CN110892191B - 光源装置和具有该光源装置的测距传感器 - Google Patents

光源装置和具有该光源装置的测距传感器 Download PDF

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Abstract

光源装置(10)具有照射激光的光源部(11)、聚光透镜(12)和透光性荧光体(13)。聚光透镜(12)会聚从光源部(11)照射的激光。透光性荧光体(13)在内部设置有由聚光透镜(12)会聚的激光的聚光点，在激光透过的部分处发出荧光。

Description

光源装置和具有该光源装置的测距传感器
技术领域
本发明涉及光源装置和具有该光源装置的测距传感器。
背景技术
近年来，使用了将射出蓝色激光的光源部、与被照射蓝色激光从而被激励并发出荧光的荧光体组合而成的光源装置。
例如，专利文献1中公开了如下光源装置，为了实现光源装置的小型化和高亮度化，该光源装置构成为使用被激光激励并且分别发出不同波长的荧光的多个荧光体，所述激光是从多个半导体激光器射出并由聚光透镜会聚而得的，各半导体激光器的发光点与各荧光体隔着聚光透镜而彼此成为共轭关系。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-120735号公报
专利文献2：日本特许第5649202号公报
专利文献3：日本特开2007-148418号公报
发明内容
但是，在上述现有的光源装置中，具有如下所示的问题。
即，上述公报所公开的光源装置是将荧光体混入到树脂等粘合剂中而形成的，因此，在从半导体激光器射出的激光照射到荧光体时，激光会在荧光体的内部散射。因此，无法高效地取出由荧光体发出的荧光，难以获得足够高亮度的光源。
此外，上述专利文献2中记载了使用单晶的荧光体的光源装置，该单晶的荧光体不使用树脂等粘合剂。但是，仅通过对单晶的荧光体照射激光，难以获得充分高亮度化的光源。
本发明的课题在于提供能够获得比以往更高亮度的光源的光源装置和具有该光源装置的测距传感器。
用于解决课题的手段
第1发明的光源装置具有照射激光的光源部、聚光透镜和透光性荧光体。聚光透镜会聚从光源部照射的激光。透光性荧光体部设置有被聚光透镜会聚的激光的聚光点，在激光透过的部分处发出荧光。
这里，以使聚光点位于透光性荧光体的内部的方式照射从光源部照射并被聚光透镜会聚的激光，使用在透光性荧光体中由激光激励而得的荧光来作为光源。
这里，作为上述光源部，例如可以使用照射蓝色激光的LD(Laser Diode：激光二极管)等。此外，从光源部照射的激光不限定于平行光，也可以是具有一些扩展的光。
作为上述聚光透镜，只要具有能够将激光会聚到透光性荧光体的功能即可，其形状是任意的。
上述透光性荧光体例如为多面体、球等块状的荧光体，包含单晶荧光体、透光性陶瓷荧光体等。而且，透光性是指被照射激光并在荧光体内部几乎没有激光进行散射的特性(还包含无散射的特性)，且指在荧光体的内部形成聚光点的程度的散射特性。此外，透光性是指在荧光体的内部所产生的荧光几乎不进行散射的特性(包含无散射的特性)。
由此，在透光性荧光体中的被照射了由聚光透镜会聚的激光的内部，沿着激光的传播方向，形成发出被激光激励而得的荧光的荧光光源部，并且利用透光性荧光体的特性，能够将激光在几乎不散射的情况下取入至内部。
其结果，由于能够高效地取出由形成于透光性荧光体的荧光光源部发出的荧光，所以能够获得比以往更高亮度的光源。
第2发明的光源装置在第1发明的光源装置中，透光性荧光体部设置有被聚光透镜会聚的激光的聚光点，激光以比入射到透光性荧光体的表面时的光束直径、和从透光性荧光体的表面射出时的光束直径中的任意光束直径都小的光束直径透过聚光点，在激光透过的部分处发出荧光。
这里，在透光性荧光体中，激光以比入射到透光性荧光体的激光、和从透光性荧光体射出的激光的各个光束直径都小的光束直径通过聚光点，在激光的透过部分处产生荧光。
由此，通过将激光会聚至透光性荧光体的内部来提高每单位体积的能量密度，能够获得比以往更高亮度的光源。
第3发明的光源装置在第1或第2发明的光源装置中，聚光点设置于透光性荧光体的从表面起500μm以内的范围。
这里，使激光会聚至透光性荧光体的从表面起500μm以内的范围。
由此，在透光性荧光体的激光会聚的部分，形成被激励而发出荧光的荧光光源部。而且，由于在透光性荧光体的从表面到内部500μm的位置的范围，几乎不产生散射地照射激光，所以能够高效地从期望的方向取出所发出的荧光。
第4发明的光源装置在第1或第2发明的光源装置中，聚光点设置于透光性荧光体的从表面起160μm以内的范围。
这里，作为更优选的范围，使激光会聚至透光性荧光体的从表面起160μm以内的范围。
由此，在透光性荧光体的激光会聚的部分，形成被激励而发出荧光的荧光光源部。而且，由于在透光性荧光体的从表面到内部160μm的位置的范围，几乎不产生散射地照射激光，所以能够高效地从期望的方向取出所发出的荧光。
第5发明的光源装置在第1～第4发明中的任意一个光源装置中，透光性荧光体为单晶荧光体。
这里，作为透光性荧光体，使用单晶荧光体。
由此，与现有的包含树脂等粘合剂的荧光体相比，被聚光透镜会聚的激光部几乎不进行散射地传播，因此，能够高效地发出荧光。因此，能够获得比以往更高亮度的光源。
第6发明的光源装置在第1～第4发明中的任意一个光源装置中，透光性荧光体具有球、椭圆体或多面体的形状。
这里，作为透光性荧光体，使用球、椭圆体或者多面体的荧光体。
由此，能够在球等透光性荧光体中的会聚有激光的部分，沿着激光传播方向形成被激光激励而发出荧光的荧光光源部。而且，由于在透光性荧光体的从表面到内部的范围内，几乎不产生散射地照射激光，所以能够高效地从期望的方向取出所发出的荧光
第7发明的光源装置在第1～第6发明中的任意一个光源装置中，该光源装置还具有取入用透镜，该取入用透镜至少会聚透光性荧光体发出的荧光。
这里，设置有取入用透镜，该取入用透镜取出在透光性荧光体的内部的被照射了激光的部分(荧光光源部)所发出的荧光。
由此，透光性荧光体发出的荧光从透光性荧光体中的取入用透镜的方向被取出到外部。
因此，能够获得比以往更高亮度的光源。
第8发明的光源装置在第7发明的光源装置中，该光源装置还具有光纤，由取入用透镜会聚的荧光被照射到所述光纤的第1端面，并且从所述光纤的与第1端面相反侧的第2端面射出荧光。
这里，在取出透光性荧光体的内部所发出的荧光的取入用透镜的下游侧配置光纤，该光纤从与入射侧(第1端面)相反的一侧(第2端面)射出从取入用透镜入射的荧光。
由此，能够从光纤的第1端面取入荧光，并从第2端面射出高亮度的光。
第9发明的光源装置在第8发明的光源装置中，相对于单一的透光性荧光体，设置有多个包含取入用透镜和光纤的荧光取入系统。
这里，相对于单一的透光性荧光体，配置有多个荧光取入系统(取入用透镜和光纤)。
由此，能够使多个荧光取入系统取入透光性荧光体发出的高亮度的荧光，并将该多个荧光取入系统分别作为高亮度的光源使用。
第10发明的光源装置在第7或第8发明中的任意一个光源装置中，取入用透镜配置成使透镜的中心轴与从光源部照射并被聚光透镜会聚的激光的激光传播的中心轴同轴。
这里，以使透镜的中心轴与透光性荧光体的内部的激光的激光传播的中心轴对准的方式，配置有取入用透镜。
由此，取入用透镜的中心轴与在透光性荧光体的内部形成的荧光发光部分(荧光光源部)的中心轴对准地配置，因此，能够高效地取出透光性荧光体发出的荧光。因此，能够获得比以往更高亮度的光源。
此外，由于取入用透镜的中心轴与在透光性荧光体的内部形成的荧光发光部分(荧光光源部)的中心轴对准地配置，所以能够将配置于光源部的下游侧的光学系统(聚光透镜、取入用透镜)配置在直线上。因此，能够容易地进行光轴调整，并且能够使光学系统小型化。
第11发明的光源装置在第8或第9发明的光源装置中，取入用透镜配置成使透镜中心轴相对于聚光透镜的透镜中心轴倾斜。
这里，将取入用透镜的中心轴配置成相对于聚光透镜的透镜中心轴倾斜(不同轴)。
由此，能够防止照射到透光性荧光体的激光中的、不被透光性荧光体吸收而透过的激光入射到取入用透镜。
因此，由于能够减少从光源装置射出的光中包含的激光的能量，所以能够获得确保了激光产品的安全基准的高亮度光源。
第12发明的光源装置在第8发明的光源装置中，包含取入用透镜和光纤的多个荧光取入系统配置成使取入用透镜位于以透光性荧光体为中心的1个球面上。
这里，相对于单一的透光性荧光体，将多个荧光取入系统(取入用透镜和光纤) 配置于以透光性荧光体为中心的公共的球面上。
由此，能够将透光性荧光体发出的高亮度的荧光取入至与透光性荧光体等距配置的多个荧光取入系统，并将该多个荧光取入系统作为高亮度的光源使用。
第13发明的光源装置在第1～第12发明中的任意一个光源装置中，相对于单一的透光性荧光体，设置有多个包含光源部和聚光透镜的激光会聚系统。
这里，相对于单一的透光性荧光体，配置有多个激光会聚系统(光源部和聚光透镜)。
由此，能够从多个部位对透光性荧光体照射激光而使用被激励的高亮度的荧光作为光源。
第14发明的光源装置在第13发明的光源装置中，多个激光会聚系统配置成使聚光透镜位于以透光性荧光体为中心的1个球面上。
这里，相对于单一的透光性荧光体，多个激光会聚系统(光源部和聚光透镜)配置在以透光性荧光体为中心的公共的球面上。
由此，能够从与透光性荧光体等距配置的多个激光会聚系统对透光性荧光体照射激光并取出高亮度的荧光，作为光源使用。
第15发明的光源装置在第1～第14发明中的任意一个光源装置中，透光性荧光体具有：第1面，其使激光透过并使荧光反射；以及第2面，其使激光反射并使荧光透过。
这里，在透光性荧光体上设置使激光透过并使荧光反射的面(第1面)、和使激光反射并使荧光透过的面(第2面)。
这里，上述第1面和第2面分别可以使用例如通过蒸镀或溅射等形成在透光性荧光体上的激光透过/荧光反射膜、激光反射/荧光透过膜等。
由此，通过在透光性荧光体中的激光入射的部分配置第1面，能够在第1面上，使对透光性荧光体照射的激光透过，并且向射出侧反射被激光激励而得的荧光。
而且，通过在射出被激光激励而得的荧光的部分配置第2面，能够反射对透光性荧光体照射的激光中的、不被透光性荧光体吸收而透过的激光并使其返回透光性荧光体的内部，并且使被激光激励而得的荧光透过并射出。
第16发明的光源装置在第1～第15发明中的任意一个光源装置中，该光源装置还具有凹面镜，该凹面镜配置于透光性荧光体的入射面侧，使从光源部照射的激光透过，并且向透光性荧光体的方向反射透光性荧光体发出的荧光中的、朝入射面侧发出的荧光。
这里，在透光性荧光体的入射面侧、即聚光透镜与透光性荧光体之间配置有使激光透过并反射荧光的凹面镜。
这里，上述凹面镜可以使用分色镜。
由此，能够使被聚光透镜会聚的激光透过并照射到透光性荧光体，并且，利用凹面镜向荧光的发光位置的方向反射透光性荧光体发出的荧光中的、朝透光性荧光体的入射面侧放射的荧光。
其结果，由于能够利用凹面镜高效地取出透光性荧光体发出的荧光，所以能够获得进一步高亮度化的光源。
第17发明的光源装置在第1至第15发明的任意一个光源装置中，该光源装置还具有凹面镜，该凹面镜配置于透光性荧光体的射出面侧，对从光源部照射并通过透光性荧光体的激光进行反射，并且，使透光性荧光体发出的荧光中的、朝射出面侧发出的荧光透过。
这里，在透光性荧光体的射出面侧配置有凹面镜，该凹面镜对激光进行反射并使荧光透过。
这里，上述凹面镜可以使用分色镜或者具有使荧光通过的开口的穿孔镜等。
由此，能够使透光性荧光体发出的荧光透过，并且利用凹面镜向荧光的发光位置的方向反射由聚光透镜会聚并透过透光性荧光体的激光。
