JP2021118163A - Illuminating device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、照明装置に関する。 The present disclosure relates to a lighting device.
半導体レーザから射出された励起光を受光して励起光とは異なる波長の蛍光を発する蛍光体ユニットと、蛍光体ユニットから発せられた蛍光の一部を少なくとも導波するファイバ束とを有する照明装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 A lighting device having a phosphor unit that receives excitation light emitted from a semiconductor laser and emits fluorescence having a wavelength different from that of the excitation light, and a fiber bundle that waveguides at least a part of the fluorescence emitted from the phosphor unit. Is known (see, for example, Patent Document 1).
照明光において、励起光の変換効率を高めることが求められる。 In the illumination light, it is required to increase the conversion efficiency of the excitation light.
本開示の一実施形態に係る照明装置は、第1反射面を有する基板と、第1層と、第2層と、第3層と、発光装置とを備える。前記第1層は、前記第1反射面上に位置し、第1波長変換部材を有する。前記第2層は、前記第1層の上方に前記第1層に沿って位置し、第2波長変換部材を有する。前記第3層は、前記第1層と前記第2層との間に位置する。前記発光装置は、前記第3層の内部に位置する射出点から励起光を射出する。前記第1波長変換部材は、前記第1層に入射してきた前記励起光の少なくとも一部を前記励起光と異なるスペクトルで特定される第1変換光に変換する。前記第1反射面は、前記第1波長変換部材で変換されなかった前記励起光を前記第2層に向けて反射する。前記第2波長変換部材は、前記第1層から前記第2層に入射してきた前記励起光の少なくとも一部を前記励起光と異なるスペクトルで特定される第2変換光に変換する。前記第2層は、前記第2変換光の少なくとも一部と、前記第1層から入射してきた前記第1変換光の少なくとも一部とを外方に向けて透過させる。 The lighting device according to the embodiment of the present disclosure includes a substrate having a first reflecting surface, a first layer, a second layer, a third layer, and a light emitting device. The first layer is located on the first reflecting surface and has a first wavelength conversion member. The second layer is located above the first layer along the first layer and has a second wavelength conversion member. The third layer is located between the first layer and the second layer. The light emitting device emits excitation light from an emission point located inside the third layer. The first wavelength conversion member converts at least a part of the excitation light incident on the first layer into the first conversion light specified by a spectrum different from the excitation light. The first reflecting surface reflects the excitation light that has not been converted by the first wavelength conversion member toward the second layer. The second wavelength conversion member converts at least a part of the excitation light incident on the second layer from the first layer into a second conversion light specified by a spectrum different from the excitation light. The second layer transmits at least a part of the second conversion light and at least a part of the first conversion light incident from the first layer toward the outside.
本開示の一実施形態に係る照明装置によれば、励起光の変換効率が高くなる。 According to the lighting device according to the embodiment of the present disclosure, the conversion efficiency of the excitation light is high.
(照明装置1の構成)
図1に示されるように、一実施形態に係る照明装置1は、第1層11と、第2層12と、第3層13と、基板21と、発光装置40とを備える。基板21は、XZ平面に沿って延在する。第1層11、第2層12及び第3層13は、基板21に沿って位置し、XZ平面に沿って延在する。第1層11、第2層12及び第3層13のうち、第1層11は、基板21に最も近い側に位置する。第2層12は、基板21から最も遠い側に位置する。第3層13は、第1層11と第2層12との間に位置する。つまり、各層は、基板21から見て、第1層11、第3層13及び第2層12の順に位置する。各層は、Y軸の負の方向の側から正の方向の側に向けて、第1層11、第3層13及び第2層12の順に位置するともいえる。第1層11と第3層13と第2層12とは、この順で、基板21上に積層されているともいえる。
