(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】P2023167581
(43)【公開日】2023-11-24
(54)【発明の名称】光源装置
(51)【国際特許分類】
F21S 2/00 20160101AFI20231116BHJP
F21V 5/04 20060101ALI20231116BHJP
F21V 8/00 20060101ALI20231116BHJP
F21V 9/32 20180101ALI20231116BHJP
F21Y 115/30 20160101ALN20231116BHJP
【ＦＩ】
F21S2/00 311
F21S2/00 330
F21S2/00 340
F21V5/04 400
F21V8/00 241
F21V8/00 261
F21V8/00 263
F21V9/32
F21Y115:30
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022078869
(22)【出願日】2022-05-12
(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
(57)【要約】
【課題】光源からの出力光を効率よく利用して、蛍光光とは異なる所望の色彩の出力光を得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、ＮＡ０．３以下のコリメート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入射させる。コリメートレンズは、入射励起光のうち光入射面を透過した透過励起光と、蛍光体素子から発せられた蛍光光のうち、透過励起光と同等の広がり角の成分とを合成し、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
【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、ＮＡ０．３以下のコリメート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入射させる。コリメートレンズは、入射励起光のうち光入射面を透過した透過励起光と、蛍光体素子から発せられた蛍光光のうち、透過励起光と同等の広がり角の成分とを合成し、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を透過した透過励起光と、前記蛍光体素子から発せられた蛍光光のうち、前記透過励起光と同等の広がり角の成分とを合成し、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、ＮＡ０．３以下のコリメートレンズと
を備えた
光源装置。
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を透過した透過励起光と、前記蛍光体素子から発せられた蛍光光のうち、前記透過励起光と同等の広がり角の成分とを合成し、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、ＮＡ０．３以下のコリメートレンズと
を備えた
光源装置。
【請求項2】
前記コリメートレンズは、前記透過励起光と、前記蛍光体素子から発せられた蛍光光のうち、当該レンズのＮＡに一致した成分のみを合成する
請求項１に記載の光源装置。
請求項１に記載の光源装置。
【請求項3】
前記第１光源部は、前記入射励起光を導波し、前記蛍光体素子の表面に出射するＮＡ０．３以下の光ファイバを有する
請求項１に記載の光源装置。
請求項１に記載の光源装置。
【請求項4】
前記コリメートレンズのＮＡと前記光ファイバのＮＡとの差が０．０４以下となっている
請求項３に記載の光源装置。
請求項３に記載の光源装置。
【請求項5】
前記第１光源部は、前記入射励起光を集光し、前記蛍光体素子の表面に照射するＮＡ０．３以下の集光レンズを有する
請求項１に記載の光源装置。
請求項１に記載の光源装置。
【請求項6】
前記コリメートレンズのＮＡと前記集光レンズのＮＡとの差が０．０４以下となっている
請求項５に記載の光源装置。
請求項５に記載の光源装置。
【請求項7】
前記蛍光体素子を、前記蛍光体素子の光入射面と前記入射励起光の光軸とのなす角を調整可能な角度調整部を更に備えた
請求項１に記載の光源装置。
請求項１に記載の光源装置。
【請求項8】
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に記載の光源装置。
請求項１に記載の光源装置。
【請求項9】
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８に記載の光源装置。
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８に記載の光源装置。
【請求項10】
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１に記載の光源装置。
【請求項11】
前記蛍光体素子は、前記入射励起光および前記蛍光光を導波する導波領域を有する
請求項１に記載の光源装置。
請求項１に記載の光源装置。
【請求項12】
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入射させる光源部と、
前記入射励起光のうち前記光入射面を透過した透過励起光と、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、
前記蛍光体素子は、前記入射励起光および前記蛍光光を導波する導波領域を有する
光源装置。
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入射させる光源部と、
前記入射励起光のうち前記光入射面を透過した透過励起光と、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、
