JP6164221B2 - Fluorescent light source device - Google Patents

Fluorescent light source device Download PDF

Info

Publication number
JP6164221B2
JP6164221B2 JP2014543196A JP2014543196A JP6164221B2 JP 6164221 B2 JP6164221 B2 JP 6164221B2 JP 2014543196 A JP2014543196 A JP 2014543196A JP 2014543196 A JP2014543196 A JP 2014543196A JP 6164221 B2 JP6164221 B2 JP 6164221B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wavelength conversion
conversion member
light source
source device
conductive substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014543196A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2014065051A1 (en
Inventor
井上 正樹
正樹 井上
政治 北村
政治 北村
蕪木 清幸
清幸 蕪木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ushio Denki KK
Original Assignee
Ushio Denki KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ushio Denki KK filed Critical Ushio Denki KK
Publication of JPWO2014065051A1 publication Critical patent/JPWO2014065051A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6164221B2 publication Critical patent/JP6164221B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/20Lamp housings
    • G03B21/2006Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2013Plural light sources
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • G02B27/141Beam splitting or combining systems operating by reflection only using dichroic mirrors
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/20Lamp housings
    • G03B21/2006Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2033LED or laser light sources
    • G03B21/204LED or laser light sources using secondary light emission, e.g. luminescence or fluorescence
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/20Lamp housings
    • G03B21/2066Reflectors in illumination beam
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/16Cooling; Preventing overheating

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Description

本発明は、蛍光光源装置に関し、更に詳しくは、例えば、レーザ光等の励起光で励起される蛍光体よりなる波長変換部材を備えた、プロジェクター用光源として好適な蛍光光源装置に関する。   The present invention relates to a fluorescent light source device, and more particularly to a fluorescent light source device suitable as a light source for a projector, which includes a wavelength conversion member made of a phosphor excited by excitation light such as laser light.

従来、プロジェクター装置に用いられる緑色光源として、レーザ光源と、当該レーザ光源からのレーザ光で励起される蛍光体よりなる波長変換部材とを備えてなる蛍光光源装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
具体的に、特許文献1には、図8に示すように、プロジェクター装置の緑色光源として、青色領域で発振するレーザ光を放射するレーザ光源51と、蛍光ホイール52と、当該蛍光ホイール52を回転させるためのホイールモーター53とを備えてなる蛍光光源装置が用いられている。この蛍光ホイール52は、レーザ光源51からのレーザ光を透過する基材上に、当該レーザ光で励起される蛍光体よりなる波長変換部材が形成されてなるものである。
図8において、61は、コリメートレンズであり、62は、赤色発光ダイオードよりなる赤色光源である。また、63A,63B,63C,64A,64B,64Cは、集光レンズである。また、65は、緑色光源からの光を透過し、赤色光源からの光を反射するダイクロイックレンズであり、66は、導光装置用入射レンズである。また、67は、反射ミラーであり、68は、導光装置である。
Conventionally, as a green light source used in a projector device, a fluorescent light source device including a laser light source and a wavelength conversion member made of a phosphor excited by laser light from the laser light source is known (for example, a patent) Reference 1).
Specifically, in Patent Document 1, as shown in FIG. 8, as a green light source of a projector device, a laser light source 51 that emits laser light oscillating in a blue region, a fluorescent wheel 52, and the fluorescent wheel 52 are rotated. A fluorescent light source device including a wheel motor 53 is used. The fluorescent wheel 52 is formed by forming a wavelength conversion member made of a phosphor excited by the laser light on a base material that transmits the laser light from the laser light source 51.
In FIG. 8, 61 is a collimating lens, and 62 is a red light source composed of a red light emitting diode. Reference numerals 63A, 63B, 63C, 64A, 64B, and 64C denote condensing lenses. Reference numeral 65 denotes a dichroic lens that transmits light from a green light source and reflects light from a red light source. Reference numeral 66 denotes an incident lens for a light guide device. Reference numeral 67 denotes a reflection mirror, and reference numeral 68 denotes a light guide device.

このように、蛍光ホイール52を回転させる回転機構を有する蛍光光源装置においては、蛍光ホイール52が回転することによって、波長変換部材が空冷されている。
しかしながら、ホイールモーター53を含む蛍光ホイール52の駆動系の構成が煩雑であり、しかも、構成部材の劣化に起因してホイールモーター53に長い使用寿命が得られない、という問題がある。また、蛍光ホイール52を回転するだけでは波長変換部材を十分に冷却することができない、という問題もある。
Thus, in the fluorescent light source device having a rotating mechanism for rotating the fluorescent wheel 52, the wavelength conversion member is air-cooled by the rotation of the fluorescent wheel 52.
However, there is a problem that the configuration of the drive system of the fluorescent wheel 52 including the wheel motor 53 is complicated, and a long service life cannot be obtained for the wheel motor 53 due to deterioration of the constituent members. There is also a problem that the wavelength conversion member cannot be sufficiently cooled only by rotating the fluorescent wheel 52.

而して、蛍光光源装置としては、回転機構を有さない構成のものが提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
具体的に、特許文献2には、図9に示すように、レーザ光源からのレーザ光で励起される蛍光体よりなる波長変換部材71と、熱膨張係数が波長変換部材とは相違する材料よりなる基板72と、波長変換部材71と基板72との間に形成された硫酸バリウムよりなる熱膨張吸収層73とを有する蛍光発光体を備えた蛍光光源装置が開示されている。
この蛍光光源装置においては、基板72が高い熱伝導率を有する窒化アルミニウム焼結体よりなり、この基板72における熱膨張吸収層73の積層面に対向する面(図9における下面)には、金属よりなる放熱プレート74が共晶接合されている。また、放熱プレート74の基板72との接合面に対向する面(図9における下面)には、放熱用フィン75が固定されている。
Thus, a fluorescent light source device having a configuration without a rotation mechanism has been proposed (for example, see Patent Document 2).
Specifically, in Patent Document 2, as shown in FIG. 9, a wavelength conversion member 71 made of a phosphor excited by laser light from a laser light source and a material having a thermal expansion coefficient different from that of the wavelength conversion member are used. A fluorescent light source device including a fluorescent light emitter having a substrate 72 and a thermal expansion absorption layer 73 made of barium sulfate formed between the wavelength conversion member 71 and the substrate 72 is disclosed.
In this fluorescent light source device, the substrate 72 is made of an aluminum nitride sintered body having high thermal conductivity, and the surface (the lower surface in FIG. 9) of the substrate 72 facing the laminated surface of the thermal expansion absorption layer 73 is made of metal. A heat dissipation plate 74 made of eutectic is joined. Further, a heat radiating fin 75 is fixed to the surface (the lower surface in FIG. 9) of the heat radiating plate 74 that faces the bonding surface with the substrate 72.

しかしながら、熱膨張吸収層73を有する蛍光発光体を備えた蛍光光源装置において、ガラスをバインダーとした硫酸バリウム層は熱伝導性が低いものである。そのため、波長変換部材71においてレーザ光が照射されることによって発生する熱を、効率的に基板72、および基板72を介して放熱プレート74および放熱用フィン75に伝達して外部に放熱することができない。これにより、波長変換部材71が高温となってしまう、という問題がある。
このように波長変換部材71が高温となることによれば、レーザ光によって波長変換部材71を構成する蛍光体を十分に励起させることができなくなる。また、蛍光体自体が温度上昇して温度消光による光束低下が生じ、十分な蛍光光束が得られなくなる、などの種々の弊害が生じる。
However, in the fluorescent light source device including the fluorescent light emitter having the thermal expansion absorption layer 73, the barium sulfate layer using glass as a binder has low thermal conductivity. Therefore, the heat generated by the laser beam irradiation on the wavelength conversion member 71 can be efficiently transferred to the heat dissipation plate 74 and the heat dissipation fin 75 via the substrate 72 and the substrate 72 to be radiated to the outside. Can not. Thereby, there exists a problem that the wavelength conversion member 71 will become high temperature.
Thus, when the wavelength conversion member 71 becomes high temperature, the phosphor constituting the wavelength conversion member 71 cannot be sufficiently excited by the laser light. In addition, the phosphor itself rises in temperature, causing a decrease in light flux due to temperature quenching, and various adverse effects such as a failure to obtain a sufficient fluorescent light flux occur.

特開2011−13316号公報JP 2011-13316 A 特開2011−198560号公報JP 2011-198560 A

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、励起光の照射による波長変換部材の温度上昇が抑制されると共に、高い発光効率の得られる蛍光光源装置を提供することにある。   The present invention has been made based on the circumstances as described above, and an object of the present invention is to provide a fluorescent light source device that can suppress the temperature rise of the wavelength conversion member due to irradiation of excitation light and can obtain high luminous efficiency. It is to provide.

本発明の蛍光光源装置は、励起光により励起される蛍光体よりなる波長変換部材を備えた蛍光光源装置であって、
前記波長変換部材が、励起光が照射される被照射面と反対側の面において、半田よりなる接合部材を介して熱伝導性基板と接合されており、
前記波長変換部材は、熱伝導率が4.0W/mK以上であり、
前記波長変換部材を構成する蛍光体が、気孔率が0.5%以下の多結晶材料よりなり、
前記接合部材が、前記波長変換部材よりも高い熱伝導率を有しており、当該接合部材によって形成された接合部材層の面積が、前記波長変換部材の面積よりも大きく、かつ、前記熱伝導性基板の面積よりも小さいことを特徴とする。
本発明の蛍光光源装置においては、前記熱伝導性基板は、前記波長変換部材との熱膨張係数の差が、当該波長変換部材の熱膨張係数の±40%以内である材料よりなることが好ましい。
The fluorescent light source device of the present invention is a fluorescent light source device including a wavelength conversion member made of a phosphor excited by excitation light,
The wavelength conversion member is bonded to the thermally conductive substrate via a bonding member made of solder on the surface opposite to the irradiated surface irradiated with the excitation light,
The wavelength conversion member has a thermal conductivity of 4.0 W / mK or more,
The phosphor constituting the wavelength conversion member is made of a polycrystalline material having a porosity of 0.5% or less,
The bonding member has a higher thermal conductivity than the wavelength conversion member, the area of the bonding member layer formed by the bonding member is larger than the area of the wavelength conversion member, and the heat conduction Smaller than the area of the conductive substrate.
In the fluorescent light source device of the present invention, the thermally conductive substrate is preferably made of a material having a difference in thermal expansion coefficient from that of the wavelength conversion member within ± 40% of the thermal expansion coefficient of the wavelength conversion member. .

