(57)【要約】【課題】  励起光と蛍光との双方を取り出す蛍光光源装置において、照射面における色ムラの発生を抑制可能な技術を提供する。【解決手段】  蛍光光源装置は、励起光を射出する発光素子を含む励起光源部と、発光素子から射出された励起光を集光する集光光学系と、集光光学系により集光された励起光によって励起されて蛍光を放射するとともに、入射された励起光のうち一部を反射する蛍光体と、を有する。励起光源部は、発光素子から射出された励起光が、集光光学系の有効径領域の外側に入射されるように配置される。集光光学系は、蛍光体から放射された蛍光、及び、蛍光体により反射された励起光を射出する構成である。集光光学系の有効径領域から射出された蛍光及び励起光が、蛍光光源装置の外部に射出される。【選択図】        図１
2018006401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光光源装置であって、
励起光を射出する発光素子を含む励起光源部と、
前記発光素子から射出された前記励起光を集光する集光光学系と、
前記集光光学系により集光された前記励起光によって励起されて蛍光を放射するとともに、入射された前記励起光のうち一部を反射する蛍光体と、を有し、
前記励起光源部は、前記発光素子から射出された前記励起光が、前記集光光学系の有効径領域の外側に入射されるように配置され、
前記集光光学系は、前記蛍光体から放射された前記蛍光、及び、前記蛍光体により反射された前記励起光を射出する構成であり、
前記集光光学系の前記有効径領域から射出された前記蛍光及び前記励起光が、前記蛍光光源装置の外部に射出されることを特徴とする蛍光光源装置。
【請求項２】
前記蛍光体から射出される前記励起光の反射光は、入射された前記励起光が正反射された正反射光を含み、
前記集光光学系は、前記蛍光体から射出された前記正反射光を、前記有効径領域の外側から射出することを特徴とする請求項１に記載の蛍光光源装置。
【請求項３】
前記集光光学系の前記有効径領域の外側から射出された光を遮光する遮光部材を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の蛍光光源装置。
【請求項４】
前記遮光部材は、光を透過させる第一領域と、前記第一領域の周囲に設けられ、光を遮光する第二領域とを有した構成であり、
前記集光光学系の前記有効径領域から射出された光は前記第一領域に入射し、前記集光光学系の前記有効径領域の外側から射出された光は前記第二領域に入射することを特徴とする請求項３に記載の蛍光光源装置。
【請求項５】
前記発光素子は、遅軸方向に比べて速軸方向に大きく発散して進行する前記励起光を射出し、
前記発光素子は、前記集光光学系に入射される前記励起光を前記集光光学系の光軸方向からみたとき、前記速軸方向と光学的に等価な方向が前記集光光学系の周方向に対応し、前記遅軸方向と光学的に等価な方向が前記集光光学系の中心から外側に向かう方向に対応するように、配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の蛍光光源装置。
【請求項６】
前記励起光源部は、前記発光素子から射出された前記励起光を、前記集光光学系の前記有効径領域の外側に入射させるように反射する反射部材を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の蛍光光源装置。
【請求項７】
前記集光光学系は、球面レンズと非球面レンズとを有して構成されており、
前記発光素子から射出された前記励起光は、前記球面レンズに入射された後、前記非球面レンズを介して前記蛍光体に入射され、
