特許 6246622 光源装置および照明装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6246622

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【発明の名称】光源装置および照明装置

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20171204BHJP

   F21V 13/10 20060101ALI20171204BHJP

   F21V 9/16 20060101ALI20171204BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20171204BHJP

【ＦＩ】

   F21S2/00 311

   F21V13/10

   F21V9/16 100

   F21Y115:10

【請求項の数】18

【全頁数】38

(21)【出願番号】特願2014-43162(P2014-43162)

(22)【出願日】2014年3月5日

(65)【公開番号】特開2015-170419(P2015-170419A)

(43)【公開日】2015年9月28日

【審査請求日】2016年10月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005049

【氏名又は名称】シャープ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】高橋 幸司

(72)【発明者】

【氏名】高平 宜幸

(72)【発明者】

【氏名】前村 要介

(72)【発明者】

【氏名】坂上 智洋

【審査官】 下原 浩嗣

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１２／１４０５４２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２０１０−５４１２２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０８９３１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１０２８６１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｆ２１Ｖ ９／１６

Ｆ２１Ｖ １３／１０

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

励起光を受けて第１ピーク波長を有する蛍光を発する第１蛍光体粒子を含む第１層と、
上記励起光を受けて上記第１ピーク波長とは異なる第２ピーク波長を有する蛍光を発する第２蛍光体粒子を含む第２層と、が積層された発光部を備えており、
上記第１蛍光体粒子および上記第２蛍光体粒子のそれぞれが発した蛍光を含む光を、照明光として出射し、
上記照明光が主として出射される上記発光部の面を上面として、
上記発光部の、上記上面に対しての側面には、当該側面から上記蛍光が漏れることを防止する遮断部材が設けられており、
上記第１層と上記第２層との界面には、上記蛍光の散乱を生じさせる凹凸構造が形成されていることを特徴とする光源装置。

【請求項2】

上記遮断部材は、上記側面から出射される上記蛍光を当該発光部の内部に向けて反射する反射性部材であることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。

【請求項3】

上記第１層の上面には、上記蛍光の散乱を生じさせる凹凸構造が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光源装置。

【請求項4】

上記第１層に含まれる複数の上記第１蛍光体粒子間に、空隙が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項に記載の光源装置。

【請求項5】

上記第２層に含まれる複数の上記第２蛍光体粒子間に、空隙が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光源装置。

【請求項6】

上記第１層は、上記蛍光を散乱させる散乱体粒子を含んでいることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光源装置。

【請求項7】

上記第１層は、上記上面に最も近接した蛍光体層であり、
上記第１層の層厚は、上記第２層の層厚よりも大きいことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の光源装置。

【請求項8】

上記第１層は、上記上面に最も近接した蛍光体層であり、
上記第１層における上記第１蛍光体粒子の体積含有率は、上記第２層における上記第２蛍光体粒子の体積含有率よりも大きいことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の光源装置。

【請求項9】

上記第１層は、上記上面に最も近接した蛍光体層であり、
上記第１ピーク波長は、上記第２ピーク波長よりも短いことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の光源装置。

【請求項10】

上記照明光は、可視光としての上記励起光をさらに含んでいることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の光源装置。

【請求項11】

上記発光部において、上記励起光が主に入射する面と、上記蛍光が外部に主に出射される面とが同一の面であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の光源装置。

【請求項12】

上記発光部において、上記励起光が主に入射する面と、上記蛍光が外部に主に出射され
る面とが対向していることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の光源装置。

【請求項13】

上記遮断部材は、上記励起光を吸収する吸収性部材を含んでいることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の光源装置。

【請求項14】

請求項１から１３のいずれか１項に記載の光源装置と、
上記励起光を発する励起光源と、
上記照明光を所定の方向に投光する投光光学系と、を備えていることを特徴とする照明装置。

【請求項15】

励起光を受けて第１ピーク波長を有する蛍光を発する第１蛍光体粒子を含む第１層と、
上記励起光を受けて上記第１ピーク波長とは異なる第２ピーク波長を有する蛍光を発する第２蛍光体粒子を含む第２層と、が積層された発光部を備えており、
上記第１蛍光体粒子および上記第２蛍光体粒子のそれぞれが発した蛍光を含む光を、照明光として出射し、
上記照明光が主として出射される上記発光部の面を上面として、
上記発光部の、上記上面に対しての側面には、当該側面から上記蛍光が漏れることを防止する遮断部材が設けられており、
上記第１層に含まれる複数の上記第１蛍光体粒子間に、空隙が設けられていることを特徴とする光源装置。

【請求項16】

励起光を受けて第１ピーク波長を有する蛍光を発する第１蛍光体粒子を含む第１層と、
上記励起光を受けて上記第１ピーク波長とは異なる第２ピーク波長を有する蛍光を発する第２蛍光体粒子を含む第２層と、が積層された発光部を備えており、
上記第１蛍光体粒子および上記第２蛍光体粒子のそれぞれが発した蛍光を含む光を、照明光として出射し、
上記照明光が主として出射される上記発光部の面を上面として、
上記発光部の、上記上面に対しての側面には、当該側面から上記蛍光が漏れることを防止する遮断部材が設けられており、
上記第２層に含まれる複数の上記第２蛍光体粒子間に、空隙が設けられていることを特徴とする光源装置。

【請求項17】

励起光を受けて第１ピーク波長を有する蛍光を発する第１蛍光体粒子を含む第１層と、
上記励起光を受けて上記第１ピーク波長とは異なる第２ピーク波長を有する蛍光を発する第２蛍光体粒子を含む第２層と、が積層された発光部を備えており、
上記第１蛍光体粒子および上記第２蛍光体粒子のそれぞれが発した蛍光を含む光を、照明光として出射し、
上記照明光が主として出射される上記発光部の面を上面として、
上記発光部の、上記上面に対しての側面には、当該側面から上記蛍光が漏れることを防止する遮断部材が設けられており、
上記第１層は、上記上面に最も近接した蛍光体層であり、
上記第１層の層厚は、上記第２層の層厚よりも大きいことを特徴とする光源装置。

【請求項18】

励起光を受けて第１ピーク波長を有する蛍光を発する第１蛍光体粒子を含む第１層と、
上記励起光を受けて上記第１ピーク波長とは異なる第２ピーク波長を有する蛍光を発する第２蛍光体粒子を含む第２層と、が積層された発光部を備えており、
上記第１蛍光体粒子および上記第２蛍光体粒子のそれぞれが発した蛍光を含む光を、照明光として出射し、
上記照明光が主として出射される上記発光部の面を上面として、
上記発光部の、上記上面に対しての側面には、当該側面から上記蛍光が漏れることを防止する遮断部材が設けられており、
上記第１層は、上記上面に最も近接した蛍光体層であり、
上記第１層における上記第１蛍光体粒子の体積含有率は、上記第２層における上記第２蛍光体粒子の体積含有率よりも大きいことを特徴とする光源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、励起光を受けて蛍光を発する蛍光体を含む光源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、レーザーダイオード等の半導体発光素子を励起光源として用いた様々な光源装置の開発が行われている。

【0003】

当該光源装置では、励起光源からの励起光が、発光のピーク波長が異なる複数の蛍光体粒子を含む発光部に照射されることによって、発光部から複数の色の蛍光が発せられる構成とすることができる。そして、複数の色（例えば、赤色、緑色、および青色）の蛍光を含んだ白色光を、照明光として光源装置から出射させることができる。

【0004】

特許文献１には、色再現性を高めることが可能な光源装置が開示されている。特許文献１の光源装置では、それぞれの色の蛍光を発する蛍光体材料の層を複数個積層することによって、発光部（蛍光体部）が形成されている。

【0005】

なお、特許文献１における「色再現性が低い」という表現は、白色光の発光スペクトルにおいて、青緑色または赤色の発光が不十分であるために、その白色光によって照らされた物体の色が正確に再現できないという課題を意味している。（特許文献１の段落［００４０］を参照）。

【0006】

特許文献２には、厚さおよび形状についての制約が少ない色変換用成形体を備えた光源装置が開示されている。

【0007】

特許文献３には、レーザ光源から放射された青色レーザ光が蛍光体周囲の蛍光体が無い金属板表面で反射されることに起因する発光色の不均一性（配光パターンの周囲が青色に着色される）を抑制することが可能な光源装置が開示されている。

【0008】

また、特許文献４および５には、特許文献１と同様に、複数の蛍光体材料の層を積層することによって発光部を形成した発光装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２０１２−１１４０４０号公報（２０１２年６月１４日公開）

【特許文献2】特開２０１３−２２９４３８号公報（２０１３年１１月７日公開）

【特許文献3】特開２０１１−１８１３８１号公報（２０１１年９月１５日公開）

【特許文献4】特開２００８−２２６４９２号公報（２００８年９月２５日公開）

【特許文献5】特開２００９−４４１３７号公報（２００９年２月２６日公開）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

発光のピーク波長が異なる複数の蛍光を混合することによって、照明光としての白色光を得る光源装置では、発光部を励起光によって励起した時に、不均一な白色光が得られる場合がある。

【0011】

しかしながら、特許文献１、２、４および５には、発光部の表面に生じる照明光の不均一性を抑制するための構成については、開示も示唆もされていない。また、特許文献３には、青色レーザ光が蛍光体周囲の金属板表面で反射されることに起因する照明光の不均一性を抑制するための構成が開示されているが、複数の蛍光体材料に起因する照明光の不均一性については開示も示唆もされていない。

【0012】

従って、複数の蛍光体材料から成る発光部を備えた発光装置において、照明光の不均一性を抑制することができないという問題がある。

【0013】

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数の蛍光体材料を含んだ発光部において、照明光の不均一性を抑制することが可能な光源装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る光源装置は、励起光を受けて第１ピーク波長を有する蛍光を発する第１蛍光体粒子を含む第１層と、上記励起光を受けて上記第１ピーク波長とは異なる第２ピーク波長を有する蛍光を発する第２蛍光体粒子を含む第２層と、が積層された発光部を備えており、上記第１蛍光体粒子および上記第２蛍光体粒子のそれぞれが発した蛍光を含む光を、照明光として出射し、上記照明光が主として出射される上記発光部の面を上面として、上記発光部の、上記上面に対しての側面には、当該側面から上記蛍光が漏れることを防止する遮断部材が設けられており、上記第１層と上記第２層との界面には、上記蛍光の散乱を生じさせる凹凸構造が形成されている。

【発明の効果】

【0015】

本発明の一態様によれば、照明光の不均一性を抑制することが可能な光源装置を提供することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態１に係る照明装置の概略的な構成を示す図である。

【図2】（ａ）は、本発明の実施形態１に係る蛍光体発光部の上面図であり、（ｂ）は、当該蛍光体発光部の側面断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）に示した側面断面図の一部の拡大図である。

【図3】本発明の実施形態２に係る照明装置の概略的な構成を示す図である。

【図4】（ａ）は、本発明の実施形態２に係る蛍光体発光部の上面図であり、（ｂ）は、当該蛍光体発光部の側面断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）に示した側面断面図の一部の拡大図である。

【図5】本発明の実施形態３に係る照明装置の概略的な構成を示す図である。

【図6】（ａ）は、本発明の実施形態３に係る蛍光体発光部の上面図であり、（ｂ）は、当該蛍光体発光部の側面断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）に示した側面断面図の一部の拡大図である。

【図7】本発明の実施形態４に係る照明装置の概略的な構成を示す図である。

【図8】（ａ）は、本発明の実施形態４に係る蛍光体発光部の上面図であり、（ｂ）は、当該蛍光体発光部の側面断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）に示した側面断面図の一部の拡大図である。

【図9】本発明の実施形態５に係る照明装置の概略的な構成を示す図である。

【図10】（ａ）は、本発明の実施形態５に係る蛍光体発光部の上面図であり、（ｂ）は、当該蛍光体発光部の側面断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）に示した側面断面図の一部の拡大図である。

【図11】本発明の実施形態６に係る照明装置の概略的な構成を示す図である。

【図12】（ａ）は、本発明の実施形態６に係る蛍光体発光部の上面図であり、（ｂ）は、当該蛍光体発光部の側面断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）に示した側面断面図の一部の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１について、図１および図２に基づいて説明すれば、以下の通りである。

【0018】

（照明装置１００）
図１は、本実施形態の照明装置１００（光源装置）の概略的な構成を示す図である。照明装置１００は、蛍光体発光部１（発光部）、半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｅ（励起光源）、凸レンズ１０２ａ〜１０２ｅ、光ファイバ１０３、折り返しミラー１０４、凸レンズ１０５、リフレクタ１０６（投光光学系）、および金属ベース１０７を備えている。

【0019】

照明装置１００は、蛍光体発光部１から発せられた蛍光を、リフレクタ１０６によって特定の方向に投光するように構成されている。照明装置１００は、自動車用のヘッドライトまたはスポットライト等に好適である。

【0020】

半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｅは、蛍光体発光部１に含まれる蛍光体粒子を励起する励起光を出射する５個の励起光源である。半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｅのそれぞれは、１Ｗの出力を有する波長４０５ｎｍのレーザ光を励起光として出射する。

