JP2020194679A - 光検出装置、照明点灯装置、及び照明システム - Google Patents

Abstract

【課題】 光センサの異常を精度よく検出することができる光検出装置、照明点灯装置、及び照明システムを提供する。【解決手段】 光検出装置５ｂは、光センサ５３と、増幅率切替部５３ｄと、異常検出部５４と、を備える。光センサ５３は、信号光Ｌ３を電気信号に変換し、増幅した電気信号を検出信号Ｙ１として出力する。増幅率切替部５３ｄは、光センサ５３の増幅部の増幅率を変化させる。異常検出部５４は、光センサ５３が出力する検出信号Ｙ１の大きさに基づいて、光センサ５３の異常を検出するセンサ異常検出処理を行う。そして、異常検出部５４は、増幅率が変化したときに、検出信号Ｙ１の大きさの変化量が判定閾値より小さければ、光センサ５３は異常であると判定する。【選択図】図１

Description

本開示は、一般に光検出装置、照明点灯装置、及び照明システムに関する。より詳細には、本開示は、光源から発せられた光を検出する光センサを有する光検出装置、照明点灯装置、及び照明システムに関する。

特許文献１の照明制御システムは、照明器具と、照明器具の照射空間の照度を測定する照度センサと、照度センサの測定値に基づいて照射空間の照度が一定となるように照明器具に対して調光制御信号を出力するコントローラとを備える。コントローラは、照明器具の出力変化に対する照度センサの測定値変化の度合いを測定し、センサの測定値の差から照射空間における反射率を推定して照度センサのゲインの調整を行う。

さらに、特許文献１の照明制御システムは、例えば、調光出力１００％時のセンサ信号と調光出力７０％時のセンサ信号がともに０になるなどのエラーの判定を行う。エラーがあった場合、エラー表示用ランプが点灯する。

特開平１１−１４４８８２号公報

上述の特許文献１の照明制御システムは、光を検出するために光センサ（照度センサ）を備えている。光センサの出力は、光センサの静電破壊等によって飽和値に固定されることがある。また、通常の故障モードでも光センサの出力は、飽和値に固定されることがある。しかしながら、特許文献１には、出力が飽和値に固定されるという光センサの異常を精度よく検出する方法について開示されていない。

本開示は上記の点に鑑みてなされており、本開示の目的は、光センサの異常を精度よく検出することができる光検出装置、照明点灯装置、及び照明システムを提供することにある。

本開示の一態様に係る光検出装置は、光センサと、増幅率切替部と、異常検出部と、を備える。前記光センサは、光を電気信号に変換する光電変換素子、及び前記電気信号を増幅して検出信号として出力する増幅部を有する。前記増幅率切替部は、前記増幅部の増幅率を変化させる。前記異常検出部は、前記検出信号に基づいて、前記光センサの異常を検出するセンサ異常検出処理を行う。前記異常検出部は、前記増幅率が変化したときに、前記検出信号の大きさの変化量が判定閾値より小さければ、前記光センサは異常であると判定する。

本開示の一態様に係る照明点灯装置は、上述の光検出装置と、光源に電力を供給する駆動装置と、を備える。

本開示の一態様に係るは、照明システムは、上述の照明点灯装置と、前記光源と、前記光を導光する導光部材と、を備える。

本開示の上記態様に係る光検出装置、照明点灯装置、及び照明システムは、光センサの異常を精度よく検出することができる。

図１は、実施形態に係る光検出装置を備える照明システムの概略図である。 図２は、同上の照明システムの外観図である。 図３は、同上の光検出装置のブロック図である。 図４は、同上の光検出装置の光センサの出力特性図である。 図５は、同上の光センサの回路図である。 図６は、同上の光検出装置の動作を説明するタイムチャートである。

以下、実施形態に係る光検出装置、照明点灯装置、及び照明システムについて、図面を参照して説明する。下記の実施形態等において説明する各図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。

（実施形態）
（１）照明システムの全体構成
実施形態に係る照明システムの全体構成について、図面を参照して説明する。

照明システム１は、図１に示すように、光源装置２と、導光部材３と、灯具４とを備える。光源装置２は、レーザ光Ｌ１を放射する。レーザ光Ｌ１は、導光部材３の第１端３１に入射し、導光部材３の内部を通って、導光部材３の第２端３２から出射する。第２端３２から出射したレーザ光Ｌ１は、灯具４の波長変換部材４ａで波長変換光に変換され、波長変換光の殆どは、照明光Ｌ２として灯具４から照明空間に照射される。波長変換光の一部は、信号光Ｌ３として導光部材３の第２端３２に入射し、信号光Ｌ３は、導光部材３の内部を通って、導光部材３の第１端３１から出射する。

