(57)【要約】【課題】  蛍光体からの蛍光を利用した照明装置であって、励起光源の消費電力を可及的に抑制することのできる照明装置を提供する。【解決手段】  照明装置１０は、励起光Ｌを発する励起光源２１、励起光源２１から発せられる励起光Ｌを集光する集光手段２２、ならびに励起光源２１および集光手段２２を保持する筐体２３を含み、指向性を有する励起光Ｌを外部へ出射する光源ユニット１１と、励起光源２１から発せられる励起光Ｌに対して透明な透明部材１２と、透明部材１２によって保持され、励起光源２１により発せられる励起光Ｌによって蛍光ｆを発する蛍光体１３とを備え、光源ユニット１１が、透明部材１２を介して蛍光体１３に励起光Ｌを照射するように設置されている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を発する励起光源、前記励起光源から発せられる励起光を集光する集光手段、ならびに前記励起光源および前記集光手段を保持する筐体を含み、指向性を有する励起光を出射する光源ユニットと、
前記励起光源から発せられる励起光に対して透明な透明部材と、
前記透明部材によって保持され、前記励起光源により発せられる励起光によって蛍光を発する蛍光体とを備え、
前記光源ユニットが、前記透明部材を介して前記蛍光体に励起光を照射するように設置されていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記集光手段は、前記透明部材に入射される励起光のほぼ全てが前記蛍光体に照射されるように、励起光を集光することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記励起光源は、励起光としてレーザ光を発する半導体レーザであり、
前記集光手段は、レンズまたは曲面ミラーであることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記励起光源は、励起光としてレーザ光を発する半導体レーザであり、
前記光源ユニットは、前記半導体レーザから出射されたレーザ光を非コヒーレント光に変換する光学部材をさらに備え、
前記集光手段は、前記光学部材により変換された非コヒーレント光を集光するレンズまたは曲面ミラーであることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項５】
前記励起光源は、発光ダイオードであり、
前記集光手段は、前記発光ダイオードから出射された励起光を集光するレンズであることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項６】
前記励起光源は、３７０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の波長範囲の励起光を発することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の照明装置。
【請求項７】
前記透明部材の外表面における予め定める部分に設けられ、該透明部材の内部へ入射した励起光が、前記予め定める部分を介して外部へ出射するのを防止するための保護部材をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の照明装置。
【請求項８】
前記保護部材は、前記励起光源から発せられる励起光は透過せず、蛍光体から発せられる蛍光を透過する部材であることを特徴とする請求項７に記載の照明装置。
【請求項９】
前記透明部材の内部へ入射した励起光を、蛍光体に照射される前に、該透明部材と外部空間との界面にて全反射させるように構成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の照明装置。
【請求項１０】
前記光源ユニットは、励起光の出射方向を変動させるための反射鏡をさらに備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の照明装置。
【請求項１１】
前記光源ユニットは、前記励起光源から発せられる励起光は透過せず、蛍光体から発せられる蛍光を透過するフィルタ素子と、前記励起光源から発せられる励起光を検出可能な受光素子とをさらに備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の照明装置。
【請求項１２】
前記透明部材は、厚み方向に垂直な一対の主面と、厚み方向に平行な複数の側面とを有する平板状の部材から成り、
前記光源ユニットは、前記透明部材における一側面を介して励起光が透明部材へ入射するように設置されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の照明装置。
【請求項１３】
前記透明部材は、厚み方向に垂直な一対の主面と、厚み方向に平行な複数の側面とを有する平板状の部材から成り、
前記光源ユニットは、前記透明部材における一主面を介して励起光が透明部材へ入射するように設置され、
前記光源ユニットは、透明部材へ入射した励起光が該透明部材と外部空間との界面にて全反射を繰り返しながら前記主面に沿って進むような角度で、励起光を該透明部材に入射させるための導光部材をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内の照明や装飾用の照明に用いられる照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的な従来技術が、たとえば特許文献１に開示されている。図１９は、従来技術に係る照明装置１００の構成を示す斜視図である。
【０００３】
従来技術に係る照明装置１００は、励起光としてレーザ光１０４を発する半導体レーザ１０１と、半導体レーザ１０１から発せられるレーザ光１０４に対して透明な矩形板状の透明部材１０２と、透明部材１０２の厚み方向に垂直な一表面１０２ａに貼着され、レーザ光１０４によって励起されて蛍光を発する蛍光材料を含む蛍光体１０３とを備えている。
