JP7526966B2 - 発光装置及びそれを用いた電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、発光装置及びそれを用いた電子機器に関する。

従来より、固体発光素子と蛍光体とを組み合わせてなり、近赤外の光成分を含む出力光を放つ発光装置が知られている（特許文献１参照）。

特許文献１は、ハロゲンランプ等の代替として利用する産業機器用の発光素子を開示している。具体的には、当該発光素子は、３８０～５００ｎｍに単一のピーク波長を有する励起光を発するＬＥＤ素子と、励起光が入射されて、励起光よりも長波長の蛍光を発する蛍光体と、励起光と蛍光とが重ね合わされてなる出射光を出射する光取り出し面とを備える。そして、出射光は、少なくとも励起光のピーク波長以上１０５０ｎｍ以下の範囲にわたる発光を示し、且つ、少なくとも励起光のピーク波長から１０５０ｎｍまでの範囲内において、全て１０５０ｎｍでの発光強度以上の発光強度を示す。

特開２０１９－２０４８３１号公報

しかしながら、固体発光素子と蛍光体を組み合わせてなり、近赤外と可視の光成分を同時に放つ従来の発光装置は、ハロゲンランプ装置の代替目的で開発が進められている。そのため、出力光の分光分布の幅が広く、例えば、波長４２０ｎｍ付近から１０００ｎｍ付近までの幅広い範囲に、出力光の光エネルギーが分散されている。

ここで、検査などに必要とされる波長成分は検査対象や目的ごとに異なり、最小限必要とされる波長は限定される。それにも関わらず、従来の発光装置の出力光は広帯域性の分光分布を持つため、不要な波長成分が多く、出力光の光成分が有効活用されない問題があった。また、当該出力光は、必要とする波長の光強度が小さくなるため、発光装置の小型高出力化及び高効率化が困難であった。

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、特定波長の可視光成分及び近赤外光成分の高出力化に有利な発光装置、及び当該発光装置を用いた電子機器を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第一の態様に係る発光装置は、固体発光素子と蛍光体とを備え、出力光を放つ発光装置である。出力光の分光分布は、蛍光体が放つ蛍光に由来する第一の光成分及び第二の光成分を有し、かつ、第一の光成分と第二の光成分との間に第一の極小値を有する。第一の光成分は、５６０ｎｍ以上７００ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を持つ蛍光成分である。第二の光成分は、７００ｎｍ以上２５００ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を持つ蛍光成分である。第二の光成分の強度最大値は、第一の光成分の強度最大値よりも大きい。第一の極小値は、第二の光成分の強度最大値の５０％未満である。

本発明の第二の態様に係る電子機器は、上述の発光装置を備える。

図１は、本実施形態の発光装置が放つ出力光の分光分布の一例を示すグラフである。 図２は、本実施形態に係る発光装置の構成の一例を示す概略図である。 図３は、本実施形態に係る発光装置の構成の他の例を示す概略図である。 図４は、本実施形態に係る発光装置の構成の他の例を示す概略図である。 図５は、本実施形態に係る発光装置の構成の他の例を示す概略図である。 図６は、本実施形態に係る電子機器の構成の一例を示す概略図である。 図７は、本実施形態に係る電子機器の構成の他の例を示す概略図である。 図８は、実施例２～４の発光装置が放つ出力光の分光分布を示すグラフである。 図９は、実施例５～８の発光装置が放つ出力光の分光分布を示すグラフである。

以下、図面を参照して本実施形態に係る発光装置、及び当該発光装置を用いた電子機器について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。

［発光装置］
本実施形態の発光装置は、固体発光素子３と蛍光体（第一の蛍光体１、第二の蛍光体２）とを少なくとも組み合わせてなり、出力光４を放つ発光装置である。そして、発光装置は、例えば、図１に示すような分光分布を持つ出力光４を放つ。

（発光装置の出力光）
本実施形態の発光装置が放つ出力光４の分光分布は、図１に示すように、少なくとも、蛍光体の蛍光に由来する第一の光成分５及び第二の光成分６を持つ。さらに、出力光４の分光分布は、第一の光成分５と第二の光成分６との間に第一の極小値８、つまり谷部を持つ。図１から明らかなように、第一の光成分５と第二の光成分６は、互いに色調が異なる光成分となる。

そして、第一の光成分５は、波長３８０ｎｍ以上７００ｎｍ未満、好ましくは波長４５０ｎｍ以上７００ｎｍ未満、より好ましくは波長５００ｎｍ以上６６０ｎｍ未満の範囲内に強度最大値を持つ蛍光成分（可視の光成分）である。また、第二の光成分６は、波長７００ｎｍ以上２５００ｎｍ未満、好ましくは波長７５０ｎｍ以上１８００ｎｍ未満の範囲内に強度最大値を持つ蛍光成分（近赤外の光成分）である。

さらに、第一の光成分が強度最大値をとる波長は、５６０ｎｍ以上であることが好ましく、５７５ｎｍ以上であることがより好ましく、５９０ｎｍ以上であることがさらに好ましい。また、第二の光成分６の強度最大値は、第一の光成分５の強度最大値よりも大きいことが好ましい。さらに、第一の極小値８は、第二の光成分６の強度最大値の５０％未満であることが好ましく、３０％未満であることがより好ましい。

なお、出力光４の波長範囲、つまり第二の光成分６に係る波長範囲の最長波長は、８００ｎｍ、９００ｎｍ、１０００ｎｍ、１２００ｎｍ又は１５００ｎｍとすることができる。

出力光４がこのような分光分布を持つ場合、可視の光成分と近赤外の光成分とが、各々、第一の光成分５と第二の光成分６として明確に分離され、さらに近赤外の光成分の強度が高くなる。そのため、この発光装置は、主目的で使用する光成分を近赤外光とし、補助的な目的で使用する光成分を可視光として使い分ける用途に好都合である。さらに、当該発光装置は、電光変換効率や光の使用効率がよい照明設計を容易に行うことができる。

また、発光装置は蛍光体を使用するので、分光分布の制御が比較的容易となる。さらに、少なくとも近赤外の波長範囲における光成分は、赤外線ＬＥＤが放つ赤外線のような極端な狭帯域性とはならず、従来のＬＥＤ光源のような超広帯域性ともならず、程よい帯域幅を持つものになる。そのため、この発光装置は、検査装置で求められる過不足の無い帯域幅を持つ近赤外光を得る上で有利となる。

ここで、量子型の光検出器、例えばＣＭＯＳセンサーの光検出感度は、５００ｎｍ付近から長波長になるにつれて低下する。このため、発光装置と当該光検出器とを組み合わせてなる検査装置及び監視装置において、出力光４を用いることにより、可視域と近赤外域の検知水準を揃えることが可能となる。つまり、可視域と近赤外域の検知水準は、光検出器の感度と発光装置の出力光強度との積によって決定される。そのため、５００ｎｍを超える波長範囲において、第一の光成分５の強度最大値よりも第二の光成分６の強度最大値の方が大きい分光分布とすることにより、上記検知水準を揃えることが可能となる。

発光装置において、第二の光成分６の分光分布、つまり第一の極小値８の波長よりも長波長側の分光分布は、波長１０ｎｍごとの分光強度をヒストグラムで表示したときに、単峰型となることが好ましい。ここで、本明細書において、「単峰型」とは、ヒストグラムの山が一つとなる分布状態をいう。この理解を促す目的で、図１には、関連する波長範囲のデータをヒストグラムでも表示した。第二の光成分６を単峰型にすることで、近赤外の光成分が特定の波長範囲に集中するため、近赤外光の高出力化や高効率化に有利な発光装置となる。

第二の光成分６において、強度最大値の５０％の強度をとる長波長側の波長と低波長側の波長との間の波長差は、５０ｎｍ以上２００ｎｍ未満であることが好ましく、５０ｎｍ以上１５０ｎｍ未満であることがより好ましい。第二の光成分６をこのような比較的狭い帯域幅にすることで、近赤外の光成分が、特定の波長範囲に集中する。そのため、特定波長の近赤外光の高出力化や高効率化に有利な発光装置となる。

一方、第一の光成分５の分光分布は、波長１０ｎｍごとの分光強度をヒストグラムで表示したときに、単峰型となることが好ましい。また、第一の光成分５において、強度最大値の６０％の強度をとる長波長側の波長と低波長側の波長との間の波長差は、５０ｎｍ以上２００ｎｍ未満であることが好ましく、５０ｎｍ以上１５０ｎｍ未満であることがより好ましい。第一の光成分５をこのような分光分布にすると、可視の光成分が、特定の波長範囲に集中する。そのため、補助的な目的で使用する可視光の高出力化や高効率化に有利な発光装置となる。

特に、第一の光成分５と第二の光成分６の両方が、上記したような単峰型となる形態及びスペクトル幅が狭くなる形態となることが好ましい。これにより、出力光４を構成する可視の光成分と近赤外の光成分の両方が、特定の波長範囲に集中するため、高出力化や高効率化にいっそう有利な発光装置となる。

このように、本実施形態の発光装置は、検査対象物を可視光と近赤外光の複眼で見ることができるだけでなく、検査対象物に適する可視光と近赤外光を過不足無く放射することができる。そのため、当該発光装置を用いることにより、近赤外線だけでは識別が困難な異物を、非破壊で検知することができる。また、異物検査装置や、それに使用する光源の小型化、高感度化、高効率化に有利で、顧客要望への対応も容易な発光装置となる。

本実施形態の発光装置において、出力光４の分光分布は、固体発光素子３が放つ光（一次光３Ｂ）に由来する第三の光成分７をさらに有してもよい。そして、第三の光成分７は、紫外光又は可視光の波長範囲内の光成分とすることができる。具体的には、第三の光成分７は、３５０ｎｍ以上６６０ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を持つ光成分とすることができる。また、第三の光成分７は、波長４０５ｎｍ以上６００ｎｍ未満、好ましくは４３５ｎｍ以上５４０ｎｍ未満、特に好ましくは４３５ｎｍ以上４８０ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を持つ可視の光成分とすることができる。この場合、出力光４の分光分布は、第一の光成分５と第三の光成分７の間に第二の極小値９を持つようになる。そのため、第一の極小値８と第二の極小値９の間の分光分布が、１０ｎｍごとの分光強度をヒストグラムで表示したときに、単峰型となる。

なお、第三の光成分７は、４４０ｎｍ以上４７０ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を持つことが特に好ましい。このようにすると、市販の青色発光ダイオード（青色ＬＥＤ）や青色レーザーダイオード（青色ＬＤ）などをそのまま使用できるので、迅速な商品開発や工業生産に有利な発光装置となる。

出力光４の分光分布は、６５０ｎｍ以上８００ｎｍ未満の波長範囲内に第一の極小値８を持つことが好ましく、７００ｎｍ±５０ｎｍの波長範囲内に第一の極小値８を持つことがより好ましい。そして、第一の極小値８は、３８０ｎｍ以上２５００ｎｍ以下の波長範囲内の分光分布における強度最大値の５０％未満であることが好ましく、３８０ｎｍ以上９６０ｎｍ以下の波長範囲内の分光分布における強度最大値の５０％未満であることがより好ましい。このようにすると、可視の光成分を主体にしてなる第一の光成分５と、近赤外の光成分を持つ第二の光成分６との干渉が減少する。そのため、波長７００ｎｍ付近を境界として、可視光と近赤外光が、ある程度分離された分光分布になる。その結果、近赤外光を検知する検出器のＳ／Ｎ比（シグナル／ノイズ比）の向上に有利な発光装置となる。

第一の極小値８及び第二の極小値９は、第二の光成分６の強度最大値の５０％未満であることが好ましく、３０％未満であることがより好ましい。加えて、第二の光成分６において、強度最大値の５０％の強度をとる長波長側の波長と低波長側の波長との間の波長差は、５０ｎｍ以上２００ｎｍ未満であることが好ましく、５０ｎｍ以上１５０ｎｍ未満であることがより好ましい。このようにすると、近赤外の光成分だけでなく可視の光成分も程よい帯域幅を持つものになる。そのため、異物検査装置に用いることができ、電光変換のエネルギー効率が良好な発光装置となる。

第一の光成分５は、５７０ｎｍ以上６５０ｎｍ未満の波長範囲に強度最大値を持つことが好ましく、５８０ｎｍ以上６２０ｎｍ未満の波長範囲に強度最大値を持つことがより好ましい。このようにすると、出力光４において、可視光成分が、黄～橙～赤の光成分になる。そのため、黄～橙～赤の光成分を反射しやすく、近赤外線だけで検知することが困難であり、さらに茶色である有機性の異物を、検知することが可能な発光装置となる。なお、このような有機性の異物としては、茶髪、枯葉、枯草などがある。

第一の光成分５は、Ｃｅ^３＋又はＥｕ^２＋で賦活された蛍光体が放つ蛍光に由来することが好ましい。このような蛍光体は、高密度励起下でも蛍光出力飽和しにくい短残光性の光物性を示すので、波長変換効率が高く、高出力化に有利な発光装置となる。また、市販のＬＥＤ照明用の蛍光体をそのまま使用できるので、迅速な商品開発や工業生産に有利な発光装置にもなる。

第一の光成分５は、５７０ｎｍ以上６５０ｎｍ未満の波長範囲に強度最大値を持つ蛍光成分を含むことが好ましい。さらに、当該蛍光成分は、Ｃｅ^３＋で賦活され、かつ、ガーネット型の結晶構造を持つ第一の蛍光体１に由来することが好ましい。また、第二の光成分６は、４５０ｎｍ以上５２０ｎｍ未満の波長範囲内に励起ピークを持つ第二の蛍光体２の蛍光成分に由来することが好ましい。このようにすると、第一の蛍光体１が放つ蛍光成分のうち、短波長側に位置する青緑色の光成分が第二の蛍光体２に吸収され、長波長側に位置する黄緑～橙の光成分が第二の蛍光体２に吸収され難くなる。その結果、第一の蛍光体１が放つ蛍光成分が長波長シフトするため、茶色の異物の検知に有利な発光装置となる。

また、第一の光成分５は、６００ｎｍ以上６６０ｎｍ未満の波長範囲に強度最大値を持つ蛍光成分を含むことが好ましい。さらに、当該蛍光成分は、Ｅｕ^２＋で賦活された窒化物又は酸窒化物からなる第一の蛍光体１に由来することが好ましい。また、第二の光成分６は、６００ｎｍ以上７５０ｎｍ未満の波長範囲内に励起ピークを持つ第二の蛍光体２の蛍光成分に由来することが好ましい。このようにすると、第一の蛍光体１が放つ蛍光成分のうち、長波長側に位置する赤～深赤色の光成分が、第二の蛍光体２に吸収され、短波長側に位置する黄緑～橙の光成分が、第二の蛍光体２に吸収され難くなる。その結果、茶色の異物の検知に有利な発光装置となる。

