JPWO2018189998A1 - 蛍光成形体、固体光源及びこれを用いた電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】指向性の高い高輝度の発光が得られる蛍光成形体、固体光源及びこれを用いた電子機器を提供する。【解決手段】蛍光成形体は、第１の面と、第２の面と、側面とを備える。上記第１の面には、レーザ光源から出力された励起光が入射される。上記第２の面は、上記第１の面に対向配置される。上記側面は、上記第１の面と上記第２の面と接し、上記第２の面に対して鈍角に傾斜する対向配置された第１の傾斜面及び第２の傾斜面を有する。上記蛍光成形体では、内部で上記励起光により励起されて発せられる発光が全反射されることにより上記第１の傾斜面及び第２の傾斜面にエバネッセント波が生成され、上記発光の発光波長をλとしたときに、上記第１の傾斜面と上記第２の面とが接する位置と上記第２の傾斜面と上記第２の面とが接する位置との距離が２λ未満である。【選択図】図２
Description
本技術は、蛍光成形体、固体光源及びこれを用いた電子機器に関する。
錐台構造におけるエバネッセント光の結合現象を利用した発光ダイオードが提案されている（例えば特許文献１参照。）この発光ダイオードは、ＧａＡｓなどの半導体の錐台の内部に発光ダイオードとなる活性層が埋め込まれた構成を有する。
上述の発光ダイオードにおいては、輝度が低く、また、発光ダイオードとなる活性層が錐台内部に埋め込まれる構成のため、多くの工程数を経て製造する必要があり、微細構造の製造の難度が高い。また、発光ダイオード動作時に錐台内部に電流を流すため、加熱による劣化を防止するために低温駆動する必要があり、使用用途が限定される。
本技術の目的は、錐台に電流を流す必要がない、指向性の高い高輝度の発光が得られる蛍光成形体、固体光源及びこれを用いた電子機器を提供することにある。
本技術の一実施形態に係る蛍光成形体は、第１の面と、第２の面と、側面とを備える。
上記第１の面には、レーザ光源から出力された励起光が入射される。
上記第２の面は、上記第１の面に対向配置される。
上記側面は、上記第１の面と上記第２の面と接し、上記第２の面に対して鈍角に傾斜する対向配置された第１の傾斜面及び第２の傾斜面を有する。
上記蛍光成形体は、上記励起光により励起されて発光し、上記発光の発光波長をλとしたときに、上記第１の傾斜面と上記第２の面とが接する位置と上記第２の傾斜面と上記第２の面とが接する位置との距離が２λ未満である。
上記第１の面には、レーザ光源から出力された励起光が入射される。
上記第２の面は、上記第１の面に対向配置される。
上記側面は、上記第１の面と上記第２の面と接し、上記第２の面に対して鈍角に傾斜する対向配置された第１の傾斜面及び第２の傾斜面を有する。
上記蛍光成形体は、上記励起光により励起されて発光し、上記発光の発光波長をλとしたときに、上記第１の傾斜面と上記第２の面とが接する位置と上記第２の傾斜面と上記第２の面とが接する位置との距離が２λ未満である。
本形態のこのような構成によれば、励起光が蛍光成形体に照射され、蛍光成形体の内部で発光した光が蛍光体と外部の界面にて全反射されることにより第１の傾斜面及び第２の傾斜面にエバネッセント波が生成される。生成されたエバネッセント波は、傾斜面に沿って第２の面まで移動する。そして、第１の傾斜面と第２の面とが接する位置と第２の傾斜面と第２の面とが接する位置との距離を２λ未満とすることにより、傾斜面に沿って移動したエバネッセント波は消滅せずに第１の面側で結合して伝播光に変換される。これにより、蛍光成形体から指向性の高い、高輝度の発光を得ることができる。
上記蛍光成形体の内部で前記励起光により励起されて発せられる発光が全反射されることにより上記第１の傾斜面及び上記第２の傾斜面にエバネッセント波が生成される。
上記第１の傾斜面と上記第２の面とのなす角度と、上記第２の傾斜面と上記第２の面とのなす角度とは等しくともよい。
このような構成によれば、第１の傾斜面に沿って移動するエバネッセント波と第２の傾斜面に沿って移動するエバネッセント波が、第１の傾斜面と第２の面とが接する位置と第２の傾斜面と第２の面とが接する位置との中心付近に同じタイミングで到達し結合することになり、強い発光を得ることができる。
上記第１の面と上記第２の面とは平行に配置されていてもよい。
上記第２の面は平坦面であってもよい。
また、上記第１の面は平坦面であってもよく、第１の面及び第２の面のいずれもが平坦面であってもよい。
上記蛍光成形体は錐台形状を有してもよい。
また、上記第１の面は平坦面であってもよく、第１の面及び第２の面のいずれもが平坦面であってもよい。
上記蛍光成形体は錐台形状を有してもよい。
上記蛍光成形体はバルク蛍光体からなってもよい。
このように蛍光成形体として、励起効率が高いバルク蛍光体を用いることにより、レーザ光の強度が弱くても十分な発光を得ることができる。また、バルク結晶からなる蛍光体バルク板を加工することにより蛍光成形体を容易に成形することができる。
このように蛍光成形体として、励起効率が高いバルク蛍光体を用いることにより、レーザ光の強度が弱くても十分な発光を得ることができる。また、バルク結晶からなる蛍光体バルク板を加工することにより蛍光成形体を容易に成形することができる。
上記蛍光成形体は、透明高屈折率体と、上記透明高屈折率体の内部に配置された上記励起光により励起されて発光する蛍光体微粒子を含む蛍光体層とを有してもよい。
本技術の一形態に係る固体光源は、レーザ光源と蛍光成形体とを具備する。
上記レーザ光源は、励起光を出力する。
上記蛍光成形体は、上記励起光が入射される第１の面と、上記第１の面に対向配置された第２の面と、上記第１の面と上記第２の面と接し、上記第２の面に対して鈍角に傾斜する対向配置された第１の傾斜面及び第２の傾斜面を有する側面とを備え、上記励起光により励起されて発光し、上記発光の発光波長をλとしたときに、上記第１の傾斜面と上記第２の面とが接する位置と上記第２の傾斜面と上記第２の面とが接する位置との距離が２λ未満である。
上記レーザ光源は、励起光を出力する。
上記蛍光成形体は、上記励起光が入射される第１の面と、上記第１の面に対向配置された第２の面と、上記第１の面と上記第２の面と接し、上記第２の面に対して鈍角に傾斜する対向配置された第１の傾斜面及び第２の傾斜面を有する側面とを備え、上記励起光により励起されて発光し、上記発光の発光波長をλとしたときに、上記第１の傾斜面と上記第２の面とが接する位置と上記第２の傾斜面と上記第２の面とが接する位置との距離が２λ未満である。
本形態によれば、励起光が蛍光成形体に照射されて傾斜面にエバネッセント波が生成される。エバネッセント波は、傾斜面に沿って第２の面まで移動する。そして、第１の傾斜面と第２の面とが接する位置と第２の傾斜面と第２の面とが接する位置との距離を２λ未満とすることにより、傾斜面に沿って移動したエバネッセント波は消滅せずに第２の面側で結合して伝播光に変換される。これにより、光学モジュールから指向性の高い、高輝度の発光を得ることができる。
本技術の一形態に係る電子機器は、レーザ光源と蛍光成形体とを具備する。
上記レーザ光源は、励起光を出力する。
上記蛍光成形体は、上記励起光が入射される第１の面と、上記第１の面に対向配置された第２の面と、上記第１の面と上記第２の面と接し、上記第２の面に対して鈍角に傾斜する対向配置された第１の傾斜面及び第２の傾斜面を有する側面とを備え、上記励起光により励起されて発光し、上記発光の発光波長をλとしたときに、上記第１の傾斜面と上記第２の面とが接する位置と上記第２の傾斜面と上記第２の面とが接する位置との距離が２λ未満である。
