JP6711265B2 - 照明装置 - Google Patents
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Description
本発明は、レーザビーム光を使用した照明装置に関する。
近年、レーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）を光源とした照明装置が開発されている。
例えば、特許文献１では、光源からのレーザダイオードの光を、ミラーを介して下方から上方に反射して、所定方向に放出する構成の固体照明装置が提案されている。そして、特許文献２では、レーザ光源部から照射されたビーム光を円環状のリングに入射させ、前記リングの内周面を反射するビーム光の拡散した光を照明光として使用する構成の照明装置も提案されている。
例えば、特許文献１では、光源からのレーザダイオードの光を、ミラーを介して下方から上方に反射して、所定方向に放出する構成の固体照明装置が提案されている。そして、特許文献２では、レーザ光源部から照射されたビーム光を円環状のリングに入射させ、前記リングの内周面を反射するビーム光の拡散した光を照明光として使用する構成の照明装置も提案されている。
しかしながら、特許文献１に提案された照明装置は、光変換部材を介して波長変換して照明光にする領域が比較的狭く、さらに改善する余地がある。さらに、特許文献２の照明装置は、実用性に優れた照明装置として更なる改善の余地がある。
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、小型かつ簡易な構成で、実用的で、明るさが均一な環状照明光を得ることができる照明装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために本発明の一形態に係る照明装置は、レーザ光源部と、前記レーザ光源部からの光が一端側から入射し筒内を通過するように設けられた筒体と、前記筒体を通過した光を反射するように設けられた反射体と、前記反射体からの光を反射伝搬するリング状の内周面を有するリング体と、を備え、前記反射体は、前記レーザ光源部からの光の一部を前記内周面にて周方向一側から周方向他側に伝搬させるように反射する第１反射面と、前記レーザ光源部からの光の他の一部を前記内周面にて周方向他側から周方向一側に伝搬させるように反射する第２反射面と、を有し、前記リング体は、前記内周面内で反射伝搬する光により蛍光を発する蛍光面をさらに有する構成である。
本発明の一形態に係る照明装置によれば、ビーム光を反射体によりリング体の内周面に反射して伝搬させ、反射されたビーム光の一部を変換して照明光にして外部に出射することができる。これにより、レーザ光源部とリング体からなる小型かつ簡易な構成で、明るさが均一な環状照明光を得ることができる。
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための照明装置を例示するものであって、本発明を以下のものに特定するものではない。また、以下の説明において参照する図面は、本発明を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係などが誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、以下の説明では、同一の名称及び符号については原則として同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略することとする。
照明装置１は、レーザ光源部１０と、レーザ光源部１０に接続された筒体２０と、筒体２０に保持体３０を介して支持されたリング体５０と、リング体５０で支持されレーザ光の光路に対向して設けた反射体４０とを備えている。
この照明装置１は、レーザ光源部１０から照射される光（レーザ光、ビーム光）ＢＬを、筒体２０内を通過させて反射体４０に当て分割すると共に、光路の方向を変えてリング体５０の内周面（光反射面５２ａ）に沿って伝搬させる。そして、照明装置１は、リング体５０の内周面に沿ってレーザ光が伝搬するときにレーザ光の一部を波長変換して照明光をここでは蛍光面５３に対向する方向に照射するものである。また、ビーム光は、レーザ光ＢＬと同義であり、レーザ光ＢＬとの表現に置き換えることができる。以下、各構成について説明する。
この照明装置１は、レーザ光源部１０から照射される光（レーザ光、ビーム光）ＢＬを、筒体２０内を通過させて反射体４０に当て分割すると共に、光路の方向を変えてリング体５０の内周面（光反射面５２ａ）に沿って伝搬させる。そして、照明装置１は、リング体５０の内周面に沿ってレーザ光が伝搬するときにレーザ光の一部を波長変換して照明光をここでは蛍光面５３に対向する方向に照射するものである。また、ビーム光は、レーザ光ＢＬと同義であり、レーザ光ＢＬとの表現に置き換えることができる。以下、各構成について説明する。
