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TWI496451B - Light source device - Google Patents

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Publication number
TWI496451B
TWI496451B TW102104331A TW102104331A TWI496451B TW I496451 B TWI496451 B TW I496451B TW 102104331 A TW102104331 A TW 102104331A TW 102104331 A TW102104331 A TW 102104331A TW I496451 B TWI496451 B TW I496451B
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TW
Taiwan
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light
light guide
light source
phosphor layer
source device
Prior art date
Application number
TW102104331A
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English (en)
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TW201351956A (zh
Inventor
有本浩延
藤內亞紀子
庄司俊明
Original Assignee
三菱電機股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機股份有限公司 filed Critical 三菱電機股份有限公司
Publication of TW201351956A publication Critical patent/TW201351956A/zh
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Publication of TWI496451B publication Critical patent/TWI496451B/zh

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    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/40—Elements 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
    • F21V9/45—Elements 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21V9/06—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters for filtering out ultraviolet radiation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
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    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
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Description

光源裝置
本發明係有關於一種照射帶狀之光束的光源裝置。更詳細說明之，係有關於使用導光體與螢光體來照射帶狀之光束的光源裝置。
在使以印刷形成於紙媒體等之影像、文字、圖案等的資訊電子化時所使用之影印機、掃描器等的機器，常以氙氣(Xe)燈等的線狀光源照明讀取對象物。例如，在專利文獻1，揭示一種孔口式螢光燈，該螢光燈係使螢光體非塗布部(帶狀光投射部)殘留，作為螢光體膜，並將Xe氣體作為放電媒體。
又，作為線狀光源，替代Xe燈，而使用發射藍色光或紫外光之LED的光源普及。例如，在專利文獻2，揭示一種光源組件，該光源組件係從棒透鏡的一端射入LED的藍色光後，藉配置於棒透鏡之側面的螢光帶與非螢光帶，產生複合「白色」光。
在專利文獻3，揭示一種長條光源(線狀光源)，該光源係將塗布已混合數種發光色之螢光體的透明板(玻璃板等)配置於發射紫外光之LED的上方，從LED所發射之紫外光碰到螢光體，而發出可見光。
在專利文獻4，揭示一種照明裝置，該照明裝置係 將由2種可見光所構成之合成可見光照射於原稿，而第1種可見光係藉在光源之管內面所塗布之螢光體從紫外線所變換者，第2種可見光係藉由螢光體與反射膜所構成之螢光構件將從光源之開口部所直接放射的紫外線變換者。
在專利文獻5，揭示一種線光源，該線光源係將在作為外筒部之反射片的內面已印刷螢光體的圖案、或在蓋之內面已印刷螢光體的圖案黏貼或覆蓋成與導光體接觸。
在專利文獻6，揭示一種光源裝置，該光源裝置係將螢光體層設置於圓筒形之透光筒的內周面之圓周方向的整個區域，並藉在配設成沿著透光筒之長度方向延伸的基板上藉來自在其長度方向所排列配置之複數個LED的光激發螢光體，而放射波長比LED元件之發光所產生的藍色光之尖峰波長更長的激發光(黃色光)後，再放射藍色光與激發光(黃色光)所混色的混色光。
在專利文獻7，揭示一種線狀光源裝置，該光源裝置係將除去可見光域之長波長成分的濾光器配置於導光體之背面的外面。
【先行專利文獻】 【專利文獻】
[專利文獻1]特開2002-190919號公報
[專利文獻2]特開2000-127505號公報
[專利文獻3]特開2004-85824號公報
[專利文獻4]特開平10-79835號公報
[專利文獻5]特開2006-67197號公報
[專利文獻6]特開2011-250028號公報
[專利文獻7]特開2011-216945號公報
在專利文獻1所記載之螢光燈，為了藉以Xe氣體之放電所產生的紫外光激發形成於玻璃管內壁的螢光體層，使其產生螢光，而對Xe燈施加數kV的高電壓，所以具有需要用以產生高電壓之電源電路的課題。又，藉由利用放電現象，發熱變大，伴隨燈之溫升，螢光體之發光效率或亮度降低，亦具有亮度隨著時間大為變化的課題。
在專利文獻2所記載之光源組件，因為使用藍色的LED，所以以低電壓就可動作。可是，雖然言及構成位於外殼之內部之托架單元的一部分之棒狀光源組件係的螢光帶，但是未觸及與外殼或托架單元等之周邊構件的配合。
在專利文獻3所記載之長條光源係將已塗布螢光體的透明板(玻璃板等)配置於發射紫外光之LED的上方。在光之照射方向可見光(VR)與紫外光(UV)複合化，在紫外線之強度大的情況，對讀取對象物之紫外線的光譜比率變高，在紫外線之強度小的情況，具有螢光之變換效率變差的課題。又，因為配合長度方向(讀取寬度方向)之長度，在一行排列多個LED，所以因老化等而在各個LED之光變換效率產生差異，具有均勻之照明變得困難的課題。由在一行排列多個LED所引起的課題係在專利文獻6所記載之光源裝置亦相同。
在專利文獻4所記載之照明裝置，因為將螢光體 塗布於光源之管內面，所以在與副掃描方向正交的區域所塗布之螢光體層的塗布厚度具有不均，而具有難確保均勻性的課題。又，未觸及在筐體架固持長筒形之光源的細節。
在專利文獻5所記載之線光源，因為將在作為外筒部之反射片的內面已印刷螢光體的圖案、或在蓋之內面已印刷螢光體的圖案黏貼或覆蓋成與導光體接觸，所以無法充分確保螢光體層的厚度，而具有螢光體之發光效率降低的課題。
在專利文獻7所記載之線狀光源裝置，無關於螢光化之光的變換之詳細的記載，亦未觸及與螢光體或其周邊構件的配合。
本發明係為了解決如上述所示之課題而開發的，其目的在於提供一種光源裝置，該光源裝置係可抑制光源裝置之長度方向之照度的變動，而且將來自螢光體的發光高效率地照射於被照射體。
為了達成該目的，本發明之光源裝置包括：放射光的光源；棒狀的導光體，係光源配置於端部，使從光源放射後從端部射入內部的光在長軸方向傳播；螢光體層，係除了沿著導光體之長軸方向連續的開口以外，包圍導光體的外周面，使導光體的一部分從開口露出或突出，並吸收從導光體的外周面所射出之光的一部分後，放射所激發之螢光；及光反射圖案，係沿著長軸方向線狀地設置於經由導光體的內部與至少一部分之螢光體層相對向的位置之導光體的外周面。在從端部射入內部之光在導光體傳播的過程，螢光體層係捕捉以光反射圖 案散射或正反射後從導光體之外周面所射出的光，使所捕捉之光的一部分反射，而且放射波長與該光相異的光。然後，使以螢光體層所放射的光向導光體之內部透過後，使從端部射入內部之光及以螢光體層所放射的光從導光體中之自螢光體層之開口所露出或突出的一部分照射於被照射體。
若依據本發明，可抑制光源裝置之長度方向之照度的變動，而且將來自螢光體的發光高效率地照射於被照射體。
1‧‧‧光源(藍色LED)
2‧‧‧LED電路
2a‧‧‧基板
2b‧‧‧連接器
2c‧‧‧散熱板
3‧‧‧導光體
4‧‧‧光反射圖案(導光體反射圖案、光散射圖案)
5‧‧‧螢光體層
6‧‧‧外殼
6a‧‧‧開口
6b‧‧‧突起部
6c‧‧‧突起部
601‧‧‧外殼
601b‧‧‧突起部
601c‧‧‧凸部
601d‧‧‧凹部
601e‧‧‧突起部
601f‧‧‧斜面部(壁面部)
602‧‧‧外殼(反射板)
602b‧‧‧突起部
602c‧‧‧凸部
602d‧‧‧凹部
602e‧‧‧斜面部
603‧‧‧外殼(反射板)
7‧‧‧夾具
8‧‧‧紫外線遮光圖案(除紫外線圖案除紫外線濾光器)
11‧‧‧光源(紫外線光源)
31‧‧‧導光體(橢圓形導光體)
32‧‧‧導光體(橢圓形導光體)
33‧‧‧導光體(五角柱導光體)
34‧‧‧導光體(四角柱倒角導光體)
35‧‧‧導光體(具半圓多角形導光體)
36‧‧‧導光體(圓形-多角形導光體結合導光體)
37‧‧‧導光體(圓形-多角形導光體結合導光體)
41、42、43、44‧‧‧光反射圖案(導光體反射圖案、光散射圖案)
51‧‧‧螢光體層
61‧‧‧外殼(反射板)
61a‧‧‧開口
61b‧‧‧突起部
62‧‧‧外殼(反射板)
62a‧‧‧開口
62b‧‧‧突起部
62c‧‧‧缺口部(導光體之缺口部)
63‧‧‧外殼(反射板)
63a‧‧‧開口
63b‧‧‧突起部
603c‧‧‧缺口部
64‧‧‧外殼(反射板)
64a‧‧‧開口
64b‧‧‧突起部
64c‧‧‧缺口部(導光體的倒角部)
65‧‧‧透明外殼(外殼管)
65a‧‧‧開口
65b‧‧‧突起部
65c‧‧‧保護片(最外殼管)
