JP7266241B2 - 光検出装置、照明点灯装置、及び照明システム - Google Patents

Description

本開示は、一般に光検出装置、照明点灯装置、及び照明システムに関する。より詳細には、本開示は、光源から発せられた光を検出する光センサを有する光検出装置、照明点灯装置、及び照明システムに関する。

特許文献１の固体照明装置では、光源部が青色レーザ光を放出し、青色レーザ光は光ファイバによって発光部まで導光されて、発光部の波長変換層に吸収される。波長変換層は、青色レーザ光を吸収して黄色の波長変換光を放出する。発光部は、青色レーザ光と黄色の波長変換光との混合光である白色光を放出する。白色光の一部は、戻り光となって、光ファイバ内を伝搬し、受光部へ入射する。受光部は、青色光カットフィルタを透過した戻り光を検出する第１受光部と、黄色光カットフィルタを透過した戻り光を検出する第２受光部とで構成される。

特許文献１の固体照明装置は、白色光の異常を自己診断する機能を有しており、第１受光部の出力電気信号と第２受光部の出力電気信号との比率が、所定の範囲外になった場合、光源部の駆動を停止する。

特開２０１３－１９７０３３号公報

上述の特許文献１の固体照明装置は、光を検出するために２つの光センサ（第１受光部、及び第２受光部）を備えている。しかしながら、光センサの異常を検出することはできなかった。

本開示は上記の点に鑑みてなされており、本開示の目的は、光センサの異常を検出することができる光検出装置、照明点灯装置、及び照明システムを提供することにある。

本開示の一態様に係る光検出装置は、第１端と第２端との間で導光する導光部材、及び前記第１端に入射して前記第２端から出射した第１光を、前記第１光とは波長が異なる第２光に変換する波長変換部材、と共に用いられる光検出装置である。前記光検出装置は、前記第２光のうち、前記第２端に入射して前記第１端へ伝達された信号光を検出する第１光センサ及び第２光センサを備え、前記第２光センサが受光した前記信号光の受光量である第２受光量は、前記第１光センサが受光した前記信号光の受光量である第１受光量より小さい。

本開示の一態様に係る光検出装置は、第１端と第２端との間で導光する導光部材、及び前記第１端に入射して前記第２端から出射した第１光を、前記第１光とは波長が異なる第２光に変換する波長変換部材、と共に用いられる光検出装置である。前記光検出装置は、前記第２光のうち、前記第２端に入射して前記第１端へ伝達された信号光を検出して第１電気信号を出力する第１光センサ、及び前記信号光を検出して第２電気信号を出力する第２光センサを有する。前記第１電気信号は、前記信号光の光量の変化に対して連続的に変化するアナログ信号であり、前記第２電気信号は、前記信号光の光量に応じて切り換わる２値のデジタル信号である。

本開示の一態様に係る照明点灯装置は、上述の光検出装置と、光源に電力を供給する駆動装置と、を備える。

本発明の一態様に係る照明システムは、上述の照明点灯装置と、前記光源と、前記光源が放射する光源光を用いて照明光を放射する灯具と、を備える。

本開示の上記態様に係る光検出装置、照明点灯装置、及び照明システムは、光センサの異常を検出することができる。

図１は、実施形態に係る光検出装置を備える照明システムの概略図である。 図２は、同上の照明システムの外観図である。 図３は、同上の光検出装置のブロック図である。 図４Ａは、同上の光検出装置の第１光センサの出力特性図である。図４Ｂは、第２光センサの出力特性図である。 図５は、同上の光検出装置の動作を説明するフローチャートである。

以下、実施形態に係る光検出装置、照明点灯装置、及び照明システムについて、図面を参照して説明する。下記の実施形態等において説明する各図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。

（実施形態）
（１）照明システムの全体構成
実施形態に係る照明システムの全体構成について、図面を参照して説明する。

照明システム１は、図１に示すように、光源装置２と、導光部材３と、灯具４とを備える。光源装置２は、レーザ光Ｌ１を放射する。レーザ光Ｌ１は、導光部材３の第１端３１に入射し、導光部材３の内部を通って、導光部材３の第２端３２から出射する。第２端３２から出射したレーザ光Ｌ１は、灯具４の波長変換部材４ａで波長変換光に変換され、波長変換光の殆どは、照明光Ｌ２として灯具４から照明空間に照射される。波長変換光の一部は、信号光Ｌ３として導光部材３の第２端３２に入射し、信号光Ｌ３は、導光部材３の内部を通って、導光部材３の第１端３１から出射する。

光源装置２は、照明点灯装置５と、光源６と、光学部材７と、集光レンズ８とを備える。照明点灯装置５は、光源６に直流の駆動電流Ｉ１を供給することで、光源６を点灯させる。光源６は、駆動電流Ｉ１を供給されるとレーザ光Ｌ１を放射する。光源６から放射されたレーザ光Ｌ１は、光学部材７を介して導光部材３の第１端３１に入射する。光源装置２は、図２に示すように、筐体２ａを備える。筐体２ａは、照明点灯装置５と、光源６と、光学部材７と、集光レンズ８とを収容する。光源装置２は、導光部材３、及び灯具４と共に用いられる。

照明点灯装置５は、駆動装置５ａと、光検出装置５ｂとを備える。駆動装置５ａは、交流電源Ｐ１から交流電圧を入力され、光源６へ駆動電流Ｉ１を供給する。光検出装置５ｂは、導光部材３の第１端３１から出射した信号光Ｌ３を検出する。信号光Ｌ３は、導光部材３の第２端３２に入射され、導光部材３の内部を通って、導光部材３の第１端３１から出射する。

照明システム１は、例えば、水中から光を放射する水中照明器具に用いられたり、自動車の前照灯に用いられたりする。

（２）光源
光源６は、複数の発光素子６ａを備える。複数の発光素子６ａはそれぞれ、レーザダイオード（レーザ素子）である。駆動装置５ａから駆動電流Ｉ１を供給された複数の発光素子６ａは、例えば青色のレーザ光Ｌ１を光源光として放射する。複数の発光素子６ａの電気的な接続関係は直列接続であるが、この接続関係に限らない。複数の発光素子６ａの電気的な接続関係は、並列接続であってもよいし、直列接続と並列接続とを組み合わせた接続関係であってもよい。また、光源６は、１つの発光素子６ａを備えていてもよい。なお、光源６が有する複数の発光素子６ａの各々は、レーザダイオードに限らず、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、有機ＥＬ（Organic ElectroLuminescence、OEL）等の他の固体発光素子（半導体発光素子）であってもよい。

