JP2002062460A - Beam-condensing unit - Google Patents

Beam-condensing unit

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JP2002062460A
JP2002062460A JP2001128335A JP2001128335A JP2002062460A JP 2002062460 A JP2002062460 A JP 2002062460A JP 2001128335 A JP2001128335 A JP 2001128335A JP 2001128335 A JP2001128335 A JP 2001128335A JP 2002062460 A JP2002062460 A JP 2002062460A
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JP
Japan
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light
duct
incident
emitted
light guide
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Application number
JP2001128335A
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Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Yamaura
均 山浦
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Hoya Corp
Original Assignee
Hoya Corp
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Publication date
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  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a beam-condensing unit capable of condensing light beams, which have a large aspect ratio and radiant angle, efficiently into a minute spot. SOLUTION: The unit is equipped with a light guiding duct 14 for reducing the radiant angle of light from a light source 12 and a light condensing means 16 for condensing the light passed through the light guiding duct 14. In addition, the unit is equipped with a condensing duct that condenses light beams while guiding the light beams emitted from the light source 12, and with a light guiding duct that reduces the radiant angle of light by taking in at least a part of the light beams guided by the condensing duct.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は集光装置に係り、特
に、アレイ型半導体レーザー装置等から発せられたアス
ペクト比及び放射角(広がり角)の大きな光を微小スポ
ットに集光する集光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a condensing device, and more particularly to a condensing device for condensing light having a large aspect ratio and a large radiation angle (divergence angle) emitted from an array type semiconductor laser device or the like into a minute spot. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、レーザー加工、光通信、光計
測等で用いられるレーザー装置又はこのようなレーザ装
置で用いられる励起光源としては、発光領域に複数のレ
ーザーダイオード(以下、LDという。)が配列された
レーザーダイオードバー(以下、LDバーという。)等
のアレイ型半導体レーザーが用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a laser device used in laser processing, optical communication, optical measurement, or the like, or an excitation light source used in such a laser device, a plurality of laser diodes (hereinafter, referred to as LD) are provided in a light emitting region. An array type semiconductor laser such as a laser diode bar (hereinafter, referred to as an LD bar) in which are arranged is used.

【0003】通常、LDバーは水平方向約10mm、垂
直方向(厚さ方向)約1μmの発光領域を有し、この発
光領域に配置されたLDから発せられる光は水平方向約
10°、垂直方向約30°(いずれも全角を示す。以
下、同じ。)の放射角を有する。従って、LDバーの発
光領域から出射される光のスポットは縦横比(アスペク
ト比)の大きな楕円状になる。このような光をレーザー
加工等に利用するためには、光を縦横比が同程度な微小
スポットに集光する必要がある。
Normally, an LD bar has a light emitting area of about 10 mm in the horizontal direction and about 1 μm in the vertical direction (thickness direction). Light emitted from the LD arranged in this light emitting area is about 10 ° in the horizontal direction and about 10 ° in the vertical direction. It has a radiation angle of about 30 ° (all of which show full angles; the same applies hereinafter). Therefore, the spot of light emitted from the light emitting region of the LD bar has an elliptical shape with a large aspect ratio (aspect ratio). In order to use such light for laser processing or the like, it is necessary to condense the light to a minute spot having a similar aspect ratio.

【0004】一般に、所定の放射角を有する非平行光を
微小スポットに集光する場合、コリメートレンズを用い
て光の放射角を減少させた後、集光レンズを用いて集光
することが考えられる。しかし、縦横比の大きな幅のあ
る光の放射角を減少させるためには、焦点距離が長く、
曲率の大きなコリメートレンズを用いなければならな
い。また、光源とコリメートレンズとを所定の距離を介
して配置する必要があるので、光源から発せられる光の
広がりに対して、十分な大きさのレンズが必要になる。
In general, when converging non-parallel light having a predetermined radiation angle to a minute spot, it is conceivable to reduce the radiation angle of the light using a collimating lens and then to condense the light using a condensing lens. Can be However, in order to reduce the emission angle of light with a large aspect ratio, the focal length is long,
A collimating lens with a large curvature must be used. In addition, since the light source and the collimating lens need to be arranged at a predetermined distance, a lens having a sufficient size is necessary for the spread of light emitted from the light source.

【0005】例えば、幅150μm、厚さ数μmのLD
から発せられた水平方向約10°、垂直方向約30°の
放射角を有する光の水平方向の放射角を約3°にまで減
少させようとすると、収差がない場合を考えても、焦点
距離約3mm、有効径約2mm程度のコリメートレンズ
が必要になる。このようなレンズは特殊な硝材で両面非
球面に形成しなければならないため高価になる。また、
径が大きいため、LDバーのようにLDが0.5mm程
度の微小ピッチで配列されている光源には利用できな
い。
For example, an LD having a width of 150 μm and a thickness of several μm
When it is attempted to reduce the horizontal radiation angle of light having a radiation angle of about 10 ° in the horizontal direction and about 30 ° in the vertical direction emitted from the lens to about 3 °, the focal length is considered even when there is no aberration. A collimating lens having a diameter of about 3 mm and an effective diameter of about 2 mm is required. Such a lens is expensive because it must be formed of a special glass material on both surfaces of the aspheric surface. Also,
Due to its large diameter, it cannot be used for a light source such as an LD bar in which LDs are arranged at a minute pitch of about 0.5 mm.

【0006】従って、LDバーのように、複数の発光素
子が微小ピッチで配列されており、発せられる光の縦横
比が大きい光源については、コリメートレンズと集光レ
ンズを用いた光学系で集光を行うことは困難である。
Accordingly, a light source, such as an LD bar, in which a plurality of light emitting elements are arranged at a small pitch and the emitted light has a large aspect ratio, is condensed by an optical system using a collimating lens and a condensing lens. Is difficult to do.

【0007】また、特開2000−19362号はLD
バーから発せられる光を集光する装置として、図18及
び図19に示されるように、LDバー52から発せられ
た光の垂直方向の放射角を減少させるシリンドリカルレ
ンズ54と、このシリンドリカルレンズ54を経た光を
収束させる光収束器56とを備えた光結合装置50を開
示する。
[0007] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-19362 discloses an LD.
As shown in FIGS. 18 and 19, as a device for condensing the light emitted from the bar, a cylindrical lens 54 for reducing the vertical radiation angle of the light emitted from the LD bar 52, and the cylindrical lens 54 An optical coupling device 50 including a light converging device 56 that converges transmitted light is disclosed.

【0008】この光収束器56は、LDバー52に設け
られたLD52aから発せられた光を導く光導波路58
と、この光導波路58により導かれた光を集光するため
三角形状に形成された結合部60とを備えている。光導
波路58はLDバー52に設けられたLD52aの数と
同数設けられており、各々の光導波路58はLD52a
から発せられた光の進行方向に向かってその配列間隔が
狭められて結合部60の一辺に結合されている。
The light converging device 56 includes an optical waveguide 58 for guiding light emitted from the LD 52a provided on the LD bar 52.
And a coupling portion 60 formed in a triangular shape for condensing the light guided by the optical waveguide 58. The number of the optical waveguides 58 is equal to the number of the LDs 52a provided in the LD bar 52, and each optical waveguide 58 is provided with the LD 52a.
The arrangement interval is narrowed in the traveling direction of the light emitted from the light source and the light is coupled to one side of the coupling portion 60.

【0009】シリンドリカルレンズ54に対向する光導
波路58の端面はLD52aから発せられた光が入射さ
れる入射面58aとなっており、その配列ピッチはLD
52aと等間隔となるように形成されている。そして、
光収束器56はLDバー52の発光領域と入射面58a
が平行となるように配列される。
The end face of the optical waveguide 58 facing the cylindrical lens 54 is an incident face 58a on which the light emitted from the LD 52a is incident, and the arrangement pitch is LD.
52a are formed so as to be at equal intervals. And
The light converging device 56 includes a light emitting region of the LD bar 52 and an incident surface 58a.
Are arranged in parallel.

【0010】このような光結合装置50において、LD
バー52から発せられた光はシリンドリカルレンズ54
で垂直方向の放射角が減少された後、光導波路58の入
射面58aに入射される。この光は各導波路58を介し
て結合部60に導かれて一体化される。結合部60で一
体化された光は結合部60の側壁で全反射されることに
より、結合部60内に閉じ込めらて伝搬されながら集光
される。この集光された光は結合部60の頂点60aよ
り出射される。
In such an optical coupling device 50, the LD
The light emitted from the bar 52 is a cylindrical lens 54
After the radiation angle in the vertical direction is reduced by the above, the light is incident on the incident surface 58a of the optical waveguide 58. This light is guided to the coupling section 60 via each waveguide 58 and integrated. The light integrated by the coupling unit 60 is totally reflected by the side wall of the coupling unit 60 and condensed while being confined in the coupling unit 60 and propagated. The collected light is emitted from the vertex 60a of the coupling section 60.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した装置
においては、結合部52aに導かれた光が結合部60の
側壁で全反射される毎に側壁に対する入射角は減少して
いく。従って、光が結合部60内をある程度進行する
と、結合部60の側壁に対する光の入射角が全反射条件
である臨界角を保つことができず、光を側壁で反射させ
ることができなくなる。このため、結合部60により集
光可能な比としては1/3〜1/5程度が限度である。
この問題を解決するため、LD52aから発せられた光
の水平方向の放射角を減少させるレンズを用いると、装
置の構成部品が増えると共に、各構成部品のアライメン
トが困難になり、装置の製造及び調整のコストが増大す
る。また、各構成部品の位置ずれにより、使用に際して
の信頼性も低下する。
However, in the above-described apparatus, each time the light guided to the coupling portion 52a is totally reflected by the side wall of the coupling portion 60, the angle of incidence on the side wall decreases. Therefore, when the light travels to some extent in the coupling section 60, the incident angle of the light on the side wall of the coupling section 60 cannot maintain the critical angle which is a condition of total reflection, and the light cannot be reflected on the side wall. For this reason, the ratio at which light can be collected by the coupling unit 60 is limited to about 1/3 to 1/5.
If a lens for reducing the horizontal radiation angle of the light emitted from the LD 52a is used to solve this problem, the number of components of the device increases, and the alignment of each component becomes difficult. Costs increase. In addition, due to the misalignment of each component, the reliability in use is reduced.

