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JP2008108553A - Light-emitting device - Google Patents

Light-emitting device

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JP2008108553A
JP2008108553A JP2006289873A JP2006289873A JP2008108553A JP 2008108553 A JP2008108553 A JP 2008108553A JP 2006289873 A JP2006289873 A JP 2006289873A JP 2006289873 A JP2006289873 A JP 2006289873A JP 2008108553 A JP2008108553 A JP 2008108553A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light-emitting device capable of taking out fluorescent light efficiently.
SOLUTION: The light-emitting device comprises a semiconductor laser 1 and a phosphor layer 3 which receives emission of light from the semiconductor laser 1 and generates fluorescent light with different wavelength. The fluorescent light generated in the phosphor layer 3 is emitted from the same side in the phosphor layer as the incident side of the emission from the semiconductor laser 1. The semiconductor laser 1 is placed at the position which does not interrupt outgoing of the fluorescent light from the phosphor layer 3.
COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、発光装置に関し、特に、照明に用いることのできる発光装置に関するものである。 The present invention relates to a light emitting device, and more particularly, to a light emitting device which can be used for illumination.

近年、白熱電球や蛍光灯といった従来からの発光装置による照明装置に代わり、半導体発光素子と蛍光体とを用いた固体照明装置が開発されている。 Recently, instead of the lighting device according to the light emitting device from the prior art, such as incandescent light bulbs and fluorescent lamps, solid-state lighting device using the phosphor semiconductor light emitting element has been developed.

蛍光体と半導体発光素子とを組み合わせた発光装置の例としては、GaN系半導体からなる青色の発光ダイオードと、黄色で発光するYAG(Yttrium Aluminum Garnet)蛍光体とを組み合わせた蛍光体発光装置が知られている。 Examples of the light-emitting device combining a phosphor and a semiconductor light emitting element, a blue light-emitting diodes made of GaN-based semiconductor, phosphor emitting device combining a YAG (Yttrium Aluminum Garnet) phosphor emitting yellow is known It is. この蛍光体発光装置では、LED(Light Emitting Diode)からの中心波長450nm付近の青色発光と、この発光を受けた蛍光体からの発光(波長560nm付近にピークを持つようなスペクトル分布の発光)とを混色することで白色光(変換光)を取り出している。 In this phosphor emitting device includes a blue emission near the center wavelength of 450nm from LED (Light Emitting Diode), and light emission from the phosphor receiving the light emission (light emission spectrum distribution as having a peak near a wavelength of 560 nm) It is taken out white light (converted light) by mixing a. 従来のこの種の蛍光体発光装置では、半導体発光素子の周囲に蛍光体中に分散させた樹脂からなる蛍光体層の中に半導体発光素子を埋め込んだ構成となっている。 In conventional phosphor emitting apparatus of this type has a structure with embedded semiconductor light-emitting element in a phosphor layer comprising a resin dispersed in phosphor around the semiconductor light-emitting device.

従来の発光装置の一例は、たとえば特開2005-191483号公報(特許文献1)に開示されている。 An example of a conventional light emitting device is disclosed, for example, in JP 2005-191483 (Patent Document 1). 図4は、特開2005-191483号公報に開示された従来の発光装置の構成を概略的に示す断面図である。 Figure 4 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a conventional light emitting device disclosed in JP 2005-191483. 図4を参照して、この公報に開示された発光装置は、半導体レーザチップ101と、そのレーザチップ101からのレーザ光を受けて反射する反射部材103と、レーザチップ101および反射部材103を内部に収容するパッケージ104とを備え、レーザチップ101からのレーザ光を反射部材103によって反射してパッケージ104の開口から出射するよう構成されている。 Referring to FIG. 4, inside the disclosed light emitting device in this publication, the semiconductor laser chip 101, a reflecting member 103 for reflecting receiving laser light from the laser chip 101, the laser chip 101 and the reflecting member 103 housed in a package 104, and is configured so as to emit from the opening of the package 104 and reflects the laser light from the laser chip 101 by the reflecting member 103. 反射部材103は、レーザチップ101からのレーザ光によって励起されてレーザ光よりも波長の長い蛍光を生成する。 Reflecting member 103 generates a long fluorescence wavelength than is excited laser light by the laser light from the laser chip 101.

なおパッケージ104の開口には透光性の保護板105で塞がれており、保護板105の内面中央には反射板108が取り付けられている。 Note the opening of the package 104 is closed by the protective plate 105 of the light-transmitting, on the inner surface center of the protective plate 105 is attached reflective plate 108.
特開2005-191483号公報 JP 2005-191483 JP

しかし、特開2005-191483号公報で開示されているような従来の発光素子を作成し検討したところ、反射部材103で生成される蛍光がレーザチップ101を透過するとき、レーザチップ101の本体や電極部などによる蛍光の散乱や吸収などのロスが発生することがわかった。 However, it was examined to create a conventional light emitting element as disclosed in JP-A-2005-191483, when the fluorescence produced by the reflection member 103 is transmitted through the laser chip 101, Ya body of the laser chip 101 loss, such as fluorescence scattering or absorption due to the electrode portion is known to occur. このため、蛍光の取り出し効果が大きくは向上しないという問題があることがわかった。 Therefore, it was found that extraction efficiency of fluorescence is high there is a problem that not improved.

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、蛍光を効率良く取り出すことができる発光装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, its object is to provide a light emitting device can be efficiently extracted fluorescence.

