特開 2023-107691 光源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023107691

(43)【公開日】2023-08-03

(54)【発明の名称】光源装置

(51)【国際特許分類】

   F21V 13/02 20060101AFI20230727BHJP

   F21V 14/06 20060101ALI20230727BHJP

   F21V 23/00 20150101ALI20230727BHJP

   F21Y 115/30 20160101ALN20230727BHJP

【ＦＩ】

F21V13/02 200

F21V14/06

F21V23/00 140

F21Y115:30

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022009001

(22)【出願日】2022-01-24

(71)【出願人】

【識別番号】503098724

【氏名又は名称】株式会社オキサイド

(74)【代理人】

【識別番号】110001357

【氏名又は名称】弁理士法人つばさ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】牧尾 諭

【テーマコード（参考）】

3K014

【Ｆターム（参考）】

3K014AA01

(57)【要約】

【課題】光源からの出力光を効率よく利用して、出力光の色彩を調整することの可能な光源装置を提供する。
【解決手段】本発明の一実施の形態に係る光源装置は、蛍光体素子と、光源部と、レンズとを備えている。光源部は、蛍光体素子を励起する励起光である入射励起光を蛍光体素子の光入射面に向けて光入射面の法線とは異なる角度で入射させる。レンズは、入射励起光のうち光入射面で反射された光である反射励起光が進行する角度方向に配置される。レンズは、入射励起光のうち光入射面で反射された光である反射励起光と、蛍光体素子から発せられた蛍光光とを合成し、それにより得られた合成光を出力光として外部に出力する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

蛍光体素子と、
前記蛍光体素子を励起する励起光である入射励起光を前記蛍光体素子の光入射面に向けて前記光入射面の法線とは異なる角度で入射させる第１光源部と、
前記入射励起光のうち前記光入射面で反射された光である反射励起光が進行する角度方向に配置され、前記入射励起光のうち前記光入射面で反射された光である反射励起光と、前記蛍光体素子から発せられた蛍光光とを合成し、それにより得られた合成光を出力光として外部に出力するレンズと
を備えた
光源装置。

【請求項2】

前記蛍光体素子を励起する波長帯とは異なる波長帯の光である入射可視光を、前記入射励起光の光軸と前記入射可視光の光軸とが前記蛍光体素子の光入射面において互いに重なり合うように、前記蛍光体素子の光入射面に向けて入射させる第２光源部を更に備えた
請求項１に記載の光源装置。

【請求項3】

前記レンズは、当該レンズの光軸と前記反射励起光の光軸とのズレが０°±５°の範囲内となるように配置されている
請求項１または請求項２に記載の光源装置。

【請求項4】

前記入射励起光の、前記蛍光体素子の光入射面における入射ビーム径を調整可能な調整機構を更に備えた
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の光源装置。

【請求項5】

前記調整機構は、
前記第１光源部と前記蛍光体素子との間に配置され、前記入射励起光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズを前記入射励起光の光軸上で移動させて、前記集光レンズの位置を調整するレンズ位置調整部と
を有する
請求項４に記載の光源装置。

【請求項6】

前記入射励起光の光強度を変化させる制御部を更に備えた
請求項２に記載の光源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蛍光体を励起光により励起して、蛍光体より発光する光を出射する光源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の蛍光体光源が、例えば、特許文献１～４に開示されている。

【0003】

特許文献１には、平板状の蛍光体を半導体レーザ光で励起し、それにより得られた蛍光光を光学系レンズにて出力させる構成が開示されている。また、特許文献２には、複数の半導体レーザを用いて蛍光体を励起する構成が開示されている。また、特許文献３には、蛍光体を半導体レーザ光で励起し、蛍光体を透過した、励起光としての半導体レーザ光も出力光として一部利用する構成が開示されている。また、特許文献４には、蛍光体の形状をプリズムとし、半導体レーザ光を蛍光体プリズムの平面に垂直に入射させ、透過した半導体レーザ光を斜面の反射膜で９０°方向に光路変更し、蛍光体プリズムのもう一つの平面と平行な出力レンズにより出射させる構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２－０７４２７３号公報

