特許 7148291 光波長変換装置

(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】

(24)【登録日】2022-09-27

(45)【発行日】2022-10-05

(54)【発明の名称】光波長変換装置

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20220928BHJP

   F21V 29/502 20150101ALI20220928BHJP

   F21V 29/70 20150101ALI20220928BHJP

   F21V 9/30 20180101ALI20220928BHJP

【ＦＩ】

F21S2/00 373

F21V29/502 100

F21V29/70

F21V9/30

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018119828

(22)【出願日】2018-06-25

(65)【公開番号】P2020004497

(43)【公開日】2020-01-09

【審査請求日】2021-05-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】千藤 彰大

(72)【発明者】

【氏名】八谷 洋介

(72)【発明者】

【氏名】荒川 竜一

(72)【発明者】

【氏名】田中 智雄

(72)【発明者】

【氏名】勝 祐介

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼久 翔平

【審査官】竹中 辰利

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－２２６９８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１９４８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／００９４１８１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｆ２１Ｖ ２９／５０２

Ｆ２１Ｖ ２９／７０

Ｆ２１Ｖ ９／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入射した光の波長を変換するセラミックス蛍光体を有する光波長変換部材と、
前記光波長変換部材よりも放熱性に優れた放熱部材と、
を備える光波長変換装置であって、
前記光波長変換部材は、
光が入射する入射面と、
前記入射面とは反対側の底面と、
前記入射面と前記底面とをつなぐ側面と、
を有し、
前記放熱部材は、
前記光波長変換部材の前記底面側に配置される基部と、
前記基部から、前記光波長変換部材の前記側面の少なくとも一部を囲うように延伸する枠部と、
を有し、
前記基部及び前記枠部は、それぞれ、前記光波長変換部材に、前記光波長変換部材よりも熱伝導性に優れると共に、金属を主成分とする接合部を介して接合される、光波長変換装置。

【請求項2】

前記枠部は、銅、銀、アルミニウム、ニッケル、及び鉄のうち少なくとも１種を含む、請求項１に記載の光波長変換装置。

【請求項3】

前記基部は、銅、銀、アルミニウム、ニッケル、及び鉄のうち少なくとも１種を含む、請求項１又は請求項２に記載の光波長変換装置。

【請求項4】

前記接合部は、焼結組織を有する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光波長変換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、光波長変換装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ヘッドランプ、各種照明機器、レーザープロジェクター等では、発光ダイオード（ＬＥＤ、Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）や半導体レーザー（ＬＤ、Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）等の青色光を光波長変換部材である蛍光体によって波長変換することにより白色を得ている。

【0003】

この蛍光体としては、樹脂系やガラス系などが知られているが、レーザーを用いた光源の高出力化に対応するため、耐久性に優れたセラミックス蛍光体が光波長変換装置に使用されつつある。

【0004】

また、蛍光体は、光の照射によって発熱する。蛍光体が発熱し高温となると、蛍光体が発する光の強度（すなわち、発光強度：蛍光強度）等の蛍光機能が低下する温度消光が発生する。そのため、効率よく蛍光体を発光させるためには、蛍光体から外部への排熱が必要となる。

【0005】

そこで、はんだ等の接合部を用いて光波長変換部材の底面に放熱部材を接合した光波長変換装置が知られている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】国際公開第２０１４／０６５０５１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記構成では、光波長変換部材の底面に接合された放熱部材を介して、光波長変換部材の排熱が行われる。しかしながら、さらなる光源の高出力化に対応するためには、排熱効率を向上させる必要がある。

【0008】

本開示の一局面は、光波長変換部材の排熱を効率的に行える光波長変換装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示の一態様は、入射した光の波長を変換するセラミックス蛍光体を有する光波長変換部材と、光波長変換部材よりも放熱性に優れた放熱部材と、を備える光波長変換装置である。光波長変換部材は、光が入射する入射面と、入射面とは反対側の底面と、入射面と底面とをつなぐ側面と、を有する。放熱部材は、光波長変換部材の底面側に配置される基部と、基部から、光波長変換部材の側面の少なくとも一部を囲うように延伸する枠部と、を有する。基部及び枠部は、それぞれ、光波長変換部材に、直接接触するか、又は光波長変換部材よりも熱伝導性に優れた接合部を介して接合される。

