JP2011065979A - 光源装置 - Google Patents

光源装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2011065979A
JP2011065979A JP2010111938A JP2010111938A JP2011065979A JP 2011065979 A JP2011065979 A JP 2011065979A JP 2010111938 A JP2010111938 A JP 2010111938A JP 2010111938 A JP2010111938 A JP 2010111938A JP 2011065979 A JP2011065979 A JP 2011065979A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
laser
semiconductor laser
source device
light source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010111938A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Takahashi
幸司 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2010111938A priority Critical patent/JP2011065979A/ja
Priority to US12/854,769 priority patent/US20110044070A1/en
Priority to CN2010102545599A priority patent/CN101997265A/zh
Publication of JP2011065979A publication Critical patent/JP2011065979A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0005Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
    • G02B6/0008Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type the light being emitted at the end of the fibre
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21KNON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/61Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using light guides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2101/00Point-like light sources
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2113/00Combination of light sources
    • F21Y2113/20Combination of light sources of different form
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30Semiconductor lasers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/005Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S5/0087Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping for illuminating phosphorescent or fluorescent materials, e.g. using optical arrangements specifically adapted for guiding or shaping laser beams illuminating these materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022Mountings; Housings
    • H01S5/02208Mountings; Housings characterised by the shape of the housings
    • H01S5/02212Can-type, e.g. TO-CAN housings with emission along or parallel to symmetry axis
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022Mountings; Housings
    • H01S5/0225Out-coupling of light
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022Mountings; Housings
    • H01S5/0225Out-coupling of light
    • H01S5/02251Out-coupling of light using optical fibres
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022Mountings; Housings
    • H01S5/0225Out-coupling of light
    • H01S5/02255Out-coupling of light using beam deflecting elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/40Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4012Beam combining, e.g. by the use of fibres, gratings, polarisers, prisms

Abstract

【課題】半導体レーザ素子が発振したレーザ光のエネルギーを損失させることなく放出することができる光源装置を提供することを目的とする。
【解決手段】光源装置101は、可視領域の波長の第1レーザ光11Aを発振する第1半導体レーザ素子10Aと、可視領域の波長の第2レーザ光11Bを発振する第2半導体レーザ素子10Bと、第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bが照射され、照射された第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bを波長を変えずに散乱させる光散乱体30とを備えている。波長が変換されないため、第1半導体レーザ素子10Aおよび第2半導体レーザ素子10Bが発振した第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bのエネルギーは損失されることなく放出される。
【選択図】図4