光源装置２は、照明点灯装置５と、光源６と、光学部材７と、を備える。照明点灯装置５は、光源６に直流の駆動電流Ｉ１を供給することで、光源６を点灯させる。光源６は、駆動電流Ｉ１を供給されるとレーザ光Ｌ１を放射する。光源６から放射されたレーザ光Ｌ１は、光学部材７を介して導光部材３の第１端３１に入射する。光源装置２は、図２に示すように、筐体２ａを備える。筐体２ａは、照明点灯装置５と、光源６と、光学部材７とを収容する。光源装置２は、導光部材３、及び灯具４と共に用いられる。

照明点灯装置５は、駆動装置５ａと、光検出装置５ｂとを備える。駆動装置５ａは、交流電源Ｐ１から交流電圧を入力され、光源６へ駆動電流Ｉ１を供給する。光検出装置５ｂは、導光部材３の第１端３１から出射した信号光Ｌ３を検出する。信号光Ｌ３は、導光部材３の第２端３２に入射され、導光部材３の内部を通って、導光部材３の第１端３１から出射する。

照明システム１は、例えば、水中から光を放射する水中照明器具に用いられたり、自動車の前照灯に用いられたりする。

（２）光源
光源６は、複数の発光素子６ａを備える。複数の発光素子６ａはそれぞれ、レーザダイオード（レーザ素子）である。駆動装置５ａから駆動電流Ｉ１を供給された複数の発光素子６ａは、例えば青色のレーザ光Ｌ１を放射する。複数の発光素子６ａの電気的な接続関係は直列接続であるが、この接続関係に限らない。複数の発光素子６ａの電気的な接続関係は、並列接続であってもよいし、直列接続と並列接続とを組み合わせた接続関係であってもよい。また、光源６は、１つの発光素子６ａを備えていてもよい。なお、光源６が有する複数の発光素子６ａの各々は、レーザダイオードに限らず、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、有機ＥＬ（Organic Electro Luminescence、OEL）等の他の固体発光素子（半導体発光素子）であってもよい。

（３）光学部材
光学部材７は、図１に示すように、ハーフミラー７ａを備える。ハーフミラー７ａは、光源６から放射されたレーザ光Ｌ１を、導光部材３の第１端３１に向けて反射させる。そして、光学部材７は、レーザ光Ｌ１を集光して、導光部材３の第１端３１に入射させる。なお、光学部材７は、ハーフミラー７ａ以外に、ミラー及びレンズ等の他の光学部品を備えていてもよい。また、導光部材３の第１端３１から出射した信号光Ｌ３は、光学部材７のハーフミラー７ａを透過し、光検出装置５ｂに到達する。

ハーフミラー７ａは、レーザ光Ｌ１と信号光Ｌ３の光路を、空間的に分離する機能を有する。具体例として、ハーフミラー７ａは、波長帯域によって透過と反射を切り替えるダイクロイックミラーによって構成することができる。なお、本実施形態では、ハーフミラー７ａは、レーザ光Ｌ１を反射し、信号光Ｌ３を透過する構成としたが、レーザ光Ｌ１を透過し、信号光Ｌ３を反射する構成としてもよい。

（４）駆動装置
駆動装置５ａは、交流電源Ｐ１から交流電圧を入力され、光源６へ駆動電流Ｉ１を供給する。具体的に、駆動装置５ａは、交流電圧を直流電圧に変換して、駆動電流Ｉ１を出力する電源回路５１、及び電源回路５１を制御する出力制御回路５２を有する。なお、交流電源Ｐ１は、例えば公称電圧１００Ｖ又は２００Ｖ、周波数５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの商用電源である。

電源回路５１は、力率改善機能を有するスイッチング電源回路であることが好ましい。例えば、スイッチング電源回路は、ＡＣ／ＤＣ変換回路及びＤＣ／ＤＣ変換回路を有する。ＡＣ／ＤＣ変換回路は、力率改善機能を有する昇圧チョッパ回路又は昇降圧チョッパ回路であることが好ましい。特に、ＡＣ／ＤＣ変換回路は、絶縁型のフライバック方式のコンバータ回路であることが好ましい。ＤＣ／ＤＣ変換回路は、定電流制御されるチョッパ回路であることが好ましい。なお、ＤＣ／ＤＣ変換回路は、光源６の電圧がＡＣ／ＤＣ変換回路の出力電圧より低い場合、降圧チョッパ回路等の降圧型の回路を用いる。一方、光源６の電圧がＡＣ／ＤＣ変換回路の出力電圧より高い場合、昇圧チョッパ回路等の昇圧型の回路を用いる。また、光源６の電圧がＡＣ／ＤＣ変換回路の出力電圧より高いときと低いときとがある場合、昇降圧チョッパ回路等の昇降圧型の回路を用いる。

