(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を射出する励起光源と、
該励起光源から射出される励起光を吸収し波長変換して所定の波長域の照明光を放出する波長変換部材と、
一端に該励起光源を備え、他端に該波長変換部材を備え、断面の中心部（コア）の屈折率を周辺部（クラッド）より高くして該励起光源から射出される励起光を該波長変換部材へ導出する光ファイバとを有する発光装置であり、
前記励起光源は、前記励起光として３５０ｎｍから５００ｎｍに発光ピーク波長を有するレーザ光を射出するレーザダイオード素子であり、
前記波長変換部材は、蛍光物質を含み、該波長変換部材は、２５０℃での輝度維持率が、室温での輝度維持率に対して５０％以上、または、３００℃での輝度維持率が、室温での輝度維持率に対して３０％以上であり、
前記蛍光物質は、緑色発光する蛍光物質としてＬｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ及びＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ，Ｍｎからなる群より選択される少なくとも一種、赤色発光する蛍光物質として（Ｃａ，Ｓｒ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ及びＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕからなる群より選択される少なくとも一種を有し、
前記発光装置は、前記波長変換部材から放出される前記照明光、あるいは該照明光と前記励起光との混合によって、白色の照明光を放出することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
励起光を射出する励起光源と、
該励起光源から射出される励起光を吸収し波長変換して所定の波長域の照明光を放出する波長変換部材と、
断面の中心部（コア）の屈折率を周辺部（クラッド）より高くして該波長変換部材から放出される照明光を外部へ導出する光ファイバとを有する発光装置であり、
前記励起光源は、前記励起光として３５０ｎｍから５００ｎｍに発光ピーク波長を有するレーザ光を射出するレーザダイオード素子であり、
前記波長変換部材は、蛍光物質を含み、該波長変換部材は、２５０℃での輝度維持率が、室温での輝度維持率に対して５０％以上、または、３００℃での輝度維持率が、室温での輝度維持率に対して３０％以上であり、
前記蛍光物質は、緑色発光する蛍光物質としてＬｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ及びＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ，Ｍｎからなる群より選択される少なくとも一種、赤色発光する蛍光物質として（Ｃａ，Ｓｒ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ及びＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕからなる群より選択される少なくとも一種を有し、
前記発光装置は、前記波長変換部材から放出される前記照明光、あるいは該照明光と前記励起光との混合によって、白色の照明光を放出することを特徴とする発光装置。
【請求項３】
前記蛍光物質は、青色発光する蛍光物質としてＣａ１０（ＰＯ４）６ＣｌＢｒ：Ｅｕ、Ｓｒ１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ及びＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕからなる群より選択される少なくとも一種を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記波長変換部材は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性シリコーン樹脂、変性エポキシ樹脂、無機ガラス、イットリアゾル、アルミナゾル、シリカゾルからなる群から選ばれる部材に前記蛍光物質を含有させたものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記波長変換部材は、フィラーを含む請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記フィラーは、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素からなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項５に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、励起光源と、波長変換部材と、光ファイバと、を有する発光装置に関する。また、該発光装置と、撮像部材とを有する内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体内部を観察したり、また観察しながら治療したりするための内視鏡装置が広く使用されている。内視鏡は極めて細い光ファイバで構成されているが、そのファイバに光を送り、胃の中などを照明するための光源として使用されている。細いファイバを効率よく照明するために、高い輝度が必要である。また、照明された画像を目で見ながら患部を診断するため、色の情報は重要である。このため、自然光に近い光源が必要である。さらに、光源を点灯してからの患者の待ち時間を少なくするため、瞬時に点灯・安定する光源が必要である。このことから従来は、光源にキセノンランプやメタルハライドランプを使用している。
【０００３】
しかし、キセノンランプやメタルハライドランプは鮮やかな色味を実現することができず、発光色が安定するまでに時間がかかる、瞬時再点灯できないなどの問題を有している。このため、キセノンランプやメタルハライドランプに代わるものとして発光素子を用いたものが使用されている。
【０００４】
発光素子を用いた発光装置は、小型で電力効率が良く鮮やかな色の発光をする。また、該発光素子は、半導体素子であるため球切れなどの心配がない。さらに初期駆動特性が優れ、振動やオン・オフ点灯の繰り返しに強いという特徴を有する。このような優れた特性を有するため、発光ダイオード素子（ＬＥＤ）、レーザダイオード素子（ＬＤ）などの半導体発光素子を用いる発光装置は、各種の光源として利用されている。内視鏡装置は医療用途なので、非常に高い信頼性、確実な点灯性が点灯装置に要求されている。また手術中にランプが消えてしまうことは許されない。
【０００５】
例えば、図１２に示す従来の内視鏡装置１００は、照明ユニット１１０における白色光源１１１が、赤色半導体レーザ１１１ａ、緑色半導体レーザ１１１ｂ及び青色半導体レーザ１１１ｃを備え、それぞれの半導体レーザは干渉の少ない複数の波長λのスペクトル分布を有するマルチ縦モードの光を射出するものとし、また、ＧａＮ系半導体レーザ１１４も、干渉の少ないマルチ縦モードの励起光を射出するものである（例えば、特許文献１参照）。この内視鏡装置は、赤色半導体レーザ１１１ａ、緑色半導体レーザ１１１ｂ及び青色半導体レーザ１１１ｃの光の三原色による光の混合を利用して白色光を実現している。半導体レーザは、発光ダイオードよりも発光強度が極めて高いため、照度の高い内視鏡装置を実現している。
【特許文献１】特開２００２−９５６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、半導体レーザは発光ダイオードに比べて半値幅が狭いため、赤色半導体レーザ１１１ａ、緑色半導体レーザ１１１ｂ及び青色半導体レーザ１１１ｃを用いて白色光源１１１を実現する従来の内視鏡装置では各半導体レーザの強度が異なることにより色調バラツキが生じやすく、色再現性に乏しいという問題を招く。また、従来の内視鏡装置は少なくとも３種類の半導体レーザを要するため、所定の白色光を得るにはそれぞれの半導体レーザの出力を制御しなければならず、その調整が困難であるという問題を招く。また、半導体レーザは発光ダイオードに比べて視野角が狭く、正面方向の発光強度が極めて高いため、白色光であっても半導体レーザのわずかな配置ズレによって異なる色調を有するという問題も生じる。さらに、演色性の高い内視鏡装置が求められているが、従来の内視鏡装置では演色性の高いものを実現することができないという問題もある。
【０００７】
以上のことから、本発明は、色調バラツキの少ない色再現性に富む発光装置を提供すること、任意の色を発光する発光装置を提供すること、演色性の高い発光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】
【０００８】
上記の問題点を解決すべく、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに到った。
【０００９】
本発明は、励起光を射出する励起光源と、該励起光源から射出される励起光を吸収し波長変換して所定の波長域の照明光を放出する波長変換部材と、一端に該励起光源を備え、他端に該波長変換部材を備え、断面の中心部（コア）の屈折率を周辺部（クラッド）より高くして該励起光源から射出される励起光を該波長変換部材へ導出する光ファイバとを有し、前記波長変換部材は、蛍光物質を含み、該波長変換部材は、２５０℃での輝度維持率が、室温での輝度維持率に対して５０％以上、または、３００℃での輝度維持率が、室温での輝度維持率に対して３０％以上である発光装置に関する。
