JP2022152505A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザー光源を用いて、フルカラー照明を行う。【解決手段】放物反射面２４Ａと、放物反射面２４Ａの焦点Ｆの位置に設けられた拡散反射体８０と、放物反射面２４Ａの光軸Ｋを中心とする同心円状に配置され、放物反射面２４Ａの光軸Ｋに対して斜め方向からレーザー光を拡散反射体８０に照射する複数のレーザー光源３６と、を有し、複数のレーザー光源は、赤色レーザー光源３６Ｒと、緑色レーザー光源３６Ｇと、青色レーザー光源３６Ｂと、のいずれかであり、拡散反射体８０は、赤色レーザー光源３６Ａ、緑色レーザー光源３６Ｇ、及び青色レーザー光源３６Ｂからのレーザー光を色を変化させずに拡散反射する。【選択図】図４

Description

本発明は、照明器具に関する。

レーザー光源を用いた照明器具が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１８－１０１６１０号公報

レーザー光源を用いた照明器具では、レーザー光源からのレーザー光を励起光として蛍光体に励起し、励起によって蛍光体から放射される蛍光が照明光として用いられる（例えば、特許文献１参照）。
これらの照明器具では、反射体を励起する青色のレーザー光と、当該レーザー光によって励起されて生じた黄色の蛍光との混合による白色光が照明光として出射されるため、フルカラー照明を行うことができない。
また、従来、ＬＥＤ光源を用いた照明器具において、フルカラー照明を実現しているものがあるが、ＬＥＤ光源を用いた場合には、ＲＧＢの各色のスペクトルに幅があり、再現可能な色度範囲が狭いという課題がある。

本発明は、レーザー光源を用いて、フルカラー照明を行うことができる照明器具を提供することを目的とする。

本発明は、放物反射面と、前記放物反射面の焦点の位置に設けられた拡散反射体と、前記放物反射面の光軸を中心とする同心円状に配置され、前記反射面の光軸に対して斜め方向からレーザー光を前記拡散反射体に照射する複数のレーザー光源と、を有し、前記複数のレーザー光源は、赤色レーザー光源と、緑色レーザー光源と、青色レーザー光源と、を備え、前記拡散反射体は、色を変化させずに前記レーザー光を拡散反射することを特徴とする。

本発明は、上記照明器具において、前記赤色レーザー光源と、前記緑色レーザー光源と、前記青色レーザー光源と、をそれぞれ少なくとも３つ以上備えている、ことを特徴とする。

本発明は、上記照明器具において、複数の前記レーザー光源は、隣り合うレーザー光源の照射光の色が異なっている、ことを特徴とする。

本発明は、上記照明器具において、前記レーザー光源には、前記レーザー光のビーム幅を制御するスリット状の開口を有するマスクと、前記焦点に前記レーザー光を集光させる集光レンズと、が設けられている、ことを特徴とする。

本発明は、上記照明器具において、前記赤色レーザー光源と、他の色の前記レーザー光源とで、前記レーザー光源の出射端面から前記集光レンズの入射端面までの距離が異なる、ことを特徴とする。

本発明は、上記照明器具において、前記開口の幅が、前記赤色レーザー光源と、他の色の前記レーザー光源とで、異なっている、ことを特徴とする。

本発明は、上記照明器具において、複数の前記レーザー光源は、前記放物反射面の裏側に配置されており、前記放物反射面には、各レーザー光源のレーザー光を通すための光通過部が設けられている、ことを特徴とする。

本発明は、上記照明器具において、前記拡散反射体は、金属板と、前記金属板に塗布されたアルミナ粒子とから形成され、白色である、ことを特徴とする。

本発明は、上記照明器具において、赤色光、緑色光、青色光のそれぞれに感度を有するＲＧＢセンサーを備え、前記ＲＧＢセンサーで検知したそれぞれの色の光量に基づいて、複数の前記レーザー光源を制御する、ことを特徴とする。

本発明は、上記照明器具において、複数の前記レーザー光源の調光率と、前記ＲＧＢセンサーで検知したそれぞれの色の光量とに基づいて、複数の前記レーザー光源を制御する、ことを特徴とする。

本発明は、上記照明器具において、複数の前記レーザー光源のそれぞれは、発行点が１つであるレーザーダイオードを内部に備えている、ことを特徴とする。

本発明は、上記照明器具において、青色レーザー光源を備え、前記青色レーザー光源からの青色レーザー光を蛍光体に照射し、前記蛍光体から蛍光を放射させることで得られる白色光を照射する第２の光源装置を備えた、ことを特徴とする。

本発明によれば、レーザー光源を用いて、フルカラー照明を行うことができる。

本発明の実施形態に係る投光装置の全体構成を示す斜視図である。 投光装置の背面側を視た斜視図である。 投光装置の正面図である。 図３のＩ－Ｉ断面線図である。 前面カバー、及びレーザー光遮光ユニットと、片方の反射鏡と、を外した状態の投光装置の内部構成を示す斜視図である。 拡散反射体保持バーの裏面構成を示す図である。 拡散反射体の構成を示す模式図である。 図４に示された光源ユニットの拡大図である。 レーザー光源ユニットの構成を示す模式図である。 マスクの平面図である。 光源ユニットにおけるレーザー光源ユニットの配置構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る投光装置によって再現可能な色度範囲を示す図である。 本発明の実施形態に係る投光装置と他の照明装置との色域を比較した表である。 本発明の実施形態に係る投光装置と他の照明装置との波長と分光強度との関係の違いを示すグラフである。 本発明の実施形態に係る投光装置のスペックルコントラストを示すグラフである。 前面カバー、レーザー光遮光ユニット、及び反射鏡、を外した状態の投光装置の内部構成を示す斜視図である。 本発明の変形例２に係る照明装置の内部構成を示す斜視図であり、前面カバー、及びレーザー光遮光ユニットと、第２の照明器具側の反射鏡と、を外した状態の図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。以下では、照明器具の一態様として、景観照明に好適に用いられる投光装置１を例示する。

