(57)【要約】【課題】  演出に適した光を出力する照明システムを提供することにある。【解決手段】  照明システム２０は、それぞれが互いに異なる色に発光する少なくとも３つ以上の複数のレーザー３ａ〜３ｃと、複数のレーザー３ａ〜３ｃから出力される複数のレーザー光を１つに合成し、合成されたレーザー光を伝播させて、照明をするための光源になる光ファイバー８と、複数のレーザー３ａ〜３ｃからそれぞれ出力される複数のレーザー光の出力に対する複数の出力指令値を、複数のレーザー３ａ〜３ｃにそれぞれ印加する電気に対する複数の電気指令値に変換し、変換された複数の電気指令値に基づいて、複数のレーザー３ａ〜３ｃにそれぞれ印加される電気を制御する複数のレーザー出力曲線変換回路２ａ〜２ｃとを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが互いに異なる色に発光する少なくとも３つ以上の複数のレーザーと、
前記複数のレーザーから出力される複数のレーザー光を１つに合成する合成手段と、
前記合成手段により合成されたレーザー光を伝播させて、照明をするための光源になる光ファイバーと、
前記複数のレーザーからそれぞれ出力される前記複数のレーザー光の出力に対する複数の出力指令値を、前記複数のレーザーにそれぞれ印加する電気に対する複数の電気指令値に変換する複数の出力指令値変換手段と、
前記複数の出力指令値変換手段により変換された前記複数の電気指令値に基づいて、前記複数のレーザーにそれぞれ印加される電気を制御する複数の電気制御手段と
を備えることを特徴とする照明システム。
【請求項２】
前記光ファイバーを振動させて、スペックルノイズを低減するスペックルノイズ低減手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】
前記光ファイバーは、マルチモードのステップインデックス型であること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明システム。
【請求項４】
スポットライト用の灯体
を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の照明システムを複数備え、
前記照明システムにそれぞれ同じ前記出力指令値を出力する出力指令値出力手段
を備えたことを特徴とする照明システム。
【請求項６】
それぞれが互いに異なる色に発光する少なくとも３つ以上の複数のレーザーと、
前記複数のレーザーから出力される複数のレーザー光を１つに合成する合成手段と、
前記合成手段により合成されたレーザー光を伝播させて、照明をするための光源になる光ファイバーと、
前記複数のレーザーからそれぞれ出力される前記複数のレーザー光の出力に対する複数の出力指令値に基づいて、前記複数のレーザーにそれぞれ印加される電気を制御する複数の電気制御手段と
前記光ファイバーを振動させて、スペックルノイズを低減するスペックルノイズ低減手段と
を備えることを特徴とする照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、演出に適した照明システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、イベント等において、演出効果を目的として、照明装置（例えば、スポットライト）が用いられている。例えば、演出用の照明装置について、照射位置の調整の操作性を向上させた調整装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１９２５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、演出効果を目的とする照明システムの場合、照度及び光色を任意に変化させることが要求される。さらに、近年では、より高い演出効果を出すために、より細く、より遠方まで届く強い光を出力することが要求される。
【０００５】
これに対して、照明装置の光源としては、フィラメントを使用した白熱電球、放電球、又は、ＬＥＤ（light emitting diode）が知られているが、以下の理由により、上述した要求を十分に満たすことはできない。
【０００６】
白熱電球は、フィラメントに流す電流を変化させてフィラメントの輝度を変化させる。したがって、白熱電球は、輝度と共に色温度が変化するため、光色と照度を別々に任意の値に変化させることが困難である。
【０００７】