前記蛍光体から射出された前記蛍光及び前記励起光は、前記非球面レンズに入射された後、前記球面レンズから射出されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の蛍光光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体レーザ素子等の発光素子から射出される光を励起光として蛍光体に入射し、蛍光体から発生した蛍光を利用する蛍光光源装置が知られている。例えば、特許文献１及び特許文献２には、放物面鏡を利用して、当該放物面鏡の焦点の位置に蛍光体を配置することによって蛍光を取り出す技術が記載されている。
【０００３】
具体的には、特許文献１の技術では、放物面鏡の頂点に孔を設け、当該孔を介して半導体レーザ素子からのレーザ光を蛍光体に入射している。また、特許文献２の技術では、半導体レーザ素子と放物面鏡との間に、レーザ光を透過して蛍光を反射するダイクロイックミラーを配置することで、蛍光を分離して外部に取り出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２９５３１９号公報
【特許文献２】特開２０１２−１３８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、励起光の一部を蛍光に変換することなく反射する蛍光体を利用することで、励起光及び蛍光の双方を外部に取り出す蛍光光源装置がある。例えば、青色のレーザ光（即ち、励起光）を射出する半導体レーザ素子と、黄色の蛍光を発する蛍光体とを利用して、青色と黄色とが混色された白色光を射出する蛍光光源装置がある。
【０００６】
本発明者の鋭意研究によれば、このように励起光及び蛍光の双方を取り出す蛍光光源装置を特許文献１及び特許文献２の技術を利用して実現した場合、励起光及び蛍光の混色の程度に差が生じ、照射面で色ムラが生じるということが分かった。
【０００７】
具体的には、特許文献１の場合、蛍光体を固定する固定部材や蛍光体を冷却するヒートシンクが放物面鏡の頂点とは反対側（即ち、開口側）に配置される構成である。即ち、特許文献１の技術は、励起光及び蛍光を取り出す方向に固定部材やヒートシンクが配置される構成である。そのため、固定部材やヒートシンクが影となって照射面で色ムラや照度ムラが生じることが分かった。
【０００８】
また、特許文献２の技術を利用する場合、ダイクロイックミラーに、励起光を透過する部分と、励起光を反射する部分とを個別に設ける必要がある。この場合、励起光がダイクロイックミラーにより反射されて照射される箇所と、励起光がダイクロイックミラーを透過するために照射されない箇所とが照射面に生じる結果、色ムラが生じることが分かった。
【０００９】
そのため、励起光及び蛍光の双方を取り出す蛍光光源装置において、放物面鏡を利用することなく、照射面における色ムラの発生を抑制可能な技術が求められる。
【００１０】
本発明は、励起光と蛍光との双方を取り出す蛍光光源装置において、照射面における色ムラの発生を抑制可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の蛍光光源装置は、
励起光を射出する発光素子を含む励起光源部と、
前記発光素子から射出された前記励起光を集光する集光光学系と、
前記集光光学系により集光された前記励起光によって励起されて蛍光を放射するとともに、入射された前記励起光のうち一部を反射する蛍光体と、を有し、
前記励起光源部は、前記発光素子から射出された前記励起光が、前記集光光学系の有効径領域の外側に入射されるように配置され、
前記集光光学系は、前記蛍光体から放射された前記蛍光、及び、前記蛍光体により反射された前記励起光を射出する構成であり、
前記集光光学系の前記有効径領域から射出された前記蛍光及び前記励起光が、前記蛍光光源装置の外部に射出されることを特徴とする。
【００１２】
本明細書において、「有効径領域」とは、射出光を制限する遮光部材の穴径を有効径とする領域を指す。
【００１３】
上記構成によれば、発光素子から射出された励起光は、集光光学系の有効径領域よりも外側に入射され、その後、蛍光体に入射する。これにより、蛍光体に入射後、蛍光に変換されることなく反射された励起光は、一部が集光光学系の有効径領域内から射出され、一部が集光光学系の有効径領域外から射出される。即ち、集光光学系の有効径領域から射出される励起光の強度を適切な強度に調整でき、蛍光光源装置の外部へと射出される光の色ムラを抑制できる。
