JP5109498B2 - 発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、発光素子と導光部材と波長変換部材とを有する発光装置に関する。

従来から、高い出力で色情報が正確に再現されるような発光装置が求められている。今日では、その光源として、発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」ともいう。）、レーザダイオード（以下「ＬＤ」ともいう。）等の発光素子を用いることが提案されている。

ＬＥＤ及びＬＤは、小型で電力効率が良く、鮮やかな色で発光し、球切れ等の心配がな
い。特に、ＬＤは、ＬＥＤよりも光密度が高いため、より高輝度の発光装置を実現するこ
とができる。

また、ＬＤを用いた内視鏡としては、蛍光体を透明樹脂などの光屈折率媒体に分散させて光ファイバの先端に設けることで白色光を発光させるものが提案されている。

現在、内視鏡の分野においては、光出力の更なる向上が求められている。
例えば、光ファイバ素線１６、２３の端面のフレネル反射を低減するために、フェルール１４、２４の端面に光学膜を形成した光学部品が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、光源からの光を、光ファイバなどのセパレータを介してディスパーサに伝え、光を所望のパターンに分散させたり、光の色を変化させたりなどするランプが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開昭６４−２００７号公報 特表２００３−５１５８９９号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているような従来のフレネル反射の低減のみでは、光出力の向上として不十分であった。
また、例えば、特許文献２に記載されたＬＥＤ及びＬＤ等において、波長変換部材を介して、ＬＥＤ又はＬＤからの光を外部に放出する場合、発光素子からの光に起因する波長変換部材における熱により、導光部材や保持部材などの周辺部材が劣化、変質してしまう等の問題がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、長寿命かつ高出力の発光装置を提供することを目的とする。

本発明に係る発光装置は、発光素子と、発光素子からの光を導く導光部材と、導光部材の少なくとも出射側端部に取り付けられる保持部材と、導光部材の出射側に設けられ、発光素子からの光の少なくとも一部を吸収して異なる波長の光に変換する蛍光体を有する波長変換部材と、を有し、保持部材または導光部材と、波長変換部材と、の間に、波長変換部材からの戻り光を反射するスペーサが取り付けられており、スペーサは、保持部材または導光部材に対して着脱可能であり、該スペーサの表面は、Ａｇ又はＡｌからなる金属薄膜、または誘電体多層膜で形成されており、保持部材、スペーサ、及び波長変換部材の周囲を被覆する第２の保持部材をさらに有し、第２の保持部材によってスペーサと保持部材が固定されている。

かかる構成によれば、波長変換部材で反射や発生した光が保持部材の端面に入射することにより生じる光の損失を低減できるため、光出力を向上させることができる。また、波長変換部材の熱による導光部材や保持部材などの劣化、変質等を軽減することができる。

また、本発明に係るスペーサは、導光部材側から波長変換部材側へ通じる貫通孔を有することが好ましい。かかる構成によれば、導光部材の出射側の端面がスペーサによって塞がれることによる光出力の低下を防止することができる。

また、本発明に係るスペーサは、表面が金属薄膜または誘電体多層膜で形成されていてもよい。かかる構成によれば、波長変換部材で反射や発生した光が保持部材に入射することにより生じる光の損失を低減できるため、光出力を向上させることができる。

また、本発明に係るスペーサは、金属からなっていてもよい。かかる構成によれば、波長変換部材の熱による劣化、変質等を軽減することができる。

また、貫通孔は、導光部材側から波長変換部材側へ光を透過させる透光性部材が充填されていてもよい。かかる構成によれば、スペーサと導光部材との屈折率差を小さくすることができるため、導光部材から出射してスペーサの貫通孔を通過する光出力の低下を防止することができる。

また、貫通孔は、内側から外側に向かって広口となるように傾斜あるいは湾曲した側面を有していてもよい。かかる構成によれば、発光素子への戻り光を低減できる。また、光源からの光取り出し効率を向上させることが可能である。

また、スペーサは、導光部材側から波長変換部材側へ光を透過させる透光性部材と、透光性部材の波長変換部材側および／または導光部材側の表面を被覆する金属薄膜または誘電体多層膜と、を有する構造としてもよい。かかる構成において、スペーサの本体は、導光部材からの光が通過する中心部及びその周辺部が透光性部材によって一体に形成される。すなわち、スペーサの大部分が同一の部材によって構成されるため、熱膨張によるスペーサ自体または周辺部材の割れや欠けを低減することができる。また、スペーサと導光部材との屈折率差を小さくすることができるため、導光部材から出射してスペーサの貫通孔を通過する光出力の低下を防止することができる。