本発明の発光装置は、半導体レーザ素子を光源として有する光源部と、その光源部からの発光を受けて光源と波長の異なる蛍光光を生成する蛍光体層を有する波長変換部とを備え、その波長変換部で生成された蛍光光は、波長変換部における、光源からの発光の入射側と同じ側から放出され、かつ光源部が波長変換部からの蛍光光の出射を遮らない位置に置かれることを特徴とするものである。 The light emitting device of the present invention includes a light source unit having a semiconductor laser device as a light source, and a wavelength converter comprising a phosphor layer to produce a fluorescent light of different light sources and wavelengths by receiving light emitted from the light source unit, the fluorescence light generated by the wavelength conversion unit is placed in the wavelength conversion unit, is released from the same side as the incidence side of light emitted from the light source, and a position where the light source unit does not block the fluorescence light emitted in the wavelength conversion unit it is characterized in.

本発明の発光装置によれば、光源として半導体レーザが用いられている。 According to the light emitting device of the present invention, a semiconductor laser is used as a light source. この半導体レーザのレーザ光は広がらないため、半導体レーザを波長変換部から離れた位置に設置してもレーザ光をロス無く波長変換部に直接照射することができる。 Therefore the semiconductor not laser spread laser beam, it is possible to directly irradiated without loss wavelength converter laser light be installed off the semiconductor laser from the wavelength converting portion. これにより、波長変換部からの蛍光光の出射を遮らない位置に光源部を置くことができる。 This makes it possible to place the light source unit at a position not to block the fluorescence light emitted in the wavelength conversion unit.

また光源部が、波長変換部からの蛍光光の出射を遮らない位置に設置されているため、出射されるべき蛍光光が光源部を透過することは無い。 The light source unit, since it is installed in a position that does not block the fluorescence light emitted in the wavelength conversion unit, never fluorescent light to be emitted is transmitted through the light source unit. このため、蛍光光が光源部を透過することによる蛍光光の散乱や吸収などのロスが発生することも無い。 Therefore, it is also no loss of fluorescent light scattering and absorption by the fluorescent light passes through the light source unit is generated. よって蛍光光を出射部から効率良く出射させることができ、蛍光光の取り出し効率を従来例よりも向上させることができる。 Thus, it is possible to efficiently emit fluorescence light from the emitting portion, the extraction efficiency of the fluorescent light can be improved as compared with the prior art.

また波長変換部で生成された蛍光光が波長変換部を透過しないため、散乱・吸収などの損失を受けることがなくなり、蛍光光を効率良く取り出すことができる。 Since the fluorescent light generated in the wavelength conversion portion is not transmitted through the wavelength converter, it is not subject to losses such as scattering and absorption, it can be efficiently extracted fluorescent light.

上記の発光装置において好ましくは、光源部から波長変換部への光の入射方向と、波長変換部からの蛍光光の出射方向とが異なる。 Preferably, in the above light emitting device, the incident direction of the light from the light source unit to the wavelength converting portion, the emission direction of the fluorescent light from the wavelength converting portion are different.

これにより光源部が波長変換部からの蛍光光の出射を遮ることはない。 Thereby the light source unit never block the fluorescence light emitted in the wavelength conversion unit.
上記の発光装置において好ましくは、光源部からの光の入射側とは反対側である蛍光体層の裏側に設けられた反射鏡がさらに備えられている。 Preferably, in the above light emitting device, the incident side of the light from the light source unit reflector provided on the back side of the phosphor layer which is opposite is further provided.

これにより波長変換部で生成された蛍光光が波長変換部を透過しないように構成することができる。 Thereby fluorescent light generated in the wavelength conversion unit is configured not to transmit the wavelength converter.

上記の発光装置において好ましくは、蛍光体層および反射鏡が凹面状になっている。 Preferably, in the above light emitting device, the phosphor layer and the reflecting mirror is in a concave shape.
このように蛍光体層および反射鏡が湾曲した凹面状になっているので、波長変換部により蛍光の放射角を制御することができる。 Since the phosphor layer and the reflecting mirror is in a concave shape that is curved, it is possible to control the radiation angle of the fluorescence by wavelength converter.

上記の発光装置において好ましくは、半導体レーザ素子が、青、青紫および紫外に相当するいずれかの波長の光を発するものである。 Preferably, in the above light emitting device, the semiconductor laser element is intended to emit one of the wavelengths corresponding blue, blue purple and ultraviolet.

このように半導体レーザ素子を出射光に合わせて適宜選択することができる。 Such a semiconductor laser device can be appropriately selected in accordance with the emitted light to.
上記の発光装置において好ましくは、蛍光体が、光源部からの発光を受けて青色、緑色、黄色および赤色よりなる群から選ばれる一つ以上の色の蛍光を発生するように構成されている。 Preferably, in the above light emitting device, the phosphor receives light emitted from the light source unit blue, green, and is configured to generate one or more fluorescent colors selected from the group consisting of yellow and red.

これにより、出射光の発色を制御することができる。 Thus, it is possible to control the color of the emitted light.
上記の発光装置において好ましくは、光源部は、半導体レーザ素子からの発光光を波長変換部へ導くための光学部品を有している。 Preferably, in the above light emitting device, the light source unit includes an optical component for guiding the light converter to light emitted from the semiconductor laser element.

これにより半導体レーザ素子のレイアウト設計の自由度が増し、設計が容易となる。 This increases the degree of freedom in layout design of a semiconductor laser device, it is easy to design. また、光源部の半導体レーザを一定温度に保つことができ、安定した半導体レーザ特性を維持することもできる。 Further, it is possible to keep the semiconductor laser light source unit at a constant temperature, it is also possible to maintain stable laser characteristics.

