(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外光から可視光までの波長領域のうちの所定の波長の光を励起光として発光する励起光源としての第１の固体光源と、第１の固体光源からの励起光よりも長波長の光を出射する色度調整用光源としての第２の固体光源と、前記第１の固体光源からの励起光により励起され前記第１の固体光源の発光波長よりも長波長の蛍光を発光する少なくとも１種類の蛍光体を含む蛍光体領域と、蛍光体領域からの出射光の色度を検出する色度検出手段と、色度検出手段によって検出された出射光の色度が所定の色度となるように、第１の固体光源および／または第２の固体光源を制御する光源制御手段とを有している光源装置において、該光源装置が反射方式の光源装置の場合、前記蛍光体領域の表面には、第１の固体光源からの励起光を透過し、第１の固体光源からの励起光よりも長波長の光を選択的に反射する構造が設けられていることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
請求項１記載の光源装置が用いられていることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置および照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、自動車用前照灯として、半導体発光素子からの光を励起光として蛍光体表面に集光・励起し、半導体発光素子からの励起光と蛍光体からの蛍光とを反射させる構造の灯具が提案されている。
【０００３】
また、例えば特許文献２には、蛍光体に複数の方向から光を照射して、蛍光体を発光させることを特徴とする光源及び自動車用前照灯が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１５００４１号公報
【特許文献２】特開２００４−２４１１４２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、上述したような従来の光源装置では、励起源である半導体発光素子の特性により周囲温度の変化に対して光源装置の発光色度を一定に保つことが困難であり、励起光源である半導体発光素子のバラツキにより装置間の発光色を一定に調整することは困難であった。また、半導体発光素子からの励起光と蛍光体からの蛍光とを単に混色していることから、色度は固定であった。
【０００６】
このように、従来の光源装置では、周囲環境や用途などに応じて発光色度を調整したり、補正したりすることができないという問題があった。
【０００７】
本発明は、周囲環境や用途などに応じて発光色度を調整したり、補正したりすることの可能な光源装置および照明装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、紫外光から可視光までの波長領域のうちの所定の波長の光を励起光として発光する励起光源としての第１の固体光源と、第１の固体光源からの励起光よりも長波長の光を出射する色度調整用光源としての第２の固体光源と、前記第１の固体光源からの励起光により励起され前記第１の固体光源の発光波長よりも長波長の蛍光を発光する少なくとも１種類の蛍光体を含む蛍光体領域と、蛍光体領域からの出射光の色度を検出する色度検出手段と、色度検出手段によって検出された出射光の色度が所定の色度となるように、第１の固体光源および／または第２の固体光源を制御する光源制御手段とを有している光源装置において、該光源装置が反射方式の光源装置の場合、前記蛍光体領域の表面には、第１の固体光源からの励起光を透過し、第１の固体光源からの励起光よりも長波長の光を選択的に反射する構造が設けられていることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の光源装置が用いられていることを特徴とする照明装置である。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１または請求項２記載の発明によれば、紫外光から可視光までの波長領域のうちの所定の波長の光を励起光として発光する励起光源としての第１の固体光源と、第１の固体光源からの励起光よりも長波長の光を出射する色度調整用光源としての第２の固体光源と、前記第１の固体光源からの励起光により励起され前記第１の固体光源の発光波長よりも長波長の蛍光を発光する少なくとも１種類の蛍光体を含む蛍光体領域と、蛍光体領域からの出射光の色度を検出する色度検出手段と、色度検出手段によって検出された出射光の色度が所定の色度となるように、第１の固体光源および／または第２の固体光源を制御する光源制御手段とを有している光源装置において、該光源装置が反射方式の光源装置の場合、前記蛍光体領域の表面には、第１の固体光源からの励起光を透過し、第１の固体光源からの励起光よりも長波長の光を選択的に反射する構造が設けられているので、周囲環境や用途などに応じて（色度が所定の色度となるように）発光色度を調整したり、補正したりすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の光源装置および照明装置の一構成例を示す図である。