さらに、スペーサは、厚さが５０〜５００μｍであることを特徴とする。かかる構成によれば、断熱性及び光出力の低下を防止することができる。

また、スペーサは、保持部材または導光部材に対して着脱可能であることが好ましい。かかる構成によれば、金属薄膜や誘電体多層膜を保持部材や導光部材とは独立した部材であるスペーサに対して行うことができる。よって、製造工程を簡略化することができる。

また、スペーサは、導光部材からの光の出射方向に沿って複数積層されていてもよい。かかる構成によれば、波長変換部材の熱による導光部材や保持部材などの劣化、変質等を軽減することができる。また、各スペーサに異なる機能を持たせることも可能である。

本発明によれば、長寿命かつ高出力の発光装置を提供することができる。

以下、本発明の発光装置を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す発光装置は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、本発明を以下のものに特定しない。また、特定的な記載がない限りは、構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を一の部材で構成することもできるし、逆に、一の要素を複数の部材で構成することもできる。

＜実施の形態１＞
図１は本発明の発光装置の全体を示す概略図である。図２（ａ）は本発明の発光装置の先端近傍の詳細な構成を示す概略図である。図２（ｂ）は、本発明の実施の形態１に係るスペーサを示す概略平面図である。図２（ｃ）は、本発明の実施の形態１に係るスペーサを示す概略斜視図である。

本実施の形態に係る発光装置は、発光素子１０と、導光部材２０と、保持部材３０と、スペーサ５０と、波長変換部材４０とから主として構成されている。
導光部材２０は、一端に発光素子１０が配置されており、他端に波長変換部材４０が配置されている。発光素子１０からの光は、導光部材２０を伝播し、波長変換部材４０側へ出射される。保持部材３０は、導光部材２０の出射側の側面の少なくとも一部を被覆するように固定されている。また、スペーサ５０は、保持部材３０と波長変換部材４０との間、または導光部材２０と波長変換部材４０との間に取り付けられている。スペーサ５０は、略中央に導光部材２０側から波長変換部材４０側へ通じる貫通孔５０ｃが形成されている。導光部材から出射された光は、スペーサの貫通孔５０ｃを通過して波長変換部材４０へ入射する。

以下、本発明の発光装置を構成する主な要素について説明する。

（スペーサ）
スペーサ５０は、保持部材３０と波長変換部材４０との間、または、導光部材３０と波長変換部材４０との間に設けられる。スペーサ５０は、略円柱状を呈し、略中央に導光部材２０側から波長変換部材４０側へ通じる貫通孔５０ｃが形成されている。導光部材２０から伝播されてきた光は、この貫通孔５０ｃを通過して波長変換部材４０側へ出射される。スペーサ５０は、表面を形成する金属薄膜または誘電体多層膜と、その内部を構成するスペーサの本体５０ｂとを有している。さらに、スペーサ５０は、波長変換部材４０からの戻り光を反射させる機能を有している。

スペーサ５０の形状は、円柱状の他に、多角柱状又はこれらの形状に近似する形状とすることができる。スペーサ５０は、少なくとも波長変換部材４０を固定できるような平面を有していることが好ましい。
スペーサ５０の厚みは、特に限定されないが、例えば、５０〜５００μｍ程度が適当である。５０μｍ以下になると、スペーサによる断熱性が悪化し、５００μｍ以上になると、スペーサの貫通孔内における光吸収により、光の取り出し効率が低下する。

スペーサ５０の大きさは、用いる光源の大きさ、導光部材や保持部材３０の構造及び大きさ等によって適宜調整することができる。例えば、スペーサの直径（又は幅）は、少なくとも導光部材の直径より大きいことが好ましい。また、波長変換部材４０からの戻り光を十分に反射させるためには、導光部材２０からの光出射方向におけるスペーサ５０の投影面積が、波長変換部材４０の投影面積の５０％以上となるように、スペーサの形状５０及び大きさを調整することが好ましい。また、別の観点からは、スペーサ５０は、光出射軸と略垂直方向における断面形状が、保持部材３０の出射側の端面の形状と略同一とすることが好ましい。すなわち、スペーサ５０は、保持部材３０の出射側の端面の略全体を覆うことが好ましい。