図１に示すように、レーザ光源部１０は、リング体５０に向かってレーザ光ＢＬを出射するものである。レーザ光源部１０は、例えば、レーザダイオード２と、レーザダイオード２を収納するステム柱体３と、ステム柱体３を支持しレーザダイオード２を実装する基板４と、ステム柱体３及び基板４を収納する筐体１１を備えている。
なお、レーザ光源部１０では、ステム柱体３の内部でレーザダイオード２に対向する位置にコリメートレンズ６を設けることで、レーザ光ＢＬの断面形状を整えて、レーザ光ＢＬを照射するようにしてもよい。コリメートレンズ６は、単レンズであっても複合レンズであってもよく、レーザ光ＢＬを集束させて平行な光束に変換させるものであれば、限定されるものではない。また、コリメートレンズ６は、例えば、石英ガラス、サファイアガラス、硼珪酸ガラス、あるいは、樹脂からなる。また、ステム柱体３は、筒体２０にレーザ光ＢＬを送るためのスリット孔５等の開口が形成されている。
このレーザ光源部１０では、基板４に放熱するためのヒートシンク７を備える。レーザ光源部１０の筐体１１には、レーザ光を送る筐体１１の貫通孔に対面して筒体２０が接続されている。
このレーザ光源部１０では、基板４に放熱するためのヒートシンク７を備える。レーザ光源部１０の筐体１１には、レーザ光を送る筐体１１の貫通孔に対面して筒体２０が接続されている。
筒体２０は、レーザ光源部１０からのレーザ光を外部に露出させることなくリング体５０側に送ると共に、リング体５０を所定の高さに支持するものである。この筒体２０は、第１介在パイプ２２を介して中空パイプ２１の一端側をレーザ光源部１０の筐体１１に接続し、第２介在パイプ２３を介して中空パイプ２１の他端側を保持体３０に接続している。第１介在パイプ２２及び第２介在パイプ２３は、中空パイプ２１よりも外形の直径が大きく形成された円筒状のパイプである。また、中空パイプ２１は、円形に形成されて一端と他端が開口する円筒状のパイプである。筒体２０は、例えば、レーザ光により劣化し難い樹脂や、ガラス、あるいは金属で形成され外部からレーザ光の状態が視認できないように形成されていることが望ましい。そして、筒体２０は、レーザ光ＢＬの直径よりも大きな内径に中空パイプ２１が形成されると共に、予め設定された長さに形成されている。
保持体３０は、筒体２０に支持され、かつ、リング体５０を支持するものである。保持体３０は、ここでは、支持するリング体５０の支持角度を調整することができるように形成されている。この保持体３０は、筒体２０の他端に接続する台座３１と、この台座３１に取り付けられリング体５０を所定角度に調整自在に支持する回動支軸部３６と、を備えている。
台座３１は、直方体に形成された水平部３２と、この水平部３２の長手方向の両側に形成された立上部３３とを備えている。この台座３１は、樹脂あるいは金属で形成される。
水平部３２には、平面視が矩形に形成されその中央の板厚方向に筒体２０の一端に対面して貫通穴３４が形成されている。立上部３３は、水平部３２の長手方向における両端で対向する位置に垂直に立ち上げて形成されている。この立上部３３は、例えば、側面視において水平部３２側の幅が広くなるような台形に形成されている。そして、立上部３３は、水平部３２の短手方向において、一方の端部（前方）から内側に入り込んだ位置に形成されている。また、立上部３３には、回動支軸部３６を支持するための軸穴３５が板厚方向に形成されている。この立上部３３は、軸穴３５に回動支軸部３６が支持されたときに、リング体５０を所定角度で支持することができる摩擦状態を回動支軸部３６に与えることができる軸穴径及び厚みに形成されている。立上部３３は、水平部３２の短手方向の一方の端部（前方）を空けた位置から形成されているので、リング体５０を所定角度に操作するときに、振れ幅を大きくすることができる。
水平部３２には、平面視が矩形に形成されその中央の板厚方向に筒体２０の一端に対面して貫通穴３４が形成されている。立上部３３は、水平部３２の長手方向における両端で対向する位置に垂直に立ち上げて形成されている。この立上部３３は、例えば、側面視において水平部３２側の幅が広くなるような台形に形成されている。そして、立上部３３は、水平部３２の短手方向において、一方の端部（前方）から内側に入り込んだ位置に形成されている。また、立上部３３には、回動支軸部３６を支持するための軸穴３５が板厚方向に形成されている。この立上部３３は、軸穴３５に回動支軸部３６が支持されたときに、リング体５０を所定角度で支持することができる摩擦状態を回動支軸部３６に与えることができる軸穴径及び厚みに形成されている。立上部３３は、水平部３２の短手方向の一方の端部（前方）を空けた位置から形成されているので、リング体５０を所定角度に操作するときに、振れ幅を大きくすることができる。
