JP7229902B2

JP7229902B2 - 照明装置

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Publication number: JP7229902B2
Application number: JP2019214686A
Authority: JP
Inventors: 秀崇加藤
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Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2023-02-28
Anticipated expiration: 2039-11-27
Also published as: JP2021086726A

Description

本開示は、照明装置に関する。

半導体レーザから射出された励起光を受光して励起光とは異なる波長の蛍光を発する蛍光体ユニットと、蛍光体ユニットから発せられた蛍光の一部を少なくとも導波するファイバ束とを有する照明装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３－２５２４４０号公報

照明光の演色性を高めることが求められる。

本開示の目的は、照明光の演色性を高め得る照明装置を提供することにある。

本開示の一実施形態に係る照明装置は、第１ファイバと、波長変換部材とを備える。前記第１ファイバは、光軸に沿って励起光を伝搬させ、端部から前記励起光を射出する。前記波長変換部材は、前記第１ファイバの光軸と同軸に位置する。前記波長変換部材は、前記励起光を異なる波長の光に変換する。前記波長変換部材は、長手方向を有し、前記長手方向が前記第１ファイバの光軸に沿って位置する。

本開示の一実施形態に係る照明装置によれば、照明光の演色性が高まり得る。

一実施形態に係る照明装置の構成例を示す断面図である。図１の照明装置を光軸方向に見た図である。波長変換部材の構成例を示す断面図である。比較例に係る照明装置の構成例を示す図である。照明装置が射出する光のスペクトルの一例を示すグラフである。照明装置を壁面及び天井面に設置する構成例を示す図である。射出部に第２ファイバを接続する構成例を示す断面図である。第２ファイバのコアのテーパ形状の一例を示す断面図である。スリーブ内壁のテーパ形状の一例を示す断面図である。

図１及び図２に示されるように、一実施形態に係る照明装置１は、第１ファイバ２２と、波長変換部材３０とを備える。

第１ファイバ２２は、コア２４とクラッド２６とを有する。コア２４は、第１ファイバ２２の延在方向に沿って延在する。クラッド２６は、コア２４を軸とした円筒状に位置する。光は、コア２４に入射し、コア２４の周囲に位置するクラッド２６によって全反射されながらコア２４を伝搬する。つまり、第１ファイバ２２は、コア２４に沿って光を伝搬させる。

第１ファイバ２２は、一端において光源６０に接続される。光源６０は、励起光を射出する。励起光は、第１ファイバ２２のコア２４に入射し、コア２４の中を伝搬する。コア２４は、光源６０から遠い側に位置する端部２４ａを有する。光源６０から入射した励起光は、光軸２０に沿ってコア２４を伝搬し、端部２４ａから射出される。端部２４ａは、励起光の伝搬先の側に位置するともいえる。

第１ファイバ２２は、励起光を伝搬させる方向に沿う光軸２０を有すると仮定する。第１ファイバ２２が直線に沿って延在する場合、光軸２０は、コア２４が延在する方向に沿っている。言い換えれば、第１ファイバ２２は、光軸２０に沿って励起光を伝搬させる。

第１ファイバ２２は、可撓性を有する。つまり、第１ファイバ２２は、曲げられてもよい。第１ファイバ２２が曲げられる場合、光軸２０は、第１ファイバ２２のコア２４を伝搬してきた励起光が端部２４ａから射出される方向に沿って延びる軸に対応すると仮定する。

光軸２０は、第１ファイバ２２の端部２４ａから励起光の進行方向の更に先まで延在すると仮定する。波長変換部材３０は、光軸２０が端部２４ａから更に延在している部分に沿って位置する。つまり、波長変換部材３０は、光軸２０と同軸に位置する。ここで同軸とは、略同軸を含み、必ずしも中心軸が完全に一致している必要はない。波長変換部材３０は、端部３０ａと端部３０ｂとを有する。端部３０ａは、第１ファイバ２２に近い側に位置する。第１ファイバ２２に近い側は、伝搬元とも称される。端部３０ａは、励起光の伝搬元に位置するともいえる。端部３０ｂは、第１ファイバ２２から遠い側に位置する。第１ファイバ２２から遠い側は、伝搬先とも称される。端部３０ｂは、励起光の伝搬先に位置するともいえる。

コア２４の端部２４ａは、波長変換部材３０の端部３０ａに位置してよいし、波長変換部材３０の端部３０ａよりも光軸２０の方向に見て内側に位置してもよい。端部２４ａは、波長変換部材３０の少なくとも一部に当接してよい。図１において、光軸２０の方向に沿った端部２４ａの位置と端部３０ａの位置とが一致する。波長変換部材３０は、後述するように中空の管状であってもよいし、中実の柱状であってもよい。図１に例示されるように波長変換部材３０が中実である場合、端部２４ａは、端部３０ａに当接してよい。波長変換部材３０がコア２４の端部２４ａに当接することによって、励起光が高効率で波長変換部材３０に入射し得る。

波長変換部材３０の光軸２０に沿う方向の寸法は、光軸２０に直交する方向の寸法よりも長い。言い換えれば、波長変換部材３０の長手方向は、光軸２０に沿う方向に略一致する。

励起光は、第１ファイバ２２のコア２４から波長変換部材３０に入射する。励起光の少なくとも一部は、波長変換部材３０で異なる波長の光に変換される。波長変換部材３０で励起光から変換された光は、変換光とも称される。波長変換部材３０で変換されずに通過する励起光は、未変換光とも称される。照明装置１は、変換光と未変換光とを含む照明光を外部に射出する。照明装置１は、照明光によって周囲を照らす。

