本發(fā)明涉及熒光光源裝置。

背景技術(shù)：

以往，作為熒光光源裝置，已知有將激光作為激發(fā)光照射到熒光板、從構(gòu)成該熒光板的熒光體放射熒光的結(jié)構(gòu)的裝置。在這樣的熒光光源裝置中，激光的指向性高，具有高斯強(qiáng)度分布，在熒光板的激發(fā)光入射面中每單位面積的入射能量非常高，因此存在熒光板局部變?yōu)楦邷囟貌坏匠浞值陌l(fā)光效率的問(wèn)題。

這樣的問(wèn)題在作為激發(fā)光使用激光的情況下尤為顯著，但例如在使用聚光鏡、聚光透鏡等光學(xué)部件對(duì)熒光板局部地照射除激光以外的光作為激發(fā)光的構(gòu)成的熒光光源裝置中也發(fā)生。

這樣提出了如下方案：在熒光光源裝置中，通過(guò)設(shè)為在熒光板的激發(fā)光入射面的整個(gè)面上設(shè)置用于擴(kuò)散激發(fā)光的部件、或者激發(fā)光照射到熒光板的激發(fā)光入射面的整個(gè)面這樣的構(gòu)成，從而抑制激發(fā)光局部地射入激發(fā)光入射面(例如參照專利文獻(xiàn)1～專利文獻(xiàn)3)。

具體而言，在專利文獻(xiàn)1中，如圖5所示，公開(kāi)了一種熒光光源裝置，其具備由激光源構(gòu)成的激發(fā)光源11、熒光板51和支撐該熒光板51的支撐部件55，在熒光板51與支撐部件55之間設(shè)置有含有光擴(kuò)散劑59的間隙層58。間隙層58以覆蓋熒光板51的激發(fā)光入射面(圖5中的左面)的整個(gè)面的方式配設(shè)。另外，在熒光板51和間隙層58的外周面上設(shè)置有反射膜62。在該熒光光源裝置設(shè)置有透過(guò)熒光、遮擋激發(fā)光的透明板61，該熒光光源裝置將透過(guò)透明板61的光作為出射光。

另外，專利文獻(xiàn)2公開(kāi)了如下的熒光光源裝置：熒光板的表面被作為激發(fā)光入射面和熒光放射面，在該熒光板的表面的整個(gè)面上設(shè)置有例如通過(guò)粒子狀物質(zhì)沉積而形成的、大致板狀的激發(fā)光擴(kuò)散機(jī)構(gòu)。

另外，專利文獻(xiàn)3公開(kāi)了如下的熒光光源裝置：熒光板的表面被作為激發(fā)光入射面和熒光放射面，在該熒光板的表面所形成的激發(fā)光的入射區(qū)域被設(shè)為該入射區(qū)域的形狀和面積與該熒光板的表面的形狀和面積大致相同。在該熒光光源裝置中，在熒光板的外周面上設(shè)置有吸收激發(fā)光的吸收機(jī)構(gòu)或擴(kuò)散激發(fā)光的擴(kuò)散機(jī)構(gòu)。

然而，在熒光板的表面被作為激發(fā)光入射面和熒光放射面、出射光包括熒光和激發(fā)光的熒光光源裝置中，存在下述問(wèn)題：由于在熒光板的激發(fā)光入射面的整個(gè)面上設(shè)置用于擴(kuò)散激發(fā)光的部件、或者對(duì)熒光板的激發(fā)光入射面的整個(gè)面照射激發(fā)光，不能得到充分的熒光強(qiáng)度。

具體進(jìn)行說(shuō)明，在專利文獻(xiàn)2所述的熒光光源裝置中，通過(guò)激發(fā)光擴(kuò)散機(jī)構(gòu)在向著該激發(fā)光擴(kuò)散機(jī)構(gòu)的外周面的方向上擴(kuò)散的激發(fā)光和熒光從該外周面會(huì)出射到外部。因此，不能有效利用射入到激發(fā)光擴(kuò)散機(jī)構(gòu)的內(nèi)部的激發(fā)光和熒光。而且，在這樣的熒光光源裝置中，還有出射光產(chǎn)生顏色不均的問(wèn)題。

另外，在專利文獻(xiàn)3所述的熒光光源裝置中不能減小熒光板的激發(fā)光入射面中每單位面積的激發(fā)光的入射能量、而且熒光板的表面中的激發(fā)光的入射區(qū)域的面積與熒光的放射區(qū)域的面積同等，因此無(wú)法有效將射入熒光板的激發(fā)光轉(zhuǎn)換成熒光。因此，從熒光出射面射出的熒光的光量小。而且，在這樣的熒光光源裝置中，還有出射光產(chǎn)生顏色不均的問(wèn)題。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利第5285688號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2012-104267號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開(kāi)2012-089316號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的問(wèn)題

本發(fā)明是基于如上情況作出的，其目的在于提供可以得到高的發(fā)光效率、而且能夠得到?jīng)]有顏色不均的發(fā)生且具有高的均勻性的出射光的熒光光源裝置。

用于解決問(wèn)題的手段

本發(fā)明的熒光光源裝置的特征在于，具備熒光板和設(shè)置在該熒光板的熒光放射面?zhèn)鹊墓鈹U(kuò)散板，在該光擴(kuò)散板的表面接收的激發(fā)光經(jīng)由該光擴(kuò)散板射入該熒光板的熒光放射面，

其中，上述光擴(kuò)散板以該光擴(kuò)散板的背面的外周緣比上述熒光板的熒光放射面的外周緣位于更靠?jī)?nèi)側(cè)的方式配置，

在上述光擴(kuò)散板上遍及外周面的整周地設(shè)置有光反射部，

激發(fā)光的入射區(qū)域以該入射區(qū)域的外緣位于該光擴(kuò)散板的表面的外周緣的內(nèi)側(cè)的方式形成在上述光擴(kuò)散板的表面。

