WO2023140101A1 - 光源システム - Google Patents

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WO2023140101A1
WO2023140101A1 PCT/JP2022/048700 JP2022048700W WO2023140101A1 WO 2023140101 A1 WO2023140101 A1 WO 2023140101A1 JP 2022048700 W JP2022048700 W JP 2022048700W WO 2023140101 A1 WO2023140101 A1 WO 2023140101A1
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WO
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light
light source
wavelength
wavelength conversion
solid
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Application number
PCT/JP2022/048700
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陽介 溝上
識成 七井
利彦 佐藤
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/04—Optical design
    • F21V7/09—Optical design with a combination of different curvatures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/22—Reflectors for light sources characterised by materials, surface treatments or coatings, e.g. dichroic reflectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
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    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/30—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source
    • F21V9/32—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source characterised by the arrangement of the photoluminescent material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/40—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters with provision for controlling spectral properties, e.g. colour, or intensity
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30—Semiconductor lasers

Definitions

  • the present disclosure relates generally to light source systems, and more particularly to light source systems that utilize excitation light.
  • Patent Document 1 discloses, as a light source device, a light emitting device including an optical fiber, a first light source section, and a second light source section.
  • the optical fiber includes a wavelength conversion material (wavelength conversion element) that is excited by excitation light and generates spontaneous emission light with a longer wavelength than the excitation light.
  • a 1st light source part injects excitation light into the light-incidence part of an optical fiber.
  • the second light source section causes seed light for generating stimulated emission light from the wavelength conversion material excited by pumping light or amplified spontaneous emission light to be incident on the light incident section of the optical fiber.
  • the first light source section includes a laser light source (first solid-state light source).
  • the second light source unit includes, for example, a seed light source (semiconductor laser) that emits green light, a seed light source (semiconductor laser) that emits orange light, and a seed light source (semiconductor laser) that emits red light.
  • a seed light source semiconductor laser
  • a seed light source semiconductor laser
  • a seed light source semiconductor laser
  • a seed light source semiconductor laser
  • a seed light source that emits orange light
  • a seed light source semiconductor laser
  • the light emitting device disclosed in Patent Literature 1 further has an adjusting section that adjusts the intensity of each of the plurality of seed lights emitted from the plurality of seed light sources.
  • the light source device disclosed in Patent Document 1 requires a solid-state light source such as a semiconductor laser that emits seed light, but there are cases where a semiconductor laser that emits light with a wavelength corresponding to the wavelength of the amplified spontaneous emission light of the wavelength conversion material is not manufactured and sold, and seed light with a desired wavelength cannot be obtained.
  • An object of the present disclosure is to provide a light source system capable of dimming and color control without using a solid-state light source that emits seed light.
  • a light source system includes a first solid-state light source, a first wavelength conversion section, a second solid-state light source, a second wavelength conversion section, an optical member, a motor, and a control section.
  • the first solid-state light source emits first excitation light.
  • the first wavelength conversion unit is an optical fiber including a first wavelength conversion element that can be excited by the first pumping light to generate first spontaneous emission light having a plurality of wavelengths longer than the first pumping light and that can be pumped by the first amplified spontaneous emission light.
  • the second solid-state light source emits second excitation light.
  • the second wavelength conversion section includes a second wavelength conversion element that can be excited by the second excitation light to generate second spontaneous emission light of a plurality of wavelengths longer than the second excitation light and that can be excited by the second amplified spontaneous emission light.
  • the optical member is arranged between the second wavelength conversion section and the first wavelength conversion section.
  • the optical member has a plurality of filter portions corresponding to light in a plurality of wavelength bands.
  • the motor rotates the optical member.
  • the controller controls the motor and the second solid-state light source.
  • the plurality of filter portions are arranged on a circle around the rotation center axis of the optical member.
  • Each of the plurality of wavelength ranges includes at least one wavelength of the second spontaneous emission light among the plurality of wavelengths of the second spontaneous emission light generated in the second wavelength conversion section.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a light source system according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of an optical fiber that constitutes a first wavelength converter in the light source system of the same.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of an optical fiber that constitutes a second wavelength converter in the light source system of the same.
  • FIG. 4A is a plan view of members including an optical member and a motor in the light source system;
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. 4A, relating to members including an optical member and a motor in the same light source system.
  • FIG. 4C is a cross-sectional view taken along line YY of FIG.
  • FIG. 4A relating to members including optical members and motors in the light source system.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of the light source system of the same.
  • FIG. 6 is a configuration diagram of a light source system according to the second embodiment.
  • 7A is a plan view of members including an optical member and a motor in the light source system;
  • FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. 7A, relating to members including an optical member and a motor in the same light source system.
  • FIG. 7C is a cross-sectional view taken along line YY of FIG. 7A, relating to members including optical members and motors in the light source system.
  • Embodiment 1 A light source system 1 according to Embodiment 1 will be described below with reference to FIGS. 1 to 5.
  • FIG. 1 A light source system 1 according to Embodiment 1 will be described below with reference to FIGS. 1 to 5.
  • the light source system 1 includes a first solid-state light source 2, a first wavelength conversion section 3, a second solid-state light source 4, a second wavelength conversion section 5, an optical member 6, a motor 7, and a control section 8.
  • the first solid-state light source 2 emits first excitation light P1.
  • the first wavelength converting section 3 is an optical fiber including a first wavelength converting element (for example, Pr 3+ ).
  • the first wavelength conversion element can be excited by the first pumping light P1 to generate first spontaneous emission light of a plurality of wavelengths longer than the first pumping light P1, and can be pumped by the first amplified spontaneous emission light.
  • the second solid-state light source 4 emits second excitation light P2.
  • the second wavelength conversion section 5 is an optical fiber including a second wavelength conversion element (for example, Pr 3+ ).
  • the second wavelength conversion element can be excited by the second pumping light P2 to generate second spontaneous emission light of a plurality of wavelengths longer than the second pumping light P2, and can be pumped by the second amplified spontaneous emission light.
  • the optical member 6 is arranged between the second wavelength conversion section 5 and the first wavelength conversion section 3 .
  • the optical member 6 has a plurality of filter sections 60 corresponding to light in a plurality of wavelength bands.
  • the plurality of filter sections 60 includes a plurality of transmission sections 61-64 that transmit light in a plurality of wavelength bands.
  • a motor 7 rotates the optical member 6 .
  • a control unit 8 controls the motor 7 and the second solid-state light source 4 .
  • a plurality of filter portions 60 are arranged on a circle around the rotation center axis A6 of the optical member 6 .
  • Each of the plurality of wavelength ranges includes at least one wavelength of the second spontaneous emission light among the plurality of wavelengths of the second spontaneous emission light generated by the second wavelength conversion section 5 .
  • the light source system 1 causes a plurality of types of light having the same wavelengths as the second spontaneous emission light of a plurality of wavelengths generated in the second wavelength conversion section 5 to enter the first wavelength conversion section 3 as seed light for generating stimulated emission light from the first wavelength conversion element excited by the first pumping light P1 or the amplified spontaneous emission light.
  • FIG. 1 schematically shows optical paths of four types of seed light P21, P22, P23, and P24 out of a plurality of types of seed light.
  • the emitted light from the light source system 1 is the light emitted from the first wavelength conversion section 3 .
  • the first wavelength converter 3 emits light including, for example, the first excitation light P1 and a plurality of types of stimulated emission light.
  • FIG. 1 schematically shows four types of stimulated emission light P11, P12, P13, and P14 out of a plurality of types of stimulated emission light.
  • the light source system 1 can be applied to lighting applications, for example.
  • lighting applications include, but are not limited to, indoor downlights, lighting systems for cold warehouses, lighting systems for outdoor tennis courts, lighting systems for tunnels, fishing boat lighting systems, and vehicle headlights.
  • the light source unit can be applied not only to lighting applications, but also to projection systems including projectors.
  • the light source system 1 includes a first solid-state light source 2, a first wavelength conversion section 3, a second solid-state light source 4, a second wavelength conversion section 5, an optical member 6, a motor 7, and a control section 8.
  • the light source system 1 further includes a first drive circuit 9 , a second drive circuit 10 and a motor drive circuit 11 .
  • a first drive circuit 9 drives the first solid-state light source 2 .
  • a second drive circuit 10 drives the second solid-state light source 4 .
  • a motor drive circuit 11 drives the motor 7 .
  • the light source system 1 further comprises an optical element 12 .
  • the optical element 12 is, for example, a dichroic mirror.
  • the first solid-state light source 2 emits the first excitation light P1.
  • the first solid-state light source 2 emits first excitation light P ⁇ b>1 for exciting the first wavelength conversion element included in the first wavelength conversion section 3 .
  • the first excitation light P1 emitted from the first solid-state light source 2 enters the first wavelength converter 3 . More specifically, the first excitation light P ⁇ b>1 emitted from the first solid-state light source 2 enters the first wavelength converter 3 .
  • the first solid-state light source 2 is a light source that emits quasi-monochromatic light. Quasi-monochromatic light is light within a narrow wavelength range (eg, 10 nm).
  • the first solid-state light source 2 includes, for example, a laser light source.
  • the laser light source emits laser light.
  • a first excitation light P ⁇ b>1 (laser light emitted from a laser light source) emitted from the first solid-state light source 2 enters the first wavelength converter 3 .
  • the laser light source is, for example, a semiconductor laser that emits blue laser light. In this case, the wavelength of the first excitation light P1 is, for example, 440 nm to 450 nm.
  • the first wavelength conversion section 3 is an optical fiber including a first wavelength conversion element (for example, Pr 3+ ). Therefore, the 1st wavelength conversion part 3 has flexibility.
  • the first wavelength conversion element can be excited by the first pumping light P1 to generate first spontaneous emission light of a plurality of wavelengths longer than the first pumping light P1, and can be pumped by the first amplified spontaneous emission light.
  • the first wavelength conversion section 3 has a core 33, a clad 34, and a covering section 35, as shown in FIG.
  • the clad 34 covers the outer peripheral surface of the core 33 .
  • the covering portion 35 covers the outer peripheral surface of the clad 34 .
  • the cross-sectional shape of the core 33 perpendicular to the optical axis direction is circular.
  • the clad 34 is arranged coaxially with the core 33 .
  • the core 33 includes a translucent material and a first wavelength conversion element.
  • core 33 contains the first wavelength converting element.
  • the concentration of the first wavelength converting elements in the core 33 may or may not be substantially uniform over the entire length of the core 33 .
  • the diameter of core 33 is, for example, 25 ⁇ m to 500 ⁇ m.
  • the length of the first wavelength converting portion 3 is, for example, 3 m to 10 m. Regarding the length of the first wavelength conversion section 3, it is preferable that the lower the concentration of the first wavelength conversion element in the first wavelength conversion section 3, the longer the length.
  • the numerical aperture of the optical fiber that constitutes the first wavelength converter 3 is, for example, 0.22.
  • the refractive index of the core 33 is substantially the same as the refractive index of the translucent material described above, which is the main component of the core 33 .
  • the translucent material is, for example, fluoride, oxide, or nitride.
  • Fluoride is, for example, fluoride glass.
  • the oxide is, for example, silicon oxide, quartz, or the like.
  • the first wavelength converting element is a rare earth element.
  • the first wavelength conversion element contains an element selected from the group of Pr, Tb, Ho, Dy, Er, Eu, Nd and Mn, for example.
  • the first wavelength conversion element is contained in the core 33 as rare earth element ions, for example, as Pr ions (Pr 3+ ).
  • the first wavelength conversion element may be excited by the first pumping light P1, or by amplified spontaneous emission light (ASE), which is amplified by using spontaneous emission light emitted from a first wavelength conversion element different from itself as internal seed light.
  • ASE amplified spontaneous emission light
  • the first wavelength conversion element emits an ASE specific to the element of the first wavelength conversion element, and also generates a plurality of types of stimulated emission light having the same wavelength as the wavelengths of the plurality of types of seed light P21 to P24 from the second wavelength conversion unit 5, which are combined and emitted as stimulated emission light P11 to P14.
  • the wavelengths of the ASE and the seed lights P21 to P24 are longer than the wavelength of the first excitation light P1 (eg, 440 nm to 450 nm).
  • the wavelengths of the multiple types of seed light P21 to P24 will be described in the section "(2.4) Second wavelength converter".
  • the refractive index of the clad 34 is smaller than that of the core 33 .
  • Cladding 34 does not include the first wavelength converting element contained in core 33 .
  • the material of the covering portion 35 is, for example, resin.
  • the outer diameter of the covering portion 35 is, for example, 1 mm or less.
  • the first wavelength converting section 3 has a light incident section 31 and a light emitting section 32 .
  • the light incident portion 31 is configured by the first end surface 331 of the core 33
  • the light emitting portion 32 is configured by the second end surface 332 of the core 33 .
  • the first excitation light P 1 from the first solid-state light source 2 and the seed lights P 21 to P 24 of multiple types from the second wavelength conversion section 5 are incident on the light incident section 31 .
  • the first excitation light P ⁇ b>1 from the first solid-state light source 2 is reflected by the optical element 12 and enters the light incident portion 31 of the first wavelength conversion portion 3 .
  • a plurality of types of seed light P21 to P24 from the second wavelength conversion section 5 enter the light incidence section 31 of the first wavelength conversion section 3 via the optical element 12.
  • stimulated emission light P11 to P14 including ASE is emitted.
  • the first excitation light P1 and the second excitation light P2 are also emitted from the first wavelength converter 3 .
  • the second solid-state light source 4 emits the second excitation light P2.
  • the second solid-state light source 4 emits second excitation light P2 for exciting the second wavelength conversion element included in the second wavelength conversion section 5 .
  • the second excitation light P2 emitted from the second solid-state light source 4 enters the second wavelength conversion section 5 . More specifically, the second excitation light P ⁇ b>2 emitted from the second solid-state light source 4 enters the second wavelength converter 5 .
  • the second excitation light P2 emitted from the second solid-state light source 4 directly enters the second wavelength conversion section 5, but may enter via an optical coupling member such as a lens.
  • the second solid-state light source 4 is a light source that emits quasi-monochromatic light. Quasi-monochromatic light is light within a narrow wavelength range (eg, 10 nm).
  • the second solid-state light source 4 includes, for example, a laser light source.
  • the laser light source emits laser light.
  • the second excitation light P ⁇ b>2 laser light emitted from the laser light source
  • the laser light source is, for example, a semiconductor laser that emits blue laser light.
  • the wavelength of the second excitation light P2 is, for example, 440 nm to 450 nm.
  • the second wavelength conversion section 5 includes a second wavelength conversion element (for example, Pr 3+ ).
