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(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】P2024075530
(43)【公開日】2024-06-04
(54)【発明の名称】光源装置
(51)【国際特許分類】
H01L 33/48 20100101AFI20240528BHJP
H01L 33/50 20100101ALI20240528BHJP
【ＦＩ】
H01L33/48
H01L33/50
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022186975
(22)【出願日】2022-11-23
(71)【出願人】
【識別番号】000113263
【氏名又は名称】ＨＯＹＡ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100148895
【弁理士】
【氏名又は名称】荒木 佳幸
(72)【発明者】
【氏名】木暮 靖男
【テーマコード（参考）】
5F142
【Ｆターム（参考）】
5F142BA32
5F142CB23
5F142CD02
5F142CF13
5F142DA14
5F142DA24
5F142DA36
5F142DA73
5F142DB20
5F142GA40
5F142HA01
(57)【要約】
【課題】ＬＥＤなどの固体発光素子からの励起光によって蛍光体を励起し、蛍光体からの蛍光を出射する光源装置において、出射光に含まれるスパイク状の励起光を抑えつつ、近紫外～赤外域までの広い帯域をカバーする光源装置を提供すること
【解決手段】光源装置が、第１の波長帯の励起光を発する、少なくとも１つの第１の発光素子と、第１の発光素子の光路中に配置されて励起光によって励起され、第１の波長帯よりも波長の長い第２の波長帯の蛍光を発する蛍光体と、第１の発光素子を部分的に覆うように配置され蛍光体を透過する励起光の一部をカットする光学フィルタと、を備え、第１の発光素子に対する光学フィルタの相対的な位置が、蛍光の強度と励起光の強度に基づいて調整されていることを特徴とする。
【選択図】図２
【解決手段】光源装置が、第１の波長帯の励起光を発する、少なくとも１つの第１の発光素子と、第１の発光素子の光路中に配置されて励起光によって励起され、第１の波長帯よりも波長の長い第２の波長帯の蛍光を発する蛍光体と、第１の発光素子を部分的に覆うように配置され蛍光体を透過する励起光の一部をカットする光学フィルタと、を備え、第１の発光素子に対する光学フィルタの相対的な位置が、蛍光の強度と励起光の強度に基づいて調整されていることを特徴とする。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の波長帯の励起光を発する、少なくとも１つの第１の発光素子と、
前記第１の発光素子の光路中に配置されて、前記励起光によって励起され、前記第１の波長帯よりも波長の長い、第２の波長帯の蛍光を発する蛍光体と、
前記第１の発光素子を部分的に覆うように配置され、前記蛍光体を透過する前記励起光の一部をカットする光学フィルタと、
を備え、
前記第１の発光素子に対する前記光学フィルタの相対的な位置が、前記蛍光の強度と前記励起光の強度に基づいて調整されている
ことを特徴とする光源装置。
前記第１の発光素子の光路中に配置されて、前記励起光によって励起され、前記第１の波長帯よりも波長の長い、第２の波長帯の蛍光を発する蛍光体と、
前記第１の発光素子を部分的に覆うように配置され、前記蛍光体を透過する前記励起光の一部をカットする光学フィルタと、
を備え、
前記第１の発光素子に対する前記光学フィルタの相対的な位置が、前記蛍光の強度と前記励起光の強度に基づいて調整されている
ことを特徴とする光源装置。
【請求項2】
前記励起光が、ピーク波長の異なる複数の光から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項3】
前記複数の光が、ピーク波長３７０～３９０ｎｍの光、およびピーク波長４００～４２０ｎｍの光を含むことを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項4】
前記蛍光が、ピーク波長の異なる複数の光から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項5】
前記複数の光が、ピーク波長４４０～４８０ｎｍの光、ピーク波長４８０～５２５ｎｍの光、ピーク波長５２５～５６０ｎｍの光、ピーク波長５６０～６３０ｎｍの光、およびピーク波長６３０～７５０ｎｍの光を含むことを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
【請求項6】
第３の波長帯の出射光を発する、少なくとも１つの第２の発光素子をさらに備え、
前記第２の発光素子は、前記第３の波長帯の出射光が前記光学フィルタと干渉しないように配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
前記第２の発光素子は、前記第３の波長帯の出射光が前記光学フィルタと干渉しないように配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項7】