回動支軸部３６は、立上部３３の軸穴３５に両端を回転自在に支持され、リング体５０を支持して、当該リング体５０の角度を調整する。回動支軸部３６は、例えば、軸心を金属棒で形成しその金属棒に樹脂を設けて形成されている。この回動支軸部３６は、軸穴３５に静摩擦係数が動摩擦係数よりも大きくなるように支持されている。そのため、回動支軸部３６は、リング体５０を作業者が手指で角度を変えるように操作すると、その締め付けられた力に抗して所定角度回転し、作業者が操作したその角度の位置で支持される。また、回動支軸部３６は、リング体５０に支持されている反射体４０の中心位置に軸中心を合せて設けられている（図５、図９Ａ，図９Ｂ参照）。そのため、リング体５０の支持角度が変わっても、レーザ光源部１０は、レーザ光ＢＬを反射体４０の適切な位置に照射することができる。そして、反射体４０がレーザ光ＢＬをリング体５０の光反射面５２ａに常に適切に反射できるように保持体３０は形成されている。
図２、図３及び図５に示すように、リング体５０は、レーザ光源部１０から出射されたレーザ光ＢＬを入射し周面内（光反射面５２ａ）を伝搬させると共に一部を照明光に変換して照射するものである。リング体５０は、既に説明したように保持体３０により保持されて筒体２０に取り付けられている。そして、リング体５０は、ここでは、保持体３０の回動支軸部３６を介して台座３１に所定角度において回動自在に保持されている。このリング体５０は、ベースリング部５１と、このベースリング部５１の内周面に設けた反射リング部５２と、この反射リング部５２の内周面と直交する位置に面が配置されるようにベースリング部５１に支持される天面リング部５３と、ベースリング部５１に支持されベースリング部５１上を覆うカバー体（遮光部材）５４とを備えている。なお、リング体５０は、ここでは、一例として反射体４０からのレーザ光ＢＬをベースリング部５１から着脱できるように形成した反射リング部５２の光反射面５２ａにより反射伝搬する構成として説明する。
ベースリング部５１は、回動支軸部３６で一端側が固定される共に、反射リング部５２、天面リング部５３及びカバー体５４を支持するものである。このベースリング部５１は、円環状に形成され、内周側に形成した係合突起部５１ａと、外周側に形成した段差部５１ｂと、を備えている。ベースリング部５１は、係合突起部５１ａよりも上方の内周面５１ｃが、反射リング部５２の外周面５２ｂに対面して納まる大きさの径となるように形成されている。
また、ベースリング部５１は、その内周面５１ｃに、反射リング部５２と、天面リング部５３の一部とを係合できるように形成されている。詳細には、内周面５１ｃにおいて、係合突起部５１ａからベースリング部５１の上端までの高さが、反射リング部５２のリング高さ全部と、天面リング部５３の高さの一部とを足し合わせた高さとなるように形成されている。そして、ベースリング部５１は、段差部５１ｂよりも上方の外周面が、カバー体５４の内周面に対面して納まる大きさの径となるように形成されている。
なお、ベースリング部５１は、係合突起部５１ａ及び段差部５１ｂからリング下端までの範囲を、例えば、係合突起部５１ａからリング上端までの長さと同じ長さに形成している。これにより、反射体４０からのレーザ光ＢＬが外部に漏れにくくしている。
なお、ベースリング部５１は、係合突起部５１ａ及び段差部５１ｂからリング下端までの範囲を、例えば、係合突起部５１ａからリング上端までの長さと同じ長さに形成している。これにより、反射体４０からのレーザ光ＢＬが外部に漏れにくくしている。
図２、図３、図６及び図８に示すように、ベースリング部５１に取り付けられる反射リング部５２は、内周面が光反射面５２ａとなるように形成されている。光反射面５２ａは、レーザ光ＢＬの直径と等しいか、あるいはレーザ光ＢＬの直径よりも広い幅で形成されている。この反射リング部５２は、リング下端がベースリング部５１の係合突起部５１ａに当接することでベースリング部５１に係合される。そして、反射リング部５２は、光反射面５２ａを、鏡面研磨することや、あるいは、鏡面となる素材を貼り付けることで形成している。なお、光反射面５２ａを構成する材料としては、例えばアルミニウム、錫、銀、亜鉛、マグネシウム、白金などを用いることができる。
光反射面５２ａは、反射体４０の第１反射面４１及び第２反射面４２から反射されたレーザ光ＢＬを繰り返し周方向に反射し、ベースリング部５１の円環の周方向に反射伝搬させるものである。
そして、光反射面５２ａは、レーザ光ＢＬの鏡面反射成分が反射リング部５２を少なくとも１周できる反射面幅に形成されている。つまり、光反射面５２ａは、レーザ光ＢＬの直径に対して、第１反射面４１から周回して第２反射面４２側、あるいは、第２反射面４２から周回して第１反射面４１側に反射伝搬することができる反射面幅に形成されている。また、第１反射面４１からのレーザ光ＢＬは、伝搬する光の光軸が光反射面５２ａの周方向一端部あるいは他端部において光反射面５２ａの幅方向における中央よりも上方になるように設定されている（図７Ａ及び図７Ｂ参照）。そのため、光反射面５２ａでは、レーザ光ＢＬが、光反射面５２ａを一周伝搬することができるように、光反射面５２ａに対して斜め上方に向かって螺旋状に伝搬させている。
