JP7149481B2 - Lighting device and light emitting unit - Google Patents

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Description

本発明は、半導体光源を用いた照明装置および発光ユニットに関するものである。 The present invention relates to a lighting device and a light emitting unit using a semiconductor light source.

レーザーダイオード(LD)を光源とした発光装置、または照明装置が開発されている。指向性の高いレーザービーム光(以下ビーム光という)を照明用光源として使用する場合、指向性の高いビーム光をそのまま使うのでなく、波長変換部材(蛍光体)に照射し、波長変換された拡散光に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。 A light-emitting device or lighting device using a laser diode (LD) as a light source has been developed. When using a highly directional laser beam light (hereinafter referred to as beam light) as a light source for illumination, instead of using the highly directional beam light as it is, it is irradiated to a wavelength conversion member (phosphor), and the wavelength is converted into diffusion. It is devised so that it can illuminate a wide range by converting it into light.

特許文献1には、蛍光体による波長変換光を用いて、効率よく混合光を放出可能な発光装置を提供することが記載されている。この発光装置は、放出光を放出可能な光源と、第1の蛍光体層と、導光路と、を有する。前記第1の蛍光体層は、少なくとも第1の面および前記第1の面とは反対側の第2の面を含み、導光方向に延在し、前記放出光を吸収し前記放出光の波長よりも長い波長を有する第1の波長変換光を放出可能とされる。前記導光路は、反射体を有し、前記放出光の入射面と、前記第1の蛍光体層の前記第1の面に接触し、前記反射体の表面に設けられた反射面と、前記第1の蛍光体層とは離間して設けられた出射面と、を含む。また、前記反射面および前記出射面は、前記導光方向に延在する。 Patent Literature 1 describes providing a light-emitting device capable of efficiently emitting mixed light using wavelength-converted light from phosphors. This light emitting device has a light source capable of emitting emission light, a first phosphor layer, and a light guide path. The first phosphor layer includes at least a first surface and a second surface opposite to the first surface, extends in a light guiding direction, absorbs the emitted light, and dissipates the emitted light. A first wavelength-converted light having a longer wavelength is enabled to be emitted. The light guide path has a reflector, an incident surface of the emitted light, a reflective surface provided on the surface of the reflector and in contact with the first surface of the first phosphor layer, and the an exit surface spaced apart from the first phosphor layer. Moreover, the reflecting surface and the emitting surface extend in the light guiding direction.

特許文献2には、導光板の側方からも光を出射させることができるエッジライト方式の照明器具を提供することが記載されている。照明器具は、前方に光を発する光源と、第1の主面を有し、光源が発する光を第1の主面側に導光する導光板と、第1の主面に対向する本体部と、導光板の側面の少なくとも一部を囲む周縁部とからなり、透光性を有するカバーと、導光板の一部として設けられる反射部とを備え、光源は、導光板の側面に向けて光を発するように、カバーの周縁部と導光板の側面との間に配置され、反射部は、光源が発する光を光源の後方に向けて反射する。 Patent Literature 2 describes providing an edge-light type lighting fixture capable of emitting light also from the side of the light guide plate. A lighting fixture has a light source that emits light forward, a first main surface, a light guide plate that guides light emitted by the light source toward the first main surface, and a main body that faces the first main surface. and a peripheral portion that surrounds at least a portion of the side surface of the light guide plate. The reflective part is arranged between the peripheral edge of the cover and the side surface of the light guide plate so as to emit light, and the reflective part reflects the light emitted by the light source toward the rear of the light source.

特開2012-099362号公報JP 2012-099362 A 特開2015-130271号公報JP 2015-130271 A

本発明は、構造が簡単で、光利用効率の高い照明装置を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide a lighting device having a simple structure and high light utilization efficiency.

本発明の実施形態の一態様は、半導体光源と、半導体光源から出力される第1の光束の放射角水平方向または放射角垂直方向のいずれか一方の成分を平行光にコリメートする第1の光学素子を含む光学系と、光学系から出力される第2の光束により照射され、波長変換された光を出力する波長変換面を含む発光ユニットとを有する照明装置である。波長変換面は、放射角水平方向または放射角垂直方向のいずれか他方の方向を含む第1の面に沿った第1の輪郭形状に沿って延び、第1の輪郭形状は、第2の光束の光軸に対して対称であり、第1の輪郭形状の少なくとも一部は、半導体光源を原点とし、光軸をX軸として第1の面を示すXY座標において以下の式(1)を満足する。
(x2-x1)+(y2-y1)=(α・g(θ+dθ/2))・・・(1)
ただし、
y1=x1・tan(θ+dθ)
y2=x2・tanθ
g(θ)=exp(-θ/(2×σ))
であり、θはX軸からの角度、αは比例定数、σは第2の光束の他方の方向の成分の分散を示す値である。
An aspect of an embodiment of the present invention is a semiconductor light source, and a first optical system for collimating a component of a first light beam output from the semiconductor light source in either the horizontal direction of the radiation angle or the vertical direction of the radiation angle into parallel light. The illumination device includes an optical system including an element, and a light emitting unit including a wavelength conversion surface for outputting wavelength-converted light irradiated by a second light beam output from the optical system. The wavelength conversion surface extends along a first contour shape along the first surface including either the horizontal direction of radiation angle or the vertical direction of radiation angle, and the first contour shape extends along the second luminous flux. At least part of the first contour shape satisfies the following formula (1) in XY coordinates showing the first plane with the semiconductor light source as the origin and the optical axis as the X axis do.
(x2-x1) 2 + (y2-y1) 2 = (αg(θ+dθ/2)) 2 (1)
however,
y1=x1·tan(θ+dθ)
y2=x2·tan θ
g(θ)=exp(−θ 2 /(2×σ 2 ))
is the angle from the X axis, α is the constant of proportionality, and σ2 is the value indicating the dispersion of the component in the other direction of the second light flux.

第1の輪郭形状は、波長変換面における第2の光束の反射成分の寄与を補正した形状を含んでいてもよく、式(2)で表されてもよい。
(x2-x1)+(y2-y1)=(α・g(θ+dθ/2)・h(θ))
・・・(2)
ただし、関数h(θ)は波長変換面における第2の光束の反射成分の寄与を少なくとも補正する関数である。
The first contour shape may include a shape corrected for the contribution of the reflection component of the second light beam on the wavelength conversion surface, and may be represented by Equation (2).
(x2-x1) 2 + (y2-y1) 2 = (α·g(θ+dθ/2)·h(θ)) 2
... (2)
However, the function h(θ) is a function that corrects at least the contribution of the reflection component of the second light beam on the wavelength conversion surface.

また、第1の輪郭形状は、第2の光束の光軸に対して対称であり、光軸の半導体光源の側を船尾とし、反対側を船首とする舟形であってもよい。 Also, the first contour shape may be symmetrical with respect to the optical axis of the second light beam, and may be a boat shape with the semiconductor light source side of the optical axis as the stern and the opposite side as the bow.

さらに、第1の輪郭形状は、半導体光源を原点とする光軸からの単位角度で区切った単位発光部分に対する、第2の光束および第2の光束が他の単位発光部分により反射された光による、第1の輪郭形状に対する照射量が略等しい形状であってもよい。 Furthermore, the first contour shape is formed by the second light beam and the light reflected by the other unit light emitting portion for the unit light emitting portion divided by the unit angle from the optical axis with the semiconductor light source as the origin. , a shape in which the irradiation dose is substantially equal to that of the first contour shape.

本発明の実施形態の一態様は、半導体光源から出力される第1の光束の放射角水平方向または放射角垂直方向のいずれか一方の成分が平行光にコリメートされた第2の光束により照射され、波長変換された光を出力する波長変換面を含む発光ユニットであって、前記波長変換面は、前記放射角水平方向または放射角垂直方向のいずれか他方の方向を含む第1の面に沿った第1の輪郭形状に沿って延び、前記第1の輪郭形状は、前記第2の光束の光軸に対して対称であり、前記第1の輪郭形状の少なくとも一部は、前記半導体光源を原点とし、前記光軸をX軸として前記第1の面を示すXY座標において以下の条件を満足する、発光ユニット。
(x2-x1)+(y2-y1)=(α・g(θ+dθ/2))
y1=x1・tan(θ+dθ)
y2=x2・tanθ
g(θ)=exp(-θ/(2×σ))
ただし、θは前記X軸からの角度、αは比例定数、σは前記第2の光束の前記他方の方向の成分の分散を示す値である。
In one aspect of the embodiment of the present invention, the component of either the horizontal direction of the radiation angle or the vertical direction of the radiation angle of the first light flux output from the semiconductor light source is irradiated by the second light flux collimated into parallel light. , a light-emitting unit including a wavelength conversion surface for outputting wavelength-converted light, wherein the wavelength conversion surface is along a first surface including the other of the horizontal direction of radiation angle and the vertical direction of radiation angle. the first contour shape is symmetrical with respect to the optical axis of the second light flux, and at least part of the first contour shape extends along the semiconductor light source. A light-emitting unit that satisfies the following conditions in terms of XY coordinates showing the first plane with the optical axis as the X-axis, with the origin as the X-axis.
(x2-x1) 2 + (y2-y1) 2 = (αg(θ+dθ/2)) 2
y1=x1·tan(θ+dθ)
y2=x2·tan θ
g(θ)=exp(−θ 2 /(2×σ 2 ))
is the angle from the X-axis, α is the constant of proportionality, and σ2 is the value indicating the dispersion of the component of the second light flux in the other direction.

本発明の実施形態に係る照明装置は、構造が簡単で、光利用効率の高いものを提供することができる。 The lighting device according to the embodiment of the present invention can provide a simple structure and high light utilization efficiency.