（３）光学部材
光学部材７は、図１に示すように、ハーフミラー７ａを備える。ハーフミラー７ａは、光源６から放射されたレーザ光Ｌ１を、導光部材３の第１端３１に向けて反射させる。そして、光学部材７は、レーザ光Ｌ１を集光して、導光部材３の第１端３１に入射させる。なお、光学部材７は、ハーフミラー７ａ以外に、ミラー及びレンズ等の他の光学部品を備えていてもよい。また、導光部材３の第１端３１から出射した信号光Ｌ３は、光学部材７のハーフミラー７ａ、及び集光レンズ８を透過し、光検出装置５ｂに到達する。

ハーフミラー７ａは、レーザ光Ｌ１と信号光Ｌ３の光路を、空間的に分離する機能を有する。具体例として、ハーフミラー７ａは、波長帯域によって透過と反射を切り替えるダイクロイックミラーによって構成することができる。なお、本実施形態では、ハーフミラー７ａは、レーザ光Ｌ１を反射し、信号光Ｌ３を透過する構成としたが、レーザ光Ｌ１を透過し、信号光Ｌ３を反射する構成としてもよい。

（４）駆動装置
駆動装置５ａは、交流電源Ｐ１から交流電圧を入力され、光源６へ駆動電流Ｉ１を供給する。具体的に、駆動装置５ａは、交流電圧を直流電圧に変換して、駆動電流Ｉ１を出力する電源回路５１、及び電源回路５１を制御する出力制御回路５２を有する。なお、交流電源Ｐ１は、例えば公称電圧１００Ｖ又は２００Ｖ、周波数５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの商用電源である。

電源回路５１は、力率改善機能を有するスイッチング電源回路であることが好ましい。例えば、スイッチング電源回路は、ＡＣ／ＤＣ変換回路及びＤＣ／ＤＣ変換回路を有する。ＡＣ／ＤＣ変換回路は、力率改善機能を有する昇圧チョッパ回路又は昇降圧チョッパ回路であることが好ましい。特に、ＡＣ／ＤＣ変換回路は、絶縁型のフライバック方式のコンバータ回路であることが好ましい。ＤＣ／ＤＣ変換回路は、定電流制御されるチョッパ回路であることが好ましい。なお、ＤＣ／ＤＣ変換回路は、光源６の電圧がＡＣ／ＤＣ変換回路の出力電圧より低い場合、降圧チョッパ回路等の降圧型の回路を用いる。一方、光源６の電圧がＡＣ／ＤＣ変換回路の出力電圧より高い場合、昇圧チョッパ回路等の昇圧型の回路を用いる。また、光源６の電圧がＡＣ／ＤＣ変換回路の出力電圧より高いときと低いときとがある場合、昇降圧チョッパ回路等の昇降圧型の回路を用いる。

また、スイッチング電源回路は、シングルステージコンバータ（ＳＳコンバータ）で構成されてもよい。ＳＳコンバータは、力率改善回路の機能とＡＣ／ＤＣコンバータの機能とを備えた、１コンバータ方式（電圧変換が１回）のコンバータである。

出力制御回路５２は、電源回路５１を制御することで、駆動電流Ｉ１を調整する。駆動装置５ａは、駆動電流Ｉ１を可変とすることで、レーザ光Ｌ１の光量を調整する調光機能を有することが好ましい。

（５）導光部材
導光部材３は例えば光ファイバであり、光源装置２と灯具４とを光学的に接続する。導光部材３のコア径は、例えば４００μｍである。なお、導光部材３のコア径は、５ｍｍ以下であればよい。そして、導光部材３の第１端３１には、光源６から放射されて光学部材７によって集光されたレーザ光Ｌ１が入射する。レーザ光Ｌ１は、導光部材３の第１端３１から、導光部材３の内部を伝達されて、導光部材３の第２端３２から出射する。

（６）灯具
導光部材３の第２端３２から出射されたレーザ光Ｌ１は、灯具４に入射する。灯具４は、両端を開口した筒状の灯具本体４ｂの内部に波長変換部材４ａを収納している。

波長変換部材４ａは、透光性材料に蛍光体が混合されている部材である。蛍光体は、例えば黄色蛍光体である。黄色蛍光体は、例えば、Ｃｅで付活されたＹ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、又はＥｕで付活されたＢａ_２ＳｉＯ_４である。蛍光体は、青色のレーザ光Ｌ１の一部により励起されて、黄色光を放射する。波長変換部材４ａは、残りの青色のレーザ光Ｌ１と黄色光との混色光である白色光を波長変換光として生成する。灯具４は、少なくとも１つの光学部品を更に備えており、波長変換部材４ａで生成された白色光を配光制御し、白色光の殆どは、照明光Ｌ２として灯具４から照明空間に照射される。

さらに、白色光の一部は、信号光Ｌ３として導光部材３の第２端３２に入射する。第２端３２に入射した信号光Ｌ３は、導光部材３の内部を伝達されて、導光部材３の第１端３１から出射する。信号光Ｌ３は、青色のレーザ光Ｌ１及び黄色光の混色光であり、レーザ光Ｌ１を含む光である。

（７）集光レンズ
集光レンズ８は、光学部材７と光検出装置５ｂとの間に配置されており、光学部材７のハーフミラー７ａを透過した信号光Ｌ３を収束させて、光検出装置５ｂへ照射する集光部材である。

また、集光レンズ８は、白色光を透過させ、白色光以外の光を減衰させる光フィルタの機能を、上述の集光機能と併せて有することが好ましい。集光レンズ８の光フィルタの機能によって、光検出装置５ｂ、白色の信号光Ｌ３以外の光は殆ど受光せずに、白色の信号光Ｌ３を受光できる。

