JP7414967B2 - 光変換装置および照明システム - Google Patents

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Description

本開示は、光変換装置および照明システムに関する。
発光素子としてのレーザーダイオード（ＬＤ）または発光ダイオード（ＬＥＤ）から放出される単色の励起光を蛍光物質によって異なる波長の光に変換することで擬似的な白色光を発する発光装置が知られている（例えば、特許第５０８３２０５号公報の記載を参照）。
光変換装置および照明システムが開示される。
光変換装置の一態様は、第１波長変換部と、ロングパスフィルタと、反射部材と、第２波長変換部と、を備えている。前記第１波長変換部は、出射部から出射された励起光を受けて該励起光よりも長い波長を有する蛍光を発する。前記ロングパスフィルタは、前記第１波長変換部が発した前記蛍光を透過させるとともに、前記第１波長変換部において透過または反射した前記励起光を反射させて前記第１波長変換部に入射させる。前記第１波長変換部は、前記出射部から出射された前記励起光が照射される前面と、該前面とは逆側の裏面と、を有する。前記反射部材は、前記裏面に接している。前記第２波長変換部は、前記反射部材のうちの前記第１波長変換部とは離れて位置した表面上に位置し、前記ロングパスフィルタで反射された前記励起光を受けて該励起光よりも長い波長を有する蛍光を発する。
照明システムの一態様は、発光モジュールと、第１光伝送ファイバと、中継器と、第２光伝送ファイバと、光放射モジュールと、を備えている。前記発光モジュールは、励起光を発する。前記第１光伝送ファイバは、前記発光モジュールから前記励起光を伝送する。前記中継器は、上記一態様の光変換装置を含む。前記第２光伝送ファイバは、前記中継器から前記蛍光を伝送する。前記光放射モジュールは、前記第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。前記出射部は、前記第１光伝送ファイバの出射端、を含む。
図１は、第１実施形態に係る照明システムの一例の概要を示す図である。 図２（ａ）は、第１実施形態に係る光変換装置の一構成例を模式的に示す断面図である。図２（ｂ）は、第１実施形態に係る光変換装置の一構成例において励起光が蛍光に変換される様子を模式的に示す断面図である。 図３（ａ）は、第２実施形態に係る光変換装置の一構成例を模式的に示す断面図である。図３（ｂ）は、第２実施形態に係る光変換装置の一構成例において励起光が蛍光に変換される様子を模式的に示す断面図である。 図４（ａ）は、第３実施形態に係る光変換装置の第１構成例を模式的に示す断面図である。図４（ｂ）は、第３実施形態に係る光変換装置の第１構成例において励起光が蛍光に変換される様子を模式的に示す断面図である。 図５（ａ）は、第３実施形態に係る光変換装置の第２構成例を模式的に示す断面図である。図５（ｂ）は、第３実施形態に係る光変換装置の第２構成例において励起光が蛍光に変換される様子を模式的に示す断面図である。 図６（ａ）は、第３実施形態に係る光変換装置の第３構成例を模式的に示す断面図である。図６（ｂ）は、第３実施形態に係る光変換装置の第３構成例において励起光が蛍光に変換される様子を模式的に示す断面図である。 図７（ａ）は、第３実施形態に係る光変換装置の第４構成例を模式的に示す断面図である。図７（ｂ）は、第３実施形態に係る光変換装置の第４構成例において励起光が蛍光に変換される様子を模式的に示す断面図である。 図８（ａ）は、第４実施形態に係る光変換装置の第１構成例を模式的に示す断面図である。図８（ｂ）は、第４実施形態に係る光変換装置の第１構成例において励起光が蛍光に変換される様子を模式的に示す断面図である。 図９（ａ）は、第４実施形態に係る光変換装置の第２構成例を模式的に示す断面図である。図９（ｂ）は、第４実施形態に係る光変換装置の第２構成例において励起光が蛍光に変換される様子を模式的に示す断面図である。 図１０（ａ）は、第４実施形態に係る光変換装置の第３構成例を模式的に示す断面図である。図１０（ｂ）は、第４実施形態に係る光変換装置の第３構成例において励起光が蛍光に変換される様子を模式的に示す断面図である。 図１１（ａ）は、第４実施形態に係る光変換装置の第４構成例を模式的に示す断面図である。図１１（ｂ）は、第４実施形態に係る光変換装置の第４構成例において励起光が蛍光に変換される様子を模式的に示す断面図である。 図１２（ａ）は、第４実施形態に係る光変換装置の第５構成例を模式的に示す断面図である。図１２（ｂ）は、第４実施形態に係る光変換装置の第５構成例において励起光が蛍光に変換される様子を模式的に示す断面図である。 図１３（ａ）は、第４実施形態に係る光変換装置の第６構成例を模式的に示す断面図である。図１３（ｂ）は、第４実施形態に係る光変換装置の第６構成例において励起光が蛍光に変換される様子を模式的に示す断面図である。 図１４（ａ）は、第５実施形態に係る光変換装置の第１構成例を模式的に示す断面図である。図１４（ｂ）は、第５実施形態に係る光変換装置の第１構成例において励起光が蛍光に変換される様子を模式的に示す断面図である。 図１５（ａ）は、第５実施形態に係る光変換装置の第２構成例を模式的に示す断面図である。図１５（ｂ）は、第５実施形態に係る光変換装置の第２構成例において励起光が蛍光に変換される様子を模式的に示す断面図である。 図１６（ａ）は、第６実施形態に係る光変換装置の一構成例を模式的に示す断面図である。図１６（ｂ）は、第６実施形態に係る光変換装置の一構成例において励起光が蛍光に変換される様子を模式的に示す断面図である。 図１７は、第７実施形態に係る照明システムの一例の概要を示す図である。 図１８（ａ）は、第７実施形態に係る光放射モジュールの第１構成例を模式的に示す断面図である。図１８（ｂ）は、第７実施形態に係る光放射モジュールの第１構成例において励起光が蛍光に変換される様子を模式的に示す断面図である。 図１９（ａ）は、第７実施形態に係る光放射モジュールの第２構成例を模式的に示す断面図である。図１９（ｂ）は、第７実施形態に係る光放射モジュールの第２構成例において励起光が蛍光に変換される様子を模式的に示す断面図である。 図２０は、第８実施形態に係る照明システムの一例の概要を示す図である。 図２１（ａ）は、第８実施形態に係る発光モジュールの一構成例を模式的に示す断面図である。図２１（ｂ）は、第８実施形態に係る発光モジュールの一構成例において励起光が蛍光に変換される様子を模式的に示す断面図である。
レーザーダイオード（ＬＤ）または発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む発光素子から放出される単色の光を蛍光物質によって異なる波長の光に変換することで、擬似的な白色光を発する、光変換装置が知られている。この光変換装置では、例えば、ＬＤから放出される単色の励起光が蛍光体を含む固形状の光変換部に照射され、光変換部が蛍光を発する。
しかしながら、例えば、励起光の一部が、光変換部を透過して蛍光に変換されず、擬似的な白色光とともに外部に出射される場合がある。このため、光変換装置および光変換装置を含む照明システムについては、例えば、励起光に応じて出射される蛍光の光量を増加させる点で改善の余地がある。
そこで、本開示の発明者は、光変換装置および光変換装置を含む照明システムについて、励起光に応じて出射される蛍光の光量を増加させることができる技術を創出した。
