特開 2024-162046 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】P2024162046

(43)【公開日】2024-11-21

(54)【発明の名称】光源装置

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20241114BHJP

   F21V 9/35 20180101ALI20241114BHJP

   F21V 9/38 20180101ALI20241114BHJP

   F21V 14/06 20060101ALI20241114BHJP

   F21V 9/40 20180101ALI20241114BHJP

   F21Y 115/30 20160101ALN20241114BHJP

【ＦＩ】

F21S2/00 355

F21V9/35

F21V9/38

F21V14/06

F21V9/40 100

F21Y115:30

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023077206

(22)【出願日】2023-05-09

(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

(72)【発明者】

【氏名】徳光 聖茄

(57)【要約】

【課題】簡易な構成で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、複合蛍光体素子と、光源部と、レンズとを備えている。複合蛍光体素子は、蛍光色の互いに異なる複数種類のタイル状蛍光体が並べられた構成となっている。光源部は、入射励起光を複合蛍光体素子の光入射面に照射することが可能となっている。レンズは、反射励起光の進行路上に配置されており、反射励起光と蛍光光との合成光を出力光として外部に出力することが可能となっている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

蛍光色の互いに異なる複数種類のタイル状蛍光体が並べられた複合蛍光体素子と、
各前記タイル状蛍光体を励起することの可能な励起光である入射励起光を前記複合蛍光体素子の光入射面に照射することの可能な光源部と、
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、もしくは前記入射励起光のうち前記複合蛍光体素子を透過した光である透過励起光と、前記複合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ことの可能なレンズと
を備えた
光源装置。

【請求項2】

前記複数種類のタイル状蛍光体は、同一平面内に配置されている
請求項１に記載の光源装置。

【請求項3】

前記複合蛍光体素子において、２種類の前記タイル状蛍光体が設けられ、
第１の種類の第１のタイル状蛍光体と、第２の種類の第２のタイル状蛍光体とが、それぞれの側面が互いに接するように配置されている
請求項１に記載の光源装置。

【請求項4】

第１の種類の複数の第１のタイル状蛍光体と、第２の種類の複数の第２のタイル状蛍光体とが、前記光入射面において交互に配置されている
請求項３に記載の光源装置。

【請求項5】

前記複数の第１のタイル状蛍光体と、前記複数の第２のタイル状蛍光体とが、それぞれの側面が１点で接するように配置されている
請求項４に記載の光源装置。

【請求項6】

前記複合蛍光体素子において、３種類の前記タイル状蛍光体が設けられ、
第１の種類の第１のタイル状蛍光体と、第２の種類の第２のタイル状蛍光体と、第３の種類の第３のタイル状蛍光体とが、それぞれの側面が１点で接するように配置されている
請求項１に記載の光源装置。

【請求項7】

各前記タイル状蛍光体が三角形状、四角形状および六角形状のいずれかの形状となっており、
前記複数種類のタイル状蛍光体が前記光入射面において隙間なく配置されている
請求項１に記載の光源装置。

【請求項8】

前記複数種類のタイル状蛍光体が、六角形状の第１の種類の複数の第１のタイル状蛍光体と、三角形状の第１の種類の複数の第１のタイル状蛍光体とを含み、前記光入射面において隙間なく配置されている
請求項１に記載の光源装置。

【請求項9】

前記入射励起光の、前記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８のいずれか一項に記載の光源装置。

【請求項10】

前記調整機構は、
前記光源部と前記複合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ことの可能な集光レンズと、
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ことの可能なレンズ位置調整部と
を有する
請求項９に記載の光源装置。

【請求項11】

前記入射励起光の光強度を変化させることの可能な制御部を更に備えた
請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の光源装置。

【請求項12】

前記入射励起光の、前記光入射面における照射位置を調整可能な制御部を更に備えた
請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の光源装置。

【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１～３に開示されている。

【0003】

特許文献１には、同一材料の複数の微小蛍光体を並べた集合体で構成された蛍光体光源を回転放物面鏡の焦点位置に配置し、蛍光体光源に対して励起光を照射して波長変換された蛍光を回転放物面鏡で反射させることにより出力光を得ることが開示されている。特許文献２には、橙色蛍光体および赤色蛍光体の混合物によって構成された複合蛍光体に対して照射する励起光に含まれる青色光成分と緑色成分の強度割合を変えることにより、複合蛍光体から得られる出力光の色調を変えることが開示されている。特許文献３には、赤色蛍光体ストライプ、緑色蛍光体ストライプおよび青色蛍光体ストライプを並べたスクリーンに対して、励起光を走査ビームとして照射することにより、画像光（出力光）を得ることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７－２００７８２号公報

