WO2021215433A1 - 照明システム - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure generally relates to a lighting system, and more specifically to a lighting system including an optical fiber.
- Patent Document 1 a lighting fixture including a case, a projection lens, and a light source device has been proposed (Patent Document 1).
- the light source device described in Patent Document 1 includes a solid-state light source and an optical transmission fiber.
- the optical transmission fiber has a first end face and a second end face, and excitation light emitted from a solid-state light source is introduced from the first end face.
- the optical transmission fiber has a wavelength conversion core, a light guide core, and a cladding.
- the wavelength conversion core includes a wavelength conversion material that absorbs excitation light to generate an inverted distribution state of electrons and emits wavelength conversion light in the visible light region.
- the light guide core covers the periphery of the wavelength conversion core and transmits the wavelength conversion light from the first end face side to the second end face side.
- the clad covers the periphery of the light guide core.
- the optical transmission fiber is configured such that stimulated emission is generated by wavelength-converted light propagating in the light guide core, and excitation light emitted from a solid-state light source and wavelength-converted light amplified by stimulated emission are emitted from the second end face. There is.
- An object of the present disclosure is to provide an illumination system capable of increasing the intensity of light having a wavelength different from that of excitation light.
- the lighting system includes an optical fiber, a first light source unit, a second light source unit, and a lamp unit.
- the optical fiber has a light incident part, a light emitting part, and a wavelength conversion part.
- the wavelength conversion unit is provided between the light incident unit and the light emitting unit.
- the wavelength conversion unit includes a wavelength conversion element that is excited by excitation light and amplifies naturally emitted light having a wavelength longer than that of the excitation light by spontaneous emission amplification light.
- the first light source unit causes the excitation light to enter the light incident portion.
- the second light source unit causes the light incident portion to receive seed light for generating stimulated emission light from the wavelength conversion element excited by the excitation light and the natural emission amplified light.
- the lamp unit emits light emitted from the light emitting portion of the optical fiber to an external space.
- FIG. 1 is a configuration diagram of a lighting system according to the first embodiment.
- FIG. 2A is a cross-sectional view of the first end of the optical fiber in the same lighting system.
- FIG. 2B is a cross-sectional view of the second end of the optical fiber in the same lighting system.
- 3A to 3C are explanatory views of the operating principle of the same lighting system.
- FIG. 4 is a configuration diagram of a lighting system according to a modified example of the first embodiment.
- FIG. 5 is a block diagram of the lighting system according to the second embodiment.
- FIG. 6 is a block diagram of the lighting system according to the third embodiment.
- FIG. 7 is a block diagram of the lighting system according to the fourth embodiment.
- FIG. 8 is a block diagram of the lighting system according to the fifth embodiment.
- FIG. 9 is a block diagram of the lighting system according to the sixth embodiment.
- FIG. 10 is a block diagram of the same lighting system.
- FIG. 11A is a configuration diagram of a lamp unit in the same lighting system.
- FIG. 11B is a bottom view of the frame of the lamp unit in the same lighting system.
- 12A and 12B are operation explanatory views of the same lighting system.
- 13A and 13B are operation explanatory views of the same lighting system.
- 14A and 14B are explanatory views of a lamp unit in the lighting system according to the first modification of the sixth embodiment.
- FIG. 15 is an explanatory diagram of a lamp unit in the lighting system according to the second modification of the sixth embodiment.
- the illumination system 1 uses an excitation light P1 for exciting a wavelength conversion element and an excitation light P1 on an optical fiber 2 to which a wavelength conversion element (element) is added. Seed light P2 for generating stimulated emission light P3 (see FIG. 3C) from the excited wavelength conversion element is incident. As shown in FIGS. 1 and 2B, light P4 including excitation light P1 and stimulated emission light P3 is emitted from the optical fiber 2.
- 3A to 3C are explanatory views of the operating principle of the lighting system 1.
- the vertical axis of FIGS. 3A, 3B and 3C is electron energy.
- the upward arrow in FIG. 3A indicates the absorption of the excitation light P1.
- the excitation light P1 incident on the optical fiber 2 excites the electron e ⁇ at the base level E0 (including a plurality of energy levels) of the wavelength conversion element to the excitation level E2. Then, the electron e ⁇ of the excitation level E2 transitions to the metastable level E1 having a lower energy than the excitation level E2. After that, for example, the seed light P2 having a wavelength corresponding to the energy difference between the upper energy level (hereinafter, also referred to as the second energy level) among the plurality of energy levels of the quasi-stable level E1 and the basal level E0 (hereinafter, also referred to as the second energy level).
- Stimulated emission light P3 (P32) is generated when the electron e ⁇ of the quasi-stable level E1 transitions to the second energy level by P22). Further, it is quasi-stable by the seed light P2 (P21) having a wavelength corresponding to the energy difference between the quasi-stable level E1 and the first energy level lower than the second energy level among the plurality of energy levels of the basal level. Stimulated emission light P3 (P31) is generated when the electron e ⁇ of the level E1 transitions to the first energy level.
- the lighting system 1 is used as a downlight, but is not limited to this.
- the lighting system 1 may be applied to a facility or a moving body.
- Facilities include, for example, tennis courts, stadiums, airports, detached houses, apartment houses, office buildings, stores, museums, hotels, factories, and the like.
- the moving body is, for example, a car, a bicycle, a train, an airplane, a ship, a drone, or the like.
- the lighting system 1 includes an optical fiber 2, a first light source unit 11, a second light source unit 12, and a lamp unit 6.
- the first light source unit 11 causes the excitation light P1 to enter the light incident unit 21.
- the second light source unit 12 emits seed light P2 (hereinafter, also referred to as external seed light P2) for generating stimulated emission light P3 (see FIG. 3C) from the wavelength conversion element excited by the excitation light P1. It is incident on the part 21.
- seed light P2 hereinafter, also referred to as external seed light P2
- stimulated emission light P3 see FIG. 3C
- the optical fiber 2 has a core 3, a clad 4, and a covering portion 5.
- the clad 4 covers the outer peripheral surface of the core 3.
- the covering portion 5 covers the outer peripheral surface of the clad 4.
- the cross-sectional shape orthogonal to the optical axis direction is a circular shape.
- the clad 4 is arranged coaxially with the core 3.
- the core 3 has a first end surface 31 (see FIG. 2A) and a second end surface 32 (see FIG. 2B) opposite to the first end surface 31 in the length direction of the core 3.
- the core 3 has a first core portion 3A and a second core portion 3B.
- the length of each of the first core portion 3A and the second core portion 3B is shorter than the length of the core 3.
- the length of the core 3 is the total length of the length of the first core portion 3A and the length of the second core portion 3B.
- the first core portion 3A includes the first end surface 31 and does not include the second end surface 32.
- the second core portion 3B includes the second end surface 32 and does not include the first end surface 31.
- the first core portion 3A includes a translucent material and a wavelength conversion element.
- the second core portion 3B contains the above-mentioned translucent material, but does not include a wavelength conversion element.
- the density of the wavelength conversion element in the first core portion 3A may or may not be substantially uniform over the entire length of the first core portion 3A.
- the refractive index of the core 3 is substantially the same as the refractive index of the above-mentioned translucent material which is the main component of the core 3.
- the translucent material is, for example, either fluoride, oxide, or nitride.
- the fluoride is, for example, fluoride glass.
- the oxide is, for example, silicon oxide, quartz or the like.
- the wavelength conversion element is a rare earth element.
- the wavelength conversion element includes, for example, an element selected from the group of Pr, Tb, Ho, Dy, Er, Eu, Nd and Mn.
- the wavelength conversion element is contained in the core 3 as an ion of a rare earth element, and is contained, for example, as an ion of Pr (Pr 3+ ) and an ion of Tb (Tb 3+ ).
- the wavelength conversion element is excited by light P1 or amplified by spontaneous emission light emitted from a wavelength conversion element other than itself as internal seed light, that is, natural emission amplified light (ASE). May be done.
- the wavelength conversion element emits ASE peculiar to the element of the wavelength conversion element, and also generates stimulated emission light having the same wavelength as the wavelength of the external seed light P2, and these are combined to generate stimulated emission. It is emitted as light P3.
- the wavelengths of the ASE and the external seed light P2 are longer than the wavelength of the excitation light P1 (for example, 440 nm to 450 nm).
- the wavelength of the seed light P2 will be described in the column of "(2.3) Second light source unit".
- Pr 3+ is a wavelength conversion element capable of emitting amplified light of ASE or seed light in the range of cyan to red.
- the intensity of stimulated emission depends on the intensity of the internal seed light (spontaneous emission light) and the external seed light.
- Tb 3+ can be excited by absorbing ASE from Pr 3+ to generate ASE having a wavelength peculiar to Tb 3+.
- the refractive index of the clad 4 is smaller than the refractive index of the core 3.
- the clad 4 does not include the wavelength conversion element contained in the core 3 (the first core portion 3A of the core 3).
- the material of the covering portion 5 is, for example, a resin.
- the optical fiber 2 has a light incident unit 21, a light emitting unit 22, and a wavelength conversion unit 23.
- the light incident portion 21 is a portion where the excitation light P1 is incident, and includes, for example, the first end surface 31 of the core 3.
- the light emitting unit 22 includes a second end surface 32 of the core 3 emitted by the light P4 including the excitation light P1 and the stimulated emission light P3 including ASE.
- the light incident portion 21 may include a reflection reducing portion that reduces the reflection of the excitation light P1 incident on the light incident portion 21 from the outside of the optical fiber 2.
- the reflection reducing portion may be, for example, an anti-reflection coat that covers the first end surface 31 of the core 3.
- the light emitting unit 22 may include a reflection reducing unit that reduces the reflection between the excitation light P1 and the stimulated emission light P3 including ASE.
- the reflection reducing portion can be preferably made of, for example, a transparent material having a refractive index substantially equal to that of the core 3.
- the reflection reducing portion includes, for example, an end cap.
- the light emitting portion 22 since the light emitting portion 22 includes the reflection reducing portion, it is possible to suppress the electric field enhancement due to the reflection on the second end surface 32 of the core 3, and the occurrence of damage on the second end surface 32 of the core 3 can be suppressed. It can also be suppressed.
- the optical fiber 2 when the second end surface 32 of the core 3 is in contact with air, Fresnel reflection of several% occurs at the second end surface 32, which may cause parasitic oscillation and make it difficult to control the light output.
- the optical fiber 2 includes a reflection reducing portion joined to the second end surface 32 of the core 3.
- the material of the reflection reducing portion may be fluoride glass, silicon oxide, or quartz.
- the light emitting unit 22 may include an inclined surface inclined at a predetermined angle (for example, 8 degrees) with respect to a surface orthogonal to the optical axis of the optical fiber 2.
- the optical fiber 2 reflects at the boundary surface between the second end surface 32 and the reflection reducing portion and reaches the first end surface 31. It is possible to reduce the returning light component (backward reflection component), and it is possible to improve the efficiency of the light emitted from the light emitting unit 22.
- the predetermined angle is not limited to 8 degrees.
- the length of the end cap in the optical axis direction of the optical fiber 2 is, for example, 100 ⁇ m to 3 mm.
- the end cap is arranged so as to straddle the core 3 and the clad 4, but may be arranged at least on the second end surface 32 of the core 3.
- the reflection reducing portion is not limited to the end cap, and may have, for example, a fine uneven structure of 200 nm or less included in the second end surface 32 of the core 3. In this case, from the viewpoint of reducing reflection, the presence or absence of the end cap may be used.
- the wavelength conversion unit 23 is provided between the light incident unit 21 and the light emitting unit 22.
- the wavelength conversion unit 23 includes a wavelength conversion element that is excited by the excitation light P1 and emits light having a wavelength longer than that of the excitation light P1.
- the wavelength conversion element is an element capable of absorbing the excitation light P1 and amplifying naturally emitted light or seed light having a wavelength longer than that of the excitation light P1 by stimulated emission.
- the wavelength conversion unit 23 includes a first core portion 3A of the core 3, a portion of the clad 4 corresponding to the first core portion 3A (a portion covering the outer peripheral surface of the first core portion 3A), and a covering portion 5.
- the portion corresponding to the first core portion 3A and the portion corresponding to the first core portion 3A are included.
- the wavelength conversion unit 23 and the portion 24 other than the wavelength conversion unit 23 are distinguished by the presence or absence of dot hatching.
- dot hatching is attached to the wavelength conversion unit 23, and dot hatching is not attached to the portion 24 other than the wavelength conversion unit 23.
- the translucent material of the first core portion 3A is preferably the same as the translucent material of the second core portion 3B.
- the refractive index of the first core portion 3A is preferably the same as the refractive index of the second core portion 3B.
- the diameter of the core 3 is, for example, 25 ⁇ m to 500 ⁇ m.
- the length of the optical fiber 2 is, for example, 3 m to 10 m. Regarding the length of the wavelength conversion unit 23, it is preferable that the lower the concentration of the wavelength conversion element in the wavelength conversion unit 23, the longer the length.