(Configuration of lighting device 1)
As shown in FIG. 1, the lighting device 1 according to the embodiment includes a
基板21は、第1層11に対向する側(Y軸の正の方向の側)に位置する第1反射面21aを有する。第1反射面21aは、入射してくる光を反射する。第1反射面21aで反射した光は、第1層11を通って、第3層13及び第2層12に向けて進む。第1反射面21aを有する基板21は、第1反射部材とも称される。第1層11は、基板21上、又は、第1反射面21a上に位置するともいえる。第1層11は、第1反射面21aに当接してもよいし、第1反射面21aに対して所定の間隔をあけて位置してもよい。照明装置1は、第1層11と基板21又は第1反射面21aとの間に位置する他の部材を有してもよい。つまり、第1層11の位置は、基板21又は第1反射面21aの直上であってもよいし、直上でなくてもよい。
The
発光装置40は、第3層13の内部に位置する所定点13aから励起光71を射出する。励起光71が射出される所定点13aは、射出点とも称される。発光装置40は、励起光71を射出する光源41を備えてよい。光源41は、所定点13aに位置してもよい。発光装置40は、光源41から射出された励起光71を所定点13aまで伝搬するファイバ42を備えてもよい。励起光71は、所定点13aから第1層11又は第2層12に向けて進む。
The
第1層11は、第1波長変換部材31を含む。第2層12は、第2波長変換部材32を含む。第1波長変換部材31及び第2波長変換部材32は、波長変換部材30とも総称される。波長変換部材30は、所定のスペクトルで特定される励起光71を、異なるスペクトルで特定される光に変換して射出する。第1波長変換部材31及び第2波長変換部材32が変換して射出する光は、それぞれ第1変換光及び第2変換光とも称される。第1変換光及び第2変換光は、変換光とも総称される。励起光71を特定するスペクトルは、励起光スペクトルとも称される。第1変換光及び第2変換光を特定するスペクトルは、それぞれ第1変換光スペクトル及び第2変換光スペクトルとも称される。
The
第1波長変換部材31は、入射してきた励起光71の少なくとも一部を第1変換光に変換して射出する。第2波長変換部材32は、入射してきた励起光71の少なくとも一部を第2変換光に変換して射出する。波長変換部材30に入射した励起光71は、他の光に変換されずに励起光71のままで射出されることがある。第1波長変換部材31又は第2波長変換部材32で変換されずにそのまま射出された励起光71は、未変換光とも称される。未変換光のスペクトルは、励起光71のスペクトルと同じである。つまり、未変換光は、励起光スペクトルで特定される。
The first
第1層11に入射する光は、第1層11又は基板21の第1反射面21aで反射されて第2層12に向けて進む。第1層11又は第1反射面21aで反射されて第2層12に向けて進む光は、第1反射光72とも称される。第1反射光72は、第1波長変換部材31で変換された第1変換光と、第1波長変換部材31で変換されなかった未変換光とを含む。
The light incident on the
第2層12に入射する光の少なくとも一部は、第2層12を透過して照明装置1の外部に射出される。第2層12を透過して照明装置1の外部に射出される光は、透過光73とも称される。第2層12は、透過光73を照明装置1の外部に向けて透過させるともいえる。第2層12に入射する光のうち第2層12を透過しなかった光は、第2層12で反射されて第1層11に向けて進む。第2層12で反射されて第1層11に向けて進む光は、第2反射光74とも称される。透過光73及び第2反射光74は、第2波長変換部材32で変換された第2変換光と、第2波長変換部材32で変換されなかった未変換光とを含む。
At least a part of the light incident on the
第1反射光72は、第2層12から入射する第2変換光又は未変換光を含み得る。透過光73及び第2反射光74は、第1層11から入射する第1変換光又は未変換光を含み得る。
The first reflected light 72 may include second converted light or unconverted light incident from the
<発光装置40>
発光装置40の光源41は、励起光71を射出する。本実施形態において、励起光71は、360nmから430nmまでの波長領域にピーク波長を有するレーザ光であるとする。360nmから430nmまでの波長領域は、紫色光領域とも称される。紫色光領域に含まれるピーク波長を有する光は、紫色光とも称される。つまり、本実施形態において、励起光71として紫色光が用いられるとする。紫色光は、可視光に含まれる。紫色光に対する人間の視感度は、可視光の中の他の色の光と比べて低い。励起光71として紫色光が用いられることによって、励起光71の強度の制御が演色性に影響を及ぼしにくくなる。励起光71としてレーザ光が用いられることによって、励起光71の単色性及び指向性が高められ得る。励起光71のエネルギーが制御されやすくなるとともに、励起光71の進行方向が制御されやすくなる。
<
The
光源41は、LD(Laser Diode)等の半導体レーザを含んで構成されてよい。光源41は、これに限られず、例えばLED(Light Emitting Diode)等の他の種々のデバイスを含んで構成されてもよい。光源41は、第3層13の外部に位置してもよいし、第3層13の内部に位置してもよい。
The
発光装置40のファイバ42は、光を伝搬するコアと、光を全反射してコアに閉じ込めるクラッドとを有する。ファイバ42は、第1端と第2端とを有する。ファイバ42は、第1端において光源41に接続され、光源41から入射する励起光71を伝搬する。励起光71は、ファイバ42の第2端から射出される。ファイバ42の第2端は、第3層13の内部に位置する。ファイバ42の第2端が第3層13の内部に位置することによって、励起光71は、第3層13の内部まで低損失で伝搬できる。ファイバ42の第2端の位置は、所定点13aの位置に対応する。ファイバ42は、可撓性を有する。つまり、ファイバ42は、曲げられてもよい。
The
<基板21>
