JP2013161561A - Light source device and lighting device - Google Patents

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Takashi Sugiyama
貴 杉山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent such irradiation unevennesses (color shading) as yellow rings, in a light source device equipped with a solid light source emitting as excitation light of a given wavelength out of a wavelength band of visible light, and a phosphor layer including at least one kind of phosphor excited by the excitation light from the light source and emitting fluorescence of a wavelength longer than an emission wavelength of the solid light source.SOLUTION: The phosphor layer 2 is formed as a two-dimensional array structure of micro convex bodes 7, with a size of each micro convex 7 of the phosphor layer 2 smaller than a size of a beam spot (a beam spot radius) of the excitation light from the solid light source 5 on the phosphor layer 2.

Description

本発明は、光源装置および照明装置に関する。   The present invention relates to a light source device and an illumination device.

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層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と蛍光体層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層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は蛍光体層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。   Conventionally, for example, in Patent Document 1, as shown in FIG. 1, an LED module 103 that emits blue light as excitation light, and a phosphor layer 104 that is excited by excitation light from the LED module 103 and emits yellow light fluorescence, In the light source device intended to generate white light by mixing blue light and yellow light, the blue light from the LED module 103 is transmitted between the LED module 103 and the phosphor layer 104 and fluorescent. There has been proposed a method of improving the light utilization efficiency by disposing a wavelength selective filter 106 that reflects yellow light emitted from the body layer 104. In FIG. 1, reference numeral 108 denotes a phosphor fixing transparent body, and reference numeral 107 denotes light (excitation light (blue light), fluorescence (yellow light)) extracted from the light extraction surface 104a of the phosphor layer 104. .

特開2009−266437号公報JP 2009-266437 A

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、蛍光体層104に入射する。蛍光体層104に入射した励起光(青色光)の一部は、蛍光体層104を透過して蛍光体層104の光取り出し面104aから出射する一方、他の一部は、蛍光体層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、蛍光体層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。   In the configuration of FIG. 1, the blue light from the LED module 103 passes through the phosphor fixing transparent body 108 and the wavelength selection filter 106 and then enters the phosphor layer 104. Part of the excitation light (blue light) incident on the phosphor layer 104 is transmitted through the phosphor layer 104 and emitted from the light extraction surface 104a of the phosphor layer 104, while the other part is phosphor layer 4. Or used for excitation of fluorescence (yellow light), or reflected by the light extraction surface 104 a toward the wavelength selection filter 106 and transmitted through the wavelength selection filter 106. Therefore, the blue light from the LED module 103 is mainly emitted from the portion (excitation light irradiation spot) irradiated with the excitation light (blue light) of the phosphor layer 104.

これに対し、蛍光体層104からの黄色光の発光は等方的であり、黄色光の一部は、蛍光体層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、黄色光は蛍光体層104全体から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。   On the other hand, the emission of yellow light from the phosphor layer 104 is isotropic, part of the yellow light is emitted from the light extraction surface 104a of the phosphor layer 104, while the other part is light extraction. The light is reflected by the surface 104 a and travels toward the wavelength selection filter 106 and is selectively reflected by the wavelength selection filter 106. Then, a part of the reflected light of the yellow light selectively reflected by the wavelength selection filter 106 is emitted from the light extraction surface 104a, and another part of the light is reflected by the extraction surface 104a to select the wavelength. It becomes so-called multiple reflected light that is directed toward the filter 106 and selectively reflected by the wavelength selection filter 106. Therefore, yellow light is emitted from the entire phosphor layer 104, and the emission of yellow light from the peripheral portion becomes stronger by the wavelength selection filter 106.

組立を容易にするために、蛍光体層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、蛍光体層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は蛍光体層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。   In order to facilitate assembly, the phosphor layer 104 is preferably larger than the excitation light irradiation spot. However, in this case, the yellow light emission region having the entire phosphor layer 104 as the emission region is larger than the blue light emission region having almost the same size as the excitation light irradiation spot. FIG. 2 is a diagram showing the light emission state of the phosphor layer 104. In FIG. 2, in the region 110 having a size almost the same as the excitation light irradiation spot, white light is generated due to the color mixture of blue light and yellow light. In the region 111 outside the region 110 having the same size as the light irradiation spot, yellow light is generated.

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(この照射ムラ(色ムラ)をイエローリングと称する)。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。   Therefore, in the illumination device as shown in FIG. 3 that enlarges and projects the light source device of FIG. 1 onto a predetermined projection surface using a lens system or the like, the projection surface reflects the color variation of the light source, and the central portion is There was a problem that uneven irradiation (color unevenness) in which the peripheral portion was yellow and yellow occurred (this irradiation unevenness (color unevenness) was called a yellow ring). In FIG. 3, reference numeral 102 denotes a lens system, and reference numeral 105 denotes a projection plane.

本発明は、可視光の波長領域のうちの所定の波長の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種類の蛍光体を含む蛍光体層とを備えている光源装置において、イエローリングなどの照射ムラ(色ムラ)が生じるの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。   The present invention includes a solid-state light source that emits light having a predetermined wavelength in the visible light wavelength region as excitation light, and fluorescence that is excited by excitation light from the solid-state light source and has a wavelength longer than the emission wavelength of the solid-state light source. Provided are a light source device and an illuminating device capable of preventing the occurrence of irradiation unevenness (color unevenness) such as a yellow ring in a light source device including a phosphor layer including at least one type of phosphor that emits light. The purpose is that.

上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、可視光の波長領域のうちの所定の波長の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種類の蛍光体を含む蛍光体層とを備えている光源装置であって、
前記蛍光体層が微小凸状体の2次元アレイ構造として形成されており、前記蛍光体層における各微小凸状体の大きさは、前記蛍光体層上での前記固体光源からの励起光のビームスポットの大きさよりも小さいことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is a solid-state light source that emits light having a predetermined wavelength in a visible light wavelength region as excitation light, and is excited by excitation light from the solid-state light source. A light source device including a phosphor layer including at least one kind of phosphor that emits fluorescence having a wavelength longer than the emission wavelength of a solid-state light source,
The phosphor layer is formed as a two-dimensional array structure of minute convex bodies, and the size of each minute convex body in the phosphor layer is determined by the excitation light from the solid light source on the phosphor layer. It is characterized by being smaller than the size of the beam spot.

