JP7054877B2

JP7054877B2 - 照明装置

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Inventors: 達也奥野; 和幸山江
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Filing date: 2019-03-18
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Description

本発明は、照明装置に関し、特に、レーザ光を用いた照明装置に関する。

従来、レーザ光を用いた照明装置として、レーザ光を出射するレーザ光源と、蛍光体等の波長変換部材とを備えるものが知られている。この種の照明装置では、レーザ光を波長変換部材に照射することによって、レーザ光の一部が波長変換部材で吸収されることで生成された波長変換光と、波長変換部材で波長変換されなかったレーザ光とが混色されて、所望の光色の照明光を得ている。

例えば、青色光のレーザ光を出射するレーザ光源と黄緑色光を発する蛍光体とを備える照明装置では、レーザ光源から出射した青色光の一部が蛍光体で吸収されることで蛍光体から発する黄緑色光（波長変換光）と、蛍光体で吸収されなかった青色光（レーザ光）とが混色されて、白色光の照明光を得ている。

従来、レーザ光を用いた照明装置として、レーザ光を波長変換部材の表面に斜め方向から入射させることによって、波長変換部材による波長変換光と波長変換部材で反射したレーザ光との混色により照明光を放射する反射型の照明装置が提案されている（例えば特許文献１）。

特開２０１４－１３５１５９号公報

レーザ光は、ＬＥＤ等の他の光と比べて指向性が高い。このため、レーザ光を用いた従来の照明装置では、照明光に色むらが発生するという課題がある。つまり、波長変換部材で反射したレーザ光は高い指向性を持つ一方で、レーザ光が波長変換部材により波長変換されて生成された波長変換光は拡散光であり指向性を持たないため、レーザ光と波長変換光とが所望に混色されず、レーザ光と波長変換光との混色光である混合光（照明光）の照射パターンに色むらが発生する。

そこで、波長変換部材の表面に凹凸を形成したり、波長変換部材に光散乱性を有するフィラー等を混合させたりすることで、波長変換部材でレーザ光が反射する際にレーザ光を拡散（散乱）させてレーザ光の指向性を緩和することが考えられる。

しかしながら、この方法では、波長変換部材に入射するレーザ光を波長変換部材に吸収される前に後方散乱させ、波長変換部材外へ放出してしまう現象が顕著になることにより必然的にレーザ光に対する波長変換部材の吸収率を低下させてしまうことになる。この結果、例えばレーザ光が青色光である場合には、レーザ光と波長変換光との混合光における青色成分が低減されにくくなるので、混合光として低色温度の白色光が得にくくなるなど、混合光の色設計の自由度が低下する。このように、波長変換部材でレーザ光を拡散させる方法は、レーザ光の拡散性と波長変換部材の吸収率とがトレードオフの関係にあるため、レーザ光と波長変換光との混合光の色範囲が狭くなるという課題がある。

また、波長変換部材でレーザ光を拡散させるのではなく、レーザ光と波長変換光とが混
色した後の混合光を拡散させる方法が考えられる。例えば、照明装置の開口部等に拡散透過パネルや拡散透過フィルム等の拡散透過部材を配置することで、レーザ光と波長変換光との混合光を拡散させる方法が考えられる。

しかしながら、この方法では、混合光に含まれるレーザ光を拡散させると同時に、これ以上拡散させる必要のない、指向性を持たない波長変換光の一部を後方散乱させてしまうことになる。このため、照明装置としての光取り出し効率が低下する。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、光取り出し効率を低下させることなく照明光の色むらを抑制し、かつ広い色範囲で混合光の色設計を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。

上記目的を達成するために、本発明に係る照明装置の一態様は、開口部を有する筐体と、前記筐体内に配置され、レーザ光が入射することで前記レーザ光の波長とは異なる波長の光である波長変換光を放射する波長変換部材と、前記開口部を覆い、前記波長変換光に対する透過率が８０％以上であって、かつ、前記波長変換光のピーク波長の透過率に対する前記レーザ光のピーク波長の透過率が８０％以下である光学特性を有する光学フィルムと、前記筐体の内壁の少なくとも一部に設けられ、少なくとも前記光学フィルムで反射した前記レーザ光を拡散反射させる光拡散構造とを備える。