スペーサの貫通孔５０ｃは、スペーサ５０の上面側から見て、ほぼ中央に形成される。導光部材２０から出射された光は、スペーサ５０の貫通孔５０ｃを通過して、波長変換部材４０側へ出射される。貫通孔５０ｃの開口幅における中心軸は、発光素子１０からの光出射軸とほぼ同一であることが好ましい。貫通孔５０ｃの開口形状は円形のみならず、楕円形或いは多角形でもかまわない。また、貫通孔５０ｃの開口形状は、導光部材２０側と波長変換部材４０側とで異なる開口形状を有していてもよい。

貫通孔５０ｃの開口径は、導光部材２０の径と略同一またはそれよりも大きくすることが好ましい。すなわち、導光部材２０の出射側における導光部材２０及び保持部材３０の端面のうち、スペーサ５０は、保持部材３０の端面の一部又は全部を覆い、導光部材２０の端面を覆わないこととすることが好ましい。導光部材２０が光ファイバのようにコアとクラッドを有する場合は、導光部材２０の端面のクラッドの部分の全部または一部を覆うことが好ましい。導光部材２０を伝播する光は、導光部材２０が有するコアとクラッドのうち、コアの部分を通過しているため、クラッド部分をスペーサ５０で覆っても、導光部材から出射しようとする光がスペーサ５０で反射してしまうことがないためである。
また、あえて導光部材２０の出射側の端面の一部をスペーサ５０で覆うように、スペーサ５０の貫通孔５０ｃの開口形状または開口径を調整することで、導光部材２０から出射される光の量を調整することも可能である。
また、スペーサ５０は、貫通孔５０ｃを形成する代わりに、スペーサ５０を例えば断面略コの字状等の形状として、スペーサ５０が導光部材２０の出射側の端面を覆わないようにしてもよい。

以下に、貫通孔の開口形状の変形例について説明する。
図３（ａ）は、スペーサの貫通孔５０ｃの変形例を示す概略断面図である。スペーサ５０の貫通孔５０ｃは、その開口幅をテーパ状に一方向に変化させてなる傾斜部を有していてもよい。ここで、貫通孔５０ｃの両端口のうち、導光部材２０側に配置され発光素子１０からの出射光が入光する側を入光部６０とし、他端側を出光部７０とする。貫通孔５０ｃの傾斜部の領域は略逆円錐台形状をなしており、つまり、入光部６０側から出光部７０側に向かって内径が大きくなる。

このような形状の傾斜部を備えることで、一旦貫通孔５０ｃに進入した光が、再び入光部６０から逆戻りすることを防げる。なぜなら、貫通孔５０ｃに進入した光が、仮に逆戻りしようと入光部６０へ導波されたとしても、入光部６０の開口径が狭いため、ここを通過することが難しいからである。

また、図３（ｂ）は、スペーサの貫通孔５０ｃの他の変形例を示す概略断面図である。貫通孔５０ｃの設計において、入光部６０から出光部７０までの開口径の拡大率は、入光部６０及び出光部７０の径の大きさ、スペーサ５０の厚み、スペーサ表面を被覆する金属薄膜または誘電体多層膜における光反射率、スペーサを構成する部材の熱伝導率等を考慮して決定すればよい。上記以外の貫通孔５０ｃの形状としては、入光部６０近傍では開口径の拡大率が大きく、出光部７０近傍ではその拡大率が小さいものでもよい。例えば、傾斜部がドーム形状のような、曲面を帯びたものが挙げられる。曲面状の傾斜部は、傾斜部で反射された光を、出光部７０の中心方向へと屈折させることが可能になる。したがって、貫通孔５０ｃ内での光の反射回数を低減でき、光の損失を低減することができる。この他、出射光の集光を考慮したレンズ状の傾斜部が挙げられる。

