JP6300080B2 - Light emitting device and vehicle lamp - Google Patents
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Description
本発明は、発光装置及び光ファイバに係り、特に、光ファイバを用いた発光装置及びこれに用いられる光ファイバに関する。 The present invention relates to a light emitting device and an optical fiber, and more particularly to a light emitting device using an optical fiber and an optical fiber used therefor.
従来、光ファイバを用いた発光装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, a light-emitting device using an optical fiber has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
図１１（ａ）は特許文献１に記載の発光装置２０１の概略図、図１１（ｂ）は発光装置２０１の部分拡大斜視図である。図１２は、特許文献１に記載の発光装置２０１において波長変換部材２０７に形成される輝度分布Ｂ１及び車両用灯具の分野において望まれている輝度分布Ｂ２を説明するための図である。 11A is a schematic diagram of the light emitting device 201 described in Patent Document 1, and FIG. 11B is a partially enlarged perspective view of the light emitting device 201. FIG. 12 is a diagram for explaining the luminance distribution B1 formed on the wavelength conversion member 207 in the light emitting device 201 described in Patent Document 1 and the luminance distribution B2 desired in the field of vehicle lamps.
図１１（ａ）に示すように、特許文献１に記載の発光装置２０１は、励起光源２０３、複数の光ファイバ２０５、波長変換部材２０７等を備え、光ファイバ２０５の入射端部２０５ｂから導入され、出射端部２０５ａから出射する励起光源２０３からの励起光により励起発光する波長変換部材２０７を光源とした発光装置である。各々の光ファイバ２０５の出射端部２０５ａは、図１１（ｂ）に示すように、波長変換部材２０７のレーザー光照射面２０７ａに当接した状態で配置されている。 As shown in FIG. 11A, the light emitting device 201 described in Patent Document 1 includes an excitation light source 203, a plurality of optical fibers 205, a wavelength conversion member 207, and the like, and is introduced from an incident end 205b of the optical fiber 205. The light emitting device uses a wavelength conversion member 207 that emits excitation light by excitation light from the excitation light source 203 emitted from the emission end portion 205a. As shown in FIG. 11B, the emission end portion 205a of each optical fiber 205 is arranged in contact with the laser light irradiation surface 207a of the wavelength conversion member 207.
ところで、車両用灯具の分野においては、カットオフラインを明瞭なものとし、かつ、配光フィーリングを良好なものとする観点から、一辺側の輝度が最大で、かつ、そこから離れるに従って輝度がなだらかに減少する輝度分布が望まれている。 By the way, in the field of vehicular lamps, from the viewpoint of making the cut-off line clear and improving the light distribution feeling, the luminance on one side is maximum, and the luminance is gentle as it goes away from it. A luminance distribution that decreases rapidly is desired.
しかしながら、特許文献１に記載の発光装置２０１においては、１本の光ファイバ２０５に着目すると、当該１本の光ファイバ２０５の出射端部２０５ａ（ファイバ軸ＡＸに対して垂直な出射端面）が波長変換部材２０７のレーザー光照射面２０７ａに当接しているため、図１２に符号Ｂ１で示すように、ファイバ軸ＡＸ上の輝度が最大で、かつ、ファイバ軸ＡＸから離れると輝度が急峻に減少する輝度分布となり、図１２に符号Ｂ２で示すように、車両用灯具の分野において望まれている輝度分布、すなわち、一辺Ｅ側の輝度が最大で、かつ、そこから離れるに従って輝度がなだらかに減少する輝度分布を形成することができないという問題がある。 However, in the light emitting device 201 described in Patent Document 1, when attention is paid to one optical fiber 205, the emission end portion 205a (the emission end surface perpendicular to the fiber axis AX) of the one optical fiber 205 has a wavelength. Since it is in contact with the laser light irradiation surface 207a of the conversion member 207, as indicated by reference numeral B1 in FIG. 12, the luminance on the fiber axis AX is maximum, and the luminance sharply decreases as the distance from the fiber axis AX increases. As shown by reference numeral B2 in FIG. 12, the luminance distribution desired in the field of vehicle lamps, that is, the luminance on the side E side is maximum, and the luminance gradually decreases as the distance from the luminance distribution increases. There is a problem that a luminance distribution cannot be formed.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、光ファイバを用いた発光装置において、１本の光ファイバであっても、車両用灯具の分野において望まれている輝度分布、すなわち、一辺側の輝度が最大で、かつ、そこから離れるに従って輝度がなだらかに減少する輝度分布を形成することができる発光装置及びこれに用いられる光ファイバを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and in a light-emitting device using an optical fiber, even with a single optical fiber, a luminance distribution desired in the field of vehicle lamps, that is, An object of the present invention is to provide a light emitting device capable of forming a luminance distribution in which the luminance on one side is maximum and the luminance is gradually decreased as the distance from the side is increased, and an optical fiber used in the light emitting device.
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、励起光源と、前記励起光源からの励起光が入射する入射端面と前記入射端面から導入される励起光が出射する出射端面とを含むコアと、前記コアの周囲を取り囲むクラッドと、を含む光ファイバと、第１の面とその反対側の第２の面とを含み、前記出射端面から出射して前記第１の面を照射する励起光を拡散し、前記第２の面から拡散光として出射する拡散部材と、第３の面とその反対側の第４の面とを含み、前記第２の面から出射して前記第３の面を照射する励起光の少なくとも一部を前記励起光と異なる波長の光に変換し、前記第４の面から出射する波長変換部材と、を備えており、前記光ファイバの出射端面は、第１出射端面及び当該第１出射端面に対して傾いた第２出射端面を含み、前記第１出射端面は、当該第１出射端面から出射する前記励起光が前記第１の面中の一辺近傍の第１領域を照射するように、前記第１領域に近接した位置において前記第１領域に対向した状態で配置され、前記第２出射端面は、当該第２出射端面から出射する前記励起光が前記第１の面中の前記第１領域以外の第２領域を照射するように、前記第２領域に対して傾いた状態で配置され、前記第２出射端面と前記第２領域との間には、反射面が配置され、前記反射面は、前記第２出射端面の前方に、当該反射面、前記第２出射端面及び前記第２領域で取り囲まれた空間を形成している発光装置であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 includes an excitation light source, an incident end surface on which excitation light from the excitation light source is incident, and an emission end surface on which excitation light introduced from the incident end surface is emitted. An optical fiber including a core and a clad surrounding the core, and a first surface and a second surface opposite to the first surface, are emitted from the emission end surface and irradiates the first surface. A diffusion member that diffuses excitation light and emits the diffused light from the second surface as a diffused light, and a third surface and a fourth surface opposite thereto, are emitted from the second surface and the third surface. A wavelength converting member that converts at least a part of the excitation light that irradiates the surface of the light into light having a wavelength different from that of the excitation light and emits the light from the fourth surface, and an emission end face of the optical fiber includes: Including a first outgoing end face and a second outgoing end face inclined with respect to the first outgoing end face. The first emission end face is located at a position close to the first area so that the excitation light emitted from the first emission end face irradiates a first area near one side of the first face. The second emission end face is arranged so as to face one area, and the excitation light emitted from the second emission end face irradiates a second area other than the first area in the first face. The reflective surface is disposed between the second exit end surface and the second region, and the reflective surface is disposed in front of the second exit end surface. The light emitting device forms a space surrounded by the reflection surface, the second emission end surface, and the second region.
請求項１に記載の発明によれば、光ファイバを用いた発光装置において、１本の光ファイバであっても、車両用灯具の分野において望まれている輝度分布、すなわち、一辺側の輝度が最大で、かつ、そこから離れるに従って輝度がなだらかに減少する輝度分布を形成することができる発光装置を提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, in a light emitting device using an optical fiber, even with one optical fiber, the luminance distribution desired in the field of vehicle lamps, that is, the luminance on one side is obtained. It is possible to provide a light-emitting device that can form a luminance distribution that is maximum and the luminance gradually decreases as the distance from the distance increases.
一辺側の輝度が最大になるのは、第１出射端面が、第１の面中の一辺近傍の第１領域を照射するように、第１領域に近接した位置において第１領域に対向した状態で配置されている（その結果、第１出射端面と第１領域との間のフレネル反射等の接続損失が抑制される）ことによるものである。 The luminance on one side is maximized when the first emission end face faces the first region at a position close to the first region so as to irradiate the first region near one side in the first surface. (As a result, connection loss such as Fresnel reflection between the first emission end face and the first region is suppressed).
一辺側から離れるに従って輝度がなだらかに減少するのは、詳細な理由は不明であるが、第２出射端面から出射した励起光が、反射面、第２出射端面及び第２領域で取り囲まれた空間において散乱され、複雑な経路を経て拡散部材（第２領域）に入射すること、すなわち、当該空間が散乱空間として機能することによるものと思われる。 The reason why the brightness gradually decreases as the distance from the one side is unknown is unknown, but the space in which the excitation light emitted from the second emission end face is surrounded by the reflection surface, the second emission end face, and the second region. This is considered to be caused by the fact that the light is scattered and enters the diffusing member (second region) through a complicated path, that is, the space functions as a scattering space.
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記拡散部材及び／又は前記波長変換部材の前記一辺側の側面は、反射面で覆われていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the side surface of the one side of the diffusing member and / or the wavelength converting member is covered with a reflecting surface.
請求項２に記載の発明によれば、一辺側の輝度をさらに高くすることができる。これは、波長変換部材及び／又は拡散部材の一辺側の側面から外部へ漏れ出る励起光が当該側面を覆う反射面の作用により波長変換部材及び／又は拡散部材へ戻されることによるものである。 According to the second aspect of the present invention, the luminance on one side can be further increased. This is because the excitation light leaking outside from the side surface on one side of the wavelength conversion member and / or diffusion member is returned to the wavelength conversion member and / or diffusion member by the action of the reflection surface covering the side surface.
請求項３に記載の発明は、励起光源と、前記励起光源からの励起光が入射する入射端面と前記入射端面から導入される励起光が出射する出射端面とを含むコアと、前記コアの周囲を取り囲むクラッドと、を含む光ファイバと、第５の面とその反対側の第６の面とを含み、前記出射端面から出射して前記第５の面を照射する励起光の少なくとも一部を前記励起光と異なる波長の光に変換し、前記第６の面から出射する波長変換部材と、を備えており、前記光ファイバの出射端面は、第１出射端面及び当該第１出射端面に対して傾いた第２出射端面を含み、前記第１出射端面は、当該第１出射端面から出射する前記励起光が前記第５の面中の一辺近傍の第１領域を照射するように、前記第１領域に近接した位置において前記第１領域に対向した状態で配置され、前記第２出射端面は、当該第２出射端面から出射する前記励起光が前記第５の面中の前記第１領域以外の第２領域を照射するように、前記第２領域に対して傾いた状態で配置され、前記第２出射端面と前記第２領域との間には、反射面が配置され、前記反射面は、前記第２出射端面の前方に、当該反射面、前記第２出射端面及び前記第２領域で取り囲まれた空間を形成している発光装置であることを特徴とする。 The invention described in claim 3 includes a core including an excitation light source, an incident end face on which excitation light from the excitation light source is incident, and an emission end face on which excitation light introduced from the incident end face is emitted, and the periphery of the core And at least a part of the excitation light that is emitted from the emission end surface and irradiates the fifth surface, and an optical fiber that includes a clad that surrounds the optical fiber, a fifth surface and a sixth surface opposite to the fifth surface. A wavelength conversion member that converts the light into a wavelength different from that of the excitation light and emits the light from the sixth surface, and the light emitting end surface of the optical fiber is in relation to the first light emitting end surface and the first light emitting end surface. The first emission end face is arranged such that the excitation light emitted from the first emission end face irradiates a first region in the vicinity of one side of the fifth face. A state facing the first region at a position close to the one region The second emission end face is arranged on the second area so that the excitation light emitted from the second emission end face irradiates a second area other than the first area in the fifth face. The reflective surface is disposed between the second exit end surface and the second region, and the reflective surface is disposed in front of the second exit end surface. The light-emitting device forms a space surrounded by a second emission end face and the second region.