照明装置の一例を示す斜視図。1 is a perspective view showing an example of a lighting device; FIG. 照明装置を展開して示す図。The figure which expand|deploys and shows an illuminating device. 照明装置の平面図。The top view of an illuminating device. 照明装置の光軸に垂直な方向の断面図。Sectional drawing of a direction perpendicular|vertical to the optical axis of an illuminating device. 照明装置の光軸に平行な方向の断面図。Sectional drawing of the direction parallel to the optical axis of an illuminating device. 照明装置の光学系を説明する図。4A and 4B are diagrams for explaining an optical system of a lighting device; 照明装置の発光ユニットの一例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of a light-emitting unit of a lighting device; 発光ユニットに入力される光束の強度分布の一例を示す図。The figure which shows an example of the intensity distribution of the light beam input into a light emission unit. 発光ユニットの波長変換面が設定される輪郭形状を作図する一例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of drawing a contour shape for setting a wavelength conversion surface of a light emitting unit; 輪郭形状を示すデータを示す図。The figure which shows the data which show a contour shape. 輪郭形状を作図した一例を示す図。The figure which shows an example which drew the contour shape. 輪郭形状の計算値を求める式を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an expression for obtaining a calculated value of contour shape; 計算により求められた輪郭形状を示す図。The figure which shows the contour shape calculated|required by calculation. 放射角の異なる光束に対応する輪郭形状を示す図。FIG. 4 is a diagram showing contour shapes corresponding to light beams with different radiation angles; 発光面強度比の測定値を示す図。The figure which shows the measured value of light emission surface intensity ratio. 発光面強度比に基づく補正用の関数を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a function for correction based on the light emitting surface intensity ratio; 照明装置の他の例を示す図。FIG. 10 is a diagram showing another example of a lighting device; 照明装置のさらに異なる他の例を示す光軸に垂直な方向の断面図。Sectional drawing of the direction perpendicular|vertical to an optical axis which shows another different example of an illuminating device. 照明装置のさらに異なる他の例を示す図。The figure which shows the other different example of an illuminating device.

図1に、照明装置の一例を示している。この照明装置1は、全体が細長く、全体が舟形形状であり、船尾側2に配置された光学ユニット10と、船尾側2と反対側に尖がった船首側(先端側)3を備えた舟形形状の発光ユニット20と、これらを支持するフレーム9とを含む。 FIG. 1 shows an example of a lighting device. The illumination device 1 is elongated and boat-shaped as a whole, and includes an optical unit 10 arranged on the stern side 2 and a pointed bow side (tip side) 3 on the side opposite to the stern side 2. It includes boat-shaped light emitting units 20 and a frame 9 that supports them.

図2に、照明装置1を、光学ユニット10のカバー11と、発光ユニット20の拡散部材21とを外した状態で示している。図3に、照明装置1を上方から見た図(平面図)を示し、図4に、照明装置1の光軸に対して垂直方向の断面(断面IV-IV)を示し、図5に、照明装置1の光軸に対して平行方向の断面(断面V-V)を示している。 FIG. 2 shows the illumination device 1 with the cover 11 of the optical unit 10 and the diffusion member 21 of the light emitting unit 20 removed. FIG. 3 shows a top view (plan view) of the illumination device 1, FIG. 4 shows a section (section IV-IV) perpendicular to the optical axis of the illumination device 1, and FIG. A cross section (cross section VV) parallel to the optical axis of the illumination device 1 is shown.

光学ユニット10は、ソース光を成形する光学系19を含む。光学系19は、ビーム光を出力する半導体光源12と、半導体光源12から出力される第1の光束13の放射角をコリメートして第2の光束14として発光ユニット20に供給する第1の光学素子15とを含む。第1の光学素子15の一例は、半導体光源12から出力されるビーム光である第1の光束13の放射角水平方向θpの成分を平行光にコリメートするシリンドリカルレンズ15aである。 Optical unit 10 includes optics 19 that shape the source light. The optical system 19 includes a semiconductor light source 12 that outputs a light beam, and a first optical system that collimates the radiation angle of a first light beam 13 output from the semiconductor light source 12 and supplies it as a second light beam 14 to the light emitting unit 20 . element 15. An example of the first optical element 15 is a cylindrical lens 15a that collimates the radiation angle horizontal direction θp component of the first light flux 13, which is the light beam output from the semiconductor light source 12, into parallel light.

発光ユニット20は、内面25aが第1の輪郭形状(舟形形状の輪郭形状)22を構成する側壁25と、内面25aに設けられた波長変換面23と、側壁25により囲われた出射面26と、出射面26を覆う拡散部材21とを含む。波長変換面23は、鏡面または拡散性の反射面であって、波長変換用の蛍光体23aが塗布またはコーティングなどにより表面に設けられた面である。波長変換面23が、コリメートされた第2の光束14により照射されると、蛍光体23aにより波長変換された光(蛍光光、例えば黄色の光)32と、第2の光束14として供給されたビーム光の一部の反射光(青色の光)31とを含む、青色から波長変換された混合光(白色光)33が生成され、出射面26を覆う拡散部材21を透過して照明光35として出力される。本例の発光ユニット20においては、側壁25の内面25aおよび側壁25に囲われたフレーム9の内面(底面)29は鏡面または拡散反射面となっており、波長変換面23で生成された混合光33を出射面26の方向に反射して照明光35として出力する。 The light emitting unit 20 includes a side wall 25 whose inner surface 25 a forms a first contour shape (boat-shaped contour shape) 22 , a wavelength conversion surface 23 provided on the inner surface 25 a , and an emission surface 26 surrounded by the side wall 25 . , and a diffusing member 21 covering the exit surface 26 . The wavelength conversion surface 23 is a mirror surface or a diffusive reflection surface, and is a surface provided with a phosphor 23a for wavelength conversion by application or coating. When the wavelength-converting surface 23 is illuminated by the collimated second beam 14, the light 32 wavelength-converted by the phosphor 23a (fluorescent light, eg, yellow light) and the second beam 14 are supplied as Mixed light (white light) 33 that is wavelength-converted from blue, including reflected light (blue light) 31 that is a part of the beam light, is generated, passes through the diffusion member 21 that covers the emission surface 26 , and becomes illumination light 35 . is output as In the light-emitting unit 20 of this example, the inner surface 25 a of the side wall 25 and the inner surface (bottom surface) 29 of the frame 9 surrounded by the side wall 25 are mirror surfaces or diffuse reflection surfaces, and the mixed light generated by the wavelength conversion surface 23 is 33 is reflected in the direction of the exit surface 26 and output as illumination light 35 .

これらの図において、蛍光体23aが設けられた波長変換面23は幅広く設定されているが、波長変換面23は、側壁25の内面25aの中で、コリメートされたビーム光(第2の光束)14が照射される範囲でよい。側壁25の内面25aは、垂直壁である必要はなく角度を持たせてもよく、内面25aが曲面であってもよい。側壁25の内面25aの波長変換面23以外、および底面29を含めた拡散部材21以外の内面には拡散反射率の高いシートの貼付、または塗装処理を施してもよい。 In these figures, the wavelength conversion surface 23 provided with the phosphor 23a is set wide, but the wavelength conversion surface 23 is within the inner surface 25a of the side wall 25, and the collimated beam light (second luminous flux) 14 may be irradiated. The inner surface 25a of the side wall 25 need not be a vertical wall and may be angled, and the inner surface 25a may be curved. A sheet having a high diffuse reflectance may be attached to the inner surface 25a of the side wall 25 other than the wavelength conversion surface 23 and the inner surface other than the diffusion member 21 including the bottom surface 29, or may be painted.

拡散部材21の材質は、拡散性を有し透光性のある材料で構成されていてもよい。拡散部材21の具体的な材料としては、乳半アクリル板、白色ポリエチレン、白色ABSなどの樹脂、あるいは白色ガラスが挙げられる。拡散部材21の形状は平面でもよく、曲面、円弧を含む形状でもよい。 The diffusion member 21 may be made of a diffusing and translucent material. Specific materials for the diffusion member 21 include a semi-milk acrylic plate, white polyethylene, resin such as white ABS, and white glass. The shape of the diffusion member 21 may be a flat surface, a curved surface, or a shape including an arc.

波長変換面23が設けられた側壁25の内面25aは、舟形形状の輪郭形状22を形成している。第1の輪郭形状(舟形形状の輪郭形状)22は、半導体光源12から出力されるビーム光(第1の光束)13の放射角水平方向θpおよび放射角垂直方向θvのいずれか一方の成分が光学系19によりコリメートされた方向以外の方向、すなわち、本例では、放射角垂直方向θvの方向を含む第1の面Svに沿って延び、コリメートされた第2の光束14の光軸14aに対して対称であり、光軸14aの半導体光源12の側を船尾側2とし、反対側を船首側(先端側)3とする形状(舟形、曲線)である。 An inner surface 25a of the side wall 25 provided with the wavelength conversion surface 23 forms a boat-shaped contour 22 . The first contour shape (boat-shaped contour shape) 22 is defined by one component of the radiation angle horizontal direction θp and the radiation angle vertical direction θv of the light beam (first light flux) 13 output from the semiconductor light source 12. A direction other than the direction collimated by the optical system 19, that is, in this example, extends along the first plane Sv including the direction of the radiation angle vertical direction θv, and collimated along the optical axis 14a of the second light beam 14. The stern side 2 is on the semiconductor light source 12 side of the optical axis 14a, and the bow side (tip side) 3 is on the opposite side (boat shape, curved line).