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、該光源装置は透過型のものであって、前記蛍光体層は透明基板上に設けられ、前記蛍光体層と前記透明基板との間には、前記固体光源からの励起光を透過し、前記蛍光体層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ていることを特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, in the light source device according to the first aspect, the light source device is a transmissive type, the phosphor layer is provided on a transparent substrate, and the phosphor layer and the transparent Between the substrate, there is provided a wavelength selection means having a characteristic of transmitting excitation light from the solid-state light source and reflecting fluorescence from the phosphor layer.

また、請求項3記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の光源装置が用いられていることを特徴とする照明装置である。   The invention described in claim 3 is an illumination device characterized in that the light source device described in claim 1 or claim 2 is used.

請求項1乃至請求項3記載の発明によれば、可視光の波長領域のうちの所定の波長の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種類の蛍光体を含む蛍光体層とを備えている光源装置であって、前記蛍光体層が微小凸状体の2次元アレイ構造として形成されており、前記蛍光体層における各微小凸状体の大きさは、前記蛍光体層上での前記固体光源からの励起光のビームスポットの大きさ(ビームスポット径)よりも小さいので、イエローリングなどの照射ムラ(色ムラ)が生じるのを防止することができる。   According to the first to third aspects of the invention, the solid-state light source that emits light having a predetermined wavelength in the visible light wavelength region as the excitation light, and the solid-state light source that is excited by the excitation light from the solid-state light source. And a phosphor layer containing at least one type of phosphor that emits fluorescence having a longer wavelength than the emission wavelength of the light source, wherein the phosphor layer is formed as a two-dimensional array structure of minute convex bodies The size of each minute convex body in the phosphor layer is smaller than the beam spot size (beam spot diameter) of excitation light from the solid light source on the phosphor layer. Irradiation unevenness (color unevenness) such as a ring can be prevented.

特に、請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の光源装置において、該光源装置は透過型のものであって、前記蛍光体層は透明基板上に設けられ、前記蛍光体層と前記透明基板との間には、前記固体光源からの励起光を透過し、前記蛍光体層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ているので、透過型の光源装置において光の利用効率をより一層高めることができる(出射光(照明光)の光強度をより一層高めることができる)。また、前記蛍光体層と前記透明基板との間には、前記固体光源からの励起光を透過し、前記蛍光体層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ていることによって、透明基板内を蛍光が伝搬してしまうのを防止することができる。   In particular, according to the invention of claim 2, in the light source device of claim 1, the light source device is of a transmissive type, and the phosphor layer is provided on a transparent substrate, and the phosphor layer and Between the transparent substrate, there is provided wavelength selection means having characteristics of transmitting excitation light from the solid light source and reflecting fluorescence from the phosphor layer. Can be further increased (the light intensity of the emitted light (illumination light) can be further increased). Further, between the phosphor layer and the transparent substrate, there is provided wavelength selection means having a characteristic of transmitting excitation light from the solid light source and reflecting fluorescence from the phosphor layer. The fluorescence can be prevented from propagating through the transparent substrate.

従来の光源装置を示す図である。It is a figure which shows the conventional light source device. 蛍光体層の発光状態を示す図である。It is a figure which shows the light emission state of a fluorescent substance layer. 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。It is a figure which shows the illuminating device which expands and projects the light source device of FIG. 1 on a predetermined projection surface using a lens system etc. FIG. 本発明の光源装置の一構成例を示す図である。It is a figure which shows the example of 1 structure of the light source device of this invention. 本発明の光源装置の一構成例を示す図である。It is a figure which shows the example of 1 structure of the light source device of this invention. 図4、図5の光源装置に用いられる蛍光体層の作製工程例を示す図である。It is a figure which shows the example of a manufacturing process of the fluorescent substance layer used for the light source device of FIG. 4, FIG. 図4、図5の光源装置において、蛍光体層に入射した励起光による蛍光体層からの蛍光の光路を示す図である。In the light source device of FIG. 4, FIG. 5, it is a figure which shows the optical path of the fluorescence from the fluorescent substance layer by the excitation light which injected into the fluorescent substance layer. 本発明の光源装置の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of the light source device of this invention. 本発明の光源装置の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of the light source device of this invention. 図8、図9の光源装置の蛍光体層を作製するための金型を示す図である。It is a figure which shows the metal mold | die for producing the fluorescent substance layer of the light source device of FIG. 8, FIG. 図8、図9の光源装置の蛍光体層の作製例を示す図である。It is a figure which shows the example of preparation of the fluorescent substance layer of the light source device of FIG. 8, FIG. 図8、図9の光源装置において、蛍光体層に入射した励起光による蛍光体層からの蛍光の光路を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an optical path of fluorescence from the phosphor layer by excitation light incident on the phosphor layer in the light source device of FIGS. 8 and 9. 図4、図5の光源装置の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the light source device of FIG. 4, FIG. 本発明の照明装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the illuminating device of this invention. 本発明の光源装置の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of the light source device of this invention.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図4、図5(a)、(b)は、本発明の光源装置の一構成例を示す図である。なお、図4は概略斜視図、図5(a)は図4のY方向から見た概略正面図、図5(b)は図4のX方向から見た概略正面図である。図4、図5(a)、(b)を参照すると、この光源装置10は、可視光の波長領域のうちの所定の波長の光を励起光として発光する固体光源5と、該固体光源5からの励起光により励起され該固体光源5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種類の蛍光体を含む蛍光体層2とを備え、前記固体光源5と前記蛍光体層2とが空間的に離れて配置されている。なお、図5(a)、(b)では、固体光源5の図示を省略している。   4, FIG. 5 (a), (b) is a figure which shows the example of 1 structure of the light source device of this invention. 4 is a schematic perspective view, FIG. 5 (a) is a schematic front view seen from the Y direction in FIG. 4, and FIG. 5 (b) is a schematic front view seen from the X direction in FIG. Referring to FIGS. 4, 5 (a), and (b), the light source device 10 includes a solid light source 5 that emits light having a predetermined wavelength in the visible light wavelength region as excitation light, and the solid light source 5. A phosphor layer 2 including at least one kind of phosphor that is excited by excitation light from the light source and emits fluorescence having a longer wavelength than the emission wavelength of the solid light source 5, and the solid light source 5 and the phosphor layer 2, Are spaced apart. In addition, illustration of the solid light source 5 is abbreviate | omitted in FIG. 5 (a), (b).

ここで、固体光源5には、可視光領域に発光波長をもつ発光ダイオードや半導体レーザーなどが使用可能である。但し、発光ダイオードを用いる場合には、蛍光体層2上でスポット光として集光させるためのレンズ系を組み合わせる必要がある。   Here, a light emitting diode or a semiconductor laser having a light emission wavelength in the visible light region can be used as the solid light source 5. However, when a light emitting diode is used, it is necessary to combine a lens system for condensing it as spot light on the phosphor layer 2.

