(57)【要約】      （修正有）【課題】蛍光体層の温度上昇を抑制し、高出力化を図ることができる波長変換装置を提供する。【解決手段】レーザー光用の波長変換装置であって、透光性を有する第１基板１０１と、透光性を有する第２基板１０３と、第１基板１０１と第２基板１０３とに挟まれて設けられ、入射された所定波長のレーザー光を波長変換する蛍光体を有する蛍光体層２０２Ｄと、第１基板１０１と第２基板１０３の間に蛍光体層２０２Ｄの膜厚を調整する間隙保持部材２０２１Ｄとを備える。第１基板１０１および第２基板１０３の熱伝導率は、蛍光体層２０２Ｄの熱伝導率よりも高く、間隙保持部材２０２１Ｄは、透光性を有し、かつ、蛍光体層２０２Ｄの厚み方向に一定の厚みを有するリング状の膜厚調整物体である。【選択図】図２２
2020030413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光用の波長変換装置であって、
透光性を有する第１基板と、 
透光性を有する第２基板と、
前記第１基板および前記第２基板に挟まれかつ面接触して設けられ、入射されたレーザー光源からの所定波長のレーザー光を波長変換する蛍光体層と、
前記第１基板と前記第２基板の間に蛍光体層の膜厚を調整する間隙保持部材と、を備え、
前記第１基板および前記第２基板の熱伝導率は、前記蛍光体層の熱伝導率よりも高く、
前記間隙保持部材は、透光性を有し、かつ、前記蛍光体層の厚み方向に一定の厚みを有するリング状の膜厚調整物体である、
波長変換装置。
【請求項２】
前記第１基板および前記第２基板は、サファイア基板である、
請求項１に記載の波長変換装置。
【請求項３】
前記第２基板は、さらに、前記第１基板と反対側に凸の半球レンズ形状となるように形成されている、
請求項２に記載の波長変換装置。
【請求項４】
前記第２基板は、さらに、前記第１基板と反対側に凸の非球面レンズ形状となるように形成されている、
請求項２に記載の波長変換装置。
【請求項５】
前記第２基板は、さらに、前記第１基板と反対側に凸のレンズアレイ形状となるように形成されている、
請求項２に記載の波長変換装置。
【請求項６】
前記レーザー光源は、所定波長のレーザー光として、青色のレーザー光を発し、
前記蛍光体層は、前記青色のレーザー光の一部を、黄色を示す波長帯域の光に波長変換する、
請求項１または２に記載の波長変換装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の波長変換装置を用いた、照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長変換装置及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体光源を用いる照明がある。このような照明では、固体光源が発する光を蛍光体を含む蛍光体層に照射することで白色光を作り出して出射する。例えば当該光が青色光の場合、蛍光体は、青色光の一部により励起された黄色光と透過した青色光の他部とを散乱させるので、当該照明は、固体光源が発する青色光を蛍光体層に照射することで、それらが混色された白色光を作り出すことができる。
【０００３】
例えば特許文献１には、蛍光体と固体光源として紫外光を発する半導体積層体とから白色光を発するＬＥＤ（Light Emitting Diode）についての開示がある。この特許文献１では、蛍光体を含有するエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂を用いて、半導体積層体が形成されていないサファイア基板の一方の主面に蛍光体層を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４２３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術に開示される構造では、蛍光体層の温度上昇を十分抑制できず、照明装置の高出力化を図るのが難しいという問題がある。換言すると、蛍光体は温度が高くなると波長変換効率が下がる温度消光特性を有する。上記従来技術に開示される構造では、蛍光体層は、光照射された領域で多くの熱が発生し高温となってしまう。そのため、照明装置の高出力化を図るためには、蛍光体層の温度上昇を抑制する必要がある。
【０００６】
本発明は、上述の課題を鑑みてなされたもので、蛍光体層の温度上昇を抑制し、高出力化を図ることができる波長変換装置及びそれを用いた照明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】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明の一態様に係る波長変換装置は、レーザー光用の波長変換装置であって、透光性を有する第１基板と、透光性を有する第２基板と、前記第１基板および前記第２基板に挟まれかつ面接触して設けられ、入射されたレーザー光源からの所定波長のレーザー光を波長変換する蛍光体層と、前記第１基板と前記第２基板の間に蛍光体層の膜厚を調整する間隙保持部材と、を備え、前記第１基板および前記第２基板の熱伝導率は、前記蛍光体層の熱伝導率よりも高く、前記間隙保持部材は、透光性を有し、かつ、前記蛍光体層の厚み方向に一定の厚みを有するリング状の膜厚調整物体である。
【０００８】
また、上記目的を達成するために本発明の一態様に係る照明装置は、上記記載の波長変換装置を用いた、照明装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様に係る波長変換装置等では、蛍光体層への熱負荷を軽減しつつ、高出力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態１における波長変換装置が用いられる照明装置の一例を示す図である。
【図２】図２は、図１に示す照明装置の断面図である。
【図３】図３は、比較例における波長変換装置が用いられる照明装置の断面図である。
【図４】図４は、波長変換装置の解析モデルの一例を示す模式図である。
【図５】図５は、図４に示す解析モデルのＺ平面での断面図を示す模式図である。
【図６】図６は、比較例における波長変換装置の解析モデルの説明図である。
【図７】図７は、実施例における波長変換装置の解析モデルの説明図である。
【図８Ａ】図８Ａは、実施例および比較例における波長変換装置の断面の温度分布を示す説明図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａの一部拡大図である。
【図９】図９は、レーザー照射パワー密度の説明図である。
【図１０】図１０は、蛍光体層の発熱量が１Ｗである場合の実施例および比較例における解析結果の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、蛍光体層の発熱量が３Ｗ、５Ｗである場合の実施例および比較例における解析結果の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、実施の形態２における波長変換装置が用いられる照明装置の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、図１２に示す照明装置の断面図である。
【図１４】図１４は、実施の形態２における波長変換装置の断面図である。
【図１５】図１５は、実施の形態２の比較例１における波長変換装置が用いられる照明装置の断面図である。
【図１６】図１６は、実施の形態２の比較例１における波長変換装置の断面図である。
【図１７】図１７は、実施の形態２の変形例における波長変換装置の一例の断面図である。
【図１８】図１８は、実施の形態２の変形例における蛍光体層を構成する材料例を示す図である。
【図１９】図１９は、図１７に示す蛍光体層に含有される膜厚調整粒子の配置例を示す模式図である。
【図２０】図２０は、実施の形態２の比較例２における蛍光体層に含有される膜厚調整粒子の配置例を示す模式図である。
【図２１】図２１は、実施の形態２の変形例における間隙保持部材の別の例を示す模式図である。
【図２２】図２２は、実施の形態２の変形例における間隙保持部材の別の例を示す模式図である。
【図２３】図２３は、実施の形態２の変形例における間隙保持部材の別の例を示す模式図である。
【図２４】図２４は、実施の形態３における波長変換装置が用いられる照明装置の一例を示す図である。
【図２５】図２５は、図２４に示す照明装置の断面図である。
【図２６】図２６は、実施の形態３の比較例における波長変換装置が出射する白色光の説明図である。
【図２７】図２７は、実施の形態３における波長変換装置が出射する白色光の説明図である。
【図２８】図２８は、図２４に示す照明装置の別の断面図である。
【図２９】図２９は、実施の形態３の変形例１における波長変換装置が出射する白色光の説明図である。
【図３０】図３０は、図２４に示す照明装置のさらに別の断面図である。
【図３１】図３１は、実施の形態３の変形例２における波長変換装置が出射する白色光の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施の形態について、図面を参照しながら説明する。ここで示す実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。従って、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、並びに、ステップ（工程）及びステップの順序等は、一例であって本発明を限定するものではない。以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意に付加可能な構成要素である。また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。
