CN115552644A - 发光装置及使用该发光装置的电子设备 - Google Patents
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Abstract
发光装置(10)具备释放第一光成分(1)的第一发光元件(5)、释放第二光成分(2)的第二发光元件(6)、释放第三光成分(3)的第一荧光体(7)和释放第四光成分(4)的第二荧光体(8)。第一光成分(1)及第二光成分(2)分别是在波长380nm以上且小于700nm具有强度最大值的光成分。第三光成分是在波长435nm以上且小于700nm具有强度最大值的光成分。第四光成分是在波长700nm以上且小于2500nm具有强度最大值的近红外的光成分。输出光(9)的分光分布在650nm以上且750nm以下的波长范围内具有波谷部(T),该波长范围内的强度最小值小于波长380nm以上且2500nm以下中的强度最大值的30%。
Description
技术领域
本发明涉及发光装置及使用该发光装置的电子设备。
背景技术
以往,已知有将发光元件与荧光体组合而成并且释放包含近红外的光成分的输出光的发光装置(参照专利文献1)。
专利文献1的发光装置具备包含以Cr3+及/或Ni2+为发光中心的荧光体的波长变换体和释放激励光的半导体芯片而成。并且,通过用波长变换体对半导体芯片释放的蓝色光或红色光进行波长变换,生成近红外光。另外,在专利文献1的实施例中,还提及到发光装置(光电元件)的性能,得到的近红外光的输出小于50mW。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许第6570653号公报
发明内容
将发光元件与荧光体组合而成并且释放近红外的光成分的以往的发光装置有时与检测近红外线的波长区域的检测器组合。此时,该发光装置释放为了使检测器确保良好的灵敏度而需要的分光分布的输出光。即,以往的发光装置释放如下的输出光:无视检查对象物用人眼看起来明亮,而将重点放在检查对象物被检测器以高灵敏度检测出。
因此,例如在对检查对象物一边用人眼确认一边进行检查的情况下,如果使用释放近红外的光成分的以往的发光装置,则有检查对象物难以看清,或成为感到别扭感的观感的情况。此外,以往的发光装置也没有充分考虑可见光与近红外线的分离。因此,为了使检测近红外线的检测器的S/N比(信号/噪声比)变得良好,光学滤波器是必须的,所以有装置结构变得复杂的情况。
本发明是鉴于这样的以往技术具有的课题而做出的。并且,本发明的目的是提供在与近红外线的检测器组合使用的情况下,释放除了用检测器以外通过目视也能够良好地检查检查对象物的输出光的发光装置、以及使用该发光装置的电子设备。
为了解决上述课题,有关本发明的第一技术方案的发光装置,释放输出光,具备:第一发光元件,释放第一光成分;第二发光元件,与第一发光元件不同,释放第二光成分;第一荧光体,释放第三光成分;以及第二荧光体,与第一荧光体不同,释放第四光成分。输出光包含色调相互不同的第一光成分、第二光成分、第三光成分及第四光成分。第一光成分及第二光成分是分别在380nm以上且小于700nm的波长范围内具有强度最大值的可见的光成分。第三光成分是来源于第一荧光体释放的第一波长变换光、并且在435nm以上且小于700nm的波长范围内具有强度最大值的可见的光成分。第四光成分是来源于第二荧光体释放的第二波长变换光、并且在700nm以上且小于2500nm的波长范围内具有强度最大值的近红外的光成分。输出光的分光分布在650nm以上且750nm以下的波长范围内具有波谷部,650nm以上且750nm以下的波长范围内的强度最小值小于380nm以上且2500nm以下的波长范围内的强度最大值的30%。
有关本发明的第二技术方案的电子设备具备上述的发光装置。
附图说明
图1是表示本实施方式的发光装置释放的输出光的分光分布的一例的曲线图。
图2是表示有关本实施方式的发光装置的结构的一例的概略图。
图3是表示有关本实施方式的发光装置的结构的另一例的概略图。
图4是表示有关本实施方式的发光装置的结构的另一例的概略图。
图5是表示有关本实施方式的发光装置的结构的另一例的概略图。
图6是表示有关本实施方式的发光装置的结构的另一例的概略图。
图7是表示有关本实施方式的电子设备的结构的一例的概略图。
图8是表示有关本实施方式的电子设备的结构的另一例的概略图。
图9是表示在实施例中使用的白色LED的分光分布和红色LED的分光分布的曲线图。
图10是表示能够使用蓝色LED和YAG荧光体制作的白色LED的分光分布的例子的曲线图。
图11是表示有关实施例的发光装置的结构的概略图。
图12是表示从实施例1~3的发光装置释放的输出光的分光分布的曲线图。
图13是表示对于实施例2的分光分布通过调整绿色光成分的比例而得到的分光分布的曲线图。
具体实施方式
以下,参照附图对本实施方式的发光装置及使用该发光装置的电子设备进行说明。另外,以下说明的实施方式都表示优选的具体例。因而,在以下的实施方式中表示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置及连接形态等只不过是一例,不是限定本实施方式的意思。另外,图2至图8及图11是示意图,并不一定是严密地图示的。此外,在图2至图8及图11中,对于相同的结构赋予相同的标号,将重复的说明省略或简略化。
图1表示本实施方式的发光装置释放的输出光的分光分布的一例。图2至图6概略地表示本实施方式的发光装置的结构例。本实施方式的发光装置10是将至少两种发光元件5、6和至少两种荧光体7、8组合而成,并释放输出光9的发光装置。
[输出光]
如图1所示,本实施方式的发光装置释放的输出光9至少包括色调相互不同的第一光成分1、第二光成分2、第三光成分3及第四光成分4。
第一光成分1是来源于第一发光元件5释放的光(一次光)的光成分,第二光成分2是来源于第二发光元件6释放的光(一次光)的光成分。这些光成分都是在380nm以上且小于700nm、优选的是在435nm以上且小于670nm的波长范围内具有强度最大值的可见的光成分。
第三光成分3是来源于第一荧光体7释放的第一波长变换光3A的光成分,并且是在435nm以上且小于700nm、优选的是在500nm以上且小于600nm的波长范围内具有强度最大值的可见的光成分。
第四光成分4是来源于第二荧光体8释放的第二波长变换光4A的,在700nm以上且小于2500nm、优选的是在750nm以上且小于1800nm的波长范围内具有强度最大值的近红外的光。另外,该波长范围的上限即最长波长也可以是800nm、900nm、1000nm、1200nm或1500nm。
这样的输出光9包含能够由人眼辨识的可见的光成分,即第一光成分1、第二光成分2及第三光成分3、以及难以由人眼看到的近红外的光成分即第四光成分4。因此,通过使用输出光9,能够用人眼确认被照射的物体,并且通过近红外分光法等进行对内部的非破坏性检查等。
此外,发光装置10释放具有至少四种光被加法混色的色调的输出光9。即,输出光9包含将电力进行变换而成的一次光(由发光元件释放的第一光成分及第二光成分)和对该一次光进行波长变换而成的波长变换光(由第一荧光体及第二荧光体进行波长变换后的第一波长变换光及第二波长变换光)。因此,通过控制向第一发光元件5及第二发光元件6供给的电力,能够独立地控制第一光成分1及第二光成分2的输出强度。此外,通过改变第一荧光体7及第二荧光体8的种类,还能够独立地控制第三光成分3及第四光成分4的色调。
这样,发光装置10能够释放容易应对顾客对于被照射的物体的辨识性及其非破坏性检查等的希望、并且对于人眼和检测器这两者都适合的输出光。
输出光9的分光分布在650nm以上且750nm以下的波长范围内具有波谷部T。并且,650nm以上且750nm以下的波长范围内的强度最小值优选的是小于380nm以上且2500nm以下、特别是380nm以上且960nm以下的波长范围内的强度最大值的30%。此外,该强度最小值更优选的是小于380nm以上且2500nm以下、特别是380nm以上且960nm以下的波长范围内的强度最大值的20%,更加优选的是小于其10%。如果这样,则以可见的光成分为主体的第一光成分1、第二光成分2和第三光成分3的混合光成分与具有近红外的光成分的第四光成分4的干涉变少。即,成为以波长700nm附近为边界,可见的光成分和近红外的光成分某种程度被分离的分光分布。因此,在检测将照射了输出光9的物体透射或被其反射的近红外的光成分的检测器中,能够提高S/N比(信号/噪声比)。
这样的分光分布可以通过发光元件(第一发光元件5或第二发光元件6)释放与第四光成分4的短波长侧最接近的光成分、并且使其为光谱半值宽度窄的光来得到。换个角度讲,这样的分光分布可以通过上述发光元件释放位于380nm以上且小于700nm的波长范围内的最长波长侧的光成分、并且使其为光谱半值宽度窄的光来得到。
在由检测器检测到近红外的光成分之后对检测信号进行傅里叶变换而使用的用途(例如,光干涉断层成像)等中,第四光成分4的分光分布优选的是具有单峰性。此外,第四光成分4的分光分布更优选的是具有正态分布或具有与其接近的分光分布。并且,此时,第四光成分4的分光分布优选的是在超过700nm的波长区域中强度的波长依赖性不伴随急剧的变化。具体而言,在超过700nm的波长区域中,分光分布的强度优选的是变化不超过±8%/nm,更优选的是变化不超过±3%/nm。
另外,如果将接近于正态分布的分光分布的程度用数值表示,则为如下。在第四光成分4中,设呈现强度最大值的波长为λP,设强度为该强度最大值的一半的短波长侧和长波长侧的波长分别为λS和λL。此时,λP、λS及λL满足1≤(λL-λP)/(λP-λS)<2.0,优选的是满足1≤(λL-λP)/(λP-λS)<1.8。
这样,通过第四光成分4的分光分布具有正态分布或具有与其接近的分光分布,能够抑制傅里叶变换后的伪信号的生成。因此,能够使检测器检测到品质优良的检测信号。
第一光成分1、第二光成分2及第三光成分3中的至少一个优选的是具有波长510nm以上且小于600nm的蓝绿~绿~黄~橙色的光成分。此外,第一光成分1、第二光成分2及第三光成分3中的至少一个更优选的是具有波长530nm以上且小于580nm的绿~黄色,更加优选的是具有波长545nm以上且小于565nm的绿色的光成分。这样的光成分由人眼感受的强度强,进而能够感到明亮。因此,成为释放容易辨识被照射物的输出光9的发光装置10。
在发光装置10中,第一光成分1、第二光成分2及第三光成分3中的至少一个优选的是具有波长460nm以上且小于550nm的蓝~蓝绿~绿的光成分。此外,第一光成分1、第二光成分2及第三光成分3中的至少一个更优选的是具有波长480nm以上且小于530nm的蓝绿~绿色,更加优选的是具有波长490nm以上且小于520nm的蓝绿~绿色的光成分。这样的光成分在光量小的暗处观察的状况下,由人眼感受的强度强,进而能够感到明亮。因此,成为释放容易在黑暗中等辨识被照射的物体的输出光9的发光装置10。
在发光装置10中,第一光成分1、第二光成分2及第三光成分3中的至少一个优选的是具有波长610nm以上且小于670nm的光成分,更优选的是具有波长630nm以上且小于660nm的红色的光成分。这样的光成分具有使被照射物的肤色或红色看起来美丽、或看起来颜色鲜艳的光。因此,成为释放使被照射的人的脸或皮肤的观感、具有红色的食用肉或水果等的外观良好的输出光9的发光装置10。
另外,第四光成分4在以波长850nm为起点的情况下,优选的是随着波长变成而强度下降。此外,第四光成分4能够使得波长1000nm下的荧光强度低于波长850nm的荧光强度的10%。此外,作为起点的波长优选的是比850nm短,例如可以设为800nm。具体而言,第四光成分4在以波长800nm为起点的情况下,优选的是随着波长变长而强度下降。此外,第四光成分4可以使得波长1000nm下的荧光强度低于波长800nm的荧光强度的10%,进而也可以使得波长950nm下的荧光强度低于波长800nm的荧光强度的10%。如果这样,则成为容易作为热光线发挥功能的长波长区域的近红外线或中红外线的比例小的输出光9。因此,成为有利于对食品类等因热而容易受到不良影响的物体进行检查的用途的发光装置10。
第四光成分4优选的是光谱半值宽度、即第四光成分4的强度最大值成为1/2的强度的光谱的长波长侧与短波长侧的波长差超过70nm,更优选的是超过100nm。由此,成为遍及较大的波长区域而具有波长不同的近红外的光成分的输出光9。因此,成为有利于对近红外光的吸收波长不同或容易因周围环境而变动的物体进行检查及评价等的发光装置10。
