(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-09-22
(45)【発行日】2022-10-03
(54)【発明の名称】蛍光光源装置
(51)【国際特許分類】
H01L 33/50 20100101AFI20220926BHJP
H01L 33/60 20100101ALI20220926BHJP
G02B 5/20 20060101ALI20220926BHJP
【ＦＩ】
H01L33/50
H01L33/60
G02B5/20
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2018113934
(22)【出願日】2018-06-14
(65)【公開番号】P2019216220
(43)【公開日】2019-12-19
【審査請求日】2021-03-19
(73)【特許権者】
【識別番号】000102212
【氏名又は名称】ウシオ電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000729
【氏名又は名称】特許業務法人 ユニアス国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】山田 裕貴
【審査官】村井 友和
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１６－５２６７５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１１１２８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００７／０２７９９１５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特表２０１７－５２６１０３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ３３／４８－３３／６４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第一方向を長手方向とし、前記第一方向に直交する第二方向に係る幅が、所定の箇所から前記第一方向に係る一方の端部である第一端部に近づくに連れて実質的に減少する傾斜面又は曲面を含む形状を呈し、第一波長の光が入射されると前記第一波長とは異なる第二波長の蛍光を生成する蛍光体と、前記蛍光体の前記第二方向に係る外側において、前記第一方向に沿って配置された、前記第一波長の励起光を出射する励起光源と、
前記蛍光に対する透過性を示し、且つ、空気の屈折率よりは大きく前記蛍光体の屈折率よりは小さい屈折率の値を示す材料からなり、前記蛍光体の前記傾斜面又は前記曲面に一部の面が接合して配置された、ガラス部材とを備えたことを特徴とする、蛍光光源装置。
【請求項2】
前記蛍光体の前記傾斜面又は前記曲面が形成されている領域の前記第二方向に係る外側の位置に配置された、前記蛍光に対する反射性を示すミラー部材を備えたことを特徴とする、請求項１に記載の蛍光光源装置。
【請求項3】
前記ミラー部材は、前記蛍光体の前記傾斜面又は前記曲面に対して、前記第一方向及び前記第二方向に直交する第三方向に係る外側の位置にも配置され、前記第一方向から見たときにコの字形状又は四角形状を呈することを特徴とする、請求項２に記載の蛍光光源装置。
【請求項4】
前記蛍光体の前記傾斜面又は前記曲面が形成されていない領域における前記第二方向に係る幅の長さが、前記蛍光体の前記傾斜面又は前記曲面が形成されている領域における前記第二方向に係る幅の長さと、前記ガラス部材の前記第二方向に係る幅の長さとの合計値に実質的に等しいことを特徴とする、請求項１又は２に記載の蛍光光源装置。
【請求項5】
前記蛍光体は、前記第一方向及び前記第二方向に直交する第三方向から見たときに、前記第一方向に関して、前記第一端部とは反対側の端部である第二端部から前記所定の箇所までの領域が長方形状を示し、前記所定の箇所から前記第一端部までの領域が台形状、三角形状、円弧形状、又は楕円弧形状を示すことを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載の蛍光光源装置。
【請求項6】
前記蛍光体の前記第一端部よりも外側の位置に配置され、少なくとも前記蛍光体の前記第一端部から前記第一方向に出射された前記蛍光を集光する屈折光学系と、前記屈折光学系によって集光された前記蛍光が入射される後段光学系とを備えたことを特徴とする、請求項１～５のいずれか１項に記載の蛍光光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、励起光源と蛍光体とを含む蛍光光源装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ＬＥＤ（発光ダイオード）から出射される励起光を、板形状又はロッド形状の蛍光体の面に入射して、入射面に対して対向しない別の面から蛍光を取り出す技術が知られている（下記特許文献１参照）。この文献によれば、励起光が入射される蛍光体の面の面積に対して、蛍光が出射される蛍光体の面の面積が小さくできるため、蛍光の輝度が高められるとされている。
【0003】
また、別の技術として、ロッド形状の蛍光体からの蛍光の取り出し効率を高めるため、蛍光体の出射面側に、複合放物面型集光器（ＣＰＣ：Compound Parabolic Concentrator）を配置する技術が知られている（下記特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特表２００８－５２１２３３号公報
【文献】国際公開第２００９／０２１０７９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１の技術は、蛍光体を板形状又はロッド形状とすることで、ある方向に長さを持たせている（以下、「長手方向」と呼ぶ。）。蛍光体内で生成された蛍光は、全反射しながらこの長手方向に沿って伝搬して出射面側に導かれる。しかし、この方法によれば、図２９に示すように、蛍光体１００内をｄ１方向に伝搬し、出射面１０１に到達した蛍光Ｌ１００の一部が、出射面１０１においても全反射してしまい、再び蛍光体１００内に戻されるということが起こり得る。つまり、蛍光体１００内で生成された蛍光Ｌ１００のうち、外部に取り出すことのできる割合が低くなってしまう。
【0006】
特許文献２の技術は、蛍光の取り出し効率を高めることを意図したものである。例えば、図３０に示すように、図２９に示す蛍光体１００の出射面１０１側に連結するように、集光器１１０を配置した場合を検討する。なお、厳密に言えば、図３０では、蛍光体１００の出射面１０１は蛍光Ｌ１００を集光器１１０に導く面であって、蛍光Ｌ１００を外部に出射する面ではないが、集光器１１０に対して出射するという意味において、図２９の構成にならって「出射面１０１」という表記をする。
【0007】
蛍光体１００の出射面１０１に対して臨界角を超える入射角θaで入射した蛍光Ｌ１００は、図２９の構成であれば、出射面１０１で全反射して蛍光体１００側に戻される。これに対し、図３０の構成であれば、そのまま集光器１１０内に入射され、集光器１１０の側面１１１で全反射される。集光器１１０は、出射面１１２に向かって幅広となるような形状を呈している。このため、側面１１１で反射された蛍光Ｌ１００が出射面１１２に入射されるときの入射角θbは、蛍光体１００の出射面１０１における入射角θaよりも大幅に低下でき、臨界角未満とすることができる。この結果、集光器１１０の出射面１１２における蛍光Ｌ１００の全反射が抑制され、外部に取り出される蛍光Ｌ１００の光量が増加する。
【0008】