【００１２】
（実施の形態１）
［照明装置］
以下では、まず、本実施の形態における波長変換装置が用いられる応用製品として、照明装置を例に挙げて説明する。
【００１３】
図１は、本実施の形態における波長変換装置１０が用いられる照明装置１の一例を示す図である。図２は、図１に示す照明装置の断面図である。
【００１４】
図１に示される照明装置１は、例えば内視鏡やファイバースコープ、スポットライト、漁網に用いられ、紫外から可視までの波長帯域のうちの所定の波長のレーザー光から白色光を作り出して出射する。
【００１５】
本実施の形態では、照明装置１は、波長変換装置１０と、放熱板１１と、放熱板１２とを備える。また、固体光源は、所定波長のレーザー光として、青色のレーザー光を発するレーザー光源であり、例えば青色のレーザー光を発するレーザーダイオード（ＬＤ）からなる。
【００１６】
［放熱板１１］
放熱板１１は、波長変換装置１０のうち蛍光体層１０２が設けられた部分に重なる位置に開口部１１１を有し、波長変換装置１０において発生した熱を照明装置１の外部へ放熱する部材である。放熱板１１は、照明装置１のレーザー光（図でＬ１）が入射される側（図で入射側）において波長変換装置１０と面接触して配置される。放熱板１１は、例えばＡｌなどの高い熱伝導率を持つ材料で形成される。なお、放熱板１１の表面には、凹凸形状が形成されていてもよい。放熱板１１の表面積を大きくすることで照明装置１の外部へ放熱する効率を高めることができるからである。
【００１７】
開口部１１１は、固体光源であるレーザー光源から出射されたレーザー光を波長変換装置１０へ通過させるための開口である。開口部１１１は、レーザー光源から出射されたレーザー光の光路上に配置されている。このようにして、レーザー光源から出射されたレーザー光は、開口部１１１を通過して波長変換装置１０に到達することができる。
【００１８】
［放熱板１２］
放熱板１２は、波長変換装置１０のうち蛍光体層１０２が設けられた部分に重なる位置に開口部１２１を有し、波長変換装置１０において発生した熱を照明装置１の外部へ放熱する部材である。放熱板１２は、白色光（図でＬ２）が出射される側（図で出射側）において波長変換装置１０と面接触して配置され、放熱板１２は、例えばＡｌなどの高熱伝導率を持つ材料で形成される。なお、放熱板１２の表面には、凹凸形状が形成されていてもよい。放熱板１２の表面積を大きくすることで照明装置１の外部へ放熱する効率を高めるためである。
【００１９】
開口部１２１は、波長変換装置１０から出射された白色光を通過させることで照明装置１の外部へ出射させるための開口である。開口部１２１は、レーザー光源から出射されたレーザー光の光路上に配置されている。このようにして、波長変換装置１０から出射された白色光は、開口部１２１を通過して照明装置１の外部に出射することができる。
【００２０】
［波長変換装置１０］
波長変換装置１０は、レーザー光用の波長変換装置であって、図２に示すように、第１基板１０１と、蛍光体層１０２と、第２基板１０３とを備える。なお、波長変換装置１０は、照明装置１が内視鏡等に用いられる場合にはレーザー光を用いた光源手段に該当する。
【００２１】
（第１基板１０１）
第１基板１０１には、レーザー光源から出射され、放熱板１１の開口部１１１を通過したレーザー光が照射される。第１基板１０１は、蛍光体層１０２が設けられた部分を有する。蛍光体層１０２は、第１基板１０１に塗布されることで第１基板１０１上に設けられる場合を例として説明するが、蛍光体層１０２が第１基板１０１上に設けられる手法はこれに限られない。
【００２２】
第１基板１０１は、透光性を有する基板である。ここで、第１基板１０１は、光の吸収が無く透明であるとよい。言い換えれば、第１基板１０１は、消衰係数がほぼ０の材料で形成されているとよい。これにより、第１基板１０１を透過するレーザー光の量を多くすることができ、結果的に照明装置１から周囲に出射される光の量を多くすることができるからである。
【００２３】
また、第１基板１０１の熱伝導率は、蛍光体層１０２の熱伝導率よりも高い。ここで、第１基板１０１は、例えばサファイア基板であってもよい。なお、第１基板１０１を形成する材料は、透光性を有し、かつ、蛍光体層１０２の熱伝導率よりも高ければ、例えば、ＺｎＯ単結晶、ＡｌＮ、Ｙ２Ｏ３、ＳｉＣ、多結晶アルミナ、ＧａＮなど任意のものを用いてもよい。
【００２４】
また、第１基板１０１は、外部の放熱部材と熱的に接続されている。図２に示す例では、第１基板１０１は、外部の放熱部材として放熱板１１と面接触して配置され、熱的に接続されている。これにより、第１基板１０１は、蛍光体層１０２において発生した熱を放熱板１１を介してより効率よく照明装置１の外部へ放熱することができる。
【００２５】
（第２基板１０３）
第２基板１０３は、蛍光体層１０２が設けられている部分を有し、蛍光体層１０２から出射された白色光が照射される。第２基板１０３は、照射された白色光を通過させることで放熱板１２の開口部１２１に出射する。
【００２６】
第２基板１０３は、透光性を有する基板である。ここで、第２基板１０３は、光の吸収が無く透明であるとよい。言い換えれば、第２基板１０３は、消衰係数がほぼ０の材料で形成されているとよい。これにより、第２基板１０３を透過する白色光の量を多くすることができ、結果的に照明装置１から周囲に出射される光の量を多くすることができるからである。
【００２７】
また、第２基板１０３の熱伝導率は、蛍光体層１０２の熱伝導率よりも高い。ここで、第２基板１０３は、例えばサファイア基板であってもよい。なお、第２基板１０３を形成する材料は、透光性を有し、かつ、蛍光体層１０２の熱伝導率よりも高ければ、例えば、ＺｎＯ単結晶、ＡｌＮ、Ｙ２Ｏ３、ＳｉＣ、多結晶アルミナ、ＧａＮなど任意のものを用いてもよい。
【００２８】
また、第２基板１０３は、外部の放熱部材と熱的に接続されていてもよい。図２に示す例では、第２基板１０３は、外部の放熱部材として放熱板１２と面接触して配置され、熱的に接続されている。これにより、第２基板１０３は、蛍光体層１０２において発生した熱を放熱板１２を介してより効率よく照明装置１の外部へ放熱することができる。なお、第２基板１０３は、外部の放熱部材と熱的に接続されていなくもよい。第２基板１０３は外部の放熱部材等と接続されていない状態であっても蛍光体層１０２の熱を分散させる効果を有しているからである。
【００２９】
（蛍光体層１０２）
蛍光体層１０２は、第１基板１０１および第２基板１０３に挟まれ、かつ、これらに面接触して設けられる。蛍光体層１０２は、照射されたレーザー光源からの所定波長のレーザー光を波長変換する。蛍光体層１０２は、光の色の変換の際に熱を発生させる。
【００３０】
本実施の形態では、蛍光体層１０２は、レーザー光の色（波長）を変換する波長変換機能を有する。具体的には、蛍光体層１０２は、レーザー光源からの青色のレーザー光を受光し、受光した青色のレーザー光の一部を変換した黄色光と、上記青色のレーザー光の残部とが混色された白色光を生成して出射する。蛍光体層１０２は、図２に示すように、例えば平板状に形成される。
【００３１】
蛍光体層１０２は、レーザー光源からの青色のレーザー光を受光し、黄色光を出射する複数の蛍光体（蛍光体粒子）を含み、これら複数の蛍光体を封止樹脂により封止されて形成される。蛍光体（蛍光体粒子）は、例えば、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系の蛍光体粒子である。封止樹脂は、例えばシリコーン又は液状ガラス等の樹脂である。なお、封止樹脂に、例えばＺｎＯ等の無機酸化物などの熱伝導率の高い材料をさらに混合することで放熱性を高めてもよい。
【００３２】
このように構成される蛍光体層１０２は、光の色の変換の際に熱を発生させるが、温度が高くなると波長変換効率が下がる温度消光特性を有する。そのため、蛍光体層１０２の放熱は非常に重要である。本実施の形態では、第１基板１０１に加えて、第２基板１０３を備えることにより蛍光体層１０２が発生させる熱を適切に波長変換装置１０の外部に放熱することができる。つまり、本実施の形態における波長変換装置１０は、第１基板１０１および第２基板１０３を備えることにより、蛍光体層１０２の高温化をより抑制することができる。
【００３３】
また、波長変換装置１０では、第１基板１０１に照射される際のスポット径(入射スポット径とも記載)の大きさに放熱効果が依存し、入射スポット径が小さい方が（照射されるエネルギーの大きい方が）より放熱効果が高い。このことから、本実施の形態では、固体光源として、レーザー照射パワー密度が０．０３Ｗ／ｍｍ２以上である所定波長のレーザー光を発するレーザー光源を用いることにより、蛍光体層１０２の高温化をより抑制する。なお、レーザー光のレーザー照射パワー密度は、０．２２Ｗ／ｍｍ２以上であってもよい。
【００３４】
［効果等］
以上のように、本実施の形態によれば、放熱効果を高めることができるので、蛍光体層１０２の温度上昇を抑制し、高出力化を図ることができるレーザー光用の波長変換装置１０及びそれを用いた照明装置１を実現することができる。
【００３５】
ここで、図３を用いて、本実施の形態の波長変換装置１０の効果について説明する。図３は、比較例における波長変換装置９０が用いられる照明装置の断面図である。なお、図２と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【００３６】
