JP6112782B2

JP6112782B2 - 照明装置

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Publication number: JP6112782B2
Application number: JP2012130642A
Authority: JP
Inventors: 裕一清水; 哲夫谷内; 俊弘藤田; 潤徳田; 前田　重雄; 重雄前田; 藤谷　繁年; 繁年藤谷; 伊藤　久貴; 久貴伊藤; 片山　博之; 博之片山
Original assignee: Nitto Denko Corp; Idec Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp; Idec Corp
Priority date: 2012-06-08
Filing date: 2012-06-08
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2032-06-08
Also published as: KR20130138114A; EP2672168A2; JP2013254689A; US20130329416A1; EP2672168A3; TW201418614A; CN103486458A

Description

本発明は、照明装置に関する。

近年、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を光源とする照明装置が、オフィスや店舗等で利用されている。一方、半導体レーザ（ＬＤ：Laser Diode）は、光学ドライブの光ピックアップ、レーザプリンタ、レーザポインタ等の光源として利用されている。特許文献１では、半導体レーザを光源とする発光装置を照明に用いることが提案されている。

特開２００８−１０８５５３号公報

ところで、照明装置は、住居用、店舗用、オフィス用、工場用等、使用される環境や使用目的により様々な性能が要求される。しかしながら、一つ一つの要求に合わせて照明装置を設計および製造すると製造コストが増大してしまう。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、用途に合わせた様々な照明装置を低コストにて製造することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、照明装置であって、ＬＥＤ照明モジュールと、レーザ照明モジュールと、前記ＬＥＤ照明モジュールおよび前記レーザ照明モジュールが取り付けられる取付本体部とを備え、前記ＬＥＤ照明モジュールが、ＬＥＤ用ベース部と、前記ＬＥＤ用ベース部上に配置されるＬＥＤチップとを備え、前記レーザ照明モジュールが、レーザ用ベース部と、前記レーザ用ベース部上に配置される青色レーザデバイスと、前記レーザ用ベース部上に配置され、前記青色レーザデバイスから出射された光が照射されるレーザ用蛍光体と、前記レーザ用蛍光体から出射される光の配光を調整する配光調整部とを備え、前記取付本体部が、前記ＬＥＤ照明モジュールおよび前記レーザ照明モジュールのいずれもが取付可能な複数のモジュール取付部を備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の照明装置であって、前記取付本体部が、前記ＬＥＤ照明モジュールおよび前記レーザ照明モジュールに電力を供給する共通電源を備える。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の照明装置であって、照度センサ部をさらに備え、前記ＬＥＤ照明モジュールまたは前記レーザ照明モジュールの明るさが、前記照度センサ部からの出力に基づいて変更される。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の照明装置であって、前記レーザ照明モジュールが、照明光の出射方向を変更する照明方向変更部をさらに備える。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の照明装置であって、人感センサ部をさらに備え、前記照明方向変更部が、前記人感センサ部からの出力に基づいて前記レーザ照明モジュールによる照明方向を変更する。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の照明装置であって、人感センサ部と、前記レーザ照明モジュールとは照明方向が異なる他のレーザ照明モジュールと、点灯制御部とをさらに備え、前記点灯制御部が、前記人感センサ部からの出力に基づいて前記レーザ照明モジュールおよび前記他のレーザ照明モジュールの点灯を個別に制御する。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の照明装置であって、人感センサ部をさらに備え、前記ＬＥＤ照明モジュールまたは前記レーザ照明モジュールの明るさが、前記人感センサ部からの出力に基づいて変更される。

請求項８に記載の発明は、請求項５ないし７のいずれかに記載の照明装置であって、前記人感センサ部が、前記取付本体部に取り付けられるセンサ用ベース部と、前記センサ用ベース部上に配置される人感センサとを備える人感センサモジュールである。
請求項９に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の照明装置であって、前記取付本体部の前記複数のモジュール取付部に取付可能な人感センサモジュールをさらに備えることを特徴とする照明装置。

請求項１０に記載の発明は、請求項１ないし９のいずれかに記載の照明装置であって、前記青色レーザデバイスが、青色ＬＤチップである。

請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の照明装置であって、前記レーザ照明モジュールが、他の青色ＬＤチップをさらに備える。

本発明では、用途に合わせた様々な照明装置を低コストにて製造することができる。

第１の実施の形態に係る照明装置を示す平面図である。照明装置を示す側面図である。レーザ照明モジュールを示す平面図である。レーザ照明モジュールを示す部分断面図である。ＬＥＤ照明モジュールを示す平面図である。ＬＥＤ照明モジュールを示す部分断面図である。センサモジュールを示す平面図である。センサモジュールを示す部分断面図である。他のレーザ照明モジュールを示す部分断面図である。他のレーザ照明モジュールを示す平面図である。他のレーザ照明モジュールを示す部分断面図である。他のレーザ照明モジュールを示す部分断面図である。他のレーザ照明モジュールを示す部分断面図である。他のレーザ照明モジュールを示す部分断面図である。第２の実施の形態に係る照明装置を示す平面図である。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る照明装置１０を示す平面図である。照明装置１０は、レーザ照明モジュール１、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）照明モジュール３およびセンサモジュール５を備える。照明装置１０は、また、レーザ照明モジュール１、ＬＥＤ照明モジュール３およびセンサモジュール５が着脱自在に取り付けられる取付本体部７をさらに備える。