以上説明したように、本発明によれば、半導体レーザを光源とする光源部が波長変換部からの蛍光光の出射を遮らない位置に置かれているため、蛍光光の取り出し効率を向上させることができる。 As described above, according to the present invention, since the light source unit for a semiconductor laser as a light source is placed at a position not to block the fluorescence light emitted in the wavelength conversion unit, to improve the extraction efficiency of the fluorescent light can.

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。 Hereinafter will be described with reference to FIG embodiments of the present invention.
(実施の形態1) (Embodiment 1)
図1は、本発明の実施の形態1における発光装置の構成を概略的に示す断面図である。 Figure 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a light emitting device according to the first embodiment of the present invention. 図1を参照して、本実施の形態の発光装置は、半導体レーザ1と、反射鏡2と、蛍光体層3と、ケース4と、出射プレート5と、固定治具7とを有している。 Referring to FIG. 1, the light emitting device of the present embodiment includes a semiconductor laser 1, a reflector 2, a phosphor layer 3, has a casing 4, and the emission plate 5, and a fixing jig 7 there. 光源部としての半導体レーザ1は、n型クラッド層と、活性層と、p型クラッド層と、n型電極と、p型電極とを主に有している。 The semiconductor laser 1 as a light source unit includes an n-type cladding layer, an active layer, a p-type cladding layer, an n-type electrode and a p-type electrode mainly has. 活性層はn型クラッド層とp型クラッド層との間に配置されている。 The active layer is disposed between the n-type cladding layer and the p-type cladding layer. n型電極はn型クラッド層に電気的に接続されており、p型電極はp型クラッド層に電気的に接続されている。 n-type electrode is electrically connected to the n-type cladding layer, p-type electrode is electrically connected to the p-type cladding layer. この半導体レーザ1は、たとえば波長405nmのレーザ光を発するGaN系半導体レーザであり、そのレーザ光が蛍光体層3へ放射されるよう固定治具7によって固定されている。 The semiconductor laser 1 is, for example, GaN-based semiconductor laser for emitting a laser beam having a wavelength of 405 nm, and is fixed by the fixing jig 7 so that the laser light is radiated to the phosphor layer 3.

波長変換部としての蛍光体層3は、半導体レーザ1からの波長405nmの光を吸収して赤色(Y 22 S:Eu 3+ )、緑色(ZnS:Cu、Al)、青色((Sr,Ca,Ba,Mg) 10 (PO 46 :Eu 2+ )の蛍光を発生する蛍光体の各々が分散されたシリカ系樹脂からなっている。 Phosphor layer 3 as a wavelength converting portion, the red absorbs light of wavelength 405nm from the semiconductor laser 1 (Y 2 O 2 S: Eu 3+), green (ZnS: Cu, Al), blue ((Sr , Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4) 6: each phosphor emits fluorescence of Eu 2+) is made of dispersed silica-based resin. これらの蛍光体の各々は各蛍光の混色が白色となるような割合で含まれている。 Each of these phosphors are contained in proportions such color mixing of each phosphor is white. なお、(Y 22 S:Eu 3+ )の表記はEu 3+で付活されたY 22 Sよりなる蛍光体を意味し、(ZnS:Cu、Al)の表記はCu、Alで付活されたZnSよりなる蛍光体を意味し、((Sr,Ca,Ba,Mg) 10 (PO 46 :Eu 2+ )の表記はEu 2+で付活された(Sr,Ca,Ba,Mg) 10 (PO 46よりなる蛍光体を意味する。 Note that: notation (Y 2 O 2 S Eu 3+ ) means a phosphor consisting of activated with Y 2 O 2 S with Eu 3+, (ZnS: Cu, Al) representation of Cu, Al in means phosphor consisting of activated with ZnS, ((Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4) 6: Eu 2+) notation was activated by Eu 2+ (Sr, Ca , Ba, Mg) means 10 (PO 4) phosphor made of 6.

この蛍光体層3は蛍光体層3で生成された蛍光光を透過しないように構成されている。 The phosphor layer 3 is configured not to transmit the fluorescent light produced by the phosphor layer 3. ここで、蛍光体層3が蛍光光を透過しないというのは、半導体レーザ1からのレーザ光が蛍光体層3に入射する側と同じ側から蛍光を取り出すという意味である。 Here, because the phosphor layer 3 is not transmitted through the fluorescent light, the laser beam from the semiconductor laser 1 is means that takes out the fluorescence from the same side as the side that is incident on the phosphor layer 3. したがって本実施の形態では、蛍光体層3のレーザ光を照射される面とは反対側の面に反射鏡2が設けられており、これにより蛍光光が蛍光体層3を透過することが防止され、全ての蛍光光がレーザ光の入射側と同じ側から取り出される。 In this embodiment, therefore, the surface to be irradiated with the laser beam of the phosphor layer 3 and the reflecting mirror 2 is provided on the opposite side, thereby preventing the fluorescent light is transmitted through the phosphor layer 3 is, all of the fluorescent light is taken out from the same side as the laser light incident side. この反射鏡2と蛍光体層3とはたとえば放物面状をなしている。 Forms, for example a parabolic shape and the reflecting mirror 2 and the phosphor layer 3. この反射鏡2は、たとえば湾曲ガラスと、その湾曲ガラスの内側面に励起光および蛍光光が透過しないよう蒸着されたアルミニウム層とにより構成されている。 The reflecting mirror 2, for example, a curved glass, the excitation light and the fluorescent light on the inner surface of the curved glass is composed of an aluminum layer deposited so impermeable that. 蛍光体層3はこの反射鏡2に塗布することにより形成されてもよい。 Phosphor layer 3 may be formed by coating the reflector 2.