前記第３の波長帯は、前記第１の波長帯よりも波長が短いことを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
【請求項8】
前記第３の波長帯の出射光が、ピーク波長３３０～３５０ｎｍの光を含むことを特徴とする請求項７に記載の光源装置。
【請求項9】
前記第１の発光素子に対する前記光学フィルタの相対的な位置が、前記蛍光のピーク強度に対する前記励起光のピーク強度の比率が２０～１００％となるように調整されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項10】
前記光源装置からの光をミキシングして導光する光導光部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項11】
前記光源装置から出射される光のスペクトルが、波長３４０～８００ｎｍの範囲で連続していることを特徴とする請求項１から請求項１０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、生化学分析装置等に用いられる光源装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、血液や尿などの体液成分を検体とし、糖やコレステロール、タンパク、酵素などの各種成分の測定を行う生化学分析装置において、各成分の定量のため分光光度計により３４０ｎｍから８００ｎｍの波長域における吸光度が測定されており、この波長域の光を発光できる光源装置が使用されている。
【0003】
このような光源装置では、従来、光源としてハロゲンランプが用いられてきたが、波長３００～４００ｎｍの近紫外域の出射強度は極めて微弱であるため、信頼性や測定スピードの観点からこの波長域の強度の増大が求められていた。そして、近年、近紫外光を発するＬＥＤ（Light Emitting Diode）が開発され、近紫外光によって励起され、近赤外の波長域まで発光する蛍光体を用いた光源が、ハロゲンランプに代わる光源として提案されている。
【0004】
例えば、特許文献１には、波長３６５ｎｍにピーク波長を有する紫外光を発光する固体光源（ＬＥＤ）と、固体光源を覆い少なくとも一種の蛍光体を含有する蛍光膜と、を備え、ＬＥＤからの紫外光によって蛍光膜を励起し、３５０ｎｍから１２００ｎｍまでの波長域の光を出射する発光装置（光源装置）が記載されている。
【0005】
また、特許文献２には、複数の蛍光体を透明樹脂に分散させた樹脂層を、ＬＥＤからの波長３４０ｎｍの紫外光によって励起し、広い波長域の光を出射する光源装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】国際公開第２０１９／２４０１５０号
【特許文献2】特開２０２０－８７９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献１、２の光源装置によれば、広い波長域（例えば、３５０～１２００ｎｍの範囲）に連続的な発光スペクトルを有する出射光を得ることができる。
しかしながら、このような蛍光膜を励起光で励起して蛍光を出射する光源装置の構成では、蛍光膜に入射した励起光のうち、蛍光に変換されなかった励起光の一部と、蛍光膜内で発生した蛍光とが混合されて蛍光層の出射面より出射されるため、蛍光膜の中を透過する励起光の強度と、蛍光膜から放射する蛍光の強度は、蛍光膜内の蛍光体の充填量や、蛍光膜の膜厚の影響を受けることになる。このため、出射光の分光分布は、励起光の中心波長付近がスパイク状の分光分布となり、周辺の波長域と比較して著しく強度が増大する傾向にある。そして、このスパイク状の出射光は近紫外域の比較的エネルギーの大きな光であるため、生化学分析に使用される試薬に化学的な影響を与える可能性がある。
また、このようなスパイク状の励起光を抑える手段として、蛍光膜に含まれる蛍光体の充填量や膜厚を増やし、励起光を蛍光膜の中で吸収拡散させる方法も考えられるが、励起光を蛍光体の吸収拡散により抑制すると、蛍光膜内で発生した蛍光についても、励起光と同様に、蛍光が発生した位置から蛍光層の出射面までの間にある蛍光体によって、吸収拡散などの影響を受けてしまい、強度が却って抑えられてしまうといった現象が発生する。そして、蛍光の強度が抑えられてしまうと、所望の強度（分析に必要な強度）が得られない、といった問題も発生する。
しかしながら、このような蛍光膜を励起光で励起して蛍光を出射する光源装置の構成では、蛍光膜に入射した励起光のうち、蛍光に変換されなかった励起光の一部と、蛍光膜内で発生した蛍光とが混合されて蛍光層の出射面より出射されるため、蛍光膜の中を透過する励起光の強度と、蛍光膜から放射する蛍光の強度は、蛍光膜内の蛍光体の充填量や、蛍光膜の膜厚の影響を受けることになる。このため、出射光の分光分布は、励起光の中心波長付近がスパイク状の分光分布となり、周辺の波長域と比較して著しく強度が増大する傾向にある。そして、このスパイク状の出射光は近紫外域の比較的エネルギーの大きな光であるため、生化学分析に使用される試薬に化学的な影響を与える可能性がある。
