(57)【要約】【課題】光ファイバの断線検出の確実性を高めることができる照明装置を提供する。【解決手段】照明装置１０は、レーザ光源４１と、レーザ光源４１が発した光（レーザ光またはＬＥＤ光）を導光する光ファイバ３０（導光部）と、光ファイバ３０により導光された光を異なる波長帯の照明光に変換する波長変換部２１１と、照明光の一部であって、前記光とは逆方向で光ファイバ３０により導光された戻り光を受光し、電気信号に変換する受光部４２と、照明光を第一の周期で変調させる変調部６０と、受光部４２が変換した電気信号のうち、少なくとも第一の周波数成分を含む第一の周期と同等の周期の信号成分を抽出し、当該信号成分に基づいて光ファイバ３０の断線を検出する制御部４９（断線検出部）と、を備えている。【選択図】図２
2020155290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、
前記レーザ光源が発した光を導光する導光部と、
前記導光部により導光された前記光を異なる波長帯の照明光に変換する波長変換部と、
前記照明光の一部であって、前記光とは逆方向で前記導光部により導光された戻り光を受光し、電気信号に変換する受光部と、
前記照明光を、少なくとも第一の周波数成分を含む第一の周期で変調させる変調部と、
前記受光部が変換した電気信号のうち、前記第一の周期と同等の周期の信号成分を抽出し、当該信号成分に基づいて前記導光部の断線を検出する断線検出部と、を備える
照明装置。
【請求項２】
前記変調部は、
前記光の光路上に配置された回転板と、
前記回転板を回転させる回転駆動部と、を備え、
前記回転板の主面上には、前記波長変換部と非発光部とが周方向に配列されるように積層されており、
前記回転板は、前記回転駆動部の駆動によって回転すると、前記波長変換部と前記非発光部とが前記光に対して前記第一の周期で切り替わり、前記照明光を変調させる
請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記変調部は、
前記波長変換部における前記光の進行方向の上流側に配置され、前記光の光路を開閉する開閉部材と、
前記開閉部材を駆動させる開閉駆動部と、を備え、
前記開閉駆動部は、前記開閉部材の前記開閉を第一の周期で切り替えることで、前記照明光を変調させる
請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
前記波長変換部を収容する灯具と、
前記レーザ光源、前記受光部及び前記断線検出部を備える光源装置と、を備え、
前記導光部は、前記灯具と前記光源装置とに接続されており、
前記変調部は、前記導光部に対して設けられている
請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記レーザ光源を制御して、当該レーザ光源が発する光を、前記第一の周期とは異なる第二の周期で変調させる光源制御部を備える
請求項１〜４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記第一の周期は、前記第二の周期のＮ倍または１／Ｎ倍（Ｎは自然数）とは異なる
請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
前記変調部は、前記レーザ光源を制御して、当該レーザ光源が発する光を前記第一の周期で変調させることで、前記照明光を前記第一の周期で変調させる光源制御部である
請求項１に記載の照明装置。
【請求項８】
前記第一の周期は、商用電源の周期のＭ倍または１／Ｍ倍（Ｍは自然数）とは異なる
請求項１〜７のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項９】
前記第一の周期は、１００Ｈｚ以上の周波数の周期である
請求項１〜８のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記断線検出部は、前記受光部が変換した電気信号のうち、前記変調部が変調を開始したタイミングに基づく信号成分を抽出する
請求項１〜９のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記導光部から前記受光部までの前記戻り光の光路上に配置され、前記光の発光ピーク波長を含む光をカットするフィルタを備える
請求項１〜１０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】
本発明は、レーザ光を光源とする照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ光を励起光として蛍光体を発光させ、所望の光色に変換して照明する照明装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような照明装置においては、光源から出力されたレーザ光が光ファイバ（光ファイバケーブル）を介して灯具（ランプ部）に導光されるようになっている。光ファイバを通過したレーザ光によって灯具内の蛍光体が励起されることで、灯具から所望の光色の照明光が発せられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１５１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、例えば施工時或いはメンテナンス時などには、光ファイバが切断される場合があるが、その状態で光源が発光してしまうと、切断箇所からレーザ光が放出されてしまい、作業者の目にレーザ光が照射されてしまうおそれがある。このため、光ファイバの断線検出の確実性を高めることで、切断箇所からのレーザ光の漏れを防止することが望まれている。