【0012】また、上述した装置においては、光を集光
する結合部60は厚さが薄いため、結合部60に光を効
率的に入射するためには、シリンドリカルレンズ54を
設け、これによって垂直方向の放射角を予め減少させて
おく必要がある。このため、装置の製造及び調整のコス
トが増大すると共に、使用に際しての信頼性も低下する
In the above-described apparatus, since the coupling portion 60 for condensing light is thin, a cylindrical lens 54 is provided to efficiently enter the light into the coupling portion 60, and thereby the vertical lens is provided. It is necessary to reduce the radiation angle in the direction in advance. This increases the cost of manufacturing and adjusting the device, and reduces the reliability in use.

【0013】本発明は上述した問題点を解決するために
なされたものであり、簡単な構成で、アスペクト比及び
放射角の大きな光を効率良く微小なスポットに集光する
ことが可能な集光装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and has a simple configuration and is capable of efficiently condensing light having a large aspect ratio and a large radiation angle into a minute spot. It is intended to provide a device.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は以下の内容を有する。請求項1の発明は、
光源から発せられた光を導光しながら放射角を減少させ
る導光部と、導光部を経た光を集光する集光部とを備え
た集光装置である。本発明によれば、光源から発せられ
た光の放射角を導光部で減少させた後、集光部で集光を
行うので、光源から発せられる光を微小なスポットに集
光することが可能になる。
In order to achieve the above object, the present invention has the following contents. The invention of claim 1 is
The light condensing device includes a light guiding unit that reduces a radiation angle while guiding light emitted from a light source, and a light collecting unit that collects light passing through the light guiding unit. According to the present invention, after the radiation angle of light emitted from the light source is reduced by the light guide unit, and then the light is condensed by the condensing unit, the light emitted from the light source can be condensed into a minute spot. Will be possible.

【0015】請求項2の発明は、導光部は、光源から発
せられた光が入射される入射面と、入射面から入射され
た光の進行方向に位置し、入射面から入射された光が出
射される出射面と、入射面と出射面を連結し、入射面か
ら入射された光を反射させて出射面方向に伝搬させなが
ら光の放射角を減少させる反射面とを備えた請求項1記
載の集光装置である。本発明によれば、導光部の入射面
と光源を対向させることにより光源からの光を導光させ
ることができるので、従来のコリメートレンズやシリン
ドリカルレンズを用いた装置より、各構成要素の位置決
め精度の許容性が大きくなり、アライメントが容易にな
る。従って、装置の製造及び調整のコストを低減すると
共に、使用に際しての信頼性を向上させることが可能に
なる。
According to a second aspect of the present invention, the light guide section is located in an incident surface on which the light emitted from the light source is incident, and in a traveling direction of the light incident from the incident surface, and the light incident from the incident surface is provided. An emission surface from which the light is emitted, and a reflection surface that connects the incidence surface and the emission surface, and reflects the light incident from the incidence surface and propagates the light toward the emission surface, thereby reducing the emission angle of the light. 1 is a light collecting device. According to the present invention, since the light from the light source can be guided by making the incident surface of the light guide unit and the light source face each other, the positioning of each component can be performed more easily than a device using a conventional collimating lens or cylindrical lens. The tolerance of accuracy is increased, and alignment is facilitated. Therefore, it is possible to reduce the manufacturing and adjustment costs of the device and to improve the reliability in use.

【0016】請求項3の発明は、光源は複数の発光体を
備えており、導光部は複数の発光体の各々から発せられ
た光を個々に導光するよう複数設けられており、集光部
は複数の導光部を経た光を一体的に集光する請求項1又
は2記載の集光装置である。本発明よれば、各々の発光
体から発せられた光は対応する導光ダクトにのみ入射さ
れ、隣接するダクトに入射されることがないので、発光
体から発せられる光の損失を低減することが可能にな
る。
According to a third aspect of the present invention, the light source includes a plurality of light emitters, and a plurality of light guides are provided to individually guide light emitted from each of the plurality of light emitters. The light collecting device according to claim 1, wherein the light unit collectively collects light passing through the plurality of light guide units. According to the present invention, light emitted from each light emitter is incident only on the corresponding light guide duct, and is not incident on an adjacent duct, so that loss of light emitted from the light emitter can be reduced. Will be possible.

【0017】請求項4の発明は、光源から発せられる光
の縦横比に対して複数の導光部の出射面から発せられる
光を合わせた光の縦横比が小さくなるよう複数の導光部
の入射面と出射面の配列が異なっている請求項3記載の
集光装置である。本発明によれば、導光部の出射面から
出射される光の縦横比が小さくなるので、光源から発せ
られた光を縦横比が同程度な微小スポットに集光するこ
とが可能になる。
According to a fourth aspect of the present invention, the plurality of light guides are arranged such that the combined aspect of the light emitted from the light emitting surfaces of the plurality of light guides is smaller than the aspect ratio of the light emitted from the light source. 4. The light-collecting device according to claim 3, wherein the arrangement of the entrance surface and the exit surface is different. According to the present invention, since the aspect ratio of the light emitted from the emission surface of the light guide section is reduced, it is possible to condense the light emitted from the light source to a minute spot having the same aspect ratio.

【0018】請求項5の発明は、集光部は、導光部を経
た光が入射される入射面と、入射面から入射された光の
進行方向に位置し、入射面から入射された光が出射され
る出射面と、入射面と出射面を連結し、入射面から入射
された光を反射させて出射面方向に伝搬させながら集光
する反射面とを備えた請求項1〜4のいずれか1項記載
の集光装置である。本発明によれば、導光部の出射面と
集光部の入射面とを対向させることにより、導光部を経
た光を集光部に導くことができるので、導光部と集光部
の位置決め精度の許容性が大きくなり、アライメントが
容易になる。従って、装置の製造及び調整のコストを低
減すると共に、使用に際しての信頼性を向上させること
が可能になる。
According to a fifth aspect of the present invention, the light condensing portion is located on an incident surface on which the light passing through the light guide portion is incident, and in a traveling direction of the light incident on the incident surface, and the light incident on the incident surface is provided. 5. An emission surface from which light is emitted, and a reflection surface for connecting the incident surface and the emission surface, and reflecting light incident from the incident surface and condensing while reflecting the light in the direction of the emission surface. A light-collecting device according to any one of the preceding claims. According to the present invention, since the light passing through the light guide section can be guided to the light collecting section by making the light exit surface of the light guide section and the light incident face of the light collecting section face each other, the light guide section and the light collecting section The tolerance of the positioning accuracy becomes large, and the alignment becomes easy. Therefore, it is possible to reduce the manufacturing and adjustment costs of the device and to improve the reliability in use.

【0019】請求項6の発明は、光源から発せられた光
を導光しながら集光する集光部と、前記集光部により導
光されている光の少なくとも一部を取り込んで前記光の
放射角を減少させる導光部とを備えた集光装置である。
本発明によれば、光源から発せられた光を集光部で導光
すると共に、集光部により導光されている光の少なくと
も一部を導光部に取り込んで導光させることにより、全
体として光の放射角を減少させながら集光することが可
能になる。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a light condensing portion for condensing light emitted from a light source while guiding the light, and taking in at least a part of the light guided by the light condensing portion to acquire the light. And a light guide for reducing the radiation angle.
According to the present invention, the light emitted from the light source is guided by the condensing portion, and at least a part of the light guided by the condensing portion is taken into the light guiding portion to guide the light. As a result, it is possible to collect light while reducing the radiation angle of light.

【0020】請求項7の発明は、導光部と集光部が一体
的に形成されている請求項1〜6のいずれか1項記載の
集光装置である。本発明によれば、導光部と集光部とを
一体に形成したので、集光効率を向上させることができ
るとともに、各部品のアライメントが不要になる。従っ
て、装置の製造及び調整のコストを低減すると共に、使
用に際しての信頼性を向上させることが可能になる。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the light-collecting device according to any one of the first to sixth aspects, wherein the light guide portion and the light-collecting portion are integrally formed. According to the present invention, since the light guide section and the condensing section are integrally formed, the condensing efficiency can be improved, and alignment of each component is not required. Therefore, it is possible to reduce the manufacturing and adjustment costs of the device and to improve the reliability in use.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1は本発明に係る集光装置の第
1実施形態を示す。この集光装置10はLDバー等から
発せられる放射角及びアスペクト比の高い光の集光等に
用いられる。図1に示されるように、この集光装置10
は、光源12から発せられる光の放射角を減少させる導
光部である導光ダクト14と、この導光ダクト14を経
た光を集光する集光部である凸レンズ16とを備えてい
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of a light collecting device according to the present invention. The light collecting device 10 is used for collecting light having a high radiation angle and an aspect ratio emitted from an LD bar or the like. As shown in FIG.
Includes a light guide duct 14 that is a light guide that reduces the radiation angle of light emitted from the light source 12, and a convex lens 16 that is a light collector that collects light passing through the light guide duct 14.

【0022】導光ダクト14は、石英ガラス、リン酸塩
ガラス等のガラス、プラスチック、光学結晶等の集光を
行う光の波長に対して光学的に透明な光学材料で形成さ
れている。この導光ダクト14は、図2に示されるよう
に、集光される光が入射される入射面14aと、入射面
14aに対向し、入射面14aから入射された光を出射
する出射面14bと、入射面14aと出射面14bとを
連結している1対の上下面14c及び側面14dとを有
している。
The light guide duct 14 is made of an optical material that is optically transparent to the wavelength of light to be condensed, such as glass such as quartz glass and phosphate glass, plastic, and optical crystals. As shown in FIG. 2, the light guide duct 14 has an incident surface 14a on which the condensed light is incident, and an exit surface 14b facing the incident surface 14a and emitting the light incident from the incident surface 14a. And a pair of upper and lower surfaces 14c and side surfaces 14d connecting the entrance surface 14a and the exit surface 14b.

