JP6012936B2

JP6012936B2 - 照明装置

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Publication number: JP6012936B2
Application number: JP2011131483A
Authority: JP
Inventors: 宏幸亀江; 伊藤　毅; 毅伊藤; 関　博之; 博之関; 典雄中谷
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2011-06-13
Filing date: 2011-06-13
Publication date: 2016-10-25
Anticipated expiration: 2031-06-13
Also published as: WO2012173085A1; US9631794B2; US20140098541A1; JP2013004207A

Description

本発明は、照明装置に関する。

現在、小型固体光源と光ファイバとを組み合わせたファイバ光源が開発されている。このファイバ光源は、細い構造物の先端から光を照射する照明装置として用いられる。

このような照明装置として、たとえば、特許文献１では、固体光源を用いたファイバ光源装置（発光装置）が提案されている。図６は、上記特許文献１に開示されている従来の照明装置を示すもので、（Ａ）は波長変換部材周辺の概略構成を示す図、（Ｂ）は該照明装置に用いるスペーサの正面図、（Ｃ）は該スペーサの斜視図である。

上記特許文献１に開示のファイバ光源装置では、小型固体光源（図示せず）に導光部材（光ファイバ）９２０が接続され、その導光部材９２０の先端に波長変換部材（蛍光体）９４０が設置されている。導光部材９２０は、保持部材９３０に取り付けられており、導光部材９２０と波長変換部材９４０との間には、スペーサ９５０が設置されている。このスペーサ９５０は、貫通孔９５０ｃを有し、表面には金属薄膜９５０ａが形成されている。このファイバ光源装置では、波長変換部材９４０から導光部材９２０側に射出された後方射出光を、スペーサ９５０の貫通孔９５０ｃの内面に設けた金属薄膜９５０ａからなる反射部により反射させることで導光部材９２０側への射出光を波長変換部材９４０側へ戻し、波長変換光の照明光量を上げている。

このような特許文献１に開示のファイバ光源装置は、発光素子と、発光素子からの光を導く導光部材と、導光部材の少なくとも射出側端部に取り付けられる保持部材と、導光部材の射出側に設けられ、発光素子からの光の少なくとも一部を吸収して異なる波長の光に変換する波長変換部材、とを有し、保持部材または導光部材と、波長変換部材と、の間に、波長変換部材からの後方射出光を反射するスペーサが取り付けられた構成を備え、この構成により、波長変換部材で反射や発生した光が保持部材の端面に入射することにより生じる光の損失を低減できるため、光出力を向上させることができる。したがって、それまでは有効に使われなかった後方射出光を、光出力すべき方向に反射する手段を設けることで、明るさを向上することができる。

特開２００９−３２２８号公報

上述のファイバ光源装置では、スペーサ９５０の射出側開口の全面を波長変換部材９４０で覆うように構成されている。このため、スペーサ９５０の貫通孔９５０ｃの内面である反射部で反射された後方射出光は、波長変換部材９４０を通過して外部に出力される。しかし、波長変換部材９４０は、一般に、自己吸収性を有するため、自らが波長変換した波長変換光の一部を吸収してしまい、これにより、外部に射出される波長変換光の光量が低下してしまう。したがって、上述のファイバ光源装置の構成では、波長変換部材９４０からの波長変換光が十分利用できず、期待されたほど光取り出し効率が向上されないという問題がある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、波長変換された波長変換光の光取り出し効率を向上させた照明装置を提供することを目的とする。

