JP2018142414A

JP2018142414A - 光源装置

Info

Publication number: JP2018142414A
Application number: JP2017034492A
Authority: JP
Inventors: 明宏野村; Akihiro Nomura
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2017-02-27
Filing date: 2017-02-27
Publication date: 2018-09-13

Abstract

【課題】簡便な構造で色ムラを抑制することが可能な光源装置を提供する。【解決手段】照射された一次光（Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄ）の少なくとも一部を波長変換して二次光（Ｌ２）を出射する波長変換部材（１２）と、第１の一次光（Ｌ１１ａ）を波長変換部材（１２）に対して照射する第１光照射部（１３ａ）と、第２の一次光（Ｌ１１ｄ）を波長変換部材（１２）に対して照射する第２光照射部（１３ｄ）を備え、第１の一次光（Ｌ１１ａ）が波長変換部材（１２）によって部分的に反射された第１の反射方向に第２光照射部（１３ｄ）が設けられ、第２の一次光（Ｌ１１ｄ）が波長変換部材（１２）によって部分的に反射された第２の反射方向に第１光照射部（１３ａ）が設けられた光源装置。【選択図】図１

Description

本発明は光源装置に関し、特に半導体レーザが出射する一次光を波長変換部材で二次光に波長変換する光源装置に関する。

ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）や半導体レーザを光源として、蛍光体材料を含有した波長変換部材で波長変換して白色光を得る光源装置が用いられている。これらの光源装置では、光源から青色光や紫外光などの一次光を発光して波長変換部材に照射し、波長変換部材に含有された蛍光体が一次光により励起されて黄色光などの二次光を発光し、一次光と二次光が混色して白色光が外部に照射される。

特許文献１には、半導体レーザを光源として用いた車両用灯具が提案されている。光源として半導体レーザを用いると、大出力で波長幅の狭い一次光を得られるが、指向性が非常に強く光が照射される領域が小さいという特徴がある。したがって、光源としてＬＥＤを用いる場合と比較すると、波長変換部材の極めて小さい領域に大出力の一次光が照射されて白色光を出射し、指向性が高い光源装置が得られる。

図７は、従来から提案されている半導体レーザを用いた光源装置の構成を示す模式図である。図８は、半導体レーザ３から出射される一次光Ｌ１１と、波長変換部材２で反射される光強度の分布を示す模式図である。光源装置は、搭載部１と、波長変換部材２と、半導体レーザ３を備えている。搭載部１上に搭載された波長変換部材２に対して、半導体レーザ３から一次光Ｌ１１が照射される。波長変換部材２では、含有されている蛍光体材料によって一次光Ｌ１１の少なくとも一部が波長変換されて二次光Ｌ２を放出する。

図８に示したように、半導体レーザ３から出射された一次光Ｌ１１は、波長変換部材２で反射される際に配光分布Ｌｄをもって反射される。このとき、波長変換部材２に対する一次光Ｌ１１の入射角とほぼ正反射する方向に、最も光強度が強い一次光Ｌ１２が反射されることになる。ここで、ほぼ正反射する方向とは、正反射角度から±２０度程度の範囲を示している。

波長変換部材で散乱された一次光Ｌ１１の一部と二次光Ｌ２は混色され、光学系部材等を介して白色光として光源装置の外部に対して照射される。

特開２０１０−２３２０４４号公報

図７および図８に示した従来技術では、半導体レーザ３から波長変換部材２に照射された一次光Ｌ１１は、一部が波長変換部材２の表面で一次光Ｌ１２として反射されてしまう。波長変換部材２によって波長変換された二次光Ｌ２がランバート配光に近い配光分布になるのに対し、図８に示したように一次光Ｌ１２は一次光Ｌ１１の入射角から±２０度程度の範囲であるほぼ正反射方向に強い指向性を有する配光分布になる。これにより、一次光Ｌ１２が反射される方向では二次光Ｌ２と一次光Ｌ１２との混色により多方向とは色合いが異なり、白色光の配光分布において色温度が異なる領域が色ムラとして生じてしまうという問題があった。