本発明の蛍光光源装置においては、前記熱伝導性基板が、少なくともグラファイトとアルミニウムとの複合材料よりなることが好ましい。   In the fluorescent light source device of the present invention, it is preferable that the thermally conductive substrate is made of a composite material of at least graphite and aluminum.

本発明の蛍光光源装置においては、前記熱伝導性基板が、放熱用フィンを備えているものであることが好ましい。   In the fluorescent light source device of the present invention, it is preferable that the thermally conductive substrate is provided with a heat radiation fin.

本発明の蛍光光源装置においては、波長変換部材が特定の熱伝導率を有し、接合部材が当該波長変換部材よりも高い熱伝導率を有することから、励起光が照射されることによって波長変換部材において発生する熱を、接合部材を介して熱伝導性基板に効率よく伝達することができる。また、熱伝導性基板が波長変換部材とほぼ同等の熱膨張係数を有する材料よりなることから、波長変換部材の熱が接合部材を介して熱伝導性基板に伝達される熱サイクルに高い信頼性が得られる。これにより、波長変換部材および熱伝導性基板が熱膨張することに起因して、熱伝導性基板と波長変換部材とに剥離が生じること、および波長変換部材にクラックが発生することなどが防止できる。
従って、本発明の蛍光光源装置によれば、波長変換部材において発生した熱を、接合部材を介して熱伝導性基板に効率よく伝達して外部に放熱することができるため、励起光の照射による波長変換部材の温度上昇を抑制し、高い発光効率を得ることができる。
In the fluorescent light source device of the present invention, the wavelength conversion member has a specific thermal conductivity, and the bonding member has a higher thermal conductivity than the wavelength conversion member. The heat generated in the member can be efficiently transmitted to the heat conductive substrate through the bonding member. In addition, since the heat conductive substrate is made of a material having a thermal expansion coefficient substantially equal to that of the wavelength conversion member, the heat cycle in which the heat of the wavelength conversion member is transferred to the heat conductive substrate through the bonding member is highly reliable. Is obtained. As a result, it is possible to prevent the thermal conversion substrate and the wavelength conversion member from peeling off and the wavelength conversion member from being cracked due to the thermal expansion of the wavelength conversion member and the thermal conductive substrate. .
Therefore, according to the fluorescent light source device of the present invention, heat generated in the wavelength conversion member can be efficiently transmitted to the heat conductive substrate through the bonding member and radiated to the outside. The temperature rise of the wavelength conversion member can be suppressed and high luminous efficiency can be obtained.

本発明の蛍光光源装置においては、波長変換部材を構成する蛍光体が単結晶材料または気孔率が0.5%以下の多結晶材料よりなることから、波長変換部材を所望の熱伝導率を有する高熱伝導性のものとすることができる。また、波長変換部材が、気孔がない、あるいは気孔が殆どないものとなることから、照射される励起光の後方散乱が殆どなくなり、効率よく励起が行われる。   In the fluorescent light source device of the present invention, since the phosphor constituting the wavelength conversion member is made of a single crystal material or a polycrystalline material having a porosity of 0.5% or less, the wavelength conversion member has a desired thermal conductivity. It can be of high thermal conductivity. Moreover, since the wavelength conversion member has no pores or almost no pores, the backscattering of the excitation light to be irradiated is almost eliminated and excitation is performed efficiently.

本発明の蛍光光源装置においては、熱伝導性基板が少なくともグラファイトとアルミニウムとの複合材料よりなることにより、当該熱伝導性基板を、高い熱伝導性と共に所望の熱膨張係数を有するものとすることができる。また、グラファイトとアルミニウムとの複合材料が金属よりも比重の小さいものであるため、波長変換部材と熱伝導性基板とが接合部材を介して接合された蛍光発光体の軽量化を図ることができる。   In the fluorescent light source device of the present invention, the thermal conductive substrate is made of a composite material of at least graphite and aluminum, so that the thermal conductive substrate has a high thermal conductivity and a desired thermal expansion coefficient. Can do. In addition, since the composite material of graphite and aluminum has a specific gravity smaller than that of metal, it is possible to reduce the weight of the fluorescent light-emitting body in which the wavelength conversion member and the heat conductive substrate are bonded via the bonding member. .

本発明の蛍光光源装置においては、熱伝導性基板が放熱用フィンを備えているものであることにより、放熱用フィンによる放熱作用によって熱伝導性基板により一層高い放熱作用が得られる。また、熱伝導性基板に放熱用フィンを固定するためのフィン固定用接合部材を用いる必要がないことから、放熱用フィンに対してフィン固定用接合部材を介して熱伝達をする必要がない。そのため、励起光の照射による波長変換部材の温度上昇がより一層抑制されることから、発光効率をより高めることができる。
しかも、熱伝導性基板が少なくともグラファイトとアルミニウムとの複合材料よりなる場合には、当該複合材料が比重の小さいものであるため、放熱用フィンを備えることに伴う熱伝導性基板の重量化を抑制することができる。
In the fluorescent light source device of the present invention, since the heat conductive substrate is provided with heat radiating fins, a higher heat radiating effect is obtained by the heat conductive substrate due to the heat radiating effect of the heat radiating fins. Further, since it is not necessary to use a fin fixing joint member for fixing the heat radiation fin to the heat conductive substrate, it is not necessary to transfer heat to the heat radiation fin via the fin fixing joint member. Therefore, the temperature rise of the wavelength conversion member due to the irradiation of excitation light is further suppressed, so that the light emission efficiency can be further increased.
In addition, when the thermally conductive substrate is made of a composite material of at least graphite and aluminum, since the composite material has a low specific gravity, the weight of the thermally conductive substrate associated with the provision of heat radiation fins is suppressed. can do.

本発明の蛍光光源装置の構成の一例の概要を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline | summary of an example of a structure of the fluorescence light source device of this invention. 図1の蛍光光源装置における、波長変換部材と熱伝導性基板とが接合部材を介して接合された蛍光発光体の構成の第1の実施形態の概略を示す説明用斜視図である。FIG. 2 is an explanatory perspective view illustrating an outline of a first embodiment of a configuration of a fluorescent light emitter in which a wavelength conversion member and a heat conductive substrate are bonded via a bonding member in the fluorescent light source device of FIG. 1. 図2の蛍光発光体の断面を示す説明用断面図である。It is sectional drawing for description which shows the cross section of the fluorescent substance of FIG. 図1の蛍光光源装置のレーザ光源として用いられる強励起光源装置における光源ユニットの構成の一例の概略を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline of an example of a structure of the light source unit in the strong excitation light source device used as a laser light source of the fluorescence light source device of FIG. 図2の蛍光発光体における波長変換部材を構成する蛍光体の温度消光特性を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature quenching characteristic of the fluorescent substance which comprises the wavelength conversion member in the fluorescent substance of FIG. 本発明の蛍光光源装置における、波長変換部材と熱伝導性基板とが接合部材を介して接合された蛍光発光体の構成の第2の実施形態の概略を示す説明用断面図である。It is sectional drawing for description which shows the outline of 2nd Embodiment of the structure of the fluorescent light-emitting body with which the wavelength conversion member and the heat conductive board | substrate were joined via the joining member in the fluorescence light source device of this invention. 本発明の蛍光光源装置における、波長変換部材と熱伝導性基板とが接合部材を介して接合された蛍光発光体の構成の第3の実施形態の概略を示す説明用断面図である。It is sectional drawing for description which shows the outline of 3rd Embodiment of a structure of the fluorescent light-emitting body with which the wavelength conversion member and the heat conductive board | substrate were joined via the joining member in the fluorescence light source device of this invention. 従来の蛍光光源装置の構成の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a structure of the conventional fluorescence light source device. 従来の蛍光光源装置の構成の他の例における、波長変換部材を有する蛍光発光体の構成の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a structure of the fluorescent light-emitting body which has a wavelength conversion member in the other example of a structure of the conventional fluorescence light source device.

以下、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の蛍光光源装置の構成の一例の概要を示す説明図であり、図2は、図1の蛍光光源装置における、波長変換部材と熱伝導性基板とが接合部材を介して接合された蛍光発光体の構成の第1の実施形態の概略を示す説明用斜視図であり、図3は、図2の蛍光発光体の断面を示す説明用断面図である。
この蛍光光源装置10は、励起光光源としてのレーザ光源30と、当該レーザ光源30からのレーザ光で励起される蛍光体よりなる波長変換部材21を有する蛍光発光体20とを備えている。また、レーザ光源30の光出射口30Aから出射されたレーザ光が蛍光発光体20に至るまでの光路上には、コリメートレンズ12と、コリメートレンズ12によって略平行光とされたレーザ光を透過させるダイクロックミラー11と、透過したレーザ光を集光する集光レンズ13,14とがこの順に配置されている。ダイクロックミラー11は、コリメートレンズ12の光軸に対して例えば45°の角度で傾斜した姿勢で配置されている。
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is an explanatory view showing an outline of an example of the configuration of the fluorescent light source device of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating a wavelength conversion member and a thermally conductive substrate in the fluorescent light source device of FIG. FIG. 3 is an explanatory perspective view showing an outline of the first embodiment of the configuration of the bonded fluorescent light emitter, and FIG. 3 is an explanatory cross sectional view showing a cross section of the fluorescent light emitter of FIG.
The fluorescent light source device 10 includes a laser light source 30 as an excitation light source and a fluorescent light emitter 20 having a wavelength conversion member 21 made of a fluorescent material excited by the laser light from the laser light source 30. In addition, the collimating lens 12 and the laser light that has been made substantially parallel by the collimating lens 12 are transmitted through the optical path from the light emitting port 30 </ b> A of the laser light source 30 to the fluorescent light emitter 20. The dichroic mirror 11 and the condensing lenses 13 and 14 for condensing the transmitted laser light are arranged in this order. The dichroic mirror 11 is arranged in a posture inclined at an angle of, for example, 45 ° with respect to the optical axis of the collimating lens 12.