这里,将第一光成分1、第二光成分2及第三光成分3混合后的光优选的是包含蓝色的光成分、蓝绿~绿~黄色的光成分和红色的光成分。蓝色的光成分优选的是435nm以上且小于480nm的波长范围内的光成分,更优选的是在该波长范围内具有强度最大值的光成分。蓝绿~绿~黄色的光成分优选的是500nm以上且小于580nm的波长范围内的光成分,更优选的是在该波长范围内具有强度最大值的光成分。红色的光成分优选的是600nm以上且小于700nm的波长范围内的光成分,更优选的是在该波长范围内具有强度最大值的光成分。由此,输出光9包含作为光的三原色的蓝、绿和红的光成分,所以成为能够输出显色性高的可见光的发光装置10。此外,成为有利于将被照射物照原样呈现的发光装置10。进而,由于较多地释放光的三原色及近红外的光成分,所以成为与被称作RGB-NIR成像的成像技术的兼容性良好的发光装置10。
第一光成分1可以设为来源于第一发光元件5释放的第一一次光1A、并且在435nm以上且小于480nm的波长范围内具有强度最大值的蓝色光成分。此外,第一光成分1优选的是设为在440nm以上且小于470nm的波长范围内具有强度最大值的蓝色光成分。这样的第一光成分1可以使用释放蓝色光的发光二极管(LED)或激光二极管(LD)等通常的固体发光元件来得到。因此,成为有利于快速的商品开发及工业生产的发光装置10。
第二光成分2可以设为来源于第二发光元件6释放的第二一次光2A、并且在500nm以上且小于580nm的波长范围内具有强度最大值的绿~黄色的光成分,优选的是在510nm以上且小于560nm的波长范围内具有强度最大值的绿色的光成分。或者,第二光成分2可以设为来源于第二发光元件6释放的第二一次光2A、并且在600nm以上且小于680nm的波长范围内具有强度最大值的红色的光成分,优选的是在610nm以上且小于660nm的波长范围内具有强度最大值的光成分。
第三光成分3可以设为来源于第一荧光体7释放的第一波长变换光3A、并且在500nm以上且小于700nm的波长范围内具有强度最大值的绿~黄~橙~红色的光成分。此外,第三光成分3可以设为来源于第一荧光体7释放的第一波长变换光3A、并且在500nm以上且小于600nm的波长范围内具有强度最大值的绿~黄~橙的光成分。第三光成分3可以设为来源于第一荧光体7释放的第一波长变换光3A、并且在520nm以上且小于560nm的波长范围内具有强度最大值的绿色的光成分。
如果将第二光成分2及第三光成分3设为上述那样,则在输出光9中,第一发光元件5释放的第一光成分1、第二发光元件6释放的第二光成分2和第一荧光体7释放的第三光成分3形成光的三原色。因此,通过控制各个光成分的强度、色调,能够在较大的色度范围内控制输出光9的色调,进而能够得到高显色性的输出光9。
另外,第二光成分2优选的是来源于第二发光元件6释放的第二一次光2A、并且在600nm以上且小于680nm的波长范围内具有强度最大值的红色的光成分。此外,第二光成分2更优选的是来源于第二发光元件6释放的第二一次光2A、并且在610nm以上且小于660nm的波长范围内具有强度最大值的红色的光成分。如果这样,则对于在红色的波长范围内具有强度最大值的光成分能够使光谱半值宽度变窄。因此,成为容易兼顾输出光9的可见光成分的高输出化和高显色性化的发光装置10。
第四光成分4优选的是第二光成分2被第二荧光体8波长变换后的光,即第二波长变换光4A。如果这样,则能够减小基于第二荧光体8的光吸收和荧光释放的能量差(斯托克斯频移)。因此,能够抑制因随着从可见光向近红外光的波长变换所发生的能量损失而第二荧光体8发热、并因该荧光体的温度上升而消光的现象(温度消光)。因而,成为有利于近红外的光成分的高输出化的发光装置10。
第三光成分3优选的是第一光成分1被第一荧光体7波长变换后的光,即第一波长变换光3A。如果这样,则能够减小基于第一荧光体7的光吸收和荧光释放的能量差。因此,能够抑制因随着从可见光向波长比其长的可见光的波长变换所发生的能量损失而第一荧光体7发热、并因该荧光体的温度上升而消光的现象。因此,成为能够以较高的光子变换效率输出第三光成分3的发光装置10。
在输出光9中,可以使小于波长700nm的光成分的能量强度的积分值比波长700nm以上的光成分的能量强度的积分值大。此外,小于波长700nm的光成分的能量强度的积分值也可以超过波长700nm以上的光成分的能量强度的积分值的2倍,也可以超过3倍。如果这样,则能见度大的可见光的能量强度变得比包含能见度小的近红外光的光成分的能量强度大。因此,容易使得由人眼看起来被照射物明亮,进而根据需要还能够进行被照射物的非破坏性检查等。
此外,在输出光9中,可以使小于波长700nm的光成分的能量强度的积分值比波长700nm以上的光成分的能量强度的积分值小。此外,小于波长700nm的光成分的能量强度的积分值也可以低于波长700nm以上的光成分的能量强度的积分值的一半,也可以低于1/3。如果这样,则包含近红外光的光成分的能量强度变得比可见光的能量强度大。因此,这样的输出光9适合于高精度的非破坏性检查、微小物体的非破坏性检查、大范围的非破坏性检查、大物体或有厚度的物体的非破坏性检查等。此外,根据需要,还能够用人眼简单地确认被照射物的表面状态等。此外,由于释放可见光成分的输出比例小的输出光9,所以也成为在缓解输出光9的晃眼方面有利的发光装置。
在发光装置10中,可以使输出光9呈现白色。例如,优选的是将第一光成分1、第二光成分2及第三光成分3适当组合,通过加法混色使输出光成为白色光。如果这样,则发光装置10成为同时释放接近于自然光的色调的光和高输出的近红外线,能够兼作为一般照明和工业用照明。因此,发光装置10能够利用于在以接近于自然的状态被照射的环境下检测被照射物的状态的检测装置、以及检查被照射物的内部构造或缺陷的检查装置。
在发光装置10中,呈现白色的输出光9的平均显色评价数Ra优选的是超过80,更优选的是超过90。如果这样,则通过高显色性的光,能够使蔬菜水果、食用肉及鲜鱼等看起来富有鲜度感。另一方面,通过检测照射这些的近红外光的反射光或透射光,能够进行内部的损伤状况或鲜度等的评价。因此,例如能够不被第三者觉察地掌握陈列于卖场的蔬菜水果的损伤状况,在确认了损伤的情况下从卖场尽快撤出。
此外,通过高显色性的光,能够使人的脸及皮肤、或体内的器官等看起来美观。另一方面,通过近红外光的反射光或透射光的检测,能够进行人的健康状态或疾病等的评价。进而,通过高显色性的光,对于动植物能够感到接近于自然的生机。另一方面,通过近红外光,能够进行动植物的健康状态或受伤的状态等的评价。此外,在通过高显色性的光实现不逊色于用自然光照射时的状态后,能够不被人觉察地通过近红外光进行被照射物的监视及计测。
呈现白色的输出光9可以在至少440nm以上且小于660nm的波长范围内的全域中具有分光强度。此外,呈现白色的输出光9也可以在至少430nm以上且小于900nm的波长范围内的全域中具有分光强度。即,可以使光成为在上述的波长范围内不存在强度为零的波长成分的分光分布的光。这样的输出光9能够用波长不同的较多的光照射对象物。此外,输出光9优选的是在遍及从短波长可见域(蓝紫)到近红外域的全域中具有分光强度。由此,能够应用于在拍摄根据照射的波长而不同的反射光之后汇集、并使被照射的物体的特征可视化的高光谱成像。
另外,图1的实线表示作为第一发光元件5、第二发光元件6、第一荧光体7、第二荧光体8而使用以下的元件的发光装置的输出光9的分光分布的一例。作为第一发光元件5使用蓝色发光二极管,第一光成分1的峰值波长是450nm。作为第二发光元件6而使用红色发光二极管,第二光成分2的峰值波长是635nm。作为第一荧光体7而使用被Ce3+激活的钇铝石榴石型荧光体,第三光成分3的荧光峰值波长是535nm。作为第二荧光体8而使用被Cr3+激活的钆镓石榴石型荧光体,第四光成分4的荧光峰值波长是765nm。
如图1的实线所示,输出光9的分光分布在650nm到750nm的波长范围内具有波谷部T,以波谷部T为界,可见光成分和近红外光成分被分离。进而,650nm以上且750nm以下的波长范围内的强度最小值即波长690nm附近的强度,小于380nm以上且2500nm以下的波长范围内的强度最大值即波长450nm附近的强度的30%。
此外,由图1的实线表示的分光分布的相关色温、duv(表示相对于黑体辐射的偏移的指标)及平均显色评价数Ra分别是8115K、0.6及93。这样,由于duv处于±1的范围内,所以可以说是接近于自然光的光色。此外,由于Ra超过90,所以图1的实线的输出光是接近于自然光的高显色性。
图1的虚线表示作为第一发光元件5、第二发光元件6、第一荧光体7、第二荧光体8而使用以下的元件的发光装置的输出光9的分光分布的一例。作为第一发光元件5而使用蓝色发光二极管,第一光成分1的峰值波长是450nm。作为第二发光元件6而使用红色发光二极管,第二光成分2的峰值波长是660nm。作为第一荧光体7而使用被Ce3+激活的钇铝石榴石型荧光体,第三光成分3的荧光峰值波长是555nm。作为第二荧光体8而使用被Cr3+激活的钆镓石榴石型荧光体,第四光成分4的荧光峰值波长是765nm。
如图1的虚线所示,输出光9的分光分布在650nm到750nm的波长范围内具有波谷部T,以波谷部T为界,可见光成分和近红外光成分被分离。进而,650nm以上且750nm以下的波长范围内的强度最小值即波长690nm附近的强度,小于380nm以上且2500nm以下的波长范围内的强度最大值即波长770nm附近的强度的30%。
由图1的虚线表示的分光分布的相关色温、duv及平均显色评价数Ra分别是4839K,-13.6及86。这里,由于适合作为一般照明用的相关色温是2800K以上且小于7000K,所以图1的虚线的输出光适合于一般照明。此外,虽然duv处于±30的范围内,但Ra超过85,所以图1的虚线的输出光也是接近于自然光的高显色性。
另外,关于相关色温、duv及平均显色评价数Ra的数值,可以通过使用有关照明设计的光源技术来调整分光分布而设为希望的数值。例如,相关色温可以调整为2800K以上且小于18000K、特别是3000K以上且小于8000K的范围内的任意的数值。此外,平均显色评价数Ra可以调整为70以上且小于100、特别是80以上且小于98的范围内的任意的数值。duv可以调整为-30以上且小于30、特别是-10以上且小于10的范围内的任意的数值。
此外,相关色温低的光为接近于灯泡释放的光的光色,相关色温高的光为接近于白天的太阳光的光色。平均显色评价数小的光为有利于高光束化的光,平均显色评价数大的光为接近于自然光的光。Duv小的光为绿色的光成分比较少且带有紫色感的光,duv大的光为带有增大能见度的绿色感且有利于高光束化的光。Duv接近于零的光为与自然光的色调接近的光。
在图1的分光分布中,第一光成分1来源于作为蓝色发光二极管(第一发光元件5)释放的第一一次光1A的蓝色光。第二光成分2来源于作为红色发光二极管(第二发光元件6)释放的第二一次光2A的红色光。第三光成分3来源于作为第一荧光体7的被Ce3+激活的钇铝石榴石型荧光体释放的可见变换光。第四光成分4来源于作为第二荧光体8的被Cr3+激活的钆镓石榴石型荧光体释放的可见变换光。
输出光9的分光分布如图1的实线所示,优选的是波长380nm以上且小于700nm的光成分的强度呈现最大值。特别是,输出光9的分光分布其小于波长700nm的光成分的强度最大值优选的是超过波长700nm以上的光成分的强度最大值的1.5倍,更优选的是超过2倍,更加优选的是超过3倍。由此,成为可见的光成分比例多、进而向可见的光成分的变换效率高的发光装置。
输出光9的分光分布如图1的虚线所示,也优选的是波长700nm以上的光成分的强度呈现最大值。特别是,输出光9的分光分布其波长700nm以上的光成分的强度最大值优选的是超过波长380nm以上且小于700nm的光成分的强度最大值的1.5倍,更优选的是超过2倍,更加优选的是超过3倍。
此外,波长380nm以上且小于700nm的光成分的强度最大值优选的是小于波长700nm以上的光成分的强度最大值的50%,更优选的是小于其30%,更加优选的是小于其10%。由此,成为近红外的光成分比例多、进而向近红外的光成分的变换效率高的发光装置。
