JP2017188328A - 蛍光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 蛍光素子で変換された蛍光と蛍光素子で変換されなかった励起光との合成光を、出射することができる蛍光装置を提供する。【解決手段】 蛍光装置は、励起光を出射する光源と、光源から出射された励起光が入射され、該励起光を反射する反射部を有する光学素子と、反射部で反射された励起光が入射され、該励起光の一部を蛍光に変換して出力する蛍光素子と、蛍光素子から出力された光が入射され、該光の一部が反射部に入射するように、該光を光学素子に向けて出射するレンズと、を備え、反射部は、レンズから出射された光のうち反射部に入射される領域が、当該光の光軸から離れるにつれて大きくなるように、構成される。【選択図】 図4
Description
本発明は、励起光を出射する光源と、励起光の一部を蛍光に変換して出力する蛍光素子とを備える蛍光装置に関する。
従来、蛍光装置として、励起光を出射する光源と、該励起光を反射する光学素子と、該励起光の一部を蛍光に変換して出力する蛍光素子とを備える光源装置が、知られている(例えば、特許文献1)。特許文献1に係る光源装置においては、蛍光素子で変換された蛍光は、光学素子を透過する一方、蛍光素子で変換されなかった励起光は、光学素子で反射する。即ち、特許文献1に係る光源装置は、蛍光のみを使用している。
そこで、課題は、蛍光素子で変換された蛍光と蛍光素子で変換されなかった励起光との合成光を、出射することができる蛍光装置を提供することである。
蛍光装置は、励起光を出射する光源と、前記光源から出射された励起光が入射され、該励起光を反射する反射部を有する光学素子と、前記反射部で反射された励起光が入射され、該励起光の一部を蛍光に変換して出力する蛍光素子と、前記蛍光素子から出力された光が入射され、該光の一部が前記反射部に入射するように、該光を前記光学素子に向けて出射するレンズと、を備え、前記反射部は、前記レンズから出射された光のうち前記反射部に入射される領域が、当該光の光軸から離れるにつれて大きくなるように、構成される。
また、蛍光装置においては、前記反射部は、励起光を反射する一方、蛍光を透過する、という構成でもよい。
また、蛍光装置においては、前記反射部は、前記レンズから出射される光の光軸の方向視において、当該光のうち前記反射部に入射される領域が、当該光軸の位置を中心とする扇形状となるように、構成される、という構成でもよい。
また、蛍光装置においては、前記反射部は、前記レンズから出射される光の光軸の方向視において、当該光のうち前記反射部に入射される領域が、当該光軸の位置を中心とする扇形状を複数に分割し且つ当該光軸を中心にそれぞれを個別に回転移動したような形状となるように、構成される、という構成でもよい。
また、蛍光装置においては、前記レンズは、前記蛍光素子から出力された光が入射され、該光を前記光学素子に向けて平行光にして出射し、前記蛍光装置は、前記光学素子を経由した光が入射され且つ該光を導光体に向けて集束光にして出射する集束光学系を、さらに備える、という構成でもよい。
以上の如く、蛍光装置は、蛍光素子で変換された蛍光と蛍光素子で変換されなかった励起光との合成光を、出射することができる、という優れた効果を奏する。
以下、蛍光装置における一実施形態について、図1〜図8を参酌して説明する。なお、各図(図9〜図20も同様)において、図面の寸法比と実際の寸法比とは、必ずしも一致しておらず、また、各図面の間での寸法比も、必ずしも一致していない。
図1及び図2に示すように、本実施形態に係る蛍光装置1は、励起光L1を出射する光源2と、光源2から出射された励起光L1が入射され、該励起光L1を反射する光学素子3と、光学素子3で反射された励起光L1が入射され、該励起光L1の一部を蛍光に変換して出力する蛍光素子4とを備えている。また、蛍光装置1は、蛍光素子4から出力された光が入射されるレンズ5と、各構成2〜5を保持する保持体6と、蛍光素子4を支持し、蛍光素子4と保持体6とを連結する支持体7とを備えている。
