JP2007227573A - Light emitting device - Google Patents

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Junichi Kinoshita
順一 木下
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Toshiba Lighting and Technology Corp
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Harison Toshiba Lighting Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light emitting device which has a uniform luminance and has little variation in chromaticity due to temperature change and has a good emission efficiency. <P>SOLUTION: A diffraction grating 261 for generating radiation mode light 400 from a light 25 is provided to diffuse optical guided waves to the surface of a clad 270 or the outer peripheral surface of a fiber grating 650 having two or more orders. Consequently, the coherency is suppressed so that the radiation mode light 400 can be used for illumination purpose. As a light source, a distributed feedback laser or distributed Bragg reflector laser which oscillates at a single wavelength and has little change in temperature could be used, and a light having a wavelength which can excite a phosphor most efficiently is obtained from the light source. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、光を線状に放射するための発光デバイスに関する。   The present invention relates to a light emitting device for emitting light linearly.

固体発光素子の代表例としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）や半導体レーザ（ＬＤ： Laser Diode)がある。これらの固体発光素子は出力や発光色のヴァリエーションおよび指向性の点で、かなり満足すべき特性が得られており様々な分野への応用が進んでいる。   Typical examples of solid state light emitting devices include LEDs (Light Emitting Diodes) and semiconductor lasers (LDs: Laser Diodes). These solid-state light emitting devices have considerably satisfactory characteristics in terms of output, emission color variations, and directivity, and are being applied to various fields.

これらの固体発光素子は基本的に指向性の強い点光源であり、可視光の照明応用としては、線状や面状のインコヒーレントな光源が望まれる。また、ＬＥＤやＬＤは、温度が上昇すると波長が長波長にシフトするので、色度の温度安定性が悪く、色の変化が起きやすい。   These solid-state light emitting elements are basically point light sources with strong directivity, and linear or planar incoherent light sources are desired for visible light illumination applications. Further, since the wavelength of the LED and LD shifts to a long wavelength when the temperature rises, the temperature stability of the chromaticity is bad and the color is likely to change.

ところで、面状の光源としては、有機、無機のＥＬがあるが、色のヴァリエーションが少ないことや輝度および信頼性の点で応用分野が限定されている。そこで発明者は、従来より、矩形断面を持つ平面導波路の表面にホログラフィックな構造として、例えば、二次以上のＢｒａｇｇ散乱を起す回折格子を形成することにより実現可能な線状の発光体を提案している。さらに、これらの平面導波路を並べることで、面状の発光体の実現も可能としている。   By the way, as the planar light source, there are organic and inorganic EL, but the application fields are limited in that there are few color variations, luminance and reliability. Therefore, the inventor has conventionally proposed a linear illuminator that can be realized by forming a diffraction grating that causes second-order or higher-order Bragg scattering as a holographic structure on the surface of a planar waveguide having a rectangular cross section. is suggesting. Furthermore, by arranging these planar waveguides, a planar light emitter can be realized.

ただし、平面導波路を用いた面状の発光体では、二次以上の回折格子から放射される放射モードは上下方向に限定されている。壁型照明ではない据置タイプの照明では、光が３６０度に放射される方が望ましい場合もある。また、光ファイバを介して遠方の光源より光を持ってくる場合は光学ファイバとの光学結合の必要がある。   However, in a planar light emitting body using a planar waveguide, the radiation mode radiated from the second-order or higher diffraction grating is limited to the vertical direction. In stationary illumination that is not wall illumination, it may be desirable for light to be emitted at 360 degrees. Further, when light is brought from a distant light source through an optical fiber, it is necessary to optically couple with the optical fiber.

また、これらとは別に、ファイバを用いたユニークな白色照明がある（http://www.nichia.co.jp/domino01/nichia/newsnca.nsf/2005/04141）。この白色照明の構成の一例の横断面図を図９に示す。この白色照明の光源では、青色ＬＤ２０”からの発光ビームをレンズ９００で絞って光学ファイバ６００の近端６１０に結合させる。   Apart from these, there is a unique white illumination using a fiber (http://www.nichia.co.jp/domino01/nichia/newsnca.nsf/2005/04141). FIG. 9 shows a cross-sectional view of an example of the configuration of this white illumination. In this white illumination light source, the light beam emitted from the blue LD 20 ″ is focused by the lens 900 and coupled to the near end 610 of the optical fiber 600.

ファイバ６００は、光エネルギーを外に漏らさず導波する。光学ファイバ６００の遠端６２０には蛍光体（ＹＡＧ： Yttrium Aluminum Garnet）を含む蛍光体ユニット７１０を設けてある。青色の光エネルギーは遠端６２０から初めて放射され、ＹＡＧを励起し黄色発光を得る。また、自身も青い光として一緒に散乱される。このようにして、青色と黄色の疑似白色光をファイバ遠端６２０で実現できる。ただし、遠端６２０の断面サイズに近い蛍光体ユニット７１０は点光源であり、発光そのものの空間的拡がりを実現するものではない。   The fiber 600 guides light energy without leaking outside. A phosphor unit 710 including a phosphor (YAG: Yttrium Aluminum Garnet) is provided at the far end 620 of the optical fiber 600. Blue light energy is emitted for the first time from the far end 620 and excites YAG to produce yellow emission. Also, it is scattered together as blue light. In this way, blue and yellow pseudo white light can be realized at the fiber far end 620. However, the phosphor unit 710 close to the cross-sectional size of the far end 620 is a point light source and does not realize the spatial expansion of the light emission itself.