【図２】本発明の光源装置および照明装置の他の構成例を示す図である。
【図３】本発明の光源装置および照明装置の他の構成例を示す図である。
【図４】本発明の光源装置および照明装置の他の構成例を示す図である。
【図５】蛍光体層の表面に微細な傾斜構造を設けた例を示す図である。
【図６】蛍光回転体に複数種類の蛍光体層を用いた例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、本発明の光源装置および照明装置の一構成例を示す図である。図１を参照すると、この光源装置２０（なお、図１には、後述のようにリフレクタ８やレンズ９も含まれているので、正確には照明装置）は、紫外光から可視光までの波長領域のうちの所定の波長の光を励起光として発光する励起光源としての第１の固体光源５と、第１の固体光源５からの励起光よりも長波長の光を出射する色度調整用光源としての第２の固体光源７と、第１の固体光源５からの励起光により励起され第１の固体光源５の発光波長よりも長波長の蛍光を発光する少なくとも１種類の蛍光体を含む蛍光体層２と、蛍光体層２の前記励起光が入射する側の面とは反対の面側に設けられる光反射性基板（放熱基板）６とを備えている。
【００１５】
ここで、蛍光体層２と光反射性基板（放熱基板）６とを含めて蛍光体領域と呼ぶ（このように、蛍光体領域はより広義の用語であるが、以下では、説明の便宜上、蛍光体層２と蛍光体領域との用語を区別せずに用いている）。また、この光源装置２０は、光反射性基板（放熱基板）６が用いられ、この光反射性基板（放熱基板）６によって第１の固体光源５からの励起光と蛍光体層２からの蛍光と第２の固体光源７からの光とを反射して出射することから、反射方式の光源装置と呼ばれる。すなわち、この光源装置２０では、蛍光体層２の面のうち固体光源５からの励起光が入射する側の面とは反対側に設けられた反射面による反射を用いて蛍光などの光を取り出す方式（以下、反射方式と称す）が採用されている。
【００１６】
また、この光源装置２０において、第１の固体光源５には、紫外光から可視光領域に発光波長をもつ発光ダイオードや半導体レーザーなどが使用可能である。
【００１７】
より具体的に、第１の固体光源５には、例えば、ＩｎＧａＮ系の材料を用いた発光波長が約３８０ｎｍ乃至約４００ｎｍの近紫外光を発光する発光ダイオードや半導体レーザーなどを用いることができる。この場合、蛍光体層２の蛍光体としては、波長が約３８０ｎｍ乃至約４００ｎｍの紫外光により励起されるものとして、例えば、赤色蛍光体には、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋、（Ｃａ，Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋、Ｃａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋、（Ｃａ，Ｓｒ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋、ＫＳｉＦ６：Ｍｎ４＋、ＫＴｉＦ６：Ｍｎ４＋等が用いられ、黄色蛍光体には、（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｃａｘ（Ｓｉ，Ａｌ）１２（Ｏ，Ｎ）１６：Ｅｕ２＋等が用いられ、緑色蛍光体には、（Ｂａ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｂａ３Ｓｉ６Ｏ１２Ｎ２：Ｅｕ２＋、（Ｓｉ，Ａｌ）６（Ｏ，Ｎ）８：Ｅｕ２＋、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋等が用いられ、青色蛍光体には、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋等を用いることができる。
【００１８】