（８）光検出装置
光検出装置５ｂは、第１光センサ５３と、第２光センサ５４と、異常検出部５５とを備える。

導光部材３の第１端３１から出射した信号光Ｌ３は、光学部材７のハーフミラー７ａ、及び集光レンズ８を透過し、第１光センサ５３及び第２光センサ５４に到達する。第１光センサ５３は、信号光Ｌ３の光量に応じた電気信号Ｙ１を出力する。第２光センサ５４は、信号光Ｌ３の光量に応じた電気信号Ｙ２を出力する。すなわち、第１光センサ５３及び第２光センサ５４は、光源６から放射されたレーザ光Ｌ１が導光部材３を通って灯具４で反射した光を信号光Ｌ３としてそれぞれ検出する。

第１光センサ５３は、図３に示すように、光電変換素子５３１、及び増幅部５３２を備える。光電変換素子５３１は、例えばフォトダイオード等の光検出素子であり、信号光Ｌ３の光量に応じた検出電流を出力する。増幅部５３２は、電流アンプ及び抵抗等を有しており、検出電流を増幅し、増幅した検出電流を電圧に変換し、変換した電圧を第１電気信号Ｙ１として出力する。すなわち、第１電気信号Ｙ１は電圧信号である。第１光センサ５３は、異常検出部５５に電気的に接続されており、第１電気信号Ｙ１は異常検出部５５に出力される。

図４Ａは、第１光センサ５３の出力特性図であり、信号光Ｌ３の光量Ｑ０と、第１電気信号Ｙ１の電圧値である第１電圧値Ｖｙ１との関係を示す。光量Ｑ０が０（ゼロ）から増加するにつれて、第１電圧値Ｖｙ１も０から線形に増加する。そして、光量Ｑ０が飽和光量Ｑａを上回ると、第１電圧値Ｖｙ１は飽和電圧値Ｖａ一定になる。すなわち、増幅部５３２はアナログ増幅器として機能し、光量Ｑ０が０～Ｑａの間であれば、第１光センサ５３は、第１電圧値Ｖｙ１が光量Ｑ０に比例する線形領域で動作しており、光量Ｑ０が多いほど第１電圧値Ｖｙ１は高くなる。しかし、光量Ｑ０が飽和光量Ｑａを上回ると、第１光センサ５３は、第１光センサ５３の出力が飽和する飽和領域で動作し、第１電圧値Ｖｙ１は飽和電圧値Ｖａで頭打ち（一定）になる。このように、第１光センサ５３を線形領域だけでなく、飽和領域でも動作させることで、信号光Ｌ３の光量Ｑ０のダイナミックレンジを広くすることができる。なお、図４Ａでは、飽和光量Ｑａとして、最小飽和光量Ｑａ１、及び標準飽和光量Ｑａ２を例示し、飽和電圧値Ｖａとして、最小飽和電圧値Ｖａ１、及び標準飽和電圧値Ｖａ２を例示する。最小飽和光量Ｑａ１、標準飽和光量Ｑａ２、最小飽和電圧値Ｖａ１、及び標準飽和電圧値Ｖａ２については、（１０－１）異常検出で詳述する。

第２光センサ５４は、図３に示すように、光電変換素子５４１、及び増幅部５４２を備える。光電変換素子５４１は、例えばフォトダイオード等の光検出素子であり、信号光Ｌ３の光量に応じた検出電流を出力する。増幅部５４２は、電流アンプ及び抵抗等を有しており、検出電流を増幅し、増幅した検出電流を電圧に変換し、変換した電圧を第２電気信号Ｙ２として出力する。すなわち、第２電気信号Ｙ２は電圧信号である。第２光センサ５４は、異常検出部５５に電気的に接続されており、第２電気信号Ｙ２は異常検出部５５に出力される。

図４Ｂは、第２光センサ５４の出力特性図であり、信号光Ｌ３の光量である光量Ｑ０と、第２電気信号Ｙ２の電圧値である第２電圧値Ｖｙ２との関係を示す。光量Ｑ０が０以上、かつ、閾値Ｑｂ未満であれば、第２電圧値Ｖｙ２はＬ（Ｌｏｗ）レベルになる。光量Ｑ０が閾値Ｑｂ以上であれば、第２電圧値Ｖｙ２はＨ（Ｈｉｇｈ）レベルになる。すなわち、増幅部５４２はコンパレータとして機能し、光量Ｑ０と閾値Ｑｂとの大小関係に応じて、第２電圧値Ｖｙ２を２値（Ｈ、Ｌ）のいずれかに切り換える。

異常検出部５５は、第１電気信号Ｙ１及び第２電気信号Ｙ２を受け取り、照明システム１の異常の有無を判定する異常検出処理を行う。照明システム１の異常には、導光部材３の異常、及び第１光センサ５３の異常が含まれる。異常検出部５５は、異常がなければ、点灯許可信号を生成する。

出力制御回路５２は、異常検出部５５から点灯許可信号を受け取れば、電源回路５１を駆動してレーザ光Ｌ１の放射を行うことができる。出力制御回路５２は、異常検出部５５から点灯許可信号を受け取らなければ、電源回路５１を停止させてレーザ光Ｌ１の放射を停止させる。すなわち、出力制御回路５２は、点灯許可信号を受け取れば、レーザ光Ｌ１の放射（電源回路５１の駆動）を許可され、点灯許可信号を受け取らなければ、レーザ光Ｌ１の放射（電源回路５１の駆動）を禁止される。

（９）コントローラ
出力制御回路５２及び異常検出部５５は、コントローラ５ｃで構成される。コントローラ５ｃは、少なくとも１つの制御用ＩＣ（Integrated Circuit）、及びコンピュータシステムのいずれであってもよい。

コンピュータシステムは、プログラムに従って動作するプロセッサを主なハードウェア構成として備える。プロセッサは、プログラムを実行することによって出力制御回路５２及び異常検出部５５の各機能を実現することができれば、その種類は問わない。プロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）、又はＬＳＩ（large scale integration）を含む一つ又は複数の電子回路で構成される。ここでは、ＩＣやＬＳＩと呼んでいるが、集積の度合いによって呼び方が変わり、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ(very large scale integration)、若しくはＵＬＳＩ(ultralarge scale integration) と呼ばれるものであってもよい。ＬＳＩの製造後にプログラムされる、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(FPGA)、又はＬＳＩ内部の接合関係の再構成又はＬＳＩ内部の回路区画のセットアップができる再構成可能な論理デバイスも同じ目的で使うことができる。複数の電子回路は、一つのチップに集積されてもよいし、複数のチップに設けられてもよい。複数のチップは一つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に備えられていてもよい。プログラムは、コンピュータが読み取り可能なＲＯＭ、光ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録される。プログラムは、非一時的記録媒体に予め格納されていてもよいし、インターネット等を含む広域通信網を介して非一時的記録媒体に供給されてもよい。