【0021】

すなわち、半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｅのそれぞれは、波長４０５ｎｍにおいてレーザ発振する半導体発光素子である。ここで、波長４０５ｎｍの光は視感度が低く、人間の目にはほとんど見えない。

【0022】

なお、半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｅから出射される励起光の波長は、蛍光体発光部１に含まれる蛍光体粒子の励起波長に応じて適宜選択されてよい。また、半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｅの個数および出力もまた、照明装置１００の仕様に応じて適宜選択されてよい。

【0023】

また、図１では図示されていないが、半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｅの動作時に生じる熱を放熱するために、ヒートシンクまたは冷却冶具等の放熱機構が、半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｅに設けられてもよい。

【0024】

また、図１では図示されていないが、半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｅを動作させるための電源系統が、半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｅに接続されている。

【0025】

凸レンズ１０２ａ〜１０２ｅのそれぞれは、半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｅのそれぞれから出射される励起光を集光する。例えば、凸レンズ１０２ａは、半導体レーザ１０１ａから出射される励起光を集光する。

【0026】

凸レンズ１０２ａ〜１０２ｅによって集光された励起光は、光ファイバ１０３の入射端に入射される。凸レンズ１０２ａ〜１０２ｅのそれぞれによって集光された励起光を取り込むために、５本の光ファイバが設けられている。

【0027】

本実施形態の光ファイバ１０３は、５本の光ファイバを出射端側において束ねたものである。半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｅは、凸レンズ１０２ａ〜１０２ｅを介して、光ファイバ１０３に光学的に結合されている。凸レンズ１０２ａ〜１０２ｅのそれぞれによって集光された励起光は、光ファイバ１０３の出射端から、折り返しミラー１０４に出射される。

【0028】

折り返しミラー１０４は、励起光を反射させる。折り返しミラー１０４によって反射された励起光は、凸レンズ１０５に入射する。そして、凸レンズ１０５は、励起光を集光する。

【0029】

リフレクタ１０６には、凸レンズ１０５によって集光された励起光を通過させるための貫通孔が設けられている。凸レンズ１０５によって集光された励起光は、リフレクタ１０６に設けられた貫通孔を通過し、蛍光体発光部１に入射する。蛍光体発光部１の詳細な構成については後述する。

【0030】

このようにして、半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｅから出射された励起光は、蛍光体発光部１に照射される。そして、蛍光体発光部１に含まれる蛍光体粒子が励起光によって励起されることにより、蛍光体発光部１から蛍光が発せられる。

【0031】

リフレクタ１０６は、蛍光体発光部１から発せられた蛍光を特定の方向に向けて反射する凹面鏡である。リフレクタ１０６は、蛍光体発光部１から発せられた蛍光を、照明装置１００の前方（リフレクタ１０６の開口部が向く方向）へ反射する。

【0032】

換言すれば、リフレクタ１０６は、蛍光体発光部１から発せられた蛍光を所望の方向に投光する投光光学系である。リフレクタ１０６の反射面は、例えば、回転放物面等の曲面形状を有している。

【0033】

なお、本実施形態では、リフレクタ１０６に貫通孔が設けられている構成が例示されているが、リフレクタ１０６には必ずしも貫通孔が設けられる必要はない。例えば、リフレクタ１０６の一部分が光透過性を有するように構成すれば、凸レンズ１０５によって集光された励起光を蛍光体発光部１に入射させることができる。

【0034】

金属ベース１０７は、蛍光体発光部１を支持するために設けられている。なお、照明装置１００において、金属ベース１０７は、蛍光体発光部１に加えて、リフレクタ１０６をも支持している。

【0035】

照明装置１００では、半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｅからの励起光が、光ファイバ１０３等から成る光学系を介して蛍光体発光部１に照射される構成が例示されている。しかしながら、半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｅからの励起光を蛍光体発光部１に照射するための光学系は、公知の任意の光学系であってもよい。

【0036】

また、照明装置１００では、投光光学系として凹面鏡のリフレクタ１０６を用いた構成が例示されている。しかしながら、リフレクタと凸レンズとを併用したプロジェクタ型、凸レンズのみを用いて蛍光体発光部の光源像を投影するダイレクトプロジェクション型等の他の構成によって、投光光学系を構成することも可能である。

【0037】

（蛍光体発光部１）
図２の（ａ）〜（ｃ）は、蛍光体発光部１の構成を示す図である。図２の（ａ）は、蛍光体発光部１の上面図である。また、図２の（ｂ）は、蛍光体発光部１の側面断面図である。また、図２の（ｃ）は、図２の（ｂ）に示した側面断面図の一部（Ｄ１）の拡大図である。

【0038】

蛍光体発光部１は、図２の（ｂ）に示すように、３つの蛍光体層１０ａ（第１層）、１０ｂ（第２層）、および１０ｃを備えている。そして、蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃは、上側から順に積層されている。

【0039】

ここで、上側とは、蛍光体発光部１の、金属基板１２から最も遠い側である。換言すれば、上側とは、蛍光体発光部１の互いに対向する最も広い面のうち、蛍光を含んだ照明光が、蛍光体発光部１から主として出射される面の側を意味している。最も上側の蛍光体層１０ａは、最上層の蛍光体層とも呼称される。このため、照明装置１００において、蛍光体発光部１の最上層の蛍光体層１０ａに対向して、投光光学系としてのリフレクタ１０６が設けられている。

【0040】

従って、本願発明における「上側」および「最上層」という用語は、必ずしも鉛直方向の位置関係を意味するものではない。

【0041】

最上層（第１層）である蛍光体層１０ａは、青色発光蛍光体粒子（第１蛍光体粒子）（ＢＡＭ（Ｅｕ賦活ＢａＭａＡｌ_１０Ｏ_１７）蛍光体）を含んでいる。蛍光体層１０ａの平均層厚は、４０μｍである。ＢＡＭ蛍光体は、ピーク波長（第１ピーク波長）が約４５５ｎｍである青色の蛍光を発する。

【0042】

また、下層（第２層）の蛍光体層１０ｂは、緑色発光蛍光体粒子（第２蛍光体粒子）（β−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体）を含んでいる。蛍光体層１０ｂの平均層厚は、２０μｍである。β−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体は、ピーク波長（第２ピーク波長）が約５４０ｎｍである緑色の蛍光を発する。

【0043】

また、さらに下層の蛍光体層１０ｃは、赤色発光蛍光体粒子（第３蛍光体粒子）（ＣＡＳＮ（Ｅｕ付活ＣａＡｌＳｉＮ_３）蛍光体）を含んでいる。蛍光体層１０ｃの平均層厚は、２０μｍである。ＣＡＳＮ蛍光体は、ピーク波長（第３ピーク波長）が約６５０ｎｍである赤色の蛍光を発する。

【0044】

上述のように、蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃのそれぞれには、単一の蛍光体粒子が含まれている。なお、蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃの平均層厚は同じでもよい。

【0045】

第１ピーク波長、第２ピーク波長、および第３ピーク波長は、互いに異なるピーク波長である。なお、ほぼ同一のピーク波長を有する蛍光を発する蛍光体粒子であれば、蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃのそれぞれにおいて、複数の異なる種類の蛍光体粒子が混合されていてもよい。このことは、後述する実施形態２〜６においても同様である。

【0046】

例えば、ほぼ同一の第１ピーク波長を有する青色の蛍光を発する２種類の青色蛍光体粒子が、第１蛍光体粒子として蛍光体層１０ａに混合されていてもよい。

【0047】

なお、最上層の蛍光体層１０ａとは異なる蛍光体層１０ｂおよび１０ｃのそれぞれが、第２層と総称されてもよい。この場合、第２ピーク波長および第３ピーク波長のそれぞれが、第２ピーク波長と総称されてもよい。また、第２蛍光体粒子および第３蛍光体粒子のそれぞれが、第２蛍光体粒子と総称されてもよい。

【0048】

蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃのそれぞれにおいて、直径約１０μｍ以下の蛍光体粒子同士、または蛍光体粒子と下地の材料とが、低融点ガラスから成る結着材によって固着されている。

【0049】

なお、レーザ光が有機物に照射された場合、有機物の変色（黄変）または炭化等の特例劣化が引き起こされる可能がある。従って、励起光の照射による特性劣化を防ぐために、蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃのそれぞれは、有機物が含まれないように製作されている。

【0050】

蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃのそれぞれは、自身が含んでいる蛍光体粒子の直径よりも厚い平均層厚を有している。発光効率が特に高くなる観点から、蛍光体粒子の直径としては５〜１５μｍが好ましい。

【0051】

そして、上層の蛍光体層から、下層の蛍光体層を見ることができないように、蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃのそれぞれが構成されている。例えば、図２の（ａ）に示されるように、上側から蛍光体層１０ａを見た場合には、蛍光体層１０ａのみが見え、蛍光体層１０ｂおよび１０ｃは見えない。

【0052】

換言すれば、下層の蛍光体層１０ｂおよび１０ｃは、最上層の蛍光体層１０ａによって完全に覆われている。そのため、蛍光体層１０ａに含まれている蛍光体粒子の隙間からは、蛍光体層１０ｂに含まれている蛍光体粒子、および蛍光体層１０ｃに含まれている蛍光体粒子が見えない。このように、各蛍光体層から、その下の層を見ることができないように、蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃのそれぞれの内部に蛍光体粒子が配列されている。

【0053】

上層の蛍光体層から下層の蛍光体層が見えないようにする為には、上層の蛍光体層の層厚は、上層の蛍光体層が少なくとも蛍光体粒子２個以上の積み重ねで構成されていることが好ましいことを考えると、蛍光体粒子の直径の２倍以上の層厚であることが好ましいと言える。

【0054】

図２の（ａ）に示されるように、蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃの上面は、０．５ｍｍ×０．５ｍｍの矩形形状に形成されている。

【0055】

そして、図２の（ｂ）に示されるように、蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃの側面（周囲）は、反射性部材１１（遮断部材）によって被覆されている。なお、図２の（ｃ）は、図２の（ｂ）において、（ｉ）蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃと、（ｉｉ）反射性部材１１との界面の近傍の領域Ｄ１を拡大した図である。

【0056】

反射性部材１１は、ＴｉＯ_２（二酸化チタン）を含んだ白色のガラスを主成分とする部材である。なお、蛍光体層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、および反射性部材１１は、金属基板１２の表面に形成されている。金属基板１２は、例えばアルミニウムから成る。

【0057】

図２の（ａ）〜（ｃ）に示されるように、反射性部材１１の開口部からは、最上層の蛍光体層１０ａのみが露出している。

【0058】

そして、半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｅからの励起光が、蛍光体層１０ａの全面に均一に照射されることにより、蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃにそれぞれ含まれた蛍光体粒子が励起される。

【0059】

このため、蛍光体発光部１の上面から出射され、観察者の目に入るまでの過程において、（ｉ）蛍光体層１０ａからの青色の蛍光と、（ｉｉ）蛍光体層１０ｂからの緑色の蛍光と、（ｉｉｉ）蛍光体層１０ｃからの赤色の蛍光とが混合され、均一な白色光が得られる。当該白色光は、照明装置１００から出射される照明光として用いられる。

【0060】

なお、蛍光体粒子が含まれた薄膜である蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃを形成する方法として、結着材の元となるガラス粒子が混合された蛍光体粒子を、沈降、印刷技術、転写技術等の様々な方法を用いて、支持基板としての金属基板１２の表面に直接的に形成する方法を用いることができる。

【0061】

また、セラミック状に焼結することによって得られた板状の発光部を、金属基板１２に貼り付ける、または自立させることよっても、蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃを形成することができる。

【0062】

なお、蛍光体粒子をガラスまたは樹脂に分散する等の方法によって得られた板状の発光部についても、同様の処理を行うことによって、蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃを形成することができる。後述の各実施形態においても、本実施形態と同様にして、蛍光体層を形成することができる。

【0063】

（従来の照明装置において生じる問題点）
本実施形態の照明装置１００の効果の説明に先立ち、従来の照明装置において生じる問題点について説明する。

【0064】

従来の照明装置では、蛍光体発光部をレーザ光により励起して白色光を得る場合には、１つの蛍光体層に複数種類の蛍光体粒子を混在させることによって、蛍光体発光部を構成することができた。

【0065】

この場合、発光色が異なる複数の蛍光体粒子がランダムに分布する。また、特に、１つの蛍光体層の内部には複数種類の蛍光体粒子がランダムに位置するために、蛍光体発光部を上面から見た場合には、複数種類の複数の蛍光体粒子が、蛍光体層の上面にランダムに露出することになる。

【0066】

そして、蛍光体発光部の上面にレーザ光を照射すると、蛍光体層の最上面にランダムに配置されている複数種類の蛍光体粒子が励起される。従って、複数種類の蛍光体粒子のランダムな配置に対応するように、白色光の濃淡または白色光の色度の面内ばらつきが生じていた。

