JP6587148B2 - Fluorescent light source device - Google Patents

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Description

本発明は、プロジェクター等に利用される光源装置に関し、特に、レーザ光源からの励起光を蛍光に変換する蛍光板を用いた蛍光光源装置に係わるものである。   The present invention relates to a light source device used for a projector or the like, and more particularly to a fluorescent light source device using a fluorescent plate that converts excitation light from a laser light source into fluorescence.

従来、プロジェクター装置に搭載される光源装置としては、ショートアーク型の高圧放電ランプを備えたものが用いられていたが、近年、レーザダイオードなどの固体レーザ光源よりなる励起光源と、この励起光源からの励起光を受けて蛍光を出射する蛍光板とを有する蛍光光源装置が提案されている。   Conventionally, as a light source device mounted on a projector device, a device equipped with a short arc type high-pressure discharge lamp has been used. Recently, an excitation light source composed of a solid-state laser light source such as a laser diode, and the excitation light source A fluorescent light source device having a fluorescent plate that emits fluorescence upon receiving the excitation light has been proposed.

例えば、特開２０１４−１９９４０１号公報（特許文献１）には、図９に示すように、レーザダイオードなどからなる励起光を出射するレーザ光源１１と、該レーザ光源１１から出射される励起光Ａが照射されて、該励起光とは異なる波長の蛍光Ｂを出射させる蛍光板１２と、前記励起光を反射して蛍光板１２に折り返すダイクロイックミラー１３と、前記蛍光板１２に励起光を集光する集光レンズ１４と、を備えた蛍光光源装置１０が開示されている。蛍光板１２はヒートシンク１５によって放熱冷却されている。   For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2014-199401 (Patent Document 1), as shown in FIG. 9, a laser light source 11 that emits excitation light composed of a laser diode and the like, and excitation light A emitted from the laser light source 11 are disclosed. , A fluorescent plate 12 that emits fluorescence B having a wavelength different from that of the excitation light, a dichroic mirror 13 that reflects the excitation light and folds it back to the fluorescent plate 12, and a condensing light that collects the excitation light on the fluorescent plate 12 A fluorescent light source device 10 including a lens 14 is disclosed. The fluorescent plate 12 is cooled by heat dissipation by a heat sink 15.

しかして、このような蛍光光源装置においては、レーザ光源１１から青色の励起光Ａを出射し、蛍光板１２でこの励起光を黄色の蛍光に変換するとともに、青色励起光の一部を取り出して、これらを混色することで白色光を得ることができる。つまり、蛍光板１２では、励起光の一部を蛍光に変換するとともに、残りの励起光の一部をそのまま出射するものとし、ダイクロイックミラー１３を、蛍光板１２からの蛍光と、変換に利用されなかった励起光の一部を透過する形態とすることで、これらを混色して白色光を得るものである。
なお、このような使用形態の蛍光光源装置１０では、蛍光板１２の裏面に反射層を設けることで、蛍光板１２から裏側に向かう蛍光および励起光を反射して前面から効率的に出射させることができる。 Therefore, in such a fluorescent light source device, the blue excitation light A is emitted from the laser light source 11, and the excitation light is converted into yellow fluorescence by the fluorescent plate 12, and a part of the blue excitation light is taken out. By mixing these colors, white light can be obtained. That is, the fluorescent plate 12 converts part of the excitation light into fluorescence and emits part of the remaining excitation light as it is, and the dichroic mirror 13 was not used for conversion with the fluorescence from the fluorescent plate 12. By adopting a form in which a part of the excitation light is transmitted, these colors are mixed to obtain white light.
In the fluorescent light source device 10 having such a usage pattern, by providing a reflective layer on the back surface of the fluorescent plate 12, fluorescence and excitation light traveling from the fluorescent plate 12 toward the back side can be reflected and efficiently emitted from the front surface. .

