(57)【要約】【課題】電気光変換効率の高い照明装置を提供する。【解決手段】波長変換部６０は、波長変換部６０の入射面Ｓの面方向において、波長変換部６０に入射する一次光３１の光強度分布に対応するように蛍光体の量の分布が設定されている。具体的には、励起光源１０から放射される一次光３１の分布につき、励起光源１０の配設位置と波長変換部６０の一次光入射面上における位置とを結ぶ線分と、励起光源１０の光軸とのなす角度が０°となる前記光軸と一次光入射面との交差位置及びその近傍（中心部）で高密度であって、前記交差位置から離れるほど低密度であるが、蛍光体４０，４１を一次光３１の密度の大小に比例するように配置している。すなわち、一次光３１の分布が比較的高密度となる中心部においては、一次光３１の分布が比較的低密度となる周辺部に比して蛍光体４０，４１の濃度を相対的に大きくする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次光を出力する光源と、
前記一次光の少なくとも一部を吸収して、前記一次光のピーク波長以上のピーク波長を有する二次光を発する蛍光体を有する波長変換部と
を備え、
前記波長変換部における前記蛍光体の量の分布は、前記光源の光軸に直交する平面方向における前記一次光の光強度分布に対応することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記蛍光体の量の分布は、前記光源の光軸に直交する平面方向における前記一次光の光強度分布に略比例することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記波長変換部は、各部位で前記蛍光体の濃度が均一とされており、前記一次光の前記平面方向における強度分布に基づいて、各部位の前記光軸の方向における長さが設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記波長変換部は、互いに前記蛍光体の濃度が異なる複数のセルからなり、
前記複数のセルは、前記蛍光体の濃度分布が前記一次光の前記平面方向における光強度分布に対応するように前記平面方向に並設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項５】
前記二次光を前記光源側に反射するための反射板が、前記光源側から見て前記波長変換部の後方に配置されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記二次光を前記波長変換部側に反射するための反射板が、前記波長変換部側から見て前記光源の後方に配置されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記一次光を透過し且つ前記二次光を反射する光学膜が、前記光源と前記波長変換部との間に配置されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の照明装置。
【請求項８】
前記二次光を透過し且つ前記一次光を遮断する光学膜が、前記波長変換部における前記二次光の出射面上に又は前記出射面と空間を介して配置されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一次光を出力する光源と、上記一次光を吸収して二次光を発する波長変換部とを備えた照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
低消費電力で、小型且つ高輝度が期待される次世代の照明装置として、蛍光体と蛍光体を励起するための一次光を出力する光源とを備えた照明装置が開発されている。図１１は、この照明装置の構成を示す。
【０００３】
図１１に示す照明装置１００は、一次光（励起光）１３１を出力する励起光源１１０と、励起光源１１０により出力された一次光１３１を二次光に変換する波長変換部１６０とを備えている。波長変換部１６０は、一次光１３１によって励起され且つ二次光１５１，１５２を発光する蛍光体１４０〜１４２を有する。そして、励起光源１１０から放射された一次光１３１は蛍光体１４０〜１４２を励起して、波長変換部１６０は、二次光１５１を放射する。
【０００４】
照明装置１００においては、蛍光体１４０〜１４２にナノ結晶を用いることで、従来の蛍光体と比較して発光効率の更なる向上が期待されている。また、前記ナノ結晶は、蛍光体１４０〜１４２を励起するために必要とされる吸収帯幅（エネルギー幅）の点につき、従来と比較して吸収帯幅が広いため、励起光源１１０の波長幅に対する許容度が高い。そのため、励起光源１１０として半導体発光素子等を使用することが可能となる。