そして、蛍光発光体20は、図2および図3に示すように、矩形平板状の熱伝導性基板26上に、矩形平板状の波長変換部材21が、接合部材を介して接合されてなる構成のものである。熱伝導性基板26と波長変換部材21との間には、接合部材よりなる矩形平板状の接合部材層29が形成されている。
この蛍光発光体20は、波長変換部材21の表面(図3における上面)が、レーザ光源30の光出射口30Aに対向するように配置されており、当該表面によって励起光が照射される被照射面が構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the fluorescent light emitter 20 has a structure in which a rectangular plate-shaped wavelength conversion member 21 is bonded to a rectangular plate-shaped thermally conductive substrate 26 via a bonding member. belongs to. Between the heat conductive substrate 26 and the wavelength conversion member 21, a rectangular flat plate-shaped bonding member layer 29 made of a bonding member is formed.
The fluorescent light emitter 20 is disposed such that the surface of the wavelength conversion member 21 (the upper surface in FIG. 3) faces the light exit 30A of the laser light source 30, and the irradiated light is irradiated with excitation light by the surface. The surface is configured.

波長変換部材21は、熱伝導率が4.0W/mK以上である蛍光体よりなるものである。 波長変換部材21の熱伝導率が4.0W/mK未満である場合には、波長変換部材において励起光の照射によって発生した熱を効率よく熱伝導性基板26に伝達することができず、波長変換部材が高温となり、十分な蛍光への交換(以下、「蛍光変換効率」という。)が得られなくなる。   The wavelength conversion member 21 is made of a phosphor having a thermal conductivity of 4.0 W / mK or more. When the thermal conductivity of the wavelength conversion member 21 is less than 4.0 W / mK, the heat generated by the irradiation of the excitation light in the wavelength conversion member cannot be efficiently transferred to the thermal conductive substrate 26, and the wavelength The conversion member becomes high temperature, and sufficient exchange for fluorescence (hereinafter referred to as “fluorescence conversion efficiency”) cannot be obtained.

この波長変換部材21を構成する蛍光体は、単結晶材料または気孔率が0.5%以下の多結晶材料よりなるものであることが好ましい。
波長変換部材21として、単結晶材料または気孔率が0.5%以下の多結晶材料よりなる蛍光体を用いることで、波長変換部材21を所望の熱伝導率を有する高熱伝導性のものとすることができる。その理由は、単結晶材料は気孔がなく、また多結晶材料は気孔が殆どないため、気孔に熱伝導率の低い空気が存在することに起因して熱伝導性が大幅に低下することがないためである。
また、単結晶材料または多結晶材料よりなる波長変換部材21は、気孔がない、あるいは気孔が殆どなく、照射される励起光の後方散乱が殆どないため、励起光が効率よく波長変換部材21内部に侵入でき、よって効率よく蛍光体が励起される。
ここに、波長変換部材として気孔率が0.5%を超える多結晶材料を用いた場合には、後述の実験例から明らかなように、所望の熱伝導率が得られない、すなわち熱伝導率が4.0W/mK未満となる。
The phosphor constituting the wavelength conversion member 21 is preferably made of a single crystal material or a polycrystalline material having a porosity of 0.5% or less.
By using a phosphor made of a single crystal material or a polycrystalline material having a porosity of 0.5% or less as the wavelength conversion member 21, the wavelength conversion member 21 has a high thermal conductivity having a desired thermal conductivity. be able to. The reason is that the single crystal material has no pores, and the polycrystalline material has few pores, so that the thermal conductivity is not greatly reduced due to the presence of air with low thermal conductivity in the pores. Because.
In addition, the wavelength conversion member 21 made of a single crystal material or a polycrystalline material has no pores or few pores, and there is almost no backscattering of the excitation light to be irradiated. So that the phosphor is efficiently excited.
Here, when a polycrystalline material having a porosity of more than 0.5% is used as the wavelength conversion member, a desired thermal conductivity cannot be obtained, as is apparent from an experimental example described later, that is, the thermal conductivity. Is less than 4.0 W / mK.

単結晶材料としては、例えば坩堝の中で溶融状態とされた原材料に、種子結晶を接触させて鉛直方向に保持しつつ回転させながら引き上げることによって結晶(単結晶)を成長させるチョクラルスキー法(CZ法)によって得られたものが用いられる。
ここに、原材料および種子結晶としては、種々のものを用いることができる。
As a single crystal material, for example, a Czochralski method of growing a crystal (single crystal) by bringing a seed crystal into contact with a raw material that has been melted in a crucible and pulling it while rotating in a vertical direction ( Those obtained by the CZ method) are used.
Here, various materials and seed crystals can be used.

多結晶材料としては、ボールミルなどの粉砕機を用いて原材料(母材、焼成助剤および必要に応じて賦活剤)を粉砕して粒径をサブミクロン以下とし、得られた原料の微粉末からスリップキャスト法によって焼結体を形成した後、得られた焼成体に熱間等方圧加圧加工を施したものが用いられる。
ここに、原材料としては、焼結可能なものであれば、種々のものを用いることができる。
As a polycrystalline material, a raw material (a base material, a baking aid and an activator if necessary) is pulverized by using a pulverizer such as a ball mill to reduce the particle size to submicron or less. After the sintered body is formed by the slip casting method, the obtained fired body is subjected to hot isostatic pressing.
Here, various materials can be used as long as they can be sintered.

波長変換部材21を構成する単結晶材料および多結晶材料は、希土類化合物が賦活剤としてドープ(賦活)されたものであることが好ましい。
希土類化合物としては、例えばセリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)およびサマリウム(Sm)などが挙げられる。
希土類化合物のドープ量は、例えばドープされる希土類化合物の種類などに応じて適宜に定められるが、例えば0.5mol%程度である。
The single crystal material and polycrystalline material constituting the wavelength conversion member 21 are preferably those in which a rare earth compound is doped (activated) as an activator.
Examples of the rare earth compound include cerium (Ce), praseodymium (Pr), and samarium (Sm).
The doping amount of the rare earth compound is appropriately determined according to, for example, the type of the rare earth compound to be doped, and is, for example, about 0.5 mol%.

波長変換部材21を構成する蛍光体の具体例としては、例えばイットリウム・アルミニウム・ガーネット(Y3 Al5 12)にセリウムがドープされた結晶材料(YAG:Ce)、イットリウム・アルミニウム・ガーネット(Y3 Al5 12)にプラセオジムがドープされた結晶材料(YAG:Pr)、イットリウム・アルミニウム・ガーネット(Y3 Al5 12)にサマリウムがドープされた結晶材料(YAG:Sm)、およびルテチウム・アルミニウム・ガーネット(Lu3 Al5 12)にセリウムがドープされた結晶材料(LuAG:Ce)などが挙げられる。Specific examples of the phosphor constituting the wavelength conversion member 21 include a crystal material (YAG: Ce) in which cerium is doped into yttrium aluminum garnet (Y 3 Al 5 O 12 ), yttrium aluminum garnet (Y 3 Al 5 O 12 ) crystal material doped with praseodymium (YAG: Pr), yttrium aluminum garnet (Y 3 Al 5 O 12 ) samarium doped crystal material (YAG: Sm), and lutetium Examples thereof include a crystal material (LuAG: Ce) in which cerium is doped in aluminum garnet (Lu 3 Al 5 O 12 ).

波長変換部材21の厚みは、30〜200μmであることが好ましく、更に好ましくは50〜150μmである。
波長変換部材21の厚みが過小である場合には、励起光が透過してしまうために、波長変換部材21において励起光を十分に吸収することができず、蛍光の変換量が小さくなるおそれがある。一方、波長変換部材21の厚みが過大である場合には、波長変換部材21の熱抵抗により、励起光が照射されることによって発生する熱が波長変換部材21に蓄積されて高温となるおそれがある。
The thickness of the wavelength conversion member 21 is preferably 30 to 200 μm, more preferably 50 to 150 μm.
When the thickness of the wavelength conversion member 21 is too small, the excitation light is transmitted, so that the wavelength conversion member 21 cannot sufficiently absorb the excitation light, and the conversion amount of fluorescence may be reduced. is there. On the other hand, when the thickness of the wavelength conversion member 21 is excessive, heat generated by the excitation light being irradiated by the thermal resistance of the wavelength conversion member 21 may accumulate in the wavelength conversion member 21 and become high temperature. is there.

