JP2012243701A - 光源装置および照明装置 - Google Patents

光源装置および照明装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2012243701A
JP2012243701A JP2011115438A JP2011115438A JP2012243701A JP 2012243701 A JP2012243701 A JP 2012243701A JP 2011115438 A JP2011115438 A JP 2011115438A JP 2011115438 A JP2011115438 A JP 2011115438A JP 2012243701 A JP2012243701 A JP 2012243701A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light source
light
solid
size
phosphor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2011115438A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Nagasaki
篤史 長崎
Takashi Sugiyama
貴 杉山
Yasuyuki Kawakami
康之 川上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stanley Electric Co Ltd
Original Assignee
Stanley Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stanley Electric Co Ltd filed Critical Stanley Electric Co Ltd
Priority to JP2011115438A priority Critical patent/JP2012243701A/ja
Priority to US13/480,459 priority patent/US8919976B2/en
Priority to CN201210234725.8A priority patent/CN102798085B/zh
Publication of JP2012243701A publication Critical patent/JP2012243701A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/16Laser light sources
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/176Light sources where the light is generated by photoluminescent material spaced from a primary light generating element
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V13/00Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
    • F21V13/12Combinations of only three kinds of elements
    • F21V13/14Combinations of only three kinds of elements the elements being filters or photoluminescent elements, reflectors and refractors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V3/00Globes; Bowls; Cover glasses
    • F21V3/04Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings
    • F21V3/06Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings characterised by the material
    • F21V3/08Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings characterised by the material the material comprising photoluminescent substances
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V3/00Globes; Bowls; Cover glasses
    • F21V3/04Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings
    • F21V3/10Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings characterised by coatings
    • F21V3/12Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings characterised by coatings the coatings comprising photoluminescent substances
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00Reflectors for light sources
    • F21V7/22Reflectors for light sources characterised by materials, surface treatments or coatings, e.g. dichroic reflectors
    • F21V7/24Reflectors for light sources characterised by materials, surface treatments or coatings, e.g. dichroic reflectors characterised by the material
    • F21V7/26Reflectors for light sources characterised by materials, surface treatments or coatings, e.g. dichroic reflectors characterised by the material the material comprising photoluminescent substances
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/30Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source
    • F21V9/38Combination of two or more photoluminescent elements of different materials
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/20Lamp housings
    • G03B21/2006Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2033LED or laser light sources
    • G03B21/204LED or laser light sources using secondary light emission, e.g. luminescence or fluorescence
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00Reflectors for light sources
    • F21V7/04Optical design
    • F21V7/05Optical design plane
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30Semiconductor lasers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14Beam splitting or combining systems operating by reflection only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

【課題】 青色光を励起光として発光する固体光源と、該固体光源からの励起光により励起され該固体光源の発光波長より長波長の蛍光を発光する蛍光体領域とを備え、光の利用効率を低下させることなく、青色光出射領域の大きさと蛍光出射領域の大きさとを同程度のものにし、照射ムラ(色ムラ)を防止することの可能な光源装置を提供する。
【解決手段】 蛍光体領域4と固体光源3との間には、固体光源3からの励起光を透過し、蛍光体領域4からの蛍光を反射する特性を有する波長選択手段6が設けられ、波長選択手段6は、蛍光体領域4の大きさよりも小さく、かつ、固体光源3からの励起光照射スポットの大きさと同じ大きさから固体光源3からの励起光照射スポットの大きさよりも励起光照射スポット位置調整のためのハンドリング公差を考慮した分だけ大きい大きさの範囲の大きさのものとなっている。
【選択図】 図4