（スリーブ１０）
照明装置１は、波長変換部材３０を収容するスリーブ１０を更に備えてもよい。スリーブ１０は、ボディ１２と射出部１４とを備える。ボディ１２は、光軸２０と同軸の円筒状に構成されるとする。ボディ１２は、内壁１２ａと外壁１２ｂとを有し、内壁１２ａで区画される内部空間を有する。光軸２０に直交する断面視における内壁１２ａ及び外壁１２ｂの形状は、図２に例示されるように円であってよいが、これに限られず、直線又は曲線を含む他の種々の形状であってよい。

ボディ１２は、両端に端部１２ｃと端部１２ｄとを有する。端部１２ｃと端部１２ｄとは、光軸２０に沿う方向に見て互いに反対側に位置する。ボディ１２は、端部１２ｃにおいて、第１ファイバ２２に接続可能に構成されるとする。第１ファイバ２２は、フェルール２８を介してボディ１２の端部１２ｃに接続されてよい。

照明装置１がスリーブ１０を備える場合、波長変換部材３０は、ボディ１２の内部空間に収容される。波長変換部材３０の少なくとも一部は、内壁１２ａに当接してもよい。波長変換部材３０は、内壁１２ａから離れて位置してもよい。波長変換部材３０は、励起光を変換する際に発熱し得る。波長変換部材３０の少なくとも一部が内壁１２ａに当接することによって、波長変換部材３０で生じた熱がボディ１２に伝わり、スリーブ１０の外部に放出されやすくなる。

内壁１２ａは、励起光、並びに、変換光及び未変換光を反射するように構成されてよい。このようにすることで、波長変換部材３０から射出される照明光の強度が高められ得る。

波長変換部材３０は、ボディ１２の端部１２ｃの側に位置するコア２４の端部２４ａから、ボディ１２の端部１２ｄまでの範囲に位置する。波長変換部材３０は、ボディ１２の端部１２ｄの側に端部３０ｂを有する。

射出部１４は、ボディ１２の端部１２ｄから光軸２０に沿って外側に突出する。射出部１４は、光軸２０と同軸の円筒状に構成されるとする。射出部１４は、内壁１４ａと外壁１４ｂとを有し、内壁１４ａで区画される内部空間を有する。光軸２０に直交する断面視における内壁１４ａ及び外壁１４ｂの形状は、図２に例示されるように円であってよいが、これに限られず、直線又は曲線を含む他の種々の形状であってよい。

射出部１４は、変換光と未変換光とを含む照明光を、波長変換部材３０の端部３０ｂから照明装置１の外部に射出する。

射出部１４は、内部空間に、第１光学部材４２を備えてよい。第１光学部材４２は、正又は負の光学パワーを有してよい。第１光学部材４２は、正の光学パワーを有することによって、波長変換部材３０から射出部１４に向けて光軸２０に沿って進行する照明光を収束させて外部に射出し得る。第１光学部材４２は、負の光学パワーを有することによって、波長変換部材３０から射出部１４に向けて光軸２０に沿って進行する照明光を発散させて外部に射出し得る。第１光学部材４２は、レンズを含んで構成されてよいし、ミラーを含んで構成されてもよい。第１光学部材４２は、波長変換部材３０から光軸２０に沿って進行してきた照明光の進行方向を変化させるように構成されてよい。このようにすることで、照明装置１は、照明光を種々の方向に射出できる。

射出部１４は、波長変換部材３０と第１光学部材４２との間に、第２光学部材４４を更に備えてもよい。第２光学部材４４の屈折率は、第１光学部材４２の屈折率より大きく且つ波長変換部材３０の屈折率より小さい。射出部１４が第２光学部材４４を有することによって、照明光が通過する各部材間の屈折率の差が小さくなる。各部材間の屈折率の差が小さいほど、照明光が各部材間で全反射しにくくなる。その結果、照明装置１の外部に射出される照明光の光量が増大し得る。

第２光学部材４４は、波長変換部材３０及び第１光学部材４２に当接してよい。第２光学部材４４は、波長変換部材３０及び第１光学部材４２の形状に合わせた形状を有してよい。射出部１４が第２光学部材４４を備えない場合、第１光学部材４２は、波長変換部材３０に当接してよい。照明光が通過する各部材が当接する場合、波長変換部材３０から射出された照明光は、空気層を通らずに第１光学部材４２に入射する。照明光は、空気層を通らないことによって、各部材から射出される際に全反射しにくくなる。その結果、照明装置１の外部に射出される照明光の光量が増大し得る。

（波長変換部材３０）
図３に示されるように、波長変換部材３０は、蛍光体３５を備える。波長変換部材３０は、透光性を有する透光部材３８を更に備えてよい。透光部材３８は、蛍光体３５を内部に含有することによって、略均一に分散された状態で蛍光体３５を保持してよい。波長変換部材３０の屈折率は、透光部材３８及び蛍光体３５それぞれの屈折率、並びに、透光部材３８に対する蛍光体３５の含有率に基づいて定まり得る。波長変換部材３０の屈折率は、透光部材３８の屈折率に等しいとみなされてもよいし、蛍光体３５の屈折率に等しいとみなされてもよい。