本発明によれば、光取り出し効率を低下させることなく照明光の色むらを抑制し、かつ広い色範囲で混合光の色設計をすることができる。

図１は、実施の形態に係る照明装置の構成を示す図である。図２は、実施の形態に係る照明装置における光学フィルムの透過スペクトルを示す図である。図３は、図１の破線で囲まれる領域IIIの部分拡大断面図である。図４は、変形例１に係る照明装置の構成を示す部分拡大断面図である。図５は、変形例２に係る照明装置の構成を示す部分拡大断面図である。図６は、実施の形態に係る照明装置の光線の軌跡を示す図である。図７は、応用例に係る照明装置の斜視図である。図８は、応用例に係る照明装置の部分断面図である。図９は、変形例３に係る照明装置の構成を示す図である。図１０は、変形例４に係る照明装置の構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺等は必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

（実施の形態）
実施の形態に係る照明装置１の構成について、図１を用いて説明する。図１は、実施の形態に係る照明装置１の構成を示す図である。なお、図１において、光源５０以外は、断面を示している。

図１に示すように、照明装置１は、開口部１０ａを有する筐体１０と、筐体１０内に配置された波長変換部材２０と、筐体１０の開口部１０ａに設けられた光学フィルム３０と、筐体１０の内壁の少なくとも一部に設けられた光拡散構造４０とを備える。本実施の形態における照明装置１は、さらに、光源５０を備える。

筐体１０は、開口部１０ａを有する収納体である。本実施形態において、筐体１０には、波長変換部材２０が収納されている。筐体１０は、底部１１と、底部１１に立設する側壁部１２とを有する。底部１１は、開口部１０ａに対向している。一例として、底部１１の平面視形状は、矩形状である。この場合、底部１１は、４つの側壁部１２で囲まれる。

また、筐体１０は、波長変換部材２０及び光学フィルム３０を支持している。具体的に、波長変換部材は、筐体１０の底部１１に支持されている。また、光学フィルム３０は、筐体１０の開口部１０ａの開口端部で支持されている。波長変換部材２０及び光学フィルム３０は、接着、係止構造又はネジ止め等によって筐体１０に固定されている。

筐体１０は、例えば、金属材料、樹脂材料又はセラミック等によって構成されている。なお、波長変換部材２０で発生する熱を放熱するために、筐体１０は、熱伝導率が高い材料によって構成されているとよい。したがって、筐体１０は、金属材料、熱伝導率が高い樹脂材料、又はセラミックによって構成されているとよい。

波長変換部材２０は、筐体１０内に配置されている。具体的には、波長変換部材２０は、筐体１０の底部１１に載置されている。

波長変換部材２０は、レーザ光が入射することでレーザ光の波長とは異なる波長の光である波長変換光を放射する。つまり、波長変換部材２０は、波長変換部材２０に入射するレーザ光を当該レーザ光とは異なる波長の光に変換する。具体的には、波長変換部材２０は、特定の波長のレーザ光を吸収することで、当該レーザ光とは異なる波長の光を出力する。

また、波長変換部材２０は、レーザ光の全てを吸収して別の波長の光に変換するのではなく、レーザ光の一部を吸収して別の波長の光を出力しつつ、レーザ光の他の一部については吸収することなく反射する。つまり、波長変換部材２０に入射したレーザ光の一部は、波長変換部材２０で波長が変換された波長変換光となって波長変換部材２０から放射され、波長変換部材２０に入射したレーザ光の他の一部は、波長変換部材２０で波長変換されずに波長変換部材２０で反射して波長変換部材２０から放射される。具体的には、波長変換部材２０は、レーザ光が入射する入射面２０ａを有しており、この入射面２０ａにレーザ光が照射されることで、レーザ光の一部を吸収して別の波長の光を出力しつつ、この入射面２０ａでレーザ光の他の一部を反射する。