なお、第一の光成分５は、少なくとも一種類の第一の蛍光体１に由来するものであればよい。そのため、第一の蛍光体１は、一種類の蛍光体のみで構成されてもよく、複数種類の蛍光体で構成されてもよい。

また、第一の光成分５は、固体発光素子と蛍光体とを組み合わせてなる波長変換型発光素子が放つ光成分の少なくとも一部からなることが好ましい。また、出力光４において、第一の光成分５と第三の光成分７の両方が、波長変換型発光素子が放つ光成分とすることも好ましい。このようにすると、市販の白色ＬＥＤ光源をそのまま使用できるので、迅速な商品開発や工業生産に有利な発光装置となる。

ここで、第二の光成分６は、Ｃｒ^３＋で賦活された蛍光体が放つ蛍光に由来することが好ましい。また、第二の光成分６は、ガーネット型の結晶構造を持つ蛍光体が放つ蛍光に由来することが好ましい。Ｃｒ^３＋で賦活された蛍光体は、可視光、特に青色光又は赤色光を吸収して近赤外の蛍光に変換する性質を持たせやすい。このため、青色ＬＥＤを備える波長変換型発光素子が放つ青色光、及び赤色蛍光体を備える波長変換型発光素子が放つ赤色光を励起光として使用できることから、発光装置の製造が容易となる。また、Ｃｒ^３＋で賦活することにより、４５０ｎｍ以上５２０ｎｍ未満の波長範囲内に励起ピークを持つ蛍光体、又は６００ｎｍ以上７５０ｎｍ未満の波長範囲内に励起ピークを持つ蛍光体にすることも容易となる。さらに、賦活剤を添加する蛍光体の母体の種類によって、光吸収ピーク波長や蛍光ピーク波長を変えること、すなわち、励起スペクトル形状や蛍光スペクトル形状を変えることも容易となる。そのため、出力する近赤外の光成分の分光分布を容易に制御することが可能となる。

なお、近赤外光を検出器で検知して、検出器の検知信号をフーリエ変換して使用する場合、第二の光成分６の分光分布は正規分布を持つか、これに近い分光分布を持つことが好ましい。そのため、第二の光成分６の分光分布は、７００ｎｍ以上の長波長範囲において、強度が急激に変化しないことが好ましい。また、第二の光成分６の分光分布は、少なくとも７００ｎｍ以上８５０ｎｍ未満の波長範囲内において、強度が急激に変化しないことがより好ましい。具体的には、第二の光成分６の分光分布は、７００ｎｍ以上の長波長範囲において、±８％／ｎｍを超えて変化しないことが好ましく、±３％／ｎｍを超えて変化しないことがより好ましい。また、第二の光成分６の分光分布は、少なくとも７００ｎｍ以上８５０ｎｍ未満の波長範囲内において、±８％／ｎｍを超えて変化しないことが好ましく、±３％／ｎｍを超えて変化しないことがより好ましい。

なお、正規分布に近くなる分光分布を数値で示すと、次のようになる。第二の光成分６において、強度最大値を示す波長をλ_Ｐとし、強度が当該強度最大値の半分となる短波長側と長波長側の波長を、各々λ_Ｓとλ_Ｌとする。このとき、λ_Ｐ、λ_Ｓ及びλ_Ｌが、１≦（λ_Ｌ－λ_Ｐ）／（λ_Ｐ－λ_Ｓ）＜２．０、好ましくは１≦（λ_Ｌ－λ_Ｐ）／（λ_Ｐ－λ_Ｓ）＜１．８を満足する。これにより、フーリエ変換後の偽信号の生成を抑制し、品質が優れる検知信号を検出器に検知させることが可能となる。

第一の光成分５及び第三の光成分７の少なくとも一方は、波長５１０ｎｍ以上６００ｎｍ未満の青緑～緑～黄～橙色の光を持つことが好ましく、波長５３０ｎｍ以上５８０ｎｍ未満の緑～黄色の光を持つことがより好ましい。また、第一の光成分５及び第三の光成分７の少なくとも一方は、波長５４５ｎｍ以上５６５ｎｍ未満の緑色の光を持つことがさらに好ましい。このような第一の光成分５及び第三の光成分７は、人の目が光を感じ取る強さが大きい。そのため、人の目で被照射物を視認しやすい出力光４となる。

第一の光成分５と第三の光成分７の少なくとも一方は、波長４６０ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の青～青緑～緑の光を持つことが好ましく、波長４８０ｎｍ以上５３０ｎｍ未満の青緑～緑の光を持つことがより好ましい。また、第一の光成分５と第三の光成分７の少なくとも一方は、波長４９０ｎｍ以上５２０ｎｍ未満の青緑～緑色の光を持つことがさらに好ましい。このような第一の光成分５及び第三の光成分７は、光量が小さい暗所視において、人の目が光を感じ取る強さが大きい。そのため、暗闇の中などで被照射物を視認しやすい出力光４となる。

第一の光成分５と第三の光成分７の少なくとも一方は、波長６１０ｎｍ以上６７０ｎｍ未満の光を持つことが好ましく、波長６３０ｎｍ以上６６０ｎｍ未満の赤色の光を持つことがより好ましい。このような第一の光成分５及び第三の光成分７は、被照射物の肌色を美しく見せたり、色鮮やかに見せたりする。そのため、照らされた人の顔や肌の見え方、赤みを持つ食肉や果物の見栄えをよくする出力光４となる。

第二の光成分６は、波長８５０ｎｍを起点として長波長になるにつれて強度が低下することが好ましい。具体的には、第二の光成分６は、波長１０００ｎｍにおける蛍光強度が、波長８５０ｎｍの蛍光強度の１０％未満であることが好ましい。また、起点とする波長は８５０ｎｍよりも短いことが好ましく、例えば８００ｎｍとすることが好ましい。この場合、第二の光成分６は、波長１０００ｎｍにおける蛍光強度が、波長８００ｎｍにおける蛍光強度の１０％未満にすることが好ましい。また、第二の光成分６は、波長９５０ｎｍにおける蛍光強度が、波長８００ｎｍにおける蛍光強度の１０％未満にすることも好ましい。このようにすると、熱線として機能しやすい長波長側の近赤外線や中赤外線の割合が減少する。そのため、食品類など、熱によって悪影響を受けやすい物を検査する用途に有利な発光装置となる。

出力光４の分光分布は、第一の光成分５と第二の光成分６の間に第一の極小値８を持ち、第一の極小値８は第二の光成分６の強度最大値の５０％を下回ることが好ましい。さらに、第二の光成分６は、強度最大値の５０％となる強度をとる長波長側の波長と低波長側の波長との間の波長差が、７０ｎｍを超えることが好ましく、１００ｎｍを超えることがより好ましい。このようにすると、可視の光成分と近赤外の光成分とが分離され、近赤外光を広い波長範囲に亘って持つ出力光４となる。そのため、近赤外光の吸収波長が異なるか、周囲環境によって変動しやすい物の検査や評価に有利な発光装置となる。

第一の光成分５と第二の光成分６と第三の光成分７とを混合した光は、青色光成分と、青緑～緑～黄色光成分と、赤色光成分とを含むこともできる。青色光成分は、波長４３５ｎｍ以上４８０ｎｍ未満の範囲内の光成分であり、当該波長範囲内に強度最大値を持つ光成分であることが好ましい。青緑～緑～黄色光成分は、波長５００ｎｍ以上５８０ｎｍ未満の範囲内の光成分であり、当該波長範囲内に強度最大値を持つ光成分であることが好ましい。赤色光成分は、波長６００ｎｍ以上７００ｎｍ未満の範囲内の光成分であり、当該波長範囲内に強度最大値を持つ光成分であることが好ましい。これにより、出力光４は、光の三原色となる青と緑と赤の光成分を含むものになり、演色性が高い可視光を出力できる発光装置となる。そのため、被照射物をありのままのように見せることに有利な発光装置となる。また、光の三原色（青、緑、赤）及び近赤外の光成分を多く放つものになるので、ＲＧＢ－ＮＩＲイメージングと呼ばれるイメージング技術との適合性がよい発光装置となる。

第三の光成分７は、固体発光素子３が放つ一次光３Ｂに由来する、４３５ｎｍ以上４８０ｎｍ未満、好ましくは４４０ｎｍ以上４７０ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を持つ青色光成分とすることができる。このような第三の光成分７は、青色光を放つ発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザーダイオード（ＬＤ）を使用して容易に得ることができる。そのため、商品開発や工業生産に有利な発光装置となる。

第一の光成分５は、第三の光成分７を第一の蛍光体１で波長変換した光（第一の波長変換光１Ｂ）であることが好ましい。このようにすると、第一の蛍光体１による光吸収と蛍光放出とのエネルギー差（ストークスシフト）が小さくなる。そのため、波長変換に伴い生じるエネルギー損失によって第一の蛍光体１が発熱し、当該蛍光体の温度上昇によって消光する現象（温度消光）を抑制することができる。したがって、第一の光成分５を、高い光子変換効率で出力することができる発光装置となる。

同様に、第二の光成分６は、第一の光成分５を第二の蛍光体２で波長変換した光（第二の波長変換光２Ｂ）であることが好ましい。このようにすると、第二の蛍光体２による光吸収と蛍光放出のエネルギー差を小さくなるので、第二の蛍光体２の温度消光を抑制することができる。したがって、第二の光成分６を、高い光子変換効率で出力することができる発光装置となる。

なお、出力光４は、波長７００ｎｍ未満の光成分におけるエネルギー強度の積分値が、波長７００ｎｍ以上の光成分におけるエネルギー強度の積分値の半分未満であることが好ましく、１／３未満であることがより好ましい。このようにすると、近赤外光を含む光成分のエネルギー強度が、可視光の光成分のエネルギー強度よりも大きくなる。そのため、高精度の非破壊検査、微小物の非破壊検査、広域の非破壊検査、大きな物又は厚みを持つ物の非破壊検査などに適し、必要に応じて、被照射物の表面状態などを人の目で確認することが可能となる。また、可視光成分の割合が小さな出力光４を放つ発光装置となるので、出力光４の眩しさを緩和する上で有利な発光装置にもなる。

本実施形態の発光装置において、出力光４は白色を呈することができる。例えば、第一の光成分５、第二の光成分６及び第三の光成分７が加法混色によって白色光を生成するように、光成分を選択することができる。このようにすると、発光装置は、自然光に近い色調の光と高出力の近赤外線とを同時に放つものになり、一般照明と産業用照明とを兼ねるものになる。そのため、自然に近い見え方の下で、被照射物の状態を検知する検知装置、被照射物の内部構造及び欠陥を検査する検査装置に適する発光装置となる。

本実施形態において、出力光４は、相関色温度が２６００Ｋ以上１２０００Ｋ未満であることが好ましく、３０００Ｋ以上８０００Ｋ未満であることがより好ましい。これにより、自然光に近い色調の可視光と近赤外光とを同時に放つものになり、人の目による見え方が重視される一般照明と、電子機器のセンサーによる見え方が重視される産業用照明とを兼ね備えることができる。そのため、自然に近い見え方の下で、被照射物の状態などを検知する検知装置、被照射物の内部構造及び欠陥などを検査する検査装置に適する発光装置となる。なお、相関色温度が低い光は電球が放つ光に近い光色になり、相関色温度が高い光は昼間の太陽光に近い光色になる。

出力光４は、平均演色評価数（Ｒａ）が８０以上１００未満であることが好ましい。これにより、青果物、食肉、鮮魚などの見た目を、高演色性の光によって、鮮度感があふれる良好なものにすることができる。一方で、これらを照らした近赤外の反射光又は透過光の検出によって、これらの内部の傷み具合や鮮度などを評価することができる。このため、売り場に陳列した商品の傷み具合を第三者に悟られること無く把握して、傷みが認められる商品を売り場などから早めに取り去ることができる。また、人の顔や肌、体内の臓器などを、高演色性の光によって美しく見せることができる。一方で、これらを照らした近赤外の反射光又は透過光の検出によって、人の健康状態や疾病などを評価することができる。なお、平均演色評価数が小さい光は高光束化に有利な光になり、平均演色評価数が大きい光は自然光に近い光になる。

このように、本実施形態の発光装置は、自然光で照らされたときと遜色のない空間の見え方をする中で、人に悟られること無く、近赤外の光によって、被照射物の状態の監視や計測を行うことができる。

白色を呈する出力光４は、４４０ｎｍ以上６６０ｎｍ未満、好ましくは４３０ｎｍ以上９００ｎｍ未満の波長範囲の全域において、分光強度を持つことが好ましい。つまり、出力光４は、上記の波長範囲において、強度がゼロとなる波長成分がない分光分布とすることが好ましい。このような出力光４は、波長が異なる多くの光で対象物を照らすことができ、その光が短波長の可視（紫青）から近赤外に亘る。そのため、波長によって異なる反射光を撮影して集約し、被照射物の特徴を可視化するハイパースペクトルイメージングに有利な発光装置となる。

出力光４の分光分布は、波長７００ｎｍ以上の長波長の光成分の強度が最大値を示すことが好ましい。特に、出力光４の分光分布は、波長７００ｎｍ以上の光成分の強度最大値が、波長３８０ｎｍ以上７００ｎｍ未満の光成分の強度最大値の１．５倍を超えることが好ましく、２倍を超えることがより好ましく、３倍を超えることがさらに好ましい。また、出力光４の分光分布において、３８０ｎｍ以上７００ｎｍ未満の波長範囲内の光成分の強度最大値は、波長７００ｎｍ以上の光成分の強度最大値の５０％未満であることが好ましく、３０％未満であることがより好ましく、１０％未満であることがさらに好ましい。このように、近赤外の光成分への変換効率が高いことにより、近赤外の光成分割合が多い発光装置となる。

なお、出力光４の分光分布は、波長３８０ｎｍ未満の紫外域の光成分を実質に含まないことが好ましい。これにより、投入電力を可視光と赤外光にのみ変換でき、可視光と赤外光へのエネルギー変換効率が高い発光装置となる。