其结果，利用凹面镜将透过透光性荧光体的激光再次向透光性荧光体的方向反射，由此能够高效地取出荧光，所以能够获得进一步高亮度化的光源。
第18发明的光源装置在第16或第17发明的光源装置中，凹面镜为分色镜或者具有开口部的穿孔镜。
这里，作为凹面镜，使用分色镜或者具有开口部的穿孔镜。
由此，关于设置于透光性荧光体的激光的入射面侧的凹面镜，能够使激光透过，并且向透光性荧光体中的发光位置的方向反射透光性荧光体发出并向入射面侧放射的荧光。
或者，关于设置于透光性荧光体的射出面侧的凹面镜，能够使透光性荧光体发出的荧光透过，并且向透光性荧光体中的发光位置的方向反射透过透光性荧光体的激光。
其结果，能够获得进一步高亮度化的光源。
第19发明的光源装置在第1发明的光源装置中，透光性荧光体具有球形的形状。
这里，作为透光性荧光体，使用球形的荧光体。
由此，能够在球形的透光性荧光体中的会聚有激光的部分，沿着激光传播方向形成被激光激励并发出荧光的荧光光源部。而且，由于在透光性荧光体的从表面到内部的范围内，几乎不产生散射地照射激光，所以能够高效地从期望的方向取出所发出的荧光。
第20发明的光源装置在第19发明的光源装置中，透光性荧光体具有：第1开口部，其取入从光源部照射并被聚光透镜会聚的激光；以及第2开口部，其取出通过激光而在透光性荧光体中发出的荧光。
这里，在球形的透光性荧光体上设置第1开口部和第2开口部，从第1开口部取入被聚光透镜会聚的激光，并且从第2开口部取出在透光性荧光体中激励出的荧光。
由此，能够使用具有取入激光的第1开口部和取出荧光的第2开口部的透光性荧光体取出高亮度的光。
第21发明的光源装置在第19或第20发明的光源装置中，包含光源部和聚光透镜的激光会聚系统配置成使激光会聚至球形的透光性荧光体的中心部分。
这里，使激光会聚至球形的透光性荧光体中的中心部分。
由此，能够在球形的透光性荧光体的中心部分形成发出荧光的荧光光源部，从荧光光源部朝向全方位射出荧光。
第22发明的光源装置在第19～第21发明中的任意一个光源装置中，在以透光性荧光体为中心的1个球面上，配置有多个包含光源部和聚光透镜的激光会聚系统。
这里，相对于单一的球形的透光性荧光体，将多个激光会聚系统(光源部和聚光透镜)配置在以透光性荧光体为中心的公共的球面上。
由此，能够从与透光性荧光体等距配置的多个激光会聚系统对球形的透光性荧光体照射激光并取出高亮度的荧光，作为光源使用。
第23发明的光源装置在第19～第22发明中的任意一个光源装置中，该光源装置还具有：取入用透镜，其会聚透光性荧光体发出的荧光；以及光纤，由取入用透镜会聚的荧光被照射到所述光纤的第1端面，并且从所述光纤的与第1端面相反侧的第 2端面射出荧光。
这里，在透光性荧光体的下游侧配置取入用透镜和光纤，该取入用透镜取出在透光性荧光体的内部的被照射了激光的部分(荧光光源部)处发出的荧光，该光纤从与入射侧(第1端面)相反侧(第2端面)射出从取入用透镜入射的荧光。
由此，透光性荧光体发出的荧光从透光性荧光体中的取入用透镜的方向被取出到外部。而且，能够从光纤的第1端面取入由取入用透镜会聚的荧光，从第2端面射出高亮度的光。
第24发明的光源装置在第23发明的光源装置中，在以透光性荧光体为中心的1 个球面上，配置有多个包含取入用透镜和光纤的荧光取入系统。
这里，相对于单一的球形的透光性荧光体，将多个荧光取入系统(取入用透镜和光纤)配置在以透光性荧光体为中心的公共的球面上。
由此，能够将由球形的透光性荧光体发出的高亮度的荧光取入至与透光性荧光体等距配置的多个荧光取入系统，并将该多个荧光取入系统分别作为高亮度的光源使用。
第25发明的光源装置在第23或第24发明的光源装置中，取入用透镜配置成使透镜的中心轴与从光源部照射并被聚光透镜会聚的激光的光轴同轴。
这里，以使透镜的中心轴与透光性荧光体内部的激光的激光传播的中心轴对准的方式，配置荧光取入系统中包含的取入用透镜。
由此，由于取入用透镜的中心轴与在球形的透光性荧光体的内部形成的荧光发光部分(荧光光源部)的中心轴对准地配置，所以能够高效地取出透光性荧光体发出的荧光。因此，能够获得比以往更高亮度的光源。
此外，由于取入用透镜的中心轴与在球形的透光性荧光体的内部形成的荧光发光部分(荧光光源部)的中心轴对准地配置，所以能够将配置于光源部的下游侧的光学系统(聚光透镜、取入用透镜等)配置在直线上。因此，能够容易地进行光轴调整，并且能够使光学系统小型化。
第26发明的光源装置在第23或第24发明的光源装置中，取入用透镜配置成使透镜中心轴相对于聚光透镜的透镜中心轴倾斜。
这里，将取入用透镜的中心轴配置成相对于聚光透镜的透镜中心轴倾斜(不同轴)。
由此，能够防止照射到透光性荧光体的激光中的、不被透光性荧光体吸收而透过的激光入射到取入用透镜。
因此，由于取入用透镜仅取入在透光性荧光体中被激光激励而得的荧光，所以能够获得比以往更高亮度的光源。
第27发明的光源装置具有照射激光的光源部、聚光透镜、透光性荧光体、反射膜、第1开口部和第2开口部。聚光透镜会聚从光源部照射的激光。透光性荧光体在激光透过的部分处发出荧光。反射膜设置于透光性荧光体的表面的至少一部分，对激光或荧光进行反射。第1开口部形成于反射膜中的激光的入射侧的一部分，使激光入射。第2开口部形成于反射膜中的荧光的射出侧的一部分，使荧光射出。
这里，将从光源部照射并被聚光透镜会聚的激光照射到透光性荧光体，使用在透光性荧光体中被激光激励而得的荧光形成光源，并且在透光性荧光体的表面的至少一部分设置有反射膜。而且，在透光性荧光体上设置第1开口部和第2开口部，从第1 开口部取入被聚光透镜会聚的激光，并且从第2开口部取出在透光性荧光体中激励出的荧光。
由此，能够经由第1开口部将激光取入到透光性荧光体的内部，并且向期望的方向反射被取入到透光性荧光体的激光、或从透光性荧光体中的激光的通过部分发出的荧光，经由第2开口部取出荧光。
其结果，由于能够高效地取出形成于透光性荧光体的荧光光源部发出的荧光，所以能够获得比以往更高亮度的光源。
第28发明的测距传感器具有：第1～第27发明中的任意一个的光源装置；受光部，其接收从光源装置照射的光的反射光；以及测量部，其根据由受光部接收到的光的量，测量离对象物的距离。
这里，使用上述的光源装置构成了测距传感器。
由此，由于能够使用比以往更高亮度化的光源，所以可获得能够延长测量距离、能够提高响应速度等效果。
第29发明的测距传感器在第28发明的测距传感器中，该测距传感器还具有色像差焦点透镜，光源装置输出的包含多个波长的光通过所述色像差焦点透镜。受光部接收经由色像差焦点透镜照射到对象物的包含多个波长的光的反射光。测量部根据受光部中的受光量为最大的反射光的波长，测量离对象物的距离。
这里，构成了共焦式的测距传感器，该共焦式的测距传感器通过使用色像差焦点透镜按照每个波长(每个颜色)分离包含多个波长的光并检测各波长的光的峰值来测量离对象物的距离。
由此，如上所述，由于使用照射比以往更高亮度化的光的光源装置构成了测距传感器，所以能够获得高性能的共焦式的测距传感器。
发明效果
根据本发明的光源装置，能够获得比以往更高亮度的光源。
附图说明
图1是示出搭载有本发明一个实施方式的光源装置的共焦计测装置的结构的示意图。
图2是示出图1的共焦计测装置所搭载的光源装置的结构的示意图。
图3是将图2的光源装置的主要部分放大的示意图。
图4是示出在图3的透光性荧光体的内部形成的荧光光源部的形状的示意图。
图5是示出本发明实施方式2的光源装置的结构的示意图。
图6是将图5的光源装置的主要部分放大的示意图。
图7是示出图5的光源装置中包含的凹面镜(分色镜)的波长特性的曲线图。
图8是示出本发明实施方式3的光源装置的结构的示意图。
图9是将图8的光源装置的主要部分放大的示意图。
图10是示出图8的光源装置中包含的凹面镜(分色镜)的波长特性的曲线图。
图11是示出本发明实施方式4的光源装置的结构的示意图。
图12的(a)是示出图11的光源装置所包含的透光性荧光体中的光的折射的示意图。图12的(b)是作为比较例示出图2的光源装置所包含的透光性荧光体中的光的折射的示意图。
图13是示出本发明实施方式5的光源装置的结构的示意图。
图14是示出在图13的光源装置所包含的透光性荧光体的内部形成的聚光点的位置的示意图。
图15是示出本发明实施方式6的光源装置的结构的示意图。
图16是示出在图15的光源装置所包含的透光性荧光体的内部形成的聚光点的位置的示意图。
图17是示出本发明实施方式7的光源装置的结构的示意图。
图18是示出本发明实施方式8的光源装置的结构的示意图。
图19是示出本发明实施方式9的光源装置的结构的示意图。
图20是示出本发明实施方式10的光源装置的结构的示意图。
图21是示出图20的光源装置所包含的透光性荧光体的结构的放大图。
图22是示出本发明实施方式11的光源装置的结构的示意图。
图23是示出图22的光源装置所包含的透光性荧光体的结构的示意图。
图24是示出本发明实施方式12的光源装置的结构的示意图。
图25是示出本发明实施方式13的光源装置的结构的示意图。
图26是示出本发明实施方式14的光源装置的结构的示意图。
图27是示出本发明实施方式15的光源装置的结构的示意图。
图28是示出本发明实施方式16的光源装置的结构的示意图。
图29是示出本发明实施方式17的光源装置的结构的示意图。
图30是示出本发明实施方式18的光源装置的结构的示意图。
图31是按照透光性荧光体的每个吸收系数示出在图3的透光性荧光体的内部形成的聚光点到荧光体表面的距离、与荧光体内部的放射亮度的关系的曲线图。
图32是用于说明作为图31的曲线图的根据的式子的图。
具体实施方式
(实施方式1)
关于本发明一个实施方式的光源装置10和具有该光源装置10的共焦计测装置(测距传感器)50，如果使用图1～图4、图31和图32进行说明，则如下所述。
(共焦计测装置50)
如图1所示，搭载有本实施方式的光源装置10的共焦计测装置50是利用共焦光学系统对计测对象物T的位移进行计测的计测装置。由共焦计测装置50计测的计测对象物T例如有液晶显示面板的单元间隙等。
如图1所示，共焦计测装置50具有：头部51，其具有共焦的光学系统；控制器部53，其经由光纤52被光学地连接；以及监视器54，其显示从控制器部53输出的信号。
头部51在筒状的壳体部内具有衍射透镜(色像差焦点透镜)51a、配置在比衍射透镜51a靠计测对象物T侧的位置的物镜51b和设置在光纤52与衍射透镜51a之间的聚光透镜51c。
衍射透镜51a使从后述的射出多个波长的光的光源(例如，白色光源)射出的光沿着光轴方向产生色像差。衍射透镜51a在透镜的表面上周期地形成例如相息 (kinoform)形状或者二元形状(阶梯形状、楼梯形状)等细小的起伏形状。另外，衍射透镜51a的形状不限定于上述结构。
物镜51b将在衍射透镜51a中产生色像差的光会聚至计测对象物T。
聚光透镜51c设置在光纤52与衍射透镜51a之间，以使光纤52的数值孔径与衍射透镜51a的数值孔径一致。
这是因为，从光源射出的光经由光纤52而被引导至头部51，通过衍射透镜51a 有效地利用从光纤52射出的光需要使光纤52的数值孔径(NA：numerical aperture) 与衍射透镜51a的数值孔径一致。
光纤52是从头部51到控制器部53的光路，并且也作为针孔发挥功能。即，由物镜51b会聚的光中的、对焦于计测对象物T的光在光纤52的开口部处对焦。因此，光纤52作为遮挡未对焦于计测对象物T的波长的光并使对焦于计测对象物T的光通过的针孔发挥功能。