蛍光装置1は、入射された光を集束光にして出射する集束光学系8と、集束光学系8から出射された光が入射される導光体9と、各構成2〜8を収容する筐体10とを備えている。なお、筐体10は、導光体9の端部を着脱可能に接続する接続部101を備えており、導光体9の入射端面91は、導光体9の端部が接続部101に接続されることで、各構成(例えば、集束光学系8、レンズ5等)に対して位置決めされる。
なお、光学素子3で反射された励起光L1は、レンズ5の第2面52に入射され、レンズ5の第1面51から出射された後に、蛍光素子4に入射される。また、蛍光素子4から出力された光は、レンズ5の第1面51に入射され、そして、一部が光学素子3に入射するように、レンズ5の第2面52から光学素子3に向けて出射される。その後、光学素子3を経由した光は、集束光学系8に入射され、集束光学系8から出射された光は、導光体9の入射端面91に入射され、そして、導光体9の出射端面92から出射される。
図1及び図2(図3以降も同様)において、第1方向D1は、レンズ5の第2面52から出射された光L2の光軸X2と平行な方向である。また、第2方向D2は、第1方向D1と直交する方向であり、そして、第3方向D3は、第1方向D1及び第2方向D2とそれぞれ直交する方向である。
また、図1及び図2(図3以降も同様。但し、図6、図8、及び図10は除く。)において、2点鎖線は、光源2から出射された励起光L1、及びレンズ5の第2面52から出射された光L2のそれぞれの外縁(ビーム形状)を示しており、1点鎖線X1,X2は、それぞれの光L1,L2の光軸を示している。なお、光L1,L2の外縁は、例えば、設計上、光強度が光軸X1,X2に直交する断面内の最大値に対してe-2(=0.1353)となる位置である。
光源2は、本実施形態においては、半導体レーザとしている。具体的には、光源2は、発光部21(エミッタ)を一つ有するCANタイプ(シングルエミッタタイプ)の半導体レーザとしている。なお、光源2は、複数の発光部21を有するアレイタイプの半導体レーザでもよく、また、LEDでもよい。また、本実施形態においては、光源2は、青色光(例えば、波長が400〜470nmの光)を出射している。
蛍光素子4は、励起光L1を蛍光に変換する蛍光体を有している。本実施形態においては、蛍光体は、YAG系の結晶材料で形成されており、光源2から出射された励起光L1である青色光を、黄緑色の蛍光(例えば、波長が525〜575nmにピークを持ち、450〜800nmにかけた広い可視域のスペクトルを持った光)に変換する。
そして、蛍光素子4は、入射された励起光L1の一部を、蛍光体で蛍光に変換している。したがって、蛍光素子4から出力された光は、蛍光素子4で変換された蛍光と、蛍光素子4で変換されなかった未変換光(励起光L1のままの光)とを含んでいる。本実施形態においては、蛍光素子4から出力された光は、蛍光である黄緑色光と未変換光である青色光とが合成されて、白色光となる。
レンズ5は、蛍光素子4から出力された光が入射され、該光を平行光にして光学素子3に向けて出射する。即ち、レンズ5は、コリメートレンズである。また、本実施形態においては、蛍光素子4から出射された光の光軸は、レンズ5の光軸と一致している。
集束光学系8は、光学素子3を経由した平行な光が入射され、該光を集束光にして導光体9の入射端面91に向けて出射する。即ち、集束光学系8は、一つの集束レンズである。なお、集束光学系8は、複数のレンズから構成されてもよい。そして、集束光学系8の焦点の位置は、接続部101に接続された導光体9の入射端面91の中心位置である。また、本実施形態においては、光学素子3を経由した光の光軸は、集束光学系8の光軸と一致している。
導光体9の断面は、円形状に形成されている。導光体9は、長尺に形成されている。そして、導光体9は、入射端面91から入射された光を、側面で反射を繰り返すことで導光体9の光軸方向に伝搬させ、出射端面92から出射させる。本実施形態においては、導光体9は、可撓性を有する光ファイバである。なお、導光体9は、断面が円形状でなく矩形状でもよく、また、剛性を有する(即ち、可撓性を有さない)ロッドレンズでもよい。