【0010】

このような構成によれば、放熱部材の枠部によって、光波長変換部材の底面以外の部分からも排熱が行われるため、光波長変換部材の排熱を効率的に行うことができる。その結果、セラミックス蛍光体の温度消光が抑制できる。

【0011】

本開示の一態様では、枠部は、光波長変換部材の入射面の一部を覆うと共に、入射面に、直接接触するか、又は接合部を介して接合されてもよい。このような構成によれば、光波長変換部材の中心部から放熱部材までの経路が短縮できるため、光波長変換部材の排熱がより効率よく行える。

【0012】

本開示の一態様では、枠部は、入射面に直接接触してもよい。このような構成によれば、枠部と光波長変換部材の入射面との間に接合部が介在しないため、光波長変換部材の排熱がより効率よく行える。

【0013】

本開示の一態様では、枠部は、光波長変換部材の側面に、直接接触するか、又は接合部を介して接合されてもよい。このような構成によれば、光波長変換部材内において、底面からの距離に依存せずに放熱部材までの経路が短縮できるため、光波長変換部材の排熱がより効率よく行える。

【0014】

本開示の一態様では、枠部は、側面に直接接触してもよい。このような構成によれば、枠部と光波長変換部材の側面との間に接合部が介在しないため、光波長変換部材の排熱がより効率よく行える。

【0015】

本開示の一態様では、枠部は、銅、銀、アルミニウム、ニッケル、及び鉄のうち少なくとも１種を含んでもよい。このような構成によれば、枠部の剛性と熱伝導性とを両立して高めることができる。

【0016】

本開示の一態様では、基部は、銅、銀、アルミニウム、ニッケル、及び鉄のうち少なくとも１種を含んでもよい。このような構成によれば、基部の熱伝導性が向上するので、光波長変換部材の排熱がより効率よく行える。

【0017】

本開示の一態様では、接合部は、金属を主成分としてもよい。このような構成によれば、接合部を用いて放熱部材を接合した場合における光波長変換部材の排熱効率を高めることができる。

【0018】

本開示の一態様では、接合部は、焼結組織を有してもよい。このような構成によれば、ナノ粒子の焼結によって、接合部を容易かつ確実に形成できる。さらに、接合部の熱伝導性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】実施形態の光波長変換装置の模式的な断面図である。

【図2】図２Ａ及び図２Ｂは、それぞれ、図１の光波長変換装置の模式的な平面図である。

【図3】図１とは異なる実施形態の光波長変換装置の模式的な断面図である。

【図4】図１及び図３とは異なる実施形態の光波長変換装置の模式的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本開示が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．第１実施形態］
［１－１．構成］
図１に示す光波長変換装置１は、光波長変換部材２と、放熱部材３と、接合部４とを備える。

【0021】

＜光波長変換部材＞
光波長変換部材２は、板状のセラミックス蛍光体２１と、反射膜２２と、反射防止膜２３とを有する。また、光波長変換部材２は、光の入射する入射面２Ａと、入射面２Ａと対向すると共に入射面２Ａとは反対側に配置された底面２Ｂと、入射面２Ａと底面２Ｂとをつなぐ側面２Ｃとを有する。

【0022】

（セラミックス蛍光体）
セラミックス蛍光体２１は、入射した光の波長を変換する。セラミックス蛍光体２１は、蛍光性を有する結晶粒子を主体とする蛍光相と、透光性を有する結晶粒子を主体とする透光相とを有するセラミックス焼結体である。

【0023】

「蛍光相」とは、蛍光性を有する結晶粒子を主体とする相であり、「透光相」とは、透光性を有する結晶粒子、詳しくは蛍光相の結晶粒子とは異なる組成の結晶粒子を主体とする相である。

【0024】

また、「主体」とは、各相において、最も多く存在する成分を意味する。例えば、蛍光相は、蛍光性を有する結晶粒子が５０体積％以上、好ましくは９０体積％以上含まれる。また、例えば、透光相には、透光性を有する結晶粒子が５０体積％以上、好ましくは９０体積％以上含まれる。