- the numerical aperture of the optical fiber 2 is, for example, 0.22.
- the density of the wavelength conversion element in the wavelength conversion unit 23 is the concentration of the wavelength conversion element in the first core unit 3A.
- the first light source unit 11 emits excitation light P1 for exciting a wavelength conversion element included in the wavelength conversion unit 23 of the optical fiber 2.
- the excitation light P1 emitted from the first light source unit 11 is incident on the light incident unit 21 of the optical fiber 2.
- the first light source unit 11 includes, for example, a laser light source.
- the laser light source emits laser light.
- the excitation light P1 laser light emitted from the laser light source
- the laser light source is, for example, a semiconductor laser that emits a blue laser beam.
- the wavelength of the excitation light P1 is, for example, 440 nm to 450 nm.
- Second light source unit The second light source unit 12 emits the seed light P2.
- the seed light P2 emitted from the second light source unit 12 is incident on the light incident unit 21 of the optical fiber 2.
- the lighting system 1 includes a plurality of (for example, two) second light source units 12.
- the two second light source units 12 emit, for example, seed light P2 having one wavelength different from each other.
- one of the two second light source units 12 will be referred to as a second light source unit 121, and the remaining one second light source unit 12 will be referred to as a second light source unit 122.
- the second light source unit 121 is, for example, a semiconductor laser that emits green light.
- the second light source unit 122 is, for example, a semiconductor laser that emits red light.
- the wavelength of the green seed light P21 is preferably, for example, about 520 nm
- the wavelength of the red seed light P22 is preferably, for example, about 640 nm.
- Each second light source unit 12 is a light source that emits quasi-monochromatic light.
- the quasi-monochromatic light is light included in a narrow wavelength range (for example, 10 nm).
- the number of the second light source units 12 in the lighting system 1 is not limited to two, and may be three or more, or one.
- the three second light source units 12 include a semiconductor laser that emits green light, a semiconductor laser that emits red light, and orange light. A semiconductor laser that emits light may be provided.
- the wavelength of the orange seed light is preferably, for example, about 600 nm.
- the light emitted from the second light source unit 121 is incident on the light incident unit 21 of the optical fiber 2 as the seed light P2 (P21). Further, the light emitted from the second light source unit 122 is incident on the light incident unit 21 of the optical fiber 2 as the seed light P2 (P22).
- the lamp unit 6 emits the light emitted from the light emitting unit 22 of the optical fiber 2 to the external space S1.
- the lamp unit 6 holds the light emitting portion 22 of the optical fiber 2.
- the lamp unit 6 may include an optical member that controls the light distribution of the light emitted from the light emitting unit 22 of the optical fiber 2.
- the optical member is, for example, a lens, a reflector, or the like.
- a part of the optical fiber 2 is arranged behind the ceiling and behind the wall.
- the lamp unit 6 is attached to the ceiling 101 by using, for example, a flange protruding outward from the lower end of the lamp unit 6 and a plurality of leaf springs that sandwich the ceiling 101 between the flanges.
- the lamp unit 6 may be mounted on the ceiling 101 by using, for example, a mounting frame and a plurality of mounting springs.
- the lighting system 1 includes a housing 15 for accommodating a first light source unit 11 and a plurality of second light source units 12.
- the housing 15 is installed, for example, on the floor 104 of the building 100 and behind the wall 103.
- the lighting system 1 further includes an adjusting unit 10.
- the adjusting unit 10 adjusts the intensity of the seed light P2 having at least one wavelength.
- the adjusting unit 10 adjusts the intensity of the excitation light P1 and the intensity of each of the plurality of seed lights P21 and P22.
- the adjusting unit 10 includes a first drive circuit for driving the first light source unit 11, and a plurality of second drive circuits for driving the second light source unit 12 having a one-to-one correspondence with the plurality of second light source units 12. It includes a first drive circuit and a control circuit that individually controls a plurality of second drive circuits.
- the control circuit individually controls the first drive circuit and the plurality of second drive circuits, so that the chromaticity of the light P4 emitted from the light emitting unit 22 of the optical fiber 2 can be adjusted.
- the lighting system 1 can be adjusted in color by including the adjusting unit 10.
- the adjusting unit 10 is housed in the housing 15, but the present invention is not limited to this, and the adjusting unit 10 may not be housed in the housing 15.
- a power supply voltage is supplied to the first drive circuit and the plurality of second drive circuits, for example, from the first power supply circuit.
- the control circuit is supplied with a power supply voltage from, for example, a second power supply circuit.
- the first power supply circuit and the second power supply circuit are not included in the components of the lighting system 1, but are not limited to this, and may be included.
- the lighting system 1 further includes an optical coupling portion 16 for incidenting the excitation light P1 and each seed light P2 on the light incident portion 21 of the optical fiber 2.
- the optical coupling portion 16 is arranged in the opening 151 of the housing 15.
- the optical coupling unit 16 includes, but is not limited to, a waveguide type coupler, and may be, for example, an optical fiber type coupler or another multi-wavelength combiner.
- the material of the optical path such as the waveguide type coupler, the optical fiber type coupler, and the multi-wavelength combiner is, for example, quartz, but is not limited thereto.
- the illumination system 1 may configure the optical coupling unit 16 so that the optical coupling unit 16 includes a lens, and may also introduce the seed light P2 into the lens of the optical coupling unit 16 for introducing the excitation light P1.
- the first light source unit 11 and the second light source unit 12 have a structure in which the excitation light P1 and the seed light P2 are emitted from the optical fibers, respectively, the light emitted from the optical fiber is the optical coupling unit 16 of each optical fiber. It may be arranged so as to be introduced in.
- the incident light (excitation light P1 and each seed light P2) to the light incident portion 21 of the optical fiber 2 is adjusted by using a lens, a mirror, a prism, an optical member having a slit for passing light, and other optical members. May be good. Adjustments using these optical members can be appropriately combined even when the first light source unit 11 or the second light source unit 12 emits light through an optical fiber.
- the introduction portion of the excitation light P1 or the seed light P2 in the optical coupling portion 16 may include a reflection reduction portion.
- the reflection reducing portion may be, for example, an anti-reflection coat.
- the excitation light P1 is emitted from the first light source unit 11, and the seed lights P21 and P22 are emitted from each of the plurality of second light source units 12.
- the excitation light P1 and the seed light P2 are incident on the light incident portion 21 of the optical fiber 2.
- a part of the excitation light P1 incident on the light incident portion 21 is emitted from the light emitting portion 22.
- the light P4 emitted from the light emitting unit 22 of the optical fiber 2 is a mixed color light of the excitation light P1, the ASE having a wavelength of about 480 nm generated from the wavelength conversion element, and the light in which the seed light P2 is amplified. be.
- the two types of stimulated emission lights P31 and P32 which correspond one-to-one with the plurality of seed lights P21 and P22 and have different wavelengths from each other, are, for example, green light and red light, respectively.
- the mixed color light is, for example, white light.
- the lower stimulated emission light P3 (P31) is green light
- the upper stimulated emission light P3 (P32) is red light.
- stimulated emission is generated by naturally emitted light and seed light P2, so that the excitation light P1 incident on the light incident portion 21 and the stimulated emission light P3 amplified by the stimulated emission are emitted from the light emitting portion 22. ..
- the intensity of the induced emission light P3 having the same wavelength as the seed light P21 is determined by the seed light P21 incident on the light incident section 21 from the second light source section 121. Greater than strength.
- the intensity of the induced emission light P3 having the same wavelength as the seed light P22 is the seed light incident on the light incident unit 21 from the second light source unit 122. It is larger than the strength of P22.
- the mixed color light emitted from the light emitting unit 22 of the optical fiber 2 is incoherent light.
- the chromaticity, color temperature, color rendering property, etc. of the light P4 emitted from the light emitting unit 22 of the optical fiber 2 are determined according to the wavelengths of the ASE and the seed light P2.
- the operation of the lighting system 1 is different from the operation of the fiber laser that oscillates the laser.
- the wavelength conversion element that is the heat generation source is dispersed in the core 3 of the optical fiber 2, it is possible to suppress the temperature rise during use.
- the adjusting unit 10 adjusts the intensity of the excitation light P1 and the intensity of each of the plurality of seed lights P2, but the adjustment unit 10 is not limited to this, and the adjusting unit 10 adjusts the seed light P2 having at least one wavelength. It may be configured to adjust the strength of.
- the lighting system 1 includes an optical fiber 2, a first light source unit 11, a second light source unit 12, and a lamp unit 6.
- the optical fiber 2 includes a light incident unit 21, a light emitting unit 22, and a wavelength conversion unit 23.
- the wavelength conversion unit 23 is provided between the light incident unit 21 and the light emitting unit 22.
- the wavelength conversion unit 23 includes a wavelength conversion element that is excited by the excitation light P1 and amplifies naturally emitted light having a wavelength longer than that of the excitation light P1 by spontaneous emission amplified light (that is, stimulated emission).
- the first light source unit 11 causes the excitation light P1 to enter the light incident unit 21.
- the second light source unit 12 causes the light incident unit 21 to receive the seed light P2 for generating the stimulated emission light P3 from the wavelength conversion element excited by the excitation light P1 and the natural emission amplified light.
- the lamp unit 6 emits the light P4 emitted from the light emitting unit 22 of the optical fiber 2 to the external space S1.
- the lighting system 1 it is possible to increase the intensity of light having a wavelength different from that of the excitation light P1 (stimulated emission light P3).
- the wavelength conversion unit 23 is provided between the light incident unit 21 and the light emitting unit 22 in the optical fiber 2, the length of the wavelength conversion unit 23 is increased. This makes it possible to suppress the temperature rise of the wavelength conversion unit 23.
- the lighting system 1 since there is no heat generating source such as the first light source unit 11, the second light source unit 12, and the wavelength conversion unit 23 in the lamp unit 6, it is necessary to provide the lamp unit 6 with a heat radiating member. Therefore, it is possible to reduce the size and weight of the lamp unit 6. This facilitates the installation work of the lamp unit 6 on the ceiling 101 or the like.
- the lighting system 1 further includes an adjusting unit 10 for adjusting the intensity of each of the seed light P2 having a plurality of wavelengths, the chromaticity of the light P4 emitted from the light emitting unit 22 of the optical fiber 2 is provided. Can be adjusted.
- the wavelength conversion unit 23 contains Pr 3+ as a wavelength conversion element, and not only emits cyan ASE, but also emits seed light P2 having a plurality of wavelengths to the light incident unit. Since the light is incident on the 21, the intensity of each of the green stimulated emission light and the red stimulated emission light can be increased. As a result, the lighting system 1 according to the first embodiment can improve the color rendering property of the light P4 emitted from the light emitting unit 22 of the optical fiber 2.
- the wavelength conversion unit 23 contains Pr 3+ and Tb 3+ as two types of wavelength conversion elements, the light emitted from the light emission unit 22 of the optical fiber 2 It is possible to further improve the color rendering property of P4.
- the lighting system 1a according to the modified example is different from the lighting system 1 according to the first embodiment in that the arrangement of the first light source unit 11 and the two second light source units 12 is different, and the cross dichroic prism 14 is further provided. It is different from the lighting system 1 according to 1.
- the cross dichroic prism 14 causes the excitation light P1 from the first light source unit 11 and the two seed lights P21 and P22 from each of the two second light source units 121 and 122 to be incident on the light incident portion 21 of the optical fiber 2. Have been placed.
- the cross dichroic prism 14 transmits the seed light P21 (here, green light) from the second light source unit 121 and the seed light P22 (here, red light) from the second light source unit 122, and the excitation light P1 (here, here). , Blue light), the excitation light P1 from the first light source unit 11, and the seed light P21 from the second light source unit 121, and the seed light P22 from the second light source unit 122 is reflected.
- the second film 142 and the like are included.
- the first film 141 and the second film 142 are arranged so as to be orthogonal to each other.
- the second light source unit 121 faces the light incident portion 21 of the optical fiber 2, and the second light source unit 121 and the light incident portion 21 of the optical fiber 2 are arranged on the optical axis of the second light source unit 121.
- a cross dichroic prism 14 is arranged between the two. Further, the first light source unit 11, the cross dichroic prism 14, and the second light source unit 122 are arranged in a direction orthogonal to the optical axis of the second light source unit 121 and intersecting the first film 141 and the second film 142. ..
- the lighting system 1a it is possible to increase the intensity of light having a wavelength different from that of the excitation light P1 (stimulated emission light P3) as in the lighting system 1 according to the first embodiment.
- the lighting system 1b according to the second embodiment is different from the lighting system 1 according to the first embodiment in that the protective cover 7 is further provided.
- the protective cover 7 covers a part of the wavelength conversion unit 23.
- the lighting system 1b according to the second embodiment has a space 8 between the protective cover 7 and the wavelength conversion unit 23.
- the protective cover 7 has a first end 71 and a second end 72 on the side opposite to the first end 71 in the length direction of the protective cover 7.
