CN206608756U - 照明设备 - Google Patents

Abstract

[目的]为了提供一种照明设备，其中，可以基于非常简单和小巧的结构，在不安装用于切换荧光元件位置的旋转机构的情况下容易地进行泵浦光的导光设计。[解决问题的手段]照明设备(10)包括：泵浦光源(12)，用于辐射泵浦光(Lp)；成对的平面镜(14)，其基于相互平行的位置关系面对面布置；音圈(32)，其能够改变成对的平面镜(14)的分离长度；以及多个荧光元件(36、38)，其辐射光谱辐射特性不同于泵浦光(Lp)的光谱辐射特性的荧光(R)。各荧光元件(36、38)位于以下光路中的任一个光路中：使泵浦光(Lp)射入成对的平面镜(14)的间隙(32)并在间隙(32)中多次反射以从成对的平面镜(14)中射出。

Description

照明设备

技术领域

本实用新型涉及一种照明设备，所述照明设备用于将来自泵浦光源的泵浦光辐射到荧光元件并且生成光谱辐射特性不同于该泵浦光的光谱辐射特性的荧光。

背景技术

常规地，例如在视频设备领域，已经开发了用于将来自泵浦光源的泵浦光辐射到荧光元件并且生成光谱辐射特性不同于该泵浦光的光谱辐射特性的荧光的照明设备和照明方法。

在用于投影的照明设备中，为了形成能够在广色域中再现颜色的像素，需要将与多个原色(例如RGB)对应的多个光束引导到大致相同的位置。作为用于实现上述目的的一种方法，存在一种用于快速且周期性地改变用于辐射泵浦光的荧光元件的类型并且通过所谓“时分”获得多个光束的方法。

上述方法的主要示例是将能够高速旋转的荧光物质轮置于泵浦光源与数字微镜器件(DMD)之间的“单片数字光处理(DLP)”。特别地，在专利文献1中描述的将激光二极管(LD)用作泵浦光源的技术被称为激光激发的远程荧光粉(LASP)。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利第5714089号。

实用新型内容

[实用新型要解决的问题]

另外，在包括该LASP系统的照明设备中，需要扩大荧光元件的表面积以减少荧光物质轮的热负荷。另一方面，通过增大荧光物质轮的尺寸，照明设备的整体结构相应地增大，因此这并非优选。

此外，这种照明设备具有造成以下影响的问题：伴随着荧光物质轮的旋转操作的振动噪声经常产生，并且设备经常经受与高速旋转操作相关的机械限制。如上所述，特别是从设备尺寸的角度来看，仍存在充足的改进空间。

考虑到上述问题，本实用新型的目的是提供一种基于非常简单和小巧的结构的照明设备，其在不安装用于切换荧光元件的位置的旋转机构的情况下轻松地实现泵浦光的导光设计。

[解决问题的手段]

根据本实用新型的“照明设备”包括：泵浦光源，用于辐射泵浦光；成对的平面镜，其基于相互平行的位置关系面对面设置；线性移动装置，用于沿着法线方向相对地移动成对的平面镜，以能够改变成对的平面镜的分离长度；以及多个荧光元件，用于响应于对泵浦光的接收而辐射光谱特性不同于该泵浦光的光谱特性的荧光，其中，该泵浦光源和各荧光元件被设置在成对的平面镜的外部，并且各荧光元件位于以下光路中的任一个光路中：使从泵浦光源辐射的泵浦光射入平面镜的间隙并在该间隙中多次反射以从成对的平面镜中射出。

与成对的平面镜的分离长度无关，泵浦光在间隙中传播，同时泵浦光在保持入射角和反射角恒定的情况下不断地进行反射。因此，当通过线性移动装置改变分离长度时，反射位置随着改变量和反射数目成比例地偏离。然后，通过适当地控制光反射的行为，在使从成对的平面镜的发射角恒定的情况下，可以自由地设计泵浦光在被发射之后的光路。

因此，泵浦光被可靠地辐射到位于成对的平面镜的发射侧光路中的荧光元件中的任一个。以这种方式，可以基于非常简单和小巧的结构，在不安装用于切换荧光元件位置的旋转机构的情况下容易地进行泵浦光的导光设计。

此外，通过采用上述配置，可以通过所谓的空分来控制荧光出现的位置。例如，在通过使用线性移动装置来对荧光元件适当地执行分布式控制的情况下，存在能够均匀化荧光元件的热负荷并且限制热负荷的局部增加的优点。

此外，线性移动装置可以将至少成对的平面镜相对地移动到具有不同分离长度的第一相对位置和第二相对位置，并且成对的平面镜被配置成使得泵浦光的与第二相对位置对应的发射方向和泵浦光的与第一相对位置对应的发射方向一致。替代该配置，成对的平面镜可以被配置成使得泵浦光的与第二相对位置对应的发射方向和泵浦光的与第一相对位置对应的发射方向不同。

此外，成对的平面镜可以被配置成使得泵浦光的与第二相对位置对应的反射数目和泵浦光的与第一相对位置对应的反射数目相等。替代该配置，成对的平面镜可以被配置成使得泵浦光的与第二相对位置对应的反射数目和泵浦光的与第一相对位置对应的反射数目不同。

此外，线性移动装置可以是设置在成对的平面镜中的任一个平面镜上的一个线性致动器。替代该配置，该线性移动装置可以是设置在成对的平面镜中的两个平面镜上的每个线性致动器。优选地，线性移动装置是音圈、螺线管或压电元件。

