WO2013136619A1 - 光源装置 - Google Patents

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light
light guide
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light source
source device
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有本 浩延
亜紀子 藤内
俊明 庄司
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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    • F21V9/45Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters with provision for controlling spectral properties, e.g. colour, or intensity by adjustment of photoluminescent elements
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    • H04N1/02815Means for illuminating the original, not specific to a particular type of pick-up head
    • H04N1/02895Additional elements in the illumination means or cooperating with the illumination means, e.g. filters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to a light source device that irradiates a strip-shaped light beam. More specifically, the present invention relates to a light source device that irradiates a strip-shaped light beam using a light guide and a phosphor.
  • Patent Literature 1 discloses an aperture-type fluorescent lamp that uses a xenon gas as a discharge medium, leaving a phosphor non-applied portion (band light projection portion) as a phosphor film.
  • Patent Document 2 discloses a light source assembly in which blue light of an LED is incident from one end surface of a rod lens and composite “white” light is generated by a fluorescent strip and a non-fluorescent strip disposed on the side surface of the rod lens. Has been.
  • Patent Document 3 a transparent plate (glass plate or the like) coated with a phosphor blended with several types of luminescent colors is disposed above an LED that emits ultraviolet light, and ultraviolet light emitted from the LED strikes the phosphor to emit visible light.
  • a long light source (linear light source) that emits light is disclosed.
  • Patent Document 4 visible light converted from ultraviolet rays by a phosphor applied to the inner surface of a light source and ultraviolet rays directly emitted from an opening of the light source are converted by a fluorescent member made of a phosphor and a reflective film.
  • An illuminating device that irradiates a document with synthetic visible light including the visible light is disclosed.
  • Patent Document 5 a pattern in which a phosphor is printed on the inner surface of a reflection sheet as an outer cylinder or a pattern in which a phosphor is printed on the inner surface of a cover is attached or covered so as to be in contact with the light guide.
  • a light source is disclosed.
  • a phosphor layer is provided in a region extending over the entire circumference in the circumferential direction of the inner circumferential surface of a cylindrical light-transmitting tube, and the substrate is disposed so as to extend along the longitudinal direction of the light-transmitting tube.
  • the phosphor is excited by light from a plurality of LED elements arranged side by side in the longitudinal direction, and emits excitation light (yellow light) having a wavelength longer than the peak wavelength of blue light emitted from the LED element, thereby producing blue light.
  • excitation light yellow light
  • a light source device that emits mixed light in which excitation light (yellow light) is mixed.
  • Patent Document 7 discloses a linear light source device in which a filter that cuts a long wavelength component in the visible range is arranged on the outer surface of the back surface of a light guide.
  • the light source assembly described in Patent Document 2 uses a blue LED, and thus can operate at a low voltage.
  • the fluorescent strip of the rod-shaped light source assembly that constitutes a part of the carriage unit contained in the housing is mentioned, it does not touch on the assembly with peripheral members such as the housing and the carriage unit.
  • a transparent plate (a glass plate or the like) coated with a phosphor is disposed above an ultraviolet LED.
  • visible light (VR) and ultraviolet light (UV) are combined in the light irradiation direction and the intensity of the ultraviolet light is large, the spectrum ratio of the ultraviolet light to the reading object is high, and when the intensity of the ultraviolet light is small, There is a problem that the conversion efficiency of fluorescence deteriorates.
  • a large number of LEDs are arranged in a line according to the length in the longitudinal direction (reading width direction), there is a problem in that uniform illumination is difficult due to a difference in light conversion efficiency of individual LEDs due to changes over time. .
  • the problem caused by arranging a large number of LEDs in a row is also applicable to the light source device described in Patent Document 6.
  • the linear light source device described in Patent Document 7 does not have a detailed description regarding the conversion of fluorescent light, and does not mention assembling the phosphor and its peripheral members.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to suppress the variation in illuminance in the longitudinal direction of the light source device and to efficiently irradiate the irradiated object with light emitted from the phosphor. To do.
  • a light source device includes a light source that emits light and a light source disposed at an end, and propagates light emitted from the light source and incident on the inside from the end in the long axis direction.
  • the rod-shaped light guide and the outer peripheral surface of the light guide are surrounded except for the continuous opening along the long axis direction of the light guide, and a part of the light guide is exposed or protruded from the opening.
  • a phosphor layer that emits fluorescence that is excited by absorbing part of the light emitted from the outer peripheral surface of the light guide, and at least a portion of the phosphor layer facing the inside of the light guide A light reflection pattern provided in a line shape along the long axis direction on the outer peripheral surface of the light guide.
  • the phosphor layer captures the light emitted from the outer peripheral surface of the light guide by being scattered or specularly reflected by the light reflection pattern. Is reflected and emits light having a wavelength different from that of the light.
  • the light emitted from the phosphor layer is transmitted to the inside of the light guide, and the light incident on the inside from the end and the light emitted from the phosphor layer are exposed from the opening of the phosphor layer in the light guide, Alternatively, the irradiated object is irradiated from a part of the protrusion.
  • the present invention it is possible to suppress the variation in the illuminance in the longitudinal direction of the light source device and to efficiently irradiate the irradiated object with light emitted from the phosphor.
  • FIG. 1 is a perspective view of a light source device according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the light source device according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an optical path in a major axis direction of the light source device according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an optical path orthogonal to the long axis direction of the light source device according to Embodiment 1.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view showing a light source device according to a modification of the first embodiment. It is sectional drawing which looked at the light source device which concerns on the modification of Embodiment 1 in the major axis direction of the light guide. It is a figure explaining the relationship between the thickness of fluorescent substance, and light emission luminance. It is a figure which shows the illumination light emission characteristic of the light source device which concerns on Embodiment 1. FIG. It is sectional drawing which looked at the light source device which concerns on Embodiment 2 of this invention in the direction orthogonal to the long axis of a light guide. 6 is a perspective view of a light source device according to Embodiment 2. FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the width of a reflection pattern of the light source device according to Embodiment 1 or 2.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a reflection pattern at the position of a protrusion of the light source device according to Embodiment 1 or 2. It is sectional drawing which shows the reflection pattern of the intermediate position of a projection part.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a phosphor layer at an intermediate position between protrusions of a light source device according to Embodiment 3. It is sectional drawing which shows the fluorescent substance layer of the position of the projection part in the different example of the light source device which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. It is sectional drawing of the intermediate position of the projection part in a different example. It is sectional drawing which shows the position of the projection part of the light source device which concerns on Embodiment 4 of this invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a phosphor layer at an intermediate position between protrusions of a light source device according to Embodiment 3. It is sectional drawing which shows the fluorescent substance layer of the position of the projection part in the different example of the light source device which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. It is sectional drawing of the intermediate position of the projection part in a different example. It is sectional drawing which shows the position of the projection part of the light source device which concerns on Embodiment 4
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing an intermediate position of a protrusion of a light source device according to Embodiment 4. It is sectional drawing which shows the position of the projection part of the light source device which concerns on Embodiment 5 of this invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing an intermediate position of a protrusion of a light source device according to Embodiment 5.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the position of a protrusion of a light source device according to a modification of the fifth embodiment. It is sectional drawing which shows the intermediate position of the projection part of the light source device which concerns on a modification. It is sectional drawing which shows the position of the projection part of the light source device which concerns on Embodiment 6 of this invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing an intermediate position of a protrusion of a light source device according to a sixth embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the position of a protrusion of a light source device according to a modification of the sixth embodiment. It is sectional drawing which shows the intermediate position of the projection part of the light source device which concerns on a modification. It is sectional drawing which shows the position of the projection part of the light source device which concerns on Embodiment 7 of this invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing an intermediate position of a protrusion of a light source device according to a seventh embodiment. It is sectional drawing which shows the position of the projection part of the light source device which concerns on the modification of Embodiment 7.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing an intermediate position of a protrusion of a light source device according to a seventh embodiment. It is sectional drawing which shows the position of the projection part of the light source device which concerns on the modification of Em
  • FIG. 38 is an exploded perspective view of the vicinity of the holder of the light source device according to Embodiment 11. It is sectional drawing which looked at the light source device which concerns on Embodiment 11 in the major axis direction.
  • FIG. 38 is a perspective view of a light guide body portion of a light source device according to Embodiment 12.
  • FIG. 34 is a cross-sectional view of the vicinity of the holder of the light source device according to Embodiment 12.
  • FIG. 20 is a detailed cross-sectional view of a case and a phosphor layer of a light source device according to Embodiment 12.
  • FIG. 20 is a detailed cross-sectional view of a case and a phosphor layer of a light source device according to Embodiment 12.
  • FIG. 20 is a detailed cross-sectional view of a case and a phosphor layer of a light source device according to Embodiment 12.
  • FIG. 20 is a detailed cross-sectional view of a case and a phosphor layer of a light source device according to Embodiment 12. It is a detailed perspective view of the case and fluorescent substance layer of the light source device which concern on Embodiment 13 of this invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the light source device according to Embodiment 1 of the present invention viewed in a direction orthogonal to the long axis of the light guide.
  • FIG. 2 is a perspective view of the light source device according to the first embodiment.
  • the light source device includes an LED circuit 2, a light guide 3, a case 6 and a holder 7.
  • the LED circuit 2 includes a light source 1, a substrate 2a, and a connector 2b.
  • the light guide 3 is housed in the case 6. The ends of the light guide 3 and the case 6 are held by the holder 7.
  • the light guide 3 has a columnar shape (rod shape) whose central axis is the longitudinal direction.
  • the direction of the columnar central axis of the light guide 3 is referred to as the major axis direction (or the longitudinal direction), and the direction orthogonal to the major axis direction is referred to as the minor axis direction (or the lateral direction).
  • the outer surface intersecting the central axis of the light guide 3 is referred to as an end surface, and the outer surface drawn by movement of a straight line (bus line) parallel to the central axis is referred to as a side surface or an outer peripheral surface.
  • the case 6 surrounds the outer peripheral surface of the light guide 3 except for the strip-shaped opening 6 a formed along the long axis direction of the light guide 3.
  • the light source 1 is disposed at the end of the light guide 3 so as to face the end face.
  • the light source 1 is mounted on the substrate 2a.
  • the LED circuit 2 is held by the holder 7 so that the light source 1 faces the end face of the light guide 3.
  • the light source 1 is, for example, an LED (Light Emitting Diode).
  • the light source 1 emits blue light having a wavelength of about 430 nm to 470 nm.
  • a connector (external terminal) 2b is connected to the substrate 2a, and power is supplied to the light source 1 via the connector 2b.
  • the substrate 2a is formed from, for example, a glass epoxy resin. You may equip the surface opposite to the surface where the light source 1 of the board
  • the light guide 3 is a rod-shaped material made of a material having a refractive index (n) of 1.5 or more, such as transparent soda glass, transparent resin, or transparent sapphire having a transmittance of about 80%. Is mirror-finished.
  • the light emitted from the light source 1 enters the light guide 3 from the end of the light guide 3.
  • the light guide 3 guides light incident inside from the end along the longitudinal direction (long axis direction) of the light guide 3.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the light source device according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the light source device according to Embodiment 1 as viewed in the long axis direction of the light guide.
  • a phosphor layer 5 is interposed between the outer peripheral surface of the light guide 3 and the surface of the case 6 surrounding the light guide 3.
  • the light guided to the light guide 3 exits from the outer peripheral surface and is captured by the phosphor layer 5.
  • the phosphor layer 5 emits fluorescence that is excited by absorbing part of the captured light.
  • a part of the light captured by the phosphor layer 5 is reflected by the phosphor layer 5. Fluorescence and reflected light emitted from the phosphor layer 5 enter from the outer peripheral surface of the light guide 3.
  • a part of the light guided to the light guide 3 and the fluorescence emitted from the phosphor layer 5 are emitted from the opening 6a of the case 6 to the outside.
  • the light emitted from the opening 6a forms a band-like light beam having a wide width in the major axis direction, and irradiates the reading position of the document (irradiated body) (see FIG. 2).
  • the path of light passing through the inside of the light guide 3 in the long axis direction is called a light guide path, and the path of light passing through the direction perpendicular to the long axis direction of the light guide 3 is called a cross path (transmission path).
  • the crossing path (transmission path) can also be said to be a fluorescence emission path. Note that it can be said that the path through which light is guided to the emission region in the light source device according to the present embodiment is dominated by the transverse path (transmission path).
  • the long axis direction corresponds to the main scanning direction of the image reading apparatus in which the light source device according to the present application is mounted
  • the direction orthogonal to the long axis direction is the sub-scanning direction of the image reading apparatus. This corresponds to the scanning direction (conveying direction in which an object to be irradiated such as a document is conveyed).
  • a white color in which a phosphor layer (phosphor) 5 is applied to the inner circumferential surface with a predetermined gap (d) of about 0.1 mm from the outer circumferential surface of the cylindrical light guide 3.
  • the case 6 also referred to as a reflector, a case, or a bent reflector
  • the outer peripheral surface of the light guide 3 and the inner peripheral surface of the case 6 are configured in a concentric shape with the same cross section perpendicular to the long axis direction.
  • the central axes of the light guide 3 and the case 6 are parallel to the reading area (effective reading width).
  • the case 6 is formed with an opening 6a serving as a take-out port (outgoing region) for emitting light to the irradiated body by forming a long groove having a constant width perpendicular to the long-axis direction along the long-axis direction. .
  • a part of the light guide 3 is exposed from the opening 6a formed by a long groove along the long axis direction.
  • a part of the light guide 3 may protrude from the opening 6a.
  • An edge along the long axis direction of the opening 6a (corresponding to an end portion along the long axis direction of the case 6 or the case 6 and the phosphor layer 5) is referred to as a long groove end portion.
  • a line-shaped light reflection pattern 4 is provided along the long axis direction on the outer peripheral surface of the light guide 3 facing the end of the long groove on both sides of the opening 6a with a predetermined gap.
  • the line shape means that the light reflection pattern 4 is formed continuously in the major axis direction, including those in which the light reflection pattern 4 is not continuous along the major axis direction and the pattern pitch is changed.
  • the light reflection pattern 4 is formed using, for example, a white light reflection member applied by silk printing or the like, or a lenticular lens or prism pattern formed in the light guide 3 by direct kerf.
  • the light reflection patterns 4 are formed in two rows along the major axis direction in parallel with each other.
  • the light reflection patterns 4 may be arranged in a line along the long axis direction.
  • the light reflection pattern 4 is provided along the long axis direction on the outer peripheral surface of the light guide 3 at a position facing at least a part of the phosphor layer 5 via the inside of the light guide 3.
  • the light reflection pattern 4 may protrude from the end of the long groove and partially or entirely on the opening 6a side (both in the long axis direction and the short axis direction).
  • the opening 6a in the light source device (line light source) according to the present application including the first embodiment has been described as being formed at one place, the opening 6a along the long axis direction can be seen in the cross section of FIG. You may form in a location and may irradiate light (complex light mentioned later) in two directions.
  • FIG. 3 a state where the notched portion is connected by the opening 6 a of the case 6 at the end portion in the long axis direction, that is, the opening is connected to a hole through which the light guide 3 formed on the end surface of the case 6 is passed.
  • the openings 6a can be easily formed at two locations along the long axis direction.
  • the phosphor layer 5 having a thickness (t) of about 50 ⁇ m is applied to the inner surface of the case 6 (the surface surrounding the outer peripheral surface of the light guide 3).
  • a phosphor that emits red light having a wavelength of about 600 nm and a phosphor that emits green light having a wavelength of about 525 nm are mixed and applied to the phosphor layer 5.
  • Blue light is captured by the phosphor layer 5, and part of the blue light is reflected by the phosphor layer 5, and is irradiated to the irradiated object through the opening 6 a across the inside of the light guide 3.
  • the other blue light is absorbed by the phosphor layer 5 and emits excited fluorescence. That is, the phosphor layer 5 emits two types of composite light (color mixture light) converted into light having a wavelength different from that of blue light.
  • the fluorescence emitted from the phosphor layer 5 crosses the inside of the light guide 3 and is irradiated to the irradiated body as composite light from the opening 6a. Therefore, the object to be irradiated is irradiated with pseudo white light in which blue light, red light, and green light are mixed.
  • the light guide 3 is fixed by protrusions 6b provided at both ends and the center of the case 6 as shown in FIG. It can be seen from FIG. 3 that when the phosphor layer 5 is in the form of a sheet, the protrusion 6 b can support the light guide 3 through the hole of the phosphor layer 5.
  • the protrusion 6 b is inserted into the hole of the phosphor layer 5 so that the phosphor layer 5 is positioned by the protrusion 6 b, that is, the case 6. It can be carried out.
  • the light source 1 placed on the substrate 2a of the LED circuit 2 is housed on one end side of the hollow portion of the holder 7 having the hollow portion, and the light guide 3 is incorporated on the other end side. It is configured by inserting the end of the case 6.
  • the holder 7 is provided on both ends of the case 6, and the blue light emitted from the light source 1 is incident from both sides of the light guide 3.
  • the holder 7 and the light source 1 may be disposed only on one end of the light guide 3.
  • the relationship between the light source 1 and the holder 7 will be described.
  • the substrate 2a on which the blue light source 1 provided at the end of the light guide 3 is mounted is fixed by a holder 7 as a holding mechanism.
  • the LED circuit 2 is attached to the light guide 3 and the case 6 so that the optical position of the optical axis of the light source 1 and the center of the irradiation axis through which light passes at the end of the light guide 3 coincide.
  • the light source 1 includes one or a plurality of blue LEDs.
  • the holder 7 is configured to hold the light source 1 at a predetermined interval with respect to the end portion of the light guide 3 so that blue light emitted from the light source 1 is stably taken into the light guide 3.
  • the holder 7 has, for example, a two-stage fitting insertion structure shown in FIG. 1 in order to prevent displacement of the light guide 3 and the case 6 and performs positioning at both ends of the light guide 3. Structured.
  • the fitting of the holder 7 to the light guide 3 is, for example, a depth of 2 mm or more when the diameter of the light guide 3 is 4 mm, and the blue light incident from the light source 1 has a total reflection angle with respect to the surface of the light guide 3. Only light that is incident at a smaller angle than the light guide 3 is configured to enter the light guide 3. Outside the holder 7, the direct light from the light source 1 is not directly involved as illumination light. In addition, in the vicinity of the holder 7, in FIG.
  • the notch-shaped portions are connected by the opening 6 a of the case 6 at the end in the long axis direction, and the openings 6 a along the long axis direction are formed at two locations. By doing so, the performance deterioration of the light source device can be prevented.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the optical path in the major axis direction of the light source device according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing an optical path perpendicular to the long axis direction of the light source device according to Embodiment 1.
  • the light emitted from the light source 1 is guided from one end side to the other end side in a cylindrical (rod-like) light guide 3 formed of a transparent material.
  • a cylindrical (rod-like) light guide 3 formed of a transparent material.
  • the light is scattered or specularly reflected by the light reflection pattern 4 provided on the light guide 3, to the phosphor layer 5. Irradiated.
  • the fluorescence emitted from the phosphor layer 5 and the blue light reflected by the phosphor layer 5 are mixed and emitted from the opening 6 a of the case 6 through the light guide 3.
  • a composite light (mixed color light) of fluorescence and blue light is irradiated toward an irradiation object such as a document placed facing the opening 6a.
  • the light guide 3 Since the light guide 3 has a higher refractive index than that of the external space, the light incident from the end of the light guide 3 is larger than the total reflection angle when reaching the surface of the mirror-shaped light guide 3. It is incident at an angle and propagates through the light guide in the light guide 3 by being totally reflected by the surface.
  • the case 6 is not only used as a support member for the light guide 3 by the protrusions 6 b, but is also a phosphor layer provided between the surface surrounding the light guide 3 in the case 6 and the outer peripheral surface of the light guide 3. 5 also serves as a support member.
  • the case 6 also serves as a support substrate (support member) for the phosphor layer 5 formed on the inner surface of the case 6 on the light guide 3 side of the case 6.
  • the outer peripheral surface of the light guide 3 and the inner peripheral surface of the case 6 are held by a predetermined gap (gap). By making this gap constant, the stability of the position of the phosphor layer 5 with respect to the light guide 3 is ensured.
  • the case 6 has a protrusion 6 b (a small contact area with the light guide 3 having a height of about 0.1 mm on the inner surface at three locations, both ends and the center.
  • a support member for the light guide 3) is formed.
  • a predetermined gap (d> t) is maintained between the phosphor layer 5 formed on the inner surface of the case 6 and the light guide 3 by closely contacting the protrusion 6 b and the light guide 3.
  • the phosphor layer 5 is formed of a dye or pigment having a fluorescence wavelength such as red or green (yellowish green).
  • the phosphor layer 5 is formed at least on the inner surface of the case 6 facing the light reflection pattern 4 of the light guide 3.
  • the blue light irradiated from the light guide 3 to the phosphor layer 5 becomes a composite light of the fluorescence from the phosphor layer 5 and the diffuse reflected light of the blue light reflected by the surface of the phosphor layer 5.
  • the composite light is radiated from the opening 6 a of the case 6 through the transverse path of the light guide 3. As a result, the composite light (pseudo white light) is irradiated to the irradiated object.
  • the protrusions 6b of the case 6 are provided at both ends and the center of the case 6.
  • protrusions 6b having a predetermined interval in the major axis direction are formed on the inner surface of the case 6. Since the light guide 3 is supported by the protrusion 6b, it is easy to hold the phosphor layer 5 and set the distance between the phosphor layer 5 and the light guide 3.
  • a protrusion 6c having a ridge line along the long axis direction may be formed uniformly and continuously in the long axis direction.
  • the shape of the cross section orthogonal to the long axis direction of the case 6 is the same over the long axis direction, the forming process of the case 6 is facilitated.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the relationship between the thickness of the phosphor and the light emission luminance.
  • the phosphor layer 5 has a thickness of, for example, about 50 ⁇ m.
  • the conversion efficiency for generating fluorescence is improved, energy saving and phosphor layer are achieved. It is possible to prevent the emission intensity from becoming uneven due to the variation in the film thickness of No. 5.
  • FIG. 10 is a diagram showing illumination light emission characteristics of the light source device according to Embodiment 1.
  • FIG. 10 the peak wavelength of about 450 nm and the composite light emitted from the phosphor ranging from about 500 to 630 nm are combined to give white light.
  • the blue light reflected by the phosphor layer 5 and the composite light generated by the phosphor layer 5 are mixed and transmitted through the light guide 3.
  • White illumination light is given to the irradiated object from the opening 6 a of the case 6. Since the light guide 3 has a cylindrical shape, the reflected light and the generated fluorescence reflected by the surface of the phosphor layer 5 are collected by the light guide 3 and are applied to the irradiated object by the lens effect. There is an effect of improving illumination illuminance.
  • FIG. 11 is sectional drawing which looked at the light source device which concerns on Embodiment 2 of this invention in the direction orthogonal to the long axis of a light guide.
  • 12A is a perspective view of a light source device according to Embodiment 2.
  • FIG. 12B is a cross-sectional view of the light source device according to Embodiment 2 as viewed in the long axis direction of the light guide. 11 to 12B, the same reference numerals as those in FIGS. 1, 2, and 4 denote the same or corresponding parts.
  • the light source 11 emits light having a wavelength of about 350 nm to 380 nm using, for example, an LED that emits ultraviolet rays.