また、このようなスパイク状の励起光を抑える手段として、蛍光膜に含まれる蛍光体の充填量や膜厚を増やし、励起光を蛍光膜の中で吸収拡散させる方法も考えられるが、励起光を蛍光体の吸収拡散により抑制すると、蛍光膜内で発生した蛍光についても、励起光と同様に、蛍光が発生した位置から蛍光層の出射面までの間にある蛍光体によって、吸収拡散などの影響を受けてしまい、強度が却って抑えられてしまうといった現象が発生する。そして、蛍光の強度が抑えられてしまうと、所望の強度（分析に必要な強度）が得られない、といった問題も発生する。
【0008】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ＬＥＤなどの固体発光素子からの励起光によって蛍光体を励起し、蛍光体からの蛍光を出射する光源装置において、出射光に含まれるスパイク状の励起光を抑えつつ、近紫外～赤外域までの広い帯域をカバーする光源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するため、本発明の光源装置は、第１の波長帯の励起光を発する、少なくとも１つの第１の発光素子と、第１の発光素子の光路中に配置されて、励起光によって励起され、第１の波長帯よりも波長の長い第２の波長帯の蛍光を発する蛍光体と、第１の発光素子を部分的に覆うように配置され、蛍光体を透過する励起光の一部をカットする光学フィルタと、を備え、第１の発光素子に対する光学フィルタの相対的な位置が、蛍光の強度と励起光の強度に基づいて調整されていることを特徴とする。
【0010】
このような構成によれば、不必要な励起光の強度が光学フィルタによって調整されるため、出射光に含まれるスパイク状の励起光が抑えられると共に、近紫外～赤外域までの広い帯域をカバーする出射光が得られる。
【0011】
また、励起光が、ピーク波長の異なる複数の光から構成されていることが望ましい。また、この場合、複数の光が、ピーク波長３７０～３９０ｎｍの光、およびピーク波長４００～４２０ｎｍの光を含むことが望ましい。
【0012】
また、蛍光が、ピーク波長の異なる複数の光から構成されていることが望ましい。また、この場合、複数の光が、ピーク波長４４０～４８０ｎｍの光、ピーク波長４８０～５２５ｎｍの光、ピーク波長５２５～５６０ｎｍの光、ピーク波長５６０～６３０ｎｍの光、およびピーク波長６３０～７５０ｎｍの光を含むことが望ましい。
【0013】
また、第３の波長帯の出射光を発する、少なくとも１つの第２の発光素子をさらに備え、第２の発光素子は、第３の波長帯の出射光が光学フィルタと干渉しないように配置されていることが望ましい。また、この場合、第３の波長帯は、第１の波長帯よりも波長が短いことが望ましい。また、第３の波長帯の出射光が、ピーク波長３３０～３５０ｎｍの光を含むことが望ましい。
【0014】
また、第１の発光素子に対する光学フィルタの相対的な位置が、蛍光のピーク強度に対する励起光のピーク強度の比率が２０～１００％となるように調整されていることが望ましい。
【0015】
また、光源装置からの光をミキシングして導光する光導光部をさらに備えることが望ましい。
【0016】
また、光源装置から出射される光のスペクトルが、波長３４０～８００ｎｍの範囲で連続していることが望ましい。
【発明の効果】
【0017】
以上のように、本発明の光源装置によれば、出射光に含まれるスパイク状の励起光が抑えられ、近紫外～赤外域までの広い帯域で所望の分光特性を得ることが可能な光源装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一の符号を付してその説明は繰り返さない。
【0020】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光源装置１の構成を示す図であり、図１（ａ）は、光源装置１の斜視図であり、図１（ｂ）は、光源装置１をＹＺ平面で切断したときの断面図である。本実施形態の光源装置１は、生化学分析装置等に用いられる、広い波長域の光を出射する装置である。なお、本明細書においては、図１の座標に示すように、後述する発光素子（第１ＬＥＤ２２、２３、第２ＬＥＤ２４、第３ＬＥＤ２６）の出射方向をＺ軸方向、基板２１を規定する方向をＸ軸方向及びＹ軸方向と定義して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光源装置１の構成を示す図であり、図１（ａ）は、光源装置１の斜視図であり、図１（ｂ）は、光源装置１をＹＺ平面で切断したときの断面図である。本実施形態の光源装置１は、生化学分析装置等に用いられる、広い波長域の光を出射する装置である。なお、本明細書においては、図１の座標に示すように、後述する発光素子（第１ＬＥＤ２２、２３、第２ＬＥＤ２４、第３ＬＥＤ２６）の出射方向をＺ軸方向、基板２１を規定する方向をＸ軸方向及びＹ軸方向と定義して説明する。
【0021】
図１に示すように、本実施形態の光源装置１は、ケース１０と、光源ユニット２０と、ヒートシンク３０と、光導光部４０と、を備えている。
【0022】
ケース１０は、内部に光源ユニット２０、ヒートシンク３０、冷却ファン（不図示）等を収容する、金属製の箱形の部材である。