【０００５】
本発明の目的は、光ファイバの断線検出の確実性を高めることができる照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る照明装置は、レーザ光源と、レーザ光源が発した光を導光する導光部と、導光部により導光された光を異なる波長帯の照明光に変換する波長変換部と、照明光の一部であって、光とは逆方向で導光部により導光された戻り光を受光し、電気信号に変換する受光部と、照明光を、少なくとも第一の周波数成分を含む第一の周期で変調させる変調部と、受光部が変換した電気信号のうち、第一の周期と同等の周期の信号成分を抽出し、当該信号成分に基づいて導光部の断線を検出する断線検出部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る照明装置によれば、光ファイバの断線検出の確実性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施の形態に係る照明装置の使用態様を示す斜視図である。
【図２】図２は、実施の形態に係る照明装置の光学的構成を示す模式図である。
【図３】図３は、実施の形態に係るレーザ光源である半導体レーザ素子の発光特性を示すグラフである。
【図４】図４は、実施の形態に係る光変換部の概略構成を示す平面図である。
【図５】図５は、実施の形態に係る照明装置の制御構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、変形例１に係る照明装置の光学的構成を示す模式図である。
【図７】図７は、変形例３に係る照明装置の光学的構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下では、本発明の実施の形態に係る照明装置について、図面を用いて説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。従って、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態等は、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１０】
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。
【００１１】
［実施の形態］
以下、実施の形態について説明する。まず、実施の形態に係る照明装置の使用態様について説明する。図１は、実施の形態に係る照明装置の使用態様を示す斜視図である。図１に示すように、照明装置１０は、建築物の一つであるショーウィンドウ３０１に対して設置されている。照明装置１０は、複数の灯具２０と、複数の光ファイバ３０と、光源装置４０とを備えている。
【００１２】
複数の灯具２０は、それぞれショーウィンドウ３０１の天井の異なる箇所に取り付けられており、マネキン３０３を照らすスポットライトとして機能している。ショーウィンドウ３０１の外には、光源装置４０が備えられている。光源装置４０から発せられたレーザ光は、ショーウィンドウ３０１の外部に配線された光ファイバ３０によって各灯具２０まで伝送されている。
【００１３】
光源装置４０は、青色光を含むレーザ光を発生させ、光ファイバ３０を用いて複数の灯具２０に対しレーザ光を供給する装置である。具体的に例えば、光源装置４０は、青色光を含むレーザ光を放射する半導体レーザ素子からなるレーザ光源４１（図２等参照）を複数備えている。このように、複数のレーザ光源４１を１箇所に配置することで、レーザ光源４１を集中して配置することができ、設置調整やメンテナンスを簡便に実施することが可能となる。
【００１４】
灯具２０は、光ファイバ３０から伝送されたレーザ光を励起光源として白色光を放射する器具である。
【００１５】
次に、照明装置１０の各部について詳細に説明する。図２は、実施の形態に係る照明装置１０の光学的構成を示す模式図である。なお、図２においては、一組の灯具２０及び光ファイバ３０を図示している。図２では、レーザ光源４１から灯具２０までのレーザ光の光路Ｌ１を実線で示し、灯具２０からの戻り光の光路Ｌ２を二点鎖線で示している。また、図２では、光源装置４０の内部構造として、一組の灯具２０及び光ファイバ３０に対応するレーザ光源４１と、受光部４２と、これらレーザ光源４１及び受光部４２に対する光学系５０とを図示している。つまり、実際には、レーザ光源４１、受光部４２及び光学系５０は、各組の灯具２０及び光ファイバ３０に対応するように複数セット、光源装置４０に設けられている。各セットのレーザ光源４１、受光部４２及び光学系５０は、基本的に同じ構成であるため、以降では、１セット分のレーザ光源４１、受光部４２及び光学系５０のみについて説明する。また、光源装置４０には、各セットのレーザ光源４１及び受光部４２を統括して制御する制御部４９（図５参照）が設けられている。
【００１６】
まず、光源装置４０側の光学的構成から説明する。光源装置４０には、発光ピーク波長４５５ｎｍの半導体レーザ素子からなるレーザ光源４１が設けられている。図３は、実施の形態に係るレーザ光源４１である半導体レーザ素子の発光特性を示すグラフである。図３に示すように、半導体レーザ素子は、その特性として、レーザ光を発する第一発光モードと、レーザ光よりも低い発光強度のＬＥＤ光のみを発する第二発光モードとが、供給される電流により切り替わるようになっている。つまり、レーザ光源４１が発する光には、レーザ光と、ＬＥＤ光とが含まれている。図３では、半導体レーザ素子に対する供給電流の電流値Ｉ１で第一発光モードと第二発光モードとが切り替わる場合を例示している。レーザ光源４１は、レーザ光とＬＥＤ光とを切り替え自在に発光する。このため、ＬＥＤ光においても、レーザ光と同様の光路Ｌ１で進行する。レーザ光源４１から発せられたレーザ光とＬＥＤ光とは、光ファイバ３０を通過して灯具２０まで伝送される。このように、光ファイバ３０は、レーザ光源４１が発した光を導光する導光部の一例である。
