JP7361888B2 - 光変換装置および照明システム - Google Patents
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Description
光変換装置の一態様は、複数の蛍光体領域が配された波長変換部と、駆動部と、制御部と、保持部と、を備えている。前記複数の蛍光体領域は、励起光の照射に応じて第1波長スペクトルを有する蛍光を発する第1蛍光体領域と、前記励起光の照射に応じて前記第1波長スペクトルとは異なる第2波長スペクトルを有する蛍光を発する第2蛍光体領域と、を含む。前記駆動部は、前記複数の蛍光体領域において前記励起光が照射される被照射領域を変更させる。前記制御部は、前記駆動部の駆動によって前記複数の蛍光体領域における前記被照射領域を変更して前記駆動部の駆動を停止させることで前記複数の蛍光体領域における前記被照射領域を設定するように前記駆動部を制御する。前記保持部は、前記励起光を出射する出射部を保持している。前記駆動部は、前記保持部および前記波長変換部のうちの少なくとも一方の部分を動かすことで、前記出射部と前記複数の蛍光体領域との相対的な位置関係を変更させる。前記駆動部は、前記励起光の光軸に対して交差する交差方向において、前記波長変換部と前記保持部とを相対的に移動させる第1移動機構を含む。
光変換装置の一態様は、複数の蛍光体領域が配された波長変換部と、駆動部と、制御部と、保持部と、を備えている。前記複数の蛍光体領域は、励起光の照射に応じて第1波長スペクトルを有する蛍光を発する第1蛍光体領域と、前記励起光の照射に応じて前記第1波長スペクトルとは異なる第2波長スペクトルを有する蛍光を発する第2蛍光体領域と、を含む。前記駆動部は、前記複数の蛍光体領域において前記励起光が照射される被照射領域を変更させる。前記制御部は、前記駆動部の駆動によって前記複数の蛍光体領域における前記被照射領域を変更して前記駆動部の駆動を停止させることで前記複数の蛍光体領域における前記被照射領域を設定するように前記駆動部を制御する。前記保持部は、前記励起光を出射する出射部を保持している。前記駆動部は、前記励起光の光軸に沿った光軸方向における前記保持部と前記波長変換部との距離を変更させる第2移動機構を含む。
<1-1.照明システム>
図1で示されるように、第1実施形態に係る照明システム100は、例えば、発光モジュール1と、第1光伝送ファイバ2と、中継器3と、第2光伝送ファイバ4と、光放射モジュール5と、を備えている。
図2(a)および図2(b)で示されるように、第1実施形態に係る光変換装置30は、例えば、保持部31と、波長変換部32と、駆動部34と、制御部36と、を備えている。光変換装置30の各部は、例えば、中継器3の筐体3bに直接的または他の部材などを介して間接的に固定されている。
第1実施形態に係る光変換装置30では、例えば、駆動部34の駆動によって複数の蛍光体領域320における励起光P0の被照射領域I1を変更し、駆動部34の駆動を停止させることで、複数の蛍光体領域320における被照射領域I1を設定するように、駆動部34を制御する。これにより、例えば、波長変換部32が発する蛍光W0の波長スペクトルを変更して、光変換装置30から出射される出射光の調色を行うことができる。その結果、例えば、発光素子を増設することなく、出射光の調色を行うことができる。したがって、例えば、光変換装置30において容易に出射光の調色を行うことができる。
本開示は上述の第1実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更および改良などが可能である。
上記第1実施形態において、例えば、図6(a)および図6(b)で示されるように、駆動部34は、保持部31を動かすことで、出射部としての第1出射端部2e2と複数の蛍光体領域320との相対的な位置関係を変更させてもよい。換言すれば、駆動部34は、例えば、保持部31および波長変換部32のうちの少なくとも一方の部分を動かすことで、出射部としての第1出射端部2e2と複数の蛍光体領域320との相対的な位置関係を変更してもよい。このような構成が採用されても、制御部36は、例えば、駆動部34の駆動によって複数の蛍光体領域320における励起光P0の被照射領域I1を変更し、駆動部34の駆動を停止させることで、複数の蛍光体領域320における被照射領域I1を設定するように制御することができる。