請求項３は、請求項１から拡散部材を省略したものに相当する。 The third aspect corresponds to the first aspect in which the diffusing member is omitted.
請求項３に記載の発明によれば、光ファイバを用いた発光装置において、１本の光ファイバであっても、車両用灯具の分野において望まれている輝度分布、すなわち、一辺側の輝度が最大で、かつ、そこから離れるに従って輝度がなだらかに減少する輝度分布を形成することができる発光装置を提供することができる。 According to the third aspect of the present invention, in a light emitting device using an optical fiber, even with one optical fiber, the luminance distribution desired in the field of vehicle lamps, that is, the luminance on one side is obtained. It is possible to provide a light-emitting device that can form a luminance distribution that is maximum and the luminance gradually decreases as the distance from the distance increases.
一辺側の輝度が最大になるのは、第１出射端面が、第３の面中の一辺近傍の第１領域を照射するように、第１領域に近接した位置において第１領域に対向した状態で配置されている（その結果、第１出射端面と第１領域との間のフレネル反射等の接続損失が抑制される）ことによるものである。 The luminance on one side is maximized when the first emission end face faces the first region at a position close to the first region so as to irradiate the first region near one side in the third surface. (As a result, connection loss such as Fresnel reflection between the first emission end face and the first region is suppressed).
一辺側から離れるに従って輝度がなだらかに減少するのは、詳細な理由は不明であるが、第２出射端面から出射した励起光が、反射面、第２出射端面及び第２領域で取り囲まれた空間において散乱され、複雑な経路を経て波長変換部材（第２領域）に入射すること、すなわち、当該空間が散乱空間として機能することによるものと思われる。 The reason why the brightness gradually decreases as the distance from the one side is unknown is unknown, but the space in which the excitation light emitted from the second emission end face is surrounded by the reflection surface, the second emission end face, and the second region. This is considered to be caused by the fact that the light enters the wavelength conversion member (second region) through a complicated path, that is, the space functions as a scattering space.
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記波長変換部材の前記一辺側の側面は、反射面で覆われていることを特徴とする。 The invention according to claim 4 is the invention according to claim 3, wherein the side surface of the one side of the wavelength conversion member is covered with a reflection surface.
請求項４に記載の発明によれば、一辺側の輝度をさらに高くすることができる。これは、波長変換部材の一辺側の側面から外部へ漏れ出る励起光が当該側面を覆う反射面の作用により波長変換部材へ戻されることによるものである。 According to the fourth aspect of the present invention, the luminance on one side can be further increased. This is because excitation light leaking outside from the side surface on one side of the wavelength conversion member is returned to the wavelength conversion member by the action of the reflecting surface covering the side surface.
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の発明において、前記第１出射端面は、前記第１領域に当接していることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the first emission end face is in contact with the first region.
請求項５に記載の発明によれば、第１出射端面と第１領域との間のフレネル反射等の接続損失がさらに抑制されるため、第１出射端面が第１領域に当接していない場合と比べ、一辺側の輝度をさらに高くすることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, since connection loss such as Fresnel reflection between the first emission end face and the first area is further suppressed, the first emission end face is not in contact with the first area. As compared with, the luminance on one side can be further increased.
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の発明において、前記第１出射端面は、ファイバ軸に対して垂直な出射端面であり、前記第２出射端面は、前記第１出射端面に対して傾いた出射端面であることを特徴とする。 The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5, wherein the first exit end face is an exit end face perpendicular to the fiber axis, and the second exit end face is The emission end face is inclined with respect to the first emission end face.
請求項６に記載の発明によれば、請求項１から５と同様の効果を奏することができる。 According to invention of Claim 6, there can exist the same effect as Claims 1-5.
請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の発明において、前記反射面は、前記第２出射端面とは反対側に傾いていることを特徴とする。 The invention according to claim 7 is the invention according to any one of claims 1 to 6, wherein the reflection surface is inclined to the opposite side to the second emission end face.
請求項７に記載の発明によれば、請求項１から６と同様の効果を奏することができる。 According to invention of Claim 7, there can exist the same effect as Claims 1-6.
請求項８に記載の発明は、請求項１から７のいずれか１項に記載の発明において、前記コアは、ファイバ軸に対して垂直な断面が矩形又は略矩形のコアであることを特徴とする。 The invention according to claim 8 is the invention according to any one of claims 1 to 7, wherein the core is a core whose cross section perpendicular to the fiber axis is rectangular or substantially rectangular. To do.
請求項８に記載の発明によれば、コア断面が円形（又は略円形）のコアを含む光ファイバと比べ、一辺側に光ファイバの第１出射端面を密に配置することができるため、一辺側の輝度をさらに高くすることができる。 According to the invention described in claim 8, since the first emission end face of the optical fiber can be densely arranged on one side as compared with an optical fiber including a core having a circular (or substantially circular) core cross section, one side The luminance on the side can be further increased.
請求項９に記載の発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載の発光装置と、前記発光装置からの光を前方に照射する光学系と、を備えた車両用灯具であることを特徴とする。 The invention according to claim 9 is a vehicular lamp including the light emitting device according to any one of claims 1 to 8 and an optical system that irradiates light from the light emitting device forward. It is characterized by.
請求項９に記載の発明によれば、光ファイバを用いた発光装置において、１本の光ファイバであっても、車両用灯具の分野において望まれている輝度分布、すなわち、一辺側の輝度が最大で、かつ、そこから離れるに従って輝度がなだらかに減少する輝度分布を形成することができる発光装置を用いた車両用灯具を提供することができる。なお、発光装置からの光を前方に照射する光学系は、ダイレクトプロジェクション型（直射型とも称される）の光学系を構成する投影レンズ等であってもよいし、プロジェクタ型の光学系を構成する投影レンズ、シェード、楕円系反射面等であってもよいし、リフレクタ型の光学系を構成する放物面系反射面等であってもよいし、導光光学系（ＲＸＩ光学系）を構成する全反射を利用したレンズ体等であってもよいし、その他の光学系であってもよい。 According to the ninth aspect of the present invention, in a light emitting device using an optical fiber, even with one optical fiber, the luminance distribution desired in the field of vehicle lamps, that is, the luminance on one side is obtained. It is possible to provide a vehicular lamp using a light-emitting device capable of forming a luminance distribution that gradually decreases in luminance as the distance from the distance increases. Note that the optical system that irradiates light from the light emitting device forward may be a projection lens or the like constituting a direct projection type (also referred to as direct projection type) optical system, or a projector type optical system. May be a projection lens, a shade, an elliptical reflecting surface, or a parabolic reflecting surface constituting a reflector type optical system, or a light guiding optical system (RXI optical system). The lens body etc. which utilize the total reflection to comprise may be sufficient, and another optical system may be sufficient.
本発明によれば、光ファイバを用いた発光装置において、１本の光ファイバであっても、車両用灯具の分野において望まれている輝度分布、すなわち、一辺側の輝度が最大で、かつ、そこから離れるに従って輝度がなだらかに減少する輝度分布を形成することができる発光装置及びこれに用いられる光ファイバを提供することが可能となる。 According to the present invention, in a light emitting device using an optical fiber, even with one optical fiber, the luminance distribution desired in the field of vehicle lamps, that is, the luminance on one side is maximum, and It is possible to provide a light-emitting device capable of forming a luminance distribution in which the luminance decreases gradually as the distance from the optical device is increased, and an optical fiber used for the light-emitting device.
以下、本発明の一実施形態である発光装置について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a light emitting device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１（ａ）は図１（ｄ）に示す発光装置１０（波長変換部材１８）のＡ１−Ａ１断面における輝度分布、図１（ｂ）は図１（ｄ）に示す発光装置１０のＡ１−Ａ１断面図、図１（ｃ）は図１（ｄ）に示す発光装置１０（波長変換部材１８）のＢ１−Ｂ１断面における輝度分布、図１（ｄ）は本発明の一実施形態である発光装置１０の上面図（拡散部材１６及び波長変換部材１８省略）である。図２は、励起光源１２、集光レンズ２２及び光ファイバ１４の位置関係を説明するための概略図である。 FIG. 1A shows the luminance distribution in the A1-A1 cross section of the light emitting device 10 (wavelength conversion member 18) shown in FIG. 1D, and FIG. 1B shows A1- of the light emitting device 10 shown in FIG. A1 sectional view, FIG. 1C is a luminance distribution in a B1-B1 section of the light emitting device 10 (wavelength conversion member 18) shown in FIG. 1D, and FIG. 1D is a light emission according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a top view of the apparatus 10 (diffusing member 16 and wavelength converting member 18 omitted). FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the positional relationship among the excitation light source 12, the condenser lens 22, and the optical fiber 14.
図１、図２に示すように、本実施形態の発光装置１０は、励起光源１２、光ファイバ１４、拡散部材１６、波長変換部材１８、反射面２０を備え、光ファイバ１４の入射端面１４ａから導入され、出射端面１４ｂ（１４ｂ１、１４ｂ２）から出射し、拡散部材１６で拡散された励起光源１２からの励起光により励起発光する波長変換部材１８を光源とした発光装置である。以下、３本の光ファイバ１４を用いる例について説明するが、これに限定されず、光ファイバ１４は１、２又は４本以上であってもよいのは無論である。なお、拡散部材１６は、省略してもよい。 As shown in FIGS. 1 and 2, the light emitting device 10 of this embodiment includes an excitation light source 12, an optical fiber 14, a diffusion member 16, a wavelength conversion member 18, and a reflection surface 20, and from an incident end surface 14 a of the optical fiber 14. The light emitting device uses a wavelength conversion member 18 that is introduced, emits from the exit end face 14 b (14 b 1, 14 b 2), and emits excitation light by excitation light from the excitation light source 12 diffused by the diffusion member 16. Hereinafter, an example in which three optical fibers 14 are used will be described. However, the present invention is not limited to this, and it is needless to say that the number of optical fibers 14 may be one, two, or four or more. Note that the diffusing member 16 may be omitted.
励起光源１２は、例えば、青色域（例えば、発光波長が４５０ｎｍ）の励起光を放出するレーザーダイオード、ＬＥＤ等の半導体発光素子である。なお、励起光源１２は、近紫外域（例えば、発光波長が４０５ｎｍ）の励起光を放出するレーザーダイオード、ＬＥＤ等の半導体発光素子であってもよい。励起光源１２は、光ファイバ１４と同数であってもよいし、光ファイバ１４より少数であってもよいし、光ファイバ１４より多数であってもよい。 The excitation light source 12 is, for example, a semiconductor light emitting element such as a laser diode or LED that emits excitation light in a blue region (for example, emission wavelength is 450 nm). The excitation light source 12 may be a semiconductor light emitting element such as a laser diode or LED that emits excitation light in the near ultraviolet region (for example, the emission wavelength is 405 nm). The number of pumping light sources 12 may be the same as the number of optical fibers 14, may be fewer than the optical fibers 14, or may be larger than the optical fibers 14.