- the protective cover 7 is tubular and has a first opening at the first end 71 and a second opening at the second end 72. More specifically, the protective cover 7 is circular and has a circular first opening at the first end 71 and a circular second opening at the second end 72.
- the inner diameter of the first opening and the inner diameter of the second opening are larger than the outer diameter of the optical fiber 2.
- the space 8 is connected to the external space through the first opening, and is connected to the external space through the second opening.
- the shape of the protective cover 7 is not limited to a circular tube, and may be any shape as long as a space 8 can be formed between the inner peripheral surface of the protective cover 7 and the outer peripheral surface of the optical fiber 2.
- the first opening and the second opening may be elliptical or square.
- the wavelength conversion unit 23 can be protected by providing the protective cover 7. Further, since the lighting system 1b according to the second embodiment has a space 8 between the protective cover 7 and the wavelength conversion unit 23, the heat generated by the wavelength conversion unit 23 can be easily dissipated.
- the lighting system 1b according to the second embodiment has a gap 9 between the protective cover 7 and the first light source unit 11 and the second light source unit 12. More specifically, the lighting system 1b according to the second embodiment has a gap 9 between the first end 71 of the protective cover 7 and the optical coupling portion 16, and the gap 9 causes the optical coupling portion in the wavelength conversion unit 23. The end on the 16 side is exposed. As a result, the lighting system 1b according to the second embodiment can easily dissipate the heat generated by the wavelength conversion unit 23.
- the protective cover 7 has flexibility. As a result, in the lighting system 1b according to the second embodiment, the degree of freedom in routing the optical fiber 2 and the protective cover 7 is increased.
- the wavelength conversion unit 23 is excited by the excitation light P1 and emits naturally emitted light having a wavelength longer than that of the excitation light P1 as natural emission amplified light ( That is, it contains a wavelength conversion element that is amplified by stimulated emission).
- the first light source unit 11 causes the excitation light P1 to enter the light incident unit 21.
- the second light source unit 12 causes the light incident unit 21 to receive the seed light P2 for generating the stimulated emission light P3 from the wavelength conversion element excited by the excitation light P1 and the natural emission amplified light.
- the lamp unit 6 emits light P4 (see FIG. 2B) emitted from the light emitting unit 22 of the optical fiber 2 to the external space S1.
- the lighting system 1b it is possible to increase the intensity of light having a wavelength different from that of the excitation light P1 (stimulated emission light P3).
- the length of the protective cover 7 is longer than the length of the wavelength conversion unit 23, and the protective cover 7 covers the entire wavelength conversion unit 23 in the length direction of the wavelength conversion unit 23. In that respect, it differs from the lighting system 1b according to the second embodiment.
- the protective cover 7 can protect the entire wavelength conversion unit 23.
- the lighting system 1c according to the third embodiment further includes a blower 17.
- the blower 17 is arranged in the housing 15. Since the lighting system 1c according to the third embodiment includes the blower 17, it is possible to cool the air in the housing 15 and suppress the temperature rise of each of the first light source unit 11 and the plurality of second light source units 12. be able to. Further, if a part of the air blown by the blower 17 can be ventilated to the space 8 between the protective cover 7 and the wavelength conversion unit 23, the temperature rise of the wavelength conversion unit 23 can be further suppressed. Become.
- the wavelength conversion unit 23 is excited by the excitation light P1 and emits naturally emitted light having a wavelength longer than that of the excitation light P1 as natural emission amplified light ( That is, it contains a wavelength conversion element that is amplified by stimulated emission).
- the first light source unit 11 causes the excitation light P1 to enter the light incident unit 21.
- the second light source unit 12 causes the light incident unit 21 to receive the seed light P2 for generating the stimulated emission light P3 from the wavelength conversion element excited by the excitation light P1 and the natural emission amplified light.
- the lamp unit 6 emits light P4 (see FIG. 2B) emitted from the light emitting unit 22 of the optical fiber 2 to the external space S1.
- the lighting system 1c it is possible to increase the intensity of light having a wavelength different from that of the excitation light P1 (stimulated emission light P3).
- the lighting system 1d according to the fourth embodiment is different from the lighting system 1b according to the second embodiment in that the protective cover 7 has a plurality of through holes 73.
- the plurality of through holes 73 are connected to the space 8 between the protective cover 7 and the wavelength conversion unit 23.
- the protective cover 7 since a plurality of through holes 73 are formed in the protective cover 7, it is easier to dissipate heat generated by the wavelength conversion unit 23 as compared with the lighting system 1b according to the second embodiment. Become.
- the material of the protective cover 7 is, for example, metal, but is not limited thereto.
- the lighting system 1e according to the fifth embodiment is different from the lighting system 1 according to the first embodiment in that it is used for lighting a tennis court.
- the lighting unit 6 in the lighting system 1e according to the fifth embodiment is supported by a hollow pole provided so as to project above the ground around the tennis court.
- the pole is a structure that supports the lamp unit 6.
- a part of the optical fiber 2 is arranged in the pole.
- the wavelength conversion unit 23 is concealed by the pole.
- the lighting system 1e includes a plurality of optical fibers 2 (four in the illustrated example). Of a plurality of (four in the illustrated example) optical fibers 2, two optical fibers 2 are bundled and held in the lamp unit 6. As a result, the lighting system 1e can increase the amount of light emitted from the lamp unit 6 while suppressing the increase in size of the lamp unit 6. A part of each of the two or more bundled optical fibers 2 is arranged in a pole.
- the lamp unit 6 includes a lamp body 61 holding the optical fiber 2 and a reflector 62.
- the reflector 62 reflects at least a part of the light P4 emitted from the light emitting portion 22 of the optical fiber 2 toward the external space S1.
- the light distribution can be controlled by the reflector 62.
- one reflector 62 is provided for the two bundled optical fibers 2, and another reflector 62 is provided for the other two bundled optical fibers 2. ing.
- the number of optical fibers 2 is not particularly limited as long as it is plural, and may be two. In this case, the two optical fibers 2 may be bundled together, and the lamp unit 6 may have only one reflector 62.
- the lighting system 1f includes a support member 160 that supports the lamp main body 61 of the lamp unit 6.
- the support member 160 has a fixing portion 165 fixed to the ceiling 101, a hollow arm 166 having a first end and a second end, and the first end being connected to the fixing portion 165, and a second arm 166. It has a connecting device 167 that connects the end and the lamp main body 61 of the lamp unit 6.
- the fixing portion 165 is fixed to the ceiling 101 in a state where a part of the fixing portion 165 is embedded in the mounting hole 111 formed in the ceiling 101.
- the fixing portion 165, the arm 166, and the connecting device 167 have a space for passing the optical fiber 2 and the power cable 300 described later.
- the power cable 300 is connected to a power supply device 155 arranged in the housing 15.
- a part of the optical fiber 2 and a part of the power cable 300 are arranged in the fixed portion 165, the arm 166, and the connecting device 167.
- a part of the optical fiber 2 and a part of the power cable 300 are concealed by the fixing portion 165, the arm 166, and the connecting device 167.
- the coupling device 167 arms the lamp unit 6 so that the lamp unit 6 can rotate between the first position and the second position around one rotation axis orthogonal to the axial direction of the arm 166. It is a hinge device (rotation mechanism) connected to 166.
- the coupling device 167 is a hinge device that connects the lamp unit 6 to the arm 166 so that the lamp unit 6 can be rotated clockwise and counterclockwise in the front view of FIG. be. Since the lighting system 1f includes a connecting device 167 which is a hinge device, the irradiation direction of the light P4 from the lamp unit 6 can be adjusted.
- the lighting system 1f further includes an information acquisition unit 69, a first drive unit 66, a second drive unit 67, and a control unit 68.
- the information acquisition unit 69 acquires control-related information related to the irradiation direction of the light P4 emitted from the lamp unit 6 to the external space S1.
- the first drive unit 66 and the second drive unit 67 drive the lamp unit 6.
- the control unit 68 changes the irradiation direction of the light P4 from the lamp unit 6 based on the control-related information acquired by the information acquisition unit 69.
- the control unit 68 changes the irradiation direction of the light P4 by driving the lamp unit 6 by at least one of the first drive unit 66 and the second drive unit 67.
- the lighting system 1 can change the lighting area A1 by the light P4 emitted from the lamp unit 6 to the external space S1.
- Changing the irradiation direction also includes changing the irradiation range (light distribution angle).
- the functions of the information acquisition unit 69 and the control unit 68 can be realized by a computer system.
- a computer system includes, for example, one or more input / output interfaces, one or more memories, and one or more processors (microprocessors). That is, when one or more processors execute one or more programs (applications) stored in one or more memories, they function as the information acquisition unit 69 and the control unit 68.
- the program is pre-recorded in the memory of the control unit 68 here, the program may be provided by being recorded in a non-temporary recording medium such as a memory card or through a telecommunication line such as the Internet.
- the input / output interface is an interface for inputting information to the control unit 68 and outputting information from the control unit 68, and includes a communication interface.
- a computer system that realizes the functions of the information acquisition unit 69 and the control unit 68 is arranged in, for example, the lamp unit 6.
- the control-related information includes the position information of the person H10, which is the object to be illuminated in the external space S1, detected by the sensor.
- the sensor is an image sensor 161 that detects a person H10 in the external space S1.
- the image sensor 161 is installed, for example, on the ceiling 101 facing the external space S1.
- the image sensor 161 is, for example, a thermal image sensor having a plurality of pixels and including an infrared detection unit in which each of the plurality of pixels is composed of a thermopile.
- the image sensor 161 can generate position information of the person H10 in the external space S1 based on the thermal image. In the facility, a plurality of image sensors 161 may be provided for one external space S1.
- individual identification information is set in the image sensor 161.
- the image sensor 161 is not limited to the thermal image sensor, and may be, for example, an image sensor including a camera that captures the external space S1.
- the image sensor in the camera is, for example, a CMOS (Complementary MOS) image sensor.
- the image sensor is not limited to the CMOS image sensor, and may be, for example, a CCD (Charge Coupled Device) image sensor, an infrared image sensor, or the like.
- the position information of the lighting unit 6 and the plurality of image sensors 161 are stored in the memory of the control unit 68 based on the position information of the lighting unit 6, the position information of the image sensor 161 and the detection area of the image sensor 161.
- the position information of a plurality of small detection areas having a one-to-one correspondence with the pixels may be stored in association with each other.
- the control-related information includes the device position information related to the position of the transmission device 162 transmitted from the transmission device 162 in the external space S1.
- the transmission device 162 is, for example, a remote controller, a smartphone, or the like.
- the control unit 68 controls the first drive unit 66 so as to change the irradiation direction of the light P4 based on the device position information transmitted from the transmission device 162.
- the transmission device 162 transmits a radio signal including device position information, for example, by being operated by a person H10 in the external space S1.
- the information acquisition unit 69 includes a receiving unit that receives the radio signal transmitted from the transmitting device 162, and acquires device position information via the receiving unit.
- the control unit 68 since the control unit 68 changes the irradiation direction of the light P4 from the lamp unit 6 based on the control-related information acquired by the information acquisition unit 69, the lighting area A1 can be changed. It becomes.
- the lighting system 1f acquires the identification information of the person H10 as control-related information in the information acquisition unit 69, and the light of the chromaticity according to the preference of the person H10 is transmitted to the person H10 based on the identification information and the position information.
- the control unit 68 may be configured to control the adjusting unit 10 so as to be irradiated.
- the adjusting unit 10 gives a control signal to the drive circuits (first and second drive circuits) of the first light source unit 11 and the second light source unit 12, and causes the laser light sources of the first light source unit 11 and the second light source unit 12 to receive control signals. Adjust the output.
- the lighting system 1f can irradiate the person H10 with light P4 having a chromaticity desired by the person H10.
- the lamp unit 6 emits light P4 from the bottomed tubular lamp body 61 and the light emitting unit 22 of the optical fiber 2 arranged in the lamp body 61 to the outside of the lamp unit 6.
- the light emitting unit 60 is provided.
- the light emitting unit 60 includes a ferrule 27 covering the end of the optical fiber 2 including the light emitting portion 22 of the optical fiber 2, a lens 63 facing the light emitting portion 22 of the optical fiber 2, and a lens 63.
- the protective member 65 accommodating the ferrule 27, the ring-shaped frame 690 arranged in the lamp body 61 and surrounding the protective member 65, and protruding outward from the tip of the protective member 65. It has a flange portion 660 and.
- the lens 63 is, for example, a biconvex lens.
- the lens 63 is located on the optical axis of the light emitting unit 22 of the optical fiber 2 away from the light emitting unit 22.
- the lens 63 has a first lens surface 631 facing the light emitting portion 22 of the optical fiber 2 and a second lens surface 632 opposite to the first lens surface 631.
- the second lens surface 632 of the lens 63 is exposed.
- the light emitting unit 60 is movable in the lamp main body 61.
- the frame body 690 is fixed to the lamp body 61.
