(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が発した前記光を導光する光ファイバ３０と、光ファイバ３０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素子２１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する受光部４２と、受光部４２の検出結果に基づいて、光ファイバ３０の断線を検出する制御部４９（断線検出部）と、レーザ光源４１から光ファイバ３０までの前記光の光路Ｌ１上であって戻り光とは干渉しない位置に配置され、前記光から、当該光の発光ピーク波長を含む第一波長帯の光を抽出するバンドパスフィルタ５２（第一フィルタ）とを備えている。【選択図】図２
2020077555.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光ファイバと、
前記光ファイバ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素子と、
前記照明光の一部であって、前記光とは逆方向で前記光ファイバにより導光された戻り光を受光する受光部と、
前記受光部の検出結果に基づいて、前記光ファイバの断線を検出する断線検出部と、
前記レーザ光源から前記光ファイバまでの前記光の光路上であって前記戻り光とは干渉しない位置に配置され、前記光から当該光の発光ピーク波長を含む第一波長帯の光を抽出する第一フィルタとを備える
照明装置。
【請求項２】
前記光ファイバから前記受光部までの前記戻り光の光路上であって前記光とは干渉しない位置に配置され、前記光の発光ピーク波長を含む第二波長帯の光をカットする第二フィルタを備える
請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記第二波長帯の光は、前記光または前記戻り光が前記光ファイバを通過することで発生するノイズ光の少なくとも一部を含む
請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記レーザ光源と前記光ファイバとの間に配置され、前記第一フィルタで抽出された光を反射するとともに前記戻り光を透過する、または前記第一フィルタで抽出された光を透過するとともに前記戻り光を反射する第一ダイクロイックミラーとを備え、
前記第一フィルタは、前記第一ダイクロイックミラーと前記レーザ光源との間に配置され、
前記第二フィルタは、前記第一ダイクロイックミラーと前記受光部との間に配置されている
請求項２または３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記断線検出部は、前記光ファイバの断線を検出した場合には、前記レーザ光源の発光を禁止する
請求項１〜４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記光ファイバと前記波長変換素子との間に配置され、前記光を透過するとともに、前記照明光の一部を反射する第二ダイクロイックミラーを備える
請求項１〜５のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記レーザ光源は、前記光として、第一光と、前記第一光よりも低い発光強度の第二光とを切替自在に発する
請求項１〜６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光ファイバと、光ファイバ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素子と、照明光の一部であって、光とは逆方向で光ファイバにより導光された戻り光を受光する受光部と、受光部の検出結果に基づいて、光ファイバの断線を検出する断線検出部と、レーザ光源から光ファイバまでの光の光路上であって戻り光とは干渉しない位置に配置され、光から当該光の発光ピーク波長を含む第一波長帯の光を抽出する第一フィルタとを備える。
【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、実施の形態に係る照明装置の制御構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、実施の形態に係るバンドパスフィルタと、ロングパスフィルタとのノイズ低減効果を示す波長−発光強度線図である。
【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２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４参照）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。レーザ光は第一光の一例であり、ＬＥＤ光は第二光の一例である。つまり、レーザ光源４１が発する光には、第一光であるレーザ光と、第二光である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。つまり、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。
【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第一フィルタの一例である。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第二フィルタの一例である。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、波長変換素子２１と、光学部材２２とを図示している。
【００２６】
波長変換素子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素子である。具体的には、波長変換素子２１は、光ファイバ３０の他端面と、光学部材２２との間に配置されており、光ファイバ３０の他端面に対向配置されている。波長変換素子２１は、基板２１１と蛍光部２１２とを備えている。基板２１１は、蛍光部２１２を保持する板体である。基板２１１は、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。この基板２１１における光学部材２２側の主面に蛍光部２１２が積層されている。