しかし、図３０に示すように、集光器１１０は、蛍光体１００に近い側から出射面１１２に向かって幅広となるような形状を示す。この結果、蛍光Ｌ１００が実際に出射される出射面１１２上の面積が大きくなってしまい、輝度を高める効果が低下すると共に、後段に配置される光学系の規模が拡大してしまう。
【0009】
本発明は、上記の課題に鑑み、出射面の面積の拡大を抑制しながらも、蛍光の取り出し効率を高めた、蛍光光源装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明に係る蛍光光源装置は、
第一方向を長手方向とし、前記第一方向に直交する第二方向に係る幅が、所定の箇所から前記第一方向に係る一方の端部である第一端部に近づくに連れて実質的に減少する傾斜面又は曲面を含む形状を呈し、第一波長の光が入射されると前記第一波長とは異なる第二波長の蛍光を生成する蛍光体と、
前記蛍光体の前記第二方向に係る外側において、前記第一方向に沿って配置された、前記第一波長の励起光を出射する励起光源と、
前記蛍光に対する透過性を示し、且つ、空気の屈折率よりは大きく前記蛍光体の屈折率よりは小さい屈折率の値を示す材料からなり、前記蛍光体の前記傾斜面又は前記曲面に一部の面が接合して配置された、ガラス部材とを備えたことを第一の特徴とする。
第一方向を長手方向とし、前記第一方向に直交する第二方向に係る幅が、所定の箇所から前記第一方向に係る一方の端部である第一端部に近づくに連れて実質的に減少する傾斜面又は曲面を含む形状を呈し、第一波長の光が入射されると前記第一波長とは異なる第二波長の蛍光を生成する蛍光体と、
前記蛍光体の前記第二方向に係る外側において、前記第一方向に沿って配置された、前記第一波長の励起光を出射する励起光源と、
前記蛍光に対する透過性を示し、且つ、空気の屈折率よりは大きく前記蛍光体の屈折率よりは小さい屈折率の値を示す材料からなり、前記蛍光体の前記傾斜面又は前記曲面に一部の面が接合して配置された、ガラス部材とを備えたことを第一の特徴とする。
【0011】
前記蛍光光源装置において、蛍光体は、所定の箇所から第一端部側に向かって、第二方向に係る幅が減少するような傾斜面又は曲面を有している。この結果、蛍光体内を全反射して第一端部側に伝搬する蛍光は、傾斜面又は曲面における反射を繰り返すたびに、蛍光体の面に対する入射角が減少していく。
【0012】
蛍光体の面のうち、傾斜面又は曲面（以下、「面Ａ１」と記載する。）は、空気よりは屈折率が高く蛍光体よりは屈折率の低い材料からなるガラス部材と接触している。一方で、蛍光体の面のうち、面Ａ１と第二方向に対向する側に配置された面（以下、「面Ｂ１」と記載する。）は、空気と接触している。このため、蛍光体の面Ａ１における臨界角は、蛍光体の面Ｂ１における臨界角よりも大きくなる。
【0013】
従って、蛍光体内において、面Ａ１と面Ｂ１とで全反射を繰り返しながら第一端部側に伝搬した蛍光は、ある時点において、面Ａ１に対して臨界角未満の角度で入射し、ガラス部材内に進行する。ガラス部材は蛍光体よりも屈折率が低いため、ガラス部材内における蛍光の進行方向は、直前に蛍光体の面Ａ１に入射されたときよりも、第一方向に近づく方向に屈折される。この結果、ガラス部材内を実質的に第一方向に進行し、第一端部側のガラス部材の端面から第一方向に蛍光を取り出すことができる。
【0014】
つまり、この構成によれば、蛍光体の第一端部側の面と、ガラス部材の第一端部側の面とから、第一方向に蛍光が取り出される。
【0015】
そして、上述したように、蛍光体は、所定の箇所から第一端部に近づくに連れて実質的に減少する傾斜面又は曲面を含む形状を呈し、ガラス部材は、この傾斜面又は曲面に一部の面が接合して配置されている。このため、上記構成によれば、ガラス部材を追加的に備えるものの、第一端部近傍における第二方向に係る幅の拡大は抑制されるため、高い輝度の蛍光を取り出すことができる。
【0016】
なお、上記構成において、前記蛍光体の前記傾斜面又は前記曲面が形成されていない領域における前記第二方向に係る幅の長さが、前記蛍光体の前記傾斜面又は前記曲面が形成されている領域における前記第二方向に係る幅の長さと、前記ガラス部材の前記第二方向に係る幅の長さとの合計値に実質的に等しいものとしても構わない。かかる構成によれば、出射面側の蛍光体の面とガラス部材の面とをほぼ同一面上に構成できるため、後段の光学系の設計を容易化できる。
【0017】
本発明に係る蛍光光源装置は、
第一方向を長手方向とし、前記第一方向に直交する第二方向に係る幅が、所定の箇所から前記第一方向に係る一方の端部である第一端部に近づくに連れて実質的に減少する傾斜面又は曲面を含む形状を呈し、第一波長の光が入射されると前記第一波長とは異なる第二波長の蛍光を生成する蛍光体と、
前記蛍光体の前記第二方向に係る外側において、前記第一方向に沿って配置された、前記第一波長の励起光を出射する励起光源と、
前記蛍光体の前記傾斜面又は前記曲面が形成されている領域の前記第二方向に係る外側の位置に配置された、前記蛍光に対する反射性を示すミラー部材とを備えたことを第二の特徴とする。
第一方向を長手方向とし、前記第一方向に直交する第二方向に係る幅が、所定の箇所から前記第一方向に係る一方の端部である第一端部に近づくに連れて実質的に減少する傾斜面又は曲面を含む形状を呈し、第一波長の光が入射されると前記第一波長とは異なる第二波長の蛍光を生成する蛍光体と、
前記蛍光体の前記第二方向に係る外側において、前記第一方向に沿って配置された、前記第一波長の励起光を出射する励起光源と、
前記蛍光体の前記傾斜面又は前記曲面が形成されている領域の前記第二方向に係る外側の位置に配置された、前記蛍光に対する反射性を示すミラー部材とを備えたことを第二の特徴とする。
【0018】
上記の構成においても、蛍光体は、所定の箇所から出射面側の端部である第一端部側に向かって、第二方向に係る幅が減少するような傾斜面又は曲面を有している。このとき、上述したように、蛍光体内を全反射して第一端部側に伝搬する蛍光は、全反射を繰り返すたびに、蛍光体の面に対する入射角が減少していく。
【0019】
ここで、蛍光体の面のうちの、傾斜面又は曲面（以下、「面Ａ２」と記載する。）に入射されるときの入射角は、その直前において、面Ａ２に対して第二方向に対向する側に配置された面（以下、「面Ｂ２」と記載する。）に対して入射されたときの入射角よりも小さくなる。この結果、蛍光体内において、面Ａ２と面Ｂ２とで全反射を繰り返しながら第一端部側に伝搬した蛍光は、ある時点において、面Ａ２に対して臨界角未満の角度で入射し、蛍光体から第二方向に係る外側に出射される。このとき、空気は蛍光体よりも屈折率が低いため、蛍光の進行方向は、直前に蛍光体の面Ａ２に入射されたときよりも、第一方向に近づく方向に屈折される。
【0020】
上記の構成によれば、蛍光体の、傾斜面又は曲面が形成されている領域の第二方向に係る外側の位置には、ミラー部材が設けられている。蛍光は、ミラー部材に入射されると、ミラー部材で反射されて再び蛍光体側に向かって進行するか、ミラー部材と蛍光体との間から第二方向に係る外側に出射される。ミラー部材で反射されて再び蛍光体内に進行した蛍光のうち、一部の蛍光は、再び蛍光体の面Ｂ２と面Ａ２の間で全反射を繰り返しながら第一端部側に伝搬し、別の一部の蛍光は、再度、面Ａ２から第二方向に係る蛍光体の外側に出射される。第一端部に近い位置において、面Ａ２から第二方向に係る蛍光体の外側に出射された蛍光は、ミラー部材に達する前に、第一方向に関して蛍光体の第一端部の位置を通過する。すなわち、この蛍光は、第二方向に関して、蛍光体の第一端部とミラー部材との間の位置から第一方向に取り出すことができる。
【0021】
つまり、この構成によれば、蛍光体の第一端部側の面、及び、第二方向に関して蛍光体の第一端部側の面とミラー部材との間の位置における空間から、第一方向に蛍光が取り出される。そして、第一の特徴構成と同様、第一端部近傍における第二方向に係る幅の拡大は抑制されており、高い輝度の蛍光を取り出すことができる。
【0022】