図２に示すように、光ファイバ１４は、集光レンズ２２で集光された励起光源１２からの励起光が入射する入射端面１４ａと入射端面１４ａから導入される励起光が出射する出射端面１４ｂ（１４ｂ１、１４ｂ２）とを含むコア断面が円形又は略円形のコア１４ｃと、コア１４ｃの周囲を取り囲むクラッド１４ｄと、を含む光ファイバである。クラッド１４ｄの周囲は、被覆１４ｅで覆われている。 As shown in FIG. 2, the optical fiber 14 includes an incident end face 14a on which the excitation light from the excitation light source 12 collected by the condenser lens 22 is incident, and an exit end face 14b on which the excitation light introduced from the incident end face 14a is emitted. (14b1, 14b2) is an optical fiber including a core 14c having a circular or substantially circular cross section and a clad 14d surrounding the core 14c. The periphery of the clad 14d is covered with a coating 14e.
コア１４ｃ及びクラッド１４ｄの材料は、石英ガラスであってもよいし、合成樹脂であってもよい。光ファイバ１４は、マルチモード光ファイバであってもよいし、シングルモード光ファイバであってもよい。また、光ファイバ１４は、ステップインデックス型光ファイバであってもよいし、グレードインデックス型光ファイバであってもよい。 The material of the core 14c and the clad 14d may be quartz glass or synthetic resin. The optical fiber 14 may be a multimode optical fiber or a single mode optical fiber. The optical fiber 14 may be a step index type optical fiber or a grade index type optical fiber.
光ファイバ１４の出射端面１４ｂは、第１出射端面１４ｂ１及び第１出射端面１４ｂ１に対して傾いた第２出射端面１４ｂ２を含んでいる。 The exit end face 14b of the optical fiber 14 includes a first exit end face 14b1 and a second exit end face 14b2 that is inclined with respect to the first exit end face 14b1.
第１出射端面１４ｂ１は例えばファイバ軸ＡＸに対して垂直な平面形状の出射端面である。第２出射端面１４ｂ２は例えば第１出射端面１４ｂ１に対して４５°傾いた平面形状の出射端面である。第１出射端面１４ｂ１及び第２出射端面１４ｂ２は、図１（ｄ）に示すように、境界線Ｂを間に挟んで隣接した状態で配置されている。 The first emission end face 14b1 is an emission end face having a planar shape perpendicular to the fiber axis AX, for example. The second exit end face 14b2 is, for example, a planar exit end face inclined by 45 ° with respect to the first exit end face 14b1. As shown in FIG. 1D, the first emission end face 14b1 and the second emission end face 14b2 are arranged adjacent to each other with the boundary line B interposed therebetween.
第１出射端面１４ｂ１及び第２出射端面１４ｂ２は、例えば、コア断面が円形（又は略円形）の一般的な光ファイバの出射端部（ファイバ軸ＡＸに対して垂直な出射端面を含む出射端部）の一部（図２中符号１４ｆ参照）をダイヤモンド研磨シート等で斜めにカット（研磨）することで形成することができる。このように第２出射端面１４ｂ２が第１出射端面１４ｂ１に対して傾いている結果、図３に示すように、第２出射端面１４ｂ２から出射する励起光ＲａｙＢの指向性は、ファイバ軸ＡＸ寄りに傾いたものとなる。 The first exit end face 14b1 and the second exit end face 14b2 are, for example, exit end parts of a general optical fiber having a circular (or substantially circular) core cross section (including an exit end part perpendicular to the fiber axis AX). ) (See reference numeral 14f in FIG. 2) is cut (polished) obliquely with a diamond polishing sheet or the like. As a result of the second outgoing end face 14b2 being inclined with respect to the first outgoing end face 14b1, the directivity of the excitation light RayB emitted from the second outgoing end face 14b2 is closer to the fiber axis AX as shown in FIG. It will be inclined.
拡散部材１６は、図１（ｂ）に示すように、下面１６ａ（本発明の第１の面に相当）とその反対側の上面１６ｂ（本発明の第２の面に相当）とを含み、光ファイバ１４の出射端面１４ｂ（１４ｂ１、１４ｂ２）から出射して下面１６ａを照射する励起光を拡散し、上面１６ｂから拡散光として出射する外形が矩形形状の板状又は層状の拡散部材である。 As shown in FIG. 1B, the diffusing member 16 includes a lower surface 16a (corresponding to the first surface of the present invention) and an upper surface 16b on the opposite side (corresponding to the second surface of the present invention). It is a plate-like or layered diffusing member whose outer shape is diffused from the emitting end face 14b (14b1, 14b2) of the optical fiber 14 and diffuses excitation light that irradiates the lower surface 16a and is emitted as diffused light from the upper surface 16b.
拡散部材１６の下面１６ａは、図１（ｄ）に示すように、その一辺Ｅ（例えば、カットオフラインに対応する辺）を含む細幅の第１領域１６ａ１及び第１領域１６ａ１以外の第２領域１６ａ２を含んでいる。第１領域１６ａ１及び第２領域１６ａ２は、境界線Ｂを含む直線を間に挟んで隣接した状態で配置されている。 As shown in FIG. 1D, the lower surface 16a of the diffusing member 16 includes a narrow first region 16a1 including one side E (for example, a side corresponding to the cut-off line) and a second region other than the first region 16a1. 16a2 is included. The first region 16a1 and the second region 16a2 are arranged adjacent to each other with a straight line including the boundary line B interposed therebetween.
拡散部材１６は、図１（ｂ）に示すように、第１領域１６ａ１が光ファイバ１４の第１出射端面１４ｂ１を覆い、かつ、第２領域１６ａ２が光ファイバ１４の第２出射端面１４ｂ２及び反射面２０を覆った状態でアルミ等の金属製のフェルール２４（上面）に固定されている。 As shown in FIG. 1B, in the diffusing member 16, the first region 16a1 covers the first emission end surface 14b1 of the optical fiber 14, and the second region 16a2 is reflected by the second emission end surface 14b2 of the optical fiber 14 and the reflection. The surface 20 is fixed to a ferrule 24 (upper surface) made of metal such as aluminum.
拡散部材１６は、アルミナ焼結体であってもよいし、それ以外の材料で形成されていてもよい。 The diffusion member 16 may be an alumina sintered body or may be formed of other materials.
光ファイバ１４（本実施形態では、３本の光ファイバ１４）は、各々の出射端部がフェルール２４の上下面を貫通した貫通穴２４ａ（本実施形態では、図１（ｄ）に示すように一列に配置された３つの貫通穴２４ａ）に挿入された状態でフェルール２４に固定されている。 The optical fiber 14 (in this embodiment, three optical fibers 14) has through holes 24a (in this embodiment, as shown in FIG. 1D) in which the respective emission end portions penetrate the upper and lower surfaces of the ferrule 24. It is fixed to the ferrule 24 in a state of being inserted into three through holes 24a) arranged in a row.
各々の光ファイバ１４の第１出射端面１４ｂ１は、図１（ｂ）に示すように、当該第１出射端面１４ｂ１から出射する励起光ＲａｙＡが拡散部材１６の下面１６ａ中の一辺Ｅ近傍の第１領域１６ａ１を照射するように、第１領域１６ａ１に近接した位置において第１領域１６ａ１に対向した状態（例えば、当接した状態）で配置されている。一方、各々の光ファイバ１４の第２出射端面１４ｂ２は、当該第２出射端面１４ｂ２から出射する励起光ＲａｙＢが拡散部材１６の下面１６ａ中の第２領域１６ａ２を照射するように、第２領域１６ａ２に対して傾いた状態で（第２領域１６ａ２側を向いた状態で）配置されている。第１出射端面１４ｂ１と第２出射端面１４ｂ２との間の境界線Ｂは、一辺Ｅに対して平行となっている。 As shown in FIG. 1B, the first emission end face 14 b 1 of each optical fiber 14 has a first emission ray RayA emitted from the first emission end face 14 b 1 in the vicinity of one side E in the lower surface 16 a of the diffusing member 16. It arrange | positions in the state (for example, contact | abutted state) which opposes 1st area | region 16a1 in the position close | similar to 1st area | region 16a1, so that area | region 16a1 may be irradiated. On the other hand, the second emission end face 14b2 of each optical fiber 14 is exposed to the second area 16a2 such that the excitation light RayB emitted from the second emission end face 14b2 irradiates the second area 16a2 in the lower surface 16a of the diffusing member 16. It is arrange | positioned in the state inclined with respect to (2nd area | region 16a2 side). A boundary line B between the first emission end face 14b1 and the second emission end face 14b2 is parallel to one side E.
波長変換部材１８は、図１（ｂ）に示すように、下面１８ａ（本発明の第３の面に相当）とその反対側の上面１８ｂ（本発明の第４の面に相当）とを含み、拡散部材１６の上面１６ｂから出射して下面１８ａを照射する励起光の少なくとも一部を励起光と異なる波長の光に変換し、上面１８ｂから出射する外形が矩形形状の板状又は層状の波長変換部材である。波長変換部材１８は、下面１８ａが拡散部材１６の上面１６ｂに面接触した状態で拡散部材１６（上面１６ｂ）に固定されている。 As shown in FIG. 1B, the wavelength conversion member 18 includes a lower surface 18a (corresponding to the third surface of the present invention) and an upper surface 18b on the opposite side (corresponding to the fourth surface of the present invention). The at least part of the excitation light that is emitted from the upper surface 16b of the diffusing member 16 and irradiates the lower surface 18a is converted into light having a wavelength different from that of the excitation light, and the outer shape emitted from the upper surface 18b is a rectangular plate-like or layer-like wavelength. It is a conversion member. The wavelength conversion member 18 is fixed to the diffusing member 16 (upper surface 16b) in a state where the lower surface 18a is in surface contact with the upper surface 16b of the diffusing member 16.
拡散部材１６及び波長変換部材１８の側面は、フェルール２４（上面）に固定されたアルミ等の金属製の枠体２６で取り囲まれている。 The side surfaces of the diffusing member 16 and the wavelength converting member 18 are surrounded by a metal frame 26 such as aluminum fixed to the ferrule 24 (upper surface).
励起光源１２として青色域のレーザー光（例えば、発光波長が４５０ｎｍ）を放出するレーザーダイオードを用いる場合、波長変換部材１８として青色域のレーザー光によって励起されて黄色光を発光する波長変換部材（例えば、蛍光体プレート等の蛍光体）が用いられる。この場合、励起光源１２からの励起光（拡散部材１６で拡散された拡散光）を受けた波長変換部材１８は、これを透過する青色域のレーザー光と青色域のレーザー光による発光（黄色光）との混色による白色光（疑似白色光）を放出する。 When a laser diode that emits blue laser light (for example, emission wavelength is 450 nm) is used as the excitation light source 12, a wavelength conversion member that emits yellow light when excited by the blue laser light as the wavelength conversion member 18 (for example, , Phosphors such as phosphor plates). In this case, the wavelength conversion member 18 that has received the excitation light from the excitation light source 12 (diffused light diffused by the diffusing member 16) emits light (yellow light) transmitted through the blue range laser light and blue range laser light. ) To emit white light (pseudo white light).