図２は、照明装置１０を示す側面図である。取付本体部７は、レーザ照明モジュール１、ＬＥＤ照明モジュール３およびセンサモジュール５のいずれもが取付可能な複数（本実施の形態では、３つ）のモジュール取付部７１を備える。取付本体部７は、また、レーザ照明モジュール１、ＬＥＤ照明モジュール３およびセンサモジュール５に電力を供給する共通電源７２を内部に備える。

図３は、レーザ照明モジュール１を示す平面図である。図４は、レーザ照明モジュール１の内部構成を示す部分断面図である。図４では、後述するベース部２１およびカバー２２を断面にて示す（図６，８，９，１１〜１４においても同様）。図３および図４に示すように、レーザ照明モジュール１は、半導体レーザ（ＬＤ：Laser Diode）１１と、半導体レーザ１１が実装される基板１２と、半導体レーザ１１から出射された光が入射する（すなわち、照射される）セラミックス蛍光体１３とを備える。半導体レーザ１１は、青色レーザ光を出射する青色レーザデバイスであり、本実施の形態では、青色半導体レーザのベアチップである。

セラミックス蛍光体１３は、透光性を有するとともに半導体レーザ１１からの光により励起されて黄色の蛍光を生成する蛍光体である。セラミックス蛍光体の蛍光体成分としては、例えば、ＹＡＧ系のものが用いられるが、これに限定されない（後述するセラミックス蛍光体１３ｂにおいても同様）。図４に示すように、セラミックス蛍光体１３は、略三角柱状の光学部材であるプリズム型蛍光体である。セラミックス蛍光体１３では、三角柱の３つの矩形の側面が、半導体レーザ１１からの光が入射する入射面１３１と、半導体レーザ１１から入射した光をおよそ全反射する反射面１３２と、照明光が出射する出射面１３３とになる。セラミックス蛍光体１３の入射面１３１、反射面１３２および出射面１３３に垂直な断面は直角二等辺三角形であり、反射面１３２は、当該直角二等辺三角形の斜辺に対応する。セラミックス蛍光体１３は、入射面１３１が、半導体レーザ１１からの光の光軸Ｊ１に略垂直となるように配置される。

レーザ照明モジュール１は、セラミックス蛍光体１３の入射面１３１を覆うバンドパスフィルタ１４をさらに備える。バンドパスフィルタ１４は、半導体レーザ１１からの光を透過するとともに、セラミックス蛍光体１３からの蛍光を反射する。半導体レーザ１１からの青色レーザ光は、バンドパスフィルタ１４を透過してセラミックス蛍光体１３に入射し、反射面１３２にて反射されて出射面１３３へと導かれる。すなわち、反射面１３２は、半導体レーザ１１から入射した光を反射して光の向きを変更するミラーの役割を果たす。また、セラミックス蛍光体１３にて生成された蛍光は、バンドパスフィルタ１４により反射され、効率よく出射面１３３へと導かれる。出射面１３３へと導かれた光は、疑似白色の照明光として出射面１３３から出射される。なお、バンドパスフィルタ１４は、セラミックス蛍光体１３の入射面１３１の左右両側の面（すなわち、三角柱の上面および下面である２つの三角形の面）も覆うように設けられてよい。

図３および図４に示すように、レーザ照明モジュール１は、取付本体部７（図１および図２参照）に取り付けられる板状のベース部２１と、ベース部２１の上方を覆うカバー２２と、セラミックス蛍光体１３を保持する保持部材２３と、照明光の配光（広がり）を調整する配光調整部であるレンズ２４と、セラミックス蛍光体１３を挟んで半導体レーザ１１と反対側（すなわち、半導体レーザ１１に対するセラミックス蛍光体１３の反射面１３２の後方）に配置される受光センサ２５とをさらに備える。カバー２２は、天蓋部２２１と、天蓋部２２１の外縁部から下方へと延びる側壁部２２２とを備える。側壁部２２２の下部は、ベース部２１の外縁部に締結される。ベース部２１およびカバー２２は、金属にて形成される。ベース部２１とカバー２２とにより形成される空間内には窒素が充填される。

ベース部２１上には、基板１２、保持部材２３および受光センサ２５が配置され、基板１２上には、上述のように半導体レーザ１１が実装される。また、保持部材２３上には、セラミックス蛍光体１３およびバンドパスフィルタ１４が取り付けられる。換言すれば、半導体レーザ１１、並びに、セラミックス蛍光体１３およびバンドパスフィルタ１４はそれぞれ、基板１２および保持部材２３を介してベース部２１上に配置される。

基板１２は薄く、かつ、熱伝導性に優れた材料にて形成される。基板１２は、半導体レーザ１１およびベース部２１と面接触する。これにより、半導体レーザ１１から発生する熱が、基板１２およびベース部２１を経由して効率よくレーザ照明モジュール１の外部へと放出される。すなわち、基板１２は、青色レーザデバイスである半導体レーザ１１に接して半導体レーザ１１からの熱を放出するデバイス放熱部である。なお、基板１２と半導体レーザ１１およびベース部２１とは、厳密な意味で面接触する必要はなく、実質的に面接触すればよい。

