JP2013029794A - Linear light source device - Google Patents

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Yoji Kawasaki
要二 川崎
Junichi Kinoshita
順一 木下
Atsushi Heike
敦 平家
Yuji Takeda
雄士 武田
Yoshihisa Ikeda
善久 池田
Misaki Ueno
岬 上野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a linear light source device that has even luminance distribution with fewer light emitting elements.SOLUTION: The linear light source device comprises: a light emitting point 96 able to emit a light beam 16 and having a light beam cross-section that has a long axis 92 and a short axis 94 perpendicular to the long axis and shorter than the long axis; a light guide body 20 able to guide the light beam and having a light beam incidence face 20a, an end face 20d of the light guide body provided opposite the incidence face, a first face 20b extending in the direction of light guide, and an emission face 20c provided opposite the first face and extending in the direction of light guide; and a phosphor layer 30 configured to absorb the light beam transmitted through the first face of the light guide body, able to emit wavelength conversion light of a wavelength longer than that of the light beam, and intersecting none of straight lines including the long axis in the cross-section of the light beam. The light beam and the wavelength conversion light can be emitted from the emission face.

Description

本発明の実施形態は、線状光源装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to a linear light source device.

紫外光〜可視光の波長範囲の放出光と、この放出光を吸収した蛍光体が放出する波長変換光と、を混合すると、例えば白色光や電球色を得ることができる。   For example, white light or a light bulb color can be obtained by mixing emission light in the wavelength range of ultraviolet light to visible light and wavelength conversion light emitted by a phosphor that has absorbed the emission light.

このような発光装置として、例えば、蛍光体粒子が混合され透明樹脂を含む封止層で面発光型の窒化物系発光素子のチップを覆うSMD(Surface Mounted Device:表面実装デバイス)型装置がある。面発光素子を用いると遠視野像の広がり角が大きい。このため、線状導光体などに効率良く入光できない。したがって、この導光体方式では高輝度線状光源装置の実現は困難である。この面発光素子で高輝度線状光源を実現するには、面発光素子を高密度で多数配列する必要が生じる。しかし、この方式ではツブツブの発光を完全に解消して連続な線状発光を実現することが困難である。   As such a light emitting device, for example, there is an SMD (Surface Mounted Device) type device in which phosphor particles are mixed and a chip of a surface emitting nitride-based light emitting element is covered with a sealing layer containing a transparent resin. . When a surface light emitting element is used, the spread angle of the far-field image is large. For this reason, light cannot enter the linear light guide efficiently. Therefore, it is difficult to realize a high-luminance linear light source device with this light guide system. In order to realize a high-luminance linear light source with this surface light emitting element, it is necessary to arrange a large number of surface light emitting elements at high density. However, with this method, it is difficult to completely eliminate the light emission from the surface and realize continuous linear light emission.

これに対して、半導体レーザ素子の光ビームの広がり角は小さい。このため、線状導光体の一方の端部に効率よく光ビームを導入することができる。このとき、導光体に沿って連続的に蛍光体層を細線状に設けて、導光している半導体レーザ光で励起する。したがって、この方式では、ツブツブではない連続な線状発光を実現できる。また、素子数も少なくできる優位点もある。しかしながら、入射側である一方の端部側で光ビームが蛍光体層に多く吸収されやすく、導光体の他方の端部へ到達する光ビーム強度が低下し、導光方向に沿って均一な輝度分布とすることが困難となる問題を生じる。   On the other hand, the spread angle of the light beam of the semiconductor laser element is small. For this reason, a light beam can be efficiently introduced into one end of the linear light guide. At this time, the phosphor layer is continuously provided in a thin line shape along the light guide, and is excited by the semiconductor laser light being guided. Therefore, in this method, continuous linear light emission that is not smooth can be realized. There is also an advantage that the number of elements can be reduced. However, a large amount of light beam is easily absorbed by the phosphor layer on one end side which is the incident side, the intensity of the light beam reaching the other end of the light guide is reduced, and is uniform along the light guide direction. There arises a problem that it is difficult to obtain a luminance distribution.

特許第3434726号公報Japanese Patent No. 3434726

少ない発光素子数で、均一な輝度分布を有する線状光源装置を提供する。   Provided is a linear light source device having a uniform luminance distribution with a small number of light emitting elements.

実施形態にかかる線状光源装置は、光ビームを放出可能な発光点であって、前記光ビームの断面は、長軸と、前記長軸に対して垂直であり前記長軸の長さ以下の長さを有する短軸と、を有する発光点と、前記光ビームを導光可能な導光体であって、前記光ビームの入射面と、前記入射面の反対の側に設けられた前記導光体の端面と、導光方向に延在した第1の面と、前記第1の面とは反対の側に設けられ前記導光方向に延在した出射面と、を有する導光体と、前記導光体の前記第1の面を透過した前記光ビームを吸収し前記光ビームの波長よりも長い波長を有する波長変換光を放出可能な蛍光体層であって、前記光ビームの前記断面において前記長軸を含む直線と交差しない蛍光体層と、を備え、前記光ビームおよび前記波長変換光は、前記出射面から出射可能である。   The linear light source device according to the embodiment is a light emitting point capable of emitting a light beam, and a cross section of the light beam is perpendicular to the major axis and the major axis and is equal to or less than the length of the major axis. A light emitting point having a short axis having a length; and a light guide capable of guiding the light beam, wherein the light beam is provided on an opposite side of the incident surface of the light beam. A light guide having an end face of the light body, a first surface extending in the light guide direction, and an exit surface provided on a side opposite to the first surface and extending in the light guide direction; A phosphor layer capable of absorbing the light beam transmitted through the first surface of the light guide and emitting wavelength-converted light having a wavelength longer than the wavelength of the light beam, A phosphor layer that does not intersect a straight line including the major axis in a cross section, and the light beam and the wavelength-converted light are It can be emitted from the morphism surface.

少ない発光素子数で、均一な輝度分布を有する線状光源装置が提供される。   A linear light source device having a uniform luminance distribution with a small number of light emitting elements is provided.