【０００５】
一方、この種の照明装置に係る文献として、例えば下記特許文献１〜３がある。
【０００６】
下記特許文献１には、蛍光体を混在させた白色蛍光体を有する波長変換部と、前記波長変換部を励起する光源とからなる照明装置が開示されている。
【０００７】
下記特許文献２には、赤色・緑色・青色の二次光に変換する蛍光体を混在させることなく、波長毎に個別に積層させて３色を混合させた白色光を発光させる波長変換部と、波長変換部を励起する光を出力する光源とを備えた照明装置が開示されている。
【０００８】
下記特許文献３には、赤色・緑色・青色の二次光に変換する蛍光体を混在させることなく、光路方向に互いに重ならないような、面上に配置された複数のセルからなる構成とした波長変換部と、波長変換部を励起する光を出力する光源とを備えた照明装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−３４０５１６号公報（公開日：１９９９年１２月１０日）
【特許文献２】特開２００４−７１３５７号公報（公開日：２００４年０３月０４日）
【特許文献３】特開２００８−２５８１７１号公報（公開日：２００８年１０月２３日）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記特許文献１〜３に記載の照明装置を含めて、通常、波長変換部の蛍光体量の分布は、一次光の受光面方向において一定となるように構成されている。
【００１１】
これに対して、励起光源１１０として一般的に用いられている半導体レーザー（ＬＤ）や発光ダイオードなどの化合物半導体素子は、出射光の光軸から離れるほど光の強度が小さくなる放射特性（光強度分布）を有している。
【００１２】
図１２は、励起光源が半導体レーザーの場合の放射特性を示し、図１３は、励起光源が発光ダイオードの放射特性を示している。図１２，図１３において、横軸は、励起光源の配設位置と波長変換部の一次光入射面（平面）上における位置とを結ぶ線分と、励起光源の光軸とのなす角度を示し、縦軸は、光強度を示している。
【００１３】
図１２に示すように、半導体レーザーの放射特性を示すグラフは、波長変換部の一次光入射面のうち前記角度が０°となる励起光源の光軸と一次光入射面（平面）との交差位置で光強度が最大となり、前記角度の絶対値が一定値以上大きくなると（前記交差位置から一定距離以上離れる）と光強度が比較的急激に小さくなっていく山形のグラフとなる。
【００１４】
また、図１３に示すように、発光ダイオードの放射特性を示すグラフは、前記交差位置で光強度が最大となる円弧状若しくは略円弧状のグラフとなる。
【００１５】
このように、励起光源（光源）は、一次光の強度が前記交差位置及びその近傍で高くなり、前記角度の絶対値が大きくなるほど（前記交差位置から離れるほど）低くなる放射特性を有している。
【００１６】
このため、波長変換部１６０の蛍光体量の分布が一次光１３１の受光面方向において一定である場合、波長変換部１６０の蛍光体量の分布と化合物半導体素子の放射特性とがマッチしておらず、一次光の光量が蛍光体の量に対して相対的に少ない部分があったり、一次光の光量が蛍光体の量に対して相対的に多い部分があったりする。
【００１７】
換言すると、図１１に示す波長変換部１６０は、一次光の受光面の方向における中心部で、一次光に対して蛍光体の量（濃度）が少ない一方、周辺部で、一次光に対して蛍光体の量（濃度）が多い。
【００１８】
一次光の光量が蛍光体の量に対して相対的に少ない部分では、蛍光体の中に波長変換に寄与しない余分の蛍光体が発生し、この蛍光体によって二次光が遮光・吸収されることがある。そのため、前記周辺部では、他の蛍光体１４１による波長変換によって生じた二次光１５２を遮ったり、吸収したりする蛍光体１４２が発生する。
【００１９】
一方、一次光の光量が蛍光体の量に対して相対的に多い部分では、波長変換に必要な蛍光体が一次光の光量に対して相対的に不足し、波長変換の効率低下を招来する。そのため、前記中心部では、蛍光体を励起することなく波長変換部１６０を素通りする一次光１３２が発生する。
【００２０】
このように、従来の照明装置においては一次光から二次光を生成する二次光生成効率の点で向上の余地があった。
【００２１】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、高い二次光生成効率を有する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】
