光源光学系统、光纤光源、显微镜和汽车用前照灯技术方案

本发明专利技术提供一种光源光学系统(100)，包括：发出激发光(L0)的光源(1)；因激发光(L0)的照射而产生波长与该激发光(L0)不同的光的波长转换部(2)；和光偏转会聚部(3、4a、4b)，使从所述波长转换部(2)向彼此不同的方向发射的3以上的奇数个光束(L1、L2、L3)，从向着不同于这些光束(L1、L2、L3)的方向发射的另1个光束(L4)的后方会聚而再次入射到波长转换部(2)，从而使3以上的奇数个光束(L1、L2、L3)与所述另1个光束(L4)重叠。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光源光学系统、光纤光源、显微镜和汽车用前照灯
本专利技术涉及光纤光源、显微镜和汽车用前照灯等的照明用光源光学系统。
技术介绍
目前已知一种光源装置(例如参照专利文献1)，具有产生单色光的LED或半导体激光器等光源，和对来自该光源的单色光进行波长转换的荧光体等波长转换部。经波长转换部进行了波长转换的光是从波长转换部向全方位发射的，所以为了提高光源装置的输出需要技术上的改良。专利文献1中，在波长转换部的背后配置反射面，利用反射面使从波长转换部散射到后方的光会聚到波长转换部，从而使散射到后方的光与散射到前方的光重叠，由此谋求光源装置的输出的提高。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-142006号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题然而，在专利文献1的光源装置的情况下，存在无法有效地对单一的光纤等Etendue(光学扩展量)小的光学元件供给光的问题。Etendue由π×发光面积×NA2定义。即，专利文献1的光源装置所生成的光具有180°的发散角，所以Etendue较大，在将这样的光供给到Etendue较小的光学元件的情况下，仅能对光学元件供给光的一部分，其他部分则被浪费了。本专利技术是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种能够对Etendue小的光学元件高效地供给光，适用于光纤光源、显微镜和汽车用前照灯等的照明的、高亮度的光源光学系统。解决问题的技术手段为实现上述目的本专利技术提供以下技术方案。本专利技术第一技术方案提供一种光源光学系统，包括：发出激发光的光源；因从该光源照射所述激发光而产生波长与该激发光不同的光的波长转换部；和光偏转会聚部，使经所述波长转换部波长转换的光之中的从所述波长转换部向彼此不同的方向发射的3以上的奇数个光束，从另1个光束的后方会聚而再次入射到所述波长转换部，从而使所述3以上的奇数个光束与所述另1个光束重叠，其中，所述另1个光束是从所述波长转换部向与所述3以上的奇数个光束不同的方向发射的。根据本专利技术第一技术方案，因来自光源的激发光的照射而在波长转换部上波长转换而得的光之中，向彼此不同的方向发射的3以上的奇数个光束在光偏转会聚部的作用下与另1个光束重叠，从而最终4以上的偶数个光束重叠成1个光束输出。此时，上述3以上的奇数个光束在会聚于波长转换部后与另1个光束重叠，所以同为发散光束、且大致为相同形状的4以上的偶数个光束均匀地重叠。像这样，由于大致相同形状的4个以上的光束重叠，所以从光源光学系统生成的光的发散角至少为90度以下。因而，从光源光学系统生成的光的Etendue较小，能够输出高亮度的光，所以即使对于Etendue小的光学元件也能够高效地供给光。上述第一技术方案中也可以具有以下结构，即，所述光偏转会聚部包括凹面反射镜，该凹面反射镜以所述波长转换部位于其焦点位置的方式配置。像这样，通过使用具有光束的偏转和会聚这两者的功能的凹面反射镜，能够减小部件数量。另外，在该结构中，作为经波长转换的光的偏转单元和会聚单元利用了凹面反射镜的反射，所以具有不产生色差这一优点。上述第一技术方案中也可以具有以下结构，即，所述光偏转会聚部包括：具有正的光焦度的光学系统(会聚单元)，以所述波长转换部位于其焦点位置的方式配置；和平面反射镜(偏转单元)，配置在所述具有正的光焦度的光学系统的与所述波长转换部相反的一侧。通过采用这样的方式，利用具有正的光焦度的光学系统使从波长转换部作为发散光束发射的3以上的奇数个光束转换为平行光束，然后利用平面反射镜使之偏转，所以能够放宽平面反射镜的对位精度。上述第一技术方案中也可以具有以下结构，即，所述光偏转会聚部包括：2个具有正的光焦度的光学系统，以所述波长转换部位于各自的焦点位置的方式相对于所述波长转换部配置在不同的方向上；和导光元件，配置在所述2个具有正的光焦度的光学系统的与所述波长转换部相反的一侧，引导从所述2个具有正的光焦度的光学系统中的1个透过的光束，使之入射到所述2个具有正的光焦度的光学系统中的另1个。通过采用这样的方式，能够基于导光元件的形状任意改变2个光束的路径，能够实现整个系统的小型化。上述第一技术方案中也可以具有以下结构，即，包括二向色镜，该二向色镜使从所述光源出射的所述激发光的光路，合成到所述3以上的奇数个光束和所述另1个光束中的任1个的光路。通过这样使经波长转换的光与激发光共用光路，能够实现整个系统的小型化。上述第一技术方案中也可以具有以下结构，即，包括至少2个波长转换部。上述第一技术方案中也可以具有以下结构，即，包括：包括所述光源、所述波长转换部和所述光偏转会聚部的至少2个光回路；和在该至少2个光回路之间中继所述光束的光中继部。通过采用这样的方式，能够增加重叠的光束的数量，能够输出更高亮度的光。