コンピュータシステムでは、プロセッサがプログラムを実行することによって、本開示における出力制御回路５２及び異常検出部５５の各機能が実現される。

（１０）照明制御
以下、コントローラ５ｃによる照明制御について説明する。

まず、交流電源Ｐ１の交流電力が照明システム１に投入されると、出力制御回路５２は、電源回路５１を制御して、電源回路５１を駆動し、駆動電流Ｉ１を光源６へ供給する。光源６の複数の発光素子６ａは、駆動電流Ｉ１によって青色のレーザ光Ｌ１を放射する。レーザ光Ｌ１は、光学部材７及び導光部材３を通って、灯具４の波長変換部材４ａに到達する。波長変換部材４ａは、青色のレーザ光Ｌ１から白色光（波長変換光）を生成する。灯具４は、白色光の殆どを、照明光Ｌ２として照明空間に照射する。白色光の一部は、信号光Ｌ３として導光部材３、光学部材７、及び集光レンズ８を通って、光検出装置５ｂの第１光センサ５３及び第２光センサ５４に到達する。

信号光Ｌ３は、実際に照明空間に照射される照明光Ｌ２と同じ白色光であり、照明光Ｌ２の光量に関する情報を含んでいる。すなわち、照明光Ｌ２の光量が大きいほど、信号光Ｌ３の光量Ｑ０も大きくなる。すなわち、照明光Ｌ２の光量の情報は、信号光Ｌ３として照明点灯装置５にフィードバックされる。

そして、異常検出部５５は、第１電気信号Ｙ１及び第２電気信号Ｙ２に基づいて、異常検出処理を行う。出力制御回路５２は、異常検出処理の結果に基づいて電源回路５１を制御する。

（１０－１）異常検出
異常検出部５５は、電源投入時を含む光源６の点灯初期、及び、光源６を点灯させている定常時において、異常検出処理を行う。異常検出部５５は、第１電気信号Ｙ１及び第２電気信号Ｙ２の各電圧値Ｖｙ１、Ｖｙ２を監視することで、導光部材３の異常、及び第１光センサ５３の異常を検出する。

導光部材３の異常とは、例えば導光部材３が断線したり、導光部材３が光源装置２から外れたり、導光部材３が灯具４から外れたりすることをいう。このような導光部材３の異常時には信号光Ｌ３が導光部材３の断線箇所から外に漏れたり、信号光Ｌ３が光源装置２に伝達されなかったりする。したがって、導光部材３の異常時の光量Ｑ０は、正常時に比べて大きく低下する。この結果、導光部材３の異常時における第１電圧値Ｖｙ１は、導光部材３の正常時における第１電圧値Ｖｙ１よりも大きく低下する。

そこで、コントローラ５ｃは、正常時の第１電圧値Ｖｙ１（以降、第１正常電圧値と呼ぶ）のデータを調光レベルごとに予めメモリ等に記憶している。異常検出部５５は、現在の調光レベルに対応する第１正常電圧値のデータをメモリから読み出し、第１電圧値Ｖｙ１と第１正常電圧値とを比較する。異常検出部５５は、第１電圧値Ｖｙ１が第１正常電圧値の５０％以下であれば、導光部材３の異常を検出する。以降、第１電圧値Ｖｙ１が第１正常電圧値の５０％以下にまで低下することを、第１電圧値Ｖｙ１の「５０％ダウン」と呼ぶことがある。

しかしながら、第１光センサ５３の静電破壊、及び故障モード等によって、光量Ｑ０の大小に関わらず、第１電気信号Ｙ１の第１電圧値Ｖｙ１が飽和電圧値Ｖａに固定されてしまうことがある。第１電圧値Ｖｙ１が飽和電圧値Ｖａに固定されてしまうと、異常検出部５５は、導光部材３の異常を検出することができない。そこで、異常検出部５５は、第１電気信号Ｙ１及び第２電気信号Ｙ２の両方に基づいて、第１光センサ５３の静電破壊、及び故障モード等を第１光センサ５３の異常として検出する。

具体的に、信号光Ｌ３の光量Ｑ０が、正常な第１光センサ５３であれば線形領域で動作するほど十分に少ないにも関わらず、第１電圧値Ｖｙ１が飽和電圧値Ｖａであれば、第１光センサ５３に異常が生じている可能性がある。そこで、異常検出部５５は、第１電気信号Ｙ１の第１電圧値Ｖｙ１が飽和電圧値Ｖａ（第１値）以上であり、かつ、第２電気信号Ｙ２の第２電圧値Ｖｙ２がＬレベル（第２値）以下であれば、第１光センサ５３に異常が生じている可能性があると判定する。

そこで、閾値Ｑｂは、図４Ａ及び図４Ｂに示すように設定される。

まず、飽和電圧値Ｖａには、第１光センサ５３の個体毎にバラツキが生じる。図４Ａでは、飽和電圧値Ｖａが最小飽和電圧値Ｖａ１となる第１光センサ５３の出力特性を出力特性Ｃ１とする。飽和電圧値Ｖａが標準飽和電圧値Ｖａ２となる第１光センサ５３の出力特性を出力特性Ｃ２とする。最小飽和電圧値Ｖａ１と標準飽和電圧値Ｖａ２との大小関係は、Ｖａ１＜Ｖａ２である。また、最小飽和電圧値Ｖａ１に対応する飽和光量Ｑａを最小飽和光量Ｑａ１とし、標準飽和電圧値Ｖａ２に対応する飽和光量Ｑａを標準飽和光量Ｑａ２とすると、最小飽和光量Ｑａ１と標準飽和光量Ｑａ２との大小関係は、Ｑａ１＜Ｑａ２となる。なお、図４Ａ及び図４Ｂでは、飽和光量Ｑａを、光量Ｑ０の最大値に対する割合で表す。