【００２２】
上記の課題を解決するために、本発明に係る照明装置は、一次光を出力する光源と、前記一次光の少なくとも一部を吸収して、前記一次光のピーク波長以上のピーク波長を有する二次光を発する蛍光体を有する波長変換部とを備え、前記波長変換部における前記蛍光体の量の分布は、前記光源の光軸に直交する平面方向における前記一次光の光強度分布に対応することを特徴とするものである。
【００２３】
前記構成によれば、前記波長変換部における前記蛍光体の量の分布は、前記光源の光軸に直交する平面方向における前記一次光の光強度分布に対応する、例えば、前記光源の光軸に直交する平面方向における前記一次光の光強度分布に略比例するので、一次光（励起光）の光量が蛍光体の量に対して相対的に少ない部分や、一次光の光量が蛍光体の量に対して相対的に多い部分が生じるのを回避することが可能となる。
【００２４】
これにより、波長変換されない一次光が発生したり、波長変換に寄与しない余分の蛍光体によって二次光が遮光・吸収されたりするのを回避することができ、高い二次光生成効率を有する照明装置を実現することが可能となる。
【００２５】
また、前記照明装置は、前記波長変換部が、各部位で前記蛍光体の濃度が均一とされており、前記一次光の前記平面方向における強度分布に基づいて、各部位の前記光軸の方向における長さが設定された形態を採り得る。
【００２６】
前記構成によれば、前記波長変換部における前記蛍光体の濃度を、前記波長変換部に入射する前記一次光の光強度分布に対応させる構成ではなく、前記波長変換部の前記光軸の方向における長さによって、前記蛍光体の量の分布を、前記光源の光軸に直交する平面方向における前記一次光の光強度分布に対応させる構成としたので、前者の構成を採用する場合に比して、蛍光体の量の分布を、前記光源の光軸に直交する平面方向における前記一次光の光強度分布に対応させる構成を簡単に作成することができる。
【００２７】
また、前記照明装置は、前記波長変換部が、互いに前記蛍光体の濃度が異なる複数のセルからなり、前記複数のセルは、前記蛍光体の濃度分布が前記一次光の前記平面方向における光強度分布に対応するように前記平面方向に並設された形態を採り得る。
【００２８】
また、前記照明装置は、前記二次光を前記光源側に反射するための反射板が、前記光源側から見て前記波長変換部の後方に配置された形態を採り得る。
【００２９】
前記構成によれば、前記光源側から見て前記波長変換部の後方に前記反射板を配置したので、反射板による反射後の光（反射光）を、蛍光体によって波長変換され且つ反射板により反射されていない光（直接光）と同じ側（光源側）に二次光として導くことが可能となる。これにより、二次光をロスすることなく有効に利用することができる。
【００３０】
また、前記照明装置は、前記二次光を前記波長変換部側に反射するための反射板が、前記波長変換部側から見て前記光源の後方に配置された形態を採り得る。
【００３１】
前記構成によれば、前記波長変換部側から見て前記光源の後方に前記反射板を備えたので、波長変換部内の蛍光体によって波長変換された二次光の一部を反射板により反射して一次光と同じ側（波長変換部側）に導くことが可能となる。これにより、二次光をロスすることなく有効に利用することができる。
【００３２】
また、前記照明装置は、前記一次光を透過し且つ前記二次光を反射する光学膜が、前記光源と前記波長変換部との間に配置された形態を採り得る。
【００３３】
前記構成によれば、前記光源と前記波長変換部との間に、前記一次光を透過し且つ前記二次光を反射する光学膜を備えたので、二次光のうち波長変換部の出射面とは反対側にある光学膜の方向に放射された二次光が生じても、この二次光を前記光学膜により一次光と同じ側（波長変換部側）に導くことが可能となる。これにより、二次光をロスすることなく有効に利用することができる。
【００３４】
また、前記照明装置は、前記二次光を透過し且つ前記一次光を遮断する光学膜が、前記波長変換部における前記二次光の出射面上に又は前記出射面と空間を介して配置された形態を採り得る。
【００３５】
前記構成によれば、前記波長変換部における二次光の出射面上に又は前記出射面と空間を介して、前記二次光を透過し且つ前記一次光を遮断する光学膜を備えたので、光源から放射された一次光は、波長変換部内の蛍光体を励起して二次光に波長変換され、その二次光は、光学膜を通過して外部に放射される。一方、波長変換されなかった一次光を光学膜に遮断し外部に漏出するのを防止することができる。これにより、前記波長変換部の前記出射面から出射される二次光に一次光が混合するのを回避することができる。