共焦计测装置50可以为在从头部51到控制器部53的光路中不使用光纤52的结构，但是，通过在该光路中使用光纤52，能够使头部51相对于控制器部53挠性地移动。此外，在从头部51到控制器部53的光路中不使用光纤52的结构的情况下，共焦计测装置50需要具有针孔，但是，在使用光纤52的结构的情况下，共焦计测装置50无需具有针孔。
控制器部53在内部搭载有作为光源的光源装置10、分支光纤56、分光器57、摄像元件(受光部)58和控制电路部(测量部)59。另外，之后叙述光源装置10的详细结构。
分支光纤56在与形成从头部51到控制器部53的光路的光纤52连接的连接侧具有一根光纤55a，在该连接侧的相反侧具有2根光纤15、55b。另外，光纤15构成后述的光源装置10的一部分。光纤55b与分光器57连接，从端面取入由分光器57会聚的光。
因此，分支光纤56将从光源装置10射出的光引导至光纤52并从头部51照射到计测对象物T。并且，分支光纤56经由光纤52和头部51将在计测对象物T的表面上反射的光引导至分光器57。
分光器57具有：凹面镜57a，其对经由头部51而返回的反射光进行反射；衍射光栅57b，被凹面镜57a反射的光入射到该衍射光栅57b；以及聚光透镜57c，其会聚从衍射光栅57b射出的光。另外，分光器57只要能够按照每个波长划分经由头部 51而返回的反射光即可，可以为切尔尼-特纳(Czerny-Turner)类型或Littrow(利特罗)类型等任意结构。
摄像元件58为测量从分光器57射出的光的强度的线性CMOS(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)、CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器件)。这里，在共焦计测装置50中，由分光器57和摄像元件58构成测量部，该测量部按照每个波长测量经由头部51而返回的反射光的强度。
另外，测量部只要能够按照每个波长测量从头部51返回的光的强度即可，也可以由CCD等摄像元件58的单体构成。此外，摄像元件58也可以为二维的CMOS、二维的CCD。
控制电路部59对光源装置10、摄像元件58等的动作进行控制。此外，虽然未图示，但是，控制电路部59具有输入用于调整光源装置10、摄像元件58等的动作的信号的输入接口、输出摄像元件58的信号的输出接口等。
监视器54显示摄像元件58所输出的信号。例如，监视器54描绘从头部51返回的光的光谱波形，显示计测对象物的位移。
在本实施方式的共焦计测装置50中，通过搭载以下的光源装置10，能够获得高亮度的光源。
由此，作为计测装置，可获得能够延长测量距离、能够提高响应性等效果。
另外，关于光源装置10的结构，以下详细地进行说明。
(光源装置10)
本实施方式的光源装置10被搭载为上述的共焦计测装置50的光源，如图2所示，具有光源部11、聚光透镜12、透光性荧光体13、取入用透镜14和光纤15。
光源部11例如为射出峰值波长为450nm左右的激光的半导体激光器，并且向聚光透镜12的方向照射激光来作为用于使透光性荧光体13发出荧光的激励光。
聚光透镜12是入射面和射出面均为凸状的透镜，并且将从光源部照射的激光会聚至透光性荧光体13的内部。详细而言，聚光透镜12将激光会聚至透光性荧光体 13的从入射面13a起500μm以内的距离。
另外，之后详细叙述由聚光透镜12会聚的激光的聚光点X的位置(到入射侧表面的深度)。
透光性荧光体13例如是掺杂有Ce离子的YAG的单晶荧光体，如图2所示，具有板状的形状。此外，透光性荧光体13具有沿着与激光传播方向垂直的面分别配置的入射面13a和射出面13b。而且，透光性荧光体13在被照射从光源部11照射并由聚光透镜12会聚的激光的部分处，如图2所示，朝向全方位发出具有480～750nm 的范围的波长的荧光。
而且，如图3所示，在透光性荧光体13中的被照射了激光的部分，形成沿着激光的传播方向较长的大致筒状的荧光光源部20。
荧光光源部20形成于激光通过透光性荧光体13的内部的部分，如图3和图4 所示，具有在激光传播方向上较长的大致筒状的形状。
而且，荧光光源部20在各部分处朝向全方位发出荧光，因此，能够视作在透光性荧光体13的内部形成的光源。具体而言，如图4所示，荧光光源部20在沿着激光的传播方向的长度方向上的中央部分具有截面的圆的半径变小的直径缩小部，并具有截面的圆的半径朝向两端变大的大致圆筒状的形状。
即，荧光光源部20形成为使激光的聚光点X位于直径缩小部截面20b。而且，荧光光源部20形成为与激光的扩散对应地使入射侧截面20a和射出侧截面20c的截面积大于直径缩小部截面20b。
例如，荧光光源部20在激光的入射侧的端面(入射侧截面20a)、大致筒状的中央部分的直径缩小部(直径缩小部截面20b)、激光的射出侧的端面(射出侧截面20c) 处分别朝向全方位发出荧光。
因此，由荧光光源部20发出的荧光中的、被取入用透镜14会聚至光纤15的端面(第1面)的荧光的光量成为位于在取入用透镜14的透镜中心轴A2方向上延伸的光纤15的景深内的荧光光源部20所发出的荧光中的、由取入用透镜14取入的光量。
另外，景深表示在被摄体侧(物面侧)，在使用透镜而对准焦点的位置的前后在实际使用上视作对准焦点的范围。此外，焦深是将景深置换到胶片侧(像面侧)而得的。即，位于景深中的物体能够全部对准焦点地拍摄。
此外，将景深中的、对准焦点的位置的后侧称作后方景深、对准焦点的位置的前侧称作前方景深。
与聚光透镜12同样，取入用透镜14是入射面和射出面均为凸状的透镜，配置于透光性荧光体13中的激光传播的方向上的下游侧。而且，取入用透镜14将在透光性荧光体13的内部(荧光光源部20)所发出的荧光会聚至光纤15的端面。
此外，如图3所示，取入用透镜14配置成使透镜中心轴A2与透光性荧光体13 的内部的激光传播的中心轴A1同轴(位于一条直线上)。这样，通过配置成使激光传播的中心轴A1与取入用透镜14的透镜中心轴A2成为同轴，能够使由荧光光源部 20发出的荧光高效地从第1面15a入射到光纤15内。
光纤15是构成上述的共焦计测装置50的分支光纤56的1根光纤，并且在内部形成从共焦计测装置50的头部51照射的光的光路。
此外，如图3所示，光纤15具有供由取入用透镜14会聚的荧光入射的端面(第 1面15a)和该端面的相反侧的射出侧的端面(第2面15b)。
由此，光纤15能够从第2面15b射出从第1面15a入射的光。
在本实施方式的光源装置10中，根据如上所述的结构，如图2所示，由聚光透镜12将从光源部11照射的激励用的激光会聚至透光性荧光体13的内部。而且，如图3所示，由取入用透镜14将在透光性荧光体13内部的激光的会聚部分产生的荧光会聚至光纤15的第1面15a。
这里，在本实施方式的光源装置10中，如上所述，将由聚光透镜12会聚的激光照射到单晶的荧光体(透光性荧光体13)的内部。
这时，当激光入射到单晶的荧光体(透光性荧光体13)时，在荧光体内几乎不扩散光的情况下，激励出荧光并透过荧光体内部。
即，在本实施方式的光源装置10中，使用几乎不使入射到内部的激光散射的单晶荧光体(透光性荧光体)。因此，与现有的使用树脂等粘合剂进行加固的荧光体相比，能够高效地取出利用入射到内部的激光而发出的荧光，能够获得比以往更高亮度的光源。
<聚光点X的位置(深度)>
在本实施方式中，由聚光透镜12形成在透光性荧光体13的内部的激光的聚光点 X形成在透光性荧光体13的从入射侧的表面起500μm以内、更加优选为160μm以内。
这里，作为最大光量的聚光点X通过由光源部11和聚光透镜12决定的激光NA、到透光性荧光体13的入射激光的表面的距离和透光性荧光体13的吸收系数来确定。
图31是按照透光性荧光体13的每个吸收系数示出在透光性荧光体13的内部形成的聚光点X到荧光体表面的距离(深度)与荧光体内部的放射亮度的关系的曲线图。
另外，在图31所示的曲线图中，示出设焦点位置半径(束腰半径)为20μm、激光NA(Numerical Aperture：数值孔径)为0.06的情况下的聚光点X到荧光体表面的距离与荧光体内部的放射亮度的关系。
具体而言，图31所示的曲线图按照透光性荧光体13的每个吸收系数20、40、 80、160/cm，示出荧光体内放射亮度相对于聚光点X的深度(到荧光体表面的距离) 的变化。
此外，在图31所示的曲线图中，按照每个吸收系数描绘出在从荧光体表面到聚光点X的距离为0μm、即在聚光点X位于表面时，设荧光体内的放射亮度为1.00 (W/sr/m3)时的相对放射亮度。而且，将成为比1.00(W/sr/m3)大的放射亮度的聚光点X的深度规定为数值范围。
例如，在透光性荧光体13的吸收系数为20/cm的情况下，如图31的曲线图所示，从荧光体表面到聚光点X的距离(深度)为0～500μm的范围成为比1.00(W/sr/m3) 大的放射亮度。另一方面，当从荧光体表面到聚光点X的距离(深度)超过500μm 时，成为比1.00(W/sr/m3)小的亮度。因此，在透光性荧光体13的吸收系数为20/cm 的情况下，如果为500μm以内，则能够获得高亮度的光源。
接着，在透光性荧光体13的吸收系数为40/cm的情况下，如图31的曲线图所示，从荧光体表面到聚光点X的距离(深度)为0～300μm的范围成为比1.00(W/sr/m3) 大的放射亮度。另一方面，当从荧光体表面到聚光点X的距离(深度)超过300μm 时，成为比1.00(W/sr/m3)小的亮度。因此，在透光性荧光体13的吸收系数为40/cm 的情况下，如果为300μm以内，则能够获得高亮度的光源。
接着，在透光性荧光体13的吸收系数为80/cm的情况下，如图31的曲线图所示，从荧光体表面到聚光点X的距离(深度)为0～160μm的范围成为比1.00(W/sr/m3) 大的放射亮度。另一方面，当从荧光体表面到聚光点X的距离(深度)超过160μm 时，成为比1.00(W/sr/m3)小的亮度。因此，在透光性荧光体13的吸收系数为80/cm 的情况下，如果为160μm以内，则能够获得高亮度的光源。
接着，在透光性荧光体13的吸收系数为160/cm的情况下，如图31的曲线图所示，从荧光体表面到聚光点X的距离(深度)为0～80μm的范围成为比1.00(W/sr/m3) 大的放射亮度。另一方面，当从荧光体表面到聚光点X的距离(深度)超过80μm 时，成为比1.00(W/sr/m3)小的亮度。因此，在透光性荧光体13的吸收系数为160/cm 的情况下，如果为80μm以内，则能够获得高亮度的光源。
如上所述，为了获得高亮度化的光源，从荧光体表面到聚光点X的距离(深度) 优选为500μm以下。
此外，作为更优选的范围，在吸收系数为80/cm的情况下，为了获得高亮度化的光源，从高亮度化的荧光体表面到聚光点X的距离(深度)优选为160μm以下。
另外，图31所示的曲线图通过以下的式1的式子导出。
[式1]
Figure GDA0003249976490000181
L(x)：每单位面积的放射亮度[W/m2 sr]
α：荧光体的吸收系数[m-1]
A：转换效率[W/W]
ILD：LD功率[W]
S(x’-x)：截面积[m2]
t：荧光体厚度[m]
x：从表面到聚光位置的距离[m]
x’：从表面到计测位置的距离[m]
rBW：聚光位置的半径[m]
即，如图32所示，式1的式子为使用转换效率A、透光性荧光体13的吸收系数α、LD功率ILD、截面积S(x’-x)、透光性荧光体13的厚度t、从表面到透光性荧光体 13内的聚光点X的距离x、从表面到计测位置的距离x’、聚光位置处的激光器半径 rBW来表示每单位面积的放射亮度L(x)的关系式。
另外，在上述式1的式子中，截面积S(x’-x)通过以下的式2的关系式表示。