【特許文献2】国際公開ＷＯ２０２０／０６６８３９号公報

【特許文献3】特開２０１３－０７９３７８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、特許文献１，３では、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。また、特許文献２では、出力光の色彩を調整することについては開示されているものの、励起光に含まれる青色光成分と緑色成分の強度割合を変える必要があり、システムとしては非常に複雑なものにならざるを得ない。従って、簡易な構成で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、複合蛍光体素子と、光源部と、レンズとを備えている。複合蛍光体素子は、蛍光色の互いに異なる複数種類のタイル状蛍光体が並べられた構成となっている。光源部は、各タイル状蛍光体を励起することの可能な励起光である入射励起光を複合蛍光体素子の光入射面に照射することが可能となっている。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の進行路上に配置されている。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、複合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ことが可能となっている。

【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、蛍光色の互いに異なる複数種類のタイル状蛍光体が並べられた複合蛍光体素子の光入射面に入射励起光を照射するようにしたので、反射励起光と蛍光光とを合成し、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ようにしたので、例えば、入射励起光の照射位置、照射面積もしくは照射強度等を調整するだけで、出力光の色彩を調整することが可能である。従って、簡易な構成で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】図１は、本発明の一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】図２は、図１の複合蛍光体素子の平面構成例を表す図である。

【図3】図３は、図２の複合蛍光体素子の光入射面においてビームスポットを移動させる様子の一例を表す図である。

【図4】図４は、出力光のスペクトル分布の一例を表す図である。

【図5】図５は、図３の光入射面においてビームスポットを移動させたときの出力光の色度の一例を表す図である。

【図6】図６は、図１の複合蛍光体素子の平面構成の一変形例を表す図である。

【図7】図７は、図１の複合蛍光体素子の平面構成の一変形例を表す図である。

【図8】図８は、図７の光入射面においてビームスポットを移動させたときの出力光の色度の一例を表す図である。

【図9】図９は、図１の複合蛍光体素子の平面構成の一変形例を表す図である。

【図10】図１０は、図９の光入射面においてビームスポットを移動させたときの出力光の色度の一例を表す図である。

【図11】図１１は、図１の複合蛍光体素子の平面構成の一変形例を表す図である。

【図12】図１２は、図１の複合蛍光体素子の平面構成の一変形例を表す図である。

【図13】図１３は、図１の複合蛍光体素子の平面構成の一変形例を表す図である。

【図14】図１４は、図１の複合蛍光体素子の平面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．実施の形態＞
[構成]
本発明の一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、複合蛍光体素子２０と、レンズ３０と、レンズ群４０と、レンズ位置調整部５０と、ヒートシンク６０、照射位置調整部７０および制御部８０とを備えている。レンズ位置調整部５０および照射位置調整部７０は、調整完了後、必要に応じて省略することが可能である。

【0011】

発光部１０は、複合蛍光体素子２０に含まれる各タイル状蛍光体（後述）を励起することの可能な励起光（入射励起光Ｌ１）を発することが可能となっている。発光部１０は、入射励起光Ｌ１を複合蛍光体素子２０の光入射面２０Ａ（図２参照）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ことが可能となっている。複合蛍光体素子２０に含まれる各タイル状蛍光体の上面が光入射面２０Ａとなっている。

【0012】

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。

【0013】

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、複合蛍光体素子２０に含まれる各タイル状蛍光体を励起させることの可能な波長となっている。発光部１０は、入射励起光Ｌ１を反射させて複合蛍光体素子２０に入射させるミラーを有していてもよい。このような場合であっても、複合蛍光体素子２０の光入射面２０Ａ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。

【0014】

複合蛍光体素子２０は、蛍光色の互いに異なる複数種類のタイル状蛍光体がヒートシンク６０の表面に並べられた構成となっている。つまり、複数種類のタイル状蛍光体は、同一平面内に配置されている。なお、図２には、複合蛍光体素子２０において、２種類のタイル状蛍光体（第１のタイル状蛍光体２１および第２のタイル状蛍光体２２）が設けられている場合が例示されている。以下では、複合蛍光体素子２０において、２種類のタイル状蛍光体（第１のタイル状蛍光体２１および第２のタイル状蛍光体２２）が設けられているものとして説明を行うものとする。

【0015】

第１のタイル状蛍光体２１および第２のタイル状蛍光体２２は、それぞれの側面が互いに接するように配置されている。第１のタイル状蛍光体２１および第２のタイル状蛍光体２２が平面視において四角形状となっているとする。このとき、第１のタイル状蛍光体２１および第２のタイル状蛍光体２２は、それぞれの側面の一辺が互いに接するように配置されている。