Description

本発明は、光源装置および照明装置に関する。
従来、例えば特許文献1には、図1に示すように、青色光を励起光として出射するLEDモジュール103と、LEDモジュール103からの励起光により励起され黄色光の蛍光を発する蛍光体(プレート)104とを備え、青色光と黄色光との混色により白色光を生成することを意図した光源装置において、LEDモジュール103と蛍光体(プレート)104との間に、LEDモジュール103からの青色光を透過して蛍光体(プレート)104から発せられた黄色光を反射する波長選択フィルタ106を配置することにより、光の利用効率を向上させる方法が提案されている。なお、図1において、符号108は蛍光体固定用透明体、符号107は蛍光体(プレート)104の光取り出し面104aから取り出される光(励起光(青色光)、蛍光(黄色光))を示している。
特開2009−266437号公報
ところで、図1の構成では、LEDモジュール103からの青色光は、蛍光体固定用透明体108、波長選択フィルタ106を透過した後、蛍光体(プレート)104に入射する。蛍光体(プレート)104に入射した励起光(青色光)の一部は、蛍光体プレート104を透過して蛍光体(プレート)104の光取り出し面104aから出射する一方、他の一部は、蛍光体(プレート)4で蛍光(黄色光)の励起に用いられたり、あるいは、光取り出し面104aで反射されて波長選択フィルタ106に向かい、波長選択フィルタ106を透過する。従って、LEDモジュール103からの青色光は、蛍光体プレート104の励起光(青色光)が照射された部分(励起光照射スポット)から主に出射されることになる。
これに対し、蛍光体プレート104からの黄色光の発光は等方的であり、黄色光の一部は、蛍光体プレート104の光取り出し面104aから出射する一方、他の一部は、光取り出し面104aで反射されて波長選択フィルタ106に向かい、波長選択フィルタ106で選択的に反射される。そして、波長選択フィルタ106で選択的に反射されたこの黄色光の反射光の一部は、光取り出し面104aから出射され、また、他の一部の光は取り出し面104aで反射されて波長選択フィルタ106に向かい、さらに波長選択フィルタ106で選択的に反射される、いわゆる多重反射光になる。従って、黄色光は蛍光体プレート104全体から黄色光は出射されることになり、波長選択フィルタ106により周辺部からの黄色光の出射はより強いものとなる。
組立を容易にするために、蛍光体プレート104は励起光照射スポットよりも大きくすることが好ましい。しかし、この場合は、励起光照射スポットとほぼ同じ大きさである青色光出射領域に比べて、蛍光体プレート104全体を出射領域とする黄色光出射領域の方が大きくなってしまう。図2は蛍光体プレート104の発光状態を示す図であり、図2において、励起光照射スポットとほぼ同じ大きさの領域110では、青色光と黄色光との混色により白色光となるが、励起光照射スポットとほぼ同じ大きさの領域110の外側の領域111では、黄色光となってしまう。
従って、図1の光源装置をレンズ系等を用いて所定の投影面に拡大投射する図3に示すような照明装置では、投影面には、光源の色バラツキが反映されてしまい、中心部が青白く、周辺部が黄色という照射ムラ(色ムラ)が生じてしまうという問題があった。なお、図3において、符号102はレンズ系、符号105は投影面である。
本発明は、青色光を励起光として発光する固体光源と、該固体光源からの励起光により励起され該固体光源の発光波長より長波長の蛍光を発光する蛍光体領域とを備え、光の利用効率を低下させることなく、青色光出射領域の大きさと蛍光出射領域の大きさとを同程度のものにし、照射ムラ(色ムラ)を防止することの可能な光源装置および照明装置を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、青色光を励起光として発光する固体光源と、該固体光源からの励起光により励起され該固体光源の発光波長より長波長の蛍光を発光する蛍光体領域とを備え、前記蛍光体領域と前記固体光源との間には、前記固体光源からの励起光を透過し、前記蛍光体領域からの蛍光を反射する特性を有する波長選択手段が設けられ、該波長選択手段は、前記蛍光体領域の大きさよりも小さく、かつ、前記固体光源からの励起光照射スポットの大きさと同じ大きさから前記固体光源からの励起光照射スポットの大きさよりも励起光照射スポット位置調整のためのハンドリング公差を考慮した分だけ大きい大きさの範囲の大きさのものとなっていることを特徴としている。
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の光源装置において、前記波長選択手段は、前記固体光源からの励起光照射スポットの大きさよりも0.0mm〜0.2mmの範囲で同じか大きい大きさのものとなっていることを特徴としている。
また、請求項3記載の発明は、請求項1または請求項2記載の光源装置において、前記波長選択手段が配置されている領域以外の領域には、前記固体光源からの励起光を反射し、前記蛍光体領域からの蛍光を透過する特性を有する第2の波長選択手段が設けられているか、または、前記固体光源からの励起光、および、前記蛍光体領域からの蛍光を反射する反射手段が設けられていることを特徴としている。
また、請求項4記載の発明は、青色光を励起光として発光する固体光源と、該固体光源からの励起光により励起され該固体光源の発光波長より長波長の蛍光を発光する蛍光体領域とを備え、前記蛍光体領域と前記固体光源との間には、前記固体光源からの励起光の前記蛍光体領域入射時の反射を防止する反射防止手段が設けられ、該反射防止手段は、前記蛍光体領域の大きさよりも小さく、かつ、前記固体光源からの励起光照射スポットの大きさと同じ大きさから前記固体光源からの励起光照射スポットの大きさよりも励起光照射スポット位置調整のためのハンドリング公差を考慮した分だけ大きい大きさの範囲の大きさのものとなっており、前記反射防止手段が配置されている領域以外の領域には、前記固体光源からの励起光を反射し、前記蛍光体領域からの蛍光を透過する特性を有する第2の波長選択手段が設けられているか、または、前記固体光源からの励起光、および、前記蛍光体領域からの蛍光を反射する反射手段が設けられていることを特徴としている。
また、請求項5記載の発明は、請求項4記載の光源装置において、前記反射防止手段は、前記固体光源からの励起光照射スポットの大きさよりも0.0mm〜0.2mmの範囲で同じか大きい大きさのものとなっていることを特徴としている。
また、請求項6記載の発明は、青色光を励起光として発光する固体光源と、該固体光源からの励起光により励起され該固体光源の発光波長より長波長の蛍光を発光する蛍光体領域とを備え、前記蛍光体領域と前記固体光源との間には、前記蛍光体領域の大きさよりも小さく、かつ、前記固体光源からの励起光照射スポットの大きさと同じ大きさから前記固体光源からの励起光照射スポットの大きさよりも励起光照射スポット位置調整のためのハンドリング公差を考慮した分だけ大きい大きさの範囲の大きさの領域が設けられており、該領域以外の領域には、前記固体光源からの励起光を反射し、前記蛍光体領域からの蛍光を透過する特性を有する第2の波長選択手段が設けられているか、または、前記固体光源からの励起光、および、前記蛍光体領域からの蛍光を反射する反射手段が設けられていることを特徴としている。
また、請求項7記載の発明は、請求項6記載の光源装置において、前記蛍光体領域の大きさよりも小さく、かつ、前記固体光源からの励起光照射スポットの大きさと同じ大きさから前記固体光源からの励起光照射スポットの大きさよりも励起光照射スポット位置調整のためのハンドリング公差を考慮した分だけ大きい大きさの範囲の大きさの領域は、前記固体光源からの励起光照射スポットの大きさよりも0.0mm〜0.2mmの範囲で同じか大きい大きさのものとなっていることを特徴としている。
また、請求項8記載の発明は、請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の光源装置を用いたことを特徴とする照明装置である。
請求項1乃至請求項3、請求項8記載の発明によれば、青色光を励起光として発光する固体光源と、該固体光源からの励起光により励起され該固体光源の発光波長より長波長の蛍光を発光する蛍光体領域とを備え、前記蛍光体領域と前記固体光源との間には、前記固体光源からの励起光を透過し、前記蛍光体領域からの蛍光を反射する特性を有する波長選択手段(例えば波長選択フィルタ)が設けられ、該波長選択手段は、前記蛍光体領域の大きさよりも小さく、かつ、前記固体光源からの励起光照射スポットの大きさと同じ大きさから前記固体光源からの励起光照射スポットの大きさよりも励起光照射スポット位置調整のためのハンドリング公差を考慮した分だけ大きい大きさの範囲の大きさのものとなっているので、光の利用効率を低下させることなく、青色光出射領域の大きさと蛍光出射領域の大きさとを同程度のものにし、照射ムラ(色ムラ)を防止することができる。
また、請求項4、請求項5、請求項8記載の発明によれば、青色光を励起光として発光する固体光源と、該固体光源からの励起光により励起され該固体光源の発光波長より長波長の蛍光を発光する蛍光体領域とを備え、前記蛍光体領域と前記固体光源との間には、前記固体光源からの励起光の前記蛍光体領域入射時の反射を防止する反射防止手段(例えば反射防止膜)が設けられ、該反射防止手段は、前記蛍光体領域の大きさよりも小さく、かつ、前記固体光源からの励起光照射スポットの大きさと同じ大きさから前記固体光源からの励起光照射スポットの大きさよりも励起光照射スポット位置調整のためのハンドリング公差を考慮した分だけ大きい大きさの範囲の大きさのものとなっており、前記反射防止手段が配置されている領域以外の領域には、前記固体光源からの励起光を反射し、前記蛍光体領域からの蛍光を透過する特性を有する第2の波長選択手段が設けられているか、または、前記固体光源からの励起光、および、前記蛍光体領域からの蛍光を反射する反射手段が設けられているので、光の利用効率を低下させることなく、青色光出射領域の大きさと蛍光出射領域の大きさとを同程度のものにし、照射ムラ(色ムラ)を防止することができる。
また、請求項6乃至請求項8記載の発明によれば、青色光を励起光として発光する固体光源と、該固体光源からの励起光により励起され該固体光源の発光波長より長波長の蛍光を発光する蛍光体領域とを備え、前記蛍光体領域と前記固体光源との間には、前記蛍光体領域の大きさよりも小さく、かつ、前記固体光源からの励起光照射スポットの大きさと同じ大きさから前記固体光源からの励起光照射スポットの大きさよりも励起光照射スポット位置調整のためのハンドリング公差を考慮した分だけ大きい大きさの範囲の大きさの領域が設けられており、該領域以外の領域には、前記固体光源からの励起光を反射し、前記蛍光体領域からの蛍光を透過する特性を有する第2の波長選択手段が設けられているか、または、前記固体光源からの励起光、および、前記蛍光体領域からの蛍光を反射する反射手段が設けられているので、光の利用効率を低下させることなく、青色光出射領域の大きさと蛍光出射領域の大きさとを同程度のものにし、照射ムラ(色ムラ)を防止することができる。