上記レーザ光源は、励起光を出力する。
上記蛍光成形体は、上記励起光が入射される第１の面と、上記第１の面に対向配置された第２の面と、上記第１の面と上記第２の面と接し、上記第２の面に対して鈍角に傾斜する対向配置された第１の傾斜面及び第２の傾斜面を有する側面とを備え、上記励起光により励起されて発光し、上記発光の発光波長をλとしたときに、上記第１の傾斜面と上記第２の面とが接する位置と上記第２の傾斜面と上記第２の面とが接する位置との距離が２λ未満である。
本形態によれば、レーザ光源と蛍光成形体からなる固体光源を、プロジェクタ、光学機器といった電子機器に搭載することができる。
上記蛍光成形体が複数配置され、上記励起光を透過する回転基板を更に具備してもよい。
このように、蛍光成形体を回転可能な回転基板に複数配置することにより、レーザ光源からの励起光の照射位置を相対的に移動させながら蛍光成形体に励起光を照射することができ、励起光による局所的加熱による劣化を防止することができる。
このように、蛍光成形体を回転可能な回転基板に複数配置することにより、レーザ光源からの励起光の照射位置を相対的に移動させながら蛍光成形体に励起光を照射することができ、励起光による局所的加熱による劣化を防止することができる。
以上のように、本技術によれば、エバネッセント光の結合現象を利用した指向性の高い高輝度の発光を得ることができる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る固体光源の模式図であり、図２は図１の固体光源におけるエバネッセント光の結合現象を説明するための図である。図３（Ａ）は、図１の固体光源の一部を構成する蛍光成形体の斜視図である。
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る固体光源の模式図であり、図２は図１の固体光源におけるエバネッセント光の結合現象を説明するための図である。図３（Ａ）は、図１の固体光源の一部を構成する蛍光成形体の斜視図である。
固体光源１は、励起光源であるレーザ光源１１と、蛍光成形体１２を有する。固体光源１は、１つのレーザ光源１１に対し１つの蛍光成形体１２が設けられて構成されてもよいし、１つのレーザ光源１１に対して複数の蛍光成形体１２が設けられて構成されてもよい。
レーザ光源１１は、蛍光成形体１２に対して励起光であるレーザ光２０を出力する。蛍光成形体１２は、レーザ光により励起されて発光する。本実施形態において、レーザ光源１１には、例えばＩｎＧａＮ青紫色レーザが用いられる。蛍光成形体１２には、例えば青色蛍光体であるＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋（ＢＡＭ）やＳｒ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋（ＳＭＳ）等のバルク結晶からなるバルク蛍光体を用いることができる。尚、ここで蛍光体の組成においてコロン（：）は、「賦活された」という意味であり、コロンの後に記載される元素により賦活されたことを示す。
レーザ光と蛍光成形体の組み合わせは、固体光源から発光される色をどのような色とするかで適宜設定することができる。レーザ光源１１には、励起対象の蛍光体である蛍光成形体１２を発光させるための励起光を出力することができるものを用いることができる。レーザ光源１１には、蛍光成形体１２の発光ピークのある波長範囲よりも高いエネルギーを有する波長範囲の光を出力するものを用いることができる。本実施形態においては、固体光源１からは青色光が発光される。
蛍光成形体１２は、第１の平坦面１６と、第２の平坦面１８と、側面１７とを有する正四角錐台形状を有する。
第１の平坦面１６にはレーザ光源１１から出力されるレーザ光２０が入射される。
第１の平坦面１６と第２の平坦面１８とは平行に配置される。第２の平坦面１８は、第１の平坦面１６よりも面積が小さく、第１の平坦面１６の形状と第２の平坦面１８の形状は相似関係にある。また、第２の平坦面１８を第１の平坦面１６に投影したときに、第２の平坦面１８は第１の平坦面１６内に位置する。
第１の平坦面１６と第２の平坦面１８とは平行に配置される。第２の平坦面１８は、第１の平坦面１６よりも面積が小さく、第１の平坦面１６の形状と第２の平坦面１８の形状は相似関係にある。また、第２の平坦面１８を第１の平坦面１６に投影したときに、第２の平坦面１８は第１の平坦面１６内に位置する。
側面１７は、第１の平坦面１６と第２の平坦面１８と接する錐体面である。側面１７は、第２の平坦面１８に対して鈍角に傾斜する、対向配置された一対の第１の傾斜面１７ａ及び第２の傾斜面１７ｂを有する。本実施形態においては、第２の平坦面１８と第１の傾斜面１７ａとのなす角度と第２の平坦面１８と第２の傾斜面１７ｂとのなす角度とは等しい。本実施形態において、蛍光成形体１２は正四角錐台形状を有するので、対向配置された第１の傾斜面１７ａ及び第２の傾斜面１７ｂが２組存在する。
蛍光成形体１２は、バルク結晶からなる蛍光体バルク板を所望の形状に表面加工して形成される。
蛍光成形体１２は、バルク結晶からなる蛍光体バルク板を所望の形状に表面加工して形成される。
蛍光成形体１２にレーザ光２０が入射され、蛍光成形体１２の内部でレーザ光２０により励起されて発せられる発光が全反射されて、蛍光成形体１２の第１の傾斜面１７ａ及び第２の傾斜面１７ｂの表面にエバネッセント波１４が生成される。エバネッセント波１４は、全反射条件下において低屈折率媒質側に染み出る特殊な光である。
蛍光成形体１２は、第１の平坦面１６を２分割して線対称とする対称軸を通る第１の平坦面１６に垂直な面である対称面を有する。第１の傾斜面１７ａ及び第２の傾斜面１７ｂは、この対称面を境にして対称の位置関係にある。この第１の傾斜面１７ａ及び第２の傾斜面１７ｂは側面１７に含まれる。
エバネッセント波１４は、一対の第１の傾斜面１７ａ及び第２の傾斜面１７ｂにそれぞれ染み出て、第１の傾斜面１７ａ及び第２の傾斜面１７ｂに沿って第２の平坦面１８に向かって移動し、第２の平坦面１８上に到達すると結合し伝播光１５に変換される。この伝播光１５は指向性のある強い光であり、固体光源１から発光される。一対の第１の傾斜面１７ａ及び第２の傾斜面１７ｂそれぞれの面を延在したときに互いの延在面が接する位置側に、第２の平坦面１８は位置する。
第１の傾斜面１７ａ及び第２の傾斜面１７ｂそれぞれの傾斜面上を移動するエバネッセント波同士が強い結合となるように、光が傾斜面で全反射を開始する位置から第２の平坦面１８までの距離を、第１の傾斜面１７ａ側と第２の傾斜面１７ｂ側とでほぼ同じくなるように蛍光成形体１２を成形するのが望ましい。
エバネッセント波１４を生成するには、蛍光成形体１２に入射されたレーザ光２０が蛍光成形体１２の内部で全反射することが必要である。このため、蛍光成形体１２の内部にある発光点１３から発光される光の、蛍光成形体１２と大気との境界に入射する入射角が全反射の臨界角よりも大きくなるように蛍光成形体１２は設計される。ここで、発光点１３とは、レーザ光源１１の焦点であり、例えば図示しない集光光学系によりレーザ光源１１からのレーザ光２０が発光点１３で集光される。蛍光成形体１２にレーザ光２０が照射されることにより蛍光成形体１２は励起されて発光する。