また、スイッチング電源回路は、シングルステージコンバータ（ＳＳコンバータ）で構成されてもよい。ＳＳコンバータは、力率改善回路の機能とＡＣ／ＤＣコンバータの機能とを備えた、１コンバータ方式（電圧変換が１回）のコンバータである。

出力制御回路５２は、電源回路５１を制御することで、駆動電流Ｉ１を調整する。すなわち、駆動装置５ａは、駆動電流Ｉ１を可変とすることで、レーザ光Ｌ１の光量を調整する調光機能を有する。

（５）導光部材
導光部材３は例えば光ファイバであり、光源装置２と灯具４とを光学的に接続する。導光部材３のコア径は、例えば４００μｍである。なお、導光部材３のコア径は、５ｍｍ以下であればよい。そして、導光部材３の第１端３１には、光源６から放射されて光学部材７によって集光されたレーザ光Ｌ１が入射する。レーザ光Ｌ１は、導光部材３の第１端３１から、導光部材３の内部を伝達されて、導光部材３の第２端３２から出射する。

（６）灯具
導光部材３の第２端３２から出射されたレーザ光Ｌ１は、灯具４に入射する。灯具４は、両端を開口した筒状の灯具本体４ｂの内部に波長変換部材４ａを収納している。

波長変換部材４ａは、透光性材料に蛍光体が混合されている部材である。蛍光体は、例えば黄色蛍光体である。黄色蛍光体は、例えば、Ｃｅで付活されたＹ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、又はＥｕで付活されたＢａ_２ＳｉＯ_４である。蛍光体は、青色のレーザ光Ｌ１の一部により励起されて、黄色光を放射する。波長変換部材４ａは、残りの青色のレーザ光Ｌ１と黄色光との混色光である白色光を波長変換光として生成する。灯具４は、少なくとも１つの光学部品を更に備えており、波長変換部材４ａで生成された白色光を配光制御し、白色光の殆どは、照明光Ｌ２として灯具４から照明空間に照射される。

さらに、白色光の一部は、信号光Ｌ３として導光部材３の第２端３２に入射する。第２端３２に入射した信号光Ｌ３は、導光部材３の内部を伝達されて、導光部材３の第１端３１から出射する。

（７）光検出装置
光検出装置５ｂは、光センサ５３と、異常検出部５４とを備える。

導光部材３の第１端３１から出射した信号光Ｌ３は、光学部材７のハーフミラー７ａを透過し、光センサ５３に到達する。光センサ５３は、受光した信号光Ｌ３の光量に応じた検出信号Ｙ１を出力する。すなわち、光センサ５３は、光源６から放射されたレーザ光Ｌ１が導光部材３を通って灯具４で反射した光を信号光Ｌ３として検出する。

光センサ５３は、図３に示すように、光電変換素子５３１、及び増幅部５３２を備える。光電変換素子５３１は、例えばフォトダイオード等の光検出素子であり、受光した信号光Ｌ３の光量に応じた光電流（電気信号）を出力する。増幅部５３２は、電流アンプ及び抵抗等を有しており、増幅した光電流を電圧に変換し、変換した電圧を検出信号Ｙ１として出力する。すなわち、検出信号Ｙ１は電圧信号であり、信号光Ｌ３の光量が大きいほど、光電流の値は大きくなり、検出信号Ｙ１の電圧値は高くなる。光センサ５３は、異常検出部５４に電気的に接続されており、検出信号Ｙ１は異常検出部５４に出力される。

光センサ５３の受光経路には、白色光を透過させ、白色光以外の光を減衰させる光フィルタが設けられている。したがって、光センサ５３は、白色の信号光Ｌ３以外の光は殆ど受光せずに、白色の信号光Ｌ３を受光できる。

異常検出部５４は、検出信号Ｙ１を受け取り、光センサ５３の異常などを検出する。出力制御回路５２は、異常の検出結果に基づいて電源回路５１を制御する。

（８）コントローラ
出力制御回路５２及び異常検出部５４は、コントローラ５ｃで構成される。コントローラ５ｃは、少なくとも１つの制御用ＩＣ（Integrated Circuit）、及びコンピュータシステムのいずれであってもよい。