本発明の照明装置の一態様は、
光源光を射出する光源と、
導光部材と、
自己吸収性を有し、前記光源光を所望の波長の波長変換光に変換し、前記波長変換光を前記光源側に射出する第１光学部材と、
前記波長変換光を再び第１光学部材側に射出する第２光学部材と、
前記波長変換光のうちの少なくとも一部を外部に射出する射出部と、
を有する照明装置において、
前記第１光学部材は、
前記第２光学部材から射出された波長変換光が入射する領域を構成する第１部位と、
前記第２光学部材から射出された波長変換光が入射する領域と入射しない領域との境界を構成する第２部位と、
前記導光部材の励起光射出端に面し前記第１部位の一部である底面と、前記底面と対向し、前記射出部の開口面の一部を形成する上面と、
を有し、
前記第１光学部材を通過し、前記第１光学部材の上面より出射された波長変換光と、前記第２光学部材から射出され前記第１光学部材の上面以外の部分より出射された波長変換光との両方の光を照明光とすることを特徴とする。
また、本発明の照明装置の別の態様は、
励起光射出端を有する励起光源と、波長変換ユニットと、を有する照明装置において、
前記波長変換ユニットは、
前記励起光射出端と接続され、前記励起光源から射出された励起光が入射する入射部と、
前記入射部と離間し、自己吸収性を有し、前記入射部に入射した前記励起光を所望の波長変換光に波長変換する波長変換部材と、
前記励起光と前記波長変換光とを透過する機能を有する光透過部材と、
前記波長変換部材からの少なくとも一部の波長変換光を反射させる機能を有する反射部と、
前記反射部が反射した前記少なくとも一部の波長変換光のうちの少なくとも一部を外部に射出する射出部と、
を有し、
前記光透過部材は、前記入射部から前記射出部まで連続して形成された部分を有しており、且つ、前記連続して形成された部分の外表面の少なくとも一部には前記反射部を有し、
前記波長変換部材は、前記入射部に面した底面と、前記底面と対向する上面を有しており、
前記波長変換部材を通過し、前記波長変換部材の上面より出射された波長変換光と、前記反射部で反射し、前記波長変換部材の上面以外の部分より出射された波長変換光との両方の光を照明光とすることを特徴とする。

本発明によれば、波長変換された波長変換光の光取り出し効率を向上させた照明装置を提供することができる。

図１（Ａ）は、本発明の第１実施形態に係る照明装置の概略構成を示す図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の波長変換ユニット及び導光部材を拡大して示す斜視図であり、図１（Ｃ）は、図１（Ａ）の波長変換ユニット及び導光部材を拡大して示す断面図であり、図１（Ｄ）は、図１（Ａ）の波長変換ユニットを射出端側から見た正面図である。図２は、第１実施形態の変形例に係る照明装置の波長変換ユニット及び導光部材を拡大して示す斜視図である。図３（Ａ）は、本発明の第２実施形態に係る照明装置の波長変換ユニット及び導光部材を拡大して示す斜視図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の波長変換ユニットを射出端側から見た正面図であり、図３（Ｃ）は、図３（Ｂ）のＣ−Ｃ線断面での波長変換ユニット及び導光部材を拡大して示す断面図であり、図３（Ｄ）は、図３（Ｂ）のＤ−Ｄ線断面での波長変換ユニット及び導光部材を拡大して示す断面図である。図４（Ａ）は、第２実施形態に係る照明装置の変形例の波長変換ユニット及び導光部材を拡大して示す斜視図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の波長変換ユニットを射出端側から見た正面図であり、図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）のＣ−Ｃ線断面での波長変換ユニット及び導光部材を拡大して示す断面図であり、図４（Ｄ）は、図４（Ｂ）のＤ−Ｄ線断面での波長変換ユニット及び導光部材を拡大して示す断面図である。図５は、本発明の第３実施形態に係る照明装置の波長変換ユニット及び導光部材を拡大して示す断面図である。図６は、従来の照明装置の構成を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る照明装置について、図１を用いて説明する。なお、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）では一部の部材の図示を省略している。また、図１（Ｂ）では、説明のために導光部材と波長変換ユニットの入射部とを離間させて表示している。

図１（Ａ）に示すように、第１実施形態に係る照明装置１００は、主に、光源部２００と波長変換ユニット３００とに分けられ、光源部２００から射出された励起光を、波長変換ユニット３００内にある第１光学部材である波長変換部材３０２に照射する構成である。各部の詳細な構造を次に説明する。

光源部２００は、半導体レーザ光源２０２と、集光レンズ２０４と、導光部材２０６と、を備える。半導体レーザ光源２０２は励起光を射出し、集光レンズ２０４は該励起光を導光部材２０６の励起光入射端２０８に集光する。導光部材２０６には、例えば、コア径５０μｍ、開口数ＦＮＡ＝０．２を有するマルチモード光ファイバを用いる。導光部材２０６の励起光射出端２１０からは、上記励起光が光源光として出射される。