【発明の効果】
【００３６】
以上のように、本発明に係る照明装置は、一次光を出力する光源と、前記一次光の少なくとも一部を吸収して、前記一次光のピーク波長以上のピーク波長を有する二次光を発する蛍光体を有する波長変換部とを備え、前記波長変換部における前記蛍光体の量の分布は、前記光源の光軸に直交する平面方向における前記一次光の光強度分布に対応するので、高い二次光生成効率を有するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る照明装置の第１の実施形態を示す図である。
【図２】本発明に係る照明装置の第２の実施形態における波長変換部の平面図及び断面図である。
【図３】本発明に係る照明装置の第３の実施形態における波長変換部の平面図及び断面図である。
【図４】本発明に係る照明装置の第３の実施形態における波長変換部の平面図及び断面図である。
【図５】励起光源として用いられる発光ダイオードの例を示す図である。
【図６】本発明に係る照明装置の第４の実施形態を示す図である。
【図７】本発明に係る照明装置の第５の実施形態を示す図である。
【図８】第４の実施形態に係る技術と、第５の実施形態に係る技術とを組み合わせた実施形態を示す図である。
【図９】本発明に係る照明装置の第６の実施形態を示す図である。
【図１０】本発明に係る照明装置の第７の実施形態を示す図である。
【図１１】従来の照明装置の構成を示す図である。
【図１２】半導体レーザー（ＬＤ）の場合の放射特性を示す図である。
【図１３】発光ダイオード（ＬＥＤ）の放射特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明に係る照明装置の実施形態について説明する。
【００３９】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明に係る照明装置の第１の実施形態を示す図である。
【００４０】
（照明装置の全体構成）
図１に示す照明装置１は、一次光３１を出力する励起光源（光源）１０と、蛍光体４０，４１を有する波長変換部６０とを備える。波長変換部６０は、励起光源１０から出力された一次光３１が入射する入射面を有する。
【００４１】
励起光源１０として、半導体レーザー（ＬＤ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）などの化合物半導体素子が採用され得る。
【００４２】
（波長変換部）
波長変換部６０は、一次光３１によって励起され且つ二次光５１を発光する蛍光体４０，４１を有する。蛍光体４０，４１は、ポリカーボネイトやエポキシ等の透過性の高い樹脂に、窒化物、酸窒化物或いはサイアロンを母体結晶として構成されたものである。波長変換部６０の一次光が入射する入射面Ｓは平面であり、励起光源１０の光軸に直交する平面と平行な面である。
【００４３】
（照明装置の動作）
照明装置１においては、励起光源１０から一次光３１が放射され、その一次光３１の少なくとも一部が蛍光体４０，４１に当たり、蛍光体４１がその一次光３１を吸収して励起し、一次光３１のピーク波長以上のピーク波長を有する二次光５１を放射する。なお、図１において、丸印のみで表された蛍光体４０は、二次光を放射していない蛍光体を示し、丸印に放射状のマークが付されて表された蛍光体４１は、二次光を放射した蛍光体を示している。
【００４４】
（本実施形態における特徴部分）
本実施形態においては、波長変換部６０における蛍光体４０，４１の分布を従来の波長変換部１６０（図１１参照）と異ならせており、本実施形態における波長変換部６０においては、一次光３１が入射する波長変換部６０の入射面Ｓの面方向（広がり方向）において、波長変換部６０における蛍光体量の分布が、励起光源１０の光軸に直交する平面方向における一次光３１の光強度分布に対応する。
【００４５】
すなわち、図１２及び図１３を参照して説明したように、励起光源１０から放射される一次光３１の分布が、前記角度が０°となる励起光源の光軸と一次光入射面（平面）との交差位置及びその近傍において高く（高密度であって）、前記交差位置から離れるほど低い（低密度である）。
【００４６】
