WO2017130607A1 - 発光装置および照明装置 - Google Patents

発光装置および照明装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2017130607A1
WO2017130607A1 PCT/JP2016/087912 JP2016087912W WO2017130607A1 WO 2017130607 A1 WO2017130607 A1 WO 2017130607A1 JP 2016087912 W JP2016087912 W JP 2016087912W WO 2017130607 A1 WO2017130607 A1 WO 2017130607A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
light emitting
fluorescence
emitting device
film
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/087912
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
一規 安念
高橋　幸司
佳伸 川口
要介 前村
智洋 坂上
宜幸 高平
Original Assignee
シャープ株式会社
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 シャープ株式会社 filed Critical シャープ株式会社
Priority to US16/073,263 priority Critical patent/US20190032866A1/en
Priority to JP2017563740A priority patent/JP6469893B2/ja
Publication of WO2017130607A1 publication Critical patent/WO2017130607A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/30—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source
    • F21V9/32—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source characterised by the arrangement of the photoluminescent material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/64—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using wavelength conversion means distinct or spaced from the light-generating element, e.g. a remote phosphor layer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/65—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction specially adapted for changing the characteristics or the distribution of the light, e.g. by adjustment of parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/68—Details of reflectors forming part of the light source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/20—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S5/0087—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping for illuminating phosphorescent or fluorescent materials, e.g. using optical arrangements specifically adapted for guiding or shaping laser beams illuminating these materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0225—Out-coupling of light
    • H01S5/02251—Out-coupling of light using optical fibres
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/16—Laser light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/176—Light sources where the light is generated by photoluminescent material spaced from a primary light generating element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/06—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters for filtering out ultraviolet radiation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30—Semiconductor lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/02208—Mountings; Housings characterised by the shape of the housings
    • H01S5/02212—Can-type, e.g. TO-CAN housings with emission along or parallel to symmetry axis
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
    • H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/32308—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm
    • H01S5/32341—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm blue laser based on GaN or GaP
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar

Definitions

  • the present disclosure relates to a light emitting device and the like.
  • LEDs Light Emitting Diodes
  • LD Laser Diodes
  • LEDs Light Emitting Diodes
  • LD Laser Diodes
  • excitation light generated from these excitation light sources is applied to light emitting parts including phosphors.
  • Research on light-emitting devices that use fluorescence generated by the above as illumination light has become active. Examples of such a light emitting device include the light emitting devices described in Patent Documents 1 to 3.
  • the light emitting device of Patent Document 1 includes a reflection member that reflects at least a part of light emitted from the wavelength conversion member and excitation light, and a blocking member that blocks at least part of the light and excitation light. It has.
  • the reflecting member is an excitation light reflecting member that can pass only the wavelength-converted light of a specific wavelength and can reflect the excitation light
  • the reflecting member is disposed in the wavelength converted light deriving portion of the wavelength converting member.
  • the reflecting member is a wavelength-converted light reflecting member that can transmit only light of a specific wavelength and reflect the wavelength-converted light
  • the reflecting member is disposed in the excitation light introducing portion of the wavelength converting member.
  • Patent Document 2 discloses a light source device in which a reflective polarization separation element that reflects light having a polarization direction different from the polarization direction of incident excitation light is provided on the excitation light incident side of the phosphor layer. ing.
  • the illumination device disclosed in Patent Document 3 includes an ultraviolet light that reflects ultraviolet light and transmits visible light on an emission surface side that transmits visible light of a fluorescent layer containing a fluorescent material that emits light by receiving ultraviolet light.
  • a reflective layer is provided.
  • a visible light reflecting layer that reflects visible light and transmits ultraviolet light is provided on the incident surface side where the ultraviolet light is incident on the fluorescent layer.
  • the fluorescent layer has a configuration in which fluorescent substances are scattered. Thereby, light emission occurs in the entire phosphor layer, and visible light generated as a result of light emission isotropically proceeds.
  • the reflective polarization separation element returns the excitation light whose polarization direction has changed after being incident on the phosphor layer to the inside of the phosphor layer.
  • the reflection-type polarization separation element transmits the excitation light whose polarization direction has not changed after being incident on the phosphor layer (excitation light having the same polarization direction as that before being incident on the phosphor layer).
  • the light may be emitted toward the excitation light source without returning to the inside of the phosphor layer.
  • the phosphor layer cannot be excited with respect to the excitation light emitted to the excitation light source side, and the fluorescence cannot be extracted from the emission surface side of the phosphor layer.
  • the fluorescence emitted from the phosphor in all directions remains unchanged without changing the traveling direction of the fluorescence emitted by the excitation light. Proceed in all directions. Therefore, in this case, it may be difficult to efficiently extract the fluorescent light in a desired direction (for example, on the side of the emission surface of the wavelength conversion member or phosphor layer facing the excitation light receiving surface). There is sex.
  • Patent Documents 1 and 2 there is no mention of the structure of a phosphor that does not cause Mie scattering, and, of course, there is no mention of taking out the fluorescence in consideration of the use of the phosphor that does not easily cause Mie scattering.
  • fluorescent materials are scattered in the fluorescent layer. That is, the fluorescent layer has a configuration in which Mie scattering is likely to occur over the entire fluorescent layer. Therefore, in Patent Document 3, there is of course no mention regarding the extraction of fluorescence in consideration of the case where the above-described phosphor that hardly causes Mie scattering is used.
  • the present disclosure has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to realize a light-emitting device and a lighting device that can improve the fluorescence extraction efficiency in a desired direction.
  • a light-emitting device includes: A small-gap fluorescent member that emits fluorescence in response to excitation light emitted from an excitation light source, wherein the small-gap fluorescent member has a width of a gap existing in the interior of 1/10 or less of the wavelength of the excitation light.
  • a light-receiving surface that receives the excitation light, and an emission surface that emits the fluorescence that faces the light-receiving surface, and transmits the excitation light and reflects the fluorescence on the light-receiving surface side.
  • An excitation light transmitting member is provided, and a fluorescence transmitting member that reflects the excitation light and transmits the fluorescence is provided on the emission surface side.
  • (C) is a graph which shows the simulation result of the transmittance
  • (A) is a graph which shows the simulation result of the transmittance
  • (b) is the simulation result of the reflectance of the light which injected perpendicularly
  • (C) is a graph which shows the simulation result of the transmittance
  • (A) is a figure which shows the behavior of the excitation light in the light-emitting device of a comparative example
  • (b) is the behavior of the excitation light in the light-emitting device which concerns on Embodiment 1
  • (c) is light emission of a comparative example.
  • (d) is a figure which shows the behavior of the fluorescence in the light-emitting device which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a graph which shows the transmittance
  • Embodiment 1 Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of the lighting device 1 including the light emitting device 10 according to the present embodiment.
  • the illumination device 1 includes an optical fiber 3, a ferrule 4, a ferrule fixing part 5, a metal base 7, a light projecting lens 8 (light projecting member), a lens fixing part 9, and a laser element (excitation light source) 11.
  • the laser element 11, the light emitting unit 12, the excitation light transmitting film 13, and the fluorescence transmitting film 14 constitute the light emitting device 10 (see FIG. 1). The description of the light emitting device 10 will be described later.
  • the optical fiber 3 is a light guide member that guides laser light (described later) emitted from the laser element 11.
  • the optical fiber 3 is a bundle fiber in which a plurality of optical fibers are bundled.
  • the optical fiber 3 includes an incident end 3a that makes a laser beam incident and an emission end 3b that emits the laser beam incident from the incident end 3a.
  • the incident end 3 a is connected to the laser element 11.
  • the emission end 3 b is held by the ferrule 4 and connected to the metal base 7 through the ferrule fixing portion 5.
  • the ferrule 4 is a holding member that holds the emission end 3 b of the optical fiber 3.
  • the ferrule 4 is attached to the emission end 3 b side of the optical fiber 3.
  • the ferrule 4 is formed with a plurality of holes into which the emission end 3b can be inserted, for example.
  • the ferrule 4 can be omitted. However, even when one optical fiber 3 is used, it is preferable to provide the ferrule 4 in order to fix the emission end 3b at an appropriate position.
  • the ferrule fixing part 5 is a fixing member that fixes the ferrule 4 to the metal base 7.
  • fixed part 5 is a cylindrical member which has light-shielding property.
  • the ferrule fixing part 5 is penetrated from one end side of the excitation light passage hole 71 formed in the thickness direction of the metal base 7 and is fixed to the metal base 7.
  • the ferrule fixing portion 5 is a metal that allows the ferrule 4 to be metalized at an angle at which the laser light emitted from the emission end portion 3b of the optical fiber 3 is appropriately applied to the light emitting portion 12 disposed on the other end side of the excitation light passage hole 71. Fix to base 7.
  • the ferrule fixing part 5 is preferably a member that does not absorb light, and is made of, for example, aluminum.
  • the metal base 7 is a support member that supports the light emitting unit 12.
  • the metal base 7 is made of metal (for example, aluminum, copper or iron). Therefore, the metal base 7 has high thermal conductivity, and can efficiently dissipate the heat generated in the light emitting unit 12.
  • An excitation light passage hole 71 is formed in the metal base 7 so as to penetrate the central portion of the metal base 7 in the thickness direction (left and right direction in FIG. 1). One end of the excitation light passage hole 71 is opened at the back surface 7 a of the metal base 7. The other end of the excitation light passage hole 71 is opened at the surface 7 b of the metal base 7.
  • the exit end 3b of the optical fiber 3 is disposed at the opening on the one end of the excitation light passage hole 71 (the back surface 7a of the metal base 7).
  • the light emitting unit 12 is disposed at an opening on the other end (surface 7b of the metal base 7) side of the excitation light passage hole 71 so as to cover the opening. Therefore, the laser beam emitted from the emission end 3 b of the optical fiber 3 passes through the excitation light passage hole 71 of the metal base 7 and is irradiated to the light emitting unit 12.
  • the metal base 7 dissipates the heat generated in the light emitting unit 12 through the radiation fins 72 and the like.
  • a plurality of the heat radiation fins 72 are provided on the back surface 7a of the metal base 7, and function as a heat radiation mechanism that radiates the heat of the metal base 7 into the air.
  • the heat dissipating fins 72 increase the heat dissipating efficiency by increasing the contact area with the atmosphere. As with the metal base 7, it is preferable to use a material having high thermal conductivity for the radiation fin 72.
  • the light projecting lens 8 is an optical member that projects illumination light including laser light and fluorescence emitted from the light emitting unit 12.
  • the light projecting lens 8 projects the illumination light in a predetermined angle range by refracting the illumination light including the laser light and the fluorescence emitted from the light emitting unit 12.
  • the light projecting lens 8 is made of, for example, acrylic resin, polycarbonate, silicone, borosilicate glass, BK7, or quartz.
  • the light projecting lens 8 is supported by the lens fixing unit 9 at a position facing the light emitting unit 12.
  • the number of the light projection lenses 8 may be one or plural.
  • the shape of the projection lens 8 may be either an aspheric lens or a spherical lens. The number and shape of the projection lenses 8 to be used are appropriately selected as necessary.
  • the lens fixing unit 9 is a fixing member that fixes the light projecting lens 8 to the metal base 7.
  • the lens fixing portion 9 is made of a cylindrical member having a light shielding property.
  • the lens fixing portion 9 holds the peripheral surface of the metal base 7 and the peripheral surface of the light projecting lens 8 on its inner surface.
  • the lens fixing portion 9 is preferably made of a material with high heat dissipation, and in particular, a material made of aluminum and subjected to an alumite treatment on the surface can be suitably used.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a light emitting device 10 according to the present embodiment.
  • the light emitting device 10 includes a laser element 11, a light emitting unit (small gap fluorescent member) 12, an excitation light transmitting film (excitation light transmitting member) 13, and a fluorescent transmitting film (fluorescent transmitting member) 14.
  • the laser element 11 will be described as a part of the light emitting device 10.
  • the main parts of the light emitting device 10 are the light emitting unit 12, the excitation light transmitting film 13, and the fluorescent transmitting film 14.
  • the laser element 11 is an excitation light source that emits laser light (excitation light).
  • the light emitting device 10 includes a plurality of laser elements 11 as shown in FIG. However, only one laser element 11 is shown in FIG. 1 for simplicity.
  • the laser light emitted from the laser element 11 is spatially and temporally aligned in phase and has a single wavelength. Therefore, by using laser light as excitation light, the light emitting unit 12 can be efficiently excited, and high-luminance illumination light can be obtained.
  • the wavelength of the emitted laser light and the light output are appropriately set according to the type of phosphor constituting the light emitting unit 12.
  • laser light having a wavelength range of 420 nm or more and less than 455 nm can be selected as excitation light.
  • Laser light emitted from each of the plurality of laser elements 11 is incident on the incident end 3a of the optical fiber 3, and is emitted from the emission end 3b located on the side opposite to the incident end 3a. Is irradiated. A part of the laser light applied to the light emitting unit 12 is converted into fluorescence by a phosphor constituting the light emitting unit 12.
  • the aspherical lens 11a is preferably made of a material having high transmittance of laser light emitted from the laser element 11 and excellent heat resistance.
  • the number of laser elements 11 to be used can be appropriately selected according to the required output. Therefore, only one laser element 11 may be used. However, when there is a need to obtain high-power laser light, it is preferable to use a plurality of laser elements 11 as in this embodiment.
  • a light emitting diode or the like may be provided as an excitation light source instead of the laser element 11.
  • the excitation light source is not particularly limited as long as it emits excitation light that can excite the phosphor constituting the light emitting unit 12.
  • the light emitting unit 12 receives the laser light emitted from the laser element 11 and emits fluorescence.
  • the light emitting unit 12 includes a light receiving surface 12a that receives laser light, and an emission surface 12b that emits fluorescence that faces the light receiving surface 12a.
  • the light-emitting portion 12 is preferably made of a garnet-based small gap phosphor plate.
  • the small gap phosphor plate means a phosphor plate in which the width of a gap (hereinafter referred to as gap width) existing in the phosphor plate is 1/10 or less of the wavelength of visible light. More specifically, the small gap phosphor plate means a phosphor plate having a gap width of 0 nm or more and 40 nm or less. That is, if the gap width is expressed as a symbol t, 0 nm ⁇ t ⁇ 40 nm.
  • the “small gap phosphor plate” may be referred to as a “small gap phosphor member”.
  • the above-mentioned “void” means a gap between crystals in the phosphor plate (in other words, a grain boundary).
  • the air gap is a cavity in which only air exists.
  • some foreign matter for example, alumina which is a raw material of the phosphor plate may enter inside the gap.
  • FIG. 3 is a schematic view for explaining the gap width in the small gap phosphor plate.
  • FIG. 3 shows distances d1 to d4 as distances between adjacent crystals. For example, if the distance d1 is the maximum of the distances d1 to d4, the distance d1 is the gap width.
  • an optical microscope SEM (Scanning Electron Microscope), or TEM (Transmission Electron Microscope, transmission electron) is obtained after cutting out the cross section of the phosphor plate. What is necessary is just to obtain the observation image of the said cross section with measuring instruments, such as a microscope. By analyzing the observed image, the distances d1 to d4 can be measured. That is, the gap width can be measured.
  • the small gap phosphor plate is excellent in thermal conductivity because the gap width is 0 nm ⁇ t ⁇ 40 nm. Therefore, even when a high-density laser beam is irradiated, the temperature of the light emitting unit 12 is unlikely to increase and the light emission efficiency is unlikely to decrease. Therefore, by using a small gap phosphor plate as the light emitting unit 12, the light emitting unit 12 with high luminance and high efficiency can be realized.
  • a phosphor raw material powder is obtained by a liquid phase method or a solid phase method using a submicron sized oxide powder as a raw material.
  • the phosphor raw material powder is a YAG: Ce phosphor
  • the oxide is yttrium oxide, aluminum oxide, cerium oxide, or the like.
  • the phosphor raw material powder is molded with a mold or the like and vacuum sintered.
  • a small gap phosphor plate having a gap width larger than 0 nm and 40 nm or less that is, 0 nm ⁇ t ⁇ 40 nm
  • this small gap phosphor plate has a narrow gap width, it has a high thermal conductivity. For this reason, the temperature of the small gap phosphor plate hardly rises even when irradiated with high-density excitation light. Therefore, the use of a small-gap phosphor plate made of a polycrystalline phosphor as the light emitting unit 12 can suppress a decrease in the light emission efficiency of the light emitting unit 12, and thus the light emitting unit 12 with high luminance and high efficiency. Can be realized. Further, in this case, since the light emitting unit 12 is sintered in a state in which the light emitting unit 12 is formed in a shape close to that used for a product, it is possible to reduce material loss and required time in processing after sintering.
  • an example of a method for producing the small-gap phosphor plate is a liquid phase method such as a CZ (Czochralski) method. Specifically, first, oxide powder is made into a mixed powder by dry mixing or the like, and the mixed powder is put in a crucible and heated to obtain a melt. Next, a phosphor seed crystal (for example, YAG single crystal in the case of YAG) is prepared, the seed crystal is brought into contact with the melt, and then pulled up while rotating. At this time, the pulling temperature is about 2000 ° C. Thereby, for example, a ⁇ 111> -direction single crystal ingot can be grown. Thereafter, the ingot is cut into a desired size. At this time, depending on how to cut out, a single crystal ingot in the ⁇ 001> or ⁇ 110> direction can be obtained.
  • CZ Czochralski
  • the thermal conductivity is higher than that of the small void phosphor plate formed of the polycrystalline phosphor. (About 10 W / m ⁇ K). Therefore, the temperature of the small gap phosphor plate is less likely to rise when irradiated with high-density excitation light. Therefore, by using a small gap phosphor plate made of a single crystal phosphor as the light emitting unit 12, it is possible to realize the light emitting unit 12 with higher luminance and higher efficiency.
  • the single crystal ingot is obtained from the melt at a temperature equal to or higher than the melting point of the phosphor, and thus has high crystallinity. That is, there are fewer defects in the small gap phosphor plate. Therefore, the temperature characteristics of the small gap phosphor plate can be improved, and a decrease in light emission efficiency due to an increase in temperature can be suppressed.
  • a material other than the small gap phosphor plate such as a phosphor single crystal plate and a phosphor polycrystalline plate may be used.
  • a material in which a phosphor is dispersed inside a sealing material can be used.
  • the sealing material of the light emitting unit 12 is, for example, a glass material (inorganic glass, organic-inorganic hybrid glass), or a resin material such as silicone resin. Low melting glass may be used as the glass material.
  • the sealing material is preferably highly transparent, and when the laser beam has a high output, a material having high heat resistance is preferable.
  • the type of phosphor contained in the light emitting unit 12 is appropriately selected according to the wavelength of the laser beam to be irradiated. Further, Ce may be added to increase the absorption efficiency of the laser light in the light emitting unit 12. Specifically, for example, YAG: Ce (cerium-added yttrium aluminum garnet, yellow), GAGG: Ce (cerium-added gadolinium aluminum gallium garnet, yellow), or LuAG: Ce (cerium-added lutetium aluminum garnet, green) ) Based phosphor single crystal plate or phosphor polycrystalline plate can be suitably used.
  • the excitation light transmitting film 13 is an optical filter that transmits laser light and reflects fluorescence.
  • the excitation light transmitting film 13 is formed of a dielectric multilayer film (for example, a dielectric multilayer film of SiO 2 / TiO 2 or a dichroic filter).