在本發(fā)明的熒光光源裝置中，上述光擴(kuò)散板優(yōu)選含有散射激發(fā)光的光散射體。

發(fā)明的效果

在本發(fā)明的熒光光源裝置中，與熒光板的熒光放射面的一部分相向地、配置有遍及外周面的整周地設(shè)有光反射部的光擴(kuò)散板，在該光擴(kuò)散板的表面的一部分形成有激發(fā)光的入射區(qū)域。因此，在光擴(kuò)散板的表面上接收的激發(fā)光具有指向性并且具有高斯分布，也在熒光板射入被光擴(kuò)散板擴(kuò)散且分布被均勻化的激發(fā)光。其結(jié)果，能夠使熒光在熒光板的內(nèi)部以高效率生成，而且能夠?qū)⑺傻臒晒庖愿叩男蕪墓鈹U(kuò)散板的表面射出到外部，因此可以得到大的熒光光量。另外，能夠有效利用盡管射入到光擴(kuò)散板的內(nèi)部但在熒光板的內(nèi)部沒(méi)有被轉(zhuǎn)換成熒光的激發(fā)光，并且從光擴(kuò)散板的表面射出到外部的激發(fā)光的分布可以得到均勻性。

因此，根據(jù)本發(fā)明的熒光光源裝置，可以得到高的發(fā)光效率，并且能夠得到?jīng)]有顏色不均的發(fā)生且具有高的均勻性的光。

附圖說(shuō)明

圖1是表示本發(fā)明的熒光光源裝置的構(gòu)成的一個(gè)例子的概略的說(shuō)明圖。

圖2是表示圖1的熒光光源裝置中的熒光發(fā)光部件的表面的說(shuō)明圖。

圖3是表示構(gòu)成本發(fā)明的熒光光源裝置的熒光發(fā)光部件的另一個(gè)例子的說(shuō)明圖。

圖4是表示構(gòu)成本發(fā)明的熒光光源裝置的熒光發(fā)光部件的又一個(gè)例子的說(shuō)明圖。

圖5是表示現(xiàn)有的熒光光源裝置的構(gòu)成的概略的說(shuō)明圖。

具體實(shí)施方式

以下，說(shuō)明本發(fā)明的熒光光源裝置的實(shí)施方式。

圖1是表示本發(fā)明的熒光光源裝置的構(gòu)成的一個(gè)例子的概略的說(shuō)明圖，圖2是表示圖1的熒光光源裝置中的熒光發(fā)光部件的表面的說(shuō)明圖。

如圖1所示，該熒光光源裝置10具備例如由激光二極管構(gòu)成的激發(fā)光源11和熒光發(fā)光部件20，它們互相離開(kāi)地配設(shè)。該熒光發(fā)光部件20具有被由激發(fā)光源11射出的激發(fā)光l激發(fā)而放射熒光的熒光板21。另外，熒光發(fā)光部件20以與激發(fā)光源11相向的方式，以相對(duì)于該激發(fā)光源11的光軸傾斜的姿勢(shì)配置。另外，在激發(fā)光源11與熒光發(fā)光部件20之間的接近該激發(fā)光源11的位置上，配置有將所射入的激發(fā)光l以平行光射出的準(zhǔn)直透鏡15。

如圖1和圖2所示，熒光發(fā)光部件20具備矩形平板狀的熒光板21和圓盤(pán)狀的光擴(kuò)散板25。

在該熒光發(fā)光部件20中，熒光板21的表面(圖1中的上表面)在被作為激發(fā)光入射面的同時(shí)還被作為熒光放射面，在該熒光板21的表面?zhèn)仍O(shè)置有光擴(kuò)散板25。光擴(kuò)散板25中，該光擴(kuò)散板25的背面(圖1中的下表面)的整個(gè)面與熒光板21的表面相向地配置。

而且，熒光發(fā)光部件20以光擴(kuò)散板25的表面(圖1中的上表面)與激發(fā)光源11相向的方式配置，在該熒光發(fā)光部件20中，光擴(kuò)散板25的表面在被作為激發(fā)光l的受光面的同時(shí)也被作為光(具體而言，熒光和激發(fā)光l)的出射面。

另外，在熒光板21的背面(圖1中的下表面)配置有例如由銅等金屬構(gòu)成的放熱部件(圖示省略)，在該放熱部件與熒光板21之間，設(shè)置有由銀(ag)膜或多層膜構(gòu)成的光反射膜(圖示省略、以下也稱為“背面光反射膜”)。即，在熒光板21的背面依次設(shè)置有背面光反射膜和放熱部件。這樣，熒光板21通過(guò)設(shè)置背面光反射膜而成為在背面具有反射功能的板。

在圖的例子中，光擴(kuò)散板25的背面的整個(gè)面與熒光板21的表面的中央部相向且接觸。即，光擴(kuò)散板25與熒光板21的表面的中央部成為一體，成為通過(guò)該光擴(kuò)散板25覆蓋熒光板21的表面的中央部的狀態(tài)。

熒光板21含有熒光體，具體而言，由單晶或多晶的熒光體構(gòu)成，或者由單晶或多晶的熒光體和陶瓷粘合劑的混合物的燒結(jié)體構(gòu)成。即，熒光板21由單晶或多晶的熒光體構(gòu)成。

在此，在用作熒光板21的熒光體和陶瓷粘合劑的混合物的燒結(jié)體中，作為陶瓷粘合劑使用納米尺寸的氧化鋁粒子。而且，該燒結(jié)體是通過(guò)相對(duì)于熒光體100質(zhì)量％而混合數(shù)質(zhì)量％～數(shù)十質(zhì)量％的陶瓷粘合劑、壓制該混合物后進(jìn)行燒制得到的。

通過(guò)熒光板21由單晶或多晶的熒光體構(gòu)成，從而熒光板21具有高的熱傳導(dǎo)性。因此，在熒光板21中，由激發(fā)光l的照射產(chǎn)生的熱高效地被排出，因此可抑制熒光板21達(dá)到高溫。