これについて、以下、各種実施形態について図面を参照しつつ説明する。図面においては同様な構成および機能を有する部分に同じ符号が付されており、下記説明では重複説明が省略される。図面は模式的に示されたものである。図２（ａ）から図１６（ｂ）、図１８（ａ）から図１９（ｂ）、図２１（ａ）および図２１（ｂ）には、右手系のＸＹＺ座標系が付されている。このＸＹＺ座標系では、波長変換部３１の中心とロングパスフィルタ３２の中心とを結ぶ仮想線Ａ３に沿って、波長変換部３１からロングパスフィルタ３２に向かう方向が－Ｘ方向とされている。そして、仮想線Ａ３に垂直である一方向が＋Ｙ方向とされ、仮想線Ａ３に垂直であり且つ＋Ｘ方向と＋Ｙ方向との両方に直交する方向が＋Ｚ方向とされている。図２（ａ）から図１６（ｂ）では、中継器３の筐体３ｂの図示が省略され、図１８（ａ）および図１８（ｂ）では、光放射モジュール５の筐体５ｂの図示が省略され、図２１（ａ）および図２１（ｂ）では、発光モジュール１の筐体１ｂの図示が省略されている。図２（ｂ）、図３（ｂ）、図４（ｂ）、図５（ｂ）、図６（ｂ）、図７（ｂ）、図８（ｂ）、図９（ｂ）、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）、図１２（ｂ）、図１３（ｂ）、図１４（ｂ）、図１５（ｂ）、図１６（ｂ）、図１８（ｂ）、図１９（ｂ）および図２１（ｂ）では、励起光Ｐ０が進む方向が２点鎖線の矢印で描かれているとともに、蛍光Ｗ０が進む方向が細い破線の矢印で描かれている。図４（ａ）、図５（ａ）、図６（ａ）、図７（ａ）、図８（ａ）、図９（ａ）、図１０（ａ）、図１１（ａ）、図１２（ａ）、図１３（ａ）、図１４（ａ）、図１５（ａ）、図１６（ａ）、図１８（ａ）および図２１（ａ）では、後述する仮想楕円面３３ｅの外縁が２点鎖線で描かれている。図４（ａ）および図６（ａ）では、後述する仮想平面３２ｐが２点鎖線で描かれている。図５（ａ）および図７（ａ）では、後述する仮想球面３２ｓの外縁が２点鎖線で描かれている。
＜１．第１実施形態＞
＜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。
発光モジュール１は、例えば、励起光Ｐ０を発することができる。発光モジュール１は、発光素子１０を有する。発光素子１０は、例えば、レーザーダイオード（ＬＤ）または発光ダイオード（ＬＥＤ）のチップなどを含む。この発光素子１０が発する励起光Ｐ０には、例えば、紫色、青紫色または青色などの単色の光が適用される。第１実施形態では、発光素子１０には、例えば、４０５ナノメートル（ｎｍ）の紫色のレーザ光を放出する窒化ガリウム（ＧａＮ）系の半導体レーザが適用される。発光モジュール１では、例えば、発光素子１０が発する励起光Ｐ０を集光用の光学系などによって第１光伝送ファイバ２の一端部（第１入射端ともいう）２ｅ１に向けて集光する。発光モジュール１は、例えば、各種の構成を内蔵する筐体１ｂを有する。
第１光伝送ファイバ２は、例えば、発光モジュール１から励起光Ｐ０を伝送することができる。第１実施形態では、第１光伝送ファイバ２は、発光モジュール１から中継器３まで位置している。具体的には、第１光伝送ファイバ２の長手方向の第１入射端２ｅ１が発光モジュール１内に位置し、第１光伝送ファイバ２の長手方向の第１入射端２ｅ１とは逆の端部（第１出射端ともいう）２ｅ２が中継器３内に位置している。これにより、第１光伝送ファイバ２は、発光モジュール１から中継器３まで励起光Ｐ０を伝送する光伝送路を形成している。第１光伝送ファイバ２には、例えば、光ファイバが適用される。光ファイバは、例えば、コアと、このコアよりも光の屈折率が低く且つコアの周囲を被覆するように位置しているクラッドと、を有する。この場合には、例えば、第１光伝送ファイバ２は、長手方向に沿ってコア内において励起光Ｐ０を伝送することができる。第１光伝送ファイバ２の長手方向における長さは、例えば、数十センチメートル（ｃｍ）から数十メートル（ｍ）程度に設定される。
中継器３は、例えば、光変換装置３０を含む。この光変換装置３０は、例えば、第１光伝送ファイバ２が伝送した励起光Ｐ０を受けて、この励起光Ｐ０と異なる波長を有する蛍光Ｗ０を発することができる。第１実施形態では、例えば、光変換装置３０は、出射部としての第１光伝送ファイバ２の第１出射端２ｅ２から出射された励起光Ｐ０を受ける。ここで、光変換装置３０が励起光Ｐ０に応じて発する蛍光Ｗ０は、例えば、赤色（Ｒ：Red）の光、緑色（Ｇ：Green）の光および青色（Ｂ：Blue）の光を含む。これにより、例えば、光変換装置３０は、単色の励起光Ｐ０を受けて擬似的な白色光としての蛍光Ｗ０を発することができる。中継器３は、例えば、各種の構成を内蔵する筐体３ｂを有する。筐体３ｂは、例えば、励起光Ｐ０の照射に応じて光変換装置３０で発する熱を放射するためのフィンを有していてもよい。
第２光伝送ファイバ４は、例えば、中継器３から蛍光Ｗ０を伝送することができる。第１実施形態では、第２光伝送ファイバ４は、中継器３から光放射モジュール５まで位置している。具体的には、第２光伝送ファイバ４の長手方向の一端部（第２入射端ともいう）４ｅ１が中継器３内に位置し、第２光伝送ファイバ４の長手方向の第２入射端４ｅ１とは逆の端部（第２出射端ともいう）４ｅ２が光放射モジュール５内に位置している。これにより、第２光伝送ファイバ４は、中継器３から光放射モジュール５まで蛍光Ｗ０を伝送する光伝送路を形成している。第２光伝送ファイバ４には、例えば、光ファイバが適用される。光ファイバは、例えば、コアと、このコアよりも光の屈折率が低く且つコアの周囲を被覆するように位置しているクラッドと、を有する。この場合には、例えば、第２光伝送ファイバ４は、長手方向に沿ってコア内において蛍光Ｗ０を伝送することができる。第２光伝送ファイバ４の長手方向における長さは、例えば、数十ｃｍから十ｍ程度に設定される。
光放射モジュール５は、例えば、第２光伝送ファイバ４が伝送した蛍光Ｗ０を照明システム１００の外部の空間（外部空間ともいう）２００に放射することができる。光放射モジュール５は、例えば、レンズまたは拡散板などを介して外部空間２００の所望のエリアに蛍光Ｗ０を照明光Ｉ０として照射する。光放射モジュール５は、例えば、各種の構成を内蔵する筐体５ｂを有する。
このような構成を有する照明システム１００では、例えば、発光モジュール１から第１光伝送ファイバ２で伝送された励起光Ｐ０によって光変換装置３０が蛍光Ｗ０を発する。これにより、例えば、蛍光Ｗ０を光伝送ファイバで伝送する距離を短くすることができる。このため、例えば、光伝送ファイバにおいて光伝送ファイバの長手方向に対して種々の角度で傾斜する方向に進む蛍光Ｗ０の一部が伝送途中で散逸して生じる光の損失（光伝送ロスともいう）を生じにくくすることができる。その結果、例えば、励起光Ｐ０に応じて照明システム１００から放射される蛍光Ｗ０の光量を増加させることができる。また、ここでは、例えば、光放射モジュール５は、光変換装置３０を含まない。このため、例えば、光放射モジュール５の温度上昇が生じにくく、光放射モジュール５の小型化を図ることが容易である。したがって、例えば、励起光Ｐ０に応じて照明システム１００から出射される蛍光Ｗ０の光量を増加させつつ、照明システム１００の外部空間２００に照明光Ｉ０を放射する光放射モジュール５の小型化を図ることができる。
＜１－２．光変換装置＞