具体的に、第１光センサ５３の電源電圧のばらつきを±２％、光電変換素子５３１の飽和電圧のばらつきを－１３％～０％、第１電圧値Ｖｙ１のＡＤ変換の精度を±０．１５Ｖとすると、最小飽和電圧値Ｖａ１は式１で表され、最小飽和光量Ｑａ１は式２で表される。そして、閾値Ｑｂは、最小飽和光量Ｑａ１より少しだけ小さい値に設定される。すなわち、閾値Ｑｂは、飽和光量Ｑａのばらつきを考慮した上で、最小飽和光量Ｑａ１未満の値に設定される。
Ｖａ１＝Ｖａ２・（４．１１／５） ……… 式１
Ｑａ１＝Ｑａ２・（２１／２５） ……… 式２
例えば、標準飽和電圧値Ｖａ２を５Ｖとすると、式１に基づいて、最小飽和電圧値Ｖａ１は、４．１１Ｖになる。標準飽和光量Ｑａ２を２５％とすると、式２に基づいて、最小飽和光量Ｑａ１は２１％になる。閾値Ｑｂは、最小飽和光量Ｑａ１（２１％）より少しだけ小さい２０％に設定される。この場合、導光部材３、第１光センサ５３、第２光センサ５４、及び光量Ｑ０と、第１電圧値Ｖｙ１、及び第２電圧値Ｖｙ２との対応関係は、以下の第１モード～第１６モードのいずれかになる。なお、第２光センサ５４は、静電破壊、及び故障モード等の異常によって、光量Ｑ０の大小に関わらず、第２電気信号Ｙ２の第２電圧値Ｖｙ２がＨレベルに固定されてしまうことがある。

（第１モード）「導光部材３：正常、第１光センサ５３：正常、第２光センサ５４：正常、光量Ｑ０：２０％以上」であれば、「第１電圧値Ｖｙ１：４Ｖ以上、かつ、Ｖａ以下、第２電圧値Ｖｙ２：Ｈレベル」になる。

（第２モード）「導光部材３：正常、第１光センサ５３：正常、第２光センサ５４：正常、光量Ｑ０：２０％未満」であれば、「第１電圧値Ｖｙ１：０．３Ｖ以上、かつ、４Ｖ未満、第２電圧値Ｖｙ２：Ｌレベル」になる。

（第３モード）「導光部材３：正常、第１光センサ５３：異常、第２光センサ５４：正常、光量Ｑ０：２０％以上」であれば、「第１電圧値Ｖｙ１：Ｖａ一定、第２電圧値Ｖｙ２：Ｈレベル」になる。

（第４モード）「導光部材３：正常、第１光センサ５３：異常、第２光センサ５４：正常、光量Ｑ０：２０％未満」であれば、「第１電圧値Ｖｙ１：Ｖａ一定、第２電圧値Ｖｙ２：Ｌレベル」になる。

（第５モード）「導光部材３：正常、第１光センサ５３：正常、第２光センサ５４：異常、光量Ｑ０：２０％以上」であれば、「第１電圧値Ｖｙ１：４Ｖ以上、かつ、Ｖａ以下、第２電圧値Ｖｙ２：Ｈレベル」になる。

（第６モード）「導光部材３：正常、第１光センサ５３：正常、第２光センサ５４：異常、光量Ｑ０：２０％未満」であれば、「第１電圧値Ｖｙ１：０．３Ｖ以上、かつ、４Ｖ未満、第２電圧値Ｖｙ２：Ｈレベル」になる。

（第７モード）「導光部材３：正常、第１光センサ５３：異常、第２光センサ５４：異常、光量Ｑ０：２０％以上」であれば、「第１電圧値Ｖｙ１：Ｖａ一定、第２電圧値Ｖｙ２：Ｈレベル」になる。

（第８モード）「導光部材３：正常、第１光センサ５３：異常、第２光センサ５４：異常、光量Ｑ０：２０％未満」であれば、「第１電圧値Ｖｙ１：Ｖａ一定、第２電圧値Ｖｙ２：Ｈレベル」になる。

（第９モード）「導光部材３：異常、第１光センサ５３：正常、第２光センサ５４：正常、光量Ｑ０：２０％以上」であれば、「第１電圧値Ｖｙ１：５０％ダウン、第２電圧値Ｖｙ２：Ｌレベル」になる。

（第１０モード）「導光部材３：異常、第１光センサ５３：正常、第２光センサ５４：正常、光量Ｑ０：２０％未満」であれば、「第１電圧値Ｖｙ１：５０％ダウン、第２電圧値Ｖｙ２：Ｌレベル」になる。

（第１１モード）「導光部材３：異常、第１光センサ５３：異常、第２光センサ５４：正常、光量Ｑ０：２０％以上」であれば、「第１電圧値Ｖｙ１：Ｖａ一定、第２電圧値Ｖｙ２：Ｌレベル」になる。

（第１２モード）「導光部材３：異常、第１光センサ５３：異常、第２光センサ５４：正常、光量Ｑ０：２０％未満」であれば、「第１電圧値Ｖｙ１：Ｖａ一定、第２電圧値Ｖｙ２：Ｌレベル」になる。

（第１３モード）「導光部材３：異常、第１光センサ５３：正常、第２光センサ５４：異常、光量Ｑ０：２０％以上」であれば、「第１電圧値Ｖｙ１：５０％ダウン、第２電圧値Ｖｙ２：Ｈレベル」になる。

（第１４モード）「導光部材３：異常、第１光センサ５３：正常、第２光センサ５４：異常、光量Ｑ０：２０％未満」であれば、「第１電圧値Ｖｙ１：５０％ダウン、第２電圧値Ｖｙ２：Ｌレベル」になる。

（第１５モード）「導光部材３：異常、第１光センサ５３：異常、第２光センサ５４：異常、光量Ｑ０：２０％以上」であれば、「第１電圧値Ｖｙ１：Ｖａ一定、第２電圧値Ｖｙ２：Ｈレベル」になる。

（第１６モード）「導光部材３：異常、第１光センサ５３：異常、第２光センサ５４：異常、光量Ｑ０：２０％未満」であれば、「第１電圧値Ｖｙ１：Ｖａ一定、第２電圧値Ｖｙ２：Ｈレベル」になる。