【0016】

第１のタイル状蛍光体２１および第２のタイル状蛍光体２２において、互いに接する側面の長さは、例えば、最適な入射ビーム径と同程度の長さか、またはそれよりも若干大きな長さとなっている（条件α）。入射励起光Ｌ１の密度が高すぎると熱飽和が発生することがあり、また、入射励起光Ｌ１の密度が低すぎると蛍光効率が低くなってしまうため、最適な入射ビーム径が存在する。最適な入射ビーム径は、例えば、０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下となっている。従って、複合蛍光体素子２０が上記の条件αを満たすことにより、熱飽和のない、蛍光効率の高い光源装置１が得られる。

【0017】

第１のタイル状蛍光体２１および第２のタイル状蛍光体２２において、厚さは、入射励起光Ｌ１が透過して裏面から漏れ出ることのない程度の厚さとなっていてもよい。第１のタイル状蛍光体２１および第２のタイル状蛍光体２２において、厚さが、入射励起光Ｌ１が透過して裏面から漏れ出る程度に薄くなっていてもよい。ただし、この場合には、ヒートシンク６０の表面には、入射励起光Ｌ１および蛍光光Ｌ３を高反射率で反射可能な反射膜が形成されていることが好ましい。そのような反射膜としては、例えば、Ａｇ等の金属膜、または、誘電体多層膜などが挙げられる。

【0018】

第１のタイル状蛍光体２１および第２のタイル状蛍光体２２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。なお、第１のタイル状蛍光体２１および第２のタイル状蛍光体２２の材料系は、例えば、粉体の蛍光体を焼結により固めた焼結体であってもよい。複合蛍光体素子２０は、例えば、ヒートシンク６０の表面、または、上述の反射膜の表面に複数のタイル状蛍光体（第１のタイル状蛍光体２１および第２のタイル状蛍光体２２）を貼り付けることにより形成されてもよい。複合蛍光体素子２０は、例えば、四角柱状の第１のタイル状蛍光体２１と四角柱状の第２のタイル状蛍光体２２とを互いに接合して一体化した後、一体化により形成されたブロックを所定の厚さで切断することにより形成されてもよい。

【0019】

第１のタイル状蛍光体２１および第２のタイル状蛍光体２２は、それぞれ、入射励起光Ｌ１が入射する光入射面２０Ａを有するタイル状の素子である。第１のタイル状蛍光体２１では、入射励起光Ｌ１が光入射面２０Ａに入射すると、第１のタイル状蛍光体２１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Ｌ３ａが発せられる。第２のタイル状蛍光体２２では、入射励起光Ｌ１が光入射面２０Ａに入射すると、第２のタイル状蛍光体２２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Ｌ３ｂが発せられる。複合蛍光体素子２０では、第１のタイル状蛍光体２１および第２のタイル状蛍光体２２のうち少なくとも一方から発せられた蛍光光が蛍光光Ｌ３として外部に発せられる。

【0020】

蛍光光Ｌ３は、光入射面２０Ａ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、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。

【0021】

レンズ３０は、入射励起光Ｌ１のうち、光入射面２０Ａで反射された光（以下、「反射励起光Ｌ２」と称する。）と、複合蛍光体素子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の進行路上に配置されている。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。

【0022】

レンズ群４０は、発光部１０から発せられた光（入射励起光Ｌ１）を複合蛍光体素子２０の光入射面２０Ａ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、複合蛍光体素子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。

【0023】

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）を調整することの可能な機構である。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８０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、複合蛍光体素子２０の光入射面２０Ａに入射する入射励起光Ｌ１の入射ビーム径を変化させることが可能となっている。つまり、レンズ位置調整部５０は、入射励起光Ｌ１の、複合蛍光体素子２０の光入射面２０Ａ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。

【0024】

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、複合蛍光体素子２０の光入射面２０Ａ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の光量や、蛍光光Ｌ３に含まれる蛍光光Ｌ３ａ，Ｌ３ｂの割合が変化する。反射励起光Ｌ２および蛍光光Ｌ３の光量や、蛍光光Ｌ３に含まれる蛍光光Ｌ３ａ，Ｌ３ｂの割合が変化すると、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。

【0025】

ヒートシンク６０は、入射励起光Ｌ１が複合蛍光体素子２０に照射されることにより複合蛍光体素子２０から発せられる熱を排出することの可能な放熱部材である。ヒートシンク６０は、例えば、アルミニウム合金、または銅合金によって構成されている。ヒートシンク６０の表面、または、複合蛍光体素子２０の入射面２０Ａとは反対側の面２０Ｂには、例えば、上述したような反射膜が積層されていてもよい。反射膜は、ヒートシンク６０と複合蛍光体素子２０との間に配置されている。複合蛍光体素子２０の面２０Ｂに、Ａｇ等の金属膜で構成された反射膜が設けられている場合、反射膜の表面に、Ａｕ，Ｎｉ等の金属膜を設けることにより、金属膜とヒートシンク６０とを、半田を介して互いに接合することができる。