【0067】

なお、上記白色光の濃淡とは、面内における白色光の輝度の分布が生じていることを意味している。

【0068】

蛍光体層のサイズが比較的大きい（数ｍｍ程度以上）場合には、蛍光体層に含まれる蛍光体粒子のサイズは、蛍光体層のサイズに比べて相対的に小さくなる。

【0069】

このため、蛍光体発光部の上面における複数種類の蛍光の分布は、蛍光体層の最上面に含まれる蛍光体粒子のランダムな配置による影響を比較的受けない。従って、複数種類の蛍光体粒子によって発せられる蛍光は、蛍光体発光部の上面から観察した場合、全体として白色光として観察することができる。

【0070】

他方、蛍光体層のサイズが比較的小さい（１ｍｍ程度以下）場合には、蛍光体層に含まれる蛍光体粒子のサイズは、蛍光体層のサイズに比べて無視できなくなる。

【0071】

このため、蛍光体発光部の上面における複数種類の蛍光の分布は、蛍光体層の最上面に含まれる蛍光体粒子の分布を反映した斑な色分布となる。

【0072】

従って、照明装置から出射される照明光は、蛍光体層の最上面における複数種類の蛍光の分布を反映した発光パターンに大きく影響される。特に、蛍光体発光部の上面の輝度分布（発光の近視野像）をそのまま拡大投影する構成の照明装置の場合には、当該発光パターンによる影響が無視できず、照明光の不均一性が発生し得るという問題が生じる。

【0073】

上述したように、従来の照明装置では、発光部を励起光によって励起した時に、発光部の表面に発光色が異なる複数の蛍光体粒子がランダムに分布することにより、白色光の濃淡または白色光の色度の面内ばらつきが生じる。

【0074】

さらに、発光部全体のサイズを、蛍光体粒子のサイズが無視できない程度に小さくした場合には、特に、複数の発光色が異なる蛍光体粒子がランダムに露出することに伴って、発光部の表面（光源の近視野像）に斑な色の分布が生じる。つまり、混色が不十分な状況となる。

【0075】

ここで、「照明光の不均一性」とは、白色光が不均一となる状態を意味している。具体的には、「照明光の不均一性」とは、白色光の濃淡に面内ばらつきがある状態、白色光の色度に面内ばらつきがある状態、および、白色光を構成する複数の色成分の混色が不十分な状態等を総称した状態であると理解されてよい。

【0076】

当該光源からの光を十分に拡散させて用いる応用形態においては、光源の表面の不均一性は大きな問題とはならない。しかしながら、例えばレンズ等を用いて、当該光源の像を拡大投影するような応用形態を考える場合には、光源の近視野像の不均一性は、投光像の不均一性につながるため、大きな問題となる。

【0077】

（照明装置１００の効果）
本実施形態の照明装置１００によれば、従来の照明装置において生じる上述の問題を解決することができる。

【0078】

照明装置１００において、蛍光体発光部１は、以下の（構成Ａ）〜（構成Ｃ）、すなわち、
（構成Ａ）最上層に１種類の蛍光体粒子を含んだ蛍光体層１０ａが位置するように、複数の蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃを積層させる、
（構成Ｂ）蛍光体層１０ａの上面全体を励起光によって励起する、
（構成Ｃ）蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃの側面からの蛍光の放出を遮断する、
という構成を有している。なお、蛍光体層１０ａの上面は、蛍光体発光部１の上面を構成している面を意味する。

【0079】

（構成Ａ）により、最上層の蛍光体層１０ａは、白色光を構成する一波長成分となる蛍光（第１ピーク波長を有する青色の蛍光）を放出するとともに、下層の蛍光体層１０ｂおよび１０ｃから放出された蛍光（第２ピーク波長を有する緑色の蛍光、および第３ピーク波長を有する赤色の蛍光）を散乱させる役割を果たす。

【0080】

また、（構成Ｂ）により、蛍光体層１０ａの上面がほぼ均一に励起される。そして、（構成Ｃ）により、下層の蛍光体層１０ｂおよび１０ｃからの蛍光は、蛍光体発光部１の側面からは外部に放出されない。

【0081】

従って、（構成Ａ）〜（構成Ｃ）により、蛍光体発光部１を上面から見た場合に、蛍光体層１０ａの上面全面において、複数種類の色がほぼ均一に混合された白色光が観察される。

【0082】

（構成Ｂ）において、励起光は均一な強度によって蛍光体層１０ａの上面全面に照射されることが好ましい。しかしながら、照明装置１００の用途によっては、蛍光体層１０ａの必ずしも上面全面に励起光が照射されなくともよい場合もある。但し、一般的には、照明光の不均一性をさらに抑制するために、蛍光体層１０ａの上面全面に励起光が照射されることが好ましいと言える。

【0083】

また、（構成Ｃ）を実現するために、蛍光体発光部１において、蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃの側面は、反射性部材１１によって被覆されている。

【0084】

蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃの側面が露出している場合には、蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃのそれぞれの側面から、それぞれ異なる色の蛍光が分離されて出射される。

【0085】

このため、蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃの側面が露出した蛍光体発光部を上面から見た場合には、当該蛍光体発光部の端部において、各蛍光の色の混合が不十分な部分が生じ得る。

【0086】

しかしながら、本実施形態の蛍光体発光部１は、上述の（構成Ａ）および（構成Ｂ）に加えて、（構成Ｃ）をも有している。これにより、蛍光体発光部１の端部から蛍光が放出されることが防止される。

【0087】

それゆえ、蛍光体発光部１では、端部において各蛍光の色の混合が不十分な部分が存在せず、従来の蛍光体発光部に比べて、照明光の不均一性をより効果的に抑制できる。

【0088】

また、蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃに到達する蛍光は、側面から放出されずに再び蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃの内部に反射される。従って、蛍光体発光部１の発光形状が所望の形状になるとともに、発光効率が向上する。

【0089】

上述のように、照明装置１００によれば、蛍光体発光部１において、上側から順に積層された蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃの側面を反射性部材１１によって被覆することによって、照明光としての白色光を、蛍光体発光部１の上面から均一かつ効率的に取り出すことができる。

【0090】

従って、照明装置１００によれば、複数の蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃを含んだ発光部蛍光体発光部１から、不均一性が抑制された照明光を得ることができるという効果を奏する。

【0091】

上述のように、最上層の蛍光体層１０ａは、下層の蛍光体層１０ｂおよび１０ｃから放出された蛍光を散乱させる役割を果たしている。このため、蛍光の散乱を促進させるために、最上層の蛍光体層１０ａの層厚は、下層の蛍光体層１０ｂおよび１０ｃの層厚よりも大きいことが好ましい。すなわち、蛍光体発光部１の蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃのうち、最上層の蛍光体層１０ａの層厚を最も厚くすることが好ましい。

【0092】

換言すれば、白色の照明光を出射するために設けられた複数の蛍光体層について、体積含有率が最も大きい蛍光体粒子を含む蛍光体層を、最上層の蛍光体層１０ａとして配置することが好ましいとも言える。

【0093】

例えば、蛍光体発光部１において、青色の蛍光を発する蛍光体層１０ａの平均層厚は４０μｍであり、緑色の蛍光を発する蛍光体層１０ｂの平均層厚は２０μｍであり、赤色の蛍光を発する蛍光体層１０ｃの平均層厚は２０μｍである。

【0094】

従って、蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃの平均層厚の比率は４：２：２であり、蛍光体層１０ａが最も厚い蛍光体層である。そして、各蛍光体層の平均層厚の比率は、蛍光体発光部１における蛍光体粒子の体積含有率に相当する。すなわち、蛍光体発光部１では、所望の照明光としての白色光を得るために、青色発光蛍光体粒子、緑発光蛍光体粒子、および赤色発光蛍光体粒子が４：２：２の割合で混合されている。

【0095】

蛍光体発光部１では、体積含有率が最も大きい青色発光蛍光体粒子を含む蛍光体層１０ａが、最上層の蛍光体層として用いられている。当該構成により、層の蛍光体層１０ｂおよび１０ｃから放出された蛍光の散乱を促進させることができる。

【0096】

ところで、本実施形態の蛍光体発光部１では、励起光が主に入射する面と、蛍光が外部に主に出射される面（すなわち、最上層の蛍光体層１０ａの上面）とが同一の面である。このような蛍光体発光部の構成を、反射型の発光部と称する。

【0097】

反射型の発光部は、励起光が入射する面（すなわち、励起光の光密度が最も高い面）から蛍光を取り出すことができるため、発光効率が高いという利点がある。

【0098】

また、反射型の発光部では、発光部を支持する金属基板または高熱伝導セラミックス基板等をヒートシンクとして用いることができる。このため、発光部がレーザ光によって励起されることによって生じた熱を、効果的に放熱することができるという利点がある。

【0099】

〔変形例〕
蛍光体発光部１は反射型の発光部であるため、蛍光体発光部１の上面からの発熱を、効率的に底面の金属基板１２へ放熱することができる。この放熱効果を高めるため、蛍光体発光部１は、薄く形成されることが好ましい。

【0100】

蛍光体発光部１を薄く形成しつつ、最上層の蛍光体層１０ａが下層の蛍光体層１０ｂおよび１０ｃを完全に覆うように構成するためには、蛍光体層に含まれる蛍光体粒子が、高密度に配置されることが好ましい。

【0101】

実施形態１では、蛍光体層１０ａ、１０ｂ、１０ｃのそれぞれは、一様なサイズを有する単一の蛍光体粒子を含んだ蛍光体層として例示されている。しかしながら、蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃのそれぞれを、サイズが異なる蛍光体粒子を混合して形成してもよい。

【0102】

例えば、蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃのそれぞれを、ｄ５０＝１０μｍ、ｄ５０＝３μｍ、ｄ５０＝１μｍの３種類のサイズの蛍光体粒子を混合して形成すればよい。ここで、ｄ５０は蛍光体粒子のメジアン径を表す。

【0103】

当該構成によれば、蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃのそれぞれにおいて、例えば、直径１０μｍの蛍光体粒子同士が並んだ場合に生じる隙間を、直径３μｍまたは１μｍの蛍光体粒子によって埋めることができる。

【0104】

このため、蛍光体層１０ａ、１０ｂ、および１０ｃのそれぞれに含まれる蛍光体粒子を高密度に配置することができ、蛍光体発光部１を薄く形成することが可能となる。

【0105】

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図３および図４に基づいて説明すれば、以下の通りである。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。

【0106】

（照明装置２００）
図３は、本実施形態の照明装置２００（光源装置）の概略的な構成を示す図である。照明装置２００は、蛍光体発光部２（発光部）、光ファイバ２０３、凸レンズ２０５、投光用レンズ２０６（投光光学系）、および透明基板２０７を備えている。

【0107】

照明装置２００は、蛍光体発光部２から発せられた蛍光を、投光用レンズ２０６によって特定の方向に投光するように構成されている。照明装置２００は、自動車用のヘッドライトまたはスポットライト等に好適である。

【0108】

なお、本実施形態の照明装置２００は、実施形態１の照明装置１００と同様に、半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｅ、および凸レンズ１０２ａ〜１０２ｅを備えている。しかしながら、図３では、半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｅ、および凸レンズ１０２ａ〜１０２ｅの図示を省略している。

【0109】

照明装置２００において、半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｅ（不図示）から出射された励起光は、凸レンズ１０２ａ〜１０２ｅ（不図示）を介して、光ファイバ２０３の入射端に入射する。

【0110】

なお、本実施形態の光ファイバ２０３もまた、実施形態１の光ファイバ１０３と同様に、凸レンズ１０２ａ〜１０２ｅによって集光された励起光を取り込むための５本の光ファイバを出射端側において束ねたものである。図３では、光ファイバ２０３の出射端付近のみを図示している。

【0111】

凸レンズ１０２ａ〜１０２ｅのそれぞれによって集光された励起光は、光ファイバ２０３の出射端から、凸レンズ２０５に入射する。そして、凸レンズ２０５は、励起光を集光する。

【0112】

透明基板２０７は、蛍光体発光部２を支持するために設けられている。透明基板２０７の材料としては、ガラスまたはサファイア等を用いることができる。凸レンズ２０５によって集光された励起光は、透明基板２０７を通過し、蛍光体発光部２に入射する。

【0113】

そして、蛍光体発光部２に含まれる蛍光体粒子が励起光によって励起されることにより、蛍光体発光部２から蛍光が発せられる。なお、蛍光体発光部２の詳細な構成については後述する。

【0114】

投光用レンズ２０６は、蛍光体発光部２から発せられた蛍光を投光する凸レンズである。投光用レンズ２０６によって投光された蛍光は、照明装置２００の外部に出射される。換言すれば、投光用レンズ２０６は、蛍光体発光部２から発せられた蛍光を所望の方向に投光する投光光学系である。

【0115】

なお、照明装置２００では、投光光学系として凸レンズである投光用レンズ２０６を用いた構成が例示されている。しかしながら、リフレクタと凸レンズとを併用したプロジェクタ型、または、リフレクタ（凹面鏡）のみによる構成等の他の構成によって、投光光学系を構成することも可能である。

【0116】

（蛍光体発光部２）
図４の（ａ）〜（ｃ）は、蛍光体発光部２の構成を示す図である。図４の（ａ）は、蛍光体発光部２の上面図である。また、図４の（ｂ）は、蛍光体発光部２の側面断面図である。また、図４の（ｃ）は、図４の（ｂ）に示した側面断面図の一部（Ｄ２）の拡大図である。