図6(a)に示すように、半導体光源12から出力されるビーム光(第1の光束)13の放射強度はガウシアン分布に近似される。ビーム光のFFP(Far Field Pattern)の放射角は、一般的に放射角水平方向θpおよび放射角垂直方向θvの相互に直角方向のビーム強度が(1/e)となる点での角度で表される。一般に、ビーム光(第1の光束)13の放射角水平方向θpと、放射角垂直方向θvとでは、放射角水平方向θpの方が小さく、放射角θvの方が大きい。 As shown in FIG. 6A, the radiation intensity of the light beam (first light flux) 13 output from the semiconductor light source 12 approximates a Gaussian distribution. The radiation angle of the FFP (Far Field Pattern) of the light beam is generally the angle at which the beam intensity in the horizontal direction θp and the vertical direction θv of the radiation angle is (1/e 2 ). expressed. In general, the horizontal radiation angle .theta.p and the vertical radiation angle .theta.v of the light beam (first light flux) 13 are smaller in the horizontal radiation angle .theta.p and larger in the radiation angle .theta.v.

照明装置1の光学系19においては、放射角水平方向θpおよび放射角垂直方向θvのどちらか一方の放射角をコリメートレンズで平行光に整形して第2の光束14として出力する。そして、整形された平行な第2の光束14を、発光ユニット20の波長変換面23にライン状に照射することで、拡散した照明光35として利用できる照明装置1を提供する。例えば、放射角水平方向θpの放射角をシリンドリカルレンズ15aで平行光にコリメートしても放射角垂直方向θvの放射角(以降においては放射角θ)は変化しない。半導体光源12から出力されるビーム光(第1の光束)13の強度分布はガウス関数で近似されるため、以降においては、放射角垂直方向θvの放射角θに対するビーム光(第2の光束)14の強度分布を示すガウス関数式を求め、ガウス関数式に基づき等放射強度になる放射長を提供する第1の輪郭形状22を備えた発光ユニット20を提供する。 In the optical system 19 of the illumination device 1 , the radiation angle of either the horizontal radiation angle θp or the radiation angle vertical direction θv is shaped into parallel light by a collimating lens and output as the second light flux 14 . Then, by linearly irradiating the wavelength conversion surface 23 of the light emitting unit 20 with the shaped parallel second light flux 14, the illumination device 1 that can be used as the diffused illumination light 35 is provided. For example, even if the radiation angle in the horizontal direction .theta.p is collimated by the cylindrical lens 15a, the radiation angle in the vertical direction .theta.v (hereinafter referred to as the radiation angle .theta.) does not change. Since the intensity distribution of the light beam (first light beam) 13 output from the semiconductor light source 12 is approximated by a Gaussian function, hereinafter, the light beam (second light beam) with respect to the radiation angle θ in the vertical direction of the radiation angle θv A Gaussian functional expression representing the intensity distribution of 14 is determined, and a light emitting unit 20 is provided having a first profile 22 that provides a radiation length for equal radiant intensity based on the Gaussian functional expression.

図6(b)および(c)に示すように本例の照明装置1の光学系19では、放射角の小さい放射角水平方向θpをシリンドリカルレンズ15aで平行光に整形し、蛍光体23aを含む波長変換面23に照射し照明光35を得ている。蛍光灯のように細長い発光ユニット20を備えた照明装置1においては、例えば、放射角の大きな放射角垂直方向θvをコリメートして照射角の小さな第2の光束14が得られるようにしてもよい。 As shown in FIGS. 6(b) and 6(c), in the optical system 19 of the illumination device 1 of this embodiment, the horizontal direction θp of radiation angle with a small radiation angle is shaped into parallel light by the cylindrical lens 15a, and the phosphor 23a is included. Illumination light 35 is obtained by irradiating the wavelength conversion surface 23 . In the illumination device 1 including the elongated light emitting unit 20 such as a fluorescent lamp, for example, the vertical direction θv having a large radiation angle may be collimated to obtain the second light flux 14 having a small radiation angle. .

図6(d)に示すように、光学系19は、光学素子15として、ミラー15eまたはプリズムといった他の光学素子を含んでいてもよい。また、図6(e)に示すように、光学系19は、光学素子15として、2つまたはそれ以上のシリンドリカルレンズ15aおよび15bを含んでいてもよい。例えば、シリンドリカルレンズ15aは、放射角水平方向θpを制御して平行化し、シリンドリカルレンズ15bは、放射角垂直方向θvを制御して、発光ユニット20に入力される第2の光束14の放射角θが適当な角度になるように制御してもよい。また、放射角垂直、放射角水平を同時に変えられるトロイダルレンズ(トーリックレンズ)を用いてもよい。なお、これらの図では、半導体光源12であるレーザーダイオード(LD)をキャンタイプ(CANタイプ)で表示しているが、これに限定されるものではない。また、半導体光源12として用いられるレーザーダイオードの数についても1個に限定されるものではない。また、上述したように、以降において、発光ユニット20に入力される第2の光束14の平行化されていない方向の放射角、本例においては放射角垂直方向θvの角度を放射角θと呼ぶ。 As shown in FIG. 6(d), the optical system 19 may include other optical elements such as a mirror 15e or a prism as the optical element 15. FIG. Also, as shown in FIG. 6(e), the optical system 19 may include two or more cylindrical lenses 15a and 15b as the optical element 15. FIG. For example, the cylindrical lens 15a controls the radiation angle in the horizontal direction θp for parallelization, and the cylindrical lens 15b controls the radiation angle in the vertical direction θv to control the radiation angle θ of the second light flux 14 input to the light emitting unit 20. may be controlled to be an appropriate angle. Also, a toroidal lens (toric lens) capable of changing the vertical radiation angle and the horizontal radiation angle at the same time may be used. In addition, in these drawings, the laser diode (LD), which is the semiconductor light source 12, is shown as a can type (CAN type), but the present invention is not limited to this. Also, the number of laser diodes used as the semiconductor light source 12 is not limited to one. Further, as described above, hereinafter, the radiation angle of the non-collimated direction of the second light flux 14 input to the light emitting unit 20, in this example, the angle of the radiation angle vertical direction θv will be referred to as the radiation angle θ. .

図7に、第1の輪郭形状(舟形形状の輪郭形状)22に沿って配置された波長変換面23を備えた照明装置1を示している。図7(a)は、半導体光源(LD)12から得られる光束のビームの強度のガウス分布関数により一義的に決まる形状の一例を示している。この輪郭形状(第1の輪郭形状)22は、放射角θが異なる半導体光源(LD)12の場合は異なってもよい。 FIG. 7 shows an illumination device 1 having a wavelength conversion surface 23 arranged along a first contour shape (boat-shaped contour shape) 22 . FIG. 7A shows an example of a shape that is uniquely determined by the Gaussian distribution function of the beam intensity of the luminous flux obtained from the semiconductor light source (LD) 12. FIG. This contour shape (first contour shape) 22 may be different for semiconductor light sources (LD) 12 having different radiation angles θ.

図7(b)に、波長変換面23における反射成分の寄与を補正した輪郭形状22に沿って配置された波長変換面23を備えた照明装置1を示している。図7(a)に示した輪郭形状22が、半導体光源(LD)12から光学系19を経て得られた第2の光束14を等強度で波長変換して照明光35を照射する形状ではあるが、第2の光束14が波長変換されるのでなく第2の光束14の反射分もある。すなわち、波長変換面23で反射された第2の光束14の一部が船首側(先端側)3の波長変換面23に当り発光する。さらに、船首側3に近づくほど、光軸14aを挟んだ波長変換面23同士が近接することから、船首側3ほど輝度が高くなる傾向がある。したがって、図7(b)に示した照明装置1においては、発光ユニット20の船首側3の高輝度を補正し、より均一な発光輝度で照明光35を出力できるようにしている。 FIG. 7B shows the illumination device 1 including the wavelength conversion surface 23 arranged along the contour shape 22 corrected for the contribution of the reflection component on the wavelength conversion surface 23 . The contour shape 22 shown in FIG. 7A is a shape in which the second light beam 14 obtained from the semiconductor light source (LD) 12 through the optical system 19 is wavelength-converted with equal intensity and irradiated with the illumination light 35. However, the second light beam 14 is not wavelength-converted, and there is also a reflected portion of the second light beam 14 . That is, part of the second light flux 14 reflected by the wavelength conversion surface 23 hits the wavelength conversion surface 23 on the bow side (tip side) 3 and emits light. Furthermore, the closer the bow side 3 is, the closer the wavelength conversion surfaces 23 sandwiching the optical axis 14a are to each other. Therefore, in the illumination device 1 shown in FIG. 7B, the high brightness of the bow side 3 of the light emitting unit 20 is corrected so that the illumination light 35 can be output with more uniform emission brightness.

以下に、半導体光源(LD)12からの第1の光束13をコリメートした第2の光束14を等強度で波長変換する輪郭形状22の作成法について説明する。先ず、光学系19に採用されているシリンドリカルレンズ15aによりビーム光放射角の一方、本例では放射角水平方向θpをコリメートした第2の光束14のガウス関数式を求める。ガウス関数g(θ)は一般的に以下の式(3)により表される。
g(θ)=exp(-θ/(2×σ))・・・(3)
放射角θは、第2の光束(ビーム光)14の光軸14aをX軸としたときのX軸からの角度、σは第2の光束14の放射角垂直方向θvの成分の分散を示す値である。
A method for creating the contour shape 22 for iso-intensity wavelength conversion of the second light beam 14 obtained by collimating the first light beam 13 from the semiconductor light source (LD) 12 will be described below. First, the Gaussian function of the second beam 14 collimated by the cylindrical lens 15a employed in the optical system 19 is obtained with one of the beam radiation angles, in this example, the radiation angle horizontal direction θp. Gaussian function g(θ) is generally represented by the following equation (3).
g(θ)=exp(−θ 2 /(2×σ 2 )) (3)
is the angle from the X axis when the optical axis 14a of the second light flux (light beam) 14 is the X axis, and σ2 is the dispersion of the component of the second light flux 14 in the vertical direction θv of the radiation angle. is the value shown.

