專利名稱：照明裝置以及車輛用前燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備激發(fā)光源以及根據(jù)發(fā)射自該激發(fā)光源的激發(fā)光而發(fā)出熒光的發(fā)光部的照明裝置，尤其涉及車輛用前燈。
背景技術(shù)：
目前，由藍(lán)色發(fā)光二極管與熒光體組合而成的白色LED(Light EmittingDiode ； 發(fā)光二級(jí)管)車輛用前燈正開始進(jìn)入實(shí)用化。與現(xiàn)在的鹵素?zé)艋蛘逪ID(High Intensity Discharge;高強(qiáng)放電)燈等光源相比，通過使用發(fā)光二極管，能實(shí)現(xiàn)顯著的長(zhǎng)壽命化。而且，長(zhǎng)遠(yuǎn)上有望實(shí)現(xiàn)比HID燈更低的耗電性。專利文獻(xiàn)1揭示了此類前燈的一例。專利文獻(xiàn)1中記載的車輛用前燈具備可發(fā)出不同顏色的光的多個(gè)LED芯片。更具體地說，該文獻(xiàn)中記載有根據(jù)藍(lán)色LED與熒光體來獲得白色光的結(jié)構(gòu)，以及還記載有在此結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上追加了藍(lán)綠色或者綠色LED的結(jié)構(gòu)。但在該專利文獻(xiàn)1中，作為該追加的LED的具體波長(zhǎng)，只揭示了 530nm(綠)的波長(zhǎng)。人通過存在于視網(wǎng)膜上的視細(xì)胞來感知光，此類視細(xì)胞包括對(duì)光具有不同靈敏度的兩種細(xì)胞，即，所謂的視錐細(xì)胞以及視桿細(xì)胞。將光量充足的環(huán)境下(明亮場(chǎng)所)的眼睛的視覺稱作明視覺，明視覺時(shí)視錐細(xì)胞起作用，主要感知顏色以及形狀。而在黑暗場(chǎng)所中的眼睛的視覺稱作暗視覺，暗視覺時(shí)視桿細(xì)胞起作用，主要感知光的明暗度。明視覺時(shí)對(duì)波長(zhǎng)555nm的黃綠色光的靈敏度最高，而暗視覺時(shí)則對(duì)波長(zhǎng)507nm 的偏藍(lán)色的光的靈敏度最高。即，明視覺與暗視覺時(shí)具有不同的視覺靈敏度峰值波長(zhǎng)， 暗視覺時(shí)的視覺靈敏度的峰值更靠近短波長(zhǎng)側(cè)。這種現(xiàn)象被稱為浦肯野現(xiàn)象(Purkinje phenomenon)0專利文獻(xiàn)2揭示了考慮到這種浦肯野現(xiàn)象的回射體。此回射體包括藍(lán)色基材以及黃綠色的有色透明層，從而在白天或者黃昏時(shí)的明亮?xí)r間段，顯現(xiàn)出在明亮場(chǎng)所具有較高的視覺靈敏度的黃綠色，在夜間的黑暗時(shí)間段，由于前燈的光而顯現(xiàn)出在黑暗場(chǎng)所具有較高視覺靈敏度的藍(lán)色(波長(zhǎng)在507nm附近)，因此，無論晝夜都能進(jìn)行良好的視線引導(dǎo)。專利文獻(xiàn)1 日本國專利申請(qǐng)?zhí)亻_2006-351369號(hào)公報(bào)(2006年12月觀日公開)專利文獻(xiàn)2 日本國專利申請(qǐng)?zhí)亻_2004-301977號(hào)公報(bào)(2004年10月觀日公開)

發(fā)明內(nèi)容
制造現(xiàn)有技術(shù)中的白色LED等照明光源通常以明視覺作為前提。明視覺時(shí)能充分進(jìn)行顏色的辨別，換句話說，能充分辨別出顏色的這種狀態(tài)即是明視覺。然而，就通常的照明而言，達(dá)到能夠辨別顏色的程度的亮度是理所當(dāng)然的要求。接下來，說明一下現(xiàn)有技術(shù)中的白色LED的問題點(diǎn)。圖9是表示現(xiàn)有技術(shù)中由藍(lán)色發(fā)光二極管與熒光體所組合而成的白色LED的發(fā)光光譜的曲線圖。在圖9中，虛線表示由藍(lán)色LED與黃色熒光體所組合而成的通常所稱偽白色LED 的光譜，實(shí)線表示與偽白色LED相比具有較高的顯色性的白色LED的光譜。
從圖9可知，無論是哪種白色LED，均以明視覺作為大前提，因此在明視覺狀態(tài)下視覺靈敏度最高的綠色(555nm)附近的光譜成分較高。就搭載有使用以上所述的白色LED的前燈的車輛來說，雖然產(chǎn)品規(guī)格值(光束值) 非常高，但在夜間卻讓人感覺不到那么亮。而在現(xiàn)有的鹵素?zé)艋蛘逪ID燈中并未出現(xiàn)過這種問題。本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)虔心研究，發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)有的白色LED中510nm附近的光譜成分較低，從而導(dǎo)致出現(xiàn)這種問題。S卩，就被設(shè)計(jì)用于室內(nèi)等明亮場(chǎng)所的白色LED而言，由于所注重的是明視覺狀態(tài)下的亮度以及效率，因此會(huì)出現(xiàn)在夜間室外等黑暗場(chǎng)所令人感覺不到亮的問題。而且，至于提高在明亮場(chǎng)所中對(duì)物體的識(shí)別性的內(nèi)容，任何專利文獻(xiàn)中均無記載。另外，就專利文獻(xiàn)1所涉及的車輛用前燈來說，對(duì)于車輛的前方部分，除了白色光之外，還照射綠色光或者藍(lán)綠色光。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，會(huì)導(dǎo)致車輛用前燈的顏色出現(xiàn)局部性差異，而這種結(jié)構(gòu)不被日本法律所認(rèn)可。因此，至少在日本無法實(shí)現(xiàn)專利文獻(xiàn)1的車輛用前燈。而且，專利文獻(xiàn)1中沒有記載涉及綠色光或者藍(lán)綠色光的波長(zhǎng)的內(nèi)容，因此并不清楚能否解決510nm附近的光譜成分較低的問題。鑒于以上問題，本發(fā)明的目的在于提供一種至少在黑暗場(chǎng)所能發(fā)射出對(duì)照射對(duì)象具有較高識(shí)別性的照明光的照明裝置，尤其是車輛用前燈。為了實(shí)現(xiàn)所述目的，本發(fā)明所提供的照明裝置的特征在于包括發(fā)射激發(fā)光的激發(fā)光源以及接收所述激發(fā)光源所發(fā)射的激發(fā)光而發(fā)光的發(fā)光部，該發(fā)光部具備第一熒光體以及第二熒光體，其中，所述第一熒光體的發(fā)光光譜的峰值在500nm以上且520nm以下的范圍內(nèi)，所述第二熒光體具有不同于所述第一熒光體的發(fā)光光譜的峰值，在發(fā)射自所述發(fā)光部的光的光譜中，所述第一熒光體的發(fā)光光譜的峰值的發(fā)光強(qiáng)度大于MOnm以上且570nm 以下的范圍內(nèi)的發(fā)光光譜的發(fā)光強(qiáng)度。人的眼睛通過視網(wǎng)膜的視細(xì)胞來感知光，而視細(xì)胞在明亮場(chǎng)所與黑暗場(chǎng)所的作用有所不同。具體地說，在明亮場(chǎng)所中，會(huì)感覺到黃綠色光最亮、紅色也比較鮮明，而對(duì)藍(lán)色會(huì)感覺到不太亮(明視覺)。相反，在黑暗場(chǎng)所中，比起黃綠色，會(huì)感覺波長(zhǎng)較短的藍(lán)綠色更亮，而對(duì)波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅色光會(huì)感覺較黯淡(暗視覺)。這種視覺靈敏度出現(xiàn)差異的現(xiàn)象就是所謂的浦肯野現(xiàn)象。人的眼睛在暗視覺狀態(tài)下，對(duì)波長(zhǎng)為507nm的光的靈敏度最高?？紤]到該浦肯野現(xiàn)象，本發(fā)明的發(fā)明人認(rèn)為，在夜間人的眼睛會(huì)處于暗視覺狀態(tài)， 因此，通過使用含藍(lán)綠色光譜較多的光來照射前方，能更清楚地看到道路上的物體(障礙物)。即發(fā)現(xiàn)通常在明視覺狀態(tài)下就光束(流明)為代表的光源的亮度進(jìn)行評(píng)價(jià)，因此， 即使其數(shù)值較高，卻并不一定適合暗視覺狀態(tài)下的夜間(不會(huì)感覺到亮)。另外，“能更清楚地看到物體”是指對(duì)物體的形狀(輪廓)或者物體本身的識(shí)別性提高，但不一定是該物體的顏色看起來鮮明。而且，本發(fā)明的發(fā)明人認(rèn)為不僅在黑暗場(chǎng)所，在明亮場(chǎng)所中，也能通過照射含藍(lán)綠色光譜較多的光來刺激視桿細(xì)胞，提高識(shí)別物體形狀時(shí)的識(shí)別性。在所述結(jié)構(gòu)中，發(fā)光部接收由激發(fā)光源所發(fā)射的激發(fā)光并發(fā)光，從而能獲得照明光。此發(fā)光部具備第一熒光體以及第二熒光體。第一熒光體的發(fā)光光譜的峰值在500nm以上且520nm以下的范圍內(nèi)，因此，發(fā)射自發(fā)光部的光在500nm以上且520nm以下的范圍內(nèi)至少有一個(gè)峰值。