- the first drive unit 66 constitutes a drive unit that drives the lamp unit 6 (the light emission unit 60) so as to change the irradiation direction of the light P4.
- the second drive unit 67 constitutes a drive unit that drives the lamp unit 6 (the light emission unit 60) so as to change the distance between the light emission unit 22 of the optical fiber 2 and the lens 63. doing.
- the first drive unit 66 has a first actuator 661 and a second actuator 662.
- the first actuator 661 includes a first motor M1, a first feed screw SC1, a first nut N1, and a first spring SP1.
- one end of the first feed screw SC1 is connected to the rotation shaft of the first motor M1, and the other end of the first feed screw SC1 is fitted to the first nut N1. Is in contact with the flange portion 660 of the light emitting unit 60.
- the first spring SP1 is interposed between the frame body 690 and the flange portion 660, and can be expanded and contracted in the direction along the axial direction of the first feed screw SC1.
- the first feed screw SC1 is fitted into the first screw hole 691 of the frame body 690 between the first motor M1 and the flange portion 660.
- the rotation of the first motor M1 allows the first motor M1 to move in the direction along the axial direction of the first feed screw SC1.
- the axial direction of the first feed screw SC1 is substantially parallel to the axial direction of the lamp body 61.
- the second actuator 662 includes a second motor M2, a second feed screw SC2, a second nut N2, and a second spring SP2.
- one end of the second feed screw SC2 is connected to the rotation shaft of the second motor M2
- the other end of the second feed screw SC2 is fitted to the second nut N2
- the second nut N2 Is in contact with the flange portion 660 of the light emitting unit 60.
- the second spring SP2 is interposed between the frame body 690 and the flange portion 660, and can be expanded and contracted in the direction along the axial direction of the second feed screw SC2.
- the second feed screw SC2 is fitted into the second screw hole 692 of the frame body 690 between the second motor M2 and the flange portion 660.
- the rotation of the second motor M2 allows the second motor M2 to move in the direction along the axial direction of the second feed screw SC2.
- the axial direction of the second feed screw SC2 is substantially parallel to the axial direction of the lamp body 61.
- the control unit 68 controls the first motor M1 and the second motor M2 of the first drive unit 66.
- the point where the flange portion 660 and the second nut N2 are in contact with each other is determined.
- the flange portion 660 is pushed in so that the flange portion 660 is tilted as a fulcrum, and the optical axis of the light emitting portion 22 of the optical fiber 2 is tilted with respect to the axial direction of the first feed screw SC1 and the axial direction of the lighting fixture main body 61.
- the irradiation direction of P4 changes. Further, in the lighting system 1f, the state of FIG. 12A can be returned to the state of FIG. 12A by rotating the first motor M1 in the second rotation direction opposite to the first rotation direction from the state of FIG. 12B. Further, in the lighting system 1f, when the second feed screw SC2 is pushed in by rotating the second motor M2 in the first rotation direction from the state shown in FIG. 12A, the point where the flange portion 660 and the first nut N1 are in contact with each other is determined.
- the flange portion 660 is pushed in so that the flange portion 660 is tilted as a fulcrum, and the optical axis of the light emitting portion 22 of the optical fiber 2 is tilted with respect to the axial direction of the second feed screw SC2 and the axial direction of the lighting fixture main body 61.
- the irradiation direction of P4 changes.
- the second drive unit 67 has a third actuator 671.
- the third actuator 671 includes a third motor M3, a third feed screw SC3, a third nut N3, and a third spring SP3.
- the light emitting unit 60 includes a fixed frame body 601 and a movable frame body 602 arranged in the protective member 65.
- the fixed frame body 601 is fixed to the protective member 65.
- the movable frame body 602 is separated from the fixed frame body 601 in the direction along the optical axis of the optical fiber 2, and can be moved so as to change the distance from the fixed frame body 601.
- the optical fiber 2 is not fixed to the fixed frame body 601 but is fixed to the movable frame body 602.
- the optical fiber 2 can move together with the movable frame body 602.
- the fixed frame body 601 and the movable frame body 602 the light emitting unit 22 and the lens 63 are arranged in the direction along the optical axis of the optical fiber 2, the fixed frame body 601 and the movable frame body 602, and the light emitting unit 22.
- the lens 63 are arranged in this order.
- one end of the third feed screw SC3 is connected to the rotation shaft of the third motor M3, and the other end of the third feed screw SC3 is fitted to the third nut N3. Is in contact with the movable frame body 602.
- the third spring SP3 is interposed between the fixed frame body 601 and the movable frame body 602, and can be expanded and contracted in the direction along the axial direction of the third feed screw SC3.
- the fixed frame body 601 has a screw 613 to which the third feed screw SC3 is fitted.
- the lamp unit 6 further has a support pin 603 protruding from the fixed frame body 601 toward the movable frame body 602.
- the second main surface 622 has a recess 623 into which the support pin 603 is fitted. Is formed.
- the control unit 68 controls the third motor M3 of the second drive unit 67.
- the control unit 68 controls the third motor M3 of the second drive unit 67.
- the third feed screw SC3 is pushed in as shown in FIG. 13B by rotating the third motor M3 in the first direction from the state of FIG. 13A
- the movable frame body 602 is pushed in and the light is emitted.
- the distance between the light emitting portion 22 of the fiber 2 and the lens 63 changes.
- the state of FIG. 13A can be returned to the state of FIG. 13A by rotating the third motor M3 in the second rotation direction opposite to the first rotation direction from the state of FIG. 13B.
- the control unit 68 changes the distance between the light emitting unit 22 of the optical fiber 2 and the lens 63 based on the control-related information.
- the control unit 68 controls the second drive unit 67 to change the distance between the light emitting unit 22 of the optical fiber 2 and the lens 63, as shown in FIGS. 13A and 13B.
- the lighting system 1f can change the light distribution angle of the light P4 emitted from the lamp unit 6 to the external space S1. That is, the lighting system 1f can change the size of the lighting area A1 by changing the distance between the light emitting portion 22 of the optical fiber 2 and the lens 63.
- the lens 63 in the lamp unit 6 may be a plano-convex lens as shown in FIGS. 14A and 14B.
- the plane of the plano-convex lens constitutes the first lens surface 631 of the first lens 63
- the convex curved surface of the plano-convex lens constitutes the second lens surface 632 of the first lens 63.
- the lighting system 1f according to the first modification of the sixth embodiment can change the size of the lighting area A1 by changing the distance between the light emitting portion 22 of the optical fiber 2 and the lens 63.
- FIG. 14A shows the positional relationship between the optical fiber 2 and the lens 63 and the light distribution of the light P4 when the distance between the light emitting portion 22 of the optical fiber 2 and the lens 63 is the focal length of the lens 63.
- FIG. 14B shows the positional relationship between the optical fiber 2 and the lens 63 and the light distribution of the light P4 when the distance between the light emitting portion 22 of the optical fiber 2 and the lens 63 is shorter than the focal length of the lens 63.
- the lamp unit 6 is arranged in the lamp body 61 as shown in FIG. 15, and is viewed from the lens 63 (hereinafter, also referred to as the first lens 63).
- the second lens 64 which is located on the side opposite to the light emitting portion 22 side, may be further provided.
- the second lens 64 is arranged away from the first lens 63 on the optical axis of the light emitting unit 22.
- the distance between the light emitting portion 22 of the optical fiber 2 and the second lens 64 is longer than the distance between the light emitting portion 22 and the first lens 63.
- the first lens 63 has a first lens surface 631 facing the light emitting portion 22 of the optical fiber 2 and a second lens surface 632 opposite to the first lens surface 631.
- the first lens 63 is, for example, a plano-convex lens that has a condensing function.
- the plane of the plano-convex lens constitutes the first lens surface 631 of the first lens 63
- the convex curved surface of the plano-convex lens constitutes the second lens surface 632 of the first lens 63.
- the second lens 64 is, for example, a plano-concave lens having a function of suppressing axial chromatic aberration.
- the second lens 64 has a first lens surface 641 on the side of the first lens 63 and a second lens surface 642 on the side opposite to the first lens surface 641.
- the concave curved surface of the plano-concave lens constitutes the first lens surface 641 of the second lens 64
- the plane of the plano-concave lens constitutes the second lens surface 642 of the second lens 64.
- the lamp unit 6 is not limited to the configuration having both the first lens 63 and the second lens 64, and may be configured to have at least one of the first lens 63 and the second lens 64, or the first lens. The configuration may not include both the 63 and the second lens 64.
- the connecting device 167 places the lamp unit 6 in the first position and the second position around one rotation axis orthogonal to the axial direction of the arm 166. It may be provided with a motor that rotates to and from the position. The motor controls the rotation angle of the lamp unit 6 around the rotation axis. The motor is driven by a third drive unit.
- the third drive unit is arranged in, for example, the fixed unit 165, and is connected to the motor via an electric wire.
- the irradiation direction of the light P4 from the lamp unit 6 can also be adjusted by the control unit 68 controlling the third drive unit.
- the above embodiments 1 to 6 are only one of the various embodiments of the present disclosure.
- the above-described embodiments 1 to 6 can be changed in various ways depending on the design and the like as long as the object of the present disclosure can be achieved.
- the number of wavelength conversion units 23 between the light incident unit 21 and the light emitting unit 22 is not limited to one, and may be, for example, a plurality.
- the plurality of wavelength conversion units 23 are arranged in the optical axis direction of the core 3.
- the core 3 includes the first core portion 3A and the second core portion 3B, but it is sufficient that the core 3 includes at least the first core portion 3A.
- the optical fiber 2 is not limited to the case where a part of the optical fiber 2 is the wavelength conversion unit 23 in the length direction, and the optical fiber 2 may be the wavelength conversion unit 23 over the entire length in the length direction.
- the laser light source included in the first light source unit 11 is not limited to a semiconductor laser that emits a blue laser beam, and may be, for example, a semiconductor laser that emits a purple laser beam. Further, the first light source unit 11 is not limited to the semiconductor laser, and may have a configuration including, for example, an LED (Light Emitting Diode) light source and an optical system.
- a semiconductor laser that emits a blue laser beam may be, for example, a semiconductor laser that emits a purple laser beam.
- the first light source unit 11 is not limited to the semiconductor laser, and may have a configuration including, for example, an LED (Light Emitting Diode) light source and an optical system.
- the second light source unit 121 is not limited to the semiconductor laser that emits green light, and may be, for example, an LED that emits green light. Further, the second light source unit 122 is not limited to the semiconductor laser that emits red light, and may be, for example, an LED that emits red light.
- the lighting systems 1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, and 1f include a plurality of second light source units 12, but the present invention is not limited to this, and any second light source unit 12 may be provided. good.
- the protective cover 7 When the protective cover 7 has flexibility, it may have flexibility over the entire length in the length direction, but the present invention is not limited to this, and at least a part thereof in the length direction may have flexibility. Just do it.
- the protective cover 7 may be configured to be flexible by, for example, a bellows structure, or may be configured to be flexible by a woven structure.
- the adjusting unit 10 only needs to be able to adjust the intensity of the seed light P2 having at least one wavelength of the plurality of seed light P2.
- the object to be illuminated is not limited to the human H10, and may be, for example, an animal, a work of art, a plant, a fixture, or a structure.
- the lighting system (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) includes an optical fiber (2), a first light source unit (11), a second light source unit (12), and the like. It includes a lighting unit (6).
- the optical fiber (2) has a light incident unit (21), a light emitting unit (22), and a wavelength conversion unit (23).
- the wavelength conversion unit (23) is provided between the light incident unit (21) and the light emitting unit (22).
- the wavelength conversion unit (23) includes a wavelength conversion element that is excited by the excitation light (P1) and amplifies the naturally emitted light having a wavelength longer than that of the excitation light (P1) by the spontaneous emission amplification light.
- the first light source unit (11) causes the excitation light (P1) to enter the light incident unit (21).
- the second light source unit (12) uses the light incident unit (21) to generate seed light (P2) for generating stimulated emission light (P3) from the wavelength conversion element excited by the excitation light (P1) and the natural emission amplified light. ).
- the lamp unit (6) emits the light emitted from the light emitting portion (22) of the optical fiber (2) to the external space (S1).
- the optical fiber (2) has a wavelength conversion unit (23) including a wavelength conversion element.
- the wavelength conversion element is excited by the excitation light (P1) and can generate naturally emitted light having a wavelength longer than that of the excitation light (P1), and can be excited by the naturally emitted amplified light.
- the first light source unit (11) causes the excitation light (P1) to enter the optical fiber (2).
- the second light source unit (12) uses the optical fiber (2) to provide seed light (P2) for generating stimulated emission light (P3) from a wavelength conversion element excited by excitation light (P1) or natural emission amplified light. To be incident on.
- the first light source unit (11) includes a laser light source.
- the intensity of the excitation light (P1) can be increased.
- the lighting system (1b; 1c; 1d; 1e; 1f) according to the third aspect further includes a protective cover (7) in the first or second aspect.
- the protective cover (7) covers at least a part of the wavelength conversion unit (23).