また、第１の固体光源５には、例えば、ＧａＮ系の材料を用いた発光波長が約４６０ｎｍ程度の青色光を発光する発光ダイオードや半導体レーザーなどを用いることができる。この場合、蛍光体層２の蛍光体としては、波長が約４４０ｎｍ乃至約４７０ｎｍの青色光により励起されるものとして、例えば、赤色蛍光体には、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋、（Ｃａ，Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋、Ｃａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋、（Ｃａ，Ｓｒ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋、ＫＳｉＦ６：Ｍｎ４＋、ＫＴｉＦ６：Ｍｎ４＋等が用いられ、黄色蛍光体には、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｃａｘ（Ｓｉ，Ａｌ）１２（Ｏ，Ｎ）１６：Ｅｕ２＋等が用いられ、緑色蛍光体には、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、（Ｌｕ，Ｙ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、Ｙ３（Ｇａ，Ａｌ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ３＋、ＣａＳｃ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、（Ｂａ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｂａ３Ｓｉ６Ｏ１２Ｎ２：Ｅｕ２＋、（Ｓｉ，Ａｌ）６（Ｏ，Ｎ）８：Ｅｕ２＋等を用いることができる。
【００１９】
蛍光体層２としては、これらの蛍光体粉末をガラス中に分散させたものや、ガラス母体に発光中心イオンを添加したガラス蛍光体、樹脂などの結合部材を含まない蛍光体セラミックス等を用いることができる。蛍光体粉末をガラス中に分散させたものの具体例としては、上に列挙した組成の蛍光体粉末をＰ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３などの成分を含むガラス中に分散したものが挙げられる。ガラス母体に発光中心イオンを添加したガラス蛍光体としては、Ｃｅ３＋やＥｕ２＋を付活剤として添加したＣａ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ系やＹ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ系などの酸窒化物系ガラス蛍光体が挙げられる。蛍光体セラミックスとしては、上に列挙した組成の蛍光体組成からなり、樹脂成分を実質的に含まない焼結体が挙げられる。これらの中でも透光性を有する蛍光体セラミックスを使用することが望ましい。これは、焼結体中に光の散乱の原因となるポアや粒界の不純物がほとんど存在しないために透光性を有するに至った蛍光体セラミックスである。ポアや不純物は熱拡散を妨げる原因にもなるため、透光性セラミックスは高い熱伝導率を示す。このため蛍光体層として利用した場合には励起光や蛍光を拡散により失うことなく蛍光体層から取り出して利用でき、さらに蛍光体層で発生した熱を効率良く放散することができる。透光性を示さない焼結体でも出来るだけポアや不純物の少ないものが望ましい。ポアの残存量を評価する指標としては蛍光体セラミックスの比重の値を用いることができ、その値が計算される理論値に対して９５％以上のものが望ましい。
【００２０】
ここで、青色励起の黄色発光蛍光体であるＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋蛍光体を例に、透光性を有する蛍光体セラミックスの製造方法を説明する。蛍光体セラミックスは出発原料の混合工程、成形工程、焼成工程、加工工程を経て製造される。出発原料には、酸化イットリウムや酸化セリウムやアルミナ等、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋蛍光体の構成元素の酸化物や、焼成後に酸化物となる炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩等を用いる。出発原料の粒径はサブミクロンサイズのものが望ましい。これらの原料を化学量論比となるように秤量する。このとき焼成後のセラミックスの透過率向上を目的として、カルシウムやシリコンなどの化合物を添加することも可能である。秤量した原料は、水もしくは有機溶剤を用い、湿式ボールミルにより十分に分散、混合を行う。次に混合物を所定の形状に成形する。成形方法としては、一軸加圧法、冷間静水圧法、スリップキャスティング法や射出成形法等を用いることができる。得られた成形体を１６００〜１８００℃で焼成する。これにより、透光性のＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋蛍光体セラミックスを得ることができる。
【００２１】
以上のようにして作製した蛍光体セラミックスは、自動研磨装置などを用いて、厚さ数十〜数百μｍの厚みに研磨し、さらに、ダイアモンドカッターやレーザーを用いたダイシングやスクライブにより、円形や四角形や扇形、リング形など任意の形状の板に切り出して使用する。
