JP2013161561A

JP2013161561A - 光源装置および照明装置

Info

Publication number: JP2013161561A
Application number: JP2012020622A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sugiyama; 貴杉山
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2012-02-02
Filing date: 2012-02-02
Publication date: 2013-08-19

Abstract

【課題】可視光の波長領域のうちの所定の波長の光を励起光として発光する固体光源と、該固体光源からの励起光により励起され該固体光源の発光波長よりも長波長の蛍光を発光する少なくとも１種類の蛍光体を含む蛍光体層とを備えている光源装置において、イエローリングなどの照射ムラ（色ムラ）が生じるのを防止する。
【解決手段】蛍光体層２が微小凸状体７の２次元アレイ構造として形成されており、蛍光体層２における各微小凸状体７の大きさは、蛍光体層２上での固体光源５からの励起光のビームスポットの大きさ（ビームスポット径）よりも小さいものとなっている。
【選択図】図４

Description

本発明は、光源装置および照明装置に関する。

従来、例えば特許文献１には、図１に示すように、青色光を励起光として出射するＬＥＤモジュール１０３と、ＬＥＤモジュール１０３からの励起光により励起され黄色光の蛍光を発する蛍光体層１０４とを備え、青色光と黄色光との混色により白色光を生成することを意図した光源装置において、ＬＥＤモジュール１０３と蛍光体層１０４との間に、ＬＥＤモジュール１０３からの青色光を透過して蛍光体層１０４から発せられた黄色光を反射する波長選択フィルタ１０６を配置することにより、光の利用効率を向上させる方法が提案されている。なお、図１において、符号１０８は蛍光体固定用透明体、符号１０７は蛍光体層１０４の光取り出し面１０４ａから取り出される光（励起光（青色光）、蛍光（黄色光））を示している。

特開２００９−２６６４３７号公報

ところで、図１の構成では、ＬＥＤモジュール１０３からの青色光は、蛍光体固定用透明体１０８、波長選択フィルタ１０６を透過した後、蛍光体層１０４に入射する。蛍光体層１０４に入射した励起光（青色光）の一部は、蛍光体層１０４を透過して蛍光体層１０４の光取り出し面１０４ａから出射する一方、他の一部は、蛍光体層４で蛍光（黄色光）の励起に用いられたり、あるいは、光取り出し面１０４ａで反射されて波長選択フィルタ１０６に向かい、波長選択フィルタ１０６を透過する。従って、ＬＥＤモジュール１０３からの青色光は、蛍光体層１０４の励起光（青色光）が照射された部分（励起光照射スポット）から主に出射されることになる。

これに対し、蛍光体層１０４からの黄色光の発光は等方的であり、黄色光の一部は、蛍光体層１０４の光取り出し面１０４ａから出射する一方、他の一部は、光取り出し面１０４ａで反射されて波長選択フィルタ１０６に向かい、波長選択フィルタ１０６で選択的に反射される。そして、波長選択フィルタ１０６で選択的に反射されたこの黄色光の反射光の一部は、光取り出し面１０４ａから出射され、また、他の一部の光は取り出し面１０４ａで反射されて波長選択フィルタ１０６に向かい、さらに波長選択フィルタ１０６で選択的に反射される、いわゆる多重反射光になる。従って、黄色光は蛍光体層１０４全体から出射されることになり、波長選択フィルタ１０６により周辺部からの黄色光の出射はより強いものとなる。

組立を容易にするために、蛍光体層１０４は励起光照射スポットよりも大きくすることが好ましい。しかし、この場合は、励起光照射スポットとほぼ同じ大きさである青色光出射領域に比べて、蛍光体層１０４全体を出射領域とする黄色光出射領域の方が大きくなってしまう。図２は蛍光体層１０４の発光状態を示す図であり、図２において、励起光照射スポットとほぼ同じ大きさの領域１１０では、青色光と黄色光との混色により白色光となるが、励起光照射スポットとほぼ同じ大きさの領域１１０の外側の領域１１１では、黄色光となってしまう。