【0025】

セラミックス蛍光体２１を構成するセラミックス焼結体の各結晶粒子やその粒界には、蛍光相及び透光相以外の不可避不純物が含まれていてもよい。セラミックス焼結体には、蛍光相及び透光相がセラミックス焼結体の５０体積％以上、好ましくは９０体積％以上含まれる。

【0026】

セラミックス蛍光体２１の材質は特に限定されないが、例えば、透光相の結晶粒子が化学式（１）Ａｌ_２Ｏ_３で表される組成を有し、蛍光相の結晶粒子が化学式（２）Ａ_３Ｂ_５Ｏ_１２：Ｃｅで表される組成（つまりガーネット構造）を有するとよい。

【0027】

なお、「Ａ_３Ｂ_５Ｏ_１２：Ｃｅ」とは、Ａ_３Ｂ_５Ｏ_１２中にＣｅが固溶し、元素Ａの一部がＣｅに置換されていることを示す。蛍光相の結晶粒子は、Ｃｅの固溶により、蛍光特性を示す。

【0028】

化学式（１）中の元素Ａ及び化学式（２）中の元素Ｂは、それぞれ下記の元素群から選択される少なくとも１種の元素から構成されている。
Ａ：Ｓｃ、Ｙ、ランタノイド（但し、Ｃｅは除く）
（但し、Ａとして更にＧｄを含んでいてもよい）
Ｂ：Ａｌ（但し、Ｂとして更にＧａを含んでいてもよい）

【0029】

セラミックス蛍光体２１として、上記セラミックス焼結体を使用することで、蛍光相と透光相との界面での光の散乱が起き、光の色の角度依存性を減らすことができる。その結果、色の均質性を向上できる。

【0030】

また、上記セラミックス焼結体は、熱伝導率が優れているため、レーザー光の照射によって発生した熱を放熱部材３に排しやすい。そのため、レーザーの高出力域でも蛍光機能を維持することができる。

【0031】

一方で、セラミックス蛍光体２１が単一組成であると、光の散乱が起こらないため、光の色の角度依存性が大きくなり、光の色のムラが生じるおそれがある。また、蛍光体として樹脂を用いると、熱伝導率が低下し、放熱が十分にできずに温度消光が起きるおそれがある。

【0032】

セラミックス蛍光体２１は、光の入射する入射面と、入射面と対向すると共に放熱部材３と接合される側に配置された底面とを有する。
セラミックス蛍光体２１の平均厚み（つまり、入射面から底面までの平均距離）としては、１００μｍ以上５００μｍ以下が好ましい。

【0033】

（反射膜）
反射膜２２は、セラミックス蛍光体２１の底面（つまり、放熱部材３側の面）に配置されている。

【0034】

反射膜２２は、セラミックス蛍光体２１内部で発生する光を反射することで、この光を光波長変換部材２の外部に効率よく放射させる。これにより、光波長変換部材２の発光強度が向上する。

【0035】

反射膜２２の材質としては、例えば、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化ランタン、酸化タンタル、酸化イットリウム、酸化ガドリニウム、酸化タングステン、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素等の酸化物が採用できる。

【0036】

反射膜２２の平均厚みとしては、０．１μｍ以上２μｍ以下が好ましい。また、反射膜２２は、単一の層で構成されてもよいし、複数の層で構成されてもよい。
なお、後述する放熱部材３の取付面３１Ａが反射機能を奏する場合は、光波長変換部材２は、必ずしも反射膜２２を有さなくてもよい。

【0037】

（反射防止膜）
反射防止膜２３は、セラミックス蛍光体２１の入射面（つまり、放熱部材３とは反対側の面）に配置されている。

【0038】

反射防止膜２３は、セラミックス蛍光体２１の表面での光の反射を抑制するための反射防止コーティング（ＡＲコーティング）である。反射防止膜２３により、セラミックス蛍光体２１に光を効率よく吸収させることができる。また、セラミックス蛍光体２１の内部で発生する光を効率よく外部に取り出すことができる。その結果、光波長変換部材２の発光強度が向上する。

