(57)【要約】【課題】光ファイバ保持部材の端部に取り付け可能な新たな光部品及びこの光部品を用いる発光装置を提供する。【解決手段】光ファイバ１０を保持するための光ファイバ保持部材２０と、光変換部材４０と、光変換部材４０及び光ファイバ保持部材２０を挿入可能な内孔を有し、内孔の一端に挿入物を係止可能な、開口部３２を有する係止部３１が設けられてなるキャップ３０とからなり、キャップ３０内孔に挿入された光変換部材４０を、光ファイバ保持部材２０が係止部３１に押圧した状態で内孔に固定されてなる光部品であって、前記係止部３１の開口部３２が光変換部材４０の最大径より小さいことを特徴としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバを保持するための光ファイバ保持部材と、
光変換部材と、
光変換部材及び光ファイバ保持部材を挿入可能な内孔を有し、内孔の一端に挿入物を係止可能な、開口部を有する係止部が設けられてなるキャップとからなり、
キャップ内孔に挿入された光変換部材を、光ファイバ保持部材が係止部に押圧した状態で内孔に固定されてなる光部品であって、
前記係止部の開口部が光変換部材の最大径より小さいことを特徴とする光部品。
【請求項２】
前記光変換部材は、ガラス中に蛍光体が混合されていることを特徴とする請求項１に記載の光部品。
【請求項３】
前記光変換部材は、キャップ内孔に嵌合されていることを特徴とする請求項１に記載の光部品。
【請求項４】
前記光変換部材は、円柱形状であることを特徴とする請求項１に記載の光部品。
【請求項５】
前記光変換部材は、略円錐台形状であることを特徴とする請求項１に記載の光部品。
【請求項６】
前記光変換部材は、ドーム形状であることを特徴とする請求項１に記載の光部品。
【請求項７】
前記キャップは、前記係止部の開口部が先端に向かって拡開していることを特徴とする請求項１に記載の光部品。
【請求項８】
前記キャップは、前記係止部の開口部が光変換部材の最大径より小さく、且つ、前記係止部の先端開口部が前記光変換部材の最大径と同じ若しくはそれよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の光部品。
【請求項９】
前記光変換部材と前記光ファイバ保持部材との間に光反射膜が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光部品。
【請求項１０】
前記キャップの内壁の少なくとも一部には、光反射膜が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光部品。
【請求項１１】
前記光変換部材は、前記係止部に低融点ガラスを用いて固定されていることを特徴とする請求項１に記載の光部品。
【請求項１２】
励起光を出射する励起光源と、
該励起光源から出射される励起光を伝達する光ファイバと、
該光ファイバの先端に設けられる請求項１〜１１のいずれか一項に記載の光部品と、
を有することを特徴とする発光装置。
【請求項１３】
前記励起光源が、半導体レーザであることを特徴とする請求項１２に記載の発光装置。
【請求項１４】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光部品に用いられる光変換部材であって、
前記光変換部材が、円柱状、略円錐台形状及びドーム形状のいずれかの形状に加工されてなることを特徴とする光変換部材。
【請求項１５】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光部品に用いられるキャップであって、
前記キャップが、金属であることを特徴とするキャップ。
【請求項１６】
前記係止部の開口部が先端に向かって拡開していることを特徴とする請求項１５に記載のキャップ。
【請求項１７】
前記係止部の開口部が光変換部材の最大径より小さく、且つ、前記係止部の先端開口部が前記光変換部材の最大径と同じ若しくはそれよりも大きいことを特徴とする請求項１５に記載のキャップ。
【請求項１８】
内壁の少なくとも一部に光反射膜が形成されてなることを特徴とする請求項１５に記載のキャップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの端部に取り付け可能な光部品、および、この光部品が用いられる発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源からの光を、光ファイバなどのセパレータを介してディスパーサに伝え、光を所望のパターンに分散させたり、光の色を変化させたりするランプが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、球レンズと、中心軸部に光ファイバを保持するフェルールとを有し、光ファイバの先端とフェルールの先端部とを均一面となし、球レンズの焦点位置に光ファイバの先端部が位置するように球レンズ及びフェルールを同一軸上で保持するコリメータにおいて、球レンズを保持する第１のスリープと、フェルールを保持し且つ第１のスリープと互いに一体的に組合される第２のスリープとを設けるコリメータが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特表２００３−５１５８９９号公報
【特許文献２】特開昭６３−１４９６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のランプは、ディスパーサを光ファイバなどのセパレータの先端に単に取り付けているだけであり、光ファイバなどの導光部材の端部に取り付け可能な光部品については、より改善の必要性がある。
【０００５】
また、球レンズが抜脱したり、フェルールから出射された光が球レンズに入射せず反射され光取り出し効率が低下したりする問題点がある。
【０００６】
そこで、本発明は、光ファイバ保持部材の端部に取り付け可能な新たな光部品および、この光部品を用いる発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、上記課題は、次のようにして解決される。
【０００８】
