光源装置および照明装置
【課題】 従来に比べて十分な高輝度化を図ることの可能な光源装置を提供する。
【解決手段】 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発光する固体光源５と、回転軸Ｘの周りに回転可能な反射型の蛍光回転体１とを有し、該反射型の蛍光回転体１は、前記固体光源５からの励起光により励起され前記固体光源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、光反射性を有する基板６とを備え、前記蛍光体層２には、ガラス中に蛍光体粉末を分散させたものが用いられている。
【解決手段】 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発光する固体光源５と、回転軸Ｘの周りに回転可能な反射型の蛍光回転体１とを有し、該反射型の蛍光回転体１は、前記固体光源５からの励起光により励起され前記固体光源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、光反射性を有する基板６とを備え、前記蛍光体層２には、ガラス中に蛍光体粉末を分散させたものが用いられている。
【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】
ＬＥＤ等の光半導体と蛍光体層を組み合わせた光源装置は広く普及しているが、近年では高輝度化が進み、一般照明や自動車のヘッドランプなどその応用範囲が広がってきている。このような光源装置は、今後も高輝度化することで、さらに多様な用途での普及が進むと考えられている。
【０００３】
このような光半導体と蛍光体層を組み合わせた光源装置を高輝度化するための手段として、光半導体に大電流を投入し光半導体からの励起光強度を強めることが考えられるが、実際には蛍光体層で熱が発生し、蛍光体層において樹脂成分の変色や蛍光体の温度消光による蛍光強度の低下が生じてしまう。このため、結果として、発光強度は飽和、減少し、光半導体と蛍光体層を組み合わせた光源装置の高輝度化は困難であった。
【０００４】
ここで、蛍光体層内の樹脂成分の変色とは、通常、蛍光体層は一定の形状に再現性良く形成するため、蛍光体粉末を樹脂成分と混練してペースト状に調製し、印刷法等を用いて塗布形成しており、この樹脂成分が加熱され２００℃程度以上になると変色してしまう現象のことである。樹脂成分は本来透明であるため、熱により樹脂成分に変色が起きると、光半導体からの励起光や蛍光体層からの蛍光の一部を吸収してしまい、高輝度化を妨げる要因となっていた。
【０００５】
また、蛍光体の温度消光とは、蛍光体を加熱すると蛍光強度が低下する現象のことである。温度消光により蛍光強度が低下すると、蛍光に変換されなかったエネルギーが熱となるため蛍光体の発熱量が増加し、さらに蛍光体の温度が上昇して温度消光が進み、蛍光強度もさらに低下するという現象が起きる。このため、熱により発生する蛍光体の温度消光も、高輝度化を妨げる要因となっていた。
【０００６】
これらの問題を解決するために、特許文献１には、樹脂を含まない蛍光体層を用いた光源装置が提案されている。この場合、蛍光体層は、樹脂成分を含まないため変色は起こらず、さらに蛍光体層を温度感受性の低い蛍光体のセラミックス層とするために温度消光が起きないので、高輝度化が可能である。また、図１のように蛍光体層９２を光半導体（固体光源）９５と直接接合することで、蛍光体層９２で発生した熱を光半導体（固体光源）９５側に放散することを意図していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−００５３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、従来の図１に示すような光半導体（固体光源）９５と蛍光体層９２とが直接接合された光源装置では、光半導体（固体光源）９５からの励起光によって励起された蛍光体層９２からの発光（蛍光）のうち光半導体（固体光源）９５側とは反対側に出射する蛍光と、蛍光体層９２で吸収されずに蛍光体層９２を透過する光半導体（固体光源）９５からの励起光とを用いている。つまり、図１の光源装置は、蛍光体層９２を透過する光を利用する透過方式のものとなっている。
【０００９】
ここで、蛍光体層９２からの出射光を考えると、上記透過光とともに蛍光体層９２との界面で反射されて光半導体（固体光源）９５側へ戻って行く光、つまり反射光も存在しており、この光（反射光）は、光半導体（固体光源）９５に再吸収されるため、照明光として利用できない光となってしまうという問題があった。
【００１０】
また、図１の光源装置では、蛍光体層９２の熱を光半導体（固体光源）９５側に放散することを意図しているが、光半導体（固体光源）９５の励起光強度を高めた場合、蛍光体層９２のみならず光半導体（固体光源）９５でも発熱が起きるため、蛍光体層９２の発熱を同じく発熱している光半導体（固体光源）９５の側から放散させることとなり、熱放散の効率が良くないという問題があった。
【００１１】
このように、図１の光源装置では、透過方式のものとなっていることと、蛍光体層９２の発熱に対する熱放散の効率が良くないということとから、高輝度化に限界があった。
【００１２】
本発明は、従来に比べて十分な高輝度化を図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】
【００１３】
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発光する固体光源と、回転軸の周りに回転可能な反射型の蛍光回転体とを有し、該反射型の蛍光回転体は、前記固体光源からの励起光により励起され前記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層と、光反射性を有する基板とを備え、前記蛍光体層には、ガラス中に蛍光体粉末を分散させたものが用いられていることを特徴とする光源装置である。
【００１４】
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、前記基板は、前記固体光源側の面に凹部を有し、前記蛍光体層は、前記基板の前記凹部に設けられていることを特徴としている。
【００１５】
また、請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の光源において、前記基板の前記凹部の側面は、傾斜面となっていることを特徴としている。
【００１６】
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において、前記反射型の蛍光回転体には、前記蛍光体層として複数の蛍光体層が設けられ、前記蛍光回転体の回転軸を中心としてある半径で円弧を描くとき、前記複数の蛍光体層に対応した複数の蛍光体領域に対応する前記円弧上の長さの比率が前記半径に依存して変化するように前記複数の蛍光体領域が配置されており、前記固体光源と前記蛍光回転体の回転軸との距離を可変にする可変手段が設けられていることを特徴としている。
【００１７】
また、請求項５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において、前記反射型の蛍光回転体には、前記蛍光体層として少なくとも１つの蛍光体層が設けられ、前記蛍光回転体の回転軸を中心としてある半径で円弧を描くとき、前記少なくとも１つの蛍光体層に対応した少なくとも１つの蛍光体領域、および、蛍光体層が設けられていない非蛍光体領域に対応する前記円弧上の長さの比率が前記半径に依存して変化するように前記少なくとも１つの蛍光体領域および非蛍光体領域が配置されており、前記固体光源と前記蛍光回転体の回転軸との距離を可変にする可変手段が設けられていることを特徴としている。
【００１８】
また、請求項６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において、前記反射型の蛍光回転体には、前記蛍光体層として複数の蛍光体層が設けられ、前記複数の蛍光体層に対応した複数の蛍光体領域が、前記蛍光回転体の回転軸を中心とした同心円状の帯状のものであり、前記固体光源と前記蛍光回転体の回転軸との距離を可変にする可変手段が設けられていることを特徴としている。
【００１９】
また、請求項７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において、前記反射型の蛍光回転体には、前記蛍光体層として少なくとも１つの蛍光体層が設けられ、前記少なくとも１つの蛍光体層に対応した少なくとも１つの蛍光体領域、および、蛍光体層が設けられていない非蛍光体領域が、前記蛍光回転体の回転軸を中心とした同心円状の帯状のものであり、前記固体光源と前記蛍光回転体の回転軸との距離を可変にする可変手段が設けられていることを特徴としている。
【００２０】
また、請求項８記載の発明は、請求項１乃至請求項７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】
【００２１】
請求項１乃至請求項８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発光する固体光源と、回転軸の周りに回転可能な反射型の蛍光回転体とを有し、該反射型の蛍光回転体は、前記固体光源からの励起光により励起され前記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層と、光反射性を有する基板とを備え、前記蛍光体層には、ガラス中に蛍光体粉末を分散させたものが用いられているので、従来に比べて光源装置および照明装置の十分な高輝度化を図ることができ、さらに、蛍光体層に、ガラス中に蛍光体粉末を分散させたものを用いることで、蛍光体層を安価に（低コストで）形成することができ、光源装置および照明装置の低コスト化を図ることができる。
【００２２】
特に、請求項２、請求項３記載の発明では、請求項１記載の光源装置において、前記基板は、前記固体光源側の面に凹部を有し、前記蛍光体層は、前記基板の前記凹部に設けられているので、より一層の高輝度化が可能となり、さらに、蛍光体層を基板の凹部の側壁で囲む構造となっていることにより、蛍光回転体の回転時における蛍光体層の剥離を有効に防止し、高輝度化とともに、信頼性を高めることができる。
【００２３】
また、特に、請求項３記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の光源において、前記基板の前記凹部の側面は、傾斜面となっているので、傾斜している凹部の側面で反射した光を、蛍光体層外部へ（基板とは反対の側へ）確実に向かわせることができ、より効率よく蛍光体層から光を取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来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】本発明の光源装置の他の構成例を示す図である。
【図４】本発明の光源装置の他の構成例を示す図である。
【図５】反射型蛍光回転体の蛍光体層が複数のセクションに分かれている場合についての各種の構成例を示す図（平面図）である。
【図６】反射型蛍光回転体の蛍光体層が複数のセクションに分かれている場合についての各種の構成例を示す図（平面図）である。
【図７】反射型蛍光回転体の蛍光体層が複数のセクションに分かれている場合についての各種の構成例を示す図（平面図）である。
【図８】反射型蛍光回転体の蛍光体層が複数のセクションに分かれている場合についての各種の構成例を示す図（平面図）である。
【図９】反射型蛍光回転体の蛍光体層が複数のセクションに分かれている場合についての各種の構成例を示す図（平面図）である。
【図１０】照明色を変化させることの可能な第１の例の光源装置の一例を示す図である。
【図１１】図１０の光源装置に用いられる蛍光回転体の一例を示す図である。
【図１２】移動手段の一例を示す図である。
【図１３】図１０の光源装置に用いられる蛍光回転体の他の例を示す図である。
【図１４】照明色を変化させる構成の第２の例の光源装置の一例を示す図である。
【図１５】図１４の光源装置に用いられる蛍光回転体の一例を示す図である。
【図１６】移動手段の一例を示す図である。
【図１７】図１４の光源装置に用いられる蛍光回転体の他の例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
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）は全体の正面図、図２（ｂ）は蛍光回転体の平面図である。図２（ａ），（ｂ）を参照すると、この光源装置１０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発光する固体光源５と、モーターなどの駆動部（図示せず）による駆動によって回転軸Ｘの周りに回転可能な反射型の蛍光回転体１とを有し、該反射型の蛍光回転体１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種類の蛍光体を含む蛍光体層２と、光反射性を有する基板６とを備え、蛍光体層２には、ガラス中に蛍光体粉末を分散させたものが用いられている。
【００２７】
ここで、蛍光体層２は、回転軸Ｘの周りに回転可能な反射型の蛍光回転体１に設けられており、固体光源５とは空間的に離れて配置されている。
【００２８】
なお、蛍光体層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。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）、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、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。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、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、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。
