JP2016051617A

JP2016051617A - Luminaire

Info

Publication number: JP2016051617A
Application number: JP2014176633A
Authority: JP
Inventors: 圭一五味; Keiichi Gomi; 照雄渡邉; Teruo Watanabe; 渉小椋; Wataru Ogura
Original assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Current assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2014-08-29
Publication date: 2016-04-11
Anticipated expiration: 2034-08-29
Also published as: JP6379875B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-sized and inexpensive luminaire capable of obtaining annular illumination light having even brightness.SOLUTION: A luminaire 1 includes a laser light source part 10, and an annular ring to which beam light radiated from the laser light source part is made incident. The ring has a base ring part 41 and a diffusion ring part 42 inside the base ring part. The base ring part has a reflection surface 41a on its inner peripheral surface, and propagates incident beam light in an annular circumferential direction by repeatedly reflecting the beam light on the reflection surface. The diffusion ring part is provided oppositely to the reflection surface, and diffuses and reflects part of the beam light on the reflection surface. The diffused and reflected light is diffused at the diffusion ring part, and emitted.SELECTED DRAWING: Figure 1A

Description

本発明は、レーザビーム光を使用した照明装置に関する。 The present invention relates to an illumination device using laser beam light.

近年、レーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）を光源とした照明装置が開発されている。レーザを照明用光源として使用する場合、指向性の高いレーザビーム光（以下、ビーム光という）をそのまま使うのではなく、拡散光に一旦変換することで広い範囲を照明できるよう工夫が行われている。 In recent years, illumination devices using a laser diode (LD) as a light source have been developed. When a laser is used as a light source for illumination, a device is devised to illuminate a wide range by converting it into diffused light instead of using a highly directional laser beam light (hereinafter referred to as beam light) as it is. Yes.

例えば、特許文献１では、蛍光体を含有した円環状の導光管を用いた照明装置が提案されている。また、特許文献２では、光源部からの励起光を一方の端面から他方の端面に導くとともに、当該励起光を受けて波長変換光を発する蛍光体を含有するコアと、波長変換光と励起光との混合光の少なくとも一部を出射光として出射する光出射面をクラッド外周面に有するクラッドと、を含む蛍光ファイバーを備える照明装置が提案されている。 For example, Patent Document 1 proposes an illuminating device using an annular light guide tube containing a phosphor. Moreover, in patent document 2, while guiding the excitation light from a light source part to the other end surface from one end surface, the core containing the fluorescent substance which receives the said excitation light and emits wavelength conversion light, wavelength conversion light, and excitation light And a clad having a light emitting surface that emits at least part of the mixed light as emitted light on the outer peripheral surface of the clad.

特開２０１１−２４３５４９号公報JP 2011-243549 A 特開２００７−２５８４６６号公報JP 2007-258466 A

しかしながら、特許文献１及び特許文献２で提案された照明装置は、いずれも波長変換用の蛍光体を含有する光ファイバー、または導光管を必要とするため高価であるという問題がある。 However, the illuminating devices proposed in Patent Document 1 and Patent Document 2 both have a problem that they are expensive because they require an optical fiber containing a wavelength conversion phosphor or a light guide tube.

本発明の実施形態は、前記の点に鑑みてなされたものであり、小型かつ安価で、明るさが均一な環状照明光を得ることができる照明装置を提供する。 Embodiments of the present invention have been made in view of the above points, and provide a lighting device that is small, inexpensive, and capable of obtaining annular illumination light with uniform brightness.

前記課題を解決するために本発明の実施形態に係る照明装置は、レーザ光源部と、前記レーザ光源部から照射されたビーム光が入射する円環状のリングと、を備え、前記リングは、ベースリング部と当該ベースリング部の内側に拡散リング部とを有し、前記ベースリング部は、内周面に反射面を有し、入射した前記ビーム光を前記反射面によって繰り返し反射させることにより円環の周方向に伝搬させ、前記拡散リング部は、前記反射面に対向して設けられ、前記ビーム光の一部を前記反射面で拡散反射させ、前記拡散反射させた光は、前記拡散リング部で拡散させ、出射される構成である。 In order to solve the above-described problems, an illumination device according to an embodiment of the present invention includes a laser light source unit and an annular ring on which the beam light emitted from the laser light source unit is incident. A ring part and a diffusion ring part inside the base ring part, the base ring part has a reflecting surface on an inner peripheral surface, and the incident light beam is repeatedly reflected by the reflecting surface to make a circle. Propagating in the circumferential direction of the ring, the diffusing ring portion is provided opposite to the reflecting surface, and a part of the beam light is diffusely reflected by the reflecting surface, and the diffusely reflected light is reflected by the diffusing ring. In this configuration, the light is diffused at the part and emitted.

