JP6534117B2

JP6534117B2 - 照明装置

Info

Publication number: JP6534117B2
Application number: JP2015128448A
Authority: JP
Inventors: 秀治河地; 真一阿南
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-06-26
Filing date: 2015-06-26
Publication date: 2019-06-26
Anticipated expiration: 2035-06-26
Also published as: JP2017010910A; DE102016111523A1; US9909746B2; US20160377270A1

Description

本発明は、レーザ光を出射する光源を用いた照明装置に関する。

従来から、ショーウインドウや博物館等では、対象物を照明するスポットライト型の照明装置が用いられている。このような照明装置では、高効率な発光が可能なＬＥＤ等が広く用いられてきたが、近年では、ＬＥＤよりも更に高効率で高出力の発光が可能な半導体レーザを光源に用いた照明装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記特許文献１に記載の照明装置は、レーザ光を放出する光源と、複数の発光ユニットと、を備え、発光ユニットは、光源から放出されるレーザ光が入射される入射面と、入射したレーザ光を出射する出射面と、を有する線状導光体となっている。光源と各発光ユニットとは光ファイバにより接続され、光源から放出されたレーザ光は、光ファイバにより各発光ユニットに伝搬される。また、各発光ユニットは、ユニット単位で、直線状、曲線状又は折れ線状に配置され得るように構成されている。

特開２０１４−１７５１２６号公報特開２００１−１８４９３４号公報

ところで、スポットライト型の照明装置には、照明光を照射する対象物の配置等に応じて灯具の設置位置を任意に選択できるものがある。しかしながら、上記特許文献１に記載の照明装置は、レーザ光を放出する光源に対して、各発光ユニット（灯具）の位置が定められており、照明装置の使用環境に応じて、発光ユニットの設置位置を任意に選択することができない。

本発明は、上記課題を解決するものであり、光源にレーザ光を用い、照明光を出射する灯具の設置位置を任意に選択することができる照明装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、レーザ光を出射する光源と、前記光源から出射されたレーザ光を伝送する伝送部と、前記伝送部により伝送されたレーザ光の波長を変換して照明光を照射する灯具と、を備えた照明装置であって、前記伝送部は、前記レーザ光の伝送方向に直線状に伸びるレール状のガイド部を有し、前記ガイド部は、その長手方向に沿う一面に前記灯具の取付面を有し、前記取付面は、前記レーザ光が大気中を伝送する空間を囲うカバー部と、前記カバー部に沿って一定の幅で開口した開口部と、を有し、前記灯具は、前記開口部に嵌め込まれ、前記ガイド部の任意の位置に取り付け可能とされていることを特徴とする。

本発明によれば、灯具が、レーザ光の伝送方向に直線状に伸びるレール状のガイド部の任意の位置に取り付け可能とされているので、ユーザ等は、照明光を出射する灯具の設置位置を任意に選択することができる。

（ａ）は本発明の一実施形態に係る照明装置の側面構成図、（ｂ）は正面図。上記照明装置に用いられるガイド部と灯具の斜視図。（ａ）は上記照明装置に用いられる灯具、ガイド部の側面断面であって、ガイド部の長手方向に直交する断面図、（ｂ）は一部透視上面図。（ａ）（ｂ）は上記照明装置に用いられる灯具をガイド部に取り付ける手順を説明するための斜視図。上記実施形態の変形例に係る照明装置の斜視図。

本発明の一実施形態に係る照明装置について、図１乃至図５を参照して説明する。図１（ａ）（ｂ）に示すように、本実施形態の照明装置１は、天井等の施工面Ｃに設置され、主として施工面Ｃに対して垂直な方向に照明光を照射するものである。照明装置１は、レーザ光を出射する光源２と、光源２から出射されたレーザ光を伝送する伝送部３と、伝送部３により伝送されたレーザ光の波長を変換して照明光を照射する灯具４と、を備える。

伝送部３は、レーザ光の伝送方向に直線状に伸びるレール状のガイド部５を有する。光源２及びガイド部５は、施工面Ｃに固定される面が夫々施工面２Ａ、５Ａとなり、また、ガイド部５の施工面５Ａと反対側の面が、灯具４が取り付けられる取付面５Ｂとなり、灯具４は、ガイド部５の任意の位置に取り付け可能とされている。