構(gòu)成熒光板21的單晶的熒光體例如能夠通過(guò)切克勞斯基單晶生長(zhǎng)法(czochralskimethod)得到。具體而言，在坩堝內(nèi)使籽晶與熔融的原料接觸，在該狀態(tài)下，一邊使籽晶旋轉(zhuǎn)，一邊在鉛直方向提拉，在該籽晶上使單晶生長(zhǎng)，由此得到單晶的熒光體。

另外，構(gòu)成熒光板21的多晶的熒光體例如能夠如下獲得。首先，將母材、活化材料和燒成助劑等原材料通過(guò)球磨機(jī)等進(jìn)行粉碎處理，由此得到亞微米以下的原材料微粒。然后，使用該原材料微粒，例如通過(guò)澆注成型法形成成型體并進(jìn)行燒結(jié)。然后，對(duì)所得到的燒結(jié)體實(shí)施熱各向同性加壓加工，由此得到氣孔率例如為0.5％以下的多晶的熒光體。

作為構(gòu)成熒光板21的熒光體的具體例，可以列舉出yag：ce、yag：pr、yag：sm、luag：ce等。在這樣的熒光體中，稀土元素(活化材料)的摻雜量為0.5mol％左右。

從激發(fā)光l向熒光的轉(zhuǎn)換效率(量子收率)、熒光的行進(jìn)方向控制和排熱性的觀點(diǎn)出發(fā)，熒光板21的厚度優(yōu)選為0.05～2.0mm。

在此，對(duì)利用熒光板21的厚度的熒光的行進(jìn)方向控制進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，根據(jù)熒光板21的厚度為0.05～2.0mm，能夠使在熒光板21的內(nèi)部產(chǎn)生的熒光的大部分射入熒光板21的表面或背面。即，能夠抑制或防止在熒光板21的內(nèi)部產(chǎn)生的熒光從該熒光板21的外周面射出到外部。

另外，熒光板21至少含有擴(kuò)散激發(fā)光l的光散射體，優(yōu)選具有擴(kuò)散激發(fā)光l的光擴(kuò)散功能。其中，在熒光板21為光散射體擴(kuò)散激發(fā)光l和熒光的熒光板時(shí)，具有擴(kuò)散激發(fā)光l和熒光的光擴(kuò)散功能。

通過(guò)熒光板21具有光擴(kuò)散能，在熒光板21的內(nèi)部，激發(fā)光l的行進(jìn)方向被光散射體變更。因此，用于將激發(fā)光l轉(zhuǎn)換成熒光的光路長(zhǎng)度變長(zhǎng)。其結(jié)果，能夠有效地利用射入到熒光板21的內(nèi)部的激發(fā)光l，以高效率轉(zhuǎn)換成熒光。

另外，在熒光板21具有擴(kuò)散熒光的功能時(shí)，在熒光板21的內(nèi)部，熒光的行進(jìn)方向被光散射體變更，因此可以抑制熒光被封閉在熒光板21的內(nèi)部。其結(jié)果，在熒光發(fā)光部件20中，能夠有效地利用在熒光板21的內(nèi)部產(chǎn)生的熒光，以高效率射出到外部。

而且，通過(guò)熒光板21具有光擴(kuò)散能，不會(huì)產(chǎn)生激發(fā)光l向熒光的轉(zhuǎn)換效率(量子收率)變小的弊端，能夠減小熒光板21的厚度。而且，通過(guò)減小熒光板21的厚度，該熒光板21具有極高的排熱性，還能夠充分抑制或防止熒光從熒光板21的外周面射出到外部。

熒光板21所含有的光散射體的折射率為1.0以上，具體而言，由具有與氣孔、熒光板21的構(gòu)成部件(具體而言，熒光體或熒光體與陶瓷粘合劑的混合物的燒結(jié)體)不同的折射率的微小粒子或晶界析出相構(gòu)成。其中，作為構(gòu)成光散射體的微小粒子，可以列舉出例如由氧化鋁、氧化釔、氮化硅、氮化鋁和氟化鍶等無(wú)機(jī)化合物構(gòu)成的粒子。

光擴(kuò)散板25至少具有擴(kuò)散激發(fā)光l的光擴(kuò)散功能。即，光擴(kuò)散板25能夠?qū)⒓ぐl(fā)光l的分布均勻化。

另外，光擴(kuò)散板25可以在具有擴(kuò)散激發(fā)光l的功能的同時(shí)，具有將在熒光板21的內(nèi)部產(chǎn)生的熒光擴(kuò)散的功能。其中，在光擴(kuò)散板25具有擴(kuò)散激發(fā)光l的功能的同時(shí)具有擴(kuò)散熒光的功能的情況下，雖然由于該光擴(kuò)散板25的作用、激發(fā)光l的分布被均勻化，但熒光的分布不被變更。其理由是由于從熒光板21放射的熒光不具有指向性。

另外，光擴(kuò)散板25優(yōu)選具有前方散射的程度比后方散射的程度大的光擴(kuò)散功能。

通過(guò)光擴(kuò)散板25的前方散射的程度大于后方散射的程度，在熒光發(fā)光部件20中，能夠得到大的熒光光量。

具體進(jìn)行說(shuō)明，通過(guò)光擴(kuò)散板25具有前方散射的程度大的光擴(kuò)散功能，能夠使從光擴(kuò)散板25的表面入射的激發(fā)光l的大部分向熒光板21進(jìn)行，射入該熒光板21的內(nèi)部。

另一方面，在光擴(kuò)散板25的后方散射的程度大的情況下，相比于前方散射的程度大的情況，容易在熒光發(fā)光部件20的內(nèi)部、即光擴(kuò)散板25的內(nèi)部和熒光板21的內(nèi)部產(chǎn)生反復(fù)反射。而且，熒光板21和光擴(kuò)散板25具有一些吸收系數(shù)。因此，在熒光發(fā)光部件20的內(nèi)部產(chǎn)生的反復(fù)反射中，在熒光板21和光擴(kuò)散板25中，產(chǎn)生光(熒光)的吸收，從而產(chǎn)生損耗(光損失)。

