WO2023008517A1 - 光変換装置及び照明システム - Google Patents

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WO2023008517A1
WO2023008517A1 PCT/JP2022/029082 JP2022029082W WO2023008517A1 WO 2023008517 A1 WO2023008517 A1 WO 2023008517A1 JP 2022029082 W JP2022029082 W JP 2022029082W WO 2023008517 A1 WO2023008517 A1 WO 2023008517A1
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conversion device
reflecting
optical
wavelength
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PCT/JP2022/029082
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絵梨 竹内
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京セラ株式会社
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    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F21V7/08Optical design with elliptical curvature
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    • F21V7/04Optical design
    • F21V7/09Optical design with a combination of different curvatures
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    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30Semiconductor lasers

Definitions

  • the present disclosure relates to an optical conversion device.
  • Patent document 1 describes a wavelength conversion unit that emits light in response to laser light irradiation.
  • a light conversion device includes a wavelength conversion section, an incident member and a first reflective member.
  • the wavelength conversion section is irradiated with the first light and emits a second light having a wavelength spectrum different from the wavelength spectrum of the first light in response to the irradiation of the first light.
  • the incident member has a condensing surface on which the second light is condensed.
  • the first reflecting member has a reflecting surface that reflects the second light and converges it on the condensing surface.
  • the reflecting surface is composed of a part of an ellipsoid of revolution with the major axis as the axis of rotation. The distance between the two focal points of the spheroid is less than or equal to the major axis radius of the spheroid.
  • an illumination system includes the above-described light conversion device, and emits light emitted by the wavelength conversion unit of the light conversion device as illumination light.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a system comprising an optical conversion device
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a system comprising an optical conversion device
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a system comprising an optical conversion device
  • the optical conversion device 1 can convert the first light L1 into the second light L2 having a wavelength spectrum different from that of the first light L1. A plurality of embodiments of the optical conversion device 1 will be described below.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an optical conversion device 1 (also referred to as an optical conversion device 1A) according to this embodiment.
  • the light conversion device 1A includes, for example, an emission member 2, a wavelength conversion section 3, an incidence member 4 and a reflection member 5.
  • the light conversion device 1A includes, for example, an emission member 2, a wavelength conversion section 3, an incidence member 4 and a reflection member 5.
  • the emission member 2 emits the first light L1.
  • the emitting member 2 may be a light source that generates and emits the first light L1 by itself.
  • the emission member 2 may be an optical fiber that transmits and emits the first light L1 output from the light source.
  • the emitting member 2 may be a lens that receives the first light L1 output from the light source and emits the incident first light L1.
  • the first light L1 is, for example, laser light.
  • the first light L1 may be, for example, short-wave laser light with a wavelength of 460 nm or less, or short-wave laser light with a wavelength of 440 nm or less.
  • the first light L1 may be, for example, 405 nm purple laser light.
  • the wavelength conversion unit 3 can emit the second light L2 having a wavelength spectrum different from the wavelength spectrum of the first light L1 in response to irradiation with the first light L1.
  • the second light L2 is, for example, visible light.
  • the shape of the wavelength conversion part 3 is, for example, a rectangular parallelepiped. Therefore, the surface of the wavelength converting portion 3 is composed of, for example, six rectangular planes.
  • One rectangular flat surface 30 on the surface of the wavelength conversion unit 3 is irradiated with the first light L1.
  • the one rectangular plane 30 constitutes the irradiated surface 30 irradiated with the first light L1.
  • the wavelength conversion unit 3 converts the first light L ⁇ b>1 with which the irradiated surface 30 is irradiated into the second light L ⁇ b>2 , and emits the second light L ⁇ b>2 from the irradiated surface 30 .
  • the shape of the illuminated surface 30 may be, for example, circular or polygonal.
  • the surface to be irradiated 30 may be a curved surface.
  • a phosphor portion 300 containing a phosphor is adopted as the wavelength conversion section 3 .
  • the phosphor included in the phosphor portion 300 can emit fluorescence in response to irradiation with the first light L1.
  • the phosphor emits light when excited by the first light L1.
  • a wavelength (also referred to as a peak wavelength) indicating a peak in the wavelength spectrum of fluorescence emitted by the phosphor may be larger or smaller than the peak wavelength of the wavelength spectrum of the first light L1.
  • the phosphor portion 300 contains, for example, a large number of phosphors. Multiple phosphors include, for example, one or more phosphors. Phosphor portion 300 may include a plurality of types of phosphors having different peak wavelengths. In this case, the phosphor portion 300 includes, for example, a phosphor that emits red (R) fluorescence in response to irradiation with the first light L1 (also referred to as a red phosphor) and a green phosphor in response to irradiation with the first light L1.
  • R red
  • L1 also referred to as a red phosphor
  • green phosphor in response to irradiation with the first light L1.
  • a phosphor that emits fluorescence of (G) also referred to as a green phosphor
  • a phosphor that emits fluorescence of blue (B) in response to irradiation with the first light L1 also referred to as a blue phosphor
  • G fluorescence of
  • B fluorescence of blue
  • a phosphor having a peak wavelength in the wavelength spectrum of fluorescence emitted in response to irradiation with the first light L1 is in the range of about 620 nm to 750 nm is applied.
  • a phosphor having a peak wavelength in the wavelength spectrum of fluorescence emitted in response to irradiation with the first light L1 is in the range of about 495 nm to 570 nm is applied.
  • a phosphor having a peak wavelength in the wavelength spectrum of fluorescence emitted in response to irradiation with the first light L1 is in the range of about 450 nm to 495 nm is applied.
  • the fluorescence emitted by the multiple types of phosphors constitutes the second light L2 emitted by the phosphor portion 300 . That is, the second light L2 is composed of multiple types of color components.
  • the phosphor portion 300 includes a red phosphor, a green phosphor, and a blue phosphor, the fluorescence emitted by the red phosphor, the green phosphor, and the blue phosphor constitutes the second light L2.
  • the wavelength spectrum of the second light L2 has multiple wavelength peaks different from each other.
  • the wavelength spectrum of the second light L2 has three or more different wavelength peaks.
  • the wavelength spectrum of the second light L2 includes the wavelength peak of the fluorescence emitted by the red phosphor and the fluorescence emitted by the green phosphor. and the wavelength peak of the fluorescence emitted by the blue phosphor.
  • the second light L2 may be pseudo white light, or visible light of another color temperature.
  • the phosphor portion 300 may contain phosphors other than the red phosphor, the green phosphor, and the blue phosphor.
  • the phosphor portion 300 may include, for example, a phosphor that emits blue-green fluorescence in response to irradiation with the first light L1 (also referred to as a blue-green phosphor).
  • the phosphor portion 300 may also include, for example, a phosphor that emits yellow fluorescence (also referred to as a yellow phosphor) in response to irradiation with the first light L1.
  • Phosphor portion 300 may include at least one phosphor of a red phosphor, a green phosphor, a blue phosphor, a blue-green phosphor, and a yellow phosphor.
  • a phosphor having a peak wavelength of about 495 nm in the wavelength spectrum of fluorescence emitted in response to irradiation with the first light L1 is applied.
  • a phosphor having a peak wavelength in the wavelength spectrum of fluorescence emitted in response to irradiation with the first light L1 is in the range of about 570 nm to 590 nm is applied.
  • the phosphor portion 300 may be composed of, for example, low-melting-point glass containing many phosphors. Alternatively, phosphor portion 300 may be composed of crystallized glass containing multiple phosphors. Alternatively, phosphor portion 300 may be composed of a ceramic containing multiple phosphors. Alternatively, phosphor portion 300 may be composed of a bulk ceramic that is fluorescent. In this case, it can be said that the phosphor portion 300 is composed only of the phosphor.
  • the incident member 4 receives the second light L2.
  • the incident member 4 has a condensing surface 40 on which the second light L2 is condensed.
  • the reflecting member 5 has a reflecting surface 50 that reflects the second light L ⁇ b>2 emitted by the wavelength conversion section 3 and converges it on the condensing surface 40 .
  • the second light L2 is condensed toward the condensing surface 40 and enters the incident member 4 .
  • the incident member 4 may be an optical fiber that transmits the incident second light L2. Also, the incident member 4 may be a rod lens. Also, the incident member 4 may be a lens that adjusts the light distribution angle of the incident second light L2, or may be an imaging lens.
  • the incident member 4 is an optical fiber having a core
  • the condensing surface 40 is the end face of the core on the incident side.
  • the incident member 4 is a lens
  • the condensing surface 40 becomes the incident surface of the lens.
  • the condensing surface 40 may be flat or curved.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view showing an example of the appearance of the reflecting member 5.
  • FIG. FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a state in which the reflecting member 5 shown in FIG. 2 is viewed from below in FIG. In FIG. 1, a cross section of the reflecting member 5 is shown.
  • the reflecting member 5 is generally rectangular parallelepiped.
  • the shape of the reflecting member 5 is not limited to this, and may be generally cylindrical, truncated conical, prismatic, or truncated pyramidal. However, it may be a part of an elliptical sphere or a part of a sphere.
  • a concave portion 53 is formed in one flat surface 5 a included in the surface of the reflecting member 5 .
  • the surface of the concave portion 53 constitutes the reflecting surface 50 .
  • the reflecting member 5 is provided with a hole 55 through which the first light L1 emitted by the emitting member 2 passes.
  • the hole 55 extends from, for example, one flat surface 5 b facing the one flat surface 5 a to the reflecting surface 50 on the surface of the reflecting member 5 and opens toward the concave portion 53 .
  • the first light L1 enters the hole 55 from the outside of the reflecting member 5 and is irradiated to the wavelength conversion section 3 after passing through the hole 55 .
  • the reflecting surface 50 reflects the second light L2 emitted from the irradiated surface 30 of the wavelength conversion section 3 and converges it on the condensing surface 40 .
  • the reflective surface 50 may be composed of a polished mirror surface.
  • the reflecting member 5 may be made of metal such as aluminum.
  • the reflecting film may constitute the reflecting surface 50 .
  • the substrate may be made of glass, or may be made of resin, for example.
  • the reflective film may be a single layer film or a multilayer film.
  • the reflective film may be formed by coating, for example.
  • the reflective film may include, for example, a metal film made of metal such as aluminum, silver, or gold, or may include a dielectric film.
  • the reflectance of the second light L2 on the reflecting surface 50 may be, for example, 80% or more, 90% or more, or 95% or more.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the shape of the reflecting surface 50.
  • the reflecting surface 50 is configured by, for example, a portion of an ellipsoid of revolution 500 with a major axis 501 as the axis of rotation.
  • the ellipsoid of spheroid 500 is the surface of a spheroid obtained by rotating the ellipse 100 (see FIGS. 4 and 1) about the major axis 101 of the ellipse 100 .
  • Such spheroids are also called prolate spheroids or prolate ellipsoids.
  • Major axis 501 of spheroid 500 coincides with major axis 101 of ellipse 100 .
  • a spheroid obtained by rotating the ellipse 100 about the minor axis 102 of the ellipse 100 is also called an oblate spheroid or oblate ellipsoid.
  • the reflective surface 50 may be composed of, for example, at least a portion of a semi-spheroidal surface 510 on one side when the spheroidal surface 500 is divided into two along the major axis 501 .
  • the reflective surface 50 is, for example, generally composed of a semi-spheroidal surface 510 .
  • the reflective surface 50 is formed on the semi-spheroidal surface 510 other than the area corresponding to the opening of the hole 55 through which the first light L1 passes. 4, illustration of openings of the holes 55 formed in the reflecting surface 50 is omitted.
  • the wavelength conversion unit 3 may be arranged, for example, so that the surface to be illuminated 30 includes one focal point F1 of the ellipsoid of revolution 500, as shown in FIG.
  • the wavelength conversion section 3 may be arranged such that the focal point F1 is located on the surface 30 to be illuminated.
  • the center of the illuminated surface 30 may coincide with the focal point F1, for example.
  • the wavelength converting section 3 may be arranged so that the illuminated surface 30 faces the reflecting surface 50 as shown in FIG.
  • the illuminated surface 30 may or may not be parallel to the major axis 501 of the spheroid 500 as shown in FIG.
  • the illuminated surface 30 may be located on the major axis 501 as shown in FIG. 1, may be separated from the major axis 501, or may cross the major axis 501.
  • the illuminated surface 30 may be parallel to the virtual plane 515 as shown in FIG. 1 or may not be parallel to the virtual plane 515 .
  • the irradiated surface 30 may be positioned on the virtual plane 515 as shown in FIG. , and may intersect the virtual plane 515 .
  • the illuminated surface 30 may be inclined toward the condensing surface 40 (right side in FIG. 1), in other words, toward the incident member 4, with respect to the virtual plane 515. direction may be tilted.
  • the incident member 4 may be arranged, for example, so that the condensing surface 40 includes the other focal point F2 of the ellipsoid of revolution 500, as shown in FIG.
  • the incident member 4 may be arranged such that the focal point F2 is located on the condensing surface 40 .
  • the center of the condensing surface 40 may coincide with the focal point F2, for example.
  • the incident member 4 may be arranged so that the condensing surface 40 faces the reflecting surface 50, as shown in FIG.
  • the collection surface 40 may or may not be parallel to the long axis 501 as shown in FIG.
  • the collection surface 40 may intersect the long axis 501 as shown in FIG. 1 or may be spaced from the long axis 501 .
  • the condensing surface 40 may or may not be parallel to the virtual plane 515 as shown in FIG. 1, may be positioned on the virtual plane 515, or may be separated from the virtual plane 515.
  • the condensing surface 40 may be inclined with respect to the virtual plane 515 toward the irradiated surface 30 (left side in FIG. 1), in other words, toward the wavelength conversion section 3, as shown in FIG. direction may be tilted.