  • the second wavelength converting portion 5 is an optical fiber containing a second wavelength converting element.
  • the second wavelength conversion element can be excited by the second pumping light P2 to generate second spontaneous emission light of a plurality of wavelengths longer than the second pumping light P2, and can be pumped by the second amplified spontaneous emission light.
  • the second wavelength conversion section 5 has a core 53, a clad 54, and a covering section 55, as shown in FIG.
  • the clad 54 covers the outer peripheral surface of the core 53 .
  • the covering portion 55 covers the outer peripheral surface of the clad 54 .
  • the cross-sectional shape of the core 53 perpendicular to the optical axis direction is circular.
  • the clad 54 is arranged coaxially with the core 53 .
  • the core 53 includes a translucent material and a second wavelength conversion element.
  • core 53 contains the second wavelength converting element.
  • the concentration of the second wavelength converting elements in the core 53 may or may not be substantially uniform over the entire length of the core 53 .
  • the diameter of core 53 is, for example, 25 ⁇ m to 500 ⁇ m.
  • the length of the second wavelength converting portion 5 is, for example, 3 m to 10 m. Regarding the length of the second wavelength conversion section 5, it is preferable that the lower the concentration of the second wavelength conversion elements in the second wavelength conversion section 5, the longer the length.
  • the numerical aperture of the optical fiber forming the second wavelength conversion section 5 is, for example, 0.22.
  • the refractive index of the core 53 is substantially the same as the refractive index of the translucent material described above, which is the main component of the core 53 .
  • the translucent material is, for example, fluoride, oxide, or nitride.
  • Fluoride is, for example, fluoride glass.
  • the oxide is, for example, silicon oxide, quartz, or the like.
  • the second wavelength converting element is a rare earth element.
  • the second wavelength conversion element contains an element selected from the group of Pr, Tb, Ho, Dy, Er, Eu, Nd and Mn, for example.
  • the second wavelength conversion element is contained in the core 53 as ions of rare earth elements.
  • the second wavelength conversion element is the same type of element as the first wavelength conversion element, and is contained in the core 53 as Pr ions (Pr 3+ ), for example.
  • the second wavelength conversion element may be excited by the second pumping light P2, or by amplified spontaneous emission light (ASE), which is amplified by using spontaneous emission light emitted from a second wavelength conversion element different from itself as internal seed light. Via such excitation, the second wavelength-converting element emits an element-specific ASE of the second wavelength-converting element.
  • the wavelengths of the ASE and the seed lights P21 to P24 are longer than the wavelength of the second excitation light P2 (eg, 440 nm to 450 nm).
  • the refractive index of the clad 54 is smaller than that of the core 53 .
  • Cladding 54 does not include the second wavelength converting element that core 53 contains.
  • the material of the covering portion 55 is, for example, resin.
  • the outer diameter of the covering portion 55 is, for example, 1 mm or less.
  • the second wavelength conversion section 5 has a light entrance section 51 and a light exit section 52 .
  • the light incident portion 51 is configured by the first end surface 531 of the core 53
  • the light emitting portion 52 is configured by the second end surface 532 of the core 53 .
  • the second excitation light P2 from the second solid-state light source 4 is incident on the light incidence section 51 .
  • Stimulated emission light containing ASE is emitted from the light emitting portion 52 of the second wavelength converting portion 5 as seed light P21 to P24.
  • the second excitation light P2 is also emitted from the second wavelength conversion section 5 .
  • the second spontaneous emission light of a plurality of wavelengths generated in the second wavelength conversion unit 5 is, for example, spontaneous emission light with a wavelength of 482 nm (blue light), spontaneous emission light with a wavelength of 532 nm (green light), spontaneous emission light with a wavelength of 605 nm (orange light), spontaneous emission light with a wavelength of 637 nm (red light), spontaneous emission light with a wavelength of 698 nm, and spontaneous emission light with a wavelength of 719 nm (near). infrared light) and
  • the second wavelength conversion section 5 emits a plurality of types of seed light P21 to P24 (see FIG. 1).
  • a plurality of types of seed light P21 to P24 emitted from the second wavelength conversion section 5 enter the first wavelength conversion section 3.
  • the plurality of types of seed light P21 to P24 emitted from the second wavelength conversion section 5 enter the light incident section 31 of the first wavelength conversion section 3 via the optical member 6 and the optical element 12. As shown in FIG.
  • the optical member 6 is arranged between the second wavelength conversion section 5 and the first wavelength conversion section 3, as shown in FIG. More specifically, the optical member 6 is arranged between the second wavelength conversion section 5 and the optical element 12 .
  • the optical element 12 is a dichroic mirror as described above, transmits light from the optical member 6 side to the first wavelength conversion section 3 side, and reflects light from the first solid-state light source 2 side toward the first wavelength conversion section 3.
  • the optical member 6, as shown in FIGS. 4A to 4C, has a rotating plate 68 and a plurality of (for example, four) filter sections 60 corresponding to light in a plurality of wavelength bands.
  • the rotating plate 68 is rotatable around the rotation center axis A6 of the optical member 6.
  • the rotation center axis A6 is parallel to the direction (regulation direction) in which the light emitting portion 52 of the second wavelength conversion portion 5 and the optical element 12 are arranged (see FIG. 1).
  • the light emitting portion 52 of the second wavelength converting portion 5, the optical element 12, and the light incident portion 31 of the first wavelength converting portion 3 are aligned in a straight line in the prescribed direction.
  • the central axis of rotation A6 is not limited to being strictly parallel to the specified direction, and may form an angle of 5 degrees or less with the specified direction, for example.
  • the rotating plate 68 When viewed from the thickness direction of the rotor plate 68, the outer edge of the rotor plate 68 is circular.
  • the rotating plate 68 has a first principal surface 681 located on the second wavelength conversion section 5 side in the thickness direction of the rotating plate 68 and a second principal surface 682 opposite to the first principal surface 681 .
  • the rotating plate 68 is connected to, for example, the rotating shaft 71 of the motor 7 and rotates together with the rotating shaft 71 of the motor 7 .
  • a portion of the rotating shaft 71 of the motor 7 is arranged inside the central through hole 683 of the rotating plate 68 .
  • the rotating plate 68 is arranged so that its thickness direction is along the rotation center axis A6.
  • the optical member 6 is arranged such that the incident position of the light emitted from the second wavelength conversion section 5 is located away from the rotation center axis A6 in the direction orthogonal to the rotation center axis A6 of the optical member 6.
  • the distance between the rotation center axis A6 and the incident position is longer than the shortest distance between the rotation center axis A6 and the filter section 60 and shorter than the longest distance between the rotation center axis A6 and the outer edge of the filter section 60.
  • the rotating plate 68 is translucent and transmits visible light. Therefore, the rotating plate 68 transmits the plurality of types of seed light P21 to P24 emitted from the second wavelength conversion section 5.
  • the rotating plate 68 is a glass substrate, but is not limited to this and may be, for example, a ceramic substrate or a resin substrate.
  • the multiple filter sections 60 include transmission sections 61 to 64 that transmit light in multiple wavelength ranges. More specifically, the plurality of filter sections 60 correspond to the plurality of transmission sections 61 to 64 on a one-to-one basis, and include corresponding transmission sections and portions of the rotary plate 68 overlapping the corresponding transmission sections.
  • a plurality of filter portions 60 are arranged on a circle around the rotation center axis A6 of the optical member 6 .
  • the outer edge of the optical member 6 has a circular shape when viewed from the direction along the rotation center axis A6 of the optical member 6, and each of the plurality of filter portions 60 has a fan shape centered on the rotation center axis A6.
  • each of the plurality of wavelength ranges includes at least one wavelength of the second spontaneous emission light among the plurality of wavelengths of the second spontaneous emission light generated by the second wavelength conversion section 5 .
  • the wavelengths of the second spontaneous emission light included in each of the multiple wavelength ranges are different from each other.
  • a plurality of transmission parts 61 to 64 are arranged on the first main surface 681 of the rotating plate 68 .
  • Each of the plurality of transmission parts 61 to 64 is a multilayer filter (dielectric multilayer filter).
  • a plurality of transmitting portions 61 to 64 are arranged on a circle around the rotation center axis A6 of the optical member 6. As shown in FIG.
  • the plurality of transmission parts 61 to 64 are arranged in the order of transmission part 61, transmission part 62, transmission part 63, and transmission part 64 in the direction of rotation of the optical member 6, that is, in the direction along the rotation direction R1 (see FIG. 4A) of the rotation shaft 71 of the motor 7.
  • the seed light P21 may be referred to as the first seed light P21
  • the seed light P22 may be referred to as the second seed light P22
  • the seed light P23 may be referred to as the third seed light P23
  • the seed light P24 may be referred to as the fourth seed light P24.
  • the wavelengths of the first seed light P21, the second seed light P22, the third seed light P23, and the fourth seed light P24 are the same as the wavelength of the second spontaneous emission light having a different wavelength among the second spontaneous emission lights having a plurality of wavelengths generated in the second wavelength converter 5.
  • the wavelengths of the first seed light P21, the second seed light P22, the third seed light P23, and the fourth seed light P24 are different from each other.
  • the wavelengths of the first seed light P21, the second seed light P22, the third seed light P23 and the fourth seed light P24 are, for example, 482 nm, 523 nm, 605 nm and 637 nm, respectively.
  • the transmission portion 61 may be referred to as the first transmission portion 61
  • the transmission portion 62 may be referred to as the second transmission portion 62
  • the transmission portion 63 may be referred to as the third transmission portion 63
  • the transmission portion 64 may be referred to as the fourth transmission portion 64.
  • the wavelength range corresponding to the first transmission portion 61 is referred to as the first wavelength range
  • the wavelength range corresponding to the second transmission section 62 is referred to as the second wavelength range
  • the wavelength range corresponding to the third transmission section 63 is referred to as the third wavelength range
  • the wavelength range corresponding to the fourth transmission section 64 is referred to as the fourth wavelength range.
  • the first transmitting portion 61 selectively transmits light in the first wavelength band.
  • the first wavelength range includes the wavelength of the first seed light P21 and does not include the wavelength of the second seed light P22, the wavelength of the third seed light P23, and the wavelength of the fourth seed light P24.
  • the first wavelength range is, for example, from 440 nm to 490 nm.
  • the second transmitting portion 62 selectively transmits light in the second wavelength band.
  • the second wavelength range includes the wavelength of the second seed light P22 and does not include the wavelength of the first seed light P21, the wavelength of the third seed light P23, and the wavelength of the fourth seed light P24.
  • the second wavelength range is, for example, 510 nm or more and 550 nm or less.
  • the third transmitting portion 63 selectively transmits light in the third wavelength band.
  • the third wavelength range includes the wavelength of the third seed light P23 and does not include the wavelength of the first seed light P21, the wavelength of the second seed light P22, and the wavelength of the fourth seed light P24.
  • the third wavelength range is, for example, 570 nm or more and 610 nm or less.
  • the fourth transmitting portion 64 selectively transmits light in the fourth wavelength band.
  • the fourth wavelength range includes the wavelength of the fourth seed light P24 and does not include the wavelength of the first seed light P21, the wavelength of the second seed light P22, and the wavelength of the third seed light P23.
  • the fourth wavelength range is, for example, 620 nm or more and 650 nm or less.
  • the transmission parts 61 to 64 are designed so that the first, second, third, and fourth wavelength ranges do not overlap with each other, but this is not limiting.
  • a plurality of types of seed light P21 to P24 are incident on the optical member 6 while rotating in the rotational direction R1, and the first seed light P21, the second seed light P22, the third seed light P23, and the fourth seed light P24 are emitted in a time division manner.
  • the motor 7 (2.6) Motor
  • the motor 7 rotates the optical member 6 . More specifically, the motor 7 rotates the optical member 6 around the rotation center axis A6 of the optical member 6 .
  • Motor 7 is, for example, a DC motor.
  • the motor 7 is driven by the motor drive circuit 11 described above.
  • the motor 7 includes a motor body 70 and a rotating shaft 71 partially protruding from the motor body 70 .
  • a rotating shaft 71 of the motor 7 is connected to the optical member 6 .
  • the rotation speed of the rotating shaft 71 of the motor 7 is controlled by the controller 8 . More specifically, the rotational speed of the rotating shaft 71 of the motor 7 is determined by the motor driving circuit 11 being controlled by the control section 8 to drive the motor 7 .
  • the first driving circuit 9 drives the first solid-state light source 2 .
  • the first drive circuit 9 includes, for example, a series circuit of a first resistor and a first switching element connected between the first power supply circuit and the first solid-state light source 2 .
  • the first drive circuit 9 supplies a drive current to the first solid-state light source 2 to turn on the first solid-state light source 2 .
  • the first drive circuit 9 turns on the first solid-state light source 2 when the first switching element is turned on by the control unit 8, and turns off the first solid-state light source 2 when the first switching element is turned off by the control unit 8.
  • the first switching element is, for example, a MOSFET, but is not limited to this, and may be, for example, an FET other than a MOSFET or a bipolar transistor.
  • the first power supply circuit is not included as a component of the light source system 1, but is not limited to this and may be included.
  • the second driving circuit 10 drives the second solid-state light source 4 .
  • the second drive circuit 10 includes, for example, a series circuit of a second resistor and a second switching element connected between the second power supply circuit and the second solid-state light source 4 .
  • the second drive circuit 10 supplies a drive current to the second solid-state light source 4 to light the second solid-state light source 4 .
  • the second drive circuit 10 turns on the second solid-state light source 4 by turning on the second switching element by the control unit 8, and turns off the second solid-state light source 4 by turning off the second switching element by the control unit 8.
  • the second switching element is PWM-controlled by the controller 8 .
  • the control unit 8 performs PWM control of the second solid-state light source 4 .
  • the second switching element is, for example, a MOSFET, but is not limited to this, and may be, for example, an FET other than a MOSFET or a bipolar transistor.
  • the second power supply circuit is not included in the components of the light source system 1, but is not limited to this and may be included.
  • the motor drive circuit 11 (see FIG. 1) drives the motor 7 . More specifically, the motor drive circuit 11 is controlled by the controller 8 to rotate the rotating shaft 71 of the motor 7 .
  • a power supply voltage is supplied to the motor drive circuit 11 from, for example, a third power supply circuit.
  • the third power supply circuit is not included as a component of the light source system 1, but is not limited to this and may be included.
  • the control unit 8 controls the first solid-state light source 2, the second solid-state light source 4, and the motor .
  • the controller 8 controls the first solid-state light source 2 by controlling the first drive circuit 9 . More specifically, the controller 8 controls the output of the first solid-state light source 2 by controlling the first drive circuit 9 .