  • the LED circuit 2 includes a connector 2 b that mounts a light source 11 on a substrate 2 a such as an epoxy material and supplies power from the outside to the light source 11.
  • the light guide 3 is formed by processing a member having a refractive index (n) of 1.5 or more into a rod shape, such as transparent soda glass, transparent resin, or transparent sapphire having a transmittance of about 80%. Is mirror-finished.
  • the light of the light source 11 is incident from the end of the light guide 3 and the ultraviolet light (ultraviolet light) incident on the inside is guided along the longitudinal direction (long axis direction).
  • a path of light passing through the inside of the light guide 3 in the long axis direction is called a light guide path, and a path of light passing through the direction orthogonal to the long axis direction of the light guide 3 is called a transverse path (transmission path). .
  • the white case 6 in which the phosphor layer 51 is applied to the inner peripheral surface with a predetermined gap of about 0.1 mm from the outer peripheral surface of the columnar (rod-shaped) light guide 3. Is installed so as to surround the light guide 3.
  • the case 6 is formed with an opening 6a serving as a take-out port (outgoing region) for emitting light to the irradiated body by forming a long groove having a constant width perpendicular to the long-axis direction along the long-axis direction. .
  • a part of the light guide 3 is exposed from the opening 6a formed by a long groove along the long axis direction. A part of the light guide 3 may protrude from the opening 6a.
  • a line-shaped light reflection pattern 4 is provided along the long axis direction on the outer peripheral surface of the light guide 3 facing the end of the long groove on both sides of the opening 6a with a predetermined gap.
  • the line shape means that the light reflection pattern 4 is formed continuously in the major axis direction, including those in which the light reflection pattern 4 is not continuous along the major axis direction and the pattern pitch is changed.
  • the light reflection pattern 4 is formed using, for example, a white light reflection member applied by silk printing or the like, or a lenticular lens or prism pattern formed in the light guide 3 by direct kerf.
  • the light reflection patterns 4 are formed in two rows along the major axis direction in parallel with each other.
  • the light reflection patterns 4 may be arranged in a line along the long axis direction.
  • the light reflection pattern 4 is provided along the long axis direction on the outer peripheral surface of the light guide 3 at a position facing at least a part of the phosphor layer 51 via the inside of the light guide 3.
  • the light reflection pattern 4 may protrude from the end of the long groove and partially or entirely on the opening 6a side (both in the long axis direction and the short axis direction).
  • a phosphor layer 51 having a thickness (t) of about 50 ⁇ m is applied to the inner surface of the case 6 (the surface surrounding the outer peripheral surface of the light guide 3).
  • a phosphor that emits red light having a wavelength of approximately 600 nm, a phosphor that emits green light having a wavelength of approximately 525 nm, and a phosphor that emits blue light having a wavelength of approximately 450 nm are coated on the phosphor layer 51.
  • Blue light is captured by the phosphor layer 51, and a part of the ultraviolet light is reflected by the phosphor layer 51, crosses the inside of the light guide 3 and is irradiated to the irradiated object from the opening 6 a.
  • the other ultraviolet light is absorbed by the phosphor layer 51 and emits excited fluorescence. That is, the phosphor layer 51 emits three types of composite light (color mixture light) converted into light having a wavelength different from that of ultraviolet light.
  • the fluorescence emitted from the phosphor layer 51 crosses the inside of the light guide 3 and is irradiated to the irradiated body as composite light from the opening 6a. Therefore, the object to be irradiated is irradiated with pseudo white light in which blue light, red light, and green light are mixed.
  • the light source 11 placed on the substrate 2a of the LED circuit 2 is housed in one end side of the hollow portion of the holder 7 having the hollow portion, and the light guide 3 is incorporated in the other end side. It is configured by inserting the end of the case 6.
  • the holder 7 is provided on both ends of the case 6, and the ultraviolet light emitted from the light source 11 is incident from both sides of the light guide 3.
  • the holder 7 and the light source 11 may be disposed only on one end of the light guide 3.
  • the relationship between the light source 1 and the holder 7 and the operation of the light source device are the same as those in the first embodiment.
  • an ultraviolet light shielding part that shields ultraviolet light emitted from the opening 6a is formed so that the irradiated object is not irradiated with ultraviolet light.
  • an ultraviolet light shielding pattern 8 (ultraviolet light cut pattern, ultraviolet light cut filter) formed in the opening 6a portion of the light guide 3 is taken as an example of the ultraviolet light shielding portion.
  • the ultraviolet light emitted from the opening 6a of the case 6 along the long axis direction is shielded on the outer peripheral surface of the light guide 3 sandwiched between the two rows of light reflection patterns 4.
  • An ultraviolet light shielding pattern (ultraviolet cut filter) 8 is provided.
  • the ultraviolet light shielding pattern (ultraviolet cut filter) 8 is sandwiched between the two long groove ends. Formed in part.
  • FIG. 13 is a diagram showing the characteristics of the ultraviolet cut filter of the light source device according to the second embodiment.
  • the ultraviolet cut filter 8 has a cutoff wavelength in the vicinity of about 430 nm, does not transmit light having a wavelength shorter than 430 nm, and transmits light having a wavelength longer than 430 nm including blue light.
  • a filter material that cuts ultraviolet rays is applied to the light guide 3 or vapor-deposited.
  • an ultraviolet light shielding pattern (ultraviolet cut filter) 8 that is an ultraviolet light shielding portion may be formed in the light source device.
  • an ultraviolet light shielding pattern (ultraviolet cut filter) 8 that is an ultraviolet light shielding portion may be formed in the light source device.
  • the fluorescent visible light transmitted through the ultraviolet cut filter 8 is irradiated to the irradiated object.
  • the light source device according to Embodiment 2 can be illumination having a flat emission spectrum in the visible light region.
  • the ultraviolet light emitted from the light guide 3 to the opening 6 a is shielded by the ultraviolet cut filter 8.
  • the composite light generated by the phosphor layer 51 passes through the inside of the light guide 3 and gives white illumination light to the irradiated body from the opening 6a of the case 6.
  • the fluorescence generated by the phosphor layer 5 is collected by the light guide 3 and the lens effect causes the light to be irradiated. There is also an effect of improving illumination illuminance.
  • FIG. 14A is a cross-sectional view showing the width of the reflection pattern of the light source device according to Embodiment 1 or 2.
  • FIG. 14B is a cross-sectional view showing an example in which the width of the reflection pattern is different.
  • the position of the light reflection pattern 4 is provided on the outer peripheral surface of the light guide 3 that faces each end of the opening 6a formed by a long groove with a gap. .
  • the light reflecting pattern 4 may protrude from the end of the long groove and partially or entirely on the opening 6a side (both in the long axis direction and the short axis direction).
  • FIGS. 15A and 15B An example in which a part of the light reflection pattern 4 protrudes into the opening 6a is shown in FIGS. 15A and 15B.
  • FIG. 15A is a cross-sectional view showing a reflection pattern of the position of the protrusion of the light source device according to Embodiment 1 or 2.
  • FIGS. 15A and 15B are cross-sectional views showing a reflection pattern at an intermediate position of the protrusion. As shown in FIGS. 15A and 15B, even if a part of the light reflection pattern 4 enters the opening 6a side, the same effects as those described in the first and second embodiments are obtained.
  • FIG. 16A is a cross-sectional view showing the phosphor layer at the position of the protrusion of the light source device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 16B is a cross-sectional view showing the phosphor layer at an intermediate position of the protrusion of the light source device according to Embodiment 3.
  • phosphor layers 5 are provided on a plurality of lines along the major axis direction in which the width in the direction orthogonal to the major axis direction is constant.
  • the phosphor layer 5 (phosphor layer 51) is provided over the entire inner surface of the case 6, whereas in the third embodiment, the phosphor layer 5 is formed in a stripe shape. A slit portion is provided between adjacent phosphor layers 5 (phosphor layer 51). Further, at least the inner surface region of the case 6 where the phosphor layer 5 (phosphor layer 51) is not applied (formed) is formed of a light absorbing material such as black so that light is not reflected. Blue light is absorbed by the inner surface of the case 6, and the luminance of the blue light component shown in FIG. 10 can be reduced to approach the luminance of the phosphor layer light emitting component.
  • the luminance of the white emission spectrum can be adjusted by applying a black plastic resin to the case (reflector) 6.
  • the light source device according to the third embodiment can be implemented even when the inner surface area of the case 6 is not black but white.
  • FIG. 17A is a cross-sectional view showing a phosphor layer at the position of a protrusion in a different example of the light source device according to Embodiment 3.
  • FIG. 17B is a cross-sectional view of an intermediate position between the protrusions in different examples.
  • the phosphor layer is applied to the entire inner surface of the case 6, but the application region of the phosphor layer 5 may not be the entire inner surface of the case 6 as shown in FIG. 17.
  • the phosphor layer 5 having a width of 2 mm and about 3 lines is provided around the area of the case 6 facing the opening 6a.
  • the luminance of the blue light component can be reduced by using the black case 6.
  • the light source device according to the third embodiment can be implemented even when the inner surface area of the case 6 is not black but white.
  • FIG. 18A is a cross-sectional view showing the position of the protrusion of the light source device according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 18B is a cross-sectional view illustrating an intermediate position of the protrusion of the light source device according to Embodiment 4.
  • a light guide 31 having an elliptical cross section orthogonal to the long axis is used.
  • the outline of the cross section orthogonal to the long axis of the case 61 is an ellipse.
  • a white case 61 in which a phosphor is applied to the inner peripheral surface with a predetermined gap of about 0.1 mm from the outer peripheral surface of the rod-shaped light guide 31 whose section perpendicular to the major axis is elliptical is introduced. It arrange
  • Other configurations are the same as those in the first embodiment.
  • the case 61 is formed with an opening 61a serving as a take-out port (outgoing region) for emitting light to the irradiated body by forming a long groove having a constant width perpendicular to the long-axis direction along the long-axis direction. .
  • the case 61 surrounds the outer peripheral surface of the light guide 31 except for the strip-shaped opening 61 a formed along the long axis direction of the light guide 31.
  • a part of the light guide 31 is exposed from the opening 61a formed by a long groove along the long axis direction.
  • a part of the light guide 31 may protrude from the opening 61a.
  • An edge along the long axis direction of the opening 61a (corresponding to the case 61 or an end portion along the long axis direction of the case 61 and the phosphor layer 5) is referred to as a long groove end portion.
  • a linear light reflection pattern 4 is provided along the long axis direction on the outer peripheral surface of the light guide 31 facing the end of the long groove on both sides of the opening 61a with a predetermined gap.
  • the line shape means that the light reflection pattern 4 is formed continuously in the major axis direction, including those in which the light reflection pattern 4 is not continuous along the major axis direction and the pattern pitch is changed.
  • the light reflection pattern 4 is formed using, for example, a white light reflection member applied by silk printing or the like, or a lenticular lens or a prism pattern formed in the light guide 31 directly by a kerf.
  • the light reflection patterns 4 are formed in two rows along the major axis direction in parallel with each other.
  • the light reflection patterns 4 may be arranged in a line along the long axis direction.
  • the light reflection pattern 4 is provided along the long axis direction on the outer peripheral surface of the light guide 31 at a position facing at least a part of the phosphor layer 5 via the inside of the light guide 31.
  • a part of the blue light passing through the light guide path of the light guide 31 is scattered or specularly reflected by the light reflection pattern 4 and transmitted through the transverse path inside the light guide 31, and the light reflection pattern 4 of the light guide 31. And is captured by the phosphor layer 5 of the case 61.
  • the light reflection pattern 4 may protrude from the end of the long groove and partially or entirely on the opening 6a side (both in the long axis direction and the short axis direction).
  • the phosphor layer 5 having a thickness of about 50 ⁇ m is applied to the inner surface of the case 61 (the surface surrounding the outer peripheral surface of the light guide 31).
  • a phosphor that emits red light having a wavelength of about 600 nm and a phosphor that emits green light having a wavelength of about 525 nm are mixed and applied to the phosphor layer 5.
  • Blue light is captured by the phosphor layer 5, and part of the blue light is reflected by the phosphor layer 5, and is irradiated to the irradiated object from the opening 61 a across the inside of the light guide 31.
  • the other blue light is absorbed by the phosphor layer 5 and emits excited fluorescence. That is, the phosphor layer 5 emits two types of composite light (color mixture light) converted into light having a wavelength different from that of blue light.
  • the fluorescence emitted from the phosphor layer 5 crosses the inside of the light guide 31 and is irradiated to the irradiated body as composite light from the opening 61a. Therefore, the object to be irradiated is irradiated with pseudo white light in which blue light, red light, and green light are mixed.
  • the relationship between the light source 1 and the holder 7 and the operation of the light source device are the same as those in the first embodiment.
  • the blue light reflected by the phosphor layer 5 and the composite light generated by the phosphor layer 5 are mixed and transmitted through the light guide 31.
  • White illumination light is given to the irradiated object from the opening 61 a of the case 61. Since the light guide 31 has an elliptical cross-sectional shape, the reflected light reflected by the surface of the phosphor layer 5 and the generated fluorescence are collected by the light guide 31, and the illumination effect on the irradiated object is reduced by the lens effect. There is an effect of improving. Moreover, there exists an advantage which can mount many LED facing an elliptical end surface.
  • the light source 1 and the phosphor layer 5 are replaced with the light source 11 and the phosphor layer 51, and the ultraviolet light shielding pattern 8 is formed on the light guide 31.
  • a form using ultraviolet light may be used.
  • the ultraviolet light reaching the opening 61a is shielded by the ultraviolet light shielding pattern 8, and the composite light generated by the phosphor layer 51 passes through the inside of the light guide 31 and passes through the opening 61a of the case 61 to the irradiated body.
  • the phosphor layer 51 generates three types of composite light (color mixture light) converted into light having a wavelength different from that of ultraviolet light.
  • FIG. FIG. 19A is a cross-sectional view showing the position of the protrusion of the light source device according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 19B is a cross-sectional view showing an intermediate position of the protrusion of the light source device according to Embodiment 5.
  • the light guide 32 is used in which the cross section orthogonal to the long axis has a shape in which a notch 62c is formed in a part of an ellipse.
  • the light reflection patterns 4 along the long axis direction are provided on both sides in contact with the side along the long axis direction of the notch 62c of the light guide 32.
  • Other configurations are the same as those in the first embodiment.
  • the case 62 is formed with an opening 62a serving as a takeout port (outgoing region) for emitting light to the irradiated body by forming a long groove having a constant width perpendicular to the long axis direction along the long axis direction. .
  • the case 62 surrounds the outer peripheral surface of the light guide 32 except for a band-shaped opening 62a formed along the long axis direction.
  • a part of the light guide 32 is exposed from the opening 62a formed by a long groove along the long axis direction.
  • a part of the light guide 32 may protrude from the opening 62a.
  • An edge along the long axis direction of the opening 62a (corresponding to the case 62 or the end portion along the long axis direction of the case 62 and the phosphor layer 5) is referred to as a long groove end portion.
  • a linear light reflection pattern 4 is provided along the long axis direction on the outer peripheral surface of the light guide 32 facing the end of the long groove on both sides of the opening 62a with a predetermined gap.
  • the line shape means that the light reflection pattern 4 is formed continuously in the major axis direction, including those in which the light reflection pattern 4 is not continuous along the major axis direction and the pattern pitch is changed.
  • the light reflection pattern 4 is formed by using, for example, a white light reflection member applied by silk printing or the like, or a lenticular lens or prism pattern formed directly on the light guide 32 by kerfs.
  • the light reflection patterns 4 are formed in two rows along the major axis direction in parallel with each other.
  • the light reflection patterns 4 may be arranged in a line along the long axis direction.
  • the light reflection pattern 4 is provided along the long axis direction on the outer peripheral surface of the light guide 32 at a position facing at least a part of the phosphor layer 5 via the inside of the light guide 32.
  • the light reflection pattern 4 may protrude from the end of the long groove and part or all of it may protrude toward the opening 62a (both in the long axis direction and the short axis direction).
  • the phosphor layer 5 having a thickness of about 50 ⁇ m is applied to the inner surface of the case 62 (the surface surrounding the outer peripheral surface of the light guide 32).
  • a phosphor that emits red light having a wavelength of about 600 nm and a phosphor that emits green light having a wavelength of about 525 nm are mixed and applied to the phosphor layer 5.
  • Blue light is captured by the phosphor layer 5, a part of the blue light is reflected by the phosphor layer 5, and is irradiated to the irradiated object from the opening 62 a across the inside of the light guide 32.
  • the other blue light is absorbed by the phosphor layer 5 and emits excited fluorescence. That is, the phosphor layer 5 emits two types of composite light (color mixture light) converted into light having a wavelength different from that of blue light.
  • the fluorescence emitted from the phosphor layer 5 crosses the inside of the light guide 32 and is irradiated to the irradiated object as composite light from the opening 62a. Therefore, the object to be irradiated is irradiated with pseudo white light in which blue light, red light, and green light are mixed.
  • the relationship between the light source 1 and the holder 7 and the operation of the light source device are the same as those in the first embodiment.
  • the blue light reflected by the phosphor layer 5 and the composite light generated by the phosphor layer 5 are mixed and transmitted through the light guide 32.
  • White illumination light is given to the irradiated object from the opening 62a of the case 62. Since the light guide 32 has an elliptical cross-sectional shape, the reflected light reflected by the surface of the phosphor layer 5 and the generated fluorescence are collected by the light guide 32, and the illumination effect on the irradiated object is increased by the lens effect. There is an effect of improving. Moreover, there exists an advantage which can mount many LED facing an elliptical end surface.
  • FIG. 20A is a cross-sectional view showing the position of the protrusion of the light source device according to the modification of the fifth embodiment.
  • FIG. 20B is a cross-sectional view illustrating an intermediate position of the protrusion of the light source device according to the modification.
  • the light reflection pattern 41 is added to the outer peripheral surface of the light guide 32 that faces the light reflection pattern 4 disposed on the opening 62a side of the light guide 32, thereby exiting from the opening 62a.
  • the amount of blue light irradiated can be increased.
  • the amount of blue light emitted can be adjusted by changing the installation position of the light reflection pattern 41 installed on the outer peripheral surface of the light guide 32.
  • the light reflection pattern 41 is provided in a line along the long axis direction on the outer peripheral surface of the light guide 32 at a position facing at least a part of the phosphor layer 5 via the inside of the light guide 32. .
  • the light source 1 and the phosphor layer 5 are replaced with the light source 11 and the phosphor layer 51, and the ultraviolet light shielding pattern 8 is formed on the light guide 32.
  • a form using ultraviolet light may be used.
  • the ultraviolet light reaching the opening 62a is shielded by the ultraviolet light shielding pattern 8, and the composite light generated by the phosphor layer 51 passes through the inside of the light guide 32 and passes through the opening 62a of the case 62 to the irradiated body.
  • the phosphor layer 51 generates three types of composite light (color mixture light) converted into light having a wavelength different from that of ultraviolet light.
  • FIG. 21A is a cross-sectional view showing the position of the protrusion of the light source device according to Embodiment 6 of the present invention.
  • FIG. 21B is a cross-sectional view showing an intermediate position of the protrusion of the light source device according to Embodiment 6.
  • the light guide 33 is used in which a cross section orthogonal to the long axis has a shape (pentagon) in which a notch 63c is formed in a part of a quadrangle.
  • the light reflection patterns 4 along the long axis direction are provided on both sides in contact with the side along the long axis direction of the notch 63c of the light guide 33.
  • Other configurations are the same as those in the first embodiment.
  • the case 63 is formed with an opening 63a serving as a take-out port (outgoing region) for emitting light to the irradiated body by forming a long groove having a constant width orthogonal to the long-axis direction along the long-axis direction. .
  • the case 63 surrounds the outer peripheral surface of the light guide 33 except for the strip-shaped opening 63a formed along the long axis direction.
  • a part of the light guide 33 is exposed from the opening 63a formed by a long groove along the long axis direction.
  • a part of the light guide 33 may protrude from the opening 63a.
  • An edge along the long axis direction of the opening 63a (corresponding to the case 63 or an end portion along the long axis direction of the case 63 and the phosphor layer 5) is referred to as a long groove end portion.
  • a linear light reflection pattern 4 is provided along the long axis direction on the outer peripheral surface of the light guide 33 facing the end of the long groove on both sides of the opening 63a with a predetermined gap.
  • the line shape means that the light reflection pattern 4 is formed continuously in the major axis direction, including those in which the light reflection pattern 4 is not continuous along the major axis direction and the pattern pitch is changed.
  • the light reflection pattern 4 is formed using, for example, a white light reflection member applied by silk printing or the like, or a lenticular lens or a prism pattern formed in the light guide 33 directly by a kerf.
  • the light reflection patterns 4 are formed in two rows along the major axis direction in parallel with each other.
  • the light reflection patterns 4 may be arranged in a line along the long axis direction.
  • the light reflection pattern 4 is provided along the long axis direction on the outer peripheral surface of the light guide 33 at a position facing at least a part of the phosphor layer 5 via the inside of the light guide 33.
  • a part of the blue light passing through the light guide path of the light guide 33 is scattered or specularly reflected by the light reflection pattern 4 and transmitted through the transverse path inside the light guide 33, and the light reflection pattern 4 of the light guide 33. And is captured by the phosphor layer 5 of the case 63.
  • the light reflection pattern 4 may protrude from the end of the long groove and may partly or entirely protrude toward the opening 63a (both in the long axis direction and the short axis direction).
  • the phosphor layer 5 having a thickness of about 50 ⁇ m is applied to the inner surface of the case 63 (the surface surrounding the outer peripheral surface of the light guide 33).
  • a phosphor that emits red light having a wavelength of about 600 nm and a phosphor that emits green light having a wavelength of about 525 nm are mixed and applied to the phosphor layer 5.
  • Blue light is captured by the phosphor layer 5, and part of the blue light is reflected by the phosphor layer 5, and is irradiated to the irradiated object through the opening 63 a across the inside of the light guide 33.
  • the other blue light is absorbed by the phosphor layer 5 and emits excited fluorescence. That is, the phosphor layer 5 emits two types of composite light (color mixture light) converted into light having a wavelength different from that of blue light.
  • the fluorescence emitted from the phosphor layer 5 crosses the inside of the light guide 33 and is irradiated to the irradiated body as composite light from the opening 63a. Therefore, the object to be irradiated is irradiated with pseudo white light in which blue light, red light, and green light are mixed.
  • the relationship between the light source 1 and the holder 7 and the operation of the light source device are the same as those in the first embodiment.
  • the blue light reflected by the phosphor layer 5 and the composite light generated by the phosphor layer 5 are mixed and transmitted through the light guide 33.
  • White illumination light is given to the irradiated object from the opening 63a of the case 63.
  • the notch 63c of the light guide 33 serves as a light exit surface.
  • FIG. 22A is a cross-sectional view showing the position of the protrusion of the light source device according to the modification of the sixth embodiment.
  • FIG. 22B is a cross-sectional view illustrating an intermediate position of the protrusion of the light source device according to the modification.
  • the light reflection pattern 41 is added to the outer peripheral surface of the light guide 33 facing the light reflection pattern 4 provided on the opening 63a side of the light guide 33, thereby emitting light from the opening 63a.
  • the amount of blue light irradiated can be increased.
  • the amount of blue light emitted can be adjusted by changing the installation position of the light reflection pattern 41 installed on the outer peripheral surface of the light guide 33.