【0026】

照射位置調整部７０は、法線ＡＸ１の向きを維持した状態で、ヒートシンク６０とともに複合蛍光体素子２０を光入射面２０Ａと平行な面内（ＸＹ平面内）に移動させたり、法線ＡＸ１と平行な方向（Ｚ方向）に移動させたりすることの可能な機構である。照射位置調整部７０は、ヒートシンク６０および複合蛍光体素子２０を支持する支持部と、支持部をＸＹ平面内に移動させたりＺ方向に移動させたりすることの可能な駆動部とにより構成されている。照射位置調整部７０は、制御部８０による制御に従って、ヒートシンク６０および複合蛍光体素子２０の３次元位置を調整し、それにより、複合蛍光体素子２０の光入射面２０Ａに入射する入射励起光Ｌ１の照射位置や入射ビーム径を変化させることが可能となっている。つまり、照射位置調整部７０は、入射励起光Ｌ１の、複合蛍光体素子２０の光入射面２０Ａにおける入射励起光Ｌ１の照射位置や入射ビーム径を調整可能な調整機構となっている。

【0027】

照射位置調整部７０によって入射励起光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、複合蛍光体素子２０の光入射面２０Ａ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の光量や、蛍光光Ｌ３に含まれる蛍光光Ｌ３ａ，Ｌ３ｂの割合が変化する。反射励起光Ｌ２および蛍光光Ｌ３の光量や、蛍光光Ｌ３に含まれる蛍光光Ｌ３ａ，Ｌ３ｂの割合が変化すると、出力光Ｌ４の色彩が変化する。つまり、照射位置調整部７０は、入射励起光Ｌ１の入射ビーム径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。

【0028】

一方、照射位置調整部７０によって入射励起光Ｌ１（ビームスポットＳＰ）の照射位置が変化することによって、ビームスポットＳＰの光密度や照射面積は変化しない。しかし、ビームスポットＳＰの照射位置が変化することによって、ビームスポットＳＰが、第１のタイル状蛍光体２１および第２のタイル状蛍光体２２の双方を同時に照射したり、第１のタイル状蛍光体２１だけを照射したり、第２のタイル状蛍光体２２だけを照射したりするようになる。

【0029】

例えば、図２に示したように、ビームスポットＳＰが、第１のタイル状蛍光体２１および第２のタイル状蛍光体２２の双方の光入射面２０Ａを照射しているとする。このとき、蛍光光Ｌ３には、蛍光光Ｌ３ａおよび蛍光光Ｌ３ｂが含まれる。ビームスポットＳＰの中心が、第１のタイル状蛍光体２１および第２のタイル状蛍光体２２のうち、互いに接する側面上にある場合、蛍光光Ｌ３に含まれる蛍光光Ｌ３ａおよび蛍光光Ｌ３ｂの割合は、概ね５０％／５０％となる。このときのビームスポットＳＰをビームスポットＳＰ０と称するものとする（図３参照）。

【0030】

一方で、ビームスポットＳＰの中心が、第１のタイル状蛍光体２１および第２のタイル状蛍光体２２のうち、互いに接する側面から、第１のタイル状蛍光体２１側に徐々に移動した場合、蛍光光Ｌ３に含まれる蛍光光Ｌ３ａの割合が徐々に大きくなる。そして、ビームスポットＳＰが第１のタイル状蛍光体２１だけを照射するようになった場合、蛍光光Ｌ３＝蛍光光Ｌ３ａとなる。このときのビームスポットＳＰをビームスポットＳＰ１と称するものとする（図３参照）。

【0031】

また、ビームスポットＳＰの中心が、第１のタイル状蛍光体２１および第２のタイル状蛍光体２２のうち、互いに接する側面から、第２のタイル状蛍光体２２側に徐々に移動した場合、蛍光光Ｌ３に含まれる蛍光光Ｌ３ｂの割合が徐々に大きくなる。そして、ビームスポットＳＰが第２のタイル状蛍光体２２だけを照射するようになった場合、蛍光光Ｌ３＝蛍光光Ｌ３ｂとなる。このときのビームスポットＳＰをビームスポットＳＰ２と称するものとする（図３参照）。