- At least a part of the wavelength conversion unit (23) can be protected by the protective cover (7).
- the lighting system (1b; 1c; 1d; 1e; f) according to the fourth aspect has a space (8) between the protective cover (7) and the wavelength conversion unit (23) in the third aspect.
- the lighting system (1b; 1c; 1d; 1e; 1f) according to the fourth aspect easily dissipates heat generated by the wavelength conversion unit (23).
- the lighting system (1b; 1d; 1f) according to the fifth aspect is between the protective cover (7) and the first light source unit (11) and the second light source unit (12). It has a gap (9).
- the lighting system (1b; 1d; 1f) according to the fifth aspect easily dissipates heat generated by the wavelength conversion unit (23).
- At least a part of the protective cover (7) has flexibility in any one of the third to fifth aspects.
- the lighting system (1b; 1c; 1d; 1e; 1f) according to the sixth aspect has a high degree of freedom in routing the optical fiber (2) and the protective cover (7).
- a part of the optical fiber (2) is a lamp unit. It is concealed by a structure (ceiling 101) that holds (6).
- the optical fiber (2) can be hidden from the external space (S1) side.
- the lighting system (1e; 1f) according to the eighth aspect includes a plurality of optical fibers (2) in any one of the first to seventh aspects. At least two or more optical fibers (2) out of the plurality of optical fibers (2) are bundled and held in the lamp unit (6).
- the lighting system (1e; 1f) according to the eighth aspect can increase the amount of light emitted from the lamp unit (6) while suppressing the increase in size of the lamp unit (6).
- the lighting system (1f) has the information acquisition unit (69), the drive unit (first drive unit 66), and the control unit (68) in any one of the first to eighth aspects. And further prepare.
- the information acquisition unit (69) acquires control-related information related to the irradiation direction of the light (P4) emitted from the lamp unit (6) to the external space (S1).
- the drive unit (first drive unit 66) drives the lamp unit (6).
- the control unit (68) changes the irradiation direction of the light (P4) from the lamp unit (6) based on the control-related information acquired by the information acquisition unit (69).
- the lighting system (1f) can change the lighting area (A1) by changing the irradiation direction of the light (P4) from the lighting unit (6).
- control-related information is detected by the sensor (image sensor 161), and the position of the illuminated object (person H10) in the external space (S1). Contains information.
- the lighting system (1f) can change the irradiation direction of the light (P4) from the lamp unit (6) according to the position information of the object to be illuminated (person H10).
- the object to be illuminated is a person (H10).
- the sensor is an image sensor (161) that detects a person (H10) in the external space (S1).
- the control-related information is transmitted from the transmitting device (162) in the external space (S1). Contains device location information related to the location of 162).
- the control unit (68) controls the lamp unit (6) so as to change the irradiation direction of the light (P4) based on the device position information.
- control unit (68) drives the lamp unit (6) by the drive unit (first drive unit 66).
- the irradiation direction of the light (P4) is changed by allowing the light (P4) to be irradiated.
- the irradiation direction of the light (P4) can be changed by controlling the drive unit (first drive unit 66) by the control unit (68).
- the lamp unit (6) includes the lamp body (61) holding the optical fiber (2) and the lamp body (61). It is arranged in the lamp main body (61), and has a lens (63) that controls the light distribution of the light (P4) emitted from the light emitting unit (22).
- the lens (63) is arranged on the optical axis of the light emitting portion (22) of the optical fiber (2) away from the light emitting portion (22), and the light (P4) emitted from the light emitting portion (22). ) Control the light distribution.
- the control unit (68) changes the distance between the light emitting unit (22) and the lens (63) based on the control-related information.
- the lamp unit (6) includes the lamp body (61) holding the optical fiber (2) and the lamp body (61). From the first lens (63), which is arranged in the lamp body (61) and faces the light emitting portion (22), and in the lamp body (61), from the first lens (63). It has a second lens (64) located on the side opposite to the light emitting portion (22) side.
- the functions can be divided between the first lens (63) and the second lens (64).
- the second lens (64) can be provided with a function of suppressing axial chromatic aberration.
- the lamp unit (6) includes the lamp body (61) holding the optical fiber (2) and the lamp body (61).
- a reflector (62) that is arranged in the lamp body (61) and reflects at least a part of the light (P4) emitted from the light emitting portion (22) of the optical fiber (2) toward the external space (S1). ) Is further provided.
- the light distribution can be controlled by the reflector (62).
- the wavelength conversion element is Pr, Tb, Ho, Dy. , Er, Eu, Nd and Mn.
- the illumination system (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) for example, when two or more elements are included as wavelength conversion elements, natural emission amplified light from at least one element is included. It is also possible to generate spontaneously amplified light at different wavelengths from another element by excitation with.
- the lighting system (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) according to the eighteenth aspect includes a plurality of second light source units (12) in any one of the first to seventeenth aspects.
- the plurality of second light source units (12) output a plurality of seed lights (P21, P22).
- the plurality of seed lights (P21, P22) output from the plurality of second light source units (12) have different wavelengths from each other.
- the lighting system (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) according to the eighteenth aspect includes a plurality of stimulated emission lights (P3) having a one-to-one correspondence with the plurality of seed lights (P21, P22).
- the light (P4) can be emitted from the light emitting unit (22).
- the lighting system (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) according to the nineteenth aspect is an adjusting unit that adjusts the intensity of the seed light (P2) in any one of the first to eighteenth aspects. (10) is further provided.
- the chromaticity of the light (P4) emitted from the light emitting portion (22) of the optical fiber (2) is adjusted. It will be possible.
- Lighting system 2 Optical fiber 21 Light incident part 22 Light emitting part 23 Wavelength converter 6 Lighting unit 61 Lighting equipment body 62 Reflector 63 Lens (first lens) 64 2nd lens 66 1st drive unit (drive unit) 67 2nd drive unit 68 Control unit 69 Information acquisition unit 7 Protective cover 8 Space 9 Void 10 Adjustment unit 11 1st light source unit 12 2nd light source unit 121 2nd light source unit 122 2nd light source unit 101 Ceiling (structure) 161 Image sensor 162 Transmitter H10 Person P1 Excitation light P2 Seed light P21 Seed light P22 Seed light P3 Stimulated emission light P4 light S1 External space