図１は本実施形態に係る投光装置１の全体構成を示す斜視図であり、図２は投光装置１の背面側を視た斜視図である。また図３は投光装置１の正面図である。
投光装置１は、図１から図３に示すように、照明光を出射する略箱型の装置本体２と、当該装置本体２を支持する取付アーム４と、を備える。取付アーム４は、装置本体２の両側面を挟んで支持するアーム部５と、このアーム部５に設けられた固定片６とを備え、この固定片６が投光装置１の設置箇所に固定される。アーム部５は装置本体２を回動可能（傾動自在）に支持し、これにより装置本体２の取付角度が変更自在に成されている。

装置本体２は、正面（前面とも言う）が開口した略箱型の筐体８を有する。筐体８は、熱伝導率が高い例えばアルミニウムを用いたダイキャスト成型によって形成されており、図２に示すように、その背面には、多数の放熱フィン１４が一体成型で形成されている。

筐体８の正面開口の縁部にはフランジ１０が形成され、図１、及び図３に示すように、このフランジ１０に前面カバー１２が固定されている。前面カバー１２は、透明材料（例えばガラスや透明樹脂など）から形成された略矩形の板状を成し、その表面１２Ａには、照明光を出射する出射領域１６を除いて、シルク印刷（シルクスクリーン印刷とも呼ばれる）により遮光性を得る塗装（本実施形態では黒色インクの塗装）が施されている。

図３に示すように、出射領域１６は正面視円形を成す透明な領域であり、この出射領域１６を通して、光束断面が円形の略平行光であり赤色光、緑色光、青色光の混合光が照明光として装置本体２から出射される。本実施形態の投光装置１では、２つの出射領域１６が前面カバー１２に横並びに設けられており、それぞれの出射領域１６から略平行光の照明光が出射される。出射領域１６には、レーザー光遮光ユニット６０が設けられている。レーザー光遮光ユニット６０は、照明光とともに出射領域１６から出射され得るレーザー光の漏れ光成分を遮光する部材である。

図４は図３のＩ－Ｉ断面線図である。
本実施形態の投光装置１は、赤色のレーザー光と、緑色のレーザー光と、青色のレーザー光と、の混合によって、フルカラー照明を実現する装置である。具体的には、装置本体２には、図４に示すように、光源ユニット２０と、拡散反射体８０と、反射鏡２４と、レーザー光遮光ユニット６０とが、出射領域１６ごとに設けられている。

光源ユニット２０は、赤色のレーザー光と、緑色のレーザー光と、青色のレーザー光と、を拡散反射体８０に照射するユニットである。拡散反射体８０は、照射されたレーザー光を入射角に依存しない多様な反射方向に拡散させて放つように構成されている部材である。拡散反射体８０は、特定の波長の拡散反射光の強度が拡散反射体８０により弱まることが無いように構成されているのが望ましい。拡散反射体８０の構成については、後に詳述する。

反射鏡２４は、焦点Ｆからの光を光軸Ｋに平行な光に平行光化する放物反射面２４Ａを有する反射型の光学部材である。そして、この放物反射面２４Ａの焦点Ｆに拡散反射体８０が放物反射面２４Ａと対向配置されている。

図５は、前面カバー１２、及びレーザー光遮光ユニット６０と、片方の反射鏡２４と、を外した状態の投光装置１の内部構成を示す斜視図である。装置本体２は、図７に示すように、拡散反射体８０を保持する反射体保持部２７を有した棒状の反射体保持バー２８を備えている。反射体保持バー２８は、反射体保持部２７に保持された拡散反射体８０が焦点Ｆに位置し、かつ光軸Ｋの直交方向に延びる姿勢で筐体８に固定されている。

光源ユニット２０は、光軸Ｋの周りから複数のレーザー光を拡散反射体８０に照射するものであり、複数（図示例では１２個）のレーザー光源ユニット３０と、これらのレーザー光源ユニット３０が組み付けられる組付部材３２と、を備えている。
組付部材３２は、正面視矩形板状の部材であり、図４に示すように、筐体８の底面８Ａに固定された取付板３４に取り付け固定される。組付部材３２、及び取付板３４はいずれも、例えばアルミニウム等の高熱伝導性材料から形成されており、レーザー光源ユニット３０の発熱を筐体８に伝え、筐体８の背面の放熱フィン１４からスムーズに放熱するようになっている。

図６は、反射体保持バー２８の裏面構成を示す図である。反射体保持バー２８は、高熱伝導性を有する金属から形成され、拡散反射体８０から反射体保持バー２８に伝わった熱を放熱する放熱部としても機能している。反射体保持バー２８は、筐体８に熱伝導可能に固定されており、拡散反射体８０から反射体保持バー２８に伝わった熱は、筐体８にも伝導され、筐体８を介して放熱される。これらの構成により、拡散反射体８０の放熱性能が高められている。