  • a method for forming the dielectric multilayer film a general film forming method can be used.
  • a dielectric multilayer film can be produced by alternately laminating SiO 2 films and TiO 2 films using a magnetron sputtering method or the like.
  • the optical characteristics of the excitation light transmitting film 13 can be changed as appropriate by changing the thickness or type of each dielectric multilayer film.
  • the structure of the SiO 2 film and the TiO 2 film is as follows: ⁇ Individual film thickness: tens to hundreds of nm -Total number of layers: 10-100 Is appropriately selected.
  • the excitation light transmitting film 13 is directly provided on the light receiving surface 12 a of the light emitting unit 12.
  • FIG. 4A is a graph showing a simulation result of the transmittance of light incident perpendicularly to the excitation light transmitting film 13.
  • FIG. 4B is a graph showing a simulation result of the reflectance of light incident perpendicularly to the excitation light transmitting film 13.
  • the horizontal axis indicates the wavelength of light
  • the vertical axis indicates the transmittance or reflectance.
  • the reflectance graph shown in FIG. 4B is configured with a value of “100 ⁇ transmittance (graph of FIG. 4A)”.
  • the graphs shown in FIGS. 4A and 4B are graphs when the incident angle of light with respect to the incident surface is 0 °.
  • membrane 13 is about 90% about (i) light whose wavelength is less than 455 nm, (ii) The wavelength is 480 nm or more. For light, it is almost 0%.
  • the reflectance of light in the excitation light transmitting film 13 is (i) about 10% for light whose wavelength is less than 455 nm, and (ii) the wavelength is 480 nm. The above light is almost 100%.
  • the wavelength of the laser beam emitted from the laser element 11 in this embodiment is 420 nm or more and less than 455 nm, the laser beam is easily transmitted through the excitation light transmitting film 13.
  • the peak wavelength of the fluorescence emitted from the light emitting unit 12 in the present embodiment is around 550 nm, the fluorescence hardly transmits the excitation light transmitting film 13.
  • (C) of FIG. 4 is a graph showing a simulation result of the transmittance of light incident on the excitation light transmitting film 13 for each wavelength.
  • the above-mentioned “easy to transmit laser light” with respect to the excitation light transmitting film 13 means an irradiation angle in the case of light having a wavelength of 445 nm (and light having a peak wavelength in the vicinity thereof) as shown in FIG. Means that the transmittance is 90% or more in the range of 20 ° or less.
  • the above-mentioned “difficult to transmit fluorescence” with respect to the excitation light transmitting film 13 means that (i) the transmittance of light having a wavelength of 480 nm or more and 700 nm or less is less than 70% (that is, reflective) (Ii) In particular, it means that the transmittance of light having a wavelength of 550 nm or more and 600 nm or less is less than 25% (that is, the reflectance is 75% or more).
  • the irradiation angle in the present embodiment refers to an angle formed by the optical path of light incident on the incident surface (light receiving surface) and the normal line of the incident surface (that is, the incident angle of light incident on the incident surface).
  • the fluorescence transmission film 14 is a dielectric multilayer film that reflects laser light and transmits fluorescence. Similarly to the excitation light transmission film 13, the fluorescence transmission film 14 is produced by alternately laminating SiO 2 films and TiO 2 films.
  • the structure of the SiO 2 film and the TiO 2 film is as follows: ⁇ Individual film thickness: tens to hundreds of nm -Total number of layers: 10-100 Is appropriately selected. However, the individual film thickness is different from the individual film thicknesses of the SiO 2 film and the TiO 2 film constituting the excitation light transmitting film 13.
  • the fluorescent transmission film 14 is directly provided on the emission surface 12 b of the light emitting unit 12.
  • FIG. 5A is a graph showing a simulation result of the transmittance of light incident perpendicularly to the fluorescent transmission film 14.
  • FIG. 5B is a graph showing a simulation result of the reflectance of light incident perpendicularly to the fluorescent transmission film 14.
  • the horizontal axis indicates the wavelength of light
  • the vertical axis indicates the transmittance or reflectance.
  • the reflectance graph shown in FIG. 5B is configured with a value of “100 ⁇ transmittance (graph of FIG. 5A)”.
  • the graphs shown in FIGS. 5A and 5B are graphs when the incident angle of light with respect to the incident surface is 0 °.
  • the light transmittance of the fluorescent transmission film 14 is (i) about 90% for light having a wavelength of 480 nm or more, and (ii) light having a wavelength of 460 nm or less. Is about 0%.
  • the reflectance of light in the fluorescent transmission film 14 is about 10% for (i) light having a wavelength of 480 nm or more, and (ii) about 100% for light having a wavelength of 460 nm or less.
  • the wavelength of the laser light emitted from the laser element 11 is not less than 420 nm and less than 455 nm, so that it is difficult to transmit the fluorescence transmission film 14.
  • the peak wavelength of the fluorescence emitted by the light emitting unit 12 is around 550 nm, so that the fluorescence is likely to pass through the fluorescent transmission film 14.
  • FIG. 5C is a graph showing a simulation result of the transmittance of light incident on the fluorescent transmission film 14 for each wavelength.
  • “easy to transmit fluorescence” means that, as shown in FIG. 5C, the transmittance of light with a wavelength of 480 nm to 700 nm is 70% within an irradiation angle of 60 ° or less. That means that.
  • the above-mentioned “difficult to transmit laser light” with respect to the fluorescent transmission film 14 means irradiation in the case of light having a wavelength of 445 nm (and light having a peak wavelength in the vicinity thereof) as shown in FIG. It means that the transmittance is 5% or less (that is, the reflectance is 95% or more) in the range where the angle is 20 ° or less.
  • the behavior of the laser light in the light emitting device 10 is compared with the behavior of the laser light in the light emitting device of the comparative example.
  • the light emitting device of the comparative example has the same configuration as the light emitting device 10 according to the present embodiment, except that the excitation light transmitting film 13 and the fluorescence transmitting film 14 are not provided.
  • FIG. 6A is a diagram illustrating the behavior of laser light in the light emitting device of the comparative example.
  • a part of the laser light is reflected on the light receiving surface 12a of the light emitting unit 12 and does not enter the light emitting unit 12 (interface reflection loss). Further, part of the laser light incident on the light emitting unit 12 is emitted from the emission surface 12 b without being wavelength-converted by the light emitting unit 12.
  • FIG. 6B is a diagram showing the behavior of the laser light in the light emitting device 10 according to the present embodiment.
  • the excitation light transmitting film 13 is provided on the light receiving surface 12 a of the light emitting unit 12.
  • the fluorescent transmission film 14 is provided on the emission surface 12 b of the light emitting unit 12. For this reason, at least a part of the laser light that has not undergone wavelength conversion from the light receiving surface 12a to the light exiting surface 12b returns to the inside of the light emitting unit 12, so that the part can be used again for fluorescence emission. . Therefore, the excitation efficiency of the light emitting unit 12 can be increased.
  • FIG. 6 is a figure which shows the behavior of the fluorescence in the light-emitting device of a comparative example.
  • the gap width is 1/10 or less of visible light. For this reason, in a small space
  • the haze value (ratio of diffuse transmittance with respect to the total light transmittance of light) of a small gap fluorescent member having a flat surface is 4.6% when the small gap fluorescent member is polycrystalline. In the case of a single crystal, it is 4.5%.
  • the small gap fluorescent member has a very low haze value of about 5% or less for both the polycrystal and the single crystal. In other words, the light scattering property of the small gap fluorescent member is very low. Therefore, it may be understood that the light-emitting portion 12 composed of a small gap fluorescent member has a very low scattering property and hardly scatters light.
  • the fluorescence emitted from the light emitting unit 12 in all directions proceeds in all directions.
  • all the fluorescence traveling in a direction other than the front (light emission direction in the light emitting device) is lost, and the amount of fluorescence emitted in a desired direction is reduced.
  • the emission surface 12b in the light emitting device of the comparative example is an interface between air (refractive index 1) and YAG phosphor (refractive index 1.9).
  • the fluorescent light traveling forward those having an irradiation angle to the emission surface 12b of 32 ° or more are totally reflected.
  • the irradiation angle of the totally reflected fluorescence differs depending on the combination of the refractive index of the phosphor constituting the light emitting unit 12 and the refractive index of the substance in contact with the emission surface 12b.
  • FIG. 6 is a figure which shows the behavior of the fluorescence in the light-emitting device 10 which concerns on this embodiment.
  • the excitation light transmitting film 13 is provided on the light receiving surface 12a of the light emitting unit 12, so that the fluorescence that has proceeded to the light receiving surface 12a side inside the light emitting unit 12 can be obtained.
  • the traveling direction can be changed to the emission surface 12b side.
  • the fluorescent transmission film 14 is provided on the emission surface 12 b of the light emitting unit 12. For this reason, the fluorescence emitted forward from the light emitting unit 12 is not easily totally reflected on the emission surface 12b. Therefore, in the light emitting device 10, it is possible to increase the fluorescence extraction efficiency from the emission surface 12 b. Further, in the light emitting device of the comparative example, at least a part of the fluorescence that is totally reflected and has an irradiation angle of 32 ° or more is emitted from the emission surface 12b without being totally reflected.
  • the amount of fluorescence generated in the light emitting unit 12 can be increased, and the amount of fluorescence emitted from the emission surface 12b can be increased. Become. Therefore, according to the light emitting device 10 according to the present embodiment, it is possible to improve the fluorescence extraction efficiency in a desired direction when a small gap fluorescent member is used as the light emitting unit 12.
  • the light emitting device 10 according to the present embodiment is a light emitting device that can be used as a light source of a projector device, for example. Further, the light emitting device 10 according to the present embodiment may be used as a light source such as a spotlight or a vehicle headlamp.
  • the lighting device 1 is a lighting device that can be used as, for example, a projector device.
  • the illuminating device 1 which concerns on this embodiment may be used for uses, such as a spotlight or a vehicle headlamp.
  • the small gap fluorescent member is made of a single crystal phosphor
  • Mie scattering does not occur inside the small gap fluorescent member.
  • the problem that the amount of fluorescence emitted from the small gap fluorescent member in a desired direction is reduced appears remarkably.
  • the light emitting device 10 according to the present embodiment includes the excitation light transmission film 13 and the fluorescence transmission film 14, the above-described significant problem in the case where the light emitting unit 12 is made of a single crystal phosphor is solved. Can do.
  • the absorption rate of the laser light is improved. For this reason, the thickness of the light emitting unit 12 necessary for generating a desired amount of fluorescence is reduced, and the light emitting unit 12 can be configured to be thin. For this reason, when the light emitting unit 12 is attached to a fixed jig or the like as in Embodiment 6 described later, heat generated in the light emitting unit 12 easily escapes to the fixed jig. Thereby, since the heat dissipation efficiency of the light emitting unit 12 is further improved, the temperature of the light emitting unit 12 can be lowered. Therefore, the light emission efficiency of the light emitting unit 12 can be improved.
  • the concentration of Ce added to the light emitting part 12 cannot be increased, so that the absorption efficiency of laser light in the light emitting part 12 cannot be increased. .
  • the thickness of the light emitting unit 12 is 500 ⁇ m or more. The significance that the above-described light emitting unit 12 can be configured to be thin is remarkable in such a case.
  • the fluorescent transmission film 14 is directly provided on the emission surface 12 b of the light emitting unit 12. The advantage of this will be described below.
  • the difference in refractive index between each member and air is larger than the difference in refractive index between various members (phosphor, resin, etc.) used in the light emitting device.
  • the interface reflection loss or total reflection that occurs at the interface is caused by the difference in the refractive index between the two media forming the interface. That is, in order to suppress the interface reflection loss or total reflection, it is preferable that the difference in refractive index between the two media into which light is incident is small, and it is particularly preferable that one of the two media is not air.
  • the irradiation angle to the emission surface 12b is 32 ° as in the fluorescence behavior in the light emitting device of the comparative example described in FIG.
  • the above fluorescence is totally reflected on the emission surface 12 b and propagates inside the light emitting unit 12.
  • the fluorescent transmission film 14 is directly provided on the emission surface 12b, and no air is interposed between the light emitting unit 12 and the fluorescent transmission film 14.
  • FIG. 7 is a graph showing the fluorescence transmittance on the emission surface 12 b of the light emitting unit 12.
  • the horizontal axis represents the fluorescence irradiation angle on the emission surface 12 b
  • the vertical axis represents the fluorescence transmittance on the emission surface 12 b.
  • the reflectance of the fluorescence whose wavelength is 550 nm is shown.
  • the fluorescence in the light emitting device 10 has a transmittance of 90% or more even when the irradiation angle to the emission surface 12b is in the range of 32 ° to 58 °.
  • the light emitting device 10 it is possible to suppress the occurrence of fluorescence interface reflection loss and total reflection on the emission surface 12b, and increase the amount of fluorescence emitted from the light emitting unit 12 (light emission amount). be able to.
  • the excitation light transmitting film 13 is directly provided on the light receiving surface 12 a of the light emitting unit 12. The advantage of this will be described below.
  • the difference in refractive index between the two media on which light is incident is small, and it is particularly preferable that one of the two media is not air. preferable.
  • the excitation light transmitting film 13 is directly provided on the light receiving surface 12a. For this reason, no air is interposed between the light emitting unit 12 and the excitation light transmitting film 13. For this reason, it is possible to suppress at least the interface reflection loss of the laser light on the light receiving surface 12a and to increase the amount of the laser light incident on the light emitting unit 12 as compared with the case where air is present. Therefore, the amount of fluorescence emission can be increased.
  • the excitation light transmitting film 13 has (i) a light transmittance of less than 70% (ie, a wavelength of 480 nm to 700 nm) in an irradiation angle range of 80 ° or less (that is, (Ii) In particular, the transmittance of light having a wavelength of 550 nm to 600 nm is less than 25% (that is, the reflectance is 75% or more).
  • the fluorescent transmission film 14 has a characteristic that the transmittance of light having a wavelength of 480 nm or more and 700 nm or less is 70% or more in an irradiation angle range of 60 ° or less.
  • the illumination device of Patent Document 3 For example, in the illumination device of Patent Document 3, light that is totally reflected on the exit surface and the entrance surface out of isotropically emitted fluorescence cannot be extracted from the exit surface.
  • the light emitting device 10 of the present embodiment includes the excitation light transmission film 13 and the fluorescence transmission film 14 having the above characteristics, the illumination device of Patent Document 3 can suppress generation of light that is totally reflected. it can. Therefore, the fluorescence extraction efficiency can be increased as compared with the illumination device of Patent Document 3.
  • the excitation light transmitting film 13 and the fluorescent transmitting film 14 having the above characteristics with the light emitting portion 12 which is a small gap fluorescent member, the resistance of the small gap fluorescent member to heat or high density laser light is improved. . Therefore, the irradiation size of the excitation light formed on the light receiving surface 12a can be further reduced. Therefore, the light emitting device 10 can realize a light source with high brightness. Further, according to the present configuration, even when the small gap fluorescent member that does not easily increase the concentration of the activator (in this embodiment, the activator is Ce) and does not easily increase the absorption rate of the excitation light is used as the light emitting part, The absorption rate can be increased.
  • the light emitting unit 12 can be thinned. And with the said thickness reduction, the improvement of the thermal radiation efficiency of the light emission part 12, and a light emission efficiency can be improved by extension.
  • the configuration of such a combination is not disclosed in Patent Documents 1 to 3, and the effect exhibited by the configuration is a remarkable effect that the inventions described in these documents do not exhibit.
  • the excitation light transmission film 13 and the fluorescence transmission film 14 when a metal thin film (for example, a thin film made of aluminum) having a thickness capable of transmitting excitation light or fluorescence is used as the excitation light transmission film 13 and the fluorescence transmission film 14, total reflection is performed by the metal thin film. The excited light or fluorescence is totally reflected again by the metal thin film. In this case, since light absorption occurs in the metal thin film every time total reflection is repeated, the fluorescence extraction efficiency in the metal thin film may be reduced. On the other hand, since the light emitting device 10 of this embodiment uses the dielectric multilayer film having the above characteristics, the amount of excitation light or fluorescence that is totally reflected can be reduced as compared with the case of using a metal thin film. . Therefore, in the light emitting device 10, it is possible to suppress a decrease in fluorescence extraction efficiency.
  • a metal thin film for example, a thin film made of aluminum having a thickness capable of transmitting excitation light or fluorescence is used as the excitation light
  • the light emitting device 20 includes a fluorescent transmission thin film (fluorescent transmission member) 24 in which the number of laminated dielectric multilayer films is different from that of the fluorescent transmission film 14.
  • fluorescent transmission thin film fluorescent transmission member
  • members having the same functions as those described in the embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
  • FIG. 8 is a schematic view showing the structure of the light emitting device 20 according to this embodiment.
  • the light emitting device 20 includes a laser element 11, a light emitting unit 12, an excitation light transmitting film 13, and a fluorescence transmitting thin film 24.
  • the fluorescent transmission thin film 24 Like the fluorescent transmission film 14, the fluorescent transmission thin film 24 easily transmits fluorescence. Further, the fluorescent transmission thin film 24 has a higher transmittance of laser light than the fluorescent transmission film 14. For this reason, the fluorescence transmission film 14 reflects only a part of the laser light and transmits the fluorescence. That is, the fluorescent transmission film 14 reflects only a part of the laser beam and transmits the other part of the laser beam.
