(57)【要約】【課題】  蛍光体プレートを反射型として使用した場合でも、人間の視覚に励起光の正反射成分による色ムラを感じさせない光源装置を提供する。【解決手段】  可視光を励起光として発光する固体光源５と、固体光源５からの励起光により励起され固体光源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反射型の蛍光体プレート１２とを備えている光源装置２０であって、反射型の蛍光体プレート１２を、反射型の蛍光体プレート１２の平面と平行で反射型の蛍光体プレート１２内または平面上に存在し、かつ、固体光源５の光軸と直交する回転軸４を中心として、所定の回転速度で回転させる回転制御手段３が設けられている。【選択図】      図２
2012199061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光を励起光として発光する固体光源と、該固体光源からの励起光により励起され該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反射型の蛍光体プレートとを備えている光源装置であって、前記反射型の蛍光体プレートを、前記反射型の蛍光体プレートの平面と平行で前記反射型の蛍光体プレート内または平面上に存在し、かつ、前記固体光源の光軸と直交する回転軸を中心として、所定の回転速度で回転させる回転制御手段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記載の光源装置において、前記反射型の蛍光体プレートは、反射部材を挟んで、該反射部材の両側の面に蛍光体プレートが配置されていることを特徴とする光源装置。
【請求項３】
可視光を励起光として発光する固体光源と、該固体光源からの励起光により励起され該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反射型の蛍光体プレートとを備えている光源装置であって、前記固体光源からの励起光が蛍光体プレートのみに入射するように、前記反射型の蛍光体プレートを、前記反射型の蛍光体プレートの平面と平行で前記反射型の蛍光体プレート内または平面上に存在し、かつ、前記固体光源の光軸と直交する回転軸を中心として、所定の速度で回転往復運動させる回転往復運動制御手段が設けられていることを特徴とする光源装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に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】
例えば特許文献１には、固体光源と蛍光体を組合せて白色光を実現した光源装置が提案されている。図１は特許文献１の光源装置を示す図である。図１を参照すると、この光源装置は、蛍光体１０４を励起する励起光１１０を放射する発光素子１０１と、励起光１１０と異なる波長の蛍光１２０を放射する蛍光体１０４が分散された分散体１０５と、発光素子１０１および分散体１０５を保持するリードフレーム１０６とを含み、分散体１０５中の蛍光体１０４より放射される蛍光の少なくとも一部が、分散体１０５における励起光１１０の入射側１０５ａより外部に取り出されるようになっている。
【０００３】
このような光源装置は、発光効率および演色性が良好であり、車両用ヘッドランプなどの光源としても有用である。
【０００４】
特に、固体光源として青色の励起光を出射する半導体発光素子を用い、これを黄色蛍光体プレートと組み合わせたものは、次世代の車両用ヘッドランプなどの光源として注目されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２１０８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の光源装置のように、蛍光体プレートを反射型として使用する場合（蛍光体プレートの面のうち固体光源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反射光（具体的には、蛍光および励起光）を取り出す方式（反射方式）を用いる場合）、後述のように、反射型の蛍光体プレートによる固体光源からの励起光の正反射方向への反射光成分（正反射成分）が、投射面において部分的に強く出てしまい、色ムラが生じてしまう。この現象は、蛍光体プレートの背面（固体光源からの励起光が入射する側の面とは反対側の面）に反射部材を設ける場合に、さらに顕著になる。
【０００７】