具体的に、固体光源5には、例えば、GaN系の材料を用いた発光波長が約460nm程度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ことができる。この場合、蛍光体層2の蛍光体としては、波長が約440nm乃至約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+、(Ca,Sr)AlSiN:Eu2+、CaSi:Eu2+、(Ca,Sr)Si:Eu2+、KSiF:Mn4+、KTiF:Mn4+等が用いられ、黄色蛍光体には、YAl12:Ce3+、(Sr,Ba)SiO:Eu2+、Ca(Si,Al)12(O,N)16:Eu2+等が用いられ、緑色蛍光体には、LuAl12:Ce3+、(Lu,Y)Al12: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。 Specifically, for example, a light emitting diode or a semiconductor laser that emits blue light having a light emission wavelength of about 460 nm using a GaN-based material can be used as the solid light source 5. In this case, as the phosphor of the phosphor layer 2, as the wavelength is excited by the blue light of about 440nm to about 470 nm, for example, the red phosphor, CaAlSiN 3: Eu 2+, ( Ca, Sr) AlSiN 3 : Eu 2+ , Ca 2 Si 5 N 8 : Eu 2+ , (Ca, Sr) 2 Si 5 N 8 : Eu 2+ , KSiF 6 : Mn 4+ , KTiF 6 : Mn 4+ and the like are used as the yellow phosphor. Y 3 Al 5 O 12 : Ce 3+ , (Sr, Ba) 2 SiO 4 : Eu 2+ , Ca x (Si, Al) 12 (O, N) 16 : Eu 2+, etc. , Lu 3 Al 5 O 12: Ce 3+, (Lu, Y) 3 Al 5 O 12: Ce 3+, Y 3 (Ga, Al) 5 O 12: Ce 3+, Ca 3 Sc 2 Si 3 O 12: e 3+, CaSc 2 O 4: Eu 2+, (Ba, Sr) 2 SiO 4: Eu 2+, Ba 3 Si 6 O 12 N 2: Eu 2+, (Si, Al) 6 (O, N) 8: Eu 2+ Etc. can be used.

蛍光体層2としては、これらの蛍光体粉末をガラスや樹脂中に分散させたものや、ガラス母体に発光中心イオンを添加したガラス蛍光体、樹脂などの結合部材を含まない蛍光体セラミックス等を用いることができる。蛍光体粉末をガラス中に分散させたものの具体例としては、上に列挙した組成の蛍光体粉末をP、SiO、B、Alなどの成分を含むガラス中に分散したものが挙げられる。ガラス母体に発光中心イオンを添加したガラス蛍光体としては、Ce3+やEu2+を付活剤として添加したCa−Si−Al−O−N系やY−Si−Al−O−N系などの酸窒化物系ガラス蛍光体が挙げられる。蛍光体セラミックスとしては、上に列挙した組成の蛍光体組成からなり、樹脂成分を実質的に含まない焼結体が挙げられる。 Examples of the phosphor layer 2 include those obtained by dispersing these phosphor powders in glass or resin, glass phosphors obtained by adding a luminescent center ion to a glass matrix, phosphor ceramics that do not include a binding member such as a resin, and the like. Can be used. As a specific example of the phosphor powder dispersed in glass, the phosphor powder having the composition listed above is contained in a glass containing components such as P 2 O 3 , SiO 2 , B 2 O 3 , and Al 2 O 3. Are dispersed. Examples of glass phosphors in which a luminescent center ion is added to a glass matrix include Ca—Si—Al—O—N and Y—Si—Al—O—N systems in which Ce 3+ or Eu 2+ is added as an activator. Examples thereof include oxynitride glass phosphors. Examples of the phosphor ceramic include a sintered body having a phosphor composition having the composition listed above and substantially not including a resin component.

また、この光源装置10には、蛍光体層2の励起光が入射する側の面とは反対の側から蛍光などの光を取り出す方式(以下、これらを透過方式または透過型と称す)が採用されており、固体光源5と蛍光体層2とを空間的に離して配置することにより、従来に比べて十分な高輝度化を図ることが可能となる。なお、透過方式または透過型の光源装置とは、より正確には、図5(a)、(b)のように蛍光体層2に固体光源5からの励起光を照射した場合に、蛍光体層2から発せられる蛍光成分のうち、固体光源5とは反対の側に出てくる成分を利用する光源装置のことであり、このとき、励起光の透過成分も利用し、蛍光成分と励起光の透過成分との混合光を出射光(照明光)として取り出すことができる。   The light source device 10 employs a method of extracting light such as fluorescence from the side opposite to the surface on which the excitation light of the phosphor layer 2 is incident (hereinafter referred to as a transmission method or a transmission type). In addition, by disposing the solid light source 5 and the phosphor layer 2 spatially apart from each other, it is possible to achieve a sufficiently high brightness as compared with the conventional case. More precisely, the transmission type or transmission type light source device is a phosphor when the phosphor layer 2 is irradiated with excitation light from the solid light source 5 as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b). Among the fluorescent components emitted from the layer 2, it is a light source device that uses a component that emerges on the opposite side of the solid light source 5. At this time, the transmitted component of the excitation light is also used, and the fluorescent component and the excitation light are used. The mixed light with the transmitted component can be taken out as outgoing light (illumination light).

また、図5(a)、(b)からもわかるように、蛍光体層2全体の大きさDx、Dyは、一般に、固体光源5からの励起光のビームスポットの大きさ(ビームスポット径)BMよりも大きなもの(Dx>BM、Dy>BM)となっている。この場合には、前述したように、蛍光体層2内を蛍光体層2の周辺に向けて蛍光が導光し、蛍光体層2からの出射光(照明光)にイエローリングなどの照射ムラ(色ムラ)が生じることがある。   Further, as can be seen from FIGS. 5A and 5B, the size Dx and Dy of the entire phosphor layer 2 is generally the size of the beam spot of the excitation light from the solid light source 5 (beam spot diameter). It is larger than BM (Dx> BM, Dy> BM). In this case, as described above, the fluorescence is guided through the phosphor layer 2 toward the periphery of the phosphor layer 2, and irradiation unevenness such as a yellow ring is emitted to the emitted light (illumination light) from the phosphor layer 2. (Color unevenness) may occur.

