JP5523876B2 - Light source device and lighting device - Google Patents

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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.

近年、LED等の固体光源を用いた照明装置が用いられており、その1つとして、青色光を出射する固体光源と蛍光体とを組み合わせて(固体光源からの青色光を蛍光体に照射して)、白色光を実現した照明光源が開発されている(特許文献1)。しかし、蛍光体の熱劣化が問題となる大光量光源においては、冷却について考慮する必要がある。   In recent years, lighting devices using solid-state light sources such as LEDs have been used, and one of them is a combination of a solid-state light source emitting blue light and a phosphor (irradiating phosphor with blue light from a solid-state light source). An illumination light source that realizes white light has been developed (Patent Document 1). However, it is necessary to consider cooling in a large light amount light source in which thermal degradation of the phosphor is a problem.

これに対し、主にプロジェクターの光源として、例えば特許文献2に示すような蛍光体を所定の領域に配置した円盤状回転体(以下、蛍光回転体と称す)を利用した光源装置が開発されている。図1には、この種の蛍光回転体91が示されている。図1を参照すると、蛍光回転体91は、透明な基板(例えば石英ガラス基板)上に紫外光を照射すると赤色または緑色または青色の蛍光を発光するそれぞれの蛍光体層92a,92b,92cが3つの分割された領域として配置されており、蛍光回転体91の回転軸(回転中心)を通って半径方向に延びる直線93a,93b,93cにより3色の蛍光体層92a,92b,92cの面積がほぼ等しくなるように分割配置されている。   On the other hand, as a light source of a projector, for example, a light source device using a disk-shaped rotating body (hereinafter referred to as a fluorescent rotating body) in which a phosphor as shown in Patent Document 2 is arranged in a predetermined region has been developed. Yes. FIG. 1 shows a fluorescent rotator 91 of this kind. Referring to FIG. 1, the fluorescent rotating body 91 includes three phosphor layers 92a, 92b, and 92c that emit red, green, or blue fluorescence when irradiated with ultraviolet light on a transparent substrate (for example, a quartz glass substrate). The areas of the three color phosphor layers 92a, 92b, and 92c are arranged by straight lines 93a, 93b, and 93c that are arranged as two divided regions and extend in the radial direction through the rotation axis (rotation center) of the fluorescence rotator 91. It is divided and arranged so as to be almost equal.

図2は図1の蛍光回転体91を用いた光源装置を示す図である。図2を参照すると、この光源装置は、図1の蛍光回転体91をモーター94で回転させ、固体光源(例えばレーザーダイオード光源)95の前に配置することにより、光源95の光軸上で励起された各蛍光体層92a,92b,92cが各々の色で順次発光することになる。すなわち、赤緑青の光が順次発光することになるが、発光周期が早くなると、つまり蛍光回転体の回転数を上げると(例えば3600rpmにすると)、それぞれの発光色を認識できなくなり白色光として視認できるようになる。   FIG. 2 is a view showing a light source device using the fluorescent rotator 91 of FIG. Referring to FIG. 2, this light source device is excited on the optical axis of the light source 95 by rotating the fluorescent rotator 91 of FIG. 1 by a motor 94 and placing it in front of a solid light source (for example, a laser diode light source) 95. Each of the phosphor layers 92a, 92b, 92c thus emitted sequentially emits light of each color. That is, red, green, and blue light is emitted sequentially, but when the light emission period is accelerated, that is, when the rotation speed of the fluorescent rotator is increased (for example, 3600 rpm), the respective emission colors cannot be recognized and are visually recognized as white light. become able to.

特許文献2の光源装置では、蛍光回転体を用いていることで(蛍光回転体が回転することで)、蛍光体の熱劣化が問題となる大光量光源においても、冷却効果に優れた光源装置を提供できる。さらに、蛍光回転体を用いたこの種の光源装置において、大光量の光源を実現するために、複数の光源を用いることが考えられる。   The light source device of Patent Document 2 uses a fluorescent rotator (by rotating the fluorescent rotator), and thus a light source device having an excellent cooling effect even in a large light source that causes thermal degradation of the phosphor. Can provide. Further, in this type of light source device using a fluorescent rotating body, it is conceivable to use a plurality of light sources in order to realize a light source with a large amount of light.

複数の光源を用いる場合に、具体的には、複数の光源の光軸を揃えて蛍光回転体の1点を照射する仕方や、特許文献3に示されているように2つの光源で蛍光回転体の2つの場所を照射する仕方が考えられる。   When using a plurality of light sources, specifically, a method of irradiating one point of the fluorescent rotator with the optical axes of the plurality of light sources aligned, or fluorescence rotation with two light sources as disclosed in Patent Document 3 It is possible to irradiate two places on the body.

図3は特許文献3に開示された仕方を説明するための図である。図3を参照すると、特許文献3に開示の光源装置は、蛍光回転体として、赤緑青の一組の蛍光体層102a,102b,102cを光源の数(2つ)だけ繰り返し配置した蛍光回転体101を用い、蛍光回転体101の直径上の回転軸X(回転中心)を挟んで両サイドに光源103a,103bをそれぞれ配置したものとなっている。   FIG. 3 is a diagram for explaining the method disclosed in Patent Document 3. In FIG. Referring to FIG. 3, the light source device disclosed in Patent Document 3 is a fluorescent rotator in which a pair of red, green, and blue phosphor layers 102a, 102b, and 102c are repeatedly arranged as many as the number of light sources (two). 101, light sources 103a and 103b are respectively arranged on both sides with a rotation axis X (rotation center) on the diameter of the fluorescent rotator 101 interposed therebetween.

大光量を得るために複数の光源の光軸を揃えて蛍光回転体の1点を照射する場合には、冷却効果に優れた蛍光回転体とはいえ、限界があることは否めない。これに対し、図3の光源装置では、2つの光源103a,103bで蛍光回転体101の2つの場所を照射するので、冷却効果にとっては有利である。   In order to obtain a large amount of light and align the optical axes of a plurality of light sources and irradiate one point of the fluorescent rotator, it cannot be denied that the fluorescent rotator is excellent in cooling effect but has a limit. On the other hand, in the light source device of FIG. 3, two places of the fluorescent rotator 101 are irradiated by the two light sources 103a and 103b, which is advantageous for the cooling effect.

特開2001−148512号公報JP 2001-148512 A 特開2004−341105号公報JP 2004-341105 A 特開2004−317528号公報JP 2004-317528 A

しかしながら、図3の構成では、2つ(複数)の光源103a,103bを用いているものの、2つの光源103a,103bからの光が、同時に、同じ色の蛍光を発光する蛍光体層しか照射しないので、蛍光回転体の回転に伴って、発光色が時間的に変化し、いわゆるカラーブレイク現象が生じてしまう。   However, in the configuration of FIG. 3, although two (plural) light sources 103a and 103b are used, the light from the two light sources 103a and 103b simultaneously irradiates only the phosphor layer emitting the same color fluorescence. Therefore, with the rotation of the fluorescent rotator, the emission color changes with time and a so-called color break phenomenon occurs.

カラーブレイク現象は本来白色として観察されるはずの赤緑青の順次発光の個々の色が瞬間的に視認されてしまう現象をいう。例えば図3に示す蛍光回転体101を回転数1800rpmで駆動すれば、赤緑青の順次発光を一周期とした場合に60Hzでこの順次発光を繰り返すことになり、明るい室内で普通に観察する限りはカラーブレイク現象は生じることはないが、暗い部屋で観察する場合や光源もしくは照明場所から急に目をそむけた時などにカラーブレイク現象が生じてしまう。   The color break phenomenon is a phenomenon in which individual colors of red, green and blue light emission which should be originally observed as white are visually recognized. For example, if the fluorescent rotator 101 shown in FIG. 3 is driven at a rotational speed of 1800 rpm, this sequential light emission is repeated at 60 Hz when the red, green and blue sequential light emission is set as one cycle, so long as it is normally observed in a bright room. Although the color break phenomenon does not occur, the color break phenomenon occurs when observing in a dark room or suddenly looking away from a light source or a lighting place.

蛍光回転体の回転速度を早くして順次発光の繰返し周期を短くすれば、ある程度はカラーブレイク現象が起き難くなるが、回転数上昇によるモーター音の増大など別の要因で人を不愉快にさせてしまう。   If the rotational speed of the fluorescent rotator is increased and the repetition cycle of light emission is shortened, the color break phenomenon will not occur to some extent, but it may be unpleasant for other reasons, such as an increase in motor noise due to an increase in the rotational speed. End up.

このような問題を回避するため、本願の発明者は、本願の先願である特願2009−278187(以下、先願と称す)において、複数の光源で蛍光回転体の複数の場所を照射して大光量を得るときに、モーター音の増大などを生じさせるほど蛍光回転体の回転速度を早くすることなく、カラーブレイク現象を防止することの可能な光源装置および照明装置を案出した。   In order to avoid such a problem, the inventor of the present application irradiates a plurality of places of a fluorescent rotating body with a plurality of light sources in Japanese Patent Application No. 2009-278187 (hereinafter referred to as a prior application) which is a prior application of the present application. Thus, the present invention has devised a light source device and an illuminating device capable of preventing the color break phenomenon without increasing the rotation speed of the fluorescent rotator so as to increase the motor sound when obtaining a large amount of light.

すなわち、本願の先願では、例えば図4に示すように(なお、図4では、図1、図2と同様の箇所には同じ符号を付している)、複数の固体光源95a,95b,95cで蛍光回転体91の複数の場所を照射して大光量を得るのに、複数の固体光源95a,95b,95cからの光が、同時に、互いに異なった色の蛍光を発光する複数の蛍光体領域92a,92b,92cを照射するように複数の固体光源95a,95b,95cが配置され、これにより、複数の光源で蛍光回転体の複数の場所を照射して大光量を得るときに、モーター音の増大などを生じさせるほど蛍光回転体の回転速度を早くすることなく、カラーブレイク現象を防止することができる。   That is, in the prior application of the present application, for example, as shown in FIG. 4 (in FIG. 4, the same reference numerals are given to the same parts as in FIGS. 1 and 2), a plurality of solid light sources 95 a, 95 b, In order to obtain a large amount of light by irradiating a plurality of locations of the fluorescent rotator 91 with 95c, a plurality of phosphors that emit light of different colors simultaneously from the light from the plurality of solid light sources 95a, 95b, 95c When a plurality of solid light sources 95a, 95b, and 95c are arranged so as to irradiate the regions 92a, 92b, and 92c. The color break phenomenon can be prevented without increasing the rotation speed of the fluorescent rotator so as to increase the sound.

しかしながら、この場合、複数の固体光源95a,95b,95cの光軸と蛍光回転体91との交点の蛍光回転体91の回転軸Xからの距離が、複数の固体光源95a,95b,95cで同じであるときには(概略的に、例えば図4に示すように、複数の固体光源95a,95b,95cが蛍光回転体91の回転軸Xから同じ距離に配置されているときには)、複数の固体光源95a,95b,95cからの光は、蛍光回転体91の1つの同心円上の部分(蛍光回転体91の同一半径の同心円上の部分)を照射し続けることになり、その部分の蛍光体の劣化を招いてしまう。   However, in this case, the distance between the optical axis of the plurality of solid light sources 95a, 95b, and 95c and the fluorescence rotator 91 from the rotation axis X of the fluorescence rotator 91 is the same for the plurality of solid light sources 95a, 95b, and 95c. (Schematically, for example, as shown in FIG. 4, when the plurality of solid light sources 95a, 95b, and 95c are arranged at the same distance from the rotation axis X of the fluorescent rotator 91), the plurality of solid light sources 95a , 95b, and 95c continue to irradiate a portion on one concentric circle of the fluorescent rotator 91 (a portion on the concentric circle of the same radius of the fluorescent rotator 91), and the deterioration of the phosphor in that portion is prevented. I will invite you.

本発明は、複数の光源で蛍光回転体の複数の場所を照射して大光量を得るときに、モーター音の増大などを生じさせるほど蛍光回転体の回転速度を早くすることなく、カラーブレイク現象を防止することが可能であって、さらにこの場合にも、蛍光回転体の蛍光体の劣化を少なく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 provides a color break phenomenon without increasing the rotation speed of the fluorescent rotator so as to cause an increase in motor sound or the like when illuminating a plurality of locations on the fluorescent rotator with a plurality of light sources to obtain a large amount of light. It is an object of the present invention to provide a light source device and an illuminating device that can prevent the deterioration of the phosphor of the fluorescent rotating body.

上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、紫外光を発光する複数の固体光源と、回転軸の周りに回転可能であって、紫外光を照射すると互いに異なった色の蛍光を発光する複数の蛍光体領域を有する蛍光回転体とを備え、前記複数の固体光源からの紫外光が、同時に、互いに異なった色の蛍光を発光する複数の全ての蛍光体領域を照射するように前記複数の固体光源が配置され、前記複数の固体光源の光軸と前記蛍光回転体との交点の前記蛍光回転体の回転軸からの距離が、前記複数の固体光源ごとに異なっていることを特徴とする光源装置である。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is characterized in that a plurality of solid-state light sources that emit ultraviolet light and a rotation light that can be rotated around an axis of rotation, and emit fluorescence of different colors when irradiated with ultraviolet light. A fluorescent rotator having a plurality of phosphor regions that emit light, and ultraviolet light from the plurality of solid-state light sources simultaneously irradiates all of the plurality of phosphor regions that emit fluorescence of different colors. The plurality of solid light sources are arranged, and the distance from the rotation axis of the fluorescent rotator at the intersection of the optical axes of the plurality of solid light sources and the fluorescent rotator is different for each of the plurality of solid light sources. The light source device is characterized.

また、請求項記載の発明は、可視光を発光する複数の固体光源と、該固体光源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つの蛍光体領域と、蛍光体が配置されていない非蛍光体領域とを、互いに分割された領域として有し、回転軸の周りに回転可能な蛍光回転体とを備え、前記複数の固体光源からの光が、前記蛍光体領域および前記非蛍光体領域の全ての領域を同時に照射するように前記複数の固体光源が配置され、前記複数の固体光源の光軸と前記蛍光回転体との交点の前記蛍光回転体の回転軸からの距離が、前記複数の固体光源ごとに異なっていることを特徴とする光源装置である。 The invention according to claim 2 is a plurality of solid-state light sources that emit visible light, and at least one phosphor region that emits fluorescence having a wavelength longer than the emission wavelength of the solid-state light source when excited by the solid-state light source, A non-phosphor region in which no phosphor is disposed, and a fluorescent rotator that is rotatable around a rotation axis. The light from the plurality of solid-state light sources is The plurality of solid light sources are arranged so as to simultaneously irradiate all regions of the body region and the non-phosphor region, and the rotation of the fluorescent rotator at the intersection of the optical axis of the plurality of solid light sources and the fluorescent rotator A distance from an axis is different for each of the plurality of solid state light sources.

また、請求項記載の発明は、前記蛍光回転体が透過型蛍光回転体である場合に、前記蛍光回転体の前記蛍光体領域は、蛍光体層と、該蛍光体層が配置される透明な基板と、該透明な基板の前記蛍光体層よりも前記固体光源側に配置され、前記固体光源が発する光を透過し前記蛍光体層が発する光を反射する光学手段とを有していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光源装置である。 According to a third aspect of the present invention, when the fluorescent rotator is a transmission type fluorescent rotator, the phosphor region of the fluorescent rotator includes a phosphor layer and a transparent layer on which the phosphor layer is disposed. A transparent substrate, and an optical means disposed on the solid light source side of the transparent substrate and transmitting light emitted from the solid light source and reflecting light emitted from the phosphor layer. The light source device according to claim 1 , wherein the light source device is a light source device.

また、請求項記載の発明は、前記蛍光回転体が反射型蛍光回転体である場合に、前記蛍光回転体の前記蛍光体層が配置される基板には、反射面が設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれか一項に記載の光源装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, when the fluorescent rotator is a reflection type fluorescent rotator, the substrate on which the phosphor layer of the fluorescent rotator is disposed is provided with a reflective surface. It is a light source device as described in any one of Claims 1 thru | or 3 characterized by these.

また、請求項記載の発明は、請求項1乃至請求項のいずれか一項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 according to claim 5 is an illumination device characterized by using the light source device according to any one of claims 1 to 4 .

