[发明专利]光源光学系统、光纤光源、显微镜和汽车用前照灯

说明书

技术领域

本发明涉及光纤光源、显微镜和汽车用前照灯等的照明用光源光学系统。

背景技术

目前已知一种光源装置(例如参照专利文献1)，具有产生单色光的LED或半导体激光器等光源，和对来自该光源的单色光进行波长转换的荧光体等波长转换部。经波长转换部进行了波长转换的光是从波长转换部向全方位发射的，所以为了提高光源装置的输出需要技术上的改良。专利文献1中，在波长转换部的背后配置反射面，利用反射面使从波长转换部散射到后方的光会聚到波长转换部，从而使散射到后方的光与散射到前方的光重叠，由此谋求光源装置的输出的提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-142006号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

然而，在专利文献1的光源装置的情况下，存在无法有效地对单一的光纤等Etendue(光学扩展量)小的光学元件供给光的问题。Etendue由π×发光面积×NA²定义。即，专利文献1的光源装置所生成的光具有180°的发散角，所以Etendue较大，在将这样的光供给到Etendue较小的光学元件的情况下，仅能对光学元件供给光的一部分，其他部分则被浪费了。

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种能够对Etendue小的光学元件高效地供给光，适用于光纤光源、显微镜和汽车用前照灯等的照明的、高亮度的光源光学系统。

解决问题的技术手段

为实现上述目的本发明提供以下技术方案。

本发明第一技术方案提供一种光源光学系统，包括：发出激发光的光源；因从该光源照射所述激发光而产生波长与该激发光不同的光的波长转换部；和光偏转会聚部，使经所述波长转换部波长转换的光之中的从所述波长转换部向彼此不同的方向发射的3以上的奇数个光束，从另1个光束的后方会聚而再次入射到所述波长转换部，从而使所述3以上的奇数个光束与所述另1个光束重叠，其中，所述另1个光束是从所述波长转换部向与所述3以上的奇数个光束不同的方向发射的。

根据本发明第一技术方案，因来自光源的激发光的照射而在波长转换部上波长转换而得的光之中，向彼此不同的方向发射的3以上的奇数个光束在光偏转会聚部的作用下与另1个光束重叠，从而最终4以上的偶数个光束重叠成1个光束输出。此时，上述3以上的奇数个光束在会聚于波长转换部后与另1个光束重叠，所以同为发散光束、且大致为相同形状的4以上的偶数个光束均匀地重叠。

像这样，由于大致相同形状的4个以上的光束重叠，所以从光源光学系统生成的光的发散角至少为90度以下。因而，从光源光学系统生成的光的Etendue较小，能够输出高亮度的光，所以即使对于Etendue小的光学元件也能够高效地供给光。

上述第一技术方案中也可以具有以下结构，即，所述光偏转会聚部包括凹面反射镜，该凹面反射镜以所述波长转换部位于其焦点位置的方式配置。

像这样，通过使用具有光束的偏转和会聚这两者的功能的凹面反射镜，能够减小部件数量。另外，在该结构中，作为经波长转换的光的偏转单元和会聚单元利用了凹面反射镜的反射，所以具有不产生色差这一优点。

上述第一技术方案中也可以具有以下结构，即，所述光偏转会聚部包括：具有正的光焦度的光学系统(会聚单元)，以所述波长转换部位于其焦点位置的方式配置；和平面反射镜(偏转单元)，配置在所述具有正的光焦度的光学系统的与所述波长转换部相反的一侧。

通过采用这样的方式，利用具有正的光焦度的光学系统使从波长转换部作为发散光束发射的3以上的奇数个光束转换为平行光束，然后利用平面反射镜使之偏转，所以能够放宽平面反射镜的对位精度。

上述第一技术方案中也可以具有以下结构，即，所述光偏转会聚部包括：2个具有正的光焦度的光学系统，以所述波长转换部位于各自的焦点位置的方式相对于所述波长转换部配置在不同的方向上；和导光元件，配置在所述2个具有正的光焦度的光学系统的与所述波长转换部相反的一侧，引导从所述2个具有正的光焦度的光学系统中的1个透过的光束，使之入射到所述2个具有正的光焦度的光学系统中的另1个。

通过采用这样的方式，能够基于导光元件的形状任意改变2个光束的路径，能够实现整个系统的小型化。

上述第一技术方案中也可以具有以下结构，即，包括二向色镜，该二向色镜使从所述光源出射的所述激发光的光路，合成到所述3以上的奇数个光束和所述另1个光束中的任1个的光路。

通过这样使经波长转换的光与激发光共用光路，能够实现整个系统的小型化。