ヒートシンク３０は、光源ユニット２０の基板２１の裏面に密着するように配置され、光源ユニット２０で発生した熱を放熱する、いわゆる空冷ヒートシンクである。ヒートシンク３０は、アルミニウムや銅等の熱伝導性の良好な材料からなり、基板２１が当接する面とは反対側の面に、複数の放熱フィン３２を備えている。各放熱フィン３２は、ＹＺ平面に平行な薄板状の形状を呈し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に所定の間隔をおいて設けられている。なお、本実施形態においては、不図示の冷却ファンによって生成される冷却風によって、複数の放熱フィン３２が一様に冷却されるようになっている。
ケース１０の上面（Ｙ軸方向＋側の面）及び下面（Ｙ軸方向－側の面）には、それぞれ、ケース１０内の空気を排気する矩形状の排気口１１、１２が形成されており、放熱フィン３２の間を流れた空気が排気口１１、１２から排出されるようになっている。
また、ケース１０の前面（Ｚ軸方向＋側の面）には、光導光部４０が取付けられている。本実施形態の光導光部４０は、ミキシングロッド４１と、光ファイババンドル４２を有し、光源ユニット２０からの光をミキシングロッド４１でミキシングし、光ファイババンドル４２で導光して出射する。なお、ミキシングロッド４１としては、石英からなる多角形の柱状ロッド、または内面が反射面の多角形の筒状の部材を使用することができる。
ヒートシンク３０は、光源ユニット２０の基板２１の裏面に密着するように配置され、光源ユニット２０で発生した熱を放熱する、いわゆる空冷ヒートシンクである。ヒートシンク３０は、アルミニウムや銅等の熱伝導性の良好な材料からなり、基板２１が当接する面とは反対側の面に、複数の放熱フィン３２を備えている。各放熱フィン３２は、ＹＺ平面に平行な薄板状の形状を呈し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に所定の間隔をおいて設けられている。なお、本実施形態においては、不図示の冷却ファンによって生成される冷却風によって、複数の放熱フィン３２が一様に冷却されるようになっている。
ケース１０の上面（Ｙ軸方向＋側の面）及び下面（Ｙ軸方向－側の面）には、それぞれ、ケース１０内の空気を排気する矩形状の排気口１１、１２が形成されており、放熱フィン３２の間を流れた空気が排気口１１、１２から排出されるようになっている。
また、ケース１０の前面（Ｚ軸方向＋側の面）には、光導光部４０が取付けられている。本実施形態の光導光部４０は、ミキシングロッド４１と、光ファイババンドル４２を有し、光源ユニット２０からの光をミキシングロッド４１でミキシングし、光ファイババンドル４２で導光して出射する。なお、ミキシングロッド４１としては、石英からなる多角形の柱状ロッド、または内面が反射面の多角形の筒状の部材を使用することができる。
【0023】
光源ユニット２０は、ケース１０の前面に沿って配置され、光導光部４０に向けて出射光を出射する部材である。図２は、本実施形態の光源ユニット２０の構成を説明する平面図である。
図２に示すように、光源ユニット２０は、基板２１と、第１ＬＥＤ２２、２３（第１の発光素子）と、第２ＬＥＤ２４（第１の発光素子）と、第３ＬＥＤ２６（第２の発光素子）と、ダム材２７と、蛍光体層２８（蛍光体）と、光学フィルタ２９（グレー部）と、を有している。
図２に示すように、光源ユニット２０は、基板２１と、第１ＬＥＤ２２、２３（第１の発光素子）と、第２ＬＥＤ２４（第１の発光素子）と、第３ＬＥＤ２６（第２の発光素子）と、ダム材２７と、蛍光体層２８（蛍光体）と、光学フィルタ２９（グレー部）と、を有している。
【0024】
基板２１は、熱伝導率の高い材料（例えば、窒化アルミニウム）で形成された矩形状の配線基板であり、その表面には、第１ＬＥＤ２２、２３、第２ＬＥＤ２４、第３ＬＥＤ２６が、ＣＯＢ（Chip On Board）実装されている。
基板２１上には、第１ＬＥＤ２２、２３、第２ＬＥＤ２４、第３ＬＥＤ２６のそれぞれに電力を供給するためのアノードパターン（不図示）及びカソードパターン（不図示）が形成されており、第１ＬＥＤ２２、２３、第２ＬＥＤ２４、第３ＬＥＤ２６のそれぞれは、アノードパターン及びカソードパターンにそれぞれハンダ付けされ、電気的に接続されている。また、基板２１は、不図示の配線ケーブルによって不図示のドライバ回路と電気的に接続されており、第１ＬＥＤ２２、２３、第２ＬＥＤ２４、第３ＬＥＤ２６のそれぞれには、アノードパターン及びカソードパターンを介して、ドライバ回路から駆動電流が供給されるようになっている。
基板２１上には、第１ＬＥＤ２２、２３、第２ＬＥＤ２４、第３ＬＥＤ２６のそれぞれに電力を供給するためのアノードパターン（不図示）及びカソードパターン（不図示）が形成されており、第１ＬＥＤ２２、２３、第２ＬＥＤ２４、第３ＬＥＤ２６のそれぞれは、アノードパターン及びカソードパターンにそれぞれハンダ付けされ、電気的に接続されている。また、基板２１は、不図示の配線ケーブルによって不図示のドライバ回路と電気的に接続されており、第１ＬＥＤ２２、２３、第２ＬＥＤ２４、第３ＬＥＤ２６のそれぞれには、アノードパターン及びカソードパターンを介して、ドライバ回路から駆動電流が供給されるようになっている。
【0025】