【００２２】
ここで、蛍光体セラミックスは、屈折率が約１．８と空気に対して屈折率が高く、さらに、内部にポアなどの散乱の原因となるものが少なく、光がセラミックス内部を導波するため、板状に成形した場合には側面から出射される発光成分が増加し、正面方向へ出射される発光成分が減少してしまう。この問題を解決するために、セラミックスの表面にエッチングにより凹凸の光取出し構造を設けたり、レンズを実装したり、側面に反射層を設けることで、正面方向へ出射される発光成分を増加させることも可能である。
【００２３】
具体的には、第１の固体光源５が紫外光を発光するものである場合、蛍光体層２は、例えば、青、緑、赤色などの蛍光体のうち、少なくとも１種類の蛍光体を含んでいる。第１の固体光源５が紫外光を発光するものである場合、蛍光体層２が、例えば、青、緑、赤色の蛍光体を含んでいるときには（青、緑、赤色の蛍光体のそれぞれが例えば均一に分散されて混合されたものとなっているときには）、第１の固体光源５からの紫外光を蛍光体層２に照射するとき、反射光として白色の照明光を得ることができる。また、第１の固体光源５が可視光として青色光を発光するものである場合、蛍光体層２は、例えば、緑、赤、黄色などの蛍光体のうち、少なくとも１種類の蛍光体を含んでいる。第１の固体光源５が可視光として青色光を発光するものである場合、蛍光体層２が、例えば、緑、赤色の蛍光体を含んでいるときには（緑、赤色の蛍光体のそれぞれが例えば均一に分散されて混合されたものになっているときには）、第１の固体光源５からの青色光を蛍光体層２に照射するとき、反射光として白色などの照明光を得ることができる。また、第１の固体光源５が可視光として青色光を発光するものである場合、蛍光体層２が、例えば、黄色の蛍光体だけを含んでいるときには、第１の固体光源５からの青色光を蛍光体層２に照射するとき、反射光として白色などの照明光を得ることができる。
【００２４】
また、第２の固体光源７には、緑色光から赤色光領域に発光波長を持つ発光ダイオードや半導体レーザーなどが使用可能である。具体的には、第２の固体光源７として、例えば、ＡｌＧａＩｎＰ系の材料を用いた約６３５ｎｍの赤色光を発光する半導体レーザーなどを用いることができる。
【００２５】
また、この光源装置２０において、光反射性基板（放熱基板）６は、光（第１の固体光源５からの励起光によって励起された蛍光体層２からの発光（蛍光）と、蛍光体層２で吸収されなかった第１の固体光源５からの励起光と、第２の固体光源７からの光）に対する反射面の役割と、蛍光体層２から放散してきた熱を外部へ放散させる役割と、蛍光体層２の支持基板の役割も担うものである。このため、高い光反射特性、伝熱特性、加工性が求められる。この光反射性基板（放熱基板）６には、金属基板やアルミナなどの酸化物セラミックス、窒化アルミニウムなどの非酸化セラミックスなどが使用可能であるが、特に高い光反射特性、伝熱特性、加工性を併せ持つ金属基板が使用されるのが望ましい。金属としては、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｐｄなどの単体や、それらを含む合金が使用可能である。また、光反射性基板（放熱基板）６の表面に増反射や腐食防止を目的としたコーティングを施しても良い。また、光反射性基板（放熱基板）６には、放熱性を高めるために、フィンなどの構造を設けても良い。また、蛍光体層２をさらにより一層冷却するため、さらに、ファン等を用いて空冷しても良いし、ペルチェ素子の様な熱電素子を用いて冷却しても良い。
【００２６】
また、この光源装置２０には、蛍光体領域からの出射光（第１の固体光源５からの励起光と蛍光体層２からの蛍光と第２の固体光源７からの光との反射光）を反射するリフレクタ８と、リフレクタ８からの出射光を照明光として外部に出力するレンズ９とが、光学系として設けられている。
【００２７】
このように、この光源装置２０では、蛍光体領域からの出射光（第１の固体光源５からの励起光と蛍光体層２からの蛍光と第２の固体光源７からの光との反射光）を反射方式で取り出して、照明光として用いることができる。
【００２８】
また、図２は、本発明の光源装置および照明装置の他の構成例を示す図である。なお、図２において、図１と同様の箇所には同じ符号を付している。図２を参照すると、この光源装置３０（なお、図２には、後述のようにリフレクタ８やレンズ９も含まれているので、正確には照明装置）は、紫外光から可視光までの波長領域のうちの所定の波長の光を励起光として発光する励起光源としての第１の固体光源５と、第１の固体光源５からの励起光よりも長波長の光を出射する色度調整用光源としての第２の固体光源７と、第１の固体光源５からの励起光により励起され第１の固体光源５の発光波長よりも長波長の蛍光を発光する少なくとも１種類の蛍光体を含む蛍光体層２と、蛍光体層２の前記励起光が入射する側の面とは反対の面側に設けられる光透過性基板２６とを備えている。