また、波長変換部材21には、接合部材との接合性、および蛍光光源装置10の構成上の観点から、図3に示すように、裏面(図3における下面)の全面に、二酸化ケイ素(SiO2 )膜(図示せず)を介して、反射膜層22、保護膜層23,24および半田濡れ膜層25が積層された金属膜が形成されていることが好ましい。
この金属膜において、反射膜層22は、例えば銀(Ag)よりなり、保護膜層23は、例えばチタン(Ti)よりなり、保護膜層24は、例えば白金(Pt)よりなり、半田濡れ膜層25は、例えば金(Au)よりなる。また、金属膜を構成する反射膜層22、保護膜層23,24および半田濡れ膜層25は、各々、例えばスパッタ法によって形成することができる。
ここに、波長変換部材21と熱伝導性基板26との間に二酸化ケイ素膜および金属膜が設けられている場合であっても、二酸化ケイ素膜の厚みは10nmと十分薄いため熱抵抗は無視することができ、また金属膜の各層を構成する金属膜も数百nm程度と薄く、しかも良好な熱伝導率を有するものであることから、熱伝導性基板26に対する波長変換部材21からの熱伝達に弊害が生じることがない。
この図の例において、二酸化ケイ素膜の厚みは、10nmである。また、金属膜を構成する各層の厚みは、反射膜層22が110nm、保護膜層23が100nm、保護膜層24が200nmおよび半田濡れ膜層25が500nmである。また、波長変換部材21の表面は、被照射面として機能すると共に、光出射面としても機能する。
Further, as shown in FIG. 3, the wavelength conversion member 21 has silicon dioxide (SiO 2) on the entire back surface (the lower surface in FIG. 3) from the viewpoint of bonding properties with the bonding member and the configuration of the fluorescent light source device 10. 2 ) It is preferable that a metal film in which the reflective film layer 22, the protective film layers 23 and 24, and the solder wet film layer 25 are laminated is formed through a film (not shown).
In this metal film, the reflective film layer 22 is made of, for example, silver (Ag), the protective film layer 23 is made of, for example, titanium (Ti), and the protective film layer 24 is made of, for example, platinum (Pt). The layer 25 is made of, for example, gold (Au). Further, the reflective film layer 22, the protective film layers 23 and 24, and the solder wetting film layer 25 constituting the metal film can be formed by, for example, sputtering.
Here, even if a silicon dioxide film and a metal film are provided between the wavelength conversion member 21 and the heat conductive substrate 26, the thickness of the silicon dioxide film is as thin as 10 nm, so the thermal resistance is ignored. Further, since the metal film constituting each layer of the metal film is as thin as about several hundred nm and has a good thermal conductivity, heat transfer from the wavelength conversion member 21 to the heat conductive substrate 26 is possible. There will be no harmful effects.
In the example of this figure, the thickness of the silicon dioxide film is 10 nm. The thickness of each layer constituting the metal film is 110 nm for the reflective film layer 22, 100 nm for the protective film layer 23, 200 nm for the protective film layer 24, and 500 nm for the solder wetting film layer 25. Further, the surface of the wavelength conversion member 21 functions as an irradiated surface and also functions as a light emitting surface.

熱伝導性基板26は、高い熱伝導性を有すると共に、波長変換部材21との熱膨張係数の差が、当該波長変換部材21の熱膨張係数の±40%以内である材料(以下、「基板材料」という。)よりなるものである。この基板材料において、波長変換部材21との熱膨張係数の差は、波長変換部材21の熱膨張係数の±20%以内であることが好ましく、波長変換部材21の熱膨張係数の±15%以内であることが更に好ましい。
すなわち、基板材料の熱膨張係数は、波長変換部材21の熱膨張係数をC〔/K〕とすると、0.6C〜1.4C〔/K〕であることが必要とされ、好ましくは0.8C〜1.2C〔/K〕であり、更に好ましくは0.85C〜1.15C〔/K〕である。
熱伝導性基板26を構成する材料の熱膨張係数が過小および過大である場合、すなわち熱伝導性基板26を構成する材料における波長変換部材21の熱膨張係数との差が過大である場合には、熱膨張に起因して、熱伝導性基板と波長変換部材21とが剥離したり、波長変換部材21にクラックが生じたりするおそれがある。
ここに、波長変換部材21の熱膨張係数は、当該波長変換部材21を構成する蛍光体としてYAG、LuAGを用いた場合には、8.0×10-6/Kである。
The thermally conductive substrate 26 has a high thermal conductivity, and a material whose difference in thermal expansion coefficient from the wavelength conversion member 21 is within ± 40% of the thermal expansion coefficient of the wavelength conversion member 21 (hereinafter referred to as “substrate”). "Material")). In this substrate material, the difference in thermal expansion coefficient from the wavelength conversion member 21 is preferably within ± 20% of the thermal expansion coefficient of the wavelength conversion member 21, and within ± 15% of the thermal expansion coefficient of the wavelength conversion member 21. More preferably.
That is, the coefficient of thermal expansion of the substrate material is required to be 0.6 C to 1.4 C [/ K], preferably 0 to 0.1 C, where C is the coefficient of thermal expansion of the wavelength conversion member 21. 8C to 1.2C [/ K], more preferably 0.85C to 1.15C [/ K].
When the thermal expansion coefficient of the material constituting the thermally conductive substrate 26 is too small and excessive, that is, when the difference between the thermal expansion coefficient of the material constituting the thermally conductive substrate 26 and the wavelength conversion member 21 is excessive. Due to thermal expansion, the thermally conductive substrate and the wavelength conversion member 21 may be peeled off or cracks may be generated in the wavelength conversion member 21.
Here, the thermal expansion coefficient of the wavelength conversion member 21 is 8.0 × 10 −6 / K when YAG or LuAG is used as the phosphor constituting the wavelength conversion member 21.

基板材料の好ましい具体例としては、グラファイトとアルミニウムとの複合材料(以下、「グラファイト複合材」ともいう。)が挙げられる。
ここに、グラファイト複合材の熱膨張係数は、7×10-6〜8×10-6/Kであり、また、熱伝導率は168〜425W/mKである。
Preferable specific examples of the substrate material include a composite material of graphite and aluminum (hereinafter also referred to as “graphite composite material”).
Here, the thermal expansion coefficient of the graphite composite is 7 × 10 −6 to 8 × 10 −6 / K, and the thermal conductivity is 168 to 425 W / mK.

グラファイト複合材は、溶湯鍛造法によって得られるものである。
具体的には、グラファイト複合材は、グラファイトブロックを、溶融したアルミニウム金属に浸漬し、その溶融アルミニウム金属に高い圧力をかけることによって当該グラファイトブロックに存在する気孔に強制的に溶融アルミニウム金属を圧入・含浸し、その後冷却することによって製造することができる。このような製造方法によれば、得られる特定グラファイト複合材を、緻密で鋳巣(空洞)の少ない鋳造物とすることができる。
The graphite composite material is obtained by a molten metal forging method.
Specifically, the graphite composite material is formed by immersing a graphite block in molten aluminum metal and forcing the molten aluminum metal into pores existing in the graphite block by applying high pressure to the molten aluminum metal. It can be produced by impregnating and then cooling. According to such a manufacturing method, the obtained specific graphite composite material can be made into a cast product having a dense shape and a small number of voids.

基板材料としては、グラファイト複合材の他、例えば溶湯鍛造法によって得られる炭化ケイ素とアルミニウムとの複合材料、銅タングステン合金、モリブデン、ダイヤモンド銅複合体およびアルミダイヤモンド複合体などを用いることができる。
ここに、炭化ケイ素とアルミニウムとの複合材料の熱膨張係数は、6×10-6〜7×10-6/Kであり、また、熱伝導率は276W/mKである。銅タングステン合金の熱膨張係数は、6.4×10-6/Kであり、また、熱伝導率は167W/mKである。モリブデンの熱膨張係数は、4.8×10-6/Kであり、また、熱伝導率は138W/mKである。ダイヤモンド銅複合体の熱膨張係数は、6×10-6/Kであり、また、熱伝導率は550W/mKである。アルミダイヤモンド複合体の熱膨張係数は、7.5×10-6/Kであり、また、熱伝導率は500W/mKである。
As the substrate material, for example, a composite material of silicon carbide and aluminum obtained by a melt forging method, a copper tungsten alloy, molybdenum, a diamond copper composite, an aluminum diamond composite, and the like can be used in addition to the graphite composite.
Here, the thermal expansion coefficient of the composite material of silicon carbide and aluminum is 6 × 10 −6 to 7 × 10 −6 / K, and the thermal conductivity is 276 W / mK. The thermal expansion coefficient of the copper tungsten alloy is 6.4 × 10 −6 / K, and the thermal conductivity is 167 W / mK. Molybdenum has a thermal expansion coefficient of 4.8 × 10 −6 / K and a thermal conductivity of 138 W / mK. The thermal expansion coefficient of the diamond copper composite is 6 × 10 −6 / K, and the thermal conductivity is 550 W / mK. The thermal expansion coefficient of the aluminum diamond composite is 7.5 × 10 −6 / K, and the thermal conductivity is 500 W / mK.

熱伝導性基板26は、接合部材との接合性の観点から、図3に示すように、基板材料よりなる基材26Aの表面(図3における上面)に、保護膜層27および半田濡れ膜層28がこの順に積層された金属膜が形成されたものであることが好ましい。
この金属膜において、保護膜層27は、例えば無電解めっき法によって形成されたニッケル−リンめっき膜(Ni−P膜)よりなり、半田濡れ膜層28は、例えばめっき法によって形成された金(Au)膜よりなる。
ここに、熱伝導性基板26が金属膜が設けられたものであっても、金属膜の各層を構成する金属が良好な熱伝導率を有するものであることから、熱伝導性基板26に対する波長変換部材21からの熱伝達に弊害が生じることがない。
この図の例において、熱伝導性基板26は、基板材料よりなる基材26Aの外表面全面(表面、裏面および側面)が、保護膜層27および半田濡れ膜層28よりなる金属膜で覆われてなるものである。この金属膜を構成する各層の厚みは、保護膜層27が2μm、半田濡れ膜層28が0.1μmである。
As shown in FIG. 3, the heat conductive substrate 26 has a protective film layer 27 and a solder wetting film layer on the surface (upper surface in FIG. 3) of the base material 26A made of a substrate material, from the viewpoint of bonding properties with the bonding member. It is preferable that a metal film in which 28 is laminated in this order is formed.
In this metal film, the protective film layer 27 is made of, for example, a nickel-phosphorous plating film (Ni-P film) formed by an electroless plating method, and the solder wet film layer 28 is made of gold (for example, formed by a plating method). Au) film.
Here, even if the heat conductive substrate 26 is provided with a metal film, the metal constituting each layer of the metal film has a good heat conductivity. There is no adverse effect on heat transfer from the conversion member 21.
In the example of this figure, in the heat conductive substrate 26, the entire outer surface (front surface, back surface and side surface) of the base material 26A made of the substrate material is covered with a metal film made of the protective film layer 27 and the solder wet film layer 28. It will be. The thickness of each layer constituting the metal film is 2 μm for the protective film layer 27 and 0.1 μm for the solder wetting film layer 28.