また、本発明は、励起光を射出する励起光源と、該励起光源から射出される励起光を吸収し波長変換して所定の波長域の照明光を放出する波長変換部材と、断面の中心部（コア）の屈折率を周辺部（クラッド）より高くして該波長変換部材から放出される照明光を外部へ導出する光ファイバとを有し、前記波長変換部材は、蛍光物質を含み、該波長変換部材は、２５０℃での輝度維持率が、室温での輝度維持率に対して５０％以上、または、３００℃での輝度維持率が、室温での輝度維持率に対して３０％以上である発光装置に関する。
【００１０】
本発明は、励起光を射出する励起光源と、該励起光源から射出される励起光を吸収し波長変換して所定の波長域の照明光を放出する波長変換部材と、一端に該励起光源を備え、他端に該波長変換部材を備え、断面の中心部（コア）の屈折率を周辺部（クラッド）より高くして該励起光源から射出される励起光を該波長変換部材へ導出する光ファイバとを有し、前記波長変換部材は、２μｍ〜８μｍの粒径範囲の蛍光物質を含む発光装置に関する。
また、本発明は、励起光を射出する励起光源と、該励起光源から射出される励起光を吸収し波長変換して所定の波長域の照明光を放出する波長変換部材と、断面の中心部（コア）の屈折率を周辺部（クラッド）より高くして該波長変換部材から放出される照明光を外部へ導出する光ファイバとを有し、前記波長変換部材は、２μｍ〜８μｍの粒径範囲の蛍光物質を含む発光装置に関する。
【００１１】
前記波長変換部材は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性シリコーン樹脂、変性エポキシ樹脂、無機ガラス、イットリアゾル、アルミナゾル、シリカゾルからなる群から選ばれる部材に前記蛍光物質を含有させたものであってもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、以上説明したように構成されているので、発光輝度の高い発光装置を提供することができる。また、発光装置の量産性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係る発光装置は、励起光を射出する励起光源と、該励起光源から射出される励起光を吸収し波長変換して所定の波長域の照明光を放出する波長変換部材と、一端に該励起光源を備え、他端に該波長変換部材を備え、断面の中心部（コア）の屈折率を周辺部（クラッド）より高くして該励起光源から射出される励起光を該波長変換部材へ導出する光ファイバとを有しており、他端に波長変換部材を備えるため、励起光源１０から射出された励起光が該波長変換部材に照射して拡散される。励起光源と波長変換部材とを離すことにより励起光源から発生した熱が波長変換部材に伝達されないため、波長変換部材の熱による劣化を抑えることができる。また、励起光源から射出された励起光を被覆部材に混合されている波長変換部材に実質的にすべて伝送するため、発光装置からの放出される光は被覆部材に混合されている波長変換部材のみからとすることができ、励起光を効率よく波長変換することができる。また、波長変換部材を備えていない発光装置よりも指向角の広い発光装置を提供することができる。さらに、少なくとも１個の励起光源で所定の発光色を実現できるため、色調バラツキの少ない色再現性に富む発光装置を提供することができる。また、光ファイバを介することにより、励起光源から離れた位置を照射することができる。さらに、光ファイバを介して励起光源と波長変換部材とを接続しており、励起光源と波長変換部材とを離すことにより励起光源から発生した熱が波長変換部材に伝達されないため、波長変換部材の熱による劣化を抑えることができる。
【００１４】
本発明に係る発光装置は、励起光を射出する励起光源と、該励起光源から射出される励起光を吸収し波長変換して所定の波長域の照明光を放出する波長変換部材と、断面の中心部（コア）の屈折率を周辺部（クラッド）より高くして該波長変換部材から放出される照明光を外部へ導出する光ファイバとを有しており、少なくとも１個の励起光源で所定の色調を実現できるため、色調バラツキの少ない色再現性に富む発光装置を提供することができる。また、光ファイバを介することにより、励起光源から離れた位置を照射することができる。さらに、光ファイバの先端が汚れる箇所においても使用することができる。また、励起光源側に波長変換部材を配置することができるため、波長変換部材の取り替えが容易にできる。しかも、波長変換部材を種々の位置に設けることにより生産性の向上を図ることができる。
【００１５】
光ファイバは、励起光源から射出される励起光や波長変換部材から放出される照明光の出力を減衰することなく、所定の出力状態を維持したまま外部に伝達することができる。また、光ファイバは電気が流れていないため、漏電等の問題を生じない。さらに、励起光源と波長変換部材とを一定距離離すことができるため、励起光源で発生した熱が波長変換部材に伝達せず、波長変換部材の熱による劣化を防止することができる。
【００１６】
前記波長変換部材として、蛍光物質を用いることにより、発光輝度や演色性の高い発光装置を提供することができる。
前記波長変換部材として、窒化物蛍光物質を少なくとも一部含有ことにより、窒化物蛍光物質が紫外から可視光の短波長側の光により励起され、可視光の長波長側の光を放出することができるため、演色性の向上を図ることができる。
前記波長変換部材として、希土類アルミン酸塩蛍光物質を少なくとも一部含有することにより、希土類アルミン酸塩蛍光物質は高い耐熱性を有するため、安定した照明光を放出することができる。また、希土類アルミン酸塩蛍光物質は波長変換効率も高いため、効率よく光を取り出すことができる。
【００１７】
特に、波長変換部材が温度特性の良好な蛍光物質、代表的には、ルテチウムアルミニウムガーネット（ＬＡＧ）を少なくとも一部含有する場合には、温度特性が良好であるために、波長変換部材、さらには発光装置自体の劣化を有効に防止することができる。加えて、本発明者らは、本願において、意外にも、温度特性の良好な蛍光物質を用いた場合に、どのような励起光源、例えば、レーザ光であるような光出力の非常に高い光源を用いた場合においても、光出力の増加による光束の劣化を有効に防止することができることをはじめて見出した。つまり、光出力に対する光束を、ほぼ直線的に増大させることができる。これにより、極めて、高出力及び高輝度を実現するとともに、高信頼性及び高寿命の発光装置を得ることが可能となる。
【００１８】
前記波長変換部材は、被覆部材に混合することにより光ファイバへの波長変換部材の固着を容易にすることができる。また、波長変換部材を均一に配置することができるため色むらの少ない発光装置を提供することができる。
前記励起光源は、発光素子であることにより、小型で電力効率のよい発光装置を提供することができる。また、初期駆動特性に優れ、振動やオン・オフ点灯の繰り返しに強い発光装置を提供することができる。
【００１９】
前記励起光源から射出される励起光は、レーザ光であることにより極めて高い発光出力を有する発光装置を提供することができる。
前記励起光源は、３５０ｎｍから５００ｎｍに発光ピーク波長を有することにより、紫外線または可視光の短波長領域の励起光源と該励起光源からの励起光により波長変換される波長変換部材とが組み合わせられることとなり、発光出力の高い発光装置を提供することができる。また、種々の色味の発光装置を提供することができる。
【００２０】
前記発光装置は、励起光源と光ファイバとの間に備えるレンズを介して励起光源から射出された励起光を光ファイバへ導出することにより、励起光源からの射出する励起光を集光させ効率よく光ファイバに導出することができる。
【００２１】
前記発光装置は、励起光源からの光を９０％以上遮断する遮断部材を有することにより、所定の波長のみ取り出すことができる。特に、紫外線吸収剤等の遮断部材を設けることにより紫外線の照射を抑制することができる。
前記発光装置は、平均演色評価数（Ｒａ）が８０以上であることにより、演色性の高い発光装置を提供することができる。
【００２２】
本発明の発光装置と、該発光装置から放出される光を被写体に照射し、該被写体から反射される光による通常像を撮像する撮像部材とを有することにより、色調バラツキの少ない色再現性に富む内視鏡装置を提供することができる。また、演色性の高い発光装置を用いるため、鮮明な撮像を行うことができる。
前記撮像部材が、撮像素子であることにより、被写体の光学像を扱いやすいものとすることができる。
【００２３】
以下、本発明に係る発光装置及びその製造方法を、実施の形態及び実施例を用いて説明する。ただし、本発明は、この実施の形態及び実施例に限定されない。
【００２４】
＜第１の実施の形態＞
＜発光装置＞
第１の実施の形態に係る発光装置について図面を用いて説明する。図１は、本発明に係る発光装置を示す概略構成図である。
第１の実施の形態に係る発光装置は、励起光１を射出する励起光源１０と、励起光源１０から射出される励起光１を吸収し、波長変換して所定の波長域の照明光２を放出する波長変換部材３０と、一端に励起光源１０を備え、他端に波長変換部材３０を備え、断面の中心部（コア）の屈折率を周辺部（クラッド）より高くして励起光源１０から射出される励起光１を波長変換部材３０へ導出する光ファイバ２０とを有する。
【００２５】
励起光源１０は発光素子１１を備え、発光素子１１から射出される光を射出部１２から光ファイバ２０へと導出する。発光素子１１から射出される光を射出部１２へ効率よく導くため、発光素子１１と射出部１２との間にレンズ１３を設けている。
【００２６】
光ファイバ２０の一端は射出部１２と接続されており、他端は外部に光を導出する出力部２１を備える。出力部２１は波長変換部材３０を有している。波長変換部材３０として蛍光物質３１を使用する。波長変換部材３０は、励起光源１０から射出される励起光１を吸収し波長変換して所定の波長域の照明光２を放出するものであり、出力部２１に配置されている。
【００２７】