  • the light reflection pattern 41 is provided in a line along the long axis direction on the outer peripheral surface of the light guide 33 at a position facing at least a part of the phosphor layer 5 via the inside of the light guide 33. .
  • the light source 1 and the phosphor layer 5 are replaced with the light source 11 and the phosphor layer 51, and the ultraviolet light shielding pattern 8 is formed on the light guide 33.
  • a form using ultraviolet light may be used.
  • the ultraviolet light reaching the opening 63a is shielded by the ultraviolet light shielding pattern 8, and the composite light generated by the phosphor layer 51 passes through the inside of the light guide 33 and passes through the opening 63a of the case 63 to the irradiated body.
  • the phosphor layer 51 generates three types of composite light (color mixture light) converted into light having a wavelength different from that of ultraviolet light.
  • FIG. 23A is a cross-sectional view showing the position of the protrusion of the light source device according to Embodiment 7 of the present invention.
  • FIG. 23B is a cross-sectional view showing an intermediate position of the protrusion of the light source device according to Embodiment 7.
  • the notch 63c is formed in the light guide 33 as in the sixth embodiment, but the light reflection pattern 4 is provided on the surface of the light guide 33 other than the notch 63c.
  • the light reflection pattern 4 along the long axis direction is provided outside the notch portion 63 c in contact with the side along the long axis direction of the notch portion 63 c of the light guide 33.
  • the case 63 is formed with an opening 63a serving as a take-out port (outgoing region) for emitting light to the irradiated body by forming a long groove having a constant width orthogonal to the long-axis direction along the long-axis direction. .
  • the case 63 surrounds the outer peripheral surface of the light guide 33 except for the strip-shaped opening 63a formed along the long axis direction.
  • a part of the light guide 33 is exposed from the opening 63a formed by a long groove along the long axis direction.
  • a part of the light guide 33 may protrude from the opening 63a.
  • An edge along the long axis direction of the opening 63a is referred to as a long groove end.
  • the side of the light guide 33 adjacent to the notch 63c on the outer peripheral surface of the light guide 33 facing the long groove ends on both sides of the opening 63a is adjacent to the notch 63c and in the long axis direction.
  • a line-shaped light reflection pattern 4 is provided along the line.
  • the line shape means that the light reflection pattern 4 is formed continuously in the major axis direction, including those in which the light reflection pattern 4 is not continuous along the major axis direction and the pattern pitch is changed.
  • the light reflection pattern 4 is formed using, for example, a white light reflection member applied by silk printing or the like, or a lenticular lens or a prism pattern formed in the light guide 33 directly by a kerf.
  • the light reflection patterns 4 are formed in two rows along the major axis direction in parallel with each other.
  • the light reflection patterns 4 may be arranged in a line along the long axis direction.
  • the light reflection pattern 4 is provided along the long axis direction on the outer peripheral surface of the light guide 33 at a position facing at least a part of the phosphor layer 5 via the inside of the light guide 33.
  • a part of the blue light passing through the light guide path of the light guide 33 is scattered or specularly reflected by the light reflection pattern 4 and transmitted through the transverse path inside the light guide 33, and the light reflection pattern 4 of the light guide 33. And is captured by the phosphor layer 5 of the case 63.
  • the light reflection pattern 4 may protrude from the end of the long groove and may partly or entirely protrude toward the opening 63a (both in the long axis direction and the short axis direction).
  • the phosphor layer 5 having a thickness of about 50 ⁇ m is applied to the inner surface of the case 63 (the surface surrounding the outer peripheral surface of the light guide 33).
  • a phosphor that emits red light having a wavelength of about 600 nm and a phosphor that emits green light having a wavelength of about 525 nm are mixed and applied to the phosphor layer 5.
  • Blue light is captured by the phosphor layer 5, and part of the blue light is reflected by the phosphor layer 5, and is irradiated to the irradiated object through the opening 63 a across the inside of the light guide 33.
  • the other blue light is absorbed by the phosphor layer 5 and emits excited fluorescence. That is, the phosphor layer 5 emits two types of composite light (color mixture light) converted into light having a wavelength different from that of blue light.
  • the fluorescence emitted from the phosphor layer 5 crosses the inside of the light guide 33 and is irradiated to the irradiated body as composite light from the opening 63a. Therefore, the object to be irradiated is irradiated with pseudo white light in which blue light, red light, and green light are mixed.
  • the relationship between the light source 1 and the holder 7 and the operation of the light source device are the same as those in the first embodiment.
  • the blue light reflected by the phosphor layer 5 and the composite light generated by the phosphor layer 5 are mixed and transmitted through the light guide 33.
  • White illumination light is given to the irradiated object from the opening 63a of the case 63.
  • the notch 63c of the light guide 33 serves as a light exit surface. Blue light transmitted from the light reflection pattern 4 and leaking to the opening 63a can be reduced, and the area of the light emission region emitted from the notch 63c of the light guide 33 can be increased.
  • FIG. 24A is a cross-sectional view illustrating the position of the protrusion of the light source device according to the modification of the seventh embodiment.
  • FIG. 24B is a cross-sectional view showing an intermediate position of the protrusion of the light source device according to the modification.
  • the light reflection pattern 41 is added to the outer peripheral surface of the light guide 33 that faces the light reflection pattern 4 disposed on the opening 63a side of the light guide 33, thereby exiting from the opening 63a.
  • the amount of blue light irradiated can be increased.
  • the amount of blue light emitted can be adjusted by changing the installation position of the light reflection pattern 41 installed on the outer peripheral surface of the light guide 33.
  • the light reflection pattern 41 is provided in a line along the long axis direction on the outer peripheral surface of the light guide 33 at a position facing at least a part of the phosphor layer 5 via the inside of the light guide 33. .
  • the light source 1 and the phosphor layer 5 are replaced with the light source 11 and the phosphor layer 51, and the ultraviolet light shielding pattern 8 is formed on the light guide 33.
  • a form using ultraviolet light may be used.
  • the ultraviolet light reaching the opening 63a is shielded by the ultraviolet light shielding pattern 8, and the composite light generated by the phosphor layer 51 passes through the inside of the light guide 33 and passes through the opening 63a of the case 63 to the irradiated body.
  • the phosphor layer 51 generates three types of composite light (color mixture light) converted into light having a wavelength different from that of ultraviolet light.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view of the vicinity of the central portion of the light source device according to Embodiment 8 of the present invention.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view of the light source device according to Embodiment 8 as seen in the direction orthogonal to the long axis.
  • the light guide body 34 similarly to the sixth and seventh embodiments, has a cross section in which a cutout portion 64c is formed at one vertex of a quadrangular shape, but the cutout portion 64c is formed from the cutout portion 63c. The width is narrow, so to speak, it is formed by chamfering.
  • the light source device according to Embodiment 8 illustrates the case where the protrusions 64b are continuously formed in the long axis direction.
  • the light reflection pattern 4 along the long axis direction is provided outside the cutout portion 64c in contact with the side along the long axis direction of the cutout portion 64c of the light guide 34.
  • the case 64 is formed with an opening 64a serving as a take-out port (outgoing region) for emitting light to the irradiated body by forming a long groove having a constant width perpendicular to the long-axis direction along the long-axis direction. .
  • the case 64 surrounds the outer peripheral surface of the light guide 34 except for the strip-shaped opening 64a formed along the long axis direction.
  • a part of the light guide 34 is exposed from the opening 64a formed by a long groove along the long axis direction.
  • a part of the light guide 34 may protrude from the opening 64a.
  • An edge along the long axis direction of the opening 64a is referred to as a long groove end.
  • the side of the light guide 34 adjacent to the notch 64c on the outer peripheral surface of the light guide 34 facing the long groove ends on both sides of the opening 64a is adjacent to the notch 64c and in the long axis direction.
  • a line-shaped light reflection pattern 4 is provided along the line.
  • the line shape means that the light reflection pattern 4 is formed continuously in the major axis direction, including those in which the light reflection pattern 4 is not continuous along the major axis direction and the pattern pitch is changed.
  • the light reflection pattern 4 is formed by using, for example, a white light reflection member applied by silk printing or the like, or a lenticular lens or prism pattern formed directly on the light guide 34 by kerfs.
  • the light reflection patterns 4 are formed in two rows along the major axis direction in parallel with each other.
  • the light reflection patterns 4 may be arranged in a line along the long axis direction.
  • the light reflection pattern 4 is provided along the long axis direction on the outer peripheral surface of the light guide 34 at a position facing at least a part of the phosphor layer 5 via the inside of the light guide 34.
  • a part of the blue light passing through the light guide path of the light guide 34 is scattered or specularly reflected by the light reflection pattern 4 and transmitted through the transverse path inside the light guide 34, and the light reflection pattern 4 of the light guide 34. And is captured by the phosphor layer 5 of the case 64.
  • the light reflection pattern 4 may protrude from the end of the long groove and part or all of it may protrude toward the opening 64a (both in the long axis direction and the short axis direction).
  • the phosphor layer 5 having a thickness of, for example, about 50 ⁇ m is applied to the inner surface of the case 64 (the surface surrounding the outer peripheral surface of the light guide 34).
  • a phosphor that emits red light having a wavelength of about 600 nm and a phosphor that emits green light having a wavelength of about 525 nm are mixed and applied to the phosphor layer 5.
  • Blue light is captured by the phosphor layer 5, and part of the blue light is reflected by the phosphor layer 5, and is irradiated to the irradiated object through the opening 64 a across the inside of the light guide 34.
  • the other blue light is absorbed by the phosphor layer 5 and emits excited fluorescence. That is, the phosphor layer 5 emits two types of composite light (color mixture light) converted into light having a wavelength different from that of blue light.
  • the relationship between the light source 1 and the holder 7 and the operation of the light source device are the same as those in the first embodiment.
  • the blue light reflected by the phosphor layer 5 and the composite light generated by the phosphor layer 5 are mixed and transmitted through the light guide 34.
  • White illumination light is given to the irradiated object from the opening 64 a of the case 64.
  • the chamfered cutout portion 64c of the light guide 34 serves as a light exit surface.
  • a long axis is provided on the outer peripheral surface of the light guide 34 at a position facing at least a part of the phosphor layer 5 via the inside of the light guide 34 as in the sixth or seventh embodiment.
  • the light reflection pattern 41 may be provided in a line along the direction.
  • the configuration using the light source 1 that mainly emits blue light has been described.
  • the configuration using the light source 11 that emits ultraviolet light described in the second embodiment Even if it exists, it is the same about the relationship between the light source 11 and the holder 7, and the effect
  • the light source 1 and the phosphor layer 5 are replaced with the light source 11 and the phosphor layer 51, and the ultraviolet light shielding pattern 8 is formed on the light guide 34.
  • a form using ultraviolet light may be used.
  • the ultraviolet light reaching the opening 64a is shielded by the ultraviolet light shielding pattern 8, and the composite light generated by the phosphor layer 51 passes through the inside of the light guide 34 and passes through the opening 64a of the case 64 to the irradiated body.
  • the phosphor layer 51 generates three types of composite light (color mixture light) converted into light having a wavelength different from that of ultraviolet light.
  • the phosphor layers 5 and 51 are described as a mixture of phosphor materials. However, the phosphor layers 5 and 51 are separately formed, and each phosphor layer 5 and 51 emits monochromatic light. You may let them.
  • the phosphor materials have mainly been described for red light emission, green light emission, and blue light emission. However, the present invention is not limited to these emission colors, and a light source device may be configured using a phosphor material such as orange light emission or yellow-green light emission. Good.
  • Embodiment 9 FIG.
  • the phosphor layer 5 or the phosphor layer 51 includes the surface of the cases 6, 61 to 64 surrounding the light guides 3, 31 to 34, the light guide 3, The case of interposing between the outer peripheral surfaces 31 to 34 has been described.
  • phosphor layer 5 or phosphor layer 51 surrounds light guides 3 and 31 to 34 in cases 6 and 61 to 64 covering rod-like light guides 3 and 31 to 34. It is formed on the surface opposite to the side surface.
  • FIG. 27 is an exploded perspective view of the vicinity of the holder of the light source device according to Embodiment 9 of the present invention.
  • FIG. 28A is a cross-sectional view of the light guide portion of the light source device according to Embodiment 9.
  • the cylindrical light guide 3 will be described as an example. Needless to say, the light guides 31 to 34 may have elliptical or polygonal cross sections.
  • the transparent case 65 surrounds the outer peripheral surface of the light guide 3.
  • the phosphor layer 5 is formed on a surface opposite to the surface surrounding the light guide 3 in the transparent case 65. That is, the phosphor layer 5 is formed on the outer peripheral surface of the transparent case 65.
  • the phosphor layer 5 is separated by the light guide 3 and the transparent case 65, but surrounds the outer peripheral surface of the light guide 3 except for the opening 65a continuous along the long axis direction, and guides light from the opening 65a. A part of the body 3 is exposed or protruded.
  • the opening 65a is an opening that surrounds the light guide 3 by the above-described phosphor layer 5 (phosphor layer 51) and is configured by a long groove along the long axis direction.
  • the opening 65 a formed by the phosphor layer 5 (phosphor layer 51) may be narrowed by the arrangement of the light reflection pattern 4 formed on the light guide 3.
  • the portion facing the opening 65a of the transparent case 65 may be an opening (opening) configured by a long groove along the long axis direction. That is, the transparent case 65 may have a shape similar to that of the case 6 (61 to 64), or may have a cylindrical shape having a hollow portion for housing the light guide 3 as illustrated.
  • the shape of the protrusion 65b may be provided at both ends and the center of the case as in the protrusion 6b of FIG. 3, or as shown in FIGS. 7 and 8, uniformly in the long axis direction. It may be provided.
  • the protruding portions 65b having a predetermined interval in the major axis direction are formed on the inner surface of the transparent case 65, but the triangular prism or semi-cylindrical protruding portion 6c is continuously lined in the major axis direction of the transparent case 65. You may form in a shape.
  • the protective sheet 65c (outermost shell pipe 65c) surrounds and protects the transparent case 65 and the phosphor layer 5 (phosphor layer 51) formed on the outer peripheral surface of the transparent case 65.
  • the protective sheet 65 c may have a cylindrical shape having a hollow portion that houses the transparent case 65, the phosphor layer 5 (phosphor layer 51), and the light guide 3. Note that the light source device according to Embodiment 9 may not include the protective sheet 65c.
  • Light emitted from the light source 1 enters from the end of the light guide 3 and propagates through the light guide 3.
  • the phosphor layer 5 is scattered or specularly reflected by the light reflection pattern 4 and emitted from the outer peripheral surface of the light guide 3.
  • the phosphor layer 5 captures the light emitted from the light guide 3 through the transparent case 65.
  • the phosphor layer 5 reflects the captured light and emits a plurality of colors of composite light (mixed light) converted into light having an optical wavelength different from that of the light from the light source 1 (light source 11).
  • the light radiated from the phosphor layer 5 is transmitted into the light guide 3 through the transparent case 65 and exposed from the opening 65a of the phosphor layer 5 in the light guide 3 or from a part protruding. Exit. Then, a composite light (mixed color light) of fluorescence and blue light is irradiated toward an irradiated object such as a document placed facing the opening 65a.
  • the light source device irradiates the irradiated object with light by such an action, it not only has the same effect as the light source device according to the first to eighth embodiments, but also more stably phosphors.
  • Layer 5 can be formed. This is because the phosphor layer 5 is formed on the outer peripheral surface of the transparent case 65, not on the surface on which the protrusion 65c, which is a structure in which the transparent case 65 supports the light guide 3, is formed. This is because the phosphor layer 5 (phosphor layer 51) can be easily formed on a flat surface that does not exist.
  • the light source device has an effect that the structure in which the light guide 3 is supported by the transparent case 65 is not restricted by the shape of the phosphor layer 5.
  • FIG. 28B is a cross-sectional view of the light guide part of the light source device according to the modification of the ninth embodiment.
  • the length (width) in the minor axis direction of the opening 65a by the phosphor layer 5 shown in FIG. 28B is smaller than the length (width) in the minor axis direction of the opening 65a by the phosphor layer 5 shown in FIG. 28A.
  • the phosphor layer 5 can adjust the length of the opening 65a in the minor axis direction.
  • the opening 65 a formed by the phosphor layer 5 (phosphor layer 51) is formed in the light guide 3. You may narrow by the arrangement
  • the opening 65 a may be narrowed by the arrangement of the ultraviolet light shielding pattern 8 and the light reflecting pattern 4.
  • the light source device may replace the light source 1 and the phosphor layer 5 with the light source 11 and the phosphor layer 51 to use ultraviolet light.
  • the composite light generated in the phosphor layer 51 passes through the inside of the light guide 3 and gives white illumination light to the irradiated body from the opening 65a. That is, the phosphor layer 51 generates three types of composite light (color mixture light) converted into light having a wavelength different from that of ultraviolet light.
  • the same ultraviolet light shielding pattern 8 (ultraviolet cut pattern 8, ultraviolet cut filter 8) as in the first to eighth embodiments is used as the light guide 3 or its What is necessary is just to form in the vicinity.
  • Embodiment 10 FIG.
  • the phosphor layer 5 or the phosphor layer 51 reflects the light emitted from the outer peripheral surface of the light guide 3 by being scattered or specularly reflected by the light reflection pattern 4 and the light.
  • the light is converted into light having an optical wavelength different from that of the light. Then, only the irradiation of the object to be irradiated with the light reflected by the phosphor layer 5 (phosphor layer 51) and the light converted from the optical wavelength has been discussed.
  • a part of the composite light is reflected on the outer peripheral surface of the light guide and enters the phosphor layer again ( May be irradiated).
  • a part of the composite light does not go to the opening which is the emission region, that is, the light guide path inside the light guide body is not guided mainly through the transverse path (transmission path) inside the light guide body. It has been found that there is a case (secondary excitation) in which the light mainly propagates and enters (illuminates) the phosphor layer again from the outer peripheral surface of the light guide.
  • the breakdown of the wavelength of the composite light changes due to the second conversion of the optical wavelength by the phosphor layer (secondary light emission).
  • the color of the composite light may not be obtained.
  • the effect increases when re-irradiated many times.
  • secondary light emission by secondary excitation may cause a color shift at a position in the longitudinal direction of the light source device. In other words, the color uniformity in the major axis direction may be impaired.
  • the light source device according to Embodiment 10 reduces the possibility of re-irradiation of the composite light to the phosphor layer.
  • FIG. 29 is an exploded perspective view of the vicinity of the holder of the light source device according to Embodiment 10 of the present invention.
  • FIG. 30A is a cross-sectional view of the light source device according to Embodiment 10 when viewed in the long axis direction.
  • FIG. 30B is a perspective view of the light guide and the case of the light source device according to Embodiment 10. The shape of the light guide will be described taking the cylindrical light guide 3 as an example, but it goes without saying that the light guides 31 to 34 may have elliptical or polygonal cross sections. 29 and 30B, the light reflection pattern 4 is omitted.
  • the light source 1 is disposed opposite to the end face of the light guide 3.
  • the light source 1 is mounted on the substrate 2a.
  • the substrate 2 a is held by the holder 7 so that the light source 1 faces the end face of the light guide 3.
  • the light source 1 is, for example, an LED (Light Emitting Diode).
  • the light source 1 emits blue light having a wavelength of about 430 nm to 470 nm.
  • the case 66 surrounds the outer peripheral surface of the light guide 3 except for the strip-shaped opening 66 a formed along the long axis direction of the light guide 3.
  • the case 66 is obtained by exposing (or projecting) a part of the light guide 3 from the opening 66a.
  • the phosphor layer 5 is formed on the bottom surface of the case 66 facing the opening 66 a of the case 66 and on the middle of the side surface of the case 66 from the bottom surface.
  • the diameter of the light guide 3 is a
  • the length of the bottom surface of the case 66 in the minor axis direction is 2a or more.
  • the light guide support portion 66 b is a wall surface that holds the light guide 3 and is periodically formed on the bottom surface of the case 66 along the long axis direction.
  • the light guide support part 66b is formed with a notch for holding the light guide 3.
  • the light emitted from the light source 1 (light source 11) is scattered or specularly reflected by the light reflection pattern 4 and is emitted from the outer peripheral surface of the light guide 3. It is the same as that of the light source device of the form 1 thru
  • the light source device according to Embodiment 10 can easily obtain color uniformity in the long axis direction.
  • the light emitted from the outer peripheral surface of the light guide 3 after being scattered or specularly reflected by the light reflection pattern 4 is captured by the phosphor layer 5 (phosphor layer 51).
  • the phosphor layer 5 reflects part of the captured light and emits fluorescence that is excited by absorbing part of the captured light.
  • the diameter of the cross section orthogonal to the long axis of the light guide 3 is a
  • the length in the short axis direction of the bottom surface of the case 66 on which the phosphor layer 5 is formed is 2a or more. is there.
  • the ratio of the object to be irradiated directly from the opening 66 a without entering the light guide 3 again increases.
  • the ratio of the composite light irradiated to the phosphor layer 5 can be lowered again. In other words, it can be said that secondary excitation can be suppressed.
  • the phosphor layer 5 is formed again.
  • the ratio of the composite light irradiated can be reduced. That is, what is necessary is just to comprise so that the shape of the cross section orthogonal to the long-axis direction of the light guide 3 of the fluorescent substance layer 5 may leave
  • the phosphor layer 5 approaches the opening 66a, a part of the light (composite light) generated at a portion where the distance from the light guide 3 is increased is directly applied to the irradiated object. It can be said that it is irradiated.
  • the light source 1 and the phosphor layer 5 are replaced with the light source 11 and the phosphor layer 51, and the ultraviolet light shielding pattern 8 is formed on the light guide 3.
  • a form using ultraviolet light may be used.
  • the ultraviolet light shielding pattern 8 is preferably a shape that covers the opening 66a, for example, a transparent top plate. Further, the transparent top plate may be integrated with the light guide 3.
  • Embodiment 11 FIG.
  • the light source device according to Embodiment 10 is configured to suppress secondary excitation using the dimensional relationship between the case and the light guide.
  • secondary excitation is suppressed by roughly separating the light guide path and the transverse path (transmission path, fluorescence emission emission path) of the light guide.
  • the light source device there are mainly two types of configurations for separating the light guide path and the transverse path of the light guide.
  • the first is to form a phosphor layer in the exit area that is closer to the opening than the light guide on the inner surface of the case, and to form a light reflection pattern at a position facing the phosphor layer in the exit area. (For example, FIG. 31 and FIG. 32).
  • the light reflection pattern is not provided in the vicinity of the emission region (opening) as in the other embodiments, and the cross section perpendicular to the long axis of the light guide is partly arcuate from the polygon. A protruding shape is formed (for example, FIGS. 33 to 35).
  • the first configuration may be merged with the second configuration.
  • FIG. 31A is a cross-sectional view of the light source device according to Embodiment 11 of the present invention when viewed in a direction perpendicular to the long axis of the light guide.
  • FIG. 31B is an exploded perspective view of the vicinity of the holder of the light source device according to Embodiment 11.
  • FIG. 32 is a cross-sectional view of the light source device according to Embodiment 11 as seen in the long axis direction. 32 to 35, the position of the light source 1 (light source 11) when seen in a plan view in the major axis direction is indicated as “LED light source position”.
  • the basic operation of the light source device according to Embodiment 11 is the same as that of the light source device according to other embodiments.