出力光４の分光分布は、第二の光成分６として示すような、Ｃｒ^３＋イオンの^４Ｔ_２→^４Ａ_２の電子エネルギー遷移に由来するブロードな蛍光成分を持つことが好ましい。そして、当該蛍光成分は、７００ｎｍ以上の波長範囲に蛍光ピークを持つことが好ましい。これにより、広い波長範囲に亘って近赤外光成分を放つものになり、ハイパースペクトルイメージングに適する発光装置となる。

出力光４の分光分布は、少なくとも４１０ｎｍ以上７００ｎｍ未満、好ましくは３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ未満の可視の波長範囲の全域に亘って光成分を持つことが好ましい。これにより、被照射物が人の目で視認できるようになるだけでなく、スペクトルイメージングに使用できる光成分を、可視域の全波長範囲に亘って持つことができる。

なお、後述するように、発光装置において、固体発光素子３と第一の波長変換体１Ａは、これらを組み合わせて、波長変換型発光素子とすることができる。そして、相関色温度が２６００Ｋ以上１２０００Ｋ未満の光を放つ波長変換型発光素子は、白色ＬＥＤとして、様々な仕様や形態の製品が市場に数多く出回っている。そのため、波長変換型発光素子を用いることにより、顧客の要望に対して、設計から商品開発、工業生産に至るまでの過程を、少ない工数で迅速に対応することができる。

（発光装置の構成）
図２～図５は、本実施形態に係る発光装置１０の構成を示している。図２は、固体発光素子３、第一の波長変換体１Ａ及び第二の波長変換体２Ａを、それぞれ一つ使用した発光装置１０Ａを示す。図３は、固体発光素子３と第一の波長変換体１Ａを組み合わせた第一の波長変換型発光素子を複数使用し、さらに一つの第二の波長変換体２Ａを使用した発光装置１０Ｂを示す。図４は、複数の固体発光素子３と第一の波長変換体１Ａ及び第二の波長変換体２Ａを一つずつ組み合わせた発光装置１０Ｃを示す。図５は、固体発光素子３と第一の波長変換体１Ａを組み合わせた第一の波長変換型発光素子と、固体発光素子３と第二の波長変換体２Ａを組み合わせた第二の波長変換型発光素子を使用した発光装置１０Ｄを示す。なお、図２～図５では、発光装置の構成要素となる電源等は省略している。

図２～図５に示すように、発光装置１０は、固体発光素子３と、第一の蛍光体１を含む第一の波長変換体１Ａと、第二の蛍光体２を含む第二の波長変換体２Ａとを備え、出力光４を放つ発光装置である。なお、発光装置１０は、第一の波長変換体１Ａ又は第二の波長変換体２Ａの少なくとも一方が、第一の蛍光体と第二の蛍光体を両方とも含む波長変換体であってもよい。

発光装置１０において、固体発光素子３は一次光３Ｂを放つ。第一の波長変換体１Ａは、一次光３Ｂの少なくとも一部を吸収して、３８０ｎｍ以上７００ｎｍ未満の可視の波長範囲内に蛍光ピークを持つ第一の波長変換光１Ｂに変換する。第二の波長変換体２Ａは、一次光３Ｂ及び第一の波長変換光１Ｂの少なくとも一方の一部を吸収して、第二の波長変換光２Ｂに変換する。第二の波長変換光２Ｂは、７００ｎｍ、好ましくは７５０ｎｍを超える波長範囲に蛍光ピークを持つ。さらに、第二の波長変換光２Ｂは、７００ｎｍ以上２５００ｎｍ未満、好ましくは７８０ｎｍ以上１０００ｎｍ未満の波長範囲内の近赤外光成分を持つ。このような装置構成にすると、第一の波長変換光１Ｂに由来する第一の光成分５と、第二の波長変換光２Ｂに由来する第二の光成分６と、一次光３Ｂに由来する第三の光成分７とを含む出力光４を放つことができる。

発光装置１０は、図２～図４に示すような、透過形の構成とすることができる。具体的には、第一の波長変換体１Ａは、正面１Ａａで一次光３Ｂを受光し、背面１Ａｂから一次光３Ｂ及び第一の波長変換光１Ｂを放射する。さらに、第二の波長変換体２Ａは、正面２Ａａで一次光３Ｂ及び第一の波長変換光１Ｂを受光し、背面２Ａｂから一次光３Ｂ、第一の波長変換光１Ｂ及び第二の波長変換光２Ｂを放射する。この構成では、第一の波長変換光１Ｂ、第二の波長変換光２Ｂ及び一次光３Ｂの混合光を、発光装置における共通の出力面から出力する。

具体的には、発光装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃにおいて、固体発光素子３が放つ一次光３Ｂは、第一の波長変換体１Ａと第二の波長変換体２Ａの両方に照射される。このため、第一の波長変換体１Ａと第二の波長変換体２Ａは、一次光３Ｂと第一の波長変換光１Ｂの両方を透過する構造にすることが好ましい。つまり、一次光３Ｂと第一の波長変換光１Ｂの両方が、第一の波長変換体１Ａと第二の波長変換体２Ａを透過し、第二の波長変換光２Ｂと共に発光装置から出力し得る構造にすることが好ましい。これにより、出力光４を放つ光出力面が、第一の波長変換体１Ａ及び第二の波長変換体２Ａにおいて、面積が大きな方の範囲内に収まるため、発光装置を小型化することができる。

なお、図４の発光装置１０Ｃでは、固体発光素子３に近い側に第一の波長変換体１Ａを配置し、遠い側に第二の波長変換体２Ａを配置している。しかし、第一の波長変換体１Ａ及び第二の波長変換体２Ａの配置は、逆にすることもできる。

図５に示すように、発光装置１０は、固体発光素子３と第一の波長変換体１Ａを組み合わせた第一の波長変換型発光素子と、固体発光素子３と第二の波長変換体２Ａを組み合わせた第二の波長変換型発光素子とを並列に配置した構成とすることもできる。この場合、第一の波長変換体１Ａは、正面１Ａａで一次光３Ｂを受光し、背面１Ａｂから一次光３Ｂ及び第一の波長変換光１Ｂを放射する。また、第二の波長変換体２Ａは、正面２Ａａで一次光３Ｂを受光し、背面２Ａｂから一次光３Ｂ及び第二の波長変換光２Ｂを放射する。そして、第一の波長変換光１Ｂ、第二の波長変換光２Ｂ及び一次光３Ｂの混合光を、発光装置１０Ｄにおける出力面から出力する。

＜固体発光素子＞
固体発光素子３は、一次光３Ｂを放射する発光素子であり、発光ダイオード又はレーザーダイオードであることが好ましい。なお、固体発光素子３はこれらに限定されず、一次光３Ｂを放つことが可能であれば、あらゆる固体発光素子を用いることができる。

固体発光素子３として、１Ｗ以上の高エネルギーの光を放つＬＥＤモジュール又はレーザーダイオードを使用することにより、発光装置１０は数百ｍＷクラスの近赤外の光成分を含む光出力を期待することができる。固体発光素子３として、３Ｗ以上又は１０Ｗ以上の光を放つＬＥＤモジュールを使用することにより、発光装置１０は数Ｗクラスの光出力を期待することができる。固体発光素子３として、３０Ｗ以上の光を放つＬＥＤモジュールを使用することにより、発光装置１０は１０Ｗを超える光出力を期待することができる。固体発光素子３として、１００Ｗ以上の光を放つＬＥＤモジュールを使用することにより、発光装置１０は３０Ｗを超える光出力を期待することができる。

レーザーダイオードを使用して、一次光３Ｂをレーザー光にすることにより、第一の波長変換体１Ａに高密度のスポット光を照射する仕様になる。これにより、発光装置１０は、高出力の点光源となるため、固体照明の産業使用の範囲を広げることが可能となる。なお、レーザーダイオードとしては、例えば、端面発光レーザー（ＥＥＬ：Ｅｄｇｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）、垂直共振器面発光型レーザー（ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）等を使用することができる。

発光装置１０が光ファイバーなどの導光部材を備えることにより、固体発光素子３と第一の波長変換体１Ａ及び第二の波長変換体２Ａとが、空間的に離れる構造になる。これにより、発光部が軽くて自在に動かすことができ、照射場所を自在に変えることが容易な発光装置となる。

固体発光素子３は、複数個であることが好ましい。これにより、一次光３Ｂの出力を大きくすることができ、高出力化に有利な発光装置となる。なお、固体発光素子の個数は特に限定されないが、例えば、９個以上、１６個以上、２５個以上、３６個以上、４９個以上、６４個以上、８１個以上又は１００個以上とすることができる。また、固体発光素子の個数の上限も特に限定されないが、例えば、９個、１６個、２５個、３６個、４９個、６４個、８１個又は１００個とすることができる。

発光装置１０において、固体発光素子３は、面発光形の面発光光源であることが好ましい。これにより、第一の波長変換体１Ａを照射する一次光３Ｂの強度分布のばらつきや色調のむらを抑制するので、出力光の強度むらの抑制に有利な発光装置となる。

固体発光素子３が放つ一次光３Ｂの光エネルギー密度は、０．３Ｗ／ｍｍ^２を超えることが好ましく、１．０Ｗ／ｍｍ^２を超えることがより好ましい。このようにすると、一次光３Ｂの光エネルギー密度が大きいので、拡散させた一次光３Ｂを第一の波長変換体１Ａに照射する構成にした場合、比較的強い出力光４を放つことができる。また、拡散させない一次光３Ｂを、第一の波長変換体１Ａに直接照射する構成にした場合、光エネルギー密度が大きい出力光４を放つことができる。なお、固体発光素子３が放つ一次光３Ｂの光エネルギー密度の上限は特に限定されないが、例えば３０Ｗ／ｍｍ^２とすることができる。

一次光３Ｂは、第一の波長変換体１Ａがその一部を吸収して、３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ未満の波長範囲内に蛍光ピークを持つ第一の波長変換光１Ｂに変換し得る光であればよい。具体的には、一次光３Ｂは、長波長紫外線（ＵＶ－Ａ：３１５ｎｍ以上４００ｎｍ未満）、紫又は青（３８０ｎｍ以上４９５ｎｍ未満）、緑又は黄（４９５ｎｍ以上５９０ｎｍ未満）、及び、橙又は赤（５９０ｎｍ以上７５０ｎｍ未満）から選択することができる。

一次光３Ｂは、波長４３５ｎｍ以上５６０ｎｍ未満、特に波長４４０ｎｍ以上４８０ｎｍ未満の範囲内に強度最大値を持つ光であることが好ましい。このようにすると、オーソドックスな青色ＬＥＤ、又は青色ＬＥＤ仕様の白色ＬＥＤが使用できるため、迅速な商品開発や工業生産が容易となる。

なお、一次光３Ｂは、一次光を構成する光子が、複数個の固体発光素子から供給されることが好ましい。このようにすると、固体発光素子３の数に比例して、第一の波長変換体１Ａに多くの光子を供給できるため、出力光４の高出力化に有利な発光装置となる。

＜第一の波長変換体＞
第一の波長変換体１Ａは、第一の蛍光体１をシリコーン樹脂で封止した波長変換体とすることができる。また、第一の波長変換体１Ａは、第一の蛍光体１を低融点ガラスで封止した全無機の波長変換体とすることができる。さらに、第一の波長変換体１Ａは、結着材などを使用して、第一の蛍光体１を主体にしてなる全無機の波長変換体とすることもできる。第一の波長変換体１Ａは、第一の蛍光体１を焼結してなる焼結体、つまり蛍光セラミックスとすることもできる。そして、このような波長変換体を複合化した形態とすることもでき、例えば、これらを積層した構造にすることもできる。

なお、樹脂で封止した波長変換体は、粉末蛍光体を使用して比較的容易に製造できることから、比較的安価な発光装置となる。一方、全無機の波長変換体は熱伝導性に優れ、放熱設計が容易になるので、波長変換体の温度上昇を抑制して、高ワットで出力できる発光装置となる。

なお、第一の波長変換体１Ａの厚みは特に限定されないが、最大厚みが１００μｍ以上５ｍｍ未満であることが好ましく、２００μｍ以上１ｍｍ未満であることがより好ましい。

第一の波長変換体１Ａは、固体発光素子３の光出力面の全体を覆うように配置されていることが好ましく、面発光光源の光出力面の全体を覆うように配置されていることがより好ましい。これにより、一次光３Ｂが、第一の波長変換体１Ａを効率よく照射する構成になるため、一次光３Ｂの第一の波長変換光１Ｂへの変換効率を高めることが可能となる。

第一の波長変換体１Ａは、透光性を持つことが好ましい。これにより、波長変換体の内部で波長変換された光成分を、第一の波長変換体１Ａを透過して放出することができる。

＜第一の蛍光体＞
第一の蛍光体１は、一次光３Ｂを吸収して、第一の波長変換光１Ｂに変換する蛍光体である。第一の蛍光体１としては、固体照明光源用として知られる各種の無機蛍光体を使用することができる。

例えば、第一の蛍光体１として、４３５ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を示す青色の波長変換光を放つ蛍光体を使用することにより、出力光４は青色の光成分を含む。第一の蛍光体１として、４７０ｎｍ以上５３０ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を示す青緑色又は緑色の波長変換光を放つ蛍光体を使用することにより、出力光４は、青緑色の光成分を含む。第一の蛍光体１として、５００ｎｍ以上５６０ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を示す緑色又は黄緑色の波長変換光を放つ蛍光体を使用することにより、出力光４は、緑色の光成分を含む。第一の蛍光体１として、５６０ｎｍ以上６００ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を示す黄色又は橙色の波長変換光を放つ蛍光体を使用することにより、出力光４は黄色の光成分を含む。また、第一の蛍光体１として、６００ｎｍ以上７００ｎｍ未満、特に６１０ｎｍ以上６６０ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を示す赤色又は深赤色の波長変換光を放つ蛍光体を使用することにより、出力光４は赤色の光成分を含む。

なお、暗所視において視感度が高い青緑色光を放つ蛍光体を使用することにより、暗がりや暗闇において視認しやすい出力光４となる。また、明所視において視感度が高い緑色光を放つ蛍光体を使用することにより、明るい所において視認しやすい出力光４となる。黄色光を放つ蛍光体を使用することにより、紫外線や青色光によって感光しやすい樹脂を使用する作業環境下で使用する出力光４となる。また、赤色光を放つ蛍光体を使用することにより、赤みを持つ食肉、マグロ、リンゴなど、又は、人の肌などを良好な見た目にする出力光４となる。