【0039】

反射防止膜２３の材質としては、例えば、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化タンタル、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、フッ化マグネシウム等が採用できる。

【0040】

反射防止膜２３の平均厚みとしては、０．０１μｍ以上１μｍ以下が好ましい。また、反射防止膜２３は、単一の層で構成されてもよいし、複数の層で構成されてもよい。
なお、光波長変換部材２は、必ずしも反射防止膜２３を有さなくてもよい。

【0041】

＜放熱部材＞
放熱部材３は、光波長変換部材２よりも放熱性に優れた部材である。放熱部材３は、基部３１と、枠部３２とを有する。

【0042】

放熱部材３により、セラミックス蛍光体２１においてレーザー光の照射によって生じた熱の排熱が促進される。これにより、高出力域でのセラミックス蛍光体２１の蛍光機能が維持される。

【0043】

（基部）
基部３１は、光波長変換部材２の底面２Ｂ側に配置されている。本実施形態では、基部３１は、接合部４を介して光波長変換部材２に接合されている。

【0044】

基部３１は、光波長変換部材２の底面２Ｂと対向する平らな取付面３１Ａを有する板状の部位である。取付面３１Ａの面積は、光波長変換部材２の底面２Ｂの面積よりも大きい。後述する接合部４は、取付面３１Ａの中央部に固定されている。

【0045】

基部３１の材質は、金属である。基部３１は、銅、銀、アルミニウム、ニッケル、及び鉄のうち少なくとも１種を含むとよい。これらの金属を基部３１が含むことで、基部３１の熱伝導性が向上し、光波長変換部材２の排熱がより効率よく行える。

【0046】

なお、基部３１の取付面３１Ａ以外の面（例えば、取付面３１Ａとは反対側の面）に、基部３１から突出する少なくとも１つの放熱フィンが取り付けられてもよい。放熱フィンと基部３１との接合方法としては、摩擦撹拌接合（ＦＳＷ）を用いるとよい。ＦＳＷは、被接合材を一体化させる接合法であり、接合界面での熱抵抗の上昇を抑えられる。そのため、接合界面での放熱効果の低減が抑制できる。

【0047】

（枠部）
枠部３２は、基部３１の取付面３１Ａから、取付面３１Ａと垂直な方向（つまり、取付面３１Ａから光波長変換部材２における入射面２Ａ側へ向かう方向）に延伸している。枠部３２は、基部３１と共に、光波長変換部材２を収納する空間を形成している。

【0048】

枠部３２は、光波長変換部材２の側面２Ｃ全体を囲っている。枠部３２は、光波長変換部材２の側面２Ｃには当接しておらず、光波長変換部材２の側面２Ｃと枠部３２との間には空隙が形成されている。

【0049】

枠部３２と、光波長変換部材２の側面２Ｃとの距離は、光波長変換部材２の周方向に沿って一定である。したがって、平面視（つまり、光波長変換部材２の入射面２Ａと垂直な方向から視て）、枠部３２において光波長変換部材２の側面２Ｃと対向する内面３２Ａの形状は、光波長変換部材２の形状と相似である。

【0050】

例えば、光波長変換部材２の平面視形状（つまり入射面２Ａの形状）が四角形の場合（図２Ａ参照）、枠部３２の内面３２Ａの平面視形状も四角形である。また、例えば、光波長変換部材２の平面視形状が円形の場合（図２Ｂ参照）、枠部３２の内面３２Ａの平面視形状も円形である。

【0051】

ただし、光波長変換部材２の平面視形状は四角形又は円形に限定されず、四角形以外の多角形のほか、楕円形等としてもよい。また、枠部３２の内面３２Ａの平面視形状は、光波長変換部材２の平面視形状と必ずしも相似でなくてもよい。

【0052】

また、枠部３２は、光波長変換部材２の入射面２Ａの一部を覆っている。具体的には、枠部３２は、光波長変換部材２の入射面２Ａのうち、入射面２Ａの端部から一定距離の領域を入射面２Ａの周方向全体（つまり、縁全体）にわたって覆っている。枠部３２は、光波長変換部材２の入射面２Ａに直接接触している。

