(57)【要約】【課題】波長変換部材の温度分布を抑制し、発光効率を向上させる。【解決手段】第１の光が照射されることにより、該第１の光とは異なる波長の第２の光を射出する波長変換物質を含有する波長変換部材１１と、該波長変換部材の前記第２の光の射出面とは反対側の表面を支持し、該波長変換部材において発生した熱を放出させる支持部材１２とを備え、前記波長変換部材の前記射出面の中央部に、前記波長変換物質の濃度が他の部分よりも低い低濃度領域１１ａが設けられている照明装置を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光が照射されることにより、該第１の光とは異なる波長の第２の光を射出する波長変換物質を含有する波長変換部材と、
該波長変換部材の前記第２の光の射出面とは反対側の表面を支持し、該波長変換部材において発生した熱を放出させる支持部材とを備え、
前記波長変換部材の前記射出面の中央部に、前記波長変換物質の濃度が他の部分よりも低い低濃度領域が設けられている照明装置。
【請求項２】
前記低濃度領域が、前記射出面を凹ませて形成した凹部である請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記低濃度領域が、前記射出面とは反対側の表面を凹ませて形成した凹部である請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
前記凹部に、前記波長変換部材よりも熱伝導率の高い材質からなる伝熱部材を充填してなる請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記低濃度領域が、前記射出面から前記支持部材まで貫通する貫通孔である請求項１に記載の照明装置。
【請求項６】
前記貫通孔に、前記波長変換部材よりも熱伝導率の高い材質からなる伝熱部材を充填してなる請求項５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、照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の半導体光源から射出される励起光を蛍光体等の波長変換部材に照射し、この波長変換部材により励起光とは異なる波長の高輝度な光を照射する照明装置が知られている。このような照明装置の例として、例えば、特許文献１には、発光素子から出射した第１の光Ｌ１により波長変換部材としての蛍光発光部を励起させて、蛍光発光部から第２の光Ｌ２を発光させ、第２の光Ｌ２を凹面鏡により反射させて所望の方向に光を出射するものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１６４４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の照明装置では、波長変換部材に温度分布が生じるという不具合がある。すなわち、特許文献１の光源装置のように、回転対称に配置した複数の発光素子からの励起光を中央に配置した波長変換部材に照射した場合には、波長変換部材の中央部の温度が波長変換部材の周辺部に比して高くなる。そして、波長変換部材は温度が高くなると量子効率が低下するため、特許文献１の光源装置では、波長変換部材の中央部での発光効率が波長変換部材の周辺部に比して低くなる。
また、波長変換部材内の温度分布が大きい場合、波長変換部材が変形する虞があるという不具合がある。特許文献１の光源装置では、波長変換部材を棒状の支持部の先端に固定して支持しており、波長変換部材の中心部と周辺部における温度差が大きい場合、温度上昇による変形量が場所によって異なるため、変形の度合いによっては波長変換部材を支持することができなくなる虞がある。
【０００５】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、波長変換部材の温度分布を抑制し、発光効率を向上させ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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、第１の光が照射されることにより、該第１の光とは異なる波長の第２の光を射出する波長変換物質を含有する波長変換部材と、該波長変換部材の前記第２の光の射出面とは反対側の表面を支持し、該波長変換部材において発生した熱を放出させる支持部材とを備え、前記波長変換部材の前記射出面の中央部に、前記波長変換物質の濃度が他の部分よりも低い低濃度領域が設けられている照明装置を提供する。
【０００７】
本発明によれば、波長変換部材には、波長変換物質が含有されているので波長変換部材に第１の光が照射され第２の光が出射されるときに、波長変換部材において発熱が生じる。波長変換部材に発熱が生じると、中央部はその周辺部に比して温度が上昇しやすいが、波長変換部材の第２の光の出射面の中央部に波長変換物質の濃度が周辺部よりも低い低濃度領域が設けられているので、中央部の温度上昇を抑制することができる。また、波長変換部材の第２の光の出射面と反対面は支持部材により支持されているので、当該反対面において、その熱が放熱される。従って、温度上昇に起因する発光効率の低下を抑制することができる。