前記蛍光体素子は、前記入射励起光および前記蛍光光を導波する導波領域を有する
光源装置。
【請求項13】
前記導波領域は、前記蛍光体素子を厚さ方向に貫通して設けられ、前記入射励起光が照射される領域を含む領域に設けられている
請求項１２に記載の光源装置。
請求項１２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と、励起光との合成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、蛍光光とは異なる所望の色彩の出力光を得ることについては、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、蛍光光とは異なる所望の色彩の出力光を得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】
本発明の第１の側面に係る光源装置は、蛍光体素子と、光源部と、ＮＡ０．３以下のコリメート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入射させる。コリメートレンズは、入射励起光のうち光入射面を透過した透過励起光と、蛍光体素子から発せられた蛍光光のうち、透過励起光と同等の広がり角の成分とを合成し、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。
【0007】
本発明の第２の側面に係る光源装置は、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入射させる。レンズは、入射励起光のうち光入射面を透過した透過励起光と、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。蛍光体素子は、入射励起光および蛍光光を導波する導波領域を有する。
【発明の効果】
【0008】
本発明の第１の側面に係る光源装置によれば、透過励起光と、蛍光体素子から発せられた蛍光光のうち、透過励起光と同等の広がり角の成分とをＮＡ０．３以下の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外部に出力するようにしたので、光源からの出力光を効率よく利用して、蛍光光とは異なる色彩の出力光を得ることができる。
【0009】
本発明の第２の側面に係る光源装置によれば、入射励起光のうち導波領域を導波した透過励起光と、導波領域を導波する入射励起光によって生成された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外部に出力するようにしたので、光源からの出力光を効率よく利用して、蛍光光とは異なる色彩の出力光を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【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】蛍光体を照射する励起光のビームサイズ、蛍光体から出力される蛍光光のパワー、および蛍光体の温度の関係の一例を表す図である。
【図3】光源装置の出力光の広がり角と、レンズのＮＡとの関係の一例を表す図である。
【図4】蛍光体の厚さと、蛍光出力強度との関係の一例を表す図である。
【図5】蛍光体の厚さと、励起光透過出力強度との関係の一例を表す図である。
【図6】蛍光体の厚さを変化させたときの励起光透過率における出力光の色度の一例を表す図である。
【図7】実施例に係る光源装置の構成例を表す図である。
【図8】実施例および比較例に係る光源装置において、励起光入射ファイバおよび出力レンズのＮＡの組み合わせを変化させたときの出射光のスクリーン位置のビームサイズを表す図である。
【図9】比較例に係る光源装置の構成例を表す図である。
【図15】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23】蛍光体にガイド部を設けた例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
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。
【0012】
＜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の構成例を表す図である。光源装置１は、発光部１０と、光ファイバ２０と、蛍光体素子３０と、レンズ４０と、制御部５０とを備えている。発光部１０および光ファイバ２０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。
[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の構成例を表す図である。光源装置１は、発光部１０と、光ファイバ２０と、蛍光体素子３０と、レンズ４０と、制御部５０とを備えている。発光部１０および光ファイバ２０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。
【0013】
発光部１０は、蛍光体素子３０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、例えば、入射励起光Ｌ１を蛍光体素子３０の光入射面に対して垂直に入射させる。なお、発光部１０は、例えば、入射励起光Ｌ１を蛍光体素子３０の光入射面に対して斜めに入射させてもよい。発光部１０は、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。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。入射励起光Ｌ１としてレーザ光を用いることで光学系によるビーム調整が容易になり、正確な集光条件やその光をより遠方に照射することが可能となる。
【0014】
光ファイバ２０は、発光部１０に接続されている。光ファイバ２０は、発光部１０から発せられた入射励起光Ｌ１を導波し、蛍光体素子３０の表面に出射する。光ファイバ２０の開口数（ＮＡ）は、いわゆる低ＮＡ（一般的には０．３以下）となっている。