光源２は、半導体レーザ素子２１と、半導体レーザ素子２１の駆動時に発生した熱を放熱するための放熱部２２と、半導体レーザ素子２１を点灯駆動させるための点灯制御回路２３と、これらを収容する光源筐体２４と、を有する。なお、ここでは、点灯制御回路２３は、光源筐体２４に収容された光源２の一構成として説明しているが、例えば、光源筐体２４外に設けられた別構成であってもよい。

半導体レーザ素子２１には、例えば、４４０ｎｍから４５５ｎｍの波長の青色光を発光するレーザ素子が用いられる。また、半導体レーザ素子２１の出射部には、出射されるレーザ光を略平行光にするレンズ（不図示）が設けられている。放熱部２２は、放熱性の高いアルミ合金等の金属により形成され、放熱性を高めるためのフィンが設けられた汎用のダイキャスト部材が用いられる。点灯制御回路２３は、商用電源（不図示）からの給電を受けてこれを所定の直流電流に変換すると共に、予め設定された出力信号に対応するよう半導体レーザ素子２１の出力を制御するために印加する電圧を制御する整流変圧回路（不図示）を有する。光源筐体２４は、例えば、ステンレス等で形成された箱形状の構造材料であり、その一側面にガイド部５が連結されている。

ガイド部５は、長尺状に伸びたレール状の構造部材であり、図２に示すように、その一面が長手方向に伸びて施工面５Ａを成す平板状の底面５１と、底面５１の両縁に立設される両側面５２と、を有する。また、取付面５Ｂは、光源２から出射されたレーザ光が大気中を伝送する空間を囲うカバー部５３と、カバー部５３に沿って一定の幅で開口した開口部５４と、を有する。灯具４は、この開口部５４に嵌め込まれ、後述する手順によりガイド部５に取り付けられる。

ガイド部５の側面５２の内側面には、後述する灯具４の突部４３が係止される係止溝５５が、ガイド部５の全長にわたって形成されている。また、底面５１の取付面５Ｂ側面には、一対の電極５６がガイド部５の全長にわたって形成されており（後述する図４（ａ）（ｂ）も参照）、これらの電極５６は光源２の点灯制御回路２３に接続されている（不図示）。

灯具４は、円筒状の灯具筐体４１と、灯具４をガイド部５に取り付けるための取付部４２と、取付け部５に設けられてガイド部５の係止溝５５に係止される突部４３と、を有する。灯具筐体４１は、後述する波長変換部４８等を収容するための所定の内部空間を有し、また、その底面に照明光を出射する開口４１ａを有する（上記図１（ｂ）も参照）。

取付部４２は、取付面５Ｂと正対する方向から視たときに直交する２辺の長さが互いに異なり、断面が横長円形の筒状の構造部材である。取付部４２は、灯具筐体４１の上端から側方に突出するように設けられ、その内部が灯具筐体４１の内部空間と繋がっている。また、取付部４２の短手辺の長さＬ１が開口部５４の幅Ｗ１に対応しており、長手辺の長さＬ２がガイド部５の内寸幅Ｗ２に対応している（後述する図３（ｂ）も参照）。また、灯具４は、灯具筐体４１の上面に設けられ、ガイド部５に取り付けられたときにガイド部５の電極を短絡させる導電部材から成る板バネ４４を有する。

取付部４２は、長手辺の側面に、カバー部５３で囲われた空間を伝送されたレーザ光を、灯具４に導入する孔部４５を有する（後述する図４（ａ）（ｂ）も参照）。また、図３（ａ）（ｂ）に示すように、灯具４は、孔部４５から導入されたレーザ光を、ガイド部５の幅方向に反射する第１の反射部４６と、第１の反射部４６により反射されたレーザ光を、取付面５Ｂと垂直な方向に反射する第２の反射部４７と、を有する。第１の反射部４６及び第２の反射部４７は、レーザ光を９０度の角度で反射させるように、レーザ光の伝送方向に対して傾斜した角度で、取付部４２及び灯具筐体４１内に夫々で固定されている。