【００２７】
蛍光部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、蛍光部２１２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、蛍光部２１２は白色光を放射するものである。つまり、蛍光部２１２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、蛍光部２１２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蛍光部２１２から発せられる。
【００２８】
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。
【００２９】
波長変換素子２１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。
【００３０】
光学部材２２は、波長変換素子２１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。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。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。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。
【００３１】
次に、照明装置１０の制御構成について説明する。図４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４に示すように、照明装置１０は、各セットのレーザ光源４１及び受光部４２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。
【００３２】
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。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切替部の一例である。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。
【００３３】
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。つまり、制御部４９は、受光部４２から電気信号を受信した場合には、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。
【００３４】
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、戻り光も発生せず、受光部４２は制御部４９に電気信号を出力しない。つまり、制御部４９は、受光部４２から電気信号を受信しない場合には、当該受光部４２と同セットの光ファイバ３０が断線していると判断する。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。禁止後においては、制御部４９はレーザ光源４１を点灯させない。
【００３５】
なお、異常時においては、光源装置４０内の僅かな散乱光や迷光を起因として受光部４２が電気信号を制御部４９に出力する場合も想定される。このため、制御部４９は、正常時の電気信号よりも大幅に小さい電気信号が受光部４２から入力された場合にも、光ファイバ３０が断線していると判断してもよい。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
ここで、ＬＥＤ光は、レーザ光よりも発光強度が小さいために、ノイズの影響を受けやすい。ノイズの影響を抑えて、ＬＥＤ光であっても断線の検出精度を高めるために、本実施の形態では、バンドパスフィルタ５２とロングパスフィルタ５５とを照明装置１０に設けている。具体的に、バンドパスフィルタ５２と、ロングパスフィルタ５５とのノイズ低減効果について説明する。図５は、実施の形態に係るバンドパスフィルタ５２と、ロングパスフィルタ５５とのノイズ低減効果を示す波長−発光強度線図である。図５中、破線Ｅ１は、ＬＥＤ光に含まれる波長成分の発光強度を示している。破線Ｅ１に示すように、ＬＥＤ光には青色波長帯域以外の波長帯の光も含まれていることが分かる。また、二点鎖線Ｅ２は、戻り光に含まれる波長成分の発光強度を示している。ＬＥＤ光は、戻り光に対して大きなノイズとして作用するので、戻り光がＬＥＤ光に対して埋もれてしまい、受光部４２では正確に戻り光を検出できない。一方、図５中、実線Ｅ３は、ＬＥＤ光がバンドパスフィルタ５２を透過することで抽出された光に含まれる波長成分の発光強度を示している。バンドパスフィルタ５２を透過した光には、第一波長帯である青色波長帯域の光（青色光）も含まれている。バンドパスフィルタ５２で抽出された第一波長帯の光は、波長変換素子２１にて照明光に変換される。また、バンドパスフィルタ５２で抽出された第一波長帯の光のうち、戻り光に対応する部分の発光強度は、戻り光よりも大幅に小さくなっている。これにより、戻り光と第一波長帯の光とのＳ／Ｎ比を大きくすることができる。
【００３９】
また、図５中の一点鎖線Ｅ４は、ＬＥＤ光及び／または戻り光が光ファイバ３０を通過することで発生するノイズ光に含まれる波長成分の発光強度を示している。一点鎖線Ｅ４に示すように、ノイズ光の主たる波長成分は、戻り光の主たる波長成分よりも短い。また、ノイズ光に含まれる波長成分の発光強度のピーク値は、戻り光に含まれる発光強度のピーク値よりも小さい。また、ノイズ光におけるピーク値を示す波長成分は、戻り光におけるピーク値を示す波長成分よりも小さい。このようなノイズ光との関係になるように、戻り光のスペクトルは予め調整されている。具体的には、蛍光部２１２に含まれる蛍光体の種類、各粒子の含有率などを調整することにより、戻り光が予め調整されている。
【００４０】
