JP7305067B2 - 光変換装置及び照明システム - Google Patents

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関連出願の相互参照

本出願は、日本国出願２０２１－１２５３２７号（２０２１年７月３０日出願）の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。

本開示は、光変換装置に関する。

特許文献１には、レーザ光の照射に応じて光を発する波長変換部が記載されている。

特開２０１４－１７０９７号公報

光変換装置及び照明システムが開示される。一の実施の形態では、光変換装置は、波長変換部、入射部材及び第１反射部材を備える。波長変換部は、第１光が照射され、第１光の照射に応じて第１光の波長スペクトルとは異なる波長スペクトルを有する第２光を発する。入射部材は第２光が集光する集光面を有する。第１反射部材は第２光を反射して集光面に集光させる反射面を有する。反射面は、長軸が回転軸とされた回転楕円面の一部で構成される。回転楕円面の２つの焦点間の距離は、回転楕円面の長軸半径以下である。

また、一の実施の形態では、照明システムは、上記の光変換装置を備え、当該光変換装置の波長変換部が発する光を照明光として放射する。

光変換装置の一例を示す概略図である。 反射部材の一例を示す概略図である。 反射部材の一例を示す概略図である。 反射面の一例を示す概略図である。 比較対象装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光学部材の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置の一例を示す概略図である。 光変換装置を備えるシステムの一例を示す概略図である。 光変換装置を備えるシステムの一例を示す概略図である。

光変換装置１は、第１光Ｌ１を、当該第１光Ｌ１の波長スペクトルとは異なる波長スペクトルを有する第２光Ｌ２に変換することが可能である。以下に、光変換装置１の複数の実施の形態について説明する。

実施の形態１．
図１は本実施の形態に係る光変換装置１（光変換装置１Ａともいう）の構成の一例を示す概略図である。図１に示されるように、光変換装置１Ａは、例えば、出射部材２、波長変換部３、入射部材４及び反射部材５を備える。

出射部材２は第１光Ｌ１を出射する。出射部材２は、第１光Ｌ１を自ら生成して出射する光源であってもよい。また、出射部材２は、光源から出力される第１光Ｌ１を伝送して出射する光ファイバであってもよい。また、出射部材２は、光源から出力される第１光Ｌ１が入射され、入射された第１光Ｌ１を出射するレンズであってもよい。

第１光Ｌ１は、例えばレーザ光である。第１光Ｌ１は、例えば、波長が４６０ｎｍ以下の短波長レーザ光であってもよいし、波長が４４０ｎｍ以下の短波長レーザ光であってもよい。第１光Ｌ１は、例えば４０５ｎｍの紫色のレーザ光であってもよい。

波長変換部３は、第１光Ｌ１の照射に応じて、当該第１光Ｌ１の波長スペクトルとは異なる波長スペクトルを有する第２光Ｌ２を発することが可能である。第２光Ｌ２は例えば可視光である。

波長変換部３の形状は例えば直方体である。したがって、波長変換部３の表面は、例えば６個の矩形状の平面で構成される。波長変換部３の表面における一の矩形状の平面３０には第１光Ｌ１が照射される。つまり、当該一の矩形状の平面３０は、第１光Ｌ１が照射される被照射面３０を構成する。波長変換部３は、被照射面３０に照射される第１光Ｌ１を第２光Ｌ２に変換し、第２光Ｌ２を被照射面３０から出射する。なお、被照射面３０の形状は、例えば、円形であってもよいし、多角形であってもよい。また、被照射面３０は曲面であってもよい。

波長変換部３としては、例えば、蛍光体を含む蛍光体部分３００が採用される。蛍光体部分３００が含む蛍光体は、第１光Ｌ１の照射に応じて蛍光を発することができる。蛍光体は、第１光Ｌ１によって励起されることによって発光する。蛍光体が発する蛍光の波長スペクトルにおけるピークを示す波長（ピーク波長ともいう）は、第１光Ｌ１の波長スペクトルのピーク波長よりも大きくてもよいし、小さくてもよい。

蛍光体部分３００は例えば多数の蛍光体を含む。多数の蛍光体には、例えば１種類以上の蛍光体が含まれる。蛍光体部分３００には、互いに異なるピーク波長を有する複数種類の蛍光体が含まれてもよい。この場合、蛍光体部分３００には、例えば、第１光Ｌ１の照射に応じて赤色（Ｒ）の蛍光を発する蛍光体（赤色蛍光体ともいう）と、第１光Ｌ１の照射に応じて緑色（Ｇ）の蛍光を発する蛍光体（緑色蛍光体ともいう）と、第１光Ｌ１の照射に応じて青色（Ｂ）の蛍光を発する蛍光体（青色蛍光体ともいう）とが含まれてもよい。赤色蛍光体には、例えば、第１光Ｌ１の照射に応じて発する蛍光の波長スペクトルのピーク波長が６２０ｎｍから７５０ｎｍ程度の範囲にある蛍光体が適用される。緑色蛍光体には、例えば、第１光Ｌ１の照射に応じて発する蛍光の波長スペクトルのピーク波長が４９５ｎｍから５７０ｎｍ程度の範囲にある蛍光体が適用される。青色蛍光体には、例えば、第１光Ｌ１の照射に応じて発する蛍光の波長スペクトルのピーク波長が４５０ｎｍから４９５ｎｍ程度の範囲にある蛍光体が適用される。

蛍光体部分３００に複数種類の蛍光体が含まれる場合には、当該複数種類の蛍光体が発する蛍光が、蛍光体部分３００が発する第２光Ｌ２を構成する。つまり、第２光Ｌ２は複数種類の色成分で構成される。蛍光体部分３００に、赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体が含まれる場合には、赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体が発する蛍光が第２光Ｌ２を構成する。

蛍光体部分３００に複数種類の蛍光体が含まれる場合には、第２光Ｌ２の波長スペクトルは、互いに異なる複数の波長ピークを有する。例えば、蛍光体部分３００に３種類以上の蛍光体が含まれる場合には、第２光Ｌ２の波長スペクトルは、互いに異なる３つ以上の波長ピークを有する。蛍光体部分３００に、赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体が含まれる場合には、第２光Ｌ２の波長スペクトルは、赤色蛍光体が発する蛍光の波長ピークと、緑色蛍光体が発する蛍光の波長ピークと、青色蛍光体が発する蛍光の波長ピークとが含まれる。第２光Ｌ２は、疑似的な白色光であってもよいし、他の色温度の可視光であってもよい。

蛍光体部分３００には、赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体以外の蛍光体が含まれてもよい。蛍光体部分３００には、例えば、第１光Ｌ１の照射に応じて青緑色の蛍光を発する蛍光体（青緑色蛍光体ともいう）が含まれてもよい。また、蛍光体部分３００には、例えば、第１光Ｌ１の照射に応じて黄色の蛍光を発する蛍光体（黄色蛍光体ともいう）が含まれてもよい。蛍光体部分３００には、赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体、青緑色蛍光体及び黄色蛍光体の少なくとも１種類の蛍光体が含まれてもよい。

青緑色蛍光体には、例えば、第１光Ｌ１の照射に応じて発する蛍光の波長スペクトルのピーク波長が４９５ｎｍ程度の蛍光体が適用される。黄色蛍光体には、例えば、第１光Ｌ１の照射に応じて発する蛍光の波長スペクトルのピーク波長が５７０ｎｍから５９０ｎｍ程度の範囲にある蛍光体が適用される。