【００２９】
また、基板６は、光反射性を有する材料（例えば金属など）で形成されている。
【００３０】
また、この光源装置１０では、蛍光回転体１が反射型の蛍光回転体として構成されており、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（基板６の反射面）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。
【００３１】
このように、この光源装置１０は、基本的には、固体光源５と蛍光体層２とを空間的に離して配置し、発光を反射方式で利用することを特徴としている。
【００３２】
すなわち、図１に示した従来の光源装置のように、蛍光体層９２が固体光源９５と接している場合には、高輝度化をしようとしても、蛍光体層９２と固体光源９５との両方とも加熱されてしまうため、蛍光体層９２からの熱放散の効率が悪かったが、図２（ａ），（ｂ）の光源装置１０では、蛍光体層２を固体光源５から離して配置することで、高輝度化をする場合にも、蛍光体層２からの熱を、低温の基板６へ放散させることが可能となり、蛍光体層２からの熱放散の効率を、図１に示した従来の光源装置に比べて、著しく高めることができる。
【００３３】
また、図１に示した従来の光源装置では、固体光源９５からの励起光と蛍光体層９２からの蛍光のうち、固体光源９５とは反対の側に出射する蛍光と、蛍光体層９２で吸収されずに透過する固体光源９５からの励起光とを用いている。つまり透過方式を使用している。ここで、透過方式では、蛍光体層９２からの出射光を考えると、励起光については上記透過光とともに蛍光体層９２との界面で反射されて固体光源９５側へ戻って行く発光、つまり反射光も存在しており、この反射光は固体光源９５に再吸収されるため照明光として利用できない光となってしまう。また、蛍光体層９２からの蛍光は、蛍光体層９２の両面から出射するため、やはり固体光源９５側に出射する光は利用できない。このように、透過方式では、光の利用効率が低下してしまう。また、透過方式では、目的の色度の照明光を得るためには蛍光体層９２の厚みを厚くする必要があり、蛍光体層９２から固体光源９５までの距離が長くなるため、蛍光体層９２からの熱を固体光源９５に放散する上で不利であった。
【００３４】
これに対し、図２（ａ），（ｂ）の光源装置１０では、反射型の蛍光回転体１を用い、固体光源５とは反対の側に出射する光（励起光、蛍光）を反射面（具体的には、基板６の反射面）で固体光源５側に反射する反射方式を採用しているので、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）の全て（すなわち、固体光源５側に出射する蛍光）と、蛍光体層２で吸収されなかった固体光源５からの励起光の全て（すなわち、蛍光体層２で吸収されなかった固体光源５からの光の反射光）とを照明光として利用できるため（すなわち、励起光、蛍光とも効率よく照明光として利用できるため）、光の利用効率を著しく高めることができ、高輝度化が可能となる。また、透過型に対し、反射型では、蛍光体層２の厚みが半分以下でも蛍光体層２内の光路長が等しくなり、同じ色度の光が得られるため、蛍光体層２を薄くすることができ、蛍光体層２から基板６までの距離が短くなるので、熱放散の面でも有利である。
【００３５】
このように、図２（ａ），（ｂ）の光源装置１０では、基本的には、固体光源５と蛍光体層２とを空間的に離して配置し、発光を反射方式で利用するので、従来に比べて十分な高輝度化を図ることができる。
【００３６】
さらに、図２（ａ），（ｂ）の光源装置１０では、蛍光体層２は、回転軸Ｘの周りに回転可能な反射型の蛍光回転体１に設けられているので、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、固体光源５からの励起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、これにより、より一層の高輝度化が可能となる。
【００３７】
さらに、図２（ａ），（ｂ）の光源装置１０では、蛍光体層２には、ガラス中に蛍光体粉末を分散させたものが用いられているので（すなわち、実質的に樹脂成分を含んでいないものが用いられているので）、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。また、蛍光体層２に、ガラス中に蛍光体粉末を分散させたものを用いることで、蛍光体層２を安価に（低コストで）形成することができる。すなわち、ガラス中に蛍光体粉末を分散させた構造では、熱に弱い樹脂成分がないため変色が起きず、作製時に加圧雰囲気が必要でないため大量生産が可能であり、コスト（製造コスト）も低く抑えることができる。
【００３８】
なお、図２（ａ），（ｂ）の光源装置１０では、基板６に平板状のものを用いているが、基板６には平板状以外のものを用いることもできる。
【００３９】
図３（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３（ａ）は全体の正面図、図３（ｂ）は蛍光回転体の平面図である。また、図３（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３（ａ），（ｂ）を参照すると、この光源装置２０では、回転軸Ｘの周りに回転可能な反射型の蛍光回転体１１の基板１６が固体光源５側の面に凹部１７を有し、基板１６の凹部１７に蛍光体層１２が設けられている。すなわち、この構成では、蛍光体層１２の側面（端面）を光反射性の側壁（凹部１７の側壁）１７ａで囲む構造となっている。
【００４０】
ここで、蛍光体層１２には、図２（ａ），（ｂ）の蛍光体層２と同様に、ガラス中に蛍光体粉末を分散させたものが用いられている。
【００４１】
すなわち、蛍光体層１２は、蛍光体層２と同様に、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が紫外光を発光するものである場合、蛍光体層１２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。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１２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）、固体光源５からの紫外光を蛍光体層１２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、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１２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、蛍光体層１２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層１２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、蛍光体層１２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層１２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。
【００４２】
また、基板１６は、光反射性を有する材料（例えば金属など）で形成されている。
【００４３】
図３（ａ），（ｂ）の構成では、蛍光体層１２の側面（端面）を光反射性の側壁（凹部１７の側面）１７ａで囲む構造となっていることにより、蛍光体層１２内を側面（端面）へ導波する光も、光反射性の側壁（凹部１７の側面）１７ａで反射されて再度蛍光体層１２内に戻り、効率的に（すなわち、光損失を少なく）蛍光体層１２から取り出すことができる。特に、蛍光体層１２が透明または半透明のものである場合には、図４に示すように（なお、図４は図３（ａ）に対応する図であり、図４において図３（ａ）と同様の箇所には同じ符号を付している）、光反射性の側壁（凹部１７の側面）１７ａを傾斜面（光反射性の側壁（凹部１７の側面）１７ａで反射した光を基板１６とは反対の側に向かわせるように傾斜している面）とするのが望ましい。すなわち、この場合には、傾斜している光反射性の側壁（凹部１７の側面）１７ａで反射した光を、蛍光体層１２外部へ（基板１６とは反対の側へ）確実に向かわせることができるため、より効率よく蛍光体層１２から光を取り出すことができる。
【００４４】
このように、図３（ａ），（ｂ）、図４の構成では、光反射性を有する材料（例えば金属など）で形成されている基板１６の凹部１７に蛍光体層１２が設けられていることによって、蛍光体層１２の側面（基板１６の凹部１７の側面１７ａ）の光反射性を利用して、蛍光体層１２からの光（励起光、蛍光）を反射させて利用できるので（光の利用効率を向上させることができるので）、より一層の高輝度化が可能となる。
【００４５】
さらに、図３（ａ），（ｂ）、図４の構成では、蛍光体層１２を基板１６の凹部１７の側壁で囲む構造となっていることにより、蛍光回転体１１の回転時に蛍光体層１２へ回転軸Ｘに対して垂直面内方向、いいかえれば蛍光体層１２の面内方向に応力が発生しても、蛍光体層１２の剥離が起きなくなり、高輝度化とともに、信頼性を高めることができる。
【００４６】
さらに、蛍光体層１２にガラス中に蛍光体粉末を分散させたものを用いるとき、これを凹部１７を有する基板１６と組合わせた場合には、製造上の有利な点がある。すなわち、蛍光回転体１１を製造する場合に、蛍光体粉末を分散した溶融ガラスを基板１６の凹部１７へ直接流し込み、冷却して硬化することで、蛍光体層１２と基板１６を簡便に作製することが可能となる。この方法では、凹部１７の深さを任意に調整し、そこにガラスを注入することで、一定の厚みの蛍光体層１２を作製することができる。
【００４７】
次に、図２（ａ），（ｂ）の光源装置１０、図３（ａ），（ｂ）、図４の光源装置２０をより詳細に説明する。
【００４８】
図２（ａ），（ｂ）の光源装置１０、図３（ａ），（ｂ）、図４の光源装置２０において、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。
【００４９】
より具体的に、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、１２の蛍光体としては、波長が約３８０ｎｍないし約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＋、Ｃａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋、ＫＳｉＦ６：Ｍｎ４＋、 ＫＴｉＦ６：Ｍｎ４＋等を用いることができ、緑色蛍光体には、（Ｓｉ，Ａｌ）６（Ｏ，Ｎ）８：Ｅｕ２＋、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、（Ｂａ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋等を用いることができ、青色蛍光体には、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ２＋、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋、ＬａＡｌ（Ｓｉ，Ａｌ）６（Ｎ，Ｏ）１０：Ｃｅ３＋等を用いることができる。
【００５０】
また、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、蛍光体層２、１２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る。また、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、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋ （ＹＡＧ）、（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｃａｘ（Ｓｉ，Ａｌ）１２（Ｏ，Ｎ）１６：Ｅｕ２＋等の黄色蛍光体を用いることができる。
【００５１】
そして、前述のように、蛍光体層２、１２は、固体光源５が例えば紫外光を出射するものであるか青色光を出射するものであるかに応じて、あるいは、何色の照明光を得たいかなどに応じて、これらの蛍光体を１種類だけ用いたものでも良いし、複数種類を組み合わせて（複数種類を均一に分散混合させて）用いたものでも良い。また、蛍光体の粒径は、１μｍ〜３０μｍの範囲が望ましい。これは、蛍光体の粒径が１μｍ以下では蛍光体の発光効率が低下し、蛍光体の粒径が３０μｍ以上では封止母材中の蛍光体の分散具合が不均一になるためである。
【００５２】
また、蛍光体層２、１２としては、蛍光体粉末をガラス中に分散させた構造を用いることができる。ガラスは、低融点ガラスと呼ばれる融点が６００℃以下のものが望ましい。これは、溶融したガラス中に蛍光体粉末を分散させて使用するため、融点が高いものでは蛍光体が劣化してしまうためである。このようなガラスの組成としては、主成分としてＰ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３などの成分とアルカリ金属やアルカリ土類金属の酸化物の成分を含むガラスが挙げられる。さらに、Ｂｉ２Ｏ３やＴａ２Ｏ５などの重金属の成分を含んでいても良い。また、窒素を組成に含むガラスも使用可能である。さらに高輝度化のために、蛍光体層２、１２の表面に光取り出し構造を設けても良い。
【００５３】
また、基板６、１６には、金属や酸化物セラミックス、非酸化セラミックスなどが使用可能であるが、蛍光体粉末を分散させたガラス板を基板６、１６と接着する場合には、反射率が高く、加工の容易な金属基板が望ましく、また、溶融したガラスを直接基板６、１６上へ流し、成形する場合には、空気中でも高温まで安定である酸化物セラミックス基板を使用することが望ましい。基板６、１６に使用可能な材質は、金属基板としてはＡｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗなどの単体や合金が、酸化物セラミックスの場合はＡｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３などが挙げられる。また、酸化物セラミックスの基板表面に金属膜を形成してもよい。このような構造は、蒸着やスパッタ、高融点金属法などにより酸化物セラミックス表面をメタライズすることで実現することができる。また、凹部１７を有する基板１６は、板材を用意し中央部を切削もしくはエッチングすること、もしくは板材に壁となる部品を取り付けることにより製造することが可能である。