蛍光体層2からの出射光(照明光)にイエローリングなどの照射ムラ(色ムラ)が生じるのを防止するため、本発明では、蛍光体層2を微小凸状体7の2次元アレイ構造として形成している。   In order to prevent irradiation unevenness (color unevenness) such as yellow ring from occurring in the emitted light (illumination light) from the phosphor layer 2, in the present invention, the phosphor layer 2 is composed of a two-dimensional array structure of minute convex bodies 7. It is formed as.

すなわち、本発明では、蛍光体層2が微小凸状体7の2次元アレイ構造として形成されていることにより、隣接する微小凸状体7間には、符号8で示す空間が存在する。この空間8が存在することにより、1つの微小凸状体7からの光が、隣接する微小凸状体7に導光するのを阻止し(蛍光体層2内を蛍光体層2の周辺に向けて光が導光するのを阻止し(蛍光体層2内を導光する光の導光経路を遮断し、1つの微小凸状体7からの光を強制的に蛍光体層2の外部に出射させ))、蛍光体層2全体において蛍光体層2からの出射光(照明光)にイエローリングなどの照射ムラ(色ムラ)が生じるのを防止することができる。   That is, in the present invention, since the phosphor layer 2 is formed as a two-dimensional array structure of the minute convex bodies 7, a space indicated by reference numeral 8 exists between the adjacent minute convex bodies 7. The presence of the space 8 prevents light from one minute convex body 7 from being guided to the adjacent minute convex body 7 (within the phosphor layer 2 around the phosphor layer 2). The light is prevented from being guided toward the light (the light guide path of the light guided through the phosphor layer 2 is blocked, and the light from one minute convex body 7 is forced to the outside of the phosphor layer 2. It is possible to prevent uneven emission (color unevenness) such as a yellow ring in the emitted light (illumination light) from the phosphor layer 2 in the entire phosphor layer 2.

なお、図4、図5(a)、(b)の例では、蛍光体層2の各微小凸状体7の形状は、半球形状となっている。また、図4、図5(a)、(b)において、符号9は蛍光体層2を支持する透明基板であり、蛍光体層2は、透明基板9上に設けられている。   In addition, in the example of FIG. 4, FIG. 5 (a), (b), the shape of each micro convex body 7 of the fluorescent substance layer 2 is hemispherical shape. 4, 5 </ b> A, and 5 </ b> B, reference numeral 9 denotes a transparent substrate that supports the phosphor layer 2, and the phosphor layer 2 is provided on the transparent substrate 9.

また、蛍光体層2の各微小凸状体7の大きさEx、Ey(各微小凸状体7の形状が半球形状な場合には、Ex=Ey)は、蛍光体層2上での固体光源5からの励起光のビームスポットの大きさ(ビームスポット径)BMよりも小さいもの(Ex≦BM、Ey≦BM)となっている。   In addition, the sizes Ex and Ey of each minute convex body 7 of the phosphor layer 2 (Ex = Ey when each minute convex body 7 is hemispherical) are solid on the phosphor layer 2. The beam spot size (beam spot diameter) BM of the excitation light from the light source 5 is smaller (Ex ≦ BM, Ey ≦ BM).

具体的に、蛍光体層2の各微小凸状体7の大きさEx、Ey(各微小凸状体7の形状が半球形状の場合には、Ex=Ey)は、0.01〜0.5mm程度である。   Specifically, the sizes Ex and Ey of each minute convex body 7 of the phosphor layer 2 (Ex = Ey when the shape of each minute convex body 7 is hemispherical) are 0.01-0. It is about 5 mm.

蛍光体層2の各微小凸状体7の大きさEx、Eyが、蛍光体層2上での固体光源5からの励起光のビームスポットの大きさ(ビームスポット径)BM(具体的には、例えば1mm程度)よりも小さいもの(Ex≦BM、Ey≦BM)となっていることにより、個々の微小凸状体7内を導光する光の導光経路が広範囲にわたることのないようにし、個々の微小凸状体7において個々の微小凸状体7からの出射光(照明光)にイエローリングなどの照射ムラ(色ムラ)が生じないようにすることができる。   The sizes Ex and Ey of the minute convex bodies 7 of the phosphor layer 2 are the beam spot size (beam spot diameter) BM (specifically, the excitation light from the solid light source 5 on the phosphor layer 2). (Ex.about.BM, Ey.ltoreq.BM), for example, so that the light guide path of the light guided through the individual micro-projections 7 does not extend over a wide range. In each of the minute convex bodies 7, it is possible to prevent irradiation unevenness (color unevenness) such as a yellow ring from occurring in the emitted light (illumination light) from each of the minute convex bodies 7.

図4、図5(a)、(b)に示すような微小凸状体7の2次元アレイ構造として形成されている蛍光体層2の作製方法は、例えば図6(a)〜(e)に示すようにしてなされる。   A method for producing the phosphor layer 2 formed as a two-dimensional array structure of the minute convex bodies 7 as shown in FIGS. 4, 5A, and 5B is, for example, FIGS. 6A to 6E. This is done as shown in

すなわち、図6(a)に示すように、微小凸状体7の2次元アレイ構造(連続構造)に対応した微小凹形状の連続形状の空隙12を有する金型11を予め用意し、図6(b)に示すように、YAl12:Ce3+蛍光体粒子(黄色蛍光体粒子)をシリコーン樹脂に分散したものを、この金型11の空隙12内に充填し加熱硬化し蛍光体ブロック13を作製する。次いで、図6(c)に示すように、蛍光体ブロック13を金型11から取り出し、図6(d)に示すように、金型11から取り出した蛍光体ブロック13の平面側を研磨し、微小凸状体7の載るベース部分2aの蛍光体の厚さtを例えば0.05mmとする。最後に、図6(e)に示すように、研磨済みの蛍光体層2を厚さ1mmの透明基板9に貼り付けることによって、微小凸状体7の2次元アレイ構造として形成されている蛍光体層(黄色蛍光体層)2を作製することができる。 That is, as shown in FIG. 6 (a), a mold 11 having a micro-concave continuous gap 12 corresponding to the two-dimensional array structure (continuous structure) of the micro-projections 7 is prepared in advance. As shown in (b), Y 3 Al 5 O 12 : Ce 3+ phosphor particles (yellow phosphor particles) dispersed in a silicone resin are filled in the voids 12 of the mold 11 and heated and cured to obtain fluorescence. The body block 13 is produced. Next, as shown in FIG. 6 (c), the phosphor block 13 is taken out from the mold 11, and as shown in FIG. 6 (d), the planar side of the phosphor block 13 taken out from the mold 11 is polished, The thickness t of the phosphor of the base portion 2a on which the minute convex body 7 is placed is set to 0.05 mm, for example. Finally, as shown in FIG. 6 (e), the polished phosphor layer 2 is attached to a transparent substrate 9 having a thickness of 1 mm, thereby forming a fluorescence formed as a two-dimensional array structure of minute convex bodies 7. The body layer (yellow phosphor layer) 2 can be produced.