図1(a)は第1の実施形態にかかる線状光源装置の模式斜視図、図1(b)はF−F線に沿った光ファイバーの断面図、図1(c)はA−A線に沿った導光体の模式断面図、図1(d)はB−B線に沿った導光体端部の模式断面図、である。1A is a schematic perspective view of the linear light source device according to the first embodiment, FIG. 1B is a cross-sectional view of the optical fiber along the line FF, and FIG. 1C is a line AA. FIG. 1D is a schematic cross-sectional view of an end portion of the light guide along the line BB. 図2(a)は第2の実施形態にかかる線状光源装置の模式斜視図、図2(b)はA−A線に沿った導光体の模式断面図、図2(c)は光ビームの遠視野像を説明する模式図、図2(d)はCAN型パッケージのレーザ装置を部分切断した模式斜視図、である。FIG. 2A is a schematic perspective view of the linear light source device according to the second embodiment, FIG. 2B is a schematic cross-sectional view of the light guide along the line AA, and FIG. FIG. 2D is a schematic perspective view in which a laser device of a CAN type package is partially cut. 第1および第2の実施形態にかかる線状光源装置の輝度分布を示すグラフ図である。It is a graph which shows the luminance distribution of the linear light source device concerning 1st and 2nd embodiment. 図4(a)は比較例にかかる線状光源装置の光ビームの広がりを示す模式図、図4(b)はその模式断面図、図4(c)は比較例にかかる線状光源装置の輝度分布を示すグラフ図、である。4A is a schematic diagram showing the spread of the light beam of the linear light source device according to the comparative example, FIG. 4B is a schematic cross-sectional view thereof, and FIG. 4C is the linear light source device according to the comparative example. It is a graph which shows luminance distribution. 図5(a)は第2の実施形態の第1変形例の線状光源装置の模式断面図、図5(b)は第2変形例の模式断面図、図5(c)は第3変形例の模式断面図、である。5A is a schematic cross-sectional view of a linear light source device of a first modification of the second embodiment, FIG. 5B is a schematic cross-sectional view of the second modification, and FIG. 5C is a third modification. It is a schematic cross section of an example. 図6(a)は第3の実施形態にかかる線状光源装置の模式斜視図、図6(b)はC−C線に沿った部分模式断面図、である。FIG. 6A is a schematic perspective view of the linear light source device according to the third embodiment, and FIG. 6B is a partial schematic cross-sectional view taken along the line CC. 図7(a)は垂直方向半値半角が15度、図7(b)は半値半角が10度、図7(c)は半値半角が5度、図7(d)は半値半角が2度、の光ビームのFFPを示す。7A shows a vertical half-width of 15 degrees, FIG. 7B shows a half-width of 10 degrees, FIG. 7C shows a half-width of 5 degrees, FIG. 7D shows a half-width of 2 degrees, The FFP of the light beam is shown. 図8(a)はz方向の位置を規格化するための矩形断面導光体の単位長、図8(b)は円形出射面の導光体の単位長、を説明する模式断面図である。FIG. 8A is a schematic cross-sectional view illustrating the unit length of the rectangular cross-section light guide for standardizing the position in the z direction, and FIG. 8B is a schematic cross-sectional view illustrating the unit length of the light guide on the circular exit surface. . 図9は、z方向位置に対する励起光の輝度依存性を示すグラフ図であり、図9(a)は垂直方向半値半角が15度、図9(b)は半値半角が10度、図9(c)は半値半角が5度、図9(d)は半値半角が2度、における相対輝度を示すグラフ図、である。FIG. 9 is a graph showing the luminance dependence of excitation light with respect to the z-direction position. FIG. 9A shows a vertical half-width of 15 degrees, FIG. 9B shows a half-width of 10 degrees, and FIG. FIG. 9C is a graph showing the relative luminance when the half-value half angle is 5 degrees and FIG. 9D is the half-value half angle is 2 degrees.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
図1(a)は第1の実施形態にかかる線状光源装置の模式斜視図、図1(b)はF−F線に沿った光ファイバーの断面図、図1(c)はA−A線に沿った導光体の模式断面図、図1(d)はB−B線に沿った端部の模式断面図、である。
線状光源装置は、光ファイバー90の出射端面に設けられた発光点96と、導光体20と、蛍光体層30と、を少なくとも有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1A is a schematic perspective view of the linear light source device according to the first embodiment, FIG. 1B is a cross-sectional view of the optical fiber along the line FF, and FIG. 1C is a line AA. FIG. 1D is a schematic cross-sectional view of the end portion along the line BB.
The linear light source device has at least a light emitting point 96 provided on the emission end face of the optical fiber 90, the light guide 20, and the phosphor layer 30.

導光体20は、発光点96からの光ビーム16の入射面20aと、導光方向22に延在した第1の面20bと、第1の面20bとは反対の側に設けられ導光方向22に延在した出射面20cと、入射面20aとは反対の側となる導光体20の端面20dと、側面20eと、側面20fと、を有する。導光体20は、光ビーム16を反射しつつ、その延在する方向に導光可能である。導光体20を、例えば、透明樹脂(屈折率:1.4〜1.8)やガラスなどの透光性材料からなるものとすると、空気などとの界面で全反射により光ビーム16を導光できる。   The light guide 20 is provided on the side opposite to the incident surface 20a of the light beam 16 from the light emitting point 96, the first surface 20b extending in the light guide direction 22, and the first surface 20b. It has an exit surface 20c extending in the direction 22, an end surface 20d of the light guide 20 on the side opposite to the entrance surface 20a, a side surface 20e, and a side surface 20f. The light guide 20 can guide the light beam 16 in the extending direction while reflecting the light beam 16. If the light guide 20 is made of a light-transmitting material such as transparent resin (refractive index: 1.4 to 1.8) or glass, the light beam 16 is guided by total reflection at the interface with air or the like. Can shine.

図1(b)のように、光ファイバー90は、コア90aと、クラッド90bと、を有する。例えば発光素子10からの放出光は、光ファイバー90の一方の端面から入射し、他方の端面(出射端面)から出射する。すなわち、出射端面のうちコア90aの近傍が発光点96となる。第1の実施形態において、発光点96から放出される光ビーム16の断面は、長軸92と、長軸92に対して垂直であり長軸92の長さ以下の長さを有する短軸94と、を有するものとする。   As shown in FIG. 1B, the optical fiber 90 has a core 90a and a clad 90b. For example, the emitted light from the light emitting element 10 enters from one end face of the optical fiber 90 and exits from the other end face (exit end face). That is, the vicinity of the core 90 a in the emission end face is the light emission point 96. In the first embodiment, the cross section of the light beam 16 emitted from the light emitting point 96 has a major axis 92 and a minor axis 94 that is perpendicular to the major axis 92 and has a length equal to or less than the length of the major axis 92. And.

蛍光体層30は、導光体20の第1の面20bを透過した光ビーム16を吸収し光ビーム16の波長よりも長い波長を有する波長変換光g2を放出可能である。光ビーム16がInGaAlN系材料を含むものとすると、光ビーム16の波長を紫外〜青色光波長範囲とできる。この場合、蛍光体層30が黄色蛍光体を含むものとすると、混合色として擬似白色光である出射光G1を得ることができる。また、蛍光体層30が赤色蛍光体および緑色蛍光体を含むものとしても、白色光を得ることができる。なお、蛍光体層30を導光体20にあらかじめ塗布する、あるいは、両者を透明両面テープなどを用いて接着すると線状光源装置の組立工程を簡素にすることができる。   The phosphor layer 30 can absorb the light beam 16 transmitted through the first surface 20 b of the light guide 20 and emit wavelength converted light g <b> 2 having a wavelength longer than the wavelength of the light beam 16. If the light beam 16 includes an InGaAlN-based material, the wavelength of the light beam 16 can be in the ultraviolet to blue light wavelength range. In this case, when the phosphor layer 30 includes a yellow phosphor, it is possible to obtain outgoing light G1 that is pseudo white light as a mixed color. Further, white light can be obtained even when the phosphor layer 30 includes a red phosphor and a green phosphor. In addition, the assembly process of the linear light source device can be simplified by applying the phosphor layer 30 to the light guide 20 in advance, or by bonding them together using a transparent double-sided tape or the like.