反射体保持部２７は、拡散反射体８０を保持する面が平らな面に形成されている。拡散反射体８０に入射したレーザー光は、放物反射面２４Ａに向けて拡散及び反射する。これにより、拡散反射体８０からは放物反射面２４Ａに向けて、赤色のレーザー光と、緑色のレーザー光と、青色のレーザー光と、の混合光が放射される。そして、この混合光が放物反射面２４Ａに入射することで、放物反射面２４Ａの光軸Ｋに平行な光に平行光化され、前面カバー１２の出射領域１６を通って照明光として装置本体２から出射される。

図７は、拡散反射体８０の構成を模式的に示した図である。本実施形態の拡散反射体８０は、図７に示すように、拡散反射体８０は、熱伝導率が高い例えばアルミニウムから形成された金属板８１の表面に、アルミナ粒子８２を印刷方式にて塗布して形成されている。アルミナ粒子８２は、粒径が５μｍ以下であるのが望ましく、金属板８１上のアルミナの膜厚は１５μｍ以上であるのが望ましい。本実施形態の拡散反射体８０は、直径３μｍのアルミナ粒子８２が、金属板８１の表面に膜厚２０μｍで塗布された白色拡散板である。

図８は、図４に示された光源ユニット２０の拡大図である。図９は、レーザー光源ユニット３０の構成を模式的に示す図である。図１０はマスク３７の平面図である。
光源ユニット２０は、図８に示すように、複数のレーザー光源ユニット３０が、組付部材３２に組付けられて構成されている。組付部材３２は、その表面がカップ状に凹み、その凹みの周面に複数の取付凹部４０が光軸Ｋの周りに略等間隔に形成されており、それぞれの取付凹部４０にレーザー光源ユニット３０が収められる。各レーザー光源ユニット３０は、その上から押さえ板４２によって組付部材３２に押さえ付けられて固定される。

それぞれの取付凹部４０は、焦点Ｆからみた場合に、各レーザー光源ユニット３０を同じ入射角及び同じ距離に配置するように形成されている。本実施形態では、焦点Ｆからみて各レーザー光源ユニット３０は放物反射面２４Ａの裏側に配置されており、図８に示すように、この放物反射面２４Ａには、各レーザー光源ユニット３０のレーザー光を通すための光通過部４６が設けられている。本実施形態では、各レーザー光は、拡散反射体８０に入射する際の光軸Ｋに対する入射角は、少なくともゼロ度よりも大きな所定の角度（本実施形態では３０度）に設定されている。

取付板３４には、その表面に垂直に柱状部４４が立設されており、組立時には、反射鏡２４と、レーザー光源ユニット３０とが共に柱状部４４に係合して位置決めされる。これにより、放物反射面２４Ａと、各レーザー光源ユニット３０との相対位置が精度良く合わせられる。

図９に示すように、レーザー光源ユニット３０は、赤色のレーザー光を出射する赤色レーザー光源ユニット３０Ｒ、緑色のレーザー光を出射する緑色レーザー光源ユニット３０Ｇ、及び青色のレーザー光を出射する青色レーザー光源ユニット３０Ｂを組み合わせて使用される。
レーザー光源ユニット３０は、レーザーダイオード３６と、マスク３７と、スペーサー３９と、レンズ３８と、を備える。レーザーダイオード３６は、発光点を複数有するものと、発光点が１つのものが、一般的に知られているが、本実施形態では、発光点が１つのものを採用している。発光点を複数有するレーザーダイオードでは、出射されるレーザー光が拡がるため、光学設計が複雑になる。本実施形態では、発光点が１つのものを採用しているため、光学設計が複雑になるのを防ぎ、簡単な構成でスポット照明を実現することができる。

なお、以下の説明において、赤色レーザー光源ユニット３０Ｒが備えるレーザーダイオード３６をレーザーダイオード３６Ｒ、緑色レーザー光源ユニット３０Ｇが備えるレーザーダイオード３６をレーザーダイオード３６Ｇ、青色レーザー光源ユニット３０Ｂが備えるレーザーダイオード３６をレーザーダイオード３６Ｂ、とも記載する。また、赤色レーザー光源ユニット３０Ｒが備えるマスク３７をマスク３７Ｒ、緑色レーザー光源ユニット３０Ｇ及び青色レーザー光源ユニット３０Ｂが備えるマスク３７をマスク３７ＢＧ、とも記載する。

赤色レーザー光源ユニット３０Ｒは、レーザーダイオード３６Ｒと、赤色用マスク３７Ｒと、スペーサー３９と、レンズ３８と、を備える。レーザーダイオード３６Ｒは、赤色のレーザー光を出力する。レーザーダイオード３６Ｒは、例えば、ビームの開きが８°×７０°、光出力が２．１Ｗのレーザーダイオードである。赤色用マスク３７Ｒは、図１０に示すように、レーザーダイオード３６Ｒが出力したレーザー光のビーム幅を制御するスリット状の開口４１Ｒを有している。開口４１Ｒは、本実施形態では、０．８×２．２ｍｍに設定されている。