天面リング部５３は、反射リング部５２に隣り合う位置で、反射リング部５２の光反射面５２ａに対して所定角度となる位置（一例として直交する位置）にベースリング部５１を介して設置されている。天面リング部５３は、ベースリング部５１の上端面に当接する当接端部５３ｂと、この当接端部５３ｂに段差を介して連続して反射リング部５２の光反射面５２ａよりも内径側に位置する蛍光面５３ａとを備えている。天面リング部５３は、蛍光面５３ａに光変換部材としての蛍光体が設けられ、反射リングの光反射面５２ａから反射した一部のレーザ光ＢＬを異なる波長の光に波長変換する。
天面リング部５３は、例えば、青色のレーザダイオード２が用いられた場合、波長変換部材として黄色の蛍光体を用いることで、白色照明光を得ることができる。天面リング部５３の蛍光面５３ａの幅は、光反射面５２ａから拡散するビーム光の一部を入射できる幅に形成されている。なお、天面リング部５３は、ここでは、反射体４０を突出させるように隙間５３ｃが形成されている。天面リング部５３の隙間５３ｃは、ここでは、反射体４０の一部または全部を露出させることができる大きさに形成されている。天面リング部５３は、反射リング部５２によって反射されたときのレーザ光ＢＬの一部の光を入射し、当該レーザ光ＢＬが波長変換されることで天面リング部５３が発光し、環状照明光を得ることができるように形成されている。
図２乃至図４に示すように、カバー体５４は、レーザ光源部１０からの光、反射リング部５２からの光および天面リング部５３からの光を遮光する遮光部材である。カバー体５４は、ここでは、一方が開口し他方が塞がれたキャップ状に形成されている。そして、カバー体５４は、開口側を一端とする側周面５４ａと、この側周面５４ａの他端から内径側方向に直交するように突出して円環状に形成した天板内周縁５４ｂと、この天板内周縁５４ｂの一部に形成した支持部４３を取り付けるための取付凹部５４ｃと、天板内周縁５４ｂの内径側を覆う中央天板５４ｄとを備えている。
側周面５４ａは、ベースリング部５１の外周径に沿って案内される内径に形成され、ベースリング部５１の段差部５１ｂに一端が当接する側面長さに形成されている。
天板内周縁５４ｂは、側周面５４ａの他端から連続して形成されると共に、天面リング部５３に当接して天面リング部５３を覆う幅に形成されている。この天板内周縁５４ｂは、ここでは、中央天板５４ｄと連続して一体に形成されているが、部材を変えて別体としての構成であってもよい。
中央天板５４ｄは、天板内周縁５４ｂから段差を介して連続して形成されている。中央天板５４ｄは、天面リング部５３の内径側にある空間を塞ぐ位置に設けられている。中央天板５４ｄは、内側面に反射部材を塗布あるいは貼り付ける等により設けることで、光を下方に反射して照明光の光取り出し効率を高めることができる。
天板内周縁５４ｂは、側周面５４ａの他端から連続して形成されると共に、天面リング部５３に当接して天面リング部５３を覆う幅に形成されている。この天板内周縁５４ｂは、ここでは、中央天板５４ｄと連続して一体に形成されているが、部材を変えて別体としての構成であってもよい。
中央天板５４ｄは、天板内周縁５４ｂから段差を介して連続して形成されている。中央天板５４ｄは、天面リング部５３の内径側にある空間を塞ぐ位置に設けられている。中央天板５４ｄは、内側面に反射部材を塗布あるいは貼り付ける等により設けることで、光を下方に反射して照明光の光取り出し効率を高めることができる。
取付凹部５４ｃは、反射体４０を支持する支持部４３を設置する部分である。取付凹部５４ｃは、天板内周縁５４ｂの周方向における所定範囲となる一部を天面リング部５３側とは反対側に凹ませて形成されている。取付凹部５４ｃは、支持部４３に支持している反射体４０がレーザ光ＢＬを反射リング部５２に適切に反射できるように天面リング部５３の隙間５３ｃから突出する状態となるように形成されている。
以上のように構成されたカバー体５４は、側周面５４ａをベースリング部５１の外周面に沿って案内し、段差部５１ｂに側周面５４ａの端部を当接することで、天面リング部５３を覆うようにして、ベースリング部５１に係合される。このカバー体５４は、レーザ光源部１０および天面リング部５３からの光を遮光できる部材であれば、金属、樹脂等、特にその素材が限定されるものではない。
以上のように構成されたカバー体５４は、側周面５４ａをベースリング部５１の外周面に沿って案内し、段差部５１ｂに側周面５４ａの端部を当接することで、天面リング部５３を覆うようにして、ベースリング部５１に係合される。このカバー体５４は、レーザ光源部１０および天面リング部５３からの光を遮光できる部材であれば、金属、樹脂等、特にその素材が限定されるものではない。