波長変換部材２０としては、例えば、少なくとも１種類以上の蛍光体を含む蛍光体素子を用いることができる。この場合、波長変換部材２０（蛍光体素子）は、入射する光を励起光として蛍光を発する。一例として、波長変換部材２０は、シリコーン樹脂等の樹脂材料又はガラスやセラミック等の無機材料等からなるバインダに蛍光体粒子が分散された蛍光体素子を用いることができる。

波長変換部材２０（蛍光体素子）は、光源５０から出射したレーザ光が励起光として照射されることで励起されて所望の色（波長）の蛍光を放射する。つまり、光源５０から出射したレーザ光が波長変換部材２０に入射することで、波長変換部材２０はレーザ光の一部を吸収して励起される。これにより、波長変換部材２０からは波長変換光として所定の色（波長）の蛍光が放射する。例えば、波長変換部材２０は、波長が４２０ｎｍ～４８０ｎｍの範囲の青色光を吸収し、波長が５１０ｎｍ～５９０ｎｍの間の黄緑色光の光を放射する蛍光体を含む。つまり、波長変換部材２０は、波長変換光として黄緑色光を放射する。このような蛍光体としては、例えば、セリウム（Ｃｅ）賦活のイットリウム・アルミニウム・ガーネット系（ＹＡＧ）の蛍光体粒子を用いることができる。なお、波長変換部材２０には、蛍光ピーク波長が異なる複数の蛍光体が含まれていてもよい。

波長変換部材２０から放射される波長変換光は、拡散光であって、指向性を持たない。例えば、蛍光体が発する蛍光は、全方位に放射する。一方、波長変換部材２０で反射したレーザ光については、波長変換部材２０の光拡散性によって指向性を幾分かは弱めることができるが、波長変換部材２０の光拡散性と光吸収率とは基本的にはトレードオフの関係にあるため、本実施の形態では、波長変換部材２０の光吸収率を優先し、光拡散性は小さいほどよい。したがって、波長変換部材２０には、光を散乱させるフィラー又は微粒子等の光拡散材は含まれていない方がよいが、レーザ光を幾分か拡散させるために、波長変換部材２０には、光拡散材が含まれていてもよい。

蛍光体粒子を用いた波長変換部材２０は、蛍光体粒子を任意の封止材で封止したものが挙げられる。この場合、蛍光体粒子の粒子形状やサイズ、粒子の屈折率によって、波長変換部材２０の光拡散性及び光吸収率を調整することができる。

なお、本実施の形態では、波長変換部材２０として蛍光体を含む蛍光体素子を例示したが、波長変換部材２０は、入射するレーザ光の波長を別の波長に変換して出力するものであれば、その材料は、特に限定されるものではない。

光学フィルム３０は、レーザ光が入射する波長変換部材２０が配置された筐体１０の開口部１０ａを覆っている。これにより、光学フィルム３０には、波長変換部材２０に入射したレーザ光のうち波長変換部材２０で波長変換されて波長変換部材２０から放射される波長変換光と、波長変換部材２０に入射したレーザ光のうち波長変換部材２０で波長変換されずに波長変換部材２０で反射したレーザ光とが入射する。また、光学フィルム３０には、これらの直接光が入射するだけではなく、レーザ光及び波長変換光が光拡散構造４０で拡散反射した拡散光も入射する。

光学フィルム３０は、光学フィルム３０に入射する光の特定波長を選択的に透過及び反射する光学特性を有する。

具体的には、光学フィルム３０は、波長変換部材２０から放射された波長変換光に対する透過率が８０％以上である光学特性を有する。つまり、光学フィルム３０は、波長変換部材２０から放射される波長変換光に対しては高い透過率を有しており、波長変換部材２０から放射されて光学フィルム３０に入射する波長変換光のほとんどを透過する。なお、より好ましくは、光学フィルム３０の波長変換光に対する透過率は、９０％以上であるとよい。