一方、励起光源１２として近紫外域のレーザー光（例えば、発光波長が４０５ｎｍ）を放出するレーザーダイオードを用いる場合、波長変換部材１８として近紫外域のレーザー光によって励起されて赤、緑、青の３色の光を発光する波長変換部材（例えば、蛍光体プレート等の蛍光体）が用いられる。この場合、励起光源１２からの励起光（拡散部材１６で拡散された拡散光）を受けた波長変換部材１８は、近紫外域のレーザー光による発光（赤、緑、青の３色の光）の混色による白色光（疑似白色光）を放出する。 On the other hand, when a laser diode that emits near-ultraviolet laser light (e.g., an emission wavelength of 405 nm) is used as the excitation light source 12, the wavelength conversion member 18 is excited by near-ultraviolet laser light and emits red, green, and blue light. A wavelength conversion member that emits light of three colors (for example, a phosphor such as a phosphor plate) is used. In this case, the wavelength conversion member 18 that has received the excitation light from the excitation light source 12 (diffused light diffused by the diffusion member 16) emits light by laser light in the near ultraviolet region (light of three colors of red, green, and blue). Emits white light (pseudo white light).
光ファイバ１４の第２出射端面１４ｂ２と拡散部材１６の下面１６ａ（第２領域１６ａ２）との間には、反射面２０が配置されている。 A reflecting surface 20 is disposed between the second emission end surface 14b2 of the optical fiber 14 and the lower surface 16a (second region 16a2) of the diffusing member 16.
反射面２０は、第２出射端面１４ｂ２の前方に、当該反射面２０、第２出射端面１４ｂ２及び拡散部材１６の下面１６ａ（第２領域１６ａ２）で取り囲まれた断面が略三角形の空間Ｓを形成している。反射面２０は、第２出射端面１４ｂ２とは反対側に傾いている。 The reflecting surface 20 forms a space S having a substantially triangular cross section surrounded by the reflecting surface 20, the second emitting end surface 14b2, and the lower surface 16a (second region 16a2) of the diffusing member 16 in front of the second emitting end surface 14b2. doing. The reflecting surface 20 is inclined to the side opposite to the second emission end face 14b2.
反射面２０は、平面形状の反射面であってもよいし、曲面形状の反射面であってもよいし、平面と曲面が混在した反射面であってもよい。また、反射面２０は、フェルール２４の一部を加工することで形成された反射面であってもよいし、フェルール２４に固定されたミラー等の反射面であってもよいし、フェルール２４に蒸着された蒸着面（例えば、アルミや銀等の金属による蒸着面）等の反射面であってもよいし、フェルール２４に塗布された白樹脂（例えば、酸化チタンを含有したシリコン樹脂）等の反射面であってもよいし、それ以外の反射面であってもよい。 The reflection surface 20 may be a planar reflection surface, a curved reflection surface, or a reflection surface in which a flat surface and a curved surface are mixed. Further, the reflection surface 20 may be a reflection surface formed by processing a part of the ferrule 24, a reflection surface such as a mirror fixed to the ferrule 24, or the ferrule 24. It may be a reflective surface such as a vapor-deposited vapor-deposited surface (for example, a vapor-deposited surface made of metal such as aluminum or silver), or a white resin (for example, a silicon resin containing titanium oxide) applied to the ferrule 24. It may be a reflective surface or other reflective surface.
上記構成の発光装置１０においては、集光レンズ２２で集光され、光ファイバ１４の入射端面１４ａから導入され、出射端面１４ｂ（第１出射端面１４ｂ１及び第２出射端面１４ｂ２）から出射し、拡散部材１６で拡散された励起光源１２からの励起光により励起発光する波長変換部材１８に、車両用灯具の分野において望まれている輝度分布、すなわち、図１（ａ）に符号Ｂ２で示すように、一辺Ｅ側の輝度が最大で、かつ、そこから離れる（図１（ａ）中右側に離れる）に従って輝度がなだらかに減少する輝度分布が形成される。 In the light emitting device 10 having the above configuration, the light is condensed by the condenser lens 22, introduced from the incident end face 14a of the optical fiber 14, and emitted from the outgoing end face 14b (the first outgoing end face 14b1 and the second outgoing end face 14b2) and diffused. The wavelength conversion member 18 that emits light by excitation light from the excitation light source 12 diffused by the member 16 has a luminance distribution desired in the field of vehicle lamps, that is, as indicated by reference numeral B2 in FIG. A luminance distribution is formed in which the luminance on the side E side is maximum, and the luminance gradually decreases as the distance from the side E increases (away to the right side in FIG. 1A).
一辺Ｅ側の輝度が最大になるのは、第１出射端面１４ｂ１が、拡散部材１６の下面１６ａ中の一辺Ｅ近傍の第１領域１６ａ１を照射するように、第１領域１６ａ１に近接した位置において第１領域１６ａ１に対向した状態で配置されている（その結果、第１出射端面１４ｂ１と第１領域１６ａ１との間のフレネル反射等の接続損失が抑制される）ことによるものである。 The luminance on the side E is maximized at a position close to the first region 16a1 so that the first emission end face 14b1 irradiates the first region 16a1 in the vicinity of the side E on the lower surface 16a of the diffusing member 16. This is because they are arranged facing the first region 16a1 (as a result, connection loss such as Fresnel reflection between the first emission end face 14b1 and the first region 16a1 is suppressed).
一辺Ｅ側の輝度は、拡散部材１６及び／又は波長変換部材１８の一辺Ｅ側の側面を反射面で覆うことでさらに高くすることができる。これは、波長変換部材１８及び／又は拡散部材１６の一辺Ｅ側の側面から外部へ漏れ出る励起光が当該側面を覆う反射面の作用により波長変換部材１８及び／又は拡散部材１６へ戻されることによるものである。この反射面は、枠体２６の内側面２６ａであってもよいし、枠体２６の内側面２６ａと波長変換部材１８及び／又は拡散部材１６の一辺Ｅ側の側面との間に充填された白樹脂（例えば、酸化チタンを含有したシリコン樹脂）等の反射面であってもよいし、それ以外の反射面であってもよい。 The luminance on the side E can be further increased by covering the side surface on the side E of the diffusing member 16 and / or the wavelength conversion member 18 with a reflecting surface. This is because the excitation light leaking outside from the side surface on the one side E side of the wavelength conversion member 18 and / or the diffusion member 16 is returned to the wavelength conversion member 18 and / or the diffusion member 16 by the action of the reflection surface covering the side surface. Is due to. The reflecting surface may be the inner side surface 26a of the frame body 26, or is filled between the inner side surface 26a of the frame body 26 and the side surface on the one side E side of the wavelength conversion member 18 and / or the diffusing member 16. It may be a reflective surface such as a white resin (for example, a silicon resin containing titanium oxide) or other reflective surface.
一辺Ｅ側から離れる（図１（ａ）中右側に離れる）に従って輝度がなだらかに減少するのは、詳細な理由は不明であるが、第２出射端面１４ｂ２から出射した励起光が、反射面２０、第２出射端面１４ｂ２及び第２領域１６ａ２で取り囲まれた空間Ｓにおいて散乱され、複雑な経路を経て拡散部材１６（第２領域１６ａ２）に入射すること、すなわち、当該空間Ｓが散乱空間として機能することによるものと思われる。 The reason why the luminance gradually decreases as it moves away from the side E side (away from the right side in FIG. 1A) is unknown, but the excitation light emitted from the second emission end face 14b2 is reflected by the reflection surface 20 The light is scattered in the space S surrounded by the second emission end face 14b2 and the second region 16a2, and enters the diffusion member 16 (second region 16a2) through a complicated path, that is, the space S functions as a scattering space. It seems to be due to.
この空間Ｓを散乱空間として機能させるため、図１（ｂ）に示すように、第２出射端面１４ｂ２の下端縁（拡散部材１６の下面１６ａ側とは反対側の縁）及び反射面２０の下端縁（拡散部材１６の下面１６ａ側とは反対側の縁）は、両者間に段差ができないように、出来る限り近接した状態で配置するのが望ましい。 In order to make this space S function as a scattering space, as shown in FIG. 1B, the lower end edge of the second emission end face 14b2 (the edge opposite to the lower face 16a side of the diffusing member 16) and the lower end of the reflecting face 20 It is desirable that the edges (edges opposite to the lower surface 16a side of the diffusing member 16) be arranged as close as possible so that there is no step between them.
光ファイバ１４の第１出射端面１４ｂ１は、拡散部材１６の下面１６ａ（第１領域１６ａ１）に近接した位置において第１領域１６ａ１に対向した状態で配置されていればよく、拡散部材１６の下面１６ａ（第１領域１６ａ１）に当接していてもよいし、当接していなくてもよい。光ファイバ１４の第１出射端面１４ｂ１が、拡散部材１６の下面１６ａ（第１領域１６ａ１）に当接していている場合、第１出射端面１４ｂ１と拡散部材１６の下面１６ａ（第１領域１６ａ１）との間のフレネル反射等の接続損失がさらに抑制されるため、第１出射端面１４ｂ１が拡散部材１６の下面１６ａ（第１領域１６ａ１）に当接していない場合と比べ、一辺Ｅ側の輝度をさらに高くすることができる。 The first emission end face 14b1 of the optical fiber 14 may be disposed in a state facing the first region 16a1 at a position close to the lower surface 16a (first region 16a1) of the diffusing member 16, and the lower surface 16a of the diffusing member 16. It may be in contact with (the first region 16a1) or may not be in contact. When the first emission end surface 14b1 of the optical fiber 14 is in contact with the lower surface 16a (first region 16a1) of the diffusion member 16, the first emission end surface 14b1 and the lower surface 16a (first region 16a1) of the diffusion member 16 Since the connection loss such as Fresnel reflection between the first emission end surface 14b1 and the first emission end surface 14b1 is not in contact with the lower surface 16a (first region 16a1) of the diffusing member 16, the luminance on the side E side is further increased. Can be high.
次に、上記構成の発光装置１０の効果を確認するために行った実験結果について説明する。 Next, the results of experiments conducted to confirm the effects of the light emitting device 10 having the above configuration will be described.
＜実験１＞
図４（ｃ）は実験１で用いた発光装置の上面図、図４（ｄ）は図４（ｃ）に示す発光装置のＡ２−Ａ２断面図である。
<Experiment 1>
4C is a top view of the light emitting device used in Experiment 1, and FIG. 4D is a cross-sectional view taken along line A2-A2 of the light emitting device shown in FIG. 4C.
