WO2014132473A1 - 線状発光体、固体発光装置および固体照明装置 - Google Patents

線状発光体、固体発光装置および固体照明装置 Download PDF

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optical fiber
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quartz optical
wavelength
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岬 上野
真人 石川
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東芝ライテック株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/30—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V13/00—Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
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    • F21V13/08—Combinations of only two kinds of elements the elements being filters or photoluminescent elements and reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0003—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being doped with fluorescent agents
    • G—PHYSICS
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0005—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
    • G02B6/001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type the light being emitted along at least a portion of the lateral surface of the fibre

Definitions

  • Embodiments described below generally relate to linear light emitters, solid state light emitting devices, and solid state lighting devices.
  • a linear light emitter capable of emitting white light can be obtained by irradiating a wavelength conversion layer or the like while guiding ultraviolet light to blue light through an elongated light guide made of resin or glass.
  • the optical fiber has a thin light guide path and is flexible.
  • the amount of incident light that is totally reflected at the interface between the core and the clad and emitted from the clad in the radial direction is suppressed as much as possible. For this reason, it was difficult to use as a linear light guide.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a linear light-emitting body, a solid-state light-emitting device, and a solid-state lighting device that can emit light in the radial direction of a quartz optical fiber.
  • the solid-state light emitting device of the embodiment has a core and a clad provided around the core, and the first laser light having a wavelength of ultraviolet light to blue light introduced into the core end surface of one end is the above-mentioned
  • a quartz optical fiber that reflects at the interface between the core and the cladding and guides the light toward the other end, and emits interface scattered light at the interface through the cladding and outwards; and
  • a linear light emitter having a wavelength conversion layer provided so as to cover the first region of the outer edge; a light source that emits the first laser light; and a skeleton around which the linear light emitter is wound;
  • the wavelength conversion layer that has absorbed the scattered light that has been irradiated emits wavelength conversion light, and is a mixed light of the scattered light and the wavelength conversion light that is emitted outside without being absorbed by the wavelength conversion layer Outside the linear light emitter Release from.
  • a linear light emitter capable of emitting light in the radial direction of a quartz optical fiber, a solid state light emitting device, and a solid state lighting device can be realized.
  • FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of the linear light emitter according to the first embodiment
  • FIG. 1B is a schematic cross-sectional view of the linear light emitter.
  • 1 is a schematic perspective view of a solid state light emitting device using a linear light emitter according to a first embodiment
  • FIG. 3A is a schematic cross-sectional view of the linear light emitter according to the second embodiment
  • FIG. 3B is a schematic cross-sectional view in the longitudinal direction of the linear light emitter. It is a schematic cross section of the modification of the linear light-emitting body of 1st Embodiment. It is a model perspective view of the solid-state lighting device concerning 3rd Embodiment.
  • FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of the linear light emitter according to the first embodiment
  • FIG. 1B is a schematic cross-sectional view of the linear light emitter.
  • 1 is a schematic perspective view of a solid state light emitting device using a linear light emitter according
  • FIG. 6A is a configuration diagram of a solid state lighting device according to the fourth embodiment
  • FIG. 6B is a schematic perspective view showing an optical fiber. It is a block diagram of the solid-state lighting device concerning 5th Embodiment. It is a block diagram of the solid-state lighting device concerning 6th Embodiment. It is a block diagram of the solid-state lighting device concerning 7th Embodiment.
  • the first invention has a core and a clad provided around the core, and the first laser light having a wavelength of ultraviolet light to blue light introduced into the core end face at one end is connected to the core.
  • a quartz optical fiber that reflects at the interface with the clad and guides the light toward the other end, and emits interface scattered light at the interface through the clad and emits outward; and an outer edge of the quartz optical fiber.
  • a linear light emitter having a wavelength conversion layer provided to cover the first region; a light source that emits the first laser light; and a framework around which the linear light emitter is wound.
  • the wavelength conversion layer that has absorbed the interface scattered light that has been irradiated emits wavelength conversion light, and the mixed light of the scattered light and the wavelength conversion light that is emitted outside without being absorbed by the wavelength conversion layer.
  • Emitted from the outer edge of the linear light emitter It is that solid-state light-emitting device. According to this solid state light emitting device, the mixed light emitted from the solid state light emitting device can be spread over a wide angular range.
  • a second invention is the solid-state light emitting device according to the first invention, wherein the mixed light passes through the inside of the framework.
  • the irradiated object can be provided inside the framework.
  • a third invention is the solid-state light emitting device according to the first or second invention, wherein the outer frame of the framework is any one of a sphere, an ellipsoid, a rectangular parallelepiped, a cube, a cylinder, and a cone. According to this solid state light emitting device, the shape of the light emitting part can be freely changed.
  • a fourth invention is the solid-state light emitting device of the first to third inventions; provided between the first region and the second end, and leaking from the second region of the outer edge of the quartz optical fiber A light receiving portion on which light is incident; an emission of the first laser light when the intensity of the leaked light is out of a predetermined range by an electrical signal output from the light receiving portion and corresponding to the intensity of the pre-leakage light And a control unit that outputs a stop signal toward the light source.
  • the control unit calculates whether or not the intensity of the leaked light is out of the predetermined range based on the electrical signal output from the light receiving unit. If the intensity of the leakage light is outside the predetermined range, the control unit outputs a laser beam emission stop signal. As a result, the semiconductor laser stops driving. In this way, leakage of laser light to the outside is suppressed, and a safe solid state lighting device can be obtained.
  • a fifth invention is the solid-state lighting device according to the fourth invention, wherein the second region of the quartz optical fiber includes a scattering region in which the first laser light is scattered and emitted toward the light receiving unit. According to this solid state lighting device, since it is easily scattered in the second region, leaked light can be detected with high sensitivity.
  • a reflecting portion that reflects the first laser light emitted from the second end portion of the quartz optical fiber toward the first end portion. Furthermore, it is the solid-state lighting device provided. According to this solid state lighting device, the amount of light emitted to the outside is reduced. As a result, energy efficiency can be increased and safety can be further increased.
  • a seventh invention is the solid-state lighting device according to the fourth or fifth invention, further comprising a second irradiation unit that emits the second laser beam.
  • the second laser light enters the second end of the quartz optical fiber and is guided toward the first end.
  • the wavelength conversion layer absorbs the second laser light and emits the second wavelength converted light having a longer wavelength than the wavelength of the second laser light in the outward direction. As a result, high light output is facilitated.
  • An eighth invention has a core and a clad provided around the core, and laser light having a wavelength of ultraviolet light to blue light introduced into the core end face at one end is applied to the core and the clad.