請求項1、請求項3乃至請求項5記載の発明によれば、紫外光を発光する複数の固体光源と、回転軸の周りに回転可能であって、紫外光を照射すると互いに異なった色の蛍光を発光する複数の蛍光体領域を有する蛍光回転体とを備え、前記複数の固体光源からの紫外光が、同時に、互いに異なった色の蛍光を発光する複数の全ての蛍光体領域を照射するように前記複数の固体光源が配置され、前記複数の固体光源の光軸と前記蛍光回転体との交点の前記蛍光回転体の回転軸からの距離が、前記複数の固体光源ごとに異なっているので、複数の光源で蛍光回転体の複数の場所を照射して大光量を得るときに、モーター音の増大などを生じさせるほど蛍光回転体の回転速度を早くすることなく、カラーブレイク現象を防止することが可能であって、さらにこの場合にも、蛍光回転体の蛍光体の劣化を少なく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ができる。 According to the inventions of claim 1 and claims 3 to 5 , a plurality of solid-state light sources that emit ultraviolet light and the rotation of the solid light source around the rotation axis, and different colors when irradiated with ultraviolet light. A fluorescent rotator having a plurality of phosphor regions that emit fluorescence, and the ultraviolet light from the plurality of solid-state light sources simultaneously irradiates all of the plurality of phosphor regions that emit fluorescence of different colors. The plurality of solid light sources are arranged as described above, and the distance from the rotation axis of the fluorescent rotator to the intersection of the optical axes of the plurality of solid light sources and the fluorescent rotator is different for each of the plurality of solid light sources. So, when illuminating multiple places on the fluorescent rotator with multiple light sources to obtain a large amount of light, the color break phenomenon is prevented without increasing the rotational speed of the fluorescent rotator so as to cause an increase in motor sound. It is possible to Further in this case, it is possible to provide a light source device and a lighting device capable of reducing the deterioration of the phosphor of the fluorescent rotor.

また、請求項乃至請求項記載の発明によれば、可視光を発光する複数の固体光源と、該固体光源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つの蛍光体領域と、蛍光体が配置されていない非蛍光体領域とを、互いに分割された領域として有し、回転軸の周りに回転可能な蛍光回転体とを備え、前記複数の固体光源からの光が、前記蛍光体領域および前記非蛍光体領域の全ての領域を同時に照射するように前記複数の固体光源が配置され、前記複数の固体光源の光軸と前記蛍光回転体との交点の前記蛍光回転体の回転軸からの距離が、前記複数の固体光源ごとに異なっているので、複数の光源で蛍光回転体の複数の場所を照射して大光量を得るときに、モーター音の増大などを生じさせるほど蛍光回転体の回転速度を早くすることなく、カラーブレイク現象を防止することが可能であって、さらにこの場合にも、蛍光回転体の蛍光体の劣化を少なく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ができる。 Further, according to the inventions of claims 2 to 5 , a plurality of solid light sources that emit visible light, and at least one that emits fluorescence having a wavelength longer than the emission wavelength of the solid light sources when excited by the solid light sources. A plurality of phosphor regions and a non-phosphor region in which no phosphors are arranged as regions divided from each other, and a fluorescent rotator that is rotatable around a rotation axis, The plurality of solid light sources are arranged so that all the light of the phosphor region and the non-phosphor region are simultaneously irradiated, and the intersection of the optical axis of the plurality of solid light sources and the fluorescent rotator Since the distance from the rotation axis of the fluorescent rotator is different for each of the plurality of solid state light sources, when a plurality of locations of the fluorescent rotator are irradiated with a plurality of light sources to obtain a large amount of light, an increase in motor sound Fluorescence rotation so as to cause Provided are a light source device and an illuminating device that can prevent the color break phenomenon without increasing the rotation speed of the light source and can reduce the deterioration of the fluorescent material of the fluorescent rotator. can do.

特に、請求項、請求項記載の発明では、透過型蛍光回転体においては、蛍光回転体の蛍光体層より固体光源側に、固体光源が発する光を透過し前記蛍光体層が発する光を反射する光学手段(バンドパスフィルター)を設けることにより、また、反射型蛍光回転体においては、蛍光回転体の蛍光体層を配置する基板上に反射面を形成したりすることにより、効率の高い光源装置および照明装置を提供することができる。 In particular, in the inventions according to claim 3 and claim 4 , in the transmission type fluorescent rotator, the light emitted from the solid light source is transmitted to the solid light source side from the phosphor layer of the fluorescent rotator, and the light emitted from the phosphor layer. By providing an optical means (bandpass filter) that reflects the light, and in the case of a reflection type fluorescent rotator, a reflective surface is formed on the substrate on which the phosphor layer of the fluorescent rotator is disposed, thereby improving efficiency. A high light source device and a lighting device can be provided.

従来の蛍光回転体を示す図である。It is a figure which shows the conventional fluorescence rotary body. 図1の蛍光回転体を用いた光源装置を示す図である。It is a figure which shows the light source device using the fluorescence rotary body of FIG. 特許文献3に開示された仕方を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method disclosed by patent document 3. FIG. 本願の先願の光源装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the light source device of the prior application of this application. 本発明の第1の実施形態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 the 1st Embodiment of this invention. 図5の光源装置に用いられる蛍光回転体の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the fluorescence rotary body used for the light source device of FIG. 図6のB−B線における断面図である。It is sectional drawing in the BB line of FIG. 本発明の第1の実施形態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 the 1st Embodiment of this invention. 反射型蛍光回転体の断面図である。It is sectional drawing of a reflection type fluorescence rotary body. 本発明の第1の実施形態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 the 1st Embodiment of this invention. 図10の光源装置に用いられる蛍光回転体の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the fluorescence rotary body used for the light source device of FIG. 本発明の第1の実施形態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 the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態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 the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態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 the 2nd Embodiment of this invention. 図14の光源装置に用いられる蛍光回転体の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the fluorescence rotary body used for the light source device of FIG. 図15のC−C線における断面図である。It is sectional drawing in the CC line | wire of FIG. 本発明の第2の実施形態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 the 2nd Embodiment of this invention. 反射型蛍光回転体の断面図である。It is sectional drawing of a reflection type fluorescence rotary body. 本発明の第2の実施形態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 the 2nd Embodiment of this invention. 図19の光源装置に用いられる蛍光回転体の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the fluorescence rotary body used for the light source device of FIG. 本発明の第2の実施形態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 the 2nd Embodiment of this invention. 蛍光回転体の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of a fluorescence rotary body. 本発明の第2の実施形態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 the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態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 the 2nd Embodiment of this invention. 図23、図24の光源装置に用いられる蛍光回転体の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the fluorescence rotary body used for the light source device of FIG. 23, FIG. 図25の蛍光回転体が透過型蛍光回転体である場合の断面図である。FIG. 26 is a cross-sectional view when the fluorescent rotator of FIG. 25 is a transmissive fluorescent rotator. 図25の蛍光回転体が反射型蛍光回転体である場合の断面図である。FIG. 26 is a cross-sectional view when the fluorescent rotator of FIG. 25 is a reflective fluorescent rotator. 本発明の第2の実施形態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 the 2nd Embodiment of this invention. 図28の光源装置に用いられる蛍光回転体の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the fluorescence rotary body used for the light source device of FIG. 第1、第2の実施態様で示した光源装置を用いた照明装置の一構成例を示す図である。It is a figure which shows one structural example of the illuminating device using the light source device shown by the 1st, 2nd embodiment. 第1、第2の実施態様で示した光源装置を用いた照明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 illuminating device using the light source device shown by the 1st, 2nd embodiment.

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.

本発明の第1の実施形態は、紫外光を発光する複数の固体光源と、回転軸の周りに回転可能であって、紫外光を照射すると互いに異なった色の蛍光を発光する複数の蛍光体領域を有する蛍光回転体とを備え、前記複数の固体光源からの紫外光が、同時に、互いに異なった色の蛍光を発光する複数の蛍光体領域を照射するように前記複数の固体光源が配置され、前記複数の固体光源の光軸と前記蛍光回転体との交点の前記蛍光回転体の回転軸からの距離が、前記複数の固体光源ごとに異なっていることを特徴としている。   The first embodiment of the present invention includes a plurality of solid-state light sources that emit ultraviolet light and a plurality of phosphors that can rotate around a rotation axis and emit fluorescence of different colors when irradiated with ultraviolet light. A plurality of solid-state light sources arranged such that ultraviolet light from the plurality of solid-state light sources simultaneously irradiates a plurality of phosphor regions that emit fluorescence of different colors. The distance between the optical axis of the plurality of solid state light sources and the fluorescence rotator from the axis of rotation of the fluorescence rotator is different for each of the plurality of solid state light sources.

より好適には、前記複数の固体光源からの紫外光が、同時に、互いに異なった色の蛍光を発光する複数の全ての蛍光体領域を照射することを特徴としている。   More preferably, the ultraviolet light from the plurality of solid-state light sources simultaneously irradiates a plurality of phosphor regions that emit fluorescence of different colors.

なお、上記蛍光体領域とは、蛍光体層を有する領域であって、後述のように、蛍光体層に対応させて、バンドパスフィルターや調整層などが設けられる場合には、蛍光体層とともに、これらをも含めたものを指すものとする。以下では、便宜上、蛍光体層とこれに対応する蛍光体領域には、同じ符号を付している。   The phosphor region is a region having a phosphor layer. When a bandpass filter, an adjustment layer, or the like is provided corresponding to the phosphor layer as described later, the phosphor region is combined with the phosphor layer. , Including these. In the following, for the sake of convenience, the same reference numerals are assigned to the phosphor layers and the corresponding phosphor regions.

図5は、本発明の第1の実施形態の光源装置の一構成例を示す図(概略正面図)である。図5を参照すると、この光源装置10は、紫外光を出射する3つの固体光源5a,5b,5cと、回転軸Xの周りに回転可能な(モーター4によって回転する)蛍光回転体1とを備えている。図6は、図5の光源装置10に用いられる蛍光回転体1の一例を示す図(平面図)である(なお、図6には、固体光源5a,5b,5cの位置も図示されている)。図6の例では、蛍光回転体1は、図1、図4と同様のものとなっており、透明な基板(例えば石英ガラス基板)上に、紫外光を照射すると赤色、緑色、青色の蛍光をそれぞれ発光する蛍光体層2a,2b,2cが3つの分割された領域(3等分された領域)として配置されている。そして、図6に示されているように、図5の光源装置10では、3つの固体光源5a,5b,5cは、3つの固体光源5a,5b,5cからの紫外光が、同時に、3つの全ての蛍光体層2a,2b,2cを照射するように配置されている。   FIG. 5 is a diagram (schematic front view) showing a configuration example of the light source device according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, this light source device 10 includes three solid light sources 5 a, 5 b, 5 c that emit ultraviolet light, and a fluorescent rotator 1 that can rotate around a rotation axis X (rotated by a motor 4). I have. 6 is a diagram (plan view) showing an example of the fluorescent rotator 1 used in the light source device 10 of FIG. 5 (note that the positions of the solid light sources 5a, 5b, and 5c are also shown in FIG. ). In the example of FIG. 6, the fluorescent rotator 1 is the same as that of FIGS. 1 and 4. When a transparent substrate (for example, a quartz glass substrate) is irradiated with ultraviolet light, red, green, and blue fluorescence are emitted. The phosphor layers 2a, 2b, and 2c that respectively emit light are arranged as three divided regions (regions equally divided into three). As shown in FIG. 6, in the light source device 10 of FIG. 5, the three solid light sources 5 a, 5 b, 5 c have three ultraviolet light from the three solid light sources 5 a, 5 b, 5 c at the same time. It arrange | positions so that all the fluorescent substance layers 2a, 2b, and 2c may be irradiated.

さらに、図5の光源装置10では、3つの固体光源5a,5b,5cは、3つの固体光源5a,5b,5cの光軸と蛍光回転体1との交点の蛍光回転体1の回転軸Xからの距離が、3つの固体光源5a,5b,5cごとに異なっている。概略的には、図6に示すように、3つの固体光源5a,5b,5cが蛍光回転体1の回転軸Xからそれぞれ異なった距離に配置されている。   Further, in the light source device 10 of FIG. 5, the three solid light sources 5 a, 5 b, 5 c have the rotation axis X of the fluorescent rotator 1 at the intersection of the optical axes of the three solid light sources 5 a, 5 b, 5 c and the fluorescent rotator 1. Is different for each of the three solid-state light sources 5a, 5b, 5c. Schematically, as shown in FIG. 6, three solid light sources 5 a, 5 b, and 5 c are arranged at different distances from the rotation axis X of the fluorescent rotator 1.

図5、図6の構成では、モーター4によって蛍光回転体1を回転させることで、赤緑青の3色の混色により白色光を得るとき、紫外光を出射する3つの固体光源5a,5b,5cが、同時に、それぞれ異なる蛍光体層2a,2b,2cを照射するように配置されているので、複数の光源で蛍光回転体の複数の場所を照射して大光量を得るときに、モーター音の増大などを生じさせるほど蛍光回転体の回転速度を早くすることなく、カラーブレイク現象を防止することができる。   In the configuration of FIGS. 5 and 6, three solid light sources 5 a, 5 b, and 5 c that emit ultraviolet light when rotating the fluorescent rotator 1 by the motor 4 to obtain white light by mixing three colors of red, green, and blue. However, at the same time, the phosphor layers 2a, 2b, and 2c are arranged so as to irradiate different phosphor layers. The color break phenomenon can be prevented without increasing the rotational speed of the fluorescent rotator so as to cause an increase or the like.

例えば図6に示した赤緑青の3つの蛍光体領域を有する蛍光回転体を3つの固体光源で照射する場合、ある1つの光源だけに注目した場合は、時間順次で赤緑青の発光を繰り返しカラーブレイクを生じることになるが、別の光源では同時に必ず別の色を励起するようにすれば、複数の光源によって励起された異なった発光色の混色を観察することになり、カラーブレイクは生じ難い。特に図6に示した光源位置のように、3等分された蛍光回転体を同じく角度間隔が120°で3等分された同じ個数の光源で励起する場合は、ある瞬間では必ず赤緑青の3色の蛍光色が発光していることになり、常にこの関係が保持されることになるので、全くカラーブレイクを感じない光源装置を実現できる。   For example, when irradiating a fluorescent rotating body having three red, green, and blue phosphor regions shown in FIG. 6 with three solid light sources, if attention is paid to only one light source, red, green, and blue light emission is repeated in time sequence. If a different light source is used to excite different colors at the same time, a mixed color of different luminescent colors excited by multiple light sources will be observed, and a color break is unlikely to occur. . In particular, as in the light source position shown in FIG. 6, when a fluorescent rotator divided into three equal parts is excited with the same number of light sources divided into three equal parts at an angular interval of 120 °, the red, green, and blue colors are always generated at a certain moment. Since three fluorescent colors emit light and this relationship is always maintained, a light source device that does not feel any color break can be realized.

さらに、図5、図6の構成では、3つの固体光源5a,5b,5cは、3つの固体光源5a,5b,5cの光軸と蛍光回転体1との交点の蛍光回転体1の回転軸Xからの距離が、3つの固体光源5a,5b,5cごとに異なっているので(概略的には、図6に示すように、3つの固体光源5a,5b,5cは、蛍光回転体1の回転軸Xからそれぞれ異なった距離に配置されているので)、個々の固体光源5a,5b,5cからの光は蛍光回転体1のそれぞれ異なる半径の同心円上を照射することになり、蛍光回転体1の蛍光体の劣化を少なくすることができる。   Further, in the configuration of FIGS. 5 and 6, the three solid light sources 5 a, 5 b, and 5 c are the rotation axes of the fluorescent rotator 1 at the intersection of the optical axes of the three solid light sources 5 a, 5 b, and 5 c and the fluorescent rotator 1. Since the distance from X is different for each of the three solid light sources 5a, 5b, and 5c (schematically, as shown in FIG. 6, the three solid light sources 5a, 5b, and 5c are Since they are arranged at different distances from the rotation axis X), the light from the individual solid light sources 5a, 5b, 5c irradiates the concentric circles of different radii of the fluorescent rotator 1, and the fluorescent rotator. 1 can be reduced.