可視光の短波長領域における４００ｎｍ付近に発光ピーク波長を有する発光素子１１と、青色光に発光する蛍光物質３１と黄色光に発光する蛍光物質３１とを混合した蛍光物質３１とを用いる場合、蛍光物質３１から放出される白色光が主に照明光２となる。４００ｎｍ付近の光は視認し難いため、視認し易い青色光や黄色光、白色光が照明光２となる。
【００２８】
可視光の短波長領域における４６０ｎｍ付近に発光ピーク波長を有する発光素子１１と、黄色に発光する蛍光物質３１と、赤色に発光する蛍光物質３１とを用いる場合、発光素子１１から射出される励起光１と蛍光物質３１から放出される光との混色光が照明光２として外部に導出される。この照明光２は赤みを帯びた白色光となる。
【００２９】
紫外線領域における３６５ｎｍ付近に発光ピーク波長を有する発光素子１１と、青色光に発光する蛍光物質３１と黄色光に発光する蛍光物質３１とを混合した蛍光物質３１とを用いる場合、蛍光物質３１から放出される光が照明光２となる。紫外線は人間の目で見えないため可視光に波長変換される蛍光物質３１から放出される光のみが照明光２となる。よって蛍光物質３１から放出される白色光が照明光２となる。
【００３０】
ただし、蛍光物質３１の組合せは種々考えられ、光の三原色（青色、緑色、赤色）を用いて広範囲の色調を得る場合や、補色の関係にある青色と黄色、青緑色と赤色、緑色と赤色、青紫色と黄緑色など２色を用いて種々の色調を得る場合などがある。これらの色の一方を発光素子１１から射出される光に置換してもよい。ここで補色とは、一方の発光ピーク波長の光と他方の発光ピーク波長の光とを混合した場合に、白色領域の光が得られることをいう。ここで、色名と波長範囲との関係は、ＪＩＳ  Ｚ８１１０を参酌している。
【００３１】
演色性とは、ある光源によって照明された物体色の見え方を左右するその光源の性質である。色温度は、光源そのものの色を心理物理的に表現するもので、ある光源の色度と等しい色度を持った完全放射体の絶対温度（Ｋ）で表す。一般にある光源のもとで見た物体色の見え方が、同一の色温度を持つ基準光のもとで見た物体色の見え方に比べてどの程度異なっているかによって表される。平均演色評価数（Ｒａ）は、８種類の色票が試料光源、基準光源それぞれによって照明された場合の色ズレの平均的な値を基礎として求められる。特殊演色評価数は、上の８種類の色票とは別の７種類の色票の個々の色ズレを基礎として求めるもので、７種類の平均ではない。そのうちＲ９は赤色を示す。
【００３２】
次に、発光装置の作用について説明する。
励起光源１０に備える発光素子１１から射出された励起光１はレンズ１３を透過して射出部１２へと導かれる。レンズ１３は、発光素子１１から射出された励起光１を射出部１２に集光させる。射出部１２から射出された励起光１は光ファイバ２０へ導出される。励起光１は光ファイバ２０内で全反射を繰り返しながら他端である出力部２１へと導出される。出力部２１に設ける波長変換部材３０である蛍光物質３１に導出されてきた励起光１を照射する。この励起光１の少なくとも一部は蛍光物質３１に吸収され波長変換されて所定の波長域の光を放出する。この光が照明光２となって外部に導出される。若しくは、蛍光物質３１から放出される光と励起光１とが混合した照明光２が外部に導出される。
【００３３】
これにより、少なくとも１個の発光素子１１で白色光を得ることができる。また、１個の発光素子１１のみで白色光を得ることができるため、色調バラツキが少なく色再現性に富む発光装置を提供することができる。また、発光素子１１と蛍光物質３１とを使用するため混色し易く演色性の高い発光装置を提供することができる。また、発光強度の高い発光装置を提供することができる。発光素子１１に蛍光物質３１を塗布していないため、発光素子１１の駆動に伴う発熱により蛍光物質３１が劣化することがない。
【００３４】
＜励起光源＞
励起光源１０は、蛍光物質３１を励起する光を射出できればよく、半導体発光素子やランプ、電子ビーム、プラズマ、ＥＬなどをエネルギー源とするものでも使用できる。特に限定されないが、小型で発光強度が高いため、発光素子１１を用いることが好ましい。発光素子１１は、発光ダイオード素子（ＬＥＤ）やレーザダイオード素子（ＬＤ）などを用いることができる。
【００３５】
（発光素子Ａ）
発光素子１１は、蛍光物質３１を効率よく励起可能な発光波長を発光できる発光層を有する半導体発光素子が好ましい。このような半導体発光素子の材料として、ＢＮ、ＳｉＣ、ＺｎＳｅやＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＢＡｌＧａＮ、ＢＩｎＡｌＧａＮなど種々の半導体を挙げることができる。同様に、これらの元素に不純物元素としてＳｉやＺｎなどを含有させ発光中心とすることもできる。蛍光物質３１を効率良く励起できる紫外領域から可視光の短波長を効率よく発光可能な発光層の材料として特に、窒化物半導体（例えば、ＡｌやＧａを含む窒化物半導体、ＩｎやＧａを含む窒化物半導体としてＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）がより好適に挙げられる。
【００３６】
また、半導体の構造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合やｐｎ接合などを有するホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構成のものが好適に挙げられる。半導体層の材料やその混晶比によって発光波長を種々選択することができる。また、半導体活性層を量子効果が生ずる薄膜に形成させた単一量子井戸構造や多重量子井戸構造とすることでより出力を向上させることもできる。
【００３７】
発光素子１１に、窒化物半導体を使用した場合、半導体用基板にはサファイア、スピネル、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、ＧａＮ等の材料が好適に用いられる。結晶性のよい窒化物半導体を量産性よく形成させるためにはサファイア基板を利用することが好ましい。このサファイア基板上にＨＶＰＥ法やＭＯＣＶＤ法などを用いて窒化物半導体を形成させることができる。サファイア基板上にＧａＮ、ＡｌＮ、ＧａＡＩＮ等の低温で成長させ非単結晶となるバッファ層を形成しその上にｐｎ接合を有する窒化物半導体を形成させる。
【００３８】
窒化物半導体を使用したｐｎ接合を有する紫外領域を効率よく発光可能な発光素子１１の例として、バッファ層上に、サファイア基板のオリフラ面と略垂直にＳｉＯ2をストライプ状に形成する。ストライプ上にＨＶＰＥ法を用いてＧａＮをＥＬＯＧ（Epitaxial Lateral Over Grows GaN）成長させる。続いて、ＭＯＣＶＤ法により、ｎ型窒化ガリウムで形成した第１のコンタクト層、ｎ型窒化アルミニウム・ガリウムで形成させた第１のクラッド層、窒化インジウム・アルミニウム・ガリウムの井戸層と窒化アルミニウム・ガリウムの障壁層を複数積層させた多重量子井戸構造とされる活性層、ｐ型窒化アルミニウム・ガリウムで形成した第２のクラッド層、ｐ型窒化ガリウムで形成した第２のコンタクト層を順に積層させたダブルへテロ構成などの構成が挙げられる。活性層をリッジストライプ形状としガイド層で挟むと共に共振器端面を設け本発明に利用可能な半導体レーザ素子とすることもできる。
【００３９】
窒化物半導体は、不純物をドープしない状態でｎ型導電性を示す。発光効率を向上させるなど所望のｎ型窒化物半導体を形成させる場合は、ｎ型ドーパントとしてＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を適宜導入することが好ましい。一方、ｐ型窒化物半導体を形成させる場合は、ｐ型ドーパントであるＺｎ、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等をドープさせることが好ましい。窒化物半導体は、ｐ型ドーパントをドープしただけではｐ型化しにくいためｐ型ドーパント導入後に、炉による加熱やプラズマ照射等により低抵抗化させることが好ましい。サファイア基板をとらない場合は、第１のコンタクト層の表面までｐ型側からエンチングさせコンタクト層を露出させる。各コンタクト層上にそれぞれ電極形成後、半導体ウエハーからチップ状にカットさせることで窒化物半導体からなる発光素子を形成させることができる。
【００４０】
蛍光物質３１を出力部に固着する際、樹脂を利用して形成することが好ましい。この場合、蛍光物質３１からの発光波長と透光性樹脂の劣化等を考慮して、発光素子１１の発光ピーク波長は、３５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下のものことができる。
【００４１】
ここで、発光素子１１は、不純物濃度１０17〜１０20／ｃｍ3で形成されるｎ型コンタクト層のシート抵抗と、透光性ｐ電極のシート抵抗とが、Ｒｐ≧Ｒｎの関係となるように調節されていることが好ましい。ｎ型コンタクト層は、例えば膜厚３〜１０μｍ、より好ましくは４〜６μｍに形成されると好ましく、そのシート抵抗は１０〜１５Ω／□と見積もられることから、このときのＲｐは前記シート抵抗値以上のシート抵抗値を有するように薄膜に形成するとよい。また、透光性ｐ電極は、膜厚が１５０μｍ以下の薄膜で形成されていてもよい。
【００４２】
また、透光性ｐ電極が、金および白金族元素の群から選択された１種と、少なくとも１種の他の元素とから成る多層膜または合金で形成される場合には、含有されている金または白金族元素の含有量により透光性ｐ電極のシート抵抗の調整をすると安定性および再現性が向上される。金または金属元素は、本発明に使用する半導体発光素子の波長領域における吸収係数が高いので、透光性ｐ電極に含まれる金又は白金族元素の量は少ないほど透過性がよくなる。従来の半導体発光素子はシート抵抗の関係がＲｐ≦Ｒｎであったが、本発明ではＲｐ≧Ｒｎであるので、透光性ｐ電極は従来のものと比較して薄膜に形成されることとなるが、このとき金または白金族元素の含有量を減らすことで薄膜化が容易に行える。