スペーサー３９は、レンズ３８の端面と、レーザーダイオードの端面との距離を調整するために設けられている。本実施形態の赤色レーザー光源ユニット３０Ｒでは、スペーサー３９は、レンズ３８の端面と、レーザーダイオード３６Ｒの端面との距離を２．０ｍｍに調整している。
レンズ３８は、レーザーダイオードからのレーザー光を放物反射面２４Ａの焦点Ｆに所定のスポット形状で集光する集光レンズである。レンズ３８は、バイコーニックレンズであり、集光機能に加え、レーザーダイオード３６から出射されたレーザー光の光束断面形状を拡散反射体８０に照射される際に、真円や正方形形状などの形状（当該拡散反射体８０の平面視形状に応じた形状）に近づくように整形する機能を有する。

緑色レーザー光源ユニット３０Ｇは、レーザーダイオード３６Ｇと、青緑色用マスク３７ＢＧと、スペーサー３９と、レンズ３８と、を備える。レーザーダイオード３６Ｇは、緑色のレーザー光を出力する。レーザーダイオード３６Ｇは、例えば、ビームの開きが１１°×４６°、光出力が１．０Ｗのレーザーダイオードである。青緑色用マスク３７ＢＧは、図１０に示すように、レーザーダイオード３６Ｇが出力したレーザー光のビーム幅を制御するスリット状の開口４１ＢＧを有している。開口４１ＢＧは、本実施形態では、０．８×１．５ｍｍに設定されている。
緑色レーザー光源ユニット３０Ｇでは、スペーサー３９は、レンズ３８の端面と、レーザーダイオード３６Ｇの端面との距離を１．５ｍｍに調整している。

青色レーザー光源ユニット３０Ｂは、レーザーダイオード３６Ｂと、青緑色用マスク３７ＢＧと、スペーサー３９と、レンズ３８と、を備える。レーザーダイオード３６Ｂは、青色のレーザー光を出力する。レーザーダイオード３６Ｂは、例えば、ビームの開きが１４°×４５°、光出力が３．５Ｗのレーザーダイオードである。
青色レーザー光源ユニット３０Ｂでは、スペーサー３９は、レンズ３８の端面と、レーザーダイオード３６Ｂの端面との距離を１．５ｍｍに調整している。

図１０に示すように、赤色用マスク３７Ｒのスリット幅Ｗ１と、青緑色用マスク３７ＢＧのスリット幅Ｗ２とは、異なる幅で形成されている。赤色レーザー光源ユニット３０Ｒと、緑色レーザー光源ユニット３０Ｇと、青色レーザー光源ユニット３０Ｂと、では、スペーサー３９によりレンズ３８の端面と、レーザーダイオード３６の端面との距離を調整するとともに、マスク３７の開口４１のスリット幅により、ビームの開きの異なる各色のレーザー光の焦点Ｆにおけるスポット径を合わせている。

ところで、レーザーダイオード３６やレンズ３８のばらつき、光通過部４６における反射、回折等に起因して、レーザーダイオード３６から出射されたレーザー光の全てが拡散反射体８０に照射されるわけではなく、僅かではあるが拡散反射体８０を外れて照射される成分（以下、「漏れ光成分」という）が生じる。本実施形態の投光装置１では、この漏れ光成分が上述のレーザー光遮光ユニット６０によって遮光されている。以下に、このレーザー光遮光ユニット６０について詳述する。

レーザー光遮光ユニット６０は、照明光とともに出射領域１６から出射され得るレーザー光の漏れ光成分を遮光する部材である。レーザー光遮光ユニット６０は、放物反射面２４Ａで平行光化された照明光を通しつつ、拡散反射体８０に入射しないレーザー光の漏れ光成分を遮光する。かかるレーザー光遮光ユニット６０は、図３、及び図４に示すように、放物反射面２４Ａの開口端面２９と前面カバー１２との間に、反射体保持バー２８に支持された状態で配置される。

レーザー光遮光ユニット６０は、光軸Ｋに平行に延びる多数の筒状体１６３（図３参照、本実施形態では断面正六角形）を同一面上（本実施形態では、放物反射面２４Ａの開口端面２９上）に隙間無く並べたハニカム構造を備えている。レーザー光遮光ユニット６０は、各筒状体１６３の側面１６３Ａに反射防止処理が施されている。レーザー光遮光ユニット６０は、このハニカム構造においては、光軸Ｋから略同じ距離Ｔに位置する各筒状体１６３の側面１６３Ａが連なることで、当該光軸Ｋを囲む環状の遮光板が構成される。

これにより、レーザー光遮光ユニット６０は、照明光を通過させつつ、光軸Ｋの周りの各レーザー光源ユニット３０の位置にかかわらずに、各レーザー光源ユニット３０のレーザー光の漏れ光成分を各筒状体１６３の側面１６３Ａで遮光する。よって、拡散反射体８０を外れたレーザー光の一部が生じたとしても、照明光の遮光による光度の低下を抑えつつ、レーザー光の漏れ光成分が装置本体２から直接出射されることを抑制でき、安全性が高く、ＬＥＤ等のインコヒーレントな光源を用いる場合に比べて高光度な照明を実現できる。

図１１は、光源ユニット２０におけるレーザー光源ユニット３０の配置構成を示す図である。図１１に示すように、光源ユニット２０には、隣り合うレーザー光源ユニット３０からの照射光の色が異なるように、赤色レーザー光源ユニット３０Ｒと、緑色レーザー光源ユニット３０Ｇと、青色レーザー光源ユニット３０Ｂとが配置されている。光源ユニット２０は、赤色レーザー光源ユニット３０Ｒと、緑色レーザー光源ユニット３０Ｇと、青色レーザー光源ユニット３０Ｂとは、それぞれ少なくとも３つ以上備えている。

