JP2016177922A - 蛍光光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蛍光プレートにおいて生じた熱が光ファイバに伝熱されて光ファイバが損傷することを確実に防止することができ、高い光出力を安定して得ることのできる蛍光光源装置を提供すること。
【解決手段】励起光源から光ファイバによって導光された励起光が蛍光プレートに照射されることにより蛍光プレートから放射された蛍光を反射ミラーによって反射して照射する蛍光光源装置において、蛍光プレートおよび反射ミラーは、金属製のハウジングの内部において、ハウジングに固定されて設けられ、光ファイバは、その光出射端部に装着された装着部材がハウジングに固定された光ファイバ保持板に固定されて設けられており、ハウジングから光ファイバの光出射端部に至る熱伝導経路を形成する構成部材の少なくとも一部が、断熱材により構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は蛍光光源装置に関する。特に、蛍光体物質をレーザ光で励起し蛍光を発生させる蛍光光源装置に関する。

近年、高輝度光源を実現するために、励起光源として半導体レーザ（ＬＤ；Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）を用い、半導体レーザからの励起光を蛍光体物質を含む発光部に照射し、これにより発生した蛍光を照明光として用いる蛍光光源装置の研究開発が行われている。
このような半導体レーザを励起光源として用いた蛍光光源装置を高輝度光源として機能する発光装置に適用することが検討されている。このような発光装置としては、例えば、家庭用照明器具などの照明装置、車両用前照灯、プロジェクタ、探照灯などを例示することができる。

図４は、従来の蛍光光源装置の一例における構成の概略を示す、反射鏡の光軸に沿った断面図である。
この蛍光光源装置は、半導体レーザアレイよりなる励起光源７０と、励起光源７０からのレーザ光によって蛍光を発する蛍光体物質を含む発光部７５と、反射面が発光部７５と対向する状態で配置された反射鏡８０と、反射鏡８０の開口部を覆う透明板８１とにより構成されている。図４において、７１は半導体レーザ、７２は非球面レンズ、７３は励起光源７０からのレーザ光を導光する光ファイバである。光ファイバ７３は、ハウジング９０を貫通して延び、反射鏡８０と透明板８１とにより囲まれた空間の内部で、反射鏡８０又は熱伝導部材８５に対して固定されたフェルール７８に保持されている。発光部７５は、冷却部８６に熱的に接続された板状の熱伝導部材８５と、透明窓８１とによって狭持されて固定されている。冷却部８６は、冷却液をその内部に循環させる冷却装置又は風冷の冷却装置（ファン）により構成されている。このような蛍光光源装置は、特許文献１に開示されている。

特許第５０２１０８９号公報

而して、このような蛍光光源装置においては、発光部７５に入射されたレーザ光の光エネルギーの一部は、熱エネルギーに変換されて発光部７５および発光部７５を保持する熱伝導部材８５の温度を上昇させる。また、レーザ光の一部は、熱伝導部材８５に吸収され発熱し、やはり温度上昇の原因となる。
しかしながら、上記構成の蛍光光源装置を例えば探照灯などの自然空冷で用いる発光装置に適用した場合には、レーザ光を発光部７５に照射することにより生じた熱を十分に排熱することができない。このため、発光部７５に熱的に接続されている部材、具体的には、透明板８１、反射鏡８０、光ファイバ７３、ハウジング９０および熱伝導部材８５などは、大きく温度上昇することとなる。
従って、発光装置に高い照度を得るために、励起光源７０を構成する半導体レーザ７１のパワーを大きくすると、発光部７５での発熱が一層増大する。その結果、発光部７５に熱的に接続されている光ファイバ７３の光出射端部７３ａとフェルール７８も高温になる。さらに、レーザ光通過や反射による戻り光による発熱も伴うので、一般の光ファイバの使用可能温度範囲（例えば−２０℃〜６０℃）を超えてしまう、という問題がある。光ファイバ７３の温度が使用可能な最大温度を超えると、光ファイバ７３が損傷、劣化して光ファイバ７３の出力効率の低下を引き起こすため、安定した光出力を得ることができなくなる。