【０００４】
この照明装置１００は、透明部材１０２の厚み方向に平行な一端面１０２ｂ近傍に配置された半導体レーザ１０１を動作させることにより、レーザ光１０４を、一端面１０２ｂを介して透明部材１０２の内部へ入射させ、蛍光体１０３に照射することによって、蛍光体１０３を発光させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２００１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術に係る照明装置１００のように、蛍光体の発光を利用した照明装置では、高い発光強度で蛍光体を発光させることが求められる。従来技術に係る照明装置１００の場合、励起光であるレーザ光１０４を、半導体レーザ１０１から直接透明部材１０２の内部へ入射させるように構成されているので、蛍光体１０３へ向かう方向以外にも広くレーザ光１０４が広がってしまい、発光に寄与しない光の割合が多くなっている。したがって、高い発光強度で蛍光体を発光させるためには、励起光源の光出力を高くしなければならず、励起光源の消費電力が大きくなってしまうという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、蛍光体の発光を利用した照明装置であって、励起光源の消費電力を可及的に抑制することの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】
【０００８】
本発明は、励起光を発する励起光源、前記励起光源から発せられる励起光を集光する集光手段、ならびに前記励起光源および前記集光手段を保持する筐体を含み、指向性を有する励起光を出射する光源ユニットと、
前記励起光源から発せられる励起光に対して透明な透明部材と、
前記透明部材によって保持され、前記励起光源により発せられる励起光によって蛍光を発する蛍光体とを備え、
前記光源ユニットが、前記透明部材を介して前記蛍光体に励起光を照射するように配設されていることを特徴とする照明装置である。
【０００９】
また本発明は、前記集光手段は、前記透明部材に入射される励起光のほぼ全てが前記蛍光体に照射されるように、励起光を集光することを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、前記励起光源は、励起光としてレーザ光を発する半導体レーザであり、
前記集光手段は、レンズまたは曲面ミラーであることを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、前記励起光源は、励起光としてレーザ光を発する半導体レーザであり、
前記光源ユニットは、前記半導体レーザから出射されたレーザ光を非コヒーレント光に変換する光学部材をさらに備え、
前記集光手段は、前記光学部材により変換された非コヒーレント光を集光するレンズまたは曲面ミラーであることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、前記励起光源は、発光ダイオードであり、
前記光学部材は、前記発光ダイオードから出射された励起光を集光するレンズであることを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、前記励起光源は、３７０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の波長範囲の励起光を発することを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、前記透明部材の外表面における予め定める部分に設けられ、該透明部材の内部へ入射した励起光が、前記予め定める部分を介して外部へ出射するのを防止するための保護部材をさらに備えることを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、前記保護部材は、前記励起光源から発せられる励起光は透過せず、蛍光体から発せられる蛍光を透過する部材であることを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、前記透明部材の内部へ入射した励起光を、蛍光体に照射される前に、該透明部材と外部空間との界面にて全反射させるように構成されていることを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、前記光源ユニットは、励起光の出射方向を変動させるための反射鏡をさらに備えることを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、前記光源ユニットは、前記励起光源から発せられる励起光は透過せず、蛍光体から発せられる蛍光を透過するフィルタ素子と、前記励起光源から発せられる励起光を検出可能な受光素子とをさらに備えることを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、前記透明部材は、厚み方向に垂直な一対の主面と、厚み方向に平行な複数の側面とを有する平板状の部材から成り、
前記光源ユニットは、前記透明部材における一側面を介して励起光が透明部材へ入射するように設置されていることを特徴とする。
【００２０】
また本発明は、前記光源ユニットは、透明部材へ入射した励起光が該透明部材と外部空間との界面にて全反射を繰り返しながら前記主面に沿って進むような角度で、励起光を該透明部材に入射させるための導光部材をさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、半導体レーザやＬＥＤなどによって実現される励起光源から出射した励起光は、集光手段によって指向性が高められてから、蛍光体を保持している透明部材へ入射される。したがって、蛍光体の発光に寄与する光の割合を高めることができる。すなわち、励起光源から出射した励起光を、効率的に利用して蛍光体を照射することができる。これにより、集光手段が設けられていない場合と比較して、励起光源の光出力を抑制することができ、それ故、励起光源の消費電力を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態の照明装置１０の構成を示す斜視図である。