因此，通過(guò)光擴(kuò)散板25的前方散射的程度大，相比于后方散射的程度大的情況，能夠抑制在熒光發(fā)光部件20的內(nèi)部產(chǎn)生反復(fù)反射所造成的光損失的發(fā)生。

其中，在本發(fā)明中，前方散射是指光擴(kuò)散板25的光(具體而言，激發(fā)光l或熒光)入射的面(具體而言，光擴(kuò)散板25的表面或背面)中的向相對(duì)于光的入射方向小于90°的角度的散射。另外，后方散射是指光擴(kuò)散板25的光入射的面中的向相對(duì)于光的入射方向90°以上的角度的散射。

光擴(kuò)散板25以該光擴(kuò)散板25的背面的外周緣位于比熒光板21的表面的外周緣更靠?jī)?nèi)側(cè)的方式配置在熒光板21的表面上。即，光擴(kuò)散板25中，該光擴(kuò)散板25的背面的面積小于熒光板21的表面的面積，被設(shè)為該光擴(kuò)散板25的背面的整個(gè)面與熒光板21的表面的一部分相向的狀態(tài)。

通過(guò)光擴(kuò)散板25的背面的外周緣位于比熒光板21的表面的外周緣更靠?jī)?nèi)側(cè)，能夠?qū)⒔?jīng)由光擴(kuò)散板25射入到熒光板21的激發(fā)光l以高效率轉(zhuǎn)換成熒光。

具體進(jìn)行說(shuō)明，熒光板21由于比光擴(kuò)散板25的直徑大，所以在該熒光板21中，通過(guò)激發(fā)光l的照射，在激發(fā)光l被轉(zhuǎn)換成熒光的過(guò)程中產(chǎn)生的熱以高的效率放熱，熒光板21的溫度上升被抑制。因此，由于熒光板21變成高溫被抑制，所以在熒光板21的內(nèi)部中，能夠?qū)⒓ぐl(fā)光l以高的效率轉(zhuǎn)換成熒光。

在光擴(kuò)散板25中，該光擴(kuò)散板25的背面的面積、即熒光板21的表面整個(gè)面中與光擴(kuò)散板25相向的區(qū)域(在圖的例子中，與光擴(kuò)散板25相向接觸的區(qū)域)的面積優(yōu)選與熒光板21的面積近似。具體而言，光擴(kuò)散板25的背面的面積優(yōu)選相對(duì)于熒光板21的表面的面積為50％以上且小于100％的大小，特別在熒光板21的表面和光擴(kuò)散板21的背面均為矩形的情況下，優(yōu)選為接近100％的大小。

通過(guò)光擴(kuò)散板25的背面的面積與熒光板21的表面的面積近似，能夠減小在熒光板21的表面中光擴(kuò)散板25與熒光板21之間的、沒(méi)有被利用于有效的光(激發(fā)光l和熒光)的授受的區(qū)域。

另外，通過(guò)光擴(kuò)散板25的背面的面積具有熒光板21的表面的面積的50％以上的大小，特別是如圖1和圖2所示，在熒光板21的表面為矩形形狀且光擴(kuò)散板25的背面為圓形形狀的情況下，能夠在光擴(kuò)散板25得到高的位置精度。其中，在熒光板21的表面為矩形形狀且光擴(kuò)散板21的背面為圓形形狀的情況下，由于光擴(kuò)散板25的背面的面積的最大值為熒光板21的表面的面積的75％，所以如果光擴(kuò)散板25的背面的面積在熒光板21的表面的面積的50％以上、則可以獲得良好的位置精度。

另外，在光擴(kuò)散板25的表面中，在該表面的一部分形成有激發(fā)光入射區(qū)域31。對(duì)于該激發(fā)光入射區(qū)域31來(lái)說(shuō)，該激發(fā)光入射區(qū)域31的外緣31a位于比光擴(kuò)散板25的表面的外周緣更靠?jī)?nèi)側(cè)。即，激發(fā)光入射區(qū)域31具有比光擴(kuò)散板25的表面的面積小的面積。

通過(guò)激發(fā)光入射區(qū)域31的外緣31a位于比光擴(kuò)散板25的表面的外周緣更靠?jī)?nèi)側(cè)，能夠使從激發(fā)光入射區(qū)域31射入到光擴(kuò)散板25的內(nèi)部的激發(fā)光l在光擴(kuò)散板25的徑向外側(cè)(向著光擴(kuò)散板25的外周面的方向)擴(kuò)散，并且還能夠使射入熒光板21的激發(fā)光的分布均勻化。因此，能夠緩和熒光板21的表面(激發(fā)光入射面)中的激發(fā)光的每單位面積的入射能量。

在該圖的例子中，在光擴(kuò)散板25的表面的中央部形成有圓形形狀的激發(fā)光入射區(qū)域31。

在光擴(kuò)散板25的表面中，激發(fā)光入射區(qū)域31的面積優(yōu)選與光擴(kuò)散板25的表面的面積近似。具體而言，激發(fā)光入射區(qū)域31的面積優(yōu)選相對(duì)于光擴(kuò)散板25的表面的面積為40％以上且小于100％的大小。

通過(guò)激發(fā)光入射區(qū)域31的面積接近光擴(kuò)散板25的表面的面積，能夠抑制伴隨激發(fā)光l向光擴(kuò)散板25的徑向外側(cè)擴(kuò)散、例如伴隨激發(fā)光l擴(kuò)散到光擴(kuò)散板25的背面整個(gè)面產(chǎn)生的亮度的降低。

另外，通過(guò)激發(fā)光入射區(qū)域31的面積具有光擴(kuò)散板25的表面的面積的40％以上的大小，能夠在激發(fā)光入射區(qū)域31處得到高的位置精度。其中，例如在光擴(kuò)散板25的外徑(直徑)為3mm且激發(fā)光入射區(qū)域31的外徑(直徑)為2mm的情況下，激發(fā)光入射區(qū)域31的面積成為光擴(kuò)散板25的面積的44％，可以得到良好的位置精度。