66‧‧‧外殼(反射板)
66a‧‧‧開口
66b‧‧‧導光體支撐部
67‧‧‧外殼(反射板、丁字形外殼)
67a‧‧‧開口
68‧‧‧外殼(反射板)
68a‧‧‧開口
69‧‧‧外殼(反射板)
69a‧‧‧開口
70‧‧‧外殼(反射板)
70a‧‧‧開口
第1圖係在與導光體之長軸正交的方向觀察本發明之第1實施形態之光源裝置的剖面圖。
第2圖係第1實施形態之光源裝置的立體圖。
第3圖係第1實施形態之光源裝置的分解立體圖。
第4圖係在導光體之長軸方向觀察第1實施形態之光源裝置的剖面圖。
第5圖係表示第1實施形態之光源裝置的長軸方向之光路的剖面圖。
第6圖係表示與第1實施形態之光源裝置的長軸方向正交之光路的剖面圖。
第7圖係第1實施形態之變形例之光源裝置的分解立體圖。
第8圖係在導光體之長軸方向觀察第1實施形態之變形例 之光源裝置的剖面圖。
第9圖係說明螢光體之厚度與發光亮度之關係的圖。
第10圖係表示第1實施形態之光源裝置之照明發光特性的圖。
第11圖係在與導光體之長軸正交的方向觀察本發明之第2實施形態之光源裝置的剖面圖。
第12A圖係第2實施形態之光源裝置的立體圖。
第12B圖係在導光體之長軸方向觀察第2實施形態之光源裝置的剖面圖。
第13圖係表示第2實施形態之光源裝置之除紫外線濾光器之特性的圖。
第14A圖係表示第1或第2實施形態之光源裝置的反射圖案之寬度的剖面圖。
第14B圖係表示反射圖案之寬度相異之例子的剖面圖。
第15A圖係表示第1或第2實施形態之光源裝置之突起部的位置之反射圖案的剖面圖。
第15B圖係表示突起部的中間位置之反射圖案的剖面圖。
第16A圖係表示本發明之第3實施形態的光源裝置之在突起部的位置之螢光體層的剖面圖。
第16B圖係表示第3實施形態之光源裝置之突起部的中間位置之螢光體層的剖面圖。
第17A圖係表示在第3實施形態的光源裝置之相異的例子之突起部的位置之螢光體層的剖面圖。
第17B圖係表示第在相異的例子之突起部之中間位置的 剖面圖。
第18A圖係表示本發明之第4實施形態的光源裝置之突起部之位置的剖面圖。
第18B圖係表示第4實施形態之光源裝置的突起部之中間位置的剖面圖。
第19A圖係表示本發明之第5實施形態的光源裝置之突起部之位置的剖面圖。
第19B圖係表示第5實施形態之光源裝置的突起部之中間位置的剖面圖。
第20A圖係表示第5實施形態之變形例的光源裝置之突起部之位置的剖面圖。
第20B圖係表示變形例之光源裝置的突起部之中間位置的剖面圖。
第21A圖係表示本發明之第6實施形態的光源裝置之突起部之位置的剖面圖。
第21B圖係表示第6實施形態之光源裝置的突起部之中間位置的剖面圖。
第22A圖係表示第6實施形態之變形例的光源裝置之突起部之位置的剖面圖。
第22B圖係表示變形例之光源裝置的突起部之中間位置的剖面圖。
第23A圖係表示本發明之第7實施形態的光源裝置之突起部之位置的剖面圖。
第23B圖係表示第7實施形態之光源裝置的突起部之中間 位置的剖面圖。
第24A圖係表示第7實施形態之變形例的光源裝置之突起部之位置的剖面圖。
第24B圖係表示變形例之光源裝置的突起部之中間位置的剖面圖。
第25圖係本發明之第8實施形態的光源裝置之中央部附近的剖面圖。
第26圖係在與長軸正交的方向觀察本發明之第8實施形態之光源裝置的剖面圖。
第27圖係表示本發明之第9實施形態的光源裝置之夾具附近的分解立體圖。
第28A圖係表示第9實施形態之光源裝置之導光體部分的剖面圖。
第28B圖係表示第9實施形態之變形例的光源裝置之導光體部分的剖面圖。
第29圖係表示本發明之第10實施形態的光源裝置之夾具附近的分解立體圖。
第30A圖係在長軸方向觀察第10實施形態之光源裝置的剖面圖。
第30B圖係第10實施形態之光源裝置之導光體與外殼的立體圖。
第31A圖係在與導光體之長軸正交的方向觀察本發明之第11實施形態之光源裝置的剖面圖。
第31B圖係第11實施形態的光源裝置之夾具附近的分解 立體圖。
第32圖係在長軸方向觀察第11實施形態之光源裝置的剖面圖。
第33圖係在長軸方向觀察第11實施形態之相異的構成之光源裝置的剖面圖。
第34圖係在長軸方向觀察第11實施形態之變形例之光源裝置的剖面圖。
第35圖係在長軸方向觀察第11實施形態之相異的變形例之光源裝置的剖面圖。
第36圖係本發明之第12實施形態的光源裝置之夾具附近的分解立體圖。
第37圖係第12實施形態之光源裝置之導光體部分的透視圖。
第38圖係第12實施形態的光源裝置之夾具附近的剖面圖。
第39圖係第12實施形態的光源裝置之外殼及螢光體層的細部剖面圖。
第40圖係第12實施形態的光源裝置之外殼及螢光體層的細部剖面圖。
第41圖係第12實施形態的光源裝置之外殼及螢光體層的細部剖面圖。
第42圖係第12實施形態的光源裝置之外殼及螢光體層的細部剖面圖。
第43A圖係本發明之第13實施形態的光源裝置之外殼及 螢光體層的細部立體圖。
第43B圖係說明在外殼的開口側限制複合光之輸出角度之作用的剖面圖。
第44圖係在長軸方向觀察第13實施形態之光源裝置的剖面圖。
第45圖係第13實施形態的光源裝置之外殼及螢光體層的細部立體圖。
第46圖係第13實施形態的光源裝置之外殼及螢光體層的細部立體圖。
以下，參照圖面，說明本發明之實施形態。此外，對圖中同一或同等之部分附加相同的符號。
第1實施形態
第1圖係在與導光體之長軸正交的方向觀察本發明之第1實施形態之光源裝置的剖面圖。第2圖係第1實施形態之光源裝置的立體圖。光源裝置包括LED電路2、導光體3、外殼6及夾具7。LED電路2由光源1、基板2a及連接器2b所構成。導光體3收容於外殼6。導光體3及外殼6係端部被夾具7所固持。導光體3係中心軸為長度方向的柱狀(棒狀)。將導光體3之柱狀之中心軸的方向稱為長軸方向(或長度方向)，並將與長軸方向正交的方向稱為短軸方向(或寬度方向)。又，將與導光體3之中心軸相交的外面稱為端面，將藉與中心軸平行之直線(母線)的移動所畫的外面稱為側面或外周面。
外殼6係除了沿著導光體3之長軸方向所形成之 帶狀的開口6a以外，包圍導光體3的外周面。在導光體3的端部，以與端面相對向的方式配置光源1。光源1組裝於基板2a。以光源1與導光體3之端面相對向的方式將LED電路2固持於夾具7。光源1例如是LED(Light Emitting Diode)。在第1實施形態，光源1放射波長約430nm~470nm的藍色光。
在基板2a，連接連接器2b(外部端子)，並經由連接器2b將電力供給至光源1。基板2a例如由玻璃環氧樹脂所形成。亦可在基板2a之組裝光源1的面與相反的面具有散熱板。在以下的圖面，有的省略連接器2b及散熱板2c。
導光體3係將透明之鈉玻璃、透明之樹脂、或透過率約80%之透明的藍寶石等具有折射率(n)1.5以上之材質加工成形成棒狀者，並對端部進行鏡面處理。光源1所放射的光係從導光體3的端部射入導光體3。導光體3係沿著導光體3之長度方向(長軸方向)引導從端部射入內部的光。
第3圖係第1實施形態之光源裝置的分解立體圖。第4圖係在導光體之長軸方向觀察第1實施形態之光源裝置的剖面圖。螢光體層5介於導光體3之外周面與包圍外殼6之導光體3的面之間。被引導至導光體3的光係從外周面射出後，被螢光體層5捕捉。螢光體層5吸收所捕捉之光的一部分後放射所激發之螢光。螢光體層5所捕捉之光的一部分係以螢光體層5反射。螢光體層5所放射的螢光與反射光係從導光體3的外周面射入。
被引導至導光體3之光的一部分與螢光體層5所放射的螢光係從外殼6的開口6a射出至外部。從開口6a所射 出之光係形成在長軸方向寬度寬之帶狀的光束，並照射原稿(被照射體)(參照第2圖)的讀取位置。
將在長軸方向通過導光體3的內部之光的路徑稱為導光路，將在與導光體3之長軸方向正交的方向所通過之光的路徑稱為橫越路(透過路)。橫越路(透過路)亦稱為螢光發光射出路徑。此外，在本實施形態之光源裝置將光引導至射出區域的路徑，可說橫越路(透過路)成為支配性。又，長軸方向係相當於搭載本發明之光源裝置之影像讀取機器的主掃描方向，與長軸方向正交的方向(短軸方向、寬度方向)係相當於影像讀取機器的副掃描方向(搬運原稿等之被照射體的搬運方向)。
在第4圖所示的例子，在對圓柱形之導光體3的外周面隔著約0.1mm之既定間隙(d)的內周面塗布了螢光體層(螢光體)5之白色的外殼6(亦稱為反射板、外殼、或彎曲反射板)被設置成包圍導光體3。導光體3的外周面與外殼6的內周面(包圍導光體3之側的面)係與長軸方向正交的截面構成為中心相同的同心圓狀。導光體3及外殼6的中心軸係與讀取區域(有效讀取寬度)平行。
在外殼6，藉由形成沿著長軸方向與長軸方向正交之寬度固定的長槽，形成成為將光射出至被照射體之取出口(射出區域)的開口6a。從沿著該長軸方向以長槽所構成之開口6a，使導光體3的一部分露出。在第1~第9實施形態未圖示，亦可從開口6a使導光體3的一部分突出。將沿著開口6a之長軸方向的邊緣(相當於沿著外殼6或沿著外殼6及螢光體層5 之長軸方向的端部)稱為長槽端部。
在隔著既定間隙與開口6a之側面的長槽端部相對向之導光體3的外周面，沿著長軸方向設置線狀的光反射圖案4。線狀係亦包含光反射圖案4沿著長軸方向未連續者或圖案之間距變化者，總之意指在長軸方向連接所形成。光反射圖案4係例如使用以網印等所塗布之白色的光反射構件，或直接以切槽形成於導光體3之雙透鏡或稜鏡圖案所形成。
在第4圖之例子，光反射圖案4(導光體反射圖案、光散射圖案)彼此平行，並沿著長軸方向形成2行。亦可光反射圖案4係沿著長軸方向排成一行。光反射圖案4係沿著長軸方向設置於經由導光體3的內部與螢光體層5之至少一部分相對向的位置之導光體3的外周面。
通過導光體3的導光路之藍色光的一部分係以光反射圖案4散射或正反射後，透過導光體3之內部的橫越路，並從導光體3之與光反射圖案4相對向的表面射出後，以外殼6的螢光體層5所捕捉。亦可光反射圖案4係從長槽端部超出，一部分或全部在開口6a側突出(長軸方向及短軸方向都是)。
說明包含第1實施形態之本發明之光源裝置(線光源)中的開口6a係形成於一處者，但是亦可在第4圖之截面觀察沿著長軸方向的開口6a時形成於2處，而在二方向照射光(後述的複合光)。在第3圖，藉由作成在連接藉在長軸方向的端部之外殼6的開口6a成為缺口狀之部分的狀態，即，開口與穿過形成於外殼6的端面之導光體3的孔之狀態，可易於沿著長軸方向將開口6a形成於2處。
在外殼6的內面(包圍導光體3之外周面的面)，例如塗布厚度(t)約50μm的螢光體層5。在螢光體層5，例如混合地塗布波長約600nm之發出紅色光的螢光體和波長約525nm之發出綠色光的螢光體。以螢光體層5捕捉藍色光，一部分的藍色光係以螢光體層5反射，並在導光體3的內部橫越後，從開口6a照射於被照射體。其他的藍色光係以螢光體層5吸收後放射所激發之螢光。即，螢光體層5係放射被變換成波長與藍色光相異之光的2種複合光(混色光)。