上述したように、赤色レーザー光源ユニット３０Ｒと、緑色レーザー光源ユニット３０Ｇと、青色レーザー光源ユニット３０Ｂと、はそれぞれ光出力が異なるため、色再現性を向上させるために、本実施形態では、光源ユニット２０には、３つの赤色レーザー光源ユニット３０Ｒ、６つの緑色レーザー光源ユニット３０Ｇ、及び３つの青色レーザー光源ユニット３０Ｂが設けられている。
このように、赤緑青の各色を出力するレーザー光源ユニット３０を、それぞれ複数、隣り合うレーザー光源ユニット３０からの照射光の色が異なるように並べることで、装置本体２から出射される照明光の色むらを小さくし、望む色の照射光を再現することができる。

図１２は、本実施形態の投光装置１により再現可能な色度範囲を示す図である。図１２において、実線は、本実施形態の投光装置１により再現可能な色度範囲を示し、破線は、ＬＥＤ光源を用いたＲＧＢフルカラータイプの投光装置により再現可能な色度範囲を示している。
図１３は、本実施形態の投光装置１とＬＥＤ光源を用いた投光装置との色域を比較した表である。
図１２、図１３に示すように、本実施形態のＲＧＢの各色をそれぞれ出力する赤色レーザー光源ユニット３０Ｒと、緑色レーザー光源ユニット３０Ｇと、青色レーザー光源ユニット３０Ｂと、を備えた投光装置１によれば、装置本体２から出射される照明光が単色光となるため、原色の再現が可能である。このため、本実施形態の投光装置１では、ＬＥＤ光源を用いたＲＧＢフルカラータイプの投光装置に比べて２５％色域が広がっている。また、本実施形態の投光装置では、４Ｋ／８Ｋテレビの色域規格であるＢＴ２０２０（自然界の色を９９．９％再現することができる色域）に比べて、面積比で１０５％の色域を得ることができた。

図１４は、本実施形態の投光装置１とＬＥＤ光源を用いた投光装置との分光強度の違いを示すグラフである。図１４において、実線は、本実施形態の投光装置１による照明光の強度を示し、破線は、ＬＥＤ光源を用いたＲＧＢフルカラータイプの投光装置による照明光の強度を示している。図１４に示すように、本実施形態の投光装置１によれば、赤色、緑色、青色のそれぞれの原色の波長において分光強度のピークを立てることができるため、赤色、緑色、青色のそれぞれの原色を再現することができる。これに対して、ＬＥＤ光源を用いたＲＧＢフルカラータイプの投光装置では、赤色、緑色、青色のそれぞれの原色の波長において分光強度のピークを立てることができないため、原色を再現することができない。また、本実施形態の投光装置１によれば、中間色においても、ＬＥＤ光源を用いたＲＧＢフルカラータイプの投光装置では再現不可能な濃い色の再現が可能である。

図１５は、本実施形態の投光装置１のスペックルコントラストを示すグラフであり、投光装置１の照射光を７ｍ先の標準拡散板に照射して、その拡散板に投影された光のスペックルを３ｍの距離から測定した結果を示すものである。
レーザー光は、干渉性が高いため、スクリーンなどに照射されて拡散された光は、人の眼には、ギラギラして視える（スペックルが見える）。このため、可視光のコヒーレント光源によって発生するスペックルコントラスト値には、人の眼にはスペックルが見えない値を参考としたガイドラインが設けられている。

レーザー光源ユニット３０からの光を直接スクリーンなどに照射した場合のスペックルコントラスト値は３０～６０％となる。青色の光を出射するレーザー光源ユニット３０からのレーザー光を励起光として蛍光体に励起し、励起によって蛍光体から放射される蛍光を照明光としてスクリーンなどに照射した場合のスペックルコントラストは０．９％となる。青色の光を出射するレーザー光源ユニット３０に加えて、赤色の光を出射するレーザー光源ユニット３０からの光を蛍光体に照射して得られる放射光を照明光としてスクリーンなどに照射した場合のスペックルコントラストは１．８％となる。

図１５に示すように、投光装置１により、赤色レーザー光源ユニット３０Ｒからの光を拡散反射体８０により拡散反射した放射光を照明光としてスクリーンなどに照射した場合のスペックルコントラストは４．１％であった。また、投光装置１により、緑色レーザー光源ユニット３０Ｇからの光を拡散反射体８０により拡散反射した放射光を照明光としてスクリーンなどに照射した場合のスペックルコントラストは３．０％であった。また、投光装置１により、青色レーザー光源ユニット３０Ｂからの光を拡散反射体８０により拡散反射した放射光を照明光としてスクリーンなどに照射した場合のスペックルコントラストは２．４％であった。このように、本実施形態の投光装置１により、赤色、緑色、青色の各色の照明光をスペックルガイドラインに準拠するスペックルコントラスト５％以下とすることができた。このように、投光装置１は、拡散反射体８０により、レーザー光源からのレーザー光を、人の眼にはスペックルが見えないように十分に拡散して放射することができる。

図１６は、前面カバー１２、レーザー光遮光ユニット６０、及び反射鏡２４、を外した状態の投光装置１の内部構成を示す斜視図である。
投光装置１には、レーザー光の漏れ光成分を遮光するレーザー光遮光ユニット６０に加え、漏れ光成分が過度に生じた場合にレーザー光源ユニット３０のレーザー出力を速やかに停止する安全装置が組み込まれている。以下、かかる安全装置について説明する。