そこで本発明は、簡便な構造で色ムラを抑制することが可能な光源装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明の光源装置は、照射された一次光の少なくとも一部を波長変換して二次光を出射する波長変換部材と、第１の一次光を前記波長変換部材に対して照射する第１光照射部と、第２の一次光を前記波長変換部材に対して照射する第２光照射部を備え、前記第１の一次光が前記波長変換部材によって部分的にほぼ正反射された方向である第１の反射方向に前記第２光照射部が設けられ、前記第２の一次光が前記波長変換部材によって部分的にほぼ正反射された方向である第２の反射方向に前記第１光照射部が設けられたことを特徴とする。

このような本発明の光源装置では、第１の一次光と第２の一次光がそれぞれ波長変換部材によってほぼ正反射される方向に、第２光照射部と第１光照射部とが設けられることで、一次光の反射による色温度の分布が対称となり、簡便な構造で色ムラを抑制することができる。

また本発明の一態様では、前記第１光照射部及び／又は前記第２光照射部は、半導体レーザであるとしてもよい。

また本発明の一態様では、前記第１光照射部及び／又は前記第２光照射部は、光導波路の光出射部であるとしてもよい。

また本発明の一態様では、前記第１光照射部及び／又は前記第２光照射部は、半導体レーザの出射光を前記波長変換部材の方向に反射する反射部であるとしてもよい。

また本発明の一態様では、前記波長変換部材と前記半導体レーザは、共通の搭載部に搭載されるとしてもよい。

また本発明の一態様では、前記二次光を反射する反射光学系を備え、前記第１光照射部及び／又は前記第２光照射部は、前記反射光学系の一部に設けられる。

本発明では、簡便な構造で色ムラを抑制することが可能な光源装置を提供することができる。

第１実施形態における光源装置１００を示す模式図であり、図１（ａ）は波長変換部材１２に対して複数の半導体レーザ１３ａ〜１３ｄから異なる角度で一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄを照射した例を示す模式断面図であり、図１（ｂ）は複数の方向から一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄを照射した変形例を示す模式平面図である。第２実施形態における光源装置１１０を示す模式図であり、図２（ａ）は白色光の取り出し方向に沿って複数の半導体レーザ１３ａ〜１３ｄから異なる角度で一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄを照射した例を示す模式断面図であり、図２（ｂ）は反射鏡１４の開口に沿って複数の半導体レーザ１３ａ〜１３ｄから異なる角度で一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄを照射した例を示す模式斜視図である。第２実施形態の変形例における光源装置１２０を示す模式図であり、反射鏡１４の透過窓１５ａ〜１５ｄに半導体レーザ１３ａ〜１３ｄを取り付けた例を示す模式断面図である。図４は、第３実施形態における光源装置１３０を示す模式図であり、図４（ａ）は白色光の取り出し方向に沿って複数の光ファイバ１６ａ〜１６ｄから異なる角度で一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄを照射した例を示す模式断面図であり、図４（ｂ）は反射鏡１４の開口に沿って複数の光ファイバ１６ａ〜１６ｄから異なる角度で一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄを照射した例を示す模式斜視図である。第４実施形態における光源装置１４０を示す模式図であり、図５（ａ）は模式断面図であり、図５（ｂ）は模式斜視図である。第４実施形態の変形例における光源装置１５０を示す模式断面図である。従来から提案されている半導体レーザを用いた光源装置の構成を示す模式図である。半導体レーザ３から出射される一次光Ｌ１１と、波長変換部材２で反射される光強度の分布を示す模式図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付すものとし、適宜重複した説明は省略する。図１は、第１実施形態における光源装置１００を示す模式図であり、図１（ａ）は波長変換部材１２に対して複数の半導体レーザ１３ａ〜１３ｄから異なる角度で一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄを照射した例を示す模式断面図であり、図１（ｂ）は複数の方向から一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄを照射した変形例を示す模式平面図である。光源装置１００は、搭載部１１と、波長変換部材１２と、半導体レーザ１３ａ〜１３ｄを備えている。

搭載部１１は、波長変換部材１２や半導体レーザ１３ａ〜１３ｄ等を搭載する部材である。図１では搭載部１１として平板形状のものを示しているが、各部材を搭載して保持できればどのような形状でもよい。また、波長変換部材１２での波長変換時の発熱や、半導体レーザ１３ａ〜１３ｄの光照射に伴う発熱等を光源装置１００の外部に放熱するために、熱伝導性が良好な材質で構成されることが好ましい。搭載部１１は、熱伝導性が良好な材質で構成することで、波長変換部材１２からの熱を外部に伝達して放熱する放熱部材として機能する。