上記第1実施形態において、例えば、図9(a)および図9(b)で示されるように、波長変換部32において前部32aが-X側に位置し且つ裏部32bが+X側に位置し、保持部31が、前部32aに対して斜め方向から励起光P0を照射するように第1出射端部2e2を保持していてもよい。この場合にも、駆動部34は、例えば、複数の蛍光体領域320において被照射領域I1を変更させることができる。そして、制御部36は、例えば、駆動部34の駆動によって複数の蛍光体領域320における励起光P0の被照射領域I1を変更し、駆動部34の駆動を停止させることで、複数の蛍光体領域320における被照射領域I1を設定するように制御することができる。
上記第1実施形態において、例えば、図13(a)および図13(b)で示されるように、ヒートシンク33が、透明性を有する部材であってもよい。また、上記第2実施形態において、例えば、図14(a)および図14(b)で示されるように、ヒートシンク33が、透明性を有する部材であってもよい。この場合には、例えば、波長変換部32は、前部32aおよび裏部32bの双方から蛍光W0を発することができる。
上記第1実施形態から上記第4実施形態において、例えば、駆動部34は、励起光P0の光軸A2に対して交差する方向(第1交差方向ともいう)において、波長変換部32と保持部31とを相対的に移動させる機構(第1移動機構ともいう)を有していてもよい。この場合にも、制御部36は、例えば、駆動部34の駆動によって複数の蛍光体領域320における励起光P0の被照射領域I1を変更し、駆動部34の駆動を停止させることで、複数の蛍光体領域320における被照射領域I1を設定するように制御することができる。その結果、例えば、波長変換部32が発する蛍光W0の波長スペクトルを変更して、光変換装置30から出射される出射光の調色を行うことができる。
上記第1実施形態から上記第5実施形態において、例えば、駆動部34は、励起光P0の光軸A2に沿った方向(光軸方向ともいう)において、保持部31と波長変換部32との距離を変更させる機構(第2移動機構ともいう)を有していてもよい。この場合には、例えば、出射部としての第1出射端部2e2と波長変換部32との距離が変更されるため、被照射領域I1の大きさを変更することができる。これにより、例えば、複数の蛍光体領域320における励起光P0の被照射領域I1を変更させることができる。そして、ここでも、制御部36は、例えば、駆動部34の駆動によって複数の蛍光体領域320における励起光P0の被照射領域I1を変更し、駆動部34の駆動を停止させることで、複数の蛍光体領域320における被照射領域I1を設定するように制御することができる。その結果、例えば、波長変換部32が発する蛍光W0の波長スペクトルを変更して、光変換装置30から出射される出射光の調色を行うことができる。
上記各実施形態において、例えば、図27で示されるように、中継器3および第2光伝送ファイバ4が存在せず、第1光伝送ファイバ2が発光モジュール1から光放射モジュール5まで位置しており、光放射モジュール5が、上記第1実施形態から上記第6実施形態の何れかに係る光変換装置30と同様な構成を有する光変換装置30Fを含んでいてもよい。
上記第1実施形態から上記第6実施形態において、例えば、図30で示されるように、中継器3および第1光伝送ファイバ2が存在せず、第2光伝送ファイバ4が発光モジュール1から光放射モジュール5まで位置し、発光モジュール1が、上記第1実施形態から上記第6実施形態に係る光変換装置30と同様な構成を有する光変換装置30Gを含んでいてもよい。
上記各実施形態では、例えば、第1波長スペクトルを有する蛍光、第2波長スペクトルを有する蛍光および第3波長スペクトルを有する蛍光には、それぞれ特定の色の蛍光が適用されてもよい。特定の色の蛍光には、例えば、赤色(R)の蛍光、緑色(G)の蛍光および青色(B)の蛍光などが適用される。この場合には、例えば、第1波長スペクトルを有する蛍光に赤色(R)の蛍光が適用され、第2波長スペクトルを有する蛍光に緑色(G)の蛍光が適用され、第3波長スペクトルを有する蛍光に青色(B)の蛍光が適用される態様が考えられる。ここでは、例えば、第1蛍光体領域320aが赤色蛍光体を有し、第2蛍光体領域320bが緑色蛍光体を有し、第3蛍光体領域320cが青色蛍光体を有する態様が考えられる。