天蓋部２２１は、セラミックス蛍光体１３の出射面１３３に対向する位置に開口２２３を有し、開口２２３はカバーガラス２２４により覆われる。カバーガラス２２４上には、開口２２３に重なる位置にレンズ２４が取り付けられる。セラミックス蛍光体１３から出射される照明光は、レンズ２４を透過する際にその配光が調整される。配光調整部としては、単一のレンズ２４以外に、微小な多数のレンズを配列したフライアイレンズや、略面状のフレネルレンズ等が用いられてもよい。

保持部材２３は、略三角柱状の部材であり、セラミックス蛍光体１３とおよそ同様の形状を有する。保持部材２３の３つの矩形の側面に垂直な断面は略直角二等辺三角形であり、斜辺に対応する側面にてセラミックス蛍光体１３の反射面１３２に面接触し、他の側面にてベース部２１に面接触する。保持部材２３は、セラミックス蛍光体１３よりも熱伝導率が高く透光性を有する材料、例えば、サファイアにて形成される。セラミックス蛍光体１３にて発生する熱は、保持部材２３およびベース部２１を経由して効率よくレーザ照明モジュール１の外部へと放出される。すなわち、保持部材２３は、プリズム型蛍光体であるセラミックス蛍光体１３の反射面１３２に接するプリズム放熱部であり、ミラーである反射面１３２に接するため、ミラー放熱部とも捉えられる。なお、保持部材２３とセラミックス蛍光体１３およびベース部２１とは、厳密な意味で面接触する必要はなく、実質的に面接触すればよい。また、透光性を有する保持部材２３は、熱伝導率が高いダイヤモンド、窒化ガリウム、透明アルミナセラミックス等により形成されてもよい。

レーザ照明モジュール１では、セラミックス蛍光体１３が劣化したり損傷する等して、セラミックス蛍光体１３の反射面１３２から外部に光が漏れた場合、反射面１３２から漏れ出す光が保持部材２３を透過して受光センサ２５により受光される。受光センサ２５からの出力、すなわち、受光センサ２５により検出されるセラミックス蛍光体１３からの光の光量は、基板１２に送られる。そして、受光センサ２５からの出力が所定の閾値以上になると、基板１２に設けられたデバイス制御部である制御回路により、半導体レーザ１１の駆動が停止される。

レーザ照明モジュール１では、受光センサ２５が設けられることにより、セラミックス蛍光体１３の状態を容易に把握することができる。また、受光センサ２５からの出力に基づいて半導体レーザ１１の駆動が停止されることにより、ある程度以上に劣化したり損傷しているセラミックス蛍光体１３に向けてレーザ光が出射されることが防止される。これにより、レーザ照明モジュール１の安全性を向上することができる。

図５は、ＬＥＤ照明モジュール３を示す平面図である。図６は、ＬＥＤ照明モジュール３の内部構成を示す部分断面図である。図５および図６に示すように、ＬＥＤ照明モジュール３は、取付本体部７に取り付けられるベース部４１と、ベース部４１の上方を覆うカバー４２と、ベース部４１上に配置される複数のＬＥＤデバイス３１と、カバー４２の複数のＬＥＤデバイス３１と対向する位置に設けられた複数のレンズ４３とを備える。各ＬＥＤデバイス３１は、図６に示すように、上部に凹部を有するチップベース３２と、チップベース３２の凹部内に実装されるＬＥＤチップ３３と、チップベース３２の凹部内に充填されてＬＥＤチップを覆う（封止する）蛍光体３４とを備える。

ＬＥＤチップ３３は、青色ＬＥＤのベアチップである。蛍光体３４は、透光性を有するとともにＬＥＤチップ３３からの光により励起されて黄色の蛍光を生成する。蛍光体３４は、蛍光体の粒子を含むシリコン等のバインダを、チップベース３２の凹部内に注入して固めることにより形成される。ＬＥＤチップ３３から出射される青色の光と、蛍光体３４にて生成される黄色の光とが混ざることにより、疑似白色の照明光がＬＥＤデバイス３１から出射される。ＬＥＤデバイス３１から出射される照明光は、配光調整部であるレンズ４３を透過する際にその配光が調整される。なお、蛍光体３４として、セラミックス蛍光体が利用されてもよい。

ＬＥＤ照明モジュール３により所定の距離だけ離れた対象物を照明した場合の照明範囲は、レーザ照明モジュール１により同距離だけ離れた対象物を照明した場合の同様の照明範囲よりも広い。

照明装置１０は、図１に示すように、取付本体部７に設けられて周囲の照度を測定する照度センサ部７３を備え、図２に示すように、照度センサ部７３からの出力に基づいてレーザ照明モジュール１およびＬＥＤ照明モジュール３を制御する照明制御部７５をさらに備える。照明装置１０では、レーザ照明モジュール１およびＬＥＤ照明モジュール３の明るさが、照度センサ部７３からの出力に基づいて変更される。具体的には、照度センサ部７３により測定された照度が大きい場合、照明制御部７５により共通電源７２が制御され、共通電源７２からレーザ照明モジュール１およびＬＥＤ照明モジュール３に供給される電流が小さくなる。これにより、レーザ照明モジュール１およびＬＥＤ照明モジュール３からの照明光の光量が小さくなり、照度に合わせた適切な照明を実現することができる。なお、照度センサ部７３からの出力に基づいて、レーザ照明モジュール１およびＬＥＤ照明モジュール３のうち、一方のモジュールからの照明光の光量が制御されてもよい。