熱伝導性基板26における基材26Aの厚みは、排熱性の観点から、当該基材26Aを構成する基板材料の熱伝導率に応じて適宜に定められる。
具体的に、基板材料がグラファイト複合材である場合において、基材26Aの厚みは、1.0〜2.0μmであることが好ましい。
また、熱伝導性基板26における表面(図3のにおける上面)の面積は、排熱性などの観点から、波長変換部材21における裏面の面積よりも大きいことが好ましい。
The thickness of the base material 26A in the heat conductive substrate 26 is appropriately determined according to the thermal conductivity of the substrate material constituting the base material 26A from the viewpoint of exhaust heat.
Specifically, when the substrate material is a graphite composite material, the thickness of the base material 26A is preferably 1.0 to 2.0 μm.
Moreover, it is preferable that the area of the surface (upper surface in FIG. 3) in the heat conductive board | substrate 26 is larger than the area of the back surface in the wavelength conversion member 21 from viewpoints, such as exhaust heat property.

接合部材は、波長変換部材21よりも高い熱伝導率を有するものである。
接合部材の熱伝導率が波長変換部材21の熱伝導率以下である場合には、波長変換部材21において励起光の照射によって発生した熱を効率よく熱伝導性基板26に対して伝達することができないため、波長変換部材21が高温となり、十分な蛍光交換効率が得られなくなる。
The bonding member has a higher thermal conductivity than the wavelength conversion member 21.
When the thermal conductivity of the bonding member is equal to or lower than the thermal conductivity of the wavelength conversion member 21, the heat generated by the excitation light irradiation in the wavelength conversion member 21 can be efficiently transmitted to the thermal conductive substrate 26. Therefore, the wavelength conversion member 21 becomes high temperature, and sufficient fluorescence exchange efficiency cannot be obtained.

接合部材としては、フラックスフリー半田が用いられる。
ここに、フラックスフリー半田の熱伝導率は、40〜55W/mKである。
As the joining member, flux-free solder is used.
Here, the thermal conductivity of the flux-free solder is 40 to 55 W / mK.

この接合部材による波長変換部材21と熱伝導性基板26との接合は、例えばリフロー炉を用い、接合部材としてのフラックスフリー半田シートを、必要に応じて二酸化ケイ素膜および金属膜が形成された波長変換部材21と、熱伝導性基板26との間に挟み、蟻酸ガスまたは水素ガスの雰囲気中において加熱を行うリフロー方式によって行うことができる。
このように、蟻酸または水素の還元力を利用してフラックスフリー半田シートの表面酸化膜を除去してリフローを行う接合方法によれば、形成される接合部材層29にボイドが生じることがなく、良好な熱伝導性が得られる。
The wavelength conversion member 21 and the heat conductive substrate 26 are bonded by the bonding member using, for example, a reflow furnace, a flux-free solder sheet as a bonding member, and a wavelength on which a silicon dioxide film and a metal film are formed as necessary. It can be performed by a reflow method in which it is sandwiched between the conversion member 21 and the heat conductive substrate 26 and heated in an atmosphere of formic acid gas or hydrogen gas.
Thus, according to the joining method in which the reflow is performed by removing the surface oxide film of the flux-free solder sheet using the reducing power of formic acid or hydrogen, no voids are generated in the formed joining member layer 29, Good thermal conductivity is obtained.

リフロー方式による波長変換部材21と熱伝導性基板26との接合に供する接合部材(フラックスフリー半田シート)の厚みは、例えば50μmである。
また、形成される接合部材層29は、波長変換部材21および熱伝導性基板26との接合性、接合部材層29による排熱性および熱伝導性基板26への熱伝達性などの観点から、表面(図3における上面)の面積が波長変換部材21の裏面の面積よりも大きく、かつ裏面(図3における下面)の面積が熱伝導性基板26の表面の面積よりも小さいことが好ましい。
The thickness of the joining member (flux-free solder sheet) used for joining the wavelength conversion member 21 and the heat conductive substrate 26 by the reflow method is, for example, 50 μm.
In addition, the formed bonding member layer 29 has a surface from the viewpoints of bondability between the wavelength conversion member 21 and the heat conductive substrate 26, exhaust heat by the bonding member layer 29, heat transfer to the heat conductive substrate 26, and the like. It is preferable that the area of the upper surface in FIG. 3 is larger than the area of the back surface of the wavelength conversion member 21 and the area of the back surface (lower surface in FIG. 3) is smaller than the area of the surface of the heat conductive substrate 26.

波長変換部材21に対して励起光を照射するレーザ光源30としては、例えば、図4に示すような複数(図4の例においては14個)のレーザ発光素子32を備えたレーザ光源ユニット31を複数(この例においては、5個)備えた強励起光源装置が用いられる。   As the laser light source 30 that irradiates the wavelength conversion member 21 with excitation light, for example, a laser light source unit 31 including a plurality of (14 in the example of FIG. 4) laser light emitting elements 32 as shown in FIG. A plurality of strong excitation light source devices (5 in this example) are used.

この強励起光源装置のレーザ光源ユニット31においては、14個のレーザ発光素子32が2列に配列されており、各列を構成する7個のレーザ発光素子32の各々が、光出射面が対向するように配置されている。これらの14個のレーザ発光素子32の各々の光出射面の前方には、コリメートレンズ33が配設されており、これらの複数のコリメートレンズ33の各々によって略平行光とされたレーザ光を同一方向に進むように屈曲させる折り返しミラー34が設けられている。また、複数の折り返しミラー34の各々によって反射された光を集光する集光レンズ35と、この集光レンズ35で集光されたレーザ光が一端に入射する導光部材36とが設けられている。導光部材36としては、例えば直径1.5mmの石英ファイバが用いられている。
そして、5個のレーザ光源ユニット31の導光部材36を構成する石英ファイバが結束されており、これにより、結束された5本の石英ファイバの他端によって強励起光源装置よりなるレーザ光源30の光出射口30Aが構成されている。
In the laser light source unit 31 of this strong excitation light source device, 14 laser light emitting elements 32 are arranged in two rows, and each of the seven laser light emitting elements 32 constituting each row is opposed to the light emitting surface. Are arranged to be. A collimating lens 33 is disposed in front of the light emitting surface of each of the 14 laser light emitting elements 32, and the laser light that has been made substantially parallel by each of the plurality of collimating lenses 33 is the same. A folding mirror 34 is provided to bend so as to proceed in the direction. Further, a condensing lens 35 for condensing the light reflected by each of the plurality of folding mirrors 34 and a light guide member 36 for allowing the laser light condensed by the condensing lens 35 to enter one end are provided. Yes. As the light guide member 36, for example, a quartz fiber having a diameter of 1.5 mm is used.
And the quartz fiber which comprises the light guide member 36 of the five laser light source units 31 is bundled, and by this, the laser light source 30 which consists of a strong excitation light source device by the other end of five bundled quartz fibers. A light exit 30A is configured.

このような構成の蛍光光源装置10においては、レーザ光源30を構成する5個のレーザ光源ユニット31の各々において、14個のレーザ発光素子32から出射されたレーザ光が、コリメートレンズ33によって略平行光とされた後、折り返しミラー34によって集光レンズ35に向かって反射される。そして、折り返しミラー34の反射光が集光レンズ35によって集光されて、導光部材36の一端に入射する。このようにして5個の光源ユニット31を構成する導光部材36の各々に入射されたレーザ光が、これらの5個の導光部材36(石英ファイバ)の他端によって構成された光出射口30Aから励起光として出射される。
そして、図1に示したように、レーザ光源30の光出射口30Aから出射されたレーザ光は、コリメートレンズ12によって略平行光とされ、集光レンズ13,14によって集光されて、蛍光発光体20を構成する波長変換部材21の表面(被照射面)に照射されることにより、蛍光に変換される。
このようにして、波長変換部材21にレーザ光が照射されることによって発光した蛍光が、蛍光光源装置10から出射されて、例えばプロジェクター装置の光源光として利用される。
In the fluorescent light source device 10 having such a configuration, the laser light emitted from the 14 laser light emitting elements 32 in each of the five laser light source units 31 constituting the laser light source 30 is substantially parallel by the collimating lens 33. After being converted to light, it is reflected toward the condenser lens 35 by the folding mirror 34. Then, the reflected light of the folding mirror 34 is collected by the condenser lens 35 and enters one end of the light guide member 36. In this way, the laser light incident on each of the light guide members 36 constituting the five light source units 31 is a light emission port formed by the other ends of these five light guide members 36 (quartz fibers). 30A is emitted as excitation light.
As shown in FIG. 1, the laser light emitted from the light emission port 30 </ b> A of the laser light source 30 is converted into substantially parallel light by the collimating lens 12, condensed by the condenser lenses 13 and 14, and fluorescent light emission. By irradiating the surface (irradiated surface) of the wavelength conversion member 21 constituting the body 20, it is converted into fluorescence.
Thus, the fluorescence emitted by irradiating the wavelength conversion member 21 with the laser light is emitted from the fluorescent light source device 10 and used as, for example, the light source light of the projector device.