金属薄膜または誘電体多層膜５０ａは、スペーサ５０の表面を構成する部材であり、波長変換部材４０からの戻り光を反射させる機能を有する。よって、波長変換部材４０で反射や発生した光が保持部材３０に入射することにより生じる光の損失を低減できるため、光出力を向上させることができる。なお、上記のような効能を得るためには、金属薄膜または誘電体多層膜５０ａは、少なくともスペーサ５０の波長変換部材４０側に有していればよい。また、スペーサ５０の貫通孔５０ｃ内の壁面は、金属薄膜または誘電体多層膜５０ａにより構成されていることが好ましい。これは、導光部材２０から出射された光が貫通孔５０ａを通過する時に生じる光の損失を低減することができるためである。
金属薄膜は、導光部材２０から出射される光の波長と等しい波長を有する光、および波長変換部材４０から発する光の波長と等しい波長を有する光を反射する部材（たとえば、350ｎｍ〜800ｎｍの範囲に波長が有る光を反射する部材）が好ましい。また、これら各波長の光の反射量が略一定となるような部材が好ましい。具体的には、Ａｇ（銀）やＡｌ（アルミニウム）が望ましい。また、誘電体多層膜を構成する材料としては、例えば、AlN、SiO₂、SiN、ZrO₂、SiO、TiO₂、Ta₂O₃、Al₂O₃、Nb₂O₅等から選択された少なくとも一種を含む材料が挙げられる。なお、金属薄膜や誘電体多層膜の厚さは特に限定するものではないが、２０μｍ以下とすることが望ましい。

スペーサの本体５０ｂの材質は、特に限定するものではなく、種々の材料を用いることができる。しかし、例えば、スペーサ５０の表面を構成する金属薄膜または誘電体多層膜５０ａをメッキ法によって形成する場合は、スペーサの本体５０ｂは、導電性を有する部材を用いることが好ましい。具体的な材質としては、例えば、銅、真鍮、ＳＵＳ、ニッケル、コバール、アルミニウム等が挙げられる。一方、金属薄膜または誘電体多層膜５０ａをスパッタリング法や蒸着法で形成する場合は、スペーサの本体５０ｂは、上記の導電性を有する部材の他に、種々の部材を用いることができる。

スペーサ５０は、保持部材３０または導光部材２０に対して着脱可能である。そのため、スペーサ５０を取り付けるだけで、波長変換部材４０からの戻り光を反射させる機能を持たせることができる。波長変換部材４０からの戻り光を反射する従来の手段としては、保持部材の出射側の表面に金属薄膜等を形成する方法がある。保持部材の出射側の表面に金属薄膜等を形成する方法としては、例えば、スパッタリング法や蒸着法等がある。しかし、このような従来の方法では、金属薄膜等が不要な部分である導光部材の端面にレジスト等のマスクを形成する工程が必要となり、製造の工程数や難易度が増加してしまう。

スペーサ５０は、導光部材２０や保持部材３０や波長変換部材４０に接している必要はない。スペーサ５０は、保持部材３０と波長変換部材４０との間、または導光部材２０と波長変換部材４０との間に介在させることにより、波長変換部材４０で生じた熱を導光部材２０や保持部材３０などに伝わりにくくすることができる。しかし、スペーサ５０を導光部材２０や保持部材３０や波長変換部材４０に接するものとすれば、これらの部材に生じている熱が、スペーサ５０によって吸収または周辺部材に分散させることができる。そのため、これらの部材やその周辺部材の耐久性を向上させることができる。特に、波長変換部材４０は、発光素子からの光による熱を生じやすい。そのため、スペーサ５０を波長変換部材４０に接するものとすれば、波長変換部材４０の熱負荷を軽減させることができるので好ましい。

スペーサ５０は、導光部材３０と波長変換部材４０との間に複数設けてもよい。この場合、複数のスペーサ５０としては、形状や材質が同じものを積み重ねて構成してもよいし、異なるものを積み重ねて構成してもよい。形状や材質が異なるものを用いる場合は、例えば、熱伝導率が互いに異なる部材を用いたものを積み重ねて構成してもよいし、貫通孔の開口径が互いに異なるものを積み重ねて構成してもよい。このようにすることで、放熱経路や光の強度を調整することができる。