  • the distance d between the two focal points F1 and F2 of the spheroid 500 is less than or equal to the major axis radius a of the spheroid 500. This makes it possible to reduce the distance d between the two focal points F1 and F2. As a result, the second light L2 is easily condensed on the condensing surface 40, and the second light L2 can be condensed efficiently. This point will be described in detail below.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a comparative device 1000 to be compared with the optical conversion device 1A according to this example.
  • the distance d between the two focal points F1 and F2 of the spheroid 500 is larger than the major axis radius a of the spheroid 500 .
  • Other configurations of the comparative device 1000 are the same as those of the optical conversion device 1A.
  • the optical path length (also referred to as the first optical path length) from the irradiated surface 30 to the reflective surface 50 of a certain ray of the second light L2 emitted by the wavelength conversion unit 3 (in other words, a certain component of the second light L2) ) is I1
  • the optical path length (also referred to as the second optical path length) of the light ray reflected by the reflecting surface 50 and reaching the condensing surface 40 is I2.
  • the imaging magnification of the second light L2 is represented by I2/I1.
  • FIG. 5 shows the first optical path length I1 and the second optical path length I2 for three rays of the second light L2.
  • the second light L2 is emitted from the irradiated surface 30 of the wavelength converting section 3 in a wide range in all directions.
  • the second light L2 since the distance d between the focal points F1 and F2 is large, the second light L2 includes a ray with a very large imaging magnification (for example, a ray directed leftward from the irradiated surface 30 in FIG. 5). and a ray with a very small imaging magnification (for example, a ray directed from the illuminated surface 30 to the upper side of the condensing surface 40 in FIG. 5). becomes larger. Therefore, when the size of the condensing surface 40 is reduced, or when the condensing surface 40 is arranged away from the focal point F2, it becomes difficult for the second light L2 to be condensed on the condensing surface 40 .
  • a very large imaging magnification for example, a ray directed leftward from the irradiated surface 30 in FIG. 5
  • a ray with a very small imaging magnification for example, a ray directed from the illuminated surface 30 to the upper side of the condensing surface 40 in FIG. 5
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of how a plurality of light rays included in the second light L2 are reflected by the reflecting surface 50 in the light conversion device 1A.
  • FIG. 6 shows the first optical path length I1 and the second optical path length I2 for three rays of the second light L2.
  • the light conversion device 1A since the distance d between the focal points F1 and F2 is small, in the light conversion device 1A, unlike the comparison target device 1000, the light beam with a very large imaging magnification and the imaging magnification are very small.
  • a light ray is not included in the second light L2.
  • the variation in imaging magnification of the rays of the second light L2 is reduced.
  • the second light L2 is more likely to be condensed on the condensing surface 40, and the second light L2 can be condensed efficiently.
  • the center of the irradiated surface 30 of the wavelength conversion section 3 coincides with the focal point F1, but the center of the irradiated surface 30 may be separated from the focal point F1.
  • the center of the surface to be illuminated 30 may be positioned, for example, on the left side of FIG. 1, may be positioned on the right side of FIG. It may be positioned on the back side of the paper surface of FIG.
  • the center of the condensing surface 40 of the incident member 4 coincides with the focal point F2, but the center of the condensing surface 40 may be separated from the focal point F2.
  • the center of the condensing surface 40 may be positioned, for example, on the left side of FIG. 1, on the right side of FIG. It may be positioned on the back side of the paper surface of FIG.
  • a portion 3 and an entrance member 4 may be arranged.
  • the wavelength converting section 3 and the incidence member 4 are arranged such that the center of the surface to be irradiated 30 and the center of the condensing surface 40 are separated from each other.
  • the wavelength converting section 3 and the incident member 4 are arranged such that the distance between the center of the irradiated surface 30 and the center of the condensing surface 40 is d/2 or more.
  • the first value may be, for example, d/2, d/3, d/4, d/5, d/ 6 may be used. Also, the first value may be, for example, d/7, d/8, d/9, or d/10.
  • the second value may be, for example, d/2, d/3, d/4, d/5, d/ 6 may be used. Also, the second value may be, for example, d/7, d/8, d/9, or d/10. The second value may be the same as or different from the first value.
  • the distance between the center of the illuminated surface 30 and the focal point F1 is d/2 or less
  • the distance between the center of the condensing surface 40 and The wavelength converting section 3 and the incident member are arranged so that the distance between the focal point F2 is d/2 or less and the distance between the center of the irradiated surface 30 and the center of the condensing surface 40 is d/2 or more. 4 is placed.
  • the reflective surface 50 is composed of at least a part of a semi-spheroidal surface 510 on one side when the spheroidal surface 500 is divided into two along the major axis 501 .
  • the reflecting surface 50 is composed of at least a part of one half of the ellipsoid of spheroid when the ellipsoid of spheroid 500 is divided along the minor axis. is also possible.
  • the reflecting surface 50 is composed of at least a part of the half spheroid 510 on one side when the spheroid 500 is divided into two along the major axis 501, As compared with the example of FIG.
  • the reflecting surface 50 may be composed of a semi-spheroidal surface obtained by dividing the spheroidal surface 500 into two along the minor axis. may consist of a part of
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an optical conversion device 1 (also referred to as an optical conversion device 1B) according to this embodiment.
  • the light conversion device 1B is obtained by changing the shape of the reflecting member 5 in the light conversion device 1A described above.
  • the reflecting surface 50 does not include at least part of the elliptical opening edge 511 (see FIG. 4) of the semi-spheroidal surface 510. In other words, at least part of the aperture edge 511 transmits the second light L2.
  • the reflective surface 50 does not include all of the opening edge 511 of the semi-spheroidal surface 510 .
  • the cross-sectional shape of the reflecting surface 50 when viewed from a direction perpendicular to the cutting plane is the shortest of the spheroid 500. It may or may not be symmetrical with respect to the axis as shown in FIG.
  • the reflective surface 50 may include a portion of the aperture edge 511, as shown in FIG.
  • the opening edge 511 and its vicinity are difficult to be coated, for example.
  • the reflective surface 50 does not include at least part of the opening edge 511 of the semi-spheroidal surface 510, for example, the reflective film forming the reflective surface 50 can be easily formed by coating.
  • the light conversion device 1 (also referred to as the light conversion device 1C) according to the present embodiment reduces the spread of the second light L2 emitted from the wavelength conversion section 3 and irradiates the reflecting surface 50 with the second light L2.
  • a member 60 is provided.
  • the spread of the second light L2 becomes smaller means that the spread of the second light L2 becomes smaller than when the optical member 60 does not exist.
  • the optical member 60 may be a reflecting member 61 that reflects the second light L2, or a lens 62 that refracts the second light L2.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an optical conversion device 1C including a reflecting member 61 as an optical member 60.
  • FIG. FIG. 11 is a schematic diagram showing an example of the reflecting member 61. As shown in FIG. In FIG. 10, a cross section of the reflecting member 61 is shown.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an optical conversion device 1C having a lens 62 as an optical member 60. As shown in FIG. An optical conversion device 1C shown in FIGS. 10 and 12 further includes an optical member 60 in the optical conversion device 1A described above.
  • the reflecting member 61 is, for example, an annular member.
  • the reflecting member 61 has, for example, a hollow cylindrical shape.
  • An annular inner peripheral surface of the reflecting member 61 is, for example, a mirror surface, and can reflect the second light L2.
  • the annular inner peripheral surface of the reflecting member 61 may be formed of a reflecting film that reflects the second light L2, similarly to the reflecting surface 50 .
  • the annular inner peripheral surface of the reflecting member 61 has, for example, a circular cross section and a tapered shape. As a result, the diameter of one of the openings at both ends of the reflecting member 61 is smaller than the diameter of the other. Note that the structure of the reflecting member 61 is not limited to the example shown in FIG.
  • the annular reflecting member 61 is arranged, for example, so that the opening with the smaller diameter surrounds the illuminated surface 30 of the wavelength conversion section 3 .
  • the diameter of the tapered inner peripheral surface of the reflecting member 61 increases with increasing distance from the irradiated surface 30 .
  • the second light L ⁇ b>2 with a large emission angle (in other words, emission angle) is reflected by the inner peripheral surface of the reflecting member 61 and is irradiated onto the reflecting surface 50 .
  • emission angle emission angle
  • the lens 62 is arranged in front of the illuminated surface 30, and the second light L2 emitted from the illuminated surface 30 enters.
  • the lens 62 is arranged, for example, so as to cover the illuminated surface 30 .
  • the lens 62 refracts and emits the second light L2 having a large emission angle. 10, the spread of the second light L2 emitted from the wavelength converting section 3 is reduced, and the second light L2 is irradiated onto the reflecting surface 50. As shown in FIG.
  • the optical conversion device 1C is provided with the optical member 60 that reduces the spread of the second light L2 emitted from the wavelength conversion section 3 and irradiates the reflecting surface 50 with the second light L2. As a result, the incident angle of the second light L2 with respect to the condensing surface 40 can be reduced. Furthermore, it is possible to reduce variations in imaging magnification of the second light L2. Therefore, the second light L2 is more likely to be incident on the incident member 4, and as a result, the light amount of the second light L2 incident on the incident member 4 can be increased.
  • the optical member 60 may be provided in the light conversion device 1B according to the second embodiment.
  • the light conversion device 1 (also referred to as the light conversion device 1D) according to the present embodiment includes an optical member 70 that guides the second light L2 that is reflected by the reflecting surface 50 and directed to the outside of the light collecting surface 40 to the light collecting surface 40.
  • the optical member 70 may be a reflecting member 71 that reflects the second light L2, or a lens 72 that refracts the second light L2.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an optical conversion device 1D including a reflecting member 71 as an optical member 70.
  • FIG. 13 shows a cross section of the reflecting member 71 .
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an optical conversion device 1D having a lens 72 as an optical member 70.
  • a light conversion device 1D shown in FIGS. 13 and 14 further includes an optical member 70 in the light conversion device 1A described above.
  • the reflecting member 71 has, for example, the same structure as the reflecting member 61 described above. As shown in FIG. 13 , the annular reflecting member 71 is arranged, for example, such that the aperture with the smaller diameter surrounds the condensing surface 40 of the incident member 4 . The diameter of the tapered inner peripheral surface of the reflecting member 71 increases with increasing distance from the condensing surface 40 . The second light L ⁇ b>2 reflected by the reflecting surface 50 toward the outside of the condensing surface 40 is reflected by the inner peripheral surface of the reflecting member 71 and guided to the condensing surface 40 .
  • the lens 72 is arranged in front of the condensing surface 40.
  • the second light L ⁇ b>2 reflected by the reflecting surface 50 toward the outside of the condensing surface 40 is refracted by the lens 72 and guided to the condensing surface 40 .
  • the optical conversion device 1D is provided with the optical member 70 that guides the second light L2 reflected by the reflecting surface 50 toward the outside of the condensing surface 40 to the condensing surface 40 . Thereby, the light amount of the second light L2 incident on the light collecting surface 40 can be increased.
  • FIG. 15 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an optical conversion device 1C including a reflecting member 61 as the optical member 60 and a reflecting member 71 as the optical member 70.
  • FIG. 16 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an optical conversion device 1C including a lens 62 as the optical member 60 and a lens 72 as the optical member 70.
  • the light conversion device 1C may include the reflecting member 61 and the lens 72, or may include the lens 62 and the reflecting member 71.
  • the first light L1 may be positively incident on the incident member 4 in some cases.
  • the first light L1 and the second light L2 are mixed are desired to be emitted from the incident member 4, not only the second light L2 but also the first light L1 is actively incident on the condensing surface 40. .
  • the incident angle of the first light L1 with respect to the wavelength conversion section 3 is 0°.
  • the first light L1 is incident on the surface 30 to be illuminated perpendicularly. Therefore, the regular reflection component of the first light L ⁇ b>1 tends to travel toward the hole 55 of the reflecting member 5 and exit the light conversion device 1 from the hole 55 . Therefore, in the light conversion device 1 described above, it is difficult for the first light L1 to enter the incident member 4 .
  • FIG. 17 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an optical conversion device 1 (also referred to as an optical conversion device 1E) according to this embodiment.
  • the optical conversion device 1E is the optical conversion device 1A according to the first embodiment, with the wavelength converting section 3 arranged and oriented differently.
  • the irradiated surface 30 of the wavelength conversion section 3 is not facing the hole 55 through which the first light L1 passes.
  • the irradiated surface 30 is inclined with respect to a virtual plane 515 including the elliptical opening edge 511 of the semi-spheroidal surface 510 .
  • the illuminated surface 30 is inclined with respect to the virtual plane 515 toward the condensing surface 40 (right side in FIG. 17). Note that the illuminated surface 30 may be inclined in other directions with respect to the virtual plane 515 .
  • the incident angle ⁇ of the first light L1 with respect to the wavelength conversion section 3 is greater than 0°.
  • the incident angle ⁇ of the first light L1 with respect to the illuminated surface 30 is greater than 0°.
  • the illuminated surface 30 is inclined with respect to the incident direction of the first light L1.
  • the incident angle ⁇ may be, for example, 5° or more, 10° or more, or 20° or more.
  • the incident angle ⁇ may be, for example, 60° or less, 50° or less, or 45° or less. Note that the incident angle ⁇ may be larger than 0° in the above-described light conversion devices 1B to 1D as well.
  • the incident angle ⁇ of the first light L1 with respect to the wavelength converting section 3 is larger than 0°, so that the first light L1 reflected by the wavelength converting section 3 enters the hole 55. difficult to enter.
  • the incident angle ⁇ may be larger than 0° even when the first light L1 is not desired to be incident on the incident member 4 .
  • Embodiment 6 In the light conversion device 1, unlike the fifth embodiment, there are cases where it is desired not to allow the first light L1 to enter the incident member 4. FIG.
  • FIG. 18 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an optical conversion device 1 (also referred to as an optical conversion device 1F) according to this embodiment.
  • the optical conversion device 1F is provided with an optical filter 80 in the optical conversion device 1B according to the second embodiment.