【0023】入射面14aは、光源12の発光領域より
幅及び厚さが大きな長方形状を有している。この入射面
14aには光源12からの光の入射効率を高めるため曲
面を形成してもよい。また、出射面14bは、光の放射
角を減少させる方向(本実施形態では、厚さ方向及び幅
方向)において入射面14aより大きな長方形状を有し
ている。そして、この入射面14aと出射面14bと
は、所定の広がり角で厚さ及び幅が連続的に拡大するよ
うに上下面14c及び側面14dで連結されている。
The incident surface 14a has a rectangular shape whose width and thickness are larger than the light emitting area of the light source 12. The incident surface 14a may be formed with a curved surface in order to increase the efficiency of light incidence from the light source 12. Further, the exit surface 14b has a rectangular shape larger than the entrance surface 14a in the direction in which the radiation angle of light is reduced (in the present embodiment, the thickness direction and the width direction). The entrance surface 14a and the exit surface 14b are connected by the upper and lower surfaces 14c and the side surfaces 14d such that the thickness and the width continuously increase at a predetermined spread angle.

【0024】導光ダクト14の入射面14aと出射面1
4bは光の入射及び出射が可能な破断面又は研磨面とさ
れ、必要に応じ反射防止膜が形成されている。また、導
光ダクト14の入射面14aと出射面14bを除く部分
は、必要に応じ、空気中のごみ等の外界の影響を除去す
るとともに、各面の保護のため、低屈折率のポリマーで
覆われる。
The entrance surface 14a and the exit surface 1 of the light guide duct 14
Reference numeral 4b denotes a broken surface or a polished surface through which light can enter and exit, and an anti-reflection film is formed as necessary. The portions of the light guide duct 14 other than the entrance surface 14a and the exit surface 14b are removed with a low-refractive-index polymer in order to remove the influence of the outside world such as dust in the air, if necessary, and to protect each surface. Covered.

【0025】この導光ダクト14の長さL及び出射面の
幅Wは以下のように設定される。図3に示されるよう
に、広がり角Φ、入射面の幅D1の導光ダクト14に、
導光ダクト14の中心線Cからyinの位置で放射角βの
光が入射したとする。この場合、導光ダクト14内を伝
搬する光は側面14dで反射される毎に側面14dに対
する角度がΦずつ減少し、無限に長い導光ダクトでは全
ての光と導光ダクト14の中心線のなす角度はΦ以内に
なる。
The length L of the light guide duct 14 and the width W of the exit surface are set as follows. As shown in FIG. 3, the light guide duct 14 having a divergence angle Φ and a width D1 of the incident surface has
It is assumed that light having a radiation angle β enters at a position yin from the center line C of the light guide duct 14. In this case, the angle of the light propagating in the light guide duct 14 with respect to the side surface 14d decreases by Φ each time the light is reflected by the side surface 14d. The angle formed is within Φ.

【0026】ここで、導光ダクト14から出射される光
の放射角の許容範囲が2Φであるとする。この場合、導
光ダクト14から出射される光と導光ダクト14の中心
線Cとのなす角度はΦ以下となる。すると、中心線Cと
のなす角がβ/2で入射した光がn回目の反射で中心線
Cとなす角度がΦより小さくなれば、放射角β以下で入
射された光はn回目の反射で2Φよりも小さな放射角を
有することになる。このようなnは数1で求められる。
数1中、Integer Part [A]はAを超えない最大の整数
を表す。
Here, it is assumed that the allowable range of the radiation angle of the light emitted from the light guide duct 14 is 2Φ. In this case, the angle between the light emitted from the light guide duct 14 and the center line C of the light guide duct 14 is Φ or less. Then, if the angle formed with the center line C at an angle of β / 2 and the angle formed with the center line C at the n-th reflection is smaller than Φ, the light incident at a radiation angle β or less is reflected at the n-th reflection. Has a radiation angle smaller than 2Φ. Such n is obtained by Equation 1.
In Equation 1, Integer Part [A] represents the largest integer not exceeding A.

【数1】 (Equation 1)

【0027】また、n回目の反射が行われる位置の導光
ダクト14の長さ方向の座標x[n]及び幅方向の座標y
[n]は、それぞれ、数2及び数3で求められる。
The coordinates x [n] in the length direction and the coordinates y in the width direction of the light guide duct 14 at the position where the n-th reflection is performed.
[n] is obtained by Expression 2 and Expression 3, respectively.

【数2】 (Equation 2)

【数3】 (Equation 3)

【0028】図4及び図5は、β=10°、D1=250
μm、yin=75μmのとき、Φと導光ダクト14の長
さL及び出射面の幅Wの関係を示すグラフである。図4
及び図5より、例えば、Φ=1.1°のとき、必要なダ
クト長さは約99mm、出射面の幅は約2.15mmと
なる。但し、実際の光源からの光は、入射面に入射する
際及び出射面から出射する際にスネルの法則により屈折
するので、若干の補正が必要になる。また、出射面14
bの厚さも同様の方法で求められる。
FIGS. 4 and 5 show that β = 10 ° and D1 = 250.
7 is a graph showing the relationship between φ, the length L of the light guide duct 14, and the width W of the exit surface when μm and yin = 75 μm. FIG.
5 and FIG. 5, for example, when Φ = 1.1 °, the required duct length is about 99 mm, and the width of the exit surface is about 2.15 mm. However, the light from the actual light source is refracted by Snell's law when it enters the entrance surface and exits from the exit surface, so that some correction is required. Also, the exit surface 14
The thickness of b is obtained in the same manner.

【0029】このような導光ダクトをガラスで形成する
場合、所定の厚さに研磨されたガラス板を炭酸ガスレー
ザーで切り出すことやプレス成形すること等により製造
することができる。また、導光ダクトをプラスチックで
形成する場合、射出成形等により製造することができ
る。
When such a light guide duct is formed of glass, the light guide duct can be manufactured by cutting out a glass plate polished to a predetermined thickness with a carbon dioxide laser, press-molding, or the like. When the light guide duct is made of plastic, it can be manufactured by injection molding or the like.

【0030】導光ダクト14の出射面14bと所定距離
を配して対向する位置には集光手段として凸レンズ16
が設けられている。集光手段としては凸レンズ16に代
え又はこれと共に集光ダクト、ウエッジレンズ等を用い
ることもできる。このような集光装置10に対する光の
入射は、図1に示されるように、導光ダクト14の入射
面14aと光源12の発光領域を近接させることにより
行われる。
At a position facing the light exit surface 14b of the light guide duct 14 at a predetermined distance, a convex lens 16
Is provided. As the light collecting means, a light collecting duct, a wedge lens, or the like can be used instead of or together with the convex lens 16. As shown in FIG. 1, the light is incident on the light collecting device 10 by bringing the light incident surface 14 a of the light guide duct 14 and the light emitting area of the light source 12 close to each other.

【0031】次に、上述した集光装置10の作用につい
て説明する。導光ダクト14の入射面14aと光源12
の発光領域を近接させると、光源12から出射された光
は入射面14aより導光ダクト14内に導入される。こ
の光は導光ダクト14の上下面14c及び側面14dで
反射されて出射面14b方向に伝搬される。このとき、
入射面14aと出射面14bとは、所定の広がり角で厚
さ及び幅が拡大するように上下面14c及び側面14d
で連結されているので、導光ダクト14内を進行する光
は上下面14c及び側面14dで反射される毎に放射角
が減少される。集光ダクト14の出射面14bより出射
された光は、凸レンズ16で微小スポットに集光され
る。
Next, the operation of the light collecting device 10 will be described. Incident surface 14a of light guide duct 14 and light source 12
When the light-emitting regions are brought close to each other, the light emitted from the light source 12 is introduced into the light guide duct 14 from the incident surface 14a. This light is reflected by the upper and lower surfaces 14c and the side surfaces 14d of the light guide duct 14, and propagates in the direction of the emission surface 14b. At this time,
The entrance surface 14a and the exit surface 14b are separated from each other by upper and lower surfaces 14c and side surfaces 14d such that the thickness and the width are increased at a predetermined spread angle.
, The light that travels in the light guide duct 14 is reduced in radiation angle each time it is reflected by the upper and lower surfaces 14c and 14d. Light emitted from the emission surface 14b of the light collection duct 14 is collected by the convex lens 16 into a minute spot.

【0032】このように、本発明の集光装置10によれ
ば、導光ダクト14により光の放射角を減少させた後、
凸レンズ16で集光が行われるので、光源12から発せ
られた光を微小なスポットに集光することが可能にな
る。また、多数の光学部品を用いる従来の集光装置に比
べ構成が簡単であり、更に光源12と凸レンズ16との
接続が導光ダクト14により行われるため各構成部品の
位置合わせが容易になる。
As described above, according to the condensing device 10 of the present invention, after the radiation angle of light is reduced by the light guide duct 14,
Since the light is condensed by the convex lens 16, it is possible to condense the light emitted from the light source 12 to a minute spot. In addition, the configuration is simpler than that of a conventional light collecting device using a large number of optical parts, and the connection between the light source 12 and the convex lens 16 is performed by the light guide duct 14, so that the alignment of each component becomes easy.

【0033】次に、本発明に係る集光装置の他の実施形
態について説明する。以下の説明では、上述した構成と
同一部分については同一の参照番号を付し、その詳細な
説明は省略すする。図6及び図7は本発明に係る集光装
置の第2実施形態を示す。この集光装置20は、LDバ
ーのように複数の発光体が配列されている光源から発せ
られる光の集光に用いられる。この集光装置20は、複
数の発光体に対応して上述した導光ダクト14が複数配
列されたダクトアレイ22と、このダクトアレイ22を
経た光を一体的に集光する凸レンズ16を備えている。
Next, another embodiment of the light-collecting device according to the present invention will be described. In the following description, the same parts as those described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. 6 and 7 show a second embodiment of the light collecting device according to the present invention. The light collecting device 20 is used for collecting light emitted from a light source having a plurality of light-emitting elements arranged like an LD bar. The light collecting device 20 includes a duct array 22 in which a plurality of the light guide ducts 14 described above are arranged corresponding to a plurality of light emitters, and a convex lens 16 that collectively collects light passing through the duct array 22. I have.