【0117】

蛍光体発光部２は、図４の（ｂ）に示すように、２つの蛍光体層２０ａ（第１層）および２０ｂ（第２層）を備えている。そして、蛍光体層２０ａおよび２０ｂは、上側から順に積層されている。

【0118】

なお、上側とは、蛍光を含んだ照明光が、蛍光体発光部２から主として出射される面の側を意味している。最も上側の蛍光体層２０ａは、最上層の蛍光体層とも呼称される。照明装置２００において、蛍光体発光部２の最上層の蛍光体層２０ａに対向して、投光光学系としての投光用レンズ２０６が設けられている。

【0119】

最上層（第１層）である蛍光体層２０ａは、青色発光蛍光体粒子（第１蛍光体粒子）（ＢＡＭ蛍光体）と、ＴｉＯ_２からなる散乱体粒子とを含んでいる。蛍光体層２０ａの平均層厚は、３０μｍである。ＢＡＭ蛍光体は、ピーク波長（第１ピーク波長）が約４５５ｎｍである青色の蛍光を発する。

【0120】

また、下層（第２層）の蛍光体層２０ｂは、黄色発光蛍光体粒子（第２蛍光体粒子）（α−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体）を含んでいる。蛍光体層２０ｂの平均層厚は、２０μｍである。α−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体は、ピーク波長（第２ピーク波長）が約５８６ｎｍである黄色の蛍光を発する。

【0121】

上述のように、蛍光体層２０ａおよび２０ｂのそれぞれには、単一の蛍光体粒子が含まれている。

【0122】

なお、本実施形態では、蛍光体層２０ａに含まれる散乱体粒子としてＴｉＯ_２が例示されているが、散乱体粒子は必ずしもＴｉＯ_２に限定されない。例えば、フュームドシリカ、Ａｌ_２Ｏ_３、酸化ジルコニウムまたはダイヤモンド等を散乱体粒子として用いてもよい。

【0123】

蛍光体層２０ａおよび２０ｂのそれぞれにおいて、蛍光体粒子同士、散乱体粒子同士、蛍光体粒子と散乱体粒子、蛍光体粒子と下地の材料、または散乱体粒子と下地の材料とが、ＳｉＯ_２（二酸化ケイ素）またはＴｉＯ_２を主成分とする結着材によって固着されている。

【0124】

また、励起光の照射による特性劣化を防ぐために、蛍光体層２０ａおよび２０ｂのそれぞれは、有機物が含まないように製作されている。

【0125】

蛍光体層２０ａおよび２０ｂのそれぞれは、自身が含んでいる蛍光体粒子の直径よりも厚い平均層厚を有している。そして、上層の蛍光体層から、下層の蛍光体層を見ることができないように、蛍光体層２０ａおよび２０ｂのそれぞれが構成されている。例えば、図４の（ａ）に示されるように、上側から蛍光体層２０ａを見た場合には、蛍光体層２０ａのみが見え、蛍光体層２０ｂは見えない。

【0126】

換言すれば、下層の蛍光体層２０ｂは、最上層の蛍光体層２０ａによって完全に覆われている。そのため、蛍光体層２０ａに含まれている蛍光体粒子の隙間からは、蛍光体層２０ｂに含まれている蛍光体粒子が見えない。このように、最上層の蛍光体層２０ａから、下層の蛍光体層２０ｂを見ることができないように、蛍光体層２０ａおよび２０ｂのそれぞれの内部に蛍光体粒子が配列されている。

【0127】

図４の（ａ）に示されるように、蛍光体層２０ａおよび２０ｂの上面は、直径１．０ｍｍの円形形状に形成されている。

【0128】

そして、図４の（ｂ）に示されるように、蛍光体層２０ａおよび２０ｂの側面（周囲）は、反射性部材２１（遮断部材）によって被覆されている。なお、図４の（ｃ）は、図４の（ｂ）において、（ｉ）蛍光体層２０ａおよび２０ｂと、（ｉｉ）反射性部材２１との界面の近傍の領域Ｄ２を拡大した図である。

【0129】

反射性部材２１は、アルミニウムから成る部材である。そして、蛍光体層２０ａ、２０ｂ、および反射性部材２１は、透明基板２０７の表面に形成されている。

【0130】

さらに、図４の（ｃ）に示されるように、蛍光体層２０ａの上面には、表面粗さＲａ＝１μｍ程度の凹凸構造が設けられている。また、蛍光体層２０ａと蛍光体層２０ｂとの界面にも、Ｒａ＝１μｍ程度の凹凸構造が設けられている。なお、蛍光体層２０ａの上面は、蛍光体発光部２の上面を構成している面を意味する。

【0131】

半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｅからの励起光が、蛍光体層２０ｂに照射されることにより、蛍光体層２０ａおよび２０ｂにそれぞれ含まれた蛍光体粒子が励起される。

【0132】

このため、蛍光体発光部２の上面から出射され、観察者の目に入るまでの過程において、（ｉ）蛍光体層２０ａからの青色の蛍光と、（ｉｉ）蛍光体層２０ｂからの黄色の蛍光とが混合され、均一な白色光が得られる。当該白色光は、照明装置２００から出射される照明光として用いられる。

【0133】

蛍光体発光部２において、蛍光体層２０ａに含まれる青色発光蛍光体粒子は、蛍光体層２０ｂから発せられた黄色の蛍光を吸収せずに透過させる。

【0134】

従って、上側から順に蛍光体層２０ａおよび２０ｂを積層させることにより、蛍光体層２０ｂから発せられる黄色の蛍光が、上部に設けられた蛍光体層２０ａに吸収されることなく、蛍光体発光部２の外部に出射される。このため、蛍光体発光部２の上面から、均一かつ効率的に白色光を取り出すことができる。

【0135】

（照明装置２００の効果）
本実施形態の照明装置２００によれば、実施形態１の照明装置１００と同様に、複数の蛍光体層２０ａおよび２０ｂを含んだ蛍光体発光部２の上面から、不均一性が抑制された照明光としての白色光を、均一かつ効率的に取り出すことができる。

【0136】

蛍光体発光部２において、蛍光体層２０ａの上面に凹凸構造が設けられていることにより、蛍光体層２０ａからは、複数種類の色の蛍光が波長ごとに異なる方向に拡散される。そして、当該蛍光は、蛍光体発光部２の外部に出射される。このため、蛍光体発光部２を上部から見た場合に、複数種類の色の蛍光がより均一に混合された白色光が観察される。

【0137】

また、蛍光体発光部２では、蛍光体層２０ａと蛍光体層２０ｂとの界面にも、凹凸構造が設けられている。蛍光体層２０ａと蛍光体層２０ｂとの界面に凹凸構造が存在していることにより、蛍光体層２０ｂから発せられた蛍光が蛍光体層２０ａに到達した時に、蛍光体層２０ａと蛍光体層２０ｂとの界面において、蛍光が散乱される。

【0138】

従って、蛍光体層２０ｂに含まれている蛍光体粒子の配置とは無関係に、蛍光体層２０ｂからの蛍光を、蛍光体層２０ａに入射させることができる。このため、蛍光体層２０ｂから入射された蛍光は、蛍光体層２０ａにおいてさらに均一に分布するという効果が得られる。

【0139】

なお、蛍光体層２０ａの上面、および、蛍光体層２０ａと蛍光体層２０ｂとの界面に設けられた凹凸構造の表面粗さは、Ｒａ＝１μｍ程度以上であることが必要とされる。これは、凹凸構造のサイズが、蛍光体発光部２から出射される照明光に含まれる蛍光の波長よりも小さい場合には、凹凸構造によって照明光を十分に散乱することができないためである。

【0140】

照明光の波長範囲としては、可視光の波長範囲である、概ね３６０ｎｍ〜８３０ｎｍ（ＪＩＳ Ｚ ８１２０に準拠）の範囲が想定されている。このため、可視光の波長範囲よりも大きい凹凸構造のサイズとして、Ｒａ＝１μｍ程度以上の値が用いられる。

【0141】

さらに、蛍光体層２０ａには、蛍光体粒子に加えて、散乱体粒子が含まれている。蛍光体層２０ａに散乱体粒子が存在することにより、蛍光体層２０ａおよび蛍光体層２０ｂにおいて発生したそれぞれの蛍光の散乱がさらに促進される。このため、複数種類の色の蛍光の混合を促進することができるという効果が得られる。

【0142】

蛍光体層２０ａにおいて、散乱体粒子の直径は、蛍光体粒子の直径に比べて小さいことが好ましい。例えば、本実施形態の蛍光体層２０ａにおいて、蛍光体粒子のメジアン径はｄ５０＝１０μｍであり、散乱体粒子のメジアン径はｄ５０＝１μｍである。

【0143】

この場合、蛍光体層２０ａにおいて、直径１０μｍの蛍光体粒子同士が並んだ場合に生じる隙間を、直径１μｍの散乱体粒子によって埋めることができる。

【0144】

これにより、最上層の蛍光体層２０ａが下層の蛍光体層２０ｂを完全に覆うように構成されるため、蛍光体発光部２を薄く形成することができるようになるという利点が存在する。従って、蛍光体発光部２の放熱性を向上させることができるという効果が得られる。

【0145】

蛍光体発光部２において、蛍光体層２０ａおよび２０ｂの側面は、反射性部材２１によって被覆されている。

【0146】

このため、蛍光体発光部２についても、端部において蛍光体層２０ａおよび２０ｂのそれぞれの側面から、それぞれ異なる色の蛍光が分離されて出射されることが防止され、発光形状が所望の形状になるとともに、発光効率が向上するという効果が得られる。

【0147】

なお、本実施形態の蛍光体発光部２は、励起光が主に入射する面と、蛍光が外部に主に出射される面（すなわち、最上層の蛍光体層２０ａ）とが対向している。このような蛍光体発光部の構成を、透過型の発光部と称する。

【0148】

また、蛍光が外部に出射される面を有する蛍光体層から順に（すなわち、最上層の蛍光体層から下層の蛍光体層に向かう順に）、発光波長が短い蛍光体粒子が含まれている蛍光体層を積層することが好ましい。換言すれば、最上層の蛍光体層２０ａから発せられる蛍光の第１ピーク波長は、下層の蛍光体層２０ｂから発せられる蛍光の第２ピーク波長よりも短いことが好ましい。

【0149】

当該構成によれば、各蛍光体層における蛍光の自己吸収に伴う損失を抑制することができるという効果が得られる。当該構成による効果は、蛍光体発光部が反射型の発光部である場合（実施形態１の蛍光体発光部１の場合）、および、蛍光体発光部が透過型の発光部である場合（実施形態２の蛍光体発光部２の場合）のいずれにもおいても得られる。

【0150】

〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、図５および図６に基づいて説明すれば、以下の通りである。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。

【0151】

（照明装置３００）
図５は、本実施形態の照明装置３００（光源装置）の概略的な構成を示す図である。照明装置３００は、蛍光体発光部３（発光部）、光ファイバ２０３、凸レンズ２０５、投光用レンズ２０６、および金属ベース３０７を備えている。

【0152】

照明装置３００は、蛍光体発光部３から発せられた蛍光を、投光用レンズ２０６によって特定の方向に投光するように構成されている。照明装置３００は、自動車用のヘッドライトまたはスポットライト等に好適である。

【0153】

なお、本実施形態の照明装置３００は、実施形態２の照明装置２００と同様に、半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｅ、および凸レンズ１０２ａ〜１０２ｅを備えている。しかしながら、図５においても、図３と同様にして、半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｅ、および凸レンズ１０２ａ〜１０２ｅの図示を省略している。

【0154】

凸レンズ２０５によって集光された励起光は、折り返しミラー１０４に出射される。折り返しミラー１０４によって反射された励起光は、蛍光体発光部３に入射する。

【0155】

そして、蛍光体発光部３に含まれる蛍光体粒子が励起光によって励起されることにより、蛍光体発光部３から蛍光が発せられる。なお、蛍光体発光部３の詳細な構成については後述する。

【0156】

金属ベース３０７は、蛍光体発光部３を支持するために設けられている。金属ベース３０７の材料としては、例えばＡｌを用いることができる。なお、銅、ステンレス、またはマグネシウム等の任意の部材から成る基板に、銀またはアルミニウムをコーティングさせることによって、金属ベース３０７を形成してもよい。

【0157】

蛍光体発光部３から発せられた蛍光は、実施形態２の照明装置２００と同様に、投光光学系としての投光用レンズ２０６によって投光される。そして、投光用レンズ２０６によって投光された蛍光は、照明装置３００の外部に出射される。

【0158】

なお、照明装置３００においても、実施形態２の照明装置２００と同様に、リフレクタと凸レンズとを併用したプロジェクタ型、または、リフレクタ（凹面鏡）のみによる構成等の他の構成によって、投光光学系を構成してもよい。

【0159】

（蛍光体発光部３）
図６の（ａ）〜（ｃ）は、蛍光体発光部３の構成を示す図である。図６の（ａ）は、蛍光体発光部３の上面図である。また、図６の（ｂ）は、蛍光体発光部３の側面断面図である。また、図６の（ｃ）は、図６の（ｂ）に示した側面断面図の一部（Ｄ３）の拡大図である。