【００１７】
図２に示すように、光学系５０は、コリメートレンズ５１と、バンドパスフィルタ５２と、ダイクロイックミラー５３と、第一集光レンズ５４と、ロングパスフィルタ５５と、第二集光レンズ５６とを備えている。
【００１８】
コリメートレンズ５１は、レーザ光源４１から放出されたレーザ光またはＬＥＤ光を平行光に変換するレンズである。コリメートレンズ５１は、レーザ光源４１における光軸上であって、光出射方向の下流側に配置されている。ここでは、コリメートレンズ５１は、レーザ光源４１と別体である場合を例示しているが、コリメートレンズとレーザ光源とが一体化されていてもよい。
【００１９】
バンドパスフィルタ５２は、レーザ光源４１から放出され、コリメートレンズ５１を透過したレーザ光またはＬＥＤ光から、発光ピーク波長を含む第一波長帯の光を抽出する光学フィルタである。具体的には、バンドパスフィルタ５２は、透過中心波長４５５ｎｍ、透過波長帯域の半値全幅３０ｎｍの特性を有し、およそ４４０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の青色波長帯域の光を第一波長帯域の光として抽出する。バンドパスフィルタ５２は、レーザ光源４１における光軸上であって、コリメートレンズ５１に対して光出射方向の下流側に配置されている。
【００２０】
ダイクロイックミラー５３は、バンドパスフィルタ５２で抽出された光を反射するとともに、戻り光を透過させる第一ダイクロイックミラーである。具体的には、ダイクロイックミラー５３は、４４０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の青色波長帯域の光を反射し、５００ｎｍよりも長い波長帯の光を透過するようになっている。ダイクロイックミラー５３は、レーザ光源４１における光軸上であって、バンドパスフィルタ５２の下流側に配置されている。バンドパスフィルタ５２を透過したレーザ光またはＬＥＤ光は、ダイクロイックミラー５３によって反射されることで、第一集光レンズ５４に向けて照射される。また、戻り光は、ダイクロイックミラー５３を透過し、受光部４２に向けて照射される。つまり、ダイクロイックミラー５３よりも灯具２０側においては、レーザ光またはＬＥＤ光の光路Ｌ１と、戻り光の光路Ｌ２とが共通化されており、ダイクロイックミラー５３の反対側では分岐されている。なお、第一ダイクロイックミラーは、バンドパスフィルタ５２で抽出された光を透過するとともに、戻り光を反射させるダイクロイックミラーであってもよい。
【００２１】
第一集光レンズ５４は、ダイクロイックミラー５３で反射された光を集光し、光ファイバ３０の一端面に対して入射させるレンズである。第一集光レンズ５４は、ダイクロイックミラー５３と、光ファイバ３０の一端面との間に配置されている。また、第一集光レンズ５４は、光ファイバ３０の一端面から放出された戻り光をコリメートさせる機能も有している。
【００２２】
ロングパスフィルタ５５は、第一集光レンズ５４及びダイクロイックミラー５３を透過した戻り光から、レーザ光あるいはＬＥＤ光の発光ピーク波長を含む第一波長帯の光を含む第二波長帯の光をカットする光学フィルタである。具体的には、ロングパスフィルタ５５は、例えば５００ｎｍ以下の光を第二波長帯域の光としてカットする。ロングパスフィルタ５５は、戻り光の光路Ｌ２上であって、ダイクロイックミラー５３と第二集光レンズ５６との間に配置されている。ロングパスフィルタ５５としては、反射型フィルタ、吸収型フィルタを採用することができるが、光源装置４０内での光の散乱を抑制する観点から、角度依存性が小さい吸収型フィルタであることがよい。
【００２３】
第二集光レンズ５６は、ロングパスフィルタ５５を透過した戻り光を集光し、受光部４２に対して入射させるレンズである。第二集光レンズ５６は、戻り光の光路Ｌ２上であって、ロングパスフィルタ５５と受光部４２との間に配置されている。
【００２４】
受光部４２は、戻り光を受光し、電気信号に変換する受光素子である。受光部４２は、受光した戻り光を光電変換することで、当該戻り光の受光量（すなわち、強度）に応じた電気信号を生成する。生成された電気信号は、制御部４９に出力される。受光部４２は、例えば、フォトダイオードであるが、これに限定されない。例えば、受光部４２は、フォトトランジスタ、または、イメージセンサでもよい。
【００２５】
次に、灯具２０の光学的構成について説明する。図２では、灯具２０の内部構造として、光変換部２１と、変調部６０と、光学部材２２とを図示している。
【００２６】
光変換部２１は、光ファイバ３０の他端面から出射したレーザ光またはＬＥＤ光を、異なる波長帯の照明光に変換する部位である。図４は、実施の形態に係る光変換部２１の概略構成を示す平面図である。図２及び図４に示すように、光変換部２１は、変調部６０の一部である回転板６１の光学部材２２側の主面に対して積層されている。
【００２７】
光変換部２１は、全体として円板状に形成されている。具体的には、光変換部２１は、波長変換部２１１と、非発光部２１２とを有している。波長変換部２１１は、光変換部２１の３／４以上を占める部分であり、その一部に扇形の切り欠きが形成されている。この波長変換部２１１の切り欠きを埋めるように非発光部２１２が設けられている。これにより、波長変換部２１１と非発光部２１２とは、光変換部２１の周方向に並んで配列されている。