本発明の光部品は、光ファイバを保持するための光ファイバ保持部材と、光変換部材と、光変換部材及び光ファイバ保持部材を挿入可能な内孔を有し、内孔の一端に挿入物を係止可能な、開口部を有する係止部が設けられてなるキャップとからなり、キャップ内孔に挿入された光変換部材を、光ファイバ保持部材が係止部に押圧した状態で内孔に固定されてなる光部品であって、前記係止部の開口部が光変換部材の最大径より小さいことを特徴とする。これによりキャップから光変換部材が抜脱するのを容易に防止でき、しかも、キャップ内から光を取り出すことができる。また、光ファイバから出射された光を異なる光に変換することができ、所定の光を放出することができる。さらに、光変換部材のみを取り替えることにより任意の光を放出することができる。
【０００９】
前記光変換部材は、ガラス中に蛍光体が混合されていることが好ましい。これにより光変換部材の劣化を防止することができる。
【００１０】
ガラス中に混合される蛍光体は均一に分散されていることが好ましい。蛍光体は光ファイバから出射された光を吸収し、波長変換を行い、所定の光を放出するが、吸収した光の一部は熱に変換される。そのため、蛍光体に蓄積した熱を拡散することが重要となる。また、蛍光体を均一に分散することにより、出射光の配向色ムラを低減することができる。
【００１１】
前記光変換部材は、前記キャップの内孔に嵌合されていることが好ましい。これにより光部品内での光変換部材の移動を低減できる。また、光変換部材で発生する熱をキャップや光ファイバ保持部材に伝達し放熱性を高めることができる。
【００１２】
前記光変換部材は、円柱形状、略円錐台形状及びドーム形状のいずれかであることが好ましい。その理由は、多角形状に比べ加工が容易であり、また、キャップ内孔に光変換部材を挿入する際に、欠けやクラックが発生し難く、また、キャップからの光変換部材の抜脱を容易に防止できるためである。また、ドーム形状であれば、さらに、レンズ効果を持たせることができる。
【００１３】
前記キャップは、前記係止部の開口部が先端に向かって拡開していることが好ましい。具体的には、前記係止部の開口部が光変換部材の最大径より小さく、且つ、前記係止部の先端開口部が前記光変換部材の最大径と同じ若しくはそれよりも大きいことが好ましい。前記係止部の開口部を光変換部材の最大径よりも小さくすることにより、光変換部材の抜脱を防止することができる。また、前記係止部の開口部を先端に向かって拡開させ、係止部の先端開口部を光変換部材の最大径と同じ若しくはそれよりも大きくすることで、発光観測面側から見たとき、光変換部材の表面積を大きくすることができ、集光性が高くなり、光取り出し効率の向上を図ることができる。
【００１４】
前記光変換部材と前記光ファイバ保持部材との間に光反射膜が設けられていることが好ましい。これにより光取り出し効率の向上を図ることができる。尚、光反射膜は、光ファイバの端面を除く部分に設けられていることがより好ましい。
【００１５】
前記キャップの内壁の少なくとも一部には、光反射膜が設けられていることが好ましい。これにより光取り出し効率を向上させることができるからである。
【００１６】
前記光変換部材は、前記係止部に低融点ガラスを用いて固定することもできる。光ファイバ保持部材とキャップ内での光変換部材の移動を抑えるためである。
【００１７】
また、本発明の発光装置は、励起光を出射する励起光源と、該励起光源から出射される励起光を伝達する光ファイバと、該光ファイバの先端に設けられる前記光部品と、を有する発光装置に関する。
【００１８】
これにより、簡易に励起光源と異なる光を放出する発光装置を提供することができる。
【００１９】
前記励起光源は、半導体レーザーを用いることが好ましい。これにより光密度の高い変換光を得ることができる。
【００２０】
また、本発明の光変換材料は、前記本発明の光部品に用いられる光変換部材であって、前記光変換部材が、円柱状、略円錐台形状及びドーム形状のいずれかの形状に加工されてなることを特徴とする。光変換部材を円柱状、略円錐台形状及びドーム形状のいずれかの形状に加工することにより、キャップ内孔に挿入する際に、欠けやクラックの発生を防止できる。また、キャップからの光変換部材の抜脱を容易に防止できる。
【００２１】
また、本発明のキャップは、前記本発明の光部品に用いられるキャップであって、前記キャップが、金属であることを特徴とする。その理由は、金属は、ガラスやセラミックスに比べて熱伝導率が高く、光ファイバから出射された光を別の波長の光に変換する際、光変換材料に蓄積した熱を拡散することできるためである。また、加工が容易で、しかも、機械的強度が高いためである。尚、キャップの材質としては、金属であれば、特に制限はないが、中でも、比較的安価なステンレス、鉄ニッケル合金、コバール合金、アルミニウム合金を用いることが好ましい。
【００２２】
本発明のキャップは、前記係止部の開口部が先端に向かって拡開していることが好ましい。具体的には、前記係止部の開口部が光変換部材の最大径より小さく、且つ、前記係止部の先端開口部が前記光変換部材の最大径と同じ若しくはそれよりも大きいことが好ましい。前記係止部の開口部を光変換部材の最大径よりも小さくすることにより、光変換部材の抜脱を防止することができる。また、前記係止部の開口部を先端に向かって拡開させ、係止部の先端開口部を光変換部材の最大径と同じ若しくはそれよりも大きくすることで、発光観測面側から見たとき、光変換部材の表面積を大きくすることができ、光取り出し効率の向上を図ることができる。
【００２３】
本発明のキャップは、内壁の少なくとも一部に光反射膜が形成されてなることが好ましい。これにより光取り出し効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、光ファイバの端部に取り付け可能な新たな光部品および、この光部品が用いられる発光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、添付した図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
【００２６】
＜第１の実施の形態＞
第１の実施の形態に係る光部品について図面を用いて説明する。図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略断面図である。図１（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略平面図である。