第１ＬＥＤ２２、２３は、第１波長（例えば、４０５ｎｍ）にピーク波長を有する出射光を発する発光素子である。基板２１のアノードパターン及びカソードパターンを介して、第１ＬＥＤ２２、２３に駆動電流が供給されると、駆動電流に応じた強度の出射光が出射される。なお、本実施形態の第１ＬＥＤ２２、２３の出射面上（つまり、光路上）には、後述の蛍光体層２８（図１の斜線部）が形成されている。また、第１ＬＥＤ２２の全体と第１ＬＥＤ２３の一部が、後述の光学フィルタ２９によって覆われている。
【0026】
第２ＬＥＤ２４は、第２波長（例えば、３８５ｎｍ）にピーク波長を有する出射光を発する発光素子である。基板２１のアノードパターン及びカソードパターンを介して、第２ＬＥＤ２４に駆動電流が供給されると、駆動電流に応じた強度の出射光が出射される。なお、本実施形態の第２ＬＥＤ２４の出射面上（つまり、光路上）には、後述の蛍光体層２８（図１の斜線部）が形成されている。また、第２ＬＥＤ２４の一部が、後述の光学フィルタ２９によって覆われている。
【0027】
第３ＬＥＤ２６は、第３波長（例えば、３４０ｎｍ）にピーク波長を有する出射光を発する発光素子である。基板２１のアノードパターン及びカソードパターンを介して、第３ＬＥＤ２６に駆動電流が供給されると、駆動電流に応じた強度の出射光が出射される。なお、第１ＬＥＤ２２、２３及び第２ＬＥＤ２４とは異なり、本実施形態の第３ＬＥＤ２６の出射面上（つまり、光路上）には、蛍光体層２８は形成されておらず、また光学フィルタ２９によって覆われてもいない。つまり、第３ＬＥＤ２６は、出射光が光学フィルタ２９と干渉しないように配置されている。
【0028】
ダム材２７は、基板２１上において、第１ＬＥＤ２２、２３、第２ＬＥＤ２４、第３ＬＥＤ２６を囲むように形成された枠状の部材であり、第１ＬＥＤ２２、２３、第２ＬＥＤ２４と光学フィルタ２９との間にＺ軸方向の空間を形成するために設けられている。本実施形態のダム材２７は、例えば、耐紫外線性を有するシリコーン樹脂等で形成される。
【0029】
蛍光体層２８は、第１ＬＥＤ２２、２３及び第２ＬＥＤ２４の出射面上に形成され、第１ＬＥＤ２２、２３及び第２ＬＥＤ２４からの出射光を励起光として蛍光を発する膜厚：略１００μｍの薄膜である。本実施形態の蛍光体層２８は、５種類の蛍光体を所定の比率でミキシングした粉体をシリコーン樹脂（例えば、三菱化学社製Ｓ１１１）に分散させ、第１ＬＥＤ２２、２３及び第２ＬＥＤ２４の出射面上に直接塗布し、加熱硬化させる方法で形成した。
図３は、本実施形態の蛍光体層２８で使用した５種類の蛍光体の光強度分布（発光スペクトル）を示す図である。図３（ａ）～（ｅ）は、本実施形態の蛍光体層２８で使用した青色蛍光体（図３（ａ））、青緑蛍光体（図３（ｂ））、βサイアロン蛍光体（図３（ｃ））、αサイアロン蛍光体（図３（ｄ））、赤色蛍光体（図３（ｅ）の発光スペクトルを正規化して示している。
図３（ａ）に示すように、蛍光体層２８の青色蛍光体は、第１ＬＥＤ２２、２３及び第２ＬＥＤ２４からの出射光を励起光として、ピーク波長４６６．２ｎｍの蛍光を発するものである。
図３（ｂ）に示すように、蛍光体層２８の青緑蛍光体は、第１ＬＥＤ２２、２３及び第２ＬＥＤ２４からの出射光を励起光として、ピーク波長５０４．００ｎｍの蛍光を発するものである。
図３（ｃ）に示すように、蛍光体層２８のβサイアロン蛍光体は、第１ＬＥＤ２２、２３及び第２ＬＥＤ２４からの出射光を励起光として、ピーク波長５４１．５２ｎｍの蛍光を発するものである。
図３（ｄ）に示すように、蛍光体層２８のαサイアロン蛍光体は、第１ＬＥＤ２２、２３及び第２ＬＥＤ２４からの出射光を励起光として、ピーク波長５９３．２１ｎｍの蛍光を発するものである。
図３（ｅ）に示すように、蛍光体層２８の赤色蛍光体は、第１ＬＥＤ２２、２３及び第２ＬＥＤ２４からの出射光を励起光として、ピーク波長６７４．２０ｎｍの蛍光を発するものである。
このように、第１ＬＥＤ２２、２３及び第２ＬＥＤ２４からの出射光（励起光）が蛍光体層２８に入射すると、青色蛍光体、青緑蛍光体、βサイアロン蛍光体、αサイアロン蛍光体、赤色蛍光体の発光スペクトルに応じた蛍光が発せられる。なお、蛍光体層２８から放射する蛍光の強度は、第１ＬＥＤ２２、２３及び第２ＬＥＤ２４からの励起光の強度、蛍光体層２８内の各蛍光体の充填量、蛍光体層２８の膜厚の影響を受けるが、本実施形態においては各蛍光のスペクトルが隣接する蛍光のスペクトルとオーバーラップし、合算スペクトルが、ハロゲンランプの可視域の発光スペクトルと略等しくなるように第１ＬＥＤ２２、２３及び第２ＬＥＤ２４からの出射光の強度（つまり、駆動電流）が調整されている。
なお、蛍光体層２８に入射した励起光（つまり、第１ＬＥＤ２２、２３及び第２ＬＥＤ２４からの出射光）のうち、蛍光に変換されなかった励起光の一部は、蛍光体層２８内で発生した蛍光と混合されて蛍光体層２８の出射面より出射される。
図３は、本実施形態の蛍光体層２８で使用した５種類の蛍光体の光強度分布（発光スペクトル）を示す図である。図３（ａ）～（ｅ）は、本実施形態の蛍光体層２８で使用した青色蛍光体（図３（ａ））、青緑蛍光体（図３（ｂ））、βサイアロン蛍光体（図３（ｃ））、αサイアロン蛍光体（図３（ｄ））、赤色蛍光体（図３（ｅ）の発光スペクトルを正規化して示している。
図３（ａ）に示すように、蛍光体層２８の青色蛍光体は、第１ＬＥＤ２２、２３及び第２ＬＥＤ２４からの出射光を励起光として、ピーク波長４６６．２ｎｍの蛍光を発するものである。