Description

この発明は、光源として半導体レーザ素子を用いた光源装置に関する。
白熱電球、蛍光灯、または放電管のようなさまざまな光源装置に代わり、光源として半導体レーザ素子から発振されるレーザ光を用いた光源装置が提案されている。
下記の特許文献1には、半導体レーザ素子(励起光源)と、光ファイバと、波長変換部材とを備えた発光装置が開示されている。波長変換部材は、蛍光物質を有している。蛍光物質は、半導体レーザ素子から照射されたレーザ光を吸収する。レーザ光を吸収した蛍光物質は、レーザ光の波長を変換し、任意の波長域(色)の照明光を放出する。
下記の特許文献2には、励起光源と、ライトガイドと、照明レンズとを備えた内視鏡装置が開示されている。照明レンズは、ライトガイドの先端に設けられている。ライトガイドは、励起光源から発振された励起光を照明レンズまで導光する。照明レンズはライトガイドとともに身体の中の任意の患部まで挿入されつつ、導光された励起光を照明する。
下記の特許文献3には、励起光源と、光散乱部材とを備えた光送信デバイスが開示されている。励起光源は、光散乱部材によって覆われている。光散乱部材は、光散乱部材の光散乱機能により、励起光源から発振された励起光の光源径を拡大する。
特開2008−43754号公報 特開2002−95634号公報 特開2006−352105号公報
特許文献1に開示される発光装置によると、レーザ光を吸収した蛍光物質は、任意の波長域の光を放出している。しかしながら、特許文献1に開示される発光装置によると、レーザ光を吸収した蛍光物質がレーザ光の波長を変換しているため、レーザ光のエネルギーが損失している(ストークス損失)。光源装置として所望の明るさを得るために、発光装置に備えられている半導体レーザ素子は、損失を考慮したより大きなエネルギーを有するレーザ光を発振しなければならない。
この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、半導体レーザ素子が発振したレーザ光のエネルギーを損失させることなく放出することができる光源装置を提供することを目的とする。
また、この発明は、半導体レーザ素子が発振したレーザ光を、低い取付精度で容易に集光させることができる光源装置を提供することを目的としている。
この発明の光源装置に従えば、可視領域の波長のレーザ光を発振する2以上の半導体レーザ素子と、上記レーザ光が照射され、照射された上記レーザ光を波長を変えずに散乱させる光散乱体とを備え、2以上の上記半導体レーザ素子から発振された上記レーザ光は、それぞれ異なる色である。
上記発明の他の形態においては、2以上の上記半導体レーザ素子から発振された上記レーザ光は、そのまま上記光散乱体に照射される。
上記発明の他の形態においては、1つのパッケージをさらに備え、2以上の上記半導体レーザ素子は、上記パッケージの内部に実装され、上記光散乱体は、上記パッケージと一体的に構成されている。
上記発明の他の形態においては、上記パッケージは窓部を有し、上記窓部には透光性を有する透光部材が取り付けられており、上記光散乱体は、上記透光部材に密着するように配置されている。
上記発明の他の形態においては、2以上の上記半導体レーザ素子からそれぞれ発振された上記レーザ光が平行光線に変換され、相互に独立した状態で上記光散乱体に向かってそれぞれ照射される。
上記発明の他の形態においては、2以上の上記半導体レーザ素子からそれぞれ発振された上記レーザ光を合成させる合成手段をさらに備え、上記レーザ光は、上記合成手段によって相互に合成された状態で、上記光散乱体に向かって照射される。
上記発明の他の形態においては、2以上の上記半導体レーザ素子からそれぞれ発振された上記レーザ光を上記光散乱体まで導光し、導光された上記レーザ光を上記光散乱体に向かって照射する導光手段をさらに備える。
上記発明の他の形態においては、導光された上記レーザ光を上記光散乱体に向かって照射する上記導光手段は、光ファイバである。
上記発明の他の形態においては、上記導光手段は、外形が略錐台状に形成され、入光面と上記入光面より面積が小さい出光面とを有する導光部材であり、上記導光部材は、可視光に対して透明な材料から構成され、上記入光面側に2以上の上記半導体レーザ素子が配置され、上記出光面側に上記光散乱体が配置される。
上記発明の他の形態においては、2以上の上記半導体レーザ素子は、2以上の上記半導体レーザ素子から発振された上記レーザ光が、上記導光部材の内部において全反射を繰り返しながら、上記入光面側から上記出光面側に向かって導波するように配置されている。
上記発明の他の形態においては、2以上の上記半導体レーザ素子は、2以上の上記半導体レーザ素子から発振される上記レーザ光の光軸が上記光散乱体に向くように配置されている。
上記発明の他の形態においては、上記光散乱体は、上記導光部材と一体的に構成されている。
上記発明の他の形態においては、上記光散乱体は、透明な樹脂またはガラス材から構成される母材と、上記母材と異なる屈折率を有し上記母材の内部に分散された透明な光散乱粒子と、を含む。
上記発明の他の形態においては、上記光散乱体により波長を変えずに散乱された上記レーザ光は、混光されて白色光を形成している。
上記発明の他の形態においては、上記白色光を形成するため、2以上の上記半導体レーザ素子は、3以上の上記半導体レーザ素子であり、青色の上記レーザ光を発振する上記半導体レーザ素子と、赤色の上記レーザ光を発振する上記半導体レーザ素子と、緑色の上記レーザ光を発振する上記半導体レーザ素子と、を含む。
上記発明の他の形態においては、上記白色光を形成するため、2以上の上記半導体レーザ素子は、黄色の上記レーザ光を発振する上記半導体レーザ素子と、青色の上記レーザ光を発振する上記半導体レーザ素子と、を含む。
上記発明の他の形態においては、上記白色光を形成するため、2以上の上記半導体レーザ素子は、赤色の上記レーザ光を発振する上記半導体レーザ素子と、青緑色の上記レーザ光を発振する上記半導体レーザ素子と、を含む。
上記発明の他の形態においては、焦点を有する略凹面形状の反射鏡をさらに備え、上記光散乱体は、上記焦点の位置に配置される。
上記発明の他の形態においては、上記反射鏡は開口部を有しており、2以上の上記半導体レーザ素子からそれぞれ発振された上記レーザ光は、上記開口部を通して上記光散乱体に向かって照射される。
この発明の他の光源装置に従えば、外形が略錐台状に形成され、入光面と上記入光面より面積が小さい出光面とを有し、レーザ光に対して透明な材料から構成された導光部材と、レーザ光を発振し、上記レーザ光が上記入光面側から上記導光部材の内部に向かうように配置された半導体レーザ素子と、を備え、上記半導体レーザ素子から発振された上記レーザ光は、上記出光面側において集光される。
上記発明の他の形態においては、上記半導体レーザ素子は、上記半導体レーザ素子から発振された上記レーザ光が、上記導光部材の内部において全反射を繰り返しながら、上記入光面側から上記出光面側に向かって導波するように配置されている。
上記発明の他の形態においては、上記半導体レーザ素子は、上記半導体レーザ素子から発振される上記レーザ光の光軸が上記出光面に向くように配置されている。
本発明における各用語の意義は、次の通りである。「可視領域の波長のレーザ光」とは、波長が約380nm〜約780nmのレーザ光のことを意味する。
「青色のレーザ光」とは、波長が約430nm〜約490nmであるレーザ光のことを意味する。「青緑色のレーザ光」とは、波長が約490nm〜約510nmであるレーザ光のことを意味する。「緑色のレーザ光」とは、波長が約510nm〜約570nmであるレーザ光のことを意味する。「黄色のレーザ光」とは、波長が約570nm〜約590nmであるレーザ光のことを意味する。「赤色のレーザ光」とは、波長が約590nm〜約780nmであるレーザ光のことを意味する。
なお、波長が約380nm〜約430nmであるレーザ光とは、「青紫色のレーザ光」のことを意味する。
本発明によれば、半導体レーザ素子が発振したレーザ光のエネルギーを損失させることなく放出することができる光源装置を提供することができる。
実施の形態1における光源装置として、反射鏡を用いて出射口側からレーザ光を照射する構成を模式的に示す図である。 実施の形態2における光源装置として、パッケージを用いた構成を模式的に示す図である。 実施の形態3における光源装置として、パッケージおよび反射鏡を用いた構成を模式的に示す図である。 実施の形態4における光源装置の構成を模式的に示す図である。 実施の形態5における光源装置として、合成手段を用いた構成を模式的に示す図である。 実施の形態6における光源装置として、導光手段を用いた構成を模式的に示す図である。 実施の形態7における光源装置として、反射鏡を用いて背面側からレーザ光を照射する構成を模式的に示す図である。 実施の形態8における光源装置として、反射鏡および合成手段を用いた構成を模式的に示す図である。 実施の形態9における光源装置として、反射鏡および導光手段を用いて背面側からレーザ光を照射する構成を模式的に示す図である。 実施の形態10における光源装置として、反射鏡および導光手段を用いて出射口側からレーザ光を照射する構成を模式的に示す図である。 実施の形態11における光源装置として、導光部材を用いた構成を模式的に示す斜視図である。 図11におけるXII−XII線に関する矢視断面図である。 実施の形態12における光源装置として、各レーザ光の光軸が光散乱体に向かうように、各半導体レーザ素子が配置されている様子を模式的に示す断面図である。 実施の形態13における光源装置として、光散乱体が導光部材の出光面側と一体的に構成されていることを模式的に示す断面図である。 実施の形態14における光装装置として、導光部材と、反射鏡とを用いた構成を模式的に示す断面図である。 実施の形態15における光源装置として、パッケージと導光部材とを用いた構成を模式的に示す断面図である。 実施の形態16における光源装置として、パッケージと導光部材と反射鏡とを用いた構成を模式的に示す断面図である。 実施の形態17における光源装置を模式的に示す断面図である。 実施の形態18における光源装置を模式的に示す断面図である。 実施の形態19における光源装置を模式的に示す断面図である。
本発明に基づいた各実施の形態における光源装置について、以下、図を参照しながら説明する。なお、以下に説明する各実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。また、特に制限が無い限り、下記に示す各実施の形態に示す構成を適宜組み合わせて用いることは、当初から予定されていることである。
(実施の形態1)
(構成)
図1を参照して、本実施の形態における光源装置100について説明する。この光源装置100は、第1半導体レーザ素子10Aと、第2半導体レーザ素子10Bと、光散乱体30と、略凹面形状の反射鏡40とを備えている。
(半導体レーザ素子)
第1半導体レーザ素子10Aは、可視領域の波長の第1レーザ光11Aを発振する。第2半導体レーザ素子10Bは、可視領域の波長の第2レーザ光11Bを発振する。第1半導体レーザ素子10Aは、青色の波長の第1レーザ光11Aを発振し、第2半導体レーザ素子10Bは、第1レーザ光11Aとは異なる、黄色の波長の第2レーザ光11Bを発振するとよい。なお、色の組合せは青色と黄色とに限定されるものではない。発振されるレーザ光の種類または構成について、特に制限は無い。
第1半導体レーザ素子10Aは、光散乱体30に向かって第1レーザ光11Aを照射する。第2半導体レーザ素子10Bは、光散乱体30に向かって第2レーザ光11Bを照射する。第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bは、相互に独立した状態で、光散乱体30に向かってそれぞれ照射される。本実施の形態においては、各レーザ光11A,11Bは、(後述されるコリメータレンズまたは導光部材などを通さずに)そのまま光散乱体30に照射される。
(光散乱体30)
光散乱体30について、第1レーザ光11Aに基づき説明する。第2レーザ光11Bについても同様である。光散乱体30は、照射された第1レーザ光11Aを、波長を変えずに散乱させる。波長を変えずにとは、光散乱体30が照射された第1レーザ光11Aの波長を全く変えずに散乱させることを示し、蛍光物質によりレーザ光の波長が変換される場合を含まない。
光源装置100は、光散乱体30が照射された第1レーザ光11Aにより発熱することを防ぐために、光散乱体30を一定の温度に維持する温度制御手段をさらに備えていてもよい。温度制御手段は、たとえば冷却ファンである。
光散乱体30は、透明な樹脂またはガラス材から構成される母材と、母材と異なる屈折率を有し母材の内部に分散された透明な光散乱粒子とを含んでいるとよい。樹脂は、たとえばシリコーンである。光散乱粒子は、たとえばTiO微粒子である。
光散乱体30の大きさは、たとえば直径約1mm〜約10mmの球体、または1辺約1mm〜約10mmの立方体とすることができる。
光散乱体30の第1レーザ光11Aが照射される側の形状は、所定の面積を有する平面形状であるとよい。第1レーザ光11Aは光散乱体30に向かって所定の幅に広がりつつ照射される。第1レーザ光11Aが所定の幅に広がりつつ照射されるため、光散乱体30に照射される第1レーザ光11Aの単位面積あたりの光密度が小さくなる。
第1半導体レーザ素子10Aから光散乱体30までの距離が十分に短いと、第1レーザ光11Aは、第1レーザ光11Aが広がる前に光散乱体30に十分に照射される。第1レーザ光11Aが照射される側の光散乱体30の形状を、第1レーザ光11Aが光散乱体30に十分に照射されるような所定の断面積を有する任意の形状とすることができる。
第1レーザ光11Aが照射される側の光散乱体30の形状を所定の面積を有する平面形状とすることで、照射される第1レーザ光11Aの光密度が小さくなり、かつ照射される第1レーザ光11Aによって光散乱体30が発熱することを抑制できる。発熱することを抑制された光散乱体30は、十分に照射された第1レーザ光11Aのエネルギーを損失することなく散乱させることができる。
(レーザ光)
第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bは、光散乱体30により散乱されるとき、混光されて照射対象物の視認が可能な光色を形成しているとよい。たとえば、白色のレーザ光を形成するため、光源装置100は、青色のレーザ光を発振する半導体レーザ素子と、黄色のレーザ光を発振する半導体レーザ素子とを備えているとよい。白色のレーザ光を形成するため、光源装置100は、赤色のレーザ光を発振する半導体レーザ素子と、青緑色のレーザ光を発振する半導体レーザ素子とを備えていてもよい。
(反射鏡40)
反射鏡40は焦点を有しているとよい。光散乱体30は、反射鏡40の焦点を含むように配置されているとよい。光散乱体30が反射鏡40の焦点を含むように配置されていると、反射鏡40の投光効率が高くなる。
第1半導体レーザ素子10Aは、光散乱体30に向かって第1レーザ光11Aを照射する。第2半導体レーザ素子10Bは、光散乱体30に向かって第2レーザ光11Bを照射する。
反射鏡40の出射口がある側(図1紙面、反射鏡40より右側)から、光散乱体30に向かって第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bが照射される。
第1レーザ光11Aは反射鏡40に設けられた第1開口部41A2を通して光散乱体30に向かって照射され、第2レーザ光11Bは反射鏡40に設けられた第2開口部41B2を通して光散乱体30に向かって照射されている。
反射鏡40は、たとえばアルミニウムが表面にコーティングされたガラス製の凹面鏡である。散乱された第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bが、混光されて白色光を形成する場合は、白色光に対して高い反射率を有するものを用いるとよい。反射鏡40の形状は、たとえば半径約30mm、深さ約50mmのパラボラ形状の凹面鏡である。
(作用・効果)
本実施の形態における光源装置100の作用および効果について説明する。光源装置100は、第1半導体レーザ素子10Aおよび第2半導体レーザ素子10Bを備えている。第1半導体レーザ素子10Aおよび第2半導体レーザ素子10Bが任意の色のレーザ光をそれぞれ発振し、発振されたレーザ光は光散乱体30を用いて混光され、光源装置100は任意の色の光を放出する光源として用いられることができる。
光散乱体30に向かって照射された第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bは、光散乱体30の内部において多重散乱を繰り返す。多重散乱を繰り返した第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bは、光散乱体30の内部において合成され、光散乱体30の表面から放射状に任意の方向に向かう散乱光31A〜31Fとなって散乱する。光散乱体30は、散乱光31A〜31Fを放出する光源を形成する。
多重散乱を繰り返す前は、第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bのコヒーレンシーは高い。多重散乱を繰り返した後、光散乱体30は、コヒーレンシーが十分に低くなった散乱光31A〜31Fを放出する。第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bのコヒーレンシーが低下するため、光源装置100はレーザ光の重ね合わせ(光干渉)によって縞模様が発生することを抑制できる。第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bのコヒーレンシーが低下し、かつ見かけ上の光源の大きさが光散乱体30の大きさにまで拡大するため、光源装置100はレーザ光が人体(眼)に悪影響を及ぼすことも抑制できる。
光源装置100は、光散乱体30により第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bの波長を変換すること無く散乱光31A〜31Fを放出する。散乱光31A〜31Fが放出されても、第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bのエネルギーは損失しない。光源装置100は、第1半導体レーザ素子10Aおよび第2半導体レーザ素子10Bが発振した第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bのエネルギーを損失させることなく放出することができる。光源装置100は、所望の明るさを得るために、蛍光物質を備えた発光装置に比べてより小さなエネルギーを有するレーザ光により実現することができる。
なお、本実施の形態では、2つの半導体レーザ素子を用いる場合について説明しているが、それぞれ異なる色のレーザ光を発振する2以上の半導体レーザ素子を用いる構成とすることも可能である。
散乱光31A〜31Fのうち、反射鏡40と反対側に向かって(図1紙面、左方から右方へ向かって)散乱光31A〜31Cが放出される。散乱光31A〜31Fのうち、反射鏡40に向かって(図1紙面、右方から左方へ向かって)放出される散乱光31D〜31Fは、反射鏡40によって反射される。散乱光31A〜31Cおよび反射された散乱光31D〜31Fはさらに合成され、指向性を有する合成光32A〜32Cとなって放出される。
反射鏡40を所望の大きさ若しくは形状に設計することにより、光源装置100は所望の指向性または明るさを有する合成光32A〜32Cを放出することができる。反射鏡40の設計により、光源装置100は、所望の指向性または明るさを有し投光効率が高い合成光32A〜32Cを放出することもできる。放出された合成光32A〜32Cにより、光源装置100を、所望の指向性または明るさを有する光を放出する光源として利用することができる。
光源装置100によれば、散乱光31D〜31Fが反射鏡40によって反射されても、第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bのエネルギーは損失しない。反射鏡40によって第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bのエネルギーが損失したとしても、エネルギーの損失量は、蛍光物質を備えた発光装置が波長を変換するときのエネルギーの損失量に比べて極めて低い。
反射鏡40によって散乱光31D〜31Fのエネルギーが損失しないため、第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bが光散乱体30に照射され、合成光32A〜32Cとなって放出されても、第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bのエネルギーは損失しない。光源装置100は、第1半導体レーザ素子10Aおよび第2半導体レーザ素子10Bが発振した第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bのエネルギーを損失させることなく放出することができる。
たとえば第1レーザ光11Aについて考えると、第1レーザ光11Aは光散乱体30に向かって所定の幅(レーザ光11Aaとレーザ光11Abとの間の幅)に広がりつつ照射される。同様に、第2レーザ光11Bも光散乱体30に向かって所定の幅(レーザ光11Baとレーザ光11Bbとの間の幅)に広がりつつ照射される。第1半導体レーザ素子10Aおよび第2半導体レーザ素子10Bと、光散乱体30との間の距離が十分に短くなるように第1半導体レーザ素子10Aおよび第2半導体レーザ素子10Bを配置することにより、第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bが広がる前に光散乱体30に十分に各レーザ光11A,11Bを照射することができる。
光散乱体30の第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bが照射される側の形状は、所定の断面積を有する任意の形状であるとよい。図1には、平面形状を有する光散乱体30を図示している。照射される第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bの光密度が小さくなり、かつ照射される第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bによって光散乱体30が発熱することを抑制できるため、発熱することを抑制された光散乱体30は、十分に照射された第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bのエネルギーを損失することなく散乱させることができる。
照射される第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bの光密度が小さくなるため、光散乱体30の劣化を抑制することもできる。さらに、光散乱体30において、第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bが照射されている領域から最も効率的に散乱光を外へ取り出すことができるため、反射鏡40の出射口がある側から各レーザ光11A,11Bを照射させることにより、出射口がある側へ散乱光を効率よく取り出すことができる。