另外,输出光9的分光分布如图1所示,优选的是实质上不包含小于波长380nm的紫外域的光成分。由此,成为能够将投入电力仅变换为可见光和红外光、向可见光和红外光的能量变换效率高的发光装置。
输出光9的分光分布优选的是作为第四光成分4而具有来源于Cr3+离子的4T2→4A2的电子能量跃迁的较宽的荧光成分。此外,该荧光成分优选的是在700nm以上的波长区域具有荧光峰值。由此,输出光9具有遍及较大的波长范围的近红外光成分,所以能够将发光装置10适当地利用于高光谱成像。
输出光9的分光分布优选的是遍及至少410nm以上且小于700nm、更优选的是遍及380nm以上且小于780nm的可见的波长区域的全域具有光成分。由此,能够用人眼确认被照射物。此外,成为遍及可见域的全波长范围而释放能够利用于光谱成像的光成分的发光装置。
[发光装置的结构]
接着,说明有关本实施方式的发光装置的具体的结构。
如图2至图6所示,本实施方式的发光装置10至少将第一发光元件5、第二发光元件6、第一波长变换体7A和第二波长变换体8A组合而成。第一发光元件5释放作为第一光成分1的来源的第一一次光1A。第二发光元件6释放作为第二光成分2的来源的第二一次光2A。第一波长变换体7A释放作为第三光成分3的来源的第一波长变换光3A。第二波长变换体8A释放作为第四光成分4的来源的第二波长变换光4A。
第一波长变换体7A包含第一荧光体7,第二波长变换体8A包含第二荧光体8。另外,第一波长变换体7A和第二波长变换体8A也可以一体化。即,如图3所示,也可以在一个波长变换体中包含第一荧光体7和第二荧光体8双方。
第一一次光1A及第二一次光2A与第一光成分1及第二光成分2同样是色调不同的光成分。并且,第一一次光1A及第二一次光2A优选的是在380nm以上且小于700nm的波长范围内具有强度最大值的可见的光成分,更优选的是在435nm以上且小于670nm的波长范围内具有强度最大值的可见的光成分。例如,第一一次光1A可以设为在435nm以上且小于560nm的波长范围内具有强度最大值的光,优选的是设为在440nm以上且小于480nm的波长范围内具有强度最大值的光。第二一次光2A可以设为在500nm以上且小于700nm的波长范围内具有强度最大值的光,优选的是设为在610nm以上且小于670nm的波长范围内具有强度最大值的光。
第一波长变换光3A与第三光成分3同样,是在435nm以上且小于700nm的波长范围内具有强度最大值的可见的光成分。例如,第一波长变换光3A可以设为在500nm以上且小于600nm的波长范围内具有强度最大值的光,优选的是设为在510nm以上且小于560nm的波长范围内具有强度最大值的光。
第二波长变换光4A与第四光成分4同样,是在700nm以上且小于2500nm的波长范围内具有强度最大值的近红外的光成分。例如,第二波长变换光4A可以设为在750nm以上且小于1800nm的波长范围内具有强度最大值的光,优选的是设为在780nm以上且小于1500nm的波长范围内具有强度最大值的光。
(第一发光元件5、第二发光元件6)
第一发光元件5是放射第一一次光1A的发光元件,第二发光元件6是放射第二一次光2A的发光元件。作为第一发光元件5及第二发光元件6,例如可以使用发光二极管或激光二极管等的固体发光元件。
并且,通过作为第一发光元件5及第二发光元件6而使用释放1W以上的能量的光的LED模块或激光二极管,成为能够期待几百mW级别的光输出的发光装置10。如果作为第一发光元件5及第二发光元件6而使用释放3W以上或10W以上的能量的光的LED模块,则成为能够期待几W级别的光输出的发光装置10。此外,通过作为第一发光元件5及第二发光元件6而使用释放30W以上的能量的光的LED模块,成为能够期待超过10W的光输出的发光装置10。通过作为第一发光元件5及第二发光元件6而使用释放100W以上的能量的光的LED模块,成为能够期待超过30W的光输出的发光装置10。
此外,可以使用激光二极管,使得第一一次光1A及第二一次光2A的至少一方为激光。由此,成为向第一波长变换体7A及第二波长变换体8A的至少一方照射高密度的聚光(Spotlight)的规格。因此,也能够使发光装置成为高输出的点光源,能够扩大固体照明的工业利用范围。
作为这样的激光二极管,例如可以使用端面发光激光器(EEL:Edge EmittingLaser)、垂直共振器面发光型激光器(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser)等。
进而,通过具备光纤等导光部件,能够成为第一发光元件5及第二发光元件6的至少一方和第一波长变换体7A及第二波长变换体8A的至少一方在空间上分离的结构。由此,成为发光部能够轻便自如地移动、容易自如地改变照射场所的发光装置。
第一发光元件5放射的第一一次光1A的光能密度优选的是超过0.3W/mm2,更优选的是超过1.0W/mm2。此外,第二发光元件6放射的第二一次光2A的光能密度优选的是超过0.3W/mm2,更优选的是超过1.0W/mm2。在此情况下,第一一次光1A及第二一次光2A的光能密度大。因此,成为即使采用将光扩散后的第一一次光1A及第二一次光2A向第一波长变换体7A及第二波长变换体8A照射的结构,也释放比较强的输出光9的发光装置。此外,成为如果采用将没有被光扩散的第一一次光1A及第二一次光2A向第一波长变换体7A及第二波长变换体8A照射的结构,则释放光能密度大的输出光9的发光装置。
第一发光元件5释放的第一一次光1A及第二发光元件6释放的第二一次光2A的光能密度的上限没有特别限定,例如可以设为30W/mm2。
如上述那样,在发光装置10中,第一发光元件5及第二发光元件6优选的是固体发光元件,优选的是发光二极管及激光二极管的至少一方。但是,第一发光元件5及第二发光元件6并不限定于这些,只要能够释放高输出的第一一次光1A及第二一次光2A,则可以使用所有的发光元件。
第一发光元件5及第二发光元件6的至少一方优选的是采用具备多个固体发光元件的结构。如果这样,则容易使第一一次光1A及第二一次光2A的输出变大,所以成为有利于高输出化的发光装置。另外,固体发光元件的个数没有特别限定,例如可以设为9个以上、16个以上、25个以上、36个以上、49个以上、64个以上、81个以上或100个以上。此外,固体发光元件的个数的上限也没有特别限定,例如可以设为9个、16个、25个、36个、49个、64个、81个或100个。
在发光装置10中,第一发光元件5及第二发光元件6的至少一方优选的是面发光型的光源。此外,优选的是第一发光元件5及第二发光元件6双方是面发光型的光源。由此,能够抑制向波长变换体照射的第一一次光1A及第二一次光2A的强度分布的偏差及色调的不匀。因此,成为能够抑制输出光9的强度分布的偏差及色调的不匀的发光装置。
(第一波长变换体、第二波长变换体)
在有关本实施方式的发光装置10中,第一波长变换体7A可以通过至少将第一荧光体7用封固件进行封固来制作。此外,第二波长变换体8A可以通过至少将第二荧光体8用封固件进行封固来制作。封固件优选的是有机材料及无机材料的至少一方,特别优选的是透明(透光性)有机材料及透明(透光性)无机材料的至少一方。作为有机材料的封固件,例如可以列举出硅树脂等的透明有机材料。作为无机材料的封固件,例如可以列举出低熔点玻璃等的透明无机材料。
此外,第一波长变换体7A可以使用粘接件等做成以第一荧光体为主体的全无机的波长变换体。进而,第一波长变换体7A通过将第一荧光体烧结,还能够做成无机材料的烧结体即荧光陶瓷。同样,第二波长变换体8A可以使用粘接件等做成以第二荧光体为主体的全无机的波长变换体。进而,第二波长变换体8A通过将第二荧光体烧结,还能够做成无机材料的烧结体,特别是荧光陶瓷。此外,也可以将这样的波长变换体及荧光陶瓷适当复合化。例如,也可以将波长变换体及荧光陶瓷层叠来使用。
树脂封固的波长变换体由于能够使用粉末荧光体比较容易地制造,所以在提供比较便宜的发光装置方面为有利的。此外,全无机的波长变换体由于导热性优良,所以发光装置的散热设计变得容易。因此,能够抑制波长变换体的温度上升来减少荧光体的温度消光,所以成为有利于高输出化的发光装置。
第一波长变换体7A及第二波长变换体8A的厚度没有特别限定。但是,如果列举一例,则第一波长变换体7A及第二波长变换体8A的最大厚度优选的是100μm以上且小于5mm,更优选的是200μm以上且小于1mm。
第一波长变换体7A优选的是配置为,将第一发光元件5的光输出面的整体覆盖。此外更优选的是,第一发光元件5是面发光光源,第一波长变换体7A配置为,将该面发光光源的光输出面的整体覆盖。同样,第二波长变换体8A优选的是配置为,将第二发光元件6的光输出面的整体覆盖。此外更优选的是,第二发光元件6是面发光光源,第二波长变换体8A配置为,将该面发光光源的光输出面的整体覆盖。由此,成为第一一次光1A高效地照射在第一波长变换体7A上的结构。同样,成为第二一次光2A高效地照射在第二波长变换体8A上的结构。因此,第一一次光1A及第二一次光2A的变换效率变高,成为高效率的发光装置10。
另外,第一波长变换体7A及第二波长变换体8A优选的是具有透光性。由此,能够有效地输出在波长变换体的内部被波长变换而生成的光成分,成为有利于高输出化的发光装置。
(第一荧光体)
第一荧光体7是将第一发光元件5释放的第一一次光1A的至少一部分吸收并变换为第一波长变换光3A的荧光体。作为第一荧光体7,例如可以使用周知为用于固体照明光源的各种无机荧光体。
例如,如果作为第一荧光体7而使用释放在435nm以上且小于500nm的波长范围内呈现荧光强度最大值的蓝色的波长变换光的荧光体,则输出光9包含蓝色的光成分。此时,作为第一一次光1A,可以使用波长是380nm以上、并且在小于呈现上述荧光强度最大值的波长的范围内呈现强度最大值的光。
例如,如果作为第一荧光体7而使用释放在470nm以上且小于530nm的波长范围内呈现荧光强度最大值的蓝绿色或绿色的波长变换光的荧光体,则输出光9包含蓝绿色的光成分。此时,作为第一一次光1A,可以使用波长是380nm以上、并且在小于呈现上述荧光强度最大值的波长的范围内呈现强度最大值的光。
例如,如果作为第一荧光体7而使用释放在500nm以上且小于560nm的波长范围内呈现荧光强度最大值的绿色或黄绿色的波长变换光的荧光体,则输出光9包含绿色的光成分。此时,作为第一一次光1A,可以使用波长是380nm以上、并且在小于呈现上述荧光强度最大值的波长的范围内呈现强度最大值的光。此外,作为第一一次光1A,优选的是使用在435nm以上且小于500nm的波长范围内呈现强度最大值的光。
例如,如果作为第一荧光体7而使用释放在560nm以上且小于600nm的波长范围内呈现荧光强度最大值的黄色或橙色的波长变换光的荧光体,则输出光9包含黄色的光成分。此时,作为第一一次光1A,可以使用波长是380nm以上、并且在小于呈现上述荧光强度最大值的波长的范围内呈现强度最大值的光。此外,作为第一一次光1A,优选的是使用在435nm以上且小于500nm或500nm以上且小于560nm的波长范围内呈现强度最大值的光。
例如,如果作为第一荧光体7而使用释放在600nm以上且小于700nm、特别是在610nm以上且小于660nm的波长范围内呈现荧光强度最大值的红色或深红色的波长变换光的荧光体,则输出光9包含红色的光成分。此时,作为第一一次光1A,可以使用波长是380nm以上、并且在小于呈现上述荧光强度最大值的波长的范围内呈现强度最大值的光。此外,作为第一一次光1A,优选的是使用在435nm以上且小于500nm、500nm以上且小于560nm或560nm以上且小于600nm的波长范围内呈现强度最大值的光。
另外,如果作为第一荧光体7而使用释放包含在暗处观察时能见度高的蓝绿色的光成分的波长变换光的荧光体,则成为释放在暗处或黑暗中容易辨识的输出光9的发光装置10。此外,如果作为第一荧光体7而使用释放包含在亮处观察时能见度高的绿色的光成分的波长变换光的荧光体,则成为释放在明亮处容易辨识的输出光9的发光装置10。
如果作为第一荧光体7而使用释放包含黄色的光成分的波长变换光的荧光体,则成为例如在使用通过紫外线或蓝色光容易感光的树脂的作业环境下有利的发光装置10。此外,如果作为第一荧光体7而使用释放包含红色的光成分的波长变换光的荧光体,则成为释放使食用肉、金枪鱼或苹果、或者人的皮肤等的观感变好的输出光9的发光装置10。