図8に、本例の光学系19に採用されたシリンドリカルレンズ15aによりコリメートされた第2の光束14の光出力を示している。半導体光源(LD)12の放射角水平方向θpの放射角(ビーム強度1/e)は8.4度、放射角垂直方向θvの放射角(ビーム強度1/e)は45度、シリンドリカルレンズ15aで整形後の放射角水平方向θpの放射角(ビーム強度1/e)は0度、放射角垂直方向θvの放射角(ビーム強度1/e)は45度であり、分散σを示す標準偏差σは11.8であった。放射角垂直方向θvの放射角(ビーム強度1/e)を調整したい場合は、図6(e)のようにシリンドリカルレンズ15aおよび15bを光軸にクロスさせて配置することで調整できる。 FIG. 8 shows the optical output of the second beam 14 collimated by the cylindrical lens 15a employed in the optical system 19 of this example. The radiation angle of the semiconductor light source (LD) 12 in the horizontal direction θp (beam intensity 1/e 2 ) is 8.4 degrees, and the radiation angle in the vertical direction θv (beam intensity 1/e 2 ) is 45 degrees. After shaping by the lens 15a, the radiation angle (beam intensity 1/e 2 ) in the horizontal direction θp is 0 degrees, the radiation angle (beam intensity 1/e 2 ) in the vertical direction θv is 45 degrees, and the dispersion σ The standard deviation σ for 2 was 11.8. When it is desired to adjust the radiation angle (beam intensity 1/e 2 ) in the radiation angle vertical direction θv, it can be adjusted by arranging the cylindrical lenses 15a and 15b so as to cross the optical axis as shown in FIG. 6(e).

半導体光源(LD)12から光学系19を経て得られる第2の光束14の放射強度は、放射角θが0度(光軸14a上またはX軸上)において最も強く、放射角θが大きくなるにしたがい放射強度が低下する。このため、第2の光束14の波長変換面23への照射強度を一定にするためには、放射強度差を、波長変換面23に対する放射長で補正する方法を採用できる。例えば、図8に示す照射強度より、光軸上の光出力を1とすると、それに対し放射角20度の強度は0.24と読み取れる。このため、放射角20度の放射長(波長変換面23の長さ)に対し0度(0度の前後)の波長変換面23の長さが4.2倍であれば、波長変換面23の単位長さ当りのビーム強度(第2の光束14による照射強度)が一定となり、単位長さ当りの波長変換された光32を含む混合光33の発光強度も一定になる。なお、第2の光束14の放射強度は放射角0度を中心にプラス側とマイナス側が対称形のため片側のみの輪郭形状を求めればよい。 The radiation intensity of the second light beam 14 obtained from the semiconductor light source (LD) 12 through the optical system 19 is the strongest when the radiation angle θ is 0 degrees (on the optical axis 14a or on the X-axis), and the radiation angle θ becomes large. The radiant intensity decreases accordingly. Therefore, in order to make the irradiation intensity of the second light flux 14 to the wavelength conversion surface 23 constant, a method of correcting the radiation intensity difference by the radiation length with respect to the wavelength conversion surface 23 can be adopted. For example, assuming that the optical output on the optical axis is 1 from the irradiation intensity shown in FIG. 8, the intensity at a radiation angle of 20 degrees can be read as 0.24. Therefore, if the length of the wavelength conversion surface 23 at 0 degrees (around 0 degrees) is 4.2 times the radiation length (length of the wavelength conversion surface 23) at the radiation angle of 20 degrees, the wavelength conversion surface 23 The beam intensity per unit length (irradiation intensity of the second beam 14) is constant, and the emission intensity of the mixed light 33 containing the wavelength-converted light 32 per unit length is also constant. Since the radiant intensity of the second light beam 14 is symmetrical on the positive side and the negative side with respect to the radiation angle of 0 degrees, it is only necessary to obtain the contour shape of only one side.

第2の光束14の放射角垂直方向θvの波長変換面23が設けられる舟形形状(第1の輪郭形状)22は、放射角垂直方向θvを含む第1の面Svに沿った形状(第1の輪郭形状)として表現できる。第1の面Svの第1の輪郭形状22は、光軸14aをX軸とし、半導体光源(LD)12を原点としたXY座標により表現でき、本例においては、上述したように舟形形状の第1の輪郭形状22として得ることができる。 The boat shape (first outline shape) 22 on which the wavelength conversion surface 23 in the radiation angle vertical direction θv of the second luminous flux 14 is provided is a shape (first contour shape) along the first plane Sv including the radiation angle vertical direction θv. can be expressed as the contour shape of The first contour shape 22 of the first surface Sv can be represented by XY coordinates with the optical axis 14a as the X axis and the semiconductor light source (LD) 12 as the origin. It can be obtained as a first contour shape 22 .

放射角θの方向の波長変換面23のXY平面において放射角dθだけ異なる2点(x1、y1)および(x2、y2)は以下の式(4)で与えられる。
y1=x1・tan(θ+dθ)
y2=x2・tanθ ・・・(4)
したがって、これら2点間の距離が放射角θの放射強度に比例するように波長変換面23が配置される第1の輪郭形状22を設定することにより、第2の光束14の波長変換面23への照射強度を一定にすることができる。そのためには、2点(x1、y1)および(x2、y2)が以下の条件(1)を満たすものであればよい。
(x2-x1)+(y2-y1)=(α・g(θ+dθ/2)) ・・・(1)
θはX軸からの角度、αは比例定数である。
Two points (x1, y1) and (x2, y2) that differ by the radiation angle dθ on the XY plane of the wavelength conversion surface 23 in the direction of the radiation angle θ are given by the following equation (4).
y1=x1·tan(θ+dθ)
y2=x2·tan θ (4)
Therefore, by setting the first contour shape 22 in which the wavelength conversion surface 23 is arranged so that the distance between these two points is proportional to the radiation intensity of the radiation angle θ, the wavelength conversion surface 23 of the second luminous flux 14 It is possible to make the irradiation intensity to be constant. For that purpose, the two points (x1, y1) and (x2, y2) should satisfy the following condition (1).
(x2-x1) 2 + (y2-y1) 2 = (αg(θ+dθ/2)) 2 (1)
θ is the angle from the X-axis, and α is the constant of proportionality.

このため、図9に示すように、1つの座標P1(x1、y1)に対して、条件(1)の式(以降においては式(1))を満たす座標P2(x2、y2)を求め、それらを補間スプライン線で接続することにより、光軸(X軸)14aからの単位角度で区切った単位発光部分に対する、第2の光束14より照射量が略等しい第1の輪郭形状22を得ることができる。第1の輪郭形状22を作図する1つの方法は、適当な放射角θの単位、例えば2度毎に、式(1)の右辺に相当する放射長G(式(5))を求め、基準となる位置(放射角(θ+dθ)の位置)Pに対して、放射長Gを半径として次の放射角θの上の位置を決めることである。
G=α・g(θ+dθ/2) ・・・(5)
Therefore, as shown in FIG. 9, for one coordinate P1 (x1, y1), a coordinate P2 (x2, y2) that satisfies the formula of condition (1) (hereinafter, formula (1)) is obtained, By connecting them with an interpolating spline line, a first contour shape 22 having a substantially equal irradiation amount from the second light flux 14 is obtained for a unit light emitting portion separated by a unit angle from the optical axis (X-axis) 14a. can be done. One method of drawing the first contour shape 22 is to determine the radial length G (equation (5)) corresponding to the right side of equation (1) for each appropriate unit of the radiation angle θ, for example, every 2 degrees, and use the reference (the position of the radiation angle (.theta.+d.theta.)) P, the position on the next radiation angle .theta.
G=α·g(θ+dθ/2) (5)

図10に、放射角θが23度から2度ピッチで半径(放射長)Gを求めた結果を示している。また、図11に、作図により第1の輪郭形状22を求めた結果を示している。比例定数αは、照明器具として必要な発光面積、発光面輝度をもとに設定される。本例においては比例定数(乗数)αを45に設定している。この比例定数αは、一度作図をしてみることにより、適宜設定することができる。図11において、作図を開始する位置P1は、本例の第2の光束14の放射角垂直方向θvの放射角(ビーム強度1/e)が45度であり、その第2の光束14を最大限に利用するために放射角の半角以上の値として放射角θが24度で、シリンドリカルレンズ15aに最も近い位置を選択した。比例定数αおよび第1の輪郭形状22を求める最初の位置P1の座標は適宜設定してもよい。また、第1の輪郭形状22を求める角度分割は2度でなくてもよく、1度あるいはそれ以下であってもよく、2度以上であってもよい。位置P2~P13は、順番に、図10に示した半径Gと放射角θとの交点として求められる。すなわち、位置P2は、位置P1からの半径Gが6.733295の円と放射角θが22度の線との交点として求められ、位置P3~P13も同様に求められる。 FIG. 10 shows the result of obtaining the radius (radiation length) G at intervals of 2 degrees from the radiation angle θ of 23 degrees. Further, FIG. 11 shows the result of obtaining the first contour shape 22 by drawing. The constant of proportionality α is set based on the light-emitting area and light-emitting surface luminance required for the lighting fixture. In this example, the constant of proportionality (multiplier) α is set to 45. This constant of proportionality α can be appropriately set by drawing once. In FIG. 11, the position P1 from which drawing is started is such that the radiation angle (beam intensity 1/e 2 ) in the vertical direction θv of the radiation angle of the second light flux 14 in this example is 45 degrees, and the second light flux 14 is In order to maximize the use, the position closest to the cylindrical lens 15a with a radiation angle θ of 24 degrees was selected as a value larger than the half angle of the radiation angle. The constant of proportionality α and the coordinates of the initial position P1 for obtaining the first contour shape 22 may be set as appropriate. Also, the angular division for obtaining the first contour shape 22 may not be 2 degrees, but may be 1 degree or less, or may be 2 degrees or more. Positions P2 to P13 are obtained in order as intersections of radius G and radiation angle θ shown in FIG. That is, the position P2 is determined as the intersection of the circle with the radius G of 6.733295 from the position P1 and the line with the radiation angle θ of 22 degrees, and the positions P3 to P13 are similarly determined.