而且，在發(fā)射自發(fā)光部的光的光譜中，比起MOnm以上且570nm以下范圍內(nèi)的發(fā)光光譜的發(fā)光強(qiáng)度，第一熒光體的發(fā)光光譜的峰值的發(fā)光強(qiáng)度更大。S卩，位于暗視覺狀態(tài)下視覺靈敏度的峰值附近的，第一熒光體的發(fā)光光譜的峰值的發(fā)光強(qiáng)度，大于明視覺狀態(tài)下視覺靈敏度的峰值所處的540nm以上且570nm以下范圍內(nèi)的發(fā)光光譜的發(fā)光強(qiáng)度。因此，發(fā)光部能發(fā)射出在暗視覺狀態(tài)下具有高視覺靈敏度的光，從而能提高在黑暗場(chǎng)所中由照明裝置所照射的物體的識(shí)別性。另外，在明亮場(chǎng)所通過照射500nm以上且520nm以下的波長(zhǎng)范圍的光，來刺激具有物體形狀識(shí)別功能的視桿細(xì)胞，也能夠提高明亮場(chǎng)所中的物體的識(shí)別性。因此，本發(fā)明并不局限于在黑暗場(chǎng)所使用的照明裝置，在明亮場(chǎng)所使用的所述照明裝置也包括在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。當(dāng)然，本發(fā)明并不局限于在黑暗場(chǎng)所與明亮場(chǎng)所中均能提高物體的識(shí)別性。艮口， 本發(fā)明的照明裝置至少能夠提高黑暗場(chǎng)所中的物體的識(shí)別性。(發(fā)明效果)根據(jù)本發(fā)明所涉及的照明裝置，如以上所述，包括發(fā)射激發(fā)光的激發(fā)光源以及接收所述激發(fā)光源所發(fā)射的激發(fā)光而發(fā)光的發(fā)光部，該發(fā)光部具備第一熒光體以及第二熒光體，其中，所述第一熒光體的發(fā)光光譜的峰值在500nm以上且520nm以下的范圍內(nèi)，所述第二熒光體具有不同于所述第一熒光體的發(fā)光光譜的峰值，在發(fā)射自所述發(fā)光部的光的光譜中，所述第一熒光體的發(fā)光光譜的峰值的發(fā)光強(qiáng)度大于MOnm以上且570nm以下的范圍內(nèi)的發(fā)光光譜的發(fā)光強(qiáng)度。。因此，能夠發(fā)射在暗視覺狀態(tài)下具有高視覺靈敏度的光，從而至少能提高在黑暗場(chǎng)所中由照明裝置所照射的物體的識(shí)別性。


圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的前燈的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。圖2中，圖2(a)是表示半導(dǎo)體激光器的電路圖的模式圖，圖2 (b)是表示半導(dǎo)體激光器2的基本結(jié)構(gòu)的立體圖。圖 3 是表示 Caa -SiAlON:Ce3+ 以及 CaAlSiN3 = Eu2+ 的特性的圖。圖4是表示車輛用前燈被要求達(dá)到的白色的色度范圍的曲線圖。圖5是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的發(fā)光部的發(fā)光光譜的曲線圖。圖6是表示本發(fā)明的其他實(shí)施方式所涉及的發(fā)光部的發(fā)光光譜的曲線圖。圖7是表示本發(fā)明的其他實(shí)施方式所涉及的前燈的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。圖8是表示光纖端部與發(fā)光部之間的位置關(guān)系的圖。圖9是表示由藍(lán)色發(fā)光二極管與熒光體所組合而成的現(xiàn)有技術(shù)中的白色LED的發(fā)光光譜的圖。(附圖標(biāo)記說明)1前燈(照明裝置、車輛用前燈)
2半導(dǎo)體激光器(激發(fā)光源)5發(fā)光部20 前燈
具體實(shí)施例方式[實(shí)施方式1]以下參照?qǐng)D1 圖3說明本發(fā)明的一實(shí)施方式。(本發(fā)明的技術(shù)思想)本發(fā)明的發(fā)明人認(rèn)為，根據(jù)上述浦肯野現(xiàn)象，人的眼睛在夜間處于暗視覺狀態(tài)，因此通過用含有藍(lán)綠色光譜較多的光來照射前方，能夠更清楚地看到道路上的物體(障礙物)。即，通常是在明視覺狀態(tài)下對(duì)光束(流明)所代表的光源的亮度進(jìn)行評(píng)價(jià)，因此，即使其數(shù)值較高，并不一定就適合暗視覺狀態(tài)即夜間的感覺(不會(huì)感覺到亮)。另外，“能更清楚地看到物體”是指對(duì)物體形狀(輪廓)或者物體本身的識(shí)別性的提高，并不要求該物體的顏色也看起來鮮明。而且，本發(fā)明的發(fā)明人認(rèn)為，不僅是在黑暗場(chǎng)所，在明亮場(chǎng)所中也能通過照射含藍(lán)綠色光譜較多的光來刺激視桿細(xì)胞，提高識(shí)別物體形狀時(shí)的識(shí)別性。本發(fā)明的照明裝置基于所述技術(shù)思想而成，S卩，通過發(fā)射在暗視覺狀態(tài)下具有較高的視覺靈敏度的光，能夠提高黑暗場(chǎng)所(例如，夜間行駛時(shí))中的物體的識(shí)別性。而且， 根據(jù)本發(fā)明提供的照明裝置，不僅在是黑暗場(chǎng)所，在明亮場(chǎng)所也能提高物體的識(shí)別性。艮口， 本發(fā)明提供的照明裝置，其至少能提高黑暗場(chǎng)所中的物體的識(shí)別性。在此，作為本發(fā)明的照明裝置，例舉可滿足汽車行駛時(shí)所使用的前燈(High beam 遠(yuǎn)光燈)的配光特性基準(zhǔn)的前燈(車輛用前燈)1來進(jìn)行說明。當(dāng)然，本發(fā)明所涉及照明裝置，除了汽車之外，還能用作車輛、移動(dòng)物體(例如，人、船舶、航空機(jī)、潛水艇、火箭等)的前燈，也可以用作探照燈等其他照明裝置。(前燈1的結(jié)構(gòu))首先，參照?qǐng)D1來說明本實(shí)施方式所涉及的前燈(照明裝置)1的結(jié)構(gòu)。圖1是表示本實(shí)施方式所涉及的前燈1的概略結(jié)構(gòu)的圖。如同圖所示，前燈1具備半導(dǎo)體激光器2、 非球面透鏡3、導(dǎo)光部4、發(fā)光部5、反射鏡6以及透明板7。(半導(dǎo)體激光器2)半導(dǎo)體激光器2是用于發(fā)射激發(fā)光的激發(fā)光源。此半導(dǎo)體激光器2可以是1個(gè)， 也可以有多個(gè)。而且，作為半導(dǎo)體激光器2，可以使用一個(gè)芯片具有一個(gè)發(fā)光點(diǎn)的部件，也可以使用一個(gè)芯片具有多個(gè)發(fā)光點(diǎn)的部件。在本實(shí)施方式中，使用的是一個(gè)芯片具有一個(gè)發(fā)光點(diǎn)的半導(dǎo)體激光器2。例如，半導(dǎo)體激光器2是一個(gè)芯片具有一個(gè)發(fā)光點(diǎn)(1條紋)的，可激發(fā)波長(zhǎng)為 405nm(藍(lán)紫色)的激光、光功率為1. 0W、工作電壓為5V、電流為0. 7A的，且被封裝到直徑為 5. 6mm的封裝體(框體)中的部件。在本實(shí)施方式中，使用了 10個(gè)半導(dǎo)體激光器2，光功率共計(jì)10W。另外，為了便于說明，圖1中只圖示了一個(gè)半導(dǎo)體激光器2。