另外，光擴(kuò)散板25的表面也可以平坦，但從激發(fā)光l的利用性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選具有凹凸結(jié)構(gòu)。

另外，光擴(kuò)散板25的厚度優(yōu)選盡量小，具體優(yōu)選為0.1～5mm。

通過(guò)光擴(kuò)散板25的厚度小，能夠抑制由激發(fā)光l在光擴(kuò)散板25的徑向外側(cè)過(guò)度擴(kuò)散而發(fā)光點(diǎn)變大所產(chǎn)生的亮度的降低。

而且，通過(guò)光擴(kuò)散板25的厚度小，在該光擴(kuò)散板25的內(nèi)部，能夠控制激發(fā)光l和熒光的行進(jìn)方向。具體進(jìn)行說(shuō)明，在光擴(kuò)散板25的內(nèi)部，能夠使激發(fā)光l和熒光的大部分射入該光擴(kuò)散板25的背面或表面。即，在光擴(kuò)散板25的內(nèi)部，能夠抑制激發(fā)光l和熒光在朝向外周面的方向行進(jìn)。

另外，通過(guò)光擴(kuò)散板25的厚度為0.1mm以上，該光擴(kuò)散板25可以得到充分的操作性。即，在光擴(kuò)散板25的厚度小于0.1mm的情況下，操作變難，光擴(kuò)散板25得不到良好的操作性。

光擴(kuò)散板25優(yōu)選在透過(guò)激發(fā)光l和熒光板21的內(nèi)部產(chǎn)生的熒光的光透過(guò)性材料中，至少分散有擴(kuò)散激發(fā)光l的光散射體的板狀體(以下也稱為“含光散射體的板狀體”)形成。

通過(guò)光擴(kuò)散板25由含光散射體的板狀體形成，能夠根據(jù)光散射體的種類、含有比例和分散狀態(tài)等容易地控制光擴(kuò)散板25的光擴(kuò)散功能。而且，由于能夠利用光散射體控制光擴(kuò)散板25的光擴(kuò)散功能，所以該光擴(kuò)散板25的表面的形狀的設(shè)計(jì)的自由度變大，能夠使光擴(kuò)散板25的表面具有例如從激發(fā)光l的利用性的觀點(diǎn)等優(yōu)選的凹凸結(jié)構(gòu)。

另外，作為光擴(kuò)散板25，也能夠使用由透過(guò)激發(fā)光l和熒光板21的內(nèi)部產(chǎn)生的熒光的光透過(guò)性材料形成且一個(gè)面被蒙砂加工的板狀體(以下也稱為“蒙砂加工板狀體”)。其中，在光擴(kuò)散板25由蒙砂加工板狀體形成的情況下，由被蒙砂加工的一個(gè)面構(gòu)成光擴(kuò)散板25的表面。

構(gòu)成光擴(kuò)散板25的光透過(guò)性材料可以根據(jù)激發(fā)光l和熒光板21的內(nèi)部產(chǎn)生的熒光的波長(zhǎng)使用適當(dāng)?shù)牟牧?，?yōu)選為無(wú)機(jī)材料。

通過(guò)光透過(guò)性材料由無(wú)機(jī)材料形成，光擴(kuò)散板25由于照射到熒光發(fā)光部件20的激發(fā)光l被轉(zhuǎn)換成熒光的過(guò)程產(chǎn)生的熱等熱的影響而變形和變質(zhì)等被防止或抑制。因此，熒光發(fā)光部件20可以長(zhǎng)時(shí)間得到高的可靠性。

在光擴(kuò)散板25中，作為含光散射體的板狀體的具體例，可以列舉出作為光散射體分散有由氧化鋁(al2o3)和氧化鈦(tio2)等形成的微粒的玻璃板等。另外，作為蒙砂加工板狀體的具體例，可以列舉出表面被蒙砂加工的玻璃板等。

其中，由分散光散射體而成的玻璃板形成的光擴(kuò)散板25例如能夠通過(guò)將玻璃粒子和光散射體混合、利用所得到的混合物在熒光板21的表面形成混合物層，將該混合物層燒制而形成。

另外，構(gòu)成光擴(kuò)散板25的光透過(guò)性材料優(yōu)選折射率大。具體而言，構(gòu)成光擴(kuò)散板25的光透過(guò)性材料優(yōu)選折射率在熒光板21的折射率的值以上的材料。特別是通過(guò)折射率比熒光板21的折射率的值高的光透過(guò)性材料構(gòu)成光擴(kuò)散板25，在熒光板21與光擴(kuò)散板25的界面入射的熒光，通過(guò)透過(guò)該界面而產(chǎn)生折射。因此，由于熒光的行進(jìn)方向在熒光板21與光擴(kuò)散板25的界面變更，所以可以抑制熒光被封閉在熒光發(fā)光部件20的內(nèi)部，其結(jié)果，能夠?qū)晒鈴臒晒獍l(fā)光部件20的表面(光擴(kuò)散板25的表面)以高效率射出到外部。

在熒光發(fā)光部件20中，如圖2所示，在光擴(kuò)散板25上遍及該光擴(kuò)散板25的外周面的整周地設(shè)置有由光反射膜35形成的光反射部。

通過(guò)遍及光擴(kuò)散板25的外周面的整周地設(shè)置有光反射部，能夠?qū)⒈还鈹U(kuò)散板25擴(kuò)散且射入該光擴(kuò)散板25的外周面的光(激發(fā)光l和熒光)反射。因此，能夠防止激發(fā)光l和熒光從光擴(kuò)散板25的外周面向外部射出，而且從后述的實(shí)驗(yàn)例可知，能夠?qū)墓鈹U(kuò)散板25的表面射出到外部的激發(fā)光l的分布均勻化。