第一の蛍光体１としては、希土類イオン及び遷移金属イオンの少なくとも一方で賦活され、可視の蛍光を放つ蛍光体を使用することができる。希土類イオンとしては、Ｃｅ^３＋及びＥｕ^２＋の少なくとも一つであることが好ましい。遷移金属イオンとしては、Ｍｎ^４＋が好ましい。そして、第一の蛍光体１は、当該蛍光イオン（発光中心）を含む、酸化物、硫化物、窒化物、ハロゲン化物、酸硫化物、酸窒化物又は酸ハロゲン化物であることが好ましい。

詳細に説明すると、第一の蛍光体１は、ハロリン酸塩、リン酸塩、ハロ珪酸塩、珪酸塩、アルミン酸塩、アルミノ珪酸塩、硼酸塩、ゲルマン酸塩、窒化珪酸塩、窒化アルミノ珪酸塩、酸窒化珪酸塩、酸窒化アルミノ珪酸塩からなる群より選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。そして、第一の蛍光体１は、これらから照明設計に適するものを適宜選択して使用すればよい。

なお、第二の波長変換体２Ａによる波長変換に伴う、吸収光のストークス損失を抑制する観点から、第一の蛍光体１は、できる限り長波長に強度最大値を示す波長変換光を放つことが好ましい。このため、第一の蛍光体１は、６００ｎｍ以上６６０ｎｍ未満の波長範囲に強度最大値を持つ光を放つ赤色蛍光体を含むことが好ましい。これにより、赤色光を使用して、第二の波長変換体２Ａに含まれる第二の蛍光体２を励起することができる。このため、第二の波長変換体２Ａによるストークス損失を低減して、第二の蛍光体２の温度消光を抑制することができる。

赤色蛍光体は、Ｅｕ^２＋で賦活された複合窒化物蛍光体又は複合酸窒化物蛍光体であることが好ましい。このようなＥｕ^２＋賦活窒化物系蛍光体としては、アルカリ土類金属窒化珪酸塩、アルカリ土類金属窒化アルミノ珪酸塩、アルカリ土類金属酸窒化珪酸塩、アルカリ土類金属酸窒化アルミノ珪酸塩の蛍光体を挙げることができる。また、Ｅｕ^２＋賦活窒化物系蛍光体としては、ＭＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ^２＋、ＭＡｌＳｉ_４Ｎ_７：Ｅｕ^２＋、Ｍ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋を挙げることができる。なお、Ｍは、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａからなる群より選ばれる少なくとも一つの元素である。さらに、Ｅｕ^２＋賦活窒化物系蛍光体としては、上記化合物の組成におけるＳｉ^４＋－Ｎ^３＋の組み合わせの一部をＡｌ^３＋－Ｏ^２－で置換した蛍光体も挙げることができる。

Ｅｕ^２＋賦活窒化物系蛍光体は、青～緑～黄～橙の広い波長範囲に亘る光成分を吸収して赤色光に変換する性質を持つものが多い。そのため、固体発光素子３として、青色光だけでなく、緑色光や黄色光を放つ固体発光素子を使用することもできる。したがって、近赤外線に波長変換する際のストークス損失を小さくすることが容易で、出力光４の高効率化を図ることが可能となる。

第一の波長変換体１Ａの蛍光出力飽和を抑制して、第二の波長変換体２Ａに多くの光子を供給する観点から、第一の波長変換体１Ａは、短残光性の第一の蛍光体１を含むことが好ましい。このため、第一の波長変換体１Ａに含まれる第一の蛍光体１は、Ｃｅ^３＋で賦活された蛍光体のみとすることも好ましい。

Ｃｅ^３＋は、パリティー許容型及びスピン許容型の電子エネルギー遷移に基づく光吸収と蛍光放出を示すことに起因して、光吸収と蛍光放出が瞬時に生じる。そのため、高密度励起光の照射下でも蛍光出力飽和し難いことから、第一の波長変換体１Ａに直接照射する一次光３Ｂの光子数を増やして、出力光４の高出力化を図ることができる。

Ｃｅ^３＋で賦活された蛍光体は、ガーネット型の結晶構造を持つ複合酸化物蛍光体（Ｃｅ^３＋賦活ガーネット蛍光体）であることが好ましい。Ｃｅ^３＋賦活ガーネット蛍光体は、希土類アルミニウムガーネット蛍光体、希土類シリコンガーネット蛍光体、これらを端成分としてなる固溶体としてのガーネット化合物を挙げることができる。希土類アルミニウムガーネット蛍光体は、Ｌｕ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋、Ｌｕ_３Ｇａ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋、Ｙ_３Ｇａ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋を挙げることができる。希土類シリコンガーネット蛍光体は、Ｌｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋を挙げることができる。

Ｃｅ^３＋賦活ガーネット蛍光体は、青色光を吸収する性質を持つものが多いので、一次光３Ｂを放つ固体発光素子３として、青色光を放つ固体発光素子を使用することができる。また、Ｃｅ^３＋賦活ガーネット蛍光体は、吸収した光を、緑色光に変換する性質を持つものも多いので、高演色性の出力光４を得ることが容易となる。さらに、Ｃｅ^３＋賦活ガーネット蛍光体は、吸収した光を、橙色光に変換する性質を持つものも多いので、赤味を持つ物体の検知に有利な赤色光成分を含む出力光４を得ることが可能となる。また、車載ヘッドランプ技術や高出力プロジェクタ－技術などの進展に伴い、近年では、高出力化や信頼性確保に有利なＣｅ^３＋賦活ガーネット蛍光体のセラミックス化技術も進展している。そのため、蛍光セラミックスを使用し、高出力化や信頼性の面で有利な装置の提供なども比較的容易である。

このように、第一の蛍光体１を用いることにより、第一の波長変換光１Ｂは、波長４３５ｎｍ以上７００ｎｍ未満の範囲内に強度最大値を持つ可視の光成分となる。例えば、第一の波長変換光１Ｂは、波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満、特に５１０ｎｍ以上５６０ｎｍ未満の範囲内に強度最大値を持つ光となる。また、第一の波長変換光１Ｂは、波長６００ｎｍ以上６６０ｎｍ未満、特に６１０ｎｍ以上６５０ｎｍ未満の範囲内に強度最大値を持つ光となる。

＜第二の波長変換体＞
第二の波長変換体２Ａは、第二の蛍光体２をシリコーン樹脂で封止した波長変換体とすることができる。また、第二の波長変換体２Ａは、第二の蛍光体２を低融点ガラスで封止した全無機の波長変換体とすることができる。さらに、第二の波長変換体２Ａは、結着材などを使用して、第二の蛍光体２を主体にしてなる全無機の波長変換体とすることもできる。第二の波長変換体２Ａは、第二の蛍光体２を焼結してなる焼結体、つまり蛍光セラミックスとすることもできる。なお、第二の波長変換体２Ａの形態は、第一の波長変換体１Ａと同様であることから、重複する説明を省略する。

第二の波長変換体２Ａは、第一の波長変換体１Ａの全体を覆うように配置されていることが好ましい。これにより、第一の波長変換体１Ａを通過した一次光３Ｂや、第一の波長変換体１Ａから放たれる第一の波長変換光１Ｂが、第二の波長変換体２Ａに効率よく照射される。そのため、一次光３Ｂ及び第一の波長変換光１Ｂから第二の波長変換光２Ｂへの変換効率を高めることができる。

第二の波長変換体２Ａは、透光性を持つことが好ましい。これにより、一次光３Ｂ及び第一の波長変換光１Ｂに加えて、波長変換体の内部で波長変換された光成分も、第二の波長変換体２Ａを透過して放出することができる。また、第二の波長変換体２Ａは、第二の波長変換光２Ｂ、特に波長７５０ｎｍの光を透過することが好ましい。これにより、第二の波長変換体２Ａが近赤外の光成分を透過することから、波長変換体の内部で光子が波長変換体自身に吸収されて消失することが抑制される。

＜第二の蛍光体＞
第二の蛍光体２は、一次光３Ｂ及び第一の波長変換光１Ｂの少なくとも一方を吸収して、第二の波長変換光２Ｂに変換する蛍光体である。第二の蛍光体２としては、例えば、近赤外光源用として知られる各種の無機蛍光体（近赤外蛍光体）を使用することができる。

第二の蛍光体２としては、７００ｎｍ以上１７００ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を示す比較的短波長側の近赤外光を放つ蛍光体を使用することができる。これにより、出力光４は、各種ガス分子の吸光波長（例えば、Ｏ_２：７６０ｎｍ、ＮＯ_２：８３０ｎｍ、Ｈ_２Ｏ：１３６５ｎｍ、ＮＨ_３：１５３０ｎｍ、Ｃ_２Ｈ_２：１５３０ｎｍ、ＣＯ：１５６７ｎｍ、ＣＯ_２：１５７３ｎｍ、ＣＨ_４：１６５１ｎｍ）の光成分を含むことができる。この際、一次光３Ｂ又は第一の波長変換光１Ｂを、３８０ｎｍ以上７００ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を示す光、特に４４０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を示す光；５００ｎｍ以上５８０ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を示す光；又は波長６００ｎｍ以上６８０ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を示す光とすることが好ましい。

ここで、近赤外分光法を使用して、酸素（Ｏ_２）、二酸化窒素（ＮＯ_２）及びこれらの成分を含む物に関する情報を得ることができる。そして、このような目的で使用する第二の蛍光体２としては、７００ｎｍを超え９００ｎｍ未満の波長範囲内、好ましくは７５０ｎｍを超え８５０ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を示す波長変換光を放つ蛍光体が好適である。

近赤外分光法を使用して、水（Ｈ_２Ｏ）及び水を含む物に関する情報を得ることができる。そして、このような目的で使用する第二の蛍光体２としては、１２００ｎｍを超え１５００ｎｍ未満の波長範囲内、好ましくは１２７５ｎｍを超え１４２５ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を示す波長変換光を放つ蛍光体が好適である。

近赤外分光法を使用して、アンモニア（ＮＨ_３）、炭化水素（Ｃ_２Ｈ_２、ＣＨ_４など）、炭素酸化物（ＣＯ、ＣＯ_２など）及びこれらの成分を含む物に関する情報を得ることができる。そして、このような目的で使用する第二の蛍光体２としては、１４００ｎｍを超え１８００ｎｍ未満の波長範囲内、好ましくは１５００ｎｍを超え１７００ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を示す波長変換光を放つ蛍光体が好適である。

逆に、第二の蛍光体２から発せられる第二の波長変換光２Ｂが酸素又は二酸化窒素で吸収されることにより、物やシステムに悪影響を与える場合がある。この場合、第二の蛍光体２としては、７５０ｎｍを超え８５０ｎｍ未満の波長範囲内の強度最大値が、７００ｎｍ以上１７００ｎｍ未満の波長範囲内における強度最大値の１０％に満たない蛍光体を用いることが好ましい。また、第二の蛍光体２としては、７００ｎｍを超え９００ｎｍ未満の波長範囲内の強度最大値が、７００ｎｍ以上１７００ｎｍ未満の波長範囲内における強度最大値の１０％に満たない蛍光体を用いることが好ましい。さらに、第二の蛍光体２としては、７００ｎｍを超え９００ｎｍ未満の波長範囲内に光成分を持たない蛍光体を用いることがより好ましい。

また、第二の蛍光体２から発せられる第二の波長変換光２Ｂが水で吸収されることにより、物やシステムに悪影響を与える場合がある。この場合、第二の蛍光体２としては、１２７５ｎｍを超え１４２５ｎｍ未満の波長範囲内の強度最大値が、７００ｎｍ以上１７００ｎｍ未満の波長範囲内における強度最大値の１０％に満たない蛍光体を用いることが好ましい。また、第二の蛍光体２としては、１２００ｎｍを超え１５００ｎｍ未満の波長範囲内の強度最大値が、７００ｎｍ以上１７００ｎｍ未満の波長範囲内における強度最大値の１０％に満たない蛍光体を用いることが好ましい。さらに、第二の蛍光体２としては、１２００ｎｍを超え１５００ｎｍ未満の波長範囲内に光成分を持たない蛍光体を用いることがより好ましい。

第二の蛍光体２から発せられる第二の波長変換光２Ｂがアンモニア、炭化水素、炭素酸化物で吸収されることにより、物やシステムに悪影響を与える場合がある。この場合、第二の蛍光体２としては、１５００ｎｍを超え１７００ｎｍ未満の波長範囲内の強度最大値が、７００ｎｍ以上１７００ｎｍ未満の波長範囲内における強度最大値の１０％に満たない蛍光体を用いることが好ましい。また、第二の蛍光体２としては、１４００ｎｍを超え１８００ｎｍ未満の波長範囲内の強度最大値が、７００ｎｍ以上１７００ｎｍ未満の波長範囲内における強度最大値の１０％に満たない蛍光体を用いることが好ましい。さらに、第二の蛍光体２としては、１４００ｎｍを超え１８００ｎｍ未満の波長範囲内に光成分を持たない蛍光体を用いることがより好ましい。

なお、第二の蛍光体２として近赤外の波長変換光を放つ蛍光体を使用する発光装置は、フォトダイオードの分光感度が高い光成分を出力する。そして、フォトダイオードは、検出器用のセンサーに専ら使用されている。そのため、このような発光装置は、フォトダイオードを使用する検査装置に好適に用いることができる。

例えば、ＳｉフォトダイオードやＳｉ－ＰＩＮフォトダイオードを使用する検査装置向けの場合、第二の蛍光体２は、７００ｎｍ以上１１００ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を示す波長変換光を放つ蛍光体であることが好ましい。また、この場合、第二の蛍光体２は、７８０ｎｍ以上１０５０ｎｍ未満の波長範囲内、特に８００ｎｍ以上１０００ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を示す波長変換光を放つ蛍光体であることがより好ましい。

例えば、Ｇｅフォトダイオードを使用する検査装置向けの場合、第二の蛍光体２は、７００ｎｍ以上１６００ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を示す波長変換光を放つ蛍光体であることが好ましい。また、この場合、第二の蛍光体２は、１１００ｎｍ以上１５５０ｎｍ未満、特に１３００ｎｍ以上１５００ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を示す波長変換光を放つ蛍光体であることがより好ましい。

例えば、ＩｎＧａＡｓフォトダイオードを使用する検査装置向けの場合、第二の蛍光体２は、９００ｎｍ以上１６５０ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を示す波長変換光を放つ蛍光体であることが好ましい。また、この場合、第二の蛍光体２は、１０００ｎｍ以上１６００ｎｍ未満、特に１１００ｎｍ以上１６００ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を示す波長変換光を放つ蛍光体であることがより好ましい。