また、灯具４は、第２の反射部４７で反射されたレーザ光の波長を変換して照明光を出射する波長変換部４８と、波長変換部４８から出射される光の配光を制御して略平行光を生成する光学部材４９と、を有する。

波長変換部４８は、光源２から出射されたレーザ光の波長を変換して出射する蛍光体が設けられた蛍光体プレートから成る。波長変換部４８は、基板４８ａと、基板４８ａ上に膜状に形成された蛍光体４８ｂと、を有する。基板４８ａには、例えば、ガラス、水晶、サファイア等の結晶性基板、スピネル等の焼結体基板等が用いられる。水晶、サファイア等の材料は熱伝導性が高く、放熱性に優れるので、特に好適に用いられる。蛍光体４８ｂには、例えば、青色のレーザ光により励起して黄色光を発光する黄色蛍光体が用いられる。波長変換部４８は、光源２から伝送された青色のレーザ光と、蛍光体の発光で生じた黄色光との混色によりは白色の照明光を出射する。

図４（ａ）に示すように、照明装置１は、ガイド部５が予め施工面（図１参照）に固定されており、取付部４２の長手辺がガイド部５の長手方向に沿うように、灯具４がガイド部５の開口部５４に差し込まれる。そして、灯具４の上面がガイド部５の底面５１に達した状態で、ユーザ等が灯具４を９０度回転させる。すると、図４（ｂ）に示すように、灯具筐体４１よりも側方に突出した取付部４２が、カバー部５３で囲われた領域に入り込み、取付部４２の両端部に設けられた突部４３が、夫々ガイド部５の係止溝５５に係止される。また、このとき、灯具４の上面の板バネ４４が、ガイド部５に設けられた一対の電極５６に接触して、それらを短絡させる。

光源２の点灯制御回路２３は、一対の電極５６が短絡したことをトリガとして半導体レーザ素子２１を駆動させる。半導体レーザ素子２１から出射された青色のレーザ光は、ガイド部５のカバー部５３で囲われた空間により灯具４に伝送されて、第１の反射部４６及び第２の反射部４７により反射され、波長変換部４８に入射する。そして、波長変換部４８は、青色のレーザ光を白色の照明光Ｌに変換し、この照明光Ｌ（図中の下向き矢印）が光学部材４９により配光制御されて、灯具４外へ出射される。

このように構成された照明装置１によれば、灯具４が、レーザ光の伝送方向に伸びるレール状のガイド部５の任意の位置に取り付け可能とされているので、ユーザ等は、照明光を出射する灯具４の設置位置を任意に選択することができる。

また、ガイド部５のカバー部５３で囲われた空間により灯具４に伝送されるので、灯具４は、光源２からレーザ光を灯具４へ伝送可能な状態で、ガイド部５に沿ってスライド自在である。そのため、灯具４をガイド部５に取り付けて照明光を出射させた状態でも、灯具４を自由にスライドさせることができる。従って、ユーザ等は、照明装置１が施工された場所における照明の対象部に応じて、灯具４を点灯させながら、照明光を出射する灯具４の設置位置を任意に選択することができる。また、レーザ光の光路は、カバー部５３により囲まれており、取付部４２内の第１の反射部４６でレーザ光を開口部５４側へ取り出すので、ガイド部５の直下からはレーザ光は見えず、ガイド部５の周囲に光を放出することもなく、見栄えを良くすることができる。

また、取付部４２の短手辺の長さＬ１が開口部５４の幅Ｗ１に対応しており、長手辺の長さＬ２がガイド部５の内寸幅Ｗ２に対応している。そのため、ユーザ等は、灯具４を開口部５４から差し込んで、灯具４を９０度回転させることで、別途の器具等を用いることなく、灯具４を簡単にガイド部５に設置することができる。

また、灯具４は、カバー部５３で囲われた空間を伝送されたレーザ光を、第１の反射部４６及び第２の反射部４７により、ガイド部５の取付面５Ｂと垂直な方向に反射し、波長変換部４８を介してこの方向に照明光を照射できる。従って、照明装置１をスポットライトとして好適に使用することができる。更に、光源２は、ガイド部５の一対の電極５６が短絡したとき、つまりガイド部５に灯具４が取り付けられたときにレーザ光を出射するので、無駄にレーザ光が出射されることを抑制することができる。