(実施の形態2)
(構成)
図2を参照して、本実施の形態における光源装置100aについて説明する。この光源装置100aは、第1半導体レーザ素子10Aと、第2半導体レーザ素子10Bと、第3半導体レーザ素子10Cと、光散乱体30と、パッケージ50とを備えている。
各半導体レーザ素子10A,10B,10Cは、実施の形態1と同様に、可視領域の波長のレーザ光を発振する。各半導体レーザ素子10A,10B,10Cから発振される各レーザ光の波長は、それぞれ異なっている。
パッケージ50は、金属キャップ部52と、基台部54と、ヒートシンク56と、透光性を有する透光部材としてのガラス58とにより、箱状に構成されている。ガラス58は、金属キャップ部52に開口して設けられた窓部53に取り付けられている。各半導体レーザ素子10A,10B,10Cは、パッケージ50の内部に実装されている。
各半導体レーザ素子10A,10B,10Cは、銅製または鉄製のヒートシンク56の上に、半田材(図示せず)を介して実装されている。各半導体レーザ素子10A,10B,10Cを実装したヒートシンク56を、金属キャップ部52が封止している。各半導体レーザ素子10A,10B,10Cは、ヒートシンク56と各半導体レーザ素子10A,10B,10Cとの間に、ヒートスプレッダとして機能するサブマウント材(SiCまたはAlNなど)を介して実装されていてもよい。
光散乱体30は、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cからレーザ光を照射される。本実施の形態においては、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cから発振された各レーザ光は、(後述されるコリメータレンズまたは導光部材などを通さずに)そのまま光散乱体30に照射される。光散乱体30は、実施の形態1と同様に、照射された各レーザ光を、波長を変えずに散乱させる。
光散乱体30は、ドーム状に形成されているとよい。光散乱体30は、実施の形態1と同様に、透明な樹脂またはガラス材から構成される母材と、母材と異なる屈折率を有し母材の内部に分散された透明な光散乱粒子とを含んでいるとよい。樹脂は、たとえばシリコーンである。光散乱粒子は、たとえばTiO微粒子である。
光散乱体30は、パッケージ50と一体的に構成されている。光散乱体30は、ガラス58上において、ガラス58に密着するように配置されているとよい。
外部からリード線18を通して所定の命令が各半導体レーザ素子10A,10B,10Cに与えられることにより、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cは、それぞれ独立してレーザ光を発振することができる。各半導体レーザ素子10A,10B,10Cから発振された各レーザ光は、光散乱体30により散乱されるとき、混光されて照射対象物の視認が可能な光色を形成しているとよい。
たとえば白色のレーザ光を形成するため、光源装置100aにおいては、第1半導体レーザ素子10Aは、青色のレーザ光を発振するとよい。第2半導体レーザ素子10Bは、赤色のレーザ光を発振するとよい。第3半導体レーザ素子10Cは、緑色のレーザ光を発振するとよい。なお、色の組合せは上記に限定されるものではない。発振されるレーザ光の種類または構成についても、特に制限は無い。
青色のレーザ光を発振する第1半導体レーザ素子10Aは、たとえばGaN基板またはサファイア基板の上にAlGaInN系の材料を形成することにより得ることができる。青色のレーザ光を発振する第1半導体レーザ素子10Aは、波長がたとえば約445nmのレーザ光を発振する。
赤色のレーザ光を発振する第2半導体レーザ素子10Bは、たとえばGaAs基板の上にAlGaInP系の材料を形成することにより得ることができる。赤色のレーザ光を発振する第2半導体レーザ素子10Bは、波長がたとえば約635nmのレーザ光を発振する。
緑色のレーザ光を発振する第3半導体レーザ素子10Cは、AlGaInN系の材料により形成された緑色のレーザ光を発振する半導体レーザ素子を用いることが出来る。緑色のレーザ光を発振する第3半導体レーザ素子10Cは、波長がたとえば約520nmのレーザ光を発振する。緑色のレーザ光を発振する半導体レーザ素子は、現時点では研究開発段階ではあるものの、近い将来、量産および市販されることが予定されている。
(作用・効果)
本実施の形態における光源装置100aの作用および効果について説明する。光源装置100aは、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cが任意の色のレーザ光をそれぞれ発振する。各レーザ光は、光散乱体30の内部において多重散乱を繰り返す。多重散乱を繰り返した各レーザ光は、光散乱体30の内部において合成され、光散乱体30の表面から放射状に任意の方向に向かう散乱光31A〜31Eとなって散乱する。光散乱体30は、散乱光31A〜31Eを放出する光源を形成する。
放出された散乱光31A〜31Eにより、光源装置100aを種々の用途に用いられる光源として利用することができる。種々の用途とは、具体的には照明用の光源に限られず、オーバーヘッドプロジェクタのランプの代替用として、画像を投影する光源としても利用することができる。
多重散乱を繰り返す前は、各レーザ光のコヒーレンシーは高い。多重散乱を繰り返した後、光散乱体30は、コヒーレンシーが十分に低くなった散乱光31A〜31Eを放出する。各レーザ光のコヒーレンシーが低下するため、光源装置100aはレーザ光の重ね合わせ(光干渉)によって縞模様が発生することを抑制できる。各レーザ光のコヒーレンシーが低下し、かつ見かけ上の光源の大きさが光散乱体30の大きさにまで拡大するため、光源装置100aはレーザ光が人体(眼)に悪影響を及ぼすことも抑制できる。
各半導体レーザ素子10A,10B,10Cがパッケージ50により一体化されているため、光源装置100aとしての全体の構成が非常に小さい。光源装置100aを、安価かつシンプルに構成することができる。パッケージ50と光散乱体30とが一体化されているため、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cから発振された各レーザ光をパッケージ50から外部に出すことが無く、安全性が高い。
光源装置100aは、光散乱体30により各レーザ光の波長を変換すること無く散乱光31A〜31Eを放出する。散乱光31A〜31Eが放出されても、各レーザ光のエネルギーは損失しない。光源装置100aは、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cが発振した各レーザ光のエネルギーを損失させることなく放出することができる。光源装置100aは、所望の明るさを得るために、蛍光物質を備えた発光装置に比べてより小さなエネルギーを有するレーザ光により実現することができる。
なお、本実施の形態では、3つの半導体レーザ素子を用いる場合について説明しているが、それぞれ異なる色のレーザ光を発振する2以上の半導体レーザ素子を用いる他の構成とすることも可能である。
たとえば、2つの半導体レーザ素子を用いる構成とする場合、第1半導体レーザ素子10Aは青色の波長のレーザ光を発振し、第2半導体レーザ素子10Bは黄色の波長のレーザ光を発振するとよい。第1半導体レーザ素子10Aは赤色の波長のレーザ光を発振し、第2半導体レーザ素子10Bは青緑色の波長のレーザ光を発振してもよい。
(実施の形態3)
図3を参照して、本実施の形態における光源装置100bについて説明する。ここでは、上述の実施の形態2における光源装置100aとの相違点についてのみ説明する。光源装置100bは、実施の形態1の光源装置100と同様に、略凹面形状の反射鏡40をさらに備えている。
反射鏡40は焦点を有しているとよい。光散乱体30は、反射鏡40の焦点を含むように配置されているとよい。各半導体レーザ素子10A,10B,10Cから発振された各レーザ光は、反射鏡40に設けられた開口部41を通して光散乱体30に向かって照射されている。
(作用・効果)
本実施の形態における光源装置100bの作用および効果について説明する。光源装置100bは、光散乱体30により各レーザ光の波長を変換すること無く散乱光31A〜31Eを放出する。光源装置100bは、所望の明るさを得ることを、蛍光物質を備えた発光装置に比べてより小さなエネルギーを有するレーザ光により実現することができる。
光源装置100bは、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cから発振された各レーザ光は、光散乱体30の内部において多重散乱を繰り返し、散乱光31A〜31Eとなって散乱する。光散乱体30は、散乱光31A〜31Eを放出する光源を形成する。多重散乱を繰り返すことにより、各レーザ光のコヒーレンシーが低下する。光源装置100bは、レーザ光の重ね合わせ(光干渉)によって縞模様が発生することを抑制できる。光源装置100bはレーザ光が人体(眼)に悪影響を及ぼすことも抑制でき、安全性が高い。
反射鏡40を所望の大きさ若しくは形状に設計することにより、光源装置100bは所望の指向性または明るさを有する散乱光31A〜31Eを放出することができる。反射鏡40の設計により、光源装置100bは、所望の指向性または明るさを有し投光効率が高い散乱光31A〜31Eを放出することもできる。放出された散乱光31A〜31Eにより、光源装置100bを、所望の指向性または明るさを有する光を放出する光源として利用することができる。光源装置100bは、散乱光31A〜31Eにより実施の形態1と同様な合成光が形成されるよう構成されてもよい。
(実施の形態4)
(構成)
図4を参照して、本実施の形態における光源装置101の構成について説明する。光源装置101は、第1半導体レーザ素子10Aと、第2半導体レーザ素子10Bと、光散乱体30とを備えている。
(半導体レーザ素子)
第1半導体レーザ素子10Aは、可視領域の波長の第1レーザ光11Aを発振する。第2半導体レーザ素子10Bは、可視領域の波長の第2レーザ光11Bを発振する。第1半導体レーザ素子10Aは、青色の波長の第1レーザ光11Aを発振し、第2半導体レーザ素子10Bは、第1レーザ光11Aとは異なる、黄色の波長の第2レーザ光11Bを発振するとよい。なお、色の組合せは青色と黄色とに限定されるものではない。発振されるレーザ光の種類または構成について、特に制限は無い。
第1半導体レーザ素子10Aは、光散乱体30に向かって第1レーザ光11Aを照射する。第2半導体レーザ素子10Bは、光散乱体30に向かって第2レーザ光11Bを照射する。第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bは、相互に独立した状態で、光散乱体30に向かってそれぞれ照射される。
光散乱体30に向かってより精度良く第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bを照射するために、第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bは平行光線を形成しているとよい。ここで言う平行光線とは、光学の分野で用いられている学術用語の1つであり、光線をどこまで飛ばしても広がらない完全な直線状の光線(無限遠となる光線)を形成していることである。
第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bが平行光線を形成しているとは、第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bがそれぞれ完全な直線状の光線を形成していることである。ここで言う平行光線とは、第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bが幾何学的に平行に並んでいることを意味しない。第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bは、幾何学的に平行に並んで光散乱体30に照射されていてもよい。
第1レーザ光11Aが平行光線を形成するために、光源装置101は、たとえば第1コリメータレンズ15Aを備えているとよい。第1レーザ光11Aは、第1コリメータレンズ15Aを通過することにより変換され、平行光線を形成する。第2レーザ光11Bが平行光線を形成するために、光源装置101は、たとえば第2コリメータレンズ15Bを備えているとよい。第2レーザ光11Bは、第2コリメータレンズ15Bを通過することにより変換され、平行光線を形成する。
平行光線を形成した第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bは、光散乱体30にそれぞれ照射される。第1半導体レーザ素子10Aから発振された第1レーザ光11A、および第2半導体レーザ素子10Bから発振された第2レーザ光11Bは、光散乱体30に向かってそのまま(コリメータレンズまたは後述される導光部材などを通さずに)照射されてもよい。第1半導体レーザ素子10Aおよび第2半導体レーザ素子10Bから光散乱体30までの距離が十分に短いと、第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bが広がる前に、光散乱体30に十分に照射されるため、コリメータレンズを設けなくてよい場合もある。
(光散乱体30)
光散乱体30について、第1レーザ光11Aに基づき説明する。第2レーザ光11Bについても同様である。光散乱体30は、照射された第1レーザ光11Aを、波長を変えずに散乱させる。波長を変えずにとは、光散乱体30が照射された第1レーザ光11Aの波長を全く変えずに散乱させることを示し、蛍光物質によりレーザ光の波長が変換される場合を含まない。
光源装置101は、光散乱体30が照射された第1レーザ光11Aにより発熱することを防ぐために、光散乱体30を一定の温度に維持する温度制御手段をさらに備えていてもよい。温度制御手段は、たとえば冷却ファンである。
光散乱体30は、透明な樹脂またはガラス材から構成される母材と、母材と異なる屈折率を有し母材の内部に分散された透明な光散乱粒子とを含んでいるとよい。樹脂は、たとえばシリコーンである。光散乱粒子は、たとえばTiO微粒子である。
光散乱体30の大きさは、たとえば直径約1mm〜約10mmの球体、または1辺約1mm〜約10mmの立方体とすることができる。第1コリメータレンズ15Aにより平行光線を形成している第1レーザ光11Aを光散乱体30に照射する場合、光散乱体30の大きさは小さければ小さいほど、光散乱体30は理想的な点光源を形成する。
第1コリメータレンズ15Aを設けないで第1レーザ光11Aを光散乱体30に照射する場合、光散乱体30の第1レーザ光11Aが照射される側の形状は、所定の面積を有する平面形状であるとよい(図1参照)。第1コリメータレンズ15Aを設けない場合、第1レーザ光11Aは光散乱体30に向かって所定の幅に広がりつつ照射される。第1レーザ光11Aが所定の幅に広がりつつ照射されるため、光散乱体30に照射される第1レーザ光11Aの単位面積あたりの光密度は、第1レーザ光11Aが平行光線を形成して照射される場合より、第1コリメータレンズ15Aを設けない場合の方が小さくなる。
第1半導体レーザ素子10Aから光散乱体30までの距離が十分に短いと、第1レーザ光11Aが広がる前に光散乱体30に十分に照射されるため、第1コリメータレンズ15Aを設けなくてよい場合もある。第1コリメータレンズ15Aを設けなくてもよい場合は、第1レーザ光11Aが照射される側の光散乱体30の形状を、第1レーザ光11Aが光散乱体30に十分に照射されるような所定の断面積を有する任意の形状とすることができる。
第1レーザ光11Aが照射される側の光散乱体30の形状を所定の面積を有する平面形状とすることで、照射される第1レーザ光11Aの光密度が小さくなり、かつ照射される第1レーザ光11Aによって光散乱体30が発熱することを抑制できる。発熱することを抑制された光散乱体30は、十分に照射された第1レーザ光11Aのエネルギーを損失することなく散乱させることができる。
(レーザ光)
第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bは、光散乱体30により散乱されるとき、混光されて照射対象物の視認が可能な光色を形成しているとよい。たとえば、白色のレーザ光を形成するため、光源装置101は、青色のレーザ光を発振する半導体レーザ素子と、黄色のレーザ光を発振する半導体レーザ素子とを備えているとよい。白色のレーザ光を形成するため、光源装置101は、赤色のレーザ光を発振する半導体レーザ素子と、青緑色のレーザ光を発振する半導体レーザ素子とを備えていてもよい。
(作用・効果)
図4を再び参照して、本実施の形態における光源装置101の作用および効果について説明する。光源装置101は、第1半導体レーザ素子10Aおよび第2半導体レーザ素子10Bを備えている。第1半導体レーザ素子10Aおよび第2半導体レーザ素子10Bが任意の色のレーザ光をそれぞれ発振し、発振されたレーザ光は光散乱体30を用いて混光され、光源装置101は任意の色の光を放出する光源として用いることができる。光散乱体30の大きさは小さければ小さいほど、光散乱体30は理想的な点光源を形成するため非常に有用である。
光散乱体30に向かって照射された第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bは、光散乱体30の内部において多重散乱を繰り返す。多重散乱を繰り返した第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bは、光散乱体30の内部において合成され、光散乱体30の表面から放射状に任意の方向に向かう散乱光31A〜31Fとなって散乱する。光散乱体30は、散乱光31A〜31Fを放出する光源を形成する。放出された散乱光31A〜31Fにより、光源装置101を種々の用途に用いられる光源として利用することができる。種々の用途とは、具体的には照明用の光源に限られず、オーバーヘッドプロジェクタのランプの代替用として、画像を投影する光源としても利用することができる。
多重散乱を繰り返す前は、第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bのコヒーレンシーは高い。多重散乱を繰り返した後、光散乱体30は、コヒーレンシーが十分に低くなった散乱光31A〜31Fを放出する。第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bのコヒーレンシーが低下するため、光源装置101はレーザ光の重ね合わせ(光干渉)によって縞模様が発生することを抑制できる。第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bのコヒーレンシーが低下し、かつ見かけ上の光源の大きさが光散乱体30の大きさにまで拡大するため、光源装置101はレーザ光が人体(眼)に悪影響を及ぼすことも抑制できる。
光源装置101は、光散乱体30により第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bの波長を変換すること無く散乱光31A〜31Fを放出する。散乱光31A〜31Fが放出されても、第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bのエネルギーは損失しない。光源装置101は、第1半導体レーザ素子10Aおよび第2半導体レーザ素子10Bが発振した第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bのエネルギーを損失させることなく放出することができる。光源装置101は、所望の明るさを得るために、蛍光物質を備えた発光装置に比べてより小さなエネルギーを有するレーザ光により実現することができる。
なお、本実施の形態では、2つの半導体レーザ素子を用いる場合について説明しているが、それぞれ異なる色のレーザ光を発振する2以上の半導体レーザ素子を用いる構成とすることも可能である。
(実施の形態5)
(構成)
図5を参照して、本実施の形態における光源装置102について説明する。光源装置102は、合成手段20を備えている。より具体的に、光源装置102は、第1半導体レーザ素子10A、第2半導体レーザ素子10Bおよび第3半導体レーザ素子10Cと、光散乱体30と、合成手段20とを備えている。光源装置102は、実施の形態4の光源装置101と同様に、第1コリメータレンズ15A、第2コリメータレンズ15B、および第3コリメータレンズ15Cを備えているとよい。
合成手段20は、第1ミラー20A、第2ミラー20B、および第3ミラー20Cを有する。合成手段20は、第1半導体レーザ素子10Aから発振された第1レーザ光11A、第2半導体レーザ素子10Bから発振された第2レーザ光11B、および第3半導体レーザ素子10Cから発振された第3レーザ光11Cを合成する。
上述の実施の形態4における光源装置101において(図4参照)、第1半導体レーザ素子10Aから発振された第1レーザ光11A、および、第2半導体レーザ素子10Bから発振された第2レーザ光11Bは、相互に独立した状態で光散乱体30に向かってそれぞれ照射される。
一方、本実施の形態における光源装置102において(図5参照)、第1半導体レーザ素子10Aから発振された第1レーザ光11A、第2半導体レーザ素子10Bから発振された第2レーザ光11B、および第3半導体レーザ素子10Cから発振された第3レーザ光11Cは、合成手段20により相互に合成された状態で1つのレーザ光12として光散乱体30に向かって照射される。
第1レーザ光11A、第2レーザ光11B、および第3レーザ光11Cが合成手段20により合成され、レーザ光12を形成することについて、より詳細に説明する。第1半導体レーザ素子10Aから発振された第1レーザ光11Aは、第1ミラー20Aにより反射され、光散乱体30に向かって照射される。第2半導体レーザ素子10Bから発振された第2レーザ光11Bは、第2ミラー20Bにより反射され、光散乱体30に向かって照射される。第2ミラー20Bは誘電体多層膜ミラーである。第2ミラー20Bは、第2レーザ光11Bのみを99%以上反射し、他の波長の光を透過させる。第1ミラー20Aにより反射され光散乱体30に向かって照射される第1レーザ光11Aは、第2ミラー20Bを(図5紙面左方から右方に向かって)通過する。第2ミラー20Bを通過した第1レーザ光11Aは、第2レーザ光11Bと合成する。