前記ミラー部材は、前記第二方向に対して実質的に直交する反射面を有するのが好ましい。ここで、「第二方向に対して実質的に直交する反射面」とは、反射面と、第二方向に関して完全に直交する平面とのなす角度の絶対値が、０°以上１０°以下であることを指すものとして構わない。また、反射面は完全な平面である必要はなく、曲面や湾曲部分を有していても構わない。曲面や湾曲部分が存在する場合には、曲面や湾曲部分の接平面と、第二方向に関して完全に直交する平面とのなす角度の絶対値が、０°以上１０°以下であるものとして構わない。反射面は、蛍光体の側面から第二方向に係る外側に出射された蛍光を、蛍光体側に戻す機能を示していればよい。
【0023】
前記第一の特徴構成を有する前記蛍光光源装置が、前記蛍光体の前記傾斜面又は前記曲面が形成されている領域の前記第二方向に係る外側の位置に配置された、前記蛍光に対する反射性を示すミラー部材を備えるものとしても構わない。
【0024】
前記ミラー部材は、前記蛍光体の前記傾斜面又は前記曲面に対して、前記第一方向及び前記第二方向に直交する第三方向に係る外側の位置にも配置され、前記第一方向から見たときにコの字形状（Ｕ字形状）又は四角形状を呈するものとしても構わない。
【0025】
上述したように、蛍光体内において全反射を繰り返しながら第一端部側（出射面側）に導かれた蛍光は、蛍光体の傾斜面又は曲面に対する入射角が臨界角未満となった場合に、前記傾斜面又は曲面を通過して、蛍光体の第二方向に係る外側に出射される。このとき、蛍光体の第二方向に係る外側に配置されたミラー部材によって、蛍光体側に戻された蛍光の一部が、前記傾斜面又は曲面とは異なる位置における蛍光体の側面に入射される場合があり得る。より詳細には、蛍光の一部が、第一方向及び第二方向の双方に直交する第三方向に係る蛍光体の端部に位置する面（側面）に入射されることがあり得る。このときの入射角が臨界角未満である場合には、同側面を通じて蛍光体の第三方向に係る外側に出射されてしまう。
【0026】
上記の構成によれば、蛍光体の傾斜面又は曲面に対して、第三方向に係る外側の位置にもミラー部材が配置されているため、蛍光体の側面から第三方向に係る外側に蛍光が出射された場合であっても、蛍光体側に再び戻すことができ、蛍光の取り出し効率を更に高めることができる。
【0027】
なお、第二方向に関して蛍光体を挟むように対向する２箇所、及び第三方向に関して蛍光体を挟むように対向する２箇所にミラー部材を設けた場合には、このミラー部材を第一方向から見ると四角形状を示す。以下では、蛍光体の第二方向に係る外側の位置に配置されたミラー部材を「第一ミラー部材」と呼ぶ。上記の構成によれば、傾斜面又は曲面を第二方向に通過して、一方の第一ミラー部材によって反射され、蛍光体側に戻された蛍光の一部が、傾斜面又は曲面の第二方向に係る反対側に位置する側面に臨界角未満の入射角で入射された場合であっても、他方の第一ミラー部材によって再び蛍光体側に戻すことができる。
【0028】
なお、傾斜面又は曲面が形成されている領域の第二方向に係る一方の外側の位置にのみ第一ミラー部材を配置している場合であっても、第一ミラー部材の反対側の位置に複数個の励起光源を配列しておくことで、第一ミラー部材と同様の反射機能を実現させることが可能である。この場合には、ミラー部材を第一方向から見たときにコの字形状（Ｕ字形状）を示す。
【0029】
前記蛍光体は、前記第一方向及び前記第二方向に直交する第三方向から見たときに、前記第一方向に関して、前記第一端部とは反対側の端部である第二端部から前記所定の箇所までの領域が長方形状を示し、前記所定の箇所から前記第一端部までの領域が台形状、三角形状、円弧形状、又は楕円弧形状を示すものとしても構わない。
【0030】
前記蛍光光源装置は、
前記蛍光体の前記第一端部よりも外側の位置に配置され、少なくとも前記蛍光体の前記第一端部から前記第一方向に出射された前記蛍光を集光する屈折光学系と、
前記屈折光学系によって集光された前記蛍光が入射される後段光学系とを備えることができる。
前記蛍光体の前記第一端部よりも外側の位置に配置され、少なくとも前記蛍光体の前記第一端部から前記第一方向に出射された前記蛍光を集光する屈折光学系と、
前記屈折光学系によって集光された前記蛍光が入射される後段光学系とを備えることができる。
【0031】
この場合において、前記蛍光光源装置が前記ガラス部材を備える場合には、前記屈折光学系は、前記第一端部側のガラス部材の端面から前記第一方向に出射された蛍光も集光するものとしても構わない。また、前記蛍光光源装置が前記ミラー部材を備える場合には、前記屈折光学系は、前記第二方向に関し、前記蛍光体と前記ミラー部材との間の空間領域から前記第一方向に出射された蛍光も集光するものとしても構わない。
【発明の効果】
【0032】
本発明の蛍光光源装置によれば、出射面の面積の拡大を抑制しながらも、蛍光の取り出し効率が高められる。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】本発明の蛍光光源装置の第一実施形態の構成を模式的に示す平面図である。
【図2】蛍光光源装置に含まれる蛍光体及びガラス部材の構成を模式的に示す斜視図である。
【図3】第一実施形態の蛍光光源装置が備える蛍光体内で生成された蛍光の一部の動きを模式的に示す図面である。
【図4】第一実施形態の蛍光光源装置を出射面側から見たときの模式的な平面図である。
【図5】本発明の蛍光光源装置の第一実施形態の別の構成を模式的に示す平面図である。
【図6】本発明の蛍光光源装置の第一実施形態の別の構成を模式的に示す平面図である。
【図7】本発明の蛍光光源装置の第一実施形態の別の構成を模式的に示す平面図である。
【図8】蛍光体の別の構成を模式的に示す斜視図である。
【図9】蛍光体の別の構成を模式的に示す斜視図である。
【図10】蛍光体の別の構成を模式的に示す斜視図である。
【図11】本発明の蛍光光源装置の第一実施形態の別の構成を模式的に示す平面図である。
【図12】本発明の蛍光光源装置の第二実施形態の構成を模式的に示す平面図である。
【図13】第二実施形態の蛍光光源装置が備える蛍光体内で生成された蛍光の一部の動きを模式的に示す図面である。
【図14】第二実施形態の蛍光光源装置を出射面側から見たときの模式的な平面図である。
【図15】第二実施形態の蛍光光源装置を出射面側から見たときの別の模式的な平面図である。
【図16】第二実施形態の蛍光光源装置を出射面側から見たときの別の模式的な平面図である。
【図17】本発明の蛍光光源装置の第二実施形態の別の構成を模式的に示す平面図である。
【図18】検証１で用いられた蛍光光源装置の構造を模式的に示す平面図である。
【図19】検証１における結果を示すグラフである。
【図20】検証１における結果を示す別のグラフである。
【図21】検証１で用いられた蛍光光源装置の構造を模式的に示す別の平面図である。
【図22】検証１における結果を示す別のグラフである。
【図23】検証２で用いられた蛍光光源装置の構造を模式的に示す平面図である。
【図24】検証２における結果を示すグラフである。
【図25】検証３で用いられた蛍光光源装置の構造を模式的に示す平面図である。
【図26】検証３における結果を示すグラフである。
【図27】別実施形態の蛍光光源装置の構造を模式的に示す図面である。
【図28】別実施形態の蛍光光源装置の構造を模式的に示す図面である。
【図29】従来の蛍光光源装置の問題点を説明するための模式的な図面である。
【図30】従来の蛍光光源装置の問題点を説明するための別の模式的な図面である。
【発明を実施するための形態】
【0034】
本発明に係る蛍光光源装置の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の各図面は模式的に図示されたものであり、図面上の寸法比は必ずしも実際の寸法比と一致しておらず、各図面間においても寸法比は必ずしも一致していない。
【0035】