【００１４】
上記構成において、
前記蛍光体から射出される前記励起光の反射光は、入射された前記励起光が正反射された正反射光を含み、
前記集光光学系は、前記蛍光体から射出された前記正反射光を、前記有効径領域の外側から射出するものとしても構わない。
【００１５】
上記構成によれば、蛍光体から射出される励起光の反射光のうち、比較的強度の大きい正反射光が、蛍光光源装置の外部へと射出されることを抑制できる。即ち、蛍光光源装置の外部へ射出される光の色ムラを抑制できる。
【００１６】
上記構成において、
前記集光光学系の前記有効径領域の外側から射出された光を遮光する遮光部材を備えたものとしても構わない。
【００１７】
上記構成において、
前記遮光部材は、光を透過させる第一領域と、前記第一領域の周囲に設けられ、光を遮光する第二領域とを有した構成であり、
前記集光光学系の前記有効径領域から射出された光は前記第一領域に入射し、前記集光光学系の前記有効径領域の外側から射出された光は前記第二領域に入射するものとしても構わない。
【００１８】
上記構成において、
前記発光素子は、遅軸方向に比べて速軸方向に大きく発散して進行する前記励起光を射出し、
前記発光素子は、前記集光光学系に入射される前記励起光を前記集光光学系の光軸方向からみたとき、前記速軸方向と光学的に等価な方向が前記集光光学系の周方向に対応し、前記遅軸方向と光学的に等価な方向が前記集光光学系の中心から外側に向かう方向に対応するように、配置されているものとしても構わない。
【００１９】
上記構成によれば、集光光学系の収差の影響を抑制できるため、励起光を蛍光体に高精度に集光できる。詳細は、発明を実施するための形態の欄で説明する。
【００２０】
上記構成において、
前記励起光源部は、前記発光素子から射出された前記励起光を、前記集光光学系の前記有効径領域の外側に入射させるように反射する反射部材を含むものとしても構わない。
【００２１】
上記構成において、
前記集光光学系は、球面レンズと非球面レンズとを有して構成されており、
前記発光素子から射出された前記励起光は、前記球面レンズに入射された後、前記非球面レンズを介して前記蛍光体に入射され、
前記蛍光体から射出された前記蛍光及び前記励起光は、前記非球面レンズに入射された後、前記球面レンズから射出されるものとしても構わない。
【００２２】
上記構成によれば、球面レンズ及び非球面レンズを利用して、励起光を蛍光体に高精度に集光できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、励起光と蛍光との双方を取り出す蛍光光源装置において、照射面における色ムラの発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態の蛍光光源装置の構成を説明するための模式図である。
【図２】蛍光体から放射された蛍光Ｌｙ及び蛍光体によって反射されたレーザ光（励起光）を説明するための模式図である。
【図３】アパーチャを説明するための模式図である。
【図４】図１の半導体レーザ素子からレーザ光が射出された状態を示す模式的な斜視図である。
【図５】球面レンズに入射されるレーザ光をｚ方向からみたときの模式図である。
【図６】参考例の蛍光光源装置を説明するための模式図である。
【図７】実施形態の蛍光光源装置の作用効果を説明するための模式図である。
【図８】別実施形態の蛍光光源装置の構成を説明するための模式図である。
【図９】別実施形態の蛍光光源装置の構成を説明するための模式図である。
【図１０】別実施形態の蛍光光源装置の構成を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
実施形態の蛍光光源装置につき、図面を参照して説明する。なお、各図において図面の寸法比と実際の寸法比は必ずしも一致しない。
【００２６】