【特許文献2】特開２０１４－００２８３９号公報

【特許文献3】国際公開２０１９／１２４０４６号

【特許文献4】特開２０１３－２５４８８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、各特許文献では、光源からの出力光を効率よく利用して、出力光の色彩を調整することについては、開示も示唆もなされていない。従って、光源からの出力光を効率よく利用して、出力光の色彩を調整することの可能な光源装置を提供することが望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一実施の形態に係る光源装置は、蛍光体素子と、光源部と、レンズとを備えている。光源部は、蛍光体素子を励起する励起光である入射励起光を蛍光体素子の光入射面に向けて光入射面の法線とは異なる角度で入射させる。レンズは、入射励起光のうち光入射面で反射された光である反射励起光が進行する角度方向に配置される。レンズは、入射励起光のうち光入射面で反射された光である反射励起光と、蛍光体素子から発せられた蛍光光とを合成し、それにより得られた合成光を出力光として外部に出力する。

【発明の効果】

【0007】

本発明の一実施の形態に係る光源装置によれば、反射励起光と蛍光光とをレンズによって合成し、それにより得られた合成光を出力光として、レンズを介して外部に出力するようにしたので、例えば、入射励起光の、蛍光体素子の光入射面における入射ビーム径を調整したり、入射励起光に合成する、蛍光体素子を励起する波長帯とは異なる波長帯の光の強度を調整したりすることにより、出力光の色彩を調整することができる。従って、光源からの出力光を効率よく利用して、出力光の色彩を調整することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係る光源装置の構成例を表す図である。

【図2】蛍光出力強度の出射角度分布の一例を表す図である。

【図3】比較例に係る光源装置の構成例を表す図である。

【図4】比較例に係る光源装置の構成例を表す図である。

【図5】図１の光源装置の構成の一変形例を表す図である。

【図6】本発明の第２の実施の形態に係る光源装置の構成例を表す図である。

【図7】レンズ位置を変化させたときの出力光の色度の一例を表す図である。

【図8】励起光以外の入射光の強度を変化させたときの出力光の色度の一例を表す図である。

【図9】励起光以外の入射光の強度を、図７とは異なる値に固定した上で、レンズ位置を変化させたときの出力光の色度の一例を表す図である。

【図10】励起光の入射角度を変化させたときの出力光の出力強度の一例を表す図である。

【図11】励起光の入射角度を変化させたときの出力光の色度座標の一例を表す図である。

【図12】図６の光源装置の構成の一変形例を表す図である。

【図13】本発明の第３の実施の形態に係る光源装置の構成例を表す図である。

【図14】図１３の光源装置の構成の一変形例を表す図である。

【図15】図１３の光源装置の構成の一変形例を表す図である。

【図16】図１４の光源装置の構成の一変形例を表す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明は本発明の一具体例であって、本発明は以下の態様に限定されるものではない。また、本発明は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比などについても、それらに限定されるものではない。

【0010】

＜１．第１の実施の形態＞
[構成]
本発明の第１の実施の形態に係る光源装置１の構成について説明する。図１は、光源装置１の構成例を表したものである。光源装置１は、発光部１０と、蛍光体素子２０と、レンズ３０と、レンズ群４０と、レンズ位置調整部５０と、制御部６０とを備えている。

【0011】

発光部１０は、蛍光体素子２０を励起する励起光である入射励起光Ｌ１を発する。発光部１０は、入射励起光Ｌ１を蛍光体素子２０の光入射面に対して蛍光体素子２０の光入射面の法線とは異なる角度で入射させる。発光部１０は、入射励起光Ｌ１の光軸ＡＸ２が蛍光体素子２０の光入射面の法線ＡＸ１に対して角度θ１で交差する位置に配置されている。蛍光体素子２０の光入射面における光軸ＡＸ２と法線ＡＸ１とのなす角（角度θ１）は、０度よりも大きく９０度よりも小さい角度となっており、例えば、３５度となっている。発光部１０は、例えば、入射励起光Ｌ１を発する半導体レーザを含んで構成されている。入射励起光Ｌ１の波長は、可視波長域内の波長であり、例えば、青色波長域内の波長である。

【0012】

入射励起光Ｌ１の波長は、青色波長域内の波長に限定されるものではなく、蛍光体が励起される光の波長である。発光部１０は、入射励起光Ｌ１を反射させて蛍光体素子２０に入射させるミラ－を有していてもよい。このような場合であっても、蛍光体素子２０の光入射面における光軸ＡＸ２と法線ＡＸ１とのなす角（角度θ１）は、０度よりも大きく９０度よりも小さい角度となっており、例えば、４５度となっている。発光部１０が、本発明の「第１光源部」の一具体例に相当する。