さらに、第二の蛍光体２として、比較的短波長側の近赤外光を放つ蛍光体を使用する発光装置は、熱線となる波長４０００ｎｍ以上の光成分を出力する可能性が低い。そのため、このような発光装置は、熱によって変質しやすい物の検査用として好適に用いることができる。

第二の蛍光体２としては、希土類イオン及び遷移金属イオンの少なくとも一方で賦活され、近赤外の光成分を含む蛍光を放つ蛍光体を使用することができる。希土類イオンは、Ｎｄ^３＋、Ｅｕ^２＋、Ｈｏ^３＋、Ｅｒ^３＋、Ｔｍ^３＋及びＹｂ^３＋からなる群より選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。遷移金属イオンは、Ｔｉ^３＋、Ｖ^４＋、Ｃｒ^４＋、Ｖ^３＋、Ｃｒ^３＋、Ｖ^２＋、Ｍｎ^４＋、Ｆｅ^３＋、Ｃｏ^３＋、Ｃｏ^２＋及びＮｉ^２＋からなる群より選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。そして、第一の蛍光体１と同様に、第二の蛍光体２としては、上述のイオンを発光中心として含有し、母体として、酸化物、硫化物、窒化物、ハロゲン化物、酸硫化物、酸窒化物及び酸ハロゲン化物の少なくとも一つを含有した蛍光体を使用することができる。

なお、第二の蛍光体２において蛍光イオンとして機能するイオンは、上述の希土類イオン及び遷移金属イオンの少なくとも一つとすることができる。そして、蛍光イオンは、一次光３Ｂ及び第一の波長変換光１Ｂの少なくとも一方を吸収して、近赤外の光成分に変換する性質を持つものであれば足りる。ただ、好ましい蛍光イオンは、Ｃｒ^３＋である。つまり、第二の蛍光体２は、蛍光イオンとしてＣｒ^３＋を含むことが好ましい。

蛍光イオンとしてＣｒ^３＋を使用することにより、可視光、特に青色光又は赤色光を吸収して近赤外の光成分に変換する性質を持つ第二の蛍光体２を得ることが容易になる。また、母体の種類によって、光吸収ピーク波長や蛍光ピーク波長を変えることも容易となり、励起スペクトル形状や蛍光スペクトル形状を変える上で有利になる。また、Ｃｒ^３＋を使用することにより、青色ＬＥＤを備える波長変換型発光素子が放つ青色光、及び赤色蛍光体を備える波長変換型発光素子が放つ赤色光を励起光として使用できることから、発光装置の製造が容易となる。さらに、出力する近赤外の光成分の分光分布を制御する際にも有利な発光装置となる。

なお、蛍光イオンがＣｒ^３＋となる蛍光体の種類は、一次光３Ｂ及び第一の波長変換光１Ｂの少なくとも一方を吸収し、赤外の蛍光成分に変換するものであれば特に限定されない。ただ、Ｃｒ^３＋賦活蛍光体としては、製造が容易な複合金属酸化物を挙げることができる。

第二の蛍光体２として好ましい蛍光体は、多くの実用実績を持ち、ガーネット型の結晶構造を有し、Ｃｒ^３＋で賦活された複合酸化物蛍光体である。このようなＣｒ^３＋賦活ガーネット蛍光体は、希土類アルミニウムガーネット蛍光体が好ましい。具体的には、Ｃｒ^３＋賦活ガーネット蛍光体は、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｒ^３＋、Ｌａ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｒ^３＋、Ｇｄ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｒ^３＋、Ｙ_３Ｇａ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｒ^３＋、Ｌａ_３Ｇａ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｒ^３＋、Ｇｄ_３Ｇａ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｒ^３＋、Ｙ_３Ｓｃ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｒ^３＋、Ｌａ_３Ｓｃ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｒ^３＋、Ｇｄ_３Ｓｃ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｒ^３＋、Ｙ_３Ｇａ_２（ＧａＯ_４）_３：Ｃｒ^３＋、Ｌａ_３Ｇａ_２（ＧａＯ_４）_３：Ｃｒ^３＋、Ｇｄ_３Ｇａ_２（ＧａＯ_４）_３：Ｃｒ^３＋、Ｙ_３Ｓｃ_２（ＧａＯ_４）_３：Ｃｒ^３＋、Ｌａ_３Ｓｃ_２（ＧａＯ_４）_３：Ｃｒ^３＋、Ｇｄ_３Ｓｃ_２（ＧａＯ_４）_３：Ｃｒ^３＋からなる群より選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。また、Ｃｒ^３＋賦活ガーネット蛍光体は、これらの蛍光体を端成分としてなる固溶体であってもよい。

Ｃｒ^３＋賦活ガーネット蛍光体は、青色光又は赤色光を吸収して深赤色～近赤外の光に変換する性質を持つものが多い。そのため、固体発光素子３として、青色光及び／又は赤色光を放つ固体発光素子を使用することができる。また、第一の波長変換体１Ａとして、青色光及び／又は赤色光の光成分を放つ蛍光体を使用することができる。これにより、光の三原色（青、緑、赤）を構成する少なくとも一種類（青色又は赤色）の光成分と近赤外の光成分を含む出力光４を得ることができる。

特に、固体発光素子３を、青色光を放つ固体発光素子とする。第一の波長変換体１Ａを、青色光を緑色光に変換するＣｅ^３＋賦活ガーネット蛍光体、及び／又は、青色光を赤色光に変換するＥｕ^２＋賦活窒化物系蛍光体を含む波長変換体とする。さらに、第二の波長変換体２Ａを、一次光３Ｂ及び／又は第一の波長変換光１Ｂを近赤外光に変換するＣｒ^３＋賦活ガーネット蛍光体を含む波長変換体とする。これにより、光の三原色（青、緑、赤）を構成する光成分と近赤外の光成分を含んでなり、高演色性の出力光４を得ることができる。

また、近年、Ｃｅ^３＋賦活ガーネット蛍光体の材料技術が、セラミックス化技術も含めて進展している。そのため、Ｃｅ^３＋賦活ガーネット蛍光体で培われた技術を、Ｃｒ^３＋賦活ガーネット蛍光体へ応用することも容易である。そして、Ｃｒ^３＋賦活ガーネット蛍光体を主体にしてなる蛍光セラミックスを使用すると、近赤外の光成分の高出力化や装置の信頼性の面で有利となる。

さらに、Ｃｅ^３＋賦活ガーネット蛍光体についても多種多様な蛍光体が存在しているので、これらの関連技術の調達も容易である。このため、Ｃｅ^３＋賦活ガーネット蛍光体で培われた技術を水平展開できるＣｒ^３＋賦活ガーネット蛍光体を使用することで、所望の発光装置を効率的に開発することができる。

このように、第二の蛍光体２を用いることにより、第二の波長変換光２Ｂは、波長７００ｎｍ以上２５００ｎｍ未満の範囲内に強度最大値を持つ近赤外の光成分となる。例えば、第二の波長変換光２Ｂは、波長７５０ｎｍ以上１８００ｎｍ未満、特に７８０ｎｍ以上１５００ｎｍ未満の範囲内に強度最大値を持つ光となる。

（発光装置の動作）
次に、本実施形態の発光装置１０の動作を説明する。まず、固体発光素子３に電力を供給して駆動すると、固体発光素子３は一次光３Ｂを放出する。固体発光素子３から放射された一次光３Ｂが第一の波長変換体１Ａに入射すると、第一の波長変換体１Ａが一次光３Ｂの一部を吸収して、それよりも光エネルギーが低い第一の波長変換光１Ｂへと変換する。さらに、一次光３Ｂと第一の波長変換光１Ｂとの混合光が第二の波長変換体２Ａに入射すると、第二の波長変換体２Ａは混合光の一部を吸収して、それよりも光エネルギーが低い第二の波長変換光２Ｂへと変換する。

このようにして生成された、一次光３Ｂ、第一の波長変換光１Ｂ及び第二の波長変換光２Ｂが、それぞれ第三の光成分７、第一の光成分５及び第二の光成分６となり、出力光４として放出される。

そして、発光装置１０において、一次光３Ｂ、第一の波長変換光１Ｂ、第二の波長変換光２Ｂは、それぞれ固体発光素子３、第一の波長変換体１Ａ、第二の波長変換体２Ａの種類を変えることによって色調が変わる。また、第一の波長変換体１Ａ及び第二の波長変換体２Ａの厚み、蛍光体の含有濃度を変えることによって、一次光３Ｂ、第一の波長変換光１Ｂ及び第二の波長変換光２Ｂの出力比を調整することもできる。そのため、出力光４の分光分布を容易に制御することができる。

（発光装置の改良例）
次に、本実施形態の発光装置１０に関し、性能改善のための改良例について説明する。

本実施形態の発光装置１０は、固体発光素子３を高出力型のものにする、又は発光素子の数を増やすなどの手段によって、出力光４を構成する光子の絶対数を増やすことができる。これにより、出力光４における波長７００ｎｍ以上の光成分の光エネルギーを、３Ｗ、好ましくは１０Ｗ、より好ましくは３０Ｗを超えるようにすることができる。このような高出力型の発光装置とすることにより、強い近赤外線で照らすことができるため、被照射物との距離が大きくても、比較的強い近赤外線を照射することができる。また、被照射物が微小なものや厚みを持つものであっても、被照射物に係る情報を得ることができる。

発光装置１０において、固体発光素子３を高密度の一次光を放つ発光素子にする、又は発光素子が放つ光を光学レンズで集光するなどの手段によって、蛍光体に供給する光子密度を高めることもできる。このため、第一の波長変換体１Ａに照射する一次光３Ｂの光エネルギー密度を、０．３Ｗ／ｍｍ^２を超えるようにすることができる。このようにすると、光エネルギー密度が大きい出力光４を放ち得る発光装置となる。そのため、光エネルギー密度が大きな近赤外光を点出力することができる発光装置となる。

固体発光素子３として、高密度の一次光を放つ発光素子を使用した場合、一次光３Ｂの光エネルギー密度は、０．３Ｗ／ｍｍ^２、好ましくは１．０Ｗ／ｍｍ^２、より好ましくは３．０Ｗ／ｍｍ^２を超えるものにすることができる。このようにすると、光拡散させた一次光を、第一の波長変換体１Ａに照射する構成にした場合、比較的強い出力光４を放つ発光装置となる。また、光拡散させない一次光を、第一の波長変換体１Ａに照射する構成にした場合、光エネルギー密度が大きい出力光４を放つ発光装置となる。そのため、光出力面が小さな発光素子を使用しつつ、近赤外光を大面積に照射できる発光装置や、光エネルギー密度が大きな近赤外光を照射する発光装置を提供することができる。

なお、発光装置１０において、適切な固体発光素子を選択することによって、出力光４における、４４０ｎｍよりも波長が短い領域の光成分の強度を、蛍光強度最大値の３％を下回るものに調整することができる。また、出力光における、４４０ｎｍよりも波長が短い領域の光成分の強度を、蛍光強度最大値の１％を下回るものに調整することもできる。このようにすると、フォトレジストが感光しやすい、紫外～青の波長領域の光成分の強度がゼロに近い出力光になる。そのため、イエロールームでの使用に好適であり、半導体関連の検査作業用として有利な近赤外の光を放つ発光装置となる。

発光装置１０は、配光特性を制御する配光制御機構をさらに備えてもよい。このような構成にすると、例えば車載用の配光可変型の照明システムのように、所望の配光特性を持つ出力光を放出することが可能な発光装置となる。

発光装置１０は、投入電力の制御装置など、例えば近赤外線の強度を変える出力強度可変機構をさらに備えてもよい。このような構成にすると、近赤外線照射によって損傷しやすい食品や薬剤などの検査などに有利な発光装置となる。

発光装置１０は、第二の波長変換光２Ｂの出力を制御、特にＯＮ－ＯＦＦ制御する制御機構を備えてもよい。このようにすると、近赤外線の出力割合を制御できるため、近赤外線の出力強度を顧客要望に応じたものへと調整する上で有利な発光装置となる。

発光装置１０は、第二の波長変換光２Ｂを含む出力光４と第二の波長変換光２Ｂを含まない出力光４とを交互に出力する構成とすることもできる。このようにすると、人の目による見え方と電子機器のセンサーによる見え方を、交互に切り替えながら確認できる。そのため、人の目による見え方と電子機器のセンサーによる見え方の干渉を無くすことができ、どちらで見た場合でも、その見え方を明瞭にする上で有利な発光装置となる。

発光装置１０は、７００ｎｍ以上２５００ｎｍ未満の波長範囲内に蛍光強度最大値を持つ光成分のピーク波長を変える可変機構を備えてもよい。このような構成にすると、汎用性が大きく、雑多な用途への対応が容易な発光装置となる。また、光の物の内部への侵入深さは波長によって変わるので、物の深さ方向の検査などに有利な発光装置にもなる。

なお、このような近赤外線の制御機構や蛍光ピーク波長の可変機構は、例えば、バンドパスフィルターやローカットフィルターなどの光学フィルターを使用することができる。そして、出力光４が、光学フィルターを透過して出力される構造又は光学フィルターによって遮断される構造にすればよい。

発光装置１０は、近赤外の光成分に限らず、出力光４の少なくとも一部の出力を制御する光制御機構を備えてもよい。このような構成により、汎用性が大きく、雑多な用途への対応が容易な発光装置となる。

発光装置１０は、出力光４をパルス光とすることもできる。パルス光の照射時間の半値幅は、３００ｍｓ未満とすることができる。また、出力光４又は第二の光成分６の出力強度が大きいほど、半値幅を短くすることもできる。そのため、出力光４又は第二の光成分６の出力強度に合わせて、半値幅を１００ｍｓ未満、３０ｍｓ未満、１０ｍｓ未満、３ｍｓ未満、又は１ｍｓ未満とすることができる。なお、パルス光の消灯時間は、１ｍｓ以上１０ｓ未満とすることができる。

ここで、人の目は、５０～１００Ｈｚ（周期２０～１０ｍｓ）の光をフリッカーとして感じることが報告されている。また、ハトなどの鳥類は１５０Ｈｚ（周期６．７ｍｓ）前後の光をフリッカーとして感じ、ハエなどの昆虫は３００Ｈｚ（周期３．３ｍｓ）前後の光をフリッカーとして感じることが報告されている。そのため、これらの生き物がフリッカーを感じない３０ｍｓ未満の消灯時間が一つの好ましい形態となる。