蛍光体３５は、波長変換部材３０に入射してきた励起光を、３６０ｎｍから７８０ｎｍまでの波長領域に含まれるピーク波長を有する光に変換し、変換光を射出する。３６０ｎｍから７８０ｎｍまでの波長領域は、可視光領域とも称される。可視光領域に含まれるピーク波長を有する光は、可視光とも称される。つまり、波長変換部材３０は、励起光を可視光に変換する。

本実施形態において、光源６０は、励起光として、３６０ｎｍから４３０ｎｍまでの波長領域にピーク波長を有するレーザ光を射出する。３６０ｎｍから４３０ｎｍまでの波長領域は、紫色光領域とも称される。紫色光領域に含まれるピーク波長を有する光は、紫色光とも称される。つまり、本実施形態において、励起光として紫色光が用いられるとする。紫色光は、可視光に含まれる。紫色光に対する人間の視感度は、可視光の中の他の色の光と比べて低い。励起光として紫色光が用いられることによって、励起光の強度の制御が演色性に影響を及ぼしにくくなる。励起光としてレーザ光が用いられることによって、励起光の単色性及び指向性が高められ得る。励起光のエネルギーが制御されやすくなるとともに、励起光の進行方向が制御されやすくなる。

透光部材３８は、例えば、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂若しくはエポキシ樹脂等の透光性を有する絶縁樹脂、又は透光性を有するガラス材料等で形成されていてよい。

蛍光体３５は、紫色光を、例えば４００ｎｍから５００ｎｍまでの波長領域に含まれるピーク波長を有するスペクトルで特定される光、つまり青色の光に変換してよい。この場合、蛍光体３５は、例えば、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ、又は（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂：Ｅｕ，（Ｓｒ，Ｂａ）₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂：Ｅｕ等を含んで構成されてよい。

蛍光体３５は、紫色光を、例えば４５０ｎｍから５５０ｎｍまでの波長領域に含まれるピーク波長を有するスペクトルで特定される光、つまり青緑色の光に変換してよい。蛍光体３５は、例えば、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ）₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：Ｅｕ，Ｓｒ₄Ａｌ₁₄Ｏ₂₅：Ｅｕ等を含んで構成されてよい。

蛍光体３５は、紫色光を、例えば５００ｎｍから６００ｎｍまでの波長領域に含まれるピーク波長を有するスペクトルで特定される光、つまり緑色の光に変換してよい。蛍光体３５は、例えば、ＳｒＳｉ₂（Ｏ，Ｃｌ）₂Ｎ₂：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｍｇ）₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺、又はＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ等を含んで構成されてよい。

蛍光体３５は、紫色光を、例えば６００ｎｍから７００ｎｍまでの波長領域に含まれるピーク波長を有するスペクトルで特定される光、つまり赤色の光に変換してよい。蛍光体３５は、例えば、Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ、Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ、ＳｒＣａＣｌＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ²⁺、ＣａＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ、又はＣａＡｌＳｉ（ＯＮ）₃：Ｅｕ等を含んで構成されてよい。

蛍光体３５は、紫色光を、例えば６８０ｎｍから８００ｎｍまでの波長領域に含まれるピーク波長を有するスペクトルで特定される光、つまり近赤外光に変換してよい。近赤外光は、６８０から２５００ｎｍまでの波長領域の光を含んでよい。蛍光体３５は、例えば、３Ｇａ₅Ｏ₁₂：Ｃｒ等を含んで構成されてよい。

蛍光体３５は、上述してきた材料に限られず、他の種類の材料を含んで構成されてもよい。蛍光体３５は、複数の種類の材料を任意に組み合わせて構成されてもよい。蛍光体３５の材料の組み合わせは、特に限定されない。

波長変換部材３０は、１種類の蛍光体３５を含んでよい。波長変換部材３０は、蛍光体３５として、第１蛍光体３５ａと第２蛍光体３５ｂとを含んでよい。第１蛍光体３５ａで変換される光のピーク波長と、第２蛍光体３５ｂで変換される光のピーク波長とは、互いに異なってよい。

波長変換部材３０は、第１波長変換部材３１と、第２波長変換部材３２と、第３波長変換部材３３とを含んでよい。つまり、波長変換部材３０は、複数の部分で構成されてよい。波長変換部材３０を構成する部分の数は、３つに限られず、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。第１波長変換部材３１は、励起光を赤色光に変換する蛍光体３５を含むとする。第２波長変換部材３２は、励起光を緑色光に変換する蛍光体３５を含むとする。第３波長変換部材３３は、励起光を青色光に変換する蛍光体３５を含むとする。波長変換部材３０として組み合わされる蛍光体３５の種類は、３種類に限られず、２種類以下であってもよいし、４種類以上であってもよい。

波長変換部材３０は、蛍光体３５の組み合わせによって、励起光を、種々のスペクトルを有する光に変換できる。波長変換部材３０は、励起光を、例えば、太陽からの直射日光のスペクトル、海中の所定の深さまで到達した日光のスペクトル、ろうそくの炎が発する光のスペクトル、又は、蛍の光のスペクトル等を有する光に変換できる。言い換えれば、波長変換部材３０は、励起光を種々の色を有する光に変換できる。波長変換部材３０は、励起光を種々の色温度を有する光に変換できる。その結果、照明光の演色性が高められ得る。

