特許 7580047 光源装置

(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】2024-10-31

(45)【発行日】2024-11-11

(54)【発明の名称】光源装置

(51)【国際特許分類】

   H05B 45/50 20220101AFI20241101BHJP

   F21V 23/00 20150101ALI20241101BHJP

   F21V 25/02 20060101ALI20241101BHJP

   F21V 9/32 20180101ALI20241101BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20241101BHJP

   H05B 47/14 20200101ALI20241101BHJP

   H05B 47/20 20200101ALI20241101BHJP

   H05B 45/14 20200101ALI20241101BHJP

【ＦＩ】

H05B45/50

F21V23/00 113

F21V23/00 140

F21V25/02

F21V9/32

F21S2/00 370

H05B47/14

H05B47/20

H05B45/14

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021054357

(22)【出願日】2021-03-26

(65)【公開番号】P2022151332

(43)【公開日】2022-10-07

【審査請求日】2023-12-19

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109210

【弁理士】

【氏名又は名称】新居 広守

(74)【代理人】

【識別番号】100137235

【弁理士】

【氏名又は名称】寺谷 英作

(74)【代理人】

【識別番号】100131417

【弁理士】

【氏名又は名称】道坂 伸一

(72)【発明者】

【氏名】茂手木 省吾

(72)【発明者】

【氏名】林 真太郎

(72)【発明者】

【氏名】竹中 俊明

(72)【発明者】

【氏名】八木 史也

【審査官】谷口 東虎

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／１９５６２０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－２１６２９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１３８０４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１５９１１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｂ ４５／５０

Ｆ２１Ｖ ２３／００

Ｆ２１Ｖ ２５／０２

Ｆ２１Ｖ ９／３２

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｈ０５Ｂ ４７／１４

Ｈ０５Ｂ ４７／２０

Ｈ０５Ｂ ４５／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一次光を出射する励起光源と、
前記一次光と、前記一次光の少なくとも一部を波長変換した波長変換光とを含む二次光を出射する光変換部材と、
前記一次光及び前記波長変換光のそれぞれを検出するセンサ部と、
前記センサ部が検出した前記一次光を示す信号である第１信号と、前記センサ部が検知した前記波長変換光を示す信号である第２信号とを取得する制御部と、
前記光変換部材を収容する筐体とを備え、
前記制御部は、
前記第１信号の出力値と前記第２信号の出力値との比率に基づいて動作安全パラメータを決定し、
所定の閾値に対する前記動作安全パラメータ、又は、前記動作安全パラメータの正常時からの変化量に基づいて、前記励起光源を制御し、
前記筐体には、
前記光変換部材の一方面側から延びる第１貫通孔と、前記光変換部材の一方面側と対向する他方面側から延びる第２貫通孔とが形成され、
前記光変換部材が配置される凹部が形成され、
前記光変換部材と前記センサ部との間において、前記センサ部に前記二次光を導くための案内部が形成され、
前記案内部は、前記凹部から前記第１貫通孔及び前記第２貫通孔に至る光路と交差するように延びている
光源装置。

【請求項2】

前記センサ部は、前記光変換部材の前記二次光の出射側に配置される
請求項１に記載の光源装置。

【請求項3】

前記制御部は、
前記動作安全パラメータが所定の閾値以下の場合に前記光変換部材に異常があると判定する、又は、
前記動作安全パラメータが所定の閾値以上の場合に前記光変換部材に異常があると判定する、若しくは、
前記変化量が所定値を超える場合、前記光変換部材に異常があると判定する
請求項１又は２に記載の光源装置。

【請求項4】

前記案内部は、前記光変換部材と前記センサ部とを連通するための穴、又は、溝である
請求項１～３のいずれか１項に記載の光源装置。

【請求項5】

前記一次光及び前記波長変換光を前記センサ部へガイドすることが可能な導光部材を備える
請求項１～４のいずれか１項に記載の光源装置。

【請求項6】

前記センサ部は、前記一次光及び前記波長変換光の両方を検出する１つのセンサを有する
請求項１～５のいずれか１項に記載の光源装置。

【請求項7】

前記センサ部は、前記一次光及び前記波長変換光のそれぞれに感度を持つ複数のセンサを有する
請求項１～５のいずれか１項に記載の光源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、光源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、レーザ光を出射するレーザ装置と、レーザ光を黄色光へ変換する光変換装置と、光変換装置によって生成された黄色光を変換光センサに向けて反射するビームスプリッタと、ビームスプリッタで反射された光出力を計測する変換光センサとが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第５６７７２９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の光源装置において、光変換装置としての波長変換部材で波長変換された光は、ビームスプリッタによってセンサに向かって反射するため、センサの集光効率を確保することで、センサによる検出精度を確保することができる。しかし、従来の光源装置の構成では、センサの出力信号における変化量の時間微分値が小さい破損に対しては精度よく検出することができないという課題がある。

【0005】

そこで、本開示では、光変換部材の小さな破損状態を精度よく検出することができ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】

【0006】

本開示の一態様に係る光源装置は、一次光を出射する励起光源と、前記一次光と、前記一次光の少なくとも一部を波長変換した波長変換光とを含む二次光を出射する光変換部材と、前記一次光及び前記波長変換光のそれぞれを検出するセンサ部と、前記センサ部が検出した前記一次光を示す信号である第１信号と、前記センサ部が検知した前記波長変換光を示す信号である第２信号とを取得する制御部と、前記光変換部材を収容する筐体とを備え、前記制御部は、前記第１信号の出力値と前記第２信号の出力値との比率に基づいて動作安全パラメータを決定し、所定の閾値に対する前記動作安全パラメータ、又は、前記動作安全パラメータの正常時からの変化量に基づいて、前記励起光源を制御し、前記筐体には、前記光変換部材の一方面側から延びる第１貫通孔と、前記光変換部材の一方面側と対向する他方面側から延びる第２貫通孔とが形成され、前記光変換部材が配置される凹部が形成され、前記光変換部材と前記センサ部との間において、前記センサ部に前記二次光を導くための案内部が形成され、前記案内部は、前記凹部から前記第１貫通孔及び前記第２貫通孔に至る光路と交差するように延びている。