【0034】ダクトアレイ22において、導光ダクト1
4は、図6〜図8に示されるように、入射面14aが各
々の発光体と対向するように水平方向に直線状に配列さ
れている。これによって、個々の発光体から発せられた
光は対向する導光ダクト14の入射面14aにのみ入射
され、隣接する導光ダクト14の入射面14aに入射さ
れることがない。また、導光ダクト14の出射面14b
は垂直方向に5段に重ねられるように配列されている。
これによって、光は水平方向の並びから垂直方向の並び
に変換させられる。このようなダクトアレイ22は、図
9に示されるように、出射面14b側で樹脂等の光学媒
質24を用いて一体化することもできる。
In the duct array 22, the light guide duct 1
As shown in FIGS. 6 to 8, the light-receiving elements 4 are linearly arranged in the horizontal direction such that the light-entering surface 14 a faces each light-emitting body. Thus, the light emitted from each light emitting body is incident only on the incident surface 14a of the opposing light guide duct 14, and is not incident on the incident surface 14a of the adjacent light guide duct 14. Also, the exit surface 14b of the light guide duct 14
Are arranged so as to be vertically stacked in five stages.
Thereby, the light is converted from the horizontal alignment to the vertical alignment. As shown in FIG. 9, such a duct array 22 can also be integrated using an optical medium 24 such as a resin on the exit surface 14b side.

【0035】このような集光装置20において、個々の
発光体から発せられた光は対向する入射面14aより導
光ダクト14内に導入される。このとき、各々の発光体
から発せられた光は対向する導光ダクト14にのみ入射
され、隣接する導光ダクトに入射されることがないの
で、発光体から出射される光の損失を低減することがで
きる。この光は導光ダクト14内で伝搬されることによ
り放射角が減少される。そして、ダクト14部の出射面
14bより出射された光は、凸レンズ16で微小スポッ
トに集光される。
In such a light condensing device 20, the light emitted from each light emitting body is introduced into the light guide duct 14 from the opposing incident surface 14a. At this time, the light emitted from each light emitter enters only the opposing light guide duct 14 and does not enter the adjacent light guide duct, so that the loss of light emitted from the light emitter is reduced. be able to. This light is propagated in the light guide duct 14 to reduce the radiation angle. Then, the light emitted from the emission surface 14b of the duct 14 is focused on the minute spot by the convex lens 16.

【0036】このように、本実施形態の集光装置20に
よれば、発光体から出射される光の損失を低減すること
ができるので、集光を効率的に行うことが可能になる。
また、光を水平方向の並びから垂直方向の並びに変換す
ることができるので、導光ダクト14を経た光の縦横比
を小さくすることができる。従って、LDバーから出射
された光を縦横のサイズが同程度な微小スポットに集光
することが可能になる。さらに、構成が簡単であり、光
源12と凸レンズ16との接続が導光ダクト14により
行われるため構成要素のアライメントが容易になる。
As described above, according to the light condensing device 20 of the present embodiment, the loss of light emitted from the light emitter can be reduced, so that light can be condensed efficiently.
In addition, since the light can be converted from the horizontal arrangement to the vertical arrangement, the aspect ratio of the light passing through the light guide duct 14 can be reduced. Therefore, it is possible to condense the light emitted from the LD bar to a minute spot having the same vertical and horizontal size. Furthermore, since the configuration is simple and the connection between the light source 12 and the convex lens 16 is performed by the light guide duct 14, the alignment of the components is facilitated.

【0037】次に、本発明の集光装置の第3実施形態に
ついて説明する。図10は本発明に係る集光装置の第3
実施形態を示す。この集光装置も、第2実施形態と同
様、複数の発光体が配列されている光源から発せられる
光の集光に用いられる。
Next, a third embodiment of the light collecting device of the present invention will be described. FIG. 10 shows a third example of the light-collecting device according to the present invention.
1 shows an embodiment. This light-collecting device is also used for collecting light emitted from a light source in which a plurality of light-emitting bodies are arranged, as in the second embodiment.

【0038】この集光装置30は、各々の発光体に対応
して設けられた複数の導光ダクト32と、この導光ダク
ト32を経た光を一体的に集光する集光ダクト34とを
備えている。この導光ダクト32と集光ダクト34は、
石英ガラス、リン酸塩ガラス等のガラス、プラスチッ
ク、光学結晶等の集光を行う光の波長に対して光学的に
透明な材料で一体的に形成されている。
The light collecting device 30 includes a plurality of light guide ducts 32 provided corresponding to the respective light emitters, and a light collection duct 34 for integrally collecting light passing through the light guide ducts 32. Have. The light guide duct 32 and the light collection duct 34
It is integrally formed of a material that is optically transparent to the wavelength of light to be condensed, such as glass such as quartz glass and phosphate glass, plastic, and optical crystals.

【0039】導光ダクト32は、薄板で四角形状に形成
されている。この四角形の短辺を含む厚さ方向の一面が
光の入射面32aとされ、この入射面32aに対向する
面が光の出射面32bとされている。入射面32aは、
光源に配列された発光体より幅が大きな長方形状を有し
ている。この入射面32aには、発光体からの光の入射
効率を高めるため凸面を形成してもよい。出射面32b
は、光の放射角を減少させる方向(本実施形態では、幅
方向)において、入射面より大きな長方形状を有してい
る。
The light guide duct 32 is made of a thin plate and formed in a square shape. One surface in the thickness direction including the short side of the quadrangle is a light incident surface 32a, and a surface facing the incident surface 32a is a light exit surface 32b. The incident surface 32a is
It has a rectangular shape whose width is larger than that of the light emitters arranged in the light source. A convex surface may be formed on the incident surface 32a in order to increase the efficiency of incidence of light from the luminous body. Outgoing surface 32b
Has a rectangular shape larger than the incident surface in the direction in which the light emission angle is reduced (in the width direction in the present embodiment).

【0040】この入射面32aと出射面32bは、光の
進行方向に向かって所定の広がり角で幅が連続的に拡大
するように側面で連結されており、入射面32aより入
射された光は側面で反射されることにより水平方向の放
射角が減少されながら伝搬され、出射面32bより出射
される。
The entrance surface 32a and the exit surface 32b are connected at their side surfaces so that the width continuously increases at a predetermined spread angle in the light traveling direction. The light is propagated while being reflected by the side surface while the radiation angle in the horizontal direction is reduced, and is emitted from the emission surface 32b.

【0041】この導光ダクト32は、入射面32aが各
々の発光体と対向するように水平方向に直線状に配列さ
れている。これによって、一の発光体から発せられた光
は対向する導光ダクト32の入射面32aにのみ入射さ
れ、隣接する導光ダクトの入射面に入射されることがな
い。
The light guide ducts 32 are linearly arranged in the horizontal direction such that the light incident surface 32a faces each light emitter. Thus, the light emitted from one light emitter is incident only on the incident surface 32a of the opposing light guide duct 32, and is not incident on the incident surface of the adjacent light guide duct.

【0042】集光ダクト34は薄板の二等辺三角形状に
形成されている。この二等辺三角形の底辺を含む厚さ方
向の面が光の入射面34aとされ、底辺に対向する頂点
を含む面が光の出射面34bとなる。この集光ダクト3
4の入射面34aは導光ダクト32の出射面32aと接
続されており、発光体から出射された光は導光ダクト3
2を介して集光ダクト34に入射される。この導光部
は、図10に示されるように全ての導光ダクト32が集
光ダクト34の頂点に向うように接続されていてもよ
い。これによって、光源から発せられる光の幅を減少さ
せることが可能になる。また、導光部は、図11に示さ
れるように、全て略平行となるように接続されていても
よい。
The light collection duct 34 is formed in a thin plate isosceles triangle shape. The surface in the thickness direction including the base of the isosceles triangle is the light incident surface 34a, and the surface including the apex facing the base is the light output surface 34b. This condensing duct 3
4 is connected to the light exit surface 32a of the light guide duct 32, and the light emitted from the luminous body is
The light is incident on the light collection duct 34 through the second light source 2. This light guide may be connected such that all the light guide ducts 32 face the top of the light collection duct 34 as shown in FIG. This makes it possible to reduce the width of the light emitted from the light source. Further, as shown in FIG. 11, the light guides may be connected so as to be substantially parallel to each other.

【0043】集光ダクト32の入射面34aと出射面3
4bとは、1対の上下面及び側面34cで連結されてお
り、入射面34aから入射された光は、上下面で反射さ
れながら進行し、側面34cで反射されることにより集
光されながら出射面34b方向に伝搬される。
The entrance surface 34a and the exit surface 3 of the condenser duct 32
The light incident from the incident surface 34a travels while being reflected by the upper and lower surfaces, and is emitted while being collected by being reflected by the side surface 34c. The light is propagated in the direction of the surface 34b.

【0044】このような集光装置30は、例えば、所定
の厚さに研磨されたガラス板を炭酸ガスレーザーで切り
出すことやプレス成形すること等により製造することが
できる。また、導光ダクトをプラスチックで形成する場
合、射出成形等により一体的に製造することができる。
The light condensing device 30 can be manufactured, for example, by cutting a glass plate polished to a predetermined thickness with a carbon dioxide gas laser, or by press molding. When the light guide duct is made of plastic, it can be integrally manufactured by injection molding or the like.