  • the optical filter 80 can absorb the first light L1 and transmit the second light L2.
  • the optical filter 80 is arranged, for example, in the vicinity of the light collecting surface 40 so as to cover the light collecting surface 40 . Thereby, the optical filter 80 absorbs the first light L1 sequentially reflected by the wavelength converting section 3 (more specifically, the illuminated surface 30) and the reflecting surface 50, and transmits the second light L2 reflected by the reflecting surface 50. be able to.
  • the optical filter 80 may be formed in a plate shape, sheet shape, or film shape, for example.
  • the optical filter 80 may be deposited on the lens 72 .
  • the absorption rate of the first light L1 in the optical filter 80 may be, for example, 80% or more, 90% or more, or 95% or more.
  • the transmittance of the second light L2 in the optical filter 80 may be, for example, 80% or more, 90% or more, or 95% or more.
  • the optical filter 80 may be composed of, for example, a dielectric such as glass, may be composed of a dielectric and another material, or may be composed of a material other than a dielectric.
  • the optical filter 80 may be composed of a single layer or may be composed of multiple layers.
  • the optical conversion device 1F is provided with the optical filter 80 that absorbs the first light L1 sequentially reflected by the wavelength conversion section 3 and the reflecting surface 50 and transmits the second light L2 reflected by the reflecting surface 50. ing. This makes it difficult for the first light L ⁇ b>1 to enter the incident member 4 and allows the second light L ⁇ b>2 to enter the incident member 4 appropriately.
  • the optical filter 80 may be provided in the optical conversion devices 1A, 1C, 1D, and 1E. Also, the optical filter 80 may reflect the first light L1 instead of absorbing the first light L1. In this case, it becomes difficult for the first light L1 to enter the incident member 4, and as shown in FIG. The irradiated surface 30 can be irradiated again. Thereby, the luminous efficiency of the wavelength conversion section 3 is improved.
  • the reflectance of the first light L1 at the optical filter 80 may be, for example, 80% or more, 90% or more, or 95% or more.
  • FIG. 20 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an optical conversion device 1 (also referred to as an optical conversion device 1G) according to this embodiment.
  • the light conversion device 1G has a reflecting surface 50 constituted by an optical filter 57 that reflects the second light L2 and absorbs the first light L1.
  • the reflecting member 5 is composed of, for example, a base material 56 and an optical filter 57 provided on the base material 56 .
  • the optical filter 57 is formed in a film shape, for example.
  • the optical filter 57 may be formed by coating the surface of the substrate 56, for example.
  • the optical filter 57 may be composed of a dielectric such as glass, may be composed of a dielectric and another material, or may be composed of a material other than a dielectric.
  • the optical filter 57 may be a single layer film or a multilayer film.
  • the base material 56 is generally rectangular parallelepiped.
  • the shape of the base material 56 is not limited to this, and may generally be cylindrical, truncated cone, prismatic, or truncated pyramidal.
  • the base material 56 may be made of glass, or may be made of resin, for example.
  • a concave portion is formed in one plane included in the surface of the base material 56 .
  • An optical filter 57 is formed in the form of a film on the surface of this recess.
  • the reflecting surface 50 is composed of the principal surface of the optical filter 57 opposite to the principal surface of the optical filter 57 on the substrate 56 side.
  • the reflectance of the second light L2 at the optical filter 57 may be, for example, 80% or more, 90% or more, or 95% or more. Also, the absorption rate of the first light L1 in the optical filter 57 may be, for example, 80% or more, 90% or more, or 95% or more.
  • the reflecting surface 50 is composed of the optical filter 57 that reflects the second light L2 and absorbs the first light L1. This makes it difficult for the first light L ⁇ b>1 to enter the incident member 4 and allows the second light L ⁇ b>2 to enter the incident member 4 appropriately.
  • the optical filters 57 may be provided in the optical conversion devices 1B, 1C, 1D, 1E, and 1F.
  • FIG. 21 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an optical conversion device 1 (also referred to as an optical conversion device 1H) according to this embodiment.
  • the light conversion device 1H does not have the hole 55 in the light conversion device 1B according to the second embodiment, but has a reflecting member 90 that reflects the first light L1 to irradiate the wavelength conversion section 3 thereon.
  • the reflecting member 5 is not provided with the hole 55 through which the first light L1 passes.
  • the first light L ⁇ b>1 emitted from the emitting member 2 irradiates the reflecting member 90 without passing through the reflecting member 5 .
  • the reflecting member 90 is arranged, for example, in the vicinity of the irradiated surface 30 of the wavelength converting section 3 .
  • the reflecting member 90 reflects the first light L ⁇ b>1 that travels without passing through the reflecting member 5 and irradiates the irradiated surface 30 of the wavelength converting section 3 with the first light L ⁇ b>1 .
  • the reflective member 90 may be formed in a plate-like, sheet-like or film-like shape, for example.
  • the reflectance of the first light L1 on the reflecting member 90 may be, for example, 80% or more, 90% or more, or 95% or more.
  • the reflecting member 90 may be made of metal such as aluminum.
  • the reflecting member 90 may be composed of a base material and a reflecting film provided on the base material.
  • the substrate may be made of glass, or may be made of resin, for example.
  • the reflective film may be a single layer film or a multilayer film.
  • the reflective film may be formed by coating, for example.
  • the reflective film may include, for example, a metal film made of metal such as aluminum, silver, or gold, or may include a dielectric film.
  • the reflectance of the first light L1 on the reflecting film may be, for example, 80% or more, 90% or more, or 95% or more.
  • the light conversion device 1H is provided with the reflection member 90 that reflects the first light L1 that travels without passing through the reflection member 5 and irradiates the wavelength conversion section 3 with the reflection member 90 . Therefore, it is not necessary to provide the hole 55 through which the first light L1 passes in the reflecting member 5 . As a result, the reflective surface 50 can be enlarged by the amount corresponding to the absence of the hole 55 . Therefore, the light amount of the second light L2 condensed on the condensing surface 40 can be increased.
  • the first light beam L1 can travel toward the illuminated surface 30 facing the reflecting surface 50 without providing the hole 55 in the reflecting member 5. L1 can be properly illuminated.
  • the reflecting member 90 may be provided in the optical conversion devices 1A, 1C, 1D, 1E, 1F, and 1G. In this case, the hole 55 through which the first light L1 passes becomes unnecessary.
  • the reflecting member 90 may be an optical filter that reflects the first light L1 and transmits the second light L2.
  • the reflecting member 90 may be composed of a dielectric such as glass, may be composed of a dielectric and another material, or may be composed of a material other than a dielectric.
  • the reflecting member 90 may be composed of a single layer or may be composed of multiple layers.
  • the transmittance of the second light L2 in the reflecting member 90 may be, for example, 80% or more, 90% or more, or 95% or more.
  • the reflecting member 90 is an optical filter that reflects the first light L1 and transmits the second light L2
  • the reflecting member 90 is less likely to hinder the progress of the second light L2. Therefore, the light amount of the second light L2 condensed on the condensing surface 40 can be increased.
  • FIG. 22 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the optical conversion device 1 (optical conversion device 1I) according to this embodiment.
  • the light conversion device 1I is the light conversion device 1H according to the eighth embodiment, in which the direction of the optical axis 400 of the incident member 4 is specified.
  • the light ray L2a of the second light L2 emitted from the center of the irradiated surface 30 along the direction perpendicular to the irradiated surface 30 of the wavelength conversion unit 3 is reflected by the reflecting surface 50.
  • the optical axis 400 of the incident member 4 is positioned at .
  • the second light L ⁇ b>2 emitted in a wide range from the illuminated surface 30 in all directions is easily condensed on the condensing surface 40 .
  • the optical axis 400 of the incident member 4 may be positioned on the extension line of the direction in which the light beam L2a is reflected by the reflecting surface 50.
  • FIG. 23 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an optical conversion device (also referred to as an optical conversion device 1J) according to this embodiment.
  • the light conversion device 1J does not have the holes 55 in the light conversion device 1A according to the first embodiment, and the reflecting member 5 is made of a material through which the first light L1 is transmitted.
  • the reflecting member 5 is composed of, for example, a base material 58 and an optical filter 59 provided on the base material 58.
  • the optical filter 59 is formed in a film shape, for example.
  • the optical filter 59 may be formed by coating the surface of the base material 58, for example.
  • the base material 58 is generally rectangular parallelepiped.
  • the shape of the base material 58 is not limited to this, and may be approximately cylindrical, truncated cone, prismatic, or truncated pyramid. .
  • a concave portion is formed in one plane included in the surface of the base material 58 .
  • An optical filter 59 is formed in the form of a film on the surface of this recess.
  • the reflective surface 50 is composed of the principal surface of the optical filter 59 opposite to the principal surface on the substrate 58 side.
  • the base material 58 and the optical filter 59 are made of a material through which the first light L1 is transmitted.
  • the base material 58 may be made of transparent glass, or may be made of transparent resin, for example.
  • the optical filter 59 can transmit the first light L1 and reflect the second light L2.
  • the optical filter 59 may be composed of a dielectric such as glass, may be composed of a dielectric and another material, or may be composed of a material other than a dielectric.
  • the optical filter 59 may be a single layer film or a multilayer film.
  • the transmittance of the first light L1 at the base material 58 may be, for example, 80% or more, 90% or more, or 95% or more.
  • the transmittance of the first light L1 in the optical filter 59 may be, for example, 80% or more, 90% or more, or 95% or more.
  • the reflectance of the second light L2 at the optical filter 59 may be, for example, 80% or more, 90% or more, or 95% or more.
  • the reflecting member 5 is not provided with the hole 55 through which the first light L1 passes.
  • the first light L ⁇ b>1 emitted from the emitting member 2 passes through the material of the reflecting member 5 and is irradiated to the wavelength conversion section 3 . That is, the first light L ⁇ b>1 is transmitted through the material of the base material 58 and the material of the optical filter 59 and is irradiated to the wavelength converting section 3 .
  • the reflecting member 5 is made of a material that transmits the first light L1.
  • the first light L1 reflected by the wavelength converting portion 3 and directed toward the reflecting surface 50 is more likely to pass through the material of the reflecting member 5 and be emitted to the outside of the light converting device 1J. .
  • the first light L1 passes through the material of the reflecting member 5 and is irradiated to the wavelength conversion unit 3, the first light L1 passes through the reflecting member 5 as in the above-described light conversion devices 1H and 1I. There is no need to provide a hole 55 through which L1 passes. As a result, the reflective surface 50 can be enlarged by the amount corresponding to the absence of the hole 55 . Therefore, the light amount of the second light L2 condensed on the condensing surface 40 can be increased.
  • the reflecting member 5 may be provided with a hole 55 through which the first light L1 passes.
  • the reflecting member 5 may be composed only of the optical filter 59 .
  • the reflecting member 5 may be made of a material through which the first light L1 is transmitted.
  • FIG. 24 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an optical conversion device 1 (also referred to as an optical conversion device 1K) according to this embodiment.
  • the light conversion device 1K is, for example, the light conversion device 1B according to the second embodiment provided with a fixing member 200 to which the wavelength conversion section 3 and the incident member 4 are fixed.
  • the fixing member 200 has, for example, a substantially rectangular parallelepiped shape.
  • the shape of the fixing member 200 is not limited to this, and may be generally cylindrical, truncated conical, prismatic, or truncated pyramidal.
  • the fixing member 200 may be made of metal, glass, or resin, for example.
  • a concave portion 210 is formed in one flat surface 200a included in the surface of the fixing member 200.
  • the wavelength conversion unit 3 is fixed to the fixing member 200 so that the surface 30 to be irradiated is exposed from the surface 210 a (for example, the bottom surface) of the recess 210 .
  • Most of the wavelength converting portion 3 may be embedded in the fixing member 200 as in the example of FIG. 24 .
  • the incidence member 4 is fixed to the fixing member 200 so that the condensing surface 40 is exposed from the surface 210 a (for example, the bottom surface) of the recess 210 .
  • a portion of the incident member 4 may be embedded in the fixed member 200 as in the example of FIG. 24 .
  • the incidence member 4 may extend outside the fixing member 200 from one plane 200b of the surfaces of the fixing member 200 that faces the one plane 200a, for example.
  • the wavelength converting section 3 and the incident member 4 may be fixed to the fixing member 200 using an adhesive or the like, for example.
  • one plane 5a included in the surface of the reflecting member 5 and one plane 200a included in the surface of the fixing member 200 are joined.
  • the plane 5a and the plane 200a may be joined using a joining member such as an adhesive, or may be joined directly.
  • a joining member such as an adhesive
  • the reflective surface 50 and the surface 210a of the concave portion 210 face each other, and a substantially closed space 250 is formed between the reflective surface 50 and the surface 210a.
  • the illuminated surface 30 and the condensing surface 40 are arranged in the space 250 .
  • the wavelength conversion section 3 and the incident member 4 are fixed to the same fixing member 200.
  • the irradiated surface 30 of the wavelength conversion unit 3 and the condensing surface 40 of the incident member 4 can be easily arranged at the two focal points F1 and F2 of the spheroidal surface 500, respectively.
  • the reflecting surface 50 and the surface 210a are When the first light L ⁇ b>1 can be reflected, the first light L ⁇ b>1 reflected by the illuminated surface 30 is less likely to leak to the outside of the space 250 .
  • each of the surface of the reflecting member 5 and the surface of the fixing member 200 may include an alignment plane for aligning the reflecting member 5 and the fixing member 200 . By making the alignment plane of the reflecting member 5 and the alignment plane of the fixing member 200 flush with each other, the reflecting member 5 and the fixing member 200 are aligned.
  • FIG. 25 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the light conversion device 1K (also referred to as the light conversion device 1Ka) when each of the reflecting member 5 and the fixing member 200 has an alignment plane.