本発明は、以上の問題に鑑みてなされたものであり、蛍光プレートにおいて生じた熱が光ファイバに伝熱されることによって光ファイバが損傷することを確実に防止することができ、高い光出力（高照度）を安定して得ることのできる蛍光光源装置を提供することを目的とする。

本発明の蛍光光源装置は、励起用光源と、当該励起用光源から放射された励起光を導光する光ファイバと、当該光ファイバから出射される光が照射されることにより蛍光を発する蛍光プレートと、当該蛍光プレートから放射された蛍光を反射する反射ミラーとを備えた蛍光光源装置において、
前記蛍光プレートおよび前記反射ミラーは、金属製のハウジングの内部において、当該ハウジングに固定されて設けられ、前記光ファイバは、当該光ファイバの光出射端部に装着された装着部材が当該ハウジングに固定された光ファイバ保持板に固定されて設けられており、
前記ハウジングから前記光ファイバの光出射端部に至る熱伝導経路を形成する構成部材の少なくとも一部が、断熱材により構成されていることを特徴とする。

本発明の蛍光光源装置においては、下記（１）〜（３）のいずれかの形態を有するものとすることができる。
（１）前記光ファイバ保持板は、前記熱伝導経路の一部を形成する熱伝導抑制部材を介して前記ハウジングに対して固定されて設けられており、当該熱伝導抑制部材が断熱材により構成されている。
（２）前記熱伝導経路の一部を形成する前記光ファイバ保持板が、断熱材により構成されている。
（３）前記熱伝導経路の一部を形成する前記装着部材が、断熱材により構成されている。

本発明の蛍光光源装置によれば、基本的には、蛍光プレートに生ずる熱が金属製のハウジングに伝熱されてハウジングの全体から外部に放熱されるので、自然空冷で使用する場合であっても、蛍光プレートに生ずる熱を効率よく排熱することができる。しかも、ハウジングから光ファイバに至る熱伝導経路を形成する断熱材よりなる構成部材によって、蛍光プレートからハウジングを介して光ファイバに伝熱される熱量を小さく抑制することができる。このため、光ファイバの温度が耐熱温度を超えた状態となることを回避することができ、光ファイバの所期の出力効率を安定して得ることができる。
従って、蛍光プレートの励起光受光面に入射されるレーザ光の入力を高くすることができるようになり、高い照度の光を照射することができる。

本発明の第１の実施形態に係る蛍光光源装置の一例における構成の概略を示す、反射ミラーの光軸に沿った断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る蛍光光源装置の一例における構成の概略を示す、反射ミラーの光軸に沿った断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る蛍光光源装置の一例における要部の構成の概略を示す、反射ミラーの光軸に沿った断面図である。 従来の蛍光光源装置の一例における構成の概略を示す、反射鏡の光軸に沿った断面図である。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態に係る蛍光光源装置は、光ファイバ保持板が、ハウジングから光ファイバに至る熱伝導経路の一部を形成する構成部材である断熱材よりなる熱伝導抑制部材を介して、金属製のハウジングに対して固定されて設けられた構成とされている。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る蛍光光源装置の一例における構成の概略を示す、反射ミラーの光軸に沿った断面図である。この蛍光光源装置は、例えば自然空冷で使用される探照灯を構成するものである。
この蛍光光源装置は、励起光が照射されることにより蛍光を発する蛍光プレート２６を備えており、蛍光プレート２６は、金属製の筒状のハウジング１０に固定されている。蛍光プレート２６は、例えばセリウム付活のＹＡＧ蛍光体（発光波長：５５０ｎｍ）により構成されている。

ハウジング１０は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金などの熱伝導性材料よりなり、円筒状の基体部分（リム）１１と、この基体部分１１の内周面から基体部分１１の中心軸Ｃに向かって延びる、蛍光プレート２６の排熱用熱伝導経路を構成する導熱部分（スポーク）１６とを有する。