波長変換部材１２は、蛍光体材料を含有して半導体レーザ１３ａ〜１３ｄから照射された一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄの少なくとも一部を波長変換して二次光Ｌ２を放出する部材である。図１（ａ）（ｂ）では、波長変換部材１２として平板形状のものを示したが、一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄが照射される領域が平面であればよい。

波長変換部材１２中での蛍光体材料の含有形態は限定されず、蛍光体粒子を樹脂中に分散したものや蛍光体を含有したセラミックの焼結体などであってもよい。波長変換部材１２の形成方法は限定されず、蛍光体粒子を分散した樹脂を型に入れて硬化させる方法や、セラミックグリーンシートを成型した後に焼結する方法等、材料に適した公知の方法を用いることができる。

波長変換部材１２に含有される蛍光体材料は、一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄを吸収して二次光Ｌ２を放出するものであれば限定されず、複数種類の蛍光体材料を含有するとしてもよい。二次光Ｌ２の波長としては、一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄと混色して白色光となるものが好ましく、一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄが青色である場合には二次光Ｌ２は黄色光が好ましい。また、一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄが紫色や近紫外光、紫外光である場合には、ＲＧＢ各色を放出する複数の蛍光体材料を用いて、二次光Ｌ２同士の混色で白色を得ることが好ましい。

波長変換部材１２に含有される蛍光体材料としては、例えば無機化合物では酸化物系、窒化物系などがあり、具体的には酸化物系にはＣａ_３Ｓｃ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２：Ｃｅ、ＣａＳｃ_２Ｏ_４：Ｃｅ、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ、（Ｙ、Ｇｄ）_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ、（Ｓｒ，Ｂａ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ、（Ｓｉ，Ａｌ）_３（Ｎ，Ｏ）_４：Ｅｕ、Ｂａ_３Ｓｉ_６Ｏ_１２Ｎ_２：Ｅｕ、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ、ＢａＭｇＡＬ１１Ｏ_１７：Ｅｕ、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、Ｓｒ_４Ａｌ_１４Ｏ_２５：Ｅｕ、クルムス、ＣａＳｒクロロアパタイトなどが挙げられる。窒化物系にはＹ−ＳｉＯ−Ｎ：Ｃｅ、Ｌａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｃｅ、ＡｌＮ：Ｅｕ、ＳｒＳｉ_６Ｎ_８：Ｅｕ、ＳｒＳｉ_９Ａｌ_１９ＯＮ_３１：Ｅｕ、ＳｒＳｉＡｌ_２Ｏ_３Ｎ_２：Ｅｕ、ＳｒＳｉ_５ＡｌＯ_２Ｎ_７：Ｅｕ、ＢａＳｉ_２Ｏ_２Ｎ_２：Ｅｕ、Ｂａ_３Ｓｉ_６Ｏ_１２Ｎ_２：Ｅｕ、ＳｒＳｉＡｌ_２Ｏ_３Ｎ_２：Ｅｕ、ＳｒＳｉ_５ＡｌＯ_２Ｎ_７：Ｅｕ、Ｓｒ_３Ｓｉ_１３Ａｌ_３Ｏ_２Ｎ_２１：Ｅｕ、Ｓｒ_５Ｓｉ_２１Ａｌ_５Ｏ_２Ｎ_３５：Ｅｕ、β−ｓｉａｌｏｎ：Ｅｕ（（Ｓｉ，Ａｌ）_６（Ｏ，Ｎ）_８：Ｅｕ）、ＭＳｉ_２Ｏ_２Ｎ_２：Ｅｕ（Ｍ＝Ｃａ，Ｓｒ）、ＡｌＯＮ：Ｍｎ、α−ｓｉａｌｏｎ：Ｙｂ、ＭＹＳｉ_４Ｎ_７：Ｅｕ（Ｍ＝Ｓｒ，Ｂａ）、α−ｓｉａｌｏｎ：Ｅｕ（Ｃａ_ｘ（Ｓｉ，Ａｌ）_１２（Ｏ，Ｎ）_１６：Ｅｕ）、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｃｅ、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ、Ｍ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ（Ｍ＝Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）、ＬａＳｉ_３Ｎ_５：Ｅｕ、ＣａＳｉＮ_２：Ｅｕ、ＣａＳｉＮ_２：Ｃｅ、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）ＳｉＮ_３：Ｅｕが挙げられる。硫化物系には（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ、ＣａＧａ_２Ｓ_４：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌが挙げられる。有機物にはｂｒｉｌｌｉａｎｔｓｕｌｆｏｆｌａｖｉｎｅＦＦ、ｂａｓｉｃｙｅｌｌｏｗＨＧ、ｅｏｓｉｎｅ、ｒｈｏｄａｍｉｎｅ６Ｇ、ｒｈｏｄａｍｉｎｅＢが挙げられる。