従来の光源装置を示す図である。 蛍光体プレートの発光状態を示す図である。 図1の光源装置をレンズ系等を用いて所定の投影面に拡大投射する照明装置を示す図である。 本発明の光源装置の第1の構成例を示す図である。 本発明の光源装置の第2の構成例を示す図である。 本発明の光源装置の第3の構成例を示す図である。 本発明の光源装置の第4の構成例を示す図である。 本発明の光源装置の第5の構成例を示す図である。 本発明の光源装置の第6の構成例を示す図である。 本発明の光源装置の第7の構成例を示す図である。 蛍光体固定用透明体の表面に、固体光源からの励起光(青色光)の蛍光体固定用透明体入射時の反射を防止するための反射防止手段を設けた構成例を示す図である。 固体光源からの励起光照射スポットの大きさの領域には蛍光体固定用透明体が存在しないように、蛍光体固定用透明体をドーナツ形状のものにした構成例を示す図である。 図6、図8、図10のように反射手段を設ける場合、反射手段の他の構成例を示す図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図4は、本発明の光源装置の第1の構成例を示す図である。図4を参照すると、この第1の構成例の光源装置は、青色光を励起光として発光する固体光源3と、該固体光源3からの励起光により励起され該固体光源の発光波長より長波長の蛍光(例えば黄色光)を発光する蛍光体領域(蛍光体プレート)4とを備え、蛍光体領域4と固体光源3との間には、固体光源3からの励起光(青色光)を透過し、蛍光体領域4からの蛍光(例えば黄色光)を反射する特性を有する波長選択手段(例えば波長選択フィルタ)6が設けられている。
ここで、本発明の第1の構成例では、波長選択手段(例えば波長選択フィルタ)6は、蛍光体領域4の大きさよりも小さく、かつ、固体光源3からの励起光照射スポットの大きさと同じ大きさから固体光源3からの励起光照射スポットの大きさよりも励起光照射スポット位置調整のためのハンドリング公差を考慮した分だけ大きい大きさの範囲の大きさのものとなっている。
具体的に、波長選択手段(例えば波長選択フィルタ)6は、固体光源3からの励起光照射スポットの大きさ(例えば直径)よりも0.0mm〜0.2mmの範囲で同じか大きい大きさ(例えば直径)のものとなっている。
なお、図4において、符号8は蛍光体固定用透明体、符号7は蛍光体領域(蛍光体プレート)4の光取り出し面4aから取り出される光(励起光(青色光)、蛍光(例えば黄色光))を示している。また、以下の各例では、説明の便宜上、蛍光体領域(蛍光体プレート)4から発光する蛍光は、黄色光であるとする。
図4の構成では、固体光源3からの励起光(青色光)は、蛍光体固定用透明体8、波長選択手段(例えば波長選択フィルタ)6を透過した後、蛍光体領域(蛍光体プレート)4に入射する。蛍光体領域(蛍光体プレート)4に入射した励起光(青色光)の一部は、蛍光体領域(蛍光体プレート)4を透過して蛍光体領域(蛍光体プレート)4の光取り出し面4aから出射する一方、他の一部は、蛍光体領域(蛍光体プレート)4で蛍光(黄色光)の励起に用いられたり、あるいは、光取り出し面4aで反射されて蛍光体領域(蛍光体プレート)4を固体光源3側に戻り、蛍光体固定用透明体8を透過して固体光源3側に出射される。従って、固体光源3からの励起光(青色光)は、蛍光体領域(蛍光体プレート)4の励起光(青色光)が照射された部分(励起光照射スポット)に対応する光取り出し面4aから主に出射されることになる。
これに対し、蛍光体領域(蛍光体プレート)4からの蛍光(黄色光)の発光は等方的であり、蛍光(黄色光)の一部は、蛍光体領域(蛍光体プレート)4の光取り出し面4aから出射する一方、他の一部は、光取り出し面4aで反射されるなどして固体光源3側に戻る。この際、波長選択手段(例えば波長選択フィルタ)6が設置されている領域に戻った蛍光(黄色光)は、波長選択手段(例えば波長選択フィルタ)6で反射されて蛍光体領域(蛍光体プレート)4の光取り出し面4aに向かう。これにより、光の利用効率を高めることができる。一方、波長選択手段(例えば波長選択フィルタ)6が設置されている領域以外の領域に戻った蛍光(黄色光)は、蛍光体固定用透明体8を透過して固体光源3側に出射される。従って、蛍光体領域(蛍光体プレート)4からの蛍光(黄色光)も、蛍光体領域(蛍光体プレート)4の励起光(青色光)が照射された部分(励起光照射スポット)に対応する光取り出し面4aから主に出射されることになる。
このように、図4の構成では、蛍光体領域4の大きさよりも小さく、かつ、固体光源3からの励起光照射スポットの大きさと同じ大きさから固体光源3からの励起光照射スポットの大きさよりも励起光照射スポット位置調整のためのハンドリング公差を考慮した分だけ大きい大きさの範囲の大きさの波長選択手段(例えば波長選択フィルタ)6が設けられていることによって、光の利用効率を高めることができるとともに、蛍光体領域(蛍光体プレート)4の光取り出し面4aからの青色光出射領域と黄色光出射領域とは、励起光照射スポットとほぼ同じ大きさとなり、青色光と黄色光との混色により白色光となって、照射ムラ(色ムラ)は生じない。すなわち、図4の構成では、蛍光体領域(蛍光体プレート)4の光取り出し面4aからの青色光出射領域と黄色光出射領域とが、励起光照射スポットとほぼ同じ大きさとなることにより、励起光照射スポットとほぼ同じ大きさの領域の外側で黄色光となってしまうという図1の構成における照射ムラ(色ムラ)を有効に防止することができる。
従って、図4の光源装置をレンズ系等を用いて所定の投影面に拡大投射する照明装置では、投影面には、光源の色バラツキ(照射ムラ)が生じない良好なものとなる。
図5は、本発明の光源装置の第2の構成例を示す図である。なお、図5において、図4と同様の箇所には同じ符号を付している。図5を参照すると、この第2の構成例の光源装置は、図4に示した第1の構成例の光源装置において、波長選択手段(例えば波長選択フィルタ)6が配置されている領域以外の領域には、固体光源3からの励起光(青色光)を反射し、蛍光体領域(蛍光体プレート)4からの蛍光(黄色光)を透過する特性を有する第2の波長選択手段(例えば第2の波長選択フィルタ)10が設けられている。
図5の構成では、固体光源3からの励起光(青色光)は、蛍光体固定用透明体8、波長選択手段(例えば波長選択フィルタ)6を透過した後、蛍光体領域(蛍光体プレート)4に入射する。蛍光体領域(蛍光体プレート)4に入射した励起光(青色光)の一部は、蛍光体領域(蛍光体プレート)4を透過して蛍光体領域(蛍光体プレート)4の光取り出し面4aから出射する一方、他の一部は、蛍光体領域(蛍光体プレート)4で蛍光(黄色光)の励起に用いられたり、あるいは、光取り出し面4aで反射されて第2の波長選択手段(例えば第2の波長選択フィルタ)10に向かい、第2の波長選択手段(例えば第2の波長選択フィルタ)10で選択的に反射される。そして、第2の波長選択手段(例えば第2の波長選択フィルタ)10で選択的に反射されたこの励起光(青色光)の反射光の一部は、光取り出し面4aから出射され、また、他の一部は取り出し面4aで反射されて第2の波長選択手段(例えば第2の波長選択フィルタ)10に向かい、さらに第2の波長選択手段(例えば第2の波長選択フィルタ)10で選択的に反射される、いわゆる多重反射光になる。ここで、この励起光(青色光)は、上記多重反射光として蛍光体領域(蛍光体プレート)4を伝播する過程で、蛍光体領域(蛍光体プレート)4から蛍光(黄色光)を発光させる。これにより、図5に示す第2の構成例では、蛍光体領域(蛍光体プレート)4の光取り出し面4aからの青色光出射領域と黄色光出射領域とは、励起光照射スポットよりも大きなものとなり(光の利用効率をより一層高めることができ)、励起光照射スポットよりも大きなものとなった場合でも青色光と黄色光との混色により白色光となって、照射ムラ(色ムラ)は生じない。すなわち、励起光照射スポットの外側の領域においても、蛍光体領域(蛍光体プレート)4の光取り出し面4aから励起光(青色光)と蛍光(黄色光)とを出射させることができて、照射ムラ(色ムラ)を有効に防止することができ、かつ、光の利用効率をより一層高めることができる。
なお、図5に示す第2の構成例では、波長選択手段(例えば波長選択フィルタ)6が設置されている領域以外の領域に戻った蛍光(黄色光)は、第2の波長選択手段(例えば第2の波長選択フィルタ)10を透過して固体光源3側に出射される。従って、図5に示す第2の構成例では、蛍光体領域(蛍光体プレート)4からの蛍光(黄色光)は、多重反射光にはならない。
このように、図5の構成では、図4に示した第1の構成例の光源装置において、波長選択手段(例えば波長選択フィルタ)6が配置されている領域以外の領域には、固体光源3からの励起光(青色光)を反射し、蛍光体領域(蛍光体プレート)4からの蛍光(黄色光)を透過する特性を有する第2の波長選択手段(例えば第2の波長選択フィルタ)10が設けられていることによって、光の利用効率をより一層高めることができるとともに、図1の構成における照射ムラ(色ムラ)を有効に防止することができる。
従って、図5の光源装置をレンズ系等を用いて所定の投影面に拡大投射する照明装置では、投影面には、光源の色バラツキ(照射ムラ)が生じない良好なものとなる。
図6は、本発明の光源装置の第3の構成例を示す図である。なお、図6において、図4と同様の箇所には同じ符号を付している。図6を参照すると、この第3の構成例の光源装置は、図4に示した第1の構成例の光源装置において、波長選択手段(例えば波長選択フィルタ)6が配置されている領域以外の領域には、固体光源3からの励起光(青色光)、および、蛍光体領域(蛍光体プレート)4からの蛍光(黄色光)を反射する反射手段11が設けられている。
図6の構成では、固体光源3からの励起光(青色光)は、蛍光体固定用透明体8、波長選択手段(例えば波長選択フィルタ)6を透過した後、蛍光体領域(蛍光体プレート)4に入射する。蛍光体領域(蛍光体プレート)4に入射した励起光(青色光)の一部は、蛍光体領域(蛍光体プレート)4を透過して蛍光体領域(蛍光体プレート)4の光取り出し面4aから出射する一方、他の一部は、蛍光体領域(蛍光体プレート)4で蛍光(黄色光)の励起に用いられたり、あるいは、光取り出し面4aで反射されて反射手段11に向かい、反射手段11で反射される。そして、反射手段11で反射されたこの励起光(青色光)の反射光の一部は、光取り出し面4aから出射され、また、他の一部は取り出し面4aで反射されて反射手段11に向かい、さらに反射手段11で反射される、いわゆる多重反射光になる。
また、図6の構成では、波長選択手段(例えば波長選択フィルタ)6が設置されている領域以外の領域に戻った蛍光(黄色光)は、反射手段11で反射される。そして、反射手段11で反射されたこの蛍光(黄色光)の反射光の一部は、光取り出し面4aから出射され、また、他の一部は取り出し面4aで反射されて反射手段11に向かい、さらに反射手段11で反射される、いわゆる多重反射光になる。