  • the case 67 surrounds the outer peripheral surface of the light guide 3 except for the strip-shaped opening 67a formed along the long axis direction of the light guide 3.
  • the case 67 is obtained by exposing (or projecting) a part of the light guide 3 from the opening 67a.
  • the cross section perpendicular to the long axis of the case 67 has a long J shape on one side of the opposing wall surface.
  • the phosphor layer 5 (or phosphor layer 51) is mainly formed on the long extending side of the opposing wall surface.
  • the case 67 holds the light guide 3 so as to sandwich it.
  • the light reflection pattern 42 includes at least a portion where the distance from the light guide 3 increases as the cross-sectional shape of the phosphor layer 5 perpendicular to the major axis direction of the light guide 3 approaches the opening 67a. It is provided in a line shape along the long axis direction on the outer peripheral surface of the light guide 3 including a position facing the inside of the light body 3.
  • the light source device shown in FIG. 32 has a configuration in which the distance from the light guide 3 increases as the cross-sectional shape of the phosphor layer 5 perpendicular to the long axis direction of the light guide 3 approaches the opening 67a. Since the light reflection pattern 42 is opposed to the portion of the phosphor layer 5 through the inside of the light guide 3, the light of the light source 1 is irradiated to the phosphor layer 5 and then not re-irradiated. As the composite light, the amount toward the opening 67a increases. As a result, secondary excitation can be suppressed. In other words, the light source device described in FIG. 31B and FIG.
  • the light source device shown in FIGS. 31 and 32 is obtained by roughly separating the light guide path and the transverse path (transmission path, fluorescence emission emission path) of the light guide 3.
  • FIG. 33 is a cross-sectional view of the light source device according to a different configuration of the eleventh embodiment when viewed in the long axis direction.
  • the light guide 35 has a shape in which a cross section orthogonal to the long axis direction is a part of a circular arc protruding from a polygon.
  • the light reflection pattern 43 is formed on one of the planes which are side surfaces corresponding to the sides of the polygon. And at least one side where the outer peripheral surface in the part which opposes the light reflection pattern 43 continues is the shape which protruded in circular arc shape.
  • the cross section orthogonal to the major axis direction has a polygonal shape except for the portion protruding in an arc shape.
  • the light guide 35 has a linear shape at a portion facing the light reflection pattern 43 in the cross section, and the linear shape portion is inclined toward a portion protruding in an arc shape.
  • the opening 68a protrudes (or exposes) a portion of the light guide 35 protruding in an arc shape.
  • the light reflection pattern 43 is a light guide at a position facing the phosphor layer 5 formed at a position facing the inclined portion of the light guide 35 and the inside of the light guide 35.
  • the outer circumferential surface of the body 35 is provided in a line shape along the long axis direction.
  • the phosphor layer 5 is formed to the vicinity of the edge of the opening 68a. Further, as the cross-sectional shape of the phosphor layer 5 perpendicular to the long axis direction of the light guide 35 approaches the opening 68a, the distance from the light guide 35 increases.
  • the light reflection pattern 43 can reflect light from the light source 1 through the inside of the light guide 35 toward the portion of the phosphor layer 5.
  • the case 68 surrounds the light guide 35 and projects (or exposes) a part of the light guide 35 from the opening 68a formed by a long groove along the long axis direction as described above.
  • the distance from the light guide 35 increases as the cross-sectional shape of the phosphor layer 5 perpendicular to the long axis direction of the light guide 35 approaches the opening 68a. ing.
  • the light reflection pattern 43 having a portion facing the portion of the phosphor layer 5 inclined toward the opening 68a via the inside of the light guide 35 is provided, the light of the light source 1 is fluorescent.
  • the amount toward the opening 68a as the composite light increases without being irradiated again. As a result, secondary excitation can be suppressed. Therefore, in the light source device shown in FIG. 33, the light guide path and the transverse path (transmission path, fluorescence emission emission path) of the light guide 35 are substantially separated.
  • FIG. 34 is a cross-sectional view of the light source device according to the modification of the eleventh embodiment when viewed in the long axis direction.
  • the light guide 36 has a cross-sectional shape orthogonal to the long axis direction and a shape in which at least one side where the outer peripheral surface of the portion facing the light reflection pattern 44 is continuous protrudes in an arc shape.
  • the shape of the cross section perpendicular to the major axis direction other than the protruding portion is a polygon.
  • the arc-shaped protrusion of the light guide 35 in FIG. 33 has a semicircular shape or less than a semicircle, whereas the arc-shaped protrusion of the light guide 36 has a semi-circular shape.
  • the portion facing the light reflection pattern 44 in the cross section like the light guide 35, has a linear shape, and the linear portion is inclined toward the portion protruding in an arc shape. .
  • the opening 69a protrudes (or exposes) an arcuate portion of the light guide 36.
  • the light reflection pattern 44 has an outer periphery of the light guide 36 at a position facing the phosphor layer 5 formed at a position facing the inclined portion of the light guide 36 and the inside of the light guide 36.
  • the surface is provided in a line along the long axis direction.
  • the light reflection pattern 44 can reflect light from the light source 1 through the inside of the light guide 35 toward the portion of the phosphor layer 5.
  • the case 69 surrounds the light guide 36 and projects (or exposes) a part of the light guide 36 from the opening 69a formed by a long groove along the long axis direction as described above.
  • FIG. 35 is a cross-sectional view of the light source device according to a different modification of the eleventh embodiment when viewed in the long axis direction.
  • the light guide 37 is obtained by making the shape of the surface in contact with the end opposite to the opening 70a of the portion facing the phosphor layer 5 in the light guide 37 not upright but upright (upright surface). .
  • the light guide 37 has a cross-sectional shape orthogonal to the major axis direction that is curled between this upright portion and the portion where the light reflection pattern 44 is formed (curved surface).
  • the case 70 surrounds the light guide 37 and projects (or exposes) a part (projection) of the light guide 37 from an opening 70a formed by a long groove along the long axis direction.
  • the light source device shown in FIG. 34 since the light reflection pattern 44 faces the portion of the phosphor layer 5 inclined toward the opening 69a via the inside of the light guide 36, the light from the light source 1 is phosphor. After the layer 5 is irradiated, the amount of the combined light toward the opening 69a increases without being irradiated again. As a result, secondary excitation can be suppressed. It can be said that the light source device shown in FIG. 34 substantially separates the light guide path and the transverse path (transmission path, fluorescence emission emission path) of the light guide 36.
  • the light source device shown in FIG. 35 since the above-mentioned upright surface and the curved surface are formed on the light guide 37, the light from the light source 1 is irradiated onto the phosphor layer 5 by the reflection by the light reflection pattern 44. Thereafter, the amount of re-irradiation on the phosphor layer 5 is further reduced. As a result, the amount of composite light traveling toward the opening 70a is larger than that of the light source device shown in FIG. It can be said that the light source device shown in FIG. 35 substantially separates the light guide path of the light guide 37 and the transverse path (transmission path, fluorescence emission emission path).
  • the light guide 35 can be said to be a polygonal light guide 35 with a semicircle, and the light guide 36 and the light guide 37 are circular-polygonal combined light guide 36 and circular-multiple. It can be said to be a rectangular coupled light guide 37.
  • the part facing the light reflection patterns 43 and 44 in the cross section orthogonal to the long axis of the light guide 35, the light guide 36, and the light guide 37 has a linear shape, and the linear part has an arc shape. It is assumed that the shape is inclined toward the protruding part.
  • a linear shape may be an arcuate shape.
  • the arcuate shape may be a shape that falls inside the light guide 35, the light guide 36, or the light guide 37, or outside the light guide 35, the light guide 36, or the light guide 37. It may be a shape that pops out.
  • the light source 1 and the phosphor layer 5 are replaced with the light source 11 and the phosphor layer 51, and the ultraviolet light shielding pattern 8 is formed on the light guides 35 to 37.
  • the ultraviolet light shielding pattern 8 is preferably a shape that covers the openings 68a to 70a, for example, a transparent top plate. Further, the transparent top plate may be integrated with the light guides 35 to 37.
  • Embodiment 12 FIG.
  • secondary excitation secondary light emission
  • the angle at which the composite light including excitation light from the phosphor layer 5 (phosphor layer 51) is output to the light guide is limited to the case side of the light guide 3. By doing so, secondary excitation (secondary light emission) is suppressed.
  • FIG. 36 is an exploded perspective view of the vicinity of the holder of the light source device according to Embodiment 12 of the present invention.
  • FIG. 37 is a perspective view of a light guide portion of a light source device according to Embodiment 12.
  • FIG. 38 is a cross-sectional view of the vicinity of the holder of the light source device according to Embodiment 12.
  • 39 to 42 are detailed cross-sectional views of the case and the phosphor layer of the light source device according to the twelfth embodiment.
  • 39 to 42 are enlarged views corresponding to a portion surrounded by a circle (dotted line) shown in FIG. 39 to 42 show examples of structures that can be adopted in the twelfth embodiment.
  • the basic operation of the light source device according to Embodiment 12 is the same as that of the light source devices according to other embodiments. 36 to 42, the light reflection pattern 4 is not shown, but the light reflection pattern 4 is the same as that described in the other embodiments.
  • the case 601 surrounds the outer peripheral surface of the light guide 3 except for the strip-shaped opening 601 a formed along the long axis direction of the light guide 3.
  • the case 601 is obtained by exposing (or projecting) a part of the light guide 3 from the opening 601a.
  • a plurality of convex portions 601c (first convex portions) and concave portions 601d (first concave portions) are alternately formed along the major axis direction on the surface (inner surface) surrounding the light guide 3 of the case 601.
  • the convex portion 601c has a ridge line in a plane orthogonal to the long axis direction
  • the concave portion 601d has a valley line in a plane orthogonal to the long axis direction.
  • a protrusion 601b is formed by a step between the convex portion 601c and the concave portion 601d.
  • the light guide 3 is supported at the apex (protrusion 601b) of the convex portion 601c.
  • a lighter body 3 may be supported by providing a taller protruding portion 601b.
  • the convex portion 601c (projection portion 601b) can be said to be a light guide holding wall formed in the case 601.
  • the fluorescent substance layer 5 should just be provided in the recessed part 601d of the case 601 at least.
  • the phosphor layer 5 (phosphor layer 51) may be formed partway along the slope 601f or the slope 601f of the convex portion 601c.
  • the slope portion 601f is a slope formed by the convex portion 601c and the concave portion 601d.
  • the inclined surface portion 601f includes a wall surface (wall surface portion) orthogonal to the recess 601d.
  • the protrusion 601e is a protrusion formed in the recess 601d and has a height that does not exceed the protrusion 601c.
  • the light from the light source 1 is reflected by the reflection pattern 4 to irradiate the phosphor layer 5 (phosphor layer 51). Is done. Fluorescence (composite light) reflected and excited by the phosphor layer 5 (phosphor layer 51) is applied to the light guide 3. At that time, light having a limited incident angle to the light guide 3 is transmitted to the inside of the light guide 3 by the convex portion 601c of the case 601, and therefore, wide angle incidence in the longitudinal direction is limited. As a result, the entry of the composite light into the crossing path (transmission path, fluorescence emission emission path) becomes more dominant than the entrance of the composite light into the light guide path, and secondary excitation (secondary emission) can be suppressed. .
  • the convex portion 601c may have a sharp apex (ridge) as shown in FIGS. 39, 41 and 42, or a flat top as shown in FIG. But you can.
  • the bottom surface of the recess 601d may be flat as shown in FIGS. As shown in FIG. 41, the bottom surface of the concave portion 601d is curved, or as shown in FIG. 42, the protrusion 601e is formed, so that the height and shape of the convex portion 601c are not changed.
  • the incident angle to 3 can be adjusted.
  • the case 601 of the light source device according to the twelfth embodiment can be applied to the case of a line light source for image reading according to another embodiment. In the case of the light source device according to the ninth embodiment, the place where the phosphor layer 5 (phosphor layer 51) is formed is different.
  • Embodiment 13 FIG.
  • a plurality of concave portions and convex portions along a direction orthogonal to the major axis direction are alternately formed on the surface surrounding the light guide of the case, and the output angle of the composite light is directed toward the opening side of the case. Dodge. Thereby, secondary excitation (secondary light emission) is suppressed. Further, a mode in which the light source device according to Embodiment 13 and the light source device according to Embodiment 12 are used together will be described.
  • FIG. 43A is a detailed perspective view of the case and the phosphor layer of the light source device according to Embodiment 13 of the present invention.
  • FIG. 43B is a cross-sectional view illustrating the action of limiting the output angle of the composite light to the opening side of the case.
  • FIG. 44 is a cross-sectional view of the light source device according to Embodiment 13 as seen in the long axis direction.
  • FIG. 44 shows an example in which the configuration of the thirteenth embodiment is applied to the light source device of the eleventh embodiment shown in FIG. 43A to 46, the light reflection pattern 4 is not shown, but the light reflection pattern 4 is the same as that described in the other embodiments.
  • the basic operation of the light source device according to Embodiment 13 is the same as that of the light source device according to other embodiments.
  • the case 602 surrounds the outer peripheral surface of the light guide 3 except for the strip-shaped opening 6a (opening 69a) formed along the long axis direction of the light guide 3 (light guide 36).
  • the case 602 is obtained by exposing (or projecting) a part of the light guide 3 (light guide 36) from the opening 6a (opening 69a).
  • a plurality of convex portions 602c (second convex portions) and concave portions 602d (second concave portions) are alternately formed in a direction orthogonal to the long axis direction. .
  • the convex part 602c has a ridge line parallel to the major axis direction, and the concave part 602d has a valley line parallel to the major axis direction.
  • the convex portion 602c has a slope portion 602e facing the opening 6a (opening 69a).
  • the phosphor layer 5 (phosphor layer 51) is provided in the concave portion 602d and the slope portion 602e of the case 602.
  • a protrusion 602b is formed by the step between the recess 602d and the protrusion 602c.
  • the light guide 3 (light guide 36) is supported by the apex (projection 602b) of the convex portion 602c.
  • a tall protrusion 602b may be provided to support the light guide 3. It can be said that the convex portion 602c (projection portion 602b) is a light guide holding wall formed in the case 602.
  • the phosphor layer 5 (phosphor layer 51) formed on the inclined surface portion 602e facing the opening 6a (opening 69a) emits light from the light source 1 (light source 11).
  • the composite light is directed toward the opening 6a (opening 69a), that is, toward the crossing path (transmission path, fluorescence emission emission path). As a result, secondary excitation can be suppressed.
  • the arrows in FIG. 43B indicate light from the light source 1 (light source 11) emitted from the light guide 3 (light guide 36), and fluorescence and reflected light excited by the phosphor layer 5 (phosphor layer 51).
  • a thick solid arrow indicates light emitted from the light guide 3.
  • a thin solid arrow indicates the reflected light of the convex portion 602c or the phosphor layer 5.
  • the wavy arrow indicates the fluorescence emitted from the phosphor layer 5.
  • much of the fluorescence emitted from the phosphor layer 5 is directed toward the opening 6a (opening 69a). Therefore, in the light source device shown in FIGS. 43A to 44, the light guide path of the light guide 3 (light guide 36) and the transverse path (transmission path, fluorescence emission emission path) are substantially separated.
  • FIG. 45 is a detailed perspective view of the case and the phosphor layer of the light source device according to the twelfth embodiment.
  • FIG. 45 is provided for comparison with the configuration of the thirteenth embodiment.
  • the ridge line of the convex portion 601c of the case 601 is in a plane orthogonal to the major axis direction.
  • FIG. 46 is a detailed perspective view of the case and the phosphor layer of the light source device according to the thirteenth embodiment.
  • FIG. 46 shows a configuration combining the twelfth embodiment and the thirteenth embodiment.
  • the case 603 surrounds the light guide 3 and exposes or projects a part of the light guide 3 from an opening formed by a long groove along the long axis direction.
  • a plurality of concave portions 601d (first concave portions) and convex portions 601c (first convex portions) are alternately formed on the surface surrounding the light guide 3 along the long axis direction.
  • the valley line of the concave portion 601d and the ridge line of the convex portion 601c are respectively in a plane orthogonal to the major axis direction.
  • a plurality of concave portions 602d (second concave portions) and convex portions 602c (second convex portions) are alternately formed on a surface surrounding the light guide 3 along a direction orthogonal to the major axis direction, and the convex portions 602c are formed.
  • a slope portion 602e facing the opening side is provided.
  • the concave portion 601d sandwiched between adjacent convex portions 601c is also a concave portion 602d sandwiched between adjacent convex portions 602c.
  • the valley line of the recess 602d and the ridge line of the projection 602c are parallel to the major axis direction.
  • the phosphor layer 5 (phosphor layer 51) is formed on the concave portions 602d and the concave portions 601d of the case 603 and a plurality of lattice-shaped concave portions and the inclined surface portion 602e.
  • the light guide 3 is supported by at least one vertex of the convex portion 601c of the case 603 (protrusion portion 601b) or one of the convex portions 602c of the case 603 (protrusion portion 602b).
  • the light guide support structure of the case 603 and the convex portions 601c and 602c of the case 603 that limit the incident angle of the light generated by the phosphor layer 5 to the light guide can be integrally formed.
  • the case 603 in the combined use with the twelfth embodiment has a configuration as shown in FIG. 46, the light whose incident angle to the light guide 3 is limited by the convex portion 601c of the case 603 is guided. Since the light is transmitted to the inside of the body 3, wide-angle incidence is limited, and the approach of the composite light to the crossing path (transmission path, fluorescence emission emission path) becomes more dominant than the approach of the composite light to the light guide path. . Further, the phosphor layer 5 (phosphor layer 51) formed on the inclined surface portion 602e facing the opening (for example, the opening 69a, see FIG. 44) of the case 603 uses the light from the light source 1 (light source 11) as composite light. , Toward the opening side, that is, the crossing path (transmission path, fluorescence emission path). As a result, the light source devices according to the twelfth and thirteenth embodiments have both effects.
  • the light source device is provided between the surface of the case surrounding the light guide and the outer peripheral surface of the light guide, or at least one of the surfaces of the case opposite to the surface surrounding the light guide.
  • a light reflection pattern provided in a line shape along the axial direction. In the process in which the light incident on the inside from the end propagates through the light guide, the phosphor layer captures the light emitted from the outer peripheral surface of the light guide by being scattered or specularly reflected by the light reflection pattern.
  • the irradiated object is irradiated with light incident on the inside from the protruding part and light generated by the phosphor layer.
  • the configurations of Embodiments 1 to 13 can be combined as appropriate.