実験１では、図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すように、発光装置１０と同様の発光装置を用いた。励起光源１２としてＴＯ−３９缶パッケージのレーザーダイオード（最大出力：１．６Ｗ、波長：λｐ＝４５０ｎｍ±５ｎｍ）を用い、光ファイバ１４としてコア・クラッドタイプ、ステップインデックス型の光ファイバ（コア径：２００μｍ、クラッド径：２０８μｍ、伝播モード：マルチモード、開口数（ＮＡ）：０．２１）を用い、拡散部材１６としてアルミナ焼結体（縦０．４×横０．８×厚み３００μｍ）を用いた。なお、波長変換部材１８は省略した。拡散部材１６に形成される輝度分布は、波長変換部材１８に形成される輝度分布と同様と考えられるためである。 In Experiment 1, a light-emitting device similar to the light-emitting device 10 was used as shown in FIGS. 4C and 4D. A laser diode in a TO-39 can package (maximum output: 1.6 W, wavelength: λp = 450 nm ± 5 nm) is used as the pumping light source 12, and a core-cladding type, step index type optical fiber (core diameter: core diameter: 200 μm, clad diameter: 208 μm, propagation mode: multimode, numerical aperture (NA): 0.21), and alumina sintered body (length 0.4 × width 0.8 × thickness 300 μm) is used as the diffusion member 16 It was. The wavelength conversion member 18 is omitted. This is because the luminance distribution formed on the diffusing member 16 is considered to be the same as the luminance distribution formed on the wavelength conversion member 18.
光ファイバ１４の出射端面１４ｂは、ファイバ軸ＡＸに対して垂直な出射端面で、拡散部材１６の下面１６ａ（中央）に近接した位置において当該拡散部材１６の下面１６ａ（中央）に当接した状態で配置されている。実験１で用いた発光装置においては、上記実施形態で説明した散乱空間として機能する空間Ｓは形成されていない。 The exit end face 14b of the optical fiber 14 is an exit end face perpendicular to the fiber axis AX and is in contact with the lower surface 16a (center) of the diffusing member 16 at a position close to the lower surface 16a (center) of the diffusing member 16. Is arranged in. In the light emitting device used in Experiment 1, the space S functioning as the scattering space described in the above embodiment is not formed.
図４（ａ）は図４（ｃ）に示す拡散部材１６のＡ２−Ａ２断面における輝度分布（グラフ）、図４（ｂ）は図４（ｃ）に示す拡散部材１６に形成される輝度分布（写真）である。 4A shows the luminance distribution (graph) in the A2-A2 cross section of the diffusing member 16 shown in FIG. 4C, and FIG. 4B shows the luminance distribution formed on the diffusing member 16 shown in FIG. 4C. (Photo).
図４（ａ）、図４（ｂ）を参照すると、拡散部材１６に形成される輝度分布は、ファイバ軸ＡＸ上の輝度が最大で、かつ、ファイバ軸ＡＸから離れると輝度が急峻に減少する輝度分布となることが分かる。これは、実験１で用いた発光装置においては、上記実施形態で説明した散乱空間として機能する空間Ｓが形成されていないことによるものと思われる。 Referring to FIGS. 4A and 4B, the luminance distribution formed in the diffusing member 16 has a maximum luminance on the fiber axis AX, and the luminance sharply decreases as the distance from the fiber axis AX increases. It turns out that it becomes luminance distribution. This is probably because the light-emitting device used in Experiment 1 does not have the space S functioning as the scattering space described in the above embodiment.
＜実験２＞
図５（ｃ）は実験２で用いた発光装置の上面図、図５（ｄ）は図５（ｃ）に示す発光装置のＡ３−Ａ３断面図である。
<Experiment 2>
FIG. 5C is a top view of the light-emitting device used in Experiment 2, and FIG. 5D is a cross-sectional view taken along line A3-A3 of the light-emitting device shown in FIG.
実験２では、図５（ｃ）、図５（ｄ）に示すように、発光装置１０と同様の発光装置を用いた。実験１と同様、励起光源１２としてＴＯ−３９缶パッケージのレーザーダイオード（最大出力：１．６Ｗ、波長：λｐ＝４５０ｎｍ±５ｎｍ）を用い、光ファイバ１４としてコア・クラッドタイプ、ステップインデックス型の光ファイバ（コア径：２００μｍ、クラッド径：２０８μｍ、伝播モード：マルチモード、開口数（ＮＡ）：０．２１）を用い、拡散部材１６としてアルミナ焼結体（縦０．４×横０．８×厚み３００μｍ）を用いた。 In Experiment 2, a light-emitting device similar to the light-emitting device 10 was used as shown in FIGS. As in Experiment 1, a TO-39 can packaged laser diode (maximum output: 1.6 W, wavelength: λp = 450 nm ± 5 nm) is used as the pumping light source 12, and the core / cladding type, step index type light is used as the optical fiber 14. A fiber (core diameter: 200 μm, clad diameter: 208 μm, propagation mode: multimode, numerical aperture (NA): 0.21) is used, and alumina sintered body (length 0.4 × width 0.8 ×) is used as the diffusion member 16. A thickness of 300 μm) was used.
光ファイバ１４の出射端面１４ｂは、ファイバ軸ＡＸに対して垂直な第１出射端面１４ｂ１及び第１出射端面１４ｂ１に対して４５°傾いた第２出射端面１４ｂ２を含んでいる。第１出射端面１４ｂ１は、拡散部材１６の下面１６ａ（中央）に近接した位置において当該拡散部材１６の下面１６ａ（中央）に当接した状態で配置されている。一方、第２出射端面１４ｂ２は、拡散部材１６の下面１６ａに対して傾いた状態で配置されている。 The exit end face 14b of the optical fiber 14 includes a first exit end face 14b1 perpendicular to the fiber axis AX and a second exit end face 14b2 inclined by 45 ° with respect to the first exit end face 14b1. The first emission end face 14b1 is disposed in a state of being in contact with the lower surface 16a (center) of the diffusing member 16 at a position close to the lower surface 16a (center) of the diffusing member 16. On the other hand, the second emission end face 14 b 2 is arranged in a state inclined with respect to the lower face 16 a of the diffusing member 16.
光ファイバ１４の第２出射端面１４ｂ２と拡散部材１６の下面１６ａとの間には、反射面２０が配置されている。なお、反射面２０は、フェルール２４の上下面を貫通した貫通穴２４ａに挿入したニードルを第２出射端面１４ｂ２とは反対側に傾けることでフェルール２４に形成した。反射面２０は、第２出射端面１４ｂ２の前方に、当該反射面２０、第２出射端面１４ｂ２及び拡散部材１６の下面１６ａで取り囲まれた断面が略三角形の空間Ｓ１を形成している。反射面２０は、第２出射端面１４ｂ２とは反対側に傾いている。 A reflective surface 20 is disposed between the second emission end surface 14 b 2 of the optical fiber 14 and the lower surface 16 a of the diffusing member 16. The reflecting surface 20 was formed on the ferrule 24 by tilting the needle inserted into the through hole 24a penetrating the upper and lower surfaces of the ferrule 24 to the side opposite to the second emission end surface 14b2. The reflecting surface 20 forms a space S1 having a substantially triangular cross section surrounded by the reflecting surface 20, the second emitting end surface 14b2, and the lower surface 16a of the diffusing member 16 in front of the second emitting end surface 14b2. The reflecting surface 20 is inclined to the side opposite to the second emission end face 14b2.
図５（ａ）は図５（ｃ）に示す拡散部材１６のＡ３−Ａ３断面における輝度分布（グラフ）、図５（ｂ）は図５（ｃ）に示す拡散部材１６に形成される輝度分布（写真）である。 5A is a luminance distribution (graph) in the A3-A3 cross section of the diffusing member 16 shown in FIG. 5C, and FIG. 5B is a luminance distribution formed in the diffusing member 16 shown in FIG. 5C. (Photo).
図５（ａ）、図５（ｂ）を参照すると、拡散部材１６に形成される輝度分布は、車両用灯具の分野において望まれている輝度分布、すなわち、一辺Ｅ１側の輝度が最大で、かつ、そこから離れる（図５（ａ）中右側に離れる）に従って輝度がなだらかに減少する輝度分布となることが分かる。 Referring to FIGS. 5A and 5B, the luminance distribution formed in the diffusing member 16 is the luminance distribution desired in the field of vehicle lamps, that is, the luminance on the side E1 side is the maximum. And it turns out that it becomes a luminance distribution from which brightness | luminance will reduce gradually as it leaves | separates from there (it moves to the right side in Fig.5 (a)).
一辺Ｅ１側の輝度が最大になるのは、第１出射端面１４ｂ１が、拡散部材１６の下面１６ａ中の一辺Ｅ１近傍の領域１６ａ１を照射するように、第１領域１６ａ１に近接した位置において第１領域１６ａ１に対向した状態で配置されている（その結果、第１出射端面１４ｂ１と第１領域１６ａ１との間のフレネル反射等の接続損失が抑制される）ことによるものである。その結果、図４（ａ）に示す輝度分布と比べ、ピークが図５（ａ）中左にシフトする。 The luminance on the side E1 side is maximized when the first emission end face 14b1 is close to the first region 16a1 so that the region 16a1 near the side E1 in the lower surface 16a of the diffusing member 16 is irradiated. This is because they are arranged facing the region 16a1 (as a result, connection loss such as Fresnel reflection between the first emission end face 14b1 and the first region 16a1 is suppressed). As a result, the peak shifts to the left in FIG. 5A compared to the luminance distribution shown in FIG.
一辺Ｅ１側から離れる（図５（ａ）中右側に離れる）に従って輝度がなだらかに減少するのは、詳細な理由は不明であるが、実験１の実験結果と対比して考察すると、実験２で用いた発光装置においては、上記実施形態で説明した散乱空間として機能する空間Ｓと同様の空間Ｓ１が形成されており、第２出射端面１４ｂ２から出射した励起光が、当該空間Ｓ１において散乱され、複雑な経路を経て拡散部材１６に入射することによるものと思われる。 The reason why the luminance gradually decreases as it moves away from the side E1 side (away to the right side in FIG. 5A) is unknown, but when compared with the experimental result of Experiment 1, In the light emitting device used, a space S1 similar to the space S functioning as the scattering space described in the above embodiment is formed, and the excitation light emitted from the second emission end face 14b2 is scattered in the space S1. This is considered to be caused by entering the diffusing member 16 through a complicated path.
＜実験３＞
図６（ｃ）は実験３で用いた発光装置の上面図、図６（ｄ）は図６（ｃ）に示す発光装置のＡ４−Ａ４断面図である。
<Experiment 3>
6C is a top view of the light-emitting device used in Experiment 3, and FIG. 6D is a cross-sectional view taken along line A4-A4 of the light-emitting device shown in FIG. 6C.
実験３では、図６（ｃ）、図６（ｄ）に示すように、実験２で用いた発光装置と同様の発光装置を用いた。 In Experiment 3, as shown in FIGS. 6C and 6D, a light emitting device similar to the light emitting device used in Experiment 2 was used.
但し、光ファイバ１４は、ファイバ軸を中心に１８０°回転した状態で配置されている。 However, the optical fiber 14 is arranged in a state rotated by 180 ° about the fiber axis.
光ファイバ１４の第２出射端面１４ｂ２と拡散部材１６の下面１６ａとの間には、フェルール２４の上下面を貫通した貫通穴２４ａの内壁（反射面２０として機能する）が配置されている。貫通穴２４ａの内壁は、第２出射端面１４ｂ２の前方に、当該貫通穴２４ａの内壁、第２出射端面１４ｂ２及び拡散部材１６の下面１６ａで取り囲まれた断面が略三角形の空間Ｓ２を形成している。 Between the second exit end face 14b2 of the optical fiber 14 and the lower surface 16a of the diffusing member 16, an inner wall (functioning as the reflecting surface 20) of the through hole 24a penetrating the upper and lower surfaces of the ferrule 24 is disposed. The inner wall of the through hole 24a forms a space S2 having a substantially triangular cross section surrounded by the inner wall of the through hole 24a, the second emission end surface 14b2, and the lower surface 16a of the diffusion member 16 in front of the second emission end surface 14b2. Yes.