このように、図6の構成では、励起光(青色光)と蛍光(黄色光)とは、ともに多重反射光になり、励起光照射スポットの外側の領域においても、蛍光体領域(蛍光体プレート)4の光取り出し面4aから励起光(青色光)と蛍光(黄色光)とを出射させることができて(励起光照射スポットよりも大きな領域においても、青色光と黄色光との混色により白色光となって)、これにより、照射ムラ(色ムラ)を有効に防止することができ、かつ、光の利用効率をより一層高めることができる。
このように、図6の構成では、図4に示した第1の構成例の光源装置において、波長選択手段(例えば波長選択フィルタ)6が配置されている領域以外の領域には、固体光源3からの励起光(青色光)、および、蛍光体領域(蛍光体プレート)4からの蛍光(黄色光)を反射する反射手段11が設けられていることによって、光の利用効率をより一層高めることができるとともに、図1の構成における照射ムラ(色ムラ)を有効に防止することができる。
従って、図6の光源装置をレンズ系等を用いて所定の投影面に拡大投射する照明装置では、投影面には、光源の色バラツキ(照射ムラ)が生じない良好なものとなる。
図7は、本発明の光源装置の第4の構成例を示す図である。なお、図7において、図4、図5と同様の箇所には同じ符号を付している。図7を参照すると、この第4の構成例の光源装置は、青色光を励起光として発光する固体光源3と、該固体光源3からの励起光により励起され該固体光源の発光波長より長波長の蛍光(例えば黄色光)を発光する蛍光体領域(蛍光体プレート)4とを備え、蛍光体領域4と固体光源3との間には、固体光源3からの励起光(青色光)の蛍光体領域4入射時の反射を防止する反射防止手段(例えば反射防止膜)9が設けられている。
ここで、本発明の第4の構成例では、反射防止手段(例えば反射防止膜)9は、蛍光体領域4の大きさよりも小さく、かつ、固体光源3からの励起光照射スポットの大きさと同じ大きさから固体光源3からの励起光照射スポットの大きさよりも励起光照射スポット位置調整のためのハンドリング公差を考慮した分だけ大きい大きさの範囲の大きさのものとなっている。
具体的に、反射防止手段(例えば反射防止膜)9は、固体光源3からの励起光照射スポットの大きさ(例えば直径)よりも0.0mm〜0.2mmの範囲で同じか大きい大きさ(例えば直径)のものとなっている。
また、この第4の構成例の光源装置は、反射防止手段(例えば反射防止膜)9が配置されている領域以外の領域には、固体光源3からの励起光(青色光)を反射し、蛍光体領域(蛍光体プレート)4からの蛍光(黄色光)を透過する特性を有する第2の波長選択手段(例えば第2の波長選択フィルタ)10が設けられている。
図7の構成では、固体光源3からの励起光(青色光)は、蛍光体固定用透明体8、反射防止手段(例えば反射防止膜)9を透過した後、蛍光体領域(蛍光体プレート)4に入射する。この際、固体光源3からの励起光(青色光)の蛍光体領域4入射時の反射を防止する反射防止手段(例えば反射防止膜)9が設けられていることにより、固体光源3からの励起光(青色光)は、蛍光体領域(蛍光体プレート)4に効率よく(少ない反射で)入射する。これにより、光の利用効率を高めることができる。蛍光体領域(蛍光体プレート)4に入射した励起光(青色光)の一部は、蛍光体領域(蛍光体プレート)4を透過して蛍光体領域(蛍光体プレート)4の光取り出し面4aから出射する一方、他の一部は、蛍光体領域(蛍光体プレート)4で蛍光(黄色光)の励起に用いられたり、あるいは、光取り出し面4aで反射されて第2の波長選択手段(例えば第2の波長選択フィルタ)10に向かい、第2の波長選択手段(例えば第2の波長選択フィルタ)10で選択的に反射される。そして、第2の波長選択手段(例えば第2の波長選択フィルタ)10で選択的に反射されたこの励起光(青色光)の反射光の一部は、光取り出し面4aから出射され、また、他の一部は取り出し面4aで反射されて第2の波長選択手段(例えば第2の波長選択フィルタ)10に向かい、さらに第2の波長選択手段(例えば第2の波長選択フィルタ)10で選択的に反射される、いわゆる多重反射光になる。ここで、この励起光(青色光)は、上記多重反射光として蛍光体領域(蛍光体プレート)4を伝播する過程で、蛍光体領域(蛍光体プレート)4から蛍光(黄色光)を発光させる。これにより、図7に示す第4の構成例では、蛍光体領域(蛍光体プレート)4の光取り出し面4aからの青色光出射領域と黄色光出射領域とは、励起光照射スポットよりも大きなものとなり(光の利用効率をより一層高めることができ)、励起光照射スポットよりも大きなものとなった場合でも青色光と黄色光との混色により白色光となって、照射ムラ(色ムラ)は生じない。すなわち、励起光照射スポットの外側の領域においても、蛍光体領域(蛍光体プレート)4の光取り出し面4aから励起光(青色光)と蛍光(黄色光)とを出射させることができて、照射ムラ(色ムラ)を有効に防止することができ、かつ、光の利用効率をより一層高めることができる。
なお、図7に示す第4の構成例では、反射防止手段(例えば反射防止膜)9が設置されている領域以外の領域に戻った蛍光(黄色光)は、第2の波長選択手段(例えば第2の波長選択フィルタ)10を透過して固体光源3側に出射される。従って、図7に示す第4の構成例では、蛍光体領域(蛍光体プレート)4からの蛍光(黄色光)は、多重反射光にはならない。
このように、図7の構成では、反射防止手段(例えば反射防止膜)9が配置されている領域以外の領域には、固体光源3からの励起光(青色光)を反射し、蛍光体領域(蛍光体プレート)4からの蛍光(黄色光)を透過する特性を有する第2の波長選択手段(例えば第2の波長選択フィルタ)10が設けられていることによって、光の利用効率をより一層高めることができるとともに、図1の構成における照射ムラ(色ムラ)を有効に防止することができる。
従って、図7の光源装置をレンズ系等を用いて所定の投影面に拡大投射する照明装置では、投影面には、光源の色バラツキ(照射ムラ)が生じない良好なものとなる。
図8は、本発明の光源装置の第5の構成例を示す図である。なお、図8において、図7、図6と同様の箇所には同じ符号を付している。図8を参照すると、この第5の構成例の光源装置は、第4の構成例の光源装置において、第2の波長選択手段(例えば第2の波長選択フィルタ)10のかわりに、反射手段11が設けられたものとなっている。
図8の構成では、固体光源3からの励起光(青色光)は、蛍光体固定用透明体8、反射防止手段(例えば反射防止膜)9を透過した後、蛍光体領域(蛍光体プレート)4に入射する。蛍光体領域(蛍光体プレート)4に入射した励起光(青色光)の一部は、蛍光体領域(蛍光体プレート)4を透過して蛍光体領域(蛍光体プレート)4の光取り出し面4aから出射する一方、他の一部は、蛍光体領域(蛍光体プレート)4で蛍光(黄色光)の励起に用いられたり、あるいは、光取り出し面4aで反射されて反射手段11に向かい、反射手段11で反射される。そして、反射手段11で反射されたこの励起光(青色光)の反射光の一部は、光取り出し面4aから出射され、また、他の一部は取り出し面4aで反射されて反射手段11に向かい、さらに反射手段11で反射される、いわゆる多重反射光になる。
また、図8の構成では、反射防止手段(例えば反射防止膜)9が設置されている領域以外の領域に戻った蛍光(黄色光)は、反射手段11で反射される。そして、反射手段11で反射されたこの蛍光(黄色光)の反射光の一部は、光取り出し面4aから出射され、また、他の一部は取り出し面4aで反射されて反射手段11に向かい、さらに反射手段11で反射される、いわゆる多重反射光になる。
このように、図8の構成では、励起光(青色光)と蛍光(黄色光)とは、ともに多重反射光になり、励起光照射スポットの外側の領域においても、蛍光体領域(蛍光体プレート)4の光取り出し面4aから励起光(青色光)と蛍光(黄色光)とを出射させることができて(励起光照射スポットよりも大きな領域においても、青色光と黄色光との混色により白色光となって)、これにより、照射ムラ(色ムラ)を有効に防止することができ、かつ、光の利用効率をより一層高めることができる。
このように、図8の構成では、反射防止手段(例えば反射防止膜)9が配置されている領域以外の領域には、固体光源3からの励起光(青色光)、および、蛍光体領域(蛍光体プレート)4からの蛍光(黄色光)を反射する反射手段11が設けられていることによって、光の利用効率をより一層高めることができるとともに、図1の構成における照射ムラ(色ムラ)を有効に防止することができる。
従って、図8の光源装置をレンズ系等を用いて所定の投影面に拡大投射する照明装置では、投影面には、光源の色バラツキ(照射ムラ)が生じない良好なものとなる。
図9は、本発明の光源装置の第6の構成例を示す図である。なお、図9において、図4、図5と同様の箇所には同じ符号を付している。図9を参照すると、この第6の構成例の光源装置は、青色光を励起光として発光する固体光源3と、該固体光源3からの励起光により励起され該固体光源の発光波長より長波長の蛍光(例えば黄色光)を発光する蛍光体領域(蛍光体プレート)4とを備え、蛍光体領域4と固体光源3との間には、蛍光体領域4の大きさよりも小さく、かつ、固体光源3からの励起光照射スポットの大きさと同じ大きさから固体光源3からの励起光照射スポットの大きさよりも励起光照射スポット位置調整のためのハンドリング公差を考慮した分だけ大きい大きさの範囲の大きさの領域(何も設けられていない領域)15が設けられており、該領域15以外の領域には、固体光源3からの励起光(青色光)を反射し、蛍光体領域(蛍光体プレート)4からの蛍光(黄色光)を透過する特性を有する第2の波長選択手段(例えば第2の波長選択フィルタ)10が設けられている。
ここで、具体的に、領域15は、固体光源3からの励起光照射スポットの大きさ(例えば直径)よりも0.0mm〜0.2mmの範囲で同じか大きい大きさ(例えば直径)のものとなっている。
図9の構成では、固体光源3からの励起光(青色光)は、蛍光体固定用透明体8を透過した後、蛍光体領域(蛍光体プレート)4に入射する。蛍光体領域(蛍光体プレート)4に入射した励起光(青色光)の一部は、蛍光体領域(蛍光体プレート)4を透過して蛍光体領域(蛍光体プレート)4の光取り出し面4aから出射する一方、他の一部は、蛍光体領域(蛍光体プレート)4で蛍光(黄色光)の励起に用いられたり、あるいは、光取り出し面4aで反射されて第2の波長選択手段(例えば第2の波長選択フィルタ)10に向かい、第2の波長選択手段(例えば第2の波長選択フィルタ)10で選択的に反射される。そして、第2の波長選択手段(例えば第2の波長選択フィルタ)10で選択的に反射されたこの励起光(青色光)の反射光の一部は、光取り出し面4aから出射され、また、他の一部は取り出し面4aで反射されて第2の波長選択手段(例えば第2の波長選択フィルタ)10に向かい、さらに第2の波長選択手段(例えば第2の波長選択フィルタ)10で選択的に反射される、いわゆる多重反射光になる。ここで、この励起光(青色光)は、上記多重反射光として蛍光体領域(蛍光体プレート)4を伝播する過程で、蛍光体領域(蛍光体プレート)4から蛍光(黄色光)を発光させる。これにより、図9に示す第6の構成例では、蛍光体領域(蛍光体プレート)4の光取り出し面4aからの青色光出射領域と黄色光出射領域とは、励起光照射スポットよりも大きなものとなり(光の利用効率をより一層高めることができ)、励起光照射スポットよりも大きなものとなった場合でも青色光と黄色光との混色により白色光となって、照射ムラ(色ムラ)は生じない。すなわち、励起光照射スポットの外側の領域においても、蛍光体領域(蛍光体プレート)4の光取り出し面4aから励起光(青色光)と蛍光(黄色光)とを出射させることができて、照射ムラ(色ムラ)を有効に防止することができ、かつ、光の利用効率をより一層高めることができる。