  • the controller 8 controls the second solid-state light source 4 by controlling the second drive circuit 10 . More specifically, the controller 8 controls the output of the second solid-state light source 4 by controlling the second drive circuit 10 .
  • the control unit 8 controls the motor 7 by controlling the motor drive circuit 11 . More specifically, the controller 8 controls the rotational speed of the motor 7 by controlling the motor drive circuit 11 .
  • the control unit 8 PWM-controls the second solid-state light source 4 so that the second solid-state light source 4 is pulse-blink-driven at a constant period T0. More specifically, the control unit 8 PWM-controls the second solid-state light source 4 by PWM-controlling the second switching element of the second driving circuit 10 at a constant period T0.
  • the control unit 8 enables the light from the second wavelength conversion unit 5 to enter the first transmission unit 61 during a first period T1 that is the same as the constant period T0, allows the light from the second wavelength conversion unit 5 to enter the second transmission unit 62 during the second period T2 that is the same as the constant period T0, allows the light from the second wavelength conversion unit 5 to enter the third transmission unit 63 during the third period T3 that is the same as the constant period T0, and enables the light from the second wavelength conversion unit 5 to enter the third transmission unit 63 during the fourth period that is the same as the constant period T0.
  • the rotation of the optical member 6 is controlled so that the light from the second wavelength conversion section 5 can enter the fourth transmission section 64 at T4. Further, the control unit 8 controls the lighting period (ON period in FIG.
  • the control unit 8 controls the lighting period of the second solid-state light source 4 by cyclically repeating the first period T1, the second period T2, the third period T3, and the fourth period T4. Thereby, the controller 8 can adjust the intensity of each of the seed lights P21 to P24 incident on the first wavelength converter 3.
  • the control unit 8 controls the second solid-state light source 4 and the optical member 6, so that the light emitted from the light source system 1 (light emitted from the first wavelength conversion unit 3) can be adjusted in brightness and color.
  • the control unit 8 controls lighting periods (ON periods in FIG. 5) of the second solid-state light source 4 in each of the first period T1, the second period T2, the third period T3, and the fourth period T4, based on dimming/toning instruction information input from, for example, an input unit that receives operation input from the user of the light source system 1 or an external controller.
  • the control unit 8 controls the rotation of the optical member 6 so that the timing when the rotating optical member 6 returns to the rotation reference position is synchronized with the start timing of the first period T1 of the PWM signal that controls the second solid-state light source 4.
  • the rotational reference position means a predetermined reference position for the rotational position of the optical member 6.
  • the boundary between the fourth transmitting section 64 and the first transmitting section 61 is the position where the light from the second wavelength converting section 5 is incident.
  • the controller 8 controls the motor 7 so that the time required for one rotation of the optical member 6 is the same as the total time of the first period T1, the second period T2, the third period T3, and the fourth period T4.
  • the control unit 8 controls the motor drive circuit 11 so that the timing at which the optical member 6 returns to the rotation reference position and the start timing of the first period T1 are synchronized based on the detection signal from the detection unit that detects the rotation angle of the optical member 6 from the rotation reference position.
  • the rotation angle of the optical member 6 from the rotation reference position corresponds to the phase difference between the rotation position of the optical member 6 and the rotation reference position.
  • the detection section is composed of, for example, a photointerrupter or a Hall element, and outputs a detection signal when the optical member 6 returns to the rotation reference position.
  • the control unit 8 includes, for example, a computer system.
  • a computer system is mainly composed of a processor and a memory as hardware.
  • the function of the control unit 8 is realized by the processor executing a program recorded in the memory of the computer system.
  • the program may be pre-recorded in the memory of the computer system, may be provided through an electric communication line, or may be provided by being recorded in a non-temporary recording medium such as a computer system-readable memory card, optical disc, or hard disk drive.
  • a processor in a computer system consists of one or more electronic circuits, including semiconductor integrated circuits (ICs) or large scale integrated circuits (LSIs).
  • Integrated circuits such as ICs or LSIs are called differently depending on the degree of integration, and include integrated circuits called system LSI, VLSI (Very Large Scale Integration), or ULSI (Ultra Large Scale Integration).
  • an FPGA Field-Programmable Gate Array
  • a plurality of electronic circuits may be integrated into one chip, or may be distributed over a plurality of chips.
  • a plurality of chips may be integrated in one device, or may be distributed in a plurality of devices.
  • a computer system includes a microcontroller having one or more processors and one or more memories. Accordingly, the microcontroller also consists of one or more electronic circuits including semiconductor integrated circuits or large scale integrated circuits.
  • the first solid-state light source 2 emits the first excitation light P1 and the second solid-state light source 4 emits the second excitation light P2.
  • the control unit 8 PWM-controls the second solid-state light source 4 .
  • the controller 8 rotates the optical member 6 .
  • the lighting period of the second solid-state light source 4 is controlled by cyclically repeating the first period T1, the second period T2, the third period T3, and the fourth period T4.
  • the controller 8 can adjust the intensity of each of the seed lights P21 to P24 incident on the first wavelength converter 3.
  • the control unit 8 controls the second solid-state light source 4 and the optical member 6, so that the light emitted from the light source system 1 (light emitted from the first wavelength conversion unit 3) can be adjusted in brightness and color.
  • the light emitted from the first wavelength converter 3 can include the stimulated emission light P11 having the same wavelength as the first seed light P21, the stimulated emission light P12 having the same wavelength as the second seed light P22, the stimulated emission light P13 having the same wavelength as the third seed light P23, and the stimulated emission light P14 having the same wavelength as the fourth seed light P24.
  • the light emitted from the first wavelength conversion unit 3 may include light having the same wavelength as the first excitation light P1 (part of the first excitation light P1) and light having the same wavelength as the second excitation light P2 (part of the second excitation light P2).
  • the intensities of the stimulated emission lights P11, P12, P13 and P14 are respectively greater than the intensities of the seed lights P21, P22, P23 and P24.
  • the light source system 1 includes a first solid-state light source 2, a first wavelength conversion section 3, a second solid-state light source 4, a second wavelength conversion section 5, an optical member 6, a motor 7, and a control section 8.
  • the first solid-state light source 2 emits first excitation light P1.
  • the first wavelength conversion unit 3 is an optical fiber that includes a first wavelength conversion element that can be excited by the first pumping light P1 to generate first spontaneous emission light having a plurality of wavelengths longer than the first pumping light P1, and that can be pumped by the first amplified spontaneous emission light.
  • the second solid-state light source 4 emits second excitation light P2.
  • the second wavelength conversion unit 5 includes a second wavelength conversion element that can be excited by the second pumping light P2 to generate second spontaneous emission light of a plurality of wavelengths longer than the second pumping light P2, and that can be pumped by the second amplified spontaneous emission light.
  • the optical member 6 is arranged between the second wavelength conversion section 5 and the first wavelength conversion section 3 .
  • the optical member 6 has a plurality of filter sections 60 corresponding to light in a plurality of wavelength bands.
  • the plurality of filter units 60 transmit light in a corresponding wavelength band among light in a plurality of wavelength bands.
  • a motor 7 rotates the optical member 6 .
  • a control unit 8 controls the motor 7 and the second solid-state light source 4 .
  • a plurality of filter portions 60 are arranged on a circle around the rotation center axis A6 of the optical member 6 .
  • Each of the plurality of wavelength ranges includes at least one wavelength of the second spontaneous emission light among the plurality of wavelengths of the second spontaneous emission light generated by the second wavelength conversion section 5 .
  • the first wavelength conversion section 3 contains Pr 3+ as the first wavelength conversion element
  • the second wavelength conversion section 5 contains Pr 3+ as the second wavelength conversion element. Therefore, the intensity of each of the green and red induced emission light emitted from the first wavelength conversion section 3 can be increased. Thereby, the light source system 1 according to the first embodiment can improve the color rendering properties of the light emitted from the first wavelength conversion section 3 .
  • Embodiment 2 A light source system 1a according to Embodiment 2 will be described below with reference to FIGS. 6, 7A, 7B and 7C.
  • the same components as those of the light source system 1 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the light source system 1a according to the second embodiment differs from the light source system 1 according to the first embodiment in that it includes an optical member 6a instead of the optical member 6 in the light source system 1 according to the first embodiment.
  • the light source system 1a does not include the optical element 12 of the light source system 1, and the first solid-state light source 2, the optical member 6a, and the first wavelength conversion section 3 are arranged in a straight line.
  • the optical member 6 a is arranged between the first solid-state light source 2 and the first wavelength conversion section 3 .
  • the optical member 6 a is arranged between the second wavelength conversion section 5 and the first wavelength conversion section 3 .
  • the direction in which the light emitting portion 52 of the second wavelength converting portion 5 and the optical member 6a are arranged is orthogonal to the direction in which the light incident portion 31 of the first wavelength converting portion 3 and the optical member 6a are arranged.
  • the optical member 6a as shown in FIGS. 7A to 7C, has a rotating plate 68a and a plurality (eg, four) of filter portions 60a corresponding to light in a plurality of wavelength bands.
  • the rotary plate 68a is rotatable around the rotation center axis A6a of the optical member 6a.
  • the rotation center axis A6a intersects the direction in which the first solid-state light source 2 and the light incident portion 31 of the first wavelength conversion portion 3 are arranged.
  • the smaller crossing angle of the two crossing angles at this time is 45°. This crossing angle is not limited to being strictly 45°, and may be, for example, within the range of 42° or more and 48° or less.
  • the rotating plate 68a When viewed from the thickness direction of the rotor plate 68a, the outer edge of the rotor plate 68a is circular.
  • the rotating plate 68a has a first principal surface 681a located on the second wavelength converting section 5 side in the thickness direction of the rotating plate 68a and a second principal surface 682a opposite to the first principal surface 681a.
  • the rotating plate 68 a is connected to, for example, the rotating shaft 71 of the motor 7 and rotates together with the rotating shaft 71 of the motor 7 .
  • a part of the rotating shaft 71 of the motor 7 is arranged in the central through hole 683a of the rotating plate 68a.
  • the rotary plate 68a is arranged so that its thickness direction is along the rotation center axis A6a.
  • the optical member 6a is arranged such that the incident position of the light emitted from the second wavelength conversion unit 5 is away from the rotation center axis A6a in the direction orthogonal to the rotation center axis A6a of the optical member 6a.
  • the distance between the rotation center axis A6a and the incident position is longer than the shortest distance between the rotation center axis A6a and the filter portion 60a and shorter than the longest distance between the rotation center axis A6a and the outer edge of the filter portion 60a.
  • the rotating plate 68a is translucent and transmits visible light. Therefore, the rotating plate 68a allows the first excitation light P1 emitted from the first solid-state light source 2 to pass therethrough.
  • the rotating plate 68a is a glass substrate, but is not limited to this, and may be, for example, a ceramic substrate or a resin substrate.
  • the optical member 6a reflects a plurality of types of seed light P21 to P24 emitted from the second wavelength conversion section 5.
  • the plurality of filter sections 60a includes reflection sections 61a to 64a that reflect light in a plurality of wavelength bands. More specifically, the plurality of filter sections 60a correspond one-to-one with the plurality of reflection sections 61a to 64a.
  • a plurality of filter portions 60a are arranged on a circle around the rotation center axis A6a of the optical member 6a. When viewed along the rotation center axis A6a of the optical member 6a, the outer edge of the optical member 6a is circular, and each of the plurality of filter portions 60a is fan-shaped around the rotation center axis A6a.
  • Each of the plurality of wavelength ranges includes at least one wavelength of the second spontaneous emission light among the plurality of wavelengths of the second spontaneous emission light generated by the second wavelength conversion section 5 .
  • the plurality of reflecting portions 61a to 64a are arranged on the first main surface 681a of the rotating plate 68a.
  • Each of the plurality of reflecting portions 61a to 64a is a multilayer film mirror.
  • a plurality of reflecting portions 61a to 64a are arranged on a circle around the rotation center axis A6a of the optical member 6a.
  • the plurality of reflecting portions 61a to 64a are arranged in the order of the reflecting portion 61a, the reflecting portion 62a, the reflecting portion 63a and the reflecting portion 64a in the direction of rotation of the optical member 6a, that is, along the direction of rotation R1 (see FIG. 7A) of the rotating shaft 71 of the motor 7.
  • the reflecting portion 61a may be referred to as the first reflecting portion 61a
  • the reflecting portion 62a may be referred to as the second reflecting portion 62a
  • the reflecting portion 63a may be referred to as the third reflecting portion 63a
  • the reflecting portion 64a may be referred to as the fourth reflecting portion 64a.
  • the wavelength range corresponding to the first reflecting portion 61a may be referred to as the first wavelength range
  • the wavelength range corresponding to the second reflecting portion 62a may be referred to as the second wavelength range
  • the wavelength range corresponding to the third reflecting portion 63a may be referred to as the third wavelength range
  • the wavelength range corresponding to the fourth reflecting portion 64a may be referred to as the fourth wavelength range.
  • the first reflecting portion 61a selectively reflects light in the first wavelength band.
  • the first wavelength range includes the wavelength of the first seed light P21 and does not include the wavelength of the second seed light P22, the wavelength of the third seed light P23, and the wavelength of the fourth seed light P24.
  • the second reflecting portion 62a selectively reflects light in the second wavelength band.
  • the second wavelength range includes the wavelength of the second seed light P22 and does not include the wavelength of the first seed light P21, the wavelength of the third seed light P23, and the wavelength of the fourth seed light P24.
  • the third reflecting portion 63a selectively reflects light in the third wavelength band.
  • the third wavelength range includes the wavelength of the third seed light P23 and does not include the wavelength of the first seed light P21, the wavelength of the second seed light P22, and the wavelength of the fourth seed light P24.
  • the fourth reflector 64a selectively reflects light in the fourth wavelength band.
  • the fourth wavelength range includes the wavelength of the fourth seed light P24 and does not include the wavelength of the first seed light P21, the wavelength of the second seed light P22, and the wavelength of the third seed light P23.
  • the reflecting portions 61a to 64a are designed so that the first, second, third, and fourth wavelength regions do not overlap with each other, but not limited to this. For example, the first and second wavelength regions may partially overlap, the second and third wavelength regions may overlap, and the third and fourth wavelength regions may partially overlap.
  • the first reflecting portion 61a transmits light having the wavelength of the first excitation light P1. Therefore, the first excitation light P1 incident on the second main surface 682a of the rotating plate 68a in the optical member 6a enters the first wavelength conversion section 3 during the same first period T1 (see FIG. 5) as the first seed light P21.
  • the second reflecting portion 62a, the third reflecting portion 63a, and the fourth reflecting portion 64a transmit the light of the wavelength of the first excitation light P1.
