DE102017117006A1

DE102017117006A1 - Optische Vorrichtung

Info

Publication number: DE102017117006A1
Application number: DE102017117006.5A
Authority: DE
Inventors: Kazuyuki Yamae; Shintaro Hayashi
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-08-03
Filing date: 2017-07-27
Publication date: 2018-02-08
Also published as: US10162170B2; JP2018022781A; US20180039063A1

Abstract

Eine optische Vorrichtung (1) umfasst: eine Anregungslichtquelle (2); einen ersten Lichtüberträger (3), der Anregungslicht, das von der Anregungslichtquelle (2) emittiert wird, überträgt; einen Fluoreszenzlichtteil (4), der auf einer Oberfläche des ersten Lichtüberträgers (3) gegenüber einer Oberfläche angeordnet ist, durch die das Anregungslicht eintritt, und Fluoreszenzlicht von dem Anregungslicht emittiert; einen zweiten Lichtüberträger (5), zwischen dem und dem ersten Lichtüberträger (3) der Fluoreszenzlichtteil (4) angeordnet ist, und der Licht überträgt, das von dem Fluoreszenzlichtteil (4) emittiert wird; eine Lichtübertragungsfaser (13), die das Licht leitet, das aus dem zweiten Lichtüberträger (5) austritt; und einen mikrohergestellten Film (52), der auf einer Seite des zweiten Lichtüberträgers (5) näher an der Lichtübertragungsfaser (13) angeordnet ist und das Licht, das von dem Fluoreszenzlichtteil (4) emittiert wird, in der Richtung der Lichtübertragungsfaser (13) sammelt.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung, die z. B. in Endoskopen verwendet wird.
[Stand der Technik]
Herkömmlich ist ein Lasermodul offenbart, das ein Halbleiterlaserelement; eine Sammellinse, die Laserstrahlen von dem Halbleiterlaserelement sammelt; und eine Lichtleitfaser, die an einer Position der Laserstrahlkonvergenz durch die Sammellinse gehalten ist, umfasst (vgl. z. B. das Patentdokument (PTL) 1).
Es ist auch ein Lichtquellensystem offenbart, das einen Leuchtstoff umfasst (vgl. z. B. PTL 2).
[Dokumentenliste]
[Patentdokumente]

[PTL 1] Japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2006-66875
[PTL 2] Japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2012-209190

[Zusammenfassung der Erfindung]
[Technisches Problem]
Es gibt jedoch verglichen mit den optischen Vorrichtungen, die in PTL 1 und PTL 2 offenbart sind, einen Bedarf zur Erhöhung der Dichte von Lichtbündeln, die durch den Lichtleiter gesammelt werden, durch Verbessern der Verteilung von Wärme von dem Fluoreszenzlichtteil und des Sammelns von Licht in der Richtung des Lichtleiters.
Im Hinblick darauf ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine optische Vorrichtung bereitzustellen, welche die Verteilung von Wärme von einem Fluoreszenzlichtteil und ein Sammeln von Licht in der Richtung eines Lichtleiters verbessern kann.
[Lösung des Problems]
Zum Lösen der vorstehend genannten Aufgabe ist eine optische Vorrichtung gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung eine optische Vorrichtung, umfassend: eine Anregungslichtquelle; einen ersten Lichtüberträger, der Anregungslicht, das von der Anregungslichtquelle emittiert wird, überträgt; einen Fluoreszenzlichtteil, der auf einer Oberfläche des ersten Lichtüberträgers gegenüber einer Oberfläche angeordnet ist, durch die das Anregungslicht eintritt, und Fluoreszenzlicht von dem Anregungslicht emittiert; einen zweiten Lichtüberträger, zwischen dem und dem ersten Lichtüberträger der Fluoreszenzlichtteil angeordnet ist, und der Licht überträgt, das von dem Fluoreszenzlichtteil emittiert wird; einen Lichtleiter, der das Licht leitet, das aus dem zweiten Lichtüberträger austritt; und eine Lichtsammelstruktur, die auf einer Seite des zweiten Lichtüberträgers näher an dem Lichtleiter angeordnet ist und das Licht, das von dem Fluoreszenzlichtteil emittiert wird, in der Richtung des Lichtleiters sammelt.
[Vorteilhafte Effekte der Erfindung]
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Verteilung von Wärme von einem Fluoreszenzlichtteil und das Sammeln von Licht in der Richtung eines Lichtleiters verbessert werden.
[Kurze Beschreibung der Zeichnungen]
1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine optische Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm, das die optische Vorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt.
3 ist eine schematische Querschnittsansicht, die z. B. eine Anregungslichtquelle, einen ersten Lichtüberträger und einen zweiten Lichtüberträger der optischen Vorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt.
4 ist eine teilweise vergrößerte schematische Querschnittsansicht, die den zweiten Lichtüberträger der optischen Vorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt.
5 zeigt die Verteilung von Licht, das durch eine zweite Austrittsoberfläche der optischen Vorrichtung gemäß der Ausführungsform austritt.
6 zeigt die Verteilung von Licht, das durch die zweite Austrittsoberfläche der optischen Vorrichtung gemäß der Ausführungsform austritt.
7 ist eine teilweise vergrößerte schematische Querschnittsansicht, die einen zweiten Lichtüberträger der optischen Vorrichtung gemäß einer Variation der Ausführungsform zeigt.
8 zeigt die Verteilung von Licht, das durch eine zweite Austrittsoberfläche der optischen Vorrichtung gemäß der Variation der Ausführungsform austritt.
9 zeigt die Verteilung von Licht, das durch die zweite Austrittsoberfläche der optischen Vorrichtung gemäß der Variation der Ausführungsform austritt.
[Beschreibung einer Ausführungsform]
Nachstehend wird eine Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass die nachstehend beschriebene Ausführungsform ein allgemeines oder spezifisches Beispiel darstellt. Die Zahlenwerte, Formen, Materialien, Elemente, die Anordnung und Verbindung dieser Elemente, Schritte und die Verarbeitungsreihenfolge der Schritte, usw., die in der folgenden Ausführungsform dargestellt sind, sind Beispiele und beschränken die vorliegende Erfindung nicht. Ferner sind von den Elementen in der folgenden Ausführungsform Elemente, die nicht in irgendeinem der unabhängigen Ansprüche beschrieben sind, welche die breitesten erfindungsgemäßen Konzepte angeben, als beliebige Elemente beschrieben.
Ferner soll der Begriff „etwa...” in einem Beispielfall von „etwa identisch” nicht nur das umfassen, das genau identisch ist, sondern auch das, das als im Wesentlichen identisch bezeichnet werden kann.