図４（Ａ）及び（Ｂ）は、第１の平坦面１６を２分割して線対称とする対称軸を通る第１の平坦面１６に垂直な対称面に対して垂直な断面で蛍光成形体１２を切断したときの断面図である。この断面は等脚台形の形状を有する。
蛍光成形体１の断面形状の台形における角度と寸法は、エバネッセント波の強い結合が得られるよう、発光波長、蛍光成形体を構成するバルク蛍光体の材料物性に応じて、適宜、設計される。
上述の通り、エバネッセント波を生成するためには、励起された光が蛍光成形体１２の内部で全反射する必要がある。またエバネッセント波は波長λ程度の伝播距離で消滅する。尚、λは、レーザ光２０が入射されて蛍光成形体１２が励起されて、蛍光成形体１２から大気中へ放射される発光の発光波長を示す。
これらを考慮し、エバネッセント波１４を生成し、結合させて伝播光１５に変換させるために、図４（Ａ）に示すように、蛍光成形体１２は発光点１３を通る第２の平坦面１８と平行する面と、第１の傾斜面１７ａ及び第２の傾斜面１７ｂそれぞれがなす角度θを４０〜６０°とすることが望ましい。また、台形の上底に相当する第２の平坦面１８の横幅Ｗ２を２λ未満とすることが望ましい。Ｗ２の値は、例えば２μｍ未満とすることができる。また、レーザの焦点の深さ位置、すなわち発光点１３と第２の平坦面１８との距離Ｈを、１μｍ以下とすることが望ましい。
上述の横幅Ｗ２は、第１の傾斜面１７ａと第２の平坦面１８とが接する位置と第２の傾斜面１７ｂと第２の平坦面１８とが接する位置との距離に相当する。
発光点１３と第２の平坦面１８との距離Ｈは１μｍ以下とすることが望ましい。１μｍよりも深くなると、生じたエバネッセント波が傾斜面を走る距離が長くなりすき、蛍光成形体１２の内部に反射光として戻ってしまい、第２の平坦面１８まで到達しない。一方、距離Ｈの値が小さすぎると、全反射光を効率よく用いることができない。
発光点１３から第２の平坦面１８におろした垂線と第２の平坦面１８とが交差する点が第２の平坦面１８の中心にある場合、距離Ｈの下限値Ｈｍｉｎは、（Ｗ／２）／ｔａｎθで求めることができる。例えば距離Ｈは０．２５〜１μｍに設定される。図４において、符号１３´は、下限値Ｈｍｉｎをとるときの発光点の位置を示す。
発光点１３は、発光点１３を第２の平坦面１８に投影したときに第２の平坦面１８内に位置することが望ましく、更に、第２の平坦面１８の中心に位置することが望ましい。これにより、発光される光の指向性が向上する。例えば、発光点１３が第２の平坦面１８の中心からずれると発光される光の指向性が低下してしまう。
また、蛍光成形体１２へのレーザ光２０の入射は、反射による光の損失を抑制するために第１の平坦面１６に対して垂直に行われることが望ましい。
図４（Ｂ）に本実施形態における蛍光成形体１２の具体的な寸法を示す。
図４（Ｂ）に示すように、第２の平坦面１８と平行する発光点１３を通る面と、第１の傾斜面１７ａ及び第２の傾斜面１７ｂそれぞれの面とがなす角度θを４５°、第１の平坦面１６と平行な発光点１３を通る面における横幅Ｗ１を２．５μｍ、第２の平坦面１８の横幅Ｗ２を０．５μｍ、第１の平坦面１６と平行な発光点１３を通る面と第２の平坦面１８との距離Ｈを１μｍとした。
図４（Ｂ）に示すように、第２の平坦面１８と平行する発光点１３を通る面と、第１の傾斜面１７ａ及び第２の傾斜面１７ｂそれぞれの面とがなす角度θを４５°、第１の平坦面１６と平行な発光点１３を通る面における横幅Ｗ１を２．５μｍ、第２の平坦面１８の横幅Ｗ２を０．５μｍ、第１の平坦面１６と平行な発光点１３を通る面と第２の平坦面１８との距離Ｈを１μｍとした。
横幅Ｗ１は、正四角錐台の蛍光成形体１２の対称面及び第１の平坦面１６に対して垂直な面と、第１の平坦面１６と平行する発光点１３を通る面とが交差する線の長さに相当する。
横幅Ｗ２は、正四角錐台の蛍光成形体１２の対称面及び第２の平坦面１８に対して垂直な面と、第２の平坦面１８とが交差する線の長さに相当する。
横幅Ｗ２は、正四角錐台の蛍光成形体１２の対称面及び第２の平坦面１８に対して垂直な面と、第２の平坦面１８とが交差する線の長さに相当する。
以上のように、本実施形態においては、エバネッセント光の結合現象を利用することにより、光取り出し効率が高く高輝度の、また、指向性の高い発光を得ることができる。また、蛍光成形体に電流を流す必要がない構成であるので、電流を流すことによる過熱による蛍光成形体の劣化の発生を防止することができ、室温での動作が可能となり、使用用途が広い。
また、蛍光成形体１２は、バルク結晶からなる蛍光体バルク板を加工することにより形成するので、複数の製造工程を経て発光ダイオードが内部に配置される錐台を形成する必要がなく、容易に製造することができる。また、発光ダイオードではなくレーザ光からの励起光を用いて、蛍光体を発光させるので高輝度の発光を得ることができる。
また、バルク蛍光体は励起効率が高いので、発光効率が高く、レーザ光の強度が弱くても、十分な発光を得ることができる。また、バルク蛍光体の体積を大きく取ることができるため、表面加工欠陥による量子効率低下の影響がない。
固体光源１は、例えば蛍光成形体１２とレーザ光源１１を１ユニットとして、複数のユニットを２次元マトリクス状に配置して用いられる。
本実施形態では、蛍光成形体の形状が四角錐台形状を有しているが、この形状に限定されない。例えば以下に説明する第２の実施形態に示すような円錐台形状や第３の実施形態に示すような一方向に線状に延在する形状であってもよい。
少なくとも、蛍光成形体が、互いに対向する第１の面及び第２の面と、側面とを有し、側面が、第２の面に対し鈍角に傾斜する、対向配置された第１の傾斜面と第２の傾斜面とを有する形状であればよい。言い換えると、蛍光成形体を第１の面を下にして第２の面と直交するある面で切断したときに、その断面が、第２の面に相当する上の辺と、傾斜面に相当する左右それぞれの辺とのなす角度がそれぞれ鈍角となる略四角形状を有していればよく、発光点からの発光が蛍光成形体の内部で全反射する形状であればよい。これにより、エバネッセント波が傾斜面に生成される。
そして、傾斜面に染み出たエバネッセント波が第２の面まで到達できるように発光点と第２の面との距離を設定し、エバネッセント波が結合し伝播光に変換されるように、第１の傾斜面と第２の面とが接する位置と第２の傾斜面と第２の面とが接する位置との距離に相当する横幅Ｗ２を２λ未満とすればよい。
具体的には、例えば第１の面と第２の面とが平行である場合は、第２の面を２分割して線対称とする対称軸を通る第２の面に垂直な対称面と第２の平坦面の両方に垂直な断面で切断した蛍光成形体の台形状の断面において、図４（Ａ）に示すように、発光点１３を通る第２の面と平行する面と傾斜面とがなす角度θを４０〜６０°とし、第２の面における横幅Ｗ２を２λ未満とすればよい。更に、生じたエバネッセント波が第２の面まで到達できるように第２の面と発光点との距離を０．２５μｍ以上１μｍ以下とすればよい。
尚、本実施形態においては、蛍光成形体の断面が等脚台形状を有する場合を説明したが、これに限定されない。台形形状の断面において、第２の平坦面に相当する上底の両端にある２つの内角がいずれも鈍角であればよく、これら内角が同じ角度でなくても、傾斜面にエバネッセント波が生成される。