蛍光体部分３００は、例えば、多数の蛍光体を含む低融点ガラスで構成されてもよい。あるいは、蛍光体部分３００は、多数の蛍光体を含む結晶化ガラスで構成されてもよい。あるいは、蛍光体部分３００は、多数の蛍光体を含むセラミックで構成されてもよい。あるいは、蛍光体部分３００は、蛍光性を有するバルク状のセラミックで構成されてもよい。この場合には、蛍光体部分３００は蛍光体だけで構成されていると言える。

入射部材４は、第２光Ｌ２が入射される。入射部材４は、第２光Ｌ２が集光する集光面４０を有する。反射部材５は、波長変換部３が発する第２光Ｌ２を反射して集光面４０に集光させる反射面５０を有する。第２光Ｌ２は、集光面４０に向かって集光されて入射部材４に入射する。

入射部材４は、入射される第２光Ｌ２を伝送する光ファイバであってもよい。また、入射部材４は、ロッドレンズであってもよい。また、入射部材４は、入射される第２光Ｌ２の配光角を調整するレンズであってもよいし、結像レンズであってもよい。入射部材４がコアを有する光ファイバである場合、集光面４０はコアの入射側の端面となる。また、入射部材４がレンズである場合、集光面４０はレンズの入射面となる。集光面４０は、平面であってもよいし、曲面であってもよい。

図２は反射部材５の外観の一例を示す概略斜視図である。図３は、図２に示される反射部材５を、図２の下側から平面視した様子の一例を示す概略図である。図１では、反射部材５の断面が示されている。

図１～３に示されるように、反射部材５は概ね直方体を成している。反射部材５の形状は、この限りではなく、概ね、円柱状であってもよいし、円錐台状であってもよいし、角柱状であってもよいし、角錐台状であってもよいし、楕円球体状の一部であってもよいし、球体の一部であってもよい。

反射部材５の表面に含まれる一の平面５ａには凹部５３が形成されている。凹部５３の表面が反射面５０を構成している。また、反射部材５には、出射部材２が発する第１光Ｌ１が通る孔５５が設けられている。孔５５は、反射部材５の表面において、例えば、一の平面５ａと対向する一の平面５ｂから反射面５０まで達しており、凹部５３に向かって開口している。第１光Ｌ１は、反射部材５の外側から孔５５に入り、孔５５を通った後に波長変換部３に照射される。

反射面５０は、波長変換部３の被照射面３０から発する第２光Ｌ２を反射して集光面４０に集光させる。反射面５０は研磨された鏡面で構成されてもよい。この場合、反射部材５は、例えば、アルミニウム等の金属で構成されてもよい。また、反射部材５が、基材と当該基材に設けられた反射膜とで構成される場合には、当該反射膜が反射面５０を構成してもよい。基材は、例えば、ガラスで構成されてもよいし、樹脂で構成されてもよい。反射膜は、単層膜であってもおいし、多層膜であってもよい。反射膜は、例えばコーティング加工で形成されてもよい。反射膜は、例えば、アルミニウム、銀あるいは金等の金属から成る金属膜を含んでもよいし、誘電体膜を含んでもよい。反射面５０での第２光Ｌ２の反射率は、例えば、８０％以上であってもよいし、９０％以上であってもよいし、９５％以上であってもよい。

図４は反射面５０の形状を説明するための概略図である。反射面５０は、例えば、長軸５０１が回転軸とされた回転楕円面５００の一部で構成されている。回転楕円面５００は、楕円１００（図４と図１参照）の長軸１０１を回転軸として楕円１００を回転させることで得られる回転楕円体の表面である。当該回転楕円体は、長球あるいは偏長楕円体とも呼ばれる。回転楕円面５００の長軸５０１は楕円１００の長軸１０１と一致する。なお、楕円１００の短軸１０２を回転軸として楕円１００を回転させることで得られる回転楕円体は、偏球あるいは偏平楕円体とも呼ばれる。

反射面５０は、例えば、回転楕円面５００を長軸５０１に沿って２つに分割したときの片側の半回転楕円面５１０の少なくとも一部で構成されてもよい。本例では、反射面５０は、例えば、概ね半回転楕円面５１０で構成されている。具体的には、反射面５０は、半回転楕円面５１０において、第１光Ｌ１が通る孔５５の開口に相当する領域以外で構成されている。なお、図４では、反射面５０に形成される孔５５の開口の記載は省略されている。

波長変換部３は、図１に示されるように、例えば、被照射面３０が回転楕円面５００の一方の焦点Ｆ１を含むように配置されてもよい。言い換えれば、波長変換部３は、焦点Ｆ１が被照射面３０上に位置するように配置されてもよい。被照射面３０の中心は、例えば焦点Ｆ１と一致してもよい。

また、波長変換部３は、図１に示されるように、被照射面３０が反射面５０に向くように配置されてもよい。被照射面３０は、図１に示されるように回転楕円面５００の長軸５０１と平行であってもよいし、平行でなくてもよい。また、被照射面３０は、図１に示されるように長軸５０１上に位置してもよいし、長軸５０１と離れていてもよいし、長軸５０１と交わってもよい。

ここで、図１及び４に示されるように、半回転楕円面５１０の楕円状の開口縁５１１を含む仮想平面５１５を考える。長軸５０１は仮想平面５１５上に位置する。被照射面３０は、図１に示されるように仮想平面５１５と平行であってもよいし、仮想平面５１５と平行でなくてもよい。また、被照射面３０は、図１に示されるように仮想平面５１５上に位置してもよいし（言い換えれば仮想平面５１５に含まれてもよいし）、仮想平面５１５と離れていてもよいし、仮想平面５１５と交わってもよい。被照射面３０は、図１の例とは異なり、仮想平面５１５に対して、集光面４０側（図１の右側）に、言い換えれば入射部材４側に傾斜してもよいし、他の方向に傾斜してもよい。

入射部材４は、図１に示されるように、例えば、集光面４０が回転楕円面５００の他方の焦点Ｆ２を含むように配置されてもよい。言い換えれば、入射部材４は、焦点Ｆ２が集光面４０上に位置するように配置されてもよい。集光面４０の中心は、例えば焦点Ｆ２と一致してもよい。

また、入射部材４は、図１に示されるように、集光面４０が反射面５０に向くように配置されてもよい。集光面４０は、図１に示されるように長軸５０１と平行でなくてもよいし、平行であってもよい。また、集光面４０は、図１に示されるように長軸５０１と交差してもよいし、長軸５０１と離れていてもよい。また、集光面４０は、図１に示されるように仮想平面５１５と平行でなくてもよいし、平行であってもよい。また、集光面４０は、図１に示されるように仮想平面５１５と交わってもよいし、仮想平面５１５上に位置してもよいし、仮想平面５１５と離れていてもよい。集光面４０は、仮想平面５１５に対して、図１に示されるように被照射面３０側（図１の左側）に、言い換えれば波長変換部３側に傾斜してもよいし、他の方向に傾斜してもよい。

本例では、図１及び４に示されるように、回転楕円面５００の２つの焦点Ｆ１及びＦ２の間の距離ｄは、回転楕円面５００の長軸半径ａ以下となっている。これにより、２つの焦点Ｆ１及びＦ２の間の距離ｄを小さくすることができる。その結果、集光面４０に第２光Ｌ２が集光し易くなり、第２光Ｌ２を効率良く集光することができる。以下にこの点について詳細に説明する。

図５は、本例に係る光変換装置１Ａと比較される比較対象装置１０００の構成の一例を示す概略図である。比較対象装置１０００では、回転楕円面５００の２つの焦点Ｆ１及びＦ２の間の距離ｄが、回転楕円面５００の長軸半径ａよりも大きくなっている。比較対象装置１０００の他の構成について光変換装置１Ａと同じである。