（スペーサの製造方法）
本実施の形態のスペーサ５０の製造方法について説明する。
まず、例えば、円柱状や多角柱状等のスペーサの本体５０ｂを用意する。スペーサの本体５０ｂには、あらかじめ中央に貫通孔５０ｃを設けておく。
次に、スペーサ本体５０ｂの表面に金属薄膜または誘電体多層膜５０ａを形成する。金属薄膜や誘電体多層膜の形成は、公知の方法、例えば、スパッタリング法、蒸着法、メッキ法等が挙げられる。

（発光素子）
発光素子１０は、特に限定されるものではないが、好ましくはＬＤやＬＥＤを用いることができる。これらを使用することにより、初期駆動特性に優れ、振動やオン・オフ点灯の繰り返しに強く、小型で発光出力の高い発光装置とすることができる。

特に、ＬＤはＬＥＤに比較して光密度が高いので、ＬＤを用いると発光装置としての輝度は容易に向上するものの、光密度が高いゆえに波長変換部材４０が局所的に発熱し、劣化、変色しやすい。本願発明は、熱による波長変換部材４０や周辺部材への悪影響を大幅に軽減することができるので、発光素子１０としてＬＤを用いる場合に特に効果的である。

（導光部材）
導光部材２０は、屈曲可能に構成されていることが好ましい。この導光部材を備えることにより、所望の位置に光を容易に導出することができる。なお、導光部材２０の断面は円形が好ましいが、これに限定されるものではない。導光部材２０の径は、特に限定されないが、例えば、３０００μｍ以下、１０００μｍ以下、４００μｍ以下、さらには２００μｍ以下のものを用いることができる。導光部材２０の径とは、その断面が円形でない場合は、断面における平均の径とする。

導光部材２０の一端には発光素子１０が配置され、他端には波長変換部材４０が配置されている。導光部材２０は、発光素子１０からの光を波長変換部材４０に導くものであればよく、特に限定されるものではないが、好ましくは光ファイバとすることができる。光ファイバは、発光素子からの光を効率よく導出可能であるので好ましい。光ファイバは、通常、内側に屈折率の高いコアが、外側に屈折率の低いクラッドが配置されて構成される。また、導光部材２０の発光素子１０側の端部及び／又は後述する波長変換部材４０側の端部の形状は特に限定されず、平面、凸状レンズ、凹状レンズ、少なくとも部分的に凹凸を設けた形状等、種々の形状とすることができる。例えば、導光部材２０を光ファイバとする場合、各端部においてコア及び／又はクラッドを上記形状とすることができる。

（保持部材）
本発明の発光装置においては、導光部材の少なくとも出射側端部に導光部材３０が取り付けられている。保持部材３０は、導光部材２０の側面の少なくとも一部、好ましくは出射側端部の側面つまり周囲を被覆することが好ましい。保持部材３０を備えることにより、後に説明する波長変換部材４０やスペーサ５０等を容易に配置させることができる。

本発明の発光装置が保持部材３０を備える場合、保持部材３０はスペーサ５０を介して波長変換部材４０と熱的に接続されていることが好ましい。これにより、波長変換部材４０の発熱を、より効果的に保持部材３０に放熱させ、波長変換部材４０の熱による悪影響を軽減することができる。このとき、保持部材３０の熱伝導率は、波長変換部材４０の熱伝導率よりも高くすることにより、波長変換部材４０や周辺部材の熱による劣化、変色をより効果的に軽減することができる。

保持部材３０は、例えば、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、ジルコニア（ＺｒＯ₂）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、窒化アルミ（ＡｌＮ）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ₄）、カーボン、ステンレス鋼、ホウケイ酸ガラス等で構成することができる。

また、保持部材３０は、必ずしも単一の部材のみならず、種々の形状の複数の部材を組み合わせて用いてもよい。この場合、導光部材２０及び波長変換部材４０をそれぞれ支持するように機能させたり、光を反射させるリフレクタとして機能させたり、スペーサを部材間に挟持するように機能させることができる。
具体的には、図４に示すように、波長変換部材保持部材等の第２の保持部材８０を備えていてもよい。第２の保持部材８０の形状は、保持部材３０、スペーサ５０、波長変換部材４０の周囲を被覆するようにするのが好ましく、例えば円筒形のものがよい。第２の保持部材８０は、波長変換部材４０を保持部材等に固定するように機能させることができる。これにより、溶接を行うことなく、スペーサ５０と保持部材３０及びスペーサ５０と波長変換部材４０との固定を容易に行うことができる。また、保持部材３０が、上述した研磨等により保持部材３０の出射側の表面の端部周辺が丸くなっている場合、保持部材３０を波長変換部材４０に接触させると、波長変換部材４０の中央付近に圧力がかかり、波長変換部材４０に割れや欠けが生じる場合がある。しかし、本発明のスペーサを波長変換部材４０と保持部材３０との間に介在させることにより、波長変換部材４０にかかる圧力を低減し、波長変換部材４０の割れや欠けを防止することができる。