本発明の実施形態に係る照明装置によれば、ビーム光を円環状のリング内に導入し、内周面に設けた反射面によってビーム光を繰り返し反射させながら円環の周方向に伝搬させるとともに、反射面によって拡散反射されたビーム光の一部を拡散リング部によってさらに拡散させて外部に出射することができる。これにより、照明装置は、レーザ光源部とリングからなる簡易、小型かつ安価な簡易な構成で、明るさが均一な環状照明光を得ることができる。 According to the illumination device according to the embodiment of the present invention, the light beam is introduced into the annular ring and propagated in the circumferential direction of the circular ring while the light beam is repeatedly reflected by the reflection surface provided on the inner peripheral surface. A part of the beam light diffused and reflected by the reflecting surface can be further diffused by the diffusion ring part and emitted to the outside. Thereby, the illuminating device can obtain annular illumination light having uniform brightness with a simple, small, and inexpensive configuration including the laser light source unit and the ring.

本発明の実施形態に係る照明装置の構成を一部断面にして模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the structure of the illuminating device which concerns on embodiment of this invention in a partial cross section. 本発明の実施形態に係る照明装置のレーザ光源部からビーム光を入射する穴部の構成を一部断面にして模式的に拡大して示す斜視図である。It is a perspective view which expands the structure of the hole part which injects a beam light from the laser light source part of the illuminating device which concerns on embodiment of this invention, and expands it partially in a model. 本発明の実施形態に係る照明装置におけるリングの構成を示す斜視図であり、図１ＡのＡ部拡大図である。It is a perspective view which shows the structure of the ring in the illuminating device which concerns on embodiment of this invention, and is the A section enlarged view of FIG. 1A. 本発明の実施形態に係る照明装置におけるリング内に伝搬されるビーム光の状況を模式的に示した図１ＡのＢ部拡大図である。It is the B section enlarged view of FIG. 1A which showed typically the condition of the beam light propagated in the ring in the illuminating device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る照明装置において、リング内に導入されたビーム光の反射の状況を説明するための概念図である。In the illuminating device which concerns on embodiment of this invention, it is a conceptual diagram for demonstrating the condition of reflection of the beam light introduced in the ring.

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための照明装置を例示するものである。したがって、本発明は、以下に示す実施の形態において照明装置を以下のものに特定しない。特に、実施の形態に記載されている各部材の寸法、材質、形状、その相対的配置などは特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。また、以下の説明において参照する図面は、本発明を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係などが誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、以下の説明では、同一の名称及び符号については原則として同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略することとする。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, embodiment shown below illustrates the illuminating device for actualizing the technical idea of this invention. Therefore, the present invention does not specify the lighting device as described below in the embodiment described below. In particular, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the members described in the embodiments are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. It is just an example. In addition, the drawings referred to in the following description schematically show the present invention, and therefore the scale, spacing, positional relationship, etc. of each member are exaggerated, or some of the members are not shown. There is a case. Moreover, in the following description, the same name and code | symbol indicate the same or the same member in principle, and detailed description is abbreviate | omitted suitably.

照明装置１は、環状の照明光を生成するためのものである。照明装置１は、図１Ａに示すように、レーザ光源部１０と、コリメートレンズ２０と、中空パイプ３０と、リング４０と、を備えている。 The lighting device 1 is for generating annular illumination light. As illustrated in FIG. 1A, the illumination device 1 includes a laser light source unit 10, a collimator lens 20, a hollow pipe 30, and a ring 40.

レーザ光源部１０は、図１Ａに示すように、後記するリング４０にビーム光ＢＬ（図３参照）を照射するものである。レーザ光源部１０の具体的構成は、ビーム光ＢＬを照射できるものであれば特に限定されないが、例えば基板と、当該基板上に固定されたレーザダイオードと、当該レーザダイオードの駆動時における熱を放熱するためのヒートシンクなどから構成することができる。レーザ光源部１０は、図１Ａに示すように中空パイプ３０と接続され、当該中空パイプ３０を介してリング４０内にビーム光ＢＬを導入する。なお、レーザ光源部１０は、キャップに形成したスリット（図示せず）を介してビーム光ＢＬを出射することで、ビーム径を制御するようにしても構わない。なお、本発明の実施形態によれば、ビーム光は、レーザ光と同義であり、レーザ光との表現に置き換えることができる。 As shown in FIG. 1A, the laser light source unit 10 irradiates a ring 40, which will be described later, with a light beam BL (see FIG. 3). The specific configuration of the laser light source unit 10 is not particularly limited as long as it can irradiate the beam light BL. For example, the substrate, the laser diode fixed on the substrate, and the heat radiated when the laser diode is driven are dissipated. It can be composed of a heat sink or the like. As shown in FIG. 1A, the laser light source unit 10 is connected to the hollow pipe 30, and introduces the beam light BL into the ring 40 through the hollow pipe 30. The laser light source unit 10 may control the beam diameter by emitting the beam light BL through a slit (not shown) formed in the cap. According to the embodiment of the present invention, the beam light is synonymous with the laser light, and can be replaced with an expression of the laser light.