蛍光体層3と反射鏡2とはケース4内に支持されている。 The phosphor layer 3 and the reflecting mirror 2 is supported in the casing 4. このケース4の開口は透光性の出射プレート5で塞がれている。 Opening of the case 4 is closed by the exit plate 5 of the translucent.

半導体レーザ1は、蛍光体層3からの蛍光光の出射を遮らない位置に置かれている。 The semiconductor laser 1 is placed in a position not to block the fluorescence light emission of the phosphor layer 3. つまり、蛍光体層3から発せられた蛍光光は出射プレート5を透過して外部へ出射されるが、蛍光体層3から出射プレート5へ至る蛍光光の出射領域(図中破線で示した領域)内に位置しないように半導体レーザ1が配置されている。 In other words, regions fluorescent light emitted from the phosphor layer 3 is emitted to the outside through the exit plate 5, as shown in emission region (dashed line in the drawing of the fluorescent light, from the phosphor layer 3 to the exit plate 5 ) semiconductor laser 1 is arranged so as not located within. また、半導体レーザ1から蛍光体層3へのレーザ光の入射方向と蛍光体層3からの蛍光光の出射方向とが異なる方向となる。 Further, the fluorescent light emission direction is different from the direction of the incident direction and the phosphor layer 3 of the laser beam from the semiconductor laser 1 to the phosphor layer 3.

次に、本実施の形態の発光装置における発光の動作について説明する。 Next, the operation of the light emission in the light-emitting device of this embodiment.
図1を参照して、まず半導体レーザ1のn型電極およびp型電極に駆動電圧が印加されると、半導体レーザ1の活性層からレーザ光が放出される。 Referring to FIG. 1, first, when the drive voltage to the n-type electrode and the p-type electrode of the semiconductor laser 1 is applied, the laser light is emitted from the active layer of the semiconductor laser 1. このレーザ光は蛍光体層3に照射される。 The laser beam is irradiated to the phosphor layer 3. これにより、蛍光体層3中の各蛍光体から赤色、緑色、青色の各色の蛍光が発生し、これら各蛍光の混合からなる白色の蛍光光が生じる。 Thus, the red from the phosphor in the phosphor layer 3, the green, the color fluorescent blue occurs and a white fluorescent light is generated consisting of a mixture of the fluorescence. 放出された白色の蛍光光は蛍光体層3と反射鏡2との湾曲された形状によって配光されて出射プレート5へ向かう。 Fluorescent light emitted white toward the exit plate 5 are light distribution by the curved shape of the phosphor layer 3 and the reflecting mirror 2. この白色の蛍光光が出射プレート5を透過してケース4の外部へ出射される。 The white fluorescent light is emitted through the exit plate 5 to the outside of the case 4.

本実施の形態によれば、光源として半導体レーザ1が用いられている。 According to the present embodiment, the semiconductor laser 1 is used as a light source. この半導体レーザ1のレーザ光は広がらないため、半導体レーザ1を蛍光体層3から離れた位置に設置してもレーザ光をロス無く蛍光体層3に照射することができる。 Thus the semiconductor laser laser beam 1 does not spread, it can be placed at a position apart a semiconductor laser 1 from the phosphor layer 3 is irradiated with laser light without loss phosphor layer 3. これにより、蛍光体層3からの蛍光光の出射を遮らない位置に半導体レーザ1を配置することができる。 Thus, it is possible to arrange the semiconductor laser 1 at a position not to block the fluorescence light emission of the phosphor layer 3.

また半導体レーザ1が、蛍光体層3からの蛍光光の出射を遮らない位置に設置されているため、出射プレート5から出射されるべき蛍光光が半導体レーザ1を透過することは無い。 The semiconductor laser 1, it is not because it is installed in a position that does not block the fluorescence light emission of the phosphor layer 3, the fluorescent light to be emitted from the emission plate 5 is transmitted through the semiconductor laser 1. このため、蛍光光が半導体レーザ1を透過することによる蛍光光の散乱や吸収などのロスが発生することも無い。 Therefore, it is also no loss of fluorescent light scattering and absorption by the fluorescent light passes through the semiconductor laser 1 is generated. よって蛍光光を出射プレート5から効率良く出射させることができ、蛍光光の取り出し効率を従来例よりも向上させることができる。 Thus, it is possible to efficiently emit fluorescence light from the emitting plate 5, the extraction efficiency of the fluorescent light can be improved as compared with the prior art.

また反射鏡2が設けられているため、蛍光体層3で生成された蛍光光が蛍光体層3を透過しない。 Further, since the reflector 2 is provided, the fluorescence light produced by the phosphor layer 3 is not transmitted through the phosphor layer 3. このため、蛍光光の散乱・吸収などの損失を受けることがなくなり、蛍光光を効率良く取り出すことができる。 This eliminates the subject to loss, such as scattering and absorption of the fluorescent light, it can be efficiently extracted fluorescent light.

また蛍光体層3と反射鏡2との形状を制御することで、蛍光光の放射角を制御することもできる。 Further by controlling the shape of the phosphor layer 3 and the reflecting mirror 2, it is also possible to control the emission angle of the fluorescent light.