  • the fluorescent transmission thin film 24 is produced by laminating a SiO 2 film and a TiO 2 film in the same manner as the fluorescent transmission film 14.
  • the individual film thicknesses of the SiO 2 film and the TiO 2 film in the fluorescent transmission thin film 24 are the same as those of the fluorescent transmission film 14.
  • the number of stacked SiO 2 film and the TiO 2 film is less than the number of laminated SiO 2 film and the TiO 2 film in the fluorescent permeable membrane 14. Thereby, the transmittance of the laser light in the fluorescent transmission thin film 24 becomes higher than the transmittance of the laser light in the fluorescent transmission film 14.
  • the specific number of layers of the SiO 2 film and the TiO 2 film is appropriately selected depending on the desired laser beam transmittance.
  • the light emitting device 20 when used as a light source of a projector device, laser light and fluorescence can be emitted from one light emitting device 20, so that the projector device is R (red), G (green), and There is no need to provide a light source for emitting B (blue). Therefore, the projector device can be reduced in size.
  • a projector As a general projector device, a projector provided with light sources of three colors of R (red), G (green), and B (blue), or of R, G, B, Y (yellow), and W (white) Some have a five-color light source.
  • the light emitting unit 12 is composed of YAG or GAGG and the light emitting device 20 whose laser light is blue is used as the light source of the projector device, the light emitting device 20 has B (laser light), Y (fluorescence), and W (B and Y It is possible to function as a light source that emits a mixture.
  • the light emitting device 20 when the light emitting device 20 in which the light emitting unit 12 is made of LuAG is used as the light source of the projector device, the light emitting device 20 can function as a light source that emits G (fluorescence) and B (laser light). Further, since the light emitting device 20 can emit W, it can also be used as a light source such as a spotlight or a vehicle headlamp.
  • the light emitting device 30 includes a phosphor film (phosphor portion) 35 in addition to the configuration of the light emitting device 20 described in the second embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a configuration of the light emitting device 30 according to the present embodiment.
  • the light emitting device 30 includes a laser element 11, a light emitting unit 12, an excitation light transmitting film 13, a fluorescence transmitting thin film 24, and a phosphor film 35.
  • the phosphor film 35 emits fluorescence having a color different from the fluorescence emitted by the light emitting unit 12 upon receiving laser light.
  • the phosphor film 35 is provided on the emission surface 12 b side of the light emitting unit 12. Specifically, the phosphor film 35 is provided on the surface of the fluorescent transmission thin film 24 that is not in contact with the light emitting unit 12.
  • the phosphor film 35 is a deposited film in which phosphor particles are deposited on the fluorescence transmitting thin film 24.
  • Candidate materials for the phosphor film 35 include ⁇ -SiAlON (orange), sCASN (SrCaAlSiN, orange), CASN (CaAlSiN, red), and the like.
  • the light emitting unit 12 is composed of a phosphor small-gap fluorescent member that emits yellow fluorescence such as YAG or GAGG
  • LuAG is also cited as a candidate material for the phosphor film 35.
  • the phosphor film 35 may include a plurality of types of phosphor particles.
  • the phosphor film 35 may be a mixed deposition film of a plurality of types of phosphor particles.
  • the phosphor film 35 may have a structure in which phosphor particles form a separate layer for each type. In the latter case, it is preferable that the phosphor layer emitting fluorescence having a shorter wavelength is formed further away from the fluorescent transmission thin film 24.
  • the phosphor film 35 may be a small gap fluorescent member in the same manner as the light emitting unit 12. Further, the phosphor film 35 may be provided between the light emitting unit 12 and the fluorescent transmission thin film 24.
  • the fluorescent transmission thin film 24 transmits a part of the laser light.
  • the phosphor film 35 absorbs a part of the laser light transmitted through the fluorescent transmission thin film 24 and emits fluorescence. For this reason, it is possible to increase the types of colors of light emitted from the light emitting device 30 by emitting laser light and multiple colors of fluorescence from the light emitting device 30.
  • the number of light sources provided in the projector device can be reduced, and the projector device can be downsized.
  • the light emitting device 30 when the phosphor film 35 includes CASN, the light emitting device 30 has R (fluorescence from CASN), B (laser light), Y (from the light emitting unit 12). Fluorescence) and W (mixture of B and Y) can be emitted.
  • the phosphor film 35 further contains LuAG, the light emitting device 30 can emit G (fluorescence from LuAG) in addition to the above-described R, B, Y, and W.
  • the color rendering properties of the light emitting device 30 are improved. Therefore, by using the light emitting device 30 as a light source, a high color rendering spotlight or a vehicle headlamp can be provided.
  • the light emitting device 30 When the light emitting unit 12 is made of LuAG, the light emitting device 30 includes R (fluorescence from the phosphor film 35), G (fluorescence from LuAG), B (laser light), and W (R, G, And a mixture of B) can be emitted. Furthermore, by providing the phosphor film 35, the color rendering properties of the light emitting device 30 are improved.
  • the light emitting device 40 includes a scattering layer (scattering member) 46 in addition to the configuration of the light emitting device 20 described in the second embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a configuration of the light emitting device 40 according to the present embodiment.
  • the light emitting device 40 includes a laser element 11, a light emitting unit 12, an excitation light transmitting film 13, a fluorescent transmitting thin film 24, and a scattering layer (scattering member) 46.
  • the scattering layer 46 scatters light emitted through the fluorescent transmission thin film 24, particularly laser light.
  • the scattering layer 46 is provided on the emission surface 12 b side of the light emitting unit 12. Specifically, the scattering layer 46 is provided on the surface of the fluorescent transmission thin film 24 that is not in contact with the light emitting unit 12.
  • the scattering layer 46 may have a concavo-convex shape provided on the surface of the fluorescent transmission thin film 24, or may be a film in which particles such as alumina are deposited on the surface of the fluorescent transmission thin film 24. Alternatively, the scattering layer 46 may be a film in which particles such as alumina are sealed in a resin such as silicone or acrylic.
  • the scattering layer 46 may be provided in the light emitting device 30. In this case, for example, it is provided on the surface of the phosphor film 35 of the light emitting device 30 that is not in contact with the fluorescent transmission thin film 24.
  • the light emitting device 40 can broaden the light distribution characteristic of the laser light by the scattering layer 46, and can approach the light distribution characteristic of the fluorescence. As a result, the light distribution characteristics of the laser light and the light distribution characteristics of the fluorescence are matched. Therefore, according to the light emitting device 40, in addition to the effects of the light emitting device 20 described in the second embodiment, a light emitting device with less color unevenness of the emitted light can be provided.
  • the lighting device including the light emitting device according to the present embodiment can be particularly suitably used for applications such as a spotlight or a vehicle headlamp.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing the configuration of the light emitting device 50 according to the present embodiment.
  • the light emitting device 50 includes a laser element 11, a light emitting unit 12, an excitation light transmitting film 13, a fluorescent transmitting film 14, and a holding substrate 57.
  • the holding substrate 57 holds the light emitting unit 12.
  • the holding substrate 57 is provided on the light receiving surface 12 a side of the light emitting unit 12. Specifically, the holding substrate 57 holds the light emitting unit 12 via the excitation light transmitting film 13.
  • the holding substrate 57 preferably has a high transmittance with respect to laser light, and is made of, for example, sapphire.
  • the holding substrate 57 has a function of dissipating heat generated in the light emitting unit 12.
  • a material having a high thermal conductivity as well as a transmittance is used for the holding substrate 57.
  • the portion of the holding substrate 57 where the excitation light transmission film 13 is installed may be made of a material having a high transmittance, and the other portion may be made of a material having a high thermal conductivity.
  • the light emitting unit 12 can be configured to be thin. In this case, the propagation of the fluorescence inside the light emitting unit 12 is suppressed, and the fluorescence is easily emitted from the emission surface 12b. However, when the thickness of the light-emitting portion 12 is 20 ⁇ m or less, the strength of the light-emitting portion 12 is lowered, so that it may not be suitable for practical use as it is.
  • the light emitting device 50 can hold the light emitting unit 12 by the holding substrate 57. Therefore, according to the light emitting device 50, a relatively thin light emitting unit 12 can be used. In this case, the propagation of the fluorescence inside the light emitting unit 12 is suppressed, and the fluorescence can be more easily taken out from the emission surface 12b.
  • FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a configuration of the light emitting device 60 according to the present embodiment.
  • the light emitting device 60 includes a laser element 11, a light emitting unit 12, an excitation light transmitting film 13, a fluorescent transmitting film 14, a first fixing jig (holding member) 68, and a second fixing jig (holding member). 69.
  • the first fixed jig 68 and the second fixed jig 69 constitute a holding member that holds the light emitting unit 12. Further, the first fixed jig 68 and the second fixed jig 69 function as a heat radiating member that dissipates heat generated in the light emitting unit 12.
  • the first fixed jig 68 and the second fixed jig 69 are made of, for example, aluminum, copper, black alumite, or the like.
  • the light emitting device 60 is held by the first fixed jig 68 and the second fixed jig 69.
  • the first fixed jig 68 and the second fixed jig 69 are made of a material having a high thermal conductivity. Therefore, the first fixed jig 68 and the second fixed jig 69 dissipate heat generated in the light emitting unit 12, and deterioration of the light emitting unit 12 can be suppressed.
  • both the excitation light transmission film 13 and the fluorescence transmission film 14 are directly provided on the light emitting unit 12.
  • a film formed of a material having a refractive index close to that of the light emitting unit 12 may be provided. Even when such a film is provided, air having a large refractive index difference between the light emitting unit 12 and between the light emitting unit 12 and the excitation light transmitting film 13 and between the light emitting unit 12 and the fluorescent transmitting film 14 is present. It can be made not to intervene. Therefore, interface reflection loss or total reflection on the light receiving surface 12a or the emission surface 12b of the light emitting unit 12 can be suppressed.
  • a light emitting device (10) includes a small gap fluorescent member (light emitting section 12) that emits fluorescence upon receiving excitation light emitted from an excitation light source (laser element 11), and the small gap fluorescent member described above.
  • the width of the void existing inside is one-tenth or less of the wavelength of the excitation light, and emits the fluorescence that faces the light receiving surface (12a) that receives the excitation light and the light receiving surface.
  • an excitation light transmission member (excitation light transmission film 13) that transmits the excitation light and reflects the fluorescence.
  • the emission surface (12b) is provided on the light receiving surface side.
  • fluorescent transmission members fluorescent transmission film 14 and fluorescent transmission thin film 24
  • the light-emitting device includes a small gap fluorescent member having the width of the gap as a fluorescent member.
  • a small gap fluorescent member having the width of the gap as a fluorescent member.
  • the excitation light transmitting member on the light receiving surface side, it is possible to increase the incident efficiency of the excitation light to the small gap fluorescent member, and the fluorescence that proceeds toward the light receiving surface inside the small gap fluorescent member. Can be changed to the exit surface side.
  • the excitation light returns to the inside of the small gap fluorescent member, so that the excitation light can be used again for fluorescence emission. Therefore, the excitation efficiency of the small gap fluorescent member can be increased. Further, it is possible to increase the efficiency of extracting fluorescence from the emission surface.
  • the fluorescent transmission member fluorescent transmission thin film 24
  • the fluorescent transmission member reflects only a part of the excitation light
  • the fluorescence transmitting member reflects only a part of the excitation light. Therefore, part of the excitation light returns to the inside of the small gap fluorescent member, so that part of the excitation light can be used again for fluorescence emission. Therefore, the excitation efficiency of the small gap fluorescent member can be increased. Further, it is possible to increase the efficiency of extracting fluorescence from the emission surface.
  • the fluorescence transmitting member reflects only a part of the excitation light, it transmits the other part of the excitation light and can emit the part to the outside of the light emitting device. That is, the light-emitting device can emit light, which is a mixture of excitation light and fluorescence, to the outside.
  • the small gap fluorescent member is preferably made of a single crystal phosphor.
  • the light emitting device of the present application includes the excitation light transmitting member and the fluorescence transmitting member, the above-described significant problem in the case where the small gap fluorescent member is made of a single crystal phosphor can be solved.
  • the small gap phosphor made of a single crystal phosphor has high thermal conductivity, it is possible to easily escape the heat generated in the small gap phosphor member. Thereby, the conversion efficiency from the excitation light to fluorescence in a small space
  • gap fluorescent member can be improved. Therefore, the small gap fluorescent member can output light with high luminance.
  • the light-emitting device (30) according to Aspect 4 of the present invention is the light-emitting device (30) according to any one of Aspects 1 to 3, wherein the light exit surface side receives the excitation light and has a color different from the fluorescence emitted by the small gap fluorescent member. It is preferable that a fluorescent part (phosphor film 35) that emits fluorescence having a fluorescent light is further provided.
  • the types of colors of light emitted from the light emitting device can be increased.
  • a scattering member that scatters the excitation light is further provided on the exit surface side.
  • the fluorescent transmission member a part of the excitation light transmitted through the small gap fluorescent member may be transmitted.
  • the light distribution characteristic of excitation light is narrow, and the light distribution characteristic of fluorescence is wide. Therefore, when the excitation light passes through the fluorescent transmission member as it is, color unevenness may occur in the light emitted from the fluorescent transmission member (that is, excitation light and fluorescence).
  • the scattering member is provided on the exit surface side, the light distribution characteristic of the excitation light transmitted through the fluorescent transmission member can be expanded. Therefore, the occurrence of color unevenness can be suppressed. That is, a light emitting device in which the occurrence of color unevenness is suppressed can be realized.
  • the fluorescent transmission member is directly provided on the emission surface.
  • the fluorescent transmission member is provided directly on the emission surface, and no air is interposed between the small gap fluorescent member and the fluorescent transmission member. For this reason, it is possible to suppress the occurrence of interfacial reflection loss and total reflection of fluorescence on the emission surface as compared with the case where air is interposed, and it is possible to increase the amount of fluorescence emitted from the small gap fluorescence member. Therefore, the amount of fluorescence emission can be increased.
  • the excitation light transmitting member is directly provided on the light receiving surface.
  • the excitation light transmitting member is provided directly on the light receiving surface, and no air is interposed between the small gap fluorescent member and the excitation light transmitting member. Therefore, it is possible to suppress at least the interface reflection loss of the excitation light on the light receiving surface as compared with the case where air is interposed, and the amount of excitation light incident on the small gap fluorescent member can be increased. Therefore, the amount of fluorescence emission can be increased.
  • a light emitting device (50) according to aspect 8 of the present invention is the holding substrate that is provided on the light receiving surface side and holds the small gap fluorescent member via the excitation light transmitting member in any of the aspects 1 to 7. (57) is preferably further provided.
  • the small gap fluorescent member can be held by the holding substrate, a relatively thin one can be used as the small gap phosphor. In this case, since the propagation of the fluorescence inside the small gap fluorescent member is suppressed, the fluorescence can be further easily taken out from the emission surface.
  • the light-emitting device (60) according to Aspect 9 of the present invention further includes a holding member (a first fixing jig 68, a second fixing jig 69) that holds the small gap fluorescent member according to any one of Aspects 1 to 8.
  • the holding member is preferably a heat dissipating member that dissipates heat generated by the small gap fluorescent member.
  • the heat generated in the small gap fluorescent member can be dissipated, so that the deterioration of the small gap fluorescent member can be suppressed.
  • the excitation light source is preferably a laser element (11) that emits laser light as the excitation light.
  • a high-luminance light emitting device can be realized.
  • An illumination device (1) according to an aspect 11 of the present invention includes a light emitting device according to any one of the above aspects 1 to 10, a light projecting member (light projecting lens 8) that projects the fluorescence emitted from the light emitting device, and Are preferably provided.
  • a light-emitting device is a light-emitting device using a light-emitting element and a small-gap phosphor plate, and the light-emitting device emits light from the small-gap phosphor plate.
  • An excitation light transmission film is installed on the surface on which the excitation light is incident, and a fluorescent transmission film is installed on the surface of the small gap phosphor plate opposite to the surface on which the excitation light emitted from the light emitting element is incident.
  • Illumination device 8 Projection lens (projection member) 10, 20, 30, 40, 50, 60 Light emitting device 11 Laser element (excitation light source) 12 Light emitting part (small gap fluorescent member) 12a Light receiving surface 12b Outgoing surface 13 Excitation light transmission film (excitation light transmission member) 14 Fluorescent transmission membrane (fluorescent transmission member) 24 Fluorescent transmission thin film (Fluorescent transmission member) 35 Phosphor film (phosphor part) 46 Scattering layer (scattering member) 57 holding substrate 68 first fixing jig (holding member) 69 Second fixing jig (holding member)