  • a quartz optical fiber that reflects the light at the interface and guides the light toward the other end, and emits scattered light at the interface through the cladding and emits the light outward; a wavelength provided around the quartz optical fiber;
  • a linear light emitter comprising: a conversion layer; and a translucent protective tube that protects the quartz optical fiber and the wavelength conversion layer so that an inner edge is separated from an outer edge of the wavelength conversion layer. According to this linear light emitter, laser light having a wavelength of 490 nm or less can be turned into scattered light and emitted in the radial direction. For this reason, safety can be improved.
  • a ninth invention is the linear light emitter according to the eighth invention, further comprising a coating layer provided between the quartz optical fiber and the wavelength conversion layer. According to this linear light emitter, the core and the clad can be protected.
  • FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of the linear light emitter according to the first embodiment
  • FIG. 1B is a schematic cross-sectional view of the linear light emitter.
  • the linear light emitter 20 includes a quartz optical fiber 30, a translucent coating layer 31, a wavelength conversion layer 40, and a translucent protective tube 50.
  • the quartz optical fiber 30 has a core 30a and a clad 30b provided around the core.
  • the quartz optical fiber 30 reflects the laser beam G1 introduced into the core end surface of one end of the quartz optical fiber 30 at the interface 30c between the core 30a and the clad 30b and guides it toward the other end.
  • the covering layer 31 is provided around the cladding 30b.
  • the coating layer 31 is a material that transmits at least the wavelength band of the laser beam G1, and for example, the transmittance is preferably 50% or more.
  • the covering layer 31 may have a light diffusing function.
  • the quartz optical fiber 30 emits the interface scattered light G2 generated at the interface 30c outward through the cladding 30b and the coating layer 31.
  • the wavelength conversion layer 40 is provided around the coating layer 31.
  • the quartz optical fiber 30, the coating layer 31, and the wavelength conversion layer 40 are inserted into the translucent protective tube 50.
  • the protective tube 50 is a material that transmits at least visible light.
  • the transmittance is preferably 60% or more.
  • the protective tube 50 may have a light diffusion function.
  • the diameter D1 of the core 30a of the quartz optical fiber 30 can be 100 ⁇ m
  • the outer diameter D2 of the clad 30b can be 150 ⁇ m
  • the covering layer 31 is made of an acrylic resin or the like, and can have an outer diameter of 250 ⁇ m or the like.
  • the thickness of the wavelength conversion layer 40 can be set to 50 ⁇ m or the like.
  • the protective tube 50 can be made of a fluororesin or the like.
  • the inner edge 50a of the protective tube 50 and the outer edge 40a of the wavelength conversion layer 40 are separated from each other.
  • the separation distance K may be short.
  • the center of the protective tube 50 and the center of the core 30a do not need to correspond.
  • the linear light emitter 20 is long, for example, 100 m, assembly is easier when the separation distance K is longer.
  • the outer diameter of the linear light emitter 20 can be set to 1 to 3 mm, for example.
  • the inventors have found that when the wavelength of the laser beam is 490 nm or less, the amount of light leaking in the radial direction of the cladding without being confined in the core of the step index type multimode fiber is large. For this reason, it turned out that the light-emitting device using the light emitted from the quartz optical fiber 30 in the radial direction is possible.
  • the quartz optical fiber 30 has a sufficient amount of the incident laser light G1 confined and emitted outward from the clad 30b due to the refractive index difference between the core 30a and the clad 30b. Can be made smaller. In this case, it is difficult to construct a light emitting device that uses light emitted in the radial direction from the cladding of the quartz optical fiber.
  • Leakage of light with a wavelength of 490 nm or less is related to an increase in Rayleigh scattering. That is, light scattering by particles having a size smaller than the wavelength of light is called Rayleigh scattering, and also occurs in a transparent liquid or solid.
  • the scattering coefficient ks of Rayleigh scattering with respect to the wavelength of light can be expressed by equation (1).
  • the amount of scattered light depends on the particle diameter d and the wavelength ⁇ .
  • the scattering coefficient ks is inversely proportional to the fourth power of the wavelength ⁇ . For example, when the wavelength is 1 in 2 minutes, the scattering coefficient ks becomes 16 times. That is, short wavelength light such as blue laser light causes Rayleigh scattering due to minute irregularities at the interface 30c between the core 30a and the clad 30b. For this reason, the blue laser light turns into the blue scattered light G2, passes through the coating layer 31 and enters the wavelength conversion layer 40 from the clad 30b.
  • the transmission loss of the quartz optical fiber 30 is about 20 to 30 dB / km. Therefore, it is possible to emit light at a higher light guide distance and higher efficiency than a plastic optical fiber (transmission loss, approximately 100 dB / km). Further, since the outer diameter at the outer edge 40a of the wavelength conversion layer 40 is in the range of 0.35 to 0.5 mm, etc., very thin linear light emission is possible.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of the solid-state light emitting device using the linear light emitter according to the first embodiment.
  • the solid state light emitting device 5 includes a light source 10, a linear light emitter 20 according to the first embodiment, and a framework 60.
  • the light source 10 is a nitride semiconductor laser or the like that can emit laser light having a wavelength of ultraviolet light (380 nm) to blue light (490 nm).
  • a semiconductor laser having a small beam divergence angle the laser beam can be efficiently incident on the core of the quartz optical fiber.
  • the framework 60 can be configured by combining linear bodies made of metal, insulator, resin, or the like. In this case, there is a gap between the linear bodies, allowing light to pass freely.
  • the skeleton 60 may be a transparent body. Light passes freely through the transparent body.
  • the outer frame of the framework 60 can be freely selected from a sphere, an ellipsoid, a cuboid, a cube, a cylinder, a cone, and the like.
  • the linear light emitter 20 is three-dimensionally wound around the outer frame of the skeleton 60. Since light can pass through the inside of the skeleton 60, the mixed light GT emitted from the linear light emitter 20 can be spread over a wide angular range such as the inside of the skeleton 60 or the opposite side.
  • the quartz optical fiber 30 emits white light. If the quartz optical fiber 30 is lengthened and wound tightly around the surface of the framework 60, the linear light emitter 20 can emit light uniformly. In addition, the surface of the skeleton 60 can be loosely wound. Further, for example, the irradiated body can be provided inside the framework 60 without winding the linear light emitter 20 on the upper surface side of the framework 60.