  • FIG. 26 is a schematic diagram showing an example of how the optical conversion device 1Ka shown in FIG. 25 is viewed from the upper side of FIG.
  • FIG. 27 is a schematic diagram showing an example of how the optical conversion device 1Ka shown in FIG. 25 is viewed from below FIG.
  • FIG. 25 shows a cross section of the reflecting member 5 and the fixing member 200 along the arrow AA shown in FIG.
  • the reflecting member 5 has a substantially truncated cone shape.
  • the bottom surface and top surface of the truncated cone-shaped reflecting member 5 are flat surfaces 5a and 5b, respectively.
  • a side surface 5c of the reflecting member 5 is curved.
  • the side surface 5c of the reflecting member 5 is provided with a protrusion 550a having an alignment plane 551a and a protrusion 550b having an alignment plane 551b.
  • the protrusions 550a and 550b are provided, for example, at the end of the side surface 5c on the plane 5a side (in other words, the bottom surface side).
  • Alignment planes 551a and 551b are included, for example, in the outer surface of light conversion device 1Ka.
  • a protrusion 250a having an alignment plane 251a is provided on one plane 200c perpendicular to the planes 200a and 200b.
  • a protrusion 250b having an alignment plane 251b is provided on one plane 200d perpendicular to the planes 200a and 200b.
  • Plane 200c is perpendicular to plane 200d.
  • the protrusions 250a and 250b are plate-shaped, for example.
  • one main surface of the plate-like protrusion 250a constitutes the alignment plane 251a
  • one main surface of the plate-like protrusion 250b constitutes the alignment plane 251b.
  • the protrusion 250a exists on the plane 200c, for example, from the end on the plane 200a side (in other words, upper surface side) to the end on the plane 200b side (in other words, the lower surface side).
  • the protrusion 250b exists on the plane 200d, for example, from the end on the plane 200a side (in other words, the upper surface side) to the end on the plane 200b side (in other words, the lower surface side).
  • alignment planes 251a and 251b are included, for example, in the outer surface of the light conversion device 1Ka.
  • first direction DR1 A direction parallel to the planes 200a, 200b, and 200d of the fixing member 200 is called a second direction DR2 (see FIGS. 26 and 27).
  • the alignment plane 251a of the fixing member 200 is perpendicular to the direction parallel to the second direction DR2 and parallel to the first direction DR1.
  • the alignment plane 251b of the fixing member 200 is perpendicular to the direction parallel to the first direction DR1 and parallel to the second direction DR2.
  • the alignment plane 551a of the reflecting member 5 and the alignment plane 251a of the securing member 200 are flush with each other, and the reflection The alignment plane 551b of the member 5 and the alignment plane 251b of the fixing member 200 are flush with each other.
  • the alignment planes 551a and 251a are positioned on the same plane, and the alignment planes 551b and 251b are aligned. Located on the same plane.
  • the optical conversion device 1Ka when the optical conversion device 1Ka is manufactured, it is fixed to the reflecting member 5 so that the alignment plane 551a and the alignment plane 251a are flush with each other, and the alignment plane 551b and the alignment plane 251b are flush with each other.
  • the reflecting member 5 and the fixing member 200 can be properly aligned.
  • the alignment plane 551b and the alignment plane 251b are applied to the first plane of the alignment jig, and the second plane of the alignment jig is perpendicular to the first plane. By pressing the alignment plane 551b and the alignment plane 251b against the state can be easily achieved.
  • the reflecting member 5 and the fixing member 200 are joined together in a state in which the alignment plane 551a and the alignment plane 251a are flush with each other and the alignment plane 551b and the alignment plane 251b are flush with each other.
  • the reflecting member 5 and the fixing member 200 that are combined in a correctly aligned state.
  • Each of the reflecting member 5 and the fixing member 200 may have one alignment plane, or may have three or more alignment planes.
  • the alignment planes 551a and 251a can be used to determine the second direction between the reflecting member 5 and the fixing member 200.
  • DR2 can be properly aligned.
  • the alignment planes 551b and 251b can be used to achieve the alignment between the reflecting member 5 and the fixing member 200. Alignment in one direction DR1 can be performed.
  • the surface of the reflecting member 5 and the surface of the fixing member 200 each include an alignment plane for aligning the reflecting member 5 and the fixing member 200 .
  • the fixing member 200 may function as a heat radiating member that radiates heat generated by the wavelength conversion section 3 to the outside.
  • the fixing member 200 may be made of a material having a higher thermal conductivity than the wavelength conversion section 3, for example.
  • the fixing member 200 may be made of metal such as aluminum, for example.
  • the fixing member 200 may have heat radiating fins to improve heat radiation characteristics.
  • the fixing member 200 to which the wavelength conversion section 3 is fixed functions as a heat dissipation member, that is, the light conversion device 1K is provided with the heat dissipation member to which the wavelength conversion section 3 is fixed, so that the wavelength conversion section 3 has the property of generating heat.
  • the fixing member 200 functioning as a heat radiating member may be called a heat radiating member 200 .
  • the reflecting member 5 functioning as a heat dissipation portion may be thermally connected to the heat dissipation member 200.
  • Being thermally connected means that the heat radiating member 200 is positioned in the heat radiating path of the reflecting member 5 .
  • all or most of the reflecting member 5 may be made of a material having a higher thermal conductivity than the wavelength conversion section 3 so that the reflecting member 5 functions as a heat radiation section.
  • the entire reflecting member 5 may be made of metal such as aluminum.
  • the reflecting member 5 when the reflecting member 5 is composed of a base material and a reflecting film forming the reflecting surface 50, the base material may be composed of a metal such as aluminum. All or most of the reflecting member 5 may be made of the same material as the heat radiating member 200 or may be made of a material different from that of the heat radiating member 200 .
  • the reflecting member 5 may be thermally connected to the heat radiating member 200 by directly bonding the plane 5a of the reflecting member 5 and the plane 200a of the fixing member 200 together.
  • the reflecting member 5 may be thermally connected to the heat radiating member 200 by bonding the planes 5a and 200a with a bonding material having high thermal conductivity located between the planes 5a and 200a.
  • a bonding material with high thermal conductivity for example, a thermally conductive adhesive may be employed, or a thermally conductive double-sided tape may be employed.
  • the thermally conductive adhesive for example, a resin adhesive filled with a filler made of metal, ceramics, or the like and having high thermal conductivity may be employed.
  • the reflecting member 5 functioning as a heat radiating portion is thermally connected to the heat radiating member 200 to which the wavelength converting portion 3 is fixed, the heat radiating property of the heat generated by the wavelength converting portion 3 can be improved. . Therefore, it is possible to further reduce the possibility that the characteristics of the wavelength conversion section 3 are deteriorated due to heat generation.
  • the incidence member 4 does not have to be fixed to the fixing member 200 .
  • the plane 5a of the reflecting member 5 and the plane 200a of the fixing member 200 may be joined with a joining material having low thermal conductivity.
  • a bonding material having a lower thermal conductivity than that of the wavelength conversion section 3 may be provided between the planes 5a and 200a, and the planes 5a and 200a may be bonded by the bonding material.
  • the reflecting member 5 and the fixing member 200 may be bonded with a bonding material having low thermal conductivity. If the reflecting film (for example, coating film) forming the reflecting surface 50 of the reflecting member 5 is vulnerable to heat, the reflecting member 5 and the fixing member 200 may be bonded with a bonding material having low thermal conductivity.
  • the reflecting member 5 and the fixing member 200 may be bonded with a heat insulating adhesive such as epoxy resin, or may be bonded with another material.
  • the optical conversion device 1 as described above can be used in various systems. A configuration example of a system including the optical conversion device 1 will be described below.
  • FIG. 28 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a system 900A that includes the optical conversion device 1.
  • FIG. A system 900A shown in FIG. 28 is, for example, an illumination system that emits the second light L2 emitted by the wavelength conversion unit 3 of the light conversion device 1 as the illumination light L5.
  • the illumination light L5 emitted by the system 900A may be used indoors or outdoors.
  • the second light L2 emitted by the incident member 4 of the light conversion device 1 is directly emitted into the illumination space as the illumination light L5.
  • FIG. 29 is a schematic diagram showing an example of the configuration of another system 900B that includes the optical conversion device 1.
  • the system 900B is an illumination system that emits the second light L2 emitted by the wavelength conversion unit 3 of the light conversion device 1 as the illumination light L5.
  • the system 900B includes the light conversion device 1 and a radiation section 950 that emits the illumination light L5 into the illumination space.
  • the second light L2 emitted by the incident member 4 of the light conversion device 1 is incident on the radiation portion 950 .
  • the radiating section 950 radiates the incident second light L2 to the outside as illumination light L5.
  • the incident member 4 of the light conversion device 1 is, for example, an optical cable
  • the incident member 4 may be connected to the radiation section 950 .
  • a light transmission member for example, an optical fiber
  • the radiation section 950 may include an optical system on which the second light L2 is incident. This optical system may include at least one of a lens, a diffuser and a reflector. When the radiation section 950 includes an optical system, the radiation section 950 may have a function of adjusting the light distribution of the illumination light L5.
  • a system including the optical conversion device 1 is not limited to the above example.
  • the light conversion device 1 may be used in an endoscope system.
  • the second light L2 emitted by the wavelength conversion unit 3 is used as illumination light for illuminating the inside of the body such as the gastrointestinal tract.
  • the light conversion device 1 may be used in a system other than the lighting system that emits the illumination light L5.
  • the light conversion device 1 may be used in a projector.
  • the second light L2 emitted by the wavelength converter 3 may be used as the light of the light source of the projector.
  • the light emitting member 2 may not be included in the light conversion device 1 .
  • Wavelength conversion unit 4 Incidence member 5
  • Incidence member 5 Illuminated surface 40
  • Optical member 200 Fixing member (heat dissipation member) 251a, 251b, 551a, 551b alignment plane 501 major axis 500 ellipsoid of spheroid 510 half ellipsoid of spheroid 511 aperture edge 900A, 900B system (illumination system) a major axis radius d distance between two focal points F1, F2 focal point L1 first light L2 second light L5 illumination light ⁇ incident angle

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Abstract

光変換装置は、波長変換部、入射部材及び第1反射部材を備える。波長変換部は、第1光が照射され、第1光の照射に応じて第1光の波長スペクトルとは異なる波長スペクトルを有する第2光を発する。入射部材は第2光が集光する集光面を有する。第1反射部材は第2光を反射して集光面に集光させる反射面を有する。反射面は、長軸が回転軸とされた回転楕円面の一部で構成される。回転楕円面の2つの焦点間の距離は、回転楕円面の長軸半径以下である。

Description

光変換装置及び照明システム 関連出願の相互参照
 本出願は、日本国出願2021-125327号(2021年7月30日出願)の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
 本開示は、光変換装置に関する。
 特許文献1には、レーザ光の照射に応じて光を発する波長変換部が記載されている。
特開2014-17097号公報
 光変換装置及び照明システムが開示される。一の実施の形態では、光変換装置は、波長変換部、入射部材及び第1反射部材を備える。波長変換部は、第1光が照射され、第1光の照射に応じて第1光の波長スペクトルとは異なる波長スペクトルを有する第2光を発する。入射部材は第2光が集光する集光面を有する。第1反射部材は第2光を反射して集光面に集光させる反射面を有する。反射面は、長軸が回転軸とされた回転楕円面の一部で構成される。回転楕円面の2つの焦点間の距離は、回転楕円面の長軸半径以下である。
 また、一の実施の形態では、照明システムは、上記の光変換装置を備え、当該光変換装置の波長変換部が発する光を照明光として放射する。
光変換装置の一例を示す概略図である。 反射部材の一例を示す概略図である。 反射部材の一例を示す概略図である。 反射面の一例を示す概略図である。 比較対象装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光学部材の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置を備えるシステムの一例を示す概略図である。 光変換装置を備えるシステムの一例を示す概略図である。
 光変換装置1は、第1光L1を、当該第1光L1の波長スペクトルとは異なる波長スペクトルを有する第2光L2に変換することが可能である。以下に、光変換装置1の複数の実施の形態について説明する。
 実施の形態1.