コンピュータシステムは、プログラムに従って動作するプロセッサを主なハードウェア構成として備える。プロセッサは、プログラムを実行することによって出力制御回路５２及び異常検出部５４の各機能を実現することができれば、その種類は問わない。プロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）、又はＬＳＩ（large scale integration）を含む一つ又は複数の電子回路で構成される。ここでは、ＩＣやＬＳＩと呼んでいるが、集積の度合いによって呼び方が変わり、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ(very large scale integration)、若しくはＵＬＳＩ(ultra large scale integration) と呼ばれるものであってもよい。ＬＳＩの製造後にプログラムされる、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(FPGA)、又はＬＳＩ内部の接合関係の再構成又はＬＳＩ内部の回路区画のセットアップができる再構成可能な論理デバイスも同じ目的で使うことができる。複数の電子回路は、一つのチップに集積されてもよいし、複数のチップに設けられてもよい。複数のチップは一つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に備えられていてもよい。プログラムは、コンピュータが読み取り可能なＲＯＭ、光ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録される。プログラムは、非一時的記録媒体に予め格納されていてもよいし、インターネット等を含む広域通信網を介して非一時的記録媒体に供給されてもよい。

コンピュータシステムでは、プロセッサがプログラムを実行することによって、本開示における出力制御回路５２及び異常検出部５４の各機能が実現される。

（９）照明制御
以下、照明システム１の照明制御について説明する。

まず、交流電源Ｐ１の交流電力が照明システム１に投入されると、出力制御回路５２は、電源回路５１を制御して、駆動電流Ｉ１を光源６へ供給する。光源６の複数の発光素子６ａは、駆動電流Ｉ１によって青色のレーザ光Ｌ１を放射する。レーザ光Ｌ１は、光学部材７及び導光部材３を通って、灯具４の波長変換部材４ａに到達する。波長変換部材４ａは、青色のレーザ光Ｌ１から白色光（波長変換光）を生成する。灯具４は、白色光の殆どを、照明光Ｌ２として照明空間に照射する。白色光の一部は、信号光Ｌ３として導光部材３及び光学部材７を通って、光検出装置５ｂの光センサ５３に到達する。

信号光Ｌ３は、実際に照明空間に照射される照明光Ｌ２と同じ白色光であり、照明光Ｌ２の光量に関する情報を含んでいる。すなわち、照明光Ｌ２の光量が大きいほど、信号光Ｌ３の光量も大きくなる。したがって、照明光Ｌ２の光量が大きいほど、検出信号Ｙ１の電圧値は高くなり、照明光Ｌ２の光量が小さいほど、検出信号Ｙ１の電圧値は低くなる。すなわち、照明光Ｌ２の光量の情報は、信号光Ｌ３として照明点灯装置５にフィードバックされる。

出力制御回路５２は、検出信号Ｙ１の電圧値に基づいて、光源６が発する照明光Ｌ２の光量を監視する。そして、出力制御回路５２は、検出信号Ｙ１の電圧値が目標電圧値に一致するように電源回路５１を制御することで、駆動電流Ｉ１を目標電流に一致させるフィードバック制御を行う。目標電圧値は、予め決められた固定値、又は外部から受け取った調光信号に対応する可変値であってもよい。出力制御回路５２は、目標電圧値を可変とすることで、調光制御を行うことができる。

（１０）異常検出
以下、照明システム１の異常検出について説明する。

（１０−１）センサ異常
図４は、光センサ５３の出力特性図であり、信号光Ｌ３の光量Ｑ０と、検出信号Ｙ１の電圧値Ｖｙ１との関係を示す。光量Ｑ０が０（ゼロ）から増加するにつれて、電圧値Ｖｙ１も０から線形に増加する。そして、光量Ｑ０が飽和光量Ｑａ１（第１値）を上回ると、電圧値Ｖｙ１は飽和電圧値（飽和値）Ｖａ１（第２値）一定になる。すなわち、増幅部５３２はアナログ増幅器として機能し、光量Ｑ０が０〜Ｑａ１の間であれば、光センサ５３は、電圧値Ｖｙ１が光量Ｑ０に比例する線形領域で動作しており、光量Ｑ０が多いほど電圧値Ｖｙ１は高くなる。しかし、光量Ｑ０が飽和光量Ｑａ１を上回ると、光センサ５３は、光センサ５３の出力が飽和する飽和領域で動作し、電圧値Ｖｙ１は飽和電圧値Ｖａ１で頭打ち（一定）になる。飽和光量Ｑａ１は、例えば光量Ｑ０の最大値（光源６の定格点灯時の光量Ｑ０）の２５％程度である。このように、光センサ５３を線形領域だけでなく、飽和領域でも動作させることで、信号光Ｌ３の光量Ｑ０のダイナミックレンジを広くすることができる。通常、出力制御回路５２は、駆動電流Ｉ１を定格電流値に制御して、定格の駆動電流Ｉ１を光源６に供給する。定格の駆動電流Ｉ１による光量Ｑ０は飽和光量Ｑａ１よりも大きく、通常時の電圧値Ｖｙ１は飽和電圧値Ｖａ１になる。なお、飽和電圧値Ｖａ１が光量Ｑ０の増加に伴って微小（線形領域の増加に比べて十分に小さい程度）に増加する場合、飽和電圧値Ｖａ１の最小値を本開示の第２値とする。