なお、図９において、青色ＬＤ１０とファイバを固定するレセプタクルは、一般的構造でもあり簡単のため省略している。
特開２００２−２１７４５９号公報 In FIG. 9, the receptacle for fixing the blue LD 10 and the fiber is also a general structure and is omitted for simplicity.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-217459

ところが、従来の発光デバイスにおいては、ＬＥＤやＬＤを用いた指向性点光源の平面アレイの構成において点光源としての輝度が高くなってしまい、面全体での輝度の均一性を得ることは難しかった。   However, in the conventional light emitting device, the luminance as a point light source becomes high in the configuration of a planar array of directional point light sources using LEDs and LDs, and it is difficult to obtain the uniformity of luminance over the entire surface. .

また、ＬＥＤやＬＤは自身の温度が上昇すると光の波長が長波長方向へシフトしてしまうので、色度の温度安定性が満足されにくく光の色の変化も起きる可能性があった。   In addition, since the wavelength of light shifts in the longer wavelength direction when the temperature of the LED or LD increases, there is a possibility that the temperature stability of the chromaticity is not satisfied and the color of the light may change.

また、ファイバを用いて遠端に光を導波する方式は遠端も点光源となってしまうので、光を線状もしくは面状光源に変換するには、遠端に生じる点光源をさらに別のデバイスに結合して線状もしくは面状光源に変換する必要があった。   In addition, the method of guiding light to the far end using a fiber also becomes a point light source at the far end. Therefore, in order to convert light to a linear or planar light source, a point light source generated at the far end is further separated. It was necessary to combine it with a device and convert it into a linear or planar light source.

また、平面導波路に沿って二次以上の回折格子を形成して放射モード光を取り出す発光デバイスは、上下方向の発光が基本であるので、３６０度方向の照明を期待する用途には向かないものであった。   In addition, a light emitting device that forms a second or higher order diffraction grating along a planar waveguide and extracts radiation mode light is basically suitable for applications that expect illumination in a 360 degree direction because light emission in the vertical direction is fundamental. It was a thing.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、輝度が均一で、温度による色度変化が少なく、発光効率が良い発光デバイスを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to provide a light-emitting device having uniform luminance, little change in chromaticity due to temperature, and high light emission efficiency.

本発明に係る発光デバイスは、光ファイバへ導波する導波光を発光するために該光ファイバの端部に配置された発光体と、前記光ファイバの長手方向へ沿って配置され該光ファイバに導波された前記導波光を外周方向へ放射するための光学構造と、前記光学構造から外周方向へ放射された前記導波光を拡散させるための光学拡散構造と、を備えることを特徴としている。   A light emitting device according to the present invention includes a light emitter disposed at an end of an optical fiber to emit guided light guided to the optical fiber, and a light emitter disposed along the longitudinal direction of the optical fiber. An optical structure for radiating the guided light guided in the outer peripheral direction and an optical diffusion structure for diffusing the guided light radiated from the optical structure in the outer peripheral direction are provided.

本発明にあっては、放射モード光を出力できるホログラフィックな加工を施した光ファイバとして、二次以上の次数を持つファイバグレーティング（ＦＢＧ）を用いる。そして、ＦＢＧのクラッドもしくは外周の表面に導波光を拡散させるための（ホログラフィックな）光学構造を設けて、放射モード光を照明に使えるようにコヒーレンシを抑制する。   In the present invention, a fiber grating (FBG) having a second or higher order is used as an optical fiber subjected to holographic processing capable of outputting radiation mode light. Then, a (holographic) optical structure for diffusing guided light is provided on the surface of the cladding or outer periphery of the FBG to suppress coherency so that the radiation mode light can be used for illumination.

本発明によれば、輝度が均一で、温度による色度変化が少なく、発光効率が良い発光デバイスを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a light-emitting device with uniform luminance, little change in chromaticity due to temperature, and high luminous efficiency.

＜第１の実施の形態＞
図１は、発光デバイスの第１の実施の形態に係る斜視図を示す。また、図２は、発光デバイスの第１の実施の形態に係る断面図を示している。 <First Embodiment>
FIG. 1 is a perspective view according to a first embodiment of a light emitting device. FIG. 2 shows a cross-sectional view according to the first embodiment of the light-emitting device.