【０００８】
上記した発明においては、前記低濃度領域が、前記射出面を凹ませて形成した凹部であることが好ましい。
上記した発明においては、前記射出面とは反対側の表面を凹ませて形成した凹部であることが好ましい。
本発明によれば、波長変換部材の中央部に形成された凹部により、波長変換物質の濃度が低くなっており、すなわち、凹部の位置において発熱が生じないので該凹部の温度上昇を抑制することができる。従って、温度上昇に起因する発光効率の低下を抑制することができる。
【０００９】
上記した発明においては、前記凹部に、前記波長変換部材よりも熱伝導率の高い材質からなる伝熱部材を充填してなることが好ましい。
このようにすることで、波長変換部材に温度上昇する箇所が存在せず、かつ、波長変換部材から生じた熱が熱伝導率の高い伝熱部材を介して支持部材へ放熱されるので、温度上昇に起因する発光効率の低下を抑制することができる。
【００１０】
上記した発明においては、前記低濃度領域が、前記射出面から前記支持部材まで貫通する貫通孔であることが好ましい。
本発明によれば、波長変換部材の中央部に貫通孔が設けられているので、過度に温度上昇する箇所が存在しない。従って、温度上昇に起因する発光効率の低下を抑制することができる。
【００１１】
上記した発明においては、前記貫通孔に、前記波長変換部材よりも熱伝導率の高い材質からなる伝熱部材を充填してなることが好ましい。
このようにすることで、波長変換部材に温度上昇する箇所が存在せず、かつ、波長変換部材から生じた熱が熱伝導率の高い伝熱部材を介して支持部材へ放熱されるので、温度上昇に起因する発光効率の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、波長変換部材の温度分布を抑制し、発光効率を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る照明装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る照明装置の概略構成図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の変形例に係る照明装置の概略構成図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る照明装置の概略構成図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る照明装置の概略構成図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の他の例に係る照明装置の概略構成図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る照明装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る照明装置について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る照明装置は、図１及び図２に示すように、波長変換部材としての蛍光体１１と、蛍光体１１を支持する支持部材としてのヒートシンク１２と、蛍光体１１を励起する所定波長の励起光（第１の光）Ｌ１を蛍光体１１に照射する光源１３とを備えている。
【００１５】
蛍光体１１は、円板形状をなし、光源１３からの励起光Ｌ１が照射されることにより、この励起光Ｌ１に励起され、励起光Ｌ１とは異なる波長の蛍光Ｌ２を射出する蛍光物質（波長変換物質）を含有している。蛍光体１１の図１中上面は蛍光Ｌ２を発する射出面であり、射出面の反対側面は後述するヒートシンクにより支持される支持面となっている。蛍光体１１の射出面の中央部には、円柱形状の凹部１１ａが形成されており、この凹部１１ａの蛍光物質の濃度はゼロであり、蛍光体の他の部分１１ｂよりも低濃度の低濃度領域となっている。
ヒートシンク１２は、蛍光の射出面とは反対側の支持面を支持し、蛍光体において発生した熱を放出させる。
光源１３は、蛍光体１１及びヒートシンク１２の周囲に等間隔で放射状に設けられ、蛍光体１１に所定波長の励起光Ｌ１を照射する。なお、光源１３としては、例えば半導体レーザや発光ダイオードなどの発光素子を適用することができる。
【００１６】
このように構成された照明装置によれば、蛍光体１１に蛍光物質が含有されているので蛍光体１１に光源１３からの励起光Ｌ１が照射されると、励起光Ｌ１と異なる波長の蛍光Ｌ２が出射されると共に、蛍光体１１において発熱が生じる。蛍光体１１に発熱が生じると、通常は、その中央部は、周辺部に比して温度が上昇しやすい。しかしながら、本実施形態の蛍光体１１には、蛍光Ｌ２の出射面の中央部に凹部１１ａが設けられているので、この凹部１１ａにおける蛍光物質による波長変換および発熱は発生せず凹部１１ａの温度上昇を抑制することができる。また、蛍光体１１の蛍光Ｌ２の出射面と反対面である支持面はヒートシンクにより密着して支持されているので、蛍光体１１内で発生した熱は支持面からヒートシンクを介して放熱される。従って、温度上昇に起因する発光効率の低下を抑制することができる。
