JP7291335B2 - 発光器および照明装置 - Google Patents
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Description
(発光器)
図1は、本発明の一実施形態に係る発光器の基本的構成を示す概略断面図である。発光器1は、励起光を受けて発光する発光体2と、反射体3と、位相差付与体4と、反射型偏光体5を備える。反射体3は、励起光L1を発光体2に向けて通過させる小孔からなる入射孔3aと、発光体2に面する反射面3bを有し、発光体2からの光を反射するよう構成されている。位相差付与体4は、発光体2と反射体3の間に配置され、発光体2に入光する励起光L1および発光体2が励起光L1のエネルギーを吸収して発生する光であるルミネセンス光P1が、反射型偏光体5で反射された際に、複屈折による位相差を与えるよう構成されている(後述の図4の説明参照)。発光体2、反射体3、位相差付与体4、反射型偏光体5は、互いに平行に配置されることが好ましい。必要に応じ、それぞれは離間していてもよいが、密着して配置されることが好ましい。
図5は、図1,2に示した発光器1を有する照明装置10の構成を示す概略断面図である。この照明装置10は、出射側の鏡筒11の基部に発光器1を備え、反射型偏光体5の出射面5aからの出射光は第1の凸レンズ12により集光される。第1の凸レンズ12の外側(出光側)には、集光体13が配置されている。集光体13は内側の湾曲面13aと、湾曲面13aのほぼ中心に配置され、第1の凸レンズ12で集光された光を通過させる出射孔13bを有する。湾曲面13aは、積分球の要領で、第1の凸レンズ12を透過した光のうち出射孔13bに集光されなかった光(発光器1から出光した励起光、ルミネセンス光)や、湾曲面13aで反射された後、第1の凸レンズ12から反射した反射光などを反射して出射孔13bに導入する。
図2に示した本発明の発光器1では、反射型偏光体5から一旦反射される光についても、位相差付与体4で位相を調整し、効率よく、より多くの光を偏光として取り出すことができる。例えば、従来技術において多結晶蛍光体と、光源を組み合わせた発光器の場合、蛍光体粉末の分散量の調整により、発光色の色度を調整しているので、同じ製品で発光器の色度を個々に調整することはできない。本実施形態の発光器1では、反射型偏光体5と位相差付与体4の相対的な回転角度を調整することにより、色度を調整できる。そのため、出荷段階で、ユーザの需要に応じた色度の調整が可能であり、個々の製品の発光色の色度をユーザが調整することも可能となる。
単結晶YAG両面研磨品の裏面に直径0.2mmの孔をマスキングし、アルミニウムをミラー蒸着したものを、反射体と発光体として用意した。別にワイヤグリッドフィルムと1/4波長板を準備し、1/4波長板を 蛍光体とワイヤグリッドフィルムに挿入する前、および挿入後(ワイヤグリッドフィルムの透過軸と1/4波長板の遅相軸の角度は45度とした)の状態で、孔にレーザダイオードから導光した青色レーザ光(波長450nm)を入光させ、ワイヤグリッドフィルムから出光する光の光度および照度を、分光放射照度計(コニカミノルタ製)で測定した。その結果を下の表に示す。表でx、yはそれぞれ色度図のx座標とy座標を示し、lxは照度を示す。
実施例1で準備した構成において、反射型偏光体の反射軸を1/4波長板の遅相軸に対して回転させ、偏光子の方位角に対する色度および規格化された照度の変化を調べた。また別に透過型の偏光体を準備し、同様の実験を行った。その結果を図6A、Bに示す。図6Aに示す結果より、偏光体を反射軸を中心に±60度の範囲で回転させることにより、色度値を調整できることがわかる。図6Bに示す結果より、規格化された照度が偏光体の方位角に依存して変化するが、照度の最大値は反射型偏光体を用いた場合のほうが大きくなることがわかる。
図1に示す構成において蛍光体を除いた場合について、位相差付与体の1/4波長板(位相差δ=90度)の遅相軸方位φ(反射型偏光体の透過軸方位から見て+45度の偏角を持つ方位)と透過光強度の総和の関係を計算した。なお、位相差付与体へ入射する光の偏光方位は0度(位相差付与体の遅相軸方位φ=0度に等しい方位)、反射体及び反射型偏光体の振幅反射係数はそれぞれ0.9及び1.0とした。その結果を図7に示す。図7より、φ=55度で約80%のスループットが得られることがわかる。また、遅相軸方位φに対する反射光強度の反射回数に対する依存性を計算したところ、φ=55度で約10%に減衰するまでの反射回数が4回であることがわかった。
2 発光体
3 反射体
3a 入射孔
4 位相差付与体
5 反射型偏光体
6 励起光源
7 導光体
7a 光ファイバ
7b 鞘体(フェルール)
8 装着部材
10 照明装置