この図１に示すのは、光２５を発生するＬＥＤ２０と、ＬＥＤ２０が発光した光２５を集光するためのレンズ９００と、このレンズ９００により集光された光２５が入射するコア２６０と、このコア２６０に入射し導波される光２５を放射モード光４００にするための回折格子２６１と、コア２６０を覆うクラッド２７０および被覆材５２０である。なお、コア２６０と回折格子２６１とクラッド２７０と被覆材５２０とでもってファイバグレーティング６５０を構成している。   FIG. 1 shows an LED 20 that generates light 25, a lens 900 that collects the light 25 emitted from the LED 20, a core 260 on which the light 25 collected by the lens 900 is incident, A diffraction grating 261 for making the light 25 incident on and guided by the core 260 into the radiation mode light 400, a clad 270 that covers the core 260, and a covering material 520. The fiber grating 650 is configured by the core 260, the diffraction grating 261, the clad 270, and the covering material 520.

このような図１に示す構成において、回折格子２６１による二次のＢｒａｇｇ散乱によって放射モード光４００を発生する周期構造が形成されたファイバグレーティング（ＦＢＧ）６５０のコア２６０と、および外側のクラッド２７０と、光２５の拡散（散乱）を起す被覆材（外周部）５２０からなる内部構造を説明のために外側から順に除去して示している。   In the configuration shown in FIG. 1, a core 260 of a fiber grating (FBG) 650 in which a periodic structure that generates radiation mode light 400 by secondary Bragg scattering by the diffraction grating 261 is formed, and an outer cladding 270 For the sake of explanation, the internal structure of the covering material (outer peripheral portion) 520 that causes diffusion (scattering) of the light 25 is sequentially removed and shown.

ファイバグレーティング６５０のコアには、屈折率が周期的に変化する等価的な二次以上のＢｒａｇｇ回折格子が形成されている。このようなＢｒａｇｇ回折格子の形成は、例えば、紫外線を用いた二光束干渉露光法やフェーズマスク法などによりＧｅの添加された光ファイバのコアへ屈折率の周期的な変化を誘起させることで実現することができる。あるいは適当なマスクを用いてイオンインプランテーションを実行することにより生成する方法でもよい。   In the core of the fiber grating 650, an equivalent second-order Bragg diffraction grating whose refractive index changes periodically is formed. Formation of such a Bragg diffraction grating is realized by, for example, inducing a periodic change in refractive index in the core of an optical fiber doped with Ge by two-beam interference exposure method using ultraviolet rays or a phase mask method. can do. Or the method of producing | generating by performing ion implantation using a suitable mask may be used.

一般に、ファイバのような導波路においては、そもそも導波方向以外に光が漏れず、ファイバの端面からのみで光の入出力が可能である。しかしながら、ファイバの端面以外に、導波光を導波路に沿って線状に取り出す方法もあり、Ｂｒａｇｇ散乱次数が二次以上の回折格子（周期構造）を導波路に沿って形成することにより実現できる。この周期構造に結合した導波光を、いわゆる放射モード光（radiation mode）として取り出すことができる。回折格子は一種の単純なホログラムであるので、同様なホログラフィックな位相パターンによって、導波路に沿って出力を取り出すことができる。   In general, in a waveguide such as a fiber, light does not leak in the direction other than the waveguide direction, and light can be input / output only from the end face of the fiber. However, in addition to the end face of the fiber, there is also a method of taking out the guided light along the waveguide, and this can be realized by forming a diffraction grating (periodic structure) having a Bragg scattering order of second or higher along the waveguide. . The guided light coupled to the periodic structure can be extracted as so-called radiation mode light. Since the diffraction grating is a kind of simple hologram, the output can be extracted along the waveguide by a similar holographic phase pattern.

これらのradiation modeに関する解析は、たとえば、Streiferetal, IEEE journal of Quantum Electronics, Vol.11, pp.867-873, (1975)、あるいは、同Vol.12, pp.74-78, (1976)、同Vol.12, pp.737-797, (1976)、同Vol.13, pp.131-141, (1977)等に詳細が掲載されている。   For example, Streiferetal, IEEE journal of Quantum Electronics, Vol. 11, pp. 867-873, (1975) or Vol. 12, pp. 74-78, (1976), Details are published in Vol.12, pp.737-797, (1976), Vol.13, pp.131-141, (1977).

発光素子として、例えばＬＥＤ２０の光２５をレンズ９００で絞ってファイバグレーティング６５０に結合し、結合した光はファイバグレーティング６５０中を導波される。コア２６０の二次の周期構造は、その断面の円周方向３６０°に放射モード光４００を放射する。この放射は、比較的コヒーレンシのよい放射モード光４００を拡散構造５２０によって拡散散乱される。   As the light emitting element, for example, the light 25 of the LED 20 is focused by the lens 900 and coupled to the fiber grating 650, and the coupled light is guided through the fiber grating 650. The secondary periodic structure of the core 260 emits the radiation mode light 400 in the circumferential direction 360 ° of the cross section. This radiation is diffusely scattered by the diffusion structure 520 with the radiation mode light 400 having relatively good coherency.