【発明の効果】

【0007】

本開示の光源装置は、光変換部材の小さな破損状態を精度よく検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施の形態に係る光源装置を例示した断面図である。

【図2】図２は、実施の形態に係る光源装置を例示したブロック図である。

【図3】図３は、実施の形態に係る光源装置の別の導光部材等を例示した部分断面図である。

【図4】図４は、光源装置の光変換部材に一次光が入射し続けたときの様子を模式的に例示した図である。

【図5】図５は、一次光に対する波長変換光の変換効率と時間との関係を例示した図である。

【図6】図６は、動作安全パラメータと時間との関係を例示した図である。

【図7】図７は、光源装置の波長変換部材の異常の有無を判定する処理動作を例示したフローチャートである。

【図8】図８は、実施の形態の変形例に係る光源装置を例示した断面図である。

【図9】図９は、実施の形態の変形例に係る光源装置を例示したブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

【0010】

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。

【0011】

また、以下の実施の形態において、略平行等の表現を用いている。例えば、略平行は、完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行である、すなわち、例えば数％程度の誤差を含むことも意味する。また、略平行は、本開示による効果を奏し得る範囲において平行という意味である。他の「略」を用いた表現についても同様である。

【0012】

また、以下の実施の形態において、励起光源に対する蛍光部側を一方側、蛍光部に対する励起光源側を他方側と規定する。

【0013】

以下、本開示の実施の形態に係る光源装置について説明する。

【0014】

（実施の形態）
＜構成：光源装置１＞
図１は、実施の形態に係る光源装置１を例示した断面図である。図２は、実施の形態に係る光源装置１を例示したブロック図である。

【0015】

図１及び図２に示すように、光源装置１は、一次光を出射する照明装置である。光源装置１は、例えば、内視鏡用照明システム、車載用照明装置、プロジェクタ等に用いられる。ここで一次光は、励起光であり、例えばレーザ光である。なお、光源装置１は、ダウンライト及びスポットライト等として用いられてもよい。例えば、光源装置１は、光ファイバに設けられたコネクタと接続されることで、照明システムを構成する。光源装置１では、一次光が蛍光部４０の他方面（光学部材３０側の面）に照射され、波長変換された波長変換光（蛍光）が蛍光部４０の一方面から出射されることで、周囲を照明することができる。

【0016】

光源装置１は、筐体１０と、複数の励起光源２０と、光学部材３０と、蛍光部４０と、センサ部５０と、制御部６０と、導光部材４５ａ、４５ｂと、フィルタ５１ａ、５２ａと、駆動回路９０とを有する。

【0017】

［筐体１０］
筐体１０は、一方側（図面右側）から他方側（図面左側）に延びる、有底筒状の収容体である。筐体１０は、ハウジング１１と、支持カバー１２と、第１支持部１３と、第２支持部１４と、第３支持部１５とを有する。

【0018】

ハウジング１１は、一端側と他端側とが開口した空間Ｋを形成し、無底筒状のケースで
ある。ハウジング１１は、空間Ｋの内部に、光学部材３０を収容している。

【0019】

支持カバー１２は、光学部材３０と対向するように複数の励起光源２０を支持し、かつ、ハウジング１１の他端側の開口を塞いでいる。

【0020】

第１支持部１３は、ハウジング１１の一方側に配置され、ハウジング１１に固定される。第１支持部１３には、蛍光部４０の他方面と対向する面から延びる貫通孔１３ａが形成されている。貫通孔１３ａは、複数の励起光源２０が出射した一次光であり、光学部材３０を透過した一次光が通過する。このため、貫通孔１３ａは、ハウジング１１の一方側から他方側に沿って貫通し、中心線Ｏ上に配置されている。なお、貫通孔１３ａには、例えば、その内面が高効率で二次光を反射するような、誘電体多層膜等がコートされていてもよく、ライトパイプ、ガラスロッド等が設けられていてもよい。貫通孔１４ａは、第１貫通孔の一例である。

【0021】

第２支持部１４は、第１支持部１３の一方側に配置され、第１支持部１３に固定される、又は、第１支持部１３を挟むようにハウジング１１に固定される。これにより、第２支持部１４は、第１支持部１３と重ね合わされている。第２支持部１４には、蛍光部４０の一方面と対向する面から延びる貫通孔１４ａが形成されている。貫通孔１４ａは、蛍光部４０を拡散透過した一次光と、蛍光部４０が出射した波長変換光とを含む二次光が通過する。このため、貫通孔１４ａは、第２支持部１４の一方側から他方側に沿って貫通し、貫通孔１３ａの中心線Ｏと一致するように、中心線Ｏ上に配置されている。なお、貫通孔１４ａには、例えば、その内面が高効率で二次光を反射するような、誘電体多層膜等がコートされていてもよく、ライトパイプ、ガラスロッド等が設けられていてもよい。貫通孔１３ａは、第２貫通孔の一例である。