図３及び図４に示すように、反射体４０は、レーザ光源部１０から筒体２０を介して送られてきたレーザ光ＢＬを、リング体５０の内周面（光反射面５２ａ）に沿って伝搬するように光路の向きを変更させレーザ光ＢＬを分割して反射するものである。反射体４０は、リング体５０に支持部４３を介して支持され筒体２０からのレーザ光ＢＬの光路に対面するように配置されている。この反射体４０は、第１反射面４１と、第２反射面４２とをそれぞれ所定角度で断面Ｖ字状となるように備えている。そして、反射体４０は、レーザ光ＢＬの光路に向かって第１反射面４１及び第２反射面４２により形成されている断面Ｖ字状の頂辺がレーザ光ＢＬの中心に位置し、レーザ光ＢＬを一方と他方に２分割できるように配置されている。反射体４０の第１反射面４１及び第２反射面４２は、レーザ光ＢＬのビーム径に対して十分な大きさを有している。この第１反射面４１及び第２反射面４２は、例えば、反射鏡を２枚用いて形成することや、三角柱状のプリズム、または円錐状のプリズムを２つ用意し円錐の底面同士をあわせた形状のプリズムで形成するようにしてもよい。なお、反射体４０の位置は、ここでは、リング体５０における内周面の伝搬光路において、周方向一側の端、あるいは、周方向他側の端に相当する位置となっていている。
図７Ａ及び図７Ｂに示すように、反射体４０の設置角度は、第１反射面４１及び第２反射面４２から反射されるレーザ光ＢＬの中心となるビーム光軸が、周方向一側の端及び周方向他側の端で、光反射面５２ａの幅方向における中央より上方に位置してレーザ光ＢＬが照射されるように設定されている。具体的には、図７Ａ，図７Ｂ及び図９Ａに示すように、反射体４０は、リング体５０の内周面側が水平に対して上方になるような傾斜角度θで設置されている。この傾斜角度θは、光反射面５２ａの幅と長さに応じて設定され、例えば、ここでは０．０５〜１度の範囲で設定されている。なお、この傾斜角度θは、光反射面５２ａの周方向の長さをＡ、光反射面で反射する際のレーザ光のビーム幅をｘとした場合に、ＡｒｃＴａｎ（ｘ／Ａ）とすることが好ましい。
ここで、光反射面５２ａの周方向一側の端及び周方向他側の端とは、反射体４０の第１反射面４１を始端とした場合には、第２反射面４２に相当する光反射面５２ａの位置とし、また、第２反射面を始端とした場合には、第１反射面４１に相当する光反射面５２ａの位置としている。ただし、ここでいう光反射面５２ａの周方向一側の端あるいは周方向他側の端は、厳密に特定されるものではなく、例えば、図６に示すように、第１反射面４１又は第２反射面４２に相当する光反射面５２ａの位置を含む所定の範囲Ｅ１、Ｅ２としてもよい。前記した範囲Ｅ１，Ｅ２は、第１反射面４１又は第２反射面４２に相当する光反射面５２の位置から、レーザ光ＢＬが最後に反射する光反射面５２の位置１Ｒｆ、２Ｒｆまでとしている。レーザ光ＢＬは、より長い距離に亘って光反射面５２ａを反射伝搬されることが望ましく、光反射面５２ａの周方向一側の端及び周方向他側の端は、始端からより遠い距離となるように設定されたほうが好ましい。
支持部４３は、反射体４０を支持して反射体４３をリング体５０に取り付ける部材である。支持部４３は、後記するリング体５０の天面リング部５３に形成した隙間５３ｃから反射体４０が突出するようにリング体５０側に設置されている。支持部４３は、ここでは、扇状の平板４４と、この平板４４の面上に突出して設けた位置決め突部４５とを備えている。位置決め突部４５は、反射体４０を中央にしてその前後左右の４カ所に形成されている。反射体４０は、位置決め突部４５の少なくとも２つをネジ等で平板４４に着脱自在に係合するように構成することで、反射体４０の傾斜角度θや位置等の微調整をすることができる。この支持部４３は、ネジ等により後記するリング体５０のベースリング部５１に固定されている。
支持部４３に支持されリング体５０に設置されるように構成された反射体４０は、レーザ光源部１０からのレーザ光ＢＬを第１反射面４１及び第２反射面４２により２分割して、その一方と他方の光をリング体５０の内周面（反射リング部５２の光反射面５２ａ）に沿って伝搬するように反射している。なお、第１反射面４１及び第２反射面４２は、反射されたレーザ光ＢＬの中心となる光軸が、反射リング部５２の幅方向の中心線よりも光反射面５２ａの端において光反射面５２ａの幅方向で中央より上側（蛍光面５３ａ側）となるようにレーザ光ＢＬを反射するように設定されていればよく（図７Ａ、図７Ｂ参照）、上側により近い方が好ましい。第１反射面４１及び第２反射面４２は、このように設定されることで、レーザ光ＢＬの光の一部を、蛍光面５３ａを有する天面リング部５３により波長変換し易くなり、照明光をより多く供給することができる。
以上、説明した構成を備える照明装置１は、以下のような作用を備えている。
照明装置１は、レーザ光源部１０からのレーザ光ＢＬが照射されると、筒体２０内を通って反射体４０に向かってレーザ光ＢＬが送られる。反射体４０に送られたレーザ光ＢＬは、図６及び図８に示すように、第１反射面４１及び第２反射面４２により反射して、反射リング部５２の周方向一側から周方向他側に向かう光ＢＬ１と、周方向他側から周方向一側に向かう光ＢＬ２とに、向きを変えて２分される。そして、レーザ光ＢＬが分割された光ＢＬ１，ＢＬ２は、反射リング部５２の光反射面５２ａを反射伝搬するときに、光の一部が天面リング部５３の蛍光面５３ａに当たり波長変換され白色光となる。そのため、照明装置１は、レーザ光ＢＬが分割された光ＢＬ１，ＢＬ２が反射リング部５２の光反射面５２ａを反射伝搬していくことで、天面リング部５３全体が発光し、環状照明光を得ることができる。