図２（ａ）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、第１波長変換部としての波長変換部３１と、ロングパスフィルタ３２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。
波長変換部３１は、例えば、図２（ｂ）で示されるように、出射部としての第１出射端２ｅ２から出射された励起光Ｐ０を受けて、この励起光Ｐ０と異なる波長を有する蛍光Ｗ０を発することができる。蛍光Ｗ０は、例えば、励起光Ｐ０よりも長い波長を有する。波長変換部３１は、例えば、出射部としての第１出射端２ｅ２から出射された励起光Ｐ０が照射される面（前面ともいう）３１ｆと、この前面３１ｆとは逆側の面（裏面ともいう）３１ｂと、を有する。第１実施形態では、例えば、前面３１ｆが－Ｘ方向に向いており、裏面３１ｂが＋Ｘ方向を向いている。そして、波長変換部３１の形状は、例えば、平板状または膜状である。ここでは、例えば、前面３１ｆの法線に沿った仮想線Ａ３に対して傾斜した仮想線Ｌｎ３上に、第１光伝送ファイバ２の第１出射端２ｅ２が位置している。このため、例えば、第１出射端２ｅ２から出射された励起光Ｐ０は、波長変換部３１の前面３１ｆに対して斜め方向から照射される。ここで、例えば、前面３１ｆおよび裏面３１ｂの各形状は、円形状または多角形状などの平面状であってもよいし、曲面または凹凸を有する平面状でない形状であってもよい。この場合には、仮想線Ａ３は、例えば、波長変換部３１と第２入射端４ｅ１とを通る直線状の仮想線であってもよい。
波長変換部３１は、例えば、蛍光体を含む固形状の部材（蛍光体部材ともいう）を含む。蛍光体部材としては、例えば、樹脂もしくはガラスなどの透明な材料中に、励起光Ｐ０の照射に応じて蛍光をそれぞれ発する複数種類の蛍光体の多数の粒子が含有されている、ペレット状の部材（蛍光体ペレットともいう）が採用される。ここでは、例えば、蛍光体部材は、樹脂またはガラスなどの透明な基板と、この基板上に位置している蛍光体ペレットと、を有していてもよい。複数種類の蛍光体は、例えば、励起光Ｐ０の照射に応じて第１の色の蛍光を発する蛍光体と、励起光Ｐ０の照射に応じて第１の色とは異なる第２の色の蛍光を発する蛍光体と、を含む。第１実施形態では、複数種類の蛍光体は、例えば、励起光Ｐ０の照射に応じて赤色（Ｒ）の蛍光を発する蛍光体（赤色蛍光体ともいう）と、励起光Ｐ０の照射に応じて緑色（Ｇ）の蛍光を発する蛍光体（緑色蛍光体ともいう）と、励起光Ｐ０の照射に応じて青色（Ｂ）の蛍光を発する蛍光体（青色蛍光体ともいう）と、を含む。複数種類の蛍光体は、例えば、励起光Ｐ０の照射に応じて青緑色の蛍光を発する蛍光体（青緑色蛍光体ともいう）および励起光Ｐ０の照射に応じて黄色の蛍光を発する蛍光体（黄色蛍光体ともいう）など、励起光Ｐ０の照射に応じて種々の波長の蛍光を発する蛍光体を含んでいてもよい。
赤色蛍光体には、例えば、励起光Ｐ０の照射に応じて発する蛍光の波長のピークが６２０ｎｍから７５０ｎｍ程度の範囲にある蛍光体が適用される。赤色蛍光体の材料には、例えば、ＣａＡｌＳｉＮ３:Ｅｕ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ、ＳｒＣａＣｌＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋、ＣａＡｌＳｉＮ３：ＥｕまたはＣａＡｌＳｉ（ＯＮ）３：Ｅｕなどが適用される。緑色蛍光体には、例えば、励起光Ｐ０の照射に応じて発する蛍光の波長のピークが４９５ｎｍから５７０ｎｍ程度の範囲にある蛍光体が適用される。緑色蛍光体の材料には、例えば、β－ＳｉＡｌＯＮ:Ｅｕ、ＳｒＳｉ２（Ｏ，Ｃｌ）２Ｎ２：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｍｇ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、ＺｎＳ：Ｃｕ，ＡｌまたはＺｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎなどが適用される。青色蛍光体には、例えば、励起光Ｐ０の照射に応じて発する蛍光の波長のピークが４５０ｎｍから４９５ｎｍ程度の範囲にある蛍光体が適用される。青色蛍光体の材料には、例えば、（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７:Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕまたは（Ｓｒ，Ｂａ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕなどが適用される。青緑色蛍光体には、例えば、励起光Ｐ０の照射に応じて発する蛍光の波長のピークが４９５ｎｍ程度の範囲にある蛍光体が適用される。青緑色蛍光体の材料には、例えば、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：ＥｕまたはＳｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕなどが適用される。黄色蛍光体には、例えば、励起光Ｐ０の照射に応じて発する蛍光の波長のピークが５７０ｎｍから５９０ｎｍ程度の範囲にある蛍光体が適用される。黄色蛍光体の材料には、例えば、ＳｒＳｉ２（Ｏ，Ｃｌ）２Ｎ２：Ｅｕなどが適用される。ここでは、かっこ内の元素の割合は、分子式の範囲内であれば任意に設定してもよい。
ロングパスフィルタ３２は、例えば、波長変換部３１が発した蛍光Ｗ０を透過させる。これにより、例えば、ロングパスフィルタ３２は、波長変換部３１が発した蛍光Ｗ０を第２光伝送ファイバ４の第２入射端４ｅ１に向けて透過させる。また、ロングパスフィルタ３２は、例えば、波長変換部３１において透過または反射した励起光Ｐ０が波長変換部３１に入射するように、励起光Ｐ０を反射させることができる。ここでは、ロングパスフィルタ３２は、例えば、波長変換部３１において透過または反射した励起光Ｐ０を波長変換部３１に向けて反射させることができる。また、ロングパスフィルタ３２は、例えば、励起光Ｐ０を波長変換部３１のみに直接反射させるだけではなく、反射面３３ｒを介して波長変換部３１に励起光Ｐ０を反射させることもできる。これにより、例えば、ロングパスフィルタ３２で反射された励起光Ｐ０によって波長変換部３１がさらに蛍光Ｗ０を発することができる。その結果、例えば、光変換装置３０および照明システム１００において、励起光Ｐ０に応じて出射される蛍光Ｗ０の光量を増加させることができる。