ここで、波長変換部６０における蛍光体量の分布は、例えば、入射面Ｓの面方向（広がり方向）において、励起光源１０の光軸に直交する平面方向における一次光３１の光強度分布に略比例しており、より好ましくは比例している。励起光源１０から放射される一次光３１の強度が比較的大きくなる中心部（前記交差位置及びその近傍）においては、蛍光体４０，４１の濃度を相対的に大きく（蛍光体４０，４１が多く）する。
【００４７】
これにより、中心部では強度の大きい一次光３１に必要十分な蛍光体４０，４１が配置されていることで、波長変換に必要な蛍光体４０，４１が一次光３１の光量に対して相対的に不足し、蛍光体４０，４１を励起することなく波長変換部６０を素通りする一次光３１の発生量を低減することができる。
【００４８】
一方、一次光３１の強度が比較的小さくなる周辺部においては、蛍光体４０，４１の濃度が前記中心部に対して相対的に低く（蛍光体４０，４１が少なく）なるように蛍光体４０，４１を設けている。
【００４９】
これにより、一次光３１の強度が小さい周辺部では、波長変換に寄与しない余分な蛍光体４０，４１が無い若しくは少ないため、波長変換部６０における他の蛍光体４０，４１による波長変換によって生じた二次光５１を遮ったり吸収したりする蛍光体４０，４１が発生するのを回避することができる。その結果、一次光３１から二次光５１への変換ロスを低減することができる。
【００５０】
その結果、従来の照明装置に比して高い二次光生成効率を有する照明装置を実現することができる。
【００５１】
＜第２の実施形態＞
図２（ａ）は、本発明に係る照明装置の第２の実施形態における波長変換部６０ａの平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す波長変換部６０ａのＡ−Ａ’線矢視断面図である。
【００５２】
図２の各微小点は、蛍光体を示している。図２（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態における波長変換部６０ａは、各部における蛍光体の濃度が均一とされている。
【００５３】
一方、図２（ｂ）に示すように、励起光源１０の放射特性（波長変換部６０ａに入射する一次光３１の強度分布）に対応させて、波長変換部６０ａの厚み（励起光源１０の光軸方向における長さ）を各部位で変えている。
【００５４】
すなわち、波長変換部６０ａの厚みによって、前記蛍光体の量の分布を、励起光源１０の光軸に直交する平面方向における一次光３１の光強度分布に対応させる構成としている。
【００５５】
具体的には、仮に波長変換部６０ａを入射面上で単位面積ごとに切断した場合に各切断体に含まれる蛍光体量は、励起光源１０の光軸方向における長さ、すなわち前記厚みが大きいほど多くなる。
【００５６】
このことから、波長変換部６０ａの入射面Ｓのうち一次光３１が多く入射する（光強度が相対的に大きい）励起光源１０の光軸上及びその近傍からなる中心部では、その周辺部に比して波長変換部６０ａの厚みを大きくすることで、周辺部に比して蛍光体の量を相対的に多くしている。
【００５７】
これにより、中心部では強度の大きい一次光３１に必要十分な量の蛍光体が配置されることになり、波長変換に必要な蛍光体が一次光３１の光量に対して相対的に不足して蛍光体を励起することなく波長変換部６０ａを素通りする一次光を低減することができる。
【００５８】
また、一次光３１の強度が小さい周辺部では、波長変換に寄与しない余分な蛍光体が無い若しくは少ないため、波長変換部６０ａにおける他の蛍光体による波長変換によって生じた二次光を遮ったり吸収したりする蛍光体の発生量を低減することができる。
【００５９】
その結果、二次光５１のロスを低減することができる。
【００６０】
なお、金型による成型や均質材料の切削加工により、上記のような波長変換部６０ａの製作が可能である。
【００６１】
＜第３の実施形態＞
図３（ａ）は、本発明に係る照明装置の第３の実施形態における波長変換部６０ｂの平面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す波長変換部６０ｂのＢ−Ｂ’線矢視断面図である。図４（ａ）は、本発明に係る照明装置の第３の実施形態（変形形態）における波長変換部６０ｃの平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す波長変換部６０ｃのＣ−Ｃ’線矢視断面図である。図３（ａ），（ｂ）、図４（ａ），（ｂ）の各点は、蛍光体を示している。
【００６２】