ハウジング１０の基体部分１１は、一端側筒状部１２と、一端側筒状部１２の他端に段部１５ａを介して連続する中央筒状部１３と、中央筒状部１３の他端に段部１５ｂを介して連続する他端側筒状部１４とを有する。中央筒状部１３は一端側筒状部１２より大きい内径を有し、他端側筒状部１４は中央筒状部１３より大きい内径を有する。
ハウジング１０の導熱部分１６は、例えば、基体部分１１の中心軸Ｃに沿って延びる平板状の導熱板１７により構成されている。導熱板１７の径方向における内端は、基体部分１１の中心軸（ハウジング１０の中心軸）Ｃ上に位置されており、外端は、基体部分１１の内周面に一体に接合されて熱的に接続されている。
なお、ハウジング１０は、基体部分１１を形成する材料と、導熱部分１６を形成する各導熱板１７を接合して一体化されたものとされているが、例えば鋳造等により一体成型したものであってもよい。

導熱板１７の厚みおよび軸方向（図１における左右方向）の長さ寸法は、導熱板１７それ自体による光損失の程度を小さく抑制しながら、一定以上の排熱量（伝熱量）例えば２０Ｗ以上の排熱量が得られるよう設定することができる。例えば、導熱板１７の厚みは、２ｍｍ以上５ｍｍ以下の大きさとされていることが好ましく、また、導熱板１７の軸方向の長さ寸法は、４０〜８０ｍｍの範囲内の大きさとされていることが好ましい。

導熱板１７の内端部における一側面には、例えば銅（Ｃｕ）とモリブデン（Ｍｏ）との焼結体により構成された蛍光プレート支持基板（図示せず）が設けられている。この蛍光プレート支持基板の一面上には、蛍光プレート２６が設けられている。ハウジング１０と蛍光プレート支持基板、並びに、蛍光プレート２６と蛍光プレート支持基板は、例えばＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金などのハンダ（不図示）によって互いに接合されて熱的に接続されている。

ハウジング１０を構成する基体部分１１の一端側開口端面には、円板状の窓部材３０が基体部分１１の一端側開口を塞ぐよう設けられている。
窓部材３０は、無反射コートが施された、例えばテンパックス（登録商標）などのホウケイ酸ガラスなどにより構成されている。

ハウジング１０を構成する基体部分１１における中央筒状部１３の内部には、例えば放物面鏡よりなる反射鏡４０がその反射面４０ａが蛍光プレート２６の励起光受光面と対向して配置されている。反射鏡４０は、その開口端面が反射鏡位置規定面Ｎ_S として設定される基体部分１１の段部１５ａにおける平坦面に対接されて配置されている。反射鏡４０の光軸Ｏ_M は、基体部分１１の中心軸Ｃ上に位置されており、反射鏡４０の焦点は、蛍光プレート２６の励起光受光面上に位置されている。

反射鏡４０は、例えばホウケイ酸ガラスなどよりなる基材の内面に、反射膜が形成されて構成されている。この反射鏡４０は、後述する複数の励起光源の各々からの励起光を透過する励起光透過部４３を有する。
反射膜は、励起光および蛍光を反射する機能を有し、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ₂ ）層および酸化シリコン（ＳｉＯ₂ ）層が交互に積層されてなる誘電体多層膜により構成されている。