なお、上記方法によって実際に作製した蛍光体層2では、半球形状である微小凸状体7の半球底面の直径(Ex=Ey)は0.4mmであり、ベース部分2aからの半球状の微小凸状体の高さEz(=Ex/2=Ey/2)は0.2mmであった。   In the phosphor layer 2 actually manufactured by the above method, the diameter of the hemispherical bottom surface (Ex = Ey) of the hemispherical minute convex body 7 is 0.4 mm, and the hemispherical minuteness from the base portion 2a is 0.4 mm. The height Ez (= Ex / 2 = Ey / 2) of the convex body was 0.2 mm.

また、このときに使用した固体光源(青色発光のレーザーダイオード)5からの励起光の透明基板9上での照射スポットサイズBMは直径1mmであり、各微小凸状体7の透明基板9上での面積は、透明基板9上での固体光源5からの励起光の透明基板9上での照射スポット面積よりも小さいものとなっている。   The irradiation spot size BM of the excitation light from the solid light source (blue light emitting laser diode) 5 used at this time on the transparent substrate 9 is 1 mm in diameter, and on the transparent substrate 9 of each minute convex body 7. Is smaller than the irradiation spot area on the transparent substrate 9 of the excitation light from the solid-state light source 5 on the transparent substrate 9.

上記のように作製した蛍光体層(黄色蛍光体層)2と固体光源(青色発光のレーザーダイオード)5とを実際に図4に示すような配置で組み合わせて白色光を出射する光源装置を作製したところ、イエローリングの発生を抑えることができた。これは、図7に示すように、蛍光体層2(の微小凸状体7)に入射した固体光源5からの励起光(青色光)、及び、蛍光体層2からの蛍光(黄色光)が、隣り合った微小凸状体7間の空間8によって微小凸状体7からの出射時に屈折が起こり、伝搬方向を変えられることにより、隣の微小凸状体に入射せずに(すなわち、蛍光体層2内を伝搬せずに)、固体光源5からの励起光の照射スポットの大きさとほぼ同じ大きさの領域から外部に出射したためであると考えられる。   A light source device that emits white light by actually combining the phosphor layer (yellow phosphor layer) 2 and the solid light source (blue light emitting laser diode) 5 produced as described above in the arrangement shown in FIG. 4 is produced. As a result, the occurrence of yellow ring could be suppressed. As shown in FIG. 7, this is because the excitation light (blue light) from the solid light source 5 incident on the phosphor layer 2 (the minute convex body 7) and the fluorescence from the phosphor layer 2 (yellow light). However, refraction occurs at the time of emission from the minute convex body 7 due to the space 8 between the adjacent minute convex bodies 7, and the propagation direction can be changed, so that the light does not enter the adjacent minute convex body (that is, This is considered to be because the light was emitted to the outside from a region having the same size as the irradiation spot of the excitation light from the solid light source 5 without propagating through the phosphor layer 2.

このように、本発明では、蛍光体層2が微小凸状体7の2次元アレイ構造として形成されており、蛍光体層2における各微小凸状体7の大きさは、蛍光体層2上での固体光源5からの励起光のビームスポットの大きさ(ビームスポット径)よりも小さいことにより、イエローリングなどの照射ムラ(色ムラ)が生じるのを防止することができる。   Thus, in the present invention, the phosphor layer 2 is formed as a two-dimensional array structure of the minute convex bodies 7, and the size of each minute convex body 7 in the phosphor layer 2 is the same as that on the phosphor layer 2. It is possible to prevent the occurrence of uneven irradiation (color unevenness) such as a yellow ring by being smaller than the beam spot size (beam spot diameter) of the excitation light from the solid light source 5 in FIG.

なお、図4、図5(a)、(b)の例では、蛍光体層2の各微小凸状体7の形状は、半球形状となっているが、蛍光体層2の各微小凸状体7の形状を、截頭角錐台、楕円半球形状、截頭円錐台、截頭三角錐台、截頭六角錐台などの形状にすることもできる。   In the examples of FIGS. 4, 5A, and 5B, the shape of each minute convex body 7 of the phosphor layer 2 is a hemispherical shape. The shape of the body 7 can also be a shape such as a truncated pyramid, an elliptical hemisphere, a truncated truncated cone, a truncated triangular truncated cone, and a truncated hexagonal truncated cone.

図8、図9(a)、(b)は、本発明の光源装置の他の構成例を示す図である(蛍光体層2の各微小凸状体7の形状が截頭角錐台となっている構成例を示す図である)。なお、図8は概略斜視図、図9(a)は図8のY方向から見た概略正面図、図9(b)は図8のX方向から見た概略正面図であり、図4、図5(a)、(b)と対応する箇所には同じ符号を付している。   FIG. 8, FIG. 9A and FIG. 9B are diagrams showing another configuration example of the light source device of the present invention (the shape of each minute convex body 7 of the phosphor layer 2 is a truncated pyramid. FIG. 8 is a schematic perspective view, FIG. 9 (a) is a schematic front view seen from the Y direction of FIG. 8, FIG. 9 (b) is a schematic front view seen from the X direction of FIG. The portions corresponding to those in FIGS. 5A and 5B are denoted by the same reference numerals.

図8、図9(a)、(b)の光源装置20は、蛍光体層2の各微小凸状体7の形状が截頭角錐台となっていること以外は、図4、図5(a)、(b)の光源装置10と同じである。すなわち、使用する固体光源5や蛍光体層2の材料などは、図4、図5(a)、(b)の光源装置10と同じである。   The light source device 20 shown in FIGS. 8, 9A and 9B is similar to FIGS. 4 and 5 except that the shape of each minute convex body 7 of the phosphor layer 2 is a truncated pyramid. It is the same as the light source device 10 of a) and (b). That is, the solid light source 5 and the material of the phosphor layer 2 to be used are the same as those of the light source device 10 in FIGS. 4, 5A, and 5B.