また、二点鎖線Ｅ２と一点鎖線Ｅ４との交点Ｐよりも短い波長帯では、戻り光の発光強度よりもノイズ光の発光強度が大きい。一方、交点Ｐよりも長い波長帯では、戻り光の発光強度よりもノイズ光の発光強度が小さい。つまり、交点Ｐよりも長い波長帯では、Ｓ／Ｎ比が高められることになる。このため、ロングパスフィルタ５５では、交点Ｐよりも短い波長帯の光をカットしている。具体的には、ロングパスフィルタ５５は、戻り光から、５００ｎｍ以下の光を第二波長帯の光としてカットする。つまり、第二波長帯の光には、青色波長帯域の光とともに、ノイズ光の一部が含まれることとなる。ロングパスフィルタ５５は、青色波長帯域の光と、ノイズ光の一部とをカットするとも言える。このことにより、受光部４２には、５００ｎｍよりも長い波長帯の光が入射する。ここでは、５００ｎｍを閾値としているが、閾値は、交点Ｐの近傍の波長成分であればよく、交点Ｐよりも長い波長成分であればよりよい。さらには、閾値は、交点Ｐよりも大きく、戻り光におけるピーク値を示す波長成分よりも小さい波長成分であれば特によい。
【００４１】
［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素子２１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する受光部４２と、受光部４２の検出結果に基づいて、光ファイバ３０の断線を検出する制御部４９（断線検出部）と、レーザ光源４１から光ファイバ３０までの前記光の光路Ｌ１上であって戻り光とは干渉しない位置に配置され、前記光から、当該光の発光ピーク波長を含む第一波長帯の光を抽出するバンドパスフィルタ５２（第一フィルタ）とを備えている。
【００４２】
これによれば、レーザ光源４１が発した光から、当該光の発光ピーク波長を含む第一波長帯の光を抽出するバンドパスフィルタ５２が、戻り光とは干渉しない位置に配置されているので、第一波長帯の光が光ファイバ３０を介して波長変換素子２１に入射することになる。第一波長帯の光は波長変換素子２１で波長変換されて照明光となるが、その一部の光は戻り光となる。つまり、ノイズとなりうる波長成分が波長変換前にすでにカットされているため、バンドパスフィルタ５２で抽出された第一波長帯の光のうち、戻り光に対応する部分の発光強度は、戻り光よりも大幅に小さくなっている。これにより、戻り光と第一波長帯の光との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。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照明装置１０を提供することが可能である。
【００４３】
ここで、従来の断線検出の例としては、ファイバケーブルの中に、光ファイバと一緒に電線を沿わせて収納することで、その電線の断線により、光ファイバの断線を検出する方式がある。しかしながら、光ファイバ断線時に電線も確実に断線するといえないため、検出精度に課題がある。一方で、本実施の形態に係る方式では、光ファイバ３０が断線すると確実に検出光が伝送しなくなるため、断線検出精度を高くすることができる。
【００４４】
また、従来の他の断線検出の例として、受光部を光源装置側ではなく、灯具の中に組み込む方式がある。しかし、灯具に通電を要するため、例えば過酷な環境で使用される灯具において信頼性が低下しやすい課題がある。本実施の形態に係る方式では、灯具２０に通電を要せずに光ファイバ３０の断線を検出できるため、高信頼性の灯具２０を実現することができる。
【００４５】
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上であって前記光とは干渉しない位置に配置され、戻り光から前記光の発光ピーク波長を含む第二波長帯の光をカットするロングパスフィルタ５５（第二フィルタ）を備えている。
【００４６】
これによれば、戻り光から第二波長帯の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。
【００４７】
また、ロングパスフィルタ５５が、第一光または第二光とは干渉しない位置に配置されているので、照明光に変換される青色光は第一光または第二光からカットされない。つまり、照明光の明るさを確保しつつ、戻り光に対するノイズの影響を低減することができる。
【００４８】
また、第二波長帯の光は、前記光が光ファイバ３０を通過することで発生するノイズ光の少なくとも一部を含む。
【００４９】
これによれば、前記光が光ファイバ３０を通過することで発生するノイズ光の少なくとも一部が第二波長帯の光に含まれているので、ロングパスフィルタ５５によってノイズ光の少なくとも一部を確実にカットすることができる。したがって、光ファイバ３０を起因としたノイズ光を抑えることができる。
【００５０】
また、照明装置１０は、レーザ光源４１と光ファイバ３０との間に配置され、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する、また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するダイクロイックミラー５３（第一ダイクロイックミラー）とを備え、バンドパスフィルタ５２は、ダイクロイックミラー５３とレーザ光源４１との間に配置され、ロングパスフィルタ５５は、ダイクロイックミラー５３と受光部４２との間に配置されている。
【００５１】
これによれば、ダイクロイックミラー５３によって、レーザ光またはＬＥＤ光の光路Ｌ１と戻り光の光路Ｌ２とを分岐させることができる。したがって、簡単な構成で、戻り光とは干渉しない位置にバンドパスフィルタ５２を配置させるとともに、レーザ光またはＬＥＤ光とは干渉しない位置にロングパスフィルタ５５を配置させることができる。
【００５２】
また、制御部４９（断線検出部）は、光ファイバ３０の断線を検出した場合には、レーザ光源４１の発光を禁止する。
【００５３】
これによれば、光ファイバ３０の断線を検出した場合には、制御部４９がレーザ光源４１の発光を禁止するので、断線した箇所からレーザ光が漏れ出ることを防止できる。したがって、安全性の高い照明装置１０を提供することができる。
【００５４】
また、レーザ光源４１は、前記光として、レーザ光と、レーザ光よりも低い発光強度のＬＥＤ光とを切替自在に発する。
【００５５】
これにより、レーザ光及びＬＥＤ光のそれぞれを起因として光ファイバ３０の断線を検出することができる。特に、ＬＥＤ光に対するノイズの影響を顕著に低減することができる。
【００５６】
［変形例１］