(実施の形態2) (Embodiment 2)
図2は、本発明の実施の形態2における発光装置の構成を概略的に示す断面図である。 Figure 2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a light emitting device according to a second embodiment of the present invention. 図2を参照して、本実施の形態の発光装置の構成は、実施の形態1の構成と比較して、光源として2個の半導体レーザ1、1が設けられている点と、蛍光光の出射部にレンズ6が設けられている点と、蛍光体層3および反射鏡2が半球殻(お椀型)状である点とにおいて主に異なっている。 Referring to FIG. 2, the configuration of the light-emitting device of this embodiment, as compared with the configuration according to the first embodiment, and that the two semiconductor lasers 1 and 1 are provided as light sources, fluorescent light and that the lens 6 to the exit portion is provided, the phosphor layer 3 and the reflecting mirror 2 is mainly different in the point that a hemispherical shells (bowl-shaped).

光源部としての2個の半導体レーザ1、1の各々は、蛍光体層3の同じ側の面にレーザ光を照射するように配置されている。 Two each of the semiconductor lasers 1 and 1 as the light source unit is arranged to emit a laser beam in the same side of the phosphor layer 3. また2個の半導体レーザ1、1の各々は、波長変換部としての蛍光体層3からの蛍光光の出射を遮らない位置に置かれている。 Also each of the two semiconductor lasers 1 and 1 is placed in a position not to block the fluorescence light emitted in the phosphor layer 3 as a wavelength converting unit. つまり、蛍光体層3から発せられた蛍光光は出射プレート5を透過して外部へ出射されるが、蛍光体層3から出射プレート5へ至る蛍光光の出射領域(図中破線で示した領域)内に位置しないように半導体レーザ1が配置されている。 In other words, regions fluorescent light emitted from the phosphor layer 3 is emitted to the outside through the exit plate 5, as shown in emission region (dashed line in the drawing of the fluorescent light, from the phosphor layer 3 to the exit plate 5 ) semiconductor laser 1 is arranged so as not located within.

なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態1の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を省略する。 The configuration other than the above are substantially the same as the configuration in Embodiment 1 described above are denoted by the same reference numerals for the same or corresponding elements, and description thereof is omitted.

次に、本実施の形態の発光装置における発光の動作について説明する。 Next, the operation of the light emission in the light-emitting device of this embodiment.
図2を参照して、まず2個の半導体レーザ1、1の各々のn型電極およびp型電極に駆動電圧が印加されると、2個の半導体レーザ1、1の各々の活性層からレーザ光が放出される。 Referring to FIG. 2, the first two of each of the drive voltage to the n-type electrode and the p-type electrode of the semiconductor lasers 1 and 1 is applied, the laser from each active layer of the two semiconductor lasers 1 and 1 light is emitted. このレーザ光は蛍光体層3の同じ側の面に照射される。 The laser light is irradiated to the same side of the phosphor layer 3. これにより、蛍光体層3中の各蛍光体から赤色、緑色、青色の各色の蛍光が発生し、これら各蛍光の混合からなる白色の蛍光光が生じる。 Thus, the red from the phosphor in the phosphor layer 3, the green, the color fluorescent blue occurs and a white fluorescent light is generated consisting of a mixture of the fluorescence. 放出された白色の蛍光光は蛍光体層3と反射鏡2との湾曲された形状によって配光されてレンズ6へ向かう。 Fluorescent light emitted white headed are light distribution by the curved shape of the phosphor layer 3 and the reflecting mirror 2 to the lens 6. この白色の蛍光光がレンズ6を透過することにより蛍光光の放射パターンが制御されてケース4の外部へ出射される。 The white fluorescent light emission pattern of the fluorescent light is emitted is controlled in the case 4 to the outside by passing through the lens 6.

本実施の形態においても、実施の形態1と同様、光源として2個の半導体レーザ1、1が用いられているため、蛍光体層3からの蛍光光の出射を遮らない位置に2個の半導体レーザ1、1の各々を配置することができる。 Also in this embodiment, as in the first embodiment, since the two semiconductor lasers 1 and 1 is used as a light source, two semiconductor in a position not to block the fluorescence light emitted in the phosphor layer 3 It may be placed each of lasers 1 and 1.

また2個の半導体レーザ1、1の各々が、蛍光体層3からの蛍光光の出射を遮らない位置に設置されているため、実施の形態1と同様、蛍光光をレンズ6から効率良く出射させることができ、蛍光光の取り出し効率を従来例よりも向上させることができる。 Also each of the two semiconductor lasers 1, 1, because it is installed in a position that does not block the fluorescence light emission of the phosphor layer 3, as in the first embodiment, efficiently emits fluorescence light from lens 6 is to be able, it is possible to improve the extraction efficiency of fluorescent light than the conventional example.

また反射鏡2が設けられているため、蛍光体層3で生成された蛍光光が蛍光体層3を透過しない。 Further, since the reflector 2 is provided, the fluorescence light produced by the phosphor layer 3 is not transmitted through the phosphor layer 3. このため、蛍光光の散乱・吸収などの損失を受けることがなくなり、蛍光光を効率良く取り出すことができる。 This eliminates the subject to loss, such as scattering and absorption of the fluorescent light, it can be efficiently extracted fluorescent light.

また蛍光体層3と反射鏡2との形状を制御することで、蛍光光の放射角を制御することもできる。 Further by controlling the shape of the phosphor layer 3 and the reflecting mirror 2, it is also possible to control the emission angle of the fluorescent light. またレンズ6を用いているため、レンズ6により白色光の放射パターンを制御することができる。 Also due to the use of lens 6, it is possible to control the radiation pattern of the white light by the lens 6.