波長変換ユニット３００は、光源部２００の導光部材２０６の励起光射出端２１０からの励起光を入射する入射部３０４と、所望の照明光を照射対象物４００に射出する機能を持つ射出部３０６を有している。また、波長変換ユニット３００は、第１光学部材である波長変換部材３０２と、光透過部材３０８とを備え、導光部材２０６により導光された励起光Ｌ１を所望の波長変換光Ｌ２に波長変換する。

波長変換部材３０２は、円柱形状を有しており、導光部材２０６の励起光射出端２１０に面した底面３１０と、該底面３１０と対向する上面３１２と、これら底面３１０及び上面３１２に挟まれた側面３１４と、を有している。また、底面３１０は、励起光射出端２１０から離間している。

光透過部材３０８は、波長変換部材３０２の側面３１４と底面３１０とを取り囲むように形成されている。別言すれば、光透過部材３０８は、入射部３０４を円錐台の小径の第１面、射出部３０６を大径の第２面、側面をテーパー面とする、円錐台形状を有している。また、光透過部材３０８は、励起光Ｌ１と、波長変換部材３０２から射出される波長変換光Ｌ２の両方を透過する性質を有している。光透過部材３０８の側面、すなわち、円錐台形状の傾斜面には、第２光学部材である反射部３１６が形成されている。

反射部３１６は、該反射部３１６に入射した入射光を正反射または拡散反射して反射光に変換する機能を有している。本実施形態においては、入射光は、波長変換部材３０２により波長変換された波長変換光Ｌ２であり、反射光は反射部３１６により正反射または拡散反射されることでその進行方向が変換された波長変換光Ｌ２である。なお、理想的な反射面では、純粋な正反射や拡散反射を実現可能であるが、多くの場合、正反射する成分と拡散反射する成分とが混在する。本発明では、純粋な正反射から純粋な拡散反射までを含めた様々な反射部を利用することが可能である。純粋な正反射に近い反射部は、金属等の薄膜を成膜することで実現できる。これにより、テーパー形状を活かし、より多くの反射光を射出部３０６側に導き易い反射部３１６を実現できる。また、純粋な拡散反射に近い反射部は、酸化物や樹脂の粉末を塗布することで実現できる。これにより、反射部３１６の形状の影響を受けにくい反射部３１６を実現できる。このような反射部３１６は、光透過部材３０８の側面全面ではなく、一部のみに形成する構成でもよいが、本実施形態は、光透過部材３０８の側面の全面に形成した例である。

円柱状の波長変換部材３０２の上面３１２は、射出部３０６よりも面積が小さく、且つ、射出部３０６とほぼ同心で配置されている。このように配置することで、波長変換部材３０２は、その全周にわたって反射部３１６と離間して配置されている。また上面３１２は、射出部３０６の開口面の一部を形成している。ここで、波長変換部材３０２の厚さは、励起光Ｌ１を十分波長変換光Ｌ２に変換するように設定される。

本実施形態では、光透過部材３０８は、波長変換部材３０２と反射部３１６の間に充填されるため、光透過部材３０８は、波長変換部材３０２の側方全周に渡って入射部３０４から射出部３０６まで連続して形成されていることになる。

導光部材２０６の励起光射出端２１０は、入射部３０４に励起光Ｌ１が入射するように接続されている。より具体的には、励起光射出端２１０は、光透過部材３０８の円錐台の第１面である入射部３０４の中央付近に接続されている。

励起光射出端２１０と波長変換部材３０２との相対位置は、励起光射出端２１０より射出される励起光Ｌ１が略全て波長変換部材３０２の底面３１０上に照射されるように光透過部材のサイズおよび波長変換部材３０２のサイズを設定する。このとき、導光部材２０６から射出された励起光Ｌ１が、波長変換部材３０２の底面３１０を含む平面上に形成するビームスポットは、波長変換部材３０２の底面３１０よりも小さくなるように構成している。ここで、ビームスポットとは、励起光の最大強度に対し、１／ｅ^２より大きな光強度を有する領域と定義し、ｅは自然体数の底としてのネイピア数である。