【図２】照明装置１０に備えられる光源ユニット１１の構成を示す断面図である。
【図３】照明装置１０における蛍光体１３付近の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の照明装置３０の構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の第３の実施形態の照明装置４０の構成を示す斜視図である。
【図６】照明装置４０に備えられる光源ユニット４１の構成を示す断面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態の照明装置５０に備えられる光源ユニット５１の構成を示す断面図である。
【図８】本発明の第５の実施形態の照明装置６０の構成を示す斜視図である。
【図９】照明装置６０に備えられる光源ユニット６１の構成を示す断面図である。
【図１０】本発明の第６の実施形態の照明装置７０の構成を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第７の実施形態の照明装置８０の構成を示す斜視図である。
【図１２】照明装置８０に備えられる光源ユニット８１の構成を示す断面図である。
【図１３】照明装置８０における蛍光体８５付近の断面図である。
【図１４】本発明の第８の実施形態の照明装置９０の構成を示す斜視図である。
【図１５】照明装置９０に備えられる光源ユニット９１を拡大して示す斜視図である。
【図１６】図１５における切断面Ｓ１で切断したときの照明装置９０の断面図である。
【図１７】照明装置９０における蛍光体８５付近の断面図である。
【図１８】図１５における切断面Ｓ２で切断したときの照明装置９０の断面図である。
【図１９】従来技術に係る照明装置１００の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本発明の第１の実施形態の照明装置１０の構成を示す斜視図である。図２は、照明装置１０に備えられる光源ユニット１１の構成を示す断面図である。図３は、照明装置１０における蛍光体１３付近の断面図である。
【００２４】
本実施形態に係る照明装置１０は、励起光Ｌを出射する光源ユニット１１と、光源ユニット１１から出射される励起光Ｌおよび可視光に対して透明な透明部材１２と、透明部材１２によって保持され、励起光Ｌが照射されると蛍光ｆを発する蛍光体１３と、保護部材１４とを含んで構成される。
【００２５】
透明部材１２は、透光性を有する部材であり、たとえば無色のアクリル樹脂によって実現される。透明部材１２は、本実施形態では、矩形板状に形成されており、厚み方向に垂直な一対の主面１２ａと、厚み方向に平行な４つの側面１２ｂとを有している。透明部材１２の形状は、矩形板状に限られることなく、たとえば円柱形状、半球形状などであってもよい。
【００２６】
透明部材１２は、発光させるべき蛍光体１３を保持可能に構成されている。透明部材１２は、本実施形態では、蛍光体１３が嵌め込まれる挿入孔１２ｃが設けられている。挿入孔１２ｃは、照明装置１０のデザインなどに応じて、適宜選択された位置に設けられる。
【００２７】
本実施形態では、図１に示すように、３箇所に挿入孔１２ｃが設けられている。これら挿入孔１２ｃは、板状の透明部材１２を厚み方向に穿孔することによって形成され、本実施形態では、図３に示すように、厚み方向に貫通している。
【００２８】
各挿入孔１２ｃは、保持対象の蛍光体１３の形状および寸法に基づいて、その形状および寸法が適切に選択され、たとえば、蛍光体１３を挿入孔１２ｃに挿入したとき、蛍光体１３と透明部材１２とが隙間なく嵌合するように、形状および寸法が選択されてもよく、あるいは、蛍光体１３と透明部材１２とが緩く嵌合するように、形状および寸法が選択されてもよい。
【００２９】
後者の場合には、蛍光体１３が透明部材１２から容易に離脱してしまうことを防止するために、たとえば蛍光体１３と透明部材１２とを無色透明の接着剤を用いて接着するようにしてもよい。
【００３０】
なお、本実施形態では、後述するように保持対象の蛍光体１３が略円柱状に形成されているため、これに応じて、各挿入孔１２ｃは、直円筒状の内周面によって規定されている。
【００３１】
蛍光体１３は、光源ユニット１１から出射される励起光Ｌによって蛍光ｆを発する蛍光材料を含む部材であり、たとえば、蛍光材料をシリコーン樹脂などを用いて封止することによって構成される。
【００３２】
蛍光材料としては、光源ユニット１１から出射される励起光Ｌを受けて、緑色に発光する緑色蛍光材料、赤色に発光する赤色蛍光材料、および青色に発光する青色蛍光材料などが適宜選択されて用いられる。蛍光体１３を形成する際には、これらの蛍光材料を１種類だけ封止してもよく、種類の異なる蛍光材料を複数組み合わせて封止してもよい。
【００３３】
蛍光体１３は、前述するように、透明部材１２に設けられる挿入孔１２ｃに挿入可能な形状に形成される。本実施形態では、図３に示すように、直円柱体における軸線方向の一端部を、半球面などの湾曲面によって先細状にしたような砲弾形に形成されている。
【００３４】
蛍光体１３としては、このように軸線方向の一端部が半球面などの湾曲面によって先細となるような形状に形成するのが好ましい。このような形状としては、たとえば、長手方向に延びる中心軸線を含む仮想一平面で切断したときの断面が、楕円形、菱形または楔形となるような形状が挙げられる。
【００３５】
光源ユニット１１は、図２に示すように、励起光Ｌを発する励起光源２１と、励起光源２１から発せられる励起光Ｌを集光する集光手段２２と、励起光源２１および集光手段２２を保持する箱状の筐体２３とを含んで構成される。