[式2]
S(x′-x)＝(rBW+|x′-x|×tanθ)2×π
这里，截面积近似为从聚光位置起以激光NA(0.06)扩展的截面积。此外，在聚光位置处，具有有限面积SBW，其半径设为rBW。在光学系统中无法缩小衍射极限以上，因此，设有效面积为变量。
另外，透光性荧光体13的吸收系数α使用以下的式3的关系式表示。
即，在设入射到透光性荧光体13之前的光的强度为I0时，入射后的光的强度I 根据兰伯特比尔定律而使用吸收系数α通过以下的式子表示。
[式3]
I＝I0e-αx
这里，x为介质的距离。
能够获得高亮度化的光源的I的范围为0.2≤I≤1。
(实施方式2)
关于本发明实施方式2的光源装置，如果使用图5至图7进行说明，则如下所述。
如图5所示，本实施方式的光源装置110在透光性荧光体113与取入用透镜14 之间设置有凹面镜116，此点与上述实施方式1不同。
另外，光源装置110的其他结构与上述实施方式1的光源装置10相同，因此，这里标注相同的标号并省略该结构的详细说明。
如图5所示，本实施方式的光源装置110具有光源部11、聚光透镜12、透光性荧光体113、凹面镜116、取入用透镜14和光纤15。
透光性荧光体113例如是掺杂有Ce离子的YAG的单晶荧光体，具有板状的形状。
凹面镜116配置于透光性荧光体113与取入用透镜14之间，在靠透光性荧光体 113侧的入射面具有凹状的反射面。而且，凹面镜116具有使被透光性荧光体113激励而得的荧光透过、并且对透过透光性荧光体113的激光进行反射的特性。
由此，能够在不被凹面镜116遮挡的情况下，由取入用透镜14取入从在透光性荧光体113的内部形成的荧光光源部120朝向全方位放射的荧光中的、向取入用透镜 14侧放射的荧光。
并且，如图6所示，能够利用凹面镜116反射不被透光性荧光体113吸收而透过的激光并使其返回透光性荧光体113侧。
其结果，透光性荧光体113能够取入比在上述实施方式1中照射的激光更多的激励光并对荧光进行激励，所以，能够获得比以往进一步高亮度化的光源。
此外，通过使透光性荧光体113比上述实施方式1的透光性荧光体13薄，能够增多在透过透光性荧光体13之后被凹面镜116反射并再次照射到透光性荧光体13的激光，能够获得进一步高亮度化的光源。
并且，如图6所示，凹面镜116配置成使凹状的曲面的中心处于荧光光源部120 的中心轴A1上。
由此，能够使所反射的激光再次会聚至发出荧光的部分(荧光光源部120)的位置。
其结果，透光性荧光体113能够取入比在上述实施方式1中照射的激光更多的激励光并对荧光进行激励，所以，能够获得比以往进一步高亮度化的光源。
此外，凹面镜116更优选具有以被聚光透镜12会聚至透光性荧光体113内的激光的聚光点X为中心的球面或者非球面的形状。
由此，能够使所反射的激光再次会聚至发出荧光的部分(荧光光源部120)。
其结果，取入用透镜14能够取入比在上述实施方式1中所取入的荧光更多的荧光并会聚至光纤15的第1面15a，因此，能够进一步高效地获得高亮度化的光源。
另外，作为凹面镜116，可以使用分色镜、或者将反射激光的反射膜蒸镀在凹凸透镜的凹面上的透镜、在使荧光通过的部分具有开口且在凹状的面上对激光进行反射的穿孔镜等。
例如，在使用分色镜作为凹面镜116的情况下，如图7所示，通过使大约480nm 以下的波长的光(激光)反射并且使比大约480nm大的波长的光(荧光)透过，能够使荧光透过并使激光反射。
(实施方式3)
关于本发明实施方式3的光源装置，如果使用图8至图10进行说明，则如下所述。
如图8所示，本实施方式的光源装置210在聚光透镜12与透光性荧光体13之间设置有凹面镜216，此点与上述实施方式1不同。
另外，光源装置210的其他结构与上述实施方式1的光源装置10相同，因此，这里标注相同的标号并省略该结构的详细说明。
如图8所示，本实施方式的光源装置210具有光源部11、聚光透镜12、凹面镜 216、透光性荧光体13、取入用透镜14和光纤15。
凹面镜216配置于聚光透镜12与透光性荧光体13之间，在靠透光性荧光体13 侧的面上具有凹状的反射面。而且，凹面镜216具有使由聚光透镜12会聚的激光透过、并且对在透光性荧光体13的内部发出的荧光进行反射的特性。
由此，能够在不被凹面镜216遮挡的情况下将从光源部11照射并由聚光透镜12 会聚的激光照射到透光性荧光体13。并且，如图9所示，能够利用凹面镜216对从在透光性荧光体13的内部形成的荧光光源部220朝向全方位放射的荧光中的、向聚光透镜12侧放射的荧光进行反射并使其返回透光性荧光体113侧。
其结果，取入用透镜14能够取入比在上述实施方式1中所取入的荧光更多的荧光并会聚至光纤15的第1面15a，因此，能够获得比以往进一步高亮度化的光源。
并且，凹面镜216配置成使凹状的曲面的中心处于荧光光源部220的中心轴A1 上。
由此，能够使所反射的荧光会聚至发出荧光的部分(荧光光源部220)的位置。
其结果，取入用透镜14能够取入比在上述实施方式1中所取入的荧光更多的荧光并会聚至光纤15的第1面15a，因此，能够进一步高效地获得高亮度化的光源。
此外，凹面镜216更优选具有以被聚光透镜12会聚至透光性荧光体13内的激光的聚光点X为中心的球面或者非球面的形状。
由此，能够使所反射的荧光会聚至发出荧光的部分(荧光光源部220)。
其结果，取入用透镜14能够取入比在上述实施方式1中所取入的荧光更多的荧光并会聚至光纤15的第1面15a，因此，能够进一步高效地获得高亮度化的光源。
另外，作为凹面镜216，可以使用分色镜、或者使反射荧光的反射膜蒸镀在凹凸透镜的凹面上的透镜、在使荧光通过的部分具有开口且在凹状的面上对荧光进行反射的穿孔镜等。
例如，在使用分色镜作为凹面镜216的情况下，如图10所示，通过使大约480nm 以下的波长的光(激光)透过并且使比大约480nm大的波长的光(荧光)反射，能够使激光透过并使荧光反射。
(实施方式4)
关于本发明实施方式4的光源装置，如果使用图11至图12的(b)进行说明，则如下所述。
如图11所示，本实施方式的光源装置310替代板状的透光性荧光体，设置有球形的透光性荧光体313，此点与上述实施方式1不同。
另外，光源装置310的其他结构与上述实施方式1的光源装置10相同，因此，这里标注相同的标号并省略该结构的详细说明。
如图11所示，本实施方式的光源装置310具有光源部11、聚光透镜12、透光性荧光体313、取入用透镜14和光纤15。
透光性荧光体313例如是掺杂有Ce离子的YAG的单晶荧光体，具有球形状。而且，透光性荧光体313在中心设置有被聚光透镜12会聚的激光的聚光点X，由此，以聚光点X为中心朝向全方位发出荧光。
此外，在球形的透光性荧光体313中，如图12的(a)所示，在内部发出的荧光在透光性荧光体313与空气的界面(射出部313a)上几乎不折射地被取入到取入用透镜14。
另一方面，在上述实施方式1等中所说明的板状的透光性荧光体13中，如图12 的(b)所示，在内部发出的荧光在透光性荧光体13与空气的界面(射出部13ba) 上折射并呈广角地扩展的同时，被取入到取入用透镜14。
因此，通过替代板状的透光性荧光体13，使用球形的透光性荧光体313，能够将在透光性荧光体313的内部发出的荧光几乎不折射地引导至取入用透镜14。
其结果，取入用透镜14中的荧光的耦合效率提高，因此，能够使更高亮度的光会聚至光纤15的第1面15a。
此外，在本实施方式中，以在球形的透光性荧光体313的中心形成聚光点X的方式照射/会聚激光。
由此，以球的中心即聚光点X为中心而朝向全方位发出的荧光无论从何处取出，都以与聚光点X相同的距离向空气中放射。
其结果，能够从任何方向以大致相同的亮度取出从球形的透光性荧光体313取出的荧光。
(实施方式5)
关于本发明实施方式5的光源装置410，如果使用图13和图14进行说明，则如下所述。
如图13所示，本实施方式的光源装置410设置有2个包含光源部11和聚光透镜 12的激光会聚系统411a、411b，以从相互垂直的2个方向对具有长方体(多面体) 形状的透光性荧光体413照射激光，此点与上述实施方式1不同。
另外，光源装置410的其他结构与上述实施方式1的光源装置10相同，因此，这里标注相同的标号并省略该结构的详细说明。
如图13所示，本实施方式的光源装置410具有：包含光源部11和聚光透镜12 的激光会聚系统411a、包含光源部11和聚光透镜12的激光会聚系统411b、透光性荧光体413、取入用透镜14以及光纤15。
激光会聚系统411a配置成使聚光透镜12的透镜中心轴与取入荧光的取入用透镜14的透镜中心轴同轴。
即，从激光会聚系统411a照射的激光经由聚光透镜12而会聚至透光性荧光体413，在以聚光点X为中心的部分处发出荧光。然后，透光性荧光体413发出的荧光由与激光会聚系统411a配置在一条直线上的取入用透镜14会聚并照射到光纤15的第1面15a。
激光会聚系统411b的聚光透镜12的透镜中心轴沿着与取入荧光的取入用透镜 14的透镜中心轴大致垂直(交叉)的方向配置。
即，从激光会聚系统411b照射的激光经由聚光透镜12而会聚至透光性荧光体413，在以聚光点X为中心的部分处发出荧光。
这时，以成为与由激光会聚系统411a的聚光透镜12会聚的激光相同的聚光点X 的方式，照射由激光会聚系统411b的聚光透镜12会聚的激光。
而且，透光性荧光体413发出的荧光朝向全方位照射，因此，由沿着与激光会聚系统411b垂直的方向配置的取入用透镜14会聚并照射到光纤15的第1面15a。
此外，如图13所示，激光会聚系统411a、411b配置在以与透光性荧光体413的内部所形成的聚光点X为中心的圆周上。
由此，透光性荧光体413从配置在相同距离处的多个激光会聚系统411a、411b 被照射激光。
透光性荧光体413例如是掺杂有Ce离子的YAG的单晶荧光体，如图13和图14 所示，具有长方体(6面体)形状，并具有入射面413a、射出面413b和入射面413c。
入射面413a是与配置有取入用透镜14的射出面413b对置的面，供从激光会聚系统411a照射的激光入射。
射出面413b是配置有取入用透镜14的一侧的面，射出被从激光会聚系统411a、411b照射的激光激励并朝向全方位发出的荧光中的、向取入用透镜14侧发出的荧光。
入射面413c是与入射面413a和射出面413b垂直的面，供从激光会聚系统411b 照射的激光入射。
如图13所示，在本实施方式的光源装置410中，从2个激光会聚系统411a、411b 照射的激光会聚至在透光性荧光体413的内部形成的公共的聚光点X。
由此，与仅具有1个激光会聚系统的结构相比，聚光点X处的激光的光量成为大致2倍，所以被激励的荧光也成为大致2倍，能够获得进一步高亮度化的光源。
此外，在本实施方式中，如图14所示，在透光性荧光体413的内部，由2个激光会聚系统411a、411b照射的激光的聚光点X形成为使到入射面413a的距离d1与到入射面413c的距离d2大致相同。
这样，由2个激光会聚系统411a、111b照射的激光的聚光点X配置成到各个入射面413a、413c的距离为大致相同的距离，由此，能够进一步提高聚光点X处的荧光的亮度。
另外，在本实施方式中，对设置有2个激光会聚系统的结构进行了说明，但是，本发明不限定于此，也可以是在长方体的透光性荧光体的周围设置3个以上的激光会聚系统的结构。
(实施方式6)
关于本发明实施方式6的光源装置510，如果使用图15和图16进行说明，则如下所述。