  • 1 light source blue LED
  • 2 LED circuit 2a substrate, 2b connector, 2c heat sink, 3 light guide, 4 light reflection pattern (light guide reflection pattern, light scattering pattern), 5 phosphor layer, 6 case, 6a opening, 6b protrusion, 6c protrusion, 601 case, 601b protrusion, 601c protrusion, 601d protrusion, 601e protrusion, 601f slope (wall surface), 602 case (reflector), 602b protrusion, 602c protrusion Part, 602d concave part, 602e slope part, 603 case (reflector), 7 holder, 8 ultraviolet light shielding pattern (ultraviolet cut pattern, ultraviolet light cut filter), 11 light source (ultraviolet light source), 31 light guide (elliptical light guide) Body), 32 light guide (elliptical light guide), 33 light guide (pentagonal light guide), 34 light guide Square prism chamfered light guide), 35 Light guide (semicircular polygonal light guide), 36 Light

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Abstract

 光源装置の長手方向の照度の変動を抑え蛍光体の発光を効率的に被照射体に照射する。導光体(3)は、光源(1)から放射されて端部から内部に入射した光を長軸方向に伝搬させる。蛍光体層(5)は、導光体(3)の外周面を、長軸方向に沿った開口を除いて取り囲み、導光体(3)の外周面から出射される光の一部を吸収して蛍光を放射する。蛍光体層(5)と対向する導光体(3)の外周面に、光反射パターンを備える。端部から内部に入射した光が導光体(3)を伝搬する過程において、蛍光体層(5)は、光反射パターンで反射して導光体(3)の外周面から出射した光を捕捉し、一部を反射させると共に異なる波長の光を放射する。そして、蛍光体層(5)で放射した光を導光体(3)の内部へ透過させて、端部から内部に入射した光および蛍光体層で放射した光を、導光体(3)における蛍光体層(5)の開口から露出、または、突出した一部から被照射体に照射する。

Description

光源装置
 本発明は、帯状の光束を照射する光源装置に関する。より詳しくは、導光体と蛍光体を用いて帯状の光束を照射する光源装置に関する。
 紙媒体などに印刷形成された画像、文字、パターンなどの情報を電子化するときに用いられる複写機、スキャナー等の機器においては、キセノン(Xe)ランプなどの線状光源で読み取り対象物を照明するものが多い。例えば、特許文献1には、蛍光体非塗布部(帯状光投射部)を残して蛍光体膜とした、キセノンガスを放電媒体とするアパーチャ形の蛍光ランプが開示されている。
 また、線状光源としてXeランプの代わりに青色光や紫外光を発するLEDを用いる光源が普及している。例えば、特許文献2には、棒レンズの一端面からLEDの青色光を入射し、棒レンズの側面に配置された蛍光ストリップと非蛍光ストリップによって、複合「白色」光を発生する光源アセンブリが開示されている。
 特許文献3には、紫外線発光のLEDの上方に数タイプの発光色をブレンドした蛍光体を塗布した透明板(ガラス板等)が配置され、LEDから発した紫外光が蛍光体に当たって可視光を発光する長尺光源(線状光源)が開示されている。
 特許文献4には、光源の管内面に塗付されている蛍光体により紫外線から変換された可視光と、光源の開口部から直接放射された紫外線を蛍光体と反射膜からなる蛍光部材により変換された可視光とからなる合成可視光を原稿に照射する照明装置が開示されている。
 特許文献5には、外筒部としての反射シートの内面に蛍光体が印刷されたパターン、またはカバーの内面に蛍光体が印刷されたパターンを、導光体と接するように貼り付けまたは覆うライン光源が開示されている。
 特許文献6には、円筒状の透光筒の内周面の周方向における全周にわたる領域に、蛍光体層が設けられ、透光筒の長手方向に沿って延びるよう配設された基板上においてその長手方向に並んで配置された複数のLED素子からの光によって蛍光体が励起されてLED素子の発光による青色光のピーク波長より長波長の励起光(黄色光)を放射し、青色光および励起光(黄色光)が混色された混色光を放射する光源装置が開示されている。
 特許文献7には、導光体の背面の外面に可視域の長波長成分をカットするフィルタが配置された線状光源装置が開示されている。
特開2002-190919号公報 特開2000-127505号公報 特開2004-85824号公報 特開平10-79835号公報 特開2006-67197号公報 特開2011-250028号公報 特開2011-216945号公報
 特許文献1に記載の蛍光ランプでは、Xeガスの放電で発生した紫外光でガラス管内壁面に形成した蛍光体層を励起して蛍光させるために、Xeランプに数kVの高電圧を印加するので高電圧を生成するための電源回路が必要であるという課題がある。また、放電現象を利用していることにより発熱が大きく、ランプの温度上昇に伴い蛍光体の発光効率や輝度が低下し、時間と共に輝度が大きく変化してしまうという課題もあった。
 特許文献2に記載の光源アセンブリは、青色のLEDを使用するので低電圧で動作が可能である。しかし、ハウジングの内部に入っているキャリッジユニットの一部を構成する棒状の光源アセンブリの蛍光ストリップについては言及されているが、ハウジングやキャリッジユニットなどの周辺部材との取り合わせについては触れていない。
 特許文献3に記載の長尺光源は、紫外発光のLEDの上方に、蛍光体を塗布した透明板(ガラス板等)が配置される。光の照射方向に可視光(VR)と紫外線(UV)とが複合され、紫外線の強度が大きい場合には、読み取り対象物に対する紫外線のスペクトラム比率が高くなり、紫外線の強度が小さい場合には、蛍光の変換効率が悪くなるという課題がある。また、LEDを長手方向(読み取り幅方向)の長さに合わせて一列に多数配列するので経時変化などで個々のLEDの光変換効率に差が生じ均一な照明が困難になるという課題があった。LEDを一列に多数配列することに起因する課題は、特許文献6に記載の光源装置にもいえることである。
 特許文献4に記載の照明装置は、光源の管内面に蛍光体が塗布されるので、副走査方向と直交する領域に塗布された蛍光体の塗布厚のばらつきがあり、均一性を確保することが困難であるという課題がある。また、長筒状の光源が筐体フレームに保持されることに関する詳細については触れられていない。
 特許文献5に記載のライン光源は、外筒部としての反射シートの内面に蛍光体が印刷されたパターンまたはカバーの内面に蛍光体が印刷されたパターンを、導光体と接するように貼り付けまたは覆うので、蛍光体層の厚みを十分に確保できないため蛍光体の発光効率が低下するという課題がある。
 特許文献7に記載の線状光源装置は、蛍光される光の変換に関する詳細な記載がなく、蛍光体やその周辺部材との取り合わせについては触れられていない。
 この発明は上述のような課題を解決するためになされたものであり、光源装置の長手方向の照度の変動を抑えると共に蛍光体からの発光を効率的に被照射体に照射することを目的とする。
 上記目的を達成するため、本発明に係る光源装置は、光を放射する光源と、光源が端部に配置され、光源から放射されて端部から内部に入射した光を長軸方向に伝搬させる棒状の導光体と、導光体の外周面を、導光体の長軸方向に沿って連続する開口を除いて取り囲み、開口から導光体の一部を露出、または、突出させて、導光体の外周面から出射される光の一部を吸収して励起される蛍光を放射する蛍光体層と、少なくとも一部の蛍光体層と導光体の内部を介して対向する位置の導光体の外周面に、長軸方向に沿ってライン状に設けた光反射パターンと、を備える。端部から内部に入射した光が導光体を伝搬する過程において、蛍光体層は、光反射パターンで散乱または正反射して導光体の外周面から出射した光を捕捉し、捕捉した光の一部を反射させると共に当該光とは異なる波長の光を放射する。そして、蛍光体層で放射した光を導光体の内部へ透過させて、端部から内部に入射した光および蛍光体層で放射した光を、導光体における蛍光体層の開口から露出、または、突出した一部から被照射体に照射する。
 本発明によれば、光源装置の長手方向の照度の変動を抑えると共に蛍光体からの発光を効率的に被照射体に照射することができる。
本発明の実施の形態1に係る光源装置を導光体の長軸に直交する方向に見た断面図である。 実施の形態1に係る光源装置の斜視図である。 実施の形態1に係る光源装置の分解斜視図である。 実施の形態1に係る光源装置を導光体の長軸方向に見た断面図である。 実施の形態1に係る光源装置の長軸方向の光路を示す断面図である。 実施の形態1に係る光源装置の長軸方向に直交する光路を示す断面図である。 実施の形態1の変形例に係る光源装置を示す分解斜視図である。 実施の形態1の変形例に係る光源装置を導光体の長軸方向に見た断面図である。 蛍光体の厚みと発光輝度との関係を説明する図である。 実施の形態1に係る光源装置の照明発光特性を示す図である。 本発明の実施の形態2に係る光源装置を導光体の長軸に直交する方向に見た断面図である。 実施の形態2に係る光源装置の斜視図である。 実施の形態2に係る光源装置を導光体の長軸方向に見た断面図である。 実施の形態2に係る光源装置の紫外線カットフィルターの特性を示す図である。 実施の形態1または2に係る光源装置の反射パターンの幅を示す断面図である。 反射パターンの幅の異なる例を示す断面図である。 実施の形態1または2に係る光源装置の突起部の位置の反射パターンを示す断面図である。 突起部の中間の位置の反射パターンを示す断面図である。 本発明の実施の形態3に係る光源装置の突起部の位置における蛍光体層を示す断面図である。 実施の形態3に係る光源装置の突起部の中間の位置の蛍光体層を示す断面図である。 実施の形態3に係る光源装置の異なる例における突起部の位置の蛍光体層を示す断面図である。 異なる例における突起部の中間の位置の断面図である。 本発明の実施の形態4に係る光源装置の突起部の位置を示す断面図である。 実施の形態4に係る光源装置の突起部の中間の位置を示す断面図である。 本発明の実施の形態5に係る光源装置の突起部の位置を示す断面図である。 実施の形態5に係る光源装置の突起部の中間の位置を示す断面図である。 実施の形態5の変形例に係る光源装置の突起部の位置を示す断面図である。 変形例に係る光源装置の突起部の中間の位置を示す断面図である。 本発明の実施の形態6に係る光源装置の突起部の位置を示す断面図である。 実施の形態6に係る光源装置の突起部の中間の位置を示す断面図である。 実施の形態6の変形例に係る光源装置の突起部の位置を示す断面図である。 変形例に係る光源装置の突起部の中間の位置を示す断面図である。 本発明の実施の形態7に係る光源装置の突起部の位置を示す断面図である。 実施の形態7に係る光源装置の突起部の中間の位置を示す断面図である。 実施の形態7の変形例に係る光源装置の突起部の位置を示す断面図である。 変形例に係る光源装置の突起部の中間の位置を示す断面図である。 本発明の実施の形態8に係る光源装置の中央部付近の断面図である。 実施の形態8に係る光源装置を長軸に直交する方向に見た断面図である。 本発明の実施の形態9に係る光源装置のホルダー近傍の分解斜視図である。 実施の形態9に係る光源装置の導光体部分の断面図である。 実施の形態9の変形例に係る光源装置の導光体部分の断面図である。 本発明の実施の形態10に係る光源装置のホルダー近傍の分解斜視図である。 実施の形態10に係る光源装置を長軸方向に見た断面図である。 実施の形態10に係る光源装置の導光体とケースの斜視図である。 本発明の実施の形態11に係る光源装置を導光体の長軸に直交する方向に見た断面図である。 実施の形態11に係る光源装置のホルダー近傍の分解斜視図である。 実施の形態11に係る光源装置を長軸方向に見た断面図である。 実施の形態11の異なる構成に係る光源装置を長軸方向に見た断面図である。 実施の形態11の変形例に係る光源装置を長軸方向に見た断面図である。 実施の形態11の異なる変形例に係る光源装置を長軸方向に見た断面図である。 本発明の実施の形態12に係る光源装置のホルダー近傍の分解斜視図である。 実施の形態12に係る光源装置の導光体部分の透視図である。 実施の形態12に係る光源装置のホルダー近傍の断面図である。 実施の形態12に係る光源装置のケースおよび蛍光体層の詳細断面図である。 実施の形態12に係る光源装置のケースおよび蛍光体層の詳細断面図である。 実施の形態12に係る光源装置のケースおよび蛍光体層の詳細断面図である。 実施の形態12に係る光源装置のケースおよび蛍光体層の詳細断面図である。 本発明の実施の形態13に係る光源装置のケースおよび蛍光体層の詳細斜視図である。 複合光の出力角度をケースの開口側に制限する作用を説明する断面図である。 実施の形態13に係る光源装置を長軸方向に見た断面図である。 実施の形態13に係る光源装置のケースおよび蛍光体層の詳細斜視図である。 実施の形態13に係る光源装置のケースおよび蛍光体層の詳細斜視図である。
 以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、図中、同一または同等の部分には同じ符号を付す。
 実施の形態1.
 図1は、本発明の実施の形態1に係る光源装置を導光体の長軸に直交する方向に見た断面図である。図2は、実施の形態1に係る光源装置の斜視図である。光源装置は、LED回路2、導光体3、ケース6およびホルダー7を備える。LED回路2は、光源1、基板2aおよびコネクタ2bから構成される。導光体3は、ケース6に収められる。導光体3およびケース6は、端部がホルダー7に保持される。導光体3は、中心軸が長手方向の柱状(棒状)である。導光体3の柱状の中心軸の方向を長軸方向(または長手方向)、長軸方向に直交する方向を短軸方向(または短手方向)という。また、導光体3の中心軸に交わる外面を端面、中心軸に平行な直線(母線)の移動によって描かれる外面を側面または外周面という。
 ケース6は、導光体3の長軸方向に沿って形成された帯状の開口6aを除いて、導光体3の外周面を取り囲む。導光体3の端部に端面に対向して、光源1が配置される。光源1は、基板2aに実装されている。光源1が導光体3の端面に対向するように、LED回路2がホルダー7に保持される。光源1は、例えばLED(Light Emitting Diode)である。実施の形態1では、光源1は、波長が約430nm~470nmの青色光を放射する。
 基板2aにはコネクタ(外部端子)2bが接続し、コネクタ2bを経由して、光源1に電力が供給される。基板2aは例えば、ガラスエポキシ樹脂から形成される。基板2aの光源1が実装される面と反対の面に放熱板を備えてもよい。以下の図面では、コネクタ2bおよび放熱板2cを省略しているものがある。
 導光体3は透明なソーダガラス、透明な樹脂、または透過率が80%程度の透明サファイアなど、1.5以上の屈折率(n)を有する材質を棒状に成形加工したもので、端部を鏡面処理してある。光源1が放射する光は、導光体3の端部から導光体3に入射する。導光体3は、端部から内部に入射した光を導光体3の長手方向(長軸方向)に沿って導光する。
 図3は、実施の形態1に係る光源装置の分解斜視図である。図4は、実施の形態1に係る光源装置を導光体の長軸方向に見た断面図である。導光体3の外周面とケース6の導光体3を取り囲む面の間に、蛍光体層5が介在している。導光体3に導かれる光は、外周面から出射し、蛍光体層5に捕捉される。蛍光体層5は、捕捉した光の一部を吸収して励起される蛍光を放射する。蛍光体層5に捕捉された光の一部は、蛍光体層5で反射される。蛍光体層5が放射する蛍光と反射光は、導光体3の外周面から入射する。
 導光体3に導かれる光の一部と、蛍光体層5が放射する蛍光は、ケース6の開口6aから外部に出射される。開口6aから出射する光は、長軸方向に幅の広い帯状の光束を形成し、原稿(被照射体)(図2参照)の読み取り位置を照射する。
 導光体3の内部を長軸方向に通過する光の経路を導光路と呼び、導光体3の長軸方向と直交する方向を通過する光の経路を横断路(透過路)と呼ぶ。横断路(透過路)は、蛍光発光射出経路ともいえる。なお、本実施の形態に係る光源装置における出射領域へ光が導光される経路は、横断路(透過路)が支配的になっているものといえる。また、長軸方向は、本願に係る光源装置が搭載される画像読み取り機器の主走査方向に相当し、長軸方向と直交する方向(短軸方向、短手方向)は、画像読み取り機器の副走査方向(原稿などの被照射体が搬送される搬送方向)に相当する。
 図4に示す例では、円柱状の導光体3の外周面に対して0.1mm程度の所定の隙間(d)を隔てた内周面に蛍光体層(蛍光体)5を塗布した白色のケース6(反射板、ケース、または、屈曲反射板ともいう)が、導光体3を取り囲むように設置される。導光体3の外周面とケース6の内周面(導光体3を取り囲む側の面)とは、長軸方向に直交する断面が中心を同一とする同心円状に構成される。導光体3およびケース6の中心軸は、読み取り領域(有効読取幅)に平行である。
 ケース6には、長軸方向に沿って長軸方向と直交する幅が一定の長溝を形成することで光を被照射体に出射する取り出し口(出射領域)となる開口6aが形成されている。この長軸方向に沿って長溝で構成した開口6aから、導光体3の一部を露出している。実施の形態1~9では図示していないが、開口6aから導光体3の一部を突出させてもよい。開口6aの長軸方向に沿った縁(ケース6、または、ケース6および蛍光体層5の長軸方向に沿った端部に相当)を長溝端部と呼ぶ。
 開口6aの両側の長溝端部と所定の隙間を空けて対向する導光体3の外周面には、長軸方向に沿ってライン状の光反射パターン4が設けられる。ライン状とは、光反射パターン4が長軸方向に沿って連続していないものやパターンのピッチが変化しているものも含み、総じて長軸方向に連なって形成されていることをいう。光反射パターン4は、例えば、シルク印刷などで塗布された白色の光反射部材、または導光体3に直接切溝で形成したレンチキュラーレンズやプリズムパターンを用いて、形成される。
 図4の例では、光反射パターン4(導光体反射パターン、光散乱パターン)が互いに平行して、長軸方向に沿って二列形成される。光反射パターン4は長軸方向に沿って一列であってもよい。光反射パターン4は、蛍光体層5の少なくとも一部と導光体3の内部を介して対向する位置の導光体3の外周面に、長軸方向に沿って設けられている。
 導光体3の導光路を通過する青色光の一部は光反射パターン4で散乱または正反射して導光体3の内部の横断路を透過して、導光体3の光反射パターン4に対向する表面から出射し、ケース6の蛍光体層5で捕捉される。光反射パターン4は、長溝端部からはみ出し、開口6a側に一部または全部出ていてもよい(長軸方向および短軸方向ともに)。
 実施の形態1を含む本願に係る光源装置(ライン光源)における開口6aは、一箇所に形成されたものを説明しているが、長軸方向に沿った開口6aを図4の断面でみて二箇所に形成して、二方向に光(後述の複合光)を照射してもよい。図3では長軸方向の端部におけるケース6の開口6aによって切り欠き状になっている部分を接続した状態、すなわち、開口がケース6の端面に形成された導光体3を通す穴とつながっていない状態にすることで、容易に開口6aを長軸方向に沿って二箇所に形成することができる。
 ケース6の内面(導光体3の外周面を取り囲む面)には、例えば、約50μmの厚み(t)の蛍光体層5が塗布される。蛍光体層5には、例えば、波長が約600nm程度の赤色発光する蛍光体と波長が525nm程度の緑色発光する蛍光体とが混合して塗布される。蛍光体層5で青色光を捕捉し、一部の青色光は蛍光体層5で反射し、導光体3の内部を横断して開口6aから被照射体に照射される。その他の青色光は蛍光体層5で吸収され励起された蛍光を放射する。すなわち、蛍光体層5は青色光とは異なる波長の光に変換された2種の複合光(混色光)を放射する。
 蛍光体層5から放射された蛍光は、導光体3の内部を横断して開口6aから複合光として被照射体に照射される。したがって青色光、赤色光、緑色光が混合した擬似白色光が被照射体に照射される。なお、導光体3は図3に示すようにケース6の両端部と中央部に設けた突起部6bで固定される。蛍光体層5がシート状のものである場合は、突起部6bが、蛍光体層5の孔部を介して、導光体3を支持することができることが図3から分かる。また、蛍光体層5がシート状のものである場合は、蛍光体層5の孔部に突起部6bを挿入することで、蛍光体層5の位置決めを、突起部6b、つまり、ケース6によって行うことができる。
 実施の形態1に係る光源装置は、中空部を有するホルダー7の中空部の一端側にLED回路2の基板2aに載置した光源1を収納し、他端側に導光体3を組み込んだケース6の端部を挿入することで構成される。図1では、ホルダー7はケース6の両端側に設けられ、光源1から照射される青色光は導光体3の両側から入射するものを図示している。導光体3の片方の端部だけにホルダー7および光源1を配設する構成でもよいことはいうまでもない。以下、光源1とホルダー7との関係について説明する。
 導光体3の端部に設けられる青色発光の光源1が実装される基板2aは、その保持機構であるホルダー7で固定される。LED回路2は、導光体3とケース6に対して、光源1の光学軸と導光体3の端部で光が通過する照射軸の中心の光学位置が一致するように取り付けられる。光源1には単数または複数の青色LEDが含まれる。ホルダー7は、導光体3の端部に対して所定の間隔で光源1を保持し、光源1から出射する青色光が安定して導光体3の内部に取り込まれるように構成される。
 ホルダー7は、導光体3やケース6の位置ずれを防止するために、例えば、図1に示す2段の嵌め合わせの差込構造を有し、導光体3の両端部で位置決めを行う構造とされる。導光体3に対するホルダー7の嵌め合わせは、例えば導光体3の直径が4mmでは、2mm以上の深さとし、光源1から入射される青色光が導光体3の表面に対して全反射角よりも小さな角度で入射した光だけが導光体3の内部へ入射するように構成される。ホルダー7の外部においては光源1の直接光が照明光として直接関与しない構造としている。なお、ホルダー7の近傍で、図3では長軸方向の端部におけるケース6の開口6aによって切り欠き状になっている部分を接続させて、長軸方向に沿った開口6aを二箇所に形成することによって、光源装置の性能劣化を防ぐことができる。
 以下、実施の形態1に係る光源装置の作用を説明する。図5は、実施の形態1に係る光源装置の長軸方向の光路を示す断面図である。図6は、実施の形態1に係る光源装置の長軸方向に直交する光路を示す断面図である。
 光源1から発せられた光は、透明材料から形成された円柱状(棒状)の導光体3の内部を一端側から他端側に向かって導光される。端部から内部に入射した青色光を長軸方向に沿って反射させながら伝搬させる過程において、導光体3に設けられた光反射パターン4で光は散乱または正反射され、蛍光体層5へ照射される。蛍光体層5で発光した蛍光と蛍光体層5で反射された青色光が混色し、導光体3を経由してケース6の開口6aから出射する。そして、開口6aに対向して載置された原稿などの被照射体に向かって、蛍光と青色光との複合光(混色光)が照射される。
 導光体3は外部空間より高い屈折率を有しているので、導光体3の端部から入射した光は鏡面状態の導光体3の表面に到達したとき、全反射角よりも大きな角度で入射し、表面で全反射されることにより導光体3内部の導光路を伝搬する。
 導光体3の内部を伝搬する光の一部は光反射パターン4で反射し、反射角が変更され、全反射角より小さな角度で導光体3の表面から外部へ出射する。出射する光はケース6の内面に塗布された蛍光体層5に照射される。ケース6は、突起部6bによる導光体3の支持部材としてだけでなく、ケース6における導光体3を取り囲む側の面と導光体3の外周面との間に設けられた蛍光体層5の支持部材としての役目も担っている。実施の形態1において、ケース6は、ケース6の導光体3側にあるケース6の内面に形成される蛍光体層5の支持基板(支持部材)としての役目も担っているといえる。
 導光体3の外周面とケース6の内周面とは所定の隙間(ギャップ)で保持される。この隙間を一定にすることにより、蛍光体層5の導光体3に対する位置の安定性を確保する。例えば、図3および図4に示すように、ケース6には、両端部および中央部の3箇所の内面に約0.1mmの高さの導光体3との接触面積が小さい突起部6b(導光体3の支持部材)が形成されている。突起部6bと導光体3とが密接することにより、ケース6の内面に形成されている蛍光体層5と導光体3との間に所定の隙間(d>t)を維持する。
 蛍光体層5は、赤色や緑色(黄緑色)などの蛍光波長を持つ染料または顔料から形成される。蛍光体層5は、少なくとも導光体3の光反射パターン4に対向するケース6の内面に形成される。導光体3から蛍光体層5へ照射される青色光は、蛍光体層5からの蛍光および蛍光体層5の表面で反射した青色光の拡散反射光の複合光となる。複合光は、導光体3の横断路を透過してケース6の開口6aより放射される。その結果、被照射体に対して複合光(疑似白色光)が照射される。
 実施の形態1では、ケース6の突起部6bはケース6の両端部および中央部に設けられている。導光体3と蛍光体層5が塗布されたケース6との隙間を維持する機構として、実施の形態1では長軸方向に所定間隔の突起部6bをケース6の内面に形成している。突起部6bで導光体3を支持するので、蛍光体層5の保持や蛍光体層5と導光体3との距離の設定が容易である。
 突起部6bの代わりに、図7および図8に示すように、長軸方向に一様に連続的に、長軸方向に沿った稜線を有する突起部6cを形成してもよい。例えば三角柱や半円柱状の突起部6cを連続的にライン状に形成することで、導光体3と蛍光体層5との位置関係を保持する機構としてもよい。この場合には、ケース6の長軸方向に直交する断面の形状が長軸方向に亘って同一になるので、ケース6の成形加工が容易になる。
 図9は、蛍光体の厚みと発光輝度との関係を説明する図である。実施の形態1では、蛍光体層5を例えば約50μmの膜厚とした。図9に示すように、青色光を照射した際に発光強度が飽和する厚みで蛍光体層5を形成することにより、蛍光を生成する変換効率を向上させて、省エネルギー化を図ると共に蛍光体層5の膜厚のばらつきによる発光強度が不均一になることを防止することができる。
 図10は、実施の形態1に係る光源装置の照明発光特性を示す図である。図10に示す例では、450nm程度のピーク波長と、約500~630nmに亘る蛍光体で発光した複合光とが合わさり白色光を呈する。
 以上説明したように、実施の形態1に係る光源装置では、蛍光体層5で反射した青色光と蛍光体層5で生成された複合光は混色し、導光体3の内部を透過し、ケース6の開口6aから被照射体に白色の照明光を与える。導光体3が円柱状の形状をしているので、蛍光体層5の表面で反射した反射光や生成された蛍光は導光体3で集光され、そのレンズ効果により、被照射体に対する照明照度を向上させるという効果がある。
 実施の形態2.