なお、図5に示した光源装置10では、蛍光回転体1が透過型のものとして構成され、固体光源5a,5b,5cからの励起光によって励起された各蛍光体層2a,2b,2cからの発光のうち、固体光源5a,5b,5c側とは反対側に出射する光を用いるようになっている。以下、この形式の蛍光回転体を、透過型蛍光回転体と称す。ここで、各蛍光体層2a,2b,2cからの出射光を考えると、上記透過光(固体光源5a,5b,5c側とは反対側に出射する光)とともに、蛍光体層2a,2b,2cで反射されて固体光源5a,5b,5c側へ戻って行く発光、つまり反射光も存在している。蛍光体領域に蛍光体層を単に配置しただけの蛍光回転体では、この反射光は照明光として利用できない光となってしまう。   In the light source device 10 shown in FIG. 5, the fluorescent rotator 1 is configured as a transmission type, and the phosphor layers 2a, 2b, 2c are excited by the excitation light from the solid light sources 5a, 5b, 5c. Of the emitted light, light emitted to the side opposite to the solid light sources 5a, 5b, 5c side is used. Hereinafter, this type of fluorescent rotator is referred to as a transmission type fluorescent rotator. Here, considering the emitted light from each of the phosphor layers 2a, 2b, 2c, together with the transmitted light (light emitted to the side opposite to the solid light sources 5a, 5b, 5c side), the phosphor layers 2a, 2b, There is also light emission reflected by 2c and returning to the solid light sources 5a, 5b, 5c, that is, reflected light. In a fluorescent rotator in which a phosphor layer is simply arranged in the phosphor region, this reflected light becomes light that cannot be used as illumination light.

蛍光回転体1として透過型蛍光回転体を用いる場合に、蛍光体層2a,2b,2cからの上記反射光を照明光として利用するため、図7に示すように(なお、図7は図6のB−B線における断面図である)、蛍光回転体1の蛍光体層2a,2b,2cより固体光源5a,5b,5c側に、紫外光を透過し可視光を反射する光学手段(バンドパスフィルター)12を設けることができる。より具体的には、蛍光回転体1の蛍光体層2a,2b,2cが固体光源5a,5b,5c側とは反対側の基板11面上に配置されており、かつ、固体光源5a,5b,5c側の基板11面上には、紫外光を透過し可視光(赤色光または緑色光または青色光)を反射する光学手段(バンドパスフィルター)12が設けられている。固体光源5a,5b,5c側の基板11面上に、紫外光を透過し可視光(赤色光または緑色光または青色光)を反射する光学手段(バンドパスフィルター)12が設けられていることにより、蛍光体層2a,2b,2cで反射されて固体光源5a,5b,5c側へ戻って行く発光、つまり反射光をも、照明光として利用することができる。すなわち、効率の高い光源装置を実現できる。   When a transmission type fluorescent rotator is used as the fluorescent rotator 1, the reflected light from the phosphor layers 2 a, 2 b, 2 c is used as illumination light, as shown in FIG. , An optical means (band) that transmits ultraviolet light and reflects visible light from the phosphor layers 2a, 2b, and 2c of the phosphor rotator 1 to the solid light sources 5a, 5b, and 5c side. Pass filter) 12 may be provided. More specifically, the phosphor layers 2a, 2b, 2c of the fluorescent rotator 1 are arranged on the surface of the substrate 11 opposite to the solid light sources 5a, 5b, 5c side, and the solid light sources 5a, 5b. , 5c side is provided with optical means (bandpass filter) 12 that transmits ultraviolet light and reflects visible light (red light, green light, or blue light). An optical means (bandpass filter) 12 that transmits ultraviolet light and reflects visible light (red light, green light, or blue light) is provided on the surface of the substrate 11 on the solid light sources 5a, 5b, and 5c side. The emitted light that is reflected by the phosphor layers 2a, 2b, and 2c and returns to the solid light sources 5a, 5b, and 5c, that is, reflected light, can also be used as illumination light. That is, a highly efficient light source device can be realized.

なお、蛍光体領域の蛍光体層での励起光から蛍光への変換効率は、蛍光体層を形成する蛍光体材料により異なるが、50%から99%程度である。従って、本発明では、この変換効率を考慮に入れた蛍光回転体1を設計する必要がある。具体的には、変換効率が高い蛍光体層が配置された蛍光体領域の透過率もしくは反射率を調整する設計手法が考えられる。蛍光体領域2a,2b,2cの透過率もしくは反射率を調整する方法としては、蛍光体層2a,2b,2cに重ねて所定の透過率を有する調整層をさらに設ける方法などが考えられる。ここで、調整層としては、それぞれの蛍光体の蛍光波長付近に吸収波長を有する顔料を薄膜として配置するなどの方法が利用できる。   The conversion efficiency from excitation light to fluorescence in the phosphor layer in the phosphor region is about 50% to 99%, although it varies depending on the phosphor material forming the phosphor layer. Therefore, in the present invention, it is necessary to design the fluorescent rotator 1 taking this conversion efficiency into consideration. Specifically, a design method for adjusting the transmittance or reflectance of the phosphor region in which the phosphor layer having high conversion efficiency is arranged can be considered. As a method of adjusting the transmittance or reflectance of the phosphor regions 2a, 2b, and 2c, a method of further providing an adjustment layer having a predetermined transmittance on the phosphor layers 2a, 2b, and 2c can be considered. Here, as the adjustment layer, a method of arranging a pigment having an absorption wavelength in the vicinity of the fluorescence wavelength of each phosphor as a thin film can be used.

図8は、本発明の第1の実施形態の光源装置の他の構成例を示す図(概略正面図)である。なお、図8において、図5と対応する箇所には同じ符号を付している。図8の光源装置30も、図5の光源装置10と同様に、紫外光を出射する3つの固体光源5a,5b,5cと、回転軸Xの周りに回転可能な(モーター4によって回転する)蛍光回転体21とを備えている。ここで、蛍光回転体21は、図6に示す蛍光体層(紫外光を照射すると赤色または緑色または青色の蛍光を発光する蛍光体層)2a,2b,2cが蛍光体領域として設けられているものを用いているが、図8の光源装置30では、蛍光回転体21が反射型のものとして構成され、固体光源5a,5b,5cからの励起光によって励起された各蛍光体層2a,2b,2cからの発光のうち固体光源5a,5b,5c側に出射する光を用いるようになっている。以下、この形式の蛍光回転体を、反射型蛍光回転体という。ここで、蛍光体層2a,2b,2cからの出射光を考えると、入射励起光に対して反射する光とともに、蛍光体層2a,2b,2cで多重反射され固体光源5a,5b,5cとは反対側に透過する発光や、蛍光体層2a,2b,2cを励起せず励起光のまま固体光源5a,5b,5cと反対側に透過する光も存在している。もし、蛍光回転体21の蛍光体層2a,2b,2cを配置する基板が透明であるとすると、これらの光は蛍光回転体21の裏側に抜ける透過光となり、照明光として利用できない光となってしまう。   FIG. 8 is a diagram (schematic front view) showing another configuration example of the light source device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 8, portions corresponding to those in FIG. Similarly to the light source device 10 of FIG. 5, the light source device 30 of FIG. 8 can also be rotated around the rotation axis X (rotated by the motor 4) and the three solid light sources 5a, 5b, and 5c that emit ultraviolet light. And a fluorescent rotator 21. Here, the phosphor rotator 21 is provided with phosphor layers 2a, 2b, and 2c (phosphor layers that emit red, green, or blue fluorescence when irradiated with ultraviolet light) as phosphor regions shown in FIG. In the light source device 30 of FIG. 8, the fluorescent rotator 21 is configured as a reflection type, and the respective phosphor layers 2a and 2b excited by the excitation light from the solid light sources 5a, 5b, and 5c. , 2c, light emitted to the solid light sources 5a, 5b, 5c side is used. Hereinafter, this type of fluorescent rotator is referred to as a reflective fluorescent rotator. Here, considering the emitted light from the phosphor layers 2a, 2b, 2c, together with the light reflected with respect to the incident excitation light, the phosphor layers 2a, 2b, 2c are multiple-reflected by the solid light sources 5a, 5b, 5c and There is also light emission that is transmitted to the opposite side and light that is not excited by the phosphor layers 2a, 2b, and 2c and is transmitted to the opposite side of the solid light sources 5a, 5b, and 5c as excitation light. If the substrate on which the phosphor layers 2a, 2b, and 2c of the fluorescent rotator 21 are arranged is transparent, these lights become transmitted light that passes through the back side of the fluorescent rotator 21 and cannot be used as illumination light. End up.

反射型蛍光回転体21を用いる場合に、蛍光体層2a,2b,2cからの上記透過光を照明光として利用するため、図9に示すように(図9は図7(透過型蛍光回転体)に対応する図である)、蛍光回転体21の基板31自体を金属製とすることができる。あるいは、蛍光回転体21の蛍光体層2a,2b,2cを配置する基板上に反射面を設けることができる。具体的には、透明な基板上に金属膜を配置することができる。これにより、効率の高い光源装置を実現できる。   When the reflection type fluorescent rotator 21 is used, the transmitted light from the phosphor layers 2a, 2b, 2c is used as illumination light, as shown in FIG. 9 (FIG. 9 shows FIG. 7 (transmission type fluorescent rotator). The substrate 31 itself of the fluorescent rotator 21 can be made of metal. Alternatively, a reflecting surface can be provided on the substrate on which the phosphor layers 2a, 2b, 2c of the fluorescence rotator 21 are arranged. Specifically, a metal film can be disposed on a transparent substrate. Thereby, a highly efficient light source device is realizable.

なお、反射型蛍光回転体21においても、透過型蛍光回転体1と同様に、蛍光体領域の蛍光体層での励起光から蛍光への変換効率を考慮に入れた蛍光回転体を設計する必要がある。   In the reflection-type fluorescent rotator 21 as well, similarly to the transmissive fluorescent rotator 1, it is necessary to design a fluorescent rotator that takes into account the conversion efficiency from excitation light to fluorescence in the phosphor layer in the phosphor region. There is.

図8の光源装置30も、モーター4によって蛍光回転体21を回転させることで、赤緑青の3色の混色により白色光を得るとき、紫外光を出射する3つの固体光源5a,5b,5cが、同時に、それぞれ異なる蛍光体層2a,2b,2cを照射するように配置されているので、複数の光源で蛍光回転体の複数の場所を照射して大光量を得るときに、モーター音の増大などを生じさせるほど蛍光回転体の回転速度を早くすることなく、カラーブレイク現象を防止することができる。   The light source device 30 of FIG. 8 also has three solid light sources 5a, 5b, and 5c that emit ultraviolet light when rotating the fluorescent rotator 21 by the motor 4 to obtain white light by mixing three colors of red, green, and blue. At the same time, they are arranged to irradiate different phosphor layers 2a, 2b, and 2c, so that when a plurality of light sources irradiate a plurality of locations on a fluorescent rotator to obtain a large amount of light, an increase in motor sound The color break phenomenon can be prevented without increasing the rotation speed of the fluorescent rotator so as to cause the above.

例えば図6に示した赤緑青の3つの蛍光体領域を有する蛍光回転体を3つの固体光源で照射する場合、ある1つの光源だけに注目した場合は、時間順次で赤緑青の発光を繰り返しカラーブレイクを生じることになるが、別の光源では同時に必ず別の色を励起するようにすれば、複数の光源によって励起された異なった発光色の混色を観察することになり、カラーブレイクは生じ難い。特に図6に示した光源位置のように、3等分された蛍光回転体を同じく角度間隔が120°で3等分された同じ個数の光源で励起する場合は、ある瞬間では必ず赤緑青の3色の蛍光色が発光していることになり、常にこの関係が保持されることになるので、全くカラーブレイクを感じない光源装置を実現できる。   For example, when irradiating a fluorescent rotating body having three red, green, and blue phosphor regions shown in FIG. 6 with three solid light sources, if attention is paid to only one light source, red, green, and blue light emission is repeated in time sequence. If a different light source is used to excite different colors at the same time, a mixed color of different luminescent colors excited by multiple light sources will be observed, and a color break is unlikely to occur. . In particular, as in the light source position shown in FIG. 6, when a fluorescent rotator divided into three equal parts is excited with the same number of light sources divided into three equal parts at an angular interval of 120 °, the red, green, and blue colors are always generated at a certain moment. Since three fluorescent colors emit light and this relationship is always maintained, a light source device that does not feel any color break can be realized.

さらに、図8、図6の構成では、3つの固体光源5a,5b,5cは、3つの固体光源5a,5b,5cの光軸と蛍光回転体21との交点の蛍光回転体21の回転軸Xからの距離が、3つの固体光源5a,5b,5cごとに異なっているので(概略的には、図6に示すように、3つの固体光源5a,5b,5cは、蛍光回転体21の回転軸Xからそれぞれ異なった距離に配置されているので)、個々の固体光源5a,5b,5cからの光は蛍光回転体21のそれぞれ異なる半径の同心円上を照射することになり、蛍光回転体21の蛍光体の劣化を少なくすることができる。   Further, in the configuration of FIGS. 8 and 6, the three solid light sources 5 a, 5 b, and 5 c are the rotation axes of the fluorescent rotator 21 at the intersection of the optical axes of the three solid light sources 5 a, 5 b, and 5 c and the fluorescent rotator 21. Since the distance from X is different for each of the three solid light sources 5a, 5b, 5c (roughly, as shown in FIG. 6, the three solid light sources 5a, 5b, 5c Since they are arranged at different distances from the rotation axis X), the light from the individual solid light sources 5a, 5b, 5c irradiates the concentric circles of different radii of the fluorescent rotator 21, and the fluorescent rotator. The deterioration of the phosphor 21 can be reduced.

また、図10は、本発明の第1の実施形態の光源装置の他の構成例を示す図(概略正面図)である。なお、図10において、図8と対応する箇所には同じ符号を付している。   FIG. 10 is a diagram (schematic front view) showing another configuration example of the light source device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 10, the same reference numerals are given to the portions corresponding to FIG.

図10を参照すると、この光源装置35は、紫外光を出射する3つの固体光源5a,5b,5cと、回転軸Xの周りに回転可能な(モーター4によって回転する)円錐形状の蛍光回転体21とを備えている。すなわち、図8の構成例では、蛍光回転体21に平板状の蛍光回転体を用いたが、図10の構成例では、蛍光回転体21に円錐形状の蛍光回転体を用いている。図11は、図10の光源装置35に用いられる蛍光回転体21(すなわち、円錐形状の蛍光回転体21)の一例を示す図(平面図)である(なお、図11には、固体光源5a,5b,5cの位置も図示されている)。図11の例では、蛍光回転体21は、円錐形状の基板上に、紫外光を照射すると赤色、緑色、青色の蛍光をそれぞれ発光する蛍光体層2a,2b,2cが3つの分割された領域(3等分された領域)として配置されている。そして、図10の光源装置35では、3つの固体光源5a,5b,5cは、それぞれ異なる高さ位置に配置され(これに従い、図11に示すように、3つの固体光源5a,5b,5cは、蛍光回転体21の回転軸Xからそれぞれ異なった距離に配置され)、また、3つの固体光源5a,5b,5cは、図11に示されているように、3つの固体光源5a,5b,5cから矢印A1の方向に出射された紫外光が、同時に、3つの全ての蛍光体層2a,2b,2cを照射するように配置されている。   Referring to FIG. 10, the light source device 35 includes three solid light sources 5a, 5b, and 5c that emit ultraviolet light, and a cone-shaped fluorescent rotator that is rotatable about a rotation axis X (rotated by a motor 4). 21. That is, in the configuration example of FIG. 8, a flat fluorescent rotator is used for the fluorescent rotator 21, but in the configuration example of FIG. 10, a conical fluorescent rotator is used for the fluorescent rotator 21. 11 is a diagram (plan view) showing an example of the fluorescent rotator 21 (that is, the conical fluorescent rotator 21) used in the light source device 35 of FIG. 10 (in FIG. 11, the solid light source 5a is shown). , 5b, 5c are also shown). In the example of FIG. 11, the fluorescent rotator 21 is a region in which phosphor layers 2a, 2b, and 2c that emit red, green, and blue fluorescence when irradiated with ultraviolet light on a conical substrate are divided into three regions. It is arranged as (a region divided into three equal parts). In the light source device 35 of FIG. 10, the three solid light sources 5a, 5b, 5c are arranged at different height positions (according to this, as shown in FIG. 11, the three solid light sources 5a, 5b, 5c Are arranged at different distances from the rotation axis X of the fluorescent rotator 21), and the three solid light sources 5a, 5b, 5c are three solid light sources 5a, 5b, 5c, as shown in FIG. The ultraviolet light emitted in the direction of the arrow A1 from 5c is arranged so as to irradiate all three phosphor layers 2a, 2b, 2c at the same time.