（変換効率）
波長変換部材３０は、励起光を所定の割合で異なる波長の光に変換する。波長変換部材３０に入射する励起光のうち異なる波長の光に変換される励起光の割合は、変換効率とも称される。波長変換部材３０の変換効率は、蛍光体３５の量子効率に基づいて定まる。

波長変換部材３０の変換効率は、蛍光体３５の密度、及び、励起光が波長変換部材３０の内部を進行する距離に更に基づいて定まる。励起光の光子は、蛍光体３５に衝突した場合に所定の確率で蛍光体３５を励起し蛍光体３５が発する蛍光に変換される。励起光の光子と蛍光体３５との衝突回数が多いほど、励起光が蛍光に変換される確率が高くなる。励起光の光子が蛍光体３５を含む波長変換部材３０の内部を進行する距離が長いほど、励起光の光子と蛍光体３５との衝突回数が多くなる。

本実施形態に係る照明装置１において、波長変換部材３０は、第１ファイバ２２の光軸２０と同軸に位置する。また、波長変換部材３０は、その長手方向が光軸２０に沿うように構成される。このようにすることで、波長変換部材３０の内部を励起光が進行する距離が長くなる。励起光の進行距離が長くなることによって励起光の光子と蛍光体３５との衝突回数が増加する。その結果、励起光の変換効率が高められ得る。

（比較例）
図４に示されるように、比較例に係る照明装置９は、光源９１と、入射ファイバ９２と、波長変換部材９３、９４及び９５と、射出ファイバ９６と、射出部９７とを備える。照明装置９は、光源９１が射出する励起光９０ａを入射ファイバ９２で分岐して波長変換部材９３、９４及び９５それぞれに入射させる。波長変換部材９３、９４及び９５それぞれは、励起光９０ａを変換光９０ｂに変換する。変換光９０ｂは、射出ファイバ９６を通って射出部９７で合流し、合成光９０ｃとして射出される。波長変換部材９３は、励起光９０ａを赤色の変換光９０ｂに変換する。波長変換部材９４は、励起光９０ａを緑色の変換光９０ｂに変換する。波長変換部材９５は、励起光９０ａを青色の変換光９０ｂに変換する。合成光９０ｃは、赤色の変換光９０ｂと、緑色の変換光９０ｂと、青色の変換光９０ｂとを含む白色光になり得る。合成光９０ｃの色は、入射ファイバ９２に分岐する励起光９０ａの割合を制御することによって、又は、波長変換部材９３、９４及び９５それぞれの変換効率を制御することによって、種々の色に制御され得る。

比較例に係る照明装置９において、励起光９０ａは、入射ファイバ９２の端部から広がりながら波長変換部材９３、９４及び９５に進行する。励起光９０ａが波長変換部材９３、９４及び９５に入射しやすいように、波長変換部材９３、９４及び９５は、励起光９０ａの進行方向に交差する方向に広げられている。また、変換光９０ｂが射出ファイバ９６に到達しやすいように、波長変換部材９３、９４及び９５は、励起光９０ａの進行方向で短くなるように構成されている。その結果、波長変換部材９３、９４及び９５は、その長手方向が励起光９０ａの進行方向に交差する方向に沿い、且つ、その短手方向が励起光９０ａの進行方向に沿うように構成されている。

本実施形態に係る照明装置１において、波長変換部材３０は、励起光を伝搬する第１ファイバ２２の光軸２０と同軸に位置し、その長手方向が光軸２０に沿うように構成されている。波長変換部材３０の長手方向が光軸２０に沿うことによって、比較例に係る照明装置９よりも、波長変換部材３０の内部を励起光が進行する距離が長くなり得る。その結果、励起光の変換効率が高められ得る。

言い換えれば、波長変換部材３０は、その短手方向が第１ファイバ２２の光軸２０に交差するように構成されている。波長変換部材３０の短手方向が第１ファイバ２２の光軸２０に交差することによって、比較例に係る照明装置９よりも、光軸２０の方向に平面視した波長変換部材３０の面積が小さくされ得る。光軸２０の方向に平面視した波長変換部材３０の面積が小さくされることによって、波長変換部材３０が所定平面に交差するように配置される場合に、所定平面内における波長変換部材３０の配置密度が高められ得る。その結果、波長変換部材３０から射出される照明光の輝度が高められ得る。

本実施形態に係る照明装置１において、第１波長変換部材３１と、第２波長変換部材３２と、第３波長変換部材３３とは、光軸２０に同軸に位置している。一方で、比較例に係る照明装置９において、波長変換部材９３、９４及び９５は、励起光９０ａの進行方向に向かって横に並んでいる。本実施形態に係る照明装置１は、２つ以上の波長変換部材３０を備える場合であっても、光軸２０の方向に平面視した波長変換部材３０の面積を小さくできる。

本実施形態に係る照明装置１において、第１波長変換部材３１は、励起光の少なくとも一部を変換して変換光を射出する。第１波長変換部材３１から第２波長変換部材３２に入射する光は、変換光と未変換光とを含む。第２波長変換部材３２は、第１波長変換部材３１から入射する未変換光の少なくとも一部を変換する。第２波長変換部材３２から第３波長変換部材３３に入射する光は、第１波長変換部材３１又は第２波長変換部材３２で生じた変換光と未変換光とを含む。第３波長変換部材３３は、第２波長変換部材３２から入射する未変換光の少なくとも一部を変換する。このようにすることで、第１波長変換部材３１、第２波長変換部材３２及び第３波長変換部材３３のいずれかで励起光が変換される確率が高まる。その結果、波長変換部材３０で変換されずに通過する未変換光の割合が低減され得る。