図３に示す比較例では、第１基板９０１と、蛍光体層９０２とを備える波長変換装置９０の一例が示されている。ここで、第１基板９０１は、透光性を有する基板であり、蛍光体層９０２が塗布された部分を有する。第１基板９０１を形成する材料は、例えば、ガラス、プラスチックなど任意のものを用いることができる。蛍光体層９０２は、第１基板９０１に設けられる。波長変換装置９０には、ＬＥＤ光源からの所定波長の光が（図でＬ９１）照射されている。つまり、比較例の波長変換装置９０では、第２基板がなく第１基板９０１のみを有しており、さらに、蛍光体層９０２にはレーザー光ではなくＬＥＤ光源からの所定波長の光が照射される。なお、蛍光体層９０２は、ＬＥＤ光源からの所定波長の光の色（波長）を変換した白色光（図でＬ９２）を出射する。
【００３７】
波長変換装置９０は、第２基板を有しないため、蛍光体層９０２は、当該光が照射された領域で発生した熱が効率よく外部へ放熱できない。また、波長変換装置９０は、レーザー光ではなくＬＥＤ光源からの所定波長の光が第１基板９０１に照射されるため、第１基板１０１に照射される際のスポット径（入射スポット径）がレーザー光より大きく高い放熱効果を得られない。これらにより、比較例の波長変換装置９０の構成では、蛍光体層９０２の温度上昇を抑制できないので、高出力化を図ることができないという問題がある。
【００３８】
それに対して、例えば図２に示す本実施の形態の波長変換装置１０は、蛍光体層１０２を第１基板１０１に塗布し、第２基板１０３で挟みこみ、波長変換装置１０を作成する。さらに、波長変換装置１０では、放熱効果が高い入射スポット径の小さな光として、レーザー照射パワー密度が０．０３Ｗ／ｍｍ２以上である所定波長のレーザー光を用いる。
【００３９】
これらにより、本実施の形態の波長変換装置１０は、放熱効果を高めることができるので、蛍光体層１０２の温度上昇を抑制できる。それにより、本実施の形態の波長変換装置１０は蛍光体層１０２に照射される光の強度を上げても輝度飽和するのを抑止することができ、高出力化を図ることができる。
【００４０】
以上のように、本実施の形態に係る波長変換装置１０は、レーザー光用の波長変換装置であって、透光性を有する第１基板１０１と、透光性を有する第２基板１０３と、第１基板１０１および第２基板１０３に挟まれかつ面接触して設けられ、入射されたレーザー光源からの所定波長のレーザー光を波長変換する蛍光体層１０２と、を備える。レーザー光のレーザー照射パワー密度は、０．０３Ｗ／ｍｍ２以上であり、第１基板１０１および第２基板１０３の熱伝導率は、蛍光体層１０２の熱伝導率よりも高い。
【００４１】
これにより、放熱効果を高めることができるので、蛍光体層１０２の温度上昇を抑制し、高出力化を図ることができるレーザー光用の波長変換装置１０を実現することができる。
【００４２】
また、例えば、第２基板１０３は、さらに、外部の放熱部材と熱的に接続されていてもよい。
【００４３】
これにより、放熱効果をより高めることができるので、蛍光体層１０２の温度上昇をより抑制することができる。
【００４４】
ここで、例えば、第１基板および前記第２基板は、サファイア基板であってもよい。
【００４５】
これにより、放熱効果をより高めることができるので、蛍光体層１０２の温度上昇をより抑制することができる。
【００４６】
また、例えば、レーザー光のレーザー照射パワー密度は、０．２２Ｗ／ｍｍ２以上であってもよい。
【００４７】
これにより、放熱効果をより高めることができるので、蛍光体層１０２の温度上昇をより抑制することができる。
【００４８】
また、例えば、レーザー光源は、所定波長のレーザー光として、青色のレーザー光を発し、蛍光体層１０２は、青色のレーザー光の一部を、黄色を示す波長帯域の光に波長変換してもよい。
【００４９】
これにより、波長変換装置１０は、青色のレーザー光を波長変換して白色光を作り出すことができる。
【００５０】
（実施例）
次に、以上のように構成された波長変換装置１０の熱の伝達性についてのシミュレーション評価の結果を実施例として説明する。
【００５１】
［解析モデル］
図４は、波長変換装置の解析モデルの一例を示す模式図である。図５は、図４に示す解析モデル１ａのＺ平面での断面図を示す模式図である。
【００５２】
図４および図５に示す解析モデル１ａは、開口部１１１ａを有する放熱板１１ａと、開口部１２１ａを有する放熱板１２ａとを備え、放熱板１１ａおよび放熱板１２ａとの間（図でＫ領域）に、比較例の波長変換装置９０ａまたは実施例の波長変換装置１０ａが配置される。解析モデル１ａは、上記の実施の形態１で説明した照明装置１を模式的に示した解析モデルに該当する。なお、図５では、比較例の波長変換装置９０ａが配置された場合について示されている。また、放熱板１１ａは、熱伝導率が１３８Ｗ／ｍＫのアルミＡ５０５２からなり、２０ｍｍ×７０ｍｍの大きさで厚みが５０ｍｍであるとした。放熱板１２ａは、熱伝導率が１３８Ｗ／ｍＫのアルミＡ５０５２からなり、２０ｍｍ×７０ｍｍの大きさで厚みが２０ｍｍであるとした。開口部１１１ａおよび開口部１２１ａは、φ９ｍｍの大きさであるとした。
【００５３】
図６は、比較例における波長変換装置９０ａの解析モデルの説明図である。図６に示す比較例における波長変換装置９０ａは、第１基板９０１ａと、蛍光体層９０２ａとを備え、所青色のレーザー光が照射される場合の解析モデルである。比較例の波長変換装置９０ａは、上記の実施の形態１で説明した比較例の波長変換装置９０の解析モデルに該当する。ここで、第１基板９０１ａは、熱伝導率が４２Ｗ／ｍＫのサファイア基板からなり、１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさで厚みが０．３ｍｍであるとした。蛍光体層９０２ａは、等価熱伝導率が３Ｗ／ｍＫであり、φ９ｍｍの大きさで厚みが０．０３ｍｍであるとした。放熱板１１ａおよび放熱板１２ａと第１基板９０１ａとは、熱伝導率が５Ｗ／ｍＫの銀ペーストを介して接触しているとした。なお、図６には、青色のレーザー光が照射されている蛍光体層９０２ａの領域Ａが模式的に示されている。
【００５４】
図７は、本実施例における波長変換装置１０ａの解析モデルの説明図である。図７に示す実施例における波長変換装置１０ａは、第１基板１０１ａと、蛍光体層１０２ａと、第２基板１０３ａとを備え、青色のレーザー光が照射される場合の解析モデルである。実施例の波長変換装置１０ａは、上記の実施の形態１で説明した波長変換装置１０の解析モデルに該当する。ここで、第１基板１０１ａおよび第２基板１０３ａは、第１基板９０１と同様に、熱伝導率が４２Ｗ／ｍＫのサファイア基板からなり、１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさで厚みが０．３ｍｍであるとした。蛍光体層１０２ａは、蛍光体層９０２ａと同様に、等価熱伝導率が３Ｗ／ｍＫであり、φ９ｍｍの大きさで厚みが０．０３ｍｍであるとした。放熱板１１ａと第１基板１０１ａおよび放熱板１２ａと第２基板１０３ａとは、熱伝導率が５Ｗ／ｍＫの銀ペーストを介して接触しているとした。
【００５５】
［解析結果］
次に、シミュレーションによる解析結果について説明する。シミュレーションによって、レーザーダイオードが青色のレーザー光を出射している状態で解析モデル１ａが温度３０度の環境下に置かれ、解析モデル１ａの各部位の温度が実質的に一定値になった定常状態（つまり各部位の温度が飽和した状態）での蛍光体層の温度を解析（評価）する。
【００５６】
図８Ａは、実施例および比較例における波長変換装置の断面の温度分布を示す説明図である。図８Ｂは、図８Ａの一部拡大図である。図９は、レーザー照射パワー密度の説明図である。図８Ａおよび図８Ｂには、シミュレーションの解析結果として、青色のレーザー光の入射スポット径がφ０．３ｍｍ、φ７ｍｍすなわちレーザー照射パワー密度２１．７６Ｗ／ｍｍ２、０．０４Ｗ／ｍｍ２における実施例および比較例における波長変換装置の断面の温度分布が示されている。なお、蛍光体層の発熱量が１Ｗであるとしている。ここで、レーザー照射パワー密度は、図９に示すように、レーザーダイオードから出射された青色のレーザー光Ｌ１のエネルギー［Ｗ］を、当該青色のレーザー光が照射される蛍光体層１０２の出射側の面積（レーザー照射エリア１０２２）［ｍｍ２］で除した値である。このレーザー照射パワー密度は、ａ）レーザーダイオードからの出力［Ｗ］、ｂ）スポット径［ｍｍ］から導出することができる。
【００５７】
図８Ａおよび図８Ｂに示すように、レーザー照射パワー密度２１．７６Ｗ／ｍｍ２において、実施例における蛍光体層１０２ａの温度の最高値は、９０．６６度であり、比較例における蛍光体層９０２ａの温度の最高値は、１７６．１６度であった。また、レーザー照射パワー密度０．０４Ｗ／ｍｍ２において、実施例における蛍光体層１０２ａの温度の最高値は、４１．８２度であり、比較例における蛍光体層９０２ａの温度の最高値は、４６．１８度であった。
【００５８】
図１０は、蛍光体層の発熱量が１Ｗである場合の実施例および比較例における解析結果の一例を示す図である。なお、図１０に示されるグラフは、青色のレーザー光のスポット径がφ０．３ｍｍ、φ３ｍｍ、φ７ｍｍ、φ８．４１ｍｍすなわちレーザー照射パワー密度が２１．７６Ｗ／ｍｍ２、０．２２Ｗ／ｍｍ２、０．０４Ｗ／ｍｍ２、０．０３Ｗ／ｍｍ２における蛍光体層の温度をプロットして結んだものである。
【００５９】
この図１０から、実施例に係る波長変換装置１０ａでは、レーザー照射パワー密度が０．０３Ｗ／ｍｍ２以上において、比較例に係る波長変換装置９０ａの蛍光体層９０２ａよりも、蛍光体層１０２ａの方が温度が低いのがわかる。これにより、レーザー照射パワー密度が０．０３Ｗ／ｍｍ２以上である青色のレーザー光を用いることにより、蛍光体層１０２ａの高温化をより抑制することができるのがわかる。また、図１０に示す実施例についてのグラフから、レーザー照射パワー密度が大きい方すなわち第１基板１０１ａに照射されるレーザー光のスポット径（入射スポット径）が小さい方が波長変換装置１０ａの放熱効果が高いことがわかる。レーザー照射パワー密度が０．２２Ｗ／ｍｍ２付近に変曲点があることから、レーザー照射パワー密度が０．２２Ｗ／ｍｍ２以上である青色のレーザー光を用いることにより、蛍光体層１０２ａの高温化をより抑制することができるのがわかる。