【0045】このような集光装置30において、光源の
各々の発光体から発せられた光は対向する入射面32a
より導光ダクト32内に導入される。このとき、各々の
発光体から発せられた光は対向する導光ダクト32の入
射面32aにのみ入射され、隣接する導光ダクト32の
入射面32aに入射されることがないので、発光体から
出射される光の損失を低減することができる。
In such a light condensing device 30, the light emitted from each illuminant of the light source is incident on the opposing incident surface 32a.
The light is further introduced into the light guide duct 32. At this time, the light emitted from each light emitter enters only the incident surface 32a of the opposing light guide duct 32 and does not enter the incident surface 32a of the adjacent light guide duct 32. Loss of emitted light can be reduced.

【0046】この光は導光ダクト32の上下面及び側面
で反射しながら出射面32b方向に伝搬される。このと
き、導光ダクト32の入射面32aから出射面32bに
向かって幅が拡大するように形成されているので、導光
ダクト32内を伝搬する光の水平方向の放射角が減少さ
れる。
The light is propagated in the direction of the emission surface 32b while being reflected on the upper and lower surfaces and side surfaces of the light guide duct 32. At this time, since the width is formed so as to increase from the incident surface 32a of the light guide duct 32 toward the emission surface 32b, the horizontal radiation angle of light propagating in the light guide duct 32 is reduced.

【0047】導光ダクト32の出射面32bより出射さ
れた光は集光ダクト34の入射面34aより集光ダクト
34内に入射される。この光は、集光ダクト34の上下
面で反射を繰り返しながら進行し、側面34bで反射さ
れて出射面34b方向に伝搬されながら集光される。こ
の集光された光は最終的には集光ダクト34の出射面3
4bより出射される。
The light emitted from the light exit surface 32b of the light guide duct 32 enters the light collection duct 34 from the light entrance surface 34a of the light collection duct 34. The light travels while being repeatedly reflected on the upper and lower surfaces of the light collecting duct 34, is reflected on the side surface 34b, and is collected while being propagated in the direction of the light emitting surface 34b. This condensed light is finally emitted from the exit surface 3 of the condensing duct 34.
4b.

【0048】このように、本発明の集光装置30によれ
ば、各々の発光体から発せられた光は発光体に対向して
設けられた導光ダクト32にのみ入射され、隣接する導
光ダクトに入射されることがないので、導光ダクト32
に入射される光の損失を低減することができる。また、
導光ダクトにより、光の水平方向の放射角を減少させる
ことができるので、薄板状の集光ダクトにより微小スポ
ットに集光することが可能になる。さらに、光源から光
を導く導光ダクト32と導光ダクト32から出射された
光を集光する集光ダクト34とを一体に形成したので、
集光効率を向上させることができるとともに、各部品の
アライメントが不要になる。
As described above, according to the light condensing device 30 of the present invention, the light emitted from each illuminant enters only the light guide duct 32 provided opposite to the illuminant, and the adjacent light guide Since the light does not enter the duct, the light guide duct 32
Can be reduced. Also,
The light guide duct can reduce the horizontal radiation angle of the light, so that the light can be condensed into a minute spot by the thin plate-shaped condensing duct. Further, since the light guide duct 32 for guiding the light from the light source and the light collecting duct 34 for collecting the light emitted from the light guide duct 32 are integrally formed,
The light collection efficiency can be improved, and alignment of each component is not required.

【0049】次に、本発明の集光装置の第4実施形態に
ついて説明する。この集光装置はLDバー等から発せら
れる放射角及びアスペクト比の高い光の集光等に用いら
れる。この集光装置40は、図12〜図14に示される
ように、光源から発せられる光を集光するための集光ダ
クト42と、この集光ダクト42により集光される光の
少なくとも一部を取り込んでその放射角を減少させるた
めの導光ダクト14とを備えている。
Next, a fourth embodiment of the light collecting device of the present invention will be described. This condensing device is used for condensing light having a high radiation angle and aspect ratio emitted from an LD bar or the like. As shown in FIGS. 12 to 14, the light collecting device 40 includes a light collecting duct 42 for collecting light emitted from a light source, and at least a part of the light collected by the light collecting duct 42. And a light guide duct 14 for reducing the radiation angle.

【0050】集光ダクト42は、導光ダクト14と同
様、集光を行う光の波長に対して光学的に透明な光学材
料で形成されている。この集光ダクト42は集光される
光が入射される入射面42aと、入射面42aに対向し
入射面42aから入射された光を出射する出射面42b
と、入射面42aと出射面42bとを連結している上面
42c、下面42d及び1対の側面42eとを有してい
る。
The light collecting duct 42 is made of an optical material that is optically transparent to the wavelength of light to be collected, similarly to the light guiding duct 14. The condensing duct 42 has an incident surface 42a on which light to be condensed is incident, and an exit surface 42b which faces the incident surface 42a and emits light incident from the incident surface 42a.
And an upper surface 42c, a lower surface 42d, and a pair of side surfaces 42e connecting the incident surface 42a and the output surface 42b.

【0051】入射面42aは光源の発光領域より幅及び
厚さが大きな長方形状を有している。この入射面42a
には光源からの光の入射効率を高めるため曲面を形成し
てもよい。また、出射面42bは、光の集光方向(本実
施形態では、厚さ方向及び幅方向)において入射面42
aより小さな長方形状を有している。この入射面42a
と出射面42bとは、所定の狭まり角で厚さ及び幅が連
続的に減少するように上下面42c、42d及び側面4
2eで連結されている。これによって、入射面42aか
ら入射された光は上下面42c、42d間及び側面42
e間で反射されることにより集光されながら出射面方向
に伝搬される。
The incident surface 42a has a rectangular shape whose width and thickness are larger than the light emitting area of the light source. This incident surface 42a
May have a curved surface in order to increase the efficiency of incidence of light from the light source. In addition, the exit surface 42b is formed on the entrance surface 42 in the light converging direction (in the present embodiment, the thickness direction and the width direction).
It has a rectangular shape smaller than a. This incident surface 42a
And the emission surface 42b are formed by the upper and lower surfaces 42c and 42d and the side surface 4 so that the thickness and the width are continuously reduced at a predetermined narrowing angle.
2e. As a result, the light incident from the incident surface 42a is separated between the upper and lower surfaces 42c and 42d and the side surface 42
By being reflected between the light emitting elements e, the light is condensed and propagated in the direction of the emission surface.

【0052】集光ダクト42の上面42cには導光ダク
ト14がその中心線に沿って光学的に一体化された状態
で設けられている。これによって、集光ダクト42を伝
搬する光の少なくとも一部を導光ダクト14に導くこと
ができる。
The light guide duct 14 is provided on the upper surface 42c of the light collection duct 42 in an optically integrated state along the center line thereof. Thereby, at least a part of the light propagating through the light collection duct 42 can be guided to the light guide duct 14.

【0053】このような集光ダクト42と導光ダクト1
4の屈折率は同程度に設定されることが好ましい。導光
ダクト14の屈折率が集光ダクト42の屈折率より高く
なると、集光ダクト42と導光ダクト14との境界面に
おける屈折により、導光ダクト14に取り込まれた光の
入射角が増大し、導光ダクト14により放射角を減少さ
せにくくなる。一方、集光ダクト42の屈折率が高くな
ると、集光ダクト42に入射された光が集光ダクト42
に閉じ込められ易くなり、光を導光ダクト14に取り込
みにくくなる。但し、集光ダクト42の屈折率を導光ダ
クト14の屈折率よりやや高く設定すると、集光ダクト
42と導光ダクト14との境界面における屈折により、
導光ダクト14に取り込まれた光の入射角が減少し、導
光ダクト14で放射角を減少させ易くなる。
The light-collecting duct 42 and the light-guiding duct 1
It is preferable that the refractive indices 4 are set to the same level. When the refractive index of the light guide duct 14 becomes higher than the refractive index of the light collecting duct 42, the angle of incidence of the light taken into the light guiding duct 14 increases due to refraction at the boundary surface between the light collecting duct 42 and the light guiding duct 14. However, the light guide duct 14 makes it difficult to reduce the radiation angle. On the other hand, when the refractive index of the light collecting duct 42 increases, the light incident on the light collecting duct 42
And the light is hardly taken into the light guide duct 14. However, if the refractive index of the light collecting duct 42 is set to be slightly higher than the refractive index of the light guiding duct 14, refraction at the interface between the light collecting duct 42 and the light guiding duct 14 causes
The incident angle of the light taken into the light guide duct 14 is reduced, and the radiation angle is easily reduced by the light guide duct 14.

【0054】この導光ダクト14の入射面14aは、通
常、集光ダクト42の入射面42aと同一平面を形成す
るように構成されている。本集光装置40において、光
源から発せられた光は、通常、集光ダクト42の入射面
42aから入射されるが、光源から発せられた光の少な
くとも一部が導光ダクト14の入射面14aから入射さ
れるようにしてもよい。また、導光ダクト14の出射面
14bは集光ダクト42の出射面42bと同一平面を形
成しており、通常、これらの入射面14b、42bが一
体となって集光装置の出射面となる。但し、集光ダクト
42と導光ダクト14の屈折率に差がある場合、光は屈
折率の高い部分で導光され、出射され易くなる。
The light incident surface 14 a of the light guide duct 14 is usually formed so as to form the same plane as the light incident surface 42 a of the light collecting duct 42. In the light-collecting device 40, light emitted from the light source is usually incident from the incident surface 42a of the light-collecting duct 42, but at least a part of the light emitted from the light source is incident on the incident surface 14a of the light-guiding duct 14. May be made to enter. The light exit surface 14b of the light guide duct 14 forms the same plane as the light exit surface 42b of the light collection duct 42. Usually, these light entrance surfaces 14b and 42b are integrated to form the light exit surface of the light collection device. . However, when there is a difference between the refractive indices of the light collecting duct 42 and the light guiding duct 14, the light is guided at a portion having a high refractive index and is easily emitted.