  • a light source system 1a according to Embodiment 2 includes a first solid-state light source 2, a first wavelength conversion section 3, a second solid-state light source 4, a second wavelength conversion section 5, an optical member 6a, a motor 7, and a control section 8.
  • the first solid-state light source 2 emits first excitation light P1.
  • the first wavelength conversion unit 3 is an optical fiber that includes a first wavelength conversion element that can be excited by the first pumping light P1 to generate first spontaneous emission light having a plurality of wavelengths longer than the first pumping light P1, and that can be pumped by the first amplified spontaneous emission light.
  • the second solid-state light source 4 emits second excitation light P2.
  • the second wavelength conversion unit 5 includes a second wavelength conversion element that can be excited by the second pumping light P2 to generate second spontaneous emission light of a plurality of wavelengths longer than the second pumping light P2, and that can be pumped by the second amplified spontaneous emission light.
  • the optical member 6 a is arranged between the second wavelength conversion section 5 and the first wavelength conversion section 3 .
  • the optical member 6 has a plurality of filter portions 60a corresponding to light in a plurality of wavelength bands.
  • the plurality of filter portions 60a reflect light in a corresponding wavelength band among light in a plurality of wavelength bands.
  • a motor 7 rotates the optical member 6a.
  • a control unit 8 controls the motor 7 and the second solid-state light source 4 .
  • a plurality of filter portions 60a are arranged on a circle around the rotation center axis A6a of the optical member 6a.
  • Each of the plurality of wavelength ranges includes at least one wavelength of the second spontaneous emission light among the plurality of wavelengths of the second spontaneous emission light generated by the second wavelength conversion section 5 .
  • Embodiments 1 and 2 above are but one of various embodiments of the present disclosure.
  • the first and second embodiments described above can be modified in various ways according to design and the like, as long as the object of the present disclosure can be achieved.
  • the controller 8 may be configured to control the second solid-state light source 4 and the motor 7 instead of controlling the first solid-state light source 2, the second solid-state light source 4, and the motor 7.
  • the light source system 1 , 1 a may include, for example, a second controller that controls the first solid-state light source 2 separately from the first controller 8 that is the controller 8 .
  • the laser light source included in the first solid-state light source 2 is not limited to a semiconductor laser that emits blue laser light, and may be, for example, a semiconductor laser that emits violet laser light.
  • the first solid-state light source 2 is not limited to a semiconductor laser, and may be configured to include an LED (Light Emitting Diode) light source and an optical system, for example.
  • LED Light Emitting Diode
  • the laser light source included in the second solid-state light source 4 is not limited to a semiconductor laser that emits blue laser light, and may be, for example, a semiconductor laser that emits violet laser light.
  • the second solid-state light source 4 is not limited to a semiconductor laser, and may be configured to include an LED light source and an optical system, for example.
  • the wavelength of the second pumping light P2 is not limited to the same as the wavelength of the first pumping light P1, and may be different wavelengths.
  • the second wavelength conversion section 5 is not limited to being an optical fiber, and may be an optical rod.
  • An optical rod has a core and cladding similar to an optical fiber. The diameter of the light rod is larger than the diameter of the core of the optical fiber. A light rod does not have flexibility.
  • An optical fiber has a flexible fibrous shape, whereas an optical rod has an inflexible rod shape.
  • the first wavelength conversion section 3 may include multiple types of first wavelength conversion elements as the first wavelength conversion elements
  • the second wavelength conversion elements may include multiple types of second wavelength conversion elements as the second wavelength conversion elements.
  • the light source system 1, 1a can excite the first amplified spontaneous emission light from the second wavelength conversion element to excite the first amplified spontaneous emission light from the first wavelength conversion element and generate the first amplified spontaneous emission light having a wavelength different from that of the second amplified spontaneous emission light from the second wavelength conversion element.
  • the second wavelength conversion section 5 may include, for example, Pr 3+ and Tb 3+ as the second wavelength conversion elements, and the second wavelength conversion section 5 may include, for example, Pr 3+ and Dy 3+ as the second wavelength conversion elements.
  • the optical member 6 may be configured without the first transmitting portion 61 that transmits light in the first wavelength band.
  • the center angle of each of the fan-shaped second transmitting portion 62, the third transmitting portion 63, and the fourth transmitting portion 64 may be 120° when viewed from the direction along the rotation center axis A6.
  • the second transmitting portion 62, the third transmitting portion 63, and the fourth transmitting portion 64 are optically designed so as not to transmit the second excitation light P2.
  • the order in which the first transmission part 61, the second transmission part 62, the third transmission part 63, and the fourth transmission part 64 are arranged in the direction along the rotation direction R1 (see FIG. 4A) of the rotation shaft 71 of the motor 7 is not limited to the above example, and may be, for example, the order of the first transmission part 61, the third transmission part 63, the second transmission part 62, and the fourth transmission part 64.
  • the optical member 6 may set the central angle of each of the four filter portions 60 to 72°, and the central angle of the fan-shaped region of the rotary plate 68 through which the second excitation light P2 is transmitted may be set to 72°.
  • the first solid-state light source 2, the optical element 12, and the light incident part 31 of the first wavelength conversion part 3 may be arranged in a straight line, and the optical element 12 may be configured to transmit the first excitation light P1 and reflect the seed lights P21 to P24.
  • the optical member 6 may have a circular shape in which the radius of the rotating plate 68 is shorter than the distance between the rotation center axis A6 and the incident position, and the first transmitting portion 61, the second transmitting portion 62, the third transmitting portion 63, and the fourth transmitting portion 64 may be arranged on the side edges of the rotating plate 68.
  • the optical element 12 is not limited to a dichroic mirror, and may be a prism, for example.
  • the order in which the first reflecting portion 61a, the second reflecting portion 62a, the third reflecting portion 63a, and the fourth reflecting portion 64a are arranged in the direction along the rotation direction R1 (see FIG. 7A) of the rotating shaft 71 of the motor 7 is not limited to the above example, and may be, for example, the order of the first reflecting portion 61a, the third reflecting portion 63a, the second reflecting portion 62a, and the fourth reflecting portion 64a.
  • the control unit 8 may control the second solid-state light source 4 not only by PWM control of the second solid-state light source 4 but also by other control methods.
  • a light source system (1; 1a) includes a first solid-state light source (2), a first wavelength conversion section (3), a second solid-state light source (4), a second wavelength conversion section (5), an optical member (6; 6a), a motor (7), and a control section (8).
  • the first solid-state light source (2) emits first excitation light (P1).
  • the first wavelength conversion unit (3) is an optical fiber including a first wavelength conversion element that can be excited by the first pumping light (P1) to generate first spontaneous emission light of a plurality of wavelengths longer than the first pumping light (P1), and that can be pumped by the first amplified spontaneous emission light.
  • a second solid-state light source (4) emits a second excitation light (P2).
  • the second wavelength conversion unit (5) is excited by the second excitation light (P2) and can generate second spontaneous emission light of a plurality of wavelengths longer than the second excitation light (P2), and includes a second wavelength conversion element that can be excited by the second amplified spontaneous emission light.
  • the optical member (6; 6a) is arranged between the second wavelength conversion section (5) and the first wavelength conversion section (3).
  • the optical member (6; 6a) has a plurality of filter portions (60; 60a) corresponding to light in a plurality of wavelength bands.
  • a motor (7) rotates the optical member (6; 6a).
  • a controller (8) controls the motor (7) and the second solid-state light source (4).
  • a plurality of filter portions are arranged on a circumference around the rotation center axis (A6; A6a) of the optical member (6; 6a).
  • Each of the plurality of wavelength ranges includes at least one wavelength of the second spontaneous emission light among the plurality of wavelengths of the second spontaneous emission light generated in the second wavelength conversion section (5).
  • the light source system (1; 1a) according to the first aspect enables dimming and color tuning without using a solid-state light source that emits seed light.
  • the second wavelength conversion section (5) is an optical fiber.
  • the light source system (1; 1a) for example, by making the core diameter of the optical fiber constituting the second wavelength converting section (5) and the core diameter of the optical fiber constituting the first wavelength converting section (3) the same, the light emitted from the second wavelength converting section (5) is easily optically coupled to the first wavelength converting section (3).
  • the second wavelength conversion element is the same type of element as the first wavelength conversion element.
  • the light source system (1; 1a) according to the third aspect can be used as seed light (P21 to P24) for causing a plurality of lights having the same wavelength as the plurality of types of second spontaneous emission lights generated by the second wavelength conversion element to enter the first wavelength conversion section (3).
  • the plurality of filter portions (60) includes a plurality of transmission portions (61 to 64) arranged on a circumference centered on the rotation center axis (A6) and transmitting light in mutually different wavelength ranges.
  • the plurality of filter portions (60a) includes a plurality of reflection portions (61a to 64a) arranged on a circumference centered on the rotation center axis (A6a) and reflecting light in different wavelength ranges.
  • the light source system (1) in the fourth aspect, further comprises an optical element (12).
  • the optical element (12) is arranged between the optical member (6) and the first wavelength conversion section (3).
  • the optical element (12) transmits light from the optical member (6) side to the first wavelength conversion section (3) side, and reflects the first excitation light (P1) emitted from the first solid-state light source (2) toward the first wavelength conversion section (3).
  • the light emitting portion (52) of the second wavelength converting portion (5), the optical member (6), and the light incident portion (31) of the first wavelength converting portion (3) can be arranged in a straight line, and the light emitted from the second wavelength converting portion (5) can be easily optically coupled to the first wavelength converting portion (3).
  • the plurality of wavelength ranges includes a wavelength range of 510 nm or more and 550 nm or less and a wavelength range of 620 nm or more and 650 nm or less.
  • the light source system (1; 1a) according to the seventh aspect makes it possible for the light emitted from the second wavelength conversion section (5), which has a wavelength within a wavelength range of 510 nm or more and 550 nm or less, and light with a wavelength within a wavelength range of 620 nm or more and 650 nm or less, to enter the first wavelength conversion section (3).
  • the second solid-state light source (4) includes a laser light source.
  • the light source system (1; 1a) according to the eighth aspect can increase the intensity of the second excitation light (P2).
  • the controller (8) PWM-controls the second solid-state light source (4).
  • PWM control of the second solid-state light source (4) enables dimming and color adjustment of the light emitted from the first wavelength converter (3).
  • the controller (8) PWM-controls the second solid-state light source (4).
  • the multiple wavelength bands are four wavelength bands.
  • the frequency when the controller (8) performs PWM control of the second solid-state light source (4) is 800 Hz or higher.
  • the light source system (1; 1a) according to the tenth aspect can suppress flicker.
  • each of the first wavelength conversion element and the second wavelength conversion element contains an element selected from the group of Pr, Tb, Ho, Dy, Er, Eu, Nd and Mn.