コリメートレンズ２０は、レーザ光源部１０から出射されたビーム光ＢＬを平行光にするものである。コリメートレンズ２０の具体的構成は、ビーム光ＢＬを平行化（コリメート）できるものであれば特に限定されないが、例えば平凸レンズ、あるいは、複合レンズなどを用いることができる。なお、コリメートレンズ２０は、ここでは図１Ａに示すように、レーザ光源部１０の内部に設けたものを一例として図示したが、コリメートレンズ２０の具体的な配置位置は特に限定されず、レーザ光源部１０の外部（例えばレーザ光源部１０と中空パイプ３０の間）に設けても構わない。なお、コリメートレンズ２０を用いてビーム光ＢＬを平行化することで、ビーム光ＢＬの幅を狭くできるとともに、照射距離を長くすることができる。 The collimating lens 20 converts the beam light BL emitted from the laser light source unit 10 into parallel light. The specific configuration of the collimating lens 20 is not particularly limited as long as it can collimate the beam light BL. For example, a plano-convex lens or a compound lens can be used. Here, as shown in FIG. 1A, the collimating lens 20 is shown as an example provided inside the laser light source unit 10, but the specific arrangement position of the collimating lens 20 is not particularly limited, and the laser light source You may provide outside the part 10 (for example, between the laser light source part 10 and the hollow pipe 30). In addition, by collimating the beam light BL using the collimating lens 20, the width of the beam light BL can be reduced and the irradiation distance can be increased.

中空パイプ３０は、レーザ光源部１０から出射されたビーム光ＢＬをリング４０内に導入するためのものである。この中空パイプ３０は、ビーム光ＢＬの直径と等しいか広い径の円筒状に形成されている。中空パイプ３０は、図１Ａに示すように、その一端がレーザ光源部１０に接続され、その他端がリング４０に接続されている。 The hollow pipe 30 is for introducing the beam light BL emitted from the laser light source unit 10 into the ring 40. The hollow pipe 30 is formed in a cylindrical shape having a diameter equal to or wider than the diameter of the beam light BL. As shown in FIG. 1A, the hollow pipe 30 has one end connected to the laser light source unit 10 and the other end connected to the ring 40.

リング４０は、レーザ光源部１０から出射されたビーム光ＢＬが入射されるものである。リング４０は、図１Ａに示すように円環状に形成され、内部に導入されたビーム光ＢＬが当該円環の周方向に伝搬することで、円環状の照明光を出射するように構成されている。リング４０は、具体的には図２Ａ及び図２Ｂに示すように、ベースリング部４１と、その内側に設けられた拡散リング部４２と、を備え、中空のリングを構成している。 The ring 40 receives the light beam BL emitted from the laser light source unit 10. The ring 40 is formed in an annular shape as shown in FIG. 1A, and is configured to emit annular illumination light when the light beam BL introduced therein propagates in the circumferential direction of the annular shape. Yes. Specifically, as shown in FIGS. 2A and 2B, the ring 40 includes a base ring portion 41 and a diffusion ring portion 42 provided on the inside thereof, and constitutes a hollow ring.

ベースリング部４１は、リング形状を保持するとともに、ビーム光ＢＬの反射及び拡散をするためのものである。ベースリング部４１は、図１Ａに示すように、リング４０の外周側を構成し、円環状に形成されている。また、ベースリング部４１は、リング形状の中心軸方向について、ビーム光ＢＬの直径と等しいか広い幅で形成されており、図２Ａに示すように、内周面に反射面４１ａが設けられている。すなわち、ベースリング部４１は、それ自体が反射性を有する材料で形成されるか、または内周面（ここでは全面）に反射性を有する材料が設けられている。反射面４１ａを構成する材料としては、例えばアルミニウム、錫、銀、亜鉛、マグネシウム、白金などを用いることができる。 The base ring portion 41 is for holding the ring shape and reflecting and diffusing the beam light BL. As shown in FIG. 1A, the base ring portion 41 constitutes the outer peripheral side of the ring 40 and is formed in an annular shape. Further, the base ring portion 41 is formed with a width equal to or wider than the diameter of the beam light BL in the ring-shaped central axis direction, and as shown in FIG. 2A, a reflection surface 41a is provided on the inner peripheral surface. Yes. That is, the base ring part 41 itself is formed of a material having reflectivity, or a material having reflectivity is provided on the inner peripheral surface (here, the entire surface). As a material constituting the reflecting surface 41a, for example, aluminum, tin, silver, zinc, magnesium, platinum or the like can be used.