 実施の形態2では、紫外線発光LEDを用いる。光源および蛍光体層並びに紫外線遮光パターン(紫外線カットパターン、紫外線カットフィルター)に関する構成以外は、実施の形態1および2に係る光源装置ともに基本的に同じである。図11は、本発明の実施の形態2に係る光源装置を導光体の長軸に直交する方向に見た断面図である。図12Aは、実施の形態2に係る光源装置の斜視図である。図12Bは、実施の形態2に係る光源装置を導光体の長軸方向に見た断面図である。図11~図12Bでは、図1、図2および図4と同一符号は、同一または相当部分を示す。
 光源11は、例えば、紫外線を発光するLEDを用いて、波長が約350nm~380nmの光を放射する。LED回路2は、エポキシ材などの基板2aに光源11を載置すると共に外部からの電源を光源11に供給するコネクタ2bとからなる。導光体3は透明なソーダガラス、透明な樹脂、または透過率が80%程度の透明サファイアなど、1.5以上の屈折率(n)を有する部材を棒状に成形加工したもので、端部を鏡面処理してある。
 導光体3の端部から光源11の光を入射させ、内部に入射した紫外光(紫外線)を長手方向(長軸方向)に沿って導光する。この導光体3の内部を長軸方向に通過する光の経路を導光路と呼び、導光体3の長軸方向と直交する方向を通過する光の経路を横断路(透過路)と呼ぶ。
 実施の形態1と同様に、円柱状(棒状)の導光体3の外周面に対して0.1mm程度の所定の隙間を隔てた内周面に蛍光体層51を塗布した白色のケース6が導光体3を取り囲むように設置される。
 ケース6には、長軸方向に沿って長軸方向と直交する幅が一定の長溝を形成することで光を被照射体に出射する取り出し口(出射領域)となる開口6aが形成されている。この長軸方向に沿って長溝で構成した開口6aから、導光体3の一部を露出している。開口6aから導光体3の一部を突出させてもよい。
 開口6aの両側の長溝端部と所定の隙間を空けて対向する導光体3の外周面には、長軸方向に沿ってライン状の光反射パターン4が設けられる。ライン状とは、光反射パターン4が長軸方向に沿って連続していないものやパターンのピッチが変化しているものも含み、総じて長軸方向に連なって形成されていることをいう。光反射パターン4は、例えば、シルク印刷などで塗布された白色の光反射部材、または導光体3に直接切溝で形成したレンチキュラーレンズやプリズムパターンを用いて、形成される。
 実施の形態1と同様に、光反射パターン4(導光体反射パターン、光散乱パターン)が互いに平行して、長軸方向に沿って二列形成される。光反射パターン4は長軸方向に沿って一列であってもよい。光反射パターン4は、蛍光体層51の少なくとも一部と導光体3の内部を介して対向する位置の導光体3の外周面に、長軸方向に沿って設けられている。
 導光体3の導光路を通過する青色光の一部は光反射パターン4で散乱または正反射して導光体3の内部の横断路を透過して、導光体3の光反射パターン4に対向する表面から出射し、ケース6の蛍光体層51で捕捉される。光反射パターン4は、長溝端部からはみ出し、開口6a側に一部または全部出ていてもよい(長軸方向および短軸方向ともに)。
 ケース6の内面(導光体3の外周面を取り囲む面)には、例えば、約50μmの厚み(t)の蛍光体層51が塗布される。蛍光体層51には、例えば、波長が約600nm程度の赤色発光する蛍光体、波長が525nm程度の緑色発光する蛍光体、および波長が450nm程度の青色発光させる蛍光体が混合して塗布される。蛍光体層51で青色光を捕捉し、一部の紫外光は蛍光体層51で反射し、導光体3の内部を横断して開口6aから被照射体に照射される。その他の紫外光は蛍光体層51で吸収され励起された蛍光を放射する。すなわち、蛍光体層51は紫外光とは異なる波長の光に変換された3種の複合光(混色光)を放射する。
 蛍光体層51から放射された蛍光は、導光体3の内部を横断して開口6aから複合光として被照射体に照射される。したがって青色光、赤色光、緑色光が混合した擬似白色光が被照射体に照射される。
 実施の形態2に係る光源装置は、中空部を有するホルダー7の中空部の一端側にLED回路2の基板2aに載置した光源11を収納し、他端側に導光体3を組み込んだケース6の端部を挿入することで構成される。図11では、ホルダー7はケース6の両端側に設けられ、光源11から照射される紫外光は導光体3の両側から入射するものを図示している。導光体3の片方の端部だけにホルダー7および光源11を配設する構成でもよいことはいうまでもない。光源1とホルダー7との関係、および、光源装置の作用は実施の形態1と同様である。
 実施の形態2では、紫外光が被照射体に照射されないように、開口6aから出射する紫外光を遮光する紫外線遮光部が形成されている。実施の形態2では、紫外線遮光部として、導光体3の開口6aの部分に形成された、紫外線遮光パターン8(紫外線カットパターン、紫外線カットフィルター)を例に挙げる。実施の形態2に係る光源装置には、二列の光反射パターン4に挟まれた導光体3の外周面に、長軸方向に沿ってケース6の開口6aから出射する紫外光を遮光する紫外線遮光パターン(紫外線カットフィルター)8を設けている。導光体3の外周面に、光反射パターン4が片側の長溝端部の近傍に一列のみ形成されている場合、紫外線遮光パターン(紫外線カットフィルター)8は、二つの長溝端部に挟まれた部分に形成される。
 図13は、実施の形態2に係る光源装置の紫外線カットフィルターの特性を示す図である。紫外線カットフィルター8は、遮断波長が約430nm付近にあり、430nm以下の短波長側の光を透過させず、青色光を含む430nmより長波長側の光を透過させる。紫外線カットフィルター8には、紫外線をカットするフィルター材料を導光体3に塗布または蒸着して用いる。
 蛍光体層51などで反射された紫外光が照明光としては不要である場合は、紫外線遮光部である紫外線遮光パターン(紫外線カットフィルター)8を光源装置に形成すればよい。その結果、紫外線カットフィルター8を透過した蛍光の可視光のみが被照射体に照射される。本実施の形態2では実施の形態1で説明した青色LEDを用いた図10に示す発光スペクトルに比べて、青色発光成分に強い発光輝度のピークが無い発光スペクトルを得ることが可能となる。すなわち、実施の形態2に係る光源装置は、可視光領域でフラットな発光スペクトルを持つ照明となり得る。
 実施の形態2に係る光源装置では、導光体3から開口6aに出射する紫外光は紫外線カットフィルター8で遮光される。蛍光体層51で生成された複合光は導光体3の内部を透過してケース6の開口6aから被照射体に白色の照明光を与える。実施の形態1と同様に、導光体3が円柱状の形状をしているので、蛍光体層5で生成した蛍光は導光体3で集光され、そのレンズ効果により、被照射体に対する照明照度を向上させるという効果もある。
 実施の形態1および2に係る光源装置では、光反射パターン4の幅(短軸方向の幅)について言及しなかったが、光反射パターン4の幅は、光源装置に必要な光束や導光体3または蛍光体層5、51の特性などに応じて変化させてよい。図14Aは、実施の形態1または2に係る光源装置の反射パターンの幅を示す断面図である。図14Bは、反射パターンの幅の異なる例を示す断面図である。光反射パターン4の幅は、図14Aに示すW1=0.2mm程度から図14Bに示すW2=0.3mm程度が適当である。
 実施の形態1および2に係る光源装置では、光反射パターン4の位置は、長溝で形成した開口6aのそれぞれの端部と隙間を空けて対向する導光体3の外周面に設けられている。前述したように、光反射パターン4は、長溝端部からはみ出し、開口6a側に一部または全部出ていてもよい(長軸方向および短軸方向ともに)。光反射パターン4の一部が開口6aにはみ出した例を図15Aおよび図15Bに示す。図15Aは、実施の形態1または2に係る光源装置の突起部の位置の反射パターンを示す断面図である。図15Bは、突起部の中間の位置の反射パターンを示す断面図である。図15Aおよび図15Bに示すように、光反射パターン4の一部が開口6a側に入り込んでいても、実施の形態1および2で説明したものと同様な効果を奏する。
 実施の形態3.
 図16Aは、本発明の実施の形態3に係る光源装置の突起部の位置における蛍光体層を示す断面図である。図16Bは、実施の形態3に係る光源装置の突起部の中間の位置の蛍光体層を示す断面図である。実施の形態3では、長軸方向と直交する方向の幅が一定の長軸方向に沿った複数のライン上の蛍光体層5(または蛍光体層51)を設ける。
 実施の形態1および2では、ケース6の内面全域に蛍光体層5(蛍光体層51)を設けているのに対して、実施の形態3では、蛍光体層5をストライプ状に形成する。隣接する蛍光体層5(蛍光体層51)間にスリット部を設ける。また、少なくとも蛍光体層5(蛍光体層51)が塗布(形成)されないケース6の内表面領域を黒色などの光吸収材で形成し、光が反射しないようにする。ケース6の内表面で青色光を吸収し、図10に示す青色光成分の輝度を軽減して蛍光体層発光成分の輝度に近づけることができる。すなわち、ケース(反射板)6に黒色プラスチィック樹脂を適用することで白色発光スペクトルの輝度調節も可能である。輝度調節が必要ない場合は、ケース6の内表面領域を黒色をとせず、白色としても実施の形態3に係る光源装置を実施できる。
 図17Aは、実施の形態3に係る光源装置の異なる例における突起部の位置の蛍光体層を示す断面図である。図17Bは、異なる例における突起部の中間の位置の断面図である。実施の形態1および2では、ケース6の内面全域に蛍光体層を塗布したが、図17に示すように蛍光体層5の塗布領域はケース6の内面全域にしなくてもよい。例えば、開口6aと対向するケース6の領域を中心に2mm幅で3ライン程度の蛍光体層5を設ける。さらに、黒色のケース6を用いることにより、青色光成分の輝度を軽減することができる。このような方法での輝度調節が必要ない場合は、ケース6の内面表面領域を黒色をとせず、白色としても実施の形態3に係る光源装置を実施できる。
 実施の形態4.
 図18Aは、本発明の実施の形態4に係る光源装置の突起部の位置を示す断面図である。図18Bは、実施の形態4に係る光源装置の突起部の中間の位置を示す断面図である。実施の形態4では、長軸に直交する断面が楕円状の導光体31を用いる。導光体31に合わせて、ケース61の長軸に直交する断面の概形を楕円にしている。
 長軸に直交する断面が楕円状である棒状の導光体31の外周面に対して、0.1mm程度の所定の隙間を隔てて内周面に蛍光体を塗布した白色のケース61が導光体31を取り囲むように配置される。それ以外の構成は実施の形態1と同様である。
 ケース61には、長軸方向に沿って長軸方向と直交する幅が一定の長溝を形成することで光を被照射体に出射する取り出し口(出射領域)となる開口61aが形成されている。ケース61は、導光体31の長軸方向に沿って形成された帯状の開口61aを除いて、導光体31の外周面を取り囲む。この長軸方向に沿って長溝で構成した開口61aから、導光体31の一部を露出している。開口61aから導光体31の一部を突出させてもよい。開口61aの長軸方向に沿った縁(ケース61、または、ケース61および蛍光体層5の長軸方向に沿った端部に相当)を長溝端部と呼ぶ。
 開口61aの両側の長溝端部と所定の隙間を空けて対向する導光体31の外周面には、長軸方向に沿ってライン状の光反射パターン4が設けられる。ライン状とは、光反射パターン4が長軸方向に沿って連続していないものやパターンのピッチが変化しているものも含み、総じて長軸方向に連なって形成されていることをいう。光反射パターン4は、例えば、シルク印刷などで塗布された白色の光反射部材、または導光体31に直接切溝で形成したレンチキュラーレンズやプリズムパターンを用いて、形成される。
 図18の例では、光反射パターン4(導光体反射パターン、光散乱パターン)が互いに平行して、長軸方向に沿って二列形成される。光反射パターン4は長軸方向に沿って一列であってもよい。光反射パターン4は、蛍光体層5の少なくとも一部と導光体31の内部を介して対向する位置の導光体31の外周面に、長軸方向に沿って設けられている。
 導光体31の導光路を通過する青色光の一部は光反射パターン4で散乱または正反射して導光体31の内部の横断路を透過して、導光体31の光反射パターン4に対向する表面から出射し、ケース61の蛍光体層5で捕捉される。光反射パターン4は、長溝端部からはみ出し、開口6a側に一部または全部出ていてもよい(長軸方向および短軸方向ともに)。
 ケース61の内面(導光体31の外周面を取り囲む面)には、例えば、約50μmの厚みの蛍光体層5が塗布される。蛍光体層5には、例えば、波長が約600nm程度の赤色発光する蛍光体と波長が525nm程度の緑色発光する蛍光体とが混合して塗布される。蛍光体層5で青色光を捕捉し、一部の青色光は蛍光体層5で反射し、導光体31の内部を横断して開口61aから被照射体に照射される。その他の青色光は蛍光体層5で吸収され励起された蛍光を放射する。すなわち、蛍光体層5は青色光とは異なる波長の光に変換された2種の複合光(混色光)を放射する。
 蛍光体層5から放射された蛍光は、導光体31の内部を横断して開口61aから複合光として被照射体に照射される。したがって青色光、赤色光、緑色光が混合した擬似白色光が被照射体に照射される。なお、光源1とホルダー7との関係および光源装置の作用については、実施の形態1と同様である。
 以上説明したように、実施の形態4に係る光源装置では、蛍光体層5で反射した青色光と蛍光体層5で生成された複合光は混色し、導光体31の内部を透過し、ケース61の開口61aから被照射体に白色の照明光を与える。導光体31が楕円状の断面形状なので、蛍光体層5の表面で反射した反射光や生成された蛍光は導光体31で集光され、そのレンズ効果により、被照射体に対する照明照度を向上させるという効果がある。また、楕円形の端面に対向して多数のLEDを実装できる利点がある。
 実施の形態4に係る光源装置は、実施の形態2と同様に、光源1および蛍光体層5を光源11および蛍光体層51に置換し、導光体31に紫外線遮光パターン8を形成して、紫外光を用いる形態にしてもよい。この場合、開口61aに到達した紫外光は紫外線遮光パターン8で遮光され、蛍光体層51で生成された複合光は導光体31の内部を透過してケース61の開口61aから被照射体に白色の照明光を与える。すなわち、蛍光体層51は紫外光とは異なる波長の光に変換された3種の複合光(混色光)を生成する。
 実施の形態5.
 図19Aは、本発明の実施の形態5に係る光源装置の突起部の位置を示す断面図である。図19Bは、実施の形態5に係る光源装置の突起部の中間の位置を示す断面図である。実施の形態5では、長軸に直交する断面が、楕円形の一部に切り欠き部62cが形成された形状である、導光体32を用いる。
 図19A、19Bに示されるように、導光体32の切り欠き部62cの長軸方向に沿った辺に接して、両側に長軸方向に沿った光反射パターン4を設ける。切り欠き部62cを除く導光体32の外周面に対して、0.1mm程度の所定の隙間を隔てて内周面に蛍光体層5を塗布した白色のケース62が導光体32を取り囲むように配置される。それ以外の構成は実施の形態1と同様である。
 ケース62には、長軸方向に沿って長軸方向と直交する幅が一定の長溝を形成することで光を被照射体に出射する取り出し口(出射領域)となる開口62aが形成されている。ケース62は、長軸方向に沿って形成された帯状の開口62aを除いて、導光体32の外周面を取り囲む。この長軸方向に沿って長溝で構成した開口62aから、導光体32の一部を露出している。開口62aから導光体32の一部を突出させてもよい。開口62aの長軸方向に沿った縁(ケース62、または、ケース62および蛍光体層5の長軸方向に沿った端部に相当)を長溝端部と呼ぶ。
 開口62aの両側の長溝端部と所定の隙間を空けて対向する導光体32の外周面には、長軸方向に沿ってライン状の光反射パターン4が設けられる。ライン状とは、光反射パターン4が長軸方向に沿って連続していないものやパターンのピッチが変化しているものも含み、総じて長軸方向に連なって形成されていることをいう。光反射パターン4は、例えば、シルク印刷などで塗布された白色の光反射部材、または導光体32に直接切溝で形成したレンチキュラーレンズやプリズムパターンを用いて、形成される。
 実施の形態5では、光反射パターン4(導光体反射パターン、光散乱パターン)が互いに平行して、長軸方向に沿って二列形成される。光反射パターン4は長軸方向に沿って一列であってもよい。光反射パターン4は、蛍光体層5の少なくとも一部と導光体32の内部を介して対向する位置の導光体32の外周面に、長軸方向に沿って設けられている。
 導光体32の導光路を通過する青色光の一部は光反射パターン4で散乱または正反射して導光体32の内部の横断路を透過して、導光体32の光反射パターン4に対向する表面から出射し、ケース62の蛍光体層5で捕捉される。光反射パターン4は、長溝端部からはみ出し、開口62a側に一部または全部が出ていてもよい(長軸方向および短軸方向ともに)。
 ケース62の内面(導光体32の外周面を取り囲む面)には、例えば、約50μmの厚みの蛍光体層5が塗布される。蛍光体層5には、例えば、波長が約600nm程度の赤色発光する蛍光体と波長が525nm程度の緑色発光する蛍光体とが混合して塗布される。蛍光体層5で青色光を捕捉し、一部の青色光は蛍光体層5で反射し、導光体32の内部を横断して開口62aから被照射体に照射される。その他の青色光は蛍光体層5で吸収され励起された蛍光を放射する。すなわち、蛍光体層5は青色光とは異なる波長の光に変換された2種の複合光(混色光)を放射する。
 蛍光体層5から放射された蛍光は、導光体32の内部を横断して開口62aから複合光として被照射体に照射される。したがって青色光、赤色光、緑色光が混合した擬似白色光が被照射体に照射される。なお、光源1とホルダー7との関係および光源装置の作用については、実施の形態1と同様である。
 以上説明したように、実施の形態5に係る光源装置では、蛍光体層5で反射した青色光と蛍光体層5で生成された複合光は混色し、導光体32の内部を透過し、ケース62の開口62aから被照射体に白色の照明光を与える。導光体32が楕円状の断面形状なので、蛍光体層5の表面で反射した反射光や生成された蛍光は導光体32で集光され、そのレンズ効果により、被照射体に対する照明照度を向上させるという効果がある。また、楕円形の端面に対向して多数のLEDを実装できる利点がある。
 図20Aは、実施の形態5の変形例に係る光源装置の突起部の位置を示す断面図である。図20Bは、変形例に係る光源装置の突起部の中間の位置を示す断面図である。図20A、20Bに示すように、導光体32の開口62a側に設置した光反射パターン4と対向する導光体32の外周面に、光反射パターン41を付加することにより、開口62aから出射する青色光の照射量を多くすることができる。また、導光体32の外周面に設置した光反射パターン41の設置位置を変えて、青色光の出射量を調節することもできる。光反射パターン41は、蛍光体層5の少なくとも一部と導光体32の内部を介して対向する位置の導光体32の外周面に、長軸方向に沿ってライン状に設けられている。
 実施の形態5に係る光源装置は、実施の形態2と同様に、光源1および蛍光体層5を光源11および蛍光体層51に置換し、導光体32に紫外線遮光パターン8を形成して、紫外光を用いる形態にしてもよい。この場合、開口62aに到達した紫外光は紫外線遮光パターン8で遮光され、蛍光体層51で生成された複合光は導光体32の内部を透過してケース62の開口62aから被照射体に白色の照明光を与える。すなわち、蛍光体層51は紫外光とは異なる波長の光に変換された3種の複合光(混色光)を生成する。
 実施の形態6.
 図21Aは、本発明の実施の形態6に係る光源装置の突起部の位置を示す断面図である。図21Bは、実施の形態6に係る光源装置の突起部の中間の位置を示す断面図である。
実施の形態6では、長軸に直交する断面が、4角形の一部に切り欠き部63cが形成された形状(5角形)である、導光体33を用いる。
 図21A、21Bに示されるように、導光体33の切り欠き部63cの長軸方向に沿った辺に接して、両側に長軸方向に沿った光反射パターン4を設ける。切り欠き部63cを除く導光体33の外周面に対して、0.1mm程度の所定の隙間を隔てて内周面に蛍光体層5を塗布した白色のケース63が導光体32を取り囲むように配置される。それ以外の構成は実施の形態1と同様である。
 ケース63には、長軸方向に沿って長軸方向と直交する幅が一定の長溝を形成することで光を被照射体に出射する取り出し口(出射領域)となる開口63aが形成されている。ケース63は、長軸方向に沿って形成された帯状の開口63aを除いて、導光体33の外周面を取り囲む。この長軸方向に沿って長溝で構成した開口63aから、導光体33の一部を露出している。開口63aから導光体33の一部を突出させてもよい。開口63aの長軸方向に沿った縁(ケース63、または、ケース63および蛍光体層5の長軸方向に沿った端部に相当)を長溝端部と呼ぶ。
 開口63aの両側の長溝端部と所定の隙間を空けて対向する導光体33の外周面には、長軸方向に沿ってライン状の光反射パターン4が設けられる。ライン状とは、光反射パターン4が長軸方向に沿って連続していないものやパターンのピッチが変化しているものも含み、総じて長軸方向に連なって形成されていることをいう。光反射パターン4は、例えば、シルク印刷などで塗布された白色の光反射部材、または導光体33に直接切溝で形成したレンチキュラーレンズやプリズムパターンを用いて、形成される。
 実施の形態6でも、光反射パターン4(導光体反射パターン、光散乱パターン)が互いに平行して、長軸方向に沿って二列形成される。光反射パターン4は長軸方向に沿って一列であってもよい。光反射パターン4は、蛍光体層5の少なくとも一部と導光体33の内部を介して対向する位置の導光体33の外周面に、長軸方向に沿って設けられている。
 導光体33の導光路を通過する青色光の一部は光反射パターン4で散乱または正反射して導光体33の内部の横断路を透過して、導光体33の光反射パターン4に対向する表面から出射し、ケース63の蛍光体層5で捕捉される。光反射パターン4は、長溝端部からはみ出し、開口63a側に一部または全部が出ていてもよい(長軸方向および短軸方向ともに)。
 ケース63の内面(導光体33の外周面を取り囲む面)には、例えば、約50μmの厚みの蛍光体層5が塗布される。蛍光体層5には、例えば、波長が約600nm程度の赤色発光する蛍光体と波長が525nm程度の緑色発光する蛍光体とが混合して塗布される。蛍光体層5で青色光を捕捉し、一部の青色光は蛍光体層5で反射し、導光体33の内部を横断して開口63aから被照射体に照射される。その他の青色光は蛍光体層5で吸収され励起された蛍光を放射する。すなわち、蛍光体層5は青色光とは異なる波長の光に変換された2種の複合光(混色光)を放射する。
 蛍光体層5から放射された蛍光は、導光体33の内部を横断して開口63aから複合光として被照射体に照射される。したがって青色光、赤色光、緑色光が混合した擬似白色光が被照射体に照射される。なお、光源1とホルダー7との関係および光源装置の作用については、実施の形態1と同様である。
 以上説明したように、実施の形態6に係る光源装置では、蛍光体層5で反射した青色光と蛍光体層5で生成された複合光は混色し、導光体33の内部を透過し、ケース63の開口63aから被照射体に白色の照明光を与える。本実施の形態6では、導光体33の切り欠き部63cが光の出射面となる。
 図22Aは、実施の形態6の変形例に係る光源装置の突起部の位置を示す断面図である。図22Bは、変形例に係る光源装置の突起部の中間の位置を示す断面図である。図22A、22Bに示すように、導光体33の開口63a側に設置した光反射パターン4と対向する導光体33の外周面に、光反射パターン41を付加することにより、開口63aから出射する青色光の照射量を多くすることができる。また、導光体33の外周面に設置した光反射パターン41の設置位置を変えて、青色光の出射量を調節することもできる。光反射パターン41は、蛍光体層5の少なくとも一部と導光体33の内部を介して対向する位置の導光体33の外周面に、長軸方向に沿ってライン状に設けられている。
 実施の形態6に係る光源装置は、実施の形態2と同様に、光源1および蛍光体層5を光源11および蛍光体層51に置換し、導光体33に紫外線遮光パターン8を形成して、紫外光を用いる形態にしてもよい。この場合、開口63aに到達した紫外光は紫外線遮光パターン8で遮光され、蛍光体層51で生成された複合光は導光体33の内部を透過してケース63の開口63aから被照射体に白色の照明光を与える。すなわち、蛍光体層51は紫外光とは異なる波長の光に変換された3種の複合光(混色光)を生成する。
 実施の形態7.
