短波長(zhǎng)光所導(dǎo)致的皮膚傷害，而且，通過(guò)利用視覺靈敏度低的420nm以下的光， 能減少對(duì)發(fā)光部發(fā)出的光的顯色性的損害。而且，作為所述氧氮化物熒光體或者氮化物熒光體，使用了上述的熒光體群(CASN:Eu、SCASN Eu, Ca α-SiAlON: Ce、β -SiA10N:Eu, JEM) 的情況下，由于對(duì)此熒光體群具有高吸收率，因而能獲得高效率高亮度且高光束的發(fā)光裝置。優(yōu)選地，所述激光光源的激發(fā)波長(zhǎng)是440nm以上且470nm以下。這種情況下，由于使發(fā)光部發(fā)出位于藍(lán)色波段即440nm以上470nm以下的激光，因此斯托克斯損失(激發(fā)波長(zhǎng)與熒光波長(zhǎng)之差導(dǎo)致的能量損失)會(huì)減少，能使發(fā)光部以更高的效率進(jìn)行發(fā)光，從而，能夠獲得發(fā)光效率高的高亮度高光束的發(fā)光裝置。本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的照明裝置，將上述的發(fā)光裝置用作光源。在所述照明裝置是車輛用前照燈的情況下，由于使用高亮度且高光束的發(fā)光裝置，因此與使用了現(xiàn)有技術(shù)中的鹵素?zé)艋蛘逪ID燈的前照燈相比，能減少功耗。并且，由于具有高亮度特性，因而能實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的小型化，從裝置的低發(fā)熱方面來(lái)看也能實(shí)現(xiàn)小型化。其結(jié)果，與現(xiàn)有技術(shù)中前照燈相比，能大幅度提高設(shè)計(jì)的自由度。而且，在所述照明裝置是放映機(jī)的情況下，相對(duì)于使用了水銀燈或氙氣燈的現(xiàn)有技術(shù)中的放映機(jī)，作為光源使用的是更小型、低功耗且高亮度高光束的發(fā)光裝置，因此能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)放映機(jī)的小型化、低功耗。
本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的車輛用前照燈將上述的發(fā)光裝置用作光源。在上述的車輛用前照燈中，由于使用高亮度且高光束的發(fā)光裝置，因此與使用了現(xiàn)有技術(shù)中的鹵素?zé)艋蛘逪ID燈的前照燈相比，能減少功耗。并且，由于具有高亮度特性， 因而能實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的小型化，從裝置的低發(fā)熱的方面來(lái)看也能實(shí)現(xiàn)小型化。其結(jié)果，與現(xiàn)有技術(shù)中前照燈相比，能大幅度提高設(shè)計(jì)的自由度。本發(fā)明并不限于上述各實(shí)施方式，可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)進(jìn)行種種變更，通過(guò)對(duì)不同的實(shí)施方式所揭示的技術(shù)手段進(jìn)行適宜組合而獲得的實(shí)施方式也屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。例如，本發(fā)明所涉及的照明裝置可以用作汽車之外的車輛、移動(dòng)物體(例如，人、 船舶、航空機(jī)、潛水艇、火箭等)的前照燈，也可以用作其他的照明裝置。作為其他的照明裝置，例如有探照燈、投影儀、家庭用照明器具等。此外，本發(fā)明還可以用如下形式來(lái)描述。即，本發(fā)明所涉及的固體點(diǎn)光源使用的是 GaN系列半導(dǎo)體激光器，即有機(jī)高分子部件中分散有氧氮化物熒光體或者氮化物熒光體，激光發(fā)射端面與干燥空氣相接觸的GaN系列半導(dǎo)體激光器，使用從所述GaN系列半導(dǎo)體激光器發(fā)射的功率密度是0. Iff/mm2以上且100W/mm2以下的激光來(lái)激發(fā)所述有機(jī)高分子部件，而使該有機(jī)高分子部件發(fā)光。所述GaN系列半導(dǎo)體激光器被保持在封入有所述干燥空氣的管座內(nèi)，從所述管座的激光取出部發(fā)射的激光則照射到所述有機(jī)高分子部件上為好。所述氧氮化物熒光體或者氮化物熒光體，是選自由CASN:Eu、SCASNEu, Caa -SiAlON: Ce、β -SiAlON: Eu、JEM所構(gòu)成的群中的至少一種氧氮化物熒光體或者氮化物熒光體為好。所述有機(jī)高分子部件具有主鏈含硅氧烷鍵、側(cè)鏈含有機(jī)基的化學(xué)結(jié)構(gòu)為好。所述有機(jī)高分子部件優(yōu)選是側(cè)鏈含甲基(CH3-)的硅樹脂。所述干燥空氣的露點(diǎn)溫度在_30°C以下為好。