ところが、このような使用形態の蛍光光源装置１０においては、ここから出射される白色光が、その周辺領域において黄色成分をそのまま保有して出射されてくることが判明した。
この現象について検討したところ、以下のような現象によるものであることを突き止めた。
図１０に模式的に示すように、蛍光板１２により変換されて出射される黄色の蛍光は拡散光であり全方位的に出射されるので、集光レンズ１４およびダイクロイックミラー１３を経て蛍光光源装置１０から出射される出射領域Ｙ（図１０Ａ）は、同じ蛍光板１２から出射される青色励起光の出射領域Ｂ(図１０Ｂ)よりも広くなり、配光分布が一致しない。
そのため、青色励起光と黄色蛍光とが重なる領域においてはこれらが混色して白色領域Ｗが得られるが、その周辺領域においては黄色成分領域Ｙが残ってしまう(図１０Ｃ)。これにより、蛍光光源装置からは、白色領域の周辺で黄色成分を保有したままで出射されてしまい、色ムラが生じるという問題があった。 However, in the fluorescent light source device 10 having such a usage pattern, it has been found that white light emitted from the fluorescent light source device 10 is emitted while retaining the yellow component as it is in the peripheral region.
When this phenomenon was examined, it was found that it was due to the following phenomenon.
As schematically shown in FIG. 10, the yellow fluorescence converted and emitted by the fluorescent plate 12 is diffused light and emitted in all directions, so that the fluorescent light source device 10 passes through the condenser lens 14 and the dichroic mirror 13. The emission region Y (FIG. 10A) emitted from the same is wider than the emission region B (FIG. 10B) of the blue excitation light emitted from the same fluorescent plate 12, and the light distribution is not consistent.
Therefore, in a region where blue excitation light and yellow fluorescence overlap, they are mixed to obtain a white region W, but a yellow component region Y remains in the peripheral region (FIG. 10C). As a result, the fluorescent light source device emits light while retaining the yellow component around the white region, resulting in color unevenness.

特開２０１４−１９９４０１号公報JP 2014-199401 A

この発明が解決しようとする課題は、青色の励起光を出射するレーザ光源と、前記励起光を受けて黄色の蛍光を放射する蛍光板と、前記レーザ光源からの励起光を前記蛍光板に入射させる集光レンズと、前記レーザ光源と前記集光レンズの間に配置されて、前記レーザ光源からの励起光を反射または透過し、前記蛍光板からの蛍光を透過または反射するダイクロイックミラーと、を備えてなる蛍光光源装置において、出射光である白色光の周辺に黄色の照射領域が形成されることを防止した蛍光光源装置を提供することである。   The problems to be solved by the present invention include a laser light source that emits blue excitation light, a fluorescent plate that emits yellow fluorescence upon receiving the excitation light, and a collector that causes excitation light from the laser light source to enter the fluorescent plate. An optical lens, and a dichroic mirror that is disposed between the laser light source and the condenser lens and reflects or transmits excitation light from the laser light source and transmits or reflects fluorescence from the fluorescent plate. In a fluorescent light source device, it is to provide a fluorescent light source device that prevents a yellow irradiation area from being formed around white light that is emitted light.

上記課題を解決するために、この発明に係る蛍光光源装置は、前記ダイクロイックミラーは、前記レーザ光源からの励起光を反射または透過する励起光反射／透過部と、前記蛍光板からの蛍光と励起光を透過または反射する蛍光・励起光透過／反射部とを有するものであり、前記励起光と前記蛍光が通る光路中に、前記励起光を前記蛍光よりも拡散する青色光拡散部材を設けたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, in the fluorescent light source device according to the present invention, the dichroic mirror includes an excitation light reflection / transmission unit that reflects or transmits excitation light from the laser light source, and fluorescence and excitation light from the fluorescent plate. A blue light diffusing member that diffuses the excitation light from the fluorescence is provided in an optical path through which the excitation light and the fluorescence pass. It is characterized by.

また、前記青色光拡散部材は、前記ダイクロイックミラーの後方に配置されていることを特徴とする。
また、前記青色光拡散部材は、前記ダイクロイックミラーと前記集光レンズの間に配置されていることを特徴とする。
また、前記青色光拡散部材はガラス材料と、該ガラス材料中に分散されたセラミック粒子よりなり、前記セラミック粒子の粒子径が５０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下であることを特徴とする。 Further, the blue light diffusing member is arranged behind the dichroic mirror.
Further, the blue light diffusing member is disposed between the dichroic mirror and the condenser lens.
The blue light diffusing member is made of a glass material and ceramic particles dispersed in the glass material, and the ceramic particles have a particle size of 50 nm to 350 nm.

また、前記青色光拡散部材はガラス材料と、該ガラス材料中に分散されたセラミック粒子よりなり、前記セラミック粒子の粒子径が１６０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下であることを特徴とする。
また、前記青色光拡散部材はガラス材料と、該ガラス材料中に分散されたセラミック粒子よりなり、前記セラミック粒子は、アルミナよりなることを特徴とする。 The blue light diffusing member is made of a glass material and ceramic particles dispersed in the glass material, and the ceramic particles have a particle size of 160 nm to 350 nm.
The blue light diffusing member is made of a glass material and ceramic particles dispersed in the glass material, and the ceramic particles are made of alumina.