一方で、比較例に係る照明装置９において、励起光９０ａは、波長変換部材９３、９４及び９５のいずれか１つで変換光９０ｂに変換される。波長変換部材９３、９４及び９５で変換されなかった励起光は、そのまま射出ファイバ９６に入射して射出部９７に進行する。励起光が波長変換部材９３、９４及び９５のうち１つだけを通過する場合に励起光が変換される確率は、３つすべてを通過する場合の確率と比べて低くなる。

本実施形態に係る照明装置１は、励起光が多くの波長変換部材３０を通過するように構成されることによって、比較例に係る照明装置９よりも励起光の変換効率を高めることができる。

図５に、照明光のスペクトルを表すグラフが示されている。照明光のスペクトルは、例えば、分光測光装置などにより分光法を用いて測定される。図５のグラフにおいて、横軸は、照明装置１が射出する照明光の波長を表す。縦軸は、照明光の各波長における相対光強度を表している。図５のグラフは、本実施形態に係る照明装置１が射出する照明光のスペクトルと、比較例に係る照明装置９が射出する照明光のスペクトルとを示している。照明光に含まれる未変換光のピーク波長は、λ１で表されている。照明光に含まれる変換光のピーク波長が含まれる波長領域は、λ２で表されている。

本実施形態の照明光に含まれる未変換光（λ１で表される波長を有する光）の相対光強度は、比較例の照明光に含まれる未変換光の相対光強度よりも低くなっている。本実施形態の照明光に含まれる変換光（λ２で表される波長領域に含まれる波長を有する光）の相対光強度は、比較例の照明光に含まれる変換光の相対光強度よりも高くなっている。つまり、本実施形態に係る照明装置１は、比較例に係る照明装置９よりも、励起光を高い変換効率で変換光に変換できる。

第１波長変換部材３１、第２波長変換部材３２及び第３波長変換部材３３が励起光を変換して得られる変換光は、それぞれ第１光、第２光及び第３光と称されるとする。

波長変換部材３０は、励起光を所定の比率で第１光、第２光及び第３光それぞれに変換した変換光を射出するように構成され得る。つまり、波長変換部材３０は、変換光に含まれる第１光、第２光及び第３光それぞれの強度の比率があらかじめ所定の比率に設定されるように構成されてよい。このように構成されることによって、波長変換部材３０から射出される照明光の演色性が高められ得る。

本実施形態に係る照明装置１は、励起光の変換効率が高められていることによって、図５に例示されるように、照明光に含まれる紫色光の相対光強度を低くすることができる。紫色光の相対光強度が低くされることによって、照明光のスペクトルが太陽光のスペクトルに近づけられ得る。その結果、照明光の演色性が高められ得る。

（波長変換部材３０の配置順とピーク波長との関係）
第１波長変換部材３１は、第２波長変換部材３２よりも第１ファイバ２２の端部２４ａの近くに位置してよい。つまり、第１波長変換部材３１は、第２波長変換部材３２から見て伝搬元に位置してよい。第１波長変換部材３１が第２波長変換部材３２から見て伝搬元に位置する場合、第１光のピーク波長は、第２光のピーク波長よりも長くされてよい。

第２波長変換部材３２は、第３波長変換部材３３よりも第１ファイバ２２の端部２４ａの近くに位置してよい。つまり、第２波長変換部材３２は、第３波長変換部材３３から見て伝搬元に位置してよい。第２波長変換部材３２が第３波長変換部材３３から見て伝搬元に位置する場合、第２光のピーク波長は、第３光のピーク波長よりも長くされてよい。

第１波長変換部材３１が第２波長変換部材３２及び第３波長変換部材３３から見て伝搬元に位置する場合、第１光は、伝搬先に向けて進行し、第２波長変換部材３２及び第３波長変換部材３３に入射する。第１光は、第２波長変換部材３２又は第３波長変換部材３３に入射した場合に、第２波長変換部材３２又は第３波長変換部材３３を励起せず、第２光又は第３光に変換されない。

逆に、第２波長変換部材３２で生じる第２光、及び、第３波長変換部材３３で生じる第３光は、伝搬先に向けて進行するので、伝搬元に位置する第１波長変換部材３１に入射する可能性が低い。したがって、第２光又は第３光は、第１光に変換される可能性が低い。

第２波長変換部材３２が第３波長変換部材３３から見て伝搬元に位置する場合、第２光は、伝搬先に向けて進行し、第３波長変換部材３３に入射する。第２光は、第３波長変換部材３３に入射した場合に、第３波長変換部材３３を励起せず、第３光に変換されない。

逆に、第３波長変換部材３３で生じる第３光は、伝搬先に向けて進行するので、伝搬元に位置する第２波長変換部材３２に入射する可能性が低い。したがって、第３光は、第２光に変換される可能性が低い。

以上のことから、波長変換部材３０は、励起光を第１光、第２光及び第３光それぞれに変換した後で、第１光、第２光及び第３光それぞれが他のピーク波長を有する光に変換されにくいように構成され得る。

仮に、第１光のピーク波長が第２光のピーク波長より短い場合、第１光は、第２波長変換部材３２に入射した場合に第２波長変換部材３２を励起し第２光に変換され得る。また、仮に、第１光及び第２光のピーク波長が第３光のピーク波長より短い場合、第１光及び第２光は、第３波長変換部材３３に入射した場合に第３波長変換部材３３を励起し第３光に変換され得る。