これによって、広い角度から視認されるようになり、視覚的にソフトな線状の可視光照明用の光源を実現することができる。光源であるＬＥＤ２０からの光結合効率を良好に確保することにより、効率よく放射モード光４００を得ることができる。   As a result, the light source can be viewed from a wide angle, and a visually soft linear light source for visible light illumination can be realized. The radiation mode light 400 can be efficiently obtained by ensuring good optical coupling efficiency from the LED 20 as the light source.

また、二次の周期構造から放射される放射モード光４００は、周期によって波長が選択されるため、波長の変化が少ない利点を有する。   Further, the radiation mode light 400 radiated from the secondary periodic structure has an advantage that the wavelength change is small because the wavelength is selected according to the period.

拡散構造体としての被覆材５２０は、クラッド２７０に密着していても良いし、あるいは空間を介してもよい。また光源はＬＥＤ２０ではなくて、同じ導波路を持つデバイスであり比較的に放射角の狭い半導体レーザ（ＬＤ）を用いてもよい。半導体レーザを用いることにより導波路への光結合の効率を良くすることができる。   The covering material 520 serving as a diffusion structure may be in close contact with the clad 270 or may be interposed through a space. The light source is not the LED 20 but a device having the same waveguide and a semiconductor laser (LD) having a relatively narrow emission angle may be used. By using a semiconductor laser, the efficiency of optical coupling to the waveguide can be improved.

＜第２の実施の形態＞
図３は、発光デバイスの第２の実施の形態に係る断面図を示す。この第２の実施の形態と第１の実施の形態との相違は、ファイバグレーティング６５０の一端面から光２５を入射するＬＥＤ２０の他に、他端面からもＬＥＤ２１の光２５を入射させる。これにより、ファイバグレーティング６５０に沿う放射モード光４００の分布を制御しやすくなる。 <Second Embodiment>
FIG. 3 shows a cross-sectional view according to a second embodiment of the light emitting device. The difference between the second embodiment and the first embodiment is that the light 25 of the LED 21 is incident not only from the LED 20 that enters the light 25 from one end face of the fiber grating 650 but also from the other end face. This makes it easy to control the distribution of the radiation mode light 400 along the fiber grating 650.

また、コア部は二次の周期構造を持つ部分２６０と周期構造を持たない部分２６２に分かれている。放射モード光４００を発生するのは二次の周期構造を持つ部分２６０であるから、必要な部分にのみ放射モード光４００の出力を配することができる。   The core portion is divided into a portion 260 having a secondary periodic structure and a portion 262 not having a periodic structure. Since the radiation mode light 400 is generated by the portion 260 having the secondary periodic structure, the output of the radiation mode light 400 can be arranged only in a necessary portion.

＜第３の実施の形態＞
図４は、発光デバイスの第３の実施の形態に係る斜視図を示している。また、図５は、発光デバイスの第３の実施の形態に係る断面図を示している。 <Third Embodiment>
FIG. 4 shows a perspective view according to the third embodiment of the light emitting device. FIG. 5 is a cross-sectional view according to the third embodiment of the light emitting device.

図４では、二次のＢｒａｇｇ散乱によって放射モード光４００を発生する周期構造が形成されたファイバグレーティング６５０のコア２６０、外側のクラッド２７０、蛍光体（ＹＡＧ）を含む被覆材７００からなる内部構造が見えるように外側の構造を順に除去している。   In FIG. 4, an internal structure comprising a core 260 of a fiber grating 650 formed with a periodic structure for generating radiation mode light 400 by secondary Bragg scattering, an outer cladding 270, and a covering material 700 including a phosphor (YAG) is shown. The outer structures are removed in order so that they can be seen.

すでに説明した第１の実施の形態との相違点は、放射モード光４００に対して拡散（散乱）を起す被覆材（外周部）５２０の代わりに蛍光体（ＹＡＧ）を含む被覆材（外周部）７００が配されていることである。また、ＬＥＤ２０はドミナント波長が４７０ｎｍの青色のスペクトルの光２６を放射する。   The difference from the first embodiment described above is that the covering material (outer peripheral portion) includes phosphor (YAG) instead of the covering material (outer peripheral portion) 520 that causes diffusion (scattering) to the radiation mode light 400. ) 700 is arranged. In addition, the LED 20 emits blue spectrum light 26 having a dominant wavelength of 470 nm.

この光２６をレンズ９００で絞って、ファイバグレーティング６５０に結合させる。結合した光２６はファイバグレーティング６５０中を導波される。コア２６０の二次の周期構造は、その断面の円周方向３６０°に青色の放射モード光４００を放射する。被覆材（外周部）７００に含まれる黄色の蛍光体であるＹＡＧは、この青色の光によって励起され黄色の発光４０１を得る。さらに放射モード光４００自身も青い光として一緒に散乱される。つまり、青色と黄色の光が混じった疑似白色光を線状の光源として実現できる。   The light 26 is squeezed by the lens 900 and coupled to the fiber grating 650. The coupled light 26 is guided through the fiber grating 650. The secondary periodic structure of the core 260 emits the blue radiation mode light 400 in the circumferential direction 360 ° of the cross section. YAG, which is a yellow phosphor contained in the covering material (outer peripheral portion) 700, is excited by the blue light to obtain yellow light emission 401. Further, the radiation mode light 400 itself is scattered together as blue light. That is, pseudo white light in which blue and yellow light are mixed can be realized as a linear light source.