ハウジング１０を構成する基体部分１１の他端側開口部は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる円板状の光ファイバ保持板３５によって閉塞されている。
光ファイバ保持板３５は、ハウジング１０と、ハウジング１０における基体部分１１の他端側開口端面に例えばネジ止めされて固定された、金属製の円環板状の押さえ部材３８とによって狭持されて設けられている。光ファイバ保持板３５の一面における周縁部と、基体部分１１における段部１５ｂの平坦面との間には、例えば各々Ｏ−リングよりなる一対のシール部材３３および当該シール部材３３間に配置された後述する円環板状の熱伝導抑制部材２０ａが介在されている。そして、一対のシール部材３３の各々が圧潰されて熱伝導抑制部材２０ａの一面および他面が、それぞれハウジング１０における段部１５ｂの平坦面および光ファイバ保持板３５の一面に対接されている。また、光ファイバ保持板３５の他面における周縁部と、押さえ部材３８の一面との間には、例えば各々Ｏ−リングよりなる一対のシール部材３４および当該シール部材３４間に配置された後述する円環板状の熱伝導抑制部材２０ｂが介在されている。そして、一対のシール部材３４の各々が圧潰されて熱伝導抑制部材２０ｂの一面および他面が、それぞれ光ファイバ保持板３５の他面および押さえ部材３８の一面に対接されている。
上述したように、基体部分１１の一端側開口は窓部材３０によって塞がれており、従って、保持構造体であるハウジング１０、窓部材３０および光ファイバ保持板３５によって画成された、蛍光プレート２６が位置される空間（蛍光部材配置空間Ｓ）が閉鎖空間とされている。

光ファイバ保持板３５には、その厚み方向に貫通してハウジング１０における基体部分１１の中心軸Ｃに沿って互いに平行に延びる複数の励起光導入孔３６が形成されている。
また、光ファイバ保持板３５の一面には、筒状のレンズ保持部材４７が設けられている。このレンズ保持部材４７によって、各励起光導入孔３６から出射される励起光を集光して蛍光プレート２６に照射する集光レンズ４８が、その光軸Ｏ_L が反射鏡４０の光軸Ｏ_M と一致する姿勢で、保持されている。複数の励起光導入孔３６の各々からの励起光を集光レンズ４８によって集光して蛍光プレート２６に照射する構成とされていることにより、蛍光プレート２６を効率よく励起させて発光させることができる。

この蛍光光源装置は、複数の励起光源５０を具えており、各励起光源５０からの励起光はＬＤ用の光ファイバ５５を介して励起光導入孔３６に導入される。
光ファイバ５５の、フェルール（図示せず）が装着された光出射端部５５ａには、装着部材（レセプタクル）５６が設けられており、当該装着部材５６が、光ファイバ保持板３５の他面において、励起光導入孔３６に対応する位置に固定されて設けられている。

各々の励起光源５０は、各々ＬＤ素子を具えた複数のレーザ光源５１を具えている。ＬＤ素子は、例えば互いに同一の発振波長のレーザ光を出射する半導体レーザよりなり、具体的には例えば、発振波長が４５５ｎｍである青色のレーザ光を放射するものが用いられる。５３はコンデンサレンズ、５４は反射ミラーである。

而して、この蛍光光源装置においては、上述したように、光ファイバ保持板３５が、断熱材よりなる熱伝導抑制部材２０ａ，２０ｂが介在された状態で、金属製のハウジング１０および押さえ部材３８によって狭持されて設けられ、これによりハウジング１０に対して固定されている。

熱伝導抑制部材２０ａ，２０ｂを構成する断熱材としては、熱伝導率の小さいものであれば特に限定されるものではないが、熱伝導率が例えば４Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であるものであることが好ましい。このような材料としては、例えば、ポリアセタールやポリイミドなどのプラスチック材料、マセライトなどのマシナブルセラミックス、アルミナなどのエンジニアリングセラミックスなどを例示することができる。具体的には、ハウジング１０を構成する金属材料（例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金）よりも熱伝導率の小さい材料の中から、最高使用温度や機械的強度を考慮して、適用する部位に適切な材料が選択される。
熱伝導抑制部材２０ａ，２０ｂの厚さは、例えば１０〜２０ｍｍである。