【００２７】
第１の実施の形態に係る光部品は、光ファイバ１０と、光ファイバ１０を持つ光ファイバ保持部材２０と、キャップ３０と、光変換部材４０と、を有する。キャップ３０は、光ファイバ保持部材２０及び光変換部材４０を挿入可能な内孔と、内孔の一端に光ファイバ保持部材２０及び光変換部材４０を係止可能な開口部３２を有する係止部３１を具備する。尚、開口部３２は、光変換部材４０の最大径よりも小さくしている。これにより光変換部材４０の抜脱を防止することができる。光変換部材４０は、キャップ３０内に配置され、光ファイバ保持部材２０が係止部３１に押圧した状態で内孔に固定されている。光ファイバ１０の一端は励起光源（図示しない）に接続されており、他端は光変換部材４０を備える光部品が取り付けられている。光ファイバ保持部材２０には光ファイバ１０が挿通されている。キャップ３０の内孔は、光ファイバ保持部材２０の外径と略同一で嵌合されている。キャップ３０を取り外し可能とするため隙間や凹凸、ネジ形状を設けていてもよい。ただし固定強度を高めるため光ファイバ保持部材２０とキャップ３０とはＹＡＧ溶接等により固定することが好ましい。光変換部材４０は、光ファイバ保持部材２０の外径と略同一の外径を有していることが好ましく、キャップ３０の内孔とも略同一の外径を有していることが好ましい。光変換部材４０はガラス４１中に蛍光体４２が混合されている。この蛍光体４２はガラス４１中に均一に分散されていることが好ましい。光変換部材４０と光ファイバ保持部材２０とが接する部分には、光反射膜５０を設けることが好ましい。このとき光ファイバ１０の端面部は覆わないようにする。また、キャップ３０の内壁、特に光変換部材４０が配置される部分にも光反射膜５０を設けることが好ましい。蛍光体４２により一部分散された光を効率よく外部に放出するためである。光変換部材４０は円柱形状である。光部品を発光観測面側から観測すると、図１（ｂ）に示すように、キャップ３０の係止部３１の開口部３２に光変換部材４０が露出した状態で観測される。
【００２８】
この第１の実施の形態によれば、光変換部材４０は、光ファイバ１０の先端に蛍光体を含有した樹脂を直接塗布し、光ファイバ１０と光変換部材４０を一体物とするのではなく、光変換部材４０が光ファイバ１０や光ファイバ保持部材２０とは独立した部材であるため、光変換部材４０が不良である場合、キャップ３０を取り外して光変換部材４０を交換すればよい。よって、光変換部材４０の取り替えを光ファイバ１０及び光ファイバ保持部材２０単位ではなく、キャップ３０単位で行うことができる。したがって、第１の実施の形態によれば、光ファイバ１０を用いた製品の歩留まりを改善することができる。
【００２９】
また、ガラス４１中に混合された蛍光体４２は、励起光源からの光を変換する際に熱を発生する。光変換部材４０を有機系の樹脂の接着剤を用いて固定した場合、蛍光体４２の発熱により有機系の樹脂は黄変等して劣化する。これにより光取り出し効率が低下する。第１の実施の形態によれば有機系の樹脂を用いずに光変換部材４０を固定できるため、光取り出し効率を高いまま維持することができる。一方、光変換部材４０中の蛍光体４２は、光ファイバ１０から離れた側に多く配置することもできる。光ファイバ１０から出射される光は高密度であるため、わずかでも蛍光体４２を離しておく方が好ましいからである。
【００３０】
なお、光変換部材４０と光ファイバ保持部材２０を低融点ガラスを用いて固定してもよい。この場合、光ファイバ保持部材２０または光変換部材４０のどちらかの部材の接触部分（光ファイバ１０の端面部を除く）に、例えば、ペースト状の低融点ガラスを塗布し、光ファイバ保持部材２０と光変換部材４０を接着し加熱することで固定できる。また、光変換部材４０と光ファイバ保持部材２０との間に反射膜５０を設け、低融点ガラスによって固定する場合、例えば、光ファイバ保持部材２０または光変換部材４０のどちらかの部材の接触部分に、上述のように、ペースト状の低融点ガラスを塗布し、もう一方の部材の接触部分に、反射膜５０を形成し、光ファイバ保持部材２０と光変換部材４０を接着し加熱すればよい。また、例えば光ファイバ保持部材２０の先端に凹みを設け、この凹み部分にペースト状の低融点ガラスを塗布及び加熱して光変換部材４０を固定することもできる。両者の部材の接触部分全面に低融点ガラスを用いて固定することも可能であるが、一部のみに低融点ガラスを用いて固定することも可能である。これは光変換部材４０をキャップ３０で覆うため、光変換部材４０が容易に落脱することがないためである。また、光変換部材４０とキャップ３０についても、これら部材の接触部分に上記と同様にして低融点ガラスを用いて固定してもよい。この場合、キャップ３０と光ファイバ保持部材２０とを接合する前に、キャップ３０に低融点ガラスを用いて光変換部材４０を固定することもできるが、キャップ３０と光ファイバ保持部材２０とを接合した後に、光変換部材４０とキャップ３０とを低融点ガラスを用いて固定することもできる。
【００３１】
光変換部材４０は、光ファイバ保持部材２０とキャップ３０とで挟み込むことにより固定することができる。上述のように光変換部材４０を光ファイバ保持部材２０若しくはキャップ３０に予め取り付けておいてもよい。
【００３２】
円柱状の光変換部材４０は、ダイヤモンド-グラインダを用いて円柱加工を行い、余分な部位を切断除去することで得ることができる。
【００３３】
＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態に係る光部品について図面を用いて説明する。図２は、本発明の第２の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略断面図である。同様な部材を使用するため、形状が異なっていても図番は同一のものを使用する。
【００３４】
第２の実施の形態に係る光部品は、光変換部材４０の形状が略円錐台形状となっている以外は、第１の実施の形態とほぼ同様であるため、同様な部分については説明を省略する。
【００３５】
光変換部材４０はガラス４１中に蛍光体４２が含有されている。光変換部材４０は略円錐台形状となっており、キャップ３０から一部が突出した形状を成している。これにより光取り出し効率が向上する。光ファイバ１０から出射した光を遮断する部分が少なくなるため、光ファイバ１０から出射した光を有効に利用することができるからである。