【0032】

図４は、出力光Ｌ４のスペクトル分布の一例を表したものである。図４からは、ビームスポットＳＰ０，ＳＰ１，ＳＰ２ごとに光強度の山の形状やピーク位置が異なることがわかる。図５は、光入射面２０ＡにおいてビームスポットＳＰを移動させたときの出力光の色度の一例を表したものである。なお、図５には、蛍光光Ｌ３に含まれる蛍光光Ｌ３ａ，Ｌ３ｂのそれぞれの割合が例示されている。図５からは、ビームスポットＳＰ０，ＳＰ１，ＳＰ２ごとに色度が異なることがわかる。以上のことから、照射位置調整部７０によって入射励起光Ｌ１の照射位置が変化することによって、蛍光光Ｌ３に含まれる蛍光光Ｌ３ａおよび蛍光光Ｌ３ｂの割合が変化し、それによって、出力光Ｌ４の色彩が変化することがわかる。つまり、照射位置調整部７０は、入射励起光Ｌ１の照射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。

【0033】

制御部８０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ことが可能となっている。制御部８０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の動作を制御することが可能となっている。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。制御部８０は、さらに、照射位置調整部７０に制御信号を出力することにより、照射位置調整部７０の動作を制御することが可能となっている。入射励起光Ｌ１の照射位置を調整後、固定することで出力光Ｌ４の色彩を固定化できる。

【0034】

[効果]
次に、光源装置１の効果について説明する。

【0035】

本実施の形態では、蛍光色の互いに異なる複数種類のタイル状蛍光体（第１のタイル状蛍光体２１および第２のタイル状蛍光体２２）が並べられた複合蛍光体素子２０の光入射面２０Ａに入射励起光Ｌ１が照射される。これにより、反射励起光Ｌ２と蛍光光Ｌ３とを合成し、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。このとき、例えば、入射励起光Ｌ１の照射位置、照射面積もしくは照射強度等を調整するだけで、出力光Ｌ４の色彩を調整することが可能である。従って、簡易な構成で出力光Ｌ４の色彩を調整することが可能である。

【0036】

本実施の形態では、複数種類のタイル状蛍光体（第１のタイル状蛍光体２１および第２のタイル状蛍光体２２）が同一平面内に配置されている。これにより、例えば、各タイル状蛍光体をヒートシンク６０に直接、接触させることができるので、ヒートシンク６０を介して各タイル状蛍光体の熱を効率良く排出することができる。

【0037】

本実施の形態では、第１のタイル状蛍光体２１と第２のタイル状蛍光体２２とが、それぞれの側面が互いに接するように配置されている。これにより、第１のタイル状蛍光体２１および第２のタイル状蛍光体２２の双方を同時に照射したり、第１のタイル状蛍光体２１および第２のタイル状蛍光体２２のうちいずれか一方だけを照射したりすることにより、出力光Ｌ４の色彩を調整することが可能である。従って、簡易な構成で出力光Ｌ４の色彩を調整することが可能である。

【0038】

本実施の形態では、入射励起光Ｌ１の、光入射面２０Ａにおける入射ビーム径を調整可能なレンズ位置調整部５０および照射位置調整部７０が設けられている。これにより、レンズ位置調整部５０および照射位置調整部７０の少なくとも一方を用いて、入射ビーム径を変えることにより、出力光Ｌ４の色彩を調整することが可能である。従って、簡易な構成で出力光Ｌ４の色彩を調整することが可能である。

【0039】

本実施の形態では、入射励起光Ｌ１の、光入射面２０Ａにおける照射位置を調整可能な照射位置調整部７０が設けられている。これにより、照射位置調整部７０を用いて、入射励起光Ｌ１の、光入射面２０Ａにおける照射位置を変えることにより、出力光Ｌ４の色彩を調整することが可能である。従って、簡易な構成で出力光Ｌ４の色彩を調整することが可能である。

【0040】

本実施の形態では、制御部８０によって入射励起光Ｌ１の光強度を変化させることができる。これにより、出力光Ｌ４に含まれる反射励起光Ｌ２および蛍光光Ｌ３の割合を変えることにより、出力光Ｌ４の色彩を調整することが可能である。従って、簡易な構成で出力光Ｌ４の色彩を調整することが可能である。

【0041】

＜２．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、上記実施の形態と共通の構成要素に対しては、上記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、上記実施の形態と異なる構成要素の説明を主に行い、上記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。

【0042】

[変形例Ａ]
上記実施の形態において、例えば、図６に示したように、２つの第１のタイル状蛍光体２１および２つの第２のタイル状蛍光体２２が光入射面２０Ａにおいて交互に配置されていてもよい。このとき、第１のタイル状蛍光体２１と第２のタイル状蛍光体２２とが、例えば、図６に示したように、それぞれの側面が互いに接するように配置されている。また、２つの第１のタイル状蛍光体２１および２つの第２のタイル状蛍光体２２が、例えば、図６に示したように、四角形状となっており、光入射面２０Ａにおいて隙間なく配置されている。また、２つの第１のタイル状蛍光体２１および２つの第２のタイル状蛍光体２２が、例えば、図６に示したように、それぞれの側面が１点で（図中のＰ１で）接するように配置されている。