［構成］
図１を参照して実施形態の蛍光光源装置の構成について説明する。図１は、実施形態の蛍光光源装置の構成を説明するための模式図であり、蛍光光源装置を側面から見たときの図に対応する。以下では、当該光源装置から取り出される光の進行方向をｚ方向とし、このｚ方向に直交する平面をｘ−ｙ平面として規定する。
【００２７】
蛍光光源装置１は、励起光源部３、球面レンズ５、非球面レンズ７、蛍光体９、及び、アパーチャ１１を有する。なお、球面レンズ５及び非球面レンズ７が「集光光学系」に対応し、アパーチャ１１が「遮光部材」に対応する。以下、各構成について説明する。
【００２８】
図１に示すように、蛍光光源装置１は、二つの励起光源部３を有する。図１では、これらの二つの励起光源部３が、ｘ方向に離間して配置されている例が図示されている。励起光源部３は、半導体レーザ素子３１、拡散板３３、及び、プリズム３５を含んでなる。なお、半導体レーザ素子３１が「発光素子」に対応し、プリズム３５が「反射部材」に対応する。
【００２９】
半導体レーザ素子３１は、一例として、波長４３５ｎｍ〜４７５ｎｍの青色のレーザ光Ｌｂを射出する。図１では、説明の都合上、一つの半導体レーザ素子３１からレーザ光Ｌｂが射出された状態を示している。なお、レーザ光Ｌｂが「励起光」に対応する。レーザ光Ｌｂの詳細は後述する。
【００３０】
拡散板３３は、半導体レーザ素子３１から射出されたレーザ光Ｌｂを拡散し、レーザ光Ｌｂの強度分布を均一にする。なお、励起光源部３は拡散板３３を備えないものとしても構わない。
【００３１】
プリズム３５は、レーザ光Ｌｂを反射し、後述の球面レンズ５に、反射したレーザ光Ｌｂを入射させる。本実施形態では、プリズム３５は、レーザ光Ｌｂを反射する反射面（３５Ａ、３５Ｂ）を含む。反射面（３５Ａ、３５Ｂ）は、当該反射面の法線方向がレーザ光Ｌｂの入射光束と所定の角度（一例として、４５度）をなすように形成されている。本実施形態では、プリズム３５は、レーザ光Ｌｂを、反射面（３５Ａ、３５Ｂ）により、後述の球面レンズ５の光軸ＯＡに対して実質的に平行に進行するように反射する。より具体的には、レーザ光Ｌｂが−ｚ方向に進行するように反射する。
【００３２】
球面レンズ５は、球の表面の一部を切り出したレンズである。球面レンズ５は、プリズム３５により反射されたレーザ光Ｌｂが入射する球面５Ａを含む。球面レンズ５は、入射したレーザ光Ｌｂを、球面レンズ５の焦点に向けて射出する。なお、球面レンズ５の焦点の位置には、後述の蛍光体９が配置されている。
【００３３】
図１に示すように、球面レンズ５には有効径領域Ｓ、及び有効径ｄが設定されている。本実施形態において、有効径領域Ｓとは、射出光を制限するアパーチャ１１（詳細は後述）の穴径を有効径とする領域である。詳細は後述するが、有効径領域Ｓは、球面５Ａのうち中心側の領域である。有効径ｄは、有効径領域Ｓのｘ方向における長さである。図１に示すように、プリズム３５により反射されたレーザ光Ｌｂは、球面レンズ５の有効径領域Ｓの外側に入射される。なお、図１では説明の都合上、有効径領域Ｓが球面５Ａの中心にかなり近い領域に対応するように図示されているが、これは模式的に示されたものである。実際には、有効径領域Ｓが、図１に示されている領域よりも球面５Ａの外周に近い領域まで含まれるものとしても構わない。
【００３４】
球面レンズ５から射出されたレーザ光Ｌｂは、非球面レンズ７に入射される。非球面レンズ７は、入射したレーザ光Ｌｂを蛍光体９に集光する。非球面レンズ７は、非球面を表面に含むレンズであり、一般に、球面レンズ５に比べて収差が小さい。本実施形態では、球面レンズ５及び非球面レンズ７を用いてレーザ光Ｌｂを蛍光体９に集光することで、レーザ光Ｌｂを蛍光体９に高精度に集光している。
【００３５】
蛍光体９は、金属などの熱伝導材料からなるヒートシンク１３上に設置されている。レーザ光Ｌｂの照射によって蛍光体９で発生した熱は、ヒートシンク１３に伝わって外部へ排熱される。また、蛍光体９及びヒートシンク１３は、固定部材１５によって筐体１７に固定されている。