上述されたように、波長変換部材３０は、変換光に含まれる第１光、第２光及び第３光それぞれの強度の比率を、あらかじめ所定の比率に設定し得る。仮に、第１光が第２光又は第３光に変換されたり、第２光が第３光に変換されたりする可能性がある場合、変換光に含まれる第１光、第２光及び第３光それぞれの強度の比率があらかじめ設定された所定の比率から外れやすくなる。第１光、第２光及び第３光それぞれが他のピーク波長を有する光に変換されにくいように構成されることによって、変換光に含まれる第１光、第２光及び第３光それぞれの強度の比率が所定の比率に近づけられ得る。その結果、照明光の演色性が高められ得る。

（照明装置１の設置例）
図６に示されるように、照明装置１は、部屋の壁面８２又は天井面８４に設置されてよい。照明装置１は、射出部１４が壁面８２又は天井面８４に設けられている孔に挿入されるように設置されてよい。照明装置１は、射出部１４から照明光を射出することによって、部屋の中を照明できる。部屋にいる人は、照明装置１の射出部１４だけ視認する。照明装置１のスリーブ１０等が部屋にいる人から見えないことによって、壁面８２又は天井面８４の美観に影響を及ぼしにくい。

（波長変換部材３０が筒状となっている構成例）
図７に示されるように、波長変換部材３０は、スリーブ１０の内壁１２ａに沿う筒状であってよい。波長変換部材３０が筒状である場合、筒の内部は、中空であってもよいし、透光部材３８又は他の透光性を有する材料で満たされていてもよい。

波長変換部材３０は、中実の柱状の透光部材３８を有し、透光部材３８の中において、蛍光体３５が内壁１２ａに近い側に多く分布し、且つ、軸に近い側に少なく分布するように構成されてもよい。つまり、波長変換部材３０は、蛍光体３５の濃度が外側で高く内側で低くなるように構成されてもよい。蛍光体３５が外側、つまりスリーブにより近い方に位置することにより、放熱性を高めることができる。波長変換部材３０が中空部分を有さずに中実となっていることによって、励起光の経路に空気層が含まれないように照明装置１が構成され得る。このようにすることで、空気層との界面における励起光の反射が減らされ得る。その結果、励起光の変換効率が高められ得る。

波長変換部材３０の形状は、光軸２０に沿う軸を有する筒状であってよい。波長変換部材３０の形状が光軸２０に沿う軸を有することによって、波長変換部材３０は、光軸２０と同軸に位置するといえる。

波長変換部材３０は、筒状の、第１波長変換部材３１、第２波長変換部材３２及び第３波長変換部材３３を含む。第１波長変換部材３１は、第２波長変換部材３２及び第３波長変換部材３３から見て伝搬元に位置する。第２波長変換部材３２は、第１波長変換部材３１から見て伝搬先に位置し、第３波長変換部材３３から見て伝搬元に位置する。第３波長変換部材３３は、第１波長変換部材３１及び第２波長変換部材３２から見て伝搬先に位置する。第１波長変換部材３１は、内壁３１ａを有する。第２波長変換部材３２は、内壁３２ａを有する。第３波長変換部材３３は、内壁３３ａを有する。

波長変換部材３０に入射した励起光の少なくとも一部は、第１波長変換部材３１に入射し、第１波長変換部材３１若しくはその内壁３１ａ又はスリーブ１０の内壁１２ａで反射される。波長変換部材３０に入射した励起光の少なくとも一部は、第２波長変換部材３２に入射し、第２波長変換部材３２若しくはその内壁３２ａ又はスリーブ１０の内壁１２ａで反射される。波長変換部材３０に入射した励起光の少なくとも一部は、第３波長変換部材３３に入射し、第３波長変換部材３３若しくはその内壁３３ａ又はスリーブ１０の内壁１２ａで反射される。

波長変換部材３０が筒状であることによって、励起光の少なくとも一部は、第１波長変換部材３１を通過せずに第２波長変換部材３２にまで到達し得る。第１波長変換部材３１を通過しない励起光は、第２波長変換部材３２に到達するまでに減衰しにくい。その結果、第２波長変換部材３２にまで到達する励起光の光量が増加し得る。

波長変換部材３０が筒状であることによって、励起光の少なくとも一部は、第１波長変換部材３１及び第２波長変換部材３２を通過せずに第３波長変換部材３３にまで到達し得る。第１波長変換部材３１及び第２波長変換部材３２を通過しない励起光は、第３波長変換部材３３に到達するまでに減衰しにくい。その結果、第３波長変換部材３３にまで到達する励起光の光量が増加し得る。

以上述べてきたように、波長変換部材３０が筒状であることによって、波長変換部材３０が筒状であることによって、蛍光体３５をスリーブに近い位置に配置することができるため、放熱性を高めることができる。また、励起光は、伝搬元の第１波長変換部材３１から伝搬先の第３波長変換部材３３まで波長変換部材３０のいずれの部分にも低い減衰率で到達し得る。その結果、波長変換部材３０に入射する励起光の強度に対する変換光の強度の比率が高められ得る。つまり、励起光の変換効率が高められ得る。