  • YAG Yttrium-Aluminum-Garnet
  • the length of the linear light emitter 20 can be 20 to 100 m or the like. In this case, the number of windings is 7 to 30 times. If the sphere diameter is too small, the bending radius of the quartz optical fiber 30 becomes small, and the chromaticity changes partially. For example, the light emission at the bend may be yellowish. For this reason, it is preferable to wind the quartz optical fiber 20 so that the bending radius is larger than the minimum bending radius of the quartz optical fiber.
  • the core is made of plastic, the transmission loss is too large, and it is difficult to guide the length of 100 m. Plastics are deteriorated by light having a wavelength of ultraviolet light to blue light.
  • the solid-state lighting device of the present embodiment has a simple structure, for example, guides 1 W laser light emitted from one semiconductor laser in a quartz optical fiber 30 having a length of 100 m, for example. White light can be emitted while shining. In addition, quartz glass is less deteriorated by light having wavelengths of ultraviolet light to blue light.
  • FIG. 3A is a schematic cross-sectional view of the linear light emitter according to the second embodiment
  • FIG. 3B is a schematic cross-sectional view of the linear light emitter.
  • a light scattering layer 36 in which a scattering agent is dispersed can be further provided between the clad 30 b of the quartz optical fiber 30 and the coating layer 31.
  • the interface scattered light G2 generated by the interface 30c between the core 30a and the clad 30b is further scattered outside the interface 30c by the light scattering layer 36 or the like to become scattered light G5, reducing coherence and uniform light emission. It can be.
  • Safety can be further improved by reducing coherence.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a modified example of the linear light emitter of the first embodiment.
  • the guide portion 50c where the inner edge 50a of the protective tube 50 that is separated from the outer edge 40a of the wavelength conversion layer 40 by a distance K1 and the outer edge 40a of the wavelength conversion layer 40 abuts along the length direction of the quartz optical fiber 30.
  • a plurality are provided.
  • the protective tube 50 is fixed to the outer edge 40a of the wavelength conversion layer 40 from the outside. In this way, the wavelength conversion layer 40, the quartz optical fiber 30 and the like can be reliably fixed.
  • the protective tube 50 protects the wavelength conversion layer 40 and the like.
  • FIG. 5 is a schematic perspective view of the solid-state lighting device according to the third embodiment.
  • the solid state light emitting device 5 is irradiated from the outside using the projector 70 or the like.
  • the linear light emitter 20 wound around the framework 60 becomes a bowl-shaped light emitter. That is, the bowl-shaped light emitter can be used as a projection mapping screen, and the illumination light and the projection light RL can be overlapped.
  • the linear light-emitting body 20 is provided with a plurality of types of wavelength conversion layers 40 such as red, green, yellow, and blue, the color tone of the illumination light can be further enriched.
  • the wavelength conversion layer 40 may have a configuration in which phosphor particles are mixed in the material constituting the coating layer 31 so that the coating layer 31 and the wavelength conversion layer 40 are integrally formed.
  • FIG. 6A is a configuration diagram of a solid state lighting device according to the fourth embodiment
  • FIG. 6B is a schematic perspective view showing a region of an optical fiber.
  • the solid-state lighting device includes a first light source 10, a quartz optical fiber 30 serving as a light guide unit, a wavelength conversion layer 40, a light receiving unit 93, and a control unit 92.
  • the first light source 10 includes a solid-state light emitting element such as a semiconductor laser, is connected to a driving circuit 14, and emits laser light G1 having a wavelength range of ultraviolet to blue (380 to 490 nm).
  • the quartz optical fiber 30 has a first end F1 on which the laser beam G1 is incident and a second end F2 on the side opposite to the first end F1.
  • a light guide made of glass or translucent resin may be used instead of the quartz optical fiber.
  • the quartz optical fiber 30 has a core 30a and a clad 30b having a refractive index lower than that of the core 30a.
  • the wavelength of the laser beam is, for example, 0.7 to 1.55 ⁇ m
  • the laser beam G1 is confined in the core 30a due to the difference in refractive index between the core 30a and the clad 30b, and the optical signal is propagated by total reflection.
  • the wavelength of the laser beam G1 is shortened to 490 nm or less, Rayleigh scattering increases at the interface 30c between the core 30a and the clad 30b. For this reason, the laser beam G1 leaks into the clad 30b and further leaks out of the clad 30b.
  • the transmission loss in the optical fiber 30 having a length of about 50 m is about 1.55 dB. That is, when the length of the optical fiber 30 is 50 m or more, the intensity of the laser light G1 emitted to the outside from the second end F2 can be reduced.
  • the wavelength conversion layer 40 is provided so as to cover the cladding 30b of the first region PH of the quartz optical fiber 30, and absorbs the laser light G1 and emits the wavelength conversion light YL having a wavelength longer than the wavelength of the laser light G1 outward.
  • the laser light G1 is blue light and the wavelength conversion layer 40 includes a yellow phosphor.
  • the wavelength conversion layer 40 emits the wavelength-converted light YL outward, and also scatters the laser light G1 to be emitted outward as scattered light SL.
  • the first region PH of the quartz optical fiber 30 and the wavelength conversion layer 40 provided in the first region PH constitute a light emitting unit 34, and the wavelength converted light YL and the scattered light SL are mixed and white.
  • the illumination light GT is emitted.
  • the shape of the light emitting unit 34 will be described in detail later.
  • the wavelength conversion layer 40 absorbs the laser light G1 and emits wavelength conversion light YL having an emission spectrum including a wavelength longer than that wavelength.
  • the wavelength conversion layer 40 includes, for example, a nitride phosphor such as (Ca, Sr) 2 Si 5 N 8 : Eu, (Ca, Sr) AlSiN 3 : Eu, or Cax (Si, Al) 12 (O, N).
  • the light receiving unit 93 is provided between the first region PH of the quartz optical fiber 30 and the second end F2, and detects the leakage light LL emitted from the second region DE of the quartz optical fiber 30.
  • the quartz optical fiber 30 is detected. It is preferable to provide a scattering structure in the second region DE. Moreover, you may use the light which guided the quartz optical fiber 30 among the wavelength conversion lights YL emitted from the wavelength conversion layer 40 as the leakage light LL.
  • FIG. 6B shows an example.
  • the cladding 30b in the region facing the light receiving portion 93 is removed, and the interface 30c is exposed. In this way, the leakage light LL is easily emitted. If a scattering portion is formed on the interface 30c by frosting or the like, the extraction efficiency of the leaked light LL can be further increased.
  • a scattering layer made of a light scattering material or the like may be provided in the vicinity of the interface 30c.
  • the light receiving unit 93 can detect with high sensitivity an abnormality caused by damage to the light source 10 including the semiconductor laser or the quartz optical fiber 30.