【0015】
図２は、蛍光体素子３０における入射励起光Ｌ１のビーム径と、蛍光体素子３０から発せられる蛍光光Ｌ３の出力と、蛍光体素子３０の温度との関係の一例を表す図である。入射励起光Ｌ１は、蛍光体素子３０の表面上で微小な領域に照射される。そのような微小な領域において、入射励起光Ｌ１の密度（つまり出力）を高くすることにより、蛍光光Ｌ３を効率良く発生させることができる。しかし、入射励起光Ｌ１の密度（つまり出力）を高くし過ぎた場合には、蛍光体素子３０が局所的に発熱してしまい、蛍光体素子３０において熱降伏が起こってしまう。蛍光光Ｌ３を効率良く発生させることと、蛍光体素子３０における熱降伏を避けることとを勘案すると、蛍光体素子３０における入射励起光Ｌ１のビーム径は、０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下となっていることが好ましい。
【0016】
図３は、屈折率ｎ＝１．４５の光ファイバ２０からの出射ビームの拡がり角度と、光ファイバ２０のＮＡとの関係を表した図である。光ファイバ２０から出射される入射励起光Ｌ１の集光角度（広がり角度）は、光ファイバ２０のＮＡに依存する。光ファイバ２０のＮＡが低ＮＡ（一般的には０．３以下）となっている場合、蛍光体素子３０の入出射面でのビーム径の差が小さくなり、入射励起光Ｌ１による蛍光体素子３０にて発生する蛍光光Ｌ３の効率を高めることができる。図３より、光ファイバ２０のＮＡを０．３以下にすることにより、出射ビームの拡がり角度を１２°以下と狭くすることが可能となる。出射ビームの拡がり角度が１２°以下と狭くなっていることにより、蛍光体素子３０における入射励起光Ｌ１のビーム径を、上述した０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲内にすることが容易となる。従って、光ファイバ２０のＮＡは、０．３以下となっていることが好ましい。なお、光源装置１では、出力光量を確保するとともに、出射ビームにおける色ムラの少ない色彩調整を行うという観点から、実用上、光ファイバ２０のＮＡは、０．１以上となっていることが好ましく、０．１５以上となっていることがさらに好ましい。
【0017】
蛍光体素子３０は、蛍光体を含んで構成されている。蛍光体素子３０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、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でかつ、励起光が透過できる蛍光体が挙げられる。蛍光体素子３０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３０では、入射励起光Ｌ１が光入射面に入射すると、蛍光体素子３０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。
【0018】
レンズ４０は、入射励起光Ｌ１のうち、蛍光体素子３０を透過した光（以下、「透過励起光Ｌ２」と称する。）と、蛍光体素子３０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。レンズ４０は、コリメートレンズであり、出力光Ｌ４は、レンズ４０によって平行光となっている。レンズ４０は、透過励起光Ｌ２が進行する角度方向に配置されている。レンズ４０は、レンズ４０の光軸が透過励起光Ｌ２の光軸と重なり合うか、または所定の角度範囲内（双方の光軸の交差角が例えば±５°以下の範囲内）で交差する位置に配置されている。レンズ４０のＮＡは、低ＮＡ（一般的には０．３以下）となっており、例えば、光ファイバ２０のＮＡと等しくなっている。
【0019】
図４は、入射励起光Ｌ１の強度を一定として、蛍光体素子３０の厚さと、蛍光光Ｌ３がレンズ４０により出力される効率との関係を表す図である。図４から、蛍光光Ｌ３がレンズ４０により出力される効率は、蛍光体素子３０の厚さに若干依存しているが、概ね大きな変化がないと言うことができる。
【0020】
図５は、入射励起光Ｌ１の強度を一定として、蛍光体素子３０の厚さと、入射励起光Ｌ１が蛍光体素子３０を透過してレンズ４０より出力される効率との関係を表す図である。図５から、入射励起光Ｌ１が蛍光体素子３０を透過してレンズ４０より出力される効率は、蛍光体素子３０が厚くなるにつれて低下することがわかる。これは、入射励起光Ｌ１が蛍光体素子３０の入射面から出射面に到達するまでの間に、入射励起光Ｌ１が蛍光体素子３０に吸収されるためである。
【0021】
以上のことから、レンズ４０において蛍光光Ｌ３の一部と透過励起光Ｌ２とが互いに合成されることにより得られる出力光Ｌ４は、蛍光体素子３０の厚さに依存した色度となる。図６は、蛍光体素子３０の厚さを変化させたときの出力光Ｌ４の色度を表す図である。蛍光体素子３０の厚さを変化させることにより、出力光Ｌ４に含まれる透過励起光Ｌ２の割合が変化し、その結果、色度が変化することがわかる。出力光Ｌ４の色度を変化させるためには、蛍光体素子３０の厚さを２～３ｍｍに設定することが好ましい。
【0022】
制御部５０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。
【0023】
次に、光ファイバ２０およびレンズ４０のＮＡについて説明する。
【0024】
図７は、図８に記載の実験結果を得るために用いた光源装置の概略構成例を表す図である。図７に記載の光源装置は、上述の光源装置１に対してスクリーンＳＣを設けたものであり、かつ、ＮＡの値が図８に記載の値に設定された光ファイバ２０およびレンズ４０を用いたものに相当する。スクリーンＳＣは、蛍光体素子３０から距離Ｄ１（１５０ｍｍ）または距離Ｄ２（５００ｍｍ）の位置に配置され、スクリーンＳＣには、レンズ４０から出力された出力光Ｌ４が投影される。
【0025】