蛍光光源装置10においては、レーザ光源30を構成する強励起光源装置において、複数のレーザ光源ユニット31の各々を構成するレーザ発光素子32として、例えば波長445nmのレーザ光を出力1.6Wで出射するものを用いた場合には、波長変換部材21に対して、高エネルギー密度の励起光が照射されることとなる。具体的には、波長変換部材21を構成する蛍光体を励起するエネルギーは約100W(励起密度は約20W/mm2 )となる。
ここに、例えば図8に示すような構成の従来公知の蛍光ホイールを備えた蛍光光源装置の一般的な励起密度が5W/mm2 であることから、蛍光光源装置10は、蛍光ホイールを備えた蛍光光源装置に比して4倍の励起密度を有する光で波長変換部材21を構成する蛍光体を励起させることになる。
一方、約100Wのエネルギーを有する光が励起光として照射される条件においては、波長変換部材21における蛍光変換効率が50%であることから、励起光のエネルギーの半分程度が熱となってしまう。しかも、波長変換部材21における蛍光変換効率は、図5に示すように、波長変換部材21の温度が高くなるに従って低くなり、この温度消光によって光束低下が生じてしまう。
ここに、図5は、波長変換部材21を構成する蛍光体の温度(波長変換部材温度)と蛍光光束量相対値との関係を示している。
In the fluorescent light source device 10, in the strong excitation light source device constituting the laser light source 30, for example, a laser beam having a wavelength of 445 nm is emitted at an output of 1.6 W as the laser light emitting element 32 constituting each of the plurality of laser light source units 31. When a thing is used, the excitation light of high energy density will be irradiated with respect to the wavelength conversion member 21. FIG. Specifically, the energy for exciting the phosphor constituting the wavelength conversion member 21 is about 100 W (excitation density is about 20 W / mm 2 ).
Here, for example, since a general excitation density of a fluorescent light source device having a conventionally known fluorescent wheel having a configuration shown in FIG. 8 is 5 W / mm 2 , the fluorescent light source device 10 includes a fluorescent wheel. The phosphor constituting the wavelength conversion member 21 is excited with light having an excitation density four times that of the fluorescent light source device.
On the other hand, under the condition that light having energy of about 100 W is irradiated as excitation light, the fluorescence conversion efficiency in the wavelength conversion member 21 is 50%, so about half of the excitation light energy becomes heat. Moreover, as shown in FIG. 5, the fluorescence conversion efficiency in the wavelength conversion member 21 decreases as the temperature of the wavelength conversion member 21 increases, and this temperature quenching causes a decrease in luminous flux.
FIG. 5 shows the relationship between the temperature of the phosphor constituting the wavelength conversion member 21 (wavelength conversion member temperature) and the relative value of the amount of fluorescent light flux.

而して、蛍光光源装置10においては、波長変換部材21が4.0W/mK以上の特定の熱伝導率を有し、接合部材が波長変換部材21よりも高い熱伝導率を有することから、励起光が照射されることによって波長変換部材21において発生した熱が、接合部材を介して熱伝導性基板26に効率よく伝達される。また、熱伝導性基板26が、波長変換部材21とほぼ同等の熱膨張係数を有する基板材料よりなることから、波長変換部材21の熱が接合部材を介して熱伝導性基板26に伝達される熱サイクルに高い信頼性が得られる。
このように、蛍光発光体20が、優れた排熱構造を有するものであることから、励起光の照射による波長変換部材21の温度上昇を抑制することができる。そのため、励起光が照射された状態の波長変換部材21の温度を、波長変換部材21を構成する蛍光体の温度消光による光束低下が10%以内とされる温度、具体的には、200℃以下、好ましくは150℃以下とすることができることから、高い発光効率を得ることができる。
また、蛍光光源装置10においては、波長変換部材21および熱伝導性基板26が熱膨張することに起因して、熱伝導性基板26と波長変換部材21とに剥離が生じること、および波長変換部材21にクラックが発生することなどの弊害が生じることがない。
Thus, in the fluorescent light source device 10, the wavelength conversion member 21 has a specific thermal conductivity of 4.0 W / mK or more, and the bonding member has a higher thermal conductivity than the wavelength conversion member 21. The heat generated in the wavelength conversion member 21 by being irradiated with the excitation light is efficiently transmitted to the heat conductive substrate 26 through the bonding member. Further, since the heat conductive substrate 26 is made of a substrate material having a thermal expansion coefficient substantially equal to that of the wavelength conversion member 21, the heat of the wavelength conversion member 21 is transmitted to the heat conductive substrate 26 through the bonding member. High reliability in thermal cycle.
As described above, since the fluorescent light emitter 20 has an excellent exhaust heat structure, it is possible to suppress an increase in the temperature of the wavelength conversion member 21 due to irradiation with excitation light. Therefore, the temperature of the wavelength conversion member 21 irradiated with the excitation light is set to a temperature at which the luminous flux decrease due to temperature quenching of the phosphor constituting the wavelength conversion member 21 is within 10%, specifically 200 ° C. or less. Since it can be preferably set to 150 ° C. or less, high luminous efficiency can be obtained.
Further, in the fluorescent light source device 10, the wavelength conversion member 21 and the heat conductive substrate 26 are thermally expanded to cause separation between the heat conductive substrate 26 and the wavelength conversion member 21, and the wavelength conversion member. No adverse effects such as the occurrence of cracks in 21 occur.

本発明においては、上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、蛍光発光体は、熱伝導率が4.0W/mK以上の波長変換部材が、当該波長変換部材よりも高い熱伝導率を有する接合部材を介して、基板材料よりなる熱伝導性基板に接合されてなる構成を有するものであればよい。
具体的には、例えば熱伝導性基板は、放熱用フィンを備えてなるものであってもよく(図7参照)、また基板材料よりなる基材の表面のみに金属膜が設けられているものであってもよい(図6および図7参照)。
熱伝導性基板が放熱用フィンを備えている場合には、放熱用フィンによる放熱作用によって熱伝導性基板により一層高い放熱作用が得られる。また、熱伝導性基板に放熱用フィンを固定するためにグリスなどの熱伝導性を有するフィン固定用接合部材を用いる必要がないことから、放熱用フィンに熱伝導性接合部材を介して熱伝達をする必要がない。従って、励起光の照射による波長変換部材の温度上昇を一層抑制することができ、よって発光効率をより高めることができる。
しかも、熱伝導性基板が少なくともグラファイト複合材よりなるものである場合には、放熱用フィンを備えることに伴う熱伝導性基板の重量化を抑制することができる。その理由は、グラファイト複合材が、一般的に放熱用フィンの構成材料として用いられている銅などの金属に比して比重が小さいものだからである。ここに、グラファイト複合材の比重は、銅の1/4程度である。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
For example, in a fluorescent light emitter, a wavelength conversion member having a thermal conductivity of 4.0 W / mK or more is bonded to a thermally conductive substrate made of a substrate material via a bonding member having a higher thermal conductivity than the wavelength conversion member. What is necessary is just to have the structure formed by joining.
Specifically, for example, the heat conductive substrate may be provided with a heat radiating fin (see FIG. 7), or a metal film is provided only on the surface of a base material made of a substrate material. (See FIGS. 6 and 7).
In the case where the thermally conductive substrate is provided with heat radiating fins, a higher heat radiating effect is obtained by the heat conductive substrate due to the heat radiating effect of the heat radiating fins. Further, since it is not necessary to use a heat-fining bonding member such as grease to fix the heat-dissipating fin to the heat-conductive substrate, heat is transferred to the heat-dissipating fin via the heat-conductive bonding member. There is no need to do. Therefore, the temperature rise of the wavelength conversion member due to the irradiation of excitation light can be further suppressed, and the luminous efficiency can be further increased.
In addition, when the thermally conductive substrate is made of at least a graphite composite material, it is possible to suppress the weight of the thermally conductive substrate accompanying the provision of the heat radiation fins. This is because the graphite composite material has a smaller specific gravity than a metal such as copper, which is generally used as a constituent material of the heat radiation fin. Here, the specific gravity of the graphite composite material is about 1/4 of that of copper.

また、波長変換部材には、表面(被照射面)以外の外表面の全面に、金属膜が形成されていてもよい(図7参照)。
波長変換部材の側面に反射膜層を含む金属膜が形成されている場合には、波長変換部材において得られた蛍光が側面から出射されることを防止することができるため、得られた蛍光をより効率的に利用することができる。
Moreover, the metal film may be formed in the wavelength conversion member in the whole outer surface other than the surface (surface to be irradiated) (refer FIG. 7).
When a metal film including a reflective film layer is formed on the side surface of the wavelength conversion member, the fluorescence obtained in the wavelength conversion member can be prevented from being emitted from the side surface. It can be used more efficiently.

本発明の他の実施の形態の具体例としては、図6および図7に示すような蛍光発光体を備えてなる蛍光光源装置が挙げられる。
これらの図6および図7に係る蛍光光源装置においては、図1〜図3に係る蛍光光源装置と同様に、励起光の照射による波長変換部材の温度上昇を抑制することができ、高い発光効率を得ることができる。
As a specific example of another embodiment of the present invention, there is a fluorescent light source device including a fluorescent light emitter as shown in FIGS.
In these fluorescent light source devices according to FIGS. 6 and 7, similarly to the fluorescent light source device according to FIGS. 1 to 3, the temperature increase of the wavelength conversion member due to the irradiation of excitation light can be suppressed, and high luminous efficiency. Can be obtained.

ここに、図6の蛍光発光体41は、基板材料よりなる基材26Aの表面(図6における上面)のみに金属膜が設けられている熱伝導性基板42を有する構成のものである。なお、金属膜は、例えば図1〜図3に係る蛍光光源装置10の熱伝導性基板26に設けられている金属膜と同様の構成を有するものである。
この図6の蛍光発光体41を有する蛍光光源装置は、蛍光発光体41において、基板材料よりなる基材26Aの表面のみに金属膜が設けられている熱伝導性基板42が用いられていること以外は図1〜図3に係る蛍光光源装置10と同様の構成を有するものである。
Here, the fluorescent light-emitting body 41 of FIG. 6 has a configuration having a thermally conductive substrate 42 in which a metal film is provided only on the surface (upper surface in FIG. 6) of a base material 26A made of a substrate material. In addition, a metal film has the structure similar to the metal film provided in the heat conductive board | substrate 26 of the fluorescence light source device 10 which concerns on FIGS. 1-3, for example.
The fluorescent light source device having the fluorescent light emitter 41 of FIG. 6 uses a thermally conductive substrate 42 in which a metal film is provided only on the surface of the base material 26A made of a substrate material. Other than the above, the fluorescent light source device 10 according to FIGS.