しかしながら、第２の平坦面と第１の傾斜面とがなす角度と、第２の平坦面と第２の傾斜面とがなす角度が等しくなることが望ましい。これにより、第１の傾斜面に沿って移動するエバネッセント波と第２の傾斜面に沿って移動するエバネッセント波が、第１の傾斜面と第２の面とが接する位置と第２の傾斜面と第２の面とが接する位置との中心付近に同じタイミングで到達し結合することになり、強い発光と指向性を得ることができる。
以下に第２の実施形態及び第３の実施形態について説明するが、第１の実施形態と比較して蛍光成形体の形状のみが異なる。上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。
（第２の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る固体光源の模式図であり、図２は図１の固体光源におけるエバネッセント光の結合現象を説明するための図である。図３（Ｂ）は、図１の固体光源１０１の一部を構成する蛍光成形体１１２の斜視図である。
固体光源１０１は、励起光源であるレーザ光源１１と、円錐台形状の蛍光成形体１１２を有する。
図１は第１の実施形態に係る固体光源の模式図であり、図２は図１の固体光源におけるエバネッセント光の結合現象を説明するための図である。図３（Ｂ）は、図１の固体光源１０１の一部を構成する蛍光成形体１１２の斜視図である。
固体光源１０１は、励起光源であるレーザ光源１１と、円錐台形状の蛍光成形体１１２を有する。
蛍光成形体１１２は、第１の平坦面１１６と、第２の平坦面１１８と、側面１１７とを有する円錐台形状を有する。
第１の平坦面１１６にはレーザ光源１１から出力される励起光であるレーザ光２０が入射される。
第１の平坦面１１６と第２の平坦面１１８とは平行に配置される。第２の平坦面１１８は、第１の平坦面１１６よりも面積が小さく、第１の平坦面１１６の形状と第２の平坦面１１８の形状は相似関係にある。また、第２の平坦面１８を第１の平坦面１６に投影したときに、第２の平坦面１８は第１の平坦面１６内に位置する。
第１の平坦面１１６と第２の平坦面１１８とは平行に配置される。第２の平坦面１１８は、第１の平坦面１１６よりも面積が小さく、第１の平坦面１１６の形状と第２の平坦面１１８の形状は相似関係にある。また、第２の平坦面１８を第１の平坦面１６に投影したときに、第２の平坦面１８は第１の平坦面１６内に位置する。
側面１１７は、第１の平坦面１１６と第２の平坦面１１８に接する錐体面である。側面１１７は、第２の平坦面１１８に対して鈍角に傾斜する、対向配置された第１の傾斜面１１７ａ及び第２の傾斜面１１７ｂを有する。本実施形態においては、蛍光成形体１１２は円錐台形状を有するので、対向配置される一対の第１の傾斜面１１７ａ及び第２の傾斜面１１７ｂは、全周にわたって存在する。
蛍光成形体１１２は、第２の平坦面１１８を２分割して線対称とする対称軸を通る第２の平坦面１１８に垂直な面である対称面を有する。第１の傾斜面１１７ａ及び第２の傾斜面１１７ｂは、この対称面を境にして対称の位置関係にある。
本実施形態においても第１の実施形態と同様に、エバネッセント波１４は、一対の第１の傾斜面１１７ａ及び第２の傾斜面１１７ｂにそれぞれ染み出て第２の平坦面１１８で結合し伝播光１５となり、固体光源１０１から発光される。
（第３の実施形態）、
図１は第１の実施形態に係る固体光源の模式図であり、図２は図１の固体光源におけるエバネッセント光の結合現象を説明するための図である。図３（Ｃ）は、図１の固体光源２０１の一部を構成する蛍光成形体２１２の部分斜視図である。
図１は第１の実施形態に係る固体光源の模式図であり、図２は図１の固体光源におけるエバネッセント光の結合現象を説明するための図である。図３（Ｃ）は、図１の固体光源２０１の一部を構成する蛍光成形体２１２の部分斜視図である。
固体光源２０１は、励起光源であるレーザ光源１１と、一方向に延在する断面が等脚台形状の蛍光成形体２１２を有する。このように、第１の実施形態の蛍光成形体１２や第２の実施形態の蛍光成形体１１２を複数一方向に配設する代わりに、線状の蛍光成形体２１２としてもよく、加工成形が容易となる。
蛍光成形体２１２は、第１の平坦面２１６と、第２の平坦面２１８と、側面２１７とを有する一方向に長い六面体形状を有する。
第１の平坦面２１６にはレーザ光源１１から出力される励起光であるレーザ光２０が入射される。第１の平坦面２１６と第２の平坦面２１８とは平行に配置される。第１の平坦面１６に垂直で、かつ蛍光成形体２１２の長手方向と直交する面で蛍光成形体２１２を切断したときの断面は等脚台形形状を有する。
側面２１７は、第１の平坦面２１６と第２の平坦面２１８と接する。側面２１７は、第２の平坦面２１８に対して鈍角に傾斜する、対向配置された一対の第１の傾斜面２１７ａ及び第２の傾斜面２１７ｂを有する。本実施形態においては、対向配置される第１の傾斜面１７ａ及び第２の傾斜面１７ｂが１組存在する。
蛍光成形体２１２は、第２の平坦面２１８を２分割して線対称とする対称軸を通る第２の平坦面２１８に垂直な面である対称面を有する。第１の傾斜面２１７ａ及び第２の傾斜面２１７ｂは、この対称面を境にして対称の位置関係にある。本実施形態においては、第２の平坦面２１８を２分割して線対称とする対称軸は、蛍光成形体２１２の長手方向と平行である。
エバネッセント波１４は、一対の第１の傾斜面２１７ａ及び第２の傾斜面２１７ｂにそれぞれ染み出て第２の平坦面２１８で結合し伝播光１５となり、固体光源２０１から発光される。
（第４の実施形態）
本技術に係る固体光源は、プロジェクタの光源、車載ヘッドランプ、光学機器の光源、液晶パネルのバックライト等に適用することができる。本実施形態では、固体光源を電子機器としてのプロジェクタに搭載した例をあげて説明する。上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付す。
本技術に係る固体光源は、プロジェクタの光源、車載ヘッドランプ、光学機器の光源、液晶パネルのバックライト等に適用することができる。本実施形態では、固体光源を電子機器としてのプロジェクタに搭載した例をあげて説明する。上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付す。
図５は、プロジェクタに搭載される固体光源３０１の模式図である。図６は、図５に示す固体光源３０１を搭載したプロジェクタ１０００の構成を示す概略図である。
図６に示すようにプロジェクタ１０００は、光源装置３００と光学エンジン５０とを有する。光学エンジン５０は、光源装置３００から出射される光を利用する。プロジェクタい１０００では、光学エンジン５０に含まれる後述する投射光学系５８０により合成された光がスクリーンに照射される。
光学エンジン５０は、ダイクロイックミラー５１０、５２０、ミラー５３０、５４０及び５５０、リレーレンズ５６０及び５７０、フィールドレンズ５９０Ｒ、５９０Ｇ及び５９０Ｂ、液晶ライトバルブ５９５Ｒ、５９５Ｇ及び５９５Ｂ、ダイクロイックプリズム５００及び投射光学系５８０を備える。
光源装置３００は、固体光源３０１、集光レンズ３０３、コリメート光学系３０４、インテグレータ素子３２０、偏光変換素子３０５、重畳レンズ３０６等を備える。光源装置３００は、白色光を出射するプロジェクタ用の光源装置である。
固体光源３０１は、レーザ光源１１と、蛍光体ホイール１３１２を有する。図５及び図６に示すように、蛍光体ホイール１３１２は、レーザ光源１１から出力されるレーザ光２０を透過させる円盤形状の回転基板３０８と、当該回転基板３０８上に設けられた蛍光体層３１２を有する。蛍光体層３１２は、上述の第１実施形態で示した蛍光成形体１２が複数、二次元マトリクス状に配列された蛍光体群である。尚、蛍光成形体の形状は四角錐台形状に限定されない。