投光装置１は、上記安全装置として、図１６に示すように、照度センサー基板７０と、遮断回路基板７２と、を備え、これらが取付板３４に固定されている。
照度センサー基板７０は、赤色の照明光、緑色の照明光、青色の照明光のそれぞれの強度を検出する光検出手段の一例である照度センサー７０Ａを含む回路基板である。照度センサー基板７０は、赤色の照明光、緑色の照明光、青色の照明光のそれぞれの光量を照度センサー７０Ａで検出し、遮断回路基板７２に出力する。照度センサー基板７０は、反射鏡２４ごとに設けられる。

遮断回路基板７２は、
‐赤色レーザー光源ユニット３０Ｒの調光率が５０％以上で、かつ照度センサー７０Ａの赤色の受光量に応じた出力が２００ｐＡ以下
‐緑色レーザー光源ユニット３０Ｇの調光率が５０％以上で、かつ照度センサー７０Ａの緑色の受光量に応じ出力が１００ｐＡ以下
‐青色レーザー光源ユニット３０Ｂの調光率が５０％以上で、かつ照度センサー７０Ａの青色の受光量に応じ出力が１００ｐＡ以下
の少なくともいずれかの状態が検出された場合に、全てのレーザー光源ユニット３０への電源供給を遮断して拡散反射体８０への全てのレーザー光の照射を停止する回路を含む回路基板である。

なお、レーザー光源ユニット３０への電源供給を遮断する光量の値は、上述した値に限らず、初期光量の定格値を基準とする所定値、調光時の光量（目標値）を基準とした値などであっても良い。調光率が低い（例えば、調光率２５％以下）時には、レーザーダイオード３６は、ＬＥＤ発光を行うため、漏れ光成分が過度に生じた場合であっても安全である。このため、本実施形態では、遮断回路基板７２は、レーザー光源ユニット３０の調光率が５０％に満たない場合には、照度センサー７０Ａの受光量に応じた出力値が異常な値を示していても、レーザー光の照射を停止する必要がないと判定するように構成されている。また、レーザー光の照射を停止する方法としては、遮断回路基板７２は、レーザー光源ユニット３０への電源供給を遮断する方法に限らず、レーザーダイオード３６がレーザー発振をしなくなる電流値まで電流を抑えることでレーザー光の照射を停止しても良い。

このように、照度センサー７０Ａ、及び遮断回路基板７２を備えることで、レーザー光源ユニット３０からレーザー光が拡散反射体８０に照射されているにもかかわらず、照度センサー７０Ａの受光量が低下した場合には、漏れ光成分が過度に生じている可能性があるため、遮断回路基板７２によって、速やかにレーザー光の照射が停止される。
かかる光量低下は、次のような場合に生じる。例えば、投光装置１に強い衝撃が加わる等して反射鏡２４や光源ユニット２０などに位置ズレが生じ拡散反射体８０に入射しないレーザー光の漏れ光成分が増大した場合や、拡散反射体８０が熱損傷等により劣化、或いは反射体保持部２７から欠落し、反射体保持部２７の表面で多くのレーザー光が反射されている場合、などである。これらの場合は、いずれも多くのレーザー光が外部に出射され得る状態である。そして、本実施形態の投光装置１によれば、これらの場合でも、照明光の光量が大きく低下したとき（換言すれば多くのレーザー光が外部に出射される状態のとき）に、レーザー光の照射が停止するので、安全性の高い器具を実現できる。

また、照度センサー７０Ａにより、赤色の照明光、緑色の照明光、青色の照明光のそれぞれの強度を検出するため、赤色レーザーダイオード３６Ｒ、緑色レーザーダイオード３６Ｇ、及び青色レーザーダイオード３６Ｂのそれぞれの出力が経年劣化などにより低下した場合に、色バランスを補正するための制御を適切に行うことができる。

さて、図５に示すように、反射鏡２４の放物反射面２４Ａには、照明光を、拡散反射体８０に対向する表面側から裏面側に通すピンホール７４が形成されている。図１６に示すように、照度センサー７０Ａは、ピンホール７４から離間した位置であって、ピンホール７４を通って放物反射面２４Ａの裏面側に進行する照明光が入射する位置に配置されている。照度センサー７０Ａは、拡散反射体８０から放射される照明光がピンホール７４を通じて照度センサー７０Ａに入射して検出されるように配置されている。

このように、照度センサー７０Ａが放物反射面２４Ａの裏面側であって、装置本体２の正面視において、放物反射面２４Ａに覆われた位置に配置されている。このため、照度センサー７０Ａは、投光装置１の外光の影響を抑えてレーザー光源ユニット３０の照明光の光量を精度よく検出できる。
これに加え、投光装置１は、上記レーザー光遮光ユニット６０を放物反射面２４Ａの前方に備えるため、放物反射面２４Ａへの外光の進入を抑え、外光の影響をより抑えた高精度な検出が可能になる。特に、このレーザー光遮光ユニット６０は、光軸Ｋに非平行な光成分を遮光するため、放物反射面２４Ａに入射する外光成分は光軸Ｋに平行な成分のみとなり、さらにピンホール７４で光量が絞られるため、照度センサー７０Ａに到達する外光成分を非常に僅かとすることができる。