また、二次の周期構造から放射される放射モード光４００は、周期によって波長が選択されるため、波長の変化が少ない利点を有する。ＬＥＤ２０は一般的に、温度上昇により長波長側に波長がシフトする。これにより蛍光体の励起効率も変化し、色味としては複雑に変化する。ＬＥＤ２０の波長変化があっても回折格子２６１のフィルタ作用により放射モード光４００の波長が決定される。したがって、本実施の形態では、ＬＥＤ２０の温度変化による波長の変化に対して影響されない安定した色度が得られる。   Further, the radiation mode light 400 radiated from the secondary periodic structure has an advantage that the wavelength change is small because the wavelength is selected according to the period. The wavelength of the LED 20 is generally shifted to the longer wavelength side due to a temperature rise. As a result, the excitation efficiency of the phosphor also changes, and the color changes in a complicated manner. Even if the wavelength of the LED 20 changes, the wavelength of the radiation mode light 400 is determined by the filter action of the diffraction grating 261. Therefore, in the present embodiment, a stable chromaticity that is not affected by a change in wavelength due to a temperature change of the LED 20 can be obtained.

蛍光体を含む拡散構造体としての被覆材７００は、クラッド２７０に密着していても良いし、あるいは空間を介してもよい。また光源はＬＥＤ２０ではなくて、同じ導波路を持つデバイスであり比較的に放射角の狭い半導体レーザ（ＬＤ）を用いてもよい。半導体レーザを用いることにより導波路への光結合の効率を良くすることができる。   The covering material 700 as a diffusion structure including a phosphor may be in close contact with the clad 270 or may be interposed through a space. The light source is not the LED 20 but a device having the same waveguide and a semiconductor laser (LD) having a relatively narrow emission angle may be used. By using a semiconductor laser, the efficiency of optical coupling to the waveguide can be improved.

＜第４の実施の形態＞
図６は、光デバイスの第４の実施の形態に係る斜視図を示している。この第４の実施の形態においては、すでに説明した第１の実施の形態に示すような拡散表面を持つファイバグレーディング６５０を３本備える点において異なっている。 <Fourth embodiment>
FIG. 6 is a perspective view according to the fourth embodiment of the optical device. The fourth embodiment is different in that it includes three fiber grading 650 having a diffusion surface as shown in the first embodiment already described.

三本のファイバグレーティング６５０、６５１、６５２に、それぞれ、三原色Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のＬＥＤ２０、２１、２２からの光を結合させて、三原色の放射モード光を得る。これを基本構成要素として束ねると、線状の白色光源を実現できる。それぞれの色の強さを調整することで、全ての色の線状光源を実現できる。   Light from the three primary colors R (red), G (green), and B (blue) LEDs 20, 21, and 22 is coupled to the three fiber gratings 650, 651, and 652, respectively, to obtain radiation colors of the three primary colors. . When this is bundled as a basic component, a linear white light source can be realized. By adjusting the intensity of each color, linear light sources of all colors can be realized.

＜第５の実施の形態＞
図７は、発光デバイスの第５の実施の形態に係る斜視図を示している。すでに説明した第３の実施の形態において、その構成が一本のファイバグレーティング６５０であったのに対し、この第５の実施の形態では、ファイバグレーティング６５０を複数本でまとめて束ねている。 <Fifth embodiment>
FIG. 7 shows a perspective view of the light emitting device according to the fifth embodiment. In the third embodiment already described, the configuration is a single fiber grating 650, whereas in the fifth embodiment, a plurality of fiber gratings 650 are bundled together.

黄色の蛍光体（ＹＡＧ）を含む被覆材（外周部）７００は、このファイバグレーティング６５０の束を囲むように配されている。つまり、bundle fiberを構成しており、束ねることで径が太くなり、より効率良く発光素子２０’からの青色の光２６を結合できる。   A covering material (outer peripheral portion) 700 containing a yellow phosphor (YAG) is disposed so as to surround the bundle of fiber gratings 650. That is, a bundle fiber is formed, and when bundled, the diameter becomes thick, and the blue light 26 from the light emitting element 20 'can be coupled more efficiently.

＜第６の実施の形態＞
図８に、光デバイスの第６の実施の形態に係る斜視図を示している。この第６の実施の形態では、すでに説明した第５の実施の形態の蛍光体が黄色のＹＡＧ一種類であったのに対し、Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色の蛍光体を被覆材７１０に混在させている点において異なっている。また、励起波長帯も紫外を含む青紫領域である。 <Sixth Embodiment>
FIG. 8 shows a perspective view according to the sixth embodiment of the optical device. In the sixth embodiment, the phosphor of the fifth embodiment already described is one type of yellow YAG, whereas the phosphors of the three primary colors R, G, and B are mixed in the covering material 710. It is different in letting it be done. The excitation wavelength band is also a violet region including ultraviolet.