【0013】

蛍光体素子２０は、蛍光体を含んで構成されている。蛍光体素子２０の材料系としては、例えば、１または複数の希土類元素が添加された、粉体材料を塗布されたものやアルミニウムおよび酸素を含むガーネット構造の単結晶材料、共晶体材料または無機化合物材料の蛍光体が挙げられる。蛍光体素子２０は、入射励起光Ｌ１が入射する光入射面を有する平板状の素子である。蛍光体素子２０では、入射励起光Ｌ１が光入射面に入射すると、蛍光体素子２０に含まれる蛍光体が入射励起光Ｌ１によって励起され、蛍光体から蛍光光Ｌ３が発せられる。

【0014】

蛍光光Ｌ３は、光入射面のうち、入射励起光Ｌ１が入射した箇所から放射光となって外部に出力される。蛍光光Ｌ３は、例えば、図２に示したように、出射角度（法線ＡＸ１に対する角度）が０度のとき出力強度が最も大きく、出射角度が大きくなるにつれて出力強度が徐々に低下する分布を有している。蛍光光Ｌ３を有効に利用するには、蛍光量低下を、出射角度０度のときの値の５０％程度にまで抑えることが好ましい。従って、蛍光光Ｌ３のうち、蛍光光Ｌ３の出射角度が０度以上６０度以下の範囲内の成分を利用することができるよう、レンズ３０を配置することが好ましい。

【0015】

レンズ３０は、入射励起光Ｌ１のうち、光入射面で反射された光（以下、「反射励起光Ｌ２」と称する。）と、蛍光体素子２０から発せられた蛍光光Ｌ３とを合成し、それにより得られた合成光を出力光Ｌ４として外部に出力する。出力光Ｌ４は、例えば、レンズ３０によって平行光となっている。レンズ３０は、反射励起光Ｌ２が進行する角度方向に配置されている。レンズ３０は、レンズ３０の光軸ＡＸ３が反射励起光Ｌ２の光軸と重なり合うか、または所定の角度範囲内（例えば光軸ＡＸ３の角度±５°の範囲内）で交差する位置に配置されている。このとき、レンズ３０は、レンズ３０の光軸ＡＸ３が法線ＡＸ１に対して、光軸ＡＸ１側とは反対側に角度θ２で交差する位置に配置されている。角度θ２は、０度よりも大きく９０度よりも小さい角度となっており、例えば、３５度となっている。レンズ３０は、上述したように、蛍光光Ｌ３のうち、蛍光光Ｌ３の出射角度が０度以上６０度以下の範囲内の成分を利用することが可能な位置に配置されていることが好ましい。

【0016】

レンズ群４０は、発光部１０から発せられた光（入射励起光Ｌ１）を蛍光体素子２０の光入射面に照射する。レンズ群４０は、例えば、発光部１０から発せられた光（入射励起光Ｌ１）を平行光化するレンズ４１と、レンズ４１によって平行光化された光（入射励起光Ｌ１）を集光するレンズ４２とを含んで構成されている。レンズ４２は、レンズ４２の焦点距離がレンズ４２と、蛍光体素子２０において入射励起光Ｌ１が照射される部分との距離と等しくなるか、または、概ね等しくなる位置に配置される。レンズ４２の位置は、レンズ位置調整部５０によって調整される。

【0017】

レンズ位置調整部５０は、レンズ４２を光軸ＡＸ２上で移動させて、レンズ４２の位置（レンズ４２の焦点位置）を調整する機構である。レンズ位置調整部５０は、レンズ４２を支持する支持部と、支持部を光軸ＡＸ２と平行な方向に移動させることの可能な駆動部とにより構成されている。レンズ位置調整部５０は、制御部６０による制御に従って、レンズ４２の位置を調整し、それにより、蛍光体素子２０の光入射面に入射する入射励起光Ｌ１の入射ビーム径を変化させる。つまり、レンズ位置調整部５０は、入射励起光Ｌ１の、蛍光体素子２０の光入射面における入射ビーム径を調整可能な調整機構となっている。

【0018】

入射励起光Ｌ１の入射ビーム径が変化することによって、入射励起光Ｌ１の、蛍光体素子２０の光入射面における光密度や照射面積が変化し、それによって、反射励起光Ｌ２および蛍光光Ｌ３の光量が変化する。反射励起光Ｌ２および蛍光光Ｌ３の光量が変化すると、出力光Ｌ４の色彩が変化する。つまり、レンズ位置調整部５０は、レンズ４２の位置を調整することにより、出力光Ｌ４の色彩を調整するようになっている。