放電球は、原理的に放電アークの輝度を変化させることができないため、照度を変化させるにはアイリス絞り又はドアシャッターなどを用いる必要がある。しかし、これらを使用して照度を変化させると、光束の大きさ及び形も変化するため、照度のみを変化させる場合には工夫が必要となる。また、照度を低くする場合は、これらの絞り又はシャッターで光を遮ることになり、高熱にさらされる。このため、これらの素材は、高い耐熱性が要求される。また、このような高熱は、機器の故障の原因にもなる。これらのことから、放電球は、照度を任意に変化させる光源としてはあまり適さない。
【０００８】
ここで、光学系では、エテンデュー（etendue）は、一定であるというエテンデュー保存の法則がある。エテンデューは、光源の発光している面積（以下、「光源面積」という。）と光源から発散していく光の立体角（以下、「発散立体角」という。）との積である。この法則により、照射側のエテンデューは、光源のエテンデューより小さくすることはできない。即ち、光源から出る全ての光を任意の太さ及び拡がり角で指向性の揃った光束（不要なハレーションが出ない光束）にすることはできない。
【０００９】
白熱電球及び放電球から発生した光の発散立体角は、半球面（即ち、２π［ｓｒ］）となる。したがって、白熱電球及び放電球を光源とした照明では、発散立体角が大きいため、光束を十分に細くすることはできない。
【００１０】
また、ＬＥＤは、１つでは光量が弱いため、光量を補うために複数のＬＥＤをアレイとして組み合わせる必要がある。しかし、アレイに構成されたＬＥＤを光源とした照明では、光源面積が大きいため、光束を十分に細くすることはできない。
【００１１】
したがって、白熱電球、放電球、及び、ＬＥＤを光源とした照明システムでは、発生した光の発散立体角又は光源面積が大きいため、光の演出効果を十分に発揮できない。
【００１２】
本発明の実施形態の目的は、演出に適した光を出力する照明システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の観点に従った照明システムは、それぞれが互いに異なる色に発光する少なくとも３つ以上の複数のレーザーと、前記複数のレーザーから出力される複数のレーザー光を１つに合成する合成手段と、前記合成手段により合成されたレーザー光を伝播させて、照明をするための光源になる光ファイバーと、前記複数のレーザーからそれぞれ出力される前記複数のレーザー光の出力に対する複数の出力指令値を、前記複数のレーザーにそれぞれ印加する電気に対する複数の電気指令値に変換する複数の出力指令値変換手段と、前記複数の出力指令値変換手段により変換された前記複数の電気指令値に基づいて、前記複数のレーザーにそれぞれ印加される電気を制御する複数の電気制御手段とを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の実施形態によれば、演出に適した光を出力する照明システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る照明システムの構成を示す構成図。
【図２】第１の実施形態に係るレーザー出力曲線変換回路による入力制御信号電圧指令値の決定手順を示すフロー図。
【図３】第１の実施形態に係るレーザーの仮想の出力特性を示す出力特性図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るレーザー出力曲線変換回路による入力制御信号電圧指令値の決定手順を示すフロー図。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る照明システムの構成を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る照明システム２０の構成を示す構成図である。なお、図面における同一部分には同一符号を付して、異なる部分を主に説明する。
【００１７】
照明システム２０は、コンサート、テレビ、ステージ、集会、式典、又は、イベントなどで、光による演出を行うためのシステムである。例えば、照明システム２０は、人体にも光が照射されるスポットライトとして用いられる。なお、照明システム２０は、屋外ディスプレイ又は広告などのように、人体に照射されることを想定していない態様で用いられてもよい。
【００１８】
照明システム２０は、レーザー出力制御装置１、３つのレーザー出力曲線変換回路２ａ，２ｂ，２ｃ、３つのレーザー３ａ，３ｂ，３ｃ、ミラー４、２つのダイクロイックミラー５，６、縮小レンズ系７、光ファイバー８、出射レンズ系９、及び、スペックルノイズ低減装置１０を備える。なお、ここでは、１つの光源を作る照明システム２０について説明するが、複数の光源を作るように構成してもよい。