第１実施形態では、ロングパスフィルタ３２は、例えば、波長変換部３１の前面３１ｆに対向するように位置している。具体的には、ロングパスフィルタ３２は、例えば、ＹＺ平面に沿った板状もしくはフィルム状の形態を有する。ロングパスフィルタ３２には、所定波長よりも短い波長を有する光を反射し、所定波長以上の波長を有する光を透過させる性質を有するフィルタが適用される。所定波長は、例えば、３８０ｎｍから４５０ｎｍの紫色の光の波長域と４５０ｎｍから４９５ｎｍの青色の光の波長との境界付近に設定される。具体的には、所定波長は、例えば、４２０ｎｍから４５０ｎｍ程度に設定される。ロングパスフィルタ３２には、例えば、透明な基板上に誘電体多層膜が位置している部材が適用される。透明な基板は、例えば、可視光線が透過する性質を有する。透明な基板の素材には、例えば、二酸化珪素（ＳｉＯ２）の結晶もしくはＳｉＯ２の化合物などのガラスが適用される。透明な基板の素材には、例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ：Yttrium Aluminum Garnet）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）または炭素（Ｃ）などの各種の結晶が適用されてもよい。また、誘電体多層膜は、例えば、誘電体の薄膜が複数回繰り返して積層された構造を有する。誘電体としては、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）、ＳｉＯ２、五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）およびフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）のうちの１つ以上の材料が採用される。
また、第１実施形態では、光変換装置３０は、例えば、集光反射部３３を備えている。集光反射部３３は、例えば、波長変換部３１が発した蛍光Ｗ０を集光面３３ｆに向けて集光させることができる。集光反射部３３には、例えば、椀状のリフレクタが適用される。集光反射部３３は、例えば、波長変換部３１を囲むように位置している楕円面状などの凹面状の反射面３３ｒを有する。より具体的には、例えば、反射面３３ｒは、＋Ｘ方向に凹んでいる。反射面３３ｒの仮想的なＹＺ断面は、例えば、円形状の形状を有する。図２（ａ）および図２（ｂ）の例では、反射面３３ｒの仮想的なＹＺ断面は、波長変換部３１とロングパスフィルタ３２の中心とを結ぶ仮想線Ａ３上の点を中心とした円形状の形状を有する。反射面３３ｒのＹＺ平面に沿った仮想的な円形状の断面の直径の最大値は、例えば、５ｃｍから６ｃｍ程度とされる。集光面３３ｆは、例えば、仮想的な面であっても、実体的に存在する面であってもよい。
ここで、ロングパスフィルタ３２が、集光面３３ｆ上または波長変換部３１から集光面３３ｆに至る蛍光Ｗ０の光路上に位置している構成が考えられる。このような構成が採用されれば、例えば、集光面３３ｆで集光される蛍光Ｗ０の光量が増加し得る。例えば、図２（ａ）および図２（ｂ）で示されるように、集光面３３ｆが、第２光伝送ファイバ４の入射端（第２入射端）４ｅ１に沿って位置していれば、第２光伝送ファイバ４で伝送される蛍光Ｗ０の光量が増加し得る。
また、第１実施形態では、光変換装置３０は、例えば、反射部材３４を備えている。反射部材３４は、例えば、波長変換部３１のうちの励起光Ｐ０が照射される前面３１ｆとは逆側の裏面３１ｂに接している。これにより、例えば、波長変換部３１内を一旦通った励起光Ｐ０が反射部材３４で反射して再び波長変換部３１内に入る。これにより、例えば、波長変換部３１が発する蛍光Ｗ０が増加し得る。その結果、例えば、励起光Ｐ０に応じて出射される蛍光Ｗ０の光量が増加し得る。反射部材３４は、例えば、裏面３１ｂと接するＹＺ平面に沿った反射面３４ｒを有する。反射部材３４の素材には、例えば、金属材料などが適用される。金属材料には、例えば、銅、アルミニウム、マグネシウム、金、銀、鉄、クロム、コバルト、ベリリウム、モリブデン、タングステンまたは合金などが適用される。また、反射部材３４が、例えば、非金属材料の本体部に反射面３４ｒを構成する金属材料の薄膜が蒸着などで形成された構成を有していてもよい。非金属材料には、例えば、ＡｌＮ、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、ＣまたはＡｌ２Ｏ３などが適用され得る。
また、第１実施形態では、反射部材３４は、例えば、ヒートシンク３４ｈとしての機能を有する。ヒートシンク３４ｈは、例えば、放熱フィンを有する。これにより、例えば、ヒートシンク３４ｈは、波長変換部３１よりも大きな表面積を有する。このヒートシンク３４ｈの存在により、例えば、励起光Ｐ０の照射によって発熱する波長変換部３１の冷却を促進することができる。その結果、例えば、波長変換部３１の温度上昇を低減することで、波長変換部３１の性能の過熱による劣化が生じにくくなる。
第１実施形態では、波長変換部３１は、例えば、裏面３１ｂから＋Ｘ方向に延びるように位置している反射部材３４を介して集光反射部３３に固定されている。波長変換部３１は、例えば、細いロッドなどによって集光反射部３３などに固定されていてもよい。細いロッドの素材は、例えば、樹脂あるいはガラスなどの可視光線が透過する材料であってもよいし、金属材料などの可視光線が透過しない材料であってもよい。
また、光変換装置３０は、例えば、図２（ａ）および図２（ｂ）で示されるように、第１光伝送ファイバ２の第１出射端２ｅ２から出射される励起光Ｐ０を波長変換部３１に向けて集光するレンズなどを含む光学系Ｌ３１を有していてもよい。この光学系Ｌ３１は、例えば、反射ミラーなどを含んでいてもよいし、存在していなくてもよい。
また、光変換装置３０は、例えば、図２（ａ）および図２（ｂ）で示されるように、ロングパスフィルタ３２を透過した蛍光Ｗ０を、第２光伝送ファイバ４の入射端（第２入射端）４ｅ１に向けて集光するレンズなどを含む光学系Ｌ３２を有していてもよい。この場合には、例えば、図２（ａ）および図２（ｂ）で示されるように、ロングパスフィルタ３２は、光学系Ｌ３２の表面上に位置していてもよい。これにより、例えば、ロングパスフィルタ３２の配置が容易となる。この光学系Ｌ３２は、例えば、反射ミラーなどを含んでいてもよいし、存在していなくてもよい。
＜１－３．第１実施形態のまとめ＞
第１実施形態に係る光変換装置３０は、例えば、励起光Ｐ０の照射に応じて波長変換部３１が発した蛍光Ｗ０を第２入射端４ｅ１に向けて透過させるとともに、波長変換部３１において透過または反射した励起光Ｐ０が波長変換部３１に入射するように励起光Ｐ０を反射させるロングパスフィルタ３２を有する。これにより、例えば、ロングパスフィルタ３２で反射された励起光Ｐ０によって波長変換部３１がさらに蛍光Ｗ０を発し得る。その結果、例えば、光変換装置３０および照明システム１００において、励起光Ｐ０に応じて出射される蛍光Ｗ０の光量が増加し得る。
＜２．他の実施形態＞
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。
＜２－１．第２実施形態＞
上記第１実施形態において、例えば、波長変換部３１、第１出射端２ｅ２および反射部材３４の配置が、適宜変更されてもよい。例えば、図３（ａ）および図３（ｂ）で示されるように、波長変換部３１が、出射部としての第１出射端２ｅ２とロングパスフィルタ３２との間に位置していてもよい。これにより、例えば、第１出射端２ｅ２と波長変換部３１とロングパスフィルタ３２とが一直線上に配列され、光変換装置３０が大型化しにくくなる。
図３（ａ）および図３（ｂ）で示される第２実施形態に係る光変換装置３０の一構成例では、例えば、前面３１ｆが＋Ｘ方向を向くとともに裏面３１ｂが－Ｘ方向を向くように波長変換部３１が配置されている。反射部材３４は、例えば、裏面３１ｂから－Ｘ方向に延びるように位置している。集光反射部３３は、例えば、前面３１ｆの法線に沿った仮想線Ａ３に沿うように位置している貫通孔３３ｈを有する。第１光伝送ファイバ２の第１出射端２ｅ２側の部分は、例えば、貫通孔３３ｈに挿入されている状態にある。そして、第１出射端２ｅ２は、例えば、前面３１ｆの法線に沿った仮想線Ａ３上に位置している。ここで、例えば、前面３１ｆの形状は、円形状または多角形状などの平面状であってもよいし、曲面または凹凸を有する平面状でない形状であってもよい。この場合には、仮想線Ａ３は、例えば、波長変換部３１と第２入射端４ｅ１とを通る直線状の仮想線であってもよい。