この発明の蛍光光源装置によれば、蛍光板から出射されてくる青色の励起光と、黄色の蛍光のうち、励起光が青色光拡散部材によって拡散されるので、拡散されて出射してくる蛍光の照射領域と略一致させることができ、混色された白色光の周辺に黄色成分の蛍光の照射領域が形成されて色ムラが生じることが抑制される。
また、レーザ励起光が拡散されることにより、照射密度が減少するため、安全性が高くなるという効果も得られる。 According to the fluorescent light source device of the present invention, the excitation light is diffused by the blue light diffusing member out of the blue excitation light and yellow fluorescence emitted from the fluorescent plate. It is possible to substantially match the irradiation region, and the occurrence of color unevenness due to the formation of the fluorescent component irradiation region of the yellow component around the mixed white light is suppressed.
In addition, since the irradiation density is reduced by diffusing the laser excitation light, an effect of increasing safety can be obtained.

本発明の蛍光光源装置の第1の実施例を示す概略図。1 is a schematic view showing a first embodiment of a fluorescent light source device of the present invention. 図１におけるダイクロイックミラーの説明図。Explanatory drawing of the dichroic mirror in FIG. 青色光拡散部材の説明図。Explanatory drawing of a blue light-diffusion member. 第２の実施例の概略図。Schematic diagram of the second embodiment. 第３の実施例の概略図。Schematic diagram of the third embodiment. 第４の実施例の概略図。Schematic diagram of the fourth embodiment. 青色光拡散部材中に分散されたセラミック粒子の粒子径と、青色光拡散度／黄色光拡散度との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the particle diameter of the ceramic particle disperse | distributed in the blue light-diffusion member, and a blue light diffusion degree / yellow light diffusion degree. 青色光拡散部材中に分散されたセラミック粒子の粒子径と、青色光拡散部材の透過率との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the particle diameter of the ceramic particle disperse | distributed in the blue light-diffusion member, and the transmittance | permeability of a blue light-diffusion member. 従来技術の概略図。Schematic of prior art. 従来技術の不具合の説明図。Explanatory drawing of the malfunction of a prior art.

図１に示されるように、本発明の蛍光光源装置１は、励起光を出射するレーザ光源２と、このレーザ光源２から出射される青色の励起光が照射されて、黄色の蛍光を出射させる蛍光板３と、前記レーザ光源２と前記蛍光板３の光路上における間に配置された集光レンズ５とを備えている。なお、この例では蛍光板３は反射型のものが示されていて、その裏面側はヒートシンク６に当接している。また、集光レンズ５は１枚とは限らず、複数枚から構成されるものであってもよい。
蛍光板３は、レーザ光源２からの励起光の一部を黄色の蛍光に変換するとともに、蛍光変換に利用されなかった残りの励起光をそのまま出射する。この蛍光および励起光の出射を効率的にするためには、蛍光板３の裏面側(ヒートシンク６側)に反射層を形成することが有利である。あるいは、反射層はヒートシンク６の蛍光板３が当接する表面側に設けてもよい。 As shown in FIG. 1, a fluorescent light source device 1 of the present invention emits yellow fluorescent light by being irradiated with a laser light source 2 that emits excitation light and blue excitation light emitted from the laser light source 2. A fluorescent plate 3 and a condenser lens 5 disposed between the laser light source 2 and the fluorescent plate 3 on the optical path are provided. In this example, the fluorescent plate 3 is of a reflective type, and the back side thereof is in contact with the heat sink 6. The condensing lens 5 is not limited to one, and may be composed of a plurality of lenses.
The fluorescent plate 3 converts part of the excitation light from the laser light source 2 into yellow fluorescence and emits the remaining excitation light that has not been used for fluorescence conversion as it is. In order to efficiently emit the fluorescence and excitation light, it is advantageous to form a reflection layer on the back surface side (heat sink 6 side) of the fluorescent plate 3. Or you may provide a reflection layer in the surface side with which the fluorescent plate 3 of the heat sink 6 contact | abuts.