反射面４１ａは、レーザ光源部１０から中空パイプ３０を介して入射したビーム光ＢＬを繰り返し反射し、ベースリング部４１の円環の周方向に伝搬させるものである。ここで、反射面４１ａは、１００％の完全反射面ではなく、入射光の数％は拡散する。すなわち、反射面４１ａに入射するビーム光ＢＬは、鏡面反射成分（９０％以上）と拡散反射成分（数％程度）とを有しており、反射面４１ａは、ビーム光ＢＬの大部分をベースリング部４１の円環の周方向に反射すると同時に、ビーム光ＢＬの一部分を拡散反射する。そして、反射面４１ａは、後記するように、ビーム光ＢＬの鏡面反射成分がベースリング部４１を少なくとも１周するように形成されている。なお、反射面４１ａによるビーム光ＢＬの反射の詳細については後記する。 The reflection surface 41 a repeatedly reflects the beam light BL incident from the laser light source unit 10 through the hollow pipe 30 and propagates it in the circumferential direction of the ring of the base ring unit 41. Here, the reflection surface 41a is not a 100% complete reflection surface, and several percent of incident light diffuses. That is, the beam light BL incident on the reflection surface 41a has a specular reflection component (90% or more) and a diffuse reflection component (about several percent), and the reflection surface 41a is based on most of the beam light BL. While reflecting in the circumferential direction of the ring of the ring part 41, a part of the beam light BL is diffusely reflected. The reflection surface 41a is formed so that the specular reflection component of the light beam BL goes around the base ring portion 41 at least once as described later. Details of the reflection of the light beam BL by the reflecting surface 41a will be described later.

ここで、ベースリング部４１は、図１Ａに示すように、反射面４１ａに穴部Ｈが形成され、外部のレーザ光源部１０からビーム光ＢＬを導入できるように構成されている。図１Ｂに示すように、穴部Ｈは、ビーム光ＢＬのビーム径に合わせて、幅方向において反射面４１ａの一部を切欠いて形成されている。したがって、穴部Ｈの開口する位置に隣接する部分には、反射面４１ａが他の部分よりも狭い幅で残存している状態となる。すなわち、穴部Ｈの幅方向にも反射面４１ａを有する。この穴部Ｈからビーム光ＢＬが反射面４１ａに入射してベースリング部４１を１周すると、最初の入射位置側に戻る。そのため、一周したビーム光ＢＬが穴部Ｈから漏出しないようにビーム光ＢＬを斜めに入射させるように構成している。したがって、穴部Ｈから入射したビーム光ＢＬは、反射面４１ａを螺旋状に伝搬する。つまり、穴部Ｈから入射したビーム光ＢＬは、反射面４１ａを一周以上伝搬することができるように、ビーム光ＢＬを、反射面４１ａに対して斜めに入射させ反射面４１ａを螺旋状に伝搬させている。なお、斜めに入射させるとは、光軸を反射面４１ａの長手方向における中心線に対して傾斜させることである。 Here, as shown in FIG. 1A, the base ring part 41 is configured such that a hole H is formed in the reflection surface 41 a and the light beam BL can be introduced from the external laser light source part 10. As shown in FIG. 1B, the hole H is formed by cutting out a part of the reflection surface 41a in the width direction in accordance with the beam diameter of the light beam BL. Therefore, in the part adjacent to the position where the hole H is opened, the reflection surface 41a remains in a narrower width than the other part. That is, the reflecting surface 41 a is also provided in the width direction of the hole H. When the beam light BL is incident on the reflecting surface 41a from the hole H and goes around the base ring portion 41, it returns to the first incident position side. Therefore, the light beam BL is configured to be incident obliquely so that the light beam BL that has made one round does not leak from the hole H. Therefore, the beam light BL incident from the hole H propagates spirally on the reflecting surface 41a. In other words, the beam light BL incident from the hole H is incident obliquely on the reflection surface 41a and propagates in the reflection surface 41a in a spiral manner so that the beam light BL can propagate through the reflection surface 41a more than once. I am letting. In addition, making it enter diagonally means making an optical axis incline with respect to the centerline in the longitudinal direction of the reflective surface 41a.

このように構成することで、図２Ｂに示すように、穴部Ｈから入射したビーム光ＢＬ０がベースリング部４１を１周伝搬し、その後のビーム光ＢＬ１が反射面４１ａの幅方向にずれて螺旋軌道で伝搬し、さらに周回するように反射面４１ａを反射して進む。そして、ビーム光ＢＬ０,ＬＢ１は、反射面４１ａで反射するときに拡散する拡散光を均等に出射することになる。ここで、ビーム光ＢＬの直径を５ｍｍ、ベースリング部４１の直径（内径）を１４０ｍｍと仮定した場合、反射面４１ａに対するビーム光ＢＬの入射角度は、例えば０．３３度に設定することが好ましい。 With this configuration, as shown in FIG. 2B, the light beam BL0 incident from the hole H propagates once around the base ring 41, and the subsequent light beam BL1 shifts in the width direction of the reflecting surface 41a. It propagates in a spiral orbit and travels by reflecting off the reflecting surface 41a so as to go around. The light beams BL0 and LB1 uniformly emit diffused light that diffuses when reflected by the reflecting surface 41a. Here, assuming that the diameter of the beam light BL is 5 mm and the diameter (inner diameter) of the base ring portion 41 is 140 mm, the incident angle of the beam light BL with respect to the reflection surface 41a is preferably set to 0.33 degrees, for example. .