第3半導体レーザ素子10Cから発振された第3レーザ光11Cは、第3ミラー20Cにより反射され、光散乱体30に向かって照射される。第3ミラー20Cも第2ミラー20Bと同様、誘電体多層膜ミラーである。第3ミラー20Cは、第3レーザ光11Cのみを99%以上反射し、他の波長の光を透過させる。第2ミラー20Bを通過した第1レーザ光11A、および第2ミラー20Bにより反射され光散乱体30に向かって照射される第2レーザ光11Bは、第3ミラー20Cを(図5紙面左方から右方に向かって)通過する。第3ミラー20Cを通過した第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bは、第3レーザ光11Cと合成する。
第3ミラー20Cを通過した第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bは、第3レーザ光11Cと合成して、1つのレーザ光12を形成する。レーザ光12は、合成手段20により光散乱体30に向かって照射される。その他の構成(第1半導体レーザ素子10A、第2半導体レーザ素子10Bおよび第3半導体レーザ素子10C、および光散乱体30の構成)については、実施の形態4における光源装置101と同様であるため、その説明を繰り返さないものとする。
(レーザ光)
第1レーザ光11A、第2レーザ光11Bおよび第3レーザ光11Cは、光散乱体30により散乱されるとき、混光されて照射対象物の視認が可能な光色を形成しているとよい。照射対象物の視認が可能な光色は、たとえば、白色であるとよい。散乱されたレーザ光が混光されて照射対象物の視認が可能な光色を形成するため、光源装置102は、第1半導体レーザ素子10Aに青色のレーザ光を発振する半導体レーザ素子を用い、第2半導体レーザ素子10Bに赤色のレーザ光を発振する半導体レーザ素子を用い、第3半導体レーザ素子10Cに緑色のレーザ光を発振する半導体レーザ素子を用いる。したがって、第1レーザ光11Aが青色レーザ光であり、第2レーザ光11Bは赤色レーザ光であり、第3レーザ光11Cが緑色レーザ光である。
赤色レーザ光を発振する半導体レーザ素子は、たとえばGaAs基板の上にAlGaInP系の材料を形成することにより得ることができる。赤色レーザ光を発振する半導体レーザ素子は、波長約635nmのレーザ光を発振する。青色レーザ光を発振する半導体レーザ素子は、たとえばGaN基板またはサファイア基板の上にAlGaInN系の材料を形成することにより得ることができる。青色レーザ光を発振する半導体レーザ素子は、波長約445nmのレーザ光を発振する。
緑色レーザ光を発振する半導体レーザ素子は、たとえば波長約808nmの赤外線レーザと、Nd:YVO4結晶から発振される波長約1064nmの赤外線とを非線形光学結晶を通すことにより得ることができる。緑色レーザ光を発振する半導体レーザ素子は、波長約532nmの第二高調波を発振する。なお、現時点では研究開発段階であり市販されていないが、緑色レーザ光を直接発振するAlGaInN系の材料を形成することにより得られる緑色レーザ光を発振する半導体レーザ素子を用いてもよい。
赤色レーザ光を発振する半導体レーザ素子を約0.6W、青色レーザ光を発振する半導体レーザ素子を約1.5W、および緑色レーザ光を発振する半導体レーザ素子を約0.3Wでそれぞれ発振させることにより、白色光を得ることが出来る。発振されるレーザ光の種類または構成について、特に制限は無い。光源装置102は、光源として用いる所望の色に応じて任意の色のレーザ光を発振する2以上の半導体レーザ素子を備えているとよい。
(作用・効果)
本実施の形態における光源装置102によれば、合成手段20によって第1レーザ光11A、第2レーザ光11B、および第3レーザ光11Cが合成されてレーザ光12となっても、第1レーザ光11A、第2レーザ光11B、および第3レーザ光11Cのエネルギーは損失しない。合成手段20によって第1レーザ光11A、第2レーザ光11B、および第3レーザ光11Cのエネルギーが損失したとしても、エネルギーの損失量は、蛍光物質を備えた発光装置が波長を変換するときのエネルギーの損失量に比べて極めて低い。
合成手段20によって第1レーザ光11A、第2レーザ光11B、および第3レーザ光11Cのエネルギーが損失しないため、実施の形態4と同様に、レーザ光12が光散乱体30に照射され、散乱光31A〜31Fが放出されても、第1レーザ光11A、第2レーザ光11B、および第3レーザ光11Cのエネルギーは損失しない。光源装置102は、第1半導体レーザ素子10A、第2半導体レーザ素子10Bおよび第3半導体レーザ素子10Cがそれぞれ発振した第1レーザ光11A、第2レーザ光11B、および第3レーザ光11Cのエネルギーを損失させることなく放出することができる。光散乱体30の大きさは小さければ小さいほど、光散乱体30は理想的な点光源を形成するため非常に有用である。
実施の形態4における光源装置101によれば、第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bが相互に独立した状態で照射されるため、第1レーザ光11Aと第2レーザ光11Bとの間に、相互に所定の角度θをもって光散乱体30に向かって照射される(図4参照)。光源装置101は、光散乱体30の周りに、第1レーザ光11Aと第2レーザ光11Bとの間に相互に所定の角度θをもって照射されるための空間を有している必要がある。
図5を再び参照して、光源装置102によれば、第1レーザ光11A、第2レーザ光11B、および第3レーザ光11Cが合成手段20により合成されて、1つのレーザ光12として光散乱体30に向かって照射される。光源装置102は、光散乱体30の周りに、1つのレーザ光12が照射されるための空間を有していればよい。光源装置102は、光源装置101に比べ、レーザ光が照射されるために必要な光散乱体30の周りの空間を小さくすることができる。光源装置102は、光源装置101に比べ、光散乱体30の周りの空間を利用して種々の機器を配置することができる。
図5を再び参照して、光源装置102によれば、合成手段20によりレーザ光12が光散乱体30に向かって照射される。第1レーザ光11A、第2レーザ光11B、および第3レーザ光11Cを光散乱体30に向かって適切に照射するために、合成手段20の設置角度のみを精度良く調整すればよく、個々の半導体レーザ素子の全体の設置角度を調整する必要がない。ミラーなどの合成手段20の設置角度を調整する方が、個々の半導体レーザ素子の全体の設置角度を調整する方に比べて容易であり、且つ破損する可能性も低い。光源装置102は、光源装置101に比べ、容易かつ破損する可能性も低く設置することができる。
(実施の形態6)
(構成)
図6を参照して、本実施の形態における光源装置103について説明する。光源装置103は、導光手段13を備えている。より具体的に、光源装置103は、第1半導体レーザ素子10A、第2半導体レーザ素子10B、および第3半導体レーザ素子10Cと、光散乱体30と、導光手段13とを備えている。
導光手段13は、第1光ファイバ13A、第2光ファイバ13B、および第3光ファイバ13Cを有する。第1光ファイバ13Aは、第1半導体レーザ素子10Aから発振された第1レーザ光11Aを光散乱体30まで導光し、光散乱体30に向かって第1レーザ光14Aとして照射する。第2光ファイバ13Bは、第2半導体レーザ素子10Bから発振された第2レーザ光11Bを光散乱体30まで導光し、光散乱体30に向かって第2レーザ光14Bとして照射する。第3光ファイバ13Cは、第3半導体レーザ素子10Cから発振された第3レーザ光11Cを光散乱体30まで導光し、光散乱体30に向かって第3レーザ光14Cとして照射する。
導光手段13として光ファイバを用いた場合について説明したが、光ファイバに限らず、導光手段13はたとえば石英を材料とするライトガイドであってもよい。その他の構成(第1半導体レーザ素子10A、第2半導体レーザ素子10Bおよび第3半導体レーザ素子10Cおよび光散乱体30の構成)については、実施の形態5における光源装置102と同様であるため、その説明を繰り返さないものとする。
(作用・効果)
本実施の形態における光源装置103によれば、第1レーザ光14A、第2レーザ光14B、および第3レーザ光14Cは、相互に独立した状態で、導光手段13によって光散乱体30に向かってそれぞれ照射される。光源装置103によれば、導光手段13によって第1レーザ光11A、第2レーザ光11B、および第3レーザ光11Cが導光されて第1レーザ光14A、第2レーザ光14B、および第3レーザ光14Cとなっても、第1レーザ光11A、第2レーザ光11B、および第3レーザ光11Cのエネルギーは損失しない。導光手段13によって第1レーザ光11A、第2レーザ光11B、および第3レーザ光11Cのエネルギーが損失したとしても、エネルギーの損失量は、蛍光物質を備えた発光装置が波長を変換するときのエネルギーの損失量に比べて極めて低い。
導光手段13によって第1レーザ光11A、第2レーザ光11B、および第3レーザ光11Cのエネルギーが損失しないため、実施の形態5と同様に、第1レーザ光11A、第2レーザ光11B、および第3レーザ光11Cが第1レーザ光14A、第2レーザ光14B、および第3レーザ光14Cとして光散乱体30に照射され、散乱光31A〜31Fが放出されても、第1レーザ光11A、第2レーザ光11B、および第3レーザ光11Cのエネルギーは損失しない。光源装置103は、第1半導体レーザ素子10A、第2半導体レーザ素子10Bおよび第3半導体レーザ素子10Cがそれぞれ発振した第1レーザ光11A、第2レーザ光11B、および第3レーザ光11Cのエネルギーを損失させることなく放出することができる。光散乱体30の大きさは小さければ小さいほど、光散乱体30は理想的な点光源を形成するため非常に有用である。
実施の形態4における光源装置101によれば、第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bが、第1半導体レーザ素子10Aおよび第2半導体レーザ素子10Bと光散乱体30との間の所定の空間を通じて光散乱体30に向かって照射される(図4参照)。光源装置101によれば、第1半導体レーザ素子10Aおよび第2半導体レーザ素子10Bと光散乱体30との間に種々の機器を配置するとき、第1半導体レーザ素子10Aおよび第2半導体レーザ素子10Bと光散乱体30との間に、第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bの通り道である空間を有している必要がある。
実施の形態5における光源装置102によれば、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cから発振されたそれぞれの各レーザ光11A,11B,11Cは、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cと合成手段20との間の所定の空間、および合成手段20と光散乱体30との間の所定の空間を通じて光散乱体30に向かって照射される(図5参照)。光源装置102によれば、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cと合成手段20との間、または合成手段20と光散乱体30との間に種々の機器を配置するとき、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cと光散乱体30との間に、各レーザ光11A,11B,11Cの通り道である空間を有している必要がある。
図6を再び参照して、本実施の形態における光源装置103によれば、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cから発振されたそれぞれの各レーザ光11A,11B,11Cが導光手段13により導光され、各レーザ光14A,14B,14Cとして光散乱体30に向かって照射される。光源装置103は、光散乱体30の周りに各レーザ光14A,14B,14Cが照射されるための空間を有していればよい。
光源装置103は、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cと光散乱体30との間に種々の機器を配置したとしても、種々の機器を避けるようにそれぞれの各レーザ光11A,11B,11Cを導光手段13によって導光することができる。光源装置103は、導光手段13によって光散乱体30に向かって各レーザ光14A,14B,14Cとして照射することができる。光源装置103は、光源装置101および光源装置102に比べ、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cと光散乱体30との間に種々の機器を配置することができる。
(実施の形態7)
(構成)
図7を参照して、本実施の形態における光源装置201について説明する。光源装置201は、実施の形態4における光源装置101の構成に加え、略凹面形状の反射鏡40をさらに備えている。より具体的に、光源装置201は、第1半導体レーザ素子10Aおよび第2半導体レーザ素子10Bと、光散乱体30と、反射鏡40とを備えている。
反射鏡40は焦点を有しているとよい。光散乱体30は、反射鏡40の位置に配置されているとよい。光散乱体30が反射鏡40の焦点を含むように配置されていると、反射鏡40の投光効率が高くなる。光源装置201は、実施の形態4の光源装置101と同様に、第1コリメータレンズ15Aおよび第2コリメータレンズ15Bを備えているとよい。
なお、本実施の形態に示す構成であっても、第1半導体レーザ素子10Aおよび第2半導体レーザ素子10Bから光散乱体30までの距離が十分に短いと、コリメータレンズを設けなくてよい場合もある。
第1半導体レーザ素子10Aは、光散乱体30に向かって第1レーザ光11Aを照射する。第2半導体レーザ素子10Bは、光散乱体30に向かって第2レーザ光11Bを照射する。図7の中では、第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bは反射鏡40を通して光散乱体30に向かって照射されている。
第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bが、反射鏡40を通して光散乱体30に向かって照射される場合、反射鏡40の第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bの通路に相当する位置に、第1開口部(ピンホール)41A1、および第2開口部41B1をそれぞれ設けるとよい。
第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bは、反射鏡40を通さず、反射鏡40の出射口がある側(図7紙面、反射鏡40より右側)から光散乱体30に向かって照射されてもよい。
(作用・効果)
実施の形態4と同様に、光散乱体30に向かって照射された第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bは、光散乱体30の内部において多重散乱を繰り返す。多重散乱を繰り返した第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bは、光散乱体30の内部において合成され、光散乱体30の表面から放射状に任意の方向に向かう散乱光31A〜31Fとなって散乱する。光散乱体30は、散乱光31A〜31Fを放出する光源を形成する。
散乱光31A〜31Fのうち、反射鏡40と反対側に向かって(図7紙面、左方から右方へ向かって)散乱光31A〜31Cが放出される。散乱光31A〜31Fのうち、反射鏡40に向かって(図7紙面、右方から左方へ向かって)放出される散乱光31D〜31Fは、反射鏡40によって反射される。散乱光31A〜31Cおよび反射された散乱光31D〜31Fはさらに合成され、指向性を有する合成光32A〜32Cとなって放出される。光散乱体30の大きさは小さければ小さいほど、光散乱体30は理想的な点光源を形成する。光散乱体30を、非常に小さな点光源として反射鏡40の焦点を含むように配置することにより、反射鏡40による光束の制御を効率的に行なうことが可能となる。
反射鏡40を所望の大きさ若しくは形状に設計することにより、光源装置201は所望の指向性または明るさを有する合成光32A〜32Cを放出することができる。反射鏡40の設計により、光源装置201は、所望の指向性または明るさを有し投光効率が高い合成光32A〜32Cを放出することもできる。放出された合成光32A〜32Cにより、光源装置201を、所望の指向性または明るさを有する光を放出する光源として利用することができる。反射鏡40をパラボラ形状(放物線ミラー)に構成し、反射鏡40の焦点位置に可能な限り小さな点光源を配置することにより、コヒーレンシーが十分に低くなった可視光の合成光を平行光線状に投光することが可能となる。この場合、光源装置201として、投光器、スポットライトなどの用途に適した光学系を容易に設計することが可能となる。なお、反射鏡40をパラボラ形状(放物線ミラー)に構成することで投光することが可能となり、反射鏡40を楕円ミラー形状に構成することで集光することが可能となる。
光源装置201によれば、散乱光31D〜31Fが反射鏡40によって反射されても、第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bのエネルギーは損失しない。反射鏡40によって第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bのエネルギーが損失したとしても、エネルギーの損失量は、蛍光物質を備えた発光装置が波長を変換するときのエネルギーの損失量に比べて極めて低い。
反射鏡40によって散乱光31D〜31Fのエネルギーが損失しないため、実施の形態4と同様に、第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bが光散乱体30に照射され、合成光32A〜32Cとなって放出されても、第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bのエネルギーは損失しない。光源装置201は、第1半導体レーザ素子10Aおよび第2半導体レーザ素子10Bが発振した第1レーザ光11Aおよび第2レーザ光11Bのエネルギーを損失させることなく放出することができる。
(実施の形態8)
(構成)
図8を参照して、本実施の形態における光源装置202について説明する。光源装置202は、合成手段20を有する実施の形態5の光源装置102の構成に加え、実施の形態7で説明した略凹面形状の反射鏡40をさらに備えている。
より具体的に、光源装置202は、第1半導体レーザ素子10A、第2半導体レーザ素子10B、および第3半導体レーザ素子10Cと、合成手段20と、光散乱体30と、反射鏡40とを備えている。光源装置202は、実施の形態7の光源装置201と同様に、第1コリメータレンズ15A、第2コリメータレンズ15B、および第3コリメータレンズ15Cを備えているとよい。
合成手段20は、実施の形態5における合成手段20と同じである。第1半導体レーザ素子10Aから発振された第1レーザ光11A、第2半導体レーザ素子10Bから発振された第2レーザ光11B、および第3半導体レーザ素子10Cから発振された第3レーザ光11Cは、合成手段20により合成されて、1つのレーザ光12を形成する。
レーザ光12は、合成手段20により光散乱体30に向かって照射される。図8の中では、レーザ光12は反射鏡40を通して光散乱体30に向かって照射されている。レーザ光12は、反射鏡40を通さず、反射鏡40の出射口がある側(図8紙面、反射鏡40より右側)から光散乱体30に向かって照射されてもよい。
実施の形態7と同様に、第1レーザ光11A、第2レーザ光11B、および第3レーザ光11Cが、反射鏡40を通して光散乱体30に向かって照射される場合、反射鏡40の各レーザ光11A,11B,11C(レーザ光12)の通路に相当する位置に、開口部(ピンホール)41C1を設けるとよい。その他の構成(第1半導体レーザ素子10A、第2半導体レーザ素子10B、第3半導体レーザ素子10C、光散乱体30および反射鏡40の構成)については、実施の形態5の光源装置102および実施の形態7の光源装置201と同様であるため、その説明を繰り返さないものとする。
(作用・効果)
実施の形態5と同様に、光源装置202によれば、合成手段20によって第1レーザ光11A、第2レーザ光11B、第3レーザ光11Cが合成されてレーザ光12となっても、第1レーザ光11A、第2レーザ光11B、および第3レーザ光11Cのエネルギーは損失しない。光源装置202は、第1半導体レーザ素子10A、第2半導体レーザ素子10Bおよび第3半導体レーザ素子10Cが発振したそれぞれの第1レーザ光11A、第2レーザ光11B、および第3レーザ光11Cのエネルギーを損失させることなく放出することができる。
実施の形態5の構成と同様に、光源装置202によれば、第1レーザ光11A、第2レーザ光11B、および第3レーザ光11Cが合成手段20により合成されて、1つのレーザ光12として光散乱体30に向かって照射される。光源装置202は、光源装置201に比べ、光散乱体30の周りの空間を利用して種々の機器を配置することができる。
実施の形態7と同様に、反射鏡40をパラボラ形状(放物線ミラー)に構成し、反射鏡40の焦点位置に可能な限り小さな点光源を配置することにより、コヒーレンシーが十分に低くなった可視光の合成光を平行光線状に投光することが可能となる。この場合の光源装置202によれば、投光器、スポットライトなどの用途に適した光学系を容易に設計することが可能となる。
(実施の形態9)
(構成)
図9を参照して、本実施の形態における光源装置203ついて説明する。光源装置203は、導光手段13を有する実施の形態6の光源装置103の構成に加え、実施の形態7で説明した略凹面形状の反射鏡40をさらに備えている。より具体的に、光源装置203は、第1半導体レーザ素子10A、第2半導体レーザ素子10B、および第3半導体レーザ素子10Cと、光散乱体30と、導光手段13と、反射鏡40とを備えている。
導光手段13は、第1光ファイバ13A、第2光ファイバ13B、および第3光ファイバ13Cを有する。導光手段13は、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cがそれぞれ発振した各レーザ光11A,11B,11Cを光散乱体30まで導光する。導光手段13は、導光された各レーザ光11A,11B,11Cを、光散乱体30に向かって各レーザ光14A,14B,14Cとしてそれぞれ照射する。
図9の中では、各レーザ光14A,14B,14Cは、反射鏡40に設けられた開口部41C2を通して光散乱体30に向かって照射されている。反射鏡40に設けられた開口部41C2を通して各レーザ光14A,14B,14Cを光散乱体30に照射する場合、導光手段13は光散乱体30の近くまで各レーザ光11A,11B,11Cを導光し、導光された各レーザ光11A,11B,11Cをできるだけ光散乱体30の近くから光散乱体30に向かって各レーザ光14A,14B,14Cとして照射するとよい。
その他の構成(第1半導体レーザ素子10A、第2半導体レーザ素子10B、第3半導体レーザ素子10C、光散乱体30および反射鏡40の構成)については、実施の形態6の光源装置103および上記の光源装置201と同様であるため、その説明を繰り返さないものとする。