11 鏡筒
12 第1の凸レンズ
13 集光体
13a 湾曲面
13b 出射孔
14 第2の凸レンズ
15 放物面鏡
16 凹レンズ
Claims (10)
- 励起光を受けてルミネセンス光を発光する発光体と、
前記励起光を前記発光体に向けて通過させる小孔からなる入射孔を有し、前記発光体からの光を反射する反射体と、
前記発光体に入光する励起光および発光体より発生する前記ルミネセンス光に複屈折による位相差を与える位相差付与体と、
前記発光体の出射面に配置された反射型偏光体とを備え、偏光を発する発光器において、
前記反射型偏光体がワイヤグリッド型の偏光体であり、前記位相差付与体に対する前記偏光体の透過軸角を調整することにより、前記励起光と前記ルミネセンス光の出射強度比を制御し光の色度を調整可能な、
発光器。 - 請求項1に記載の発光器において、前記位相差付与体の位相差は前記励起光および前記ルミネセンス光の全波長において波長の0.17~0.38倍である、発光器。
- 請求項1に記載の発光器において、前記励起光は波長が350nm~500nmの範囲にあるレーザ光であり、前記ルミネセンス光の波長は400nm~800nmである、発光器。
- 請求項1から3のいずれかに記載の発光器において、前記励起光は青色レーザ光であり、前記発光体は該青色レーザ光を受けて黄色ルミネセンス光を発光し、発光体を一部透過した励起光の青色および前記ルミネセンス光の黄色を合わせる事によって擬似的な白色光を発生させる、発光器。
- 請求項4に記載の発光器において、
前記青色レーザ光を出光するレーザダイオードと、
前記レーザダイオードから出光された青色レーザ光を、前記反射体の前記小孔まで導光する導光体とを備える、発光器。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の発光器において、前記発光体は、イットリウムとアルミニウムの複合酸化物である発光器。
- 請求項6に記載の発光器において、前記発光体の内部および/または表面に光散乱体を備え、該光散乱体のサイズが発光器の全波長域において、波長λに対しλ/10~3λの範囲である、発光器。
- 発光器と、
前記発光器が備える発光体からの出射光を集光する第1の凸レンズと、
前記第1の凸レンズで集光された光を通過させる出射孔を有する集光体とを備え、
前記集光体が、前記第1の凸レンズを透過した後、前記出射孔に集光されなかった光及び前記第1の凸レンズからの反射光を前記出射孔に導入する湾曲面を有する、照明装置において、
前記発光器は、
励起光を受けてルミネセンス光を発光する前記発光体と、
前記励起光を前記発光体に向けて通過させる小孔からなる入射孔を有し、前記発光体からの光を反射する反射体と、
前記発光体に入光する励起光および発光体より発生する前記ルミネセンス光に複屈折による位相差を与える位相差付与体と、
前記発光体の出射面に配置された反射型偏光体とを備え、偏光を発する発光器である、
照明装置。 - 請求項8に記載の照明装置において、
前記集光体の前記出射孔からの光を平行光にする第2の凸レンズと、
放物反射面を有し、前記出射孔と前記第2の凸レンズとの間に配置され、前記第2の凸レンズに直接入光しなかった光を平行にして前記第2の凸レンズに入光させる放物面鏡とを備えた、照明装置。 - 請求項9に記載の照明装置において、
前記集光体の前記出射孔と、前記第2の凸レンズの間に配置された凹レンズを備える、
照明装置
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JP2018192677A JP7291335B2 (ja) | 2018-10-11 | 2018-10-11 | 発光器および照明装置 |
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JP2008536266A (ja) | 2005-03-29 | 2008-09-04 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 蛍光体積光源 |
JP2009216824A (ja) | 2008-03-07 | 2009-09-24 | Seiko Epson Corp | 表示装置および電子機器 |
JP2014082154A (ja) | 2012-10-18 | 2014-05-08 | Olympus Corp | 照明方向を切り替え可能な光源装置、およびそれを備える撮像装置 |
WO2016132535A1 (ja) | 2015-02-20 | 2016-08-25 | オリンパス株式会社 | 照明ユニット及び内視鏡 |
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