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Abstract
励起光とは異なる波長の光の強度を高める。照明システム(1)は、光ファイバ(2)と、第1光源部(11)と、第2光源部(12)と、灯具ユニット(6)と、を備える。光ファイバ(2)は、光入射部(21)と、光出射部(22)と、波長変換部(23)と、有する。波長変換部(23)は、光入射部(21)と光出射部(22)との間に設けられている。波長変換部(23)は、励起光によって励起され励起光よりも長波長の自然放出光を自然放射増幅光によって増幅する波長変換要素を含む。第1光源部(11)は、励起光(P1)を光入射部(21)に入射させる。第2光源部(12)は、励起光(P1)及び自然放射増幅光によって励起された波長変換要素から誘導放出光を発生させるためのシード光(P2)を、光入射部(21)に入射させる。灯具ユニット(6)は、光ファイバ(2)の光出射部(22)から出射される光を外部空間(S1)へ出射させる。
Description
本開示は、一般に、照明システムに関し、より詳細には、光ファイバを備える照明システムに関するものである。
従来、ケースと、投影レンズと、光源装置と、を備える照明器具が提案されている(特許文献1)。特許文献1に記載された光源装置は、固体光源と、光伝送ファイバと、を備える。光伝送ファイバは、第1端面及び第2端面を有し、固体光源から出射された励起光が第1端面から導入される。光伝送ファイバは、波長変換コアと、導光コアと、クラッドと、を有する。波長変換コアは、励起光を吸収して電子の反転分布状態を生成すると共に可視光領域の波長変換光を放出する波長変換材料を含む。導光コアは、波長変換コアの周囲を被覆し、波長変換光を第1端面側から第2端面側に伝送する。クラッドは、導光コアの周囲を被覆する。
光伝送ファイバは、導光コアを伝搬する波長変換光により誘導放出が生じ、固体光源から出射された励起光及び誘導放出により増幅された波長変換光が第2端面から出射するように構成されている。
特許文献1に記載された照明器具では、波長変換光の強度を高めることが難しかった。
本開示の目的は、励起光とは異なる波長の光の強度を高めることが可能な照明システムを提供することにある。
本開示に係る一態様の照明システムは、光ファイバと、第1光源部と、第2光源部と、灯具ユニットと、を備える。前記光ファイバは、光入射部と、光出射部と、波長変換部と、を有する。前記波長変換部は、前記光入射部と前記光出射部との間に設けられている。前記波長変換部は、励起光によって励起され前記励起光よりも長波長の自然放出光を自然放射増幅光によって増幅する波長変換要素を含む。前記第1光源部は、前記励起光を前記光入射部に入射させる。前記第2光源部は、前記励起光及び前記自然放射増幅光によって励起された前記波長変換要素から誘導放出光を発生させるためのシード光を、前記光入射部に入射させる。前記灯具ユニットは、前記光ファイバの前記光出射部から出射される光を外部空間へ出射させる。
下記の実施形態1~6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)
以下では、実施形態1に係る照明システム1について図1~3Cに基づいて説明する。
以下では、実施形態1に係る照明システム1について図1~3Cに基づいて説明する。
(1)概要
照明システム1は、図1及び2Aに示すように、波長変換要素(元素)を添加された光ファイバ2に、波長変換要素を励起するための励起光P1と、励起光P1によって励起された波長変換要素から誘導放出光P3(図3C参照)を発生させるためのシード光P2と、を入射させる。図1及び2Bに示すように、光ファイバ2からは、励起光P1と誘導放出光P3とを含む光P4が出射される。図3A~3Cは、照明システム1の動作原理の説明図である。図3A、3B及び3Cの縦軸は、電子エネルギである。また、図3Aの上向きの矢印は、励起光P1の吸収を示している。また、図3Cの下向きの矢印は、自然放出光あるいは誘導放出光P3に関する遷移を示している。照明システム1では、光ファイバ2に入射した励起光P1によって、波長変換要素の基底準位E0(複数のエネルギ準位を含む)にあった電子e-が励起準位E2に励起される。そして、励起準位E2の電子e-が励起準位E2よりもエネルギの低い準安定準位E1に遷移する。その後、例えば準安定準位E1と基底準位E0の複数のエネルギ準位のうち上位のエネルギ準位(以下、第2エネルギ準位ともいう)とのエネルギ差に相当する波長のシード光P2(P22)によって準安定準位E1の電子e-が第2エネルギ準位に遷移するときに誘導放出光P3(P32)が発生する。また、準安定準位E1と基底準位の複数のエネルギ準位のうち第2エネルギ準位よりも低い第1エネルギ準位とのエネルギ差に相当する波長のシード光P2(P21)によって準安定準位E1の電子e-が第1エネルギ準位に遷移するときに、誘導放出光P3(P31)が発生する。
照明システム1は、図1及び2Aに示すように、波長変換要素(元素)を添加された光ファイバ2に、波長変換要素を励起するための励起光P1と、励起光P1によって励起された波長変換要素から誘導放出光P3(図3C参照)を発生させるためのシード光P2と、を入射させる。図1及び2Bに示すように、光ファイバ2からは、励起光P1と誘導放出光P3とを含む光P4が出射される。図3A~3Cは、照明システム1の動作原理の説明図である。図3A、3B及び3Cの縦軸は、電子エネルギである。また、図3Aの上向きの矢印は、励起光P1の吸収を示している。また、図3Cの下向きの矢印は、自然放出光あるいは誘導放出光P3に関する遷移を示している。照明システム1では、光ファイバ2に入射した励起光P1によって、波長変換要素の基底準位E0(複数のエネルギ準位を含む)にあった電子e-が励起準位E2に励起される。そして、励起準位E2の電子e-が励起準位E2よりもエネルギの低い準安定準位E1に遷移する。その後、例えば準安定準位E1と基底準位E0の複数のエネルギ準位のうち上位のエネルギ準位(以下、第2エネルギ準位ともいう)とのエネルギ差に相当する波長のシード光P2(P22)によって準安定準位E1の電子e-が第2エネルギ準位に遷移するときに誘導放出光P3(P32)が発生する。また、準安定準位E1と基底準位の複数のエネルギ準位のうち第2エネルギ準位よりも低い第1エネルギ準位とのエネルギ差に相当する波長のシード光P2(P21)によって準安定準位E1の電子e-が第1エネルギ準位に遷移するときに、誘導放出光P3(P31)が発生する。
照明システム1は、ダウンライトとして用いられるが、これに限らない。照明システム1は、施設に適用してもよいし、移動体に適用してもよい。施設は、例えば、テニスコート、スタジアム、空港、戸建て住宅、集合住宅、オフィスビル、店舗、美術館、ホテル、工場等である。移動体は、例えば、自動車、自転車、電車、飛行機、船舶、ドローン等である。
(2)照明システムの構成
照明システム1は、図1に示すように、光ファイバ2と、第1光源部11と、第2光源部12と、灯具ユニット6と、を備える。第1光源部11は、励起光P1を光入射部21に入射させる。第2光源部12は、励起光P1によって励起された波長変換要素から、誘導放出光P3(図3C参照)を発生させるためのシード光P2(以下、外部シード光P2ともいう)を、光入射部21に入射させる。
照明システム1は、図1に示すように、光ファイバ2と、第1光源部11と、第2光源部12と、灯具ユニット6と、を備える。第1光源部11は、励起光P1を光入射部21に入射させる。第2光源部12は、励起光P1によって励起された波長変換要素から、誘導放出光P3(図3C参照)を発生させるためのシード光P2(以下、外部シード光P2ともいう)を、光入射部21に入射させる。
(2.1)光ファイバ
光ファイバ2は、図2A及び2Bに示すように、コア3と、クラッド4と、被覆部5と、を有する。クラッド4は、コア3の外周面を覆っている。被覆部5は、クラッド4の外周面を覆っている。コア3に関し、光軸方向に直交する断面形状は、円形状である。クラッド4は、コア3と同軸状に配置されている。
光ファイバ2は、図2A及び2Bに示すように、コア3と、クラッド4と、被覆部5と、を有する。クラッド4は、コア3の外周面を覆っている。被覆部5は、クラッド4の外周面を覆っている。コア3に関し、光軸方向に直交する断面形状は、円形状である。クラッド4は、コア3と同軸状に配置されている。
コア3は、第1端面31(図2A参照)と、コア3の長さ方向において第1端面31とは反対側の第2端面32(図2B参照)と、を有する。コア3は、第1コア部3Aと、第2コア部3Bと、を有する。第1コア部3A及び第2コア部3Bそれぞれの長さは、コア3の長さよりも短い。コア3の長さは、第1コア部3Aの長さと第2コア部3Bの長さとの合計長さである。第1コア部3Aは、第1端面31を含み、第2端面32を含まない。第2コア部3Bは、第2端面32を含み、第1端面31を含まない。第1コア部3Aは、透光性材料と、波長変換要素と、を含む。第2コア部3Bは、上述の透光性材料を含むが、波長変換要素を含まない。第1コア部3Aにおける波長変換要素の濃度は、第1コア部3Aの全長に亘って略均一であってもよいし、均一でなくてもよい。コア3の屈折率は、コア3の主成分である上述の透光性材料の屈折率と略同じである。
透光性材料は、例えば、フッ化物、酸化物、又は窒化物のいずれかである。フッ化物は、例えば、フッ化物ガラスである。酸化物は、例えば、酸化ケイ素、石英等である。
波長変換要素は、希土類元素である。ここにおいて、波長変換要素は、例えば、Pr、Tb、Ho、Dy、Er、Eu、Nd及びMnの群から選択される元素を含む。波長変換要素は、希土類元素のイオンとしてコア3に含有されており、例えば、Prのイオン(Pr3+)、Tbのイオン(Tb3+)として含有されている。波長変換要素は、励起光P1によって励起されるか、あるいは自身とは別の波長変換要素から発せられた自然放出光を内部シード光として増幅された光、即ち自然放射増幅光(ASE)によって励起されてもよい。このような励起を介して、波長変換要素は、波長変換要素の元素特有のASEを放出し、併せて外部シード光P2の波長と同じ波長の誘導放出光を発生し、これらを合わせて誘導放出光P3として放出する。ASE及び外部シード光P2の波長は、励起光P1の波長(例えば、440nm~450nm)よりも長波長である。シード光P2の波長については、「(2.3)第2光源部」の欄で説明する。
Pr3+はシアン~赤色の範囲でASEあるいはシード光の増幅光を放出できる波長変換要素である。誘導放出光の強度は、内部シード光(自然放出光)及び外部シード光の強さに依存する。コア3がPr3+とTb3+とを含有している場合、Tb3+は、Pr3+からのASEを吸収して励起され、Tb3+特有の波長のASEを発生することもできる。
クラッド4の屈折率は、コア3の屈折率よりも小さい。クラッド4は、コア3(の第1コア部3A)の含有している波長変換要素を含まない。
被覆部5の材料は、例えば、樹脂である。
光ファイバ2は、光入射部21と、光出射部22と、波長変換部23と、を有する。
光入射部21は、励起光P1が入射する部分であり、例えば、コア3の第1端面31を含む。光出射部22は、励起光P1と、ASEを含む誘導放出光P3と、を含む光P4が出射するコア3の第2端面32を含む。
光入射部21は、光ファイバ2の外部から光入射部21に入射する励起光P1の反射を低減する反射低減部を含んでいてもよい。反射低減部は、例えば、コア3の第1端面31を覆うアンチリフレクションコートであってもよい。
光出射部22は、励起光P1とASEを含む誘導放出光P3との反射を低減する反射低減部を含んでいてもよい。反射低減部は、例えば、好ましくは、コア3の屈折率と略等しい屈折率を有する透明材料より構成することができる。反射低減部は、例えば、エンドキャップを含む。光ファイバ2は、光出射部22が反射低減部を含むことによって、コア3の第2端面32での反射による電界増強を抑えることができ、コア3の第2端面32での損傷の発生を抑制することもできる。光ファイバ2は、コア3の第2端面32が空気と接している場合、第2端面32で数%のフレネル反射が生じ、寄生発振を引き起こして光出力の制御が難しくなることがある。フレネル反射を低減するために、光ファイバ2は、コア3の第2端面32に接合されている反射低減部を備えているのが好ましい。反射低減部の材料は、フッ化物ガラス、酸化ケイ素、石英であってもよい。光出射部22は、光ファイバ2の光軸に直交する面に対して所定角度(例えば、8度)で傾斜した傾斜面を含んでもよい。これにより、光ファイバ2は、反射低減部とコア3との間に屈折率の差があったとしても、第2端面32と反射低減部との境界面で反射して第1端面31にまで戻る光成分(後方反射成分)を低減することが可能となり、光出射部22から出射される光の効率を向上させることが可能となる。所定角度は、8度に限らない。光ファイバ2の光軸方向におけるエンドキャップの長さは、例えば、100μm~3mmである。エンドキャップは、コア3とクラッド4とに跨るように配置されているが、少なくともコア3の第2端面32に配置されていればよい。反射低減部は、エンドキャップに限らず、例えば、コア3の第2端面32に含まれる200nm以下の微細凹凸構造であってもよい。この場合、反射を低減する観点では、エンドキャップの有無は、どちらでもよい。
波長変換部23は、光入射部21と光出射部22との間に設けられている。波長変換部23は、励起光P1によって励起され励起光P1よりも長波長の光を放射する波長変換要素を含む。波長変換要素は、励起光P1を吸収して励起光P1よりも長波長の自然放出光又はシード光を誘導放出によって増幅することができる元素である。波長変換部23は、コア3の第1コア部3Aと、クラッド4のうち第1コア部3Aに対応する部分(第1コア部3Aの外周面を覆っている部分)と、被覆部5のうち第1コア部3Aに対応する部分と、を含む。図1では、光ファイバ2において、波長変換部23と、波長変換部23の以外の部分24と、をドットハッチングの有無により、区別している。具体的には、図1では、波長変換部23にドットのハッチングを付してあり、波長変換部23以外の部分24には、ドットのハッチングを付していない。第1コア部3Aの透光性材料は、第2コア部3Bの透光性材料と同じであるのが好ましい。第1コア部3Aの屈折率は、第2コア部3Bの屈折率と同じであるのが好ましい。
コア3の直径は、例えば、25μm~500μmである。光ファイバ2の長さは、例えば、3m~10mである。波長変換部23の長さについては、波長変換部23における波長変換要素の濃度が低いほど長いほうが好ましい。光ファイバ2の開口数は、例えば、0.22である。波長変換部23における波長変換要素の濃度は、第1コア部3Aにおける波長変換要素の濃度である。
(2.2)第1光源部
第1光源部11は、光ファイバ2の波長変換部23に含まれる波長変換要素を励起するための励起光P1を出射する。第1光源部11から出射された励起光P1は、光ファイバ2の光入射部21へ入射される。
第1光源部11は、光ファイバ2の波長変換部23に含まれる波長変換要素を励起するための励起光P1を出射する。第1光源部11から出射された励起光P1は、光ファイバ2の光入射部21へ入射される。
第1光源部11は、例えば、レーザ光源を含む。レーザ光源は、レーザ光を出射する。第1光源部11から出射された励起光P1(レーザ光源から出射したレーザ光)は、光入射部21へ入射される。レーザ光源は、例えば、青色のレーザ光を出射する半導体レーザである。この場合、励起光P1の波長は、例えば、440nm~450nmである。
(2.3)第2光源部
第2光源部12は、シード光P2を出射する。第2光源部12から出射されたシード光P2は、光ファイバ2の光入射部21へ入射される。