図７は、センサモジュール５を示す平面図である。図８は、センサモジュール５の内部構成を示す部分断面図である。図７および図８に示すように、センサモジュール５は、取付本体部７に取り付けられるベース部６１と、ベース部６１の上方を覆うカバー６２と、ベース部６１上に配置される人感センサ５１と、人感センサ５１に係る制御を行うセンサ制御部５２とを備える。カバー６２の人感センサ５１に対向する位置には、カバーガラス６２１が設けられる。センサモジュール５により、所定のセンシング範囲内における人間の存在が検出される。人感センサ５１は、例えば、超音波式や赤外線式のセンサである。

なお、レーザ照明モジュール１のベース部２１、ＬＥＤ照明モジュール３のベース部４１、および、センサモジュール５のベース部６１を区別する必要がある場合、ベース部２１，４１，６１をそれぞれ、レーザ用ベース部２１、ＬＥＤ用ベース部４１およびセンサ用ベース部６１と呼ぶ。また、レーザ照明モジュール１のセラミックス蛍光体１３をレーザ用蛍光体、ＬＥＤ照明モジュール３の蛍光体３４をＬＥＤ用蛍光体とも呼ぶ。

図１に示す照明装置１０では、レーザ照明モジュール１およびＬＥＤ照明モジュール３の明るさが、センサモジュール５からの出力に基づいて変更される。具体的には、センサモジュール５のセンシング範囲において人間の存在が検出されない場合、センサ制御部５２により共通電源７２が制御され、共通電源７２からレーザ照明モジュール１およびＬＥＤ照明モジュール３に供給される電流が小さくなる。これにより、レーザ照明モジュール１およびＬＥＤ照明モジュール３からの照明光の光量を適切に小さくすることができる。なお、センサモジュール５からの出力に基づいて、レーザ照明モジュール１およびＬＥＤ照明モジュール３のうち、一方のモジュールからの照明光の光量が制御されてもよい。

図１に示す照明装置１０では、取付本体部７に３つのモジュール取付部７１（図２参照）が設けられるが、モジュール取付部７１の個数は、複数であれば３つには限定されない。そして、複数のモジュール取付部７１が設けられた取付本体部７に、１つまたは複数のレーザ照明モジュール１と、１つまたは複数のＬＥＤ照明モジュール３とを様々に組み合わせて取り付けることにより、用途に合わせた様々な照明装置を低コストにて製造することができる。

照明装置１０では、上述のように、レーザ照明モジュール１およびＬＥＤ照明モジュール３のいずれもが取付可能な複数のモジュール取付部７１が取付本体部７に設けられることにより、取付本体部７に対するモジュールの取り付けの自由度を向上することができる。また、当該モジュール取付部７１には、センサモジュール５も取り付け可能であるため、取付本体部７に対するモジュールの取り付けの自由度をさらに向上することができる。さらに、取付本体部７が、レーザ照明モジュール１、ＬＥＤ照明モジュール３およびセンサモジュール５に電力を供給する共通電源７２を備えることにより、照明装置１０の構造を簡素化することができる。

上述のように、センサモジュール５は、取付本体部７に取り付けられて人感センサモジュールとして機能する人感センサ部であるが、照明装置１０では、例えば、取付本体部７に人感センサ部が組み込まれてもよい。ただし、人感センサ部を取付本体部７に着脱自在に取り付けられるセンサモジュール５とすることにより、人感センサ部が必要でない場合には、照明装置１０からセンサモジュール５を省略することができ、用途に合わせた様々な照明装置を低コストにて製造することができる。

図３および図４に示すレーザ照明モジュール１では、半導体レーザ１１として青色半導体レーザのベアチップが利用される。これにより、レーザ照明モジュール１を小型化することができる。また、半導体レーザ１１が実装される基板１２をデバイス放熱部とすることにより、半導体レーザ１１により発生する熱を容易に除去することができる。

上述のように、レーザ照明モジュール１では、プリズム型蛍光体であるセラミックス蛍光体１３が設けられ、セラミックス蛍光体１３の反射面１３２が、半導体レーザ１１からの光を反射して光の向きを変更するミラーとして機能する。このように、蛍光の生成と光の向きの変更とを共にセラミックス蛍光体１３にて行うことにより、レーザ照明モジュール１の構成を簡素化することができる。また、半導体レーザ１１からの光の向きを変更する構成としてセラミックス蛍光体１３による全反射を利用することにより、通常のミラー（反射鏡）に比べて当該構成の劣化を抑制することができる。