本実施の形態において、光学フィルム３０は、波長変換部材２０から放射される波長変換光に対して高い透過率を有するだけではなく、光源５０から出射したレーザ光の波長帯域を除いて波長変換光以外の光に対しても高い透過率を有している。例えば、波長変換部材２０に入射するレーザ光の波長帯域以外における光学フィルム３０の透過率は、８０％以上であるとよい。これにより、照明装置１から照射される照明光の光取り出し効率を向上させることができる。なお、より好ましくは、波長変換部材２０に入射するレーザ光の波長帯域以外における光学フィルム３０の透過率は、９０％以上である。つまり、波長変換部材２０に入射するレーザ光の波長帯域以外の波長の光に対しては透明であるとよい。

また、光学フィルム３０は、光学フィルム３０に入射するレーザ光の一部を反射して、レーザ光の他の一部を透過する光学特性を有している。つまり、光学フィルム３０は、光源５０から出射したレーザ光に対しては反射及び透過の両方の光学特性を有する。一例として、光源５０から出射したレーザ光の波長帯域についての光学フィルム３０の透過率は、４０％～８０％である。

さらに、光学フィルム３０は、波長変換部材２０から放射された波長変換光のピーク波長の透過率に対して波長変換部材２０に入射するレーザ光のピーク波長の透過率が８０％以下である光学特性を有する。

本実施の形態では、光源５０から出射するレーザ光は、波長が４２０ｎｍ～４８０ｎｍの青色光（ピーク波長４５０ｎｍ）であり、波長変換部材２０から放射される波長変換光は、波長が５１０ｎｍ～５９０ｎｍの黄緑色光（ピーク波長５５０ｎｍ）であるので、一例として、光学フィルム３０は、図２に示される透過スペクトル（透過率分布）の光学特性を有する。

具体的には、図２に示すように、５１０ｎｍ～５９０ｎｍの波長帯域の波長変換光（黄緑色光）に対する光学フィルム３０の透過率は、８０％以上となっており、光学フィルム３０は、波長変換光に対して高い透過率を有している。

また、図２に示すように、４２０ｎｍ～４８０ｎｍの波長帯域のレーザ光（青色光）に対する光学フィルム３０の透過率は、４８％～７５％となっており、レーザ光のピーク波長（４５０ｎｍ）に対する光学フィルム３０の透過率は、６３．１％となっている。つまり、光学フィルム３０に入射するレーザ光の半分以上が透過し、光学フィルム３０に入射するレーザ光の半分以下が反射する。なお、光学フィルム３０に入射するレーザ光の一部は、光学フィルム３０で吸収して熱となる。

さらに、図２において、波長変換光のピーク波長（５５０ｎｍ）における透過率が８３．１％であり、レーザ光のピーク波長（４５０ｎｍ）における透過率が６３．１％であるので、波長変換光のピーク波長の透過率（８３．１％）に対するレーザ光のピーク波長の透過率（６３．１％）は、６３．１／８３．１＝７６．０％となっている。

このような光学特性を有する光学フィルム３０は、屈折率が異なる複数の誘電体膜からなる誘電体多層膜によって構成することができる。誘電体多層膜は、有機材料によって構成されていてもよいし、無機材料によって構成されていてもよい。

なお、光学フィルム３０の形状は、一例として、フィルム形状、シート形状又はプレート形状等であるが、特に限定されるものではない。

図１に示すように、光拡散構造４０は、筐体１０の内壁に設けられている。具体的には、光拡散構造４０は、筐体１０の底部１１の底面及び側壁部１２の内面に設けられている。本実施の形態において、光拡散構造４０は、筐体１０の内面の全面に設けられている。

光拡散構造４０は、少なくとも光学フィルム３０で反射したレーザ光を拡散反射させる。具体的には、光学フィルム３０で反射したレーザ光は、光拡散構造４０によって散乱反射することで拡散する。なお、光拡散構造４０は、主に光学フィルム３０で反射した指向性の高いレーザ光を拡散させるためのものであるが、レーザ光の波長帯域だけではなく可視光領域の全波長域の光を拡散反射させてもよい。この場合、光拡散構造４０の可視光領域の全波長域に対する反射率は１００％であるとよいが、必ずしも１００％である必要はなく、少なくとも９０％以上であるとよい。光拡散構造４０に入射した光のうち光拡散構造４０で反射しなかった光は、光拡散構造４０もしくは筐体１０で吸収されて熱となり伝導する。なお、光拡散構造４０は、光学フィルム３０で反射したレーザ光のみを拡散反射させるものであってもよい。