本実施の形態の場合は、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれの蛍光体における最も効率の良い励起波長は互いに微妙に異なっている。そこで全ての蛍光体を効率良く励起するには、励起波長帯にマッチした波長で発光する光源が必要である。   In the case of the present embodiment, the most efficient excitation wavelengths in the R, G, and B phosphors are slightly different from each other. Therefore, in order to excite all phosphors efficiently, a light source that emits light at a wavelength that matches the excitation wavelength band is required.

そのようなニーズを満たすのが、単一波長で発振する分布帰還型レーザ（Distributed FeedBack (DFB) Laser）や分布Bragg反射型レーザ（Distributed Bragg Reflector (DBR) Laser） である。（例えば、伊藤良一、中村道治共編、半導体レーザ、培風館、133、ISBN4-563-03437-1 C3055）。   Satisfying such needs are a distributed feedback laser (Distributed FeedBack (DFB) Laser) and a distributed Bragg Reflector (DBR) Laser that oscillate at a single wavelength. (For example, Ryoichi Ito and Michiharu Nakamura, Semiconductor Laser, Baifukan, 133, ISBN4-563-03437-1 C3055).

これらの単一縦モードレーザは、発振波長の温度変化も小さいため、安定な蛍光体の励起を実現できる。この実施の形態では、蛍光体の励起波長帯にピンポイントに発振波長を合わせた三種のＤＦＢレーザ２０’、２１’、２２’からの光を、ファイバグレーティング６５０の束に結合している。ファイバグレーティング６５０の周期も、それぞれの波長がファイバグレーティング６５０の長さ方向に沿って空間的にバランス良く、それぞれの波長の放射モードを放射できるように、微妙に周期を変化させている（Chirped Grating）。   Since these single longitudinal mode lasers also have a small temperature change of the oscillation wavelength, stable phosphor excitation can be realized. In this embodiment, light from three types of DFB lasers 20 ′, 21 ′, and 22 ′ whose oscillation wavelengths are pinpointed to the excitation wavelength band of the phosphor is coupled to a bundle of fiber gratings 650. The period of the fiber grating 650 is also slightly changed so that each wavelength is spatially balanced along the length direction of the fiber grating 650 and radiation modes of each wavelength can be emitted (Chirped Grating ).

以上説明した第１〜６の実施の形態によれば、放射モード光を出力できるホログラフィックな加工を施した光ファイバを用いることにより、二次以上の次数を持つファイバグレーティングのクラッドもしくは外周の表面に導波光を拡散させるための光学構造を設け、放射モード光を照明に使えるようにコヒーレンシを抑制することができる。   According to the first to sixth embodiments described above, by using an optical fiber that has been subjected to holographic processing capable of outputting radiation mode light, the surface of the cladding or outer periphery of a fiber grating having a second or higher order An optical structure for diffusing guided light can be provided on the, and coherency can be suppressed so that radiation mode light can be used for illumination.

また、ファイバグレーティングのクラッド、もしくは外周の被覆材に蛍光体を混ぜて混色光（白色を含む）を得ることができる。   Further, mixed color light (including white) can be obtained by mixing a phosphor with the cladding of the fiber grating or the coating material on the outer periphery.

また、複数の線状のファイバ発光体を束ねることで、混色や蛍光体の励起を効率良く行うことができる。   In addition, by bundling a plurality of linear fiber light emitters, color mixing and phosphor excitation can be performed efficiently.

また、蛍光体を最も効率良く励起できる波長の光を用いるために、光源として、温度変化の少ない単一波長で発振する分布帰還型レーザ（Distributed FeedBack (DFB) Laser）や分布Bragg反射型レーザ（Distributed Bragg Reflector (DBR) Laser）を用いることができる。   In addition, in order to use light with a wavelength that can excite phosphors most efficiently, a distributed feedback laser (Distributed FeedBack (DFB) Laser) that oscillates at a single wavelength with little temperature change or a distributed Bragg reflective laser ( Distributed Bragg Reflector (DBR) Laser can be used.

また、輝度が均一で、温度による色度変化が少なく、発光効率が良い発光デバイスを提供することができる。   In addition, it is possible to provide a light-emitting device with uniform luminance, little change in chromaticity due to temperature, and high light emission efficiency.