【００３６】
励起光源２１は、蛍光体１３に封止されている蛍光材料を発光させることができる波長帯の光を励起光Ｌとして発する光源であり、本実施形態では、励起光Ｌとしてレーザ光を発する半導体レーザによって実現されている。
【００３７】
より詳細には、波長４０５ｎｍのＩｎＧａＮ系半導体レーザが用いられ、約１Ｗの光出力で作動されるように構成されている。励起光源２１としては、前記半導体レーザのように、３７０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の波長帯の励起光Ｌを発するものが好ましいが、これに限られることはない。
【００３８】
集光手段２２は、励起光源２１から所定の広がり角で出射される励起光Ｌを集光する機能を有する部材であり、励起光源２１の前方（励起光Ｌの出射方向下流側）に配設される。集光手段２２は、本実施形態では、半導体レーザから出射されるレーザ光を略平行な光に変換するコリメータレンズによって実現されている。
【００３９】
筐体２３は、励起光源２１および集光手段２２を収容するための空間が内部に形成された中空の直方体形部材であり、内部に収容される励起光源２１からの励起光Ｌを外部に取り出すための貫通孔２３ａが形成された一壁面部２３ｂを有している。
【００４０】
励起光源２１と集光手段２２は、それぞれの光軸が一致するように互いに位置決めされ、一壁面部２３ｂに形成された貫通孔２３ａを介して励起光Ｌが外部へ出射されるように、筐体２３内に保持される。
【００４１】
光源ユニット１１は、本実施形態では、３組の励起光源２１および集光手段２２が設けられ、透明部材１２に保持されている３つの蛍光体１３に対して、個別に励起光Ｌを照射するように構成されている。より詳細には、透明部材１２へ入射した励起光Ｌが、直接蛍光体１３へ照射されるように構成されている。
【００４２】
保護部材１４は、透明部材１２の内部へ入射した励起光Ｌが、透明部材１２から外部へ漏れ出ないようにするための部材である。保護部材１４は、本実施形態では、光を透過しないよう黒色に着色された板によって構成されている。
【００４３】
保護部材１４は、透明部材１２において外部に露出する外表面１２ａ，１２ｂのうちの予め定める部分を被覆するように、貼着などの方法によって敷設される。本実施形態では、光源ユニット１１に対向する一側面１２ｂを除く３つの側面１２ｂをそれぞれ被覆するように敷設されている。
【００４４】
本実施形態に係る照明装置１０は、透明部材１２に設けられた各挿入孔１２ｃに対し、先細状に形成されている一端部が一方の主面１２ａ側に配置されるように、蛍光体１３をそれぞれ嵌め込み、透明部材１２の一側面１２ｂに光源ユニット１１を設置することによって構成される。照明装置１０には、内部電源あるいは外部電源から各励起光源２１に対して電力を供給するための電源回路が設けられており、各励起光源２１は、ユーザによるスイッチ操作によって電源から電力が供給されることによって、励起光Ｌを出射する。
【００４５】
励起光源２１から出射された励起光Ｌは、励起光源２１の前方に配置される集光手段２２を通過する際に集光され、これにより指向性を有する励起光Ｌが、貫通孔２３ａを介して光源ユニット１１から外部へ出射される。外部へ出射された励起光Ｌは、一側面１２ｂを介して透明部材１２へ入射し、対応する蛍光体１３に照射される。これにより、蛍光材料が励起され、蛍光体１３から蛍光ｆが発せられる。
【００４６】
照明装置１０は、このように動作することにより、蛍光体１３の周囲に配線および電子回路部品が存在していないにも拘らず、蛍光体１３を発光させることができるので、鑑賞者に対して驚きや不思議な感覚を与えることができる。このような照明装置１０は、たとえば、室内照明や装飾用の照明として、好適に用いることができる。
【００４７】
本実施形態に係る照明装置１０は、励起光源２１から出射される励起光Ｌが、集光手段２２によって集光されてから、蛍光体１３に照射されるように構成されているので、励起光Ｌを効率的に利用して蛍光体１３を照射することができる。
【００４８】
ここで、集光手段２２の有無による性能の違いについて、一例を挙げて説明する。水平方向のＦＦＰ（Far Field Pattern）が１０°および垂直方向のＦＦＰが４０°である半導体レーザを励起光源２１として用い、蛍光体１３と半導体レーザとの距離を２００ｍｍに設定し、砲弾形の蛍光体１３が、軸線方向長さ２０ｍｍおよび直径５ｍｍの寸法を有する場合を想定する。
【００４９】
本実施形態のように、集光手段２２としてコリメータレンズを設置した場合には、コリメータレンズによって長径が１ｍｍ以下の平行光を形成することにより、半導体レーザから出射される光の８０％以上を、蛍光体１３に照射することができる。
【００５０】
これに対し、従来技術のように集光手段２２が設置されない場合には、仮にレーザ光における長径方向が蛍光体１３の軸線方向に一致するようにレーザ光を照射したとしても、半導体レーザから出射される光の５％程度しか、蛍光体１３に照射することができない。
【００５１】
このように、本実施形態によれば、励起光Ｌを効率的に利用して蛍光体１３を照射することができるので、集光手段２２が設けられない従来技術の場合と比べて、蛍光体１３を所望の発光強度で発光させるために必要な励起光源２１の光出力を抑制することができ、したがって、励起光源２１の消費電力を抑制することができる。
【００５２】
また、本実施形態に係る照明装置１０は、軸線方向の一端部が半球面などの湾曲面によって先細となるような形状に蛍光体１３が形成されているので、その一端部をレンズとして機能させることができる。このレンズとしての機能を利用して、出来るだけ鑑賞者側に蛍光ｆを出射させることにより、一端部が湾曲面によって先細となるような形状に形成されていない場合と比べて、さらに励起光源２１の消費電力を抑制することができる。
【００５３】