そして、前記レーザ光源２と前記集光レンズ５の間には、ダイクロイックミラー４が配置されている。
図２に示されるように、このダイクロイックミラー４は、レーザ光源２からの青色励起光を反射する励起光反射部４１が形成されているとともに、蛍光板３からの黄色の蛍光および青色の励起光を透過する蛍光・励起光透過部４２が形成されている。なお、励起光反射部４１を蛍光透過性としてもよい。
このダイクロイックミラー４は、ガラス材料などの透光性基材４３上に誘電体多層膜４４を部分的に設けることで励起光反射部４１を形成して、上記のように構成することができる。このとき、誘電体多層膜４４による励起光反射部４１は、レーザ光源２からのレーザ光（励起光）が照射される箇所に形成される。
そして、誘電体多層膜４４による励起光反射部４１が形成されない残余の部分が蛍光・励起光透過部４２となる。 A dichroic mirror 4 is disposed between the laser light source 2 and the condenser lens 5.
As shown in FIG. 2, the dichroic mirror 4 is formed with an excitation light reflecting portion 41 that reflects blue excitation light from the laser light source 2, and the yellow fluorescence and blue excitation light from the fluorescent plate 3. A transmitting fluorescence / excitation light transmitting portion 42 is formed. Note that the excitation light reflecting portion 41 may be fluorescent.
The dichroic mirror 4 can be configured as described above by forming the excitation light reflecting portion 41 by partially providing a dielectric multilayer film 44 on a translucent substrate 43 such as a glass material. At this time, the excitation light reflecting portion 41 by the dielectric multilayer film 44 is formed at a location irradiated with laser light (excitation light) from the laser light source 2.
The remaining portion where the excitation light reflecting portion 41 is not formed by the dielectric multilayer film 44 becomes the fluorescence / excitation light transmitting portion 42.

そして、光路上における前記ダイクロイックミラー４の後方には、青色光拡散部材７が配置されている。
図３に示すように、この青色光拡散部材７は、ガラス材料７１中にセラミック粒子７２が分散されたものを利用できる。
ガラス材料７１としては、石英ガラス等各種のガラスが利用でき、青色励起光や黄色蛍光を吸収しないものが好適である。そして、分散されるセラミック粒子７２はアルミナ粒子やシリカ粒子等よりなる。 A blue light diffusing member 7 is disposed behind the dichroic mirror 4 on the optical path.
As shown in FIG. 3, this blue light diffusing member 7 can use a glass material 71 in which ceramic particles 72 are dispersed.
As the glass material 71, various types of glass such as quartz glass can be used, and those that do not absorb blue excitation light or yellow fluorescence are suitable. The dispersed ceramic particles 72 are made of alumina particles, silica particles, or the like.

その一実施形態としては、例えば、青色光拡散部材７は、ガラス（屈折率２．０）中にアルミナ粒子（平均粒径５０〜３５０ｎｍ、屈折率１．５４）を分散させたものである。この場合、ガラス材料に対するアルミナ粒子の体積比率は０．０５〜０．３％）である。
このような青色光拡散部材の作製方法は、例えば、国際公開第２０１２／０８１４４２号公報に開示されている。 As one embodiment thereof, for example, the blue light diffusing member 7 is obtained by dispersing alumina particles (average particle size 50 to 350 nm, refractive index 1.54) in glass (refractive index 2.0). In this case, the volume ratio of the alumina particles to the glass material is 0.05 to 0.3%.
A method for producing such a blue light diffusing member is disclosed in, for example, International Publication No. 2012/081442.

上記構成において、レーザ光源２から出射された青色のレーザ光（励起光）は、ダイクロイックミラー４の励起光反射部４１に到達して、ここで反射されて集光レンズ５に向かう。励起光はこの集光レンズ５によって集光されて蛍光板３に向かう。
この蛍光板３に到達した励起光は、その一部が黄色の蛍光に変換される。この蛍光は散乱光であるので、全方位的に出射される。なお、蛍光板３の裏面側に向かう蛍光は、裏面の反射層で反射されて前面側に出射される。
そして、蛍光に変換されなかった残りの励起光も、裏面の反射層で反射されて蛍光板３の前面から出射される。 In the above configuration, the blue laser light (excitation light) emitted from the laser light source 2 reaches the excitation light reflecting portion 41 of the dichroic mirror 4 and is reflected here toward the condenser lens 5. The excitation light is condensed by the condenser lens 5 and travels toward the fluorescent plate 3.
A part of the excitation light reaching the fluorescent plate 3 is converted into yellow fluorescence. Since this fluorescence is scattered light, it is emitted in all directions. In addition, the fluorescence which goes to the back surface side of the fluorescent plate 3 is reflected by the reflective layer on the back surface and is emitted to the front surface side.
The remaining excitation light that has not been converted to fluorescence is also reflected by the reflective layer on the back surface and emitted from the front surface of the fluorescent plate 3.