上記の蛍光光源装置においては、複数の励起光源５０の各々からの励起光が光ファイバ５５によって導光されて光ファイバ保持板３５おける対応する励起光導入孔３６内に入射される。ここに、各々の励起光源５０においては、複数のレーザ光源５１の各々におけるＬＤ素子から出射されたレーザ光（青色光）が励起光としてコンデンサレンズ５３により集光されて対応する光ファイバ素子に入射され、複数のレーザ光源５１の各々からの励起光が共通の励起光導入孔３６内に入射される。励起光導入孔３６内に入射された励起光（図１において実線の矢印で示す。）は、励起光導入孔３６内に配置されたコリメータレンズ（図示せず）によって平行光とされて集光レンズ４８に入射され、集光レンズ４８によって集光されながら反射鏡４０の励起光透過部４３を介して蛍光プレート２６の励起光受光面に照射される。励起光が蛍光プレート２６に照射されることにより蛍光プレート２６から発せられる蛍光（図１おいて二点鎖線の矢印で示す。）は、反射鏡４０により反射されて平行光とされ、蛍光プレート２６の励起光受光面によって反射されたレーザ光の反射鏡４０による反射光（青色光）と混合されて白色光として窓部材３０を介して照射される。
一方、レーザ光が照射されることにより蛍光プレート２６に生じた熱は、ハウジング１０における導熱板１７を介して基体部分１１に伝熱され、ハウジング１０の外周面が主として放熱面として機能して、基体部分１１の全体から外部に放熱される。

而して、上記構成の蛍光光源装置によれば、基本的には、蛍光プレート２６に生ずる熱が導熱板１７を介して基体部分１１に伝熱されてハウジング１０の全体から外部に放熱されるので、自然空冷で使用する場合であっても、蛍光プレート２６に生ずる熱を効率よく排熱することができる。
しかも、導熱板１７を介して基体部分１１に伝熱された蛍光プレート２６に生じた熱の一部は、光ファイバ保持板３５および装着部材５６により形成される熱伝導経路を経て光ファイバ５５の光出射端部５５ａに伝熱されるところ、ハウジング１０と光ファイバ保持板３５との間、並びに押さえ部材３８と光ファイバ保持板３５との間に介在された、熱伝導経路の一部を形成する断熱材よりなる熱伝導抑制部材２０ａ，２０ｂによって、光ファイバ５５に伝熱される熱量を小さく抑制することができる。これにより、光ファイバ５５の温度が耐熱温度を超えた状態となることを回避することができ、光ファイバ５５の所期の出力効率を安定して得ることができる。
従って、ハウジング１０から光ファイバ５５の光出射端部５５ａに至る熱伝導経路を形成する構成部材の一部を断熱材により構成することにより、例えば、動作時における光ファイバ５５の温度上昇を約３０％減らすことが可能となる。これにより、光ファイバ５５の温度を耐熱温度以下に維持することができ、蛍光プレート２６の励起光受光面に入射されるレーザ光の入力を高くすることができるようになる。例えばレーザ光の入力を４０Ｗ以上とすることができるようになる。従って、上記の蛍光光源装置によれば、高い照度の光を照射することができる。

＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態に係る蛍光光源装置は、ハウジングから光ファイバに至る熱伝導経路の一部を形成する構成部材である光ファイバ保持板が、断熱材により構成されたものである。

図２は、本発明の第２の実施形態に係る蛍光光源装置の一例における構成の概略を示す、反射ミラーの光軸に沿った断面図である。
この蛍光光源装置は、光ファイバ保持板３５ａが断熱材により構成されており、光ファイバ保持板３５ａが、ハウジング１０の基体部分１１の他端側開口端面に、例えばＯ−リングよりなるシール部材３３が介在された状態で、設けられた構成とされていることの他は、図１に示す蛍光光源装置と同一の構成を有する。図１に示す蛍光光源装置と同一の構成部材には、便宜上同一の符号が付されており、説明を省略することとする。

光ファイバ保持板３５ａを構成する断熱材としては、第１の実施形態に係る蛍光光源装置における熱伝導抑制部材２０ａ，２０ｂを構成するものとして例示したものを用いることができる。
光ファイバ保持板３５ａは、シール部材３３が圧潰されて一面における周縁部がハウジング１０における基体部分１１の他端側開口端面に対接した状態が得られるよう、基体部分１１に対して例えばネジ止めされて固定されている。固定用ネジ３７としては、例えば断熱材により構成されたものが用いられることが好ましい。