  • the control unit 92 includes an arithmetic circuit 90 and a protection circuit 91.
  • the arithmetic circuit 90 calculates whether or not the intensity of the leaked light is outside a predetermined range based on the electrical signal output from the light receiving unit 93. If the intensity of the leakage light LL is outside the predetermined range, the arithmetic circuit 90 outputs the emission stop signal ST of the laser light G1 toward the drive circuit 14. As a result, the drive circuit 14 stops driving the light source 10 including a semiconductor laser.
  • the wavelength conversion layer 40 when the wavelength conversion layer 40 is damaged, the laser light G1 absorbed by the wavelength conversion layer 40 is reduced, so that the intensity of the leakage light LL becomes larger than a predetermined range. Further, when the quartz optical fiber 30 is damaged, the intensity of the laser light G1 reaching the second region DE of the quartz optical fiber 30 is reduced, and the intensity of the leakage light LL is smaller than a predetermined range.
  • the quartz optical fiber 30 By detecting an abnormality in the wavelength conversion layer 40 or the quartz optical fiber 30, it is possible to prevent the laser light G1 from directly irradiating the leakage illumination object to the outside. For this reason, it can be set as a safe solid-state lighting device.
  • the light source 10 such as a semiconductor laser
  • the intensity of the leakage light LL becomes smaller than a predetermined range. For this reason, the light source 10 can be replaced
  • FIG. 7 is a configuration diagram of a solid-state lighting device according to the fifth embodiment.
  • a reflection part 94 that reflects the laser light G1 emitted from the second end F2 of the quartz optical fiber 30 toward the first end F1 can be further included.
  • the reflection part 94 can be made of a metal layer or the like.
  • the laser light G1 that has reached the second end F2 of the quartz optical fiber 30 without contributing to wavelength conversion and without being converted into scattered light propagates again through the quartz optical fiber 30 by the reflecting portion 94. For this reason, the amount of light emitted to the outside is reduced and energy efficiency is increased. Further, the release of the laser beam G1 to the outside is suppressed, and safety can be improved.
  • FIG. 8 is a configuration diagram of a solid-state lighting device according to the sixth embodiment.
  • the solid-state lighting device includes a first light source 10 that emits a first laser beam BL1 and a second light source 11 that emits a second laser beam BL2.
  • the second laser beam BL2 enters the second end F2 of the quartz optical fiber 30 and is guided toward the first end F1.
  • the wavelength conversion layer 40 absorbs the second laser light BL2 and further emits wavelength conversion light having a wavelength longer than the wavelength of the second laser light BL2 in the outward direction.
  • the wavelength conversion efficiency and the light output can be improved. it can. Further, if the two wavelengths are slightly shifted, the color rendering property of the illumination light GT can be changed and the chromaticity can be adjusted.