【0022】

また、第１支持部１３及び第２支持部１４の少なくとも一方には、蛍光部４０を配置して収容するための凹部１０ａが形成されている。具体的には、凹部１０ａは、第２支持部１４の他端面に形成されていてもよい。また、凹部１０ａは、第１支持部１３の一端面と第２支持部１４の他端面との両方、つまり第１支持部１３から第２支持部１４に跨って形成されていてもよい。本実施の形態では、第１支持部１３の一端面には、蛍光部４０を配置するための凹部１０ａが形成されている。

【0023】

凹部１０ａは、貫通孔１３ａ、１４ａに接続され、光学部材３０の中心線Ｏ上に形成されている。凹部１０ａに蛍光部４０が配置されると、第１支持部１３と第２支持部１４とが蛍光部４０を挟むように、蛍光部４０の姿勢を支持する。具体的には、第１支持部１３及び第２支持部１４は、板状の蛍光部４０の他方面が中心線Ｏと直交する姿勢となるように、蛍光部４０を支持している。

【0024】

また、第１支持部１３及び第２支持部１４の少なくとも一方には、光変換部材４１とセンサ部５０との間において、センサ部５０に二次光を導くための案内部１３ｂが形成されている。また、本実施の形態において、第１支持部１３及び第２支持部１４の少なくとも一方には、凹部１０ａから第１センサ５１に向かって延びる案内部１３ｂである第１の案内部１３ｂ１と、凹部１０ａから第２センサ５２に向かって延びる案内部１３ｂである第２の案内部１３ｂ２とが形成されている。

【0025】

第１の案内部１３ｂ１及び第２の案内部１３ｂ２は、光変換部材４１とセンサ部５０とを連通するための穴、又は、溝である。具体的には、第１の案内部１３ｂ１及び第２の案内部１３ｂ２のそれぞれは、第２支持部１４の他端面に形成されていてもよい。また、第１の案内部１３ｂ１及び第２の案内部１３ｂ２のそれぞれは、第１支持部１３の一端面と第２支持部１４の他端面との両方、つまり第１支持部１３から第２支持部１４に跨って形成されていてもよい。本実施の形態において、第１の案内部１３ｂ１及び第２の案内部１３ｂ２のそれぞれは、凹部１０ａに接続され、中心線Ｏと直交する方向に沿って延びてい
る。本実施の形態では、第１の案内部１３ｂ１及び第２の案内部１３ｂ２は、第１支持部１３に形成された溝である。

【0026】

案内部１３ｂは、蛍光部４０を拡散透過した一次光と、蛍光部４０によって一次光が波長変換された波長変換光とを含む二次光が通過する。つまり、案内部１３ｂでは、光変換部材４１が出射した二次光の漏れ光が出射する。

【0027】

一次光及び二次光を含めた光の光路において、案内部１３ｂを通過する二次光の光路は、貫通孔１３ａから貫通孔１４ａに至る光路と交差（本実施の形態では直交）している。

【0028】

また、案内部１３ｂには、例えば、その内面が高効率で二次光を反射するような、誘電体多層膜等がコートされていてもよく、ライトパイプ、ガラスロッド等が設けられていてもよい。案内部１３ｂの内部を通過した二次光は、筐体１０の外部に出射する。

【0029】

第１支持部１３及び第２支持部１４は、複数の励起光源２０及び蛍光部４０に生じた熱を放熱するための放熱部材として機能する。

【0030】

図示はしないが、第２支持部１４には、光ファイバと接続するための接続端子が設けられている。接続端子は、貫通孔１４ａと重なるように配置され、貫通孔１４ａを通過した二次光を通過させる。光ファイバは、二次光を伝送する導光部材、第２支持部１４の接続端子と機械的に接続されるコネクタ、及び、導光部材を蛍光部４０と対向する姿勢で保持する位置合わせ部品であるフェルール等を有する。

【0031】

第３支持部１５は、支持カバー１２の他方面側に配置されている。第３支持部１５は、制御部６０、駆動回路９０及び励起光源２０の基板を保持している。第３支持部１５は、第１支持部１３とネジ等の固定部材によって連結されることで、ハウジング１１に固定される。

【0032】

本実施の形態では、支持カバー１２、第１支持部１３及び第２支持部１４のそれぞれは、ネジ等の固定部材によってハウジング１１に連結されることで、ハウジング１１に固定される。こうして、ハウジング１１は、支持カバー１２と第１支持部１３及び第２支持部１４とに挟まれるように、配置されている。

【0033】

［励起光源２０］
複数の励起光源２０のそれぞれは、半導体発光素子レンズが含まれており、略コリメートされた一次光を出射する。複数の励起光源２０のそれぞれは、出射する一次光の光軸が略平行となるように、基板２１に実装されている。複数の励起光源２０のそれぞれは、基板２１の同一面に配置されている。つまり、基板２１の光学部材３０側には、複数の励起光源２０が配置されている。

【0034】

複数の励起光源２０のそれぞれは、光学部材３０の第１面３１に光を入射させるように、配置されている。複数の励起光源２０は、光学部材３０に向けて一次光を出射することで、光学部材３０等を介して蛍光部４０の他方面に一次光を入射させる。具体的には、複数の励起光源２０及び基板２１は、一次光の光軸が光学部材３０の第１面３１と交差するように支持カバー１２に固定されている。また、複数の励起光源２０は、基板２１を介して支持カバー１２に熱的に接続されている。一次光の光軸は、励起光源２０が出射する一次光の光軸であり、一方から他方に沿った方向と略平行な光軸である。

【0035】

なお、本実施の形態では、８つの励起光源２０を用いているが、７以下又は９以上の励起光源２０を用いてもよい。また、本実施の形態では、４つの励起光源２０を用いてもよ
い。本実施の形態では、励起光源２０が出射する一次光は、紫色から青色までの波長帯域のうちの所定の波長の光である。また、本実施の形態における複数の励起光源２０のそれぞれの出力は、ワット級（例えば１ワット以上）の光出力である。