如图15所示，本实施方式的光源装置510相对于具有长方体(多面体)形状的透光性荧光体513，以从相互垂直的2个方向取入荧光的方式设置有2个荧光取入系统514a、514b，此点与上述实施方式1不同。
另外，光源装置510的其他结构与上述实施方式1的光源装置10相同，因此，这里标注相同的标号并省略该结构的详细说明。
如图15所示，本实施方式的光源装置510具有光源部11、聚光透镜12、透光性荧光体513、包含取入用透镜14和光纤15的荧光取入系统514a以及包含取入用透镜14和光纤15的荧光取入系统514b。
荧光取入系统514a配置成使取入用透镜14的透镜中心轴与会聚激光的聚光透镜12的透镜中心轴同轴。
即，在荧光取入系统514a中，利用从单一的光源部11照射并由聚光透镜12会聚的激光对透光性荧光体513进行激励而产生的荧光被与聚光透镜12配置在一条直线上的取入用透镜14会聚并照射到光纤15的第1面15a。
荧光取入系统514b的取入用透镜14的透镜中心轴沿着与聚光透镜12的透镜中心轴、和荧光取入系统514a的取入用透镜14的透镜中心轴大致垂直(交叉)的方向配置。
即，从光源部11照射的激光经由聚光透镜12而会聚至透光性荧光体513，在以聚光点X为中心的部分处发出荧光。
这时，在透光性荧光体513的内部发出的荧光朝向全方位放射。其中，从配置在与激光的聚光点X大致相同距离处的射出面513b、513c向配置有荧光取入系统514a、 514b的方向分别射出荧光。
而且，从射出面513b、513c射出的荧光分别在荧光取入系统514a、514b中被取入用透镜14会聚并照射到光纤15的第1面15a。
此外，如图15所示，荧光取入系统514a、514b配置于以在透光性荧光体513的内部形成的聚光点X为中心的圆周上。
由此，透光性荧光体513对配置在相同距离处的多个荧光取入系统514a、514b 照射荧光。
透光性荧光体513例如是掺杂有Ce离子的YAG的单结 晶荧光体，如图15和图 16所示，具有长方体(6面体)形状，并具有入射面513a、射出面513b和射出面513c。
入射面513a是与配置有取入用透镜14的射出面513b对置的面，供从光源部11 经由聚光透镜12而照射的激光入射。
射出面513b是配置有荧光取入系统514a的取入用透镜14一侧的面，射出被从光源部11照射的激光激励并朝向全方位发出的荧光中的、向荧光取入系统514a侧发出的荧光。
射出面513c是与入射面513a和射出面513b垂直的面，射出被从光源部11照射的激光激励并朝向全方位发出的荧光中的、向荧光取入系统514b侧发出的荧光。
在本实施方式的光源装置510中，如图15所示，从配置有荧光取入系统514a、 514b的2个方向取出在从光源部11照射并由聚光透镜12会聚的激光的聚光点X的周围所产生的荧光，形成光源。
由此，由于能够利用2个荧光取入系统514a、514b从单一的光源部11取出荧光，所以能够设置多个光纤光源。
此外，在本实施方式中，如图16所示，在透光性荧光体513的内部由单一的光源部11照射的激光的聚光点X形成为使到射出面513b的距离d3与到射出面513c 的距离d2大致相同。
这样，配置成从位于与聚光点X大致相同距离处的射出面513b、513c分别射出要由2个荧光取入系统514a、514b取出的荧光，由此，能够获得2个大致相同明亮度的光纤光源。
另外，在本实施方式中，对设置有2个荧光取入系统的结构进行了说明，但是，本发明不限定于此，也可以在长方体的透光性荧光体的周围设置3个以上的荧光取入系统。
(实施方式7)
关于本发明实施方式7的光源装置610，如果使用图17进行说明，则如下所述。
如图17所示，本实施方式的光源装置610替代长方体的透光性荧光体，设置有球形的透光性荧光体613，此点与上述实施方式5不同。
另外，光源装置610的其他结构与上述实施方式1的光源装置10相同，因此，这里标注相同的标号并省略该结构的详细说明。
如图17所示，本实施方式的光源装置610具有：包含光源部11和聚光透镜12 的激光会聚系统611a、包含光源部11和聚光透镜12的激光会聚系统611b、透光性荧光体613、取入用透镜14以及光纤15。
激光会聚系统611a配置成使聚光透镜12的透镜中心轴与取入荧光的取入用透镜14的透镜中心轴同轴。
即，从激光会聚系统611a照射的激光经由聚光透镜12而会聚至球形的透光性荧光体613的中心，在以聚光点X为中心的部分处发出荧光。然后，透光性荧光体613 发出的荧光由与激光会聚系统611a配置在一条直线上的取入用透镜14会聚并照射到光纤15的第1面15a。
激光会聚系统611b的聚光透镜12的透镜中心轴沿着与取入荧光的取入用透镜 14的透镜中心轴大致垂直(交叉)的方向配置。
即，从激光会聚系统611b照射的激光经由聚光透镜12而会聚至球形的透光性荧光体613的中心，从而在以聚光点X为中心的部分处发出荧光。
这时，与由激光会聚系统611a的聚光透镜12会聚的激光同样，以处于球形的透光性荧光体613的中心位置(聚光点X)的方式照射由激光会聚系统611b的聚光透镜12会聚的激光。
而且，透光性荧光体613发出的荧光朝向全方位照射，因此，被沿着与激光会聚系统611b垂直的方向配置的取入用透镜14会聚并照射到光纤15的第1面15a。
此外，如图17所示，激光会聚系统611a、611b配置在以透光性荧光体613的内部所形成的聚光点X为中心的球面上。
由此，透光性荧光体613从配置在相同距离处的多个激光会聚系统611a、611b 被照射激光。
透光性荧光体613例如是掺杂有Ce离子的YAG的单晶荧光体，具有球的形状，并在该球的中心形成激光的聚光点X。
在本实施方式的光源装置610中，如图17所示，从2个激光会聚系统611a、611b 照射的激光会聚至在球形的透光性荧光体613的中心形成的公共的聚光点X。
由此，与仅具有1个激光会聚系统的结构相比，聚光点X处的激光的光量成为大致2倍，所以被激励的荧光也成为大致2倍，能够获得进一步高亮度化的光源。
此外，在本实施方式中，由于使用球形的透光性荧光体613，所以在透光性荧光体613的内部，由2个激光会聚系统611a、611b照射的激光的聚光点X无论与哪个入射面的距离都大致相同。
这样，通过配置成由2个激光会聚系统611a、611b照射的激光的聚光点X到各个入射面的距离为大致相同的距离，能够进一步提高聚光点X处的荧光的亮度。
另外，在本实施方式中，对设置有2个激光会聚系统的结构进行了说明，但是，本发明不限定于此，也可以是在球形的透光性荧光体的周围设置3个以上的激光会聚系统的结构。
并且，在本实施方式中，以在球形的透光性荧光体613的中心形成聚光点X的方式照射/会聚激光。
由此，以球的中心即聚光点X为中心朝向全方位发出的荧光无论从何处取出，都以与聚光点X相同的距离向空气中放射。
其结果，能够从任何方向以大致相同的亮度取出从球形的透光性荧光体613取出的荧光。
(实施方式8)
关于本发明实施方式8的光源装置710，如果使用图18进行说明，则如下所述。
如图18所示，本实施方式的光源装置710替代长方体的透光性荧光体，设置有球形的透光性荧光体713，此点与上述实施方式6不同。
另外，光源装置710的其他结构与上述实施方式1的光源装置10相同，因此，这里标注相同的标号并省略该结构的详细说明。
如图18所示，本实施方式的光源装置710具有光源部11、聚光透镜12、透光性荧光体713、包含取入用透镜14和光纤15的荧光取入系统714a和包含取入用透镜14和光纤15的荧光取入系统714b。
透光性荧光体713例如是掺杂有Ce离子的YAG的单晶荧光体，具有球形状。
如图18所示，荧光取入系统714a、714b配置在以球形的透光性荧光体713为中心的球面上。
由此，透光性荧光体713对配置在相同距离处的多个荧光取入系统714a、714b 照射荧光。
荧光取入系统714a配置成使取入用透镜14的透镜中心轴与会聚激光的聚光透镜12的透镜中心轴同轴。
即，在荧光取入系统714a中，利用从光源部11照射并由聚光透镜12会聚的激光对透光性荧光体713进行激励而产生的荧光被与聚光透镜12配置在一条直线上的取入用透镜14会聚并照射到光纤15的第1面15a。
荧光取入系统714b的取入用透镜14的透镜中心轴沿着与聚光透镜12的透镜中心轴、和荧光取入系统714a的取入用透镜14的透镜中心轴大致垂直(交叉)的方向配置。
即，从光源部11照射的激光经由聚光透镜12而会聚至球形的透光性荧光体713，在球的中心(聚光点X)发出荧光。
这时，在球形的透光性荧光体713的内部产生的荧光朝向全方位放射。其中，从配置在与激光的聚光点X大致相同距离处的球形的射出面，向配置有荧光取入系统 714a、714b的方向分别射出荧光。
而且，从透光性荧光体713射出的荧光分别在荧光取入系统714a、714b中被取入用透镜14会聚并照射到光纤15的第1面15a。
在本实施方式的光源装置710中，如图18所示，从配置有荧光取入系统714a、 714b的2个方向取出从光源部11照射并由聚光透镜12会聚的激光在聚光点X处所产生的荧光，形成光纤光源。
由此，由于能够由2个荧光取入系统714a、714b从单一的光源部11取出荧光，所以能够设置多个照射相同亮度的光的光纤光源。
此外，本实施方式中，在球形的透光性荧光体713的内部，由单一的光源部11 照射的激光的聚光点X形成于球的中心。
由此，通过配置成从位于与聚光点X大致相同的距离处的射出面分别射出由2 个荧光取入系统714a、714b取出的荧光，能够获得2个大致相同明亮度的光纤光源。
另外，在本实施方式中，对设置有2个荧光取入系统的结构进行了说明，但是，本发明不限定于此，也可以在球形的透光性荧光体的周围设置3个以上的荧光取入系统。
(实施方式9)
关于本发明实施方式9的光源装置810，如果使用图19进行说明，则如下所述。
如图19所示，本实施方式的光源装置810分别设置有2个激光会聚系统811a、 811b和2个荧光取入系统814a、814b，此点与上述实施方式7、8不同。
另外，光源装置810的其他结构与上述实施方式1的光源装置10相同，因此，这里标注相同的标号并省略该结构的详细说明。
如图19所示，本实施方式的光源装置810具有包含光源部11和聚光透镜12的激光会聚系统811a、包含光源部11和聚光透镜12的激光会聚系统811b、球形的透光性荧光体813、包含取入用透镜14和光纤15的荧光取入系统814a以及包含取入用透镜14和光纤15的荧光取入系统814b。
如图19所示，激光会聚系统811a、811b配置在以球形的透光性荧光体813为中心的球面上。
由此，透光性荧光体813从配置在相同距离处的多个激光会聚系统811a、811b 被照射激光。
激光会聚系统811a配置成使聚光透镜12的透镜中心轴与荧光取入系统814a的取入用透镜14的透镜中心轴同轴。
即，从激光会聚系统811a照射的激光经由聚光透镜12而会聚至球形的透光性荧光体813的中心，在以聚光点X为中心的部分处发出荧光。而且，透光性荧光体813 发出的荧光被荧光取入系统814a、814b的各个取入用透镜14会聚并照射到光纤15 的第1面15a。
激光会聚系统811b的聚光透镜12的透镜中心轴沿着与荧光取入系统814a、814b的取入用透镜14的透镜中心轴交叉的方向配置。
即，从激光会聚系统811b照射的激光经由聚光透镜12而会聚至球形的透光性荧光体813的中心，在以聚光点X为中心的部分处发出荧光。
这时，与由激光会聚系统811a的聚光透镜12会聚的激光同样，以处于球形的透光性荧光体813的中心位置(聚光点X)的方式照射由激光会聚系统811b的聚光透镜12会聚的激光。
透光性荧光体813例如是掺杂有Ce离子的YAG的单晶荧光体，具有球形状。