 図1は本実施の形態に係る光変換装置1(光変換装置1Aともいう)の構成の一例を示す概略図である。図1に示されるように、光変換装置1Aは、例えば、出射部材2、波長変換部3、入射部材4及び反射部材5を備える。
 出射部材2は第1光L1を出射する。出射部材2は、第1光L1を自ら生成して出射する光源であってもよい。また、出射部材2は、光源から出力される第1光L1を伝送して出射する光ファイバであってもよい。また、出射部材2は、光源から出力される第1光L1が入射され、入射された第1光L1を出射するレンズであってもよい。
 第1光L1は、例えばレーザ光である。第1光L1は、例えば、波長が460nm以下の短波長レーザ光であってもよいし、波長が440nm以下の短波長レーザ光であってもよい。第1光L1は、例えば405nmの紫色のレーザ光であってもよい。
 波長変換部3は、第1光L1の照射に応じて、当該第1光L1の波長スペクトルとは異なる波長スペクトルを有する第2光L2を発することが可能である。第2光L2は例えば可視光である。
 波長変換部3の形状は例えば直方体である。したがって、波長変換部3の表面は、例えば6個の矩形状の平面で構成される。波長変換部3の表面における一の矩形状の平面30には第1光L1が照射される。つまり、当該一の矩形状の平面30は、第1光L1が照射される被照射面30を構成する。波長変換部3は、被照射面30に照射される第1光L1を第2光L2に変換し、第2光L2を被照射面30から出射する。なお、被照射面30の形状は、例えば、円形であってもよいし、多角形であってもよい。また、被照射面30は曲面であってもよい。
 波長変換部3としては、例えば、蛍光体を含む蛍光体部分300が採用される。蛍光体部分300が含む蛍光体は、第1光L1の照射に応じて蛍光を発することができる。蛍光体は、第1光L1によって励起されることによって発光する。蛍光体が発する蛍光の波長スペクトルにおけるピークを示す波長(ピーク波長ともいう)は、第1光L1の波長スペクトルのピーク波長よりも大きくてもよいし、小さくてもよい。
 蛍光体部分300は例えば多数の蛍光体を含む。多数の蛍光体には、例えば1種類以上の蛍光体が含まれる。蛍光体部分300には、互いに異なるピーク波長を有する複数種類の蛍光体が含まれてもよい。この場合、蛍光体部分300には、例えば、第1光L1の照射に応じて赤色(R)の蛍光を発する蛍光体(赤色蛍光体ともいう)と、第1光L1の照射に応じて緑色(G)の蛍光を発する蛍光体(緑色蛍光体ともいう)と、第1光L1の照射に応じて青色(B)の蛍光を発する蛍光体(青色蛍光体ともいう)とが含まれてもよい。赤色蛍光体には、例えば、第1光L1の照射に応じて発する蛍光の波長スペクトルのピーク波長が620nmから750nm程度の範囲にある蛍光体が適用される。緑色蛍光体には、例えば、第1光L1の照射に応じて発する蛍光の波長スペクトルのピーク波長が495nmから570nm程度の範囲にある蛍光体が適用される。青色蛍光体には、例えば、第1光L1の照射に応じて発する蛍光の波長スペクトルのピーク波長が450nmから495nm程度の範囲にある蛍光体が適用される。
 蛍光体部分300に複数種類の蛍光体が含まれる場合には、当該複数種類の蛍光体が発する蛍光が、蛍光体部分300が発する第2光L2を構成する。つまり、第2光L2は複数種類の色成分で構成される。蛍光体部分300に、赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体が含まれる場合には、赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体が発する蛍光が第2光L2を構成する。
 蛍光体部分300に複数種類の蛍光体が含まれる場合には、第2光L2の波長スペクトルは、互いに異なる複数の波長ピークを有する。例えば、蛍光体部分300に3種類以上の蛍光体が含まれる場合には、第2光L2の波長スペクトルは、互いに異なる3つ以上の波長ピークを有する。蛍光体部分300に、赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体が含まれる場合には、第2光L2の波長スペクトルは、赤色蛍光体が発する蛍光の波長ピークと、緑色蛍光体が発する蛍光の波長ピークと、青色蛍光体が発する蛍光の波長ピークとが含まれる。第2光L2は、疑似的な白色光であってもよいし、他の色温度の可視光であってもよい。
 蛍光体部分300には、赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体以外の蛍光体が含まれてもよい。蛍光体部分300には、例えば、第1光L1の照射に応じて青緑色の蛍光を発する蛍光体(青緑色蛍光体ともいう)が含まれてもよい。また、蛍光体部分300には、例えば、第1光L1の照射に応じて黄色の蛍光を発する蛍光体(黄色蛍光体ともいう)が含まれてもよい。蛍光体部分300には、赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体、青緑色蛍光体及び黄色蛍光体の少なくとも1種類の蛍光体が含まれてもよい。
 青緑色蛍光体には、例えば、第1光L1の照射に応じて発する蛍光の波長スペクトルのピーク波長が495nm程度の蛍光体が適用される。黄色蛍光体には、例えば、第1光L1の照射に応じて発する蛍光の波長スペクトルのピーク波長が570nmから590nm程度の範囲にある蛍光体が適用される。
 蛍光体部分300は、例えば、多数の蛍光体を含む低融点ガラスで構成されてもよい。あるいは、蛍光体部分300は、多数の蛍光体を含む結晶化ガラスで構成されてもよい。あるいは、蛍光体部分300は、多数の蛍光体を含むセラミックで構成されてもよい。あるいは、蛍光体部分300は、蛍光性を有するバルク状のセラミックで構成されてもよい。この場合には、蛍光体部分300は蛍光体だけで構成されていると言える。
 入射部材4は、第2光L2が入射される。入射部材4は、第2光L2が集光する集光面40を有する。反射部材5は、波長変換部3が発する第2光L2を反射して集光面40に集光させる反射面50を有する。第2光L2は、集光面40に向かって集光されて入射部材4に入射する。
 入射部材4は、入射される第2光L2を伝送する光ファイバであってもよい。また、入射部材4は、ロッドレンズであってもよい。また、入射部材4は、入射される第2光L2の配光角を調整するレンズであってもよいし、結像レンズであってもよい。入射部材4がコアを有する光ファイバである場合、集光面40はコアの入射側の端面となる。また、入射部材4がレンズである場合、集光面40はレンズの入射面となる。集光面40は、平面であってもよいし、曲面であってもよい。
 図2は反射部材5の外観の一例を示す概略斜視図である。図3は、図2に示される反射部材5を、図2の下側から平面視した様子の一例を示す概略図である。図1では、反射部材5の断面が示されている。
 図1~3に示されるように、反射部材5は概ね直方体を成している。反射部材5の形状は、この限りではなく、概ね、円柱状であってもよいし、円錐台状であってもよいし、角柱状であってもよいし、角錐台状であってもよいし、楕円球体状の一部であってもよいし、球体の一部であってもよい。
 反射部材5の表面に含まれる一の平面5aには凹部53が形成されている。凹部53の表面が反射面50を構成している。また、反射部材5には、出射部材2が発する第1光L1が通る孔55が設けられている。孔55は、反射部材5の表面において、例えば、一の平面5aと対向する一の平面5bから反射面50まで達しており、凹部53に向かって開口している。第1光L1は、反射部材5の外側から孔55に入り、孔55を通った後に波長変換部3に照射される。
 反射面50は、波長変換部3の被照射面30から発する第2光L2を反射して集光面40に集光させる。反射面50は研磨された鏡面で構成されてもよい。この場合、反射部材5は、例えば、アルミニウム等の金属で構成されてもよい。また、反射部材5が、基材と当該基材に設けられた反射膜とで構成される場合には、当該反射膜が反射面50を構成してもよい。基材は、例えば、ガラスで構成されてもよいし、樹脂で構成されてもよい。反射膜は、単層膜であってもおいし、多層膜であってもよい。反射膜は、例えばコーティング加工で形成されてもよい。反射膜は、例えば、アルミニウム、銀あるいは金等の金属から成る金属膜を含んでもよいし、誘電体膜を含んでもよい。反射面50での第2光L2の反射率は、例えば、80%以上であってもよいし、90%以上であってもよいし、95%以上であってもよい。
 図4は反射面50の形状を説明するための概略図である。反射面50は、例えば、長軸501が回転軸とされた回転楕円面500の一部で構成されている。回転楕円面500は、楕円100(図4と図1参照)の長軸101を回転軸として楕円100を回転させることで得られる回転楕円体の表面である。当該回転楕円体は、長球あるいは偏長楕円体とも呼ばれる。回転楕円面500の長軸501は楕円100の長軸101と一致する。なお、楕円100の短軸102を回転軸として楕円100を回転させることで得られる回転楕円体は、偏球あるいは偏平楕円体とも呼ばれる。
 反射面50は、例えば、回転楕円面500を長軸501に沿って2つに分割したときの片側の半回転楕円面510の少なくとも一部で構成されてもよい。本例では、反射面50は、例えば、概ね半回転楕円面510で構成されている。具体的には、反射面50は、半回転楕円面510において、第1光L1が通る孔55の開口に相当する領域以外で構成されている。なお、図4では、反射面50に形成される孔55の開口の記載は省略されている。
 波長変換部3は、図1に示されるように、例えば、被照射面30が回転楕円面500の一方の焦点F1を含むように配置されてもよい。言い換えれば、波長変換部3は、焦点F1が被照射面30上に位置するように配置されてもよい。被照射面30の中心は、例えば焦点F1と一致してもよい。
 また、波長変換部3は、図1に示されるように、被照射面30が反射面50に向くように配置されてもよい。被照射面30は、図1に示されるように回転楕円面500の長軸501と平行であってもよいし、平行でなくてもよい。また、被照射面30は、図1に示されるように長軸501上に位置してもよいし、長軸501と離れていてもよいし、長軸501と交わってもよい。
 ここで、図1及び4に示されるように、半回転楕円面510の楕円状の開口縁511を含む仮想平面515を考える。長軸501は仮想平面515上に位置する。被照射面30は、図1に示されるように仮想平面515と平行であってもよいし、仮想平面515と平行でなくてもよい。また、被照射面30は、図1に示されるように仮想平面515上に位置してもよいし(言い換えれば仮想平面515に含まれてもよいし)、仮想平面515と離れていてもよいし、仮想平面515と交わってもよい。被照射面30は、図1の例とは異なり、仮想平面515に対して、集光面40側(図1の右側)に、言い換えれば入射部材4側に傾斜してもよいし、他の方向に傾斜してもよい。
 入射部材4は、図1に示されるように、例えば、集光面40が回転楕円面500の他方の焦点F2を含むように配置されてもよい。言い換えれば、入射部材4は、焦点F2が集光面40上に位置するように配置されてもよい。集光面40の中心は、例えば焦点F2と一致してもよい。
 また、入射部材4は、図1に示されるように、集光面40が反射面50に向くように配置されてもよい。集光面40は、図1に示されるように長軸501と平行でなくてもよいし、平行であってもよい。また、集光面40は、図1に示されるように長軸501と交差してもよいし、長軸501と離れていてもよい。また、集光面40は、図1に示されるように仮想平面515と平行でなくてもよいし、平行であってもよい。また、集光面40は、図1に示されるように仮想平面515と交わってもよいし、仮想平面515上に位置してもよいし、仮想平面515と離れていてもよい。集光面40は、仮想平面515に対して、図1に示されるように被照射面30側(図1の左側)に、言い換えれば波長変換部3側に傾斜してもよいし、他の方向に傾斜してもよい。
 本例では、図1及び4に示されるように、回転楕円面500の2つの焦点F1及びF2の間の距離dは、回転楕円面500の長軸半径a以下となっている。これにより、2つの焦点F1及びF2の間の距離dを小さくすることができる。その結果、集光面40に第2光L2が集光し易くなり、第2光L2を効率良く集光することができる。以下にこの点について詳細に説明する。
 図5は、本例に係る光変換装置1Aと比較される比較対象装置1000の構成の一例を示す概略図である。比較対象装置1000では、回転楕円面500の2つの焦点F1及びF2の間の距離dが、回転楕円面500の長軸半径aよりも大きくなっている。比較対象装置1000の他の構成について光変換装置1Aと同じである。
 ここで、波長変換部3が発する第2光L2のある光線(言い換えれば、第2光L2のある成分)が被照射面30から反射面50まで到達するまでの光路長(第1光路長ともいう)をI1とし、当該ある光線が反射面50で反射して集光面40まで到達するまでの光路長(第2光路長ともいう)をI2とする。第2光L2の光線の結像倍率はI2/I1で表される。図5には、第2光L2の3つの光線についての第1光路長I1及び第2光路長I2が示されている。第2光L2は、波長変換部3の被照射面30から四方に向かって広範囲に出射される。
 比較対象装置1000では、焦点F1及びF2の間の距離dが大きいことから、第2光L2には、結像倍率が非常に大きい光線(例えば図5において被照射面30から左側に向かう光線)と結像倍率が非常に小さい光線(例えば図5において被照射面30から集光面40の上側に向かう光線)とが含まれるようになり、第2光L2では、光線の結像倍率のばらつきが大きくなる。そのため、集光面40のサイズを小さくした場合、あるいは集光面40が焦点F2から離れて配置された場合等には、第2光L2が集光面40に集光されにくくなる。
 図6は、光変換装置1Aにおいて、第2光L2に含まれる複数の光線が反射面50で反射する様子の一例を示す概略図である。図6では、第2光L2の3つの光線についての第1光路長I1及び第2光路長I2が示されている。光変換装置1Aでは、焦点F1及びF2の間の距離dが小さいことから、光変換装置1Aでは、比較対象装置1000とは異なり、結像倍率が非常に大きい光線及び結像倍率が非常に小さい光線が第2光L2には含まれない。これにより、第2光L2での光線の結像倍率のばらつきが小さくなる。その結果、第2光L2が集光面40に集光されやすくなり、第2光L2を効率良く集光することができる。
 図1の例では、波長変換部3の被照射面30の中心は焦点F1と一致しているが、被照射面30の中心は焦点F1から離れていてもよい。この場合、被照射面30の中心は、焦点F1に対して、例えば、図1の左側に位置してもよいし、図1の右側に位置してもよいし、図1の紙面手前側に位置してもよいし、図1の紙面奥側に位置してもよい。また図1の例では、入射部材4の集光面40の中心は焦点F2と一致しているが、集光面40の中心は焦点F2から離れていてもよい。この場合、集光面40の中心は、焦点F2に対して、例えば、図1の左側に位置してもよいし、図1の右側に位置してもよいし、図1の紙面手前側に位置してもよいし、図1の紙面奥側に位置してもよい。
 被照射面30の中心と焦点F1との間の距離が第1の値以下となり、かつ集光面40の中心と焦点F2との間の距離が第2の値以下となるように、波長変換部3及び入射部材4が配置されてもよい。ただし、この場合、被照射面30の中心と集光面40の中心とが互いに離れるように波長変換部3及び入射部材4が配置される。例えば、被照射面30の中心と集光面40の中心との間の距離がd/2以上となるように、波長変換部3及び入射部材4が配置される。
 第1の値は、例えば、d/2であってもよいし、d/3であってもよいし、d/4であってもよいし、d/5であってもよいし、d/6であってもよい。また、第1の値は、例えば、d/7であってもよいし、d/8であってもよいし、d/9であってもよいし、d/10であってもよい。第2の値は、例えば、d/2であってもよいし、d/3であってもよいし、d/4であってもよいし、d/5であってもよいし、d/6であってもよい。また、第2の値は、例えば、d/7であってもよいし、d/8であってもよいし、d/9であってもよいし、d/10であってもよい。第2の値は、第1の値と同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、第1の値及び第2の値のそれぞれがd/2である場合、被照射面30の中心と焦点F1との間の距離がd/2以下となり、かつ集光面40の中心と焦点F2との間の距離がd/2以下となり、かつ被照射面30の中心と集光面40の中心との間の距離がd/2以上となるように、波長変換部3及び入射部材4が配置される。
 本例では、反射面50が、回転楕円面500を長軸501に沿って2つに分割したときの片側の半回転楕円面510の少なくとも一部で構成されている。これに対して、反射面50が、図7に示されるように、回転楕円面500を短軸に沿って2つに分割したときの片側の半回転楕円面の少なくとも一部で構成されることも可能である。図1の例のように、反射面50が、回転楕円面500を長軸501に沿って2つに分割したときの片側の半回転楕円面510の少なくとも一部で構成される場合には、図7の例と比較して、被照射面30から出射された第2光L2が反射面50によって集光面40に集光し易くなる。よって、第2光L2を効率良く集光することができる。なお、反射面50は、図7に示されるように回転楕円面500を短軸に沿って2つに分割したときの片側の半回転楕円面で構成されてもよいし、当該半回転楕円面の一部で構成されてもよい。
 実施の形態2.