光ファイバ２０からの出射光（入射励起光Ｌ１）の広がり角は光ファイバ２０のＮＡに依存しており、光ファイバ２０のＮＡに依存した焦点距離にレンズ４０を配置することで、透過励起光Ｌ２がコリメートビームとしてレンズ４０から出射される。このとき、蛍光体素子３０から発生した蛍光光Ｌ３はレンズ４０のＮＡに一致した成分のみが透過励起光Ｌ２と合成されて出力光Ｌ４としてレンズ４０から出射される。つまり、レンズ４０は、透過励起光Ｌ２と、蛍光光Ｌ３のうち、透過励起光Ｌ２と同等の広がり角の成分を合成する。
【0026】
図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、光ファイバ２０のＮＡが０．２２のときに、レンズ４０のＮＡを０．１８、０．２、０．２６、０．４２とした場合に、距離Ｄ１，Ｄ２においてスクリーンＳＣに投影されるビーム投影図を示したものである。つまり、図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）では、光ファイバ２０のＮＡと、レンズ４０のＮＡとの差が低ＮＡの範囲において０．０４以下となっている。図８（Ｅ）は、光ファイバ２０のＮＡが０．３９のときに、レンズ４０のＮＡを０．４２とした場合に、距離Ｄ１，Ｄ２においてスクリーンＳＣに投影されるビーム投影図を示したものである。図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）に記載の破線は、透過励起光Ｌ２のビームを示している。
【0027】
図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）から、光ファイバ２０のＮＡとレンズ４０のＮＡとが互いに近いときには、ビーム投影図における透過励起光Ｌ２および蛍光光Ｌ３の分布の違いがほとんどなく、出力光Ｌ４が遠くの位置まで投射できていることがわかる。一方、光ファイバ２０のＮＡとレンズ４０のＮＡとの差が大きい図８（Ｄ）では、レンズ４０の焦点距離が短いため、蛍光光Ｌ３が多く取り込まれ、その結果、ビーム投影図における透過励起光Ｌ２および蛍光光Ｌ３の分布の違いが大きく、色ムラが生じていることがわかる。図８（Ｄ）では、さらに、距離Ｄ２においてビーム投影図自体が大きく広がってしまっていることもわかる。光ファイバ２０のＮＡとレンズ４０のＮＡとの差が小さい図８（Ｅ）では、図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）と比べて、ＮＡが低ＮＡを外れた値（高ＮＡ）となっており、それが原因となって、色ムラが生じていることがわかる。
【0028】
幾何光学的にはレンズ４０の焦点位置に発光点を配置すれば、コリメート光とすることが出来る。しかし、実際には発光点が点ではなくある大きさを持っているので、遠方までコリメート光で飛ばすことはできない。ある大きさとは光ファイバ２０のコア径に相当するので、この場合の大きさは約２００μｍである。このように発光点がある大きさを持っている場合に、高ＮＡのレンズを用いたときには、遠方にコリメートビームを飛ばすことは出来ず、ビーム径が広がってしまい、実用的ではない。従って、光ファイバ２０およびレンズ４０が低ＮＡとなっていることにより、上述した程度の発光点の大きさであっても、ビームを合成して、遠方にコリメートビームを飛ばすことができる。
【0029】
[効果]
次に、比較例と対比して、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。
次に、比較例と対比して、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。
【0030】
図９は、比較例に係る光源装置の構成例を表したものである。図９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。図９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に含まれる蛍光体の成分を調整することが必要となる。
【0031】
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、蛍光体の成分を調整することが必要となる。
【0032】
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。
【0033】
また、上述の特許文献４には、蛍光体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が、特許文献４の光源装置では、出力光の色彩を調整するための具体的な構成について記載も示唆もない。従って、特許文献４からは、本願発明の技術的思想を想起することは困難である。また、特許文献４の光源装置では、半導体レーザからの出射光を直接蛍光体に入射する構成としている。しかし、一般的に半導体レーザから直接出射される光は活性層に垂直方向の拡がり角が約３０°以上と大きく、その水平方向は１０°以下と小さい。そのため、直接、蛍光体に入射してもビーム径の縦横比が異なり、蛍光体における励起密度にも差があるので、レンズからの出射光ビームの縦横比が異なり、さらにはビーム内での蛍光光の強度差も発生するため、むしろ色彩ムラが発生してしまう。
【0034】
一方、本実施の形態では、透過励起光Ｌ２と、蛍光体素子３０から発せられた蛍光光Ｌ３のうち、透過励起光Ｌ２と同等の広がり角の成分とがＮＡ０．３以下のレンズ４０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として外部に出力される。これにより、色ムラの少ない蛍光光Ｌ３とは異なる色彩の出力光Ｌ４を得ることができる。
【0035】
また、本実施の形態では、透過励起光Ｌ２と、蛍光体素子３０から発せられた蛍光光Ｌ３のうち、レンズ４０のＮＡに一致した成分のみがレンズ４０によって合成される。これにより、色ムラの少ない蛍光光Ｌ３とは異なる色彩の出力光Ｌ４を得ることができる。
【0036】