 図23Aは、本発明の実施の形態7に係る光源装置の突起部の位置を示す断面図である。図23Bは、実施の形態7に係る光源装置の突起部の中間の位置を示す断面図である。実施の形態7では、実施の形態6と同様に導光体33には切り欠き部63cが形成されているが、光反射パターン4を切り欠き部63c以外の導光体33の表面に設ける。
 図23A、23Bに示されるように、導光体33の切り欠き部63cの長軸方向に沿った辺に接して、切り欠き部63cの外側に長軸方向に沿った光反射パターン4を設ける。切り欠き部63cを除く導光体33の外周面に対して、0.1mm程度の所定の隙間を隔てて内周面に蛍光体層5を塗布した白色のケース63が導光体33を取り囲むように配置される。それ以外の構成は実施の形態1と同様である。
 ケース63には、長軸方向に沿って長軸方向と直交する幅が一定の長溝を形成することで光を被照射体に出射する取り出し口(出射領域)となる開口63aが形成されている。ケース63は、長軸方向に沿って形成された帯状の開口63aを除いて、導光体33の外周面を取り囲む。この長軸方向に沿って長溝で構成した開口63aから、導光体33の一部を露出している。開口63aから導光体33の一部を突出させてもよい。開口63aの長軸方向に沿った縁を長溝端部と呼ぶ。
 開口63aの両側の長溝端部と離間して対向する導光体33の外周面の切り欠き部63cと隣接する導光体33の辺には、切り欠き部63cに近接して、長軸方向に沿ってライン状の光反射パターン4が設けられる。ライン状とは、光反射パターン4が長軸方向に沿って連続していないものやパターンのピッチが変化しているものも含み、総じて長軸方向に連なって形成されていることをいう。光反射パターン4は、例えば、シルク印刷などで塗布された白色の光反射部材、または導光体33に直接切溝で形成したレンチキュラーレンズやプリズムパターンを用いて、形成される。
 実施の形態7でも、光反射パターン4(導光体反射パターン、光散乱パターン)が互いに平行して、長軸方向に沿って二列形成される。光反射パターン4は長軸方向に沿って一列であってもよい。光反射パターン4は、蛍光体層5の少なくとも一部と導光体33の内部を介して対向する位置の導光体33の外周面に、長軸方向に沿って設けられている。
 導光体33の導光路を通過する青色光の一部は光反射パターン4で散乱または正反射して導光体33の内部の横断路を透過して、導光体33の光反射パターン4に対向する表面から出射し、ケース63の蛍光体層5で捕捉される。光反射パターン4は、長溝端部からはみ出し、開口63a側に一部または全部が出ていてもよい(長軸方向および短軸方向ともに)。
 ケース63の内面(導光体33の外周面を取り囲む面)には、例えば、約50μmの厚みの蛍光体層5が塗布される。蛍光体層5には、例えば、波長が約600nm程度の赤色発光する蛍光体と波長が525nm程度の緑色発光する蛍光体とが混合して塗布される。蛍光体層5で青色光を捕捉し、一部の青色光は蛍光体層5で反射し、導光体33の内部を横断して開口63aから被照射体に照射される。その他の青色光は蛍光体層5で吸収され励起された蛍光を放射する。すなわち、蛍光体層5は青色光とは異なる波長の光に変換された2種の複合光(混色光)を放射する。
 蛍光体層5から放射された蛍光は、導光体33の内部を横断して開口63aから複合光として被照射体に照射される。したがって青色光、赤色光、緑色光が混合した擬似白色光が被照射体に照射される。なお、光源1とホルダー7との関係および光源装置の作用については、実施の形態1と同様である。
 以上説明したように、実施の形態7に係る光源装置では、蛍光体層5で反射した青色光と蛍光体層5で生成された複合光は混色し、導光体33の内部を透過し、ケース63の開口63aから被照射体に白色の照明光を与える。本実施の形態7では、導光体33の切り欠き部63cが光の出射面となる。光反射パターン4から透過して開口63aに漏れる青色光を軽減すると共に導光体33の切り欠き部63cから出射する光の出射領域の面積を増加させることができる。
 図24Aは、実施の形態7の変形例に係る光源装置の突起部の位置を示す断面図である。図24Bは、変形例に係る光源装置の突起部の中間の位置を示す断面図である。
図24A、24Bに示すように、導光体33の開口63a側に設置した光反射パターン4と対向する導光体33の外周面に、光反射パターン41を付加することにより、開口63aから出射する青色光の照射量を多くすることができる。また、導光体33の外周面に設置した光反射パターン41の設置位置を変えて、青色光の出射量を調節することもできる。光反射パターン41は、蛍光体層5の少なくとも一部と導光体33の内部を介して対向する位置の導光体33の外周面に、長軸方向に沿ってライン状に設けられている。
 実施の形態7に係る光源装置は、実施の形態2と同様に、光源1および蛍光体層5を光源11および蛍光体層51に置換し、導光体33に紫外線遮光パターン8を形成して、紫外光を用いる形態にしてもよい。この場合、開口63aに到達した紫外光は紫外線遮光パターン8で遮光され、蛍光体層51で生成された複合光は導光体33の内部を透過してケース63の開口63aから被照射体に白色の照明光を与える。すなわち、蛍光体層51は紫外光とは異なる波長の光に変換された3種の複合光(混色光)を生成する。
 実施の形態8.
 図25は、本発明の実施の形態8に係る光源装置の中央部付近の断面図である。図26は、実施の形態8に係る光源装置を長軸に直交する方向に見た断面図である。実施の形態8では、実施の形態6および7と同様に、4角形の1つの頂点に切り欠き部64cを形成した断面の導光体34であるが、切り欠き部64cは切り欠き部63cより幅が狭く、いわば面取りで形成されている。また、実施の形態8に係る光源装置は、突起部64bが長軸方向に連続して形成されている場合を例示している。
 図25に示されるように、導光体34の切り欠き部64cの長軸方向に沿った辺に接して、切り欠き部64cの外側に長軸方向に沿った光反射パターン4を設ける。切り欠き部64cを除く導光体34の外周面に対して、0.1mm程度の所定の隙間を隔てて内周面に蛍光体層5を塗布した白色のケース64が導光体34を取り囲むように配置される。それ以外の構成は実施の形態1と同様である。
 ケース64には、長軸方向に沿って長軸方向と直交する幅が一定の長溝を形成することで光を被照射体に出射する取り出し口(出射領域)となる開口64aが形成されている。ケース64は、長軸方向に沿って形成された帯状の開口64aを除いて、導光体34の外周面を取り囲む。この長軸方向に沿って長溝で構成した開口64aから、導光体34の一部を露出している。開口64aから導光体34の一部を突出させてもよい。開口64aの長軸方向に沿った縁を長溝端部と呼ぶ。
 開口64aの両側の長溝端部と離間して対向する導光体34の外周面の切り欠き部64cと隣接する導光体34の辺には、切り欠き部64cに近接して、長軸方向に沿ってライン状の光反射パターン4が設けられる。ライン状とは、光反射パターン4が長軸方向に沿って連続していないものやパターンのピッチが変化しているものも含み、総じて長軸方向に連なって形成されていることをいう。光反射パターン4は、例えば、シルク印刷などで塗布された白色の光反射部材、または導光体34に直接切溝で形成したレンチキュラーレンズやプリズムパターンを用いて、形成される。
 実施の形態8でも、光反射パターン4(導光体反射パターン、光散乱パターン)が互いに平行して、長軸方向に沿って二列形成される。光反射パターン4は長軸方向に沿って一列であってもよい。光反射パターン4は、蛍光体層5の少なくとも一部と導光体34の内部を介して対向する位置の導光体34の外周面に、長軸方向に沿って設けられている。
 導光体34の導光路を通過する青色光の一部は光反射パターン4で散乱または正反射して導光体34の内部の横断路を透過して、導光体34の光反射パターン4に対向する表面から出射し、ケース64の蛍光体層5で捕捉される。光反射パターン4は、長溝端部からはみ出し、開口64a側に一部または全部が出ていてもよい(長軸方向および短軸方向ともに)。
 ケース64の内面(導光体34の外周面を取り囲む面)には、例えば、約50μmの厚みの蛍光体層5が塗布される。蛍光体層5には、例えば、波長が約600nm程度の赤色発光する蛍光体と波長が525nm程度の緑色発光する蛍光体とが混合して塗布される。蛍光体層5で青色光を捕捉し、一部の青色光は蛍光体層5で反射し、導光体34の内部を横断して開口64aから被照射体に照射される。その他の青色光は蛍光体層5で吸収され励起された蛍光を放射する。すなわち、蛍光体層5は青色光とは異なる波長の光に変換された2種の複合光(混色光)を放射する。
 蛍光体層5から放射された蛍光は、導光体34の内部を横断して開口64aから複合光として被照射体に照射される。したがって青色光、赤色光、緑色光が混合した擬似白色光が被照射体に照射される。なお、光源1とホルダー7との関係および光源装置の作用については、実施の形態1と同様である。
 以上説明したように、実施の形態8に係る光源装置では、蛍光体層5で反射した青色光と蛍光体層5で生成された複合光は混色し、導光体34の内部を透過し、ケース64の開口64aから被照射体に白色の照明光を与える。本実施の形態8では、導光体34の面取りされた切り欠き部64cが光の出射面となる。実施の形態8では、導光体34の面取り部(切り欠き部)64cから集中させて白色光を被照射体に照射することにより、照明照度の大きいライン光源を得ることができる利点がある。
 図示はしていないが、実施の形態6または7のように、蛍光体層5の少なくとも一部と導光体34の内部を介して対向する位置の導光体34の外周面に、長軸方向に沿ってライン状に光反射パターン41を設けてもよい。
 実施の形態3ないし8に係る光源装置では、主として青色光を放射する光源1を用いる構成を説明したが、前述のとおり、実施の形態2で説明した紫外光を放射する光源11を用いる構成であっても、光源11とホルダー7との関係および光源装置の作用については同じである。
 実施の形態8に係る光源装置は、実施の形態2と同様に、光源1および蛍光体層5を光源11および蛍光体層51に置換し、導光体34に紫外線遮光パターン8を形成して、紫外光を用いる形態にしてもよい。この場合、開口64aに到達した紫外光は紫外線遮光パターン8で遮光され、蛍光体層51で生成された複合光は導光体34の内部を透過してケース64の開口64aから被照射体に白色の照明光を与える。すなわち、蛍光体層51は紫外光とは異なる波長の光に変換された3種の複合光(混色光)を生成する。
 なお、実施の形態1ないし8において、蛍光体層5、51は蛍光材料を混合したもので説明したが、蛍光体層5、51を分割形成し、それぞれの蛍光体層5、51を単色発光させてもよい。蛍光体材料は赤色発光、緑色発光、青色発光を主体で説明したが、これらの発光色に限るものではなく、橙色発光や黄緑発光などの蛍光体材料を用いて光源装置を構成してもよい。
 実施の形態9.
 実施の形態1ないし8に係る光源装置では、蛍光体層5または蛍光体層51が、ケース6、61~64における導光体3、31~34を取り囲む側の面と、導光体3、31~34の外周面との間に介在する場合を説明した。実施の形態9に係る光源装置では、蛍光体層5または蛍光体層51が、棒状の導光体3、31~34を覆うケース6、61~64における導光体3、31~34を取り囲む側の面と反対側の面に形成される。
 図27は、本発明の実施の形態9に係る光源装置のホルダー近傍の分解斜視図である。図28Aは、実施の形態9に係る光源装置の導光体部分の断面図である。なお、実施の形態9では、円柱状の導光体3を例に挙げて説明するが、断面が楕円形または多角形の導光体31~34であってよいことはいうまでもない。
 図27および図28Aに示すように、透明ケース65(外殻パイプ65)は、導光体3の外周面を取り囲む。蛍光体層5は、透明ケース65における導光体3を取り囲む面と反対側の面に形成される。つまり、蛍光体層5は、透明ケース65の外周面に形成されている。蛍光体層5は、導光体3と透明ケース65で隔てられているが、導光体3の外周面を、長軸方向に沿って連続する開口65aを除いて取り囲み、開口65aから導光体3の一部を露出、または、突出させている。開口65aは、前述の蛍光体層5(蛍光体層51)による導光体3を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口である。蛍光体層5(蛍光体層51)によって形成される開口65aを、導光体3上に形成する光反射パターン4の配置によって狭めてもよい。
 透明ケース65の開口65aと対向する部分は、長軸方向に沿って長溝で構成した開口部(開口)としてよい。つまり、透明ケース65は、ケース6(61~64)と同様の形状でもよいし、図示しているように導光体3を収納する中空部を有する円筒状でもよい。
 図27および図28Aの突起部65bは、透明ケース65における導光体3を取り囲む面に形成され、導光体3の外周面と接触することで、透明ケース65が導光体3を支持している。突起部65bの形状は、図3の突起部6bのように、ケースの両端部および中央部に設けてもよいし、図7および図8に示すように長軸方向に一様に連続的に設けてもよい。突起部65bの形状は、長軸方向に所定間隔の突起部65bを透明ケース65の内面に形成したが、透明ケース65の長軸方向に三角柱や半円柱状の突起部6cを連続的にライン状に形成してよい。
 図27および図28Aにおいて、保護シート65c(最外殻パイプ65c)は、透明ケース65および透明ケース65の外周面に形成された蛍光体層5(蛍光体層51)を取り囲んで保護する。保護シート65cは、透明ケース65および蛍光体層5(蛍光体層51)並びに導光体3を収納する中空部を有する円筒状でもよい。なお、実施の形態9に係る光源装置は、保護シート65cを備えていないものでもよい。
 以下、実施の形態9に係る光源装置の作用を説明する。光源1(光源11)から放射される光は、導光体3の端部から入射し、導光体3を伝搬する。その伝搬の過程において、蛍光体層5は、光反射パターン4で散乱または正反射して導光体3の外周面から出射する。蛍光体層5は、導光体3から出射した光を透明ケース65を介して捕捉する。蛍光体層5は、捕捉した光を反射させると共に光源1(光源11)からの光とは異なる光学波長の光に変換された複数色の複合光(混色光)を放射する。
 蛍光体層5から放射された光は、透明ケース65を介して導光体3の内部へ透過し、導光体3における、蛍光体層5の開口65aから露出、または、突出した一部から出射する。そして、開口65aに対向して載置された原稿などの被照射体に向かって、蛍光と青色光との複合光(混色光)が照射される。
 実施の形態9に係る光源装置は、このような作用により被照射体に光を照射するので、実施の形態1~8に係る光源装置と同等の効果を有するだけなく、より安定的に蛍光体層5を形成することができる。なぜならば、蛍光体層5を、透明ケース65が導光体3を支持する構造である突起部65cが形成されている面ではなく、透明ケース65の外周面に形成しているので、凹凸の無い平坦な面に蛍光体層5(蛍光体層51)を容易に形成することができるからである。実施の形態9に係る光源装置は、透明ケース65によって導光体3を支持する構造に蛍光体層5の形状による制約を与えないという効果がある。
 図28Bは、実施の形態9の変形例に係る光源装置の導光体部分の断面図である。図28Bに記載の蛍光体層5による開口65aの短軸方向の長さ(幅)は、図28Aに記載の蛍光体層5による開口65aの短軸方向の長さ(幅)より小さい。開口65aの短軸方向の長さの調整を蛍光体層5によって行うことができる。蛍光体層5の幅によって光源1からの光を含む複合光に影響がある場合は、前述のように、蛍光体層5(蛍光体層51)によって形成される開口65aを、導光体3に形成する光反射パターン4の配置によって狭めてもよい。開口65aを紫外線遮光パターン8や光反射パターン4の配置によって狭めてもよい。
 実施の形態9に係る光源装置は、実施の形態2と同様に、光源1および蛍光体層5を光源11および蛍光体層51に置換し、紫外光を用いる形態にしてもよい。この場合、蛍光体層51で生成された複合光は導光体3の内部を透過して開口65aから被照射体に白色の照明光を与える。すなわち、蛍光体層51は紫外光とは異なる波長の光に変換された3種の複合光(混色光)を生成する。開口65aから出射する紫外光を遮光する紫外線遮光部が必要な場合は、実施の形態1~8と同様の紫外線遮光パターン8(紫外線カットパターン8、紫外線カットフィルター8)を導光体3やその近傍に形成すればよい。
 実施の形態10.
 実施の形態1ないし9に係る光源装置では、光反射パターン4で散乱または正反射して導光体3の外周面から出る光を、蛍光体層5または蛍光体層51が反射させると共に当該光とは異なる光学波長の光に変換された光を放射する。そして、蛍光体層5(蛍光体層51)による反射光および光学波長を変換した光による複合光を被照射体に照射することだけを論じていた。
 しかし実施の形態1ないし9に係る光源装置において、光源装置の構造と形状の選択によっては、一部の複合光が導光体の外周面に反射して、再度、蛍光体層に入射する(照射される)場合がある。また、一部の複合光が、出射領域である開口へ向わずに、つまり、導光体内部の横断路(透過路)を主に導光されずに、導光体内部の導光路を主に伝搬して、再度、導光体の外周面から蛍光体層へ入射する(照射される)場合(二次励起)があることが分かった。後者では、例えば、導光体の内部から被照射体へ出射する空間への全反射角よりも大きな角度で入射した光は、導光体の外部に出ずに導光体内を伝搬し、光反射パターンで反射して再度、導光体の外周面から蛍光体層へ照射されてしまう。なお、二次励起は複合光(混色光)に含まれる可視光領域の光でも生じる。
 このように、複合光が、蛍光体層に再照射されてしまうと、蛍光体層による再度の光学波長の変換により(二次発光)、複合光の波長の内訳が変化してしまい、所望の複合光の色味が得られない場合がある。特に、何度も再照射されると影響が大きくなる。そして、二次励起による二次発光よって、光源装置の長手方向の位置における色ずれを引き起こす原因となる可能性がある。換言すると、長軸方向においる色均一性を損なう原因となる可能性がある。実施の形態10に係る光源装置は、複合光の蛍光体層への再照射の可能性を減少させるものである。
 図29は、本発明の実施の形態10に係る光源装置のホルダー近傍の分解斜視図である。図30Aは、実施の形態10に係る光源装置を長軸方向に見た断面図である。図30Bは、実施の形態10に係る光源装置の導光体とケースの斜視図である。なお、導光体の形状は、円柱状の導光体3を例に挙げて説明するが、断面が楕円形または多角形の導光体31~34であってよいことはいうまでもない。図29および図30Bでは光反射パターン4を省略している。
 導光体3の端部に端面に対向して、光源1が配置される。光源1は、基板2aに実装されている。光源1が導光体3の端面に対向するように、基板2aがホルダー7に保持される。光源1は、例えばLED(Light Emitting Diode)である。実施の形態10では、光源1は、波長が約430nm~470nmの青色光を放射する。
 ケース66は、導光体3の長軸方向に沿って形成された帯状の開口66aを除いて、導光体3の外周面を取り囲む。ケース66は、開口66aから、導光体3の一部を露出(または突出)させたものである。ケース66の開口66aに対向するケース66の底面と、底面からケース66の側面の途中までに、蛍光体層5が形成されている。導光体3の直径をaとしたときに、ケース66の底面の短軸方向の長さを2a以上としている。導光体支持部66bは、長軸方向に沿って周期的にケース66の底面上に形成され、導光体3を保持する壁面である。導光体支持部66bには、導光体3を保持する切り欠き部が形成されている。
 実施の形態10の光源装置において、光源1(光源11)から放射された光が光反射パターン4で散乱または正反射して、導光体3の外周面から出射するまでの作用は、実施の形態1ないし9の光源装置と同様である。以下、実施の形態10に係る光源装置が、長軸方向において、色均一性を容易に得ることができることを説明する。
 光反射パターン4で散乱または正反射して導光体3の外周面から出射した光は、蛍光体層5(蛍光体層51)に捕捉される。蛍光体層5は、捕捉した光を一部反射し、一部を吸収して励起される蛍光を放射する。図30Bに示すように、導光体3の長軸に直交する断面の直径をaとしたときに、ケース66の蛍光体層5が形成された底面の短軸方向の長さが2a以上である。そのため、蛍光体層5の反射光と蛍光からなる複合光のうち、導光体3に再入射せずに開口66aから直接、被照射体に照射される割合が増加する。その結果、再度、蛍光体層5に照射される複合光の割合を下げることができる。換言すると二次励起を抑制することができるといえる。
 図30Aに示すように、ケース66の側壁(壁面に形成された蛍光体層5)を、開口66a側に向かうに従って導光体3から離れるように構成すると、さらに、再度、蛍光体層5に照射される複合光の割合を下げることができる。つまり、蛍光体層5の導光体3の長軸方向と直交する断面の形状が、開口66aに近づくにつれ、導光体3からの距離が離れていくように構成すればよい。実施の形態10の光源装置は、蛍光体層5が、開口66aに近づくにつれ、導光体3からの距離が離れていく部分で生成した光(複合光)の一部を直接被照射体に照射するともいえる。
 実施の形態10に係る光源装置は、実施の形態2と同様に、光源1および蛍光体層5を光源11および蛍光体層51に置換し、導光体3に紫外線遮光パターン8を形成して、紫外光を用いる形態にしてもよい。この場合、開口66aが、他の実施の形態の開口よりも大きくなりがちであるので、紫外線遮光パターン8は、開口66aに対して蓋をするような形状、例えば、透明天板が望ましい。また、透明天板を導光体3と一体化していてもよい。
 実施の形態11.