そして、異常検出部５５による異常検出処理は、図５のように行われる。

異常検出部５５は、光源６の点灯中において、第１電圧値Ｖｙ１が５０％ダウンしたか否か（第１電圧値Ｖｙ１が第１正常電圧値の５０％以下にまで低下したか否か）を判定する（Ｓ１）。異常検出部５５は、第１電圧値Ｖｙ１が５０％ダウンすれば、導光部材３が異常であると判定して、点灯許可信号を生成せず、レーザ光Ｌ１の放射を停止させる点灯不可処理を行う（Ｓ２）。異常検出部５５は、第１電圧値Ｖｙ１が５０％ダウンしなければ、第１電圧値Ｖｙ１が第１値Ｋ１以上であり、かつ、第２電圧値Ｖｙ２が第２値Ｋ２未満であるか否かを判定する（Ｓ３）。異常検出部５５は、第１電圧値Ｖｙ１が第１値Ｋ１以上であり、かつ、第２電圧値Ｖｙ２が第２値Ｋ２未満であれば、第１光センサ５３又は導光部材３の少なくとも１つが異常であると判定して（異常を検出して）、点灯許可信号を生成せず、レーザ光Ｌ１の放射を停止させる点灯不可処理を行う（Ｓ２）。異常検出部５５は、第１電圧値Ｖｙ１が第１値Ｋ１未満である、又は第２電圧値Ｖｙ２が第２値Ｋ２以上であれば、ステップＳ１の処理を再度行う。

すなわち、異常検出部５５は、第１電圧値Ｖｙ１が５０％ダウンであれば、導光部材３が異常であると判定して、点灯許可信号を生成しない。すなわち、異常検出部５５は、第２電圧値Ｖｙ２に関わらず、第１電圧値Ｖｙ１が５０％ダウンであれば、導光部材３の異常を検出する。

さらに、異常検出部５５は、第１電圧値Ｖｙ１を第１値Ｋ１と比較し、第２電圧値Ｖｙ２を第２値Ｋ２と比較する。例えば、第１値Ｋ１は、最小飽和電圧値Ｖａ１から定数αを引いた値「Ｖａ１－α」である。第２値Ｋ２は、Ｈレベルより低く、かつ、Ｌレベルより高い電圧値である。異常検出部５５は、第１電圧値Ｖｙ１が第１値Ｋ１以上、かつ、第２電圧値Ｖｙ２が第２値Ｋ２未満であれば、第１光センサ５３及び導光部材３の少なくとも一方が異常であるとして、点灯許可信号を生成しない。

したがって、第１モード及び第５モードのように、第１電圧値Ｖｙ１：４Ｖ以上、かつ、Ｖａ以下、及び第２電圧値Ｖｙ２：Ｈレベルであれば、第１電圧値Ｖｙ１は第１値Ｋ１以上、第２電圧値Ｖｙ２は第２値Ｋ２以上になる。このとき、異常検出部５５は、点灯許可信号を生成する。第５モードでは、第２光センサ５４が異常であるが、異常検出部５５は、第１光センサ５３によって導光部材３の異常を検出できるので、レーザ光Ｌ１の放射を停止させる必要はない。

第２モードのように、第１電圧値Ｖｙ１：０．３Ｖ以上、かつ、４Ｖ未満、及び第２電圧値Ｖｙ２：Ｌレベルであれば、第１電圧値Ｖｙ１は第１値Ｋ１未満、第２電圧値Ｖｙ２は第２値Ｋ２未満になる。このとき、異常検出部５５は、点灯許可信号を生成する。

第３モード、第７モード、第８モード、第１５モード、及び第１６モードのように、第１電圧値Ｖｙ１：Ｖａ一定、及び第２電圧値Ｖｙ２：Ｈレベルであれば、第１電圧値Ｖｙ１は第１値Ｋ１以上、第２電圧値Ｖｙ２は第２値Ｋ２以上になる。このとき、異常検出部５５は、点灯許可信号を生成する。第７モード及び第８モードでは、第２光センサ５４が異常であるが、異常検出部５５は、第１光センサ５３によって導光部材３の異常を検出できるので、レーザ光Ｌ１の放射を停止させる必要はない。第１５モード及び第１６モードでは、導光部材３、第１光センサ５３、及び第２光センサ５４が異常であるが、全てが同時に異常になる可能性は低く、導光部材３又は第１光センサ５３が異常になった時点で点灯許可信号が生成されなくなる。すなわち、第１５モード及び第１６モードとなる可能性は低い。

第４モード、第１１モード、及び第１２モードのように、第１電圧値Ｖｙ１：Ｖａ一定、及び第２電圧値Ｖｙ２：Ｌレベルであれば、第１電圧値Ｖｙ１は第１値Ｋ１以上、かつ、第２電圧値Ｖｙ２は第２値Ｋ２未満になる。このとき、異常検出部５５は、点灯許可信号を生成しない。第４モードでは、第１光センサ５３が異常であり、第１１モード及び第１２モードでは導光部材３が異常である。

第６モードのように、第１電圧値Ｖｙ１：０．３Ｖ以上、かつ、４Ｖ未満、及び第２電圧値Ｖｙ２：Ｈレベルであれば、第１電圧値Ｖｙ１は第１値Ｋ１未満、第２電圧値Ｖｙ２は第２値Ｋ２以上になる。このとき、異常検出部５５は、点灯許可信号を生成する。

第９モード、第１０モード、第１３モード及び第１４モードのように、第１電圧値Ｖｙ１：５０％ダウンであれば、導光部材３が異常であると判定して、点灯許可信号を生成しない。すなわち、異常検出部５５は、第２電圧値Ｖｙ２に関わらず、第１電圧値Ｖｙ１が５０％ダウンであれば、導光部材３の異常を検出する。

上述のように、第４モード、及び第９モード～第１４モードでは、異常検出部５５は、第１光センサ５３の異常又は導光部材３の異常を検出して、点灯許可信号を生成しない。出力制御回路５２は、点灯許可信号を受け取らなければ、電源回路５１を停止させて（駆動電流Ｉ１を０にして）、レーザ光Ｌ１の放射を停止させる（禁止する）。