【００２９】
ここで、蛍光体層２と光透過性基板２６とを含めて蛍光体領域と呼ぶ（このように、蛍光体領域はより広義の用語であるが、以下では、説明の便宜上、蛍光体層２と蛍光体領域との用語を区別せずに用いている）。また、この光源装置３０では、光透過性基板２６が用いられ、この光透過性基板２６によって第１の固体光源５からの励起光と蛍光体層２からの蛍光と第２の固体光源７からの光とを透過して出射することから、透過方式の光源装置と呼ばれる。すなわち、この光源装置３０では、蛍光体層２の面のうち固体光源５からの励起光が入射する側の面とは反対側に蛍光などの光を取り出す方式（以下、透過方式と称す）が採用されている。
【００３０】
また、この光源装置３０においても、第１の固体光源５、第２の固体光源７、蛍光体層２の構成は、図１の光源装置２０におけるのと全く同様である。
【００３１】
この光源装置３０において、図１の光源装置２０と相違するのは、光反射性基板（放熱基板）６ではなく、光透過性基板２６が用いられていることである。
【００３２】
すなわち、この光源装置３０において、光透過性基板２６には、励起光に対する透過率が８５％以上のもの、特に９０％以上のものを使用するのが望ましい。また、この光透過性基板２６は、蛍光体層２から放散してきた熱を外部へ放散させる役割と、蛍光体層２の支持基板の役割も担うものである。このため高い光透過特性、伝熱特性が求められる。光透過性基板２６には、プラスチックやガラス、単結晶もしくは多結晶体からなる透光性セラミックスなどが使用可能であるが、特に光透過特性と伝熱特性を併せ持つサファイアなどの単結晶の透光性セラミックスを使用するのが望ましい。また、蛍光体層２をさらにより一層冷却するため、光透過性基板２６の側面から排熱する構造を光透過性基板２６に持たせることができる。この際、光透過性基板２６の横方向への放熱性を向上させるために、光透過性基板２６上に透明導電膜を配置することもできる。さらに、蛍光体層２をより一層冷却するため、ファン等を用いて空冷しても良いし、ペルチェ素子の様な熱電素子を用いて冷却しても良い。
【００３３】
また、この光源装置３０では、蛍光体領域からの出射光（第１の固体光源５からの励起光と蛍光体層２からの蛍光と第２の固体光源７からの光との透過光）を反射するリフレクタ８と、リフレクタ８からの出射光を照明光として外部に出力するレンズ９とが、光学系として、第１の固体光源５、第２の固体光源７とは反対の側に設けられている。
【００３４】
このように、この光源装置３０では、蛍光体領域からの出射光（第１の固体光源５からの励起光と蛍光体層２からの蛍光と第２の固体光源７からの光との透過光）を透過方式で取り出して、照明光として用いることができる。
【００３５】
また、図３（ａ），（ｂ）は、本発明の光源装置および照明装置の他の構成例を示す図である。なお、図３（ａ）は全体図、図３（ｂ）は蛍光体領域の平面図であり、図３（ａ），（ｂ）において、図１と同様の箇所には同じ符号を付している。図３（ａ），（ｂ）を参照すると、この光源装置４０（なお、図３には、後述のようにリフレクタ８やレンズ９も含まれているので、正確には照明装置）は、紫外光から可視光までの波長領域のうちの所定の波長の光を励起光として発光する励起光源としての第１の固体光源５と、第１の固体光源５からの励起光よりも長波長の光を出射する色度調整用光源としての第２の固体光源７と、第１の固体光源５からの励起光により励起され第１の固体光源５の発光波長よりも長波長の蛍光を発光する少なくとも１種類の蛍光体を含む蛍光体層２と、蛍光体層２の前記励起光が入射する側の面とは反対の面側に設けられる光反射性基板６とを備えている。
【００３６】
ここで、蛍光体層２と光反射性基板６とを含めて蛍光体領域と呼ぶ（このように、蛍光体領域はより広義の用語であるが、以下では、説明の便宜上、蛍光体層２と蛍光体領域との用語を区別せずに用いている）。図３（ａ），（ｂ）の光源装置４０も、図１の光源装置２０と同様に、光反射性基板６によって第１の固体光源５からの励起光と蛍光体層２からの蛍光と第２の固体光源７からの光とを反射して出射することから、反射方式の光源装置であるが、図３（ａ），（ｂ）の光源装置４０では、蛍光体領域（すなわち、リング状（環状）に配置された蛍光体層２と光反射性基板６）が所定の回転軸Ｘの周りに例えばモーター４等によって回転する蛍光回転体１として構成されている点で、図１の光源装置２０と構成を異にしている。すなわち、図３（ａ），（ｂ）の光源装置４０では、蛍光体領域は、蛍光体層２を回転軸Ｘの周りに回転させる（モーター４等によって回転させる）反射型蛍光回転体１として構成されている。なお、光反射性基板６の形状は、円盤状や四角形などが考えられる。また回転の安定性を確保するために、円盤の一部を切り欠いたり、逆におもりをつけた形状とすることも可能である。