光拡散構造４０としては、微細な光拡散材の凝集体からなる光拡散膜を用いることができる。ここで、図３を用いて、光拡散構造４０の詳細な構成を説明する。図３は、図１の破線で囲まれる領域IIIの拡大断面図である。

図３に示すように、光拡散構造４０は、光拡散材４１を樹脂４２に分散させた光拡散膜であり、筐体１０の内壁に形成されている。このような光拡散膜としては、ポリカーボネート又はアクリル等のバインダ樹脂である樹脂４２に光拡散材４１として光拡散微粒子が分散された樹脂膜を用いることができる。具体的には、光拡散材４１（光拡散微粒子）として白色微粒子を用いた白色樹脂膜を用いることができる。このような光拡散構造４０は、光拡散塗膜として形成することができる。例えば、バインダ樹脂溶液に無数の光拡散材４１が分散された分散液を筐体１０の内壁面に塗布して硬化することで光拡散塗膜を筐体１０の内壁面に形成することができる。

また、図４に示される光拡散構造４０Ａのように、光拡散材４１Ａとして透明な無機フィラーを用いて、透明な無機フィラーの集合体からなる光拡散膜を用いてもよい。この場合、図４に示すように、光拡散材４１Ａの一部が樹脂４２から露出していてもよいし、光拡散材４１Ａが露出していなくてもよい。なお、図３においても、光拡散材４１は、樹脂４２から露出していてもよい。

なお、本実施の形態において、光拡散構造４０及び４０Ａは、筐体１０と別体としたが、光拡散構造４０及び４０Ａは、筐体１０と一体であってもよい。この場合、筐体１０は、光拡散構造４０及び４０Ａと同じ材料を用いて形成される。

また、図５に示すように、光拡散構造４０Ｂは、光拡散材４０及び４０Ａの凝集体ではなく、筐体１０の内壁に設けられた凹凸構造であってもよい。つまり、凹凸構造の形状によって、光学フィルム３０で反射したレーザ光を拡散反射させてもよい。凹凸構造は、複数の微小凸部及び／又は複数の微小凹部との繰り返し構造である。この場合、凹凸構造は、表面粗さＲａ（算術平均粗さ）が１０μｍ以上である凹凸表面を含むとよい。これにより、光学フィルム３０で反射したレーザ光を効率良く拡散反射させることができる。なお、光を拡散反射させることができる凹凸構造は、図５に示すように、筐体１０とは別体の表面凹凸構造を有する凹凸膜であってもよいが、筐体１０の一部であってもよい。つまり、筐体１０の表面に凹凸構造を形成してもよい。

光拡散構造４０及び４０Ａは、筐体１０の表面全体に亘り形成されていても良いし、一部に形成されていてもよい。また、光拡散構造４０及び４０Ａには、部分的に異なる構造が混在していても良い。光拡散構造４０及び４０Ａの形成面積の割合や構造の混在の程度よって所望の照明装置１としての特性を調整することができる。例えば、その形成面積の程度によって照明装置１から照射される照明光の光取り出し効率及び色温度等を調節することができる。

また、光拡散構造４０は、厚み及び散乱強度の程度によって光の反射率を制御することができる。光拡散構造４０の反射率を制御することで、照明装置１から照射される照明光の光取り出し効率及び色温度等を調節することができる。

光源５０は、レーザ光を出射するレーザ光源である。例えば、光源５０は、レーザ光を出射する半導体レーザを備える。本実施の形態において、光源５０から出射するレーザ光は、青色光である。具体的には、光源５０から出射するレーザ光は、例えばピーク波長が４５０ｎｍで、４２０ｎｍ～４８０ｎｍの波長帯域の光である。

光源５０は、筐体１０の外部に配置されている。また、光源５０は、レーザ光が波長変換部材２０に入射するように配置されている。本実施の形態において、光源５０は、光源５０から出射したレーザ光が波長変換部材２０の表面に対して斜めに入射するように配置されている。