照明装置１は、レーザ光源部１０からのレーザ光ＢＬが照射されると、筒体２０内を通って反射体４０に向かってレーザ光ＢＬが送られる。反射体４０に送られたレーザ光ＢＬは、図６及び図８に示すように、第１反射面４１及び第２反射面４２により反射して、反射リング部５２の周方向一側から周方向他側に向かう光ＢＬ１と、周方向他側から周方向一側に向かう光ＢＬ２とに、向きを変えて２分される。そして、レーザ光ＢＬが分割された光ＢＬ１，ＢＬ２は、反射リング部５２の光反射面５２ａを反射伝搬するときに、光の一部が天面リング部５３の蛍光面５３ａに当たり波長変換され白色光となる。そのため、照明装置１は、レーザ光ＢＬが分割された光ＢＬ１，ＢＬ２が反射リング部５２の光反射面５２ａを反射伝搬していくことで、天面リング部５３全体が発光し、環状照明光を得ることができる。
また、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、照明装置１では、リング体５０の角度を、回動支軸部３６を介して調整できるため、照明光の照射方向を簡単に変えることができる。そして、照明装置１では、リング体５０の支持角度が調整され変わっても、レーザ光源部１０からレーザ光ＢＬが反射体４０に送られた場合、反射体４０の回動中心がレーザ光ＢＬの反射体４０への照射位置と対応している。そのため、リング体５０が所定角度に変更されて元の位置から姿勢が変わっても、レーザ光ＢＬは、反射体４０の第１反射面４１及び第２反射面４２に送られ、反射リング部５２の光反射面５２ａに沿って伝搬させる状態を維持することができる。
照明装置１は、第１反射面４１及び第２反射面４２により、レーザ光ＢＬを２分して互いに反対方向となるように光反射面５２ａを伝搬させているので、小型で安価で簡単な構成により、明るさが均一な光を照明光として取り出すことができる。また、照明装置１は、リング体５０が、ベースリング部５１と、反射リング部５２と、天面リング部５３と、カバー体５４とにユニット化されていることで、効率よく、さらに安価に作成することができる。また、照明装置１は、レーザ光源部１０にコリメートレンズ６を設けることで、レーザ光ＢＬの断面形状が整えられ、反射体４０から反射されるビーム光の制御を行い易くなり、より均一な光を得ることが可能となる。
そして、照明装置１は、プリズムで反射体４０を形成することで、部品点数が減り構成が簡素化できる。
さらに、照明装置１では、カバー体（遮光部材）５４が設置されていることから、レーザ光源部１０や、反射リング部５２、あるいは、天面リング部５３からのレーザ光ＢＬを外部に漏らすことがなく安全性も十分備えている。
照明装置１は、 地面や机などの下側にレーザ光源部１０を含む筐体１１を設置し、筐体１１が筒体２０を通して上方のリング体５０と反射体４０とを支えるとともに、上方に設けられたリング体５０と反射体４０によって、下方の地面や机などを照らすことができるという点で、実用性に優れた照明装置といえる。
そして、照明装置１は、プリズムで反射体４０を形成することで、部品点数が減り構成が簡素化できる。
さらに、照明装置１では、カバー体（遮光部材）５４が設置されていることから、レーザ光源部１０や、反射リング部５２、あるいは、天面リング部５３からのレーザ光ＢＬを外部に漏らすことがなく安全性も十分備えている。
照明装置１は、 地面や机などの下側にレーザ光源部１０を含む筐体１１を設置し、筐体１１が筒体２０を通して上方のリング体５０と反射体４０とを支えるとともに、上方に設けられたリング体５０と反射体４０によって、下方の地面や机などを照らすことができるという点で、実用性に優れた照明装置といえる。
以上のように説明した照明装置１では、以下に示すような構成であってもよい。
すなわち、照明装置１では、リング体５０は、ベースリング部５１に直接、光反射面５２ａあるいは天面リング部５３を形成することとしてもよい。また、光反射面５２ａは、別体に構成する場合や、ベースリング部５１に直接形成する場合のいずれであっても、構成する材料として、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、錫、錫合金、銀、銀合金、亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、プラチナ、プラチナ合金などを用いることができる。
すなわち、照明装置１では、リング体５０は、ベースリング部５１に直接、光反射面５２ａあるいは天面リング部５３を形成することとしてもよい。また、光反射面５２ａは、別体に構成する場合や、ベースリング部５１に直接形成する場合のいずれであっても、構成する材料として、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、錫、錫合金、銀、銀合金、亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、プラチナ、プラチナ合金などを用いることができる。