このような構成が採用されれば、例えば、図３（ｂ）で示されるように、波長変換部３１は、第１出射端２ｅ２から－Ｘ方向に出射された励起光Ｐ０を前面３１ｆで受け、この励起光Ｐ０よりも長い波長を有する蛍光Ｗ０を発する。ここでは、例えば、波長変換部３１内を一旦通った励起光Ｐ０が反射部材３４で反射して再び波長変換部３１内に入ることで、波長変換部３１が発する蛍光Ｗ０が増加する。そして、波長変換部３１が発した蛍光Ｗ０は、例えば、集光反射部３３で反射され、ロングパスフィルタ３２を透過して第２入射端４ｅ１において第２光伝送ファイバ４に入射する。このとき、例えば、ロングパスフィルタ３２は、波長変換部３１において透過または反射し、さらに集光反射部３３で反射された励起光Ｐ０が波長変換部３１に入射するように励起光Ｐ０を反射させる。これにより、例えば、ロングパスフィルタ３２で反射された励起光Ｐ０によって波長変換部３１がさらに蛍光Ｗ０を発するため、光変換装置３０および照明システム１００において、励起光Ｐ０に応じて出射される蛍光Ｗ０の光量が増加し得る。
＜２－２．第３実施形態＞
上記各実施形態において、例えば、図４（ａ）から図７（ｂ）で示されるように、集光反射部３３が、仮想的な楕円面（仮想楕円面ともいう）３３ｅに沿った反射面３３ｒを有する反射部（楕円ミラーともいう）とされ、仮想楕円面３３ｅの２つの焦点のうちの第１焦点Ｆ１が、波長変換部３１内または波長変換部３１に沿って位置し、仮想楕円面３３ｅの第１焦点Ｆ１とは異なる第２焦点Ｆ２が、集光面３３ｆ上または集光面３３ｆに沿った箇所に位置していてもよい。ここでは、例えば、光学系Ｌ３２は存在していなくてよい。また、集光面３３ｆに沿った箇所とは、例えば集光面３３ｆとわずかに離れていて、且つ集光面３３ｆの平面視において集光面３３ｆ内に位置する箇所のことを指す。このような構成が採用されれば、例えば、波長変換部３１から発せられて集光面３３ｆに集光される蛍光Ｗ０の光量が増加し得る。
ここで、例えば、図４（ａ）および図４（ｂ）で示されるように、ロングパスフィルタ３２が、集光面３３ｆに沿って位置し、第１焦点Ｆ１と第２焦点Ｆ２とを通る直線状の仮想線Ａ３に対して垂直である仮想的な平面（仮想平面ともいう）３２ｐに沿った面を含んだ形状を有する態様が考えられる。この場合には、例えば、波長変換部３１において透過または反射した励起光Ｐ０が反射面３３ｒで反射されてロングパスフィルタ３２まで至り、ロングパスフィルタ３２で反射される。このとき、例えば、仮想線Ａ３を対称の軸として波長変換部３１から反射面３３ｒを経由してロングパスフィルタ３２に至るまでの励起光Ｐ０の光路（往路ともいう）とは線対称の関係にある光路（復路ともいう）に沿って、励起光Ｐ０がロングパスフィルタ３２から反射面３３ｒを経由して波長変換部３１に至る。これにより、例えば、波長変換部３１でさらに蛍光Ｗ０が生じやすくなる。その結果、例えば、光変換装置３０および照明システム１００において、励起光Ｐ０に応じて出射される蛍光Ｗ０の光量が増加し得る。
図４（ａ）および図４（ｂ）で示される第３実施形態に係る光変換装置３０の第１構成例は、図２（ａ）および図２（ｂ）で示された上記第１実施形態に係る光変換装置３０の一構成例がベースとされて、光学系Ｌ３２が削除され、集光反射部３３が楕円ミラーとされ、波長変換部３１の前面３１ｆ上に第１焦点Ｆ１が位置し、集光面３３ｆに沿って第２焦点Ｆ２が位置し、ロングパスフィルタ３２が、集光面３３ｆに沿って位置するとともに第２入射端４ｅ１上に位置し且つ第１焦点Ｆ１と第２焦点Ｆ２とを通る直線状の仮想線Ａ３に対して垂直な仮想平面３２ｐに沿った面を含んだ形状を有するように、各部の形状および配置などが適宜変更された形態を有する。
また、ここで、例えば、図５（ａ）および図５（ｂ）で示されるように、ロングパスフィルタ３２が、第１焦点Ｆ１に向かって凸状の形状であるとともに、第２焦点Ｆ２を中心とした仮想的な球面（仮想球面ともいう）３２ｓに沿った面を有していてもよい。仮想球面３２ｓに沿った面を有するロングパスフィルタ３２には、例えば、光学系Ｌ３２を構成する透明体または基板のうちの半球面状の表面上に誘電体多層膜が形成された部材が適用される。この場合には、例えば、波長変換部３１において透過または反射した励起光Ｐ０が反射面３３ｒで反射されてロングパスフィルタ３２まで至り、ロングパスフィルタ３２で反射される。このとき、励起光Ｐ０は、例えば、波長変換部３１から反射面３３ｒを経由してロングパスフィルタ３２に至るまでの励起光Ｐ０の光路に沿って、逆向きにロングパスフィルタ３２から反射面３３ｒを経由して波長変換部３１に至る。これにより、例えば、波長変換部３１でさらに蛍光Ｗ０が生じやすくなる。その結果、例えば、光変換装置３０および照明システム１００において、励起光Ｐ０に応じて出射される蛍光Ｗ０の光量が増加し得る。
図５（ａ）および図５（ｂ）で示される第３実施形態に係る光変換装置３０の第２構成例は、図４（ａ）および図４（ｂ）で示された第３実施形態に係る光変換装置３０の第１構成例がベースとされて、第２入射端４ｅ１に沿って光学系Ｌ３２を構成する半球状の透明体が位置し、この透明体のうちの第１焦点Ｆ１に向かって凸状の形状であるとともに第２焦点Ｆ２を中心とした仮想球面３２ｓに沿った曲面に沿って、ロングパスフィルタ３２が位置するように、各部の形状および配置などが適宜変更された形態を有する。
図６（ａ）および図６（ｂ）で示される第３実施形態に係る光変換装置３０の第３構成例は、図３（ａ）および図３（ｂ）で示された上記第２実施形態に係る光変換装置３０の一構成例がベースとされて、光学系Ｌ３２が削除され、集光反射部３３が楕円ミラーとされ、波長変換部３１の前面３１ｆ上に第１焦点Ｆ１が位置し、集光面３３ｆに沿って第２焦点Ｆ２が位置し、ロングパスフィルタ３２が集光面３３ｆに沿って位置するとともに第２入射端４ｅ１上に位置し且つ第１焦点Ｆ１と第２焦点Ｆ２とを通る直線状の仮想線Ａ３に対して垂直な仮想平面３２ｐに沿った面を含んだ形状を有するように、各部の形状および配置などが適宜変更された形態を有する。この形態でも、例えば、上記第３実施形態に係る光変換装置３０の第１構成例と同様に、仮想線Ａ３を対称の軸として波長変換部３１から反射面３３ｒを経由してロングパスフィルタ３２に至るまでの励起光Ｐ０の光路（往路）とは線対称の関係にある光路（復路）に沿って、励起光Ｐ０がロングパスフィルタ３２から反射面３３ｒを経由して波長変換部３１に至る。これにより、例えば、波長変換部３１でさらに蛍光Ｗ０が生じやすくなるため、光変換装置３０および照明システム１００において、励起光Ｐ０に応じて出射される蛍光Ｗ０の光量が増加し得る。
図７（ａ）および図７（ｂ）で示される第３実施形態に係る光変換装置３０の第４構成例は、図５（ａ）および図５（ｂ）で示された第３実施形態に係る光変換装置３０の第２構成例がベースとされて、前面３１ｆが＋Ｘ方向を向くとともに裏面３１ｂが－Ｘ方向を向くように波長変換部３１が位置し、反射部材３４が裏面３１ｂから－Ｘ方向に延びるように位置し、集光反射部３３が仮想線Ａ３に沿うように位置している貫通孔３３ｈを有し、第１光伝送ファイバ２の第１出射端２ｅ２側の部分が貫通孔３３ｈに挿入されており、第１出射端２ｅ２が仮想線Ａ３上に位置するように、各部の形状および配置などが適宜変更された形態を有する。この形態でも、例えば、上記第３実施形態に係る光変換装置３０の第２構成例と同様に、励起光Ｐ０は、例えば、波長変換部３１から反射面３３ｒを経由してロングパスフィルタ３２に至るまでの励起光Ｐ０の光路に沿って、逆向きにロングパスフィルタ３２から反射面３３ｒを経由して波長変換部３１に至る。これにより、例えば、波長変換部３１でさらに蛍光Ｗ０が生じやすくなるため、光変換装置３０および照明システム１００において、励起光Ｐ０に応じて出射される蛍光Ｗ０の光量が増加し得る。