図３（ｂ），図４（ｂ）に示すように、本実施形態における波長変換部６０ｂ，６０ｃは、その厚みが各部位で一定とされている。また、図３に示す波長変換部６０ｂは、複数のセル（分割体）Ｈ１〜Ｈ５からなり、また、図４に示す波長変換部６０ｃは、複数のセル（分割体）Ｈ１１〜Ｈ１５からなる。複数のセルＨ１〜Ｈ５のうち少なくとも２つのセル同士は、蛍光体の濃度が互いに異なる。複数のセルＨ１１〜Ｈ１５のうち少なくとも２つのセル同士も、蛍光体の濃度が互いに異なる。
【００６３】
図３に示す波長変換部６０ｂは、中心に位置する柱形状の柱状セルＨ１と、柱状セルＨ１の軸芯に垂直な断面が柱状セルＨ１と同芯となる複数の円筒状セルＨ２〜Ｈ５とからなる。
【００６４】
複数の円筒状セルＨ２〜Ｈ５は、互いに径が異なる。なお、図３に示す波長変換部６０ｂにおいては、円筒状セルＨ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５は、この順に径が小さい。
【００６５】
なお、柱状セルＨ１及び筒状セルＨ２〜Ｈ５は、円柱状セル及び円筒状セルとされているが、これに限らず、角柱状セル及び角筒状セルとされていてもよい。また、円柱、円筒、角柱及び角筒の径や底面積を変えることで、蛍光体をより高濃度に含有させることも可能である。
【００６６】
図４に示す波長変換部６０ｃは、同一形状に形成された複数の柱状セルＨ１１〜Ｈ１５が一次光の入射面の面方向（広がり方向）に配列されたものである。なお、図４に示す波長変換部６０ｃにおいては、柱状セルＨ１１は単数、柱状セルＨ１２〜Ｈ１５は複数設けられている。
【００６７】
なお、柱状セルＨ１１〜Ｈ１５は、円柱状セルとされているが、これに限らず、角柱状セルとされていてもよい。各セルを六角柱状に形成すると、セル間の隙間が少ない波長変換部６０ｃを構成することができる。
【００６８】
なお、隣り合うセルとセルとの間における光の反射、及び、セルと大気との界面における光の反射を防止するために、セルとセルとの間の間隙には、樹脂接着剤等、光の屈折率が密着するセルと近似した材料で隙間なく充填されるのが望ましい。
【００６９】
また、樹脂接着剤として、セルにおける蛍光体の濃度に合わせて設定された蛍光体濃度を有する樹脂接着剤を利用することも可能である。この場合、隣り合うセルとセルとの間における光の反射やセルと大気との界面における光の反射を防止することができることに加え、樹脂接着剤として、セルにおける蛍光体の濃度に合わせて設定されていない蛍光体濃度を有する樹脂接着剤を利用する場合に比して、よりロスの少ない効率的な波長変換を行うことができる。
【００７０】
以上の構成に加えて、本実施形態では、前記蛍光体量の分布が一次光の光強度分布に対応（例えば比例）するように、複数のセルＨ１〜Ｈ５，Ｈ１１〜Ｈ１５が波長変換部６０ｂ，６０ｃの入射面の面方向（広がり方向）に並べられている。
【００７１】
すなわち、図３に示す波長変換部６０ｂにおいては、柱状セルＨ１が最大の蛍光体濃度を有し、円筒状セルＨ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５がこの順に大きな蛍光体濃度を有する。そして、柱状セルＨ１が中心部に配置され、且つ、筒状セルＨ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５は蛍光体濃度が大きなもの（筒状セルＨ２）ほど柱状セルＨ１に近くなるように配列されている。
【００７２】
また、図４に示す波長変換部６０ｃにおいては、柱状セルＨ１が最大の蛍光体濃度を有し、筒状セルＨ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５がこの順に大きな蛍光体濃度を有する。そして、柱状セルＨ１１が中心部に配置され、且つ、筒状セルＨ１２，Ｈ１３，Ｈ１４，Ｈ１５は蛍光体濃度が大きなもの（筒状セルＨ１２）ほど柱状セルＨ１１に近くなるように配列されている。
【００７３】
このような形態を採用することにより、波長変換部６０ｂ，６０ｃを製作する際に、金型を用いてセルＨ１〜Ｈ５，Ｈ１１〜Ｈ１５を製作して組み立てるだけであるため、蛍光体濃度を各部位で調整しながら波長変換部６０ｂ，６０ｃの製作を行う場合に比して、波長変換部６０ｂ，６０ｃの製作が容易となる。
【００７４】
なお、ここでは、波長変換部６０ｂ，６０ｃの厚み方向（励起光源の光軸方向）に相当する各セルの長さ（以下、単に長さという）は、セル同士で同一とした（波長変換部６０ｂ，６０ｃは、その厚みを各部で一定とした）が、これに限らず、波長変換部６０ｂ，６０ｃの厚みについては、励起光源の放射特性（波長変換部６０ｂ，６０ｃに入射する一次光の強度分布）に対応させて波長変換部６０ｂ，６０ｃの厚みを各部で変えるという第２の実施形態に係る技術に準じて、各セルの長さを決定してもよい。