【００６０】
図１１は、蛍光体層の発熱量が３Ｗ、５Ｗである場合の実施例および比較例における解析結果の一例を示す図である。図１１には、蛍光体層の発熱量が３Ｗ、５Ｗである場合における実施例および比較例のレーザー照射パワー密度と蛍光体温度との関係が示されている。また、蛍光体層の発熱量が１Ｗである場合における実施例におけるレーザー照射パワー密度と蛍光体温度との関係も示されている。なお、図１１に示されるグラフも、図１０と同様に、青色のレーザー光のスポット径がφ０．３ｍｍ、φ３ｍｍ、φ７ｍｍ、φ８．４１ｍｍすなわちレーザー照射パワー密度が２１．７６Ｗ／ｍｍ２、０．２２Ｗ／ｍｍ２、０．０４Ｗ／ｍｍ２、０．０３Ｗ／ｍｍ２における蛍光体層の温度をプロットして結んだものである。
【００６１】
この図１１からも、図１０と同様のことが言えるのがわかる。すなわち、実施例に係る波長変換装置１０ａは、レーザー照射パワー密度が０．０３Ｗ／ｍｍ２以上において、比較例に係る波長変換装置９０ａの蛍光体層９０２ａよりも、蛍光体層１０２ａの方が温度が低いのがわかる。また、レーザー照射パワー密度が大きい方すなわち第１基板１０１ａに照射されるレーザー光のスポット径（入射スポット径）が小さい方が波長変換装置１０ａの放熱効果が高いことがわかる。レーザー照射パワー密度が０．２２Ｗ／ｍｍ２付近に変曲点があることから、レーザー照射パワー密度が０．２２Ｗ／ｍｍ２以上である青色のレーザー光を用いることにより、蛍光体層１０２ａの高温化をより抑制することができるのがわかる。
【００６２】
以上の解析結果により、本実施の形態では、レーザー照射パワー密度が０．０３Ｗ／ｍｍ２以上である青色のレーザー光を用いることにより、蛍光体層１０２ａの高温化をより抑制することができるのがわかる。なお、レーザー照射パワー密度が０．２２Ｗ／ｍｍ２以上である青色のレーザー光を用いてもよい。
【００６３】
（実施の形態２）
特許文献１に記載の技術には、蛍光体層の厚みを精度よく管理することは難しいという課題もある。換言すると、特許文献１に開示されるような従来技術には、ＬＥＤごとに蛍光体層の膜厚がばらついてしまうという課題もある。そのため、特許文献１に開示されるような従来技術を用いて、固体光源としてレーザー光源を用いる照明装置を作成した場合には、照明装置ごとの蛍光体層の膜厚ばらつきによって、蛍光体層の発光スペクトルが変化してしまう。
【００６４】
本実施の形態では、さらに、蛍光体層の膜厚ばらつきを抑制することができるレーザー光用波長変換装置及びそれを用いた照明装置について説明する。
【００６５】
［照明装置］
以下では、まず、本実施の形態における波長変換装置が用いられる応用製品として、照明装置を例に挙げて説明する。
【００６６】
図１２は、本実施の形態における波長変換装置２０が用いられる照明装置１Ｂの一例を示す図である。図１３は、図１２に示す照明装置の断面図である。なお、図１、図２と同様の要素には同一の符号を付している。
【００６７】
図１２に示される照明装置１Ｂは、例えば内視鏡やファイバースコープ、スポットライト、漁網に用いられ、紫外から可視までの波長帯域のうちの所定の波長のレーザー光から白色光を作り出して出射する。
【００６８】
本実施の形態では、照明装置１Ｂは、波長変換装置２０と、放熱板１１と、放熱板１２とを備える。また、固体光源は、所定波長のレーザー光として、青色のレーザー光を発するレーザー光源である。
【００６９】
［放熱板１１］
放熱板１１は、波長変換装置２０のうち蛍光体層２０２が設けられた部分に重なる位置に開口部１１１を有し、波長変換装置２０において発生した熱を照明装置１Ｂの外部へ放熱する部材である。放熱板１１は、照明装置１Ｂのレーザー光（図でＬ１）が入射される側（図で入射側）において波長変換装置２０と面接触して配置される。放熱板１１は、例えばＡｌなどの高い熱伝導率を持つ材料で形成される。なお、放熱板１１の表面には、凹凸形状が形成されていてもよい。放熱板１１の表面積を大きくすることで照明装置１Ｂの外部へ放熱する効率を高めることができるからである。
【００７０】
開口部１１１は、固体光源であるレーザー光源から出射されたレーザー光を波長変換装置２０へ通過させるための開口である。開口部１１１は、レーザー光源から出射されたレーザー光の光路上に配置されている。このようにして、レーザー光源から出射されたレーザー光は、開口部１１１を通過して波長変換装置２０に到達することができる。
【００７１】
［放熱板１２］
放熱板１２は、波長変換装置２０のうち蛍光体層２０２が設けられた部分に重なる位置に開口部１２１を有し、波長変換装置２０において発生した熱を照明装置１Ｂの外部へ放熱する部材である。放熱板１２は、白色光（図でＬ２）が出射される側（図で出射側）において波長変換装置２０と面接触して配置され、放熱板１２は、例えばＡｌなどの高熱伝導率を持つ材料で形成される。なお、放熱板１２の表面には、凹凸形状が形成されていてもよい。放熱板１２の表面積を大きくすることで照明装置１Ｂの外部へ放熱する効率を高めるためである。
【００７２】
開口部１２１は、波長変換装置２０から出射された白色光を通過させることで照明装置１Ｂの外部へ出射させるための開口である。開口部１２１は、レーザー光源から出射されたレーザー光の光路上に配置されている。このようにして、波長変換装置２０から出射された白色光は、開口部１２１を通過して照明装置１Ｂの外部に出射することができる。
【００７３】
［波長変換装置１０］
図１４は、本実施の形態における波長変換装置２０の断面図である。
【００７４】
波長変換装置２０は、図１３および図１４に示すように、第１基板１０１と、蛍光体層２０２と、第２基板１０３とを備えるレーザー光用波長変換装置である。また、波長変換装置２０は、第１基板１０１と第２基板１０３の間に蛍光体層２０２の膜厚を調整する間隙保持部材を有している。なお、波長変換装置２０は、照明装置１Ｂが内視鏡等に用いられる場合にはレーザー光を用いた光源手段に該当する。
【００７５】
（第１基板１０１）
第１基板１０１には、レーザー光源から出射され、放熱板１１の開口部１１１を通過したレーザー光が照射される。第１基板１０１は、蛍光体層２０２が設けられた部分を有する。蛍光体層２０２は、第１基板１０１に塗布されることで第１基板１０１上に設けられる場合を例として説明するが、蛍光体層２０２が第１基板１０１上に設けられる手法はこれに限られない。
【００７６】
第１基板１０１は、透光性を有する基板である。ここで、第１基板１０１は、光の吸収が無く透明であるとよい。言い換えれば、第１基板１０１は、消衰係数がほぼ０の材料で形成されているとよい。これにより、第１基板１０１を透過するレーザー光の量を多くすることができ、結果的に照明装置１Ｂから周囲に出射される光の量を多くすることができるからである。
【００７７】
また、第１基板１０１の熱伝導率は、蛍光体層２０２の熱伝導率よりも高い。第１基板１０１を形成する材料は、透光性を有し、かつ、蛍光体層２０２の熱伝導率よりも高ければ、例えば、サファイア、ＺｎＯ単結晶、ＡｌＮ、Ｙ２Ｏ３、ＳｉＣ、多結晶アルミナ、ＧａＮなど任意のものを用いてもよい。
【００７８】
（第２基板１０３）
第２基板１０３は、蛍光体層２０２が設けられている部分を有し、蛍光体層２０２から出射された白色光が照射される。第２基板１０３は、照射された白色光を通過させることで放熱板１２の開口部１１２に出射する。
【００７９】
第２基板１０３は、透光性を有する基板である。ここで、第２基板１０３は、光の吸収が無く透明であるとよい。言い換えれば、第２基板１０３は、消衰係数がほぼ０の材料で形成されているとよい。これにより、第２基板１０３を透過する白色光の量を多くすることができ、結果的に照明装置１Ｂから周囲に出射される光の量を多くすることができるからである。
【００８０】
また、第２基板１０３の熱伝導率は、蛍光体層２０２の熱伝導率よりも高い。第２基板１０３を形成する材料は、透光性を有し、かつ、蛍光体層２０２の熱伝導率よりも高ければ、例えば、サファイア、ＺｎＯ単結晶、ＡｌＮ、Ｙ２Ｏ３、ＳｉＣ、多結晶アルミナ、ＧａＮなど任意のものを用いてもよい。
【００８１】
（蛍光体層２０２）
蛍光体層２０２は、第１基板１０１および第２基板１０３に挟まれ、かつ、これらに面接触して設けられる。蛍光体層２０２は、照射されたレーザー光源からの所定波長のレーザー光を波長変換する蛍光体２０２２を有する。なお、蛍光体層２０２は、光の色の変換の際に熱を発生させる。ここで、間隙保持部材は、透光性を有する略同一径の複数の膜厚調整粒子２０２１であり、複数の膜厚調整粒子２０２１は蛍光体層２０２に含有されている。
【００８２】
本実施の形態では、蛍光体層２０２は、レーザー光の色（波長）を変換する波長変換機能を有する。より具体的には、蛍光体層２０２は、レーザー光源からの青色のレーザー光を受光し、受光した青色のレーザー光の一部を蛍光体２０２２により変換した黄色光と、上記青色のレーザー光の残部とが混色された白色光を生成して出射する。蛍光体層２０２は、図１３および図１４に示すように、例えば平板状に形成され、複数の膜厚調整粒子２０２１と、複数の蛍光体２０２２と、封止樹脂２０２３とを含有する。
【００８３】
蛍光体２０２２は、レーザー光源からの青色のレーザー光を受光し、黄色光を出射する。複数の蛍光体２０２２のそれぞれは、例えば、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系の蛍光体粒子である。