【0036】

また、本実施の形態では、８つの励起光源２０を一組の励起光源２０として用いているが、複数組の励起光源２０を用いてもよい。この場合、光学部材３０は、一組の励起光源２０と一対一で対応する数だけ設けられる。

【0037】

励起光源２０は、半導体レーザによって構成されており、例えばＩｎＧａＮ系レーザダイオードで構成されているが、励起光源２０は、出射する一次光が蛍光部４０の光変換部材４１を励起できるのであれば、他の波長の半導体レーザ又はＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）であってもよい。

【0038】

なお、励起光源２０が出射する一次光の出力は、駆動回路９０によって制御される。また、励起光源２０には、蛍光部４０を励起しないレーザ光が一次光として含まれていてもよい。

【0039】

［光学部材３０］
光学部材３０は、透光性の凸レンズある。光学部材３０は、複数の励起光源２０から出射された一次光を集光して、蛍光部４０の他方面に入射させる。

【0040】

光学部材３０は、励起光源２０が出射する一次光の光軸と交差するようにハウジング１１内に配置されている。具体的には、光学部材３０は、複数の励起光源２０が出射した一次光が光学部材３０に直接入射するように、つまり、複数の励起光源２０のそれぞれの光軸と光学部材３０の中心線Ｏとが略平行となるようにハウジング１１内に配置されている。光学部材３０の中心線Ｏは、光学部材３０の中心を通過し、光学部材３０の第１面３１及び第２面３２に略垂直な線分（主軸）である。

【0041】

光学部材３０は、第１面３１と、第２面３２とを有する。光学部材３０では、第１面３１が曲面であり、第２面３２が平面である凸レンズである。第１面３１は、複数の励起光源２０と対向する面であり、複数の励起光源２０が出射した一次光が直接的に入射する面である。第２面３２は、第１面３１と反対側の面であり、第１面３１から入射して内部を透光した一次光が出射する面である。本実施の形態では、第１面３１は、半球状の面をなしている。

【0042】

［蛍光部４０］
蛍光部４０は、複数の励起光源２０のそれぞれが出射して光学部材３０で集光された一次光を波長変換光に変換する蛍光体（光学部材）であり、一次光と一次光の少なくとも一部を波長変換した波長変換光とを含む二次光を出射する。具体的には、蛍光部４０は、波長変換光を出射するとともに、光学部材３０で集光された一次光を拡散及び透過させる板状をなしている。

【0043】

蛍光部４０は、他方面に入射された一次光を波長変換して一方面から出射する。より具体的には、蛍光部４０には、光学部材３０で集光された一次光が他方面に入射される。蛍光部４０の他方面に入射された一次光の少なくとも一部は、波長変換されて、一方面から出射される。

【0044】

蛍光部４０は、第１支持部１３及び第２支持部１４に接触した状態で、第１支持部１３と第２支持部１４との間に配置されている。蛍光部４０は、他方面が光学部材３０の中心線Ｏと交差する姿勢となるように、ハウジング１１に形成されている凹部１０ａに配置さ
れて固定されている。言い換えれば、蛍光部４０は、第１支持部１３の貫通孔１３ａの一方側の開口を塞ぎ、かつ、第２支持部１４の貫通孔１４ａの一方側の開口を塞ぐように配置されている。また、蛍光部４０は、第１センサ５１と第２センサ５２との間であり、かつ、貫通孔１３ａ及び貫通孔１４ａとの間に配置されている。

【0045】

蛍光部４０は、平板状のプレートである。本実施の形態では、蛍光部４０は、例えば、透光部４２と、光変換部材４１（蛍光体層）とを有する。図示はしないが、蛍光部４０は、ＡＲ（ａｎｔｉ－ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ）層、反射膜を有していてもよい。この場合、蛍光部４０は、ＡＲ層、透光部４２、反射膜、及び、光変換部材４１がこの並び順で積層された多層構造体である。

【0046】

透光部４２は、透光性を有する基板であり、例えば、サファイア等で構成されている。なお、透光部４２には、熱伝導率の高いサファイア基板を用いているがこれには限定されない。透光部４２として、サファイア基板の代わりに、ガラス等の透明基板を用いてもよい。

【0047】

光変換部材４１は、一次光と一次光の少なくとも一部を波長変換した波長変換光とを含む二次光を出射する波長変換部材である。具体的には、光変換部材４１は、光学部材３０で集光された一次光の一部を波長変換することで波長変換光を出射するとともに、波長変換されない残りの一次光が拡散透過されて通過することで、一次光と波長変換光とからなる二次光を出射する。

【0048】

光変換部材４１は、一次光の少なくとも一部を波長変換した波長変換光を出射する蛍光体を含み、当該蛍光体をガラス等のセラミック、シリコーン樹脂等からなる透明材料であるバインダに分散されて保持されている。光変換部材４１は、例えばＹＡＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｇａｒｎｅｔ）系蛍光体、カズン系蛍光体、エスカズン系蛍光体、又は、ＢＡＭ（Ｂａ、Ｍｇ、Ａｌ）系蛍光体等であり、一次光の種類に応じて適宜選択することができる。なお、バインダは、セラミック、シリコーン樹脂に限定されるものではなく、透明ガラス等のその他の透明材料を用いてもよい。

【0049】

また、光変換部材４１は、例えば、赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体等であってもよく、一次光により、赤色光、緑色光、青色光等の波長変換光を出射してもよい。この場合、これらの赤色光、緑色光、青色光の波長変換光を混ぜて白色光としてもよい。