具体的には、筐体１０の側壁部１２に貫通孔１０ｂが設けられており、光源５０から出射してレーザ光は、貫通孔１０ｂを通って波長変換部材２０に入射する。

なお、光源５０から出射したレーザ光の配光を制御したりビーム成形したりするために、光源５０と波長変換部材２０との間には、コリメータレンズ及び反射部材等の光学部材が配置されていてもよい。また、光源５０は、筐体１０の外部ではなく、筐体１０の内部に配置されていてもよい。この場合、筐体１０の貫通孔１０ｂは不要となる。

次に、本実施の形態における照明装置１の光学作用について、図６を用いて説明する。図６は、実施の形態に係る照明装置１の光線の軌跡を示す図である。

図６に示すように、光源５０からレーザ光ＬＢ１が出射すると、レーザ光ＬＢ１（図６の太実線）は、波長変換部材２０の表面に対して斜め方向から入射する。波長変換部材２０にレーザ光ＬＢ１が入射すると、レーザ光ＬＢ１の一部は、波長変換部材２０で吸収されることで波長変換され、波長変換部材２０からはレーザ光ＬＢ１とは異なる波長の波長変換光ＬＣ２（図６の破線）が放射されるとともに、レーザ光ＬＢ１の他の一部は、波長変換部材２０で吸収されることなく波長変換部材２０で反射してレーザ光ＬＢ２（図６の中太実線）となる。

この結果、波長変換部材２０からは、波長変換光ＬＣ２と、反射したレーザ光ＬＢ２とが放射されることになる。このとき、波長変換光ＬＣ２は、全方位に放射する。また、波長変換部材２０で反射したレーザ光ＬＢ２は、指向性を持ったまま放射される。

波長変換部材２０から放射された波長変換光ＬＣ２とレーザ光ＬＢ２とは、光学フィルム３０に向かって進行して光学フィルム３０に入射する。

このとき、光学フィルム３０は、波長変換部材２０で生成された波長変換光に対しては８０％以上の透過率を有するので、光学フィルム３０に入射した波長変換光ＬＣ２のほとんどは、光学フィルム３０を透過して筐体１０の外部に放射される。

一方、光学フィルム３０は、光源５０から出射したレーザ光に対しては反射及び透過の両方の光学特性を有するので、光学フィルム３０に入射したレーザ光ＬＢ２の一部は、光学フィルム３０を直進透過してレーザ光ＬＢ３（図６の上側の細実線）となって筐体１０の外部に放射されるとともに、レーザ光ＬＢ２の他の一部は、光学フィルム３０で反射してレーザ光ＬＢ４（図６の下側の細実線）となって筐体１０内の下方に向かって進行する。つまり、光学フィルム３０に入射したレーザ光ＬＢ２は、光学フィルム３０によって直進光のレーザ光ＬＢ３と反射光のレーザ光ＬＢ４とに分離される。

光学フィルム３０で反射して筐体１０の下方に進行するレーザ光ＬＢ４は、筐体１０の内壁に設けられた光拡散構造４０に入射する。光拡散構造４０は、少なくとも光源５０から出射するレーザ光に対して拡散反射させる機能を有するので、光拡散構造４０に入射し
たレーザ光ＬＢ４は、光拡散構造４０で拡散反射して拡散光ＬＤ５（図６の一点鎖線）となって光拡散構造４０から等方散乱的に放射される。

光拡散構造４０で拡散反射した拡散光ＬＤ５は、筐体１０内の上方に向かって進行する。つまり、拡散光ＬＤ５は、光学フィルム３０に向かって進行して光学フィルム３０に入射する。

ここで、拡散光ＬＤ５の波長は、光源５０から出射したレーザ光の波長と同じである。また、上述のように、光学フィルム３０は、光源５０から出射したレーザ光に対しては反射及び透過の両方の光学特性を有する。したがって、光学フィルム３０に入射した拡散光ＬＤ５の一部は、光学フィルム３０を直進透過して筐体１０の外部に放射されるとともに、光学フィルム３０に入射した拡散光ＬＤ５の他の一部は、光学フィルム３０で反射して筐体１０の内部に回帰し、再び筐体１０内の下方に向かって進行する。