半導(dǎo)體激光器2可激發(fā)的激光的波長(zhǎng)并不局限于405nm，只要峰值在400nm以上且 460nm以下，更優(yōu)選在400nm以上且420nm以下的波長(zhǎng)范圍內(nèi)即可。在此，通過使半導(dǎo)體激光器2的激光在400nm以上且420nm以下的波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有峰值，能夠擴(kuò)大在形成用于發(fā)出白色光的發(fā)光部5時(shí)與第一熒光體(發(fā)光峰值波長(zhǎng)為 500nm以上且520nm以下)進(jìn)行組合的第二熒光體的選擇范圍。具體地說，作為第二熒光體，可以使用發(fā)光光譜的峰值在600nm以上且680nm以下的范圍內(nèi)的熒光體。另外，作為發(fā)光部5的熒光體使用氮氧化合物類的熒光體時(shí)，優(yōu)選半導(dǎo)體激光器2 的光功率為IW以上且20W以下，且照射到發(fā)光部5的激光的光密度為0. Iff/mm2以上且50W/ mm2以下。如果是該范圍內(nèi)的光功率，不僅能實(shí)現(xiàn)車輛用前燈被要求達(dá)到的光束以及亮度， 還能防止因大功率的激光照射而導(dǎo)致發(fā)光部5發(fā)生極度惡化的現(xiàn)象。即，不僅能實(shí)現(xiàn)高光束和高亮度，還能實(shí)現(xiàn)光源的長(zhǎng)壽命。然而，作為發(fā)光部5的熒光體使用下述的半導(dǎo)體納米粒子熒光體時(shí)，照射到發(fā)光部5上的激光的光密度可以大于50W/mm2。(非球面透鏡3)非球面透鏡3是用于將激發(fā)產(chǎn)生自各半導(dǎo)體激光器2的激光射入作為導(dǎo)光部4的一側(cè)端部的光入射面如中的透鏡。例如，作為非球面透鏡3，可以使用阿爾卑斯電氣株式會(huì)社制造的FLKN1405。只要是具有所述功能的透鏡，對(duì)非球面透鏡3的形狀以及材質(zhì)沒有特別的限制，但是，優(yōu)選使用在405nm附近的透射率較高且耐熱性良好的材料。另外，非球面透鏡3對(duì)激發(fā)自半導(dǎo)體激光器2的激光進(jìn)行聚光，并將聚集的激光導(dǎo)入較小(例如，直徑Imm以下)的光入射面。因此，如果導(dǎo)光部4的光入射面如足夠大而無需對(duì)激光進(jìn)行聚光時(shí)，則不必設(shè)置非球面透鏡3。(導(dǎo)光部4)導(dǎo)光部4是對(duì)由半導(dǎo)體激光器2所激發(fā)的激光進(jìn)行激光，并將聚集的激光導(dǎo)入至發(fā)光部5 (發(fā)光部5的激光照射面)的圓錐臺(tái)狀的導(dǎo)光部件。導(dǎo)光部4通過非球面透鏡3 (或直接)與半導(dǎo)體激光器2進(jìn)行光學(xué)耦合。導(dǎo)光部4具有光入射面如(入射端部)與光出射面4b (出射端部)，其中，光入射面如接收半導(dǎo)體激光器2所發(fā)射的激光，光出射面4b向發(fā)光部5發(fā)射通過光入射面如接收到的激光。光出射面4b的面積小于光入射面如的面積。因此，通過光入射面如入射的各激光，被導(dǎo)光部4的側(cè)面反射并前進(jìn)，聚集起來從光出射部4b射出。導(dǎo)光部4由BK7、石英玻璃、丙烯酸樹脂以及其他透明材質(zhì)構(gòu)成。而且，光入射面 4a以及光出射面4b的形狀可以是平面狀，也可以是曲面狀。另外，導(dǎo)光部4可形成角錐臺(tái)狀，也可以是光纖，只要能將來自半導(dǎo)體激光器2的激光導(dǎo)入發(fā)光部5即可。此外，也可以省略導(dǎo)光部4，而是通過非球面透鏡3或者直接將半導(dǎo)體激光器2的激光照射到發(fā)光部5。當(dāng)半導(dǎo)體激光器2與發(fā)光部5之間的距離較短時(shí)，可以采用這種結(jié)構(gòu)。(發(fā)光部5的組成)發(fā)光部5用于接收從導(dǎo)光部4的光出射面4b射出的激光并發(fā)光，是一個(gè)熒光體保持物質(zhì)(封裝材)中分散有受激光照射時(shí)可發(fā)光的多種熒光體而成的部件。更具體地說， 發(fā)光部5具備第一熒光體以及第二熒光體，該第二熒光體具有與第一熒光體不同的發(fā)光光譜的峰值。第一熒光體的發(fā)光光譜的峰值位于暗視覺狀態(tài)下的視覺靈敏度峰值507nm的附近，具體是，發(fā)光光譜的峰值在500nm以上且520nm以下的范圍內(nèi)。而且，第二熒光體的發(fā)光光譜的峰值例如在600nm以上且680nm以下的范圍內(nèi)。并且，通過對(duì)發(fā)光部5的組成進(jìn)行調(diào)整，使發(fā)光部5所發(fā)射的光的光譜中，第一熒光體的發(fā)光光譜的峰值的發(fā)光強(qiáng)度大于MOnm以上且570nm以下范圍內(nèi)的發(fā)光光譜的發(fā)光強(qiáng)度。第一熒光體以及第二熒光體是氮氧化合物類熒光體，或者是使用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。作為氮氧化合物類熒光體，可以使用通稱為塞隆(Silicon AluminumOxynitride 硅鋁氧氮聚合材料，簡(jiǎn)稱SiAlON)熒光體的材料。所謂塞隆熒光體，是氮化硅的一部分硅原子被置換成鋁原子，一部分氮原子被置換成氧原子的物質(zhì)?？赏ㄟ^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制成塞隆熒光體。例如，第一熒光體是 Ca α -SiAlON: Ce3+熒光體，第二熒光體是CaAlSm3:Eu2+熒光體。另一方面，作為半導(dǎo)體納米粒子熒光體的特征之一，即使是同一化合物半導(dǎo)體 (例如，磷化銦，通過將其粒徑變更到納米級(jí)，也能根據(jù)量子尺寸效應(yīng)來改變發(fā)光顏色。例如，在hP中，粒子尺寸為3 4nm程度時(shí)發(fā)出紅光。在此，通過透射電子顯微鏡 (TEM)來評(píng)價(jià)粒子尺寸。而且，該半導(dǎo)體納米粒子熒光體具有如下特征，S卩，由于是以半導(dǎo)體為基礎(chǔ)，因此熒光壽命較短，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)大功率激發(fā)光的耐性較強(qiáng)。其理由在于，此半導(dǎo)體納米粒子熒光體的發(fā)光壽命為10納秒左右，比使用稀土類作為發(fā)光中心的通常的熒光體材料小五位數(shù)。并且，如上所述，由于發(fā)光壽命短，因此能夠反復(fù)迅速地進(jìn)行激光吸收與熒光體發(fā)光。其結(jié)果，對(duì)于強(qiáng)激光能保持高變換效率，從而能夠減少熒光體發(fā)出的熱量。由此，更能抑制發(fā)光部5因熱而劣化(變色或變形)的現(xiàn)象。從而，能夠延長(zhǎng)前燈1的壽命。封裝材可以是硅樹脂等的樹脂，也可以是玻璃材料(例如，無機(jī)玻璃、有機(jī)混合玻璃)。另外，可以僅使用熒光體壓合形成發(fā)光部5，但優(yōu)選是將熒光體分散于封裝材中來形成發(fā)光部5。這是因?yàn)樵谥皇褂脽晒怏w通過壓合形成發(fā)光部5的情況下，發(fā)光部5受激光照射時(shí)劣化可能會(huì)更迅速。(發(fā)光部5的配置以及形狀)發(fā)光部5被固定在透明板7的內(nèi)側(cè)(光出射面4b所處的一側(cè))的，發(fā)射鏡6的焦點(diǎn)位置或者其附近。當(dāng)然，發(fā)光部5的位置的固定方法并不局限于此方法，還可以利用從發(fā)射鏡6延伸出的棒狀或者筒狀的部件來固定發(fā)光部5的位置。對(duì)于發(fā)光部5的形狀也沒有特別的限制，既可以是長(zhǎng)方體，也可以是圓柱體。在本實(shí)施方式中，發(fā)光部5是直徑3mm、厚度(高度)3mm的圓柱狀部件。而且，發(fā)光部5的接受激光照射的面即激光照射面，并非一定是平面，也可以是曲面。但是，為了對(duì)激光發(fā)射進(jìn)行控制，激光照射面優(yōu)選為平面。如果激光照射面是曲面，根據(jù)照射激光的位置，至少相對(duì)于該曲面的入射角會(huì)發(fā)生較大變化，從而發(fā)射光的前進(jìn)方向也會(huì)大大改變。由此，有時(shí)會(huì)很難控制激光的反射方向。相反，如果激光照射面是平面，即使激光的照射位置稍有錯(cuò)位，發(fā)射光的前進(jìn)方向幾乎不會(huì)改變，因此容易控制激光的反射方向。而且，有時(shí)還容易采取在反射光所射到的位置上設(shè)置激光吸收材等的措施。另外，發(fā)光部5的厚度也可以不是3mm。關(guān)于此厚度，只要能夠在發(fā)光部5將激光全部被變換成白色光，或者，能夠在發(fā)光部5對(duì)激光充分進(jìn)行散射即可。即，發(fā)光部5具有能將對(duì)人體有害的相干光的強(qiáng)度降低到安全水平，或者能將該相干光轉(zhuǎn)換成無害的非相干光的厚度即可。