而且，透光性荧光体813发出的荧光由于朝向全方位照射，所以被沿着与激光会聚系统811b交叉的方向配置的2个荧光取入系统814a、814b的各个取入用透镜14 会聚并照射到光纤15的第1面15a。
如图19所示，荧光取入系统814a、814b配置在以球形的透光性荧光体813为中心的球面上。
由此，透光性荧光体813对配置在相同距离处的多个荧光取入系统814a、814b 照射荧光。
荧光取入系统814a配置成使取入用透镜14的透镜中心轴与激光会聚系统811a 的聚光透镜12的透镜中心轴同轴。
即，在荧光取入系统814a中，利用从2个光源部11照射并由聚光透镜12会聚的激光对透光性荧光体813进行激励而产生的荧光被取入用透镜14会聚并照射到光纤15的第1面15a。
荧光取入系统814b的取入用透镜14的透镜中心轴沿着与激光会聚系统811a、811b的各个聚光透镜12的透镜中心轴和荧光取入系统814a的取入用透镜14的透镜中心轴交叉的方向配置。
即，从2个光源部11照射的激光经由聚光透镜12而会聚至球形的透光性荧光体813，在球的中心(聚光点X)发出荧光。
这时，在球形的透光性荧光体813的内部产生的荧光朝向全方位放射。其中，从配置在与激光的聚光点X大致相同距离处的球形的射出面向配置有荧光取入系统 814a、814b的方向分别射出荧光。
而且，从透光性荧光体813射出的荧光分别在荧光取入系统814a、814b中被取入用透镜14会聚并照射到光纤15的第1面15a。
在本实施方式的光源装置810中，如图19所示，将多个激光会聚系统811a、811b 和多个荧光取入系统814a、814b配置于球形的透光性荧光体813的周围。
由此，通过使从多个光源部11照射的激光会聚至球形的透光性荧光体813的中心，与包含单一的光源部11的结构相比，能够取出大约2倍的亮度的荧光。
此外，通过将包含多个光纤15的荧光取入系统814a、814b配置于球形的透光性荧光体813的周围，能够从任何方向都以大致相同的亮度取出多个在球的中心产生的荧光。
(实施方式10)
关于本发明实施方式10的光源装置910，如果使用图20和图21进行说明，则如下所述。
如图20所示，本实施方式的光源装置910在球的内部设置有包含激光透过/荧光反射膜(第1面)913a、激光反射/荧光透过膜(第2面)913b的透光性荧光体913，此点与上述实施方式1不同。
另外，光源装置910的其他结构与上述实施方式1的光源装置10相同，因此，这里标注相同的标号并省略该结构的详细说明。
如图20所示，本实施方式的光源装置910具有光源部11、聚光透镜12、透光性荧光体913、取入用透镜14和光纤15。
透光性荧光体913例如是掺杂有Ce离子的YAG的单晶荧光体，具有球形状。而且，如图21所示，透光性荧光体913在内部分别具有激光透过/荧光反射膜913a 和激光反射/荧光透过膜913b。此外，在球形的透光性荧光体913中，从光源部11 照射的激光由聚光透镜12会聚至球的中心(聚光点X)。
激光透过/荧光反射膜913a使从光源部11照射并由聚光透镜12会聚的激光透过，并且对在透光性荧光体913内产生的荧光进行反射。而且，如图21所示，激光透过/ 荧光反射膜913a设置于激光的入射面侧。
激光反射/荧光透过膜913b对从光源部11照射并由聚光透镜12会聚的激光进行反射，并且使在透光性荧光体913内产生的荧光透过。而且，如图21所示，激光反射/荧光透过膜913b设置于荧光的射出面侧。
这里，激光透过/荧光反射膜913a和激光反射/荧光透过膜913b分别能够通过蒸镀、溅射等方法形成于透光性荧光体913。
由此，透光性荧光体913具有激光透过/荧光反射膜913a，因此，能够使从光源部11照射并由聚光透镜12会聚的激光入射到透光性荧光体913的内部。而且，对于被会聚至球形的透光性荧光体913的中心(聚光点X)的激光激励而向全方位放射的荧光，能够在激光的入射侧处向射出荧光的一侧进行反射。
另一方面，透光性荧光体913具有激光反射/荧光透过膜913b，因此，对于从光源部11照射并由聚光透镜12会聚的激光中的、未被透光性荧光体913吸收而透过的激光，能够再次朝向透光性荧光体913的中心(聚光点X)反射。而且，对于被会聚至球形的透光性荧光体913的中心(聚光点X)的激光激励并向全方位放射的荧光，能够从配置有取入用透镜14的射出侧向外部透过。
另外，在图21中，列举按照大致相同的面积设置有激光透过/荧光反射膜913a 和激光反射/荧光透过膜913b的例子进行了说明。但是，本发明不限定于此，也可以按照彼此不同的面积设置。
此外，激光透过/荧光反射膜913a和激光反射/荧光透过膜913b无需如图21所示那样配置成包围透光性荧光体913的外周，至少在激光的入射部分和荧光的射出部分设置有各个膜即可。
(实施方式11)
关于本发明实施方式11的光源装置1010，如果使用图22至图23进行说明，则如下所述。
如图22所示，本实施方式的光源装置1010在与取出荧光的取入用透镜14的透镜中心轴交叉的方向上配置多个激光会聚系统1011a、1011b、1011c，并且，使用表面为1层镜面镀层的球形的透光性荧光体1013，此点与上述实施方式9等不同。
另外，光源装置1010的其他结构与上述实施方式1的光源装置10相同，因此，这里标注相同的标号并省略该结构的详细说明。
如图22所示，本实施方式的光源装置1010具有：包含光源部11和聚光透镜12 的激光会聚系统1011a、包含光源部11和聚光透镜12的激光会聚系统1011b、包含光源部11和聚光透镜12的激光会聚系统1011c、透光性荧光体1013、取入用透镜 14以及光纤15。
如图22所示，激光会聚系统1011a、1011b、1011c配置在以球形的透光性荧光体1013为中心的球面上。
由此，透光性荧光体1013从配置在相同距离处的多个激光会聚系统1011a、1011b、1011c被照射激光。
此外，激光会聚系统1011a、1011b、1011c分别沿着与取出荧光的取入用透镜14 的中心轴交叉的方向配置。而且，激光会聚系统1011a、1011b、1011c利用聚光透镜12会聚从各个光源部11照射的激光，使激光聚光至球形的透光性荧光体1013的中心(聚光点X)。
透光性荧光体1013例如是掺杂有Ce离子的YAG的单晶荧光体，具有球形状。而且，如图23所示，透光性荧光体1013具有激光透过/荧光反射镜1013a和激光反射/荧光透射镜1013b。
激光透过/荧光反射镜1013a具有如下性质：使从激光会聚系统1011a、1011b、1011c中包含的各光源部11照射并由各聚光透镜12会聚的激光透过，并且对通过激光而在球形的透光性荧光体1013的中心(聚光点X)处发出的荧光进行反射。
激光反射/荧光透射镜1013b具有如下性质：对从激光会聚系统1011a、1011b、1011c中包含的各光源部11照射并由各聚光透镜12会聚的激光中的、在透光性荧光体1013内未被吸收而透过的激光进行反射，并再次引导至聚光点X。
在本实施方式的光源装置1010中，如上所述，在球形的透光性荧光体1013上设置波长选择性的反射镜(激光透过/荧光反射镜1013a、激光反射/荧光透射镜1013b)。
由此，通过朝向聚光点X对入射到透光性荧光体1013内且未被吸收而透过的激光进行反射，可进一步促使聚光点X处的荧光的激励，能够获得更高亮度的光源。
此外，在透光性荧光体1013中的激光的取入口和荧光的取出口，分别配置有激光透过/荧光反射镜1013a、激光反射/荧光透射镜1013b。
由此，能够防止不设置取入窗和取出窗等开口而遮挡激光的取入和荧光的取出的情况。
并且，在本实施方式中，如图22所示，以球形的透光性荧光体1013为中心，在不与取入用透镜14同轴的位置配置各个激光会聚系统1011a、1011b、1011c。
由此，使从多个激光会聚系统1011a、1011b、1011c照射的激光会聚至球形的透光性荧光体1013的中心(聚光点X)，并且其反射光也反射到聚光点X，由此，能够获得进一步高亮度化的光源。
另外，在图23中，列举按照大致相同的面积设置有激光透过/荧光反射镜1013a 和激光反射/荧光透射镜1013b的例子进行了说明。但是，本发明不限定于此，也可以按照彼此不同的面积设置。
此外，无需如图23所示那样将激光透过/荧光反射镜1013a和激光反射/荧光透射镜1013b配置成包围透光性荧光体1013的外周，至少在激光的入射部分和荧光的射出部分设置有各个反射镜即可。
(实施方式12)
关于本发明实施方式12的光源装置1110，如果使用图24进行说明，则如下所述。
如图24所示，在本实施方式的光源装置1110中，从形成在球形的透光性荧光体1113上的取入窗(第1开口部)1113a入射会聚的激光，并且从与沿着与聚光透镜12 的透镜中心轴大致垂直(交叉)的方向配置的取入用透镜14对置配置的取出窗(第 2开口部)1113b取出荧光，此点与上述实施方式10等不同。
另外，光源装置1110的其他结构与上述实施方式1的光源装置10相同，因此，这里标注相同的标号并省略该结构的详细说明。
如图24所示，本实施方式的光源装置1110具有光源部11、聚光透镜12、透光性荧光体1113、取入用透镜14和光纤15。
光源部11和聚光透镜12位于不与取出荧光的取入用透镜14同轴的位置，而沿着与取入用透镜14的中心轴交叉的方向配置。
透光性荧光体1113例如是掺杂有Ce离子的YAG的单晶荧光体，具有球形状。而且，透光性荧光体1113具有：取入窗1113a，其形成于与聚光透镜12对置的位置；取出窗1113b，其形成于与取入用透镜14对置的位置；以及反射膜1113c。
取入窗1113a是形成于球形的透光性荧光体1113中的激光的取入位置的开口，将由聚光透镜12会聚的激光引导至聚光点X。
取出窗1113b是形成为向取入用透镜14和光纤15的方向取出荧光的开口，取出在聚光点X处发出的荧光。
反射膜1113c朝向聚光点X反射经由取入窗1113a而入射的激光中的、在透光性荧光体1113内不被吸收而透过的激光。并且，反射膜1113c向取出窗1113b的方向反射在聚光点X处发出并向全方位放射的荧光中的、向与取出窗1113b不同的方向放射的荧光。
由此，通过配置成激光会聚系统(光源部11和聚光透镜12)与荧光取入系统(取入用透镜14和光纤15)不同轴，能够分别利用激光的反射光、荧光的反射光获得进一步高亮度的光源。
另外，在本实施方式中，对分别各设置有一个激光会聚系统(光源部11和聚光透镜12)和荧光取入系统(取入用透镜14和光纤15)的结构进行了说明。但是，本发明不限于此。
例如，也可以是在球形的透光性荧光体的周围分别设置有多个激光会聚系统(光源部11和聚光透镜12)和荧光取入系统(取入用透镜14和光纤15)的结构。
(实施方式13)
关于本发明实施方式13的光源装置1210，如果使用图25进行说明，则如下所述。
如图25所示，本实施方式的光源装置1210在球形的透光性荧光体1213的周围设置有3个激光会聚系统(光源部11和聚光透镜12)，此点与上述实施方式12不同。
另外，光源装置1210的其他结构与上述实施方式1的光源装置10相同，因此，这里标注相同的标号并省略该结构的详细说明。
如图25所示，本实施方式的光源装置1210具有：包含光源部11和聚光透镜12 的激光会聚系统1211a、包含光源部11和聚光透镜12的激光会聚系统1211b、包含光源部11和聚光透镜12的激光会聚系统1211c、透光性荧光体1213、取入用透镜 14以及光纤15。
如图25所示，激光会聚系统1211a～1211c配置在以球形的透光性荧光体1213 为中心的球面上。