【0019】

制御部６０は、発光部１０に制御信号を出力することにより、発光部１０の発光・消光や、入射励起光Ｌ１の光強度を制御する。制御部６０は、さらに、レンズ位置調整部５０に制御信号を出力することにより、レンズ位置調整部５０の動作を制御する。レンズ４２の位置を調整後、固定することで出力光Ｌ４の色彩を固定化できる。

【0020】

[効果]
次に、比較例および上記特許文献１～４と対比して、本実施の形態に係る光源装置１の効果について説明する。

【0021】

図３、図４は、比較例に係る光源装置の構成例を表したものである。

【0022】

図３に記載の光源装置では、レンズ１２０が、レンズ１２０の光軸が蛍光体素子１１０の法線と平行となるように配置されており、励起光Ｌａ、および、励起光Ｌａのうち、蛍光体素子１１０で反射された光（反射光Ｌｂ）がレンズ１２０に入射しない位置に配置されている。つまり、図３に記載の光源装置では、蛍光体素子１１０から発せられた蛍光光Ｌｃの一部がレンズ１２０で平行光化された後、出力光Ｌｄとして出力される。

【0023】

図４に記載の光源装置では、励起光Ｌａがミラー１３０を透過して蛍光体素子１１０に垂直に入射し、反射光Ｌｂはミラー１３０を透過する。その一方で、蛍光体素子１１０から発せられた蛍光光Ｌｃの一部がレンズ１２０で平行光化された後、ミラー１３０で反射され、出力光Ｌｄとして出力される。

【0024】

図３、図４に記載の光源装置では、蛍光光Ｌｃだけが出力光Ｌｄとして利用され、励起光Ｌａは出力光Ｌｄとして利用されていない。そのため、出力光Ｌｄの色彩を調整する際には、蛍光体素子１１０に含まれる蛍光体材料を交換することが必要となる。

【0025】

また、上述の特許文献１，２に記載の光源装置においても、蛍光光だけが出力光として利用され、励起光は出力光として利用されていない。そのため、上述の特許文献１，２に記載の光源装置においても、出力光の色彩を調整する際には、蛍光体材料を交換することが必要となる。

【0026】

また、上述の特許文献３には、蛍光体を透過した励起半導体レーザ光も出力光として一部利用することが記載されている。しかし、上述の特許文献３には、励起半導体レーザ光をどのようにして利用するか具体的な光学設計について開示も示唆もなされていない。そのため、上述の特許文献３の記載からは、出力光の色彩を調整するための具体的な構成について想起することができない。

【0027】

また、上述の特許文献４には、蛍光体プリズムを透過した励起光を、蛍光光とともに出力光として利用することが記載されている。しかし、このようにした場合には、励起光のほとんどが蛍光体プリズムに吸収され、蛍光光と熱に変換されてしまうので、僅かな励起光しか出力光として利用することができない。従って、上述の特許文献４に記載の光源装置では、出力光の色彩を調整することは困難である。

【0028】

一方、本実施の形態では、反射励起光Ｌ２と蛍光光Ｌ３とがレンズ３０によって合成され、それにより得られた合成光が出力光Ｌ４として、レンズ３０を介して外部に出力される。このとき、例えば、入射励起光Ｌ１の、蛍光体素子２０の光入射面における入射ビーム径を変化させることにより、入射励起光Ｌ１の、蛍光体素子２０の光入射面における光密度や照射面積が変化し、それによって、反射励起光Ｌ２および蛍光光Ｌ３の光量が変化する。反射励起光Ｌ２および蛍光光Ｌ３の光量が変化すると、出力光Ｌ４の色彩が変化する。従って、光源からの出力光を効率よく利用して、出力光Ｌ４の色彩を調整することができる。

【0029】

また、本実施の形態では、レンズ３０は、当該レンズ３０の光軸ＡＸ３と反射励起光Ｌ２の光軸とのズレが０°±５°の範囲内となるように配置されている。このように、レンズ３０の位置精度を設計することにより、出力光Ｌ４の出力強度および色度座標を安定化することができる。

【0030】

＜２．第１の実施の形態の変形例＞
以下に、光源装置１の変形例について説明する。なお、以下では、上記第１の実施の形態と共通の構成要素に対しては、上記第１の実施の形態で付されていた符号と同一の符号が付される。また、上記第１の実施の形態と異なる構成要素の説明を主に行い、上記第１の実施の形態と共通の構成要素の説明については、適宜、省略するものとする。