図３（ｂ）に示すように、蛍光体層２８の青緑蛍光体は、第１ＬＥＤ２２、２３及び第２ＬＥＤ２４からの出射光を励起光として、ピーク波長５０４．００ｎｍの蛍光を発するものである。
図３（ｃ）に示すように、蛍光体層２８のβサイアロン蛍光体は、第１ＬＥＤ２２、２３及び第２ＬＥＤ２４からの出射光を励起光として、ピーク波長５４１．５２ｎｍの蛍光を発するものである。
図３（ｄ）に示すように、蛍光体層２８のαサイアロン蛍光体は、第１ＬＥＤ２２、２３及び第２ＬＥＤ２４からの出射光を励起光として、ピーク波長５９３．２１ｎｍの蛍光を発するものである。
図３（ｅ）に示すように、蛍光体層２８の赤色蛍光体は、第１ＬＥＤ２２、２３及び第２ＬＥＤ２４からの出射光を励起光として、ピーク波長６７４．２０ｎｍの蛍光を発するものである。
このように、第１ＬＥＤ２２、２３及び第２ＬＥＤ２４からの出射光（励起光）が蛍光体層２８に入射すると、青色蛍光体、青緑蛍光体、βサイアロン蛍光体、αサイアロン蛍光体、赤色蛍光体の発光スペクトルに応じた蛍光が発せられる。なお、蛍光体層２８から放射する蛍光の強度は、第１ＬＥＤ２２、２３及び第２ＬＥＤ２４からの励起光の強度、蛍光体層２８内の各蛍光体の充填量、蛍光体層２８の膜厚の影響を受けるが、本実施形態においては各蛍光のスペクトルが隣接する蛍光のスペクトルとオーバーラップし、合算スペクトルが、ハロゲンランプの可視域の発光スペクトルと略等しくなるように第１ＬＥＤ２２、２３及び第２ＬＥＤ２４からの出射光の強度（つまり、駆動電流）が調整されている。
なお、蛍光体層２８に入射した励起光（つまり、第１ＬＥＤ２２、２３及び第２ＬＥＤ２４からの出射光）のうち、蛍光に変換されなかった励起光の一部は、蛍光体層２８内で発生した蛍光と混合されて蛍光体層２８の出射面より出射される。
【0030】
図２に戻り、光学フィルタ２９は、蛍光体層２８を有し蛍光を発する、第１ＬＥＤ２２の全部、第１ＬＥＤ２３の一部、第２ＬＥＤ２４の一部を覆うように配置され（つまり、第１の発光素子を部分的に覆うように配置され）る、扇形状のガラス製の光吸収型フィルタである。図４は、光学フィルタ２９の分光透過率を示す図である。
図４に示すように、本実施形態においては、光学フィルタ２９として、波長４４０ｎｍ以上の光を透過し、波長４４０ｎｍ未満の光をカット（吸収）するシャープカットフィルタ（ＨＯＹＡ株式会社製シャープカットフィルタ：Ｙ４４）を、厚さ：０．５ｍｍに加工して使用した。
なお、本実施形態の光学フィルタ２９は、第１ＬＥＤ２２の全部、第１ＬＥＤ２３の一部、第２ＬＥＤ２４の一部を覆うように配置した上で、最終的に接着剤によってダム材２７上に固定されるが、固定する前に、第１ＬＥＤ２２、２３及び第２ＬＥＤ２４に対する光学フィルタ２９の相対的な位置を調整している。具体的には、光学フィルタ２９を透過しない励起光（つまり、第１ＬＥＤ２３及び第２ＬＥＤ２４からの出射光のうち、蛍光体層２８によって蛍光に変換されなかった光であって、光学フィルタ２９を通らない光）の強度と、光学フィルタ２９を透過する蛍光（蛍光体層２８によって蛍光に変換された光）の強度をモニタしながら、光学フィルタ２９を基板２１に対して平行に（つまり、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に）移動させ、第１ＬＥＤ２３を覆う面積と、第２ＬＥＤ２４を覆う面積の微調整を行うことにより、第１波長（例えば、４０５ｎｍ）の出射強度と第２波長（例えば、３８５ｎｍ）の出射強度を調整している。なお、本実施形態においては、蛍光のピーク強度に対する、第１波長（例えば、４０５ｎｍ）の光のピーク強度の比率が所定値（例えば、２０～１００％）となるように調整している。
このように、本実施形態においては、必要以上に強度の高い励起光が光源装置１から出射されないように光学フィルタ２９を設け、第１ＬＥＤ２２、２３及び第２ＬＥＤ２４に対する光学フィルタ２９の相対的な位置を調整している。
なお、光学フィルタ２９を透過した蛍光、光学フィルタ２９を透過しない励起光、および第３ＬＥＤ２６からの出射光は、ケース１０の前面に取付けられた光導光部４０のミキシングロッド４１の入射端面に入射し、光ファイババンドル４２によって導光され、光導光部４０（光ファイババンドル４２）の出射端面から出射される。
図４に示すように、本実施形態においては、光学フィルタ２９として、波長４４０ｎｍ以上の光を透過し、波長４４０ｎｍ未満の光をカット（吸収）するシャープカットフィルタ（ＨＯＹＡ株式会社製シャープカットフィルタ：Ｙ４４）を、厚さ：０．５ｍｍに加工して使用した。
なお、本実施形態の光学フィルタ２９は、第１ＬＥＤ２２の全部、第１ＬＥＤ２３の一部、第２ＬＥＤ２４の一部を覆うように配置した上で、最終的に接着剤によってダム材２７上に固定されるが、固定する前に、第１ＬＥＤ２２、２３及び第２ＬＥＤ２４に対する光学フィルタ２９の相対的な位置を調整している。具体的には、光学フィルタ２９を透過しない励起光（つまり、第１ＬＥＤ２３及び第２ＬＥＤ２４からの出射光のうち、蛍光体層２８によって蛍光に変換されなかった光であって、光学フィルタ２９を通らない光）の強度と、光学フィルタ２９を透過する蛍光（蛍光体層２８によって蛍光に変換された光）の強度をモニタしながら、光学フィルタ２９を基板２１に対して平行に（つまり、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に）移動させ、第１ＬＥＤ２３を覆う面積と、第２ＬＥＤ２４を覆う面積の微調整を行うことにより、第１波長（例えば、４０５ｎｍ）の出射強度と第２波長（例えば、３８５ｎｍ）の出射強度を調整している。なお、本実施形態においては、蛍光のピーク強度に対する、第１波長（例えば、４０５ｎｍ）の光のピーク強度の比率が所定値（例えば、２０～１００％）となるように調整している。