半導体レーザ１３ａ〜１３ｄは、所定の電圧を印加されると所定波長の一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄをそれぞれレーザ発振して、波長変換部材１２に対して照射する。したがって、半導体レーザ１３ａ〜１３ｄは、一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄを波長変換部材１２に対して照射する光照射部として機能する。一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄの波長としては、波長変換部材１２の吸収帯域であればよく、例えば青色光、紫色光、近紫外光、紫外光等の短波長のものを用いることができる。半導体レーザ１３ａ〜１３ｄを構成する材料は、一次光１１ａ〜Ｌ１１ｄの波長を発振可能であれば限定されず、例えば窒化ガリウム系、酸化ガリウム系、酸化亜鉛系、セレン化亜鉛系等の公知の材料を用いることができる。また、図１（ａ）（ｂ）では半導体レーザ１３ａ〜１３ｄとしてＣＡＮ型パッケージのものを示したが、例えばサブマウント上に搭載されたベアチップのものや、他の形状のパッケージ等の公知の構造を採用するとしてもよい。

ここでは半導体レーザ１３ａ〜１３ｄから波長変換部材１２に対して一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄを直接照射する例を示したが、反射部材や光導波路等の光学系部材を用いて一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄを波長変換部材１２に対して間接的に照射する構成としてよい。この場合、反射部材や光導波路等の光学系部材が光照射部として機能し、光照射部から一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄが波長変換部材１２に対して照射される。また、一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄを照射できれば光照射部としてスーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ：Ｓｕｐｅｒｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔｄｉｏｄｅ）や発光ダイオード（ＬＥＤ：ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）等を用いてもよい。

光照射部である半導体レーザ１３ａ〜１３ｄから波長変換部材１２に照射された一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄは、その一部が波長変換部材１２内部に取り込まれて二次光Ｌ２に波長変換される。このとき、一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄは部分的に蛍光体材料等によって散乱され、二次光Ｌ２と混色されて白色光として光源装置１００の外部に照射される。図１（ａ）では二次光Ｌ２として三方向への矢印を示しているが、二次光Ｌ２および散乱された一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄの配光分布はランバート配光に近いものとなる。波長変換部材１２の内部に取り込まれなかった一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄは、波長変換部材１２表面で図８に示したような配光分布Ｌｄで反射され、そのうちほぼ正反射方向（±２０度程度の範囲）に対して最も光強度が強い一次光Ｌ１２a〜Ｌ１２ｄとして反射される。

本実施形態では、波長変換部材１２が平板形状であり、一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄが照射される領域も平面状であるため、反射される一次光Ｌ１２ａ〜Ｌ１２ｄは、一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄがほぼ正反射した方向に最も光強度が強いものとなり、一次光Ｌ１２ａ〜Ｌ１２ｄが反射される方向を適切に設定することができる。

図１（ａ）（ｂ）に示すように、波長変換部材１２の一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄが照射される領域は平面状であり、半導体レーザ１３ａ〜１３ｄは波長変換部材１２に対称な位置に配置されている。したがって半導体レーザ１３ａ〜１３ｄは、それぞれ反射された一次光Ｌ１２ａ〜Ｌ１２ｄの進行方向に配置されている。