【００３６】
キャップ３０の係止部３１の開口部３２は、光変換部材４０の略円錐台形状の裾の形状に嵌合する形状を持つことが好ましい。略円錐台形状の光変換部材４０をキャップ３０内に嵌入し、光ファイバ保持部材２０で所定の圧力を加えて光変換部材４０を押し込む。これにより光変換部材４０のぐらつきがなくなり高い機械的強度を持った光部品を形成することができる。
【００３７】
略円錐台形状の光変換部材４０は、ダイヤモンド-グラインダを用いて円柱加工を行い、続いて、所望の形状が残るように加工されたダイヤ電着ホイールに円柱加工した光変換部材の先端を押し付け、光変換部材及びダイヤ電着ホイール回転させながら、研削加工により形状を転写し、余分な部位を切断除去することで得ることができる。
【００３８】
＜第３の実施の形態＞
第３の実施の形態に係る光部品について図面を用いて説明する。図３は、本発明の第３の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略断面図である。同様な部材を使用するため、形状が異なっていても図番は同一のものを使用する。
【００３９】
第３の実施の形態に係る光部品は、光変換部材４０の形状が略円錐台と円柱状の組合せ形状となっている以外は、第１の実施の形態とほぼ同様であるため、同様な部分については説明を省略する。
【００４０】
光変換部材４０は略円錐台と円柱状の組合せ形状となっており、キャップ３０から一部が突出した形状を成している。略円錐台形状にさらに円柱状部分を設け、光変換部材４０とキャップ３０との接触面積を大きくすることにより、係止部３１と光ファイバ保持部材２０との挟み込みの際の機械的強度を高くすることができる。
【００４１】
キャップ３０の係止部３１の開口部３２は、光変換部材４０の裾の形状に嵌合する形状を持つことが好ましい。略円錐台と円柱状の組合せ形状の光変換部材４０をキャップ３０内に嵌入し、光ファイバ保持部材２０で所定の圧力を加えて光変換部材４０を押し込む。これにより光変換部材４０のぐらつきがなくなり高い機械的強度を持った光部品を形成することができる。また、光変換部材４０とキャップ３０との接触面積を増やすことができるため、放熱性が向上する。
【００４２】
略円錐台と円柱状の組合せ形状の光変換部材４０は、ダイヤモンド-グラインダを用いて円柱加工を行い、続いて、所望の形状が残るように加工されたダイヤ電着ホイールに円柱加工した光変換部材の先端を押し付け、光変換部材及びダイヤ電着ホイール回転させながら、研削加工により形状を転写し、余分な部位を切断除去することで得ることができる。
【００４３】
＜第４の実施の形態＞
第４の実施の形態に係る光部品について図面を用いて説明する。図４は、本発明の第４の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略断面図である。同様な部材を使用するため、形状が異なっていても図番は同一のものを使用する。
【００４４】
第４の実施の形態に係る光部品は、光変換部材４０の形状がドーム形状となっている以外は、第１の実施の形態とほぼ同様であるため、同様な部分については説明を省略する。
【００４５】
光変換部材４０はドーム形状となっており、キャップ３０から一部が突出した形状を成している。ドーム形状とすることにより、光変換部材４０にレンズ効果を持たせることができ、集光性を高めることができる。また、ドーム形状とすることにより外的障害物に引っかけることが少なくなる。明細書中で「ドーム形状」と称するが、略半球形状やレンズ形状などを包括したものである。
【００４６】
キャップ３０の係止部３１の開口部３２は、光変換部材４０の裾の形状に嵌合する形状を持つことが好ましい。ドーム形状の光変換部材４０をキャップ３０内に嵌入し、光ファイバ保持部材２０で所定の圧力を加えて光変換部材４０を押し込む。これにより光変換部材４０のぐらつきがなくなり高い機械的強度を持った光部品を形成することができる。
【００４７】
ドーム形状の光変換部材４０は、ダイヤモンド-グラインダを用いて円柱加工を行い、続いて、回転するカップ型砥石に光変換部材の先端を押し付け、所望の形状のアウトラインに沿ってカップ砥石を動かし、ドーム形状を形成し、余分な部位を切断除去する方法により製造できる。
【００４８】
＜第５の実施の形態＞
第５の実施の形態に係る光部品について図面を用いて説明する。図５は、本発明の第５の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略断面図である。同様な部材を使用するため、形状が異なっていても図番は同一のものを使用する。
【００４９】
第５の実施の形態に係る光部品は、光変換部材４０の形状がドーム形状と円柱状の組合せ形状となっている以外は、第１の実施の形態とほぼ同様であるため、同様な部分については説明を省略する。
【００５０】
光変換部材４０はドーム形状と円柱状の組合せ形状となっており、キャップ３０から一部が突出した形状を成している。ドーム形状にさらに円柱状部分を設け、光変換部材４０とキャップとの接触面積を大きくすることにより、係止部３１と光ファイバ保持部材２０との挟み込みの際の機械的強度を高くすることができる。
【００５１】
キャップ３０の係止部３１の開口部３２は、光変換部材４０の裾の形状に嵌合する形状を持つことが好ましい。ドーム形状と円柱状の組合せ形状の光変換部材４０をキャップ３０内に嵌入し、光ファイバ保持部材２０で所定の圧力を加えて光変換部材４０を押し込む。これにより光変換部材４０のぐらつきがなくなり高い機械的強度を持った光部品を形成することができる。また、光変換部材４０とキャップ３０との接触面積を増やすことができるため、放熱性が向上する。
【００５２】
ドーム形状と円柱状の組合せ形状の光変換部材４０は、ダイヤモンド-グラインダを用いて円柱加工を行い、続いて、回転するカップ型砥石に光変換部材の先端を押し付け、所望の形状のアウトラインに沿ってカップ砥石を動かし、ドーム形状を形成し、余分な部位を切断除去する方法により製造できる。
【００５３】
＜第６乃至第１０の実施の形態＞