図面内において図示されている光線は、光線束に含まれる一つの主光線の動きを模式的に示したものである。しかし、ある入射面上で光線が反射又は屈折される場合における、光線の入射角、反射角、及び屈折角は、説明の便宜上、誇張して図示されている場合があり、必ずしも正しくない。
【0036】
［第一実施形態］
図１は、本発明に係る蛍光光源装置の第一実施形態の構成を模式的に示す平面図である。図１に示されるように、蛍光光源装置１は、蛍光体１０、ガラス部材２０、及び励起光源３０を備える。図２は、図１における蛍光体１０及びガラス部材２０の構造を模式的に示す斜視図である。
図１は、本発明に係る蛍光光源装置の第一実施形態の構成を模式的に示す平面図である。図１に示されるように、蛍光光源装置１は、蛍光体１０、ガラス部材２０、及び励起光源３０を備える。図２は、図１における蛍光体１０及びガラス部材２０の構造を模式的に示す斜視図である。
【0037】
図１及び図２に示されるように、本実施形態において、蛍光体１０は、Ｘ方向を長手方向とする形状を示す。より詳細には、蛍光体１０は、Ｘ方向に係る長さが、Ｘ方向に直交する２方向であるＹ方向及びＺ方向に係る長さよりも長い形状である。以下では、図１及び図２に表記されたＸＹＺ座標系を適宜用いて説明される。
【0038】
本明細書では、ある方向を記載する際に、正負を区別する必要がない場合には、単に「Ｘ方向」、「Ｙ方向」、又は「Ｚ方向」と記載する。また、正負を区別する必要がある場合には、適宜「＋Ｘ方向」、「－Ｘ方向」などと記載する。
【0039】
Ｘ方向が「第一方向」に対応し、Ｙ方向が「第二方向」に対応し、Ｚ方向が「第三方向」に対応する。
【0040】
蛍光体１０は、傾斜面１３を有する。より詳細には、蛍光体１０は、Ｘ座標がｘ１である箇所（「所定の箇所」に対応する。）からＸ座標がｘ２である端部（第一端部１１）に近づくに連れて、Ｙ方向に係る幅１０ｙが減少するような傾斜面１３を有する。
【0041】
図１に図示された例では、蛍光体１０は、Ｘ座標がｘ１である箇所から第一端部１１とは反対側の第二端部１２（Ｘ座標がｘ０である端部）までの領域においては、Ｙ方向に係る幅１０ｙが同一である形状を示す。より詳細には、蛍光体１０は、Ｚ方向から見たときに、Ｘ座標がｘ０からｘ１までの領域は長方形状を示し、Ｘ座標がｘ１からｘ２までの領域は台形状を示している。
【0042】
蛍光体１０は、励起光源３０から出射される励起光Ｌ３０が入射されると、励起光Ｌ３０とは波長の異なる蛍光Ｌ１０を生成する材料を含む。また、蛍光体１０の屈折率は、空気及びガラス部材２０よりも高い。このような材料の一例としては、ＹＡＧ（Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+）、βサイアロン（ＳｒＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ2+）、ＬｕＡＧ（Ｌｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+）などが挙げられる。ただし、本発明において、蛍光体１０の構成材料は、励起光Ｌ３０が入射されると励起光Ｌ３０とは波長の異なる蛍光Ｌ１０を生成する材料であって、空気及びガラス部材２０よりも屈折率の高い材料を含む限りにおいて任意である。
【0043】
ガラス部材２０は、蛍光体１０よりは屈折率が低く、空気よりは屈折率が高い材料であって、蛍光Ｌ１０に対する透過性を示す材料からなる。一例として、ガラス部材２０は、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、ＢＫ７、Ｂ２７０（登録商標）などからなる。ただし、本発明において、ガラス部材２０の構成材料は、蛍光Ｌ１０に対する透過性を示し、蛍光体１０よりは屈折率が低く、空気よりは屈折率が高い材料である限りにおいて任意である。
【0044】
ガラス部材２０は、当該ガラス部材２０の一部の面が、例えば光学用接着剤などを介して、蛍光体１０の傾斜面１３と固定的に接合するように配置されている。図１に図示された例では、Ｚ方向から見たときに、ガラス部材２０は三角形状を示している。より詳細には、図１及び図２に示されるように、ガラス部材２０は、Ｘ座標に関してｘ１からｘ２までの領域に配置されている。
【0045】
図１に示すように、蛍光光源装置１は、Ｘ方向に沿って配列された、複数の励起光源３０を備える。本実施形態において、励起光源３０はＬＥＤ素子で構成される。より具体的な一例として、励起光源３０は、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮなどの窒化物半導体からなる活性層を含むＬＥＤ素子であって、ピーク波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下であるＬＥＤ素子である。ただし、本発明において、励起光源３０が出射する励起光Ｌ３０の波長は限定されない。
【0046】
なお、図示しないが、励起光源３０は、Ｚ方向にも複数個配置されているものとしても構わない。また、Ｙ方向に関して、励起光源３０と蛍光体１０との間には微小な空間が存在し、同空間には空気が存在するものとしても構わない。
【0047】
励起光源３０から出射された励起光Ｌ３０は、実質的にＹ方向に進行して蛍光体１０内に入射される。この励起光Ｌ３０は、蛍光体１０内を進行しながら蛍光Ｌ１０に変換される。蛍光Ｌ１０は、蛍光体１０の側面で全反射を繰り返しながら、実質的にＸ方向に拡散する。
【0048】
図３は、蛍光Ｌ１０の一部である蛍光Ｌ１０ａの光線の動きを模式的に図示したものである。蛍光Ｌ１０ａは、蛍光体１０内を、傾斜面１３と、傾斜面１３に対してＹ方向に対向する側面１４との間で全反射を繰り返しながら、Ｘ方向に関して第一端部１１側に進行する。
【0049】
上述したように、蛍光体１０は、Ｘ方向に関して第一端部１１に近づくに連れて、Ｙ方向に係る幅１０ｙが減少するような、傾斜面１３を有する。このため、蛍光Ｌ１０（Ｌ１０ａ）は、傾斜面１３における反射が繰り返されるに連れ、傾斜面１３又は側面１４に入射されるときの入射角θxが小さくなる。
【0050】
上述したように、蛍光体１０の傾斜面１３は、空気よりは屈折率が高く蛍光体１０よりは屈折率の低い材料からなるガラス部材２０と接触している。一方で、蛍光体１０の側面１４（傾斜面１３に対してＹ方向に対向する位置の側面）は、空気と接触している。このため、傾斜面１３における臨界角は、側面１４における臨界角よりも大きくなる。
【0051】
従って、蛍光体１０内において、傾斜面１３と側面１４とで全反射を繰り返しながら第一端部１１側に伝搬した蛍光Ｌ１０は、ある時点において、傾斜面１３に対して臨界角未満の入射角θxで入射する場合がある。図３には、蛍光Ｌ１０ａが、ある箇所１７ａにおいて傾斜面１３に対して臨界角未満の入射角θxで入射した場合の態様が、模式的に図示されている。
【0052】
前記箇所１７ａにおいて、臨界角未満の入射角θxで傾斜面１３に対して入射した蛍光Ｌ１０ａは、全反射が実質的に生じず、ガラス部材２０内に進行する。ガラス部材２０は、蛍光体１０よりは屈折率が低いため、ガラス部材２０内に入射された蛍光Ｌ１０ａは屈折する。より詳細には、蛍光Ｌ１０ａは、ガラス部材２０に入射される直前の進行方向に比べて、Ｘ方向に対する交差角度が小さい方向に進行する。この結果、ガラス部材２０内に入射された蛍光Ｌ１０は、ガラス部材２０の端部２１側に向かって進行する。
【0053】
ガラス部材２０内に入射された、蛍光Ｌ１０ａを含む蛍光Ｌ１０は、上述したように、Ｘ方向に対する交差角度が小さい方向に進行するため、その多くが、ガラス部材２０の端部２１の面における入射角が臨界角未満となる。この結果、ガラス部材２０内に入射された蛍光Ｌ１０は、その多くがガラス部材２０の端部２１から外部に出射される。
【0054】