図１（ａ）に示した例では、半導体レーザ１３ａから波長変換部材１２に対して照射される一次光Ｌ１１ａの入射角度と、波長変換部材１２で反射された一次光Ｌ１２ｄの反射角度が等しくなっている。半導体レーザ１３ｂ〜１３ｄから波長変換部材１２に対して照射される一次光１１ｂ〜Ｌ１１ｄの入射角度と、一次光１２ｃ，１２ｂ，１２ａの反射角度もそれぞれ等しくなっている。これにより、反射された一次光Ｌ１２ａとＬ１２ｄ、一次光Ｌ１２ｃとＬ１２ｂは、互いに波長変換部材１２に対称な方向に反射される。

図１（ｂ）に示した例では、半導体レーザ１３ａ〜１３ｄから波長変換部材１２に対して照射される一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄの入射角度は等しく、半導体レーザ１３ａと１３ｃ、半導体レーザ１３ｂと１３ｄが波長変換部材１２に対称位置に配置されている。図１（ｂ）では反射された一次光Ｌ１２ａ〜Ｌ１２ｄおよび二次光Ｌ２の図示を省略しているが、反射された一次光Ｌ１２ａとＬ１２ｃ、一次光Ｌ１２ｂとＬ１２ｄは、互いに波長変換部材１２に対称な方向に反射される。

波長変換部材１２によって一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄがそれぞれ反射される方向に、光照射部である半導体レーザ１３ａ〜１３ｄが配置されることで、反射された一次光Ｌ１２ａ〜Ｌ１２ｄは波長変換部材１２から対称な方向に照射されることになる。これにより、光源装置１００から外部に照射される白色光の色温度の分布は対称となるため、色ムラを抑制することができる。

図１（ａ）（ｂ）では、白色光を光源装置１００の外部に照射する光学系を示していないが、波長変換部材１２を焦点位置近傍とした投影レンズを備えて、白色光を所定の拡がり角度として前方に出射するモノフォーカス光学系の灯具を構成してもよい。

（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態について説明する。第１実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図２は、第２実施形態における光源装置１１０を示す模式図であり、図２（ａ）は白色光の取り出し方向に沿って複数の半導体レーザ１３ａ〜１３ｄから異なる角度で一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄを照射した例を示す模式断面図であり、図１（ｂ）は反射鏡１４の開口に沿って複数の半導体レーザ１３ａ〜１３ｄから異なる角度で一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄを照射した例を示す模式斜視図である。光源装置１１０は、搭載部１１と、波長変換部材１２と、半導体レーザ１３ａ〜１３ｄと、反射鏡１４を備えており、パラボラ光学系の灯具を構成している。

反射鏡１４は、搭載部１１上に搭載された放物面状の反射面を有するミラーである。反射鏡１４の一部には、透過窓１５ａ〜１５ｄが設けられている。透過窓１５ａ〜１５ｄは、反射鏡１４の反射面に設けられた孔または透明な部材であり、半導体レーザ１３ａ〜１３ｄが照射する一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄを透過可能とされている。透過窓１５ａ〜１５ｄには、一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄを波長変換部材１２に対して集光するためのレンズや、一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄのみを選択的に透過して他の波長を反射するフィルタ等を設けるとしてもよい。

反射鏡１４の搭載位置は、波長変換部材１２が放物面の焦点位置となるように設けられている。反射鏡１４の反射面は、波長変換部材１２から放出される二次光Ｌ２（図示省略）と散乱された一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄを白色光として前方（図中右方向）に照射する。波長変換部材１２の内部に取り込まれなかった一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄは、波長変換部材１２表面で一次光Ｌ１２a〜Ｌ１２ｄとして反射される。

図２（ａ）（ｂ）に示すように、波長変換部材１２の一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄが照射される領域は平面状であり、半導体レーザ１３ａ〜１３ｄは、それぞれ反射された一次光Ｌ１２ｄ〜Ｌ１２ａの進行方向に配置されている。また、透過窓１５ａ〜１５ｄは、半導体レーザ１３ａ〜１３ｄから波長変換部材１２に対して照射される一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄの経路上に設けられている。ここでは、半導体レーザ１３ａ〜１３ｄおよび透過窓１５ａ〜１５ｄを一列に配置した例を示したが、図１（ｂ）に示したように波長変換部材１２に対して対象となるように二次元的に配置するとしてもよい。