【００４３】
上述のように、発光素子１１は、ｎ型コンタクト層のシート抵抗ＲｎΩ／□と、透光性ｐ電極のシート抵抗ＲｐΩ／□とが、Ｒｐ≧Ｒｎの関係を成していることが好ましい。発光素子１１として形成した後にＲｎを測定するのは難しく、ＲｐとＲｎとの関係を知るのは実質上不可能であるが、発光時の光強度分布の状態からどのようなＲｐとＲｎとの関係になっているのかを知ることができる。
【００４４】
透光性ｐ電極とｎ型コンタクト層とがＲｐ≧Ｒｎの関係であるとき、前記透光性ｐ電極上に接して延長伝導部を有するｐ側台座電極を設けると、さらなる外部量子効率の向上を図ることができる。延長伝導部の形状及び方向に制限はなく、延長伝導部が衛線上である場合、光を遮る面積が減るので好ましいが、メッシュ状でもよい。また形状は、直線状以外に、曲線状、格子状、枝状、鉤状でもよい。このときｐ側台座電極の総面積に比例して遮光効果が増大するため、遮光効果が発光増強効果を上回らないように延長導電部の線幅及び長さを設計するのがよい。
【００４５】
（発光素子Ｂ）
発光素子１１は、上述の紫外発光の発光素子と異なる青色系に発光する発光素子を使用することもできる。青色系に発光する発光素子１１は、ＩＩＩ族窒化物系化合物発光素子であることが好ましい。発光素子１１は、例えばサファイア基板１上にＧａＮバッファ層を介して、Ｓｉがアンドープのｎ型ＧａＮ層、Ｓｉがドープされたｎ型ＧａＮからなるｎ型コンタクト層、アンドープＧａＮ層、多重量子井戸構造の発光層（ＧａＮ障壁層／ＩｎＧａＮ井戸層の量子井戸構造）、Ｍｇがドープされたｐ型ＧａＮからなるｐ型ＧａＮからなるｐクラッド層、Ｍｇがドープされたｐ型ＧａＮからなるｐ型コンタクト層が順次積層された積層構造を有し、以下のように電極が形成されている。但し、この構成と異なる発光素子も使用できる。
【００４６】
ｐオーミック電極は、ｐ型コンタクト層上のほぼ全面に形成され、そのｐオーミック電極上の一部にｐパッド電極が形成される。
また、ｎ電極は、エッチングによりｐ型コンタクト層からアンドープＧａＮ層を除去してｎ型コンタクト層の一部を露出させ、その露出された部分に形成される。
なお、本実施の形態では、多重量子井戸構造の発光層を用いたが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、ＩｎＧａＮを利用した単一量子井戸構造としてもよいし、Ｓｉ、ＺｎがドープされたＧａＮを利用してもよい。
【００４７】
また、発光素子１１の発光層は、Ｉｎの含有量を変化させることにより、４２０ｎｍから４９０ｎｍの範囲において主発光ピーク波長を変更することができる。また、発光ピーク波長は、上記範囲に限定されるものではなく、３５０〜５５０ｎｍに発光ピーク波長を有しているものを使用することができる。
【００４８】
（発光素子Ｃ）
発光素子１１は、窒化物半導体、例えば、ＧａＮ、ＡｌＮ又はＩｎＮあるいはこれらの混晶である窒化ガリウム系化合物半導体（ＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ、０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）によって形成されていてもよい。また、この窒化ガリウム系化合物半導体の一部を、Ｂ、Ｐで置換したものを用いてもよい。このような発光素子は、例えば、レーザダイオード素子として形成することができる。
【００４９】
窒化物半導体レーザは、ＧａＮ基板上において、ＩｎxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）から成る活性層が、ｎ型ＡｌyＧａ1-yＮ（０≦ｙ＜１）層（各層毎にｙの値は異なる）と、ｐ型ＡｌzＧａ1-zＮ（０≦ｚ＜１）層（各層毎にｚの値は異なる）によって挟まれており、いわゆるダブルへテロ構造が形成されている。
【００５０】
活性層は、Ｉｎx1Ａｌy1Ｇａ1-x1-y1Ｎ井戸層（０≦ｘ1≦１、０≦ｙ1≦１、０≦ｘ1＋ｙ1≦１）とＩｎx2Ａｌy2Ｇａ1-x2-y2Ｎ障壁層（０≦ｘ2≦１、０≦ｙ1≦１、０≦ｘ1＋ｙ1≦１、ｘ1＞ｘ2）が、障壁層-井戸層-障壁層の順に適当な回数だけ交互に繰り返し積層されたＭＱＷ構造を有しており、活性層の両端はいずれも障壁層となっている。井戸層はアンドープで形成されている。一方、ｐ型電子閉じ込め層に隣接した最終障壁層を除いて、全ての障壁層にはＳｉ、Ｓｎ等のｎ型不純物がドープされており、最終障壁層はアンドープで成長されている。また、最終障壁層には、隣接するｐ型窒化物半導体層からＭｇ等のｐ型不純物が拡散している。
【００５１】
最終障壁層を除く障壁層にｎ型不純物がドープされていることにより、活性層中の初期電子濃度が大きくなって井戸層への電子注入効率が高くなり、レーザの発光効率が向上する。一方、最終障壁層は、最もｐ型層側にあるため井戸層への電子注入には寄与しない。そこで、最終障壁層にｎ型不純物をドープせず、むしろｐ型不純物をｐ型層からの拡散によって実質的にドープすることにより、井戸層へのホール注入効率を高めることができる。また、最終障壁層にｎ型不純物をドープしないことにより、障壁層中に異なる型の不純物が混在してキャリアの移動度が低下することを防止できる。
【００５２】
以下、窒化物半導体レーザについて、構造の詳細について説明する。基板としては、ＧａＮを用いることが好ましいが、窒化物半導体と異なる異種基板を用いてもよい。異種基板としては、例えば、Ｃ面、Ｒ面、及びＡ面のいずれかを主面とするサファイア、スピネル（ＭｇＡ１2Ｏ4のような絶縁性基板、ＳｉＣ（６Ｈ、４Ｈ、３Ｃを含む）、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、Ｓｉ、及び窒化物半導体と格子整合する酸化物基板等、窒化物半導体を成長させることが可能で従来から知られており、窒化物半導体と異なる基板材料を用いることができる。好ましい異種基板としては、サファイア、スピネルが挙げられる。また、異種基板は、オフアングルしていてもよく、この場合ステップ状にオフアングルしたものを用いると窒化ガリウムからなる下地層が結晶性よく成長するため好ましい。更に、異種基板を用いる場合には、異種基板上に素子構造形成前の下地層となる窒化物半導体を成長させた後、異種基板を研磨などの方法により除去して、窒化物半導体の単体基板として素子構造を形成してもよく、また、素子構造形成後に、異種基板を除去する方法でもよい。
【００５３】
異種基板を用いる場合には、バッファ層（低温成長層）、窒化物半導体（好ましくはＧａＮ）からなる下地層を介して、素子構造を形成すると、窒化物半導体の成長が良好なものとなる。また、異種基板上に設ける下地層（成長基板）として、その他に、ＥＬＯＧ成長させた窒化物半導体を用いると結晶性が良好な成長基板が得られる。ELOG成長層の具体例としては、異種基板上に、窒化物半導体層を成長させ、その表面に窒化物半導体の成長が困難な保護膜を設けるなどして形成したマスク領域と、窒化物半導体を成長させる非マスク領域を、ストライプ状に設け、その非マスク領域から窒化物半導体を成長させることで、膜厚方向への成長に加えて、横方向への成長が成されることにより、マスク領域にも窒化物半導体が成長して成膜された層などがある。その他の形態では、異種基板上に成長させた窒化物半導体層に開口部を設け、その開口部側面から横方向への成長がなされて、成膜される層でもよい。
【００５４】
基板上には、バッファ層を介して、ｎ型窒化物半導体層であるｎ型コンタクト層、クラック防止層、ｎ型クラッド層、及びｎ型光ガイド層が形成されている。ｎ型クラッド層を除く他の層は、素子によっては省略することもできる。ｎ型窒化物半導体層は、少なくとも活性層と接する部分において活性層よりも広いバンドギャップを有することが必要であり、そのためにＡｌを含む組成であることが好ましい。また、各層は、ｎ型不純物をドープしながら成長させてｎ型としてもよいし、アンドープで成長させてｎ型としてもよい。  
【００５５】
ｎ型窒化物半導体層の上には、活性層が形成されている。活性層は、前述の通り、Ｉｎx1Ａｌy1Ｇａ1-x1-y1Ｎ井戸層（０≦ｘ1≦１、０≦ｙ1≦１、０≦ｘ1＋ｙ1≦１）とＩｎx2Ａｌy2Ｇａ1-x2-y2Ｎ障壁層（０≦ｘ2≦１、０≦ｙ1≦１、０≦ｘ1＋ｙ1≦１、ｘ1＞ｘ2）が適当な回数だけ交互に繰り返し積層されたＭＱＷ構造を有しており、活性層の両端はいずれも障壁層となっている。井戸層は、アンドープで形成されており、最終障壁層を除く全ての障壁層はＳｉ、Ｓｎ等のｎ型不純物が好ましくは１×１０17〜１×１０19ｃｍ-3の濃度でドープして形成されている。
【００５６】
最終障壁層は、アンドープで形成されており、次に成長させるｐ型電子閉じ込め層からの拡散によってＭｇ等のｐ型不純物を１×１０16〜１×１０19ｃｍ-3含んでいる。尚、最終障壁層を成長させるときに、Ｍｇ等のｐ型不純物を１×１０19ｃｍ-3以下の濃度でドープしながら成長させてもよい。また、最終障壁層は、次にｐ型電子閉じ込め層を成長させるときのガスエッチングによる分解の影響を抑制するために、他の障壁層よりも厚く形成されている。最終障壁層の好適な厚みは、ｐ型電子閉じ込め層の成長条件によって適宜変化するが、例えば、他の障壁層の好ましくは１．１〜１０倍、より好ましくは１．１〜５倍の厚みに成長させる。これにより、最終障壁層は、Ｉｎを含む活性層の分解を防止する保護膜としての役割を果たす。
【００５７】
最終障壁層の上には、ｐ型窒化物半導体層として、ｐ型電子閉じ込め層、ｐ型光ガイド層、ｐ型クラッド層、ｐ型コンタクト層が形成されている。ｐ型クラッド層を除く他の層は、素子によっては省略することもできる。ｐ型窒化物半導体層は、少なくとも活性層と接する部分において活性層よりも広いバンドギャップを有することが必要であり、そのためにＡｌを含む組成であることが好ましい。また、各層は、ｐ型不純物をドープしながら成長させてｐ型としてもよいし、隣接する他の層からｐ型不純物を拡散させてｐ型としてもよい。