また、図7の蛍光発光体44は、熱伝導性基板45が裏面側(図7における下面側)に放熱用フィン46を備えている構成のものである。また、熱伝導性基板45は、基板材料よりなる基材45Aの表面(図7における上面)のみに金属膜が設けられたものである。なお、金属膜は、例えば図1〜図3に係る蛍光光源装置10の熱伝導性基板26に設けられている金属膜と同様の構成を有するものである。また、波長変換部材21における表面(被照射面)以外の外表面(裏面および側面)の全面に、金属膜が形成されている。なお、金属膜は、例えば図1〜図3に係る蛍光光源装置10の波長変換部材21に形成されている金属膜と同様の構成を有するものである。
この図7の蛍光発光体を有する蛍光光源装置は、蛍光発光体44において、裏面側に放熱用フィン46を備えてなる熱伝導性基板45が用いられていると共に、波長変換部材21の表面(被照射面)以外の外表面の全面に、金属膜が形成されていること以外は図6に係る蛍光光源装置と同様の構成を有するものである。
7 has a configuration in which the heat conductive substrate 45 includes the heat radiation fins 46 on the back surface side (the lower surface side in FIG. 7). The heat conductive substrate 45 is a substrate in which a metal film is provided only on the surface (upper surface in FIG. 7) of a base material 45A made of a substrate material. In addition, a metal film has the structure similar to the metal film provided in the heat conductive board | substrate 26 of the fluorescence light source device 10 which concerns on FIGS. 1-3, for example. Further, a metal film is formed on the entire outer surface (back surface and side surface) other than the surface (irradiated surface) of the wavelength conversion member 21. In addition, a metal film has the structure similar to the metal film currently formed in the wavelength conversion member 21 of the fluorescence light source device 10 which concerns on FIGS. 1-3, for example.
In the fluorescent light source device having the fluorescent light emitter shown in FIG. 7, the fluorescent light emitter 44 uses the heat conductive substrate 45 having the heat dissipating fins 46 on the back surface side, and the surface of the wavelength conversion member 21 ( Except that a metal film is formed on the entire surface of the outer surface other than the surface to be irradiated), it has the same configuration as that of the fluorescent light source device according to FIG.

また、蛍光光源装置全体の構造は、図1に示すものに限定されず、種々の構成を採用することができる。
例えば、図1に係る蛍光光源装置10では、1つのレーザ光源(例えば、レーザダイオード)の光を用いているが、レーザ光源が複数あり、波長変換部材の前に集光レンズを配置して、集光光を波長変換部材に照射する形態であってもよい。また、励起光はレーザ光源の光に限るものではなく、波長変換部材を励起できるものであれば、LEDの光を集光したものでもよく、更には、水銀、キセノン等が封入されたランプからの光であってもよい。尚、ランプやLEDのように放射波長に幅を持つ光源を利用した場合、励起光の波長はランプ等から放射される主たる放射波長の領域である。ただし、本発明においては、これに限定されるものではない。
Moreover, the structure of the whole fluorescence light source device is not limited to what is shown in FIG. 1, A various structure is employable.
For example, in the fluorescent light source device 10 according to FIG. 1, the light of one laser light source (for example, a laser diode) is used, but there are a plurality of laser light sources, and a condensing lens is disposed in front of the wavelength conversion member, The form which irradiates a wavelength conversion member with condensed light may be sufficient. In addition, the excitation light is not limited to the light from the laser light source, and may be one that condenses the light of the LED as long as it can excite the wavelength conversion member, and further, from a lamp in which mercury, xenon, or the like is enclosed. May be light. When a light source having a width in the radiation wavelength such as a lamp or LED is used, the wavelength of the excitation light is a main radiation wavelength region emitted from the lamp or the like. However, the present invention is not limited to this.

以下、本発明の作用効果を確認するために行った実験例について説明する。   Hereinafter, experimental examples performed for confirming the effects of the present invention will be described.

〔実験例1〕
先ず、外径18mm、厚み100μmであって、表1に示す気孔率を有するLuAG:Ce多結晶材料(熱膨張係数8.0×10-6/K)7種類を用意した。これらの7種類の多結晶材料を、ダイシングソーによってカットすることにより、縦3mm、横1.7mm、厚み130μmの矩形平板状の形状を有する波長変換部材を得た。
そして、得られた7種類の波長変換部材の各々を用いて、図2および図3の構成を有する7種類の蛍光発光体(以下、「実験用蛍光発光体(1)」〜「実験用蛍光発光体(7)」ともいう。)を作製した。
実験用蛍光発光体(1)〜実験用蛍光発光体(7)においては、熱伝導性基板として、縦25mm、横25mm、厚み1.6mmの矩形平板状の形状を有し、グラファイトとアルミニウムとの複合材(熱膨張係数7.0×10-6/K)よりなるものを用いた。また、接合部材としては、縦3.5mm、横2.2mm、厚み50μmのフラックスフリー半田シート(熱伝導率55W/mK)を用いた。
[Experimental Example 1]
First, seven kinds of LuAG: Ce polycrystalline materials (thermal expansion coefficient 8.0 × 10 −6 / K) having an outer diameter of 18 mm and a thickness of 100 μm and having the porosity shown in Table 1 were prepared. By cutting these seven kinds of polycrystalline materials with a dicing saw, a wavelength conversion member having a rectangular flat plate shape having a length of 3 mm, a width of 1.7 mm, and a thickness of 130 μm was obtained.
Then, using each of the obtained seven types of wavelength conversion members, seven types of fluorescent light emitters having the configurations of FIGS. 2 and 3 (hereinafter referred to as “experimental fluorescent light emitter (1)” to “experimental fluorescent light”). A light emitter (also referred to as “7”) was manufactured.
In the experimental fluorescent light emitter (1) to the experimental fluorescent light emitter (7), the heat conductive substrate has a rectangular flat plate shape of 25 mm long, 25 mm wide, and 1.6 mm thick, and graphite, aluminum, A composite material (coefficient of thermal expansion: 7.0 × 10 −6 / K) was used. Further, a flux-free solder sheet (thermal conductivity 55 W / mK) having a length of 3.5 mm, a width of 2.2 mm, and a thickness of 50 μm was used as the joining member.

作製した実験用蛍光発光体(1)〜実験用蛍光発光体(7)を、図1の構成を有する蛍光光源装置における蛍光発光体として用い、実験用蛍光発光体(1)〜実験用蛍光発光体(7)の各々に対して、温度25℃の環境条件下において、レーザ光源から、蛍光体を励起するエネルギーが約100W(励起密度は約20W/mm2 )の励起光を照射した。そして、熱伝導性基板の温度(表面温度)を熱電対によって測定し、得られた測定値と、各蛍光発光体を構成する波長変換部材の熱抵抗とに基づいて波長変換部材の温度を算出した。結果を、波長変換部材の熱伝導率と共に表1に示す。
ここに、レーザ光源としては、図4の構造を有する強励起光源装置を用いた。この強励起光源装置においては、レーザ発光素子32として、波長445nmのレーザ光を出力1.6Wで出射するものを用い、また、導光部材36として、直径1.5mmの石英ファイバよりなるものを用いた。
The produced experimental fluorescent light emitter (1) to experimental fluorescent light emitter (7) are used as fluorescent light emitters in the fluorescent light source device having the configuration shown in FIG. 1, and the experimental fluorescent light emitter (1) to the experimental fluorescent light emission are used. Each of the bodies (7) was irradiated with excitation light having an energy for exciting the phosphor of about 100 W (excitation density of about 20 W / mm 2 ) from a laser light source under an environmental condition of a temperature of 25 ° C. Then, the temperature (surface temperature) of the heat conductive substrate is measured by a thermocouple, and the temperature of the wavelength conversion member is calculated based on the obtained measurement value and the thermal resistance of the wavelength conversion member constituting each fluorescent light emitter. did. The results are shown in Table 1 together with the thermal conductivity of the wavelength conversion member.
Here, a strong excitation light source device having the structure of FIG. 4 was used as the laser light source. In this strong excitation light source device, a laser light emitting element 32 that emits laser light having a wavelength of 445 nm at an output of 1.6 W is used, and a light guide member 36 that is made of a quartz fiber having a diameter of 1.5 mm. Using.

Figure 0006164221
Figure 0006164221

以上の結果から、波長変換部材を構成する多結晶材料の気孔率が大きくなるに従って、気孔に熱伝導率(0.0241W/mK)の低い空気が存在することに起因して、波長変換部材の熱伝導率が大幅に低下してしまうことが明らかとなった。
また、波長変換部材の熱伝導率を4.0W/mK以上とすることにより、励起光が照射された状態の波長変換部材の温度を200℃以下とすることができることが明らかとなった。また、波長変換部材の熱伝導率を4.0W/mK以上とするためには、蛍光体を構成する結晶材料(多結晶材料)の気孔率を0.5%以下とすることが必要であることが明らかとなった。
すなわち、本発明に係る蛍光発光体(1)〜蛍光発光体(4)によれば、励起光の照射による波長変換部材の温度上昇が抑制できることが確認された。
From the above results, as the porosity of the polycrystalline material constituting the wavelength conversion member increases, air having a low thermal conductivity (0.0241 W / mK) is present in the pores. It was revealed that the thermal conductivity was greatly reduced.
Moreover, it became clear that the temperature of the wavelength conversion member in the state irradiated with the excitation light can be set to 200 ° C. or less by setting the thermal conductivity of the wavelength conversion member to 4.0 W / mK or more. Moreover, in order to set the thermal conductivity of the wavelength conversion member to 4.0 W / mK or more, it is necessary to set the porosity of the crystal material (polycrystalline material) constituting the phosphor to 0.5% or less. It became clear.
That is, according to the fluorescent light emitter (1) to the fluorescent light emitter (4) according to the present invention, it was confirmed that the temperature increase of the wavelength conversion member due to the irradiation of the excitation light can be suppressed.