根据本实用新型的“照明方法”是使用用于辐射泵浦光的泵浦光源和用于辐射光谱辐射特性不同于该泵浦光的光谱辐射特性的荧光的多个荧光元件的方法，该方法包括以下步骤：将泵浦光源和各荧光元件布置在成对的平面镜的外部，该成对的平面镜基于相互平行的位置关系面对面布置；沿着法线方向相对地移动成对的平面镜，以改变成对的平面镜的分离长度；以及泵浦光源辐射泵浦光，其中，各荧光元件位于以下光路中的任一个光路中：使辐射的泵浦光射入成对的平面镜的间隙并在该间隙中多次反射以从成对的平面镜中射出。

[实用新型效果]

根据本实用新型，可以基于非常简单和小巧的结构，在不安装用于切换荧光元件位置的旋转机构的情况下容易地执行对泵浦光的导光控制。

附图说明

图1示出根据第一实施方式的照明设备的整体结构。

图2(a)是示出图1中所示的导光部的放大平面图。

图2(b)是示出图1中所示的导光部的放大侧视图。

图3(a)是示出根据第一实施方式的变型例的导光部的放大平面图。

图3(b)是示出根据第一实施方式的变型例的导光部的放大侧视图。

图4示出了根据第二实施方式的照明设备的整体结构。

图5(a)是示出包括在图4中所示的导光部中的成对的平面镜的放大平面图。

图5(b)是示出包括在图4中所示的导光部中的成对的平面镜的放大侧面图。

图6(a)是示出根据第二实施方式的变型例的导光部的放大平面图。

图6(b)是示出根据第二实施方式的变型例的导光部的放大侧视图。

图7示出了根据第三实施方式的照明设备的整体结构。

具体实施方式

对于根据本实用新型的照明设备，下面将结合照明方法给出优选实施方式，并且通过参照附图对优选实施方式进行说明。

[第一实施方式]

<照明设备10的整体结构>

图1示出了根据第一实施方式的照明设备10的整体结构。该照明设备10包括泵浦光源12、由成对的平面镜14构成的导光部16、镜驱动部18和荧光生成部20。

泵浦光源12具有一个或多个发光元件，所述发光元件可以发射泵浦光Lp(或激发光)。该发光元件例如包括具有以下光谱辐射特性的蓝色激光二极管：在约400nm至470nm的波长范围内具有峰值。

成对的平面镜14以下述方式被配置：基于相互平行的位置关系面对面布置第一平面镜24和第二平面镜26。第一平面镜24被布置成能够被镜驱动部18移动，而第二平面镜26被布置成固定的。泵浦光源12被布置在成对的平面镜14的一个外侧，并且荧光生成部20被布置在成对的平面镜14的另一外侧。

镜驱动部18是用于沿着法线方向相对地移动成对的平面镜14的驱动装置。镜驱动部18包括：用于基于包括视频信号的输入信号来生成驱动波形信号的波形生成部28、用于放大生成的驱动波形信号的放大器30、能够取决于放大的驱动波形信号进行延伸的音圈32(线性移动装置)以及能够检测第一平面镜24的当前位置或移动定时的位置定时传感器34。

音圈32使其一端直接连接至第一平面镜24的外侧面(反射面的相对侧)。以这种方式，作为振动板的第一平面镜24取决于音圈32的延伸操作而沿第一平面镜24的法线方向振动。波形生成部28基于来自位置定时传感器34的检测信号来对第一平面镜24的移动执行同步控制。

作为音圈32的替代，可以采用包括螺线管和压电元件的线性致动器，即，能够改变成对的平面镜14的分离长度的线性移动装置。从灵敏度和成本的角度来看，优选地，线性移动装置是音圈、螺线管和压电元件中的任一种。

荧光生成部20包括多个(在这种情况下是两个)荧光元件36、38、一个散热器40、两个聚光光学系统即聚光光学系统42、44和两个分色镜46、48。荧光元件36、38在将对泵浦光Lp的接收当作触发的情况下辐射具有不同于泵浦光Lp(蓝光)的光谱辐射特性的光谱辐射特性的荧光R。荧光元件36、38例如由发出主要成分为红光的荧光R的荧光物质组成。

荧光元件36位于在音圈32的“关闭操作”时形成的第一光路T1中。此外，荧光元件38位于在音圈32的“打开操作”时形成的第二光路T2中。

为了便于说明，夸大地描述了第一光路T1和第二光路T2位置和形状。

散热器40是由含有例如铝的金属所构成并且用于向外散发在荧光元件36、38中产生的热量的辐射器。在所示的示例中，多个荧光元件36、38以预定的间隔被布置在共用的散热器40上。

聚光光学系统42由一个或多个透镜构成，并且沿第一光路T1的光轴布置在荧光元件36的紧上方。以这种方式，聚光光学系统42对朝着荧光元件36行进的泵浦光Lp和来自荧光元件36的荧光R进行会聚。同时，聚光光学系统44由一个或多个透镜构成并且沿第二光路T2的光轴布置在荧光元件38的紧上方。以这种方式，聚光光学系统44对朝着荧光元件38行进的泵浦光Lp和来自荧光元件38的荧光R进行会聚。

分色镜46、48是反射特定波长范围内的光并透射其余波长范围内的光的光选择构件。分色镜46、48例如由反射荧光R的波长成分的光学构件构成。

在第一光路T1中，分色镜46被布置在成对的平面镜14与聚光光学系统42之间。以这种方式，分色镜46透射朝着荧光元件36行进的泵浦光Lp并反射来自荧光元件36的荧光R。另一方面，在第二光路T2中，分色镜48被布置在成对的平面镜14与聚光光学系统44之间。以这种方式，分色镜48透射朝着荧光元件38传播的泵浦光Lp并反射来自荧光元件38的荧光R。