第1反射面21aを有する基板21は、セラミック、樹脂、半導体、又は金属等の種々の材料を含んで構成されてよい。本実施形態において基板21は、セラミックで構成されるとする。第1反射面21aにおける光の反射率は、基板21を構成する材料の特製に基づいて定まる。基板21がセラミックで構成される場合、第1反射面21aにおける可視光の反射率は、例えば90%以上であり得る。基板21がセラミックで構成される場合、第1反射面21aに入射した光は拡散反射され得る。基板21は、放熱性部材を含んでもよい。放熱性部材は、例えば、アルミニウム、銅を含んでよい。放熱性部材の形状としては、例えば、ヒートパイプ付き、フィン付き等がある。放熱性部材の熱伝導率は、少なくとも空気の熱伝導率よりも高くされてよい。基板21が放熱性部材を含むことによって、第1層11で生じた熱が基板21に放散されやすい。その結果、第1層11が有する第1波長変換部材31の温度が上昇しにくくなる。
<
The
<波長変換部材30>
図2に示されるように、波長変換部材30は、蛍光体35を備える。波長変換部材30は、透光性を有する透光部材38を更に備えてよい。透光部材38は、蛍光体35を内部に含有することによって、略均一に分散された状態で蛍光体35を保持してよい。
<
As shown in FIG. 2, the
蛍光体35は、波長変換部材30に入射してきた励起光71によって励起され、蛍光を発する。蛍光体35が発する蛍光は、360nmから780nmまでの波長領域に含まれるピーク波長を有する。360nmから780nmまでの波長領域は、可視光領域とも称される。可視光領域に含まれるピーク波長を有する光は、可視光とも称される。蛍光体35が蛍光を発することによって、波長変換部材30は、励起光71としての紫色光を、変換光としての可視光に変換する。
The
透光部材38は、例えば、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂若しくはエポキシ樹脂等の透光性を有する絶縁樹脂、又は透光性を有するガラス材料等で形成されていてよい。
The
蛍光体35は、紫色光を、例えば400nmから500nmまでの波長領域に含まれるピーク波長を有するスペクトルで特定される光、つまり青色の光に変換してよい。この場合、蛍光体35は、例えば、BaMgAl10O17:Eu、又は(Sr,Ca,Ba)10(PO4)6Cl2:Eu,(Sr,Ba)10(PO4)6Cl2:Eu等を含んで構成されてよい。
The
蛍光体35は、紫色光を、例えば450nmから550nmまでの波長領域に含まれるピーク波長を有するスペクトルで特定される光、つまり青緑色の光に変換してよい。蛍光体35は、例えば、(Sr,Ba,Ca)5(PO4)3Cl:Eu,Sr4Al14O25:Eu等を含んで構成されてよい。
The
蛍光体35は、紫色光を、例えば500nmから600nmまでの波長領域に含まれるピーク波長を有するスペクトルで特定される光、つまり緑色の光に変換してよい。蛍光体35は、例えば、SrSi2(O,Cl)2N2:Eu、(Sr,Ba,Mg)2SiO4:Eu2+、又はZnS:Cu,Al、Zn2SiO4:Mn等を含んで構成されてよい。
The
蛍光体35は、紫色光を、例えば600nmから700nmまでの波長領域に含まれるピーク波長を有するスペクトルで特定される光、つまり赤色の光に変換してよい。蛍光体35は、例えば、Y2O2S:Eu、Y2O3:Eu、SrCaClAlSiN3:Eu2+、CaAlSiN3:Eu、又はCaAlSi(ON)3:Eu等を含んで構成されてよい。
The
蛍光体35は、紫色光を、例えば680nmから800nmまでの波長領域に含まれるピーク波長を有するスペクトルで特定される光、つまり近赤外光に変換してよい。近赤外光は、680から2500nmまでの波長領域の光を含んでよい。蛍光体35は、例えば、3Ga5O12:Cr等を含んで構成されてよい。
The
蛍光体35は、上述してきた材料に限られず、他の種類の材料を含んで構成されてもよい。蛍光体35は、複数の種類の材料を任意に組み合わせて構成されてもよい。蛍光体35の材料の組み合わせは、特に限定されない。
The
波長変換部材30は、1種類の蛍光体35を含んでよい。波長変換部材30は、蛍光体35として、第1蛍光体35aと第2蛍光体35bとを含んでよい。第1蛍光体35aで変換される光のピーク波長と、第2蛍光体35bで変換される光のピーク波長とは、互いに異なってよい。
The
波長変換部材30は、励起光71を、励起光スペクトルと異なるスペクトルで特定される変換光に変換して射出する。変換光を特定するスペクトルは、蛍光体35の組み合わせによって、種々のピーク波長を有し得る。波長変換部材30に含まれる蛍光体35の種類が適宜選択されることによって、波長変換部材30は、変換光として、種々のスペクトルで特定される光、種々の色を有する光、又は、種々の色温度を有する光を射出できる。
The
照明装置1は、第1変換光と第2変換光とを含む透過光73を、照明光として外方に射出する。第1変換光のスペクトルと第2変換光のスペクトルとは、互いに異なるスペクトルであり得る。よって、照明光のスペクトルは、第1変換光のスペクトルと第2変換光のスペクトルとを加えたスペクトルになる。照明光は、未変換光を更に含み得る。照明光が未変換光を含む場合、照明光のスペクトルは、未変換光のスペクトルを更に加えたスペクトルになる。 The lighting device 1 emits transmitted light 73 including the first converted light and the second converted light to the outside as illumination light. The spectrum of the first conversion light and the spectrum of the second conversion light can be different spectra from each other. Therefore, the spectrum of the illumination light is a spectrum obtained by adding the spectrum of the first conversion light and the spectrum of the second conversion light. The illumination light may further include unconverted light. When the illumination light includes unconverted light, the spectrum of the illumination light becomes a spectrum obtained by further adding the spectrum of the unconverted light.