なお、蛍光体１０内で生成された蛍光Ｌ１０には、傾斜面１３と側面１４との間で全反射を繰り返しながら蛍光体１０の第一端部１１に到達するものも存在する。この結果、蛍光Ｌ１０は、蛍光体１０の第一端部１１、及びガラス部材２０の端部２１から外側に取り出される。図４は、蛍光光源装置１を出射面側から、すなわち－Ｘ方向に見たときの模式的な平面図である。図４において、蛍光Ｌ１０が取り出される領域には、ハッチングが施されている。なお、図４には、励起光源３０がＺ方向に３列配置されている態様が図示されているが、励起光源３０のＺ方向に係る配置列数はあくまで一例である。例えば、励起光源３０は、Ｚ方向に１列だけ配置されているものとしても構わない。
【0055】
蛍光光源装置１によれば、蛍光体１０が傾斜面１３を設けており、且つ、この傾斜面１３に接合するように、蛍光体１０よりも屈折率の低いガラス部材２０を配置したことで、蛍光体１０の第一端部１１に対して臨界角以上の角度で入射される蛍光Ｌ１０の光量が大幅に削減される。この結果、蛍光Ｌ１０の取り出し効率が向上する。この点については、実施例を参照して後述される。
【0056】
更に、図３に図示されるように、蛍光体１０は、第一端部１１に近づくに連れて幅１０ｙが実質的に減少する傾斜面１３を含む形状を呈しており、ガラス部材２０は、この傾斜面１３に一部の面が接合するように配置されている。このため、本実施形態の蛍光光源装置１は、ガラス部材２０を追加的に備えるものの、第一端部１１近傍、すなわち出射面側におけるＹ方向に係る幅の拡大が抑制されている。この結果、高い輝度の蛍光Ｌ１０を取り出すことができる。
【0057】
以下、第一実施形態の蛍光光源装置１の別構成について、説明する。
【0058】
〈１〉図５に示すように、蛍光体１０は、Ｘ方向に係る全体の領域にわたって、第一端部１１に近づくに連れてＹ方向に係る幅１０ｙが小さくなるような構造であっても構わない。この場合、図５に示すように、ガラス部材２０は、Ｘ座標に関し、ｘ０からｘ２までの領域に配置されているものとしても構わない。
【0059】
〈２〉図６に示すように、蛍光体１０をＺ方向から見たときに、傾斜面１３の傾斜角がＸ方向に係る座標位置によって変動しても構わない。すなわち、傾斜面１３は、単一の平面でなくてもよく、例えば折れ平面であっても構わない。図６に示される例では、蛍光体１０をＺ方向から見たときに、Ｘ座標がｘ１からｘａまでの領域における傾斜面１３の傾斜角は、Ｘ座標がｘｃからｘｄまでの領域における傾斜面１３の傾斜角と異なっている。この場合、ガラス部材２０も、蛍光体１０の折れ平面に対応した折れ平面を備えるものとして構わない。
【0060】
更に、傾斜面１３は、一部分に側面１４と平行な領域を備えていても構わない。図６の例では、Ｘ座標がｘｂからｘｃまでの領域の部分は、傾斜面１３がＹ方向に対向する側面１４と平行に構成されている。
【0061】
言い換えると、蛍光体１０の傾斜面１３は、Ｙ方向に係る幅１０ｙが、Ｘ方向に関して第一端部１１に近づくに連れて実質的に減少する形状であればよい。ここで、幅１０ｙが「実質的に減少する」とは、第一端部１１において幅１０ｙが最も小さく、且つ、Ｘ方向に関して第一端部１１に近づくに連れて幅１０ｙが連続的に減少する領域が存在することを意味する。
【0062】
〈３〉上述したように、蛍光体１０は、Ｙ方向に係る幅１０ｙが、Ｘ方向に関して第一端部１１に近づくに連れて実質的に減少する形状であればよい。従って、蛍光体１０は、図７に示されるように、傾斜面１３に代えて曲面１５を備えるものとしても構わない。この場合も、ガラス部材２０は、蛍光体１０の曲面１５に接合するような曲面を備えるものとして構わない。
【0063】
また、蛍光体１０は、傾斜面１３と曲面１５の双方を備える構成であっても構わない。
【0064】
すなわち、蛍光体１０は、Ｙ方向に係る幅１０ｙが、Ｘ方向に関して第一端部１１に近づくに連れて実質的に減少する形状であればよく、この限りにおいて種々の形状を採用することができる。図８～図１０に蛍光体１０の他の例を示す。
【0065】
なお、蛍光光源装置１が、図８～図１０に図示されている形状の蛍光体１０を備える場合においても、各傾斜面１３又は曲面１５に接合する面を有するガラス部材２０を備えるものとして構わない。この場合、例えば図８及び図１０に図示されるように、蛍光体１０が、Ｙ方向に係る幅１０ｙに関して、＋方向からも－Ｙ方向からも減少する形状を示す場合には、蛍光体１０に対して＋Ｙ方向に係る外側と、－Ｙ方向に係る外側とにガラス部材２０が設けられるものとしても構わない。
【0066】
〈４〉ガラス部材２０は、傾斜面１３又は曲面１５と接合する面を備えていればよく、例えば、図１１に示すように、一部分が蛍光体１０よりも外側に突出していても構わない。図１１には、ガラス部材２０の一部が、蛍光体１０に対して＋Ｙ方向に突出している場合が図示されている。なお、ガラス部材２０の一部が、蛍光体１０に対してＺ方向に突出していても構わないし、Ｘ方向に突出していても構わない。
【0067】
ただし、後段の光学系の設計を鑑みた場合、出射面を構成するガラス部材２０の端部２１と、蛍光体１０の第一端部１１とは、Ｘ座標が実質的に一致しているのが好ましい。すなわち、ガラス部材２０の一部は、蛍光体１０に対して＋Ｘ方向には突出しないのが好ましい。
【0068】
［第二実施形態］
蛍光光源装置の第二実施形態につき、第一実施形態と異なる箇所を主として説明する。
蛍光光源装置の第二実施形態につき、第一実施形態と異なる箇所を主として説明する。
【0069】
図１２は、本発明に係る蛍光光源装置の第二実施形態の構成を模式的に示す平面図である。図１２に示されるように、本実施形態の蛍光光源装置１は、第一実施形態と比較して、ガラス部材２０を備えず、ミラー部材４０を備える。他は、第一実施形態の蛍光光源装置１と共通である。
【0070】
ミラー部材４０は、蛍光Ｌ１０に対する反射性を示す材料からなる。本実施形態では、ミラー部材４０は、蛍光体１０に対して±Ｙ方向及び±Ｚ方向に取り囲むように、四角形状に配置されている（後述する図１４参照）。以下では、蛍光体１０に対して＋Ｙ方向の外側に配置されたミラー部材４０を「ミラー部材４０ａ」、蛍光体１０に対して－Ｙ方向の外側に配置されたミラー部材４０を「ミラー部材４０ｂ」、蛍光体１０に対して＋Ｚ方向の外側に配置されたミラー部材４０を「ミラー部材４０ｃ」、蛍光体１０に対して－Ｚ方向の外側に配置されたミラー部材４０を「ミラー部材４０ｄ」とそれぞれ称する。図１２には、図示の都合上、ミラー部材４０ａ及びミラー部材４０ｂのみが表示されている。
【0071】
ここで、本実施形態のように、Ｙ方向に関し、励起光源３０と蛍光体１０との間にミラー部材４０ｂが配置される場合には、ミラー部材４０ｂは、励起光源３０から出射される励起光Ｌ３０に対しては透過性を示し、蛍光Ｌ１０に対しては反射性を示すような反射面を有するものとして構わない。このようなミラー部材４０ｂは、例えば誘電体多層膜で構成できる。なお、他のミラー部材４０ａ、４０ｃ、及び４０ｄは、いずれも蛍光Ｌ１０に対して反射性を示す材料であればよい。
【0072】
図１３は、蛍光Ｌ１０の一部である蛍光Ｌ１０ｂ、Ｌ１０ｃの光線の動きを模式的に図示したものである。
【0073】
第一実施形態と同様に、蛍光体１０は、励起光Ｌ３０が入射されると蛍光Ｌ１０を生成する。蛍光Ｌ１０は、蛍光体１０内を、傾斜面１３と、傾斜面１３に対してＹ方向に対向する側面１４との間で全反射を繰り返しながら、Ｘ方向に関して第一端部１１側に進行する。このとき、蛍光Ｌ１０は、傾斜面１３における反射が繰り返されるに連れ、傾斜面１３又は側面１４に入射されるときの入射角θxが小さくなる。
【0074】
従って、蛍光体１０内において、傾斜面１３と側面１４とで全反射を繰り返しながら第一端部１１側に伝搬した蛍光Ｌ１０は、ある時点において、傾斜面１３に対して臨界角未満の入射角θxで入射する場合がある。図１３には、蛍光Ｌ１０ｂが、ある箇所１７ｂにおいて傾斜面１３に対して臨界角未満の入射角θxで入射し、蛍光Ｌ１０ｃが、別のある箇所１７ｃにおいて傾斜面１３に対して臨界角未満の入射角θxで入射した場合の態様が、模式的に図示されている。