Es sollte beachtet werden, dass die Figuren schematische Diagramme sind und nicht notwendigerweise präzise Darstellungen sind. Zusätzlich sind Elementen, die im Wesentlichen identisch sind, in den Figuren dieselben Bezugszeichen zugeordnet und überlappende Erläuterungen davon sind weggelassen oder vereinfacht.
(Ausführungsform)
[Aufbau]
Zuerst wird der Aufbau der optischen Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben.
Die 1 ist eine perspektivische Ansicht, welche die optische Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Die 2 ist ein Blockdiagramm, das die optische Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Die 3 ist eine schematische Querschnittsansicht, die z. B. eine Anregungslichtquelle 2, einen ersten Lichtüberträger 3 und einen zweiten Lichtüberträger 5 der optischen Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
Die 3 zeigt die X-Richtung, die Y-Richtung und die Z-Richtung, wobei die positive X-Richtung die Richtung der optischen Achse der Anregungslichtquelle 2 ist, die positive Z-Richtung die Richtung senkrecht zu der positiven X-Richtung ist und die positive Y-Richtung die Richtung senkrecht zu der positiven X-Richtung und der positiven Z-Richtung ist. Die in der 3 gezeigten Richtungen entsprechen den in der 4 gezeigten Richtungen. Es sollte beachtet werden, dass die X-Richtung, die Y-Richtung und die Z-Richtung nicht auf diejenigen beschränkt sind, die in der 3 gezeigt sind, da sie sich abhängig vom Gebrauch ändern. Das Gleiche gilt für die nachfolgenden Figuren.
Wie es in der 1 gezeigt ist, wird die optische Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform z. B. in einem Endoskop verwendet und umfasst die Laserlichteinheit 11, die Kamerasteuereinheit 12, die Lichtübertragungsfaser 13, den Bildübertragungsweg 14 und den Spitzenendabschnitt 15.
Eine Seite der Lichtübertragungsfaser 13 ist mit der Laserlichteinheit 11 verbunden. Eine Seite des Bildübertragungswegs 14 ist mit der Kamerasteuereinheit 12 verbunden. Die andere Seite (Spitze) der Lichtübertragungsfaser 13 und des Lichtübertragungswegs 14 ist der Spitzenendabschnitt 15. Abschnitte der Lichtübertragungsfaser 13, des Bildübertragungswegs 14 und des Spitzenendabschnitts 15, die in einen Körper eingeführt werden, werden als Endoskop bezeichnet.
Wie es in der 2 und der 3 gezeigt ist, umfasst die Laserlichteinheit 11 die Anregungslichtquelle 2, den ersten Lichtüberträger 3, den Fluoreszenzlichtteil 4, den zweiten Lichtüberträger 5, die Lichtübertragungsfaser 13 (ein Beispiel für einen Lichtleiter), die Lichtquellensteuerung 6 und die Stromquelle 7. Die Anregungslichtquelle 2, der erste Lichtüberträger 3, der Fluoreszenzlichtteil 4, der zweite Lichtüberträger 5, die Lichtquellensteuerung 6 und die Stromquelle 7 sind z. B. in einem Gehäuse der Laserlichteinheit 11 aufgenommen.
Die Anregungslichtquelle 2 bestrahlt eine vorgegebene Position in dem ersten Lichtüberträger 3 mit Anregungslicht. Das Anregungslicht regt einen Leuchtstoff in dem Fluoreszenzlichtteil 4 an, so dass bewirkt wird, dass der Leuchtstoff Fluoreszenzlicht emittiert. Insbesondere ist die Anregungslichtquelle 2 derart in dem Gehäuse angeordnet, dass die optische Achse der Anregungslichtquelle 2 etwa senkrecht zu dem ersten Lichtüberträger 3 vorliegt. Die Anregungslichtquelle 2 kann mit einem Halbleiterlaser ausgebildet sein, der beispielsweise Anregungslicht in einem Bereich (Wellenband) von Ultraviolettlicht, das eine kürzere Wellenlänge als blaues Anregungslicht aufweist, bis zu blauem Licht emittiert. Eine Indiumgalliumnitrid(InGaN)-Laserdiode oder eine Aluminiumindiumgalliumnitrid(AlInGaN)-Laserdiode kann beispielsweise auch als Anregungslichtquelle 2 verwendet werden. Demgemäß kann das Anregungslicht in der vorliegenden Ausführungsform Laserlicht sein. Beispielsweise bedeutet blaues Anregungslicht nicht blaues Licht in einem strengen Sinn, sondern es steht für Licht in einem Wellenband, das üblicherweise als blau erscheint.
Es sollte beachtet werden, dass das Anregungslicht, das durch die Anregungslichtquelle 2 emittiert wird, nicht auf Laserlicht beschränkt ist, und es sich um Licht in anderen Formen handeln kann (z. B. Licht, das von einer lichtemittierenden Diode bzw. Leuchtdiode (LED) emittiert wird), solange es den Leuchtstoff anregt.
Der erste Lichtüberträger 3 ist eine lichtdurchlässige, plattenförmige Komponente und ist etwa orthogonal zu der optischen Achse der Anregungslichtquelle 2. Der erste Lichtüberträger 3 umfasst ein erstes lichtdurchlässiges Substrat 31 und einen dichroitischen Spiegel 32.
Das erste lichtdurchlässige Substrat 31 ist ein lichtdurchlässiges Substrat und es ist eine Komponente wie z. B. Saphir. Der dichroitische Spiegel 32 ist auf der Oberfläche des ersten lichtdurchlässigen Substrats 31 näher an dem Fluoreszenzlichtteil 4 angeordnet.
Der erste Lichtüberträger 3 weist eine erste Eintrittsoberfläche 3a und eine erste Austrittsoberfläche 3b auf.
Die erste Eintrittsoberfläche 3a ist die Oberfläche des ersten lichtdurchlässigen Substrats 31 näher an der Anregungslichtquelle 2. Die erste Eintrittsoberfläche 3a weist eine Antireflexionsbeschichtung (AR-Beschichtung) 33 auf, die darauf aufgebracht ist. Die erste Austrittsoberfläche 3b ist die Oberfläche des ersten Lichtüberträgers 3 (die Oberfläche, die näher an dem zweiten Lichtüberträger 5 liegt) gegenüber der Oberfläche auf der Lichteintrittsseite (der Seite, von der das Anregungslicht von der Anregungslichtquelle 2 eintritt), und es handelt sich um die Oberfläche des dichroitischen Spiegels 32, die näher an dem Fluoreszenzlichtteil 4 vorliegt.