 図8は本実施の形態に係る光変換装置1(光変換装置1Bともいう)の構成の一例を示す概略図である。光変換装置1Bは、上述の光変換装置1Aにおいて、反射部材5の形状を変更したものである。
 光変換装置1Bでは、反射面50が、半回転楕円面510の楕円状の開口縁511(図4参照)の少なくとも一部を含んでいない。言い換えると、開口縁511の少なくとも一部は第2光L2を透過する。図8の例では、反射面50が、半回転楕円面510の開口縁511のすべてを含んでいない。この場合、回転楕円面500の長軸501を通る切断面で反射面50を切った場合、当該切断面に垂直な方向から見たときの反射面50の断面形状は、回転楕円面500の短軸に対して、図8に示されるように線対称であってもよいし、線対称でなくてよい。また、反射面50は、図9に示されるように、開口縁511の一部を含んでもよい。
 ここで、半回転楕円面510において、開口縁511とその近傍は、例えばコーティング加工しにくい。光変換装置1Bでは、反射面50が、半回転楕円面510の開口縁511の少なくとも一部を含んでいないことから、例えば、反射面50を構成する反射膜をコーティング加工によって形成し易くなる。
 実施の形態3.
 本実施の形態に係る光変換装置1(光変換装置1Cともいう)は、波長変換部3から出射される第2光L2の広がりを小さくして第2光L2を反射面50に照射する光学部材60を備える。ここで、第2光L2の広がりが小さくなるとは、光学部材60が存在しない場合と比べて第2光L2の広がりが小さくなることを意味する。光学部材60は、第2光L2を反射する反射部材61でもよいし、第2光L2を屈折するレンズ62でもよい。
 図10は、光学部材60として反射部材61を備える光変換装置1Cの構成の一例を示す概略図である。図11は反射部材61の一例を示す概略図である。図10では、反射部材61の断面が示されている。図12は、光学部材60としてレンズ62を備える光変換装置1Cの構成の一例を示す概略図である。図10及び12に示され光変換装置1Cは、上述の光変換装置1Aにおいて、光学部材60をさらに備えるものである。
 図11に示されるように、反射部材61は、例えば環状部材である。反射部材61は、例えば中空の円柱状を成している。反射部材61の環状の内周面は、例えば鏡面となっており、第2光L2を反射することが可能である。反射部材61の環状の内周面は、反射面50と同様に、第2光L2を反射する反射膜で構成されてもよい。反射部材61の環状の内周面は、例えば、断面円形状であり、かつテーパ状となっている。これにより、反射部材61の両端の開口では、一方の径が他方の径よりも小さくなっている。なお、反射部材61の構造は図11の例に限られない。
 図10に示されるように、環状の反射部材61は、例えば、径が小さい方の開口が波長変換部3の被照射面30を取り囲むように配置される。反射部材61のテーパ状の内周面の径は、被照射面30から離れるほど大きくなっている。発光角度(言い換えれば出射角)が大きい第2光L2は、反射部材61の内周面で反射して反射面50に照射される。これにより、波長変換部3から出射される第2光L2の広がりが小さくなって第2光L2が反射面50に照射される。
 図12の例では、レンズ62が、被照射面30の前に配置されており、被照射面30から出射する第2光L2が入射する。レンズ62は、例えば、被照射面30を覆うように配置されている。レンズ62は、発光角度が大きい第2光L2を屈折して出射する。これにより、図10の例と同様に、波長変換部3から出射される第2光L2の広がりが小さくなって第2光L2が反射面50に照射される。
 このように、光変換装置1Cでは、波長変換部3から出射される第2光L2の広がりを小さくして第2光L2を反射面50に照射する光学部材60が設けられている。これにより、集光面40に対する第2光L2の入射角を小さくすることができる。さらに、第2光L2での光線の結像倍率のばらつきを小さくすることができる。よって、第2光L2が入射部材4に入射しやすくなり、その結果、入射部材4に入射する第2光L2の光量を大きくすることができる。なお、光学部材60は、実施の形態2に係る光変換装置1Bに設けられてもよい。
 実施の形態4.
 本実施の形態に係る光変換装置1(光変換装置1Dともいう)は、反射面50で反射して集光面40の外側に向かう第2光L2を集光面40に導く光学部材70を備える。光学部材70は、第2光L2を反射する反射部材71でもよいし、第2光L2を屈折するレンズ72でもよい。
 図13は、光学部材70として反射部材71を備える光変換装置1Dの構成の一例を示す概略図である。図13では、反射部材71の断面が示されている。図14は、光学部材70としてレンズ72を備える光変換装置1Dの構成の一例を示す概略図である。図13及び14に示され光変換装置1Dは、上述の光変換装置1Aにおいて、光学部材70をさらに備えるものである。
 反射部材71は、例えば、上述の反射部材61と同様の構造を有している。図13に示されるように、環状の反射部材71は、例えば、径が小さい方の開口が入射部材4の集光面40を取り囲むように配置される。反射部材71のテーパ状の内周面の径は、集光面40から離れるほど大きくなっている。反射面50で反射して集光面40の外側に向かう第2光L2は、反射部材71の内周面で反射して集光面40に導かれる。
 図14の例では、レンズ72が集光面40の前に配置されている。反射面50で反射して集光面40の外側に向かう第2光L2はレンズ72で屈折して集光面40に導かれる。
 このように、光変換装置1Dでは、反射面50で反射して集光面40の外側に向かう第2光L2を集光面40に導く光学部材70が設けられている。これにより、集光面40に入射する第2光L2の光量を大きくすることができる。
 なお、光学部材70は、実施の形態2に係る光変換装置1Bに設けられてもよい。また、光学部材70は、実施の形態3に係る光変換装置1Cに設けられてもよい。図15は、光学部材60としての反射部材61と、光学部材70として反射部材71とを備える光変換装置1Cの構成の一例を示す概略図である。図16は、光学部材60としてのレンズ62と、光学部材70としてレンズ72とを備える光変換装置1Cの構成の一例を示す概略図である。図15及び16の例とは異なり、光変換装置1Cは、反射部材61とレンズ72とを備えてもよいし、レンズ62と反射部材71とを備えてもよい。
 実施の形態5.
 光変換装置1では、入射部材4に対して第1光L1を積極的に入射させることがある。例えば、第1光L1と第2光L2が混ざった光を入射部材4から出射させたい場合、集光面40に対して第2光L2だけではなく第1光L1も積極的に入射される。
 一方で、上記の光変換装置1では、第1光L1の波長変換部3に対する入射角は0°である。つまり、第1光L1は被照射面30に対して垂直に入射される。そのため、第1光L1の正反射成分は、反射部材5の孔55に向かって進んで、孔55から光変換装置1の外側に出射されやすい。そのため、上記の光変換装置1では、第1光L1が入射部材4に入射しにくい。
 そこで、本実施の形態では、第1光L1が入射部材4に入射しやすくなるような光変換装置1について説明する。図17は、本実施の形態に係る光変換装置1(光変換装置1Eともいう)の構成の一例を示す概略図である。
 光変換装置1Eは、実施の形態1に係る光変換装置1Aにおいて、波長変換部3の配置姿勢を変更したものである。光変換装置1Eでは、波長変換部3の被照射面30は、第1光L1が通る孔55に向いていない。被照射面30は、半回転楕円面510の楕円状の開口縁511を含む仮想平面515に対して傾斜している。図17の例では、被照射面30は、仮想平面515に対して集光面40側(図17の右側)に傾斜している。なお、被照射面30は、仮想平面515に対して他の方向に傾斜してもよい。
 光変換装置1Eでは、第1光L1の波長変換部3に対する入射角αは0°よりも大きくなっている。言い換えれば、第1光L1の被照射面30に対する入射角αは0°よりも大きくなっている。被照射面30は、第1光L1の入射方向に対して傾斜しているともいえる。入射角αは、例えば、5°以上であってもよいし、10°以上であってもよいし、20°以上であってもよい。また、入射角αは、例えば、60°以下であってもよいし、50°以下であってもよいし、45°以下であってもよい。なお、上述の光変換装置1B~1Dにおいても、入射角αを0°よりも大きくしてもよい。
 このように、光変換装置1Eでは、第1光L1の波長変換部3に対する入射角αが0°よりも大きくなっていることから、波長変換部3で反射した第1光L1が孔55に入りにくくなる。これにより、第1光L1は、波長変換部3及び反射面50を順次反射して集光面40に入射しやすくなる。よって、例えば、第1光L1と第2光L2が混ざった光を入射部材4から出射させることができる。なお、入射部材4に第1光L1を入射させたくない場合であっても、入射角αは0°よりも大きくてもよい。
 実施の形態6.
 光変換装置1では、実施の形態5とは異なり、入射部材4に対して第1光L1を入射させたくない場合がある。
 そこで、本実施の形態では、第1光L1が入射部材4に入射しにくくなるような光変換装置1について説明する。図18は、本実施の形態に係る光変換装置1(光変換装置1Fともいう)の構成の一例を示す概略図である。
 光変換装置1Fは、実施の形態2に係る光変換装置1Bにおいて、光学フィルタ80を設けたものである。光学フィルタ80は、第1光L1を吸収し、第2光L2を透過させることが可能である。光学フィルタ80は、例えば、集光面40を覆うように集光面40の近傍に配置される。これにより、光学フィルタ80は、波長変換部3(詳細には被照射面30)及び反射面50で順次反射した第1光L1を吸収し、反射面50で反射した第2光L2を透過させることができる。
 光学フィルタ80は、例えば、板状、シート状あるいは膜状に形成されてもよい。実施の形態4のようにレンズ72が配置される場合には、光学フィルタ80は、レンズ72上に成膜されていてもよい。光学フィルタ80での第1光L1の吸収率は、例えば、80%以上であってもよいし、90%以上であってもよいし、95%以上であってもよい。光学フィルタ80での第2光L2の透過率は、例えば、80%以上であってもよいし、90%以上であってもよいし、95%以上であってもよい。光学フィルタ80は、例えば、ガラス等の誘電体で構成されてもよいし、誘電体と他の材料とで構成されてもよいし、誘電体以外の材料で構成されてもよい。光学フィルタ80は、単層で構成されてもよいし、多層で構成されてもよい。
 このように、光変換装置1Fには、波長変換部3及び反射面50で順次反射した第1光L1を吸収し、反射面50で反射した第2光L2を透過させる光学フィルタ80が設けられている。これにより、第1光L1が入射部材4に入射しにくくなるとともに、第2光L2を適切に入射部材4に入射することができる。
 なお、光学フィルタ80は、光変換装置1A,1C,1D,1Eに設けられてもよい。また、光学フィルタ80は、第1光L1を吸収するのではなく、第1光L1を反射してもよい。この場合、第1光L1が入射部材4に入射しにくくなるとともに、図19に示されるように、光学フィルタ80で反射した第1光L1を反射面50で反射させて波長変換部3の被照射面30に再度照射することができる。これにより、波長変換部3の発光効率が向上する。光学フィルタ80での第1光L1の反射率は、例えば、80%以上であってもよいし、90%以上であってもよいし、95%以上であってもよい。
 実施の形態7.
 本実施の形態では、上述の実施の形態6と同様に、第1光L1が入射部材4に入射しにくくなるような光変換装置1について説明する。図20は、本実施の形態に係る光変換装置1(光変換装置1Gともいう)の構成の一例を示す概略図である。
 光変換装置1Gは、実施の形態1に係る光変換装置1Aにおいて、第2光L2を反射し、第1光L1を吸収する光学フィルタ57で反射面50が構成されているものである。光変換装置1Gでは、反射部材5は、例えば、基材56と、当該基材56に設けられた光学フィルタ57とで構成されている。光学フィルタ57は、例えば膜状に形成されている。光学フィルタ57は、例えば、基材56の表面にコーティング加工されることによって形成されてもよい。光学フィルタ57は、例えば、ガラス等の誘電体で構成されてもよいし、誘電体と他の材料とで構成されてもよいし、誘電体以外の材料で構成されてもよい。光学フィルタ57は、単層膜であってもおいし、多層膜であってもよい。
 基材56は概ね直方体を成している。基材56の形状は、この限りではなく、概ね、円柱状であってもよいし、円錐台状であってもよいし、角柱状であってもよいし、角錐台状であってもよい。基材56は、例えば、ガラスで構成されてもよいし、樹脂で構成されてもよい。
 基材56の表面に含まれる一の平面には凹部が形成されている。この凹部の表面に光学フィルタ57が膜状に形成されている。反射面50は、光学フィルタ57の基材56側の主面とは反対側の主面で構成される。第1光L1が通る孔55は、基材56及び光学フィルタ57を貫通して反射面50に達している。
 光学フィルタ57での第2光L2の反射率は、例えば、80%以上であってもよいし、90%以上であってもよいし、95%以上であってもよい。また、光学フィルタ57での第1光L1の吸収率は、例えば、80%以上であってもよいし、90%以上であってもよいし、95%以上であってもよい。
 このように、光変換装置1Gでは、第2光L2を反射し、第1光L1を吸収する光学フィルタ57で反射面50が構成されている。これにより、第1光L1が入射部材4に入射しにくくなるとともに、第2光L2を適切に入射部材4に入射することができる。なお、光学フィルタ57は、光変換装置1B,1C,1D,1E,1Fに設けられてもよい。
 実施の形態8.