10 蛍光光源装置
11 ダイクロックミラー
12 コリメートレンズ
13,14 集光レンズ
20 蛍光発光体
21 波長変換部材
22 反射膜層
23,24 保護膜層
25 半田濡れ膜層
26 熱伝導性基板
26A 基材
27 保護膜層
28 半田濡れ膜層
29 接合部材層
30 レーザ光源
30A 光出射口
31 レーザ光源ユニット
32 レーザ発光素子
33 コリメートレンズ
34 折り返しミラー
35 集光レンズ
36 導光部材
41 蛍光発光体
42 熱伝導性基板
44 蛍光発光体
45 熱伝導性基板
45A 基材
46 放熱用フィン
51 レーザ光源
52 蛍光ホイール
53 ホイールモーター
61 コリメートレンズ
62 赤色光源
63A,63B,63C,64A,64B,64C 集光レンズ
65 ダイクロイックレンズ
66 導光装置用入射レンズ
67 反射ミラー
68 導光装置
71 波長変換部材
72 基板
73 熱膨張吸収層
74 放熱プレート
75 放熱用ヒートシンク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fluorescence light source device 11 Dichroic mirror 12 Collimate lens 13, 14 Condensing lens 20 Fluorescent light-emitting body 21 Wavelength conversion member 22 Reflective film layer 23, 24 Protective film layer 25 Solder wet film layer 26 Thermally conductive substrate 26A Base material 27 Protection Film layer 28 Solder wetting film layer 29 Bonding member layer 30 Laser light source 30A Light exit port 31 Laser light source unit 32 Laser light emitting element 33 Collimator lens 34 Folding mirror 35 Condensing lens 36 Light guide member 41 Fluorescent light emitter 42 Thermally conductive substrate 44 Fluorescent light emitter 45 Thermally conductive substrate 45A Base material 46 Radiation fin 51 Laser light source 52 Fluorescent wheel 53 Wheel motor 61 Collimator lens 62 Red light source 63A, 63B, 63C, 64A, 64B, 64C Condensing lens 65 Dichroic lens 66 Light guide Incident lens 67 for apparatus Reflecting mirror 6 8 Light guide device 71 Wavelength conversion member 72 Substrate 73 Thermal expansion absorption layer 74 Heat dissipation plate 75 Heat sink for heat dissipation

Claims (4)

励起光により励起される蛍光体よりなる波長変換部材を備えた蛍光光源装置であって、
前記波長変換部材が、励起光が照射される被照射面と反対側の面において、半田よりなる接合部材を介して熱伝導性基板と接合されており、
前記波長変換部材は、熱伝導率が4.0W/mK以上であり、
前記波長変換部材を構成する蛍光体が、気孔率が0.5%以下の多結晶材料よりなり、
前記接合部材が、前記波長変換部材よりも高い熱伝導率を有しており、当該接合部材によって形成された接合部材層の面積が、前記波長変換部材の面積よりも大きく、かつ、前記熱伝導性基板の面積よりも小さいことを特徴とする蛍光光源装置。
A fluorescent light source device including a wavelength conversion member made of a phosphor excited by excitation light,
The wavelength conversion member is bonded to the thermally conductive substrate via a bonding member made of solder on the surface opposite to the irradiated surface irradiated with the excitation light,
The wavelength conversion member has a thermal conductivity of 4.0 W / mK or more,
The phosphor constituting the wavelength conversion member is made of a polycrystalline material having a porosity of 0.5% or less,
The bonding member has a higher thermal conductivity than the wavelength conversion member, the area of the bonding member layer formed by the bonding member is larger than the area of the wavelength conversion member, and the heat conduction A fluorescent light source device characterized by being smaller than the area of the conductive substrate.
前記熱伝導性基板は、前記波長変換部材との熱膨張係数の差が、当該波長変換部材の熱膨張係数の±40%以内である材料よりなることを特徴とする請求項1に記載の蛍光光源装置。   2. The fluorescence according to claim 1, wherein the thermally conductive substrate is made of a material having a difference in thermal expansion coefficient from the wavelength conversion member within ± 40% of the thermal expansion coefficient of the wavelength conversion member. Light source device. 前記熱伝導性基板が、少なくともグラファイトとアルミニウムとの複合材料よりなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の蛍光光源装置。 The fluorescent light source device according to claim 1 , wherein the thermally conductive substrate is made of at least a composite material of graphite and aluminum . 前記熱伝導性基板が、放熱用フィンを備えているものであることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の蛍光光源装置。 The fluorescent light source device according to any one of claims 1 to 3, wherein the thermally conductive substrate is provided with a heat radiation fin .
JP2014543196A 2012-10-26 2013-09-20 Fluorescent light source device Active JP6164221B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012236407 2012-10-26
JP2012236407 2012-10-26
PCT/JP2013/075471 WO2014065051A1 (en) 2012-10-26 2013-09-20 Fluorescent light-source device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2014065051A1 JPWO2014065051A1 (en) 2016-09-08
JP6164221B2 true JP6164221B2 (en) 2017-07-19

Family

ID=50544431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014543196A Active JP6164221B2 (en) 2012-10-26 2013-09-20 Fluorescent light source device

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6164221B2 (en)
WO (1) WO2014065051A1 (en)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6550812B2 (en) * 2015-03-17 2019-07-31 セイコーエプソン株式会社 Fluorescent member, light source device and projector
JP6020631B2 (en) * 2015-03-20 2016-11-02 ウシオ電機株式会社 Fluorescent light source device
JP6094617B2 (en) 2015-03-31 2017-03-15 ウシオ電機株式会社 Fluorescent light source device
JP6020637B1 (en) * 2015-03-31 2016-11-02 ウシオ電機株式会社 Fluorescent light source device
JP6623618B2 (en) * 2015-08-24 2019-12-25 ウシオ電機株式会社 Light source device and fluorescent plate assembly
EP3475988B1 (en) 2016-06-22 2022-08-10 Lumileds LLC Lighting system
JP6753202B2 (en) * 2016-08-08 2020-09-09 ウシオ電機株式会社 Fluorescent light source device
JP6834478B2 (en) * 2016-12-28 2021-02-24 ウシオ電機株式会社 Fluorescent light source device and its manufacturing method
JP2018159742A (en) * 2017-03-22 2018-10-11 セイコーエプソン株式会社 Wavelength conversion element, light source device, and projector
CN111699420B (en) 2018-02-14 2023-01-13 日本特殊陶业株式会社 Optical wavelength conversion device
JP7244297B2 (en) * 2019-02-22 2023-03-22 日本特殊陶業株式会社 Optical wavelength conversion parts
JP7014207B2 (en) * 2019-06-10 2022-02-01 セイコーエプソン株式会社 Wavelength converters, light source devices and projectors
WO2021010272A1 (en) * 2019-07-16 2021-01-21 日本特殊陶業株式会社 Wavelength conversion member, light source device and method for producing wavelength conversion member
JP7472558B2 (en) * 2020-03-12 2024-04-23 セイコーエプソン株式会社 Wavelength conversion element, light source device, projector, and method for manufacturing wavelength conversion element
WO2021208668A1 (en) * 2020-04-15 2021-10-21 青岛海信激光显示股份有限公司 Light source device, method for driving light source device, and projector
JP7502611B2 (en) 2020-04-15 2024-06-19 日亜化学工業株式会社 Resin impregnation method, wavelength conversion module manufacturing method, and wavelength conversion module

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2891510B1 (en) * 2005-09-30 2009-05-15 Valeo Vision Sa ILLUMINATING AND / OR SIGNALING DEVICE FOR A MOTOR VEHICLE INCORPORATING A MATERIAL HAVING A THERMAL ANISOTROPY
JP5465943B2 (en) * 2009-07-24 2014-04-09 スタンレー電気株式会社 Lighting device
JP5534423B2 (en) * 2010-03-16 2014-07-02 東芝ライテック株式会社 Solid state light emitting device and lighting device
WO2012121343A1 (en) * 2011-03-08 2012-09-13 シャープ株式会社 Light-emitting device, illumination device, vehicle headlight, projector, and method for manufacturing light-emitting device
JP2012190628A (en) * 2011-03-10 2012-10-04 Stanley Electric Co Ltd Light source device, and lighting device

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014065051A1 (en) 2014-05-01
JPWO2014065051A1 (en) 2016-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6164221B2 (en) Fluorescent light source device
US9909722B2 (en) Fluorescence-emitting light source unit
JP6460162B2 (en) Method for manufacturing wavelength converter
JP5971172B2 (en) Fluorescent light source device
JP5530165B2 (en) Light source device and lighting device
JP5812520B2 (en) Fluorescent light source device
JP6365656B2 (en) Fluorescent light source device and manufacturing method thereof
JP6499381B2 (en) Phosphor element and lighting device
CN110737085B (en) Wavelength conversion device
JP6627914B2 (en) Fluorescent member, optical component, and light emitting device
JP6457099B2 (en) Wavelength conversion member and light emitting device
JP2012129135A (en) Light source device, illumination device, and method of manufacturing phosphor layer
JP6020631B2 (en) Fluorescent light source device
WO2017064951A1 (en) Light source device
CN113583675A (en) Laser-excited metal substrate fluorescent film, fluorescence conversion module, preparation method and application
JPWO2020044426A1 (en) Fluorescent element and lighting device
JP6841043B2 (en) Fluorescent light source device and its manufacturing method
JP6834478B2 (en) Fluorescent light source device and its manufacturing method
JP6753202B2 (en) Fluorescent light source device
JP7244297B2 (en) Optical wavelength conversion parts
JP2018163816A (en) Phosphor element and illumination device
JP7274050B2 (en) Improving Thermal Management and Efficiency for High Intensity Laser Pumped Sources
JP2018163828A (en) Phosphor element and illumination device
JP2023167774A (en) Wavelength conversion member and light source device
JPWO2020066077A1 (en) Fluorescent element, its manufacturing method and lighting equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160617

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20161122

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170220

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20170324

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170523

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170605

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6164221

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250