  • the intensity of the second laser beam BL2 is usually larger than the intensity of the first laser beam BL1 after irradiating the wavelength conversion layer 40.
  • the drive circuit 14 turns off the first laser beam BL1 for a short period (to the extent that it cannot be perceived by the eyes) and detects the abnormality by detecting the light intensity of the first laser beam BL1 within the short period. It becomes easy.
  • FIG. 9 is a configuration diagram of a solid-state lighting device according to the seventh embodiment.
  • the solid state lighting device can further include a housing part 95.
  • the housing unit 95 houses the light sources 10 and 11, the light receiving unit 93, the control unit 92, and the reflecting unit 94. That is, the solid-state lighting device includes the housing portion 95 and the light-emitting portion, and can be a small and safe solid-state lighting device.

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Abstract

　固体発光装置は、コアと前記コアの周囲に設けられたクラッドとを有し、一方の端部のコア端面に導入された紫外光～青色光の波長のレーザー光を前記コアと前記クラッドとの界面において反射させ他方の端部に向けて導光するとともに、前記界面における散乱光を前記クラッドを通過させ外方に向かって放出する、石英光ファイバーと、前記石英光ファイバーの外縁の第１領域を覆うように設けられた波長変換層と、を有する線状発光体と；前記レーザー光を放出する光源と；前記線状発光体が巻回される骨組みと；を具備し、 照射された前記散乱光を吸収した前記波長変換層が波長変換光を放出し、前記波長変換層に吸収されず外方へ放出された散乱光と前記波長変換光との混合光を、前記線状発光体の外縁から放出する。

Description

線状発光体、固体発光装置および固体照明装置
　後述する実施形態は、概ね、線状発光体、固体発光装置および固体照明装置に関する。
　紫外光～青色光の光を、樹脂やガラスからなる細長い導光体内を導きつつ、波長変換層などに照射すると、白色光を放出可能な線状発光体とすることができる。
　しかしながら、樹脂やガラス導光体を長くすることは困難であり、発光装置の形状が制限される。
　これに対して、光ファイバーは、導光路が細くかつフレキシブルである。しかし、長距離光伝送を行うために、コアとクラッドとの界面で入射光を全反射し、クラッドから径方向に放出される量は極力抑制される。このため、線状導光体として使用することは困難であった。　　
特表２０１０－５１４１０８号公報
　本発明が解決しようとする課題は、石英光ファイバーの径方向に光を放出可能な線状発光体、固体発光装置および固体照明装置を提供することである。　　
　実施形態の固体発光装置は、コアと前記コアの周囲に設けられたクラッドとを有し、一方の端部のコア端面に導入された紫外光～青色光の波長の第１のレーザー光を前記コアと前記クラッドとの界面において反射させ他方の端部に向けて導光するとともに、前記界面における界面散乱光を前記クラッドを通過させ外方に向かって放出する、石英光ファイバーと、前記石英光ファイバーの外縁の第１領域を覆うように設けられた波長変換層と、を有する線状発光体と；前記第１のレーザー光を放出する光源と；前記線状発光体が巻回される骨組みと；を具備し、照射された前記散乱光を吸収した前記波長変換層が波長変換光を放出し、前記波長変換層に吸収されず外方へ放出された散乱光と前記波長変換光との混合光を、前記線状発光体の外縁から放出する。　
　本発明の実施形態によれば、石英光ファイバーの径方向に光を放出可能な線状発光体、固体発光装置および固体照明装置が可能となる。
図１（ａ）は第１の実施形態にかかる線状発光体の模式断面図、図１（ｂ）は線状発光体の模式断面図、である。 第１の実施形態にかかる線状発光体を用いた固体発光装置の模式斜視図である。 図３（ａ）は第２の実施形態にかかる線状発光体の模式断面図、図３（ｂ）は線状発光体の長手方向の模式断面図、である。 第１の実施形態の線状発光体の変形例の模式断面図である。 第３の実施形態にかかる固体照明装置の模式斜視図である。 図６（ａ）は第４の実施形態にかかる固体照明装置の構成図、図６（ｂ）は光ファイバーを表す模式斜視図、である。 第５の実施形態にかかる固体照明装置の構成図である。 第６の実施形態にかかる固体照明装置の構成図である。 第７の実施形態にかかる固体照明装置の構成図である。
　第１の発明は、コアと前記コアの周囲に設けられたクラッドとを有し、一方の端部のコア端面に導入された紫外光～青色光の波長の第１のレーザー光を前記コアと前記クラッドとの界面において反射させ他方の端部に向けて導光するとともに、前記界面における界面散乱光を前記クラッドを通過させ外方に向かって放出する、石英光ファイバーと、前記石英光ファイバーの外縁の第１領域を覆うように設けられた波長変換層と、を有する線状発光体と；前記第１のレーザー光を放出する光源と；前記線状発光体が巻回される骨組みと；を具備し、照射された前記界面散乱光を吸収した前記波長変換層が波長変換光を放出し、前記波長変換層に吸収されず外方へ放出された散乱光と前記波長変換光との混合光を、前記線状発光体の外縁から放出する固体発光装置である。
　この固体発光装置によれば、固体発光装置から放出される混合光を広い角度範囲に広げることができる。
　第２の発明は、第１の発明において、前記混合光は、前記骨組みの内部を通過する固体発光装置である。
　この固体発光装置によれば、骨組みの内部に被照射体を設けることができる。
　第３の発明は、第１または第２の発明において、前記骨組みの外枠は、球体、楕円体、直方体、立方体、円柱、および錐体のうちのいずれかである固体発光装置である。
　この固体発光装置によれば、発光部の形状を自由に変えることができる。
　第４の発明は、第１～第３の発明の固体発光装置と；前記第１領域と前記第２の端部との間に設けられ、前記石英光ファイバーの前記外縁の第２領域からの漏れ光が入射する受光部と；前記受光部から出力され、前漏れ光の強度に対応した電気信号により、前記漏れ光の前記強度が所定の範囲外であると、前記第１のレーザー光の放出停止信号を前記光源に向けて出力する制御部と；を具備した固体照明装置である。　
　この固体照明装置によれば、制御部は、受光部から出力された電気信号に基づいて、漏れ光の強度が所定の範囲外であるか否かを演算する。もし、漏れ光の強度が所定の範囲外であると、制御部は、レーザー光の放出停止信号を出力する。この結果、半導体レーザーは、駆動を停止する。このようにして、レーザー光が、外部に漏れることが抑制され、安全な固体照明装置とすることができる。