線状光源装置は、導光体20の反対の側となる蛍光体層30の面にアルミニウムなどの金属からなる反射材40を有してもよい。反射材40は、蛍光体層30を透過した光ビーム16の一部g1および波長変換光g2を出射面20cに向けて反射可能である。もし、反射材40と蛍光体層30との隙間を小さくできると、反射率をより高めることが容易となる。また、反射材40は、例えば、蛍光体層30の外側に反射率の高い硫酸バリウムなどを塗布した層とすることができる。   The linear light source device may have a reflector 40 made of a metal such as aluminum on the surface of the phosphor layer 30 on the opposite side of the light guide 20. The reflector 40 can reflect a part g1 of the light beam 16 and the wavelength-converted light g2 transmitted through the phosphor layer 30 toward the emission surface 20c. If the gap between the reflector 40 and the phosphor layer 30 can be reduced, the reflectance can be further increased. Moreover, the reflective material 40 can be made into the layer which apply | coated barium sulfate etc. with high reflectance to the outer side of the fluorescent substance layer 30, for example.

反射材40は、図1(c)のように、蛍光体層が設けられていない導光体20の側面20e、20fを覆うように設けられてもよい。このようにすると、光ビーム16の一部を吸収して蛍光体層30に生じた熱を、反射材40を介して外部に放熱することが容易となる。なお、側面20e、20fと、反射材40との間に隙間を設けない場合、光ビーム16は主として反射材40の表面で反射され導光方向22に沿って進む。   The reflective material 40 may be provided so as to cover the side surfaces 20e and 20f of the light guide 20 on which the phosphor layer is not provided, as shown in FIG. In this way, it becomes easy to dissipate the heat generated in the phosphor layer 30 by absorbing a part of the light beam 16 to the outside via the reflector 40. When no gap is provided between the side surfaces 20 e and 20 f and the reflective material 40, the light beam 16 is reflected mainly on the surface of the reflective material 40 and travels along the light guide direction 22.

また、図1(c)のように、導光方向22に対して垂直な断面において、導光体20は、矩形であるものとする。なお断面形状はこれに限定されるものではない。また、蛍光体層30は、反射材40と、矩形の導光体20の第1の面20bとの間に設けられるものとする。第1の実施形態において、蛍光体層30は、光ビーム16の長軸92を含む直線と図1(c)の断面において交差しないように設けられることを特徴とする。また、光ビーム16の一部g1および波長変換光g2は、出射面20cから出射し、混合色G1を生成可能である。   In addition, as shown in FIG. 1C, the light guide 20 is rectangular in a cross section perpendicular to the light guide direction 22. The cross-sectional shape is not limited to this. The phosphor layer 30 is provided between the reflector 40 and the first surface 20b of the rectangular light guide 20. In the first embodiment, the phosphor layer 30 is provided so as not to intersect the straight line including the long axis 92 of the light beam 16 in the cross section of FIG. Further, a part g1 of the light beam 16 and the wavelength-converted light g2 can be emitted from the emission surface 20c, and the mixed color G1 can be generated.

図1(d)のように、入射面20aの反対の側の端面20dに銀反射シートなどの反射層50を設けると、光ビーム16を導光方向22とは反対の方向に向けて反射し端面20d近傍における輝度を高めることができる。また、光ビーム16が外部に漏れることを抑制でき、安全性が高められる。   As shown in FIG. 1D, when a reflection layer 50 such as a silver reflection sheet is provided on the end surface 20d opposite to the incident surface 20a, the light beam 16 is reflected in a direction opposite to the light guide direction 22. The brightness in the vicinity of the end face 20d can be increased. In addition, leakage of the light beam 16 to the outside can be suppressed, and safety is improved.

図2(a)は第2の実施形態にかかる線状光源装置の模式斜視図、図2(b)はA−A線に沿った導光体の模式断面図、図2(c)は光ビームの遠視野像を説明する模式図、図2(d)はCAN型パッケージのレーザ装置を部分切断した模式斜視図、である。
第2の実施形態では、発光装置10から放出された光ビーム16は、導光体20へ入射する。発光素子11は、基板15の上に設けられた半導体積層体12を含む。半導体積層体12は、第1導電形からなる第1の層と、第2導電形からなる第2の層と、第1の層と第2の層との間に設けられた発光層14と、を含む。すなわち、発光点96は、発光装置10内の発光素子11を構成する発光層14の側面のうちの一部の領域である。
FIG. 2A is a schematic perspective view of the linear light source device according to the second embodiment, FIG. 2B is a schematic cross-sectional view of the light guide along the line AA, and FIG. FIG. 2D is a schematic perspective view in which a laser device of a CAN type package is partially cut.
In the second embodiment, the light beam 16 emitted from the light emitting device 10 enters the light guide 20. The light emitting element 11 includes a semiconductor stacked body 12 provided on a substrate 15. The semiconductor stacked body 12 includes a first layer having a first conductivity type, a second layer having a second conductivity type, and a light emitting layer 14 provided between the first layer and the second layer. ,including. That is, the light emitting point 96 is a partial region of the side surface of the light emitting layer 14 constituting the light emitting element 11 in the light emitting device 10.

発光層14は、井戸層と障壁層とを含む多重量子井戸(MQW:Multi Quantum Well)構造とすることができる。MQW構造とすると、発光波長の制御や発光効率の改善が容易となる。   The light emitting layer 14 may have a multi quantum well (MQW) structure including a well layer and a barrier layer. With the MQW structure, it becomes easy to control the emission wavelength and improve the emission efficiency.

また、半導体積層体12は、InGaAl1−x−yN(0≦x≦1、0≦y≦1、x+y≦1)からなるInGaAlN系材料、In(Ga1−yAl1−xP(0≦x≦1、0≦y≦1)からなるInGaAlP系材料、AlGa1−xAs(0≦x≦1)からなるAlGaAs系材料などとすることができる。なお、これらの材料は、アクセプタやドナーとなる元素をさらに含んでいてもよいものとする。半導体積層体12は、MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法やMBE(Molecular Beam Epitaxy)法などを用いて形成することができる。 Further, the semiconductor laminate 12, In x Ga y Al 1- x-y N (0 ≦ x ≦ 1,0 ≦ y ≦ 1, x + y ≦ 1) InGaAlN -based material consisting, In x (Ga 1-y Al y) may be, eg 1-x P (0 ≦ x ≦ 1,0 ≦ y ≦ 1) InGaAlP -based material consisting of, Al x Ga 1-x as (AlGaAs -based material consisting of 0 ≦ x ≦ 1) . Note that these materials may further contain an element serving as an acceptor or a donor. The semiconductor laminate 12 can be formed by using a MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method, an MBE (Molecular Beam Epitaxy) method, or the like.

蛍光体層30は、発光装置10から離れて設けられ、導光体20の第1の面20bを透過した光ビーム16を吸収し光ビーム16の波長よりも長い波長を有する波長変換光g2を放出可能である。   The phosphor layer 30 is provided apart from the light emitting device 10, absorbs the light beam 16 transmitted through the first surface 20 b of the light guide 20, and converts the wavelength converted light g <b> 2 having a wavelength longer than the wavelength of the light beam 16. It can be released.

さらに、発光素子11がInGaAlP系材料からなるものとすると、波長変換を行なうことなく、発光層のバンドギャップ波長である緑色〜赤色光の波長範囲の線状光源装置とすることができる。   Furthermore, when the light emitting element 11 is made of an InGaAlP-based material, a linear light source device in the wavelength range of green to red light that is the band gap wavelength of the light emitting layer can be obtained without performing wavelength conversion.