また、本実施形態に係る照明装置１０は、透明部材１２における側面１２ｂを被覆するように保護部材１４が敷設されているので、照明装置１０に衝撃が加わるなどして半導体レーザやコリメータレンズが微妙に位置ずれしてしまい、光源ユニット１１から出射されるレーザ光が、予め設定されている方向とは異なる方向に向いてしまった場合であっても、レーザ光が透明部材１２における側面１２ｂから外部へ出射してしまうことを可及的に防止することができる。なお、側面１２ａについてはレーザ光の向きが多少ずれて当たっただけでは外部に漏れない。これは、レーザ光が側面１２ａにおいて全反射するためである。たとえば、透明部材１２の屈折率が１．５の場合、透明部材１２と外部空間（空気）との界面での臨界角は４１．８°であるため、多少のずれではこの臨界角を下回ることはなく全反射する。
【００５４】
半導体レーザから出射されるレーザ光は、人間の眼に直接入射すると障害を与える危険性を有するが、本実施形態によれば、透明部材１２へ入射したレーザ光が外部へ出射してしまう可能性を可及的に低減しているので、安全性を高めることができる。
【００５５】
また、側面１２ｂのみを被覆することで、鑑賞者に臨む主面１２ａを可視光に対して透明に維持することができるので、鑑賞者に対して驚きや不思議な感覚を与えるという本来の目的を達成することができる。
【００５６】
上記の実施形態では、励起光源２１として半導体レーザを用い、コヒーレント光を励起光Ｌとして蛍光体１３に照射するように構成されているが、コヒーレント光に限らず、非コヒーレント光を蛍光体１３に照射するように光源ユニット１１が構成されてもよい。
【００５７】
たとえば、半導体レーザの発光部の前方に、レーザ光を非コヒーレント化するような、拡散板などの光学部材を設けてもよい。あるいは、励起光源２１として、半導体レーザではなく、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いてもよい。このように、励起光Ｌとして非コヒーレント光を用いることにより、安全性をさらに高めることができる。
【００５８】
また、上記の実施形態では、集光手段２２として、コリメータレンズを用いているが、励起光源２１から出射される励起光Ｌを集光する機能を有するものであればよく、たとえば曲面ミラーを用いることもできる。
【００５９】
また、上記の実施形態では、透明部材１２に入射した励起光Ｌを、直接蛍光体１３に照射させるように構成されているが、これに限らず、透明部材１２に入射した励起光Ｌを、透明部材と外部空間との界面に対し臨界角以上の入射角で入射させることによって、蛍光体１３に照射される前に、該界面で全反射させてから、蛍光体１３に照射させるように構成されてもよい。
【００６０】
また、上記の実施形態では、黒色に着色された板からなる保護部材１４が側面１２ｂに敷設されているが、保護部材１４としては、これに限らず、半導体レーザから出射されるレーザ光の波長帯の光のみ透過しない性質を有するフィルタ部材を用いてもよい。この場合、フィルタ部材は、側面１２ｂだけでなく主面１２ａにも設けることができる。これにより、鑑賞者に臨む主面１２ａを可視光に対して透明に維持することができ、かつ、万が一レーザ光が主面１２ａに対し臨界角以下で入射することがあっても、外部への放出を防ぐことができる。
【００６１】
図４は、本発明の第２の実施形態の照明装置３０の構成を示す斜視図である。本実施形態に係る照明装置３０は、第１の実施形態の照明装置１０に類似し、同様の構成については同一の参照符を付して、重複する説明を省略する。
【００６２】
第１の実施形態に係る照明装置１０では、蛍光体１３は、透明部材１２に埋め込まれることによって保持されていたが、本実施形態に係る照明装置３０では、平坦な側面１２ｂ上に載置することによって保持されるように構成されている。
【００６３】
したがって、蛍光体３３は、該側面１２ｂ上に載置し易いように、円柱状に形成されている。このように、蛍光体３３は、平坦な側面１２ｂ上に単に載置されているだけなので、ユーザが手で持ち上げることにより、一側面１２ｂ上から容易に離脱させることができる。
【００６４】
また、第１の実施形態に係る照明装置１０では、側面１２ｂに保護部材１４が設けられていたが、本実施形態に係る照明装置３０では、かかる保護部材１４は設けられていない。したがって、本実施形態に係る照明装置３０は、蛍光体３３を、一側面１２ｂ上における所定の位置、すなわち光源ユニット１１からの励起光Ｌが照射される位置に載置したときに、蛍光体３３を発光させることができる。このように周囲に配線および電子回路部品が存在しない側面１２ｂ上に蛍光体３３を載置するだけで蛍光体３３が発光するので、鑑賞者に対して驚きや不思議な感覚を与えることができる。
【００６５】
なお、本実施形態においては、蛍光体３３が載置される側面１２ｂから励起光Ｌが外部に出射してしまうことから、人間の目に直接入射しても危険がないようにする必要がある。そこで、励起光源２１としてレーザを用いる場合は、光出力を日本工業規格「レーザ製品の放射安全基準」ＪＩＳ  Ｃ  ６８０２に記載のＣｌａｓｓ１に準拠する発振波長および出力とするか、または励起光源２１と集光手段２２の間にレーザ光を非コヒーレント化するための光学部材である拡散板などを設けることで対応できる。また、励起光源２１としてＬＥＤを用いてもよい。
【００６６】
図５は、本発明の第３の実施形態の照明装置４０の構成を示す斜視図である。図６は、照明装置４０に備えられる光源ユニット４１の構成を示す断面図である。本実施形態に係る照明装置４０は、第１の実施形態の照明装置１０に類似し、同様の構成については同一の参照符を付して、重複する説明を省略する。
【００６７】
第１の実施形態に係る照明装置１０では、透明部材１２に保持される蛍光体１３ごとに励起光源２１が設けられていたが、本実施形態に係る照明装置４０では、一組の励起光源２１および集光手段２２を用いて、複数の蛍光体１３を発光させるように構成されている。