こうして蛍光板３の前面から出射した蛍光と(一部の)励起光は、ダイクロイックミラー４に向かい、ここの蛍光・励起光透過部４２を透過する。
なお、このダイクロイックミラー４における励起光反射部４１を蛍光透過性とすることもでき、その場合は、蛍光はこの励起光反射部４１も透過して出射されるので、蛍光の利用効率が高くなる。
また、蛍光板３からダイクロイックミラー４の励起光反射部４１に到達した励起光は、ここで反射されてしまい、蛍光光源装置から出射されない、“利用できない光”となる。 In this way, the fluorescence and (partial) excitation light emitted from the front surface of the fluorescent plate 3 are directed to the dichroic mirror 4 and transmitted through the fluorescence / excitation light transmitting portion 42.
In addition, the excitation light reflection part 41 in this dichroic mirror 4 can also be made fluorescent transmission property. In that case, since the fluorescence is also transmitted through the excitation light reflection part 41 and emitted, the use efficiency of the fluorescence becomes high. .
Further, the excitation light that has reached the excitation light reflecting portion 41 of the dichroic mirror 4 from the fluorescent plate 3 is reflected here, and becomes “unusable light” that is not emitted from the fluorescent light source device.

ダイクロイックミラー４を透過した蛍光と励起光は、青色光拡散部材７によって、青色の励起光が蛍光よりも強く拡散されて出射されるので、青色励起光と黄色蛍光の分布をそろえることができる。
また、この拡散により、蛍光光源装置からの出射光の青色レーザ光の照射密度が減少して安全性が向上する。 The fluorescence and the excitation light transmitted through the dichroic mirror 4 are emitted by the blue light diffusing member 7 so that the blue excitation light is diffused more strongly than the fluorescence, so that the distribution of the blue excitation light and the yellow fluorescence can be made uniform.
Further, this diffusion reduces the irradiation density of the blue laser light emitted from the fluorescent light source device, and improves safety.

ここで、青色光拡散部材中に分散させるセラミック粒子の粒子径と青色拡散度／黄色拡散度の関係を調べた結果が、図７のグラフ１に示されている。
なお、ここでいう「青色拡散度」とは、蛍光光源装置の青色光拡散部材を通過した青色光（例えば、波長４５０ｎｍの光）の、青色光拡散部材から５０ｍｍの位置における照射スポット径を、青色光拡散部材がない場合の照射スポット径で除した値を指す。また、ここでいう「黄色拡散度」とは、蛍光光源装置の青色光拡散部材を通過した黄色光（例えば、波長５５０ｎｍの光）の、青色光拡散部材から５０ｍｍの位置における照射スポット径を、青色光拡散部材がない場合の照射スポット径で除した値を指す。
従って、「青色光が蛍光よりも（強く）拡散される」とは、上述の比率が1より大きいことを意味する。
グラフ１から分かるように、セラミック粒子径が、
５０ｎｍ≦[粒子径]≦３５０ｎｍ
の関係にあるとき、青色光をもっともよく拡散させ、黄色光との配光が一致する。
また、セラミック粒子径と透過率の関係を調べた結果が、図８のグラフ２に示されている。このグラフ２から分かるように、セラミック粒子径が、
１６０ｎｍ≦[粒子径]
の関係にあるとき、透過率が良好であることが分かる。
その両者、つまり、配光一致性と透過率を満足させる粒子径は、１６０ｎｍ〜３５０ｎｍである。 Here, the result of examining the relationship between the particle diameter of the ceramic particles dispersed in the blue light diffusing member and the blue diffusion degree / yellow diffusion degree is shown in the graph 1 of FIG.
The “blue diffusivity” here refers to the irradiation spot diameter of blue light (for example, light having a wavelength of 450 nm) that has passed through the blue light diffusing member of the fluorescent light source device at a position 50 mm from the blue light diffusing member. The value divided by the irradiation spot diameter when there is no blue light diffusing member. In addition, the “yellow diffusivity” here refers to the irradiation spot diameter of yellow light (for example, light having a wavelength of 550 nm) that has passed through the blue light diffusing member of the fluorescent light source device at a position 50 mm from the blue light diffusing member. The value divided by the irradiation spot diameter when there is no blue light diffusing member.
Therefore, “blue light is diffused (stronger) than fluorescence” means that the above ratio is greater than one.
As can be seen from graph 1, the ceramic particle size is
50 nm ≦ [particle diameter] ≦ 350 nm
In this relationship, blue light is diffused best, and the light distribution with yellow light matches.
Moreover, the result of investigating the relationship between the ceramic particle diameter and the transmittance is shown in the graph 2 of FIG. As can be seen from this graph 2, the ceramic particle diameter is
160 nm ≦ [particle diameter]
It can be seen that the transmittance is good when the relationship is.
Both, that is, the particle diameter satisfying the light distribution matching and the transmittance is 160 nm to 350 nm.