また、図10の光源装置35では、円錐形状の蛍光回転体21が反射型のものとして(すなわち、反射型蛍光回転体として)構成され、固体光源5a,5b,5cから矢印A1の方向に出射された紫外光(励起光)によって励起された各蛍光体層2a,2b,2cからの発光のうち、円錐形状の蛍光回転体21で反射されて矢印A2の方向に出射する光を照明光として利用できるようになっている。ここで、円錐形状の蛍光回転体21は反射型蛍光回転体となっているので、図9で説明したように、蛍光回転体21の蛍光体層2a,2b,2cを配置する基板自体を金属製とすることができる。あるいは、蛍光回転体1の蛍光体層2a,2b,2cを配置する基板上に反射面を設けることができる。具体的には、透明な基板上に金属膜を配置することができる。これにより、効率の高い光源装置を実現できる。なお、前述したように、この反射型蛍光回転体21においても、透過型蛍光回転体1と同様に、蛍光体領域の蛍光体層での励起光から蛍光への変換効率を考慮に入れた蛍光回転体を設計する必要がある。   Further, in the light source device 35 of FIG. 10, the conical fluorescent rotator 21 is configured as a reflective type (that is, as a reflective fluorescent rotator), and is emitted from the solid light sources 5a, 5b, and 5c in the direction of the arrow A1. Of the light emitted from the phosphor layers 2a, 2b and 2c excited by the ultraviolet light (excitation light), the light reflected by the cone-shaped fluorescent rotating body 21 and emitted in the direction of arrow A2 is used as illumination light. It can be used. Here, since the conical fluorescent rotator 21 is a reflection type fluorescent rotator, the substrate on which the phosphor layers 2a, 2b, and 2c of the fluorescent rotator 21 are disposed is made of metal as described in FIG. Can be made. Alternatively, a reflecting surface can be provided on the substrate on which the phosphor layers 2a, 2b, 2c of the fluorescent rotator 1 are arranged. Specifically, a metal film can be disposed on a transparent substrate. Thereby, a highly efficient light source device is realizable. As described above, in the reflection type fluorescent rotator 21 as well, as in the case of the transmission type fluorescent rotator 1, the fluorescence in consideration of the conversion efficiency from excitation light to fluorescence in the phosphor layer in the phosphor region is taken into consideration. It is necessary to design a rotating body.

図10、図11の構成では、モーター4によって蛍光回転体21を回転させることで、赤緑青の3色の混色により白色光を得るとき、紫外光を出射する3つの固体光源5a,5b,5cが、同時に、それぞれ異なる蛍光体層2a,2b,2cを照射するように配置されているので、複数の光源で蛍光回転体の複数の場所を照射して大光量を得るときに、モーター音の増大などを生じさせるほど蛍光回転体の回転速度を早くすることなく、カラーブレイク現象を防止することができる。   10 and 11, when the white light is obtained by mixing the three colors of red, green and blue by rotating the fluorescent rotator 21 by the motor 4, the three solid light sources 5 a, 5 b and 5 c that emit ultraviolet light. However, at the same time, the phosphor layers 2a, 2b, and 2c are arranged so as to irradiate different phosphor layers. The color break phenomenon can be prevented without increasing the rotational speed of the fluorescent rotator so as to cause an increase or the like.

さらに、図10、図11の構成では、3つの固体光源5a,5b,5cは、3つの固体光源5a,5b,5cの光軸と蛍光回転体21との交点の蛍光回転体21の回転軸Xからの距離が、3つの固体光源5a,5b,5cごとに異なっているので(より具体的に、3つの固体光源5a,5b,5cは、それぞれ異なる高さ位置に配置され、これに従い、図11に示すように、3つの固体光源5a,5b,5cは、円錐形状の蛍光回転体21の回転軸Xからそれぞれ異なった距離に配置されているので)、個々の固体光源5a,5b,5cからの光は円錐形状の蛍光回転体21のそれぞれ異なる半径の同心円上を照射することになり、円錐形状の蛍光回転体21の蛍光体の劣化を少なくすることができる。   Furthermore, in the configuration of FIGS. 10 and 11, the three solid light sources 5 a, 5 b, and 5 c are the rotation axes of the fluorescent rotator 21 at the intersection of the optical axes of the three solid light sources 5 a, 5 b, and 5 c and the fluorescent rotator 21. Since the distance from X is different for each of the three solid light sources 5a, 5b, and 5c (more specifically, the three solid light sources 5a, 5b, and 5c are arranged at different height positions, and accordingly, As shown in FIG. 11, the three solid light sources 5a, 5b, and 5c are arranged at different distances from the rotation axis X of the cone-shaped fluorescent rotator 21), so that the individual solid light sources 5a, 5b, The light from 5c irradiates concentric circles of different radii of the cone-shaped fluorescence rotator 21, and the deterioration of the phosphor of the cone-shaped fluorescence rotator 21 can be reduced.

さらに、図10、図11の構成では、円錐形状の反射型蛍光回転体を使用しているので、例えば円錐の頂角を90度(回転軸Xに対する傾き角は45度)とし、固体光源の光軸と回転軸Xとのなす角度を90度とする等、所定の関係にすれば、反射型蛍光回転体の回転軸X方向に主照射方向を有する(主照射方向A2を回転軸X方向に一致させる)光源装置を実現することができる。これにより、余計な光学系を設ける必要なく、複数(いまの場合、3つ)の光(白色光)の出射方向を統一できる。   Further, in the configurations of FIGS. 10 and 11, since the conical reflection type fluorescent rotator is used, for example, the apex angle of the cone is set to 90 degrees (the tilt angle with respect to the rotation axis X is 45 degrees), and the solid light source If a predetermined relationship is established such that the angle between the optical axis and the rotation axis X is 90 degrees, the main irradiation direction is in the rotation axis X direction of the reflective fluorescent rotator (the main irradiation direction A2 is the rotation axis X direction). The light source device can be realized. This makes it possible to unify the emission directions of a plurality (three in this case) of light (white light) without providing an extra optical system.

以下、本発明の第1の実施形態の光源装置10、30、35をより詳細に説明する。   Hereinafter, the light source devices 10, 30, and 35 of the first embodiment of the present invention will be described in more detail.

本発明の第1の実施形態の光源装置10、30、35において、固体光源5a,5b,5cとしては、いずれも同じ構成のものを用いることができる。すなわち、固体光源5a,5b,5cには、例えば、InGaN系の材料を用いた発光波長が約380nmの近紫外光を発光する発光ダイオードを用いることができる。なお、固体光源5a,5b,5cとしては、発光ダイオードに限らず、紫外光を放出する光源であれば良く、半導体レーザー等を用いることもできる。   In the light source devices 10, 30, and 35 according to the first embodiment of the present invention, the solid light sources 5a, 5b, and 5c can all have the same configuration. That is, for the solid light sources 5a, 5b, and 5c, for example, light emitting diodes that emit near ultraviolet light having an emission wavelength of about 380 nm using an InGaN-based material can be used. The solid light sources 5a, 5b, and 5c are not limited to light emitting diodes, and any light source that emits ultraviolet light may be used, and a semiconductor laser or the like may be used.

また、蛍光回転体1、21には、赤、緑、青の発光色に対応する蛍光体層2a,2b,2cが、図6、図11に示すように、各色が同じ形(面積)となるように(各色が3等分されるように)塗り分けられたものを使用できる。なお、変換効率が各色の蛍光体間で異なる場合は、前述した設計手法に従い蛍光回転体を作製することになる。塗り分けは、それぞれの蛍光体層パターンに対応する開口部(メタルメッシュ開口)を有するスクリーンを用いた印刷法などが利用できる。また、透過型蛍光回転体1の基板11としては、透明基板(石英ガラス基板など)が使用され、反射型蛍光回転体21の基板31としては、アルミなどの金属基板が使用可能である。   The fluorescent rotators 1 and 21 have phosphor layers 2a, 2b, and 2c corresponding to red, green, and blue emission colors, as shown in FIGS. 6 and 11, each color having the same shape (area). It is possible to use one that has been separately painted (so that each color is divided into three equal parts). When the conversion efficiency differs among the phosphors of the respective colors, the fluorescent rotator is produced according to the design method described above. For the separate coating, a printing method using a screen having openings (metal mesh openings) corresponding to the respective phosphor layer patterns can be used. In addition, a transparent substrate (such as a quartz glass substrate) is used as the substrate 11 of the transmissive fluorescent rotator 1, and a metal substrate such as aluminum can be used as the substrate 31 of the reflective fluorescent rotator 21.

ここで、各色が同じ形になる(各色が3等分されている)上記蛍光回転体に対して、固体光源5a,5b,5cも蛍光回転体1、21の回転軸Xを中心として同じ角度間隔(120°の角度間隔)で配置されている。このような配置を採用することにより、常に蛍光回転体の全ての色が同時に発光している状態を作り出すことができる。ただし、前述したように、3つの固体光源5a,5b,5cは、3つの固体光源5a,5b,5cの光軸と蛍光回転体1、21との交点の蛍光回転体1、21の回転軸Xからの距離が、3つの固体光源5a,5b,5cごとに異なっている(概略的には、3つの固体光源5a,5b,5cは蛍光回転体1、21の回転軸Xからそれぞれ異なった距離に配置されている)。   Here, the solid light sources 5a, 5b, and 5c have the same angle around the rotation axis X of the fluorescent rotators 1 and 21 with respect to the fluorescent rotator having the same shape (each color is divided into three equal parts). They are arranged at intervals (an angular interval of 120 °). By adopting such an arrangement, it is possible to create a state in which all the colors of the fluorescent rotator always emit light simultaneously. However, as described above, the three solid light sources 5a, 5b, and 5c are the rotation axes of the fluorescent rotators 1 and 21 at the intersections of the optical axes of the three solid light sources 5a, 5b, and 5c and the fluorescent rotators 1 and 21, respectively. The distance from X is different for each of the three solid light sources 5a, 5b, and 5c (in general, the three solid light sources 5a, 5b, and 5c are different from the rotation axes X of the fluorescent rotators 1 and 21, respectively). Is placed at a distance).

また、蛍光体層2a,2b,2cには、波長が約380nmないし約400nmの紫外光により励起されるものとして、例えば、赤色蛍光体層2aには、CaAlSiN:Eu2+、CaSiN8:Eu2+、LaS:Eu3+、KSiF:Mn4+、 KTiF:Mn4+等を用いることができ、緑色蛍光体層2bには、(Si,Al)(O,N):Eu2+、BaMgAl1017:Eu2+,Mn2+、(Ba,Sr)SiO:Eu2+等を用いることができ、青色蛍光体層2cには、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(POl2:Eu2+、BaMgAl1017:Eu2+、LaAl(Si,Al)(N,O)10:Ce3+等を用いることができる。 The phosphor layers 2a, 2b, and 2c are excited by ultraviolet light having a wavelength of about 380 nm to about 400 nm. For example, the red phosphor layer 2a has CaAlSiN 3 : Eu 2+ , Ca 2 Si 5. N8: Eu 2+ , La 2 O 2 S: Eu 3+ , KSiF 6 : Mn 4+ , KTiF 6 : Mn 4+ can be used, and the green phosphor layer 2b has (Si, Al) 6 (O, N ) 8 : Eu 2+ , BaMgAl 10 O 17 : Eu 2+ , Mn 2+ , (Ba, Sr) 2 SiO 4 : Eu 2+, etc. can be used, and the blue phosphor layer 2 c includes (Sr, Ca, Ba, mg) 10 (PO 4) 6 C l2: Eu 2+, BaMgAl 10 O 17: Eu 2+, LaAl (Si, Al) 6 (N, O) 10: be used Ce 3+, etc. it can.

図7に示す透過型蛍光回転体1では、透明な石英ガラス基板11の固体光源5a,5b,5cとは反対側の面に蛍光体層2a,2b,2cが設けられ、また、固体光源5a,5b,5c側の面には光学手段(バンドパスフィルター)12が配置されている。ここで、バンドパスフィルター12には、紫外光を透過して可視光を反射させるように設計された誘電体多層膜(具体的には、高屈折率材料(TiO,LaTiO,Ta,Nb等)と低屈折率材料(SiO,MgF等)とが交互に積層された膜)からなるバンドパスフィルターを使用することができる。 In the transmission type fluorescent rotator 1 shown in FIG. 7, phosphor layers 2a, 2b, 2c are provided on the surface of the transparent quartz glass substrate 11 opposite to the solid light sources 5a, 5b, 5c, and the solid light source 5a. , 5b, 5c side, optical means (bandpass filter) 12 is arranged. Here, the band pass filter 12 includes a dielectric multilayer film (specifically, a high refractive index material (TiO 2 , LaTiO, Ta 2 O 5) designed to transmit ultraviolet light and reflect visible light. , Nb 2 O 5, etc.) and a low-refractive-index material (SiO 2 , MgF 2, etc.) can be used.

また、図9に示す反射型蛍光回転体21では、アルミ金属基板31上に蛍光体層2a,2b,2cが配置されている。なお、基板31に石英ガラス基板のような透明なものを使用する場合は、基板31上に反射面としてアルミなどの金属膜を蒸着などの方法で形成する必要がある。図9に示すようなアルミなどの金属基板を使用する場合は反射面の新たな形成は不要である。   Further, in the reflection type fluorescent rotator 21 shown in FIG. 9, the phosphor layers 2 a, 2 b, 2 c are arranged on the aluminum metal substrate 31. When a transparent material such as a quartz glass substrate is used as the substrate 31, a metal film such as aluminum needs to be formed on the substrate 31 as a reflective surface by a method such as vapor deposition. When a metal substrate such as aluminum as shown in FIG. 9 is used, a new reflective surface is not required.

なお、上述した例では、3つの固体光源5a,5b,5cが、同時に、3つの蛍光体層(すなわち、全ての蛍光体層)2a,2b,2cを照射するようにしており、これにより、より完全にカラーブレイク現象を防止できるが、本発明は、この構成に限定されず、種々の変形が可能である。例えば図12に示すように、蛍光回転体上の3つの蛍光体層2a,2b,2cに対し、固体光源の個数が2であり、2つの固体光源5a,5bが、同時に、3つの蛍光体層2a,2b,2cのうちの2つの蛍光体層を照射し、かつ、2つの固体光源5a,5bが蛍光回転体の回転軸Xからそれぞれ異なった距離に配置されているような場合も、本発明の範囲に含まれる。なお、この場合は、例えば図6に示す場合に比べれば劣るが、図1に示す場合に比べれば、格段にカラーブレイク現象を防止できる。また、上述の例では、蛍光回転体には、赤緑青の3つの蛍光体領域2a,2b,2cが設けられている場合を示したが、例えば図3に示したように赤緑青の蛍光体領域がそれぞれ2つずつ赤緑青の順に繰り返し設けられている場合(6つの蛍光体領域が設けられている場合)において、固体光源5a,5b,5cを図13(a)や図13(b)のように配置する場合(この場合も、3つの固体光源5a,5b,5cは蛍光回転体の回転軸Xからそれぞれ異なった距離に配置されている)なども、本発明の範囲に含まれる。   In the above-described example, the three solid light sources 5a, 5b, and 5c simultaneously irradiate the three phosphor layers (that is, all the phosphor layers) 2a, 2b, and 2c. Although the color break phenomenon can be prevented more completely, the present invention is not limited to this configuration, and various modifications are possible. For example, as shown in FIG. 12, the number of solid light sources is two for the three phosphor layers 2a, 2b, and 2c on the phosphor rotator, and the two solid light sources 5a and 5b are simultaneously provided with three phosphors. In the case where two phosphor layers of the layers 2a, 2b, and 2c are irradiated and the two solid light sources 5a and 5b are arranged at different distances from the rotation axis X of the fluorescence rotator, It is included in the scope of the present invention. Note that this case is inferior to the case shown in FIG. 6, for example, but the color break phenomenon can be significantly prevented as compared with the case shown in FIG. Further, in the above-described example, the case where the phosphor rotator is provided with the three phosphor regions 2a, 2b, and 2c of red, green, and blue is illustrated. For example, as illustrated in FIG. In the case where two regions are repeatedly provided in the order of red, green, and blue (in the case where six phosphor regions are provided), the solid light sources 5a, 5b, and 5c are illustrated in FIGS. 13 (a) and 13 (b). (Also in this case, the three solid light sources 5a, 5b and 5c are arranged at different distances from the rotation axis X of the fluorescent rotator) are also included in the scope of the present invention.