【0075】
前記箇所１７ｃにおいて、臨界角未満の入射角θxで傾斜面１３に対して入射した蛍光Ｌ１０ｃは、全反射が実質的に生じず、蛍光体１０の傾斜面１３から蛍光体１０の外側に出射される。蛍光体１０の外側には空気が存在し、空気は蛍光体１０よりは屈折率が低いため、蛍光体１０の傾斜面１３から外側に出射された蛍光Ｌ１０ｃは、Ｘ方向に対する交差角度が小さい方向に進行方向を変化させる。この結果、蛍光体１０の第一端部１１とミラー部材４０ａとの間からＸ方向に出射される。
【0076】
また、前記箇所１７ｂにおいて、臨界角未満の入射角θxで傾斜面１３に対して入射した蛍光Ｌ１０ｂは、全反射が実質的に生じず、蛍光体１０の傾斜面１３から蛍光体１０の外側に出射される。このとき、蛍光Ｌ１０ｂは、蛍光Ｌ１０ｃと同様に、よりＸ方向に対する交差角度が小さい方向に進行する。しかし、箇所１７ｂは、Ｘ方向に関して蛍光体１０の第一端部１１よりもかなり手前の位置であるため、蛍光Ｌ１０ｂは、Ｘ座標がｘ２を示す位置に到達する前にミラー部材４０ａに入射される。このとき、ミラー部材４０ａによって蛍光Ｌ１０ｂは反射されて、蛍光体１０の第一端部１１とミラー部材４０ａとの間からＸ方向に出射される。
【0077】
なお、蛍光体１０内で生成された蛍光Ｌ１０には、傾斜面１３から蛍光体１０の外側に出射され、ミラー部材４０ａによって反射された後、蛍光体１０に戻されるものが存在する。かかる蛍光Ｌ１０の一部は、側面１４に対して臨界角未満で入射される場合がある。しかし、上述したように、本実施形態では、蛍光体１０の側面１４の外側にもミラー部材４０ｂが設けられているため、側面１４から蛍光体１０の外側に出射された蛍光Ｌ１０が存在する場合であっても、この蛍光Ｌ１０を再び蛍光体１０側に戻すことができる。すなわち、蛍光Ｌ１０には、蛍光体１０の＋Ｙ方向に係る外側に配置されたミラー部材４０ａと、蛍光体１０の－Ｙ方向に係る外側に配置されたミラー部材４０ｂの一方、又は双方で反射された後、蛍光体１０の第一端部１１とミラー部材４０ａとの間からＸ方向に出射されるものが存在する場合がある。
【0078】
ところで、蛍光体１０内で生成された蛍光Ｌ１０には、蛍光体１０のＹＸ平面に平行な２側面で全反射を繰り返しながら蛍光体１０の第一端部１１に向かって進行するものが存在する。ここで、同様に、蛍光体１０の側面に対して臨界角未満の入射角で蛍光Ｌ１０が入射した場合、蛍光Ｌ１０は、同側面から蛍光体１０の外側に出射されてしまう。しかし、かかる場合であっても、蛍光体１０に対して±Ｚ方向に係る外側にもミラー部材４０（４０ｃ，４０ｄ）が配置されているため、これらのミラー部材４０によって蛍光Ｌ１０を再び蛍光体１０側に戻すことができる。
【0079】
第一実施形態の場合と同様に、蛍光体１０内で生成された蛍光Ｌ１０には、傾斜面１３と側面１４との間で全反射を繰り返しながら蛍光体１０の第一端部１１に到達するものも存在する。この結果、蛍光Ｌ１０は、蛍光体１０の第一端部１１から、及び、蛍光体１０の第一端部１１とミラー部材４０（４０ａ）との間の位置から、外部に出射される。
【0080】
図１４は、第二実施形態の蛍光光源装置１を出射面側から、すなわち－Ｘ方向に見たときの模式的な平面図である。図１４において、蛍光Ｌ１０が取り出される領域を模式的にハッチングで示している。本実施形態では、Ｙ方向に関し、蛍光体１０の傾斜面１３とミラー部材４０との間には空間が存在しているため、図１４に示すように、蛍光光源装置１を－Ｘ方向に見た場合、蛍光体１０の傾斜面１３が表示される。
【0081】
本実施形態の蛍光光源装置１によれば、蛍光体１０が傾斜面１３を設け、この傾斜面１３に対して屈折率の低い空気が接触していることで、蛍光体１０の第一端部１１に対して臨界角以上の角度で入射される蛍光Ｌ１０の光量が大幅に削減される。更に、この傾斜面１３に対してＹ方向に係る外側にミラー部材４０を配置したことで、傾斜面１３からＹ方向に出射された蛍光Ｌ１０についても、出射面側に導くことができ、蛍光Ｌ１０の取り出し効率が向上する。この点については、実施例を参照して後述される。
【0082】
また、本実施形態の蛍光光源装置１においても、蛍光体１０が、第一端部１１に近づくに連れて幅１０ｙが実質的に減少する傾斜面１３を含む形状を呈している。ここで、本実施形態の蛍光光源装置１は、ミラー部材４０を備えるものの、このミラー部材４０は、蛍光体１０の外周を取り囲むように配置されているに過ぎないため、出射面の面積を拡大するものではない。この結果、高い輝度の蛍光Ｌ１０を取り出すことができる。
【0083】
以下、第二実施形態の蛍光光源装置１の別構成について、説明する。
【0084】
〈１〉蛍光光源装置１が、蛍光体１０の－Ｙ方向に係る外側に係るＸＺ平面上に、励起光源３０を多数配列させている場合には、この励起光源３０によって、蛍光体１０の側面１４から－Ｙ方向に向けて出射された蛍光Ｌ１０を＋Ｙ方向に反射させる機能が実現される場合がある。このとき、蛍光光源装置１はミラー部材４０ｂを備えないものとしても構わない。この場合、図１５に示されるように、蛍光光源装置１をＸ方向から見た場合に、ミラー部材４０（４０ａ，４０ｃ，４０ｄ）は蛍光体１０の３面を覆うような形状（コの字形状又はＵ字形状）を示す。
【0085】
なお、蛍光体１０内を進行する蛍光Ｌ１０のうち、Ｘ座標がｘ２の値の位置に達する前に蛍光体１０の外側に出射される蛍光Ｌ１０としては、傾斜面１３から＋Ｙ方向に出射される蛍光Ｌ１０の光量が最も多い。このため、少なくとも蛍光光源装置１は、ミラー部材４０（４０ａ）を備えるものとして構わない（図１６参照）。
【0086】
〈２〉図１７に示されるように、ミラー部材４０は、傾斜面１３が存在する領域に係る蛍光体１０の外側にのみ配置されているものとしても構わない。すなわち、蛍光体１０の外側の領域であって、Ｘ座標がｘ０からｘ１までの領域にはミラー部材４０を設けないものとしても構わない。
【0087】
〈３〉第一実施形態で上述した蛍光光源装置１が備える蛍光体１０の形状の各バリエーションは、第二実施形態の蛍光光源装置１が備える蛍光体１０に対しても同様に適用が可能である。
【0088】
［実施例］
以下において、本発明に係る蛍光光源装置１によれば、蛍光Ｌ１０の取り出し効率が向上することにつき、シミュレーション結果を参照して説明する。
以下において、本発明に係る蛍光光源装置１によれば、蛍光Ｌ１０の取り出し効率が向上することにつき、シミュレーション結果を参照して説明する。
【0089】
（検証１）
第一実施形態の蛍光光源装置１を想定し、シミュレーションを行った。すなわち、ガラス部材２０を備える蛍光光源装置１をシミュレーションの対象とした。
第一実施形態の蛍光光源装置１を想定し、シミュレーションを行った。すなわち、ガラス部材２０を備える蛍光光源装置１をシミュレーションの対象とした。
【0090】
＜設定条件１＞
シミュレーションに用いられた蛍光光源装置１においては、図１８に示すように、蛍光光源装置１が備える蛍光体１０を、Ｘ方向に係る長さｗ１が１０ｍｍで、第二端部１２側に係る形状が１ｍｍ×１ｍｍの寸法とした。また、蛍光体１０の傾斜面１３のＸ方向に係る起点となるＸ座標ｘ１と、第一端部１１のＸ座標ｘ２との間の距離ｗ２を６．６７ｍｍとした。すなわち、Ｘ方向に関して、座標ｘ１とｘ２の間の距離を、座標ｘ０とｘ２の間の距離の２／３に設定した。
シミュレーションに用いられた蛍光光源装置１においては、図１８に示すように、蛍光光源装置１が備える蛍光体１０を、Ｘ方向に係る長さｗ１が１０ｍｍで、第二端部１２側に係る形状が１ｍｍ×１ｍｍの寸法とした。また、蛍光体１０の傾斜面１３のＸ方向に係る起点となるＸ座標ｘ１と、第一端部１１のＸ座標ｘ２との間の距離ｗ２を６．６７ｍｍとした。すなわち、Ｘ方向に関して、座標ｘ１とｘ２の間の距離を、座標ｘ０とｘ２の間の距離の２／３に設定した。