從螢光體層5所放射的螢光係橫越導光體3的內部後，從開口6a作為複合光照射於被照射體。因此，由藍色光、紅色光、綠色光所混合之虛擬白色光照射於被照射體。此外，導光體3係如第3圖所示，以設置於外殼6之兩端部與中央部的突起部6b所固定。在螢光體層5是片狀的情況，從第3圖得知突起部6b可經由螢光體層5的孔部支撐導光體3。又，在螢光體層5是片狀的情況，藉由將突起部6b插入螢光體層5的孔部，可藉突起部6b，即外殼6進行螢光體層5的定位。
第1實施形態的光源裝置係藉由將載置於LED電路2之基板2a的光源1收容於具有中空部之夾具7之中空部的一端側，並將已裝入導光體3之外殼6的端部插入另一端側所構成。在第1圖，圖示夾具7係設置於外殼6之兩端側，從光源1所照射之藍色光係從導光體3之兩端所射入者。當然亦可是將夾具7及光源1僅配設於導光體3之一方之端部的構成。以下，說明光源1與夾具7之關係。
組裝設置於導光體3的端部之藍色發光之光源1 的基板2a係以是其固持機構的夾具7所固定。LED電路2係對導光體3與外殼6安裝成光源1的光學軸與在導光體3的端部光所通過之照射軸之中心的光學位置一致。在光源1，包含一個或複數個藍色LED。夾具7係對導光體3的端部以固定間隔固持光源1，並構成為從光源1所射出之藍色光穩定地被取入導光體3的內部。
夾具7係為了防止導光體3或外殼6的位置偏差，例如作成具有第1圖所示之2段嵌合的插入構造，並在導光體3之兩端部進行定位的構造。夾具7對導光體3的嵌合係例如導光體3的直徑為4mm時，設為2mm以上之深度，並構成為在從光源1所射入之藍色光中僅以比全反射角更小的角度射入導光體3之表面的光射入導光體3的內部。採用在夾具7的外部，光源1之直接光未直接作為照明光的構造。此外，在夾具7的附近，連接在第3圖藉在長軸方向的端部之外殼6的開口6a成為缺口狀的部分，藉由形成2處沿著長軸方向的開口6a，可防止光源裝置的性能惡化。
以下，說明第1實施形態之光源裝置的作用。第5圖係表示第1實施形態之光源裝置的長軸方向之光路的剖面圖。第6圖係表示與第1實施形態之光源裝置的長軸方向正交之光路的剖面圖。
從光源1所放射之光係在由透明材料所形成之圓柱形(棒狀)之導光體3的內部從一端側往另一端側被引導。在使從端部射入內部之藍色光一面沿著長軸方向反射一面傳播的過程，以設置於導光體3之光反射圖案4將光散射或正反射 後，向螢光體層5照射。以螢光體層5所發光的螢光與以螢光體層5所反射之藍色光混色後，經由導光體3從外殼6的開口6a射出。然後，向被載置成與開口6a相對向之原稿等之被照射體，照射螢光與藍色光的複合光(混色光)。
因為導光體3具有比外部空間高的折射率，所以從導光體3之端部所射入的光係在到達鏡面狀態之導光體3的表面時，以比全反射角更大的角度射入，藉由以表面全反射而在導光體3之內部的導光路傳播。
在導光體3之內部傳播之光的一部分係以光反射圖案4反射，變更反射角後，以比全反射角更小的角度從導光體3的表面向外部射出。所射出之光係照射於塗布於外殼6之內面的螢光體層5。外殼6係不僅作為藉突起部6b之導光體3的支撐構件，而且亦負擔作為設置於在外殼6之包圍導光體3之側的面與導光體3的外周面之間的螢光體層5之支撐構件的功用。在第1實施形態，可說外殼6係亦負擔作為在位於外殼6的導光體3側之外殼6的內面所形成之螢光體層5之支撐基板(支撐構件)的功用。
導光體3的外周面與外殼6的內周面係以既定間隙(gap)所固持。藉由使該間隙成為定值，確保螢光體層5相對導光體3之位置的穩定性。例如，如第3圖及第4圖所示，在外殼6，在兩端部及中央部之3處的內面形成高度約0.1mm之與導光體3的接觸面積小的突起部6b(導光體3的支撐構件)。藉由突起部6b與導光體3密接，在形成於外殼6之內面的螢光體層5與導光體3之間維持既定間隙(d>t)。
螢光體層5係由具有紅色或綠色(黃綠色)等之螢光波長的染料或顏料所形成。螢光體層5係至少形成於與導光體3的光反射圖案4相對向之外殼6的內面。從導光體3向螢光體層5所照射之藍色光成為來自螢光體層5之螢光及以螢光體層5的表面所反射之藍色光之擴散反射光的複合光。複合光係透過導光體3之橫越路後自外殼6的開口6a所放射。結果，對被照射體照射複合光(虛擬白色光)。
在第1實施形態，外殼6的突起部6b設置於外殼6之兩端部及中央部。作為維持導光體3與被塗布螢光體層5的外殼6之間隙的機構，在第1實施形態，在長軸方向將既定間隔的突起部6b形成於外殼6的內面。因為以突起部6b支撐導光體3，所以螢光體層5之固持或螢光體層5與導光體3之距離的設定係容易。
亦可替代突起部6b，如第7圖及第8圖所示，在長軸方向一樣地連續地形成具有沿著長軸方向之稜線的突起部6c。例如，亦可藉由線狀地連續形成三角柱或半圓柱形之突起部6c，亦可作為保持導光體3與螢光體層5之位置關係的機構。在此情況，因為與外殼6之長軸方向正交之截面的形狀在長軸方向相同，所以外殼6的成形加工變得容易。
第9圖係說明螢光體之厚度與發光亮度之關係的圖。在第1實施形態，將螢光體層5的膜厚設為例如約50μm。如第9圖所示，藉由以在照射藍色光時發光強度飽和的厚度形成螢光體層5，使產生螢光之變換效率提高，以節能化，同時可防止螢光體層5之膜厚的不均所造成之發光強度的不均勻。
第10圖係表示第1實施形態之光源裝置之照明發光特性的圖。在第10圖所示的例子，約450nm之尖峰波長與約500~630nm之以螢光體所發光之複合光合在一起，而呈白色光。
如以上之說明所示，在第1實施形態的光源裝置，以螢光體層5所反射之藍色光與以螢光體層5所產生之複合光係混色後，透過導光體3的內部，並從外殼6的開口6a將白色的照明光供給至被照射體。因為導光體3係作成圓柱形的形狀，所以以螢光體層5的表面所反射之反射光或所產生之螢光係以導光體3所聚光，藉其透鏡效果，具有提高對被照射體之照明照度的效果。
第2實施形態
在第2實施形態，使用紫外線發光LED。除了光源、螢光體層及紫外線遮光圖案(除紫外線圖案、除紫外線濾光器)的構成以外，第1及第2實施形態的光源裝置都基本上相同。第11圖係在與導光體之長軸正交的方向觀察本發明之第2實施形態之光源裝置的剖面圖。第12A圖係第2實施形態之光源裝置的立體圖。第12B圖係在導光體之長軸方向觀察第2實施形態之光源裝置的剖面圖。在第11~第12B圖，與第1圖、第2圖及第4圖相同的符號表示相同或相當的部分。
光源11係例如使用發射紫外線的LED，放射波長約350nm~380nm的光。LED電路2係由將光源11載置於環氧樹脂材料等之基板2a，而且將來自外部的電源供給至光源11的連接器2b所構成。導光體3係將透明之鈉玻璃、透明之樹 脂、或透過率約80%之透明的藍寶石等具有折射率(n)1.5以上之構件加工成形成棒狀者，並對端部進行鏡面處理。
使光源11的光從導光體3的端部射入，並沿著導光體3之長度方向(長軸方向)引導射入內部的紫外光(紫外線)。將在長軸方向通過該導光體3的內部之光的路徑稱為導光路，將在與導光體3之長軸方向正交的方向所通過之光的路徑稱為橫越路(透過路)。
與第1實施形態一樣，在對圓柱形(棒狀)之導光體3的外周面隔著約0.1mm之既定間隙的內周面塗布了螢光體層51之白色的外殼6被設置成包圍導光體3。
在外殼6，藉由形成沿著長軸方向與長軸方向正交之寬度固定的長槽，形成成為將光射出至被照射體之取出口(射出區域)的開口6a。從沿著該長軸方向以長槽所構成之開口6a，使導光體3的一部分露出。亦可從開口6a使導光體3的一部分突出。
在隔著既定間隙與開口6a之側面的長槽端部相對向之導光體3的外周面，沿著長軸方向設置線狀的光反射圖案4。線狀係亦包含光反射圖案4沿著長軸方向未連續者或圖案之間距變化者，總之意指在長軸方向連接所形成。光反射圖案4係例如使用以網印等所塗布之白色的光反射構件，或直接以切槽形成於導光體3之雙透鏡或稜鏡圖案所形成。
與第1實施形態一樣，光反射圖案4(導光體反射圖案、光散射圖案)彼此平行，並沿著長軸方向形成2行。亦可光反射圖案4係沿著長軸方向排成一行。光反射圖案4係沿 著長軸方向設置於經由導光體3的內部與螢光體層51之至少一部分相對向的位置之導光體3的外周面。
通過導光體3的導光路之藍色光的一部分係以光反射圖案4散射或正反射後，透過導光體3之內部的橫越路，並從導光體3之與光反射圖案4相對向的表面射出後，以外殼6的螢光體層51所捕捉。亦可光反射圖案4係從長槽端部超出，一部分或全部在開口6a側突出(長軸方向及短軸方向都是)。
在外殼6的內面(包圍導光體3之外周面的面)，例如塗布厚度(t)約50μm的螢光體層51。在螢光體層51，例如混合地塗布波長約600nm之發出紅色光的螢光體、波長約525nm之發出綠色光的螢光體及波長約450nm之發出藍色光的螢光體。以螢光體層51捕捉藍色光，一部分的紫外光係以螢光體層51反射，並在導光體3的內部橫越後，從開口6a照射於被照射體。其他的紫外光係以螢光體層51吸收後放射所激發之螢光。即，螢光體層51係放射被變換成波長與紫外光相異之光的3種複合光(混色光)。
從螢光體層51所放射的螢光係橫越導光體3的內部後，從開口6a作為複合光照射於被照射體。因此，由藍色光、紅色光、綠色光所混合之虛擬白色光照射於被照射體。
第2實施形態的光源裝置係藉由將載置於LED電路2之基板2a的光源11收容於具有中空部之夾具7之中空部的一端側，並將已裝入導光體3之外殼6的端部插入另一端側所構成。在第11圖，圖示夾具7係設置於外殼6之兩端側， 從光源11所照射之紫外光係從導光體3之兩端所射入者。當然亦可是將夾具7及光源11僅配設於導光體3之一方之端部的構成。光源11與夾具7之關係、及光源裝置的作用係與第1實施形態一樣。
在第2實施形態，為了避免紫外光照射於被照射體，形成遮蔽從開口6a所射出之紫外光的紫外線遮光部。在第2實施形態，作為紫外線遮光部，列舉形成於導光體3之開口6a之部分的紫外線遮光圖案8(除紫外線圖案、除紫外線濾光器)。在第2實施形態的光源裝置，在夾住於兩行之光反射圖案4之導光體3的外周面，沿著長軸方向設置遮蔽從外殼6之開口6a所射出之紫外光的紫外線遮光圖案(除紫外線濾光器)8。在導光體3的外周面，僅一行光反射圖案4形成於一側之長槽端部之附近的情況，紫外線遮光圖案(除紫外線濾光器)8係形成於2個長槽端部所夾住的部分。
第13圖係表示第2實施形態之光源裝置之除紫外線濾光器之特性的圖。紫外線遮光圖案8係遮蔽波長位於約430nm附近，不會使430nm以下之短波長側的光透過，而使包含藍色光之比430nm更長之長波長側的光透過。在紫外線遮光圖案8，使用將除去紫外線之濾光器材料塗布或蒸鍍於導光體3者。
在照明光不需要以螢光體層51等所反射之紫外光的情況，只要將是紫外線遮光部之紫外線遮光圖案(除紫外線濾光器)8形成於光源裝置即可。結果，僅透過紫外線遮光圖案8之螢光的可見光照射於被照射體。在本第2實施形態，與在 第1實施形態所說明之使用藍色LED之第10圖所示的發光光譜相比，可得到無在藍色發光成分強之發光亮度之尖峰值的發光光譜。即，第2實施形態的光源裝置可成為在可見光區域具有平坦之發光光譜的照明。
在第2實施形態的光源裝置，從導光體3射出至開口6a之紫外光係以除紫外線濾光器8遮蔽。以螢光體層51所產生之複合光係透過導光體3的內部後，從外殼6的開口6a將白色的照明光供給至被照射體。與第1實施形態一樣，因為導光體3形成圓柱形的形狀，所以以螢光體層51所產生之螢光係以導光體3所聚光，藉其透鏡效果，亦具有提高對被照射體之照明照度的效果。
在第1及第2實施形態的光源裝置，未言及光反射圖案4的寬度(短軸方向的寬度)，亦可光反射圖案4的寬度係因應於光源裝置所需之光束或者導光體3或螢光體層5、51之特性等改變。第14A圖係表示第1或第2實施形態之光源裝置的反射圖案之寬度的剖面圖。第14B圖係表示反射圖案之寬度相異之例子的剖面圖。光反射圖案4之寬度的適當值係從第14A圖所示之W1=約0.2mm至第14B圖所示之W2=約0.3mm。
在第1及第2實施形態的光源裝置，光反射圖案4的位置係設置於隔著間隙與以長槽所形成之開口6a的各個端部相對向之導光體3的外周面。如上述所示，亦可光反射圖案4係從長槽端部超出，一部分或全部在開口6a側突出(長軸方向及短軸方向都是)。在第15A圖及第15B圖表示光反射圖案4之一部分在開口6a超出的例子。第15A圖係表示第1或第2 實施形態之光源裝置之突起部的位置之反射圖案的剖面圖。第15B圖係表示突起部的中間位置之反射圖案的剖面圖。如第15A圖及第15B圖所示，即使光反射圖案4的一部分進入開口6a側，亦具有與在第1及第2實施形態說明者相同之效果。
第3實施形態
第16A圖係表示本發明之第3實施形態的光源裝置之在突起部的位置之螢光體層的剖面圖。第16B圖係表示第3實施形態之光源裝置之突起部的中間位置之螢光體層的剖面圖。在第3實施形態，設置與長軸方向正交之方向的寬度為定值之沿著長軸方向之複數條線上的螢光體層5(或螢光體層51)。
相對於在第1及第2實施形態，將螢光體層5(螢光體層51)設置於外殼6的內面全區域，在第3實施形態，將螢光體層5形成長條狀。將縫隙部設置於鄰接的螢光體層5(螢光體層51)之間。又，以黑色等之吸光材料形成至少未塗布(形成)螢光體層5(螢光體層51)之外殼6的內表面區域，以免光反射。以外殼6的內表面吸收藍色光，可減輕第10圖所示之藍色光成分的亮度，而接近螢光體層發光成分的亮度。即，藉由將黑色塑膠樹脂應用於外殼(反射板)6，亦可調整白色發光光譜的亮度。在不必調整亮度的情況，不將外殼6的內表面區域作成黑色，而作成白色，亦可實施第3實施形態的光源裝置。
第17A圖係表示在第3實施形態的光源裝置之相異的例子之突起部的位置之螢光體層的剖面圖。第17B圖係表示第在相異的例子之突起部之中間位置的剖面圖。在第1及第 2實施形態，將螢光體層塗布於外殼6的內面全區域，但是亦可如第17圖所示螢光體層5的塗布區域係不是外殼6的內面全區域。例如，設置以與開口6a相對向之外殼6的區域為中心之寬度2mm、約3條的螢光體層5。進而，藉由使用黑色的外殼6，可減輕藍色光成分的亮度。在不必以這種方法調整亮度的情況，不將外殼6的內表面區域作成黑色，而作成白色，亦可實施第3實施形態的光源裝置。
第4實施形態
第18A圖係表示本發明之第4實施形態的光源裝置之突起部之位置的剖面圖。第18B圖係表示第4實施形態之光源裝置的突起部之中間位置的剖面圖。在第4實施形態，使用與長軸正交之截面為橢圓形的導光體31。配合導光體31，將與外殼61之長軸正交之截面的外形作成橢圓形。
對與長軸正交的截面是橢圓形之棒狀之導光體31的外周面，隔著約0.1mm的既定間隙將在內周面已塗布螢光體之白色的外殼61配置成包圍導光體31。除此以外的構成係與第1實施形態一樣。
在外殼61，藉由沿著長軸方向形成與長軸方向正交之寬度為定值的長槽，而形成成為將光射出至被照射體之取出口(射出區域)的開口61a。外殼61係除了沿著導光體31之長軸方向所形成之帶狀的開口61a以外，包圍導光體31的外周面。導光體31的一部分從沿著該長軸方向以長槽所構成的開口61a露出。亦可使導光體31的一部分從開口61a突出。將開口61a之沿著長軸方向的邊緣(相當於外殼61或外殼61 及螢光體層5之沿著長軸方向的端部)稱為長槽端部。
在隔著既定間隙與開口61a之兩側的長槽端部相對向之導光體31的外周面，沿著長軸方向設置線狀的光反射圖案4。線狀係亦包含光反射圖案4沿著長軸方向未連續者或圖案之間距變化者，總之意指在長軸方向連接所形成。光反射圖案4係例如使用以網印等所塗布之白色的光反射構件，或直接以切槽形成於導光體31之雙透鏡或稜鏡圖案所形成。
在第18圖之例子，光反射圖案4(導光體反射圖案、光散射圖案)彼此平行，並沿著長軸方向形成2行。亦可光反射圖案4係沿著長軸方向排成一行。光反射圖案4係沿著長軸方向設置於經由導光體31的內部與螢光體層5之至少一部分相對向的位置之導光體31的外周面。
通過導光體31的導光路之藍色光的一部分係以光反射圖案4散射或正反射後，透過導光體31之內部的橫越路，並從導光體31之與光反射圖案4相對向的表面射出後，以外殼61的螢光體層5所捕捉。亦可光反射圖案4係從長槽端部超出，一部分或全部在開口61a側突出(長軸方向及短軸方向都是)。
在外殼61的內面(包圍導光體31之外周面的面)，例如塗布厚度約50μm的螢光體層5。在螢光體層5，例如混合地塗布波長約600nm之發出紅色光的螢光體和波長約525nm之發出綠色光的螢光體。以螢光體層5捕捉藍色光，一部分的藍色光係以螢光體層5反射，並在導光體31的內部橫越後，從開口61a照射於被照射體。其他的藍色光係以螢光體層5吸 收後放射所激發之螢光。即，螢光體層5係放射被變換成波長與藍色光相異之光的2種複合光(混色光)。
從螢光體層5所放射的螢光係橫越導光體31的內部後，從開口61a作為複合光照射於被照射體。因此，由藍色光、紅色光、綠色光所混合之虛擬白色光照射於被照射體。此外，關於光源1與夾具7之關係及光源裝置的作用，係與第1實施形態一樣。
如以上之說明所示，在第4實施形態的光源裝置，以螢光體層5所反射之藍色光與以螢光體層5所產生之複合光係混色後，透過導光體31的內部，並從外殼61的開口61a將白色的照明光供給至被照射體。因為導光體31係作成橢圓形的截面形狀，所以以螢光體層5的表面所反射之反射光或所產生之螢光係以導光體31所聚光，藉其透鏡效果，具有提高對被照射體之照明照度的效果。又，具有可將多個LED組裝成與橢圓形之端面相對向的優點。
亦可第4實施形態的光源裝置係與第2實施形態一樣，將光源1及螢光體層5替換成光源11及螢光體層51，並將紫外線遮光圖案8形成於導光體31，而作成使用紫外光的形態。在此情況，到達開口61a的紫外光係以紫外線遮光圖案8遮蔽，以螢光體層51所產生之複合光係透過導光體31的內部後，從外殼61的開口61a將白色的照明光供給至被照射體。即，螢光體層51產生被變換成波長與紫外光相異之光的3種複合光(混色光)。
第5實施形態
第19A圖係表示本發明之第5實施形態的光源裝置之突起部之位置的剖面圖。第19B圖係表示第5實施形態之光源裝置的突起部之中間位置的剖面圖。在第5實施形態，使用與長軸正交之截面是將缺口部62c形成於橢圓形之一部分之形狀的導光體32。
如第19A圖、第19B圖所示，以與導光體32之缺口部62c之沿著長軸方向的邊接觸的方式將沿著長軸方向的光反射圖案4設置於兩側。對除了缺口部62c以外之導光體32的外周面，隔著約0.1mm的既定間隙將在內周面已塗布螢光體層5之白色的外殼62配置成包圍導光體32。除此以外的構成係與第1實施形態一樣。
在外殼62，藉由沿著長軸方向形成與長軸方向正交之寬度為定值的長槽，而形成成為將光射出至被照射體之取出口(射出區域)的開口62a。外殼62係除了沿著導光體32之長軸方向所形成之帶狀的開口62a以外，包圍導光體32的外周面。導光體32的一部分從沿著該長軸方向以長槽所構成的開口62a露出。亦可使導光體32的一部分從開口62a突出。將開口62a之沿著長軸方向的邊緣(相當於外殼62或外殼62及螢光體層5之沿著長軸方向的端部)稱為長槽端部。
在隔著既定間隙與開口62a之兩側的長槽端部相對向之導光體32的外周面，沿著長軸方向設置線狀的光反射圖案4。線狀係亦包含光反射圖案4沿著長軸方向未連續者或圖案之間距變化者，總之意指在長軸方向連接所形成。光反射圖案4係例如使用以網印等所塗布之白色的光反射構件，或直 接以切槽形成於導光體32之雙透鏡或稜鏡圖案所形成。
在第5實施形態，光反射圖案4(導光體反射圖案、光散射圖案)彼此平行，並沿著長軸方向形成2行。亦可光反射圖案4係沿著長軸方向排成一行。光反射圖案4係沿著長軸方向設置於經由導光體32的內部與螢光體層5之至少一部分相對向的位置之導光體32的外周面。
通過導光體32的導光路之藍色光的一部分係以光反射圖案4散射或正反射後，透過導光體32之內部的橫越路，並從導光體32之與光反射圖案4相對向的表面射出後，以外殼62的螢光體層5所捕捉。亦可光反射圖案4係從長槽端部超出，一部分或全部在開口62a側突出(長軸方向及短軸方向都是)。
在外殼62的內面(包圍導光體32之外周面的面)，例如塗布厚度約50μm的螢光體層5。在螢光體層5，例如混合地塗布波長約600nm之發出紅色光的螢光體和波長約525nm之發出綠色光的螢光體。以螢光體層5捕捉藍色光，一部分的藍色光係以螢光體層5反射，並在導光體32的內部橫越後，從開口62a照射於被照射體。其他的藍色光係以螢光體層5吸收後放射所激發之螢光。即，螢光體層5係放射被變換成波長與藍色光相異之光的2種複合光(混色光)。
從螢光體層5所放射的螢光係橫越導光體32的內部後，從開口62a作為複合光照射於被照射體。因此，由藍色光、紅色光、綠色光所混合之虛擬白色光照射於被照射體。此外，關於光源1與夾具7之關係及光源裝置的作用，係與第1 實施形態一樣。
如以上之說明所示，在第5實施形態的光源裝置，以螢光體層5所反射之藍色光與以螢光體層5所產生之複合光係混色後，透過導光體32的內部，並從外殼62的開口62a將白色的照明光供給至被照射體。因為導光體32係橢圓形的截面形狀，所以以螢光體層5的表面所反射之反射光或所產生之螢光係以導光體32所聚光，藉其透鏡效果，具有提高對被照射體之照明照度的效果。又，具有可將多個LED組裝成與橢圓形之端面相對向的優點。
第20A圖係表示第5實施形態之變形例的光源裝置之突起部之位置的剖面圖。第20B圖係表示變形例之光源裝置的突起部之中間位置的剖面圖。如第20A圖、第20B圖所示，藉由在與設置於導光體32之開口62a側的光反射圖案4相對向之導光體32的外周面附加光反射圖案41，可使從開口62a所射出之藍色光的照射量變多。又，改變設置於導光體32的外周面之光反射圖案41的設置位置，亦可調整藍色光的射出量。光反射圖案41係在經由導光體32的內部與螢光體層5之至少一部分相對向的位置之導光體32的外周面，沿著長軸方向設置成線狀。
亦可第5實施形態的光源裝置係與第2實施形態一樣，將光源1及螢光體層5替換成光源11及螢光體層51，並將紫外線遮光圖案8形成於導光體32，而作成使用紫外光的形態。在此情況，到達開口62a的紫外光係以紫外線遮光圖案8遮蔽，以螢光體層51所產生之複合光係透過導光體32的內 部後，從外殼62的開口62a將白色的照明光供給至被照射體。即，螢光體層51產生被變換成波長與紫外光相異之光的3種複合光(混色光)。
第6實施形態
第21A圖係表示本發明之第6實施形態的光源裝置之突起部之位置的剖面圖。第21B圖係表示第6實施形態之光源裝置的突起部之中間位置的剖面圖。在第6實施形態，使用與長軸正交之截面是將缺口部63c形成於四角形之一部分之形狀(五角形)的導光體33。
如第21A圖、第21B圖所示，以與導光體33之缺口部63c之沿著長軸方向的邊接觸的方式將沿著長軸方向的光反射圖案4設置於兩側。對除了缺口部63c以外之導光體33的外周面，隔著約0.1mm的既定間隙將在內周面已塗布螢光體層5之白色的外殼63配置成包圍導光體33。除此以外的構成係與第1實施形態一樣。
在外殼63，藉由沿著長軸方向形成與長軸方向正交之寬度為定值的長槽，而形成成為將光射出至被照射體之取出口(射出區域)的開口63a。外殼63係除了沿著長軸方向所形成之帶狀的開口63a以外，包圍導光體33的外周面。導光體33的一部分從沿著該長軸方向以長槽所構成的開口63a露出。亦可使導光體33的一部分從開口63a突出。將開口63a之沿著長軸方向的邊緣(相當於外殼63或外殼63及螢光體層5之沿著長軸方向的端部)稱為長槽端部。
在隔著既定間隙與開口63a之兩側的長槽端部相 對向之導光體33的外周面，沿著長軸方向設置線狀的光反射圖案4。線狀係亦包含光反射圖案4沿著長軸方向未連續者或圖案之間距變化者，總之意指在長軸方向連接所形成。光反射圖案4係例如使用以網印等所塗布之白色的光反射構件，或直接以切槽形成於導光體33之雙透鏡或稜鏡圖案所形成。
在第6實施形態，亦光反射圖案4(導光體反射圖案、光散射圖案)彼此平行，並沿著長軸方向形成2行。亦可光反射圖案4係沿著長軸方向排成一行。光反射圖案4係沿著長軸方向設置於經由導光體33的內部與螢光體層5之至少一部分相對向的位置之導光體33的外周面。
通過導光體33的導光路之藍色光的一部分係以光反射圖案4散射或正反射後，透過導光體33之內部的橫越路，並從導光體33之與光反射圖案4相對向的表面射出後，以外殼63的螢光體層5所捕捉。亦可光反射圖案4係從長槽端部超出，一部分或全部在開口63a側突出(長軸方向及短軸方向都是)。
在外殼63的內面(包圍導光體33之外周面的面)，例如塗布厚度約50μm的螢光體層5。在螢光體層5，例如混合地塗布波長約600nm之發出紅色光的螢光體和波長約525nm之發出綠色光的螢光體。以螢光體層5捕捉藍色光，一部分的藍色光係以螢光體層5反射，並在導光體33的內部橫越後，從開口63a照射於被照射體。其他的藍色光係以螢光體層5吸收後放射所激發之螢光。即，螢光體層5係放射被變換成波長與藍色光相異之光的2種複合光(混色光)。
從螢光體層5所放射的螢光係橫越導光體33的內部後，從開口63a作為複合光照射於被照射體。因此，由藍色光、紅色光、綠色光所混合之虛擬白色光照射於被照射體。此外，關於光源1與夾具7之關係及光源裝置的作用，係與第1實施形態一樣。
如以上之說明所示，在第6實施形態的光源裝置，以螢光體層5所反射之藍色光與以螢光體層5所產生之複合光係混色後，透過導光體33的內部，並從外殼63的開口63a將白色的照明光供給至被照射體。此外，在本第6實施形態，導光體33的缺口部63c成為光的射出面。
第22A圖係表示第6實施形態之變形例的光源裝置之突起部之位置的剖面圖。第22B圖係表示變形例之光源裝置的突起部之中間位置的剖面圖。如第22A圖、第22B圖所示，藉由在與設置於導光體33之開口63a側的光反射圖案4相對向之導光體33的外周面附加光反射圖案41，可使從開口63a所射出之藍色光的照射量變多。又，改變設置於導光體33的外周面之光反射圖案41的設置位置，亦可調整藍色光的射出量。光反射圖案41係在經由導光體33的內部與螢光體層5之至少一部分相對向的位置之導光體33的外周面，沿著長軸方向設置成線狀。
亦可第6實施形態的光源裝置係與第2實施形態一樣，將光源1及螢光體層5替換成光源11及螢光體層51，並將紫外線遮光圖案8形成於導光體33，而作成使用紫外光的形態。在此情況，到達開口63a的紫外光係以紫外線遮光圖案 8遮蔽，以螢光體層51所產生之複合光係透過導光體33的內部後，從外殼63的開口63a將白色的照明光供給至被照射體。即，螢光體層51產生被變換成波長與紫外光相異之光的3種複合光(混色光)。
第7實施形態
第23A圖係表示本發明之第7實施形態的光源裝置之突起部之位置的剖面圖。第23B圖係表示第7實施形態之光源裝置的突起部之中間位置的剖面圖。在第7實施形態，係與第6實施形態一樣，將缺口部63c形成於導光體33，但是將光反射圖案4設置於缺口部63c以外之導光體33的表面。
如第23A圖、第23B圖所示，以與導光體33之缺口部63c之沿著長軸方向的邊接觸的方式將沿著長軸方向的光反射圖案4設置於缺口部63c的外側。對除了缺口部63c以外之導光體33的外周面，隔著約0.1mm的既定間隙將在內周面已塗布螢光體層5之白色的外殼63配置成包圍導光體33。除此以外的構成係與第1實施形態一樣。
在外殼63，藉由沿著長軸方向形成與長軸方向正交之寬度為定值的長槽，而形成成為將光射出至被照射體之取出口(射出區域)的開口63a。外殼63係除了沿著長軸方向所形成之帶狀的開口63a以外，包圍導光體33的外周面。導光體33的一部分從沿著該長軸方向以長槽所構成的開口63a露出。亦可使導光體33的一部分從開口63a突出。將開口63a之沿著長軸方向的邊緣稱為長槽端部。
缺口部63c係與開口63a之兩側的長槽端部分開並 相對向，在與導光體33之外周面的缺口部63c鄰接之導光體33的邊，以接近缺口部63c的方式沿著長軸方向設置線狀的光反射圖案4。線狀係亦包含光反射圖案4沿著長軸方向未連續者或圖案之間距變化者，總之意指在長軸方向連接所形成。光反射圖案4係例如使用以網印等所塗布之白色的光反射構件，或直接以切槽形成於導光體33之雙透鏡或稜鏡圖案所形成。
在第7實施形態，亦光反射圖案4(導光體反射圖案、光散射圖案)彼此平行，並沿著長軸方向形成2行。亦可光反射圖案4係沿著長軸方向排成一行。光反射圖案4係沿著長軸方向設置於經由導光體33的內部與螢光體層5之至少一部分相對向的位置之導光體33的外周面。
通過導光體33的導光路之藍色光的一部分係以光反射圖案4散射或正反射後，透過導光體33之內部的橫越路，並從導光體33之與光反射圖案4相對向的表面射出後，以外殼63的螢光體層5所捕捉。亦可光反射圖案4係從長槽端部超出，一部分或全部在開口63a側突出(長軸方向及短軸方向都是)。
在外殼63的內面(包圍導光體33之外周面的面)，例如塗布厚度約50μm的螢光體層5。在螢光體層5，例如混合地塗布波長約600nm之發出紅色光的螢光體和波長約525nm之發出綠色光的螢光體。以螢光體層5捕捉藍色光，一部分的藍色光係以螢光體層5反射，並在導光體33的內部橫越後，從開口63a照射於被照射體。其他的藍色光係以螢光體層5吸收後放射所激發之螢光。即，螢光體層5係放射被變換成波長 與藍色光相異之光的2種複合光(混色光)。
從螢光體層5所放射的螢光係橫越導光體33的內部後，從開口63a作為複合光照射於被照射體。因此，由藍色光、紅色光、綠色光所混合之虛擬白色光照射於被照射體。此外，關於光源1與夾具7之關係及光源裝置的作用，係與第1實施形態一樣。
如以上之說明所示，在第7實施形態的光源裝置，以螢光體層5所反射之藍色光與以螢光體層5所產生之複合光係混色後，透過導光體33的內部，並從外殼63的開口63a將白色的照明光供給至被照射體。此外，在本第7實施形態，導光體33的缺口部63c成為光的射出面。可減輕從光反射圖案4透過後漏至開口63a的藍色光，而且使從導光體33之缺口部63c所射出的光之射出區域的面積增加。
第24A圖係表示第7實施形態之變形例的光源裝置之突起部之位置的剖面圖。第24B圖係表示變形例之光源裝置的突起部之中間位置的剖面圖。如第24A圖、第24B圖所示，藉由在與設置於導光體33之開口63a側的光反射圖案4相對向之導光體33的外周面附加光反射圖案41，可使從開口63a所射出之藍色光的照射量變多。又，改變設置於導光體33的外周面之光反射圖案41的設置位置，亦可調整藍色光的射出量。光反射圖案41係在經由導光體33的內部與螢光體層5之至少一部分相對向的位置之導光體33的外周面，沿著長軸方向設置成線狀。
亦可第7實施形態的光源裝置係與第2實施形態 一樣，將光源1及螢光體層5替換成光源11及螢光體層51，並將紫外線遮光圖案8形成於導光體33，而作成使用紫外光的形態。在此情況，到達開口63a的紫外光係以紫外線遮光圖案8遮蔽，以螢光體層51所產生之複合光係透過導光體33的內部後，從外殼63的開口63a將白色的照明光供給至被照射體。即，螢光體層51產生被變換成波長與紫外光相異之光的3種複合光(混色光)。
第8實施形態
第25圖係本發明之第8實施形態的光源裝置之中央部附近的剖面圖。第26圖係在與長軸正交的方向觀察本發明之第8實施形態之光源裝置的剖面圖。在第8實施形態，與第6及第7實施形態一樣，是將缺口部64c形成於四角形之一個頂點之截面的導光體34，缺口部64c係寬度比缺口部63c窄，以所謂的倒角形成。又，第8實施形態的光源裝置係舉例表示突起部64b在長軸方向連續地形成的情況。
如第25圖所示，以與導光體34的缺口部64c之沿著長軸方向之邊接觸的方式，將沿著長軸方向的光反射圖案4設置於缺口部64c的外側。對除了缺口部64c以外之導光體34的外周面，隔著約0.1mm的既定間隙將在內周面已塗布螢光體層5之白色的外殼64配置成包圍導光體34。除此以外的構成係與第1實施形態一樣。
在外殼64，藉由沿著長軸方向形成與長軸方向正交之寬度為定值的長槽，而形成成為將光射出至被照射體之取出口(射出區域)的開口64a。外殼64係除了沿著長軸方向所形 成之帶狀的開口64a以外，包圍導光體34的外周面。導光體34的一部分從沿著該長軸方向以長槽所構成的開口64a露出。亦可使導光體34的一部分從開口64a突出。將開口64a之沿著長軸方向的邊緣稱為長槽端部。
缺口部64c係與開口64a之兩側的長槽端部分開並相對向，在與導光體34之外周面的缺口部64c鄰接之導光體34的邊，以接近缺口部64c的方式沿著長軸方向設置線狀的光反射圖案4。線狀係亦包含光反射圖案4沿著長軸方向未連續者或圖案之間距變化者，總之意指在長軸方向連接所形成。光反射圖案4係例如使用以網印等所塗布之白色的光反射構件，或直接以切槽形成於導光體34之雙透鏡或稜鏡圖案所形成。
在第8實施形態，亦光反射圖案4(導光體反射圖案、光散射圖案)彼此平行，並沿著長軸方向形成2行。亦可光反射圖案4係沿著長軸方向排成一行。光反射圖案4係沿著長軸方向設置於經由導光體34的內部與螢光體層5之至少一部分相對向的位置之導光體34的外周面。
通過導光體34的導光路之藍色光的一部分係以光反射圖案4散射或正反射後，透過導光體34之內部的橫越路，並從導光體34之與光反射圖案4相對向的表面射出後，以外殼64的螢光體層5所捕捉。亦可光反射圖案4係從長槽端部超出，一部分或全部在開口64a側突出(長軸方向及短軸方向都是)。
在外殼64的內面(包圍導光體34之外周面的面)，例如塗布厚度約50μm的螢光體層5。在螢光體層5，例如混合 地塗布波長約600nm之發出紅色光的螢光體和波長約525nm之發出綠色光的螢光體。以螢光體層5捕捉藍色光，一部分的藍色光係以螢光體層5反射，並在導光體34的內部橫越後，從開口64a照射於被照射體。其他的藍色光係以螢光體層5吸收後放射所激發之螢光。即，螢光體層5係放射被變換成波長與藍色光相異之光的2種複合光(混色光)。
從螢光體層5所放射的螢光係橫越導光體34的內部後，從開口64a作為複合光照射於被照射體。因此，由藍色光、紅色光、綠色光所混合之虛擬白色光照射於被照射體。此外，關於光源1與夾具7之關係及光源裝置的作用，係與第1實施形態一樣。
如以上之說明所示，在第8實施形態的光源裝置，以螢光體層5所反射之藍色光與以螢光體層5所產生之複合光係混色後，透過導光體34的內部，並從外殼64的開口64a將白色的照明光供給至被照射體。此外，在本第8實施形態，導光體34之倒角的缺口部64c成為光的射出面。在第8實施形態，具有藉由從導光體34的倒角部(缺口部)64c集中後將白色光照射於被照射體，可得到照明照度大之線光源的優點。
雖未圖示，亦可如第6或第7實施形態所示，沿著長軸方向將光反射圖案41線狀地設置於經由導光體34的內部與螢光體層5之至少一部分相對向的位置之導光體34的外周面。
在第3至第8實施形態的光源裝置，主要說明使用放射藍色光之光源1的構成，但是如上述所示，是使用在第 2實施形態已說明之放射紫外光之光源11的構成，光源11與夾具7之關係及光源裝置的作用亦相同。
亦可第8實施形態的光源裝置係與第2實施形態一樣，將光源1及螢光體層5替換成光源11及螢光體層51，並將紫外線遮光圖案8形成於導光體34，而作成使用紫外光的形態。在此情況，到達開口64a的紫外光係以紫外線遮光圖案8遮蔽，以螢光體層51所產生之複合光係透過導光體34的內部後，從外殼64的開口64a將白色的照明光供給至被照射體。即，螢光體層51產生被變換成波長與紫外光相異之光的3種複合光(混色光)。
此外，在第1至第8實施形態，說明螢光體層5、51係將螢光材料混合者，但是亦可分割形成螢光體層5、51，並使各個螢光體層5、51進行單色發光。螢光體材料係主要以紅色發光、綠色發光及藍色發光所說明，但是未限定為這些發光色，亦可使用橙色發光或黃綠色發光等之螢光體材料構成光源裝置。
第9實施形態
在第1至第8實施形態的光源裝置，說明螢光體層5或螢光體層51介於包圍在外殼6、61~64的導光體3、31~34之側的面、與導光體3、31~34的外周面之間的情況。在第9實施形態的光源裝置，螢光體層5或螢光體層51形成於與包覆棒狀之導光體3圍31~34的外殼6、61~64之包圍導光體3、31~34之間的面相反側的面。
第27圖係本發明之第9實施形態的光源裝置之夾 具附近的的分解立體圖。第28A圖係表示第9實施形態之光源裝置之導光體部分的剖面圖。此外，在第9實施形態，舉例說明圓柱形的導光體3，但是當然亦可是截面為橢圓形或多角形的導光體31~34。
如第27圖及第28A圖所示，透明外殼65(外殼管65)包圍導光體3的外周面。螢光體層5形成於與包圍在透明外殼65之導光體3之面相反側的面。即，螢光體層5形成於透明外殼65的外周面。螢光體層5係以透明外殼65與導光體3隔開，但是除了沿著長軸方向連續的開口65a以外，包圍導光體3的外周面，使導光體3的一部分從開口65a露出或突出。開口65a係係藉上述之螢光體層5(螢光體層51)包圍導光體3，而且沿著長軸方向以長槽所構成之開口。亦可藉形成於導光體3上之光反射圖案4的配置，使藉螢光體層5(螢光體層51)所形成之開口65a變窄。
透明外殼65之與開口65a相對向的部分係亦可作為沿著長軸方向以長槽所構成之開口部(開口)。即，透明外殼65亦可是與外殼6(61~64)相同的形狀，亦可是如圖所示具有收容導光體3之中空部的圓筒形。
第27圖及第28A圖的突起部65b係形成於在透明外殼65之包圍導光體3的面，並藉由與導光體3之外周面接觸，透明外殼65支撐導光體3。突起部65b的形狀係亦可如第3圖之突起部6b所示，設置於外殼之兩端部及中央部，亦可如第7圖及第8圖所示，在長軸方向設置成均勻地連續。突起部65b的形狀係在長軸方向將既定間隔的突起部65b形成於透明 外殼65的內面，但是亦可在透明外殼65的長軸方向連續地成線狀形成三角柱或半圓柱形的突起部6c。
在第27圖及第28A圖，保護片65c(最外殼管65c)包圍並保護透明外殼65及形成於透明外殼65之外周面的螢光體層5(螢光體層51)。亦可保護片65c係具有收容透明外殼65、螢光體層5(螢光體層51)及導光體3之中空部的圓筒形。此外，亦可第9實施形態的光源裝置係未具有保護片65c者。
以下，說明第9實施形態之光源裝置的作用。從光源1(光源11)所放射之光係從導光體3的端部射入後，在導光體3傳播。在其傳播的過程，螢光體層5係以光反射圖案4散射或正反射後，從導光體3的外周面射出。螢光體層5係經由透明外殼65捕捉從導光體3所射出之光。螢光體層5係使所捕捉之光反射，而且放射被變換成光學波長與來自光源1(光源11)之光相異的光之複數色的複合光(混色光)。
從螢光體層5所放射的光係經由透明外殼65往導光體3的內部透過後，從導光體3中之自螢光體層5之開口65a所露出或突出的一部分射出。然後，朝向被載置成與開口65a相對向之原稿等的被照射體，照射螢光與藍色光的複合光(混色光)。
第9實施形態的光源裝置係因為藉這種作用將光照射於被照射體，所以不僅具有與第1~第8實施形態之光源裝置相同之效果，而且可更穩定地形成螢光體層5。因為，這是由於將螢光體層5形成於透明外殼65的外周面，而不是形成是透明外殼65支撐導光體3的構造之突起部65c的面，而 可易於將螢光體層5(螢光體層51)形成於無凹凸之平坦的面。第9實施形態的光源裝置具有藉透明外殼65支撐導光體3的構造不會受到螢光體層5之形狀之限制的效果。
第28B圖係表示第9實施形態之變形例的光源裝置之導光體部分的剖面圖。在第28B圖所記載之螢光體層5的開口65a之短軸方向的長度(寬度)係比在第28A圖所記載之螢光體層5的開口65a之短軸方向的長度(寬度)短。可藉螢光體層5調整開口65a之短軸方向的長度。在螢光體層5的寬度對包含來自光源1之光的複合光有影響的情況，如上述所示，亦可藉形成於導光體3之光反射圖案4的配置，使藉螢光體層5(螢光體層51)所形成之開口65a變窄。亦可藉紫外線遮光圖案8或光反射圖案4之配置使開口65a變窄。
第9實施形態的光源裝置係與第2實施形態一樣，將光源1及螢光體層5替換成光源11及螢光體層51，而作成使用紫外光的形態。在此情況，以螢光體層51所產生之複合光係透過導光體3的內部後，從開口65a將白色的照明光供給至被照射體。即，螢光體層51產生被變換成波長與紫外光相異之光的3種複合光(混色光)。在需要遮蔽從開口65a所射出之紫外光之紫外線遮光部的情況，只要將與第1~第8實施形態一樣之紫外線遮光圖案8(除紫外線圖案8、除紫外線濾光器8)形成於導光體3或其附近即可。
第10實施形態
在第1~第9實施形態的光源裝置，螢光體層5或螢光體層51使以光反射圖案4散射或正反射後從導光體3之 外周面所出來的光反射，同時放射被變換成光學波長與該光相異的光。而且，論及藉螢光體層5(螢光體層51)的反射光及將藉已變換光學波長之光的複合光照射於被照射體。
可是，在第1~第9實施形態的光源裝置，根據光源裝置之構造與形狀的選擇，有一部分的複合光反射至導光體的外周面後，再射入(照射)螢光體層的情況。又，得知有一部分的複合光不會往是射出區域的開口，即，不會主要在導光體內部之橫越路(透過路)導光，而主要在導光體內部之導光路傳播後，再從導光體的外周面向螢光體層射入(照射)的情況(二次激發)。在後者，例如從導光體的內部向被照射體射出之以比對空間之全反射角更大的角度所射入之光係不會來到導光體的外部，而在導光體內傳播，並以光反射圖案反射後，再從導光體的外周面向螢光體層照射。此外，二次激發係在複合光(混色光)所含之可見光區域的光亦產生。
依此方式，複合光再照射於螢光體層時，因螢光體層再度變換光學波長(二次發光)，而複合光之波長的內含就變化，有無法得到所要之複合光之顏色的情況。尤其再三地再照射時，影響變大。而且，因二次激發所造成之二次發光，具有成為引起在光源裝置之長度方向之位置的顏色偏差之原因的可能性。換言之，具有成為損害在長軸方向之顏色均勻性之原因的可能性。第10實施形態的光源裝置係使複合光再照射螢光體層之可能性減少。
第29圖係表示本發明之第10實施形態的光源裝置之夾具附近的分解立體圖。第30A圖係在長軸方向觀察第 10實施形態之光源裝置的剖面圖。第30B圖係第10實施形態之光源裝置之導光體與外殼的立體圖。此外，導光體的形狀係舉例說明圓柱形之導光體3，但是當然亦可是截面為橢圓形或具多角形的導光體31~34。在第29圖及第30A圖省略光反射圖案4。
在導光體3的端部，將光源1配置成與端面相對向。光源1組裝於基板2a。基板2a被夾具7固持成光源1與導光體3的端面相對向。光源1例如是LED(Light Emitting Diode)。在第10實施形態，光源1放射波長約430nm~470nm的藍色光。
外殼66係除了沿著導光體3之長軸方向所形成之帶狀的開口66a以外，包圍導光體3的外周面。外殼66係使導光體3的一部分從開口66a露出(或突出)。在與外殼66之開口66a相對向之外殼66的底面、及從底面至外殼66之側面的途中，形成螢光體層5。在將導光體3的直徑設為a時，將外殼66之底面之短軸方向的長度設為2a以上。導光體支撐部66b係沿著長軸方向週期性地形成於外殼66的底面上，並固持導光體3的壁面。固持導光體3之缺口部形成於導光體支撐部66b。
在第10實施形態的光源裝置，從光源1(光源11)所放射的光以光反射圖案4散射或正反射後，至從導光體3之外周面射出的作用係與第1至第9實施形態的光源裝置一樣。以下，說明第10實施形態的光源裝置可在長軸方向易於得到顏色均勻性。
以光反射圖案4散射或正反射後，從導光體3之外周面所射出的光被螢光體層5(螢光體層51)捕捉。螢光體層5係使所捕捉之光一部分反射，並吸收一部分後，放射所激發之螢光。如第30B圖所示，在將與導光體3之長軸正交之截面的直徑設為a時，外殼66之已形成螢光體層5的底面之短軸方向的長度是2a以上。因此，在由螢光體層5之反射光與螢光所構成之複合光中，不會再射入導光體3而從開口66a直接照射於被照射體的比例增加。結果，可再降低照射於螢光體層5之複合光的比例。換言之，可說可抑制二次激發。
如第30A圖所示，以隨著接近開口66a而遠離導光體3的方式構成外殼66之側壁(形成於壁面的螢光體層5)時，進而，可再降低照射於螢光體層5之複合光的比例。即，只要螢光體層5之與導光體3的長軸方向正交之截面的形狀構成為隨著接近開口66a而與導光體3的距離逐漸變大即可。亦可說第10實施形態的光源裝置係將螢光體層5在隨著接近開口66a而與導光體3之距離逐漸變大的部分所產生之光(複合光)的一部分直接照射於被照射體。
亦可第10實施形態的光源裝置係與第2實施形態一樣，將光源1及螢光體層5替換成光源11及螢光體層51，並將紫外線遮光圖案8形成於導光體31，而作成使用紫外光的形態。在此情況，因為開口66a易比其他的實施形態的開口更大，所以紫外線遮光圖案8係蓋住開口66a的形狀，例如透明頂板較佳。又，亦可將透明頂板與導光體3一體化。
第11實施形態
第10實施形態的光源裝置係使用外殼與導光體之尺寸的關係，抑制二次激發的構成。相對地，在第11實施形態，藉由將導光體之導光路與橫越路(透過路、螢光發光射出路徑)大致分離，抑制二次激發。
在第11實施形態的光源裝置，為了將導光體之導光路與橫越路分離，主要有兩種構成。第一種係在是比外殼的內面之比導光體更接近開口之部分的射出區域亦形成螢光體層，並將光反射圖案形成於與射出區域之螢光體層相對向的位置(例如第31圖及第32圖)。第二種係如其他的實施形態所示，在射出區域(開口)的附近不設置光反射圖案，而且將與導光體之長軸正交的截面作成一部分從多角形突起成圓弧形的形狀(例如第33圖至第35圖)。亦可將第一種構成與該第二種構成合併。
第31A圖係在與導光體之長軸正交的方向觀察本發明之第11實施形態之光源裝置的剖面圖。第31B圖係第11實施形態的光源裝置之夾具附近的分解立體圖。第32圖係在長軸方向觀察第11實施形態之光源裝置的剖面圖。在第32圖至第35圖，以「LED光源位置」標示朝向長軸方向的平面視時之光源1(光源11)的位置。第11實施形態之光源裝置之基本的作用係與其他的實施形態的光源裝置一樣。
外殼67係除了沿著導光體3之長軸方向所形成之帶狀的開口67a以外，包圍導光體3的外周面。外殼67係使導光體3的一部分從開口67a露出(或突出)。外殼67之與長軸正交的截面係作成相對向之壁面的一側長的J字形。
在相對向之壁面之長延伸的一側，主要形成螢光體層5(或螢光體層51)。外殼67以夾入方式固持導光體3。光反射圖案42係沿著長軸方向線狀地設置於至少包含經由導光體3之內部與螢光體層5之部分相對向的位置之導光體3的外周面，而該部分係螢光體層5之和導光體3的長軸方向正交之截面的形狀隨著接近開口67a而與導光體3的距離逐漸變大。
第32圖所示的光源裝置係螢光體層5之與導光體3的長軸方向正交之截面的形狀隨著接近開口67a而與導光體3的距離逐漸變大的構成。因為光反射圖案42係經由導光體3之內部與螢光體層5之部分相對向，所以在光源1的光照射於螢光體層5後，不會再照射，而作為複合光往開口67a側的量變多。結果，可抑制二次激發。換言之，在第31B圖及第32圖所記載之光源裝置係將在螢光體層5隨著接近開口67a而與導光體3的距離逐漸變大之部分所產生之光的一部分直接照射於被照射體。因此，在第31圖及第32圖所記載之光源裝置就將導光體3之導光路與橫越路(透過路、螢光發光射出路徑)大致分離。
第33圖係在長軸方向觀察第11實施形態之相異的構成之光源裝置的剖面圖。在第33圖，導光體35係與長軸方向正交之截面的一部分從多角形突起成圓弧形的形狀。導光體35係將光反射圖案43形成於是相當於截面為多角形之邊的側面之平面之一。而且，在與光反射圖案43相對向之部分的外周面連續之至少一側是突起成圓弧形的形狀。與長軸方向正交之截面係突起成圓弧形的部分以外為多角形。又，導光體35 係與截面之光反射圖案43相對向的部分為直線形狀，該直線形狀的部分在突起成圓弧形的部分側傾斜。開口68a使導光體35之突起成圓弧形的部分突出(或露出)。
在第33圖，光反射圖案43係沿著長軸方向線狀地設置於經由導光體35之內部與螢光體層5相對向的位置之導光體35的外周面，而該螢光體層5係形成於與上述之導光體35之傾斜的形狀之部分相對向的位置。螢光體層5形成至開口68a之邊緣附近。又，螢光體層5之與導光體35的長軸方向正交之截面的形狀隨著接近開口68a而與導光體35的距離逐漸變大。光反射圖案43係可使來自光源1的光經由導光體35之內部朝向螢光體層5的部分反射。外殼68係包圍導光體35，而且從沿著長軸方向以長槽所構成之開口68a如上述所示使導光體35的一部分突出(或露出)。
在第33圖所記載之光源裝置係螢光體層5之與導光體35的長軸方向正交之截面的形狀隨著接近開口68a而與導光體35的距離逐漸變大。此外，具有光反射圖案43，因為該光反射圖案43具有經由導光體35之內部與在開口68a側傾斜之螢光體層5的部分相對向的部分，所以在光源1的光照射於螢光體層5(螢光體層51)後，不會再照射，而作為複合光往開口68a側的量變多。結果，可抑制二次激發。因此，在第33圖所記載之光源裝置就將導光體之導光路與橫越路(透過路、螢光發光射出路徑)大致分離。
第34圖係在長軸方向觀察第11實施形態之變形例之光源裝置的剖面圖。在第34圖，導光體36係與長軸方向 正交之截面的形狀之在與光反射圖案44相對向之部分的外周面連續的至少一側是突起成圓弧形的形狀。所突起的部分以外之與長軸方向正交之截面的形狀成為多角形。相對於第33圖之導光體35之圓弧形的突起部分係截面的形狀是半圓或未滿半圓，導光體36之圓弧形的突起部分係截面的形狀是半圓以上的突起。又，導光體36係與導光體35一樣，截面之與光反射圖案44相對向的部分是直線形狀，該直線形狀的部分在突起成圓弧形的部分側傾斜。開口69a使導光體36之突起成圓弧形的部分突出(或露出)。
光反射圖案44係沿著長軸方向線狀地設置於經由導光體36之內部與螢光體層5相對向的位置之導光體36的外周面，而該螢光體層5係形成於與上述之導光體36之傾斜的形狀之部分相對向的位置。光反射圖案44係可使來自光源1的光經由導光體35之內部朝向螢光體層5的部分反射。外殼69係包圍導光體36，而且從沿著長軸方向以長槽所構成之開口69a如上述所示使導光體36的一部分突出(或露出)。
第35圖係在長軸方向觀察第11實施形態之相異的變形例之光源裝置的剖面圖。導光體37係將和在導光體37之與螢光體層5相對向的部分之與開口70a相反側的端部接觸之面的形狀作成直立狀(直立面)，而不是傾斜狀。導光體37係與長軸方向正交之截面的形狀為在該直立狀之部分與形成光反射圖案44的部分之間所挖出的(挖出面)。外殼70係包圍導光體37，而且從沿著長軸方向以長槽所構成之開口70a使導光體37的一部分突出(或露出)。
在第34圖所記載之光源裝置係因為光反射圖案44經由導光體36的內部與在開口69a側傾斜之螢光體層5的部分相對向，所以在光源1的光照射於螢光體層5後，不會再照射，而作為複合光往開口69a側的量變多。結果，可抑制二次激發。可說在第34圖所記載之光源裝置係將導光體36之導光路與橫越路(透過路、螢光發光射出路徑)大致分離。
在第35圖所記載之光源裝置係因為將上述之直立面及挖出面形成於導光體37，所以藉光反射圖案44之反射，在光源1的光照射於螢光體層5後，再照射於螢光體層5之量變成更少。結果，作為複合光往開口70a側的量比在第34圖所記載之光源裝置更多。可說在第35圖所記載之光源裝置係將導光體37之導光路與橫越路(透過路、螢光發光射出路徑)大致分離。
第11實施形態的光源裝置係導光體35可說是具有半圓的多角形導光體35，導光體36及導光體37可說是圓形-多角形結合導光體36及圓形-多角形結合導光體37。又，在與導光體35、導光體36及導光體37之長軸方向正交的截面之與光反射圖案43、44相對向的部分是直線形狀，該直線形狀的部分是在突起成圓弧形之部分側傾斜的形狀。亦可這種直線形狀是弓形形狀。只要該弓形形狀之大致延伸的虛擬直線成為上述之直線形狀所延伸的虛擬直線即可。亦即，弓形形狀之大致延伸的虛擬直線在突起成圓弧形之部分側傾斜即可。此外，弓形形狀係亦可是在導光體35、導光體36及導光體37之內部所挖出的形狀，亦可是突出至導光體35、導光體36及 導光體37之外部的形狀。
亦可第11實施形態的光源裝置係與第2實施形態一樣，將光源1及螢光體層5替換成光源11及螢光體層51，並將紫外線遮光圖案8形成於導光體35~37，而作成使用紫外光的形態。在此情況，紫外線遮光圖案8係蓋住開口68a~70a的形狀，例如透明頂板較佳。又，亦可將透明頂板與導光體35~37一體化。
第12實施形態
在第12實施形態，利用外殼的形狀，抑制二次激發(二次發光)。詳細說明之，藉由將從螢光體層5(螢光體層51)向導光體輸出包含激發光之複合光的角度(對導光體3的照射角度)限制於導光體3的外殼側，抑制二次激發(二次發光)。
第36圖係本發明之第12實施形態的光源裝置之夾具附近的分解立體圖。第37圖係第12實施形態之光源裝置之導光體部分的透視圖。第38圖係第12實施形態的光源裝置之夾具附近的剖面圖。
第39圖至第42圖係第12實施形態的光源裝置之外殼及螢光體層的細部剖面圖。第39圖至第42圖係相當於以在第38圖所記載之圓(點線)所包圍之部分的擴大圖。第39圖至第42圖係列舉在第12實施形態可採用的構造例。第12實施形態之光源裝置之基本的作用係與其他的實施形態的光源裝置一樣。在第36圖至第42圖，省略光反射圖案4的圖示，光反射圖案4係與在其他的實施形態所說明者一樣。
外殼601係除了沿著導光體3之長軸方向所形成 之帶狀的開口601a以外，包圍導光體3的外周面。外殼601係使導光體3的一部分從開口601a露出(或突出)。在外殼601之包圍導光體3的面(內面)，沿著長軸方向交互地形成複數個凸部601c(第1凸部)及凹部601d(第1凹部)。凸部601c係在與長軸方向正交之面內具有稜線，凹部601d係在與長軸方向正交之面內具有谷線。
藉凸部601c及凹部601d的段差形成突起部601b。導光體3係以凸部601c的頂點(突起部601b)支撐。亦可除了凸部601c及凹部601d以外，設置高度更高的突起部601b，支撐導光體3。可說凸部601c(突起部601b)係形成於外殼601的導光體固持壁。
此外，螢光體層5(螢光體層51)係至少設置於外殼601的凹部601d即可。亦可螢光體層5(螢光體層51)係形成至凸部601c之斜面部601f或斜面部601f的途中。在此，斜面部601f係藉凸部601c與凹部601d所形成的斜面。權宜上，斜面部601f係包含與凹部601d正交的壁面(壁面部)。突起部601e係形成於凹部601d的突起，係高度未超過凸部601c者。
第12實施形態的光源裝置係如第37圖~第39圖所示，來自光源1(光源11)的光被光反射圖案4反射後，照射於螢光體層5(螢光體層51)。以螢光體層5(螢光體層51)所反射及激發之螢光(複合光)向導光體3照射。在此時，因為藉外殼601的凸部601c，使對導光體3之入射角度受到限制的光向導光體3的內部透過，所以在長軸方向限制廣角的入射。結果，複合光之對橫越路(透過路、螢光發光射出路徑)的進入比複合 光之對導光路的進入更具支配性，而可抑制二次激發(二次發光)。
在第12實施形態，關於凸部601c，亦可是具有如第39圖、第41圖及第42圖所示之尖銳的頂點(稜)者，亦可是具有如第40圖所示之平坦的頂部者。又，亦可凹部601d的底面係如第39圖及第40圖所示之平坦者。如第41圖所示，藉由使凹部601d的底面彎曲，或如第42圖所示，藉由形成突起部601e，不必變更凸部601c之高度或形狀，就可調整對導光體3的入射角。第12實施形態之光源裝置的外殼601可應用於其他的實施形態之像讀取用線光源的外殼。第9實施形態之光源裝置之外殼的情況係螢光體層5(螢光體層51)的形成位置相異。
第13實施形態
在第13實施形態，在外殼之包圍導光體的面交互地形成複數個在沿著與長軸方向正交之方向的凹部及凸部，並使複合光之輸出角度朝向外殼的開口側。藉此，抑制二次激發(二次發光)。又，亦說明將第13實施形態之光源裝置與第12實施形態之光源裝置併用的形態。
第43A圖係本發明之第13實施形態的光源裝置之外殼及螢光體層的細部立體圖。第43B圖係說明在外殼的開口側限制複合光之輸出角度之作用的剖面圖。
第44圖係在長軸方向觀察第13實施形態之光源裝置的剖面圖。第44圖表示將第13實施形態的構成應用於第34圖所示之第11實施形態之光源裝置的例子。在第43A圖至 第46圖，省略光反射圖案4的圖示，光反射圖案4係與在其他的實施形態所說明者一樣。第13實施形態之光源裝置之基本的作用係與其他的實施形態的光源裝置一樣。
外殼602係除了沿著導光體3(導光體36)之長軸方向所形成之帶狀的開口6a(開口69a)以外，包圍導光體3的外周面。外殼602係使導光體3(導光體36)的一部分從開口6a(開口69a)露出(或突出)。在外殼602之包圍導光體3的面(內面)，在與長軸方向正交的方向交互地形成複數個凸部602c(第2凸部)及凹部602d(第2凹部)。凸部602c係在與長軸方向具有平行的稜線，凹部602d係在長軸方向具有平行的谷線。凸部602c具有朝向開口6a(開口69a)側的斜面部602e。
螢光體層5(螢光體層51)設置於外殼602的凹部602d及斜面部602e。藉凹部602d及凸部602c的段差形成突起部602b。導光體3(導光體36)係以凸部602c的頂點(突起部602b)支撐。亦可除了凹部602d及凸部602c以外，設置高度更高的突起部602b，支撐導光體3。可說凸部602c(突起部602b)係形成於外殼602的導光體固持壁。
在第43A圖至第44圖所記載之光源裝置係形成於朝向開口6a(開口69a)側之斜面部602e的螢光體層5(螢光體層51)使光源1(光源11)的光作為複合光，往開口6a(開口69a)側，即橫越路(透過路、螢光發光射出路徑)。結果，可抑制二次激發。
第43B圖的箭號表示從導光體3(導光體36)所射出之來自光源1(光源11)的光及以螢光體層5(螢光體層51)所激 發之螢光與反射光。粗實線箭號表示從導光體3所射出之光。細實線箭號表示凸部602c或螢光體層5的反射光。波線箭號表示螢光體層5所放射的螢光。從第43B圖與第44圖得知，在螢光體層5所放射的螢光中，很多光往開口6a(開口69a)側。因此，在第43A圖至第44圖所記載之光源裝置就將導光體3(導光體36)之導光路與橫越路(透過路、螢光發光射出路徑)大致分離。
第45圖係第12實施形態的光源裝置之外殼及螢光體層的細部立體圖。第45圖係為了與第13實施形態的構成比較而揭示。如第45圖所示，在第12實施形態，外殼601之凸部601c的稜線位於與長軸方向正交之面內。
第46圖係第13實施形態的光源裝置之外殼及螢光體層的細部立體圖。第46圖係將第12實施形態與第13實施形態合併的構成。外殼603係包圍導光體3，而且係使導光體3的一部分從沿著長軸方向以長槽所構成之開口露出或突出。在外殼603。在包圍導光體3的面沿著長軸方向交互地形成複數個凹部601d(第1凹部)及凸部601c(第1凸部)。凹部601d的谷線與凸部601c的稜線分別位於與長軸方向正交之面內。又，在包圍導光體3的面沿著與長軸方向正交之方向交互地形成複數個凹部602d(第2凹部)及凸部602c(第2凸部)。凸部602c具有朝向開口側的斜面部602e。相鄰之凸部601c所夾的凹部601d亦是相鄰之凸部602c所夾的凹部602d。凹部602d之谷線與凸部602c之稜線係在長軸方向平行。
螢光體層5(螢光體層51)形成於藉外殼603之凹部 602d及凹部601d所形成的複數個格子狀凹部及斜面部602e。此外，導光體3係至少以外殼603之凸部601c的頂點(突起部601b)或外殼603之凸部602c(突起部602b)之一的頂點所支撐。可一體地形成外殼603之導光體支撐構造、與限制以螢光體層5所產生之光之對導光體的入射角度之外殼603的凸部601c、602c。
在與第12實施形態併用之形態的外殼603成為如第46圖所示的構成，因為使藉外殼603之凸部601c限制對導光體3之入射角度的光向導光體3的內部透過，所以限制廣角的入射，而複合光之對橫越路(透過路、螢光發光射出路徑)的進入比複合光之對導光路的進入更具支配性。進而，形成於朝向外殼603之開口(例如開口69a，參照第44圖)側之斜面部602e的螢光體層5(螢光體層51)使光源1(光源11)的光作為複合光，往開口側，即橫越路(透過路、螢光發光射出路徑)。結果，第12及第13實施形態的光源裝置具有雙方之效果。
本發明之光源裝置係設置於在外殼之包圍導光體之側的面與導光體的外周面之間，或與在外殼之包圍導光體之側的面相反側之面的至少一方，在經由導光體之內部與吸收從端部射入內部的光並放出所激發之螢光的螢光體層之至少一部分相對向之位置之導光體的外周面，具有沿著長軸方向線狀地設置之光反射圖案。而且，在從端部射入內部的光在導光體傳播的過程，螢光體層係捕捉以光反射圖案散射或正反射後從導光體之外周面射出的光，使該光反射，而且產生被變換成光學波長與該光相異的光，使以螢光體層所產生之光向導光體的 內部透過後，從端部射入內部的光及以螢光體層所產生之光自導光體中之從外殼露出或突出的一部分照射於被照射體。當然可將第1~第13實施形態之各自的構成適當地組合。
本專利申請係主張根據於2012年3月14日所申請之包含專利說明書、申請專利範圍、圖及摘要的日本專利申請2012-057522號、及於2012年12月17日所申請之包含專利說明書、申請專利範圍、摘要及圖的國際專利申請PCT/JP2012/82645號的優先權。這些基本之專利申請的揭示內容係藉由參照而整體上包含於本專利申請。
1‧‧‧光源
2‧‧‧LED電路
2a‧‧‧基板
2b‧‧‧連接器
3‧‧‧導光體
5‧‧‧螢光體層
6‧‧‧外殼
7‧‧‧夾具

Claims (16)

  1. 一種光源裝置，包括：放射光的光源；棒狀的導光體，係該光源配置於端部，使從該光源放射後從該端部射入內部的光在長軸方向傳播；螢光體層，係除了沿著該導光體之長軸方向連續的開口以外，包圍該導光體的外周面，使該導光體的一部分從該開口露出或突出，並吸收從該導光體的外周面所射出之光的一部分後，放射所激發之螢光；及光反射圖案，係沿著該長軸方向線狀地設置於經由該導光體的內部與至少一部分之該螢光體層相對向的位置之該導光體的外周面；在從該端部射入內部之光在該導光體傳播的過程，該螢光體層係捕捉以該光反射圖案散射或正反射後從該導光體之外周面所射出的光，使所捕捉之光的一部分反射，而且放射波長與該光相異的光，使以該螢光體層所放射的光向該導光體之內部透過後，從該端部射入內部之光及以該螢光體層所放射的光從該導光體中之自該螢光體層之開口所露出或突出的一部分照射於被照射體。
  2. 如申請專利範圍第1項之光源裝置，其中具有外殼，該外殼係除了沿著該導光體之長軸方向所形成之帶狀的開口以外，包圍該導光體的外周面，該導光體的一部分從該開口露出或突出；該螢光體層係介於該外殼之包圍該導光體的面與該導光體 之間。
  3. 如申請專利範圍第2項之光源裝置，其中該外殼係在該外殼之包圍該導光體的面，交互地形成第1凸部與第1凹部，而該第1凸部係在與該長軸方向正交之面內具有稜線，該第1凹部係在與該長軸方向正交之面內具有谷線；該螢光體層係形成於該第1凹部，並使限制從該第1凸部對該導光體之入射角度的光向該導光體的內部透過。
  4. 如申請專利範圍第2或3項之光源裝置，其中該外殼係在該外殼之包圍該導光體的面，交互地形成第2凸部與第2凹部，而該第2凸部係具有在該長軸方向平行的稜線，該第2凹部係具有在該長軸方向平行的谷線；該第2凸部係具有朝向該外殼之開口部的斜面部；該螢光體層係形成於該第2凹部與該斜面部。
  5. 如申請專利範圍第4項之光源裝置，其中該導光體係以該外殼之該第1凸部的頂點或該第2凸部的頂點所支撐。
  6. 如申請專利範圍第1項之光源裝置，其中具有透明的外殼，該外殼係包圍該導光體的外周面之至少包圍該螢光體層的範圍，並使該光源所放射的光及該螢光體層所放射的光透過；該螢光體層係形成於與該透明的外殼中之包圍該導光體之側的面相反側的面。
  7. 如申請專利範圍第2或6項之光源裝置，其中與該導光體的長軸方向正交之截面的形狀係圓形或多角形。
  8. 如申請專利範圍第2或3項之光源裝置，其中與該導光體 的長軸方向正交之截面的形狀係在與該光反射圖案相對向的部分之該外周面連續的至少一側突起成圓弧形的形狀。
  9. 如申請專利範圍第8項之光源裝置，其中該外殼的開口係使該導光體之突起成圓弧形的部分露出或突出。
  10. 如申請專利範圍第8項之光源裝置，其中與該導光體的長軸方向正交之截面的形狀係與該光反射圖案相對向的部分是直線形狀，該直線形狀的部分是在該突起成圓弧形之部分側傾斜的形狀。
  11. 如申請專利範圍第2或6項之光源裝置，其中該螢光體層之與該導光體的長軸方向正交之截面的形狀係隨著接近未被該導光體之側面的該螢光體層覆蓋之開口，與該導光體的距離變大。
  12. 如申請專利範圍第11項之光源裝置，其中將該螢光體層之與該導光體之距離變大的部分所產生之光的一部分直接照射於該被照射體。
  13. 如申請專利範圍第2或6項之光源裝置，其中該光源係放射包含藍色光的光。
  14. 如申請專利範圍第2或6項之光源裝置，其中該光源係放射包含紫外光的光。
  15. 如申請專利範圍第14項之光源裝置，其中具有遮蔽從該導光體中之該螢光體層的開口所射出之紫外光的紫外線遮光部。
  16. 如申請專利範圍第15項之光源裝置，其中該紫外線遮光部係沿著該長軸方向設置於該導光體之外周面的紫外線遮光 圖案。
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