【0055】このような集光装置40は、研磨又はプレ
ス成形等により一体的に形成してもよく、研磨又はプレ
ス成形等で形成された集光ダクト42及び導光ダクト1
4を接着剤等で接着することにより形成することもでき
る。このような集光装置40において、集光ダクト42
及び導光ダクト14の入射面42a、14aと出射面4
2b、14bは、通常、光の入射及び出射が可能な破断
面又は研磨面とされ、必要に応じ反射防止膜が形成され
る。また、入射面14a、42aと出射面14b、42
bを除く部分は、必要に応じ、空気中のごみ等の外界の
影響を除去するとともに、各面の保護のため、低屈折率
のポリマーで覆われる。このような集光装置40に対す
る光の入射は、通常、集光ダクト42の入射面42aと
光源の発光領域を近接させることにより行われる。
Such a light collecting device 40 may be integrally formed by polishing or press molding or the like, or may be formed by polishing or press molding or the like.
4 can be formed by bonding with an adhesive or the like. In such a light collecting device 40, the light collecting duct 42
And the entrance surfaces 42a, 14a and the exit surface 4 of the light guide duct 14.
Normally, 2b and 14b are fracturing surfaces or polished surfaces through which light can enter and exit, and an anti-reflection film is formed as necessary. Further, the incident surfaces 14a, 42a and the exit surfaces 14b, 42
The portion excluding b is covered with a low-refractive-index polymer for the purpose of removing external influences such as dust in the air as necessary and protecting each surface. Generally, the light is incident on the light-collecting device 40 by bringing the light-incident surface 42a of the light-collecting duct 42 close to the light-emitting area of the light source.

【0056】次に、上述した集光装置40の作用につい
て説明する。集光ダクト42の入射面42aと光源の発
光領域を近接させると、光源から出射された光は入射面
42aより集光ダクト42に導入される。この光は集光
ダクト42の上下面42c、42d及び側面42eで反
射されて出射面42b方向に伝搬される。このとき、入
射面42aと出射面42bとは所定の狭まり角で厚さ及
び幅が減少するように上下面42c、42d及び側面4
2eで連結されているので、集光ダクト42内を進行す
る光は集光されながら出射面42b方向に伝搬される。
Next, the operation of the light collecting device 40 will be described. When the light incident area 42a of the light collecting duct 42 and the light emitting area of the light source are brought close to each other, light emitted from the light source is introduced into the light collecting duct 42 from the light incident surface 42a. This light is reflected on the upper and lower surfaces 42c and 42d and the side surface 42e of the light collecting duct 42 and propagates in the direction of the light exit surface 42b. At this time, the upper and lower surfaces 42c and 42d and the side surface 4 are so formed that the incident surface 42a and the exit surface 42b are reduced in thickness and width at a predetermined narrowing angle.
Since the light is connected at 2e, the light traveling in the light collection duct 42 is propagated in the direction of the emission surface 42b while being collected.

【0057】この光の少なくとも一部は集光ダクト42
と導光ダクト14の境界面から導光ダクト14内に導か
れる。導光ダクト14に導かれた光は導光ダクト14の
上下面14c及び側面14dで反射されて出射面14b
方向に伝搬される。このとき、入射面14aと出射面1
4bとは、所定の広がり角で厚さ及び幅が拡大するよう
に上下面14c及び側面14dで連結されているので、
導光ダクト14内を進行する光は上下面14c及び側面
14dで反射される毎に放射角が減少される。
At least a part of this light is collected by the condenser duct 42.
The light guide duct 14 is guided into the light guide duct 14 from the boundary surface. The light guided to the light guide duct 14 is reflected by the upper and lower surfaces 14c and the side surfaces 14d of the light guide duct 14, and is output from the light exit surface 14b.
Propagation in the direction. At this time, the entrance surface 14a and the exit surface 1
4b is connected to the upper and lower surfaces 14c and the side surfaces 14d so that the thickness and the width are enlarged at a predetermined spread angle.
The radiation angle of the light traveling in the light guide duct 14 is reduced each time it is reflected on the upper and lower surfaces 14c and the side surfaces 14d.

【0058】このように本実施形態に係る集光装置40
に入射された光は集光ダクト42内を伝搬されることに
より集光されると共に、導光ダクト14内を伝搬される
ことにより放射角が減少される。この光は最終的には集
光ダクト42及び導光ダクト14の出射面42a、14
aより出射される。
As described above, the light condensing device 40 according to the present embodiment
Incident on the light collecting duct 42 is condensed by propagating through the light collecting duct 42, and is also transmitted through the light guiding duct 14, so that the radiation angle is reduced. This light is finally transmitted to the light-collecting duct 42 and the light-exiting surfaces 42 a and 14
a.

【0059】本実施形態の集光装置40によれば、集光
ダクト42内を伝搬される光の少なくとも一部を導光ダ
クト14に取り込ませて導光させることにより放射角の
小さな光量を増加させることができるので、全体として
光の放射角を減少させながら集光することが可能にな
る。
According to the light collecting device 40 of the present embodiment, at least a part of the light propagating in the light collecting duct 42 is taken into the light guiding duct 14 and guided to increase the light quantity with a small radiation angle. Therefore, it is possible to collect light while reducing the emission angle of light as a whole.

【0060】上述した集光装置40において、集光ダク
トの側面42eに円筒面又は傾斜面を形成するようにし
てもよい。これによって、導光ダクト14に導かれにく
い光の方向を変化させ、より多くの光を導光ダクト14
に導くことができる。
In the light collecting device 40 described above, a cylindrical surface or an inclined surface may be formed on the side surface 42e of the light collecting duct. This changes the direction of light that is less likely to be guided to the light guide duct 14 and allows more light to be directed to the light guide duct 14.
Can be led to.

【0061】次に、本発明の集光装置の第5実施形態に
ついて図15〜図17を参照して説明する。この集光装
置45は、第4実施形態と同様、光源から発せられる光
を集光するための集光ダクト42と、この集光ダクト4
2により集光される光の少なくとも一部を取り込んでそ
の放射角を減少させるための導光ダクト14とを備えて
いる。この集光装置45では、導光ダクト14が集光ダ
クト42の側面42eに光学的に一体化された状態で設
けられている。これによって、集光ダクト42を伝搬す
る光の少なくとも一部を導光ダクト14に導くことがで
きる。
Next, a fifth embodiment of the light collector of the present invention will be described with reference to FIGS. As in the fourth embodiment, the light collecting device 45 includes a light collecting duct 42 for collecting light emitted from a light source,
And a light guide duct 14 for taking in at least a part of the light condensed by 2 and reducing its radiation angle. In the light collecting device 45, the light guide duct 14 is provided in a state of being optically integrated with the side surface 42e of the light collecting duct 42. Thereby, at least a part of the light propagating through the light collection duct 42 can be guided to the light guide duct 14.

【0062】本実施形態の集光装置によれば、集光ダク
ト42内を伝搬される光の少なくとも一部を導光ダクト
14に取り込ませて導光させることにより放射角の小さ
な光量を増加させることができ、全体として光の放射角
を減少させながら集光することが可能になる。
According to the light collecting device of the present embodiment, at least a part of the light propagating in the light collecting duct 42 is taken into the light guiding duct 14 and guided to increase the light quantity with a small radiation angle. It is possible to collect light while reducing the emission angle of light as a whole.

【0063】本発明は上述した形態に限定されるもので
はなく、適宜変更することが可能である。例えば、上述
した形態では、導光ダクト14、32、集光ダクト3
4、42は板状に形成されていたが、これらを円錐状又
は楕円錐状に形成することも可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed. For example, in the above-described embodiment, the light guide ducts 14 and 32, the light collection duct 3
Although the plates 4 and 42 are formed in a plate shape, they may be formed in a conical shape or an elliptical cone shape.

【0064】[0064]

【実施例】以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明
する。 (実施例1)図1に示される集光装置10を用いて集光
を行った。光源12として、幅150μm、厚さ数μm
の発光領域を有し、出射される光の放射角が幅方向約1
0°、厚さ方向約30°である半導体レーザーを用い
た。導光ダクト14として、入射面14aの幅250μ
m、厚さ100μm、全長70mm、導光ダクト14の
幅方向の広がり角1.5°、厚さ方向の広がり角2.1
mrad、出射面14bの幅2.08mm、厚さ250
μmであり、入射面14aのファーストアキシス方向
(厚さ方向)に曲率半径約60μmの円筒レンズ面が形
成されている石英ガラス製ダクトを用いた。凸レンズ1
6として、LaFS9製で、焦点距離1.5mm、有効
径2.5mmのものを用いた。その結果、凸レンズ16
から幅方向85μm、厚さ方向7μmのスポット径を有
する光を得ることができた。
The present invention will be specifically described below with reference to examples. (Example 1) Light was condensed using the light condensing device 10 shown in FIG. The light source 12 has a width of 150 μm and a thickness of several μm.
And the emission angle of the emitted light is about 1 in the width direction.
A semiconductor laser having 0 ° and a thickness direction of about 30 ° was used. As the light guide duct 14, the width of the incident surface 14a is 250 μm.
m, thickness 100 μm, total length 70 mm, divergence angle 1.5 ° in the width direction of the light guide duct 14, divergence angle 2.1 in the thickness direction
mrad, width of the exit surface 14b 2.08 mm, thickness 250
A quartz glass duct having a cylindrical lens surface having a radius of curvature of about 60 μm in the first axis direction (thickness direction) of the incident surface 14a was used. Convex lens 1
As No. 6, a product made of LaFS9 having a focal length of 1.5 mm and an effective diameter of 2.5 mm was used. As a result, the convex lens 16
Thus, light having a spot diameter of 85 μm in the width direction and 7 μm in the thickness direction could be obtained.