従って、図１の光源装置をレンズ系等を用いて所定の投影面に拡大投射する図３に示すような照明装置では、投影面には、光源の色バラツキが反映されてしまい、中心部が青白く、周辺部が黄色という照射ムラ（色ムラ）が生じてしまうという問題があった（この照射ムラ（色ムラ）をイエローリングと称する）。なお、図３において、符号１０２はレンズ系、符号１０５は投影面である。

本発明は、可視光の波長領域のうちの所定の波長の光を励起光として発光する固体光源と、該固体光源からの励起光により励起され該固体光源の発光波長よりも長波長の蛍光を発光する少なくとも１種類の蛍光体を含む蛍光体層とを備えている光源装置において、イエローリングなどの照射ムラ（色ムラ）が生じるのを防止することの可能な光源装置および照明装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、可視光の波長領域のうちの所定の波長の光を励起光として発光する固体光源と、該固体光源からの励起光により励起され該固体光源の発光波長よりも長波長の蛍光を発光する少なくとも１種類の蛍光体を含む蛍光体層とを備えている光源装置であって、
前記蛍光体層が微小凸状体の２次元アレイ構造として形成されており、前記蛍光体層における各微小凸状体の大きさは、前記蛍光体層上での前記固体光源からの励起光のビームスポットの大きさよりも小さいことを特徴としている。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の光源装置において、該光源装置は透過型のものであって、前記蛍光体層は透明基板上に設けられ、前記蛍光体層と前記透明基板との間には、前記固体光源からの励起光を透過し、前記蛍光体層からの蛍光を反射する特性を有する波長選択手段が設けられていることを特徴としている。

また、請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の光源装置が用いられていることを特徴とする照明装置である。

請求項１乃至請求項３記載の発明によれば、可視光の波長領域のうちの所定の波長の光を励起光として発光する固体光源と、該固体光源からの励起光により励起され該固体光源の発光波長よりも長波長の蛍光を発光する少なくとも１種類の蛍光体を含む蛍光体層とを備えている光源装置であって、前記蛍光体層が微小凸状体の２次元アレイ構造として形成されており、前記蛍光体層における各微小凸状体の大きさは、前記蛍光体層上での前記固体光源からの励起光のビームスポットの大きさ（ビームスポット径）よりも小さいので、イエローリングなどの照射ムラ（色ムラ）が生じるのを防止することができる。

特に、請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の光源装置において、該光源装置は透過型のものであって、前記蛍光体層は透明基板上に設けられ、前記蛍光体層と前記透明基板との間には、前記固体光源からの励起光を透過し、前記蛍光体層からの蛍光を反射する特性を有する波長選択手段が設けられているので、透過型の光源装置において光の利用効率をより一層高めることができる（出射光（照明光）の光強度をより一層高めることができる）。また、前記蛍光体層と前記透明基板との間には、前記固体光源からの励起光を透過し、前記蛍光体層からの蛍光を反射する特性を有する波長選択手段が設けられていることによって、透明基板内を蛍光が伝搬してしまうのを防止することができる。

従来の光源装置を示す図である。蛍光体層の発光状態を示す図である。図１の光源装置をレンズ系等を用いて所定の投影面に拡大投射する照明装置を示す図である。本発明の光源装置の一構成例を示す図である。本発明の光源装置の一構成例を示す図である。図４、図５の光源装置に用いられる蛍光体層の作製工程例を示す図である。図４、図５の光源装置において、蛍光体層に入射した励起光による蛍光体層からの蛍光の光路を示す図である。本発明の光源装置の他の構成例を示す図である。本発明の光源装置の他の構成例を示す図である。図８、図９の光源装置の蛍光体層を作製するための金型を示す図である。図８、図９の光源装置の蛍光体層の作製例を示す図である。図８、図９の光源装置において、蛍光体層に入射した励起光による蛍光体層からの蛍光の光路を示す図である。図４、図５の光源装置の変形例を示す図である。本発明の照明装置の一例を示す図である。本発明の光源装置の他の構成例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図４、図５（ａ）、（ｂ）は、本発明の光源装置の一構成例を示す図である。なお、図４は概略斜視図、図５（ａ）は図４のＹ方向から見た概略正面図、図５（ｂ）は図４のＸ方向から見た概略正面図である。図４、図５（ａ）、（ｂ）を参照すると、この光源装置１０は、可視光の波長領域のうちの所定の波長の光を励起光として発光する固体光源５と、該固体光源５からの励起光により励起され該固体光源５の発光波長よりも長波長の蛍光を発光する少なくとも１種類の蛍光体を含む蛍光体層２とを備え、前記固体光源５と前記蛍光体層２とが空間的に離れて配置されている。なお、図５（ａ）、（ｂ）では、固体光源５の図示を省略している。