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Abstract

シード光を出射する固体光源を使用しなくても調光及び調色可能とする。第１波長変換部（３）は、第１励起光（Ｐ１）よりも長波長の複数波長の第１自然放出光を発生可能である第１波長変換要素を含む。第２波長変換部（５）は、第２励起光（Ｐ２）よりも長波長の複数波長の第２自然放出光を発生可能である第２波長変換要素を含む。光学部材（６）は、第２波長変換部（５）と第１波長変換部（３）との間に配置されている。光学部材（６）は、複数のフィルタ部（６０）を有する。モータ（７）は、光学部材（６）を回転させる。制御部（８）は、モータ（７）と第２固体光源（４）とを制御する。光学部材（６）では、複数のフィルタ部（６０）が、光学部材（６）の回転中心軸（Ａ６）を中心とする円周上に並んでいる。複数の波長域の各々は、第２波長変換部（５）で発生する複数波長の第２自然放出光のうち少なくとも１つの波長の第２自然放出光の波長を含む。

Description

光源システム
　本開示は、一般に、光源システムに関し、より詳細には、励起光を利用する光源システムに関するものである。
　特許文献１には、光源装置として、光ファイバと、第１光源部と、第２光源部と、を備える発光装置が開示されている。光ファイバは、励起光によって励起され、励起光よりも長波長の自然放出光を発生する波長変換材料（波長変換要素）を含む。第１光源部は、励起光を光ファイバの光入射部に入射させる。第２光源部は、励起光又は自然放射増幅光によって励起された波長変換材料から誘導放出光を発生させるためのシード光を光ファイバの光入射部に入射させる。第１光源部は、レーザ光源（第１固体光源）を含む。第２光源部は、例えば、緑色の光を出射するシード光源（半導体レーザ）と、オレンジ色の光を出射するシード光源（半導体レーザ）と、赤色の光を出射するシード光源（半導体レーザ）と、を含む。
　特許文献１に開示された発光装置は、複数のシード光源から出射される複数のシード光それぞれの強度を調整する調整部を更に有する。
　特許文献１に開示された光源装置では、シード光を出射する半導体レーザ等の固体光源が必要であるが、波長変換材料の自然放射増幅光の波長に対応する波長の光を出射する半導体レーザが製造販売されていない場合もあり、所望の波長のシード光を得られないこともあった。
国際公開第２０２１／０１４８５３号
　本開示の目的は、シード光を出射する固体光源を使用しなくても調光及び調色可能な光源システムを提供することにある。
　本開示に係る一態様の光源システムは、第１固体光源と、第１波長変換部と、第２固体光源と、第２波長変換部と、光学部材と、モータと、制御部と、を備える。前記第１固体光源は、第１励起光を出射する。前記第１波長変換部は、前記第１励起光によって励起され前記第１励起光よりも長波長の複数波長の第１自然放出光を発生可能であり、かつ、第１自然放射増幅光によって励起可能な第１波長変換要素を含む光ファイバである。前記第２固体光源は、第２励起光を出射する。前記第２波長変換部は、前記第２励起光によって励起され前記第２励起光よりも長波長の複数波長の第２自然放出光を発生可能であり、かつ、第２自然放射増幅光によって励起可能な第２波長変換要素を含む。前記光学部材は、前記第２波長変換部と前記第１波長変換部との間に配置されている。前記光学部材は、複数の波長域の光に対応する複数のフィルタ部を有する。前記モータは、前記光学部材を回転させる。前記制御部は、前記モータと前記第２固体光源とを制御する。前記光学部材では、前記複数のフィルタ部が、前記光学部材の回転中心軸を中心とする円周上に並んでいる。前記複数の波長域の各々は、前記第２波長変換部で発生する前記複数波長の第２自然放出光のうち少なくとも１つの波長の第２自然放出光の波長を含む。
図１は、実施形態１に係る光源システムの構成図である。 図２は、同上の光源システムにおける第１波長変換部を構成する光ファイバの断面図である。 図３は、同上の光源システムにおける第２波長変換部を構成する光ファイバの断面図である。 図４Ａは、同上の光源システムにおいて光学部材とモータとを含む部材の平面図である。図４Ｂは、同上の光源システムにおいて光学部材とモータとを含む部材に関し、図４ＡのＸ－Ｘ線断面図である。図４Ｃは、同上の光源システムにおいて光学部材とモータとを含む部材に関し、図４ＡのＹ－Ｙ線断面図である。 図５は、同上の光源システムの動作説明図である。 図６は、実施形態２に係る光源システムの構成図である。 図７Ａは、同上の光源システムにおいて光学部材とモータとを含む部材の平面図である。図７Ｂは、同上の光源システムにおいて光学部材とモータとを含む部材に関し、図７ＡのＸ－Ｘ線断面図である。図７Ｃは、同上の光源システムにおいて光学部材とモータとを含む部材に関し、図７ＡのＹ－Ｙ線断面図である。
　下記の実施形態１～２等において説明する各図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
　（実施形態１）
　以下では、実施形態１に係る光源システム１について図１～５に基づいて説明する。
　（１）概要
　光源システム１は、図１に示すように、第１固体光源２と、第１波長変換部３と、第２固体光源４と、第２波長変換部５と、光学部材６と、モータ７と、制御部８と、を備える。第１固体光源２は、第１励起光Ｐ１を出射する。第１波長変換部３は、第１波長変換要素（例えば、Ｐｒ３＋）を含む光ファイバである。第１波長変換要素は、第１励起光Ｐ１によって励起され第１励起光Ｐ１よりも長波長の複数波長の第１自然放出光を発生可能であり、かつ、第１自然放射増幅光によって励起可能である。第２固体光源４は、第２励起光Ｐ２を出射する。第２波長変換部５は、第２波長変換要素（例えば、Ｐｒ３＋）を含む光ファイバである。第２波長変換要素は、第２励起光Ｐ２によって励起され第２励起光Ｐ２よりも長波長の複数波長の第２自然放出光を発生可能であり、かつ、第２自然放射増幅光によって励起可能である。光学部材６は、第２波長変換部５と第１波長変換部３との間に配置されている。光学部材６は、複数の波長域の光に対応する複数のフィルタ部６０を有する。複数のフィルタ部６０は、複数の波長域の光を透過する複数の透過部６１～６４を含む。モータ７は、光学部材６を回転させる。制御部８は、モータ７と第２固体光源４とを制御する。光学部材６では、複数のフィルタ部６０が、光学部材６の回転中心軸Ａ６を中心とする円周上に並んでいる。複数の波長域の各々は、第２波長変換部５で発生する複数波長の第２自然放出光のうち少なくとも１つの波長の第２自然放出光の波長を含む。光源システム１は、第２波長変換部５で発生する複数波長の第２自然放出光それぞれと同じ波長の複数種類の光を、第１励起光Ｐ１あるいは自然放射増幅光によって励起された第１波長変換要素から誘導放出光を発生させるためのシード光として第１波長変換部３に入射させる。図１では、複数種類のシード光のうち４種類のシード光Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ２４の光路を模式的に図示してある。
　光源システム１の出射光は、第１波長変換部３から出射される光である。光源システム１では、第１波長変換部３からは、例えば、第１励起光Ｐ１と複数種類の誘導放出光とを含む光が出射される。図１では、複数種類の誘導放出光のうち４種類の誘導放出光Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４を模式的に図示してある。
　光源システム１は、例えば、照明用途に適用することができる。照明用途としては、例えば、屋内用のダウンライト、冷凍倉庫用の照明システム、屋外テニスコート用の照明システム、トンネル用の照明システム、漁船の集魚用照明システム、車両用ヘッドライト等が挙げられるが、これらに限らない。また、光源ユニットは、例えば、照明用途に限らず、例えば、プロジェクタを含む投影システムに適用することができる。
　（２）光源システムの構成
　光源システム１は、図１に示すように、第１固体光源２と、第１波長変換部３と、第２固体光源４と、第２波長変換部５と、光学部材６と、モータ７と、制御部８と、を備える。また、光源システム１は、第１駆動回路９と、第２駆動回路１０と、モータ駆動回路１１と、を更に備える。第１駆動回路９は、第１固体光源２を駆動する。第２駆動回路１０は、第２固体光源４を駆動する。モータ駆動回路１１は、モータ７を駆動する。また、光源システム１は、光学素子１２を更に備える。光学素子１２は、例えば、ダイクロイックミラーである。
　（２．１）第１固体光源
　第１固体光源２は、第１励起光Ｐ１を出射する。第１固体光源２は、第１波長変換部３に含まれる第１波長変換要素を励起するための第１励起光Ｐ１を出射する。第１固体光源２から出射された第１励起光Ｐ１は、第１波長変換部３へ入射される。より詳細には、第１固体光源２から出射された第１励起光Ｐ１は、第１波長変換部３へ入射する。
　第１固体光源２は、準単色光を放射する光源である。準単色光とは、狭い波長範囲（例えば、１０ｎｍ）に含まれる光である。第１固体光源２は、例えば、レーザ光源を含む。レーザ光源は、レーザ光を出射する。第１固体光源２から出射された第１励起光Ｐ１（レーザ光源から出射したレーザ光）は、第１波長変換部３へ入射される。レーザ光源は、例えば、青色のレーザ光を出射する半導体レーザである。この場合、第１励起光Ｐ１の波長は、例えば、４４０ｎｍ～４５０ｎｍである。
　（２．２）第１波長変換部
　第１波長変換部３は、第１波長変換要素（例えば、Ｐｒ３＋）を含む光ファイバである。したがって、第１波長変換部３は、可撓性を有する。第１波長変換要素は、第１励起光Ｐ１によって励起され第１励起光Ｐ１よりも長波長の複数波長の第１自然放出光を発生可能であり、かつ、第１自然放射増幅光によって励起可能である。
　第１波長変換部３は、図２に示すように、コア３３と、クラッド３４と、被覆部３５と、を有する。クラッド３４は、コア３３の外周面を覆っている。被覆部３５は、クラッド３４の外周面を覆っている。コア３３に関し、光軸方向に直交する断面形状は、円形状である。クラッド３４は、コア３３と同軸状に配置されている。
　コア３３は、透光性材料と、第１波長変換要素と、を含む。言い換えれば、コア３３は、第１波長変換要素を含有している。コア３３における第１波長変換要素の濃度は、コア３３の全長に亘って略均一であってもよいし、均一でなくてもよい。コア３３の直径は、例えば、２５μｍ～５００μｍである。第１波長変換部３の長さは、例えば、３ｍ～１０ｍである。第１波長変換部３の長さについては、第１波長変換部３における第１波長変換要素の濃度が低いほど長いほうが好ましい。第１波長変換部３を構成する光ファイバの開口数は、例えば、０．２２である。
　コア３３の屈折率は、コア３３の主成分である上述の透光性材料の屈折率と略同じである。
　透光性材料は、例えば、フッ化物、酸化物、又は窒化物のいずれかである。フッ化物は、例えば、フッ化物ガラスである。酸化物は、例えば、酸化ケイ素、石英等である。
　第１波長変換要素は、希土類元素である。ここにおいて、第１波長変換要素は、例えば、Ｐｒ、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｎｄ及びＭｎの群から選択される元素を含む。第１波長変換要素は、希土類元素のイオンとしてコア３３に含有されており、例えば、Ｐｒのイオン（Ｐｒ３＋）として含有されている。第１波長変換要素は、第１励起光Ｐ１によって励起されるか、あるいは自身とは別の第１波長変換要素から発せられた自然放出光を内部シード光として増幅された光、即ち自然放射増幅光（ＡＳＥ）によって励起されてもよい。このような励起を介して、第１波長変換要素は、第１波長変換要素の元素特有のＡＳＥを放出し、併せて第２波長変換部５からの複数種類のシード光Ｐ２１～Ｐ２４の波長と同じ波長の複数種類の誘導放出光を発生し、これらを合わせて誘導放出光Ｐ１１～Ｐ１４として放出する。ＡＳＥ及びシード光Ｐ２１～Ｐ２４の波長は、第１励起光Ｐ１の波長（例えば、４４０ｎｍ～４５０ｎｍ）よりも長波長である。複数種類のシード光Ｐ２１～Ｐ２４の波長については、「（２．４）第２波長変換部」の欄で説明する。
　クラッド３４の屈折率は、コア３３の屈折率よりも小さい。クラッド３４は、コア３３の含有している第１波長変換要素を含まない。
　被覆部３５の材料は、例えば、樹脂である。被覆部３５の外径は、例えば、１ｍｍ以下である。
　第１波長変換部３は、光入射部３１と、光出射部３２と、を有する。第１波長変換部３では、光入射部３１が、コア３３の第１端面３３１により構成され、光出射部３２が、コア３３の第２端面３３２により構成されている。
　第１波長変換部３では、第１固体光源２からの第１励起光Ｐ１及び第２波長変換部５からの複数種類のシード光Ｐ２１～Ｐ２４が光入射部３１に入射される。光源システム１では、第１波長変換部３の光入射部３１には、第１固体光源２からの第１励起光Ｐ１が光学素子１２で反射されて入射する。また、第１波長変換部３の光入射部３１には、第２波長変換部５からの複数種類のシード光Ｐ２１～Ｐ２４が光学素子１２を介して入射する。第１波長変換部３の光出射部３２からは、ＡＳＥを含む誘導放出光Ｐ１１～Ｐ１４が出射する。第１波長変換部３からは、第１励起光Ｐ１及び第２励起光Ｐ２も出射する。
　（２．３）第２固体光源
　第２固体光源４は、第２励起光Ｐ２を出射する。第２固体光源４は、第２波長変換部５に含まれる第２波長変換要素を励起するための第２励起光Ｐ２を出射する。第２固体光源４から出射された第２励起光Ｐ２は、第２波長変換部５へ入射される。より詳細には、第２固体光源４から出射された第２励起光Ｐ２は、第２波長変換部５へ入射する。第２固体光源４から出射された第２励起光Ｐ２は、第２波長変換部５へ直接入射するが、これに限らず、レンズ等の光結合部材を介して入射してもよい。
　第２固体光源４は、準単色光を放射する光源である。準単色光とは、狭い波長範囲（例えば、１０ｎｍ）に含まれる光である。第２固体光源４は、例えば、レーザ光源を含む。レーザ光源は、レーザ光を出射する。第２固体光源４から出射された第２励起光Ｐ２（レーザ光源から出射したレーザ光）は、第２波長変換部５へ入射される。レーザ光源は、例えば、青色のレーザ光を出射する半導体レーザである。この場合、第２励起光Ｐ２の波長は、例えば、４４０ｎｍ～４５０ｎｍである。
　（２．４）第２波長変換部
　第２波長変換部５は、第２波長変換要素（例えば、Ｐｒ３＋）を含む。光源システム１では、第２波長変換部５は、第２波長変換要素を含む光ファイバである。第２波長変換要素は、第２励起光Ｐ２によって励起され第２励起光Ｐ２よりも長波長の複数波長の第２自然放出光を発生可能であり、かつ、第２自然放射増幅光によって励起可能である。
　第２波長変換部５は、図３に示すように、コア５３と、クラッド５４と、被覆部５５と、を有する。クラッド５４は、コア５３の外周面を覆っている。被覆部５５は、クラッド５４の外周面を覆っている。コア５３に関し、光軸方向に直交する断面形状は、円形状である。クラッド５４は、コア５３と同軸状に配置されている。