本実施形態においては、レーザ光源１１として、例えば４０５ｎｍの紫色レーザが用いられる。蛍光体層３１２を構成する蛍光成形体には、青色バルク蛍光体からなる青色蛍光成形体と黄色バルク蛍光体からなる黄色蛍光成形体の２種類が用いられる。青色バルク蛍光体としては、例えば（ＳｒＢａ）10（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ等の４０５ｎｍの励起光により青色を発光する蛍光体を用いることができる。黄色バルク蛍光体としては、例えばＣａ−α−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ等の４０５ｎｍの励起光により黄色を発光する蛍光体を用いることができる。これら青色と黄色により疑似白色が生成され、固体光源３０１からは白色光が出射される。青色バルク蛍光体からなる青色蛍光成形体と黄色バルク蛍光体からなる黄色蛍光成形体とは、例えば回転基板３０８上に市松状に二次元マトリクス状に配列されて蛍光体層３１２を構成する。
蛍光体ホイール１３１２は、回転基板３０８の２つの主面のうち、蛍光体層３１２が設けられていない側の主面を集光レンズ３０３側に向けるようにして配置される。回転基板３０８の中心には蛍光体ホイール１３１２を駆動するモータ３０７が接続される。蛍光体ホイール１３１２は、回転基板３０８の中心を通る法線に回転軸３０９を有し、モータ３０７の駆動により回転軸３０９を中心として回転可能に設けられている。また、蛍光体ホイール１３１２は、集光レンズ３０３により集光されるレーザ光２０の焦点位置２１が蛍光体層３１２の位置に一致するように配置される。
モータ３０７によって回転基板３０８が回転することにより、レーザ光源１１は、蛍光体層３１２上の照射位置を相対的に移動させながら、蛍光体層３１２に励起光であるレーザ光２０を照射する。したがって、蛍光体ホイール１３１２では、同一の位置に長時間レーザ光が照射されて局所的に加熱されることによる劣化を避けつつ、白色光が得られる。
また、本実施形態においては、蛍光成形体の位置を可変可能にしたが、蛍光成形体の位置を固定しレーザ光源から発せられるレーザ光をスキャンさせて、局所的加熱を防ぐ構成としてもよい。また、蛍光体ホイール１３１２に配置される蛍光成形体を、断面が台形状で外形がリング状の蛍光成形体を複数同心円状に配列して構成してもよい。
（第５の実施形態）
図７は、第５の実施形態における固体光源の蛍光成形体４１２の平面形状を説明する図である。本実施形態の蛍光成形体４１２は、レーザ光源からの励起光であるレーザ光により赤色を発光する赤色蛍光成形体と、緑色を発光する緑色蛍光成形体と、青色を発光する青色蛍光成形体を有し、これら各色の蛍光成形体から発せられる赤色、緑色、青色により白色を得ることができる。
図７は、第５の実施形態における固体光源の蛍光成形体４１２の平面形状を説明する図である。本実施形態の蛍光成形体４１２は、レーザ光源からの励起光であるレーザ光により赤色を発光する赤色蛍光成形体と、緑色を発光する緑色蛍光成形体と、青色を発光する青色蛍光成形体を有し、これら各色の蛍光成形体から発せられる赤色、緑色、青色により白色を得ることができる。
図７に示すように、蛍光成形体４１２は、赤色バルク蛍光体からなる赤色蛍光成形体４１２Ｒと、緑色バルク蛍光体からなる緑色蛍光成形体４１２Ｇと、青色バルク蛍光体からなる青色蛍光成形体４１２Ｂが二次元マトリクス状に配列されて構成される。
蛍光成形体４１２を構成する赤色蛍光成形体４１２Ｒ、緑色蛍光成形体４１２Ｇ、青色蛍光成形体４１２Ｂは、例えば上述の第１実施形態で示した蛍光成形体１２のような四角錐台形状を有する。尚、蛍光成形体の形状は四角錐台形状に限定されない。
レーザ光源としては、赤色蛍光成形体４１２Ｒ、緑色蛍光成形体４１２Ｇ、青色蛍光成形体４１２Ｂを励起する励起光が出力されるレーザが用いられる。例えば、レーザ光源として４０５ｎｍの紫色レーザを使用することができる。赤色蛍光成形体４１２Ｒとして例えばＣａ−α−ＳｉＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、緑色蛍光成形体４１２Ｇとして例えばβ−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ、青色蛍光成形体４１２Ｂとして例えば（ＳｒＢａ）10（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ等を用いることができ、これら蛍光成形体はそれぞれ４０５ｎｍの励起光により赤色、緑色、青色に発光する。
レーザ光源は、蛍光成形体毎に設けてもよいし、１つのレーザ光で複数の蛍光成形体を一括して照射する構成としてもよい。
このように、発光する光の波長特性が異なる蛍光成形体を複数用いて、これら蛍光成形体から得られる発光色を混合して、任意の色及び色度の光を得ることができる。また、固体光源から発光される色を所望の色とするために、各色の蛍光成形体の配置数を調整することもできる。例えば、赤の色味が強い白色光を得るために、赤色蛍光成形体の配置数を他色の蛍光成形体よりも多く配置するなどすることができる。
（第６の実施形態）
上述の実施形態においては、主に、１つの蛍光成形体１２に対して１つのレーザ光が配置される構成を説明したが、これに限定されない。
上述の実施形態においては、主に、１つの蛍光成形体１２に対して１つのレーザ光が配置される構成を説明したが、これに限定されない。
図８（Ａ）は、第６の実施形態における固体光源５０１の模式図である。図８（Ａ）に示すように、１つのレーザ光源１１で、複数の蛍光成形体１２に一括して励起光を照射してもよい。また、レーザ光源１１の位置を可変可能とし、レーザ光源１１をスキャンしながら、複数の蛍光成形体１２に励起光を照射してもよい。
複数の蛍光成形体１２は、各蛍光成形体１２の第１の平坦面１６が面一となるように二次元マトリクス状に配置され、複数の蛍光成形体１２が第１の平坦面１６側で連結して蛍光成形体板５１２を構成する。このような蛍光成形体板５１２はバルク結晶からなる蛍光体バルク板の表面を加工することにより形成することができる。また、各蛍光成形体１２が連結せず、個々に成形されて二次元マトリクス状に配列されてもよい。
尚、ここで四角錐台形状の蛍光成形体１２を例にあげて説明したが、蛍光成形体１２の形状はこれに限定されない。例えば、上述の蛍光成形体１１２のように円錐台形状としたり、蛍光成形体２１２のように一方向に延在した線状の成形体としてもよい。
（第７の実施形態）
図８（Ｂ）は、第７の実施形態における固体光源６０１の模式図である。本実施形態は、構成上、第６の実施形態と比較して光ファイバの有無のみが異なる。第６の実施形態と同様の構成については同様の符号を付す。
図８（Ｂ）は、第７の実施形態における固体光源６０１の模式図である。本実施形態は、構成上、第６の実施形態と比較して光ファイバの有無のみが異なる。第６の実施形態と同様の構成については同様の符号を付す。
図８（Ｂ）に示すように、レーザ光源１１から出力される励起光であるレーザ光２０が光ファイバ６０２を介して蛍光成形体板５１２に照射されるように構成してもよい。これにより、レーザ光２０のビーム径を変調するなどして照射範囲を調整することができる。また、照射面積、照射効率、加熱防止等を考慮し、レーザ光２０のビーム形状を円形、矩形等に適宜調整してもよい。