(作用・効果)
本実施の形態における光源装置203によれば、実施の形態6の構成と同様に、各レーザ光14A,14B,14Cは、相互に独立した状態で、導光手段13によって光散乱体30に向かってそれぞれ照射される。光源装置203によれば、導光手段13によって各レーザ光11A,11B,11Cが導光されて各レーザ光14A,14B,14Cとなっても、各レーザ光11A,11B,11Cのエネルギーは損失しない。
導光手段13によって各レーザ光11A,11B,11Cのエネルギーが損失しないため、実施の形態6の構成と同様に、各レーザ光11A,11B,11Cが各レーザ光14A,14B,14Cとして光散乱体30に照射され、散乱光31A〜31Fが放出されても、各レーザ光11A,11B,11Cのエネルギーは損失しない。光源装置203は、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cがそれぞれ発振した各レーザ光11A,11B,11Cのエネルギーを損失させることなく放出することができる。
実施の形態7と同様に、反射鏡40をパラボラ形状(放物線ミラー)に構成し、反射鏡40の焦点位置に可能な限り小さな点光源を配置することにより、コヒーレンシーが十分に低くなった可視光の合成光を平行光線状に投光することが可能となる。この場合の光源装置203によれば、投光器、スポットライトなどの用途に適した光学系を容易に設計することが可能となる。
(実施の形態10)
図10を参照して、本実施の形態における光源装置203aついて説明する。光源装置203aは、実施の形態9における光源装置203に対して、反射鏡40に開口部41C2を設けずに、第1レーザ光14A、第2レーザ光14B、および第3レーザ光14Cを、反射鏡40の出射口がある側(図10紙面、反射鏡40より右側)から光散乱体30に向かって照射するように、導光手段13を配設している。その他の構成は、実施の形態9における光源装置203と同じである。
この構成によっても、上記の実施の形態9における光源装置203と同様に、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cが発振した各レーザ光11A,11B,11Cのエネルギーを損失させることなく放出することができる。
実施の形態7と同様に、反射鏡40をパラボラ形状(放物線ミラー)に構成し、反射鏡40の焦点位置に可能な限り小さな点光源を配置することにより、コヒーレンシーが十分に低くなった可視光の合成光を平行光線状に投光することが可能となる。この場合の光源装置202によれば、投光器、スポットライトなどの用途に適した光学系を容易に設計することが可能となる。
(実施の形態11)
(構成)
図11および図12を参照して、本実施の形態における光源装置301について説明する。図11を参照して、この光源装置301は、第1半導体レーザ素子10Aと、第2半導体レーザ素子10Bと、第3半導体レーザ素子10Cと、光散乱体30と、導光手段としての導光部材60とを備えている。
各半導体レーザ素子10A,10B,10Cは、それぞれ波長の異なる可視領域のレーザ光を発振する。各半導体レーザ素子10A,10B,10Cから発振される各レーザ光の波長は、それぞれ異なっている。
導光部材60は、外形が略錐台状に形成されている。ここでいう錐台状とは、たとえば四角錐等の多角錐または円錐などの頭頂部を底面よりも面積が小さな面で切断した形状のことを意味する。導光部材60は、可視光に対して透明な材料から構成されている。導光部材60は、たとえば、可視光に対して透明性を有する光学ガラス(BK7)または樹脂等である。導光部材60は、入光面62(底面)と、入光面62より表面積が小さい出光面64とを有している。
各半導体レーザ素子10A,10B,10Cは、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cから発振された各レーザ光(11A,11B,11C)が導光部材60の内部に向かうように、入光面62側に近接して配置されている。光散乱体30は、導光部材60の内部を導光した各レーザ光(11A,11B,11C)が照射されるように、出光面64側に近接して配置されている。
図12を参照して、第1半導体レーザ素子10Aは、第1半導体レーザ素子10Aから発振された第1レーザ光11Aが、導光部材60の内部において全反射を繰り返しながら、入光面62側から出光面64側に向かって導波するように配置されているとよい。
第3半導体レーザ素子10Cは、第3半導体レーザ素子10Cから発振された第3レーザ光11Cが、導光部材60の内部において全反射を繰り返しながら、入光面62側から出光面64側に向かって導波するように配置されているとよい。
図12においては、各レーザ光の光軸を破線(11A〜11C)で示している。この破線(11A〜11C)は、各レーザ光の光軸の方向および導光部材60の内部での反射の様子を模式的に示したものである。実際には、各レーザ光はこの光軸を中心として、各半導体レーザ素子10A〜10Cから所定の角度の放射角をもって拡がって放出される。各レーザ光が拡がって放出されても、拡がった光も含めて導光部材60の内部で全反射が起こり、出光面64に集光される。以下の図13〜図17においても同様である。
外部からリード線18を通して所定の命令が各半導体レーザ素子10A,10B,10Cに与えられることにより、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cは、それぞれ独立してレーザ光を発振することができる。各半導体レーザ素子10A,10B,10Cから発振された各レーザ光11A,11B,11Cは、光散乱体30により散乱されるとき、混光されて照射対象物の視認が可能な光色を形成しているとよい。
たとえば白色のレーザ光を形成するため、光源装置301においては、第1半導体レーザ素子10Aは、青色のレーザ光を発振するとよい。第2半導体レーザ素子10Bは、赤色のレーザ光を発振するとよい。第3半導体レーザ素子10Cは、緑色のレーザ光を発振するとよい。なお、色の組合せは上記に限定されるものではない。発振されるレーザ光の種類、数または構成についても、特に制限は無い。
(作用・効果)
本実施の形態における光源装置301の作用および効果について説明する。光源装置301は、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cが任意の色のレーザ光11A,11B,11Cをそれぞれ発振する。各レーザ光11A,11B,11Cは、導光部材60の内部を(全)反射しながら、出光面64に向かって導波する。各レーザ光11A,11B,11Cは、出光面64を通って光散乱体30に到達する。導光部材60の斜面側の傾斜角は、各レーザ光11A,11B,11Cが全反射しながら導波するように設計されているとよい。
各レーザ光11A,11B,11Cは、光散乱体30の内部において多重散乱を繰り返す。多重散乱を繰り返した各レーザ光は、光散乱体30の内部において合成され、光散乱体30の表面から放射状に任意の方向に向かう散乱光31A〜31Eとなって散乱する。光散乱体30は、散乱光31A〜31Eを放出する光源を形成する。
多重散乱を繰り返すことにより、光散乱体30は、コヒーレンシーが十分に低くなった散乱光31A〜31Eを放出する。各レーザ光のコヒーレンシーが低下するため、光源装置301はレーザ光の重ね合わせ(光干渉)によって縞模様が発生することを抑制できる。各レーザ光のコヒーレンシーが低下し、かつ見かけ上の光源の大きさが光散乱体30の大きさにまで拡大するため、光源装置301はレーザ光が人体(眼)に悪影響を及ぼすことも抑制できる。
光源装置301が導光部材60を備えていることにより、上述の実施の形態1〜9で説明した各光源装置(レーザ光をコリメートレンズに通過させることにより平行光線を形成する構成、または、導光手段として光ファイバを用いる構成など)とは異なり、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cの取付精度に対する要求を低くすることが可能となる。換言すると、アライメントフリーで各レーザ光を集光および散乱させることが可能になる。外部要因により光源装置301に振動などが発生したとしても、アライメントがずれたり故障したりすることが極めて少なくなる。
(実施の形態12)
図13を参照して、本実施の形態における光源装置301aについて説明する。ここでは、上述の実施の形態11における光源装置301との相違点についてのみ説明する。光源装置301aにおいては、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cが、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cから発振される各レーザ光11A,11B,11Cの光軸が、すべて光散乱体30に向くように配置されている。
各レーザ光11A,11B,11Cは、各レーザ光11A,11B,11Cの光軸がすべて光散乱体30に向いた状態で、導光部材60の内部を導波する。導光部材60の内部において各レーザ光が反射しないため(若しくは反射する回数が極めて少なくなるため)、各レーザ光11A,11B,11Cのエネルギーが損失することを抑制できる。
(実施の形態13)
図14を参照して、本実施の形態における光源装置301bについて説明する。ここでは、上述の実施の形態12における光源装置301aとの相違点についてのみ説明する。光源装置301bにおいては、光散乱体30が、出光面64側において導光部材60と一体化(接合)されている。光散乱体30は、導光部材60の出光面64側に対して作りつけられることにより、導光部材60と一体化されている。
各レーザ光11A,11B,11Cは、導光部材60の内部を導波した後、そのまま光散乱体30に照射(入光)される。導光部材60(の出光面64側)と、光散乱体30との間において、各レーザ光11A,11B,11Cのエネルギーが損失することを抑制できる。
(実施の形態14)
図15を参照して、実施の形態14における光源装置302について説明する。ここでは、上述の実施の形態12における光源装置301aとの相違点についてのみ説明する。光源装置302は、実施の形態1と同様な略凹面形状の反射鏡40をさらに備えている。反射鏡40は焦点を有しているとよい。光散乱体30は、反射鏡40の焦点を含むように配置されているとよい。
各半導体レーザ素子10A,10B,10Cから発振された各レーザ光11A,11B、11Cは、導光部材60の内部を導波した後、光散乱体30に照射される。各レーザ光11A,11B、11Cは、反射鏡40に設けられた開口部41を通して光散乱体30に向かって照射されている。各レーザ光11A,11B、11Cは、光散乱体30の内部において合成され、光散乱体30の表面から放射状に任意の方向に向かう散乱光31A〜31Eとなって散乱する。光源装置302は、散乱光31A〜31Eにより実施の形態1と同様な合成光が形成されるよう構成されてもよい。
反射鏡40を所望の大きさ若しくは形状に設計することにより、光源装置302は所望の指向性または明るさを有する散乱光31A〜31Eを放出することができる。反射鏡40の設計により、光源装置302は、所望の指向性または明るさを有し投光効率が高い散乱光31A〜31Eを放出することもできる。放出された散乱光31A〜31Eにより、光源装置302を、所望の指向性または明るさを有する光を放出する光源として利用することができる。
(実施の形態15)
図16を参照して、本実施の形態における光源装置303について説明する。この光源装置303は、第1半導体レーザ素子10Aと、第2半導体レーザ素子10Bと、第3半導体レーザ素子10Cと、光散乱体30と、パッケージ50と、導光部材60とを備えている。
各半導体レーザ素子10A,10B,10Cおよびパッケージ50については、上述の実施の形態2における光源装置100a(図2参照)と同様に構成される。導光部材60は、上述の実施の形態11における光源装置301(図11参照)と同様に構成される。
本実施の形態の光源装置303における導光部材60は、導光部材60の入光面62が、パッケージ50のガラス58に密着するように配置されているとよい。
(作用・効果)
光源装置303においては、光散乱体30の大きさを、上述の実施の形態2の光源装置100a(図2参照)における光散乱体30の大きさに比べて小さくすることが可能となる。光源装置303においては、たとえば各半導体レーザ素子10A,10B,10Cの間隔よりも小さな光散乱体30を採用することが可能となる。光散乱体30の大きさとしてより小さいものを採用することにより、光散乱体30は理想的な点光源を形成することが可能となる。
本実施の形態における光源装置303において、上述の実施の形態12と同様に、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cが、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cから発振される各レーザ光11A,11B,11Cの光軸が、すべて光散乱体30に向くように配置されていてもよい。本実施の形態における光源装置303において、上述の実施の形態13と同様に、光散乱体30が、導光部材60と一体的に構成されていてもよい。
(実施の形態16)
図17を参照して、本実施の形態における光源装置303aについて説明する。ここでは、上述の実施の形態15における光源装置303との相違点についてのみ説明する。光源装置303aにおいては、実施の形態1と同様な略凹面形状の反射鏡40をさらに備えている。反射鏡40は焦点を有しているとよい。光散乱体30は、反射鏡40の焦点を含むように配置されているとよい。
各半導体レーザ素子10A,10B,10Cから発振された各レーザ光11A,11B、11Cは、導光部材60の内部を導波した後、光散乱体30に照射される。各レーザ光11A,11B、11Cは、反射鏡40に設けられた開口部41を通して光散乱体30に向かって照射されている。各レーザ光11A,11B、11Cは、光散乱体30の内部において合成され、光散乱体30の表面から放射状に任意の方向に向かう散乱光31A〜31Eとなって散乱する。光源装置303aは、散乱光31A〜31Eにより実施の形態1と同様な合成光が形成されるよう構成されてもよい。
反射鏡40を所望の大きさ若しくは形状に設計することにより、光源装置303aは所望の指向性または明るさを有する散乱光31A〜31Eを放出することができる。反射鏡40の設計により、光源装置303aは、所望の指向性または明るさを有し投光効率が高い合成光32A〜32Eを放出することもできる。放出された散乱光31A〜31Eにより、光源装置303aを、所望の指向性または明るさを有する光を放出する光源として利用することができる。
なお、上記の各実施の形態1〜16においては、2つの半導体レーザ素子を用いる場合、または3つの半導体レーザ素子を用いる場合について説明しているが、半導体レーザ素子は、これらの数量に限定されるものではない。より好ましい白色光を得るために、4つ以上の半導体レーザ素子を用いて、異なる4色以上のレーザ光を用いることも可能である。
(実施の形態17)
(構成)
図18を参照して、本実施の形態における光源装置401について説明する。光源装置401は、第1半導体レーザ素子10Aと、第2半導体レーザ素子10Bと、第3半導体レーザ素子10Cと、導光手段としての導光部材60とを備えている。
各半導体レーザ素子10A,10B,10Cは、それぞれ波長の異なるレーザ光を発振する。各半導体レーザ素子10A,10B,10Cから発振される各レーザ光の波長は、それぞれ異なっていても、略同一であってもよい。各半導体レーザ素子10A,10B,10Cから発振される各レーザ光の波長は、可視領域であってもよい。
導光部材60は、外形が略錐台状に形成されている。ここでいう錐台状とは、たとえば四角錐等の多角錐または円錐などの頭頂部を底面よりも面積が小さな面で切断した形状のことを意味する。導光部材60は、レーザ光に対して透明な材料から構成されている。導光部材60は、たとえば使用するレーザ光が可視光であれば、可視光に対して透明性を有する光学ガラス(BK7)または樹脂等である。導光部材60は、たとえば使用するレーザ光が紫外光であれば、合成石英等である。導光部材60は、入光面62(底面)と、入光面62より表面積が小さい出光面64とを有している。
各半導体レーザ素子10A,10B,10Cは、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cから発振された各レーザ光(11A,11B,11C)が導光部材60の内部に向かうように、入光面62側に近接して配置されている。
第1半導体レーザ素子10Aは、第1半導体レーザ素子10Aから発振された第1レーザ光11Aが、導光部材60の内部において全反射を繰り返しながら、入光面62側から出光面64側に向かって導波するように配置されているとよい。
第3半導体レーザ素子10Cは、第3半導体レーザ素子10Cから発振された第3レーザ光11Cが、導光部材60の内部において全反射を繰り返しながら、入光面62側から出光面64側に向かって導波するように配置されているとよい。
図18においては、各レーザ光の光軸を破線(11A〜11C)で示している。この破線(11A〜11C)は、各レーザ光の光軸の方向および導光部材60の内部での反射の様子を模式的に示したものである。実際には、各レーザ光はこの光軸を中心として、各半導体レーザ素子10A〜10Cから所定の角度の放射角をもって拡がって放出される。各レーザ光が拡がって放出されても、拡がった光も含めて導光部材60の内部で全反射が起こり、出光面64に集光される。以下の図19および図20においても同様である。
外部からリード線18を通して所定の命令が各半導体レーザ素子10A,10B,10Cに与えられることにより、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cは、それぞれ独立してレーザ光を発振することができる。
(作用・効果)
本実施の形態における光源装置401の作用および効果について説明する。光源装置401は、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cが任意の色のレーザ光11A,11B,11Cをそれぞれ発振する。各レーザ光11A,11B,11Cは、導光部材60の内部を(全)反射しながら、出光面64に向かって導波する。導光部材60の斜面側の傾斜角は、各レーザ光11A,11B,11Cが全反射しながら導波するように設計されているとよい。
光源装置401が導光部材60を備えていることにより、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cの取付精度に対する要求を低くすることが可能となる。換言すると、アライメントフリーで各レーザ光を集光させることが可能になる。外部要因により光源装置401に振動などが発生したとしても、アライメントがずれたり故障したりすることが極めて少なくなる。光源装置401によれば、比較的低い取付精度でレーザ光を容易に集光させ、レーザ光31として出射させることができる。光源装置401を簡便な集光光学素子として利用することができる。
(実施の形態18)
図19を参照して、本実施の形態における光源装置401aについて説明する。ここでは、上述の実施の形態17における光源装置401との相違点についてのみ説明する。光源装置401aにおいては、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cが、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cから発振される各レーザ光11A,11B,11Cの光軸が、すべて出光面64に向くように配置されている。好適には、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cが、各半導体レーザ素子10A,10B,10Cから発振される各レーザ光11A,11B,11Cの光軸が、すべて出光面64の略中央に向くように配置されているとよい。
各レーザ光11A,11B,11Cは、各レーザ光11A,11B,11Cの光軸がすべて出光面64に向いた状態で、導光部材60の部を導波する。導光部材60の内部において、各レーザ光の光軸方向に沿って出射されたレーザ光は反射しないで出光面に届き、また各レーザの光軸方向に対して斜めに出射されたレーザ光は、導光部材内でより少ない回数の全反射で出光面に届くため、各レーザ光11A,11B,11Cのエネルギーが損失することを抑制できる。
(実施の形態19)
図20を参照して、本実施の形態における光源装置402について説明する。光源装置402は、第1半導体レーザ素子10Aと、実施の形態17および実施の形態18と同様に構成される導光部材60とを備えている。
第1半導体レーザ素子10Aは、第1半導体レーザ素子10Aから発振された第1レーザ光11Aが導光部材60の内部に向かうように、入光面62側に近接して配置されている。第1半導体レーザ素子10Aは、第1半導体レーザ素子10Aから発振された第1レーザ光11Aが、導光部材60の内部において全反射を繰り返しながら、入光面62側から出光面64側に向かって導波するように配置されているとよい。
外部からリード線18を通して所定の命令が第1半導体レーザ素子10Aに与えられることにより、第1半導体レーザ素子10Aはレーザ光を発振することができる。
光源装置402においても、第1半導体レーザ素子10Aから発振されたレーザ光を、比較的低い取付精度で容易に集光させることができる。光源装置402を、集光されたレーザ光31を出射する簡便な集光光学素子として利用することができる。
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、今回開示された各実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
10A 第1半導体レーザ素子、10B 第2半導体レーザ素子、10C 第3半導体レーザ素子、11A,14A 第1レーザ光、11B,14B 第2レーザ光、11C,14C 第3レーザ光、11Aa,11Ab,11Ba,11Bb,12 レーザ光、13 導光手段、13A 第1光ファイバ、13B 第2光ファイバ、13C 第3光ファイバ、15A 第1コリメータレンズ、15B 第2コリメータレンズ、15C 第3コリメータレンズ、18 リード線、20 合成手段、20A 第1ミラー、20B 第2ミラー、20C 第3ミラー、30 光散乱体、31,31A〜31F 散乱光、32A〜32C 合成光、40 反射鏡、41 開口部、41A1,41A2 第1開口部、41B1,41B2 第2開口部、41C1,41C2 開口部、50 パッケージ、52 金属キャップ部、53 窓部、54 基台部、56 ヒートシンク、58 ガラス、60 導光部材、62 入光面、64 出光面、100〜103,100a,100b,201〜203,203a,301〜303,301a,301b,401,401a,402 光源装置、θ 角度。