【００５４】
以下、蛍光体層２、１２と基板６、１６の製造方法について説明する。
【００５５】
まず、蛍光体層２と基板６を貼り付ける場合について説明する。はじめにガラス板の作製方法であるが、封止母材であるガラスの原料粉末を目的の組成比となるように秤量する。次に１種類以上の蛍光体、例えば緑色蛍光体と赤色蛍光体の２種類の蛍光体粉末を秤量し、先ほどのガラス原料と十分に混合する。次に、この原料をるつぼに投入し、ガラスの融点以上で過熱し、溶融させる。この溶融したガラスを板状に拡げつつ冷却することで、ガラス板を作製することができる。作製されたガラス（すなわち、蛍光体層２）は、目的の形状に切断し、平板状の基板６と接着する。このときの接着部材としては、有機樹脂や有機接着剤、無機接着剤、ガラス、コバールなどの金属が挙げられる。
【００５６】
次に、凹部１７を有する基板１６に蛍光体層１２を形成する場合について説明する。溶融したガラスを作製する工程までは、前述の工程と同じであるが、凹部１７を有する基板１６に蛍光体層１２を形成する場合には、その溶融したガラス（すなわち、蛍光体層１２）を基板１６の凹部１７に直接注ぎ込み、凹部１７の側壁の高さと一致する高さとなったところで注入をやめて冷却する。こうすることで、基板１６の凹部１７に蛍光体層１２を形成することができる。
【００５７】
このようにして蛍光体層２、１２と基板６、１６とを作製した後、この基板６、１６をモーターなどの駆動部と連結することで、反射型蛍光回転体１、１１を作製することができ、固体光源５と反射型蛍光回転体１、１１とを組合わせることで、光源装置１０、２０とすることができる。
【００５８】
なお、上述の各例では、反射型蛍光回転体１、１１の蛍光体層２、１２としては、１種類の蛍光体層だけが用いられている。具体的に、例えば図２（ａ），（ｂ）、図３（ａ），（ｂ）の例では、反射型蛍光回転体１、１１の蛍光体層２、１２として、例えば黄色蛍光体からなる蛍光体層だけが用いられ、この場合、固体光源５として青色光を発光するものを用いれば、反射光として白色などの照明光を得ることができる。あるいは、図２（ａ），（ｂ）、図３（ａ），（ｂ）の例では、反射型蛍光回転体１、１１の蛍光体層２、１２として、例えば青、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蛍光体層だけが用いられ、この場合、固体光源５として紫外光を発光するものを用いれば、反射光として白色などの照明光を得ることができる。ただし、本発明は、これに限定されず、種々の変形が可能である。すなわち、反射型蛍光回転体１、１１の蛍光体層２、１２としては、青、緑、黄、赤色などの蛍光体層を少なくとも１つ配置した構成にすることができる。換言すれば、反射型蛍光回転体１、１１の蛍光体層２、１２は、複数のセクションに分かれていても良い。複数のセクションに分かれる場合には、隣接するセクションと発光が混ざるのを防ぐため、隣接するセクション間を光反射性の分離壁で分離させることが望ましい。また各セクションに分散している蛍光体の種類、分散量が異なっていても良い。また、各セクションの蛍光体層の厚みが異なっていても良い。
【００５９】
図５、図６、図７は、反射型蛍光回転体１、１１の蛍光体層２、１２が複数のセクションに分かれている場合についての各種の構成例を示す図（平面図）である。なお、図５、図６、図７は、説明の便宜上、図２（ａ），（ｂ）の構成（反射型蛍光回転体１の蛍光体層２）に対応させて図示されているが、同様に、図３（ａ），（ｂ）の構成にも対応したものとすることができる。図５の例は、反射型蛍光回転体１（１１）の蛍光体層２（１２）として、２種類の蛍光体層２ａ，２ｂ（１２ａ，１２ｂ）（例えば赤色蛍光体からなる赤色の蛍光体層２ａ（１２ａ）と緑色蛍光体からなる緑色の蛍光体層２ｂ（１２ｂ））が２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、固体光源５として青色光を発光するものを用いれば、反射型蛍光回転体１（１１）の回転時の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、図６の例は、反射型蛍光回転体１（１１）の蛍光体層２（１２）として、３種類の蛍光体層２ａ，２ｂ，２ｃ（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）（例えば赤色蛍光体からなる赤色の蛍光体層２ａ（１２ａ）と緑色蛍光体からなる緑色の蛍光体層２ｂ（１２ｂ）と青色蛍光体からなる青色の蛍光体層２ｃ（１２ｃ））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、固体光源５として紫外光を発光するものを用いれば、反射型蛍光回転体１（１１）の回転時の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、図７の例は、反射型蛍光回転体１（１１）の蛍光体層２（１２）として、２種類の蛍光体層２ａ，２ｂ（１２ａ，１２ｂ）（例えば赤色蛍光体からなる赤色の蛍光体層２ａ（１２ａ）と緑色蛍光体からなる緑色の蛍光体層２ｂ（１２ｂ））が蛍光体領域として設けられ、蛍光体層が設けられていない領域が非蛍光体領域４２ｃとして設けられており、この場合、固体光源５として青色光を発光するものを用いれば、反射型蛍光回転体１（１１）の回転時の反射光として白色などの照明光を得ることができる。
【００６０】
また、図８、図９は、反射型蛍光回転体１の蛍光体層２が複数のセクションに分かれている場合についての他の構成例を示す図（平面図）である。上述した図５、図６、図７の構成例は、隣接するセクションの境界線が反射型蛍光回転体１の半径方向となるように、反射型蛍光回転体１の蛍光体層２が複数のセクションに分けられているが、図８、図９の構成例では、反射型蛍光回転体１の蛍光体層２が同心円状に複数のセクションに分けられている。すなわち、図８の構成例では、３種類の蛍光体層２２ａ，２２ｂ，２２ｃ（例えば赤色蛍光体からなる赤色の蛍光体層２２ａと緑色蛍光体からなる緑色の蛍光体層２２ｂと青色蛍光体からなる青色の蛍光体層２２ｃとが同心円状の帯状の蛍光体領域として設けられており、この場合、固体光源５として紫外光を発光するものを用いて各蛍光体領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃを同時に照射すれば、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、図９の構成例では、２種類の蛍光体層２２ａ，２２ｂ（例えば赤色蛍光体からなる赤色の蛍光体層２２ａと緑色蛍光体からなる緑色の蛍光体層２２ｂ）の蛍光体領域と蛍光体層が設けられていない非蛍光体領域５２ｃとが同心円状の帯状の領域として設けられており、この場合、固体光源５として青色光を発光するものを用いて各領域２２ａ，２２ｂ，５２ｃを同時に照射すれば、反射光として白色などの照明光を得ることができる。なお、上述の各例において、蛍光体領域とは、蛍光体層を有する領域であって、蛍光体層に対応させて、光の透過率もしくは反射率を調整する調整層などが設けられる場合には、蛍光体層とともに、これらをも含めたものを指すものとする。ここでは、便宜上、蛍光体層とこれに対応する蛍光体領域には、同じ符号を付している。また、同心円状の帯状とは、円周上全周に渡って繋がった一定の幅を持ったドーナツ状の形状をいい、全周に渡って繋がっておらず円周上の一部の円弧状で一定の幅を持った形状は含まれないとする。また、図８、図９の構成において、非蛍光体領域５２ｃは光変換効率が１００％であるから、白色光を得るためには、非蛍光体領域５２ｃの幅を各蛍光体領域２２ａ，２２ｂの幅よりも狭くする必要がある。また、図８、図９の構成においても、各蛍光体層２２ａ，２２ｂ，２２ｃを、基板の凹部に設けることができる。
【００６１】
上述の各例の他にも、種々の変形が可能である。
【００６２】
また、このような固体光源５と反射型蛍光回転体とを組み合わせて、照明色を変化させる構成にすることもできる。なお、以下では、説明の便宜上、反射型蛍光回転体が図２（ａ），（ｂ）に示したものに対応したものであるとする（便宜上、各部に図２（ａ），（ｂ）と同じ符号を付す）。反射型蛍光回転体が図３（ａ），（ｂ）に示したものに対応したものである場合も同様であるので、反射型蛍光回転体が図３（ａ），（ｂ）に示したものに対応したものである場合の説明は省略する。
【００６３】
照明色を変化させる構成の第１の例は、上述したような反射型蛍光回転体の回転軸を中心としてある半径で円弧を描くとき、複数の領域（複数の蛍光体領域のみのときもあるし、あるいは、少なくとも１つの蛍光体領域の他に非蛍光体領域を有するときもある）に対応する前記円弧上の長さの比率が前記半径に依存して変化するように前記複数の領域が配置されており、固体光源５と反射型蛍光回転体の回転軸との距離を可変にする可変手段が設けられていることを特徴としている。
【００６４】
より具体的には、前記反射型蛍光回転体の回転軸を中心としてある半径で円弧を描くとき、前記複数の領域に対応する前記円弧上の長さの比率が前記半径に依存して変化するように、前記反射型蛍光回転体は、前記複数の領域を区分する境界線の少なくとも１本が曲線状になっている。
【００６５】
図１０は、照明色を変化させることの可能な第１の例の光源装置の一例を示す図である。図１０を参照すると、この光源装置３０は、紫外光を出射する固体光源５と、回転軸Ｘの周りに回転可能な（モーター４によって回転する）反射型蛍光回転体１とを備えている。図１１は、図１０の光源装置３０に用いられる蛍光回転体１の一例を示す図である。図１１の例では、反射型蛍光回転体１は、基板（例えば、金属基板、あるいは、金属膜などの反射面が設けられた所定基板）上に紫外光を照射すると赤色、緑色、青色の蛍光をそれぞれ発光する蛍光体層２ａ，２ｂ，２ｃが３つの分割された領域として配置されており、赤色と緑色の蛍光体層２ａ，２ｂの領域を区分する境界線３ａ、緑色と青色の蛍光体層２ｂ，２ｃの領域を区分する境界線３ｂは、蛍光回転体１の回転軸Ｘ（回転中心）を通って半径方向に延びる直線となっているが、赤色と青色の蛍光体層２ａ，２ｃの領域を区分する境界線３ｃは、曲線状になっている（紫外光の入射によって赤色の蛍光を発する蛍光体領域２ａと青色の蛍光を発する蛍光体領域２ｃとを区分する境界線が曲線状になっている）。すなわち、複数の蛍光体領域２ａ，２ｂ，２ｃのうち、最も短波長の蛍光を発する蛍光体領域２ｃと最も長波長の蛍光を発する蛍光体領域２ａとを区分する境界線が曲線状になっている。これにより、反射型蛍光回転体１の回転軸Ｘを中心としてある半径で円弧を描くとき、複数の蛍光体領域２ａ，２ｂ，２ｃに対応する円弧上の長さの比率が前記半径に依存して変化するように構成されている。
【００６６】
図１０の光源装置３０では、図１１の蛍光回転体１を用いていることから、固体光源５と蛍光回転体１の回転軸Ｘとの距離を可変手段２６によって変化させることにより、照明色を変化させることができる。
【００６７】
固体光源５と蛍光回転体１の回転軸Ｘとの距離を可変にする（変化させる）可変手段２６としては、固体光源５が固定されている場合、蛍光回転体１を蛍光回転体１の回転軸Ｘと直交する方向に移動させる移動手段を利用することができる。ここで、移動手段としては、図１２に示すように、モーター２７の回転を直線運動に変えるラックアンドピニオン機構２８を用いた一般的なものが使用可能である。
【００６８】
図１０乃至図１２の構成では、モーター４によって蛍光回転体１を回転させることで、赤緑青の３色の混色により白色光を得て、さらに白色光の色を変化させたい場合、蛍光回転体１の赤色蛍光体層２ａの領域と青色蛍光体層２ｃの領域とを区分する境界線３ｃが曲線状となっていることから、固体光源５と蛍光回転体１の回転軸Ｘとの距離を可変手段２６によって可変にすることにより（変化させることにより）、以下のような原理で、緑色蛍光体層２ｂの励起時間を固定し、青色蛍光体層２ｃと赤色蛍光体層２ａの励起時間を変化させて、青味と赤味をコントロールすることができ、基準となる白色に対して、青味を増すように照明色を変化させたり、赤味を増すように照明色を変化させることが可能となる。このことは、市販の蛍光灯を考えた場合、白色を中心に赤味を増した電球色や青味を増した昼光色を容易に得られることを意味している。
【００６９】
すなわち、固体光源５の光軸上を図１１に示すＡ点が横切るように蛍光回転体１を配置した場合、蛍光回転体１をモーター４で回転させると、蛍光回転体１の回転軸Ｘを中心として持つＡ点を通る円弧上の部分の蛍光体層２ａ，２ｂ，２ｃが固体光源５によりそれぞれの発光色で発光する。Ａ点を通る円弧上での赤、緑、青の各蛍光体層２ａ，２ｂ，２ｃに対する円弧の長さはほぼ等しくなり、この時に照明光が基準となる白色になるように、例えば、各蛍光体層２ａ，２ｂ，２ｃに重ねて調整層を設けたり、各蛍光体層２ａ，２ｂ，２ｃの膜厚などを調整しておく。この基準となる白色に対して青味を持たせるためには、青色蛍光体層２ｃの励起時間を延ばし赤色蛍光体層２ａの励起時間を短くすれば良いが、図１１に示す蛍光回転体１では、Ａ点より外側に位置する蛍光回転体の回転軸Ｘを中心とする円弧上を固体光源５により励起すれば良いことになる。この状態を実現するために、例えば図１２に示すように蛍光回転体１およびモーター４を、図１２上で右方向に位置移動させれば良い。これにより、青味を持たせた照明色に変化させることができる。逆に、基準となる白色に対して赤味を持たせるためには、図１２上で蛍光回転体１およびモーター４を左方向に移動させれば良い。この場合には、Ａ点より内側に位置する蛍光回転体１の回転軸Ｘを中心とする円弧上を固体光源５により励起することになり、赤色蛍光体層２ａの励起時間を延ばし青色蛍光体層２ｃの励起時間を短くすることができ、赤味を持たせた照明色に変化させることができる。以上のように、蛍光回転体１およびモーター４をモーター２７とラックアンドピニオン機構２８により連続的に動かせば、照明色を青味を持った白色から、赤味を持った白色まで連続的に変化させることができる。