【００２８】
波長変換部２１１は、光ファイバ３０の他端面から出射したレーザ光またはＬＥＤ光によって励起されて蛍光を発する複数の蛍光体の粒子を分散状態で備えており、レーザ光またはＬＥＤ光の照射により蛍光体が蛍光を発する。具体的に、波長変換部２１１は、透明な樹脂やガラスからなる基材の内部に蛍光体の粒子が分散されているもの、または、蛍光体の粒子を固めたもの等を例示できる。本実施の形態の場合、波長変換部２１１は白色光を放射するものである。つまり、波長変換部２１１は、レーザ光またはＬＥＤ光をより長い波長帯の照明光に変換する。例えば、波長変換部２１１は、レーザ光またはＬＥＤ光の照射によって赤色を発光する第一蛍光体、緑色を発光する第二蛍光体の２種類の蛍光体が適切な割合で含まれている。第一蛍光体から発せられた赤色光と、第二蛍光体から発せられた緑色光と、レーザ光またはＬＥＤ光がなす青色光とが混色することで白色の照明光が波長変換部２１１から発せられる。
【００２９】
蛍光体の種類及び特性は特に限定されるものではないが、比較的高い出力のレーザ光が励起光となるため、熱耐性が高く、輝度飽和が発生しないものが望ましい。例えば、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系の蛍光体が採用される。また、蛍光体を分散状態で保持する基材の種類は特に限定されるものではないが、透明性が高ければ、白色光の放射効率も高くなるのでよい。また、比較的高い出力のレーザ光が入射するため、耐熱性の高いものがよい。
【００３０】
非発光部２１２は、光ファイバ３０の他端面から出射したレーザ光またはＬＥＤ光を遮光する部位である。具体的には、非発光部２１２は、レーザ光及びＬＥＤ光に対する遮光性を有した、例えば樹脂材料、炭素材料、金属材料などにより形成されている。
【００３１】
変調部６０は、波長変換部２１１に対するレーザ光及びＬＥＤ光の照射の有無を周期的に切り替えることで、少なくとも第一の周波数成分を含む第一の周期で照明光を変調させる。ここで、第一の周期とは、光ファイバの断線検出に使用する変調の周期である。例えば、断線検出用に１０ｋＨｚ（周期は０．１ｍｓｅｃ）で変調させているが、光源装置４０自体が１秒毎にＯＮ／ＯＦＦを繰り返す間欠動作をしている場合には、第一の周期は０．１ｍｓｅｃの方を指す。この場合、第一の周波数成分は１０ｋＨｚである。
【００３２】
変調部６０について具体的に説明する。変調部６０は、回転板６１と、回転駆動部６２とを備えている。
【００３３】
回転板６１は、光変換部２１を保持する板体である。回転板６１は、図３に示すように円板状であり、例えばガラス、サファイアなどの透光性材料から形成されている。この回転板６１における光学部材２２側の主面に光変換部２１が積層されている。
【００３４】
回転駆動部６２は、図２に示すように、回転板６１を回転させるための例えばモータなどの駆動源である。回転駆動部６２の回転軸は、回転板６１に対して直接的あるいは間接的に連結されており、当該回転軸が回転することで、回転板６１が第一の周期で回転するようになっている。ここで、図４では、回転時に回転板６１上の光変換部２１に対するレーザ光またはＬＥＤ光の照射位置を破線Ｌ１０で示している。レーザ光またはＬＥＤ光は、回転板６１が回転することで、波長変換部２１１と非発光部２１２とに対する照射が第一の周期で切り替わる。つまり、レーザ光またはＬＥＤ光が波長変換部２１１に照射されている際においては照明光が発される。一方、レーザ光またはＬＥＤ光が非発光部２１２に照射されている際においては遮光されるため、照明光は発されない。このように、変調部６０では、回転板６１が回転することによって、回転板６１の回転周期に基づく周期（第一の周期）で照明光が変調されることとなる。
【００３５】
図２に示すように、光学部材２２は、波長変換部２１１で発せられた照明光の配光を制御するための光学部材である。光学部材２２としては、例えば、照明光を拡散する拡散部材、照明光を集光する集光部材などが挙げられる。拡散部材としては、乳白色の透光性部材、拡散レンズなどが挙げられる。集光部材としては、集光レンズなどが挙げられる。ここで、波長変換部２１１で発せられた照明光のうち、大部分は光学部材２２に向けて放射されるが、一部は戻り光として光ファイバ３０の他端面から当該光ファイバ３０に進入する。この戻り光は、図２に示す光路Ｌ２を通ることで受光部４２に到達する。また、光学部材２２から灯具２０内に進入した外光も、光路Ｌ２を通ることで受光部４２に到達する。外光としては、太陽光、照明装置１０以外の照明装置から照射される照明光などが挙げられる。なお、外光は、光ファイバ３０が断線している際においては、断線箇所からも光ファイバ３０内に進入し受光部４２に到達する場合もある。
【００３６】
次に、照明装置１０の制御構成について説明する。図５は、実施の形態に係る照明装置１０の制御構成を示すブロック図である。図５に示すように、照明装置１０は、各セットのレーザ光源４１、受光部４２及び回転駆動部６２のそれぞれと電気的に接続された制御部４９を備えている。制御部４９は、駆動回路及びマイクロコントローラで構成されている。具体的には、制御部４９は、受光部４２から入力される、戻り光を起因とした電気信号に基づいてレーザ光源４１を制御する。制御部４９は、制御プログラムが格納された不揮発性メモリ、プログラムを実行するための一時的な記憶領域である揮発性メモリ、入出力ポート、プログラムを実行するプロセッサなどを有する。