一方で、強い光照射は、照らした物に損傷を与えるリスクを持つので、フリッカーを気にする必要性がない用途では、パルス光の消灯時間は、１００ｍｓ以上、特に３００ｍｓ以上が好ましい形態となる。

なお、人の毛髪や体毛の成長調整をする美容目的の場合、出力光の光エネルギーは、０．０１Ｊ／ｃｍ^２以上１Ｊ／ｃｍ^２未満であることが好ましい。そのため、発光装置から発せられる出力光の光エネルギーをこの範囲とし、当該出力光を毛根部付近に照射すると、皮膚内部に存在するメラニン等に光を吸収させることができ、その結果、毛髪等の成長を調整することが可能となる。

ここで、出力光４の好ましい１／１０残光時間、つまり消灯する直前の光強度が１／１０に低下するまでの時間は、１００μｓ未満であることが好ましく、１０μｓ未満であることがより好ましく、１μｓ未満であることが特に好ましい。これにより、瞬時点灯や瞬時消灯し得る発光装置となる。

また、発光装置１０は、１２０ｎｍ以上３８０ｎｍ未満、好ましくは２５０ｎｍ以上３７０ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を持つ紫外線を放つ紫外光源を、さらに備えることもできる。このようにすると、紫外線による殺菌効果なども併せ持つ発光装置となる。

発光装置は、従来知られる一般的な照明装置をさらに備えてもよい。このようにすると、近赤外光を出力する機能を付与した照明装置となる。なお、照明装置は、固体発光素子と蛍光体を組み合わせてなるものを用いることができる。具体的には、青色ＬＥＤと緑色又は黄色蛍光体としてのＣｅ^３＋賦活ガーネット蛍光体とを組み合わせてなる照明装置が挙げられる。また、青色ＬＥＤと、緑色又は黄色蛍光体としてのＣｅ^３＋賦活ガーネット蛍光体と、赤色蛍光体としてのＥｕ^２＋賦活窒化物蛍光体又はＥｕ^２＋賦活酸窒化物蛍光体とを組み合わせてなる照明装置が挙げられる。

近赤外の光成分を放つ本実施形態の発光装置は、医療用又はバイオ技術用の光源又は照明装置とすることができる。特に、本実施形態の発光装置は、蛍光イメージング法若しくは光線力学療法に使用される医療用発光装置、又は細胞、遺伝子及び検体の検査並びに分析に使用されるバイオ技術用発光装置とすることができる。近赤外の光成分は、生体や細胞を透過する性質を持つため、このような発光装置により、体内外から患部の観察や治療を行ったり、バイオ技術に使用することが可能となる。

また、本実施形態の発光装置は、センシングシステム用光源又はセンシングシステム用照明システムとすることもできる。このようにすると、例えば、有機物を透過する性質を持つ近赤外の光成分や、物体によって反射される近赤外の光成分を使用して、有機物製の袋又は容器における中身又は異物を、未開封状態で検査することができる。また、このような発光装置により、人を含む動植物や物の監視などを行うことができる。

このように、本実施形態の発光装置１０は、固体発光素子３と蛍光体とを備え、出力光４を放つ発光装置である。出力光４の分光分布は、蛍光体が放つ蛍光に由来する第一の光成分５及び第二の光成分６を有し、かつ、第一の光成分５と第二の光成分６との間に第一の極小値８を有する。第一の光成分５は、５６０ｎｍ以上７００ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を持つ蛍光成分である。第二の光成分６は、７００ｎｍ以上２５００ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を持つ蛍光成分である。第二の光成分６の強度最大値は、第一の光成分５の強度最大値よりも大きい。第一の極小値８は、第二の光成分６の強度最大値の５０％未満である。このような構成により、発光装置１０は、特定波長の可視光成分及び近赤外光成分の高出力化に有利な装置となる。

本実施形態の発光装置１０は、固体発光素子３と蛍光体とを備え、出力光４を放つ発光装置である。出力光４の分光分布は、蛍光体が放つ蛍光に由来する第一の光成分５及び第二の光成分６を有し、かつ、第一の光成分５と第二の光成分６との間に第一の極小値８を有する。第一の光成分５は、３８０ｎｍ以上７００ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を持つ蛍光成分である。第二の光成分６は、７００ｎｍ以上２５００ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を持つ蛍光成分である。第二の光成分６の分光分布は、７００ｎｍ以上の波長範囲において、±８％／ｎｍを超えて変化しない。第二の光成分６の強度最大値は、第一の光成分５の強度最大値よりも大きい。第一の極小値８は、第二の光成分６の強度最大値の５０％未満である。

また、本実施形態の発光装置１０は、固体発光素子３と、第一の蛍光体１及び第二の蛍光体２とを備え、出力光４を放つ発光装置である。出力光４の分光分布は、第一の蛍光体１が放つ蛍光に由来する第一の光成分５及び第二の蛍光体２が放つ蛍光に由来する第二の光成分６を有し、かつ、第一の光成分５と第二の光成分６との間に第一の極小値８を有する。第一の光成分５は、３８０ｎｍ以上７００ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を持つ蛍光成分である。第二の光成分６は、７００ｎｍ以上２５００ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を持つ蛍光成分である。第二の光成分６の強度最大値は、第一の光成分５の強度最大値よりも大きい。第一の極小値８は、第二の光成分６の強度最大値の５０％未満である。

［電子機器］
次に、本実施形態に係る電子機器について説明する。本実施形態に係る電子機器は、上述の発光装置１０を備えている。図６では、本実施形態に係る電子機器の一例を概略的に示している。

電子機器２０において、発光装置１０は、電源回路１１と、導体１２と、発光部１３とを少なくとも備えている。電源回路１１は、導体１２を通じて発光部１３に電気エネルギーを供給する。

発光部１３は、上述の固体発光素子３と蛍光体（第一の蛍光体１、第二の蛍光体２）とを備えている。そして、発光部１３は、電気エネルギーを光エネルギーに変換する。つまり、発光部１３は、電源回路１１から供給される電気エネルギーの少なくとも一部を、出力光４となる光エネルギーに変換して出力する。

電子機器２０は、第一の検出器１７１、第二の検出器１７２、第三の検出器１７１Ａ、第四の検出器１７２Ａをさらに備えている。第一の検出器１７１及び第三の検出器１７１Ａは、主目的に使用する近赤外の光成分を検知する。第二の検出器１７２及び第四の検出器１７２Ａは、補助的な目的に使用する可視の光成分を検知する。

具体的には、第一の検出器１７１は、発光部１３から放射され、被照射物１４に照射された出力光４における近赤外の透過光成分１５を検知する。第二の検出器１７２は、被照射物１４に照射された出力光４における可視の透過光成分１５を検知する。第三の検出器１７１Ａは、被照射物１４に照射された出力光４における近赤外の反射光成分１６を検知する。第四の検出器１７２Ａは、被照射物１４に照射された出力光４における可視の反射光成分１６を検出する。

このように構成すると、被照射物１４を透過した透過光成分１５及び被照射物１４によって反射された反射光成分１６のいずれかを、次の（１）～（４）のいずれかの組み合わせで検出できる。そのため、近赤外と可視の光成分が関与する被照射物１４の特性情報を、複眼で検知することができる。
（１）第一の検出器１７１と第二の検出器１７２の組み合わせ
（２）第一の検出器１７１と第四の検出器１７２Ａの組み合わせ
（３）第三の検出器１７１Ａと第二の検出器１７２の組み合わせ
（４）第三の検出器１７１Ａと第四の検出器１７２Ａの組み合わせ

このように、本実施形態の電子機器は、可視光と近赤外光とを含む出力光４を放出する発光装置１０と、可視光の検出器と、近赤外光の検出器とを備える。そのため、電子機器は、高精度化及び高感度化、並びに小型化、高効率化された検知装置となる。

発光装置１０は、出力光４のエネルギーが大きく、広い範囲を照らす構成にすることができる。そのため、離れた距離から出力光４を被照射物１４に照射しても、Ｓ／Ｎ比（シグナル／ノイズ比）の良好な信号を検出することができる。したがって、大きな被照射物１４の検査や、広範囲に分布する物の一括検査、広範囲に亘る検査面積の一部に存在する物の検知、遠方からの人や物の検知などに適する電子機器となる。

参考のため、本実施形態の発光装置のサイズを説明する。発光部１３の主光取り出し面の面積は、１ｃｍ^２以上１ｍ^２未満、好ましくは１０ｃｍ^２以上１０００ｃｍ^２未満とすることができる。また、発光部１３から被照射物１４までの最短距離は、１ｍｍ以上１０ｍ未満とすることができる。強い近赤外線を被照射物１４に照射する必要がある場合、例えば、医療、美容、繊細な異物検査などの場合では、発光部１３から被照射物１４までの最短距離は、１ｍｍ以上３０ｃｍ未満、好ましくは３ｍｍ以上１０ｃｍ未満とすることができる。さらに、広い範囲の被照射物１４の検査を行う必要がある場合では、発光部１３から被照射物１４までの最短距離は、３０ｃｍ以上１０ｍ未満、好ましくは１ｍ以上５ｍ未満とすることができる。

なお、強い近赤外線を広い範囲に亘って照射する必要がある場合、発光部１３が可動する構成にすることが好ましく、被照射物の形態によって自在に動き得る構成とすることがより好ましい。例えば、発光部１３は、直線又は曲線上を往来し得る構造や、ＸＹ軸方向あるいはＸＹＺ軸方向に走査し得る構造、移動体（自動車、自転車、ドローンなどの飛行体）に取り付けられた構造にすることができる。

ここで、第一の検出器１７１、第二の検出器１７２、第三の検出器１７１Ａ及び第四の検出器１７２Ａは、各種の光検出器を使用することができる。具体的には、電子機器の使用形態に応じて、光が半導体のＰＮ接合に入射したときに生じる電荷を検出する量子型の光検出器（フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトＩＣ、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサなど）を用いることができる。また、光検出器としては、光を受光したときの発生熱による温度上昇によって生じる電気的性質の変化を検知する熱型の光検出器（熱電効果を使用するサーモパイル、焦電効果を使用する焦電素子）、又は光に感光する赤外線フィルムも用いることができる。

第一の検出器１７１、第二の検出器１７２、第三の検出器１７１Ａ及び第四の検出器１７２Ａとしては、光電変換素子を単体で使用した単独素子を使用してもよく、光電変換素子を集積化した撮像素子を使用してもよい。撮像素子の形態は、一次元的に配置した線型のものであってもよく、二次元的に配置した面型のものであってもよい。また、これらの検出器としては、撮像カメラを使用することもできる。

本実施形態の電子機器は、近赤外光を含む出力光４を使用する、被照射物の検査装置、検知装置、監視装置又は分別装置であることが好ましい。出力光４が持つ近赤外の光成分は、殆どの物質を透過する性質を持つ。そのため、被照射物の外部から近赤外光を照射して、その透過光又は反射光を検出する構成とすることによって、被照射物を破壊することなく、内部の状態や異物の有無などを検査することができる。

また、近赤外の光成分は人の目に見えず、その反射特性は物質に依存する。そのため、被照射物に近赤外の光を照射し、その反射光を検出する構成とすることによって、人に悟られること無く、暗闇などにおいても被照射物を検知することができる。

電子機器は、被照射物を破壊することなく、その内部の状態や異物の有無などを検査して、被照射物の良否を判定し、良品と不良品の選別をすることができる。そのため、電子機器が、正常状態の被照射物と異常状態の被照射物とを分別する機構をさらに備えることによって、被照射物の分別を行うことが可能となる。

電子機器において、発光装置は、可動式になっておらず、固定式とすることができる。このようにすると、発光装置を機械的に動かすための複雑な機構を備える必要がないため、故障が発生し難い電子機器となる。また、発光装置を屋内又は屋外で固定することにより、予め定めた場所における、人や物の状態を定点観察したり、人や物の数をカウントすることができる。そのため、課題の発見やビジネス活用などに役立つビッグデータの収集に有利な電子機器となる。なお、発光装置を備えた固定式の電子機器としては、店舗照明、屋内照明、街路灯、手術用の照明装置を挙げることができる。

電子機器は、発光装置を可動式とし、照射する場所を変えることもできる。例えば、発光装置を移動ステージや移動体（車両、飛行体など）に取り付けて、可動式にすることができる。このようにすると、発光装置が、所望の場所や広い範囲を照射し得るものになるため、大型の物の検査や屋外における物の状態の検査に有利な電子機器となる。なお、発光装置を備えた可動式の電子機器としては、ドローンを挙げることができる。

電子機器は、発光装置に加えて、さらに撮像カメラとしてのハイパースペクトルカメラを備える構成とすることができる。これにより、当該電子機器は、ハイパースペクトルイメージングを行うことができる。ハイパースペクトルカメラを備えた電子機器は、肉眼や通常のカメラでは判別できない違いを画像として見分けることができるため、製品の検査や選別などに関わる幅広い分野で有用な検査装置になる。

具体的には、図７に示すように、電子機器２０Ａは、発光装置１０と、ハイパースペクトルカメラ２１とを備えている。そして、コンベア２２の表面２２ａに載置されている被照射物２３に対して、発光装置１０から出力光を照射しつつ、ハイパースペクトルカメラ２１で被照射物２３を撮像する。そして、得られた被照射物２３の画像を解析することにより、被照射物２３の検査や選別を行うことができる。

電子機器は、発光装置に加えて、さらに機械学習するデータ処理システムを備えるものにすることも好ましい。これにより、コンピューターに取り込んだデータを反復的に学習し、そこに潜むパターンを見つけ出すことができるようになる。また、新たに取り込んだデータを、そのパターンに当て嵌めることもできるようになる。そのため、検査・検知・監視などの自動化や高精度化、さらにはビッグデータを使用する将来予測などに有利な電子機器になる。

電子機器は、医療用、動物医療用、バイオ技術用、農林水産業用、畜産業用（食肉・肉製品・乳製品など）、又は工業用（異物検査、内容量検査、形状検査、包装状態検査など）に使用することができる。また、電子機器は、医薬品、動物実験、食品、飲料、農林水産物、畜産物、工業製品の検査用にも使用することができる。言い換えれば、本実施形態の電子機器は、人体、動植物、物体のいずれにも使用することができ、さらに気体、液体、固体のいずれにも使用することもできる。