由此，透光性荧光体1213从配置在相同距离处的多个激光会聚系统1211a、1211b、1211c被照射激光。
此外，激光会聚系统1211a、1211b、1211c分别经由形成于透光性荧光体1213 的取入窗(第1开口部)1213a、1213b、1213c而将激光会聚至透光性荧光体1213 的中心(聚光点X)。
透光性荧光体1213例如是掺杂有Ce离子的YAG的单晶荧光体，具有球形状。而且，透光性荧光体1213具有：取入窗1213a～1213c，它们形成于与激光会聚系统 1211a～1211c的各聚光透镜12对置的位置；取出窗(第2开口部)1213d，其形成于与取入用透镜14对置的位置；以及反射膜1213e。
取入窗1213a～1213c是形成于球形的透光性荧光体1213中的激光的取入位置的开口，将由聚光透镜12会聚的激光引导至聚光点X。
取出窗1213d是形成为向取入用透镜14和光纤15的方向取出荧光的开口，取出在聚光点X处发出的荧光。
反射膜1213e朝向聚光点X反射经由取入窗1213a～1213c而入射来的激光中的、在透光性荧光体1213内不被吸收而透过的激光。并且，反射膜1213e向取出窗1213d 的方向反射在聚光点X处发出并向全方位地放射的荧光中的、向与取出窗1213d对置的方向放射的荧光。
由此，通过配置成激光会聚系统(光源部11和聚光透镜12)与荧光取入系统(取入用透镜14和光纤15)不同轴，能够分别利用激光的反射光、荧光的反射光获得进一步高亮度的光源。
(实施方式14)
关于本发明实施方式14的光源装置1310，如果使用图26进行说明，则如下所述。
如图26所示，本实施方式的光源装置1310在球形的透光性荧光体1313的周围设置有6个激光会聚系统(光源部11和聚光透镜12)，此点与上述实施方式12、13 不同。
另外，光源装置1310的其他结构与上述实施方式1的光源装置10相同，因此，这里标注相同的标号并省略该结构的详细说明。
如图26所示，本实施方式的光源装置1310具有：包含光源部11和聚光透镜12 的激光会聚系统1311a、包含光源部11和聚光透镜12的激光会聚系统1311b、包含光源部11和聚光透镜12的激光会聚系统1311c、包含光源部11和聚光透镜12的激光会聚系统1311d、包含光源部11和聚光透镜12的激光会聚系统1311e、包含光源部11和聚光透镜12的激光会聚系统1311f、透光性荧光体1313、取入用透镜14以及光纤15。
如图26所示，激光会聚系统1311a～1311f配置在以球形的透光性荧光体1313 为中心的球面上。
由此，透光性荧光体1313从配置在相同距离处的多个激光会聚系统1311a～1311f被照射激光。
此外，激光会聚系统1311a～1311f分别经由形成于透光性荧光体1313的取入窗(第1开口部)1313a、1313b、1313c、1313d、1313e、1313f而将激光会聚至透光性荧光体1313的中心(聚光点X)。
透光性荧光体1313例如是掺杂有Ce离子的YAG的单晶荧光体，具有球形状。而且，透光性荧光体1313具有：取入窗1313a～1313f，它们形成于与激光会聚系统 1311a～1311f的各聚光透镜12对置的位置；取出窗(第2开口部)1313g，其形成于与取入用透镜14对置的位置；以及反射膜1313h。
取入窗1313a～1313f是形成于球形的透光性荧光体1313中的激光的取入位置的开口，将由聚光透镜12会聚的激光引导至聚光点X。
取出窗1313g是形成为向取入用透镜14和光纤15的方向取出荧光的开口，取出在聚光点X处发出的荧光。
反射膜1313h将利用经由取入窗1313a～1313f入射的激光而在聚光点X处发出并向全方位放射的荧光中的、向与取出窗1313g对置的方向放射的荧光朝取出窗 1313g的方向反射。
由此，通过配置成使激光会聚系统(光源部11和聚光透镜12)与荧光取入系统 (取入用透镜14和光纤15)不同轴，能够利用荧光的反射光获得进一步高亮度的光源。
(实施方式15)
关于本发明实施方式15的光源装置1410，如果使用图27进行说明，则如下所述。
如图27所示，本实施方式的光源装置1410在以球形的透光性荧光体1413为中心且不与单一的激光会聚系统(光源部11和聚光透镜12)同轴的位置处配置多个荧光取入系统1414a、1414b，此点与上述实施方式12不同。
另外，光源装置1410的其他结构与上述实施方式1的光源装置10相同，因此，这里标注相同的标号并省略该结构的详细说明。
如图27所示，本实施方式的光源装置1410具有光源部11、聚光透镜12、透光性荧光体1413、包含取入用透镜14和光纤15的荧光取入系统1414a以及包含取入用透镜14和光纤15的荧光取入系统1414b。
激光会聚系统(光源部11和聚光透镜12)经由形成在透光性荧光体1413上的取入窗(第1开口部)1413a而将激光会聚到透光性荧光体1413的中心(聚光点X)。
荧光取入系统1414a、1414b分别配置于以球形的透光性荧光体1413为中心的球面上的不与激光会聚系统同轴的位置。而且，荧光取入系统1414a、1414b经由形成在透光性荧光体1413上的取出窗(第2开口部)1413b、1413c而取出在透光性荧光体1413的中心(聚光点X)处发出的荧光，并被取入用透镜14会聚至光纤15的第 1面15a。
透光性荧光体1413例如是掺杂有Ce离子的YAG的单晶荧光体，具有球形状。而且，透光性荧光体1413具有取入窗1413a、取出窗1413b、1413c和反射膜1413d。
取入窗1413a是形成于球形的透光性荧光体1413中的激光的取入位置的开口，将由聚光透镜12会聚的激光引导至聚光点X。
取出窗1413b、1413c是形成为向取入用透镜14和光纤15的方向取出荧光的开口，取出在聚光点X处发出的荧光。
反射膜1413d将利用经由取入窗1413a入射来的激光而在聚光点X处发出并向全方位放射的荧光中的、向与取出窗1413b、1413c不同的方向放射的荧光朝取出窗 1413b、1413c的方向反射。
由此，通过配置成使激光会聚系统(光源部11和聚光透镜12)与荧光取入系统 (取入用透镜14和光纤15)不同轴，能够分别利用激光的反射光、荧光的反射光获得进一步高亮度的光源。
(实施方式16)
关于本发明实施方式16的光源装置1510，如果使用图28进行说明，则如下所述。
如图28所示，本实施方式的光源装置1510在具有立方体(多面体)形状的透光性荧光体1513的外部设置有使激光反射的凹面镜1516a和使荧光反射的凹面镜 1516b，此点与上述实施方式12不同。
另外，光源装置1510的其他结构与上述实施方式1的光源装置10相同，因此，这里标注相同的标号并省略该结构的详细说明。
如图28所示，本实施方式的光源装置1510具有光源部11、聚光透镜12、透光性荧光体1513、取入用透镜14、光纤15和凹面镜1516a、1516b。
透光性荧光体1513例如是掺杂有Ce离子的YAG的单晶荧光体，具有立方体形状。而且，透光性荧光体1513从入射面1513a入射激光，并且从与入射面1513a交叉的射出面1513b取出荧光。
凹面镜1516a与透光性荧光体1513的和入射面1513a对置的面对置配置。而且，凹面镜1516a朝向聚光点X反射从透光性荧光体1513的与入射面1513a对置的面透过来的激光。
凹面镜1516b与透光性荧光体1513的和射出面1513b对置的面对置配置。而且，凹面镜1516b朝向聚光点X反射在透光性荧光体1513的聚光点X处发出并向全方位放射的荧光中的、从与射出面1513b对置的面透过来的荧光。
在本实施方式的光源装置1510中，如上所述，在立方体形状的透光性荧光体1513的外侧分别设置使激光反射的凹面镜1516a和使荧光反射的凹面镜1516b。
由此，能够在不将具有反射激光或荧光的功能的部件设置于透光性荧光体的内部的情况下，发挥可获得进一步高亮度的光源的与上述各实施方式相同的效果。
另外，在本实施方式的结构中设置多个激光会聚系统的情况下，也可以设置如下的激光会聚系统，该激光会聚系统从与包含图28所示的聚光透镜12的透镜中心轴和取入用透镜14的透镜中心轴的平面垂直的方向(与纸面垂直的方向)照射激光。
(实施方式17)
关于本发明实施方式17的光源装置1610，如果使用图29进行说明，则如下所述。
如图29所示，本实施方式的光源装置1610在具有立方体(多面体)形状的透光性荧光体1613的外部配置设置于相互对置的位置的2个激光会聚系统1611a、1611b，并且设置使荧光反射到与荧光取入系统(取入用透镜14)对置的位置的凹面镜1616，此点与上述实施方式16不同。
另外，光源装置1610的其他结构与上述实施方式1的光源装置10相同，因此，这里标注相同的标号并省略该结构的详细说明。
如图29所示，本实施方式的光源装置1610具有：包含光源部11和聚光透镜12 的激光会聚系统1611a、包含光源部11和聚光透镜12的激光会聚系统1611b、透光性荧光体1613、取入用透镜14、光纤15以及凹面镜1616。
如图29所示，激光会聚系统1611a、1611b配置于以立方体形状的透光性荧光体1613的内部所形成的聚光点X为中心的圆周上。
由此，透光性荧光体1613从配置在相同距离处的多个激光会聚系统1611a、1611b被照射激光。
透光性荧光体1613例如是掺杂有Ce离子的YAG的单晶荧光体，具有立方体形状。而且，透光性荧光体1613从相互对置的入射面1613a、1613b入射激光，并且从与入射面1613a、1613b交叉的射出面1613c取出荧光。
凹面镜1616与透光性荧光体1613的与射出面1613c对置的面对置配置。而且，凹面镜1616朝向聚光点X反射在透光性荧光体1613的聚光点X处发出并向全方位放射的荧光中的、从与射出面1613c对置的面透过来的荧光。
在本实施方式的光源装置1610中，如上所述，在立方体形状的透光性荧光体1613的外侧配置2个激光会聚系统1611a、1611b，并且设置使荧光反射的凹面镜1616，该2个激光会聚系统1611a、1611b设置于相互对置的位置。
由此，能够在不将具有反射荧光的功能的部件设置于透光性荧光体的内部的情况下，发挥可获得进一步高亮度的光源的、与上述各实施方式相同的效果。
(实施方式18)
关于本发明实施方式18的光源装置1710，如果使用图30进行说明，则如下所述。
如图30所示，本实施方式的光源装置1710从多个方向对具有长方体形状(板状)的透光性荧光体1713的入射面1713a照射激光并会聚至公共的聚光点X，此点与上述实施方式1不同。
另外，光源装置1710的其他结构与上述实施方式1的光源装置10相同，因此，这里标注相同的标号并省略该结构的详细说明。
如图30所示，本实施方式的光源装置1710具有：包含光源部11和聚光透镜12 的激光会聚系统1711a、包含光源部11和聚光透镜12的激光会聚系统1711b、透光性荧光体1713、取入用透镜14以及光纤15。
如图30所示，激光会聚系统1711a和激光会聚系统1711b配置在以长方体形状的透光性荧光体1713的内部所形成的聚光点X为中心的圆周上。
由此，透光性荧光体1713从配置在相同距离处的多个激光会聚系统1711a、1711b被照射激光。
此外，激光会聚系统1711a、1711b均对透光性荧光体1713的入射面1713a照射激光。而且，激光会聚系统1711a和激光会聚系统1711b分别配置成使聚光透镜12 的透镜中心轴相对于取入荧光的一侧的取入用透镜14的透镜中心轴倾斜。