【００８４】
封止樹脂２０２３は、例えばシリコーン又は液状ガラス等の樹脂であり、蛍光体層２０２において蛍光体２０２２を封止する。また、封止樹脂２０２３は、膜厚調整粒子２０２１も封止する。なお、封止樹脂２０２３は、例えばＺｎＯ等の無機酸化物などの熱伝導率の高い材料がさらに混合されることで放熱性を高めてもよい。
【００８５】
複数の膜厚調整粒子２０２１のそれぞれは、透光性を有し、略同一径である。複数の膜厚調整粒子２０２１は、例えばシリカからなるシリカビーズ、シリコーンからなるシリコーンビーズ、および、ガラスからなるガラスビーズのいずれかからなる。なお、膜厚調整粒子２０２１の形状は、ある方向の径が同一であればよく、球状、楕円球状、フレーク状、ワイヤ状、ロッド状などでもよい。
【００８６】
ここで、本実施の形態では、複数の膜厚調整粒子２０２１のそれぞれの屈折率は、封止樹脂２０２３と同一である。なお、本実施の形態で同一の屈折率とはその差が±０．１以内であるものとする。そのため、複数の膜厚調整粒子２０２１は、蛍光体層２０２中に均一、ランダムまたは全体的にまばらに配置することができる。複数の膜厚調整粒子２０２１は、第１基板１０１と第２基板１０３とに挟まれることにより、第１基板１０１と第２基板１０３との間を膜厚調整粒子２０２１の厚み（直径）である一定の距離に精度よく保つことができる。このようにして、第１基板１０１と第２基板１０３との間に挟まれる蛍光体層２０２の膜厚を一定にすることができる。
【００８７】
なお、間隙保持部材は、上述したような複数の膜厚調整粒子２０２１である場合に限らない。例えば、間隙保持部材は、蛍光体層２０２の膜厚を一定に調整することができれば、透光性を有し、蛍光体層２０２の厚み方向に一定の厚みを有するワイヤ状、リング状または突起状の膜厚調整物体であってもよい。この場合、膜厚調整物体は、上記膜厚調整粒子２０２１と同様の材質であればよい。ワイヤ状、リング状または突起状の膜厚調整物体については後述するので、ここでの具体的な説明は省略する。
【００８８】
［効果等］
以上のように、本実施の形態によれば、蛍光体層２０２は、膜厚調整粒子２０２１を含有する。これにより、膜厚調整粒子２０２１を含有する蛍光体層２０２を第１基板１０１に塗布し、第２基板１０３で挟みこみ波長変換装置２０を作成しても、第１基板１０１と第２基板１０３との間を膜厚調整粒子２０２１の厚み（直径）である一定の距離に精度よく保つことができる。したがって、第１基板１０１と第２基板１０３との間の距離が一定の距離に精度よく保たれるので、第１基板１０１と第２基板１０３との間に挟まれる蛍光体層２０２の膜厚を精度よく一定にすることができる。それにより、波長変換装置２０ごとにおいても蛍光体層２０２の膜厚をばらつきなく一定に形成することができる。
【００８９】
このように、本実施の形態によれば、蛍光体層２０２の膜厚ばらつきを抑制することができるレーザー光用の波長変換装置２０及びそれを用いた照明装置１Ｂを実現することができる。
【００９０】
ここで、図１５および図１６を用いて、本実施の形態の波長変換装置２０の効果について説明する。図１５は、実施の形態２の比較例１における波長変換装置９０Ａが用いられる照明装置の断面図である。図１６は、実施の形態２の比較例１における波長変換装置９０Ａの断面図である。なお、図１３と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【００９１】
図１５および図１６に示す比較例１では、第１基板９０１Ａと、蛍光体層９０２Ａとを備える波長変換装置９０Ａの一例が示されている。ここで、第１基板９０１Ａは、透光性を有する基板であり、蛍光体層９０２Ａが塗布された部分を有する。第１基板９０１Ａを形成する材料は、第１基板１０１と同様に、例えば、サファイア、ＺｎＯ単結晶、ＡｌＮ、Ｙ２Ｏ３、ＳｉＣ、多結晶アルミナ、ＧａＮなど任意のものを用いることができる。また、蛍光体層９０２Ａは、第１基板９０１Ａに設けられる。蛍光体層９０２Ａは、照射されたレーザー光源からの所定波長のレーザー光を波長変換する蛍光体９０２２Ａと、蛍光体９０２２Ａを封止する封止樹脂９０２３Ａとを有する。つまり、比較例１の波長変換装置９０Ａでは、第２基板がなく第１基板９０１Ａのみを有しており、さらに、蛍光体層９０２Ａには膜厚調整粒子が含有されていない。そのため、第１基板９０１Ａに設けられる蛍光体層９０２Ａの膜厚は精度よく一定となるようにできないので、波長変換装置９０Ａごとに蛍光体層９０２Ａの膜厚がばらついてしまうという問題がある。これにより、比較例１の波長変換装置９０Ａごとの蛍光体層９０２Ａの膜厚ばらつきによって、レーザー光源が発するレーザー光を波長変換する場合に、蛍光体層９０２Ａの発光スペクトルが変化してしまうという問題がある。
【００９２】
それに対して、例えば図１３および図１４に示す本実施の形態の蛍光体層２０２は、透光性を有し略同一径の複数の膜厚調整粒子２０２１を含有し、第１基板１０１および第２基板１０３に挟まれかつ面接触して設けられている。つまり、膜厚調整粒子２０２１の厚みにより第１基板１０１および第２基板１０３の間を一定の距離に精度よく保つことができるので、蛍光体層２０２の膜厚は、膜厚調整粒子２０２１の厚みで一定にすることができる。
【００９３】
このようにして、波長変換装置２０ごとにおいても蛍光体層２０２の膜厚をばらつきなく一定に形成することができるので、波長変換装置２０ごとの蛍光体層２０２の発光スペクトルの変化を抑制することができる。この結果、本実施の形態の波長変換装置２０は、白色光を個体差なく安定して作り出すことができるという効果を奏する。
【００９４】
以上のように、本実施の形態に係る波長変換装置２０は、レーザー光用の波長変換装置であり、透光性を有する第１基板１０１と、透光性を有する第２基板１０３と、第１基板１０１および第２基板１０３に挟まれかつ面接触して設けられ、照射されたレーザー光源からの所定波長のレーザー光を波長変換する蛍光体２０２２を有する蛍光体層２０２とを備え、第１基板１０１と第２基板１０３の間に蛍光体層２０２の膜厚を調整する間隙保持部材を有する。そして、第１基板１０１および第２基板１０３の熱伝導率は、蛍光体層２０２の熱伝導率よりも高い。
【００９５】
これにより、蛍光体層２０２は、第１基板１０１および第２基板１０３の間で一定の距離に保つことができるので、蛍光体層２０２の膜厚ばらつきを抑制することができる。
【００９６】
ここで、間隙保持部材は、透光性を有する略同一径の複数の膜厚調整粒子２０２１であり、複数の膜厚調整粒子２０２１は、蛍光体層２０２に含有されている。
【００９７】
これにより、蛍光体層２０２は、膜厚調整粒子２０２１の厚み（直径）により第１基板１０１および第２基板１０３の間を一定の距離に保つことができるので、蛍光体層２０２の膜厚ばらつきを抑制することができる。これにより、レーザー光源が発するレーザー光を波長変換する場合に発光スペクトルの変化を抑制することができるという効果も奏する。
【００９８】
ここで、複数の膜厚調整粒子２０２１の屈折率は、蛍光体層２０２において蛍光体２０２２を封止する封止樹脂２０２３と同一である。
【００９９】
これにより、膜厚調整粒子２０２１は、封止樹脂２０２３との境界等で、蛍光体層２０２に照射されるレーザー光を屈折や反射等をしない。換言すると、蛍光体層２０２に照射されるレーザー光の挙動に膜厚調整粒子２０２１が与える影響は、封止樹脂２０２３と同等である。そのため、蛍光体層２０２は、膜厚調整粒子２０２１を蛍光体層２０２に亘って均一、ランダムまたはまばらに含有することができる。
【０１００】
また、複数の膜厚調整粒子２０２１は、例えばシリカからなるシリカビーズ、シリコーンからなるシリコーンビーズ、および、ガラスからなるガラスビーズのうちのいずれかである。
【０１０１】
これにより、透光性を有し、略同一径である複数の膜厚調整粒子２０２１を作成することができる。
【０１０２】
また、間隙保持部材は、透光性を有し、かつ、蛍光体層２０２の厚み方向に一定の厚みを有するワイヤ状、リング状または、突起状の膜厚調整物体であってもよい。
【０１０３】
これにより、蛍光体層２０２は、第１基板１０１および第２基板１０３の間を一定の距離に保つことができるので、蛍光体層２０２の膜厚ばらつきを抑制することができる。
【０１０４】
また、レーザー光源は、所定波長のレーザー光として、青色のレーザー光を発する。そして、蛍光体層２０２は、青色のレーザー光の一部を、黄色を示す波長帯域の光に波長変換する。
【０１０５】
これにより、波長変換装置２０は、青色のレーザー光を波長変換して白色光を作り出すことができる。
【０１０６】
（変形例）
上述した実施の形態２では、蛍光体層を構成する封止樹脂と膜厚調整粒子との屈折率が同一である場合について説明したが、これに限らない。蛍光体層を構成する封止樹脂と膜厚調整粒子との屈折率が異なっていてもよい。以下、この場合の例を変形例として実施の形態２と異なるところを中心に説明する。
【０１０７】
［波長変換装置２０Ａ］
図１７は、実施の形態２の変形例における波長変換装置２０Ａの一例の断面図である。図１８は、実施の形態２の変形例における蛍光体層２０２Ａを構成する材料例を示す図である。図１９は、図１７に示す蛍光体層２０２Ａに含有される膜厚調整粒子２０２１Ａの配置例を示す模式図である。なお、図１３および図１４と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【０１０８】
図１７に示す波長変換装置２０Ａは、図１３に示す波長変換装置２０に対して、蛍光体層２０２Ａの構成が異なる。また、波長変換装置２０Ａは、実施の形態１同様に、第１基板１０１と第２基板１０３の間に蛍光体層２０２Ａの膜厚を調整する間隙保持部材を有している。