Claims (22)

  1. 可視領域の波長のレーザ光を発振する2以上の半導体レーザ素子と、
    前記レーザ光が照射され、照射された前記レーザ光を波長を変えずに散乱させる光散乱体と、を備え、
    2以上の前記半導体レーザ素子から発振された前記レーザ光は、それぞれ異なる色である、光源装置。
  2. 2以上の前記半導体レーザ素子から発振された前記レーザ光は、そのまま前記光散乱体に照射される、
    請求項1に記載の光源装置。
  3. 1つのパッケージをさらに備え、
    2以上の前記半導体レーザ素子は、前記パッケージの内部に実装され、
    前記光散乱体は、前記パッケージと一体的に構成されている、
    請求項1に記載の光源装置。
  4. 前記パッケージは窓部を有し、
    前記窓部には透光性を有する透光部材が取り付けられており、
    前記光散乱体は、前記透光部材に密着するように配置されている、
    請求項3に記載の光源装置。
  5. 2以上の前記半導体レーザ素子からそれぞれ発振された前記レーザ光が平行光線に変換され、相互に独立した状態で前記光散乱体に向かってそれぞれ照射される、
    請求項1に記載の光源装置。
  6. 2以上の前記半導体レーザ素子からそれぞれ発振された前記レーザ光を合成させる合成手段をさらに備え、
    前記レーザ光は、前記合成手段によって相互に合成された状態で、前記光散乱体に向かって照射される、
    請求項1に記載の光源装置。
  7. 2以上の前記半導体レーザ素子からそれぞれ発振された前記レーザ光を前記光散乱体まで導光し、導光された前記レーザ光を前記光散乱体に向かって照射する導光手段をさらに備える、
    請求項1に記載の光源装置。
  8. 前記導光手段は、光ファイバである、
    請求項7に記載の光源装置。
  9. 前記導光手段は、外形が略錐台状に形成され、入光面と前記入光面より面積が小さい出光面とを有する導光部材であり、
    前記導光部材は、可視光に対して透明な材料から構成され、
    前記入光面側に2以上の前記半導体レーザ素子が配置され、
    前記出光面側に前記光散乱体が配置される、
    請求項7に記載の光源装置。
  10. 2以上の前記半導体レーザ素子は、2以上の前記半導体レーザ素子から発振された前記レーザ光が、前記導光部材の内部において全反射を繰り返しながら、前記入光面側から前記出光面側に向かって導波するように配置されている、
    請求項9に記載の光源装置。
  11. 2以上の前記半導体レーザ素子は、2以上の前記半導体レーザ素子から発振される前記レーザ光の光軸が前記光散乱体に向くように配置されている、
    請求項9に記載の光源装置。
  12. 前記光散乱体は、前記導光部材と一体的に構成されている、
    請求項9から請求項11のいずれかに記載の光源装置。
  13. 前記光散乱体は、透明な樹脂またはガラス材から構成される母材と、前記母材と異なる屈折率を有し前記母材の内部に分散された透明な光散乱粒子と、を含む、
    請求項1から12のいずれかに記載の光源装置。
  14. 前記光散乱体により波長を変えずに散乱された前記レーザ光は、混光されて白色光を形成している、
    請求項1から13のいずれかに記載の光源装置。
  15. 前記白色光を形成するため、2以上の前記半導体レーザ素子は、
    3以上の前記半導体レーザ素子であり、
    青色の前記レーザ光を発振する前記半導体レーザ素子と、
    赤色の前記レーザ光を発振する前記半導体レーザ素子と、
    緑色の前記レーザ光を発振する前記半導体レーザ素子と、を含む、
    請求項14に記載の光源装置。
  16. 前記白色光を形成するため、2以上の前記半導体レーザ素子は、
    黄色の前記レーザ光を発振する前記半導体レーザ素子と、
    青色の前記レーザ光を発振する前記半導体レーザ素子と、を含む、
    請求項14に記載の光源装置。
  17. 前記白色光を形成するため、2以上の前記半導体レーザ素子は、
    赤色の前記レーザ光を発振する前記半導体レーザ素子と、
    青緑色の前記レーザ光を発振する前記半導体レーザ素子と、を含む、
    請求項14に記載の光源装置。
  18. 焦点を有する略凹面形状の反射鏡をさらに備え、
    前記光散乱体は、前記焦点の位置に配置される、
    請求項1から17のいずれかに記載の光源装置。
  19. 前記反射鏡は開口部を有しており、
    2以上の前記半導体レーザ素子からそれぞれ発振された前記レーザ光は、前記開口部を通して前記光散乱体に向かって照射される、
    請求項18に記載の光源装置。
  20. 外形が略錐台状に形成され、入光面と前記入光面より面積が小さい出光面とを有し、レーザ光に対して透明な材料から構成された導光部材と、
    レーザ光を発振し、前記レーザ光が前記入光面側から前記導光部材の内部に向かうように配置された半導体レーザ素子と、を備え、
    前記半導体レーザ素子から発振された前記レーザ光は、前記出光面側において集光される、光源装置。
  21. 前記半導体レーザ素子は、前記半導体レーザ素子から発振された前記レーザ光が、前記導光部材の内部において全反射を繰り返しながら、前記入光面側から前記出光面側に向かって導波するように配置されている、
    請求項20に記載の光源装置。
  22. 前記半導体レーザ素子は、前記半導体レーザ素子から発振される前記レーザ光の光軸が前記出光面に向くように配置されている、
    請求項20に記載の光源装置。
JP2010111938A 2009-08-18 2010-05-14 光源装置 Pending JP2011065979A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010111938A JP2011065979A (ja) 2009-08-18 2010-05-14 光源装置
US12/854,769 US20110044070A1 (en) 2009-08-18 2010-08-11 Light source device
CN2010102545599A CN101997265A (zh) 2009-08-18 2010-08-13 光源装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009189132 2009-08-18
JP2010111938A JP2011065979A (ja) 2009-08-18 2010-05-14 光源装置