そして、拡散光ＬＤ５のうち光学フィルム３０で反射して筐体１０内の下方に進行する拡散光は、再び光拡散構造４０で拡散反射して光学フィルム３０に再び入射することになる。つまり、拡散光ＬＤ５は、光学フィルム３０での反射及び透過と光拡散構造４０での拡散反射とを繰り返す。

この結果、波長変換部材２０で反射した後に光学フィルム３０で反射したレーザ光ＬＢ４は、最終的には全て光拡散構造４０で拡散光に変換される。つまり、レーザ光ＬＢ４は、全て拡散光となって光学フィルム３０を透過して筐体１０の外部から放射される。このため、波長変換部材２０の吸収率に関わらず、光源５０から出射したレーザ光ＬＢ１に対する光拡散性を担保することができる。

このとき、レーザ光ＬＢ３については、レーザ光ＬＢ４が光学フィルム３０での反射及び透過と光拡散構造４０での拡散反射とを繰り返した結果、筐体１０の外に拡散光として取り出される光量に対して十分小さな光量とすることができるため、混合光の照射パターンの色むらを低減することが可能である。

このように、本実施の形態に係る照明装置１によれば、波長変換部材２０に光拡散性を付与しなくても、光学フィルム３０と光拡散構造４０とによって指向性の高いレーザ光に拡散性を与えることができる。また、レーザ光を励起光として波長変換部材２０で生成される波長変換光は、拡散性を有する。つまり、筐体１０の開口部１０ａから放射されるレーザ光と波長変換光とは、いずれも拡散光であり、所望に混色された混合光（混色光）となる。したがって、照明装置１から照射される照明光の照射パターンに色むらが発生することを抑制できる。

さらに、本実施の形態に係る照明装置１によれば、波長変換部材２０において光拡散性を高くするために、波長変換部材２０の表面に凹凸を形成したり、波長変換部材２０に光散乱性を有するフィラーを混合させたりする必要がないので、波長変換部材２０におけるレーザ光の吸収率を高く維持することができる。これにより、レーザ光と波長変換光との混色光である混合光の色範囲が狭くなることを抑制し、混合光の色設計の自由度を高めることができる。

しかも、本実施の形態に係る照明装置１によれば、いわばレーザ光を拡散させる機能を担う部位とレーザ光を吸収し波長変換する機能を担う部位とが分離されている構成であるため、レーザ光及び波長変換光のうち主にレーザ光のみを選択的に拡散させることができる。したがって、従来のように拡散透過部材を配置してレーザ光だけではなく拡散させる必要のない波長変換光までも必要以上に拡散させ、後方散乱により照明装置１としての光取り出し効率を低下させてしまうことがない。

以上説明したように、本実施の形態に係る照明装置１によれば、光取り出し効率を低下させることなく照明光の色むらを抑制し、かつ広い色範囲で混合光の色設計をすることができる。

ここで、実施の形態に係る照明装置１の応用例について、図７及び図８を用いて説明する。図７は、応用例に係る照明装置１Ａの斜視図である。図８は、同照明装置１Ａの部分断面図である。なお、図７は、光学フィルム３０を外した状態を示している。

図７及び図８に示すように、本変形例に係る照明装置１Ａは、さらに、基体６０と、レンズ７０と、反射部材８０とを有する。

基体６０は、筐体１０及び光源５０を保持する本体である。筐体１０は、基体６０の上面に載置されている。また、光源５０は、基体６０の内部に収納されている。

基体６０は、光源５０及び筐体１０を介して波長変換部材２０で発生する熱を放熱するヒートシンクとしても機能する。したがって、基体６０は、アルミニウム等の金属材料又は高熱伝導樹脂等の熱伝導率の高い材料によって形成されているとよい。