本発明は、蛍光体プレートを反射型として使用した場合でも、人間の視覚に励起光の正反射成分による色ムラを感じさせない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、可視光を励起光として発光する固体光源と、該固体光源からの励起光により励起され該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反射型の蛍光体プレートとを備えている光源装置であって、前記反射型の蛍光体プレートを、前記反射型の蛍光体プレートの平面と平行で前記反射型の蛍光体プレート内または平面上に存在し、かつ、前記固体光源の光軸と直交する回転軸を中心として、所定の回転速度で回転させる回転制御手段が設けられていることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の光源装置において、前記反射型の蛍光体プレートは、反射部材を挟んで、該反射部材の両側の面に蛍光体プレートが配置されていることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項３記載の発明は、可視光を励起光として発光する固体光源と、該固体光源からの励起光により励起され該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反射型の蛍光体プレートとを備えている光源装置であって、前記固体光源からの励起光が蛍光体プレートのみに入射するように、前記反射型の蛍光体プレートを、前記反射型の蛍光体プレートの平面と平行で前記反射型の蛍光体プレート内または平面上に存在し、かつ、前記固体光源の光軸と直交する回転軸を中心として、所定の速度で回転往復運動させる回転往復運動制御手段が設けられていることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に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】
【００１２】
請求項１、請求項２、請求項４記載の発明によれば、可視光を励起光として発光する固体光源と、該固体光源からの励起光により励起され該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反射型の蛍光体プレートとを備えている光源装置であって、前記反射型の蛍光体プレートを、前記反射型の蛍光体プレートの平面と平行で前記反射型の蛍光体プレート内または平面上に存在し、かつ、前記固体光源の光軸と直交する回転軸を中心として、所定の回転速度で回転させる回転制御手段が設けられているので、蛍光体プレートを反射型として使用した場合でも、人間の視覚に励起光の正反射成分による色ムラを感じさせないようにすることができる。
【００１３】
また、請求項３、請求項４記載の発明によれば、可視光を励起光として発光する固体光源と、該固体光源からの励起光により励起され該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反射型の蛍光体プレートとを備えている光源装置であって、前記固体光源からの励起光が蛍光体プレートのみに入射するように、前記反射型の蛍光体プレートを、前記反射型の蛍光体プレートの平面と平行で前記反射型の蛍光体プレート内または平面上に存在し、かつ、前記固体光源の光軸と直交する回転軸を中心として、所定の速度で回転往復運動させる回転往復運動制御手段が設けられているので、蛍光体プレートを反射型として使用した場合でも、人間の視覚に励起光の正反射成分による色ムラを感じさせないようにすることができ、かつ、蛍光体プレートからの反射光の取り出し効率（利用効率）を低下させないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】特許文献１の光源装置を示す図である。
【図２】本発明の光源装置の一構成例を示す図である。
【図３】反射型の蛍光体プレートの位置範囲を示す図である。
【図４】反射型の蛍光体プレートの位置範囲を示す図である。
【図５】反射型の蛍光体プレートを固定した場合に生じる励起光の正反射成分による色ムラを説明するための図である。
【図６】反射型の蛍光体プレートを図５に示すように固定した場合の配光を示す図である。
【図７】反射型の蛍光体プレートを回転軸を中心として回転させることにより変化する青色の正反射成分の出現位置の例を示す図である。
【図８】本発明の光源装置の他の構成例を示す図である。
【図９】図８の光源装置の動作を説明するための図である。
【図１０】本発明の光源装置の他の構成例を示す図である。
【図１１】図１０の光源装置の動作を説明するための図である。