発光素子11は、光ビーム16を透過可能なガラス窓を有するCAN型パッケージからなる実装部材に接着される。発光素子11の電極と、CAN型パッケージのリードとが、ボンディングワイヤなどで接続される。なお、実装部材は、リードフレームと一体となった樹脂成形体などであってもよい。   The light emitting element 11 is bonded to a mounting member made of a CAN type package having a glass window capable of transmitting the light beam 16. The electrode of the light emitting element 11 and the lead of the CAN package are connected by a bonding wire or the like. The mounting member may be a resin molded body integrated with the lead frame.

第2の実施形態の線状光源装置に用いる発光素子11は、広がり角が小さい光ビーム16を放出可能である。例えば、発光層14の側面14bから光ビーム16を放出可能な半導体LD(Laser Diode)や端面発光型LED(Light Emitting Diode)などとすることができる。   The light emitting element 11 used in the linear light source device of the second embodiment can emit a light beam 16 having a small divergence angle. For example, a semiconductor LD (Laser Diode) capable of emitting the light beam 16 from the side surface 14b of the light emitting layer 14 or an edge emitting LED (Light Emitting Diode) can be used.

図2(a)の発光素子11をLDとすると、発光層14の側面14bは、光共振器のミラー面とすることが好ましい。光ビーム16は、側面14bに垂直な光軸18に沿って広がりつつ放出される。光ビーム16の断面内の光強度分布は遠視野像(Far Field Pattern)で表す。遠視野像の半値全角を広がり角と呼ぶ。このうち、発光層14の表面14aに対して平行(または水平)方向の広がり角をθh、垂直方向の広がり角をθvで表すものとする。   When the light emitting element 11 in FIG. 2A is an LD, the side surface 14b of the light emitting layer 14 is preferably a mirror surface of an optical resonator. The light beam 16 is emitted while spreading along an optical axis 18 perpendicular to the side surface 14b. The light intensity distribution in the cross section of the light beam 16 is represented by a far field pattern. The full width at half maximum of the far-field image is called the spread angle. Of these, the spread angle in the parallel (or horizontal) direction to the surface 14a of the light emitting layer 14 is represented by θh, and the spread angle in the vertical direction is represented by θv.

LDの場合、垂直(長軸)方向では発光層14とクラッド層との間で屈折率を制御して光を閉じ込める。また、水平(短軸)方向では、リッジ導波路などを設け横方向のモードを制御する。このように、垂直方向と、水平方向では、光閉じ込め構造が異なる。一般に、発光層14は約0.1μmと薄い。一方で、リッジ導波路の幅は1μm以上である。このため、垂直方向広がり角θvは、フラウンホーファー回折の影響が大きく、通常、水平方向広がり角θhよりも大きくなる。例えば、垂直方向広がりは半値半角(θv/2)で15〜20度、水平方向広がりは半値半角(θh/2)で略5度などとなる。このように絞られた光ビーム16は、導光体20の入射面20aに効率よく入射させることができる。このため、少ない発光素子でも高い輝度を有する線状光源装置とすることができる。また、光ビーム16は、通常、側面14bにおいて、表面14aに平行な方向にTE波(Transverse Electric Wave)の電界成分を有しており、導光方向22に沿って進む。   In the case of LD, light is confined by controlling the refractive index between the light emitting layer 14 and the cladding layer in the vertical (long axis) direction. In the horizontal (short axis) direction, a ridge waveguide or the like is provided to control the lateral mode. Thus, the optical confinement structure differs between the vertical direction and the horizontal direction. In general, the light emitting layer 14 is as thin as about 0.1 μm. On the other hand, the width of the ridge waveguide is 1 μm or more. For this reason, the vertical spread angle θv is greatly influenced by Fraunhofer diffraction and is usually larger than the horizontal spread angle θh. For example, the vertical spread is 15 to 20 degrees at half-value half angle (θv / 2), and the horizontal spread is about 5 degrees at half-value half angle (θh / 2). The light beam 16 thus narrowed can be efficiently incident on the incident surface 20 a of the light guide 20. For this reason, it can be set as the linear light source device which has a high brightness | luminance with few light emitting elements. Further, the light beam 16 usually has a TE wave (Transverse Electric Wave) electric field component in a direction parallel to the surface 14 a on the side surface 14 b and travels along the light guide direction 22.

図2(b)に示すように、本明細書において、垂直面SVは、光ビーム16の光軸18を含み、発光層14の表面14aに対して垂直に交差する面と定義する。なお、LDの場合、垂直方向広がり方向は、光ファイバー90の発光点96において、長軸92の方向とすることができる。   As shown in FIG. 2B, in the present specification, the vertical plane SV is defined as a plane that includes the optical axis 18 of the light beam 16 and intersects the surface 14 a of the light emitting layer 14 perpendicularly. In the case of LD, the vertical spreading direction can be the direction of the long axis 92 at the light emitting point 96 of the optical fiber 90.

なお、図1(c)では、長軸92を含む直線は、蛍光体層30の表面30aと略平行であるが、蛍光体層30と交差しなければ平行でなくともよい。発光層14の表面14aに水平な光ビーム成分16h(図2(a)の鎖線)は広がり角が垂直な光ビーム成分16v(破線)よりも小さいので、第1の面20bに設けられた蛍光体層30に入射する回数が少ない。このため、光ビーム成分16hは、入射面20aとは反対の側の端面20dに至るまで光強度を高く保つことが容易であり、蛍光体層30を励起することができる。   In FIG. 1C, the straight line including the major axis 92 is substantially parallel to the surface 30a of the phosphor layer 30, but may not be parallel as long as it does not intersect the phosphor layer 30. The light beam component 16h (chain line in FIG. 2A) horizontal to the surface 14a of the light emitting layer 14 has a smaller divergence angle than the light beam component 16v (dashed line) perpendicular to the surface 14a, so that the fluorescence provided on the first surface 20b. The number of incidences on the body layer 30 is small. For this reason, the light beam component 16h can easily keep the light intensity high up to the end surface 20d opposite to the incident surface 20a, and can excite the phosphor layer 30.

他方、発光層14の表面14aに垂直な光ビーム成分16v(破線)の広がり角は大きいので、導光体20の側面20e、20fにより全反射される回数が多くなる。しかし、側面20e、20fには蛍光体層が設けられていないため、端面20d近傍まで光ビーム16vが到達可能である。すなわち、導光体20の入射面20aの近傍で蛍光体層30に過剰に吸収されることが抑制でき、導光方向22に沿ってバランスよく蛍光体層30を励起できる。   On the other hand, since the spread angle of the light beam component 16v (broken line) perpendicular to the surface 14a of the light emitting layer 14 is large, the number of times of total reflection by the side surfaces 20e and 20f of the light guide 20 increases. However, since the phosphor layers are not provided on the side surfaces 20e and 20f, the light beam 16v can reach the vicinity of the end surface 20d. That is, excessive absorption by the phosphor layer 30 in the vicinity of the incident surface 20 a of the light guide 20 can be suppressed, and the phosphor layer 30 can be excited in a well-balanced manner along the light guide direction 22.