【００３７】
制御部４９は、図示しない外部電源に接続されており、各レーザ光源４１に対する供給電流を制御することで、各レーザ光源４１の点灯を制御する。つまり、制御部４９は、光源制御部の一例である。例えば、制御部４９は、レーザ光源４１に対する供給電流を制御することにより、レーザ光を発する第一発光モードと、レーザ光よりも低い発光強度のＬＥＤ光のみを発する第二発光モードとを切り替える。制御部４９は、第一発光モードではレーザ光を直流光としており、第二発光モードではＬＥＤ光を直流光としている。
【００３８】
また、制御部４９は、各回転駆動部６２に対する供給電流を制御することで、各回転駆動部６２の回転を制御する。例えば、制御部４９は、各回転駆動部６２の回転軸を回転させる際においては、当該回転軸を第一の周期で回転させる。これにより、照明光が第一の周期で変調される。
【００３９】
ここで、人間の目の応答速度は一般的に５０ｍｓｅｃ〜１００ｍｓｅｃとされている。このため、第一の周期を１００Ｈｚ以上の周波数の周期とすれば、照明光の点灯と非点灯とが第一の周期で繰り返されたとしても、人間の目からは連続点灯しているように認識されることとなる。つまり、使用者に違和感を与えにくい照明を実現することができる。
【００４０】
また、制御部４９は、受光部４２の検出結果に基づいて、光ファイバ３０の断線を検出する断線検出部の一例である。具体的には、制御部４９は、セット毎に光ファイバ３０の断線を判断する。
【００４１】
例えば、光ファイバ３０が断線していない正常時では、レーザ光源４１が点灯されると、レーザ光またはＬＥＤ光が光ファイバ３０を通過するとともに、戻り光も光ファイバ３０を通過するため、受光部４２は戻り光を起因とした電気信号を制御部４９に出力する。このとき、光ファイバ３０には、外光及びノイズ光も受光部４２に向けて通過している。ノイズ光とは、レーザ光またはＬＥＤ光が光ファイバ３０を通過することで発生する光である。受光部４２から制御部４９に対して出力される電気信号は、戻り光に加えて外光及びノイズ光も考慮された信号となっている。ここで、戻り光は、第一の周期で変調された交流光であるために、当該戻り光を起因とした信号成分は、交流成分となっている。一方、外光及びノイズ光は、それぞれ直流光であるために、当該外光及びノイズ光のそれぞれを起因とした信号成分は直流成分となっている。
【００４２】
制御部４９は、受光部４２から受信した電気信号から、第一の周期と同等の周期の交流の信号成分を抽出し、当該抽出した交流の信号成分に基づいて、光ファイバ３０の断線を検出する。なお、「同等」とは完全に一致する場合だけでなく±数％の微差を含むものとする。
【００４３】
つまり、制御部４９は、受光部４２から受信した電気信号から、第一の周期と同等の周期の交流の信号成分を抽出した場合には、当該受光部４２と同セットの光ファイバ３０が正常であると判断する。この判断に基づいて、制御部４９は、当該受光部４２と同セットのレーザ光源４１の発光を許可する。
【００４４】
一方、光ファイバ３０が断線している異常時では、レーザ光源４１が点灯されると、レーザ光またはＬＥＤ光が光ファイバ３０を通過できないため、戻り光は発生しない。しかしながら、光ファイバ３０には、外光及びノイズ光が受光部４２に向けて通過している。このため、受光部４２から制御部４９に対して出力される電気信号は、直流光である外光及びノイズ光を起因とした信号となっており、交流成分を含んでいない信号となっている。このため、制御部４９は、受光部４２から受信した電気信号から、第一の周期と同等の周期の交流の信号成分を抽出できないために、当該受光部４２と同セットの光ファイバ３０が異常であると判断する。この判断に基づいて、制御部４９は、当該受光部４２と同セットのレーザ光源４１の発光を禁止する。
【００４５】
ところで、照明装置１０の近隣にも他の照明装置が設置されている場合がある。他の照明装置の照明光が照明装置１０の灯具２０内に外光として侵入することも想定される。例えば、蛍光灯を有した他の照明装置である場合、その照明光は、商用電源の周波数（例えば日本国内では５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）に依存した光である。第一の周期が商用電源の周期のＭ倍または１／Ｍ（Ｍは自然数）であると、照明装置１０の戻り光と、蛍光灯からの外光とを制御部４９が区別できないおそれがある。この区別を確実にするために、第一の周期を、商用電源の周期のＭ倍または１／Ｍとは異ならせておく。これにより、蛍光灯を起因とした外光の周期と、戻り光の周期（第一の周期）とが干渉しなくなり、制御部４９は、戻り光を起因とした信号成分を確実に抽出することができる。
【００４６】
また、他の照明装置として照明装置１０と同種の照明装置が、照明装置１０の近隣に設置されている場合も想定される。この場合、照明装置１０の戻り光の周期と、同種の照明装置の照明光（照明装置１０にとっては外光）の周期とが、第一の周期で同じとなるために、照明装置１０の戻り光と、同種の照明装置からの外光とを制御部４９が区別できないおそれがある。ここで、変調を開始するタイミングは、各照明装置で異なるために、戻り光の周期と、外光の周期とが同じであっても位相が異なっている。この位相ズレを用いることで、照明装置１０の戻り光と、同種の照明装置からの外光との区別の確実性を高めることができる。具体的には、制御部４９は、受光部４２からの電気信号から、変調部６０が変調を開始したタイミングに基づく信号成分を抽出することで、戻り光を起因とした信号成分を確実に抽出することができる。
【００４７】