なお、図9に示す第6の構成例では、領域15以外の領域に戻った蛍光(黄色光)は、第2の波長選択手段(例えば第2の波長選択フィルタ)10を透過して固体光源3側に出射される。従って、図9に示す第6の構成例では、蛍光体領域(蛍光体プレート)4からの蛍光(黄色光)は、多重反射光にはならない。
このように、図9の構成では、領域15以外の領域には、固体光源3からの励起光(青色光)を反射し、蛍光体領域(蛍光体プレート)4からの蛍光(黄色光)を透過する特性を有する第2の波長選択手段(例えば第2の波長選択フィルタ)10が設けられていることによって、光の利用効率をより一層高めることができるとともに、図1の構成における照射ムラ(色ムラ)を有効に防止することができる。
従って、図9の光源装置をレンズ系等を用いて所定の投影面に拡大投射する照明装置では、投影面には、光源の色バラツキ(照射ムラ)が生じない良好なものとなる。
図10は、本発明の光源装置の第7の構成例を示す図である。なお、図10において、図9、図6と同様の箇所には同じ符号を付している。図10を参照すると、この第7の構成例の光源装置は、第6の構成例の光源装置において、第2の波長選択手段(例えば第2の波長選択フィルタ)10のかわりに、反射手段11が設けられたものとなっている。
図10の構成では、固体光源3からの励起光(青色光)は、蛍光体固定用透明体8を透過した後、蛍光体領域(蛍光体プレート)4に入射する。蛍光体領域(蛍光体プレート)4に入射した励起光(青色光)の一部は、蛍光体領域(蛍光体プレート)4を透過して蛍光体領域(蛍光体プレート)4の光取り出し面4aから出射する一方、他の一部は、蛍光体領域(蛍光体プレート)4で蛍光(黄色光)の励起に用いられたり、あるいは、光取り出し面4aで反射されて反射手段11に向かい、反射手段11で反射される。そして、反射手段11で反射されたこの励起光(青色光)の反射光の一部は、光取り出し面4aから出射され、また、他の一部は取り出し面4aで反射されて反射手段11に向かい、さらに反射手段11で反射される、いわゆる多重反射光になる。
また、図10の構成では、領域15以外の領域に戻った蛍光(黄色光)は、反射手段11で反射される。そして、反射手段11で反射されたこの蛍光(黄色光)の反射光の一部は、光取り出し面4aから出射され、また、他の一部は取り出し面4aで反射されて反射手段11に向かい、さらに反射手段11で反射される、いわゆる多重反射光になる。
このように、図10の構成では、励起光(青色光)と蛍光(黄色光)とは、ともに多重反射光になり、励起光照射スポットの外側の領域においても、蛍光体領域(蛍光体プレート)4の光取り出し面4aから励起光(青色光)と蛍光(黄色光)とを出射させることができて(励起光照射スポットよりも大きな領域においても、青色光と黄色光との混色により白色光となって)、これにより、照射ムラ(色ムラ)を有効に防止することができ、かつ、光の利用効率をより一層高めることができる。
このように、図10の構成では、領域15以外の領域には、固体光源3からの励起光(青色光)、および、蛍光体領域(蛍光体プレート)4からの蛍光(黄色光)を反射する反射手段11が設けられていることによって、光の利用効率をより一層高めることができるとともに、図1の構成における照射ムラ(色ムラ)を有効に防止することができる。
従って、図10の光源装置をレンズ系等を用いて所定の投影面に拡大投射する照明装置では、投影面には、光源の色バラツキ(照射ムラ)が生じない良好なものとなる。
なお、上述した各構成例において、固体光源3には、青色光領域に発光波長をもつ発光ダイオードやレーザーダイオード(半導体レーザー)などが使用可能である。例えば、GaN系の材料を用いた約460nmの青色光を発光するレーザーダイオードなどを用いることができる。
また、上述した各構成例では、蛍光体領域(蛍光体プレート)4から発光する蛍光は、黄色光であるとしたが、蛍光体領域(蛍光体プレート)4から発光する蛍光は、例えば赤色光と緑色光などの混色であっても良い。
すなわち、蛍光体領域(蛍光体プレート)4には、固体光源3からの励起光により励起され固体光源3の発光波長よりも長波長の蛍光を発光する少なくとも1種類の蛍光体を含ませることができる。具体的には、固体光源3が青色光を発光するものである場合、蛍光体領域(蛍光体プレート)4には、例えば、緑、赤、黄色などの蛍光体のうち、少なくとも1種類の蛍光体を含ませることができる。固体光源3が青色光を発光するものである場合、蛍光体領域(蛍光体プレート)4が、例えば、黄色の蛍光体だけを含んでいるときには、固体光源3からの青色光を蛍光体領域(蛍光体プレート)4に照射するとき、青色光と黄色光との混色によって白色光を得ることができる。また、固体光源3が青色光を発光するものである場合、蛍光体領域(蛍光体プレート)4が、例えば、緑、赤色の蛍光体を含んでいるときには(緑、赤色の蛍光体のそれぞれが例えば均一に分散されて混合されたものとなっているときには)、固体光源3からの青色光を蛍光体領域(蛍光体プレート)4に照射するとき、青色光と赤色光と緑色光との混色によって白色光を得ることができる。
より具体的に、固体光源3に、例えば、GaN系の材料を用いた発光波長が約460nmの青色光を発光する発光ダイオードや半導体レーザーなどを用いる場合、蛍光体領域(蛍光体プレート)4の蛍光体としては、波長が約440nmないし約470nmの青色光により励起されるものとして、例えば、赤色蛍光体には、CaAlSiN:Eu2+、CaSi:Eu2+、KSiF:Mn4+、KTiF:Mn4+等を用いることができ、緑色蛍光体には、LuAl12:Ce3+、Y(Ga,Al)12:Ce3+、CaScSi12:Ce3+、CaSc:Eu2+、(Ba,Sr)SiO:Eu2+、BaSi12:Eu2+、(Si,Al)(O,N):Eu2+等を用いることができる。また、波長が約440nmないし約470nmの青色光により励起されるものとして、例えば、YAl12:Ce3+ (YAG)、(Sr,Ba)SiO:Eu2+、Ca(Si,Al)12(O,N)16:Eu2+等の黄色蛍光体を用いることができる。
また、上述した各構成例において、蛍光体領域(蛍光体プレート)4としては、材料のコストを下げることや、加工性向上の為にシリコーン樹脂などの高い透明樹脂中に蛍光体を分散、塗布した物を用いることもできるが、より高い耐熱性が必要な場合、蛍光体粉末をガラス中に分散させたもの、ガラス中に発光中心をドープしたもの、セラミック蛍光体などを用いた方が有利である。
また、上述した各構成例において、波長選択手段(例えば波長選択フィルタ)6には、屈折率の異なる誘電体物質を交互に多層に積層し鏡面に形成させ、固体光源3からの励起光(青色光)を透過し、蛍光体領域4からの蛍光(例えば黄色光)を反射する特性を有するものが用いられる。また、第2の波長選択手段(例えば第2の波長選択フィルタ)10には、屈折率の異なる誘電体物質を交互に多層に積層し鏡面に形成させ、固体光源3からの励起光(青色光)を反射し、蛍光体領域(蛍光体プレート)4からの蛍光(例えば黄色光)を透過する特性を有するものが用いられる。また、反射手段11には、蛍光体領域(蛍光体プレート)4内部を透過する際に拡散した励起光(青色光)および励起光(青色光)により励起された蛍光(例えば黄色光)を反射するアルミニウムや銀などの金属層もしくは酸化チタンや酸化ケイ素などを積層した光学多層膜などが用いられる。また、反射防止手段(例えば反射防止膜)9には、反射防止の機能を持つ酸化チタンや酸化ケイ素などを積層した光学多層膜などがARコートとして用いられる。
また、上述した各構成例において、蛍光体領域(蛍光体プレート)4を固定して(例えば回転させずに)使用する場合には、蛍光体領域(蛍光体プレート)4の周りを冷却効率の高い材質(例えば金属)にて囲み、蛍光体領域(蛍光体プレート)4からの発熱を周辺部から放熱することで蛍光体領域(蛍光体プレート)4の変換効率低下を防止することが出来る。すなわち、蛍光体は光を変換する場合に発熱し、蛍光体は周囲温度が上昇すると変換効率が低下する温度消光という特性を持っているので、蛍光体領域(蛍光体プレート)4からの発熱を周辺部から放熱することで蛍光体領域(蛍光体プレート)4の変換効率低下を防止することが出来る。
また、上述した各構成例において、蛍光体領域(蛍光体プレート)4には、例えば100μm程度の厚さのものが用いられるが、蛍光体を100μm以下の非常に薄い状態で使用する場合には割れやすく強度的に問題発生しやすくなる為、その場合は補強することが望まれる。例えば図4乃至図10に示したような蛍光体固定用透明体8(例えばサファイヤガラスの様な透明体)上に蛍光体領域(蛍光体プレート)4を貼り付けることにより、蛍光体領域(蛍光体プレート)4を補強することができる。なお、図4乃至図10に示したような蛍光体固定用透明体8を設ける場合、例えば図11に示すように(なお、図11は図4に対応した図である)、蛍光体固定用透明体8の表面には、固体光源3からの励起光(青色光)の蛍光体固定用透明体8入射時の反射を防止するための反射防止手段(例えば反射防止膜(ARコート))17を設けることができる。ここで、反射防止手段(例えば反射防止膜(ARコート))17は、固体光源3からの励起光照射スポットの大きさと同じ大きさから固体光源3からの励起光照射スポットの大きさよりも励起光照射スポット位置調整のためのハンドリング公差を考慮した分だけ大きい大きさの範囲の大きさのものとなっている。具体的に、反射防止手段(例えば反射防止膜(ARコート))17は、固体光源3からの励起光照射スポットの大きさ(例えば直径)よりも0.0mm〜0.2mmの範囲で同じか大きい大きさ(例えば直径)のものとなっている。
また、図4乃至図10に示したような蛍光体固定用透明体8を設ける場合、例えば図12に示すように(なお、図12は図4に対応した図である)、固体光源3からの励起光照射スポットの大きさの領域には蛍光体固定用透明体が存在しないように、蛍光体固定用透明体8をドーナツ形状のものにすることもできる。
また、図6、図8、図10のように反射手段11を設ける場合には、図12に示すようなドーナツ形状の蛍光体固定用透明体8のかわりに、図13に示すように(なお、図13は図6に対応した図である)、反射手段11として、蛍光体領域(蛍光体プレート)4の補強をも兼ねた反射率の高い銀やアルミニウムなどのドーナツ形状の金属板を用いることもできる。
本発明は、自動車前照灯などの自動車用照明装置、プロジェクター、一般照明などに利用可能である。
3 固体光源
4 蛍光体領域(蛍光体プレート)
6 波長選択手段
8 蛍光体固定用透明体
9 反射防止手段
10 第2の波長選択手段
11 反射手段
15 領域