光学素子3は、光源2から出射された励起光L1を反射する反射部31を備えている。そして、光学素子3は、平板状に形成されている。また、光学素子3は、矩形状に形成されている。なお、光学素子3は、レンズ5の光軸方向視、即ち、レンズ5から出射される光L2の光軸X2の方向視(第1方向D1視)において、レンズ5の半分と重なるように、配置されている。
図3に示すように、反射部31は、レンズ5から出射された光L2に対して、励起光L2aを反射する一方、蛍光L2bを透過する。そして、反射部31は、光学素子3の全面に配置されている。本実施形態においては、光学素子3は、ダイクロイックミラーである。
ところで、図4に示すように、レンズ5から出射された光L2は、当該光L2の光軸X2の方向視(第1方向D1視)で、円形状である。そして、レンズ5から出射された光L2のうち反射部31に入射される領域L21が、当該光L2の光軸X2から離れるにつれて大きくなっている。例えば、光軸X2から遠い位置P1における当該領域(光軸X2を中心とした周長)L211は、光軸X2から近い位置P2における当該領域L212よりも、大きくなっている。
具体的には、レンズ5から出射された光L2のうち反射部31に入射される領域L21は、当該光L2の光軸X2の方向視(第1方向D1視)において、当該光軸X2の位置を中心とする扇形状となっている。本実施形態においては、当該領域L21は、当該光L2の光軸X2の方向視において、当該光軸X2の位置を中心とする半円形状となっている。
また、レンズ5は、レンズ5の光軸方向と直交する断面が円形状となるように、形成されている。そして、反射部31は、レンズ5の光軸方向視において、レンズ5と重なる領域が、レンズ5の光軸の位置を中心とする扇形状となるように、構成されている。
本実施形態に係る蛍光装置1の構成については以上の通りであり、次に、本実施形態に係る蛍光装置1の作用について、図5〜図8を参酌して説明する。
まず、比較例の蛍光装置として、レンズ5から出射された光L2のうち反射部31に入射される領域L21が、当該光L2の光軸X2から離れるにつれて大きくなっていない構成について、図5を参酌して説明する。
図5に示すように、比較例の反射部31は、レンズ5から出射される光L2の光軸X2の方向視(第1方向D1視)において、レンズ5の一方側(図5の左側)の中央部のみと重なるように、配置されている。これにより、当該光L2の光軸X2から遠い領域においては、当該光L2のうち反射部31に入射される領域L21は、当該光L2の光軸X2から離れるにつれて、小さくなっている。なお、図5において(図7、図12〜図14、図16、及び図18〜図20も、同様)、レンズ5から出射される光L2のうち反射部31に入射される領域L21は、斜線で示されている。
そして、レンズ5から出射された光L2において、反射部31に入射された光は、蛍光のみ反射部31を透過し、反射部31に入射されなかった光は、励起光及び蛍光の合成光である。その後、光学素子3を経由した平行光は、集束光学系8で集束光にされて、中心位置が集束光学系8の焦点である導光体9の入射端面91に入射される。
これにより、導光体9の入射端面91に入射される入射角に対する光強度分布においては、図6に示すように、励起光S1は、ガウシアン状の分布から一部が欠けた分布となり、蛍光S2は、ガウシアン状の分布となる。そして、励起光及び蛍光の合成光S3は、ガウシアン状の分布から一部が欠けた分布となる。
なお、図6(図8及び図10も同様)において、入射角は、第2方向D2視において、入射端面91に入射される光が導光体9の光軸(即ち、第1方向D1)に対して交差する角度である。また、入射角において、正(+)方向は、当該交差する角度が第3方向D3の矢印方向側に有することを示し、負(−)方向は、当該交差する角度が第3方向D3の反矢印方向側に有することを示している。