(実施の形態3) (Embodiment 3)
図3は、本発明の実施の形態3における発光装置の構成を概略的に示す断面図である。 Figure 3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a light emitting device in the third embodiment of the present invention. 図3を参照して、本実施の形態の発光装置の構成は、実施の形態1の構成と比較して、光源部が半導体レーザ1、非球面レンズ10aおよび光ファイバー10bを有している点と、蛍光体層(波長変換部)3および反射鏡2が多角形で囲まれた凹面状である点とにおいて主に異なっている。 Referring to FIG. 3, the structure of the light-emitting device of this embodiment is different from the configuration of the first embodiment, and that the light source section has a semiconductor laser 1, aspherical lenses 10a and an optical fiber 10b , a phosphor layer (wavelength conversion unit) 3 and the reflector 2 are different mainly in a point which is concave surrounded by polygons.

多角形で囲まれた凹面状の蛍光体層3および反射鏡2は、たとえば、蛍光体層3を多角形状の反射鏡2の上に塗布することにより構成されていてもよい。 Concave phosphor layer 3 and the reflector 2 which is surrounded by a polygon, for example, may be configured by applying a phosphor layer 3 on the reflecting mirror 2 having a polygonal shape.

光源部は、半導体レーザ1から出たたとえば波長405nmのレーザ光が非球面レンズ10aを介して光ファイバー10bに入射するように構成されている。 Light source unit, laser light of e.g. wavelength 405nm emitted from the semiconductor laser 1 is configured to be incident to the optical fiber 10b via the aspherical lenses 10a. また光源部は、光ファイバー10bによって導かれたレーザ光が蛍光体層3へ放射するように配置されている。 The light source unit includes a laser light guided by the optical fiber 10b is disposed to emit the phosphor layer 3. また半導体レーザ1、非球面レンズ10aおよび光ファイバー10bの接合部は外部環境による影響を受けにくいように1つのモジュール部10内に収められている。 The semiconductor laser 1, the junction of the aspheric lens 10a and an optical fiber 10b are housed in one module unit 10 so as not easily affected by external environment.

光源部に含まれる半導体レーザ1、非球面レンズ10aおよび光ファイバー10bの各々は、蛍光体層3からの蛍光光の出射を遮らない位置に置かれている。 The semiconductor laser 1 is included in the light source unit, each of the aspheric lenses 10a and the optical fiber 10b is placed in a position not to block the fluorescence light emission of the phosphor layer 3. つまり、蛍光体層3から発せられた蛍光光は出射プレート5を透過して外部へ出射されるが、蛍光体層3から出射プレート5へ至る蛍光光の出射領域(図中破線で示した領域)内に位置しないように光源部が配置されている。 In other words, regions fluorescent light emitted from the phosphor layer 3 is emitted to the outside through the exit plate 5, as shown in emission region (dashed line in the drawing of the fluorescent light, from the phosphor layer 3 to the exit plate 5 ) the light source section are arranged so as not located within.

なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態1の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を省略する。 The configuration other than the above are substantially the same as the configuration in Embodiment 1 described above are denoted by the same reference numerals for the same or corresponding elements, and description thereof is omitted.

次に、本実施の形態の発光装置における発光の動作について説明する。 Next, the operation of the light emission in the light-emitting device of this embodiment.
図3を参照して、まず半導体レーザ1のn型電極およびp型電極に駆動電圧が印加されると、半導体レーザ1の活性層からレーザ光が放出される。 Referring to FIG. 3, first, when the drive voltage to the n-type electrode and the p-type electrode of the semiconductor laser 1 is applied, the laser light is emitted from the active layer of the semiconductor laser 1. 放出されたレーザ光は、非球面レンズ10aを介して光ファイバー10bに入射し、光ファイバー10bによって導かれた後に蛍光体層3に照射される。 The laser light emitted is incident on the optical fiber 10b via the aspherical lenses 10a, it is irradiated to the phosphor layer 3 after being guided by an optical fiber 10b. これにより、蛍光体層3中の各蛍光体から赤色、緑色、青色の各色の蛍光が発生し、これら各蛍光の混合からなる白色の蛍光光が生じる。 Thus, the red from the phosphor in the phosphor layer 3, the green, the color fluorescent blue occurs and a white fluorescent light is generated consisting of a mixture of the fluorescence. 放出された白色の蛍光光は蛍光体層3と反射鏡2との形状によって配光され出射プレート5へ向かう。 Fluorescent light emitted white is the light distribution by the shape of the phosphor layer 3 and the reflecting mirror 2 toward the exit plate 5. この白色の蛍光光が出射プレート5を透過してケース4の外部へ出射される。 The white fluorescent light is emitted through the exit plate 5 to the outside of the case 4.

本実施の形態においても、実施の形態1と同様、光源として半導体レーザ1が用いられているため、蛍光体層3からの蛍光光の出射を遮らない位置に半導体レーザ1を配置することができる。 Also in this embodiment, as in the first embodiment, since the semiconductor laser 1 is used as a light source, it is possible to arrange the semiconductor laser 1 at a position not to block the fluorescence light emitted in the phosphor layer 3 .

また光源部に含まれる半導体レーザ1、非球面レンズ10aおよび光ファイバー10bの各々が、蛍光体層3からの蛍光光の出射を遮らない位置に設置されているため、実施の形態1と同様、蛍光光を出射プレート5から効率良く出射させることができ、蛍光光の取り出し効率を従来例よりも向上させることができる。 Further, since the semiconductor laser 1 is included in the light source unit, each of the aspheric lenses 10a and the optical fiber 10b is installed in a position that does not block the fluorescence light emission of the phosphor layer 3, as in the first embodiment, the fluorescent it is possible to efficiently emit light from the emission plate 5, the extraction efficiency of the fluorescent light can be improved as compared with the prior art.