10 発光素子
100,100F,100G 照明システム
10f 出射部
2 第1光伝送ファイバ
200 外部空間
2e1 第1入射端部
2e2 第1出射端部
3 中継器
30,30F,30G 光変換装置
31 保持部
32 波長変換部
320 蛍光体領域
320a 第1蛍光体領域
320b 第2蛍光体領域
320c 第3蛍光体領域
320d 第4蛍光体領域
320e 第5蛍光体領域
34 駆動部
341 第1回転機構
342 第2回転機構
343 第1直動機構
344 第2直動機構
345 第3直動機構
346 第4直動機構
35 反射部
35e 仮想楕円面
35r 反射面
36 制御部
4 第2光伝送ファイバ
4e1 第2入射端部
4e2 第2出射端部
5 光放射モジュール
A2 光軸
B1,B2 境界
F1 第1焦点
F2 第2焦点
I0 照明光
I1 被照射領域
P0 励起光
R1 第1回転軸
R2 第2回転軸
W0 蛍光
Claims (23)
- 励起光の照射に応じて第1波長スペクトルを有する蛍光を発する第1蛍光体領域と、前記励起光の照射に応じて前記第1波長スペクトルとは異なる第2波長スペクトルを有する蛍光を発する第2蛍光体領域と、を含む複数の蛍光体領域が配された波長変換部と、
前記複数の蛍光体領域において前記励起光が照射される被照射領域を変更させる駆動部と、
該駆動部の駆動によって前記複数の蛍光体領域における前記被照射領域を変更して前記駆動部の駆動を停止させることで前記複数の蛍光体領域における前記被照射領域を設定するように前記駆動部を制御する制御部と、
前記励起光を出射する出射部を保持している保持部と、を備え、
前記駆動部は、前記保持部および前記波長変換部のうちの少なくとも一方の部分を動かすことで、前記出射部と前記複数の蛍光体領域との相対的な位置関係を変更させ、
前記駆動部は、前記励起光の光軸と異なる仮想的な第2回転軸を中心として前記保持部を回転させる第2回転機構を含む、光変換装置。 - 請求項1に記載の光変換装置であって、
前記第2回転軸に沿った方向の前記波長変換部の平面視において、前記複数の蛍光体領域が前記第2回転軸を中心とした周方向に配列されている、光変換装置。 - 請求項1または請求項2に記載の光変換装置であって、
前記第1蛍光体領域は、前記波長変換部のうちの前記第2回転軸上の領域を包含し且つ前記被照射領域と重なる領域、を含む、光変換装置。 - 励起光の照射に応じて第1波長スペクトルを有する蛍光を発する第1蛍光体領域と、前記励起光の照射に応じて前記第1波長スペクトルとは異なる第2波長スペクトルを有する蛍光を発する第2蛍光体領域と、を含む複数の蛍光体領域が配された波長変換部と、
前記複数の蛍光体領域において前記励起光が照射される被照射領域を変更させる駆動部と、
該駆動部の駆動によって前記複数の蛍光体領域における前記被照射領域を変更して前記駆動部の駆動を停止させることで前記複数の蛍光体領域における前記被照射領域を設定するように前記駆動部を制御する制御部と、
前記励起光を出射する出射部を保持している保持部と、を備え、
前記駆動部は、前記保持部および前記波長変換部のうちの少なくとも一方の部分を動かすことで、前記出射部と前記複数の蛍光体領域との相対的な位置関係を変更させ、
前記駆動部は、前記励起光の光軸に対して交差する交差方向において、前記波長変換部と前記保持部とを相対的に移動させる第1移動機構を含む、光変換装置。 - 請求項4に記載の光変換装置であって、
前記励起光の光軸に沿った方向の前記波長変換部の平面視において、前記交差方向において前記複数の蛍光体領域が配列されている、光変換装置。 - 請求項5に記載の光変換装置であって、
前記励起光の光軸に沿った方向の前記波長変換部の平面視において、前記第1蛍光体領域と前記第2蛍光体領域との境界は、前記交差方向に対して傾斜するように延びている、光変換装置。 - 励起光の照射に応じて第1波長スペクトルを有する蛍光を発する第1蛍光体領域と、前記励起光の照射に応じて前記第1波長スペクトルとは異なる第2波長スペクトルを有する蛍光を発する第2蛍光体領域と、を含む複数の蛍光体領域が配された波長変換部と、