【図１２】本発明の光源装置を用いた照明装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図２（ａ）、（ｂ）は本発明の光源装置の一構成例を示す図である。なお、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は平面図である。
【００１７】
図２（ａ）、（ｂ）を参照すると、この光源装置２０は、可視光を励起光として発光する固体光源５と、該固体光源５からの励起光により励起され該固体光源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反射型の蛍光体プレート１２とを備えている。
【００１８】
ここで、反射型の蛍光体プレート１２とは、蛍光体プレート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反射光（具体的には、蛍光および励起光）を取り出すように構成された蛍光体プレートであり、図２（ａ）、（ｂ）の例では、図２（ｂ）に示すように、蛍光体プレート２の背面（反射面として機能する面）に反射部材６が設けられて反射型の蛍光体プレート１２となっている。換言すれば、図２（ａ）、（ｂ）の例では、反射型の蛍光体プレート１２は、蛍光体プレート２の背面（反射面として機能する面）に反射部材６が設けられたものとなっている。
【００１９】
また、蛍光体プレート２には、実質的に樹脂成分を含んでいないものが用いられるのが好ましい。すなわち、蛍光体プレート２に実質的に樹脂成分を含んでいないものが用いられる場合には、熱による変色がなく、光の吸収が少ないことから、より一層の高輝度化を図ることができる。
【００２０】
なお、樹脂成分を実質的に含まない蛍光体プレート２とは、蛍光体プレートの形成に通常使用される樹脂成分が蛍光体プレートの５ｗｔ％以下であるものを意味する。このような蛍光体プレートを実現するものとして蛍光体粉末をガラス中に分散させたもの、ガラス母体に発光中心イオンを添加したガラス蛍光体、蛍光体の単結晶や蛍光体の多結晶体（以下、蛍光体セラミックスと称す）などが挙げられる。蛍光体セラミックスは、蛍光体の製造過程において、焼成前に材料を任意の形状に成形し、焼成した蛍光体の塊である。蛍光体セラミックスは、その製造工程のうち、成形工程においてバインダーとして有機物を使用する場合があるが、成形後に脱脂工程を設けて有機成分を焼き飛ばすため、焼成後の蛍光体セラミックスには有機樹脂成分は５ｗｔ％以下しか残留しない。したがって、ここに挙げた蛍光体プレートは、実質的に樹脂成分を含まず、無機物質のみから構成されているため、熱による変色が発生することがない。また、無機物質のみからなるガラスやセラミックスは、一般に、樹脂よりも熱伝導率が高いため、蛍光体プレート２から反射部材６への熱放散においても有利である。特に蛍光体セラミックスは、一般的に、ガラスよりもさらに熱伝導率が高く、単結晶より製造コストが安いため、これを蛍光体プレート２に用いるのが好適である。
【００２１】
また、蛍光体プレート２は、固体光源５からの励起光により励起され固体光源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種類の蛍光体を含んでいる。具体的には、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、蛍光体プレート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。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、蛍光体プレート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となっているときには）、固体光源５からの青色光を蛍光体プレート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、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、蛍光体プレート２が、例えば、黄色の蛍光体だけを含んでいるときには、固体光源５からの青色光を蛍光体プレート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。
【００２２】