（１０－２）受光量
本実施形態では、第２光センサ５４による信号光Ｌ３の受光量である第２受光量は、第１光センサ５３による信号光Ｌ３の受光量である第１受光量より小さい。この構成は、以下のようにして実現できる。

集光レンズ８は、図３に示すように、入射された信号光Ｌ３を焦点位置Ｘ１に収束させて、光検出装置５ｂへ照射する。第１光センサ５３は、第２光センサ５４に比べて、焦点位置Ｘ１に近い位置に配置される。図３では、第１光センサ５３と第２光センサ５４とは、信号光Ｌ３の入射方向に対して直交する方向に並んで配置されている。そして、第１光センサ５３は焦点位置Ｘ１に重なるように位置し、第２光センサ５４は、焦点位置Ｘ１より離れて位置している。したがって、焦点位置Ｘ１から遠い第２光センサ５４の第２受光量は、焦点位置Ｘ１に近い第１光センサ５３の第１受光量に比べて小さくなる。

また、信号光Ｌ３の光量Ｑ０が増加すると、第１受光量及び第２受光量は増加する。したがって、第１受光量が増加すると、第２受光量が増加する。特に、第２受光量は、第１受光量に比例することが好ましい。

上述のように、光検出装置５ｂは、第１光センサ５３及び第２光センサ５４（２つの光センサ）を用いて、第１光センサ５３の異常を検出する。このとき、第２光センサ５４の第２受光量を第１光センサ５３の第１受光量より小さくすることで、第２光センサ５４の出力は飽和し難くなる。この結果、第２光センサ５４をコンパレータとして機能させる場合だけでなく、第２光センサ５４をアナログ増幅器として機能させる場合であっても、第２光センサ５４の出力を用いた異常検出処理が容易になる。

また、信号光Ｌ３に求められる光学スペックとしては、信号光Ｌ３のＳＮ比（Signal Noise Ratio）がある。本実施形態では、信号光Ｌ３に含まれるノイズの信号強度は、信号光Ｌ３の信号強度の２０％以下であることが好ましい。この光学スペックは、上述のように離れて配置される第１光センサ５３及び第２光センサ５４に対して要求される。

（変形例）
光電変換素子５３１及び５４１は、フォトダイオード以外の光検出素子であってもよい。光電変換素子５３１及び５４１は、例えばフォトトランジスタ、太陽電池又はＣｄＳセル等であってもよい。

発光素子６ａは、青色以外の色のレーザ光Ｌ１を放射してもよく、波長変換部材４ａは、レーザ光Ｌ１によって黄色以外の色の光を放射してもよい。また、波長変換光は白色光以外でもよい。また、発光素子６ａが発する光は、レーザ光に限定されない。

電源回路５１は、直流の駆動電流Ｉ１を出力可能であれば、その回路構成は特定の回路構成に限定されない。

また、異常検出部５５が検出する照明システム１の異常には、導光部材３の異常、及び第１光センサ５３の異常に加えて、光源６（発光素子６ａ）の異常、及び波長変換部材４ａの異常の少なくとも１つが含まれてもよい。光源６の異常とは、発光素子６ａに駆動電流Ｉ１が流れないために発光素子６ａがレーザ光Ｌ１を放射しないという不良だけでなく、発光素子６ａに駆動電流Ｉ１が流れているが、発光素子６ａの発振動作に問題が生じて発光素子６ａがレーザ光Ｌ１を放射しないという発振不良も含む。また、発光素子６ａが光を放射しない状態とは、発光素子６ａがレーザ光Ｌ１を全く放射しない状態だけでなく、発光素子６ａが想定のレーザ光Ｌ１以外の光を放射する状態を含む。波長変換部材４ａの異常とは、例えば波長変換部材４ａの破損、欠損、剥がれ、又は脱落等である。

上記の各変形例においても、実施形態と同様の効果を奏する。

以上説明した実施形態及び変形例は、本開示の様々な実施形態及び変形例の一部に過ぎない。また、実施形態及び変形例は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

（態様）
以上説明した実施形態及び変形例より以下の態様が開示されている。

第１の態様に係る光検出装置（５ｂ）は、光（Ｌ３）を検出する第１光センサ（５３）及び第２光センサ（５４）を備える。第２光センサ（５４）が受光した光（Ｌ３）の受光量である第２受光量は、第１光センサ（５３）が受光した光（Ｌ３）の受光量である第１受光量の光量より小さい。

上述の光検出装置（５ｂ）は、第１光センサ（５３）の異常を検出することができる。

第２の態様に係る光検出装置（５ｂ）は、光（Ｌ３）を検出して第１電気信号（Ｙ１）を出力する第１光センサ（５３）、及び光（Ｌ３）を検出して第２電気信号（Ｙ２）を出力する第２光センサ（５４）を有する。第１電気信号（Ｙ１）は、光（Ｌ３）の光量の変化に対して連続的に変化するアナログ信号である。第２電気信号（Ｙ２）は、光（Ｌ３）の光量に応じて切り換わる２値のデジタル信号である。

上述の光検出装置（５ｂ）は、第１光センサ（５３）の異常を検出することができる。

第３の態様に係る光検出装置（５ｂ）は、第２の態様において、異常検出部（５５）を更に備えることが好ましい。異常検出部（５５）は、第１電気信号（Ｙ１）の大きさ（Ｖｙ１）が第１値（Ｋ１）以上であり、かつ、第２電気信号（Ｙ２）の大きさ（Ｖｙ２）が第２値（Ｋ２）未満であれば、異常を検出する。

上述の光検出装置（５ｂ）は、第１光センサ（５３）及び第２光センサ（５４）を用いる構成で、第１光センサ（５３）の異常を検出することができる。

第４の態様に係る光検出装置（５ｂ）では、第２又は第３の態様において、第２光センサ（５４）が受光した光（Ｌ３）の受光量である第２受光量は、第１光センサ（５３）が受光した光（Ｌ３）の受光量である第１受光量より小さいことが好ましい。