【００５８】
ｐ型電子閉じ込め層は、ｐ型クラッド層よりも高いＡｌ混晶比を持つｐ型窒化物半導体から成り、好ましくはＡｌxＧａ1-xＮ（０．１＜ｘ＜０．５）なる組成を有する。また、Ｍｇ等のｐ型不純物が高濃度で、好ましくは５×１０17〜１×１０19ｃｍ-3の濃度でドープされている。これにより、ｐ型電子閉じ込め層は、電子を活性層中に有効に閉じ込めることができ、レーザの閾値を低下させる。また、ｐ型電子閉じ込め層は、３０〜２００Å程度の薄膜で成長させれば良く、薄膜であればｐ型光ガイド層やｐ型光クラッド層よりも低温で成長させることができる。したがって、ｐ型電子閉じ込め層を形成することにより、ｐ型光ガイド層等を活性層の上に直接形成する場合に比べて、Ｉｎを含む活性層の分解を抑制することができる。
【００５９】
また、ｐ型電子閉じ込め層は、アンドープで成長させた最終障壁層にｐ型不純物を拡散によって供給する役割を果たしており、両者は協働して、活性層を分解から保護すると共に、活性層へのホール注入効率を高める役割を果たす。即ち、ＭＱＷ活性層の最終層としてアンドープＩｎx2Ｇａ1-x2Ｎ層（０≦ｘ2＜１）を他の障壁層よりも厚く形成し、その上にＭｇ等のｐ型不純物を高濃度にドープしたｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０．１＜ｘ＜０．５）から成る薄膜を低温で成長させることにより、Ｉｎを含む活性層が分解から保護されると共に、ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ層からアンドープＩｎx2Ｇａ1-x2Ｎ層にＭｇ等のｐ型不純物が拡散して活性層へのホール注入効率を向上することができる。
【００６０】
ｐ型窒化物半導体層のうち、ｐ型光ガイド層の途中までリッジストライプが形成され、さらに、保護膜、ｐ型電極、ｎ型電極、ｐパット電極及びｎパット電極が形成されて半導体レーザが構成されている。
レーザ光は、３５０ｎｍから５００ｎｍに発光ピーク波長を有することが好ましい。該範囲のレーザ光を用いることにより波長変換効率の良好な蛍光物質３１を使用することができる。また、該範囲にすることにより蛍光物質３１を混合した樹脂の劣化を抑制することができる。
【００６１】
＜波長変換部材＞
波長変換部材３０は、励起光源１０から射出された励起光を吸収し波長変換して所定の波長域の照明光を放出するものであれば特に問わず、蛍光物質３１や顔料等を用いることができる。励起光源１０の発光スペクトルと波長変換部材３０の発光スペクトルとは異なる。励起光源１０から射出された光を励起光とするため、波長変換部材３０は励起光源１０の持つ発光ピーク波長よりも長波長側に発光ピーク波長を有する。特に発光素子１１にレーザダイオード素子を用いる場合でも、照明光は半値幅の広いブロードな発光スペクトルとなるため視認性し易くなる。
【００６２】
（蛍光物質）
蛍光物質３１としては、励起光源で励起されるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、
(i)Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に賦活されたアルカリ土類金属ハロゲンアパタイト、
(ii)アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン、
(iii)アルカリ土類金属アルミン酸塩、
(iv)希土類元素で主に賦活された酸窒化物又は窒化物、
(v)アルカリ土類ケイ酸塩、アルカリ土類窒化ケイ素、
(vi)硫化物、
(vii)アルカリ土類チオガレート、
(viii)ゲルマン酸塩、
(ix)Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活された希土類アルミン酸塩、
(x)希土類ケイ酸塩、
(xi)Ｅｕ等のランタノイド系元素で主に賦活された有機及び有機錯体等の種々の蛍光物質が挙げられる。これらは、１種又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６３】
(i)Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に賦活されたアルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光物質としては、
Ｍ5（ＰＯ4）3Ｘ：Ｒ
（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｒは、Ｅｕ及び／又はＭｎである。）
等が挙げられる。
例えば、カルシウムクロルアパタイト（ＣＣＡ）、バリウムクロルアパタイト（ＢＣＡ）等が例示され、具体的には、Ｃａ10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｃａ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ等が挙げられる。
【００６４】
(ii)アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光物質としては、
Ｍ2Ｂ5Ｏ9Ｘ：Ｒ
（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｒは、Ｅｕ及び／又はＭｎである。）
等が挙げられる。
例えば、カルシウムクロルボレート（ＣＣＢ）等が例示され、具体的には、Ｃａ2Ｂ5Ｏ9Ｃｌ：Ｅｕ等が挙げられる。
(iii)アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光物質としては、ユーロピウム賦活ストロンチウムアルミネート（ＳＡＥ）、バリウムマグネシウムアルミネート（ＢＡＭ）、あるいは、ＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｒ、Ｓｒ4Ａｌ14Ｏ25：Ｒ、ＣａＡｌ2Ｏ4：Ｒ、ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｒ、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｒ（Ｒは、Ｅｕ及び／又はＭｎである。）等が挙げられる。
【００６５】
(iv)希土類元素で主に賦活された酸窒化物蛍光物質としては、少なくとも、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種の第II族元素と、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種の第IV族元素とを含有する。これらの元素の組合せは特に限定されず、例えば、以下の組成、
ＬXＭYＯZＮ((2/3)X+(4/3)Y-(2/3)Z)：Ｒ又は
ＬXＭYＱTＯZＮ((2/3)X+(4/3)Y+T-(2/3)Z)：Ｒ
（Ｌは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種の第II族元素である。Ｍは、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種の第IV族元素である。Ｑは、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎからなる群から選ばれる少なくとも１種の第III族元素である。Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕ、Ｙｂ、Ｔｍからなる群から選ばれる少なくとも１種の希土類元素である。０．５＜Ｘ＜１．５、１．５＜Ｙ＜２．５、０＜Ｔ＜０．５、１．５＜Ｚ＜２．５である。）
のものが好ましい。式中、Ｘ、Ｙ、Ｚが上述した範囲の場合には、高い輝度を示し、特に、Ｘ＝１、Ｙ＝２及びＺ＝２で表される酸窒化物蛍光物質はより高い輝度を示すため、より好ましい。但し、上記範囲に限定されず、任意のものを使用することができる。
具体的には、アルファサイアロンを母体材料とする酸窒化物蛍光物質、ベータサイアロンを母体材料とする酸窒化物蛍光物質、ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕの組成式で表されるＥｕ賦活カルシウムアルミニウムシリコンナイトライド等を挙げることができる。
【００６６】
窒化物蛍光物質は、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕ、Ｙｂ、Ｔｍからなる群から選ばれる少なくとも１種の希土類元素により賦活される。この蛍光物質は、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種の第II族元素と、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種の第IV族元素と、Ｎとを含む窒化物蛍光物質であって、Ｂが１〜１００００ｐｐｍの範囲で含まれているものが挙げられる。あるいは、窒化物蛍光物質の組成中に、酸素が含まれていてもよい。
【００６７】
なかでも、Ｅｕ賦活カルシウムシリコンナイトライド（ＣＥＳＮ）、Ｅｕ賦活ストロンチウムシリコンナイトライド（ＳＥＳＮ）、Ｅｕ賦活カルシウムストロンチウムシリコンナイトライド（ＳＣＥＳＮ）、特に、Ｅｕにより賦活され、Ｃａ及び／又はＳｒと、Ｓｉと、Ｎとからなる窒化物蛍光物質であって、Ｂが１〜１００００ｐｐｍの範囲で含まれているものが好ましい。
Ｅｕの一部は、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕ、Ｙｂ、Ｔｍからなる群から選ばれる少なくとも１種の希土類元素により置換されていてもよい。Ｃａ及び／又はＳｒの一部は、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種の第II族元素により置換されていてもよい。Ｓｉの一部は、Ｃ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種の第IV族元素により置換されていてもよい。