<照明设备10的操作>

根据第一实施方式的照明设备10的整体结构被配置成如上所述。接下来，将对由照明设备10进行的照明操作进行说明。

在音圈32的“关闭操作”时，成对的平面镜14位于初始位置(下文中称为第一相对位置)。然后，从泵浦光源12发射的泵浦光Lp射入成对的平面镜14的间隙22并在间隙22中多次反射以从成对的平面镜14中射出。

来自成对的平面镜14的泵浦光Lp经过第一光路T1中的分色镜46和聚光光学系统42，并且到达荧光元件36。从荧光元件36发射的荧光R经过第一光路T1中的聚光光学系统42并且在分色镜46上被反射。以这种方式，照明设备10输出对应于第一光路T1的荧光R。

另一方面，在音圈32的“打开操作”时，成对的平面镜14位于邻近位置(下文中称为第二相对位置)处。然后，从泵浦光源12发射的泵浦光Lp射入成对的平面镜14的间隙22并在间隙22中多次反射以从成对的平面镜14中射出。

来自成对的平面镜14的泵浦光Lp经过不同于第一光路T1的第二光路T2中的分色镜48和聚光光学系统44，并且到达荧光元件38。从荧光元件38发射的荧光R经过第二光路T2中的聚光光学系统44，并且在分色镜48上被反射。以这种方式，照明设备10输出对应于第二光路T2的荧光R。

<与导光部16相关的光学设计示例>

接下来，将通过参照图2来详细说明与导光部16相关的光学设计示例。图2(a)是示出图1中所示的导光部16的放大平面图。图2(b)是示出图1中所示的导光部16的放大侧视图。

第一平面镜24和第二平面镜26在一个方向上延伸，并且具有延伸长度为A的矩形平板。第二平面镜26位于远离处于初始位置处的第一平面镜24达分离长度D的位置处。“初始位置”表示在音圈32的“关闭操作”时第一平面镜24的位置。此外，此时的成对的平面镜14的位置状态对应于“第一相对位置”。

泵浦光Lp从相对于成对的平面镜14的法线方向(即，分离方向)的倾斜方向(入射角：θ)朝向成对的平面镜14的间隙22入射。然后，泵浦光Lp到达第二平面镜26的反射面上的位置P1(与入射侧的端面相距距离Δ)处，并且在反射角为θ的角度方向上反射。之后，泵浦光Lp到达第一平面镜24的反射面上的位置P2处，并且在反射角为θ的角度方向上反射。

泵浦光Lp到达第二平面镜26的反射面上的位置P3处，并且在反射角为θ的角度方向上反射。通过简单的几何检查，导出两个位置P1与P3之间的距离为2Dtanθ。

如上所述，泵浦光Lp在第二平面镜26的位置P1、第一平面镜24的位置P2、第二平面镜26的位置P3、第一平面镜24的位置P4、第二平面镜26的位置P5、第一平面镜24的位置P6、第二平面镜26的位置P7和第一平面镜24的位置P8上连续反射。即，在第一光路T1中，泵浦光Lp射入成对的平面镜14的间隙22，并且在该间隙22中分别在第一平面镜24和第二平面镜26中的每一个上各反射四次(总共8次)，以便泵浦光Lp从成对的平面镜射出。

另一方面，在音圈32的打开操作时，第一平面镜24在沿着法线方向靠近第二平面镜26的方向上移动振动量V。即，第二平面镜26位于远离处于邻近位置处的第一平面镜24达分离长度(D-V)的位置处。“邻近位置”等同于在音圈32的“打开操作”时第一平面镜24的位置。此外，此时的成对的平面镜24的位置状态对应于“第二相对位置”。

泵浦光Lp从相对于成对的平面镜14的法线方向的倾斜方向(入射角：θ)朝向成对的平面镜14的间隙22入射。然后，泵浦光Lp到达第二平面镜26的反射面上的位置Q1处，并且在反射角为θ的角度方向上反射。泵浦光源12和第二平面镜26被固定，并且因此位置Q1与位置P1一致。

之后，泵浦光Lp到达第一平面镜24的反射面上的位置Q2处，并且在反射角为θ的角度方向上反射。以入射侧的端面为基础，成对的平面镜14的间隙22(分离长度)减少了V，并且因此位置Q2存在于位置P2之前预定距离(Vtanθ)处。两个光束之间的分离长度为V/cosθ。

泵浦光Lp到达第二平面镜26的反射面上的位置Q3处，并且在反射角为θ的角度方向上反射。

通过简单的几何检查，导出两个位置Q1与Q3之间的距离为2(D-V)tanθ。

如上所述，泵浦光Lp在第二平面镜26的位置Q1、第一平面镜24的位置Q2、第二平面镜26的位置Q3、第一平面镜24的位置Q4、第二平面镜26的位置Q5、第一平面镜24的位置Q6、第二平面镜26的位置Q7和第一平面镜24的位置Q8上连续反射。即，在第二光路T2中，泵浦光Lp射入成对的平面镜14的间隙22，并且在该间隙22中分别在第一平面镜24和第二平面镜26中的每一个上各反射四次(总共8次)，以便泵浦光Lp从成对的平面镜射出。

为了实现上述泵浦光Lp的行为，需要满足以下关于成对的平面镜14的形状和布置的设计条件。在这种情况下，n(自然数)表示第一平面镜24和第二平面镜26的反射数目，并且间隙22中的总的反射数目为(2n)次。可以通过简单的几何检查来确定关系公式(1)和关系公式(2)。

(2n‐1)Dtanθ<A‐Δ<2n(D‐V)tanθ...(1)

D>(2n+1)V...(2)