そして、導光体9の入射端面91に入射された光は、導光体9の側面で反射を繰り返されることで導光体9の光軸方向に伝搬され、出射端面92から出射される。このとき、導光体9の内部において、光は、進行する角度を維持されるため、入射端面91に入射した入射角と等しい出射角で出射端面92から出射する一方、導光体9の光軸周りに発散する。
これにより、導光体9の出射端面92から出射される出射角に対する光強度分布においては、励起光S1は、導光体9の内部を伝搬される際に発散されるものの、ガウシアン状の分布から一部が欠けた分布となる。そして、蛍光S2は、導光体9の内部を伝搬される際に発散されても、ガウシアン状の分布を維持する。これにより、励起光及び蛍光の合成光S3は、ガウシアン状の分布から一部が欠けた分布となる。したがって、例えば、導光体9から出射した光が被写体に照射されると、照度ムラ(明るさムラ)が生じる。
また、励起光S1は、ガウシアン状の分布から一部が欠けた分布であるのに対して、蛍光S2は、ガウシアン状の分布である。これにより、出射角に対して、励起光と蛍光との割合が、一定ではない。したがって、例えば、導光体9から出射した光が被写体に照射されると、色ムラが生じる。
なお、図6(図8及び図10も同様)において、出射角は、第2方向D2視において、出射端面92から出射される光が導光体9の光軸(即ち、第1方向D1)に対して交差する角度である。また、出射角において、正(+)方向は、当該交差する角度が第3方向D3の矢印方向側に有することを示し、負(−)方向は、当該交差する角度が第3方向D3の反矢印方向側に有することを示している。
次に、本実施形態の蛍光装置1について説明する。具体的には、レンズ5から出射された光L2のうち反射部31に入射される領域L21が、当該光L2の光軸X2から離れるにつれて大きくなっている、構成について、図7及び図8を参酌して説明する。
図7に示すように、本実施形態の反射部31は、レンズ5から出射される光L2の光軸X2の方向視(第1方向D1視)において、レンズ5の一方側(図7の左側)の全体と重なるように、配置されている。これにより、当該光L2のうち反射部31に入射される領域L21は、当該光L2の光軸X2から離れるにつれて、大きくなっている。
これにより、導光体9の入射端面91に入射される入射角に対する光強度分布においては、図8に示すように、励起光S1は、ガウシアン状の分布の正(+)方向側のみ有する分布となり、蛍光S2は、ガウシアン状の分布となる。したがって、励起光及び蛍光の合成光S3は、ガウシアン状の分布から一部が欠けた分布となる。
それに対して、導光体9の出射端面92から出射される出射角に対する光強度分布においては、励起光S1は、導光体9の内部を伝搬される際に発散されることで、ガウシアン状の分布となる。そして、蛍光S2は、導光体9の内部を伝搬される際に発散されても、ガウシアン状の分布を維持するため、励起光及び蛍光の合成光S3は、ガウシアン状の分布となる。これにより、例えば、導光体9から出射した光が被写体に照射されても、照度ムラ(明るさムラ)が生じることはない。
また、励起光S1は、ガウシアン状の分布であり、さらに、蛍光S2も、ガウシアン状の分布である。これにより、何れの出射角に対しても、励起光と蛍光との割合が、一定である。したがって、例えば、導光体9から出射した光が被写体に照射されても、色ムラが生じることはない。
以上より、本実施形態に係る蛍光装置1は、励起光L1を出射する光源2と、前記光源2から出射された励起光L1が入射され、該励起光L1を反射する反射部31を有する光学素子3と、前記反射部31で反射された励起光L1が入射され、該励起光L1の一部を蛍光に変換して出力する蛍光素子4と、前記蛍光素子4から出力された光が入射され、該光L2の一部が前記反射部31に入射するように、該光L2を前記光学素子3に向けて出射するレンズ5と、を備え、前記反射部31は、前記レンズ5から出射された光L2のうち前記反射部31に入射される領域L21が、当該光L2の光軸X2から離れるにつれて大きくなるように、構成される。