【００１９】
レーザー３ａ〜３ｃは、レーザー光を発振する発振器である。レーザー３ａ〜３ｃは、それぞれが光の三原色うち別々の単色光を出力する。レーザー３ａは、緑のレーザー光を出力する。レーザー３ｂは、青のレーザー光を出力する。レーザー３ｃは、赤のレーザー光を出力する。例えば、レーザー３ａ〜３ｃは、半導体レーザーである。なお、３つのレーザー３ａ〜３ｃのそれぞれの発光色は、赤、緑、青をどのように割り当ててもよい。以降で説明する構成については、３つのレーザー３ａ〜３ｃに割り当てた色に応じて構成を変更することで、本実施形態と同様の構成にすることができる。
【００２０】
なお、各レーザー３ａ〜３ｃが発光する色については、厳密に光の三原色である必要はなく、演出用の照明として許容されるのであれば、どのような色の組合せでもよい。
【００２１】
また、レーザー３ａ〜３ｃは、入力制御信号電圧を印加して、レーザー光を発振する構成について説明するが、電圧の代わりに電流を印加して、レーザー光を発振する構成としてもよい。以降で説明する構成においては、電圧を電流と読み替えて同様に構成することで、電圧と同様の構成にすることができる。同様に、電圧及び電流以外の電気を表す物理量を印加して、レーザー光を発振する構成としてもよい。
【００２２】
ミラー４は、レーザー３ａから出力された緑のレーザー光を反射して、他の２つのレーザー３ｂ，３ｃから出力されたそれぞれの色のレーザー光と同一光軸上に合わせるためのミラーである。ミラー４は、ジンバルなどの光軸の方向を調整するための調整機構に保持される。この調整機構により、ミラー４で反射されたレーザー光の光軸の方向が厳密に調整される。ミラー４で反射されたレーザー光は、ダイクロイックミラー５に照射される。なお、ここでは、ミラー４は、全ての可視光を反射するミラーとしたが、緑の波長のレーザー光のみを反射し、その他の波長のレーザー光は全て透過する選択透過性のフィルターであるダイクロイックミラーを用いてもよい。
【００２３】
ダイクロイックミラー５は、レーザー３ｂから出力された青のレーザー光を反射して、他の２つのレーザー３ａ，３ｃから出力されたそれぞれの色のレーザー光と同一光軸上に合わせるためのミラーである。ダイクロイックミラー５は、青の波長のレーザー光のみを反射し、その他の波長のレーザー光は全て透過する。ダイクロイックミラー５は、ミラー４と同様に、ジンバルなどの光軸の方向を調整するための調整機構に保持される。この調整機構により、ミラー４で反射され、ダイクロイックミラー５を透過した緑のレーザー光と、ダイクロイックミラー５で反射された青のレーザー光が同一光軸となるため、これらの２つのレーザー光が合成される。ダイクロイックミラー５で合成された緑と青のレーザー光は、ダイクロイックミラー６に照射される。
【００２４】
ダイクロイックミラー６は、レーザー３ｃから出力された赤のレーザー光を反射して、他の２つのレーザー３ａ，３ｂから出力されたそれぞれの色のレーザー光と同一光軸上に合わせるためのミラーである。ダイクロイックミラー６は、赤の波長のレーザー光のみを反射し、その他の波長のレーザー光は全て透過する。ダイクロイックミラー６は、ミラー４と同様に、ジンバルなどの光軸の方向を調整するための調整機構に保持される。これにより、ダイクロイックミラー５で合成され、ダイクロイックミラー６を透過した緑と青のレーザー光とダイクロイックミラー６で反射された赤のレーザー光が同一光軸となるため、三原色の全ての単色光のレーザー光が合成される。これにより、全てのレーザー３ａ〜３ｃで１００％の出力がされる場合、合成されたレーザー光は、最も明るい白色のレーザー光となる。ダイクロイックミラー６で三原色の全ての単色光が合成されたレーザー光は、縮小レンズ系７に照射される。
【００２５】
縮小レンズ系７は、ダイクロイックミラー６で合成されたレーザー光を、縮小レンズにより光ファイバー８のコア径以下のサイズまで縮小して、光ファイバー８に入射する。なお、縮小レンズ系７は、どのような形状のレンズを用いてもよいし、いくつのレンズで構成されてもよい。
【００２６】
光ファイバー８は、レーザー光を伝送するための機器である。光ファイバー８のコア径は、例えば５０μ〜２００μである。光ファイバー８の出射部のコア径が照明システム２０の光源面積となる。光ファイバー８の入射部は、縮小レンズ系７で縮小されたレーザー光が光ファイバーのコアの中心に正確に入射されるように、調整機構のジンバルで保持されている。人体（眼など）に照射された場合の安全性を考慮して、光ファイバー８は、マルチモードのステップインデックス型である。なお、光ファイバー８は、マルチモードのグレーデッドインデックス型を用いてもよいし、シングルモードなどの他のタイプのものを用いてもよい。この場合は、レーザー３ａ〜３ｃの出力を制限したり、人体に照射しないように運用面で条件を課したりすることで、安全面を確保することになる。