<第一实施方式的效果>

如上所述，根据第一实施方式的照明设备10包括：[1]用于辐射泵浦光Lp的泵浦光源12；[2]基于相互平行的位置关系面对面布置的成对的平面镜14；[3]能够通过沿着法线方向相对地移动成对的平面镜14来改变成对的平面镜14的分离长度的音圈32；以及[4]辐射光谱辐射特性不同于泵浦光Lp的光谱辐射特性的荧光R的多个荧光元件36、38。

然后，[5]泵浦光源12和各荧光元件36、38被布置在成对的平面镜14的外部，并且[6]各荧光元件36、38位于以下光路(第一光路T1、第二光路T2)中的任一个光路中：使由泵浦光源12辐射的泵浦光Lp射入成对的平面镜14的间隙22并在间隙22中多次反射以从成对的平面镜14中射出。

特别地，在第一实施方式中，[7]音圈32设置于成对的平面镜14中的任一个平面镜(第一平面镜24)中，[8]音圈32可以将成对的平面镜14相对地移动至少到具有不同分离长度的第一相对位置和第二相对位置，[9]泵浦光Lp的与第二相对位置对应的发射方向和泵浦光Lp的与第一相对位置对应的发射方向一致，并且[10]泵浦光Lp的与第二相对位置对应的反射数目等于泵浦光Lp的与第一相对位置对应的反射数目。

此外，根据第一实施方式的照明方法包括以下步骤：[1]将泵浦光源12和各荧光元件36、38布置在基于相互平行的位置关系面对面设置的成对的平面镜14的外部；[2]沿着法线方向相对地移动成对的平面镜14，从而改变成对的平面镜14的分离长度；以及[3]泵浦光源12辐射泵浦光Lp。

与成对的平面镜14的分离长度无关，泵浦光Lp在间隙22中传播，同时泵浦光Lp在保持入射角和反射角恒定(θ)的情况下不断地进行反射。因此，当通过音圈32改变分离长度时，反射位置随着变化量(V)和反射数目成比例地偏离。然后，通过适当地控制光反射的行为，在使来自成对的平面镜14的发射角保持恒定的情况下，可以自由地设计泵浦光Lp在被发射之后的光路。

因此，泵浦光Lp被可靠地辐射到位于成对的平面镜14的发射侧光路中的荧光元件36、38中的任一个。以这种方式，可以基于非常简单和小巧的结构，在不安装用于切换荧光元件36、38的位置的旋转机构的情况下容易地进行泵浦光Lp的导光设计。

此外，通过采用上述配置，可以通过所谓的空分来控制荧光R出现的位置。例如，在通过使用音圈32来对荧光元件36、38适当地执行分布式控制的情况下，存在能够均匀化荧光元件36、38的热负荷并且限制热负荷的局部增大的优点。

<第一实施方式的变型例>

<导光部50的光学设计示例>

接着，将通过参照图3来详细说明根据第一实施方式的变型例的导光部50。

图3(a)是示出根据第一实施方式的变型例的导光部50的放大平面图。图3(b)是示出根据第一实施方式的变型例的导光部50的放大侧视图。如果该导光部50被应用于图1所示的照明设备10，则该导光部50代替导光部16而被包括。

作为导光部50的成对的平面镜52以下述方式被配置：基于相互平行的位置关系面对面布置第一平面镜54与第二平面镜56。第一平面镜54被布置成能够被镜驱动部18(图1)移动，而第二平面镜56被布置成固定的。第一平面镜54和第二平面镜56在一个方向上延伸，并且具有延伸长度为A1的矩形平板。

第二平面镜56由具有非透射性质的非透射部57和具有透光性质并且大致位于非透射部57中心的透光部58组成。用A2来表示非透射部57的入射侧部分的延伸长度，用W来表示透光部58的宽度。在这种情况下，非透射部57的发射侧部分的延伸长度表示为(A1-A2-W)。

在音圈32的关闭操作(第一平面镜54的初始位置)时，泵浦光Lp在位置P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7和P8处连续反射。即，在由实线所示的第一光路T1中，泵浦光Lp射入成对的平面镜52的间隙22，并且在该间隙22中分别在第一平面镜54和第二平面镜56中的每一个上各反射四次(总共8次)，以便泵浦光Lp从成对的平面镜52射出。

另一方面，在音圈32的打开操作(第一平面镜54的邻近位置)时，泵浦光Lp在位置Q1、Q2、Q3和Q4处连续反射。然后，泵浦光Lp到达与第二平面镜56的透光部58对应的位置Q5，并且被透射，这是因为其没有被反射。

即，在由点划线所示的第二光路T2中，泵浦光Lp射入成对的平面镜52的间隙22，并且在该间隙22中分别在第一平面镜54和第二平面镜56中的每一个上各反射两次(总共4次)，以便泵浦光Lp从成对的平面镜54射出。

为了实现上述泵浦光Lp的行为，需要满足以下关于成对的平面镜52的形状和布置的设计条件。可以通过简单的几何检查来确定关系公式(3)至关系公式(6)。

(2n‐1)Dtanθ<A1‐Δ<2n(D‐V)tanθ...(3)

A2‐Δ<(2m+1)(D‐V)tanθ<A2+W‐Δ...(4)

A2+W‐Δ<(2m+1)Dtanθ...(5)

D>(2n+1)V...(6)

在这种情况下，n(满足n>1的整数)表示在第一光路T1中的第一平面镜54和第二平面镜56处的反射数目，并且在间隙22中的总的反射数目为(2n)次。此外，m(满足m<n的自然数)表示在第二光路T2中的第二平面镜56处的反射数目，并且在间隙22中的总的反射数目为(2m)次。