【0065】(実施例2)図6〜図8に示される集光装
置20を用いて集光を行った。光源12として、幅15
0μm、厚さ数μmの発光面を有するLDが0.5mm
ピッチで20個幅方向に配列されているLDバーが用い
られた。各々のLDから発せられる光の放射角は幅方向
約10°、厚さ方向約30°である。導光ダクト14と
して、入射面14aの幅250μm、厚さ100μm、
全長100mm、幅方向の広がり角1.0°、厚さ方向
の広がり角1.5mrad、出射面14bの幅1.99
mm、厚さ250μmであり、入射面14aのファース
トアキシス方向(厚さ方向)に曲率半径約60μmの円
筒レンズ面が形成されている石英ガラス製ダクトを用い
た。
Example 2 Light was condensed using the light condensing device 20 shown in FIGS. Light source 12 has width 15
LD having a light emitting surface of 0 μm and a thickness of several μm is 0.5 mm
20 LD bars arranged in the width direction at a pitch were used. The emission angle of light emitted from each LD is about 10 ° in the width direction and about 30 ° in the thickness direction. As the light guide duct 14, the width of the incident surface 14a is 250 μm, the thickness is 100 μm,
Total length 100 mm, divergence angle in the width direction 1.0 °, divergence angle in the thickness direction 1.5 mrad, width 1.99 of emission surface 14b
A duct made of quartz glass having a thickness of 250 μm and a cylindrical lens surface having a radius of curvature of about 60 μm in the first axis direction (thickness direction) of the incident surface 14a was used.

【0066】この導光ダクト14の入射面14aをLD
バーのレーザーダイオードに対向させるように0.5m
mピッチで20個配列するとともに、出射面14b側で
は5個の導光ダクト14が重なるように配置して、ダク
トアレイ22とした。凸レンズ16としてはLaFS9
製で、焦点距離10mm、有効径15mmのものを用い
た。その結果、集光レンズ16から幅方向660μm、
厚さ方向240μmのスポット径を有する光を得ること
ができた。
The light incident surface 14a of the light guide duct 14 is
0.5m to face the laser diode of the bar
Twenty light guide ducts 14 are arranged at m pitches, and five light guide ducts 14 are arranged so as to overlap on the exit surface 14b side, thereby forming a duct array 22. LaFS 9 as the convex lens 16
And a focal length of 10 mm and an effective diameter of 15 mm. As a result, 660 μm in the width direction from the condenser lens 16,
Light having a spot diameter of 240 μm in the thickness direction could be obtained.

【0067】(実施例3)図10に示される集光装置3
0を用いて集光を行った。光源としては実施例2と同一
のLDバーが用いられた。集光装置30としては、1個
の集光ダクト34と20個の導光ダクト32が石英ガラ
スで一体に形成されているものが用いられた。この集光
装置30では、厚さは導光ダクト32から集光ダクト3
4に渡って250μmと一定である。
(Embodiment 3) Light collecting device 3 shown in FIG.
Light was collected using 0. The same LD bar as in Example 2 was used as a light source. As the light collecting device 30, one in which one light collecting duct 34 and 20 light guide ducts 32 were integrally formed of quartz glass was used. In the light collecting device 30, the thickness is changed from the light guiding duct 32 to the light collecting duct 3.
It is constant at 250 μm over the range of 4.

【0068】導光ダクト32としては、入射面32aの
幅250μm、全長20mm、出射面32bの幅300
μm、広がり角5mradのものが用いられた。また、
集光ダクト34としては、入射面34aの幅6.0m
m、出射面34bの幅500μm、全長30mm、縮小
角は10°のものが用いられた。導光ダクト32の中心
線は全て集光ダクト34の出口を向くようにした。この
集光装置30の導光ダクト32の入射面32aをLDバ
ーのレーザーダイオードに対向させるように0.5mm
ピッチで配列した。このとき集光ダクト34の出射面3
4bから出射された光の集光効率は約70%に改善され
た。
The light guide duct 32 has a width of 250 μm on the incident surface 32a, a total length of 20 mm, and a width of 300 mm on the exit surface 32b.
μm and a divergence angle of 5 mrad were used. Also,
As the light collecting duct 34, the width of the incident surface 34a is 6.0 m.
m, the width of the emission surface 34b was 500 μm, the total length was 30 mm, and the reduction angle was 10 °. The center lines of the light guide ducts 32 all face the exit of the light collection duct 34. 0.5 mm so that the incident surface 32a of the light guide duct 32 of the light collecting device 30 faces the laser diode of the LD bar.
Arranged at pitch. At this time, the exit surface 3 of the light collection duct 34
The light collection efficiency of the light emitted from 4b was improved to about 70%.

【0069】(実施例4)図11に示される集光装置3
0を用いて集光を行った。光源としては実施例2と同一
のLDバーが用いられた。集光装置30としては、集光
ダクト34と20個の導光ダクト32が石英ガラスで一
体に形成されているものが用いられた。この集光装置3
0では、厚さは導光ダクト32から集光ダクト34に渡
って250μmと一定である。導光ダクト32として
は、入射面32aの幅250μm、全長20mm、出射
面32bの幅400μm、広がり角7.6mradのも
のが用いられた。また、集光ダクト34としては、入射
面34aの幅8mm、出射面34bの幅500μmm、
全長40mm、縮小角は10°のものが用いられた。こ
の集光装置30の導光ダクト32の入射面32aをLD
バーのレーザーダイオードに対向させるように0.5μ
mピッチで配列した。このとき集光ダクト34の出射面
34bから出射された光の集光効率は約65%であっ
た。
(Embodiment 4) Light collecting device 3 shown in FIG.
Light was collected using 0. The same LD bar as in Example 2 was used as a light source. As the light collecting device 30, a light collecting duct 34 and 20 light guide ducts 32 integrally formed of quartz glass were used. This light collecting device 3
At 0, the thickness is constant at 250 μm from the light guide duct 32 to the light collection duct 34. As the light guide duct 32, a light entrance surface 32a having a width of 250 μm, a total length of 20 mm, a light exit surface 32b having a width of 400 μm, and a divergence angle of 7.6 mrad was used. Further, as the light collecting duct 34, the width of the incident surface 34a is 8 mm, the width of the output surface 34b is
The total length was 40 mm and the reduction angle was 10 °. The light incident surface 32a of the light guide duct 32 of the light collecting device 30 is
0.5μ to face the laser diode of the bar
They were arranged at an m pitch. At this time, the light collection efficiency of the light emitted from the emission surface 34b of the light collection duct 34 was about 65%.

【0070】(実施例5)図12〜図14に示される集
光装置40を用いて集光を行った。集光ダクト42とし
て入射面42aの幅11mm、厚さ0.2mm、出射面
42bの幅2mm、厚さ0.1mm、全長100mmの
石英ガラス性のダクトを研磨により製造した。また導光
ダクト14として、入射面14aの幅1mm、厚さ0.
1mm、出射面14bの幅2mm、厚さ0.2mm、全
長100mmの石英ガラス性のダクトを研磨により製造
した。集光ダクト42の上面42cの中心線に沿って導
光ダクト14を配置し、両者を石英ガラスとほぼ等しい
屈折率を有する接着剤により接着した。各々のダクト1
4、42の入射面14a、42a及び出射面14b、4
2bに反射防止膜をコーティングし、図12〜図14に
示される集光装置を得た。
Example 5 Light was condensed using the light condensing device 40 shown in FIGS. A quartz glass duct having a width of 11 mm and a thickness of 0.2 mm of the incident surface 42a and a width of 2 mm, a thickness of 0.1 mm and a total length of 100 mm of the exit surface 42b was manufactured by polishing as the light collecting duct 42. Further, as the light guide duct 14, the width of the incident surface 14a is 1 mm and the thickness is 0.1 mm.
A quartz glass duct having a length of 1 mm, a width of the exit surface 14b of 2 mm, a thickness of 0.2 mm, and a total length of 100 mm was manufactured by polishing. The light guide duct 14 was arranged along the center line of the upper surface 42c of the light collection duct 42, and both were bonded with an adhesive having a refractive index substantially equal to that of quartz glass. Each duct 1
4, 42 incident surfaces 14a, 42a and exit surfaces 14b, 4
2b was coated with an anti-reflection film to obtain a light collecting device shown in FIGS.

【0071】光源として、幅150μm、厚さ数μm、
出射される光の放射角が幅方向約10°、厚さ方向約3
0°であるLDが0.5mmピッチで20個配列されて
いるLDバーを用いた。このLDバーの発光面に集光ダ
クト42の入射面42aを近接させたところ、約85%
の集光効率が得られた。また、対照として、導光ダクト
14が設けられていない集光ダクトを用いて集光を行っ
たところ、約80%の集光効率が得られた。また、集光
装置40から得られるビームの広がり角は、導光ダクト
14を設けることにより数割程度減少させることができ
た。
As a light source, width 150 μm, thickness several μm,
The emission angle of the emitted light is about 10 ° in the width direction and about 3 in the thickness direction.
An LD bar in which 20 LDs at 0 ° are arranged at a pitch of 0.5 mm was used. When the light incident surface 42a of the condenser duct 42 is brought close to the light emitting surface of the LD bar, about 85%
Was obtained. As a control, when light was collected using a light collection duct without the light guide duct 14, a light collection efficiency of about 80% was obtained. Further, the divergence angle of the beam obtained from the light condensing device 40 could be reduced by about several percent by providing the light guide duct 14.

【0072】(実施例6)図15〜図17に示される集
光装置45を用いて集光を行った。集光ダクト42とし
て入射面42aの幅11mm、厚さ0.2mm、出射面
42bの幅0.05mm以下、厚さ0.1mm、全長1
00mmの石英ガラス性のダクトを研磨により製造し
た。また導光ダクト14として、入射面14aの幅0.
2mm、厚さ0.1mm、出射面14bの幅2mm、厚
さ0.2mm、全長100mmの石英ガラス性のダクト
を研磨により製造した。
Example 6 Light was condensed by using the light condensing device 45 shown in FIGS. The condensing duct 42 has a width of 11 mm and a thickness of 0.2 mm of the incident surface 42a, a width of 0.05 mm or less, a thickness of 0.1 mm and a total length of 1 of the exit surface 42b.
A 00 mm quartz glass duct was manufactured by polishing. Further, as the light guide duct 14, the width of the incident surface 14a is set to 0.1.
A quartz glass duct having a thickness of 2 mm, a thickness of 0.1 mm, a width of the exit surface 14b of 2 mm, a thickness of 0.2 mm, and a total length of 100 mm was manufactured by polishing.