また、電子機器などに固体光源を搭載する際、設計上、レーザ光源から出力されるレーザ光を蛍光成形体に入射させるのが困難な場合であっても、光ファイバ６０２を設けることによりレーザ光源１１の配置の自由度が増し、電子機器の設計範囲を広げることができる。
（第８の実施形態）
図９（Ａ）は、第８の実施形態における固体光源の蛍光成形体の模式図である。図９（Ａ）に示すように、レーザ光源からの励起光であるレーザ光が入射される蛍光成形体７１２の第１の面７１６側をモスアイ形状に加工してもよい。或いは、蛍光成形体１２の第１の平坦面１６にモスアイ形状のシートを配置してもよい。
図９（Ａ）は、第８の実施形態における固体光源の蛍光成形体の模式図である。図９（Ａ）に示すように、レーザ光源からの励起光であるレーザ光が入射される蛍光成形体７１２の第１の面７１６側をモスアイ形状に加工してもよい。或いは、蛍光成形体１２の第１の平坦面１６にモスアイ形状のシートを配置してもよい。
蛍光成形体７１２は、第１の面７１６と、第２の平坦面７１８と、側面７１７とを有する略正四角錐台形状を有する。第１の面７１６にはレーザ光源１１から出力されるレーザ光２０が入射される。モスアイ形状を有する第１の面７１６には、微小な形状の等しい突起が複数、面内均一に配置される。この複数の突起の高さ方向における中心は、第２の平坦面７１８に平行な同一の面上に位置し、第１の面７１６と第２の平坦面７１８とは平行に配置されるとみなす。
側面７１７は、第１の面７１６と第２の平坦面７１８と接する錐体面である。側面７１７は、第２の面７１８に対して鈍角に傾斜する、対向配置された一対の第１の傾斜面７１７ａ及び第２の傾斜面７１７ｂを有する。
このように、第１の面７１６を反射防止構造とすることができ、斜めから入射したレーザ光２０が第１の面７１６で反射して光が損失するのを抑制することができ、レーザ光（励起光）取り込み効率が向上する。
（第９の実施形態）
図９（Ｂ）は、第９の実施形態における固体光源の蛍光成形体の模式図である。図９（Ｂ）に示すように、蛍光成形物体８１２は、蛍光成形体１２と、蛍光成形体１２の第１の平坦面１６上に順に積層された第１の光学膜８１３及び第２の光学膜８１４を有する。
図９（Ｂ）は、第９の実施形態における固体光源の蛍光成形体の模式図である。図９（Ｂ）に示すように、蛍光成形物体８１２は、蛍光成形体１２と、蛍光成形体１２の第１の平坦面１６上に順に積層された第１の光学膜８１３及び第２の光学膜８１４を有する。
蛍光成形体１２の屈折率をｎ１、第１の光学膜８１３の屈折率をｎ２、第２の光学膜８１４の屈折率をｎ３、大気の屈折率をｎ４としたときに、ｎ１＞ｎ２＞ｎ３＞ｎ４の関係となるよう構成することにより、反射防止構造とすることができる。このように、屈折率が大気から蛍光成形体まで段階的に増加する多層膜構造にして反射防止構造とする他、蛍光成形体の第１の平坦面１６上に屈折率が連続的に変化する光学膜を設けて反射防止構造としてもよい。これにより、斜めから入射したレーザ光２０が第１の面で反射して光が損失するのを抑制することができ、レーザ光（励起光）取り込み効率が向上する。
（第１０の実施形態）
上述の各実施形態においては、蛍光成形体にバルク蛍光体を用いた例をあげたが、これに限定されない。蛍光成形体として、透明の錐台形状の高屈折率体の内部に、蛍光体微粒子コンパウンドを配置してもよい。以下、図１０を用いて説明する。上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付す。
上述の各実施形態においては、蛍光成形体にバルク蛍光体を用いた例をあげたが、これに限定されない。蛍光成形体として、透明の錐台形状の高屈折率体の内部に、蛍光体微粒子コンパウンドを配置してもよい。以下、図１０を用いて説明する。上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付す。
図１０は第１０の実施形態に係る固体光源９０１の模式図である。
固体光源９０１は、励起光源であるレーザ光源１１と、蛍光成形体９１２を有する。蛍光成形体９１２は四角錐台形状を有する。蛍光成形体９１２は、透明高屈折率体９１４の内部に、蛍光体層としての蛍光体微粒子コンパウンド９１３が配置されて構成される。透明高屈折率体９１４は、ＧａＡｓ等の透明の高屈折材料から形成される。透明高屈折率体９１４は、例えば第１の実施形態の蛍光成形体１２と同様の形状を有し、蛍光成形体９１２では、蛍光成形体１２の発光点１３の位置に蛍光体微粒子コンパウンド９１３が配置される構成となっている。
固体光源９０１は、励起光源であるレーザ光源１１と、蛍光成形体９１２を有する。蛍光成形体９１２は四角錐台形状を有する。蛍光成形体９１２は、透明高屈折率体９１４の内部に、蛍光体層としての蛍光体微粒子コンパウンド９１３が配置されて構成される。透明高屈折率体９１４は、ＧａＡｓ等の透明の高屈折材料から形成される。透明高屈折率体９１４は、例えば第１の実施形態の蛍光成形体１２と同様の形状を有し、蛍光成形体９１２では、蛍光成形体１２の発光点１３の位置に蛍光体微粒子コンパウンド９１３が配置される構成となっている。
蛍光体微粒子コンパウンド９１３は、有機樹脂に蛍光体微粒子を含有させた蛍光体層である。例えば、蛍光体微粒子コンパウンド９１３は、有機樹脂溶液としてジメチルシリコーン樹脂溶液に、蛍光体微粒子であるＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋（ＢＡＭ）の微粒子を含有させて形成することができる。また、レーザ光源１１には、例えばＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋（ＢＡＭ）を励起させるＩｎＧａＮ青紫色レーザを用いることができる。これにより、固体光源９０１から青色が発光される。
蛍光成形体９１２は、レーザ光源１１から出力されたレーザ光２０が入射される第１の平坦面９１６と、該第１の平坦面９１６に平行な第２の平坦面９１８と、第１の平坦面９１６と第２の平坦面９１８と接する側面９１７を有する四角錐台形状を有する。側面９１７は、第２の平坦面９１８に対して鈍角に傾斜する、対向配置された一対の第１の傾斜面９１７ａ及び第２の傾斜面９１７ｂを有する。
蛍光成形体９１２において、上述のバルク蛍光体からなる蛍光成形体と同様に、エバネッセント波１４は、一対の第１の傾斜面９１７ａ及び第２の傾斜面９１７ｂにそれぞれ染み出る。エバネッセント波１４は、第１の傾斜面９１７ａ及び第２の傾斜面９１７ｂに沿って第２の平坦面９１８に向かって移動し、第２の平坦面９１８上に到達すると結合し伝播光１５に変換され、固体光源９０１から発光され、光取り出し効率が良い。
本実施形態のＧａＡｓ等の透明の高屈折材料からなる透明高屈折率体９１４の内部に蛍光体微粒子コンパウンド９１３が配置されて構成される蛍光成形体９１２においても、第１の実施形態で説明したエバネッセント波の結合現象を利用するための条件を満たすことにより、指向性の高い発光を得ることができる。
（第１１の実施形態）
上述の各実施形態においては、蛍光成形体として第１の面と第２の面とが平行である場合を例にあげたが、非平行であってもよく、上述の各実施形態と同様にエバネッセント光の結合現象を利用した指向性の高い高輝度の発光を得ることができる。
以下、図１１を用いて説明する。上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付す。