ところで、前述したように、蛍光体プレート２を反射型として使用する場合（蛍光体プレート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反射光（具体的には、蛍光および励起光）を取り出す方式（反射方式）を用いる場合）、後で詳述するように、蛍光体プレート２による固体光源５からの励起光の正反射方向への反射光成分（正反射成分）が、投射面において部分的に強く出てしまい、色ムラ（例えば青色が強い色ムラ）が生じてしまう。この現象は、蛍光体プレート２の背面（固体光源５からの励起光が入射する側の面とは反対側の面）に反射部材６を設ける場合に、さらに顕著になる。
【００２３】
図２（ａ），（ｂ）の光源装置２０では、蛍光体プレート２を反射型として使用する場合でも、人間の視覚に励起光の正反射成分による色ムラを感じさせないようにするために、反射型の蛍光体プレート１２を、回転軸４（反射型の蛍光体プレート１２の平面と平行で反射型の蛍光体プレート１２内または平面上（反射型の蛍光体プレート１２の平面上）に存在し、かつ、固体光源５の光軸と直交する回転軸４）を中心として、所定の回転速度で回転させる（例えば矢印Ｒの方向に回転させる）回転制御手段３が設けられている。また、図２（ａ）、（ｂ）の例では、回転制御手段３にはモーターが用いられ、回転軸４が回転制御手段（モーター）３に繋がれて、反射型の蛍光体プレート１２は、回転制御手段（モーター）３により回転軸４を中心として回転するようになっている（なお、図２（ｂ）では、回転制御手段（モーター）３の図示は省略されている）。
【００２４】
なお、反射部材６、回転軸４は例えば金属で形成され、反射部材６、回転軸４が金属で形成されているときには、回転軸４を反射部材６と一体に形成することで、蛍光体プレート２に固体光源５からの励起光を照射したときに発生する熱（蛍光体プレート２の励起時に発生する熱）を効率良く伝導放熱することができる。
【００２５】
また、図２（ａ），（ｂ）の光源装置２０において、蛍光体プレート２からの反射光（具体的には、蛍光および励起光）を取り出して利用するタイミングは、固体光源５に対して、蛍光体プレート２が例えば図３（ａ）に示すような９０°の位置範囲（第１象限）、すなわちＰ１〜Ｐ２の位置範囲にあるときに限られ、蛍光体プレート２に固体光源５からの励起光が照射しているときであっても、固体光源５に対して、蛍光体プレート２が例えば図３（ｂ）に示すような９０°の位置範囲（第２象限）、すなわちＰ２〜Ｐ３の位置範囲にあるときには、蛍光体プレート２からの反射光（具体的には、蛍光および励起光）の取り出し、利用はなされない。
【００２６】
また、反射型の蛍光体プレート１２の所定の回転速度は一定である必要はなく、固体光源５に対して、蛍光体プレート２が例えば図３（ａ）に示すような９０°の位置範囲（第１象限）にあるときには、所定の回転速度として、人間の目の時間分解能が追従できない速度、例えば１回転当たり３０Ｈｚ以上の速度であるのが好ましく、また、蛍光体プレート２に固体光源５からの励起光が照射しているときであっても、固体光源５に対して、蛍光体プレート２が例えば図３（ｂ）に示すような９０°の位置範囲（第２象限）にあるとき、あるいは、図４のように反射型の蛍光体プレート１２の背面（反射部材６の面）、もしくは、反射型の蛍光体プレート１２の側面に固体光源５からの励起光が照射しているときは、蛍光体の励起には関係ないので、その時の回転速度を蛍光体プレート２が図３（ａ）に示すような９０°の位置範囲（第１象限）にあるときよりも早くすることにより、蛍光体プレート２での励起を効率良く行うことができる。また、図２（ａ）、（ｂ）の例において、反射型の蛍光体プレート１２の背面（反射部材６の面）側は、背面（反射部材６の面）側での反射光（青色）による色ムラの発生を防止するために、固体光源５からの光を反射しないような処理をしておくことが望ましい。
【００２７】
図２（ａ）、（ｂ）の光源装置２０について、より詳細に説明する。
【００２８】
図２（ａ），（ｂ）の光源装置２０において、固体光源５には、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。
【００２９】
より具体的に、図２（ａ），（ｂ）の光源装置２０において、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、蛍光体プレート２の蛍光体としては、波長が約４４０ｎｍないし約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＋、Ｃａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋、ＫＳｉＦ６：Ｍｎ４＋、ＫＴｉＦ６：Ｍｎ４＋等を用いることができ、緑色蛍光体には、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、黄色蛍光体には、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋  （ＹＡＧ）、（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｃａｘ（Ｓｉ，Ａｌ）１２（Ｏ，Ｎ）１６：Ｅｕ２＋等を用いることができる。