【００２７】
ここで、光ファイバー８として、マルチモードのステップインデックス型を用いる利点について説明する。
【００２８】
レーザー光は、高い空間的コヒーレンス性と時間的コヒーレンス性を併せ持つ。しかし、高い空間的コヒーレンス性はレンズ系で集光した場合、非常に小さなスポットに集光されるため、単位面積当たりのエネルギー密度が高くなる。このように集光された光を人体に直接照射する場合、照射する個所（例えば、網膜）によっては危険な場合がある。
【００２９】
ステップインデックス型の光ファイバーでは、光が多くのモードに分かれ、各モードが内部にあるコア内を全反射により伝播する。このため、各モードにより、光ファイバーの入射口から出射口までの通過経路が変わり、それぞれの通過経路の長さも変わることから、出射口におけるレーザー光の空間的コヒーレンス性は失われる。光ファイバーから出射された光は、光ファイバーの端面を面積とする面光源とみなされ、エテンデューの法則から、レンズ系で集光した場合、端面の面積以下の大きさに集光することはできない。このため、レーザー光を直接集光したものと比較して、その単位面積当たりのエネルギー密度ははるかに低い。したがって、マルチモードのステップインデックス型の光ファイバーから出力された光は、他のタイプの光ファイバーから出力された光よりも、安全性が高くなる。
【００３０】
出射レンズ系９は、光ファイバー８の出射部端面から出射される光が、有効口径内に全て受けられるような最適の距離に置かれる。出射レンズ系９は、光ファイバー８から出射された光を演出に必要な任意のサイズの光束にする。例えば、照明システム２０がスポットライトとして用いられる場合、出射レンズ系９は、スポットライト用の灯体に設けられる。このとき、灯体を既存のものを利用し、既存の照明装置に照明システム２０を適用してもよい。なお、出射レンズ系９は、どのような形状のレンズを用いてもよいし、いくつのレンズで構成されてもよい。
【００３１】
スペックルノイズ低減装置１０は、光ファイバー８に振動を与える振動装置である。スペックルノイズ低減装置１０は、光ファイバー８の中間部に設置される。例えば、スペックルノイズ低減装置１０は、携帯電話のバイブレーション機能のように、モータにより振動させる。なお、スペックルノイズ低減装置１０は、光ファイバー８に振動を与えられるようなものであれば、モータによる振動に限らず、電気、磁気、電磁気又は音（超音波を含む。）などを動力源としても用いてもよいし、その他どのように構成されてもよい。
【００３２】
スペックルノイズは、レーザー光が対象物の粗面に反射して散乱することで、散乱した光が互いに干渉して生じるギラギラした斑点状のノイズである。このようなノイズが照射面に映るのは演出用の照明としては望ましくないため、スペックルノイズ低減装置１０を用いて低減する。スペックルノイズ低減装置１０は、照明システム２０が光を照射している間は、原則として、常に光ファイバー８を振動させる。但し、照射面にスペックルノイズが発生しても問題ない場合（例えば、照射面が観客から見えない場合やスペックルノイズが発生しても演出に影響がない場合など）は、スペックルノイズ低減装置１０の駆動を停止させてもよい。例えば、スペックルノイズ低減装置１０は、停止又は駆動する時間又はタイミングを予め設定できるようにしてもよい。
【００３３】
スペックルノイズ低減装置１０によるスペックルノイズの低減の原理について説明する。スペックルノイズ低減装置１０は、光ファイバー８に振動を与えることで、光ファイバー８のコアの曲率を短時間に変化させる。これにより、光ファイバー８のコアでの光の反射角度が常に変化し、光の通過距離も常に変化する。このため、光ファイバー８の出射口での同一波長についての光の位相が常に変化することで、スペックルノイズが軽減する。
【００３４】
レーザー出力制御装置１は、各レーザー３ａ〜３ｃの出力を制御する制御装置である。レーザー出力制御装置１による制御により、照明システム２０として出力される光の光色及び照度を任意に変化させる。レーザー出力制御装置１は、各レーザー３ａ〜３ｃに、０％から１００％までのレベルの出力指令値を出力する。全てのレーザー３ａ〜３ｃに、１００％の出力指令値を出力すると、最大照度の白色の光が照射される。出力指令値は、手動又は自動で決定されるようにしてもよいし、上位制御装置からの指令により決定されるようにしてもよい。なお、ここでは、レーザー３ａ〜３ｃの出力を表す物理量として、明るさを表す「照度」を用いているが、レーザー３ａ〜３ｃの出力を表すような物理量であれば、「照度」に限らず、どのような物理量に基づいて構成してもよい。