ここで、波長変換部３が発する第２光Ｌ２のある光線（言い換えれば、第２光Ｌ２のある成分）が被照射面３０から反射面５０まで到達するまでの光路長（第１光路長ともいう）をＩ１とし、当該ある光線が反射面５０で反射して集光面４０まで到達するまでの光路長（第２光路長ともいう）をＩ２とする。第２光Ｌ２の光線の結像倍率はＩ２／Ｉ１で表される。図５には、第２光Ｌ２の３つの光線についての第１光路長Ｉ１及び第２光路長Ｉ２が示されている。第２光Ｌ２は、波長変換部３の被照射面３０から四方に向かって広範囲に出射される。

比較対象装置１０００では、焦点Ｆ１及びＦ２の間の距離ｄが大きいことから、第２光Ｌ２には、結像倍率が非常に大きい光線（例えば図５において被照射面３０から左側に向かう光線）と結像倍率が非常に小さい光線（例えば図５において被照射面３０から集光面４０の上側に向かう光線）とが含まれるようになり、第２光Ｌ２では、光線の結像倍率のばらつきが大きくなる。そのため、集光面４０のサイズを小さくした場合、あるいは集光面４０が焦点Ｆ２から離れて配置された場合等には、第２光Ｌ２が集光面４０に集光されにくくなる。

図６は、光変換装置１Ａにおいて、第２光Ｌ２に含まれる複数の光線が反射面５０で反射する様子の一例を示す概略図である。図６では、第２光Ｌ２の３つの光線についての第１光路長Ｉ１及び第２光路長Ｉ２が示されている。光変換装置１Ａでは、焦点Ｆ１及びＦ２の間の距離ｄが小さいことから、光変換装置１Ａでは、比較対象装置１０００とは異なり、結像倍率が非常に大きい光線及び結像倍率が非常に小さい光線が第２光Ｌ２には含まれない。これにより、第２光Ｌ２での光線の結像倍率のばらつきが小さくなる。その結果、第２光Ｌ２が集光面４０に集光されやすくなり、第２光Ｌ２を効率良く集光することができる。

図１の例では、波長変換部３の被照射面３０の中心は焦点Ｆ１と一致しているが、被照射面３０の中心は焦点Ｆ１から離れていてもよい。この場合、被照射面３０の中心は、焦点Ｆ１に対して、例えば、図１の左側に位置してもよいし、図１の右側に位置してもよいし、図１の紙面手前側に位置してもよいし、図１の紙面奥側に位置してもよい。また図１の例では、入射部材４の集光面４０の中心は焦点Ｆ２と一致しているが、集光面４０の中心は焦点Ｆ２から離れていてもよい。この場合、集光面４０の中心は、焦点Ｆ２に対して、例えば、図１の左側に位置してもよいし、図１の右側に位置してもよいし、図１の紙面手前側に位置してもよいし、図１の紙面奥側に位置してもよい。

被照射面３０の中心と焦点Ｆ１との間の距離が第１の値以下となり、かつ集光面４０の中心と焦点Ｆ２との間の距離が第２の値以下となるように、波長変換部３及び入射部材４が配置されてもよい。ただし、この場合、被照射面３０の中心と集光面４０の中心とが互いに離れるように波長変換部３及び入射部材４が配置される。例えば、被照射面３０の中心と集光面４０の中心との間の距離がｄ／２以上となるように、波長変換部３及び入射部材４が配置される。

第１の値は、例えば、ｄ／２であってもよいし、ｄ／３であってもよいし、ｄ／４であってもよいし、ｄ／５であってもよいし、ｄ／６であってもよい。また、第１の値は、例えば、ｄ／７であってもよいし、ｄ／８であってもよいし、ｄ／９であってもよいし、ｄ／１０であってもよい。第２の値は、例えば、ｄ／２であってもよいし、ｄ／３であってもよいし、ｄ／４であってもよいし、ｄ／５であってもよいし、ｄ／６であってもよい。また、第２の値は、例えば、ｄ／７であってもよいし、ｄ／８であってもよいし、ｄ／９であってもよいし、ｄ／１０であってもよい。第２の値は、第１の値と同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、第１の値及び第２の値のそれぞれがｄ／２である場合、被照射面３０の中心と焦点Ｆ１との間の距離がｄ／２以下となり、かつ集光面４０の中心と焦点Ｆ２との間の距離がｄ／２以下となり、かつ被照射面３０の中心と集光面４０の中心との間の距離がｄ／２以上となるように、波長変換部３及び入射部材４が配置される。

本例では、反射面５０が、回転楕円面５００を長軸５０１に沿って２つに分割したときの片側の半回転楕円面５１０の少なくとも一部で構成されている。これに対して、反射面５０が、図７に示されるように、回転楕円面５００を短軸に沿って２つに分割したときの片側の半回転楕円面の少なくとも一部で構成されることも可能である。図１の例のように、反射面５０が、回転楕円面５００を長軸５０１に沿って２つに分割したときの片側の半回転楕円面５１０の少なくとも一部で構成される場合には、図７の例と比較して、被照射面３０から出射された第２光Ｌ２が反射面５０によって集光面４０に集光し易くなる。よって、第２光Ｌ２を効率良く集光することができる。なお、反射面５０は、図７に示されるように回転楕円面５００を短軸に沿って２つに分割したときの片側の半回転楕円面で構成されてもよいし、当該半回転楕円面の一部で構成されてもよい。

実施の形態２．
図８は本実施の形態に係る光変換装置１（光変換装置１Ｂともいう）の構成の一例を示す概略図である。光変換装置１Ｂは、上述の光変換装置１Ａにおいて、反射部材５の形状を変更したものである。

光変換装置１Ｂでは、反射面５０が、半回転楕円面５１０の楕円状の開口縁５１１（図４参照）の少なくとも一部を含んでいない。言い換えると、開口縁５１１の少なくとも一部は第２光Ｌ２を透過する。図８の例では、反射面５０が、半回転楕円面５１０の開口縁５１１のすべてを含んでいない。この場合、回転楕円面５００の長軸５０１を通る切断面で反射面５０を切った場合、当該切断面に垂直な方向から見たときの反射面５０の断面形状は、回転楕円面５００の短軸に対して、図８に示されるように線対称であってもよいし、線対称でなくてよい。また、反射面５０は、図９に示されるように、開口縁５１１の一部を含んでもよい。

ここで、半回転楕円面５１０において、開口縁５１１とその近傍は、例えばコーティング加工しにくい。光変換装置１Ｂでは、反射面５０が、半回転楕円面５１０の開口縁５１１の少なくとも一部を含んでいないことから、例えば、反射面５０を構成する反射膜をコーティング加工によって形成し易くなる。

実施の形態３．
本実施の形態に係る光変換装置１（光変換装置１Ｃともいう）は、波長変換部３から出射される第２光Ｌ２の広がりを小さくして第２光Ｌ２を反射面５０に照射する光学部材６０を備える。ここで、第２光Ｌ２の広がりが小さくなるとは、光学部材６０が存在しない場合と比べて第２光Ｌ２の広がりが小さくなることを意味する。光学部材６０は、第２光Ｌ２を反射する反射部材６１でもよいし、第２光Ｌ２を屈折するレンズ６２でもよい。

図１０は、光学部材６０として反射部材６１を備える光変換装置１Ｃの構成の一例を示す概略図である。図１１は反射部材６１の一例を示す概略図である。図１０では、反射部材６１の断面が示されている。図１２は、光学部材６０としてレンズ６２を備える光変換装置１Ｃの構成の一例を示す概略図である。図１０及び１２に示され光変換装置１Ｃは、上述の光変換装置１Ａにおいて、光学部材６０をさらに備えるものである。