【0053】

枠部３２は、光波長変換部材２の入射面２Ａの一部を露出させる開口３２Ｂを有する。したがって、光波長変換部材２の入射面２Ａの中央領域は枠部３２によって被覆されていない。開口３２Ｂの形状は、入射面２Ａの形状と相似である。

【0054】

光波長変換部材２は、例えば、接合部４によって基部３１に固定した後、枠部３２を光波長変換部材２の周囲を囲むように配置することで、基部３１と結合された枠部３２の内部空間に挿入される。

【0055】

枠部３２の材質は、金属である。枠部３２は、銅、銀、アルミニウム、ニッケル、及び鉄のうち少なくとも１種を含むとよい。これらの金属を枠部３２が含むことで、枠部３２の剛性と熱伝導性とを両立して高めることができる。

【0056】

枠部３２と基部３１とは、例えば、上述のＦＳＷ等によって接合される。また、例えば、枠部３２及び基部３１を貫通する複数のボルトによって、枠部３２と基部３１とが締結されてもよい。

【0057】

また、放熱部材３は、基部３１と枠部３２とが一体形成された単一の部材であってもよい。さらに、枠部３２は、光波長変換部材２の側面２Ｃを囲う第１板部と、光波長変換部材２の入射面２Ａを覆う第２板部とに分割されていてもよい。

【0058】

なお、放熱部材３は、接合部４と接合される表面（本実施形態では基部３１の取付面３１Ａ）上に形成された金属の酸化被膜を有していてもよい。この酸化被膜によって、接合部４との接合強度が高められる。

【0059】

＜接合部＞
接合部４は、光波長変換部材２と放熱部材３とを接合するための部材であり、光波長変換部材２よりも熱伝導性に優れる。

【0060】

本実施形態では、接合部４は、光波長変換部材２の底面２Ｂと放熱部材３の基部３１における取付面３１Ａとの間に配置され、これら２つの面を接合している。なお、接合部４は、光波長変換部材２の底面２Ｂよりも大きい範囲で配置されてもよく、例えば、基部３１の取付面３１Ａ全体を覆うように配置されてもよい。

【0061】

接合部４は、熱伝導性の観点から、金属を主成分とすることが好ましい。ここで、「主成分」とは、９０質量％以上含まれる成分を意味する。接合部４は、金、銀、及び銅のうち少なくとも１種を含むとよい。

【0062】

接合部４は、例えば、上述した金属のナノ粒子を焼結することで容易に形成することができる。つまり、接合部４は、熱伝導性が高い金属のナノ粒子の焼結組織を有することが好ましい。この焼結組織では、焼結により互いに結合したナノ粒子間の空隙によって気孔が構成される。なお、ナノ粒子とは、ナノサイズオーダーの粒子を含む、平均粒径が数ナノメートルから数マイクロメートルの粒子群である。

【0063】

また、接合部４は、錫－銀－銅はんだ、銀－錫はんだ等のはんだで構成されてもよい。さらに、接合部４は、導電性接着剤で構成されてもよい。つまり、光波長変換部材２は、はんだ又は導電性接着剤によって、放熱部材３に接合されていてもよい。

【0064】

［１－２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１ａ）放熱部材３の枠部３２によって、光波長変換部材２の底面２Ｂ以外の部分からも排熱が行われるため、光波長変換部材２の排熱を効率的に行うことができる。その結果、セラミックス蛍光体２１の温度消光が抑制できる。

【0065】

（１ｂ）枠部３２が光波長変換部材２の入射面２Ａの一部に接触しているため、光波長変換部材２の中心部から放熱部材３までの経路が短縮できる。その結果、光波長変換部材２の排熱がより効率よく行える。

【0066】

（１ｃ）枠部３２が光波長変換部材２の入射面２Ａに直接接触しており、枠部３２と光波長変換部材２との間に接合部４が介在しないため、光波長変換部材２の排熱がより効率よく行える。

【0067】

［２．第２実施形態］
［２－１．構成］
図３に示す光波長変換装置１０１は、光波長変換部材２と、放熱部材１０３と、接合部４とを備える。光波長変換部材２及び接合部４は、図１の光波長変換装置１と同様であるため、同一の符号を付して説明を省略する。