【００３５】
３つのレーザー出力曲線変換回路２ａ〜２ｃは、各レーザー３ａ〜３ｃに対応するように設けられる。レーザー出力曲線変換回路２ａ〜２ｃは、レーザー出力制御装置１から受信した出力指令値を入力制御信号電圧指令値に変換し、変換した制御信号電圧指令値に基づいて、対応するレーザー３ａ〜３ｃに印加する入力制御信号電圧を制御する。例えば、レーザー出力曲線変換回路２ａ〜２ｃは、５０％の出力指令値を受信した場合、対応するレーザー３ａ〜３ｃから最大照度の５０％の照度のレーザー光が出力されるように入力制御信号電圧を制御する。なお、レーザー出力曲線変換回路２ａ〜２ｃは、どのように構成してもよい。
【００３６】
ここで、半導体レーザーの出力特性について説明する。
【００３７】
一般的に、半導体レーザーの出力特性は、入力制御信号電圧がある程度の電圧が加えられるまで発振しない（スレッショルド電圧）特性を持ち、入力制御信号電圧に対するレーザー光の出力（照度）は正比例しない。さらに、半導体レーザーの出力特性には、半導体レーザーの個体差がある。例えば、各レーザー３ａ〜３ｃが最大照度の時に印加される入力制御信号電圧を１００％とした場合に、５０％の入力制御信号電圧を各レーザー３ａ〜３ｃに印加しても、各レーザー３ａ〜３ｃから出力される照度は５０％になるとは限らず、さらに、各レーザー３ａ〜３ｃから出力される照度が同じ値になるとも限らない。
【００３８】
そこで、レーザー出力曲線変換回路２ａ〜２ｃは、０％から１００％の範囲を示す出力指令値に対して、各レーザー３ａ〜３ｃの照度が出力指令値と一致するように、入力制御信号電圧を決定する。
【００３９】
図２は、本実施形態に係るレーザー出力曲線変換回路２ａ〜２ｃによる入力制御信号電圧指令値の決定手順を示すフロー図である。図３は、本実施形態に係るレーザー３ａ〜３ｃの仮想の出力特性Ｆｒを示す出力特性図である。横軸は、入力制御信号電圧を表し、縦軸は、レーザー３ａ〜３ｃから出力されるレーザー光の照度を表す。
【００４０】
図２及び図３を参照して、レーザー出力曲線変換回路２ａ〜２ｃによる入力制御信号電圧指令値の決定方法について説明する。なお、各レーザー３ａ〜３ｃから出力される全てのレーザー光の照度を１００％にしたときに、全てのレーザー光を合成すると白色になるように構成されているものとする。
【００４１】
出力特性Ｆｒにおける照度の区分Ｋａ，Ｋｂ，Ｋｃを設定する（Ｓ１０１）。ここでは、３つの区分Ｋａ〜Ｋｃに分けた場合について説明するが、いくつに分けてもよい。例えば、出力特性Ｆｒのカーブに応じて、照度を複数の区分Ｋａ〜Ｋｃに分ける。具体的には、出力特性Ｆｒのカーブが急激に曲がる個所（急激に傾きが変化する個所）を境にして、区分を設定する。ここでは、第１の区分Ｋａを照度０〜３０％とし、第２の区分Ｋｂを照度３０〜５０％とし、第３の区分Ｋｃを照度５０〜１００％とする。
【００４２】
照度の区分Ｋａ〜Ｋｃを設定後、設定した区分毎に、出力特性Ｆｒを近似した近似式Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃ（例えば、一次式）を決定する（Ｓ１０２）。例えば、第１の区分Ｋａでは、照度０％の時に入力制御信号電圧が１５％となり、照度３０％の時に入力制御信号電圧が４０％となる直線を表す一次式を近似式Ｆａとして決定する。このように決定された近似式Ｆａ〜Ｆｃは、照明システム２０の運転開始前に、各レーザー出力曲線変換回路２ａ〜２ｃに設定される。
【００４３】
なお、ここでは、説明の便宜上、近似式Ｆａ〜Ｆｃを一次式として説明したが、二次式、三次以上の多次式又は多元連立方程式など、どのような式又は関数を用いてもよい。例えば、ベジェ補間関数又はスプライン補間関数などを用いてもよい。また、このような近似式を導き出すために、どのような数学的手法を用いてもよい。さらに、近似式Ｆａ〜Ｆｃは、数学的手法で導き出したものに限らず、経験則又は実測値などに基づいて、修正が加えられたものでもよい。
【００４４】
次に、照明システム２０の運転中について説明する。
【００４５】