また半導体レーザ1から発せられたレーザ光は、レンズで集光したり、光ファイバーで導いたりしやすい。 The laser beam emitted from the semiconductor laser 1, or condensed by the lens, easy or derived in an optical fiber. このため、非球面レンズ10aや光ファイバー10bを用いることで、蛍光体層3から離れた位置に半導体レーザ1を配置することも可能となる。 Accordingly, by using the aspherical lens 10a and an optical fiber 10b, it is possible to arrange the semiconductor laser 1 at a position away from the phosphor layer 3. これにより、蛍光体層3や反射鏡2からの発熱の影響を半導体レーザ1が受けない構造にすることができる。 This makes it possible to structure the effect semiconductor laser 1 is not subjected to the heat generated from the phosphor layer 3 and the reflecting mirror 2. また半導体レーザ1を含むモジュール部10にペルチェ素子(Peltier device)を設置し、半導体レーザ1を一定温度に保つことで安定した半導体レーザ特性を維持することもできるようになる。 Also set up a Peltier element (Peltier device) in the module 10 including the semiconductor laser 1, comprising a semiconductor laser 1 as can be maintained that a stable laser characteristics to maintain a constant temperature. また、半導体レーザ1を設置する際、自由なレイアウト設計が可能となり、光源として用いられている半導体レーザ1の交換を容易にするようなレイアウトも可能となる。 Also, when installing the semiconductor laser 1, it is possible to freely layout design, it is possible layout so as to facilitate replacement of the semiconductor laser 1 used as a light source.

また反射鏡2が設けられているため、蛍光体層3で生成された蛍光光が蛍光体層3を透過しない。 Further, since the reflector 2 is provided, the fluorescence light produced by the phosphor layer 3 is not transmitted through the phosphor layer 3. このため、蛍光光の散乱・吸収などの損失を受けることがなくなり、蛍光光を効率良く取り出すことができる。 This eliminates the subject to loss, such as scattering and absorption of the fluorescent light, it can be efficiently extracted fluorescent light.

また蛍光体層3と反射鏡2との形状を制御することで、蛍光光の放射角を制御することもできる。 Further by controlling the shape of the phosphor layer 3 and the reflecting mirror 2, it is also possible to control the emission angle of the fluorescent light.

実施の形態3においては非球面レンズ10aや光ファイバー10bが使用されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、光を導く光学部品であれば用いることができる。 Although in the third embodiment aspherical lenses 10a and an optical fiber 10b is used, the present invention is not limited thereto, can be used as long as an optical component for guiding light. たとえば空間に放出されたレーザ光を鏡の反射を利用して蛍光体層3へ照射するような部材などが用いられてもよい。 For example members like may be used so as to irradiate the emitted laser beam by utilizing the reflection of the mirror to the phosphor layer 3 in the space.

本発明においては、蛍光体層3および反射鏡2の形状は、実施の形態1〜3に示された形状に限定されるものではない。 In the present invention, the shape of the phosphor layer 3 and the reflecting mirror 2 is not limited to the shape shown in the first to third embodiments. また蛍光体層3および反射鏡2の形状と図2に示されたレンズ6との組み合わせによって出射光の状態を変化させることも可能である。 It is also possible to change the state of the emitted light by the combination of the lens 6 shown in shape and Figure 2 of the phosphor layer 3 and the reflecting mirror 2.

また本発明においては、半導体レーザが1個以上であればその個数には限定がない。 In the present invention, a semiconductor laser is no limitation to the number as long as 1 or more.
また実施の形態1〜3では、波長405nmといった青紫色の光を赤色、緑色、青色に変換して混色することにより白色の蛍光光を得る構成を示したが、本発明はこの光源の波長と蛍光体との組み合わせに限定されるものではない。 Also in the first to third embodiments, red light violet such wavelength 405 nm, green, a configuration has been shown to give a white fluorescent light by color mixture is converted into blue, the present invention is the wavelength of the light source It is not limited to a combination of the phosphor. たとえば、光源の波長として460nmの青色光を発する半導体レーザ1と、黄色あるいは緑色と赤色との蛍光を発生する蛍光体とが組み合わされてもよく、また光源の波長として波長360nmの紫外光を発する半導体レーザ1と、赤色(Y 22 S:Eu)、緑色(ZnS:Cu,Al)、青色(BaMgAl 1017 :Eu)などの蛍光体とが組み合わされてもよい。 For example, a semiconductor laser 1 which emits 460nm blue light as the wavelength of the light source may be combined and the phosphor emits fluorescence of a yellow or green and red, also emit ultraviolet light having a wavelength of 360nm as the wavelength of the light source a semiconductor laser 1, a red (Y 2 O 2 S: Eu ), green (ZnS: Cu, Al), blue (BaMgAl 10 O 17: Eu) phosphor and may be combined, such as. なお(BaMgAl 1017 :Eu)の表記はEuで付活されたBaMgAl 1017よりなる蛍光体を意味する。 Note: notation (BaMgAl 10 O 17 Eu) means a phosphor composed of BaMgAl 10 O 17, which is activated by Eu.

また上記に限定されず、半導体レーザの発する色としての青、青紫、紫外と、蛍光体がレーザ光を受けて発光する色として青色、緑色、黄色、赤色とが任意に組み合わされてもよい。 The invention is not limited to the above, blue as the color emitted from the semiconductor laser, blue-violet, and ultraviolet, blue as the color of the phosphor emits light by receiving a laser beam, green, yellow, and red can be combined arbitrarily.