【００７０】
なお、図１１の例では、赤色と青色の蛍光体層２ａ，２ｃの領域を区分する境界線３ｃだけが曲線状になっているが、本発明では、蛍光回転体１の回転軸Ｘを中心としてある半径で円弧を描くとき、複数の蛍光体領域２ａ，２ｂ，２ｃに対応する円弧上の長さの比率が前記半径に依存して変化するように、前記蛍光回転体１は、前記複数の蛍光体領域２ａ，２ｂ，２ｃを区分する境界線３ａ，３ｂ，３ｃの少なくとも１本が曲線状になっていればよく、図１１の例のように赤色と青色の蛍光体層２ａ，２ｃの領域を区分する境界線３ｃだけが曲線状になっている場合に限らず、蛍光回転体１の回転軸Ｘを中心としてある半径で円弧を描くとき、複数の蛍光体領域２ａ，２ｂ，２ｃに対応する円弧上の長さの比率が前記半径に依存して変化するという条件を満たす限り、赤色と緑色の蛍光体層２ａ，２ｂの領域を区分する境界線３ａや、緑色と青色の蛍光体層２ｂ，２ｃの領域を区分する境界線３ｂをも曲線状にすることも可能である。また、図１１の例では、蛍光回転体には、赤緑青の３つの蛍光体領域２ａ，２ｂ，２ｃが設けられている場合を示したが、例えば赤緑青の蛍光体領域がそれぞれ２つずつ赤緑青の順に繰り返し設けられている場合（６つの蛍光体領域が設けられている場合）なども、本発明の範囲に含まれる。
【００７１】
また、上述の例では、固体光源５に紫外光を出射するものを用い、複数の領域が３つの蛍光体領域２ａ，２ｂ，２ｃのみから構成されている場合を示したが、固体光源５に可視光（例えば、青色光）を出射するものを用い、蛍光回転体１として、図１３に示すように、可視光（例えば、青色光）を照射すると赤色、緑色の蛍光をそれぞれ発光する蛍光体層２ａ，２ｂが２つの分割された蛍光体領域として配置され、蛍光体層が設けられていない領域４２ｃが非蛍光体領域として配置されており、赤色と緑色の蛍光体層２ａ，２ｂの領域を区分する境界線３ａ、緑色の蛍光体層２ｂの領域と非蛍光体領域４２ｃとを区分する境界線３ｂは、蛍光回転体１の回転軸Ｘ（回転中心）を通って半径方向に延びる直線となっているが、赤色の蛍光体層２ａの領域と非蛍光体領域４２ｃとを区分する境界線３ｃが、曲線状になっているものを用いることもできる。この場合も、固体光源５と蛍光回転体１の回転軸Ｘとの距離を可変手段２６によって変化させることにより、照明色を変化させることができる。すなわち、可視光を発光する固体光源５の色（いまの例では、青色）と、固体光源５により励起され固体光源５の発光波長より長波長の蛍光色（赤色と緑色）との混色により、白色光を得て、さらに、白色光の色を変化させたい場合、蛍光回転体１の赤色蛍光体領域２ａと非蛍光体領域４２ｃとを区分する境界線３ｃが曲線状となっていることから、固体光源５と蛍光回転体１の回転軸Ｘとの距離を可変手段２６によって可変にすることにより（変化させることにより）、前述したと同様な原理で、緑色蛍光体層２ｂの励起時間を固定して、青色固体光源５の照明時間と赤色蛍光体層２ａの励起時間を変化させて、青味と赤味をコントロールすることができ、基準となる白色に対して、青味を増すように照明色を変化させたり、赤味を増すように照明色を変化させることが可能となる。
【００７２】
また、照明色を変化させる構成の第２の例は、反射型蛍光回転体上に配置された前記複数の領域（複数の蛍光体領域のみのときもあるし、あるいは、少なくとも１つの蛍光体領域の他に非蛍光体領域を有するときもある）が、前記反射型蛍光回転体の回転軸を中心とした同心円状の帯状であり、前記固体光源と前記反射型蛍光回転体の回転軸との距離を可変にする可変手段が設けられていることを特徴としている。
【００７３】
図１４は、照明色を変化させる構成の第２の例の光源装置の一例を示す図である。図１４を参照すると、この光源装置４０は、紫外光を出射する固体光源５と、回転軸Ｘの周りに回転可能な（モーター４によって回転する）蛍光回転体１とを備えている。図１５は、図１４の光源装置４０に用いられる蛍光回転体１の一例を示す図である。図１５の例では、蛍光回転体１は、基板（例えば、金属基板、あるいは、金属膜などの反射面が設けられた所定基板）上に，紫外光を照射すると赤色、緑色、青色の蛍光をそれぞれ発光する蛍光体層２２ａ，２２ｂ，２２ｃが、蛍光回転体１の回転軸Ｘを中心とした同心円状の帯状蛍光体領域として配置されている。
【００７４】
さらに、図１４の光源装置４０では、固体光源５と蛍光回転体１の回転軸Ｘとの距離を可変にする可変手段２６が設けられている。なお、この際、蛍光回転体１としては、図８に示したものに比べて、蛍光体領域２２ｃの幅と蛍光体領域２２ａの幅が、より広く（大きく）とられているものを用いる必要がある。
【００７５】
固体光源５と蛍光回転体１の回転軸Ｘとの距離を可変にする（変化させる）可変手段２６としては、固体光源５が固定されている場合、蛍光回転体１を蛍光回転体１の回転軸Ｘと直交する方向に移動させる移動手段を利用することができる。ここで、移動手段としては、図１６に示すように、モーター２７の回転を直線運動に変えるラックアンドピニオン機構２８を用いた一般的なものが使用可能である。
【００７６】
図１４、図１５、図１６の構成では、固体光源５と蛍光回転体１の回転軸Ｘとの距離を可変手段２６によって変化させることにより、固体光源５から発せられる光の照射スポットの中に入る蛍光回転体１上の各領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃの面積割合が変化することになり、それぞれの領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃから発せられる各色光の混合割合が変化するため、照明色を変えることができる。
【００７７】
より詳細に、赤緑青の３色の混色により白色光を得て、さらに白色光の色を変化させたい場合、固体光源５と蛍光回転体１の回転軸Ｘとの距離を可変手段２６によって可変にすることにより（変化させることにより）、固体光源５から発せられる光の照射スポットの中に入る蛍光回転体１上の緑色蛍光体領域２２ｂの面積割合を固定し、青色蛍光体領域２２ｃと赤色蛍光体領域２２ａの面積割合を変化させて、青味と赤味をコントロールすることができ、基準となる白色に対して、青味を増すように照明色を変化させたり、赤味を増すように照明色を変化させることが可能となる。すなわち、緑色蛍光体領域２２ｂを挟んで両隣に赤色蛍光体領域２２ａおよび青色蛍光体領域２２ｃを配置した蛍光回転体１を利用して、例えば青味を増す場合には紫外光の照射スポットに入る青色蛍光体領域２２ｃの面積を大きくする一方で、赤色蛍光体領域２２ａの面積が小さくなるように、固体光源５と蛍光回転体１の回転軸Ｘとの距離を変化させればよい。青色蛍光体領域２２ｃの照射面積を大きくし、赤色蛍光体領域２２ａの照射面積を小さくすることは、固体光源５と蛍光回転体１の回転軸Ｘとの距離を変化させれば自動的に実現される。このように、基準となる白色に対して、青味を増すように照明色を変化させたり、赤味を増すように照明色を変化させることは、市販の蛍光灯を考えた場合、白色を中心に赤味を増した電球色や青味を増した昼光色を容易に得られることを意味している。
【００７８】
なお、上述の例では、固体光源５に紫外光を出射するものを用い、複数の領域が３つの蛍光体領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃのみから構成されている場合を示したが、固体光源５に可視光（例えば、青色光）を出射するものを用い、蛍光回転体１として、図１７に示すように、青色の励起光により赤色および緑色に発光する２つの蛍光体領域（蛍光体層２２ａ，２２ｂ）と非蛍光体領域５２ｃとが、蛍光回転体１の回転軸Ｘを中心とした同心円状の帯状領域として隣り合いながら塗り分けられて配置されたものを使用できる。なお、この際、蛍光回転体１としては、図９に示したものに比べて、非蛍光体領域５２ｃの幅と蛍光体領域２２ａの幅が、より広く（大きく）とられているものを用いる必要がある。
【００７９】
このように、図１７の蛍光回転体１が用いられる場合も、図１４、図１６の構成において、固体光源５と蛍光回転体１の回転軸Ｘとの距離を可変手段２６によって変化させることにより、照明色を変化させることができる。
【００８０】
すなわち、図１７の蛍光回転体１が用いられる場合には、固体光源５から発せられる光の照射スポットの中に入る蛍光回転体４１上の各領域２２ａ，２２ｂ，５２ｃの面積割合が変化することになり、それぞれの領域２２ａ，２２ｂ，５２ｃから発せられる各色光の混合割合が変化するため、照明色を変えることができる。
【００８１】
より詳細に、赤緑青の３色の混色により白色光を得て、さらに白色光の色を変化させたい場合、固体光源５と蛍光回転体１の回転軸Ｘとの距離を可変手段２６によって可変にすることにより（変化させることにより）、固体光源５から発せられる青色光の照射スポットの中に入る蛍光回転体１上の緑色蛍光体領域２２ｂの面積割合を固定し、非蛍光体領域５２ｃと赤色蛍光体領域２２ａの面積割合を変化させて、青味と赤味をコントロールすることができ、基準となる白色に対して、青味を増すように照明色を変化させたり、赤味を増すように照明色を変化させることが可能となる。すなわち、緑色蛍光体領域２２ｂを挟んで両隣に赤色蛍光体領域２２ａおよび非蛍光体領域５２ｃを配置した図１７の蛍光回転体１を利用して、例えば青味を増す場合には青色光の照射スポットに入る非蛍光体領域５２ｃの面積を大きくする一方で、赤色蛍光体領域２２ａの面積が小さくなるように、固体光源５と蛍光回転体１の回転軸Ｘとの距離を変化させればよい。非蛍光体領域５２ｃの照射面積を大きくし、赤色蛍光体領域２２ａの照射面積を小さくすることは、固体光源５と蛍光回転体１の回転軸Ｘとの距離を変化させれば自動的に実現される。このように、基準となる白色に対して、青味を増すように照明色を変化させたり、赤味を増すように照明色を変化させることは、市販の蛍光灯を考えた場合、白色を中心に赤味を増した電球色や青味を増した昼光色を容易に得られることを意味している。
【００８２】
また、本発明の上述した種々の光源装置を所定のレンズ系などの光学部品と組み合わせることで、高輝度化が可能な照明装置を提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、照明一般などに利用可能である。
【符号の説明】
【００８４】
１、１１ 蛍光回転体
２、１２、２２ 蛍光体層（蛍光体領域）
４２ｃ、５２ｃ 非蛍光体領域
４ モーター
５ 固体光源
６、１６ 基板
１７ 基板の凹部
１７ａ 凹部の側壁
２６ 可変手段
１０、２０、３０、４０ 光源装置
【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】
ＬＥＤ等の光半導体と蛍光体層を組み合わせた光源装置は広く普及しているが、近年では高輝度化が進み、一般照明や自動車のヘッドランプなどその応用範囲が広がってきている。このような光源装置は、今後も高輝度化することで、さらに多様な用途での普及が進むと考えられている。
【０００３】
このような光半導体と蛍光体層を組み合わせた光源装置を高輝度化するための手段として、光半導体に大電流を投入し光半導体からの励起光強度を強めることが考えられるが、実際には蛍光体層で熱が発生し、蛍光体層において樹脂成分の変色や蛍光体の温度消光による蛍光強度の低下が生じてしまう。このため、結果として、発光強度は飽和、減少し、光半導体と蛍光体層を組み合わせた光源装置の高輝度化は困難であった。
【０００４】
ここで、蛍光体層内の樹脂成分の変色とは、通常、蛍光体層は一定の形状に再現性良く形成するため、蛍光体粉末を樹脂成分と混練してペースト状に調製し、印刷法等を用いて塗布形成しており、この樹脂成分が加熱され２００℃程度以上になると変色してしまう現象のことである。樹脂成分は本来透明であるため、熱により樹脂成分に変色が起きると、光半導体からの励起光や蛍光体層からの蛍光の一部を吸収してしまい、高輝度化を妨げる要因となっていた。
【０００５】
また、蛍光体の温度消光とは、蛍光体を加熱すると蛍光強度が低下する現象のことである。温度消光により蛍光強度が低下すると、蛍光に変換されなかったエネルギーが熱となるため蛍光体の発熱量が増加し、さらに蛍光体の温度が上昇して温度消光が進み、蛍光強度もさらに低下するという現象が起きる。このため、熱により発生する蛍光体の温度消光も、高輝度化を妨げる要因となっていた。
【０００６】
これらの問題を解決するために、特許文献１には、樹脂を含まない蛍光体層を用いた光源装置が提案されている。この場合、蛍光体層は、樹脂成分を含まないため変色は起こらず、さらに蛍光体層を温度感受性の低い蛍光体のセラミックス層とするために温度消光が起きないので、高輝度化が可能である。また、図１のように蛍光体層９２を光半導体（固体光源）９５と直接接合することで、蛍光体層９２で発生した熱を光半導体（固体光源）９５側に放散することを意図していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−００５３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、従来の図１に示すような光半導体（固体光源）９５と蛍光体層９２とが直接接合された光源装置では、光半導体（固体光源）９５からの励起光によって励起された蛍光体層９２からの発光（蛍光）のうち光半導体（固体光源）９５側とは反対側に出射する蛍光と、蛍光体層９２で吸収されずに蛍光体層９２を透過する光半導体（固体光源）９５からの励起光とを用いている。つまり、図１の光源装置は、蛍光体層９２を透過する光を利用する透過方式のものとなっている。
【０００９】
ここで、蛍光体層９２からの出射光を考えると、上記透過光とともに蛍光体層９２との界面で反射されて光半導体（固体光源）９５側へ戻って行く光、つまり反射光も存在しており、この光（反射光）は、光半導体（固体光源）９５に再吸収されるため、照明光として利用できない光となってしまうという問題があった。
【００１０】