＜２－３．第４実施形態＞
上記各実施形態において、例えば、ロングパスフィルタ３２は、波長変換部３１から集光面３３ｆに至る光路上の任意の箇所に位置していてもよい。
図８（ａ）および図８（ｂ）で示される第４実施形態に係る光変換装置３０の第１構成例は、図４（ａ）および図４（ｂ）で示された上記第３実施形態に係る光変換装置３０の第１構成例がベースとされて、ロングパスフィルタ３２が、波長変換部３１の前面３１ｆおよび集光反射部３３の反射面３３ｒと、第２光伝送ファイバ４の第２入射端４ｅ１と、の間に位置するように、ロングパスフィルタ３２の位置が変更された形態を有する。
図９（ａ）および図９（ｂ）で示される第４実施形態に係る光変換装置３０の第２構成例は、図８（ａ）および図８（ｂ）で示された上記第４実施形態に係る光変換装置３０の第１構成例がベースとされて、ロングパスフィルタ３２が、集光反射部３３の－Ｘ方向を向いた開口部３３ｏを塞ぐように位置し、第１出射端２ｅ２から波長変換部３１への励起光Ｐ０の光路上に位置している貫通孔３２ｏを有するように、ロングパスフィルタ３２の配置および形状が変更された形態を有する。換言すれば、ロングパスフィルタ３２は、反射面３３ｒによって囲まれた集光反射部３３の内側の空間（内側空間ともいう）３３ｉを塞ぐように位置している。
図１０（ａ）および図１０（ｂ）で示される第４実施形態に係る光変換装置３０の第３構成例は、図６（ａ）および図６（ｂ）で示された上記第３実施形態に係る光変換装置３０の第３構成例がベースとされて、ロングパスフィルタ３２が、波長変換部３１、反射部材３４および集光反射部３３の反射面３３ｒと、第２光伝送ファイバ４の第２入射端４ｅ１と、の間に位置するように、ロングパスフィルタ３２の位置が変更された形態を有する。
図１１（ａ）および図１１（ｂ）で示される第４実施形態に係る光変換装置３０の第４構成例は、図１０（ａ）および図１０（ｂ）で示された上記第４実施形態に係る光変換装置３０の第３構成例がベースとされて、ロングパスフィルタ３２が、集光反射部３３の－Ｘ方向を向いた開口部３３ｏを塞ぐように位置するように、ロングパスフィルタ３２の配置および形状が変更された形態を有する。換言すれば、ロングパスフィルタ３２は、反射面３３ｒによって囲まれた集光反射部３３の内側空間３３ｉを塞ぐように位置している。
ここでは、例えば、図１２（ａ）および図１２（ｂ）で示されるように、反射部材３４に含まれるヒートシンク３４ｈの一部が、内側空間３３ｉからロングパスフィルタ３２を貫通して第２光伝送ファイバ４の第２入射端４ｅ１に向けてロングパスフィルタ３２から突出するように位置していてもよい。これにより、例えば、ヒートシンク３４ｈからの放熱が促進され、励起光Ｐ０の照射によって発熱する波長変換部３１の冷却を促進することができる。
また、例えば、図１３（ａ）および図１３（ｂ）で示されるように、反射部材３４に含まれるヒートシンク３４ｈの一部が、ロングパスフィルタ３２を貫通することなく、ロングパスフィルタ３２に接していてもよい。これにより、例えば、ヒートシンク３４ｈからロングパスフィルタ３２を介した放熱が促進され、励起光Ｐ０の照射によって発熱する波長変換部３１の冷却を促進することができる。また、例えば、ロングパスフィルタ３２の形状が簡素化されることで、ロングパスフィルタ３２を容易に作製および配置することができる。
＜２－４．第５実施形態＞
上記各実施形態において、例えば、図１４（ａ）から図１５（ｂ）で示されるように、反射部材３４が存在していなくてもよい。このような構成が採用されれば、例えば、波長変換部３１は、前面３１ｆおよび裏面３１ｂの双方から蛍光Ｗ０を発することができる。
図１４（ａ）および図１４（ｂ）で示される第５実施形態に係る光変換装置３０の第１構成例は、図１１（ａ）および図１１（ｂ）で示された第４実施形態に係る光変換装置３０の第４構成例がベースとされて、反射部材３４が存在せず、波長変換部３１が、ロングパスフィルタ３２の第１出射端２ｅ２側の面上に位置するように、各部の構成および配置が変更された形態を有する。ここでは、例えば、波長変換部３１が、第１出射端２ｅ２とロングパスフィルタ３２との間に位置しており、光変換装置３０が大型化しにくい。このような光変換装置３０では、例えば、第１出射端２ｅ２から出射される励起光Ｐ０が波長変換部３１の前面３１ｆに照射されると、波長変換部３１は、前面３１ｆおよび裏面３１ｂの双方から蛍光Ｗ０を発することができる。このとき、励起光Ｐ０の一部は、例えば、波長変換部３１における反射および透過によって、ロングパスフィルタ３２まで到達し、ロングパスフィルタ３２によって波長変換部３１に入射するように反射され得る。これにより、例えば、波長変換部３１でさらに蛍光Ｗ０が生じやすくなる。
図１５（ａ）および図１５（ｂ）で示される第５実施形態に係る光変換装置３０の第２構成例は、図１４（ａ）および図１４（ｂ）で示された第５実施形態に係る光変換装置３０の第１構成例がベースとされて、光学系Ｌ３１が存在せず、波長変換部３１が、第１出射端２ｅ２上に位置するように、各部の構成および配置が変更された形態を有する。ここで、波長変換部３１は、例えば、貫通孔３３ｈ内に位置していてもよい。ここでは、例えば、第１出射端２ｅ２から出射される励起光Ｐ０が波長変換部３１の前面３１ｆに照射されると、波長変換部３１のうちの裏面３１ｂから発せられる蛍光Ｗ０が、ロングパスフィルタ３２を透過して第２光伝送ファイバ４の第２入射端４ｅ１に到達する。このとき、例えば、励起光Ｐ０の一部は、波長変換部３１における透過によって、ロングパスフィルタ３２まで到達し、ロングパスフィルタ３２によって波長変換部３１に入射するように反射され得る。これにより、例えば、波長変換部３１でさらに蛍光Ｗ０が生じやすくなる。
＜２－５．第６実施形態＞
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、図１６（ａ）および図１６（ｂ）で示されるように、反射部材３４のうちの波長変換部３１とは離れて位置した表面上に波長変換部３１とは別の第２波長変換部としての波長変換部３１Ｅがさらに位置していてもよい。別の観点から言えば、例えば、波長変換部３１Ｅは、反射部材３４のうちの波長変換部３１が接していない表面上に位置していてもよい。波長変換部３１Ｅは、例えば、ロングパスフィルタ３２で反射された励起光Ｐ０を受けて、この励起光Ｐ０よりも長い波長を有する蛍光Ｗ０を発することができる。波長変換部３１Ｅには、例えば、波長変換部３１と同様に蛍光体部材を含む構成が適用される。これにより、例えば、波長変換部３１Ｅは、ロングパスフィルタ３２で反射されて反射部材３４に向かう励起光Ｐ０の照射に応じて、蛍光Ｗ０を生じることができる。その結果、例えば、光変換装置３０および照明システム１００において、励起光Ｐ０に応じて出射される蛍光Ｗ０の光量が増加し得る。