照明装置1は、励起光71を可視光等に変換する変換効率を向上させることができる。照明装置1は、このため、内視鏡、一般照明、車載用照明においても励起光71から所望の色の光への変換の効率を向上させることができる。また、変換効率の高い照明装置1は、照明光のスペクトルを、可視光領域に含まれる各波長の強度が均一に近づけられた白色光のスペクトルに近づけることができる。その結果、照明装置1は、照明光の演色性を高めることができる。照明装置1は、照明光のスペクトルを、例えば、太陽からの直射日光、海中の所定の深さまで到達した日光、ろうそくの炎が発する光、又は、蛍の光等の種々の光のスペクトルに近づけることもできる。言い換えれば、照明装置1は、照明光を、種々の色を有する光、又は、種々の色温度を有する光にできる。
The lighting device 1 can improve the conversion efficiency of converting the
波長変換部材30における励起光71の変換効率が高いほど、未変換光が少なくなるとともに、変換光が多くなる。本実施形態に係る照明装置1において、第1層11で変換されなかった未変換光が第2層12で変換光になり得る。また、第2層12でも変換されなかった未変換光が反射して第1層11又は第2層12に再度入射し、変換光になり得る。このようにすることで、本実施形態に係る照明装置1における励起光71の変換効率が高くなる。励起光71の変換効率の向上によって、発光装置40が射出する励起光71の強度が低減されてよい。その結果、発光装置40に励起光71を射出させるために入力されるエネルギーが削減され得る。また、励起光71の変換効率の向上によって、照明光の演色性が向上し得る。
The higher the conversion efficiency of the
<比較例との対比>
比較例に係る装置において、励起光71は、波長変換部材30を1回しか通過しないとする。これに対して、本実施形態に係る照明装置1において、励起光71は、波長変換部材30を2回以上通過する可能性が高くなっている。この場合、図3に例示される照明光のスペクトルの、λpで表されている励起光71のピーク波長において、本実施形態に係る照明装置1の照明光の強度は、比較例に係る装置の照明光の強度よりも小さくなっている。したがって、本実施形態に係る照明装置1は、比較例に係る装置よりも、励起光71の変換効率を高めることができる。
<Comparison with comparative example>
In the apparatus according to the comparative example, it is assumed that the excitation light 71 passes through the
また、λcで表されている、第1変換光のスペクトルの波長範囲又は第2変換光のスペクトルの波長範囲を含む波長範囲において、本実施形態に係る照明装置1の照明光の強度は、比較例に係る装置の照明光の強度よりも大きくなっている。したがって、本実施形態に係る照明装置1は、比較例に係る装置よりも、照明光の演色性を高めることができる。 Further, in the wavelength range including the wavelength range of the spectrum of the first conversion light or the wavelength range of the spectrum of the second conversion light represented by λc, the intensity of the illumination light of the illumination device 1 according to the present embodiment is compared. It is higher than the intensity of the illumination light of the device according to the example. Therefore, the lighting device 1 according to the present embodiment can enhance the color rendering property of the lighting light as compared with the device according to the comparative example.
(他の実施形態)
以下、他の実施形態が説明される。
(Other embodiments)
Hereinafter, other embodiments will be described.