【0091】
＜設定条件２＞
蛍光光源装置１が備える蛍光体１０のＸ方向に係る長さｗ１を１２０ｍｍとし、蛍光体１０の傾斜面１３のＸ方向に係る起点となるＸ座標ｘ１と、第一端部１１のＸ座標ｘ２との間の距離ｗ２を８０ｍｍとした点以外は、設定条件１と共通の条件とした。すなわち、設定条件２では、設定条件１と比べて、蛍光体１０の形状がＸ方向に関してより長細い形状を示すものとした。
蛍光光源装置１が備える蛍光体１０のＸ方向に係る長さｗ１を１２０ｍｍとし、蛍光体１０の傾斜面１３のＸ方向に係る起点となるＸ座標ｘ１と、第一端部１１のＸ座標ｘ２との間の距離ｗ２を８０ｍｍとした点以外は、設定条件１と共通の条件とした。すなわち、設定条件２では、設定条件１と比べて、蛍光体１０の形状がＸ方向に関してより長細い形状を示すものとした。
【0092】
＜結果＞
上記各設定条件の下、第一端部１１における蛍光体１０のＹ方向に係る長さｔを、０ｍｍから１ｍｍまで変化させたときの、蛍光Ｌ１０の取り出し効率を評価した。設定条件１の下での結果を図１９に、設定条件２の下での結果を図２０にそれぞれ示す。
上記各設定条件の下、第一端部１１における蛍光体１０のＹ方向に係る長さｔを、０ｍｍから１ｍｍまで変化させたときの、蛍光Ｌ１０の取り出し効率を評価した。設定条件１の下での結果を図１９に、設定条件２の下での結果を図２０にそれぞれ示す。
【0093】
なお、長さｔ＝０ｍｍである場合とは、Ｘ座標がｘ２の位置における端部が全てガラス部材２０で構成されている場合に対応する。また、長さｔ＝１ｍｍである場合とは、ガラス部材２０が全く存在しない場合に対応する。長さｔを０ｍｍと１ｍｍの間で変化させることで、傾斜面１３の傾斜角が変化する。
【0094】
また、蛍光Ｌ１０の取り出し効率とは、励起光源３０から励起光Ｌ３０を蛍光体１０に入射したときに生成された蛍光Ｌ１０の光量に対する、蛍光体１０からＸ方向に取り出された蛍光Ｌ１０の光量の比率である。
【0095】
図１９によれば、ｔ＝１ｍｍの場合、すなわちガラス部材２０が存在しない場合と比較して、ガラス部材２０を設けた場合、すなわち第一実施形態の蛍光光源装置１の方が蛍光Ｌ１０の取り出し効率が高められていることが分かる。
【0096】
また、図１９によれば、ｔの値を０．７５ｍｍから小さくしていくことで、蛍光Ｌ１０の取り出し効率が徐々に低下していることが確認される。この結果は、傾斜面１３の傾斜角が徐々に大きくなることで、蛍光体１０からガラス部材２０内に進行した蛍光Ｌ１０の一部が、ガラス部材２０を通過して±Ｙ方向、又は±Ｚ方向に出射される光量が増えたことを意味するものと推察される。ただし、この場合であっても、ｔ＝１ｍｍの場合よりは蛍光Ｌ１０の取り出し効率が大きく向上していることが確認される。
【0097】
図２０に示される結果においても、図１９と同様に、ｔ＝１ｍｍの場合、すなわちガラス部材２０が存在しない場合と比較して、ガラス部材２０を設けた場合、すなわち第一実施形態の蛍光光源装置１の方が蛍光Ｌ１０の取り出し効率が高められていることが分かる。
【0098】
なお、図２０の結果によれば、ｔ＝０．７５ｍｍのときと、ｔ＝０ｍｍのときとで、蛍光Ｌ１０の取り出し効率にあまり差が生じていない。この結果は、設定条件２の下では、ガラス部材２０が、Ｘ方向に関して極めて長細い形状を示していることに起因するものと推察される。より詳細には、ｔ＝０ｍｍとした場合、すなわちＸ座標がｘ２の位置における端部を全てガラス部材２０で構成した場合であっても、傾斜面１３の傾斜角は緩やかとなる。このため、ｔ＝０ｍｍとした場合であっても、蛍光体１０内で生成された蛍光Ｌ１０のうち、ガラス部材２０を通過して±Ｙ方向、又は±Ｚ方向に出射される光量が、ｔ＝０．７５ｍｍの場合とあまり差が生じていないものと推察される。
【0099】
（検証２）
検証１と同様、第一実施形態の蛍光光源装置１を想定し、シミュレーションを行った。すなわち、ガラス部材２０を備える蛍光光源装置１をシミュレーションの対象とした。
検証１と同様、第一実施形態の蛍光光源装置１を想定し、シミュレーションを行った。すなわち、ガラス部材２０を備える蛍光光源装置１をシミュレーションの対象とした。
【0100】
＜設定条件＞
シミュレーションに用いられた蛍光光源装置１においては、図２１に示すように、蛍光光源装置１が備える蛍光体１０を、Ｘ方向に係る長さｗ１が１０ｍｍで、第二端部１２側に係る形状が１ｍｍ×１ｍｍの寸法とした。また、第一端部１１における蛍光体１０のＹ方向に係る長さｔを０．５ｍｍとした。
シミュレーションに用いられた蛍光光源装置１においては、図２１に示すように、蛍光光源装置１が備える蛍光体１０を、Ｘ方向に係る長さｗ１が１０ｍｍで、第二端部１２側に係る形状が１ｍｍ×１ｍｍの寸法とした。また、第一端部１１における蛍光体１０のＹ方向に係る長さｔを０．５ｍｍとした。
【0101】
＜結果＞
上記設定条件の下、蛍光体１０の第二端部１２のＸ座標ｘ０と、蛍光体１０の傾斜面１３のＸ方向に係る起点となるＸ座標ｘ１との間の距離ｗ３を、０ｍｍから１０ｍｍまで変化させたときの、蛍光Ｌ１０の取り出し効率を評価した。この結果を図２２に示す。
上記設定条件の下、蛍光体１０の第二端部１２のＸ座標ｘ０と、蛍光体１０の傾斜面１３のＸ方向に係る起点となるＸ座標ｘ１との間の距離ｗ３を、０ｍｍから１０ｍｍまで変化させたときの、蛍光Ｌ１０の取り出し効率を評価した。この結果を図２２に示す。
【0102】
なお、距離ｗ３＝１０ｍｍである場合とは、蛍光光源装置１がガラス部材２０を備えない場合に対応する。つまり、この場合のみ、ｔ＝１ｍｍである場合に対応する。距離ｗ３の値を０ｍｍと１０ｍｍの間で変化させることで、傾斜面１３の傾斜角が変化する。
【0103】
図２２に示される結果においても、図１９及び図２０と同様に、ガラス部材２０が存在しない場合（ｗ３＝１０ｍｍ）と比較して、ガラス部材２０を設けた場合、すなわち第一実施形態の蛍光光源装置１の方が蛍光Ｌ１０の取り出し効率が高められていることが分かる。
【0104】
（検証３）
第二実施形態の蛍光光源装置１を想定し、シミュレーションを行った。すなわち、ミラー部材４０を備える蛍光光源装置１をシミュレーションの対象とした。より詳細には、蛍光体１０の外周の四方にミラー部材４０（４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ）を備える蛍光光源装置１をシミュレーションの対象とした。
第二実施形態の蛍光光源装置１を想定し、シミュレーションを行った。すなわち、ミラー部材４０を備える蛍光光源装置１をシミュレーションの対象とした。より詳細には、蛍光体１０の外周の四方にミラー部材４０（４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ）を備える蛍光光源装置１をシミュレーションの対象とした。
【0105】
＜設定条件＞
シミュレーションに用いられた蛍光光源装置１においては、図２３に示すように、蛍光光源装置１が備える蛍光体１０を、Ｘ方向に係る長さｗ１が１０ｍｍで、第二端部１２側に係る形状が１ｍｍ×１ｍｍの寸法とした。また、蛍光体１０の傾斜面１３のＸ方向に係る起点となるＸ座標ｘ１と、第一端部１１のＸ座標ｘ２との間の距離ｗ２を６．６７ｍｍとした。すなわち、Ｘ方向に関して、座標ｘ１とｘ２の間の距離を、座標ｘ０とｘ２の間の距離の２／３に設定した。
シミュレーションに用いられた蛍光光源装置１においては、図２３に示すように、蛍光光源装置１が備える蛍光体１０を、Ｘ方向に係る長さｗ１が１０ｍｍで、第二端部１２側に係る形状が１ｍｍ×１ｍｍの寸法とした。また、蛍光体１０の傾斜面１３のＸ方向に係る起点となるＸ座標ｘ１と、第一端部１１のＸ座標ｘ２との間の距離ｗ２を６．６７ｍｍとした。すなわち、Ｘ方向に関して、座標ｘ１とｘ２の間の距離を、座標ｘ０とｘ２の間の距離の２／３に設定した。
【0106】
＜結果＞