本発明の第2の実施形態の光源装置は、可視光を発光する複数の固体光源と、該固体光源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つの蛍光体領域と、蛍光体が配置されていない非蛍光体領域とを、互いに分割された領域として有し、回転軸の周りに回転可能な蛍光回転体とを備え、前記複数の固体光源からの光が、前記蛍光体領域および前記非蛍光体領域のうちの2つ以上の領域を同時に照射するように前記複数の固体光源が配置され、前記複数の固体光源の光軸と前記蛍光回転体との交点の前記蛍光回転体の回転軸からの距離が、前記複数の固体光源ごとに異なっていることを特徴としている。   The light source device according to the second embodiment of the present invention includes a plurality of solid-state light sources that emit visible light, and at least one phosphor that is excited by the solid-state light source and emits fluorescence having a wavelength longer than the emission wavelength of the solid-state light source. An area and a non-phosphor area in which no phosphor is arranged are divided into areas, and includes a fluorescent rotator that can rotate around a rotation axis, and light from the plurality of solid-state light sources The plurality of solid light sources are arranged so as to simultaneously irradiate two or more regions of the phosphor region and the non-phosphor region, and an intersection of an optical axis of the plurality of solid light sources and the fluorescent rotator The distance from the rotation axis of the fluorescent rotator is different for each of the plurality of solid-state light sources.

より好適には、前記複数の固体光源からの可視光が、前記蛍光体領域および前記非蛍光体領域の全ての領域を同時に照射することを特徴としている。   More preferably, the visible light from the plurality of solid-state light sources irradiates all the regions of the phosphor region and the non-phosphor region at the same time.

なお、上記蛍光体領域とは、蛍光体層を有する領域であって、後述のように、蛍光体層に対応させて、バンドパスフィルターや調整層などが設けられる場合には、蛍光体層とともに、これらをも含めたものを指すものとする。以下では、便宜上、蛍光体層とこれに対応する蛍光体領域には、同じ符号を付している。また、非蛍光体領域とは、蛍光体層を有しない領域を指すものとする。   The phosphor region is a region having a phosphor layer. When a bandpass filter, an adjustment layer, or the like is provided corresponding to the phosphor layer as described later, the phosphor region is combined with the phosphor layer. , Including these. In the following, for the sake of convenience, the same reference numerals are assigned to the phosphor layers and the corresponding phosphor regions. The non-phosphor region refers to a region that does not have a phosphor layer.

図14は、本発明の第2の実施形態の光源装置の一構成例を示す図(概略正面図)である。なお、図14において、図5と同様の箇所には同じ符号を付している。図14を参照すると、この光源装置50は、可視光(例えば、青色光)を出射する3つの固体光源45a,45b,45cと、回転軸Xの周りに回転可能な(モーター4によって回転する)蛍光回転体41とを備えている。図15は、図14の光源装置50に用いられる蛍光回転体41の一例を示す図(平面図)である(なお、図15には、固体光源45a,45b,45cの位置も図示されている)。図15の例では、蛍光回転体41は、透明な基板(例えば石英ガラス基板)上に、可視光(例えば、青色光)を照射すると赤色、緑色の蛍光をそれぞれ発光する蛍光体層42a,42bが2つの分割された蛍光体領域として配置され、蛍光体層が設けられていない領域42cが非蛍光体領域として配置されている。ここで、領域42a,42b,42cは、3等分された領域として構成されている。そして、図15に示されているように、図14の光源装置50では、3つの固体光源45a,45b,45cは、3つの固体光源45a,45b,45cからの可視光(例えば、青色光)が、同時に、3つの全ての領域42a,42b,42cを照射するように配置されている。   FIG. 14: is a figure (schematic front view) which shows the example of 1 structure of the light source device of the 2nd Embodiment of this invention. In FIG. 14, the same reference numerals are given to the same portions as in FIG. 5. Referring to FIG. 14, the light source device 50 is rotatable around a rotation axis X (rotated by the motor 4) and three solid light sources 45 a, 45 b, 45 c that emit visible light (for example, blue light). And a fluorescent rotator 41. 15 is a diagram (plan view) showing an example of the fluorescent rotator 41 used in the light source device 50 of FIG. 14 (note that the positions of the solid light sources 45a, 45b, and 45c are also shown in FIG. ). In the example of FIG. 15, the fluorescent rotator 41 emits red and green fluorescence when irradiated with visible light (eg, blue light) on a transparent substrate (eg, quartz glass substrate), respectively. Are arranged as two divided phosphor regions, and a region 42c not provided with a phosphor layer is arranged as a non-phosphor region. Here, the regions 42a, 42b, and 42c are configured as regions divided into three equal parts. As shown in FIG. 15, in the light source device 50 of FIG. 14, the three solid light sources 45a, 45b, 45c are visible light (for example, blue light) from the three solid light sources 45a, 45b, 45c. Are arranged to irradiate all three regions 42a, 42b, 42c at the same time.

さらに、図14の光源装置50では、3つの固体光源45a,45b,45cは、3つの固体光源45a,45b,45cの光軸と蛍光回転体41との交点の蛍光回転体41の回転軸Xからの距離が、3つの固体光源45a,45b,45cごとに異なっている。概略的には、図15に示すように、3つの固体光源45a,45b,45cが蛍光回転体41の回転軸Xからそれぞれ異なった距離に配置されている。   Further, in the light source device 50 of FIG. 14, the three solid light sources 45 a, 45 b, 45 c have the rotation axis X of the fluorescent rotator 41 at the intersection of the optical axes of the three solid light sources 45 a, 45 b, 45 c and the fluorescent rotator 41. Is different for each of the three solid light sources 45a, 45b, 45c. Schematically, as shown in FIG. 15, three solid light sources 45 a, 45 b, and 45 c are arranged at different distances from the rotation axis X of the fluorescent rotator 41.

図14、図15の構成では、可視光(例えば青色光)を発光する固体光源45a,45b,45cの色(いまの例では、青色)と、固体光源45a,45b,45cにより励起され固体光源45a,45b,45cの発光波長よりも長波長の蛍光色(赤色と緑色)との混色により、白色光を得るとき、青色光を出射する3つの固体光源45a,45b,45cが、同時に、それぞれ異なる領域42a,42b,42cを照射するように配置されているので、複数の光源で蛍光回転体の複数の場所を照射して大光量を得るときに、モーター音の増大などを生じさせるほど蛍光回転体の回転速度を早くすることなく、カラーブレイク現象を防止することができる。   14 and 15, the color of solid light sources 45a, 45b, and 45c that emit visible light (for example, blue light) (blue in this example) and the solid light sources that are excited by the solid light sources 45a, 45b, and 45c. When obtaining white light by mixing with fluorescent colors (red and green) having a wavelength longer than the emission wavelengths of 45a, 45b, and 45c, three solid light sources 45a, 45b, and 45c that emit blue light are simultaneously Since it arrange | positions so that different area | regions 42a, 42b, and 42c may be irradiated, when it irradiates the several places of a fluorescent rotating body with a several light source and obtains a large light quantity, it is fluorescent so that the increase in a motor sound etc. will be produced. The color break phenomenon can be prevented without increasing the rotational speed of the rotating body.

さらに、図14、図15の構成では、3つの固体光源45a,45b,45cは、3つの固体光源45a,45b,45cの光軸と蛍光回転体41との交点の蛍光回転体41の回転軸Xからの距離が、3つの固体光源45a,45b,45cごとに異なっているので(概略的には、図15に示すように、3つの固体光源45a,45b,45cは、蛍光回転体41の回転軸Xからそれぞれ異なった距離に配置されているので)、個々の固体光源45a,45b,45cからの光は蛍光回転体41のそれぞれ異なる半径の同心円上を照射することになり、蛍光回転体41の蛍光体の劣化を少なくすることができる。   Furthermore, in the configuration of FIGS. 14 and 15, the three solid light sources 45 a, 45 b, 45 c are the rotation axes of the fluorescent rotator 41 at the intersection of the optical axes of the three solid light sources 45 a, 45 b, 45 c and the fluorescent rotator 41. Since the distance from X is different for each of the three solid light sources 45a, 45b, 45c (roughly, as shown in FIG. 15, the three solid light sources 45a, 45b, 45c (Because they are arranged at different distances from the rotation axis X), the light from the individual solid light sources 45a, 45b, 45c irradiates the concentric circles of different radii of the fluorescent rotator 41. The deterioration of the phosphor 41 can be reduced.

なお、図14に示した光源装置50では、蛍光回転体41が透過型のものとして構成され、固体光源45a,45b,45cからの励起光によって励起された2つの蛍光体領域(蛍光体層42a,42b)からの発光のうち固体光源45a,45b,45c側とは反対側に出射する光、および、非蛍光体領域42cを透過する可視光固体光源(青色固体光源)45a,45b,45cの光を用いている。以下、この形式の蛍光回転体を、透過型蛍光回転体と称す。ここで、各蛍光体層42a,42bからの出射光を考えると、上記透過光(固体光源45a,45b,45c側とは反対側に出射する光)とともに蛍光体層42a,42bで反射されて固体光源45a,45b,45c側へ戻って行く発光、つまり反射光も存在している。蛍光体領域に蛍光体層を単に配置しただけの蛍光回転体では、この反射光は照明光として利用できない光となってしまう。   In the light source device 50 shown in FIG. 14, the fluorescent rotator 41 is configured as a transmission type, and two phosphor regions (phosphor layer 42a) excited by excitation light from the solid light sources 45a, 45b, 45c. , 42b) of the light emitted from the solid light sources 45a, 45b, 45c and the visible light solid light sources (blue solid light sources) 45a, 45b, 45c that pass through the non-phosphor region 42c. Light is used. Hereinafter, this type of fluorescent rotator is referred to as a transmission type fluorescent rotator. Here, when the emitted light from each of the phosphor layers 42a and 42b is considered, it is reflected by the phosphor layers 42a and 42b together with the transmitted light (the light emitted to the side opposite to the solid light sources 45a, 45b, and 45c). There is also light emission returning to the solid light sources 45a, 45b, and 45c, that is, reflected light. In a fluorescent rotator in which a phosphor layer is simply arranged in the phosphor region, this reflected light becomes light that cannot be used as illumination light.

蛍光回転体41として透過型蛍光回転体を用いる場合に、蛍光体層42a,42bからの上記反射光を照明光として利用するため、図16に示すように(なお、図16は図15のC−C線における断面図である)、蛍光回転体41の蛍光体層42a,42bより固体光源45a,45b,45c側に、固体光源45a,45b,45cが発する光を透過し蛍光体層42a,42bが発する光を反射する光学手段(バンドパスフィルター)52を設けることができる。より具体的には、蛍光回転体41の蛍光体層42a,42bが固体光源45a,45b,45c側とは反対側の基板51面上に配置されており、かつ、固体光源45側の基板51面上には、固体光源45a,45b,45cが発する光(青色光)を透過し蛍光体層42a,42bが発する光(赤色光、緑色光)を反射する光学手段(バンドパスフィルター)52が設けられている。固体光源45a,45b,45cが発する光(青色光)を透過し蛍光体層42a,42bが発する光(赤色光、緑色光)を反射する光学手段(バンドパスフィルター)52が設けられていることにより、蛍光体層42a,42bで反射されて固体光源45a,45b,45c側へ戻って行く発光、つまり反射光をも、照明光として利用することができる。すなわち、効率の高い光源装置を実現できる。   When a transmission type fluorescent rotator is used as the fluorescent rotator 41, the reflected light from the phosphor layers 42a and 42b is used as illumination light. As shown in FIG. -Is a cross-sectional view taken along line C), and the light emitted from the solid light sources 45a, 45b, and 45c is transmitted from the phosphor layers 42a and 42b of the fluorescent rotator 41 to the solid light sources 45a, 45b, and 45c side. An optical means (bandpass filter) 52 for reflecting the light emitted by 42b can be provided. More specifically, the phosphor layers 42a and 42b of the fluorescent rotator 41 are disposed on the surface of the substrate 51 opposite to the solid light sources 45a, 45b and 45c, and the substrate 51 on the solid light source 45 side. On the surface, there is optical means (bandpass filter) 52 that transmits light (blue light) emitted from the solid light sources 45a, 45b, and 45c and reflects light (red light and green light) emitted from the phosphor layers 42a and 42b. Is provided. Optical means (bandpass filter) 52 that transmits light (blue light) emitted from the solid light sources 45a, 45b, and 45c and reflects light (red light and green light) emitted from the phosphor layers 42a and 42b is provided. Thus, the light that is reflected by the phosphor layers 42a and 42b and returns to the solid light sources 45a, 45b, and 45c, that is, the reflected light can also be used as illumination light. That is, a highly efficient light source device can be realized.

なお、蛍光体領域の蛍光体層での励起光から蛍光への変換効率は、蛍光体層を形成する蛍光体材料により異なるが、50%から99%程度である。従って、本発明では、この変換効率を考慮に入れた蛍光回転体41を設計する必要がある。具体的には、非蛍光体領域42c(変換効率が100%)や変換効率が高い蛍光体層が配置された蛍光体領域の透過率もしくは反射率を調整したり、あるいは、非蛍光体領域42cに散乱性を持たせて透過率もしくは反射率を調整する設計手法が考えられる。透過率もしくは反射率を調整する方法としては、非蛍光体領域42cでは、非蛍光体領域42c上に所定の透過率を有する調整層を設け、また、蛍光体領域42a,42bでは、蛍光体層42a,42bに重ねて所定の透過率を有する調整層をさらに設ける方法などが考えられる。ここで、非蛍光体領域42c上に設けられる調整層としては、青色光を一部吸収する顔料を薄膜として配置するなどの方法が利用できる。また、蛍光体層42a,42bに重ねて設けられる調整層としては、それぞれの蛍光体の蛍光波長付近に吸収波長を有する顔料を薄膜として配置するなどの方法が利用できる。また、非蛍光体領域42cに散乱性を持たせるためには、蛍光回転体41の基板51表面に微細な凹凸を付けたり、散乱材を混入した散乱層を蛍光回転体41の基板51上に配置する方法などが考えられる。   The conversion efficiency from excitation light to fluorescence in the phosphor layer in the phosphor region is about 50% to 99%, although it varies depending on the phosphor material forming the phosphor layer. Therefore, in the present invention, it is necessary to design the fluorescent rotator 41 taking this conversion efficiency into consideration. Specifically, the transmittance or reflectance of the non-phosphor region 42c (conversion efficiency is 100%), the phosphor region where the phosphor layer having high conversion efficiency is arranged, or the non-phosphor region 42c is adjusted. A design method for adjusting the transmittance or the reflectance by imparting a scattering property to the surface can be considered. As a method for adjusting the transmittance or reflectance, an adjustment layer having a predetermined transmittance is provided on the non-phosphor region 42c in the non-phosphor region 42c, and a phosphor layer is provided in the phosphor regions 42a and 42b. A method of further providing an adjustment layer having a predetermined transmittance on the layers 42a and 42b is conceivable. Here, as the adjustment layer provided on the non-phosphor region 42c, a method of arranging a pigment that partially absorbs blue light as a thin film can be used. Further, as the adjustment layer provided to overlap the phosphor layers 42a and 42b, a method of arranging a pigment having an absorption wavelength near the fluorescence wavelength of each phosphor as a thin film can be used. Further, in order to make the non-phosphor region 42 c have a scattering property, the surface of the substrate 51 of the fluorescent rotator 41 is finely uneven, or a scattering layer mixed with a scattering material is formed on the substrate 51 of the fluorescent rotator 41. A method of arrangement is conceivable.