在此，發(fā)光部5的必要厚度因該發(fā)光部5中的封裝材與熒光體的比例而異。發(fā)光部5中熒光體的含量較多時(shí)，將激光變換成白光的效率也提高，因此發(fā)光部5較薄也無妨。(反射鏡6)反射鏡6是通過對(duì)發(fā)光部5所發(fā)射的非相干光進(jìn)行反射，從而形成在規(guī)定的立體角度內(nèi)前進(jìn)的光束的部件。即，反射鏡6通過對(duì)來自發(fā)光部5的光進(jìn)行反射，來形成前進(jìn)并可照射到前燈1的前方的光束。此反射鏡6例如是表面形成有金屬薄膜的具有曲面形狀 (杯狀)的部件，其開口朝向反射光所前進(jìn)方向。而且，反射鏡6并不局限于半球面鏡，還可以是橢圓面鏡、拋物面鏡，或者具有這些曲面部分的反射鏡。即，反射鏡6只要其反射面中包含有通過使圖形(橢圓形或者圓形或者拋物線形)以旋轉(zhuǎn)軸為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)而成的曲面的至少一部分即可。(透明板7)透明板7是覆蓋反射鏡6的開口部的透明樹脂板，由透明板7支撐發(fā)光部5。此透明板7優(yōu)選由可阻斷來自半導(dǎo)體激光器2的激光，而能夠透射在發(fā)光部5變換激光所生成的白色光(非相干光)的材質(zhì)形成。除樹脂板之外，還可以使用無機(jī)玻璃板等。幾乎所有的相干激光在發(fā)光部5被變換成非相干白色光。但有時(shí)也會(huì)因某些原因而導(dǎo)致一部分激光不被變換。即使在這種情況下，透明板7能阻斷激光，從而能夠防止激光外泄。另外，如果不需要這種效果，且通過透明板7以外的部件也能支撐發(fā)光部5時(shí)，可以省略設(shè)置透明板7。(半導(dǎo)體激光器2的結(jié)構(gòu))接下來說明半導(dǎo)體激光器2的基本結(jié)構(gòu)。圖2(a)是表示半導(dǎo)體激光器2的電路圖的模式圖，圖2(b)是表示半導(dǎo)體激光器2的基本結(jié)構(gòu)的立體圖。如同圖所示，半導(dǎo)體激光器2具有依次對(duì)陰電極19、基板18、包覆層113、活性層111、包覆層112、陽電極17進(jìn)行
疊層的結(jié)構(gòu)?；?8是半導(dǎo)體基板，在本發(fā)明中，為了獲得用于激發(fā)熒光體的藍(lán)色 紫外的激發(fā)光，優(yōu)選使用GaN、藍(lán)寶石、SiC。一般情況下，作為用于半導(dǎo)體激光器的基板的其他材料， 可以從下列中任選Si、Ge以及5比等1￥族半導(dǎo)體；以63六8、63 、11^、六認(rèn)8、63111^、化513、 GaSb以及AlN為代表的III-V族化合物半導(dǎo)體；ZnTe、^^e、ZnS以及ZnO等II-VI族化合物半導(dǎo)體；&ι0、A1203、SiO2, TiO2, CrO2以及( 等氧化物絕緣體；以及，SiN等氮氧化物絕緣體。陽電極17通過包覆層112向活性層111注入電流。陰電極19從基板18的下部通過包覆層113向活性層111注入電流。另外，按從陽電極17至陰極電極19的順方向偏流進(jìn)行電流注入?；钚詫?11被夾設(shè)在包覆層113以及包覆層112之間。而且，作為活性層111以及包覆層的材料，為了獲得藍(lán)色 紫外的激發(fā)光，可以使用由AlInGaN構(gòu)成的混晶半導(dǎo)體。通常，作為半導(dǎo)體激光器的活性層/包覆層，可使用以 Al、fei、In、As、P、N、Sb為主要組成成分的混晶半導(dǎo)體。另外，也可以由Zn, Mg, S, Se, Te以及ZnO等的II-VI族化合物半導(dǎo)體構(gòu)成。此外，活性層111是根據(jù)注入的電流來進(jìn)行發(fā)光的區(qū)域，因包覆層112以及包覆層 1113之間的折射率之差，發(fā)出的光被封閉在活性層111內(nèi)。
并且，在活性層111中，為了封閉通過受激發(fā)射而被增幅的光，以相對(duì)置的方式形成有表側(cè)解理面114以及背側(cè)解理面115，該表側(cè)解理面114以及背側(cè)解理面115起到鏡面作用。然而，與對(duì)光進(jìn)行完全反射的鏡子不同，通過受激發(fā)射而被增幅的光的一部分，從活性層111的表側(cè)解理面114以及背側(cè)解理面115(在本實(shí)施方式中，為了便于說明，以表側(cè)解理面114為例)射出，成為激發(fā)光L0。另外，活性層111也可以具有多層量子井結(jié)構(gòu)。另外，在與表側(cè)解理面114相對(duì)而置的背側(cè)解理面115上，形成有用于激發(fā)激光的反射膜(圖未示)，通過對(duì)表側(cè)解理面114以及背側(cè)解理面115的反射率設(shè)定差距，能將激發(fā)光LO的大部分光從作為低反射率端面的表側(cè)解理面114的發(fā)光點(diǎn)103照射出去。包覆層113/包覆層112可以由η型以及ρ型分別為GaAs、GaP, InP, AlAs, GaN, InN、InSb、GaSb及AlN為代表的III-V族化合物，以及ZnTe, ZeSe, ZnS及ZnO等II-V族化合物中的任意一種的半導(dǎo)體構(gòu)成，而且，通過向陽電極17以及陰電極19施加順方向的偏流，向活性層111注入電流。對(duì)于包覆層113/包覆層112以及活性層111等的與各半導(dǎo)體層之間的膜形成來說，可通過MOCVD (有機(jī)金屬化學(xué)氣相生長(zhǎng))法或MBE (分子束外延)法、CVD (化學(xué)氣相生長(zhǎng))法、激光消融(Laser ablation)法、濺射法等通常的成膜方法來形成。對(duì)于各金屬層的膜形成來說，可通過真空蒸鍍法或鍍層法、激光消融法、濺射法等通常的成膜方法來形成。(發(fā)光部5的發(fā)光原理)以下，說明熒光體根據(jù)激發(fā)自半導(dǎo)體激光器2的激光而發(fā)光的發(fā)光原理。首先，當(dāng)激發(fā)自半導(dǎo)體激光器2的激光照射到熒光部5所包含的熒光體時(shí)，存在于熒光體內(nèi)的電子從低能量狀態(tài)被激發(fā)成高能量狀態(tài)(激發(fā)狀態(tài))。但由于該激發(fā)狀態(tài)并不穩(wěn)定，因此，經(jīng)過一定時(shí)間之后，熒光體內(nèi)的電子能量狀態(tài)將恢復(fù)原來的低能量狀態(tài)(基態(tài)能級(jí)的能量狀態(tài)，或者激發(fā)能級(jí)和基態(tài)能級(jí)之間的亞穩(wěn)能級(jí)的狀態(tài))。即，因被激發(fā)成高能量狀態(tài)的電子變?yōu)榈湍芰繝顟B(tài)，而使熒光體發(fā)光。通過對(duì)可滿足等色原理的3個(gè)顏色進(jìn)行混色，或者可滿足補(bǔ)色關(guān)系的2個(gè)顏色進(jìn)行混色，能夠獲得白色光。根據(jù)以上的原理和關(guān)系，通過對(duì)激發(fā)自半導(dǎo)體激光器的激光的顏色和熒光體發(fā)出的光的顏色進(jìn)行所述組合，能夠生成白色光。(實(shí)施例1)以下，具體說明發(fā)光部5的實(shí)施例。在本實(shí)施例中，作為發(fā)光峰值在500nm 520nm 范圍內(nèi)的第一熒光體使用Ca α -SiAlON: Ce3+熒光體(以下，簡(jiǎn)稱為Ca α -SiAlON熒光體)， 作為發(fā)光峰值在620nm 680nm范圍內(nèi)的第二熒光體使用CASN:Eu (CaAlSiN3:Eu2+)熒光體 (以下稱之為CASN熒光體)。(熒光體的特性)圖3是表示Caa-SiAWN = Ce3+熒光體以及CaAlSiN3 = Eu2+熒光體的特性的圖。