発光デバイスの第１の実施の形態に係る斜視図を示す。The perspective view which concerns on 1st Embodiment of a light-emitting device is shown. 発光デバイスの第１の実施の形態を示す断面図を示す。1 is a cross-sectional view illustrating a first embodiment of a light-emitting device. 発光デバイスの第２の実施の形態に係る断面図を示す。Sectional drawing which concerns on 2nd Embodiment of a light-emitting device is shown. 発光デバイスの第３の実施の形態に係る斜視図を示す。The perspective view which concerns on 3rd Embodiment of a light-emitting device is shown. 発光デバイスの第３の実施の形態に係る断面図を示す。Sectional drawing which concerns on 3rd Embodiment of a light-emitting device is shown. 発光デバイスの第４の実施の形態に係る斜視図を示す。The perspective view which concerns on 4th Embodiment of a light-emitting device is shown. 発光デバイスの第５の実施の形態に係る斜視図を示す。The perspective view which concerns on 5th Embodiment of a light-emitting device is shown. 発光デバイスの第６の実施の形態に係る斜視図を示す。The perspective view which concerns on 6th Embodiment of a light-emitting device is shown. 従来のファイバを用いた白色光源の構成例の断面図を示す。Sectional drawing of the structural example of the white light source using the conventional fiber is shown.

符号の説明Explanation of symbols

２０、２１…ＬＥＤ
２０’、２１’、２２’…ＤＦＢレーザ
２０”…半導体レーザ
２６０…周期構造が形成されたファイバコア
２６１…周期構造が形成されていないファイバコア部
２７０…ファイバクラッド
４００…放射モード光
５２０…光拡散効果を有するファイバ被覆材
６００…光ファイバ
６１０…光ファイバ近端
６２０…光ファイバ遠端
６５０、６５１、６５２…ファイバグレーティング（ＦＢＧ）
７００、７０１、７１０…蛍光体入り被覆材もしくは蛍光体塗布面
７２０…ＹＡＧ蛍光体ユニット
９００、９０１…光結合用レンズ 20, 21 ... LED
20 ', 21', 22 '... DFB laser 20 "... semiconductor laser 260 ... fiber core with a periodic structure 261 ... fiber core with no periodic structure 270 ... fiber cladding 400 ... radiation mode light 520 ... light Fiber coating material having diffusion effect 600 ... Optical fiber 610 ... Optical fiber near end 620 ... Optical fiber far end 650, 651, 652 ... Fiber grating (FBG)
700, 701, 710 ... phosphor-containing coating material or phosphor coating surface 720 ... YAG phosphor unit 900, 901 ... optical coupling lens

Claims (6)

光ファイバへ導波する導波光を発光するために該光ファイバの端部に配置された発光体と、
前記光ファイバの長手方向へ沿って配置され該光ファイバに導波された前記導波光を外周方向へ放射するための光学構造と、
前記光学構造から外周方向へ放射された前記導波光を拡散させるための光学拡散構造と、
を備えることを特徴とする発光デバイス。 A light emitter disposed at an end of the optical fiber to emit guided light guided to the optical fiber;
An optical structure for radiating the guided light disposed along the longitudinal direction of the optical fiber and guided by the optical fiber in an outer circumferential direction;
An optical diffusion structure for diffusing the guided light emitted from the optical structure in the outer circumferential direction;
A light-emitting device comprising: 光ファイバへ導波する導波光を発光するために該光ファイバの端部に配置された発光体と、
前記光ファイバの長手方向へ沿って配置され該光ファイバに導波された前記導波光を外周方向へ放射するための光学構造と、
前記光学構造から外周方向へ放射された前記導波光の波長に励起されて発光する蛍光体と、
を備えることを特徴とする発光デバイス。 A light emitter disposed at an end of the optical fiber to emit guided light guided to the optical fiber;
An optical structure for radiating the guided light disposed along the longitudinal direction of the optical fiber and guided by the optical fiber in an outer circumferential direction;
A phosphor that emits light by being excited by the wavelength of the guided light emitted from the optical structure toward the outer circumference;
A light-emitting device comprising: 複数の前記光ファイバと、
互いに異なる波長の前記導波光をそれぞれ発光する複数の前記発光体と、
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の発光デバイス。 A plurality of the optical fibers;
A plurality of the light emitters that respectively emit the guided light beams having different wavelengths;
The light-emitting device according to claim 1, further comprising: 前記光学構造は、
前記導波光の波長に対して二次以上のＢｒａｇｇ回折格子機能を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の発光デバイス。 The optical structure is
The light-emitting device according to claim 1, wherein the light-emitting device has a second-order or higher-order Bragg diffraction grating function with respect to the wavelength of the guided light. 前記蛍光体を励起するのに最も効率の良い波長の前記導波光を発光する前記発光体と、
前記最も効率の良い波長の前記導波光を選択的に放射する前記光学構造と、
を備えることを特徴とする請求項３または４に記載の発光デバイス。 The light emitter that emits the guided light having a wavelength that is most efficient for exciting the phosphor;
The optical structure for selectively emitting the guided light of the most efficient wavelength;
The light-emitting device according to claim 3, further comprising: 前記発光体は、
前記蛍光体の励起に最も効率の良い波長で発振する分布帰還型もしくは分布Ｂｒａｇｇ反射型の半導体レーザにより構成されていることを特徴とする請求項５に記載の発光デバイス。

The luminous body is
6. The light emitting device according to claim 5, wherein the light emitting device comprises a distributed feedback type or distributed Bragg reflection type semiconductor laser that oscillates at a wavelength that is most efficient for exciting the phosphor.