図17は、本発明の第2の実施形態の光源装置の他の構成例を示す図である。なお、図17において、図14と対応する箇所には同じ符号を付している。図17の光源装置70も、図14の光源装置50と同様に、可視光(例えば、青色光)を出射する3つの固体光源45a,45b,45cと、回転軸Xの周りに回転可能な(モーター4によって回転する)蛍光回転体61とを備えている。ここで、蛍光回転体61は、図15に示すように、蛍光体層(可視光(例えば、青色光)を照射すると赤色または緑色の蛍光を発光する蛍光体層)42a,42bが蛍光体領域として配置され、蛍光体層が設けられていない領域42cが非蛍光体領域として配置されているものを用いているが、図17の光源装置70では、蛍光回転体61が反射型のものとして構成され、固体光源45a,45b,45cからの励起光によって励起された各蛍光体領域(各蛍光体層)42a,42bからの発光のうち固体光源45a,45b,45c側に出射する光(赤色光、緑色光)、および、非蛍光体領域42cで反射する可視光固体光源(青色固体光源)45a,45b,45cの光(青色光)を用いている。以下、この形式の蛍光回転体を、反射型蛍光回転体と称す。ここで、蛍光体層42a,42bからの出射光を考えると、入射励起光に対して反射する光とともに蛍光体層42a,42bで多重反射され固体光源45a,45b,45cとは反対側に透過する発光や、蛍光体層42a,42bを励起せず励起光のまま固体光源45a,45b,45cと反対側に透過する光も存在している。もし、蛍光回転体61の蛍光体層42a,42bを配置する基板が透明であるとすると、これらの光は蛍光回転体の裏側に抜ける透過光となり、照明光として利用できない光となってしまう。   FIG. 17 is a diagram illustrating another configuration example of the light source device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 17, the same reference numerals are given to the portions corresponding to those in FIG. 14. Similarly to the light source device 50 of FIG. 14, the light source device 70 of FIG. 17 is also rotatable around three rotation sources X and three solid light sources 45 a, 45 b, 45 c that emit visible light (for example, blue light) ( And a fluorescent rotator 61 (rotated by the motor 4). Here, as shown in FIG. 15, the fluorescent rotator 61 includes phosphor layers (phosphor layers that emit red or green fluorescence when irradiated with visible light (for example, blue light)) 42 a and 42 b. 17 is used, and the region 42c not provided with the phosphor layer is used as a non-phosphor region. However, in the light source device 70 of FIG. 17, the fluorescent rotator 61 is configured as a reflection type. Of the light emitted from the phosphor regions (phosphor layers) 42a and 42b excited by the excitation light from the solid light sources 45a, 45b and 45c and emitted to the solid light sources 45a, 45b and 45c (red light) , Green light) and visible light solid light sources (blue solid light sources) 45a, 45b, 45c (blue light) reflected by the non-phosphor region 42c are used. Hereinafter, this type of fluorescent rotator is referred to as a reflective fluorescent rotator. Here, when the emitted light from the phosphor layers 42a and 42b is considered, the light reflected with respect to the incident excitation light and multiple reflected by the phosphor layers 42a and 42b are transmitted to the opposite side of the solid light sources 45a, 45b and 45c. There is also light emitted and light that does not excite the phosphor layers 42a and 42b and transmits to the opposite side of the solid light sources 45a, 45b, and 45c as excitation light. If the substrate on which the phosphor layers 42a and 42b of the fluorescent rotator 61 are disposed is transparent, these lights become transmitted light that passes through the back side of the fluorescent rotator and cannot be used as illumination light.

反射型蛍光回転体61を用いる場合に、蛍光体層42a,42bからの上記透過光を照明光として利用するため、図18に示すように(図18は図16(透過型蛍光回転体)に対応する図である)、蛍光回転体61の基板71自体を金属製とすることができる。あるいは、蛍光回転体61の蛍光体層42a,42bを配置する基板上に反射面を設けることができる。具体的には、透明な基板上に金属膜を配置することができる。   When the reflection type fluorescent rotator 61 is used, the transmitted light from the phosphor layers 42a and 42b is used as illumination light, as shown in FIG. 18 (FIG. 18 shows FIG. 16 (transmission type fluorescent rotator). The substrate 71 of the fluorescent rotator 61 itself can be made of metal. Alternatively, a reflective surface can be provided on the substrate on which the phosphor layers 42a and 42b of the fluorescence rotator 61 are arranged. Specifically, a metal film can be disposed on a transparent substrate.

なお、反射型蛍光回転体61においても、透過型蛍光回転体41と同様に、蛍光体領域の蛍光体層での励起光から蛍光への変換効率を考慮に入れた蛍光回転体を設計する必要がある。また、非蛍光体領域には、調整層などが配置される。   In the reflection-type fluorescent rotator 61 as well, like the transmissive fluorescent rotator 41, it is necessary to design a fluorescent rotator that takes into account the conversion efficiency from excitation light to fluorescence in the phosphor layer in the phosphor region. There is. An adjustment layer or the like is disposed in the non-phosphor region.

図17の光源装置70も、可視光(例えば青色光)を発光する固体光源45a,45b,45cの色(いまの例では、青色)と、固体光源45a,45b,45cにより励起され固体光源45a,45b,45cの発光波長よりも長波長の蛍光色(赤色と緑色)との混色により、白色光を得るとき、青色光を出射する3つの固体光源45a,45b,45cが、同時に、それぞれ異なる領域42a,42b,42cを照射するように配置されているので、複数の光源で蛍光回転体の複数の場所を照射して大光量を得るときに、モーター音の増大などを生じさせるほど蛍光回転体の回転速度を早くすることなく、カラーブレイク現象を防止することができる。   The light source device 70 of FIG. 17 is also excited by the color of the solid light sources 45a, 45b, and 45c (in this example, blue) that emit visible light (for example, blue light) and the solid light sources 45a, 45b, and 45c. , 45b, 45c, the three solid-state light sources 45a, 45b, 45c that emit blue light are different at the same time when obtaining white light by mixing with fluorescent colors (red and green) having a longer wavelength than the emission wavelengths of Since the regions 42a, 42b, and 42c are arranged so as to irradiate, when a plurality of light sources irradiate a plurality of locations on the fluorescent rotator to obtain a large amount of light, the rotation of the fluorescence causes an increase in motor sound. The color break phenomenon can be prevented without increasing the rotational speed of the body.

さらに、図17、図15の構成では、3つの固体光源45a,45b,45cは、3つの固体光源45a,45b,45cの光軸と蛍光回転体61との交点の蛍光回転体61の回転軸Xからの距離が、3つの固体光源45a,45b,45cごとに異なっているので(概略的には、図15に示すように、3つの固体光源45a,45b,45cは、蛍光回転体61の回転軸Xからそれぞれ異なった距離に配置されているので)、個々の固体光源45a,45b,45cからの光は蛍光回転体61のそれぞれ異なる半径の同心円上を照射することになり、蛍光回転体61の蛍光体の劣化を少なくすることができる。   Furthermore, in the configuration of FIGS. 17 and 15, the three solid light sources 45 a, 45 b, 45 c are the rotation axes of the fluorescent rotator 61 at the intersection of the optical axes of the three solid light sources 45 a, 45 b, 45 c and the fluorescent rotator 61. Since the distance from X is different for each of the three solid light sources 45a, 45b, 45c (roughly, as shown in FIG. 15, the three solid light sources 45a, 45b, 45c (Because they are arranged at different distances from the rotation axis X), the light from the individual solid light sources 45a, 45b, 45c irradiates the concentric circles of different radii of the fluorescent rotator 61. It is possible to reduce the deterioration of the 61 phosphor.

また、図19は、本発明の第2の実施形態の光源装置の他の構成例を示す図(概略正面図)である。なお、図19において、図17と対応する箇所には同じ符号を付している。   Moreover, FIG. 19 is a figure (schematic front view) which shows the other structural example of the light source device of the 2nd Embodiment of this invention. In FIG. 19, the same reference numerals are given to the portions corresponding to those in FIG. 17.

図19を参照すると、この光源装置75は、可視光(例えば青色光)を出射する3つの固体光源45a,45b,45cと、回転軸Xの周りに回転可能な(モーター4によって回転する)円錐形状の蛍光回転体61とを備えている。すなわち、図17の構成例では、蛍光回転体61に平板状の蛍光回転体を用いたが、図19の構成例では、蛍光回転体61に円錐形状の蛍光回転体を用いている。図20は、図19の光源装置75に用いられる蛍光回転体61(図19では、円錐形状の蛍光回転体61)の一例を示す図(平面図)である(なお、図20には、固体光源45a,45b,45cの位置も図示されている)。図20の例では、蛍光回転体61は、基板上に、可視光(例えば、青色光)を照射すると赤色、緑色の蛍光をそれぞれ発光する蛍光体層42a,42bが2つの分割された蛍光体領域として配置され、蛍光体層が設けられていない領域42cが非蛍光体領域として配置されている。ここで、領域42a,42b,42cは、3等分された領域として構成されている。そして、図19の光源装置75では、3つの固体光源45a,45b,45cは、それぞれ異なる高さ位置に配置され(これに従い、図20に示すように、3つの固体光源45a,45b,45cは、蛍光回転体61の回転軸Xからそれぞれ異なった距離に配置され)、また、3つの固体光源45a,45b,45cは、図20に示されているように、3つの固体光源45a,45b,45cから矢印A1の方向に出射された可視光(例えば青色光)が、同時に、3つの全ての領域42a,42b,42cを照射するように配置されている。   Referring to FIG. 19, the light source device 75 includes three solid light sources 45 a, 45 b, 45 c that emit visible light (for example, blue light), and a cone that can rotate around the rotation axis X (rotated by the motor 4). And a fluorescent rotating body 61 having a shape. That is, in the configuration example of FIG. 17, a flat fluorescent rotator is used as the fluorescent rotator 61, but in the configuration example of FIG. 19, a conical fluorescent rotator is used as the fluorescent rotator 61. 20 is a diagram (plan view) showing an example of a fluorescent rotator 61 (in FIG. 19, a conical fluorescent rotator 61) used in the light source device 75 of FIG. 19 (note that FIG. 20 shows a solid state). The positions of the light sources 45a, 45b, 45c are also shown). In the example of FIG. 20, the fluorescent rotator 61 is a phosphor in which phosphor layers 42a and 42b that emit red and green fluorescence when irradiated with visible light (for example, blue light) are divided into two. A region 42c that is disposed as a region and is not provided with a phosphor layer is disposed as a non-phosphor region. Here, the regions 42a, 42b, and 42c are configured as regions divided into three equal parts. In the light source device 75 of FIG. 19, the three solid light sources 45a, 45b, 45c are arranged at different height positions (according to this, as shown in FIG. 20, the three solid light sources 45a, 45b, 45c The three solid light sources 45a, 45b, 45c are arranged at three different distances from the rotation axis X of the fluorescent rotator 61, as shown in FIG. Visible light (for example, blue light) emitted from 45c in the direction of arrow A1 is arranged so as to irradiate all three regions 42a, 42b, 42c at the same time.

また、図19の光源装置75では、円錐形状の蛍光回転体61が反射型のものとして(すなわち、反射型蛍光回転体として)構成され、固体光源45a,45b,45cから矢印A1の方向に出射された可視光(例えば青色光)による各領域42a,42b,42cからの光のうち、円錐形状の蛍光回転体61で反射されて矢印A2の方向に出射する光を照明光として利用できるようになっている。ここで、円錐形状の蛍光回転体61は反射型蛍光回転体となっているので、図18で説明したように、蛍光回転体61の基板自体を金属製とすることができる。あるいは、蛍光回転体61の蛍光体層42a,42bを配置する基板上に反射面を設けることができる。具体的には、透明な基板上に金属膜を配置することができる。これにより、効率の高い光源装置を実現できる。なお、前述したように、この反射型蛍光回転体61においても、透過型蛍光回転体41と同様に、蛍光体領域の蛍光体層での励起光から蛍光への変換効率を考慮に入れた蛍光回転体を設計する必要がある。   In the light source device 75 of FIG. 19, the conical fluorescent rotator 61 is configured as a reflection type (that is, as a reflective fluorescent rotator), and is emitted from the solid light sources 45a, 45b, and 45c in the direction of the arrow A1. Of the light from each of the regions 42a, 42b, and 42c by the visible light (for example, blue light), the light reflected by the conical fluorescent rotating body 61 and emitted in the direction of the arrow A2 can be used as illumination light. It has become. Here, since the conical fluorescent rotator 61 is a reflective fluorescent rotator, the substrate itself of the fluorescent rotator 61 can be made of metal as described with reference to FIG. Alternatively, a reflective surface can be provided on the substrate on which the phosphor layers 42a and 42b of the fluorescence rotator 61 are arranged. Specifically, a metal film can be disposed on a transparent substrate. Thereby, a highly efficient light source device is realizable. As described above, in the reflection type fluorescent rotator 61 as well, as in the case of the transmission type fluorescent rotator 41, the fluorescence in consideration of the conversion efficiency from the excitation light to the fluorescence in the phosphor layer in the phosphor region. It is necessary to design a rotating body.

図19、図20の構成では、モーター4によって蛍光回転体61を回転させることで、赤緑青の3色の混色により白色光を得るとき、可視光(例えば青色光)を出射する3つの固体光源45a,45b,45cが、同時に、それぞれ異なる領域42a,42b,42cを照射するように配置されているので、複数の光源で蛍光回転体の複数の場所を照射して大光量を得るときに、モーター音の増大などを生じさせるほど蛍光回転体の回転速度を早くすることなく、カラーブレイク現象を防止することができる。   19 and 20, three solid-state light sources that emit visible light (for example, blue light) when rotating the fluorescent rotator 61 by the motor 4 to obtain white light by mixing three colors of red, green, and blue. 45a, 45b, and 45c are arranged so as to irradiate different regions 42a, 42b, and 42c at the same time, so when a plurality of locations of the fluorescent rotator are irradiated with a plurality of light sources to obtain a large amount of light, The color break phenomenon can be prevented without increasing the rotation speed of the fluorescent rotator so as to increase the motor sound.

さらに、図19、図20の構成では、3つの固体光源45a,45b,45cは、3つの固体光源45a,45b,45cの光軸と蛍光回転体61との交点の蛍光回転体61の回転軸Xからの距離が、3つの固体光源45a,45b,45cごとに異なっているので(より具体的に、3つの固体光源45a,45b,45cは、それぞれ異なる高さ位置に配置され、これに従い、図20に示すように、3つの固体光源45a,45b,45cは、円錐形状の蛍光回転体61の回転軸Xからそれぞれ異なった距離に配置されているので)、個々の固体光源45a,45b,45cからの光は円錐形状の蛍光回転体61のそれぞれ異なる半径の同心円上を照射することになり、円錐形状の蛍光回転体61の蛍光体の劣化を少なくすることができる。   Further, in the configuration of FIGS. 19 and 20, the three solid light sources 45 a, 45 b, 45 c are the rotation axes of the fluorescent rotator 61 at the intersection of the optical axes of the three solid light sources 45 a, 45 b, 45 c and the fluorescent rotator 61. Since the distance from X is different for each of the three solid light sources 45a, 45b, and 45c (more specifically, the three solid light sources 45a, 45b, and 45c are arranged at different height positions, and accordingly, As shown in FIG. 20, the three solid light sources 45a, 45b, and 45c are arranged at different distances from the rotation axis X of the conical fluorescent rotator 61), so that the individual solid light sources 45a, 45b, The light from 45c irradiates concentric circles having different radii of the cone-shaped fluorescence rotator 61, and deterioration of the phosphor of the cone-shaped fluorescence rotator 61 can be reduced.

さらに、図19、図20の構成では、円錐形状の反射型蛍光回転体を使用しているので、例えば円錐の頂角を90度(回転軸Xに対する傾き角は45度)とし、固体光源の光軸と回転軸Xとのなす角度を90度とする等、所定の関係にすれば、反射型蛍光回転体の回転軸X方向に主照射方向を有する(主照射方向A2を回転軸X方向に一致させる)光源装置を実現することができる。これにより、余計な光学系を設ける必要なく、複数(いまの場合、3つ)の光(白色光)の出射方向を統一できる。   Further, in the configurations of FIGS. 19 and 20, since the conical reflection type fluorescent rotator is used, for example, the apex angle of the cone is set to 90 degrees (the inclination angle with respect to the rotation axis X is 45 degrees), and the solid light source If a predetermined relationship is established such that the angle between the optical axis and the rotation axis X is 90 degrees, the main irradiation direction is in the rotation axis X direction of the reflective fluorescent rotator (the main irradiation direction A2 is the rotation axis X direction). The light source device can be realized. This makes it possible to unify the emission directions of a plurality (three in this case) of light (white light) without providing an extra optical system.

以下、本発明の第2の実施形態の光源装置50、70、75をより詳細に説明する。   Hereinafter, the light source devices 50, 70, and 75 according to the second embodiment of the present invention will be described in more detail.

本発明の第2の実施形態の光源装置50、70、75において、固体光源45a,45b,45cとしては、いずれも同じ構成のものを用いることができる。すなわち、固体光源45a,45b,45cには、例えば、GaN系の材料を用いた発光波長が約460nmの青色光を発光する発光ダイオードを用いることができる。なお、固体光源45a,45b,45cとしては、発光ダイオードに限らず、青色光を放出する光源であれば良く、半導体レーザー等を用いることもできる。   In the light source devices 50, 70, and 75 according to the second embodiment of the present invention, the solid light sources 45a, 45b, and 45c can all have the same configuration. That is, for the solid light sources 45a, 45b, and 45c, for example, light emitting diodes that emit blue light having a light emission wavelength of about 460 nm using a GaN-based material can be used. The solid light sources 45a, 45b, and 45c are not limited to light emitting diodes, and any light source that emits blue light may be used, and a semiconductor laser or the like may be used.