【００３６】
蛍光体９は、レーザ光Ｌｂにより励起されて蛍光Ｌｙを放射する。なお、図面では、説明の都合上、レーザ光Ｌｂを実線で示し、蛍光Ｌｙを一点鎖線で示している。一例として、蛍光体９は、波長４９０ｎｍ（青緑色）〜６５０ｎｍ（赤色）の連続光で黄色の蛍光Ｌｙを放射する。また、蛍光体９は、入射されたレーザ光Ｌｂのうち一部を蛍光Ｌｙに変換することなく反射する。以下、図２を参照して、蛍光体９から射出される蛍光Ｌｙ及びレーザ光Ｌｂについて説明する。図２は、蛍光体から放射された蛍光Ｌｙ及び蛍光体によって反射されたレーザ光Ｌｂを説明するための模式図である。
【００３７】
図２に示すように、蛍光体９は、発光層９１及び反射膜９３を含む。発光層９１は、多数の蛍光体粒子９５を含んでなる。蛍光体粒子９５は、レーザ光Ｌｂを吸収し、蛍光Ｌｙを発する粒子である。なお、図２では、あたかも発光層９１内に蛍光体粒子９５が離間して配置されているように図示されているが、これは説明の便宜のためであり、実際には蛍光体粒子９５が密集しているものとして構わない。また、発光層９１の表面９１Ａには、入射されたレーザ光Ｌｂが高い割合で反射することを防止する目的で、凹凸形状が形成されているものとしても構わない。
【００３８】
図２に示すように、発光層９１に入射したレーザ光Ｌｂのうち一部は、蛍光体粒子９５により蛍光Ｌｙに変換され、蛍光体９から射出される。また、当該レーザ光Ｌｂのうち一部は、蛍光Ｌｙに変換されることなく蛍光体粒子９５の表面で拡散反射される。蛍光体粒子９５の表面で拡散反射されたレーザ光Ｌｂは、拡散反射光αとして蛍光体９から射出される。図２に示すように、蛍光Ｌｙは、拡散反射光αに比べ、ｘ方向及び−ｘ方向に拡がって進行する。
【００３９】
なお、図２では便宜的に、一つの蛍光体粒子９５から蛍光Ｌｙが発生し、別の蛍光体粒子９５から拡散反射光αが発生した状態を示しているが、実際には、他の蛍光体粒子９５からも蛍光Ｌｙ及び拡散反射光αが発生している。
【００４０】
また、発光層９１に入射したレーザ光Ｌｂのうち一部は、発光層９１の表面９１Ａで正反射される。当該表面９１Ａで正反射されたレーザ光Ｌｂは、正反射光βとして蛍光体９から射出される。また、当該表面９１Ａで正反射されずに発光層９１の内部まで進行したものの、蛍光Ｌｙ及び拡散反射光αに変換されることなく蛍光体粒子９５を透過したレーザ光Ｌｂは、反射膜９３により正反射される。反射膜９３により正反射されたレーザ光Ｌｂは、正反射光βとして蛍光体９から射出される。
【００４１】
以上のように、蛍光体９により蛍光Ｌｙに変換されることなく反射されたレーザ光Ｌｂは、拡散反射光α及び正反射光βとなって蛍光体９から射出される。なお、拡散反射光α及び正反射光βが「反射光」に対応する。
【００４２】
図１に戻って、蛍光Ｌｙ、拡散反射光α、及び正反射光βについて説明を続ける。図１に示すように、蛍光Ｌｙ、拡散反射光α、及び正反射光βは、蛍光体９から射出された後、非球面レンズ７を介して球面レンズ５に入射する。そして、蛍光Ｌｙは、球面レンズ５の有効径領域Ｓの内側及び外側から射出され、拡散反射光αは、球面レンズ５の有効径領域Ｓの内側から射出され、正反射光βは、球面レンズ５の有効径領域Ｓの外側から射出される。
【００４３】
続いて、図３を参照してアパーチャ１１について説明する。アパーチャ１１は、球面レンズ５から射出される光のうち、蛍光光源装置１の外部へ射出する光の量を制限する開口である。図３（ａ）は、アパーチャ１１をｚ方向からみたときの模式図である。図３（ｂ）は、アパーチャ１１及び球面レンズ５をｚ方向からみたときの模式図である。
【００４４】
図３（ａ）に示すように、アパーチャ１１は、中心に孔１１１が設けられた円板１１２である。孔１１１は、光を透過する領域であり、円板１１２は、光を遮光する領域である。なお、孔１１１が「第一領域」に対応し、円板１１２が「第二領域」に対応する。
【００４５】