【0031】

上記第１の実施の形態において、例えば、図５に示したように、レンズ位置調整部５０が省略されていてもよい。このとき、レンズ４２の位置は、光源装置１とは別体に設けたレンズ位置調整部を用いて調整される。このようにした場合には、レンズ４２の位置に応じた色彩の出力光を得ることができる。

【0032】

＜３．第２の実施の形態＞
[構成]
本発明の第２の実施の形態に係る光源装置２の構成について説明する。図６は、光源装置２の構成例を表したものである。光源装置２は、上記実施の形態に係る光源装置１に対して、さらに発光部７０およびミラー７１を設けたものに相当する。

【0033】

発光部７０は、蛍光体素子２０を励起する波長帯とは異なる波長帯の光（例えば、赤色光）である入射可視光Ｌ５を発する。発光部７０から発せられる光は、赤色光に限定されるものではない。制御部６０は、発光部７０の発光・消光や、入射可視光Ｌ５の光強度を制御する。制御部６０は、例えば、発光部７０に制御信号を出力することにより、入射可視光Ｌ５の光強度を変化させる。

【0034】

発光部７０は、発光部７０から発せられた入射可視光Ｌ５がミラー７１で反射され、蛍光体素子２０の光入射面のうち、入射励起光Ｌ１が入射する箇所と同じ箇所に入射するように配置されている。ミラー７１は、入射励起光Ｌ１を透過し、入射可視光Ｌ５を反射する機能を有する。ミラー７１は、光軸ＡＸ２上に配置されており、発光部１０とレンズ群４０との間に配置されている。ミラー７１は、反射後の入射可視光Ｌ５の光軸が光軸ＡＸ２と重なり合うように配置されている。発光部７０およびミラー７１からなる光学モジュール（光源部）は、入射可視光Ｌ５を、入射励起光Ｌ１の光軸と入射可視光Ｌ５の光軸とがレンズ群４０（さらには蛍光体素子２０の光入射面）において互いに重なり合うように、蛍光体素子２０の光入射面に向けて入射させる。つまり、ミラー７１によって、入射励起光Ｌ１と入射可視光Ｌ５とが合成され、それにより生成された合成光（入射合成光Ｌ６）がレンズ群４０を透過した後、蛍光体素子２０の光入射面に入射する。発光部７０およびミラー７１からなるモジュールが、本発明の「第２光源部」の一具体例に相当する。

【0035】

レンズ群４０は、入射合成光Ｌ６を蛍光体素子２０の光入射面に照射する。レンズ４１は、入射合成光Ｌ６を平行光化する。レンズ４２は、レンズ４１によって平行光化された光（入射合成光Ｌ６）を集光する。

【0036】

レンズ位置調整部５０は、制御部６０による制御に従って、蛍光体素子２０の光入射面に入射する入射合成光Ｌ６の入射ビーム径を変化させる。入射合成光Ｌ６の入射ビーム径が変化することによって、入射合成光Ｌ６の、蛍光体素子２０の光入射面における光密度や照射面積が変化し、それによって、反射合成光Ｌ７および蛍光光Ｌ３の光量が変化する。反射合成光Ｌ７は、入射合成光Ｌ６のうち、蛍光体素子２０の光入射面で反射した光である。反射合成光Ｌ７および蛍光光Ｌ３の光量が変化すると、レンズ３０で合成された出力光Ｌ８の色彩が変化する。つまり、レンズ位置調整部５０は、レンズ４２の位置を調整することにより、出力光Ｌ８の色彩を調整するようになっている。

【0037】

図７は、レンズ４２の位置を変化させたときの出力光Ｌ８の色度の一例を表したものである。図７には、レンズ４２が初期位置にあるときの出力光Ｌ８の色度が「○」で示され、レンズ４２が初期位置から２ｍｍ移動したときの出力光Ｌ８の色度が「＊」で示され、レンズ４２が初期位置から４ｍｍ移動したときの出力光Ｌ８の色度が「▽」で示されている。図７から、レンズ４２の位置を変化させることにより、出力光Ｌ８の色度が変化することがわかる。

【0038】

なお、図７の結果は、蛍光体素子２０としてＣｅを含むセラミックス等で形成された平板状の蛍光体素子を用いて得られた。このとき、蛍光体素子の厚さは０．２ｍｍであり、θ１，θ２はともに３５°であった。また、入射励起光Ｌ１の波長は４５０ｎｍであり、発光部１０には、波長４５０ｎｍのレーザ光を出力する半導体素子を用いた。