【００６８】
具体的には、本実施形態の光源ユニット４１は、一組の励起光源２１および集光手段２２のほか、励起光源２１からの励起光Ｌを鏡面反射させる反射鏡４２と、反射鏡４２を所定の軸線Ｊ１まわりに回転駆動する駆動部４３とを備えている。
【００６９】
反射鏡４２は、平坦な鏡面が一表面に形成された板状部材であり、前記所定の軸線Ｊ１まわりに回転可能に設置される。一組の励起光源２１および集光手段２２は、この反射鏡４２の鏡面に向けて励起光Ｌを放出するように、筐体２３にそれぞれ保持される。
【００７０】
駆動部４３は、たとえばモータによって実現され、透明部材１２に保持されている全ての蛍光体１３を照射することができるように、反射鏡４２を、予め定める角度範囲（回転角θの範囲）で、前記所定の軸線Ｊ１まわりに回動させる。本実施形態では、前記所定の軸線Ｊ１は、３つの蛍光体１３の配置に応じて、透明部材１２の厚み方向に一致するように設定されている。
【００７１】
本実施形態に係る照明装置４０は、ユーザによるスイッチ操作により電源が投入されると、励起光源２１に電力が供給されて、励起光源２１から励起光Ｌが出射されるとともに、駆動部４３に電力が供給されて、反射鏡４２が回動を開始する。これにより、光源ユニット４１から出射される励起光Ｌは、反射鏡４２の回動に伴って、前記予め定める角度範囲で出射方向が連続的に変動する。これにより、一組の励起光源２１および集光手段２２で、各蛍光体１３を順次照射することができる。
【００７２】
このように本実施形態によれば、蛍光体１３ごとに励起光源２１を設ける必要がなく、製造コストを低減することができる。なお、蛍光材料は励起光Ｌにより励起を受けて発光してから減衰するまでにある程度の時間を要するので、反射鏡４２の回動の速度を適宜設定することにより、各蛍光体１３を同時に発光させることもできる。
【００７３】
図７は、本発明の第４の実施形態の照明装置５０に備えられる光源ユニット５１の構成を示す断面図である。本実施形態に係る照明装置５０は、第３の実施形態の照明装置４０に類似し、同様の構成については同一の参照符を付して、重複する説明を省略する。
【００７４】
第３の実施形態に係る照明装置４０では、励起光源２１を常時作動させた状態で、反射鏡４２を回動することにより励起光Ｌの出射方向を変化させるように構成されていたが、本実施形態に係る照明装置５０では、励起光Ｌの出射方向が、蛍光体１３を照射可能な方向に一致しているときにのみ、励起光源２１を作動させるように構成されている。
【００７５】
具体的には、本実施形態の光源ユニット５１は、一組の励起光源２１および集光手段２２、反射鏡４２、ならびに、駆動部４３のほか、反射鏡４２の回転角θを検出可能な検出部５２と、予め記憶されている制御プログラムに従って、駆動部４３および励起光源２１の駆動を制御する制御部５３とを備えている。
【００７６】
検出部５２は、ロータリエンコーダなどによって実現され、反射鏡４２の回転角θを検出し、検出結果を制御部５３へ送信する。制御部５３は、制御プログラムに従って駆動部４３を動作させるとともに、検出部５２から送信される検出結果に基づいて、励起光源２１を作動／停止させる。
【００７７】
より詳細には、制御部５３は、検出部４４から送信される検出結果に基づいて、回転角θが予め定める角度（あるいは角度範囲）に一致しているときにのみ、励起光源２１に対して電力を供給するような処理を実行する。
【００７８】
ここで、予め定める角度（あるいは角度範囲）とは、反射鏡４２によって反射された励起光Ｌによって、蛍光体１３を照射することができるときの回転角θのことであり、透明部材１２における蛍光体１３の配置等に基づいて決定され、制御部５３のメモリに予め記憶される。
【００７９】
本実施形態に係る照明装置５０は、ユーザによるスイッチ操作により電源が投入されると、駆動部４３に電力が供給されて、反射鏡４２が回動を開始するとともに、反射鏡４２の回転角θと前記予め定める角度（あるいは角度範囲）とが一致しているときにのみ、励起光源２１が発光し、一致してないときには、電力の供給が遮断されて、励起光源２１の動作が停止される。
【００８０】
このように本実施形態によれば、反射鏡４２の傾きが蛍光体１３を照射可能であるか否かに応じて、励起光源２１の作動／停止を制御するように構成されているので、励起光源２１の消費電力をさらに抑制することができる。
【００８１】
図８は、本発明の第５の実施形態の照明装置６０の構成を示す斜視図である。図９は、照明装置６０に備えられる光源ユニット６１の構成を示す断面図である。本実施形態に係る照明装置６０は、第４の実施形態の照明装置５０に類似し、同様の構成については同一の参照符を付して、重複する説明を省略する。
【００８２】
第４の実施形態に係る照明装置５０では、励起光源２１を作動させるときの反射鏡４２の回転角θが、制御部５３のメモリに予め記憶されていたが、本実施形態に係る照明装置６０では、励起光源２１を作動させるときの反射鏡４２の回転角θを予め記憶させる必要がなく、自動で取得できるように構成されている。
【００８３】
具体的には、本実施形態の光源ユニット６１は、一組の励起光源２１および集光手段２２、反射鏡４２、駆動部４３、検出部５２、ならびに制御部５３のほか、蛍光体１３が発する蛍光ｆを検出し、検出結果を制御部５３へ送信する受光素子６２と、受光素子６２の前方に設けられ、励起光源２１から出射される励起光Ｌは遮断し、蛍光体１３からの蛍光ｆを透過するフィルタ素子６３とを備えている。
【００８４】
また、筐体２３の一壁面部２３ｂには、蛍光体１３からの蛍光ｆを、筐体２３内に保持される受光素子６２へ導くための貫通孔２３ｃが形成され、受光素子６２およびフィルタ素子６３は、該貫通孔２３ｃに臨んで配置されている。
【００８５】
本実施形態に係る照明装置６０は、励起光源２１を作動させるときの反射鏡４２の回転角θを取得するための回転角取得モードを有し、ユーザが回転角取得モードを選択することによって、回転角取得処理が開始される。