図３（ｂ）に示すように、アパーチャ１１及び球面レンズ５をｚ方向からみたとき、アパーチャ１１の孔１１１から球面レンズ５の有効径領域Ｓが現れる。即ち、アパーチャ１１の孔１１１、及び、球面レンズ５の有効径領域Ｓは、ｚ方向からみたとき、同一の形状を有する。また、アパーチャ１１の孔１１１は、ｘ方向に、球面レンズ５の有効径ｄと同じ長さを有する。
【００４６】
このように、球面レンズ５の有効径領域Ｓ及び有効径ｄは、アパーチャ１１の孔１１１に応じて規定されている。これにより、球面レンズ５の有効径領域Ｓから射出された光はアパーチャ１１の孔１１１を透過し、有効径領域Ｓの外側から射出された光はアパーチャ１１の円板１１２により遮光される。
【００４７】
図１に戻って説明を続ける。図１に示すように、球面レンズ５の有効径領域Ｓから射出された蛍光Ｌｙ及び拡散反射光αは、アパーチャ１１の孔１１１を透過し、蛍光光源装置１の外部へ射出される。また、球面レンズ５の有効径領域Ｓの外側から射出された蛍光Ｌｙ及び正反射光βは、アパーチャ１１の円板１１２に入射し、遮光される。このように、蛍光光源装置１は、球面レンズ５の有効径領域Ｓから射出された光が外部に射出される構成となっている。
【００４８】
［レーザ光Ｌｂ］
続いて、図４及び図５を参照して、半導体レーザ素子３１から射出されるレーザ光Ｌｂについて説明する。図４は、図１の半導体レーザ素子３１からレーザ光Ｌｂが射出された状態を示す模式的な斜視図である。
【００４９】
図４に示すように、半導体レーザ素子３１は、ｘ方向及びｙ方向の双方に発散して進行するレーザ光Ｌｂを射出する。またレーザ光Ｌｂは、ｘ方向に比べてｙ方向に大きく発散して進行する。即ち、ｘ方向が「遅軸方向」に対応し、ｙ方向が「速軸方向」に対応する。
【００５０】
ここで、図１に示すように、半導体レーザ素子３１は、ｘ方向（即ち、遅軸方向）が紙面上下方向に対応し、ｙ方向（即ち、速軸方向）が紙面鉛直方向に対応するように配置されている。即ち、半導体レーザ素子３１は、レーザ光Ｌｂが、図１の紙面上下方向に小さく発散し、図１の紙面鉛直方向に大きく発散して進行するように配置されている。
【００５１】
そのため、レーザ光Ｌｂは、図１の紙面上下方向に小さい幅を有し、図１の紙面鉛直方向に大きい幅を有した状態で、球面レンズ５に入射する。図５に球面レンズ５に入射されるレーザ光Ｌｂをｚ方向からみたときの模式図を示す。図５に示すように、レーザ光Ｌｂは、球面５Ａのうち有効径領域Ｓよりも外側に入射している。なお、ｚ方向が「光軸方向」に対応する。
【００５２】
また、レーザ光Ｌｂは、ｙ方向に大きな幅を有し、ｘ方向に小さな幅を有した状態で球面５Ａに入射している。即ち、レーザ光Ｌｂは、速軸方向（即ち、ｙ方向）が球面レンズ５の周方向に対応し、遅軸方向（即ち、ｘ方向）が球面レンズ５の中心Ｏから外側に向かう方向に対応するように、球面５Ａに入射する。なお、本明細書において、「周方向」とは、球面レンズ５をｚ方向からみたときにおける、球面レンズ５の接線方向を指す。
【００５３】
［作用効果］
続いて、実施形態の蛍光光源装置１による作用効果について説明する。
【００５４】
実施形態の蛍光光源装置１によれば、蛍光体９を冷却するヒートシンク１３や蛍光体９を固定する固定部材１５（以下、ヒートシンク１３等と呼ぶ）が、蛍光体９に対して−ｚ方向側に位置する（図１参照）。即ち、ヒートシンク１３等は、蛍光Ｌｙとレーザ光Ｌｂ（より具体的には、拡散反射光α）とを取り出す方向に位置しない。そのため、ヒートシンク１３等が影とならず、照射面で色ムラが生じることを抑制できる。
【００５５】
また、実施形態の蛍光光源装置１によれば、ｚ方向に進行する蛍光Ｌｙ及びレーザ光Ｌｂ（より具体的には、拡散反射光α）は、アパーチャ１１の孔１１１を透過して蛍光光源装置１の外部へ射出される（図１参照）。即ち、実施形態の蛍光光源装置１によれば、レーザ光Ｌｂを透過する部分と、レーザ光Ｌｂを反射する部分とが個別に設けられたダイクロイックミラーを使用する必要がない。そのため、照射面上で、レーザ光Ｌｂが照射される領域と照射されない領域とが混在することを抑制することができ、照射面で色ムラが生じることを抑制できる。