半導体光源12から光学系19を経て出力される第2の光束(ビーム光)14は、X軸である光軸14aに対して対称なので、単位長さ当りの波長変換された光32を含む混合光33の発光強度が一定になる輪郭形状22は、上記により得られた形状22をX軸に対して対称に展開したものになる。波長変換面23を第1の輪郭形状22に沿って配置することにより、波長変換面23の単位長さ当りの第2の光束14による照射強度が一定となり、単位長さ当りの波長変換された混合光33の発光強度が一定の発光ユニット20が得られる。 The second light flux (beam light) 14 output from the semiconductor light source 12 through the optical system 19 is symmetrical with respect to the optical axis 14a, which is the X axis, so that it is a mixture containing the wavelength-converted light 32 per unit length. The contour shape 22 in which the emission intensity of the light 33 is constant is obtained by expanding the shape 22 obtained above symmetrically with respect to the X axis. By arranging the wavelength conversion surface 23 along the first contour shape 22, the irradiation intensity of the second light flux 14 per unit length of the wavelength conversion surface 23 becomes constant, and the wavelength converted per unit length becomes constant. A light-emitting unit 20 in which the mixed light 33 has a constant emission intensity is obtained.

第1の輪郭形状22を、式(1)を解くことによって得ることも可能である。図12(a)に示すように、式(1)をx2の2次方程式に変換し、図12(b)に示すように、予め定められた座標P1(x1、y1)に対する解として2次方程式を解いて座標P2(x2、y2)を得ることができる。図10に、計算値として得られた、各位置PのX座標およびY座標を示している。また、図13に、計算により得られた各位置Pの座標を補間スプライン線で結んだ線を示しており、この線が第1の輪郭形状22を示し、発光ユニット20に採用される形状はX軸に対して対称に展開したものとなる。いずれの場合も、第1の輪郭形状22は、第2の光束14の光軸14aに対して対称であり、波長変換面23は、舟形形状、すなわち、光軸14aの半導体光源12の側を船尾とし、反対側を船首側(先端側)とする舟形の第1の輪郭形状22に沿って配置されたものとなる。すなわち、第1の輪郭形状22は、半導体光源12を原点とし、光軸14aをX軸とし、Y方向に離れた位置P1(x1、y1)を始点とし、X軸のプラス方向に沿っていったんY方向にX軸から離れるようにX軸と反対側に凸状の曲線を描き、その後、X軸方向に徐々に近づいて船首となる先端をなすようにX軸と交差する。 It is also possible to obtain the first profile 22 by solving equation (1). As shown in FIG. 12(a), equation (1) is transformed into a quadratic equation of x2, and as shown in FIG. 12(b), quadratic We can solve the equation to get the coordinates P2(x2, y2). FIG. 10 shows the X coordinate and Y coordinate of each position P obtained as calculated values. Further, FIG. 13 shows a line connecting the coordinates of each position P obtained by calculation with an interpolating spline line. It is developed symmetrically with respect to the X-axis. In either case, the first contour shape 22 is symmetrical with respect to the optical axis 14a of the second light beam 14, and the wavelength conversion surface 23 has a boat shape, that is, the semiconductor light source 12 side of the optical axis 14a. It is arranged along the boat-shaped first contour shape 22 with the stern side and the opposite side being the bow side (tip side). That is, the first contour shape 22 has the semiconductor light source 12 as the origin, the optical axis 14a as the X axis, the position P1 (x1, y1) apart in the Y direction as the starting point, and once along the plus direction of the X axis. A convex curve is drawn on the side opposite to the X-axis so as to move away from the X-axis in the Y direction, and then it gradually approaches the X-axis direction and intersects the X-axis so as to form a tip that serves as a bow.

図14に、発光ユニット20に入力する第2の光束14の放射角が異なる場合に、波長変換面23が設けられる輪郭形状22を示している。放射角が小さくなると、第1の輪郭形状(舟形形状の輪郭形状)22はX軸となる光軸14aの方向に延びた形状となる。したがって、光学系19において、シリンドリカルレンズ15aおよび15bなどにより、発光ユニット20に入力される第2の光束14の放射角を制御することにより、発光ユニット20において照明光35を出力する発光面形状、例えば、長さ、幅などを制御することができる。 FIG. 14 shows a contour shape 22 on which the wavelength conversion surface 23 is provided when the radiation angles of the second light flux 14 entering the light emitting unit 20 are different. When the radiation angle becomes small, the first contour shape (boat-shaped contour shape) 22 becomes a shape extending in the direction of the optical axis 14a serving as the X-axis. Therefore, in the optical system 19, by controlling the radiation angle of the second light beam 14 input to the light emitting unit 20 by the cylindrical lenses 15a and 15b, etc., the light emitting unit 20 outputs the illumination light 35. For example, length, width, etc. can be controlled.

図15(a)に、上記にて、発光ユニット20に入力される光束14の分布のみを前提として設計された第1の輪郭形状22に沿って波長変換面23が配置された照明装置1の波長変換面23からの発光面輝度比(第1の輪郭形状22の中央部分の輝度に対する前後の部分輝度の比、具体的には各図に記載)の変化を、半導体光源12から光軸14aに沿った距離に対して示している。図15(b)は、上記の発光面輝度比の変化を、光軸14aからの角度(放射角)θに変換して示している。上記により得られた第1の輪郭形状22が半導体光源12から発光ユニット20に入力された光束14を等強度で波長変換するために適した計算上の形状である。しかしながら、第2の光束(ビーム光)14の一部は波長変換面23において、波長変換されずに反射され、船首側3の波長変換面23に当り、波長変換された光32を含む混合光33を生成する。また、波長変換面23は、船首側3ほど相互に近接することから、船首側3ほど輝度が高くなる。図15(a)および(b)により、実際に、これらの影響が表れていることがわかる。発光ユニット20の全体において、より均一な発光輝度を得るためには、船首側3の高輝度を補正することが望ましい。 FIG. 15(a) shows the illumination device 1 in which the wavelength conversion surface 23 is arranged along the first outline shape 22 designed on the premise of only the distribution of the light flux 14 input to the light emitting unit 20 as described above. A change in the luminance ratio of the light emitting surface from the wavelength conversion surface 23 (the ratio of the luminance of the front and rear portions to the luminance of the central portion of the first outline shape 22, specifically described in each figure) is measured from the semiconductor light source 12 along the optical axis 14a. is shown for distance along . FIG. 15(b) shows the change in the above-mentioned light emitting surface luminance ratio converted into an angle (radiation angle) θ from the optical axis 14a. The first contour shape 22 obtained as described above is a calculated shape suitable for wavelength-converting the light flux 14 input from the semiconductor light source 12 to the light emitting unit 20 with equal intensity. However, part of the second light flux (beam light) 14 is reflected on the wavelength conversion surface 23 without being wavelength-converted, hits the wavelength conversion surface 23 on the bow side 3, and is mixed light including wavelength-converted light 32. 33 is generated. Further, since the wavelength conversion surfaces 23 are closer to each other toward the bow side 3, the brightness of the wavelength conversion surfaces 23 increases toward the bow side 3. FIG. It can be seen from FIGS. 15(a) and (b) that these influences actually appear. In order to obtain more uniform light emission brightness in the entire light emitting unit 20, it is desirable to correct the high brightness of the bow side 3. FIG.

図16(a)に、測定により得られた発光面輝度比の変化を放射角θの多項式として近似した結果を示している。発光面輝度比は、船尾側2の低下量に対して、船首側3の増加量が大きい。したがって、図16(b)に示すように、中間の放射角θが8度より船首側3の発光面輝度比を多項式で近似して補正関数h(θ)として求め、ガウス関数により与えられる第2の光束14の光強度を補正関数h(θ)で補正した光強度分布に対して、単位面積当りの照射量が一定になるような波長変換面23の配置を求めた。波長変換面23が配置される輪郭形状22は以下の条件(2)を満足する。
(x2-x1)+(y2-y1)=(α・g(θ+dθ/2)・h(θ))
・・・(2)
FIG. 16(a) shows the result of approximating the change in the light emitting surface luminance ratio obtained by the measurement as a polynomial of the radiation angle θ. Regarding the light emitting surface luminance ratio, the amount of increase on the bow side 3 is greater than the amount of decrease on the stern side 2 . Therefore, as shown in FIG. 16(b), the luminance ratio of the light-emitting surface 3 on the bow side 3 is approximated by a polynomial when the intermediate radiation angle θ is 8 degrees, and is obtained as a correction function h(θ). For the light intensity distribution obtained by correcting the light intensity of the light flux 14 of No. 2 with the correction function h(θ), the arrangement of the wavelength conversion surface 23 was obtained so that the irradiation amount per unit area is constant. The contour shape 22 on which the wavelength converting surface 23 is arranged satisfies the following condition (2).
(x2-x1) 2 + (y2-y1) 2 = (α·g(θ+dθ/2)·h(θ)) 2
... (2)

この条件(2)の式(以下においては式(2))に基づいて式(1)と同様に、波長変換面23を配置する第1の輪郭形状22を得ることができる。 Based on the equation of condition (2) (equation (2) below), the first contour shape 22 for arranging the wavelength conversion surface 23 can be obtained in the same manner as in equation (1).