ここで、固体光源５には、可視光領域に発光波長をもつ発光ダイオードや半導体レーザーなどが使用可能である。但し、発光ダイオードを用いる場合には、蛍光体層２上でスポット光として集光させるためのレンズ系を組み合わせる必要がある。

具体的に、固体光源５には、例えば、ＧａＮ系の材料を用いた発光波長が約４６０ｎｍ程度の青色光を発光する発光ダイオードや半導体レーザーなどを用いることができる。この場合、蛍光体層２の蛍光体としては、波長が約４４０ｎｍ乃至約４７０ｎｍの青色光により励起されるものとして、例えば、赤色蛍光体には、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ^２＋、（Ｃａ，Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ^２＋、Ｃａ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋、（Ｃａ，Ｓｒ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋、ＫＳｉＦ_６：Ｍｎ^４＋、ＫＴｉＦ_６：Ｍｎ^４＋等が用いられ、黄色蛍光体には、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋、（Ｓｒ，Ｂａ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋、Ｃａ_ｘ（Ｓｉ，Ａｌ）_１２（Ｏ，Ｎ）_１６：Ｅｕ^２＋等が用いられ、緑色蛍光体には、Ｌｕ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋、（Ｌｕ，Ｙ）_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋、Ｙ_３（Ｇａ，Ａｌ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋、Ｃａ_３Ｓｃ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋、ＣａＳｃ_２Ｏ_４：Ｅｕ^２＋、（Ｂａ，Ｓｒ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋、Ｂａ_３Ｓｉ_６Ｏ_１２Ｎ_２：Ｅｕ^２＋、（Ｓｉ，Ａｌ）_６（Ｏ，Ｎ）_８：Ｅｕ^２＋等を用いることができる。

蛍光体層２としては、これらの蛍光体粉末をガラスや樹脂中に分散させたものや、ガラス母体に発光中心イオンを添加したガラス蛍光体、樹脂などの結合部材を含まない蛍光体セラミックス等を用いることができる。蛍光体粉末をガラス中に分散させたものの具体例としては、上に列挙した組成の蛍光体粉末をＰ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３などの成分を含むガラス中に分散したものが挙げられる。ガラス母体に発光中心イオンを添加したガラス蛍光体としては、Ｃｅ^３＋やＥｕ^２＋を付活剤として添加したＣａ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ系やＹ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ系などの酸窒化物系ガラス蛍光体が挙げられる。蛍光体セラミックスとしては、上に列挙した組成の蛍光体組成からなり、樹脂成分を実質的に含まない焼結体が挙げられる。

また、この光源装置１０には、蛍光体層２の励起光が入射する側の面とは反対の側から蛍光などの光を取り出す方式（以下、これらを透過方式または透過型と称す）が採用されており、固体光源５と蛍光体層２とを空間的に離して配置することにより、従来に比べて十分な高輝度化を図ることが可能となる。なお、透過方式または透過型の光源装置とは、より正確には、図５（ａ）、（ｂ）のように蛍光体層２に固体光源５からの励起光を照射した場合に、蛍光体層２から発せられる蛍光成分のうち、固体光源５とは反対の側に出てくる成分を利用する光源装置のことであり、このとき、励起光の透過成分も利用し、蛍光成分と励起光の透過成分との混合光を出射光（照明光）として取り出すことができる。

また、図５（ａ）、（ｂ）からもわかるように、蛍光体層２全体の大きさＤｘ、Ｄｙは、一般に、固体光源５からの励起光のビームスポットの大きさ（ビームスポット径）ＢＭよりも大きなもの（Ｄｘ＞ＢＭ、Ｄｙ＞ＢＭ）となっている。この場合には、前述したように、蛍光体層２内を蛍光体層２の周辺に向けて蛍光が導光し、蛍光体層２からの出射光（照明光）にイエローリングなどの照射ムラ（色ムラ）が生じることがある。