図２（ａ）（ｂ）に示したように、半導体レーザ１３ａから波長変換部材１２に対して照射される一次光Ｌ１１ａの入射角度と、波長変換部材１２で反射された一次光Ｌ１２ｄの反射角度が等しくなっている。また、半導体レーザ１３ｂ〜１３ｄから波長変換部材１２に対して照射される一次光Ｌ１１ｂ〜Ｌ１１ｄの入射角度と、一次光Ｌ１２ｃ，Ｌ１２ｂ，Ｌ１２ａの反射角度もそれぞれ等しくなっている。これにより、反射された一次光Ｌ１２ａとＬ１２ｄ、一次光Ｌ１２ｃとＬ１２ｂは、互いに波長変換部材１２に対称な方向に反射される。

本実施形態でも、波長変換部材１２によって一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄがそれぞれ反射される方向に、光照射部である半導体レーザ１３ａ〜１３ｄが配置されることで、反射された一次光Ｌ１２ａ〜Ｌ１２ｄは波長変換部材１２から対称な方向に照射されることになる。これにより、光源装置１１０から外部に照射される白色光の色温度の分布は対称となるため、色ムラを抑制することができる。

また、本実施形態の光源装置１１０では、半導体レーザ１３ａ〜１３ｄから波長変換部材１２までの経路上に透過窓１５ａ〜１５ｄを設け、反射鏡１４で二次光Ｌ２と散乱された一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄを前方に照射する。これにより、半導体レーザ１３ａ〜１３ｄによる白色光の遮光や反射を防止し、光取り出し効率の低下やグレアの発生を抑制することができる。

（第２実施形態の変形例）
次に本発明の第２実施形態の変形例について説明する。第１実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図３は、第２実施形態の変形例における光源装置１２０を示す模式図であり、反射鏡１４の透過窓１５ａ〜１５ｄに半導体レーザ１３ａ〜１３ｄを取り付けた例を示す模式断面図である。

半導体レーザ１３ａ〜１３ｄおよび透過窓１５ａ〜１５ｄの配置は、上述したように半導体レーザ１３ａ〜１３ｄから波長変換部材１２に対して照射される一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄの入射角度と、波長変換部材１２で反射された一次光Ｌ１２ａ〜Ｌ１２ｄの反射角度が等しくなるように設計されている。これにより、半導体レーザ１３ａ〜１３ｄを固定するための他の部材を設ける必要がなくなり、部品点数の削減を図ることができる。ここでは、半導体レーザ１３ａ〜１３ｄおよび透過窓１５ａ〜１５ｄを一列に配置した例を示したが、図１（ｂ）に示したように波長変換部材１２に対して対象となるように二次元的に配置するとしてもよい。

本変形例でも、波長変換部材１２によって一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄがそれぞれ反射される方向に、光照射部である半導体レーザ１３ａ〜１３ｄが配置されることで、反射された一次光Ｌ１２ａ〜Ｌ１２ｄは波長変換部材１２から対称な方向に照射されることになる。これにより、光源装置１２０から外部に照射される白色光の色温度の分布は対称となるため、色ムラを抑制することができる。

（第３実施形態）
次に本発明の第３実施形態について説明する。第１実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図４は、第３実施形態における光源装置１３０を示す模式図であり、図４（ａ）は白色光の取り出し方向に沿って複数の光ファイバ１６ａ〜１６ｄから異なる角度で一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄを照射した例を示す模式断面図であり、図４（ｂ）は反射鏡１４の開口に沿って複数の光ファイバ１６ａ〜１６ｄから異なる角度で一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄを照射した例を示す模式斜視図である。

本実施形態では図４（ａ）（ｂ）に示すように、反射鏡１４に設けられた透過窓１５ａ〜１５ｄに光ファイバ１６ａ〜１６ｄの光出射端面を固定している。光ファイバ１６ａ〜１６ｄの図示しない光入射端面から一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄが入射され、光ファイバ１６ａ〜１６ｄの光導波路を伝搬した一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄは、光ファイバ１６ａ〜１６ｄの光出射端面から波長変換部材１２に対して照射される。波長変換部材１２で反射された一次光Ｌ１２ａ〜Ｌ１２ｄおよび波長変換された二次光Ｌ２については、第１実施形態および第２実施形態と同様であるため図示を省略する。