透光性荧光体1713例如是掺杂有Ce离子的YAG的单晶荧光体，具有长方体(板状)的形状。而且，透光性荧光体1713在公共的聚光点X处会聚从2个激光会聚系统1711a、1711b入射过入射面1713a的激光。而且，被从2个激光会聚系统1711a、 1711b照射的激光激励出的荧光从射出面1713b被取出，并被取入用透镜14会聚至光纤15的第1面15a。
在本实施方式的光源装置1710中，如上所述，在从多个部位对长方体(板状) 的透光性荧光体1713的单一的入射面1713a照射激光的情况下，激光会聚至透光性荧光体1713内部的公共聚光点X。
由此，在透光性荧光体1713的聚光点X处，与仅具有1个激光会聚系统的结构相比，被会聚的激光的光量成为大致2倍，因此，被激励的荧光也成为大致2倍，能够获得进一步高亮度化的光源。
[其他实施方式]
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明不限于上述实施方式，能够在不脱离发明的主旨范围内进行各种变更。
(A)
在上述实施方式中，列举使用板状或者球形的透光性荧光体的例子进行了说明。但是，本发明不限于此。
例如，也可以使用椭圆体或者多边形等具有其他形状的透光性荧光体。
(B)
在上述实施方式中，将球、板、多面体的透光性荧光体和单个/多个激光会聚系统、单个/多个荧光取入系统组合起来对各实施方式的内容进行了说明。但是，本发明不限于此。
例如，不限定于上述实施方式中所说明的组合，也可以是通过除了上述实施方式以外的组合来实现的结构。
(C)
在上述实施方式中，列举将本发明应用于共焦计测装置(测距传感器)50的光源装置10的例子进行了说明。但是，本发明不限于此。
例如，作为搭载本发明的光源装置的测距传感器，不限定于共焦计测装置等测距传感器，也可以使用其他测距传感器。
此外，作为光源装置，本发明也可以应用于前照灯、内窥镜的光源装置。
产业上的可利用性
本发明的光源装置发挥能够得到比以往更高亮度的光源的效果，因此，能够作为各种光源装置广泛应用。
标号说明
10：光源装置；11：光源部；12：聚光透镜；13：透光性荧光体；13a：入射面； 13b：射出面；13ba：射出部；14：取入用透镜；15：光纤；15a：第1面；15b：第2面；20：荧光光源部；20a：入射侧截面；20b：直径缩小部截面；20c：射出侧截面；50：共焦计测装置(测距传感器)；51：头部；51a：衍射透镜(色像差焦点透镜)； 51b：物镜；51c：聚光透镜；52：光纤；53：控制器部；54：监视器；55a、55b：光纤；56：分支光纤；57：分光器；57a：凹面镜；57b：衍射光栅；57c：聚光透镜； 58：摄像元件(受光部)；59：控制电路部(测量部)；110：光源装置；113：透光性荧光体；113a：入射面；113b：射出面；116：凹面镜；120：荧光光源部；210：光源装置；216：凹面镜；220：荧光光源部；310：光源装置；313：透光性荧光体；313a：射出部；410：光源装置；411a、411b：激光会聚系统；413：透光性荧光体；413a：入射面；413b：射出面；413c：入射面；510：光源装置；513：透光性荧光体；513a：入射面；513b、513c：射出面；514a、514b：荧光取入系统；610：光源装置；611a、 611b：激光会聚系统；613：透光性荧光体；710：光源装置；713：透光性荧光体； 714a、714b：荧光取入系统；810：光源装置；811a、811b：激光会聚系统；813：透光性荧光体；814a、814b：荧光取入系统；910：光源装置；913：透光性荧光体；913a：激光透过/荧光反射膜(第1面)；913b：激光反射/荧光透过膜(第2面)；1010：光源装置；1011a、1011b、1011c：激光会聚系统；1013：透光性荧光体；1013a：激光透过/荧光反射镜；1013b：激光反射/荧光透射镜；1110：光源装置；1113：透光性荧光体；1113a：取入窗(第1开口部)；1113b：取出窗(第2开口部)；1113c：反射膜；1210：光源装置；1211a～1211c：激光会聚系统；1213：透光性荧光体；1213a～ 1213c：取入窗(第1开口部)；1213d：取出窗(第2开口部)；1213e：反射膜；1310：光源装置；1311a～1311f：激光会聚系统；1313：透光性荧光体；1313a～1313f：取入窗(第1开口部)；1313g：取出窗(第2开口部)；1313h：反射膜；1410：光源装置；1413：透光性荧光体；1413a：取入窗(第1开口部)；1413b、1413c：取出窗(第 2开口部)；1413d：反射膜；1414a、1414b：荧光取入系统；1510：光源装置；1513：透光性荧光体；1513a：入射面；1513b：射出面；1516a、1516b：凹面镜；1610：光源装置；1611a、1611b：激光会聚系统；1613：透光性荧光体；1613a、1613b：入射面；1613c：射出面；1616：凹面镜；1710：光源装置；1711a、1711b：激光会聚系统；1713：透光性荧光体；1713a：入射面；1713b：射出面；A1：中心轴；A2：透镜中心轴；d1、d2、d3：距离；T：计测对象物；X：聚光点。

Claims (30)

1.一种光源装置，其中，该光源装置具有：
光源部，其照射激光；
聚光透镜，其会聚从所述光源部照射的所述激光；以及
透光性荧光体，其在内部设置有由所述聚光透镜会聚的所述激光的聚光点，在所述激光透过的部分处发出荧光，
在设聚光位置半径为20μm、激光NA为0.06的情况下，
所述透光性荧光体的吸收系数为80/cm以上且小于160/cm，
所述聚光点设置于所述透光性荧光体的从所述激光的入射侧的表面起160μm以内、且在设所述聚光点位于所述表面时的所述透光性荧光体的放射亮度为1.00W/sr/m3时的相对放射亮度大于1.00W/sr/m3的范围。
2.根据权利要求1所述的光源装置，其中，
所述透光性荧光体在内部设置有由所述聚光透镜会聚的所述激光的聚光点，所述激光以比入射到所述透光性荧光体的表面时的光束直径、和从所述透光性荧光体的表面射出时的光束直径中的任意光束直径都小的光束直径透过聚光点，在所述激光透过的部分处发出荧光。
3.根据权利要求1或2所述的光源装置，其中，
所述透光性荧光体为单晶荧光体。
4.根据权利要求1或2所述的光源装置，其中，
所述透光性荧光体具有球、椭圆体或多面体的形状。
5.根据权利要求1或2所述的光源装置，其中，
该光源装置还具有取入用透镜，该取入用透镜至少会聚所述透光性荧光体发出的所述荧光。
6.根据权利要求5所述的光源装置，其中，
该光源装置还具有光纤，由所述取入用透镜会聚的所述荧光被照射到所述光纤的第1端面，并且从所述光纤的与所述第1端面相反侧的第2端面射出所述荧光。
7.根据权利要求5所述的光源装置，其中，
所述取入用透镜配置成使透镜的中心轴与从所述光源部照射并由所述聚光透镜会聚的所述激光的激光传播的中心轴同轴。
8.根据权利要求5所述的光源装置，其中，
所述取入用透镜配置成使透镜中心轴相对于所述聚光透镜的透镜中心轴倾斜。
9.根据权利要求6所述的光源装置，其中，
相对于单一的所述透光性荧光体，设置有多个包含所述取入用透镜和所述光纤的荧光取入系统。
10.根据权利要求9所述的光源装置，其中，
所述取入用透镜配置成使透镜中心轴相对于所述聚光透镜的透镜中心轴倾斜。
11.根据权利要求6所述的光源装置，其中，
包含所述取入用透镜和所述光纤的多个荧光取入系统配置成使所述取入用透镜位于以所述透光性荧光体为中心的1个球面上。
12.根据权利要求1或11所述的光源装置，其中，
相对于单一的所述透光性荧光体，设置有多个包含所述光源部和所述聚光透镜的激光会聚系统。
13.根据权利要求12所述的光源装置，其中，
所述多个激光会聚系统配置成使所述聚光透镜位于以所述透光性荧光体为中心的1个球面上。
14.根据权利要求1或11所述的光源装置，其中，
所述透光性荧光体具有：第1面，其使所述激光透过并使所述荧光反射；以及第2面，其使所述激光反射并使所述荧光透过。
15.根据权利要求1或11所述的光源装置，其中，
该光源装置还具有凹面镜，该凹面镜配置于所述透光性荧光体的入射面侧，使从所述光源部照射的所述激光透过，并且向所述透光性荧光体的方向反射所述透光性荧光体发出的所述荧光中的、朝所述入射面侧发出的所述荧光。
16.根据权利要求1或11所述的光源装置，其中，
该光源装置还具有凹面镜，该凹面镜配置于所述透光性荧光体的射出面侧，对从所述光源部照射并通过所述透光性荧光体的所述激光进行反射，并且，使所述透光性荧光体发出的所述荧光中的、朝所述射出面侧发出的所述荧光透过。
17.根据权利要求15所述的光源装置，其中，
所述凹面镜为分色镜或者具有开口部的穿孔镜。
18.根据权利要求16所述的光源装置，其中，
所述凹面镜为分色镜或者具有开口部的穿孔镜。
19.根据权利要求11所述的光源装置，其中，
所述透光性荧光体具有球形的形状。
20.根据权利要求19所述的光源装置，其中，
所述透光性荧光体具有：第1开口部，其取入从所述光源部照射并由所述聚光透镜会聚的所述激光；以及第2开口部，其取出利用所述激光而在所述透光性荧光体中发出的所述荧光。
21.根据权利要求19或20所述的光源装置，其中，
包含所述光源部和所述聚光透镜的激光会聚系统配置成使所述激光会聚至球形的所述透光性荧光体的中心部分。
22.根据权利要求19或20所述的光源装置，其中，
在以所述透光性荧光体为中心的1个球面上，配置有多个包含所述光源部和所述聚光透镜的激光会聚系统。
23.根据权利要求19或20所述的光源装置，其中，
所述取入用透镜配置成使透镜的中心轴与从所述光源部照射并由所述聚光透镜会聚的所述激光的光轴同轴。
24.根据权利要求19或20所述的光源装置，其中，
所述取入用透镜配置成使透镜中心轴相对于所述聚光透镜的透镜中心轴倾斜。
25.根据权利要求6所述的光源装置，其中，
所述透光性荧光体具有球形的形状，
在以所述透光性荧光体为中心的1个球面上，配置有多个包含所述取入用透镜和所述光纤的荧光取入系统。
26.根据权利要求25所述的光源装置，其中，
所述取入用透镜配置成使透镜的中心轴与从所述光源部照射并由所述聚光透镜会聚的所述激光的光轴同轴。
27.根据权利要求25所述的光源装置，其中，
所述取入用透镜配置成使透镜中心轴相对于所述聚光透镜的透镜中心轴倾斜。
28.根据权利要求1或2所述的光源装置，其中，该光源装置还具有：
反射膜，其设置于所述透光性荧光体的表面的至少一部分，对所述激光或所述荧光进行反射；
第1开口部，其形成于所述反射膜中的所述激光的入射侧的一部分，使所述激光入射；以及
第2开口部，其形成于所述反射膜中的所述荧光的射出侧的一部分，使所述荧光射出。
29.一种测距传感器，其中，该测距传感器具有：
权利要求1～28中的任意一项所述的光源装置；
受光部，其接收从所述光源装置照射的光的反射光；以及
测量部，其根据所述受光部接收到的光的量，测量离对象物的距离。
30.根据权利要求29所述的测距传感器，其中，
该测距传感器还具有色像差焦点透镜，所述光源装置输出的包含多个波长的光通过所述色像差焦点透镜，
所述受光部接收经由所述色像差焦点透镜照射到所述对象物的包含所述多个波长的光的反射光，并且，
所述测量部根据所述受光部中的受光量为最大的所述反射光的波长，测量离所述对象物的距离。
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