（照明光を伝搬するファイバを有する構成例）
図７に示されるように、射出部１４は、第２ファイバ５２を接続可能に構成されてよい。第２ファイバ５２は、フェルール５８を介して射出部１４に接続されてよい。第２ファイバ５２は、フェルール５８を介して射出部１４に接続されることによって、射出部１４に対して容易に着脱され得る。

第２ファイバ５２は、コア５４とクラッド５６とを有する。第２ファイバ５２は、コア５４とクラッド５６とを有する。コア５４は、第２ファイバ５２の延在方向に沿って延在する。クラッド５６は、コア５４を軸とした円筒状に位置する。射出部１４から射出される照明光は、コア５４に入射し、コア５４の周囲に位置するクラッド５６によって全反射されながらコア５４を伝搬する。つまり、第２ファイバ５２は、コア５４に沿って照明光を伝搬させる。第２ファイバ５２が直線に沿って延在する場合、光軸２０は、コア５４が延在する方向に沿っている。言い換えれば、第２ファイバ５２は、光軸２０に沿って照明光を伝搬させる。

第２ファイバ５２のコア５４の端部が光軸２０の上に位置することによって、波長変換部材３０から射出される照明光がコア５４に入射しやすくなる。第２ファイバ５２は、可撓性を有する。つまり、第２ファイバ５２は、曲げられてもよい。第２ファイバ５２が曲げられる場合、第２ファイバ５２は、射出部１４からコア５４に照明光が入射してくる方向に沿って延びる軸が光軸２０に沿うように配置されるとする。このようにすることで、照明光がコア５４に入射しやすくなる。

射出部１４は、第１光学部材４２を備えてよい。第１光学部材４２は、例えば、正の光学パワーを有することによって、波長変換部材３０から射出される照明光がコア５４に向けて収束するように構成されてよい。射出部１４は、第２光学部材４４を更に備えてよい。第２光学部材４４の屈折率は、第１光学部材４２の屈折率より大きく、且つ、波長変換部材３０の屈折率より小さくされてよい。

照明光は、第２ファイバ５２の中を伝搬することによって、遠くまで伝搬したときでも発散しにくい。第２ファイバ５２は、例えば、白内障の手術用のライトガイドとして用いられてよい。第２ファイバ５２が射出部１４から容易に着脱され得ることによって、手術時に患部に対して使用した第２ファイバ５２が容易に交換され得る。

図８に示されるように、第２ファイバ５２は、射出部１４において波長変換部材３０に直接接続されてもよい。このようにすることで、波長変換部材３０から第２ファイバ５２に入射する照明光の光量が増加し得る。第２ファイバ５２のコア５４は、照明光が入射してくる側に、端部に近いほど径が大きくなっているテーパ部５４ａを有してよい。このようにすることで、波長変換部材３０からコア５４に照明光が入射しやすくなる。テーパ部５４ａは、第２ファイバ５２と波長変換部材３０との間に位置する光カプラで置き換えられてもよい。光カプラは、射出側よりも入射側で広いテーパ状のコアを有してもよい。

（スリーブ１０の内壁１２ａのテーパ化）
図９に示されるように、スリーブ１０の内壁１２ａの内径は、第１ファイバ２２の端部２４ａからの距離に応じて変化してよい。端部２４ａから遠いほど、内壁１２ａの内径が大きくされてよい。つまり、内壁１２ａは、端部２４ａから遠ざかるにつれて広がるようにテーパ化されてよい。このようにすることで、波長変換部材３０の内部において、励起光、並びに、変換光及び未変換光は、端部２４ａに向かう方向よりも端部２４ａから離れる方向に反射しやすくなる。つまり、励起光、並びに、変換光及び未変換光は、端部２４ａに向けて戻りにくくなる。励起光、並びに、変換光及び未変換光が端部２４ａに向けて戻りにくくなることによって、射出部１４に到達する光が増加し得る。その結果、波長変換部材３０に入射する励起光の強度に対する射出部１４から射出される照明光の強度の比率が高められ得る。つまり、励起光の変換効率が高められ得る。

（他の実施形態）
図１に示されるように、ボディ１２は、外壁１２ｂから外側に突出するフィン１６を更に備えてよい。フィン１６は、光軸２０に沿う方向に延在してもよいし、円周方向に延在してもよい。フィン１６は、ボディ１２に伝わった熱を外部に放出しやすくする。

図１及び図２に示されるように、光軸２０に直交する断面視において、ボディ１２の外形の寸法は、射出部１４の外形の寸法よりも大きくされてよい。ボディ１２の外形の寸法が大きいことによって、ボディ１２の熱容量が大きくなり得る。その結果、ボディ１２の内部空間に位置する波長変換部材３０で生じた熱でボディ１２の温度が上昇しにくくなる。また、ボディ１２の表面積が大きくなり得る。その結果、ボディ１２に伝わった熱が外部に放出されやすくなる。射出部１４の外形の寸法が小さいほど、照明装置１が壁面８２又は天井面８４に設置された場合に、壁面８２又は天井面８４に設けられる、射出部１４を突出させるための孔が小さくされ得る。その結果、照明装置１が設置された場合における壁面８２及び天井面８４の美観が損なわれにくくなる。

ボディ１２の外壁１２ｂの外形が光軸２０に直交する断面視において円形である場合、外壁１２ｂの直径がボディ１２の外形の寸法とみなされてよい。射出部１４の外壁１４ｂの外形が光軸２０に直交する断面視において円形である場合、外壁１４ｂの直径が射出部１４の外形の寸法とみなされてよい。