より詳細に、蛍光体層2の各微小凸状体7の形状が截頭角錐台となっている場合にも、蛍光体層2の各微小凸状体7の大きさEx、Eyは、蛍光体層2上での固体光源5からの励起光のビームスポットの大きさ(ビームスポット径)BMよりも小さいもの(Ex≦BM、Ey≦BM)となっている。   More specifically, even when the shape of each minute convex body 7 of the phosphor layer 2 is a truncated pyramid, the sizes Ex and Ey of each minute convex body 7 of the phosphor layer 2 are different from each other. The beam spot size (beam spot diameter) BM of the excitation light from the solid light source 5 on the body layer 2 is smaller (Ex ≦ BM, Ey ≦ BM).

具体的に、蛍光体層2の各微小凸状体7の形状が截頭角錐台となっている場合にも、蛍光体層2の各微小凸状体7の大きさEx、Eyは、0.01〜0.5mm程度である。   Specifically, even when the shape of each minute convex body 7 of the phosphor layer 2 is a truncated pyramid, the sizes Ex and Ey of each minute convex body 7 of the phosphor layer 2 are 0. .About 0.01 to 0.5 mm.

蛍光体層2の各微小凸状体7の大きさEx、Eyが、蛍光体層2上での固体光源5からの励起光のビームスポットの大きさ(ビームスポット径)BM(具体的には、例えば1mm程度)よりも小さいもの(Ex≦BM、Ey≦BM)となっていることにより、個々の微小凸状体7内を導光する光の導光経路が広範囲にわたることのないようにし、個々の微小凸状体7において個々の微小凸状体7からの出射光(照明光)にイエローリングなどの照射ムラ(色ムラ)が生じないようにすることができる。   The sizes Ex and Ey of the minute convex bodies 7 of the phosphor layer 2 are the beam spot size (beam spot diameter) BM (specifically, the excitation light from the solid light source 5 on the phosphor layer 2). (Ex.about.BM, Ey.ltoreq.BM), for example, so that the light guide path of the light guided through the individual micro-projections 7 does not extend over a wide range. In each of the minute convex bodies 7, it is possible to prevent irradiation unevenness (color unevenness) such as a yellow ring from occurring in the emitted light (illumination light) from each of the minute convex bodies 7.

図8、図9(a)、(b)の光源装置20において、蛍光体層2の作製方法も、金型11の空隙12の形状を図10に示すような截頭角錐台に対応したものにすること以外は、図6(a)〜(e)に示したと同様にして作製することができる。図11には、図10に示す金型11によって作製された蛍光体層(黄色蛍光体層)2が示されている。   In the light source device 20 shown in FIGS. 8, 9A, and 9B, the method for producing the phosphor layer 2 is such that the shape of the gap 12 of the mold 11 corresponds to the truncated pyramid as shown in FIG. It can be manufactured in the same manner as shown in FIGS. FIG. 11 shows a phosphor layer (yellow phosphor layer) 2 produced by the mold 11 shown in FIG.

実際に作製した図11の蛍光体層(黄色蛍光体層)2では、截頭角錐台である微小凸状体7の底面(正方形)の一辺の長さ(Ex=Ey)は0.2mmであり、蛍光体層2のベース部分2aからの截頭角錐台の微小凸状体の高さEzは0.2mmであった。また、蛍光体層2のベース部分2aの厚さtは0.05mmであった。また、截頭角錐台の斜面の傾斜は垂直面から10度の角度をなしている。   In the actually produced phosphor layer (yellow phosphor layer) 2 of FIG. 11, the length (Ex = Ey) of one side of the bottom surface (square) of the minute convex body 7 which is a truncated pyramid is 0.2 mm. In addition, the height Ez of the minute convex body of the truncated pyramid from the base portion 2a of the phosphor layer 2 was 0.2 mm. Further, the thickness t of the base portion 2a of the phosphor layer 2 was 0.05 mm. In addition, the slope of the truncated pyramid has an angle of 10 degrees from the vertical plane.

また、このときに使用した固体光源(青色発光のレーザーダイオード)5からの励起光の透明基板9上での照射スポットサイズBMは直径1mmであり、各微小凸状体7の透明基板9上での面積は、透明基板7上での固体光源5からの励起光の透明基板9上での照射スポット面積よりも小さいものとなっている。   The irradiation spot size BM of the excitation light from the solid light source (blue light emitting laser diode) 5 used at this time on the transparent substrate 9 is 1 mm in diameter, and on the transparent substrate 9 of each minute convex body 7. Is smaller than the irradiation spot area on the transparent substrate 9 of the excitation light from the solid light source 5 on the transparent substrate 7.

上記のように作製した蛍光体層(黄色蛍光体層)2と固体光源(青色発光のレーザーダイオード)5とを実際に図8に示すような配置で組み合わせて白色光を出射する光源装置を作製したところ、イエローリングの発生を抑えることができた。これは、図12に示すように、蛍光体層2(の微小凸状体7)に入射した固体光源5からの励起光(青色光)、及び、蛍光体層2からの蛍光(黄色光)が、隣り合った微小凸状体7間の空間8によって微小凸状体7からの出射時に屈折が起こり、伝搬方向を変えられることにより、隣りの微小凸状体7に入射せずに(すなわち、蛍光体層2内を伝搬せずに)、外部に取り出すことができるためであると考えられる。なお、図12の左側矢印で示すように隣り合った微小凸状体7間の空間8に出た光が隣りの微小凸状体7に向かって行く場合もあるが、この場合には一部の光は隣りの微小凸状体7内に入り蛍光体層2内を伝搬するものの、残りの光は隣りの微小凸状体7に入射する時に表面で反射されて外に取り出すことができるので、全体として、蛍光体層2内を伝搬する光を減らすことができ、イエローリングの発生を抑えることができたと考えられる。   A light source device that emits white light by actually combining the phosphor layer (yellow phosphor layer) 2 and the solid light source (blue light emitting laser diode) 5 produced as described above in the arrangement shown in FIG. 8 is produced. As a result, the occurrence of yellow ring could be suppressed. This is because, as shown in FIG. 12, the excitation light (blue light) from the solid light source 5 that has entered the phosphor layer 2 (the minute convex body 7) and the fluorescence from the phosphor layer 2 (yellow light). However, refraction occurs at the time of emission from the minute convex body 7 due to the space 8 between the adjacent minute convex bodies 7, and the propagation direction can be changed, so that the incident light does not enter the adjacent minute convex body 7 (that is, This is considered to be because it can be taken out outside (without propagating through the phosphor layer 2). In addition, as shown by the left arrow in FIG. 12, the light emitted in the space 8 between the adjacent minute convex bodies 7 may go toward the adjacent minute convex body 7. Although the light enters the adjacent minute convex body 7 and propagates in the phosphor layer 2, the remaining light is reflected by the surface when it enters the adjacent minute convex body 7 and can be extracted outside. As a whole, it is considered that the light propagating in the phosphor layer 2 can be reduced and the occurrence of yellow ring can be suppressed.