【0043】

本変形例において、複合蛍光体素子２０は、例えば、ヒートシンク６０の表面、または、上述の反射膜の表面に複数のタイル状蛍光体（２つの第１のタイル状蛍光体２１および２つの第２のタイル状蛍光体２２）を貼り付けることにより形成されてもよい。本変形例において、複合蛍光体素子２０は、例えば、四角柱状の２つの第１のタイル状蛍光体２１と四角柱状の２つの第２のタイル状蛍光体２２とを交互に接合して一体化した後、一体化により形成されたブロックを所定の厚さで切断することにより形成されてもよい。

【0044】

このような構成とした場合には、第１のタイル状蛍光体２１の一部と第２のタイル状蛍光体２２の一部とを含む領域に入射励起光Ｌ１を照射することにより、最大で４枚のタイル状蛍光体（２つの第１のタイル状蛍光体２１および２つの第２のタイル状蛍光体２２）に同時に照射することが可能である。その結果、例えば、入射励起光Ｌ１の照射位置、照射面積もしくは照射強度等を調整するだけで、出力光Ｌ４の色彩を調整することが可能である。従って、簡易な構成で出力光Ｌ４の色彩を調整することが可能である。

【0045】

また、図中のＰ１を含む領域に入射励起光Ｌ１を照射することにより得られる出力光Ｌ４における蛍光光Ｌ３ａ，Ｌ３ｂの空間分布が、上記実施の形態の出力光Ｌ４における蛍光光Ｌ３ａ，Ｌ３ｂの空間分布よりも均一となる。その結果、出力光Ｌ４の色彩の空間分布をより均一にすることができる。

【0046】

[変形例Ｂ]
上記実施の形態において、複合蛍光体素子２０が、例えば、図７に示したように、蛍光色の互いに異なる３種類のタイル状蛍光体（第１のタイル状蛍光体２１，第２のタイル状蛍光体２２，第３のタイル状蛍光体２３）が同一平面内に並べられた構成となっていてもよい。

【0047】

第３のタイル状蛍光体２３は、例えば、第１のタイル状蛍光体２１および第２のタイル状蛍光体２２と同種の蛍光体によって構成されている。第３のタイル状蛍光体２３は、入射励起光Ｌ１が入射する光入射面２０Ａを有するタイル状の素子である。第３のタイル状蛍光体２３では、入射励起光Ｌ１が光入射面２０Ａに入射すると、第３のタイル状蛍光体２３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Ｌ３ｃが発せられる。複合蛍光体素子２０では、第１のタイル状蛍光体２１、第２のタイル状蛍光体２２および第３のタイル状蛍光体２３のうち少なくとも一方から発せられた蛍光光が蛍光光Ｌ３として外部に発せられる。

【0048】

第１のタイル状蛍光体２１および第２のタイル状蛍光体２２は、例えば、図７に示したように、それぞれの側面が互いに接するように配置されている。第２のタイル状蛍光体２２および第３のタイル状蛍光体２３は、例えば、図７に示したように、それぞれの側面が互いに接するように配置されている。第３のタイル状蛍光体２３および第１のタイル状蛍光体２１は、例えば、図７に示したように、それぞれの側面が互いに接するように配置されている。第１のタイル状蛍光体２１、第２のタイル状蛍光体２２および第３のタイル状蛍光体２３は、例えば、図７に示したように、四角形状（ひし形形状）となっており、光入射面２０Ａにおいて隙間なく配置されている。また、第１のタイル状蛍光体２１、第２のタイル状蛍光体２２および第３のタイル状蛍光体２３は、例えば、図７に示したように、それぞれの側面が１点で（図中のＰ２で）接するように配置されている。

【0049】

本変形例において、複合蛍光体素子２０は、例えば、ヒートシンク６０の表面、または、上述の反射膜の表面に複数のタイル状蛍光体（第１のタイル状蛍光体２１，第２のタイル状蛍光体２２，第３のタイル状蛍光体２３）を貼り付けることにより形成されてもよい。本変形例において、複合蛍光体素子２０は、例えば、ひし形の柱状の第１のタイル状蛍光体２１と、ひし形の柱状の第２のタイル状蛍光体２２と、ひし形の柱状の第３のタイル状蛍光体２３を接合して一体化した後、一体化により形成されたブロックを所定の厚さで切断することにより形成されてもよい。