【0160】

蛍光体発光部３は、図６の（ｂ）に示すように、の蛍光体層３０ａ（第１層）および３０ｂ（第２層）を備えている。そして、蛍光体層３０ａおよび３０ｂは、上側から順に積層されている。

【0161】

ここで、上側とは、蛍光を含んだ照明光が、蛍光体発光部３から主として出射される面の側を意味している。最も上側の蛍光体層３０ａは、最上層の蛍光体層とも呼称される。照明装置３００において、蛍光体発光部３の最上層の蛍光体層３０ａに対向して、投光光学系としての投光用レンズ２０６が設けられている。

【0162】

最上層（第１層）である蛍光体層３０ａは、青色発光蛍光体粒子（第１蛍光体粒子）（ＢＡＭ蛍光体）を含んでいる。蛍光体層３０ａの平均層厚は、３０μｍである。ＢＡＭ蛍光体は、ピーク波長（第１ピーク波長）が約４５５ｎｍである青色の蛍光を発する。

【0163】

また、下層（第２層）の蛍光体層３０ｂは、赤色発光蛍光体粒子（第２蛍光体粒子）（ＣＡＳＮ蛍光体）と緑色発光蛍光体粒子（第２蛍光体粒子）（β−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体）とを含んでいる。蛍光体層３０ｂの平均層厚は、２０μｍである。

【0164】

そして、蛍光体層３０ｂにおいて、ＣＡＳＮ蛍光体から発せられる赤色の蛍光と、β−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体から発せられる緑色の蛍光とが生成される。

【0165】

上述のように、最上層の蛍光体層３０ａには、単一の蛍光体粒子が含まれている。

【0166】

蛍光体層３０ａおよび３０ｂのそれぞれにおいて、蛍光体粒子同士、または蛍光体粒子と下地の材料とが、ガラスによって封止されている。

【0167】

また、励起光の照射による特性劣化を防ぐために、蛍光体層３０ａおよび３０ｂのそれぞれは、有機物が含まれないように製作されている。

【0168】

蛍光体層３０ａおよび３０ｂのそれぞれは、自身が含んでいる蛍光体粒子の直径よりも厚い平均層厚を有している。そして、上層の蛍光体層から、下層の蛍光体層を見ることができないように、蛍光体層３０ａおよび３０ｂのそれぞれが構成されている。

【0169】

例えば、図６の（ａ）に示されるように、上側から蛍光体層３０ａを見た場合には、蛍光体層３０ａのみが見え、蛍光体層３０ｂは見えない。このように、最上層の蛍光体層３０ａから、下層の蛍光体層３０ｂを見ることができないように、蛍光体層３０ａおよび３０ｂのそれぞれの内部に蛍光体粒子が配列されている。

【0170】

図６の（ａ）に示されるように、蛍光体層３０ａおよび３０ｂの上面は、直径０．８ｍｍの円形形状に形成されている。

【0171】

そして、図６の（ｂ）に示されるように、蛍光体層３０ａおよび３０ｂの側面（周囲）は、吸収性部材３１（遮断部材）によって被覆されている。なお、図６の（ｃ）は、図６の（ｂ）において、（ｉ）蛍光体層３０ａおよび３０ｂと、（ｉｉ）吸収性部材３１との界面の近傍の領域Ｄ３を拡大した図である。

【0172】

吸収性部材３１は、カーボンから成る部材である。そして、蛍光体層３０ａ、３０ｂ、および吸収性部材３１は、金属ベース３０７の表面に形成されている。

【0173】

さらに、図６の（ｃ）に示されるように、蛍光体層３０ａと蛍光体層３０ｂとの界面には、Ｒａ＝１μｍ程度の凹凸構造が設けられている。

【0174】

また、蛍光体層３０ａおよび蛍光体層３０ｂのそれぞれにおいて、蛍光体粒子間に空隙が設けられている。図６の（ｃ）に示されるように、蛍光体層３０ａには、空隙３０ａｈが存在している。また、蛍光体層３０ｂには、空隙３０ｂｈが存在している。

【0175】

蛍光体層３０ａおよび蛍光体層３０ｂのそれぞれにおいて、蛍光体粒子同士、または蛍光体粒子と下地材料とは、その隙間をガラスによって埋められている。

【0176】

しかしながら、ガラスが蛍光体粒子間の隙間を完全に埋めてしまわないように、蛍光体層３０ａおよび蛍光体層３０ｂのそれぞれを形成することにより、空隙３０ａｈおよび空隙３０ｂｈを設けることができる。

【0177】

本実施形態における蛍光体層３０ａおよび３０ｂは、蛍光体粒子とガラスフリット（粉末ガラス）との混合物をガラスの融点以上で加熱することにより得られたものであるが、蛍光体粒子とガラスフリットとの混合比を制御し、蛍光体粒子間の隙間を満たさない程度の少ないガラスフリットを混合することにより空隙３０ａｈおよび３０ｂｈを作ることができる。

【0178】

半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｅからの励起光が、蛍光体層３０ａに照射されることにより、蛍光体層３０ａおよび３０ｂにそれぞれ含まれた蛍光体粒子が励起される。

【0179】

また、上述したように、赤色発光蛍光体粒子と緑色発光蛍光体粒子とを含んでいる蛍光体層３０ｂは、励起光によって励起されることにより、赤色と緑色とが混合された色の蛍光を発する。

【0180】

このため、蛍光体発光部３の上面から出射され、観察者の目に入るまでの過程において、（ｉ）蛍光体層３０ａからの青色の蛍光と、（ｉｉ）蛍光体層３０ｂからの赤色と緑色とが混合された色の蛍光とが混合され、均一な白色光が得られる。当該白色光は、照明装置３００から出射される照明光として用いられる。

【0181】

蛍光体発光部３において、蛍光体層３０ａに含まれる青色発光蛍光体粒子は、蛍光体層３０ｂから発せられた黄色の蛍光を吸収せずに透過させる。

【0182】

従って、上側から順に蛍光体層３０ａおよび３０ｂを積層させることにより、蛍光体層３０ｂから発せられる黄色の蛍光が、上部に設けられた蛍光体層３０ａに吸収されることなく、蛍光体発光部３の外部に出射される。このため、蛍光体発光部３の上面から、均一かつ効率的に白色光を取り出すことができる。

【0183】

（照明装置３００の効果）
本実施形態の照明装置３００によれば、実施形態１の照明装置１００と同様に、複数の蛍光体層３０ａおよび３０ｂを含んだ蛍光体発光部３の上面から、不均一性が抑制された照明光としての白色光を、均一かつ効率的に取り出すことができる。

【0184】

また、蛍光体発光部３の端部において、蛍光体層３０ａおよび３０ｂのそれぞれの側面から、それぞれ異なる色の蛍光が分離されて出射されることが防止される。

【0185】

蛍光体発光部３では、蛍光体層３０ａおよび蛍光体層３０ｂのそれぞれにおいて、空隙３０ａｈおよび３０ｂｈが設けられている。

【0186】

蛍光体層３０ａに空隙３０ａｈが存在していることにより、空隙３０ａｈと蛍光体層３０ａに含まれる蛍光体粒子との界面において、大きな屈折率の差が生じる。このため、当該界面において、蛍光体層３０ａにおいて発せられた蛍光には、屈折率の差に起因した散乱または屈折が引き起こされる。

【0187】

同様に、蛍光体層３０ｂに空隙３０ｂｈが存在していることにより、空隙３０ａｈと蛍光体層３０ａに含まれる蛍光体粒子との界面においても、蛍光の散乱または屈折が引き起こされる。

【0188】

このため、空隙３０ａｈおよび３０ｂｈが設けられることにより、蛍光体発光部３における蛍光の混合が促進されるという効果が得られる。

【0189】

本実施形態では、蛍光体層３０ａおよび蛍光体層３０ｂのそれぞれにおいて、空隙３０ａｈおよび３０ｂｈが設けられているが、空隙は蛍光体層３０ａまたは蛍光体層３０ｂのいずれか一方のみに設けられてもよい。

【0190】

なお、蛍光体発光部３から外部へ蛍光を取り出す時には、それぞれの色の蛍光が混合されることが好ましい。このため、空隙は最上層の蛍光体層（すなわち蛍光体層３０ａ）に設けられることが好ましい。

【0191】

〔実施形態４〕
本発明の他の実施形態について、図７および図８に基づいて説明すれば、以下の通りである。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。

【0192】

（照明装置４００）
図７は、本実施形態の照明装置４００（光源装置）の概略的な構成を示す図である。照明装置４００は、蛍光体発光部４（発光部）、半導体レーザ４０１ａ〜４０１ｃ（励起光源）、凸レンズ１０２ａ〜１０２ｃ、光ファイバ１０３、折り返しミラー１０４、凸レンズ１０５、リフレクタ１０６、投光用レンズ２０６、およびセラミックベース４０７を備えている。

【0193】

照明装置４００は、蛍光体発光部４から発せられた蛍光を、リフレクタ１０６および投光用レンズ２０６によって特定の方向に投光するように構成されている。照明装置４００は、自動車用のヘッドライトまたはスポットライト等に好適である。

【0194】

半導体レーザ４０１ａ〜４０１ｃは、蛍光体発光部４に含まれる蛍光体粒子を励起する励起光を出射する３個の励起光源である。半導体レーザ４０１ａ〜４０１ｃのそれぞれは、１Ｗの出力を有する波長４５０ｎｍのレーザ光を励起光として出射する。

【0195】

なお、図７においても、図１と同様にして、半導体レーザ４０１ａ〜４０１ｃに設けられる放熱機構、および、半導体レーザ４０１ａ〜４０１ｃに接続される電源系統の図示が省略されている。

【0196】

半導体レーザ４０１ａ〜４０１ｃのそれぞれは、波長４５０ｎｍにおいてレーザ発振する半導体発光素子である。ここで、波長４５０ｎｍの光は可視光であり、青色光として観察される。

【0197】

従って、半導体レーザ４０１ａ〜４０１ｃは、励起光として可視光を出射するという点において、実施形態１〜３の半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｅと異なっている。本実施形態の照明装置４００では、半導体レーザ４０１ａ〜４０１ｃから出射される青色の励起光が、蛍光を含んだ白色の照明光の一成分として利用される。

【0198】

なお、半導体レーザ４０１ａ〜４０１ｃから出射される励起光の波長は、蛍光体発光部４に含まれる蛍光体粒子の励起波長に応じて適宜選択されてよい。また、半導体レーザ４０１ａ〜４０１ｃの個数および出力もまた、照明装置４００の仕様に応じて適宜選択されてよい。

【0199】

照明装置４００には、半導体レーザ４０１ａ〜４０１ｃのそれぞれから出射された励起光を集光するための凸レンズとして、３個の凸レンズ１０２ａ〜１０２ｃが設けられている。

【0200】

凸レンズ１０２ａ〜１０２ｃは、実施形態１の凸レンズ１０２ａ〜１０２ｅのうちの任意の３つである。本実施形態の凸レンズ１０２ａ〜１０２ｃの機能についても、実施形態１の凸レンズ１０２ａ〜１０２ｅと同様であるため、詳細な説明は省略する。

【0201】

また、光ファイバ１０３、折り返しミラー１０４、凸レンズ１０５の構成および機能についても、実施形態１の照明装置１００と同様である。このため、これらの部材についての説明は省略する。

【0202】

照明装置４００においても、実施形態１の照明装置１００と同様にして、凸レンズ１０５によって集光された励起光は、リフレクタ１０６に設けられた貫通孔を通過し、蛍光体発光部４に入射する。蛍光体発光部４の詳細な構成については後述する。

【0203】

このようにして、半導体レーザ４０１ａ〜４０１ｃから出射された励起光は、蛍光体発光部４に照射される。そして、蛍光体発光部４に含まれる蛍光体粒子が励起光によって励起されることにより、蛍光体発光部４から蛍光が発せられる。

【0204】

セラミックベース４０７は、蛍光体発光部４を支持するために設けられている。セラミックベース４０７は、例えば、窒化アルミニウムから成る熱伝導性の高い基板である。なお、照明装置４００において、セラミックベース４０７は、蛍光体発光部４に加えて、リフレクタ１０６をも支持している。

【0205】

本実施形態の照明装置４００では、実施形態１の照明装置１００と同様にして、投光用レンズ２０６を用いずにリフレクタ１０６のみを用いて、投光光学系を構成することも可能である。また、実施形態２および３の照明装置２００および３００と同様にして、リフレクタ１０６を用いずに投光用レンズ２０６のみを用いて、投光光学系を構成することも可能である。

【0206】

（蛍光体発光部４）
図８の（ａ）〜（ｃ）は、蛍光体発光部４の構成を示す図である。図８の（ａ）は、蛍光体発光部４の上面図である。また、図８の（ｂ）は、蛍光体発光部４の側面断面図である。また、図８の（ｃ）は、図８の（ｂ）に示した側面断面図の一部（Ｄ４）の拡大図である。