以下、図３を参照しながらリング４０のベースリング部４１に導入されたビーム光ＢＬの反射の詳細について説明する。ここで、レーザダイオードを光源とし、コリメートレンズ２０を通過したビーム光ＢＬは、平行光線に近似することができ、例えば数ｍｍの直径を持つものが知られている。このようなビーム光ＢＬの直径の定義は一定ではないが、ビームプロファイルは正規分布として扱われることが知られているため、ここではその標準偏差をσとし、ビーム中心に対して±２σ、すなわち４σの幅（直径）を有するものとして考える。 Hereinafter, the details of the reflection of the light beam BL introduced into the base ring portion 41 of the ring 40 will be described with reference to FIG. Here, the light beam BL having passed through the collimating lens 20 using a laser diode as a light source can be approximated to a parallel light beam, for example, having a diameter of several mm. Although the definition of the diameter of the beam light BL is not constant, it is known that the beam profile is treated as a normal distribution. Therefore, here, the standard deviation is σ, and ± 2σ with respect to the beam center, that is, Consider a width (diameter) of 4σ.

そして、例えば図３に示すビーム光ＢＬの直径を５ｍｍ、ベースリング部４１の直径（内径）を１４０ｍｍとし、ビーム光ＢＬの直径の上下方向における中心の入射位置を、ベースリング部４１の接線から平行に５ｍｍだけベースリング部４１の中心方向（ここでは上方向）に平行移動した点とする。 For example, the diameter of the beam light BL shown in FIG. 3 is 5 mm, the diameter (inner diameter) of the base ring portion 41 is 140 mm, and the center incident position in the vertical direction of the diameter of the beam light BL is from the tangent line of the base ring portion 41. It is assumed that the point is parallelly moved by 5 mm in the center direction of the base ring portion 41 (upward here).

ビーム光ＢＬとベースリング部４１とをこのような配置関係とした場合、ベースリング部４１に導入されたビーム光ＢＬが最初に内周面の反射面４１ａに入射する角度（反射面４１ａの法線とのなす角）は、ビーム光ＢＬの直径の上下方向における下端（図３における実線）で約７５度（角度θ１）、ビーム光ＢＬの直径の上下方向における中心（図３における一点鎖線）で約６８度（角度θ２）、ビーム光ＢＬの直径の上下方向における上端（図３における破線）で約６３度（角度θ３）、となる。 When the beam light BL and the base ring portion 41 have such an arrangement relationship, the angle at which the beam light BL introduced into the base ring portion 41 first enters the reflection surface 41a on the inner peripheral surface (the method of the reflection surface 41a). The angle formed by the line is about 75 degrees (angle θ1) at the lower end of the beam light BL in the vertical direction (solid line in FIG. 3), and the center of the beam light BL in the vertical direction (dashed line in FIG. 3). Is about 68 degrees (angle θ2), and the upper end (dashed line in FIG. 3) of the diameter of the light beam BL is about 63 degrees (angle θ3).

このように平行なビーム光ＢＬが円弧状の反射面４１ａに入射する場合、図３に示すように、ビーム光ＢＬの光線の位置によって入射角θ１，θ２，θ３がそれぞれ異なり、反射面４１ａで反射されたビーム光ＢＬはベースリング部４１の周方向に拡がり角を持つことになる。そして、図３に示すように、反射を繰り返すごとにその拡がり角が大きくなるため、円環状の反射面４１ａ全体にビーム光ＢＬが照射されることになる。 When the parallel light beams BL are incident on the arc-shaped reflecting surface 41a, the incident angles θ1, θ2, and θ3 are different depending on the position of the light beam BL, as shown in FIG. The reflected light beam BL has a divergence angle in the circumferential direction of the base ring portion 41. As shown in FIG. 3, since the divergence angle increases every time reflection is repeated, the light beam BL is irradiated onto the entire annular reflection surface 41a.