第2光源部12は、シード光P2を出射する。第2光源部12から出射されたシード光P2は、光ファイバ2の光入射部21へ入射される。
照明システム1は、複数(例えば、2つ)の第2光源部12を備える。2つの第2光源部12は、例えば、互いに波長の異なる一の波長のシード光P2を出射する。以下では、説明の便宜上、2つの第2光源部12のうち1つの第2光源部12を第2光源部121と称し、残りの1つの第2光源部12を第2光源部122と称することもある。第2光源部121は、例えば、緑色の光を出射する半導体レーザである。また、第2光源部122は、例えば、赤色の光を出射する半導体レーザである。波長変換部23の波長変換要素がPr3+を含む場合、緑色のシード光P21の波長は、例えば約520nmであり、赤色のシード光P22の波長は、例えば約640nmであるのが好ましい。各第2光源部12は、準単色光を放射する光源である。ここにおいて、準単色光とは、狭い波長範囲(例えば、10nm)に含まれる光である。照明システム1における第2光源部12の数は、2つに限らず、3つ以上でもよいし、1つでもよい。照明システム1は、第2光源部12を3つ備える場合、3つの第2光源部12として、緑色の光を出射する半導体レーザと、赤色の光を出射する半導体レーザと、オレンジ色の光を出射する半導体レーザと、を備えていてもよい。オレンジ色のシード光の波長は、例えば約600nmであるのが好ましい。
第2光源部121から出射した光は、シード光P2(P21)として、光ファイバ2の光入射部21に入射される。また、第2光源部122から出射した光は、シード光P2(P22)として、光ファイバ2の光入射部21に入射される。
(2.4)灯具ユニット
灯具ユニット6は、光ファイバ2の光出射部22から出射される光を外部空間S1へ出射させる。灯具ユニット6は、光ファイバ2の光出射部22を保持する。灯具ユニット6は、光ファイバ2の光出射部22から出射する光の配光を制御する光学部材を備えていてもよい。光学部材は、例えば、レンズ、反射板等である。照明システム1がダウンライトに適用される場合、灯具ユニット6は、例えば、建物100の天井101の貫通孔102内に配置される。この場合、光ファイバ2の一部は、灯具ユニット6を保持する構造物である天井101と建物100内の壁103とによって隠蔽される。言い換えれば、光ファイバ2の一部は、天井裏及び壁裏に配置される。灯具ユニット6は、例えば、灯具ユニット6の下端から外方に突出するフランジと、フランジとの間に天井101を挟持する複数の板ばねとを利用して天井101に取り付けられる。灯具ユニット6は、例えば、取付枠と複数の取付ばねとを利用して天井101に取り付けられてもよい。
灯具ユニット6は、光ファイバ2の光出射部22から出射される光を外部空間S1へ出射させる。灯具ユニット6は、光ファイバ2の光出射部22を保持する。灯具ユニット6は、光ファイバ2の光出射部22から出射する光の配光を制御する光学部材を備えていてもよい。光学部材は、例えば、レンズ、反射板等である。照明システム1がダウンライトに適用される場合、灯具ユニット6は、例えば、建物100の天井101の貫通孔102内に配置される。この場合、光ファイバ2の一部は、灯具ユニット6を保持する構造物である天井101と建物100内の壁103とによって隠蔽される。言い換えれば、光ファイバ2の一部は、天井裏及び壁裏に配置される。灯具ユニット6は、例えば、灯具ユニット6の下端から外方に突出するフランジと、フランジとの間に天井101を挟持する複数の板ばねとを利用して天井101に取り付けられる。灯具ユニット6は、例えば、取付枠と複数の取付ばねとを利用して天井101に取り付けられてもよい。
(2.5)その他の構成要素
照明システム1は、第1光源部11及び複数の第2光源部12を収納する筐体15を備えている。筐体15は、例えば、建物100の床104上で壁103の裏側に設置される。
照明システム1は、第1光源部11及び複数の第2光源部12を収納する筐体15を備えている。筐体15は、例えば、建物100の床104上で壁103の裏側に設置される。
また、照明システム1は、調整部10を更に備える。調整部10は、少なくとも一の波長のシード光P2の強度を調整する。ここにおいて、実施形態1に係る照明システム1では、調整部10は、励起光P1の強度と複数のシード光P21,P22それぞれの強度と、を調整する。調整部10は、第1光源部11を駆動する第1駆動回路と、複数の第2光源部12に一対一に対応し対応する第2光源部12を駆動する複数の第2駆動回路と、第1駆動回路及び複数の第2駆動回路を個別に制御する制御回路と、を含む。調整部10では、制御回路が第1駆動回路及び複数の第2駆動回路を個別に制御することにより、光ファイバ2の光出射部22から出射される光P4の色度を調整可能となる。要するに、照明システム1は、調整部10を備えることにより、調色が可能となる。調整部10は、筐体15に収納されているが、これに限らず、筐体15に収納されていなくてもよい。第1駆動回路及び複数の第2駆動回路には、例えば、第1電源回路から電源電圧が供給される。また、制御回路には、例えば、第2電源回路から電源電圧が供給される。第1電源回路及び第2電源回路は、照明システム1の構成要素に含まれないが、これに限らず、含まれてもよい。
照明システム1は、励起光P1及び各シード光P2を光ファイバ2の光入射部21へ入射するための光結合部16を更に備えている。光結合部16は、筐体15の開口部151に配置されている。光結合部16は、導波路型カプラが挙げられるが、これに限らず、例えば、光ファイバ型カプラや、その他の多波長コンバイナでもよい。導波路型カプラ、光ファイバ型カプラ、多波長コンバイナ等の光路の材料は、例えば、石英であるが、これに限らない。また、照明システム1は、光結合部16がレンズを含むように光結合部16を構成し、励起光P1を導入するための光結合部16のレンズにシード光P2も導入してもよい。第1光源部11と第2光源部12が、それぞれ光ファイバで励起光P1とシード光P2を出射する構造の場合には、それぞれの光ファイバを、光ファイバからの出射光が光結合部16に導入されるよう配置すればよい。さらにレンズ、ミラー、プリズム、光を通すスリットを有する光学部材、その他の光学部材を用いて、光ファイバ2の光入射部21への入射光(励起光P1及び各シード光P2)を調節してもよい。これらの光学部材を用いた調整は、第1光源部11又は第2光源部12が光ファイバで出射する場合にも、適宜、組み合わせることも可能である。なお、光結合部16における、励起光P1又はシード光P2の導入部は、反射低減部を含んでいてもよい。反射低減部は、例えば、アンチリフレクションコートであってもよい。
(3)照明システムの動作
照明システム1では、第1光源部11から励起光P1を出射させ、かつ、複数の第2光源部12それぞれからシード光P21,P22を出射させる。これにより、照明システム1では、励起光P1及びシード光P2を光ファイバ2の光入射部21に入射させる。光入射部21に入射した励起光P1の一部は、光出射部22から出射される。照明システム1では、光ファイバ2の光出射部22から出射される光P4は、励起光P1、波長変換要素から発生する波長約480nmのASE、及びシード光P2が増幅された光の混色光である。複数のシード光P21,P22に一対一に対応し互いに波長の異なる2種類の誘導放出光P31,P32は、例えば、それぞれ、緑色光、赤色光である。この場合、混色光は、例えば、白色光である。なお、図3Cにおいて下側の誘導放出光P3(P31)が、緑色光であり、上側の誘導放出光P3(P32)が赤色光である。
照明システム1では、第1光源部11から励起光P1を出射させ、かつ、複数の第2光源部12それぞれからシード光P21,P22を出射させる。これにより、照明システム1では、励起光P1及びシード光P2を光ファイバ2の光入射部21に入射させる。光入射部21に入射した励起光P1の一部は、光出射部22から出射される。照明システム1では、光ファイバ2の光出射部22から出射される光P4は、励起光P1、波長変換要素から発生する波長約480nmのASE、及びシード光P2が増幅された光の混色光である。複数のシード光P21,P22に一対一に対応し互いに波長の異なる2種類の誘導放出光P31,P32は、例えば、それぞれ、緑色光、赤色光である。この場合、混色光は、例えば、白色光である。なお、図3Cにおいて下側の誘導放出光P3(P31)が、緑色光であり、上側の誘導放出光P3(P32)が赤色光である。
光ファイバ2は、自然放出光とシード光P2により誘導放出が生じるので、光入射部21に入射した励起光P1と、誘導放出により増幅された誘導放出光P3とが光出射部22から出射する。光ファイバ2の光出射部22から出射される光P4のうちシード光P21の波長と同じ波長の誘導放出光P3の強度は、第2光源部121から光入射部21に入射させるシード光P21の強度よりも大きい。また、光ファイバ2の光出射部22から出射される光P4のうちシード光P22の波長と同じ波長の誘導放出光P3の強度は、第2光源部122から光入射部21に入射させるシード光P22の強度よりも大きい。光ファイバ2の光出射部22から出射される混色光は、インコヒーレント光である。照明システム1では、ASEとシード光P2の波長に応じて、光ファイバ2の光出射部22から出射される光P4の色度、色温度、演色性等が決まる。なお、照明システム1の動作は、レーザ発振するファイバレーザの動作とは異なる。
照明システム1では、発熱源となる波長変換要素が光ファイバ2のコア3に分散されているので、使用時の温度上昇を抑制できる。
また、照明システム1では、調整部10が、励起光P1の強度と、複数のシード光P2それぞれの強度を調整するが、これに限らず、調整部10は、少なくとも一の波長のシード光P2の強度を調整するように構成されていてもよい。
(4)まとめ
実施形態1に係る照明システム1は、光ファイバ2と、第1光源部11と、第2光源部12と、灯具ユニット6と、を備える。光ファイバ2は、光入射部21と、光出射部22と、波長変換部23と、有する。波長変換部23は、光入射部21と光出射部22との間に設けられている。波長変換部23は、励起光P1によって励起され、励起光P1よりも長波長の自然放出光を自然放射増幅光(即ち誘導放出)によって増幅する波長変換要素を含む。第1光源部11は、励起光P1を光入射部21に入射させる。第2光源部12は、励起光P1及び自然放射増幅光によって励起された波長変換要素から誘導放出光P3を発生させるためのシード光P2を、光入射部21に入射させる。灯具ユニット6は、光ファイバ2の光出射部22から出射される光P4を外部空間S1へ出射させる。
実施形態1に係る照明システム1は、光ファイバ2と、第1光源部11と、第2光源部12と、灯具ユニット6と、を備える。光ファイバ2は、光入射部21と、光出射部22と、波長変換部23と、有する。波長変換部23は、光入射部21と光出射部22との間に設けられている。波長変換部23は、励起光P1によって励起され、励起光P1よりも長波長の自然放出光を自然放射増幅光(即ち誘導放出)によって増幅する波長変換要素を含む。第1光源部11は、励起光P1を光入射部21に入射させる。第2光源部12は、励起光P1及び自然放射増幅光によって励起された波長変換要素から誘導放出光P3を発生させるためのシード光P2を、光入射部21に入射させる。灯具ユニット6は、光ファイバ2の光出射部22から出射される光P4を外部空間S1へ出射させる。
実施形態1に係る照明システム1では、励起光P1とは異なる波長の光(誘導放出光P3)の強度を高めることが可能となる。
また、実施形態1に係る照明システム1では、光ファイバ2において光入射部21と光出射部22との間に波長変換部23が設けられているので、波長変換部23の長さを長くすることにより、波長変換部23の温度上昇を抑制することが可能となる。
また、実施形態1に係る照明システム1では、灯具ユニット6内に第1光源部11、第2光源部12、波長変換部23等の発熱源がないので、灯具ユニット6に放熱部材を設ける必要がなく、灯具ユニット6の小型化及び軽量化を図ることが可能となる。これにより、天井101等への灯具ユニット6の設置作業が容易になる。
また、実施形態1に係る照明システム1は、複数の波長のシード光P2それぞれの強度を調整する調整部10を更に備えるので、光ファイバ2の光出射部22から出射される光P4の色度を調整可能となる。
また、実施形態1に係る照明システム1は、波長変換部23が波長変換要素としてPr3+を含有しており、シアン色のASEを放出するのみならず、複数波長のシード光P2を光入射部21に入射させるので、緑色の誘導放出光、赤色の誘導放出光それぞれの強度を高めることができる。これにより、実施形態1に係る照明システム1は、光ファイバ2の光出射部22から出射される光P4の演色性を向上させることが可能となる。また、実施形態1に係る照明システム1は、波長変換部23が2種類の波長変換要素としてPr3+とTb3+とを含有しているので、光ファイバ2の光出射部22から出射される光P4の演色性を更に向上させることが可能となる。
(実施形態1の変形例)
以下、実施形態1の変形例に係る照明システム1aについて、図4に基づいて説明する。変形例に係る照明システム1aに関し、実施形態1に係る照明システム1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
以下、実施形態1の変形例に係る照明システム1aについて、図4に基づいて説明する。変形例に係る照明システム1aに関し、実施形態1に係る照明システム1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
変形例に係る照明システム1aは、実施形態1に係る照明システム1とは、第1光源部11及び2つの第2光源部12の配置が異なり、クロスダイクロイックプリズム14を更に備える点で、実施形態1に係る照明システム1と相違する。
クロスダイクロイックプリズム14は、第1光源部11からの励起光P1及び2つの第2光源部121,122それぞれからの2つのシード光P21,P22を光ファイバ2の光入射部21に入射させるように配置されている。
クロスダイクロイックプリズム14は、第2光源部121からのシード光P21(ここでは、緑色光)及び第2光源部122からのシード光P22(ここでは、赤色光)を透過し励起光P1(ここでは、青色光)を反射する第1膜141と、第1光源部11からの励起光P1及び第2光源部121からのシード光P21を透過し第2光源部122からのシード光P22を反射する第2膜142と、を含む。第1膜141と第2膜142とは互いに直交するように配置されている。照明システム1aでは、第2光源部121が光ファイバ2の光入射部21に対向しており、第2光源部121の光軸上において第2光源部121と光ファイバ2の光入射部21との間にクロスダイクロイックプリズム14が配置されている。また、第2光源部121の光軸に直交し第1膜141と第2膜142とに交差する方向において、第1光源部11とクロスダイクロイックプリズム14と第2光源部122とが並んでいる。
変形例に係る照明システム1aでは、実施形態1に係る照明システム1と同様、励起光P1とは異なる波長の光(誘導放出光P3)の強度を高めることが可能となる。
(実施形態2)
以下、実施形態2に係る照明システム1bについて、図5に基づいて説明する。実施形態2に係る照明システム1bに関し、実施形態1に係る照明システム1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
以下、実施形態2に係る照明システム1bについて、図5に基づいて説明する。実施形態2に係る照明システム1bに関し、実施形態1に係る照明システム1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態2に係る照明システム1bは、保護カバー7を更に備える点で、実施形態1に係る照明システム1と相違する。保護カバー7は、波長変換部23の一部を覆っている。実施形態2に係る照明システム1bは、保護カバー7と波長変換部23との間に空間8を有する。保護カバー7は、保護カバー7の長さ方向において第1端71と、第1端71とは反対側の第2端72と、を有する。保護カバー7は、管状であり、第1端71に第1開口を有し、第2端72に第2開口を有する。より詳細には、保護カバー7は、円管状であり、第1端71に円形状の第1開口を有し、第2端72に円形状の第2開口を有する。第1開口の内径及び第2開口の内径は、光ファイバ2の外径よりも大きい。空間8は、第1開口を介して外部の空間とつながっており、第2開口を介して外部の空間とつながっている。保護カバー7の形状は、円管状に限らず、保護カバー7の内周面と光ファイバ2の外周面との間に空間8を形成可能な形状であればよい。この場合、例えば、第1開口及び第2開口が楕円状又は四角形状であってもよい。