Der Fluoreszenzlichtteil 4 ist derart in einem engen Kontakt mit der ersten Austrittsoberfläche 3b des ersten Lichtüberträgers 3 angeordnet, dass die optische Achse der Anregungslichtquelle 2 durch den Fluoreszenzlichtteil 4 verläuft. Der Fluoreszenzlichtteil 4 ist ein Wellenlängenwandler, der das Anregungslicht, das durch den ersten Lichtüberträger 3 und den dichroitischen Spiegel 32 hindurchtritt, in vorgegebenes Licht umwandelt und umfasst einen Leuchtstoff, der Fluoreszenzlicht emittiert, wenn er mit dem Anregungslicht bestrahlt wird. Der Leuchtstoff ist z. B. ein Yttrium-Aluminium-Granat(YAG)-Leuchtstoff oder ein BaMgAl₁₀O₁₇(BAM)-Leuchtstoff und kann gemäß dem Typ des Anregungslichts der Anregungslichtquelle 2 in einer geeigneten Weise ausgewählt werden. Ferner kann der Leuchtstoff z. B. ein roter Leuchtstoff, ein grüner Leuchtstoff oder ein blauer Leuchtstoff sein und kann z. B. rotes, grünes oder blaues Fluoreszenzlicht emittieren, wenn er mit dem Anregungslicht bestrahlt wird. Es sollte beachtet werden, dass, obwohl der Leuchtstoff in der vorliegenden Ausführungsform in einem Abschnitt der ersten Austrittsoberfläche 3b des ersten Lichtüberträgers 3 bereitgestellt ist, der Leuchtstoff auf der gesamten Oberfläche der ersten Austrittsoberfläche 3b bereitgestellt sein kann.
Es sollte beachtet werden, dass der Fluoreszenzlichtteil 4 eine Mehrzahl von Typen von Leuchtstoffen umfassen kann, die einen Teil von blauem Laserlicht von der Anregungslichtquelle 2 absorbieren und grünes bis gelbes Fluoreszenzlicht emittieren. Beispielsweise wenn blaues Laserlicht von der Anregungslichtquelle 2 emittiert wird, wird ein Teil des blauen Laserlichts durch den Fluoreszenzlichtteil 4 absorbiert, wodurch es in grünes bis gelbes Fluoreszenzlicht umgewandelt wird. Der andere Teil des blauen Laserlichts, der nicht durch den Leuchtstoff absorbiert worden ist, sondern durch den Leuchtstoff hindurchgetreten ist, wird mit dem grünen bis gelben Fluoreszenzlicht vereinigt. Als Ergebnis emittiert der Fluoreszenzlichtteil 4 pseudoweißes Beleuchtungslicht.
Der Fluoreszenzlichtteil 4 wird durch Dispergieren von Teilchen eines vorgegebenen Leuchtstoffs in einem Bindemittel gebildet, bei dem es sich um ein transparentes Material handelt, das z. B. aus Keramik oder einem Silikonharz hergestellt worden ist. D. h., das Bindemittel ist ein Medium, das den Leuchtstoff in dem Fluoreszenzlichtteil 4 bindet. Das Bindemittel, das in den Fluoreszenzlichtteil 4 einbezogen ist, ist nicht auf Keramik oder ein Silikonharz beschränkt; andere transparente Materialien, wie z. B. transparentes Glas, können verwendet werden.
Der zweite Lichtüberträger 5 ist auf der Seite des Fluoreszenzlichtteils 4 angeordnet, der näher an der Lichtübertragungsfaser 13 angeordnet ist, so dass der Fluoreszenzlichtteil 4 zwischen dem ersten Lichtüberträger 3 und dem zweiten Lichtüberträger 5 angeordnet ist. Der zweite Lichtüberträger 5 ist eine lichtdurchlässige, plattenförmige Komponente und ist ausgehend von dem ersten Lichtüberträger 3 über dem Fluoreszenzlichtteil 4 angeordnet. Der zweite Lichtüberträger 5 umfasst das zweite lichtdurchlässige Substrat 51 und einen mikrohergestellten Film 52 (ein Beispiel für eine Lichtsammelstruktur).
Das zweite lichtdurchlässige Substrat 51 ist ein lichtdurchlässiges Substrat und es handelt sich um eine Komponente, wie z. B. Saphir. Der mikrohergestellte Film 52 ist auf der Oberfläche des zweiten lichtdurchlässigen Substrats 51 gegenüber der Oberfläche näher an dem Fluoreszenzlichtteil 4 angeordnet.
Der zweite Lichtüberträger 5 weist eine zweite Eintrittsoberfläche 5a und eine zweite Austrittsoberfläche 5b auf.
Die zweite Eintrittsoberfläche 5a ist die Oberfläche des zweiten lichtdurchlässigen Substrats 51 näher an dem Fluoreszenzlichtteil 4 und es handelt sich um eine Oberfläche, durch die Licht eintritt, das durch den Fluoreszenzlichtteil 4 hindurchtritt, und die etwa senkrecht zu der optischen Achse der Anregungslichtquelle 2 ist. In der vorliegenden Ausführungsform überlappt dann, wenn die optische Vorrichtung 1 in der Richtung der optischen Achse betrachtet wird, die zweite Eintrittsoberfläche 5a den Fluoreszenzlichtteil 4. Ein Spalt zwischen dem zweiten Lichtüberträger 5 und dem Fluoreszenzlichtteil 4 ist mit einem transparenten Körper 91 gefüllt. Mit anderen Worten, da der transparente Körper 91 so bereitgestellt ist, dass er den Spalt zwischen dem Fluoreszenzlichtteil 4 und dem zweiten Lichtüberträger 5 füllt, fehlt die Luft z. B. zwischen dem zweiten Lichtüberträger 5 und dem Fluoreszenzlichtteil 4. Anders gesagt, der zweite Lichtüberträger 5 ist mittels des transparenten Körpers 91 in einem engen Kontakt mit dem Fluoreszenzlichtteil 4. Der transparente Körper 91 ist z. B. ein lichtdurchlässiges Silikonharz.
Die zweite Austrittsoberfläche 5b ist die Oberfläche des zweiten Lichtüberträgers 5 näher an der Lichtübertragungsfaser 13 und es handelt sich um eine Oberfläche, durch die Licht von dem Fluoreszenzlichtteil 4 (das Anregungslicht und das Fluoreszenzlicht, die durch die zweite Eintrittsoberfläche 5a eingetreten sind) austritt und die etwa senkrecht zu der optischen Achse der Anregungslichtquelle 2 ist. In der vorliegenden Ausführungsform überlappt dann, wenn die optische Vorrichtung 1 in der Richtung der optischen Achse betrachtet wird, die zweite Austrittsoberfläche 5b den Fluoreszenzlichtteil 4 und die zweite Eintrittsoberfläche 5a.