（変形例１）
投光装置１において、２つの出射領域１６が前面カバー１２に横並びに設けられており、それぞれの出射領域１６から略平行光の照明光が出射される構成に限らず、１つの光源ユニットを備え、１つの出射領域１６から照明光が出射される構成であっても良い。

（変形例２）
図１７は、変形例２に係る投光装置１（照明装置）の内部構成を示す斜視図であり、前面カバー１２、及びレーザー光遮光ユニット６０と、第２の照明器具２００側の反射鏡２４と、を外した状態の図である。
投光装置１は、図１７に示すように、赤色レーザー光源ユニット３０Ｒと、緑色レーザー光源ユニット３０Ｇと、青色レーザー光源ユニット３０Ｂとが設けられた光源ユニット２０を備える第１の光源装置１００と、青色レーザー光源ユニット３０Ｂのみが複数設けられた光源ユニット２２０を備える第２の光源装置２００とを備えている構成であっても良い。

第２の光源装置２００では、反射体保持バー２８の反射体保持部２７には、拡散反射体８０に変えて蛍光体が、放物反射面２４Ａに対向して配置されている。
この変形例２の、投光装置１は、前面カバー１２に横並びに設けられた２つの出射領域１６の一方からは、赤色レーザー光源ユニット３０Ｒと、緑色レーザー光源ユニット３０Ｇと、青色レーザー光源ユニット３０Ｂとからの光を拡散反射させてフルカラーの照明光を出射する。そして、２つの出射領域１６の他方からは、青色レーザー光源ユニット３０Ｂからの青色レーザー光を蛍光体に照射し、蛍光体から蛍光を放射させることで得られる白色光の照明光を出射する。
変形例２に係る投光装置１では、このように、第１の光源装置１００からフルカラーの照明光を照射し、第２の光源装置２００から白色の照明光を照射することができる。このため、照射対象物の色に因らず、照明による演出効果を向上することができる。

上述した実施形態によれば、次の効果を奏する。

本実施形態の投光装置１は、焦点Ｆからの光を平行光化する放物反射面２４Ａと、焦点Ｆの位置に、放物反射面２４Ａに対向させて設けられた拡散反射体８０と、放物反射面２４Ａの光軸Ｋを中心とする同心円状に配置され、放物反射面２４Ａの光軸Ｋに対して斜め方向からレーザー光を拡散反射体８０に照射する複数のレーザー光源３６（レーザーダイオード）と、を有し、複数のレーザー光源は、赤色レーザー光源３６Ｒ（赤色レーザーダイオード）と、緑色レーザー光源３６Ｇ（緑色レーザーダイオード）と、青色レーザー光源３６Ｂ（青色レーザーダイオード）と、のいずれかであり、拡散反射体８０は、赤色レーザー光源３６Ａ、緑色レーザー光源３６Ｇ、及び青色レーザー光源３６Ｂからのレーザー光を、色を変化させずに拡散反射する。
これにより、レーザー光源を用いて、インコヒーレントな安全な光（レーザークラス１）を照明光として使用して、ＬＥＤ光源を用いた投光装置に比べて、色再現性が向上され、超侠角な投光が可能な照明器具を実現することができる。

本実施形態の投光装置１では、赤色レーザー光源３６Ａと、緑色レーザー光源３６Ｇと、青色レーザー光源３６Ｂと、がそれぞれ少なくとも３つ以上備えられている。
これにより、フルカラーの綺麗なスポット照明を実現することができる。

本実施形態の投光装置１では、複数のレーザー光源３６は、隣り合って配置されたレーザー光源３６からの光の色が互いに異なっている。
これにより、照明光の色むらを低減することができる。

本実施形態の投光装置１では、レーザー光源３６には、レーザー光のビーム幅を制御するスリット状の開口４１Ｒ，４１ＢＧを有するマスク３７Ｒ，３７ＢＧと、焦点Ｆにレーザー光を集光させる集光レンズ３８（レンズ）が設けられている。
これにより、ビームの開きの異なる各色のレーザー光のスポット径を合わせることができ、照明光の色むらを低減し、綺麗なスポット照明を実現することができる。

本実施形態の投光装置１では、赤色レーザー光源３６Ｒと、他の色のレーザー光源３６Ｇ，３６Ｂとで、レーザー光源の出射端面から集光レンズ３８の入射端面までの距離が異なる。
これにより、ビームの開きの異なる各色のレーザー光のスポット径を合わせることができ、照明光の色むらを低減し、綺麗なスポット照明を実現することができる。

本実施形態の投光装置１では、開口の幅が、赤色レーザー光源３６Ｒと、他の色のレーザー光源３６Ｇ，３６Ｂとで、異なる。
これにより、ビームの開きの異なる各色のレーザー光のスポット径を合わせることができ、照明光の色むらを低減し、綺麗なスポット照明を実現することができる。

本実施形態の投光装置１では、複数のレーザー光源３６は、放物反射面２４Ａの裏側に配置されており、放物反射面２４Ａには、各レーザー光源のレーザー光を通すための光通過部４６が設けられている。
これにより、レーザー光源３６が投光装置１の外部から直視されることを防ぐことができるとともに、焦点に設置された拡散反射版に複数のレーザー光源３６の光を集光することができる。

本実施形態の投光装置１では、拡散反射体８０は、金属板８１と、金属板８１に塗布されたアルミナ粒子８２とから形成された白色板状である。
これにより、高耐熱性で反射率が高い拡散反射体を実現することができ、スペックルを抑える効果を向上することができる。