作为第一荧光体7,可以使用被稀土类离子及过渡金属离子的至少一方激活而释放可见的荧光的荧光体。稀土类离子优选的是Ce3+及Eu2+的至少一方,过渡金属离子特别优选的是Mn4+。并且,作为第一荧光体7,可以使用含有上述的离子作为发光中心,含有氧化物、硫化物、氮化物、卤化物、硫氧化物、氮氧化物及酰卤化物中的至少一种作为母体的荧光体。
更详细地讲,可以用作第一荧光体7的荧光体优选的是从由卤磷酸盐、磷酸盐、卤硅酸盐、硅酸盐、铝酸盐、铝硅酸盐、硼酸盐、锗酸盐、氮化硅酸盐、氮化铝硅酸盐、氮氧化硅酸盐及氮氧化铝硅酸盐构成的组中选择的至少一种。并且,第一荧光体7只要从这些化合物中适当选择适合于照明设计的化合物使用即可。
作为第一荧光体7特别优选的荧光体是具有石榴石型的晶体结构、被Ce3+激活的复合氧化物荧光体。这样的Ce3+激活石榴石荧光体优选的是稀土类铝石榴石荧光体。具体而言,Ce3+激活石榴石荧光体优选的是从由Lu3Al2(AlO4)3:Ce3+、Y3Al2(AlO4)3:Ce3+、Lu3Ga2(AlO4)3:Ce3+、Y3Ga2(AlO4)3:Ce3+构成的组中选择的至少一种。此外,Ce3+激活石榴石荧光体也优选的是将这些荧光体作为端员成分的固溶体。
Ce3+激活石榴石荧光体大多具有将蓝色光吸收而变换为绿色光的性质。因此,作为释放第一一次光1A的第一发光元件5,可以使用释放蓝色光的固体发光元件。由此,能够得到至少包含蓝色和绿色的两种光成分、且高显色性的输出光9。
此外,随着车载头灯技术及高输出投影仪技术等的发展,近年来,有利于确保高输出化及可靠性的Ce3+激活石榴石荧光体的陶瓷化技术也在发展。因此,也容易提供使用荧光陶瓷、在高输出化及可靠性方面有利的发光装置10。
(第二荧光体)
第二荧光体8是将第一发光元件5释放的第一一次光1A及第二发光元件6释放的第二一次光2A的至少一方吸收并变换为第二波长变换光4A的荧光体。此时,第二荧光体8吸收被照射的一次光的至少一部分。此外,第二荧光体8优选的是将第二发光元件6释放的第二一次光2A吸收并变换为第二波长变换光4A的荧光体。第二荧光体8例如可以使用周知为用于近红外光源的各种无机荧光体。
例如,如果作为第二荧光体8而使用释放在700nm以上且小于1700nm的波长范围内呈现荧光强度最大值的近红外的波长变换光的荧光体,则输出光9能够包含各种气体分子的吸光波长的光成分。此时,作为被吸收的一次光,可以使用在380nm以上且小于700nm的波长范围内呈现强度最大值的光。此外,作为该一次光,优选的是使用在500nm以上且小于580nm的波长范围内呈现强度最大值的从绿到黄色的光、或在600nm以上且小于680nm的波长范围内呈现强度最大值的红色的光。
另外,各种气体分子的吸光波长例如O2是760nm,NO2是830nm,H2O是1365nm,NH3是1530nm,C2H2是1530nm,CO是1567nm,CO2是1573nm,CH4是1651nm。
这里,利用近红外分光法能够得到关于氧(O2)、二氧化氮(NO2)及包含这些成分的物体的信息。并且,作为以这样的目的使用的第二荧光体8,适合的是释放在超过700nm且小于900nm的波长范围内、优选的是在超过750nm且小于850nm的波长范围内呈现荧光强度最大值的波长变换光的荧光体。
利用近红外分光法能够得到关于水(H2O)及包含水的物体的信息。并且,作为以这样的目的使用的第二荧光体8,适合的是释放在超过1200nm且小于1500nm的波长范围内、优选的是在超过1275nm且小于1425nm的波长范围内呈现荧光强度最大值的波长变换光的荧光体。
利用近红外分光法,能够得到关于氨(NH3)、碳化氢(C2H2、CH4等),碳氧化物(CO、CO2等)及包含这些成分的物体的信息。并且,作为以这样的目的使用的第二荧光体8,适合的是释放在超过1400nm且小于1800nm的波长范围内、优选的是在超过1500nm且小于1700nm的波长范围内呈现荧光强度最大值的波长变换光的荧光体。
相反,有时因从第二荧光体8发出的第二波长变换光4A被氧或二氧化氮吸收而对物体或系统带来不良影响。在此情况下,作为第二荧光体8,优选的是使用超过750nm且小于850nm的波长范围内的强度最大值小于700nm以上且小于1700nm的波长范围内的强度最大值的10%的荧光体。此外,作为第二荧光体8,优选的是使用超过700nm且小于900nm的波长范围内的强度最大值小于700nm以上且小于1700nm的波长范围内的强度最大值的10%的荧光体。进而,作为第二荧光体8,更优选的是使用在上述波长范围内不具有光成分的荧光体。
此外,有时因从第二荧光体8发出的第二波长变换光4A被水吸收而对物体或系统带来不良影响。在此情况下,作为第二荧光体8,优选的是使用超过1275nm且小于1425nm的波长范围内的强度最大值小于700nm以上且小于1700nm的波长范围内的强度最大值的10%的荧光体。此外,作为第二荧光体8,优选的是使用超过1200nm且小于1500nm的波长范围内的强度最大值小于700nm以上且小于1700nm的波长范围内的强度最大值的10%的荧光体。进而,作为第二荧光体8,优选的是使用在上述波长范围内不具有光成分的荧光体。
有时因从第二荧光体8发出的第二波长变换光4A被氨、碳化氢、碳氧化物吸收而对物体或系统带来不良影响。在此情况下,作为第二荧光体8,优选的是使用超过1500nm且小于1700nm的波长范围内的强度最大值小于700nm以上且小于1700nm的波长范围内的强度最大值的10%的荧光体。此外,作为第二荧光体8,优选的是使用超过1400nm且小于1800nm的波长范围内的强度最大值小于700nm以上且小于1700nm的波长范围内的强度最大值的10%的荧光体。进而,作为第二荧光体8,优选的是使用在上述波长范围内不具有光成分的荧光体。
另外,使用释放近红外的波长变换光的荧光体作为第二荧光体8的发光装置输出光电二极管的分光灵敏度高的光成分。并且,光电二极管专门利用于检测器用的传感器。因此,这样的发光装置能够适当地用于使用光电二极管的检查装置。
例如,在面向使用Si光电二极管或Si-PIN光电二极管的检查装置的情况下,第二荧光体8优选的是释放在700nm以上且小于1100nm的波长范围内呈现荧光强度最大值的波长变换光的荧光体。此外,在此情况下,第二荧光体8更优选的是释放在780nm以上且小于1050nm的波长范围内、特别在800nm以上且小于1000nm的波长范围内呈现荧光强度最大值的波长变换光的荧光体。
例如,在面向使用Ge光电二极管的检查装置的情况下,第二荧光体8优选的是释放在700nm以上且小于1600nm的波长范围内呈现荧光强度最大值的波长变换光的荧光体。此外,在此情况下,第二荧光体8更优选的是释放在1100nm以上且小于1550nm、特别在1300nm以上且小于1500nm的波长范围内呈现荧光强度最大值的波长变换光的荧光体。
例如,在面向使用InGaAs光电二极管的检查装置的情况下,第二荧光体8优选的是释放在900nm以上且小于1650nm的波长范围内呈现荧光强度最大值的波长变换光的荧光体。此外,在此情况下,第二荧光体8更优选的是释放在1000nm以上且小于1600nm、特别在1100nm以上且小于1600nm的波长范围内呈现荧光强度最大值的波长变换光的荧光体。
进而,使用释放比较短波长侧的近红外光的荧光体作为第二荧光体8的发光装置输出作为热线的波长4000nm以上的光成分的可能性低。因此,这样的发光装置能够适合用于容易因热而变质的物体的检查。
另一方面,作为第二荧光体8,也可以使用释放在780nm以上且小于2500nm、优选的是在800nm以上且小于2500nm的波长范围内呈现荧光强度最大值的比较长波长侧的近红外光的荧光体。由此,输出光9能够包含人眼不可见的红外线的光成分。并且,此时作为被吸收的一次光,可以使用在380nm以上且小于700nm的可见的波长范围内呈现强度最大值的光。
这样的使用释放比较长波长侧的近红外光的荧光体的发光装置输出波长比人眼可见的780nm短的可见光成分的可能性低。因此,这样的发光装置能够优选地用于不方便使人觉察到输出光9的存在的监视。
作为第二荧光体8,可以使用被稀土类离子及过渡金属离子的至少一方激活、并释放包含近红外的光成分的荧光的荧光体。稀土类离子优选的是从由Nd3+、Eu2+、Ho3+、Er3+、Tm3 +及Yb3+构成的组中选择的至少一种。过渡金属离子优选的是从由Ti3+、V4+、Cr4+、V3+、Cr3+、V2 +、Mn4+、Fe3+、Co3+、Co2+及Ni2+构成的组中选择的至少一种。并且,与第一荧光体7同样,作为第二荧光体8,可以使用含有上述的离子作为发光中心,含有氧化物、硫化物、氮化物、卤化物、硫氧化物、氮氧化物及酰卤化物的至少一种作为母体的荧光体。
另外,在第二荧光体8中作为荧光离子发挥功能的离子可以设为上述的稀土类离子及过渡金属离子的至少一种。并且,荧光离子只要具有将第一一次光1A及第二一次光2A的至少一方吸收并变换为近红外的光成分的性质就足够。但是,优选的荧光离子是Cr3+。即,第二荧光体8优选的是含有Cr3+作为荧光离子。
通过使用Cr3+作为荧光离子,容易得到具有将可见光、特别是蓝色光或红色光吸收并变换为近红外的光成分的性质的第二荧光体8。此外,根据母体的种类,还容易改变光吸收峰值波长、荧光峰值波长,在改变激励光谱形状、荧光光谱形状方面变得有利。进而,已知有很多将蓝色光、红色光吸收并变换为近红外的荧光成分的Cr3+激活荧光体。因此,不仅第一发光元件5及第二发光元件6的选择幅度变大,而且改变第二荧光体8释放的第二波长变换光4A的荧光峰值波长变得容易,所以有利于输出光的分光分布的控制。
另外,荧光离子为Cr3+的荧光体的种类只要是将第一一次光1A及第二一次光2A的至少一方吸收并变换为红外的荧光成分即可,没有特别限定。但是,作为Cr3+激活荧光体可以列举容易制造的复合金属氧化物。
作为第二荧光体8特别优选的荧光体是具有石榴石型的晶体结构、且被Cr3+激活的复合氧化物荧光体。这样的Cr3+激活石榴石荧光体优选的是稀土类铝石榴石荧光体及稀土类镓石榴石荧光体的至少一方。具体而言,Cr3+激活石榴石荧光体优选的是从由Y3Al2(AlO4)3:Cr3+、La3Al2(AlO4)3:Cr3+、Gd3Al2(AlO4)3:Cr3+、Y3Ga2(AlO4)3:Cr3+、La3Ga2(AlO4)3:Cr3 +、Gd3Ga2(AlO4)3:Cr3+、Y3Sc2(AlO4)3:Cr3+、La3Sc2(AlO4)3:Cr3+、Gd3Sc2(AlO4)3:Cr3+、Y3Ga2(GaO4)3:Cr3+、La3Ga2(GaO4)3:Cr3+、(Gd,La)3Ga2(GaO4)3:Cr3+、Gd3Ga2(GaO4)3:Cr3+、Y3Sc2(GaO4)3:Cr3+、La3Sc2(GaO4)3:Cr3+、Gd3Sc2(GaO4)3:Cr3+及(Gd,La)3(Ga,Sc)2(GaO4)3:Cr3+构成的组中选择的至少一种。此外,Cr3+激活石榴石荧光体也可以是将这些荧光体作为端员成分的固溶体。
这样的荧光体可以利用传统的固相反应来合成。例如,通过以含有荧光体的构成元素(稀土类、Al、Ga、Cr等)的多种金属氧化物的混合粉末为原料,在1600℃左右烧制来合成。
此外,例如由(Gd0.75La0.25)3(Ga0.5Sc0.47Cr0.03)2(GaO4)3的组成式表示的(Gd,La)3(Ga,Sc)2(GaO4)3:Cr3+荧光体在波长460nm附近和波长640nm附近具有激励光谱的峰值。并且,可以将这些波长的光吸收并变换为在波长780nm附近具有荧光峰值的光成分。另外,该荧光体能够将波长460nm附近的光和波长640nm附近的光以超过60%的光吸收率吸收,进而能够以90%左右的较高的光子变换效率进行波长变换。
Cr3+激活石榴石荧光体大多具有将蓝色光或红色光吸收并变换为深红色~近红外的光的性质。因此,作为第一发光元件5及/或第二发光元件6,可以使用释放蓝色光的固体发光元件及/或释放红色光的固体发光元件。由此,能够得到包含构成光的三原色(蓝、绿、红)的至少一种(蓝色或红色)光成分和近红外的光成分的输出光9。
特别是,使释放第一一次光1A的第一发光元件5为释放蓝色光的固体发光元件,使释放第二一次光2A的第二发光元件6为释放红色光的固体发光元件。进而,使释放第一波长变换光3A的第一荧光体7为将第一发光元件5释放的蓝色光变换为绿色光的Ce3+激活石榴石荧光体。此外,使释放第二波长变换光4A的第二荧光体8为将第二发光元件6释放的红色光变换为近红外的光的Cr3+激活石榴石荧光体。通过这样的结构,成为容易得到包含构成光的三原色(蓝、绿、红)的光成分和近红外的光成分、且高显色性的输出光9的发光装置10。