照明システム２０の運転開始後（Ｓ１０３）、レーザー出力曲線変換回路２ａ〜２ｃは、レーザー出力制御装置１から出力指令値を受信すると（Ｓ１０４）、受信した出力指令値が、どの区分Ｋａ〜Ｋｃに属するかを判定する（Ｓ１０５）。レーザー出力曲線変換回路２ａ〜２ｃは、判定した区分Ｋａ〜Ｋｃに対応する近似式Ｆａ〜Ｆｃに基づいて、照度が出力指令値になる入力制御信号電圧指令値を演算する（Ｓ１０６）。レーザー出力曲線変換回路２ａ〜２ｃは、対応するレーザー３ａ〜３ｃの入力制御信号電圧が演算した入力制御信号電圧指令値になるように制御する（Ｓ１０７）。
【００４６】
本実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。
【００４７】
レーザー３ａ〜３ｃを１次光源として光ファイバー８に入射し、光ファイバー８の出射面を２次光源として照明システム２０の光源に使用することで、光源面積及び発散立体角をいずれも小さくすることができる。これにより、照明システム２０は、不要なハレーションが無く、演出効果を十分に発揮できる程度に細い光束にすることができる。
【００４８】
また、光の三原色である赤、青、緑のレーザー光を合成して光色を決定するため、任意の光色にすることができ、かつ連続的に光色及び照度を変化させることができる。
【００４９】
さらに、レーザー出力曲線変換回路２ａ〜２ｃを設けることで、レーザー３ａ〜３ｃの出力特性の個体差に関係なく、任意の照度を指定して、レーザー３ａ〜３ｃから出力されるレーザー光の照度を制御することができる。
【００５０】
例えば、照度を変化させるための出力電圧が０％〜１００％まで直接的に変化する照明制御コンソールを用いて、照明制御コンソールの出力電圧を入力制御信号電圧として各レーザー３ａ〜３ｃに印加する場合について説明する。
【００５１】
この場合、レーザー出力曲線変換回路２ａ〜２ｃが無ければ、照明制御コンソールから各レーザー３ａ〜３ｃに同じ出力電圧を印加しても、各レーザー３ａ〜３ｃの出力特性には個体差があるため、各レーザー３ａ〜３ｃから出力されるレーザー光の照度は同じにならない。ここで、光色を維持するには、各レーザー３ａ〜３ｃから出力されるそれぞれの色（赤、緑、青）のレーザー光の照度の各割合（例えば、白色であれば、全て同じ照度）を維持しなければならない。このため、このような制御方法では、光色を維持したまま照度を変化させることが困難である。
【００５２】
したがって、レーザー出力曲線変換回路２ａ〜２ｃを設けることで、上述のような照明制御コンソールを用いても、容易に所望の光色にすることができ、光色を維持したまま照度を変化させるように制御することができる。例えば、任意の照度で白色光を容易に出力することができる。また、複数の照明システム２０（例えば、複数のスポットライト）をグループ化し、１つの制御装置（例えば、マスターコントロールフェーダー）で、グループ化した照明システム２０を制御する場合でも、それぞれの照明システム２０に同じ出力指令値を出力することで、全ての照明システム２０から照射される光の光色及び照度を揃えながら任意の所望値にすることができる。
【００５３】
また、光ファイバー８をマルチモードのステップインデックス型にした場合、レーザー光が有する高い空間的コヒーレンス性を抑制することができる。これにより、単位面積当たりのエネルギー密度が低くなり、照度を落とさなくても、人体（例えば、眼球等）に照射された場合の安全性を確保することができる。
【００５４】
さらに、照明システム２０をスポットライトとして適用する場合、光ファイバー８の出射端面を２次光源とすることで、この光源からは発熱せず、スポットライト灯体で冷却を行う必要が無いため、スポットライト灯体の構成を簡易又は軽量にすることができる。これは、スポットライトの照射方向、光量、光束のズーム、カラーチェンジ、及び、ゴボ変更などをコンピューターで制御するスポットライト（いわゆる、ムービングスポットライト）として適用する場合に適している。
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係るレーザー出力曲線変換回路２ａ〜２ｃによる入力制御信号電圧指令値の決定手順を示すフロー図である。
【００５５】
本実施形態に係る照明システム２０は、図２に示す第１の実施形態に係る入力制御信号電圧指令値の決定手順を、図４に示す決定手順に代えたものである。その他の点については、第１の実施形態と同様である。
【００５６】
図４を参照して、レーザー出力曲線変換回路２ａ〜２ｃによる入力制御信号電圧指令値の決定方法について説明する。なお、各レーザー３ａ〜３ｃを全て照度１００％にしてレーザー光を出力し、全てのレーザー光を合成すると白色になるように構成されているものとする。
【００５７】