電子機器は、医療機器、治療機器、美容機器、健康機器、介護関連機器、分析機器、計測機器及び評価機器のいずれかとすることができる。

例えば、医療やバイオ技術開発の目的において、本実施形態の電子機器は、１）血液・体液・それらの成分、２）排泄物（尿・便）、３）たんぱく質・アミノ酸、４）細胞（がん細胞）、５）遺伝子・染色体・核酸、６）生体試料・細菌・検体・抗体、７）生体組織・臓器・血管、８）皮膚病・脱毛症、の検査、検出、測定、評価、分析、解析、観察、監視、分離、診断、治療、浄化などに使用することができる。

また、例えば、美容やヘルスケアの目的において、本実施形態の電子機器は、１）皮膚、２）毛髪・体毛、３）口内・歯内・歯周、４）耳・鼻、５）バイタルサイン、の検査、検出、測定、評価、分析、解析、観察、監視、美化、衛生、発育促進、診断などに使用することができる。

例えば、農林水産業、畜産業、工業の目的において、本実施形態の電子機器は、１）工業製品（電子部材・電子デバイス）、２）農産物（青果物など）、３）酵素・菌、４）海産物（魚類・貝類・甲殻類・軟体類）、５）医薬品・生体試料、６）食品・飲料、７）人・動物・物の存在・状態、８）ガス（水蒸気）の状態、９）液体・流体・水・水分・湿度、１０）物の形状・色・内部構造・物理状態、１１）空間・位置・距離、１２）物の汚染状態、１３）分子・粒子の状態、１４）産業廃棄物の検査、検出、測定、計測、評価、分析、解析、観察、監視、認識、選別、分別などに使用することができる。

例えば、介護の目的において、電子機器は、排泄確認や健康状態の識別、管理、監視などに使用することができる。

このように、本実施形態の電子機器は、検査、検出、測定、計測、評価、分析、解析、観察、監視、認識、選別、分別など、あらゆる用途に対応できるものになる。

なお、本実施形態は、発光装置１０を使用する検査方法、検知方法、監視方法、分別方法、分析方法、計測方法、評価方法のいずれかの単純な方法発明とみなすこともできる。

以下、本実施形態の発光装置を実施例によりさらに詳細に説明するが、本実施形態はこれらの実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
まず、青色光（ピーク波長：４００～４５５ｎｍ）である一次光３Ｂを放つ固体発光素子３と第一の波長変換体１Ａとで構成される第一の波長変換型発光素子を作製した。

固体発光素子３は青色ＬＥＤチップを使用し、青色ＬＥＤチップはオスラムオプトセミコンダクターズ社製、品番：ＬＥ Ｂ Ｐ２ＭＱを使用した。また、第一の波長変換体１Ａは、Ｙ_３Ａｌ_２（ＡｌＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋蛍光体（ＹＡＧ蛍光体）と（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ^２＋蛍光体（ＳＣＡＳＮ蛍光体）とを含む樹脂蛍光膜とした。そして、第一の波長変換体１Ａ及び第一の波長変換型発光素子は、次のように作製した。

まず、蛍光体粉末として、ＹＡＧ蛍光体とＳＣＡＳＮ蛍光体を準備した。ＹＡＧ蛍光体は、株式会社東京化学研究所製で、中心粒径Ｄ_５０が約２４μｍのものを使用した。このＹＡＧ蛍光体は、波長５４０ｎｍ付近に蛍光ピークを持ち、黄緑色光を放つものであった。ＳＣＡＳＮ蛍光体は、三菱ケミカル株式会社製で、中心粒径Ｄ_５０が約１４μｍのものを使用した。このＳＣＡＳＮ蛍光体は、波長６２５ｎｍ付近に蛍光ピークを持ち、赤色光を放つものであった。さらに、蛍光体粉末の封止剤として、二液混合型の熱硬化シリコーン樹脂（信越化学工業株式会社製、製品名：ＫＥＲ－２５００Ａ／Ｂ）を準備した。

次に、ＹＡＧ蛍光体（２．３５２ｇ）及びＳＣＡＳＮ蛍光体（０．５０４ｇ）とシリコーン樹脂（Ａ剤０．７５ｇ、Ｂ剤０．７５ｇ）とを、攪拌脱泡装置を使用して混合し、さらに脱泡した。この際、攪拌脱泡装置は、株式会社シンキ―製、製品名：あわとり練太郎（登録商標）、形式：ＡＲＥ－３１０を使用した。また、攪拌脱泡装置の回転数は約２０００ｒｐｍとし、３分間処理を行った。このようにして、ＹＡＧ蛍光体及びＳＣＡＳＮ蛍光体とシリコーン樹脂とからなる蛍光体ペーストを作製した。

このようにして得られた蛍光体ペーストを、ディスペンサー（形式：ＭＬ－５０００ＸＩＩ、武蔵エンジニアリング株式会社製）を用いて、青色ＬＥＤチップの周囲に設けた高さ約２１０μｍの枠内に滴下した。そして、蛍光体ペーストを１５０℃の大気中で２時間加熱して硬化させた。このように、青色ＬＥＤの主光取り出し面上に、厚み約２００μｍの樹脂蛍光膜を形成することにより、第一の波長変換体１Ａ（縦５ｍｍ、横５ｍｍ、厚み約２００μｍ）及び第一の波長変換型発光素子とした。

次に、固体発光素子３と第二の波長変換体２Ａとで構成される第二の波長変換型発光素子を作製した。固体発光素子３は、第一の波長変換型発光素子と同様に、青色ＬＥＤチップを使用した。第二の波長変換体２Ａは、波長７５０ｎｍ付近に蛍光ピークを持ち、Ｃｒ^３＋で賦活された複合金属酸化物を主体にしてなる蛍光体を含む樹脂蛍光膜とした。なお、この蛍光体は、（Ｇｄ_０．９５Ｌａ_０．０５）_３（Ｇａ_０．９７Ｃｒ_０．０３）_２（ＧａＯ_４）_３の組成式で表される（Ｇｄ，Ｌａ）_３Ｇａ_２（ＧａＯ_４）_３：Ｃｒ^３＋蛍光体（ＧＬＧＧ蛍光体）であり、ガーネット型の結晶構造を持つものである。

ＧＬＧＧ蛍光体は、以下の化合物粉末を主原料として使用し、オーソドックスな固相反応により調製した。
酸化ガドリニウム（Ｇｄ_２Ｏ_３）：純度３Ｎ、日本イットリウム株式会社製
水酸化ランタン（Ｌａ（ＯＨ）_３）：純度３Ｎ、信越化学工業株式会社製
酸化ガリウム（Ｇａ_２Ｏ_３）：純度４Ｎ、アジア物性材料株式会社製
酸化クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）：純度３Ｎ、株式会社高純度化学研究所製

具体的には、まず、化学反応によって化学量論的組成の化合物（Ｇｄ_０．９５Ｌａ_０．０５）_３（Ｇａ_０．９７Ｃｒ_０．０３）_２（ＧａＯ_４）_３）を生成するように、上記原料を秤量した。原料の秤量値を表１に示す。

次に、アルミナ製のポットミル（容量２５０ｍｌ）に、秤量した原料２０ｇを、アルミナボール（直径φ３ｍｍ、合計２００ｇ）とエタノール６０ｍｌと共に投入した。その後、遊星ボールミル（フリッチュ社製、品番Ｐ－５）を用いて、ポットミルを回転速度１５０ｒｐｍで３０分間回転させることによって、原料を湿式混合した。

次いで、ふるいを使用してアルミナボールを取り除き、原料とエタノールからなるスラリー状の混合原料を得た。その後、混合原料を、乾燥機を用いて１２５℃で乾燥させた。そして、乾燥後の混合原料を乳鉢と乳棒を用いて軽く混合することにより、蛍光体原料とした。

次に、蛍光体原料をアルミナ製の焼成容器（材質ＳＳＡ－Ｈ、Ｂ３サイズ、蓋付き）に入れ、箱型電気炉を使用して、１５００℃の大気中で２時間の焼成を行った。なお、焼成時の昇降温速度は３００℃／ｈとした。

得られた焼成物を、アルミナ製の乳鉢と乳棒を用いて手解砕した後、ナイロンメッシュ（目開き９５μｍ）を通過させて粗大粒子を除去することによって、粉末状のＧＬＧＧ蛍光体を得た。

データを省略するものの、得られたＧＬＧＧ蛍光体の結晶構成物を、Ｘ線回折装置（デスクトップＸ線回折装置、ＭｉｎｉＦｌｅｘ、株式会社リガク製）を用いて評価したところ、ほぼ単一結晶相のガーネット化合物であった。さらに、ＧＬＧＧ蛍光体の粒子形状と粒子サイズを、電子顕微鏡（卓上顕微鏡Ｍｉｎｉｓｃｏｐｅ（登録商標）ＴＭ４０００、日立ハイテクノロジーズ株式会社製）を用いて評価した。その結果、ＧＬＧＧ蛍光体の粒子形状は単分散粒子状であり、粒子形状はガーネットの結晶に由来するとみなすことができる形状であり、粒子サイズの主体は１５μｍ前後であった。

そして、ＧＬＧＧ蛍光体の蛍光特性を、絶対ＰＬ量子収率測定装置（Ｃ９９２０－０２、浜松ホトニクス株式会社製）を使用して、波長４５０ｎｍの青色光の照射下で評価した。その結果、蛍光ピーク波長は７４７ｎｍ、内部量子効率（ＩＱＥ）は９２％、青色光の光吸収率（Ａｂｓ．）は５７％であった。また、波長６２８ｎｍの赤色光の照射下で評価した結果、蛍光ピーク波長は７４６ｎｍ、内部量子効率（ＩＱＥ）は９３％、赤色光の光吸収率（Ａｂｓ．）は４５％であった。

このようにして作製したＧＬＧＧ蛍光体（４．５７ｇ）を用い、第一の波長変換体１Ａと同様の手順で、第二の波長変換体２Ａ（縦５ｍｍ、横５ｍｍ、厚み：３１０μｍ）及び第二の波長変換型発光素子を作製した。

そして、青色ＬＥＤと第一の波長変換体１Ａとで構成される第一の波長変換型発光素子と、青色ＬＥＤと第二の波長変換体２Ａとで構成される第二の波長変換型発光素子を使用して、図５に示すような発光装置を作製し、本例の発光装置とした。

得られた発光装置について、発光特性を評価した。まず、第一の波長変換型発光素子の青色ＬＥＤチップに５００ｍＡの電流を流すと、青色ＬＥＤチップから一次光３Ｂとしての青色光が放射された。さらに、その一部が、第一の波長変換体１Ａによって第一の波長変換光１Ｂとしての可視光（弱い緑色光成分と強い赤色光成分の加法混色による橙色光）に変換された。そして、一次光３Ｂとしての青色光と、第一の波長変換光１Ｂとしての可視光とからなる第一の混合光が、第一の波長変換型発光素子から放出された。なお、青色光成分の出力割合が小さかったこともあり、当該混合光の見た目は実質的に橙色光であり、白色光とみなせない色調の光であった。

次に、第二の波長変換型発光素子の青色ＬＥＤチップに２０００ｍＡの電流を流すと、青色ＬＥＤチップから一次光３Ｂとしての青色光が放射された。そして、その一部が、第二の波長変換体２Ａによって第二の波長変換光２Ｂとしての近赤外光に変換された。そして、一次光３Ｂとしての青色光と、第二の波長変換光２Ｂとしての近赤外光とからなる第二の混合光（紫色光）が、第二の波長変換型発光素子から放出された。

そして、第一の混合光と第二の混合光がさらに混合されることにより、一次光３Ｂと第一の波長変換光１Ｂと第二の波長変換光２Ｂとからなる混合光が、出力光４として放出された。なお、図１に示した分光分布は、本例の発光装置から放出された出力光４の分光分布である。

図１から分かるように、出力光４の分光分布は、第一の波長変換光１Ｂに由来する第一の光成分５と、第二の波長変換光２Ｂに由来する第二の光成分６と、一次光３Ｂに由来する第三の光成分７とで構成されている。そして、当該分光分布は、４４０ｎｍ以上４７０ｎｍ未満の青色の波長範囲と、６００ｎｍ以上６５０ｎｍ未満の赤色の波長範囲と、７００ｎｍ以上８００ｎｍ未満の深赤色～近赤外の波長範囲にピークを持つ。そのため、出力光４は、少なくとも４１０ｎｍから９５０ｎｍまでの広い波長範囲に亘って光成分を持つ多峰型（三峰型）のブロードな分光分布であった。

そして、出力光４の分光分布は、第一の光成分５と第二の光成分６の間に第一の極小値８を持ち、第二の光成分６の強度最大値は第一の光成分５の強度最大値よりも大きい。さらに、第一の極小値８は、第二の光成分６の強度最大値の５０％を下回っており、具体的には３７％（４０％未満）であった。

なお、第一の光成分５は、波長６１８ｎｍに蛍光ピークを持ち、分光分布の６０％幅は８０ｎｍ（７０ｎｍ以上９０ｎｍ未満）であった。なお、この「６０％幅」は、蛍光ピーク強度が６０％となる強度をとる波長（短波長側と長波長側）の波長差である。また、第二の光成分６は、７４７ｎｍに蛍光ピークを持ち、分光分布の５０％幅は１１８ｎｍ（１１０ｎｍ以上１２５ｎｍ未満）であった。なお、この「５０％幅」は、蛍光ピーク強度が５０％となる強度をとる波長（短波長側と長波長側）の波長差である。そして、第三の光成分７は、４５５ｎｍに蛍光ピークを持ち、半値幅は２７ｎｍ（２５ｎｍ以上３０ｎｍ未満）であった。

また、波長４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の第三の光成分７、波長５１０ｎｍ以上６７０ｎｍ未満の第一の光成分５、及び、波長６８０ｎｍ以上１０５０ｎｍ未満の第二の光成分６は、いずれも単峰型であった。

そして、出力光４において、相関色温度は２２９９Ｋ、黒体輻射からのずれを示すｄｕｖは－９７．０、ｘｙ色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．３５８、０．２０８）、平均演色評価数Ｒａは３７であった。なお、平均演色評価数（Ｒａ）が低い理由は、緑色の波長範囲となる５００ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の分光強度の最大値が、第二の光成分の強度最大値の１５％未満（１１％）と小さいことによるものと考察できる。

［実施例２～４］
実施例２～４の発光装置は、図２に示す構造の発光装置とした。そして、簡略化のために、青色ＬＥＤ（蛍光ピーク波長：４５０～４５５ｎｍ）と蛍光体とを組み合わせてなるＬＥＤ照明用の白色ＬＥＤを使用し、当該白色ＬＥＤと第二の波長変換体２Ａとを組み合わせることにより、本例の発光装置とした。