<结论>

如上所述，与第一实施方式不同，成对的平面镜52可以被配置成使得泵浦光Lp的与第二相对位置对应的反射数目(＝2m)和泵浦光的与第一相对位置对应的反射数目(＝2n)不同。在这种情况下，泵浦光Lp的与第二相对位置对应的反射数目和泵浦光的与第一相对位置对应的反射数目之间的差是非零的偶数。

[第二实施方式]

<照明设备80的整体结构>

图4示出了根据第二实施方式的照明设备80的整体结构。该照明设备80包括泵浦光源12、由成对的平面镜82和方向改变镜84构成的导光部86、镜驱动部18和荧光生成部88。与第一实施方式中的部件相同的部件将被给予相同的附图标记，并且将适当地省略其说明。

成对的平面镜82以下述方式被配置：基于相互平行的位置关系面对面布置第一平面镜90与第二平面镜92。第一平面镜90被布置成能够被镜驱动部18移动，而第二平面镜92被布置成固定的。正如在第一实施方式中那样，泵浦光源12被布置在成对的平面镜82的一个外侧，而荧光生成部88被布置在成对的平面镜82的另一外侧。

基本上，虽然荧光生成部88具有与第一实施方式相同的配置，但是荧光生成部88包括代替一个散热器40的两个散热器94、96。散热器94、96是由含有例如铝的金属所构成并且用于向外散发在荧光元件36和荧光元件38中产生的热量的辐射器。在所示的示例中，多个荧光元件36、38以预定的间隔被布置在单独的散热器94、96上。

荧光元件36位于在音圈32的“关闭操作”时形成的第一光路T1的光轴上。此外，荧光元件38位于在音圈32的“打开操作”时形成的第二光路T2的光轴上。如基于该附图所理解的，通过被布置在第二平面镜92侧的方向改变镜84来将第一光路T1改变成朝向荧光生成部88行进。

<照明设备80的操作>

根据第二实施方式的照明设备80的整体结构被配置成如上所述。接下来，将对由照明设备80进行的照明操作进行说明。

在音圈32的“关闭操作”时，成对的平面镜82位于初始位置(第一相对位置)。然后，从泵浦光源12发射的泵浦光Lp射入成对的平面镜82的间隙22并在间隙22中多次反射以从成对的平面镜82中射出。

来自成对的平面镜82的泵浦光Lp在方向改变镜84处被反射并且朝向荧光生成部88行进。如在第一实施方式中那样，照明设备80输出与第一光路T1对应的荧光R。

另一方面，在音圈32的“打开操作”时，成对的平面镜82位于邻近位置(第二相对位置)。然后，从泵浦光源12发射的泵浦光Lp射入成对的平面镜82的间隙22并在间隙22中多次反射以从成对的平面镜82中射出。如在第一实施方式中那样，照明设备80输出与第二光路T2对应的荧光R。

<与导光部86相关的光学设计的示例>

接下来，将通过参照图5来详细说明与导光部86相关的光学设计示例。图5(a)是示出图4中所示的导光部86中包括的成对的平面镜82的放大平面图。图5(b)是示出图4中所示的导光部86中包括的成对的平面镜82的放大侧视图。

第一平面镜90和第二平面镜92在一个方向上延伸，并且具有延伸长度为A的矩形平板。第二平面镜92位于远离处于初始位置处的第一平面镜90达分离长度D的位置处。第二平面镜92位于远离处于邻近位置处的第一平面镜90达分离长度(D-V)的位置处。

如在第一实施方式中的情况那样，在音圈32的关闭操作(第一平面镜90的初始位置)时，泵浦光Lp在位置P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7和P8处连续反射。即，在第一光路T1中，泵浦光Lp射入成对的平面镜82的间隙22，并且在该间隙22中分别在第一平面镜90和第二平面镜92中的每一个上各反射四次(总共8次)，以便泵浦光Lp从成对的平面镜82中射出。

同时，如在第一实施方式中的情况那样，在音圈32的打开操作(第一平面镜90的邻近位置)时，泵浦光Lp在位置Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7和Q8处连续反射。然而，如果满足预定的几何条件，则在一些情况下，泵浦光Lp会到达第二平面镜92的反射面上的位置Q9处，并且还在反射角为θ的角度方向上反射。

然后，在第二光路T2中，泵浦光Lp射入成对的平面镜82的间隙22并在第一平面镜90上反射4次，在第二平面镜92上反射5次(总共9次)。之后，泵浦光Lp从成对的平面镜82中射出。

为了实现上述泵浦光Lp的行为，需要满足以下关于成对的平面镜82的形状和布置的设计条件。在这种情况下，n(自然数)表示在第一光路T1中的第一平面镜90和第二平面镜92处的反射数目。在这种情况下，在第一光路T1中，在间隙22中的总的反射数目为(2n)，而在第二光路T2中，在间隙22中的总的反射数目为(2n+1)。可以通过简单的几何检查来确定关系公式(7)和关系公式(8)。

(2n+1)(D‐V)tanθ<A‐Δ<(2n+1)Dtanθ…(7)

D>(2n+2)V...(8)

<第二实施方式的效果>

如上所述，根据第二实施方式的照明设备80包括：[1]用于辐射泵浦光Lp的泵浦光源12；[2]基于相互平行的位置关系面对面布置的成对的平面镜82；[3]能够通过沿着法线方向相对地移动成对的平面镜82来改变成对的平面镜82的分离长度的音圈32；以及[4]辐射光谱辐射特性不同于泵浦光Lp的光谱辐射特性的荧光R的多个荧光元件36、38。

然后，[5]泵浦光源12和各荧光元件36、38被布置在成对的平面镜82的外部，并且[6]各荧光元件36、38位于以下光路(第一光路T1、第二光路T2)中的任一个光路中：使由泵浦光源12辐射的泵浦光Lp射入成对的平面镜82的间隙22并在间隙22中多次反射以从成对的平面镜82中射出。