レーザ照明モジュール１では、セラミックス蛍光体１３の入射面１３１を覆うバンドパスフィルタ１４が設けられることにより、セラミックス蛍光体１３にて生成された蛍光が、入射面１３１から出射されることが防止され、効率よく出射面１３３へと導かれる。その結果、セラミックス蛍光体１３からの蛍光の利用効率を向上することができる。また、セラミックス蛍光体１３の断面が直角二等辺三角形であるため、半導体レーザ１１からセラミックス蛍光体１３へ入射する光が高さ方向（図４中の上下方向）に多少ずれた場合であっても、当該光が入射面１３１に略垂直に入射していれば、セラミックス蛍光体１３内における当該光の光路長（すなわち、入射面１３１から反射面１３２を介して出射面１３３に至る光路長）がほぼ一定となる。その結果、セラミックス蛍光体１３から出射される光の質のばらつきを抑制することができる。

セラミックス蛍光体１３は、バインダで固めた一般的な蛍光体に比べて熱伝導性に優れるため，セラミックス蛍光体１３を熱伝導率が高い保持部材２３にて保持する（すなわち、プリズム放熱部と接触させる）ことにより、セラミックス蛍光体１３から効率よく熱を除去することができる。その結果、セラミックス蛍光体１３やその周辺部品が高温になることが抑制され、レーザ照明モジュール１の寿命を向上することができる。

次に、レーザ照明モジュールの他の好ましい例について説明する。図９は、レーザ照明モジュール１とは構成が異なるレーザ照明モジュール１ａの内部構成を示す部分断面図である。レーザ照明モジュール１ａでは、照明光の出射方向を変更する照明方向変更部２６が設けられる。その他の構成は、図３および図４に示すレーザ照明モジュール１とほぼ同様の構成を有し、以下の説明では対応する構成には同符号を付す。

図９に示すように、照明方向変更部２６はベース部２１の底面（すなわち、半導体レーザ１１や基板１２とは反対側の面）に設けられる。レーザ照明モジュール１ａは、照明方向変更部２６にて取付本体部７（図１参照）に取り付けられる。照明方向変更部２６は、ベース部２１の図９中の左右方向の一端に接続される送り機構２６１と、ベース部２１の他端を支持する支点２６２と、送り機構２６１および支点２６２を支持する変更部支持部２６３とを備える。送り機構２６１は、モータとねじ機構により構成される。レーザ照明モジュール１ａでは、送り機構２６１によりベース部２１の一端と変更部支持部２６３との距離が変更されることにより、ベース部２１が支点２６２を中心として回動する。これにより、レーザ照明モジュール１ａからの照明光の出射方向が変更される。照明方向変更部として、例えば、レーザ照明モジュール１におけるセラミックス蛍光体１３の傾きを変更する機構が設けられてもよい。このように、照明方向変更部が設けられることにより、レーザ照明モジュール１ａにより必要な場所のみを容易に明るくすることができる。

照明装置１０にレーザ照明モジュール１ａが設けられる場合、センサモジュール５（図１参照）からの出力に基づいて、レーザ照明モジュール１ａの照明方向変更部２６が制御され、レーザ照明モジュール１ａによる照明方向が変更される。具体的には、センサモジュール５により検出された人間の周囲（例えば、足元）を照らすように、照明方向変更部２６によりベース部２１の傾きが変更され、レーザ照明モジュール１ａからの照明光の出射方向が変更される。これにより、レーザ照明モジュール１ａによる照明方向を人間の動きに合わせて自動的に変更することができる。

図１０は、レーザ照明モジュール１ｂを示す平面図である。レーザ照明モジュール１ｂでは、基板１２上に複数の半導体レーザ１１が実装され、セラミックス蛍光体１３を挟んで複数の半導体レーザ１１と反対側に複数の受光センサ２５が配置される。その他の構成は、図３および図４に示すレーザ照明モジュール１とほぼ同様の構成を有し、以下の説明では対応する構成には同符号を付す。

レーザ照明モジュール１ｂでは、複数（図１０の例では３つ）の半導体レーザ１１が、セラミックス蛍光体１３の入射面１３１におよそ平行な方向に配列され、入射面１３１に対向して配置される。３つの半導体レーザ１１からそれぞれ出射された青色レーザ光は、バンドパスフィルタ１４を透過してセラミックス蛍光体１３に入射し、反射面１３２（図４参照）にて反射されて出射面１３３へと導かれる。また、セラミックス蛍光体１３にて生成された蛍光は、バンドパスフィルタ１４により反射され、効率よく出射面１３３へと導かれる。出射面１３３へと導かれた光は、疑似白色の照明光としてレンズ２４を介して出射される。

レーザ照明モジュール１ｂでは、複数の半導体レーザ１１を設けることにより、照明光の明るさを容易に増大することができる。また、複数の半導体レーザ１１として、青色半導体レーザのベアチップを利用することにより、レーザ照明モジュール１ｂの大型化を抑制することができる。

レーザ照明モジュール１ｂでは、セラミックス蛍光体１３を挟んで各半導体レーザ１１に対向する位置に、受光センサ２５が配置される。そして、図３および図４に示すレーザ照明モジュール１と同様に、セラミックス蛍光体１３が劣化した場合等、反射面１３２から漏れ出す光が保持部材２３（図４参照）を透過して受光センサ２５により受光される。受光センサ２５からの出力が所定の閾値以上になると、当該受光センサ２５に対応する半導体レーザ１１の駆動が停止される。これにより、セラミックス蛍光体１３の状態を容易に把握し、レーザ照明モジュール１ｂの安全性を向上することができる。