図６（ａ）は図６（ｃ）に示す拡散部材１６のＡ４−Ａ４断面における輝度分布（グラフ）、図６（ｂ）は図６（ｃ）に示す拡散部材１６に形成される輝度分布（写真）である。 6A is a luminance distribution (graph) in the A4-A4 cross section of the diffusing member 16 shown in FIG. 6C, and FIG. 6B is a luminance distribution formed in the diffusing member 16 shown in FIG. 6C. (Photo).
図６（ａ）、図６（ｂ）を参照すると、拡散部材１６に形成される輝度分布は、車両用灯具の分野において望まれている輝度分布、すなわち、一辺Ｅ２側の輝度が最大で、かつ、そこから離れる（図６（ａ）中右側に離れる）に従って輝度がなだらかに減少する輝度分布となることが分かる。 6 (a) and 6 (b), the luminance distribution formed in the diffusing member 16 is the luminance distribution desired in the field of vehicle lamps, that is, the luminance on the side E2 side is the maximum, And it turns out that it becomes a luminance distribution from which brightness | luminance will reduce gradually as it leaves | separates from it (it moves to the right side in Fig.6 (a)).
一辺Ｅ２側の輝度が最大になるのは、第１出射端面１４ｂ１が、拡散部材１６の下面１６ａ中の一辺Ｅ２近傍の領域１６ａ１を照射するように、第１領域１６ａ１に近接した位置において第１領域１６ａ１に対向した状態で配置されている（その結果、第１出射端面１４ｂ１と第１領域１６ａ１との間のフレネル反射等の接続損失が抑制される）ことによるものである。 The luminance on the side E2 side is maximized when the first emission end face 14b1 is close to the first region 16a1 so as to irradiate the region 16a1 near the side E2 in the lower surface 16a of the diffusing member 16. This is because they are arranged facing the region 16a1 (as a result, connection loss such as Fresnel reflection between the first emission end face 14b1 and the first region 16a1 is suppressed).
一辺Ｅ２側から離れる（図６（ａ）中右側に離れる）に従って輝度がなだらかに減少するのは、詳細な理由は不明であるが、実験１の実験結果と対比して考察すると、実験３で用いた発光装置においては、上記実施形態で説明した散乱空間として機能する空間Ｓと同様の空間Ｓ２が形成されており、第２出射端面１４ｂ２から出射した励起光が、当該空間Ｓ２において散乱され、複雑な経路を経て拡散部材１６に入射することによるものと思われる。 The reason why the luminance gradually decreases as it moves away from the side E2 side (away to the right side in FIG. 6A) is unknown, but when compared with the experimental result of Experiment 1, In the light emitting device used, a space S2 similar to the space S functioning as the scattering space described in the above embodiment is formed, and the excitation light emitted from the second emission end face 14b2 is scattered in the space S2. This is considered to be caused by entering the diffusing member 16 through a complicated path.
図５（ａ）に示す輝度分布と図６（ａ）に示す輝度分布とを対比すると、図６（ａ）に示す輝度分布のピークが図５（ａ）に示す輝度分布のピークより右にシフトしている。これは、図６（ｄ）に示す空間Ｓ２が図５（ｄ）に示す空間Ｓ１より小さく（その結果、散乱されにくく）、拡散部材１６により多くの励起光が入射する（入射する絶対光量が強い）ことによるものと思われる。 When the luminance distribution shown in FIG. 5A is compared with the luminance distribution shown in FIG. 6A, the peak of the luminance distribution shown in FIG. 6A is to the right of the peak of the luminance distribution shown in FIG. There is a shift. This is because the space S2 shown in FIG. 6 (d) is smaller than the space S1 shown in FIG. 5 (d) (as a result, it is less likely to be scattered), and more excitation light is incident on the diffusing member 16 (the absolute amount of incident light is smaller). Strong).
また、図５（ａ）に示す輝度分布と図６（ａ）に示す輝度分布とを対比すると、第２出射端面１４ｂ２に対する反射面２０の傾きが大きい方（図５（ａ）参照）が、輝度がよりなだらかに減少する輝度分布となることが分かる。このことから、第２出射端面１４ｂ２に対する反射面２０の傾きを大きくすることで、輝度がよりなだらかに減少する輝度分布を形成することができることが分かる。 Further, when the luminance distribution shown in FIG. 5A is compared with the luminance distribution shown in FIG. 6A, the one where the inclination of the reflecting surface 20 with respect to the second emission end face 14b2 is larger (see FIG. 5A) is It can be seen that the luminance distribution decreases more gently. From this, it can be seen that a luminance distribution in which the luminance decreases more gently can be formed by increasing the inclination of the reflecting surface 20 with respect to the second emission end face 14b2.
また、図４（ａ）に示す輝度分布と図６（ａ）に示す輝度分布とを対比すると、第１出射端面１４ｂ１（拡散部材１６の下面１６ａ）に対する第２出射端面１４ｂ２の傾きが大きい方（図６（ａ）参照）が、輝度がよりなだらかに減少する輝度分布となることが分かる。このことから、第１出射端面１４ｂ１（拡散部材１６の下面１６ａ）に対する第２出射端面１４ｂ２の傾きを大きくすることで、輝度がよりなだらかに減少する輝度分布を形成することができることが分かる。 Further, when the luminance distribution shown in FIG. 4A is compared with the luminance distribution shown in FIG. 6A, the inclination of the second emission end face 14b2 with respect to the first emission end face 14b1 (the lower face 16a of the diffusing member 16) is larger. It can be seen that (see FIG. 6A) is a luminance distribution in which the luminance decreases more gently. From this, it can be seen that by increasing the inclination of the second emission end face 14b2 with respect to the first emission end face 14b1 (the lower surface 16a of the diffusing member 16), it is possible to form a luminance distribution in which the luminance decreases more gently.
以上説明したように、本実施形態によれば、光ファイバ１４を用いた発光装置１０において、１本の光ファイバ１４であっても、車両用灯具の分野において望まれている輝度分布、すなわち、一辺Ｅ側の輝度が最大で、かつ、そこから離れるに従って輝度がなだらかに減少する輝度分布を形成することができる発光装置及びこれに用いられる光ファイバを提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, in the light emitting device 10 using the optical fiber 14, even with one optical fiber 14, the luminance distribution desired in the field of vehicle lamps, that is, It is possible to provide a light emitting device capable of forming a luminance distribution in which the luminance on one side E side is maximum and the luminance is gradually decreased as the distance from the side E is increased, and an optical fiber used in the light emitting device.
次に、変形例として、拡散部材１６を省略した発光装置１０Ａについて説明する。 Next, as a modification, a light emitting device 10A in which the diffusing member 16 is omitted will be described.
図７は、拡散部材１６を省略した発光装置１０Ａの縦断面図である。 FIG. 7 is a longitudinal sectional view of the light emitting device 10 </ b> A in which the diffusing member 16 is omitted.
本変形例の発光装置１０Ａと上記第実施形態の発光装置１０とを対比すると、上記実施形態の発光装置１０においては、図１（ｂ）に示すように、拡散部材１６を用いていたのに対して、本変形例の発光装置１０Ａにおいては、図７に示すように、拡散部材１６を省略した点で、両者は相違する。 When the light emitting device 10A of the present modification is compared with the light emitting device 10 of the above embodiment, the light emitting device 10 of the above embodiment uses the diffusion member 16 as shown in FIG. On the other hand, in the light emitting device 10A of this modification, as shown in FIG. 7, the two are different in that the diffusing member 16 is omitted.
それ以外、上記実施形態の発光装置１０と同様の構成である。以下、上記実施形態の発光装置１０との相違点を中心に説明し、上記実施形態の発光装置１０と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。 Other than that, it is the structure similar to the light-emitting device 10 of the said embodiment. Hereinafter, the difference from the light emitting device 10 of the above embodiment will be mainly described, and the same components as those of the light emitting device 10 of the above embodiment will be denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
波長変換部材１８の下面１８ａは、図７に示すように、その一辺Ｅ（例えば、カットオフラインに対応する辺）を含む細幅の第１領域１８ａ１及び第１領域１８ａ１以外の第２領域１８ａ２を含んでいる。第１領域１８ａ１及び第２領域１８ａ２は、境界線Ｂを含む直線を間に挟んで隣接した状態で配置されている。 As shown in FIG. 7, the lower surface 18a of the wavelength conversion member 18 includes a narrow first region 18a1 including one side E (for example, a side corresponding to the cut-off line) and a second region 18a2 other than the first region 18a1. Contains. The first region 18a1 and the second region 18a2 are arranged adjacent to each other with a straight line including the boundary line B interposed therebetween.
波長変換部材１８は、第１領域１８ａ１が光ファイバ１４の第１出射端面１４ｂ１を覆い、かつ、第２領域１８ａ２が光ファイバ１４の第２出射端面１４ｂ２及び反射面２０を覆った状態でアルミ等の金属製のフェルール２４（上面）に固定されている。 The wavelength conversion member 18 is made of aluminum or the like in a state where the first region 18a1 covers the first emission end surface 14b1 of the optical fiber 14 and the second region 18a2 covers the second emission end surface 14b2 and the reflection surface 20 of the optical fiber 14. It is fixed to the metal ferrule 24 (upper surface).
光ファイバ１４（本変形例では、３本の光ファイバ１４）は、各々の出射端部がフェルール２４の上下面を貫通した貫通穴２４ａ（本変形例では、図１（ｃ）に示すように一列に配置された３つの貫通穴２４ａ）に挿入された状態でフェルール２４に固定されている。各々の光ファイバ１４の第１出射端面１４ｂ１は、図７に示すように、当該第１出射端面１４ｂ１から出射する励起光ＲａｙＡが波長変換部材１８の下面１８ａ中の一辺Ｅ近傍の第１領域１８ａ１を照射するように、第１領域１８ａ１に近接した位置において第１領域１８ａ１に対向した状態（例えば、当接した状態）で配置されている。一方、各々の光ファイバ１４の第２出射端面１４ｂ２は、当該第２出射端面１４ｂ２から出射する励起光ＲａｙＢが波長変換部材１８の下面１８ａ中の第２領域１８ａ２を照射するように、第２領域１８ａ２に対して傾いた状態で（第２領域１８ａ２側を向いた状態で）配置されている。第１出射端面１４ｂ１と第２出射端面１４ｂ２との間の境界線Ｂは、一辺Ｅに対して平行となっている。 As shown in FIG. 1C, the optical fiber 14 (three optical fibers 14 in the present modification) has through holes 24 a each of which has an exit end penetrating the upper and lower surfaces of the ferrule 24. It is fixed to the ferrule 24 in a state of being inserted into three through holes 24a) arranged in a row. As shown in FIG. 7, the first emission end face 14b1 of each optical fiber 14 has a first region 18a1 in the vicinity of one side E of the lower surface 18a of the wavelength conversion member 18 where the excitation light RayA emitted from the first emission end face 14b1 is. So as to irradiate the first region 18a1 at a position close to the first region 18a1 (for example, in a contact state). On the other hand, the second exit end face 14b2 of each optical fiber 14 is such that the excitation light RayB emitted from the second exit end face 14b2 irradiates the second area 18a2 in the lower face 18a of the wavelength conversion member 18. It is arranged in a state inclined with respect to 18a2 (in a state facing the second region 18a2 side). A boundary line B between the first emission end face 14b1 and the second emission end face 14b2 is parallel to one side E.