（波長変換部材）
波長変換部材４０は、発光素子１０からの光を波長変換するものであり、例えば、蛍光体のみから構成されるもの、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の有機部材、低融点ガラス、結晶化ガラス等の無機部材などの透光性部材に蛍光体を含有させたものが挙げられる。
波長変換部材４０の形状は特に問わないが、平凸レンズ状、平板状、円盤形状、断面台形の裁頭円錐形状、球状、半球状、たまご状など種々の形状を採用することができる。

波長変換部材４０は、発光素子１０からの光の少なくとも一部を吸収し、異なる波長領域に波長を変換して、赤系色、緑系色、青系色等に発光スペクトルを有する光を放出する。蛍光体は、少なくとも発光素子からの光を波長変換するものであればその種類は特に限定されず、種々のものを用いることができる。本発明の発光装置では、例えば、発光素子１０からの光と１以上の蛍光体からの光が合成されたり、２以上の蛍光体からの光が合成されたりして、白色系の色とすることができる。なお、良好な演色性を得るためには、照射光の平均演色評価数（Ｒａ）が７０以上、さらに８０以上となるような材料によって構成されることが好ましい。

蛍光体は、例えば、窒化物系半導体を発光層とする半導体発光ダイオード、レーザダイオードからの光を吸収し異なる波長の光に波長変換するものであればよい。例えば、Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体・酸窒化物系蛍光体、Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類ケイ酸塩、アルカリ土類硫化物、アルカリ土類チオガレート、アルカリ土類窒化ケイ素、ゲルマン酸塩、又は、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に付活される希土類アルミン酸塩、希土類ケイ酸塩又はＥｕ等のランタノイド系元素で主に賦活される有機及び有機錯体等から選ばれる少なくともいずれか１以上であることが好ましい。

本発明における波長変換部材４０には、任意に、ＳｉＯ₂等のフィラーを含有させることもできる。フィラーは、照射された光を反射、散乱させるためのものである。これにより、混色が良好になるとともに色むらを低減させることができる。また、波長変換部材４０にフィラーを混合することにより、その粘度を調整することができるので、スペーサ５０又はその周辺部材に容易に配置させることができる。

＜実施の形態２＞
図５（ａ）は、本発明の実施の形態２に係る発光装置の先端近傍の詳細な構成を示す概略図である。図５（ｂ）は、本発明の実施の形態２に係るスペーサを示す概略図である。
本発明の実施の形態２に係る発光装置は、前述した実施の形態１の発光装置と比べて、スペーサ５０が金属からなる点が異なる。すなわち、本実施の形態のスペーサ５０は、スペーサの本体５０ｂ自体が金属によって構成されている。

スペーサの本体５０ｂの形状は、実施の形態１と同様に、円柱状、角柱状又はこれらの形状に近似するものとすることができる。また、スペーサの本体５０ｂには、略中央に導光部材２０側から波長変換部材４０側へ通じる貫通孔５０ｃが形成される。

本実施の形態のスペーサ５０を構成する金属としては、実施の形態１の金属薄膜５０ａと同様の部材を用いることが好ましい。すなわち、導光部材２０から出射される光の波長と等しい波長を有する光、および波長変換部材４０から発する光の波長と等しい波長を有する光を反射する部材（たとえば、350ｎｍ〜800ｎｍの範囲に波長が有る光を反射する部材）を用いることが好ましい。また、これら各波長の光の反射量が略同一となるような部材が好ましい。具体的には、Ａｇ（銀）やＡｌ（アルミニウム）が望ましい。スペーサの本体５０ｂを上記のような部材で形成すると、スペーサの表面に金属薄膜等を形成しなくても、波長変換部材４０からの戻り光を効率よく反射することができるので好ましい。