図１１に示されるように、反射部材６１は、例えば環状部材である。反射部材６１は、例えば中空の円柱状を成している。反射部材６１の環状の内周面は、例えば鏡面となっており、第２光Ｌ２を反射することが可能である。反射部材６１の環状の内周面は、反射面５０と同様に、第２光Ｌ２を反射する反射膜で構成されてもよい。反射部材６１の環状の内周面は、例えば、断面円形状であり、かつテーパ状となっている。これにより、反射部材６１の両端の開口では、一方の径が他方の径よりも小さくなっている。なお、反射部材６１の構造は図１１の例に限られない。

図１０に示されるように、環状の反射部材６１は、例えば、径が小さい方の開口が波長変換部３の被照射面３０を取り囲むように配置される。反射部材６１のテーパ状の内周面の径は、被照射面３０から離れるほど大きくなっている。発光角度（言い換えれば出射角）が大きい第２光Ｌ２は、反射部材６１の内周面で反射して反射面５０に照射される。これにより、波長変換部３から出射される第２光Ｌ２の広がりが小さくなって第２光Ｌ２が反射面５０に照射される。

図１２の例では、レンズ６２が、被照射面３０の前に配置されており、被照射面３０から出射する第２光Ｌ２が入射する。レンズ６２は、例えば、被照射面３０を覆うように配置されている。レンズ６２は、発光角度が大きい第２光Ｌ２を屈折して出射する。これにより、図１０の例と同様に、波長変換部３から出射される第２光Ｌ２の広がりが小さくなって第２光Ｌ２が反射面５０に照射される。

このように、光変換装置１Ｃでは、波長変換部３から出射される第２光Ｌ２の広がりを小さくして第２光Ｌ２を反射面５０に照射する光学部材６０が設けられている。これにより、集光面４０に対する第２光Ｌ２の入射角を小さくすることができる。さらに、第２光Ｌ２での光線の結像倍率のばらつきを小さくすることができる。よって、第２光Ｌ２が入射部材４に入射しやすくなり、その結果、入射部材４に入射する第２光Ｌ２の光量を大きくすることができる。なお、光学部材６０は、実施の形態２に係る光変換装置１Ｂに設けられてもよい。

実施の形態４．
本実施の形態に係る光変換装置１（光変換装置１Ｄともいう）は、反射面５０で反射して集光面４０の外側に向かう第２光Ｌ２を集光面４０に導く光学部材７０を備える。光学部材７０は、第２光Ｌ２を反射する反射部材７１でもよいし、第２光Ｌ２を屈折するレンズ７２でもよい。

図１３は、光学部材７０として反射部材７１を備える光変換装置１Ｄの構成の一例を示す概略図である。図１３では、反射部材７１の断面が示されている。図１４は、光学部材７０としてレンズ７２を備える光変換装置１Ｄの構成の一例を示す概略図である。図１３及び１４に示され光変換装置１Ｄは、上述の光変換装置１Ａにおいて、光学部材７０をさらに備えるものである。

反射部材７１は、例えば、上述の反射部材６１と同様の構造を有している。図１３に示されるように、環状の反射部材７１は、例えば、径が小さい方の開口が入射部材４の集光面４０を取り囲むように配置される。反射部材７１のテーパ状の内周面の径は、集光面４０から離れるほど大きくなっている。反射面５０で反射して集光面４０の外側に向かう第２光Ｌ２は、反射部材７１の内周面で反射して集光面４０に導かれる。

図１４の例では、レンズ７２が集光面４０の前に配置されている。反射面５０で反射して集光面４０の外側に向かう第２光Ｌ２はレンズ７２で屈折して集光面４０に導かれる。

このように、光変換装置１Ｄでは、反射面５０で反射して集光面４０の外側に向かう第２光Ｌ２を集光面４０に導く光学部材７０が設けられている。これにより、集光面４０に入射する第２光Ｌ２の光量を大きくすることができる。

なお、光学部材７０は、実施の形態２に係る光変換装置１Ｂに設けられてもよい。また、光学部材７０は、実施の形態３に係る光変換装置１Ｃに設けられてもよい。図１５は、光学部材６０としての反射部材６１と、光学部材７０として反射部材７１とを備える光変換装置１Ｃの構成の一例を示す概略図である。図１６は、光学部材６０としてのレンズ６２と、光学部材７０としてレンズ７２とを備える光変換装置１Ｃの構成の一例を示す概略図である。図１５及び１６の例とは異なり、光変換装置１Ｃは、反射部材６１とレンズ７２とを備えてもよいし、レンズ６２と反射部材７１とを備えてもよい。

実施の形態５．
光変換装置１では、入射部材４に対して第１光Ｌ１を積極的に入射させることがある。例えば、第１光Ｌ１と第２光Ｌ２が混ざった光を入射部材４から出射させたい場合、集光面４０に対して第２光Ｌ２だけではなく第１光Ｌ１も積極的に入射される。

一方で、上記の光変換装置１では、第１光Ｌ１の波長変換部３に対する入射角は０°である。つまり、第１光Ｌ１は被照射面３０に対して垂直に入射される。そのため、第１光Ｌ１の正反射成分は、反射部材５の孔５５に向かって進んで、孔５５から光変換装置１の外側に出射されやすい。そのため、上記の光変換装置１では、第１光Ｌ１が入射部材４に入射しにくい。

そこで、本実施の形態では、第１光Ｌ１が入射部材４に入射しやすくなるような光変換装置１について説明する。図１７は、本実施の形態に係る光変換装置１（光変換装置１Ｅともいう）の構成の一例を示す概略図である。

光変換装置１Ｅは、実施の形態１に係る光変換装置１Ａにおいて、波長変換部３の配置姿勢を変更したものである。光変換装置１Ｅでは、波長変換部３の被照射面３０は、第１光Ｌ１が通る孔５５に向いていない。被照射面３０は、半回転楕円面５１０の楕円状の開口縁５１１を含む仮想平面５１５に対して傾斜している。図１７の例では、被照射面３０は、仮想平面５１５に対して集光面４０側（図１７の右側）に傾斜している。なお、被照射面３０は、仮想平面５１５に対して他の方向に傾斜してもよい。

光変換装置１Ｅでは、第１光Ｌ１の波長変換部３に対する入射角αは０°よりも大きくなっている。言い換えれば、第１光Ｌ１の被照射面３０に対する入射角αは０°よりも大きくなっている。被照射面３０は、第１光Ｌ１の入射方向に対して傾斜しているともいえる。入射角αは、例えば、５°以上であってもよいし、１０°以上であってもよいし、２０°以上であってもよい。また、入射角αは、例えば、６０°以下であってもよいし、５０°以下であってもよいし、４５°以下であってもよい。なお、上述の光変換装置１Ｂ～１Ｄにおいても、入射角αを０°よりも大きくしてもよい。

このように、光変換装置１Ｅでは、第１光Ｌ１の波長変換部３に対する入射角αが０°よりも大きくなっていることから、波長変換部３で反射した第１光Ｌ１が孔５５に入りにくくなる。これにより、第１光Ｌ１は、波長変換部３及び反射面５０を順次反射して集光面４０に入射しやすくなる。よって、例えば、第１光Ｌ１と第２光Ｌ２が混ざった光を入射部材４から出射させることができる。なお、入射部材４に第１光Ｌ１を入射させたくない場合であっても、入射角αは０°よりも大きくてもよい。

実施の形態６．
光変換装置１では、実施の形態５とは異なり、入射部材４に対して第１光Ｌ１を入射させたくない場合がある。

そこで、本実施の形態では、第１光Ｌ１が入射部材４に入射しにくくなるような光変換装置１について説明する。図１８は、本実施の形態に係る光変換装置１（光変換装置１Ｆともいう）の構成の一例を示す概略図である。