図3は、第1および第2の実施形態にかかる線状光源装置の輝度分布を示すグラフ図である。
縦軸は相対輝度、横軸は入射面20aからの導光方向位置(mm)、である。なお、蛍光体層30の外側には白反射シートなどの反射材40、出射面20cには光拡散シートなどをそれぞれ設けている。このようにすると、光ビーム16が出射面20c以外から漏れることが抑制され、安全性を高めることが容易となる。なお、導光体20の断面サイズは2mm×2mmの矩形、導光方向22に沿った長さは100mmとした。
FIG. 3 is a graph showing the luminance distribution of the linear light source device according to the first and second embodiments.
The vertical axis represents relative luminance, and the horizontal axis represents the position (mm) in the direction of light guide from the incident surface 20a. A reflecting material 40 such as a white reflecting sheet is provided outside the phosphor layer 30, and a light diffusing sheet is provided on the emission surface 20c. If it does in this way, it will be suppressed that the light beam 16 leaks from other than the output surface 20c, and it will become easy to improve safety | security. In addition, the cross-sectional size of the light guide 20 was a rectangle of 2 mm × 2 mm, and the length along the light guide direction 22 was 100 mm.

第1およびの実施形態では、入射面20aの近傍と、導光体20の端面20dの近傍と、において輝度が極大となる。輝度極小値は、輝度最大値よりも25%小さかった。輝度を極小値と、端面20d側に生じた最大値と、の間に保てる導光方向22に沿った長さは、導光体20の長さの約88%であった。すなわち、輝度が均一であると言える。なお、図3は、蛍光体層30が黄色蛍光体の場合であるが、赤・緑色蛍光体であっても輝度を均一に保つことが容易である。   In the first and second embodiments, the luminance is maximized in the vicinity of the incident surface 20a and in the vicinity of the end surface 20d of the light guide 20. The minimum luminance value was 25% smaller than the maximum luminance value. The length along the light guide direction 22 that can keep the brightness between the minimum value and the maximum value generated on the end face 20d side was about 88% of the length of the light guide 20. That is, it can be said that the luminance is uniform. FIG. 3 shows the case where the phosphor layer 30 is a yellow phosphor, but it is easy to keep the luminance uniform even if the phosphor layer 30 is a red / green phosphor.

図4(a)は比較例にかかる線状光源装置の光ビームの広がりを示す模式図、図4(b)はその模式断面図、図4(c)は比較例にかかる線状光源装置の輝度分布を示すグラフ図、である。
導光体20の断面サイズは2mm×2mmの矩形、導光方向に沿った長さは100mmとした。光ビーム116の光軸を含み、発光層の表面に対する垂直面SSVは、蛍光体層30の表面30aに対して略垂直に交差する。すなわち、図2(b)の発光素子を90度回転して配置する。光ビーム116の垂直方向広がり角は、水平方向広がり角よりも大きいので、図4(b)のように、導光体20の入射面20aに近い領域で蛍光体層30に過剰に吸収されやすい。このため、光ビーム116は、導光体20の入射面20aに近い領域で多く吸収され、反対の側の端面20dに近い領域では蛍光体層を励起するのに十分な光強度を保つことができない。
4A is a schematic diagram showing the spread of the light beam of the linear light source device according to the comparative example, FIG. 4B is a schematic cross-sectional view thereof, and FIG. 4C is the linear light source device according to the comparative example. It is a graph which shows luminance distribution.
The cross-sectional size of the light guide 20 was a rectangle of 2 mm × 2 mm, and the length along the light guide direction was 100 mm. The vertical surface SSV including the optical axis of the light beam 116 and intersecting the surface 30 a of the phosphor layer 30 substantially perpendicularly intersects the surface 30 a of the phosphor layer 30. That is, the light emitting element of FIG. Since the vertical divergence angle of the light beam 116 is larger than the horizontal divergence angle, the phosphor layer 30 tends to be excessively absorbed in a region near the incident surface 20a of the light guide 20 as shown in FIG. . For this reason, the light beam 116 is largely absorbed in the region close to the incident surface 20a of the light guide 20, and in the region close to the opposite end face 20d, the light intensity sufficient to excite the phosphor layer can be maintained. Can not.

このため、輝度最大値BBMは入射面20aの側に生じ、入射面20aから離れるにしたがって徐々に低下した。すなわち、図4(c)のように、最大値BBMと最大値の75%との間の輝度を保つことができる導光方向の長さは、導光体20の長さの約24%と短く均一性の高い線状光源装置とすることが困難であった。   For this reason, the maximum luminance value BBM occurs on the incident surface 20a side, and gradually decreases as the distance from the incident surface 20a increases. That is, as shown in FIG. 4C, the length in the light guide direction that can maintain the luminance between the maximum value BBM and 75% of the maximum value is about 24% of the length of the light guide 20. It was difficult to make a short and highly uniform linear light source device.

図5(a)は第2の実施形態の第1変形例の線状光源装置の模式断面図、図5(b)は第2変形例の模式断面図、図5(c)は第3変形例の模式断面図、である。
導光体20の断面は、矩形でなくともよい。いずれの場合においても、蛍光体層30は、垂直面SVとは交差しないように設けられる。
5A is a schematic cross-sectional view of a linear light source device of a first modification of the second embodiment, FIG. 5B is a schematic cross-sectional view of the second modification, and FIG. 5C is a third modification. It is a schematic cross section of an example.
The cross section of the light guide 20 may not be rectangular. In any case, the phosphor layer 30 is provided so as not to intersect the vertical plane SV.

図5(a)において、出射面20cは、垂直面SVよりも上方の上方に向かって凸となる曲面とする。この場合、導光体20は、上方への出射光G2を集光可能な集光レンズとして作用し、輝度を高めることが容易となる。   In FIG. 5A, the emission surface 20c is a curved surface that protrudes upward above the vertical surface SV. In this case, the light guide 20 acts as a condensing lens that can collect the outgoing light G2 upward, and it is easy to increase the luminance.

図5(b)では、反射材40は、導光方向22に対して垂直な断面において、第1屈曲部40aおよび第2屈曲部40bを有する。蛍光体層30は、導光体20と第1屈曲部40aとの間に設けられた第1領域30bと、導光体20と第2屈曲部40bとの間に設けられ、第1領域30bと離間した第2領域30cと、を有する。光ビーム16および波長変換光32の反射方向は、第1屈曲部40aと第2屈曲部40bとにおいて異なる。すなわち、出射光G3は、配光方向の中心を2つ有する。この場合、出射面20cは、垂直面SVよりも上方の上方に向かって凸となる曲面とする。また、第1の面20bは、垂直面SVよりも下方の曲面とする。さらに、第1屈曲部40bと、第2屈折部40bと、の傾斜を変えると、配光方向を制御することができる。   In FIG. 5B, the reflector 40 has a first bent portion 40 a and a second bent portion 40 b in a cross section perpendicular to the light guide direction 22. The phosphor layer 30 is provided between the first region 30b provided between the light guide 20 and the first bent portion 40a, and between the light guide 20 and the second bent portion 40b, and the first region 30b. And a second region 30c spaced apart from each other. The reflection direction of the light beam 16 and the wavelength converted light 32 differs between the first bent portion 40a and the second bent portion 40b. That is, the outgoing light G3 has two centers in the light distribution direction. In this case, the emission surface 20c is a curved surface that protrudes upward above the vertical surface SV. The first surface 20b is a curved surface below the vertical surface SV. Furthermore, the light distribution direction can be controlled by changing the inclination of the first bent portion 40b and the second refracting portion 40b.