ここで、前記したビーム光ＢＬの直径、ベースリング部４１の直径などの数値は一例であり、具体的な条件に合わせて適宜調整可能である。また、図３では、ビーム光ＢＬがベースリング部４１の反射面４１ａに入射した後の２回目の反射までを示しており、それ以降の反射については図示を省略している。実際には、反射面４１ａに入射したビーム光ＢＬは、その拡がり角を拡大させながら反射面４１ａによって反射を繰り返し、円環の周方向に少なくとも１周以上伝搬されることになる。ここで、反射面４１ａの反射率を調整すること、及び、入力するビーム光の強度を調整することで、ビーム光ＢＬを１周伝搬させることが可能となる。 Here, the numerical values such as the diameter of the beam light BL and the diameter of the base ring portion 41 are examples, and can be appropriately adjusted according to specific conditions. Further, FIG. 3 shows the second reflection after the beam light BL is incident on the reflection surface 41a of the base ring portion 41, and the subsequent reflection is not shown. Actually, the light beam BL incident on the reflecting surface 41a is repeatedly reflected by the reflecting surface 41a while expanding its divergence angle, and propagates at least one round in the circumferential direction of the ring. Here, by adjusting the reflectance of the reflecting surface 41a and adjusting the intensity of the input beam light, the beam light BL can be propagated once.

なお、反射面４１ａで反射を繰り返しながらリング４０内を周回するビーム光ＢＬは、常に反射面４１ａの幅方向における同じ位置で周方向に伝搬するのではなく、リング４０内を周回するごとに位置が変化する。すなわち、図２Ｂに示すように、最初に反射面４１ａの幅方向の手前側の位置でビーム光ＢＬ０が入射した場合、１周伝搬する過程で反射面４１ａの幅方向の奥側に移動し、２周目はビーム光ＢＬ１の位置となる。このように、リング４０内に導入されたビーム光ＢＬは、反射面４１ａの幅方向に移動しながら螺旋状に伝搬することになる。 The light beam BL that circulates in the ring 40 while being repeatedly reflected by the reflecting surface 41a does not always propagate in the circumferential direction at the same position in the width direction of the reflecting surface 41a, but is positioned every time it circulates in the ring 40. Changes. That is, as shown in FIG. 2B, when the beam light BL0 first enters at the position on the near side in the width direction of the reflection surface 41a, the light beam BL0 moves to the back side in the width direction of the reflection surface 41a in the course of one round propagation, The second round is the position of the beam light BL1. Thus, the light beam BL introduced into the ring 40 propagates in a spiral shape while moving in the width direction of the reflecting surface 41a.

また、レーザダイオードを光源とし、コリメートレンズ２０を通過してリング４０に入射したビーム光ＢＬ０は、図２Ｂに示すように楕円状の断面を有しているが、リング４０内を周回するごとにアスペクト比が変化し、幅方向に太くなって行く。つまり、ビーム光ＢＬは、縦方向と横方向とで発散角が異なる。したがって、光軸に対称なレンズを用いて縦横両方向ともにコリメート（平行化）できない。本例では、縦方向に平行化しているため、横方向に徐々に広がることとなる。 Further, the light beam BL0 that has entered the ring 40 through the collimating lens 20 using a laser diode as a light source has an elliptical cross section as shown in FIG. The aspect ratio changes and becomes thicker in the width direction. That is, the divergence angle of the light beam BL differs between the vertical direction and the horizontal direction. Therefore, it cannot be collimated (parallelized) in both the vertical and horizontal directions using a lens that is symmetric with respect to the optical axis. In this example, since it is parallel to the vertical direction, it gradually spreads in the horizontal direction.

さらに、照明装置１のその他の構成について説明する。拡散リング部４２は、ビーム光ＢＬを拡散して出射するためのものである。本発明の実施形態でいう拡散は、広義には、リングに入射した光が広がって外部に出射するものであり、屈折等による光の広がりを含むものであり、狭義には、拡散材や蛍光体や顔料などの添加剤を含み、添加剤により拡散して外部に出射するものである。拡散リング部４２は、図１Ａに示すように、リング４０の内周側を構成し、円環状に形成されている。また、拡散リング部４２は、図２Ａに示すように、四角筒の一部が開口した断面に形成され、反射面４１ａに対向して設けられている。そして、拡散リング部４２は、反射面４１ａに対向する側が開口して当該反射面４１ａ全体を覆い、ベースリング部４１と一体となることで、一つの四角筒状の円環を形成している。拡散リング部４１は、四角筒の一部が開口した断面に限定されず、円筒、楕円形の筒、多角形状の筒の一部が開口した断面をもつ筒状であってもよい。拡散リング部４１の材料としては、たとえばアクリル、塩ビ、ＡＢＳ、ポリエチレン等の少なくとも光が透過する材料が用いられる。また、たとえばこれらの材料は、蛍光体、ＴｉＯ₂などの拡散もしくは白色化のための添加剤、あるいは各種の色をだす顔料などを含むか、これらを表面に有することができる。 Furthermore, the other structure of the illuminating device 1 is demonstrated. The diffusion ring portion 42 is for diffusing and emitting the beam light BL. The diffusion referred to in the embodiment of the present invention broadly means that the light incident on the ring spreads and exits to the outside, and includes the spread of light due to refraction or the like. It contains additives such as body and pigment, diffuses by the additives and emits to the outside. As shown in FIG. 1A, the diffusion ring portion 42 constitutes the inner peripheral side of the ring 40 and is formed in an annular shape. Further, as shown in FIG. 2A, the diffusing ring portion 42 is formed in a cross section in which a part of the square tube is opened, and is provided to face the reflecting surface 41a. The diffusion ring portion 42 opens on the side facing the reflection surface 41a, covers the entire reflection surface 41a, and is integrated with the base ring portion 41, thereby forming one square cylindrical ring. . The diffusion ring portion 41 is not limited to a cross section in which a part of a square cylinder is opened, and may be a cylinder, an elliptical cylinder, or a cylinder having a cross section in which a part of a polygonal cylinder is opened. As a material of the diffusion ring portion 41, for example, a material that transmits at least light, such as acrylic, polyvinyl chloride, ABS, polyethylene, or the like is used. In addition, for example, these materials may contain phosphors, TiO ₂ or other additives for diffusion or whitening, or pigments having various colors, or may have these on the surface.