　コア５３は、透光性材料と、第２波長変換要素と、を含む。言い換えれば、コア５３は、第２波長変換要素を含有している。コア５３における第２波長変換要素の濃度は、コア５３の全長に亘って略均一であってもよいし、均一でなくてもよい。コア５３の直径は、例えば、２５μｍ～５００μｍである。第２波長変換部５の長さは、例えば、３ｍ～１０ｍである。第２波長変換部５の長さについては、第２波長変換部５における第２波長変換要素の濃度が低いほど長いほうが好ましい。第２波長変換部５を構成する光ファイバの開口数は、例えば、０．２２である。
　コア５３の屈折率は、コア５３の主成分である上述の透光性材料の屈折率と略同じである。
　透光性材料は、例えば、フッ化物、酸化物、又は窒化物のいずれかである。フッ化物は、例えば、フッ化物ガラスである。酸化物は、例えば、酸化ケイ素、石英等である。
　第２波長変換要素は、希土類元素である。ここにおいて、第２波長変換要素は、例えば、Ｐｒ、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｎｄ及びＭｎの群から選択される元素を含む。第２波長変換要素は、希土類元素のイオンとしてコア５３に含有されている。第２波長変換要素は、第１波長変換要素と同じ種類の元素であり、例えば、Ｐｒのイオン（Ｐｒ３＋）としてコア５３に含有されている。第２波長変換要素は、第２励起光Ｐ２によって励起されるか、あるいは自身とは別の第２波長変換要素から発せられた自然放出光を内部シード光として増幅された光、即ち自然放射増幅光（ＡＳＥ）によって励起されてもよい。このような励起を介して、第２波長変換要素は、第２波長変換要素の元素特有のＡＳＥを放出する。ＡＳＥ及びシード光Ｐ２１～Ｐ２４の波長は、第２励起光Ｐ２の波長（例えば、４４０ｎｍ～４５０ｎｍ）よりも長波長である。
　クラッド５４の屈折率は、コア５３の屈折率よりも小さい。クラッド５４は、コア５３の含有している第２波長変換要素を含まない。
　被覆部５５の材料は、例えば、樹脂である。被覆部５５の外径は、例えば、１ｍｍ以下である。
　第２波長変換部５は、光入射部５１と、光出射部５２と、を有する。第２波長変換部５では、光入射部５１が、コア５３の第１端面５３１により構成され、光出射部５２が、コア５３の第２端面５３２により構成されている。
　第２波長変換部５では、第２固体光源４からの第２励起光Ｐ２が光入射部５１に入射される。第２波長変換部５の光出射部５２からは、ＡＳＥを含む誘導放出光がシード光Ｐ２１～Ｐ２４として出射される。第２波長変換部５からは、第２励起光Ｐ２も出射される。
　第２波長変換要素がＰｒ３＋の場合、第２波長変換部５において発生する複数波長の第２自然放出光は、例えば、波長４８２ｎｍの自然放出光（青色の光）と、波長５３２ｎｍの自然放出光（緑色の光）と、波長６０５ｎｍの自然放出光（オレンジ色の光）と、波長６３７ｎｍの自然放出光（赤色の光）と、波長６９８ｎｍの自然放出光と、波長７１９ｎｍの自然放出光（近赤外光）と、を含み得る。
　第２波長変換部５は、複数種類のシード光Ｐ２１～Ｐ２４（図１参照）を出射する。第２波長変換部５から出射された複数種類のシード光Ｐ２１～Ｐ２４は、第１波長変換部３へ入射される。より詳細には、第２波長変換部５から出射された複数種類のシード光Ｐ２１～Ｐ２４は、光学部材６及び光学素子１２を介して第１波長変換部３の光入射部３１へ入射される。
　（２．５）光学部材
　光学部材６は、図１に示すように、第２波長変換部５と第１波長変換部３との間に配置されている。より詳細には、光学部材６は、第２波長変換部５と光学素子１２との間に配置されている。光学素子１２は、上述のようにダイクロイックミラーであり、光学部材６側からの光を第１波長変換部３側へ透過し、第１固体光源２側からの光を第１波長変換部３へ向けて反射する。
　光学部材６は、図４Ａ～４Ｃに示すように、回転板６８と、複数の波長域の光に対応する複数（例えば、４つ）のフィルタ部６０と、を有する。
　回転板６８は、光学部材６の回転中心軸Ａ６を中心として回転可能である。回転中心軸Ａ６は、第２波長変換部５の光出射部５２と光学素子１２との並んでいる方向（規定方向）と平行である（図１参照）。第２波長変換部５の光出射部５２と光学素子１２と第１波長変換部３の光入射部３１とは、規定方向において一直線上に並んでいる。回転中心軸Ａ６は、規定方向と厳密に平行である場合に限らず、例えば、規定方向とのなす角度が５度以下であればよい。
　回転板６８の厚さ方向から見て、回転板６８の外縁は、円形状である。回転板６８は、回転板６８の厚さ方向において第２波長変換部５側に位置する第１主面６８１及び第１主面６８１とは反対側の第２主面６８２を有する。回転板６８は、例えば、モータ７の回転軸７１に連結されており、モータ７の回転軸７１と一緒に回転する。光学部材６では、モータ７の回転軸７１の一部が、回転板６８の中央の貫通孔６８３内に配置されている。回転板６８は、その厚さ方向が回転中心軸Ａ６に沿った方向となるように配置されている。光学部材６は、第２波長変換部５から出射される光の入射位置が光学部材６の回転中心軸Ａ６に直交する方向において回転中心軸Ａ６から離れた位置となるように配置されている。回転中心軸Ａ６と入射位置との距離は、回転中心軸Ａ６とフィルタ部６０との間の最短距離よりも長く、かつ、回転中心軸Ａ６とフィルタ部６０の外縁との間の最長距離よりも短い。回転板６８は、透光性を有し、可視光を透過する。したがって、回転板６８は、第２波長変換部５から出射される複数種類のシード光Ｐ２１～Ｐ２４を透過する。回転板６８は、ガラス基板であるが、これに限らず、例えば、セラミック基板又は樹脂基板であってもよい。
　複数のフィルタ部６０は、複数の波長域の光を透過する透過部６１～６４を含む。より詳細には、複数のフィルタ部６０は、複数の透過部６１～６４と一対一に対応し、対応する透過部と、回転板６８において当該対応する透過部に重なる部分と、を含む。光学部材６では、複数のフィルタ部６０が、光学部材６の回転中心軸Ａ６を中心とする円周上に並んでいる。光学部材６の回転中心軸Ａ６に沿った方向から見て、光学部材６の外縁は、円形状であり、複数のフィルタ部６０の各々は、回転中心軸Ａ６を中心とする扇形状である。フィルタ部６０の数をＮ１とすると、光学部材６の回転中心軸Ａ６に沿った方向から見て、複数のフィルタ部６０の各々の中心角は、３６０°／Ｎ１である。したがって、Ｎ１＝４の場合、光学部材６の回転中心軸Ａ６に沿った方向から見て、複数のフィルタ部６０の各々の中心角は、９０°である。複数の波長域の各々は、第２波長変換部５で発生する複数波長の第２自然放出光のうち少なくとも１つの波長の第２自然放出光の波長を含む。複数の波長域のそれぞれに含まれる第２自然放出光の波長は、互いに異なる。
　複数の透過部６１～６４は、回転板６８の第１主面６８１上に配置されている。複数の透過部６１～６４の各々は、多層膜フィルタ（誘電体多層膜フィルタ）である。光学部材６では、複数の透過部６１～６４が、光学部材６の回転中心軸Ａ６を中心とする円周上に並んでいる。複数の透過部６１～６４は、光学部材６の回転方向、つまり、モータ７の回転軸７１の回転方向Ｒ１（図４Ａ参照）に沿った方向において、透過部６１、透過部６２、透過部６３及び透過部６４の順に並んでいる。複数の透過部６１～６４は、回転中心軸Ａ６に沿った方向から見て、回転中心軸Ａ６を中心とする扇形状である。複数の透過部６１～６４の数をＭ１（＝Ｎ１）とすると、光学部材６の回転中心軸Ａ６に沿った方向から見て、複数の透過部６１～６４の各々の中心角は、３６０°／Ｍ１である。したがって、Ｍ１＝４の場合、光学部材６の回転中心軸Ａ６に沿った方向から見て、複数の透過部６１～６４の各々の中心角は、９０°である。
　以下では、説明の便宜上、第２波長変換部５から出射される複数種類のシード光Ｐ２１～Ｐ２４に関して、シード光Ｐ２１を第１シード光Ｐ２１と称し、シード光Ｐ２２を第２シード光Ｐ２２と称し、シード光Ｐ２３を第３シード光Ｐ２３と称し、シード光Ｐ２４を第４シード光Ｐ２４と称することもある。第１シード光Ｐ２１、第２シード光Ｐ２２、第３シード光Ｐ２３及び第４シード光Ｐ２４の波長は、第２波長変換部５で発生する複数波長の第２自然放出光のうち互いに異なる１つの波長の第２自然放出光の波長と同じである。第１シード光Ｐ２１、第２シード光Ｐ２２、第３シード光Ｐ２３及び第４シード光Ｐ２４の波長は、互いに異なる。第２波長変換要素がＰｒ３＋の場合、第１シード光Ｐ２１、第２シード光Ｐ２２、第３シード光Ｐ２３及び第４シード光Ｐ２４の波長は、それぞれ、例えば、４８２ｎｍ、５２３ｎｍ、６０５ｎｍ及び６３７ｎｍである。また、以下では、説明の便宜上、透過部６１を第１透過部６１と称し、透過部６２を第２透過部６２と称し、透過部６３を第３透過部６３と称し、透過部６４を第４透過部６４と称することもある。また、複数の波長域のうち第１透過部６１に対応する波長域を第１波長域と称し、第２透過部６２に対応する波長域を第２波長域と称し、第３透過部６３に対応する波長域を第３波長域と称し、第４透過部６４に対応する波長域を第４波長域と称することもある。
　第１透過部６１は、第１波長域の光を選択的に透過させる。第１波長域は、第１シード光Ｐ２１の波長を含み、かつ、第２シード光Ｐ２２の波長、第３シード光Ｐ２３の波長及び第４シード光Ｐ２４の波長を含まない。第１波長域は、例えば、４４０ｎｍ以上４９０ｎｍである。第２透過部６２は、第２波長域の光を選択的に透過させる。第２波長域は、第２シード光Ｐ２２の波長を含み、第１シード光Ｐ２１の波長、第３シード光Ｐ２３の波長及び第４シード光Ｐ２４の波長を含まない。第２波長域は、例えば、５１０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下である。第３透過部６３は、第３波長域の光を選択的に透過させる。第３波長域は、第３シード光Ｐ２３の波長を含み、第１シード光Ｐ２１の波長、第２シード光Ｐ２２の波長及び第４シード光Ｐ２４の波長を含まない。第３波長域は、例えば、５７０ｎｍ以上６１０ｎｍ以下である。第４透過部６４は、第４波長域の光を選択的に透過させる。第４波長域は、第４シード光Ｐ２４の波長を含み、第１シード光Ｐ２１の波長、第２シード光Ｐ２２の波長及び第３シード光Ｐ２３の波長を含まない。第４波長域は、例えば、６２０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下である。光学部材６では、第１波長域、第２波長域、第３波長域及び第４波長域が互いに重複しないように透過部６１～６４を設計してあるが、これに限らず、例えば、第１波長域及び第２波長域の一部同士が重複してもよいし、第２波長域及び第３波長域の一部同士が重複してもよいし、第３波長域及び第４波長域の一部同士が重複してもよい。
　光学部材６は、回転方向Ｒ１に回転している状態で、複数種類のシード光Ｐ２１～Ｐ２４が入射し、第１シード光Ｐ２１と第２シード光Ｐ２２と第３シード光Ｐ２３と第４シード光Ｐ２４とを時分割で出射する。
　（２．６）モータ
　モータ７（図１、４Ａ～４Ｃ参照）は、光学部材６を回転させる。より詳細には、モータ７は、光学部材６を光学部材６の回転中心軸Ａ６のまわりで回転させる。モータ７は、例えば、直流モータである。モータ７は、上述のモータ駆動回路１１によって駆動される。
　モータ７は、モータ本体７０と、モータ本体７０から一部が突出している回転軸７１と、を備える。モータ７では、回転軸７１が光学部材６に連結されている。モータ７の回転軸７１の回転速度は、制御部８によって制御される。より詳細には、モータ７の回転軸７１の回転速度は、モータ駆動回路１１が制御部８によって制御されてモータ７を駆動することによって決まる。
　（２．７）第１駆動回路
　第１駆動回路９（図１参照）は、第１固体光源２を駆動する。第１駆動回路９は、例えば、第１電源回路と第１固体光源２との間に接続される、第１抵抗と第１スイッチング素子との直列回路を含む。第１駆動回路９は、第１固体光源２へ駆動電流を供給することで、第１固体光源２を点灯させる。第１駆動回路９は、制御部８によって第１スイッチング素子がオンされることにより、第１固体光源２を点灯させ、制御部８によって第１スイッチング素子がオフされることにより、第１固体光源２を消灯させる。第１スイッチング素子は、例えば、ＭＯＳＦＥＴであるが、これに限らず、例えば、ＭＯＳＦＥＴ以外のＦＥＴ又はバイポーラトランジスタであってもよい。第１電源回路は、光源システム１の構成要素に含まれないが、これに限らず、含まれてもよい。
　（２．８）第２駆動回路
　第２駆動回路１０（図１参照）は、第２固体光源４を駆動する。第２駆動回路１０は、例えば、第２電源回路と第２固体光源４との間に接続される、第２抵抗と第２スイッチング素子との直列回路を含む。第２駆動回路１０は、第２固体光源４へ駆動電流を供給することで、第２固体光源４を点灯させる。第２駆動回路１０は、制御部８によって第２スイッチング素子がオンされることにより、第２固体光源４を点灯させ、制御部８によって第２スイッチング素子がオフされることにより、第２固体光源４を消灯させる。光源システム１では、第２スイッチング素子は、制御部８によってＰＷＭ制御される。これにより、制御部８は、第２固体光源４をＰＷＭ制御する。第２スイッチング素子は、例えば、ＭＯＳＦＥＴであるが、これに限らず、例えば、ＭＯＳＦＥＴ以外のＦＥＴ又はバイポーラトランジスタであってもよい。第２電源回路は、光源システム１の構成要素に含まれないが、これに限らず、含まれてもよい。
　（２．９）モータ駆動回路
　モータ駆動回路１１（図１参照）は、モータ７を駆動する。より詳細には、モータ駆動回路１１は、制御部８によって制御されてモータ７の回転軸７１を回転させる。
　モータ駆動回路１１には、例えば、第３電源回路から電源電圧が供給される。第３電源回路は、光源システム１の構成要素に含まれないが、これに限らず、含まれてもよい。
　（２．１０）制御部
　制御部８（図１参照）は、第１固体光源２、第２固体光源４及びモータ７を制御する。制御部８は、第１駆動回路９を制御することによって第１固体光源２を制御する。より詳細には、制御部８は、第１駆動回路９を制御することによって第１固体光源２の出力を制御する。制御部８は、第２駆動回路１０を制御することによって第２固体光源４を制御する。より詳細には、制御部８は、第２駆動回路１０を制御することによって第２固体光源４の出力を制御する。制御部８は、モータ駆動回路１１を制御することによってモータ７を制御する。より詳細には、制御部８は、モータ駆動回路１１を制御することによってモータ７の回転速度等を制御する。