【0039】

図８は、入射可視光Ｌ５の強度を変化させたときの出力光Ｌ８の色度の一例を表す図である。図９は、入射可視光Ｌ５の強度を、図７のときの入射可視光Ｌ５の強度とは異なる値に固定した上で、レンズ３０の位置を変化させたときの出力光の色度の一例を表したものである。図９には、レンズ４２が初期位置にあるときの出力光Ｌ８の色度が「○」で示され、レンズ４２が初期位置から２ｍｍ移動したときの出力光Ｌ８の色度が「＊」で示され、レンズ４２が初期位置から４ｍｍ移動したときの出力光Ｌ８の色度が「▽」で示されている。図８、図９から、レンズ４２の位置を変化させることにより、出力光Ｌ８の色度が変化することがわかる。

【0040】

なお、図８、図９の結果は、蛍光体素子２０としてＣｅを含むセラミックス等で形成された平板状の蛍光体素子を用いて得られた。このとき、蛍光体素子の厚さは０．２ｍｍであり、θ１，θ２はともに３５°であった。また、入射励起光Ｌ１の波長は４５０ｎｍであり、発光部１０には、波長４５０ｎｍのレーザ光を出力する半導体素子を用いた。また、入射可視光Ｌ５の波長は６５０ｎｍであり、発光部７０には、波長６５０ｎｍのレーザ光を出力する半導体素子を用いた。

【0041】

図１０は、図５または図６において、入射励起光Ｌ１の入射角度を変化させたときの出力光Ｌ８の出力強度の一例を表したものである。図１１は、入射励起光Ｌ１の入射角度を変化させたときの出力光Ｌ８の色度座標の一例を表したものである。図１０、図１１には、θ２を４５°とした状態（つまり、レンズ３０の位置を固定した状態）で、入射励起光Ｌ１の入射角度（角度θ１）を、２５°から６５°まで５°刻みで変化させたときの出力光Ｌ８の出力強度および色度座標が示されている。

【0042】

図１０、図１１から、入射励起光Ｌ１の入射角度（角度θ１）を４５°±５°の範囲に設定しているときには、出力光Ｌ８の出力強度および色度座標の変化が少ないことがわかる。つまり、出力光Ｌ８の出力強度および色度座標の安定化の観点からは、レンズ３０の位置精度が、θ２＝４５°±５°の範囲内で許容されると言える。言い換えると、レンズ３０は、レンズ３０の光軸と反射合成光Ｌ７（反射励起光Ｌ２）の光軸とのズレが０°±５°の範囲内となるように配置されていることが好ましい。

【0043】

[効果]
本実施の形態では、反射合成光Ｌ７と蛍光光Ｌ３とがレンズ３０によって合成され、それにより得られた合成光が出力光Ｌ８として、レンズ３０を介して外部に出力される。このとき、例えば、入射合成光Ｌ６の、蛍光体素子２０の光入射面における入射ビーム径を変化させることにより、入射合成光Ｌ６の、蛍光体素子２０の光入射面における光密度や照射面積が変化し、それによって、反射合成光Ｌ７および蛍光光Ｌ３の光量が変化する。反射合成光Ｌ７および蛍光光Ｌ３の光量が変化すると、出力光Ｌ８の色彩が変化する。従って、光源からの出力光を効率よく利用して、出力光Ｌ８の色彩を調整することができる。

【0044】

＜４．第２の実施の形態の変形例＞
以下に、光源装置２の変形例について説明する。なお、以下では、上記第２の実施の形態と共通の構成要素に対しては、上記第２の実施の形態で付されていた符号と同一の符号が付される。また、上記第２の実施の形態と異なる構成要素の説明を主に行い、上記第２の実施の形態と共通の構成要素の説明については、適宜、省略するものとする。

【0045】

上記第２の実施の形態において、例えば、図１２に示したように、レンズ位置調整部５０が省略されていてもよい。このとき、レンズ４２の位置は、光源装置２とは別体に設けたレンズ位置調整部を用いて調整される。このようにした場合には、レンズ４２の位置に応じた色彩の出力光を得ることができる。