ここで、各部材の形状及び材質の好ましい例について説明する。
光透過部材３０８のテーパー角は、導光部材２０６の中心軸２０６Ｃに対し２０ｄｅｇが好ましい。波長変換部材３０２は、０．１７ｍｍの半径と、０．５ｍｍの厚さを有する円柱形状が良い。このような構造とすることにより、入射部３０４から波長変換部材３０２の底面３１０までの距離が約０．６ｍｍとなる。なお、導光部材２０６には、先のマルチモード光ファイバを用いている。

光透過部材３０８は、透明な樹脂、一般的なガラスや石英ガラスなど、透明な材料で構成することが好ましい。そのような材料を選択することで、励起光、もしくは波長変換光が効率よく透過し、射出部３０６より多くの照明光を射出することができる。

また、光透過部材３０８の側面に反射部３１６を形成するためには、まず光透過部材３０８の上下面をマスキングしたサンプルに反射材料を蒸着もしくはメッキすることが望ましい。反射材料としては、光透過部材３０８の側面に形成し易く、また、可視光に対し高い反射率を有する金属膜が望ましい。より望ましくは、アルミニウムか銀を選択されたい。なお、アルミニウムや銀などの反射材料は、空気中に放置すると、曇りや変色を生じるため、反射率が低下する。ひどい場合には光透過部材３０８まで到達し、反射面としての機能が低下する恐れがある。このため、蒸着もしくはメッキにより形成した反射材料の上面に、保護膜を設けることが望ましい。保護膜は、ＳｉＯ_２、銅などが望ましい。波長変換部材３０２は、平均粒径８μｍの粉末蛍光体を１０ｗｔ％の濃度でシリコーン樹脂に分散し、樹脂をキュアして固ためたものが例として挙げられる。

［動作］
次に、光源部２００からの励起光Ｌ１の挙動について説明する。

まず、半導体レーザ光源２０２から射出された励起光Ｌ１は、集光レンズ２０４を通して、励起光入射端２０８から導光部材２０６に高効率に入射する。

導光部材２０６に入射した励起光Ｌ１は、導光部材２０６の内部を導光し、導光部材２０６の励起光射出端２１０から光透過部材３０８に向かって射出される。このとき、導光部材２０６が有する開口数（ＮＡ）と光透過部材３０８の屈折率などに応じた広がり角で射出される。

励起光Ｌ１は、光透過部材３０８を透過して波長変換部材３０２の底面３１０に照射される。このとき、波長変換部材３０２の底面３１０の大きさは、励起光が波長変換部材３０２の底面３１０を含む平面上に形成するビームスポットより大きくなるように構成されているため、励起光Ｌ１は、その大部分が波長変換部材３０２に照射される。この結果、波長変換部材３０２を経由せず直接外部に射出される励起光はほとんどない。

励起光Ｌ１は、波長変換部材３０２に照射され、波長変換部材３０２の内部を透過、散乱しながら励起光Ｌ１と異なる波長の波長変換光Ｌ２に変換される。このとき波長変換光Ｌ２は、励起光Ｌ１の入射方向に依らず、あらゆる方向に射出される。一部は、波長変換部材３０２の上面３１２から、または側面３１４と上面３１２との境界部分から、直接、外部の照射対象物４００に照射され、別の一部は、波長変換部材３０２の側面３１４から光透過部材３０８を介して射出部３０６より外部の照射対象物４００に照射される。以下、波長変換部材３０２の底面３１０と側面３１４を第１光学部材の第１部位３１８、側面３１４と上面３１２との境界部分を第１光学部材の第２部位３２０と称するものとする。

また、波長変換光Ｌ２の別の一部は、波長変換部材３０２の第１部位３１８又は第２部位３２０から、光透過部材３０８に向かって射出する。この第１部位３１８又は第２部位３２０から光透過部材３０８に向かって射出された波長変換光Ｌ２は、光透過部材３０８を透過した後、該光透過部材３０８の側面に形成された反射部３１６によって一部反射される。反射部３１６は、射出部３０６側すなわち照射対象物４００側に開いたテーパー面となっているため、反射部３１６で反射された波長変換光Ｌ２は、もとの進行方向と比べ、射出部３０６側に向かって進行する成分が増加する。