前記複数の蛍光体領域において前記励起光が照射される被照射領域を変更させる駆動部と、
該駆動部の駆動によって前記複数の蛍光体領域における前記被照射領域を変更して前記駆動部の駆動を停止させることで前記複数の蛍光体領域における前記被照射領域を設定するように前記駆動部を制御する制御部と、
前記励起光を出射する出射部を保持している保持部と、を備え、
前記駆動部は、前記励起光の光軸に沿った光軸方向における前記保持部と前記波長変換部との距離を変更させる第2移動機構を含む、光変換装置。 - 請求項7に記載の光変換装置であって、
前記光軸方向の前記波長変換部の平面視において、前記励起光の光軸から離れる方向に、前記複数の蛍光体領域が配列されている、光変換装置。 - 請求項8に記載の光変換装置であって、
前記第1蛍光体領域は、前記波長変換部のうちの前記励起光の光軸上の領域を包含する、光変換装置。 - 請求項7から請求項9の何れか1つの請求項に記載の光変換装置であって、
前記駆動部は、前記保持部および前記波長変換部のうちの少なくとも一方の部分を動かすことで、前記出射部と前記複数の蛍光体領域との相対的な位置関係を変更させる、光変換装置。 - 請求項4から請求項6および請求項10の何れか1つの請求項に記載の光変換装置であって、
前記駆動部は、前記波長変換部に照射される、前記励起光の光軸と異なる仮想的な第1回転軸を中心として前記波長変換部を回転させる第1回転機構を含む、光変換装置。 - 請求項11に記載の光変換装置であって、
前記第1回転軸に沿った方向の前記波長変換部の平面視において、前記複数の蛍光体領域が前記第1回転軸を中心とした周方向に配列されている、光変換装置。 - 請求項11または請求項12に記載の光変換装置であって、
前記第1蛍光体領域は、前記波長変換部のうちの前記第1回転軸上の領域を包含し且つ前記被照射領域と重なる領域、を含む、光変換装置。 - 請求項4から請求項6および請求項10の何れか1つの請求項に記載の光変換装置であって、
前記駆動部は、前記励起光の光軸と異なる仮想的な第2回転軸を中心として前記保持部を回転させる第2回転機構を含む、光変換装置。 - 請求項14に記載の光変換装置であって、
前記第2回転軸に沿った方向の前記波長変換部の平面視において、前記複数の蛍光体領域が前記第2回転軸を中心とした周方向に配列されている、光変換装置。 - 請求項14または請求項15に記載の光変換装置であって、
前記第1蛍光体領域は、前記波長変換部のうちの前記第2回転軸上の領域を包含し且つ前記被照射領域と重なる領域、を含む、光変換装置。 - 請求項10に記載の光変換装置であって、
前記駆動部は、前記励起光の光軸に対して交差する交差方向において、前記波長変換部と前記保持部とを相対的に移動させる第1移動機構を含む、光変換装置。 - 請求項1から請求項17の何れか1つの請求項に記載の光変換装置であって、
前記第1波長スペクトルを有する蛍光と前記第2波長スペクトルを有する蛍光とが、色温度が相互に異なる蛍光である、光変換装置。 - 請求項1から請求項18の何れか1つの請求項に記載の光変換装置であって、
前記波長変換部を囲むように位置し、前記波長変換部が発した蛍光を反射する反射部、をさらに備えている、光変換装置。 - 請求項19に記載の光変換装置であって、
前記反射部は、楕円面に沿った反射面を有する楕円ミラーを含み、
前記楕円面の第1焦点は、前記波長変換部に沿った箇所に位置している、光変換装置。 - 請求項1から請求項17の何れか1つの請求項に記載の光変換装置であって、
前記出射部は、光伝送ファイバの出射端部、を含む、光変換装置。 - 請求項20に記載の光変換装置であって、
前記楕円面の前記第1焦点とは異なる第2焦点が、光伝送ファイバの入射端部に沿って位置している、光変換装置。 - 励起光を発する発光モジュールと、
該発光モジュールから前記励起光を伝送する第1光伝送ファイバと、
請求項1から請求項22の何れか1つの請求項に記載の光変換装置を含む中継器と、
該中継器から前記蛍光を伝送する第2光伝送ファイバと、
該第2光伝送ファイバが伝送した前記蛍光を外部空間に放射する光放射モジュールと、を備え、
前記出射部は、前記第1光伝送ファイバの出射端部、を含む、照明システム。
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