しかしながら、光センサ５３の静電破壊、及び故障モード等によって、光量Ｑ０の大小に関わらず、検出信号Ｙ１の電圧値Ｖｙ１が飽和電圧値Ｖａ１に固定されてしまうことがある。第１電圧値Ｖｙ１が飽和電圧値Ｖａ１に固定されてしまうと、上述のフィードバック制御、及び後述の他の異常検出などが不可能になる。そこで、異常検出部５４は、光センサ５３の静電破壊、及び故障モード等を光センサ５３の異常として検出するセンサ異常検出処理を行う。

図５は、光センサ５３の増幅部５３２の具体構成を示す。増幅部５３２は、電流アンプ５３ａ、抵抗５３ｂ、抵抗５３ｃ、及び増幅率切替部５３ｄを備える。

電流アンプ５３ａは、制御電圧Ｖｃを駆動電圧とし、光電変換素子５３１の光電流Ｉ１０を増幅し、増幅した電流（出力電流）を出力する。電流アンプ５３ａの出力端には、抵抗５３ｂ及び抵抗５３ｃの各一端が電気的に接続されている。抵抗５３ｂ及び抵抗５３ｃの各他端は、増幅率切替部５３ｄに電気的に接続されている。

増幅率切替部５３ｄは、スイッチ５３ｅを備える。スイッチ５３ｅは、２つの固定接点Ｘ１、Ｘ２、及び可動接点Ｘ３を有し、可動接点Ｘ３を固定接点Ｘ１又はＸ２に選択的に接続する。固定接点Ｘ１は抵抗５３ｂの他端に電気的に接続し、固定接点Ｘ２は抵抗５３ｃの他端に電気的に接続している。可動接点Ｘ３は、回路グランドに電気的に接続している。したがって、スイッチ５３ｅは、可動接点Ｘ３の接続先を固定接点Ｘ１又はＸ２に切り換えることで、抵抗５３ｂ及び抵抗５３ｃのうちいずれかの他端を回路グランドに電気的に接続する。すなわち、増幅率切替部５３ｄは、抵抗５３ｂ及び抵抗５３ｃのうち一方を、電流アンプ５３ａの出力端と回路グランドとの間に接続する抵抗（ゲイン抵抗）として切替可能に選択する。そして、電流アンプ５３ａの出力電流は、抵抗５３ｂ又は抵抗５３ｃ、及びスイッチ５３ｅを流れる。出力電流によるスイッチ５３ｅでの電圧降下を略０とみなせば、電流アンプ５３ａの出力端と回路グランドとの間には、ゲイン抵抗（抵抗５３ｂ又は抵抗５３ｃ）の電圧降下による電圧値Ｖｙ１が生じ、電流アンプ５３ａの出力端から検出信号Ｙ１が出力される。

本実施形態では、抵抗５３ｂの抵抗値は、抵抗５３ｃの抵抗値より大きい。したがって、一定の光電流Ｉ１０に対して、抵抗５３ｂをゲイン抵抗とした場合の電圧値Ｖｙ１は、抵抗５３ｃをゲイン抵抗とした場合の電圧値Ｖｙ１より大きくなる。すなわち、増幅率切替部５３ｄは、可動接点Ｘ３の接続先を固定接点Ｘ１又はＸ２に切り換えることで、増幅部５３２の増幅率を切り替えることができる。具体的に、抵抗５３ｂをゲイン抵抗としたときの増幅率は、抵抗５３ｃをゲイン抵抗としたときの増幅率より大きくなる。なお、図４に示す光センサ５３の出力特性は、光センサ５３が正常であるときに、抵抗５３ｂをゲイン抵抗としたときの出力特性である。すなわち、光センサ５３が正常、かつ、抵抗５３ｂをゲイン抵抗（増幅率が最大）とすれば、信号光Ｌ３の光量Ｑ０が飽和光量Ｑａ１を上回ると、検出信号Ｙ１の電圧値Ｖｙ１は飽和電圧値Ｖａ１になる。