如同圖所表示，Caa-SiAlON 熒光體發(fā)出從藍(lán)色至綠色的熒光，其發(fā)光峰值的波長(zhǎng)為510nm。 而且，該熒光體的具有較寬的IlOnm的發(fā)光半寬度，能夠充分應(yīng)用于在暗視覺狀態(tài)下具有較高相對(duì)可見度的波長(zhǎng)域。并且，上述熒光體的發(fā)光效率為58%，發(fā)光效率也較高。另外， 由于Caa-SiAlON熒光體具有較高的耐熱性，因此，即使向發(fā)光部5照射高光密度、高輸出的激光時(shí)，發(fā)光部5發(fā)生劣化的可能性也較小。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)高亮度、高光束的前燈。CASN熒光體發(fā)出紅色激光，其發(fā)光峰值的波長(zhǎng)為650nm。該熒光體的發(fā)光效率為 71%，發(fā)光半寬度為93nm。CASN熒光體也具有較高的耐熱性，因此，即使向發(fā)光部5照射高輸出、高光密度的激光時(shí)，發(fā)光部5發(fā)生劣化的可能性也較小。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)高亮度、高光束的前燈。圖3所顯示的是激發(fā)波長(zhǎng)為405nm時(shí)的數(shù)值。在Ca α-SiAlON熒光體中，當(dāng)激發(fā)波長(zhǎng)變長(zhǎng)時(shí)，發(fā)光峰值的波長(zhǎng)變長(zhǎng)，吸收率和內(nèi)部量子功率降低，其結(jié)果，發(fā)光效率也降低。 此時(shí)，半值全幅會(huì)稍微擴(kuò)大。相反，當(dāng)激發(fā)波長(zhǎng)變短時(shí)，直到350nm程度，吸收率、內(nèi)部量子效率以及發(fā)光效率會(huì)稍微提高。并且，發(fā)光峰值的波長(zhǎng)會(huì)稍微變短，半值全幅也會(huì)稍微變窄。而激發(fā)波長(zhǎng)比 350nm短時(shí)，Ca α -SiAlON熒光體會(huì)則變得不再發(fā)光。在350nm 450nm的激發(fā)波長(zhǎng)范圍內(nèi)，CASN熒光體的特性(發(fā)光峰值波長(zhǎng)、吸收率、內(nèi)部量子效率，發(fā)光效率、半值全幅)并不發(fā)生變化。而激發(fā)波長(zhǎng)達(dá)到450nm以上時(shí)，特性會(huì)稍微劣化。另外，當(dāng)激發(fā)波長(zhǎng)為350nm以下時(shí)，與Ca α -SiAlON熒光體同樣，CASN熒光體也會(huì)變得不再發(fā)光。(白色光的調(diào)整)通過向包含這些熒光體的發(fā)光部5照射以405nm進(jìn)行激發(fā)的半導(dǎo)體激光器2的激光而生成了照明光。在此，為了使該照明光成為色溫度成3000 7000k，并能滿足道路運(yùn)送車輛法中規(guī)定的前燈用白色范圍的白色光，對(duì)發(fā)光部5中的Caa-SiAlON熒光體以及CASN 熒光體的比例進(jìn)行了調(diào)整。關(guān)于色溫度，調(diào)整成了被多數(shù)用戶所喜好的色溫度。圖4是表示車輛用前燈被要求達(dá)到的白色的色度范圍的曲線圖。如同圖所表示， 在日本，對(duì)于車輛用前燈的白色的色度范圍有法律規(guī)定。在此，由六個(gè)點(diǎn)35為頂點(diǎn)的多邊形的內(nèi)部相當(dāng)于該色度范圍。根據(jù)該曲線圖，能夠?qū)崿F(xiàn)三角形30內(nèi)的點(diǎn)所表示的色度，該三角形30是通過連接表示Caa-SiAlON熒光體的發(fā)光峰值的波長(zhǎng)的點(diǎn)31、表示CASN熒光體的發(fā)光峰值的波長(zhǎng)的點(diǎn)32、表示激發(fā)光源即半導(dǎo)體激光器2的激發(fā)波長(zhǎng)405nm的點(diǎn)33而成的三角形。通過對(duì)發(fā)光部5中的Ca α -SiAlON熒光體以及CASN熒光體的比例、發(fā)光部5中的Ca α -SiAlON熒光體和CASN熒光體以及封裝材的混合比、激發(fā)光的強(qiáng)度進(jìn)行變更，能夠使表示可實(shí)現(xiàn)的照明光的色度的點(diǎn)在三角形30內(nèi)移動(dòng)。例如，當(dāng)Caa-SiAlON熒光體的比例變高時(shí)，表示照明光的色度的點(diǎn)接近點(diǎn)31，照明光成為藍(lán)色偏重的顏色。三角形30中包含所述多角形，可通過對(duì)發(fā)光部5中的Caa-SiAlON熒光體以及 CASN熒光體的比例、發(fā)光部5中的Ca α -SiAlON熒光體和CASN熒光體以及封裝材的混合比、激發(fā)光的強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)定，來實(shí)現(xiàn)該多角形內(nèi)的點(diǎn)所表示的色度。尤其是，將照明光的色度設(shè)定成由點(diǎn)31、點(diǎn)34a以及點(diǎn)3 為頂點(diǎn)的三角形范圍內(nèi)的，并且是以點(diǎn)35作為頂點(diǎn)的多角形范圍內(nèi)的色度即可。在此，點(diǎn)3 是CASN = Eu2+的熒光發(fā)射束和半導(dǎo)體激光器2的激光發(fā)射束的比成為 1 0.1的點(diǎn)，點(diǎn)34b是所述比成為1 1的點(diǎn)，點(diǎn)；Mc是所述比成為1 2. 5的點(diǎn)。由于激光本身具有色度，因此，通過在發(fā)光部5保持固定組成的情況下使激光的發(fā)射束發(fā)生變化，能使表示照明光的色度的點(diǎn)在點(diǎn)32和點(diǎn)33的連線上移動(dòng)。
第一熒光體和第二熒光體的比例不僅因各熒光體的熒光色而異，還根據(jù)發(fā)光效率而變化。而且，最終的照明光的顏色根據(jù)所照射的激光的顏色以及強(qiáng)度、封裝材的種類以及量而發(fā)生變化，因此，在考慮這些要因的基礎(chǔ)上，對(duì)第一熒光體和第二熒光體的比例進(jìn)行調(diào)離
iF. ο在本實(shí)施方式中，形成了 Ca α-SiAlON熒光體、CASN熒光體、作為封裝材的硅樹脂的比例為1 3. 6 100的，直徑為3mm，高度為3mm的發(fā)光部5。并向該發(fā)光部5照射 405nm波長(zhǎng)的激光，然后對(duì)所獲得的照明光的光譜以及色度進(jìn)行了測(cè)定。其結(jié)果表明，照明光的色度是圖4的曲線圖中以χ = 0. 4101、y = 0. 4017的坐標(biāo)所表示的色度，滿足日本的道路運(yùn)送車輛安全基準(zhǔn)。即，表明發(fā)光部5所射出的光的顏色被調(diào)整成了車輛用前燈顏色的相關(guān)法律所規(guī)定的范圍內(nèi)的白色。并且，該照明光的色溫度為 3500K,平均顯色評(píng)價(jià)值Ra為86. 6，特殊顯色評(píng)價(jià)值R9為57. 6。圖5是表示本實(shí)施方式的發(fā)光部5的發(fā)光光譜的曲線圖。Caa -SiAlON熒光體的發(fā)光光譜的峰值在500nm以上且520nm以下的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，位于暗視覺狀態(tài)下的視覺靈敏度峰值的附近。因此，如同圖所示，獲得了在510nm即暗視覺狀態(tài)下的視覺靈敏度峰值附近具有充分強(qiáng)度的發(fā)光光譜。另外，在發(fā)光部5所射出的光的光譜中，Ca α -SiAlON熒光體的發(fā)光光譜的峰值的發(fā)光強(qiáng)度大于明視覺狀態(tài)下的視覺靈敏度峰值所存在的540nm以上且 570nm以下范圍內(nèi)的發(fā)光光譜的發(fā)光強(qiáng)度。因此，如果將該白色光源應(yīng)用于車輛用前燈，能夠?qū)崿F(xiàn)在暗視覺狀態(tài)的夜間行駛時(shí)對(duì)障礙物具有良好的識(shí)別性的前燈。