【0207】

蛍光体発光部４は、図８の（ｂ）に示すように、２つの蛍光体層４０ａ（第１層）および４０ｂ（第２層）を備えている。そして、蛍光体層４０ａおよび４０ｂは、上側から順に積層されている。

【0208】

ここで、上側とは、蛍光を含んだ照明光が、蛍光体発光部４から主として出射される面の側を意味している。最も上側の蛍光体層４０ａは、最上層の蛍光体層とも呼称される。照明装置４００において、蛍光体発光部４の最上層の蛍光体層４０ａに対向して、本実施形態の投光光学系を構成するリフレクタ１０６が設けられている。

【0209】

最上層（第１層）である蛍光体層４０ａは、黄色発光蛍光体粒子（第１蛍光体粒子）（ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体）を含んでいる。蛍光体層４０ａの平均層厚は、３０μｍである。ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体は、ピーク波長（第１ピーク波長）が約４９０ｎｍである黄色の蛍光を発する。

【0210】

また、下層（第２層）の蛍光体層４０ｂは、赤色発光蛍光体粒子（第２蛍光体粒子）（ＣＡＳＮ蛍光体）を含んでいる。蛍光体層４０ｂの平均層厚は、４０μｍである。ＣＡＳＮ蛍光体は、ピーク波長（第２ピーク波長）が約６５０ｎｍである赤色の蛍光を発する。

【0211】

上述のように、蛍光体層４０ａおよび４０ｂのそれぞれには、単一の蛍光体粒子が含まれている。

【0212】

蛍光体層４０ａおよび４０ｂのそれぞれにおいて、蛍光体粒子同士、または蛍光体粒子と下地の材料とが、ＳｉＯ_２（二酸化ケイ素）またはＴｉＯ_２から成る結着材によって固着されている。

【0213】

また、励起光の照射による特性劣化を防ぐために、蛍光体層４０ａおよび４０ｂのそれぞれは、有機物が含まれないように製作されている。

【0214】

蛍光体層４０ａおよび４０ｂのそれぞれは、自身が含んでいる蛍光体粒子の直径よりも厚い平均層厚を有している。そして、上層の蛍光体層から、下層の蛍光体層を見ることができないように、蛍光体層４０ａおよび４０ｂのそれぞれが構成されている。

【0215】

例えば、図８の（ａ）に示されるように、上側から蛍光体層４０ａを見た場合には、蛍光体層４０ａのみが見え、蛍光体層４０ｂは見えない。このように、最上層の蛍光体層４０ａから、下層の蛍光体層４０ｂを見ることができないように、蛍光体層４０ａおよび４０ｂのそれぞれの内部に蛍光体粒子が配列されている。

【0216】

図８の（ａ）に示されるように、蛍光体層４０ａおよび４０ｂの上面は、０．３ｍｍ×１．０ｍｍの矩形形状に形成されている。そして、図８の（ｂ）に示されるように、蛍光体層４０ａおよび４０ｂの側面（周囲）は、遮断部材４１によって被覆されている。

【0217】

さらに、図８の（ｂ）に示されるように、遮断部材４１は、反射性部材４１ａ（遮断部材）と吸収性部材４１ｂ（遮断部材）とから成る。

【0218】

反射性部材４１ａは、傾斜面を有している。このため、反射性部材４１ａの高さは、反射性部材４１ａが蛍光体層４０ａおよび４０ｂから離間するにつれて減少する。そして、吸収性部材４１ｂは、反射性部材４１ａの傾斜面の表面に設けられている。このため、吸収性部材４１ｂの高さは、吸収性部材４１ｂが蛍光体層４０ａおよび４０ｂに近接するにつれて減少する。

【0219】

なお、反射性部材４１ａは、アルミニウムから成る部材である。また、吸収性部材４１ｂは、カーボンから成る部材である。蛍光体層４０ａ、４０ｂ、および遮断部材４１は、セラミックベース４０７の表面に形成されている。

【0220】

図８の（ｃ）は、図８の（ｂ）において、（ｉ）蛍光体層４０ａおよび４０ｂと、（ｉｉ）反射性部材４１ａおよび吸収性部材４１ｂとの界面の近傍の領域Ｄ４を拡大した図である。

【0221】

図８の（ｃ）に示されるように、蛍光体層４０ａの上面には、Ｒａ＝１μｍ程度の凹凸構造が設けられている。なお、蛍光体層４０ａの上面は、蛍光体発光部４の上面を構成している面を意味する。

【0222】

また、蛍光体層４０ａおよび４０ｂの側面は、反射性部材４１ａと直接的に接触している。他方、蛍光体層４０ａおよび４０ｂの側面は、反射性部材４１ａを介して、吸収性部材４１ｂと間接的に接触している。

【0223】

半導体レーザ４０１ａ〜４０１ｃからの励起光が、蛍光体層４０ａに照射されることにより、蛍光体層４０ａおよび４０ｂにそれぞれ含まれた蛍光体粒子が励起される。

【0224】

このため、蛍光体発光部４の上面から出射され、観察者の目に入るまでの過程において、（ｉ）蛍光体層４０ａからの黄色の蛍光と、（ｉｉ）蛍光体層４０ｂからの赤色の蛍光と、（ｉｉｉ）蛍光体層４０ａの上面または内部において拡散反射または散乱された青色の励起光とが混合され、均一な白色光が得られる。

【0225】

また、蛍光体発光部４の端部において、蛍光体層４０ａおよび４０ｂのそれぞれの側面から、それぞれ異なる色の蛍光が分離されて出射されることが防止される。当該白色光は、照明装置４００から出射される照明光として用いられる。

【0226】

（照明装置４００の効果）
本実施形態の照明装置４００によれば、実施形態１の照明装置１００と同様に、複数の蛍光体層４０ａおよび４０ｂを含んだ蛍光体発光部４の上面から、不均一性が抑制された照明光としての白色光を、均一かつ効率的に取り出すことができる。

【0227】

蛍光体発光部４では、蛍光体層４０ａおよび蛍光体層４０ｂの側面は、反射性部材４１ａによって被覆されている。

【0228】

このため、蛍光体層４０ａおよび４０ｂの側面へ向かう蛍光のそれぞれは、反射性部材４１ａによって反射されて蛍光体層４０ａおよび蛍光体層４０ｂの内部に戻る。従って、蛍光体発光部４の発光形状が所望の形状になるとともに、発光効率が向上する。

【0229】

また、反射性部材４１ａの上層には、吸収性部材４１ｂが設けられている。このため、励起光が蛍光体層４０ａの領域からはみ出して照射された場合には、当該励起光は、反射性部材４１ａの上層に設けられた吸収性部材４１ｂの上面によって吸収される。

【0230】

従って、蛍光体発光部４の上面において、励起光の過剰な反射が生じることが防止され、照明光の不均一性をさらに抑制することができる。

【0231】

本実施形態の照明装置４００では、蛍光体発光部４から発せられる蛍光に加えて、蛍光体層４０ａの上面または内部において拡散反射または散乱された可視領域の励起光をも含んだ、照明光としての白色光が得られる。

【0232】

他方、実施形態１〜３の照明装置１００〜３００では、蛍光体発光部から発せられる蛍光のみを構成成分として、照明光としての白色光が得られていた。本実施形態の照明装置４００は、この点において、実施形態１〜３の照明装置１００〜３００と異なる。

【0233】

本実施形態の照明装置４００では、蛍光体層４０ａの上面に凹凸構造が設けられている。蛍光体層４０ａの上面に凹凸構造が存在していることにより、蛍光体発光部４の上面において、励起光を均一に拡散反射することができる。このため、励起光を含んだ照明光の不均一性を好適に抑制することができるという効果が得られる。

【0234】

〔実施形態５〕
本発明の他の実施形態について、図９および図１０に基づいて説明すれば、以下の通りである。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。

【0235】

（照明装置５００）
図９は、本実施形態の照明装置５００（光源装置）の概略的な構成を示す図である。照明装置５００は、蛍光体発光部５（発光部）、半導体レーザ５０１（励起光源）、凸レンズ５０２、リフレクタ１０６、および金属ベース５０７（反射性部材，遮断部材）を備えている。

【0236】

照明装置５００は、蛍光体発光部５から発せられた蛍光を、リフレクタ１０６によって特定の方向に投光するように構成されている。照明装置５００は、自動車用のヘッドライトまたはスポットライト等に好適である。

【0237】

半導体レーザ５０１は、蛍光体発光部５に含まれる蛍光体粒子を励起する励起光を出射する１個の励起光源である。半導体レーザ５０１は、２Ｗの出力を有する波長４５０ｎｍのレーザ光を励起光として出射する。なお、図９においても、半導体レーザ５０１に接続される電源系統の図示が省略されている。

【0238】

半導体レーザ５０１は、波長４５０ｎｍにおいてレーザ発振する半導体発光素子である。ここで、従って、半導体レーザ５０１は、励起光として波長４５０ｎｍの可視光（青色光）を出射するという点において、実施形態４の半導体レーザ４０１ａ〜４０１ｃと同様である。

【0239】

本実施形態の照明装置５００においても、実施形態４の照明装置４００と同様にして、半導体レーザ５０１から出射される青色の励起光が、蛍光を含んだ白色の照明光の一成分として利用される。

【0240】

なお、半導体レーザ５０１から出射される励起光の波長は、蛍光体発光部５に含まれる蛍光体粒子の励起波長に応じて適宜選択されてよい。また、半導体レーザ５０１の個数および出力もまた、照明装置５００の仕様に応じて適宜選択されてよい。

【0241】

凸レンズ５０２は、半導体レーザ５０１から出射される励起光を集光する。凸レンズ５０２によって集光された励起光は、蛍光体発光部５に入射する。蛍光体発光部５の詳細な構成については後述する。

【0242】

このようにして、半導体レーザ５０１から出射された励起光は、蛍光体発光部５に照射される。そして、蛍光体発光部５に含まれる蛍光体粒子が励起光によって励起されることにより、蛍光体発光部５から蛍光が発せられる。

【0243】

リフレクタ１０６は、蛍光体発光部５から発せられた蛍光を特定の方向に向けて反射する。リフレクタ１０６によって反射された蛍光は、照明装置５００の外部に出射される。

【0244】

金属ベース５０７は、蛍光体発光部５の側面を保持するために設けられている。金属ベース５０７は、例えばアルミニウムまたはステンレスから成る。なお、照明装置５００において、金属ベース５０７は、蛍光体発光部５の側面を保持するとともに、リフレクタ１０６を支持している。

【0245】

本実施形態の照明装置５００においても、実施形態２および３の照明装置２００および３００と同様にして、リフレクタ１０６ではなく投光用レンズ２０６を用いて、投光光学系を構成することも可能である。また、実施形態４の照明装置４００と同様にして、リフレクタ１０６および投光用レンズ２０６とを組み合わせて、投光光学系を構成することも可能である。

【0246】

（蛍光体発光部５）
図１０の（ａ）〜（ｃ）は、蛍光体発光部５の構成を示す図である。図１０の（ａ）は、蛍光体発光部５の上面図である。また、図１０の（ｂ）は、蛍光体発光部５の側面断面図である。また、図１０の（ｃ）は、図１０の（ｂ）に示された側面断面図の一部（Ｄ５）の拡大図である。

【0247】

蛍光体発光部５は、図１０の（ｂ）に示すように、２つの蛍光体層５０ａ（第１層）および５０ｂ（第２層）を備えている。そして、蛍光体層５０ａおよび５０ｂは、上側から順に積層されている。

【0248】

ここで、上側とは、蛍光を含んだ照明光が、蛍光体発光部５から主として出射される面の側を意味している。最も上側の蛍光体層５０ａは、最上層の蛍光体層とも呼称される。照明装置５００において、蛍光体発光部５の最上層の蛍光体層５０ａに対向して、投光光学系としてのリフレクタ１０６が設けられている。

【0249】

最上層（第１層）である蛍光体層５０ａは、緑色発光蛍光体粒子（第１蛍光体粒子）（β−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体）を含んでいる。蛍光体層５０ａの平均層厚は、２０μｍである。β−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体は、ピーク波長（第１ピーク波長）が約５４０ｎｍである緑色の蛍光を発する。

【0250】

また、下層（第２層）の蛍光体層５０ｂは、赤色発光蛍光体粒子（第２蛍光体粒子）（ＣＡＳＮ蛍光体）を含んでいる。蛍光体層５０ｂの平均層厚は、４０μｍである。ＣＡＳＮ蛍光体は、ピーク波長（第２ピーク波長）が約６５０ｎｍである赤色の蛍光を発する。

【0251】

蛍光体層５０ａおよび５０ｂのそれぞれは、直径約１０μｍ以下の蛍光体粒子を含んだ板状のセラミックとして製作されている。

【0252】

また、励起光の照射による特性劣化を防ぐために、蛍光体層５０ａおよび５０ｂのそれぞれは、有機物が含まれないように製作されている。

【0253】

蛍光体層５０ａおよび５０ｂのそれぞれは、自身が含んでいる蛍光体粒子の直径よりも厚い平均層厚を有している。そして、上層の蛍光体層から、下層の蛍光体層を見ることができないように、蛍光体層５０ａおよび５０ｂのそれぞれが構成されている。