　第５の発明は、第４の発明において、前記石英光ファイバーの前記第２領域は、前記第１のレーザー光を散乱して前記受光部に向けて放出する散乱領域を含む固体照明装置である。
　この固体照明装置によれば、第２領域で散乱されやすくなるので、高い感度で漏れ光を検出できる。
　第６の発明は、第４または第５の発明において、前記石英光ファイバーの前記第２の端部から放出された前記第１のレーザー光を前記第１の端部に向かって反射する反射部をさらに具備した固体照明装置である。　
　この固体照明装置によれば、外部に無駄に放出される光量が低減される。この結果、エネルギー効率が高められ、安全性をさらに高めることができる。
　第７の発明は、第４または第５の発明において、第２のレーザー光を放出する第２の照射部をさらに具備した固体照明装置である。　
　この固体照明装置によれば、第２のレーザー光は、石英光ファイバーの第２の端部に入射し、第１の端部に向かって導光される。また、波長変換層は、第２のレーザー光を吸収し第２のレーザー光の波長よりも長い波長の第２の波長変換光を外側方向へ放出する。この結果、高い光出力が容易となる。
　第８の発明は、コアと前記コアの周囲に設けられたクラッドとを有し、一方の端部のコア端面に導入された紫外光～青色光の波長のレーザー光を前記コアと前記クラッドとの界面において反射させ他方の端部に向けて導光するとともに、前記界面における散乱光を前記クラッドを通過させ外方に向かって放出する、石英光ファイバーと；前記石英光ファイバーの周囲に設けられた波長変換層と；内縁が前記波長変換層の外縁と離間するように、前記石英光ファイバーと前記波長変換層とを保護する透光性の保護チューブと；を具備した線状発光体である。
　この線状発光体によれば、４９０ｎｍ以下の波長のレーザー光を散乱光に転じて径方向に放出できる。このため、安全性を高めることができる。
　第９の発明は、第８の発明において、前記石英光ファイバーと、前記波長変換層と、の間に設けられた被覆層をさらに具備した線状発光体である。
　この線状発光体によれば、コアとクラッドとを保護することができる。
　以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
　図１（ａ）は第１の実施形態にかかる線状発光体の模式断面図、図１（ｂ）は線状発光体の模式断面図、である。
　線状発光体２０は、石英光ファイバー３０と、透光性の被覆層３１と、波長変換層４０と、透光性の保護チューブ５０と、を有する。
　石英光ファイバー３０は、コア３０ａとコアの周囲に設けられたクラッド３０ｂとを有する。石英光ファイバー３０は、石英光ファイバー３０の一方の端部のコア端面に導入されたレーザー光Ｇ１をコア３０ａとクラッド３０ｂとの界面３０ｃにおいて反射させ他方の端部に向けて導光する。被覆層３１はクラッド３０ｂの周囲に設けられる。被覆層３１は、少なくともレーザー光Ｇ１の波長帯を透過する材料で、たとえば、透過率は５０％以上が好ましい。また、被覆層３１は、光拡散機能を有していてもよい。また、石英光ファイバー３０は、界面３０ｃで生じる界面散乱光Ｇ２をクラッド３０ｂおよび被覆層３１を通して外方に向かって放出する。
　波長変換層４０は、被覆層３１の周囲に設けられる。透光性の保護チューブ５０には、石英光ファイバー３０と被覆層３１と波長変換層４０とが挿入される。保護チューブ５０は、少なくとも可視光を透過する材料で、たとえば、透過率は６０％以上が好ましい。また、保護チューブ５０は、光拡散機能を有していてもよい。
　石英光ファイバー３０のコア３０ａの直径Ｄ１は１００μｍ、クラッド３０ｂの外径Ｄ２は１５０μｍ、などとすることができる。また、被覆層３１は、アクリル樹脂などからなるものとし、その外径を２５０μｍなどとすることができる。波長変換層４０の厚さは５０μｍなどとすることができる。保護チューブ５０はフッ素樹脂などからなるものとすることができる。
　保護チューブ５０の内縁５０ａと、波長変換層４０の外縁４０ａと、は互いに離間する。線状発光体２０の長さが短い場合、離間距離Ｋが短くてよい。なお、保護チューブ５０の中心とコア３０ａの中心とは、一致しなくてもよい。線状発光体２０が、たとえば、１００ｍのように長い場合、離間距離Ｋを長くしたほうが組立が容易である。線状発光体２０の外径は、たとえば、１～３ｍｍなどとすることができる。
　発明者らは、レーザー光の波長が４９０ｎｍ以下の場合、ステップインデックス型マルチモードファイバーのコアに閉じ込められずクラッドの径方向に漏れ出る光量が大きいことを見出した。このため、石英光ファイバー３０から径方向に放出される光を利用する発光装置が可能であることが判明した。
　もし、伝搬光の波長が８００ｎｍ以上であれば、石英光ファイバー３０は、コア３０ａとクラッド３０ｂとの間の屈折率差により、入射したレーザー光Ｇ１を閉じ込めてクラッド３０ｂから外側に放出する量を十分に小さくできる。この場合、石英光ファイバーのクラッドから径方向に放出される光を用いる発光装置を構成することは困難である。
　４９０ｎｍ以下の波長の光が漏れるのはレイリー散乱が増えることなどが関係している。すなわち、光の波長よりも小さいサイズの粒子による光の散乱は、レイリー散乱と言い、透明液体や固体内でも起こる。光の波長に対するレイリー散乱の散乱係数ｋｓは、式（１）で表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　式（１）に表すように、散乱される光量は、粒子径ｄと波長λとに依存する。散乱係数ｋｓは、波長λの４乗に反比例する。たとえば、波長が２分に１になると、散乱係数ｋｓが１６倍となる。すなわち、青色レーザー光などの短波長光は、コア３０ａとクラッド３０ｂの界面３０ｃの微小凹凸などによりレイリー散乱を生じる。このため、青色レーザー光は青色散乱光Ｇ２に転じクラッド３０ｂから、被覆層３１を通過して、波長変換層４０に入射する。
　石英光ファイバー３０にレーザー光Ｇ１を導入する場合、吸収などによる損失は少ない。このため、石英光ファイバー３０の伝送損失は、２０～３０ｄＢ／ｋｍ程度である。従って、プラスチック光ファイバー（伝送損失・略１００ｄＢ／ｋｍ）よりも高効率かつ長い導光距離において発光させることができる。また、波長変換層４０の外縁４０ａにおける外径は、０．３５～０．５ｍｍなどの範囲であるので、非常に細い線状発光が可能である。
　図２は、第１の実施形態にかかる線状発光体を用いた固体発光装置の模式斜視図である。
　固体発光装置５は、光源１０と、第１の実施形態にかかる線状発光体２０と、骨組み６０と、を有する。光源１０は、紫外光（３８０ｎｍ）～青色光（４９０ｎｍ）の波長のレーザー光を放出可能である窒化物系半導体レーザーなどとする。ビーム広がり角の小さい半導体レーザーを用いることにより、石英光ファイバーのコアに効率よくレーザービームを入射できる。
　骨組み６０は、金属、絶縁体、樹脂などからなる線状体を組み合わせて構成することができる。この場合、線状体の間は隙間となり、光を自由に通過させる。または、骨組み６０は、透明体などとしてもよい。光は、透明体内を自由に通過する。さらに、骨組み６０の外枠は、球体、楕円体、直方体、立方体、円柱、および錐体などと自由に選択することができる。
　骨組み６０の外枠には、線状発光体２０が立体的に巻回される。骨組み６０の内部は光が通過できるので、線状発光体２０から放出された混合光ＧＴを、骨組み６０の内部や反対の側などの広い角度範囲に広げることができる。　　　　 
　波長変換層４０がＹＡＧ（Yttrium-Aluminum-Garnet）などからなる黄色蛍光体を含むと、石英光ファイバー３０は白色光を放出する。石英光ファイバー３０を長くし、骨組み６０の表面に密に巻回すると、線状発光体２０を均一な発光とすることができる。また、骨組み６０の表面を疎に巻回することもできる。また、たとえば、骨組み６０の上面側には線状発光体２０を巻回せずに、骨組み６０の内部に被照射体を設けることもできる。