また、本実施の形態では、入射励起光Ｌ１が導波され、蛍光体素子３０の表面に出射されるＮＡ０．３以下の光ファイバ２０が設けられている。これにより、蛍光光Ｌ３を効率良く発生させることと、蛍光体素子３０における熱降伏を避けることとを容易に両立させることができる。また、色ムラの少ない蛍光光Ｌ３とは異なる色彩の出力光Ｌ４を得ることができる。
【0037】
また、本実施の形態では、光ファイバ２０のＮＡと、レンズ４０のＮＡとの差が低ＮＡの範囲において０．０４以下となっている。これにより、蛍光光Ｌ３を効率良く発生させることと、蛍光体素子３０における熱降伏を避けることとを容易に両立させることができる。また、色ムラの少ない蛍光光Ｌ３とは異なる色彩の出力光Ｌ４を得ることができる。
【0038】
＜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。
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。
【0039】
［変形例１－１］
図１０は、光源装置１の構成の一変形例を表す図である。本変形例に係る光源装置１は、上記実施の形態に係る光源装置１に対して、発光部６０を新たに設けるとともに、光ファイバ２０の代わりに、光ファイバ２１，２２，２３およびコンバイナ２４を設けたものに相当する。発光部１０、光ファイバ２１，２３およびコンバイナ２４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６０、光ファイバ２２，２３およびコンバイナ２４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。
図１０は、光源装置１の構成の一変形例を表す図である。本変形例に係る光源装置１は、上記実施の形態に係る光源装置１に対して、発光部６０を新たに設けるとともに、光ファイバ２０の代わりに、光ファイバ２１，２２，２３およびコンバイナ２４を設けたものに相当する。発光部１０、光ファイバ２１，２３およびコンバイナ２４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６０、光ファイバ２２，２３およびコンバイナ２４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。
【0040】
発光部６０は、蛍光体素子３０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６０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５０は、発光部１０，６０に制御信号を出力することにより、発光部１０，６０の発光・消光や、入射励起光Ｌ１および入射可視光Ｌ５の光強度を制御する。
【0041】
光ファイバ２１は、発光部１０およびコンバイナ２４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２４に出力する。光ファイバ２２は、発光部６０およびコンバイナ２４に接続されており、発光部６０から発せられた入射可視光Ｌ５を導波し、コンバイナ２４に出力する。コンバイナ２４は、光ファイバ２１を介して入射した入射励起光Ｌ１と、光ファイバ２２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Ｌ６）を光ファイバ２３に出力する。光ファイバ２３は、コンバイナ２４に接続されており、コンバイナ２４から出力された光（入射合成光Ｌ６）を導波し、蛍光体素子３０の表面（光入射面）に出射する。
【0042】
蛍光体素子３０では、入射合成光Ｌ６が光入射面に入射すると、蛍光体素子３０に含まれる蛍光体が入射した入射合成光Ｌ６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。
【0043】
図１１は、入射可視光Ｌ５の強度を変化させたときの出力光Ｌ４の色度の一例を表す図である。図１１には、入射可視光Ｌ５の強度を変化させたときの出力光Ｌ４の色度が○で示されている。図１１から、入射可視光Ｌ５の強度を変化させることにより、出力光Ｌ４の色度が変化することがわかる。
【0044】
なお、図１１の結果は、蛍光体素子３０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３０の厚さは２．５ｍｍ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６３７ｎｍであり、発光部６０には、波長６３７ｎｍのレーザ光を出力する半導体素子を用いた。
【0045】
本変形例では、入射合成光Ｌ６と蛍光光Ｌ３とがレンズ４０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４０を介して外部に出力される。このとき、例えば、入射可視光Ｌ５の強度を変化させることにより、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、蛍光光Ｌ３とは異なる色彩に調整することができる。
【0046】
［変形例１－２］
上記実施の形態および変形例１－１において、例えば、図１２、図１３に示したように、蛍光体素子３０を、蛍光体素子３０の光入射面と入射励起光Ｌ１もしくは入射合成光Ｌ６の光軸とのなす角θを調整可能な角度調整部７０が設けられていてもよい。角度調整部７０は、蛍光体素子３０の端部を支持しており、蛍光体素子３０を所定の角度に傾けることの可能な機構を有している。
上記実施の形態および変形例１－１において、例えば、図１２、図１３に示したように、蛍光体素子３０を、蛍光体素子３０の光入射面と入射励起光Ｌ１もしくは入射合成光Ｌ６の光軸とのなす角θを調整可能な角度調整部７０が設けられていてもよい。角度調整部７０は、蛍光体素子３０の端部を支持しており、蛍光体素子３０を所定の角度に傾けることの可能な機構を有している。
【0047】
角θを変化させることにより、入射励起光Ｌ１が蛍光体素子３０の中を透過する経路の長さが変化する。これにより、蛍光体素子３０に入射した入射励起光Ｌ１のうち、蛍光体素子３０を透過する割合が変化する。従って、角度調整部７０によって蛍光体素子３０の傾きを変化させることにより、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、蛍光光Ｌ３とは異なる色彩に調整することができる。