光変換装置１Ｆは、実施の形態２に係る光変換装置１Ｂにおいて、光学フィルタ８０を設けたものである。光学フィルタ８０は、第１光Ｌ１を吸収し、第２光Ｌ２を透過させることが可能である。光学フィルタ８０は、例えば、集光面４０を覆うように集光面４０の近傍に配置される。これにより、光学フィルタ８０は、波長変換部３（詳細には被照射面３０）及び反射面５０で順次反射した第１光Ｌ１を吸収し、反射面５０で反射した第２光Ｌ２を透過させることができる。

光学フィルタ８０は、例えば、板状、シート状あるいは膜状に形成されてもよい。実施の形態４のようにレンズ７２が配置される場合には、光学フィルタ８０は、レンズ７２上に成膜されていてもよい。光学フィルタ８０での第１光Ｌ１の吸収率は、例えば、８０％以上であってもよいし、９０％以上であってもよいし、９５％以上であってもよい。光学フィルタ８０での第２光Ｌ２の透過率は、例えば、８０％以上であってもよいし、９０％以上であってもよいし、９５％以上であってもよい。光学フィルタ８０は、例えば、ガラス等の誘電体で構成されてもよいし、誘電体と他の材料とで構成されてもよいし、誘電体以外の材料で構成されてもよい。光学フィルタ８０は、単層で構成されてもよいし、多層で構成されてもよい。

このように、光変換装置１Ｆには、波長変換部３及び反射面５０で順次反射した第１光Ｌ１を吸収し、反射面５０で反射した第２光Ｌ２を透過させる光学フィルタ８０が設けられている。これにより、第１光Ｌ１が入射部材４に入射しにくくなるとともに、第２光Ｌ２を適切に入射部材４に入射することができる。

なお、光学フィルタ８０は、光変換装置１Ａ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅに設けられてもよい。また、光学フィルタ８０は、第１光Ｌ１を吸収するのではなく、第１光Ｌ１を反射してもよい。この場合、第１光Ｌ１が入射部材４に入射しにくくなるとともに、図１９に示されるように、光学フィルタ８０で反射した第１光Ｌ１を反射面５０で反射させて波長変換部３の被照射面３０に再度照射することができる。これにより、波長変換部３の発光効率が向上する。光学フィルタ８０での第１光Ｌ１の反射率は、例えば、８０％以上であってもよいし、９０％以上であってもよいし、９５％以上であってもよい。

実施の形態７．
本実施の形態では、上述の実施の形態６と同様に、第１光Ｌ１が入射部材４に入射しにくくなるような光変換装置１について説明する。図２０は、本実施の形態に係る光変換装置１（光変換装置１Ｇともいう）の構成の一例を示す概略図である。

光変換装置１Ｇは、実施の形態１に係る光変換装置１Ａにおいて、第２光Ｌ２を反射し、第１光Ｌ１を吸収する光学フィルタ５７で反射面５０が構成されているものである。光変換装置１Ｇでは、反射部材５は、例えば、基材５６と、当該基材５６に設けられた光学フィルタ５７とで構成されている。光学フィルタ５７は、例えば膜状に形成されている。光学フィルタ５７は、例えば、基材５６の表面にコーティング加工されることによって形成されてもよい。光学フィルタ５７は、例えば、ガラス等の誘電体で構成されてもよいし、誘電体と他の材料とで構成されてもよいし、誘電体以外の材料で構成されてもよい。光学フィルタ５７は、単層膜であってもおいし、多層膜であってもよい。

基材５６は概ね直方体を成している。基材５６の形状は、この限りではなく、概ね、円柱状であってもよいし、円錐台状であってもよいし、角柱状であってもよいし、角錐台状であってもよい。基材５６は、例えば、ガラスで構成されてもよいし、樹脂で構成されてもよい。

基材５６の表面に含まれる一の平面には凹部が形成されている。この凹部の表面に光学フィルタ５７が膜状に形成されている。反射面５０は、光学フィルタ５７の基材５６側の主面とは反対側の主面で構成される。第１光Ｌ１が通る孔５５は、基材５６及び光学フィルタ５７を貫通して反射面５０に達している。

光学フィルタ５７での第２光Ｌ２の反射率は、例えば、８０％以上であってもよいし、９０％以上であってもよいし、９５％以上であってもよい。また、光学フィルタ５７での第１光Ｌ１の吸収率は、例えば、８０％以上であってもよいし、９０％以上であってもよいし、９５％以上であってもよい。

このように、光変換装置１Ｇでは、第２光Ｌ２を反射し、第１光Ｌ１を吸収する光学フィルタ５７で反射面５０が構成されている。これにより、第１光Ｌ１が入射部材４に入射しにくくなるとともに、第２光Ｌ２を適切に入射部材４に入射することができる。なお、光学フィルタ５７は、光変換装置１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆに設けられてもよい。

実施の形態８．
図２１は本実施の形態に係る光変換装置１（光変換装置１Ｈともいう）の構成の一例を示す概略図である。光変換装置１Ｈは、実施の形態２に係る光変換装置１Ｂにおいて、孔５５を設けずに、第１光Ｌ１を反射して波長変換部３に照射する反射部材９０を設けたものである。

光変換装置１Ｈでは、反射部材５に、第１光Ｌ１が通る孔５５が設けられていない。出射部材２から出射される第１光Ｌ１は、反射部材５を通らずに反射部材９０に照射される。反射部材９０は、例えば、波長変換部３の被照射面３０の近傍に配置されている。反射部材９０は、反射部材５を通らずに進む第１光Ｌ１を反射して波長変換部３の被照射面３０に照射する。

反射部材９０は、例えば、板状、シート状あるいは膜状に形成されてもよい。反射部材９０での第１光Ｌ１の反射率は、例えば、８０％以上であってもよいし、９０％以上であってもよいし、９５％以上であってもよい。反射部材９０は、アルミニウム等の金属で構成されてもよい。また、反射部材９０は、基材と当該基材に設けられた反射膜とで構成されてもよい。基材は、例えば、ガラスで構成されてもよいし、樹脂で構成されてもよい。反射膜は、単層膜であってもよいし、多層膜であってもよい。反射膜は、例えばコーティング加工で形成されてもよい。反射膜は、例えば、アルミニウム、銀あるいは金等の金属から成る金属膜を含んでもよいし、誘電体膜を含んでもよい。反射膜での第１光Ｌ１の反射率は、例えば、８０％以上であってもよいし、９０％以上であってもよいし、９５％以上であってもよい。

このように、光変換装置１Ｈでは、反射部材５を通らずに進む第１光Ｌ１を反射して波長変換部３に照射する反射部材９０が設けられている。そのため、反射部材５に対して第１光Ｌ１が通る孔５５を設ける必要がない。これにより、孔５５がない分、反射面５０を大きくすることができる。よって、集光面４０に集光される第２光Ｌ２の光量を大きくすることができる。

ここで、図２１の例のように、被照射面３０が反射面５０に向く場合、出射部材２からまっすぐ進む第１光Ｌ１を被照射面３０に照射するためには、第１光Ｌ１が通る孔５５を反射部材５に設ける必要がある。本例では、第１光Ｌ１が進む方向を反射部材９０によって変更していることから、反射部材５に孔５５を設けなくても、反射面５０に向く被照射面３０に対して第１光Ｌ１を適切に照射することができる。

なお、反射部材９０は、光変換装置１Ａ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇに設けてもよい。この場合、第１光Ｌ１が通る孔５５が不要となる。