Der mikrohergestellte Film 52 ist ein Film mit einer mikrooptischen Struktur. Der mikrohergestellte Film 52 weist eine Mehrzahl von Vorwölbungen 53 auf, die in der Richtung der Lichtübertragungsfaser 13 das Licht sammeln, das durch das zweite lichtdurchlässige Substrat 51 hindurchtritt. Die Mehrzahl von Vorwölbungen 53 ist in einer Matrix auf der zweiten Austrittsoberfläche 5b des zweiten Lichtüberträgers 5 angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform ist jede Vorwölbung 53 eine vierseitige Pyramide. Der mikrohergestellte Film 52 weist einen etwa gleichschenkligen dreieckigen Querschnitt auf, wenn er entlang der Ebene geschnitten wird, die durch die X-Achsenrichtung und die Z-Achsenrichtung relativ zu der zweiten Austrittsoberfläche 5b (der Ebene etwa senkrecht zu der zweiten Austrittsoberfläche 5b) festgelegt ist. Die zweite Austrittsoberfläche 5b ist die Oberfläche des mikrohergestellten Films 52, die näher an der Lichtübertragungsfaser 13 vorliegt. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst das Lichtsammeln eine Lichtkollimation.
Es sollte beachtet werden, dass, obwohl der mikrohergestellte Film 52 ein Film ist, der diese Struktur aufweist, dieser nicht auf einen solchen Film beschränkt ist und es sich um eine Struktur handeln kann, die auf der zweiten Austrittsoberfläche 5b des zweiten Lichtüberträgers 5 angeordnet ist. In diesem Fall ist der mikrohergestellte Film unnötig. Ferner ist in der vorliegenden Ausführungsform der transparente Körper 92 auch zwischen dem mikrohergestellten Film 52 und dem zweiten lichtdurchlässigen Substrat 51 angeordnet. Der transparente Körper 92 ist z. B. auch ein lichtdurchlässiges Silikonharz.
Der mikrohergestellte Film 52 wird unter Bezugnahme auf die 4 beschrieben, die dessen Querschnitt zeigt.
Die 4 ist eine teilweise vergrößerte schematische Querschnittsansicht, die den zweiten Lichtüberträger 5 der optischen Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
Wie es in der 4 gezeigt ist, bilden eine virtuelle Unterfläche V und eine geneigte Oberfläche S einen Winkel θ von mindestens 30° und höchstens 65°. Jede Vorwölbung 53 weist eine virtuelle Unterfläche V auf der Seite näher an dem zweiten Lichtüberträger 5 und vier geneigte Oberflächen S entfernt von der virtuellen Unterfläche V auf. D. h., die Länge der virtuellen Unterfläche V ist die Breite (Abstand) d der Vorwölbung 53.
Unter Bezugnahme auf die 5 und die 6 werden Ergebnisse von Simulationen der Lichtverteilung der optischen Vorrichtung 1 beschrieben, die einen solchen mikrohergestellten Film 52 umfasst.
Die 5 zeigt die Verteilung von Licht, das durch die zweite Austrittsoberfläche 5b der optischen Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform austritt. Die 6 zeigt die Verteilung von Licht, das durch die zweite Austrittsoberfläche 5b der optischen Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform austritt.
In diesen Simulationen wird Saphir als zweiter Lichtüberträger 5 verwendet. Die Dicke des Saphirs ausschließlich des mikrohergestellten Films 52 beträgt 0,5 mm, der Winkel θ beträgt 45°, der Brechungsindex des Saphirs beträgt 1,77 und die Größe der Anregungslichtquelle 2 beträgt 2 mm φ. Der umgebende Bereich des ersten Lichtüberträgers 3 und des zweiten Lichtüberträgers 5 ist mit Luft gefüllt.
Die 5 zeigt die Lichtverteilung in den folgenden Fällen: Der mikrohergestellte Film 52 liegt nicht vor; die Breite d der Vorwölbung 53 = 4 mm; die Breite d der Vorwölbung 53 = 2 mm; die Breite d der Vorwölbung 53 = 0,5 mm und die Breite d der Vorwölbung 53 = 0,05 mm. 0° gibt die Richtung der optischen Achse (die Lichtemissionsrichtung) an. Die 5 zeigt auch den Fall einer Lambert'schen Verteilung als Standard für eine ideale diffuse Reflexion.
Obwohl die Lichtverteilung in der Richtung der optischen Achse etwas ungleichmäßig ist, wenn die Breite d der Vorwölbung 53 2 mm beträgt und wenn die Breite d der Vorwölbung 53 4 mm beträgt, gibt es keine signifikante Veränderung der Lichtverteilung, selbst wenn sich die Breite d der Vorwölbung 53 ändert. D. h., der Einfluss, den die Breite d der Vorwölbung 53 auf die Lichtverteilung aufweist, kann als klein angesehen werden. Ferner wurde gefunden, dass dann, wenn die Breite d der Vorwölbung 53 2 mm beträgt, die Richtwirkung abnimmt, da sich die Breite d der Größe der Anregungslichtquelle 2 annähert.
Als nächstes wurde eine Simulation durch Festlegen der Breite d der Vorwölbung 53 auf 0,5 mm und Ändern des Winkels θ durchgeführt. Die anderen Einstellungen der optischen Vorrichtung 1 wurden beibehalten.
Die 6 zeigt die Lichtverteilung in den folgenden Fällen: Der mikrohergestellte Film 52 liegt nicht vor; Winkel θ = 15°; Winkel θ = 30°; Winkel θ = 45°; Winkel θ = 60°; Winkel θ = 65° und Winkel θ = 75°.
Das Ergebnis war, dass die Ungleichmäßigkeit der Lichtverteilung abnahm, wenn der Winkel θ ausgehend von 15° zunahm; die Form der Lichtverteilung etwa eine Ellipse wurde, wenn der Winkel θ 45° betrug und wenn der Winkel θ 60° betrug; und die Lichtverteilung erneut ungleichmäßig wurde, wenn der Winkel weiter zunahm. Dieses Ergebnis hat gezeigt, dass sich die Lichtverteilung abhängig von dem Winkel θ signifikant ändert. D. h., es wird davon ausgegangen, dass die Richtwirkung des Lichts einen Peak aufweist, d. h., am größten wird, wenn der Winkel θ in der Nähe von 60° liegt. Der Bereich des Winkels θ wurde auf der Basis der vorstehenden Ergebnisse festgelegt.