蛍光体層２からの出射光（照明光）にイエローリングなどの照射ムラ（色ムラ）が生じるのを防止するため、本発明では、蛍光体層２を微小凸状体７の２次元アレイ構造として形成している。

すなわち、本発明では、蛍光体層２が微小凸状体７の２次元アレイ構造として形成されていることにより、隣接する微小凸状体７間には、符号８で示す空間が存在する。この空間８が存在することにより、１つの微小凸状体７からの光が、隣接する微小凸状体７に導光するのを阻止し（蛍光体層２内を蛍光体層２の周辺に向けて光が導光するのを阻止し（蛍光体層２内を導光する光の導光経路を遮断し、１つの微小凸状体７からの光を強制的に蛍光体層２の外部に出射させ））、蛍光体層２全体において蛍光体層２からの出射光（照明光）にイエローリングなどの照射ムラ（色ムラ）が生じるのを防止することができる。

なお、図４、図５（ａ）、（ｂ）の例では、蛍光体層２の各微小凸状体７の形状は、半球形状となっている。また、図４、図５（ａ）、（ｂ）において、符号９は蛍光体層２を支持する透明基板であり、蛍光体層２は、透明基板９上に設けられている。

また、蛍光体層２の各微小凸状体７の大きさＥｘ、Ｅｙ（各微小凸状体７の形状が半球形状な場合には、Ｅｘ＝Ｅｙ）は、蛍光体層２上での固体光源５からの励起光のビームスポットの大きさ（ビームスポット径）ＢＭよりも小さいもの（Ｅｘ≦ＢＭ、Ｅｙ≦ＢＭ）となっている。

具体的に、蛍光体層２の各微小凸状体７の大きさＥｘ、Ｅｙ（各微小凸状体７の形状が半球形状の場合には、Ｅｘ＝Ｅｙ）は、０．０１〜０．５ｍｍ程度である。

蛍光体層２の各微小凸状体７の大きさＥｘ、Ｅｙが、蛍光体層２上での固体光源５からの励起光のビームスポットの大きさ（ビームスポット径）ＢＭ（具体的には、例えば１ｍｍ程度）よりも小さいもの（Ｅｘ≦ＢＭ、Ｅｙ≦ＢＭ）となっていることにより、個々の微小凸状体７内を導光する光の導光経路が広範囲にわたることのないようにし、個々の微小凸状体７において個々の微小凸状体７からの出射光（照明光）にイエローリングなどの照射ムラ（色ムラ）が生じないようにすることができる。

図４、図５（ａ）、（ｂ）に示すような微小凸状体７の２次元アレイ構造として形成されている蛍光体層２の作製方法は、例えば図６（ａ）〜（ｅ）に示すようにしてなされる。

すなわち、図６（ａ）に示すように、微小凸状体７の２次元アレイ構造（連続構造）に対応した微小凹形状の連続形状の空隙１２を有する金型１１を予め用意し、図６（ｂ）に示すように、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋蛍光体粒子（黄色蛍光体粒子）をシリコーン樹脂に分散したものを、この金型１１の空隙１２内に充填し加熱硬化し蛍光体ブロック１３を作製する。次いで、図６（ｃ）に示すように、蛍光体ブロック１３を金型１１から取り出し、図６（ｄ）に示すように、金型１１から取り出した蛍光体ブロック１３の平面側を研磨し、微小凸状体７の載るベース部分２ａの蛍光体の厚さｔを例えば０．０５ｍｍとする。最後に、図６（ｅ）に示すように、研磨済みの蛍光体層２を厚さ１ｍｍの透明基板９に貼り付けることによって、微小凸状体７の２次元アレイ構造として形成されている蛍光体層（黄色蛍光体層）２を作製することができる。

なお、上記方法によって実際に作製した蛍光体層２では、半球形状である微小凸状体７の半球底面の直径（Ｅｘ＝Ｅｙ）は０．４ｍｍであり、ベース部分２ａからの半球状の微小凸状体の高さＥｚ（＝Ｅｘ／２＝Ｅｙ／２）は０．２ｍｍであった。