另外，通過在明亮場(chǎng)所照射500nm以上且520nm以下的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光(尤其是波長(zhǎng)507nm附近的光)，來刺激用于識(shí)別物體形狀的視桿細(xì)胞，從而能夠提高在明亮場(chǎng)所中對(duì)物體的識(shí)別性。因此，即使在非完全的暗視覺的狀態(tài)下，也能夠?qū)崿F(xiàn)在暗視覺狀態(tài)和明視覺狀態(tài)之間的中間狀態(tài)下對(duì)障礙物具有良好的識(shí)別性的前燈。另外，能夠?qū)崿F(xiàn)510nm附近的峰值非常寬，并且在從微亮的黃昏時(shí)間(明視覺)變?yōu)橐归g時(shí)間(暗視覺)的變化過程中也能保持連續(xù)的亮度感的前燈。此外，該白色光源的平均顯色評(píng)價(jià)值Ra為86. 6，非常良好，因此在夜間行駛時(shí)也能夠清楚地識(shí)別出各種道路標(biāo)識(shí)。以上的熒光體比例僅是其中一例，本發(fā)明的熒光體比例并不限定于此。(實(shí)施例2)以下，說明發(fā)光部5的其他實(shí)施例。在本實(shí)施例中，與實(shí)施例1同樣，作為第一熒光體使用Caa -SiAlON熒光體，作為第二熒光體使用CASN熒光體。但是，在本實(shí)施例中，形成的是Ca α-SiAlON熒光體、CASN熒光體、作為封裝材的硅樹脂的比例為1 3. 6 250， 且直徑為3mm，高度為5mm的發(fā)光部5。向該發(fā)光部5照射405nm波長(zhǎng)的激光，并對(duì)所獲得的照明光的光譜以及色度進(jìn)行了測(cè)定。其結(jié)果表明，照明光的色度是圖4的曲線圖中的χ = 0. 3102、y = 0. 3189的坐標(biāo)所表示的色度，滿足日本的道路運(yùn)送車輛的安全基準(zhǔn)。而且，該照明光的色溫度為6700K，平均顯色評(píng)價(jià)值Ra為80. 3，特殊顯色評(píng)價(jià)值R9為57. 6。與實(shí)施例1相比，在實(shí)施例2中，作為封裝材的硅樹脂的比例較高，而熒光體的比例較低。可以考慮，降低熒光體濃度的結(jié)果， 405nm的激發(fā)光成分變多而導(dǎo)致色溫度變高。
圖6是表示本實(shí)施方式的發(fā)光部5的發(fā)光光譜的曲線圖。如同圖所表示，獲得了在 510nm即暗視覺狀態(tài)的視覺靈敏度峰值附近具有充分強(qiáng)度的發(fā)光光譜。另外，第一熒光體即 Ca α-SiAlON熒光體的發(fā)光光譜的峰值的發(fā)光強(qiáng)度大于明視覺狀態(tài)下的視覺靈敏度的峰值所在的MOnm以上且570nm以下范圍內(nèi)的發(fā)光光譜的發(fā)光強(qiáng)度。與實(shí)施例1相比，在實(shí)施例2中，510nm附近的強(qiáng)度相對(duì)大于MOnm以上且570nm 以下范圍內(nèi)的發(fā)光光譜的發(fā)光強(qiáng)度。因此，如果將實(shí)施例2的白色光源應(yīng)用于車輛用前燈，能夠?qū)崿F(xiàn)在夜間行駛時(shí)對(duì)障礙物具有良好的識(shí)別性的前燈。實(shí)施例2的白色光源并不限定于在完全黑暗的場(chǎng)所使用，也能在黃昏等微亮的環(huán)境下使用。(變型例)以上，作為激發(fā)光源只例舉了以405nm進(jìn)行激發(fā)的半導(dǎo)體激光器，但是，可應(yīng)用于本發(fā)明的激發(fā)光源并不限定于此。例如，作為激發(fā)光源也可以使用現(xiàn)有的在450nm附近發(fā)光的發(fā)光二極管。此時(shí)，通過使用發(fā)光峰值在510nm附近的Ca α -SiAlON: Ce3+熒光體，能夠獲得可實(shí)現(xiàn)對(duì)暗視覺下的障礙物識(shí)別性進(jìn)行了改善的前燈的白色光源。另外，作為第一熒光體的Caa-SiAlON = Ce3+熒光體的發(fā)光峰值在500 520nm范圍內(nèi)，其理由是在發(fā)光中心含有Ce3+。因此，只要是在發(fā)光中心含有Ce3+的熒光體，均可替代Caa-SiAlON:Ce3+熒光體，用作第一熒光體。此外，作為第2熒光體，還可以使用Sr0.8Ca0. 2AlSiN3:Eu熒光體。由于 SrCaAlSiN3:Eu (SCASN)熒光體具有較高的耐熱性，因此，即使對(duì)發(fā)光部照射高輸出、高光密度的激發(fā)光，發(fā)光部發(fā)生劣化的可能性也較小。而且，該熒光體的發(fā)光峰值波長(zhǎng)為615nm 630nm,比發(fā)光峰值在620nm 680nm的CASN熒光體更接近暗視覺狀態(tài)下的視覺靈敏度峰值。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)在暗視覺狀態(tài)下的識(shí)別性更高的、高亮度、高光束的前燈。另外，作為第一熒光體還可以使用包含III-V族化合物半導(dǎo)體的納米粒子熒光體。使用半導(dǎo)體納米粒子熒光體時(shí)，熒光波長(zhǎng)根據(jù)納米粒子的大小而變化。因此，作為第一熒光體使用半導(dǎo)體納米粒子熒光體時(shí)，可通過調(diào)整納米粒子的大小，獲得500nm 520nm范圍內(nèi)的發(fā)光峰值。此外，當(dāng)納米粒子熒光體的粒子大小均一時(shí)，發(fā)光光譜的峰值的變化較急劇，而粒子大小不均一時(shí)，該峰值的變化就較平緩。因此，通過調(diào)整半導(dǎo)體納米粒子熒光體中包含的粒子的大小發(fā)布，能夠簡(jiǎn)單地調(diào)整發(fā)光部5的發(fā)光光譜。調(diào)整半導(dǎo)體納米粒子熒光體中包含的粒子的大小的調(diào)整方法，大體上可分為2 類。制造半導(dǎo)體納米粒子熒光體時(shí)采用化學(xué)合成方法，根據(jù)第一種調(diào)整方法，進(jìn)行該合成時(shí)通過變更程序參數(shù)(例如，溫度或者時(shí)間)，可調(diào)整所制造的粒子的大小。而另一種調(diào)整方法是制造完半導(dǎo)體納米粒子熒光體之后，對(duì)成品進(jìn)行大小分級(jí) (篩選)。在實(shí)際應(yīng)用中可組合第一種方法和第二種方法，獲得所希望的大小的半導(dǎo)體納米粒子熒光體。發(fā)光峰值在500 520nm范圍內(nèi)的半導(dǎo)體納米粒子其大小根據(jù)構(gòu)成該半導(dǎo)體納米粒子熒光體的材料而異，例如，InP為1. 7 2. Onm, CdSe為2. 0 2. 2nm。另外，作為第一熒光體和第二熒光體均可使用半導(dǎo)體納米粒子熒光體。此時(shí)，納米粒子的大小不同的2種半導(dǎo)體納米粒子熒光體將混在于熒光體中。此外，可作為第一熒光體使用氮氧化類熒光體，作為第二熒光體使用半導(dǎo)體納米粒子熒光體。也可以采用相反的方式。而且，除了第一熒光體和第二熒光體，發(fā)光部還可以包含第三熒光體，這種發(fā)光部也屬于本技術(shù)范圍內(nèi)。重要的是，第一熒光體的發(fā)光峰值在500 520nm范圍內(nèi)，因此，在照明光的發(fā)光光譜中500 520nm附近的強(qiáng)度充分高，而其他波長(zhǎng)范圍的強(qiáng)度相對(duì)較低。只要能滿足以上條件，作為第一熒光體之外的熒光體以及封裝材，可以采用任何種類以及比例。但是，應(yīng)用于汽車前燈時(shí)，如上所述，還需要調(diào)整各熒光體的種類以及比例，以實(shí)現(xiàn)可滿足道路運(yùn)送車輛安全基準(zhǔn)的白色。(前燈1的效果)如上所述，將本發(fā)明的技術(shù)思想應(yīng)用于車輛用前燈時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)至少在暗視覺下具有良好的識(shí)別性的前燈1。另外，通過該前燈1，能夠獲得可滿足日本安全基準(zhǔn)的白色光， 并且，該白色光具有非常高的顯色性。以上是以日本道路運(yùn)送車輛安全基準(zhǔn)作為基準(zhǔn)的例子，此外，還可以根據(jù)使用前燈的國家或者地區(qū)(州等)的規(guī)定來調(diào)整前燈發(fā)出的照明光的顏色。[實(shí)施方式2]以下，根據(jù)圖7說明本發(fā)明的其他實(shí)施方式。