図5(c)では、導光体20の断面を三角形とする。出射光G4は、三角形の2つの辺の傾きに応じて配光特性の中心を2つ有する。なお、断面形状は三角形に限らず、多角形とすることができる。この場合、第1の面20bは三角形の底辺の側の面、出射面20cは底辺以外の2つの辺の側の面とする。   In FIG.5 (c), let the cross section of the light guide 20 be a triangle. The outgoing light G4 has two centers of light distribution characteristics according to the inclinations of the two sides of the triangle. The cross-sectional shape is not limited to a triangle and can be a polygon. In this case, the first surface 20b is a surface on the bottom side of the triangle, and the emission surface 20c is a surface on the two sides other than the bottom side.

図6(a)は第3の実施形態にかかる線状光源装置の模式斜視図、図6(b)はC−C線に沿った部分模式断面図、である。
線状光源装置は、発光装置10a、10bと、導光体20と、蛍光体層と、を少なくとも有している。
FIG. 6A is a schematic perspective view of the linear light source device according to the third embodiment, and FIG. 6B is a partial schematic cross-sectional view taken along the line CC.
The linear light source device includes at least light emitting devices 10a and 10b, a light guide 20, and a phosphor layer.

図6(a)のように、導光体20は、発光装置10aからの光ビーム16が入射する入射面20aと、導光方向22に延在した第1の面20bと、第1の面20bとは反対の側に設けられ導光方向22に延在した出射面20cと、入射面20aとは反対の側となり、発光装置10bからの光ビーム17が入射する端面20gと、を有する。導光体20は、光ビーム16および光ビーム17を反射しつつ、互いに反対方向に導光する。例えば発光層の表面に対して垂直方向に広がる光ビームは、16v、17vで示される。また、発光層の表面に対して平行方向に広がるビームは16h、17hで示される。   As illustrated in FIG. 6A, the light guide 20 includes an incident surface 20 a on which the light beam 16 from the light emitting device 10 a is incident, a first surface 20 b extending in the light guide direction 22, and a first surface. It has an exit surface 20c provided on the side opposite to 20b and extending in the light guide direction 22, and an end surface 20g on the side opposite to the entrance surface 20a on which the light beam 17 from the light emitting device 10b is incident. The light guide 20 guides the light beam 16 and the light beam 17 in opposite directions while reflecting the light beam 16 and the light beam 17. For example, a light beam that spreads in a direction perpendicular to the surface of the light emitting layer is indicated by 16v and 17v. Further, beams that spread in a direction parallel to the surface of the light emitting layer are indicated by 16h and 17h.

第3の実施形態では、導光体20の入射面20aに反射層が設けられず、端面20gにも反射層が設けられない。   In the third embodiment, no reflective layer is provided on the incident surface 20a of the light guide 20, and no reflective layer is provided on the end surface 20g.

蛍光体層は、導光体20の第1の面20bに接するように設けられ、第1の面20bを透過した光ビーム16、17を吸収し光ビーム16、17の波長よりも長い波長を有する波長変換光g2を放出可能である。光ビーム16の波長と、光ビーム17の波長と、は、実質的に同じであるものとする。   The phosphor layer is provided so as to be in contact with the first surface 20b of the light guide 20, absorbs the light beams 16, 17 transmitted through the first surface 20b, and has a wavelength longer than that of the light beams 16, 17. The wavelength-converted light g2 it has can be emitted. It is assumed that the wavelength of the light beam 16 and the wavelength of the light beam 17 are substantially the same.

光ビーム16および光ビーム17は、例えばLD光であり、図2(c)のようなFFPをそれぞれ有するものとする。図6(b)のように、光ビーム16は、ガウス分布を示し、強度分布I(θ)の広がり角度は、ランバート分布となる面発光素子の広がり角度よりも狭くできる。しかしながら、導光方向22に沿って進むにつれて、導光体20で反射される領域Sj(j=1、2、3・・・)が広がる。領域Sjにおける輝度は、領域Sj面積に反比例して低下する。すなわち、入射面20aからの距離zと共に輝度が低下する。   The light beam 16 and the light beam 17 are, for example, LD light and have FFPs as shown in FIG. As shown in FIG. 6B, the light beam 16 exhibits a Gaussian distribution, and the spread angle of the intensity distribution I (θ) can be made narrower than the spread angle of the surface light emitting element having a Lambertian distribution. However, the region Sj (j = 1, 2, 3,...) Reflected by the light guide 20 increases as the light guide direction 22 is advanced. The luminance in the region Sj decreases in inverse proportion to the area of the region Sj. That is, the luminance decreases with the distance z from the incident surface 20a.

図7(a)は垂直方向半値半角が15度、図7(b)は垂直方向半値半角が10度、図7(c)は垂直方向半値半角が5度、図7(d)は垂直方向半値半角が2度、の光ビームのFFPを示す。発光装置10a、10bがLDの場合、半値半角(θv/2)を15度以下とすることは容易である。このため、導光体20へ高い効率で入射可能である。   7A shows a vertical half-width of 15 degrees, FIG. 7B shows a vertical half-width of 10 degrees, FIG. 7C shows a vertical half-width of 5 degrees, and FIG. 7D shows a vertical direction. The FFP of a light beam with a half-value half angle of 2 degrees is shown. When the light emitting devices 10a and 10b are LDs, it is easy to set the half value half angle (θv / 2) to 15 degrees or less. For this reason, it can enter into the light guide 20 with high efficiency.

図8(a)はz方向の位置を正規化するための矩形断面導光体の単位長、図8(b)は円形出射面の導光体に単位長、を説明する模式断面図である。
蛍光体層30は、発光層の表面に対して垂直であり光ビームの光軸18を含む垂直面と交差しないように設けられる。例えば、図8(a)のように、垂直面は、蛍光体層30に対して略平行に設けることができる。また、図6(a)において、蛍光体層30は、導光体20の面20bに接しつつ、導光方向22に沿って均一に設けることができる。このようにすると、LDの光強度の略5%以上が波長変換光となるか、または、散乱光として出射面20cから放出され、線状光源装置としての要求輝度を満たすことができる。
FIG. 8A is a schematic cross-sectional view for explaining the unit length of the rectangular cross-section light guide for normalizing the position in the z direction, and FIG. 8B is a schematic cross-sectional view for explaining the unit length of the light guide on the circular emission surface. .
The phosphor layer 30 is provided so as to be perpendicular to the surface of the light emitting layer and not to intersect a vertical plane including the optical axis 18 of the light beam. For example, as shown in FIG. 8A, the vertical plane can be provided substantially parallel to the phosphor layer 30. In FIG. 6A, the phosphor layer 30 can be uniformly provided along the light guide direction 22 while being in contact with the surface 20 b of the light guide 20. In this way, approximately 5% or more of the light intensity of the LD becomes wavelength converted light, or is emitted as scattered light from the emission surface 20c, and can satisfy the required luminance as a linear light source device.

図8(a)は、図6(a)のA−A線に沿った模式断面図である。矩形断面導光体20の場合、入射面20aからの位置zは、導光体20の厚さTSの2分の1の長さをを用いて正規化する。また図8(b)の円形出射面の場合、入射面20aからの位置zは、出射面30cの円の直径であるTCの2分の1を用いて正規化する。   Fig.8 (a) is a schematic cross section along the AA line of Fig.6 (a). In the case of the rectangular cross-section light guide 20, the position z from the incident surface 20 a is normalized using a length that is ½ of the thickness TS of the light guide 20. 8B, the position z from the incident surface 20a is normalized using one half of TC, which is the diameter of the circle of the output surface 30c.