而して、上記構成の蛍光光源装置によっても、第１の実施形態に係る蛍光光源装置と同様の効果を得ることができる。すなわち、ハウジング１０から光ファイバ５５に至る熱伝導経路の一部を形成する光ファイバ保持板３５ａが断熱材により構成されていることによって、光ファイバ５５に伝熱される熱量を小さく抑制することができる。このため、光ファイバ５５の温度が耐熱温度を超えた状態となることを回避することができ、光ファイバ５５の所期の出力効率を安定して得ることができる。

＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態に係る蛍光光源装置は、光ファイバの光出射側端部に設けられた、ハウジングから光ファイバに至る熱伝導経路の一部を形成する構成部材である装着部材が、断熱材により構成されたものである。

図３は、本発明の第３の実施形態に係る蛍光光源装置の一例における要部の構成の概略を示す、反射ミラーの光軸に沿った断面図である。
この蛍光光源装置は、光ファイバ保持板３５が、ハウジング１０における基体部分１１の他端側開口端面に、例えばＯ−リングよりなるシール部材３３が介在された状態で、設けられた構成とされており、光ファイバ５５の光出射端部５５ａに設けられた装着部材５６ａが断熱材により構成されていることの他は、図１に示す蛍光光源装置と同一の構成を有する。図１に示す蛍光光源装置と同一の構成部材には、便宜上同一の符号が付されており、説明を省略することとする。

装着部材５６ａは、光ファイバ５５の光出射端部５５ａが挿入されて保持される円筒状の保持部５７とこの保持部５７の一端面に連続する平板状の装着部５８とを有する。５９は、保持部５７を内部に受容した状態で、保持部５７の外周面に係合されて装着される円筒状のキャップナットである。
装着部材５６ａを構成する断熱材としては、第１の実施形態に係る蛍光光源装置における熱伝導抑制部材２０ａ，２０ｂを構成するものとして例示したものを用いることができる。

而して、上記構成の蛍光光源装置によっても、第１の実施形態に係る蛍光光源装置と同様の効果を得ることができる。すなわち、光ファイバ５５の光出射端部５５ａに装着された、ハウジング１０から光ファイバ５５に至る熱伝導経路の一部を形成する装着部材５６ａが断熱材により構成されていることによって、ハウジング１０から光ファイバ５５に至る熱伝導経路に断熱材が介在された状態とされている。これにより、光ファイバ５５に伝熱される熱量を小さく抑制することができるので、光ファイバ５５の温度が耐熱温度を超えた状態となることを回避することができ、光ファイバ５５の所期の出力効率を安定して得ることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、第１の実施形態に係る蛍光光源装置において、ハウジングから光ファイバに至る熱伝導経路を形成する光ファイバ保持板および光ファイバの光出射側端部に設けられた装着部材の一方または両方が断熱材により構成されていてもよい。
また、本発明の蛍光光源装置においては、ハウジングにおける導熱部分は複数の導熱板により構成されていてもよい。この場合には、導熱板の数および配置パターンは、ハウジングの構造が軸対称となるよう設定されていることが好ましい。
さらにまた、本発明の蛍光光源装置においては、保持構造体であるハウジングの外周面が、主として、蛍光部材に生じた熱を放熱する放熱面として機能する構成とされているため、ハウジングは、その外周面に放熱面積を拡大する放熱用凹凸構造を有する構成とされていてもよい。放熱用凹凸構造の具体的構成は、特に限定されるものではないが、ハウジングの外周面に一体に設けられた放熱用フィンにより構成することができる。