【０１０９】
（蛍光体層２０２Ａ）
蛍光体層２０２Ａは、第１基板１０１および第２基板１０３に挟まれ、かつ、これらに面接触して設けられる。蛍光体層２０２Ａは、照射されたレーザー光源からの所定波長のレーザー光を波長変換する蛍光体２０２２を有する。ここで、間隙保持部材は、透光性を有する略同一径の複数の膜厚調整粒子２０２１Ａであり、複数の膜厚調整粒子２０２１Ａは蛍光体層１０２Ａに含有されている。
【０１１０】
本変形例でも、蛍光体層２０２Ａは、レーザー光源からの青色のレーザー光の一部を蛍光体２０２２により変換した黄色光と、上記青色のレーザー光の残部とが混色された白色光を生成して出射する。蛍光体層２０２Ａは、図１７および図１９に示すように、例えば平板状に形成され、複数の膜厚調整粒子２０２１Ａと、複数の蛍光体２０２２と、封止樹脂２０２３とを含有する。なお、後述するが、図１７および図１９に示す複数の膜厚調整粒子２０２１Ａは、図１３および図１４に示す複数の膜厚調整粒子２０２１Ａに対して、蛍光体層２０２Ａ内での配置が異なっている。
【０１１１】
封止樹脂２０２３は、図１８に示すように、例えばシリコーン又は液状ガラス等の樹脂であり、蛍光体層２０２Ａにおいて蛍光体２０２２を封止する。また、封止樹脂２０２３は、膜厚調整粒子２０２１Ａも封止する。
【０１１２】
複数の膜厚調整粒子２０２１Ａのそれぞれは、透光性を有し、略同一径である。複数の膜厚調整粒子２０２１Ａは、図１８に示すように、例えばシリカからなるシリカビーズ、シリコーンからなるシリコーンビーズ、または、ガラスからなるガラスビーズであればよい。
【０１１３】
本変形例では、封止樹脂２０２３が例えばシリコーンからなる場合、複数の膜厚調整粒子２０２１Ａのそれぞれはガラスビーズまたはシリカビーズからなる。つまり、複数の膜厚調整粒子２０２１Ａのそれぞれの屈折率は、封止樹脂２０２３と異なる。これは、膜厚調整粒子２０２１Ａは、封止樹脂２０２３との境界等で、蛍光体層２０２Ａに照射されるレーザー光を屈折や反射をしてしまうことを意味する。すなわち、膜厚調整粒子２０２１Ａは、蛍光体層２０２Ａに照射されるレーザー光の挙動に影響してしまうことを意味する。したがって、蛍光体層２０２Ａは、蛍光体層２０２Ａに照射されるレーザー光の挙動に影響してしまうことから、封止樹脂２０２３と異なる屈折率を有する膜厚調整粒子２０２１Ａを均一、ランダムまたは全体的にまばらに含有することができない。
【０１１４】
そこで、本変形例では、複数の膜厚調整粒子２０２１Ａは、上面視において、照射されるレーザー光における蛍光体層２０２Ａのスポット位置から所定距離以上離れた位置に配置されている。ここで、スポット位置とは、蛍光体層２０２Ａの照射面におけるレーザー光のスポット径が存する位置である。
【０１１５】
例えば、図１９に示す例では、複数の膜厚調整粒子２０２１Ａは、上面視において、スポット位置から離れた位置に、当該スポット位置を中心とするリング状に配置されている。なお、複数の膜厚調整粒子２０２１Ａは、上面視において、スポット位置から所定距離の領域を除く蛍光体層２０２Ａに配置されることにより、スポット位置から離れた位置に配置されているとしてもよい。
【０１１６】
なお、複数の膜厚調整粒子２０２１Ａは、上記実施の形態２と同様に、第１基板１０１と第２基板１０３とに挟まれることにより、第１基板１０１と第２基板１０３との間を膜厚調整粒子２０２１Ａの厚み（直径）である一定の距離に精度よく保つことができる。そのため、第１基板１０１と第２基板１０３との間に挟まれる蛍光体層２０２Ａの膜厚を一定にすることができる。
【０１１７】
［効果等］
以上のように、本変形例によれば、蛍光体層２０２Ａは、膜厚調整粒子２０２１Ａを含有する。これにより、膜厚調整粒子２０２１Ａを含有する蛍光体層２０２Ａを第１基板１０１に塗布し、第２基板１０３で挟みこみ波長変換装置２０Ａを作成しても、第１基板１０１と第２基板１０３との間を膜厚調整粒子２０２１Ａの厚み（直径）である一定の距離に精度よく保つことができる。したがって、第１基板１０１と第２基板１０３との間の距離が一定の距離に精度よく保たれるので、第１基板１０１と第２基板１０３との間に挟まれる蛍光体層２０２Ａの膜厚を精度よく一定にすることができる。それにより、波長変換装置２０Ａごとにおいても蛍光体層２０２Ａの膜厚をばらつきなく一定に形成することができる。
【０１１８】
このように、本変形例によれば、蛍光体層２０２Ａの膜厚ばらつきを抑制することができるレーザー光用の波長変換装置２０Ａ及びそれを用いた照明装置を実現することができる。
【０１１９】
ここで、図２０を用いて、本変形の波長変換装置２０Ａの効果について説明する。図２０は、実施の形態２の比較例２における蛍光体層２０２Ｂに含有される膜厚調整粒子２０２１Ｂの配置例を示す模式図である。図１９と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【０１２０】
図２０に示す比較例２では、複数の膜厚調整粒子２０２１Ｂのそれぞれの屈折率は、封止樹脂２０２３と異なる場合において、膜厚調整粒子２０２１Ｂが蛍光体層２０２Ｂに全体的にまばらに配置されている例が示されている。なお、膜厚調整粒子２０２１Ｂと膜厚調整粒子２０２１Ａとは、配置を除き同一のものである。つまり、比較例２に示される膜厚調整粒子２０２１Ｂの配置では、膜厚調整粒子２０２１Ｂは、蛍光体層２０２Ｂに照射されるレーザー光の挙動に影響を与えてしまう。これは膜厚調整粒子２０２１Ｂは、封止樹脂２０２３と屈折率が異なるので、封止樹脂２０２３との境界等で、蛍光体層２０２Ｂに照射されるレーザー光を屈折や反射をしてしまうからである。
【０１２１】
それに対して、例えば図１９に示す本変形例の蛍光体層２０２Ａでは、複数の膜厚調整粒子２０２１Ａは、上面視において、照射されるレーザー光における蛍光体層２０２Ａのスポット位置から所定距離以上離れた位置に配置されている。この配置により、本変形例の蛍光体層２０２Ａでは、膜厚調整粒子２０２１Ａが、蛍光体層２０２Ａに照射されるレーザー光の挙動に影響を与えてしまうことを防止することができる。これは、蛍光体層２０２Ｂに照射される青色のレーザー光の一部により励起された黄色光と透過した青色のレーザー光の他部とが散乱され混色される領域に膜厚調整粒子２０２１Ａが配置されていないため、当該領域内の光の挙動に影響を与えないからである。
【０１２２】
以上のように、本変形例に係る波長変換装置２０Ａは、レーザー光用の波長変換装置であり、透光性を有する第１基板１０１と、透光性を有する第２基板１０３と、第１基板１０１および第２基板１０３に挟まれかつ面接触して設けられ、照射されたレーザー光源からの所定波長のレーザー光を波長変換する蛍光体２０２２を有する蛍光体層２０２Ａとを備え、第１基板１０１と第２基板１０３の間に蛍光体層２０２Ａの膜厚を調整する間隙保持部材を有する。そして、第１基板１０１および第２基板１０３の熱伝導率は、蛍光体層２０２Ａの熱伝導率よりも高い。
【０１２３】
これにより、蛍光体層１０２Ａは、第１基板１０１および第２基板１０３の間で一定の距離に保つことができるので、蛍光体層２０２Ａの膜厚ばらつきを抑制することができる。
【０１２４】
ここで、間隙保持部材は、透光性を有する略同一径の複数の膜厚調整粒子２０２１Ａであり、複数の膜厚調整粒子２０２１Ａは、蛍光体層２０２Ａに含有されている。
【０１２５】
これにより、蛍光体層２０２Ａは、膜厚調整粒子２０２１Ａの厚み（直径）により第１基板１０１および第２基板１０３の間を一定の距離に保つことができるので、蛍光体層２０２Ａの膜厚ばらつきを抑制することができる。これにより、レーザー光源が発するレーザー光を波長変換する場合に発光スペクトルの変化を抑制することができるという効果も奏する。
【０１２６】
ここで、複数の膜厚調整粒子２０２１Ａの屈折率は、蛍光体層２０２Ａにおいて蛍光体２０２２を封止する封止樹脂２０２３と異なる。そして、複数の膜厚調整粒子２０２１Ａは、上面視において、入射されるレーザー光における蛍光体層２０２Ａのスポット位置から離れた位置に配置されている。
【０１２７】
これにより、膜厚調整粒子２０２１Ａが、蛍光体層２０２Ａに照射されるレーザー光の挙動に影響を与えてしまうことを防止することができる。
【０１２８】
例えば、複数の膜厚調整粒子２０２１Ａは、上面視において、スポット位置から所定距離以上離れた位置に、当該スポット位置を中心とするリング状に配置されていてもよい。また、例えば、複数の膜厚調整粒子２０２１Ａは、上面視において、スポット位置から所定距離の領域を除く蛍光体層２０２Ａに配置されることにより、当該スポット位置から所定距離以上離れた位置に配置されていてもよい。
【０１２９】
このように、膜厚調整粒子２０２１Ａは蛍光体層２０２Ａに照射されるレーザー光が存する領域に配置されないので、当該領域内の光の挙動に影響を与えない。つまり、膜厚調整粒子２０２１Ａが蛍光体層２０２Ａに照射されるレーザー光の挙動に影響を与えてしまうことを防止することができる。
【０１３０】
なお、本変形例では、間隙保持部材が図１９等に示すように配置される複数の膜厚調整粒子であるとして説明したが、これらに限らない。間隙保持部材は、図２１〜図２３に示すように配置されるものであってもよいので、以下図を用いて説明する。図２１〜図２３は、実施の形態２の変形例における間隙保持部材の別の例を示す模式図である。なお、図１９と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【０１３１】
図２１に示すように、間隙保持部材２０２１Ｃは、透光性を有し、蛍光体層２０２Ｃの厚み方向に一定の厚みを有するワイヤ状の形状からなる膜厚調整物体であってもよい。この場合も、間隙保持部材２０２１Ｃは、上面視において、照射されるレーザー光における蛍光体層２０２Ｃのスポット位置から離れた位置に配置されていればよい。なお、間隙保持部材２０２１Ｃは、蛍光体層２０２Ｃに含有されているとしてもしなくてもよい。