作為構(gòu)成光反射部的光反射膜35，可以列舉出例如鋁(al)膜和銀(ag)膜等金屬膜、二氧化硅(sio2)層與氧化鈦(tio2)層的層疊膜等多層膜等。

在這樣構(gòu)成的熒光光源裝置10中，從激發(fā)光源11射出的激發(fā)光l通過(guò)準(zhǔn)直透鏡15而成為平行光線。然后，該激發(fā)光l被照射到熒光發(fā)光部件20中的光擴(kuò)散板25的表面(激發(fā)光l的受光面)，經(jīng)由該光擴(kuò)散板25射入熒光板21。而且，在熒光板21中，構(gòu)成該熒光板21的熒光體被激發(fā)。由此，在熒光板21中從熒光體放射熒光。該熒光，不被熒光體吸收而與在熒光板21的背面被背面光反射膜反射的激發(fā)光l一起從光擴(kuò)散板25的表面(光的出射面)射出到外部，并在熒光光源裝置10的外部出射。

而且，在熒光光源裝置10中，通過(guò)在熒光板21的表面的一部分設(shè)置有光擴(kuò)散板25，在光擴(kuò)散板25中，激發(fā)光l射入表面的一部分、具體而言射入激發(fā)光入射區(qū)域31。因此，在射入到光擴(kuò)散板25的內(nèi)部的激發(fā)光l被光擴(kuò)散板25擴(kuò)散，其一部分射入熒光板21的表面(激發(fā)光入射面)，并且另外一部分從光擴(kuò)散板25的表面(光的出射面)射出到外部。而且，從光擴(kuò)散板25的背面的整個(gè)面，分布被均勻化的激發(fā)光l射入熒光板21的表面(激發(fā)光入射面)。因此，在熒光板21中，激發(fā)光入射面中的激發(fā)光l的每單位面積的入射能量被緩和。其結(jié)果，在熒光板21中，能夠?qū)⑺淙氲募ぐl(fā)光l充分轉(zhuǎn)換成熒光，伴隨與此，熒光板21的溫度上升被抑制，因此能夠抑制熒光體中由熱淬滅產(chǎn)生的熒光光量的降低。

另外，由于設(shè)置有光反射部(光反射膜35)，所以能夠防止射入到光擴(kuò)散板25的內(nèi)部的激發(fā)光l和熒光從光擴(kuò)散板25的外周面射出到外部，同時(shí)能夠使從光擴(kuò)散板25的表面(光的出射面)射出到外部的激發(fā)光l的分布均勻化。其結(jié)果，從光擴(kuò)散板25的表面(光的出射面)射出的激發(fā)光l與從熒光體各項(xiàng)同性地被放射的熒光被平均地合成，從熒光發(fā)光部件20的表面(光擴(kuò)散板25的表面)射出到外部的出射光中，能夠使激發(fā)光l的分布與熒光的分布大致相等。其中，從光擴(kuò)散板25的表面射出的激發(fā)光l具體是指，光擴(kuò)散板25中在向著該光擴(kuò)散板25的表面的方向被擴(kuò)散的擴(kuò)散光、被光反射部(光反射膜35)反射的反射光、以及被背面光反射膜反射的反射光。

因此，根據(jù)熒光光源裝置10，即使是來(lái)自激發(fā)光源11的激發(fā)光l具有指向性的同時(shí)具有高斯分布，也能夠在熒光板21的內(nèi)部以高的效率生成熒光，而且能夠?qū)⑺傻臒晒庖愿叩男蕪墓鈹U(kuò)散板25的表面射出到外部，因此可以得到大的熒光光量。另外，能夠有效利用盡管射入到光擴(kuò)散板25的內(nèi)部但卻沒(méi)有被轉(zhuǎn)換成熒光的激發(fā)光l，并且從光擴(kuò)散板25的表面射出外部的激發(fā)光l的分布獲得均勻性。因此，可以得到高的發(fā)光效率，并且能夠得到?jīng)]有顏色不均的發(fā)生且具有高的均勻性的光。

該熒光光源裝置10可以將熒光和激發(fā)光l合成且混色，可以得到具有優(yōu)異的色度均勻性的光，因此能夠適合作為仿白色光源。

圖3是表示構(gòu)成本發(fā)明的熒光光源裝置的熒光發(fā)光部件的另一個(gè)例子的說(shuō)明圖。

該熒光光源裝置除了在熒光發(fā)光部件20中光反射部由擴(kuò)散反射材料形成的以外，具有與圖1的熒光光源裝置10相同的構(gòu)成。

在該熒光光源裝置中，激發(fā)光源、準(zhǔn)直透鏡、熒光板21和光擴(kuò)散板25分別具有與圖1的熒光光源裝置10的構(gòu)成部件相同的構(gòu)成。

在熒光發(fā)光部件20中，光反射部由以與光擴(kuò)散板25的外周面密合的狀態(tài)所形成的擴(kuò)散反射材層37構(gòu)成。

構(gòu)成該擴(kuò)散反射材層37的擴(kuò)散反射材料包含光散射用粒子和粘合劑。

作為光散射用粒子，可以列舉出使用由例如二氧化硅(sio2)、氧化鈦(tio2)、氧化鋁(al2o3)和硫酸鋇(baso4)等無(wú)機(jī)化合物構(gòu)成的、平均粒徑為0.01～50μm的粒子。

另外，作為粘合劑，可以使用玻璃等無(wú)機(jī)粘合劑和有機(jī)硅樹(shù)脂等有機(jī)粘合劑。

在擴(kuò)散反射材層37中，擴(kuò)散反射材料中的光散射用粒子的含有比例例如為30體積％。

在該圖的例子中，擴(kuò)散反射材層37覆蓋熒光板21的表面中與光擴(kuò)散板25相向的區(qū)域以外的區(qū)域的全域、以與該區(qū)域密合的狀態(tài)形成。

