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公開番号2024075530
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-04
出願番号2022186975
出願日2022-11-23
発明の名称光源装置
出願人HOYA株式会社
代理人個人
主分類H01L 33/48 20100101AFI20240528BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】LEDなどの固体発光素子からの励起光によって蛍光体を励起し、蛍光体からの蛍光を出射する光源装置において、出射光に含まれるスパイク状の励起光を抑えつつ、近紫外～赤外域までの広い帯域をカバーする光源装置を提供すること
【解決手段】光源装置が、第1の波長帯の励起光を発する、少なくとも1つの第1の発光素子と、第1の発光素子の光路中に配置されて励起光によって励起され、第1の波長帯よりも波長の長い第2の波長帯の蛍光を発する蛍光体と、第1の発光素子を部分的に覆うように配置され蛍光体を透過する励起光の一部をカットする光学フィルタと、を備え、第1の発光素子に対する光学フィルタの相対的な位置が、蛍光の強度と励起光の強度に基づいて調整されていることを特徴とする。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
第１の波長帯の励起光を発する、少なくとも１つの第１の発光素子と、
前記第１の発光素子の光路中に配置されて、前記励起光によって励起され、前記第１の波長帯よりも波長の長い、第２の波長帯の蛍光を発する蛍光体と、
前記第１の発光素子を部分的に覆うように配置され、前記蛍光体を透過する前記励起光の一部をカットする光学フィルタと、
を備え、
前記第１の発光素子に対する前記光学フィルタの相対的な位置が、前記蛍光の強度と前記励起光の強度に基づいて調整されている
ことを特徴とする光源装置。
続きを表示（約 820 文字）【請求項２】
前記励起光が、ピーク波長の異なる複数の光から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記複数の光が、ピーク波長３７０～３９０ｎｍの光、およびピーク波長４００～４２０ｎｍの光を含むことを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記蛍光が、ピーク波長の異なる複数の光から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項５】
前記複数の光が、ピーク波長４４０～４８０ｎｍの光、ピーク波長４８０～５２５ｎｍの光、ピーク波長５２５～５６０ｎｍの光、ピーク波長５６０～６３０ｎｍの光、およびピーク波長６３０～７５０ｎｍの光を含むことを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
【請求項６】
第３の波長帯の出射光を発する、少なくとも１つの第２の発光素子をさらに備え、
前記第２の発光素子は、前記第３の波長帯の出射光が前記光学フィルタと干渉しないように配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項７】
前記第３の波長帯は、前記第１の波長帯よりも波長が短いことを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
【請求項８】
前記第３の波長帯の出射光が、ピーク波長３３０～３５０ｎｍの光を含むことを特徴とする請求項７に記載の光源装置。
【請求項９】
前記第１の発光素子に対する前記光学フィルタの相対的な位置が、前記蛍光のピーク強度に対する前記励起光のピーク強度の比率が２０～１００％となるように調整されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記光源装置からの光をミキシングして導光する光導光部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、生化学分析装置等に用いられる光源装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、血液や尿などの体液成分を検体とし、糖やコレステロール、タンパク、酵素などの各種成分の測定を行う生化学分析装置において、各成分の定量のため分光光度計により３４０ｎｍから８００ｎｍの波長域における吸光度が測定されており、この波長域の光を発光できる光源装置が使用されている。
【０００３】
このような光源装置では、従来、光源としてハロゲンランプが用いられてきたが、波長３００～４００ｎｍの近紫外域の出射強度は極めて微弱であるため、信頼性や測定スピードの観点からこの波長域の強度の増大が求められていた。そして、近年、近紫外光を発するＬＥＤ（Light Emitting Diode）が開発され、近紫外光によって励起され、近赤外の波長域まで発光する蛍光体を用いた光源が、ハロゲンランプに代わる光源として提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、波長３６５ｎｍにピーク波長を有する紫外光を発光する固体光源（ＬＥＤ）と、固体光源を覆い少なくとも一種の蛍光体を含有する蛍光膜と、を備え、ＬＥＤからの紫外光によって蛍光膜を励起し、３５０ｎｍから１２００ｎｍまでの波長域の光を出射する発光装置（光源装置）が記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、複数の蛍光体を透明樹脂に分散させた樹脂層を、ＬＥＤからの波長３４０ｎｍの紫外光によって励起し、広い波長域の光を出射する光源装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
国際公開第２０１９／２４０１５０号
特開２０２０－８７９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１、２の光源装置によれば、広い波長域（例えば、３５０～１２００ｎｍの範囲）に連続的な発光スペクトルを有する出射光を得ることができる。
しかしながら、このような蛍光膜を励起光で励起して蛍光を出射する光源装置の構成では、蛍光膜に入射した励起光のうち、蛍光に変換されなかった励起光の一部と、蛍光膜内で発生した蛍光とが混合されて蛍光層の出射面より出射されるため、蛍光膜の中を透過する励起光の強度と、蛍光膜から放射する蛍光の強度は、蛍光膜内の蛍光体の充填量や、蛍光膜の膜厚の影響を受けることになる。このため、出射光の分光分布は、励起光の中心波長付近がスパイク状の分光分布となり、周辺の波長域と比較して著しく強度が増大する傾向にある。そして、このスパイク状の出射光は近紫外域の比較的エネルギーの大きな光であるため、生化学分析に使用される試薬に化学的な影響を与える可能性がある。
また、このようなスパイク状の励起光を抑える手段として、蛍光膜に含まれる蛍光体の充填量や膜厚を増やし、励起光を蛍光膜の中で吸収拡散させる方法も考えられるが、励起光を蛍光体の吸収拡散により抑制すると、蛍光膜内で発生した蛍光についても、励起光と同様に、蛍光が発生した位置から蛍光層の出射面までの間にある蛍光体によって、吸収拡散などの影響を受けてしまい、強度が却って抑えられてしまうといった現象が発生する。そして、蛍光の強度が抑えられてしまうと、所望の強度（分析に必要な強度）が得られない、といった問題も発生する。
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ＬＥＤなどの固体発光素子からの励起光によって蛍光体を励起し、蛍光体からの蛍光を出射する光源装置において、出射光に含まれるスパイク状の励起光を抑えつつ、近紫外～赤外域までの広い帯域をカバーする光源装置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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の光源装置は、第１の波長帯の励起光を発する、少なくとも１つの第１の発光素子と、第１の発光素子の光路中に配置されて、励起光によって励起され、第１の波長帯よりも波長の長い第２の波長帯の蛍光を発する蛍光体と、第１の発光素子を部分的に覆うように配置され、蛍光体を透過する励起光の一部をカットする光学フィルタと、を備え、第１の発光素子に対する光学フィルタの相対的な位置が、蛍光の強度と励起光の強度に基づいて調整されていることを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、不必要な励起光の強度が光学フィルタによって調整されるため、出射光に含まれるスパイク状の励起光が抑えられると共に、近紫外～赤外域までの広い帯域をカバーする出射光が得られる。
（【００１１】以降は省略されています）

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