拡散リング部４２は、ビーム光ＢＬを異なる波長の光に波長変換する波長変換部材、具体的には蛍光体を含有してもよい。あるいは、拡散リング部４２は、その表面に波長変換部材を塗布してもよい。例えば、前記したレーザ光源部１０として青色のレーザダイオードを用い、波長変換部材として黄色の蛍光体を用いることで、白色照明光を得ることができる。ただし、拡散リング部４２は、入射したビーム光ＢＬをさらに拡散させて照明光として利用するためのものであり、必ずしも波長変換を行う必要はないため、蛍光体を含有させるあるいは塗布するか否かは条件に応じて適宜選択することができる。このような構成を備える拡散リング部４２は、反射面４１ａによって拡散反射されたビーム光ＢＬが入射し、当該ビーム光ＢＬをさらに拡散しながら外部に出射する。これにより拡散リング部４２全体が発光し、環状照明光を得ることができる。 The diffusing ring portion 42 may contain a wavelength conversion member that converts the wavelength of the light beam BL into light of a different wavelength, specifically, a phosphor. Or the diffusion ring part 42 may apply | coat a wavelength conversion member to the surface. For example, white illumination light can be obtained by using a blue laser diode as the laser light source unit 10 and using a yellow phosphor as the wavelength conversion member. However, the diffusing ring part 42 is for further diffusing the incident light beam BL and using it as illumination light, and it is not always necessary to perform wavelength conversion, so whether or not the phosphor is contained or applied. Can be appropriately selected depending on the conditions. In the diffusing ring portion 42 having such a configuration, the light beam BL diffused and reflected by the reflecting surface 41a is incident and emitted to the outside while further diffusing the light beam BL. As a result, the entire diffusing ring portion 42 emits light, and annular illumination light can be obtained.

ここで、照明装置１は、反射面４１ａによって鏡面反射を繰り返して伝搬されるビーム光ＢＬが、前記した拡散リング部４２に当たらないように、ビーム光ＢＬを反射面４１ａに向かって入射させる。すなわち、照明装置１においては、ベースリング部４１にビーム光ＢＬを導入する際に、拡散リング部４２にビーム光ＢＬの鏡面反射成分が入射しないように、ビーム光ＢＬの直径、ベースリング部４１の直径、ベースリング部４１への入射角度などを調整する。 Here, the illuminating device 1 makes the light beam BL incident on the reflective surface 41a so that the light beam BL propagated by repeated specular reflection by the reflective surface 41a does not hit the diffusion ring portion 42 described above. That is, in the illuminating device 1, when the beam light BL is introduced into the base ring part 41, the diameter of the beam light BL and the base ring part 41 are set so that the specular reflection component of the beam light BL does not enter the diffuser ring part 42. And the incident angle to the base ring portion 41 are adjusted.

以上の構成を備える照明装置１によれば、ビーム光ＢＬを円環状のリング４０内に導入し、内周面に設けた反射面４１ａによってビーム光ＢＬを繰り返し反射させながら円環の周方向に伝搬させるとともに、反射面４１ａによって拡散反射されたビーム光ＢＬを拡散リング部４２によってさらに拡散させて外部に出射させることができる。これにより、照明装置１は、レーザ光源部１０とリング４０からなる簡易、小型かつ安価な構成で、明るさが均一な環状照明光を得ることができる。 According to the illuminating device 1 having the above configuration, the light beam BL is introduced into the annular ring 40, and the light beam BL is repeatedly reflected by the reflecting surface 41a provided on the inner peripheral surface in the annular circumferential direction. While propagating, the light beam BL diffused and reflected by the reflecting surface 41a can be further diffused by the diffusion ring portion 42 and emitted to the outside. Thereby, the illuminating device 1 can obtain annular illumination light having a uniform brightness with a simple, small, and inexpensive configuration including the laser light source unit 10 and the ring 40.