斯かる構成によれば、光学素子3の反射部31で反射された励起光L1は、蛍光素子4に入射され、蛍光素子4は、該励起光L1の一部を蛍光に変換して出力する。そして、蛍光素子4から出力された光は、レンズ5に入射され、レンズ5は、光学素子3に向けて出射する。
このとき、レンズ5から出射された光L2の一部は、光学素子3の反射部31に入射される一方、当該光L2の他部は、反射部31に入射されることなく、進行する。これにより、当該光L2の他部、即ち、蛍光素子4で変換された蛍光と蛍光素子4で変換されなかった励起光との合成光を、出射することができる。
ところで、レンズ5から出射された光L2の一部が光学素子3の反射部31に入射されると、光学素子3の反射部31は、少なくとも励起光L2aを反射する。したがって、光学素子3を経由した光は、反射部31に入射されなかった光と、反射部31に入射した光とから成るため、不均一な光強度になり易い。
そこで、レンズ5から出射された光L2の領域(当該光L2の光軸X2を中心とした周長)が、当該光L2の光軸X2から離れるにつれて大きくなることに対して、当該光L2のうち反射部31に入射される領域L21(当該光L2の光軸X2を中心とした周長)は、当該光L2の光軸X2から離れるにつれて大きくなっている。これにより、レンズ5から出射された光L2においては、当該光L2の光軸X2からの距離に関わらず、反射部31に入射される領域L21の割合は、一定になる。
そして、例えば、光学素子3を経由した光が、集束されて、導光体9に入射された場合には、導光体9の内部の光は、導光体9に入射した角度で導光体9から出射するように、進行する角度を維持しつつ、発散する。これにより、導光体9から出射された光においては、出射角に対する光強度分布が、部分的に不均一な分布(例えば、ガウシアン状の分布から一部が欠けた分布)になることを抑制できる。
また、本実施形態に係る蛍光装置1においては、前記反射部31は、励起光L1,L2aを反射する一方、蛍光L2bを透過する、という構成である。
斯かる構成によれば、反射部31が、励起光L1,L2aを反射する一方、蛍光L2bを透過するため、反射部31に入射された光L2のうち、蛍光L2bは、透過されて外部に出射される。これにより、反射部31に起因する光効率の低下を抑制することができる。
また、例えば、光学素子3を経由した光が、集束されて、導光体9に入射された場合には、導光体9の内部の光は、導光体9に入射した角度で導光体9から出射するように、進行する角度を維持しつつ、発散する。これにより、導光体9から出射された光においては、何れの出射角に対しても、励起光と蛍光との割合が一定になる。したがって、導光体9から出射された光の色が所定の出射角で不均一になることを抑制できる。
また、本実施形態に係る蛍光装置1においては、前記反射部31は、前記レンズ5から出射される光L2の光軸X2の方向視において、当該光L2のうち前記反射部31に入射される領域L21が、当該光軸X2の位置を中心とする扇形状となるように、構成される、という構成である。
斯かる構成によれば、レンズ5から出射される光L2の光軸X2の方向視において、当該光L2のうち反射部31に入射される領域L21は、当該光軸X2の位置を中心とする扇形状となる。これにより、レンズ5から出射された光L2のうち、反射部31に入射される領域L21は、当該光L2の光軸X2から離れるにつれて、比例するようにして大きくなる。したがって、レンズ5から出射された光L2においては、当該光L2の光軸X2からの距離に関わらず、反射部31に入射される領域L21の割合は、一定になる。
そして、例えば、光学素子3を経由した光が、集束されて、導光体9に入射された場合には、導光体9の内部の光は、導光体9に入射した角度で導光体9から出射するように、進行する角度を維持しつつ、発散する。これにより、導光体9から出射された光においては、出射角に対する光強度分布が、部分的に不均一な分布になることをさらに抑制できる。