此外,近年来Ce3+激活石榴石荧光体的材料技术包括陶瓷化技术在内正在发展。因此,也容易将用Ce3+激活石榴石荧光体开发的技术应用于Cr3+激活石榴石荧光体。并且,如果使用以Cr3+激活石榴石荧光体为主体的荧光陶瓷,则在近红外的光成分(第四光成分4)的高输出化及装置的可靠性方面变得有利。
进而,关于Ce3+激活石榴石荧光体也存在多种多样的该荧光体,所以这些关联技术的筹备也较容易。因此,通过使用能够将用Ce3+激活石榴石荧光体开发的技术水平扩展的Cr3+激活石榴石荧光体,能够有效地开发希望的发光装置。
(发光装置的动作)
使用图2至图6说明本实施方式的发光装置10的动作。首先,如果向第一发光元件5及第二发光元件6供给电力,则第一发光元件5释放第一一次光1A,第二发光元件释放第二一次光2A。
如果从第一发光元件5放射的第一一次光1A入射到第一波长变换体7A,则第一波长变换体7A将第一一次光1A的一部分吸收,放射光能比其低的第一波长变换光3A。另一方面,如果从第二发光元件6放射的第二一次光2A入射到第二波长变换体8A,则第二波长变换体8A将第二一次光2A的一部分吸收,放射光能比其低的第二波长变换光4A。
这样生成的第一一次光1A、第二一次光2A、第一波长变换光3A及第二波长变换光4A分别成为生成第一光成分1、第二光成分2、第三光成分3及第四光成分的来源。并且,这些光成分形成分光分布,作为输出光9输出。
(发光装置的基本结构)
在图2至图6所示的发光装置中,第一一次光1A例如可以设为固体发光元件释放的蓝色光。第二一次光2A例如可以设为固体发光元件释放的红色光。第一波长变换光3A例如可以设为将蓝色光用第一荧光体7进行波长变换后的绿色光。第二波长变换光4A例如可以设为将红色光用第二荧光体8进行波长变换后的近红外光。
在这样的结构中,第一发光元件5可以为释放在430nm以上且小于480nm、优选的是在440nm以上且小于470nm的波长范围内具有峰值的蓝色光作为第一一次光1A的固体发光元件。第二发光元件6可以为释放在600nm以上且小于680nm、优选的是在610nm以上且小于660nm的波长范围内具有荧光峰值的红色光作为第二一次光2A的固体发光元件。第一荧光体7可以为将蓝色光吸收并变换为作为第一波长变换光3A的绿色光的荧光体,并且可以为被Ce3+或Eu2+激活的荧光体、特别是Ce3+激活石榴石荧光体。第二荧光体8可以为将蓝色光及/或红色光吸收并变换为作为第二波长变换光4A的近红外光的荧光体,并且可以为被过渡金属离子激活的荧光体、特别是Cr3+激活石榴石荧光体。
另外,第二发光元件6匹配于用途,可以代替释放红色光的固体发光元件而设为释放其他颜色的光的固体发光元件。具体而言,第二发光元件6也可以为释放在500nm以上且小于560nm、优选的是在510nm以上且小于550nm的波长范围内具有荧光峰值的绿色光的固体发光元件。此外,第二发光元件6也可以为释放在560nm以上且小于600nm、优选的是在575nm以上且小于600nm的波长范围内具有荧光峰值的黄色光或橙色光的固体发光元件。
如果采用这样的结构,则由第一光成分1、第二光成分2、第三光成分3及第四光成分构成的输出光9会具有可见和近红外双方的光成分。进而,输出光9的可见光和近红外光的边界附近的荧光强度变小,以某种程度以上的清晰度具有它们被分离的分光分布。
此外,作为第一光成分1的来源的第一一次光1A及作为第二光成分2的来源的第二一次光2A能够分别通过改变第一发光元件5及第二发光元件6的种类来改变色调。同样,作为第三光成分3的来源的第一波长变换光3A及作为第四光成分4的来源的第二波长变换光4A能够分别通过改变第一波长变换体7A及第二波长变换体8A的种类来改变色调。此外,通过改变向第一发光元件5及第二发光元件6供给的电力比例、第一波长变换体7A及第二波长变换体8A的厚度或荧光体的含有浓度,能够改变各光成分的输出比。因此,如果采用这样的结构,则输出光9的分光分布的控制变得容易。
另外,包含第二荧光体的波长变换体优选的是使第四光成分4透射。即,包含第二荧光体8的第二波长变换体8A优选的是具有使作为第四光成分4的来源的第二波长变换光4A透射的特性。如果这样,则第二波长变换体8A使近红外的光成分透射,抑制光子在波长变换体的内部被波长变换体自身吸收而消失。因此,成为有利于近红外线的高输出化的发光装置。
如图2所示,发光装置10也可以为使用将第一发光元件5及第一波长变换体7A组合而成的第一波长变换型发光元件、以及将第二发光元件6及第二波长变换体8A组合而成的第二波长变换型发光元件的结构。如果这样,则通过事前筹备设计为释放色调不同的光的第一波长变换型发光元件及第二波长变换型发光元件,仅通过它们的组合就能够对输出光9的色调进行控制。因此,成为有利于应对顾客的希望的发光装置。
如图3所示,发光装置10也可以为将第一波长变换体7A和第二波长变换体8A一体化、将第一发光元件5释放的第一一次光1A和第二发光元件6释放的第二一次光2A双方向一个波长变换体照射的结构。如果这样,则能够通过改变该波长变换体中包含的第一荧光体7与第二荧光体8的比例,来对输出光9的色调进行控制。此外,仅通过改变第一发光元件5和第二发光元件6的个数比例,就能够对输出光9的色调进行控制。进而,通过事前筹备设计为释放色调不同的光的波长变换体、第一发光元件5和第二发光元件6,仅通过它们的组合就能够对输出光9的色调进行控制。因此,成为有利于应对顾客的希望的发光装置。
如图4所示,发光装置10也可以为使用将第一发光元件5和第一波长变换体7A组合而成的第一波长变换型发光元件、第二发光元件6和第二波长变换体8A的结构。在此情况下,成为将透射了第一波长变换体7A的第一一次光1A和第二一次光2A双方向第二波长变换体8A照射的结构。如果这样,则通过事前筹备设计为释放色调不同的光的第一波长变换型发光元件、第二发光元件6和第二波长变换体8A,仅通过它们的组合就能够对输出光9的色调进行控制。因此,成为有利于应对顾客的希望的发光装置。
如图5所示,发光装置10也可以为使用预先分别准备的第一发光元件5、第二发光元件6、第一波长变换体7A和第二波长变换体8A的结构。在此情况下,成为将第一一次光1A和第二一次光2A双方向第一波长变换体7A照射、进而将透射了第一波长变换体7A的第一一次光1A和第二一次光2A双方向第二波长变换体8A照射的结构。如果这样,则通过事前筹备设计为释放色调不同的光的第一发光元件5、第二发光元件6、第一波长变换体7A和第二波长变换体8A,仅通过它们的组合就能够对输出光9的色调进行控制。因此,成为有利于应对顾客的希望的发光装置。
如图6所示,发光装置10也可以为使用预先分别准备的第一发光元件5、第二发光元件6、第一波长变换体7A和第二波长变换体8A的结构。在此情况下,成为第一一次光1A仅照射第一波长变换体7A,第二一次光2A仅照射第二波长变换体8A的结构。这样,也通过事前筹备设计为释放色调不同的光的第一发光元件5、第二发光元件6、第一波长变换体7A和第二波长变换体8A,仅通过它们的组合就能够对输出光9的色调进行控制。因此,成为有利于应对顾客的希望的发光装置。
如图3至图6所示,发光装置10可以为用第一波长变换体7A及第二波长变换体8A的正面(7Aa、8Aa)接受第一一次光1A及第二一次光2A、从背面(7Ab、8Ab)放射荧光的透射型的结构。此外,也可以为用第一波长变换体7A及第二波长变换体8A的正面(7Aa、8Aa)接受第一一次光1A及第二一次光2A、从相同的正面(7Aa、8Aa)放射荧光的反射型的结构。
如图3至图5所示,本实施方式的发光装置10可以为第一光成分1和第三光成分的混合光成分、以及第二光成分和第四光成分的混合光成分从相同的输出面输出的结构。如果这样,则将不包含近红外光的光成分和包含近红外光的光成分从相同的光输出面输出,所以成为有利于光输出面的小型化的发光装置。
更详细地讲,在发光装置10中,第一发光元件5释放的第一一次光1A及第二发光元件6释放的第二一次光2A都向第一波长变换体7A或第二波长变换体8A照射。此外,如图3至图5所示,可以构成为,第一光成分1和第三光成分的混合光成分、以及第二光成分和第四光成分的混合光成分从相同的输出面输出。并且,为了成为这样的结构,优选的是第一波长变换体7A和第二波长变换体8A都具有光透射性的构造。即,优选的是第一一次光1A及第二一次光2A双方透射第一波长变换体7A及/或第二波长变换体8A,能够将第一波长变换光3A及第二波长变换光4A一起输出的构造。
如果使发光装置10为图3至图5那样的结构,则能够使释放输出光9的光输出面的大小包含在第一波长变换体7A及第二波长变换体8A中的面积较大一方的范围内。因此,成为有利于小型化的发光装置。
在图5的发光装置10中,在与第一发光元件5及第二发光元件6接近一侧配置第一波长变换体7A,在远离一侧配置第二波长变换体8A。但是,也可以在与第一发光元件5及第二发光元件6接近一侧配置第二波长变换体8A,在远离一侧配置第一波长变换体7A。
如图2及图6所示,本实施方式的发光装置10可以为将第一一次光1A不向第二波长变换体8A照射而向第一波长变换体7A照射、输出第一一次光1A及第一波长变换光3A双方的结构。此外,可以为将第二一次光2A不向第一波长变换体7A照射而向第二波长变换体8A照射、输出第二一次光2A及第二波长变换光4A双方的结构。在此情况下,第一光成分1和第三光成分3的混合光成分以及第二光成分2和第四光成分4的混合光成分从相互不同的输出面输出。
如果是图2及图6那样的结构,则独立地具备放射包含近红外的光成分的第四光成分4的发光面和放射不包含近红外的光成分的可见光的发光面。并且,将不包含近红外的光成分的输出光和包含近红外的光成分的输出光分开输出。因此,能够将这些输出光分别独立地控制,进而能够根据用途而对近红外线和可见光的强度比、该可见光的色调进行控制。此外,能够将近红外线和可见光交替地输出。
例如,交替地照射近红外线和可见光的发光装置能够进一步抑制检测器中的近红外线的反射光与可见光的反射光的干涉。因此,通过使用该发光装置,能够提供能得到S/N比良好的信号的电子设备。
(发光装置的改良例)
接着,关于本实施方式的发光装置,对用于改善性能的改良例进行说明。
本实施方式的发光装置10通过使第一发光元件5及第二发光元件6为高输出型的元件、或增加发光元件的数量等手段,能够增加构成输出光9的光子的绝对数。由此,能够使从发光装置10释放的输出光9的光能超过3W,优选的是超过10W,更优选的是超过30W。此外,也能够使输出光9中的波长700nm以上的光成分的光能超过3W。通过采用这样的高输出型的发光装置,能够用较强的输出光(例如近红外光)照射,所以即使与被照射物的距离大,也能够照射比较强的近红外线。此外,即使被照射物是微小的、或具有较大厚度的,也能够得到关于被照射物的信息。
在发光装置10中,优选的是从多个固体发光元件供给被第二荧光体8变换为第四光成分4的光子的光子。由此,成为向第二荧光体8供给较多的光子的结构,所以成为有利于近红外的光成分的高输出化的发光装置10。
发光装置10也能够通过使第一发光元件5及第二发光元件6为激光二极管等的释放高光密度的一次光的发光元件、或将发光元件释放的光用光学透镜聚光等手段,提高向荧光体供给的光子密度。例如,能够使第一一次光1A及第二一次光2A的至少一方、特别是第二一次光2A的光能密度超过0.3W/mm2,优选的是超过1.0W/mm2,更优选的是超过3.0W/mm2。如果这样,则成为能够释放光能密度大的输出光9的发光装置。因此,例如成为能够将光能密度大的近红外的光进行点输出的发光装置。
在使用释放高光密度的光的发光元件作为第一发光元件5及第二发光元件6的情况下,能够使一次光的光能密度超过0.3W/mm2,优选的是超过1.0W/mm2,更优选的是超过3.0W/mm2。如果这样,则成为即使在采用将被光扩散后的一次光向第一波长变换体7A及第二波长变换体8A照射的结构的情况下,也释放比较强的输出光9的发光装置。此外,成为即使在将没有被光扩散的一次光向第一波长变换体7A及第二波长变换体8A照射的结构的情况下,也释放比较强的输出光9的发光装置。因此,能够提供在使用光输出面小的发光元件的同时能够大面积照射近红外光的发光装置,或照射光能密度大的近红外光的发光装置。