在此實(shí)施方式中，對(duì)于與實(shí)施方式1 相同的零部件，付與相同的符號(hào)，并省略其說明。在本實(shí)施方式中，說明投影機(jī)型的前燈20。(前燈20的結(jié)構(gòu))首先，根據(jù)圖7說明本實(shí)施方式所涉及的前燈20的結(jié)構(gòu)。圖7是表示投影機(jī)型前燈即前燈20的結(jié)構(gòu)的截面圖。該前燈20與前燈1的不同之處在于是投影機(jī)型的前燈，并且，以光纖40代替導(dǎo)光部4。如同圖所表示，前燈20包括半導(dǎo)體激光器2、非球面透鏡3、光纖(導(dǎo)光部)40、套圈9、發(fā)光部5、發(fā)射鏡6、透明板7、外殼10、延伸部11、透鏡12、凸透鏡13以及透鏡框8。其中，由半導(dǎo)體透鏡2、光纖40、套圈9以及發(fā)光部5構(gòu)成發(fā)光裝置的基本結(jié)構(gòu)。前燈20是投影機(jī)型的前燈，因此具有凸透鏡13。另外，在本發(fā)明中還可以使用其他類型的前燈(例如，半封閉光束前燈)，此時(shí)可省略凸透鏡13。(非球面透鏡3)非球面透鏡3是用于使激發(fā)自半導(dǎo)體激光器2的激光(激發(fā)光)射入作為光纖40 的一端的入射端部的透鏡。在此，設(shè)置有與光纖40a相等數(shù)量的非球面透鏡3。(光纖40)光纖40是用于將激發(fā)自半導(dǎo)體激光器2的激光導(dǎo)入發(fā)光部5中的導(dǎo)光部件，是由多個(gè)光纖40a構(gòu)成的光纖束。該光纖40為兩層結(jié)構(gòu)，包括中心的核和包圍此核且折射率低于此核的包層。該核的主成分是對(duì)激光幾乎沒有吸收損失的石英玻璃(氧化硅)，該包層的主成分是折射率低于所述核的石英玻璃或者合成樹脂材料。例如，光纖40是一個(gè)核的直徑為200 μ m、包層的厚度為240 μ m、開口數(shù)NA為0. 22 的，由石英構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。但光纖40的結(jié)構(gòu)、粗細(xì)以及材質(zhì)并不限定于此，光纖40的相對(duì)于其長(zhǎng)軸方向的垂直截面也可以是矩形面。光纖40具有多個(gè)用于接收上述激光的入射端部、多個(gè)用于發(fā)射從入射端部射入的激光的出射端部。如下所述，由套圈9來決定這些多個(gè)出射端部相對(duì)于發(fā)光部5的激光照射面(受光面)的位置。(套圈9)圖8是表示光纖40a的出射端部和發(fā)光部5的位置關(guān)系的圖。如同圖所表示，相對(duì)于發(fā)光部5的激光照射面，套圈9以規(guī)定形式支撐光纖40a的射出端部。該光圈9可形成有用于插入光纖40a的規(guī)定形式的孔，或者由可分離的上部和下部所組成，通過上部和下部的結(jié)合面上分別形成的凹槽，套在光纖40之外。對(duì)于套圈9的材質(zhì)并無特別限定，例如可以使用不銹鋼。圖8表示了存在3個(gè)光纖40a的情況，但光纖40a的數(shù)量并不限定于3個(gè)。此外，還可以利用從反射鏡6延伸出來的棒狀部件等來固定套圈9。通過利用套圈9來決定光纖40a的出射端部的位置，能使多個(gè)光纖40a所發(fā)射的激光的光強(qiáng)度分布中的光強(qiáng)度最大的部分(最大光強(qiáng)度部分)分別照射到發(fā)光部5的不同的部分。根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，能防止因激光集中于一點(diǎn)而導(dǎo)致發(fā)光部5發(fā)生顯著劣化。此外，出射端部與激光照射面可以直接接觸，也可以稍留縫隙。在此，并非是各光纖40a的射出端部定要分散配置，也可以通過套圈9對(duì)整束光纖 40a進(jìn)行定位。(發(fā)光部5)發(fā)光部5與實(shí)施方式1中的發(fā)光部同樣，被配置在下述反射鏡6的第一焦點(diǎn)的附近。而且，也可以將該發(fā)光部5固定在貫穿反射鏡6的中心部而延伸的筒狀部的前端。此時(shí)，可以使光纖40通過筒狀部的內(nèi)部。(發(fā)射鏡6)反射鏡6例如是表面上形成有金屬薄膜的部件，對(duì)發(fā)光部5發(fā)射的光進(jìn)行反射，使該光聚集于其焦點(diǎn)。由于前燈20是投影機(jī)型的前燈，因此，反射鏡6具有與反射光的光軸方向相平行的截面為橢圓形的基本形狀。反射鏡6具有第一焦點(diǎn)與第二焦點(diǎn)，第二焦點(diǎn)位于比第一焦點(diǎn)更靠近反射鏡6的開口部的位置。下述凸透鏡13被配置在其焦點(diǎn)位于第二焦點(diǎn)附近的位置上，用于向前方投射由反射鏡6進(jìn)行聚光而聚集于第二焦點(diǎn)的光。(凸透鏡13)凸透鏡13對(duì)發(fā)光部5發(fā)射的光進(jìn)行聚光，并將聚集的光投射向前燈1的前方。凸透鏡13的焦點(diǎn)位于反射鏡6的第二焦點(diǎn)附近，其光軸穿過發(fā)光部5的發(fā)光面的大致中央的位置。該凸透鏡13被透鏡框8支撐，相對(duì)于反射鏡6具有固定的相對(duì)位置。在此，透鏡框 8也可以是反射鏡6的一部分。(其他部件)外殼10構(gòu)成前燈20的本體，用于收容反射鏡6等。光纖40穿過該外殼10，半導(dǎo)體激光器2被設(shè)置在外殼10的外部。進(jìn)行激光激發(fā)時(shí)半導(dǎo)體激光器2會(huì)發(fā)熱，但是將半導(dǎo)體激光器2設(shè)置在外殼10的外部，能夠有效地對(duì)半導(dǎo)體激光器2進(jìn)行冷卻。另外，考慮到半導(dǎo)體激光器2萬一發(fā)生故障時(shí)的情況，優(yōu)選將半導(dǎo)體激光器2設(shè)置在易于進(jìn)行交換的位置。如不考慮以上，也可以將半導(dǎo)體激光器2收容到外殼10的內(nèi)部。延伸部11被設(shè)置在反射鏡6前方的側(cè)部，不僅能夠掩蓋前燈20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)從而達(dá)到外觀美的效果，并能提高反射鏡6和車體的一體感。該延伸部11與反射鏡6同樣，在其表面也形成有金屬薄膜。透鏡12被設(shè)置在外殼10的開口部，起著封閉前燈20的作用。發(fā)光部5發(fā)出的光通過透鏡12被射到前燈1的前方。如上所述，作為前燈本身的結(jié)構(gòu)可以采用任何形式，在本發(fā)明中重要的是從發(fā)光部5發(fā)射的光充分包含有至少在暗視覺狀態(tài)下具有較高識(shí)別性的波長(zhǎng)的光。如上所述，優(yōu)選是，上述第一熒光體在其發(fā)光中心含有Ce3+。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過作為第1熒光體使用在發(fā)光中心含有Ce3+的熒光體，能夠簡(jiǎn)單地生成發(fā)光光譜的峰值在500nm以上且520nm以下的范圍內(nèi)的，具有非常寬且包含有明視覺狀態(tài)下的視覺靈敏度峰值附近的波長(zhǎng)的發(fā)光光譜的光。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)在從微亮的黃昏時(shí)間(明視覺)變?yōu)橐归g時(shí)間(暗視覺)的變化過程中也能保持連續(xù)的亮感的照明裝置。作為在發(fā)光中心含有Ce3+的熒光體，例如有 Caa -SiAlON:Ce3+。另外，優(yōu)選是，上述第二熒光體的發(fā)光光譜的峰值在600nm以上且680nm以下的范圍內(nèi)。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，上述第二熒光體的熒光的發(fā)光光譜的峰值也在600nm以上且 680nm以下的范圍內(nèi)。由于第一熒光體的熒光的峰值在500nm以上且520nm以下的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，因此，通過改變第一熒光體以及第二熒光體的比例，能夠在白色范圍內(nèi)簡(jiǎn)單地調(diào)整發(fā)光部所發(fā)射出的光的顏色。此外，優(yōu)選是，上述激發(fā)光源發(fā)射400nm以上且420nm以下的波長(zhǎng)的激發(fā)光。