特别地，在第二实施方式中，[7]音圈32设置于成对的平面镜82中的任一个平面镜(第一平面镜90)中，[8]音圈32可以将成对的平面镜82相对地移动至少到具有不同分离长度的第一相对位置和第二相对位置，[9]泵浦光Lp的与第二相对位置对应的发射方向和泵浦光Lp的与第一相对位置对应的发射方向不同，并且[10]泵浦光Lp的与第二相对位置对应的反射数目和泵浦光Lp的与第一相对位置对应的反射数目不同。

此外，根据第二实施方式的照明方法包括以下步骤：[1]将泵浦光源12和各荧光元件36、38布置在基于相互平行的位置关系面对面设置的成对的平面镜82的外部；[2]沿着法线方向相对地移动成对的平面镜82，从而改变成对的平面镜82的分离长度；以及[3]泵浦光源12辐射泵浦光Lp。

通过这种配置，也可以基于非常简单和小巧的结构，在不安装用于切换荧光元件36、38的位置的旋转机构的情况下容易地进行泵浦光Lp的导光设计。

<第二实施方式的变型例>

<导光部100的光学设计的示例>

接着，将通过参照图6来详细说明根据第二实施方式的变型例的导光部100。图6(a)是示出根据第二变型例的导光部100的放大平面图。图6(b)是示出根据第二实施方式的变型例的导光部100的放大侧视图。如果该导光部100被应用于图4所示的照明设备80，则该导光部100代替导光部86而被包括。

导光部100包括成对的平面镜102和被布置成沿成对的平面镜102的延伸方向彼此邻近的固定镜对103。成对的平面镜102以下述方式被配置：基于相互平行的位置关系面对面布置第一平面镜104与第二平面镜106。第一平面镜104被布置成能够被镜驱动部18(图4)移动，而第二平面镜106被布置成固定的。

第一平面镜104和第二平面镜106在一个方向上延伸，并且具有延伸长度为A3的矩形平板。构成固定镜对103的各平面镜在一个方向上延伸，并且具有延伸长度为A4的矩形平板。由成对的平面镜102和固定镜对103构成的空间部108具有比延伸长度A3和延伸长度A4更小的宽度W。

在音圈32的关闭操作(第一平面镜104的初始位置)时，泵浦光Lp在成对的平面镜102的反射面上在位置P1、P2、P3和P4处连续反射。即，在由实线表示的第一光路T1中，泵浦光Lp射入成对的平面镜102的间隙22，并且在该间隙22中分别在第一平面镜104和第二平面镜106中的每一个上各反射两次(总共4次)，以便泵浦光Lp从成对的平面镜102中射出。

之后，泵浦光Lp在固定镜对103的反射面上的位置P5、P6、P7和P8处连续反射。最后，泵浦光Lp射入由实线表示的位于第一光路T1中的导光部100，并且在总共反射八次之后从导光部100中射出。

另一方面，在音圈32的打开操作(第一平面镜104的邻近位置)时，泵浦光Lp在成对的平面镜102的反射面上的位置Q1、Q2、Q3和Q4处连续反射。然后，泵浦光Lp到达与空间部108对应的位置Q5，并且原样透射穿过空间部108。即，在由点划线表示的第二光路T2中，泵浦光Lp射入成对的平面镜102的间隙22，并且在该间隙22中分别在第一平面镜104和第二平面镜106中的每一个上各反射两次(总共4次)，以便泵浦光Lp从成对的平面镜102中射出。

为了实现上述泵浦光Lp的行为，需要满足以下关于成对的平面镜102的形状和布置以及固定镜对103的形状和布置的设计条件。可以通过简单的几何检查来确定关系公式(9)至关系公式(12)。

(2n‐1)Dtanθ<A3+W+A4‐Δ<2(nD‐mV)tanθ...(9)

2mDtanθ<A3‐Δ<(2m+1)(D‐V)tanθ...(10)

(2m+1)(D‐V)tanθ<A3+W‐Δ<(2m+1)Dtanθ...(11)

D>(2m+1)V...(12)

现在，n(满足n>1的整数)表示在第一光路T1中的导光部100中的总的反射数目，m(满足m<n的自然数)表示在第二光路T2中的导光部100中的总的反射数目，并且在成对的平面镜102的间隙22中的总的反射数目被表示为(2m+1)次。

<结论>

如上所述，与第二实施方式(方向改变镜84)不同，在导光部100中，可以设置沿成对的平面镜102的延伸方向邻近布置的固定镜对103。特别地，通过采用这种配置，可以获得与在导光部50(图3)的情况下相同的泵浦光Lp行为，并且可以小型化可移动的部件(第一平面镜104)。即，存在以下优点：能够在减轻音圈32的负荷的情况下改进机械响应性，并且能够小型化构成镜驱动部18的电子电路。

[第三实施方式]

<照明设备110的整体结构>

图7示出根据第三实施方式的照明设备110的整体结构。该照明设备110包括泵浦光源12、由成对的平面镜112和三个分色镜114至116所构成的导光部118、镜驱动部120和荧光生成部122。

成对的平面镜112以下述方式被配置：基于相互平行的位置关系面对面布置第一平面镜124与第二平面镜126。第一平面镜124和第二平面镜126被布置成使得其能够被镜驱动部120移动。泵浦光源12被布置在成对的平面镜112的一个外侧，而荧光生成部122被布置在成对的平面镜112的另一外侧。