【００３７】
このように、蛍光体層２を回転軸Ｘの周りに回転させる（モーター４等によって回転させる）反射型蛍光回転体１として構成することにより、すなわち、固体光源５に対して蛍光体層２を回転させることにより、第１の固体光源５からの励起光、第２の固体光源７からの光が当たる場所を分散させ、光照射部での発熱を抑えることができ（この蛍光回転体１を用いることで、そもそも蛍光体の発熱を抑えることができ）、これにより、より一層の高輝度化が可能となる。
【００３８】
また、図４（ａ），（ｂ）は、本発明の光源装置および照明装置の他の構成例を示す図である。なお、図４（ａ）は全体図、図４（ｂ）は蛍光体領域の平面図であり、図４（ａ），（ｂ）において、図２と同様の箇所には同じ符号を付している。図４（ａ），（ｂ）を参照すると、この光源装置５０（なお、図４には、後述のようにリフレクタ８やレンズ９も含まれているので、正確には照明装置）は、紫外光から可視光までの波長領域のうちの所定の波長の光を励起光として発光する励起光源としての第１の固体光源５と、第１の固体光源５からの励起光よりも長波長の光を出射する色度調整用光源としての第２の固体光源７と、第１の固体光源５からの励起光により励起され第１の固体光源５の発光波長よりも長波長の蛍光を発光する少なくとも１種類の蛍光体を含む蛍光体層２と、蛍光体層２の前記励起光が入射する側の面とは反対の面側に設けられる光透過性基板２６とを備えている。
【００３９】
ここで、蛍光体層２と光透過性基板２６とを含めて蛍光体領域と呼ぶ（このように、蛍光体領域はより広義の用語であるが、以下では、説明の便宜上、蛍光体層２と蛍光体領域との用語を区別せずに用いている）。図４（ａ），（ｂ）の光源装置５０も、図２の光源装置３０と同様に、光透過性基板２６によって第１の固体光源５からの励起光と蛍光体層２からの蛍光と第２の固体光源７からの光とを透過して出射することから、透過方式の光源装置であるが、図４（ａ），（ｂ）の光源装置５０では、蛍光体領域（すなわち、リング状（環状）に配置された蛍光体層２と光透過性基板２６）が所定の回転軸Ｘの周りに例えばモーター４等によって回転する蛍光回転体２１として構成されている点で、図２の光源装置３０と構成を異にしている。すなわち、図４（ａ），（ｂ）の光源装置５０では、蛍光体領域は、蛍光体層２を回転軸Ｘの周りに回転させる（モーター４等によって回転させる）透過型蛍光回転体２１として構成されている。なお、光透過性基板２６の形状は、円盤状や四角形などが考えられる。また回転の安定性を確保するために、円盤の一部を切り欠いたり、逆におもりをつけた形状とすることも可能である。
【００４０】
このように、蛍光体層２を回転軸Ｘの周りに回転させる（モーター４等によって回転させる）透過型蛍光回転体２１として構成することにより、すなわち、固体光源５に対して蛍光体層２を回転させることにより、第１の固体光源５からの励起光、第２の固体光源７からの光が当たる場所を分散させ、光照射部での発熱を抑えることができ（この蛍光回転体１を用いることで、そもそも蛍光体の発熱を抑えることができ）、これにより、より一層の高輝度化が可能となる。
【００４１】
なお、図１、図２、図３、図４の光源装置２０、３０、４０、５０の例では、第１の固体光源５からの励起光、第２の固体光源７からの光を蛍光体層２に直接入射させているが、個々の第１の固体光源５、第２の固体光源７と蛍光体層２との間に、それぞれミラーを設け、第１の固体光源５からの励起光、第２の固体光源７からの光を個々のミラーを介して蛍光体層２に入射させることもできる。
【００４２】
ところで、図１、図２、図３、図４の光源装置２０、３０、４０、５０では、周囲環境や用途などに応じて蛍光体領域からの出射光の発光色度を調整したり、補正したりすることを可能にするため、蛍光体領域からの出射光の色度Ｃを検出する色度検出手段１０と、例えば路面状況、照度状況、天候情報などに応じた種々の色度が記憶されている記憶手段１１と、記憶手段１１に記憶されている種々の色度のうちから所定の色度Ｃ０（例えば路面状況、照度状況、天候情報などに応じた最適な色度）を選択する選択手段１２と、選択手段１２によって選択されて記憶手段１１から出力された所定の色度Ｃ０と色度検出手段１０で検出された出射光の色度Ｃとを比較する比較手段１３と、比較手段１３において色度検出手段１０で検出された出射光の色度Ｃと所定の色度Ｃ０との差異Ｄが出力されるとき、色度検出手段１０で検出された出射光の色度Ｃと所定の色度Ｃ０との差異Ｄに基づき、出射光の色度Ｃが所定の色度Ｃ０となるように第１の固体光源５および／または第２の固体光源７（例えば、第１の固体光源５および／または第２の固体光源７の出力）を制御する光源制御手段１４とが設けられている。
【００４３】