另外,通过选择适当的发光元件,能够对输出光9中的波长比440nm短的区域的光成分的强度进行调整,以使其低于荧光强度最大值的3%。此外,还能够对输出光9中的波长比440nm短的区域的光成分的强度进行调整,以使其低于荧光强度最大值的1%。如果这样,则成为光致抗蚀剂容易感光的紫外~蓝的波长区域的光成分的强度接近于零的输出光。因此,成为适合于在黄室中使用、且释放有利于进行半导体关联的检查作业的近红外的光的发光装置。
此外,在本实施方式的发光装置中,如上述那样,第一发光元件5及第二发光元件6优选的是使用发光二极管(LED)或激光二极管(LD)。但是,第一发光元件5及第二发光元件6只要分别释放第一光成分1及第二光成分2,也可以使用所有的发光体。
本实施方式的发光装置也可以还具备对配光特性进行控制的配光控制机构。如果采用这样的结构,则成为例如如车载用的配光可变型的照明系统那样能够释放具有希望的配光特性的输出光的发光装置。
本实施方式的发光装置也可以还具备投入电力的控制装置等例如改变近红外线的强度的输出强度可变机构。如果采用这样的结构,则成为有利于进行容易因近红外线照射而损伤的食品或药剂等的检查等的发光装置。
本实施方式的发光装置也可以还具备改变例如在700nm以上且小于2500nm的波长范围内具有荧光强度最大值的光成分的峰值波长的可变机构。如果采用这样的结构,则成为通用性高、容易应对复杂多样的用途的发光装置。此外,由于光向被照射物的内部的侵入深度根据波长而变化,所以也成为有利于进行被照射物的深度方向的检查等的发光装置。另外,作为这样的荧光峰值波长的可变机构,例如可以使用带通滤波器或低频截止滤波器等光学滤波器。
此外,作为改变峰值波长的方法,还有以下这样的方法。首先,使第二波长变换体8A含有荧光光谱形状和激励光谱形状不同的多个第二荧光体8。并且,通过将某个第二荧光体8用能够独立控制的第一发光元件5或第二发光元件6激励,能够改变峰值波长。
本实施方式的发光装置也可以还具备对输出光的至少一部分的输出进行ON-OFF控制的光控制机构。采用这样的结构也成为通用性高、容易应对复杂多样的用途的发光装置。
本实施方式的发光装置可以将输出光中的小于波长700nm的可见的光成分及/或波长700nm以上的光成分设为脉冲光。发光装置特别可以将输出光中的波长700nm以上的光成分设为脉冲光。脉冲光的照射时间的半值宽度可以设为小于300ms。此外,输出光9或第四光成分4的输出强度越大,能够使半值宽度越短。因此,能够匹配于输出光9或第四光成分4的输出强度而将半值宽度设为小于100ms、小于30ms、小于10ms、小于3ms或小于1ms。另外,脉冲光的熄灭时间可以设为1ms以上且小于10s。
这里,据报告,人眼将50~100Hz(周期20~10ms)的光感知为闪光。此外据报告,鸽子等鸟类将150Hz(周期6.7ms)左右的光感知为闪光,苍蝇等昆虫将300Hz(周期3.3ms)左右的光感知为闪光。因此,这些生物不感知为闪光的小于30ms的熄灭时间为一个优选的形态。
另一方面,较强的光照射存在对照射的物体带来损伤的风险,所以在不需要在意闪烁的用途中,脉冲光的熄灭时间是100ms以上、特别是300ms以上为优选的形态。
另外,在进行人的毛发或体毛的生长调整的美容目的的情况下,输出光的光能优选的是0.01J/cm2以上且小于1J/cm2。因此,如果将从发光装置发出的输出光的光能设为该范围,并将该输出光照射在毛根部附近,则能够使存在于皮肤内部的黑色素等吸收光,结果能够调整毛发等的生长。
这里,输出光的优选的1/10残光时间、也就是即将熄灭之前的光强度下降到1/10为止的时间优选的是小于100μs,更优选的是小于10μs,特别优选的是小于1μs。由此,成为能够瞬时点亮及瞬时熄灭的发光装置。
本实施方式的发光装置也可以还具备释放在120nm以上且小于380nm、优选的是在250nm以上且小于370nm的波长范围内具有强度最大值的紫外线的紫外光源。如果这样,则成为还同时具有紫外线的杀菌效果等的发光装置。
本实施方式的发光装置也可以还具备以往周知的通常的照明装置。如果这样,则成为带有输出近红外光的功能的照明装置。另外,照明装置可以使用将固体发光元件和荧光体组合而成的结构。具体而言,可以列举将蓝色LED和作为绿色或黄色荧光体的Ce3+激活石榴石荧光体组合而成的照明装置。此外,可以列举将蓝色LED、作为绿色或黄色荧光体的Ce3+激活石榴石荧光体和作为红色荧光体的Eu2+激活氮化物荧光体或Eu2+激活氮氧化物荧光体组合而成的照明装置。
本实施方式的发光装置优选的是医疗用发光装置。即,能够释放近红外的光成分的本实施方式的发光装置能够作为医疗用或生物技术用的光源或照明装置。特别是,本实施方式的发光装置能够作为在荧光成像法或光线力学疗法中使用的医疗用发光装置,或在细胞、基因及检体等的检查及分析等中使用的生物技术用发光装置。由于近红外的光成分具有透射生物体、细胞等的性质,所以通过这样的发光装置,能够从体内外进行患部的观察及治疗,或利用于生物技术。
此外,能够释放近红外的光成分的本实施方式的发光装置也可以作为感测系统用光源或感测系统用照明系统。这样,例如能够利用具有透射有机物的性质的近红外的光成分、被物体反射的近红外的光成分,将有机物制的袋或容器中的内容物或异物在未开封状态下进行检查。此外,通过这样的发光装置,能够进行包括人在内的动植物、物体的监视等。
这样,本实施方式的发光装置10是释放输出光9的发光装置。发光装置10具备:第一发光元件5,释放第一光成分1;第二发光元件6,与第一发光元件5不同,释放第二光成分2;第一荧光体7,释放第三光成分3;以及第二荧光体8,与第一荧光体7不同,释放第四光成分4。输出光9包含色调相互不同的第一光成分1、第二光成分2、第三光成分3及第四光成分4。第一光成分1及第二光成分2分别是在380nm以上且小于700nm的波长范围内具有强度最大值的可见的光成分。第三光成分3是来源于第一荧光体7释放的第一波长变换光3A、并且在435nm以上且小于700nm的波长范围内具有强度最大值的可见的光成分。第四光成分4是来源于第二荧光体8释放的第二波长变换光4A、并且在700nm以上且小于2500nm的波长范围内具有强度最大值的近红外的光成分。并且,输出光9的分光分布在650nm以上且750nm以下的波长范围内具有波谷部T,650nm以上且750nm以下的波长范围内的强度最小值小于380nm以上且2500nm以下的波长范围内的强度最大值的30%。
在本实施方式的在发光装置10中,输出光9的分光分布在650nm到750nm的波长范围内具有波谷部T,以波谷部T为界,可见光成分和近红外光成分被分离。因此,在将发光装置10与近红外线的检测器组合使用的情况下,除了检测器以外还通过目视也能够良好地检查检查对象物。
[电子设备]
接着,对有关本实施方式的电子设备进行说明。有关本实施方式的电子设备具备上述的发光装置10。在图7中,概略地表示有关本实施方式的电子设备的一例。
在电子设备20中,发光装置10至少具备电源电路11、导体12和发光部13。电源电路11向发光部13供给电力,经由导体12向发光部13供给电能。
发光部13具备上述的第一发光元件5、第二发光元件6、第一荧光体7和第二荧光体8。并且,发光部13将电能变换为光能。即,发光部13将从电源电路11供给的电能的至少一部分变换为作为输出光9的光能并输出。
电子设备20还具备第一检测器17及第二检测器17A。第一检测器17检测从发光装置10放射并照射在被照射物14上的输出光9的透射光成分15。具体而言,第一检测器17检测透射了被照射物14的透射光成分15中的近红外光。第二检测器17A检测从发光装置10放射并照射在被照射物14上的输出光9中的反射光成分16。具体而言,第二检测器17A检测由被照射物14反射的反射光成分16中的近红外光。
在这样的结构的电子设备20中,向被照射物14照射包含近红外的光成分的输出光9,分别由第一检测器17及第二检测器17A检测透射了被照射物14的透射光成分15及由被照射物14反射的反射光成分16。因此,通过电子设备20,能够检测近红外的光成分所干预的被照射物14的特性信息。
这里,本实施方式的发光装置能够释放包含可见光和近红外光、且适合于人眼及检测器的输出光9。因此,通过将该发光装置与近红外线的检测器组合,成为适合于产业用途的电子设备。
此外,本实施方式的发光装置能够采用输出光9的能量大而照亮大范围的结构。因此,即使从远离的距离向被照射物14照射输出光9,也能够检测S/N比(信号/噪声比)良好的信号。因而,成为适合于较大的被照射物14的检查、分布在大范围中的物体的一起检查、存在于遍及大范围的检查面积的一部分中的物体的检测、来自远方的人或物体的检测等的电子设备。
为了参考,说明本实施方式的发光装置的尺寸如下,例如发光部13的主光取出面的面积可以设为1cm2以上且小于1m2,优选的是设为10cm2以上且小于1000cm2。此外,从发光部13到被照射物14的最短距离例如是1mm以上且小于10m。在需要向被照射物14照射较强的近红外线的情况下,例如在医疗、美容、纤细的异物检查等的情况下,从发光部13到被照射物14的最短距离例如可以设为1mm以上且小于30cm,优选的是设为3mm以上且小于10cm。进而,在需要进行大范围的被照射物14的检查的情况下,从发光部13到被照射物14的最短距离可以设为30cm以上且小于10m,优选的是1m以上且小于5m。
另外,在需要将较强的近红外线遍及大范围来照射的情况下,优选的是采用发光部13可动的结构,更优选的是采用能够根据被照射物的形态而自如地移动的结构。例如,发光部13可以采用能够在直线或曲线上往返的构造、能够在XY轴方向或XYZ方向上扫描的构造、安装在移动体(汽车、自行车、无人机等的飞行体)上的构造。
第一检测器17及第二检测器17A可以使用各种光检测器。具体而言,根据电子设备的利用形态,可以使用检测光入射到半导体的PN结时产生的电荷的量子型光检测器(光电二极管、光电晶体管、光电IC、CCD图像传感器、CMOS图像传感器等)。此外,作为光检测器,也可以使用检测因在接受到光时产生的热所带来的温度上升而引起的电性质的变化的热型光检测器(利用热电效应的热电堆、利用焦电效应的焦电元件等)或对光感光的红外线膜等。
作为第一检测器17及第二检测器17A,既可以使用以单体利用光电变换元件的单独元件,也可以使用将光电变换元件集成的摄像元件。摄像元件的形态既可以是一维地配置的线型形态,也可以是二维地配置的面型形态。作为第一检测器17及第二检测器17A,也可以使用摄像机。
另外,图7的电子设备20具备第一检测器17及第二检测器17A双方,但该电子设备只要具备第一检测器17及第二检测器17A的至少一方即可。
此外,本实施方式的电子设备优选的是被照射物的检查装置、检测装置、监视装置或区分装置。输出光具有的近红外的光成分具有透射几乎所有物质的性质。因此,通过采用从被照射物的外部照射近红外的光并检测其透射光或反射光的结构,能够不破坏被照射物地检查内部的状态、异物的有无等。
此外,近红外的光成分对于人眼不可见,其反射特性取决于物质。因此,通过采用向被照射物照射近红外的光并检测其反射光的结构,能够不使人觉察到,在黑暗等中也能够检测被照射物。
本实施方式的电子设备能够不破坏被照射物地检查其内部的状态、异物的有无等,来判定被照射物的合格与否,进行合格品和不合格品的甄别。因此,通过电子设备还具备将正常状态的被照射物和异常状态的被照射物区分的机构,能够进行被照射物的区分。
在本实施方式的电子设备中,发光装置可以不是可动式而是固定式。如果这样,则不需要具备用来将发光装置机械地移动的复杂的机构,所以成为不易发生故障的电子设备。此外,通过将发光装置在室内或室外固定,能够对预先设定的场所的人、物体的状态进行定点观察,或将人、物体的数量进行计数。因此,成为有利于收集对问题的发现及商业利用等有益的大数据的电子设备。另外,作为具备发光装置的固定式的电子设备,可以列举店铺照明、室内照明、路灯、手术用的照明装置。
本实施方式的电子设备也可以将发光装置设为可动式,改变照射的场所。例如,可以将发光装置安装到移动台或移动体(车辆、飞行体等)而做成可动式。如果这样,则发光装置能够照射希望的场所或大范围,所以成为有利于大型物体的检查、室外的物体的状态的检查的电子设备。另外,作为具备发光装置的可动式的电子设备,可以列举无人机。
本实施方式的电子设备可以采用除了发光装置以外还具备作为摄像相机的高光谱相机的结构。由此,该电子设备能够进行高光谱成像。具备高光谱相机的电子设备能够将通过肉眼或通常的相机不能判别的差异作为图像来辨别,所以成为在涉及产品的检查、甄别等的广泛的领域中有用的检查装置。