分色镜114至116是反射特定波长范围内的光并透射其余波长范围内的光的光选择构件。分色镜114至116例如由反射荧光R的波长成分的光学构件构成。

镜驱动部120是用于沿着法线方向相对地移动成对的平面镜112的驱动装置。镜驱动部120包括：用于基于包括视频信号的输入信号来生成驱动波形信号的波形生成部128、用于放大生成的驱动波形信号的放大器130、132、能够取决于放大的驱动波形信号进行延伸的音圈134和音圈136(线性移动装置)、能够检测第一平面镜124的当前位置或移动定时的位置定时传感器138以及能够检测第二平面镜126的当前位置或移动定时的位置定时传感器140。

音圈134使其一端直接连接至第一平面镜124的外侧面。以这种方式，第一平面镜124取决于音圈134的延伸操作而沿第一平面镜124的法线方向振动。音圈136使其一端直接连接至第二平面镜126的外侧面。以这种方式，第二平面镜126取决于音圈136的延伸操作而沿第二平面镜126的法线方向振动。波形生成部128基于来自位置定时传感器138、140的检测信号来执行对成对的平面镜112的移动的同步控制。

荧光生成部122包括多个荧光元件(在本该情况下是三个)142、143、144、一个散热器146以及三个聚光光学系统148、149、150。荧光元件142至144以对泵浦光Lp的接收作为触发，辐射光谱辐射特性不同于泵浦光Lp(蓝光)的光谱辐射特性的荧光R、B、G。荧光元件142由发出主要成分为红光的荧光R的荧光物质构成。荧光元件143由发出主要成分为蓝光的荧光B的荧光物质构成。荧光元件144由发出主要成分为绿光的荧光G的荧光物质构成。

荧光元件142位于在音圈134的“关闭操作”和音圈136的“关闭操作”时形成的第一光路T1中。荧光元件143位于在音圈134的“打开操作”和音圈136的“关闭操作”时形成的第二光路T2中。荧光元件144位于在音圈134的“打开操作”和音圈136的“打开操作”时形成的第三光路T3中。

为了便于说明，夸大地描述了第一光路T1、第二光路T2和第三光路T3位置和形状。

散热器146是由含有例如铝的金属所构成并且用于向外散发在荧光元件142至144中产生的热量的辐射器。在所示的示例中，多个荧光元件142至144以预定的间隔被布置在共用的散热器146上。

聚光光学系统148包括一个或多个透镜，并且沿第一光路T1的光轴布置在荧光元件142的紧上方。此外，在第一光路T1的光轴上，分色镜114被布置在成对的平面镜112与聚光光学系统148之间。以这种方式，分色镜114朝向荧光元件142反射泵浦光Lp并透射来自荧光元件142的荧光R。

聚光光学系统149包括一个或多个透镜，并且沿第二光路T2的光轴布置在荧光元件143的紧上方。此外，在第二光路T2的光轴上，分色镜115被布置在成对的平面镜112与聚光光学系统149之间。该分色镜115具有带通型光谱反射特性，即，使包括泵浦光Lp的峰值波长的窄波长范围内的光反射，并且使其余波长范围内的光透射。通过这种方式，分色镜115朝向荧光元件143反射泵浦光Lp并透射来自荧光元件143的荧光B。

聚光光学系统150包括一个或多个透镜，并且沿第三光路T3的光轴布置在荧光元件144的紧上方。此外，在第三光路T3的光轴中，分色镜116被布置在成对的平面镜112与聚光光学系统150之间。通过这种方式，分色镜116朝向荧光元件144反射泵浦光Lp并透射来自荧光元件144的荧光G。

<照明设备110的操作>

根据第三实施方式的照明设备110的整体结构被配置成如上所述。接下来，将对由照明设备110进行的照明操作进行说明。

在音圈134的“关闭操作”和音圈136的“关闭操作”时，成对的平面镜112位于初始位置(下文中称为第一相对位置)处。然后，从泵浦光源12发射的泵浦光Lp射入成对的平面镜112的间隙22并在间隙22中多次反射以从成对的平面镜112中射出。

来自成对的平面镜112的泵浦光Lp在分色镜114处反射，经过第一光路T1中的聚光光学系统148，并且到达荧光元件142。从荧光元件142发射的荧光R经过第一光路T1中的聚光光学系统148，并且透射穿过分色镜114。以这种方式，照明设备110输出与第一光路T1对应的荧光R。

在音圈134的“打开操作”和音圈136的“关闭操作”时，成对的平面镜112位于中间位置(下文中称为第二相对位置)处。然后，从泵浦光源12发射的泵浦光Lp射入成对的平面镜112的间隙22并在间隙22中多次反射以从成对的平面镜112中射出。

来自成对的平面镜112的泵浦光Lp在分色镜115处反射，经过与第一光路T1不同的第二光路T2中的聚光光学系统149，并且到达荧光元件143。

从荧光元件143发射的荧光B经过第二光路T2中的聚光光学系统149，并且透射穿过分色镜115。以这种方式，照明设备110输出与第二光路T2对应的荧光B。

在音圈134的“打开操作”和音圈136的“打开操作”时，成对的平面镜113位于邻近位置(下文中称为第三相对位置)处。然后，从泵浦光源12发射的泵浦光Lp射入成对的平面镜112的间隙22并在间隙22中多次反射以从成对的平面镜112中射出。

来自成对的平面镜112的泵浦光Lp在分色镜116处反射，经过与第一光路T1和第二光路不同的第三光路T3中的聚光光学系统150，并且到达荧光元件144。从荧光元件144发射的荧光G经过第三光路T3中的聚光光学系统144，并且透射穿过分色镜116。以这种方式，照明设备110输出与第三光路T3对应的荧光G。