図１６（ａ）および図１６（ｂ）で示される第６実施形態に係る光変換装置３０の一例は、図６（ａ）および図６（ｂ）で示された上記第３実施形態に係る光変換装置３０の第３構成例がベースとされて、反射部材３４に含まれたヒートシンク３４ｈのロングパスフィルタ３２と対向している表面上に位置している波長変換部３１Ｅをさらに備えている形態を有する。ここでは、例えば、波長変換部３１Ｅが、ロングパスフィルタ３２で反射された励起光Ｐ０を受けて、蛍光Ｗ０を発することができる。これにより、例えば、光変換装置３０および照明システム１００において、励起光Ｐ０に応じて出射される蛍光Ｗ０の光量が増加し得る。
＜２－６．第７実施形態＞
上記各実施形態において、例えば、図１７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、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。
図１７で示されるように、第７実施形態に係る照明システム１００Ｆは、例えば、発光モジュール１と、第１光伝送ファイバ２と、光放射モジュール５と、を備えている。ここでは、例えば、第１光伝送ファイバ２の第１入射端２ｅ１が発光モジュール１内に位置し、第１光伝送ファイバ２の第１出射端２ｅ２が光放射モジュール５内に位置している。これにより、例えば、第１光伝送ファイバ２は、発光モジュール１から光放射モジュール５まで励起光Ｐ０を伝送することができる。光放射モジュール５では、例えば、光変換装置３０Ｆは、出射部としての第１光伝送ファイバ２の第１出射端２ｅ２から出射された励起光Ｐ０を受けて、この励起光Ｐ０よりも長い波長を有する蛍光Ｗ０を発することができる。そして、光放射モジュール５は、例えば、光変換装置３０Ｆが発した蛍光Ｗ０を照明光Ｉ０として照明システム１００Ｆの外部空間２００に放射することができる。
このような構成が採用されても、例えば、光変換装置３０Ｆは、出射部としての第１光伝送ファイバ２の第１出射端２ｅ２から出射された励起光Ｐ０を受けて蛍光Ｗ０を発する波長変換部３１と、この波長変換部３１が発した蛍光Ｗ０を外部空間２００などに向けて透過させるとともに、波長変換部３１において透過または反射した励起光Ｐ０が波長変換部３１に入射するように励起光Ｐ０を反射させるロングパスフィルタ３２と、を有する。これにより、例えば、ロングパスフィルタ３２で反射された励起光Ｐ０によって波長変換部３１がさらに蛍光Ｗ０を発し得る。その結果、例えば、光変換装置３０Ｆおよび照明システム１００Ｆにおいて、励起光Ｐ０に応じて出射される蛍光Ｗ０の光量が増加し得る。また、例えば、照明システム１００Ｆでは、光放射モジュール５において、発光モジュール１から第１光伝送ファイバ２で伝送された励起光Ｐ０によって波長変換部３１が蛍光Ｗ０を発する。これにより、例えば、光伝送ファイバにおいて光伝送ファイバの長手方向に対して種々の角度で傾斜する方向に進む蛍光Ｗ０の一部が伝送途中で散逸して生じる光伝送ロスが生じにくい。その結果、例えば、励起光Ｐ０に応じて照明システム１００Ｆから放射される蛍光Ｗ０の光量が増加し得る。
図１８（ａ）および図１８（ｂ）で示される第７実施形態に係る光放射モジュール５の第１構成例は、光変換装置３０Ｆと、光放射部５０と、を有する。ここでは、例えば、光変換装置３０Ｆは、図６（ａ）および図６（ｂ）で示された上記第３実施形態に係る光変換装置３０の第３構成例と同様な構成を有する。光放射部５０は、例えば、光伝送部５１と、光学系Ｌ５３と、を有する。光伝送部５１は、例えば、集光面３３ｆから光学系Ｌ５３に向けて、蛍光Ｗ０を伝送することができる。光伝送部５１には、例えば、光ファイバまたは内面が鏡面状態にある円筒形の部材などが適用される。この光伝送部５１は、例えば、蛍光Ｗ０の入射を受け付けるための一端部（第３入射端ともいう）５ｅ１と、第３入射端５ｅ１とは逆側に位置している蛍光Ｗ０を出射するための端部（第３出射端ともいう）５ｅ２と、を有する。図１８（ａ）および図１８（ｂ）の例では、ロングパスフィルタ３２は、集光面３３ｆに沿って位置しているとともに、第３入射端５ｅ１上に位置している。光学系Ｌ５３は、例えば、光伝送部５１の第３出射端５ｅ２に沿って位置している。光学系Ｌ５３は、例えば、光伝送部５１によって伝送された蛍光Ｗ０を、所望の配光角度で外部空間２００に対して放射することができる。光学系Ｌ５３には、例えば、レンズおよび拡散板などが適用され得る。このような形態によれば、例えば、光放射モジュール５から外部空間２００に蛍光Ｗ０を照明光Ｉ０として放射する部分を小さくすることができる。
図１９（ａ）および図１９（ｂ）で示される第７実施形態に係る光放射モジュール５の第２構成例は、筒状の筐体５ｂと、光変換装置３０Ｆと、光学系Ｌ５３と、を有する。筒状の筐体５ｂには、例えば、直線状の仮想線Ａ５を中心軸とする円筒状の部材が適用される。図１９（ａ）および図１９（ｂ）の例では、仮想線Ａ５は、Ｘ軸方向に沿った仮想的な軸である。ここでは、例えば、筒状の筐体５ｂのうちの一方の開口部（第１開口部ともいう）５ｏ１に、第１光伝送ファイバ２の第１出射端２ｅ２側の部分が挿入されている状態にある。筒状の筐体５ｂのうちの第１開口部５ｏ１とは逆側に位置している開口部（第２開口部ともいう）５ｏ２には、光学系Ｌ５３が位置している。筒状の筐体５ｂの内部空間には、光変換装置３０Ｆが位置している。光変換装置３０Ｆは、集光反射部３３を有することなく、波長変換部３１と、ロングパスフィルタ３２と、を有する。筒状の筐体５ｂの内部空間においては、第１出射端２ｅ２から第２開口部５ｏ２に向けた方向（－Ｘ方向）において、波長変換部３１と、ロングパスフィルタ３２と、がこの記載の順に並んでいる。このような構成が採用されれば、例えば、図１９（ｂ）で示されるように、第１光伝送ファイバ２によって伝送された励起光Ｐ０が、波長変換部３１に照射されると、波長変換部３１のうちの裏面３１ｂから発せられる蛍光Ｗ０が、ロングパスフィルタ３２を透過し、光学系Ｌ５３を介して外部空間２００に照明光Ｉ０として放射される。このとき、励起光Ｐ０の一部は、例えば、波長変換部３１における透過によって、ロングパスフィルタ３２まで到達し、ロングパスフィルタ３２によって波長変換部３１に入射するように反射される。これにより、例えば、波長変換部３１では、ロングパスフィルタ３２で反射された励起光Ｐ０が裏面３１ｂに照射され、裏面３１ｂ側から蛍光Ｗ０をさらに生じる。その結果、例えば、光変換装置３０Ｆおよび照明システム１００Ｆにおいて、励起光Ｐ０に応じて出射される蛍光Ｗ０の光量が増加し得る。ここで、例えば、筐体５ｂが、放熱用のフィンを有していれば、波長変換部３１における励起光Ｐ０の照射に応じた熱が外部空間２００に効率良く放出され得る。これにより、例えば、波長変換部３１の性能の過熱による劣化が低減され、光放射モジュール５における過熱も低減され得る。
＜２－７．第８実施形態＞
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２０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。