なお、白色ＬＥＤで使用されている蛍光体は、白色ＬＥＤが放つ光の分光分布から、Ｃｅ^３＋賦活ガーネット緑色蛍光体とＥｕ^２＋賦活窒化物赤色蛍光体との混合蛍光体と推測できるものである。

まず、表２に示す、３種類の白色ＬＥＤ（白色ＬＥＤ１～３：ルミレッズ社製）を準備した。次いで、白色ＬＥＤ１～３の光出力面上に、第二の波長変換体２Ａを載置した後、白色ＬＥＤに定格電流を通電して点灯させた。そして、出力光を積分球(φ２０インチ、品番：ＬＭＳ－２００、Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ社製)で積分し、全光束測定システム（品番：ＳＬＭＳ－ＣＤＳ－２０２１、Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ社製）を用いて、出力光４の分光分布及び放射束などを測定した。

なお、第二の波長変換体２Ａは、ＧＬＧＧ蛍光体を使用して作製した樹脂蛍光膜（厚み：３４０μｍ）を用いた。第二の波長変換体２Ａは、次のように作製した。

まず、蛍光体粉末として、上述のＧＬＧＧ蛍光体（４．５７ｇ）を準備した。また、蛍光体粉末の封止剤として、上述の二液混合型の熱硬化シリコーン樹脂（Ａ剤０．７５ｇ、Ｂ剤０．７５ｇ）を準備した。そして、実施例１と同様にして、これらを混合及び脱泡処理し、ＧＬＧＧ蛍光体とシリコーン樹脂とからなる蛍光体ペーストを作製した。

このようにして得られた蛍光体ペーストを、ディスペンサーを用いて、ガラス基板（縦２００ｍｍ、横２００ｍｍ、厚み１ｍｍ）上に設けた型枠に滴下した。その後、スキージを使用して、滴下した蛍光体ペーストの表面を平坦にした。型枠を外し、１５０℃の大気中で２時間加熱して硬化することによって、蛍光体シートを作製した。そして、ピンセットを使用して、ガラス基板から蛍光体シートを剥がすことによって、第二の波長変換体２Ａ（縦５０ｍｍ、横６０ｍｍ、厚み３４０μｍ）を得た。

図８には、実施例２～４の発光装置の出力光の分光分布を纏めて示す。図８から分かるように、実施例２～４の出力光の分光分布は、少なくとも４２０ｎｍ以上９５０ｎｍ未満の全波長範囲内に光成分を持つ。また、当該出力光は、波長４５０ｎｍ付近にピークを持つ光成分（第三の光成分）と、波長５６０～６００ｎｍに強度最大値を持つ蛍光成分（第一の光成分）と、波長７３０～７５０ｎｍに強度最大値を持つ蛍光成分（第二の光成分）とを主体にして構成されている。ここで、第三の光成分は、青色ＬＥＤに由来する光成分である。また、第一の光成分は、緑色蛍光体（Ｃｅ^３＋賦活ガーネット蛍光体）と赤色蛍光体（Ｅｕ^２＋賦活窒化物系蛍光体）の混合蛍光体に由来する光成分である。第二の光成分は、近赤外蛍光体（Ｃｒ^３＋賦活ガーネット蛍光体）に由来する蛍光成分である。

そして、いずれの分光分布も、第一の光成分と第二の光成分の間に第一の極小値を持ち、第二の光成分の強度最大値は第一の光成分の強度最大値よりも大きい。さらに、第一の極小値は、第二の光成分の強度最大値の５０％を下回っており、具体的には、２４．４％（実施例２）、３７．１％（実施例３）、３７．３％（実施例４）であった。また、第三の光成分の強度最大値は小さく、第二の光成分の強度最大値の２０％を下回っており、具体的には、１８．１％（実施例２）、６．２％（実施例３）、１０．７％（実施例４）であった。

以上のことから、本実施例は、緑～黄色光成分と強い近赤外光成分とを含む出力光を必要とする用途に有利な発光装置といえる。

なお、説明の都合上データを省略するが、白色ＬＥＤが放つ白色光が第二の波長変換体２Ａを透過するようにしたときに、白色ＬＥＤが放つ光成分における、青色光成分と赤色光成分の強度が大きく低下する傾向にあった。これは、第二の波長変換体２Ａに含まれるＣｒ^３＋賦活蛍光体が、青と赤の光成分を吸収する性質を持つためであると考えられる。そして、このことに起因して、出力光は黄色味を帯びやすくなる。そのため、白色光に近い出力光を得るためには、白色ＬＥＤ（波長変換型発光素子）の光の一部が、第二の波長変換体２Ａを透過せず、そのまま透過する構造とすることが好ましい。

表３では、実施例２～４の出力光の特性を纏めて示す。実施例２～４の出力光は、相関色温度が２５００Ｋ以上４５００Ｋ未満であり、ｄｕｖが＋１０以上＋５０未満（２０以上４０未満）であった。また、平均演色評価数（Ｒａ）は、５０以上８０未満であった。

ここで、実施例３の発光装置は、白色ＬＥＤが放つ白色光を、第二の波長変換体２Ａに透過させた後でも、相関色温度をほぼ変えることがなかった。また、平均演色評価数（Ｒａ）が７５となり、比較的高い高演色性を示すとともに、比較的高い放射束を保つことがわかった。

これらのデータから、実施例２～４も、高出力の近赤外線と可視光の両方を放つ出力光を得る上で有利な発光装置といえる。

［実施例５～８］
実施例５～８の発光装置も、実施例２～４と同様に、図２に示す構造の発光装置とした。但し、青色ＬＥＤは、市販の青色ＬＥＤ（蛍光ピーク波長：４６０ｎｍ、品番：ＰＴ－１２１－Ｂ－Ｌ１１－ＥＰＧ、Ｌｕｍｉｎｕｓ Ｄｅｖｉｃｅｓ社製）を使用した。蛍光体は、Ｌｕ_２ＣａＭｇ_２（ＳｉＯ_４）_３：Ｃｅ^３＋の一般式で示され、橙色光を放つＣｅ^３＋賦活ガーネット蛍光体（ＬｕＣａＭＧ蛍光体）と、上述のＧＬＧＧ蛍光体とを使用した。なお、ＬｕＣａＭＧ蛍光体は、国際公開第２０１８／２３０２０７号の実施例に沿って作製した。ＬｕＣａＭＧ蛍光体は、青色光を吸収して橙色光（蛍光ピーク波長：約５９６ｎｍ）に変換する、３～１５μｍ程度の一次粒子径を持つ蛍光体粒子群である。

そして、ＬｕＣａＭＧ蛍光体を含む樹脂蛍光膜である第一の蛍光体シートと、ＧＬＧＧ蛍光体を含む樹脂蛍光膜である第二の蛍光体シートとを、実施例２～４と同様に作製した。具体的には、樹脂中の蛍光体の充填率が３０ｖｏｌ％となるように、熱硬化シリコーン樹脂と蛍光体を混練し、熱硬化させることによって、第一の蛍光体シートと第二の蛍光体シートを作製した。この際、第一の蛍光体シートの厚みは９７μｍとし、第二の蛍光体シートの厚みは１００μｍ、１９３μｍ、２７０μｍの三種類とした。なお、蛍光体シートの厚みは、厚みが異なる型枠を使用することによって調整した。

次に、第一の蛍光体シートを第一の波長変換体１Ａとし、第二の蛍光体シートを第二の波長変換体２Ａとして、表４に示す四種類の発光装置を作製した。なお、第一の波長変換体１Ａと第二の波長変換体２Ａは二層構造をなすため、表４の「出力光４を放射する波長変換体」とは異なる波長変換体が、一次光３Ｂが入射する側、つまり青色ＬＥＤ側の波長変換体となる。

そして、図２に示すように、青色ＬＥＤの光出力面上に、二層構造をなす波長変換体を載置し、青色ＬＥＤに３００ｍＡの電流を流して点灯させた。その後、出力光の分光分布及び放射束などを、実施例１～４と同様に測定した。

図９には、実施例５～８の発光装置の出力光の分光分布を纏めて示す。図９から分かるように、実施例５～８の出力光の分光分布も、図８の分光分布と類似しており、少なくとも４２０ｎｍ以上９５０ｎｍ未満の全波長範囲内に光成分を持つ。また、当該出力光は、波長４６０ｎｍ付近にピークを持つ光成分（第三の光成分）と、波長５６０～６００ｎｍに強度最大値を持つ蛍光成分（第一の光成分）と、波長７２０～７５０ｎｍに強度最大値を持つ蛍光成分（第二の光成分）とを主体にして構成されている。ここで、第三の光成分は、青色ＬＥＤに由来する光成分である。また、第一の光成分は、橙色蛍光体（Ｃｅ^３＋賦活ガーネット蛍光体；ＬｕＣａＭＧ）に由来する蛍光成分である。第二の光成分は、近赤外蛍光体（Ｃｒ^３＋賦活ガーネット蛍光体；ＧＬＧＧ）に由来する蛍光成分である。

そして、いずれの分光分布も、第一の光成分と第二の光成分の間に第一の極小値を持ち、第二の光成分の強度最大値は、第一の光成分の強度最大値よりも大きい。さらに、第一の極小値は、第二の光成分の強度最大値の５０％を下回っており、具体的には、４４．２％（実施例５）、２２．５％（実施例６）、１２．９％（実施例７）、４７．５％（実施例８）であった。また、第三の光成分７の強度最大値は小さく、第二の光成分６の強度最大値の７０％を下回っており、具体的には、６７．８％（実施例５）、３５．６％（実施例６）、２６．４％（実施例７）、２８．９％（実施例８）であった。

以上のことから、本実施例も、緑～黄色光成分と強い近赤外光成分とを含む出力光を必要とする用途に有利な発光装置といえる。

なお、表５では、実施例５～８の出力光の特性を纏めて示す。実施例５～８の出力光は、相関色温度が１８００Ｋ以上３０００Ｋ未満であり、ｄｕｖが－２５以上で１５未満であった。また、平均演色評価数（Ｒａ）は、５５以上８０未満の数値であった。なお、実施例８の発光装置が放つ出力光は、白色光とみなされる光色の光であった。

ここで、実施例５～７の発光装置は、第二の波長変換体２Ａの厚みが変わっても、出力光の色調が大きく変化しないことがわかった。これらのデータから、実施例５～８も、高出力の近赤外線と可視光の両方を放つ出力光を得る上で有利な発光装置といえる。

なお、波長変換型発光素子の分光分布は、使用するＬＥＤ、蛍光体が放つ蛍光の色調（蛍光ピーク波長）、蛍光体を含む波長変換体（第一の波長変換体１Ａ及び第二の波長変換体２Ａ）の光吸収率などによって変化する。また、波長変換体の光吸収率は、波長変換体中の蛍光体の体積割合、波長変換体の厚み、さらには、蛍光体の蛍光イオンの賦活量、母体となる化合物の組成、粒子サイズによって変化する。そして、青色ＬＥＤ、白色ＬＥＤ及び蛍光体は、本実施例で使用したもの以外にも、多種多様な色調の光を放つものが市販されている。このため、出力光の相関色温度や演色性などは、本実施例に限定されるものではない。

以上、本実施形態を説明したが、本実施形態はこれらに限定されるものではなく、本実施形態の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

特願２０２１－０２６８０４号（出願日：２０２１年２月２２日）の全内容は、ここに援用される。

本開示によれば、特定波長の可視光成分及び近赤外光成分の高出力化に有利な発光装置、及び当該発光装置を用いた電子機器を提供することが可能となる。

４ 出力光
５ 第一の光成分
６ 第二の光成分
７ 第三の光成分
８ 第一の極小値
９ 第二の極小値
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ 発光装置

Claims (11)

1. 固体発光素子と第一の蛍光体及び第二の蛍光体とを備え、出力光を放つ発光装置であって、
   前記出力光の分光分布は、前記第一の蛍光体が放つ蛍光に由来する第一の光成分と、前記第二の蛍光体が放つ蛍光に由来する第二の光成分と、前記固体発光素子が放つ光に由来する第三の光成分とを有し、かつ、前記第一の光成分と前記第二の光成分との間に第一の極小値を有し、前記第一の光成分と前記第三の光成分との間に第二の極小値を有し、
   前記第一の光成分は、５６０ｎｍ以上７００ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を持つ蛍光成分であり、
   前記第二の光成分は、７００ｎｍ以上２５００ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を持つ蛍光成分であり、
   前記第二の光成分の強度最大値は、前記第一の光成分の強度最大値よりも大きく、
   前記第一の極小値及び前記第二の極小値は、前記第二の光成分の強度最大値の５０％未満である、発光装置。
2. 前記第二の光成分の分光分布は、波長１０ｎｍごとの分光強度をヒストグラムで表示したときに単峰型となる、請求項１に記載の発光装置。
3. 前記第二の光成分において、強度最大値の５０％の強度をとる長波長側の波長と低波長側の波長との間の波長差は、５０ｎｍ以上２００ｎｍ未満である、請求項１又は２に記載の発光装置。
4. 前記第一の光成分の分光分布は、波長１０ｎｍごとの分光強度をヒストグラムで表示したときに単峰型となる、請求項１から３のいずれか一項に記載の発光装置。
5. 前記第一の光成分において、強度最大値の６０％の強度をとる長波長側の波長と低波長側の波長との間の波長差は、５０ｎｍ以上２００ｎｍ未満である、請求項１から４のいずれか一項に記載の発光装置。
6. 前記第三の光成分は、３５０ｎｍ以上６６０ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を持つ、請求項１から５のいずれか一項に記載の発光装置。
7. 前記第一の光成分は、５７０ｎｍ以上６５０ｎｍ未満の波長範囲に強度最大値を持つ、請求項１から６のいずれか一項に記載の発光装置。
8. 前記第一の光成分は、Ｃｅ^３＋又はＥｕ^２＋で賦活された前記第一の蛍光体が放つ蛍光に由来する、請求項１から７のいずれか一項に記載の発光装置。
9. 前記第二の光成分は、Ｃｒ^３＋で賦活された前記第二の蛍光体が放つ蛍光に由来する、請求項１から８のいずれか一項に記載の発光装置。
10. 前記第一の光成分は、前記固体発光素子と前記第一の蛍光体とを組み合わせてなる波長変換型発光素子が放つ光成分の少なくとも一部からなる、請求項１から９のいずれか一項に記載の発光装置。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載の発光装置を備える、電子機器。

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