また、反射部材９０は、第１光Ｌ１を反射し、第２光Ｌ２を透過させる光学フィルタであってもよい。この場合、反射部材９０は、ガラス等の誘電体で構成されてもよいし、誘電体と他の材料とで構成されてもよいし、誘電体以外の材料で構成されてもよい。反射部材９０は、単層で構成されてもよいし、多層で構成されてもよい。反射部材９０での第２光Ｌ２の透過率は、例えば、８０％以上であってもよいし、９０％以上であってもよいし、９５％以上であってもよい。反射部材９０が、第１光Ｌ１を反射し、第２光Ｌ２を透過させる光学フィルタである場合、反射部材９０によって第２光Ｌ２の進行が邪魔されにくくなる。よって、集光面４０に集光される第２光Ｌ２の光量をより大きくすることができる。

実施の形態９．
図２２は本実施の形態に係る光変換装置１（光変換装置１Ｉ）の構成の一例を示す概略図である。光変換装置１Ｉは、実施の形態８に係る光変換装置１Ｈにおいて、入射部材４の光軸４００の向きを特定したものである。

光変換装置１Ｉでは、波長変換部３の被照射面３０に垂直な方向に沿って被照射面３０の中心から出射される第２光Ｌ２の光線Ｌ２ａが反射面５０で反射する方向の延長線上に入射部材４の光軸４００が位置している。これにより、被照射面３０から四方に向かって広範囲に出射される第２光Ｌ２が集光面４０に集光しやすくなる。なお、上述の光変換装置１Ａ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇにおいて、光線Ｌ２ａが反射面５０で反射する方向の延長線上に入射部材４の光軸４００が位置してもよい。

実施の形態１０．
図２３は本実施の形態に係る光変換装置（光変換装置１Ｊともいう）の構成の一例を示す概略図である。光変換装置１Ｊは、実施の形態１に係る光変換装置１Ａにおいて、孔５５が設けられておらず、第１光Ｌ１が透過する材料で反射部材５が構成されたものである。

光変換装置１Ｊでは、反射部材５は、例えば、基材５８と、当該基材５８に設けられた光学フィルタ５９とで構成されている。光学フィルタ５９は、例えば膜状に形成されている。光学フィルタ５９は、例えば、基材５８の表面にコーティング加工されることによって形成されてもよい。基材５８は概ね直方体を成している。基材５８の形状は、この限りではなく、概ね、円柱状であってもよいし、円錐台状であってもよいし、角柱状であってもよいし、角錐台状であってもよい。基材５８の表面に含まれる一の平面には凹部が形成されている。この凹部の表面に光学フィルタ５９が膜状に形成されている。反射面５０は、光学フィルタ５９の基材５８側の主面とは反対側の主面で構成される。

基材５８及び光学フィルタ５９は、第１光Ｌ１が透過する材料で構成されている。基材５８は、例えば、透明のガラスで構成されてもよいし、透明の樹脂で構成されてもよい。光学フィルタ５９は、第１光Ｌ１を透過させるとともに、第２光Ｌ２を反射することが可能である。光学フィルタ５９は、例えば、ガラス等の誘電体で構成されてもよいし、誘電体と他の材料とで構成されてもよいし、誘電体以外の材料で構成されてもよい。光学フィルタ５９は、単層膜であってもおいし、多層膜であってもよい。

基材５８での第１光Ｌ１の透過率は、例えば、８０％以上であってもよいし、９０％以上であってもよいし、９５％以上であってもよい。また、光学フィルタ５９での第１光Ｌ１の透過率は、例えば、８０％以上であってもよいし、９０％以上であってもよいし、９５％以上であってもよい。また、光学フィルタ５９での第２光Ｌ２の反射率は、例えば、８０％以上であってもよいし、９０％以上であってもよいし、９５％以上であってもよい。

光変換装置１Ｊでは、第１光Ｌ１が通る孔５５が反射部材５に設けられていない。出射部材２から出射された第１光Ｌ１は、反射部材５の材料を透過して波長変換部３に照射される。つまり、第１光Ｌ１は、基材５８の材料及び光学フィルタ５９の材料を透過して波長変換部３に照射される。

このように、光変換装置１Ｊでは、反射部材５が、第１光Ｌ１を透過させる材料で構成されている。これにより、図２３に示されるように、波長変換部３で反射して反射面５０に向かう第１光Ｌ１が、反射部材５の材料を透過して光変換装置１Ｊの外側に出射されやすくなる。これにより、上述の光変換装置１Ｆ，１Ｇと同様に、波長変換部３で反射した第１光Ｌ１が入射部材４に入射しにくくなる。

また、第１光Ｌ１が、反射部材５の材料を透過して波長変換部３に照射される場合には、上述の光変換装置１Ｈ，１Ｉと同様に、反射部材５に対して第１光Ｌ１が通る孔５５を設ける必要がない。これにより、孔５５がない分、反射面５０を大きくすることができる。よって、集光面４０に集光される第２光Ｌ２の光量を大きくすることができる。

なお、光変換装置１Ｊにおいて、反射部材５に、第１光Ｌ１が通る孔５５が設けられてもよい。また、反射部材５は光学フィルタ５９だけで構成されてもよい。また、光変換装置１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｈ，１Ｉにおいて、同様に、反射部材５が、第１光Ｌ１が透過する材料で構成されてもよい。

実施の形態１１．
図２４は本実施の形態に係る光変換装置１（光変換装置１Ｋともいう）の構成の一例を示す概略図である。光変換装置１Ｋは、例えば、実施の形態２に係る光変換装置１Ｂにおいて、波長変換部３及び入射部材４が固定される固定部材２００が設けられたものである。

固定部材２００は、例えば概ね直方体を成している。固定部材２００の形状は、この限りではなく、概ね、円柱状であってもよいし、円錐台状であってもよいし、角柱状であってもよいし、角錐台状であってもよい。固定部材２００は、例えば、金属で構成されてもよいし、ガラスで構成されてもよいし、樹脂で構成されてもよい。

固定部材２００の表面に含まれる一の平面２００ａには凹部２１０が形成されている。波長変換部３は、被照射面３０が凹部２１０の表面２１０ａ（例えば底面）から露出するように固定部材２００に固定されている。図２４の例のように、波長変換部３の大部分が固定部材２００に埋め込まれてもよい。入射部材４は、集光面４０が凹部２１０の表面２１０ａ（例えば底面）から露出するように固定部材２００に固定されている。図２４の例のように、入射部材４の一部が固定部材２００に埋め込まれてもよい。入射部材４は、例えば、固定部材２００の表面のうち、一の平面２００ａと対向する一の平面２００ｂから、固定部材２００の外側に延出してもよい。波長変換部３及び入射部材４は、例えば接着材等が使用されて固定部材２００に固定されてもよい。

光変換装置１Ｋでは、例えば、反射部材５の表面に含まれる一の平面５ａと、固定部材２００の表面に含まれる一の平面２００ａとが接合される。平面５ａと平面２００ａとは、接着剤等の接合部材が使用されて接合されてもよいし、直接接合されてもよい。平面５ａと平面２００ａとが接合されることによって、反射面５０と凹部２１０の表面２１０ａとが向き合うようになり、反射面５０と表面２１０ａとで概ね閉じた空間２５０が形成されている。被照射面３０及び集光面４０は空間２５０に配置されている。

このように、光変換装置１Ｋでは、波長変換部３及び入射部材４が同じ固定部材２００に固定されている。これにより、治具等を用いて反射部材５と固定部材２００とを位置合わせすることによって、反射面５０に対して波長変換部３及び入射部材４を簡単に位置合わせすることができる。例えば、回転楕円面５００の２つの焦点Ｆ１及びＦ２に波長変換部３の被照射面３０及び入射部材４の集光面４０をそれぞれ簡単に配置することができる。