所述GaN系列半導(dǎo)體激光器被保持在封入有干燥空氣的管座內(nèi)，所述管座的激光取出部被所述有機(jī)高分子部件密封為好。所述激光光源的激發(fā)波長(zhǎng)是400nm以上且420nm以下為好。所述激光光源的激發(fā)波長(zhǎng)是440nm以上且470nm以下為好。本發(fā)明所涉及的車輛用前照燈是使用了上述的固體點(diǎn)光源的車輛用前照燈。本發(fā)明所涉及的放映機(jī)是使用了上述的固體點(diǎn)光源的放映機(jī)。(工業(yè)上的可利用性)如以上所述，本發(fā)明涉及一種作為光源具備了可進(jìn)行高亮度高光束發(fā)光的發(fā)光裝置的照明裝置，尤其能適用于車輛等的前照燈中。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光裝置，其特征在于 具備發(fā)射激光的激光光源，以及發(fā)光部，所述發(fā)光部具備被所述激光光源發(fā)射的激光照射的被照射面，所述發(fā)光部根據(jù)在所述被照射面上的激光照射而進(jìn)行發(fā)光，所述發(fā)光部的被照射面上的激光的功率密度是0. Iff/mm2以上且100W/mm2以下。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于 所述激光光源具備發(fā)射激光的發(fā)射端面， 所述發(fā)射端面與干燥空氣相接觸。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于 還具備殼體，所述殼體用于收容所述激光光源，并使所述激光光源發(fā)射的激光照射到所述發(fā)光部的被照射面上，所述殼體的內(nèi)部封入有干燥空氣。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于所述發(fā)光部由熒光體保持部件與熒光體所構(gòu)成，其中，所述熒光體是分散到所述熒光體保持部件中的、被激光照射而發(fā)光的熒光體。
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)光裝置，其特征在于所述熒光體是選自 CASN:Eu、SCASN:Eu、Caa -SiA10N:Ce、β _SiA10N:Eu、JEM 中的至少一種氧氮化物熒光體、氮化物熒光體或者半導(dǎo)體納米粒子熒光體。
6.如權(quán)利要求4所述的發(fā)光裝置，其特征在于 所述熒光體保持部件由有機(jī)高分子部件所構(gòu)成，所述發(fā)光部的被照射面上的激光的功率密度是0. Iff/mm2以上且10W/mm2以下。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光裝置，其特征在于所述有機(jī)高分子部件具有主鏈含硅氧烷鍵、側(cè)鏈含有機(jī)基的化學(xué)結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求7所述的發(fā)光裝置，其特征在于 所述有機(jī)高分子部件是側(cè)鏈有甲基的硅樹脂。
9.如權(quán)利要求2所述的發(fā)光裝置，其特征在于 所述干燥空氣的露點(diǎn)溫度是_30°C以下。
10.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光裝置，其特征在于所述殼體具備為了使所述激光光源發(fā)射的激光透過(guò)的透射部， 所述透射部由有機(jī)高分子部件所構(gòu)成。
11.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于 所述激光光源的激發(fā)波長(zhǎng)是400nm以上且420nm以下。
12.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于 所述激光光源的激發(fā)波長(zhǎng)是440nm以上且470nm以下。
13.一種照明裝置，其特征在于作為光源使用了權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置。
14.一種車輛用前照燈，其特征在于作為光源使用了權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置。
全文摘要
具備發(fā)射激光的激光光源，以及設(shè)有將被激光光源發(fā)射的激光照射的被照射面，且通過(guò)在該被照射面上的激光照射而進(jìn)行發(fā)光的發(fā)光部，該發(fā)光部的被照射面上的激光的功率密度是0.1W/mm2以上且100W/mm2以下。
文檔編號(hào)F21S8/10GK102313220SQ201110123688
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月17日
發(fā)明者岸本克彥 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社