また、図１の光源装置では、蛍光体層９２の熱を光半導体（固体光源）９５側に放散することを意図しているが、光半導体（固体光源）９５の励起光強度を高めた場合、蛍光体層９２のみならず光半導体（固体光源）９５でも発熱が起きるため、蛍光体層９２の発熱を同じく発熱している光半導体（固体光源）９５の側から放散させることとなり、熱放散の効率が良くないという問題があった。
【００１１】
このように、図１の光源装置では、透過方式のものとなっていることと、蛍光体層９２の発熱に対する熱放散の効率が良くないということとから、高輝度化に限界があった。
【００１２】
本発明は、従来に比べて十分な高輝度化を図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】
【００１３】
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発光する固体光源と、回転軸の周りに回転可能な反射型の蛍光回転体とを有し、該反射型の蛍光回転体は、前記固体光源からの励起光により励起され前記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層と、光反射性を有する基板とを備え、前記蛍光体層には、ガラス中に蛍光体粉末を分散させたものが用いられていることを特徴とする光源装置である。
【００１４】
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、前記基板は、前記固体光源側の面に凹部を有し、前記蛍光体層は、前記基板の前記凹部に設けられていることを特徴としている。
【００１５】
また、請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の光源において、前記基板の前記凹部の側面は、傾斜面となっていることを特徴としている。
【００１６】
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において、前記反射型の蛍光回転体には、前記蛍光体層として複数の蛍光体層が設けられ、前記蛍光回転体の回転軸を中心としてある半径で円弧を描くとき、前記複数の蛍光体層に対応した複数の蛍光体領域に対応する前記円弧上の長さの比率が前記半径に依存して変化するように前記複数の蛍光体領域が配置されており、前記固体光源と前記蛍光回転体の回転軸との距離を可変にする可変手段が設けられていることを特徴としている。
【００１７】
また、請求項５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において、前記反射型の蛍光回転体には、前記蛍光体層として少なくとも１つの蛍光体層が設けられ、前記蛍光回転体の回転軸を中心としてある半径で円弧を描くとき、前記少なくとも１つの蛍光体層に対応した少なくとも１つの蛍光体領域、および、蛍光体層が設けられていない非蛍光体領域に対応する前記円弧上の長さの比率が前記半径に依存して変化するように前記少なくとも１つの蛍光体領域および非蛍光体領域が配置されており、前記固体光源と前記蛍光回転体の回転軸との距離を可変にする可変手段が設けられていることを特徴としている。
【００１８】
また、請求項６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において、前記反射型の蛍光回転体には、前記蛍光体層として複数の蛍光体層が設けられ、前記複数の蛍光体層に対応した複数の蛍光体領域が、前記蛍光回転体の回転軸を中心とした同心円状の帯状のものであり、前記固体光源と前記蛍光回転体の回転軸との距離を可変にする可変手段が設けられていることを特徴としている。
【００１９】
また、請求項７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において、前記反射型の蛍光回転体には、前記蛍光体層として少なくとも１つの蛍光体層が設けられ、前記少なくとも１つの蛍光体層に対応した少なくとも１つの蛍光体領域、および、蛍光体層が設けられていない非蛍光体領域が、前記蛍光回転体の回転軸を中心とした同心円状の帯状のものであり、前記固体光源と前記蛍光回転体の回転軸との距離を可変にする可変手段が設けられていることを特徴としている。
【００２０】
また、請求項８記載の発明は、請求項１乃至請求項７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】
【００２１】
請求項１乃至請求項８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発光する固体光源と、回転軸の周りに回転可能な反射型の蛍光回転体とを有し、該反射型の蛍光回転体は、前記固体光源からの励起光により励起され前記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層と、光反射性を有する基板とを備え、前記蛍光体層には、ガラス中に蛍光体粉末を分散させたものが用いられているので、従来に比べて光源装置および照明装置の十分な高輝度化を図ることができ、さらに、蛍光体層に、ガラス中に蛍光体粉末を分散させたものを用いることで、蛍光体層を安価に（低コストで）形成することができ、光源装置および照明装置の低コスト化を図ることができる。
【００２２】
特に、請求項２、請求項３記載の発明では、請求項１記載の光源装置において、前記基板は、前記固体光源側の面に凹部を有し、前記蛍光体層は、前記基板の前記凹部に設けられているので、より一層の高輝度化が可能となり、さらに、蛍光体層を基板の凹部の側壁で囲む構造となっていることにより、蛍光回転体の回転時における蛍光体層の剥離を有効に防止し、高輝度化とともに、信頼性を高めることができる。
【００２３】
また、特に、請求項３記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の光源において、前記基板の前記凹部の側面は、傾斜面となっているので、傾斜している凹部の側面で反射した光を、蛍光体層外部へ（基板とは反対の側へ）確実に向かわせることができ、より効率よく蛍光体層から光を取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来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】本発明の光源装置の他の構成例を示す図である。
【図４】本発明の光源装置の他の構成例を示す図である。
【図５】反射型蛍光回転体の蛍光体層が複数のセクションに分かれている場合についての各種の構成例を示す図（平面図）である。
【図６】反射型蛍光回転体の蛍光体層が複数のセクションに分かれている場合についての各種の構成例を示す図（平面図）である。
【図７】反射型蛍光回転体の蛍光体層が複数のセクションに分かれている場合についての各種の構成例を示す図（平面図）である。
【図８】反射型蛍光回転体の蛍光体層が複数のセクションに分かれている場合についての各種の構成例を示す図（平面図）である。
【図９】反射型蛍光回転体の蛍光体層が複数のセクションに分かれている場合についての各種の構成例を示す図（平面図）である。
【図１０】照明色を変化させることの可能な第１の例の光源装置の一例を示す図である。
【図１１】図１０の光源装置に用いられる蛍光回転体の一例を示す図である。
【図１２】移動手段の一例を示す図である。
【図１３】図１０の光源装置に用いられる蛍光回転体の他の例を示す図である。
【図１４】照明色を変化させる構成の第２の例の光源装置の一例を示す図である。
【図１５】図１４の光源装置に用いられる蛍光回転体の一例を示す図である。
【図１６】移動手段の一例を示す図である。
【図１７】図１４の光源装置に用いられる蛍光回転体の他の例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
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）は全体の正面図、図２（ｂ）は蛍光回転体の平面図である。図２（ａ），（ｂ）を参照すると、この光源装置１０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発光する固体光源５と、モーターなどの駆動部（図示せず）による駆動によって回転軸Ｘの周りに回転可能な反射型の蛍光回転体１とを有し、該反射型の蛍光回転体１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種類の蛍光体を含む蛍光体層２と、光反射性を有する基板６とを備え、蛍光体層２には、ガラス中に蛍光体粉末を分散させたものが用いられている。
【００２７】
ここで、蛍光体層２は、回転軸Ｘの周りに回転可能な反射型の蛍光回転体１に設けられており、固体光源５とは空間的に離れて配置されている。
【００２８】
なお、蛍光体層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。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）、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、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。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、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、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。
【００２９】
また、基板６は、光反射性を有する材料（例えば金属など）で形成されている。
【００３０】
また、この光源装置１０では、蛍光回転体１が反射型の蛍光回転体として構成されており、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（基板６の反射面）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。
【００３１】
このように、この光源装置１０は、基本的には、固体光源５と蛍光体層２とを空間的に離して配置し、発光を反射方式で利用することを特徴としている。
【００３２】
すなわち、図１に示した従来の光源装置のように、蛍光体層９２が固体光源９５と接している場合には、高輝度化をしようとしても、蛍光体層９２と固体光源９５との両方とも加熱されてしまうため、蛍光体層９２からの熱放散の効率が悪かったが、図２（ａ），（ｂ）の光源装置１０では、蛍光体層２を固体光源５から離して配置することで、高輝度化をする場合にも、蛍光体層２からの熱を、低温の基板６へ放散させることが可能となり、蛍光体層２からの熱放散の効率を、図１に示した従来の光源装置に比べて、著しく高めることができる。
【００３３】
また、図１に示した従来の光源装置では、固体光源９５からの励起光と蛍光体層９２からの蛍光のうち、固体光源９５とは反対の側に出射する蛍光と、蛍光体層９２で吸収されずに透過する固体光源９５からの励起光とを用いている。つまり透過方式を使用している。ここで、透過方式では、蛍光体層９２からの出射光を考えると、励起光については上記透過光とともに蛍光体層９２との界面で反射されて固体光源９５側へ戻って行く発光、つまり反射光も存在しており、この反射光は固体光源９５に再吸収されるため照明光として利用できない光となってしまう。また、蛍光体層９２からの蛍光は、蛍光体層９２の両面から出射するため、やはり固体光源９５側に出射する光は利用できない。このように、透過方式では、光の利用効率が低下してしまう。また、透過方式では、目的の色度の照明光を得るためには蛍光体層９２の厚みを厚くする必要があり、蛍光体層９２から固体光源９５までの距離が長くなるため、蛍光体層９２からの熱を固体光源９５に放散する上で不利であった。
【００３４】
これに対し、図２（ａ），（ｂ）の光源装置１０では、反射型の蛍光回転体１を用い、固体光源５とは反対の側に出射する光（励起光、蛍光）を反射面（具体的には、基板６の反射面）で固体光源５側に反射する反射方式を採用しているので、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）の全て（すなわち、固体光源５側に出射する蛍光）と、蛍光体層２で吸収されなかった固体光源５からの励起光の全て（すなわち、蛍光体層２で吸収されなかった固体光源５からの光の反射光）とを照明光として利用できるため（すなわち、励起光、蛍光とも効率よく照明光として利用できるため）、光の利用効率を著しく高めることができ、高輝度化が可能となる。また、透過型に対し、反射型では、蛍光体層２の厚みが半分以下でも蛍光体層２内の光路長が等しくなり、同じ色度の光が得られるため、蛍光体層２を薄くすることができ、蛍光体層２から基板６までの距離が短くなるので、熱放散の面でも有利である。
【００３５】
このように、図２（ａ），（ｂ）の光源装置１０では、基本的には、固体光源５と蛍光体層２とを空間的に離して配置し、発光を反射方式で利用するので、従来に比べて十分な高輝度化を図ることができる。
【００３６】
さらに、図２（ａ），（ｂ）の光源装置１０では、蛍光体層２は、回転軸Ｘの周りに回転可能な反射型の蛍光回転体１に設けられているので、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、固体光源５からの励起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、これにより、より一層の高輝度化が可能となる。
【００３７】
さらに、図２（ａ），（ｂ）の光源装置１０では、蛍光体層２には、ガラス中に蛍光体粉末を分散させたものが用いられているので（すなわち、実質的に樹脂成分を含んでいないものが用いられているので）、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。また、蛍光体層２に、ガラス中に蛍光体粉末を分散させたものを用いることで、蛍光体層２を安価に（低コストで）形成することができる。すなわち、ガラス中に蛍光体粉末を分散させた構造では、熱に弱い樹脂成分がないため変色が起きず、作製時に加圧雰囲気が必要でないため大量生産が可能であり、コスト（製造コスト）も低く抑えることができる。