図１１は、レーザ照明モジュール１ｃの内部構成を示す部分断面図である。レーザ照明モジュール１ｃでは、セラミックス蛍光体１３の出射面１３３が、カバー２２の天蓋部２２１に向かって凸となる曲面であり、カバー２２上のレンズは省略される。その他の構成は、図３および図４に示すレーザ照明モジュール１とほぼ同様の構成を有し、以下の説明では対応する構成には同符号を付す。

レーザ照明モジュール１ｃでは、セラミックス蛍光体１３の出射面１３３が配光調整部となっており、セラミックス蛍光体１３から出射される照明光は、出射面１３３を透過する際にその配光が調整される。これにより、上述のように、カバー２２上に配光調整部としてレンズを設ける必要がなくなるため、レーザ照明モジュール１ｃの構成を簡素化することができる。

図１２は、レーザ照明モジュール１ｄの内部構成を示す部分断面図である。レーザ照明モジュール１ｄでは、図３および図４に示すセラミックス蛍光体１３に代えて、セラミックス蛍光体１３とおよそ同じ形状を有するプリズム１３ａが設けられる。また、プリズム１３ａの出射面１３３上にバンドパスフィルタ１４が取り付けられ、バンドパスフィルタ１４上に矩形板状のセラミックス蛍光体１３ｂが取り付けられる。その他の構成は、図３および図４に示すレーザ照明モジュール１とほぼ同様の構成を有し、以下の説明では対応する構成には同符号を付す。

プリズム１３ａは、図３および図４に示すセラミックス蛍光体１３と同様に、入射面１３１、反射面１３２および出射面１３３を備え、これらの面に垂直な断面は略直角二等辺三角形である。プリズム１３ａは、透光性を有するセラミックスにより形成され、蛍光体の粒子は実質的に含んでいない。バンドパスフィルタ１４は、セラミックス蛍光体１３ｂの図１２中の下側の主面１３４、すなわち、プリズム１３ａの出射面１３３と対向する主面１３４を覆う。また、バンドパスフィルタ１４は、セラミックス蛍光体１３ｂの４つの側面１３６も覆う。

半導体レーザ１１から出射された青色レーザ光は、プリズム１３ａの入射面１３１から入射し、ミラーの役割を果たす反射面１３２にておよそ全反射されて出射面１３３へと導かれる。プリズム１３ａの出射面１３３からの青色レーザ光は、バンドパスフィルタ１４を透過し、セラミックス蛍光体１３ｂの下側の主面１３４から入射して上側の主面１３５へと導かれる。以下の説明では、セラミックス蛍光体１３ｂの図１２中の下側の主面１３４を「入射面１３４」といい、図１２中の上側の主面１３５を「出射面１３５」という。また、セラミックス蛍光体１３ｂにて生成された蛍光は、バンドパスフィルタ１４により反射され、効率よく出射面１３５へと導かれる。出射面１３５へと導かれた光は、疑似白色の照明光として出射される。

レーザ照明モジュール１ｄでは、半導体レーザ１１からの光の向きを変更する構成としてプリズム１３ａによる全反射を利用することにより、当該構成の劣化を抑制することができる。また、セラミックス蛍光体１３ｂの入射面１３４を覆うバンドパスフィルタ１４が設けられることにより、セラミックス蛍光体１３ｂにて生成された蛍光が、入射面１３４から出射されることが防止され、効率よく出射面１３５へと導かれる。その結果、セラミックス蛍光体１３ｂからの蛍光の利用効率を向上することができる。さらに、セラミックス蛍光体１３ｂの側面１３６もバンドパスフィルタ１４により覆われることにより、蛍光が側面１３６から出射されることが防止され、セラミックス蛍光体１３ｂからの蛍光の利用効率をより一層向上することができる。

レーザ照明モジュール１ｄでは、プリズム１３ａの断面が直角二等辺三角形であるため、半導体レーザ１１からプリズム１３ａへ入射する光が高さ方向（図１２中の上下方向）に多少ずれた場合であっても、当該光が入射面１３１に略垂直に入射していれば、プリズム１３ａ内における当該光の光路長はほぼ一定となる。

レーザ照明モジュール１ｄでは、図３および図４に示すレーザ照明モジュール１と同様に、略三角柱状のプリズム放熱部である保持部材２３がベース部２１上に設けられ、保持部材２３によりプリズム１３ａが保持される。保持部材２３は、プリズム１３ａよりも熱伝導率が高く透光性を有する材料、例えば、サファイアにて形成される。プリズム１３ａやセラミックス蛍光体１３ｂにて発生する熱は、保持部材２３およびベース部２１を経由して効率よくレーザ照明モジュール１ｄの外部へと放出される。これにより、プリズム１３ａやセラミックス蛍光体１３ｂの温度上昇を抑制することができる。なお、透光性を有する保持部材２３は、熱伝導率が高いダイヤモンド、窒化ガリウム、透明アルミナセラミックス等により形成されてもよい。

また、レーザ照明モジュール１ｄでは、プリズム１３ａを挟んで半導体レーザ１１の反対側には受光センサ２５が設けられる。そして、図３および図４にしめすレーザ照明モジュール１と同様に、プリズム１３ａが劣化した場合等、反射面１３２から漏れ出す光が保持部材２３を透過して受光センサ２５により受光される。受光センサ２５からの出力が所定の閾値以上になると半導体レーザ１１の駆動が停止される。その結果、プリズム１３ａの状態を容易に把握し、レーザ照明モジュール１ｄの安全性を向上することができる。