具体而言,如图8所示,电子设备20A具备发光装置10和高光谱相机21。并且,对于载置在输送机22的表面22a上的被照射物23,一边从发光装置10照射输出光9,一边用高光谱相机21拍摄被照射物23。并且,通过对得到的被照射物23的图像进行解析,能够进行被照射物23的检查及甄别。
本实施方式的电子设备还优选的是除了发光装置以外还具备进行机器学习的数据处理系统。由此,能够将取入到计算机中的数据反复地学习,找到潜藏于其中的样式。此外,还能够将新取入的数据适用于该样式。因此,成为有利于检查、检测、监视等的自动化及高精度化、进而有利于利用大数据的未来预测等的电子设备。
本实施方式的电子设备还能够利用于医疗用、动物医疗用、生物技术用、农林水产业用、畜牧业用(食用肉、肉制品、乳制品等)、或工业用(异物检查、内容量检查、形状检查、包装状态检查等)。此外,电子设备还能够利用于医药品、动物实验、食品、饮料、农林水产物、畜产物、工业产品的检查用。换言之,本实施方式的电子设备能够利用于人体、动植物、物体的任何一种,进而还能够利用于气体、液体、固体的任何一种。
本实施方式的电子设备优选的是医疗设备、治疗设备、美容设备、健康设备、照护关联设备、分析设备、计测设备及评价设备的任一种。
例如,在医疗、生物技术开发的目的中,本实施方式的电子设备能够用于:1)血液、体液及它们的成分;2)排泄物(尿、便);3)蛋白质、氨基酸;4)细胞(包括癌细胞);5)基因、染色体、核酸;6)生物体试料、细菌、检体、抗体;7)生物体组织、器官、血管;8)皮肤病、脱毛症的检查、检测、测量、评价、分析、解析、观察、监视、分离、诊断、治疗、净化等。
此外,例如在美容、健康管理的目的中,本实施方式的电子设备能够用于:1)皮肤;2)毛发、体毛、3)口内、齿内、牙周;4)耳、鼻;5)生命体征的检查、检测、测量、评价、分析、解析、观察、监视、美化、卫生、发育促进、健康增进、诊断等。
例如,在农林水产业、畜牧业、工业的目的中,本实施方式的电子设备能够用于:1)工业产品(包括电子部件、电子设备);2)农产物(蔬菜水果等);3)酵素、菌;4)海产物(鱼类、贝类、甲壳类、软体类);5)医药品、生物体试料;6)食品、饮料;7)人、动物、物体的存在、状态;8)气体(包括水蒸气)的状态;9)液体、流体、水、水分、湿度;10)物体的形状、颜色、内部构造、物理状态;11)空间、位置、距离;12)物体的污染状态;13)分子、粒子的状态;13)产业废弃物的检查、检测、测量、计测、评价、分析、解析、观察、监视、识别、甄别、区分等。
例如,在照护的目的中,本实施方式的电子设备能够用于排泄确认、健康状态的识别、管理、监视等。
这样,本实施方式的电子设备能够应对检查、检测、测量、计测、评价、分析、解析、观察、监视、识别、甄别、区分等所有用途。
另外、本实施方式还可以看作使用发光装置10的检查方法、检测方法、监视方法、区分方法、分析方法、计测方法、评价方法的任一种简单的方法发明。
实施例
以下,通过实施例更详细地说明本实施方式的发光装置,但本实施方式并不限定于这些实施例。
首先,制作出释放作为第四光成分4的来源的第二波长变换光4A的第二波长变换体8A。第二波长变换体8A设为了包含以被Cr3+激活的复合金属氧化物为主体的荧光体的树脂荧光膜。另外,被Cr3+激活的复合金属氧化物使用由(Gd0.95La0.05)3(Ga0.97Cr0.03)2(GaO4)3的组成式表示、且具有石榴石型的晶体结构的(Gd,La)3Ga2(GaO4)3:Cr3+荧光体。以后,将(Gd,La)3Ga2(GaO4)3:Cr3+荧光体也称作GLGG荧光体。
GLGG荧光体使用以下的化合物粉末作为主原料,通过传统的固相反应进行调制。
氧化钆(Gd2O3):纯度3N,日本钇株式会社制
氢氧化镧(La(OH)3):纯度3N,信越化学工业株式会社制
氧化镓(Ga2O3):纯度4N,亚洲物性材料株式会社制
氧化クロム(Cr2O3):纯度3N,株式会社高纯度化学研究所制
具体而言,首先,称量上述原料,以通过化学反应生成化学计量的组成的化合物(Gd0.95La0.05)3(Ga0.97Cr0.03)2(GaO4)3。为了参考,将该称量值表示在表1中。
[表1]
接着,将称量出的原料20g投入到容量为250ml的氧化铝制的罐磨机中,再投入氧化铝球及乙醇60ml。氧化铝球是直径φ3mm,合计投入200g。接着,将罐磨机使用行星球磨机(FRITSCH公司制,型号P-5)以旋转速度150rpm混合30分钟。
接着,利用筛子去除氧化铝球,得到由原料和乙醇构成的浆状的混合原料。然后,使用干燥机使浆状的混合原料在125℃下全量干燥。接着,通过将干燥后的混合原料使用研钵和研杵轻轻地混合,做成荧光体原料。
接着,将荧光体原料装入到氧化铝制的烧制容器(材质SSA-H,B3尺寸,带盖)中,使用箱型电炉,在1500℃的大气中进行两小时的烧制。另外,烧制时的升降温速度设为300℃/h。
将得到的烧制物用氧化铝制的研钵和研杵手动粉碎后,使其穿过尼龙网(网眼95μm)而除去粗大粒子。由此,得到由(Gd0.95La0.05)3(Ga0.97Cr0.03)2(GaO4)3的组成式表示的粉末状的GLGG荧光体。
虽然数据省略,但对于得到的GLGG荧光体的晶体结构物使用X射线衍射装置(桌面型X射线衍射装置,MiniFlex,理学株式会社制)进行了评价,是大致单一晶体相的石榴石化合物。此外,对于粒子形状和粒子尺寸使用电子显微镜进行了评价,粒子形态是单分散粒子状,粒子形状是可看作来源于石榴石的晶体的形状,粒子尺寸的主体是15μm左右。另外,电子显微镜使用日立高科技株式会社制、桌面型显微镜Miniscope(注册商标)TM4000。
进而,对于GLGG荧光体的荧光特性,使用绝对PL量子收获率测量装置(C9920-02,浜松光子学株式会社制),在波长450nm的蓝色光的照射条件下进行了评价。结果,荧光峰值波长是747nm,内部量子效率(IQE)是92%,蓝色光的光吸收率(Abs.)是57%。此外,在波长628nm的红色光的照射条件下进行评价的结果,荧光峰值波长是746nm,内部量子效率(IQE)是93%,红色光的光吸收率(Abs.)是45%。
接着,使用该GLGG荧光体制作了树脂荧光膜。具体而言,树脂荧光膜通过使在将硅树脂与GLGG荧光体混合后实施脱泡处理而得到的荧光体膏硬化来得到。另外,作为荧光体粉末的封固件使用的树脂为二液附加硬化方式的硅树脂(产品名KER-2500A/B,信越化学工业株式会社制)。
上述荧光体膏如以下这样制作。首先,称量硅树脂(同量的A剂和B剂)和GLGG荧光体,以使树脂中的荧光体粉末的填充率成为30体积%。接着,使用研钵和研杵,将硅树脂和荧光体粉末混合。接着,通过将得到的混合物抽真空(脱泡处理),得到荧光体膏。
此外,上述树脂荧光膜如以下这样制作。首先,在玻璃基板上以成对并且有15mm的等间隔宽度的方式粘贴厚度为100μm的带。接着,向成对的带间滴下荧光体膏,在使用涂刷器使表面平滑化之后将带剥离。进而,通过将荧光体膏在150℃的大气中加热两小时而使其硬化,得到荧光体片。接着,使用镊子从玻璃剥离所得到的荧光体片,并用剪刀裁剪为适当的尺寸(纵横10mm)。这样,得到树脂荧光膜(具有透光性的第二波长变换体8A)。
另外,作为树脂荧光膜而制作厚度不同的三种荧光膜(实质厚度:100μm、200μm、270μm)。关于它们的厚度,通过使贴在玻璃基板上的带成为两层或三层来进行控制。
对于得到的树脂荧光膜的荧光特性,使用上述绝对PL量子收获率测量装置进行了评价。在表2中表示波长450nm的蓝色光激励下的树脂荧光膜的评价结果。另外,在表2中,IQE是内部量子效率,Abs.是光吸收率。此外,EQE是外部量子效率,EQE可以通过IQE与Abs.的积来计算。λp是荧光光谱的荧光峰值波长。
[表2]
如表2所示,样本No.1~3是对实质厚度为100μm、200μm、270μm的各树脂荧光膜单独进行评价的结果。此外,样本No.4~11是对将表2所示的厚度及片数的树脂荧光膜叠合的结构进行评价的结果。
根据表2可知,树脂荧光膜的内部量子效率与其厚度无关地超过80%、较多处于超过85%的90%左右的高的效率水准。此外,光吸收率有随着增加厚度而变大、在总厚度800μm以上时饱和的趋势。另外,总厚度为100μm的情况下的光吸收率是41%,在总厚度为1590μm的情况下的光吸收率是64%。树脂荧光膜释放的荧光的荧光峰值波长不会根据总厚度而大幅变化,是730nm~736nm的一定值。
此外,在表3中表示波长628nm的红色光激励下的树脂荧光膜的评价结果。
[表3]
根据表3可知,与表2所示的蓝色光激励的情况同样,树脂荧光膜的内部量子效率与其厚度无关地超过80%,较多处于超过85%的90%左右的高的效率水准。此外,光吸收率有随着增加厚度而变大、在总厚度800μm以上时饱和的趋势。另外,总厚度为100μm的情况下的光吸收率是25%,在总厚度为1590μm的情况下的光吸收率是54%。树脂荧光膜释放的荧光的荧光峰值波长不会根据总厚度而大幅变化,是730nm~738nm的一定值。
接着,使用在表2及表3中示出荧光特性的树脂荧光膜,制作发光装置。具体而言,首先,准备将释放第一一次光1A的作为第一发光元件5的蓝色LED和包含荧光峰值波长为540nm的Y3Al2(AlO4)3:Ce3+荧光体的作为第一波长变换体7A的荧光膜组合而成的市售的白色LED。另外,市售的白色LED使用EK JAPAN株式会社制、商品名:带有涂层的超高亮度LED(蓝色)、型号:LK-5WH-C50。此外,第一一次光1A(蓝色光)的峰值波长是460nm。另外,以后将Y3Al2(AlO4)3:Ce3+荧光体也称作YAG荧光体。
进而,作为第二发光元件6而准备释放作为红色光(峰值波长:630nm)的第二一次光2A的市售的红色LED。另外,市售的红色LED使用EK JAPAN株式会社制、商品名:带有涂层的超高亮度LED(红色)、型号:LK-5RD-C50。
为了参考,在图9中表示市售的白色LED的分光分布和市售的红色LED的分光分布。市售的白色LED释放的光在CIE色度图中处于(x,y)=(0.267,0.272)的位置,相关色温是13514K,duv是0.2,平均显色评价数Ra是82,特殊显色评价数R9是21。另外,分光分布中的波长540nm的荧光强度是波长460nm的荧光强度的25%。另一方面,市售的红色LED释放的光在CIE色度图中处于(x,y)=(0.679,0.314)的位置。
另外,白色LED的分光分布根据使用的蓝色LED、YAG荧光体释放的荧光的色调(荧光峰值波长)、包含YAG荧光体的第一波长变换体7A的光吸收率等而变化。此外,第一波长变换体7A的光吸收率根据第一波长变换体7A中的YAG荧光体的体积比例、第一波长变换体7A的厚度等而变化。第一波长变换体7A的光吸收率还根据使用的YAG荧光体的Ce3+激活量、YAG荧光体的组成(Y的Gd置换比例、Lu置换比例、Al的Ga置换比例等)、YAG荧光体的粒子尺寸(中心粒径D50)而变化。并且,白色LED在本实施例中使用的白色LED以外,还在市面销售有释放多种多样的色调的白色光的白色LED。因此,通过使用适当的白色LED,能够进行输出光的色调的控制等。
为了参考,在图10中表示能够使用构成上述的白色LED的蓝色LED(荧光峰值:460nm)和YAG荧光体(荧光峰值:540nm)来制作的白色LED的分光分布的例子。此外,图10是将上述白色LED的分光分布中的YAG荧光体的荧光强度增加2成、增加4成、增加6成、增加8成及增加10成(倍增)的分光分布的模拟结果。另外,如上述那样,释放这样的分光分布的白色光的白色LED可以通过增加第一波长变换体7A中的YAG荧光体的体积比例或增加第一波长变换体7A的厚度等的技术手段来得到。在表4中表示增加了YAG荧光体的荧光强度的情况下的照明光的特性。
[表4]
接着,使用上述的白色LED及红色LED,如以下这样制作发光装置。首先,如图11所示,在以将蓝色LED(第一发光元件5)的光输出面覆盖的方式配置YAG荧光体(第一波长变换体7A)而成的白色LED的附近,配置红色LED(第二发光元件6)。进而,在红色LED的光输出面的正上方,配置包含GLGG荧光体而成的树脂荧光膜(第二波长变换体8A)。