 図21は本実施の形態に係る光変換装置1(光変換装置1Hともいう)の構成の一例を示す概略図である。光変換装置1Hは、実施の形態2に係る光変換装置1Bにおいて、孔55を設けずに、第1光L1を反射して波長変換部3に照射する反射部材90を設けたものである。
 光変換装置1Hでは、反射部材5に、第1光L1が通る孔55が設けられていない。出射部材2から出射される第1光L1は、反射部材5を通らずに反射部材90に照射される。反射部材90は、例えば、波長変換部3の被照射面30の近傍に配置されている。反射部材90は、反射部材5を通らずに進む第1光L1を反射して波長変換部3の被照射面30に照射する。
 反射部材90は、例えば、板状、シート状あるいは膜状に形成されてもよい。反射部材90での第1光L1の反射率は、例えば、80%以上であってもよいし、90%以上であってもよいし、95%以上であってもよい。反射部材90は、アルミニウム等の金属で構成されてもよい。また、反射部材90は、基材と当該基材に設けられた反射膜とで構成されてもよい。基材は、例えば、ガラスで構成されてもよいし、樹脂で構成されてもよい。反射膜は、単層膜であってもよいし、多層膜であってもよい。反射膜は、例えばコーティング加工で形成されてもよい。反射膜は、例えば、アルミニウム、銀あるいは金等の金属から成る金属膜を含んでもよいし、誘電体膜を含んでもよい。反射膜での第1光L1の反射率は、例えば、80%以上であってもよいし、90%以上であってもよいし、95%以上であってもよい。
 このように、光変換装置1Hでは、反射部材5を通らずに進む第1光L1を反射して波長変換部3に照射する反射部材90が設けられている。そのため、反射部材5に対して第1光L1が通る孔55を設ける必要がない。これにより、孔55がない分、反射面50を大きくすることができる。よって、集光面40に集光される第2光L2の光量を大きくすることができる。
 ここで、図21の例のように、被照射面30が反射面50に向く場合、出射部材2からまっすぐ進む第1光L1を被照射面30に照射するためには、第1光L1が通る孔55を反射部材5に設ける必要がある。本例では、第1光L1が進む方向を反射部材90によって変更していることから、反射部材5に孔55を設けなくても、反射面50に向く被照射面30に対して第1光L1を適切に照射することができる。
 なお、反射部材90は、光変換装置1A,1C,1D,1E,1F,1Gに設けてもよい。この場合、第1光L1が通る孔55が不要となる。
 また、反射部材90は、第1光L1を反射し、第2光L2を透過させる光学フィルタであってもよい。この場合、反射部材90は、ガラス等の誘電体で構成されてもよいし、誘電体と他の材料とで構成されてもよいし、誘電体以外の材料で構成されてもよい。反射部材90は、単層で構成されてもよいし、多層で構成されてもよい。反射部材90での第2光L2の透過率は、例えば、80%以上であってもよいし、90%以上であってもよいし、95%以上であってもよい。反射部材90が、第1光L1を反射し、第2光L2を透過させる光学フィルタである場合、反射部材90によって第2光L2の進行が邪魔されにくくなる。よって、集光面40に集光される第2光L2の光量をより大きくすることができる。
 実施の形態9.
 図22は本実施の形態に係る光変換装置1(光変換装置1I)の構成の一例を示す概略図である。光変換装置1Iは、実施の形態8に係る光変換装置1Hにおいて、入射部材4の光軸400の向きを特定したものである。
 光変換装置1Iでは、波長変換部3の被照射面30に垂直な方向に沿って被照射面30の中心から出射される第2光L2の光線L2aが反射面50で反射する方向の延長線上に入射部材4の光軸400が位置している。これにより、被照射面30から四方に向かって広範囲に出射される第2光L2が集光面40に集光しやすくなる。なお、上述の光変換装置1A,1C,1D,1E,1F,1Gにおいて、光線L2aが反射面50で反射する方向の延長線上に入射部材4の光軸400が位置してもよい。
 実施の形態10.
 図23は本実施の形態に係る光変換装置(光変換装置1Jともいう)の構成の一例を示す概略図である。光変換装置1Jは、実施の形態1に係る光変換装置1Aにおいて、孔55が設けられておらず、第1光L1が透過する材料で反射部材5が構成されたものである。
 光変換装置1Jでは、反射部材5は、例えば、基材58と、当該基材58に設けられた光学フィルタ59とで構成されている。光学フィルタ59は、例えば膜状に形成されている。光学フィルタ59は、例えば、基材58の表面にコーティング加工されることによって形成されてもよい。基材58は概ね直方体を成している。基材58の形状は、この限りではなく、概ね、円柱状であってもよいし、円錐台状であってもよいし、角柱状であってもよいし、角錐台状であってもよい。基材58の表面に含まれる一の平面には凹部が形成されている。この凹部の表面に光学フィルタ59が膜状に形成されている。反射面50は、光学フィルタ59の基材58側の主面とは反対側の主面で構成される。
 基材58及び光学フィルタ59は、第1光L1が透過する材料で構成されている。基材58は、例えば、透明のガラスで構成されてもよいし、透明の樹脂で構成されてもよい。光学フィルタ59は、第1光L1を透過させるとともに、第2光L2を反射することが可能である。光学フィルタ59は、例えば、ガラス等の誘電体で構成されてもよいし、誘電体と他の材料とで構成されてもよいし、誘電体以外の材料で構成されてもよい。光学フィルタ59は、単層膜であってもおいし、多層膜であってもよい。
 基材58での第1光L1の透過率は、例えば、80%以上であってもよいし、90%以上であってもよいし、95%以上であってもよい。また、光学フィルタ59での第1光L1の透過率は、例えば、80%以上であってもよいし、90%以上であってもよいし、95%以上であってもよい。また、光学フィルタ59での第2光L2の反射率は、例えば、80%以上であってもよいし、90%以上であってもよいし、95%以上であってもよい。
 光変換装置1Jでは、第1光L1が通る孔55が反射部材5に設けられていない。出射部材2から出射された第1光L1は、反射部材5の材料を透過して波長変換部3に照射される。つまり、第1光L1は、基材58の材料及び光学フィルタ59の材料を透過して波長変換部3に照射される。
 このように、光変換装置1Jでは、反射部材5が、第1光L1を透過させる材料で構成されている。これにより、図23に示されるように、波長変換部3で反射して反射面50に向かう第1光L1が、反射部材5の材料を透過して光変換装置1Jの外側に出射されやすくなる。これにより、上述の光変換装置1F,1Gと同様に、波長変換部3で反射した第1光L1が入射部材4に入射しにくくなる。
 また、第1光L1が、反射部材5の材料を透過して波長変換部3に照射される場合には、上述の光変換装置1H,1Iと同様に、反射部材5に対して第1光L1が通る孔55を設ける必要がない。これにより、孔55がない分、反射面50を大きくすることができる。よって、集光面40に集光される第2光L2の光量を大きくすることができる。
 なお、光変換装置1Jにおいて、反射部材5に、第1光L1が通る孔55が設けられてもよい。また、反射部材5は光学フィルタ59だけで構成されてもよい。また、光変換装置1B,1C,1D,1E,1F,1H,1Iにおいて、同様に、反射部材5が、第1光L1が透過する材料で構成されてもよい。
 実施の形態11.
 図24は本実施の形態に係る光変換装置1(光変換装置1Kともいう)の構成の一例を示す概略図である。光変換装置1Kは、例えば、実施の形態2に係る光変換装置1Bにおいて、波長変換部3及び入射部材4が固定される固定部材200が設けられたものである。
 固定部材200は、例えば概ね直方体を成している。固定部材200の形状は、この限りではなく、概ね、円柱状であってもよいし、円錐台状であってもよいし、角柱状であってもよいし、角錐台状であってもよい。固定部材200は、例えば、金属で構成されてもよいし、ガラスで構成されてもよいし、樹脂で構成されてもよい。
 固定部材200の表面に含まれる一の平面200aには凹部210が形成されている。波長変換部3は、被照射面30が凹部210の表面210a(例えば底面)から露出するように固定部材200に固定されている。図24の例のように、波長変換部3の大部分が固定部材200に埋め込まれてもよい。入射部材4は、集光面40が凹部210の表面210a(例えば底面)から露出するように固定部材200に固定されている。図24の例のように、入射部材4の一部が固定部材200に埋め込まれてもよい。入射部材4は、例えば、固定部材200の表面のうち、一の平面200aと対向する一の平面200bから、固定部材200の外側に延出してもよい。波長変換部3及び入射部材4は、例えば接着材等が使用されて固定部材200に固定されてもよい。
 光変換装置1Kでは、例えば、反射部材5の表面に含まれる一の平面5aと、固定部材200の表面に含まれる一の平面200aとが接合される。平面5aと平面200aとは、接着剤等の接合部材が使用されて接合されてもよいし、直接接合されてもよい。平面5aと平面200aとが接合されることによって、反射面50と凹部210の表面210aとが向き合うようになり、反射面50と表面210aとで概ね閉じた空間250が形成されている。被照射面30及び集光面40は空間250に配置されている。
 このように、光変換装置1Kでは、波長変換部3及び入射部材4が同じ固定部材200に固定されている。これにより、治具等を用いて反射部材5と固定部材200とを位置合わせすることによって、反射面50に対して波長変換部3及び入射部材4を簡単に位置合わせすることができる。例えば、回転楕円面500の2つの焦点F1及びF2に波長変換部3の被照射面30及び入射部材4の集光面40をそれぞれ簡単に配置することができる。
 また、本例のように、反射面50と凹部210の表面210aとで構成された空間250に被照射面30及び集光面40が配置される場合であって、反射面50及び表面210aが第1光L1を反射することができる場合には、被照射面30で反射した第1光L1が空間250の外側に漏れにくくなる。
 なお、反射部材5の表面と固定部材200の表面のそれぞれには、反射部材5と固定部材200とを位置合わせするための位置合わせ平面が含まれてもよい。反射部材5の位置合わせ平面と、固定部材200の位置合わせ平面とが面一とされることによって、反射部材5と固定部材200とが位置合わせされる。
 図25は、反射部材5及び固定部材200のそれぞれが位置合わせ平面を備える場合の光変換装置1K(光変換装置1Kaともいう)の構成の一例を示す概略図である。図26は、図25に示される光変換装置1Kaを図25の上側から見た様子の一例を示す概略図である。図27は、図25に示される光変換装置1Kaを図25の下側から見た様子の一例を示す概略図である。図25には、図26に示される矢視A-Aでの反射部材5及び固定部材200の断面が示されている。
 光変換装置1Kaでは、反射部材5は、概ね円錐台状となっている。円錐台状の反射部材5の底面及び上面がそれぞれ平面5a及び5bとなっている。反射部材5の側面5cは曲面となっている。反射部材5の側面5cには、位置合わせ平面551aを有する突起部550aと、位置合わせ平面551bを有する突起部550bとが設けられている。突起部550a及び550bは、例えば、側面5cでの平面5a側(言い換えれば底面側)の端部に設けられている。ここで、位置合わせ平面551aに平行な第1仮想平面と、位置合わせ平面551bに平行であり、かつ第1仮想平面に交わる第2仮想平面とを考える。本例では、第2仮想平面は第1仮想平面と垂直を成す。位置合わせ平面551a及び551bは、例えば、光変換装置1Kaの外表面に含まれる。
 また、光変換装置1Kaでは、固定部材200の表面において、平面200a及び200bに垂直な一の平面200cに、位置合わせ平面251aを有する突起部250aが設けられている。また、固定部材200の表面において、平面200a及び200bに垂直な一の平面200dに、位置合わせ平面251bを有する突起部250bが設けられている。平面200cは平面200dと垂直を成している。平面200aを上面とし、平面200bを下面とすると、平面200c及び200dのそれぞれは、一の側面であると言える。
 突起部250a及び250bは例えば板状である。例えば、板状の突起部250aの一の主面が位置合わせ平面251aを構成し、板状の突起部250bの一の主面が位置合わせ平面251bを構成する。突起部250aは、平面200cにおいて、例えば、平面200a側(言い換えれば上面側)の端から、平面200b側(言い換えれば下面側)の端まで存在する。また、突起部250bは、平面200dにおいて、例えば、平面200a側(言い換えれば上面側)の端から、平面200b側(言い換えれば下面側)の端まで存在する。ここで、位置合わせ平面251aに平行な第3仮想平面と、位置合わせ平面251bに平行であり、かつ第3仮想平面に交わる第4仮想平面とを考える。本例では、第3仮想平面は第4仮想平面と垂直を成す。位置合わせ平面251a及び251bは、例えば、光変換装置1Kaの外表面に含まれる。
 以後、固定部材200の平面200a,200b,200cに平行な方向を第1方向DR1と呼ぶ(図26及び27参照)。また、固定部材200の平面200a,200b,200dに平行な方向を第2方向DR2と呼ぶ(図26及び27参照)。固定部材200の位置合わせ平面251aは、第2方向DR2に平行な方向と垂直を成し、かつ第1方向DR1に平行である。一方で、固定部材200の位置合わせ平面251bは、第1方向DR1に平行な方向と垂直を成し、かつ第2方向DR2に平行である。