【0050】

本実施の形態では、光変換部材４１は、例えば、励起光源２０からの青色の一次光の一部を吸収して緑色～黄色の波長変換光と、光変換部材４１により吸収されず出射された青色の一次光とが合わさり、疑似的な白色の波長変換光を出射する。なお、光変換部材４１は、励起光源２０が青色の一次光を出射する場合、青色の一次光の一部を吸収して、緑色～黄色に波長変換する複数種類の蛍光体を含んでいてもよい。

【0051】

光変換部材４１は、温度が高くなると変換効率が下がる温度消光特性を有する。波長変換に伴う損失は熱に変わるため、光変換部材４１の放熱性を確保することは重要である。そこで、光変換部材４１に生じる熱を、サファイア基板等を介して放熱しやすくするために、蛍光部４０は、ハウジング１１及び第１支持部１３のそれぞれに接触されていることが好ましい。

【0052】

また、ＡＲ層は、透光部４２に対して一次光を高効率で透過させることができ、光の効率を高めることができる。また、反射膜は、誘電体多層膜等のダイクロイックミラーであり、青色の波長帯域から紫色の波長帯域までの一次光が透過し、青色の波長帯域から紫色の波長帯域以外の波長帯域の光を反射する。つまり、反射膜は、一次光を高効率で透過さ
せ、波長変換光を反射させることができる。

【0053】

［導光部材４５ａ、４５ｂ］
導光部材４５ａは第１センサ５１と第１の案内部１３ｂ１の開口との間、及び、導光部材４５ｂは第２センサ５２と第２の案内部１３ｂ２の開口との間に配置されている。図１に示す導光部材４５ａ、４５ｂは、例えば、ライトパイプである。本実施の形態では、導光部材４５ａ、４５ｂのそれぞれは、図３に示すように、筐体１０の外部に設けられているが、少なくとも一部が筐体１０の内部に設けられていてもよい。図３は、実施の形態に係る光源装置１の別の導光部材４５ｂ等を例示した部分断面図である。図３に示す導光部材４５ａ、４５ｂは、透光性の光ファイバである。図３に示すように、第１センサ５１及び第２センサ５２は、蛍光部４０よりも一方側に配置されている。この場合、導光部材４５ａは一部が屈曲して第１センサ５１に延び、導光部材４５ｂは一部が屈曲して第２センサ５２に延びていてもよい。

【0054】

導光部材４５ａ、４５ｂのそれぞれは、一次光及び波長変換光をセンサ部５０へガイドすることが可能である。具体的には、導光部材４５ａは、第１の案内部１３ｂ１の開口から出射された二次光を、フィルタ５１ａを介してセンサ部５０の第１センサ５１にガイドする。また、導光部材４５ｂは、第２の案内部１３ｂ２の開口から出射された二次光を、フィルタ５２ａを介してセンサ部５０の第２センサ５２にガイドする。導光部材４５ａ、４５ｂは、例えば、光ファイバ又はライトパイプ等である。なお、本実施の形態では、導光部材４５ａ、４５ｂを設けているが、光源装置１の必須の構成要件ではなく、設けられていなくてもよい。

【0055】

［センサ部５０］
センサ部５０は、一次光及び波長変換光のそれぞれを検出する。センサ部５０は、一次光及び波長変換光のそれぞれに感度を持つ複数のセンサを有する。つまり、本実施の形態では、センサ部５０は、一次光に感度を持つセンサである第１センサ５１と、波長変換光に感度を持つセンサである第２センサ５２とを有する。第１センサ５１及び第２センサ５２は、センサの一例である。

【0056】

センサ部５０は、光変換部材４１の二次光の出射側に配置される。具体的には、センサ部５０の第１センサ５１は、蛍光部４０を透過して第１の案内部１３ｂ１の開口から出射された二次光を受光できるように、フィルタ５１ａを介して、第１の案内部１３ｂ１の開口と対向して配置されている。また、センサ部５０の第２センサ５２は、蛍光部４０を透過して第２の案内部１３ｂ２の開口から出射された二次光を受光できるように、フィルタ５２ａを介して、第２の案内部１３ｂ２の開口と対向して配置されている。言い換えれば、第１センサ５１は、蛍光部４０から第１の案内部１３ｂ１の長手方向に沿った位置に配置され、第２センサ５２は、蛍光部４０から第２の案内部１３ｂ２の長手方向に沿った位置に配置される。このため、第１センサ５１及び第２センサ５２は、複数の励起光源２０から貫通孔１４ａに至るまでの一次光及び二次光の進行方向と略直交する方向に配置されている。

【0057】

本実施の形態では、センサ部５０は、蛍光部４０を透過した二次光を受光する透過型である。

【0058】

センサ部５０は、蛍光部４０の異常を検出する。具体的には、第１センサ５１及び第２センサ５２は、蛍光部４０から出射された二次光を検出することによって、蛍光部４０における光変換部材４１の異常を検出する。ここで、光変換部材４１の異常とは、蛍光部４０の破損、蛍光部４０の劣化によって一次光の出力が波長変換光の出力よりも大きくなること、一次光の漏れ等である。第１センサ５１は、異常を検出するための、一次光を示す
信号である第１信号を制御部６０に出力し、第２センサ５２は波長変換光を示す信号である第２信号を制御部６０に出力する。

【0059】

センサ部５０は、フォトダイオード、及び、信号受信が可能な撮像素子等の受光素子で構成されている。センサ部５０には、受光素子で受信するための増幅回路及び受信したアナログ信号をデジタル信号に変換する回路が接続されていてもよい。

【0060】

また、本実施の形態において、センサ部５０は、筐体１０の外側に配置されている。これにより、励起光源２０等の熱源から離すことで、センサ部５０の劣化及び検出精度を確保することができる。