第６乃至第１０の実施の形態に係る光部品について図面を用いて説明する。図６は、本発明の第６の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略断面図である。図７は、本発明の第７の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略断面図である。図８は、本発明の第８の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略断面図である。図９は、本発明の第９の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略断面図である。図１０は、本発明の第１０の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略断面図である。同様な部材を使用するため、形状が異なっていても図番は同一のものを使用する。
【００５４】
第６乃至第１０の実施の形態に係る光部品は、キャップ１３０の係止部１３１の開口部１３２を先端に向かって拡開させた（リフレクタ形状に加工する）こと以外は、第１乃至第５の実施の形態とほぼ同様であるため、同様な部分については説明を省略する。
【００５５】
キャップ１３０は、光ファイバ保持部材２０及び光変換部材４０が挿入可能であり、光ファイバ保持部材２０の外径と略同一の内孔と、内孔の一端にこれらを係止可能な開口部１３２を有する係止部１３１を具備し、開口部１３２は先端に向かって拡開し、係止部１３１の開口部１３２の基部は光変換部材の最大径より小さく、しかも、係止部１３１の開口部１３２の先端部が前記光変換部材４０の最大径と同じ若しくはそれよりも大きくなるように形成されている。開口部１３１は開口方向が広口となるテーパー形状、もしくは曲面であることが好ましい。光取り出し効率の向上を図ることができるからである。
【００５６】
第６乃至第１０の実施の形態のいずれも、断面形状において光変換部材４０が先端開口部（キャップ１３０の先端部）よりも突出していない。これにより光変換部材４０の落脱を防止することができる。なお、開口部先端の開口径を大きくすることで配光角を広くすることができる。逆に開口部先端の開口径を小さくすることで配光角を狭くすることができる。また、光変換部材４０を開口部先端よりも突出させることもできる。突出させることで配向角を広くすることができる。逆に、光変換部材４０を開口部先端よりも内側にすることもできる。内側にすることで配光角を狭くすることができる。
【００５７】
＜第１１の実施の形態＞
第１１の実施の形態に係る光部品について図面を用いて説明する。図１１（ａ）は、本発明の第１１の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略側面図である。図１１（ｂ）は、本発明の第１１の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略平面図である。図１１（ｃ）は、本発明の第１１の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略Ａ−Ａ’断面図である。図１１（ｄ）は、本発明の第１１の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略Ｂ−Ｂ’断面図である。同様な部材を使用するため、形状が異なっていても図番は同一のものを使用する。
【００５８】
第１１の実施の形態に係る光部品は、キャップ２３０の形状が異なっている以外は、第２の実施の形態とほぼ同様であるため、同様な部分については説明を省略する。
【００５９】
キャップ２３０は、光ファイバ保持部材２０及び光変換部材４０が挿入可能であり、光ファイバ保持部材２０の外径と略同一の内孔と、内孔の一端にこれらを係止可能な開口部２３２を有する係止部２３１を具備し、Ａ−Ａ’断面においてキャップ２３０の内孔と同じ大きさの内径を持ち、Ｂ−Ｂ’断面においてキャップ２３０の内孔よりも小さい内径を持つ係止部２３１を有する。光変換部材４０を係止する係止部２３１の部分は光変換部材４０から外部への光の取り出しを遮るため、光変換部材４０の外径と同一若しくはそれ以上であることが好ましい反面、光変換部材４０の落脱を抑制するためには発光観測面側の光変換部材４０の全周を係止部２３１で覆う方が光変換部材４０の落脱をより効果的に抑制することができる。
【００６０】
＜第１２の実施の形態＞
第１２の実施の形態に係る光部品について図面を用いて説明する。図１２（ａ）は、本発明の第１２の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略側面図である。図１２（ｂ）は、本発明の第１２の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略平面図である。図１２（ｃ）は、本発明の第１２の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略Ａ−Ａ’断面図である。図１２（ｄ）は、本発明の第１２の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略Ｂ−Ｂ’断面図である。同様な部材を使用するため、形状が異なっていても図番は同一のものを使用する。
【００６１】
第１２の実施の形態に係る光部品は、キャップ２３０の形状が異なっている以外は、第２の実施の形態とほぼ同様であるため、同様な部分については説明を省略する。
【００６２】
キャップ２３０は、Ａ−Ａ’断面においてキャップ２３０の内孔と同じ大きさの内径を持ち、光変換部材４０から先の部分は切り欠かれ開放されている。また、Ｂ−Ｂ’断面においてはキャップ２３０の内孔よりも小さい内径を持つ係止部２３１を有する。Ａ−Ａ’断面においてザグリを設けておくこともできる。これにより光変換部材４０の露出部分を拡げ、光取り出し効率を高めることができる。
【００６３】
＜第１３の実施の形態＞
第１３の実施の形態に係る光部品について図面を用いて説明する。図１３（ａ）は、本発明の第１３の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略側面図である。図１３（ｂ）は、本発明の第１３の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略平面図である。図１３（ｃ）は、本発明の第１３の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略Ａ−Ａ’断面図である。図１３（ｄ）は、本発明の第１３の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略Ｂ−Ｂ’断面図である。同様な部材を使用するため、形状が異なっていても図番は同一のものを使用する。
