JP5851123B2 - 照明装置 - Google Patents
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Description
光源から射出された光源光を所望の波長の波長変換光に変換し、前記波長変換光を射出する波長変換部材と、
前記波長変換光の一部を反射する第1光学部材と、
を備え、
前記波長変換部材は、前記第1光学部材で反射された波長変換光が入射する領域を構成する第1部位と、前記第1光学部材で反射された波長変換光が入射する領域と入射せずに外部に放出される領域との境界を構成する第2部位と、を含み、
前記波長変換部材と前記第1光学部材との間には、可視光を透過し且つ前記波長変換部材で生じた熱の少なくとも一部を前記第1光学部材へ伝導する、前記波長変換部材と前記第1光学部材との間の熱伝導経路となる光透過部材を介在させたことを特徴とする。
また、本発明の照明装置の別の態様は、
波長変換ユニットを有する照明装置において、
前記波長変換ユニットは、
励起光源の励起光射出端と光学的に接続され、前記励起光源から射出された励起光が入射する入射部と、
前記入射部に入射した前記励起光を所望の波長変換光に波長変換し、前記波長変換光を射出する波長変換部材と、
前記励起光と前記波長変換光とを透過する機能を有する光透過部材と、
前記波長変換部材から射出された波長変換光の少なくとも一部を反射させる機能を有する反射部と、
前記反射部が反射した前記少なくとも一部の波長変換光のうちの少なくとも一部を外部に射出する射出部と、
を備え、
前記光透過部材は、前記入射部から前記射出部まで少なくとも一部は連続して形成された、可視光を透過し且つ前記波長変換部材で生じた熱の少なくとも一部を前記反射部へ伝導する、前記波長変換部材と前記反射部との間の熱伝導経路となる部材であることを特徴とする。
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態に係る照明装置について、図1を用いて説明する。なお、図1(A)及び図1(B)では一部の部材の図示を省略している。また、図1(B)では、説明のために導光部材と波長変換ユニットの入射部とを離間させて表示している。
光透過部材308のテーパー角は、導光部材206の中心軸206Cに対し20degが好ましい。波長変換部材302は、0.17mmの半径と、0.5mmの厚さを有する円柱形状が良い。このような構造とすることにより、入射部304から波長変換部材302の底面310までの距離が約0.6mmとなる。なお、導光部材206には、先のマルチモード光ファイバを用いている。
次に、光源部200からの励起光L1の挙動について説明する。
上述のように、波長変換部材302の側面314および底面310から射出した波長変換光の一部は、波長変換部材302に再入射することなく、光透過部材308を通って射出部306から外部に射出される。この光は、波長変換部材302の自己吸収による光量低下が少ないため、波長変換光の取出し効率の高い照明装置100を実現することが可能となる。特に、励起光が直接照射される底面310からは、他の面に比べて高い割合で波長変換光が射出される。底面310から射出された波長変換光L2の一部は、波長変換部材302よりも光源部200側に配されている光透過部材308に射出し、そこから反射部316と光透過部材308を経由して射出部306まで波長変換部材302に入射することなく、光の利用効率高く外部の照射対象物400に照射できる。
なお、光透過部材308は、入射部304を円錐台の小径の第1面、射出部306を大径の第2面、側面をテーパー面とする、円錐台形状を有しているものとしたが、図2に示すように、第1面と第2面を同サイズとした円柱形状として構成しても、円錐台形に構成した場合と同様に動作し、同様の効果を奏することができる。
上記第1実施形態は、波長変換部材302の側方全周に渡って光透過部材308を設置した例であるが、光透過部材308は、波長変換部材302の側方のうち一部に設置され、結果、入射部304から射出部306まで光透過部材308の一部が連続して形成されていれば、上記第1実施形態よりは得られる効果が小さいが、同様の効果を奏することができる。
Claims (19)
- 光源から射出された光源光を所望の波長の波長変換光に変換し、前記波長変換光を射出する波長変換部材と、
前記波長変換光の一部を反射する第1光学部材と、
を備え、
前記波長変換部材は、前記第1光学部材で反射された波長変換光が入射する領域を構成する第1部位と、前記第1光学部材で反射された波長変換光が入射する領域と入射せずに外部に放出される領域との境界を構成する第2部位と、を含み、