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011199579A Division JP5280502B2 (ja) 2009-08-18 2011-09-13 光源装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011065979A true JP2011065979A (ja) 2011-03-31

Family

ID=43605266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010111938A Pending JP2011065979A (ja) 2009-08-18 2010-05-14 光源装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20110044070A1 (ja)
JP (1) JP2011065979A (ja)
CN (1) CN101997265A (ja)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011243376A (ja) * 2010-05-17 2011-12-01 Sharp Corp レーザダウンライト及びレーザダウンライトシステム
JP2012234685A (ja) * 2011-04-28 2012-11-29 Sharp Corp 投光ユニットおよび投光装置
WO2013001953A1 (ja) * 2011-06-30 2013-01-03 シャープ株式会社 レーザ光利用装置および車両用前照灯
JP2013030453A (ja) * 2011-06-24 2013-02-07 Sharp Corp 投光装置、投光ユニットおよび集光部材
JP2013222702A (ja) * 2012-04-13 2013-10-28 Radiant Opt-Electronics Corp 照明モジュール
US8833991B2 (en) 2010-02-10 2014-09-16 Sharp Kabushiki Kaisha Light emitting device, with light guide member having smaller exit section, and illuminating device, and vehicle headlight including the same
WO2014162683A1 (ja) * 2013-04-04 2014-10-09 株式会社小糸製作所 車両用灯具
US8876344B2 (en) 2009-12-17 2014-11-04 Sharp Kabushiki Kaisha Vehicle headlamp with excitation light source, light emitting part and light projection section
JP2015502628A (ja) * 2012-03-12 2015-01-22 ツィツァラ リヒトシステメ ゲーエムベーハー レーザー光源を備えた車両ヘッドライト
JP2015041466A (ja) * 2013-08-21 2015-03-02 株式会社小糸製作所 線状発光パターンを形成する発光装置
JP2015508551A (ja) * 2011-12-04 2015-03-19 アポトロニクス コーポレイション リミテッドAppotronics Corporation Limited 発光デバイスおよびこれを用いた投影システム
US9228710B2 (en) 2011-06-13 2016-01-05 Sharp Kabushiki Kaisha Light projection apparatus, light condensing unit, and light emitting apparatus
JP2017047902A (ja) * 2016-12-12 2017-03-09 株式会社小糸製作所 車両用灯具
US9816677B2 (en) 2010-10-29 2017-11-14 Sharp Kabushiki Kaisha Light emitting device, vehicle headlamp, illumination device, and laser element
US10240974B2 (en) 2015-04-10 2019-03-26 Sharp Kabushiki Kaisha Infrared projector and infrared observation system
JP2019161128A (ja) * 2018-03-15 2019-09-19 豊田合成株式会社 発光装置