【００６４】
第１３の実施の形態に係る光部品は、光変換部材４０の形状が異なっている以外は、第１１の実施の形態とほぼ同様であるため、同様な部分については説明を省略する。
【００６５】
光変換部材４０は、ドーム形状を成している。これにより集光性を高めることができる。ドーム形状の高さや曲率は任意に選定することができる。
【００６６】
＜第１４の実施の形態＞
第１４の実施の形態に係る光部品について図面を用いて説明する。図１４（ａ）は、本発明の第１４の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略側面図である。図１４（ｂ）は、本発明の第１４の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略平面図である。図１４（ｃ）は、本発明の第１４の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略Ａ−Ａ’断面図である。図１４（ｄ）は、本発明の第１４の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略Ｂ−Ｂ’断面図である。同様な部材を使用するため、形状が異なっていても図番は同一のものを使用する。
【００６７】
第１４の実施の形態に係る光部品は、キャップ２３０の係止部２３１の開口部２３２を先端に向かって拡開させた（リフレクタ形状に加工する）こと以外は、第１１の実施の形態とほぼ同様であるため、同様な部分については説明を省略する。
【００６８】
キャップ２３０は、開口方向に拡がるテーパー形状の開口部１３２（リフレクタ）が設けられている。これにより光取り出し効率を高めることができる。光変換部材４０は、開口部１３２（リフレクタ）よりも内側に配置されている。これにより光変換部材４０の落脱を抑制することができる。
【００６９】
＜第１５の実施の形態＞
第１５の実施の形態に係る光部品について図面を用いて説明する。図１５（ａ）は、本発明の第１５の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略側面図である。図１５（ｂ）は、本発明の第１５の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略平面図である。図１５（ｃ）は、本発明の第１５の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略Ａ−Ａ’断面図である。図１５（ｄ）は、本発明の第１５の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略Ｂ−Ｂ’断面図である。同様な部材を使用するため、形状が異なっていても図番は同一のものを使用する。
【００７０】
第１５の実施の形態に係る光部品は、キャップ２３０の係止部２３１の開口部２３２を先端に向かって拡開させた（リフレクタ形状に加工する）こと以外は、第１３の実施の形態とほぼ同様であるため、同様な部分については説明を省略する。
【００７１】
キャップ２３０は、開口方向に拡がるテーパー形状の開口部１３２（リフレクタ）が設けられている。これにより光取り出し効率を高めることができる。光変換部材４０は、開口部１３２（リフレクタ）よりも内側に配置されている。これにより光変換部材４０の落脱を抑制することができる。
【００７２】
＜第１乃至第１５の実施の形態について＞
第１乃至第１５の実施の形態で使用されている部材について説明する。
【００７３】
光ファイバ保持部材２０の材質としては、高熱伝導率、耐食性、優れた溶接性を有する部材が好ましく、例えばニッケルや、ステンレス材、コバールなどが好ましい。光ファイバ保持部材２０の大きさは特に限定されず、光ファイバ１０の径や光変換部材４０などの応じて適宜変更することができる。
【００７４】
キャップ３０としては、高い熱伝導率を有し、且つ、光ファイバ保持部材２０と熱膨張係数が等しい部材を用いることが好ましく、具体的には、金属を用いることが好ましい。より具体的には、ステンレス、鉄ニッケル合金、コバール合金、アルミニウム合金を用いること好ましい。このようにすれば、光ファイバから出射された光を別の波長の光に変換する際、光変換材料に蓄積した熱を拡散することでき、しかも、光ファイバ保持部材２０とキャップ３０との熱膨張係数の差に基づいて、光ファイバ保持部材２０やキャップ３０などに不良が発生することを防止することができ、歩留まりを向上させることができる。
【００７５】
キャップ３０の内面に設ける光反射膜５０は、銀やアルミニウムなどが好ましい。尚、光反射膜５０の形成方法としては、真空蒸着法、メッキ法等、様々な方法を用いることができる。
【００７６】
光ファイバ保持部材２０とキャップ３０とは交換可能に接続部分を略同一の嵌合する形状とすることができるほか、光ファイバ保持部材２０とキャップ３０に雄ネジと雌ネジを設けるネジ式、光ファイバ保持部材２０とキャップ３０に凹凸を設ける嵌め込み式などを採ることができる。また、固定強度を上げ、高信頼性を得るため、光ファイバ保持部材２０とキャップ３０とを溶接固定若しくは接着材固定する接合方法もある。溶接固定の場合、例えばＹＡＧレーザ溶接で、光ファイバ保持部材２０とキャップ３０との一部を溶かし、溶接固定するものである。
【００７７】
接着剤固定の場合、予め、キャップ３０の側面に穴を空けておき、光ファイバ保持部材２０をキャップ３０の内孔に挿入した後、キャップ３０の側面に設けた穴部に有機または無機の接着材を充填し、光ファイバ保持部材２０とキャップ３０を固定するものである。
【００７８】
光変換部材としては、蛍光体をガラス中に含有させ分散させたものであることが好ましい。このような光変換部材を得るには、ガラス粉末と蛍光体を混合し、この混合粉末を、例えばプレス成形し、焼成後、所望の形状に加工すればよい。
【００７９】