【００１７】
（第１の実施形態の変形例）
上記した第１の実施形態においては、蛍光体１１の凹部を円柱状としたが、凹部の形状はこれに限られず、例えば、図３に示すような略球面状の凹部１１ａとすることもできる。なお、上記した第１の実施形態と同一の構成に同一符号を付している。
また、本実施形態においては、蛍光体１１の中央部に射出面側から凹む凹部１１ａを設けることにより、中央部における蛍光物質の濃度をゼロに抑えたが、これに代えて、凹部１１ａを形成することなく、蛍光体１１の中央部の射出面側に、蛍光物質の含有濃度が他の部分より低い領域を設けてもよい。
【００１８】
（第２の実施形態）
上記した第１の実施形態及びその変形例においては、蛍光体１１の中央部に凹部を設ける構成としたが、これに限られるものではない。本実施形態においては、蛍光体１１の中央部に、凹部１１ａに代えて、蛍光体１１の射出面から支持面まで貫通する貫通孔１１ｄを設けた例について図４及び図５を参照して説明する。なお、上記した第１の実施形態と同一の構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００１９】
図４及び図５に示すように、蛍光体１１は、蛍光物質を含有し円板形状に形成されている。蛍光体１１の図４中上面は蛍光Ｌ２を射出する射出面となっており、射出面の反対側面はヒートシンクにより支持される支持面となっている。蛍光体１１の中央部には、蛍光体１１と同心円形状であり射出面から支持面までを貫通する貫通孔が設けられている。
【００２０】
このように構成された照明装置によれば、蛍光体１１に光源１３からの励起光Ｌ１が照射され励起光と異なる波長の蛍光Ｌ２が出射される際に、蛍光体１１に発熱が生じるが、蛍光体１１の中央部に貫通孔が設けられているので、過度に温度上昇する箇所が存在しない。従って、温度上昇に起因する発光効率の低下を抑制することができる。
【００２１】
なお、上記した実施形態においては、蛍光体１１の中央部に比較的大きな貫通孔を１つ設けることとして説明したが、これに限られることはなく、例えば、蛍光体１１の中央部に複数の貫通孔を設ける構成とすることもできる。
【００２２】
また、図６に示すように、上述した第２の実施形態における貫通孔に、蛍光体１１よりも熱伝導率の高い材質からなる伝熱部材１４を充填する構成とすることもできる。この場合には、蛍光体１１に過度に温度上昇する箇所が存在せず、かつ、蛍光体１１において生じた熱が熱伝導率の高い伝熱部材１４を介してヒートシンク１２へ放熱されるので、温度上昇に起因する発光効率の低下を抑制することができる。
【００２３】
（第３の実施形態）
本実施形態においては、蛍光体１１の支持面の中央部に凹部１１ｅを設けた例について図７を参照して説明する。なお、上記した第１の実施形態と同一の構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００２４】
図７に示すように、蛍光体１１は、蛍光物質を含有し円板形状に形成されている。蛍光体１１の図７中上面は蛍光Ｌ２を射出する射出面となっており、射出面の反対側面はヒートシンクにより支持される支持面となっている。蛍光体１１の支持面の中央部には、円柱形状の凹部１１ｅが形成されており、この凹部１１ｅに蛍光体１１よりも熱伝導率の高い材質からなる伝熱部材１４が充填されている。従って、伝熱部材１４の蛍光物質の濃度はゼロであり、蛍光体の他の部分１１ｂよりも低濃度の低濃度領域となっている。
【００２５】
このように構成された照明装置によれば、蛍光体１１に光源１３からの励起光Ｌ１が照射され励起光と異なる波長の蛍光Ｌ２が出射される際に、蛍光体１１に発熱が生じるが、蛍光体１１の指示面の中央部に凹部１１ｅが設けられ、かつこの凹部１１ｅに伝熱部材１４が充填されているので、この凹部１１ｅ内における蛍光物質による波長変換および発熱は発生せず凹部１１ｅ、延いては蛍光体１１の中央部の温度上昇を抑制することができる。凹部１１ｅはヒートシンクにより密着して支持されているので、蛍光体１１内で発生した熱は凹部１１ｅに充填された伝熱部材１４からヒートシンクを介して放熱される。従って、温度上昇に起因する発光効率の低下を抑制することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１１  蛍光体（波長変換部材）
１１ａ  凹部（低濃度領域）
１１ｂ  周辺部
１１ｄ  貫通孔
１１ｅ  凹部
１２  ヒートシンク（支持部材）
１３  光源
１４  伝熱部材
【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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【図７】
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