このように、光ファイバ３０の断線が判断されると、レーザ光源４１の発光が禁止されるが、その判断の際には一時的にレーザ光源４１は点灯される。ところで、照明装置１０の設置時、あるいはメンテナンス時においては、光ファイバ３０の切断箇所を作業者が視認している可能性もある。この状態で、断線の判断のためにレーザ光源４１からレーザ光が一時的にも発せられてしまうと、断線箇所からレーザ光が放出されてしまい、作業者が危険に晒されるおそれがある。これを防止すべく、電源投入時においては、制御部４９は、レーザ光源４１に対する供給電流を制御することで、レーザ光源４１を第二発光モードで発光させる。つまり、電源投入時には、レーザ光源４１から発せられたＬＥＤ光で光ファイバ３０の断線検出が行われることになり、作業者がレーザ光に晒されることを防止している。また、制御部４９は、光ファイバ３０の断線が検出されなかった場合には、所定時間経過後に第二発光モードから第一発光モードに切り替える。
【００４８】
なお、正常時に第一発光モードでレーザ光源４１がレーザ光を発している状態であっても光ファイバ３０が断線してしまう場合も想定されるが、この場合には、制御部４９は、当該レーザ光に基づいて光ファイバ３０の断線を判断する。つまり、この場合には、制御部４９は、第一発光モードのままで断線の判断を行う。
【００４９】
［効果など］
以上のように、本実施の形態に係る照明装置１０は、レーザ光源４１と、レーザ光源４１が発した光（レーザ光またはＬＥＤ光）を導光する光ファイバ３０（導光部）と、光ファイバ３０により導光された光を異なる波長帯の照明光に変換する波長変換部２１１と、照明光の一部であって、前記光とは逆方向で光ファイバ３０により導光された戻り光を受光し、電気信号に変換する受光部４２と、照明光を、少なくとも第一の周波数成分を含む第一の周期で変調させる変調部６０と、受光部４２が変換した電気信号のうち、第一の周期と同等の周期の信号成分を抽出し、当該信号成分に基づいて光ファイバ３０の断線を検出する制御部４９（断線検出部）と、を備えている。
【００５０】
これによれば、制御部４９は、受光部４２が変換した電気信号のうち、第一の周期と同等の周期の信号成分を抽出し、当該信号成分に基づいて光ファイバ３０の断線を検出するので、直流光である外光が断線検出に影響することを抑制できる。したがって、光ファイバ３０（導光部）の断線検出の確実性を高めることができる。
【００５１】
また、変調部６０は、波長変換部２１１に対する前記光の照射の有無を周期的に切り替えることで、照明光を第一の周期で変調させる。
【００５２】
ところで、レーザ光源４１を制御することで、レーザ光またはＬＥＤ光を交流光とすることも考えられるが、その場合には、レーザ光またはＬＥＤ光を起因としたノイズ光も交流光となってしまう。ここでは、変調部６０が波長変換部２１１に対する前記光の照射の有無を周期的に切り替えているので、ノイズ光を直流光のままとすることができる。これにより、制御部４９が光ファイバ３０の断線を検出する際に、直流光であるノイズ光の影響を抑制することができる。したがって、光ファイバ３０の断線検出の確実性を高めることができる。
【００５３】
また、変調部６０は、前記光の光路Ｌ上に配置された回転板６１と、回転板６１を回転させる回転駆動部６２と、を備え、回転板６１の主面上には、波長変換部２１１と非発光部２１２とが周方向に配列されるように積層されており、回転板６１は、回転駆動部６２の駆動によって回転すると、波長変換部２１１と非発光部２１２とが前記光に対して第一の周期で切り替わり、照明光を変調させる。
【００５４】
これによれば、回転板６１が回転することで、波長変換部２１１と非発光部２１２とが前記光に対して第一の周期で切り替わり、照明光を変調させるので、回転板６１の回転を用いて照明光を変調させることができる。また、レーザ光またはＬＥＤ光の照射位置は、回転板６１の回転に応じて波長変換部２１１内で変動するので、波長変換部２１１の一部には、レーザ光またはＬＥＤ光が連続的に照射されない。これにより、波長変換部２１１の一部が集中的に高温化することを抑制することができ、劣化を抑えることができる。
【００５５】
また、第一の周期は、商用電源の周期のＭ倍または１／Ｍ倍とは異なる。
【００５６】
これによれば、第一の周期が商用電源の周期のＭ倍または１／Ｍ倍とは異なっているので、蛍光灯を起因とした外光の周期と、戻り光の周期（第一の周期）とが干渉しなくなる。したがって、制御部４９は、戻り光を起因とした信号成分を確実に抽出することができる。
【００５７】
また、第一の周期は、１００Ｈｚ以上の周波数の周期である。
【００５８】
これによれば、第一の周期が１００Ｈｚ以上の周波数の周期であるので、照明光の点灯と非点灯とが第一の周期で繰り返されたとしても、人間の目からは連続点灯しているように認識されることとなる。つまり、使用者に違和感を与えにくい照明を実現することができる。
【００５９】
また、制御部４９は、受光部４２が変換した電気信号のうち、変調部６０が変調を開始したタイミングに基づく信号成分を抽出する。
【００６０】
これによれば、制御部４９は、受光部４２からの電気信号から、変調部６０が変調を開始したタイミングに基づく信号成分を抽出するので、同種の照明装置を起因とした外光と、戻り光とを確実に区別することができる。
【００６１】
また、照明装置１０は、光ファイバ３０から受光部４２までの戻り光の光路Ｌ２上に配置され、前記光の発光ピーク波長を含む光をカットするロングパスフィルタ５５（フィルタ）を備えている。
【００６２】