このように、図8、図9(a)、(b)の光源装置20においても、蛍光体層2が微小凸状体7の2次元アレイ構造として形成されており、蛍光体層2における各微小凸状体7の大きさは、蛍光体層2上での固体光源5からの励起光のビームスポットの大きさ(ビームスポット径)よりも小さいことにより、イエローリングなどの照射ムラ(色ムラ)が生じるのを防止することができる。   As described above, also in the light source device 20 of FIGS. 8, 9A, and 9B, the phosphor layer 2 is formed as a two-dimensional array structure of the minute convex bodies 7, and each of the phosphor layers 2 in the phosphor layer 2 is formed. The size of the minute convex body 7 is smaller than the beam spot size (beam spot diameter) of the excitation light from the solid-state light source 5 on the phosphor layer 2, thereby causing irradiation unevenness (color unevenness) such as yellow ring. ) Can be prevented.

また、図4、図5(a)、(b)に示した光源装置10(あるいは図8、図9(a)、(b)に示した光源装置20)において、図13に示すように(なお、図13は図4、図5の光源装置に対応した図である)、蛍光体層2と固体光源5との間には(より正確には、蛍光体層2と透明基板9との間に)、固体光源5からの励起光(例えば青色光)を透過し、蛍光体層からの蛍光(例えば黄色光)を反射する特性を有する波長選択手段(波長選択フィルタ(例えばダイクロイックミラー))16が設けられていても良い。蛍光体層2と固体光源5との間に、固体光源5からの励起光(例えば青色光)を透過し、蛍光体層からの蛍光(例えば黄色光)を反射する特性を有する波長選択手段(波長選択フィルタ(例えばダイクロイックミラー))16が設けられている場合には、蛍光体層からの蛍光(例えば黄色光)を固体光源5とは反対の側に反射するので、光の利用効率をより一層高めることができる(出射光(照明光)の光強度をより一層高めることができる)。すなわち、図1に示した従来の構成では、波長選択手段(波長選択フィルタ)を用いたことにより、光の利用効率を高めることができるものの、イエローリングなどの照射ムラ(色ムラ)が生じてしまう。これに対して、図13の光源装置では、蛍光体層2が微小凸状体7の2次元アレイ構造として形成されている構成となっていることにより、波長選択手段(波長選択フィルタ)16を用いる場合にも、イエローリングなどの照射ムラ(色ムラ)が生じさせずに、光の利用効率をより一層高めることができる。   Further, in the light source device 10 shown in FIGS. 4, 5A and 5B (or the light source device 20 shown in FIGS. 8, 9A and 9B), as shown in FIG. 13 is a diagram corresponding to the light source device of FIGS. 4 and 5) (more precisely, between the phosphor layer 2 and the transparent substrate 9) between the phosphor layer 2 and the solid light source 5. In the meantime, wavelength selection means (wavelength selection filter (for example, dichroic mirror)) having characteristics of transmitting excitation light (for example, blue light) from the solid light source 5 and reflecting fluorescence (for example, yellow light) from the phosphor layer. 16 may be provided. Between the phosphor layer 2 and the solid light source 5, a wavelength selection unit having a characteristic of transmitting excitation light (eg, blue light) from the solid light source 5 and reflecting fluorescence (eg, yellow light) from the phosphor layer. When the wavelength selection filter (for example, dichroic mirror) 16 is provided, the fluorescence (for example, yellow light) from the phosphor layer is reflected to the side opposite to the solid light source 5, so that the light utilization efficiency is further improved. The light intensity of the emitted light (illumination light) can be further increased. That is, in the conventional configuration shown in FIG. 1, the use efficiency of light can be increased by using the wavelength selection means (wavelength selection filter), but irradiation unevenness (color unevenness) such as yellow ring occurs. End up. On the other hand, in the light source device of FIG. 13, the phosphor layer 2 is formed as a two-dimensional array structure of minute convex bodies 7, so that the wavelength selection means (wavelength selection filter) 16 is provided. Even when it is used, the light utilization efficiency can be further enhanced without causing uneven irradiation (color unevenness) such as yellow ring.

また、蛍光体層2と透明基板9との間に、固体光源5からの励起光(例えば青色光)を透過し、蛍光体層2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(波長選択フィルタ(例えばダイクロイックミラー))16が設けられている場合には、透明基板9内を蛍光が伝搬してしまうのを防止することができる。すなわち、蛍光体層2のベース部分2aの厚さは例えば0.05mm程度の薄いものであるため、ベース部分2aを伝搬する蛍光は僅かであると考えられるが、蛍光体層2は透明基板9と貼り合わされているために、透明基板9内を伝搬してしまう蛍光が存在する。この蛍光に対しては、図13に示すように透明基板9上に固体光源5からの青色光を透過して蛍光である黄色光を反射する波長選択手段(波長選択フィルタ(例えばダイクロイックミラー))16を設けることにより、透明基板9内への蛍光の侵入を防止し、透明基板9内を蛍光が伝搬してしまうのを防止することができる。   Further, a wavelength having a characteristic of transmitting excitation light (for example, blue light) from the solid light source 5 and reflecting fluorescence (for example, yellow light) from the phosphor layer 2 between the phosphor layer 2 and the transparent substrate 9. When the selection means (wavelength selection filter (for example, dichroic mirror)) 16 is provided, it is possible to prevent fluorescence from propagating through the transparent substrate 9. That is, since the thickness of the base portion 2a of the phosphor layer 2 is as thin as about 0.05 mm, for example, it is considered that the amount of fluorescence propagating through the base portion 2a is very small. Therefore, there is fluorescence that propagates through the transparent substrate 9. For this fluorescence, as shown in FIG. 13, wavelength selection means (wavelength selection filter (for example, dichroic mirror)) that transmits blue light from the solid light source 5 and reflects yellow light that is fluorescence on the transparent substrate 9. By providing 16, it is possible to prevent fluorescence from entering the transparent substrate 9 and to prevent the fluorescence from propagating through the transparent substrate 9.