ここで、色度検出手段１０には、色度センサーなどが用いられ、図１、図２、図３、図４の例では、色度検出手段１０は、リフレクタ８からの出射光を受光して、出射光の色度Ｃを検出するようになっている。
【００４４】
また、選択手段１２には、例えば路面状況、照度状況、天候情報などを入力する入力装置（例えばオペレータ（例えば運転手）の操作により入力する操作装置も含む）や、例えば路面状況、照度状況、天候情報などを自動検知するセンサなどを用いることができる。
【００４５】
また、光源制御手段１４は、具体的には、第１の固体光源５の例えば出力強度および／または色度調整用の第２の固体光源７の例えば出力強度を制御することで、光源装置の色度を自由に可変することができる。より具体的に、第２の固体光源７の例えば出力強度だけを制御することにより、色度を調整、補正することも可能であるし、あるいは、第１の固体光源５が半導体レーザーの場合には、例えば、半導体レーザーを発振させる時間を分割し、蛍光体領域への照射密度を変化させることにより、色度を調整、補正することも可能であるし、第１の固体光源５の例えば出力強度と色度調整用の第２の固体光源７の例えば出力強度との両方を制御することにより、色度を調整、補正することも可能である。
【００４６】
図１、図２、図３、図４の光源装置２０、３０、４０、５０のそれぞれにおいて、上記のような構成では、色度検出手段１０によって検出された出射光の色度Ｃが所定の色度Ｃ０となるように、光源制御手段１４で第１の固体光源５および／または第２の固体光源７（例えば、第１の固体光源５および／または第２の固体光源７の出力）を制御するので、周囲環境や用途などに応じて（色度が所定の色度となるように）発光色度を調整したり、補正したりすることが可能となる。
【００４７】
具体的に、図１、図２、図３、図４の光源装置２０、３０、４０、５０のそれぞれにおいて、第１の固体光源５に励起光として例えば青色光を出射するものを用い、蛍光体層２に例えば黄色蛍光体からなるものを用い、第２の固体光源７に例えば赤色光を出射するものを用いる場合、第１の固体光源５からの励起光である青色光と蛍光体層２からの蛍光である黄色光との混色で白色光を作ることができ、このとき、第２の固体光源７からの赤色光成分の量を調整することで、白色光に対して赤味を増減でき、また、第１の固体光源５からの励起光である青色光成分の量を調整することで、白色光に対して青味を増減でき、これにより、白色光の色度を調整したり、補正したりすることが可能となる。
【００４８】
すなわち、本発明では、励起光源である第１の固体光源（半導体発光素子）５の光と、蛍光体層２からの蛍光と、それとは別に色度調整用の第２の固体光源（半導体発光素子）７からの長波長の光とを混合することで、色度を調整することが可能となり、励起光源である第１の固体光源（半導体発光素子）５の波長バラツキや、温度による波長変化に対応して、色度を調整することが可能である。具体的に、励起光源である第１の固体光源（半導体発光素子）５としてのＬＥＤや半導体レーザーは、周囲の温度で波長や出力が変化するため、一定の色度を維持することが困難であるが、本発明では、常に色度をモニターし、周囲の環境などで第１の固体光源（半導体発光素子）５の状態が変化しても、第２の固体光源７の例えば出力強度を制御したり、第１の固体光源５の例えば駆動条件を変更したりすることによって、一定の発光色（色度）を維持することができる。
【００４９】
また、例えば自動車用前照灯として使用する場合、雨天時、霧、雪などの視界の悪い環境下においても最適な色度で路面を照射することができる。すなわち、自動車用照明装置として使用する場合には、特定の環境下において最適な色度を記憶手段１１に予め記憶（入力）させておき、外部環境に応じ即座に色度を調整して、視認性を向上させることができるなど、安全性を向上させることができる。
【００５０】
また、一般照明用として使用する場合は、使用目的に応じて色度を調整することができ、更に照明の色度が影響する作業を行う際には、正確な色温度（色度）で照明することができる。
【００５１】
また、本発明は、発光色度をモニターすることで常に正しい色度に補正することが可能であるので、色度規格の製品用途では色バラツキによる不合格品を無くすことができるなどの産業上の利点もある。
【００５２】
また、図１、図３の光源装置２０、４０のように、光反射性基板６によって第１の固体光源５からの励起光と蛍光体層２からの蛍光と第２の固体光源７からの光とを反射して出射する反射方式の光源装置の場合には、蛍光体層２の背面に反射率の高い部材（すなわち光反射性基板６）を配置することで、第１の固体光源５からの励起光と蛍光体層２からの蛍光と第２の固体光源７からの光とを有効に光学系（リフレクタ８、レンズ９）へ照射することができる。また、反射方式の光源装置の場合、蛍光体層２の表面に光取り出し構造を設けることにより、屈折率差により蛍光層内部に閉じ込められる光を効率的に取り出すことができる。光取り出し構造としては、アレイ状の突起を表面に形成する方法が考えられる。特に形成円錐状、四角推状のマイクロオーダーの微小構造体を用いると正面方向への光取出しが改善される。