実施の形態1〜3においては反射鏡2を用いているが、蛍光体層3が半導体レーザ1から発せられたレーザ光を透過しないように構成されていれば反射鏡2はなくてもよい。 Although using a reflector 2 in the first to third embodiments, may be omitted reflector 2 if configured as a phosphor layer 3 is not transparent to laser light emitted from the semiconductor laser 1. 蛍光体層(波長変換部)3は蛍光体を分散させた樹脂で構成されているが、蛍光体層(波長変換部)3の厚さ、分散された蛍光体の濃度などの条件によりレーザ光の入射側とは反対側に蛍光が出ることを防止することもできる。 Although the phosphor layer (wavelength conversion unit) 3 is composed of a resin in which a phosphor is dispersed, the phosphor layer (wavelength conversion unit) 3 having a thickness of, the laser light by conditions such as the concentration of the dispersed phosphor the incident side can be prevented from leaving the fluorescence on the other side. たとえば、白色光を取り出すための蛍光体で蛍光体厚さd=1mmのとき透過率は0になる。 For example, the transmittance when the phosphor thickness d = 1 mm with a phosphor for taking out white light becomes zero. また、蛍光体/樹脂分散量比(mg/mg)のとき透過率は0.25〜0.5である。 The phosphor / resin dispersion value ratio transmittance when (mg / mg) is 0.25 to 0.5.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。 The embodiments disclosed herein are to be considered as not restrictive but illustrative in all respects. 本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The scope of the invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and is intended to include all modifications within the meaning and range of equivalency of the claims.

本発明は、照明に用いることのできる発光装置に特に有利に適用することができる。 The present invention can be particularly advantageously applied to a light emitting device which can be used for illumination.

本発明の実施の形態1における発光装置の構成を概略的に示す断面図である。 The structure of the light-emitting device according to the first embodiment of the present invention is a cross-sectional view schematically showing. 本発明の実施の形態2における発光装置の構成を概略的に示す断面図である。 The structure of the light-emitting device according to a second embodiment of the present invention is a cross-sectional view schematically showing. 本発明の実施の形態3における発光装置の構成を概略的に示す断面図である。 The structure of the light emitting device in the third embodiment of the present invention is a cross-sectional view schematically showing. 特開2005-191483号公報に開示された発光装置の構成を概略的に示す断面図である。 JP configuration of luminescent devices disclosed in the 2005-191483 JP is a cross-sectional view schematically showing.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 半導体レーザ、2 反射鏡、3 蛍光体層、4 ケース、5 出射プレート、6 レンズ、7 固定治具、10 モジュール部、10a 非球面レンズ、10b 光ファイバー。 1 semiconductor laser, second reflecting mirror, 3 a phosphor layer, 4 cases, 5 emitted plate, 6 a lens, 7 a fixing jig, 10 module unit, 10a aspheric lens, 10b fiber.

Claims (7)

  1. 半導体レーザ素子を光源として有する光源部と、 A light source unit having a semiconductor laser device as a light source,
    前記光源部からの発光を受けて前記光源と波長の異なる蛍光光を生成する蛍光体層を有する波長変換部とを備え、 And a wavelength converter comprising a phosphor layer to produce a fluorescent light of different light source wavelength by receiving light emitted from the light source unit,
    前記波長変換部で生成された蛍光光は、前記波長変換部における、前記光源からの発光の入射側と同じ側から放出され、かつ前記光源部が前記波長変換部からの蛍光光の出射を遮らない位置に置かれることを特徴とする、発光装置。 Fluorescent light generated by the wavelength conversion unit, in the wavelength converting portion, released from the same side as the incidence side of light emitted from the light source, and the light source unit is intercepted emitted fluorescence light from the wavelength converting portion characterized in that it is placed in the free position, the light emitting device.
  2. 前記光源部から前記波長変換部への光の入射方向と、前記波長変換部からの蛍光光の出射方向とが異なることを特徴とする、請求項1記載の発光装置。 The incident direction of light from the light source unit to the wavelength converting part, wherein the emission direction of the fluorescent light is different from the wavelength converting part, the light emitting device according to claim 1.
  3. 前記光源部からの光の入射側とは反対側である前記蛍光体層の裏側に設けられた反射鏡をさらに備えたことを特徴とする、請求項1または2記載の発光装置。 Opposite further comprising the reflecting mirror provided on the back side of the phosphor layer is a light-emitting device according to claim 1 or 2, wherein the incident side of light from the light source unit.
  4. 前記蛍光体層および前記反射鏡が凹面状になっていることを特徴とする、請求項3記載の発光装置。 Wherein the phosphor layer and the reflector has a concave shape, the light emitting device according to claim 3.
  5. 前記半導体レーザ素子が、青、青紫および紫外に相当するいずれかの波長の光を発するものであることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか記載の発光装置。 The semiconductor laser element, blue, and characterized in that emit light of any wavelength corresponding to blue-violet and ultraviolet, light-emitting device according to any one of claims 1 to 4.
  6. 前記蛍光体が、前記光源部からの発光を受けて青色、緑色、黄色および赤色よりなる群から選ばれる一つ以上の色の蛍光を発生するように構成されていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか記載の発光装置。 The phosphor, characterized in that receiving a light emitting blue, green, and is configured to generate one or more fluorescent colors selected from the group consisting of yellow and red from the light source unit, wherein the light emitting device according to any one of claim 1 to 5.
  7. 前記光源部は、前記半導体レーザ素子からの発光光を前記波長変換部へ導くための光学部品を有することを特徴とする、請求項1〜6のいずれか記載の発光装置。 The light source unit, the semiconductor is characterized in that the light emitted from the laser element having an optical component for guiding the said wavelength converting portion, the light emitting device according to any of claims 1 to 6.
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