また、本例のように、反射面５０と凹部２１０の表面２１０ａとで構成された空間２５０に被照射面３０及び集光面４０が配置される場合であって、反射面５０及び表面２１０ａが第１光Ｌ１を反射することができる場合には、被照射面３０で反射した第１光Ｌ１が空間２５０の外側に漏れにくくなる。

なお、反射部材５の表面と固定部材２００の表面のそれぞれには、反射部材５と固定部材２００とを位置合わせするための位置合わせ平面が含まれてもよい。反射部材５の位置合わせ平面と、固定部材２００の位置合わせ平面とが面一とされることによって、反射部材５と固定部材２００とが位置合わせされる。

図２５は、反射部材５及び固定部材２００のそれぞれが位置合わせ平面を備える場合の光変換装置１Ｋ（光変換装置１Ｋａともいう）の構成の一例を示す概略図である。図２６は、図２５に示される光変換装置１Ｋａを図２５の上側から見た様子の一例を示す概略図である。図２７は、図２５に示される光変換装置１Ｋａを図２５の下側から見た様子の一例を示す概略図である。図２５には、図２６に示される矢視Ａ－Ａでの反射部材５及び固定部材２００の断面が示されている。

光変換装置１Ｋａでは、反射部材５は、概ね円錐台状となっている。円錐台状の反射部材５の底面及び上面がそれぞれ平面５ａ及び５ｂとなっている。反射部材５の側面５ｃは曲面となっている。反射部材５の側面５ｃには、位置合わせ平面５５１ａを有する突起部５５０ａと、位置合わせ平面５５１ｂを有する突起部５５０ｂとが設けられている。突起部５５０ａ及び５５０ｂは、例えば、側面５ｃでの平面５ａ側（言い換えれば底面側）の端部に設けられている。ここで、位置合わせ平面５５１ａに平行な第１仮想平面と、位置合わせ平面５５１ｂに平行であり、かつ第１仮想平面に交わる第２仮想平面とを考える。本例では、第２仮想平面は第１仮想平面と垂直を成す。位置合わせ平面５５１ａ及び５５１ｂは、例えば、光変換装置１Ｋａの外表面に含まれる。

また、光変換装置１Ｋａでは、固定部材２００の表面において、平面２００ａ及び２００ｂに垂直な一の平面２００ｃに、位置合わせ平面２５１ａを有する突起部２５０ａが設けられている。また、固定部材２００の表面において、平面２００ａ及び２００ｂに垂直な一の平面２００ｄに、位置合わせ平面２５１ｂを有する突起部２５０ｂが設けられている。平面２００ｃは平面２００ｄと垂直を成している。平面２００ａを上面とし、平面２００ｂを下面とすると、平面２００ｃ及び２００ｄのそれぞれは、一の側面であると言える。

突起部２５０ａ及び２５０ｂは例えば板状である。例えば、板状の突起部２５０ａの一の主面が位置合わせ平面２５１ａを構成し、板状の突起部２５０ｂの一の主面が位置合わせ平面２５１ｂを構成する。突起部２５０ａは、平面２００ｃにおいて、例えば、平面２００ａ側（言い換えれば上面側）の端から、平面２００ｂ側（言い換えれば下面側）の端まで存在する。また、突起部２５０ｂは、平面２００ｄにおいて、例えば、平面２００ａ側（言い換えれば上面側）の端から、平面２００ｂ側（言い換えれば下面側）の端まで存在する。ここで、位置合わせ平面２５１ａに平行な第３仮想平面と、位置合わせ平面２５１ｂに平行であり、かつ第３仮想平面に交わる第４仮想平面とを考える。本例では、第３仮想平面は第４仮想平面と垂直を成す。位置合わせ平面２５１ａ及び２５１ｂは、例えば、光変換装置１Ｋａの外表面に含まれる。

以後、固定部材２００の平面２００ａ，２００ｂ，２００ｃに平行な方向を第１方向ＤＲ１と呼ぶ（図２６及び２７参照）。また、固定部材２００の平面２００ａ，２００ｂ，２００ｄに平行な方向を第２方向ＤＲ２と呼ぶ（図２６及び２７参照）。固定部材２００の位置合わせ平面２５１ａは、第２方向ＤＲ２に平行な方向と垂直を成し、かつ第１方向ＤＲ１に平行である。一方で、固定部材２００の位置合わせ平面２５１ｂは、第１方向ＤＲ１に平行な方向と垂直を成し、かつ第２方向ＤＲ２に平行である。

光変換装置１Ｋａでは、反射部材５と固定部材２００とが正しく位置合わせされた場合には、反射部材５の位置合わせ平面５５１ａと固定部材２００の位置合わせ平面２５１ａとが面一となり、かつ、反射部材５の位置合わせ平面５５１ｂと固定部材２００の位置合わせ平面２５１ｂとが面一となる。言い換えれば、反射部材５と固定部材２００とが正しく位置合わせされた場合、位置合わせ平面５５１ａと位置合わせ平面２５１ａとが同一平面上に位置し、かつ、位置合わせ平面５５１ｂと位置合わせ平面２５１ｂとが同一平面上に位置する。したがって、光変換装置１Ｋａの製造時に、位置合わせ平面５５１ａと位置合わせ平面２５１ａとが面一となり、かつ、位置合わせ平面５５１ｂと位置合わせ平面２５１ｂとが面一となるように、反射部材５と固定部材２００とが組み合わされることによって、反射部材５と固定部材２００とを正しく位置合わせすることができる。例えば、位置合わせ用治具が有する第１の平面に対して位置合わせ平面５５１ｂ及び位置合わせ平面２５１ｂをあてつけ、かつ、位置合わせ用治具が有する、第１の平面に垂直な第２の平面に対して位置合わせ平面５５１ｂ及び位置合わせ平面２５１ｂをあてつけることにより、位置合わせ平面５５１ａと位置合わせ平面２５１ａとが面一となり、かつ、位置合わせ平面５５１ｂと位置合わせ平面２５１ｂとが面一となる状態を簡単に実現することができる。そして、位置合わせ平面５５１ａと位置合わせ平面２５１ａとが面一となり、かつ、位置合わせ平面５５１ｂと位置合わせ平面２５１ｂとが面一となっている状態で、反射部材５と固定部材２００とを接合することによって、正しく位置合わせされた状態で組み合わされた反射部材５及び固定部材２００を得ることができる。

なお、反射部材５及び固定部材２００のそれぞれは、一つの位置合わせ平面を備えてもよいし、３つ以上の位置合わせ平面を備えてもよい。図２５～２７の例において、例えば、位置合わせ平面５５１ｂ及び２５１ｂが設けられていない場合であっても、位置合わせ平面５５１ａ及び２５１ａを利用して、反射部材５と固定部材２００との第２方向ＤＲ２の位置合わせを適切に行うことができる。また、図２５～２７の例において、例えば、位置合わせ平面５５１ａ及び２５１ａが設けられていない場合であっても、位置合わせ平面５５１ｂ及び２５１ｂを利用して、反射部材５と固定部材２００との第１方向ＤＲ１の位置合わせを行うことができる。

このように、光変換装置１Ｋａでは、反射部材５の表面と固定部材２００の表面のそれぞれには、反射部材５と固定部材２００とを位置合わせするための位置合わせ平面が含まれている。これにより、位置合わせ平面を利用して、反射部材５と、波長変換部３及び入射部材４が固定された固定部材２００とを精度よくかつ簡単に位置合わせすることができる。よって、反射部材５の反射面５０に対して、固定部材２００に固定された波長変換部３及び入射部材４を精度よくかつ簡単に位置合わせすることができる。