【0068】

＜放熱部材＞
放熱部材１０３は、基部３１と、枠部１３２とを有する。基部３１は、図１の光波長変換装置１における放熱部材３の基部３１と同じものである。

【0069】

枠部１３２は、光波長変換部材２の側面２Ｃに接触している点を除いて、図１の放熱部材３の枠部３２と同じものである。具体的には、枠部１３２は、光波長変換部材２の側面２Ｃ全体に直接接触している。

【0070】

［２－２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（２ａ）光波長変換部材２内において、底面２Ｂからの距離に依存せずに放熱部材１０３までの経路が短縮できるため、光波長変換部材２の排熱がより効率よく行える。

【0071】

［３．第３実施形態］
［３－１．構成］
図４に示す光波長変換装置２０１は、光波長変換部材２と、放熱部材２０３と、接合部２０４とを備える。光波長変換部材２は、図１の光波長変換装置１と同様であるため、同一の符号を付して説明を省略する。

【0072】

＜放熱部材＞
放熱部材２０３は、基部３１と、枠部２３２とを有する。基部３１は、図１の光波長変換装置１における放熱部材３の基部３１と同じものである。枠部２３２は、図１の放熱部材３の枠部３２と同じ材質である。

【0073】

枠部２３２は、基部３１の取付面３１Ａから、取付面３１Ａと垂直な方向に延伸している。枠部２３２は、光波長変換部材２の側面２Ｃ全体を囲っている。枠部２３２の内面２３２Ａは、光波長変換部材２の側面２Ｃ全体に接合部２０４を介して接合されている。

【0074】

一方、枠部２３２は、光波長変換部材２の入射面２Ａを覆っていない。つまり、枠部２３２は、光波長変換部材２の側面２Ｃのみに接合されている。ただし、枠部２３２は、基部３１の取付面３１Ａに対し、光波長変換部材２の入射面２Ａよりも遠い位置（つまり、入射面２Ａよりも光源に近い位置）まで延伸してもよい。

【0075】

＜接合部＞
接合部２０４は、図１の接合部４と同じ材質であり、光波長変換部材２よりも熱伝導性に優れる。

【0076】

本実施形態では、接合部２０４は、光波長変換部材２の底面２Ｂと基部３１の取付面３１Ａとの間、及び光波長変換部材２の側面２Ｃと枠部２３２の内面２３２Ａとの間に配置されている。

【0077】

［３－２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（３ａ）放熱部材２０３の枠部２３２が光波長変換部材２の側面２Ｃのみを覆っているので、比較的容易に光波長変換装置２０１を製造することができる。

【0078】

［４．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

【0079】

（４ａ）上記実施形態の光波長変換装置１，１０１，２０１において、基部３１は、接合部を介さず光波長変換部材２の底面２Ｂに直接接触していてもよい。また、上記実施形態の光波長変換装置１，１０１において、枠部３２，１３２は、接合部を介して光波長変換部材２に接合されていてもよい。さらに、上記実施形態の光波長変換装置２０１において、枠部２３２は、接合部を介さず光波長変換部材２の側面２Ｃに直接接触していてもよい。

【0080】

例えば、図１の光波長変換装置１において枠部３２と光波長変換部材２の入射面２Ａとの間に接合部を設けた第１変形例、図１の光波長変換装置１又は上記第１変形例において接合部４をなくして光波長変換部材２と基部３１とを直接接触させた第２変形例、図３の光波長変換装置１０１において枠部１３２と光波長変換部材２の入射面２Ａ及び／又は側面２Ｃとの間に接合部を設けた第３変形例、図３の光波長変換装置１０１又は上記第３変形例において接合部４をなくして光波長変換部材２と基部３１とを直接接触させた第４変形例、図４の光波長変換装置２０１において接合部２０４の一部をなくして放熱部材２０３と光波長変換部材２とを部分的に直接接触させた第５変形例も本開示の意図する構成である。