照度の刻み間隔を設定する（ステップＳ２０１）。例えば、刻み間隔は、０．１％、１％、５％、又は、１０％などである。次に、各レーザー３ａ〜３ｃにおいて、決定した刻み間隔で、それぞれの照度が出るときの入力制御信号電圧を調べる。調べた結果に基づいて、各照度とその照度に対応する入力制御信号電圧指令値の対応テーブルを作成する（ステップＳ２０２）。このように決定された対応テーブルは、照明システム２０の運転開始前に、各レーザー出力曲線変換回路２ａ〜２ｃに設定される。
【００５８】
次に、照明システム２０の運転中について説明する。
【００５９】
照明システム２０の運転開始後（Ｓ２０３）、レーザー出力曲線変換回路２ａ〜２ｃは、レーザー出力制御装置１から出力指令値を受信すると（Ｓ２０４）、予め設定された対応テーブルから受信した出力指令値に対応する入力制御信号電圧指令値を検索して決定する（Ｓ２０５）。レーザー出力曲線変換回路２ａ〜２ｃは、対応するレーザー３ａ〜３ｃの入力制御信号電圧が決定した入力制御信号電圧指令値になるように制御する（Ｓ２０６）。
【００６０】
本実施形態によれば、第１の実施形態による作用効果に加え、レーザー出力曲線変換回路２ａ〜２ｃにおいて、入力制御信号電圧指令値をテーブル引きで決定することで、入力制御信号電圧指令値を求める演算処理を省略できるため、照明システム２０の制御に対する応答速度を早くすることができる。
（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態に係る照明システム２０Ａの構成を示す構成図である。
【００６１】
照明システム２０Ａは、図１に示す第１の実施形態に係る照明システム２０において、２つのレーザー３ｄ，３ｅ、２つのレーザー出力曲線変換回路２ｄ，２ｅ、ダイクロイックミラー１１，１２を追加し、ダイクロイックミラー５，６をそれぞれダイクロイックミラー５Ａ，６Ａに代えたものである。その他の点については、第１の実施形態と同様である。
【００６２】
なお、照明システム２０Ａは、５色のレーザー光を合成する構成について説明するが、中間色を作り出すために必要な少なくとも３色のレーザー光を合成し、白色が出力できる構成であれば、何色のレーザー光を合成してもよいし、どのような光色を選択してもよい。
【００６３】
ここでは、各レーザー３ａ〜３ｅが出力する波長については、緑の波長は５３０ｎｍ、黄色の波長は５６０ｎｍ、ライトブルーの波長は４８０ｎｍ、青の波長は４５０ｎｍ、赤の波長は６３０ｎｍとする。
【００６４】
レーザー３ｄは、黄色のレーザー光を出力する。レーザー３ｅは、ライトブルーのレーザー光を出力する。その他の点については、他のレーザー３ａ〜３ｃと同様である。
【００６５】
２つのレーザー出力曲線変換回路２ｄ，２ｅは、２つのレーザー３ｄ，３ｅにそれぞれ対応するように設けられる。その他の点については、他のレーザー出力曲線変換回路２ａ〜２ｃと同様である。なお、入力制御信号電圧指令値の決定手順については、第２の実施形態に係る決定手順を適用してもよい。
【００６６】
ダイクロイックミラー１１は、レーザー３ｄから出力された黄色のレーザー光を反射して、他の４つのレーザー３ａ〜３ｃ，３ｅから出力されたそれぞれの色のレーザー光と同一光軸上に合わせるためのミラーである。ダイクロイックミラー１１は、黄色の波長のレーザー光のみを反射し、その他の波長のレーザー光は全て透過する。ダイクロイックミラー１１は、ミラー４と同様に、ジンバルなどの光軸の方向を調整するための調整機構に保持される。これにより、ミラー４で反射され、ダイクロイックミラー１１を透過した緑のレーザー光と、ダイクロイックミラー１１で反射された黄色のレーザー光が同一光軸となるため、これらの２つのレーザー光が合成される。ダイクロイックミラー１１で合成された緑と黄色のレーザー光は、ダイクロイックミラー１２に照射される。
【００６７】
ダイクロイックミラー１２は、レーザー３ｅから出力されたライトブルーのレーザー光を反射して、他の４つのレーザー３ａ〜３ｄから出力されたそれぞれの色のレーザー光と同一光軸上に合わせるためのミラーである。ダイクロイックミラー１２は、ライトブルーの波長のレーザー光のみを反射し、その他の波長のレーザー光は全て透過する。ダイクロイックミラー１２は、ミラー４と同様に、ジンバルなどの光軸の方向を調整するための調整機構に保持される。これにより、ダイクロイックミラー１１で合成され、ダイクロイックミラー１２を透過した緑と黄色のレーザー光とダイクロイックミラー１２で反射されたライトブルーのレーザー光が同一光軸となるため、これらの２つのレーザー光が合成される。ダイクロイックミラー１２で合成された緑と黄色とライトブルーのレーザー光は、ダイクロイックミラー５Ａに照射される。
【００６８】