上述したように、照明装置1は、半導体光源12と、半導体光源12から出力される第1の光束13の放射角水平方向θpまたは放射角垂直方向θvのいずれか一方(上記においては放射角水平方向θp)の成分を平行光にコリメートする第1の光学素子15を含む光学系19と、光学系19から出力される第2の光束14により照射され、波長変換された光を出力する波長変換面23を含む発光ユニット20とを有する。波長変換面23は、放射角水平方向θpまたは放射角垂直方向θvのいずれか他方の方向(上記においては放射角垂直方向θv)を含む第1の面Sv(XY平面)に沿った第1の輪郭形状22に沿って延びている。この第1の輪郭形状22は舟形形状であり、第2の光束14の光軸14aをX軸として、X軸に対して対称であり、第1の輪郭形状22は、半導体光源12を原点とし、第1の面Svを示すXY座標において式(1)を満足するものであってもよい。 As described above, the illumination device 1 includes the semiconductor light source 12 and either the horizontal direction θp or the vertical direction θv of the radiation angle of the first light beam 13 output from the semiconductor light source 12 (in the above description, the horizontal An optical system 19 including a first optical element 15 for collimating the component in the direction θp) into parallel light, and a wavelength converter for outputting light that has been irradiated with a second light flux 14 output from the optical system 19 and has been wavelength-converted. and a light emitting unit 20 including a surface 23 . The wavelength conversion surface 23 is a first plane Sv (XY plane) including the other of the horizontal direction of radiation angle θp and the vertical direction of radiation angle θv (the vertical direction of radiation angle θv in the above description). It extends along the contour shape 22 . The first contour shape 22 is boat-shaped, and is symmetrical with respect to the X-axis, with the optical axis 14a of the second light beam 14 as the X-axis. , the XY coordinates indicating the first surface Sv may satisfy the formula (1).

さらに、第1の輪郭形状22は、波長変換面23における第2の光束14の反射成分の寄与を含めて補正する関数h(θ)を考慮した形状であってもよい。すなわち、式(2)を満足するものであってもよい。上記においては、放射角θが適当な値以下において、例えば8度以下において、ガウス関数で与えられる第2の光束14の強度を補正する関数h(θ)を求めて、放射角θが8度以下の船首側3の第1の輪郭形状22を補正している。補正する関数h(θ)の範囲は、8度以下に限定されず、全放射角の範囲であってよく、より船首側3の限られた領域のみを補正するものであってもよい。また、輝度の均一性がそれほど要求されない照明装置1、あるいは、発光ユニット20に入力される第2の光束14の放射角の範囲が狭く波長変換面23における反射の影響が少ない場合は、関数h(θ)による補正を省いてもよい。 Furthermore, the first contour shape 22 may be a shape considering a function h(θ) for correcting including the contribution of the reflection component of the second light flux 14 on the wavelength conversion surface 23 . That is, it may satisfy the expression (2). In the above, the function h(θ) for correcting the intensity of the second light flux 14 given by a Gaussian function is obtained when the radiation angle θ is an appropriate value or less, for example, 8 degrees or less, and the radiation angle θ is 8 degrees. The following bow side 3 first profile 22 is corrected. The range of the function h(θ) to be corrected is not limited to 8 degrees or less, and may be the range of all radiation angles, or may be one that corrects only a limited area on the bow side 3 . Further, in the lighting device 1 that does not require much uniformity of luminance, or in the case where the radiation angle range of the second light flux 14 input to the light emitting unit 20 is narrow and the influence of reflection on the wavelength conversion surface 23 is small, the function h The correction by (θ) may be omitted.

いずれの場合も、得られる第1の輪郭形状22は、第2の光束14の光軸14aに対して対称であり、光軸14aの半導体光源12の側を船尾側2とし、反対側を船首側3とする舟形となる。このようにして得られる第1の輪郭形状22は、半導体光源12を原点とする光軸14aからの単位角度で区切った単位発光部分に対する、第2の光束14および第2の光束14が他の単位発光部分により発光された光による照射量が略等しい形状となり、長手方向に、より均一な面発光輝度を備えた照明装置1を提供できる。したがって、波長変換面(蛍光体)23に照射し、波長変換された光32を含む混合光33に変換することで、より広い範囲を照明できる、さらに構造が簡単で、光利用効率の高い照明装置1を提供できる。第1の輪郭形状に沿って設けられた波長変換面を含み、第1の輪郭形状は、半導体光源を原点とする光軸からの単位角度で区切った単位発光部分に対する第2の光束の照射量が略等しくなる。したがって、より均一な面発光輝度を備えた照明装置を提供できる。 In either case, the resulting first contour shape 22 is symmetrical with respect to the optical axis 14a of the second light beam 14, with the semiconductor light source 12 side of the optical axis 14a being the stern side 2 and the opposite side being the bow. It becomes a boat shape with side 3. The first contour shape 22 obtained in this way is the second light beam 14 and the second light beam 14 for the unit light emitting portion divided by the unit angle from the optical axis 14a with the semiconductor light source 12 as the origin. It is possible to provide the illumination device 1 having a shape in which the irradiation amount of the light emitted by the unit light-emitting portions is substantially equal, and which has more uniform surface emission luminance in the longitudinal direction. Therefore, by irradiating the wavelength conversion surface (phosphor) 23 and converting it into a mixed light 33 containing the wavelength-converted light 32, a wider range can be illuminated, the structure is simple, and the light utilization efficiency is high. A device 1 can be provided. It includes a wavelength conversion surface provided along a first contour shape, and the first contour shape is an irradiation amount of the second light beam for a unit light emitting portion separated by a unit angle from an optical axis with the semiconductor light source as an origin. are approximately equal. Therefore, it is possible to provide a lighting device with more uniform surface emission luminance.

図17に、異なる照明装置の一例を示している。図17(a)に断面で示すように、この照明装置1aは、上記の照明装置1と同様に、第1の面Svに平行な出射面26であって、一方、例えば、XY平面に垂直なZ軸プラス方向に向いた出射面26を含み、側壁25の内面25aがZ軸プラス方向に光束14を反射するように傾いている。したがって、内面25aに設けられた波長変換面23において波長変換された光32を含む白色の混合光33が出射面26の方向に効率よく出力される。また、上記の照明装置1では、船首側3ほど高輝度発光面となるが、波長変換面23を傾けることにより高輝度部の緩和効果が得られる。図17(b)は、波長変換面23を傾けた照明装置1aの一例の全体を示す斜視図であり、図17(c)に、拡散部材21を除いた構成を示している。 FIG. 17 shows an example of a different illumination device. As shown in the cross section of FIG. 17(a), this lighting device 1a, like the lighting device 1 described above, has an output surface 26 parallel to the first surface Sv and, on the other hand, perpendicular to the XY plane, for example. The inner surface 25a of the side wall 25 is inclined to reflect the light flux 14 in the positive Z-axis direction. Therefore, the white mixed light 33 containing the light 32 wavelength-converted by the wavelength conversion surface 23 provided on the inner surface 25 a is efficiently output in the direction of the emission surface 26 . Further, in the lighting device 1 described above, the light-emitting surface becomes brighter toward the bow side 3, but by inclining the wavelength conversion surface 23, the effect of alleviating the high-luminance portion can be obtained. FIG. 17(b) is a perspective view showing an example of the entire illumination device 1a with the wavelength conversion surface 23 inclined, and FIG.

また、発光強度が増加する船首側3の内面25aに勾配を持たせて波長変換面23を積極的に傾けることにより、発光ユニット20の船首側3の拡散部材21の幅を広くすることも可能である。したがって、図17(d)に示すような全体が方形またはそれに近い発光面を備えた照明装置1を提供できる。すなわち、光強度を補正する関数h(θ)とともに、あるいは別に、波長変換面23の勾配(第1の面Svに対する角度)を制御して波長変換された光32および/または混合光33の出射または拡散する方向を制御して出射面の面積(拡散部材の面積)を制御することにより、より均一な輝度で照明光35を出力する照明装置を提供できる。 In addition, it is possible to increase the width of the diffusion member 21 on the bow side 3 of the light emitting unit 20 by positively inclining the wavelength conversion surface 23 by giving a gradient to the inner surface 25a on the bow side 3 where the light emission intensity increases. is. Therefore, it is possible to provide a lighting device 1 having a light-emitting surface that is generally rectangular or nearly rectangular as shown in FIG. 17(d). In other words, the wavelength-converted light 32 and/or the mixed light 33 is emitted by controlling the gradient of the wavelength conversion surface 23 (angle with respect to the first surface Sv) together with the function h(θ) for correcting the light intensity or separately. Alternatively, by controlling the direction of diffusion to control the area of the exit surface (the area of the diffusion member), it is possible to provide an illumination device that outputs the illumination light 35 with more uniform luminance.