これによれば、戻り光から前記光の発光ピーク波長を含む光をカットするロングパスフィルタ５５が設けられているので、前記光の発光ピーク波長周辺のノイズとなりうる波長成分を戻り光からカットすることができる。これにより、戻り光と第二波長帯の光とのＳ／Ｎ比を大きくすることができる。戻り光に対するノイズの影響が低減されるので、断線の検出精度をより高めることができる。これは、ＬＥＤ光での断線検出時には特に好適である。
【００６３】
なお、上記実施の形態では、制御部４９は、第一発光モードではレーザ光を直流光としており、第二発光モードではＬＥＤ光を直流光としている場合を例示した。しかし、制御部４９は、レーザ光及びＬＥＤ光を交流光としてもよい。この場合、制御部４９は、レーザ光源４１を制御して、当該レーザ光源４１が発する光（レーザ光及びＬＥＤ光）を、第一の周期とは異なる第二の周期で変調させる。第一の周期と第二の周期とが異なるので、受光部４２が変換した電気信号のうち、変調部６０で変調された照明光を起因とした交流成分を、制御部４９で変調された光を起因とした交流成分から分離して抽出することが可能である。
【００６４】
ここで、第一の周期が第二の周期のＮ倍または１／Ｎ（Ｎは自然数）であると、変調部６０で変調された照明光を起因とした交流成分と、制御部４９で変調された光を起因とした交流成分とを制御部４９が区別できないおそれがある。この区別を確実にするために、第一の周期を、第二の周期のＮ倍または１／Ｎとは異ならせておく。これにより、制御部４９は、変調部６０で変調された照明光を起因とした交流成分を確実に抽出することができる。
【００６５】
［変形例１］
次に、変形例１について説明する。上記実施の形態では、波長変換部２１１と非発光部２１２とが周方向に配列された回転板６１と、回転板６１を回転させる回転駆動部６２とを備えた変調部６０を例示した。しかしながら、照明光を変調できるのであれば、変調部の構成は如何様でもよい。この変形例２では、光の光路Ｌ１を開閉する開閉部材６５ａを有した変調部６０ａについて説明する。なお、以降の説明において上記実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。
【００６６】
図６は、変形例１に係る照明装置１０Ａの光学的構成を示す模式図である。図６に示すように、変形例１に係る照明装置１０Ａは、灯具２０内に固定された板状の波長変換部２１１ａを有している。
【００６７】
変調部６０ａは、開閉部材６５ａと、開閉駆動部６６ａとを備えている。開閉部材６５ａは、灯具２０内に配置されて、光路Ｌ１を開閉可能な位置に配置されている。具体的には、開閉部材６５ａは、波長変換部２１１ａにおける光（レーザ光またはＬＥＤ光）の進行方向の上流側に配置されている。開閉部材６５ａは、レーザ光及びＬＥＤ光を遮光する遮光部材である。
【００６８】
開閉駆動部６６ａは、開閉部材６５ａを駆動させるための例えばモータ、ソレノイドなどの駆動源である。開閉駆動部６６ａは、制御部４９の制御によって開閉部材６５ａを第一の周期で開閉させる。つまり、開閉部材６５ａが光路Ｌを開いている場合には、レーザ光またはＬＥＤ光が波長変換部２１１ａに照射されて、照明光が発される。また、開閉部材６５ａが光路Ｌを閉じている場合には、レーザ光またはＬＥＤ光が開閉部材６５ａで遮られて、照明光は発されない。このように、変調部６０ａでは、開閉部材６５ａの開閉を第一の周期で切り替えることで、照明光を第一の周期で変調させる。
【００６９】
このように、変調部６０ａは、波長変換部２１１ａにおける光の進行方向の上流側に配置され、光の光路Ｌ１を開閉する開閉部材６５ａと、開閉部材６５ａを駆動させる開閉駆動部６６ａと、を備え、開閉駆動部６６ａは、開閉部材６５ａの開閉を第一の周期で切り替えることで、照明光を変調させる。
【００７０】
これによれば、開閉部材６５ａによって光路Ｌ１を開閉させることで、照明光を第一の周期で変調させることができる。開閉部材６５ａの設置位置は、波長変換部２１１ａにおける光の進行方向の上流側であればよいので、開閉部材６５ａの設置位置の自由度も高めることができる。例えば、変形例１では、開閉部材６５ａが灯具２０内に配置されている場合を例示したが、開閉部材６５ａを灯具２０外に配置することも可能である。この場合、端面同士が所定の間隔をあけて配置された一対の光ファイバを導光部として用いる。一対の光ファイバのうち、一方の光ファイバは光源装置４０に光学的に接続され、他方の光ファイバは灯具２０に光学的に接続されている。開閉部材６５ａは、一対の光ファイバがなす間隔に対して進退自在に設けられる。開閉部材６５ａが灯具２０外に設けられるために、開閉駆動部６６ａも灯具２０外に配置することができる。つまり、変調部６０ａは、一対の光ファイバからなる導光部に設けられ、灯具２０外に配置されるので、変調部６０ａを駆動させるための電気的な構成を灯具２０から除くことが可能である。灯具２０内に電気的な構成が備えられていなければ、灯具２０を水中に配置して水中照明として用いることも可能である。
【００７１】
［変形例２］
次に、変形例２について説明する。上記実施の形態では、変調部６０が照明光を第一の周期に変調する場合を例示した。この変形例２では、制御部４９が照明光を第一の周期に変調する場合について説明する。
【００７２】
具体的には、変形例２に係る照明装置は、変形例１に係る照明装置１０Ａから変調部６０ａを除いた光学的構成となる。制御部４９は、レーザ光源４１を制御して、当該レーザ光源４１が発する光（レーザ光またはＬＥＤ光）を第一の周期で変調させる。この場合、波長変換部２１１ａに対しては、変調された光が照射されるために、波長変換部２１１ａで波長変換された照明光も第一の波長で変調されることとなる。このように、変形例２では、制御部４９が変調部である。