【００３０】
蛍光体プレート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。このため蛍光体プレート２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プレート２から取り出して利用でき、さらに蛍光体プレート２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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
また、反射部材６としては、金属基板や酸化物セラミックス、非酸化セラミックスなどを使用可能であるが、特に高い伝熱特性、加工性を併せ持つ金属基板を使用するのが望ましい。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、反射部材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、蛍光体プレート２の背面に直に金属膜を付けただけの構造でも良いが、熱引きの問題などを考慮すると、ある程度の厚さを持った金属基板の方が適している。
【００３４】
また、蛍光体プレート２と反射部材６との接合には、有機接着剤、無機接着剤、低融点ガラス、ろう付けなどを用いることができる。これらの中でも、高い反射率と伝熱特性を両立可能なろう付けを用いるのが望ましい。セラミックス（蛍光体プレート２）と金属基板（反射部材６）との接合は、まず、セラミックス側に金属膜を形成し、その金属膜と金属基板をろう付けすることで可能である。セラミックスへの金属膜の形成は、真空中での蒸着法やスパッタ法、もしくは高融点金属法などが使用可能である。なお、高融点金属法とは、セラミックスの表面に金属微粒子を含む有機バインダーを塗布し、水蒸気と水素を含む還元雰囲気下で１０００〜１７００℃に加熱する方法である。このとき形成される金属膜には、Ｓｉ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｗ、Ｆｅ、Ｐｔ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｔａ、Ｃｕなどを含む単体や合金が用いられる。また、ろう材には、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｉｎ、Ｂｉなどを含むろう材が使用可能である。必要であれば金属膜と金属の接合面の酸化被膜をフラックスで除去し、接合面にろう材を配置し、２００〜８００℃に加熱し、冷却することで、接合することができる。また、接合後にセラミックスと金属の膨張係数の差による接合面の破壊を防ぐために、セラミックスと金属の中間の膨張係数を有する物質を介在させて接合を行っても良い。
【００３５】
ここで、図２（ａ），（ｂ）の光源装置２０において、人間の視覚に励起光の正反射成分による色ムラを感じさせない原理を説明する。なお、以下では、固体光源５としては励起光として青色の光を出射する半導体レーザーを用い、蛍光体プレート２としては青色の光で励起され黄色の蛍光を発する蛍光体を用いた場合を例として説明する。
【００３６】
図２（ａ），（ｂ）の光源装置２０のように反射型の蛍光体プレート１２を用いる場合、反射型の蛍光体プレート１２が固定されていると、図５に模式的に示すように、蛍光体プレート２の法線方向ｚを中心に固体光源５からの励起光の蛍光体プレート２への入射角と出射角が等しくなる方向（すなわち、固体光源５からの励起光の正反射方向）に出射する固体光源５からの光（励起光（青色））が強くなってしまう。これは、固体光源５からの光（励起光（青色））が蛍光体プレート２の表面で正反射を起こしたり、蛍光体を励起しない固体光源５からの光（励起光（青色））が蛍光体プレート２の背面に配置された反射部材６で正反射を起こしたりするためである。これに対して、固体光源５からの光（励起光）によって励起された蛍光体からの蛍光は、蛍光体プレート２の法線方向ｚを中心とするランバーシアン配光となり、様々な方向から見た時の明るさがほぼ等しくなる。従って、これら二つの光（蛍光体プレート２での励起光の反射光（青色）と蛍光体の蛍光（黄色））の加法混色で白色を得ようとした場合、方向によって青色光と黄色光のバランスが変わってしまい色ムラとなる。特に固体光源５からの入射光（励起光）の蛍光体プレート２での正反射方向は、固体光源５からの励起光の青色が強く出てしまい、激しい色ムラとなってしまう。