通過組合可發(fā)射上述波長(zhǎng)范圍內(nèi)的激發(fā)光的激發(fā)光源和第一熒光體(發(fā)光峰值波長(zhǎng)為500nm以上且520nm以下)，能夠擴(kuò)大第二熒光體的選擇范圍，第二熒光體是為了實(shí)現(xiàn)具備有能夠發(fā)出白色光的發(fā)光部的照明裝置所必須的結(jié)構(gòu)。具體是，作為第二熒光體能夠使用發(fā)光光譜的峰值在600nm以上且680nm以下的范圍內(nèi)的熒光體。此外，優(yōu)選是，上述第一熒光體是Ca a-SiAlON(Silicon Aluminum Oxynitride 硅鋁氧氮聚合材料)Ce熒光體.根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于Caa-SiAlON- = Ce熒光體具有較高的耐熱性，因此，即使向發(fā)光部照射高輸出、高光密度的激發(fā)光時(shí)，發(fā)光部發(fā)生劣化的可能性也較小。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)高亮度、高光束的照明裝置。另外，優(yōu)選是，上述第一熒光體是包含III-V族化合物半導(dǎo)體的納米粒子熒光體。納米粒子熒光體的粒子大小均一時(shí)，發(fā)光光譜的峰值的變化較急劇，而粒子大小不均一時(shí)，該峰值的變化就較平緩。因此，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過調(diào)整第一熒光體所包含的粒子的大小發(fā)布，能夠簡(jiǎn)單地調(diào)整發(fā)光部5的發(fā)光光譜。另外，優(yōu)選是，上述第二熒光體是CaAlSiN3 = Eu熒光體。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于CaAlSm3 = Eu(CASN)熒光體也具有較高的耐熱性，因此，即使向發(fā)光部照射高輸出、高光密度的激發(fā)光時(shí)，發(fā)光部發(fā)生劣化的可能性較小。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)高亮度、高光束的照明裝置。此外，優(yōu)選是，所述第二熒光體是Sra8Qia2AlSiN3 = Eu熒光體。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于SrCaAlSiN3:Eu(SCASN)熒光體也具有較高的耐熱性，因此，即使向發(fā)光部照射高輸出、高光密度的激發(fā)光時(shí)，發(fā)光部發(fā)生劣化的可能性也較小。并且，該熒光體的發(fā)光峰值波長(zhǎng)在615nm 630nm的范圍內(nèi)，更接近暗視覺狀態(tài)下的視覺靈敏度峰值，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)至少在暗視覺狀態(tài)下具有更高的識(shí)別性的、高亮度、高光束的照明裝置。另外，本發(fā)明的車輛用前燈的特征在于，使用了上述照明裝置，而且，上述發(fā)光部所發(fā)射的光的顏色被調(diào)整成車輛用前燈顏色的相關(guān)法律所規(guī)定的范圍內(nèi)的白色。在日本、美國等國家，法律規(guī)定車輛用前燈光的顏色必須是能夠滿足規(guī)定范圍的色度的白色。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，第二熒光體具有與第一熒光體不同的發(fā)光光譜峰值，關(guān)于車輛用前燈的顏色，通過對(duì)第二熒光體的熒光色以及發(fā)光部中第一熒光體和第二熒光體的比例進(jìn)行設(shè)定，使激發(fā)光照射到發(fā)光部時(shí)該發(fā)光部所發(fā)出的熒光色成為，該車輛用前燈的使用國家或者地區(qū)(州等)的法律所規(guī)定的范圍內(nèi)的白色。因此，能夠生成發(fā)光光譜的峰值在500納米以上且520nm以下范圍內(nèi)的，具有法律規(guī)定的范圍內(nèi)的色度的光，并能實(shí)現(xiàn)至少在暗視覺狀態(tài)下具有良好的識(shí)別性的車輛用前燈。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)。(工業(yè)上的可利用性)本發(fā)明能夠適用于在有必要提高對(duì)物體的識(shí)別性的狀態(tài)(尤其是黑暗場(chǎng)所)下所使用的照明裝置或者前燈，尤其是車輛用的前燈等。
權(quán)利要求
1.一種照明裝置，其特征在于包括發(fā)射激發(fā)光的激發(fā)光源以及接收所述激發(fā)光源所發(fā)射的激發(fā)光而發(fā)光的發(fā)光部，該發(fā)光部具備第一熒光體以及第二熒光體，其中，所述第一熒光體的發(fā)光光譜的峰值在 500nm以上且520nm以下的范圍內(nèi)，所述第二熒光體具有不同于所述第一熒光體的發(fā)光光譜的峰值，在發(fā)射自所述發(fā)光部的光的光譜中，所述第一熒光體的發(fā)光光譜的峰值的發(fā)光強(qiáng)度大于MOnm以上且570nm以下的范圍內(nèi)的發(fā)光光譜的發(fā)光強(qiáng)度。
2.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于 所述第一熒光體在其發(fā)光中心含有Ce3+。
3.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于所述第二熒光體的發(fā)光光譜的峰值在600nm以上且680nm以下的范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于所述激發(fā)光源發(fā)射波長(zhǎng)為400nm以上且420nm以下的激發(fā)光。
5.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于 所述第一熒光體是Caa -SiAlON: Ce熒光體。
6.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于所述第一熒光體是含有III-V族化合物半導(dǎo)體的納米粒子熒光體。
7.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于 所述第二熒光體是CaAlSiN3 = Eu熒光體。
8.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于 所述第二熒光體是Sra8Qia2AlSiN3 = Eu熒光體。
9.一種車輛用前燈，其特征在于 使用了權(quán)利要求1所述的照明裝置，調(diào)整發(fā)射自所述發(fā)光部的光的顏色，使該顏色成為關(guān)于車輛用前燈顏色的法律所規(guī)定的范圍內(nèi)的白色。
全文摘要
前燈(1)包括發(fā)射激發(fā)光的半導(dǎo)體激光器(2)以及接收半導(dǎo)體激光器(2)所發(fā)射的激發(fā)光而發(fā)光的發(fā)光部(5)，該發(fā)光部(5)具備第一熒光體以及第二熒光體，其中，第一熒光體的發(fā)光光譜的峰值在500nm以上且520nm以下的范圍內(nèi)，第二熒光體具有不同于該第一熒光體的發(fā)光光譜的峰值。在發(fā)光部(5)發(fā)射出的光的光譜中，第一熒光體的發(fā)光光譜的峰值的發(fā)光強(qiáng)度大于540nm以上且570nm以下的范圍內(nèi)的發(fā)光光譜的發(fā)光強(qiáng)度。因此，前燈(1)能夠發(fā)射出至少在黑暗場(chǎng)所對(duì)照射對(duì)象具有較高識(shí)別性的照明光。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK102252247SQ201110087568
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月7日
發(fā)明者友村好隆, 岸本克彥, 橫澤雄二 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社