【００３８】
なお、図２（ａ），（ｂ）の光源装置１０では、基板６に平板状のものを用いているが、基板６には平板状以外のものを用いることもできる。
【００３９】
図３（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３（ａ）は全体の正面図、図３（ｂ）は蛍光回転体の平面図である。また、図３（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３（ａ），（ｂ）を参照すると、この光源装置２０では、回転軸Ｘの周りに回転可能な反射型の蛍光回転体１１の基板１６が固体光源５側の面に凹部１７を有し、基板１６の凹部１７に蛍光体層１２が設けられている。すなわち、この構成では、蛍光体層１２の側面（端面）を光反射性の側壁（凹部１７の側壁）１７ａで囲む構造となっている。
【００４０】
ここで、蛍光体層１２には、図２（ａ），（ｂ）の蛍光体層２と同様に、ガラス中に蛍光体粉末を分散させたものが用いられている。
【００４１】
すなわち、蛍光体層１２は、蛍光体層２と同様に、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が紫外光を発光するものである場合、蛍光体層１２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。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１２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）、固体光源５からの紫外光を蛍光体層１２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、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１２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、蛍光体層１２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層１２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、蛍光体層１２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層１２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。
【００４２】
また、基板１６は、光反射性を有する材料（例えば金属など）で形成されている。
【００４３】
図３（ａ），（ｂ）の構成では、蛍光体層１２の側面（端面）を光反射性の側壁（凹部１７の側面）１７ａで囲む構造となっていることにより、蛍光体層１２内を側面（端面）へ導波する光も、光反射性の側壁（凹部１７の側面）１７ａで反射されて再度蛍光体層１２内に戻り、効率的に（すなわち、光損失を少なく）蛍光体層１２から取り出すことができる。特に、蛍光体層１２が透明または半透明のものである場合には、図４に示すように（なお、図４は図３（ａ）に対応する図であり、図４において図３（ａ）と同様の箇所には同じ符号を付している）、光反射性の側壁（凹部１７の側面）１７ａを傾斜面（光反射性の側壁（凹部１７の側面）１７ａで反射した光を基板１６とは反対の側に向かわせるように傾斜している面）とするのが望ましい。すなわち、この場合には、傾斜している光反射性の側壁（凹部１７の側面）１７ａで反射した光を、蛍光体層１２外部へ（基板１６とは反対の側へ）確実に向かわせることができるため、より効率よく蛍光体層１２から光を取り出すことができる。
【００４４】
このように、図３（ａ），（ｂ）、図４の構成では、光反射性を有する材料（例えば金属など）で形成されている基板１６の凹部１７に蛍光体層１２が設けられていることによって、蛍光体層１２の側面（基板１６の凹部１７の側面１７ａ）の光反射性を利用して、蛍光体層１２からの光（励起光、蛍光）を反射させて利用できるので（光の利用効率を向上させることができるので）、より一層の高輝度化が可能となる。
【００４５】
さらに、図３（ａ），（ｂ）、図４の構成では、蛍光体層１２を基板１６の凹部１７の側壁で囲む構造となっていることにより、蛍光回転体１１の回転時に蛍光体層１２へ回転軸Ｘに対して垂直面内方向、いいかえれば蛍光体層１２の面内方向に応力が発生しても、蛍光体層１２の剥離が起きなくなり、高輝度化とともに、信頼性を高めることができる。
【００４６】
さらに、蛍光体層１２にガラス中に蛍光体粉末を分散させたものを用いるとき、これを凹部１７を有する基板１６と組合わせた場合には、製造上の有利な点がある。すなわち、蛍光回転体１１を製造する場合に、蛍光体粉末を分散した溶融ガラスを基板１６の凹部１７へ直接流し込み、冷却して硬化することで、蛍光体層１２と基板１６を簡便に作製することが可能となる。この方法では、凹部１７の深さを任意に調整し、そこにガラスを注入することで、一定の厚みの蛍光体層１２を作製することができる。
【００４７】
次に、図２（ａ），（ｂ）の光源装置１０、図３（ａ），（ｂ）、図４の光源装置２０をより詳細に説明する。
【００４８】
図２（ａ），（ｂ）の光源装置１０、図３（ａ），（ｂ）、図４の光源装置２０において、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。
【００４９】
より具体的に、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、１２の蛍光体としては、波長が約３８０ｎｍないし約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＋、Ｃａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋、ＫＳｉＦ６：Ｍｎ４＋、 ＫＴｉＦ６：Ｍｎ４＋等を用いることができ、緑色蛍光体には、（Ｓｉ，Ａｌ）６（Ｏ，Ｎ）８：Ｅｕ２＋、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、（Ｂａ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋等を用いることができ、青色蛍光体には、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ２＋、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋、ＬａＡｌ（Ｓｉ，Ａｌ）６（Ｎ，Ｏ）１０：Ｃｅ３＋等を用いることができる。
【００５０】
また、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、蛍光体層２、１２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る。また、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、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋ （ＹＡＧ）、（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｃａｘ（Ｓｉ，Ａｌ）１２（Ｏ，Ｎ）１６：Ｅｕ２＋等の黄色蛍光体を用いることができる。
【００５１】
そして、前述のように、蛍光体層２、１２は、固体光源５が例えば紫外光を出射するものであるか青色光を出射するものであるかに応じて、あるいは、何色の照明光を得たいかなどに応じて、これらの蛍光体を１種類だけ用いたものでも良いし、複数種類を組み合わせて（複数種類を均一に分散混合させて）用いたものでも良い。また、蛍光体の粒径は、１μｍ〜３０μｍの範囲が望ましい。これは、蛍光体の粒径が１μｍ以下では蛍光体の発光効率が低下し、蛍光体の粒径が３０μｍ以上では封止母材中の蛍光体の分散具合が不均一になるためである。
【００５２】
また、蛍光体層２、１２としては、蛍光体粉末をガラス中に分散させた構造を用いることができる。ガラスは、低融点ガラスと呼ばれる融点が６００℃以下のものが望ましい。これは、溶融したガラス中に蛍光体粉末を分散させて使用するため、融点が高いものでは蛍光体が劣化してしまうためである。このようなガラスの組成としては、主成分としてＰ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３などの成分とアルカリ金属やアルカリ土類金属の酸化物の成分を含むガラスが挙げられる。さらに、Ｂｉ２Ｏ３やＴａ２Ｏ５などの重金属の成分を含んでいても良い。また、窒素を組成に含むガラスも使用可能である。さらに高輝度化のために、蛍光体層２、１２の表面に光取り出し構造を設けても良い。
【００５３】
また、基板６、１６には、金属や酸化物セラミックス、非酸化セラミックスなどが使用可能であるが、蛍光体粉末を分散させたガラス板を基板６、１６と接着する場合には、反射率が高く、加工の容易な金属基板が望ましく、また、溶融したガラスを直接基板６、１６上へ流し、成形する場合には、空気中でも高温まで安定である酸化物セラミックス基板を使用することが望ましい。基板６、１６に使用可能な材質は、金属基板としてはＡｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗなどの単体や合金が、酸化物セラミックスの場合はＡｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３などが挙げられる。また、酸化物セラミックスの基板表面に金属膜を形成してもよい。このような構造は、蒸着やスパッタ、高融点金属法などにより酸化物セラミックス表面をメタライズすることで実現することができる。また、凹部１７を有する基板１６は、板材を用意し中央部を切削もしくはエッチングすること、もしくは板材に壁となる部品を取り付けることにより製造することが可能である。
【００５４】
以下、蛍光体層２、１２と基板６、１６の製造方法について説明する。
【００５５】
まず、蛍光体層２と基板６を貼り付ける場合について説明する。はじめにガラス板の作製方法であるが、封止母材であるガラスの原料粉末を目的の組成比となるように秤量する。次に１種類以上の蛍光体、例えば緑色蛍光体と赤色蛍光体の２種類の蛍光体粉末を秤量し、先ほどのガラス原料と十分に混合する。次に、この原料をるつぼに投入し、ガラスの融点以上で過熱し、溶融させる。この溶融したガラスを板状に拡げつつ冷却することで、ガラス板を作製することができる。作製されたガラス（すなわち、蛍光体層２）は、目的の形状に切断し、平板状の基板６と接着する。このときの接着部材としては、有機樹脂や有機接着剤、無機接着剤、ガラス、コバールなどの金属が挙げられる。
【００５６】
次に、凹部１７を有する基板１６に蛍光体層１２を形成する場合について説明する。溶融したガラスを作製する工程までは、前述の工程と同じであるが、凹部１７を有する基板１６に蛍光体層１２を形成する場合には、その溶融したガラス（すなわち、蛍光体層１２）を基板１６の凹部１７に直接注ぎ込み、凹部１７の側壁の高さと一致する高さとなったところで注入をやめて冷却する。こうすることで、基板１６の凹部１７に蛍光体層１２を形成することができる。
【００５７】
このようにして蛍光体層２、１２と基板６、１６とを作製した後、この基板６、１６をモーターなどの駆動部と連結することで、反射型蛍光回転体１、１１を作製することができ、固体光源５と反射型蛍光回転体１、１１とを組合わせることで、光源装置１０、２０とすることができる。
【００５８】
なお、上述の各例では、反射型蛍光回転体１、１１の蛍光体層２、１２としては、１種類の蛍光体層だけが用いられている。具体的に、例えば図２（ａ），（ｂ）、図３（ａ），（ｂ）の例では、反射型蛍光回転体１、１１の蛍光体層２、１２として、例えば黄色蛍光体からなる蛍光体層だけが用いられ、この場合、固体光源５として青色光を発光するものを用いれば、反射光として白色などの照明光を得ることができる。あるいは、図２（ａ），（ｂ）、図３（ａ），（ｂ）の例では、反射型蛍光回転体１、１１の蛍光体層２、１２として、例えば青、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蛍光体層だけが用いられ、この場合、固体光源５として紫外光を発光するものを用いれば、反射光として白色などの照明光を得ることができる。ただし、本発明は、これに限定されず、種々の変形が可能である。すなわち、反射型蛍光回転体１、１１の蛍光体層２、１２としては、青、緑、黄、赤色などの蛍光体層を少なくとも１つ配置した構成にすることができる。換言すれば、反射型蛍光回転体１、１１の蛍光体層２、１２は、複数のセクションに分かれていても良い。複数のセクションに分かれる場合には、隣接するセクションと発光が混ざるのを防ぐため、隣接するセクション間を光反射性の分離壁で分離させることが望ましい。また各セクションに分散している蛍光体の種類、分散量が異なっていても良い。また、各セクションの蛍光体層の厚みが異なっていても良い。
【００５９】