另外,关于树脂荧光膜,考虑由该树脂荧光膜得到的波长变换光的输出与透射树脂荧光膜的红色光的强度比例而使用将厚度为265μm的树脂荧光膜层叠了6片的No.11的荧光膜。另外,该层叠的树脂荧光膜的红色光的光吸收率如表3所示是54%。因此,如果作为第二波长变换体8A而使用光吸收率为50%以上且小于60%的结构,则能够设计释放具有与本例同样的分光分布的输出光的发光装置。
接着,进行配置,以将白色LED释放的白色光、透射了树脂荧光膜的红色LED释放的红色光和由树脂荧光膜带来的近红外光的波长变换光聚光。另外,在本例中,使用磨砂玻璃状的光扩散体D实现了输出光9的光质的均匀化。
通过这样的结构,得到了蓝色LED释放的蓝色光(第一一次光1A)与YAG荧光体释放的黄绿色的光成分(第一波长变换光3A)被混合的第一混合光成分。进而,得到了红色LED释放的红色光(第二一次光2A)和GLGG荧光体释放的近红外的光成分(第二波长变换光4A)被混合的第二混合光成分。并且,本例的发光装置将第一混合光成分和第二混合光成分的混合光作为输出光输出。
接着,使用得到的发光装置,得到了第一混合光成分和第二混合光成分的比例不同的输出光。即,通过调整从被发光装置的输出光照射的光照射面到白色LED的光输出面的最短距离和从该光照射面到树脂荧光膜的光输出面的最短距离,得到了第一混合光成分和第二混合光成分的比例不同的输出光。
具体而言,实施例1将从光照射面到树脂荧光膜的光输出面的距离设为一定,使从光照射面到白色LED的光输出面的距离较近。实施例2将从光照射面到树脂荧光膜的光输出面的距离设为与实施例1相同,将从光照射面到白色LED的光输出面的距离设为比实施例1长。实施例3将从光照射面到树脂荧光膜的光输出面的距离设为与实施例1及实施例2相同,将从光照射面到白色LED的光输出面的距离设为比实施例2长。另外,从光照射面到白色LED的光输出面的距离越长,发光装置的输出光中包含的第一一次光1A及第一波长变换光3A的强度越下降。
在图12中表示实施例1~3的输出光的分光分布。如图12所示,可知输出光9的分光分布在从650nm到750nm的波长范围内具有波谷部,以波谷部为界,可见光成分和近红外光成分被分离。此外,可知650nm以上且750nm以下的波长范围内的强度最小值即波长675nm附近的强度小于380nm以上且2500nm以下的波长范围内的强度最大值即波长460nm附近或755nm附近的强度的30%。
在表5中汇总了图12所示的分光分布的相关色温、duv、平均显色评价数Ra及特殊显色评价数R9(作为鲜艳的红色的显色性的尺度的数值)。
[表5]
相关色温(K) | duv | Ra | R9 | |
实施例1 | 12970 | -18.7 | 82 | 11 |
实施例2 | 8137 | -28.7 | 73 | -40 |
实施例3 | 3869 | -37.1 | 65 | -33 |
如表5所示,可知实施例1~3的输出光是相关色温为3800以上且小于13000的适合作为一般照明用的光色,并且是duv为±40的范围内的光色。此外,实施例1~3的输出光的平均显色评价数是60以上且小于85,特殊显色评价数R9是-40以上且小于15。另外,虽然省略数据,但通过改变发光装置中的树脂荧光膜的层叠片数,能够将输出光的相关色温在1700K以上且小于13000K、特别在2800K以上且小于13000K的范围内改变。
另外,在实施例1~3中,关于得到了duv向负侧摆动、Ra包含在小于85的范围内的结果的理由,根据图9的分光分布可知,是因为在实施例中使用的白色LED的绿色光成分的比例少。因此,例如通过使用释放具有如图10所示的绿色光成分的比例大的分光分布、且duv的数值超过4、优选的是超过10的白色光的白色LED,能够改善这些情况。
这里,调整绿色光成分而得到的输出光的分光分布可以利用图10所示的分光分布和图12所示的分光分布,以比较高的精度进行模拟。进而,还可以根据该分光分布来计算输出光的相关色温、duv及Ra等。因此,通过模拟研究了对输出光中包含的绿色光成分进行了调整时的效果。
图13表示基于图12的实施例2的数据对通过调整绿色光成分的比例而得到的分光分布进行了模拟的结果。实施例4相对于实施例2的数据将YAG的荧光强度调整为增加2成。实施例5相对于实施例2的数据将YAG的荧光强度调整为增加4成。实施例6相对于实施例2的数据将YAG的荧光强度调整为增加6成。实施例7相对于实施例2的数据将YAG的荧光强度调整为增加8成。实施例8相对于实施例2的数据将YAG的荧光强度调整为增加10成。
为了参考,表6表示图13所示的实施例4~8的分光分布中的相关色温、duv、平均显色评价数Ra及特殊显色评价数R9。
[表6]
相关色温(K) | duv | Ra | R9 | |
实施例4 | 6821 | -20.2 | 82 | 11 |
实施例5 | 6100 | -13.3 | 89 | 51 |
实施例6 | 5713 | -7.2 | 94 | 80 |
实施例7 | 5465 | -2 | 95 | 95 |
实施例8 | 5308 | 2.4 | 93 | 78 |
如表6所示,通过调整绿色光成分的比例,得到了相关色温为5000以上且小于7000的适合作为一般照明用的光色的输出光。此外,得到了duv的数值为±21、在优选的形态下为±10、更优选的是±5的范围内的接近于自然光的色调的输出光。进而,还得到了平均显色评价数为82以上且小于96的高显色性的输出光。除此以外,还得到了平均显色评价数超过85的输出光及平均显色评价数超过90的输出光。此外,得到了特殊显色评价数R9为10以上的输出光。特别是,特殊显色评价数R9为50以上且小于96的输出光适合于当照射在有红色调的物体上时将其红色调强调的用途。
这样,在实施例4~8中,将在实施例2中使用的白色LED替换为释放相关色温小于10000K、duv的数值超过4的白色光的白色LED。结果,可知能够提供同时释放Ra的数值为80以上的高显色性的白色光和比较高输出的近红外的光成分的发光装置。此外,可知能够提供同时释放R9的数值超过10的高红色显色性的白色光及duv的数值为±21的接近于自然光的光质的白色光和近红外的光成分的发光装置。
另外,如上述那样,在本例的发光装置中,通过调整从光照射面到白色LED的光输出面的最短距离和从光照射面到树脂荧光膜的光输出面的最短距离,能得到第一混合光成分和第二混合光成分的比例不同的输出光。因此,该发光装置也可以看作具备调整多种一次光(第一光成分和第二光成分)的输出比例的色调调整机构、及/或调整多种波长变换光(第三光成分和第四光成分)的输出比例的色调调整机构的发光装置。
另外,在本例中,说明了作为第二波长变换体8A而使用包含GLGG荧光体的树脂荧光膜的情况。但是,为了高输出化,可以代替树脂荧光膜而使用无机封固荧光膜或荧光陶瓷。例如,荧光陶瓷可以通过应用透光性YAG荧光陶瓷或透光性氧化铝发光管的制造技术来调制。
此外,虽然省略了数据,但已确认如果例如将24.7W的蓝色光向荧光陶瓷化的GLGG荧光体(厚度:530μm)照射,则释放11.1W、荧光峰值为755nm的波长变换光。此时,蓝色光是通过在纵20cm横20cm的基板上安装100个0.25W的蓝色LED芯片(纵横0.8mm)的高输出型的蓝色LED模块(荧光峰值波长:459nm,驱动DC30-40V,3000mA)而得到的。此外,已确认即使将同等的规格的高输出型的红色LED模块(荧光峰值波长:664nm,驱动DC30-40V,3000mA)释放的14.3W的红色光照射在相同的荧光陶瓷上,也释放其8成左右的波长变换光。
因此,根据本实施方式,能够得到不仅释放光能超过3W的近红外光成分、还释放超过10W的高输出的近红外光成分的发光装置。这样的高输出型的发光装置能够用较强的近红外线照射物体,所以即使与照射的物体的距离大,也能够向对象物照射比较强的近红外线。
另外,由GLGG荧光体构成的荧光陶瓷例如可以如以下这样得到。首先,将由表1所示的原料构成的荧光体原料19g填充到金属模(φ50mm)中,以约190MPa的压力进行冲压成形而做成荧光体原料的成形体。荧光体原料的成形体是圆盘状,直径φ为50mm,高度为3.1mm。接着,将该成形体载置到设置于氧化铝制的大型烧制板(材质SSA-S)上的氧化铝板(纵60mm,横100mm,厚度1.5mm)之上,使用管状气氛炉,在1500~1600℃的氮气气氛中进行两小时的烧制。另外,烧制时的升降温速度设为300℃/h。这样,能得到圆盘状的烧结体。通过将该烧结体的顶面和底面用研磨机机械地研磨而做成规定的厚度,得到由GLGG荧光体构成的荧光陶瓷。
以上,说明了本实施方式,但本实施方式并不限定于这些,能够在本实施方式的主旨的范围内进行各种变形。
在这里引用日本特愿2020-084496号(申请日:2020年5月13日)及日本特愿2021-014818号(申请日:2021年2月2日)的全部内容。
产业上的可利用性
根据本公开,能够提供在与近红外线的检测器组合使用的情况下释放除了检测器以外通过目视也能够良好地检查检查对象物的输出光的发光装置、以及使用该发光装置的电子设备。
标号说明
1 第一光成分
1A 第一一次光
2 第二光成分
2A 第二一次光
3 第三光成分
3A 第一波长变换光
4 第四光成分
4A 第二波长变换光
5 第一发光元件
6 第二发光元件
7 第一荧光体
7A 第一波长变换体
8 第二荧光体
8A 第二波长变换体
9 输出光
10 发光装置
20、20A 电子设备
T 波谷部
Claims (13)
1.一种发光装置,释放输出光,具备:
第一发光元件,释放第一光成分;
第二发光元件,与上述第一发光元件不同,释放第二光成分;
第一荧光体,释放第三光成分;以及
第二荧光体,与上述第一荧光体不同,释放第四光成分,
其中,
上述输出光包含色调相互不同的上述第一光成分、上述第二光成分、上述第三光成分及上述第四光成分,
上述第一光成分及上述第二光成分分别是在380nm以上且小于700nm的波长范围内具有强度最大值的可见的光成分,
上述第三光成分是来源于上述第一荧光体释放的第一波长变换光、并且在435nm以上且小于700nm的波长范围内具有强度最大值的可见的光成分;,
上述第四光成分是来源于上述第二荧光体释放的第二波长变换光、并且在700nm以上且小于2500nm的波长范围内具有强度最大值的近红外的光成分,
上述输出光的分光分布在650nm以上且750nm以下的波长范围内具有波谷部,650nm以上且750nm以下的波长范围内的强度最小值小于380nm以上且2500nm以下的波长范围内的强度最大值的30%。
2.如权利要求1所述的发光装置,其中,
上述第一光成分是来源于上述第一发光元件释放的第一一次光、并且在435nm以上且小于480nm的波长范围内具有强度最大值的光成分,
上述第二光成分是来源于上述第二发光元件释放的第二一次光、并且在600nm以上且小于680nm的波长范围内具有强度最大值的光成分,
上述第三光成分是在500nm以上且小于600nm的波长范围内具有强度最大值的光成分。
3.如权利要求1或2所述的发光装置,其中,
上述第四光成分是上述第二光成分被上述第二荧光体进行波长变换后的光。
4.如权利要求1至3中任一项所述的发光装置,其中,
上述第三光成分是上述第一光成分被上述第一荧光体进行波长变换后的光。
5.如权利要求1至4中任一项所述的发光装置,其中,
上述输出光呈白色。
6.如权利要求5所述的发光装置,其中,
上述输出光的平均显色评价数Ra超过80。
7.如权利要求1至6中任一项所述的发光装置,其中,
上述第一光成分与上述第三光成分的混合光成分、和上述第二光成分与上述第四光成分的混合光成分从相互不同的输出面输出。
8.如权利要求1至6中任一项所述的发光装置,其中,
上述第一光成分与上述第三光成分的混合光成分、和上述第二光成分与上述第四光成分的混合光成分从相同的输出面输出。
9.如权利要求1至8中任一项所述的发光装置,其中,
上述输出光中的波长700nm以上的光成分的光能超过3W。
10.如权利要求1至9中任一项所述的发光装置,其中,
要被上述第二荧光体变换为上述第四光成分的光子的光子由多个固体发光元件供给。
11.如权利要求1至10中任一项所述的发光装置,其中,
包含上述第二荧光体的波长变换体使上述第四光成分透射。
12.如权利要求1至11中任一项所述的发光装置,其中,
上述第二荧光体包含Cr3+作为荧光离子。
13.一种电子设备,其中,
具备权利要求1至12中任一项所述的发光装置。
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