また、本実施形態に係る蛍光装置1においては、前記レンズ5は、前記蛍光素子4から出力された光が入射され、該光L2を前記光学素子3に向けて平行光にして出射し、前記蛍光装置1は、前記光学素子3を経由した光が入射され且つ該光を導光体9に向けて集束光にして出射する集束光学系8を、さらに備える、という構成である。
斯かる構成によれば、蛍光素子4から出力された光は、レンズ5に入射され、レンズ5は、該光L2を光学素子3に向けて平行光にして出射する。このとき、レンズ5から出射された光L2においては、当該光L2の光軸X2からの距離に関わらず、反射部31に入射される領域L21の割合は、一定になっている。
その後、光学素子3を経由した光は、集束光学系8に入射され、集束光学系8は、該光を、導光体9に向けて、集束光にして出射する。このとき、導光体9の内部の光は、導光体9に入射した角度で導光体9から出射するように、進行する角度を維持しつつ、発散する。したがって、導光体9から出射された光においては、出射角に対する光強度分布が、部分的に不均一な分布になることを抑制できる。
なお、蛍光装置は、上記した実施形態の構成に限定されるものではなく、また、上記した作用効果に限定されるものではない。また、蛍光装置は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に一つ又は複数選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。
上記実施形態に係る蛍光装置1においては、反射部31は、励起光L2aを反射する一方、蛍光L2bを透過する、という構成である。しかしながら、蛍光装置は、斯かる構成に限られない。例えば、図9に示すように、反射部31は、励起光だけでなく、蛍光も反射する、という構成でもよい。
そして、上記実施形態の反射部31に対して図9に係る反射部31を採用した構成によれば、導光体9の入射端面91に入射される入射角に対する光強度分布においては、図10に示すように、励起光S1は、ガウシアン状の分布の正(+)方向側のみ有する分布となり、蛍光S2も、ガウシアン状の分布の正(+)方向側のみ有する分布となる。これにより、励起光及び蛍光の合成光S3は、ガウシアン状の分布の正(+)方向側のみ有する分布となる。
それに対して、導光体9の出射端面92から出射される出射角に対する光強度分布においては、励起光S1は、導光体9の内部を搬送される際に発散されることで、ガウシアン状の分布となり、蛍光S2も、導光体9の内部を搬送される際に発散されることで、ガウシアン状の分布となる。これにより、励起光及び蛍光の合成光S3は、ガウシアン状の分布となる。したがって、例えば、導光体9から出射した光が被写体に照射されても、照度ムラ(明るさムラ)が生じることはない。
そして、励起光S1は、ガウシアン状の分布であり、さらに、蛍光S2も、ガウシアン状の分布である。これにより、何れの出射角に対しても、励起光と蛍光との割合が、一定である。したがって、例えば、導光体9から出射した光が被写体に照射されても、色ムラが生じることはない。
また、上記実施形態に係る蛍光装置1においては、反射部31は、光学素子3の全面に配置されている、という構成である。しかしながら、蛍光装置は、斯かる構成に限られない。例えば、図11及び図12に示すように、反射部31は、光学素子3の一部に配置されている、という構成でもよい。
図11及び図12に係る光学素子3は、レンズ5から出射された光L2のうち、少なくとも励起光L2aを反射する反射部31と、レンズ5から出射された光L2を透過する透過部32とを備えている。そして、レンズ5から出射された光L2のうち反射部31に入射される領域L21は、当該光L2の光軸X2から離れるにつれて大きくなっている。
また、上記実施形態に係る蛍光装置1においては、レンズ5から出射された光L2のうち反射部31に入射される領域L21は、当該光L2の光軸X2の方向視において、当該光軸X2の位置を中心とする半円形状(中心角が180°の扇形状)である、という構成である。しかしながら、蛍光装置は、斯かる構成に限られない。