このように、本実施形態においては、必要以上に強度の高い励起光が光源装置１から出射されないように光学フィルタ２９を設け、第１ＬＥＤ２２、２３及び第２ＬＥＤ２４に対する光学フィルタ２９の相対的な位置を調整している。
なお、光学フィルタ２９を透過した蛍光、光学フィルタ２９を透過しない励起光、および第３ＬＥＤ２６からの出射光は、ケース１０の前面に取付けられた光導光部４０のミキシングロッド４１の入射端面に入射し、光ファイババンドル４２によって導光され、光導光部４０（光ファイババンドル４２）の出射端面から出射される。
【0031】
図５は、光導光部４０の出射端面から出射される出射光の強度分布（スペクトル）を示す図である。図５の実線は、光学フィルタ２９を有する本実施形態の光源装置１の発光スペクトルであり（図５：「フィルタあり」）、図５の破線は、光学フィルタ２９を有さない比較例の光源装置の発光スペクトルである（図５：「フィルタなし」）。
図５に示すように、比較例（図５：「フィルタなし」）においては、出射光に、非常に高い光量の第１波長（例えば、４０５ｎｍ）のスパイク状の光が含まれるが、本実施形態の光源装置１（図５：「フィルタあり」）においては、第１波長（例えば、４０５ｎｍ）のスパイク状の光が抑えられ、蛍光のピーク強度（約０．３）に対する、第１波長（例えば、４０５ｎｍ）の光のピーク強度（約０．２）の比率が約６７％になっているのが分かる。
また。本実施形態の光源装置１の発光スペクトルは、波長３４０～８００ｎｍの範囲で連続している（つまり、近紫外～赤外域までの広い帯域をカバーしている）ことが分かる。
なお、図５の約３４０ｎｍ付近のスパイク状の光は、第３ＬＥＤ２６からの出射光であるが、第３ＬＥＤ２６からの出射光は、蛍光体層２８及び光学フィルタ２９を介さず、直接光導光部４０に入射して出射されるものであるため、第３ＬＥＤ２６に供給する駆動電流を変更することにより、その出射強度ピークを自由に変更することができる。
図５に示すように、比較例（図５：「フィルタなし」）においては、出射光に、非常に高い光量の第１波長（例えば、４０５ｎｍ）のスパイク状の光が含まれるが、本実施形態の光源装置１（図５：「フィルタあり」）においては、第１波長（例えば、４０５ｎｍ）のスパイク状の光が抑えられ、蛍光のピーク強度（約０．３）に対する、第１波長（例えば、４０５ｎｍ）の光のピーク強度（約０．２）の比率が約６７％になっているのが分かる。
また。本実施形態の光源装置１の発光スペクトルは、波長３４０～８００ｎｍの範囲で連続している（つまり、近紫外～赤外域までの広い帯域をカバーしている）ことが分かる。
なお、図５の約３４０ｎｍ付近のスパイク状の光は、第３ＬＥＤ２６からの出射光であるが、第３ＬＥＤ２６からの出射光は、蛍光体層２８及び光学フィルタ２９を介さず、直接光導光部４０に入射して出射されるものであるため、第３ＬＥＤ２６に供給する駆動電流を変更することにより、その出射強度ピークを自由に変更することができる。
【0032】
以上が本実施形態の説明であるが、本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内において様々な変形が可能である。
【0033】
例えば、本実施形態の光源装置１は、生化学分析装置に用いられる装置であるとしたが、必ずしもこのような用途に限定されるものではなく、広い波長域の光を必要とする他の用途に適用することもできる。
【0034】
また、本実施形態の光学フィルタ２９は、波長４４０ｎｍ以上の光（つまり、蛍光体層２８から発せられる蛍光）を透過し、波長４４０ｎｍ未満の光（つまり、蛍光体層２８を透過する励起光）をカットする光吸収型フィルタであるとしたが、必ずしもこのような構成に限定されるものではなく、同等の分光特性を持った多層膜干渉フィルタを適用することもできる。
また、光学フィルタ２９のカットオフ波長は、必ずしも４４０ｎｍに限定されるものではなく、励起光と蛍光との関係から適宜選択される。
また、光学フィルタ２９のカットオフ波長は、必ずしも４４０ｎｍに限定されるものではなく、励起光と蛍光との関係から適宜選択される。
【0035】
また、本実施形態において、第１ＬＥＤ２２、２３の出射光はピーク波長：４０５ｎｍ（第１波長）、第２ＬＥＤ２４の出射光はピーク波長：３８５ｎｍ（第２波長）、第３ＬＥＤ２６の出射光はピーク波長：３４０ｎｍ（第３波長）としたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば、第１ＬＥＤ２２、２３の出射光はピーク波長：４００～４２０ｎｍの光、第２ＬＥＤ２４の出射光は３７０～３９０ｎｍの光、第３ＬＥＤ２６の出射光はピーク波長：３３０～３５０ｎｍの光とすることができる。
【0036】