図４に他の実施例が示されていて、この実施例では、青色光拡散部材７が、ダイクロイックミラー４の光路上の後方、即ち、ダイクロイックミラー４と集光レンズ５の間に配置されている。この実施例の場合も、蛍光板３からの励起光と蛍光のうち、青色拡散部材７により青色の励起光が拡散されて、青色励起光と黄色蛍光の分布が揃った状態で蛍光光源装置１から出射されて出てくることは、図１の実施例と同様である。
また、上記実施例においては、青色レーザ光は、青色拡散部材７により拡散された状態で、蛍光板３に入射する。つまり、蛍光板３における励起光の照射密度が小さくなるため、蛍光板３の温度が上昇しにくくなる。その結果、蛍光板３における蛍光への変換効率が下がる現象（温度消光）が生じにくくなる。 FIG. 4 shows another embodiment. In this embodiment, the blue light diffusing member 7 is arranged behind the dichroic mirror 4, that is, between the dichroic mirror 4 and the condenser lens 5. Yes. Also in this embodiment, out of the excitation light and fluorescence from the fluorescent plate 3, the blue excitation light is diffused by the blue diffusion member 7, and the distribution of the blue excitation light and the yellow fluorescence is uniform. It is the same as in the embodiment of FIG.
In the above embodiment, the blue laser light is incident on the fluorescent plate 3 while being diffused by the blue diffusing member 7. That is, since the irradiation density of the excitation light on the fluorescent plate 3 is reduced, the temperature of the fluorescent plate 3 is hardly increased. As a result, a phenomenon (temperature quenching) in which the conversion efficiency to fluorescence in the fluorescent plate 3 decreases is less likely to occur.

以上説明した図１の第1実施例および図４の第２実施例では、ダイクロイックミラー４は、レーザ光源２からの励起光を反射する励起光反射部４１と、前記蛍光板３からの蛍光と励起光を透過する蛍光・励起光透過部４２とを有する実施形態である。
図５に示す第３実施例および図６に示す第４実施例では、反射と透過の関係が反対になった実施形態である。
即ち、ダイクロイックミラー４は、レーザ光源２からの励起光を透過する励起光透過部４１と、前記蛍光板３からの蛍光と励起光を反射する蛍光・励起光反射部４２とを有するものである。 In the first embodiment shown in FIG. 1 and the second embodiment shown in FIG. 4 described above, the dichroic mirror 4 includes an excitation light reflecting portion 41 that reflects excitation light from the laser light source 2 and fluorescence and excitation from the fluorescent plate 3. This is an embodiment having a fluorescence / excitation light transmission part 42 that transmits light.
The third example shown in FIG. 5 and the fourth example shown in FIG. 6 are embodiments in which the relationship between reflection and transmission is reversed.
In other words, the dichroic mirror 4 includes an excitation light transmitting portion 41 that transmits excitation light from the laser light source 2 and a fluorescence / excitation light reflecting portion 42 that reflects fluorescence and excitation light from the fluorescent plate 3.

図５の第３実施例においては、青色光拡散部材７は、ダイクロイックミラー４の光路上の後方、即ち、ダイクロイックミラー４によって反射された光が入射する光路上に設けられている。
ここで、レーザ光源２からの青色励起光は、ダイクロイックミラー４の励起光透過部４１を透過して、集光レンズ５を経て集光されて、蛍光板３に照射される。
この蛍光板３で変換された黄色の蛍光と(一部の)励起光は、集光レンズ５を経てダイクロイックミラー４に至り、このダイクロイックミラー４の蛍光・励起光反射部４２によって反射される。この反射された蛍光と励起光は、青色拡散部材７を透過することで、青色の励起光が黄色の蛍光よりも強く拡散されて出射されるので、青色励起光と黄色蛍光の分布が揃った状態で被照射部に照射される。 In the third embodiment of FIG. 5, the blue light diffusing member 7 is provided behind the optical path of the dichroic mirror 4, that is, on the optical path on which the light reflected by the dichroic mirror 4 is incident.
Here, the blue excitation light from the laser light source 2 passes through the excitation light transmitting portion 41 of the dichroic mirror 4, is condensed through the condenser lens 5, and is irradiated onto the fluorescent plate 3.
The yellow fluorescence and the (partial) excitation light converted by the fluorescent plate 3 reach the dichroic mirror 4 through the condenser lens 5 and are reflected by the fluorescence / excitation light reflecting section 42 of the dichroic mirror 4. The reflected fluorescence and excitation light are transmitted through the blue diffusing member 7 so that the blue excitation light is diffused and emitted more strongly than the yellow fluorescence, so the blue excitation light and the yellow fluorescence are uniformly distributed. The irradiated part is irradiated in a state.