<第三实施方式的效果>

如上所述，根据第三实施方式的照明设备110包括：[1]用于辐射泵浦光Lp的泵浦光源12、[2]基于相互平行的位置关系面对面布置的成对的平面镜112、[3]能够通过沿着法线方向相对地移动成对的平面镜112来改变成对的平面镜112的分离长度的音圈134、136以及[4]多个荧光元件142至144，所述多个荧光元件辐射光谱辐射特性不同于泵浦光Lp的光谱辐射特性的荧光R、B、G。

然后，[5]泵浦光源12和各荧光元件142至144被布置在成对的平面镜112的外部，并且[6]各荧光元件142至144位于以下光路(第一光路T1、第二光路T2、第三光路T3)中的任一个光路中：使泵浦光源12辐射的泵浦光Lp射入成对的平面镜112的间隙22并在间隙22中多次反射以从成对的平面镜112中射出。

特别地，在第三实施方式中，[7]音圈134、136分别被设置在成对的平面镜112的两侧，[8]音圈134、136可以将成对的平面镜112相对地移动至少到具有不同分离长度的第一相对位置、第二相对位置和第三相对位置，[9]泵浦光Lp的与第一相对位置、第二相对位置和第三相对位置对应的发射方向彼此一致，并且[10]泵浦光Lp的与第一相对位置、第二相对位置和第三相对位置对应的反射数目相等。

此外，根据第三实施方式的照明方法包括以下步骤：[1]将泵浦光源12和各荧光元件142至144布置在基于相互平行的位置关系面对面设置的成对的平面镜112的外部；[2]沿着法线方向相对地移动成对的平面镜112，从而改变成对的平面镜112的分离长度；以及[3]泵浦光源12辐射泵浦光Lp。

通过这种配置，也可以基于非常简单和小巧的结构，在不安装用于切换荧光元件142至144的位置的旋转机构的情况下容易地进行泵浦光Lp的导光设计。

<第三实施方式的变型例>

荧光生成部122设置有与所有荧光R、B、G对应的荧光元件142至144，但不限于该模式。例如，可以采用直接使用泵浦光Lp的模式，而不使用具有较低荧光B发光效率的荧光元件149。具体地，省略荧光元件143和聚光光学系统149，并且改变分色镜115的布置方向。以这种方式，照明设备可以将沿第二光路T2行进的泵浦光Lp本身输出为一种原色光(B)。

根据不同于上述实施方式的实施方式，可以设置不同于泵浦光Lp的光源。具体地，布置能够朝向第二光路T2发出原色光(B)的蓝色发光二极管(LED)。以这种方式，照明设备可以输出生成源与泵浦光Lp的生成源不同的原色光。

[其他方面]

本实用新型不限于上述实施方式和变型例。相反，只要不偏离本实用新型的实质，就可以自由地改变本实用新型。另外，不用说，只要不出现技术矛盾，就可以组合相应的配置。

[附图标记的说明]

10、80、110...照明设备

12...泵浦光源

14、52、82、102、112...成对的平面镜

16、50、86、100、118...导光部

18、120...镜驱动部

20、88、122...荧光生成部

22...间隙

24、54、90、104、124...第一平面镜

26、56、92、106、126...第二平面镜

28、128...波形生成器

30、130、132...放大器

32、134、136...音圈(线性致动器)

34、138、140...位置定时传感器

36、38、142-144...荧光元件

40、94、96、146...散热器

42、44、114-116...分色镜

46、48、148-150...聚光光学系统

57...非透射部

58...光透射部

84...方向改变镜

103...固定镜对

108...空间部

Lp...泵浦光

R、B、G...荧光

T1...第一光路

T2...第二光路

T3...第三光路

Claims (8)

1.一种照明设备，包括：

泵浦光源，用于辐射泵浦光；

成对的平面镜，其基于相互平行的位置关系面对面设置；

线性移动装置，用于沿着法线方向相对地移动所述成对的平面镜，以能够改变所述成对的平面镜的分离长度；以及

多个荧光元件，用于响应于对所述泵浦光的接收而辐射光谱特性不同于所述泵浦光的光谱特性的荧光，其中，

所述泵浦光源和各荧光元件被设置在所述成对的平面镜的外部；以及

各荧光元件位于以下光路中的任一个光路中：使从所述泵浦光源辐射的泵浦光射入所述成对的平面镜的间隙并在所述间隙中多次反射以从所述成对的平面镜中射出。

2.根据权利要求1所述的照明设备，其中，

所述线性移动装置能够将至少所述成对的平面镜相对地移动到具有不同分离长度的第一相对位置和第二相对位置，并且

所述成对的平面镜被配置成使得所述泵浦光的与所述第二相对位置对应的发射方向和所述泵浦光的与所述第一相对位置对应的发射方向一致。

3.根据权利要求1所述的照明设备，其中，

所述线性移动装置能够将至少所述成对的平面镜相对地移动到具有不同分离长度的第一相对位置和第二相对位置，并且

所述成对的平面镜被配置成使得所述泵浦光的与所述第二相对位置对应的发射方向不同于所述泵浦光的与所述第一相对位置对应的发射方向。

4.根据权利要求2所述的照明设备，其中，

所述成对的平面镜被置成使得所述泵浦光的与所述第二相对位置对应的反射数目等于所述泵浦光的与所述第一相对位置对应的反射数目。

5.根据权利要求2或3所述的照明设备，其中，

所述成对的平面镜被配置成使得所述泵浦光的与所述第二相对位置对应的反射数目不同于所述泵浦光的与所述第一相对位置对应的反射数目。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的照明设备，其中，所述线性移动装置是设置在所述成对的平面镜中的任一个平面镜上的一个线性致动器。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的照明设备，其中，所述线性移动装置是设置在所述成对的平面镜中的两个平面镜上的每个线性致动器。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的照明设备，其中，所述线性移动装置是音圈、螺线管或压电元件。