【0073】集光ダクト42の側面42eに導光ダクト
14を配置し、両者を石英ガラスとほぼ等しい屈折率を
有する接着剤により接着した。各々のダクト14、42
の入射面14a、42a及び出射面14b、42bに反
射防止膜をコーティングし、図15〜図17に示される
集光装置45を得た。光源として、実施例5と同一のL
Dバーを用いた。このLDバーの発光面に集光ダクト4
2の入射面42aを近接させたところ、約83%の集光
効率が得られた。また、集光装置45から得られるビー
ムの広がり角は、実施例5と同程度であった。
The light guide duct 14 was disposed on the side surface 42e of the light collecting duct 42, and both were bonded with an adhesive having a refractive index substantially equal to that of quartz glass. Each duct 14, 42
The entrance surfaces 14a and 42a and the exit surfaces 14b and 42b were coated with an anti-reflection film to obtain a light condensing device 45 shown in FIGS. As the light source, the same L as in Example 5 was used.
D bar was used. A light collecting duct 4 is provided on the light emitting surface of this LD bar.
When the second incident surface 42a was brought close to the device, a light collection efficiency of about 83% was obtained. The divergence angle of the beam obtained from the light condensing device 45 was almost the same as that of the fifth embodiment.

【0074】[0074]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、光源から発せられる光の放射角を減少させた
後光の集光を行うことにより、光源から発せられる光を
より微小なスポットに集光することが可能になる。ま
た、光源と集光手段との接続を導光ダクトにより行うた
め、各構成要素の位置決め精度の許容性が大きくなり、
アライメントが容易になる。また、本発明によれば、光
源から発せられた光を集光部で導光すると共に、集光部
により導光されている光の少なくとも一部を導光部に取
り込んで導光させることにより、全体として光の放射角
を減少させながら集光することが可能になる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the light emitted from the light source is condensed after the emission angle of the light emitted from the light source is reduced, so that the light emitted from the light source can be reduced. It becomes possible to condense on a spot. In addition, since the connection between the light source and the condensing means is performed by the light guide duct, the tolerance of the positioning accuracy of each component is increased,
Alignment is easy. Further, according to the present invention, the light emitted from the light source is guided by the light collecting unit, and at least a part of the light guided by the light collecting unit is taken into the light guiding unit to guide the light. Thus, it becomes possible to collect light while reducing the radiation angle of light as a whole.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る集光装置の第1実施形態の概略を
示す図である。
FIG. 1 is a view schematically showing a first embodiment of a light collecting device according to the present invention.

【図2】本発明に係る集光装置の導光ダクトを示す斜視
図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a light guide duct of the light collecting device according to the present invention.

【図3】導光ダクトの長さ及び出射面の幅とダクトの広
がり角Φ及び入射面の幅との関係を説明するための図で
ある。
FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the length of the light guide duct and the width of the exit surface, the divergence angle Φ of the duct, and the width of the entrance surface.

【図4】導光ダクトの広がり角と導光ダクトの長さとの
関係を説明するためのグラフである。
FIG. 4 is a graph for explaining the relationship between the spread angle of the light guide duct and the length of the light guide duct.

【図5】導光ダクトの広がり角と導光ダクトの出射面の
幅との関係を説明するためのグラフである。
FIG. 5 is a graph for explaining a relationship between a spread angle of a light guide duct and a width of an emission surface of the light guide duct.

【図6】本発明に係る集光装置の第2実施形態の概略を
示す平面図である。
FIG. 6 is a plan view schematically showing a light collecting device according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明に係る集光装置の第2実施形態の概略を
示す側面図である。
FIG. 7 is a side view schematically showing a second embodiment of the light collecting device according to the present invention.

【図8】本発明に係る集光装置で用いられるダクトアレ
イを示す斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing a duct array used in the light collecting device according to the present invention.

【図9】本発明に係る集光装置の第2実施形態の他の例
を示す平面図である。
FIG. 9 is a plan view showing another example of the light collecting device according to the second embodiment of the present invention.

【図10】本発明に係る集光装置の第3実施形態の概略
を示す平面図である。
FIG. 10 is a plan view schematically showing a light collecting device according to a third embodiment of the present invention.

【図11】本発明に係る集光装置の第3実施形態の他の
例を示す平面図である。
FIG. 11 is a plan view showing another example of the light collecting device according to the third embodiment of the present invention.

【図12】本発明に係る集光装置の第4実施形態の概略
を示す斜視図である。
FIG. 12 is a perspective view schematically showing a fourth embodiment of the light collecting device according to the present invention.

【図13】本発明に係る集光装置の第4実施形態の概略
を示す横断面図である。
FIG. 13 is a cross sectional view schematically showing a fourth embodiment of the light collecting device according to the present invention.

【図14】本発明に係る集光装置の第4実施形態の概略
を示す縦断面図である。
FIG. 14 is a longitudinal sectional view schematically showing a light collecting device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図15】本発明に係る集光装置の第5実施形態の概略
を示す斜視図である。
FIG. 15 is a perspective view schematically showing a fifth embodiment of the light collecting device according to the present invention.

【図16】本発明に係る集光装置の第5実施形態の概略
を示す横断面図である。
FIG. 16 is a cross sectional view schematically showing a fifth embodiment of the light collecting device according to the present invention.

【図17】本発明に係る集光装置の第5実施形態の概略
を示す縦断面図である。
FIG. 17 is a longitudinal sectional view schematically showing a fifth embodiment of the light collecting device according to the present invention.

【図18】従来の光結合装置の一例を示す平面図であ
る。
FIG. 18 is a plan view showing an example of a conventional optical coupling device.

【図19】従来の光結合装置の一例を示す側面図であ
る。
FIG. 19 is a side view showing an example of a conventional optical coupling device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 集光装置 12 光源 14 導光ダクト 16 凸レンズ 20 集光装置 30 集光装置 32 導光ダクト 34 集光ダクト 40 集光装置 42 集光ダクト 45 集光装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Condenser 12 Light source 14 Light guide duct 16 Convex lens 20 Concentrator 30 Concentrator 32 Light guide duct 34 Concentrator duct 40 Concentrator 42 Concentrator duct 45 Concentrator

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源から発せられた光を導光しながら放
射角を減少させる導光部と、 前記導光部を経た光を集光する集光部とを備えた集光装
置。
1. A light-collecting device comprising: a light-guiding unit that reduces a radiation angle while guiding light emitted from a light source; and a light-collecting unit that collects light passing through the light-guiding unit.
【請求項2】 前記導光部は、前記光源から発せられた
光が入射される入射面と、前記入射面から入射された光
の進行方向に位置し、前記入射面から入射された光が出
射される出射面と、前記入射面と出射面を連結し、前記
入射面から入射された光を反射させて前記出射面方向に
伝搬させながら前記光の放射角を減少させる反射面とを
備えた請求項1記載の集光装置。
2. The light guide unit according to claim 1, wherein the light guide unit is positioned in an incident surface on which the light emitted from the light source is incident, and in a traveling direction of the light incident from the incident surface. An emitting surface for emitting light, a reflecting surface connecting the incident surface and the emitting surface, and reflecting the light incident from the incident surface and propagating in the direction of the emitting surface to reduce a radiation angle of the light. The light collecting device according to claim 1.
【請求項3】 前記光源は複数の発光体を備えており、
前記導光部は前記複数の発光体の各々から発せられた光
を個々に導光するよう複数設けられており、前記集光部
は前記複数の導光部を経た光を一体的に集光する請求項
1又は2記載の集光装置。
3. The light source includes a plurality of light emitters.
A plurality of the light guides are provided so as to individually guide light emitted from each of the plurality of light emitters, and the light condensing unit collectively collects light passing through the plurality of light guides. The light collecting device according to claim 1 or 2, wherein
【請求項4】 前記光源から発せられる光の縦横比に対
して前記複数の導光部の出射面から発せられる光を合わ
せた光の縦横比が小さくなるよう前記複数の導光部の入
射面と出射面の配列が異なっている請求項3記載の集光
装置。
4. An incident surface of the plurality of light guides such that an aspect ratio of light obtained by combining light emitted from the plurality of light guides with respect to an aspect ratio of light emitted from the light source is reduced. The light-collecting device according to claim 3, wherein the arrangement of the light-emitting surface and the light-emitting surface are different.
【請求項5】 前記集光部は、前記導光部を経た光が入
射される入射面と、前記入射面から入射された光の進行
方向に位置し、前記入射面から入射された光が出射され
る出射面と、前記入射面と出射面を連結し、前記入射面
から入射された光を反射させて前記出射面方向に伝搬さ
せながら集光する反射面とを備えた請求項1〜4のいず
れか1項記載の集光装置。
5. The light-collecting unit is located in an incident surface on which light passing through the light guide unit is incident, and in a traveling direction of light incident from the incident surface, and receives light incident from the incident surface. An outgoing surface to be emitted, and a reflecting surface that connects the incident surface and the outgoing surface, and reflects light incident from the incident surface and collects light while propagating in the direction of the outgoing surface. 5. The light-collecting device according to claim 4.
【請求項6】 光源から発せられた光を導光しながら集
光する集光部と、 前記集光部により導光されている光の少なくとも一部を
取り込んで前記光の放射角を減少させる導光部とを備え
た集光装置。
6. A light-collecting unit that guides and condenses light emitted from a light source, and reduces at least a part of light guided by the light-condensing unit to reduce a radiation angle of the light. A light collecting device including a light guide unit.
【請求項7】 前記導光部と集光部が一体的に形成され
ている請求項1〜6のいずれか1項記載の集光装置。
7. The light-collecting device according to claim 1, wherein the light-guiding part and the light-collecting part are formed integrally.
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