<第3層13の構成>
第1層11と第2層12との間に位置する第3層13は、励起光71、未変換光、第1変換光、及び第2変換光を透過させる。言い換えれば、第3層13は、励起光71、第1反射光72、及び第2反射光74を透過させる。第3層13は、空気層であってよい。第3層13は、ガラス又は透明樹脂等の透光性を有する部材で構成されてもよい。第3層13が空気層であったり透光性を有する部材で構成されたりすることによって、第3層13を通過する光が第3層13で吸収されにくく、第3層13で減衰しにくくなる。第3層13で光が減衰しにくいことによって、第2層12に向けて進み第2層12を透過して外部に射出される第1変換光の強度が増大し得るとともに、波長変換部材30に入射する励起光71又は未変換光の強度が増大し得る。その結果、励起光71の変換効率が向上し得るとともに、照明装置1が射出する照明光の強度が増大し得る。
<Structure of
The
第3層13は、波長変換部材30で構成されてもよい。第3層13を構成する波長変換部材30は、第3波長変換部材とも称される。第3波長変換部材に含まれる蛍光体35の密度は、第1波長変換部材31及び第2波長変換部材32に含まれる蛍光体35の密度より小さいとする。このようにすることで、第3層13を通過する光が他の光に変換されにくい。なお、蛍光体35の密度は、例えば、波長変換部材30のある断面における蛍光体35の面積占有率からの算出、あるは、同体積における波長変換部材30の蛍光体35を除く部分のみの質量と、蛍光体35を含むものの質量との比較等で算出できる。
The
励起光71が射出される所定点13aは、第3層13の内部に位置する。所定点13aから射出される励起光71は、所定の立体角で広がりながら第3層13の内部を進行する。そうすると、所定点13aに近いほど、励起光71の強度が高い。
The
蛍光体35は、励起光71を吸収して変換光を射出するともいえる。蛍光体35は、励起光71を吸収することによって発熱する。
It can be said that the
仮に、第3波長変換部材に含まれる蛍光体35の密度が第1波長変換部材31又は第2波長変換部材32に含まれる蛍光体35の密度より高いとする。この場合、第3層13の所定点13aの近傍において、第3波長変換部材は、高い強度の励起光71を、高密度の蛍光体35によって吸収し発熱する。そうすると、第3波長変換部材は、所定点13aの近傍において局所的に高温になる。このように局所的に発生した熱は、放散されにくい。また、局所的な温度分布の発生によって照明装置1の信頼性が低下し得る。
It is assumed that the density of the
一方で、本実施形態において、第3波長変換部材の蛍光体35の密度が低いことによって、励起光71は、大きい熱容量を有する基板21に熱を放散させやすい第1波長変換部材31、又は、熱を外気に放散させやすい第2波長変換部材32に到達しやすくなる。このようにすることで、照明装置1の内部で発熱する部分が分散され、発熱が放散されやすくなる。その結果、局所的な温度分布が低減され、照明装置1の信頼性が向上し得る。
On the other hand, in the present embodiment, due to the low density of the
また、励起光71が射出される所定点13aが蛍光体35の密度が低い第3波長変換部材の内部に位置することによって、励起光71が第1波長変換部材31及び第2波長変換部材32に到達しやすくなる。その結果、第1変換光及び第2変換光の強度が制御されやすくなる。
Further, since the
また、所定点13aから射出される励起光71が進む方向は、所定の広がりを有する。励起光71は、ある方向に放射されるエネルギーを表す放射強度によって特定される。励起光71の放射強度は、励起光71の進行方向毎に異なり得る。つまり、励起光71の放射強度は、分布を有し得る。本実施形態において、励起光71の放射強度が最大になる進行方向は、所定点13aから第1層11に向かう方向であってよい。言い換えれば、所定点13aから射出される励起光71の放射強度は、所定点13aから第1層11に向かう方向で最大になってよい。所定点13aから第1層11に向かう方向は、Y軸の負の方向の成分を有する方向ともいえる。励起光71の放射強度が所定点13aから第1層11に向かう方向で最大にされることで、励起光71が第1波長変換部材31と第2波長変換部材32とを両方とも通過し得る。このようにすることで、励起光71は、第1波長変換部材31で第1変換光に変換され得るとともに、第1波長変換部材31を未変換光のままで通過しても第2波長変換部材32で第2変換光に変換され得る。その結果、励起光71が第1変換光又は第2変換光に変換される確率が増大し得る。つまり、励起光71の変換効率が高められ得る。
Further, the direction in which the
<第2反射面22a>
照明装置1は、必須ではないが、第1層11と第2層12との間の間隔を規定するスペーサ部材22を更に備えてもよい。スペーサ部材22は、第3層13と並んで基板21に沿って位置する。第3層13は、スペーサ部材22によって取り囲まれてもよい。第3層13がスペーサ部材22によって取り囲まれる場合、第3層13の基板21に沿う方向(図1のX軸方向)の端は、スペーサ部材22によって特定される。この場合、スペーサ部材22は、第3層13の端に接する端面を有し、端面において第3層13の側から入射する光を反射する。スペーサ部材22の端面は、第2反射面22aとも称される。第2反射面22aは、第3層13が延在する方向(図1のX軸方向)に交差するともいえる。
<Second
The illuminating device 1 may further include, but are not required, a
第2反射面22aが第3層13から入射する光を反射することによって、第1層11及び第2層12が狭い範囲に配置され得る。このようにすることで、照明装置1は、狭い面積の第2層12から照明光として透過光73を射出できる。その結果、照明光の輝度が高められ得るとともに、照明装置1が小型化され得る。
The