光変換部材４０に使用するガラス４１は、ケイ酸塩ガラスであることが好ましい。特に、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、ホウ酸、リン酸、亜鉛酸化物のいずれか１種以上を含有するケイ酸塩ガラスであることが好ましい。これにより光変換部材の耐候性や信頼性が向上し、光変換部材の劣化を防止することができる。
【００８０】
蛍光体４２は、例えば、窒化物系半導体を発光層とする半導体発光ダイオード、レーザダイオードからの光を吸収し異なる波長の光に波長変換するものであればよい。例えば、Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体・酸窒化物系蛍光体、Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類ケイ酸塩、アルカリ土類硫化物、アルカリ土類チオガレート、アルカリ土類窒化ケイ素、ゲルマン酸塩、又は、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に付活される希土類アルミン酸塩、希土類ケイ酸塩又はＥｕ等のランタノイド系元素で主に賦活される有機及び有機錯体等から選ばれる少なくともいずれか１以上であることが好ましい。光変換部材４０は、ガラス粉末と蛍光体粉末とを混合し、この混合粉末を、例えば加熱プレス成形することにより得ることができる。蛍光体４２の他に酸化チタンなどの光拡散剤や、酸化防止剤なども混合しておくこともできる。
【００８１】
＜発光装置＞
本発明に係る発光装置について説明する。図１６は、本発明に係る発光装置を示す概略構成図である。大きさや形状は実際の寸法と異なる。
【００８２】
発光装置は、励起光源２００と光ファイバ１０と光部品６０とを備える。光部品６０は光ファイバ１０を持つ光ファイバ保持部材２０と、キャップ３０と、光変換部材４０と、を備える。
【００８３】
励起光源２００は、３６０ｎｍ〜５００ｎｍに発光ピーク波長を有する半導体発光素子を用いることができる。例えば、４０５ｎｍ近傍や４４５ｎｍ近傍に発光ピーク波長を有するレーザダイオード素子を用いる。レーザダイオード素子は、ＧａＮ系の半導体素子である。またＧａＮ系の発光ダイオード素子を用いることもできる。
【００８４】
光ファイバ１０は、例えば、石英の光ファイバを使用するが、プラスチックファイバを用いることもできる。
【００８５】
レーザダイオード素子から射出された励起光は、レンズを透過して射出部に集光される。射出部は光ファイバ１０と接続されており、励起光源２００から射出された励起光は光ファイバ１０を伝って光部品６０に伝達される。光変換における光変換部材４０で波長変換され、励起光源から出射された光と異なる光を外部に放出する。
【実施例１】
【００８６】
実施例１に係る光部品について説明する。図７は、本発明の実施例１に係る光部品を示す概略断面図である。図１６は、実施例１に係る発光装置を示す概略構成図である。図１７は、実施例１に係る発光装置の測定結果を示す図である。図１８は、比較例１に係る光部品を示す概略断面図である。図１７の横軸は光ファイバから出射される光出力を示し、縦軸は白色の光束を示す。実施例１は第７の実施の形態とほぼ同一の構成を採るため説明を省略する部分もある。
【００８７】
発光装置は、励起光源２００と光ファイバ１０と光部品とを備える。実施例１の光部品は光ファイバ１０を持つ光ファイバ保持部材２０と、キャップ１３０と、光変換部材４０と、を備える。キャップ１３０は、光ファイバ保持部材２０及び光変換部材４０が挿入可能であり、光ファイバ保持部材２０の外径と略同一の内孔と、内孔の一端にこれらを係止可能な開口部１３２を有する係止部１３１を具備し、開口部１３２は先端に向かって拡開し、係止部１３１の開口部１３２は光変換部材の最大径より小さく、しかも、係止部１３１の先端開口部が前記光変換部材４０の最大径と同じ若しくはそれよりも大きくなるように形成されている。開口部１３１はは開口方向が広口となるテーパー形状となっている。光変換部材４０は、略円錐台形状を成している。光変換部材４０は、キャップ１３０内に配置され、光ファイバ保持部材２０と係止部１３１との間に挟み込まれている。
【００８８】
キャップ１３０の内径は１ｍｍであり、その形状に嵌合する光ファイバ保持部材２０の外径も１ｍｍである。光変換部材４０は、略円錐台形状で上面の直径が約０．４２ｍｍ、底面の直径は約１ｍｍ、厚さ約０．５ｍｍのものを使用する。
【００８９】
キャップ１３０及び光ファイバ保持部材２０は銀メッキ処理されたステンレス材を使用する。
【００９０】
ガラス４１は、６０ＳｉＯ２−１５ＣａＯ−１５ＢａＯ−５Ａｌ２Ｏ３−５Ｂ２Ｏ３（ｍｏｌ％）を使用する。
【００９１】
蛍光体４２は、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅと（Ｙ０．９８Ｇｄ０．０２）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅの混合物を使用する。
【００９２】
励起光源は、ＧａＮ系レーザダイオード素子を用い、約４４５ｎｍに発光ピークを有する。
【００９３】
この発光装置を測定したところ、比較例１に係る発光装置よりも、３００ｍＷ時において約２７％も光束が向上している。このように、従来の発光装置よりも本発明に係る発光装置の方が、光出力の向上を図ることができる。
【００９４】
なお、比較例１に係る発光装置は、光ファイバ３１０と、光ファイバ３１０を持つ光ファイバ保持部材３２０と、光ファイバ保持部材３２０に設けられる固定部材３３０と、光変換部材３４０と、を有する。光ファイバ保持部材３２０は、接合部３２１で固定部材３３０と固定され、固定部材５３０の抜脱を防止している。光変換部材３４０は、低融点ガラス３６０を用いて固定部材３３０に固着させている。低融点ガラス５６０としては、軟化点が６５０℃以下のスズ燐酸系ガラスを用いた。低融点ガラス５６０は、固定部材５３０に２ヶ所留めしている。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明の発光装置は、発光ダイオード素子やレーザダイオード素子などの発光装置に利用することができる。例えば、本発明に係る発光装置は、医療用内視鏡や工業用内視鏡、照明器具、バックライトなどに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】（ａ）本発明の第１の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略断面図である。（ｂ）本発明の第１の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略平面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略断面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略断面図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略断面図である。