Abstract

所望の方向への蛍光の取り出し効率を向上させる。発光装置（１０）の発光部（１２）は、内部に存在する空隙の幅が、レーザ光の波長の１０分の１以下であり、レーザ光を受光する受光面（１２ａ）側には、レーザ光を透過し、かつ蛍光を反射する励起光透過膜（１３）が設けられ、蛍光を出射する出射面（１２ｂ）側には、レーザ光を反射し、かつ蛍光を透過する蛍光透過膜（１４）が設けられている。

Description

発光装置および照明装置
　本開示は、発光装置等に関する。
　近年、励起光源として発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）または半導体レーザ（ＬＤ；Laser Diode）等の半導体発光素子を用い、これらの励起光源から生じた励起光を、蛍光体を含む発光部に照射することによって発生する蛍光を照明光として用いる発光装置の研究が盛んになってきている。このような発光装置の一例として特許文献１～３に記載されている発光装置が挙げられる。
　特許文献１の発光装置は、波長変換部材に、波長変換部材から射出される光及び励起光の少なくとも一部を反射する反射部材と、当該光および励起光の少なくとも一部を遮断する遮断部材とを備えている。反射部材は、波長変換された特定波長の光のみを通過し、励起光を反射し得る励起光反射部材である場合、波長変換部材における波長変換された光の導出部分に配置される。一方、反射部材は、特定波長の光のみを透過し、波長変換された光を反射し得る波長変換光反射部材である場合、波長変換部材における励起光導入部分に配置される。
　また、特許文献２には、蛍光体層の励起光入射側に、入射する励起光の偏光方向とは異なる偏光方向を有する光を反射する反射型偏光分離素子が設けられた光源装置が開示されている。
　また、特許文献３の照明装置は、紫外光を受けて発光する蛍光物質を含む蛍光層の、可視光を透過する射出面側には、紫外光を反射し、かつ可視光を透過する紫外光反射層が設けられている。また、上記蛍光層の、紫外光が入射する入射面側には、可視光を反射し、かつ紫外光を透過する可視光反射層が設けられている。上記蛍光層は蛍光物質を散在した構成となっている。これにより、上記蛍光体層の全体で発光が起こり、発光の結果生じた可視光は等方的に進む。
日本国公開特許公報「特開２００７－２２０３２６号公報（２００７年８月３０日公開）」 日本国公開特許公報「特開２０１２－２０９２２８号公報（２０１２年１０月２５日公開）」 日本国公開特許公報「特開２００７－２２７３２０号公報（２００７年９月６日公開）」
　特許文献１の発光装置では、特定波長の光のみを透過させることを目的として、励起光または蛍光の少なくとも一部を遮断している。すなわち、当該発光装置では、蛍光を透過しやすくするために遮断部材および反射部材が設けられているわけではないため、蛍光の取り出し効率が低下してしまう可能性がある。
　また、特許文献２の光源装置では、反射型偏光分離素子は、蛍光体層に入射された後に偏光方向が変化した励起光については蛍光体層の内部に戻す。しかし、反射型偏光分離素子は、蛍光体層に入射された後に偏光方向が変化しなかった励起光（蛍光体層に入射する前の励起光と同じ偏光方向を有する励起光）については透過してしまい、蛍光体層の内部に戻ることなく励起光源側へと出射されてしまう可能性がある。この場合、励起光源側へと出射されてしまった励起光については蛍光体層を励起することができず、また蛍光については蛍光体層の出射面側から取り出すことができない。
　それゆえ、特許文献１および２に係る装置では、蛍光の取り出し効率が低下してしまう可能性があった。
　また、ミー散乱が生じにくい蛍光体を波長変換部材または蛍光体層に用いた場合、励起光によって発せられる蛍光の進行方向が変化せずに、蛍光体から全方位に発せられた蛍光は、そのまま全方位に進行する。そのため、この場合には、所望の方向（例えば、波長変換部材または蛍光体層における、励起光の受光面と対向する、蛍光の出射面側）へと蛍光を効率良く取り出すことが困難となる可能性がある。
　特許文献１および２には、ミー散乱が生じない蛍光体の構造に関する言及は無く、当然ながら、上記ミー散乱が生じにくい蛍光体を用いた場合を考慮した蛍光の取り出しに関する言及も無い。また、特許文献３では、蛍光層には蛍光物質が散在している。すなわち、当該蛍光層はその全体に亘ってミー散乱が生じやすい構成となっている。したがって、特許文献３においても、当然ながら、上記ミー散乱が生じにくい蛍光体を用いた場合を考慮した蛍光の取り出しに関する言及は無い。
　本開示は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、所望の方向への蛍光の取り出し効率を向上させることが可能な発光装置および照明装置を実現することにある。
　上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る発光装置は、
　励起光源から出射された励起光を受けて蛍光を発する小空隙蛍光部材を備え、上記小空隙蛍光部材は、内部に存在する空隙の幅が、上記励起光の波長の１０分の１以下であり、上記励起光を受光する受光面と、当該受光面に対向する、上記蛍光を出射する出射面とを備えており、上記受光面側には、上記励起光を透過し、かつ上記蛍光を反射する励起光透過部材が設けられており、上記出射面側には、上記励起光を反射し、かつ上記蛍光を透過する蛍光透過部材が設けられている。
　本発明の一態様によれば、所望の方向への蛍光の取り出し効率を向上させることができるという効果を奏する。
本発明の実施形態１に係る発光装置の構成を示す概略図である。 本発明の実施形態１に係る発光装置を備える照明装置の構成を示す断面図である。 小空隙蛍光体板内における空隙幅について説明するための概略図である。 （ａ）は励起光透過膜に対して垂直に入射した光の透過率のシミュレーション結果を示すグラフであり、（ｂ）は励起光透過膜に対して垂直に入射した光の反射率のシミュレーション結果を示すグラフであり、（ｃ）は励起光透過膜に入射した光の透過率のシミュレーション結果を波長ごとに示すグラフである。 （ａ）は蛍光透過膜に対して垂直に入射した光の透過率のシミュレーション結果を示すグラフであり、（ｂ）は、蛍光透過膜に対して垂直に入射した光の反射率のシミュレーション結果を示すグラフであり、（ｃ）は、蛍光透過膜に入射した光の透過率のシミュレーション結果を波長ごとに示すグラフである。 （ａ）は、比較例の発光装置における励起光の挙動を示す図であり、（ｂ）は、実施形態１に係る発光装置における励起光の挙動であり、（ｃ）は、比較例の発光装置における蛍光の挙動を示す図であり、（ｄ）は、実施形態１に係る発光装置における蛍光の挙動を示す図である。 発光部の出射面における蛍光の透過率を示すグラフである。 本発明の実施形態２に係る発光装置の構造を示す概略図である。 本発明の実施形態３に係る発光装置の構造を示す概略図である。 本発明の実施形態４に係る発光装置の構造を示す概略図である。 本発明の実施形態５に係る発光装置の構造を示す概略図である。 本発明の実施形態６に係る発光装置の構造を示す概略図である。
　〔実施形態１〕
　以下、本発明の実施の形態について、図１～図７を用いて説明する。
　≪照明装置１≫
　図２は、本実施形態に係る発光装置１０を備える照明装置１の構成を示す断面図である。図２に示すように、照明装置１は、光ファイバ３、フェルール４、フェルール固定部５、金属ベース７、投光レンズ８（投光部材）、レンズ固定部９、レーザ素子（励起光源）１１、発光部１２、励起光透過膜１３、および蛍光透過膜１４を備えている。このうち、レーザ素子１１、発光部１２、励起光透過膜１３、および蛍光透過膜１４は、発光装置１０（図１参照）を構成する。発光装置１０についての説明は後述する。
　＜光ファイバ３＞
　光ファイバ３は、レーザ素子１１から出射されたレーザ光（後述）を導光する導光部材である。本実施形態では、光ファイバ３は、複数の光ファイバを束ねたバンドルファイバである。
　光ファイバ３は、レーザ光を入射させる入射端部３ａと、入射端部３ａから入射したレーザ光を出射する出射端部３ｂとを含んでいる。入射端部３ａは、レーザ素子１１に接続されている。また、出射端部３ｂは、フェルール４に保持されており、フェルール固定部５を介して金属ベース７に接続されている。
　＜フェルール４＞
　フェルール４は、光ファイバ３の出射端部３ｂを保持する保持部材である。フェルール４は、光ファイバ３の出射端部３ｂ側に取り付けられている。フェルール４は、例えば出射端部３ｂを挿入可能な複数の孔が形成されたものである。
　なお、１つの光ファイバ３を用いる場合には、フェルール４を省略することも可能である。ただし、１つの光ファイバ３を用いる場合であっても、出射端部３ｂを適切な位置に固定するために、フェルール４を設けることが好ましい。
　＜フェルール固定部５＞
　フェルール固定部５は、金属ベース７にフェルール４を固定する固定部材である。フェルール固定部５は、遮光性を有する筒状の部材である。フェルール固定部５は、金属ベース７の厚み方向に形成された励起光通過孔７１の一端側から貫入されて、金属ベース７に固定されている。フェルール固定部５は、光ファイバ３の出射端部３ｂから出射するレーザ光が、励起光通過孔７１の他端側に配置された発光部１２に適切に照射される角度で、フェルール４を金属ベース７に固定する。
　フェルール固定部５は、光を吸収しない部材であることが好ましく、例えばアルミニウムなどによって構成される。
　＜金属ベース７＞
　金属ベース７は、発光部１２を支持する支持部材である。金属ベース７は、金属（例えば、アルミニウム、銅または鉄など）からなっている。そのため、金属ベース７は、熱伝導性が高く、発光部１２で発生した熱を効率的に放熱することができる。
　金属ベース７には、金属ベース７の中心部を厚み方向（図１の紙面左右方向）に貫通した励起光通過孔７１が形成されている。励起光通過孔７１の一端は、金属ベース７の裏面７ａで開口している。また、励起光通過孔７１の他端は、金属ベース７の表面７ｂで開口している。
　励起光通過孔７１の一端（金属ベース７の裏面７ａ）側の開口部には、光ファイバ３の出射端部３ｂが配置されている。また、励起光通過孔７１の他端（金属ベース７の表面７ｂ）側の開口部には、当該開口部を覆うように発光部１２が配置されている。そのため、光ファイバ３の出射端部３ｂから出射するレーザ光は、金属ベース７の励起光通過孔７１を通過して、発光部１２に照射される。
　金属ベース７は、発光部１２で発生した熱を、放熱フィン７２などを介して放熱する。放熱フィン７２は、金属ベース７の裏面７ａに複数設けられており、金属ベース７の熱を空気中に放熱させる放熱機構として機能する。
　放熱フィン７２は、大気との接触面積を増加させることにより放熱効率を高めている。放熱フィン７２には、金属ベース７と同様に、熱伝導率の高い材料を用いることが好ましい。
　＜投光レンズ８＞
　投光レンズ８は、発光部１２から放出されたレーザ光および蛍光を含む照明光を投光する光学部材である。投光レンズ８は、発光部１２から出射されたレーザ光および蛍光を含む照明光を屈折させることにより、所定の角度範囲に照明光を投光する。
　投光レンズ８は、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネイト、シリコーン、ホウケイ酸ガラス、ＢＫ７または石英などから構成される。投光レンズ８は、発光部１２に対向する位置に、レンズ固定部９によって支持されている。
　なお、投光レンズ８の個数は、１つであってもよく、複数であってもよい。また、投光レンズ８の形状は、非球面レンズまたは球面レンズのどちらであってもよい。使用する投光レンズ８の数および形状は、必要に応じて適宜選択される。
　＜レンズ固定部９＞
　レンズ固定部９は、投光レンズ８を金属ベース７に固定する固定部材である。レンズ固定部９は、遮光性を有する筒状の部材からなる。レンズ固定部９は、その内面で金属ベース７の周面と投光レンズ８の周面とを保持する。このようなレンズ固定部９を用いることにより、発光部１２から出射されたレーザ光および蛍光を含む照明光を外部へ漏出させずに、投光レンズ８に入射させることができる。
　このレンズ固定部９は、放熱性の高い材料からなることが好ましく、特にアルミニウム製で表面にアルマイト処理を施したものを好適に用いることができる。
　≪発光装置１０≫
　図１は、本実施形態に係る発光装置１０の構成を示す概略図である。図１に示すように、発光装置１０は、レーザ素子１１、発光部（小空隙蛍光部材）１２、励起光透過膜（励起光透過部材）１３、および蛍光透過膜（蛍光透過部材）１４を備える。なお、以下の説明ではレーザ素子１１について、発光装置１０の一部として説明する。しかし、発光装置１０の要部は発光部１２、励起光透過膜１３、および蛍光透過膜１４である。
　＜レーザ素子１１＞
　レーザ素子１１は、レーザ光（励起光）を出射する励起光源である。本実施形態では、発光装置１０は、図２に示すように複数のレーザ素子１１を備えている。ただし図１においては簡単のため、レーザ素子１１を１個のみ記載している。レーザ素子１１から出射されるレーザ光は、空間的および時間的に位相が揃っており、その波長は単一波長である。そのため、励起光としてレーザ光を用いることにより、発光部１２を効率的に励起することが可能になり、高輝度な照明光を得ることができる。
　このレーザ素子１１においては、発光部１２を構成する蛍光体の種類に応じて、出射するレーザ光の波長および光出力が適宜設定される。例えば４２０ｎｍ以上４５５ｎｍ未満の波長範囲のレーザ光を励起光として選択することが可能である。
　複数のレーザ素子１１のそれぞれから出射されたレーザ光は、光ファイバ３の入射端部３ａに入射し、入射端部３ａとは反対側に位置する出射端部３ｂから出射して、発光部１２に照射される。発光部１２に照射されたレーザ光は、その一部が発光部１２を構成する蛍光体によって蛍光に変換される。
　レーザ素子１１から出射されたレーザ光を光ファイバ３の入射端部３ａに入射させる場合、入射端部３ａにレーザ光を適切に入射させるために、非球面レンズ１１ａを用いることが好ましい。非球面レンズ１１ａは、レーザ素子１１から出射されるレーザ光の透過率が高く、かつ耐熱性の優れた材料からなることが好ましい。
　なお、使用するレーザ素子１１の個数は、必要な出力に応じて適宜選択可能である。したがって、レーザ素子１１を１つのみ使用してもよい。ただし、高出力のレーザ光を得る必要性がある場合には、本実施形態のように、複数のレーザ素子１１を使用することが好ましい。
　また、励起光源として、レーザ素子１１に代えて発光ダイオードなどを備えていてもよい。励起光源は、発光部１２を構成する蛍光体を励起可能な励起光を出射するものであればよく、その種類は特に限定されない。
　＜発光部１２＞
　発光部１２は、レーザ素子１１から出射されたレーザ光を受けて蛍光を発する。発光部１２は、レーザ光を受光する受光面１２ａと、当該受光面１２ａに対向する、蛍光を出射する出射面１２ｂとを備えている。
　発光部１２は、ガーネット系の小空隙蛍光体板からなることが好ましい。小空隙蛍光体板とは、蛍光体板中に存在する空隙の幅（以下、空隙幅と称する）が、可視光の波長の１０分の１以下である蛍光体板を意味する。より具体的には、小空隙蛍光体板とは、空隙幅が０ｎｍ以上かつ４０ｎｍ以下である蛍光体板を意味する。すなわち、空隙幅を記号ｔとして表せば、０ｎｍ≦ｔ≦４０ｎｍである。なお、「小空隙蛍光体板」は、「小空隙蛍光部材」と称されてもよい。
　なお、「小空隙蛍光体板」という用語の意味には、空隙が存在している（０ｎｍ＜ｔ≦４０ｎｍである）蛍光体板のみならず、空隙が存在していない（ｔ＝０ｎｍである）蛍光体板もが包含されていることに留意されたい。すなわち、本発明の一態様において、「小空隙」という文言には、「空隙が存在していない」という意味が包含されている。
　また、上述の「空隙」とは、蛍光体板内の結晶間の隙間（換言すれば粒界）を意味する。一例として、空隙は、内部に空気のみが存在している空洞である。ただし、空隙の内部には、何らかの異物（例：蛍光体板の原料であるアルミナなど）が入り込んでいてもよい。
　また、上述の「空隙幅」とは、蛍光体板内において隣接する結晶（結晶粒）間の距離の最大値を意味する。図３は、小空隙蛍光体板内における空隙幅について説明するための概略図である。図３には、隣接する結晶間の距離として、距離ｄ１～ｄ４が示されている。例えば、距離ｄ１～ｄ４のうち、距離ｄ１が最大の距離であれば、この距離ｄ１が空隙幅である。
　なお、上述の距離ｄ１～ｄ４を測定するためには、蛍光体板の断面を切り出した後に、光学顕微鏡、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope，走査型電子顕微鏡）、またはＴＥＭ（Transmission Electron Microscope，透過型電子顕微鏡）などの測定機器によって、当該断面の観察像を得ればよい。当該観察像を解析することにより、距離ｄ１～ｄ４を測定することができる。すなわち、空隙幅を測定することが可能となる。
　小空隙蛍光体板は、空隙幅が０ｎｍ≦ｔ≦４０ｎｍであるため、熱伝導率に優れている。そのため、高密度のレーザ光を照射した場合であっても、発光部１２の温度が上昇しにくく、発光効率が低下しにくい。したがって、発光部１２として小空隙蛍光体板を用いることにより、高輝度かつ高効率な発光部１２を実現することができる。
　特に、空隙幅がｔ＝０である小空隙蛍光体板（蛍光体単結晶板）は、結晶性がよい（欠陥が少ない）ため、温度特性がよく、高温になっても発光効率がより低下しにくい。したがって、空隙幅がｔ＝０である小空隙蛍光体板を発光部１２として用いることが好ましく、これにより、高輝度かつ高効率な発光部１２を好適に実現することができる。
　小空隙蛍光体板を多結晶の蛍光体で構成する場合、まず、サブミクロンサイズの酸化物の粉末を原料として、液相法または固相法により蛍光体原料粉末を得る。例えば、蛍光体原料粉末がＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体である場合、上記酸化物は酸化イットリウム、酸化アルミニウム、および酸化セリウムなどである。その後、蛍光体原料粉末を金型などで成型し、真空焼結させる。
　上述の方法を用いることで、空隙幅が０ｎｍより大きく、かつ４０ｎｍ以下（すなわち、０ｎｍ＜ｔ≦４０ｎｍ）である小空隙蛍光体板が得られる。この小空隙蛍光体板は、空隙幅が狭いため、熱伝導率が高くなる。そのため、小空隙蛍光体板の温度は、高密度の励起光を照射しても上昇しにくい。したがって、多結晶の蛍光体から構成される小空隙蛍光体板を発光部１２として用いることにより、発光部１２の発光効率の低下を抑制することができるので、高輝度かつ高効率の発光部１２を実現することができる。また、この場合、発光部１２は製品に用いられる形状に近い形状に成形された状態で焼結されるため、焼結後の加工における材料のロスおよび所要時間を削減することができる。
　また、小空隙蛍光体板を単結晶の蛍光体で構成する場合、小空隙蛍光体板を製造する方法の例としては、液相法、例えばＣＺ（Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ；チョクラルスキー）法が挙げられる。具体的には、まず、酸化物粉末を乾式混合などにより混合粉末にし、当該混合粉末をるつぼに入れて加熱することで、融液を得る。次に、蛍光体の種結晶（例えばＹＡＧの場合、ＹＡＧ単結晶）を用意し、当該種結晶を上記融液に接触させた後、回転させながら引き上げる。この時、引き上げ温度は２０００℃程度とする。これにより、例えば＜１１１＞方向の単結晶インゴットを育成することができる。その後、当該インゴットを所望の大きさに切り出す。この時、切り出し方によっては、＜００１＞または＜１１０＞方向などの単結晶インゴットを得ることもできる。
　上述の方法で得られた単結晶インゴットには、空隙がない（すなわち、ｔ＝０）ため、多結晶の蛍光体で形成された小空隙蛍光体板と比較して、さらに熱伝導率が高くなる（１０Ｗ／ｍ・Ｋ程度）。そのため、この小空隙蛍光体板の温度は、高密度の励起光を照射した場合に、より上昇しにくくなる。したがって、単結晶の蛍光体から構成される小空隙蛍光体板を発光部１２として用いることにより、さらに高輝度および高効率の発光部１２を実現することができる。また、上述の方法によれば、単結晶インゴットは、蛍光体の融点以上の温度で融液から得られるため、高い結晶性を有する。すなわち、小空隙蛍光体板における欠陥が少なくなる。そのため、小空隙蛍光体板の温度特性が向上し、温度の上昇による発光効率の低下を抑制することができる。