【0254】

例えば、図１０の（ａ）に示されるように、上側から蛍光体層５０ａを見た場合には、蛍光体層５０ａのみが見え、蛍光体層５０ｂは見えない。このように、最上層の蛍光体層５０ａから、下層の蛍光体層５０ｂを見ることができないように、蛍光体層５０ａおよび５０ｂのそれぞれの内部に蛍光体粒子が配列されている。

【0255】

図１０の（ａ）に示されるように、蛍光体層５０ａおよび５０ｂの上面は、直径２．０ｍｍの円形形状に形成されている。

【0256】

そして、図１０の（ｂ）に示されるように、蛍光体層５０ａおよび５０ｂの側面（周囲）は、金属ベース５０７によって保持されている。本実施形態における金属ベース５０７は、上述の実施形態１〜４に示された反射性部材（遮断部材）として機能する。

【0257】

図１０の（ｃ）は、図８の（ｂ）において、（ｉ）蛍光体層５０ａおよび５０ｂと、（ｉｉ）金属ベース５０７との界面の近傍の領域Ｄ５を拡大した図である。

【0258】

図１０の（ｃ）に示されるように、蛍光体層５０ａの上面には、Ｒａ＝１μｍ程度の凹凸構造が設けられている。また、蛍光体層５０ｂの下面にも、Ｒａ＝１μｍ程度の凹凸構造が設けられている。

【0259】

なお、蛍光体層５０ａの上面は、蛍光体発光部５の上面を構成している面を意味する。また、蛍光体層５０ｂの下面は、蛍光体発光部５の上面から最も遠い面を意味する。

【0260】

さらに、蛍光体層５０ａおよび蛍光体層５０ｂのそれぞれにおいて、蛍光体粒子間に空隙が設けられている。図１０の（ｃ）に示されるように、蛍光体層５０ａには、空隙５０ａｈが存在している。また、蛍光体層５０ｂには、空隙５０ｂｈが存在している。

【0261】

蛍光体層５０ａおよび蛍光体層５０ｂのそれぞれにおいて、蛍光体粒子同士、または蛍光体粒子と下地材料とは、例えばＳｉＯ_２またはＴｉＯ_２を主成分とする結着剤によって固着されている。

【0262】

しかしながら、結着剤が蛍光体粒子間の隙間を完全に埋めてしまわないように、蛍光体粒子同士、または蛍光体粒子と下地材料とが接する部分にのみ結着材が存在するように、結着材を塗布することにより、空隙５０ａｈおよび空隙５０ｂｈを設けることができる。これは、原料となる蛍光体粒子と結着材との混合比を適切に調整することにより実現することができる。

【0263】

さらに、蛍光体層５０ａと蛍光体層５０ｂとの界面にも、Ｒａ＝１μｍ程度の凹凸構造が設けられている。

【0264】

蛍光体層５０ａと蛍光体層５０ｂとの界面に凹凸構造が存在していることにより、実施形態２の蛍光体発光部２と同様にして、蛍光体層５０ｂから入射された蛍光が、蛍光体層５０ａにおいてさらに均一に分布するという効果が得られる。

【0265】

半導体レーザ５０１からの励起光が、蛍光体層５０ｂに照射されることにより、蛍光体層５０ａおよび５０ｂにそれぞれ含まれた蛍光体粒子が励起される。

【0266】

このため、蛍光体発光部５の上面から出射され、観察者の目に入るまでの過程において、（ｉ）蛍光体層５０ａからの緑色の蛍光と、（ｉｉ）蛍光体層５０ｂからの赤色の蛍光と、（ｉｉｉ）蛍光体層５０ａおよび５０ｂ内において散乱されつつ、蛍光体層５０ａおよび５０ｂを透過した青色の励起光とが混合され、均一な白色光が得られる。当該白色光は、照明装置５００から出射される照明光として用いられる。

【0267】

蛍光体発光部５において、蛍光体層５０ａに含まれる緑色発光蛍光体粒子は、蛍光体層５０ｂから発せられた赤色の蛍光を吸収せずに透過させる。

【0268】

従って、上側から順に蛍光体層５０ａおよび５０ｂを積層させることにより、蛍光体層５０ｂから発せられる赤色の蛍光が、上部に設けられた蛍光体層５０ａに吸収されることなく、蛍光体発光部５の外部に出射される。このため、蛍光体発光部５の上面から、均一かつ効率的に白色光を取り出すことができる。

【0269】

（照明装置５００の効果）
本実施形態の照明装置５００によれば、実施形態１の照明装置１００と同様に、複数の蛍光体層５０ａおよび５０ｂを含んだ蛍光体発光部５の上面から、不均一性が抑制された照明光としての白色光を、均一かつ効率的に取り出すことができる。

【0270】

蛍光体発光部５では、（ｉ）緑色の蛍光を発する蛍光体層５０ａと、（ｉｉ）赤色の蛍光を発する蛍光体層５０ｂとが、上側から順に積層されている。換言すれば、より短い波長を有する蛍光を発する蛍光体層５０ａが上側に、より長い波長を有する蛍光を発する蛍光体層５０ｂが下側に位置するように、蛍光体層５０ａと５０ｂとが積層されている。

【0271】

このため、下側の蛍光体層５０ｂで発せられた赤色の蛍光は、上側の蛍光体層５０ａにおいて吸収されることなく、蛍光体発光部５の上面から外部へ出射される。

【0272】

従って、蛍光体発光部５の上面では、（ｉ）蛍光体層５０ａからの緑色の蛍光と、（ｉｉ）蛍光体層５０ｂからの赤色の蛍光とが、一様に混合される。さらに、青色の励起光が蛍光体層５０ａおよび５０ｂ内において散乱されつつ、蛍光体層５０ａおよび５０ｂを透過する。

【0273】

この結果、蛍光体発光部５の上面から出射され、観察者の目に入るまでの過程において、当該蛍光は、上述の緑色の蛍光および黄色の蛍光と混合される。

【0274】

また、蛍光体発光部５の端部において、蛍光体層５０ａおよび５０ｂのそれぞれの側面から、それぞれ異なる色の蛍光が分離されて出射されることが防止される。そして、蛍光体発光部５の上面から均一な白色光が得られる。

【0275】

なお、本実施形態の蛍光体発光部５は、実施形態２の蛍光体発光部２と同様に、透過型の発光部である。他方、実施形態１の蛍光体発光部１、実施形態３の蛍光体発光部３、および実施形態４の蛍光体発光部４は、反射型の発光部である。

【0276】

本実施形態の蛍光体発光部５は、透過型の発光部であり、上側の蛍光体層５０ａから下側の蛍光体層５０ｂが露出しないことが好ましい。このため、上側の蛍光体層５０ａにおいて、蛍光体粒子が高密度に含有され、蛍光体粒子間の隙間が少ないことが好ましい。

【0277】

なお、発光効率および放熱性がさらに優れた蛍光体発光部を実現するために、蛍光体発光部５を反射型の発光部として構成してもよい。この場合には、照明装置５００の構成も、反射型の発光部に適した構成とすればよい。

【0278】

〔実施形態６〕
本発明の他の実施形態について、図１１および図１２に基づいて説明すれば、以下の通りである。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。

【0279】

（照明装置６００）
図１１は、本実施形態の照明装置６００（光源装置）の概略的な構成を示す図である。照明装置６００は、蛍光体発光部６（発光部）、半導体レーザ４０１ａ〜４０１ｃ、凸レンズ４０２ａ〜４０２ｃ、光ファイバ１０３、折り返しミラー１０４、凸レンズ１０５、リフレクタ１０６（投光光学系）、および金属ベース１０７を備えている。

【0280】

すなわち、本実施形態の照明装置６００は、実施形態１の照明装置１００における半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｅおよび凸レンズ１０２ａ〜１０２ｅを、実施形態４の照明装置４００における半導体レーザ４０１ａ〜４０１ｃおよび凸レンズ４０２ａ〜４０２ｃにそれぞれ置き換えることによって得られる構成である。

【0281】

従って、本実施形態の照明装置６００においても、実施形態４の照明装置４００と同様に、半導体レーザ４０１ａ〜４０１ｃから出射される青色の励起光が、蛍光を含んだ白色の照明光の一成分として利用される。

【0282】

（蛍光体発光部６）
図１２の（ａ）〜（ｃ）は、蛍光体発光部６の構成を示す図である。図１２の（ａ）は、蛍光体発光部６の上面図である。また、図１２の（ｂ）は、蛍光体発光部６の側面断面図である。また、図１２の（ｃ）は、図１２の（ｂ）に示した側面断面図の一部（Ｄ６）の拡大図である。

【0283】

蛍光体発光部６は、図１２の（ｂ）に示すように、散乱体層６０ａおよび蛍光体層６０ｂを備えている。そして、散乱体層６０ａおよび蛍光体層６０ｂは、上側から順に積層されている。

【0284】

ここで、上側とは、蛍光を含んだ照明光が、蛍光体発光部６から主として出射される面の側を意味している。照明装置６００において、蛍光体発光部６の最上層の散乱体層６０ａに対向して、投光光学系としてのリフレクタ１０６が設けられている。

【0285】

散乱体層６０ａは、ＴｉＯ_２粒子（散乱体粒子）を含んでいる。散乱体層６０ａの平均層厚は、２０μｍである。

【0286】

蛍光体層６０ｂは、黄色発光蛍光体粒子（ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体）を含んでいる。蛍光体層６０ｂの平均層厚は、４０μｍである。ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体は、ピーク波長が約４９０ｎｍである黄色の蛍光を発する。

【0287】

上述のように、散乱体層６０ａには、単一の散乱体粒子が含まれている。また、蛍光体層６０ｂには、単一の蛍光体粒子が含まれている。

【0288】

散乱体層６０ａにおいて、直径約１μｍ以下の散乱体粒子同士、または散乱体粒子と下地の材料とが、ＳｉＯ_２またはＴｉＯ_２から成るバインダ材料によって固着されている。また、蛍光体層６０ｂにおいて、直径約１０μｍ以下の蛍光体粒子同士、または蛍光体粒子と下地の材料とが、ＳｉＯ_２またはＴｉＯ_２から成るバインダ材料によって固着されている。

【0289】

なお、励起光の照射による特性劣化を防ぐために、散乱体層６０ａおよび蛍光体層６０ｂのそれぞれは、有機物が含まれないように製作されている。

【0290】

散乱体層６０ａは、自身が含んでいる散乱体粒子の直径よりも厚い平均層厚を有している。また、蛍光体層６０ｂは、自身が含んでいる蛍光体粒子の直径よりも厚い平均層厚を有している。

【0291】

そして、上層の散乱体層６０ａから、下層の蛍光体層６０ｂを見ることができないように、散乱体層６０ａおよび蛍光体層６０ｂのそれぞれが構成されている。例えば、図１２の（ａ）に示されるように、上側から散乱体層６０ａを見た場合には、散乱体層６０ａのみが見え、蛍光体層６０ｂは見えない。

【0292】

換言すれば、下層の蛍光体層６０ｂは、最上層の散乱体層６０ａによって完全に覆われている。そのため、散乱体層６０ａに含まれている散乱体粒子の隙間からは、蛍光体層６０ｂに含まれている蛍光体粒子が見えない。このように、最上層の散乱体層６０ａから、下層の蛍光体層６０ｂを見ることができないように、散乱体層６０ａの内部には散乱体粒子が、蛍光体層６０ｂの内部には蛍光体粒子が、それぞれ配列されている。

【0293】

図１２の（ａ）に示されるように、散乱体層６０ａおよび蛍光体層６０ｂは、０．２ｍｍ×０．５ｍｍの矩形形状に形成されている。

【0294】

そして、図１２の（ｂ）に示されるように、散乱体層６０ａおよび蛍光体層６０ｂの側面（周囲）は、吸収性部材６１（遮断部材）によって被覆されている。なお、図１２の（ｃ）は、図１２の（ｂ）において、（ｉ）散乱体層６０ａおよび蛍光体層６０ｂと、（ｉｉ）吸収性部材６１との界面の近傍の領域Ｄ６を拡大した図である。

【0295】

吸収性部材６１は、カーボンを含んだ黒色の部材である。そして、散乱体層６０ａ、蛍光体層６０ｂ、および吸収性部材６１は、実施形態１と同様の金属基板１２の表面に形成されている。

【0296】

さらに、図１２の（ｃ）に示されるように、散乱体層６０ａと蛍光体層６０ｂとの界面には、Ｒａ＝１μｍ程度の凹凸構造が設けられている。

【0297】

散乱体層６０ａと蛍光体層６０ｂとの界面に凹凸構造が存在していることにより、実施形態２の蛍光体発光部２と同様にして、蛍光体層６０ｂから入射された蛍光が、散乱体層６０ａにおいてさらに均一に分布するという効果が得られる。

【0298】

半導体レーザ４０１ａ〜４０１ｃからの励起光が、散乱体層６０ａに照射されることにより、散乱体層６０ａにおける励起光の散乱が生じ、蛍光体層６０ｂに含まれた蛍光体粒子が励起される。