Wie es in der 3 gezeigt ist, ist die Lichtübertragungsfaser 13 eine lichtdurchlässige Lichtleitfaser, die eine dritte Eintrittsoberfläche 13a aufweist und das Licht leitet, das von dem zweiten Lichtüberträger 5 austritt. Die dritte Eintrittsoberfläche 13a ist eine Oberfläche auf einer Endseite der Lichtübertragungsfaser 13. Das Licht, das von dem zweiten Lichtüberträger 5 austritt, tritt durch die dritte Eintrittsoberfläche 13a in die Lichtübertragungsfaser 13 ein, wobei die dritte Eintrittsoberfläche 13a von der zweiten Austrittsoberfläche 5b des zweiten Lichtüberträgers 5 getrennt ist. Mit anderen Worten, die dritte Eintrittsoberfläche 13a ist etwa senkrecht zu der optischen Achse der Anregungslichtquelle 2. Der andere Endabschnitt der Lichtübertragungsfaser 13 ist mit dem Spitzenendabschnitt 15 verbunden.
In der vorliegenden Ausführungsform überlappt dann, wenn die optische Vorrichtung 1 in der Richtung der optischen Achse betrachtet wird, die dritte Eintrittsoberfläche 13a den Fluoreszenzlichtteil 4, die zweite Eintrittsoberfläche 5a und die zweite Austrittsoberfläche 5b. D. h., die Anregungslichtquelle 2, der erste Lichtüberträger 3, der Fluoreszenzlichtteil 4, der zweite Lichtüberträger 5 und die Lichtübertragungsfaser 13 sind in dieser Reihenfolge angeordnet. Es sollte beachtet werden, dass der Fluoreszenzlichtteil 4, die zweite Eintrittsoberfläche 5a, die zweite Austrittsoberfläche 5b und die dritte Eintrittsoberfläche 13a der Lichtübertragungsfaser 13 in der vorliegenden Ausführungsform die gleiche Größe aufweisen; deren Größen können jedoch gegebenenfalls unterschiedlich und veränderbar sein.
Die Lichtquellensteuerung 6 steuert mittels der Stromquelle 7 den Betrieb der Anregungslichtquelle 2, wie z. B. die Lichtemission, und umfasst z. B. eine Schaltung beispielsweise zum Steuern der Anregungslichtquelle 2. Die Lichtquellensteuerung 6 wird unter Verwendung eines Mikrocomputers, eines Prozessors, usw., oder einer speziellen Schaltung betrieben, die z. B. den Strom steuert, welcher der Anregungslichtquelle 2 zugeführt wird.
Die Stromquelle 7 umfasst eine Stromquellenschaltung, die Strom erzeugt, der bewirkt, dass die Anregungslichtquelle 2 Licht emittiert. Die Stromquelle 7 ist durch eine Stromleitung, wie z. B. eine Steuerleitung, mit einem Stromversorgungssystem verbunden.
Die Kamerasteuereinheit 12 steuert den Spitzenendabschnitt 15. Die Kamerasteuereinheit 12 ist z. B. in einem Gehäuse untergebracht.
Der andere Endabschnitt der Lichtübertragungsfaser 13 und der andere Endabschnitt des Bildübertragungswegs 14 sind mit dem Spitzenendabschnitt 15 verbunden. Der Spitzenendabschnitt 15 umfasst eine Kamera 16, die ein Bild eines Gegenstands aufnimmt. Die Kamera 16 ist z. B. eine ladungsgekoppelte Vorrichtung(CCD)-Kamera. Die Kamera 16 überträgt ein Signal des aufgenommenen Bilds des Gegenstands mittels des Bildübertragungswegs 14 zu dem Bildprozessor 12a der Kamerasteuereinheit 12. Der Bildprozessor 12a führt durch Umwandeln des Eingangssignals des Bilds in Bilddaten eine geeignete Bildverarbeitung durch, so dass die gewünschten Ausgabebildinformationen erzeugt werden. Die erzeugten Bildinformationen werden dann mittels der Steuereinrichtung 12b als Untersuchungsbild des Endoskops auf einer Anzeige angezeigt. Ferner werden die Bildinformationen gegebenenfalls z. B. auf einer Aufzeichnungseinrichtung 12c, die einen Speicher umfasst, aufgezeichnet.
Mit einer solchen optischen Vorrichtung 1 tritt das Anregungslicht, das von der Anregungslichtquelle 2 emittiert wird, in den ersten Lichtüberträger 3 ein und durch diesen hindurch und tritt dann in den Fluoreszenzlichtteil 4 ein. Ein Teil des Anregungslichts, das in den Fluoreszenzlichtteil 4 eintritt, wird durch den Leuchtstoff absorbiert und als Fluoreszenzlicht emittiert, wohingegen ein anderer Teil des Anregungslichts, das in den Fluoreszenzlichtteil 4 eintritt, als solches durch den Fluoreszenzlichtteil 4 hindurchtritt. Das Fluoreszenzlicht und das Anregungslicht treten durch den zweiten Lichtüberträger 5 hindurch, treten durch die zweite Austrittsoberfläche 5b aus und treten in die dritte Eintrittsoberfläche 13a der Lichtübertragungsfaser 13 ein. Das Fluoreszenzlicht und das Anregungslicht treten dann durch die Lichtübertragungsfaser 13 hindurch, erreichen den Spitzenendabschnitt 15 und treten aus dem Spitzenendabschnitt 15 aus.
[Vorteilhafte Effekte]
Als nächstes werden vorteilhafte Effekte der optischen Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Wie es vorstehend beschrieben ist, umfasst die optische Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform: eine Anregungslichtquelle 2; einen ersten Lichtüberträger 3, der Anregungslicht, das von der Anregungslichtquelle 2 emittiert wird, überträgt; einen Fluoreszenzlichtteil 4, der auf einer Oberfläche des ersten Lichtüberträgers 3 gegenüber einer Oberfläche angeordnet ist, durch die das Anregungslicht eintritt, und Fluoreszenzlicht von dem Anregungslicht emittiert; einen zweiten Lichtüberträger 5, zwischen dem und dem ersten Lichtüberträger 3 der Fluoreszenzlichtteil 4 angeordnet ist, und der Licht überträgt, das von dem Fluoreszenzlichtteil 4 emittiert wird; eine Lichtübertragungsfaser 13, die das Licht leitet, das aus dem zweiten Lichtüberträger 5 austritt; und einen mikrohergestellten Film 52, der auf einer Seite des zweiten Lichtüberträgers 5 näher an der Lichtübertragungsfaser 13 angeordnet ist und das Licht, das von dem Fluoreszenzlichtteil 4 emittiert wird, in der Richtung der Lichtübertragungsfaser 13 sammelt.