【0050】

このような構成とした場合には、第１のタイル状蛍光体２１、第２のタイル状蛍光体２２および第３のタイル状蛍光体２３のうち、少なくとも２つの蛍光体の一部を含む領域に入射励起光Ｌ１を照射することにより、最大で３枚のタイル状蛍光体（第１のタイル状蛍光体２１、第２のタイル状蛍光体２２および第３のタイル状蛍光体２３）に同時に照射することが可能である。その結果、例えば、入射励起光Ｌ１の照射位置、照射面積もしくは照射強度等を調整するだけで、例えば、図８に示したように、略三角形状の領域内で出力光Ｌ４の色彩を調整することが可能である。従って、簡易な構成で出力光Ｌ４の色彩を調整することが可能である。なお、図８には、蛍光光Ｌ３に含まれる蛍光光Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ，Ｌ３ｃのそれぞれの割合が例示されている。

【0051】

[変形例Ｃ]
上記実施の形態において、複合蛍光体素子２０が、例えば、図９に示したように、蛍光色の互いに異なる４種類のタイル状蛍光体（第１のタイル状蛍光体２１，第２のタイル状蛍光体２２，第３のタイル状蛍光体２３，第４のタイル状蛍光体２４）が同一平面内に並べられた構成となっていてもよい。

【0052】

第４のタイル状蛍光体２４は、例えば、第１のタイル状蛍光体２１、第２のタイル状蛍光体２２および第３のタイル状蛍光体２３と同種の蛍光体によって構成されている。第４のタイル状蛍光体２４は、入射励起光Ｌ１が入射する光入射面２０Ａを有するタイル状の素子である。第４のタイル状蛍光体２４では、入射励起光Ｌ１が光入射面２０Ａに入射すると、第４のタイル状蛍光体２４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Ｌ３ｄが発せられる。複合蛍光体素子２０では、第１のタイル状蛍光体２１、第２のタイル状蛍光体２２、第３のタイル状蛍光体２３および第４のタイル状蛍光体２４のうち少なくとも一方から発せられた蛍光光が蛍光光Ｌ３として外部に発せられる。

【0053】

第１のタイル状蛍光体２１、第２のタイル状蛍光体２２、第３のタイル状蛍光体２３および第４のタイル状蛍光体２４は、例えば、図９に示したように、四角形状となっており、光入射面２０Ａにおいて隙間なく配置されている。また、第１のタイル状蛍光体２１、第２のタイル状蛍光体２２、第３のタイル状蛍光体２３および第４のタイル状蛍光体２４は、例えば、図９に示したように、それぞれの側面が１点で（図中のＰ３で）接するように配置されている。

【0054】

本変形例において、複合蛍光体素子２０は、例えば、ヒートシンク６０の表面、または、上述の反射膜の表面に複数のタイル状蛍光体（第２のタイル状蛍光体２２、第３のタイル状蛍光体２３および第４のタイル状蛍光体２４）を貼り付けることにより形成されてもよい。本変形例において、複合蛍光体素子２０は、例えば、四角柱状の第１のタイル状蛍光体２１と、四角柱状の第２のタイル状蛍光体２２と、四角柱状の第３のタイル状蛍光体２３、四角柱状の第４のタイル状蛍光体２４を接合して一体化した後、一体化により形成されたブロックを所定の厚さで切断することにより形成されてもよい。

【0055】

このような構成とした場合には、第１のタイル状蛍光体２１、第２のタイル状蛍光体２２、第３のタイル状蛍光体２３および第４のタイル状蛍光体２４のうち、少なくとも２つの蛍光体の一部を含む領域に入射励起光Ｌ１を照射することにより、最大で４枚のタイル状蛍光体（第１のタイル状蛍光体２１、第２のタイル状蛍光体２２、第３のタイル状蛍光体２３および第４のタイル状蛍光体２４）に同時に照射することが可能である。その結果、例えば、入射励起光Ｌ１の照射位置、照射面積もしくは照射強度等を調整するだけで、例えば、図１０に示したように、略台形状の領域内で出力光Ｌ４の色彩を調整することが可能である。従って、簡易な構成で出力光Ｌ４の色彩を調整することが可能である。

【0056】

[変形例Ｄ]
上記実施の形態において、例えば、図１１に示したように、三角形状の複数の第１のタイル状蛍光体２１と、三角形状の複数の第２のタイル状蛍光体２２とが同一平面内に並べられた構成となっていてもよい。また、上記実施の形態において、例えば、図１２に示したように、四角形状の複数の第１のタイル状蛍光体２１と、四角形状の複数の第２のタイル状蛍光体２２とが同一平面内に並べられた構成となっていてもよい。このようにした場合には、例えば、入射励起光Ｌ１の照射位置、照射面積もしくは照射強度等を調整するだけで、出力光Ｌ４の色彩を調整することが可能である。従って、簡易な構成で出力光Ｌ４の色彩を調整することが可能である。