【００６８】
具体的には、
ＬXＭYＮ((2/3)X+(4/3)Y)：Ｒ又は
ＬXＭYＯZＮ((2/3)X+(4/3)Y-(2/3)Z)：Ｒ
（Ｌは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種の第II族元素である。Ｍは、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種の第IV族元素である。Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕ、Ｙｂ、Ｔｍからなる群から選ばれる少なくとも１種の希土類元素である。Ｘ、Ｙ、Ｚは、０．５≦Ｘ≦３、１．５≦Ｙ≦８、０＜Ｚ≦３である。）
で表される窒化物蛍光物質であって、Ｂが１〜１００００ｐｐｍの範囲で含まれているものが好ましい。
【００６９】
(v)アルカリ土類ケイ酸塩、アルカリ土類窒化ケイ素としては、Ｍ2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕ、ＭＳｉ7Ｎ10：Ｅｕ、Ｍ1.8Ｓｉ5Ｏ0.2Ｎ8：Ｅｕ、Ｍ0.9Ｓｉ7Ｏ0.1Ｎ10：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種である。）等が挙げられる。
【００７０】
(vi)硫化物としては、ＣａＳ：Ｅｕ、ＳｒＳ：Ｅｕ等のアルカリ土類硫化物の他、Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ｍｎ、ＺｎＣｄＳ：Ｃｕ、ＺｎＣｄＳ：Ａｇ，Ａｌ、ＺｎＣｄＳ：Ｃｕ，Ａｌ等が挙げられる。
(vii)アルカリ土類チオガレートとしては、ＭＧａ2Ｓ4：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種である。）等が挙げられる。
(viii)ゲルマン酸塩としては、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ2・ＧｅＯ2：Ｍｎ、Ｚｎ2ＧｅＯ4：Ｍｎ等が挙げられる。
【００７１】
(ix)Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活された希土類アルミン酸塩としては、イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）、ルテチウムアルミニウムガーネット（ＬＡＧ）、具体的には、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、（Ｙ0.8Ｇｄ0.2）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、Ｙ3（Ａｌ0.8Ｇａ0.2）5Ｏ12：Ｃｅ、（Ｙ，Ｇｄ）3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ、Ｙ3（Ａｌ，Ｓｃ）5Ｏ12：Ｃｅ、Ｌｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、Ｔｂ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、Ｇｄ3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ等が挙げられる。なかでも、より高輝度の光を得るという観点から、温度特性の良好なＬＡＧが好ましい。なお、これら希土類アルミン酸塩は、賦活元素の量によって温度特性を変動させることができるため、高輝度を得るという観点から、例えば、０．００６〜３モル比、好ましくは０．０１〜３モル比、より好ましくは０．０３〜２モル比程度の賦活元素を用いることが好ましい。
(x)希土類ケイ酸塩としては、Ｙ2ＳｉＯ5：Ｃｅ、Ｙ2ＳｉＯ5：Ｔｂ等が挙げられる。
(xi)Ｅｕ等のランタノイド系元素で主に賦活された有機及び有機錯体としては、特に限定されず、いずれの公知のものを用いてもよい。
上述の蛍光物質は、任意に、Ｅｕに代えて又はＥｕに加えて、Ｔｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ等から選択される少なくとも１種を用いてもよい。
【００７２】
なかでも、(ix)Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活された希土類アルミン酸塩蛍光物質、特に、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、（Ｙ，Ｇｄ）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ等の組成式で表されるＹＡＧ系蛍光物質（ＹをＬｕで一部又は全部置換したもの、ＣｅをＴｂで一部又は全部置換したものも含む。）と、(iv)希土類元素で主に賦活された酸窒化物又は窒化物蛍光物質、特に、一般式ＬXＭYＮ((2/3)X+(4/3)Y)：Ｒ又はＬXＭYＯZＮ((2/3)X+(4/3)Y-(2/3)Z)：Ｒ（Ｌは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種の第II族元素である。Ｍは、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種の第IV族元素である。Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕ、Ｙｂ、Ｔｍからなる群から選ばれる少なくとも１種の希土類元素である。Ｘ、Ｙ、Ｚは、０．５≦Ｘ≦３、１．５≦Ｙ≦８、０＜Ｚ≦３である。）とを混合したものを用いることが好ましい。これにより、演色性の高い発光装置を得ることができる。
【００７３】
また、（i）ＣＣＡ、（ii）ＣＣＢ及び（iii）ＢＡＭの少なくとも１種と（ix）ＹＡＧとの組み合わせ、（iii）ＳＡＥと（i）ＣＣＡ：Ｍｎとの組み合わせ、（iii）ＳＡＥと（iv）ＣＥＳＮとの組み合わせ、(ix）ＬＡＧと（iv）ＣＥＳＮとの組み合わせ、(ix）ＬＡＧと（iv）ＳＣＥＳＮとの組み合わせが好ましい。
【００７４】
さらに、別の観点から、蛍光物質としては、温度特性の良好なものを少なくとも一部に含有することが好ましい。ここで、「温度特性が良好なもの」とは、波長変換部材の室温での輝度に比較して、レーザ光の照射による波長変換部材の温度の上昇によっても、輝度が著しく低下しないものを意味する。具体的には、波長変換部材は、２５０℃での輝度維持率が、室温での輝度維持率に対して５０％以上、好ましくは５５％以上、６０％以上、６５％以上又は７０％以上のものが挙げられる。また、波長変換部材は、３００℃での輝度維持率が、室温での輝度維持率に対して３０％以上、好ましくは３５％以上、４０％以上、４５％以上又は５０％以上のものが挙げられる。より好ましくは、２５０℃での輝度維持率が室温に対して５０％以上、好ましくは５５％以上、６０％以上、６５％以上又は７０％以上であって、かつ３００℃での輝度維持率が室温に対して３０％以上、好ましくは３５％以上、４０％以上、４５％以上又は５０％以上のものが挙げられる。このような蛍光物質としては、代表的には、ＬＡＧ、ＢＡＭ、ＹＡＧ、ＣＣＡ、ＳＣＡ、ＳＣＥＳＮ、ＳＥＳＮ、ＣＥＳＮ及びＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ、等が挙げられる。なかでも、ＬＡＧ、ＢＡＭ、ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ等が好ましい。これにより、より高輝度を実現することができる。
上記蛍光物質以外の蛍光物質であって、同様の性能、効果を有する蛍光物質も使用することができる。
【００７５】
これらの蛍光物質３１は、発光素子１１の励起光により、黄色、赤色、緑色、青色に発光スペクトルを有する蛍光物質を使用することができるほか、これらの中間色である黄色、青緑色、橙色などに発光スペクトルを有する蛍光物質も使用することができる。蛍光物質３１を２種以上組み合わせて使用することにより、種々の発光色を有する発光装置を製造することができる。
【００７６】
例えば、緑色から黄色に発光するＣａＳｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、又はＳｒＳｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕと、青色に発光する（Ｓｒ，Ｃａ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ、赤色に発光する（Ｃａ，Ｓｒ）2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕと、からなる蛍光物質３１を使用することによって、演色性の良好な白色に発光する発光装置を提供することができる。これは、色の三源色である赤・青・緑を使用しているため、蛍光物質３１の配合比を変えることのみで、所望の白色光を実現することができる。
【００７７】
上記蛍光物質３１の粒径は、１μｍ〜２０μｍの範囲が好ましく、より好ましくは２μｍ〜８μｍである。特に、５μｍ〜８μｍが好ましい。２μｍより小さい粒径を有する蛍光物質３１は、凝集体を形成しやすい傾向にある。一方、５μｍ〜８μｍの粒径範囲の蛍光物質３１は、光の吸収率及び変換効率が高い。このように、光学的に優れた特徴を有する粒径の大きな蛍光物質を含有させることにより、発光装置の量産性が向上する。
【００７８】