【0048】
［変形例１－３］
上記変形例１－１，１－２において、光源装置１は、例えば、図１４に示したように、蛍光体素子３０を励起する波長帯や、発光部６０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Ｌ７を出力する発光部６１を更に備えていてもよい。発光部６１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５０は、発光部１０，６０，６１に制御信号を出力することにより、発光部１０，６０，６１の発光・消光や、入射励起光Ｌ１、入射可視光Ｌ５および入射可視光Ｌ７の光強度を制御する。
上記変形例１－１，１－２において、光源装置１は、例えば、図１４に示したように、蛍光体素子３０を励起する波長帯や、発光部６０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Ｌ７を出力する発光部６１を更に備えていてもよい。発光部６１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５０は、発光部１０，６０，６１に制御信号を出力することにより、発光部１０，６０，６１の発光・消光や、入射励起光Ｌ１、入射可視光Ｌ５および入射可視光Ｌ７の光強度を制御する。
【0049】
本変形例では、発光部６１とコンバイナ２４とを接続する光ファイバ２５が設けられている。コンバイナ２４は、光ファイバ２１を介して入射した入射励起光Ｌ１と、光ファイバ２２を介して入射した入射可視光Ｌ５と、光ファイバ２５を介して入射した入射可視光Ｌ７とを合成し、それにより得られた合成光（入射合成光Ｌ６）を光ファイバ２３に出力する。光ファイバ２３は、コンバイナ２４に接続されており、コンバイナ２４から出力された光（入射合成光Ｌ６）を導波し、蛍光体素子３０の表面（光入射面）に出射する。
【0050】
本変形例では、入射合成光Ｌ６と蛍光光Ｌ３とがレンズ４０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４０を介して外部に出力される。このとき、例えば、入射可視光Ｌ５および入射可視光Ｌ７のうち少なくとも一方の強度を変化させることにより、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、蛍光光Ｌ３とは異なる色彩に調整することができる。
【0051】
＜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１５は、光源装置２の構成例を表す図である。光源装置１は、発光部１０と、蛍光体素子３０と、レンズ４０と、制御部５０と、レンズ群８０とを備えている。
[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１５は、光源装置２の構成例を表す図である。光源装置１は、発光部１０と、蛍光体素子３０と、レンズ４０と、制御部５０と、レンズ群８０とを備えている。
【0052】
レンズ群８０は、入射励起光Ｌ１を蛍光体素子３０の光入射面に照射する。レンズ群８０は、例えば、入射励起光Ｌ１を平行光化するレンズ８１と、レンズ８１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８２とを含んで構成されている。レンズ８２は、レンズ８２の焦点距離がレンズ８２と、蛍光体素子３０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８２のＮＡは、レンズ４０のＮＡと同様、いわゆる低ＮＡ（一般的には０．３以下）となっている。
【0053】
レンズ群８０（レンズ８２）から出射される入射励起光Ｌ１の集光角度（広がり角度）は、レンズ８２のＮＡに依存する。レンズ８２のＮＡが低ＮＡ（一般的には０．３以下）となっている場合、蛍光体素子３０の入出射面でのビーム径の差が小さくなり、入射励起光Ｌ１による蛍光体素子３０にて発生する蛍光光Ｌ３の効率を高めることができる。図３に示した特徴は、レンズ８２にも当てはまる。そのため、レンズ８２のＮＡを０．３以下にすることにより、出射ビームの拡がり角度を１２°以下と狭くすることが可能となる。出射ビームの拡がり角度が１２°以下と狭くなっていることにより、蛍光体素子３０における入射励起光Ｌ１のビーム径を、上述した０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲内にすることが容易となる。従って、レンズ８２のＮＡは、０．３以下の値となっていることが好ましい。
【0054】
ところで、図８に示した実験結果は、光ファイバ２０の代わりにレンズ８２を用いた場合にも当てはまる。従って、図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）から、レンズ８２のＮＡとレンズ４０のＮＡとが互いに近いときには、ビーム投影図における透過励起光Ｌ２および蛍光光Ｌ３の分布の違いがほとんどなく、出力光Ｌ４が遠くの位置まで投射できることがわかる。一方、レンズ８２のＮＡとレンズ４０のＮＡとの差が大きい図８（Ｄ）では、レンズ４０の焦点距離が短いため、蛍光光Ｌ３が多く取り込まれ、その結果、ビーム投影図における透過励起光Ｌ２および蛍光光Ｌ３の分布の違いが大き、色ムラが生じることがわかる。図８（Ｄ）では、さらに、距離Ｄ２においてビーム投影図自体が大きく広がってしまっていることもわかる。レンズ８２のＮＡとレンズ４０のＮＡとの差が小さい図８（Ｅ）では、図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）と比べて、ＮＡが低ＮＡを外れた値（高ＮＡ）となっており、それが原因となって、色ムラが生じていることがわかる。
【0055】
[効果]
次に、本実施の形態に係る光源装置２の効果について説明する。
次に、本実施の形態に係る光源装置２の効果について説明する。