なお、照明装置１は、内側に向かって光を照射するものであるため、例えば、拡散リング部４２の内側に、拡散リング部４２から支持手段を介して図示しないオブジェを設けることもできる。そして、支持したオブジェは、その外周に光を反射する鏡面やあるいは蛍光体を設けることで、拡散リング部４２からの光を反射して陰影によりその外形を際立たせ、装飾的効果を高めて表示することができる。 In addition, since the illuminating device 1 irradiates light toward the inner side, for example, an object (not shown) can be provided inside the diffusing ring part 42 from the diffusing ring part 42 via a support means. The supported object is provided with a mirror surface or a phosphor that reflects light on its outer periphery, and reflects the light from the diffuser ring portion 42 to highlight its outer shape by shading and enhance the decorative effect. can do.

以上、照明装置１について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、例えば、照明装置１は、図１Ａに示すように、ベースリング部４１の反射面４１ａにビーム光ＢＬを導入するための穴部Ｈが形成されていたが、当該穴部Ｈの位置、すなわちビーム光ＢＬをリング４０内に導入する位置は特に限定されない。穴部Ｈは、例えば拡散リング部４２に形成されていてもよい。この場合、拡散リング部４２の側面、すなわち拡散リング部４２において反射面４１ａと対向する開口部の両壁の一方に穴部Ｈを形成し、ビーム光ＢＬをリング４０内に導入する構成とすることができる。 As described above, the lighting device 1 has been specifically described with reference to the embodiments for carrying out the invention. For example, the lighting device 1 introduces the light beam BL into the reflection surface 41a of the base ring portion 41 as shown in FIG. 1A. However, the position of the hole H, that is, the position where the light beam BL is introduced into the ring 40 is not particularly limited. The hole H may be formed in the diffusion ring part 42, for example. In this case, a hole H is formed in one of the side surfaces of the diffusing ring portion 42, that is, both walls of the opening facing the reflecting surface 41a in the diffusing ring portion 42, and the beam light BL is introduced into the ring 40. be able to.

また、前記した照明装置１はコリメートレンズ２０を備えていたが、照明装置１が少なくともビーム光ＢＬをリング４０内に導入できればなくてもよい。 Moreover, although the above-described illumination device 1 includes the collimating lens 20, the illumination device 1 may not be required as long as the illumination device 1 can introduce at least the beam light BL into the ring 40.

１照明装置
１０レーザ光源部
２０コリメートレンズ
３０中空パイプ
４０，４０Ａリング
４１ベースリング部
４１ａ反射面
４２拡散リング部
ＢＬビーム光
Ｈ穴部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Illuminating device 10 Laser light source part 20 Collimating lens 30 Hollow pipe 40, 40A Ring 41 Base ring part 41a Reflecting surface 42 Diffusing ring part BL Beam light H Hole part

Claims

A laser light source unit, and an annular ring on which the beam light emitted from the laser light source unit is incident,
The ring has a base ring part and a diffusion ring part inside the base ring part,
The base ring portion has a reflection surface on an inner peripheral surface, and propagates the incident light beam in the circumferential direction of the ring by repeatedly reflecting the light beam by the reflection surface,
The diffusion ring portion is provided to face the reflection surface,
A part of the beam light is diffusely reflected by the reflecting surface, and the diffusely reflected light is diffused by the diffusion ring portion and emitted.

The beam light incident on the ring has a diffuse reflection component and a specular reflection component, and the reflection surface is formed such that the specular reflection component of the beam light goes around the base ring part at least once. Item 2. The lighting device according to Item 1.

3. The illumination device according to claim 1, wherein the beam light that is propagated by repeatedly performing specular reflection by the reflection surface is incident on the reflection surface so that the light beam does not strike the diffusion ring portion. 4. .

4. The illumination device according to claim 1, further comprising a collimating lens that collimates the beam light emitted from the laser light source unit, and the parallel light is incident on the base ring unit. 5.

The illumination device according to any one of claims 1 to 4, wherein the diffusion ring unit includes a wavelength conversion member that converts the wavelength of the beam light into light having a different wavelength.

The lighting device according to any one of claims 1 to 5, wherein the base ring part is formed with a hole for introducing the light beam into the reflection surface.

The illumination device according to any one of claims 1 to 5, wherein the diffusion ring portion is formed with a hole for introducing the light beam.

The lighting device according to claim 6, wherein the base ring part includes the reflection surface that reflects the beam light that has propagated through the base ring part once in the width direction of the hole part.

The illumination device according to any one of claims 1 to 8, wherein the diffusion ring portion is open on a side facing the reflection surface and covers the reflection surface.