　制御部８は、例えば、図５に示すように、第２固体光源４を一定周期Ｔ０でパルス点滅駆動するように第２固体光源４をＰＷＭ制御する。より詳細には、制御部８は、第２駆動回路１０の第２スイッチング素子を一定周期Ｔ０でＰＷＭ制御することによって、第２固体光源４をＰＷＭ制御する。制御部８は、一定周期Ｔ０と同じ時間の第１期間Ｔ１に第２波長変換部５からの光が第１透過部６１に入射可能となり、一定周期Ｔ０と同じ時間の第２期間Ｔ２に第２波長変換部５からの光が第２透過部６２に入射可能となり、一定周期Ｔ０と同じ時間の第３期間Ｔ３に第２波長変換部５からの光が第３透過部６３に入射可能となり、一定周期Ｔ０と同じ時間の第４期間Ｔ４に第２波長変換部５からの光が第４透過部６４に入射可能となるように、光学部材６の回転を制御する。また、制御部８は、第２固体光源４をＰＷＭ制御することによって、第１期間Ｔ１、第２期間Ｔ２、第３期間Ｔ３及び第４期間Ｔ４それぞれの第２固体光源４の点灯期間（図５におけるＯＮの期間）を制御する。制御部８は、第１期間Ｔ１、第２期間Ｔ２、第３期間Ｔ３及び第４期間Ｔ４をサイクリックに繰り返して第２固体光源４の点灯期間を制御する。これにより、制御部８は、第１波長変換部３に入射するシード光Ｐ２１～Ｐ２４それぞれの強度を調整することができる。したがって、光源システム１では、制御部８が第２固体光源４及び光学部材６を制御することにより、光源システム１から出射させる光（第１波長変換部３から出射させる光）の調光及び調色が可能となる。制御部８は、例えば、光源システム１のユーザからの操作入力を受け付ける入力部あるいは外部のコントローラから入力される調光／調色の指示情報に基づいて、第１期間Ｔ１、第２期間Ｔ２、第３期間Ｔ３及び第４期間Ｔ４それぞれの第２固体光源４の点灯期間（図５におけるＯＮの期間）を制御する。制御部８が第２固体光源４をＰＷＭ制御するときの周波数（１／Ｔ０）は、フリッカを抑制する観点から、２００Ｈｚ×Ｍ１で求められる周波数であるのが好ましい。したがって、Ｍ１＝４の場合、制御部８が第２固体光源４をＰＷＭ制御するときの周波数は、８００Ｈｚ以上であるのが好ましい。
　制御部８は、回転している光学部材６が回転基準位置に戻るタイミングと、第２固体光源４を制御するＰＷＭ信号の第１期間Ｔ１の開始タイミングとが同期するように光学部材６の回転を制御する。回転基準位置は、光学部材６の回転位置に関して予め定められた基準となる位置を意味し、例えば、第４透過部６４と第１透過部６１との境界が第２波長変換部５からの光の入射位置となる位置である。制御部８は、光学部材６が一回転する時間が、第１期間Ｔ１と第２期間Ｔ２と第３期間Ｔ３と第４期間Ｔ４との合計時間と同じになるようにモータ７を制御する。
　制御部８は、光学部材６の回転基準位置からの回転角度を検出する検出部からの検出信号に基づいて、光学部材６が回転基準位置に戻るタイミングと第１期間Ｔ１の開始タイミングとが同期するようにモータ駆動回路１１を制御する。光学部材６の回転基準位置からの回転角度は、光学部材６の回転位置と回転基準位置との位相差に対応する。検出部は、例えば、フォトインタラプタ又はホール素子等で構成され、光学部材６が回転基準位置に戻った時に検出信号を出力する。
　制御部８は、例えば、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、制御部８としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうＩＣ又はＬＳＩ等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（Very Large Scale Integration）、又はＵＬＳＩ（Ultra Large Scale Integration）と呼ばれる集積回路を含む。さらに、ＬＳＩの製造後にプログラムされる、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又はＬＳＩ内部の接合関係の再構成若しくはＬＳＩ内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む１ないし複数の電子回路で構成される。
　（３）光源システムの動作
　光源システム１では、第１固体光源２から第１励起光Ｐ１を出射させ、かつ、第２固体光源４から第２励起光Ｐ２を出射させる。これにより、光源システム１では、第１励起光Ｐ１を第１波長変換部３に入射させ、かつ、第２励起光Ｐ２を第２波長変換部５に入射させる。ここにおいて、制御部８は、第２固体光源４をＰＷＭ制御する。また、光源システム１では、制御部８が光学部材６を回転させる。これにより、光源システム１では、第１期間Ｔ１、第２期間Ｔ２、第３期間Ｔ３及び第４期間Ｔ４をサイクリックに繰り返して第２固体光源４の点灯期間を制御する。これにより、制御部８は、第１波長変換部３に入射するシード光Ｐ２１～Ｐ２４それぞれの強度を調整することができる。したがって、光源システム１では、制御部８が第２固体光源４及び光学部材６を制御することにより、光源システム１から出射させる光（第１波長変換部３から出射させる光）の調光及び調色が可能となる。光源システム１では、第１波長変換部３から出射される光は、第１シード光Ｐ２１と同じ波長の誘導放出光Ｐ１１と、第２シード光Ｐ２２と同じ波長の誘導放出光Ｐ１２と、第３シード光Ｐ２３と同じ波長の誘導放出光Ｐ１３と、第４シード光Ｐ２４と同じ波長の誘導放出光Ｐ１４と、を含み得る。また、第１波長変換部３から出射される光は、第１励起光Ｐ１と同じ波長の光（第１励起光Ｐ１の一部）及び第２励起光Ｐ２と同じ波長の光（第２励起光Ｐ２の一部）を含み得る。誘導放出光Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３及びＰ１４の強度は、それぞれ、シード光Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３及びＰ２４の強度よりも大きい。
　（４）まとめ
　実施形態１に係る光源システム１は、第１固体光源２と、第１波長変換部３と、第２固体光源４と、第２波長変換部５と、光学部材６と、モータ７と、制御部８と、を備える。第１固体光源２は、第１励起光Ｐ１を出射する。第１波長変換部３は、第１励起光Ｐ１によって励起され第１励起光Ｐ１よりも長波長の複数波長の第１自然放出光を発生可能であり、かつ、第１自然放射増幅光によって励起可能な第１波長変換要素を含む光ファイバである。第２固体光源４は、第２励起光Ｐ２を出射する。第２波長変換部５は、第２励起光Ｐ２によって励起され第２励起光Ｐ２よりも長波長の複数波長の第２自然放出光を発生可能であり、かつ、第２自然放射増幅光によって励起可能な第２波長変換要素を含む。光学部材６は、第２波長変換部５と第１波長変換部３との間に配置されている。光学部材６は、複数の波長域の光に対応する複数のフィルタ部６０を有する。複数のフィルタ部６０は、複数の波長域の光のうち対応する波長域の光を透過する。モータ７は、光学部材６を回転させる。制御部８は、モータ７と第２固体光源４とを制御する。光学部材６では、複数のフィルタ部６０が、光学部材６の回転中心軸Ａ６を中心とする円周上に並んでいる。複数の波長域の各々は、第２波長変換部５で発生する複数波長の第２自然放出光のうち少なくとも１つの波長の第２自然放出光の波長を含む。
　実施形態１に係る光源システム１では、シード光を出射する固体光源を使用しなくても調光及び調色可能となる。
　また、実施形態１に係る光源システム１は、第１波長変換部３が第１波長変換要素としてＰｒ３＋を含有し、第２波長変換部５が第２波長変換要素としてＰｒ３＋を含有しているので、第１波長変換部３から出射される緑色の誘導放出光、赤色の誘導放出光それぞれの強度を高めることができる。これにより、実施形態１に係る光源システム１は、第１波長変換部３から出射される光の演色性を向上させることが可能となる。
　（実施形態２）
　以下、実施形態２に係る光源システム１ａについて、図６、７Ａ、７Ｂ及び７Ｃに基づいて説明する。実施形態２に係る光源システム１ａに関し、実施形態１に係る光源システム１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
　実施形態２に係る光源システム１ａは、実施形態１に係る光源システム１における光学部材６の代わりに、光学部材６ａを備えている点で、実施形態１に係る光源システム１と相違する。
　光源システム１ａは、光源システム１における光学素子１２を備えておらず、第１固体光源２と光学部材６ａと第１波長変換部３とが一直線上に並んでいる。光学部材６ａは、第１固体光源２と第１波長変換部３と間に配置されている。
　また、光学部材６ａは、第２波長変換部５と第１波長変換部３との間に配置されている。ここにおいて、第２波長変換部５の光出射部５２と光学部材６ａとの並んでいる方向は、第１波長変換部３の光入射部３１と光学部材６ａとの並んでいる方向とは直交している。
　光学部材６ａは、図７Ａ～７Ｃに示すように、回転板６８ａと、複数の波長域の光に対応する複数（例えば、４つ）のフィルタ部６０ａと、を有する。
　回転板６８ａは、光学部材６ａの回転中心軸Ａ６ａを中心として回転可能である。回転中心軸Ａ６ａは、第１固体光源２と第１波長変換部３の光入射部３１との並んでいる方向に交差する。このときの２つの交差角のうち小さい交差角は、４５°である。この交差角は、厳密に４５°である場合だけに限らず、例えば、４２°以上４８°以下の範囲内であればよい。
　回転板６８ａの厚さ方向から見て、回転板６８ａの外縁は、円形状である。回転板６８ａは、回転板６８ａの厚さ方向において第２波長変換部５側に位置する第１主面６８１ａ及び第１主面６８１ａとは反対側の第２主面６８２ａを有する。回転板６８ａは、例えば、モータ７の回転軸７１に連結されており、モータ７の回転軸７１と一緒に回転する。光学部材６ａでは、モータ７の回転軸７１の一部が、回転板６８ａの中央の貫通孔６８３ａ内に配置されている。回転板６８ａは、その厚さ方向が回転中心軸Ａ６ａに沿った方向となるように配置されている。光学部材６ａは、第２波長変換部５から出射される光の入射位置が光学部材６ａの回転中心軸Ａ６ａに直交する方向において回転中心軸Ａ６ａから離れた位置となるように配置されている。回転中心軸Ａ６ａと入射位置との距離は、回転中心軸Ａ６ａとフィルタ部６０ａとの間の最短距離よりも長く、かつ、回転中心軸Ａ６ａとフィルタ部６０ａの外縁との間の最長距離よりも短い。回転板６８ａは、透光性を有し、可視光を透過する。したがって、回転板６８ａは、第１固体光源２から出射された第１励起光Ｐ１を透過する。回転板６８ａは、ガラス基板であるが、これに限らず、例えば、セラミック基板又は樹脂基板であってもよい。
　光学部材６ａは、第２波長変換部５から出射される複数種類のシード光Ｐ２１～Ｐ２４を反射する。
　複数のフィルタ部６０ａは、複数の波長域の光を反射する反射部６１ａ～６４ａを含む。より詳細には、複数のフィルタ部６０ａは、複数の反射部６１ａ～６４ａと一対一に対応する。光学部材６ａでは、複数のフィルタ部６０ａが、光学部材６ａの回転中心軸Ａ６ａを中心とする円周上に並んでいる。光学部材６ａの回転中心軸Ａ６ａに沿った方向から見て、光学部材６ａの外縁は、円形状であり、複数のフィルタ部６０ａの各々は、回転中心軸Ａ６ａを中心とする扇形状である。フィルタ部６０ａの数をＮ２とすると、光学部材６ａの回転中心軸Ａ６ａに沿った方向から見て、複数のフィルタ部６０ａの各々の中心角は、３６０°／Ｎ２である。したがって、Ｎ２＝４の場合、光学部材６ａの回転中心軸Ａ６ａに沿った方向から見て、複数のフィルタ部６０ａの各々の中心角は、９０°である。複数の波長域の各々は、第２波長変換部５で発生する複数波長の第２自然放出光のうち少なくとも１つの波長の第２自然放出光の波長を含む。
　複数の反射部６１ａ～６４ａは、回転板６８ａの第１主面６８１ａ上に配置されている。複数の反射部６１ａ～６４ａの各々は、多層膜ミラーである。光学部材６ａでは、複数の反射部６１ａ～６４ａが、光学部材６ａの回転中心軸Ａ６ａを中心とする円周上に並んでいる。複数の反射部６１ａ～６４ａは、光学部材６ａの回転方向、つまり、モータ７の回転軸７１の回転方向Ｒ１（図７Ａ参照）に沿った方向において、反射部６１ａ、反射部６２ａ、反射部６３ａ及び反射部６４ａの順に並んでいる。複数の反射部６１ａ～６４ａは、回転中心軸Ａ６ａに沿った方向から見て、回転中心軸Ａ６ａを中心とする扇形状である。複数の反射部６１ａ～６４ａの数をＭ２（＝Ｎ２）とすると、光学部材６ａの回転中心軸Ａ６ａに沿った方向から見て、複数の反射部６１ａ～６４ａの各々の中心角は、３６０°／Ｍ２である。したがって、Ｍ２＝４の場合、光学部材６ａの回転中心軸Ａ６ａに沿った方向から見て、複数の反射部６１ａ～６４ａの各々の中心角は、９０°である。
　以下では、説明の便宜上、反射部６１ａを第１反射部６１ａと称し、反射部６２ａを第２反射部６２ａと称し、反射部６３ａを第３反射部６３ａと称し、反射部６４ａを第４反射部６４ａと称することもある。また、複数の波長域のうち第１反射部６１ａに対応する波長域を第１波長域と称し、第２反射部６２ａに対応する波長域を第２波長域と称し、第３反射部６３ａに対応する波長域を第３波長域と称し、第４反射部６４ａに対応する波長域を第４波長域と称することもある。
　第１反射部６１ａは、第１波長域の光を選択的に反射させる。第１波長域は、第１シード光Ｐ２１の波長を含み、かつ、第２シード光Ｐ２２の波長、第３シード光Ｐ２３の波長及び第４シード光Ｐ２４の波長を含まない。第２反射部６２ａは、第２波長域の光を選択的に反射させる。第２波長域は、第２シード光Ｐ２２の波長を含み、第１シード光Ｐ２１の波長、第３シード光Ｐ２３の波長及び第４シード光Ｐ２４の波長を含まない。第３反射部６３ａは、第３波長域の光を選択的に反射させる。第３波長域は、第３シード光Ｐ２３の波長を含み、第１シード光Ｐ２１の波長、第２シード光Ｐ２２の波長及び第４シード光Ｐ２４の波長を含まない。第４反射部６４ａは、第４波長域の光を選択的に反射させる。第４波長域は、第４シード光Ｐ２４の波長を含み、第１シード光Ｐ２１の波長、第２シード光Ｐ２２の波長及び第３シード光Ｐ２３の波長を含まない。光学部材６ａでは、第１波長域、第２波長域、第３波長域及び第４波長域が互いに重複しないように反射部６１ａ～６４ａを設計してあるが、これに限らず、例えば、第１波長域及び第２波長域の一部同士が重複してもよいし、第２波長域及び第３波長域の一部同士が重複してもよいし、第３波長域及び第４波長域の一部同士が重複してもよい。
　光学部材６ａは、回転方向Ｒ１に回転している状態で、複数種類のシード光Ｐ２１～Ｐ２４が入射し、第１シード光Ｐ２１と第２シード光Ｐ２２と第３シード光Ｐ２３と第４シード光Ｐ２４とを時分割で出射する。第１反射部６１ａは、第１励起光Ｐ１の波長の光を透過する。したがって、光学部材６ａにおける回転板６８ａの第２主面６８２ａに入射した第１励起光Ｐ１は、第１シード光Ｐ２１と同じ第１期間Ｔ１（図５参照）に第１波長変換部３へ入射される。なお、第２反射部６２ａ、第３反射部６３ａ及び第４反射部６４ａは、第１励起光Ｐ１の波長の光を透過する。
　実施形態２に係る光源システム１ａは、第１固体光源２と、第１波長変換部３と、第２固体光源４と、第２波長変換部５と、光学部材６ａと、モータ７と、制御部８と、を備える。第１固体光源２は、第１励起光Ｐ１を出射する。第１波長変換部３は、第１励起光Ｐ１によって励起され第１励起光Ｐ１よりも長波長の複数波長の第１自然放出光を発生可能であり、かつ、第１自然放射増幅光によって励起可能な第１波長変換要素を含む光ファイバである。第２固体光源４は、第２励起光Ｐ２を出射する。第２波長変換部５は、第２励起光Ｐ２によって励起され第２励起光Ｐ２よりも長波長の複数波長の第２自然放出光を発生可能であり、かつ、第２自然放射増幅光によって励起可能な第２波長変換要素を含む。光学部材６ａは、第２波長変換部５と第１波長変換部３との間に配置されている。光学部材６は、複数の波長域の光に対応する複数のフィルタ部６０ａを有する。複数のフィルタ部６０ａは、複数の波長域の光のうち対応する波長域の光を反射する。モータ７は、光学部材６ａを回転させる。制御部８は、モータ７と第２固体光源４とを制御する。光学部材６ａでは、複数のフィルタ部６０ａが、光学部材６ａの回転中心軸Ａ６ａを中心とする円周上に並んでいる。複数の波長域の各々は、第２波長変換部５で発生する複数波長の第２自然放出光のうち少なくとも１つの波長の第２自然放出光の波長を含む。