該擴(kuò)散反射材層37是將粘合劑中均勻分散光散射用粒子而成的涂布液涂布在配置于熒光板21上的光擴(kuò)散板25的周圍而形成涂布層、通過(guò)對(duì)該涂布層進(jìn)行干燥處理而獲得的。

在這樣的熒光光源裝置中，從激發(fā)光源射出的激發(fā)光通過(guò)準(zhǔn)直透鏡而成為平行光線。然后，該激發(fā)光被照射到熒光發(fā)光部件20中的光擴(kuò)散板25的表面(激發(fā)光的受光面)，經(jīng)由該光擴(kuò)散板25射入熒光板21。而且，在熒光板21中，構(gòu)成該熒光板21的熒光體被激發(fā)。由此，在熒光板21中從熒光體放射熒光。該熒光不被熒光體吸收而與在熒光板21的背面被背面光反射膜反射的激發(fā)光一起，從光擴(kuò)散板25的表面(光的出射面)射出到外部，并在熒光光源裝置的外部出射。

這樣，根據(jù)該熒光光源裝置，即使是來(lái)自激發(fā)光源的激發(fā)光具有指向性同時(shí)具有高斯分布，也能夠在熒光板21的內(nèi)部以高效率生成熒光，而且能夠?qū)⑺傻臒晒庖愿叩男蕪墓鈹U(kuò)散板25的表面射出到外部，因此可以得到大的熒光光量。另外，能夠有效利用盡管射入到光擴(kuò)散板25的內(nèi)部但卻沒(méi)有被轉(zhuǎn)換成熒光的激發(fā)光，并且從光擴(kuò)散板25的表面射出外部的激發(fā)光的分布獲得均勻性。因此，可以得到高的發(fā)光效率，并且能夠得到?jīng)]有顏色不均的發(fā)生且具有高的均勻性的光。

另外，在該熒光光源裝置中，光反射部由擴(kuò)散反射材層37形成，該擴(kuò)散反射材層37為具有高的光反射功能的層，因此能夠更有效地利用激發(fā)光和熒光。其中，在擴(kuò)散反射材層37使用硫酸鋇粒子作為光散射用粒子的情況下，利用該擴(kuò)散反射層37的光的反射率為96％以上。

另外，擴(kuò)散反射材層37被設(shè)為與光擴(kuò)散板25的外周面和熒光板21的表面密合的狀態(tài)，因此通過(guò)該擴(kuò)散反射材層37，光擴(kuò)散板25被固定于熒光板21。因此，在熒光板21與光擴(kuò)散板25之間，不需要設(shè)置用于將光擴(kuò)散板25固定于熒光板21的粘接劑層等。

圖4是表示構(gòu)成本發(fā)明的熒光光源裝置的熒光發(fā)光部件的又一個(gè)例子的說(shuō)明圖。

對(duì)于該熒光光源裝置來(lái)說(shuō)，在熒光發(fā)光部件20中光擴(kuò)散板25被保持部件41保持，另外光反射部由設(shè)置在保持部件41與光擴(kuò)散層25之間的空隙層45形成，除此以外，與圖1的熒光光源裝置10具有相同的構(gòu)成。

在該熒光光源裝置中，激發(fā)光源、準(zhǔn)直透鏡、熒光板21和光擴(kuò)散板25分別具有與圖1的熒光光源裝置10的構(gòu)成部件相同的構(gòu)成。

保持部件41由鋁、銅等金屬材料形成，具有沿著光擴(kuò)散板25的外周面延伸的環(huán)狀形狀。

該保持部件41具備具有比光擴(kuò)散板25的外徑略大的內(nèi)徑、沿著該光擴(kuò)散板25的外周面延伸的圓筒部42、以及在該圓筒部42的前端(圖4中的上端)和基端(圖4中的下端)分別形成的內(nèi)側(cè)突出部43和外側(cè)突出部44。內(nèi)側(cè)突出部43從圓筒部42的內(nèi)周面突出，以遍及該內(nèi)周面的整周延伸的方式配設(shè)，具有形成有直徑略微小于光擴(kuò)散板25的外徑的圓形形狀的開(kāi)口43a的圓盤(pán)狀的整體形狀。另外，外側(cè)突出部44從圓筒部42的外周面突出，以遍及該外周面的整周延伸的方式配設(shè)，具有比熒光板21的長(zhǎng)寬尺寸略大的長(zhǎng)寬尺寸的矩形平板狀的整體形狀。

保持部件41通過(guò)設(shè)為外側(cè)突出部44固定于熒光板21的表面、內(nèi)側(cè)突出部43與光擴(kuò)散板25的表面的外周緣部密合的狀態(tài)，來(lái)保持光擴(kuò)散板25。

另外，保持部件41可以具有光反射功能。在此，保持部件41例如通過(guò)在圓筒部42的內(nèi)周面上設(shè)置光反射膜等，而具有光反射功能。

通過(guò)保持部件41具有光反射功能，能夠更有效地利用激發(fā)光和在熒光板21的內(nèi)部生成的熒光。因此，熒光光源裝置可以得到更高的發(fā)光效率。

如圖4所示，構(gòu)成光反射部的空隙層45可以為由空氣構(gòu)成的層、即由氣隙形成。

通過(guò)空隙層45由氣隙形成，光擴(kuò)散板25的折射率大于該空隙層45的折射率(折射率：1)，因此在光(具體而言，激發(fā)光和熒光)射入到光擴(kuò)散板25與空隙層45的界面的情況下，在該界面產(chǎn)生臨界角反射。因此，能夠通過(guò)空隙層45反射射入光擴(kuò)散板25的外周面的激發(fā)光和熒光。

另外，構(gòu)成光反射部的空隙層45可以由折射率比光擴(kuò)散板25小的材料形成。即使空隙層45由折射率小于光擴(kuò)散板25的材料形成，也能夠在空隙層45與光擴(kuò)散板25的界面產(chǎn)生臨界角反射。