図６の第４実施例においては、青色光拡散部材７は、ダイクロイックミラー４と集光レンズ５との間に配置されている。
この実施例の場合も、蛍光板３からの励起光と蛍光のうち、青色拡散部材７によって青色の励起光がより拡散された状態でダイクロイックミラー４に至り、このダイクロイックミラー４の蛍光・励起光反射部４２によって反射されて蛍光光源装置１から出射されてくるものであって、蛍光光源装置1からの出射光が青色励起光と黄色蛍光の分布が揃った状態となることは、図５の実施例と同様である。 In the fourth example of FIG. 6, the blue light diffusing member 7 is disposed between the dichroic mirror 4 and the condenser lens 5.
Also in this embodiment, the excitation light and the fluorescence from the fluorescent plate 3 reach the dichroic mirror 4 in a state where the blue excitation light is further diffused by the blue diffusing member 7, and the dichroic mirror 4 reflects the fluorescence / excitation light. FIG. 5 shows that the light emitted from the fluorescent light source device 1 is reflected by the unit 42 and is emitted from the fluorescent light source device 1 so that the distributions of the blue excitation light and the yellow fluorescent light are aligned. Similar to the example.

以上のように、ダイクロイックミラー４は、励起光を反射または透過する励起光反射／透過部を有し、蛍光と励起光を透過または反射する蛍光・励起光透過／反射部を有するものである。
なお、本明細書中において、「励起光反射／透過部」とは、励起光を反射するもしくは透過する部分という意味で使用される。そして、「蛍光・励起光透過／反射部」も同様に、蛍光と励起光を透過するもしくは反射する部分という意味で使用される。
そして、それぞれの構成が対応していて、一方が「励起光反射部」を有する場合は、他方は「蛍光・励起光透過部」を有するものであり、一方が「励起光透過部」を有する場合は、他方は「蛍光・励起光反射部」を有するものであることを意味している。 As described above, the dichroic mirror 4 has an excitation light reflection / transmission part that reflects or transmits excitation light, and has a fluorescence / excitation light transmission / reflection part that transmits or reflects fluorescence and excitation light.
In the present specification, the “excitation light reflection / transmission part” is used to mean a part that reflects or transmits excitation light. The “fluorescence / excitation light transmission / reflection part” is also used to mean a part that transmits or reflects fluorescence and excitation light.
If each configuration is compatible and one has an “excitation light reflection part”, the other has a “fluorescence / excitation light transmission part” and the other has an “excitation light transmission part”. In this case, it means that the other has a “fluorescence / excitation light reflection part”.

以上説明したように本発明では、青色の励起光を出射するレーザ光源と、前記励起光を受けて黄色の蛍光を放射する蛍光板と、前記レーザ光源からの励起光を前記蛍光板に入射させる集光レンズと、前記レーザ光源と前記集光レンズの間に配置されて、前記レーザ光源からの励起光を反射または透過するとともに、前記蛍光板からの蛍光と励起光を透過または反射するダイクロイックミラーと、前記励起光と前記蛍光が通る光路中に、前記励起光を前記蛍光よりも拡散する青色光拡散部材を設けたことにより、蛍光板からの蛍光と励起光のうち、励起光を拡散して蛍光との配光を一致させたので、蛍光光源装置からの白色光の周辺に黄色の蛍光が残存することがなく、特に、プロジェクター用途とした場合、見た目にすっきりとした白色光を出射することができるという効果を奏するものである。   As described above, according to the present invention, a laser light source that emits blue excitation light, a fluorescent plate that emits yellow fluorescence upon receiving the excitation light, and a condensing light that causes excitation light from the laser light source to enter the fluorescent plate. A lens, and a dichroic mirror disposed between the laser light source and the condenser lens to reflect or transmit excitation light from the laser light source and to transmit or reflect fluorescence and excitation light from the fluorescent plate; By providing a blue light diffusing member that diffuses the excitation light more than the fluorescence in the optical path through which the excitation light and the fluorescence pass, the excitation light is diffused out of the fluorescence from the fluorescence plate and the excitation light. Since the light distribution is matched, yellow fluorescence does not remain around the white light from the fluorescent light source device. In which an effect that it is possible to morphism.