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8733996B2 (en) 2010-05-17 2014-05-27 Sharp Kabushiki Kaisha Light emitting device, illuminating device, and vehicle headlamp
EP2447600B1 (en) * 2010-10-29 2019-02-27 Stanley Electric Co., Ltd. Vehicle headlight
JP5369201B2 (ja) * 2011-04-28 2013-12-18 シャープ株式会社 投光ユニットおよび投光装置
CN102499615A (zh) * 2011-09-26 2012-06-20 首都医科大学 照明光源装置以及取样和控制方法
US9816683B2 (en) * 2011-10-20 2017-11-14 Appotronics Corporation Limited Light sources system and projection device using the same
US9164219B2 (en) * 2011-11-14 2015-10-20 Nano-Optic Devices, Llc Frontlight unit for reflective displays
JP2013109928A (ja) * 2011-11-18 2013-06-06 Sharp Corp 照明装置、車両用前照灯、およびダウンライト
US20130208496A1 (en) * 2012-01-31 2013-08-15 Sharp Kabushiki Kaisha Illuminating device
AT512589B1 (de) 2012-03-12 2014-06-15 Zizala Lichtsysteme Gmbh Lichtleitelement für einen Laser-Fahrzeugscheinwerfer sowie Fahrzeugscheinwerfer
TW201425820A (zh) * 2012-12-24 2014-07-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 光源及具有該光源的發光二極體車燈
JP2015005439A (ja) * 2013-06-21 2015-01-08 スタンレー電気株式会社 車両用前照灯及び車両用前照灯に用いられる光ファイババンドル
KR101533231B1 (ko) * 2013-10-08 2015-07-02 에스엘 주식회사 차량용 램프의 방열 장치
KR101592649B1 (ko) * 2013-12-24 2016-02-12 현대자동차주식회사 헤드램프용 레이저 광학계
TWI561761B (en) * 2014-07-16 2016-12-11 Playnitride Inc Optical module
US20160047515A1 (en) * 2014-08-18 2016-02-18 Kevin Stone Method and apparatus for collimating light from a laser-excited phosphor element
US10415791B2 (en) * 2014-08-26 2019-09-17 The Boeing Company Remote source light-guiding light assembly
GB2535534B (en) * 2015-02-23 2018-11-14 Jaguar Land Rover Ltd Illumination device, method and system
FR3041077B1 (fr) * 2015-09-15 2018-09-07 Valeo Vision Dispositif lumineux, notamment pour vehicule automobile et projecteur comprenant un tel dispositif.
CN106375005B (zh) * 2015-12-31 2019-04-16 中广核工程有限公司 可见光通信基站、可见光通信终端及可见光通信系统
US20170205034A1 (en) * 2016-01-20 2017-07-20 Telebrands Corp. Illuminating apparatus
DE102016201158A1 (de) * 2016-01-27 2017-07-27 Osram Gmbh Fahrzeuglampe
JP6688965B2 (ja) 2016-03-07 2020-04-28 パナソニックIpマネジメント株式会社 照明器具
DE102016205566A1 (de) * 2016-04-05 2017-10-05 Osram Gmbh Lichtemittierende baugruppe, anzeigevorrichtung, frontscheinwerfer eines kraftfahrzeugs und verfahren zum betreiben einer lichtemittierenden baugruppe
WO2018173284A1 (ja) * 2017-03-24 2018-09-27 Necディスプレイソリューションズ株式会社 光源装置およびプロジェクタ
CN107994460A (zh) * 2017-11-20 2018-05-04 华侨大学 一种微型白光激光器及其制作方法
WO2019203079A1 (ja) 2018-04-19 2019-10-24 パナソニックIpマネジメント株式会社 発光装置
JPWO2022118542A1 (ja) * 2020-12-04 2022-06-09

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07282609A (ja) * 1994-04-06 1995-10-27 Tsuzuki Shogo 半導体レーザ素子を用いた照明用光源装置
JP2002280617A (ja) * 2001-03-19 2002-09-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 照明装置
JP2005158910A (ja) * 2003-11-25 2005-06-16 Stanley Electric Co Ltd 多色発光素子混色装置
WO2007058203A1 (ja) * 2005-11-15 2007-05-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 面状照明装置とそれを用いた液晶表示装置
JP2007173177A (ja) * 2005-12-26 2007-07-05 Stanley Electric Co Ltd 照明装置
JP2007281472A (ja) * 2006-04-03 2007-10-25 Ivoclar Vivadent Ag 半導体放射源ならびに光硬化装置
WO2008156518A1 (en) * 2007-06-14 2008-12-24 Cree, Inc. Encapsulant with scatterer to tailor spatial emission pattern and color uniformity in light emitting diodes

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4318594A (en) * 1977-02-15 1982-03-09 Canon Kabushiki Kaisha Beam shaping optical system
JPS55130512A (en) * 1979-03-30 1980-10-09 Canon Inc Semiconductor laser optical system
NL182031C (nl) * 1980-11-06 1987-12-16 Philips Nv Optisch stelsel dat een gekollimeerde lichtbundel levert.
US4896150A (en) * 1988-04-18 1990-01-23 Brotz Gregory R Three-dimensional imaging system
US5060233A (en) * 1989-01-13 1991-10-22 International Business Machines Corporation Miniature blue-green laser source using second-harmonic generation
US4949348A (en) * 1989-08-25 1990-08-14 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Blue-green upconversion laser
ATE149743T1 (de) * 1990-04-27 1997-03-15 Omron Tateisi Electronics Co Lichtemittierende halbleitervorrichtung mit fresnel-linse
US5111314A (en) * 1990-08-09 1992-05-05 Grumman Aerospace Corporation Optical correlator interconnect for optical computer
US5291507A (en) * 1991-05-15 1994-03-01 Minnesota Mining And Manufacturing Company Blue-green laser diode
JPH0653602A (ja) * 1992-07-31 1994-02-25 Hitachi Ltd 半導体レーザ素子
US5561346A (en) * 1994-08-10 1996-10-01 Byrne; David J. LED lamp construction
US5685636A (en) * 1995-08-23 1997-11-11 Science And Engineering Associates, Inc. Eye safe laser security device
JP3905935B2 (ja) * 1995-09-01 2007-04-18 株式会社東芝 半導体素子及び半導体素子の製造方法
US6504301B1 (en) * 1999-09-03 2003-01-07 Lumileds Lighting, U.S., Llc Non-incandescent lightbulb package using light emitting diodes
US6350041B1 (en) * 1999-12-03 2002-02-26 Cree Lighting Company High output radial dispersing lamp using a solid state light source
JP2002095634A (ja) * 2000-09-26 2002-04-02 Fuji Photo Film Co Ltd 内視鏡装置
US6851834B2 (en) * 2001-12-21 2005-02-08 Joseph A. Leysath Light emitting diode lamp having parabolic reflector and diffuser
CN1806145B (zh) * 2003-06-10 2010-06-23 照明管理解决方案公司 改进的led手电筒
US7300173B2 (en) * 2004-04-08 2007-11-27 Technology Assessment Group, Inc. Replacement illumination device for a miniature flashlight bulb
JP4784966B2 (ja) * 2003-11-18 2011-10-05 シャープ株式会社 半導体レーザ装置および照明装置
US7158019B2 (en) * 2004-08-05 2007-01-02 Whelen Engineering Company, Inc. Integrated LED warning and vehicle lamp
WO2006054199A1 (en) * 2004-11-17 2006-05-26 Koninklijke Philips Electronics N. V. Light source and illumination device comprising at least one light-emitting element
US7581863B2 (en) * 2005-08-04 2009-09-01 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Laser light source adapted for LCD back-lit displays
CN101032399A (zh) * 2006-03-08 2007-09-12 杨舜 一种组合式高效率光辐照系统
US7695164B2 (en) * 2006-05-24 2010-04-13 Osram Gesellschaft Mit Beschraenkter Haftung Illumination system for imaging illumination with a high level of homogeneity
US7530710B2 (en) * 2006-05-24 2009-05-12 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Color-tunable illumination system for imaging illumination
EP2052181B1 (en) * 2006-08-09 2010-03-31 Koninklijke Philips Electronics N.V. An illumination device comprising a light source and a light-guide
CN200996558Y (zh) * 2006-09-12 2007-12-26 北京力天光讯技术有限公司 一种无纤结构功率半导体激光光源装置
US7972030B2 (en) * 2007-03-05 2011-07-05 Intematix Corporation Light emitting diode (LED) based lighting systems
JP2008234908A (ja) * 2007-03-19 2008-10-02 Nec Lighting Ltd Ledスポットライト
CN101349406B (zh) * 2008-09-10 2011-03-16 友达光电股份有限公司 背光模块

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07282609A (ja) * 1994-04-06 1995-10-27 Tsuzuki Shogo 半導体レーザ素子を用いた照明用光源装置
JP2002280617A (ja) * 2001-03-19 2002-09-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 照明装置
JP2005158910A (ja) * 2003-11-25 2005-06-16 Stanley Electric Co Ltd 多色発光素子混色装置
WO2007058203A1 (ja) * 2005-11-15 2007-05-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 面状照明装置とそれを用いた液晶表示装置
JP2007173177A (ja) * 2005-12-26 2007-07-05 Stanley Electric Co Ltd 照明装置
JP2007281472A (ja) * 2006-04-03 2007-10-25 Ivoclar Vivadent Ag 半導体放射源ならびに光硬化装置
WO2008156518A1 (en) * 2007-06-14 2008-12-24 Cree, Inc. Encapsulant with scatterer to tailor spatial emission pattern and color uniformity in light emitting diodes

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8876344B2 (en) 2009-12-17 2014-11-04 Sharp Kabushiki Kaisha Vehicle headlamp with excitation light source, light emitting part and light projection section
US8833991B2 (en) 2010-02-10 2014-09-16 Sharp Kabushiki Kaisha Light emitting device, with light guide member having smaller exit section, and illuminating device, and vehicle headlight including the same
JP2011243376A (ja) * 2010-05-17 2011-12-01 Sharp Corp レーザダウンライト及びレーザダウンライトシステム
US10465873B2 (en) 2010-10-29 2019-11-05 Sharp Kabushiki Kaisha Light emitting device, vehicle headlamp, illumination device, and laser element
US10281102B2 (en) 2010-10-29 2019-05-07 Sharp Kabushiki Kaisha Light emitting device, vehicle headlamp, illumination device, and laser element
US9816677B2 (en) 2010-10-29 2017-11-14 Sharp Kabushiki Kaisha Light emitting device, vehicle headlamp, illumination device, and laser element
JP2012234685A (ja) * 2011-04-28 2012-11-29 Sharp Corp 投光ユニットおよび投光装置
US8956028B2 (en) 2011-04-28 2015-02-17 Sharp Kabushiki Kaisha Light projection unit and light projection apparatus
US9494725B2 (en) 2011-06-13 2016-11-15 Sharp Kabushiki Kaisha Light projection apparatus, light condensing unit, and light emitting apparatus
US9228710B2 (en) 2011-06-13 2016-01-05 Sharp Kabushiki Kaisha Light projection apparatus, light condensing unit, and light emitting apparatus
JP2013030453A (ja) * 2011-06-24 2013-02-07 Sharp Corp 投光装置、投光ユニットおよび集光部材
WO2013001953A1 (ja) * 2011-06-30 2013-01-03 シャープ株式会社 レーザ光利用装置および車両用前照灯
JP2015508551A (ja) * 2011-12-04 2015-03-19 アポトロニクス コーポレイション リミテッドAppotronics Corporation Limited 発光デバイスおよびこれを用いた投影システム
US9989202B2 (en) 2011-12-04 2018-06-05 Appotronics Corporation Limited Light emitting device with diffuser and light reflector
US11035528B2 (en) 2011-12-04 2021-06-15 Appotronics Corporation Limited Light emitting device with diffuser and light reflector and projection system having the same
JP2016028397A (ja) * 2012-03-12 2016-02-25 ツィツァラ リヒトシステメ ゲーエムベーハー レーザー光源を備えた車両ヘッドライト
JP2015502628A (ja) * 2012-03-12 2015-01-22 ツィツァラ リヒトシステメ ゲーエムベーハー レーザー光源を備えた車両ヘッドライト
TWI476353B (zh) * 2012-04-13 2015-03-11 Radiant Opto Electronics Corp 照明模組
JP2013222702A (ja) * 2012-04-13 2013-10-28 Radiant Opt-Electronics Corp 照明モジュール
JPWO2014162683A1 (ja) * 2013-04-04 2017-02-16 株式会社小糸製作所 車両用灯具
WO2014162683A1 (ja) * 2013-04-04 2014-10-09 株式会社小糸製作所 車両用灯具
JP2015041466A (ja) * 2013-08-21 2015-03-02 株式会社小糸製作所 線状発光パターンを形成する発光装置
US10240974B2 (en) 2015-04-10 2019-03-26 Sharp Kabushiki Kaisha Infrared projector and infrared observation system
JP2017047902A (ja) * 2016-12-12 2017-03-09 株式会社小糸製作所 車両用灯具
JP2019161128A (ja) * 2018-03-15 2019-09-19 豊田合成株式会社 発光装置
JP7043002B2 (ja) 2018-03-15 2022-03-29 豊田合成株式会社 発光装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN101997265A (zh) 2011-03-30
US20110044070A1 (en) 2011-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2011065979A (ja) 光源装置
US10514151B2 (en) Light-emitting device, illumination device, and vehicle headlamp
US9863595B2 (en) Light-emitting unit with optical plate reflecting excitation light and transmitting fluorescent light, and light-emitting device, illumination device, and vehicle headlight including the unit
EP2534411B1 (en) Lamp comprising a phosphor, radiation source, optical system and heatsink
US8733957B2 (en) Light emitting device, vehicle headlamp, and illumination device
JP4689579B2 (ja) 発光装置
JP6258083B2 (ja) 発光ユニット、発光装置、照明装置および車両用前照灯
JP6067629B2 (ja) 発光装置、照明装置および車両用前照灯
JP6697765B2 (ja) 光源装置および投光装置
JP2013026162A (ja) 照明装置、および車両用前照灯
JP6271216B2 (ja) 発光ユニットおよび照明装置
JP5280502B2 (ja) 光源装置
JP5722068B2 (ja) 光源装置、照明装置および車両用前照灯
JP2014010918A (ja) 照明装置および車両用前照灯
JP2014170758A (ja) 照明装置、および車両用前照灯
JP2014017052A (ja) 光源装置およびそれを備えた投光装置
JP6085204B2 (ja) 発光装置
JP6509570B2 (ja) 灯具
JP2018142414A (ja) 光源装置
JP6305967B2 (ja) 発光装置、照明装置および車両用前照灯
JP6109867B2 (ja) 発光装置、車両用前照灯および照明装置
JP2015043345A (ja) 発光装置、車両用前照灯および照明装置
JP2011253750A (ja) 光源装置およびプロジェクター
JP2011253749A (ja) 光源装置およびプロジェクター
JP2016028370A (ja) 固体照明装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110707

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110719

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110913

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120131

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120703