【0061】

［制御部６０］
制御部６０は、センサ部５０が検出した一次光を示す信号である第１信号と、センサ部５０が検知した波長変換光を示す信号である第２信号とを取得する。制御部６０は、第１信号の出力値（出力電圧）と第２信号の出力値（出力電圧）との比率に基づいて動作安全パラメータを決定する。

【0062】

ここで、動作安全パラメータについて、図４及び図５を用いて説明する。図４は、光源装置１の光変換部材４１に一次光が入射し続けたときの様子を模式的に例示した図である。図５は、一次光に対する波長変換光の変換効率と時間との関係を例示した図である。図５の破線は、時間の経過に応じて変化する一次光の出力に対する波長変換光の出力の変換効率を示し、図５の実線は、時間の経過に応じて光源装置１から出射される光の出力を示している。

【0063】

図４のａ、ｂ及びｃに示すように、光変換部材４１が一次光を波長変換光に変換する際に、波長変換に伴う損失は熱に変わるため、光変換部材４１は、時間の経過とともに、温度が高くなる。しかし、上述したように、光変換部材４１は温度が高くなると変換効率が下がる温度消光特性を有するため、図４のｃに示すように、温度消光時では蛍光部４０に応力が加わり、蛍光部４０が変形する。これにより、図５の破線に示すように、一定時間を経過すると、蛍光部４０は応力によって異常が発生し、場合によっては蛍光部４０にクラックが生じたりする。そして、一次光を蛍光部４０に入射させ続ければ、蛍光部４０に応力が加わり続けるため、図４のｃ及び図５の破線に示すように、蛍光部４０の破損に至ってしまう。すると、一次光が筐体１０から漏れてしまうことがある。このため、このような事態が生じないように、光変換部材４１の劣化の状態を事前に予測する必要がある。

【0064】

そこで、図６に示すように、蛍光部４０の異常発生時から破損に至るまでの間に、異常判定基準値としての所定の閾値、又は、図６に示すように、所定時間において動作安全パラメータの正常時からの変化量ΔＳを設けることで、光源装置１を安全に動作させる。図５の破線の例では、所定の閾値以上が動作安全パラメータとなる。また、図６は、動作安全パラメータと時間との関係を例示した図である。

【0065】

また、制御部６０は、少なくとも１つの所定の閾値に対する動作安全パラメータ（所定の閾値と動作安全パラメータとの比較）、又は、動作安全パラメータの正常時からの変化量ΔＳに基づいて、励起光源２０を制御する。具体的には、制御部６０は、第１センサ５１及び第２センサ５２のそれぞれから取得した第１信号及び第２信号に基づいて、蛍光部４０つまり光変換部材４１における異常の有無を判定する。より具体的には、動作安全パラメータが一次光の出力に対する波長変換光の出力の変換効率を示すとき、動作安全パラメータが所定の閾値以下の場合に光変換部材４１に異常があると判定する。また、動作安全パラメータが波長変換光の出力に対する一次光の出力の割合（１／変換効率）を示すとき、動作安全パラメータが所定の閾値以上の場合に光変換部材４１に異常があると判定す
る。また、動作安全パラメータが正常時のパラメータに対する変化量ΔＳを示すとき、変化量ΔＳが所定値を超える場合、光変換部材４１に異常があると判定する。

【0066】

例えば、制御部６０は、第１信号及び第２信号に基づいて、蛍光部４０に異常があると判定した場合、複数の励起光源２０の駆動を停止させてもよく、蛍光部４０に異常があることを示す情報を周囲に報知してもよい。例えば、制御部６０は、蛍光部４０に異常があると判定した場合において、動作安全パラメータが異常判定基準値を下回った場合（閾値以下の場合に対応）又は動作安全パラメータが異常判定基準値を上回った場合（閾値以上の場合に対応）、駆動回路９０を制御することで、複数の励起光源２０に供給する電力を停止させる。また、制御部６０は、第１信号及び第２信号に基づいて、蛍光部４０に異常がないと判定した場合、何ら報知をしなくてもよく、蛍光部４０が正常であることを示す情報を周囲に報知してもよい。このように、制御部６０は、光源装置１の蛍光部４０の状態をモニタリングすることができる。

【0067】

［フィルタ５１ａ、５２ａ］
フィルタ５１ａは、第１センサ５１と第１の案内部１３ｂ１の開口との間、フィルタ５２ａは、第２センサ５２と第２の案内部１３ｂ２の開口との間に配置される。第１センサ５１と第１の案内部１３ｂ１の開口との間のフィルタ５１ａは、一次光以外の光、例えば、青色の波長帯域以外の波長帯域の光を吸収して遮光してもよい。また、第２センサ５２と第２の案内部１３ｂ２の開口との間のフィルタ５２ａは、波長変換光以外の光、例えば、青色の波長帯域の光を吸収して遮光してもよい。これにより、センサ部５０が検出したい波長帯域の光以外の光を遮光することができるため、センサ部５０による光変換部材４１の異常を検出するためのＳＮ比を向上させることができる。

【0068】

［駆動回路９０］
駆動回路９０は、電力線等によって電力系統と電気的に接続され、電力を複数の励起光源２０及びセンサ部５０のそれぞれに供給する。また、駆動回路９０は、複数の励起光源２０のそれぞれが一次光を出射するように、複数の励起光源２０のそれぞれの出力を駆動制御する。また、駆動回路９０は、制御部６０に制御されることで、複数の励起光源２０のそれぞれの駆動を停止させたりする。