　骨組み６０を球体とする場合、球径が５０ｃｍのとき、線状発光体２０の長さは、２０～１００ｍなどとすることができる。この場合、巻き数は、７～３０回などとなる。球径を小さくしすぎると、石英光ファイバー３０の曲げ半径が小さくなり、部分的に色度が変化する。たとえば、曲がり部の発光が黄色味を帯びることがある。このため、曲げ半径が、石英光ファイバーの最小屈曲半径よりも大きくなるように、石英光ファイバー２０を巻回することが好ましい。
　コアをプラスチックとすると伝送損失が大きすぎて、１００ｍの長さを導光することは困難である。また、プラスチックは、紫外光～青色光の波長の光により劣化する。これに対して、本実施形態の固体照明装置は、簡素な構造でありながら、たとえば、１つの半導体レーザーから放出される１Ｗのレーザー光を、たとえば、１００ｍの長さの石英光ファイバー３０内で導光しつつ、白色光を放出させることができる。また、石英ガラスは、紫外光～青色光の波長の光による劣化は少ない。
　図３（ａ）は第２の実施形態にかかる線状発光体の模式断面図、図３（ｂ）は線状発光体の模式断面図、である。
　石英光ファイバー３０のクラッド３０ｂと、被覆層３１と、間に、散乱剤が分散して配置された光散乱層３６をさらに設けることができる。このようにすると、コア３０ａとクラッド３０ｂとの界面３０ｃにより生じた界面散乱光Ｇ２が、光散乱層３６などにより、界面３０ｃの外側でさらに散乱され散乱光Ｇ５となり、コヒーレンスを低減させるとともに均一発光とすることができる。コヒーレンスの低減により、安全性をより高めることができる。
　図４は、第１の実施形態の線状発光体の変形例の模式断面図である。
　変形例では、波長変換層４０の外縁４０ａと距離Ｋ１離間した保護チューブ５０の内縁５０ａと、波長変換層４０の外縁４０ａと、が当接するガイド部５０ｃが石英光ファイバー３０の長さ方向に沿って複数設けられる。たとえば、本図のように、保護チューブ５０を外側から波長変換層４０の外縁４０ａに固定する。このようにすると、波長変換層４０、石英光ファイバー３０などを確実に固定できる。なお、線状発光体２０を骨組み６０に固定するとき、保護チューブ５０は波長変換層４０などを保護する。
　図５は、第３の実施形態にかかる固体照明装置の模式斜視図である。
　本固体照明装置では、固体発光装置５を、外部からプロジェクタ７０などを用いて照射する。たとえば、骨組み６０に巻回された線状発光体２０は、繭状の発光体となる。すなわち、繭状の発光体をプロジェクションマッピングのスクリーンとして用いることができ、照明光と投写光ＲＬとを重ねることが可能となる。また、線状発光体２０に、赤、緑、黄色、青などの複数の種類の波長変換層４０を設けると、照明光の色調をより豊かにできる。
　第１の実施形態では、石英光ファイバー３０を被覆する透光性の被覆層３１を設けた構成を示したが、被覆層３１を省略し、石英光ファイバー３０の周囲に波長変換層４０を設けた構成でもよい。この場合、波長変換層４０は、たとえば、被覆層３１を構成する材料中に蛍光体粒子を混合させて、被覆層３１と波長変換層４０とを一体的に形成した構成などとすることもできる。
　図６（ａ）は第４の実施形態にかかる固体照明装置の構成図、図６（ｂ）は光ファイバーの領域を表す模式斜視図、である。
　固体照明装置は、第１の光源１０と、導光部となる石英光ファイバー３０と、波長変換層４０と、受光部９３と、制御部９２と、を有する。第１の光源１０は、半導体レーザーなどの固体発光素子を含み、駆動回路１４に接続され、紫外～青色（３８０～４９０ｎｍ）の波長範囲のレーザー光Ｇ１放出する。
　石英光ファイバー３０は、レーザー光Ｇ１が入射する第１の端部Ｆ１と、第１の端部Ｆ１とは反対の側の第２の端部Ｆ２と、を有する。なお、図６において、石英光ファーバーに変えて、ガラスや透光性樹脂などからなる導光体であってもよい。
　石英光ファイバー３０は、コア３０ａ、コア３０ａの屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド３０ｂとを有する。レーザー光の波長が、たとえば、０．７～１．５５μｍである場合、コア３０ａとクラッド３０ｂとの屈折率差により、レーザー光Ｇ１はコア３０ａに閉じ込められ全反射により光信号が伝搬される。
　他方、レーザー光Ｇ１の波長が、４９０ｎｍ以下と短くなると、コア３０ａとクラッド３０ｂとの界面３０ｃでレーリー散乱が増加する。このため、レーザー光Ｇ１は、クラッド３０ｂに漏れ、さらにクラッド３０ｂの外方に漏れる。
　たとえば、レーザー光Ｇ１が青色光であると、略５０ｍの長さの光ファイバー３０における伝送損失は、略１．５５ｄＢとなる。すなわち、光ファイバー３０の長さを５０ｍ以上とすると、第２の端部Ｆ２から外部に放出するレーザー光Ｇ１の強度を低減することが可能である。
　波長変換層４０は、石英光ファイバー３０の第１領域ＰＨのクラッド３０ｂを覆うように設けられ、レーザー光Ｇ１を吸収しレーザー光Ｇ１の波長よりも長い波長の波長変換光ＹＬを外側方向へ放出する。たとえば、レーザー光Ｇ１を青色光とし、波長変換層４０が黄色蛍光体を含むとする。波長変換層４０は、波長変換光ＹＬを外方に放出するとともに、レーザー光Ｇ１を散乱して散乱光ＳＬとして外方に放出する。石英光ファイバー３０の第１領域ＰＨと、第１領域ＰＨに設けられた波長変換層４０と、は、発光部３４を構成し、波長変換光ＹＬと、散乱光ＳＬと、が混合され白色である照明光ＧＴを放出する。なお、発光部３４の形状については、後に詳細に説明する。
　波長変換層４０は、レーザー光Ｇ１を吸収しその波長よりも長い波長を含む発光スペクトルを有する波長変換光ＹＬを放出する。波長変換層４０は、たとえば、（Ｃａ、Ｓｒ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、（Ｃａ、Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕなどの窒化物系蛍光体や、Ｃａｘ（Ｓｉ、Ａｌ）１２（Ｏ,Ｎ）１６：Ｅｕ、（Ｓｉ、Ａｌ）６（Ｏ、Ｎ）８：Ｅｕ、ＢａＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ、ＢａＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕなどの酸窒化物系蛍光体や、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｙ、Ｇｄ）３（Ａｌ、Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｓｒ、Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ、Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕなどの酸化物系蛍光体や、（Ｃａ、Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ、ＣａＧａ２Ｓ４：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ、Ａｌ等の硫化物系蛍光体などの中から、単体または少なくとも１種類以上混合させた蛍光体を用いることができる。