図18に、さらに異なる照明装置の一例の断面図を示している。この照明装置1bにおいては、出射面26が、波長変換面23を挟んだ両側に設けられており、表裏(上下、左右または前後)となる第1の出射面26aおよび第2の出射面26bを含む。第1の出射面26aは、Z軸プラス方向に照明光35を出力し、第2の出射面26bは、Z軸マイナス方向に照明光35を出力する。いずれの照明装置1aおよび1bにおいても、上述した照明装置1と同様に、発光ユニット20は、出射面26を覆う拡散部材21を含む。 FIG. 18 shows a cross-sectional view of an example of yet another lighting device. In this illuminating device 1b, the emission surfaces 26 are provided on both sides of the wavelength conversion surface 23, and the first emission surface 26a and the second emission surface 26b, which are the front and back (top and bottom, left and right, or front and back), are provided. include. The first emission surface 26a outputs the illumination light 35 in the positive Z-axis direction, and the second emission surface 26b outputs the illumination light 35 in the negative Z-axis direction. In both lighting devices 1a and 1b, the light-emitting unit 20 includes the diffusion member 21 covering the emission surface 26, like the lighting device 1 described above.

図19に、さらに異なる照明装置の一例を示している。この照明装置1cは、2組の照明装置1が半導体光源12の光軸が第1の面に平行に沿った方向で対向するように組み合わされた構成となっており、両方の拡散部材21を介して高輝度の照明光35を出力できる。 FIG. 19 shows another example of a different illumination device. This illumination device 1c is configured such that two sets of illumination devices 1 are combined so that the optical axes of the semiconductor light sources 12 face each other in a direction parallel to the first surface. High-intensity illumination light 35 can be output through the LED.

これらの照明装置1、1a~1c(以降においては、照明装置1と記載する)を例に説明したように、本発明の照明装置1は、半導体光源12と、ビーム光放射角の一方の放射角を平行光にコリメートする光学系19と、コリメートしないビーム光成分の放射角-ビーム強度分布(ガウス分布)に基づき等照射強度に照射する輪郭形状22を備えた発光ユニット20とを有し、輪郭形状22に配置された波長変換面23に照射して、ビーム光照射により波長変換された光33を、拡散部材21を通して照明光35として取り出すように設定されている。コリメートしたビーム光の照射する波長変換面23を備えた部材、本例においては内面25aの輪郭形状22は、コリメートしない放射角成分の、放射角-ビーム強度分布曲線(ガウス分布)に基づき算出され、測定により補正される等発光強度となる発光長を備えている。 As explained with these illumination devices 1, 1a to 1c (hereinafter referred to as illumination device 1) as an example, the illumination device 1 of the present invention includes a semiconductor light source 12 and one beam radiation angle. An optical system 19 for collimating an angle into parallel light, and a light emitting unit 20 having a contour shape 22 for irradiating with equal irradiation intensity based on the radiation angle-beam intensity distribution (Gaussian distribution) of the uncollimated beam light component, The wavelength conversion surface 23 arranged in the outline shape 22 is irradiated with light 33 which is wavelength-converted by the irradiation of the beam light, and the light 33 is extracted as illumination light 35 through the diffusion member 21 . The contour shape 22 of the member provided with the wavelength conversion surface 23 irradiated with the collimated beam light, in this example, the inner surface 25a, is calculated based on the radiation angle-beam intensity distribution curve (Gaussian distribution) of the radiation angle component not collimated. , and have emission lengths with equal emission intensities that are corrected by measurement.

照明装置1は、コリメートしたビーム光(第2の光束)14により波長変換された光33をコリメートした放射角の光軸面(第1の面)Svの一方に照明光35として取り出されてもよく、両側に照明光35として取り出すように設定されてもよい。照明装置の拡散部材21の典型的な形状は、放射角-ビーム放射強度分布曲線(ガウス分布)に基づき算出されるビーム光等照射強度面の形状22、すなわち舟形形状と同じまたは類似してもよく、方形などの異なる形状を備えていてもよい。 In the illumination device 1, even if the light 33 wavelength-converted by the collimated beam light (second light flux) 14 is taken out as illumination light 35 on one side of the optical axis plane (first plane) Sv of the collimated radiation angle. It may be set so as to be extracted as illumination light 35 on both sides. A typical shape of the diffusing member 21 of the lighting device may be the same as or similar to the shape 22 of the beam light equal irradiation intensity surface calculated based on the radiation angle-beam radiation intensity distribution curve (Gaussian distribution), that is, the boat shape. It may well have different shapes, such as square.

光学系19においてコリメートする光学素子15の典型的なものはシリンドリカルレンズ15aであり、放射角水平方向θp、放射角垂直方向θvの一方の放射角をコリメートしてもよく、もう一方の放射角を調整することで、発光ユニット20の波長変換面23に照射する光束14の放射角を広げたり、狭めたりしてもよい。したがって、光学系19は、放射角水平方向θpおよび垂直方向θvのそれぞれを制御する第1および第2の光学素子を含んでいてもよく、放射角水平方向θpおよび垂直方向θvの両方を制御するトーリック面などの成分を備えた単一の光学素子を含んでいてもよい。 A typical optical element 15 for collimation in the optical system 19 is a cylindrical lens 15a. The adjustment may widen or narrow the radiation angle of the light flux 14 irradiating the wavelength conversion surface 23 of the light emitting unit 20 . Accordingly, the optical system 19 may include first and second optical elements that control the horizontal and vertical radiation angles θp and θv, respectively, and control both the horizontal radiation angle θp and the vertical radiation angle θv. It may also include a single optical element with components such as toric surfaces.

この照明装置1は、直接、レーザーダイオードなどの半導体光源12からのビームを光空間伝播により波長変換面23の蛍光体に照射している。このため、導光体透過、反射による光強度低下を抑制でき、半導体光源12から得られる光の光利用効率の高い照明装置であり、複雑な構造を必要とせず、製造コストを抑え、均一発光面を形成できる。したがって、シーリングライト、蛍光灯の代替等の一般照明としても適している。 This illumination device 1 directly irradiates the phosphor on the wavelength conversion surface 23 with a beam from a semiconductor light source 12 such as a laser diode by optical space propagation. For this reason, it is possible to suppress a decrease in light intensity due to transmission and reflection of the light guide, and the lighting device has a high light utilization efficiency of the light obtained from the semiconductor light source 12, does not require a complicated structure, suppresses manufacturing costs, and emits uniform light. surface can be formed. Therefore, it is suitable for general illumination such as a ceiling light and an alternative to a fluorescent lamp.

Claims (12)