第2反射面22aの法線ベクトル22nは、第1層11及び第2層12が広がる方向(図1のX軸方向)の成分と、第1層11と第2層12とが積層する方向(図1のZ軸方向)の成分とを有する。第2反射面22aは、法線ベクトル22nのZ軸方向の成分が第2層12に向かうように構成されてよい。このようにすることで、第2反射面22aで反射する光のうち、第2層12に向かう光が第1層11に向かう光よりも多くなる。第2層12に向かう光が多くなることによって、第2層12を透過して外部に射出される透過光73の強度が増大し得る。その結果、照明光の強度が増大され得る。
The
<蛍光体35の配置>
照明装置1において、照明光のスペクトルを所望のスペクトルにするために複数の種類の蛍光体35が必要とされるとする。この場合、第1波長変換部材31が一部の種類の蛍光体35を含みつつ、第2波長変換部材32が他の種類の蛍光体35を含むことによって、照明装置1全体として、照明光のスペクトルを所望のスペクトルにできる。
<Arrangement of
It is assumed that in the illuminating device 1, a plurality of types of
第1波長変換部材31は、基板21に放熱し得る。第2波長変換部材32は、外気に放熱し得る。熱が外気よりも基板21に放散されやすい場合、第2波長変換部材32は、第1波長変換部材31よりも高温になりやすい。第2波長変換部材32の耐熱温度は、第1波長変換部材31の耐熱温度よりも高くされてよい。このようにすることで、照明装置1全体として蛍光体35が劣化しにくくなる。その結果、照明装置1の信頼性が向上し得る。なお、耐熱温度とは、物質が、物性を維持することができる温度のことであり、波長変換部材30であれば、波長変換部材30としての機能が維持できる温度のことである。
The first
蛍光体35の耐熱温度は、蛍光体35の種類によって定まる。例えば、緑色の蛍光体35の耐熱温度は、他の色の蛍光体35の耐熱温度よりも低い。例えば、青色の蛍光体35の耐熱温度は、他の色の蛍光体35の耐熱温度よりも高い。各色の蛍光体35の耐熱温度は、例えば、緑色、黄色又は橙色、赤色、青色の順で高くなり得る。
The heat resistant temperature of the
波長変換部材30の耐熱温度は、その波長変換部材30に含まれる蛍光体35の種類によって定まる。第2波長変換部材32は、その耐熱温度が第1波長変換部材31の耐熱温度よりも高くなるように、第1波長変換部材31よりも緑色の蛍光体35を少なく含んでもよい。つまり、第2波長変換部材32に含まれる緑色の蛍光体35の密度は、第1波長変換部材31に含まれる緑色の蛍光体35の密度よりも低くされてよい。緑色の蛍光体35は、緑色蛍光体とも称される。
The heat resistant temperature of the
本実施形態において、所定点13aから第1層11に向けて進む励起光71は、第1波長変換部材31で第1変換光に変換され得る。第1変換光は、第1反射面21a又は第1波長変換部材31で反射されて第2層12に向けて進み、第2波長変換部材32に到達する。第1変換光は、第2波長変換部材32でさらに変換されて第2変換光になり得る。ここで、第1波長変換部材31に含まれる蛍光体35が射出する光のピーク波長は、第2波長変換部材32に含まれる蛍光体35が射出する光のピーク波長よりも長くされるとする。このようにすることで、第1変換光の波長は、第2波長変換部材32に含まれる蛍光体35が射出する光のピーク波長よりも長くなり得る。その結果、第1変換光が第2波長変換部材32で第2変換光に変換されにくくなる。よって、第1変換光と第2変換光との強度の比率が制御されやすくなる。
In the present embodiment, the
<フィルタ50を備える構成例>
図1に示されるように、照明装置1は、必須ではないが、第2層12の外側に位置するフィルタ50を更に備えてもよい。フィルタ50は、第2層12から見て、第1層11に対向する側の反対側に位置する。図1の上下関係に基づけば、フィルタ50は、第2層12の上方に位置する。図1の座標系に基づけば、フィルタ50は、第2層12に対してY軸の正の方向の側に位置する。
<Configuration
As shown in FIG. 1, the illuminating device 1 may further include, but is not required, a
フィルタ50は、第2層12上に位置するともいえる。フィルタ50は、第2層12に当接してもよいし、第2層12に対して所定の間隔をあけて位置してもよい。照明装置1は、フィルタ50と第2層12との間に位置する他の部材を更に有してもよい。つまり、フィルタ50の位置は、第2層12の直上であってもよいし、直上でなくてもよい。
It can be said that the
フィルタ50は、所定の反射特性を有する。フィルタ50は、例えば、図4に示される反射特性を有してよい。反射特性は、入射する光の波長と、各波長の光の反射率との関係を表している。図4の例において、フィルタ50の反射率は、励起光71のピーク波長(λp)を含む波長範囲(λex)において、他の波長範囲(λc)よりも大きくされてよい。言い換えれば、フィルタ50の反射率は、励起光71のピーク波長を含む波長範囲において最も大きくされてよい。励起光71のピーク波長を含む波長範囲でフィルタ50の反射率が高められることによって、未変換光のままの励起光71は、第1層11又は第2層12に向けて反射されて再び第1層11又は第2層12に入射し、波長変換部材30で変換光に変換され得る。その結果、励起光71の変換効率が高められ得る。また、励起光71のピーク波長を含む波長範囲でフィルタ50の反射率が高められることによって、照明装置1の外方に射出される照明光のうち、未変換光のままで射出される励起光71の割合が低減される。その結果、照明光の演色性の向上にあまり寄与しない紫色光の強度が低減され得る、あるいは、所望の色の照明光への変換効率が向上され得る。
The
フィルタ50は、所定の透過特性を有する。透過特性は、入射する光の波長と、各波長の光の透過率との関係を表している。フィルタ50の透過率は、励起光71のピーク波長を含む波長範囲において、他の波長範囲よりも小さくされてよい。言い換えれば、フィルタ50の透過率は、励起光71のピーク波長を含む波長範囲において最も小さくされてよい。励起光71のピーク波長を含む波長範囲でフィルタ50の透過率が低くされることによって、照明装置1の外方に射出される照明光のうち、未変換光のままで射出される励起光71の割合が低減される。その結果、照明光の演色性の向上にあまり寄与しない紫色光の強度が低減され得る、あるいは、所望の色の照明光への変換効率が向上され得る。