Claims (8)

  1. 青色光を励起光として発光する固体光源と、該固体光源からの励起光により励起され該固体光源の発光波長より長波長の蛍光を発光する蛍光体領域とを備え、前記蛍光体領域と前記固体光源との間には、前記固体光源からの励起光を透過し、前記蛍光体領域からの蛍光を反射する特性を有する波長選択手段が設けられ、該波長選択手段は、前記蛍光体領域の大きさよりも小さく、かつ、前記固体光源からの励起光照射スポットの大きさと同じ大きさから前記固体光源からの励起光照射スポットの大きさよりも励起光照射スポット位置調整のためのハンドリング公差を考慮した分だけ大きい大きさの範囲の大きさのものとなっていることを特徴とする光源装置。
  2. 請求項1記載の光源装置において、前記波長選択手段は、前記固体光源からの励起光照射スポットの大きさよりも0.0mm〜0.2mmの範囲で同じか大きい大きさのものとなっていることを特徴とする光源装置。
  3. 請求項1または請求項2記載の光源装置において、前記波長選択手段が配置されている領域以外の領域には、前記固体光源からの励起光を反射し、前記蛍光体領域からの蛍光を透過する特性を有する第2の波長選択手段が設けられているか、または、前記固体光源からの励起光、および、前記蛍光体領域からの蛍光を反射する反射手段が設けられていることを特徴とする光源装置。
  4. 青色光を励起光として発光する固体光源と、該固体光源からの励起光により励起され該固体光源の発光波長より長波長の蛍光を発光する蛍光体領域とを備え、前記蛍光体領域と前記固体光源との間には、前記固体光源からの励起光の前記蛍光体領域入射時の反射を防止する反射防止手段が設けられ、該反射防止手段は、前記蛍光体領域の大きさよりも小さく、かつ、前記固体光源からの励起光照射スポットの大きさと同じ大きさから前記固体光源からの励起光照射スポットの大きさよりも励起光照射スポット位置調整のためのハンドリング公差を考慮した分だけ大きい大きさの範囲の大きさのものとなっており、前記反射防止手段が配置されている領域以外の領域には、前記固体光源からの励起光を反射し、前記蛍光体領域からの蛍光を透過する特性を有する第2の波長選択手段が設けられているか、または、前記固体光源からの励起光、および、前記蛍光体領域からの蛍光を反射する反射手段が設けられていることを特徴とする光源装置。
  5. 請求項4記載の光源装置において、前記反射防止手段は、前記固体光源からの励起光照射スポットの大きさよりも0.0mm〜0.2mmの範囲で同じか大きい大きさのものとなっていることを特徴とする光源装置。
  6. 青色光を励起光として発光する固体光源と、該固体光源からの励起光により励起され該固体光源の発光波長より長波長の蛍光を発光する蛍光体領域とを備え、前記蛍光体領域と前記固体光源との間には、前記蛍光体領域の大きさよりも小さく、かつ、前記固体光源からの励起光照射スポットの大きさと同じ大きさから前記固体光源からの励起光照射スポットの大きさよりも励起光照射スポット位置調整のためのハンドリング公差を考慮した分だけ大きい大きさの範囲の大きさの領域が設けられており、該領域以外の領域には、前記固体光源からの励起光を反射し、前記蛍光体領域からの蛍光を透過する特性を有する第2の波長選択手段が設けられているか、または、前記固体光源からの励起光、および、前記蛍光体領域からの蛍光を反射する反射手段が設けられていることを特徴とする光源装置。
  7. 請求項6記載の光源装置において、前記蛍光体領域の大きさよりも小さく、かつ、前記固体光源からの励起光照射スポットの大きさと同じ大きさから前記固体光源からの励起光照射スポットの大きさよりも励起光照射スポット位置調整のためのハンドリング公差を考慮した分だけ大きい大きさの範囲の大きさの領域は、前記固体光源からの励起光照射スポットの大きさよりも0.0mm〜0.2mmの範囲で同じか大きい大きさのものとなっていることを特徴とする光源装置。
  8. 請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の光源装置を用いたことを特徴とする照明装置。
JP2011115438A 2011-05-24 2011-05-24 光源装置および照明装置 Pending JP2012243701A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011115438A JP2012243701A (ja) 2011-05-24 2011-05-24 光源装置および照明装置
US13/480,459 US8919976B2 (en) 2011-05-24 2012-05-24 Light source device and lighting device
CN201210234725.8A CN102798085B (zh) 2011-05-24 2012-05-24 光源装置以及照明装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011115438A JP2012243701A (ja) 2011-05-24 2011-05-24 光源装置および照明装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012243701A true JP2012243701A (ja) 2012-12-10