本実施形態では、光ファイバ１６ａ〜１６ｄの光出射端面が光照射部として機能する。光ファイバ１６ａ〜１６ｄおよび透過窓１５ａ〜１５ｄの配置は第１実施形態と同様に、光ファイバ１６ａ〜１６ｄから波長変換部材１２に対して照射される一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄの入射角度と、波長変換部材１２で反射された一次光Ｌ１２ａ〜Ｌ１２ｄの反射角度が等しくなっている。これにより、反射された一次光Ｌ１２ａとＬ１２ｄ、一次光Ｌ１２ｃとＬ１２ｂは、互いに波長変換部材１２に対称な方向に反射される。ここでは、光ファイバ１６ａ〜１６ｄおよび透過窓１５ａ〜１５ｄを一列に配置した例を示したが、図１（ｂ）に示したように波長変換部材１２に対して対象となるように二次元的に配置するとしてもよい。

本実施形態でも、波長変換部材１２によって一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄがそれぞれ反射される方向に、光照射部である光ファイバ１６ａ〜１６ｄの光出射部が配置されることで、反射された一次光Ｌ１２ａ〜Ｌ１２ｄは波長変換部材１２から対称な方向に照射されることになる。これにより、光源装置１３０から外部に照射される白色光の色温度の分布は対称となるため、色ムラを抑制することができる。

また、光照射部として光ファイバ１６ａ〜１６ｄの光出射端面を用いることで、一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄの光源である半導体レーザ等を設ける位置の自由度が向上する。さらに、光ファイバ１６ａ〜１６ｄの光出射端面は光源である半導体レーザよりも小さいため、光源装置１３０の小型化や光照射密度の向上を図ることもできる。

（第４実施形態）
次に本発明の第４実施形態について説明する。第１実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図５は、第４実施形態における光源装置１４０を示す模式図であり、図５（ａ）は模式断面図であり、図５（ｂ）は模式斜視図である。

本実施の形態の光源装置１４０は、搭載部１１と、波長変換部材１２と、半導体レーザ１３ａ〜１３ｄと、反射鏡１４とを備え、搭載部１１には搭載孔１７ａ〜１７ｄが形成されている。搭載孔１７ａ〜１７ｄは搭載部１１に設けられた貫通孔もしくは凹部であり、それぞれ半導体レーザ１３ａ〜１３ｄを搭載部１１に対して略垂直となるように固定して搭載している。搭載孔１７ａ〜１７ｄの形成位置は、反射鏡１４の反射面形状と波長変換部材１２の光入射領域との位置関係により決定される。

本実施形態では図５（ａ）（ｂ）に示すように、半導体レーザ１３ａ〜１３ｄから反射鏡１４の内面に対して一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄが出射され、反射鏡１４の反射面で反射された一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄが波長変換部材１２に照射される。したがって、本実施形態では、反射鏡１４内面の一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄを反射する位置が光照射部として機能する。波長変換部材１２で反射された一次光Ｌ１２ａ〜Ｌ１２ｄおよび波長変換された二次光Ｌ２については、第１実施形態および第２実施形態と同様であるため図示を省略する。

反射鏡１４の一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄを反射する位置は第１実施形態と同様に、波長変換部材１２に対して照射される一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄの入射角度と、波長変換部材１２で反射された一次光Ｌ１２ａ〜Ｌ１２ｄの反射角度が等しくなっている。これにより、反射された一次光Ｌ１２ａとＬ１２ｄ、一次光Ｌ１２ｃとＬ１２ｂは、互いに波長変換部材１２に対称な方向に反射される。本実施形態でも、半導体レーザ１３ａ〜１３ｄと波長変換部材１２の配置は、図１（ａ）に示したように一列の配置でもよく、図１（ｂ）に示したように波長変換部材１２に対して対象となるように二次元的に配置するとしてもよい。

本実施形態でも、波長変換部材１２によって一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄがそれぞれ反射される方向に、光照射部である反射鏡１４の一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄの反射位置が配置されることで、反射された一次光Ｌ１２ａ〜Ｌ１２ｄは波長変換部材１２から対称な方向に照射されることになる。これにより、光源装置１４０から外部に照射される白色光の色温度の分布は対称となるため、色ムラを抑制することができる。