【0069】

駆動回路９０は、複数の励起光源２０のそれぞれが出射する一次光を調光する機能を有してもよい。また、駆動回路９０は、パルス信号に基づいて、複数の励起光源２０のそれぞれを駆動する発振器等で構成されていてもよい。

【0070】

＜光の動作＞
このような光源装置１において、複数の励起光源２０のそれぞれから出射した一次光は、光学部材３０の第１面３１に入射し、光学部材３０を透光することで第２面３２から出射して集光されながら、貫通孔１３ａを通過して蛍光部４０の他方面に入射する。蛍光部４０の他方面に入射した一次光は、一部が光変換部材４１で吸収されて波長変換光を出射し、残りの一部の一次光が波長変換されずに蛍光部４０を透過する。蛍光部４０から出射した波長変換光及び一次光を含む二次光は、貫通孔１４ａを通過して光源装置１の外部に出射され、光ファイバに入射して、光ファイバを導光し先端部へと導かれ、先端部から出射する。先端部から出射した光は、所定の個所を照明することができる。また、蛍光部４０から出射した波長変換光及び一次光を含む一部の二次光は、第１の案内部１３ｂ１及び第２の案内部１３ｂ２を通過してフィルタ５１ａ、５２ａを介し、第１センサ５１及び第２センサ５２に入射することで、波長変換光及び一次光が検出される。

【0071】

＜制御部６０の処理動作＞
光源装置１における制御部６０の処理動作について、図７等を用いて説明する。

【0072】

図７は、光源装置の波長変換部材の異常の有無を判定する処理動作を例示したフローチャートである。

【0073】

図２及び図７に示すように、第１センサ５１は、一次光を示す信号である第１信号を制御部６０に出力し、第２センサ５２は波長変換光を示す信号である第２信号を制御部６０に出力する。制御部６０は、センサ部５０が検出した一次光を示す信号である第１信号と、センサ部５０が検知した波長変換光を示す信号である第２信号とを取得する（Ｓ１１）。

【0074】

制御部６０は、第１信号の出力値と第２信号の出力値との比率に基づいて動作安全パラメータを決定する（Ｓ１２）。

【0075】

制御部６０は、第１センサ５１及び第２センサ５２のそれぞれから取得した一次光を示す情報及び波長変換光を示す情報に基づいて、蛍光部４０つまり光変換部材４１における異常の有無を判定する。つまり、制御部６０は、動作安全パラメータが所定の閾値以下の場合、又は、動作安全パラメータが所定の閾値以上の場合、若しくは、変化量ΔＳが所定値を超える場合、光源装置１に異常があると判定する。具体的には、制御部６０は、動作安全パラメータが一次光の出力に対する波長変換光の出力の変換効率を示すとき、動作安全パラメータが所定の閾値以下の場合、動作安全パラメータが波長変換光の出力に対する一次光の出力の割合を示すとき、動作安全パラメータが所定の閾値以上の場合、又は、動作安全パラメータが正常時に対する変化量ΔＳを示すとき、変化量ΔＳが所定値を超える場合に光変換部材４１に異常があると判定する。

【0076】

制御部６０は、光変換部材４１に異常があると判定した場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、駆動回路９０を制御することで、複数の励起光源２０に供給する電力を停止させ、複数の励起光源２０の駆動を停止させる（Ｓ１４）。そして、制御部６０は、処理動作を終了する。

【0077】

また、制御部６０は、光変換部材４１に異常がないと判定した場合（Ｓ１３でＮＯ）、複数の励起光源２０の駆動を継続させる（Ｓ１５）。そして、制御部６０は、処理動作を終了する。

【0078】

［作用効果］
次に、本実施の形態における光源装置１の作用効果について説明する。

【0079】

上述したように、本実施の形態に係る光源装置１は、一次光を出射する励起光源２０と、一次光と、一次光の少なくとも一部を波長変換した波長変換光とを含む二次光を出射する光変換部材４１と、一次光及び波長変換光のそれぞれを検出するセンサ部５０と、センサ部５０が検出した一次光を示す信号である第１信号と、センサ部５０が検知した波長変換光を示す信号である第２信号とを取得する制御部６０とを備える。そして、制御部６０は、第１信号の出力値と第２信号の出力値との比率に基づいて動作安全パラメータを決定し、所定の閾値に対する動作安全パラメータ、又は、動作安全パラメータの正常時からの変化量ΔＳに基づいて、励起光源２０を制御する。

【0080】

例えば、センサの出力信号における変化量の時間微分値が小さい破損つまり、ゆっくりと光変換部材が劣化する場合に対しては、光変換部材の破損を事前に検出することができない場合がある。特に、励起光源から出射される一次光の出力が高い場合では、光変換部材が破損した場合、励起光源の駆動を即座に停止することが求められる。

【0081】

そこで本実施の形態によれば、動作パラメータを決定することで、所定の閾値に対する
動作安全パラメータ、又は、動作安全パラメータの正常時からの変化量ΔＳによって、光変換部材４１の異常を検知することができる。

【0082】

したがって、この光源装置１では、光変換部材４１の小さな破損状態を精度よく検出することができる。

【0083】

特に、光変換部材４１に異常がある場合、制御部６０は、励起光源２０の駆動を停止させたり、光変換部材４１に異常がない場合、制御部６０は、励起光源２０の駆動を継続させたりすることができる。このため、光源装置１の安全性を確保しながら使用することができる。

【0084】

特に、動作安全パラメータの正常時からの変化量ΔＳに基づいて、励起光源２０を制御する場合よりも、動作安全パラメータと所定の閾値とを比較することで、励起光源２０の制御する場合の方が、より素早く判定することで、励起光源２０の制御も素早く実行することができるため、光源装置１の安全性の確保をより実現し易い。