【００３７】
図６には、反射型の蛍光体プレート１２を図５に示すように固定した場合の配光が示されている。図６から、蛍光体プレート２からの反射光を投射面７０に照射した場合には、ある帯状の部分７１に励起光（青色光）の正反射成分がまとまって照射されてしまい、この部分７１で励起光（青色光）の正反射成分による色ムラ（青色が強い色ムラ）が生じてしまう。なお、投射面７０の帯状の部分７１以外の部分は、励起光（青色光）と蛍光体プレート（黄色蛍光体プレート）２からの蛍光（黄色光）との混色により、普通の（色ムラのない）白色となっている。
【００３８】
本発明では、固体光源５からの入射光（励起光）の蛍光体プレート２での正反射方向の反射光成分（すなわち、青色の正反射成分）による色ムラの出現位置を、反射型の蛍光体プレート１２を回転軸４を中心として回転させることにより、時間的に変化させる（異ならせる）ようにしている。図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）には、反射型の蛍光体プレート１２を回転軸４を中心として回転させることにより変化する青色の正反射成分の色ムラ７１の出現位置の例が示されている。このように、反射型の蛍光体プレート１２を回転軸４を中心として回転させることにより、青色の正反射成分の色ムラ７１の出現位置を時間的に変化させ（異ならせ）、青色の正反射成分の色ムラ７１の出現位置が散らばるようにすることで（すなわち、青色の正反射成分による色ムラ７１が散らばるようにすることで）、人間の視覚に励起光の正反射成分による色ムラ７１を感じさせないようにすることができる。反射型の蛍光体プレート１２の回転が遅い場合は、青色光の時間的な場所変化（すなわち、青色の正反射成分の色ムラ７１）が視認されてしまうが、反射型の蛍光体プレート１２の回転軸４を中心とした回転速度が速くなり、人の目の時間分解能が追従できない回転速度になると（具体的には、１回転当たり３０Ｈｚ以上の速度になると）、色ムラ７１はもはや視認できなくなり、本発明の目的を達成することができる。
【００３９】
また、図８（ａ），（ｂ）は、本発明の光源装置の他の構成例を示す図である。なお、図８（ａ），（ｂ）において図２（ａ），（ｂ）と同様の箇所には同じ符号を付している。図２（ａ），（ｂ）の光源装置２０では、反射部材６の一方の面に蛍光体プレート２が設けられて反射型の蛍光体プレート１２が構成されているが、図８（ａ），（ｂ）の光源装置３０では、反射部材６の両面にそれぞれ蛍光体プレート２ａ、２ｂが設けられて反射型の蛍光体プレート２２が構成されている（なお、蛍光体プレート２ａ、２ｂの組成等や、蛍光体プレート２ａ、２ｂと反射部材６との接合等は、図２（ａ），（ｂ）の蛍光体プレート２の組成等や、蛍光体プレート２と反射部材６との接合等と同様である）。また、図８（ａ），（ｂ）の光源装置３０の場合には、回転制御手段３は、反射型の蛍光体プレート２２を、回転軸４（反射型の蛍光体プレート２２の平面と平行で反射型の蛍光体プレート２２内または平面上（反射型の蛍光体プレート２２の平面上）に存在し、かつ、固体光源５の光軸と直交する回転軸４）を中心として、所定の回転速度で回転させるようになっている。より具体的に、図８（ａ），（ｂ）の光源装置３０の場合には、固体光源５に対して、蛍光体プレート２ａが例えば図９（ａ）に示すような９０°の位置範囲（第１象限）、すなわちＰ１〜Ｐ２の位置範囲にあるときと、蛍光体プレート２ｂが例えば図９（ｂ）に示すような９０°の位置範囲（第１象限）、すなわちＰ１〜Ｐ２の位置範囲にあるときとに、所定の回転速度として、人間の目の時間分解能が追従できない速度、例えば１回転当たり３０Ｈｚ以上の速度にし、それ以外の状態のときには、回転速度をより早くすることにより、蛍光体プレート２ａ、２ｂでの励起を効率良く行うことができる。また、図８（ａ），（ｂ）の光源装置３０では、反射部材６の両面にそれぞれ蛍光体プレート２ａ、２ｂを設けていることで、図２（ａ），（ｂ）の光源装置２０に比べて、蛍光体プレートの利用頻度を約２倍にすることができ、固体光源５からの照射光による蛍光体プレートからの反射光の取り出し効率を約２倍にすることができる。さらに、反射部材６を金属板で作製し、回転軸４をこの金属板と一体に設けることで、蛍光体プレートの励起時に発生する熱を効率よく伝導放熱することができる。