また、本実施形態において、蛍光体層２８から発せられる５種類の蛍光のピーク波長は、４６６．２ｎｍ、５０４．００ｎｍ、５４１．５２ｎｍ、５９３．２１ｎｍ、６７４．２０ｎｍとしたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば、それぞれ、４４０～４８０ｎｍ、４８０～５２５ｎｍ、５２５～５５５ｎｍ、５８０～６１０ｎｍ、６６０～６９０ｎｍの範囲で変更することができる。
【0037】
また、本実施形態の蛍光体層２８においては、５種類の蛍光体を使用したが、所望の分光特性（発光スペクトル）が得られればよく、蛍光体を適宜選択、組み合わせることにより、４種類、または６種類以上の蛍光体で構成することもできる。
【0038】
また、本実施形態においては、第１ＬＥＤ２２、２３及び第２ＬＥＤ２４からの出射光（つまり、２種類の波長の光）を励起光として、蛍光体層２８から蛍光を得る構成としたが、所望の分光特性（発光スペクトル）が得られればよく、励起光として、１種類、また３種類以上の波長の光を用いてもよい（つまり、１種類、または３種類以上の励起光を発する１個、または複数個のＬＥＤを備えてもよい）。
【0039】
また、本実施形態においては、１枚の光学フィルタ２９を使用し、光学フィルタ２９が第１ＬＥＤ２２の全部、第１ＬＥＤ２３の一部、第２ＬＥＤ２４の一部を覆うように配置されているとしたが、必ずしもこのような構成に限定されるものではない。例えば、複数枚の光学フィルタ２９を使用し、各光学フィルタ２９を第１ＬＥＤ２２、第１ＬＥＤ２３、および第２ＬＥＤ２４のそれぞれに対応するように配置してもよい。なお、この場合、各光学フィルタ２９が、それぞれ、第１ＬＥＤ２２、第１ＬＥＤ２３、および第２ＬＥＤ２４の全部または一部を覆うように配置される。
【0040】
（光源ユニット２０の変形例）
図６は、本実施形態の光源ユニット２０の変形例に係る光源ユニット２０Ａを示す図である。図６に示すように、本変形例に係る光源ユニット２０Ａは、第１ＬＥＤ２２、２３と平行に並ぶ、２つの第２ＬＥＤ２４、２５を有する点、光学フィルタ２９が矩形状であり、第１ＬＥＤ２２の一部、第１ＬＥＤ２３の全部、第２ＬＥＤ２４の一部、第２ＬＥＤ２５の全部を覆うように配置されている点で、本実施形態の光源ユニット２０と異なる。
図６は、本実施形態の光源ユニット２０の変形例に係る光源ユニット２０Ａを示す図である。図６に示すように、本変形例に係る光源ユニット２０Ａは、第１ＬＥＤ２２、２３と平行に並ぶ、２つの第２ＬＥＤ２４、２５を有する点、光学フィルタ２９が矩形状であり、第１ＬＥＤ２２の一部、第１ＬＥＤ２３の全部、第２ＬＥＤ２４の一部、第２ＬＥＤ２５の全部を覆うように配置されている点で、本実施形態の光源ユニット２０と異なる。
【0041】
本実施形態の光源ユニット２０と同様、光源ユニット２０Ａの光学フィルタ２９も、固定する前に、第１ＬＥＤ２２、２３及び第２ＬＥＤ２４、２５に対する光学フィルタ２９の相対的な位置が調整される。具体的には、光学フィルタ２９を透過しない励起光（つまり、第１ＬＥＤ２２及び第２ＬＥＤ２４からの出射光のうち、蛍光体層２８によって蛍光に変換されなかった光であって、光学フィルタ２９を通らない光）の強度と、光学フィルタ２９を透過する蛍光（蛍光体層２８によって蛍光に変換された光）の強度をモニタしながら、光学フィルタ２９をＹ軸方向に移動させ、第１ＬＥＤ２２を覆う面積と、第２ＬＥＤ２４を覆う面積の微調整を行うことにより、第１波長（例えば、４０５ｎｍ）の出射強度と第２波長（例えば、３８５ｎｍ）の出射強度を調整している。
このように本変形例の光源ユニット２０Ａにおいては、光学フィルタ２９をＹ軸方向のみに移動させることで、第１波長（例えば、４０５ｎｍ）の出射強度と第２波長（例えば、３８５ｎｍ）の出射強度を調整できるため、本実施形態の光源ユニット２０と比較して調整が容易となる。
このように本変形例の光源ユニット２０Ａにおいては、光学フィルタ２９をＹ軸方向のみに移動させることで、第１波長（例えば、４０５ｎｍ）の出射強度と第２波長（例えば、３８５ｎｍ）の出射強度を調整できるため、本実施形態の光源ユニット２０と比較して調整が容易となる。
【0042】
なお、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0043】
１ ：光源装置
１０ ：ケース
１１ ：排気口
１２ ：排気口
２０ ：光源ユニット
２０Ａ ：光源ユニット
２１ ：基板
２２ ：第１ＬＥＤ
２３ ：第１ＬＥＤ
２４ ：第２ＬＥＤ
２５ ：第２ＬＥＤ
２６ ：第３ＬＥＤ
２７ ：ダム材
２８ ：蛍光体層
２９ ：光学フィルタ
３０ ：ヒートシンク
３２ ：放熱フィン
４０ ：光導光部
４１ ：ミキシングロッド
４２ ：光ファイババンドル
１０ ：ケース
１１ ：排気口
１２ ：排気口
２０ ：光源ユニット
２０Ａ ：光源ユニット
２１ ：基板
２２ ：第１ＬＥＤ
２３ ：第１ＬＥＤ
２４ ：第２ＬＥＤ
２５ ：第２ＬＥＤ
２６ ：第３ＬＥＤ
２７ ：ダム材
２８ ：蛍光体層
２９ ：光学フィルタ
３０ ：ヒートシンク
３２ ：放熱フィン
４０ ：光導光部
４１ ：ミキシングロッド
４２ ：光ファイババンドル
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