ボディ１２の外壁１２ｂの外形が光軸２０に直交する断面視において円形でない場合、断面視における外形のうち最も長い寸法がボディ１２の外形の寸法とみなされてよい。射出部１４の外壁１４ｂの外形が光軸２０に直交する断面視において円形でない場合、断面視における外形のうち最も長い寸法が射出部１４の外形の寸法とみなされてよい。

本開示に係る実施形態について説明する図は模式的なものである。図面上の寸法比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。

本開示に係る実施形態について、諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

本開示において「第１」及び「第２」等の記載は、当該構成を区別するための識別子である。本開示における「第１」及び「第２」等の記載で区別された構成は、当該構成における番号を交換することができる。例えば、第１波長変換部材は、第２波長変換部材と識別子である「第１」と「第２」とを交換することができる。識別子の交換は同時に行われる。識別子の交換後も当該構成は区別される。識別子は削除してよい。識別子を削除した構成は、符号で区別される。本開示における「第１」及び「第２」等の識別子の記載のみに基づいて、当該構成の順序の解釈、小さい番号の識別子が存在することの根拠に利用してはならない。

１照明装置
１０スリーブ（１２：ボディ、１２ａ：内壁、１２ｂ：外壁、１２ｃ：端部、１２ｄ：端部、１４：射出部、１４ａ：内壁、１４ｂ：内壁、１６：フィン）
２０光軸
２２第１ファイバ（２４：コア、２４ａ：端部、２６：クラッド）
２８フェルール
３０波長変換部材（３０ａ：端部、３０ｂ：端部、３１～３３：第１～第３波長変換部材、３１ａ～３３ａ：内壁、３５：蛍光体、３５ａ：第１蛍光体、３５ｂ：第２蛍光体、３８：透光部材）
４２第１光学部材
４４第２光学部材
５２第２ファイバ（５４：コア、５４ａ：テーパ部、５６：クラッド）
５８フェルール
６０光源
８２壁面
８４天井面

Claims

光軸に沿って励起光を伝搬させ、端部から前記励起光を射出する第１ファイバと、
前記第１ファイバの光軸と同軸に位置し、前記励起光を異なる波長の光に変換する波長変換部材と
を備え、
前記波長変換部材は、長手方向を有し、前記長手方向が前記第１ファイバの光軸に沿って位置し、
前記波長変換部材は、前記励起光を第１光に変換する第１波長変換部材と、前記励起光を第２光に変換する第２波長変換部材とを含み、
前記第１波長変換部材及び前記第２波長変換部材はそれぞれ、前記第１ファイバの光軸と同軸に位置し、
前記第１波長変換部材は、前記第２波長変換部材よりも前記第１ファイバの端部の近くに位置し、
前記第１光の波長は、前記第２光の波長よりも長い、照明装置。
光軸に沿って励起光を伝搬させ、端部から前記励起光を射出する第１ファイバと、
前記第１ファイバの光軸と同軸に位置し、前記励起光を異なる波長の光に変換する波長変換部材と、
前記波長変換部材を収容するスリーブと
を備え、
前記波長変換部材は、長手方向を有し、前記長手方向が前記第１ファイバの光軸に沿って位置し、
前記波長変換部材の少なくとも一部は、前記スリーブの内壁に当接する、照明装置。
前記波長変換部材は、前記スリーブの内壁に沿った筒状である、請求項２に記載の照明装置。
前記スリーブの内壁の径は、前記第１ファイバに近い側から遠い側に向けて大きくなる、請求項２又は３に記載の照明装置。
前記スリーブは、前記第１ファイバの光軸と同軸に位置し、前記波長変換部材で変換された光を射出する射出部を備え、
前記スリーブの前記射出部が位置する部分の外形の寸法は、前記スリーブの前記波長変換部材を収容する部分の外形の寸法よりも小さい、請求項２から４までのいずれか一項に記載の照明装置。
前記射出部は、光学パワーを有する第１光学部材を有する、請求項５に記載の照明装置。
前記射出部は、前記波長変換部材と前記第１光学部材との間に位置する第２光学部材を更に有し、
前記第２光学部材の屈折率は、前記第１光学部材の屈折率より大きく且つ前記波長変換部材の屈折率より小さい、請求項６に記載の照明装置。
前記射出部は、第２ファイバを接続可能に構成される、請求項５から７までのいずれか一項に記載の照明装置。
前記第２ファイバを更に備え、
前記第２ファイバは、コアを有し、
前記第２ファイバのコアの内径は、前記射出部に近い側から遠い側に向けて小さくなる、請求項８に記載の照明装置。
前記第２ファイバの端部は、前記波長変換部材に当接する、請求項９に記載の照明装置。
前記スリーブは、前記波長変換部材を収容する部分の外壁にフィンを有する、請求項２から１０までのいずれか一項に記載の照明装置。
前記励起光の波長は、３６０ｎｍ以上且つ４３０ｎｍ以下である、請求項１から１１までのいずれか一項に記載の照明装置。
前記第１ファイバは、前記励起光としてレーザ光を射出する光源に接続可能に構成される、請求項１から１２までのいずれか一項に記載の照明装置。
前記第１ファイバの端部は、前記波長変換部材に当接する、又は、前記波長変換部材の端部よりも前記長手方向に見て内側に位置する、請求項１から１３までのいずれか一項に記載の照明装置。