ここで粒径は、空気透過法で得られる平均粒径を指す。具体的には、気温２５℃、湿度７０％の環境下において、１ｃｍ3分の試料を計り取り、専用の管状容器にパッキングした後、一定圧力の乾燥空気を流し、差圧から比表面積を読みとり、平均粒径に換算した値である。
【００７９】
（被覆部材）
波長変換部材は、上述した蛍光物質を、所定の被覆部材にあらかじめ混ぜ合わせることにより形成することができる。被覆部材は、無機物質の方が好ましいが、有機物質も使用することもできる。例えば、被覆部材は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性シリコーン樹脂、変性エポキシ樹脂などの樹脂の他、無機ガラス、イットリアゾル、アルミナゾル、シリカゾルなども使用することができる。耐熱性、耐光性、耐候性、透光性などに優れたものが好ましい。なお、波長変換部材においては、蛍光物質の量は、この被覆部材量により調整等することができる。
【００８０】
＜光ファイバ＞
光ファイバ２０は、励起光源１０から射出された光を波長変換部材３０へ導出する作用を有していればよい。特に励起光源１０から射出された光を減衰されることなく波長変換部材３０へ導出することがエネルギー効率の観点から好ましい。例えば、高屈折率を有するものと低屈折率を有するものとを組み合わせたものや、反射率の高い部材を用いたものを使用することができる。具体的には、光ファイバ２０を用いることができる。
【００８１】
光ファイバ２０は、光を伝送する際に、光の伝送路として用いる極めて細いグラスファイバである。石英ガラスやプラスチックを材料とし、断面の中心部（コア）の屈折率を周辺部（クラッド）より高くすることで、光信号を減衰させることなく送ることができる。
光ファイバ２０は、可動可能であるため所望の位置に照明光２を照射することができる。また、光ファイバ２０は、湾曲に曲げることもできる。光ファイバ２０は、単線ファイバとすることができる。単線ファイバのコア径が４００μｍ以下であることが好ましい。
【００８２】
＜レンズ＞
レンズ１３は、発光素子１１と射出部１２との中間に設けることもできる。レンズ１３は、１枚だけでなく複数枚用いることもできる。発光素子１１から射出された光がレンズ１３を透過して射出部１２に集光される形状とする。レンズ１３は、無機ガラスが好ましいが、樹脂等も使用することができる。
【００８３】
＜フィラー＞
樹脂中に蛍光物質３１と共に、フィラーを混入させてもよい。具体的なフィラーとしては、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素等が好ましい。これによって、色むらを低減することができる。フィラーには、拡散剤も含まれる。
【００８４】
ここで、フィラーの粒径は特に問わない。中心粒径が１μｍ以上５μｍ未満のフィラーは、蛍光物質３１からの光を良好に乱反射させ、大きな粒径の蛍光物質３１を用いることにより生じやすい色むらを抑制することができる。中心粒径が１ｎｍ以上１μｍ未満のフィラーは、発光素子１１からの光波長に対する干渉効果が低い反面、光度を低下させることなく樹脂粘度を高めることができる。これにより、樹脂中に蛍光物質３１をほぼ均一に分散させ、その状態を維持することが可能となる。これにより、比較的取り扱いが困難である粒径の大きい蛍光物質を用いた場合でも歩留まり良く量産することができる。中心粒径が５μｍ以上１００μｍ以下のフィラーは、樹脂中に含有させると、光散乱作用により発光素子１１の色度バラツキが改善される他、樹脂の耐熱衝撃性を高めることもできる。
【００８５】
フィラーは、蛍光物質３１と類似の粒径及び／又は形状を有することが好ましい。ここで類似の粒径とは、各粒子のそれぞれの中心粒径の差が２０％未満の場合をいい、類似の形状とは、各粒径の真円との近似程度を示す円形度（円形度＝粒子の投影面積に等しい真円の周囲長さ／粒子の投影の周囲長さ）の値の差が２０％未満の場合をいう。このようなフィラーを用いることにより、蛍光物質３１とフィラーとが互いに作用しあい、樹脂中にて蛍光物質３１を良好に分散させることができ色むらが抑制される。
【００８６】
＜遮断部材＞
遮断部材は、励起光源からの光を９０％以上遮断するものを用いることもできる。例えば、人体に有害な紫外線を放出する発光素子１１を用いる場合、その紫外線を遮断するために紫外線吸収剤を遮断部材として用いることができる。また、所定のフィルターを出力部２１に設け、所定の波長を遮断することもできる。
【００８７】
＜内視鏡装置＞
図２は、本発明に係る発光装置を用いた内視鏡装置を示す概略構成図である。
第１の実施の形態に係る発光装置と、発光装置から放出される光を被写体に照射し、該被写体から反射される光による通常像を撮像する撮像部材と、を有する内視鏡装置ついて説明する。
本発明に係る内視鏡装置は、被写体５０である生体内部を観察したり、また観察しながら治療したりする際に用いられる。
内視鏡装置は発光装置と撮像部材４０とを有し、撮像部材４０は画像信号処理部４１と撮像素子４２とケーブル４３とを有する。
【００８８】
発光素子１１から射出された励起光１は、光ファイバ２０を伝って蛍光物質３１を備える出力部２１に送られる。送られてきた励起光１は、蛍光物質３１により波長変換され照明光２が外部に放出される。この照明光２は被写体５０である患者の患部に照射される。被写体５０に照射された光のうちの一部は吸収され、一部は反射される。反射される反射光３は、撮像素子４２で撮像される。画像信号処理部４１にはテレビモニタを備え、撮像素子４２で撮像した画像信号を画像信号処理部４１に送信し、画像信号処理部４１で画像信号を処理してテレビモニタに被写体５０の画像を映す。
【００８９】
光ファイバ２０の先端に備える出力部２１には、被写体５０を撮像する撮像素子４２を備えたカメラヘッドが装着されている。観察光学系による患部等の光学像をカメラヘッド内の撮像素子４２で撮像し、ケーブル４３を介して画像信号処理部４１に伝送し、画像信号処理部４１の信号処理回路で信号処理して、映像信号を生成し、テレビモニタに出力して患部等の内視鏡画像を表示できるようにしている。
【００９０】
撮像素子４２を備えたカメラヘッドは、出力部２１とほぼ一体的に可動しえるように設ける。ただし、出力部２１から放出された照明光２が直接、撮像素子４２に入光しないようにすることが好ましい。
撮像素子４２は、被写体５０の光学像を電気信号に変換する電子部品（受光素子）の総称である。デジタルカメラではＣＣＤ（charge-coupled device）が広く普及しているが、ＣＭＯＳ（ＣＭＯＳ image sensor）を利用したものも使用され始めている。
【００９１】
＜第２の実施の形態＞
＜発光装置＞
第２の実施の形態に係る発光装置は、励起光１を射出する励起光源１０と、励起光源１０から射出される励起光１を吸収し波長変換して所定の波長域の照明光２を放出する波長変換部材３０と、波長変換部材３０から放出される照明光２を外部へ導出する光ファイバ２０と、を有する。第１の実施の形態に係る発光装置と、ほぼ同様の構成を採るところは説明を省略する。
【００９２】
第２の実施の形態に係る発光装置は、波長変換部材３０である蛍光物質３１の位置を変更している。
励起光源１０に備える射出部１２に蛍光物質３１を設けることができる。発光素子１１から射出された光は、レンズ１３を透過して射出部１２に集光される。この集光された光を射出部１２に設けた蛍光物質３１で波長変換する。この波長変換された照明光２が光ファイバ２０を伝達し外部に照明光２を放出する。
また、励起光源１０に備えるレンズ１３に蛍光物質３１を設けることもできる。レンズ１３に設けた蛍光物質３１により波長変換された照明光２が、レンズ１３機能により射出部１２に集光されるため、色バラツキを特に問題とすることがない。また、レンズ１３を作る以外に、蛍光物質３１を樹脂に混ぜ合わせたものを作る必要がないため、安価に発光装置を製造することができる。
【００９３】
光ファイバ２０の一部に蛍光物質３１を設けることもできる。発光素子１１から射出された励起光１は、ほとんど全て光ファイバ２０に入光するため、光ファイバ２０中で波長変換させることもできる。コアに相当する部分に蛍光物質３１を混ぜ合わせることによって光ファイバ２０を製造することができる。
【００９４】
＜第３の実施の形態＞
＜発光装置＞
第３の実施の形態に係る照明器具は、励起光源１０を複数搭載した励起光源ユニット６０と、励起光源１０から射出される励起光１を吸収し波長変換して所定の波長域の照明光２を放出する波長変換部材３０と、複数搭載した励起光源１０から射出される励起光１を波長変換部材３０へ導出する光ファイバ２０と、を有する。励起光源１０としてレーザダイオードのような発光素子１１を用い、波長変換部材３０として蛍光物質３１を用いる。第１の実施の形態に係る発光装置と、ほぼ同様の構成を採るところは説明を省略する。
【００９５】
励起光源ユニット６０は、複数の励起光源１０を搭載している。励起光源ユニット６０は、励起光源１０と電子回路（図示しない）とを備える。電子回路にて電力投入のオン・オフを制御したり、投入電力量を制御したりする。
励起光源ユニット６０は複数の光ファイバ２０を設けている。複数の光ファイバ２０は、それぞれ励起光源１０に連結されている。
【００９６】
光ファイバ２０の先端には蛍光物質３１を搭載した出力部２１を設けている。この蛍光物質３１は、発光素子１１の励起光１により波長変換するものであり、青色、緑色、赤色の三原色の他、種々の色味に発光するものも使用することができる。
ここで、１つの励起光源１０に複数の射出部１２及び射出部１２に連結される複数の光ファイバ２０を設けることもできる。発光素子１１には、レーザダイオードのような指向特性に優れたものを使用する。発光素子１１から射出された励起光１は、レンズ１３を透過して射出部１２に送られる。励起光１はレンズ１３により集光される。そのため、励起光源１０に備えるレンズ１３を可動させることにより、所定の位置に設ける複数の射出部１２のいずれか１つに励起光１が送られる。送られてきた励起光１は、光ファイバ２０を通り蛍光物質３１に照射して外部に照明光２を放出する。これより１つの励起光源１０により複数の光ファイバ２０及び蛍光物質３１に励起光１を送ることができる。