例えば、レンズ5から出射された光L2のうち反射部31に入射される領域L21は、当該光L2の光軸X2の方向視において、図13に示すように、当該光軸X2の位置を中心とする中心角が90°の扇形状である、という構成でもよく、図14に示すように、当該光軸X2の位置を中心とする中心角が270°の扇形状である、という構成でもよい。
また、上記実施形態に係る蛍光装置1においては、反射部31は、レンズ5から出射された光L2のうち反射部31に入射される領域L21が、当該光L2の光軸X2の方向視において、当該光軸X2の位置を中心とする1つの扇形状となるように、構成される、という構成である。しかしながら、蛍光装置は、斯かる構成に限られない。
例えば、図15〜図19に示すように、反射部31は、レンズ5から出射される光L2の光軸X2の方向視において、当該光L2のうち反射部31に入射される領域L21が、当該光軸X2の位置を中心とする扇形状を複数に分割し且つ当該光軸X2を中心に互いに重ならないようにそれぞれを個別に回転移動したような形状となるように、構成される、という構成でもよい。
まず、図15及び図16に係る構成について、説明する。
図15及び図16に係る構成においては、レンズ5から出射された光L2の光軸X2の方向視において、当該光L2のうち反射部31に入射される領域L21(L21a、L21b)は、当該光軸X2の位置を中心とする扇形状を、径方向で複数に分割している。具体的には、当該光L2の光軸X2の方向視において、当該光L2のうち反射部31に入射される領域L21は、当該光L2の光軸X2の方向視において、当該光軸X2の位置を中心とする複数(図15及び図16においては、2つ)の扇形状となる。
これにより、当該光L2の光軸X2の方向視において、当該光L2のうち反射部31に入射される領域L21a,L21bは、当該光軸X2を中心にそれぞれを個別に回転移動すると、当該光軸X2の位置を中心とする1つの扇形状になる。したがって、レンズ5から出射された光L2のうち反射部31に入射される領域L21(具体的には、2つの領域L21a,L21bの合計の領域)は、当該光L2の光軸X2から離れるにつれて大きくなっている。
なお、当該扇形状の領域L21a,L21bは、複数の光源2(発光部21)が並列される方向に対応して、並列されている。具体的には、当該領域L21a,L21bは、複数の光源2(発光部21)が並列される方向(図15及び図16においては、第2方向D2)に沿って、並列されている。
次に、図17〜図19に係る構成について、説明する。
図17〜図19に係る反射部31においては、レンズ5から出射される光L2の光軸X2の方向視において、当該光L2のうち反射部31に入射される領域L21(L21a〜L21c)は、当該光軸X2の位置を中心とする扇形状を、周方向で複数に分割している。これにより、当該光L2の光軸X2の方向視において、当該光L2のうち反射部31に入射される領域L21a〜L21cは、当該光軸X2を中心にそれぞれを個別に回転移動すると、当該光軸X2の位置を中心とする1つの扇形状になる。
したがって、レンズ5から出射された光L2のうち反射部31に入射される領域L21(具体的には、3つの領域L21a〜L21cの合計の領域)は、当該光L2の光軸X2から離れるにつれて大きくなっている。なお、光学素子3は、反射部31と透光部32とを備えている。
なお、図17及び図18に係る構成においては、当該3つの領域L21a〜L21cは、複数の発光部21が並列される方向に対応して、並列されている。具体的には、当該3つの領域L21a〜L21cは、複数の発光部21が並列される方向(図17及び図18においては、第2方向D2)に沿って、並列されている。なお、図17及び図18に係る光源2は、複数の発光部21を有するアレイタイプの半導体レーザとしている。