上述の各実施形態においては、蛍光成形体として第１の面と第２の面とが平行である場合を例にあげたが、非平行であってもよく、上述の各実施形態と同様にエバネッセント光の結合現象を利用した指向性の高い高輝度の発光を得ることができる。
以下、図１１を用いて説明する。上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付す。
図１１は第１１の実施形態に係る固体光源１００１の模式図である。
固体光源１００１は、励起光源であるレーザ光源１１と、蛍光成形体１０１２を有する。蛍光成形体１０１２は六面体形状を有する。蛍光成形体１０１２は、第１の平坦面１０１６と、第２の平坦面１０１８と、側面１０１７とを有する。
固体光源１００１は、励起光源であるレーザ光源１１と、蛍光成形体１０１２を有する。蛍光成形体１０１２は六面体形状を有する。蛍光成形体１０１２は、第１の平坦面１０１６と、第２の平坦面１０１８と、側面１０１７とを有する。
第１の平坦面１０１６にはレーザ光源１１から出力されるレーザ光２０が入射される。
第１の平坦面１０１６と第２の平坦面１０１８とは対向配置される。第２の平坦面１０１８は、第１の平坦面１０１６よりも面積が小さい。
第１の平坦面１０１６と第２の平坦面１０１８とは対向配置される。第２の平坦面１０１８は、第１の平坦面１０１６よりも面積が小さい。
側面１０１７は、第１の平坦面１０１６と第２の平坦面１０１８と接する。側面１０１７は、第２の平坦面１０１８に対して鈍角に傾斜する、対向配置された一対の第１の傾斜面１０１７ａ及び第２の傾斜面１０１７ｂを有する。本実施形態においては、蛍光成形体１０１２は六面体形状を有するので、対向配置された第１の傾斜面１０１７ａ及び第２の傾斜面１０１７ｂが２組存在する。また、第１の傾斜面１０１７ａと第２の平坦面１０１８とのなす角度及び第２の傾斜面１０１７ｂと第２の平坦面１０１８とのなす角度はいずれも鈍角であり、角度が等しくなるように構成される。
本実施形態においては、第１の平坦面１０１６と第２の平坦面１０１８とは非平行である。この場合、レーザ光が第１の面１０１６に対し垂直に入射され、発光点１３に到達するようにレーザ光源１１が配置されればよい。尚、発光点１３は、第２の面１０１８の中心を通る第２の面に垂直な線上に設けられる。
このように第１の平坦面１０１６と第２の平坦面１０１８とを非平行に配置することにより、レーザ光源１１の設計範囲を広げることができる。すなわち、第２の平坦面１０１８に対する第１の平坦面１０１６の配置角度を調整することにより、レーザ光源１１を斜めに配置する等、レーザ光源１１の配置位置を任意に調整することができ、設計の自由度が増す。
（第１２の実施形態）
上述の第１〜第７、第１０及び第１１の各実施形態においては、蛍光成形体の励起光であるレーザ光が照射される側の第１の面が平坦面である場合を例にあげた。第１の面は平坦であることが望ましいが、必ずしも平坦でなくてもよい。例えば図１２に示すように、第１の面２０１６が複数の斜面を有するような面であっても、上述の各実施形態と同様にエバネッセント光の結合現象を利用した指向性の高い高輝度の発光を得ることができる。このように第１の面２０１６が平坦面でない場合、第１の面２０１６に対し垂直にレーザ光２０が入射されて発光点１３に到達するようにレーザ光源１１を配置すればよい。
上述の第１〜第７、第１０及び第１１の各実施形態においては、蛍光成形体の励起光であるレーザ光が照射される側の第１の面が平坦面である場合を例にあげた。第１の面は平坦であることが望ましいが、必ずしも平坦でなくてもよい。例えば図１２に示すように、第１の面２０１６が複数の斜面を有するような面であっても、上述の各実施形態と同様にエバネッセント光の結合現象を利用した指向性の高い高輝度の発光を得ることができる。このように第１の面２０１６が平坦面でない場合、第１の面２０１６に対し垂直にレーザ光２０が入射されて発光点１３に到達するようにレーザ光源１１を配置すればよい。
以上、本技術の各実施形態について説明したが、本技術は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
例えば、上述の実施形態においては、１つのレーザ光に対して１つ又は複数の蛍光成形体を設けたが、１つの蛍光成形体に複数のレーザからの励起光が集光する構成としてもよく、レーザ光強度を高めることができる。また、複数の異なるレーザ光源を用い、発光色の異なる蛍光成形体毎に、その蛍光成形体に適した励起光が出力されるレーザ光源を設けてもよい。
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）レーザ光源から出力された励起光が入射される第１の面と、
前記第１の面に対向配置された第２の面と、
前記第１の面と前記第２の面と接し、前記第２の面に対して鈍角に傾斜する対向配置された第１の傾斜面及び第２の傾斜面を有する側面とを備え、
前記励起光により励起されて発光し、前記発光の発光波長をλとしたときに、前記第１の傾斜面と前記第２の面とが接する位置と前記第２の傾斜面と前記第２の面とが接する位置との距離が２λ未満である
蛍光成形体。
（２）上記（１）記載の蛍光成形体であって、
前記蛍光成形体の内部で前記励起光により励起されて発せられる発光が全反射されることにより前記第１の傾斜面及び前記第２の傾斜面にエバネッセント波が生成される
蛍光成形体。
（３）上記（１）又は（２）記載の蛍光成形体であって、
前記第１の傾斜面と前記第２の面とのなす角度と、前記第２の傾斜面と前記第２の面とのなす角度とは等しい
蛍光成形体。
（４）上記（１）から（３）いずれかに記載の蛍光成形体であって、
前記第２の面は平坦面である
蛍光成形体。
（５）上記（４）に記載の蛍光成形体であって、
前記第１の面は平坦面である
蛍光成形体。
（６）上記（１）から（５）いずれかに記載の蛍光成形体であって、
前記蛍光成形体は錐台形状を有する
蛍光成形体。
（７）上記（１）から（６）いずれかに記載の蛍光成形体であって、
前記蛍光成形体はバルク蛍光体からなる
蛍光成形体。
（８）上記（１）から（６）いずれかに記載の蛍光成形体であって、
前記蛍光成形体は、透明高屈折率体と、前記透明高屈折率体の内部に配置された前記励起光により励起されて発光する蛍光体微粒子を含む蛍光体層とを有する
蛍光成形体。
（９）励起光を出力するレーザ光源と、
前記励起光が入射される第１の面と、前記第１の面に対向配置された第２の面と、前記第１の面と前記第２の面と接し、前記第２の面に対して鈍角に傾斜する対向配置された第１の傾斜面及び第２の傾斜面を有する側面とを備え、前記励起光により励起されて発光し、前記発光の発光波長をλとしたときに、前記第１の傾斜面と前記第２の面とが接する位置と前記第２の傾斜面と前記第２の面とが接する位置との距離が２λ未満である蛍光成形体と
を具備する固体光源。
（１０）励起光を出力するレーザ光源と、
前記励起光が入射される第１の面と、前記第１の面に対向配置された第２の面と、前記第１の面と前記第２の面と接し、前記第２の面に対して鈍角に傾斜する対向配置された第１の傾斜面及び第２の傾斜面を有する側面とを備え、前記励起光により励起されて発光し、前記発光の発光波長をλとしたときに、前記第１の傾斜面と前記第２の面とが接する位置と前記第２の傾斜面と前記第２の面とが接する位置との距離が２λ未満である蛍光成形体と