図５、図６、図７は、反射型蛍光回転体１、１１の蛍光体層２、１２が複数のセクションに分かれている場合についての各種の構成例を示す図（平面図）である。なお、図５、図６、図７は、説明の便宜上、図２（ａ），（ｂ）の構成（反射型蛍光回転体１の蛍光体層２）に対応させて図示されているが、同様に、図３（ａ），（ｂ）の構成にも対応したものとすることができる。図５の例は、反射型蛍光回転体１（１１）の蛍光体層２（１２）として、２種類の蛍光体層２ａ，２ｂ（１２ａ，１２ｂ）（例えば赤色蛍光体からなる赤色の蛍光体層２ａ（１２ａ）と緑色蛍光体からなる緑色の蛍光体層２ｂ（１２ｂ））が２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、固体光源５として青色光を発光するものを用いれば、反射型蛍光回転体１（１１）の回転時の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、図６の例は、反射型蛍光回転体１（１１）の蛍光体層２（１２）として、３種類の蛍光体層２ａ，２ｂ，２ｃ（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）（例えば赤色蛍光体からなる赤色の蛍光体層２ａ（１２ａ）と緑色蛍光体からなる緑色の蛍光体層２ｂ（１２ｂ）と青色蛍光体からなる青色の蛍光体層２ｃ（１２ｃ））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、固体光源５として紫外光を発光するものを用いれば、反射型蛍光回転体１（１１）の回転時の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、図７の例は、反射型蛍光回転体１（１１）の蛍光体層２（１２）として、２種類の蛍光体層２ａ，２ｂ（１２ａ，１２ｂ）（例えば赤色蛍光体からなる赤色の蛍光体層２ａ（１２ａ）と緑色蛍光体からなる緑色の蛍光体層２ｂ（１２ｂ））が蛍光体領域として設けられ、蛍光体層が設けられていない領域が非蛍光体領域４２ｃとして設けられており、この場合、固体光源５として青色光を発光するものを用いれば、反射型蛍光回転体１（１１）の回転時の反射光として白色などの照明光を得ることができる。
【００６０】
また、図８、図９は、反射型蛍光回転体１の蛍光体層２が複数のセクションに分かれている場合についての他の構成例を示す図（平面図）である。上述した図５、図６、図７の構成例は、隣接するセクションの境界線が反射型蛍光回転体１の半径方向となるように、反射型蛍光回転体１の蛍光体層２が複数のセクションに分けられているが、図８、図９の構成例では、反射型蛍光回転体１の蛍光体層２が同心円状に複数のセクションに分けられている。すなわち、図８の構成例では、３種類の蛍光体層２２ａ，２２ｂ，２２ｃ（例えば赤色蛍光体からなる赤色の蛍光体層２２ａと緑色蛍光体からなる緑色の蛍光体層２２ｂと青色蛍光体からなる青色の蛍光体層２２ｃとが同心円状の帯状の蛍光体領域として設けられており、この場合、固体光源５として紫外光を発光するものを用いて各蛍光体領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃを同時に照射すれば、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、図９の構成例では、２種類の蛍光体層２２ａ，２２ｂ（例えば赤色蛍光体からなる赤色の蛍光体層２２ａと緑色蛍光体からなる緑色の蛍光体層２２ｂ）の蛍光体領域と蛍光体層が設けられていない非蛍光体領域５２ｃとが同心円状の帯状の領域として設けられており、この場合、固体光源５として青色光を発光するものを用いて各領域２２ａ，２２ｂ，５２ｃを同時に照射すれば、反射光として白色などの照明光を得ることができる。なお、上述の各例において、蛍光体領域とは、蛍光体層を有する領域であって、蛍光体層に対応させて、光の透過率もしくは反射率を調整する調整層などが設けられる場合には、蛍光体層とともに、これらをも含めたものを指すものとする。ここでは、便宜上、蛍光体層とこれに対応する蛍光体領域には、同じ符号を付している。また、同心円状の帯状とは、円周上全周に渡って繋がった一定の幅を持ったドーナツ状の形状をいい、全周に渡って繋がっておらず円周上の一部の円弧状で一定の幅を持った形状は含まれないとする。また、図８、図９の構成において、非蛍光体領域５２ｃは光変換効率が１００％であるから、白色光を得るためには、非蛍光体領域５２ｃの幅を各蛍光体領域２２ａ，２２ｂの幅よりも狭くする必要がある。また、図８、図９の構成においても、各蛍光体層２２ａ，２２ｂ，２２ｃを、基板の凹部に設けることができる。
【００６１】
上述の各例の他にも、種々の変形が可能である。
【００６２】
また、このような固体光源５と反射型蛍光回転体とを組み合わせて、照明色を変化させる構成にすることもできる。なお、以下では、説明の便宜上、反射型蛍光回転体が図２（ａ），（ｂ）に示したものに対応したものであるとする（便宜上、各部に図２（ａ），（ｂ）と同じ符号を付す）。反射型蛍光回転体が図３（ａ），（ｂ）に示したものに対応したものである場合も同様であるので、反射型蛍光回転体が図３（ａ），（ｂ）に示したものに対応したものである場合の説明は省略する。
【００６３】
照明色を変化させる構成の第１の例は、上述したような反射型蛍光回転体の回転軸を中心としてある半径で円弧を描くとき、複数の領域（複数の蛍光体領域のみのときもあるし、あるいは、少なくとも１つの蛍光体領域の他に非蛍光体領域を有するときもある）に対応する前記円弧上の長さの比率が前記半径に依存して変化するように前記複数の領域が配置されており、固体光源５と反射型蛍光回転体の回転軸との距離を可変にする可変手段が設けられていることを特徴としている。
【００６４】
より具体的には、前記反射型蛍光回転体の回転軸を中心としてある半径で円弧を描くとき、前記複数の領域に対応する前記円弧上の長さの比率が前記半径に依存して変化するように、前記反射型蛍光回転体は、前記複数の領域を区分する境界線の少なくとも１本が曲線状になっている。
【００６５】
図１０は、照明色を変化させることの可能な第１の例の光源装置の一例を示す図である。図１０を参照すると、この光源装置３０は、紫外光を出射する固体光源５と、回転軸Ｘの周りに回転可能な（モーター４によって回転する）反射型蛍光回転体１とを備えている。図１１は、図１０の光源装置３０に用いられる蛍光回転体１の一例を示す図である。図１１の例では、反射型蛍光回転体１は、基板（例えば、金属基板、あるいは、金属膜などの反射面が設けられた所定基板）上に紫外光を照射すると赤色、緑色、青色の蛍光をそれぞれ発光する蛍光体層２ａ，２ｂ，２ｃが３つの分割された領域として配置されており、赤色と緑色の蛍光体層２ａ，２ｂの領域を区分する境界線３ａ、緑色と青色の蛍光体層２ｂ，２ｃの領域を区分する境界線３ｂは、蛍光回転体１の回転軸Ｘ（回転中心）を通って半径方向に延びる直線となっているが、赤色と青色の蛍光体層２ａ，２ｃの領域を区分する境界線３ｃは、曲線状になっている（紫外光の入射によって赤色の蛍光を発する蛍光体領域２ａと青色の蛍光を発する蛍光体領域２ｃとを区分する境界線が曲線状になっている）。すなわち、複数の蛍光体領域２ａ，２ｂ，２ｃのうち、最も短波長の蛍光を発する蛍光体領域２ｃと最も長波長の蛍光を発する蛍光体領域２ａとを区分する境界線が曲線状になっている。これにより、反射型蛍光回転体１の回転軸Ｘを中心としてある半径で円弧を描くとき、複数の蛍光体領域２ａ，２ｂ，２ｃに対応する円弧上の長さの比率が前記半径に依存して変化するように構成されている。
【００６６】
図１０の光源装置３０では、図１１の蛍光回転体１を用いていることから、固体光源５と蛍光回転体１の回転軸Ｘとの距離を可変手段２６によって変化させることにより、照明色を変化させることができる。
【００６７】
固体光源５と蛍光回転体１の回転軸Ｘとの距離を可変にする（変化させる）可変手段２６としては、固体光源５が固定されている場合、蛍光回転体１を蛍光回転体１の回転軸Ｘと直交する方向に移動させる移動手段を利用することができる。ここで、移動手段としては、図１２に示すように、モーター２７の回転を直線運動に変えるラックアンドピニオン機構２８を用いた一般的なものが使用可能である。
【００６８】
図１０乃至図１２の構成では、モーター４によって蛍光回転体１を回転させることで、赤緑青の３色の混色により白色光を得て、さらに白色光の色を変化させたい場合、蛍光回転体１の赤色蛍光体層２ａの領域と青色蛍光体層２ｃの領域とを区分する境界線３ｃが曲線状となっていることから、固体光源５と蛍光回転体１の回転軸Ｘとの距離を可変手段２６によって可変にすることにより（変化させることにより）、以下のような原理で、緑色蛍光体層２ｂの励起時間を固定し、青色蛍光体層２ｃと赤色蛍光体層２ａの励起時間を変化させて、青味と赤味をコントロールすることができ、基準となる白色に対して、青味を増すように照明色を変化させたり、赤味を増すように照明色を変化させることが可能となる。このことは、市販の蛍光灯を考えた場合、白色を中心に赤味を増した電球色や青味を増した昼光色を容易に得られることを意味している。
【００６９】
すなわち、固体光源５の光軸上を図１１に示すＡ点が横切るように蛍光回転体１を配置した場合、蛍光回転体１をモーター４で回転させると、蛍光回転体１の回転軸Ｘを中心として持つＡ点を通る円弧上の部分の蛍光体層２ａ，２ｂ，２ｃが固体光源５によりそれぞれの発光色で発光する。Ａ点を通る円弧上での赤、緑、青の各蛍光体層２ａ，２ｂ，２ｃに対する円弧の長さはほぼ等しくなり、この時に照明光が基準となる白色になるように、例えば、各蛍光体層２ａ，２ｂ，２ｃに重ねて調整層を設けたり、各蛍光体層２ａ，２ｂ，２ｃの膜厚などを調整しておく。この基準となる白色に対して青味を持たせるためには、青色蛍光体層２ｃの励起時間を延ばし赤色蛍光体層２ａの励起時間を短くすれば良いが、図１１に示す蛍光回転体１では、Ａ点より外側に位置する蛍光回転体の回転軸Ｘを中心とする円弧上を固体光源５により励起すれば良いことになる。この状態を実現するために、例えば図１２に示すように蛍光回転体１およびモーター４を、図１２上で右方向に位置移動させれば良い。これにより、青味を持たせた照明色に変化させることができる。逆に、基準となる白色に対して赤味を持たせるためには、図１２上で蛍光回転体１およびモーター４を左方向に移動させれば良い。この場合には、Ａ点より内側に位置する蛍光回転体１の回転軸Ｘを中心とする円弧上を固体光源５により励起することになり、赤色蛍光体層２ａの励起時間を延ばし青色蛍光体層２ｃの励起時間を短くすることができ、赤味を持たせた照明色に変化させることができる。以上のように、蛍光回転体１およびモーター４をモーター２７とラックアンドピニオン機構２８により連続的に動かせば、照明色を青味を持った白色から、赤味を持った白色まで連続的に変化させることができる。
【００７０】
なお、図１１の例では、赤色と青色の蛍光体層２ａ，２ｃの領域を区分する境界線３ｃだけが曲線状になっているが、本発明では、蛍光回転体１の回転軸Ｘを中心としてある半径で円弧を描くとき、複数の蛍光体領域２ａ，２ｂ，２ｃに対応する円弧上の長さの比率が前記半径に依存して変化するように、前記蛍光回転体１は、前記複数の蛍光体領域２ａ，２ｂ，２ｃを区分する境界線３ａ，３ｂ，３ｃの少なくとも１本が曲線状になっていればよく、図１１の例のように赤色と青色の蛍光体層２ａ，２ｃの領域を区分する境界線３ｃだけが曲線状になっている場合に限らず、蛍光回転体１の回転軸Ｘを中心としてある半径で円弧を描くとき、複数の蛍光体領域２ａ，２ｂ，２ｃに対応する円弧上の長さの比率が前記半径に依存して変化するという条件を満たす限り、赤色と緑色の蛍光体層２ａ，２ｂの領域を区分する境界線３ａや、緑色と青色の蛍光体層２ｂ，２ｃの領域を区分する境界線３ｂをも曲線状にすることも可能である。また、図１１の例では、蛍光回転体には、赤緑青の３つの蛍光体領域２ａ，２ｂ，２ｃが設けられている場合を示したが、例えば赤緑青の蛍光体領域がそれぞれ２つずつ赤緑青の順に繰り返し設けられている場合（６つの蛍光体領域が設けられている場合）なども、本発明の範囲に含まれる。
【００７１】
また、上述の例では、固体光源５に紫外光を出射するものを用い、複数の領域が３つの蛍光体領域２ａ，２ｂ，２ｃのみから構成されている場合を示したが、固体光源５に可視光（例えば、青色光）を出射するものを用い、蛍光回転体１として、図１３に示すように、可視光（例えば、青色光）を照射すると赤色、緑色の蛍光をそれぞれ発光する蛍光体層２ａ，２ｂが２つの分割された蛍光体領域として配置され、蛍光体層が設けられていない領域４２ｃが非蛍光体領域として配置されており、赤色と緑色の蛍光体層２ａ，２ｂの領域を区分する境界線３ａ、緑色の蛍光体層２ｂの領域と非蛍光体領域４２ｃとを区分する境界線３ｂは、蛍光回転体１の回転軸Ｘ（回転中心）を通って半径方向に延びる直線となっているが、赤色の蛍光体層２ａの領域と非蛍光体領域４２ｃとを区分する境界線３ｃが、曲線状になっているものを用いることもできる。この場合も、固体光源５と蛍光回転体１の回転軸Ｘとの距離を可変手段２６によって変化させることにより、照明色を変化させることができる。すなわち、可視光を発光する固体光源５の色（いまの例では、青色）と、固体光源５により励起され固体光源５の発光波長より長波長の蛍光色（赤色と緑色）との混色により、白色光を得て、さらに、白色光の色を変化させたい場合、蛍光回転体１の赤色蛍光体領域２ａと非蛍光体領域４２ｃとを区分する境界線３ｃが曲線状となっていることから、固体光源５と蛍光回転体１の回転軸Ｘとの距離を可変手段２６によって可変にすることにより（変化させることにより）、前述したと同様な原理で、緑色蛍光体層２ｂの励起時間を固定して、青色固体光源５の照明時間と赤色蛍光体層２ａの励起時間を変化させて、青味と赤味をコントロールすることができ、基準となる白色に対して、青味を増すように照明色を変化させたり、赤味を増すように照明色を変化させることが可能となる。
【００７２】
また、照明色を変化させる構成の第２の例は、反射型蛍光回転体上に配置された前記複数の領域（複数の蛍光体領域のみのときもあるし、あるいは、少なくとも１つの蛍光体領域の他に非蛍光体領域を有するときもある）が、前記反射型蛍光回転体の回転軸を中心とした同心円状の帯状であり、前記固体光源と前記反射型蛍光回転体の回転軸との距離を可変にする可変手段が設けられていることを特徴としている。
【００７３】
図１４は、照明色を変化させる構成の第２の例の光源装置の一例を示す図である。図１４を参照すると、この光源装置４０は、紫外光を出射する固体光源５と、回転軸Ｘの周りに回転可能な（モーター４によって回転する）蛍光回転体１とを備えている。図１５は、図１４の光源装置４０に用いられる蛍光回転体１の一例を示す図である。図１５の例では、蛍光回転体１は、基板（例えば、金属基板、あるいは、金属膜などの反射面が設けられた所定基板）上に，紫外光を照射すると赤色、緑色、青色の蛍光をそれぞれ発光する蛍光体層２２ａ，２２ｂ，２２ｃが、蛍光回転体１の回転軸Ｘを中心とした同心円状の帯状蛍光体領域として配置されている。
【００７４】