　ただし、発光部１２として、蛍光体単結晶板および蛍光体多結晶板などの小空隙蛍光体板以外のものを用いてもよい。例えば、発光部１２として、封止材の内部に蛍光体が分散されているものなどを用いることができる。
　この場合、発光部１２の封止材は、例えば、ガラス材（無機ガラス、有機無機ハイブリッドガラス）、またはシリコーン樹脂などの樹脂材料である。ガラス材として低融点ガラスを用いてもよい。封止材は、透明性の高いものが好ましく、レーザ光が高出力の場合には、耐熱性の高いものが好ましい。
　発光部１２に含まれる蛍光体の種類は、照射されるレーザ光の波長に応じて適宜選択される。また、発光部１２におけるレーザ光の吸収効率を高くするため、Ｃｅが添加されてもよい。具体的には、発光部１２として例えば、ＹＡＧ：Ｃｅ（セリウム添加イットリウムアルミニウムガーネット、黄）、ＧＡＧＧ：Ｃｅ（セリウム添加ガドリニウムアルミニウムガリウムガーネット、黄）、またはＬｕＡＧ：Ｃｅ（セリウム添加ルテチウムアルミニウムガーネット、緑）系の蛍光体単結晶板または蛍光体多結晶板などを好適に用いることができる。
　＜励起光透過膜１３＞
　励起光透過膜１３は、レーザ光を透過し、かつ蛍光を反射する光学フィルタである。本実施形態において、励起光透過膜１３は、誘電体多層膜（例えば、ＳｉＯ２／ＴｉＯ２の誘電体多層膜、またはダイクロイックフィルタ）によって形成されている。誘電体多層膜の成膜方法としては、一般的な成膜方法を用いることができる。例えばマグネトロンスパッタリング法などを用いてＳｉＯ２膜およびＴｉＯ２膜を交互に積層することで誘電体多層膜を作製できる。励起光透過膜１３の光学特性は、誘電体多層膜の各膜の厚さまたは種類を変更することによって、適宜変更可能である。例えばＳｉＯ２膜およびＴｉＯ２膜の構造は、
　・個々の膜厚：数十～数百ｎｍ
　・積層数の合計：１０～１００
の間で適宜選択される。また、励起光透過膜１３は、発光部１２の受光面１２ａに直接設けられている。
　図４の（ａ）は、励起光透過膜１３に対して垂直に入射した光の透過率のシミュレーション結果を示すグラフである。図４の（ｂ）は、励起光透過膜１３に対して垂直に入射した光の反射率のシミュレーション結果を示すグラフである。図４の（ａ）および（ｂ）に示すグラフにおいて、横軸は光の波長、縦軸は透過率または反射率を示す。なお、本実施形態では、図４の（ｂ）に示す反射率のグラフは、「１００－透過率（図４の（ａ）のグラフ）」の値で構成される。また、図４の（ａ）および（ｂ）に示すグラフは、入射面に対する光の入射角が０°の場合のグラフである。
　図４の（ａ）に示すように、励起光透過膜１３における光の透過率は、（ｉ）波長が４５５ｎｍ未満である光については約９０％であり、（ｉｉ）波長が４８０ｎｍ以上である光についてはほぼ０％である。逆に、図４の（ｂ）に示すように、励起光透過膜１３における光の反射率は、（ｉ）波長が４５５ｎｍ未満である光については約１０％であり、（ｉｉ）波長が４８０ｎｍ以上である光についてはほぼ１００％である。
　上述した通り、本実施形態においてレーザ素子１１から出射されるレーザ光の波長は４２０ｎｍ以上４５５ｎｍ未満であるため、レーザ光は励起光透過膜１３を透過しやすい。一方、本実施形態において発光部１２が発する蛍光のピーク波長は５５０ｎｍ付近であるため、蛍光は励起光透過膜１３を透過しにくい。
　図４の（ｃ）は、励起光透過膜１３に入射した光の透過率のシミュレーション結果を波長ごとに示すグラフである。励起光透過膜１３について上述した「レーザ光を透過しやすい」とは、図４の（ｃ）に示すように、波長４４５ｎｍの光（およびその近傍にピーク波長を有する光）の場合、照射角が２０°以下の範囲において透過率が９０％以上であることを意味する。また、励起光透過膜１３について上述した「蛍光を透過しにくい」とは、照射角が８０°以下の範囲において、（ｉ）波長４８０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の光の透過率が７０％未満（すなわち反射率が３０％以上）であること、（ｉｉ）特に波長５５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の光の透過率が２５％未満（すなわち反射率が７５％以上）であることを意味する。なお、本実施形態における照射角とは、入射面（受光面）に入射する光の光路と、入射面の法線とがなす角（すなわち、入射面に入射する光の入射角）を指す。
　＜蛍光透過膜１４＞
　蛍光透過膜１４は、レーザ光を反射し、かつ蛍光を透過する誘電体多層膜である。蛍光透過膜１４は、励起光透過膜１３と同様に、ＳｉＯ２膜およびＴｉＯ２膜を交互に積層することで作製される。例えばＳｉＯ２膜およびＴｉＯ２膜の構造は、
　・個々の膜厚：数十～数百ｎｍ
　・積層数の合計：１０～１００
の間で適宜選択される。ただし、個々の膜厚は、励起光透過膜１３を構成するＳｉＯ２膜およびＴｉＯ２膜の個々の膜厚とは異なる。また、蛍光透過膜１４は、発光部１２の出射面１２ｂに直接設けられている。
　図５の（ａ）は、蛍光透過膜１４に対して垂直に入射した光の透過率のシミュレーション結果を示すグラフである。図５の（ｂ）は、蛍光透過膜１４に対して垂直に入射した光の反射率のシミュレーション結果を示すグラフである。図５の（ａ）および（ｂ）に示すグラフにおいて、横軸は光の波長、縦軸は透過率または反射率を示す。なお、本実施形態では、図５の（ｂ）に示す反射率のグラフは、「１００－透過率（図５の（ａ）のグラフ）」の値で構成される。また、図５の（ａ）および（ｂ）に示すグラフは、入射面に対する光の入射角が０°の場合のグラフである。
　図５の（ａ）に示すように、蛍光透過膜１４における光の透過率は、（ｉ）波長が４８０ｎｍ以上である光については約９０％であり、（ｉｉ）波長が４６０ｎｍ以下である光についてはほぼ０％である。逆に、蛍光透過膜１４における光の反射率は、（ｉ）波長が４８０ｎｍ以上である光については約１０％であり、（ｉｉ）波長が４６０ｎｍ以下である光についてはほぼ１００％である。
　上述した通り、本実施形態においてレーザ素子１１から出射されるレーザ光の波長は４２０ｎｍ以上４５５ｎｍ未満であるため、蛍光透過膜１４を透過しにくい。一方、上述した通り、本実施形態において発光部１２が発する蛍光のピーク波長は５５０ｎｍ付近であるため、蛍光は蛍光透過膜１４を透過しやすい。
　図５の（ｃ）は、蛍光透過膜１４に入射した光の透過率のシミュレーション結果を波長ごとに示すグラフである。蛍光透過膜１４について上述した「蛍光を透過しやすい」とは、図５の（ｃ）に示すように、照射角６０°以下の範囲において、波長４８０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の光の透過率が７０％以上であることを意味する。また、蛍光透過膜１４について上述した「レーザ光を透過しにくい」とは、図５の（ｃ）に示すように、波長４４５ｎｍの光（およびその近傍にピーク波長を有する光）の場合、照射角が２０°以下の範囲において透過率が５％以下（すなわち反射率が９５％以上）であることを意味する。
　≪効果≫
　本実施形態に係る発光装置１０の効果を説明するため、発光装置１０におけるレーザ光の挙動を比較例の発光装置におけるレーザ光の挙動と比較する。ここで、比較例の発光装置は、励起光透過膜１３および蛍光透過膜１４を備えていない点を除いて、本実施形態に係る発光装置１０と同じ構成を有する。
　（レーザ光の挙動）
　まず、レーザ光の挙動について説明する。図６の（ａ）は、比較例の発光装置におけるレーザ光の挙動を示す図である。比較例の発光装置においては、図６の（ａ）に示すように、レーザ光の一部は発光部１２の受光面１２ａにおいて反射され、発光部１２へ入射しない（界面反射ロス）。また、発光部１２へ入射したレーザ光の一部は、発光部１２で波長変換されずに出射面１２ｂから出射される。
　一方、図６の（ｂ）は、本実施形態に係る発光装置１０におけるレーザ光の挙動を示す図である。本実施形態に係る発光装置１０においては、発光部１２の受光面１２ａに励起光透過膜１３が設けられている。これにより、発光部１２に対するレーザ光の入射効率を高めることができ、受光面１２ａにおける界面反射ロスが低減されるため、発光部１２に入射するレーザ光の量が増大し、蛍光の量が増大する。
　また、本実施形態に係る発光装置１０においては、発光部１２の出射面１２ｂに蛍光透過膜１４が設けられている。このため、受光面１２ａから出射面１２ｂへ到達するまでに波長変換されなかったレーザ光の少なくとも一部は発光部１２の内部へと戻るので、当該一部を蛍光の発光に再度用いることができる。そのため、発光部１２の励起効率を高めることができる。
　（蛍光の挙動）
　次に、蛍光の挙動について説明する。図６の（ｃ）は、比較例の発光装置における蛍光の挙動を示す図である。上述した通り、小空隙蛍光部材においては、空隙の幅が可視光の１０分の１以下である。このため、小空隙蛍光部材においては、励起光および蛍光に対するミー散乱が生じることがほとんどない。
　例えば表面が平坦である小空隙蛍光部材のヘイズ（Ｈａｚｅ）値（光の全光線透過率に対する拡散透過率の割合）は、当該小空隙蛍光部材が多結晶である場合には４．６％、単結晶である場合には４．５％である。このように、小空隙蛍光部材は、多結晶および単結晶のいずれも約５％以下という非常に低いヘイズ値を有している。換言すれば、小空隙蛍光部材の光の散乱性は非常に低い。従って、小空隙蛍光部材で構成される発光部１２は散乱性が非常に低く、光をほとんど散乱しない部材であると理解されてよい。
　このため、図６の（ｃ）に示すように、発光部１２から全方位に発せられた蛍光は、そのまま全方位に進行してしまう。比較例の発光装置においては、前方（発光装置における光の出射方向）以外の方向へ進行する蛍光は全てロスとなり、所望の方向へ出射される蛍光の量が低減してしまう。
　また、前方へ進行する蛍光の一部は出射面１２ｂにおいて反射されて界面反射ロスとなる。特に、比較例の発光装置における出射面１２ｂは空気（屈折率１）とＹＡＧ蛍光体（屈折率１．９）との界面である。このため、前方へ進行する蛍光のうち、出射面１２ｂへの照射角が３２°以上であるものについては全反射される。全反射される蛍光の照射角については、発光部１２を構成する蛍光体の屈折率と、出射面１２ｂに接している物質の屈折率との組み合わせによって異なる。
　一方、図６の（ｄ）は、本実施形態に係る発光装置１０における蛍光の挙動を示す図である。上述した通り、本実施形態に係る発光装置１０においては、発光部１２の受光面１２ａに励起光透過膜１３を設けることで、発光部１２の内部において受光面１２ａ側へと進んできた蛍光の進行方向を出射面１２ｂ側へと変更することができる。
　さらに、本実施形態に係る発光装置１０においては、発光部１２の出射面１２ｂに蛍光透過膜１４が設けられている。このため、発光部１２から前方へ出射される蛍光は、出射面１２ｂにおいて全反射されにくい。したがって、発光装置１０においては、出射面１２ｂからの蛍光の取り出し効率を高めることができる。また、比較例の発光装置においては全反射される、照射角が３２°以上の蛍光についても、少なくともその一部は全反射されることなく出射面１２ｂから出射される。
　以上の通り、本実施形態に係る発光装置１０によれば、発光部１２において発生する蛍光の量を増大させることができるとともに、出射面１２ｂから出射される蛍光の量を増大させることが可能となる。それゆえ、本実施形態に係る発光装置１０によれば、発光部１２として小空隙蛍光部材を用いた場合の所望の方向への蛍光の取り出し効率を向上させることができる。本実施形態に係る発光装置１０は、例えばプロジェクタ装置の光源として用いることが可能な発光装置である。また、本実施形態に係る発光装置１０は、スポットライトまたは車両用前照灯などの光源として用いられてもよい。
　また、本実施形態に係る照明装置１によれば、発光部１２として小空隙蛍光部材を用いた場合の所望の方向への蛍光の取り出し効率を向上させた照明装置を実現することができる。本実施形態に係る照明装置１は、例えばプロジェクタ装置として用いることが可能な照明装置である。また、本実施形態に係る照明装置１は、スポットライトまたは車両用前照灯などの用途に用いられてもよい。
　特に、小空隙蛍光部材が単結晶の蛍光体からなる場合には、小空隙蛍光部材の内部においてミー散乱が生じない。このため、比較例の発光装置においては、小空隙蛍光部材から所望の方向へ出射される蛍光の量が低減してしまうという問題が顕著に現れる。本実施形態に係る発光装置１０は、励起光透過膜１３および蛍光透過膜１４を備えているので、発光部１２が単結晶の蛍光体からなっている場合の上記の顕著な問題を解決することができる。
　また、図６の（ｂ）を用いて説明した通り、発光部１２においては、レーザ光の吸収率が向上している。このため、所望の量の蛍光を発生させるために必要な発光部１２の厚さが小さくなり、発光部１２を薄型に構成することができる。このため、後述する実施形態６のように、発光部１２を固定ジグなどに張り付けて使用する場合、発光部１２において発生する熱が固定ジグへ逃げやすくなる。これにより発光部１２の放熱効率がさらに向上するため、発光部１２の温度を低下させることができる。したがって、発光部１２の発光効率を向上させることができる。
　特に、発光部１２として単結晶の小空隙蛍光体板を用いる場合、発光部１２に添加するＣｅの濃度を高くすることができないため、発光部１２におけるレーザ光の吸収効率を高くすることができない。このため、比較例の発光装置において所望の量の蛍光を発生させる場合、発光部１２の厚さは５００μｍ以上となる。上述した発光部１２を薄型に構成できることの意義は、このような場合において顕著である。
　（蛍光透過膜１４を発光部１２に直接設けることの利点）
　また、発光装置１０においては、蛍光透過膜１４は、発光部１２の出射面１２ｂに直接設けられている。このことの利点について以下に説明する。
　一般に、発光装置において用いられる種々の部材（蛍光体および樹脂など）同士の屈折率の差よりも、当該部材のそれぞれと空気との屈折率の差の方が大きい。また、界面で生じる界面反射ロスまたは全反射は、当該界面を形成する２つの媒質の屈折率の差に起因する。つまり、界面反射ロスまたは全反射を抑制するためには、光が入射される２つの媒質間の屈折率の差が小さい方が好ましく、２つの媒質のうちの一方が空気でないことが特に好ましい。
　出射面１２ｂと蛍光透過膜１４との間に空気が介在する場合、図６の（ｃ）において説明した、比較例の発光装置における蛍光の挙動と同様、出射面１２ｂへの照射角が３２°以上である蛍光は出射面１２ｂにおいて全反射され、発光部１２の内部を伝搬する。
　これに対し、本実施形態に係る発光装置１０においては、蛍光透過膜１４は出射面１２ｂに直接設けられており、発光部１２と蛍光透過膜１４との間に空気が介在しない。
　図７は、発光部１２の出射面１２ｂにおける蛍光の透過率を示すグラフである。図７に示すグラフにおいて、横軸は出射面１２ｂへの蛍光の照射角、縦軸は出射面１２ｂにおける蛍光の透過率である。また、図７においては、波長が５５０ｎｍである蛍光の反射率が示されている。発光装置１０における蛍光は、図７に示すとおり、出射面１２ｂへの照射角が３２°から５８°までの範囲においても９０％以上の透過率を有する。
　以上の通り、発光装置１０によれば、出射面１２ｂにおける蛍光の界面反射ロスおよび全反射が生じることを抑制することができ、発光部１２から出射される蛍光の光量（発光量）を増大させることができる。
　（励起光透過膜１３を発光部１２に直接設けることの利点）
　また、発光装置１０においては、励起光透過膜１３は、発光部１２の受光面１２ａに直接設けられている。このことの利点について以下に説明する。
　上述の通り、界面反射ロスまたは全反射を抑制するためには、光が入射される２つの媒質間の屈折率の差が小さい方が好ましく、２つの媒質のうちの一方が空気でないことが特に好ましい。
　発光装置１０によれば、励起光透過膜１３は受光面１２ａに直接設けられている。このため、発光部１２と励起光透過膜１３との間に空気が介在しない。そのため、空気が介在する場合に比べ、少なくとも受光面１２ａにおけるレーザ光の界面反射ロスが生じることを抑制することができ、発光部１２に入射されるレーザ光の光量を増大させることができる。それゆえ、蛍光の発光量を増大させることができる。
　（本実施形態で用いられる誘電体多層膜が有する特性の利点）
　本実施形態の発光装置１０では、上述したように、励起光透過膜１３は、照射角が８０°以下の範囲において、（ｉ）波長４８０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の光の透過率が７０％未満（すなわち反射率が３０％以上）であり、（ｉｉ）特に波長５５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の光の透過率が２５％未満（すなわち反射率が７５％以上）であるという特性を有する。また、蛍光透過膜１４は、照射角６０°以下の範囲において、波長４８０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の光の透過率が７０％以上であるという特性を有する。
　例えば特許文献３の照明装置では、等方的に発光された蛍光のうち、射出面および入射面において全反射してしまう光については、射出面から取り出すことはできない。一方、本実施形態の発光装置１０は、上記特性を有する励起光透過膜１３および蛍光透過膜１４を備えるため、特許文献３の照明装置においては全反射してしまう光の発生を抑制することができる。それゆえ、特許文献３の照明装置よりも、蛍光の取り出し効率を高めることができる。
　また、上記特性を有する励起光透過膜１３および蛍光透過膜１４を、小空隙蛍光部材である発光部１２と組み合わせることで、小空隙蛍光部材の、熱または高密度のレーザ光に対する耐性が向上する。そのため、受光面１２ａにおいて形成される励起光の照射サイズをより小さくすることができる。それゆえ、発光装置１０は、高輝度な光源を実現することができる。また、本構成によれば、賦活剤（本実施形態では賦活剤はＣｅ）の濃度を上げにくく励起光の吸収率を高くしにくい小空隙蛍光部材を発光部として使用した場合であっても、当該吸収率を高めることができる。これにより、上述したように、発光部１２の薄型化を図ることができる。そして、当該薄型化に伴い、発光部１２の放熱効率の向上、ひいては発光効率を向上させることができる。このような組み合わせの構成については、特許文献１～３には開示されておらず、当該構成が奏する効果は、これらの文献に記載の発明が奏しない顕著な効果である。
　さらに、励起光透過膜１３および蛍光透過膜１４として、励起光または蛍光を透過可能な程度の厚さを有する金属薄膜（例えば、アルミニウムで構成された薄膜）を用いた場合、金属薄膜で全反射した励起光または蛍光は、金属薄膜にて再度全反射することになる。この場合、全反射が繰り返されるたびに金属薄膜にて光吸収が生じるために、金属薄膜における蛍光の取り出し効率が低下する可能性がある。一方、本実施形態の発光装置１０は、上記特性を有する誘電体多層膜を用いているので、金属薄膜を用いた場合よりも、全反射される励起光または蛍光の量を低減することができる。そのため、発光装置１０においては、蛍光の取り出し効率の低下を抑制することができる。
　〔実施形態２〕
　本発明の他の実施形態について、図８に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施形態に係る発光装置２０は、誘電体多層膜の積層数が蛍光透過膜１４と異なる蛍光透過薄膜（蛍光透過部材）２４を備える。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
　≪発光装置２０≫
　図８は、本実施形態に係る発光装置２０の構造を示す概略図である。図８に示すように、発光装置２０は、レーザ素子１１、発光部１２、励起光透過膜１３、および蛍光透過薄膜２４を備える。
　＜蛍光透過薄膜２４＞