 実施の形態10に係る光源装置は、ケースと導光体との寸法の関係を用いて、二次励起を抑制する構成である。それに対して、実施の形態11では、導光体の導光路と横断路(透過路、蛍光発光射出経路)とを概ね分離することで、二次励起を抑制する。
 実施の形態11に係る光源装置では、導光体の導光路と横断路を分離するのに、主に二種類の構成がある。一つ目は、ケースの内面の導光体よりも開口に近い部分である出射領域にも蛍光体層を形成し、出射領域の蛍光体層に対向する位置に光反射パターンを形成するものである(例えば、図31および図32)。二つ目は、他の実施の形態のように出射領域(開口)の近傍に光反射パターンを設けず、かつ、導光体の長軸に直交する断面を多角形から一部が円弧状に突起した形状にするものである(例えば、図33ないし図35)。この二つ目の構成に一つ目の構成を併合してもよい。
 図31Aは、本発明の実施の形態11に係る光源装置を導光体の長軸に直交する方向に見た断面図である。図31Bは、実施の形態11に係る光源装置のホルダー近傍の分解斜視図である。図32は、実施の形態11に係る光源装置を長軸方向に見た断面図である。なお、図32ないし図35には、長軸方向へ平面視したときの光源1(光源11)の位置を「LED光源位置」で記す。実施の形態11に係る光源装置の基本的な作用は、他の実施の形態に係る光源装置と同様である。
 ケース67は、導光体3の長軸方向に沿って形成された帯状の開口67aを除いて、導光体3の外周面を取り囲む。ケース67は、開口67aから、導光体3の一部を露出(または突出)させたものである。ケース67の長軸に直交する断面は、対向する壁面の片側が長いJ字形状をしている。
 対向する壁面の長く延びている側に、主に、蛍光体層5(または蛍光体層51)が形成されている。ケース67は、導光体3を挟み込むように保持している。光反射パターン42は、少なくとも、蛍光体層5の導光体3の長軸方向と直交する断面の形状が、開口67aに近づくにつれ、導光体3からの距離が離れていく部分と、導光体3の内部を介して対向する位置を含む導光体3の外周面に、長軸方向に沿ってライン状に設けられる。
 図32に示す光源装置は、蛍光体層5の導光体3の長軸方向と直交する断面の形状が、開口67aに近づくにつれ、導光体3からの距離が離れていく構成である。光反射パターン42は、蛍光体層5の部分に導光体3の内部を介して対向しているので、光源1の光が蛍光体層5に照射された後、再照射されることなく、複合光として開口67a側に向かう量が多くなる。その結果、二次励起を抑制することができる。換言すると、図31Bおよび図32に記載の光源装置は、蛍光体層5が開口67aに近づくにつれ、導光体3からの距離が離れていく部分で生成した光の一部を直接被照射体に照射するものである。よって、図31および図32に記載の光源装置は、導光体3の導光路と横断路(透過路、蛍光発光射出経路)とを概ね分離したものとなる。
 図33は、実施の形態11の異なる構成に係る光源装置を長軸方向に見た断面図である。図33において、導光体35は、長軸方向と直交する断面が多角形から一部が円弧状に突起した形状である。導光体35は、断面が多角形の辺にあたる側面である平面の1つに光反射パターン43が形成される。そして、光反射パターン43と対向する部分における外周面が連続する少なくとも一方側が円弧状に突起した形状である。長軸方向と直交する断面は、円弧状に突起した部分以外が多角形となっている。また、導光体35は、断面の光反射パターン43と対向する部分が直線形状であって、その直線形状の部分が、円弧状に突起した部分側に傾斜している。開口68aは、導光体35の円弧状に突起した部分を突出(または露出)させる。
 図33において、光反射パターン43は、前述の導光体35の傾斜した形状の部分に対向する位置に形成された蛍光体層5と導光体35の内部を介して対向する位置の導光体35の外周面に、長軸方向に沿ってライン状に設けられる。蛍光体層5は、開口68aの縁近くまで形成されている。また、蛍光体層5の導光体35の長軸方向と直交する断面の形状が、開口68aに近づくにつれ、導光体35からの距離が離れていくものとなっている。光反射パターン43は、蛍光体層5の部分に向けて、導光体35の内部を介して、光源1からの光を反射することができる。ケース68は、導光体35を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口68aから、前述のとおり、導光体35の一部を突出(または露出)させる。
 図33に記載の光源装置は、蛍光体層5の導光体35の長軸方向と直交する断面の形状が、開口68aに近づくにつれ、導光体35からの距離が離れていくものとなっている。それに加えて、開口68a側に傾斜した蛍光体層5の部分に導光体35の内部を介して対向している部分を有する光反射パターン43を有しているので、光源1の光が蛍光体層5(蛍光体層51)に照射された後、再照射されることなく、複合光として開口68a側に向かう量が多くなる。その結果、二次励起を抑制することができる。よって、図33に記載の光源装置は、導光体35の導光路と横断路(透過路、蛍光発光射出経路)とを概ね分離したものとなる。
 図34は、実施の形態11の変形例に係る光源装置を長軸方向に見た断面図である。図34において、導光体36は、長軸方向と直交する断面の形状が、光反射パターン44と対向する部分における外周面が連続する少なくとも一方側が円弧状に突起した形状である。突起した部分以外の長軸方向と直交する断面の形状は、多角形となっている。図33の導光体35の円弧状の突起部分は、断面の形状が半円または半円未満であったのに対して、導光体36の円弧状の突起部分は、断面の形状が半円以上の突起である。また、導光体36は、導光体35と同じく断面の光反射パターン44と対向する部分が直線形状であって、その直線形状の部分が、円弧状に突起した部分側に傾斜している。開口69aは、導光体36の円弧状に突起した部分を突出(または露出)させる。
 光反射パターン44は、前述の導光体36の傾斜した形状の部分に対向する位置に形成された蛍光体層5と導光体36の内部を介して対向する位置の導光体36の外周面に、長軸方向に沿ってライン状に設けられる。光反射パターン44は、蛍光体層5の部分に向けて、導光体35の内部を介して、光源1からの光を反射することができる。ケース69は、導光体36を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口69aから、前述のとおり、導光体36の一部を突出(または露出)させる。
 図35は、実施の形態11の異なる変形例に係る光源装置を長軸方向に見た断面図である。導光体37は、導光体37における蛍光体層5と対向する部分の開口70aと反対側の端部に接する面の形状を、傾斜状ではなく直立状にしたものである(直立面)。導光体37は、長軸方向に直交する断面の形状が、この直立状の部分と光反射パターン44が形成された部分との間で抉れたものとなっている(抉れ面)。ケース70は、導光体37を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口70aから、導光体37の一部(突起部分)を突出(または露出)させる。
 図34に記載の光源装置は、光反射パターン44が、開口69a側に傾斜した蛍光体層5の部分に導光体36の内部を介して対向しているので、光源1の光が蛍光体層5に照射された後、再照射されることなく、複合光として開口69a側に向かう量が多くなる。その結果、二次励起を抑制することができる。図34に記載の光源装置は、導光体36の導光路と横断路(透過路、蛍光発光射出経路)とを概ね分離したものといえる。
 図35に記載の光源装置は、導光体37に前述の直立面および抉れ面が形成されているので、光反射パターン44による反射によって、光源1の光が蛍光体層5に照射された後、蛍光体層5に再照射される分がさらに少なくなる。その結果、複合光として開口70a側に向かう量が図34に記載の光源装置よりも多くなる。図35に記載の光源装置は、導光体37の導光路と横断路(透過路、蛍光発光射出経路)とを概ね分離したものといえる。
 実施の形態11に係る光源装置は、導光体35が半円付き多角形導光体35といえ、導光体36および導光体37が円形-多角形結合導光体36および円形-多角形結合導光体37といえる。また、導光体35、導光体36、導光体37の長軸に直交する断面における光反射パターン43、44と対向する部分が直線形状であって、その直線形状の部分が、円弧状に突起した部分側に傾斜した形状であるとしている。このような直線形状が弓形形状であってもよい。この弓形形状の概ね延在する仮想直線が、前述の直線形状の延在する仮想直線となっていればよい。つまり、弓形形状の概ねの延在する仮想直線が、円弧状に突起した部分側に傾斜していればよい。なお、弓形形状は、導光体35、導光体36、導光体37の内部に抉れたような形状でもよいし、導光体35、導光体36、導光体37の外部に飛び出したような形状でもよい。
 実施の形態11に係る光源装置は、実施の形態2と同様に、光源1および蛍光体層5を光源11および蛍光体層51に置換し、導光体35~37に紫外線遮光パターン8を形成して、紫外光を用いる形態にしてもよい。この場合、紫外線遮光パターン8は、開口68a~70aに対して蓋をするような形状、例えば、透明天板が望ましい。また、透明天板を導光体35~37と一体化していてもよい。
 実施の形態12.
 実施の形態12では、ケースの形状を利用して二次励起(二次発光)を抑制する。詳しくは、蛍光体層5(蛍光体層51)から励起光を含む複合光が導光体へ出力される角度(導光体3への照射角度)を、導光体3のケース側に制限することで、二次励起(二次発光)を抑制する。
 図36は、本発明の実施の形態12に係る光源装置のホルダー近傍の分解斜視図である。図37は、実施の形態12に係る光源装置の導光体部分の透視図である。図38は、実施の形態12に係る光源装置のホルダー近傍の断面図である。
 図39ないし図42は、実施の形態12に係る光源装置のケースおよび蛍光体層の詳細断面図である。図39~図42は、図38に記載の円(点線)で囲った部分に相当する拡大図である。図39~図42は、実施の形態12で採用しうる構造例を挙げたものである。実施の形態12に係る光源装置の基本の作用は、他の実施の形態に係る光源装置と同様である。図36~図42において、光反射パターン4の図示は省略されているが、光反射パターン4は、他の実施の形態で説明したものと同様のものである。
 ケース601は、導光体3の長軸方向に沿って形成された帯状の開口601aを除いて、導光体3の外周面を取り囲む。ケース601は、開口601aから、導光体3の一部を露出(または突出)させたものである。ケース601の導光体3を取り囲む面(内面)には、長軸方向に沿って凸部601c(第1の凸部)および凹部601d(第1の凹部)が交互に複数形成される。凸部601cは、長軸方向に直交する面内に稜線を有し、凹部601dは、長軸方向に直交する面内に谷線を有する。
 凸部601cおよび凹部601dの段差によって突起部601bが形成されている。導光体3は、凸部601cの頂点(突起部601b)で支持されている。凸部601cおよび凹部601dとは別に、より背の高い突起部601bを設けて、導光体3を支持してもよい。凸部601c(突起部601b)はケース601に形成された導光体保持壁といえる。
 なお、蛍光体層5(蛍光体層51)は、少なくともケース601の凹部601dに設けられていればよい。蛍光体層5(蛍光体層51)は、、凸部601cの斜面部601fや斜面部601fの途中まで形成されていてもよい。ここで、斜面部601fとは、凸部601cと凹部601dとにより形成される斜面である。便宜上、斜面部601fは凹部601dと直交する壁面(壁面部)を含むものとする。突起部601eは凹部601dに形成された突起であり、凸部601cを超えない高さのものである。
 実施の形態12に係る光源装置は、図37~図39に示すように、光源1(光源11)からの光が反射パターン4に反射して、蛍光体層5(蛍光体層51)に照射される。蛍光体層5(蛍光体層51)で反射および励起された蛍光(複合光)は、導光体3へ照射される。そのとき、ケース601の凸部601cによって、導光体3への入射角度が制限された光を導光体3の内部へ透過させるので、長手方向に広角な入射は制限される。その結果、複合光の導光路への進入よりも、複合光の横断路(透過路、蛍光発光射出経路)への進入が支配的となり、二次励起(二次発光)を抑制することができる。
 実施の形態12において、凸部601cに関しては、図39、図41、図42に示すような先鋭的な頂点(稜)を有するものでもよいし、図40に示すような平坦な頂部を有するものでもよい。また、凹部601dの底面は図39および図40に示すように平坦でもよい。図41に示すように、凹部601dの底面を湾曲させたり、図42に示すように、突起部601eを形成したりすることで、凸部601cの高さや形状を変更することなく、導光体3への入射角を調整することができる。実施の形態12に係る光源装置のケース601は、他の実施の形態に係る像読み取り用ライン光源のケースに適用できる。実施の形態9に係る光源装置のケースの場合は、蛍光体層5(蛍光体層51)の形成場所が異なる。
 実施の形態13.
 実施の形態13では、長軸方向に直交する方向に沿った凹部および凸部を、ケースの導光体を取り囲む面に交互に複数形成して、複合光の出力角度をケースの開口側に向かわせる。それによって、二次励起(二次発光)を抑制する。また、実施の形態13に係る光源装置と実施の形態12に係る光源装置とを併用した形態も説明する。
 図43Aは、本発明の実施の形態13に係る光源装置のケースおよび蛍光体層の詳細斜視図である。図43Bは、複合光の出力角度をケースの開口側に制限する作用を説明する断面図である。
 図44は、実施の形態13に係る光源装置を長軸方向に見た断面図である。図44は、図34に示される実施の形態11の光源装置に、実施の形態13の構成を適用した例を示す。図43Aないし図46において、光反射パターン4の図示は省略されているが、光反射パターン4は、他の実施の形態で説明したものと同様である。実施の形態13に係る光源装置の基本の作用は、他の実施の形態に係る光源装置と同様である。
 ケース602は、導光体3(導光体36)の長軸方向に沿って形成された帯状の開口6a(開口69a)を除いて、導光体3の外周面を取り囲む。ケース602は、開口6a(開口69a)から、導光体3(導光体36)の一部を露出(または突出)させたものである。ケース602の導光体3を取り囲む面(内面)には、長軸方向に直交する方向に凸部602c(第2の凸部)および凹部602d(第2の凹部)が交互に複数形成される。凸部602cは、長軸方向に平行な稜線を有し、凹部602dは、長軸方向に平行な谷線を有する。凸部602cは、開口6a(開口69a)側を向いた斜面部602eを有する。
 蛍光体層5(蛍光体層51)は、ケース602の凹部602dおよび斜面部602eに設けられている。凹部602dおよび凸部602cの段差によって突起部602bが形成されている。導光体3(導光体36)は、凸部602cの頂点(突起部602b)で支持されている。凹部602dおよび凸部602cとは別により背の高い突起部602bを設けて、導光体3を支持してもよい。凸部602c(突起部602b)はケース602に形成された導光体保持壁といえる。
 図43A~図44に記載の光源装置は、開口6a(開口69a)側を向いた斜面部602eに形成された蛍光体層5(蛍光体層51)が、光源1(光源11)の光を複合光として、開口6a(開口69a)側、つまり、横断路(透過路、蛍光発光射出経路)へ向かわせる。その結果、二次励起を抑制することができる。
 図43Bの矢印は、導光体3(導光体36)から出射された光源1(光源11)からの光と、蛍光体層5(蛍光体層51)で励起された蛍光および反射光を示す。太い実線矢印は、導光体3から出射される光を示す。細い実線矢印は、凸部602cまたは蛍光体層5の反射光を示す。波線矢印は、蛍光体層5が放射する蛍光を示す。図43Bと図44からわかるように、蛍光体層5が放射する蛍光のうち、多くの光が開口6a(開口69a)側に向かうことになる。よって、図43Aないし図44に記載の光源装置は、導光体3(導光体36)の導光路と横断路(透過路、蛍光発光射出経路)とを概ね分離したものとなる。
 図45は、実施の形態12に係る光源装置のケースおよび蛍光体層の詳細斜視図である。図45は、実施の形態13の構成と比較するために、掲げている。図45に示すように、実施の形態12では、ケース601の凸部601cの稜線は、長軸方向に直交する面内にある。
 図46は、実施の形態13に係る光源装置のケースおよび蛍光体層の詳細斜視図である。図46は、実施の形態12と実施の形態13を合わせた構成である。ケース603は、導光体3を取り囲むと共に長軸方向に沿って長溝で構成した開口から、導光体3の一部を露出、または、突出させる。ケース603には、導光体3を取り囲む面に長軸方向に沿って凹部601d(第1の凹部)および凸部601c(第1の凸部)が交互に複数形成される。凹部601dの谷線と凸部601cの稜線はそれぞれ、長軸方向に直交する面内にある。また、導光体3を取り囲む面に長軸方向と直交する方向に沿って凹部602d(第2の凹部)および凸部602c(第2の凸部)が交互に複数形成され、凸部602cが開口側を向いた斜面部602eを有する。隣り合う凸部601cに挟まれる凹部601dは、隣り合う凸部602cに挟まれる凹部602dでもある。凹部602dの谷線と凸部602cの稜線は長軸方向に平行である。
 蛍光体層5(蛍光体層51)は、ケース603の凹部602dおよび凹部601dよって形成された複数の格子状凹部並びに斜面部602eに形成されている。なお、導光体3は、少なくともケース603の凸部601cの頂点(突起部601b)またはケース603の凸部602c(突起部602b)の一方の頂点で支持される。ケース603の導光体支持構造と、蛍光体層5で生成された光の導光体への入射角度を制限するケース603の凸部601c、602cとを一体的に形成することができる。
 実施の形態12との併用の形態におけるケース603は、図46に示すような構成となっているので、ケース603の凸部601cによって導光体3への入射角度が制限された光を導光体3の内部へ透過させるので、広角な入射は制限されて、複合光の導光路への進入よりも、複合光の横断路(透過路、蛍光発光射出経路)への進入が支配的となる。さらに、ケース603の開口(例えば開口69a。図44参照)側を向いた斜面部602eに形成された蛍光体層5(蛍光体層51)が、光源1(光源11)の光を複合光として、開口側、つまり、横断路(透過路、蛍光発光射出経路)へ向かわせる。その結果、実施の形態12および13に係る光源装置は、両方の効果を有するものとなる。
 本願に係る光源装置は、ケースにおける導光体を取り囲む側の面と導光体の外周面との間、または、ケースにおける導光体を取り囲む側の面と反対側の面の少なくとも一方に設けられ、端部から内部に入射した光を吸収して励起された蛍光を放出する蛍光体層の少なくとも一部と導光体の内部を介して対向する位置の導光体の外周面に、長軸方向に沿ってライン状に設けた光反射パターンとを備えている。そして、端部から内部に入射した光が導光体を伝搬する過程において、蛍光体層は、光反射パターンで散乱または正反射して導光体の外周面から出射した光を捕捉し、この光を反射させると共に当該光とは異なる光学波長の光に変換された光を生成し、蛍光体層で生成された光を導光体の内部へ透過させて、導光体におけるケースから露出、または、突出した一部から端部から内部に入射した光および蛍光体層で生成された光を被照射体に照射するものである。実施の形態1~13におけるそれぞれの構成を適宜組み合わせることが可能であることはいうまでもない。
 本出願は、2012年3月14日に出願された、明細書、特許請求の範囲、図、および要約書を含む日本国特許出願2012-057522号に基づく優先権を主張するものである。この元となる特許出願の開示内容は参照により全体として本出願に含まれる。
 1 光源(青色LED)、2 LED回路、2a 基板、2b コネクタ、2c 放熱板、3 導光体、4 光反射パターン(導光体反射パターン、光散乱パターン)、5 蛍光体層、6 ケース、6a 開口、6b 突起部、6c 突起部、601 ケース、601b 突起部、601c 凸部、601d 凹部、601e 突起部、601f 斜面部(壁面部)、602 ケース(反射板)、602b 突起部、602c 凸部、602d 凹部、602e 斜面部、603 ケース(反射板)、7 ホルダー、8 紫外線遮光パターン(紫外線カットパターン、紫外光カットフィルター)、11 光源(紫外線光源)、31 導光体(楕円状導光体)、32 導光体(楕円状導光体)、33 導光体(5角柱導光体)、34 導光体(四角柱面取り導光体)、35 導光体(半円付き多角形導光体)、36 導光体(円形-多角形結合導光体)、37 導光体(円形-多角形結合導光体)、41,42,43,44 光反射パターン(導光体反射パターン、光散乱パターン)、51 蛍光体層、61 ケース(反射板)、61a 開口、61b 突起部、62 ケース(反射板)、62a 開口、62b 突起部、62c 切り欠き部(導光体の切り欠き部)、63 ケース(反射板)、63a 開口、63b 突起部、63c 切り欠き部、64 ケース(反射板)、64a 開口、64b 突起部、64c 切り欠き部(導光体の面取り部)、65 透明ケース(外殻パイプ)、65a 開口、65b 突起部、65c 保護シート(最外殻パイプ)、66 ケース(反射板)、66a 開口、66b 導光体支持部、67 ケース(反射板、J字状ケース)、67a 開口、68 ケース(反射板)、68a 開口、69 ケース(反射板)、69a 開口、70 ケース(反射板)、70a 開口。

Claims (16)

  1.  光を放射する光源と、
     前記光源が端部に配置され、前記光源から放射されて前記端部から内部に入射した光を長軸方向に伝搬させる棒状の導光体と、
     前記導光体の外周面を、前記導光体の長軸方向に沿って連続する開口を除いて取り囲み、前記開口から前記導光体の一部を露出、または、突出させて、前記導光体の外周面から出射される光の一部を吸収して励起される蛍光を放射する蛍光体層と、
     少なくとも一部の前記蛍光体層と前記導光体の内部を介して対向する位置の前記導光体の外周面に、前記長軸方向に沿ってライン状に設けた光反射パターンと、
     を備え、
     前記端部から内部に入射した光が前記導光体を伝搬する過程において、前記蛍光体層は、前記光反射パターンで散乱または正反射して前記導光体の外周面から出射した光を捕捉し、捕捉した光の一部を反射させると共に当該光とは異なる波長の光を放射し、前記蛍光体層で放射した光を前記導光体の内部へ透過させて、前記端部から内部に入射した光および前記蛍光体層で放射した光を、前記導光体における前記蛍光体層の開口から露出、または、突出した一部から被照射体に照射する光源装置。
  2.  前記導光体の外周面を、前記導光体の長軸方向に沿って形成された帯状の開口を除いて取り囲み、前記開口から前記導光体の一部を露出、または、突出させるケースを備え、
     前記蛍光体層は、前記ケースの前記導光体を取り囲む面と前記導光体との間に介在する、請求項1に記載の光源装置。
  3.  前記ケースは、前記ケースの前記導光体を取り囲む面に、前記長軸方向に直交する面内に稜線を有する第1の凸部と、前記長軸方向に直交する面内に谷線を有する第1の凹部が交互に形成され、
     前記蛍光体層は、前記第1の凹部に形成され、前記第1の凸部から前記導光体への入射角度が制限された光を前記導光体の内部へ透過させる、請求項2に記載の光源装置。
  4.  前記ケースは、前記ケースの前記導光体を取り囲む面に、前記長軸方向に平行な稜線を有する第2の凸部と、前記長軸方向に平行な谷線を有する第2の凹部が交互に形成され、
     前記第2の凸部は、前記ケースの開口側を向いた斜面部を有し、
     前記蛍光体層は、前記第2の凹部と前記斜面部に形成される、
     請求項2または3に記載の光源装置。
  5.  前記導光体は、前記ケースの前記第1の凸部の頂点または前記第2の凸部の頂点で支持される、請求項3または4に記載の光源装置。
  6.  前記導光体の外周面の少なくとも前記蛍光体層が取り囲む範囲を取り囲み、前記光源が放射する光および前記蛍光体層が放射する光を透過する透明ケースを備え、
     前記蛍光体層は、前記透明ケースにおける前記導光体を取り囲む側の面と反対側の面に形成される、
     請求項1に記載の光源装置。
  7.  前記導光体の長軸方向に直交する断面の形状は、円形または多角形である、請求項1ないし6のいずれか1項に記載の光源装置。
  8.  前記導光体の長軸方向に直交する断面の形状は、前記光反射パターンと対向する部分における前記外周面が連続する少なくとも一方側が円弧状に突起した形状である、請求項2ないし5のいずれか1項に記載の光源装置。
  9.  前記ケースの開口は、前記導光体の円弧状に突起した部分を、露出、または、突出させる、請求項8に記載の光源装置。
  10.  前記導光体の長軸方向に直交する断面の形状は、前記光反射パターンと対向する部分が直線形状であって、その直線形状の部分が、前記円弧状に突起した部分側に傾斜した形状である、請求項8または9に記載の光源装置。
  11.  前記蛍光体層の前記導光体の長軸方向と直交する方向の断面の形状は、前記導光体の側面の前記蛍光体層に覆われていない開口に近づくにつれ、前記導光体からの距離が大きくなる、請求項1ないし10のいずれか1項に記載の光源装置。
  12.  前記蛍光体層の前記導光体からの距離が大きくなる部分で生成した光の一部を直接、前記被照射体に照射する、請求項11に記載の光源装置。
  13.  前記光源は、青色光を含む光を放射する請求項1ないし12のいずれか1項に記載の光源装置。
  14.  前記光源は、紫外光を含む光を放射する請求項1ないし12のいずれか1項に記載の光源装置。
  15.  前記導光体における前記蛍光体層の開口からから出射する紫外光を遮光する、紫外線遮光部を備える請求項14に記載の光源装置。
  16.  前記紫外線遮光部は、前記導光体の外周面に前記長軸方向に沿って設けられた紫外線遮光パターンである、請求項15に記載の光源装置。
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