また、このときに使用した固体光源（青色発光のレーザーダイオード）５からの励起光の透明基板９上での照射スポットサイズＢＭは直径１ｍｍであり、各微小凸状体７の透明基板９上での面積は、透明基板９上での固体光源５からの励起光の透明基板９上での照射スポット面積よりも小さいものとなっている。

上記のように作製した蛍光体層（黄色蛍光体層）２と固体光源（青色発光のレーザーダイオード）５とを実際に図４に示すような配置で組み合わせて白色光を出射する光源装置を作製したところ、イエローリングの発生を抑えることができた。これは、図７に示すように、蛍光体層２（の微小凸状体７）に入射した固体光源５からの励起光（青色光）、及び、蛍光体層２からの蛍光（黄色光）が、隣り合った微小凸状体７間の空間８によって微小凸状体７からの出射時に屈折が起こり、伝搬方向を変えられることにより、隣の微小凸状体に入射せずに（すなわち、蛍光体層２内を伝搬せずに）、固体光源５からの励起光の照射スポットの大きさとほぼ同じ大きさの領域から外部に出射したためであると考えられる。

このように、本発明では、蛍光体層２が微小凸状体７の２次元アレイ構造として形成されており、蛍光体層２における各微小凸状体７の大きさは、蛍光体層２上での固体光源５からの励起光のビームスポットの大きさ（ビームスポット径）よりも小さいことにより、イエローリングなどの照射ムラ（色ムラ）が生じるのを防止することができる。

なお、図４、図５（ａ）、（ｂ）の例では、蛍光体層２の各微小凸状体７の形状は、半球形状となっているが、蛍光体層２の各微小凸状体７の形状を、截頭角錐台、楕円半球形状、截頭円錐台、截頭三角錐台、截頭六角錐台などの形状にすることもできる。

図８、図９（ａ）、（ｂ）は、本発明の光源装置の他の構成例を示す図である（蛍光体層２の各微小凸状体７の形状が截頭角錐台となっている構成例を示す図である）。なお、図８は概略斜視図、図９（ａ）は図８のＹ方向から見た概略正面図、図９（ｂ）は図８のＸ方向から見た概略正面図であり、図４、図５（ａ）、（ｂ）と対応する箇所には同じ符号を付している。

図８、図９（ａ）、（ｂ）の光源装置２０は、蛍光体層２の各微小凸状体７の形状が截頭角錐台となっていること以外は、図４、図５（ａ）、（ｂ）の光源装置１０と同じである。すなわち、使用する固体光源５や蛍光体層２の材料などは、図４、図５（ａ）、（ｂ）の光源装置１０と同じである。

より詳細に、蛍光体層２の各微小凸状体７の形状が截頭角錐台となっている場合にも、蛍光体層２の各微小凸状体７の大きさＥｘ、Ｅｙは、蛍光体層２上での固体光源５からの励起光のビームスポットの大きさ（ビームスポット径）ＢＭよりも小さいもの（Ｅｘ≦ＢＭ、Ｅｙ≦ＢＭ）となっている。

具体的に、蛍光体層２の各微小凸状体７の形状が截頭角錐台となっている場合にも、蛍光体層２の各微小凸状体７の大きさＥｘ、Ｅｙは、０．０１〜０．５ｍｍ程度である。

図８、図９（ａ）、（ｂ）の光源装置２０において、蛍光体層２の作製方法も、金型１１の空隙１２の形状を図１０に示すような截頭角錐台に対応したものにすること以外は、図６（ａ）〜（ｅ）に示したと同様にして作製することができる。図１１には、図１０に示す金型１１によって作製された蛍光体層（黄色蛍光体層）２が示されている。

実際に作製した図１１の蛍光体層（黄色蛍光体層）２では、截頭角錐台である微小凸状体７の底面（正方形）の一辺の長さ（Ｅｘ＝Ｅｙ）は０．２ｍｍであり、蛍光体層２のベース部分２ａからの截頭角錐台の微小凸状体の高さＥｚは０．２ｍｍであった。また、蛍光体層２のベース部分２ａの厚さｔは０．０５ｍｍであった。また、截頭角錐台の斜面の傾斜は垂直面から１０度の角度をなしている。