【００９７】
第３の実施の形態に係る照明器具は、点光源を要求する箇所や光源の取り替えが困難な箇所などに使用することができる。照明光２を放出する箇所と励起光源１０とを離れて配置することができるため、励起光源１０の取り替えを容易に行うことができる。また、光ファイバ２０を用いることにより励起光源１０側と出力部２１側とで光の減衰がなく励起効率の高い照明器具を提供することができる。
【実施例】
【００９８】
＜実施例＞
実施例１は、本発明に係る発光装置の製造を行う。図１は、本発明に係る発光装置を示す概略構成図である。図４は、実施例１に係る発光装置の発光スペクトルを示す図である。
発光装置は、励起光源１０と光ファイバ２０と波長変換部材３０とを備える。
励起光源１０は、４０５ｎｍ近傍に発光ピーク波長を有するレーザダイオード素子１１を用いる。レーザダイオード素子１１は、ＧａＮ系の半導体素子である。
光ファイバ２０は、石英の光ファイバ２０を使用する。コア径は１１４μｍである。
【００９９】
波長変換部材３０として、蛍光物質３１を使用する。蛍光物質３１は、Ｃａ10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕと、Ｌｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅと、（Ｃａ，Ｓｒ）2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕを使用する。これらの蛍光物質３１をシリコーン樹脂中に均一になるまで混練している。レーザダイオード素子１１から射出される４０５ｎｍ近傍の光を遮断するために遮断部材となる光吸収剤を蛍光物質３１と共に樹脂中に混ぜ合わせておくこともできる。
【０１００】
レーザダイオード素子１１から射出された励起光１は、レンズ１３を透過して射出部１２に集光される。射出部１２は光ファイバ２０と接続されており、励起光源１０から射出された励起光１は光ファイバ２０を伝って出力部２１に伝達される。出力部２１には、シリコーン樹脂に含有された蛍光物質３１を塗布している。
【０１０１】
出力部２１から出力されてきた照明光２は、図４に示すような発光スペクトルを有する。この発光装置は白色に発光しており、平均演色評価数（Ｒａ）が８０以上であり、特に赤色の色票を示す特殊演色評価数（Ｒ９）が高い。
これにより演色性の高い発光装置を提供することができる。また、色調バラツキの極めて少ない色再現性に富む発光装置を提供することができる。
【０１０２】
＜参考例＞
参考例は、波長変換部材の形態が異なる参考用の発光装置の製造を行う。図１は、本発明に係る発光装置を示す概略構成図である。図５は、参考例係る発光装置の発光スペクトルを示す図である。
発光装置は、励起光源１０と光ファイバ２０と波長変換部材３０とを備える。
励起光源１０は、４０５ｎｍ近傍に発光ピーク波長を有するレーザダイオード素子１１を用いる。レーザダイオード素子１１は、ＧａＮ系の半導体素子である。
光ファイバ２０は、石英の光ファイバ２０を使用する。コア系は１１４μｍである。
波長変換部材３０として、蛍光物質３１を使用する。蛍光物質３１は、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ，Ｍｎを使用する。これらの蛍光物質３１をシリコーン樹脂中に均一になるまで混練している。
【０１０３】
レーザダイオード素子１１から射出された励起光１は、レンズ１３を透過して射出部１２に集光される。射出部１２は光ファイバ２０と接続されており、励起光源１０から射出された励起光１は光ファイバ２０を伝って出力部２１に伝達される。出力部２１には、シリコーン樹脂に含有された蛍光物質３１を塗布している。
出力部２１から出力されてきた照明光２は、図５に示すような発光スペクトルを有する。この発光装置は緑色に発光している。
これにより所定の色調を有する発光装置を提供することができる。
【０１０４】
＜実験例＞
本発明の光源装置において、より高出力で光束が大きい、高性能及び高寿命を実現することができる波長変換部材に用いる蛍光物質の温度特性と、光出力−光束のリニアリティを測定した。
実験例１〜４において、まず、表１に示した蛍光物質を樹脂と混合し、波長変換部材を形成し、実施例の光源装置を作製した。なお、各実験例において、ＳＩ１１４／１２５ＮＡ＝０．２の石英ファイバ、直径２．５ｍｍのジルコニアフェルールを用いた。励起光源の波長及び樹脂との混合比は、表１に示したとおりである。
【０１０５】
【表１】
0005401772.tif 000002
【０１０６】
実験例１の結果を、図６及び図７に示す。
この結果によれば、ＣＣＡ、ＳＣＡ及びＢＡＭは、いずれも、２５０℃での輝度維持率が、室温に対して６０％以上、かつ３００℃での輝度維持率が３５％以上と、比較的温度特性が良好であることが確認された。また、ＳＣＡとＣＣＢとの光出力−光束のリニアリティについては、ＳＣＡは約１３０ｍＷまでリニアリティを有していることが確認された。したがって、光出力−光束のリニアリティの観点については、特に、ＣＣＡ、ＳＣＡ及びＢＡＭがより有効であることが分かった。
【０１０７】
また、実験例２においては、用いた２種類の蛍光物質のいずれにおいても、温度特性及び光出力−光束のリニアリティのいずれにおいても良好であることが確認された。
【０１０８】
実験例３の結果を、図８及び図９に示す。
実験例３においては、ＢＡＭ：Ｍｎ、ＬＡＧ等の実施例では、いずれも、２５０℃での輝度維持率が、室温に対して５０％以上、かつ３００℃での輝度維持率が３５％以上と、比較的温度特性が良好であることが確認された。また、ＬＡＧの光出力−光束のリニアリティについては、比較的高出力までリニアリティを有していることが確認された。したがって、光出力−光束のリニアリティの観点については、特に、ＢＡＭ：Ｍｎ、ＬＡＧ等の蛍光物質がより有効であることが分かった。
【０１０９】
実験例４及び５について、用いたいずれの蛍光物質においても、温度特性及び光出力−光束のリニアリティのいずれにおいても良好であることが確認された。
【０１１０】
実験例６の結果を、図１０及び図１１に示す。
実験例６においては、ＳＣＥＳＮ及びＳＥＳＮは、いずれも、２５０℃での輝度維持率が、室温に対して７０％以上、かつ３００℃での輝度維持率が５０％以上と、比較的温度特性が良好であることが確認された。また、これらの光出力−光束のリニアリティについては、比較的高出力までリニアリティを有していることが確認された。したがって、光出力−光束のリニアリティの観点については、特に、ＳＣＥＳＮ及びＳＥＳＮ等の蛍光物質がより有効であることが分かった。
つまり、上記実験例によれば、他の特性にかかわらず、より高輝度の発光装置を実現するという観点からは、温度特性の良好な蛍光体を用いることが好ましいことが確認された。
特に、光出力−光束のリニアリティについて、ＬＡＧとＣａＡｌＳｉＮ3:Ｅｕとの組み合わせ、ＬＡＧとＳＣＥＳＮとの組み合わせ、ＬＡＧとＳＥＳＮとの組み合わせが有効であることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明の発光装置は、照明器具、ディスプレイ等に利用することができる。発光装置は、生体内部を撮像する内視鏡装置にも応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明に係る発光装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る発光装置を用いた内視鏡装置を示す概略構成図である。
【図３】本発明に係る照明器具を示す概略構成図である。
【図４】実施例に係る発光装置の発光スペクトルを示す図である。
【図５】参考例に係る発光装置の発光スペクトルを示す図である。
【図６】実験例における青色蛍光体の温度特性を示すグラフである。
【図７】実験例における青色蛍光体のリニアリティ特性を示すグラフである。
【図８】実験例における緑色蛍光体の温度特性を示すグラフである。
【図９】実験例における緑色蛍光体のリニアリティ特性を示すグラフである。
【図１０】実験例における赤色蛍光体の温度特性を示すグラフである。
【図１１】実験例における赤色蛍光体のリニアリティ特性を示すグラフである。
【図１２】従来の内視鏡装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１        励起光
２        照明光
３        反射光
１０    励起光源
１１    発光素子
１２    射出部
１３    レンズ
２０    光ファイバ
２１    出力部
３０    波長変換部材
３１    蛍光物質
４０    撮像部材
４１    画像信号処理部
４２    撮像素子
４３    ケーブル
５０    被写体
６０    励起光源ユニット
【図１】
0005401772.tif 000003
【図２】
0005401772.tif 000004
【図３】
0005401772.tif 000005
【図４】
0005401772.tif 000006
【図５】
0005401772.tif 000007
【図６】
0005401772.tif 000008
【図７】
0005401772.tif 000009
【図８】
0005401772.tif 000010
【図９】
0005401772.tif 000011
【図１０】
0005401772.tif 000012
【図１１】
0005401772.tif 000013
【図１２】
0005401772.tif 000014