反射面２０は、第２出射端面１４ｂ２の前方に、当該反射面２０、第２出射端面１４ｂ２及び波長変換部材１８の下面１８ａ（第２領域１８ａ２）で取り囲まれた断面が略三角形の空間Ｓを形成している。反射面２０は、第２出射端面１４ｂ２とは反対側に傾いている。 The reflecting surface 20 has a space S having a substantially triangular cross section surrounded by the reflecting surface 20, the second emitting end surface 14b2, and the lower surface 18a (second region 18a2) of the wavelength conversion member 18 in front of the second emitting end surface 14b2. Forming. The reflecting surface 20 is inclined to the side opposite to the second emission end face 14b2.
本変形例によれば、上記実施形態と同様、光ファイバ１４を用いた発光装置１０Ａにおいて、１本の光ファイバ１４であっても、車両用灯具の分野において望まれている輝度分布、すなわち、一辺Ｅ側の輝度が最大で、かつ、そこから離れるに従って輝度がなだらかに減少する輝度分布を形成することができる発光装置及びこれに用いられる光ファイバを提供することができる。 According to this modification, as in the above embodiment, in the light emitting device 10A using the optical fiber 14, even with one optical fiber 14, the luminance distribution desired in the field of vehicle lamps, that is, It is possible to provide a light emitting device capable of forming a luminance distribution in which the luminance on one side E side is maximum and the luminance is gradually decreased as the distance from the side E is increased, and an optical fiber used in the light emitting device.
次に、変形例として、コア断面が矩形（又は略矩形）のコア１４Ａｃを含む光ファイバ１４Ａを用いた発光装置１０Ｂについて説明する。 Next, as a modification, a light-emitting device 10B using an optical fiber 14A including a core 14Ac whose core cross section is rectangular (or substantially rectangular) will be described.
図８（ａ）は図８（ｄ）に示す発光装置１０Ｂ（拡散部材１６）のＡ５−Ａ５断面における輝度分布、図８（ｂ）は図８（ｄ）に示す発光装置１０ＢのＡ５−Ａ５断面図、図８（ｃ）は図８（ｄ）に示す発光装置１０Ｂ（拡散部材１６）のＢ２−Ｂ２断面における輝度分布、図８（ｄ）は発光装置１０Ｂの上面図（拡散部材１６及び波長変換部材１８省略）である。 8A shows the luminance distribution in the A5-A5 cross section of the light emitting device 10B (diffusing member 16) shown in FIG. 8D, and FIG. 8B shows A5-A5 of the light emitting device 10B shown in FIG. 8D. 8C is a luminance distribution in the B2-B2 cross section of the light emitting device 10B (diffusing member 16) shown in FIG. 8D, and FIG. 8D is a top view of the light emitting device 10B (diffusing member 16 and FIG. The wavelength conversion member 18 is omitted).
本変形例の発光装置１０Ｂと上記第実施形態の発光装置１０とを対比すると、上記実施形態の発光装置１０においては、図１（ｄ）に示すように、コア断面が円形（又は略円形）のコア１４ｃを含む光ファイバ１４を用いていたのに対して、本変形例においては、図８（ｄ）に示すように、コア断面が矩形（又は略矩形）のコア１４Ａｃを含む光ファイバ１４Ａを用いている点で、両者は相違する。 When the light emitting device 10B of the present modification is compared with the light emitting device 10 of the above-described embodiment, in the light-emitting device 10 of the above-described embodiment, the core cross section is circular (or substantially circular) as shown in FIG. In contrast, in this modification, as shown in FIG. 8D, an optical fiber 14A including a core 14Ac having a rectangular (or substantially rectangular) core cross section is used. They are different in that they use.
それ以外、上記実施形態の発光装置１０と同様の構成である。以下、上記実施形態の発光装置１０との相違点を中心に説明し、上記実施形態の発光装置１０と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。 Other than that, it is the structure similar to the light-emitting device 10 of the said embodiment. Hereinafter, the difference from the light emitting device 10 of the above embodiment will be mainly described, and the same components as those of the light emitting device 10 of the above embodiment will be denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
光ファイバ１４Ａの出射端面１４Ａｂは、第１出射端面１４Ａｂ１及び第１出射端面１４Ａｂ１に対して傾いた第２出射端面１４Ａｂ２を含んでいる。 The exit end face 14Ab of the optical fiber 14A includes a first exit end face 14Ab1 and a second exit end face 14Ab2 inclined with respect to the first exit end face 14Ab1.
第１出射端面１４Ａｂ１は例えばファイバ軸ＡＸに対して垂直な平面形状で、かつ、外形が矩形の出射端面である。第２出射端面１４Ａｂ２は例えば第１出射端面１４Ａｂ１に対して４５°傾いた平面形状で、かつ、外形が矩形の出射端面である。第１出射端面１４Ａｂ１及び第２出射端面１４Ａｂ２は、境界線Ｂを間に挟んで隣接した状態で配置されている。 The first emission end face 14Ab1 is, for example, an emission end face having a planar shape perpendicular to the fiber axis AX and a rectangular outer shape. The second exit end face 14Ab2 is, for example, an exit end face having a planar shape inclined by 45 ° with respect to the first exit end face 14Ab1, and having a rectangular outer shape. The first emission end face 14Ab1 and the second emission end face 14Ab2 are arranged adjacent to each other with the boundary line B interposed therebetween.
第１出射端面１４Ａｂ１及び第２出射端面１４Ａｂ２は、例えば、コア断面が矩形（又は略矩形）の光ファイバの出射端部（ファイバ軸ＡＸに対して垂直な出射端面を含む出射端部）の一部をダイヤモンド研磨シート等で斜めにカット（研磨）することで形成することができる。このように第２出射端面１４Ａｂ２が第１出射端面１４Ａｂ１に対して傾いている結果、第２出射端面１４Ａｂ２から出射する励起光の指向性は、図３に示すように、ファイバ軸ＡＸ寄りに傾いたものとなる。 The first emission end surface 14Ab1 and the second emission end surface 14Ab2 are, for example, one of the emission end portions (output end portions including the emission end surface perpendicular to the fiber axis AX) of an optical fiber having a rectangular (or substantially rectangular) core cross section. The portion can be formed by cutting (polishing) diagonally with a diamond polishing sheet or the like. As a result of the second emission end face 14Ab2 being inclined with respect to the first emission end face 14Ab1, the directivity of the excitation light emitted from the second emission end face 14Ab2 is inclined closer to the fiber axis AX as shown in FIG. It will be.
光ファイバ１４Ａ（本変形例では、３本の光ファイバ１４Ａ）は、各々の出射端部（クラッド１４ｄ）が融着されて一体化されており、この一体化された出射端部がフェルール２４の上下面を貫通した貫通穴２４Ａａに挿入された状態でフェルール２４に固定されている。なお、各々の出射端部（クラッド１４ｄ）は、融着されていなくてもよい。 The optical fibers 14A (three optical fibers 14A in this modification) are integrated by fusing the respective emission end portions (cladding 14d), and the integrated emission end portions of the ferrule 24 are integrated. It is fixed to the ferrule 24 in a state of being inserted into a through hole 24Aa penetrating the upper and lower surfaces. Each output end (cladding 14d) may not be fused.
各々の光ファイバ１４Ａの第１出射端面１４Ａｂ１は、図８（ｂ）に示すように、当該第１出射端面１４Ａｂ１から出射する励起光ＲａｙＡが拡散部材１６の下面１６ａ中の一辺Ｅ近傍の第１領域１６ａ１を照射するように、第１領域１６ａ１に近接した位置において第１領域１６ａ１に対向した状態（例えば、当接した状態）で配置されている。一方、各々の光ファイバ１４Ａの第２出射端面１４Ａｂ２は、当該第２出射端面１４Ａｂ２から出射する励起光ＲａｙＢが拡散部材１６の下面１６ａ中の第２領域１６ａ２を照射するように、第２領域１６ａ２に対して傾いた状態で（第２領域１６ａ２側を向いた状態で）配置されている。第１出射端面１４Ａｂ１と第２出射端面１４Ａｂ２との間の境界線Ｂは、一辺Ｅに対して平行となっている。 As shown in FIG. 8B, the first emission end face 14Ab1 of each optical fiber 14A has a first emission light RayA emitted from the first emission end face 14Ab1 in the vicinity of one side E in the lower surface 16a of the diffusing member 16. It arrange | positions in the state (for example, contact | abutted state) which opposes 1st area | region 16a1 in the position close | similar to 1st area | region 16a1, so that area | region 16a1 may be irradiated. On the other hand, the second emission end face 14Ab2 of each optical fiber 14A is exposed to the second area 16a2 such that the excitation light RayB emitted from the second emission end face 14Ab2 irradiates the second area 16a2 in the lower surface 16a of the diffusing member 16. It is arrange | positioned in the state inclined with respect to (2nd area | region 16a2 side). The boundary line B between the first emission end face 14Ab1 and the second emission end face 14Ab2 is parallel to the side E.
反射面２０は、第２出射端面１４Ａｂ２の前方に、当該反射面２０、第２出射端面１４Ａｂ２及び拡散部材１６の下面１６ａ（第２領域１６ａ２）で取り囲まれた断面が略三角形の空間Ｓを形成している。反射面２０は、第２出射端面１４Ａｂ２とは反対側に傾いている。 The reflection surface 20 forms a space S having a substantially triangular cross section surrounded by the reflection surface 20, the second emission end surface 14Ab2, and the lower surface 16a (second region 16a2) of the diffusion member 16 in front of the second emission end surface 14Ab2. doing. The reflection surface 20 is inclined to the opposite side to the second emission end surface 14Ab2.
本変形例によれば、上記実施形態と同様、光ファイバ１４を用いた発光装置１０Ｂにおいて、１本の光ファイバ１４であっても、車両用灯具の分野において望まれている輝度分布、すなわち、一辺Ｅ側の輝度が最大で、かつ、そこから離れるに従って輝度がなだらかに減少する輝度分布を形成することができる発光装置及びこれに用いられる光ファイバを提供することができる。 According to this modification, as in the above embodiment, in the light emitting device 10B using the optical fiber 14, even with one optical fiber 14, the luminance distribution desired in the field of vehicle lamps, that is, It is possible to provide a light emitting device capable of forming a luminance distribution in which the luminance on one side E side is maximum and the luminance is gradually decreased as the distance from the side E is increased, and an optical fiber used in the light emitting device.
また、本変形例の発光装置１０Ｂによれば、コア断面が円形（又は略円形）のコア１４ｃを含む光ファイバ１４と比べ、一辺Ｅ側に光ファイバ１４Ａの第１出射端面１４Ａｂ１を密に配置することができるため、一辺Ｅ側の輝度をさらに高くすることができる。 Further, according to the light emitting device 10B of the present modification, the first emission end face 14Ab1 of the optical fiber 14A is densely arranged on the side E side as compared with the optical fiber 14 including the core 14c whose core cross section is circular (or substantially circular). Therefore, the brightness on the side E can be further increased.