【0057】

[変形例Ｅ]
上記実施の形態において、例えば、図１３に示したように、六角形状の複数の第１のタイル状蛍光体２１、六角形状の複数の第２のタイル状蛍光体２２、三角形状の複数の第３のタイル状蛍光体２３、および三角形状の複数の第４のタイル状蛍光体２４が、光入射面２０Ａにおいて隙間なく配置されていてもよい。このとき、各タイル状蛍光体（各第１のタイル状蛍光体２１、各第２のタイル状蛍光体２２、各第３のタイル状蛍光体２３、各第４のタイル状蛍光体２４）のサイズが、ビームスポットＳＰのサイズよりも小さくなっている。これにより、複数のタイル状蛍光体に対して入射励起光Ｌ１（ビームスポットＳＰ）を同時に照射することができる。その結果、例えば、入射励起光Ｌ１の照射位置、照射面積もしくは照射強度等を調整するだけで、出力光Ｌ４の色彩を調整することが可能である。従って、簡易な構成で出力光Ｌ４の色彩を調整することが可能である。

【0058】

なお、本変形例において、第１のタイル状蛍光体２１と、第３のタイル状蛍光体２３が互いに共通の波長の蛍光光を発するようになっていてもよい。また、本変形例において、第２のタイル状蛍光体２２と、第４のタイル状蛍光体２４とが互いに共通の波長の蛍光光を発するようになっていてもよい。このようにした場合であっても、例えば、入射励起光Ｌ１の照射位置、照射面積もしくは照射強度等を調整するだけで、出力光Ｌ４の色彩を調整することが可能である。従って、簡易な構成で出力光Ｌ４の色彩を調整することが可能である。

【0059】

[変形例Ｆ]
上記実施の形態において、例えば、図１４に示したように、六角形状の複数の第１のタイル状蛍光体２１、および六角形状の複数の第２のタイル状蛍光体２２が、光入射面２０Ａにおいて隙間なく配置されていてもよい。このとき、各タイル状蛍光体（各第１のタイル状蛍光体２１、各第２のタイル状蛍光体２２）のサイズが、ビームスポットＳＰのサイズよりも小さくなっている。これにより、複数のタイル状蛍光体に対して入射励起光Ｌ１（ビームスポットＳＰ）を同時に照射することができる。その結果、例えば、入射励起光Ｌ１の照射位置、照射面積もしくは照射強度等を調整するだけで、出力光Ｌ４の色彩を調整することが可能である。従って、簡易な構成で出力光Ｌ４の色彩を調整することが可能である。

【0060】

[変形例Ｇ]
上記実施の形態およびその変形例において、複合蛍光体素子２０が入射励起光Ｌ１を透過することの可能な蛍光体素子となっていてもよい。この場合、ヒートシンク６０は、例えば、高い熱伝導性および光透過性を有するサファイア基板等によって構成されていていてもよい。複合蛍光体素子２０は、ヒートシンク６０に対して例えば光透過性の接着剤によって固定されていてもよい。また、複合蛍光体素子２０が２つのサファイア基板によって挟み込まれていてもよい。

【0061】

レンズ３０は、入射励起光Ｌ１のうち、複合蛍光体素子２０を透過した光（以下、「透過励起光」と称する。）と、複合蛍光体素子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。レンズ３０は、透過励起光の進行路上に配置されている。レンズ３０は、レンズ３０の光軸ＡＸ３が透過励起光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。

【0062】

本変形例では、複合蛍光体素子２０を透過した透過励起光と、蛍光光Ｌ３とを合成し、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。このようにした場合であっても、上記実施の形態およびその変形例と同様、簡易な構成で出力光Ｌ４の色彩を調整することが可能である。

【0063】

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】

【0064】

１…光源装置、１０…発光部、２０…複合蛍光体素子、２０Ａ…光入射面、２０Ｂ…面、２１，２１ａ，２１ｂ…第１のタイル状蛍光体、２２，２２ａ，２２ｂ…第２のタイル状蛍光体、２３…第３のタイル状蛍光体、２４…第４のタイル状蛍光体、３０…レンズ、４０…レンズ群、４１，４２…レンズ、５０…レンズ位置調整部、６０…ヒートシンク、７０…照射位置調整部、８０…制御部、ＡＸ１…法線、ＡＸ２，ＡＸ３…光軸、Ｌ１…入射励起光、Ｌ２…反射励起光、Ｌ３…蛍光光、Ｌ４…出力光、ＳＰ，ＳＰ０，ＳＰ１，ＳＰ２…ビームスポット、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】