JP6012936B2 - 照明装置 - Google Patents
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Description
光源光を射出する光源と、
導光部材と、
自己吸収性を有し、前記光源光を所望の波長の波長変換光に変換し、前記波長変換光を前記光源側に射出する第1光学部材と、
前記波長変換光を再び第1光学部材側に射出する第2光学部材と、
前記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、
を有する照明装置において、
前記第1光学部材は、
前記第2光学部材から射出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2光学部材から射出された波長変換光が入射する領域と入射しない領域との境界を構成する第2部位と、
前記導光部材の励起光射出端に面し前記第1部位の一部である底面と、前記底面と対向し、前記射出部の開口面の一部を形成する上面と、
を有し、
前記第1光学部材を通過し、前記第1光学部材の上面より出射された波長変換光と、前記第2光学部材から射出され前記第1光学部材の上面以外の部分より出射された波長変換光との両方の光を照明光とすることを特徴とする。
また、本発明の照明装置の別の態様は、
励起光射出端を有する励起光源と、波長変換ユニットと、を有する照明装置において、
前記波長変換ユニットは、
前記励起光射出端と接続され、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、
前記入射部と離間し、自己吸収性を有し、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の少なくとも一部の波長変換光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、
を有し、
前記光透過部材は、前記入射部から前記射出部まで連続して形成された部分を有しており、且つ、前記連続して形成された部分の外表面の少なくとも一部には前記反射部を有し、
前記波長変換部材は、前記入射部に面した底面と、前記底面と対向する上面を有しており、
前記波長変換部材を通過し、前記波長変換部材の上面より出射された波長変換光と、前記反射部で反射し、前記波長変換部材の上面以外の部分より出射された波長変換光との両方の光を照明光とすることを特徴とする。
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である第1部位318と、上面312と光透過部材308との境界部分である第2部位320と、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。
また、上記第1および第2実施形態では、波長変換部材302は、その上面312を光透過部材308の射出部306側の面に接して設置したものとしているが、底面310を光透過部材308の射出部306側の面に接して設置しても構わない。
Claims (12)
- 光源光を射出する光源と、
導光部材と、
自己吸収性を有し、前記光源光を所望の波長の波長変換光に変換し、前記波長変換光を前記光源側に射出する第1光学部材と、
前記波長変換光を再び第1光学部材側に射出する第2光学部材と、
前記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、
を有する照明装置において、
前記第1光学部材は、
前記第2光学部材から射出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2光学部材から射出された波長変換光が入射する領域と入射しない領域との境界を構成する第2部位と、
前記導光部材の励起光射出端に面し前記第1部位の一部である底面と、前記底面と対向し、前記射出部の開口面の一部を形成する上面と、を有し、
前記第1光学部材を通過し、前記第1光学部材の上面より出射された波長変換光と、前記第2光学部材から射出され前記第1光学部材の上面以外の部分より出射された波長変換光との両方の光を照明光とすることを特徴とする照明装置。 - 励起光射出端を有する励起光源と、波長変換ユニットと、を有する照明装置において、
前記波長変換ユニットは、
前記励起光射出端と接続され、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、
前記入射部と離間し、自己吸収性を有し、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の少なくとも一部の波長変換光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、を有し、
前記光透過部材は、前記入射部から前記射出部まで連続して形成された部分を有しており、且つ、前記連続して形成された部分の外表面の少なくとも一部には前記反射部を有し、
前記波長変換部材は、前記入射部に面した底面と、前記底面と対向する上面を有しており、
前記波長変換部材を通過し、前記波長変換部材の上面より出射された波長変換光と、前記反射部で反射し、前記波長変換部材の上面以外の部分より出射された波長変換光との両方の光を照明光とすることを特徴とする照明装置。 - 前記励起光源は、
前記励起光を射出する光源と、
励起光入射端と前記励起光射出端とを有し、前記光源から射出されて前記励起光入射端に入射された前記励起光を、前記励起光射出端まで導光し、前記励起光射出端から所定の広がり角で射出する光ファイバと、を有し、
前記光透過部材は、前記入射部から前記射出部に向かって広がる円錐台形であり、前記光透過部材の側面に前記反射部が形成されており、
前記波長変換部材の底面の大きさは、前記励起光射出端から前記所定の広がり角で射出された励起光が、前記波長変換部材の底面を含む平面上に形成するビームスポットより大きいことを特徴とする請求項2に記載の照明装置。 - 前記波長変換部材の上面は前記射出部の開口面の一部を形成することを特徴とする請求項2に記載の照明装置。
- 前記反射部と前記波長変換部材とは、互いに離間して配置されており、両者の間には、前記光透過部材が設けられていることを特徴とする請求項2に記載の照明装置。
- 前記光透過部材は、ガラスまたは樹脂であることを特徴とする請求項5に記載の照明装置。
- 前記波長変換部材は、
少なくとも一部が前記励起光射出端に面した第1領域を有しており、
前記第1領域が前記光透過部材と接して配置されている、
ことを特徴とする請求項6に記載の照明装置。 - 前記波長変換部材の前記第1領域は、前記励起光射出端に面した前記波長変換部材の底面と、該底面に接した前記波長変換部材の側面と、を含むことを特徴とする請求項7に記載の照明装置。
- 前記波長変換部材は、前記底面が略円形である円柱形状であり、
前記波長変換部材の底面の大きさは、前記励起光射出端から所定の広がり角で射出された励起光が、前記波長変換部材の底面を含む平面上に形成するビームスポットより大きい、
ことを特徴とする請求項8に記載の照明装置。 - 前記光透過部材は、外表面のうち、前記入射部、及び前記射出部を除いた面の少なくとも一部に、前記反射部が形成されていることを特徴とする請求項9に記載の照明装置。
- 前記反射部は、金属製であることを特徴とする請求項9に記載の照明装置。
- 前記反射部の外表面は、さらに保護膜を有していることを特徴とする請求項10に記載の照明装置。
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