　実施形態２に係る光源システム１ａでは、シード光を出射する固体光源を使用しなくても調光及び調色可能となる。
　（変形例）
　上記の実施形態１～２は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記の実施形態１～２は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
　例えば、光源システム１、１ａでは、制御部８は、第１固体光源２と第２固体光源４とモータ７とを制御する構成に限らず、第２固体光源４とモータ７とを制御するように構成されていてもよい。この場合、光源システム１、１ａは、例えば、制御部８である第１制御部８とは別に、第１固体光源２を制御する第２制御部を備えていてもよい。
　また、第１固体光源２に含まれるレーザ光源は、青色のレーザ光を出射する半導体レーザに限らず、例えば、紫色のレーザ光を出射する半導体レーザであってもよい。また、第１固体光源２は、半導体レーザに限らず、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源と光学系とを含む構成であってもよい。
　また、第２固体光源４に含まれるレーザ光源は、青色のレーザ光を出射する半導体レーザに限らず、例えば、紫色のレーザ光を出射する半導体レーザであってもよい。また、第２固体光源４は、半導体レーザに限らず、例えば、ＬＥＤ光源と光学系とを含む構成であってもよい。
　また、第２励起光Ｐ２の波長は、第１励起光Ｐ１の波長と同じである場合に限らず、異なる波長であってもよい。
　また、第２波長変換部５は、光ファイバである場合に限らず、光ロッドであってもよい。光ロッドは、光ファイバと同様のコア及びクラッドを有する。光ロッドの直径は、光ファイバのコアの直径よりも大きい。光ロッドは、可撓性を有さない。光ファイバは可撓性を有する繊維状であるのに対して、光ロッドは可撓性を有さない棒状である。
　また、光源システム１、１ａでは、第１波長変換部３が第１波長変換要素として複数種類の第１波長変換要素を含み、第２波長変換要素が第２波長変換要素として複数種類の第２波長変換要素を含んでもよい。この場合、光源システム１、１ａは、第２波長変換要素からの第２自然放射増幅光により第１波長変換要素を励起して、第１波長変換要素から、第２波長変換要素からの第２自然放射増幅光とは異なる波長の第１自然放射増幅光を発生させることが可能となる。より詳細には、例えば、第１波長変換部３が第１波長変換要素として例えばＰｒ３＋とＴｂ３＋とを含んでいる場合、第２波長変換部５が第２波長変換要素として例えばＰｒ３＋とＴｂ３＋とを含んでいてもよいし、第２波長変換部５が第２波長変換要素として例えばＰｒ３＋とＤｙ３＋とを含んでいてもよい。
　また、光源システム１では、上述のように第１励起光Ｐ１が青色光の場合、光学部材６は、第１波長域の光を透過する第１透過部６１を有していない構成であってもよい。この場合、回転中心軸Ａ６に沿った方向から見て扇形状の第２透過部６２、第３透過部６３及び第４透過部６４の各々の中心角を１２０°としてもよい。この場合、光学部材６は、例えば、第２励起光Ｐ２を透過させないように第２透過部６２、第３透過部６３及び第４透過部６４が光学設計されている。
　また、モータ７の回転軸７１の回転方向Ｒ１（図４Ａ参照）に沿った方向において、第１透過部６１、第２透過部６２、第３透過部６３及び第４透過部６４の並んでいる順は、上述の例に限らず、例えば、第１透過部６１、第３透過部６３、第２透過部６２及び第４透過部６４の順であってもよい。
　また、光源システム１では、上述のように第２励起光Ｐ２が青色光の場合、光学部材６は、４つのフィルタ部６０の各々の中心角を７２°とし、回転板６８において第２励起光Ｐ２を透過する扇形状の領域の中心角を７２°としてもよい。
　また、光源システム１の一変形例では、第１固体光源２と光学素子１２と第１波長変換部３の光入射部３１とが一直線上に並んでおり、光学素子１２が、第１励起光Ｐ１を透過し、シード光Ｐ２１～Ｐ２４を反射するように構成されていてもよい。
　また、光学部材６は、回転板６８の半径が回転中心軸Ａ６と入射位置との距離よりも短い円形状であり、回転板６８の側縁に第１透過部６１、第２透過部６２、第３透過部６３及び第４透過部６４が配置された構成であってもよい。
　また、光学素子１２は、ダイクロイックミラーに限らず、例えば、プリズムであってもよい。
　また、モータ７の回転軸７１の回転方向Ｒ１（図７Ａ参照）に沿った方向において、第１反射部６１ａ、第２反射部６２ａ、第３反射部６３ａ及び第４反射部６４ａの並んでいる順は、上述の例に限らず、例えば、第１反射部６１ａ、第３反射部６３ａ、第２反射部６２ａ及び第４反射部６４ａの順であってもよい。
　制御部８は、第２固体光源４をＰＷＭ制御する例に限らず、他の制御方式で第２固体光源４を制御してもよい。
　（態様）
　以上説明した実施形態１～２等から本明細書には以下の態様が開示されている。
　第１の態様に係る光源システム（１；１ａ）は、第１固体光源（２）と、第１波長変換部（３）と、第２固体光源（４）と、第２波長変換部（５）と、光学部材（６；６ａ）と、モータ（７）と、制御部（８）と、を備える。第１固体光源（２）は、第１励起光（Ｐ１）を出射する。第１波長変換部（３）は、第１励起光（Ｐ１）によって励起され第１励起光（Ｐ１）よりも長波長の複数波長の第１自然放出光を発生可能であり、かつ、第１自然放射増幅光によって励起可能な第１波長変換要素を含む光ファイバである。第２固体光源（４）は、第２励起光（Ｐ２）を出射する。第２波長変換部（５）は、第２励起光（Ｐ２）によって励起され第２励起光（Ｐ２）よりも長波長の複数波長の第２自然放出光を発生可能であり、かつ、第２自然放射増幅光によって励起可能な第２波長変換要素を含む。光学部材（６；６ａ）は、第２波長変換部（５）と第１波長変換部（３）との間に配置されている。光学部材（６；６ａ）は、複数の波長域の光に対応する複数のフィルタ部（６０；６０ａ）を有する。モータ（７）は、光学部材（６；６ａ）を回転させる。制御部（８）は、モータ（７）と第２固体光源（４）とを制御する。光学部材（６）では、複数のフィルタ部（６０；６０ａ）が、光学部材（６；６ａ）の回転中心軸（Ａ６；Ａ６ａ）を中心とする円周上に並んでいる。複数の波長域の各々は、第２波長変換部（５）で発生する複数波長の第２自然放出光のうち少なくとも１つの波長の第２自然放出光の波長を含む。
　第１の態様に係る光源システム（１；１ａ）は、シード光を出射する固体光源を使用しなくても調光及び調色可能となる。
　第２の態様に係る光源システム（１；１ａ）では、第１の態様において、第２波長変換部（５）は、光ファイバである。
　第２の態様に係る光源システム（１；１ａ）は、例えば、第２波長変換部（５）を構成する光ファイバのコア径と第１波長変換部（３）を構成する光ファイバのコア径とを同じとすることにより、第２波長変換部（５）から出射される光を第１波長変換部（３）へ光結合させやすい。
　第３の態様に係る光源システム（１；１ａ）では、第１又は２の態様において、第２波長変換要素は、第１波長変換要素と同じ種類の元素である。
　第３の態様に係る光源システム（１；１ａ）は、第２波長変換要素で発生した複数種類の第２自然放出光と同じ波長の複数の光を第１波長変換部（３）に入射させるシード光（Ｐ２１～Ｐ２４）として利用することが可能となる。
　第４の態様に係る光源システム（１）では、第１～３の態様のいずれか一つにおいて、複数のフィルタ部（６０）は、回転中心軸（Ａ６）を中心とする円周上に並んでおり互いに異なる波長域の光を透過する複数の透過部（６１～６４）を含む。
　第５の態様に係る光源システム（１ａ）では、第１～３の態様のいずれか一つにおいて、複数のフィルタ部（６０ａ）は、回転中心軸（Ａ６ａ）を中心とする円周上に並んでおり互いに異なる波長域の光を反射する複数の反射部（６１ａ～６４ａ）を含む。
　第６の態様に係る光源システム（１）は、第４の態様において、光学素子（１２）を更に備える。光学素子（１２）は、光学部材（６）と第１波長変換部（３）との間に配置されている。光学素子（１２）は、光学部材（６）側からの光を第１波長変換部（３）側へ透過し、かつ、第１固体光源（２）から出射される第１励起光（Ｐ１）を第１波長変換部（３）へ向けて反射する。
　第６の態様に係る光源システム（１）は、第２波長変換部（５）の光出射部（５２）と光学部材（６）と第１波長変換部（３）の光入射部（３１）とを一直線上に並べることが可能となり、第２波長変換部（５）から出射される光を第１波長変換部（３）に光結合させやすい。
　第７の態様に係る光源システム（１；１ａ）では、第４～６の態様のいずれか一つにおいて、複数の波長域は、５１０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長域と、６２０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長域と、を含む。
　第７の態様に係る光源システム（１；１ａ）は、第２波長変換部（５）から出射される光であって、５１０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長域内の波長の光と、６２０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長域内の波長の光と、を第１波長変換部（３）へ入射させることが可能となる。
　第８の態様に係る光源システム（１；１ａ）では、第１～７の態様のいずれか一つにおいて、第２固体光源（４）は、レーザ光源を含む。
　第８の態様に係る光源システム（１；１ａ）は、第２励起光（Ｐ２）の強度を高めることができる。
　第９の態様に係る光源システム（１；１ａ）では、第１～８の態様のいずれか一つにおいて、制御部（８）は、第２固体光源（４）をＰＷＭ制御する。
　第９の態様に係る光源システム（１；１ａ）は、第２固体光源（４）をＰＷＭ制御することにより、第１波長変換部（３）から出射する光の調光及び調色が可能となる。
　第１０の態様に係る光源システム（１；１ａ）では、第４～７の態様のいずれか一つにおいて、制御部（８）は、第２固体光源（４）をＰＷＭ制御する。複数の波長域は、４つの波長域である。制御部（８）が第２固体光源（４）をＰＷＭ制御するときの周波数は、８００Ｈｚ以上である。
　第１０の態様に係る光源システム（１；１ａ）は、フリッカを抑制することが可能となる。
　第１１の態様に係る光源システム（１；１ａ）では、第１～１０の態様のいずれか一つにおいて、第１波長変換要素及び第２波長変換要素の各々は、Ｐｒ、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｎｄ及びＭｎの群から選択される元素を含む。
　１、１ａ　光源システム
　２　第１固体光源
　３　第１波長変換部
　３１　光入射部
　４　第２固体光源
　５　第２波長変換部
　５２　光出射部
　６、６ａ　光学部材
　６０、６０ａ　フィルタ部
　６１～６４　透過部
　６１ａ～６４ａ　反射部
　７　モータ
　８　制御部
　１２　光学素子
　Ａ６、Ａ６ａ　回転中心軸
　Ｐ１　第１励起光
　Ｐ２　第２励起光

Claims (11)

  1. 　第１励起光を出射する第１固体光源と、
    　前記第１励起光によって励起され前記第１励起光よりも長波長の複数波長の第１自然放出光を発生可能であり、かつ、第１自然放射増幅光によって励起可能な第１波長変換要素を含む光ファイバである第１波長変換部と、
    　第２励起光を出射する第２固体光源と、
    　前記第２励起光によって励起され前記第２励起光よりも長波長の複数波長の第２自然放出光を発生可能であり、かつ、第２自然放射増幅光によって励起可能な第２波長変換要素を含む第２波長変換部と、
    　前記第２波長変換部と前記第１波長変換部との間に配置されており、複数の波長域の光に対応する複数のフィルタ部を有する光学部材と、
    　前記光学部材を回転させるモータと、
    　前記モータと前記第２固体光源とを制御する制御部と、を備え、
    　前記光学部材では、前記複数のフィルタ部が、前記光学部材の回転中心軸を中心とする円周上に並んでおり
    　前記複数の波長域の各々は、前記第２波長変換部で発生する前記複数波長の第２自然放出光のうち少なくとも１つの波長の第２自然放出光の波長を含む、
    　光源システム。
  2. 　前記第２波長変換部は、光ファイバである、
    　請求項１に記載の光源システム。
  3. 　前記第２波長変換要素は、前記第１波長変換要素と同じ種類の元素である、
    　請求項１又は２に記載の光源システム。
  4. 　前記複数のフィルタ部は、前記回転中心軸を中心とする円周上に並んでおり互いに異なる波長域の光を透過する複数の透過部を含む、
    　請求項１～３のいずれか一項に記載の光源システム。
  5. 　前記複数のフィルタ部は、前記回転中心軸を中心とする円周上に並んでおり互いに異なる波長域の光を反射する複数の反射部を含む、
    　請求項１～３のいずれか一項に記載の光源システム。
  6. 　前記光学部材と前記第１波長変換部との間に配置されており、前記光学部材側からの光を前記第１波長変換部側へ透過し、かつ、前記第１固体光源から出射される前記第１励起光を前記第１波長変換部へ向けて反射する光学素子を更に備える、
    　請求項４記載の光源システム。
  7. 　前記複数の波長域は、
    　　５１０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長域と、
    　　６２０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長域と、を含む、
    　請求項４～６のいずれか一項に記載の光源システム。
  8. 　前記第２固体光源は、レーザ光源を含む、
    　請求項１～７のいずれか一項に記載の光源システム。
  9. 　前記制御部は、前記第２固体光源をＰＷＭ制御する、
    　請求項１～８のいずれか一項に記載の光源システム。
  10. 　前記制御部は、前記第２固体光源をＰＷＭ制御し、
    　前記複数の波長域は、４つの波長域であり、
    　前記制御部が前記第２固体光源をＰＷＭ制御するときの周波数は、８００Ｈｚ以上である、
    　請求項４～７のいずれか一項に記載の光源システム。
  11. 　前記第１波長変換要素及び前記第２波長変換要素の各々は、Ｐｒ、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｎｄ及びＭｎの群から選択される元素を含む、
    　請求項１～１０のいずれか一項に記載の光源システム。
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