【0056】
本実施の形態では、透過励起光Ｌ２と、蛍光体素子３０から発せられた蛍光光Ｌ３のうち、透過励起光Ｌ２と同等の広がり角の成分とがＮＡ０．３以下のレンズ４０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として外部に出力される。これにより、色ムラの少ない蛍光光Ｌ３とは異なる色彩の出力光Ｌ４を得ることができる。
【0057】
また、本実施の形態では、透過励起光Ｌ２と、蛍光体素子３０から発せられた蛍光光Ｌ３のうち、レンズ４０のＮＡに一致した成分のみがレンズ４０によって合成される。これにより、色ムラの少ない蛍光光Ｌ３とは異なる色彩の出力光Ｌ４を得ることができる。
【0058】
また、本実施の形態では、入射励起光Ｌ１を集光し、蛍光体素子３０の表面に照射するＮＡ０．３以下のレンズ８２が設けられている。これにより、蛍光光Ｌ３を効率良く発生させることと、蛍光体素子３０における熱降伏を避けることとを容易に両立させることができる。また、色ムラの少ない蛍光光Ｌ３とは異なる色彩の出力光Ｌ４を得ることができる。
【0059】
また、本実施の形態では、レンズ８２のＮＡと、レンズ４０のＮＡとの差が低ＮＡの範囲において０．０４以下となっている。これにより、蛍光光Ｌ３を効率良く発生させることと、蛍光体素子３０における熱降伏を避けることとを容易に両立させることができる。また、色ムラの少ない蛍光光Ｌ３とは異なる色彩の出力光Ｌ４を得ることができる。
【0060】
＜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１および第２の実施の形態と共通の構成要素に対しては、上記第１および第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１および第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。
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１および第２の実施の形態と共通の構成要素に対しては、上記第１および第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１および第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。
【0061】
［変形例２－１］
図１６は、光源装置２の構成の一変形例を表す図である。本変形例に係る光源装置２は、上記第２の実施の形態に係る光源装置２に対して、発光部６０およびミラー６２を新たに設けものに相当する。発光部１０、光ファイバ２１，２３およびコンバイナ２４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６０およびミラー６２が、本発明の「第２光源部」の一具体例に相当する。
図１６は、光源装置２の構成の一変形例を表す図である。本変形例に係る光源装置２は、上記第２の実施の形態に係る光源装置２に対して、発光部６０およびミラー６２を新たに設けものに相当する。発光部１０、光ファイバ２１，２３およびコンバイナ２４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６０およびミラー６２が、本発明の「第２光源部」の一具体例に相当する。
【0062】
発光部６０は、発光部６０から発せられた入射可視光Ｌ５がミラー６２で反射され、蛍光体素子３０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６２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６２は、入射励起光Ｌ１の光軸上に配置されており、発光部１０とレンズ群８０との間に配置されている。ミラー６２は、反射後の入射可視光Ｌ５の光軸が入射励起光Ｌ１の光軸と重なり合うように配置されている。発光部６０およびミラー６２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８０（さらには蛍光体素子３０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３０の光入射面に向けて入射させる。つまり、ミラー６２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８０を透過した後、蛍光体素子３０の光入射面に入射する。
【0063】
レンズ群８０は、入射合成光Ｌ６を蛍光体素子３０の光入射面に照射する。レンズ８１は、入射合成光Ｌ６を平行光化する。レンズ８２は、レンズ８１によって平行光化された光（入射合成光Ｌ６）を集光する。
【0064】
本変形例では、入射合成光Ｌ６と蛍光光Ｌ３とがレンズ４０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４０を介して外部に出力される。このとき、例えば、入射可視光Ｌ５の強度を変化させることにより、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、蛍光光Ｌ３とは異なる色彩に調整することができる。
【0065】
［変形例２－２］
上記第２の実施の形態および変形例２－１において、例えば、図１７、図１８に示したように、蛍光体素子３０を、蛍光体素子３０の光入射面と入射励起光Ｌ１もしくは入射合成光Ｌ６の光軸とのなす角θを調整可能な角度調整部７０が設けられていてもよい。角度調整部７０は、蛍光体素子３０の端部を支持しており、蛍光体素子３０を所定の角度に傾けることの可能な機構を有している。
上記第２の実施の形態および変形例２－１において、例えば、図１７、図１８に示したように、蛍光体素子３０を、蛍光体素子３０の光入射面と入射励起光Ｌ１もしくは入射合成光Ｌ６の光軸とのなす角θを調整可能な角度調整部７０が設けられていてもよい。角度調整部７０は、蛍光体素子３０の端部を支持しており、蛍光体素子３０を所定の角度に傾けることの可能な機構を有している。