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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012506569A (en) * 2008-10-22 2012-03-15 アドバンスト フォトダイナミック テクノロジーズ、インコーポレイテッド Light diffusion device
KR101408299B1 (en) * 2007-11-22 2014-06-17 엘지디스플레이 주식회사 Backlight assembly for flexible LCD
JP2014523603A (en) * 2011-04-28 2014-09-11 エル イー エス エス・リミテッド Waveguide device for illumination system
WO2015136924A1 (en) * 2014-03-12 2015-09-17 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Optical fiber device
JP2016526709A (en) * 2013-07-15 2016-09-05 エル イー エス エス・リミテッド Coherent optical waveguide illumination system with speckle noise reducer
JP2017515156A (en) * 2014-04-29 2017-06-08 コーニング インコーポレイテッド Optical connector for coupling light source to optical fiber
JP2019061247A (en) * 2011-12-19 2019-04-18 コーニング インコーポレイテッド Uniform white color light diffusing fiber
CN109915789A (en) * 2019-04-09 2019-06-21 浙江光塔节能科技有限公司 A kind of free from glare headlamp
US10473840B2 (en) 2017-06-08 2019-11-12 Nichia Corporation Optical fiber covering structure and light emitting device using the same
US10649126B2 (en) 2013-10-18 2020-05-12 L.E.S.S. Ltd Holder and systems for waveguide-based illumination

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1184135A (en) * 1997-09-12 1999-03-26 Hitachi Cable Ltd Illumination device
WO2001006280A1 (en) * 1999-07-15 2001-01-25 The University Of Sydney Method of writing grating structures
WO2001093342A1 (en) * 2000-05-29 2001-12-06 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Led-based white-light emitting lighting unit
JP2004146189A (en) * 2002-10-24 2004-05-20 Fujikura Ltd Light guide plate
JP2005231816A (en) * 2004-02-19 2005-09-02 Asahi Breweries Ltd Cleaning implement
JP2006040843A (en) * 2004-07-30 2006-02-09 Sharp Corp Lighting device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1184135A (en) * 1997-09-12 1999-03-26 Hitachi Cable Ltd Illumination device
WO2001006280A1 (en) * 1999-07-15 2001-01-25 The University Of Sydney Method of writing grating structures
WO2001093342A1 (en) * 2000-05-29 2001-12-06 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Led-based white-light emitting lighting unit
JP2004146189A (en) * 2002-10-24 2004-05-20 Fujikura Ltd Light guide plate
JP2005231816A (en) * 2004-02-19 2005-09-02 Asahi Breweries Ltd Cleaning implement
JP2006040843A (en) * 2004-07-30 2006-02-09 Sharp Corp Lighting device

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101408299B1 (en) * 2007-11-22 2014-06-17 엘지디스플레이 주식회사 Backlight assembly for flexible LCD
JP2012506569A (en) * 2008-10-22 2012-03-15 アドバンスト フォトダイナミック テクノロジーズ、インコーポレイテッド Light diffusion device
EP2702438B1 (en) * 2011-04-28 2020-02-12 L.E.S.S. Ltd Waveguide apparatus for illumination systems
JP2018032038A (en) * 2011-04-28 2018-03-01 エル イー エス エス・リミテッド Waveguide apparatus for illumination systems
EP3828606A1 (en) * 2011-04-28 2021-06-02 L.E.S.S. Ltd Waveguide apparatus for illumination systems
US9541694B2 (en) 2011-04-28 2017-01-10 L.E.S.S. Ltd Waveguide apparatus for illumination systems
JP2014523603A (en) * 2011-04-28 2014-09-11 エル イー エス エス・リミテッド Waveguide device for illumination system
US9891364B2 (en) 2011-04-28 2018-02-13 L.E.S.S. Ltd Waveguide apparatus for illumination systems
JP2019061247A (en) * 2011-12-19 2019-04-18 コーニング インコーポレイテッド Uniform white color light diffusing fiber
USRE48428E1 (en) 2011-12-19 2021-02-09 Corning Incorporated Uniform white color light diffusing fiber
JP2016526709A (en) * 2013-07-15 2016-09-05 エル イー エス エス・リミテッド Coherent optical waveguide illumination system with speckle noise reducer
US10649126B2 (en) 2013-10-18 2020-05-12 L.E.S.S. Ltd Holder and systems for waveguide-based illumination
WO2015136924A1 (en) * 2014-03-12 2015-09-17 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Optical fiber device
JP2017515156A (en) * 2014-04-29 2017-06-08 コーニング インコーポレイテッド Optical connector for coupling light source to optical fiber
US10473840B2 (en) 2017-06-08 2019-11-12 Nichia Corporation Optical fiber covering structure and light emitting device using the same
CN109915789A (en) * 2019-04-09 2019-06-21 浙江光塔节能科技有限公司 A kind of free from glare headlamp

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