また、上記光源装置10(あるいは20)は、所定のレンズ系、あるいは、ミラー、リフレクタなどと組み合わせることで照明装置として構成することができる。図14は上記光源装置10(あるいは20)とレンズ系とを組み合わせた照明装置を示す図である。図14の照明装置は、筐体51内に、上記光源装置10(あるいは20)と、上記光源装置10(あるいは20)からの光を前方に所定の配光特性を持って照射するレンズ系52とが格納されている。この照明装置では、光源装置10(あるいは20)が用いられることにより、レンズ系52を用いた時でも、イエローリングなどの色ムラを生じない照明光を得ることができる。   The light source device 10 (or 20) can be configured as a lighting device by combining with a predetermined lens system, a mirror, a reflector, or the like. FIG. 14 is a view showing an illumination device in which the light source device 10 (or 20) and a lens system are combined. 14 includes a light source device 10 (or 20) and a lens system 52 that irradiates light from the light source device 10 (or 20) forward with a predetermined light distribution characteristic. And are stored. In this illuminating device, by using the light source device 10 (or 20), it is possible to obtain illumination light that does not cause color unevenness such as yellow ring even when the lens system 52 is used.

また、上述した例の光源装置10(あるいは20)は、蛍光体層2に固体光源5からの励起光を入射させたときに、蛍光体層2の励起光が入射する側の面とは反対の側から蛍光などの光を取り出す透過方式(透過型)を採用したものとなっているが、本発明は、これに限定されるものではなく、光源装置が反射方式(反射型)のもの(すなわち、蛍光体層2の励起光が入射する側の面と同じ側から蛍光などの光を取り出す反射方式(反射型)のもの)である場合も、本発明の範囲に含まれる。   In addition, the light source device 10 (or 20) of the above-described example is opposite to the surface of the phosphor layer 2 on which the excitation light is incident when the excitation light from the solid light source 5 is incident on the phosphor layer 2. However, the present invention is not limited to this, and the light source device is of a reflective type (reflective type) ( That is, the case of a reflection method (reflection type) in which light such as fluorescence is extracted from the same side as the surface on which the excitation light of the phosphor layer 2 is incident is also included in the scope of the present invention.

図15は反射方式(反射型)のものとなっている光源装置の一例を示す図である。なお、図15は蛍光体層2の構成が図4、図5と同様のものとなっている場合の図であり、図15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15の光源装置では、蛍光体層2の励起光(固体光源5からの励起光)が入射する側の面とは反対の側に、光(蛍光、励起光)を反射する(光(蛍光、励起光)を固体光源5側に出射光として出射させる)反射面を有する基板45が設けられている。ここで、基板45としては、これ自体を金属製とするか、あるいは、例えば透明な基板上に金属膜を配置したものを用いることができる。   FIG. 15 is a diagram showing an example of a light source device that is of a reflection type (reflection type). FIG. 15 is a diagram in the case where the configuration of the phosphor layer 2 is the same as that in FIGS. 4 and 5. In FIG. 15, the same parts as those in FIGS. doing. In the light source device of FIG. 15, light (fluorescence, excitation light) is reflected (light (fluorescence, excitation light) on the side opposite to the surface on which the excitation light (excitation light from the solid light source 5) of the phosphor layer 2 is incident. , Excitation light) is provided on the solid light source 5 side as outgoing light, and a substrate 45 having a reflective surface is provided. Here, as the substrate 45, the substrate 45 itself may be made of metal or, for example, a substrate in which a metal film is arranged on a transparent substrate can be used.

図15の光源装置のように、光源装置が反射方式(反射型)のものとして構成されている場合にも、蛍光体層2が微小凸状体7の2次元アレイ構造として形成されており、蛍光体層2における各微小凸状体7の大きさは、蛍光体層2上での固体光源5からの励起光のビームスポットの大きさ(ビームスポット径)よりも小さいことにより、イエローリングなどの照射ムラ(色ムラ)が生じるのを防止することができる。   Even when the light source device is configured as a reflection type (reflection type) as in the light source device of FIG. 15, the phosphor layer 2 is formed as a two-dimensional array structure of minute convex bodies 7, The size of each minute convex body 7 in the phosphor layer 2 is smaller than the beam spot size (beam spot diameter) of the excitation light from the solid light source 5 on the phosphor layer 2, so that a yellow ring or the like is obtained. Can be prevented from occurring.

また、図15に示すような反射方式(反射型)の光源装置を用いて、図14に示したような照明装置を構成することもできる。   In addition, the illumination device as shown in FIG. 14 can be configured using a light source device of a reflection type (reflection type) as shown in FIG.

本発明は、ヘッドランプなどの自動車用照明、プロジェクタ、一般照明などに利用可能である。   The present invention can be used for automotive lighting such as headlamps, projectors, and general lighting.

2 蛍光体層
5 固体光源
7 微小凸状体
9 透明基板
10、20 光源装置
16 波長選択手段(波長選択フィルタ)
45 反射面を有する基板
51 筐体
52 レンズ系
2 phosphor layer 5 solid light source 7 minute convex body 9 transparent substrate 10, 20 light source device 16 wavelength selection means (wavelength selection filter)
45 Substrate with Reflecting Surface 51 Case 52 Lens System

Claims (3)

可視光の波長領域のうちの所定の波長の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種類の蛍光体を含む蛍光体層とを備えている光源装置であって、
前記蛍光体層が微小凸状体の2次元アレイ構造として形成されており、前記蛍光体層における各微小凸状体の大きさは、前記蛍光体層上での前記固体光源からの励起光のビームスポットの大きさよりも小さいことを特徴とする光源装置。
A solid-state light source that emits light having a predetermined wavelength in the visible light wavelength region as excitation light, and at least one that emits fluorescence having a wavelength longer than the emission wavelength of the solid-state light source when excited by excitation light from the solid-state light source. A light source device comprising a phosphor layer containing a kind of phosphor,
The phosphor layer is formed as a two-dimensional array structure of minute convex bodies, and the size of each minute convex body in the phosphor layer is determined by the excitation light from the solid light source on the phosphor layer. A light source device characterized by being smaller than the size of a beam spot.
請求項1記載の光源装置において、該光源装置は透過型のものであって、前記蛍光体層は透明基板上に設けられ、前記蛍光体層と前記透明基板との間には、前記固体光源からの励起光を透過し、前記蛍光体層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ていることを特徴とする光源装置。 2. The light source device according to claim 1, wherein the light source device is of a transmissive type, the phosphor layer is provided on a transparent substrate, and the solid-state light source is disposed between the phosphor layer and the transparent substrate. A light source device comprising wavelength selection means having a characteristic of transmitting excitation light from and reflecting fluorescence from the phosphor layer. 請求項1または請求項2に記載の光源装置が用いられていることを特徴とする照明装置。 An illumination device using the light source device according to claim 1.
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