以下、本発明に係る蛍光光源装置の実施例について具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

＜作製例１＞
図１に示す構成に従って、本発明に係る蛍光光源装置（Ａ）を作製した。この蛍光光源装置（Ａ）の仕様を以下に示す。
〔ハウジング（１０）〕
基体部分（１１）：材質；アルミニウム合金（熱伝導率：２１０Ｗ／（ｍ・Ｋ））、外径；φ２６０ｍｍ、軸方向の長さ寸法；２６０ｍｍ
導熱板（１７）：材質；アルミニウム合金（熱伝導率：９６Ｗ／（ｍ・Ｋ））、厚さ；２０ｍｍ、軸方向の長さ寸法；６０ｍｍ、径方向の長さ寸法；１１０ｍｍ
〔蛍光プレート（２６）〕
材質；ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）の多結晶体、形状；１０ｍｍ角、厚さ；０．５ｍｍ
〔光ファイバ保持板（３５）〕
材質；アルミニウム合金（熱伝導率：１６９Ｗ／（ｍ・Ｋ））、直径；φ２５０ｍｍ、厚さ；１０ｍｍ
〔熱伝導抑制部材（２０）〕
材質；ポリイミド（熱伝導率：０．１〜０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ））、外径；φ２５０ｍｍ、内径；φ２４３ｍｍの円環板状、厚み；１０ｍｍ
〔装着部材（５６）〕
材質；真鍮（熱伝導率：１０６Ｗ／（ｍ・Ｋ））
〔光ファイバ（５５）〕
使用可能温度範囲；−２０℃〜６０℃
〔励起光源（５０）〕
レーザ光源（５１）の数；６個
ＬＤ素子；発振波長４５５ｎｍ

＜比較作製例１＞
光ファイバ保持板が熱伝導抑制部材を介さず、シール部材のみが介在された状態でハウジングの基体部分に対接されて設けられた構成とされていることの他は、上記作製例１において作製した蛍光光源装置（Ａ）と同一の構成を有する蛍光光源装置（Ｂ）を作製した。

＜実施例１＞
上記の蛍光光源装置（Ａ）および蛍光光源装置（Ｂ）の各々について、励起光源（５０）を、蛍光プレート（２６）の励起光受光面に入射されるレーザ光の入力が１１０Ｗとなる点灯条件で、点灯させとき、蛍光光源装置（Ｂ）では、光ファイバ（５５）の温度が最大で７４℃（耐熱温度以上）となるのに対して、本発明に係る蛍光光源装置（Ａ）では、光ファイバ（５５）の温度は最大でも５９℃であった。ここに、光ファイバ（５５）の温度は、装着部材（５６）の温度である。蛍光光源装置（Ｂ）を基準とすれば、蛍光光源装置（Ａ）での温度差ΔＴは１５℃であり、蛍光光源装置（Ｂ）の場合に対して２０％光ファイバの温度上昇を抑制できた。

＜作製例２＞
図２に示す構成に従って、本発明に係る蛍光光源装置（Ｃ）を作製した。この蛍光光源装置（Ｃ）は、熱伝導拡散部材を有さず、光ファイバ保持板を断熱材により構成し、光ファイバ保持板をシール部材が介在された状態でハウジングの基体部分に対接させて設けたことの他は、上記の蛍光光源装置（Ａ）と同一の構成を有する。
〔光ファイバ保持板（３５ａ）〕
材質；ポリイミド（熱伝導率：０．１〜０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ））、形状；外径φ２６０ｍｍの円板状、厚み；１０ｍｍ

＜比較作製例２＞
光ファイバ保持板をアルミニウム合金により構成したことの他は、上記作製例２において作製した蛍光光源装置（Ｃ）と同一の構成を有する蛍光光源装置（Ｄ）を作製した。

＜作製例３＞
図３に示す構成に従って、本発明に係る蛍光光源装置（Ｅ）を作製した。この蛍光光源装置（Ｅ）は、熱伝導拡散部材を有さず、光ファイバ保持板をシール部材が介在された状態でハウジングの基体部分に対接させて設け、装着部材（レセプタクル）を断熱材により構成したことの他は、上記の蛍光光源装置（Ａ）と同一の構成を有する。
〔装着部材（５６ａ）〕
材質；ポリイミド（熱伝導率：０．１〜０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ））
保持部（５７）の形状；外径φ８ｍｍ、内径φ４ｍｍ、長さ９ｍｍの円筒状
装着部（５８）の形状；１５ｍｍ角、厚さ２ｍｍ