図２０で示されるように、第８実施形態に係る照明システム１００Ｇは、例えば、発光モジュール１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。ここでは、例えば、第２光伝送ファイバ４の第２入射端４ｅ１が発光モジュール１内に位置し、第２光伝送ファイバ４の第２出射端４ｅ２が光放射モジュール５内に位置している。これにより、例えば、第２光伝送ファイバ４は、発光モジュール１から光放射モジュール５まで蛍光Ｗ０を伝送することができる。発光モジュール１では、例えば、光変換装置３０Ｇは、出射部としての発光素子１０から出射された励起光Ｐ０を受けて、この励起光Ｐ０よりも長い波長を有する蛍光Ｗ０を発することができる。発光モジュール１の光変換装置３０Ｇが発した蛍光Ｗ０は、例えば、第２光伝送ファイバ４を介して光放射モジュール５に伝送される。そして、例えば、光放射モジュール５は、第２光伝送ファイバ４が伝送した蛍光Ｗ０を照明光Ｉ０として照明システム１００Ｇの外部空間２００に放射することができる。
このような構成が採用されても、例えば、光変換装置３０Ｇは、出射部としての発光素子１０から出射された励起光Ｐ０を受けて蛍光Ｗ０を発する波長変換部３１と、この波長変換部３１が発した蛍光Ｗ０を第２光伝送ファイバ４の第２入射端４ｅ１に向けて透過させるとともに、波長変換部３１において透過または反射した励起光Ｐ０が波長変換部３１に入射するように励起光Ｐ０を反射させるロングパスフィルタ３２と、を有する。これにより、例えば、ロングパスフィルタ３２で反射された励起光Ｐ０によって波長変換部３１がさらに蛍光Ｗ０を発し得る。その結果、例えば、光変換装置３０Ｇおよび照明システム１００Ｇにおいて、励起光Ｐ０に応じて出射される蛍光Ｗ０の光量が増加し得る。また、例えば、照明システム１００Ｇでは、例えば、光放射モジュール５は、波長変換部３１を含まない。このため、例えば、光放射モジュール５の温度上昇が生じにくく、光放射モジュール５の小型化を図ることができる。したがって、例えば、励起光Ｐ０に応じて照明システム１００Ｇから出射される蛍光Ｗ０の光量を増加させつつ、照明システム１００Ｇの外部空間２００に照明光Ｉ０を放射する光放射モジュール５の小型化を図ることができる。
図２１（ａ）および図２１（ｂ）で示される第８実施形態に係る発光モジュール１の一構成例は、発光素子１０と、光変換装置３０Ｇと、を有する。ここでは、例えば、光変換装置３０Ｇは、図６（ａ）および図６（ｂ）で示された上記第３実施形態に係る光変換装置３０の第３構成例と同様な構成を有する。図２１（ａ）および図２１（ｂ）の例では、第１光伝送ファイバ２の第１出射端２ｅ２の代わりに、発光素子１０の出射部１０ｆから波長変換部３１に向けて励起光Ｐ０が出射される。
＜３．その他＞
上記各実施形態では、例えば、ロングパスフィルタ３２を透過する光の波長の下限を規定する所定波長は、４５０ｎｍ以上の任意の値に設定されてもよい。これにより、例えば、照明光Ｉ０が、青色光の成分を含まない光とされてもよいし、赤みを帯びた光とされてもよい。換言すれば、例えば、ロングパスフィルタ３２における所定波長を適宜設定することで、照明光Ｉ０の調光を行うことができる。
上記各実施形態では、例えば、波長変換部３１の前面３１ｆと、ロングパスフィルタ３２と、が対向している場合には、集光反射部３３が存在していなくてもよい。
上記各実施形態および各種変形例をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。
１ 発光モジュール
１０ 発光素子
１００，１００Ｆ，１００Ｇ 照明システム
１０ｆ 出射部
１ｂ，３ｂ，５ｂ 筐体
２ 第１光伝送ファイバ
２００ 外部空間
２ｅ１ 第１入射端
２ｅ２ 第１出射端
３ 中継器
３０，３０Ｆ，３０Ｇ 光変換装置
３１，３１Ｅ 波長変換部
３１ｂ 裏面
３１ｆ 前面
３２ ロングパスフィルタ
３２ｏ 貫通孔
３２ｐ 仮想平面
３２ｓ 仮想球面
３３ 集光反射部
３３ｅ 仮想楕円面
３３ｆ 集光面
３３ｈ 貫通孔
３３ｉ 内側空間
３３ｏ 開口部
３３ｒ 反射面
３４ 反射部材
３４ｈ ヒートシンク
３４ｒ 反射面
４ 第２光伝送ファイバ
４ｅ１ 第２入射端
４ｅ２ 第２出射端
５ 光放射モジュール
５０ 光放射部
５１ 光伝送部
５ｅ１ 第３入射端
５ｅ２ 第３出射端
５ｏ１ 第１開口部
５ｏ２ 第２開口部
Ａ３，Ｌｎ３ 仮想線
Ｆ１ 第１焦点
Ｆ２ 第２焦点
Ｉ０ 照明光
Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ５３ 光学系
Ｐ０ 励起光
Ｗ０ 蛍光

Claims (10)

  1. 出射部から出射された励起光を受けて該励起光よりも長い波長を有する蛍光を発する第１波長変換部と、
    該第１波長変換部が発した前記蛍光を透過させるとともに、前記第１波長変換部において透過または反射した前記励起光を、反射させて前記第１波長変換部に入射させるロングパスフィルタと、
    反射部材と、
    第２波長変換部と、を備え、
    前記第１波長変換部は、前記出射部から出射された前記励起光が照射される前面と、該前面とは逆側の裏面と、を有し、
    前記反射部材は、前記裏面に接しており、
    前記第２波長変換部は、前記反射部材のうちの前記第１波長変換部とは離れて位置した表面上に位置し、前記ロングパスフィルタで反射された前記励起光を受けて該励起光よりも長い波長を有する蛍光を発する、光変換装置。
  2. 請求項１に記載の光変換装置であって、
    前記反射部材は、ヒートシンクを含む、光変換装置。
  3. 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波長変換部は、前記出射部と前記ロングパスフィルタとの間に位置している、光変換装置。
  4. 請求項１から請求項３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波長変換部が発した前記蛍光を集光面に向けて集光させる集光反射部、をさらに備え、
    前記ロングパスフィルタが前記集光面上または前記第１波長変換部から前記集光面に至る光路上に位置している、光変換装置。
  5. 請求項４に記載の光変換装置であって、
    前記集光反射部は、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、前記第１波長変換部内または該第１波長変換部に沿って位置し、
    前記楕円面の前記第１焦点とは異なる第２焦点は、前記集光面上または該集光面に沿った箇所に位置している、光変換装置。
  6. 請求項５に記載の光変換装置であって、
    前記ロングパスフィルタは、前記集光面に沿って位置し、前記第１焦点と前記第２焦点とを通る直線状の仮想線に対して垂直な平面に沿った面を含んだ形状を有する、光変換装置。
  7. 請求項５に記載の光変換装置であって、
    前記ロングパスフィルタは、前記第１焦点に向かって凸状の形状であるとともに、前記第２焦点を中心とした球面に沿った面を有する、光変換装置。
  8. 請求項１から請求項７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、を含む、光変換装置。
  9. 請求項４から請求項７の何れか１つの請求項に記載の光変換装置であって、
    前記集光面が、光伝送ファイバの入射端に沿って位置している、光変換装置。
  10. 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７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、を含む、照明システム。
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