増幅率切替部５３ｄの切替制御は異常検出部５４によって行われる。通常、異常検出部５４は、増幅率切替部５３ｄを制御して、抵抗５３ｂをゲイン抵抗として選択させる（増幅率が最大）。そして、異常検出部５４は、増幅率切替部５３ｄを制御して、ゲイン抵抗を抵抗５３ｂから抵抗５３ｃに周期的に切り替えさせる。すなわち、増幅率切替部５３ｄは、増幅部５３２の増幅率を周期的に切り替える。異常検出部５４は、ゲイン抵抗を抵抗５３ｂから抵抗５３ｃに切り替える毎に、ゲイン抵抗が抵抗５３ｂであるときの電圧値Ｖｙ１と、ゲイン抵抗が抵抗５３ｃであるときの電圧値Ｖｙ１とを比較する。そして、異常検出部５４は、ゲイン抵抗が抵抗５３ｂであるときの電圧値Ｖｙ１からゲイン抵抗が抵抗５３ｃであるときの電圧値Ｖｙ１を差し引いた低下量ΔＶｙ１（図６参照）が予め決められた判定閾値Ｋ１（図６参照）以上であれば、光センサ５３は正常であると判定する。異常検出部５４は、低下量ΔＶｙ１が判定閾値Ｋ１より小さければ、光センサ５３は異常であると判定する。したがって、異常検出部５４は、電圧値Ｖｙ１が飽和電圧値Ｖａ１に固定されてしまう光センサ５３の異常を検出できる。

図６は、上段に検出信号Ｙ１の波形、中段にスイッチ５３ｅの状態、下段に異常検出部５４による異常の検出結果をそれぞれ示す。増幅率切替部５３ｄは、抵抗５３ｂをゲイン抵抗とする通常期間Ｔ１と、抵抗５３ｃをゲイン抵抗とする検出期間Ｔ２とを交互に繰り返すように動作する。すなわち、検出期間Ｔ２は、周期Ｔ３（＝Ｔ１＋Ｔ２）毎に設定される。ここで、通常期間Ｔ１は、検出期間Ｔ２よりも長い時間に設定されることが好ましい。通常期間Ｔ１を検出期間Ｔ２より長くすることで、上述のフィードバック制御、及び後述の照明システム１の他の異常検出を通常期間Ｔ１に行うことができる。

図６での１回目の検出期間Ｔ２（時間ｔ１〜ｔ２）、及び２回目の検出期間Ｔ２（時間ｔ３〜ｔ４）では、低下量ΔＶｙ１が判定閾値Ｋ１以上であり、異常検出部５４は、光センサ５３は正常であると判定する。しかし、２回目の検出期間Ｔ２の後で、光センサ５３が静電破壊、又は故障モードになって、光電変換素子５３１の光電流、又は電流アンプ５３ａの出力電流が過電流又は短絡電流になる。したがって、３回目の検出期間Ｔ２（時間ｔ５〜ｔ６）では、増幅部５３２の増幅率を低下させても、電圧値Ｖｙ１が飽和電圧値Ｖａ１になり、低下量ΔＶｙ１が判定閾値Ｋ１より小さくなる。そこで、異常検出部５４は、３回目の検出期間Ｔ２において光センサ５３は異常であると判定する。

このように、異常検出部５４は、増幅率が低下したときに、電圧値Ｖｙ１の低下量ΔＶｙ１が判定閾値Ｋ１より小さければ、光センサ５３は異常であると判定する。この構成によって、光検出装置５ｂは、光センサ５３の異常を精度よく検出することができる。

そして、異常検出部５４は、光センサ５３の異常を出力制御回路５２へ通知する。

出力制御回路５２は、光センサ５３の異常を通知されると、駆動電流Ｉ１を抑制する方向に電源回路５１を制御する。出力制御回路５２は、例えば、駆動電流Ｉ１をゼロにして、光源６によるレーザ光Ｌ１の出射を停止させる。また、出力制御回路５２は、駆動電流Ｉ１を低減して、光源６から出射されるレーザ光Ｌ１の光量を低減させてもよい。また、出力制御回路５２は、光センサ５３の異常を通知されると、駆動電流Ｉ１を間欠的に出力して、レーザ光Ｌ１を点滅させてもよい。レーザ光Ｌ１の光量が低減、点滅又はレーザ光Ｌ１の出力が停止することで、照明光Ｌ２が低減、点滅又は停止するので、異常の発生を周囲に報知できる。

（第１変形例）
異常検出部５４は、検出信号Ｙ１に基づいて照明システム１の他の異常を検出してもよい。照明システム１の他の異常には、導光部材３の異常、波長変換部材４ａの異常、及び光源６（発光素子６ａ）の異常が含まれる。

導光部材３の異常とは、例えば導光部材３が断線したり、導光部材３が光源装置２から外れたり、導光部材３が灯具４から外れたりすることをいう。このような導光部材３の異常時には信号光Ｌ３が導光部材３の断線箇所から外に漏れたり、信号光Ｌ３が光源装置２に伝達されなかったりする。したがって、導光部材３の異常時に光センサ５３に到達する信号光Ｌ３の光量は、正常時に比べて大きく低下する。この結果、導光部材３の異常時における検出信号Ｙ１の電圧値は、導光部材３の正常時における検出信号Ｙ１の電圧値よりも大きく低下する。