【００５３】
また、図１、図３の光源装置２０、４０のように、光反射性基板６によって第１の固体光源５からの励起光と蛍光体層２からの蛍光と第２の固体光源７からの光とを反射して出射する反射方式の光源装置の場合には、例えば図５に示すように、蛍光体層（例えば黄色蛍光体）２の表面に微細な傾斜構造２７を形成し、その表面に赤色光成分を反射する光学多層膜（図示せず）を設置することにより、第２の固体光源７（ここでは、赤色光を出射するものとする）からの赤色光成分Ｂ１は反射されるが、第１の固体光源５（ここでは、青色光を出射するものとする）からの励起光である青色光Ｂ０は蛍光体層２内を透過し、蛍光体層２の内部を励起することができる。すなわち、第２の固体光源７からの赤色光成分Ｂ１は、蛍光体層２の表面で反射されることから、第２の固体光源７からの光（色調整用の光）をより効率的に使用することができる。
【００５４】
また、図３、図４の光源装置４０、５０では、蛍光回転体の蛍光体層として、１種類の蛍光体層２だけが用いられている（例えば、第１の固体光源５が青色光を出射するものである場合に、蛍光体層２として例えば黄色蛍光体のものが用いられている）が、蛍光回転体の蛍光体層として、複数種類の蛍光体層を用いることができる。この場合、複数種類の蛍光体層は、リング状（環状）のそれぞれ異なる部分に配置されるのが良い。すなわち、長波長蛍光体層と短波長蛍光体層とを別の領域に配置することで、長波長蛍光体層が短波長蛍光体層の発光を再吸収することを防止して、効率の低下を抑制できる。
【００５５】
図６（ａ），（ｂ）には、蛍光回転体に複数種類の蛍光体層を用いた例を示す図である。なお、図６（ａ）は蛍光回転体の平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。図６（ａ），（ｂ）の例は、蛍光回転体の蛍光体層として、３種類の蛍光体層２ａ，２ｂ，２ｃ（例えば赤色蛍光体からなる赤色の蛍光体層２ａと緑色蛍光体からなる緑色の蛍光体層２ｂと青色蛍光体からなる青色の蛍光体層２ｃ）が３等分に分割された蛍光体領域として設けられており、この場合、第１の固体光源５として紫外光を発光するものを用いれば、蛍光回転体１（２１）の回転時の反射光（または透過光）として白色などの照明光を得ることができる。
【００５６】
また、上述の各例において、励起光源である第１の固体光源（半導体発光素子）５の個数は、１つでも良いし、必要に応じて複数でも良い。また、色度調整用の第２の固体光源（半導体発光素子）７の個数も、１つでも良いし、必要に応じて複数でも良い。また、第１の固体光源（半導体発光素子）５と第２の固体光源（半導体発光素子）７との個数比も、必要に応じて任意のものにすることができる。
【００５７】
また、上述の各例では、色度調整用の第２の固体光源（半導体発光素子）７としては、１種類の光（例えば赤色光）を出射するものが例示されているが、第２の固体光源（半導体発光素子）７としては、複数種類の光（例えば赤色光と緑色光など）を出射するものを用いることもでき（第２の固体光源（半導体発光素子）７として、複数種類の第２の固体光源を設けることもでき）、この場合には、より多彩にかつより精密に色度を調整したり、補正したりすることが可能となる。
【００５８】
また、図２、図４の例では、励起光を蛍光体層２側から入射させたが、蛍光体層２と光透過性基板２６との配置を図２、図４に示すものとは逆にして、励起光を光透過性基板２６側から入射させることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、ヘッドランプ等の車両用照明や一般照明などに利用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１（２１）          蛍光回転体
２          蛍光体層
４          モーター
５          第１の固体光源
６          光反射性基板（放熱基板）
２６          光透過性基板
７          第２の固体光源
８          リフレクタ
９          レンズ
１０          色度検出手段
１１          記憶手段
１２          選択手段
１３          比較手段
１４          光源制御手段
２０、３０、４０、５０        光源装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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