前記波長変換部材と前記第1光学部材との間には、可視光を透過し且つ前記波長変換部材で生じた熱の少なくとも一部を前記第1光学部材へ伝導する、前記波長変換部材と前記第1光学部材との間の熱伝導経路となる光透過部材を介在させたことを特徴とする照明装置。 - 波長変換ユニットを有する照明装置において、
前記波長変換ユニットは、
励起光源の励起光射出端と光学的に接続され、前記励起光源から射出された励起光が入射する入射部と、
前記入射部に入射した前記励起光を所望の波長変換光に波長変換し、前記波長変換光を射出する波長変換部材と、
前記励起光と前記波長変換光とを透過する機能を有する光透過部材と、
前記波長変換部材から射出された波長変換光の少なくとも一部を反射させる機能を有する反射部と、
前記反射部が反射した前記少なくとも一部の波長変換光のうちの少なくとも一部を外部に射出する射出部と、
を備え、
前記光透過部材は、前記入射部から前記射出部まで少なくとも一部は連続して形成された、可視光を透過し且つ前記波長変換部材で生じた熱の少なくとも一部を前記反射部へ伝導する、前記波長変換部材と前記反射部との間の熱伝導経路となる部材であることを特徴とする照明装置。 - 前記光透過部材は、0.5W/m・kより大きい熱伝導率であることを特徴とする請求項2に記載の照明装置。
- 前記光透過部材は、無機材料であることを特徴とする請求項3に記載の照明装置。
- 前記光透過部材は、無機ガラスであることを特徴とする請求項4に記載の照明装置。
- 前記波長変換ユニットは、前記入射部と前記射出部とを除く側面を保護するためのホルダをさらに備え、
前記反射部は、前記光透過部材と前記ホルダとの間に設けられ、
前記光透過部材と前記ホルダは、光透過部材ホルダ固着部材を介して熱的に接していることを特徴とする請求項2に記載の照明装置。 - 前記光透過部材ホルダ固着部材の厚さは、前記光透過部材の、前記反射部と前記波長変換部材との間の最短距離よりも薄いことを特徴とする請求項6に記載の照明装置。
- 前記波長変換ユニットにおいて、前記光透過部材ホルダ固着部材は、前記光透過部材と比較して、熱伝導率が同等又は高いことを特徴とする請求項6に記載の照明装置。
- 前記光透過部材ホルダ固着部材は、0.5W/m・k以上の熱伝導率を有する材料であることを特徴とする請求項8に記載の照明装置。
- 前記ホルダは、前記光透過部材と比較して、熱伝導率が同等又は高い材料で形成されていることを特徴とする請求項6に照明装置。
- 前記ホルダは、0.5W/m・k以上の熱伝導率を有する材料であることを特徴とする請求項10に記載の照明装置。
- 前記ホルダは、金属または金属化合物で形成されていることを特徴とする請求項11に記載の照明装置。
- 前記励起光源をさらに備え、
前記励起光源は、導光部材を有しており、
前記励起光射出端は、前記導光部材の射出側端部であり、
前記励起光源は、さらに、前記励起光射出端の側面を保護する導光部材保持部材を有し、
前記導光部材保持部材は、前記光透過部材と比較して、熱伝導率が同等又は高い材料で形成されていることを特徴とする請求項10に記載の照明装置。 - 前記導光部材保持部材は、0.5W/m・k以上の熱伝導率であることを特徴とする請求項13に記載の照明装置。
- 前記導光部材保持部材は、金属または金属化合物で形成されていることを特徴とする請求項14に記載の照明装置。
- 前記波長変換部材は、粉末蛍光体と、前記粉末蛍光体を分散させる分散材と、からなり、
前記分散材は、可視光に対して光透過性を有し、且つ、前記光透過部材ホルダ固着部材と比較して、熱伝導率が同等又は高い材料により形成されていることを特徴とする請求項6、10又は13に記載の照明装置。 - 前記分散材は、0.5W/m・k以上の熱伝導率であることを特徴とする請求項16に記載の照明装置。
- 前記波長変換部材から射出された波長変換光の少なくとも一部は、前記波長変換部材に再び入射することなく、前記光透過部材を通って外部に放出されることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
- 前記波長変換部材から射出された波長変換光の少なくとも一部は、前記波長変換部材に再び入射することなく、前記光透過部材を通って前記射出部から外部に放出されることを特徴とする請求項2から17のいずれか一項に記載の照明装置。
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