【００５６】
また、実施形態の蛍光光源装置１によれば、蛍光体９により反射されたレーザ光Ｌｂのうち、拡散反射光αは、球面レンズ５の有効径領域Ｓから射出される一方、正反射光βは、当該有効径領域Ｓの外側から射出される（図１参照）。ここで、正反射光βの強度は、拡散反射光αの強度に比べて大きい。そのため、拡散反射光αに比べて強度の大きい正反射光βが球面レンズ５の有効径領域Ｓから蛍光光源装置１の外部へ射出されることを抑制できる。これにより、蛍光光源装置１において、青色のレーザ光Ｌｂの射出が強まることを抑制でき、青色の色ムラが生じた白色光が照射されることを抑制できる。
【００５７】
また、実施形態の蛍光光源装置１によれば、半導体レーザ素子３１を図１のように配置することにより、球面レンズ５の収差の影響を抑制することができ、レーザ光Ｌｂを蛍光体９に高精度に集光することが可能になる。以下、図６及び図７を参照して具体的に説明する。
【００５８】
説明の都合上、まず初めに参考例の蛍光光源装置について説明する。図６は、参考例の蛍光光源装置を説明するための模式図である。参考例の蛍光光源装置は、実施形態の蛍光光源装置１と比較して、半導体レーザ素子３１を配置する向きのみ異なっており、他の構成は同じである。
【００５９】
参考例の蛍光光源装置では、半導体レーザ素子３１は、レーザ光Ｌｂが、図１の紙面上下方向に大きく発散し、図１の紙面鉛直方向に小さく発散して進行するように配置されている。即ち、図示を省略するが、参考例の蛍光光源装置の半導体レーザ素子３１は、図１の蛍光光源装置１の半導体レーザ素子３１を、ｚ方向を回転の軸として、９０度だけ回転した状態で配置されている。
【００６０】
そのため、参考例の蛍光光源装置では、レーザ光Ｌｂは、図１の紙面上下方向に大きい幅を有し、図１の紙面鉛直方向に小さい幅を有した状態で、球面レンズ５に入射する。図６（ａ）に、参考例の蛍光光源装置において、球面レンズ５に入射されるレーザ光Ｌｂをｚ方向からみたときの模式図を示す。図６（ａ）に示すように、レーザ光Ｌｂは、ｘ方向に大きな幅を有し、ｙ方向に小さな幅を有した状態で球面レンズ５に入射している。
【００６１】
図６（ｂ）に、参考例の蛍光光源装置の球面レンズ５から射出されたレーザ光Ｌｂを、ｙ方向からみたときの模式図を示す。なお、説明の都合上、図６（ｂ）では、球面レンズ５のみを図示し、非球面レンズ７及び蛍光体９等の図示を省略している。
【００６２】
図６（ｂ）に示すように、参考例の蛍光光源装置では、レーザ光Ｌｂは、球面レンズ５の収差の影響を大きく受け、焦点ｆ付近で拡がって集光される。これは、レーザ光Ｌｂが球面レンズ５の外側に入射するほど、球面レンズ５は、焦点ｆよりも手前側（即ち、球面レンズ５側）にレーザ光Ｌｂを集光するためである。
【００６３】
これに対し、実施形態の蛍光光源装置１によれば、図５を参照して説明したように、半導体レーザ素子３１から射出されたレーザ光Ｌｂは、ｘ方向に小さな幅を有し、ｙ方向に大きな幅を有した状態で球面レンズ５に入射する。図７に、本実施形態の蛍光光源装置１の球面レンズ５から射出されたレーザ光Ｌｂを、ｙ方向からみたときの模式図を示す。なお、説明の都合上、図７においても、球面レンズ５のみを図示し、他の構成の図示を省略している。図７に示すように、実施形態の蛍光光源装置１によれば、参考例の蛍光光源装置に比べて、レーザ光Ｌｂが拡がって集光されることを抑制できる。
【００６４】
［別実施形態］
なお、蛍光光源装置は、上記の実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、以下の別実施形態に係る構成を任意に選択して、上記の実施形態に係る構成に採用してもよいことは勿論である。
【００６５】
〈１〉実施形態の蛍光光源装置１において、半導体レーザ素子３１及びプリズム３５の配置は、図１に示される形態に限られず、レーザ光Ｌｂが球面レンズ５の有効径領域Ｓの外側から入射するように配置すればよい。例えば、図８に示すように、半導体レーザ素子３１を、光射出面３１Ａがｘ方向に直交するように配置するとともに、プリズム３５に代わり、レーザ光Ｌｂを反射する反射ミラー３７を配置しても構わない。