【００８６】
回転角取得処理では、励起光源２１を作動させ、励起光Ｌが出射されている状態で、反射鏡４２を所定の回転速度で軸線Ｊ１まわりに回動させる。この反射鏡４２の回動に伴って励起光Ｌの出射方向が変動する間に、蛍光体１３が照射されると、蛍光体１３から蛍光ｆが発せられる。このときの蛍光ｆの一部が、貫通孔２３ｃを通過して受光素子６２で検出される。
【００８７】
制御部５３には、受光素子６２による検出結果および検出部５２による検出結果が送信され、これらに基づいて、所定の閾値を超える蛍光ｆが検出されたときの反射鏡４２の回転角θを取得し、励起光源２１を作動させるときの回転角θとして、メモリに記憶する。
【００８８】
このように本実施形態によれば、蛍光体１３を励起可能な反射鏡４２の回転角θを自動的に取得できるように構成されているので、透明部材１２において蛍光体１３の配置を変更した場合や、光源ユニット６１に設置される透明部材１２自体を、蛍光体１３の配置の異なる別の透明部材に置換した場合であっても、励起光源２１の消費電力を抑制することができる。
【００８９】
図１０は、本発明の第６の実施形態の照明装置７０の構成を示す斜視図である。本実施形態に係る照明装置７０は、第５の実施形態の照明装置６０に類似し、同様の構成については同一の参照符を付して、重複する説明を省略する。
【００９０】
本実施形態に係る照明装置７０は、透明部材１２における一側面１２ｂの内面側に鏡面７１が形成され、この鏡面７１における反射を利用して、死角となる位置に保持されている蛍光体１３，３３にも、励起光Ｌを照射することができるように構成されている。
【００９１】
このように本実施形態によれば、透明部材１２に保持される蛍光体１３の設置位置の自由度を向上させることができる。
【００９２】
図１１は、本発明の第７の実施形態の照明装置８０の構成を示す斜視図である。図１２は、照明装置８０に備えられる光源ユニット８１の構成を示す断面図である。図１３は、照明装置８０における蛍光体８５付近の断面図である。本実施形態に係る照明装置８０は、第５の実施形態の照明装置６０に類似し、同様の構成については同一の参照符を付して、重複する説明を省略する。
【００９３】
第５の実施形態に係る照明装置６０では、蛍光体１３が透明部材１２に埋め込まれ、励起光Ｌの出射方向を所定の方向に沿って一次元的に変動させるように構成されていたが、本実施形態に係る照明装置８０では、透明部材１２の各主面１２ａにおける適当な位置に貼着されている複数の蛍光体８５に対して励起光Ｌが照射されるように、励起光Ｌの出射方向を二次元的に変動させるように構成されている。
【００９４】
具体的には、本実施形態の光源ユニット８１には、反射鏡４２を、軸線Ｊ１および軸線Ｊ１に直交する軸線Ｊ２まわりに回動させる駆動部８３が設けられている。また、検出部５２は、軸線Ｊ１まわりの回転角θと軸線Ｊ２まわりの回転角φを検出可能に構成されている。また、本実施形態に係る照明装置８０は、透明部材１２の主面１２ａおよび側面１２ｂには、第２の実施形態に係る照明装置３０と同様に保護部材１４を設けず、励起光Ｌが透明部材１２の外部に放出されるように構成されている。また、蛍光体８５は、透明部材１２に対して容易に貼付・剥離可能に構成されている。
【００９５】
このように本実施形態によれば、容易に貼付・剥離可能な蛍光体８５を、透明部材１２の表面に設置するように構成されているため、蛍光体８５の配置の変更や、形状・サイズの異なる別の蛍光体８５への変更が容易であり、透明部材１２に保持される蛍光体８５の設置位置の自由度をさらに向上させることができる。また、このように配置などを変更した場合であっても、励起光源２１を作動させるときの回転角を再度容易に取得することができる。
【００９６】
なお、本実施形態においても、第２の実施形態に係る照明装置３０と同様に側面１２ｂから励起光Ｌが外部に出射してしまうことから、人間の目に直接入射しても危険がないようにする必要がある。そこで、励起光源２１としてレーザを用いる場合は、光出力を日本工業規格「レーザ製品の放射安全基準」ＪＩＳ  Ｃ  ６８０２に記載のＣｌａｓｓ１に準拠する発振波長および出力とするか、または励起光源２１と集光手段２２の間にレーザ光を非コヒーレント化するための光学部材である拡散板などを設けることで対応できる。また、励起光源２１としてＬＥＤを用いてよい。
【００９７】
図１４は、本発明の第８の実施形態の照明装置９０の構成を示す斜視図である。図１５は、照明装置９０に備えられる光源ユニット９１を拡大して示す斜視図である。図１６は、図１５における切断面Ｓ１で切断したときの照明装置９０の断面図である。図１７は、照明装置９０における蛍光体８５付近の断面図である。図１８は、図１５における切断面Ｓ２で切断したときの照明装置９０の断面図である。本実施形態に係る照明装置９０は、第７の実施形態の照明装置８０に類似し、同様の構成については同一の参照符を付して、重複する説明を省略する。
【００９８】
第７の実施形態に係る照明装置８０では、蛍光体８５を透明部材１２の主面１２ａに貼着し、透明部材１２の一側面１２ｂを介して励起光Ｌを透明部材１２へ入射させるように構成されていたが、本実施形態に係る照明装置８０では、蛍光体８５を透明部材１２の主面１２ａに貼着し、いずれか一方の主面１２ａを介して励起光Ｌを透明部材１２へ入射させるように構成されている。
【００９９】
第７の実施形態に係る照明装置８０では、一側面１２ｂを介して励起光Ｌを入射させているので、透明部材１２へ入射した励起光Ｌを蛍光体８５に直接照射することが可能であったが、本実施形態では、主面１２ａを介して励起光Ｌが透明部材１２へ入射されるので、光源ユニット９１から離れた位置に貼着されている蛍光体８５に励起光Ｌを照射するためには、透明部材１２の内部を全反射させながら導光させる必要がある。
【０１００】