Family

ID=47197302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011115438A Pending JP2012243701A (ja) 2011-05-24 2011-05-24 光源装置および照明装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8919976B2 (ja)
JP (1) JP2012243701A (ja)
CN (1) CN102798085B (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013235756A (ja) * 2012-05-10 2013-11-21 Panasonic Corp 光源装置および映像表示装置
JP2015043359A (ja) * 2013-08-26 2015-03-05 シチズン電子株式会社 Led発光装置
JP2018081329A (ja) * 2018-01-31 2018-05-24 カシオ計算機株式会社 光源装置及び投影装置
CN108474536A (zh) * 2015-12-23 2018-08-31 亮锐控股有限公司 光转换模块
JP2019109330A (ja) * 2017-12-18 2019-07-04 パナソニックIpマネジメント株式会社 波長変換デバイス、光源装置、照明装置、及び、投写型映像表示装置
CN111338161A (zh) * 2018-12-18 2020-06-26 深圳光峰科技股份有限公司 投影装置
CN115003957A (zh) * 2020-06-08 2022-09-02 日本特殊陶业株式会社 荧光板、波长转换构件和光源装置
JP2022545426A (ja) * 2019-08-20 2022-10-27 シグニファイ ホールディング ビー ヴィ 高いcriを有する高強度光源