【0066】
角θを変化させることにより、入射励起光Ｌ１が蛍光体素子３０の中を透過する経路の長さが変化する。これにより、蛍光体素子３０に入射した入射励起光Ｌ１のうち、蛍光体素子３０を透過する割合が変化する。従って、角度調整部７０によって蛍光体素子３０の傾きを変化させることにより、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、蛍光光Ｌ３とは異なる色彩に調整することができる。
【0067】
【0068】
レンズ位置調整部９０は、制御部５０による制御に従って、蛍光体素子３０の光入射面に入射する入射励起光Ｌ１もしくは入射合成光Ｌ６の入射ビーム径を変化させる。入射励起光Ｌ１もしくは入射合成光Ｌ６の入射ビーム径が変化することによって、入射励起光Ｌ１もしくは入射合成光Ｌ６の、蛍光体素子３０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、蛍光光Ｌ３の光量が変化する。蛍光光Ｌ３の光量が変化すると、レンズ４０で合成された出力光Ｌ４の色彩が変化する。レンズ位置調整部９０は、つまり、レンズ８２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。
【0069】
図２１は、レンズ８２の位置を変化させたときの出力光Ｌ４の色度の一例を表したものである。図２１には、レンズ８２が初期位置０．５にあるときの出力光Ｌ４の色度が「○」で示され、レンズ８２が初期位置から１．０移動したときの出力光Ｌ４の色度が「＊」で示され、レンズ８２が初期位置から１．５移動したときの出力光Ｌ４の色度が「▽」で示され、レンズ８２が初期位置から２．０移動したときの出力光Ｌ４の色度が「□」で示されている。ている。図２１から、レンズ８２の位置を変化させることにより、出力光Ｌ４の色度が変化することがわかる。
【0070】
図２２は、入射可視光Ｌ５の強度を変化させるとともに、レンズ８２の位置を変化させたときの出力光Ｌ４の色度の一例を表したものである。図２２から、入射可視光Ｌ５の強度を変化させるとともに、レンズ８２の位置を変化させることにより、出力光Ｌ４の色度が変化することがわかる。
【0071】
制御部５０は、発光部１０（更には発光部６０）に制御信号を出力することにより、発光部１０（更には発光部６０）の発光・消光や、入射励起光Ｌ１の光強度を制御する。制御部５０は、さらに、レンズ位置調整部９０に制御信号を出力することにより、レンズ位置調整部９０の動作を制御する。
【0072】
本変形例では、入射励起光Ｌ１もしくは入射合成光Ｌ６と蛍光光Ｌ３とがレンズ４０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４０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もしくは入射合成光Ｌ６の、蛍光体素子３０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もしくは入射合成光Ｌ６の、蛍光体素子３０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、蛍光光Ｌ３の光量が変化する。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。
【0073】
＜５．各実施の形態に共通の変形例＞
図２３は、上記第１および第２の実施の形態およびこれらの変形例に係る光源装置１，２における蛍光体素子３０の変形例を表す図である。本変形例において、蛍光体素子３０は、入射励起光Ｌ１もしくは入射合成光Ｌ６が照射される箇所にガイド部３１を有している。
図２３は、上記第１および第２の実施の形態およびこれらの変形例に係る光源装置１，２における蛍光体素子３０の変形例を表す図である。本変形例において、蛍光体素子３０は、入射励起光Ｌ１もしくは入射合成光Ｌ６が照射される箇所にガイド部３１を有している。
【0074】
ガイド部３１は、入射励起光Ｌ１、入射合成光Ｌ６および蛍光光Ｌ３を導波する導波領域である。ガイド部３１は、蛍光体素子３０のうち、厚さ方向に貫通する領域に対してイオン交換やレーザ光によって屈折率変化を起こした領域である。これにより、ガイド部３１は、入射励起光Ｌ１、入射合成光Ｌ６および蛍光光Ｌ３を選択的に伝搬させることができる。ガイド部３１を伝搬した入射励起光Ｌ１、入射合成光Ｌ６および蛍光光Ｌ３は、蛍光体素子３０の出射端面から放射される。蛍光体素子３０の出射端面から放射された光（透過励起光Ｌ２および蛍光光Ｌ３）が、レンズ４０によって出力光Ｌ４として外部に出力される。
【0075】
本変形例では、蛍光体素子３０に対してガイド部３１が設けられている。これにより、透過励起光Ｌ２の放射角度と、蛍光光Ｌ３の放射角度とが互いに近くなり、レンズ４０によりこれらの光を効率よく結合し出射することができる。また、ガイド部３１の長さ（厚さ）や励起光以外の波長の光の出力を調整することで、色度が可変でき出力光Ｌ４の強度も大きくすることができる。ガイド部３１の直径は１ｍｍ以下程度であればよく、条件に応じて最適な大きさとしてもよい。
【0076】
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】
【0077】
１，２…光源装置、１０，６０，６１…発光部、２０，２１，２２，２３，２５…光ファイバ、２４…コンバイナ、３０、１１０…蛍光体素子、３１…ガイド部、４０，１２０…レンズ、５０…制御部、６２，１３０…ミラー、７０…角度調整部、８０…レンズ群、８１，８２…レンズ、Ｄ１，Ｄ２…距離、Ｌ１…入射励起光、Ｌ２…透過励起光、Ｌ３…蛍光光、Ｌ４…出力光、Ｌ５，Ｌ７…入射可視光、Ｌ６…入射合成光、Ｌａ…励起光、Ｌｂ…反射光、Ｌｃ…蛍光光、Ｌｄ…出力光、ＳＣ…スクリーン。
【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18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】