本実施の形態では、スペーサの本体５０ｂ自体が金属によって形成されているため、波長変換部材等で生じる熱を効率よく吸収することができる。

＜実施の形態３＞
図６（ａ）は、本発明の実施の形態３に係る発光装置の先端近傍の詳細な構成を示す概略図である。図６（ｂ）は、本発明の実施の形態３に係るスペーサを示す概略図である。
本発明の実施の形態３に係る発光装置は、前述した実施の形態１の発光装置と比べて、スペーサの貫通孔に透光性部材５０ｄが充填されている点が異なる。本実施の形態のスペーサ５０は、スペーサの本体５０ｂと、透光性部材５０ｄと、金属薄膜または誘電体多層膜５０ａとから主として構成される。スペーサの本体５０ｂは、略中央に貫通孔を有し、その貫通孔に透光性部材５０ｄが充填される。また、金属薄膜または誘電体多層膜５０ａは、スペーサの本体５０ｂの表面に形成される。導光部材２０から出射された光は、スペーサの貫通孔に充填された透光性部材５０ｄ内を通過して、波長変換部材４０側へ出射される。

透光性部材５０ｄは、導光部材２０側から波長変換部材４０側へ光を透過する機能を有するものであればよい。また、透光性部材５０ｄは、導光部材２０の屈折率と波長変換部材４０の屈折率との間の屈折率を有する部材であることが好ましい。透光性部材の具体的な材料としては、ガラスや樹脂、石英、サファイア等が一例として挙げられる。

本実施の形態に係るスペーサ５０の製造方法について説明する。
まず、所望の形状に加工されたスペーサの本体５０ｂを用意する。スペーサの本体５０ｂの材質としては、導電性を有する部材を用いる。具体的には、銅、真鍮、ＳＵＳ、ニッケル、コバール、アルミニウム等を用いることができる。スペーサの本体５０ｂの略中央には貫通孔を設けておく。
次に、スペーサの貫通孔に例えばガラス等の透光性部材の原料を流し込んで充填させた後、硬化させる。
次に、電気メッキ法により、スペーサ５０の表面に金属薄膜５０ａを被覆させる。このとき、スペーサの本体５０ｂは導電性を有するため、スペーサの本体５０ｂの表面には金属がメッキされるが、透光性部材５０ｄは導電性を有さないため、透光性部材５０ｄの表面には金属がメッキされない。したがって、透光性部材の表面にマスクなどを形成しなくても、スペーサの本体５０ｂの表面にメッキを行い、透光性部材の表面にメッキが付かないようにすることができる。

本実施の形態に係るスペーサ５０の製造方法の他の例を説明する。
まず、例えば導光部材２０の径とほぼ同じ大きさの径を有する円柱状の透光性部材５０ｄを用意する。
この円柱状の透光性部材の側面に、スパッタリング法、蒸着法、メッキ法等により、例えばＴｉやＡｕなどの導電性膜を形成する。次に、導電性膜が形成された透光性部材の側面に、電鋳法等でスペーサの本体５０ｂを形成する。
次に、電気メッキ法等により、スペーサの本体５０ｂの表面に金属薄膜５０ａを形成する。

以上、本実施の形態に係るスペーサ５０の製造方法の例として２つの方法を挙げたが、スペーサ５０の製造方法は、上記の２つの方法に限定するものではない。
例えば、金属薄膜や誘電体多層膜５０ａを形成する方法としては、スパッタリング法や蒸着法等を採用することができる。

本実施の形態によれば、スペーサ５０の貫通孔に透光性部材５０ｄが充填されているため、スペーサ５０の体積が増える分、放熱効果を高めることができる。また、本実施の形態によれば、導光部材から出射する光は、貫通孔に充填された透光性部材を通過して波長変換部材側へ出射される。貫通孔に透光性部材を充填させることにより、導光部材との屈折率差を小さくすることができるため、導光部材から出射してスペーサの貫通孔を通過する光出力の低下を防止することができる。