また、照明装置１では、反射体４０を取り付けるための支持部４３は、ベースリング部５１の内周面に支持されるような構成としても構わない。その場合、ベースリング部５１の一部を凹ませて支持部を取り付けられるように構成することが好ましい。照明装置１では、反射体４０の支持部は、リング体５０に設けることができれば、その大きさ、形状あるいは、取付位置を限定されるものではない。
なお、反射体４０は、支持部４３を介して設定する構成として説明したが、反射体４０を直接リング体５０に接着剤等で設ける構成としても構わない。反射体４０を直接、接着剤で設けるリング体５０の位置は、カバー体５４あるいはベースリング部５１の内周面となる。
なお、反射体４０は、支持部４３を介して設定する構成として説明したが、反射体４０を直接リング体５０に接着剤等で設ける構成としても構わない。反射体４０を直接、接着剤で設けるリング体５０の位置は、カバー体５４あるいはベースリング部５１の内周面となる。
さらに、照明装置１では、カバー体５４を設置することなく、天面リング部５３の中央を閉じてカバー体と兼ねるように形成しても構わない。
そして、照明装置１では、保持体３０を介してリング体５０が所定角度になるように動作する構成として説明したが、予め設定された角度にリング体５０が固定される構成であっても構わない。なお、照明装置１では、保持体３０を介在させることなく、リング体５０を筒体２０の第２介在パイプ２３に直接固定する構成としてもよい。
そして、照明装置１では、保持体３０を介してリング体５０が所定角度になるように動作する構成として説明したが、予め設定された角度にリング体５０が固定される構成であっても構わない。なお、照明装置１では、保持体３０を介在させることなく、リング体５０を筒体２０の第２介在パイプ２３に直接固定する構成としてもよい。
また、反射体４０は、レーザ光ＢＬの中心の光軸が、光反射面の周方向において中央（半周）を越えて、かつ、第１反射面４１又は第２反射面４２の位置に相当する光反射面５２ａの位置で、光反射面５２ａの幅中心を越えて蛍光面５３側の位置になるように、第１反射面４１及び第２反射面４２の角度及び向きが設定されることとしてもよい。つまり、レーザ光ＢＬの光軸が、光反射面５２ａの周方向の中央（半周）を越えて周方向の端までの間に位置するように反射体４０の傾斜角度θを設定することで、周方向の一端側及び他端側からのレーザ光ＢＬを併せた状態で、光反射面５２ａの全周に亘って反射伝搬させることができる。
また、ベースリング部５１は、係合突起部５１ａ及び段差部５１ｂからリング下端までの範囲を、前記したような所定長さに形成することで、その所定長さに形成したリング内周面に第２の蛍光面を形成し、照明光の変換効率を向上させることも可能となる。
反射体４０は、第１反射面４１及び第２反射面４２を鏡面により形成することや、金属体の表面を鏡面研磨して形成することや、反射面となるシートを基体に貼り付けることで形成してもよい。
また、ベースリング部５１は、係合突起部５１ａ及び段差部５１ｂからリング下端までの範囲を、前記したような所定長さに形成することで、その所定長さに形成したリング内周面に第２の蛍光面を形成し、照明光の変換効率を向上させることも可能となる。
反射体４０は、第１反射面４１及び第２反射面４２を鏡面により形成することや、金属体の表面を鏡面研磨して形成することや、反射面となるシートを基体に貼り付けることで形成してもよい。
そして、蛍光面５３ａは、例えば、光反射面５２ａと同じ面に形成されている場合であってもよい。蛍光面５３ａと光反射面５２ａとが同じ面に設けられる場合、反射体４０は、レーザ光ＢＬの光軸を光反射面５２ａの幅中心に合せて配置できるように傾斜角度θを傾斜させることなく設置されることとしてもよい。蛍光面５３ａと光反射面５２ａとを同じ面に設ける場合には、光反射面５２ａの上に蛍光体を含有する透明樹脂を設けることで蛍光面５３ａを光反射面５２ａと同じ面に設けることができる。
さらに、リング体５０は、リング状の内周面として光反射面５２ａを一例として説明したが、周方向に光を反射伝搬できるものであれば、楕円形、Ｃ字状、あるいは、少なくとも８０％以上が円弧状となっている内周面を有するものであってもよい。
台座３１は、樹脂や金属等、特にその素材を限定されるものではない。
また、レーザ光源部１０は、筐体１１に外部電源との接続を行う接続コードが設置される構成とすることや、内部に電池を収納する構成とし、電源のオンオフスイッチあるいはリモコンスイッチにより照明の点灯消灯を制御するように構成されるものである。
さらに、リング体５０は、リング状の内周面として光反射面５２ａを一例として説明したが、周方向に光を反射伝搬できるものであれば、楕円形、Ｃ字状、あるいは、少なくとも８０％以上が円弧状となっている内周面を有するものであってもよい。
台座３１は、樹脂や金属等、特にその素材を限定されるものではない。