波長変換部材４ａの異常とは、例えば波長変換部材４ａの破損、欠損、剥がれ、又は脱落等である。波長変換部材４ａの異常時には、導光部材３の第２端３２に入射する信号光Ｌ３の光量は、正常時に比べて大きく低下する。すなわち、波長変換部材４ａの異常時における検出信号Ｙ１の電圧値は、波長変換部材４ａの正常時における検出信号Ｙ１の電圧値よりも大きく低下する。

光源６の異常とは、発光素子６ａに駆動電流Ｉ１が流れないために発光素子６ａがレーザ光Ｌ１を放射しないという不良だけでなく、発光素子６ａに駆動電流Ｉ１が流れているが、発光素子６ａの発振動作に問題が生じて発光素子６ａがレーザ光Ｌ１を放射しないという発振不良も含む。また、発光素子６ａが光を放射しない状態とは、発光素子６ａがレーザ光Ｌ１を全く放射しない状態だけでなく、発光素子６ａが想定のレーザ光Ｌ１以外の光を放射する状態を含む。光源６の異常は、複数の発光素子６ａのうち少なくとも１つの発光素子６ａの異常によって生じる。光源６の異常時には、導光部材３の第１端３１から出射する信号光Ｌ３の光量は、正常時に比べて低下する。しかしながら、光源６の異常時には、複数の発光素子６ａの全てが異常になる可能性は低く、複数の発光素子６ａのうち一部が異常となる可能性が高い。例えば、光源６が４つの発光素子６ａを備えている場合、４つの発光素子６ａのうち１つ又は２つの発光素子６ａが異常となる可能性が比較的高い。

すなわち、導光部材３、波長変換部材４ａ、又は光源６の異常時における検出信号Ｙ１の電圧値は、正常時における検出信号Ｙ１の電圧値より低くなる。そこで、異常検出部５４は、電源投入時を含む光源６の点灯初期、及び、光源６を点灯させている定常時において、検出信号Ｙ１の電圧値を監視することで、導光部材３の異常、波長変換部材４ａの異常、及び光源６（発光素子６ａ）の異常などの他の異常を検出できる。出力制御回路５２は、異常検出部５４から他の異常を通知されると、駆動電流Ｉ１を抑制する方向に電源回路５１を制御する。

（第２変形例）
異常検出部５４は、増幅率が増加したときに、検出信号Ｙ１の電圧値Ｖｙ１の変化量（例えば増加量）が判定閾値より小さければ、光センサ５３は異常であると判定してもよい。

光センサ５３は、フォトダイオード以外の光検出素子であってもよい。光センサ５３は、例えばフォトトランジスタ、太陽電池又はＣｄＳセル等であってもよい。

発光素子６ａは、青色以外の色のレーザ光Ｌ１を放射してもよく、波長変換部材４ａは、レーザ光Ｌ１によって黄色以外の色の光を放射してもよい。また、波長変換光は白色光以外でもよい。また、発光素子６ａが発する光は、レーザ光に限定されない。

電源回路５１は、直流の駆動電流Ｉ１を出力可能であれば、その回路構成は特定の回路構成に限定されない。

上記の各変形例においても、実施形態と同様の効果を奏する。

以上説明した実施形態及び変形例は、本開示の様々な実施形態及び変形例の一部に過ぎない。また、実施形態及び変形例は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

（態様）
以上説明した実施形態及び変形例より以下の態様が開示されている。

第１の態様に係る光検出装置（５ｂ）は、光センサ（５３）と、増幅率切替部（５３ｄ）と、異常検出部（５４）と、を備える。光センサ（５３）は、光（Ｌ３）を電気信号（Ｉ１０）に変換する光電変換素子（５３１）、及び電気信号を増幅して検出信号（Ｙ１）として出力する増幅部（５３２）を有する。増幅率切替部（５３ｄ）は、増幅部（５３２）の増幅率を変化させる。異常検出部（５４）は、検出信号（Ｙ１）に基づいて、光センサ（５３）の異常を検出するセンサ異常検出処理を行う。そして、異常検出部（５４）は、増幅率が変化したときに、検出信号（Ｙ１）の大きさ（Ｖｙ１）の変化量（ΔＶｙ１）が判定閾値（Ｋ１）より小さければ、光センサ（５３）は異常であると判定する。

上述の光検出装置（５ｂ）は、光センサ（５３）の異常を精度よく検出することができる。

第２の態様に係る光検出装置（５ｂ）は、第１の態様において、光センサ（５３）が正常、かつ、増幅率が最大値であれば、光（Ｌ３）の光量（Ｑ０）が第１値（Ｑａ１）を上回ると、検出信号（Ｙ１）の大きさ（Ｖｙ１）は第２値（Ｖａ１）以上になることが好ましい。