＜実施の形態４＞
図７（ａ）は、本発明の実施の形態４に係る発光装置の先端近傍の詳細な構成を示す概略図である。図７（ｂ）は、本発明の実施の形態４に係るスペーサを示す概略図である。
本発明の実施の形態４に係る発光装置は、前述した実施の形態１の発光装置と比べて、スペーサ５０が、透光性部材５０ｄと、金属薄膜または誘電体多層膜５０ａとから主として構成されている点が異なる。すなわち、本実施の形態のスペーサ５０は、スペーサの本体自体が円柱状、多角柱状又はこれらの形状に近似する形状の透光性部材５０ｄによって構成され、さらにその表面が金属薄膜または誘電体多層膜５０ａで被覆されている。
スペーサの本体である透光性部材５０ｄの材質としては、実施の形態３の透光性部材と同様の材料を用いることができる。また、金属薄膜や誘電体多層膜は、実施の形態１と同様の材料を用いることができる。

金属薄膜または誘電体多層膜５０ａは、透光性部材５０ｄの表面のうち、少なくとも波長変換部材４０側の表面を覆うように形成すればよい。ただし、透光性部材５０ｄの表面のうち、導光部材２０からの出射光の光軸上は、金属薄膜または誘電体多層膜５０ａで覆われないようにする。金属薄膜または誘電体多層膜５０ａは、透光性部材５０ｄの表面のうち、導光部材２０からの出射光の光軸上以外の表面を覆うように形成することが好ましい。

本実施の形態によれば、スペーサ５０の中心部と導光部材２０との屈折率差を小さくすることができるため、実施の形態３と同様に光出力の低下を防止することができる。
また、本実施の形態において、スペーサ５０の大部分が透光性部材によって形成される。すなわち、スペーサ５０の大部分が同一の部材によって構成される。したがって、熱膨張によるスペーサ自体または周辺部材の割れや欠けを低減することができる。スペーサの本体を金属部材によって形成する場合と比較して、熱膨張によるスペーサ本体の割れや欠けを低減することができる。

本発明の発光装置は、車両搭載用照明等の各種照明、ディスプレイ、インジケータ等に
利用することができる。また、生体内部を撮像する内視鏡装置、狭い隙間及び暗い空間を
照明することができるファイバースコープ等にも利用することができる。

本発明の発光装置の全体を示す概略図である。 本発明の発光装置における先端近傍の断面構成を示す概略図である。 本発明の発光装置におけるスペーサの断面構成を示す概略図である。 本発明の発光装置における先端近傍の断面構成を示す概略図である。 本発明の発光装置における先端近傍の断面構成を示す概略図である。 本発明の発光装置における先端近傍の断面構成を示す概略図である。 本発明の発光装置における先端近傍の断面構成を示す概略図である。

符号の説明

１ 光
２ レンズ
１０ 発光素子
２０ 導光部材
３０ 保持部材
４０ 波長変換部材
５０ スペーサ
５０ａ 金属薄膜（または誘電体多層膜）
５０ｂ スペーサの本体
５０ｃ 貫通孔
５０ｄ 透光性部材
６０ 入光部
７０ 出光部
８０ 第２の保持部材

Claims (6)

1. 発光素子と、
   前記発光素子からの光を導く導光部材と、
   前記導光部材の少なくとも出射側端部に取り付けられる保持部材と、
   前記導光部材の出射側に設けられ、前記発光素子からの光の少なくとも一部を吸収して異なる波長の光に変換する蛍光体を有する波長変換部材と、を有し、
   前記保持部材または導光部材と、前記波長変換部材と、の間に、前記波長変換部材からの戻り光を反射するスペーサが取り付けられており、
   前記スペーサは、前記保持部材または前記導光部材に対して着脱可能であり、該スペーサの表面は、Ａｇ又はＡｌからなる金属薄膜、または誘電体多層膜で形成されており、
   前記保持部材、前記スペーサ、及び前記波長変換部材の周囲を被覆する第２の保持部材をさらに有し、該第２の保持部材によって前記スペーサと前記保持部材が固定されていることを特徴とする発光装置。
2. 前記スペーサは、金属からなることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 前記貫通孔は、前記導光部材側から前記波長変換部材側へ光を透過させる透光性部材が充填されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
4. 前記貫通孔は、内側から外側に向かって広口となるように傾斜あるいは湾曲した側面を有することを特徴とする請求項１乃至３に記載の発光装置。
5. 前記スペーサは、厚さが５０〜５００μｍであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発光装置。
6. 前記スペーサは、前記導光部材からの光の出射方向に沿って複数積層されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の発光装置。

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