Gemäß diesem Aufbau kann, da der Fluoreszenzlichtteil 4 zwischen dem ersten Lichtüberträger 3 und dem zweiten Lichtüberträger 5 angeordnet ist, Wärme verglichen mit dem Fall, bei dem der Fluoreszenzlichtteil 4 nur mit dem ersten Lichtüberträger 3 in Kontakt ist, von dem Fluoreszenzlichtteil 4 einfacher abgeleitet werden.
Ferner ist bei der optischen Vorrichtung 1 der Abstand zwischen dem Fluoreszenzlichtteil 4 und der Lichtübertragungsfaser 13 um die Dicke des zweiten Lichtüberträgers 5 größer als derjenige in einer optischen Vorrichtung, die den zweiten Lichtüberträger 5 nicht umfasst. Da jedoch der mikrohergestellte Film 52 auf der Seite des zweiten Lichtüberträgers 5 angeordnet ist, die näher an der Lichtübertragungsfaser 13 vorliegt, wird Licht, das durch den zweiten Lichtüberträger 5 hindurchtritt, durch den mikrohergestellten Film 52 gesammelt und tritt einfach in die dritte Eintrittsoberfläche 13a der Lichtübertragungsfaser 13 ein.
Daher kann die optische Vorrichtung 1 die Ableitung von Wärme von dem Fluoreszenzlichtteil 4 und das Sammeln von Licht in der Richtung der Lichtübertragungsfaser 13 verbessern. Dies ermöglicht die Erhöhung der Dichte von Lichtbündeln, die durch die Lichtübertragungsfaser 13 geleitet werden.
Ferner ist in der optischen Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Spalt zwischen dem Fluoreszenzlichtteil 4 und dem zweiten Lichtüberträger 5 mit dem transparenten Körper 91 gefüllt.
Da gemäß diesem Aufbau der Spalt zwischen dem Fluoreszenzlichtteil 4 und dem zweiten Lichtüberträger 5 mit dem transparenten Körper 91 überbrückt (gefüllt) ist, kann der Fresnel-Verlust vermindert werden, wenn Licht, das in den zweiten Lichtüberträger 5 eintritt, durch die zweite Eintrittsoberfläche 5a des zweiten Lichtüberträgers 5 reflektiert wird, und die Ableitung von Wärme von dem Fluoreszenzlichtteil 4 kann erhöht werden. Als Ergebnis kann die Lichtabgabeeffizienz in dem zweiten Lichtüberträger 5 erhöht werden.
Ferner weist in der optischen Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der transparente Körper 91 einen Brechungsindex auf, der größer als der Brechungsindex eines Bindemittels ist, das einen Leuchtstoff in dem Fluoreszenzlichtteil 4 bindet, oder identisch damit ist.
Da gemäß diesem Aufbau das Licht, das von dem Fluoreszenzlichtteil 4 emittiert wird, durch den transparenten Körper 91 weiter in der Richtung der optischen Achse gebrochen wird, breitet sich das Licht einfach in der Richtung der optischen Achse aus. Folglich ist es weniger wahrscheinlich, dass Licht, das von dem zweiten Lichtüberträger 5 austritt, gestreut wird. Als Ergebnis kann die Lichtabgabeeffizienz in der Lichtübertragungsfaser 13 erhöht werden.
Ferner umfasst in der optischen Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der mikrohergestellte Film 52 eine Mehrzahl von Vorwölbungen 53. Bei der Mehrzahl von Vorwölbungen 53 handelt es sich jeweils um eine vierseitige Pyramide und diese sind in einer Matrix auf einer Oberfläche des zweiten Lichtüberträgers 5 näher an der Lichtübertragungsfaser 13 angeordnet.
Gemäß diesem Aufbau wird das Fluoreszenzlicht, das durch den zweiten Lichtüberträger 5 hindurchtritt, durch die zweite Austrittsoberfläche 5b des mikrohergestellten Films 52 gebrochen und wird einfach durch den mikrohergestellten Film 52 gesammelt (kollimiertes Licht wird einfach einbezogen). Als Ergebnis tritt stark gerichtetes Licht durch die zweite Austrittsoberfläche 5b aus.
Ferner weist in der optischen Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform jede der Mehrzahl von Vorwölbungen 53 eine virtuelle Unterfläche V auf einer Seite näher an dem zweiten Lichtüberträger 5 und vier geneigte Oberflächen S auf. Die virtuelle Unterfläche V und jede geneigte Oberfläche S bilden einen Winkel θ von mindestens 30° und höchstens 65°.
Gemäß diesem Aufbau ermöglicht, wie es in der 5 und der 6 gezeigt ist, das geeignete Einstellen des Winkels θ das Erhalten von Licht, das durch den zweiten Lichtüberträger 5 gesammelt wird. Als Ergebnis tritt ein stärker gerichtetes Licht durch die zweite Austrittsoberfläche 5b aus.
Ferner beträgt in der optischen Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Breite d jeder der Mehrzahl von Vorwölbungen 53 mindestens 0,01 mm und höchstens 3 mm.
In diesem Aufbau bewirkt die Breite d der Vorwölbung 53, dass die Dicke des mikrohergestellten Films 52 aufgrund der Beziehung mit dem Winkel θ nicht einfach zunimmt, und folglich nimmt die Dicke des zweiten Lichtüberträgers 5 nicht einfach zu. Aus diesem Grund wird der Abstand zwischen dem Fluoreszenzlichtteil 4 und der Lichtübertragungsfaser 13 nicht einfach beeinflusst und das Licht, das durch die zweite Austrittsoberfläche 5b gesammelt wird, tritt aus dem mikrohergestellten Film 52 aus.
Insbesondere selbst wenn die Breite d der Vorwölbung 53 verändert wird, kann Licht ohne Einstellen der Lichtwellenlänge gesammelt werden, da die Breite d nicht von der Lichtwellenlänge abhängt.
(Variation der Ausführungsform)
Nachstehend wird eine optische Vorrichtung 1 gemäß einer Variation der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 7 beschrieben.
Die 7 ist eine teilweise vergrößerte schematische Querschnittsansicht, die den zweiten Lichtüberträger 5 der optischen Vorrichtung 1 gemäß der Variation der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
Die Variation der vorstehenden Ausführungsform unterscheidet sich von der vorstehenden Ausführungsform dahingehend, dass, während die Vorwölbungen 53 des mikrohergestellten Films 52 in der vorstehenden Ausführungsform vierseitige Pyramiden sind, die Vorwölbungen 53 des mikrohergestellten Films 52 in der Variation der Ausführungsform näherungsweise halbkugelförmig sind.