【０１３２】
また、図２２に示すように、間隙保持部材２０２１Ｄは、透光性を有し、蛍光体層２０２Ｄの厚み方向に一定の厚みを有するリング状の形状からなる膜厚調整物体であってもよい。この場合も、間隙保持部材２０２１Ｄは、上面視において、照射されるレーザー光における蛍光体層２０２Ｄのスポット位置から所定距離以上離れた位置に配置されていればよい。なお、間隙保持部材２０２１Ｄは、蛍光体層２０２Ｄに含有されているとしてもしなくてもよい。
【０１３３】
また、図２３に示すように、間隙保持部材２０２１Ｅは、透光性を有し、蛍光体層２０２Ｅの厚み方向に一定の厚みを有する突起状の形状からなる膜厚調整物体であってもよい。この場合も、間隙保持部材２０２１Ｅは、上面視において、照射されるレーザー光における蛍光体層２０２Ｅのスポット位置から離れた位置に配置されていればよい。なお、間隙保持部材２０２１Ｅは、蛍光体層２０２Ｅに含有されているとしてもしなくてもよい。
【０１３４】
（実施の形態３）
実施の形態１等では、蛍光体層１０２等の蛍光体層を、当該蛍光体層の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する第１基板１０１および第２基板１０３で挟み込むことで放熱効果を高めることができるレーザー光用波長変換装置及びそれを用いた照明装置について説明した。この構成により、当該蛍光体層で発生した熱は、確実に第１基板１０１および第２基板１０３に伝導され外部に放熱されるからである。
【０１３５】
本実施の形態では、第２基板にレンズ機能を持たせることで、放熱効果をさらに高めることができるレーザー光用波長変換装置及びそれを用いた照明装置について説明する。
【０１３６】
［照明装置］
以下では、まず、本実施の形態における波長変換装置が用いられる応用製品として、照明装置を例に挙げて説明する。
【０１３７】
図２４は、本実施の形態における波長変換装置３０が用いられる照明装置１Ｃの一例を示す図である。図２５は、図２４に示す照明装置１Ｃの断面図である。なお、図１、図２と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【０１３８】
図２４に示される照明装置１Ｃは、図１に示される照明装置１に対して、波長変換装置３０と、放熱板１２Ｃとの構成が異なる。
【０１３９】
［放熱板１２Ｃ］
放熱板１２Ｃは、図１に示す放熱板１２と比較して、開口部１２１Ｃの大きさが異なる。
【０１４０】
開口部１２１Ｃは、波長変換装置３０から出射された白色光を通過させることで照明装置１Ｃの外部へ出射させるための開口である。開口部１２１Ｃは、レーザー光源から出射されたレーザー光の光路上に配置されている。また、開口部１２１Ｃは、波長変換装置３０の第２基板３０３の大きさよりも大きく、第２基板３０３が露出するように設置されている。これにより、波長変換装置３０から出射された白色光は、開口部１２１を通過して照明装置１Ｃの外部に出射される。
【０１４１】
［波長変換装置３０］
波長変換装置３０は、レーザー光用の波長変換装置であって、図２５に示すように、第１基板１０１と、蛍光体層１０２と、第２基板３０３とを備える。図２５に示される波長変換装置３０は、図２に示される波長変換装置１０に対して、第２基板３０３の構成が異なる。なお、波長変換装置３０は、波長変換装置１０等と同様に、照明装置１Ｃが内視鏡等に用いられる場合にはレーザー光を用いた光源手段に該当する。
【０１４２】
（第２基板３０３）
第２基板３０３は、図２に示す第２基板１０３と比較して、第１基板１０１と反対側に凸の半球レンズ形状となるように形成されている点が異なる。換言すると、第２基板３０３は、図２に示す第２基板１０３と比較して、さらに、半球レンズ機能を有する点が異なる。
【０１４３】
その他の部分は、図２に示す第２基板１０３と同様である。例えば、第２基板３０３は、蛍光体層１０２が設けられている部分と面接触し、蛍光体層１０２から出射された白色光が照射される。また、第２基板３０３は、例えばサファイア基板であり、透光性を有し、その熱伝導率は蛍光体層１０２の熱伝導率よりも高い。
【０１４４】
［効果等］
図２６および図２７を用いて、本実施の形態の波長変換装置３０の効果について説明する。図２６は、実施の形態３の比較例における波長変換装置１０が出射する白色光の説明図である。図２７は、本実施の形態における波長変換装置３０が出射する白色光の説明図である。なお、図２６は、実施の形態１における波長変換装置１０を比較例として示したものである。また、図２、図２５等と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【０１４５】
図２６に示す波長変換装置１０は、実施の形態１で説明したように、平板状の第２基板１０３を備えている。また、第１基板１０１と第２基板１０３とは、透光性を有するサファイア基板であり、波長変換装置１０には、レーザー光源からの所定波長の光が（図でＬ１）照射されている。蛍光体層１０２は、レーザー光源からの所定波長の光の色（波長）を変換した白色光（図でＬ２）を出射する。
【０１４６】
このように構成される第２基板１０３は、熱伝導率および透光性の高いサファイア基板からなるので、蛍光体層１０２から出射された白色光の多くを透過させて放熱板１２の開口部１２１に出射することができる。さらに、第２基板１０３の熱伝導率は、蛍光体層１０２の熱伝導率よりも高いことから、第２基板１０３は、蛍光体層１０２が光の色の変換の際に発生させる熱を伝達させ、空気中に分散させることができる。
【０１４７】
しかしながら、サファイアの屈折率は１.８程度と高いため、平板状に形成された第２基板１０３では、空気との界面での臨界角が小さくなる。つまり、図２６に示すように、蛍光体層１０２から第２基板１０３に入射される白色光の角度（入射角）が所定以上傾いていれば、全反射を引き起こさせて第２基板１０３内に白色光を閉じ込めてしまい、光量ロスが発生する。
【０１４８】
一方、図２７に示す波長変換装置３０は、第１基板１０１と反対側に凸の半球レンズ形状となるよう形成された第２基板３０３を備えている。また、第１基板１０１と第２基板３０３とは、透光性を有するサファイア基板であり、波長変換装置３０には、レーザー光源からの所定波長の光が（図でＬ１）照射されている。蛍光体層１０２は、レーザー光源からの所定波長の光の色（波長）を変換した白色光（図でＬ２、Ｌ２１、Ｌ２２）を出射する。
【０１４９】
このように構成される第２基板３０３は、熱伝導率および透光性の高いサファイア基板からなるのに加えて、半球レンズ機能を有する。これにより、サファイアの屈折率が１.８程度と高くても、第２基板３０３を、半球レンズ形状に形成することで、第２基板３０３と空気との界面での臨界角を大きくすることができ、第２基板３０３内に閉じ込められてしまう光を減少させることができる。つまり、図２７に示すように、蛍光体層１０２から第２基板３０３に入射される白色光の角度（入射角）が所定以上傾いていても、全反射を引き起こさせてしまう白色光がなくなり（第２基板３０３内に白色光が閉じ込められず）、光量ロスを抑制できる。したがって、波長変換装置３０は、波長変換装置１０と比較して、光取出し効率を向上させることができる。
【０１５０】
また、第２基板３０３は、半球レンズ形状に形成されることで、第２基板３０３と空気との界面を大きくすることができるので、蛍光体層１０２から伝達された熱を、より空気中に分散させることができる。したがって、波長変換装置３０は、波長変換装置１０と比較して、放熱効果を向上させることができる。
【０１５１】
以上のように、本実施の形態によれば、第２基板３０３を、さらに、第１基板１０１と反対側に凸の半球レンズ形状となるように形成する。これにより、第２基板３０３を有する波長変換装置３０は、光取出し効率および放熱効果をより向上することができる。
【０１５２】
なお、本実施の形態では、波長変換装置３０は蛍光体層１０２を有するとして説明したが、これに限らない。波長変換装置３０が、蛍光体層２０２等を有していてもよい。
【０１５３】
また、本実施の形態では、波長変換装置３０は、半球レンズ形状に形成された第２基板３０３を有することで、第２基板３０３にレンズ機能を持たせる場合の例について説明したが、これに限らない。例えば、非球面レンズ形状またはマイクロレンズ形状など、第２基板３０３を半球レンズ形状と異なる形状に形成することで第２基板３０３にレンズ機能をもたせてもよい。以下、これらの場合を変形例として説明する。
【０１５４】
（変形例１）
図２８は、図２４に示す照明装置１Ｃの別の断面図である。なお、図１、図２、図２５と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【０１５５】
［波長変換装置３０Ａ］
波長変換装置３０Ａは、レーザー光用の波長変換装置であって、図２８に示すように、第１基板１０１と、蛍光体層１０２と、第２基板３０３Ａとを備える。
【０１５６】
図２８に示される波長変換装置３０Ａは、図２５に示される波長変換装置３０に対して、第２基板３０３Ａの構成が異なる。
【０１５７】
（第２基板３０３Ａ）
第２基板３０３Ａは、図２５に示す第２基板３０３と比較して、第１基板１０１と反対側に凸の非半球レンズ形状となるように形成されている点が異なる。換言すると、第２基板３０３Ａは、図２に示す第２基板１０３と比較して、さらに、非半球レンズ機能を有する点が異なる。
【０１５８】
その他の部分は、図２に示す第２基板１０３および図２５に示す第２基板３０３と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１５９】