　蛍光透過薄膜２４は、蛍光透過膜１４と同様、蛍光を透過しやすい。また、蛍光透過薄膜２４は、蛍光透過膜１４と比較してレーザ光の透過率が高い。このため、蛍光透過膜１４は、レーザ光の一部のみを反射し、かつ蛍光を透過する。すなわち、蛍光透過膜１４は、レーザ光の一部のみを反射し、レーザ光のそれ以外の部分については透過する。
　蛍光透過薄膜２４は、蛍光透過膜１４と同様に、ＳｉＯ２膜およびＴｉＯ２膜を積層することで作製される。蛍光透過薄膜２４におけるＳｉＯ２膜およびＴｉＯ２膜の、個々の膜厚は、蛍光透過膜１４と同様である。一方、ＳｉＯ２膜およびＴｉＯ２膜の積層数は、蛍光透過膜１４におけるＳｉＯ２膜およびＴｉＯ２膜の積層数より少ない。これにより、蛍光透過薄膜２４におけるレーザ光の透過率は、蛍光透過膜１４におけるレーザ光の透過率より高くなる。ＳｉＯ２膜およびＴｉＯ２膜の具体的な積層数は、所望のレーザ光の透過率によって適宜選択される。
　≪効果≫
　発光装置２０においては、レーザ光の一部が蛍光透過薄膜２４を透過する。このため、レーザ素子１１からのレーザ光と発光部１２からの蛍光とを混ぜ合わせた光を出射光として利用することができる。
　特に、発光装置２０をプロジェクタ装置の光源として使用した場合には、レーザ光と蛍光とを１つの発光装置２０から出射することができるため、プロジェクタ装置がＲ（赤）、Ｇ（緑）、およびＢ（青）を発光する光源をそれぞれ備える必要がない。したがって、プロジェクタ装置を小型化することが可能となる。
　一般的なプロジェクタ装置としては、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、およびＢ（青）の３色の光源を備えるもの、またはＲ、Ｇ、Ｂ、Ｙ（黄）、およびＷ（白）の５色の光源を備えるものなどがある。発光部１２がＹＡＧまたはＧＡＧＧで構成され、レーザ光が青色である発光装置２０をプロジェクタ装置の光源として用いる場合、発光装置２０はＢ（レーザ光）、Ｙ（蛍光）、およびＷ（ＢおよびＹの混合）を出射する光源として機能することができる。また、発光部１２がＬｕＡＧで構成されている発光装置２０をプロジェクタ装置の光源として用いる場合、発光装置２０はＧ（蛍光）およびＢ（レーザ光）を出射する光源として機能することができる。また、発光装置２０はＷを出射することができるので、スポットライトまたは車両用前照灯などの光源としても使用することができる。
　〔実施形態３〕
　本発明の他の実施形態について、図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施形態に係る発光装置３０は、実施形態２において説明した発光装置２０の構成に加えて蛍光体膜（蛍光体部）３５を備える。
　≪発光装置３０≫
　図９は、本実施形態に係る発光装置３０の構成を示す概略図である。図９に示すように、発光装置３０は、レーザ素子１１、発光部１２、励起光透過膜１３、蛍光透過薄膜２４、および蛍光体膜３５を備える。
　＜蛍光体膜３５＞
　蛍光体膜３５は、レーザ光を受けて発光部１２が発する蛍光とは異なる色を有する蛍光を発する。蛍光体膜３５は、発光部１２の出射面１２ｂ側に設けられている。具体的には、蛍光体膜３５は、蛍光透過薄膜２４の発光部１２と接していない側の面に設けられている。
　蛍光体膜３５は、蛍光透過薄膜２４に蛍光体粒子を堆積させた堆積膜である。蛍光体膜３５を構成する材料の候補としては、α－ＳｉＡｌＯＮ（橙）、ｓＣＡＳＮ（ＳｒＣａＡｌＳｉＮ、橙）、またはＣＡＳＮ（ＣａＡｌＳｉＮ、赤）などが挙げられる。また、発光部１２がＹＡＧまたはＧＡＧＧといった黄色の蛍光を発する蛍光体の小空隙蛍光部材で構成されている場合には、ＬｕＡＧも蛍光体膜３５を構成する材料の候補として挙げられる。
　また、蛍光体膜３５は、複数種類の蛍光体粒子を含んでいてもよい。この場合、蛍光体膜３５は複数種類の蛍光体粒子の混合堆積膜であってよい。または、蛍光体膜３５は蛍光体粒子が種類ごとに別個の層を形成する構造であってもよい。なお、後者の場合においては、より短波長の蛍光を発する蛍光体層が、より蛍光透過薄膜２４から離隔して形成されることが好ましい。
　なお、蛍光体膜３５は発光部１２と同様に小空隙蛍光部材であってもよい。また、蛍光体膜３５は、発光部１２と蛍光透過薄膜２４との間に設けられていてもよい。
　≪効果≫
　実施形態２で説明した通り、蛍光透過薄膜２４は、レーザ光の一部を透過する。発光装置３０においては、蛍光透過薄膜２４を透過したレーザ光の一部を蛍光体膜３５が吸収し、蛍光を発する。このため、発光装置３０からレーザ光と複数色の蛍光とを出射することで、発光装置３０から出射される光の色の種類を増やすことができる。
　したがって、発光装置３０をプロジェクタ装置の光源として使用する場合に、プロジェクタ装置が備える光源の数を削減し、プロジェクタ装置を小型化することが可能となる。
　発光部１２がＹＡＧまたはＧＡＧＧで構成されている場合において、蛍光体膜３５がＣＡＳＮを含む場合、発光装置３０はＲ（ＣＡＳＮからの蛍光）、Ｂ（レーザ光）、Ｙ（発光部１２からの蛍光）、およびＷ（ＢおよびＹの混合）を出射することができる。また、蛍光体膜３５がさらにＬｕＡＧを含む場合、発光装置３０は、上述のＲ、Ｂ、Ｙ、Ｗに加えて、Ｇ（ＬｕＡＧからの蛍光）を出射することができる。さらに、蛍光体膜３５を備えることで、発光装置３０の演色性が向上する。そのため、発光装置３０を光源として用いることで、高い演色性のスポットライトまたは車両用前照灯を提供することができる。
　また、発光部１２がＬｕＡＧで構成されている場合、発光装置３０はＲ（蛍光体膜３５からの蛍光）、Ｇ（ＬｕＡＧからの蛍光）、Ｂ（レーザ光）、およびＷ（Ｒ、Ｇ、およびＢの混合）を出射することができる。さらに、蛍光体膜３５を備えることで、発光装置３０の演色性が向上する。
　〔実施形態４〕
　本発明の他の実施形態について、図１０に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施形態に係る発光装置４０は、実施形態２で説明した発光装置２０の構成に加えて散乱層（散乱部材）４６を備える。
　≪発光装置４０≫
　図１０は、本実施形態に係る発光装置４０の構成を示す概略図である。図１０に示すように、発光装置４０は、レーザ素子１１、発光部１２、励起光透過膜１３、蛍光透過薄膜２４、および散乱層（散乱部材）４６を備える。
　＜散乱層４６＞
　散乱層４６は、蛍光透過薄膜２４を透過して出射される光、特にレーザ光を散乱する。散乱層４６は、発光部１２の出射面１２ｂ側に設けられている。具体的には、散乱層４６は、蛍光透過薄膜２４の発光部１２と接していない側の面に設けられている。
　散乱層４６は、蛍光透過薄膜２４の表面に設けられた凹凸形状であってもよく、蛍光透過薄膜２４の表面にアルミナなどの粒子を堆積させた膜であってもよい。または、散乱層４６は、シリコーンまたはアクリルなどの樹脂中にアルミナなどの粒子を封止した膜であってもよい。
　なお、散乱層４６は、発光装置３０に設けられてもよい。この場合、例えば、発光装置３０の蛍光体膜３５の、蛍光透過薄膜２４と接していない側の面に設けられる。
　≪効果≫
　励起光と蛍光とを混合した光を照明に用いる場合、励起光の配光特性と蛍光の配光特性とを合わせる必要がある。上述した通り、小空隙蛍光体板から全方位に発せられた蛍光は、そのまま全方位に進行する。すなわち、発光部１２が発する蛍光は、極めて広い範囲へ向かう配光特性を有する。これに対し、励起光が特にレーザ光である場合には、励起光は極めて狭い範囲へ向かう配光特性を有する。したがって、励起光が発光部１２をそのまま透過した場合には、蛍光の配光特性と励起光の配光特性とが合わず、蛍光透過膜１４から出射される光において色ムラが生じる可能性がある。
　本実施形態に係る発光装置４０は、散乱層４６によりレーザ光の配光特性を広げ、蛍光の配光特性に近づけることができる。これにより、レーザ光の配光特性と蛍光の配光特性とが合うようになる。したがって、発光装置４０によれば、実施形態２で説明した発光装置２０の効果に加えて、出射光の色ムラの少ない発光装置を提供することができる。
　本実施形態に係る発光装置を備える照明装置は、スポットライトまたは車両用前照灯などの用途に特に好適に用いることができる。
　〔実施形態５〕
　本発明の他の実施形態について、図１１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
　≪発光装置５０≫
　図１１は、本実施形態に係る発光装置５０の構成を示す概略図である。図１１に示すように、発光装置５０は、レーザ素子１１、発光部１２、励起光透過膜１３、蛍光透過膜１４、および保持基板５７を備える。
　保持基板５７は、発光部１２を保持する。保持基板５７は発光部１２の受光面１２ａ側に設けられている。具体的には、保持基板５７は、励起光透過膜１３を介して発光部１２を保持する。保持基板５７は、レーザ光に対して高い透過率を有することが好ましく、例えばサファイアなどで構成される。
　また、保持基板５７は、発光部１２で発生した熱を放散する機能を有していることが好ましい。この場合、保持基板５７には、例えば、透過率とともに熱伝導率が高い材料が用いられる。その他、保持基板５７の、励起光透過膜１３が設置されている部分が透過率の高い材料からなり、その他の部分が熱伝導率の高い材料からなっていてもよい。
　≪効果≫
　発光部１２に励起光透過膜１３および蛍光透過膜１４を設けることにより、発光部１２を薄型に構成することができる。そして、この場合、発光部１２の内部における蛍光の伝搬が抑制され、出射面１２ｂから蛍光が出射されやすくなる。しかし、発光部１２の厚みが２０μｍ以下の場合、発光部１２の強度が低下するため、そのままの状態では実用に適さない可能性がある。
　本実施形態における発光装置５０は、保持基板５７により発光部１２を保持することができる。したがって、発光装置５０によれば、発光部１２として比較的薄いものを用いることができる。この場合、発光部１２の内部における蛍光の伝播が抑制され、出射面１２ｂから蛍光をさらに取り出しやすくすることができる。
　〔実施形態６〕
　本発明の他の実施形態について、図１２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
　≪発光装置６０≫
　図１２は、本実施形態に係る発光装置６０の構成を示す概略図である。図１２に示すように、発光装置６０は、レーザ素子１１、発光部１２、励起光透過膜１３、蛍光透過膜１４、第１固定ジグ（保持部材）６８、および第２固定ジグ（保持部材）６９を備える。
　第１固定ジグ６８および第２固定ジグ６９は、発光部１２を保持する保持部材を構成する。また、第１固定ジグ６８および第２固定ジグ６９は、発光部１２で発生した熱を放散する放熱部材として機能する。第１固定ジグ６８および第２固定ジグ６９は、例えばアルミニウム、銅、または黒アルマイトなどで構成されている。
　≪効果≫
　本実施形態に係る発光装置６０は、上述した通り、第１固定ジグ６８および第２固定ジグ６９により保持されている。第１固定ジグ６８および第２固定ジグ６９は高い熱伝導率を有する材料で構成される。したがって、第１固定ジグ６８および第２固定ジグ６９により発光部１２における発熱が放散され、発光部１２の劣化を抑制することができる。
　〔変形例〕
　上述した実施形態において、励起光透過膜１３および蛍光透過膜１４は、いずれも発光部１２に直接設けられている。しかし、発光部１２に直接設けられている（直付けである）必要は必ずしもなく、発光部１２と励起光透過膜１３との間、および／または発光部１２と蛍光透過膜１４との間に、発光部１２の屈折率に近い屈折率を有する材料で形成された膜が設けられていてもよい。このような膜が設けられた場合も、発光部１２と励起光透過膜１３との間、および発光部１２と蛍光透過膜１４との間に、発光部１２との屈折率差が大きい空気が介在しないようにすることができる。そのため、発光部１２の受光面１２ａまたは出射面１２ｂにおける界面反射ロスまたは全反射を抑制することができる。
　〔まとめ〕
　本発明の態様１に係る発光装置（１０）は、励起光源（レーザ素子１１）から出射された励起光を受けて蛍光を発する小空隙蛍光部材（発光部１２）を備え、上記小空隙蛍光部材は、内部に存在する空隙の幅が、上記励起光の波長の１０分の１以下であり、上記励起光を受光する受光面（１２ａ）と、当該受光面に対向する、上記蛍光を出射する出射面（１２ｂ）とを備えており、上記受光面側には、上記励起光を透過し、かつ上記蛍光を反射する励起光透過部材（励起光透過膜１３）が設けられており、上記出射面側には、上記励起光を反射し、かつ上記蛍光を透過する蛍光透過部材（蛍光透過膜１４、蛍光透過薄膜２４）が設けられている。
　態様１の発光装置は、蛍光を発する部材として、上記空隙の幅を有する小空隙蛍光部材を備えている。このような小空隙蛍光部材に光が照射された場合、その内部においてミー散乱が生じることがほとんど無い。そのため、小空隙蛍光部材の内部において全方位に発せられた蛍光は、そのまま全方位に進んでしまい、小空隙蛍光部材から所望の方向へ出射される蛍光の量が低減してしまう可能性がある。
　上記構成によれば、受光面側に励起光透過部材を設けることにより、小空隙蛍光部材に対する励起光の入射効率を高めることができるとともに、小空隙蛍光部材の内部において受光面側へと進む蛍光の進行方向を出射面側へと変更することができる。
　また、出射面側に蛍光透過部材を設けることにより、励起光は小空隙蛍光部材の内部へと戻るので、当該励起光を蛍光の発光に再度用いることができる。そのため、小空隙蛍光部材の励起効率を高めることができる。また、出射面からの蛍光の取り出し効率を高めることができる。
　したがって、以上の構成によれば、小空隙蛍光部材において発生する蛍光の量を増大させることができるとともに、出射面から出射される蛍光の量を増大させることが可能となる。それゆえ、態様１の発光装置によれば、小空隙蛍光部材を用いた場合の所望の方向への蛍光の取り出し効率を向上させることができる。
　本発明の態様２に係る発光装置（２０）では、上記態様１において、上記蛍光透過部材（蛍光透過薄膜２４）は、上記励起光の一部のみを反射することが好ましい。
　上記構成によれば、蛍光透過部材は、励起光の一部のみを反射する。それゆえ、励起光の一部は小空隙蛍光部材の内部へと戻るので、当該一部を蛍光の発光に再度用いることができる。そのため、小空隙蛍光部材の励起効率を高めることができる。また、出射面からの蛍光の取り出し効率を高めることができる。
　また、蛍光透過部材は、励起光の一部のみを反射するため、励起光のそれ以外の部分については透過し、当該部分を発光装置の外部へと出射することができる。すなわち、発光装置は、励起光と蛍光とを混ぜ合わせた光を、上記外部へと出射することができる。
　本発明の態様３に係る発光装置は、上記態様１または２において、上記小空隙蛍光部材は、単結晶の蛍光体からなることが好ましい。
　上記構成によれば、小空隙蛍光部材の内部においてミー散乱が生じないので、小空隙蛍光部材から所望の方向へ出射される蛍光の量が低減してしまうという問題が顕著に現れる。本願の発光装置は励起光透過部材および蛍光透過部材を備えているので、小空隙蛍光部材が単結晶の蛍光体からなっている場合の上記の顕著な問題を解決することができる。
　また、単結晶の蛍光体からなる小空隙蛍光体はその熱伝導率が高いので、小空隙蛍光部材で発生した熱を逃げやすくすることができる。これにより、小空隙蛍光部材における励起光から蛍光への変換効率を向上させることができる。それゆえ、小空隙蛍光部材は、高輝度な光を出力することができる。
　本発明の態様４に係る発光装置（３０）は、上記態様１から３のいずれかにおいて、上記出射面側には、上記励起光を受けて、上記小空隙蛍光部材が発する蛍光とは異なる色を有する蛍光を発する蛍光体部（蛍光体膜３５）がさらに設けられていることが好ましい。
　上記構成によれば、発光装置から出射する光の色の種類を増やすことができる。
　本発明の態様５に係る発光装置（４０）は、上記態様２において、上記出射面側には、上記励起光を散乱する散乱部材（散乱層４６）がさらに設けられていることが好ましい。
　蛍光透過部材においては、小空隙蛍光部材を透過した励起光の一部が透過する場合がある。一般に、励起光の配光特性は狭く、蛍光の配光特性は広い。そのため、励起光が蛍光透過部材をそのまま透過した場合には、蛍光透過部材から出射される光（すなわち、励起光および蛍光）において色ムラが生じる可能性がある。
　上記構成によれば、出射面側に散乱部材が設けられているので、蛍光透過部材を透過した励起光の配光特性を広げることができる。それゆえ、色ムラの発生を抑制することができる。すなわち、色ムラの発生が抑制された発光装置を実現することができる。
　本発明の態様６に係る発光装置は、上記態様１から５のいずれかにおいて、上記蛍光透過部材は、上記出射面に直接設けられていることが好ましい。
　上記構成によれば、蛍光透過部材は出射面に直接設けられており、小空隙蛍光部材と蛍光透過部材との間に空気が介在しない。そのため、空気が介在する場合に比べ、出射面における蛍光の界面反射ロスおよび全反射が生じることを抑制することができ、小空隙蛍光部材から出射される蛍光の光量を増大させることができる。それゆえ、蛍光の発光量を増大させることができる。
　本発明の態様７に係る発光装置は、上記態様１から６のいずれかにおいて、上記励起光透過部材は、上記受光面に直接設けられていることが好ましい。
　上記構成によれば、励起光透過部材は受光面に直接設けられており、小空隙蛍光部材と励起光透過部材との間に空気が介在しない。そのため、空気が介在する場合に比べ、少なくとも受光面における励起光の界面反射ロスが生じることを抑制することができ、小空隙蛍光部材に入射される励起光の光量を増大させることができる。それゆえ、蛍光の発光量を増大させることができる。
　本発明の態様８に係る発光装置（５０）は、上記態様１から７のいずれかにおいて、上記受光面側に設けられ、上記励起光透過部材を介して上記小空隙蛍光部材を保持する保持基板（５７）をさらに備えていることが好ましい。
　上記構成によれば、小空隙蛍光部材を保持基板にて保持することができるので、小空隙蛍光体として比較的薄いものを用いることができる。この場合、小空隙蛍光部材の内部における蛍光の伝播が抑制されるので、出射面から蛍光をさらに取り出しやすくすることができる。
　本発明の態様９に係る発光装置（６０）は、上記態様１から８のいずれかにおいて、上記小空隙蛍光部材を保持する保持部材（第１固定ジグ６８、第２固定ジグ６９）をさらに備え、上記保持部材は、上記小空隙蛍光部材で発生した熱を放散する放熱部材であることが好ましい。
　上記構成によれば、小空隙蛍光部材で発生した熱を放散することができるので、小空隙蛍光部材の劣化を抑制することができる。
　本発明の態様１０に係る発光装置は、上記態様１から９のいずれかにおいて、上記励起光源は、上記励起光としてレーザ光を出射するレーザ素子（１１）であることが好ましい。
　上記構成によれば、高輝度の発光装置を実現することができる。
　本発明の態様１１に係る照明装置（１）は、上記態様１から１０のいずれかの発光装置と、上記発光装置から発せられた上記蛍光を投光する投光部材（投光レンズ８）と、を備えていることが好ましい。
　上記構成によれば、小空隙蛍光部材を用いた場合の所望の方向への蛍光の取り出し効率を向上させた照明装置を実現することができる。
　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の一態様の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
　（本発明の別の表現）
　なお、本発明の一態様は、以下のようにも表現できる。
　すなわち、本発明の一態様に係る発光装置は、発光素子と、小空隙蛍光体板とを用いた発光装置であって、当該発光装置では、上記小空隙蛍光体板の、上記発光素子が発する励起光が入射する面に、励起光透過膜が設置されており、上記小空隙蛍光体板の、上記発光素子が発する励起光が入射する面とは逆側の面に、蛍光透過膜が設置されている。
　１　照明装置
　８　投光レンズ（投光部材）
　１０、２０、３０、４０、５０、６０　発光装置
　１１　レーザ素子（励起光源）
　１２　発光部（小空隙蛍光部材）
　１２ａ　受光面
　１２ｂ　出射面
　１３　励起光透過膜（励起光透過部材）
　１４　蛍光透過膜（蛍光透過部材）
　２４　蛍光透過薄膜（蛍光透過部材）
　３５　蛍光体膜（蛍光体部）
　４６　散乱層（散乱部材）
　５７　保持基板
　６８　第１固定ジグ（保持部材）
　６９　第２固定ジグ（保持部材）