さらに、図１４の光源装置４０では、固体光源５と蛍光回転体１の回転軸Ｘとの距離を可変にする可変手段２６が設けられている。なお、この際、蛍光回転体１としては、図８に示したものに比べて、蛍光体領域２２ｃの幅と蛍光体領域２２ａの幅が、より広く（大きく）とられているものを用いる必要がある。
【００７５】
固体光源５と蛍光回転体１の回転軸Ｘとの距離を可変にする（変化させる）可変手段２６としては、固体光源５が固定されている場合、蛍光回転体１を蛍光回転体１の回転軸Ｘと直交する方向に移動させる移動手段を利用することができる。ここで、移動手段としては、図１６に示すように、モーター２７の回転を直線運動に変えるラックアンドピニオン機構２８を用いた一般的なものが使用可能である。
【００７６】
図１４、図１５、図１６の構成では、固体光源５と蛍光回転体１の回転軸Ｘとの距離を可変手段２６によって変化させることにより、固体光源５から発せられる光の照射スポットの中に入る蛍光回転体１上の各領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃの面積割合が変化することになり、それぞれの領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃから発せられる各色光の混合割合が変化するため、照明色を変えることができる。
【００７７】
より詳細に、赤緑青の３色の混色により白色光を得て、さらに白色光の色を変化させたい場合、固体光源５と蛍光回転体１の回転軸Ｘとの距離を可変手段２６によって可変にすることにより（変化させることにより）、固体光源５から発せられる光の照射スポットの中に入る蛍光回転体１上の緑色蛍光体領域２２ｂの面積割合を固定し、青色蛍光体領域２２ｃと赤色蛍光体領域２２ａの面積割合を変化させて、青味と赤味をコントロールすることができ、基準となる白色に対して、青味を増すように照明色を変化させたり、赤味を増すように照明色を変化させることが可能となる。すなわち、緑色蛍光体領域２２ｂを挟んで両隣に赤色蛍光体領域２２ａおよび青色蛍光体領域２２ｃを配置した蛍光回転体１を利用して、例えば青味を増す場合には紫外光の照射スポットに入る青色蛍光体領域２２ｃの面積を大きくする一方で、赤色蛍光体領域２２ａの面積が小さくなるように、固体光源５と蛍光回転体１の回転軸Ｘとの距離を変化させればよい。青色蛍光体領域２２ｃの照射面積を大きくし、赤色蛍光体領域２２ａの照射面積を小さくすることは、固体光源５と蛍光回転体１の回転軸Ｘとの距離を変化させれば自動的に実現される。このように、基準となる白色に対して、青味を増すように照明色を変化させたり、赤味を増すように照明色を変化させることは、市販の蛍光灯を考えた場合、白色を中心に赤味を増した電球色や青味を増した昼光色を容易に得られることを意味している。
【００７８】
なお、上述の例では、固体光源５に紫外光を出射するものを用い、複数の領域が３つの蛍光体領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃのみから構成されている場合を示したが、固体光源５に可視光（例えば、青色光）を出射するものを用い、蛍光回転体１として、図１７に示すように、青色の励起光により赤色および緑色に発光する２つの蛍光体領域（蛍光体層２２ａ，２２ｂ）と非蛍光体領域５２ｃとが、蛍光回転体１の回転軸Ｘを中心とした同心円状の帯状領域として隣り合いながら塗り分けられて配置されたものを使用できる。なお、この際、蛍光回転体１としては、図９に示したものに比べて、非蛍光体領域５２ｃの幅と蛍光体領域２２ａの幅が、より広く（大きく）とられているものを用いる必要がある。
【００７９】
このように、図１７の蛍光回転体１が用いられる場合も、図１４、図１６の構成において、固体光源５と蛍光回転体１の回転軸Ｘとの距離を可変手段２６によって変化させることにより、照明色を変化させることができる。
【００８０】
すなわち、図１７の蛍光回転体１が用いられる場合には、固体光源５から発せられる光の照射スポットの中に入る蛍光回転体４１上の各領域２２ａ，２２ｂ，５２ｃの面積割合が変化することになり、それぞれの領域２２ａ，２２ｂ，５２ｃから発せられる各色光の混合割合が変化するため、照明色を変えることができる。
【００８１】
より詳細に、赤緑青の３色の混色により白色光を得て、さらに白色光の色を変化させたい場合、固体光源５と蛍光回転体１の回転軸Ｘとの距離を可変手段２６によって可変にすることにより（変化させることにより）、固体光源５から発せられる青色光の照射スポットの中に入る蛍光回転体１上の緑色蛍光体領域２２ｂの面積割合を固定し、非蛍光体領域５２ｃと赤色蛍光体領域２２ａの面積割合を変化させて、青味と赤味をコントロールすることができ、基準となる白色に対して、青味を増すように照明色を変化させたり、赤味を増すように照明色を変化させることが可能となる。すなわち、緑色蛍光体領域２２ｂを挟んで両隣に赤色蛍光体領域２２ａおよび非蛍光体領域５２ｃを配置した図１７の蛍光回転体１を利用して、例えば青味を増す場合には青色光の照射スポットに入る非蛍光体領域５２ｃの面積を大きくする一方で、赤色蛍光体領域２２ａの面積が小さくなるように、固体光源５と蛍光回転体１の回転軸Ｘとの距離を変化させればよい。非蛍光体領域５２ｃの照射面積を大きくし、赤色蛍光体領域２２ａの照射面積を小さくすることは、固体光源５と蛍光回転体１の回転軸Ｘとの距離を変化させれば自動的に実現される。このように、基準となる白色に対して、青味を増すように照明色を変化させたり、赤味を増すように照明色を変化させることは、市販の蛍光灯を考えた場合、白色を中心に赤味を増した電球色や青味を増した昼光色を容易に得られることを意味している。
【００８２】
また、本発明の上述した種々の光源装置を所定のレンズ系などの光学部品と組み合わせることで、高輝度化が可能な照明装置を提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、照明一般などに利用可能である。
【符号の説明】
【００８４】
１、１１ 蛍光回転体
２、１２、２２ 蛍光体層（蛍光体領域）
４２ｃ、５２ｃ 非蛍光体領域
４ モーター
５ 固体光源
６、１６ 基板
１７ 基板の凹部
１７ａ 凹部の側壁
２６ 可変手段
１０、２０、３０、４０ 光源装置
【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発光する固体光源と、回転軸の周りに回転可能な反射型の蛍光回転体とを有し、該反射型の蛍光回転体は、前記固体光源からの励起光により励起され前記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層と、光反射性を有する基板とを備え、前記蛍光体層には、ガラス中に蛍光体粉末を分散させたものが用い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、前記基板は、前記固体光源側の面に凹部を有し、前記蛍光体層は、前記基板の前記凹部に設けられていることを特徴とする光源装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光源において、前記基板の前記凹部の側面は、傾斜面となっ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において、前記反射型の蛍光回転体には、前記蛍光体層として複数の蛍光体層が設けられ、前記蛍光回転体の回転軸を中心としてある半径で円弧を描くとき、前記複数の蛍光体層に対応した複数の蛍光体領域に対応する前記円弧上の長さの比率が前記半径に依存して変化するように前記複数の蛍光体領域が配置されており、前記固体光源と前記蛍光回転体の回転軸との距離を可変にする可変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５】
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において、前記反射型の蛍光回転体には、前記蛍光体層として少なくとも１つの蛍光体層が設けられ、前記蛍光回転体の回転軸を中心としてある半径で円弧を描くとき、前記少なくとも１つの蛍光体層に対応した少なくとも１つの蛍光体領域、および、蛍光体層が設けられていない非蛍光体領域に対応する前記円弧上の長さの比率が前記半径に依存して変化するように前記少なくとも１つの蛍光体領域および非蛍光体領域が配置されており、前記固体光源と前記蛍光回転体の回転軸との距離を可変にする可変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６】
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において、前記反射型の蛍光回転体には、前記蛍光体層として複数の蛍光体層が設けられ、前記複数の蛍光体層に対応した複数の蛍光体領域が、前記蛍光回転体の回転軸を中心とした同心円状の帯状のものであり、前記固体光源と前記蛍光回転体の回転軸との距離を可変にする可変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７】
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において、前記反射型の蛍光回転体には、前記蛍光体層として少なくとも１つの蛍光体層が設けられ、前記少なくとも１つの蛍光体層に対応した少なくとも１つの蛍光体領域、および、蛍光体層が設けられていない非蛍光体領域が、前記蛍光回転体の回転軸を中心とした同心円状の帯状のものであり、前記固体光源と前記蛍光回転体の回転軸との距離を可変にする可変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８】
請求項１乃至請求項７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。
【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発光する固体光源と、回転軸の周りに回転可能な反射型の蛍光回転体とを有し、該反射型の蛍光回転体は、前記固体光源からの励起光により励起され前記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層と、光反射性を有する基板とを備え、前記蛍光体層には、ガラス中に蛍光体粉末を分散させたものが用い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、前記基板は、前記固体光源側の面に凹部を有し、前記蛍光体層は、前記基板の前記凹部に設けられていることを特徴とする光源装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光源において、前記基板の前記凹部の側面は、傾斜面となっ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において、前記反射型の蛍光回転体には、前記蛍光体層として複数の蛍光体層が設けられ、前記蛍光回転体の回転軸を中心としてある半径で円弧を描くとき、前記複数の蛍光体層に対応した複数の蛍光体領域に対応する前記円弧上の長さの比率が前記半径に依存して変化するように前記複数の蛍光体領域が配置されており、前記固体光源と前記蛍光回転体の回転軸との距離を可変にする可変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５】
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において、前記反射型の蛍光回転体には、前記蛍光体層として少なくとも１つの蛍光体層が設けられ、前記蛍光回転体の回転軸を中心としてある半径で円弧を描くとき、前記少なくとも１つの蛍光体層に対応した少なくとも１つの蛍光体領域、および、蛍光体層が設けられていない非蛍光体領域に対応する前記円弧上の長さの比率が前記半径に依存して変化するように前記少なくとも１つの蛍光体領域および非蛍光体領域が配置されており、前記固体光源と前記蛍光回転体の回転軸との距離を可変にする可変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６】
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において、前記反射型の蛍光回転体には、前記蛍光体層として複数の蛍光体層が設けられ、前記複数の蛍光体層に対応した複数の蛍光体領域が、前記蛍光回転体の回転軸を中心とした同心円状の帯状のものであり、前記固体光源と前記蛍光回転体の回転軸との距離を可変にする可変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７】
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において、前記反射型の蛍光回転体には、前記蛍光体層として少なくとも１つの蛍光体層が設けられ、前記少なくとも１つの蛍光体層に対応した少なくとも１つの蛍光体領域、および、蛍光体層が設けられていない非蛍光体領域が、前記蛍光回転体の回転軸を中心とした同心円状の帯状のものであり、前記固体光源と前記蛍光回転体の回転軸との距離を可変にする可変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８】
請求項１乃至請求項７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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１１−１２９４０６（Ｐ２０１１−１２９４０６Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８７５５９（Ｐ２００９−２８７５５９）
【出願日】平成２１年１２月１８日（２００９．１２．１８）
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１８日（２００９．１２．１８）
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
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