在這樣的熒光光源裝置中，從激發(fā)光源射出的激發(fā)光通過(guò)準(zhǔn)直透鏡而成為平行光線。然后，該激發(fā)光被照射到熒光發(fā)光部件20中的光擴(kuò)散板25的表面(激發(fā)光的受光面)，經(jīng)由該光擴(kuò)散板25射入熒光板21。而且，在熒光板21中，構(gòu)成該熒光板21的熒光體被激發(fā)。由此，在熒光板21中從熒光體放射熒光。該熒光不被熒光體吸收、而與在熒光板21的背面被背面光反射膜反射的激發(fā)光一起從光擴(kuò)散板25的表面(光的出射面)射出到外部，在熒光光源裝置的外部出射。

而且，根據(jù)該熒光光源裝置，即使是來(lái)自激發(fā)光源的激發(fā)光具有指向性并且具有高斯分布，也能夠在熒光板21的內(nèi)部以高效率生成熒光，而且所生成的熒光以高的效率從光擴(kuò)散板25的表面射出到外部，因此可以得到大的熒光光量。另外，能夠有效利用盡管射入到光擴(kuò)散板25的內(nèi)部但沒(méi)有被轉(zhuǎn)換成熒光的激發(fā)光，并且從光擴(kuò)散板的表面射出到外部的激發(fā)光的分布可以得到均勻性。因此，在得到高的發(fā)光效率的同時(shí)，能夠得到?jīng)]有顏色不均的發(fā)生且具有高的均勻性的光。

以上，利用具體的例子說(shuō)明了本發(fā)明的熒光光源裝置，但本發(fā)明的熒光光源裝置不限定于此。

例如，光擴(kuò)散板也可以以該光擴(kuò)散板的背面不與熒光板的表面接觸地設(shè)置。

另外，熒光光源裝置整體的結(jié)構(gòu)不限于圖1所示的結(jié)構(gòu)，能夠采用各種構(gòu)成。例如，在圖1的熒光光源裝置中，使用了1個(gè)激發(fā)光源(例如激光二極管)的光，但也可以是激發(fā)光源有多個(gè)、在熒光發(fā)光部件之前配置聚光透鏡、將聚光照射于熒光發(fā)光部件的方式。另外，激發(fā)光不限于由激光二極管得到的光，如果能夠激發(fā)熒光板中的熒光體，則也可以是將由led得到的光聚光得到的激發(fā)光，還可以是來(lái)自封入水銀、氙氣等燈(lamp)的光。此外，在利用如燈或led那樣放射波長(zhǎng)具有一定寬度的光源的情況下，激發(fā)光的波長(zhǎng)為主要放射波長(zhǎng)的區(qū)域。只是在本發(fā)明中并不限定于此。

以下，對(duì)于本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)例進(jìn)行說(shuō)明。

〔實(shí)驗(yàn)例1〕

根據(jù)圖3所示的構(gòu)成，制作在矩形平板狀的熒光板(21)上配設(shè)有圓盤(pán)狀的光擴(kuò)散板(25)的熒光發(fā)光部件(以下也稱為“熒光發(fā)光部件a”)。

在制作的熒光發(fā)光部件a中，光擴(kuò)散板(25)配置在熒光板(21)的表面的中央部，在該光擴(kuò)散板(25)的表面中的直徑為2.7mm的中央部分形成有激發(fā)光入射區(qū)域(31)。該熒光發(fā)光部件a具有下述規(guī)格。

[熒光板(21)]

材質(zhì)：鈰活化的yag熒光體(yag：ce)，尺寸：5mm(長(zhǎng)度)×5mm(寬度)×0.1mm(厚度)

[光擴(kuò)散板(25)]

材質(zhì)：分散有氧化鈦微粒(粒徑：20μm，含有比例：3體積％)的玻璃板，直徑：3mm，厚度：3mm

[擴(kuò)散反射材層(37)]

材質(zhì)：在有機(jī)硅樹(shù)脂中分散有氧化鋁粒子和氧化鈦粒子的擴(kuò)散反射材料，厚度(圖3中的左右方向的尺寸)：1mm

另外，除了不形成擴(kuò)散反射材層(37)以外，制作與上述熒光發(fā)光部件a相同的構(gòu)成和規(guī)格的比較用的熒光發(fā)光部件(以下也稱為“熒光發(fā)光部件b”)。

對(duì)制作的熒光發(fā)光部件a和熒光發(fā)光部件b的光擴(kuò)散板(25)中的激發(fā)光入射區(qū)域，分別作為平行光照射來(lái)自放射峰值波長(zhǎng)為445nm的光的激光二極管的激光(激發(fā)光)，測(cè)定了出射光的激發(fā)光出射分布。其中，激發(fā)光入射分布為高斯分布。而且，確認(rèn)將所得到的激發(fā)光出射分布內(nèi)的最大激發(fā)光強(qiáng)度值作為1時(shí)的最小激發(fā)光強(qiáng)度值時(shí)，結(jié)果是熒光發(fā)光部件a的最小激發(fā)光強(qiáng)度值為0.38，熒光發(fā)光部件b的最小激發(fā)光強(qiáng)度值為0.18。

其結(jié)果是確認(rèn)到：通過(guò)使用遍及光擴(kuò)散板的外周面的整周地設(shè)置有光反射部(擴(kuò)散反射層)的部件作為熒光發(fā)光部件，出射光中激發(fā)光的分布可以得到高的均勻性。

符號(hào)說(shuō)明

10熒光光源裝置

11激發(fā)光源

15準(zhǔn)直透鏡

20熒光發(fā)光部件

21熒光板

25光擴(kuò)散板

31激發(fā)光入射區(qū)域

31a外緣

35光反射膜

37擴(kuò)散反射材層

41保持部件

42圓筒部

43內(nèi)側(cè)突出部

43a開(kāi)口

44外側(cè)突出部

45空隙層

51熒光板

55支撐部件

58間隙層

59光擴(kuò)散劑

61透明板

62反射膜

l激發(fā)光