また、図15〜図19に係る構成においては、レンズ5は、レンズ5の光軸方向と直交する断面が円形状となるように、形成されている。そして、反射部31は、レンズ5の光軸方向視において、レンズ5と重なる領域が、レンズ5の光軸の位置を中心とする扇形状を複数に分割し且つレンズ5の光軸を中心に互いに重ならないようにそれぞれを個別に回転移動したような形状となるように、構成されている。
また、例えば、図20に示すように、レンズ5から出射される光L2の光軸X2の方向視において、当該光L2のうち反射部31に入射される領域L21は、当該光軸X2の位置を中心とする完全な扇形ではない(具体的には、中心角を構成する二つの辺が直線ではなく、曲線である扇形状)、という構成でもよい。要するに、レンズ5から出射された光L2のうち反射部31に入射される領域L21は、当該光L2の光軸X2から離れるにつれて大きくなる、という構成であればよい。
また、上記実施形態に係る蛍光装置1においては、レンズ5は、蛍光素子4から出力された光が直接入射される、という構成である。しかしながら、蛍光装置は、斯かる構成に限られない。例えば、レンズ5は、蛍光素子4から出力された光が他のレンズ等を経由した後に入射される、という構成でもよい。
また、上記実施形態に係る蛍光装置1においては、反射部31は、レンズ5から出射された光L2が直接入射される、という構成である。しかしながら、蛍光装置は、斯かる構成に限られない。例えば、反射部31は、レンズ5から出射された光L2がミラーで進行方向を変更された後に入射される、という構成でもよい。斯かる構成においては、レンズ5から出射された光L2のうち反射部31に入射される領域L21は、反射部31に入射される際の当該光L2の光軸X2から離れるにつれて大きくなるように、構成される。
また、上記実施形態に係る蛍光装置1においては、レンズ5は、蛍光素子4から出力された光を、光学素子3に向けて平行光にして出射する、という構成である。しかしながら、蛍光装置は、斯かる構成に限られない。例えば、レンズ5は、蛍光素子4から出力された光を、光学素子3に向けて集束光にして出射し、集束光学系8を備えることなく、導光体9の入射端面91に入射させる、という構成でもよい。
1…蛍光装置、2…光源、3…光学素子、4…蛍光素子、5…レンズ、6…保持体、7…支持体、8…集束光学系、9…導光体、10…筐体、21…発光部、31…反射部、32…透過部、51…第1面、52…第2面、91…入射端面、92…出射端面、101…接続部
Claims (5)
- 励起光を出射する光源と、
前記光源から出射された励起光が入射され、該励起光を反射する反射部を有する光学素子と、
前記反射部で反射された励起光が入射され、該励起光の一部を蛍光に変換して出力する蛍光素子と、
前記蛍光素子から出力された光が入射され、該光の一部が前記反射部に入射するように、該光を前記光学素子に向けて出射するレンズと、を備え、
前記反射部は、前記レンズから出射された光のうち前記反射部に入射される領域が、当該光の光軸から離れるにつれて大きくなるように、構成される、蛍光装置。 - 前記反射部は、励起光を反射する一方、蛍光を透過する、請求項1に記載の蛍光装置。
- 前記反射部は、前記レンズから出射される光の光軸の方向視において、当該光のうち前記反射部に入射される領域が、当該光軸の位置を中心とする扇形状となるように、構成される、請求項1又は2に記載の蛍光装置。
- 前記反射部は、前記レンズから出射される光の光軸の方向視において、当該光のうち前記反射部に入射される領域が、当該光軸の位置を中心とする扇形状を複数に分割し且つ当該光軸を中心にそれぞれを個別に回転移動したような形状となるように、構成される、請求項1〜3の何れか1項に記載の蛍光装置。
- 前記レンズは、前記蛍光素子から出力された光が入射され、該光を前記光学素子に向けて平行光にして出射し、
前記蛍光装置は、前記光学素子を経由した光が入射され且つ該光を導光体に向けて集束光にして出射する集束光学系を、さらに備える、請求項1〜4の何れか1項に記載の蛍光装置。
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