The
本開示に係る実施形態について説明する図は模式的なものである。図面上の寸法比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。 The figure illustrating the embodiment according to the present disclosure is schematic. The dimensional ratios on the drawings do not always match the actual ones.
本開示に係る実施形態について、諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部等を1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。 Although the embodiments according to the present disclosure have been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various modifications or modifications based on the present disclosure. It should be noted, therefore, that these modifications or modifications are within the scope of this disclosure. For example, the functions and the like included in each component and the like can be rearranged so as not to be logically inconsistent, and a plurality of components and the like can be combined or divided into one.
本開示において「第1」及び「第2」等の記載は、当該構成を区別するための識別子である。本開示における「第1」及び「第2」等の記載で区別された構成は、当該構成における番号を交換することができる。例えば、第1変換光は、第2変換光と識別子である「第1」と「第2」とを交換することができる。識別子の交換は同時に行われる。識別子の交換後も当該構成は区別される。識別子は削除してよい。識別子を削除した構成は、符号で区別される。本開示における「第1」及び「第2」等の識別子の記載のみに基づいて、当該構成の順序の解釈、小さい番号の識別子が存在することの根拠に利用してはならない。 In the present disclosure, the descriptions such as "first" and "second" are identifiers for distinguishing the configuration. The configurations distinguished by the descriptions such as "first" and "second" in the present disclosure can exchange numbers in the configurations. For example, the first conversion light can exchange the identifiers "first" and "second" with the second conversion light. The exchange of identifiers takes place at the same time. Even after exchanging identifiers, the configuration is distinguished. The identifier may be deleted. The configuration with the identifier removed is distinguished by a code. Based solely on the description of identifiers such as "first" and "second" in the present disclosure, it shall not be used as a basis for interpreting the order of the configurations and for the existence of identifiers with smaller numbers.
本開示において、X軸、Y軸、及びZ軸は、説明の便宜上設けられたものであり、互いに入れ替えられてよい。本開示に係る構成は、X軸、Y軸、及びZ軸によって構成される直交座標系を用いて説明されてきた。本開示に係る各構成の位置関係は、直交関係にあると限定されるものではない。 In the present disclosure, the X-axis, Y-axis, and Z-axis are provided for convenience of explanation and may be interchanged with each other. The configuration according to the present disclosure has been described using a Cartesian coordinate system composed of the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis. The positional relationship of each configuration according to the present disclosure is not limited to being orthogonal.