図9は、正規化位置zに対する励起光の輝度依存性を示すグラフ図である。すなわち、図9(a)は垂直方向半値半角(θv/2)が15度、図9(b)は垂直方向半値半角が10度、図9(c)は垂直方向半値半角が5度、図9(d)は垂直方向半値半角が2度、における相対輝度を示すグラフ図、である。
縦軸はシミュレーションにより求められた相対輝度、横軸は正規化位置zである。すなわち、位置z=0は入射面20a、位置z=500は端面20g、を示す。
FIG. 9 is a graph showing the luminance dependence of the excitation light with respect to the normalized position z. That is, FIG. 9A shows a vertical half-width (θv / 2) of 15 degrees, FIG. 9B shows a vertical half-width of 10 degrees, and FIG. 9C shows a vertical half-width of 5 degrees. 9 (d) is a graph showing the relative luminance when the vertical half-width is 2 degrees.
The vertical axis represents the relative luminance obtained by simulation, and the horizontal axis represents the normalized position z. That is, the position z = 0 indicates the incident surface 20a, and the position z = 500 indicates the end surface 20g.

光ビーム16はz=0から入射し、光ビーム17はz=500から入射する。光ビーム16による励起光の輝度を破線、光ビーム17による励起光の輝度を鎖線で示す。また。全体の輝度は、実線で示す。また、励起光の5%が蛍光体層30に吸収され、波長変換光を放出するものとする。   The light beam 16 enters from z = 0, and the light beam 17 enters from z = 500. The luminance of the excitation light by the light beam 16 is indicated by a broken line, and the luminance of the excitation light by the light beam 17 is indicated by a chain line. Also. The overall luminance is indicated by a solid line. Further, 5% of the excitation light is absorbed by the phosphor layer 30 and emits wavelength-converted light.

半値半角が15度である図9(a)の場合、入射面20a近傍および端面20dの近傍に輝度の最大値を生じる。また、中央部近傍に輝度の極小値を生じる。輝度の極小値は、最大値の略48%と低いので、線状光源として十分とは言えない。   In the case of FIG. 9A in which the half value half angle is 15 degrees, the maximum value of luminance is generated in the vicinity of the incident surface 20a and the end surface 20d. In addition, a minimum luminance value is generated near the center. Since the minimum value of luminance is as low as about 48% of the maximum value, it cannot be said to be sufficient as a linear light source.

他方、半値半角が10度である図9(b)の場合、輝度極小値は、最大値の略70%であり、均一となる。また、半値半角が5度である図9(c)の場合、輝度極小値は最大値の略93%とより均一とできる。すなわち、半値半角が5度近傍がより好ましい。   On the other hand, in the case of FIG. 9B in which the half value half angle is 10 degrees, the luminance minimum value is approximately 70% of the maximum value and becomes uniform. In the case of FIG. 9C where the half-width half angle is 5 degrees, the brightness minimum value can be made more uniform, approximately 93% of the maximum value. That is, the half value half angle is more preferably around 5 degrees.

半値半角が2度と狭い図9(d)の場合、輝度の最大値は、導光体20の中央近傍となる。入射面20aの近傍、および端面20gの近傍にそれぞれ僅かな極小を生じる。半値半角を2度よりも小さくすると、導光体20への入射角度精度を高めることが必要となる。また、光ビーム16、17が入射してから導光体20の面へ到達するまでの距離が長くなり、入射面20aおよび端面20dの近傍で輝度がさらに低下し始め、輝度が均一な位置zの範囲が狭くなる。このように、半値半角は、2度以上、10度以下、とすることが好ましい。   In the case of FIG. 9D where the half value half angle is as narrow as 2 degrees, the maximum value of the luminance is near the center of the light guide 20. A slight minimum occurs in the vicinity of the incident surface 20a and in the vicinity of the end surface 20g. If the half value half angle is smaller than 2 degrees, it is necessary to improve the accuracy of the incident angle to the light guide 20. Further, the distance from the incidence of the light beams 16 and 17 to the surface of the light guide 20 becomes longer, the luminance starts to further decrease in the vicinity of the incident surface 20a and the end surface 20d, and the luminance is at a uniform position z. The range of becomes narrower. Thus, it is preferable that the half value half angle is 2 degrees or more and 10 degrees or less.

なお、半値半角を小さくすれば輝度を均一とする位置zの範囲を広くできるので、発光装置10を一方の側のみに設けてもよい。例えば、図9(d)において、光ビーム16による励起光輝度(破線)が最大値の70%以上となる位置zの範囲は、20〜500と広いので線状光源装置として用いることができる。   Note that if the half-value half-angle is reduced, the range of the position z at which the luminance is uniform can be widened. Therefore, the light-emitting device 10 may be provided only on one side. For example, in FIG. 9D, the range of the position z where the excitation light luminance (broken line) by the light beam 16 is 70% or more of the maximum value is as wide as 20 to 500, so that it can be used as a linear light source device.

また、図9(c)において、励起光輝度が最大値の70%以上となる位置zの範囲は、10〜260であり、この範囲で均一な輝度の線状光源装置として用いることができる。さらに図9(b)において、励起光輝度が最大値の70%以上となる位置zの範囲は、0〜130であり、この範囲で均一な輝度の線状光源装置として用いることができる。   In FIG. 9C, the range of the position z where the excitation light luminance is 70% or more of the maximum value is 10 to 260, and can be used as a linear light source device with uniform luminance within this range. Further, in FIG. 9B, the range of the position z where the excitation light luminance is 70% or more of the maximum value is 0 to 130, and can be used as a linear light source device having uniform luminance within this range.

第1〜第3の実施形態およびこれらに付随した変形例にかかる線状光源装置を用いると、発光素子の光ビームを効率よく導光体へ入射可能であり、かつ輝度分布が均一な面線状状光源装置を得ることができる。また、発光素子としてLDを用いると、光ビームを効率よく導光体に導入できるので、発光素子の数が低減され線状光源装置の消費電力の低減が容易である。   When the linear light source device according to the first to third embodiments and the modifications associated therewith is used, the light beam of the light emitting element can be efficiently incident on the light guide, and the surface line has a uniform luminance distribution. A shaped light source device can be obtained. In addition, when an LD is used as a light emitting element, a light beam can be efficiently introduced into the light guide, so that the number of light emitting elements is reduced and the power consumption of the linear light source device can be easily reduced.

またこのような線状光源装置からの出射光G1、G2、G3、G4を面状の導光板の側面に沿って入射すると、面状光源装置とすることが容易である。このような面状光源装置は、画像表示装置のバックライト、高輝度照明装置、高輝度表示装置などに広く用いることができる。   Further, when the outgoing lights G1, G2, G3, and G4 from such a linear light source device are incident along the side surface of the planar light guide plate, it is easy to obtain a planar light source device. Such a planar light source device can be widely used for a backlight of an image display device, a high brightness illumination device, a high brightness display device, and the like.