１ 蛍光光源装置
２ レーザ光源（励起光源）
３ 蛍光板
４ ダイクロイックミラー
４１ 励起光反射／透過部
４２ 蛍光・励起光透過／反射部
５ 集光レンズ
６ ヒートシンク
７ 青色拡散部材
７１ ガラス材料
７２ セラミック粒子


1 Fluorescent light source device 2 Laser light source (excitation light source)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Fluorescent plate 4 Dichroic mirror 41 Excitation light reflection / transmission part 42 Fluorescence and excitation light transmission / reflection part 5 Condensing lens 6 Heat sink 7 Blue diffusion member 71 Glass material 72 Ceramic particle


Claims (5)

青色の励起光を出射するレーザ光源と、前記励起光を受けて黄色の蛍光を放射する蛍光板と、前記レーザ光源からの励起光を前記蛍光板に入射させる集光レンズと、前記レーザ光源と前記集光レンズの間に配置されて、前記レーザ光源からの励起光を反射または透過し、前記蛍光板からの蛍光を透過または反射するダイクロイックミラーと、を備えてなる蛍光光源装置であって、
前記ダイクロイックミラーは、前記レーザ光源からの励起光を反射または透過する励起光反射／透過部と、前記蛍光板からの蛍光と励起光を透過または反射する蛍光・励起光透過／反射部とを有するものであり、
前記励起光と前記蛍光が通る光路中において、前記ダイクロイックミラーの後方に、前記励起光を前記蛍光よりも拡散する青色光拡散部材を設けたことを特徴とする蛍光光源装置。 A laser light source that emits blue excitation light; a fluorescent plate that emits yellow fluorescence upon receiving the excitation light; a condensing lens that causes excitation light from the laser light source to enter the fluorescent plate; the laser light source; A dichroic mirror disposed between optical lenses to reflect or transmit excitation light from the laser light source and to transmit or reflect fluorescence from the fluorescent plate;
The dichroic mirror has an excitation light reflection / transmission portion that reflects or transmits excitation light from the laser light source, and a fluorescence / excitation light transmission / reflection portion that transmits or reflects fluorescence and excitation light from the fluorescent plate. And
Oite in the optical path through which the fluorescence and the excitation light, the dichroic behind the dichroic mirror, the fluorescence light source device characterized by providing the blue light diffusing member for diffusing than the fluorescence the excitation light. 青色の励起光を出射するレーザ光源と、前記励起光を受けて黄色の蛍光を放射する蛍光板と、前記レーザ光源からの励起光を前記蛍光板に入射させる集光レンズと、前記レーザ光源と前記集光レンズの間に配置されて、前記レーザ光源からの励起光を反射または透過し、前記蛍光板からの蛍光を透過または反射するダイクロイックミラーと、を備えてなる蛍光光源装置であって、
前記ダイクロイックミラーは、前記レーザ光源からの励起光を反射または透過する励起光反射／透過部と、前記蛍光板からの蛍光と励起光を透過または反射する蛍光・励起光透過／反射部とを有するものであり、
前記励起光と前記蛍光が通る光路中において、前記ダイクロイックミラーと前記集光レンズの間に、前記励起光を前記蛍光よりも拡散する青色光拡散部材を設けたことを特徴とする蛍光光源装置。 A laser light source that emits blue excitation light; a fluorescent plate that emits yellow fluorescence upon receiving the excitation light; a condensing lens that causes excitation light from the laser light source to enter the fluorescent plate; the laser light source; A dichroic mirror disposed between optical lenses to reflect or transmit excitation light from the laser light source and to transmit or reflect fluorescence from the fluorescent plate;
The dichroic mirror has an excitation light reflection / transmission portion that reflects or transmits excitation light from the laser light source, and a fluorescence / excitation light transmission / reflection portion that transmits or reflects fluorescence and excitation light from the fluorescent plate. And
Oite in the optical path through which the fluorescence and the excitation light, the dichroic mirror and between the condenser lens, a fluorescent light source, characterized in that a blue light diffusing member for diffusing than the fluorescence the excitation light apparatus. 前記青色光拡散部材はガラス材料と、該ガラス材料中に分散されたセラミック粒子よりなり、
前記セラミック粒子の粒子径が５０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下である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。 The blue light diffusing member comprises a glass material and ceramic particles dispersed in the glass material,
The fluorescent light source device according to claim 1 or 2 , wherein a particle diameter of the ceramic particles is 50 nm or more and 350 nm or less. 前記セラミック粒子の粒子径が１６０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の蛍光光源装置。 The fluorescent light source device according to claim 3 , wherein the ceramic particles have a particle size of 160 nm to 350 nm. 前記青色光拡散部材はガラス材料と、該ガラス材料中に分散されたセラミック粒子よりなり、
前記セラミック粒子は、アルミナよりなる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。
The blue light diffusing member comprises a glass material and ceramic particles dispersed in the glass material,
The ceramic particles, fluorescent light source apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that of alumina.
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