を具備する電子機器。
（１１）上記（１０）記載の電子機器であって、
前記蛍光成形体が複数配置され、前記励起光を透過する回転基板を
更に具備する電子機器。
（１）レーザ光源から出力された励起光が入射される第１の面と、
前記第１の面に対向配置された第２の面と、
前記第１の面と前記第２の面と接し、前記第２の面に対して鈍角に傾斜する対向配置された第１の傾斜面及び第２の傾斜面を有する側面とを備え、
前記励起光により励起されて発光し、前記発光の発光波長をλとしたときに、前記第１の傾斜面と前記第２の面とが接する位置と前記第２の傾斜面と前記第２の面とが接する位置との距離が２λ未満である
蛍光成形体。
（２）上記（１）記載の蛍光成形体であって、
前記蛍光成形体の内部で前記励起光により励起されて発せられる発光が全反射されることにより前記第１の傾斜面及び前記第２の傾斜面にエバネッセント波が生成される
蛍光成形体。
（３）上記（１）又は（２）記載の蛍光成形体であって、
前記第１の傾斜面と前記第２の面とのなす角度と、前記第２の傾斜面と前記第２の面とのなす角度とは等しい
蛍光成形体。
（４）上記（１）から（３）いずれかに記載の蛍光成形体であって、
前記第２の面は平坦面である
蛍光成形体。
（５）上記（４）に記載の蛍光成形体であって、
前記第１の面は平坦面である
蛍光成形体。
（６）上記（１）から（５）いずれかに記載の蛍光成形体であって、
前記蛍光成形体は錐台形状を有する
蛍光成形体。
（７）上記（１）から（６）いずれかに記載の蛍光成形体であって、
前記蛍光成形体はバルク蛍光体からなる
蛍光成形体。
（８）上記（１）から（６）いずれかに記載の蛍光成形体であって、
前記蛍光成形体は、透明高屈折率体と、前記透明高屈折率体の内部に配置された前記励起光により励起されて発光する蛍光体微粒子を含む蛍光体層とを有する
蛍光成形体。
（９）励起光を出力するレーザ光源と、
前記励起光が入射される第１の面と、前記第１の面に対向配置された第２の面と、前記第１の面と前記第２の面と接し、前記第２の面に対して鈍角に傾斜する対向配置された第１の傾斜面及び第２の傾斜面を有する側面とを備え、前記励起光により励起されて発光し、前記発光の発光波長をλとしたときに、前記第１の傾斜面と前記第２の面とが接する位置と前記第２の傾斜面と前記第２の面とが接する位置との距離が２λ未満である蛍光成形体と
を具備する固体光源。
（１０）励起光を出力するレーザ光源と、
前記励起光が入射される第１の面と、前記第１の面に対向配置された第２の面と、前記第１の面と前記第２の面と接し、前記第２の面に対して鈍角に傾斜する対向配置された第１の傾斜面及び第２の傾斜面を有する側面とを備え、前記励起光により励起されて発光し、前記発光の発光波長をλとしたときに、前記第１の傾斜面と前記第２の面とが接する位置と前記第２の傾斜面と前記第２の面とが接する位置との距離が２λ未満である蛍光成形体と
を具備する電子機器。
（１１）上記（１０）記載の電子機器であって、
前記蛍光成形体が複数配置され、前記励起光を透過する回転基板を
更に具備する電子機器。
１、１０１、２０１、３０１、５０１、６０１、９０１、１００１…固体光源
１１…レーザ光源
１２、１１２、２１２、４１２、７１２、９１２、１０１２…蛍光成形体
１４…エバネッセント波
１６、１１６、２１６、１０１６…第１の平坦面（第１の面）
１７、１１７、２１７、７１７、９１７、１０１７…側面
１７ａ、１１７ａ、２１７ａ、７１７ａ、９１７ａ、１０１７ａ…第１の傾斜面
１７ｂ、１１７ｂ、２１７ｂ、７１７ｂ、９１７ｂ、１０１７ｂ…第２の傾斜面
１８、１１８、２１８、１０１８…第２の平坦面（第２の面）
２０…レーザ光（励起光）
３０８…回転基板
７１６…第１の面
９１３…蛍光体微粒子コンパウンド（蛍光体層）
９１４…透明高屈折率体
１０００…プロジェクタ（電子機器）
２０１６…第１の面
１１…レーザ光源
１２、１１２、２１２、４１２、７１２、９１２、１０１２…蛍光成形体
１４…エバネッセント波
１６、１１６、２１６、１０１６…第１の平坦面（第１の面）
１７、１１７、２１７、７１７、９１７、１０１７…側面
１７ａ、１１７ａ、２１７ａ、７１７ａ、９１７ａ、１０１７ａ…第１の傾斜面
１７ｂ、１１７ｂ、２１７ｂ、７１７ｂ、９１７ｂ、１０１７ｂ…第２の傾斜面
１８、１１８、２１８、１０１８…第２の平坦面（第２の面）
２０…レーザ光（励起光）
３０８…回転基板
７１６…第１の面
９１３…蛍光体微粒子コンパウンド（蛍光体層）
９１４…透明高屈折率体
１０００…プロジェクタ（電子機器）
２０１６…第１の面
Claims (11)
- レーザ光源から出力された励起光が入射される第１の面と、
前記第１の面に対向配置された第２の面と、
前記第１の面と前記第２の面と接し、前記第２の面に対して鈍角に傾斜する対向配置された第１の傾斜面及び第２の傾斜面を有する側面とを備え、
前記励起光により励起されて発光し、前記発光の発光波長をλとしたときに、前記第１の傾斜面と前記第２の面とが接する位置と前記第２の傾斜面と前記第２の面とが接する位置との距離が２λ未満である
蛍光成形体。 - 請求項１記載の蛍光成形体であって、
前記蛍光成形体の内部で前記励起光により励起されて発せられる発光が全反射されることにより前記第１の傾斜面及び前記第２の傾斜面にエバネッセント波が生成される
蛍光成形体。 - 請求項２記載の蛍光成形体であって、
前記第１の傾斜面と前記第２の面とのなす角度と、前記第２の傾斜面と前記第２の面とのなす角度とは等しい
蛍光成形体。 - 請求項３記載の蛍光成形体であって、
前記第２の面は平坦面である
蛍光成形体。 - 請求項４記載の蛍光成形体であって、
前記第１の面は平坦面である
蛍光成形体。 - 請求項５記載の蛍光成形体であって、
前記蛍光成形体は錐台形状を有する
蛍光成形体。 - 請求項４記載の蛍光成形体であって、
前記蛍光成形体はバルク蛍光体からなる
蛍光成形体。 - 請求項４記載の蛍光成形体であって、
前記蛍光成形体は、透明高屈折率体と、前記透明高屈折率体の内部に配置された前記励起光により励起されて発光する蛍光体微粒子を含む蛍光体層とを有する
蛍光成形体。 - 励起光を出力するレーザ光源と、
前記励起光が入射される第１の面と、前記第１の面に対向配置された第２の面と、前記第１の面と前記第２の面と接し、前記第２の面に対して鈍角に傾斜する対向配置された第１の傾斜面及び第２の傾斜面を有する側面とを備え、前記励起光により励起されて発光し、前記発光の発光波長をλとしたときに、前記第１の傾斜面と前記第２の面とが接する位置と前記第２の傾斜面と前記第２の面とが接する位置との距離が２λ未満である蛍光成形体と
を具備する固体光源。 - 励起光を出力するレーザ光源と、
前記励起光が入射される第１の面と、前記第１の面に対向配置された第２の面と、前記第１の面と前記第２の面と接し、前記第２の面に対して鈍角に傾斜する対向配置された第１の傾斜面及び第２の傾斜面を有する側面とを備え、前記励起光により励起されて発光し、前記発光の発光波長をλとしたときに、前記第１の傾斜面と前記第２の面とが接する位置と前記第２の傾斜面と前記第２の面とが接する位置との距離が２λ未満である蛍光成形体と
を具備する電子機器。 - 請求項１０記載の電子機器であって、
前記蛍光成形体が複数配置され、前記励起光を透過する回転基板を
更に具備する電子機器。
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