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014022472A (ja) * 2012-07-13 2014-02-03 Sharp Corp 発光装置、照明装置および発光方法
WO2015138495A1 (en) * 2014-03-11 2015-09-17 Osram Sylvania Inc. Light converter assemblies with enhanced heat dissipation
US10145541B2 (en) * 2015-06-12 2018-12-04 Materion Corporation Optical converter colour wheel
TWI579589B (zh) * 2015-08-31 2017-04-21 中強光電股份有限公司 波長轉換裝置及投影機
JP6493713B2 (ja) * 2015-12-24 2019-04-03 パナソニックIpマネジメント株式会社 発光素子および照明装置
JP6785458B2 (ja) * 2016-03-08 2020-11-18 パナソニックIpマネジメント株式会社 光源装置
KR20180000174A (ko) * 2016-06-22 2018-01-02 엘지이노텍 주식회사 형광체 플레이트 및 이를 포함하는 조명 장치
JP2018084757A (ja) * 2016-11-25 2018-05-31 セイコーエプソン株式会社 照明装置及びプロジェクター
US11215335B2 (en) * 2018-06-21 2022-01-04 Ichikoh Industries, Ltd. Light source unit of vehicle lighting system and vehicle lighting system
CN111638613A (zh) * 2019-03-01 2020-09-08 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 显示装置
US11703747B2 (en) * 2020-12-01 2023-07-18 Texas Instruments Incorporated Solid state illumination for optical projector using static phosphors

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010015902A (ja) * 2008-07-04 2010-01-21 Sharp Corp 照明装置
JP2010198805A (ja) * 2009-02-23 2010-09-09 Casio Computer Co Ltd 光源装置及びプロジェクタ
US7800287B2 (en) * 2006-08-29 2010-09-21 Osram Sylvania Inc. Enhanced emission from pc-LEDs using IF filters

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1274613A (en) * 1986-12-24 1990-09-25 Leendert Vriens Projection device and associated display device
US5813753A (en) * 1997-05-27 1998-09-29 Philips Electronics North America Corporation UV/blue led-phosphor device with efficient conversion of UV/blues light to visible light
US6155699A (en) * 1999-03-15 2000-12-05 Agilent Technologies, Inc. Efficient phosphor-conversion led structure
JP4143732B2 (ja) * 2002-10-16 2008-09-03 スタンレー電気株式会社 車載用波長変換素子
US20040159900A1 (en) * 2003-01-27 2004-08-19 3M Innovative Properties Company Phosphor based light sources having front illumination
US7123796B2 (en) * 2003-12-08 2006-10-17 University Of Cincinnati Light emissive display based on lightwave coupling
US7703942B2 (en) * 2006-08-31 2010-04-27 Rensselaer Polytechnic Institute High-efficient light engines using light emitting diodes
US7845822B2 (en) * 2006-12-29 2010-12-07 Koninklijke Philips Electronics N.V. Illumination device including a color selecting panel for recycling unwanted light
US7709811B2 (en) * 2007-07-03 2010-05-04 Conner Arlie R Light emitting diode illumination system
US8096668B2 (en) * 2008-01-16 2012-01-17 Abu-Ageel Nayef M Illumination systems utilizing wavelength conversion materials
JP5271590B2 (ja) 2008-04-22 2013-08-21 株式会社小糸製作所 車両用灯具
JP4991001B2 (ja) * 2009-12-28 2012-08-01 シャープ株式会社 照明装置
WO2012006128A2 (en) * 2010-06-28 2012-01-12 Axlen Technologies, Inc. High brightness illumination devices using wavelength conversion materials

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7800287B2 (en) * 2006-08-29 2010-09-21 Osram Sylvania Inc. Enhanced emission from pc-LEDs using IF filters
JP2010015902A (ja) * 2008-07-04 2010-01-21 Sharp Corp 照明装置
JP2010198805A (ja) * 2009-02-23 2010-09-09 Casio Computer Co Ltd 光源装置及びプロジェクタ

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013235756A (ja) * 2012-05-10 2013-11-21 Panasonic Corp 光源装置および映像表示装置
JP2015043359A (ja) * 2013-08-26 2015-03-05 シチズン電子株式会社 Led発光装置
CN108474536B (zh) * 2015-12-23 2021-07-13 亮锐控股有限公司 光转换模块
KR102631223B1 (ko) 2015-12-23 2024-01-31 루미리즈 홀딩 비.브이. 광 변환 모듈
CN108474536A (zh) * 2015-12-23 2018-08-31 亮锐控股有限公司 光转换模块
KR20180098590A (ko) * 2015-12-23 2018-09-04 루미리즈 홀딩 비.브이. 광 변환 모듈
JP2019502951A (ja) * 2015-12-23 2019-01-31 ルミレッズ ホールディング ベーフェー 光変換モジュール
JP2019109330A (ja) * 2017-12-18 2019-07-04 パナソニックIpマネジメント株式会社 波長変換デバイス、光源装置、照明装置、及び、投写型映像表示装置
JP2018081329A (ja) * 2018-01-31 2018-05-24 カシオ計算機株式会社 光源装置及び投影装置
CN111338161A (zh) * 2018-12-18 2020-06-26 深圳光峰科技股份有限公司 投影装置
CN111338161B (zh) * 2018-12-18 2022-04-12 深圳光峰科技股份有限公司 投影装置
JP2022545426A (ja) * 2019-08-20 2022-10-27 シグニファイ ホールディング ビー ヴィ 高いcriを有する高強度光源
JP7833393B2 (ja) 2019-08-20 2026-03-19 シグニファイ ホールディング ビー ヴィ 高いcriを有する高強度光源
CN115003957A (zh) * 2020-06-08 2022-09-02 日本特殊陶业株式会社 荧光板、波长转换构件和光源装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102798085B (zh) 2016-08-10
CN102798085A (zh) 2012-11-28
US20120314411A1 (en) 2012-12-13
US8919976B2 (en) 2014-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2012243701A (ja) 光源装置および照明装置
JP6246622B2 (ja) 光源装置および照明装置
JP5257420B2 (ja) 光源装置
US10139053B2 (en) Solid-state light source device
CN104136830B (zh) 转换元件和发光装置
JP2013102078A (ja) 光源装置および照明装置
JP2017198983A (ja) 波長変換部材および投光器
US20200271282A1 (en) Light-emitting element and illumination device
CN101960621A (zh) 发光二极管器件
JP2015011302A (ja) 照明光学系およびこれを用いた電子装置
JP6777077B2 (ja) 光源装置および投射型表示装置
WO2017077739A1 (ja) 発光体、発光装置、照明装置、および発光体の製造方法
JPWO2016181768A1 (ja) 蛍光体基板、光源装置および投射型表示装置
JP2019145690A (ja) 発光装置及び発光装置の製造方法
JP2013168602A (ja) 光源装置および照明装置
WO2020085204A1 (ja) 光学素子および光学装置
JP2019049619A (ja) 波長変換素子、光源装置およびプロジェクター
WO2019230935A1 (ja) 波長変換素子、光源装置、車両用前照灯具、表示装置、光源モジュール、投影装置
WO2019230934A1 (ja) 波長変換素子および光源装置
JP2013161561A (ja) 光源装置および照明装置
JP6266796B2 (ja) 発光装置、照明装置、スポットライト、車両用前照灯、および内視鏡
WO2020090663A1 (ja) 光学素子、蛍光ホイール、光源装置、車両用前照灯具、および投影装置
US11193651B2 (en) Illumination device including laser light source, molded body with obtusely inclined side surfaces, and phosphor layer
JP2017098095A (ja) 発光装置、車両用灯具、ディスプレイ装置、および波長変換装置
WO2024241846A1 (ja) 蛍光体デバイス、光源モジュール及びプロジェクタ

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20120912

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140520

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150227

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150310

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150427

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151006

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151125

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20160517