以上、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかしながら、本発明は、これらの実施形態に限定されない。本発明を構成する導光体、蛍光体層、発光素子、反射材、などの材質、形状、サイズ、配置などに関して、当業者が各種設計変更を行ったものであっても、本発明の主旨を逸脱しない限り、本発明の範囲に包含される。   The embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments. Even if a person skilled in the art makes various design changes regarding the material, shape, size, arrangement, etc. of the light guide, phosphor layer, light emitting element, reflector, etc. constituting the present invention, the gist of the present invention Unless it deviates from, it is included in the scope of the present invention.

10 発光装置、11 発光素子、12 半導体積層体、14 発光層、14a 発光層の表面、14b 発光層の側面、16、16v、16h 光ビーム、17、17v、17h 光ビーム、18 光軸、20 導光体、20a 入射面、20b 第1の面、20c 出射面、20d、20g、 端面、20e 側面、20f 側面、22 導光方向、30 蛍光体層、30b 第1領域、30c 第2領域、40 反射材、40a 第1屈曲部、40b 第2屈曲部、50 反射層、90 光ファイバー、92 長軸、94 短軸、96 発光点、g1 光ビーム、g2 波長変換光、G1、G2、G3、G4 出射光、θv 垂直方向広がり角、θh 水平(または平行)方向広がり角、SV 光軸を含み発光層の表面に対する垂直面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Light emitting device, 11 Light emitting element, 12 Semiconductor laminated body, 14 Light emitting layer, 14a The surface of a light emitting layer, 14b The side surface of a light emitting layer, 16, 16v, 16h Light beam, 17, 17v, 17h Light beam, 18 Optical axis, 20 Light guide, 20a entrance surface, 20b first surface, 20c exit surface, 20d, 20g, end surface, 20e side surface, 20f side surface, 22 light guide direction, 30 phosphor layer, 30b first region, 30c second region, 40 reflective material, 40a first bent portion, 40b second bent portion, 50 reflective layer, 90 optical fiber, 92 long axis, 94 short axis, 96 emission point, g1 light beam, g2 wavelength converted light, G1, G2, G3, G4 outgoing light, θv vertical divergence angle, θh horizontal (or parallel) divergence angle, SV vertical plane with respect to light emitting layer surface including optical axis

Claims (9)

光ビームを放出可能な発光点であって、前記光ビームの断面は、長軸と、前記長軸に対して垂直であり前記長軸の長さ以下の長さを有する短軸と、を有する発光点と、
前記光ビームを導光可能な導光体であって、前記光ビームの入射面と、前記入射面の反対の側に設けられた前記導光体の端面と、導光方向に延在した第1の面と、前記第1の面とは反対の側に設けられ前記導光方向に延在した出射面と、を有する導光体と、
前記導光体の前記第1の面を透過した前記光ビームを吸収し前記光ビームの波長よりも長い波長を有する波長変換光を放出可能な蛍光体層であって、前記光ビームの前記断面において前記長軸を含む直線と交差しない蛍光体層と、
を備え、
前記光ビームおよび前記波長変換光は、前記出射面から出射可能であることを特徴とする線状光源装置。
A light emitting point capable of emitting a light beam, wherein the cross section of the light beam has a major axis and a minor axis perpendicular to the major axis and having a length equal to or less than the length of the major axis. Luminous point;
A light guide capable of guiding the light beam, the light beam incident surface, an end surface of the light guide provided on the opposite side of the light incident surface, and a light guide extending in the light guide direction A light guide having a surface of 1 and an emission surface provided on a side opposite to the first surface and extending in the light guide direction;
A phosphor layer capable of absorbing the light beam transmitted through the first surface of the light guide and emitting wavelength-converted light having a wavelength longer than the wavelength of the light beam, wherein the cross section of the light beam A phosphor layer that does not intersect with a straight line including the long axis,
With
The linear light source device characterized in that the light beam and the wavelength-converted light can be emitted from the emission surface.
前記発光点は、発光素子からの放出光を導光した光ファイバーの出射端面の領域の一部とされ、
前記放出光は前記発光層の表面に対して垂直な方向が前記長軸の延在する方向であることを特徴とする請求項1記載の線状光源装置。
The light emitting point is a part of the region of the exit end face of the optical fiber that guided the emitted light from the light emitting element,
2. The linear light source device according to claim 1, wherein a direction perpendicular to the surface of the light emitting layer is a direction in which the major axis extends.
前記発光点は、発光素子の発光層の側面の領域の一部とされ、
前記光ビームは、前記発光層の表面に対して垂直な方向が前記長軸の延在する方向であることを特徴とする請求項1記載の線状光源装置。
The light emitting point is a part of a side region of the light emitting layer of the light emitting element,
2. The linear light source device according to claim 1, wherein a direction perpendicular to the surface of the light emitting layer is a direction in which the major axis extends.
前記導光体の前記端面に設けられた反射層をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の線状光源装置。   The linear light source device according to claim 1, further comprising a reflective layer provided on the end face of the light guide. 前記導光体とは反対の側となる前記蛍光体層の面を覆うように設けられ、前記光ビームと前記波長変換光とを前記出射面に向けて反射可能な反射材をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の線状光源装置。   It further includes a reflective material that is provided so as to cover the surface of the phosphor layer on the side opposite to the light guide, and that can reflect the light beam and the wavelength-converted light toward the emission surface. The linear light source device according to claim 1, wherein: 前記反射材は、前記導光方向に対して垂直な断面において、第1屈曲部および第2屈曲部を有し、
前記蛍光体層は、前記導光体と前記第1屈曲部との間に設けられた第1領域と、前記導光体と前記第2屈曲部との間に設けられ、前記第1領域と離間した第2領域と、を有し、
前記光ビームおよび前記波長変換光の反射方向は、前記第1屈曲部と前記第2屈曲部において異なることを特徴とする請求項5記載の線状光源装置。
The reflector has a first bent portion and a second bent portion in a cross section perpendicular to the light guide direction,
The phosphor layer is provided between a first region provided between the light guide and the first bent portion, and between the light guide and the second bent portion, and the first region, A second region spaced apart,
The linear light source device according to claim 5, wherein reflection directions of the light beam and the wavelength-converted light are different between the first bent portion and the second bent portion.
前記導光体は、前記導光方向に対して垂直な断面において、矩形、多角形、前記出射面が凸となる形状、のいずれかであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の線状光源装置。   The said light guide is any one of a rectangle, a polygon, and the shape from which the said output surface becomes convex in the cross section perpendicular | vertical with respect to the said light guide direction, The any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned. The linear light source device according to one. 前記発光素子の前記垂直な方向への広がりは、半値半角において2度以上、10度以下であることを特徴とする請求項2または3に記載の線状光源装置。   4. The linear light source device according to claim 2, wherein a spread of the light emitting element in the vertical direction is not less than 2 degrees and not more than 10 degrees in a half value half angle. 前記発光素子は、第1の発光素子と、第2の発光素子と、を含み、
前記第1の発光素子の光ビームは、前記入射面から前記導光体へ導入され、
前記第2の発光素子の光ビームは、前記端面から前記導光体へ導入されることを特徴とする請求項8記載の線状光源装置。
The light emitting element includes a first light emitting element and a second light emitting element,
The light beam of the first light emitting element is introduced from the incident surface to the light guide,
The linear light source device according to claim 8, wherein the light beam of the second light emitting element is introduced into the light guide from the end face.
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