上記設定条件の下、第一端部１１における蛍光体１０のＹ方向に係る長さｔを、０ｍｍから１ｍｍまで変化させたときの、蛍光Ｌ１０の取り出し効率を評価した。この結果を図２４に示す。
上記設定条件の下、第一端部１１における蛍光体１０のＹ方向に係る長さｔを、０ｍｍから１ｍｍまで変化させたときの、蛍光Ｌ１０の取り出し効率を評価した。この結果を図２４に示す。
【0107】
図２４に示される結果によれば、図１９及び図２０に示される結果と同様に、ｔ＝１ｍｍの場合、すなわちガラス部材２０が存在しない場合と比較して、ガラス部材２０を設けた場合、すなわち第一実施形態の蛍光光源装置１の方が蛍光Ｌ１０の取り出し効率が高められていることが分かる。
【0108】
（検証４）
第二実施形態の蛍光光源装置１を想定し、シミュレーションを行った。すなわち、ミラー部材４０を備える蛍光光源装置１をシミュレーションの対象とした。より詳細には、蛍光体１０の外周の四方にミラー部材４０（４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ）を備える蛍光光源装置１をシミュレーションの対象とした。なお、この検証では、傾斜面１３ではなく曲面１５を備えた蛍光体１０を含む蛍光光源装置１をシミュレーションの対象とした。
第二実施形態の蛍光光源装置１を想定し、シミュレーションを行った。すなわち、ミラー部材４０を備える蛍光光源装置１をシミュレーションの対象とした。より詳細には、蛍光体１０の外周の四方にミラー部材４０（４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ）を備える蛍光光源装置１をシミュレーションの対象とした。なお、この検証では、傾斜面１３ではなく曲面１５を備えた蛍光体１０を含む蛍光光源装置１をシミュレーションの対象とした。
【0109】
＜設定条件＞
シミュレーションに用いられた蛍光光源装置１においては、図２５に示すように、蛍光光源装置１が備える蛍光体１０を、Ｘ方向に係る長さｗ１が１０ｍｍで、第二端部１２側に係る形状が１ｍｍ×１ｍｍの寸法とした。また、蛍光体１０の曲面１５のＸ方向に係る起点となるＸ座標ｘ１と、第一端部１１のＸ座標ｘ２との間の距離ｗ２を６．６７ｍｍとした。すなわち、Ｘ方向に関して、座標ｘ１とｘ２の間の距離を、座標ｘ０とｘ２の間の距離の２／３に設定した。
シミュレーションに用いられた蛍光光源装置１においては、図２５に示すように、蛍光光源装置１が備える蛍光体１０を、Ｘ方向に係る長さｗ１が１０ｍｍで、第二端部１２側に係る形状が１ｍｍ×１ｍｍの寸法とした。また、蛍光体１０の曲面１５のＸ方向に係る起点となるＸ座標ｘ１と、第一端部１１のＸ座標ｘ２との間の距離ｗ２を６．６７ｍｍとした。すなわち、Ｘ方向に関して、座標ｘ１とｘ２の間の距離を、座標ｘ０とｘ２の間の距離の２／３に設定した。
【0110】
＜結果＞
上記設定条件の下、第一端部１１における蛍光体１０のＹ方向に係る長さｔを、０ｍｍから１ｍｍまで変化させたときの、蛍光Ｌ１０の取り出し効率を評価した。この結果を図２６に示す。
上記設定条件の下、第一端部１１における蛍光体１０のＹ方向に係る長さｔを、０ｍｍから１ｍｍまで変化させたときの、蛍光Ｌ１０の取り出し効率を評価した。この結果を図２６に示す。
【0111】
図２６に示される結果によれば、図２４に示される結果と同様に、ｔ＝１ｍｍの場合、すなわちガラス部材２０が存在しない場合と比較して、ガラス部材２０を設けた場合、すなわち第一実施形態の蛍光光源装置１の方が蛍光Ｌ１０の取り出し効率が高められていることが分かる。
【0112】
［別実施形態］
以下、別実施形態につき説明する。
以下、別実施形態につき説明する。
【0113】
〈１〉 第一実施形態の蛍光光源装置１において、第二実施形態で上述したミラー部材４０を更に備えるものとしても構わない。
【0114】
〈２〉 図２７に示される蛍光光源装置２のように、第一実施形態又は第二実施形態で上述された蛍光光源装置１に加えて、集光光学系７１及び導光部材７２を備えるものとしても構わない。蛍光光源装置１から出射された蛍光Ｌ１０は、集光光学系７１によって導光部材７２の入射面７２ａに集光され、導光部材７２から図示しない後段の光学系に入射される。なお、集光光学系７１は、例えば凸レンズなどの集光レンズで構成される。導光部材７２は、例えばロッドインテグレータ（「ライトパイプ」とも称される。）などの光学部材で構成される。
【0115】
蛍光光源装置２によれば、導光部材７２の入射面７２ａに対して、輝度の高い蛍光Ｌ１０を入射させることができる。
【0116】
また、図２８に示される蛍光光源装置２のように、更に蛍光Ｌ１０とは波長の異なる光Ｌ７３を出射する別の光源７３を備え、集光光学系７１によって、この蛍光Ｌ１０と光Ｌ７３との合成光が導光部材７２に集光されるものとしても構わない。図２８に示される例では、蛍光光源装置２は、屈折光学系（７４，７５）と、蛍光Ｌ１０を透過して光Ｌ７３を反射するダイクロイックミラー７６とを備える。蛍光光源装置１から出射されて、屈折光学系７４を介して略平行光となった蛍光Ｌ１０が、ダイクロイックミラー７６を透過して集光光学系７１に導かれる。また、光源７３から出射されて、屈折光学系７４を介して略平行光となった光Ｌ７３が、ダイクロイックミラー７６で反射して集光光学系７１に導かれる。
【0117】
例えば、光源７３から青色の光Ｌ７３を出射させ、蛍光光源装置１からは黄色系の蛍光Ｌ１０を出射させることで、導光部材７２に対して輝度の高い白色光を入射させることができる。かかる白色光は、プロジェクタなどの光源光として利用することができる。
【0118】
なお、図２８において、ダイクロイックミラー７６に代えて、蛍光Ｌ１０を反射して、光Ｌ７３を透過するダイクロイックミラー（不図示）を備えるものとしても構わない。
【0119】
〈３〉上記各実施形態において、励起光源３０がＬＥＤ素子で構成されるものとして説明したが、レーザダイオード（ＬＤ）素子で構成されていても構わない。
【符号の説明】
【0120】
１ ： 蛍光光源装置
２ ： 蛍光光源装置
１０ ： 蛍光体
１１ ： 蛍光体の第一端部
１２ ： 蛍光体の第二端部
１３ ： 蛍光体の傾斜面
１４ ： 蛍光体の側面
１５ ： 蛍光体の曲面
２０ ： ガラス部材
３０ ： 励起光源
４０ ： ミラー部材
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ ： ミラー部材
７１ ： 集光光学系
７２ ： 導光部材
７２ａ ： 導光部材の入射面
７３ ： 光源
７４，７５ ： 屈折光学系
７６ ： ダイクロイックミラー
１００ ： 従来の蛍光体
１０１ ： 蛍光体の出射面
１１０ ： 集光器
１１１ ： 集光器の側面
１１２ ： 集光器の出射面
Ｌ１０ ： 蛍光
Ｌ１０ａ，Ｌ１０ｂ，Ｌ１０ｃ ： 蛍光
Ｌ３０ ： 励起光
Ｌ７３ ： 光
Ｌ１００ ： 蛍光
２ ： 蛍光光源装置
１０ ： 蛍光体
１１ ： 蛍光体の第一端部
１２ ： 蛍光体の第二端部
１３ ： 蛍光体の傾斜面
１４ ： 蛍光体の側面
１５ ： 蛍光体の曲面
２０ ： ガラス部材
３０ ： 励起光源
４０ ： ミラー部材
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ ： ミラー部材
７１ ： 集光光学系
７２ ： 導光部材
７２ａ ： 導光部材の入射面
７３ ： 光源
７４，７５ ： 屈折光学系
７６ ： ダイクロイックミラー
１００ ： 従来の蛍光体
１０１ ： 蛍光体の出射面
１１０ ： 集光器
１１１ ： 集光器の側面
１１２ ： 集光器の出射面
Ｌ１０ ： 蛍光
Ｌ１０ａ，Ｌ１０ｂ，Ｌ１０ｃ ： 蛍光
Ｌ３０ ： 励起光
Ｌ７３ ： 光
Ｌ１００ ： 蛍光
【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】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】