【0081】

（４ｂ）上記実施形態の光波長変換装置１，１０１，２０１において、枠部３２，１３２，２３２は、必ずしも光波長変換部材２の側面２Ｃ全体を囲わなくてもよい。つまり、枠部３２，１３２，２３２は、光波長変換部材２の厚み方向又は周方向において、光波長変換部材２の側面２Ｃの一部のみを囲っていてもよい。また、上記実施形態の光波長変換装置１，１０１において、枠部３２，１３２は、必ずしも光波長変換部材２の入射面２Ａを周方向全体にわたって被覆しなくてもよい。

【0082】

（４ｃ）上記実施形態の光波長変換装置１，１０１，２０１及び上述の変形例では、基部の一部及び枠部の一部が、光波長変換部材２の底面２Ｂ及び側面２Ｃに直接接触するか、光波長変換部材２の底面２Ｂ及び側面２Ｃに接合部を介して接合されていればよい。

【0083】

（４ｄ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

【0084】

［５．実施例］
以下に、本開示の効果を確認するために行った試験の内容とその評価とについて説明する。

【0085】

＜実施例１＞
１ｍｍ角、平均厚み０．２２ｍｍのセラミックス蛍光体２１を用いて、図１の光波長変換装置１を作製した。セラミックス蛍光体２１は、ＹＡＧ（Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２）を３０体積％含み、セラミックス蛍光体２１のＣｅ濃度は、ＹＡＧ中のＹに対して０．３ｍｏｌ％である。基部３１及び枠部３２の材質は銅とした。また、接合部４として、樹脂性接着剤を使用した。以上を用いて図１の光波長変換装置１を作製した。

【0086】

＜実施例２＞
実施例１と同じセラミックス蛍光体２１を用いて、図３の光波長変換装置１０１を作製した。基部３１及び枠部１３２の材質は銅とした。また、接合部４として、樹脂性接着剤を使用した。

【0087】

＜実施例３＞
接合部として、はんだを用いた点以外は、実施例２と同じ構成の光波長変換装置を作製した。

【0088】

＜実施例４＞
接合部として、銀のナノ粒子を焼結したものを用いた点以外は、実施例２と同じ構成の光波長変換装置を作製した。

【0089】

＜比較例１＞
実施例１の光波長変換装置から枠部を取り除いた（つまり、放熱部材３が基部３１のみを有する）光波長変換装置を作製した。

【0090】

＜排熱性の評価＞
実施例１－４及び比較例１の装置に対して、出力５Ｗ（照射面積０．２ｍｍ^２）のレーザー光を光波長変換部材の中心に６０秒間照射した後の光波長変換部材の中心温度をサーモグラフィで測定した。その結果を表１に示す。表１中の評価において、中心温度が５０℃未満をＡ、中心温度が５０℃以上８０℃未満をＢ、中心温度が８０℃以上をＣとした。

【0091】

【表1】

【0092】

＜考察＞
表１に示されるように、実施例１では、中心温度が８０℃未満に抑えられており、枠体を有する放熱部材によって光波長変換部材の排熱が効率的に行なわれている。枠体を有しない比較例１では、中心温度が８０℃を超えており、排熱が十分ではない。

【0093】

また、実施例２では、枠体を光波長変換部材の入射面及び側面の双方に接触させることで排熱性がより高まるため、中心温度が実施例１よりも低下している。さらに、接合部としてはんだを用いた実施例３では、実施例２よりも排熱性が促進されている。さらに、接合部が焼結組織を有する実施例４では、中心温度が５０℃未満となり、排熱性がさらに高まっている。

【符号の説明】

【0094】

１…光波長変換装置、２…光波長変換部材、２Ａ…入射面、２Ｂ…底面、２Ｃ…側面、
３…放熱部材、４…接合部、２１…セラミックス蛍光体、２２…反射膜、
２３…反射防止膜、３１…基部、３１Ａ…取付面、３２…枠部、３２Ａ…内面、
３２Ｂ…開口、１０１…光波長変換装置、１０３…放熱部材、１３２…枠部、
２０１…光波長変換装置、２０３…放熱部材、２０４…接合部、２３２…枠部、
２３２Ａ…内面。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】