【００７５】
すなわち、波長変換部６０ｂ，６０ｃの一表面において中心部に近づくにつれ蛍光体材料が厚くなるよう直径の異なる蛍光体薄板を重ねて多層貼り付けしたり、多層塗布したりするなど波長変換部６０ｂ，６０ｃの中心部の蛍光体濃度が濃くなるような形態でも採用可能である。
【００７６】
図５は、化合物半導体素子として発光ダイオードを採用した照明装置１ａの構成を示す図である。
【００７７】
図５に示す照明装置１ａは、発光ダイオードが採用された励起光源１０が、波長変換部６０ｄを構成する封止樹脂に埋設された構成を有する。なお、本実施形態以降、蛍光体４１の図示は省略する。
【００７８】
ここで、図５に示す照明装置１ａは、波長変換部６０ｄの全体形状として、波長変換部６０ｄの一次光入射面と励起光源１０の光軸上及びその近傍を含む中心部がその周辺部より厚くなるように構成されており、波長変換部６０ｄの蛍光体を中心部に多く付与したものである。
【００７９】
なお、図５に示す照明装置１ａにおいて、前記のように波長変換部６０ｄの厚みを変える技術や、本実施形態（第３の実施形態）のように蛍光体４０，４１の濃度が互いに異なる複数のセルによって波長変換部６０ｄを構成する技術を採用することも可能である。
【００８０】
＜第４の実施形態＞
図６は、本発明に係る照明装置の第４の実施形態を示す図である。
【００８１】
図６に示す照明装置１ｂは、前記第１〜第３の実施形態に係る照明装置の何れかにおいて、光を反射する反射板としての光学ミラー７１が追加されているものである。光学ミラー７１は、励起光源１０側から見て波長変換部６０ｅの後方に、光を反射するものである。
【００８２】
本実施形態に係る照明装置１ｂにおいては、励起光源１０から放射された一次光３１が波長変換部６０ｅに入射し、その入射光が波長変換部６０ｅ内の蛍光体４１に当たると、蛍光体４１によって二次光に波長変換される。その二次光の一部の光は光学ミラー７１に向かって進み、光学ミラー７１により反射される。
【００８３】
光学ミラー７１による反射後の光を反射光５３といい、蛍光体４１によって波長変換され且つ光学ミラー７１により反射されていない光を直接光５１というものとすると、前記一部の光（反射光５３）を直接光５１と同じ側（励起光源１０側）に二次光として導くことが可能となる。このように、本実施形態においては、波長変換部６０ｅの一次光入射面と出射面とは同一面とされている。
【００８４】
そして、直接光５１と反射光５３とが混合された二次光の強度分布が均一になるように、光学ミラー７１の反射面が放物線形状に設計されている。これにより、照射対象を均一な照度で照明することができる。
＜第５の実施形態＞
図７は、本発明に係る照明装置の第５の実施形態を示す図である。
【００８５】
図７に示す照明装置１ｃにおいては、第４の実施形態と同様、前記第１〜第３の実施形態に係る照明装置の何れかにおいて、光を反射する反射板としての光学ミラー７２が追加されているものである。第４の実施形態と異なる点は、光学ミラー７２の配設位置であり、本実施形態では、光学ミラー７２は、波長変換部６０ｅから見て励起光源１０の後方に備えられている。
【００８６】
本実施形態に係る照明装置１においては、励起光源１０から放射された一次光３１が波長変換部６０ｅに入射し、その入射光が波長変換部６０ｅ内の蛍光体４１に当たると、蛍光体４１によって二次光に波長変換される。その二次光のうち一部の光は光学ミラー７２に向かって進み光学ミラー７２により反射される。
【００８７】
光学ミラー７２による反射後の光を反射光５４といい、蛍光体４１によって波長変換され且つ光学ミラー７１により反射されることなく波長変換部６０ｅの射出面から射出された光を直接光５５というものとすると、前記一部の光（反射光５４）を二次光として一次光３１と同じ側（光学ミラー７２及び励起光源１０と反対側）に導くことが可能となる。このように、本実施形態においては、波長変換部６０の出射面は一次光入射面と反対側の面とされている。
【００８８】
そして、直接光５５と反射光５４とが混合された二次光の強度分布が均一になるように、光学ミラー７２の反射面が放物線形状に設計されている。これにより、照射対象を均一な照度で照明することができる。
【００８９】
なお、図８に示す照明装置１ｄのように、第４の実施形態に係る技術（光学ミラー７１を励起光源１０側から見て波長変換部６０ｅの後方に配設する技術）と、第５の実施形態に係る技術（光学ミラー７２を波長変換部６０ｅから見て励起光源１０の後方に配設する技術）とを組み合わせてもよい。