【0299】

このため、蛍光体発光部６の上面から出射され、観察者の目に入るまでの過程において、（ｉ）散乱体層６０ａの上面において拡散反射された青色の励起光と、（ｉｉ）蛍光体層６０ｂからの黄色の蛍光とが混合され、均一な白色光が得られる。当該白色光は、照明装置６００から出射される照明光として用いられる。なお、散乱体層６０ａの上面は、蛍光体発光部６の上面を構成している面を意味する。

【0300】

なお、本実施形態の照明装置６００の構成は、以下のようにも表現できる。

【0301】

すなわち、本発明の一態様に係る光源装置は、光を散乱させる散乱体粒子を含む第１層と、励起光を受けて蛍光を発する蛍光体粒子を含む第２層と、が積層された発光部を備えており、上記蛍光体粒子が発した蛍光を含む光を、照明光として出射し、上記照明光が主として出射される上記発光部の面を上面として、上記発光部の、上記上面に対しての側面には、当該側面から上記蛍光が漏れることを防止する遮断部材が設けられている。

【0302】

（照明装置６００の効果）
本実施形態の照明装置６００によれば、実施形態１の照明装置１００と同様に、蛍光体発光部６の上面から、不均一性が抑制された照明光としての白色光を、均一かつ効率的に取り出すことができる。

【0303】

蛍光体発光部６では、散乱体層６０ａおよび蛍光体層６０ｂの側面は、吸収性部材６１によって被覆されている。このため、蛍光体層６０ｂの側面に向かう蛍光を吸収することができる。

【0304】

従って、蛍光体発光部６の端部において、散乱体層６０ａおよび蛍光体層６０ｂのそれぞれの側面から、蛍光が分離されて出射されることが防止され、蛍光体発光部４の発光形状が所望の形状になる。

【0305】

また、励起光が散乱体層６０ａの領域からはみ出して照射された場合には、当該励起光は、吸収性部材６１の上面によって吸収される。従って、蛍光体発光部６の上面において、励起光の過剰な散乱または反射が生じることが防止され、照明光の不均一性をさらに抑制することができる。

【0306】

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る光源装置（照明装置１００）は、励起光を受けて第１ピーク波長を有する蛍光を発する第１蛍光体粒子を含む第１層（蛍光体層３０ａ）と、上記励起光を受けて上記第１ピーク波長とは異なる第２ピーク波長を有する蛍光を発する第２蛍光体粒子を含む第２層（蛍光体層３０ｂ）と、が積層された発光部（蛍光体発光部１）を備えており、上記第１蛍光体粒子および上記第２蛍光体粒子のそれぞれが発した蛍光を含む光を、照明光として出射し、上記照明光が主として出射される上記発光部の面を上面として、上記発光部の、上記上面に対しての側面には、当該側面から上記蛍光が漏れることを防止する遮断部材（反射性部材１１）が設けられている。

【0307】

上記の構成によれば、発光部が反射型である場合には、第１層および第２層のそれぞれは、照明光を構成する一波長成分となる第１ピーク波長および第２ピーク波長を有する蛍光を発する。そして、第１層および第２層のうち、発光部の上面により近い層は、発光部のより遠い層から発せられた蛍光を散乱させることができる。

【0308】

このことは、反射型の発光部および透過型の発光部の両方の場合において成り立つ。なお、反射型の発光部とは、励起光が主に入射する面と、蛍光が外部に主に出射される面とが同一の面である発光部を意味する。また、反射型の発光部とは、励起光が主に入射する面と、蛍光が外部に主に出射される面とが対向している発光部を意味する。

【0309】

そして、遮断部材が設けられていることにより、蛍光が発光部の側面から外部に放出されることが防止され、発光部の端部において、第１層および第２層のそれぞれの側面から、それぞれ異なる色の蛍光が分離されて出射されることが防止される。また、発光部の発光形状を所望の形状とすることができる。

【0310】

従って、発光部を上面から見た場合には、第１ピーク波長を有する蛍光と第２ピーク波長を有する蛍光とがほぼ均一に混合された照明光が観察される。それゆえ、発光部の上面から照明光を均一に取り出すことができるため、不均一性が抑制された照明光を得ることができるという効果を奏する。

【0311】

また、本発明の態様２に係る光源装置は、上記態様１において、上記遮断部材は、上記側面から出射される上記蛍光を当該発光部の内部に向けて反射する反射性部材であることが好ましい。

【0312】

上記の構成によれば、反射性部材によって、発光部の側面から出射される蛍光の一部は、照明光が出射される発光部の上面へと反射される。それゆえ、発光部の発光効率が向上するという効果を奏する。

【0313】

また、本発明の態様３に係る光源装置は、上記態様１または２において、上記第１層の上面には、上記蛍光の散乱を生じさせる凹凸構造が形成されていることが好ましい。

【0314】

上記の構成によれば、第１層において、発光部の上面に最も近接した面（すなわち、第１層の上面）から、第１ピーク波長を有する蛍光と第２ピーク波長を有する蛍光のそれぞれが、ピーク波長に応じて異なる方向に拡散される。それゆえ、照明光に含まれる蛍光をより均一に混合することができるという効果を奏する。

【0315】

また、本発明の態様４に係る光源装置は、上記態様１から３のいずれか１つにおいて、上記第１層と上記第２層との界面には、上記蛍光の散乱を生じさせる凹凸構造が形成されていることが好ましい。

【0316】

上記の構成によれば、第２層から第１層に向けて出射された蛍光は、第１層と第２層との界面において散乱される。

【0317】

従って、第２層に含まれている第２蛍光体粒子の配置とは無関係に、第２層からの蛍光を、第１層に入射させることができる。それゆえ、照明光に含まれる蛍光をより均一に混合することができるという効果を奏する。

【0318】

また、本発明の態様５に係る光源装置は、上記態様１から４のいずれか１つにおいて、上記第１層に含まれる複数の上記第１蛍光体粒子間に、空隙（３０ａｈ）が設けられていることが好ましい。

【0319】

上記の構成によれば、空隙と第１蛍光体粒子との界面において、大きな屈折率の差が生じる。このため、当該界面において、第１層において発せられた蛍光には、屈折率の差に起因した散乱または屈折が引き起こされる。それゆえ、発光部における蛍光の混合が促進されるという効果を奏する。

【0320】

また、本発明の態様６に係る光源装置は、上記態様１から５のいずれか１つにおいて、上記第２層に含まれる複数の上記第２蛍光体粒子間に、空隙（３０ｂｈ）が設けられていることが好ましい。

【0321】

上記の構成によれば、上述の態様と同様に、第２層において発せられた蛍光にも、屈折率の差に起因した散乱または屈折が引き起こされる。それゆえ、発光部における蛍光の混合が促進されるという効果を奏する。

【0322】

また、本発明の態様７に係る光源装置は、上記態様１から６のいずれか１つにおいて、上記第１層は、上記蛍光を散乱させる散乱体粒子を含んでいることが好ましい。

【0323】

上記の構成によれば、発光部における蛍光の混合が促進されるという効果を奏する。

【0324】

また、本発明の態様８に係る光源装置は、上記態様１から７のいずれか１つにおいて、上記第１層は、上記上面に最も近接した蛍光体層であり、上記第１層の層厚は、上記第２層の層厚よりも大きいことが好ましい。

【0325】

上記の構成によれば、発光部の上面に最も近接した蛍光体層である第１層において、第２層から発せられた第２ピーク波長を有する蛍光の散乱を促進させることができる。それゆえ、発光部における蛍光の混合が促進されるという効果を奏する。

【0326】

また、本発明の態様９に係る光源装置は、上記態様１から８のいずれか１つにおいて、上記第１層は、上記上面に最も近接した蛍光体層であり、上記第１層における上記第１蛍光体粒子の体積含有率は、上記第２層における上記第２蛍光体粒子の体積含有率よりも大きいことが好ましい。

【0327】

上記の構成によれば、上述の態様と同様に、第１層において、第２層から発せられた第２ピーク波長を有する蛍光の散乱を促進させることができる。それゆえ、発光部における蛍光の混合が促進されるという効果を奏する。

【0328】

また、本発明の態様１０に係る光源装置は、上記態様１から９のいずれか１つにおいて、上記第１層は、上記上面に最も近接した蛍光体層であり、上記第１ピーク波長は、上記第２ピーク波長よりも短いことが好ましい。

【0329】

上記の構成によれば、第１層および第２層における蛍光の自己吸収に伴う損失を抑制することができるという効果を奏する。

【0330】

また、本発明の態様１１に係る光源装置は、上記態様１から１０のいずれか１つにおいて、上記照明光は、可視光としての上記励起光をさらに含んでいてもよい。

【0331】

上記の構成によれば、蛍光を含んだ照明光の一成分として、可視光としての励起光をも利用することができるという効果を奏する。

【0332】

また、本発明の態様１２に係る光源装置は、上記態様１から１１のいずれか１つにおいて、上記発光部において、上記励起光が主に入射する面と、上記蛍光が外部に主に出射される面とが同一の面であってもよい。

【0333】

上記の構成によれば、発光部を反射型の構成によって実現することができるという効果を奏する。発光部を反射型の構成にすることにより、発光効率および放熱性に優れた発光部を実現することができるという利点が得られる。

【0334】

また、本発明の態様１３に係る光源装置は、上記態様１から１１のいずれか１つにおいて、上記発光部において、上記励起光が主に入射する面と、上記蛍光が外部に主に出射される面とが対向していてもよい。

【0335】

上記の構成によれば、発光部を透過型の構成によって実現することができるという効果を奏する。

【0336】

また、本発明の態様１４に係る光源装置は、上記態様１から１３のいずれか１つにおいて、上記遮断部材は、上記励起光を吸収する吸収性部材（４１ｂ）を含んでいることが好ましい。

【0337】

上記の構成によれば、励起光が第１層からはみ出して照射された場合においても、当該励起光は、吸収性部材によって吸収される。それゆえ、発光部の上面において、励起光の過剰な散乱または反射が生じることが防止され、照明光の不均一性をさらに抑制することができるという効果を奏する。

【0338】

また、本発明の態様１５に係る照明装置（１００）は、上記態様１から１４のいずれか１つに係る光源装置と、上記励起光を発する励起光源（半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｅ）と、上記照明光を所定の方向に投光する投光光学系（リフレクタ１０６）と、を備えていることが好ましい。

【0339】

上記の構成によれば、励起光源からの励起光を光源装置の発光部に照射することによって得られた照明光を、投光光学系によって特定の方向に投光することが可能な照明装置を実現することができるという効果を奏する。当該照明装置は、例えば、自動車用のヘッドライトに利用されてよい。

【0340】

〔付記事項〕
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。

【0341】

なお、本発明は、以下のようにも表現できる。

【0342】

すなわち、本発明の一態様に係る光源装置は、励起光源としての半導体レーザ素子と、蛍光体粒子を含む発光部と、を有する照明装置であって、発光部は、一種類の蛍光体粒子Ａを含む層Ａと、蛍光体粒子Ａ以外の蛍光体粒子Ｂを含む層Ｂと、が積層されたものであり、層Ａから外部へ取り出される蛍光体粒子からの発光を照明光として用い、層Ａの全面が励起光によって励起され、発光部の側面が外部に露出しない構成とされた構成を含む。

【0343】

また、本発明の一態様に係る光源装置において、発光部の側面に当接して、発光部から発せられた蛍光を反射する部材が設けられている。

【0344】

また、本発明の一態様に係る光源装置において、発光部の周囲に、励起光を吸収する部材が設けられている。

【0345】

また、本発明の一態様に係る光源装置において、発光部の最上層にＲａ１μｍ以上の凹凸がある。

【0346】

また、本発明の一態様に係る光源装置は、発光部の内部に空隙を有する。

【0347】

また、本発明の一態様に係る光源装置において、複数の蛍光体層の界面にＲａ１μｍ以上の凹凸がある。

【0348】

また、本発明の一態様に係る光源装置は、最上層に蛍光体粒子と散乱体粒子とを含む。

【0349】

また、本発明の一態様に係る光源装置において、最上層が最も厚い。

【0350】

また、本発明の一態様に係る照明装置は、本発明の一態様に係る光源装置と、当該光源装置における蛍光体発光部の表面の光源像を拡大投影する投光光学系と、を備える。

【産業上の利用可能性】

【0351】

本発明は、光源装置、および当該光源装置を含んだ照明装置に利用することができる。

【符号の説明】

【0352】

１，２，３，４，５，６ 蛍光体発光部（発光部）
１０ａ，２０ａ，３０ａ，４０ａ，５０ａ 蛍光体層（第１層）
１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ，４０ｂ，５０ｂ 蛍光体層（第２層）
１１，２１，４１ａ 反射性部材（遮断部材）
３０ａｈ，３０ｂｈ，５０ａｈ，５０ｂｈ 空隙
３１，４１ｂ，６１ 吸収性部材（遮断部材）
１００，２００，３００，４００，５００，６００ 照明装置（光源装置）
１０１ａ〜１０１ｅ，４０１ａ〜４０１ｃ，５０１ 半導体レーザ（励起光源）
１０６ リフレクタ（投光光学系）
２０６ 投光用レンズ（投光光学系）
５０７金属ベース（遮断部材，反射性部材）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】