たとえば、透明部材１２の屈折率が１．５の場合、透明部材１２と外部空間（空気）との界面での臨界角は４１．８°となるが、空気中から透明部材１２へ光を直接入射させてしまうと、入射角を限りなく大きくしたとしても、透明部材１２へ入射した励起光Ｌを、前記界面に対して臨界角以上で入射させることは理論上不可能である。
【０１０１】
そこで、本実施形態では、図１６に示すように、透明部材１２と略同等の屈折率を有する導光部材９５を、透明部材１２の主面１２ａに密着させて設置し、この導光部材９５を介して、励起光源２１からの励起光Ｌを透明部材１２へ入射させるように構成されている。
【０１０２】
具体的には、導光部材９５は、平坦な一表面９５ａと、一表面９５ａに対して所定の角度で傾斜する傾斜面９５ｂとを有し、一表面９５ａが透明部材１２に臨むように設置される。設置する際には、導光部材９５と透明部材１２との間に、密着用グリース９６を介在させて、両者を密着するのが好ましい。
【０１０３】
これにより、導光部材９５と透明部材１２との間に、微小な空気層が形成されてしまうことを防止することができる。密着用グリース９６は、導光部材９５と略同等の屈折率を有するのが好ましく、たとえば透明なシリコングリースによって実現される。
【０１０４】
このようにして設置される導光部材９５に対し、励起光源２１、集光手段２２および反射鏡４２は、導光部材９５の傾斜面９５ｂに対して略垂直に励起光Ｌを入射させることができるように設置される。
【０１０５】
なお、本実施形態では、励起光源２１として半導体レーザが用いられているため、半導体レーザから出射されるレーザ光を非コヒーレント化するための光学部材である拡散板９７が、励起光源２１と集光手段２２との間に設けられている。
【０１０６】
また、図１８に示すように、蛍光体８５から発せられ、透明部材１２の内部を全反射しながら導光される蛍光ｆを、受光素子６２によって受光させるために、受光素子６２と透明部材１２との間にも、導光部材９５が密着用グリース９６を用いて設置されている。受光素子６２およびフィルタ素子６３は、導光部材９５の傾斜面９５ｂに対向するように設置される。
【０１０７】
本実施形態に係る照明装置９０は、このような構成によって、反射鏡４２で反射された励起光Ｌを、殆ど屈折させることなく透明部材１２へ入射させることができる。これにより、透明部材１２と空気との界面に対して、臨界角以上の入射角で励起光Ｌを入射させることが可能となり、光源ユニット９１から放出される励起光Ｌを、透明部材１２の面方向に沿って遠方まで導くことができる。したがって、板状の透明部材１２における主面１２ａに光源ユニット９１が設置される場合であっても、主面１２ａに貼着されている蛍光体８５に対し、励起光Ｌを照射することができる。
【０１０８】
したがって、前述する実施形態と同様に、蛍光体８５の周囲に配線および電子回路部品が存在していないにも拘らず、蛍光体８５が発光するので、鑑賞者に対して驚きや不思議な感覚を与えることができる。
【０１０９】
本実施形態によれば、光源ユニット９１を透明部材１２の側面１２ｂに設置することができないような場合、たとえば既存の建物に設置されているショーウィンドウガラスなどを透明部材１２として用いるような場合であっても、単に光源ユニット９１と蛍光体８５とを透明部材１２に取付けるだけで、照明装置９０を容易に実現することができる。たとえば、ショーウィンドウガラスを透明部材１２として用いる場合には、光源ユニット９１および蛍光体８５は、店内側に配される主面１２ａに対して設置される。
【０１１０】
なお、本実施形態においても、透明部材１２の主面１２ａに対して、光源ユニット９１および蛍光体８５を設置した後に、前記の回転角取得処理を実行することによって、励起光源２１を作動させるときの反射鏡４２の回転角を取得しておくことにより、照明装置９０の消費電力を可及的に抑制することができる。
【０１１１】
また、本実施形態によれば、容易に貼付・剥離可能な蛍光体８５を、透明部材１２の表面に設置するように構成されているため、蛍光体８５の配置の変更や、形状・サイズの異なる別の蛍光体への変更も容易である。したがって、設置される蛍光体８５の変更が頻繁に求められる可能性のあるショーウィンドウガラスなどへの使用の場合でも、容易に変更することが可能である。
【０１１２】
また、本実施形態では、レーザ光を非コヒーレント光に変換する光学部材として拡散板９７が用いられているが、これに限らず、たとえばフィラーを混入した樹脂を励起光源２１の前方に設けてもよい。また、これら光学部材を用いる代わりに、表面が梨地処理された反射鏡４２を用いてもよい。あるいは、励起光源２１として、半導体レーザではなく、ＬＥＤを用いてもよい。
【符号の説明】
【０１１３】
１０  照明装置
１１  光源ユニット
１２  透明部材
１３  蛍光体
１４  保護部材
２１  励起光源
２２  集光手段
２３  筐体
Ｌ  励起光
ｆ  蛍光
【図１】
2013058410.tif 000003
【図２】
2013058410.tif 000004
【図３】
2013058410.tif 000005
【図４】
2013058410.tif 000006
【図５】
2013058410.tif 000007
【図６】
2013058410.tif 000008
【図７】
2013058410.tif 000009
【図８】
2013058410.tif 000010
【図９】
2013058410.tif 000011
【図１０】
2013058410.tif 000012
【図１１】
2013058410.tif 000013
【図１２】
2013058410.tif 000014
【図１３】
2013058410.tif 000015
【図１４】
2013058410.tif 000016
【図１５】
2013058410.tif 000017
【図１６】
2013058410.tif 000018
【図１７】
2013058410.tif 000019
【図１８】
2013058410.tif 000020
【図１９】
2013058410.tif 000021