図１３は、レーザ照明モジュール１ｅの内部構成を示す部分断面図である。レーザ照明モジュール１ｅでは、図１２に示すレーザ照明モジュール１ｄのセラミックス蛍光体１３ｂが、プリズム１３ａの出射面１３３上に直接的に取り付けられ、セラミックス蛍光体１３ｂの４つの側面１３６がバンドパスフィルタ１４により覆われる。また、薄板状のバンドパスフィルタ１４ａが、プリズム１３ａの入射面１３１に直接的に取り付けられる。その他の構成は、図１２に示すレーザ照明モジュール１ｄとほぼ同様の構成を有し、以下の説明では対応する構成には同符号を付す。

レーザ照明モジュール１ｅでは、バンドパスフィルタ１４ａは、プリズム１３ａの入射面１３１を覆い、半導体レーザ１１から出射された青色レーザ光を透過する。バンドパスフィルタ１４ａを透過した光は、プリズム１３ａの入射面１３１から入射し、反射面１３２にておよそ全反射されて出射面１３３へと導かれる。そして、プリズム１３ａの出射面１３３に当接して配置されるセラミックス蛍光体１３ｂを透過し、セラミックス蛍光体１３ｂの出射面１３５へと導かれる。セラミックス蛍光体１３ｂにて生成された蛍光は、側面１３６を覆うバンドパスフィルタ１４により反射され、効率よく出射面１３５へと導かれる。また、セラミックス蛍光体１３ｂから出射されてプリズム１３ａに入射し、プリズム１３ａの入射面１３１へと導かれる蛍光は、プリズム１３ａの入射面を覆うバンドパスフィルタ１４ａにより反射され、プリズム１３ａを介してセラミックス蛍光体１３ｂの出射面１３５へと効率よく導かれる。出射面１３５へと導かれた光は、疑似白色の照明光として出射される。

レーザ照明モジュール１ｅでは、図１２に示すレーザ照明モジュール１ｄと同様に、プリズム１３ａによる全反射を利用することにより、半導体レーザ１１からの光の向きを変更する構成の劣化を抑制することができる。また、プリズム１３ａの入射面１３１を覆うバンドパスフィルタ１４ａが設けられることにより、セラミックス蛍光体１３ｂからの蛍光の利用効率を向上することができる。さらに、セラミックス蛍光体１３ｂの側面１３６もバンドパスフィルタ１４により覆われることにより、セラミックス蛍光体１３ｂからの蛍光の利用効率をより一層向上することができる。

図１４は、レーザ照明モジュール１ｆの内部構成を示す部分断面図である。レーザ照明モジュール１ｆでは、セラミックス蛍光体１３の反射面１３２と保持部材２３との間に薄板状の反射体２７が設けられ、受光センサは省略される。その他の構成は、図３および図４に示すレーザ照明モジュール１とほぼ同様の構成を有し、以下の説明では対応する構成には同符号を付す。

レーザ照明モジュール１ｆでは、金属等により形成される反射体２７が、セラミックス蛍光体１３の反射面１３２および保持部材２３に実質的に面接触する。これにより、反射面１３２における蛍光の反射効率が向上され、蛍光が、より効率よく出射面１３３へと導かれる。その結果、セラミックス蛍光体１３からの蛍光の利用効率をさらに向上することができる。レーザ照明モジュール１ｆでは、セラミックス蛍光体１３にて発生する熱は、反射体２７、保持部材２３およびベース部２１を経由して効率よくレーザ照明モジュール１ｆの外部へと放出される。なお、保持部材２３は、透光性を有しない金属やセラミックス等の他の材料により形成されてもよい。保持部材２３は、例えば、銀、銅、アルミニウム、シリコン、窒化アルミニウム、真鍮、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、または、カーボンナノチューブを含有する複合材料により形成される。

次に、本発明の第２の実施の形態に係る照明装置について説明する。図１５は、第２の実施の形態に係る照明装置１０ａを示す平面図である。図１５に示すように、照明装置１０ａでは、取付本体部７に４つのモジュール取付部７１（図２参照）が設けられ、もう１つのレーザ照明モジュール１が取付本体部７に取り付けられる。また、取付本体部７に点灯制御部７７が設けられる。その他の構成は、図１に示す照明装置１０とほぼ同様の構成を有し、以下の説明では対応する構成には同符号を付す。

２つのレーザ照明モジュール１は同様の構造を有する。一方のレーザ照明モジュール１の照明方向と、他方のレーザ照明モジュール１の照明方向とは異なる。照明装置１０ａでは、センサモジュール５からの出力に基づいて、点灯制御部７７により２つのレーザ照明モジュール１の点灯が個別に制御される。