＜実施例２＞
上記の蛍光光源装置（Ｃ）、蛍光光源装置（Ｄ）および蛍光光源装置（Ｅ）の各々について、励起光源（５０）を、蛍光プレート（２６）の励起光受光面に入射されるレーザ光の入力が１１０Ｗとなる点灯条件で、点灯させたとき、蛍光光源装置（Ｄ）では、光ファイバ（５５）の温度が最大で７４℃（耐熱温度以上）となるのに対して、本発明に係る蛍光光源装置（Ｃ）では、光ファイバ（５５）の温度は最大でも５５℃であり、蛍光光源装置（Ｅ）では、光ファイバ（５５）の温度は最大でも５９℃であった。蛍光光源装置（Ｄ）を基準とすれば、蛍光光源装置（Ｃ）での温度差ΔＴは１９℃であり、蛍光光源装置（Ｄ）に対して２６％光ファイバの温度上昇を抑制できた。また、蛍光光源装置（Ｅ）での温度差ΔＴは１５℃であり、蛍光光源装置（Ｄ）に対して２０％光ファイバの温度上昇を抑制できた。

以上の結果より、ハウジングから光ファイバの光出射端部に至る熱伝導経路を形成する構成部材の一部が断熱材により構成されていることにより、動作時における光ファイバの温度上昇を約２０％程度減らすことができ、光ファイバの温度が耐熱温度を超えた状態となることを確実に防止することができることが確認された。

１０ ハウジング
１１ 基体部分（リム）
１２ 一端側筒状部
１３ 中央筒状部
１４ 他端側筒状部
１５ａ，１５ｂ 段部
１６ 導熱部分（スポーク）
１７ 導熱板
２０ａ，２０ｂ 熱伝導抑制部材
２６ 蛍光プレート
３０ 窓部材
３３，３４ シール部材
３５，３５ａ 光ファイバ保持板
３６ 励起光導入孔
３７ 固定用ネジ
３８ 押さえ部材
４０ 反射鏡
４０ａ 反射面
４３ 励起光透過部
４７ レンズ保持部材
４８ 集光レンズ
５０ 励起光源
５１ レーザ光源
５３ コンデンサレンズ（集光レンズ）
５４ 反射ミラー
５５ 光ファイバ
５５ａ 光出射端部
５６，５６ａ 装着部材（レセプタクル）
５７ 保持部
５８ 装着部
５９ キャップナット
７０ 励起光源
７１ 半導体レーザ
７２ 非球面レンズ
７３ 光ファイバ
７３ａ 光出射端部
７５ 発光部
７８ フェルール
８０ 反射鏡
８１ 透明板
８５ 熱伝導部材
８６ 冷却部
９０ ハウジング
Ｃ 基体部分の中心軸
Ｎ_s 反射鏡位置規定面
Ｏ_L 集光レンズの光軸
Ｏ_M 反射鏡の光軸
Ｓ 蛍光部材配置空間

Claims (4)

1. 励起用光源と、当該励起用光源から放射された励起光を導光する光ファイバと、当該光ファイバから出射される光が照射されることにより蛍光を発する蛍光プレートと、当該蛍光プレートから放射された蛍光を反射する反射ミラーとを備えた蛍光光源装置において、
   前記蛍光プレートおよび前記反射ミラーは、金属製のハウジングの内部において、当該ハウジングに固定されて設けられ、前記光ファイバは、当該光ファイバの光出射端部に装着された装着部材が当該ハウジングに固定された光ファイバ保持板に固定されて設けられており、
   前記ハウジングから前記光ファイバの光出射端部に至る熱伝導経路を形成する構成部材の少なくとも一部が、断熱材により構成されていることを特徴とする蛍光光源装置。
2. 前記光ファイバ保持板は、前記熱伝導経路の一部を形成する熱伝導抑制部材を介して前記ハウジングに対して固定されて設けられており、当該熱伝導抑制部材が断熱材により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の蛍光光源装置。
3. 前記熱伝導経路の一部を形成する前記光ファイバ保持板が、断熱材により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の蛍光光源装置。
4. 前記熱伝導経路の一部を形成する前記装着部材が、断熱材により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の蛍光光源装置。

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