【0085】

また、本実施の形態に係る光源装置１において、センサ部５０は、光変換部材４１の二次光の出射側に配置される。

【0086】

例えば、励起光源側にセンサ部を配置することで、光変換部材から励起光源側に戻る光を検出することもできるが、この場合、少ない光量で検出する必要があるため、光変換部材の小さな破損状態を十分に検出できない場合がある。しかし、本実施の形態によれば、光変換部材４１から出射された二次光の一部を検出することで、Ｓ／Ｎ比を確保することができるため、光変換部材の小さな破損状態を精度よく検出することができる。

【0087】

また、本実施の形態に係る光源装置１において、制御部６０は、動作安全パラメータが所定の閾値以下の場合に前記光変換部材に異常があると判定する、又は、動作安全パラメータが所定の閾値以上の場合に前記光変換部材に異常があると判定する、若しくは、変化量ΔＳが所定値を超える場合、光変換部材４１に異常があると判定する。

【0088】

これによれば、動作パラメータによって、光変換部材４１に異常があるか否かを精度よくに判定することができる。

【0089】

また、本実施の形態に係る光源装置１において、光変換部材４１を収容する筐体１０を備える。そして、筐体１０には、光変換部材４１とセンサ部５０との間において、センサ部５０に二次光を導くための案内部１３ｂが形成されている。

【0090】

これによれば、光変換部材４１から直接出射された二次光をセンサ部５０に案内することができるため、センサ部５０は、一次光及び波長変換光を精度よく検出することができるようになる。

【0091】

また、本実施の形態に係る光源装置１において、案内部１３ｂは、光変換部材４１とセンサ部５０とを連通するための穴、又は、溝である。

【0092】

これによれば、穴、又は、溝を筐体１０に形成するだけで、光変換部材４１から出射された二次光の一部を取り出すことができる。

【0093】

また、本実施の形態に係る光源装置１は、一次光及び波長変換光をセンサ部５０へガイドすることが可能な導光部材４５ａ、４５ｂを備える。

【0094】

これによれば、光変換部材４１から出射された二次光の一部をできるだけ損失なくセンサ部５０へガイドすることができるため、センサ部５０は、一次光及び波長変換光をより精度よく検出することができるようになる。

【0095】

また、本実施の形態に係る光源装置１において、センサ部５０は、一次光及び波長変換光のそれぞれに感度を持つ複数のセンサを有する。

【0096】

これによれば、一次光及び波長変換光のそれぞれを検出することができるため、センサ部５０は、一次光及び波長変換光をより精度よく検出することができるようになる。

【0097】

（実施の形態の変形例）
本変形例では、センサ部５０が１つのセンサ５３で構成されている点、第１の案内部１３ｂ１だけが形成されている点、第２センサ側のフィルタ及び第２センサ側の導光部材が設けられていない点等で実施の形態の光源装置と相違する。本変形例おける他の構成は、特に明記しない場合は、実施の形態と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。

【0098】

図８は、実施の形態の変形例に係る光源装置１ａを例示した断面図である。図９は、実施の形態の変形例に係る光源装置１ａを例示したブロック図である。

【0099】

本変形例において、図８及び図９に示すように、センサ部５０は、一次光及び波長変換光の両方を検出する１つのセンサを有する。このため、光源装置１ａには、第２センサ、第２センサ側のフィルタ及び第２センサ側の導光部材が設けられておらず、凹部１０ａから第２センサに向かって延びる案内部１３ｂである第２の案内部も形成されていない。このため、センサ部５０のセンサ５３は、一次光を示す信号である第１信号、及び、波長変換光を示す信号である第２信号を制御部６０に出力する。

【0100】

このような、本変形例に係る光源装置１ａにおいて、センサ部５０は、一次光及び波長変換光の両方を検出する１つのセンサ５３を有する。

【0101】

これによれば、一次光及び波長変換光のそれぞれの検知を１つのセンサ５３で行うことができ、かつ、センサ部５０の大型化を抑制することができるため、光源装置１ａの大型化と、部品点数の削減とにより、光源装置１ａの製造コストの高騰化を抑制することができる。

【0102】

（その他変形例等）
以上、本開示に係る光源装置について、上記各実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思い付く各種変形を実施の形態に施したものも、本開示の範囲に含まれてもよい。

【0103】

例えば、上記実施の形態に係る光源装置に含まれる各部は典型的に集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。

【0104】

また、集積回路化はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又はＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。

【0105】

なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵ又はプロセッサ等のプログラム実行部が、ハードディスク又は半導体メモリ等の記憶媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。

【0106】

また、上記で用いた数字は、全て本開示を具体的に説明するために例示するものであり、本開示の実施の形態は例示された数字に制限されない。

【0107】

また、ブロック図における機能ブロックの分割は一例であり、複数の機能ブロックを一つの機能ブロックとして実現したり、一つの機能ブロックを複数に分割したり、一部の機能を他の機能ブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数の機能ブロックの機能を単一のハードウェア又はソフトウェアが並列又は時分割に処理してもよい。

【0108】

また、フローチャートにおける各ステップが実行される順序は、本開示を具体的に説明するために例示するためであり、上記以外の順序であってもよい。また、上記ステップの一部が、他のステップと同時（並列）に実行されてもよい。

【0109】

なお、上記の各実施の形態に対して当業者が思い付く各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。

【符号の説明】

【0110】

１、１ａ 光源装置
１０ 筐体
１３ｂ 案内部
２０ 励起光源
４１ 光変換部材
４５ａ、４５ｂ 導光部材
５０ センサ部
５１ 第１センサ（センサ）
５２ 第２センサ（センサ）
５３ センサ
６０ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】