上述第一技术方案中可具有以下结构，即，包括：具有大致平坦的形状的用于导光的波导；和设置在该波导的内部的所述波长转换部，所述光偏转会聚部是设置在所述波导的侧面的反射部，使来自所述波长转换部的所述光束以会聚到所述波长转换部上的方式反射。通过采用这样的方式，在大致沿波导的平坦方向的方向上从波长转换部辐射状发射的光束，在位于波导的侧面的反射部的作用下再次入射到波长转换部。该情况下，通过采用波导与反射部形成为一体的结构，能够使用现有的半导体制造方法一并制造它们的形状，能够不需要各部件彼此之间的对位。上述第一技术方案中也可以具有以下结构，即，至少2个所述波长转换部设置在彼此不同的位置上，所述波导的侧面设置有在所述至少2个波长转换部之间中继所述光束的至少1个光中继部。通过采用这样的方式，能够增加重叠的光束的数量，能够输出更高亮度的光。上述第一技术方案中也可以具有以下结构，即，包括输出光会聚部，该输出光会聚部设置在所述另1个光束的光轴上，使所述彼此重叠的光束会聚输出。通过采用这样的方式，能够将从波导的侧面输出的光的截面强度分布整形为圆形。上述第一技术方案中也可以具有以下结构，即，包括激发光会聚部，该激发光会聚部设置于所述波导，使来自所述光源的所述激发光会聚照射到所述波长转换部。通过采用这样的方式，能够维持经波长转换的光的光量，同时减小发光点尺寸，能够输出高亮度的光。另外，用于使激发光照射到波长转换部的激发光会聚部的形状，能够与波导和光偏转会聚部的形状一起一并制造，能够不需要各部件彼此之间的对位。上述第一技术方案中也可以具有以下结构，即，所述光偏转会聚部以使所述各光束相对于从所述波长转换部发射时的发光点尺寸为等倍率的方式，使所述各光束会聚。通过采用这样的方式，能够使从波长转换部向彼此不同的方向发射的光束均匀地重叠输出，所以能够高效地将光输入到后一级的光学元件。上述第一技术方案中，若上述波长转换部对上述经波长转换的光具有60％以上的透射率则更为有效。通过采用这样的方式，能够充分降低经波长转换的光通过波长转换部时的光量的损耗。上述第一技术方案中也可以具有以下结构，即，上述光源是激光光源。激光的亮度较高，通过使其会聚而照射到波长转换材料上，能够减小亮点尺寸。因而，通过使用发出激光的激光光源作为激发光，能够实现更高亮度的光源光学系统。上述第一技术方案中也可以具有以下结构，即，包括激发光会聚部，使来自所述光源的所述激发光会聚照射到所述波长转换部。通过采用这样的方式，能够减小经波长本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光源光学系统，其特征在于，包括：发出激发光的光源；因从该光源照射所述激发光而产生波长与该激发光不同的光的波长转换部；和光偏转会聚部，使经所述波长转换部进行了波长转换的光之中的从所述波长转换部向彼此不同的方向发射的3以上的奇数个光束，从另1个光束的后方会聚而再次入射到所述波长转换部，从而使所述3以上的奇数个光束与所述另1个光束重叠，其中，所述另1个光束是从所述波长转换部向与所述3以上的奇数个光束不同的方向发射的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.06 JP 2013-163444;2013.12.26 JP 2013-269191.一种光源光学系统，其特征在于，包括：发出激发光的光源；因从该光源照射所述激发光而产生波长与该激发光不同的光的波长转换部；和光偏转会聚部，使经所述波长转换部进行了波长转换的光之中的从所述波长转换部向彼此不同的方向发射的3以上的奇数个光束，从另1个光束的后方沿着该另1个光束的行进方向会聚而再次入射到所述波长转换部，从而使所述3以上的奇数个光束与所述另1个光束重叠，其中，所述另1个光束是从所述波长转换部向与所述3以上的奇数个光束不同的方向发射的。2.如权利要求1所述的光源光学系统，其特征在于：所述光偏转会聚部包括凹面反射镜，该凹面反射镜以所述波长转换部位于其焦点位置的方式配置。3.如权利要求1或2所述的光源光学系统，其特征在于：所述光偏转会聚部包括：具有正的光焦度的光学系统，以所述波长转换部位于其焦点位置的方式配置；和平面反射镜，配置在所述具有正的光焦度的光学系统的与所述波长转换部相反的一侧。4.如权利要求1或2所述的光源光学系统，其特征在于：所述光偏转会聚部包括：2个具有正的光焦度的光学系统，以所述波长转换部位于各自的焦点位置的方式相对于所述波长转换部配置在不同的方向上；和导光元件，配置在所述2个具有正的光焦度的光学系统的与所述波长转换部相反的一侧，引导从所述2个具有正的光焦度的光学系统中的1个透过的光束使之入射到所述2个具有正的光焦度的光学系统中的另1个。5.如权利要求1或2所述的光源光学系统，其特征在于：包括二向色镜，该二向色镜使从所述光源出射的所述激发光的光路，合成到所述3以上的奇数个光束和所述另1个光束中的任1个的光路。6.如权利要求1或2所述的光源光学系统，其特征在于：包括至少2个波长转换部。7.如权利要求1或2所述的光源光学系统，其特征在于，包括：包括所述光源、所述波长转换部和所述光偏转会聚部的至少2个光回路；和在该至少2个光回路之间中继所述光束的光中继部。8.如权利要求1所述的光源光学系统，其特征在于，包括：具有大致平坦的形状的用于导光的波导；和设置在该波导的内部的所述波长转换部，所述光偏转会聚部是设置在所述波导的侧面的、使来自所述波长转换部的所述光束以会聚到所述波长转换部上的方式反射的反射部。9.如权利要求8所述的光源光学系统，其特征在于：至少2个所述波长转换部设置在彼...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈哲大，
申请(专利权)人：奥林巴斯株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP