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公開番号2021086726
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210603
出願番号2019214686
出願日20191127
発明の名称照明装置
出願人京セラ株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類F21V 8/00 20060101AFI20210507BHJP(照明)
要約【課題】照明光の演色性を高め得る照明装置を提供する。
【解決手段】照明装置1は、第1ファイバ22と、波長変換部材30とを備える。第1ファイバ22は、光軸20に沿って励起光を伝搬させ、端部24aから励起光を射出する。波長変換部材30は、第1ファイバ22の光軸20と同軸に位置する。波長変換部材30は、励起光を異なる波長の光に変換する。波長変換部材30は、長手方向を有し、長手方向が第1ファイバ22の光軸20に沿って位置する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
光軸に沿って励起光を伝搬させ、端部から前記励起光を射出する第1ファイバと、
前記第1ファイバの光軸と同軸に位置し、前記励起光を異なる波長の光に変換する波長変換部材と
を備え、
前記波長変換部材は、長手方向を有し、前記長手方向が前記第1ファイバの光軸に沿って位置する、照明装置。
続きを表示(約 1,300 文字)【請求項2】
前記波長変換部材は、前記励起光を第1光に変換する第1波長変換部材と、前記励起光を第2光に変換する第2波長変換部材とを含み、
前記第1波長変換部材及び前記第2波長変換部材はそれぞれ、前記第1ファイバの光軸と同軸に位置し、
前記第1波長変換部材は、前記第2波長変換部材よりも前記第1ファイバの端部の近くに位置し、
前記第1光の波長は、前記第2光の波長よりも長い、請求項1に記載の照明装置。
【請求項3】
前記第1ファイバの端部は、前記波長変換部材に当接する、又は、前記波長変換部材の端部よりも前記長手方向に見て内側に位置する、請求項1又は2に記載の照明装置。
【請求項4】
前記波長変換部材を収容するスリーブを更に備え、
前記波長変換部材の少なくとも一部は、前記スリーブの内壁に当接する、請求項1から3までのいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項5】
前記波長変換部材は、前記スリーブの内壁に沿った筒状である、請求項4に記載の照明装置。
【請求項6】
前記スリーブの内壁の径は、前記第1ファイバに近い側から遠い側に向けて大きくなる、請求項4又は5に記載の照明装置。
【請求項7】
前記スリーブは、前記第1ファイバの光軸と同軸に位置し、前記波長変換部材で変換された光を射出する射出部を備え、
前記スリーブの前記射出部が位置する部分の外形の寸法は、前記スリーブの前記波長変換部材を収容する部分の外形の寸法よりも小さい、請求項4から6までのいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項8】
前記射出部は、光学パワーを有する第1光学部材を有する、請求項7に記載の照明装置。
【請求項9】
前記射出部は、前記波長変換部材と前記第1光学部材との間に位置する第2光学部材を更に有し、
前記第2光学部材の屈折率は、前記第1光学部材の屈折率より大きく且つ前記波長変換部材の屈折率より小さい、請求項8に記載の照明装置。
【請求項10】
前記射出部は、第2ファイバを接続可能に構成される、請求項7から9までのいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項11】
前記第2ファイバを更に備え、
前記第2ファイバは、コアを有し、
前記第2ファイバのコアの内径は、前記射出部に近い側から遠い側に向けて小さくなる、請求項10に記載の照明装置。
【請求項12】
前記第2ファイバの端部は、前記波長変換部材に当接する、請求項11に記載の照明装置。
【請求項13】
前記スリーブは、前記波長変換部材を収容する部分の外壁にフィンを有する、請求項4から12までのいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項14】
前記励起光の波長は、360nm以上且つ430nm以下である、請求項1から13までのいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項15】
前記第1ファイバは、前記励起光としてレーザ光を射出する光源に接続可能に構成される、請求項1から14までのいずれか一項に記載の照明装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、照明装置に関する。
続きを表示(約 5,400 文字)【背景技術】
【0002】
半導体レーザから射出された励起光を受光して励起光とは異なる波長の蛍光を発する蛍光体ユニットと、蛍光体ユニットから発せられた蛍光の一部を少なくとも導波するファイバ束とを有する照明装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2013−252440号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
照明光の演色性を高めることが求められる。
【0005】
本開示の目的は、照明光の演色性を高め得る照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一実施形態に係る照明装置は、第1ファイバと、波長変換部材とを備える。前記第1ファイバは、光軸に沿って励起光を伝搬させ、端部から前記励起光を射出する。前記波長変換部材は、前記第1ファイバの光軸と同軸に位置する。前記波長変換部材は、前記励起光を異なる波長の光に変換する。前記波長変換部材は、長手方向を有し、前記長手方向が前記第1ファイバの光軸に沿って位置する。
【発明の効果】
【0007】
本開示の一実施形態に係る照明装置によれば、照明光の演色性が高まり得る。
【図面の簡単な説明】
【0008】
一実施形態に係る照明装置の構成例を示す断面図である。
図1の照明装置を光軸方向に見た図である。
波長変換部材の構成例を示す断面図である。
比較例に係る照明装置の構成例を示す図である。
照明装置が射出する光のスペクトルの一例を示すグラフである。
照明装置を壁面及び天井面に設置する構成例を示す図である。
射出部に第2ファイバを接続する構成例を示す断面図である。
第2ファイバのコアのテーパ形状の一例を示す断面図である。
スリーブ内壁のテーパ形状の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
図1及び図2に示されるように、一実施形態に係る照明装置1は、第1ファイバ22と、波長変換部材30とを備える。
【0010】
第1ファイバ22は、コア24とクラッド26とを有する。コア24は、第1ファイバ22の延在方向に沿って延在する。クラッド26は、コア24を軸とした円筒状に位置する。光は、コア24に入射し、コア24の周囲に位置するクラッド26によって全反射されながらコア24を伝搬する。つまり、第1ファイバ22は、コア24に沿って光を伝搬させる。
【0011】
第1ファイバ22は、一端において光源60に接続される。光源60は、励起光を射出する。励起光は、第1ファイバ22のコア24に入射し、コア24の中を伝搬する。コア24は、光源60から遠い側に位置する端部24aを有する。光源60から入射した励起光は、光軸20に沿ってコア24を伝搬し、端部24aから射出される。端部24aは、励起光の伝搬先の側に位置するともいえる。
【0012】
第1ファイバ22は、励起光を伝搬させる方向に沿う光軸20を有すると仮定する。第1ファイバ22が直線に沿って延在する場合、光軸20は、コア24が延在する方向に沿っている。言い換えれば、第1ファイバ22は、光軸20に沿って励起光を伝搬させる。
【0013】
第1ファイバ22は、可撓性を有する。つまり、第1ファイバ22は、曲げられてもよい。第1ファイバ22が曲げられる場合、光軸20は、第1ファイバ22のコア24を伝搬してきた励起光が端部24aから射出される方向に沿って延びる軸に対応すると仮定する。
【0014】
光軸20は、第1ファイバ22の端部24aから励起光の進行方向の更に先まで延在すると仮定する。波長変換部材30は、光軸20が端部24aから更に延在している部分に沿って位置する。つまり、波長変換部材30は、光軸20と同軸に位置する。ここで同軸とは、略同軸を含み、必ずしも中心軸が完全に一致している必要はない。波長変換部材30は、端部30aと端部30bとを有する。端部30aは、第1ファイバ22に近い側に位置する。第1ファイバ22に近い側は、伝搬元とも称される。端部30aは、励起光の伝搬元に位置するともいえる。端部30bは、第1ファイバ22から遠い側に位置する。第1ファイバ22から遠い側は、伝搬先とも称される。端部30bは、励起光の伝搬先に位置するともいえる。
【0015】
コア24の端部24aは、波長変換部材30の端部30aに位置してよいし、波長変換部材30の端部30aよりも光軸20の方向に見て内側に位置してもよい。端部24aは、波長変換部材30の少なくとも一部に当接してよい。図1において、光軸20の方向に沿った端部24aの位置と端部30aの位置とが一致する。波長変換部材30は、後述するように中空の管状であってもよいし、中実の柱状であってもよい。図1に例示されるように波長変換部材30が中実である場合、端部24aは、端部30aに当接してよい。波長変換部材30がコア24の端部24aに当接することによって、励起光が高効率で波長変換部材30に入射し得る。
【0016】
波長変換部材30の光軸20に沿う方向の寸法は、光軸20に直交する方向の寸法よりも長い。言い換えれば、波長変換部材30の長手方向は、光軸20に沿う方向に略一致する。
【0017】
励起光は、第1ファイバ22のコア24から波長変換部材30に入射する。励起光の少なくとも一部は、波長変換部材30で異なる波長の光に変換される。波長変換部材30で励起光から変換された光は、変換光とも称される。波長変換部材30で変換されずに通過する励起光は、未変換光とも称される。照明装置1は、変換光と未変換光とを含む照明光を外部に射出する。照明装置1は、照明光によって周囲を照らす。
【0018】
(スリーブ10)
照明装置1は、波長変換部材30を収容するスリーブ10を更に備えてもよい。スリーブ10は、ボディ12と射出部14とを備える。ボディ12は、光軸20と同軸の円筒状に構成されるとする。ボディ12は、内壁12aと外壁12bとを有し、内壁12aで区画される内部空間を有する。光軸20に直交する断面視における内壁12a及び外壁12bの形状は、図2に例示されるように円であってよいが、これに限られず、直線又は曲線を含む他の種々の形状であってよい。
【0019】
ボディ12は、両端に端部12cと端部12dとを有する。端部12cと端部12dとは、光軸20に沿う方向に見て互いに反対側に位置する。ボディ12は、端部12cにおいて、第1ファイバ22に接続可能に構成されるとする。第1ファイバ22は、フェルール28を介してボディ12の端部12cに接続されてよい。
【0020】
照明装置1がスリーブ10を備える場合、波長変換部材30は、ボディ12の内部空間に収容される。波長変換部材30の少なくとも一部は、内壁12aに当接してもよい。波長変換部材30は、内壁12aから離れて位置してもよい。波長変換部材30は、励起光を変換する際に発熱し得る。波長変換部材30の少なくとも一部が内壁12aに当接することによって、波長変換部材30で生じた熱がボディ12に伝わり、スリーブ10の外部に放出されやすくなる。
【0021】
内壁12aは、励起光、並びに、変換光及び未変換光を反射するように構成されてよい。このようにすることで、波長変換部材30から射出される照明光の強度が高められ得る。
【0022】
波長変換部材30は、ボディ12の端部12cの側に位置するコア24の端部24aから、ボディ12の端部12dまでの範囲に位置する。波長変換部材30は、ボディ12の端部12dの側に端部30bを有する。
【0023】
射出部14は、ボディ12の端部12dから光軸20に沿って外側に突出する。射出部14は、光軸20と同軸の円筒状に構成されるとする。射出部14は、内壁14aと外壁14bとを有し、内壁14aで区画される内部空間を有する。光軸20に直交する断面視における内壁14a及び外壁14bの形状は、図2に例示されるように円であってよいが、これに限られず、直線又は曲線を含む他の種々の形状であってよい。
【0024】
射出部14は、変換光と未変換光とを含む照明光を、波長変換部材30の端部30bから照明装置1の外部に射出する。
【0025】
射出部14は、内部空間に、第1光学部材42を備えてよい。第1光学部材42は、正又は負の光学パワーを有してよい。第1光学部材42は、正の光学パワーを有することによって、波長変換部材30から射出部14に向けて光軸20に沿って進行する照明光を収束させて外部に射出し得る。第1光学部材42は、負の光学パワーを有することによって、波長変換部材30から射出部14に向けて光軸20に沿って進行する照明光を発散させて外部に射出し得る。第1光学部材42は、レンズを含んで構成されてよいし、ミラーを含んで構成されてもよい。第1光学部材42は、波長変換部材30から光軸20に沿って進行してきた照明光の進行方向を変化させるように構成されてよい。このようにすることで、照明装置1は、照明光を種々の方向に射出できる。
【0026】
射出部14は、波長変換部材30と第1光学部材42との間に、第2光学部材44を更に備えてもよい。第2光学部材44の屈折率は、第1光学部材42の屈折率より大きく且つ波長変換部材30の屈折率より小さい。射出部14が第2光学部材44を有することによって、照明光が通過する各部材間の屈折率の差が小さくなる。各部材間の屈折率の差が小さいほど、照明光が各部材間で全反射しにくくなる。その結果、照明装置1の外部に射出される照明光の光量が増大し得る。
【0027】
第2光学部材44は、波長変換部材30及び第1光学部材42に当接してよい。第2光学部材44は、波長変換部材30及び第1光学部材42の形状に合わせた形状を有してよい。射出部14が第2光学部材44を備えない場合、第1光学部材42は、波長変換部材30に当接してよい。照明光が通過する各部材が当接する場合、波長変換部材30から射出された照明光は、空気層を通らずに第1光学部材42に入射する。照明光は、空気層を通らないことによって、各部材から射出される際に全反射しにくくなる。その結果、照明装置1の外部に射出される照明光の光量が増大し得る。
【0028】
(波長変換部材30)
図3に示されるように、波長変換部材30は、蛍光体35を備える。波長変換部材30は、透光性を有する透光部材38を更に備えてよい。透光部材38は、蛍光体35を内部に含有することによって、略均一に分散された状態で蛍光体35を保持してよい。波長変換部材30の屈折率は、透光部材38及び蛍光体35それぞれの屈折率、並びに、透光部材38に対する蛍光体35の含有率に基づいて定まり得る。波長変換部材30の屈折率は、透光部材38の屈折率に等しいとみなされてもよいし、蛍光体35の屈折率に等しいとみなされてもよい。
【0029】
蛍光体35は、波長変換部材30に入射してきた励起光を、360nmから780nmまでの波長領域に含まれるピーク波長を有する光に変換し、変換光を射出する。360nmから780nmまでの波長領域は、可視光領域とも称される。可視光領域に含まれるピーク波長を有する光は、可視光とも称される。つまり、波長変換部材30は、励起光を可視光に変換する。
【0030】
本実施形態において、光源60は、励起光として、360nmから430nmまでの波長領域にピーク波長を有するレーザ光を射出する。360nmから430nmまでの波長領域は、紫色光領域とも称される。紫色光領域に含まれるピーク波長を有する光は、紫色光とも称される。つまり、本実施形態において、励起光として紫色光が用いられるとする。紫色光は、可視光に含まれる。紫色光に対する人間の視感度は、可視光の中の他の色の光と比べて低い。励起光として紫色光が用いられることによって、励起光の強度の制御が演色性に影響を及ぼしにくくなる。励起光としてレーザ光が用いられることによって、励起光の単色性及び指向性が高められ得る。励起光のエネルギーが制御されやすくなるとともに、励起光の進行方向が制御されやすくなる。
(【0031】以降は省略されています)

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