詳細には、反射部３１６で反射された波長変換光Ｌ２は、その一部は再び反射部３１６に向かい、また別の一部は波長変換部材３０２に向かい、残りの一部は光透過部材３０８を経由して、射出部３０６から外部の照射対象物４００に照射される。

反射部３１６で一度反射され、再び反射部３１６に向かって射出した波長変換光Ｌ２は、一部は、再び上述の工程を繰り返してさらに反射部３１６に向かい、別の一部は、波長変換部材３０２に向かい、残りの一部は、射出部３０６から外部に射出される。

反射部３１６や波長変換部材３０２に向かった波長変換光Ｌ２は、以降、上述の過程を繰り返す。

なお、反射部３１６から波長変換部材３０２に向かう波長変換光Ｌ２の一部のうち、第１部位３１８に向かう波長変換光Ｌ２は波長変換部材３０２に入射するが、第２部位３２０に向かう波長変換光Ｌ２は波長変換部材３０２には入射せずに、射出部３０６から外部に射出される。つまり、波長変換部材３０２の第１部位３１８である底面３１０と側面３１４は、第２光学部材である反射部３１６から射出された波長変換光が入射する第１領域を構成するが、波長変換部材３０２の第２部位３２０である側面３１と上面３１２との境界部分は、波長変換部材３０２の上面３１２と共に、波長変換光が入射しない第２領域を構成する。

［作用・効果］
上述のように、波長変換部材３０２の側面３１４および底面３１０である第１部位３１８と、上面３１２と光透過部材３０８との境界部分である第２部位３２０と、から射出した波長変換光の一部は、波長変換部材３０２に再入射することなく、光透過部材３０８を通って射出部３０６から外部に射出される。この光は、波長変換部材３０２の自己吸収による光量低下が少ないため、波長変換光の取出し効率の高い照明装置１００を実現することが可能となる。特に、励起光が直接照射される底面３１０からは他の面に比べて高い割合で波長変換光が射出される。底面３１０から射出された波長変換光Ｌ２の一部は、波長変換部材３０２よりも光源部２００側に配されている光透過部材３０８に射出し、そこから反射部３１６と光透過部材３０８を経由して射出部３０６まで波長変換部材３０２に入射することなく、光の利用効率高く外部の照射対象物４００に照射できる。

また、反射部３１６と波長変換部材３０２は、波長変換部材３０２の側方全周に渡って離間しているため、波長変換光が波長変換部材３０２に再び入射せず射出部３０６より射出する割合が高いため、より光の利用効率が高くなる。

また、光透過部材３０８を、励起光及び波長変換光に対する透過率の高いガラスまたは樹脂で作製しているため、励起光及び波長変換光の光透過部材３０８によるロスが少なく、より光の利用効率が高い。

また、光透過部材３０８は、入射部３０４から射出部３０６にかけて広がる円錐台形状をしているため、波長変換光が側面全面に形成された反射部３１６により反射を行う毎に、射出方向が射出部３０６方向に向かうため、より光の利用効率が高くなる。

また、波長変換部材３０２の底面３１０と側面３１４が光透過部材３０８と接しているため、底面３１０と側面３１４の界面での屈折率差が小さく波長変換部材３０２の内部で発生した波長変換光が光透過部材３０８に射出し易いため、波長変換光が波長変換部材３０２内部に留まることが少なく、より光の利用効率が高くなる。

また、波長変換部材３０２は、円柱形状であり、底面３１０は励起光の照射するビームスポットより大きいので、励起光が効率よく波長変換部材３０２に照射され波長変換光に変換されるため、より光の利用効率が高くなる。

また、反射部３１６は、光透過部材３０８の側面全面に形成しているので、射出部３０６以外から波長変換光が外部に射出されたり、他部材に吸収されたりしてしまうことがないため、射出部３０６からの光の利用効率が高い。

また、反射部３１６は、可視光に対する反射率の高い金属を用いているため、反射部３１６による反射の際の吸収が少なく、光の利用効率が高い。

また、反射部３１６は、光透過部材３０８の側面に直接形成しているため、波長変換光Ｌ２は、光透過部材３０８の外部に漏れ出すことが無く、反射の際に反射部３１６の外側の構造の影響を受けることが無い。この結果、反射部３１６を光透過部材３０８と別体で作製し、光透過部材３０８に接着するような構成と比較して、接着剤などを透過せず高効率に反射されるため、光のロスが少なく利用効率が高い。