【００４０】
また、図１０（ａ），（ｂ）は、本発明の光源装置の他の構成例を示す図である。なお、図１０（ａ），（ｂ）において図２（ａ），（ｂ）と同様の箇所には同じ符号を付している。図２（ａ），（ｂ）の光源装置２０では、回転制御手段３は、反射型の蛍光体プレート１２を例えば矢印Ｒの方向に（一方向に）回転させるようにしているが、図１０（ａ），（ｂ）の光源装置４０では、回転制御手段３のかわりに、固体光源５からの励起光が蛍光体プレート２のみに入射するように、反射型の蛍光体プレート１２を、回転軸４（反射型の蛍光体プレート１２の平面と平行で反射型の蛍光体プレート１２内または平面上（反射型の蛍光体プレート１２の平面上）に存在し、かつ、固体光源５の光軸と直交する回転軸４）を中心として、所定の速度で回転往復運動させる回転往復運動制御手段７が設けられている（なお、図１０（ｂ）では、回転往復運動制御手段７の図示は省略されている）。ここで、回転往復運動制御手段７としては、モーターなどが用いられ、回転往復運動制御手段７による回転往復運動速度としては、人間の目の時間分解能が追従できない速度、例えば１回転往復当たり３０Ｈｚ以上の速度であるのが好ましい。図１０（ａ），（ｂ）の光源装置４０では、固体光源５に対して、蛍光体プレート２を例えば図１１に示すような９０°の位置範囲（第１象限）、すなわち主にＰ１〜Ｐ２の位置範囲内で回転往復運動させることで、蛍光体プレート２からの反射光の取り出し効率（利用効率）を図２（ａ），（ｂ）の場合に比べて著しく高めることができる。換言すれば、図１０（ａ），（ｂ）の光源装置４０では、蛍光体プレート２を反射型として使用した場合でも、人間の視覚に励起光の正反射成分による色ムラを感じさせないようにすることができ、かつ、蛍光体プレート２からの反射光の取り出し効率（利用効率）を低下させないようにすることができる。
【００４１】
なお、上述の各構成例では、固体光源５に対して、蛍光体プレート２が図３（ａ）に示すような９０°の位置範囲（第１象限）、すなわちＰ１〜Ｐ２の位置範囲にあるときに蛍光体プレート２からの反射光（具体的には、蛍光および励起光）を取り出して利用するとしたが、蛍光体プレート２が図３（ａ）に示すような９０°の位置範囲（第１象限）、すなわちＰ１〜Ｐ２の位置範囲にあるときには、蛍光体プレート２からの反射光（具体的には、蛍光および励起光）の取り出し、利用を行わず、固体光源５に対して、蛍光体プレート２が図３（ｂ）に示すような９０°の位置範囲（第２象限）、すなわちＰ２〜Ｐ３の位置範囲にあるときに、蛍光体プレート２からの反射光（具体的には、蛍光および励起光）の取り出し、利用を行うようにすることもできる。この場合、図１０（ａ），（ｂ）の光源装置４０では、固体光源５に対して、蛍光体プレート２を例えば図３（ｂ）に示すような９０°の位置範囲（第２象限）、すなわち主にＰ２〜Ｐ３の位置範囲内で回転往復運動させることもできる。
【００４２】
また、本発明の上述した光源装置２０、３０、４０は、レンズ系や反射板と組み合わせることにより、照明装置を実現することができる。
【００４３】
図１２には、本発明の光源装置を用いた照明装置の一例が示されている。図１２を参照すると、この照明装置５０は、ケース５１と、ケース５１内に収納された光源装置（例えば、２０、３０、または、４０など）と、光源装置（例えば、２０、３０、または、４０など）からの出射光を前方に所定の配光特性を持って照射するレンズ系５２とにより構成されている。
【００４４】
図１２の照明装置５０では、光源装置（例えば、２０、３０、または、４０など）を用いているので、人間の視覚に励起光の正反射成分による色ムラを感じさせない照明光を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、ヘッドランプなどの車両用照明、プロジェクタ、一般照明などに利用可能である。
【符号の説明】
【００４６】
２、２ａ、２ｂ          蛍光体プレート
３          回転制御手段
４          回転軸
５          固体光源
６          反射部材
７          回転往復運動制御手段
１２、２２        反射型の蛍光体プレート
２０、３０、４０        光源装置
５０        照明装置
５１        ケース
５２        レンズ系
【図１】
2012199061.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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