ダイクロイックミラー５Ａは、レーザー３ｂから出力された青のレーザー光を反射して、ダイクロイックミラー１２で合成された色の波長のレーザー光を透過する点以外は、第１の実施形態に係るダイクロイックミラー５と同様である。
【００６９】
ダイクロイックミラー６Ａは、レーザー３ｃから出力された赤のレーザー光を反射して、ダイクロイックミラー５Ａで合成された色の波長のレーザー光を透過する点以外は、第１の実施形態に係るダイクロイックミラー６と同様である。
【００７０】
なお、本実施形態では、ダイクロイックミラー５Ａ，６Ａ，１１，１２をハイパスフィルター又はローパスフィルターで構成するように、レーザー光の光色を合成する順番を決定したが、これに限らず、どのような順番で合成してもよい。
【００７１】
本実施形態によれば、第１の実施形態による作用効果に加え、最終的に出力されるレーザー光の光色について、さらに細かい中間色の微調整をすることができる。また、レーザー３ｄ，３ｅが追加されることにより、光量をより大きくすることができる。
【００７２】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、構成要素を削除、付加又は変更等をしてもよい。また、複数の実施形態について構成要素を組合せ又は交換等をすることで、新たな実施形態としてもよい。このような実施形態が上述した実施形態と直接的に異なるものであっても、本発明と同様の趣旨のものは、本発明の実施形態として説明したものとして、その説明を省略している。
【符号の説明】
【００７３】
１…レーザー出力制御装置、２ａ，２ｂ，２ｃ…レーザー出力曲線変換回路、３ａ，３ｂ，３ｃ…レーザー、４…ミラー、５，６…ダイクロイックミラー、７…縮小レンズ系、８…光ファイバー、９…出射レンズ系、１０…スペックルノイズ低減装置、２０…低減装置照明システム。
【図１】
2019114356.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年11月29日(2018.11.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが互いに異なる色に発光する少なくとも３つ以上の複数のレーザーと、
前記複数のレーザーから出力される複数のレーザー光を１つに合成する合成手段と、
前記合成手段により合成されたレーザー光を伝播させて、照明をするための光源になる光ファイバーと、
前記複数のレーザーからそれぞれ出力される前記複数のレーザー光の照度を示す複数の出力指令値を、前記複数のレーザー光がそれぞれ前記照度となるように前記複数のレーザーにそれぞれ印加する電気に対する複数の電気指令値に変換する複数の出力指令値変換手段と、
前記複数の出力指令値変換手段により変換された前記複数の電気指令値に基づいて、前記複数のレーザーにそれぞれ印加される電気を制御する複数の電気制御手段と
を備えることを特徴とする照明システム。
【請求項２】
前記光ファイバーを振動させて、スペックルノイズを低減するスペックルノイズ低減手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】
前記光ファイバーは、マルチモードのステップインデックス型であること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明システム。
【請求項４】
スポットライト用の灯体
を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の照明システムを複数備え、
前記照明システムにそれぞれ同じ前記出力指令値を出力する出力指令値出力手段
を備えたことを特徴とする照明システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の観点に従った照明システムは、それぞれが互いに異なる色に発光する少なくとも３つ以上の複数のレーザーと、前記複数のレーザーから出力される複数のレーザー光を１つに合成する合成手段と、前記合成手段により合成されたレーザー光を伝播させて、照明をするための光源になる光ファイバーと、前記複数のレーザーからそれぞれ出力される前記複数のレーザー光の照度を示す複数の出力指令値を、前記複数のレーザー光がそれぞれ前記照度となるように前記複数のレーザーにそれぞれ印加する電気に対する複数の電気指令値に変換する複数の出力指令値変換手段と、前記複数の出力指令値変換手段により変換された前記複数の電気指令値に基づいて、前記複数のレーザーにそれぞれ印加される電気を制御する複数の電気制御手段とを備える。