具体的には、センサモジュール５により、一方のレーザ照明モジュール１の照明範囲に人間が存在することが検出されると、点灯制御部７７の制御により当該一方のレーザ照明モジュール１が点灯する。また、センサモジュール５により、他方のレーザ照明モジュール１の照明範囲に人間が存在することが検出されると、点灯制御部７７の制御により当該他方のレーザ照明モジュール１が点灯する。また、各レーザ照明モジュール１の照明範囲に人間が検出されない場合、点灯制御部７７の制御によりレーザ照明モジュール１が消灯する。照明装置１０ａでは、点灯制御部７７の制御により、２つのレーザ照明モジュール１の双方を点灯または消灯してもよく、片方のレーザ照明モジュール１のみを点灯してもよい。これにより、簡単な構造で複数箇所を効率よく明るくすることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

例えば、上述のレーザ照明モジュールでは、半導体レーザ１１として、いわゆる缶タイプの青色レーザデバイスが利用されてもよい。この場合も、青色レーザデバイスからの熱は、当該青色レーザデバイスに接するデバイス放熱部を介して放出される。また、照明方向変更部を有するレーザ照明モジュールでは、照明装置１０の設置時における照明方向の設定の際に、作業者の手作業によりレーザ照明モジュールの照明方向が変更されてもよい。

青色レーザデバイスからの光を反射して光の向きを変える構成であるミラーは、必ずしも、プリズム型のセラミックス蛍光体１３の反射面１３２やプリズム１３ａの反射面１３２である必要はなく、例えば、通常の反射鏡が利用されてもよい。また、セラミックス蛍光体以外の蛍光体、例えば、蛍光体の粒子をシリコン等のバインダで固めたものが利用されてもよい。

青色レーザデバイス、蛍光体およびレンズ等の配光調整部が一直線上に配置される等の場合には、青色レーザデバイスからの光を反射して光の向きを変える構成は省略されてよい。

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

１，１ａ〜１ｆレーザ照明モジュール
３ＬＥＤ照明モジュール
５センサモジュール
７取付本体部
１０，１０ａ照明装置
１１半導体レーザ
１３，１３ｂセラミックス蛍光体
２１ベース部
２４レンズ
２６照明方向変更部
３３ＬＥＤチップ
３４蛍光体
４１ベース部
５１人感センサ
６１ベース部
７１モジュール取付部
７２共通電源
７３照度センサ部
７７点灯制御部
１３３出射面

Claims

照明装置であって、
ＬＥＤ照明モジュールと、
レーザ照明モジュールと、
前記ＬＥＤ照明モジュールおよび前記レーザ照明モジュールが取り付けられる取付本体部と、
を備え、
前記ＬＥＤ照明モジュールが、
ＬＥＤ用ベース部と、
前記ＬＥＤ用ベース部上に配置されるＬＥＤチップと、
を備え、
前記レーザ照明モジュールが、
レーザ用ベース部と、
前記レーザ用ベース部上に配置される青色レーザデバイスと、
前記レーザ用ベース部上に配置され、前記青色レーザデバイスから出射された光が照射されるレーザ用蛍光体と、
前記レーザ用蛍光体から出射される光の配光を調整する配光調整部と、
を備え、
前記取付本体部が、前記ＬＥＤ照明モジュールおよび前記レーザ照明モジュールのいずれもが取付可能な複数のモジュール取付部を備えることを特徴とする照明装置。
請求項１に記載の照明装置であって、
前記取付本体部が、前記ＬＥＤ照明モジュールおよび前記レーザ照明モジュールに電力を供給する共通電源を備えることを特徴とする照明装置。
請求項１または２に記載の照明装置であって、
照度センサ部をさらに備え、
前記ＬＥＤ照明モジュールまたは前記レーザ照明モジュールの明るさが、前記照度センサ部からの出力に基づいて変更されることを特徴とする照明装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載の照明装置であって、
前記レーザ照明モジュールが、照明光の出射方向を変更する照明方向変更部をさらに備えることを特徴とする照明装置。
請求項４に記載の照明装置であって、
人感センサ部をさらに備え、
前記照明方向変更部が、前記人感センサ部からの出力に基づいて前記レーザ照明モジュールによる照明方向を変更することを特徴とする照明装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載の照明装置であって、
人感センサ部と、
前記レーザ照明モジュールとは照明方向が異なる他のレーザ照明モジュールと、
点灯制御部と、
をさらに備え、
前記点灯制御部が、前記人感センサ部からの出力に基づいて前記レーザ照明モジュールおよび前記他のレーザ照明モジュールの点灯を個別に制御することを特徴とする照明装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載の照明装置であって、
人感センサ部をさらに備え、
前記ＬＥＤ照明モジュールまたは前記レーザ照明モジュールの明るさが、前記人感センサ部からの出力に基づいて変更されることを特徴とする照明装置。
請求項５ないし７のいずれかに記載の照明装置であって、
前記人感センサ部が、
前記取付本体部に取り付けられるセンサ用ベース部と、
前記センサ用ベース部上に配置される人感センサと、
を備える人感センサモジュールであることを特徴とする照明装置。
請求項１ないし４のいずれかに記載の照明装置であって、
前記取付本体部の前記複数のモジュール取付部に取付可能な人感センサモジュールをさらに備えることを特徴とする照明装置。
請求項１ないし９のいずれかに記載の照明装置であって、
前記青色レーザデバイスが、青色ＬＤチップであることを特徴とする照明装置。
請求項１０に記載の照明装置であって、
前記レーザ照明モジュールが、他の青色ＬＤチップをさらに備えることを特徴とする照明装置。