また、蛍光回転体41、61には、図15、図20に示すように、青色の励起光により赤色および緑色に発光する2つの蛍光体領域(蛍光体層42a,42b)と非蛍光体領域42cとが、各領域42a,42b,42cが同じ形(面積)となるように(各領域42a,42b,42cが3等分されるように)配置されたものを使用できる。なお、変換効率が各色の蛍光体間で異なる場合は、前述した設計手法に従い蛍光体領域を設計することになる。また、非蛍光体領域42cには、前述した調整層が、青色光を一部吸収して青色光の透過率を調整する顔料により設けられている。非蛍光体領域に配置される調整層や蛍光体領域の塗り分けは、それぞれの領域のパターンに対応する開口部(メタルメッシュ開口)を有するスクリーンを用いた印刷法などが利用できる。また、透過型蛍光回転体41の基板51としては、透明な基板(石英ガラス基板など)が使用され、反射型蛍光回転体61の基板71としてはアルミなどの金属基板が使用可能である。   Further, as shown in FIGS. 15 and 20, the fluorescent rotators 41 and 61 include two phosphor regions (phosphor layers 42a and 42b) that emit red and green light by blue excitation light and non-phosphor regions. 42c can be used so that each region 42a, 42b, 42c has the same shape (area) (so that each region 42a, 42b, 42c is divided into three equal parts). If the conversion efficiency differs among the phosphors of the respective colors, the phosphor region is designed according to the design method described above. In the non-phosphor region 42c, the adjustment layer described above is provided with a pigment that partially absorbs blue light and adjusts the transmittance of blue light. The adjustment layer arranged in the non-phosphor region and the phosphor region can be separately applied by a printing method using a screen having openings (metal mesh openings) corresponding to the patterns of the respective regions. Further, a transparent substrate (such as a quartz glass substrate) is used as the substrate 51 of the transmissive fluorescent rotator 41, and a metal substrate such as aluminum can be used as the substrate 71 of the reflective fluorescent rotator 61.

ここで、各領域42a,42b,42cが同じ形になる(各領域42a,42b,42cが3等分されている)上記蛍光回転体41、61に対して、固体光源45a,45b,45cも蛍光回転体41、61の回転軸Xを中心として同じ角度間隔(120°の角度間隔)で配置されている。このような配置を採用することにより、常に蛍光回転体41、61の全ての領域42a,42b,42cが同時に発光している状態を作り出すことができる。   Here, each of the regions 42a, 42b, 42c has the same shape (each region 42a, 42b, 42c is divided into three equal parts). The fluorescent rotating bodies 41 and 61 are arranged at the same angular interval (120 ° angular interval) with the rotation axis X as the center. By adopting such an arrangement, it is possible to create a state where all the regions 42a, 42b, 42c of the fluorescent rotators 41, 61 are always emitting light at the same time.

また、蛍光体層42a,42bとしては、波長が約440nmないし約470nmの青色光により励起されるものとして、例えば、赤色蛍光体層42aには、CaAlSiN:Eu2+、CaSi:Eu2+、KSiF:Mn4+、KTiF:Mn4+等を用いることができ、緑色蛍光体層42bには、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。 The phosphor layers 42a and 42b are excited by blue light having a wavelength of about 440 nm to about 470 nm. For example, the red phosphor layer 42a has CaAlSiN 3 : Eu 2+ and Ca 2 Si 5 N 8. : Eu 2+ , KSiF 6 : Mn 4+ , KTiF 6 : Mn 4+ and the like can be used, and the green phosphor layer 42b has Y 3 (Ga, Al) 5 O 12 : Ce 3+ , Ca 3 Sc 2 Si 3 O 12 : Ce 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+ or the like can be used.

図16に示す透過型蛍光回転体41では、透明な石英ガラス基板51の固体光源45a,45b,45cとは反対側の面に蛍光体層42a,42bが設けられ、また、固体光源45a,45b,45c側の面には光学手段(バンドパスフィルター)52が配置されている。ここで、バンドパスフィルター52には、青色光を透過して赤色および緑色光を反射させるように設計された誘電体多層膜(具体的には、高屈折率材料(TiO,LaTiO,Ta,Nb等)と低屈折率材料(SiO,MgF等)とが交互に積層された膜)からなるバンドパスフィルターを使用することができる。非蛍光体領域42cに相当する領域には、例えば調整層が配置され、バンドパスフィルターは配置されていない。 In the transmission type fluorescent rotator 41 shown in FIG. 16, phosphor layers 42a and 42b are provided on the surface of the transparent quartz glass substrate 51 opposite to the solid light sources 45a, 45b and 45c, and the solid light sources 45a and 45b are provided. , 45c side, optical means (band pass filter) 52 is arranged. Here, the bandpass filter 52 is a dielectric multilayer film (specifically, a high refractive index material (TiO 2 , LaTiO, Ta 2) designed to transmit blue light and reflect red and green light. O 5, Nb 2 O 5, etc.) and a low refractive index material (SiO 2, MgF 2, etc.) and can be used a band-pass filter consisting of film) are alternately stacked. For example, an adjustment layer is disposed in a region corresponding to the non-phosphor region 42c, and no bandpass filter is disposed.

また、図18に示す反射型蛍光回転体61では、アルミ金属基板71上に蛍光体層42a,42bが配置されている。なお、基板71に石英ガラス基板のような透明なものを使用する場合は、基板71上に反射面としてアルミなどの金属膜を蒸着などの方法で形成する必要がある。基板71に図15に示すようなアルミなどの金属基板を使用する場合は反射面の新たな形成は不要である。   Further, in the reflection type fluorescent rotator 61 shown in FIG. 18, the phosphor layers 42 a and 42 b are arranged on the aluminum metal substrate 71. When a transparent material such as a quartz glass substrate is used for the substrate 71, it is necessary to form a metal film such as aluminum as a reflective surface on the substrate 71 by a method such as vapor deposition. When a metal substrate such as aluminum as shown in FIG. 15 is used for the substrate 71, it is not necessary to newly form a reflecting surface.

なお、本発明の第2の実施形態の上述した例では、3つの固体光源45a,45b,45cが、同時に、3つの領域(すなわち、全ての領域)42a,42b,42cを照射するようにしており、これにより、より完全にカラーブレイク現象を防止できるが、本発明は、この構成に限定されず、種々の変形が可能である。例えば図21に示すように、蛍光回転体上の3つの領域42a,42b,42cに対し、固体光源の個数が2であり、2つの固体光源45a,45bが、同時に、3つの領域42a,42b,42cのうちの2つの領域を照射し、かつ、2つの固体光源45a,45bが蛍光回転体の回転軸Xからそれぞれ異なった距離に配置されているような場合も、本発明の範囲に含まれる。なお、この場合は、図15に示す場合に比べれば劣るものの、カラーブレイク現象を防止できる。また、上述の例では、蛍光回転体には、3つの領域42a,42b,42cが設けられている場合を示したが、3つの領域42a,42b,42cがそれぞれ2つずつ順に繰り返し設けられている場合(6つの蛍光体領域が設けられている場合)において、固体光源45a,45b,45cを図22(a)や図22(b)のように配置する場合(この場合も、3つの固体光源45a,45b,45cは蛍光回転体の回転軸Xからそれぞれ異なった距離に配置されている)なども、本発明の範囲に含まれる。   In the above-described example of the second embodiment of the present invention, the three solid light sources 45a, 45b, and 45c simultaneously irradiate the three regions (that is, all regions) 42a, 42b, and 42c. Thus, the color break phenomenon can be prevented more completely, but the present invention is not limited to this configuration, and various modifications are possible. For example, as shown in FIG. 21, the number of solid light sources is two for the three regions 42a, 42b, and 42c on the fluorescent rotator, and the two solid light sources 45a and 45b are simultaneously three regions 42a and 42b. , 42c, and two solid-state light sources 45a and 45b are disposed at different distances from the rotation axis X of the fluorescent rotator, respectively, within the scope of the present invention. It is. In this case, the color break phenomenon can be prevented although it is inferior to the case shown in FIG. In the above example, the case where the fluorescent rotator is provided with the three regions 42a, 42b, and 42c is shown. However, the three regions 42a, 42b, and 42c are repeatedly provided in order of two. When the solid light sources 45a, 45b, and 45c are arranged as shown in FIG. 22 (a) and FIG. 22 (b) (in this case, three solids are also provided). The light sources 45a, 45b, and 45c are arranged at different distances from the rotation axis X of the fluorescent rotator), and the like are also included in the scope of the present invention.

また、上述の例では、蛍光回転体として、図15や図22に示すものなどを用いたが、第2の実施形態における蛍光回転体としては、例えば1つの蛍光体領域と1つの非蛍光体領域との2つの領域で形成された蛍光回転体を用い、固体光源として可視光(例えば、青色光)を出射する2つの固体光源を用いる構成も可能である。図23、図24は、このような光源装置の構成例を示す図である。なお、図23の光源装置88は蛍光回転体72が透過型のものとして構成され、図24の光源装置89は蛍光回転体73が反射型のものとして構成されている。また、図23、図24において、図14、図17と同様の箇所には同じ符号を付している。   In the above example, the fluorescent rotator shown in FIGS. 15 and 22 is used as the fluorescent rotator. However, as the fluorescent rotator in the second embodiment, for example, one fluorescent region and one non-fluorescent material are used. A configuration in which two solid light sources that emit visible light (for example, blue light) are used as a solid light source using a fluorescent rotator formed in two regions is also possible. FIG. 23 and FIG. 24 are diagrams showing a configuration example of such a light source device. Note that the light source device 88 of FIG. 23 is configured such that the fluorescent rotator 72 is a transmission type, and the light source device 89 of FIG. 24 is configured such that the fluorescent rotator 73 is a reflection type. 23 and 24, the same reference numerals are assigned to the same portions as those in FIGS.

図23、図24を参照すると、この光源装置88、89は、可視光(例えば、青色光)を出射する2つの固体光源45a,45bと、回転軸Xの周りに回転可能な(モーター4によって回転する)蛍光回転体72、73とを備えている。図25は、図23の光源装置88に用いられる蛍光回転体72、73の一例を示す図(平面図)である(なお、図25には、固体光源45a,45bの位置も図示されている)。図25の例では、蛍光回転体72、73は、基板上に、可視光(例えば、青色光)を照射すると黄色の蛍光をそれぞれ発光する蛍光体層74が1つの蛍光体領域として配置され、蛍光体層が設けられていない領域75が1つの非蛍光体領域として配置されている(すなわち、青色の励起光により黄色に発光する蛍光体層を有する黄色蛍光体領域74と非蛍光体領域75とが配置されている)。ここで、各領域74、75は、同じ形(面積)の領域(2等分された領域)として構成されている。そして、図25に示されているように、図23、図24の光源装置88、89では、2つの固体光源45a,45bは、2つの固体光源45a,45bからの可視光(例えば、青色光)が、同時に、2つの領域74、75を照射するように配置されている。すなわち、各領域74、75が同じ形になっている上記蛍光回転体72、73に対して固体光源45a,45bも蛍光回転体72、73の回転軸Xを中心として同じ角度間隔(180°の角度間隔)で配置されている。このような配置を採用することにより、常に蛍光回転体72、73の全ての領域74、75が同時に発光している状態を作り出すことができる。また、このような構成において、各領域74、75における変換効率が同じになるように設定される必要があり、このため、例えば非蛍光体領域75には、前述した調整層が、青色光を一部吸収する顔料により設けられている。   Referring to FIGS. 23 and 24, the light source devices 88 and 89 include two solid-state light sources 45 a and 45 b that emit visible light (for example, blue light), and can rotate around the rotation axis X (by the motor 4. Rotating fluorescent rotators 72 and 73. 25 is a diagram (plan view) showing an example of the fluorescent rotators 72 and 73 used in the light source device 88 of FIG. 23 (note that the positions of the solid light sources 45a and 45b are also shown in FIG. 25). ). In the example of FIG. 25, the fluorescent rotators 72 and 73 are arranged on a substrate with a phosphor layer 74 that emits yellow fluorescence when irradiated with visible light (for example, blue light) as one phosphor region. A region 75 where no phosphor layer is provided is arranged as one non-phosphor region (that is, a yellow phosphor region 74 and a non-phosphor region 75 having a phosphor layer that emits yellow light by blue excitation light). And are arranged). Here, each area | region 74 and 75 is comprised as an area | region (area | region equally divided into 2) of the same shape (area). As shown in FIG. 25, in the light source devices 88 and 89 of FIGS. 23 and 24, the two solid light sources 45a and 45b are visible light (for example, blue light) from the two solid light sources 45a and 45b. ) Are arranged to irradiate the two regions 74 and 75 at the same time. That is, the solid-state light sources 45a and 45b have the same angular interval (180 °) around the rotation axis X of the fluorescent rotators 72 and 73 with respect to the fluorescent rotators 72 and 73 having the same shape in each region 74 and 75. Are arranged at angular intervals). By adopting such an arrangement, it is possible to always create a state in which all the regions 74 and 75 of the fluorescent rotators 72 and 73 are simultaneously emitting light. In such a configuration, it is necessary to set the conversion efficiencies in the regions 74 and 75 to be the same. For this reason, for example, in the non-phosphor region 75, the adjustment layer described above emits blue light. Part of the pigment is absorbed.

さらに、図23、図24の光源装置88、89では、2つの固体光源45a,45bは、2つの固体光源45a,45bの光軸と蛍光回転体72、73との交点の蛍光回転体72、73の回転軸Xからの距離が、2つの固体光源45a,45bごとに異なっている。概略的には、図25に示すように、2つの固体光源45a,45bが蛍光回転体72、73の回転軸Xからそれぞれ異なった距離に配置されている。   Furthermore, in the light source devices 88 and 89 of FIGS. 23 and 24, the two solid light sources 45a and 45b are the fluorescent rotators 72 at the intersections of the optical axes of the two solid light sources 45a and 45b and the fluorescent rotators 72 and 73, The distance from the rotation axis X of 73 differs for each of the two solid light sources 45a and 45b. Schematically, as shown in FIG. 25, two solid light sources 45a and 45b are arranged at different distances from the rotation axis X of the fluorescent rotators 72 and 73, respectively.

図23、図24、図25の構成では、可視光(例えば青色光)を発光する固体光源45a,45bの色(いまの例では、青色)と、固体光源45a,45bにより励起され固体光源45a,45bの発光波長よりも長波長の蛍光色(黄色)との混色により、白色光を得るとき、青色光を出射する2つの固体光源45a,45bが、同時に、それぞれ異なる領域74、75を照射するように配置されているので、複数の光源で蛍光回転体の複数の場所を照射して大光量を得るときに、モーター音の増大などを生じさせるほど蛍光回転体の回転速度を早くすることなく、カラーブレイク現象を防止することができる。   23, 24, and 25, the color of solid light sources 45a and 45b that emit visible light (for example, blue light) (in this example, blue) and the solid light sources 45a that are excited by the solid light sources 45a and 45b. , 45b, two solid light sources 45a, 45b emitting blue light simultaneously irradiate different regions 74, 75 simultaneously when obtaining white light by mixing with a fluorescent color (yellow) having a wavelength longer than the emission wavelength of 45b. Therefore, when a large amount of light is obtained by illuminating multiple locations on the fluorescent rotating body with multiple light sources, the rotational speed of the fluorescent rotating body should be increased so as to increase the motor sound. In addition, the color break phenomenon can be prevented.

さらに、図23、図24、図25の構成では、2つの固体光源45a,45bは、2つの固体光源45a,45bの光軸と蛍光回転体72、73との交点の蛍光回転体72、73の回転軸Xからの距離が、2つの固体光源45a,45bごとに異なっているので(概略的には、図25に示すように、2つの固体光源45a,45bは、蛍光回転体72、73の回転軸Xからそれぞれ異なった距離に配置されているので)、個々の固体光源45a,45bからの光は蛍光回転体72、73のそれぞれ異なる半径の同心円上を照射することになり、蛍光回転体72、73の蛍光体の劣化を少なくすることができる。   23, 24, and 25, the two solid light sources 45a and 45b are fluorescent rotators 72 and 73 at the intersections of the optical axes of the two solid light sources 45a and 45b and the fluorescent rotators 72 and 73, respectively. Is different for each of the two solid light sources 45a and 45b (schematically, as shown in FIG. 25, the two solid light sources 45a and 45b are fluorescent rotators 72 and 73). The light from the individual solid-state light sources 45a and 45b irradiates the concentric circles of different radii of the fluorescent rotators 72 and 73, respectively. Deterioration of the phosphors of the bodies 72 and 73 can be reduced.