次に、本実施の形態に係る変形例１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。
【００５７】
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２０ａ内にダイクロイックミラー２３を備えている点で、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、ダイクロイックミラー２３は、第二ダイクロイックミラーの一例であり、光ファイバ３０の他端面と波長変換素子２１との間に配置されている。ダイクロイックミラー２３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光を透過するとともに、波長変換素子２１で変換された照明光の一部を反射するダイクロイックミラーである。ダイクロイックミラー２３は、第二フィルタ５５で透過させる波長帯域の光の少なくとも一部が透過するように構成されている。例えば５４０ｎｍよりも大きい波長帯の光を反射し、５２０ｎｍ以下の光を透過するようになっている。別の一例として、５００ｎｍ以上の波長帯の光について、反射率を９０％程度にし、１０％程度は透過するようになっている。このようなダイクロイックミラー２３が灯具２０ａに設けられていることで、照明光の一部を戻り光として用いつつも、照明光の大部分をダイクロイックミラー２３で反射して外部に放出することができ、照明光の明るさを確保することができる。
【００５８】
［変形例２］
次に、本実施の形態に係る変形例２について説明する。図７は、変形例２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。
【００５９】
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、波長変換素子２１で照明光に変換されて、灯具２０の外部へ放出される。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。
【００６０】
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、各レーザ光源４１ｂ、４１ｃに対応するようにバンドパスフィルタ５２ｂ、５２ｃが設けられている。このため、各バンドパスフィルタ５２ｂ、５２ｃによって、各レーザ光源４１ｂ、４１ｃから発せられたレーザ光またはＬＥＤ光から第一波長帯の光を抽出することができる。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。
【００６１】
［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。
【００６２】
上記実施の形態に係る照明装置１０では、一つの光ファイバ３０で、レーザ光及びＬＥＤ光と、戻り光とが導光される場合を例示した。しかしながら、レーザ光及びＬＥＤ光用の第一光ファイバと、戻り光用の第二光ファイバとが照明装置に備わっていてもよい。この場合、第一光ファイバと第二光ファイバとが一つの伝送ケーブルとして一体化されていればよい。これにより、伝送ケーブルの断線（第一光ファイバ及び第二光ファイバの一方の断線）を検出することが可能である。また、第一光ファイバと第二光ファイバによって、レーザ光及びＬＥＤ光の光路と、戻り光の光路とを分割することができる。このため、ダイクロイックミラー５３を用いなくとも、戻り光とは干渉しない位置に第一フィルタを配置し、レーザ光またはＬＥＤ光とは干渉しない位置に第二フィルタを配置することができる。
【００６３】
また、上記実施の形態では、第一フィルタとしてバンドパスフィルタ５２を例示した。しかしながら、第一フィルタは、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フィルタであればその他の光学部材を採用することができる。その他の第一フィルタとしては、閾値よりも長い波長帯をカットするショートパスフィルタなどが挙げられる。
【００６４】
また、上記実施の形態では、第二フィルタとしてロングパスフィルタ５５を例示した。しかしながら、第二フィルタは、戻り光から、レーザ光またはＬＥＤ光の発光ピーク波長を含む第二波長帯の光をカットする第二フィルタであればその他の光学部材を採用することができる。その他の第二フィルタとしては、戻り光の波長帯のみを透過させるバンドパスフィルタなどが挙げられる。
【００６５】
また、灯具２０内において波長変換素子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。
【００６６】
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、第一フィルタ、第二フィルタ、第一ダイクロイックミラー及び第二ダイクロイックミラーは、その他の波長帯域の光に対応したものが用いられる。
【００６７】
また、上記実施の形態では照明装置１０がショーウィンドウ３０１内を照明する場合を例示した。しかしながら、照明装置１０の灯具２０には、電気的な構成部材が備えられていないため、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。
【００６８】
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】
【００６９】
１０、１０Ａ、１０Ｂ  照明装置
２１  波長変換素子
２３  ダイクロイックミラー（第二ダイクロイックミラー）
３０  光ファイバ
４１、４１ｂ、４１ｃ  レーザ光源
４２  受光部
４９  制御部（断線検出部）
５２、５２ｂ、５２ｃ  バンドパスフィルタ（第一フィルタ）
５３、５３ｂ、５３ｃ  ダイクロイックミラー（第一ダイクロイックミラー）
５５  ロングパスフィルタ（第二フィルタ）
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】
2020077555.tif 000007
【図６】
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【図７】
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