【００９０】
ただし、光学ミラー７１の反射面と光学ミラー７２の反射面とは大きさを異ならせる必要がある。どちらの反射面を大きくするかは、当該照明装置１ｄの照射方向に応じて異なる。図８では、波長変換部６０ｅに対して励起光源１０と反対側を照射する方向としているため、光学ミラー７２の反射面の方を大きくしている。波長変換部６０ｅに対して励起光源１０側を照射する方向とする場合は、光学ミラー７１の反射面の方を大きくすればよい。
【００９１】
これによれば、蛍光体４１によって二次光に波長変換され且つ光学ミラー７１により反射された反射光５６を、蛍光体４１によって二次光に波長変換され且つ光学ミラー７１により反射されない直接光５１と同じ側（励起光源１０側）に二次光として導くことができる。
【００９２】
更に、反射光５６、直接光５１、及び、蛍光体４１によって二次光に波長変換され且つ光学ミラー７１により反射されずに光学ミラー７２側に向かった光を、波長変換部６０ｅに対して励起光源１０と反対側に二次光５７として導くことができる。
【００９３】
＜第６の実施形態＞
図９は、本発明に係る照明装置の第６の実施形態を示す図である。
【００９４】
図９に示す照明装置１ｅは、前記第１〜第３の実施形態に係る照明装置の何れかにおいて、前記一次光を透過し且つ前記二次光を反射する光学膜８０が追加されているものである。光学膜８０は、励起光源１０と波長変換部６０との間に配設されている。
【００９５】
本実施形態に係る照明装置１ｅにおいては、励起光源１０から放射された一次光３１が光学膜８０を通過して波長変換部６０ｅに入射する。この入射した光は、波長変換部６０ｅ内の蛍光体４１によって二次光に波長変換される。この二次光のうち光学膜８０の方向に放射された二次光５８は、光学膜８０によって波長変換部６０ｅの出射面側に反射される。
【００９６】
これにより、波長変換部６０ｅの出射面とは反対である光学膜８０の方向に放射された二次光５８が生じても、この二次光５８をロスすることなく照明光として有効に利用することができる。
【００９７】
＜第７の実施形態＞
図１０は、本発明に係る照明装置の第７の実施形態を示す図である。
【００９８】
図１０に示す照明装置１ｆは、前記第１〜第３の実施形態に係る照明装置の何れかにおいて、前記二次光を透過し且つ前記一次光を遮断する光学膜８１が追加されているものである。また、光学膜８１は、波長変換部６０における二次光の出射面と空間Ｘを介して配設されている。
【００９９】
本実施形態に係る照明装置１ｆにおいては、励起光源１０から放射された一次光３１は、波長変換部６０ｅ内の蛍光体４１を励起して二次光５１に波長変換される。その後、二次光５１は、光学膜８１を通過して外部に放射される。一方、波長変換されなかった一次光３１は光学膜８０に遮断され外部に漏出するのが規制される。
【０１００】
ここでは、光学膜８１を波長変換部６０ｅにおける二次光の出射面と空間Ｘを介して配設したが、光学膜８１を前記出射面上に配設しても同様の効果が得られる。
【０１０１】
＜実施形態の総括＞
上述した各実施形態では、波長変換部における蛍光体量の分布は、入射面の面方向（広がり方向）において、励起光源の光軸に直交する平面方向における一次光の光強度分布に略比例していたが、これに限定されない。波長変換部における蛍光体量の分布は、必ずしも上記面方向の全域において、上記光強度分布に略比例している必要はなく、蛍光体量の分布が均一である従来構成に比べて二次光生成効率が高くなるように、上記光強度分布に対応していればよい。
【０１０２】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明に係る照明装置は、低消費電力で、小型且つ高輝度が期待される次世代の照明装置に好適である。
【符号の説明】
【０１０４】
１  照明装置
１０  励起光源
３１，３２  一次光
４０〜４２  蛍光体
５１，５７，５８  二次光
５３，５４  反射光
５６  反射光
６０  波長変換部
７１，７２  光学ミラー
８０，８１  光学膜
Ｓ  入射面
Ｘ  空間
【図１】
2012238665.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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【図１３】
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