【図６】本発明の第６の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略断面図である。
【図７】本発明の第７の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略断面図である。
【図８】本発明の第８の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略断面図である。
【図９】本発明の第９の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略断面図である。
【図１０】本発明の第１０の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略断面図である。
【図１１】（ａ）本発明の第１１の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略側面図である。（ｂ）本発明の第１１の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略平面図である。（ｃ）本発明の第１１の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略Ａ−Ａ’断面図である。（ｄ）本発明の第１１の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略Ｂ−Ｂ’断面図である。
【図１２】（ａ）本発明の第１２の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略側面図である。（ｂ）本発明の第１２の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略平面図である。（ｃ）本発明の第１２の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略Ａ−Ａ’断面図である。（ｄ）本発明の第１２の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略Ｂ−Ｂ’断面図である。
【図１３】（ａ）本発明の第１３の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略側面図である。（ｂ）本発明の第１３の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略平面図である。（ｃ）本発明の第１３の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略Ａ−Ａ’断面図である。（ｄ）本発明の第１３の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略Ｂ−Ｂ’断面図である。
【図１４】（ａ）本発明の第１４の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略側面図である。（ｂ）本発明の第１４の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略平面図である。（ｃ）本発明の第１４の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略Ａ−Ａ’断面図である。（ｄ）本発明の第１４の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略Ｂ−Ｂ’断面図である。
【図１５】（ａ）本発明の第１５の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略側面図である。（ｂ）本発明の第１５の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略平面図である。（ｃ）本発明の第１５の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略Ａ−Ａ’断面図である。（ｄ）本発明の第１５の実施の形態に係る光部品の構成を示す概略Ｂ−Ｂ’断面図である。
【図１６】本発明に係る発光装置を示す概略構成図である。
【図１７】実施例１に係る発光装置の測定結果を示す図である。
【図１８】比較例１に係る光部品を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００９７】
１０、３１０  光ファイバ
２０、３２０    光ファイバ保持部材
３０、１３０、２３０    キャップ
３１、１３１、２３１    係止部
３２、１３２、２３２    開口部
４０、３４０    光変換部材
４１    ガラス
４２    蛍光体
５０    光反射膜
６０    光部品
２００  励起光源
３２１  接合部
３３０  固定部材
３６０  低融点ガラス
【図１】
2008076798.tif 000003
【図２】
2008076798.tif 000004
【図３】
2008076798.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008076798.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
2008076798.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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