また、本実施形態では、光透過部材３０８と波長変換部材３０２とを、第１部位３１８、第２部位３２０の二つと接する構造としたため、波長変換部材３０２が脱落することが無く、信頼性が高い照明装置１００を提供することができる。

以上のように構成することで、励起光Ｌ１の利用効率が高く、且つ、波長変換光Ｌ２の取出し効率の高い照明装置１００を提供することが可能となる。

［変形例］
なお、光透過部材３０８は、入射部３０４を円錐台の小径の第１面、射出部３０６を大径の第２面、側面をテーパー面とする、円錐台形状を有しているものとしたが、図２に示すように、第１面と第２面を同サイズとした円柱形状として構成しても、円錐台形に構成した場合と同様に動作し、同様の効果を奏することができる。

なお、図２では、説明のために、導光部材２０６と波長変換ユニット３００の入射部３０４とを離間させて表示している。

この場合、光透過部材３０８の側面に加えて、入射部３０４を除いた第１面にも、反射部３１６が直接形成されることは言うまでもない。

［第２実施形態］
上記第１実施形態は、波長変換部材３０２の側方全周に渡って光透過部材３０８を設置した例であるが、光透過部材３０８は、波長変換部材３０２の側方のうち一部に設置され、結果、入射部３０４から射出部３０６まで光透過部材３０８の一部が連続して形成されていれば、上記第１実施形態よりは得られる効果が小さいが、同様の効果を奏することができる。

図３および図４は、それぞれ、そのような、波長変換ユニット３００の入射部３０４から射出部３０６まで連続した光透過部材３０８の領域が波長変換部材３０２を取り囲んでいる例を示している。

この場合、射出部３０６は、連続して形成された光透過部材３０８のうち波長変換部材３０２の上面３１２と同一面の外表面すべてであり、この面全てから反射部３１６で反射された波長変換光の一部が外部に射出される。

なお、これらの例では、反射部３１６は、波長変換ユニット３００の入射部３０４を除いた第１面と、波長変換部材３０２の側面と光透過部材３０８とが接する部分を除いた波長変換部材３０２および光透過部材３０８の側面全面と、に形成されているが、波長変換部材３０２のその他の側面には形成しなくても良いことは勿論である。

さらに、光透過部材３０８の側面前面に渡って形成しているエリアについても、その全てに反射部３１６を設けずとも、少なくともその一部に反射部３１６が形成されていれば、効果が得られる。

［第３実施形態］
また、上記第１および第２実施形態では、波長変換部材３０２は、その上面３１２を光透過部材３０８の射出部３０６側の面に接して設置したものとしているが、底面３１０を光透過部材３０８の射出部３０６側の面に接して設置しても構わない。

図５は、そのような、波長変換部材３０２を、円錐台形状の光透過部材３０８の射出部３０６側の面に接して設置した例を示している。

この場合、射出部３０６は、円錐台形状の光透過部材３０８の射出部側の面のうち波長変換部材３０２に接していないエリア、及び波長変換部材３０２の励起光射出端２１０に面している面以外の外表面すべてである。この面全てから波長変換光が外部に射出される。

このような構造とすることで、光透過部材３０８の形状がより単純になり、作製し易い。

また、本実施形態では、上記第１実施形態の効果に加えて、光透過部材３０８と波長変換部材３０２とを、波長変換部材３０２の底面３１０部分のみで接している構造としたため、作製が簡便な照明装置１００を提供することができるという格別の効果を奏する。

以上、実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。

１００…照明装置、２００…光源部、２０２…半導体レーザ光源、２０４…集光レンズ、２０６…導光部材、２０６Ｃ…中心軸、２０８…励起光入射端、２１０…励起光射出端、３００…波長変換ユニット、３０２…波長変換部材、３０４…入射部、３０６…射出部、３０８…光透過部材、３１０…底面、３１２…上面、３１４…側面、３１６…反射部、３１８…第１部位、３２０…第２部位、４００…照射対象物。