Die anderen Elemente in der Variation sind mit denjenigen in der vorstehenden Ausführungsform identisch; identischen Elementen werden identische Bezugszeichen zugeordnet und eine detaillierte Beschreibung solcher Elemente ist weggelassen.
Die Mehrzahl von Vorwölbungen 53 bilden jeweils einen Abschnitt eines näherungsweise kugelförmigen Körpers und sind in einer Matrix auf der zweiten Austrittsoberfläche 5b des mikrohergestellten Films des zweiten Lichtüberträgers 5 angeordnet. Es sollte beachtet werden, dass Vorwölbungen 53 in der Variation der vorliegenden Ausführungsform näherungsweise halbkugelförmig sind.
Wenn k die halbe Breite (1/2 Abstand) darstellt, wobei es sich um die Hälfte der Breite jeder virtuellen Unterfläche V handelt, und h die Höhe von jeder der Mehrzahl von Vorwölbungen 53 in der Richtung der optischen Achse der Anregungslichtquelle 2 darstellt, erfüllt die Mehrzahl von Vorwölbungen 53 des mikrohergestellten Films 52 die Bedingung:
[Math. 1]

h / k ≥ 0,5 Ausdruck 1

Die Hälfte der Breite der virtuellen Unterfläche V, die als halbe Breite k bezeichnet wird, ist die Breite der Vorwölbung 53. Mit anderen Worten, die halbe Breite k der virtuellen Unterfläche V ist der Radius der kreisförmigen virtuellen Unterfläche. Die halbe Breite k jeder virtuellen Unterfläche V beträgt mindestens 0,01 mm und höchstens 3 mm. Die Höhe h in der Richtung der optischen Achse der Anregungslichtquelle 2 beträgt mindestens 0,01 mm und höchstens 3 mm. h/k stellt das Seitenverhältnis dar. Die Höhe h der Vorwölbung 53 in der Richtung der optischen Achse der Anregungslichtquelle 2 stellt die Höhe von der virtuellen Unterfläche V dar.
Unter Bezugnahme auf die 8 und die 9 werden Ergebnisse von Simulationen der Lichtverteilung der optischen Vorrichtung 1 beschrieben, die einen solchen mikrohergestellten Film 52 umfasst.
Die 8 zeigt die Verteilung von Licht, das durch die zweite Austrittsoberfläche 5b der optischen Vorrichtung 1 gemäß der Variation der vorliegenden Ausführungsform austritt. Die 9 zeigt die Verteilung von Licht, das durch die zweite Austrittsoberfläche 5b der optischen Vorrichtung 1 gemäß der Variation der vorliegenden Ausführungsform austritt.
Die 8 zeigt die Lichtverteilung in den folgenden Fällen: Der mikrohergestellte Film 52 liegt nicht vor; die halbe Breite k der virtuellen Unterfläche V = 2 mm; die halbe Breite k der virtuellen Unterfläche V = 1,5 mm; die halbe Breite k der virtuellen Unterfläche V = 1 mm; die halbe Breite k der virtuellen Unterfläche V = 0,5 mm und die halbe Breite k der virtuellen Unterfläche V = 0,05 mm.
Während die Lichtverteilung in den Fällen, bei denen die halbe Breite k der virtuellen Unterfläche V 0,05 mm, 0,5 mm und 1 mm beträgt, näherungsweise elliptisch ist, ist ersichtlich, dass die Lichtverteilung in den Fällen ungleichmäßig ist, bei denen die halbe Breite k der virtuellen Unterfläche V 1,5 mm und 2 mm beträgt. D. h., es kann davon ausgegangen werden, dass die halbe Breite k der virtuellen Unterfläche V die Eigenschaft aufweist, dass die Lichtverteilung verglichen mit den Vorwölbungen 53 der Ausführungsform einfach beeinflusst wird.
Die 9 zeigt die Lichtverteilung in den folgenden Fällen: Der mikrohergestellte Film 52 liegt nicht vor; Seitenverhältnis h/k = 0,33; Seitenverhältnis h/k = 0,5; Seitenverhältnis h/k = 0,67 und Seitenverhältnis h/k = 1.
Das Ergebnis war, dass die Lichtverteilung etwa elliptisch war, wenn das Seitenverhältnis h/k 0,5, 0,67 und 1 betrug, und dass die Lichtverteilung ungleichmäßig war, wenn das Seitenverhältnis h/k 0,33 betrug. D. h., das Ergebnis war, dass die Lichtverteilung ungleichmäßig wurde, wenn das Seitenverhältnis h/k abnahm, und das Licht stärker gerichtet war, wenn das Seitenverhältnis h/k zunahm. Das Seitenverhältnis h/k in dem Ausdruck 1 wurde auf der Basis des vorstehend genannten Ergebnisses festgelegt.
[Vorteilhafte Effekte]
Als nächstes werden vorteilhafte Effekte der optischen Vorrichtung 1 gemäß der Variation der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, umfasst der mikrohergestellte Film 52 der optischen Vorrichtung 1 gemäß der Variation der vorliegenden Ausführungsform eine Mehrzahl von Vorwölbungen 53. Die Mehrzahl von Vorwölbungen 53 bilden jeweils einen Abschnitt eines näherungsweise kugelförmigen Körpers und sind in einer Matrix auf einer Oberfläche des zweiten Lichtüberträgers 5 näher an der Lichtübertragungsfaser 13 angeordnet.
Gemäß diesem Aufbau wird das Licht, das durch den zweiten Lichtüberträger 5 hindurchtritt, durch die zweite Austrittsoberfläche 5b des mikrohergestellten Films 52 gebrochen und einfach durch den mikrohergestellten Film 52 gesammelt. Als Ergebnis tritt stark gerichtetes Licht durch die zweite Austrittsoberfläche 5b aus.
Ferner weist in der optischen Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform jede der Mehrzahl von Vorwölbungen 53 die virtuelle Unterfläche V auf einer Seite näher an dem zweiten Lichtüberträger 5 auf. Wenn k die halbe Breite darstellt, wobei es sich um die Hälfte der Breite jeder virtuellen Unterfläche V handelt, und h die Höhe von jeder der Mehrzahl von Vorwölbungen 53 in der Richtung der optischen Achse der Anregungslichtquelle 2 darstellt, erfüllt der mikrohergestellte Film 52 die Bedingung:
[Math. 2]

h / k ≥ 0,5 Ausdruck 2

Gemäß diesem Aufbau kann, wie es in der 8 und der 9 gezeigt ist, Licht durch den zweiten Lichtüberträger 5 gesammelt werden, wenn die Bedingung des Ausdrucks 2 erfüllt ist. Aus diesem Grund tritt stärker gerichtetes Licht durch die zweite Austrittsoberfläche 5b aus.