また、本実施形態の光源装置１４０では、波長変換部材１２と半導体レーザ１３ａ〜１３ｄは共通の搭載部１１に搭載される。これにより、光源装置１４０の小型化を図るとともに、部品点数の低減を図ることが可能となる。

（第４実施形態の変形例）
次に本発明の第４実施形態の変形例について説明する。第１実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図６は、第４実施形態の変形例における光源装置１５０を示す模式断面図である。

本変形例の光源装置１５０では、搭載孔１７ａ〜１７ｄに搭載される半導体レーザ１３ａ〜１３ｄは、搭載部１１に対して傾斜した角度で固定される。搭載孔１７ａ〜１７ｄの形成位置および半導体レーザ１３ａ〜１３ｄの傾斜角度は、反射鏡１４の反射面形状と波長変換部材１２の光入射領域との位置関係により決定される。このとき、搭載孔１７ａ〜１７ｄの形状として、半導体レーザ１３ａ〜１３ｄのパッケージ形状および傾斜角度に適するように設計すると、半導体レーザ１３ａ〜１３ｄ位置合わせと光軸合わせを簡便にすることが可能となる。

本変形例では、半導体レーザ１３ａ〜１３ｄを搭載部１１に対して傾斜させるため、反射鏡１４の反射面形状や波長変換部材１２の位置に応じて、半導体レーザ１３ａ〜１３ｄの位置を適切に設計することができ、設計自由度が向上する。本変形例でも、半導体レーザ１３ａ〜１３ｄと波長変換部材１２の配置は、図１（ａ）に示したように一列の配置でもよく、図１（ｂ）に示したように波長変換部材１２に対して対象となるように二次元的に配置するとしてもよい。

本変形例でも、波長変換部材１２によって一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄがそれぞれ反射される方向に、光照射部である反射鏡１４の一次光Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄの反射位置が配置されることで、反射された一次光Ｌ１２ａ〜Ｌ１２ｄは波長変換部材１２から対称な方向に照射されることになる。これにより、光源装置１４０から外部に照射される白色光の色温度の分布は対称となるため、色ムラを抑制することができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１００，１１０，１２０，１３０，１４０，１５０…光源装置
１，１１…搭載部
２，１２…波長変換部材
３，１３ａ〜１３ｄ…半導体レーザ
１４…反射鏡
１５ａ〜１５ｄ…透過窓
１６ａ〜１６ｄ…光ファイバ
１７ａ〜１７ｄ…搭載孔
Ｌ１１，Ｌ１１ａ〜Ｌ１１ｄ，Ｌ１２，Ｌ１２ａ〜Ｌ１２ｄ…一次光
Ｌ２…二次光

Claims

照射された一次光の少なくとも一部を波長変換して二次光を出射する波長変換部材と、
第１の一次光を前記波長変換部材に対して照射する第１光照射部と、
第２の一次光を前記波長変換部材に対して照射する第２光照射部を備え、
前記第１の一次光が前記波長変換部材によって部分的にほぼ正反射された方向である第１の反射方向に前記第２光照射部が設けられ、
前記第２の一次光が前記波長変換部材によって部分的にほぼ正反射された方向である第２の反射方向に前記第１光照射部が設けられたことを特徴とする光源装置。
請求項１に記載の光源装置であって、
前記第１光照射部及び／又は前記第２光照射部は、半導体レーザであることを特徴とする光源装置。
請求項１に記載の光源装置であって、
前記第１光照射部及び／又は前記第２光照射部は、光導波路の光出射部であることを特徴とする光源装置。
請求項１に記載の光源装置であって、
前記第１光照射部及び／又は前記第２光照射部は、半導体レーザの出射光を前記波長変換部材の方向に反射する反射部であることを特徴とする光源装置。
請求項４に記載の光源装置であって、
前記波長変換部材と前記半導体レーザは、共通の搭載部に搭載されることを特徴とする光源装置。
請求項１から５の何れか一つに記載の光源装置であって、
前記二次光を反射する反射光学系を備え、
前記第１光照射部及び／又は前記第２光照射部は、前記反射光学系の一部に設けられることを特徴とする光源装置。