次に、反射面２０（散乱空間として機能する空間Ｓ）の変形例について説明する。 Next, a modification of the reflecting surface 20 (space S functioning as a scattering space) will be described.
図９は、反射面２０（散乱空間として機能する空間Ｓ）の変形例について説明するための図である。 FIG. 9 is a diagram for explaining a modification of the reflective surface 20 (space S functioning as a scattering space).
反射面２０（散乱空間として機能する空間Ｓ）は、第２出射端面１４ｂ２とは反対側に傾いた反射面（図１（ｄ）参照）に限らず、フェルール２４の上下面を貫通した貫通穴２４ａの内壁（図６（ｄ）参照）であってもよいし、複数の反射面（図９参照）であってもよいし、それ以外の形状の反射面であってもよい。 The reflection surface 20 (the space S functioning as the scattering space) is not limited to the reflection surface (see FIG. 1D) inclined to the opposite side to the second emission end surface 14b2, but is a through hole penetrating the upper and lower surfaces of the ferrule 24. It may be the inner wall of 24a (see FIG. 6 (d)), may be a plurality of reflecting surfaces (see FIG. 9), or may be a reflecting surface of other shapes.
次に、上記構成の発光装置１０が適用された車両用灯具１００（ダイレクトプロジェクション型の車両用灯具）の例について説明する。以下、車両用灯具１００に発光装置１０を適用する例について説明するが、それ以外の発光装置１０Ａ、１０Ｂであっても同様に適用できるのは無論である。 Next, an example of a vehicular lamp 100 (direct projection type vehicular lamp) to which the light emitting device 10 having the above configuration is applied will be described. Hereinafter, although the example which applies the light-emitting device 10 to the vehicle lamp 100 is demonstrated, it cannot be overemphasized that it can apply similarly even if it is other light-emitting devices 10A and 10B.
図１０は、発光装置１０と、発光装置１０からの光を前方に照射する光学系としての投影レンズ３０と、を備えたダイレクトプロジェクション型（直射型とも称される）の車両用灯具１００の例である。 FIG. 10 shows an example of a direct projection type (also referred to as a direct type) vehicular lamp 100 that includes a light emitting device 10 and a projection lens 30 as an optical system that irradiates light from the light emitting device 10 forward. It is.
車両用灯具１００は、アウターレンズ３２とこれに組み付けられたハウジング３４とで構成される灯室３６内に配置された、発光装置１０、エクステンション３８、投影レンズ３０、光軸調整機構４０等を備えている。励起光源１２は、制御回路４２、放熱板４４、外部電源及び信号線４６が接続された別体光源モジュールとして構成されている。発光装置１０の波長変換部材１８は、投影レンズ３０の光学設計上の基準点Ｆ３０に配置されている。 The vehicular lamp 100 includes a light emitting device 10, an extension 38, a projection lens 30, an optical axis adjusting mechanism 40, and the like disposed in a lamp chamber 36 that includes an outer lens 32 and a housing 34 assembled thereto. ing. The excitation light source 12 is configured as a separate light source module to which a control circuit 42, a heat radiating plate 44, an external power source and a signal line 46 are connected. The wavelength conversion member 18 of the light emitting device 10 is disposed at the reference point F 30 in the optical design of the projection lens 30.
なお、発光装置１０からの光を前方に照射する光学系は、ダイレクトプロジェクション型（直射型とも称される）の光学系を構成する投影レンズ３０等に限らず、プロジェクタ型の光学系を構成する投影レンズ、シェード、楕円系反射面等であってもよいし、リフレクタ型の光学系を構成する放物面系反射面等であってもよいし、導光光学系（ＲＸＩ光学系）を構成する全反射を利用したレンズ体等であってもよいし、その他の光学系であってもよい。 The optical system that irradiates the light from the light emitting device 10 forward is not limited to the projection lens 30 or the like that constitutes a direct projection type (also referred to as a direct projection type) optical system, but constitutes a projector type optical system. It may be a projection lens, a shade, an elliptical reflecting surface, etc., may be a parabolic reflecting surface constituting a reflector type optical system, or constitutes a light guiding optical system (RXI optical system) It may be a lens body using total reflection or other optical system.
上記実施形態及び各変形例で示した各数値は全て例示であり、これと異なる適宜の数値を用いることができる。 Each numerical value shown in the above embodiment and each modified example is an exemplification, and any appropriate numerical value different from this can be used.
上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。 The above embodiment is merely an example in all respects. The present invention is not construed as being limited to these descriptions. The present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof.
１０、１０Ａ、１０Ｂ…発光装置、１２…励起光源、１４、１４Ａ…光ファイバ、１４ａ…入射端面、１４ｂ、１４Ａｂ…出射端面、１４ｂ１、１４Ａｂ１…第１出射端面、１４ｂ２、１４Ａｂ２…第２出射端面、１４ｃ、１４Ａｃ…コア、１４ｄ…クラッド、１４ｅ…被覆、１６…拡散部材、１６ａ…下面、１６ａ１…第１領域、１６ａ２…第２領域、１６ｂ…上面、１８…波長変換部材、１８ａ…下面、１８ａ１…第１領域、１８ａ２…第２領域、１８ｂ…上面、２０…反射面、２２…集光レンズ、２４…フェルール、２４ａ、２４Ａａ…貫通穴、２６…枠体、２６ａ…内側面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 10A, 10B ... Light-emitting device, 12 ... Excitation light source, 14, 14A ... Optical fiber, 14a ... Incident end face, 14b, 14Ab ... Outlet end face, 14b1, 14Ab1 ... First outgoing end face, 14b2, 14Ab2 ... Second outgoing end face 14c, 14Ac ... core, 14d ... clad, 14e ... coating, 16 ... diffusion member, 16a ... lower surface, 16a1 ... first region, 16a2 ... second region, 16b ... upper surface, 18 ... wavelength conversion member, 18a ... lower surface, 18a1 ... 1st area | region, 18a2 ... 2nd area | region, 18b ... Upper surface, 20 ... Reflective surface, 22 ... Condensing lens, 24 ... Ferrule, 24a, 24Aa ... Through-hole, 26 ... Frame body, 26a ... Inner side surface
Claims (9)
前記励起光源からの励起光が入射する入射端面と前記入射端面から導入される励起光が出射する出射端面とを含むコアと、前記コアの周囲を取り囲むクラッドと、を含む光ファイバと、
第１の面とその反対側の第２の面とを含み、前記出射端面から出射して前記第１の面を照射する励起光を拡散し、前記第２の面から拡散光として出射する拡散部材と、
第３の面とその反対側の第４の面とを含み、前記第２の面から出射して前記第３の面を照射する励起光の少なくとも一部を前記励起光と異なる波長の光に変換し、前記第４の面から出射する波長変換部材と、
を備えており、
前記光ファイバの出射端面は、第１出射端面及び当該第１出射端面に対して傾いた第２出射端面を含み、
前記第１出射端面は、当該第１出射端面から出射する前記励起光が前記第１の面中の一辺近傍の第１領域を照射するように、前記第１領域に近接した位置において前記第１領域に対向した状態で配置され、
前記第２出射端面は、当該第２出射端面から出射する前記励起光が前記第１の面中の前記第１領域以外の第２領域を照射するように、前記第２領域に対して傾いた状態で配置され、
前記第２出射端面と前記第２領域との間には、反射面が配置され、
前記反射面は、前記第２出射端面の前方に、当該反射面、前記第２出射端面及び前記第２領域で取り囲まれた空間を形成している発光装置。 An excitation light source;
An optical fiber including a core including an incident end face on which excitation light from the excitation light source is incident and an emission end face from which excitation light introduced from the incident end face is emitted; and a clad surrounding the core;
Diffusion including a first surface and a second surface opposite to the first surface, diffusing excitation light that is emitted from the emission end surface and irradiates the first surface, and is emitted as diffused light from the second surface Members,
Including at least a third surface and a fourth surface opposite to the third surface, and at least a part of the excitation light emitted from the second surface and irradiating the third surface is converted to light having a wavelength different from that of the excitation light. A wavelength converting member that converts and emits light from the fourth surface;
With
The emission end face of the optical fiber includes a first emission end face and a second emission end face inclined with respect to the first emission end face,
The first emission end face is arranged at a position close to the first area so that the excitation light emitted from the first emission end face irradiates a first area near one side of the first face. Placed in a state facing the area,
The second emission end face is inclined with respect to the second area so that the excitation light emitted from the second emission end face irradiates a second area other than the first area in the first face. Arranged in a state,
A reflective surface is disposed between the second emission end surface and the second region,
The light emitting device, wherein the reflection surface forms a space surrounded by the reflection surface, the second emission end surface, and the second region in front of the second emission end surface.
前記励起光源からの励起光が入射する入射端面と前記入射端面から導入される励起光が出射する出射端面とを含むコアと、前記コアの周囲を取り囲むクラッドと、を含む光ファイバと、
第３の面とその反対側の第４の面とを含み、前記出射端面から出射して前記第３の面を照射する励起光の少なくとも一部を前記励起光と異なる波長の光に変換し、前記第４の面から出射する波長変換部材と、
を備えており、
前記光ファイバの出射端面は、第１出射端面及び当該第１出射端面に対して傾いた第２出射端面を含み、
前記第１出射端面は、当該第１出射端面から出射する前記励起光が前記第３の面中の一辺近傍の第１領域を照射するように、前記第１領域に近接した位置において前記第１領域に対向した状態で配置され、
前記第２出射端面は、当該第２出射端面から出射する前記励起光が前記第３の面中の前記第１領域以外の第２領域を照射するように、前記第２領域に対して傾いた状態で配置され、
前記第２出射端面と前記第２領域との間には、反射面が配置され、
前記反射面は、前記第２出射端面の前方に、当該反射面、前記第２出射端面及び前記第２領域で取り囲まれた空間を形成している発光装置。 An excitation light source;
An optical fiber including a core including an incident end face on which excitation light from the excitation light source is incident and an emission end face from which excitation light introduced from the incident end face is emitted; and a clad surrounding the core;
Including at least a third surface and a fourth surface on the opposite side, and converting at least a part of the excitation light emitted from the emission end surface and irradiating the third surface into light having a wavelength different from that of the excitation light. , A wavelength conversion member that exits from the fourth surface;
With
The emission end face of the optical fiber includes a first emission end face and a second emission end face inclined with respect to the first emission end face,
The first emission end face has the first emission position at a position close to the first area so that the excitation light emitted from the first emission end face irradiates a first area near one side of the third face. Placed in a state facing the area,
The second emission end surface is inclined with respect to the second region such that the excitation light emitted from the second emission end surface irradiates a second region other than the first region in the third surface. Arranged in a state,
A reflective surface is disposed between the second emission end surface and the second region,
The light emitting device, wherein the reflection surface forms a space surrounded by the reflection surface, the second emission end surface, and the second region in front of the second emission end surface.
前記第２出射端面は、前記第１出射端面に対して傾いた出射端面である請求項１から５のいずれか１項に記載の発光装置。 The first exit end face is an exit end face perpendicular to the fiber axis,
6. The light emitting device according to claim 1, wherein the second emission end face is an emission end face inclined with respect to the first emission end face.
前記発光装置からの光を前方に照射する光学系と、を備えた車両用灯具。 The light emitting device according to any one of claims 1 to 8,
And an optical system for irradiating light from the light emitting device forward.
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