上述の光検出装置（５ｂ）は、第１光センサ（５３）の異常を検出することができる。

第５の態様に係る光検出装置（５ｂ）は、第４の態様において、第１受光量が増加すると、第２受光量が増加することが好ましい。

上述の光検出装置（５ｂ）は、第１光センサ（５３）の異常を精度よく検出することができる。

第６の態様に係る光検出装置（５ｂ）は、第５の態様において、第２受光量は、第１受光量に比例することが好ましい。

上述の光検出装置（５ｂ）は、第１光センサ（５３）の異常を精度よく検出することができる。

第７の態様に係る光検出装置（５ｂ）は、第１乃至第６の態様のいずれか一つにおいて、第１光センサ（５３）と第２光センサ（５４）とは、並んで配置されていることが好ましい。

上述の光検出装置（５ｂ）は、第１光センサ（５３）の異常を精度よく検出することができる。

第８の態様に係る光検出装置（５ｂ）は、第１乃至第７の態様のいずれか一つにおいて、光（Ｌ３）を焦点位置（Ｘ１）に集光する集光部材（８）を、更に備えることが好ましい第１光センサ（５３）の位置は、第２光センサ（５４）の位置よりも焦点位置（Ｘ１）に近いことが好ましい。

上述の光検出装置（５ｂ）は、第２光センサ（５４）の受光量を、第１光センサ（５３）受光量より小さくできる。

第９の態様に係る光検出装置（５ｂ）は、第１乃至第８の態様のいずれか一つにおいて、光（Ｌ３）は、レーザ光（Ｌ１）を含むことが好ましい。

上述の光検出装置（５ｂ）は、レーザ光（Ｌ１）を生成する装置において、第１光センサ（５３）の異常を検出することができる。

第１０の態様に係る光検出装置（５ｂ）は、第９の態様において、光（Ｌ３）は、波長変換部材（４ａ）によってレーザ光（Ｌ１）に波長変換処理が施された波長変換光であることが好ましい。

上述の光検出装置（５ｂ）は、波長変換光を生成する装置において、第１光センサ（５３）の異常を検出することができる。

第１１の態様に係る照明点灯装置（５）は、第１乃至第１０のいずれか一つの態様の光検出装置（５ｂ）と、光源（６）に電力を供給する駆動装置（５ａ）と、を備える。

上述の照明点灯装置（５）は、第１光センサ（５３）の異常を検出することができる。

第１２の態様に係る照明システム（１）は、第１１の態様の照明点灯装置（５）と、光源（６）と、光源（６）が放射する光源光（Ｌ１）を用いて照明光（Ｌ２）を放射する灯具（４）と、を備える。

上述の照明システム（１）は、第１光センサ（５３）の異常を検出することができる。

第１３の態様に係る照明システム（１）は、第１２の態様において、光（Ｌ３）を灯具（４）から光検出装置（５ｂ）へ導光する導光部材（３）を更に備えることが好ましい。

上述の照明システム（１）は、導光部材（３）の異常を検出することができる。

１ 照明システム
３ 導光部材
４ 灯具
４ａ 波長変換部材
５ 照明点灯装置
５ａ 駆動装置
５ｂ 光検出装置
５３ 第１光センサ
５４ 第２光センサ
５５ 異常検出部
６ 光源
８ 集光レンズ（集光部材）
Ｙ１ 第１電気信号
Ｙ２ 第２電気信号
Ｖｙ１ 第１電圧値（第１電気信号の大きさ）
Ｖｙ２ 第２電圧値（第２電気信号の大きさ）
Ｖａ 飽和電圧値（第１値）
Ｘ１ 焦点位置
Ｌ１ レーザ光（光源光）
Ｌ２ 照明光
Ｌ３ 信号光（光）

Claims (13)

1. 第１端と第２端との間で導光する導光部材、及び前記第１端に入射して前記第２端から出射した第１光を、前記第１光とは波長が異なる第２光に変換する波長変換部材、と共に用いられる光検出装置であって、
   前記第２光のうち、前記第２端に入射して前記第１端へ伝達された信号光を検出する第１光センサ及び第２光センサを備え、
   前記第２光センサが受光した前記信号光の受光量である第２受光量は、前記第１光センサが受光した前記信号光の受光量である第１受光量より小さい
   光検出装置。
2. 第１端と第２端との間で導光する導光部材、及び前記第１端に入射して前記第２端から出射した第１光を、前記第１光とは波長が異なる第２光に変換する波長変換部材、と共に用いられる光検出装置であって、
   前記第２光のうち、前記第２端に入射して前記第１端へ伝達された信号光を検出して第１電気信号を出力する第１光センサ、及び前記信号光を検出して第２電気信号を出力する第２光センサを有し、
   前記第１電気信号は、前記信号光の光量の変化に対して連続的に変化するアナログ信号であり、前記第２電気信号は、前記信号光の光量に応じて切り換わる２値のデジタル信号である
   光検出装置。
3. 前記第１電気信号の大きさが第１値以上であり、かつ、前記第２電気信号の大きさが第２値未満であれば、異常を検出する異常検出部を更に備える
   請求項２の光検出装置。
4. 前記第２光センサが受光した前記信号光の受光量である第２受光量は、前記第１光センサが受光した前記信号光の受光量である第１受光量より小さい
   請求項２又は３の光検出装置。
5. 前記第１受光量が増加すると、前記第２受光量が増加する
   請求項４の光検出装置。
6. 前記第２受光量は、前記第１受光量に比例する、
   請求項５の光検出装置。
7. 前記第１光センサと前記第２光センサとは、並んで配置されている
   請求項１乃至６のいずれか一項の光検出装置。
8. 前記信号光を焦点位置に集光する集光部材を、更に備え、
   前記第１光センサの位置は、前記第２光センサの位置よりも前記焦点位置に近い
   請求項１乃至７のいずれか一項の光検出装置。
9. 前記信号光は、レーザ光を含む
   請求項１乃至８のいずれか一項の光検出装置。
10. 前記信号光は、波長変換部材によって前記レーザ光に波長変換処理が施された波長変換光である
    請求項９の光検出装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一項の光検出装置と、
    光源に電力を供給する駆動装置と、を備える
    照明点灯装置。
12. 請求項１１の照明点灯装置と、
    前記光源と、
    前記光源が放射する光源光を用いて照明光を放射する灯具と、を備える
    照明システム。
13. 前記信号光を前記灯具から前記光検出装置へ導光する導光部材を更に備える
    請求項１２の照明システム。

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