より詳細に、図23、図24、図25の光源装置88、89において、固体光源45a,45bには、例えば、GaN系の材料を用いた発光波長が約460nmの青色光を発光する発光ダイオードを用いることができる。なお、固体光源45a,45bとしては、発光ダイオードに限らず、青色光を放出する光源であれば良く、半導体レーザー等を用いることもできる。   More specifically, in the light source devices 88 and 89 of FIGS. 23, 24, and 25, the solid light sources 45a and 45b include, for example, light emitting diodes that emit blue light having a light emission wavelength of about 460 nm using a GaN-based material. Can be used. The solid light sources 45a and 45b are not limited to light emitting diodes, and any light source that emits blue light may be used, and a semiconductor laser or the like may be used.

また、黄色蛍光体層74としては、波長が約440nmないし約470nmの青色光により励起されるものとして、例えば、YAl12:Ce3+ (YAG)、(Sr,Ba)SiO:Eu2+、Ca(Si,Al)12(O,N)16:Eu2+等の黄色蛍光体を用いることができる。 The yellow phosphor layer 74 is excited by blue light having a wavelength of about 440 nm to about 470 nm. For example, Y 3 Al 5 O 12 : Ce 3+ (YAG), (Sr, Ba) 2 SiO 4 A yellow phosphor such as: Eu 2+ , Ca x (Si, Al) 12 (O, N) 16 : Eu 2+ can be used.

また、いずれの蛍光回転体72、73においても、非蛍光体領域に配置される調整層や蛍光体領域の形成には、蛍光体領域のパターンに対応する開口部(メタルメッシュ開口)を有するスクリーンを用いた印刷法などが利用できる。   Further, in any of the fluorescent rotators 72 and 73, a screen having an opening (metal mesh opening) corresponding to the pattern of the phosphor region is used for forming the adjustment layer and the phosphor region arranged in the non-phosphor region. Printing method using can be used.

また、図23に示した光源装置88では、蛍光回転体72が透過型のものとして構成され、固体光源45a,45bからの励起光によって励起された1つの蛍光体領域(蛍光体層74)からの発光のうち固体光源45a,45b側とは反対側に出射する光、および、非蛍光体領域75を透過する可視光固体光源(青色固体光源)45a,45bの光を用いている。以下、この形式の蛍光回転体を、透過型蛍光回転体と称す。   Further, in the light source device 88 shown in FIG. 23, the fluorescent rotator 72 is configured as a transmission type, and from one phosphor region (phosphor layer 74) excited by excitation light from the solid light sources 45a and 45b. The light emitted from the solid light sources 45 a and 45 b and the light from the visible light solid light sources (blue solid light sources) 45 a and 45 b that pass through the non-phosphor region 75 are used. Hereinafter, this type of fluorescent rotator is referred to as a transmission type fluorescent rotator.

また、図24に示した光源装置89では蛍光回転体73が反射型のものとして構成され、固体光源45a,45bからの励起光によって励起された1つの蛍光体領域(蛍光体層)74からの発光のうち固体光源45a,45b側に出射する光(黄色光)、および、非蛍光体領域75で反射する可視光固体光源(青色固体光源)45a,45bの光(青色光)を用いている。以下、この形式の蛍光回転体を、反射型蛍光回転体と称す。   Further, in the light source device 89 shown in FIG. 24, the fluorescent rotator 73 is configured as a reflection type, and the light from the single phosphor region (phosphor layer) 74 excited by the excitation light from the solid light sources 45a and 45b. Of the emitted light, light emitted to the solid light sources 45a and 45b (yellow light) and visible light solid light sources (blue solid light sources) 45a and 45b (blue light) reflected by the non-phosphor region 75 are used. . Hereinafter, this type of fluorescent rotator is referred to as a reflective fluorescent rotator.

ここで、この蛍光回転体が透過型蛍光回転体72である場合には、図26に示すように、その基板76としては、透明基板(石英ガラス基板など)が使用され、この蛍光回転体が反射型蛍光回転体73である場合には、図27に示すように、その基板78としては、アルミなどの金属基板が使用可能である。   Here, when the fluorescent rotator is a transmission type fluorescent rotator 72, as shown in FIG. 26, a transparent substrate (such as a quartz glass substrate) is used as the substrate 76. In the case of the reflection type fluorescent rotating body 73, as shown in FIG. 27, a metal substrate such as aluminum can be used as the substrate 78.

図26に示す透過型蛍光回転体72では、透明な石英ガラス基板76の固体光源45a,45bとは反対側の面に蛍光体層74が配置され、また、固体光源45a,45b側の面には光学手段(バンドパスフィルター)77が配置されている。ここで、バンドパスフィルター77には、青色光を透過して黄色光を反射させるように設計された誘電体多層膜(具体的には、高屈折率材料(TiO,LaTiO,Ta,Nb等)と低屈折率材料(SiO,MgF等)とが交互に積層された膜)からなるバンドパスフィルターを使用することができる。非蛍光体領域75に相当する領域にはバンドパスフィルターは配置されていない。 In the transmission type fluorescent rotator 72 shown in FIG. 26, the phosphor layer 74 is disposed on the surface of the transparent quartz glass substrate 76 opposite to the solid light sources 45a and 45b, and on the surface on the solid light sources 45a and 45b side. An optical means (band pass filter) 77 is arranged. Here, the band-pass filter 77 has a dielectric multilayer film (specifically, a high refractive index material (TiO 2 , LaTiO, Ta 2 O 5) designed to transmit blue light and reflect yellow light. , Nb 2 O 5, etc.) and a low-refractive-index material (SiO 2 , MgF 2, etc.) can be used. A bandpass filter is not disposed in a region corresponding to the non-phosphor region 75.

また、図27に示す反射型蛍光回転体73では、アルミ金属基板78上に蛍光体層74が配置されている。なお、基板78に石英ガラス基板のような透明なものを使用する場合は、基板78の反射面としてアルミなどの金属膜を蒸着などの方法で形成する必要がある。図27に示すようなアルミなどの金属基板を使用する場合は反射面の新たな形成は不要である。   In the reflection type fluorescent rotator 73 shown in FIG. 27, a phosphor layer 74 is disposed on an aluminum metal substrate 78. When a transparent substrate such as a quartz glass substrate is used as the substrate 78, a metal film such as aluminum needs to be formed by a method such as vapor deposition as the reflecting surface of the substrate 78. When a metal substrate such as aluminum as shown in FIG. 27 is used, it is not necessary to newly form a reflecting surface.

なお、上述した図24、図25の光源装置89では、蛍光回転体73に平板状の蛍光回転体を用いたが、蛍光回転体73に円錐形状の蛍光回転体を用いることもでき、この場合には、前述したように、2つの固体光源45a,45bを、それぞれ異なる高さ位置に配置し、これに従い、2つの固体光源45a,45bを、円錐形状の蛍光回転体73の回転軸Xからそれぞれ異なった距離に配置することで、個々の固体光源45a,45bからの光は円錐形状の蛍光回転体73のそれぞれ異なる半径の同心円上を照射することになり、円錐形状の蛍光回転体73の蛍光体の劣化を少なくすることができる。   In the light source device 89 shown in FIG. 24 and FIG. 25 described above, a flat fluorescent rotator is used as the fluorescent rotator 73. However, a conical fluorescent rotator can also be used as the fluorescent rotator 73. As described above, the two solid light sources 45a and 45b are arranged at different height positions, and according to this, the two solid light sources 45a and 45b are separated from the rotation axis X of the conical fluorescent rotator 73. By arranging them at different distances, the light from the individual solid-state light sources 45a and 45b irradiates concentric circles having different radii of the cone-shaped fluorescence rotator 73. Deterioration of the phosphor can be reduced.

また、上述した本発明の第1、第2の実施形態の各例では、1つの領域に対する光源の個数を1としたが、1つの領域について複数の光源を用いることも可能である。図28、図29は、図23、図25の構成例において、各領域に2つの光源を用いる場合を示す図である。すなわち、図28、図29の例では、1つの蛍光体領域74および非蛍光体領域75のそれぞれに2つの光源45a,46a、45b,46bを用いている。なお、この場合も、光源45a,46aと光源45b,46bとは蛍光回転体の回転軸Xからそれぞれ異なった距離に配置されている。このように、各領域のそれぞれに、複数の光源を設けることも可能である。すなわち、分割領域数と光源数とは、等しくなくてもよい。   In each example of the first and second embodiments of the present invention described above, the number of light sources for one area is set to 1, but a plurality of light sources can be used for one area. FIGS. 28 and 29 are diagrams showing a case where two light sources are used in each region in the configuration examples of FIGS. 23 and 25. That is, in the example of FIGS. 28 and 29, two light sources 45a, 46a, 45b, and 46b are used for one phosphor region 74 and non-phosphor region 75, respectively. In this case as well, the light sources 45a and 46a and the light sources 45b and 46b are arranged at different distances from the rotation axis X of the fluorescent rotator. Thus, it is possible to provide a plurality of light sources in each region. That is, the number of divided areas and the number of light sources may not be equal.

図30は第1、第2の実施形態で示した光源装置(10、30、35、50、70、75等)を用いた照明装置の一構成例を示す図である。図30の照明装置は、照明装置外郭を形作るケース82と、ケース82内に格納された光源装置(10、30、35、50、70、または、75等)と、光源装置(10、30、35、50、70、または、75等)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83とにより構成されている。   FIG. 30 is a diagram illustrating a configuration example of an illumination device using the light source devices (10, 30, 35, 50, 70, 75, etc.) shown in the first and second embodiments. 30 includes a case 82 that forms the outline of the lighting device, a light source device (10, 30, 35, 50, 70, or 75) stored in the case 82, and a light source device (10, 30, 35, 50, 70, 75, etc.) and a lens system 83 that irradiates the light forward with a predetermined light distribution characteristic.

また、図31は第1、第2の実施形態で示した光源装置(10、30、35、50、70、75等)を用いた照明装置の他の構成例を示す図である。図31の照明装置は、照明装置外郭を形作るケース84と、ケース84内に格納された光源装置(10、30、35、50、70、または、75等)と、光源装置(10、30、35、50、70、または、75等)からの光を前方に所定の配光特性を持って照射するズームレンズ系85とにより構成されている。図26の照明装置では、ズームレンズ系85にすることによって配光を可変することができる。特に電動式のズームレンズ系を用いた時には遠隔操作によって配光を可変することができる。   FIG. 31 is a diagram showing another configuration example of an illumination device using the light source device (10, 30, 35, 50, 70, 75, etc.) shown in the first and second embodiments. 31 includes a case 84 that forms the outline of the lighting device, a light source device (10, 30, 35, 50, 70, or 75) stored in the case 84, and a light source device (10, 30, 35, 50, 70, 75, etc.) and a zoom lens system 85 that irradiates forward with a predetermined light distribution characteristic. In the illumination device of FIG. 26, the light distribution can be varied by using the zoom lens system 85. In particular, when an electric zoom lens system is used, the light distribution can be varied by remote control.

図30や図31のようにレンズ系を用いた時でも、本発明の光源装置を用いれば、大光量でカラーブレイクが生じない照明装置を実現できる。   Even when a lens system is used as shown in FIGS. 30 and 31, by using the light source device of the present invention, it is possible to realize an illumination device that does not cause a color break with a large amount of light.

さらに、透過型蛍光回転体においては、蛍光回転体の蛍光体層より固体光源側に、固体光源が発する光を透過し前記蛍光体層が発する光を反射する光学手段(バンドパスフィルター)を設けることにより、また、反射型蛍光回転体においては、蛍光回転体の蛍光体層を配置する基板上に反射面を形成したりすることにより、効率の高い光源装置および照明装置を提供することができる。   Further, in the transmission type fluorescent rotator, optical means (bandpass filter) for transmitting light emitted from the solid light source and reflecting light emitted from the phosphor layer is provided closer to the solid light source side than the phosphor layer of the fluorescent rotator. In addition, in the reflection type fluorescent rotator, a highly efficient light source device and illumination device can be provided by forming a reflective surface on a substrate on which the phosphor layer of the fluorescent rotator is disposed. .

本発明は、照明一般などに利用可能である。   The present invention can be used for lighting in general.

1、21、41、61、72、73 蛍光回転体
2a,2b,2c、42a,42b、74 蛍光体領域(蛍光体層)
42c、75 非蛍光体領域
4 モーター
5a,5b,5c、45a,45b,45c 固体光源
11、31、51、71、76、78 基板
12、52、77 光学手段(バンドパスフィルター)
10、30、35、50、70、75 光源装置
82、84 ケース
83 レンズ系
85 ズームレンズ系
1, 21, 41, 61, 72, 73 Fluorescent rotating body 2a, 2b, 2c, 42a, 42b, 74 Fluorescent substance region (phosphor layer)
42c, 75 Non-phosphor region 4 Motor 5a, 5b, 5c, 45a, 45b, 45c Solid light source 11, 31, 51, 71, 76, 78 Substrate 12, 52, 77 Optical means (bandpass filter)
10, 30, 35, 50, 70, 75 Light source device 82, 84 Case 83 Lens system 85 Zoom lens system

Claims (5)

紫外光を発光する複数の固体光源と、回転軸の周りに回転可能であって、紫外光を照射すると互いに異なった色の蛍光を発光する複数の蛍光体領域を有する蛍光回転体とを備え、前記複数の固体光源からの紫外光が、同時に、互いに異なった色の蛍光を発光する複数の全ての蛍光体領域を照射するように前記複数の固体光源が配置され、前記複数の固体光源の光軸と前記蛍光回転体との交点の前記蛍光回転体の回転軸からの距離が、前記複数の固体光源ごとに異なっていることを特徴とする光源装置。 A plurality of solid state light sources that emit ultraviolet light, and a fluorescence rotator that has a plurality of phosphor regions that can rotate around a rotation axis and emit fluorescence of different colors when irradiated with ultraviolet light, The plurality of solid light sources are arranged so that the ultraviolet light from the plurality of solid light sources simultaneously irradiates all of the plurality of phosphor regions emitting fluorescence of different colors, and the light of the plurality of solid light sources A light source device characterized in that a distance from an axis of rotation of the fluorescent rotator to an axis of rotation of the fluorescent rotator is different for each of the plurality of solid state light sources. 可視光を発光する複数の固体光源と、該固体光源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つの蛍光体領域と、蛍光体が配置されていない非蛍光体領域とを、互いに分割された領域として有し、回転軸の周りに回転可能な蛍光回転体とを備え、前記複数の固体光源からの光が、前記蛍光体領域および前記非蛍光体領域の全ての領域を同時に照射するように前記複数の固体光源が配置され、前記複数の固体光源の光軸と前記蛍光回転体との交点の前記蛍光回転体の回転軸からの距離が、前記複数の固体光源ごとに異なっていることを特徴とする光源装置。 A plurality of solid-state light sources that emit visible light, at least one phosphor region that is excited by the solid-state light source and emits fluorescence having a wavelength longer than the emission wavelength of the solid-state light source, and a non-phosphor in which no phosphor is disposed And a fluorescent rotator that is rotatable around a rotation axis, and the light from the plurality of solid state light sources is all in the phosphor region and the non-phosphor region. The plurality of solid light sources are arranged so as to simultaneously irradiate the region, and the distance between the optical axis of the plurality of solid light sources and the fluorescent rotator from the rotation axis of the fluorescent rotator is the plurality of solid light sources. A light source device characterized by being different for each light source. 前記蛍光回転体が透過型蛍光回転体である場合に、前記蛍光回転体の前記蛍光体領域は、蛍光体層と、該蛍光体層が配置される透明な基板と、該透明な基板の前記蛍光体層よりも前記固体光源側に配置され、前記固体光源が発する光を透過し前記蛍光体層が発する光を反射する光学手段とを有していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光源装置。 When the fluorescent rotator is a transmissive fluorescent rotator, the phosphor region of the fluorescent rotator includes a phosphor layer, a transparent substrate on which the phosphor layer is disposed, and the transparent substrate. than the phosphor layer is disposed on the solid state light source side, according to claim 1 or claims, characterized in that it has an optical means for reflecting the solid-state light source is transmitted through the light emitted the light phosphor layer emits Item 3. The light source device according to Item 2 . 前記蛍光回転体が反射型蛍光回転体である場合に、前記蛍光回転体の前記蛍光体層が配置される基板には、反射面が設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれか一項に記載の光源装置。 The reflective surface is provided in the board | substrate with which the said fluorescent substance layer of the said fluorescent rotator is arrange | positioned when the said fluorescent rotator is a reflection type fluorescent rotator. 4. The light source device according to any one of 3 . 請求項1乃至請求項のいずれか一項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, wherein the light source device according to any one of claims 1 to 4 is used.
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