Ferner beträgt in der optischen Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Höhe h jeder der Mehrzahl von Vorwölbungen 53 in der Richtung der optischen Achse der Anregungslichtquelle 2 mindestens 0,01 mm und höchstens 3 mm.
Bei diesem Aufbau bewirkt die Höhe h der Vorwölbung 53, dass die Höhe des mikrohergestellten Films 52 nicht einfach zunimmt und folglich nimmt die Dicke des zweiten Lichtüberträgers 5 nicht einfach zu. Aus diesem Grund wird der Abstand zwischen dem Fluoreszenzlichtteil 4 und der Lichtübertragungsfaser 13 nicht einfach beeinflusst und das Licht, das durch die zweite Austrittsoberfläche 5b gesammelt wird, tritt aus dem mikrohergestellten Film 52 aus.
Selbst wenn die Breite d der Vorwölbung 53 verändert wird, kann insbesondere Licht ohne Einstellen der Lichtwellenlänge gesammelt werden, da die Breite d nicht von der Lichtwellenlänge abhängt.
Die anderen vorteilhaften Effekte der optischen Vorrichtung 1 gemäß der Variation der vorliegenden Ausführungsform sind mit denjenigen identisch, die durch die optische Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erzeugt werden.
(Andere Variationen, usw.)
Vorstehend wurde die optische Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auf der Basis einer Ausführungsform und einer Variation der Ausführungsform beschrieben; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehende Ausführungsform und Variation der Ausführungsform beschränkt.
Beispielsweise können die Vorwölbungen der Lichtsammelstruktur in der vorstehenden Ausführungsform und Variation der Ausführungsform dreieckige Pyramiden, Würfel, usw., oder eine Form sein, in der diese Formen kombiniert sind.
Ferner kann es sich bei dem Leuchtstoff in der vorstehenden Ausführungsform und Variation der Ausführungsform z. B. um verschiedene pulverförmige Leuchtstoffe, keramische Leuchtstoffe oder einkristalline Leuchtstoffe handeln.
Vorstehend wurde(n) ein oder mehrere Aspekt(e) der vorliegenden Erfindung auf der Basis einer Ausführungsform und einer Variation der Ausführungsform beschrieben; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform und die Variation dieser Ausführungsform beschränkt. Verschiedene Modifizierungen dieser Ausführungsform und der Variation dieser Ausführungsform, die für einen Fachmann ersichtlich sind, sowie Ausführungsformen, die aus Kombinationen von strukturellen Elementen von verschiedenen Ausführungsformen resultieren, können vom Umfang eines Aspekts oder mehrerer Aspekte der vorliegenden Erfindung umfasst sein, solange solche Modifizierungen und Ausführungsformen nicht von dem Wesentlichen der vorliegenden Erfindung abweichen.
Bezugszeichenliste

1: Optische Vorrichtung
2: Anregungslichtquelle
3: Erster Lichtüberträger
4: Fluoreszenzlichtteil
5: Zweiter Lichtüberträger
13: Lichtübertragungsfaser (Lichtleiter)
52: Mikrohergestellter Film (Lichtsammelstruktur)
53: Vorwölbung
S: Geneigte Oberfläche
V: Virtuelle Unterfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2006-66875 [0004]
JP 2012-209190 [0004]

Claims

Optische Vorrichtung, umfassend: eine Anregungslichtquelle; einen ersten Lichtüberträger, der Anregungslicht, das von der Anregungslichtquelle emittiert wird, überträgt; einen Fluoreszenzlichtteil, der auf einer Oberfläche des ersten Lichtüberträgers gegenüber einer Oberfläche angeordnet ist, durch die das Anregungslicht eintritt, und Fluoreszenzlicht von dem Anregungslicht emittiert; einen zweiten Lichtüberträger, zwischen dem und dem ersten Lichtüberträger der Fluoreszenzlichtteil angeordnet ist, und der Licht überträgt, das von dem Fluoreszenzlichtteil emittiert wird; einen Lichtleiter, der das Licht leitet, das aus dem zweiten Lichtüberträger austritt; und eine Lichtsammelstruktur, die auf einer Seite des zweiten Lichtüberträgers näher an dem Lichtleiter angeordnet ist und das Licht, das von dem Fluoreszenzlichtteil emittiert wird, in der Richtung des Lichtleiters sammelt.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der ein Spalt zwischen dem Fluoreszenzlichtteil und dem zweiten Lichtüberträger mit einem transparenten Körper gefüllt ist.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher der transparente Körper einen Brechungsindex aufweist, der größer als der Brechungsindex eines Bindemittels ist, das einen Leuchtstoff in dem Fluoreszenzlichtteil bindet, oder identisch damit ist.
Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher die Lichtsammelstruktur eine Mehrzahl von Vorwölbungen umfasst und es sich bei der Mehrzahl von Vorwölbungen jeweils um eine vierseitige Pyramide handelt und diese in einer Matrix auf einer Oberfläche des zweiten Lichtüberträgers näher an dem Lichtleiter angeordnet sind.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der jede der Mehrzahl von Vorwölbungen eine virtuelle Unterfläche auf einer Seite näher an dem zweiten Lichtüberträger und vier geneigte Oberflächen aufweist und die virtuelle Unterfläche und jede der geneigten Oberflächen einen Winkel θ von mindestens 30° und höchstens 65° bilden.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, bei der die Breite d der Mehrzahl von Vorwölbungen mindestens 0,01 mm und höchstens 3 mm beträgt.
Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Lichtsammelstruktur eine Mehrzahl von Vorwölbungen umfasst und die Mehrzahl von Vorwölbungen jeweils einen Abschnitt eines näherungsweise kugelförmigen Körpers bilden und in einer Matrix auf einer Oberfläche des zweiten Lichtüberträgers näher an dem Lichtleiter angeordnet sind.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der jede der Mehrzahl von Vorwölbungen eine virtuelle Unterfläche auf einer Seite näher an dem zweiten Lichtüberträger aufweist und wenn k eine halbe Breite darstellt, bei der es sich um die Hälfte der Breite der virtuellen Unterfläche handelt, und h eine Höhe von jeder der Mehrzahl von Vorwölbungen in einer Richtung einer optischen Achse der Anregungslichtquelle darstellt, die Lichtsammelstruktur die Bedingung [Math. 1] h / k ≥ 0,5 Ausdruck 1 erfüllt.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, bei der die Höhe h der Mehrzahl von Vorwölbungen in der Richtung der optischen Achse der Anregungslichtquelle mindestens 0,01 mm und höchstens 3 mm beträgt.