1 照明装置
11 第1層
12 第2層
13 第3層
13a 所定点
21 基板(21a:第1反射面)
22 スペーサ部材(22a:第2反射面、22n:法線ベクトル)
30 波長変換部材(31:第1波長変換部材、32:第2波長変換部材、35:蛍光体、35a:第1蛍光体、35b:第2蛍光体、38:透光部材)
40 発光装置(41:光源、42:ファイバ)
50 フィルタ
71 励起光
72 第1反射光
73 透過光
74 第2反射光
1
22 Spacer member (22a: second reflecting surface, 22n: normal vector)
30 Wavelength conversion member (31: first wavelength conversion member, 32: second wavelength conversion member, 35: phosphor, 35a: first phosphor, 35b: second phosphor, 38: translucent member)
40 Light emitting device (41: light source, 42: fiber)
50
Claims (16)
前記第1反射面上に位置し、第1波長変換部材を有する第1層と、
前記第1層の上方に前記第1層に沿って位置し、第2波長変換部材を有する第2層と、
前記第1層と前記第2層との間に位置する第3層と、
前記第3層の内部に位置する射出点から励起光を射出する発光装置と
を備え、
前記第1波長変換部材は、前記第1層に入射してきた前記励起光の少なくとも一部を前記励起光と異なるスペクトルで特定される第1変換光に変換し、
前記第1反射面は、前記第1波長変換部材で変換されなかった前記励起光を前記第2層に向けて反射し、
前記第2波長変換部材は、前記第1層から前記第2層に入射してきた前記励起光の少なくとも一部を前記励起光と異なるスペクトルで特定される第2変換光に変換し、
前記第2層は、前記第2変換光の少なくとも一部と、前記第1層から入射してきた前記第1変換光の少なくとも一部とを外方に向けて透過させる、照明装置。 A substrate having a first reflective surface and
A first layer located on the first reflecting surface and having a first wavelength conversion member, and
A second layer located above the first layer along the first layer and having a second wavelength conversion member,
A third layer located between the first layer and the second layer,
A light emitting device that emits excitation light from an injection point located inside the third layer is provided.
The first wavelength conversion member converts at least a part of the excitation light incident on the first layer into the first conversion light specified by a spectrum different from the excitation light.
The first reflecting surface reflects the excitation light that has not been converted by the first wavelength conversion member toward the second layer.
The second wavelength conversion member converts at least a part of the excitation light incident on the second layer from the first layer into a second conversion light specified by a spectrum different from the excitation light.
The second layer is an illuminating device that transmits at least a part of the second converted light and at least a part of the first converted light incident from the first layer toward the outside.
前記第3波長変換部材に含まれる蛍光体の密度は、前記第1波長変換部材に含まれる蛍光体の密度、及び、前記第2波長変換部材に含まれる蛍光体の密度よりも小さい、請求項1又は2に記載の照明装置。 The third layer has a third wavelength conversion member and has a third wavelength conversion member.
The claim that the density of the phosphor contained in the third wavelength conversion member is smaller than the density of the phosphor contained in the first wavelength conversion member and the density of the phosphor contained in the second wavelength conversion member. The lighting device according to 1 or 2.
前記第2反射面は、前記第3層から入射してきた光を前記第3層に向けて反射する、請求項1から4までのいずれか一項に記載の照明装置。 Further provided is a spacer member having a second reflective surface intersecting the extending direction of the third layer.
The lighting device according to any one of claims 1 to 4, wherein the second reflecting surface reflects light incident from the third layer toward the third layer.
前記第2波長変換部材に含まれる前記緑色蛍光体の密度は、前記第1波長変換部材に含まれる前記緑色蛍光体の密度よりも低い、請求項1から7までのいずれか一項に記載の照明装置。 The first wavelength conversion member and the second wavelength conversion member each include a green phosphor that converts the excitation light into green light.
The one according to any one of claims 1 to 7, wherein the density of the green phosphor contained in the second wavelength conversion member is lower than the density of the green phosphor contained in the first wavelength conversion member. Lighting device.
前記フィルタの反射率は、前記励起光を特定するスペクトルのピーク波長を含む波長範囲において、最も大きい、請求項1から12までのいずれか一項に記載の照明装置。 Further provided with a filter located on the second layer,
The lighting device according to any one of claims 1 to 12, wherein the reflectance of the filter is the largest in the wavelength range including the peak wavelength of the spectrum for specifying the excitation light.
前記フィルタの透過率は、前記励起光のピーク波長を含む波長範囲において、最も小さい、請求項1から12までのいずれか一項に記載の照明装置。 Further provided with a filter located on the second layer,
The lighting device according to any one of claims 1 to 12, wherein the transmittance of the filter is the smallest in the wavelength range including the peak wavelength of the excitation light.
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