また、このときに使用した固体光源（青色発光のレーザーダイオード）５からの励起光の透明基板９上での照射スポットサイズＢＭは直径１ｍｍであり、各微小凸状体７の透明基板９上での面積は、透明基板７上での固体光源５からの励起光の透明基板９上での照射スポット面積よりも小さいものとなっている。

上記のように作製した蛍光体層（黄色蛍光体層）２と固体光源（青色発光のレーザーダイオード）５とを実際に図８に示すような配置で組み合わせて白色光を出射する光源装置を作製したところ、イエローリングの発生を抑えることができた。これは、図１２に示すように、蛍光体層２（の微小凸状体７）に入射した固体光源５からの励起光（青色光）、及び、蛍光体層２からの蛍光（黄色光）が、隣り合った微小凸状体７間の空間８によって微小凸状体７からの出射時に屈折が起こり、伝搬方向を変えられることにより、隣りの微小凸状体７に入射せずに（すなわち、蛍光体層２内を伝搬せずに）、外部に取り出すことができるためであると考えられる。なお、図１２の左側矢印で示すように隣り合った微小凸状体７間の空間８に出た光が隣りの微小凸状体７に向かって行く場合もあるが、この場合には一部の光は隣りの微小凸状体７内に入り蛍光体層２内を伝搬するものの、残りの光は隣りの微小凸状体７に入射する時に表面で反射されて外に取り出すことができるので、全体として、蛍光体層２内を伝搬する光を減らすことができ、イエローリングの発生を抑えることができたと考えられる。

このように、図８、図９（ａ）、（ｂ）の光源装置２０においても、蛍光体層２が微小凸状体７の２次元アレイ構造として形成されており、蛍光体層２における各微小凸状体７の大きさは、蛍光体層２上での固体光源５からの励起光のビームスポットの大きさ（ビームスポット径）よりも小さいことにより、イエローリングなどの照射ムラ（色ムラ）が生じるのを防止することができる。

また、図４、図５（ａ）、（ｂ）に示した光源装置１０（あるいは図８、図９（ａ）、（ｂ）に示した光源装置２０）において、図１３に示すように（なお、図１３は図４、図５の光源装置に対応した図である）、蛍光体層２と固体光源５との間には（より正確には、蛍光体層２と透明基板９との間に）、固体光源５からの励起光（例えば青色光）を透過し、蛍光体層からの蛍光（例えば黄色光）を反射する特性を有する波長選択手段（波長選択フィルタ（例えばダイクロイックミラー））１６が設けられていても良い。蛍光体層２と固体光源５との間に、固体光源５からの励起光（例えば青色光）を透過し、蛍光体層からの蛍光（例えば黄色光）を反射する特性を有する波長選択手段（波長選択フィルタ（例えばダイクロイックミラー））１６が設けられている場合には、蛍光体層からの蛍光（例えば黄色光）を固体光源５とは反対の側に反射するので、光の利用効率をより一層高めることができる（出射光（照明光）の光強度をより一層高めることができる）。すなわち、図１に示した従来の構成では、波長選択手段（波長選択フィルタ）を用いたことにより、光の利用効率を高めることができるものの、イエローリングなどの照射ムラ（色ムラ）が生じてしまう。これに対して、図１３の光源装置では、蛍光体層２が微小凸状体７の２次元アレイ構造として形成されている構成となっていることにより、波長選択手段（波長選択フィルタ）１６を用いる場合にも、イエローリングなどの照射ムラ（色ムラ）が生じさせずに、光の利用効率をより一層高めることができる。

また、蛍光体層２と透明基板９との間に、固体光源５からの励起光（例えば青色光）を透過し、蛍光体層２からの蛍光（例えば黄色光）を反射する特性を有する波長選択手段（波長選択フィルタ（例えばダイクロイックミラー））１６が設けられている場合には、透明基板９内を蛍光が伝搬してしまうのを防止することができる。すなわち、蛍光体層２のベース部分２ａの厚さは例えば０．０５ｍｍ程度の薄いものであるため、ベース部分２ａを伝搬する蛍光は僅かであると考えられるが、蛍光体層２は透明基板９と貼り合わされているために、透明基板９内を伝搬してしまう蛍光が存在する。この蛍光に対しては、図１３に示すように透明基板９上に固体光源５からの青色光を透過して蛍光である黄色光を反射する波長選択手段（波長選択フィルタ（例えばダイクロイックミラー））１６を設けることにより、透明基板９内への蛍光の侵入を防止し、透明基板９内を蛍光が伝搬してしまうのを防止することができる。