【0046】

＜５．第３の実施の形態＞
[構成]
本発明の第３の実施の形態に係る光源装置３の構成について説明する。図１３は、光源装置３の構成例を表したものである。光源装置３は、光源装置２においてミラー７１が省略され、さらに光源装置２に対して、さらにコンバイナ８０および光ファイバ８１，８２，８３を設けたものに相当する。発光部１０、光ファイバ８１、コンバイナ８０および光ファイバ８３からなるモジュールが、本発明の「第１光源部」の一具体例に相当する。発光部７０、光ファイバ８２、コンバイナ８０および光ファイバ８３からなるモジュールが、本発明の「第２光源部」の一具体例に相当する。

【0047】

光ファイバ８１は、発光部１０およびコンバイナ８０に接続されており、発光部１０から発せられた入射励起光Ｌ１を導波し、コンバイナ８０に出力する。光ファイバ８２は、発光部７０およびコンバイナ８０に接続されており、発光部７０から発せられた入射可視光Ｌ５を導波し、コンバイナ８０に出力する。コンバイナ８０は、光ファイバ８１を介して入射した入射励起光Ｌ１と、光ファイバ８２を介して入射した入射可視光Ｌ５とを合成し、それにより得られた合成光（入射合成光Ｌ１１）を光ファイバ８３に出力する。光ファイバ８３は、コンバイナ８０に接続されており、コンバイナ８０から出力された光（入射合成光Ｌ１１）を導波し、レンズ群４０に向けて出力する。

【0048】

レンズ群４０は、入射合成光Ｌ１１を蛍光体素子２０の光入射面に照射する。レンズ４１は、入射合成光Ｌ１１を平行光化する。レンズ４２は、レンズ４１によって平行光化された光（入射合成光Ｌ１１）を集光する。蛍光体素子２０では、入射合成光Ｌ１１が光入射面に入射すると、蛍光体素子２０に含まれる蛍光体が入射した入射合成光Ｌ１１に含まれる入射励起光Ｌ１によって励起され、蛍光体から蛍光光Ｌ３が発せられる。

【0049】

レンズ位置調整部５０は、制御部６０による制御に従って、蛍光体素子２０の光入射面に入射する入射合成光Ｌ１１の入射ビーム径を変化させる。入射合成光Ｌ１１の入射ビーム径が変化することによって、入射合成光Ｌ１１の、蛍光体素子２０の光入射面における光密度や照射面積が変化し、それによって、反射合成光Ｌ１２および蛍光光Ｌ３の光量が変化する。反射合成光Ｌ１２は、入射合成光Ｌ１１のうち、蛍光体素子２０の光入射面で反射した光である。反射合成光Ｌ１２および蛍光光Ｌ３の光量が変化すると、レンズ３０で合成された出力光Ｌ１３の色彩が変化する。つまり、レンズ位置調整部５０は、レンズ４２の位置を調整することにより、出力光Ｌ１３の色彩を調整するようになっている。

【0050】

本実施の形態においても、レンズ４２の位置を変化させることにより、図７、図８、図９に示したような出力光Ｌ８の色度の変化を得ることができる。また、本実施の形態においても、図１０、図１１に示したような出力光Ｌ８の出力強度および色度座標の変化を得ることができる。従って、本実施の形態においても、出力光Ｌ８の出力強度および色度座標の安定化の観点からは、発光部１０およびレンズ３０の位置精度が、θ１とθ２との角度差が０°±５°の範囲内で許容されると言える。

【0051】

[効果]
本実施の形態では、反射合成光Ｌ１２と蛍光光Ｌ３とがレンズ３０によって合成され、それにより得られた合成光が出力光Ｌ１３として、レンズ３０を介して外部に出力される。このとき、例えば、入射合成光Ｌ１１の、蛍光体素子２０の光入射面における入射ビーム径を変化させることにより、入射合成光Ｌ１１の、蛍光体素子２０の光入射面における光密度や照射面積が変化し、それによって、反射合成光Ｌ１２および蛍光光Ｌ３の光量が変化する。反射合成光Ｌ１２および蛍光光Ｌ３の光量が変化すると、出力光Ｌ１３の色彩が変化する。従って、光源からの出力光を効率よく利用して、出力光Ｌ１３の色彩を調整することができる。

【0052】

＜６．第３の実施の形態の変形例＞
以下に、光源装置３の変形例について説明する。なお、以下では、上記第３の実施の形態と共通の構成要素に対しては、上記第３の実施の形態で付されていた符号と同一の符号が付される。また、上記第３の実施の形態と異なる構成要素の説明を主に行い、上記第３の実施の形態と共通の構成要素の説明については、適宜、省略するものとする。