上述の光検出装置（５ｂ）は、光（Ｌ３）の光量（Ｑ０）のダイナミックレンジを広くすることができる。

第３の態様に係る光検出装置（５ｂ）は、第２の態様において、第２値（Ｖａ１）は、検出信号（Ｙ１）の大きさ（Ｖｙ１）の飽和値であることが好ましい。

上述の光検出装置（５ｂ）は、光（Ｌ３）の光量（Ｑ０）のダイナミックレンジを広くすることができる。

第４の態様に係る光検出装置（５ｂ）は、第１乃至第３の態様のいずれか一つにおいて、増幅率切替部（５３ｄ）は、周期的に増幅率を切り替えることが好ましい。

上述の光検出装置（５ｂ）は、光センサ（５３）の異常を周期的に検出することができる。

第５の態様に係る光検出装置（５ｂ）は、第１乃至第４の態様のいずれか一つにおいて、増幅率切替部（５３ｄ）は、増幅率を最大値とする期間（Ｔ１）を、増幅率を最大値以外の値とする期間（Ｔ２）よりも長くすることが好ましい。

上述の光検出装置（５ｂ）は、フィードバック制御、及び他の異常検出を増幅率を最大値とする期間（Ｔ１）に行うことができる。

第６の態様に係る光検出装置（５ｂ）は、第１乃至第５の態様のいずれか一つにおいて、変化量は、検出信号（Ｙ１）の大きさ（Ｖｙ１）の低下量（ΔＶｙ１）であることが好ましい。異常検出部（５４）は、増幅率が低下したときに、低下量（ΔＶｙ１）が判定閾値（Ｋ１）より小さければ、光センサ（５３）は異常であると判定する。

上述の光検出装置（５ｂ）は、光（Ｌ３）の光量（Ｑ０）のダイナミックレンジを広くした場合でも、光センサ（５３）の異常を精度よく検出することができる。

第７の態様に係る照明点灯装置（５）は、第１乃至第６の態様のいずれか一つの光検出装置（５ｂ）と、光源（６）に電力を供給する駆動装置（５ａ）と、を備える。

上述の照明点灯装置（５）は、光センサ（５３）の異常を精度よく検出することができる。

第８の態様に係る照明システム（１）は、第７の態様の照明点灯装置（５）と、光源（６）と、光（Ｌ３）を導光する導光部材（３）と、を備える。

上述の照明システム（１）は、光センサ（５３）の異常を精度よく検出することができる。

１ 照明システム
３ 導光部材
５ 照明点灯装置
５ｂ 光検出装置
５３ 光センサ
５３１ 光電変換素子
５３２ 増幅部
５３ｄ 増幅率切替部
５４ 異常検出部
Ｌ３ 信号光（光）
Ｙ１ 検出信号
Ｖｙ１ 電圧値（検出信号の大きさ）
Ｖａ１ 飽和電圧値（第２値）
ΔＶｙ１ 低下量（変化量）
Ｋ１ 判定閾値
Ｑ０ 光量
Ｑａ１ 飽和光量（第１値）
Ｉ１０ 光電流（電気信号）
Ｔ１ 通常期間
Ｔ２ 検出期間

Claims (8)

1. 光を電気信号に変換する光電変換素子、及び前記電気信号を増幅して検出信号として出力する増幅部を有する光センサと、
   前記増幅部の増幅率を変化させる増幅率切替部と、
   前記検出信号に基づいて、前記光センサの異常を検出するセンサ異常検出処理を行う異常検出部と、を備え、
   前記異常検出部は、前記増幅率が変化したときに、前記検出信号の大きさの変化量が判定閾値より小さければ、前記光センサは異常であると判定する
   光検出装置。
2. 前記光センサが正常、かつ、前記増幅率が最大値であれば、前記光の光量が第１値を上回ると、前記検出信号の大きさは第２値以上になる
   請求項１の光検出装置。
3. 前記第２値は、前記検出信号の大きさの飽和値である
   請求項２の光検出装置。
4. 前記増幅率切替部は、周期的に前記増幅率を切り替える
   請求項１乃至３のいずれか一項の光検出装置。
5. 前記増幅率切替部は、前記増幅率を最大値とする期間を、前記増幅率を前記最大値以外の値とする期間よりも長くする
   請求項１乃至４のいずれか一項の光検出装置。
6. 前記変化量は、前記検出信号の大きさの低下量であり、
   前記異常検出部は、前記増幅率が低下したときに、前記低下量が前記判定閾値より小さければ、前記光センサは異常であると判定する
   請求項１乃至５のいずれか一項の光検出装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項の光検出装置と、
   光源に電力を供給する駆動装置と、を備える
   照明点灯装置。
8. 請求項７の照明点灯装置と、
   前記光源と、
   前記光を導光する導光部材と、を備える
   照明システム。

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