本実施形態の投光装置１では、赤色光、緑色光、青色光のそれぞれに感度を有するＲＧＢセンサー７０Ａ（照度センサー）を備え、ＲＧＢセンサー７０Ａで検知したそれぞれの色の光量に基づいて、複数のレーザー光源３６を制御する。
これにより、赤色レーザーダイオード３６Ｒ、緑色レーザーダイオード３６Ｇ、及び青色レーザーダイオード３６Ｂのそれぞれの出力が経年劣化などにより低下した場合に、色バランスを補正することができる。

本実施形態の投光装置１では、複数のレーザー光源３６の調光率と、ＲＧＢセンサー７０Ａで検知したそれぞれの色の光量とに基づいて、複数のレーザー光源３６を制御する。
これにより、安全である調光率の低い範囲では異常検出によるレーザー光の照射を停止させない制御を行うことができる。

本実施形態の投光装置１では、複数のレーザー光源３６のそれぞれは、発光点が１つであるレーザーダイオードを内部に備えている。
これにより、光学設計が複雑化するのを防ぎ、スポット照明を実現することができる。

本実施形態の投光装置１では、青色レーザー光源を備え、青色レーザー光源からの青色レーザー光を蛍光体に照射し、蛍光体から蛍光を放射させることで得られる白色光を照射する第２の光源装置２００を備えている。
これにより、照射対象の色に因らず、演出効果の高い照明を実現することができる。

１ 投光装置（照明器具）
２ 装置本体
１６ 出射領域
２０ 光源ユニット
２４ 反射鏡
２４Ａ 放物反射面
２７ 反射体保持部
２８ 反射体保持バー
３０ レーザー光源ユニット
３０Ｂ 青色レーザー光源ユニット
３０Ｇ 緑色レーザー光源ユニット
３０Ｒ 赤色レーザー光源ユニット
３６ レーザーダイオード（レーザー光源）
３６Ｂ 青色レーザーダイオード
３６Ｇ 緑色レーザーダイオード
３６Ｒ 赤色レーザーダイオード
３７ マスク
３７ＢＧ 青緑色用マスク
３７Ｒ 赤色用マスク
３８ レンズ（集光レンズ）
３９ スペーサー
４１ 開口
４６ 光通過部
６０ レーザー光遮光ユニット
７０ 照度センサー基板
７０Ａ 照度センサー（ＲＧＢセンサー）
７２ 遮断回路基板
７４ ピンホール
８０ 拡散反射体
８１ 金属板
８２ アルミナ粒子
Ｆ 焦点
Ｋ 光軸
Ｗ１ スリット幅
Ｗ２ スリット幅

Claims (12)

1. 放物反射面と、
   前記放物反射面の焦点の位置に設けられた拡散反射体と、
   前記放物反射面の光軸を中心とする同心円状に配置され、前記反射面の光軸に対して斜め方向からレーザー光を前記拡散反射体に照射する複数のレーザー光源と、を有し、
   前記複数のレーザー光源は、赤色レーザー光源と、緑色レーザー光源と、青色レーザー光源と、を備え、
   前記拡散反射体は、色を変化させずに前記レーザー光を拡散反射する
   ことを特徴とする照明器具。
2. 前記赤色レーザー光源と、前記緑色レーザー光源と、前記青色レーザー光源と、をそれぞれ少なくとも３つ以上備えている
   ことを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
3. 複数の前記レーザー光源は、隣り合って配置された前記レーザー光源からの光の色が互いに異なっている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の照明器具。
4. 前記レーザー光源には、前記レーザー光のビーム幅を制御するスリット状の開口を有するマスクと、前記焦点に前記レーザー光を集光させる集光レンズと、が設けられている
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の照明器具。
5. 前記赤色レーザー光源と、他の色の前記レーザー光源とで、前記レーザー光源の出射端面から前記集光レンズの入射端面までの距離が異なる
   ことを特徴とする請求項４に記載の照明器具。
6. 前記開口の幅が、前記赤色レーザー光源と、他の色の前記レーザー光源とで、異なる
   ことを特徴とする請求項４又は５に記載の照明器具。
7. 複数の前記レーザー光源は、前記放物反射面の裏側に配置されており、前記放物反射面には、各レーザー光源のレーザー光を通すための光通過部が設けられている
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の照明器具。
8. 前記拡散反射体は、金属板と、前記金属板に塗布されたアルミナ粒子とから形成された白色板状である
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の照明器具。
9. 赤色光、緑色光、青色光のそれぞれに感度を有するＲＧＢセンサーを備え、
   前記ＲＧＢセンサーで検知したそれぞれの色の光量に基づいて、複数の前記レーザー光源を制御する
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の照明器具。
10. 複数の前記レーザー光源の調光率と、前記ＲＧＢセンサーで検知したそれぞれの色の光量とに基づいて、複数の前記レーザー光源を制御する
    ことを特徴とする請求項９に記載の照明器具。
11. 複数の前記レーザー光源のそれぞれは、発光点が１つであるレーザーダイオードを内部に備えている
    ことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の照明器具。
12. 青色レーザー光源を備え、前記青色レーザー光源からの青色レーザー光を蛍光体に照射し、前記蛍光体から蛍光を放射させることで得られる白色光を照射する第２の光源装置を備えた
    ことを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の照明器具。
    

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