【００６６】
また、図８において、半導体レーザ素子３１は、レーザ光Ｌｂがｙ方向に大きく発散し、ｚ方向に小さく発散して進行するように配置されても構わない。この場合、ｙ方向が「速軸方向」に対応し、ｚ方向が「遅軸方向」に対応する。また、ｘ方向が「遅軸方向と光学的に等価な方向」に対応する。
【００６７】
〈２〉実施形態の蛍光光源装置１では、プリズム３５は、反射面（３５Ａ、３５Ｂ）により、レーザ光Ｌｂが−ｚ方向に進行するように反射するが、これに限られない。例えば、図９に示すように、プリズム３５に代わり、反射ミラー（３９、３９）を配置し、当該反射ミラー（３９、３９）によって反射されたレーザ光Ｌｂが、球面レンズ５の光軸ＯＡに対して所定の角度をなして進行しても構わない。この場合においても、正反射光βは、球面レンズ５の有効径領域Ｓの外側から射出されるため、青色のレーザ光Ｌｂの射出が強まって色ムラが生じることを抑制できる。
【００６８】
〈３〉実施形態の蛍光光源装置１では、球面レンズ５及び非球面レンズ７を用いてレーザ光Ｌｂを蛍光体９に集光するが、これに限られない。即ち、蛍光光源装置１は、球面レンズ５を備えず、非球面レンズ７のみによってレーザ光Ｌｂを蛍光体９に集光しても構わない。また、蛍光光源装置１は、非球面レンズ７を備えず、球面レンズ５のみによってレーザ光Ｌｂを蛍光体９に集光しても構わない。
【００６９】
〈４〉実施形態の蛍光光源装置１では、青色のレーザ光Ｌｂと、黄色の蛍光Ｌｙとが混色された白色光を射出する場合を例に説明したが、レーザ光Ｌｂ及び蛍光Ｌｙの色（即ち、波長）は適宜変更可能である。なお、半導体レーザ素子３１に代わり、ＬＥＤ素子を使用しても構わない。
【００７０】
〈５〉実施形態の蛍光光源装置１は、二つの励起光源部３を含んでなるが、励起光源部３の個数は適宜変更可能である。一例として、蛍光光源装置１が四つの励起光源部３を含む場合、各励起光源部３から射出されたレーザ光Ｌｂは、図１０に示されるように球面レンズ５に入射しても構わない。より一般的には、球面レンズ５に入射されるレーザ光Ｌｂをｚ方向からみたとき、速軸方向（即ち、ｙ方向）と光学的に等価な方向が球面レンズ５の周方向に対応し、遅軸方向（即ち、ｘ方向）と光学的に等価な方向が球面レンズ５の中心Ｏから外側に向かう方向に対応すれば構わない。
【００７１】
〈６〉実施形態の蛍光光源装置１では、球面レンズ５の有効径領域Ｓの外側から射出された光を遮光する遮光部材の一例として、アパーチャ１１を説明したが、これに限られない。例えば、アパーチャ１１に代わり、光を透過する材料からなる領域を中心に有し、当該領域の周囲に、光を遮光する材料からなる領域が形成された部材を使用しても構わない。
【００７２】
〈７〉また、実施形態の蛍光光源装置１において、プリズム３５に代わり、反射面３５Ａ（図１参照）を含む反射ミラーと、反射面３５Ｂ（図１参照）を含む反射ミラーとを使用しても構わない。
【符号の説明】
【００７３】
１      ：    蛍光光源装置
３      ：    励起光源部
３１      ：    半導体レーザ素子
３３      ：    拡散板
３５      ：    プリズム
５      ：    球面レンズ
７      ：    非球面レンズ
９      ：    蛍光体
１１      ：    アパーチャ
１１１      ：    孔
１１２      ：    円板
Ｌｂ  ：    レーザ光
Ｌｙ  ：    蛍光
α      ：    拡散反射光
β      ：    正反射光
Ｓ      ：    有効径領域
ｄ      ：    有効径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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