【００７３】
これによれば、制御部４９はレーザ光源４１が発する光を第一の周期で変調させることで、照明光を第一の波長で変調しているので、照明光を変調させるための専用の部材が不要となる。制御部４９は、受光部４２が変換した電気信号のうち、第一の周期と同等の周期の信号成分を抽出し、当該信号成分に基づいて光ファイバ３０の断線を検出する。これにより、直流光である外光が断線検出に影響することを抑制できる。このように、照明光を変調させるための専用の部材がなくとも、光ファイバ３０（導光部）の断線検出の確実性を高めることができる。
【００７４】
［変形例３］
次に、変形例３について説明する。図７は、変形例３に係る照明装置１０Ｂの光学的構成を示す模式図である。図７に示すように、一つの光ファイバ３０に対して複数のレーザ光源４１ｂ、４１ｃからの光が入射される点で、上記実施の形態に係る照明装置１０とは異なる。具体的には、照明装置１０Ｂの光源装置４０ｂには、一つの光ファイバ３０に対して２つのレーザ光源４１ｂ、４１ｃが設けられている。照明装置１０Ｂの光学系５０ｂは、各レーザ光源４１ｂ、４１ｃのそれぞれに対応するように、コリメートレンズ５１ｂ、５１ｃと、バンドパスフィルタ５２ｂ、５２ｃと、ダイクロイックミラー５３ｂ、５３ｃとを備えている。レーザ光源４１ｂから発せられたレーザ光またはＬＥＤ光は、コリメートレンズ５１ｂ、バンドパスフィルタ５２ｂ及びダイクロイックミラー５３ｂで構成される光路Ｌ１１を通過して、第一集光レンズ５４により、光ファイバ３０の一端面に入射する。一方、レーザ光源４１ｃから発せられたレーザ光またはＬＥＤ光は、コリメートレンズ５１ｃ、バンドパスフィルタ５２ｃ及びダイクロイックミラー５３ｃで構成される光路Ｌ１２を通過して、第一集光レンズ５４により、光ファイバ３０の一端面に入射する。各レーザ光源４１ｂ、４１ｃから発せられたレーザ光またはＬＥＤ光は、バンドパスフィルタ５２ｂ、５２ｃによって第一波長帯の光が抽出されている。
【００７５】
また、各レーザ光源４１ｂ、４１ｃから発せられたレーザ光またはＬＥＤ光は、第一集光レンズ５４で集光されることで、同一光路Ｌ１３で光ファイバ３０内を進行する。光路Ｌ１３を進行したレーザ光またはＬＥＤ光は、波長変換部２１１で照明光に変換されて、灯具２０の外部へ放出される。この際、変調部６０が回転板６１を第一の周期で回転させているので、照明光は第一の周期で変調されている。
【００７６】
また、照明光の一部は戻り光として、光路Ｌ２を通過して受光部４２に到達する。戻り光は受光部４２の到達前にロングパスフィルタ５５を通過しているので、第二波長帯の光がカットされている。
【００７７】
このように、一つの光ファイバ３０に対して複数のレーザ光源４１ｂ、４１ｃが設けられている場合においても、変調部６０によって照明光が第一の周期で変調されている。つまり、一つの光ファイバ３０に対して複数のレーザ光源４１ｂ、４１ｃが設けられている場合においても戻り光に対するノイズの影響を低減することができる。
【００７８】
［その他］
以上、本発明に係る照明装置について、上記実施の形態及び各変形例に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態及び各変形例に限定されるものではない。
【００７９】
例えば、灯具２０内において光変換部２１と光ファイバ３０の他端面との間に、戻り光を集光させるための光学部材を配置してもよい。これにより、光ファイバ３０に入射する戻り光の発光強度を高めることができる。したがって、受光部４２でのＳ／Ｎ比を大きくすることができる。戻り光を集光させるための光学部材としては、例えば集光レンズ、ライトパイプなどが挙げられる。
【００８０】
また、上記実施の形態では、発光ピーク波長が青色波長帯域に含まれる光を発するレーザ光源４１を例示した。しかしながら、その他の波長帯域に発光ピーク波長が含まれる光を発するレーザ光源であってもよい。その他の波長帯域としては、紫色波長帯域、紫外波長帯域などが挙げられる。この場合、バンドパスフィルタ、ダイクロイックミラー、ロングパスフィルタは、その他の波長帯域の光に対応したものが用いられる。
【００８１】
また、光学部材２２は、灯具２０内に進入する外光を除去する外光カットフィルタの機能を有していてもよい。この場合、光ファイバ３０内に外光が進入しにくくなり、戻り光に外光が含まれることを抑制することができる。灯具２０の設置場所の状況に応じて、その設置場所での外光に適した外光カットフィルタを採用すればよい。また、外光カットフィルタは、光学部材２２と別体であってもよい。
【００８２】
また、上述した照明装置の構成は、内視鏡に対して適用されてもよい。
【００８３】
その他、実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００８４】
１０、１０Ａ、１０Ｂ  照明装置
２０  灯具
３０  光ファイバ（導光部）
４０、４０ｂ  光源装置
４１、４１ｂ、４１ｃ  レーザ光源
４２  受光部
４９  制御部（光源制御部）
５５  ロングパスフィルタ（フィルタ）
６０、６０ａ  変調部
６１  回転板
６２  回転駆動部
６５ａ  開閉部材
６６ａ  開閉駆動部
２１１、２１１ａ  波長変換部
２１２  非発光部
Ｌ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３  光路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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