【0053】

[変形例Ａ]
上記第３の実施の形態において、例えば、図１４に示したように、発光部９０および光ファイバ８４がさらに設けられていてもよい。発光部９０は、蛍光体素子２０を励起する波長帯や、発光部７０から発せられる入射可視光Ｌ５の波長帯とは異なる波長帯の光（例えば、緑色光）である入射可視光を出力する。発光部９０から発せられる光は、緑色光に限定されるものではない。制御部６０は、発光部９０の発光・消光や、発光部９０から発せられる光の光強度を制御する。

【0054】

光ファイバ８４は、発光部９０およびコンバイナ８０に接続されており、発光部９０から発せられた入射可視光を導波し、コンバイナ８０に出力する。コンバイナ８０は、光ファイバ８１を介して入射した入射励起光Ｌ１と、光ファイバ８２を介して入射した入射可視光Ｌ５と、光ファイバ８４を介して入射した入射可視光とを合成し、それにより得られた合成光（入射合成光Ｌ１１）を光ファイバ８３に出力する。光ファイバ８３は、コンバイナ８０から出力された光（入射合成光Ｌ１１）を導波し、レンズ群４０に向けて出力する。

【0055】

本変形例では、発光部１０，７０，９０から発せられた光がコンバイナ８０によって合成される。これにより、例えば、発光部１０から青色光を出力させ、発光部７０から赤色光を出力させ、発光部９０から緑色光を出力させることにより、合成光を白色光もしくは白色光に近い色の光にすることができる。

【0056】

[変形例Ｂ]
上記第３の実施の形態において、例えば、図１５に示したように、レンズ位置調整部５０が省略されていてもよい。このとき、レンズ４２の位置は、光源装置３とは別体に設けたレンズ位置調整部を用いて調整される。このようにした場合には、レンズ４２の位置に応じた色彩の出力光を得ることができる。

【0057】

[変形例Ｃ]
上記変形例Ａにおいて、例えば、図１６に示したように、レンズ位置調整部５０が省略されていてもよい。このとき、レンズ４２の位置は、光源装置３とは別体に設けたレンズ位置調整部を用いて調整される。このようにした場合には、レンズ４２の位置に応じた色彩の出力光を得ることができる。

【0058】

＜７．上記第２および第３の実施の形態およびそれらの変形例に共通の変形例＞
上記各実施の形態およびその変形例において、制御部６０が、発光部７０に制御信号を出力し、入射可視光Ｌ５（もしくは入射合成光Ｌ１１）の光強度を変化させてもよい。このとき、反射合成光Ｌ７（もしくは反射合成光Ｌ１２）の光量が変化し、レンズ３０で合成された出力光Ｌ１３の色彩が変化する。従って、光源からの出力光を効率よく利用して、出力光Ｌ１３の色彩を調整することができる。

【0059】

＜８．変形例Ａおよび変形例Ｃに共通の変形例＞
変形例Ａおよび変形例Ｃにおいて、制御部６０が、発光部９０に制御信号を出力し、入射可視光Ｌ５（もしくは入射合成光Ｌ１１）の光強度を変化させてもよい。このとき、反射合成光Ｌ７（もしくは反射合成光Ｌ１２）の光量が変化し、レンズ３０で合成された出力光Ｌ１３の色彩が変化する。従って、光源からの出力光を効率よく利用して、出力光Ｌ１３の色彩を調整することができる。

【0060】

本発明は、レーザディスプレイ（レーザプロジェクタ、レーザＴＶ、ヘッドマウントディスプレイ等）や、レーザ照明（顕微鏡、ヘッドランプ、室内間接照明、植物工場等）、プロジェクションマッピング、医療（レーザメス等）などの様々な分野に適用可能である。

【符号の説明】

【0061】

１，２，３…光源装置、１０，７０，９０…発光部、２０…蛍光体素子、３０，１２０…レンズ、４０…レンズ群、４１，４２…レンズ、５０…レンズ位置調整部、６０…制御部、７１，１３０…ミラー、８０…コンバイナ、８１，８２，８３，８４…光ファイバ、ＡＸ１…法線、ＡＸ２，ＡＸ３…光軸、Ｌ１，Ｌａ…入射励起光、Ｌ２，Ｌｂ…反射励起光、Ｌ３，Ｌｃ…蛍光光、Ｌ４，Ｌ８，Ｌ１３，Ｌｄ…出力光、Ｌ５…入射可視光、Ｌ６，Ｌ１１…入射合成光、Ｌ７，Ｌ１２…反射合成光、θ１，θ２…角度。

【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】