Claims

光源光を射出する光源と、
導光部材と、
自己吸収性を有し、前記光源光を所望の波長の波長変換光に変換し、前記波長変換光を前記光源側に射出する第１光学部材と、
前記波長変換光を再び第１光学部材側に射出する第２光学部材と、
前記波長変換光のうちの少なくとも一部を外部に射出する射出部と、
を有する照明装置において、
前記第１光学部材は、
前記第２光学部材から射出された波長変換光が入射する領域を構成する第１部位と、
前記第２光学部材から射出された波長変換光が入射する領域と入射しない領域との境界を構成する第２部位と、
前記導光部材の励起光射出端に面し前記第１部位の一部である底面と、前記底面と対向し、前記射出部の開口面の一部を形成する上面と、を有し、
前記第１光学部材を通過し、前記第１光学部材の上面より出射された波長変換光と、前記第２光学部材から射出され前記第１光学部材の上面以外の部分より出射された波長変換光との両方の光を照明光とすることを特徴とする照明装置。
励起光射出端を有する励起光源と、波長変換ユニットと、を有する照明装置において、
前記波長変換ユニットは、
前記励起光射出端と接続され、前記励起光源から射出された励起光が入射する入射部と、
前記入射部と離間し、自己吸収性を有し、前記入射部に入射した前記励起光を所望の波長変換光に波長変換する波長変換部材と、
前記励起光と前記波長変換光とを透過する機能を有する光透過部材と、
前記波長変換部材からの少なくとも一部の波長変換光を反射させる機能を有する反射部と、
前記反射部が反射した前記少なくとも一部の波長変換光のうちの少なくとも一部を外部に射出する射出部と、を有し、
前記光透過部材は、前記入射部から前記射出部まで連続して形成された部分を有しており、且つ、前記連続して形成された部分の外表面の少なくとも一部には前記反射部を有し、
前記波長変換部材は、前記入射部に面した底面と、前記底面と対向する上面を有しており、
前記波長変換部材を通過し、前記波長変換部材の上面より出射された波長変換光と、前記反射部で反射し、前記波長変換部材の上面以外の部分より出射された波長変換光との両方の光を照明光とすることを特徴とする照明装置。
前記励起光源は、
前記励起光を射出する光源と、
励起光入射端と前記励起光射出端とを有し、前記光源から射出されて前記励起光入射端に入射された前記励起光を、前記励起光射出端まで導光し、前記励起光射出端から所定の広がり角で射出する光ファイバと、を有し、
前記光透過部材は、前記入射部から前記射出部に向かって広がる円錐台形であり、前記光透過部材の側面に前記反射部が形成されており、
前記波長変換部材の底面の大きさは、前記励起光射出端から前記所定の広がり角で射出された励起光が、前記波長変換部材の底面を含む平面上に形成するビームスポットより大きいことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
前記波長変換部材の上面は前記射出部の開口面の一部を形成することを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
前記反射部と前記波長変換部材とは、互いに離間して配置されており、両者の間には、前記光透過部材が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
前記光透過部材は、ガラスまたは樹脂であることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
前記波長変換部材は、
少なくとも一部が前記励起光射出端に面した第１領域を有しており、
前記第１領域が前記光透過部材と接して配置されている、
ことを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
前記波長変換部材の前記第１領域は、前記励起光射出端に面した前記波長変換部材の底面と、該底面に接した前記波長変換部材の側面と、を含むことを特徴とする請求項７に記載の照明装置。
前記波長変換部材は、前記底面が略円形である円柱形状であり、
前記波長変換部材の底面の大きさは、前記励起光射出端から所定の広がり角で射出された励起光が、前記波長変換部材の底面を含む平面上に形成するビームスポットより大きい、
ことを特徴とする請求項８に記載の照明装置。
前記光透過部材は、外表面のうち、前記入射部、及び前記射出部を除いた面の少なくとも一部に、前記反射部が形成されていることを特徴とする請求項９に記載の照明装置。
前記反射部は、金属製であることを特徴とする請求項９に記載の照明装置。
前記反射部の外表面は、さらに保護膜を有していることを特徴とする請求項１０に記載の照明装置。