次に、上記実施形態の変形例に係る照明装置１について、図５を参照して説明する。この変形例に係る照明装置１は、ガイド部５、灯具４を複数有するものである。複数のガイド部５は、並列に配置され、夫々に灯具４が取り付けられる。光源２には、複数の半導体レーザ素子２１（不図示）が設けられ、夫々の半導体レーザ素子２１から各灯具４にレーザ光が伝送される。

上記実施形態の照明装置１によれば、光源２に対する灯具４の固定関係を任意に選択することができ、ガイド部５の長さが足りれば、光源２と灯具４との距離を大きくすることができる。そのため、所定の大きさが必要となる放熱部２２を含む光源２を、照明装置１の設置環境における目立たない位置に設置し、そこからガイド部５を延伸して、小型化し易く目立ち難い灯具４を、照明される対象部の近傍（例えば直上）に設置することができる。その一方で、上記実施形態の照明装置１は、光源２と灯具４とが一対一の関係なので、例えば、照明装置１の設置環境が広い場合には、灯具４を一つしか使用できず、複数の対象物や広い範囲を照明することができないことがある。これに対して、本変形例によれば、複数の灯具４を用いることで、複数の対象物や広い範囲を照明することができ、それらを複数のガイド部５に取り付けることで、各灯具４の設置位置を任意に選択することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限らず、種々の変形が可能である。例えば、ガイド部５自体は、直線状に伸びたレール状部材であるが、例えば、所定の長さに切断された複数のガイド部５を任意の角度で接続し、接続箇所のカバー部５３で囲われた領域にレーザ光を上記任意の角度に反射する反射板（不図示）を設けてもよい。こうすれば、各ガイド部５にはその長手方向と平行にレーザ光が伝送されるので、上記実施形態と同様、このレーザ光を灯具４の第１の反射部４６及び第２の反射部４７によりピックアップしてこれを波長変換して、照明光を灯具４から出射することができる。

１照明装置
２光源
３伝送部
４灯具
４２取付部
４６第１の反射部
４７第２の反射部
５ガイド部
５３カバー部
５４開口部
５Ｂ取付面
５６電極

Claims

レーザ光を出射する光源と、前記光源から出射されたレーザ光を伝送する伝送部と、前記伝送部により伝送されたレーザ光の波長を変換して照明光を照射する灯具と、を備えた照明装置であって、
前記伝送部は、前記レーザ光の伝送方向に直線状に伸びるレール状のガイド部を有し、
前記ガイド部は、その長手方向に沿う一面に前記灯具の取付面を有し、
前記取付面は、前記レーザ光が大気中を伝送する空間を囲うカバー部と、前記カバー部に沿って一定の幅で開口した開口部と、を有し、
前記灯具は、前記開口部に嵌め込まれ、前記ガイド部の任意の位置に取り付け可能とされていることを特徴とする照明装置。
前記灯具は、該灯具を前記ガイド部に取り付けるための取付部を有し、
前記取付部は、前記取付面と正対する方向から視たときに直交する２辺の長さが互いに異なり、短手辺の長さが前記開口部の幅に対応しており、長手辺の長さが前記ガイド部の内寸幅に対応していることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記灯具は、前記カバー部で囲われた空間を伝送されたレーザ光を、前記ガイド部の幅方向に反射する第１の反射部と、前記第１の反射部により反射されたレーザ光を、前記取付面と垂直な方向に反射する第２の反射部を有することを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
前記ガイド部は、その全長にわたって一対の電極を有し、
前記灯具は、前記ガイド部に取り付けられたときに前記一対の電極を短絡させる導電部材を有し、
前記光源は、前記一対の電極が短絡したときにレーザ光を出射することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の照明装置。
前記ガイド部及び前記灯具を複数有し、
前記複数のガイド部の夫々に前記取付部を介して前記灯具が取り付けられることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の照明装置。