また、上記光源装置１０（あるいは２０）は、所定のレンズ系、あるいは、ミラー、リフレクタなどと組み合わせることで照明装置として構成することができる。図１４は上記光源装置１０（あるいは２０）とレンズ系とを組み合わせた照明装置を示す図である。図１４の照明装置は、筐体５１内に、上記光源装置１０（あるいは２０）と、上記光源装置１０（あるいは２０）からの光を前方に所定の配光特性を持って照射するレンズ系５２とが格納されている。この照明装置では、光源装置１０（あるいは２０）が用いられることにより、レンズ系５２を用いた時でも、イエローリングなどの色ムラを生じない照明光を得ることができる。

また、上述した例の光源装置１０（あるいは２０）は、蛍光体層２に固体光源５からの励起光を入射させたときに、蛍光体層２の励起光が入射する側の面とは反対の側から蛍光などの光を取り出す透過方式（透過型）を採用したものとなっているが、本発明は、これに限定されるものではなく、光源装置が反射方式（反射型）のもの（すなわち、蛍光体層２の励起光が入射する側の面と同じ側から蛍光などの光を取り出す反射方式（反射型）のもの）である場合も、本発明の範囲に含まれる。

図１５は反射方式（反射型）のものとなっている光源装置の一例を示す図である。なお、図１５は蛍光体層２の構成が図４、図５と同様のものとなっている場合の図であり、図１５において、図４、図５と同様の箇所には同じ符号を付している。図１５の光源装置では、蛍光体層２の励起光（固体光源５からの励起光）が入射する側の面とは反対の側に、光（蛍光、励起光）を反射する（光（蛍光、励起光）を固体光源５側に出射光として出射させる）反射面を有する基板４５が設けられている。ここで、基板４５としては、これ自体を金属製とするか、あるいは、例えば透明な基板上に金属膜を配置したものを用いることができる。

図１５の光源装置のように、光源装置が反射方式（反射型）のものとして構成されている場合にも、蛍光体層２が微小凸状体７の２次元アレイ構造として形成されており、蛍光体層２における各微小凸状体７の大きさは、蛍光体層２上での固体光源５からの励起光のビームスポットの大きさ（ビームスポット径）よりも小さいことにより、イエローリングなどの照射ムラ（色ムラ）が生じるのを防止することができる。

また、図１５に示すような反射方式（反射型）の光源装置を用いて、図１４に示したような照明装置を構成することもできる。

本発明は、ヘッドランプなどの自動車用照明、プロジェクタ、一般照明などに利用可能である。

２蛍光体層
５固体光源
７微小凸状体
９透明基板
１０、２０光源装置
１６波長選択手段（波長選択フィルタ）
４５反射面を有する基板
５１筐体
５２レンズ系

Claims

可視光の波長領域のうちの所定の波長の光を励起光として発光する固体光源と、該固体光源からの励起光により励起され該固体光源の発光波長よりも長波長の蛍光を発光する少なくとも１種類の蛍光体を含む蛍光体層とを備えている光源装置であって、
前記蛍光体層が微小凸状体の２次元アレイ構造として形成されており、前記蛍光体層における各微小凸状体の大きさは、前記蛍光体層上での前記固体光源からの励起光のビームスポットの大きさよりも小さいことを特徴とする光源装置。
請求項１記載の光源装置において、該光源装置は透過型のものであって、前記蛍光体層は透明基板上に設けられ、前記蛍光体層と前記透明基板との間には、前記固体光源からの励起光を透過し、前記蛍光体層からの蛍光を反射する特性を有する波長選択手段が設けられていることを特徴とする光源装置。
請求項１または請求項２に記載の光源装置が用いられていることを特徴とする照明装置。