固定部材２００は、波長変換部３が発する熱を外部に放出する放熱部材として機能してもよい。この場合、固定部材２００は、例えば、波長変換部３よりも熱伝導率が高い材料で構成されてもよい。固定部材２００は、例えば、アルミニウム等の金属で構成されてもよい。また、固定部材２００は、放熱特性を向上させるために、放熱フィンを有してもよい。波長変換部３が固定された固定部材２００が放熱部材として機能することによって、つまり、波長変換部３が固定された放熱部材を光変換装置１Ｋが備えることによって、波長変換部３の特性が発熱により劣化する可能性を低減することができる。なお、熱伝導率は、例えば、定常法と非定常法の２つの方法で測定できる。非定常法の中には、レーザフラッシュ法、ＡＳＴＭ Ｅ１５３０（準拠）の円板熱流計法、ＪＩＳ Ｒ ２６１６（準拠）、ＡＳＴＭ Ｄ５９３０（準拠）の熱線(プローブ)法、ＩＳＯ ２２００７－６の交流定常法等がある。以後、放熱部材として機能する固定部材２００を放熱部材２００と呼ぶことがある。

光変換装置１Ｋが放熱部材２００を備える場合、放熱部として機能する反射部材５が放熱部材２００と熱的に接続されてもよい。熱的に接続されているとは、反射部材５の熱の放熱経路に放熱部材２００が位置することをいう。この場合、反射部材５のすべてあるいは大部分は、波長変換部３よりも熱伝導率が高い材料で構成されることによって、反射部材５が放熱部として機能してもよい。例えば、反射部材５の反射面５０が鏡面で構成される場合、反射部材５のすべてがアルミニウム等の金属で構成されてもよい。また、反射部材５が、基材と、反射面５０を構成する反射膜とが構成される場合、基材がアルミニウム等の金属で構成されてもよい。反射部材５のすべてあるいは大部分は、放熱部材２００と同じ材料で構成されてもよいし、放熱部材２００と異なる材料で構成されてもよい。

反射部材５の平面５ａと固定部材２００の平面２００ａとが直接接合されることによって、反射部材５が放熱部材２００と熱的に接続されてもよい。また、平面５ａと平面２００ａとの間に位置する熱伝導性の高い接合材によって平面５ａと平面２００ａとを接合することによって、反射部材５が放熱部材２００と熱的に接続されてもよい。熱伝導性の高い接合材としては、例えば、熱伝導性接着剤が採用されてもよいし、熱伝導性両面テープが採用されてもよい。熱伝導性接着剤としては、例えば、金属あるいはセラミックス等からなる熱伝導率が高いフィラーが充填された樹脂接着剤が採用されてもよい。

このように、放熱部として機能する反射部材５が、波長変換部３が固定された放熱部材２００と熱的に接続される場合、波長変換部３が発する熱の放熱特性を向上させることができる。よって、波長変換部３の特性が発熱により劣化する可能性をさらに低減することができる。

なお、入射部材４は固定部材２００に固定されなくてもよい。また、反射部材５の平面５ａと固定部材２００の平面２００ａとが、熱伝導性の低い接合材で接合されてもよい。例えば、平面５ａと平面２００ａとの間に、波長変換部３よりも熱伝導性の低い接合材が設けられ、当該接合材によって平面５ａと平面２００ａとが接合されてもよい。これにより、波長変換部３が発する熱が反射部材５に伝わりにくくなる。したがって、熱に弱い材料が反射部材５に含まれる場合、波長変換部３の発熱により反射部材５の特性が劣化する可能性が低減する。例えば、反射部材５に低融点ガラスが含まれる場合、反射部材５と固定部材２００とが熱伝導性の低い接合材で接合されてもよい。また、反射部材５が備える、反射面５０を構成する反射膜（例えばコーティング膜）が熱に弱い場合、反射部材５と固定部材２００とが熱伝導性の低い接合材で接合されてもよい。反射部材５と固定部材２００は、エポキシ樹脂などの断熱性接着剤で接合されてもよいし、他の材料で接合されてもよい。

以上のような光変換装置１は様々なシステムにおいて利用されることができる。以下に、光変換装置１を備えるシステムの構成例について説明する。

図２８は、光変換装置１を備えるシステム９００Ａの構成の一例を示す概略図である。図２８に示されるシステム９００Ａは、例えば、光変換装置１の波長変換部３が発する第２光Ｌ２を照明光Ｌ５として放射する照明システムである。システム９００Ａが放射する照明光Ｌ５は、室内で利用されてもよい、屋外で利用されてもよい。システム５００Ａでは、光変換装置１の入射部材４が出射する第２光Ｌ２がそのまま照明光Ｌ５として照明空間に放射される。

図２９は、光変換装置１を備える他のシステム９００Ｂの構成の一例を示す概略図である。システム９００Ｂは、システム９００Ａと同様に、光変換装置１の波長変換部３が発する第２光Ｌ２を照明光Ｌ５として放射する照明システムである。

システム９００Ｂは、光変換装置１と、照明光Ｌ５を照明空間に放射する放射部９５０とを備える。放射部９５０には、光変換装置１の入射部材４が出射する第２光Ｌ２が入射される。放射部９５０は、入射される第２光Ｌ２を照明光Ｌ５として外部に放射する。光変換装置１の入射部材４が例えば光ケーブルである場合、入射部材４が放射部９５０に接続されてもよい。また、入射部材４から出射される第２光Ｌ２を放射部９５０まで伝送する光伝送部材（例えば光ファイバ）を、入射部材４とは別に設けてもよい。放射部９５０は、第２光Ｌ２が入射する光学系を備えてもよい。この光学系には、レンズ、拡散板及びリフレクタの少なくとも一つが含まれてもよい。放射部９５０が光学系を備える場合には、放射部９５０は、照明光Ｌ５の配光を調整する機能を有してもよい。

光変換装置１を備えるシステムは、上記の例に限られない。例えば、光変換装置１は、内視鏡システムにおいて使用されてもよい。この場合、波長変換部３が発する第２光Ｌ２は、胃腸内等の体内を照らす照明光として利用される。また、光変換装置１は、照明光Ｌ５を放射する照明システム以外で使用されてもよい。例えば、光変換装置１はプロジェクタで使用されてもよい。この場合、波長変換部３が発する第２光Ｌ２が、プロジェクタの光源の光として利用されてもよい。また、出射部材２は光変換装置１に含まれなくてもよい。

以上のように、光変換装置及びそれを備えるシステムは詳細に説明されたが、上記した説明は、全ての局面において例示であって、この開示がそれに限定されるものではない。また、上述した各種例は、相互に矛盾しない限り組み合わせて適用可能である。そして、例示されていない無数の例が、この開示の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｉ，１Ｊ，１Ｋ，１Ｋａ 光変換装置
３ 波長変換部
４ 入射部材
５，９０ 反射部材
３０ 被照射面
４０ 集光面
５０ 反射面
５５ 孔
５７，５９，８０ 光学フィルタ
６０，７０ 光学部材
２００ 固定部材（放熱部材）
２５１ａ，２５１ｂ，５５１ａ，５５１ｂ 位置合わせ平面
５０１ 長軸
５００ 回転楕円面
５１０ 半回転楕円面
５１１ 開口縁
９００Ａ，９００Ｂ システム（照明システム）
ａ 長軸半径
ｄ ２つの焦点間の距離
Ｆ１，Ｆ２ 焦点
Ｌ１ 第１光
Ｌ２ 第２光
Ｌ５ 照明光
α 入射角

Claims (18)

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

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