　受光部９３は、石英光ファイバー３０の第１領域ＰＨと、第２の端部Ｆ２との間に設けられ、石英光ファイバー３０の第２領域ＤＥから放出される漏れ光ＬＬを検出する。この場合、石英光ファイバー３０の第１領域ＰＨ（波長変換層４０で覆われた領域）から外側方向に放出されたレーザー光Ｇ１またはその散乱光を含む漏れ光ＬＬを検出するために、石英光ファイバー３０の第２領域ＤＥに散乱構造を設けることが好ましい。また、波長変換層４０から放出される波長変換光ＹＬのうち、石英光ファイバー３０を導光した光を漏れ光ＬＬとして、用いても良い。
　図６（ｂ）は、その一例を表す。第２領域ＤＥにおいて、受光部９３と対向する領域のクラッド３０ｂを除去し、界面３０ｃを露出させる。このようにすると、漏れ光ＬＬが放出されやすくなる。界面３０ｃに、フロスト加工などによる散乱部を形成するとさらに漏れ光ＬＬの取り出し効率を高めることができる。
　または、界面３０ｃの近傍に、光散乱材などからなる散乱層を設けてもよい。このようにすると、受光部９３は、半導体レーザーなどを含む光源１０や石英光ファイバー３０の破損などで生じた異常を高い感度で検出することができる。
　制御部９２は、演算回路９０と、保護回路９１と、を有する。演算回路９０は、受光部９３から出力された電気信号に基づいて、漏れ光の強度が所定の範囲外であるか否かを演算する。もし、漏れ光ＬＬの強度が所定の範囲外であると、演算回路９０は、レーザー光Ｇ１の放出停止信号ＳＴを駆動回路１４に向けて出力する。この結果、駆動回路１４は、半導体レーザーなどを含む光源１０の駆動を停止する。
　たとえば、波長変換層４０に破損を生じると、波長変換層４０に吸収されるレーザー光Ｇ１が減少するので、漏れ光ＬＬの強度は、所定の範囲よりも大きくなる。また、石英光ファイバー３０に破損を生じると、石英光ファイバー３０の第２領域ＤＥに到達するレーザー光Ｇ１の強度が低下し、漏れ光ＬＬの強度は所定の範囲よりも小さくなる。波長変換層４０や石英光ファイバー３０の異常を検出することにより、レーザー光Ｇ１が、外部に漏れ照明対象物を直接照射することを抑制できる。このため、安全な固体照明装置とすることができる。
　また、半導体レーザーなどの光源１０が劣化すると、漏れ光ＬＬの強度が所定の範囲よりも小さくなる。このため、光源１０を交換し、正常の動作に戻すことができる。
　図７は、第５の実施形態にかかる固体照明装置の構成図である。
　石英光ファイバー３０の第２の端部Ｆ２から放出されたレーザー光Ｇ１を第１の端部Ｆ１に向かって反射する反射部９４をさらに有することができる。反射部９４は、金属層などからなるものとすることができる。波長変換に寄与せず、また散乱光に転じることなく石英光ファイバー３０の第２の端部Ｆ２に到達したレーザー光Ｇ１は、反射部９４により再び石英光ファイバー３０を伝搬する。このため、外部に無駄に放出される光量が低減され、エネルギー効率が高められる。また、レーザー光Ｇ１の外部への放出が抑制され、安全性を高めることができる。
　図８は、第６の実施形態にかかる固体照明装置の構成図である。　
　固体照明装置は、第１のレーザー光ＢＬ１を放出する第１の光源１０と、第２のレーザー光ＢＬ２を放出する第２の光源１１を有する。第２のレーザー光ＢＬ２は、石英光ファイバー３０の第２の端部Ｆ２に入射し、第１の端部Ｆ１に向かって導光される。波長変換層４０は、第２のレーザー光ＢＬ２を吸収し第２のレーザー光ＢＬ２の波長よりも長い波長の波長変換光を外方向へ向かってさらに放出する。
　第１のレーザー光ＢＬ１の波長と、第２のレーザー光ＢＬ２の波長と、が、それぞれ波長変換層４０の発光スペクトルの極大値近傍となるようにすると、波長変換効率および光出力を高めることができる。また、２つの波長を少しずらすと、照明光ＧＴの演色性を変化させ、色度を調整することができる。
　なお、第２領域ＤＥにおいて、第２のレーザー光ＢＬ２の強度は、波長変換層４０を照射した後の第１のレーザー光ＢＬ１の強度よりも通常大きい。この場合、駆動回路１４により、第１のレーザー光ＢＬ１を短い（目では感知できない程度）期間ＯＦＦとし、その短い期間内に第１のレーザー光ＢＬ１の光強度を検出するなどにより、異常検出が容易となる。
　図９は、第７の実施形態にかかる固体照明装置の構成図である。　
　固体照明装置は、筐体部９５をさらに有することができる。筐体部９５は、光源１０、１１と、受光部９３と、制御部９２と、反射部９４と、を収納する。すなわち、固体照明装置は、筐体部９５と、発光部と、を有し、小型かつ安全な固体照明装置とすることができる。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Claims (9)

  1. 　コアと前記コアの周囲に設けられたクラッドとを有し、一方の端部のコア端面に導入された紫外光～青色光の波長の第１のレーザー光を前記コアと前記クラッドとの界面において反射させ他方の端部に向けて導光するとともに、前記界面における界面散乱光を前記クラッドを通過させ外方に向かって放出する、石英光ファイバーと、前記石英光ファイバーの外縁の第１領域を覆うように設けられた波長変換層と、を有する線状発光体と、
    　前記レーザー光を放出する光源と；
    　前記線状発光体が巻回される骨組みと；
    　を具備し、
    　照射された前記界面散乱光を吸収した前記波長変換層が波長変換光を放出し、
    　前記波長変換層に吸収されず外方へ放出された散乱光と前記波長変換光との混合光を、前記線状発光体の外縁から放出する固体発光装置。
  2. 　前記混合光は、前記骨組みの内部を通過する請求項１記載の固体発光装置。
  3. 　前記骨組みの外枠は、球体、楕円体、直方体、立方体、円柱、および錐体のうちのいずれかである請求項１または２に固体発光装置。
  4. 　請求項１～３のいずれか１つに記載の固体発光装置と；
    　前記第１領域と前記第２の端部との間に設けられ、前記石英光ファイバーの前記外縁の第２領域からの漏れ光が入射する受光部と；
    　前記受光部から出力され、前漏れ光の強度に対応した電気信号により、前記漏れ光の前記強度が所定の範囲外であると、前記第１のレーザー光の放出停止信号を前記光源に向けて出力する制御部と；
    　を具備した固体照明装置。
  5. 　前記石英光ファイバーの前記第２領域は、前記第１のレーザー光を散乱して前記受光部に向けて放出する散乱部を含む請求項４記載の固体照明装置。
  6. 　前記石英光ファイバーの前記第２の端部から放出された前記第１のレーザー光を前記第１の端部に向かって反射する反射部をさらに具備した請求項４または５に記載の固体照明装置。
  7. 　第２のレーザー光を放出する第２の光源をさらに具備し、
    　前記第２のレーザー光は、前記石英光ファイバーの前記第２の端部に入射し、前記第１の端部に向かって導光され、
    　前記波長変換層は、前記第２のレーザー光を吸収し前記第２のレーザー光の波長よりも長い波長の第２の波長変換光を外側方向へ放出する請求項４または５に記載の固体照明装置。
  8. 　コアと前記コアの周囲に設けられたクラッドとを有し、一方の端部のコア端面に導入された紫外光～青色光の波長のレーザー光を前記コアと前記クラッドとの界面において反射させ他方の端部に向けて導光するとともに、前記界面における界面散乱光を前記クラッドを通過させ外方に向かって放出する、石英光ファイバーと；
    　前記石英光ファイバーの周囲に設けられた波長変換層と；
    　内縁が前記波長変換層の外縁と離間するように、前記石英光ファイバーと前記波長変換層とを保護する透光性の保護チューブと；
    　を具備した線状発光体。
  9. 　前記石英光ファイバーと、前記波長変換層と、の間に設けられた被覆層をさらに具備した請求項８記載の線状発光体。
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