また、レーザ光源部１０は、筐体１１に外部電源との接続を行う接続コードが設置される構成とすることや、内部に電池を収納する構成とし、電源のオンオフスイッチあるいはリモコンスイッチにより照明の点灯消灯を制御するように構成されるものである。
１ 照明装置
２ レーザダイオード
３ ステム柱体
４ 基板
５ スリット孔
６ コリメートレンズ
７ ヒートシンク
１０ レーザ光源部
１１ 筐体
２０ 筒体
２１ 中空パイプ
２２ 第１介在パイプ
２３ 第２介在パイプ
３０ 保持体
３１ 台座
３２ 水平部
３３ 立上部
３４ 貫通穴
３５ 軸穴
３６ 回動支軸部
４０ 反射体
４１ 第１反射面
４２ 第２反射面
４３ 支持部
４４ 平板
４５ 片部
５０ リング体
５１ ベースリング部
５１ａ 係合突起部
５１ｂ 段差部
５１ｃ 内周面
５２ 反射リング部
５２ａ 光反射面
５２ｂ 外周面
５３ 天面リング部
５３ａ 蛍光面
５３ｂ 当接端部
５３ｃ 隙間
５４ カバー体（遮光部材）
５４ａ 側周面
５４ｂ 天板内周縁
５４ｃ 取付凹部
５４ｄ 中央天板
ＢＬ レーザ光（ビーム光）
２ レーザダイオード
３ ステム柱体
４ 基板
５ スリット孔
６ コリメートレンズ
７ ヒートシンク
１０ レーザ光源部
１１ 筐体
２０ 筒体
２１ 中空パイプ
２２ 第１介在パイプ
２３ 第２介在パイプ
３０ 保持体
３１ 台座
３２ 水平部
３３ 立上部
３４ 貫通穴
３５ 軸穴
３６ 回動支軸部
４０ 反射体
４１ 第１反射面
４２ 第２反射面
４３ 支持部
４４ 平板
４５ 片部
５０ リング体
５１ ベースリング部
５１ａ 係合突起部
５１ｂ 段差部
５１ｃ 内周面
５２ 反射リング部
５２ａ 光反射面
５２ｂ 外周面
５３ 天面リング部
５３ａ 蛍光面
５３ｂ 当接端部
５３ｃ 隙間
５４ カバー体（遮光部材）
５４ａ 側周面
５４ｂ 天板内周縁
５４ｃ 取付凹部
５４ｄ 中央天板
ＢＬ レーザ光（ビーム光）
Claims (8)
- レーザ光源部と、
前記レーザ光源部からの光が一端側から入射し筒内を通過するように設けられた筒体と、
前記筒体を通過した光を反射するように設けられた反射体と、
前記反射体からの光を反射伝搬するリング状の内周面を有するリング体と、
前記筒体の他端側において前記リング体を保持する保持体と、を備え、
前記反射体は、前記レーザ光源部からの光の一部を前記内周面にて周方向一側から周方向他側に伝搬させるように反射する第１反射面と、前記レーザ光源部からの光の他の一部を前記内周面にて周方向他側から周方向一側に伝搬させるように反射する第２反射面と、を有し、
前記リング体は、前記内周面内で反射伝搬する光により蛍光を発する蛍光面をさらに有し、
前記保持体は、前記筒体の他端側に接続される台座と、前記リング体の設置角度を変更自在に支持する回動支軸部とを有し、
前記台座は、前記筒体を通過した光を前記反射体に向かって連通させる開口を有する本体部と、前記本体部の両側に前記回動支軸部を保持する立上部と、を有し、
前記回動支軸部は、リング体に固定されると共に、前記立上部に回動自在に支持される照明装置。 - レーザ光源部と、
前記レーザ光源部からの光が一端側から入射し筒内を通過するように設けられた筒体と、
前記筒体を通過した光を反射するように設けられた反射体と、
前記反射体からの光を反射伝搬するリング状の内周面を有するリング体と、を備え、
前記反射体は、前記レーザ光源部からの光の一部を前記内周面にて周方向一側から周方向他側に伝搬させるように反射する第１反射面と、前記レーザ光源部からの光の他の一部を前記内周面にて周方向他側から周方向一側に伝搬させるように反射する第２反射面と、を有し、
前記リング体は、前記内周面内で反射伝搬する光により蛍光を発する蛍光面をさらに有すると共に、前記レーザ光源部と反対側に、前記レーザ光源部からの光および前記蛍光を遮光する遮光部材を備える照明装置。 - 前記リング体は、前記内周面を有するベースリング部と、前記内周面に沿って設けられた前記蛍光面を備える天面リング部とを備え、
前記内周面と前記蛍光面とが隣り合って設置される請求項１又は請求項２に記載の照明装置。 - 前記反射体は、プリズムである請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の照明装置。
- 前記反射体よりもレーザ光源部側の光路中に、前記レーザ光源部からのレーザ光を平行光にするコリメートレンズを備える請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の照明装置。
- 前記回動支軸部は、前記立上部に、静摩擦係数が動摩擦係数よりも大きくなるように支持されている請求項１に記載の照明装置。
- 前記リング体は、前記レーザ光源部と反対側に、前記レーザ光源部からの光および前記蛍光を遮光する遮光部材を備える請求項１に記載の照明装置。
- 前記遮光部材に設けられた、前記反射体を支持する支持部を備えた請求項２又は請求項７に記載の照明装置。
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