Claims (6)

  1. 　励起光源から出射された励起光を受けて蛍光を発する小空隙蛍光部材を備え、
    　上記小空隙蛍光部材は、
    　　内部に存在する空隙の幅が、上記励起光の波長の１０分の１以下であり、
    　　上記励起光を受光する受光面と、当該受光面に対向する、上記蛍光を出射する出射面とを備えており、
    　上記受光面側には、上記励起光を透過し、かつ上記蛍光を反射する励起光透過部材が設けられており、
    　上記出射面側には、上記励起光を反射し、かつ上記蛍光を透過する蛍光透過部材が設けられていることを特徴とする発光装置。
  2. 　上記蛍光透過部材は、上記励起光の一部のみを反射することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  3. 　上記小空隙蛍光部材は、単結晶の蛍光体からなることを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
  4. 　上記出射面側には、上記励起光を受けて、上記小空隙蛍光部材が発する蛍光とは異なる色を有する蛍光を発する蛍光体部がさらに設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の発光装置。
  5. 　上記出射面側には、上記励起光を散乱する散乱部材がさらに設けられていることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
  6. 　請求項１から５のいずれか１項に記載の発光装置と、
    　上記発光装置から発せられた上記蛍光を投光する投光部材と、を備えていることを特徴とする照明装置。
PCT/JP2016/087912 2016-01-26 2016-12-20 発光装置および照明装置 WO2017130607A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/073,263 US20190032866A1 (en) 2016-01-26 2016-12-20 Light emitting device and illuminating apparatus
JP2017563740A JP6469893B2 (ja) 2016-01-26 2016-12-20 発光装置および照明装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-012689 2016-01-26
JP2016012689 2016-01-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017130607A1 true WO2017130607A1 (ja) 2017-08-03

Family

ID=59397721

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/087912 WO2017130607A1 (ja) 2016-01-26 2016-12-20 発光装置および照明装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20190032866A1 (ja)
JP (1) JP6469893B2 (ja)
WO (1) WO2017130607A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109000208A (zh) * 2018-09-13 2018-12-14 浙江光塔节能科技有限公司 一种导光照明系统
CN109084259A (zh) * 2018-09-14 2018-12-25 浙江光塔节能科技有限公司 一种光纤照明系统
WO2020189405A1 (ja) * 2019-03-19 2020-09-24 シャープ株式会社 光学素子、車両用前照灯具、光源装置、および投影装置
US11133434B2 (en) 2018-03-02 2021-09-28 Sharp Kabushiki Kaisha Image display device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6680868B2 (ja) * 2015-08-17 2020-04-15 インフィニット アースロスコピー インコーポレーテッド， リミテッド 光源

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011228403A (ja) * 2010-04-16 2011-11-10 Panasonic Electric Works Co Ltd 波長変換部材及びそれを用いた照明装置
JP2012104267A (ja) * 2010-11-08 2012-05-31 Stanley Electric Co Ltd 光源装置および照明装置
JP2012142187A (ja) * 2010-12-28 2012-07-26 Sharp Corp 発光装置、照明装置および車両用前照灯

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5377291A (en) * 1989-01-13 1994-12-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Wavelength converting optical device
EP1795798B1 (en) * 2004-10-01 2013-07-03 Nichia Corporation Light-emitting device
JP2007227320A (ja) * 2006-02-27 2007-09-06 Mejiro Precision:Kk 照明装置
US9255693B2 (en) * 2011-01-31 2016-02-09 Nec Corporation Fluorescent screen and image display device comprising same
WO2012121343A1 (ja) * 2011-03-08 2012-09-13 シャープ株式会社 発光装置、照明装置、車両用前照灯、プロジェクタおよび発光装置の製造方法
DE102011080179A1 (de) * 2011-08-01 2013-02-07 Osram Ag Wellenlängenkonversionskörper und Verfahren zu dessen Herstellung
JP5830340B2 (ja) * 2011-10-11 2015-12-09 オリンパス株式会社 光源装置
JP6132204B2 (ja) * 2012-05-16 2017-05-24 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長変換素子およびその製造方法ならびに波長変換素子を用いたｌｅｄ素子および半導体レーザ発光装置
JP2014056896A (ja) * 2012-09-11 2014-03-27 Ns Materials Kk 半導体を利用した発光デバイス及びその製造方法
WO2014123145A1 (ja) * 2013-02-08 2014-08-14 ウシオ電機株式会社 蛍光光源装置
JP2016027613A (ja) * 2014-05-21 2016-02-18 日本電気硝子株式会社 波長変換部材及びそれを用いた発光装置
JP6511766B2 (ja) * 2014-10-15 2019-05-15 日亜化学工業株式会社 発光装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011228403A (ja) * 2010-04-16 2011-11-10 Panasonic Electric Works Co Ltd 波長変換部材及びそれを用いた照明装置
JP2012104267A (ja) * 2010-11-08 2012-05-31 Stanley Electric Co Ltd 光源装置および照明装置
JP2012142187A (ja) * 2010-12-28 2012-07-26 Sharp Corp 発光装置、照明装置および車両用前照灯

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11133434B2 (en) 2018-03-02 2021-09-28 Sharp Kabushiki Kaisha Image display device
CN109000208A (zh) * 2018-09-13 2018-12-14 浙江光塔节能科技有限公司 一种导光照明系统
CN109084259A (zh) * 2018-09-14 2018-12-25 浙江光塔节能科技有限公司 一种光纤照明系统
WO2020189405A1 (ja) * 2019-03-19 2020-09-24 シャープ株式会社 光学素子、車両用前照灯具、光源装置、および投影装置
JPWO2020189405A1 (ja) * 2019-03-19 2020-09-24

Also Published As

Publication number Publication date
US20190032866A1 (en) 2019-01-31
JP6469893B2 (ja) 2019-02-13
JPWO2017130607A1 (ja) 2018-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6469893B2 (ja) 発光装置および照明装置
US10330267B2 (en) Light emission body and illumination device
JP6538178B2 (ja) 発光装置
US10190733B2 (en) Light source device and illumination apparatus
JP6253392B2 (ja) 発光装置及びそれを用いたプロジェクター用光源
JP6704187B2 (ja) 発光装置
JP6937489B2 (ja) 波長変換部材、光源及び照明装置
US10365551B2 (en) Wavelength conversion member including phosphor
US20150153508A1 (en) Light source device and display device
JP6482993B2 (ja) 照明装置
US10563842B2 (en) Light-emitting device
US11604321B2 (en) Light generating system comprising an elongated luminescent body
US11946606B2 (en) Wavelength conversion member, light source device using same, projector and vehicle
US11079530B2 (en) Lighting system with light guiding body having trivalent cerium luminescent material
US11111385B2 (en) Silicone composition

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16888191

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017563740

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16888191

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1