［効果等］
図２７および図２９を用いて、本変形例における波長変換装置３０Ａの効果について説明する。図２９は、実施の形態３の変形例１における波長変換装置３０Ａが出射する白色光の説明図である。なお、図２、図２５、図２７等と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【０１６０】
図２９に示す波長変換装置３０Ａは、第１基板１０１と反対側に凸の非半球レンズ形状となるよう形成された第２基板３０３Ａを備えている。また、第１基板１０１と第２基板３０３Ａとは、透光性を有するサファイア基板であり、波長変換装置３０Ａには、レーザー光源からの所定波長の光が（図でＬ１）照射されている。蛍光体層１０２は、レーザー光源からの所定波長の光の色（波長）を変換した白色光（図でＬ２、Ｌ２２、Ｌ２３）を出射する。
【０１６１】
このように構成される第２基板３０３Ａは、熱伝導率および透光性の高いサファイア基板からなるのに加えて、非半球ハーフレンズ機能を有する。これにより、サファイアの屈折率が１.８程度と高くても、第２基板３０３Ａを、非半球ハーフレンズ形状に形成することで、第２基板３０３Ａと空気との界面での臨界角を大きくすることができ、第２基板３０３Ａ内に閉じ込められてしまう光を減少させることができる。つまり、図２９に示すように、蛍光体層１０２から第２基板３０３Ａに入射される白色光の角度（入射角）が所定以上傾いていても、全反射を引き起こさせてしまう白色光がなくなり（第２基板３０３Ａ内に白色光が閉じ込められず）、光量ロスを抑制できる。したがって、波長変換装置３０Ａは、波長変換装置１０と比較して、光取出し効率を向上させることができる。
【０１６２】
また、第２基板３０３Ａは、非半球ハーフレンズ形状に形成されることで、第２基板３０３Ａと空気との界面を大きくすることができるので、蛍光体層１０２から伝達された熱を、より空気中に分散させることができる。したがって、波長変換装置３０Ａは、波長変換装置１０と比較して、放熱効果を向上させることができる。
【０１６３】
さらに、第２基板３０３Ａは、非半球ハーフレンズ形状に形成されることで、半球レンズ形状に形成する場合と比較して、頂点（短径側のレンズ高さ）を低くできる。これにより、波長変換装置３０Ａは、波長変換装置３０と比較して、小型化を図ることができ、波長変換装置３０Ａを組み込む照明器具または光源装置をより小型化できる。
【０１６４】
以上のように、本変形例によれば、第２基板３０３Ａを、さらに、第１基板１０１と反対側に凸の非半球レンズ形状となるように形成する。これにより、第２基板３０３Ａを有する波長変換装置３０Ａは、光取出し効率および放熱効果をより向上することができる。
【０１６５】
なお、本変形例でも、波長変換装置３０Ａは蛍光体層１０２を有するとして説明したが、これに限らない。波長変換装置３０Ａが、蛍光体層２０２等を有していてもよく、同様のことが言える。
【０１６６】
（変形例２）
図３０は、図２４に示す照明装置１Ｃのさらに別の断面図である。なお、図１、図２、図２５と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【０１６７】
［波長変換装置３０Ｂ］
波長変換装置３０Ｂは、レーザー光用の波長変換装置であって、図３０に示すように、第１基板１０１と、蛍光体層１０２と、第２基板３０３Ｂとを備える。
【０１６８】
図３０に示される波長変換装置３０Ｂは、図２５に示される波長変換装置３０に対して、第２基板３０３Ｂの構成が異なる。
【０１６９】
（第２基板３０３Ｂ）
第２基板３０３Ｂは、図２５に示す第２基板３０３と比較して、第１基板１０１と反対側に凸のレンズアレイ形状となるように形成されている点が異なる。換言すると、第２基板３０３Ｂは、図２に示す第２基板１０３と比較して、さらに、マイクロレンズアレイ機能を有する点が異なる。
【０１７０】
その他の部分は、図２に示す第２基板１０３および図２５に示す第２基板３０３と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１７１】
［効果等］
図２７および図３１を用いて、本変形例における波長変換装置３０Ｂの効果について説明する。図３１は、実施の形態３の変形例２における波長変換装置３０Ｂが出射する白色光の説明図である。なお、図２、図２５、図２７等と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【０１７２】
図３１に示す波長変換装置３０Ｂは、第１基板１０１と反対側に凸のレンズアレイ形状となるよう形成された第２基板３０３Ｂを備えている。また、第１基板１０１と第２基板３０３Ｂとは、透光性を有するサファイア基板であり、波長変換装置３０Ｂには、レーザー光源からの所定波長の光が（図でＬ１）照射されている。蛍光体層１０２は、レーザー光源からの所定波長の光の色（波長）を変換した白色光（図でＬ２、Ｌ２５、Ｌ２７）を出射する。
【０１７３】
このように構成される第２基板３０３Ｂは、熱伝導率および透光性の高いサファイア基板からなるのに加えて、マイクロレンズアレイ機能を有する。これにより、サファイアの屈折率が１.８程度と高くても、第２基板３０３Ｂを、マイクロレンズアレイ形状に形成することで、第２基板３０３Ｂと空気との界面での臨界角を大きくすることができ、第２基板３０３Ｂ内に閉じ込められてしまう光を減少させることができる。つまり、図３１に示すように、蛍光体層１０２から第２基板３０３Ｂに入射される白色光の角度（入射角）が所定以上傾いていても、全反射を引き起こさせてしまう白色光がなくなり（第２基板３０３Ｂ内に白色光が閉じ込められず）、光量ロスを抑制できる。したがって、波長変換装置３０Ｂは、波長変換装置１０と比較して、光取出し効率を向上させることができる。
【０１７４】
また、第２基板３０３Ｂは、マイクロレンズアレイ形状に形成されることで、第２基板３０３Ｂと空気との界面を大きくすることができるので、蛍光体層１０２から伝達された熱を、より空気中に分散させることができる。したがって、波長変換装置３０Ｂは、波長変換装置１０と比較して、放熱効果を向上させることができる。
【０１７５】
さらに、第２基板３０３Ｂは、マイクロレンズアレイ形状に形成されることで、半球レンズ形状に形成する場合と比較して、頂点（短径側のレンズ高さ）を低くできる。これにより、波長変換装置３０Ｂは、波長変換装置３０と比較して、小型化を図ることができるので、波長変換装置３０Ｂを組み込む照明器具または光源装置をより小型化できる。
【０１７６】
そして、マイクロレンズアレイのピッチ、径、断面形状を調整することによって配光も制御できる。
【０１７７】
以上のように、本変形例によれば、第２基板３０３Ｂを、さらに、第１基板１０１と反対側に凸のレンズアレイ形状となるように形成する。これにより、第２基板３０３Ｂを有する波長変換装置３０Ａは、光取出し効率および放熱効果をより向上することができる。
【０１７８】
なお、本変形例では、波長変換装置３０Ｂは蛍光体層１０２を有するとして説明したが、これに限らない。波長変換装置３０Ｂが、蛍光体層２０２等を有していてもよく、同様のことが言える。
【０１７９】
（他の実施の形態等）
以上、本発明に係るレーザー光用の波長変換装置及び照明装置について、上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
【０１８０】
上述した実施の形態は一例にすぎず、各種の変更、付加、省略等が可能であることは言うまでもない。
【０１８１】
また、上述した実施の形態で示した構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明の範囲に含まれる。その他、上記実施の形態に対して当業者が思い付く各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
【０１８２】
例えば、上記実施の形態におけるレーザー光用の波長変換装置１０等を用いた照明装置も本発明に含まれる。上記実施の形態におけるレーザー光用の波長変換装置１０等を照明装置に用いることでＬＥＤ光源を用いた照明装置よりも小型化できる。
【符号の説明】
【０１８３】
１、１Ｂ、１Ｃ  照明装置
１０、２０、２０Ａ、３０、３０Ａ、３０Ｂ  波長変換装置
１０１  第１基板
１０２、１０２Ａ、２０２、２０２Ａ、２０２Ｃ、２０２Ｄ、２０２Ｅ  蛍光体層
１０３、３０３、３０３Ａ、３０３Ｂ  第２基板
２０２１、２０２１Ａ  膜厚調整粒子
２０２２  蛍光体
２０２３  封止樹脂
【図１】
2020030413.tif 000003
【図２】
2020030413.tif 000004
【図３】
2020030413.tif 000005
【図４】
2020030413.tif 000006
【図５】
2020030413.tif 000007
【図６】
2020030413.tif 000008
【図７】
2020030413.tif 000009
【図８Ａ】
2020030413.tif 000010
【図８Ｂ】
2020030413.tif 000011
【図９】
2020030413.tif 000012
【図１０】
2020030413.tif 000013
【図１１】
2020030413.tif 000014
【図１２】
2020030413.tif 000015
【図１３】
2020030413.tif 000016
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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