半導体光源と、
前記半導体光源から出力される第1の光束の放射角水平方向または放射角垂直方向のいずれか一方の成分を平行光にコリメートする第1の光学素子を含む光学系と、
前記光学系から出力される第2の光束により照射され、波長変換された光を出力する波長変換面を含む発光ユニットとを有し、
前記波長変換面は、前記放射角水平方向または放射角垂直方向のいずれか他方の方向を含む第1の面に沿った第1の輪郭形状に沿って延び、前記第1の輪郭形状は、前記第2の光束の光軸に対して対称であり、前記第1の輪郭形状の少なくとも一部は、前記半導体光源を原点とし、前記光軸をX軸として前記第1の面を示すXY座標において以下の条件を満足する、照明装置。
(x2-x1)+(y2-y1)=(α・g(θ+dθ/2))
y1=x1・tan(θ+dθ)
y2=x2・tanθ
g(θ)=exp(-θ/(2×σ))
ただし、θは前記X軸からの角度、αは比例定数、σは前記第2の光束の前記他方の方向の成分の分散を示す値である。
a semiconductor light source;
an optical system including a first optical element for collimating either one of the components in the horizontal direction of the radiation angle or in the vertical direction of the radiation angle of the first light flux output from the semiconductor light source into parallel light;
a light-emitting unit including a wavelength conversion surface for outputting wavelength-converted light irradiated by the second light flux output from the optical system;
The wavelength conversion surface extends along a first contour shape along a first surface including either the horizontal direction of the radiation angle or the vertical direction of the radiation angle, and the first contour shape is the It is symmetrical with respect to the optical axis of the second light beam, and at least part of the first contour shape has the semiconductor light source as an origin, the optical axis as the X axis, and the XY coordinates indicating the first plane. A lighting device that satisfies the following conditions.
(x2-x1) 2 + (y2-y1) 2 = (αg(θ+dθ/2)) 2
y1=x1·tan(θ+dθ)
y2=x2·tan θ
g(θ)=exp(−θ 2 /(2×σ 2 ))
is the angle from the X-axis, α is the constant of proportionality, and σ2 is the value indicating the dispersion of the component of the second light beam in the other direction.
半導体光源と、
前記半導体光源から出力される第1の光束の放射角水平方向または放射角垂直方向のいずれか一方の成分を平行光にコリメートする第1の光学素子を含む光学系と、
前記光学系から出力される第2の光束により照射され、波長変換された光を出力する波長変換面を含む発光ユニットとを有し、
前記波長変換面は、前記放射角水平方向または放射角垂直方向のいずれか他方の方向を含む第1の面に沿った第1の輪郭形状に沿って延び、前記第1の輪郭形状は、前記第2の光束の光軸に対して対称であり、前記第1の輪郭形状は、前記半導体光源を原点とし、前記光軸をX軸として前記第1の面を示すXY座標において以下の条件を満足する、照明装置。
(x2-x1)+(y2-y1)=(α・g(θ+dθ/2)・h(θ))
y1=x1・tan(θ+dθ)
y2=x2・tanθ
g(θ)=exp(-θ/(2×σ))
ただし、θは前記X軸からの角度、αは比例定数、σは前記第2の光束の前記他方の方向の成分の分散を示す値であり、関数h(θ)は前記波長変換面における前記第2の光束の反射成分の寄与を少なくとも補正する関数である。
a semiconductor light source;
an optical system including a first optical element for collimating either one of the components in the horizontal direction of the radiation angle or in the vertical direction of the radiation angle of the first light flux output from the semiconductor light source into parallel light;
a light-emitting unit including a wavelength conversion surface for outputting wavelength-converted light irradiated by the second light flux output from the optical system;
The wavelength conversion surface extends along a first contour shape along a first surface including either the horizontal direction of the radiation angle or the vertical direction of the radiation angle, and the first contour shape is the It is symmetrical with respect to the optical axis of the second light beam, and the first contour shape has the semiconductor light source as the origin and the optical axis as the X axis in XY coordinates indicating the first surface, and satisfies the following conditions: Satisfied, lighting equipment.
(x2-x1) 2 + (y2-y1) 2 = (α·g(θ+dθ/2)·h(θ)) 2
y1=x1·tan(θ+dθ)
y2=x2·tan θ
g(θ)=exp(−θ 2 /(2×σ 2 ))
where θ is the angle from the X-axis, α is the constant of proportionality, σ2 is the value indicating the dispersion of the component of the second light beam in the other direction, and the function h(θ) is the wavelength conversion surface. It is a function that corrects at least the contribution of the reflected component of the second beam.
請求項1において、
前記第1の輪郭形状は前記X軸の方向が先端となる舟形であり、前記第1の輪郭形状の前記先端の側の形状は以下の条件を満たす、照明装置。
(x2-x1)+(y2-y1)=(α・g(θ+dθ/2)・h(θ))
ただし、関数h(θ)は前記波長変換面における前記第2の光束の反射成分の寄与を少なくとも補正する関数である。
In claim 1,
The illumination device, wherein the first contour shape is a boat shape whose tip is in the direction of the X-axis, and the shape of the tip side of the first contour shape satisfies the following conditions.
(x2-x1) 2 + (y2-y1) 2 = (α·g(θ+dθ/2)·h(θ)) 2
However, the function h(θ) is a function that corrects at least the contribution of the reflection component of the second light flux on the wavelength conversion surface.
半導体光源と、
前記半導体光源から出力される第1の光束の放射角水平方向または放射角垂直方向のいずれか一方の成分を平行光にコリメートする第1の光学素子を含む光学系と、
前記光学系から出力される第2の光束により照射され、波長変換された光を出力する波長変換面を含む発光ユニットとを有し、
前記波長変換面は、前記放射角水平方向または放射角垂直方向のいずれか他方の方向を含む第1の面に沿った第1の輪郭形状に沿って延び、前記第1の輪郭形状は、前記第2の光束の光軸に対して対称であり、前記光軸の前記半導体光源の側を船尾とし、反対側を船首とする舟形である、照明装置。
a semiconductor light source;
an optical system including a first optical element for collimating either one of the components in the horizontal direction of the radiation angle or in the vertical direction of the radiation angle of the first light flux output from the semiconductor light source into parallel light;
a light-emitting unit including a wavelength conversion surface for outputting wavelength-converted light irradiated by the second light flux output from the optical system;
The wavelength conversion surface extends along a first contour shape along a first surface including either the horizontal direction of the radiation angle or the vertical direction of the radiation angle, and the first contour shape is the A lighting device which is symmetrical with respect to the optical axis of the second luminous flux and has a boat shape with the semiconductor light source side of the optical axis as the stern and the opposite side as the bow.
半導体光源と、
前記半導体光源から出力される第1の光束の放射角水平方向または放射角垂直方向のいずれか一方の成分を平行光にコリメートする第1の光学素子を含む光学系と、
前記光学系から出力される第2の光束により照射され、波長変換された光を出力する波長変換面を含む発光ユニットとを有し、
前記波長変換面は、前記放射角水平方向または放射角垂直方向のいずれか他方の方向を含む第1の面に沿った第1の輪郭形状に沿って延び、前記第1の輪郭形状は、前記第2の光束の光軸に対して対称であり、前記第1の輪郭形状を、前記半導体光源を原点とする前記光軸からの単位角度で区切った単位発光部分に対する、前記第2の光束および前記第2の光束が他の単位発光部分により反射された光による照射量が略等しい、照明装置。
a semiconductor light source;
an optical system including a first optical element for collimating either one of the components in the horizontal direction of the radiation angle or in the vertical direction of the radiation angle of the first light flux output from the semiconductor light source into parallel light;
a light-emitting unit including a wavelength conversion surface for outputting wavelength-converted light irradiated by the second light flux output from the optical system;
The wavelength conversion surface extends along a first contour shape along a first surface including either the horizontal direction of the radiation angle or the vertical direction of the radiation angle, and the first contour shape is the the second light flux and the second light flux with respect to unit light emitting portions that are symmetrical with respect to the optical axis of the second light flux, and that the first contour shape is divided by unit angles from the optical axis with the semiconductor light source as the origin; An illumination device, wherein the second light beam is reflected by other unit light-emitting portions and has approximately the same irradiation amount.
請求項1ないし5のいずれかにおいて、
前記発光ユニットは、前記第1の面に平行な出射面を含む、照明装置。
In any one of claims 1 to 5,
The lighting device, wherein the light emitting unit includes an output surface parallel to the first surface.
請求項6において、
前記出射面は、前記波長変換面を挟む、第1の出射面および第2の出射面を含む、照明装置。
In claim 6,
The illumination device, wherein the exit surface includes a first exit surface and a second exit surface sandwiching the wavelength conversion surface.
請求項6または7において、
前記発光ユニットは、前記出射面を覆う拡散部材を含む、照明装置。
In claim 6 or 7,
A lighting device, wherein the light-emitting unit includes a diffusion member that covers the emission surface.
請求項1ないし8のいずれかにおいて、
前記第1の光学素子は、シリンドリカルレンズである、照明装置。
In any one of claims 1 to 8,
The illumination device, wherein the first optical element is a cylindrical lens.
請求項1ないし9のいずれかにおいて、
前記光学系は、前記第1の光束の前記他方の成分の放射角を制御する第2の光学素子を含む、照明装置。
In any one of claims 1 to 9,
The illumination device, wherein the optical system includes a second optical element that controls a radiation angle of the other component of the first light flux.
請求項1ないし8のいずれかにおいて、
前記第1の光学素子は、前記第1の光束の前記他方の成分の放射角を制御する成分を含む、照明装置。
In any one of claims 1 to 8,
The illumination device, wherein the first optical element includes a component that controls a radiation angle of the other component of the first light flux.
半導体光源から出力される第1の光束の放射角水平方向または放射角垂直方向のいずれか一方の成分が平行光にコリメートされた第2の光束により照射され、波長変換された光を出力する波長変換面を含む発光ユニットであって、
前記波長変換面は、前記放射角水平方向または放射角垂直方向のいずれか他方の方向を含む第1の面に沿った第1の輪郭形状に沿って延び、前記第1の輪郭形状は、前記第2の光束の光軸に対して対称であり、前記第1の輪郭形状の少なくとも一部は、前記半導体光源を原点とし、前記光軸をX軸として前記第1の面を示すXY座標において以下の条件を満足する、発光ユニット。
(x2-x1)+(y2-y1)=(α・g(θ+dθ/2))
y1=x1・tan(θ+dθ)
y2=x2・tanθ
g(θ)=exp(-θ/(2×σ))
ただし、θは前記X軸からの角度、αは比例定数、σは前記第2の光束の前記他方の方向の成分の分散を示す値である。
The wavelength at which the component of either the horizontal direction of the radiation angle or the vertical direction of the radiation angle of the first beam output from the semiconductor light source is irradiated by the second beam collimated into parallel light, and the wavelength of the converted light is output. A light emitting unit comprising a conversion surface,
The wavelength conversion surface extends along a first contour shape along a first surface including either the horizontal direction of the radiation angle or the vertical direction of the radiation angle, and the first contour shape is the It is symmetrical with respect to the optical axis of the second light beam, and at least part of the first contour shape has the semiconductor light source as an origin, the optical axis as the X axis, and the XY coordinates indicating the first plane. A light-emitting unit that satisfies the following conditions.
(x2-x1) 2 + (y2-y1) 2 = (αg(θ+dθ/2)) 2
y1=x1·tan(θ+dθ)
y2=x2·tan θ
g(θ)=exp(−θ 2 /(2×σ 2 ))
is the angle from the X-axis, α is the constant of proportionality, and σ2 is the value indicating the dispersion of the component of the second light beam in the other direction.
JP2018221459A 2018-11-27 2018-11-27 Lighting device and light emitting unit Active JP7149481B2 (en)

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006073202A (en) 2004-08-31 2006-03-16 Nichia Chem Ind Ltd Light emitting device
JP2012099362A (en) 2010-11-02 2012-05-24 Toshiba Corp Light emitting device
JP2013110088A (en) 2011-10-28 2013-06-06 Enplas Corp Luminous flux control member, light-emitting device, and lighting device
JP2014130692A (en) 2012-12-28 2014-07-10 Sharp Corp Lighting module and lighting apparatus with the same
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Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006073202A (en) 2004-08-31 2006-03-16 Nichia Chem Ind Ltd Light emitting device
JP2012099362A (en) 2010-11-02 2012-05-24 Toshiba Corp Light emitting device
JP2013110088A (en) 2011-10-28 2013-06-06 Enplas Corp Luminous flux control member, light-emitting device, and lighting device
JP2014130692A (en) 2012-12-28 2014-07-10 Sharp Corp Lighting module and lighting apparatus with the same
JP2018085251A (en) 2016-11-24 2018-05-31 ミネベアミツミ株式会社 Illuminating device

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