レンズ７０は、コリメートレンズである。光源５０から放射状に広がって出射したレーザ光は、レンズ７０によって所定のビーム径の平行光に変換される。

反射部材８０は、光源５０から出射したレーザ光を反射して筐体１０内に配置された波長変換部材２０に照射させる機能を有する。具体的には、反射部材８０は、レンズ７０によってコリメートされたレーザ光を反射する。反射部材８０は、基体６０の一部に取り付けられている。

なお、本変形例において、光源５０は、基体６０に保持させたが、光源５０を基体６０の外部に配置し、光源５０から光ファイバを用いたレーザ光を伝送して反射部材８０にレーザ光を入射させてもよい。この場合、図８の光源５０の位置に光ファイバの端部が配置される。

（変形例）
以上、本発明に係る照明装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施の形態において、照明装置１は、これ自体が製品となる照明器具そのものであってもよいし、照明器具に内蔵される部品（光源モジュール）として用いられてもよい。

また、上記実施の形態では、光源５０から出射したレーザ光を波長変換部材２０に入射させたが、これに限らない。例えば、図９に示すように、光源５０から出射したレーザ光を光ファイバ９０を用いて伝送して、光ファイバ９０の端部から出射させたレーザ光を波長変換部材２０に照射させてもよい。この場合、図９では、光出射部（光ファイバ９０の端部）を筐体１０の内部に配置しているが、光出射部は、筐体１０の外部に配置されていてもよい。

また、上記実施の形態において、光を拡散させる構造として、光拡散材の凝集体からなる光拡散構造４０（図３）又は表面に凹凸構造を有する光拡散構造４０Ａ（図４）を筐体１０の内壁に設けたが、これに限らない。例えば、図１０に示すように、光拡散構造４０Ｃは、筐体１０の内壁の表面（内壁面）を湾曲させた凹面そのものであってもよい。この場合、光拡散構造４０Ｃは、筐体１０の内壁面を湾曲させた平滑な凹面であってもよいが、凹面の表面に、さらに、図３及び図４に示される光拡散材の凝集体又は図５に示される凹凸構造を形成してもよい。

また、上記実施の形態では、波長変換部材２０にレーザ光を反射させる反射型の照明装置としたが、本発明は、波長変換部材２０にレーザ光を透過させる透過型の照明装置にも適用することができる。

その他、実施の形態及び変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態及び変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

１、１Ａ照明装置
１０筐体
１０ａ開口部
１０ｂ貫通孔
１１底部
１２側壁部
２０波長変換部材
３０光学フィルム
４０、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ光拡散構造
４１、４１Ａ光拡散材
４２樹脂
５０光源

Claims

開口部を有する筐体と、
前記筐体内に配置され、レーザ光が入射することで前記レーザ光の波長とは異なる波長の光である波長変換光を放射する波長変換部材と、
前記開口部を覆い、前記波長変換光に対する透過率が８０％以上であって、かつ、前記波長変換光のピーク波長の透過率に対する前記レーザ光のピーク波長の透過率が８０％以下である光学特性を有する光学フィルムと、
前記筐体の内壁の少なくとも一部に設けられ、前記波長変換部材で反射して前記光学フィルムに入射した前記レーザ光のうち少なくとも前記光学フィルムで反射した前記レーザ光を拡散反射させる光拡散構造とを備え、
前記光拡散構造は、前記筐体の底部の底面及び側壁部の内面に設けられている
照明装置。
前記光学フィルムの前記波長変換光に対する透過率は、９０％以上である、
請求項１に記載の照明装置。
前記光拡散構造は、前記内壁に形成された光拡散膜である、
請求項１又は２に記載の照明装置。
前記光拡散構造は、透明な無機フィラーの集合体である、
請求項１又は２に記載の照明装置。
前記光拡散構造は、前記内壁に設けられた凹凸構造である、
請求項１又は２に記載の照明装置。
前記凹凸構造は、表面粗さＲａが１０μｍ以上である凹凸表面を含む、
請求項５に記載の照明装置。
前記光拡散構造は、前記内壁の表面を湾曲させた凹面である、
請求項１又は２に記載の照明装置。
さらに、前記レーザ光を出射する光源を備える、
請求項１～７のいずれか１項に記載の照明装置。