 光変換装置1Kaでは、反射部材5と固定部材200とが正しく位置合わせされた場合には、反射部材5の位置合わせ平面551aと固定部材200の位置合わせ平面251aとが面一となり、かつ、反射部材5の位置合わせ平面551bと固定部材200の位置合わせ平面251bとが面一となる。言い換えれば、反射部材5と固定部材200とが正しく位置合わせされた場合、位置合わせ平面551aと位置合わせ平面251aとが同一平面上に位置し、かつ、位置合わせ平面551bと位置合わせ平面251bとが同一平面上に位置する。したがって、光変換装置1Kaの製造時に、位置合わせ平面551aと位置合わせ平面251aとが面一となり、かつ、位置合わせ平面551bと位置合わせ平面251bとが面一となるように、反射部材5と固定部材200とが組み合わされることによって、反射部材5と固定部材200とを正しく位置合わせすることができる。例えば、位置合わせ用治具が有する第1の平面に対して位置合わせ平面551b及び位置合わせ平面251bをあてつけ、かつ、位置合わせ用治具が有する、第1の平面に垂直な第2の平面に対して位置合わせ平面551b及び位置合わせ平面251bをあてつけることにより、位置合わせ平面551aと位置合わせ平面251aとが面一となり、かつ、位置合わせ平面551bと位置合わせ平面251bとが面一となる状態を簡単に実現することができる。そして、位置合わせ平面551aと位置合わせ平面251aとが面一となり、かつ、位置合わせ平面551bと位置合わせ平面251bとが面一となっている状態で、反射部材5と固定部材200とを接合することによって、正しく位置合わせされた状態で組み合わされた反射部材5及び固定部材200を得ることができる。
 なお、反射部材5及び固定部材200のそれぞれは、一つの位置合わせ平面を備えてもよいし、3つ以上の位置合わせ平面を備えてもよい。図25~27の例において、例えば、位置合わせ平面551b及び251bが設けられていない場合であっても、位置合わせ平面551a及び251aを利用して、反射部材5と固定部材200との第2方向DR2の位置合わせを適切に行うことができる。また、図25~27の例において、例えば、位置合わせ平面551a及び251aが設けられていない場合であっても、位置合わせ平面551b及び251bを利用して、反射部材5と固定部材200との第1方向DR1の位置合わせを行うことができる。
 このように、光変換装置1Kaでは、反射部材5の表面と固定部材200の表面のそれぞれには、反射部材5と固定部材200とを位置合わせするための位置合わせ平面が含まれている。これにより、位置合わせ平面を利用して、反射部材5と、波長変換部3及び入射部材4が固定された固定部材200とを精度よくかつ簡単に位置合わせすることができる。よって、反射部材5の反射面50に対して、固定部材200に固定された波長変換部3及び入射部材4を精度よくかつ簡単に位置合わせすることができる。
 固定部材200は、波長変換部3が発する熱を外部に放出する放熱部材として機能してもよい。この場合、固定部材200は、例えば、波長変換部3よりも熱伝導率が高い材料で構成されてもよい。固定部材200は、例えば、アルミニウム等の金属で構成されてもよい。また、固定部材200は、放熱特性を向上させるために、放熱フィンを有してもよい。波長変換部3が固定された固定部材200が放熱部材として機能することによって、つまり、波長変換部3が固定された放熱部材を光変換装置1Kが備えることによって、波長変換部3の特性が発熱により劣化する可能性を低減することができる。なお、熱伝導率は、例えば、定常法と非定常法の2つの方法で測定できる。非定常法の中には、レーザフラッシュ法、ASTM E1530(準拠)の円板熱流計法、JIS R 2616(準拠)、ASTM D5930(準拠)の熱線(プローブ)法、ISO 22007-6の交流定常法等がある。以後、放熱部材として機能する固定部材200を放熱部材200と呼ぶことがある。
 光変換装置1Kが放熱部材200を備える場合、放熱部として機能する反射部材5が放熱部材200と熱的に接続されてもよい。熱的に接続されているとは、反射部材5の熱の放熱経路に放熱部材200が位置することをいう。この場合、反射部材5のすべてあるいは大部分は、波長変換部3よりも熱伝導率が高い材料で構成されることによって、反射部材5が放熱部として機能してもよい。例えば、反射部材5の反射面50が鏡面で構成される場合、反射部材5のすべてがアルミニウム等の金属で構成されてもよい。また、反射部材5が、基材と、反射面50を構成する反射膜とが構成される場合、基材がアルミニウム等の金属で構成されてもよい。反射部材5のすべてあるいは大部分は、放熱部材200と同じ材料で構成されてもよいし、放熱部材200と異なる材料で構成されてもよい。
 反射部材5の平面5aと固定部材200の平面200aとが直接接合されることによって、反射部材5が放熱部材200と熱的に接続されてもよい。また、平面5aと平面200aとの間に位置する熱伝導性の高い接合材によって平面5aと平面200aとを接合することによって、反射部材5が放熱部材200と熱的に接続されてもよい。熱伝導性の高い接合材としては、例えば、熱伝導性接着剤が採用されてもよいし、熱伝導性両面テープが採用されてもよい。熱伝導性接着剤としては、例えば、金属あるいはセラミックス等からなる熱伝導率が高いフィラーが充填された樹脂接着剤が採用されてもよい。
 このように、放熱部として機能する反射部材5が、波長変換部3が固定された放熱部材200と熱的に接続される場合、波長変換部3が発する熱の放熱特性を向上させることができる。よって、波長変換部3の特性が発熱により劣化する可能性をさらに低減することができる。
 なお、入射部材4は固定部材200に固定されなくてもよい。また、反射部材5の平面5aと固定部材200の平面200aとが、熱伝導性の低い接合材で接合されてもよい。例えば、平面5aと平面200aとの間に、波長変換部3よりも熱伝導性の低い接合材が設けられ、当該接合材によって平面5aと平面200aとが接合されてもよい。これにより、波長変換部3が発する熱が反射部材5に伝わりにくくなる。したがって、熱に弱い材料が反射部材5に含まれる場合、波長変換部3の発熱により反射部材5の特性が劣化する可能性が低減する。例えば、反射部材5に低融点ガラスが含まれる場合、反射部材5と固定部材200とが熱伝導性の低い接合材で接合されてもよい。また、反射部材5が備える、反射面50を構成する反射膜(例えばコーティング膜)が熱に弱い場合、反射部材5と固定部材200とが熱伝導性の低い接合材で接合されてもよい。反射部材5と固定部材200は、エポキシ樹脂などの断熱性接着剤で接合されてもよいし、他の材料で接合されてもよい。
 以上のような光変換装置1は様々なシステムにおいて利用されることができる。以下に、光変換装置1を備えるシステムの構成例について説明する。
 図28は、光変換装置1を備えるシステム900Aの構成の一例を示す概略図である。図28に示されるシステム900Aは、例えば、光変換装置1の波長変換部3が発する第2光L2を照明光L5として放射する照明システムである。システム900Aが放射する照明光L5は、室内で利用されてもよい、屋外で利用されてもよい。システム500Aでは、光変換装置1の入射部材4が出射する第2光L2がそのまま照明光L5として照明空間に放射される。
 図29は、光変換装置1を備える他のシステム900Bの構成の一例を示す概略図である。システム900Bは、システム900Aと同様に、光変換装置1の波長変換部3が発する第2光L2を照明光L5として放射する照明システムである。
 システム900Bは、光変換装置1と、照明光L5を照明空間に放射する放射部950とを備える。放射部950には、光変換装置1の入射部材4が出射する第2光L2が入射される。放射部950は、入射される第2光L2を照明光L5として外部に放射する。光変換装置1の入射部材4が例えば光ケーブルである場合、入射部材4が放射部950に接続されてもよい。また、入射部材4から出射される第2光L2を放射部950まで伝送する光伝送部材(例えば光ファイバ)を、入射部材4とは別に設けてもよい。放射部950は、第2光L2が入射する光学系を備えてもよい。この光学系には、レンズ、拡散板及びリフレクタの少なくとも一つが含まれてもよい。放射部950が光学系を備える場合には、放射部950は、照明光L5の配光を調整する機能を有してもよい。
 光変換装置1を備えるシステムは、上記の例に限られない。例えば、光変換装置1は、内視鏡システムにおいて使用されてもよい。この場合、波長変換部3が発する第2光L2は、胃腸内等の体内を照らす照明光として利用される。また、光変換装置1は、照明光L5を放射する照明システム以外で使用されてもよい。例えば、光変換装置1はプロジェクタで使用されてもよい。この場合、波長変換部3が発する第2光L2が、プロジェクタの光源の光として利用されてもよい。また、出射部材2は光変換装置1に含まれなくてもよい。
 以上のように、光変換装置及びそれを備えるシステムは詳細に説明されたが、上記した説明は、全ての局面において例示であって、この開示がそれに限定されるものではない。また、上述した各種例は、相互に矛盾しない限り組み合わせて適用可能である。そして、例示されていない無数の例が、この開示の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
 1,1A,1B,1C,1D,1E,1F,1G,1H,1I,1J,1K,1Ka 光変換装置
 3 波長変換部
 4 入射部材
 5,90 反射部材
 30 被照射面
 40 集光面
 50 反射面
 55 孔
 57,59,80 光学フィルタ
 60,70 光学部材
 200 固定部材(放熱部材)
 251a,251b,551a,551b 位置合わせ平面
 501 長軸
 500 回転楕円面
 510 半回転楕円面
 511 開口縁
 900A,900B システム(照明システム)
 a 長軸半径
 d 2つの焦点間の距離
 F1,F2 焦点
 L1 第1光
 L2 第2光
 L5 照明光
 α 入射角

Claims (18)

  1.  第1光が照射され、前記第1光の照射に応じて前記第1光の波長スペクトルとは異なる波長スペクトルを有する第2光を発する波長変換部と、
     前記第2光が集光する集光面を有する入射部材と、
     前記第2光を反射して前記集光面に集光させる反射面を有する第1反射部材と、
    を備え、
     前記反射面は、長軸が回転軸とされた回転楕円面の一部で構成され、
     前記回転楕円面の2つの焦点間の距離は、前記回転楕円面の長軸半径以下である、光変換装置。
  2.  請求項1に記載の光変換装置であって、
     前記反射面は、前記回転楕円面を前記長軸に沿って2つに分割したときの片側の半回転楕円面の少なくとも一部で構成されている、光変換装置。
  3.  請求項2に記載の光変換装置であって、
     前記反射面は、前記半回転楕円面の楕円状の開口縁の少なくとも一部を含まない、光変換装置。
  4.  請求項1から請求項3のいずれか一つに記載の光変換装置であって、
     前記波長変換部から出射される前記第2光の広がりを小さくして前記第2光を前記反射面に照射する第1光学部材を備える、光変換装置。
  5.  請求項1から請求項4のいずれか一つに記載の光変換装置であって、
     前記反射面で反射して前記集光面の外側に向かう第2光を前記集光面に導く第2光学部材を備える、光変換装置。
  6.  請求項1から請求項5のいずれか一つに記載の光変換装置であって、
     前記波長変換部及び前記反射面で順次反射して前記集光面に向かう前記第1光を反射あるいは吸収し、前記反射面で反射した前記第2光を透過させる第1光学フィルタを備える、光変換装置。
  7.  請求項6に記載の光変換装置であって、
     前記第1光学フィルタは、前記波長変換部及び前記反射面で反射して前記集光面に向かう前記第1光を反射する、光変換装置。
  8.  請求項1から請求項7のいずれか一つに記載の光変換装置であって、
     前記波長変換部の表面は、前記第1光が照射される被照射面を有し、
     前記被照射面に垂直な方向に沿って前記被照射面の中心から出射される前記第2光の光線が前記反射面で反射する方向の延長線上に前記入射部材の光軸が位置する、光変換装置。
  9.  請求項1から請求項8のいずれか一つに記載の光変換装置であって、
     前記波長変換部が固定された放熱部材を備え、
     前記第1反射部材は前記放熱部材と熱的に接続されている、光変換装置。
  10.  請求項1から請求項8のいずれか一つに記載の光変換装置であって、
     前記波長変換部及び前記入射部材が固定された固定部材を備える、光変換装置。
  11.  請求項10に記載の光変換装置であって、
     前記第1反射部材及び前記固定部材のそれぞれは、前記第1反射部材と前記固定部材とを位置合わせするための位置合わせ平面を有する、光変換装置。
  12.  請求項1から請求項11のいずれか一つに記載の光変換装置であって、
     前記第1反射部材は、前記第2光を反射し、前記第1光を吸収する第2光学フィルタを有し、
     前記第2光学フィルタは前記反射面を構成する、光変換装置。
  13.  請求項1から請求項12のいずれか一つに記載の光変換装置であって、
     前記第1反射部材は、前記第1光が通る孔を有し、
     前記孔を通った前記第1光が前記波長変換部に照射され、
     前記第1光の前記波長変換部に対する入射角は0°よりも大きい、光変換装置。
  14.  請求項1から請求項12のいずれか一つに記載の光変換装置であって、
     前記第1反射部材は、前記第1光が透過する材料で構成されている、光変換装置。
  15.  請求項14に記載の光変換装置であって、
     前記第1光は前記第1反射部材の前記材料を透過して前記波長変換部に照射される、光変換装置。
  16.  請求項1から請求項12のいずれか一つに記載の光変換装置であって、
     前記第1反射部材を通らずに進む前記第1光を反射して前記波長変換部に照射する第2反射部材を備える、光変換装置。
  17.  請求項16に記載の光変換装置であって、
     前記第2反射部材は、前記第1光を反射し、前記第2光を透過させる光学フィルタである、光変換装置。
  18.  請求項1から請求項17のいずれか一つに記載の光変換装置を備え、前記光変換装置の前記波長変換部が発する光を照明光として放射する照明システム。
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