実施形態2に係る照明システム1bでは、保護カバー7を備えることにより、波長変換部23の少なくとも一部を保護することができる。また、実施形態2に係る照明システム1bは、保護カバー7と波長変換部23との間に空間8を有するので、波長変換部23で発生する熱を放熱させやすくなる。
また、実施形態2に係る照明システム1bは、保護カバー7と第1光源部11及び第2光源部12との間に空隙9を有する。より詳細には、実施形態2に係る照明システム1bは、保護カバー7の第1端71と光結合部16との間に空隙9を有し、空隙9によって、波長変換部23における光結合部16側の端部が露出している。これにより、実施形態2に係る照明システム1bは、波長変換部23で発生する熱を放熱させやすくなる。
また、実施形態2に係る照明システム1bでは、保護カバー7は可撓性を有する。これにより、実施形態2に係る照明システム1bでは、光ファイバ2及び保護カバー7の引き回しの自由度が高くなる。
実施形態2に係る照明システム1bでは、実施形態1に係る照明システム1と同様、波長変換部23は、励起光P1によって励起され励起光P1よりも長波長の自然放出光を自然放射増幅光(即ち誘導放出)によって増幅する波長変換要素を含む。第1光源部11は、励起光P1を光入射部21に入射させる。第2光源部12は、励起光P1及び自然放射増幅光によって励起された波長変換要素から誘導放出光P3を発生させるためのシード光P2を、光入射部21に入射させる。灯具ユニット6は、光ファイバ2の光出射部22から出射される光P4(図2B参照)を外部空間S1へ出射させる。
これにより、実施形態2に係る照明システム1bでは、励起光P1とは異なる波長の光(誘導放出光P3)の強度を高めることが可能となる。
(実施形態3)
以下、実施形態3に係る照明システム1cについて、図6に基づいて説明する。実施形態3に係る照明システム1cに関し、実施形態2に係る照明システム1bと同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
以下、実施形態3に係る照明システム1cについて、図6に基づいて説明する。実施形態3に係る照明システム1cに関し、実施形態2に係る照明システム1bと同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態3に係る照明システム1cでは、保護カバー7の長さが波長変換部23の長さよりも長く、保護カバー7が波長変換部23の長さ方向において波長変換部23の全部を覆っている点で、実施形態2に係る照明システム1bと相違する。
実施形態3に係る照明システム1cでは、保護カバー7により、波長変換部23の全部を保護することができる。
また、実施形態3に係る照明システム1cは、送風機17を更に備える。送風機17は、筐体15内に配置されている。実施形態3に係る照明システム1cは、送風機17を備えるので、筐体15内の空気を冷却することが可能となり、第1光源部11及び複数の第2光源部12それぞれの温度上昇を抑制することができる。また、送風機17により送風される空気の一部を保護カバー7と波長変換部23との間の空間8に通風可能としておけば、波長変換部23の温度上昇を、より抑制することが可能となる。
実施形態3に係る照明システム1cでは、実施形態2に係る照明システム1bと同様、波長変換部23は、励起光P1によって励起され励起光P1よりも長波長の自然放出光を自然放射増幅光(即ち誘導放出)によって増幅する波長変換要素を含む。第1光源部11は、励起光P1を光入射部21に入射させる。第2光源部12は、励起光P1及び自然放射増幅光によって励起された波長変換要素から誘導放出光P3を発生させるためのシード光P2を、光入射部21に入射させる。灯具ユニット6は、光ファイバ2の光出射部22から出射される光P4(図2B参照)を外部空間S1へ出射させる。
これにより、実施形態3に係る照明システム1cでは、励起光P1とは異なる波長の光(誘導放出光P3)の強度を高めることが可能となる。
(実施形態4)
以下、実施形態4に係る照明システム1dについて、図7に基づいて説明する。実施形態4に係る照明システム1dに関し、実施形態2に係る照明システム1bと同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
以下、実施形態4に係る照明システム1dについて、図7に基づいて説明する。実施形態4に係る照明システム1dに関し、実施形態2に係る照明システム1bと同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態4に係る照明システム1dでは、保護カバー7が複数の貫通孔73を有する点で、実施形態2に係る照明システム1bと相違する。複数の貫通孔73は、保護カバー7と波長変換部23との間の空間8につながっている。
実施形態4に係る照明システム1dは、保護カバー7に複数の貫通孔73が形成されているので、実施形態2に係る照明システム1bと比べて、波長変換部23で発生する熱を放熱させやすくなる。保護カバー7の材料は、例えば、金属であるが、これに限らない。
(実施形態5)
以下、実施形態5に係る照明システム1eについて、図8に基づいて説明する。実施形態5に係る照明システム1eに関し、実施形態1に係る照明システム1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。なお、図8では、実施形態1に係る照明システム1における光ファイバ2の波長変換部23、第1光源部11、複数の第2光源部12等の図示を省略してある。
以下、実施形態5に係る照明システム1eについて、図8に基づいて説明する。実施形態5に係る照明システム1eに関し、実施形態1に係る照明システム1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。なお、図8では、実施形態1に係る照明システム1における光ファイバ2の波長変換部23、第1光源部11、複数の第2光源部12等の図示を省略してある。
実施形態5に係る照明システム1eは、テニスコートの照明に利用される点で、実施形態1に係る照明システム1と相違する。
実施形態5に係る照明システム1eにおける灯具ユニット6は、テニスコートの周囲において地上に突出して設けられる中空のポールに支持される。ポールは、灯具ユニット6を支持する構造物である。
実施形態5に係る照明システム1eでは、光ファイバ2の一部がポール内に配置される。ここにおいて、波長変換部23は、ポールによって隠蔽される。
照明システム1eは、光ファイバ2を複数(図示例では、4つ)備える。複数(図示例では、4つ)の光ファイバ2のうち光ファイバ2が2つずつ束ねられて灯具ユニット6に保持されている。これにより、照明システム1eは、灯具ユニット6の大型化を抑制しつつ、灯具ユニット6から出射される光の光量を多くすることができる。束ねられた2つ以上の光ファイバ2それぞれの一部は、ポール内に配置される。
照明システム1eでは、灯具ユニット6が、光ファイバ2を保持している灯具本体61と、反射板62と、を備える。反射板62は、光ファイバ2の光出射部22から出射される光P4の少なくとも一部を外部空間S1側へ反射する。これにより、照明システム1eでは、反射板62によって配光を制御することが可能となる。照明システム1eでは、束ねられた2つの光ファイバ2に対して、1つの反射板62が設けられ、別の束ねられた2つの光ファイバ2に対して、別の1つの反射板62が設けられている。
光ファイバ2の数は複数であれば特に限定されず、2つであってもよい。この場合、2つの光ファイバ2を束ねてあればよく、灯具ユニット6の備える反射板62は1つであればよい。
(実施形態6)
以下、実施形態6に係る照明システム1fについて、図9~13Bに基づいて説明する。実施形態6に係る照明システム1fに関し、実施形態1に係る照明システム1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
以下、実施形態6に係る照明システム1fについて、図9~13Bに基づいて説明する。実施形態6に係る照明システム1fに関し、実施形態1に係る照明システム1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態6に係る照明システム1fは、図9に示すように、灯具ユニット6の灯具本体61を支持する支持部材160を備えている。支持部材160は、天井101に固定される固定部165と、第1端及び第2端を有し、第1端が固定部165に連結されている中空のアーム166と、アーム166の第2端と灯具ユニット6の灯具本体61とを連結している連結装置167と、を有する。固定部165は、固定部165の一部が天井101に形成された取付孔111に埋め込まれた状態で天井101に固定される。固定部165、アーム166及び連結装置167は、光ファイバ2及び後述の電源ケーブル300を通す空間を有する。電源ケーブル300は、筐体15内に配置されている電源装置155に接続されている。照明システム1fでは、光ファイバ2の一部及び電源ケーブル300の一部が固定部165内、アーム166内及び連結装置167内に配置される。ここにおいて、光ファイバ2の一部及び電源ケーブル300の一部は、固定部165、アーム166及び連結装置167によって隠蔽される。連結装置167は、灯具ユニット6をアーム166の軸方向に直交する1つの回転軸の周りにおいて灯具ユニット6を第1位置と第2位置との間で回転可能となるように灯具ユニット6をアーム166に連結しているヒンジ装置(回転機構)である。より詳細には、連結装置167は、図9の正面視で、灯具ユニット6を時計回り方向及び反時計回り方向に回転可能となるように灯具ユニット6をアーム166に連結しているヒンジ装置である。照明システム1fは、ヒンジ装置である連結装置167を備えるので、灯具ユニット6からの光P4の照射方向を調整することができる。
照明システム1fは、図10に示すように、情報取得部69と、第1駆動部66と、第2駆動部67と、制御部68と、を更に備える。情報取得部69は、灯具ユニット6から外部空間S1へ出射させる光P4の照射方向に関連する制御関連情報を取得する。第1駆動部66及び第2駆動部67は、灯具ユニット6を駆動する。制御部68は、情報取得部69により取得した制御関連情報に基づいて灯具ユニット6からの光P4の照射方向を変化させる。制御部68は、第1駆動部66及び第2駆動部67の少なくとも一方により灯具ユニット6を駆動させることで光P4の照射方向を変化させる。これにより、照明システム1は、灯具ユニット6から外部空間S1へ出射される光P4による照明エリアA1を変えることができる。照射方向を変化させることは、照射範囲(配光角)を変えることも含む。
情報取得部69及び制御部68の機能は、コンピュータシステムにより実現され得る。コンピュータシステムは、例えば、1以上の入出力インタフェース、1以上のメモリ、及び1以上のプロセッサ(マイクロプロセッサ)を含む。つまり、1以上のプロセッサが1以上のメモリに記憶された1以上のプログラム(アプリケーション)を実行することで、情報取得部69及び制御部68として機能する。プログラムは、ここでは制御部68のメモリに予め記録されているが、インターネット等の電気通信回線を通じて、又はメモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。なお、入出力インタフェースは、制御部68への情報の入力、及び、制御部68からの情報の出力のためのインタフェースであり、通信インタフェースを含む。情報取得部69及び制御部68の機能を実現するコンピュータシステムは、例えば、灯具ユニット6に配置される。
制御関連情報は、センサにより検出される、外部空間S1における照明対象物体である人H10の位置情報を含む。センサは、外部空間S1にいる人H10を検出する画像センサ161である。画像センサ161は、例えば、外部空間S1に面する天井101に設置される。画像センサ161は、例えば、複数の画素を有し、複数の画素の各々がサーモパイルにより構成される赤外線検出部を含む、熱画像センサである。画像センサ161は、熱画像に基づいて外部空間S1内の人H10の位置情報を生成することができる。施設においては、1つの外部空間S1に対して複数の画像センサ161を備えていてもよい。この場合、画像センサ161には、個別の識別情報(アドレス)が設定される。画像センサ161は、熱画像センサに限らず、例えば、外部空間S1を撮像するカメラを含む画像センサであってもよい。カメラにおける撮像素子は、例えば、CMOS(Complementary MOS)イメージセンサである。撮像素子は、CMOSイメージセンサに限らず、例えば、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサ、赤外線イメージセンサ等でもよい。
制御部68では、灯具ユニット6の位置情報、画像センサ161の位置情報、画像センサ161の検知エリア等に基づいて、制御部68の有するメモリに、灯具ユニット6の位置情報と画像センサ161の複数の画素に一対一に対応する複数の小検知エリアの位置情報とを対応付けて記憶していてもよい。
また、照明システム1fでは、制御関連情報は、外部空間S1内の送信装置162から送信された送信装置162の位置に関連する装置位置情報を含む。送信装置162は、例えば、リモートコントローラ、スマートフォン等である。制御部68は、送信装置162から送信された装置位置情報に基づいて光P4の照射方向を変化させるように第1駆動部66を制御する。送信装置162は、例えば、外部空間S1内の人H10によって操作されることにより、装置位置情報を含む無線信号を送信する。情報取得部69は、送信装置162から送信された無線信号を受信する受信部を含み、受信部を介して装置位置情報を取得する。
実施形態6に係る照明システム1fでは、制御部68が情報取得部69により取得した制御関連情報に基づいて灯具ユニット6からの光P4の照射方向を変化させるので、照明エリアA1を変えることが可能となる。
また、照明システム1fは、情報取得部69において制御関連情報として人H10の識別情報を取得して、識別情報と位置情報とに基づいて人H10の好みに応じた色度の光が人H10に照射されるように、制御部68が調整部10を制御するように構成されていてもよい。調整部10は、第1光源部11及び第2光源部12の駆動回路(第1及び第2駆動回路)に制御信号を与えて、第1光源部11及び第2光源部12のレーザ光源の出力を調整する。これにより、照明システム1fは、人H10に、その人H10の好みの色度の光P4を照射することが可能となる。
灯具ユニット6は、図11に示すように、有底筒状の灯具本体61と、灯具本体61内に配置されて光ファイバ2の光出射部22からの光P4を灯具ユニット6の外部へ出射させる光出射ユニット60と、を備える。光出射ユニット60は、光ファイバ2の光出射部22を含む光ファイバ2の端部を被覆しているフェルール27と、光ファイバ2の光出射部22に対向しているレンズ63と、レンズ63及びフェルール27を収容している保護部材65と、灯具本体61内に配置されており保護部材65を囲んでいるリング状の枠体690と、保護部材65の先端部から外方に突出しているフランジ部660と、を有する。レンズ63は、例えば、両凸レンズである。レンズ63は、光ファイバ2の光出射部22の光軸上において光出射部22から離れて位置している。レンズ63は、光ファイバ2の光出射部22に対向する第1レンズ面631と、第1レンズ面631とは反対側の第2レンズ面632を有する。光出射ユニット60では、レンズ63の第2レンズ面632が露出している。光出射ユニット60は、灯具本体61内で可動である。枠体690は、灯具本体61に固定されている。
照明システム1fでは、第1駆動部66が、光P4の照射方向を変化させるように灯具ユニット6(の光出射ユニット60)を駆動する駆動部を構成している。また、照明システム1fでは、第2駆動部67が、光ファイバ2の光出射部22とレンズ63との距離を変化させるように灯具ユニット6(の光出射ユニット60)を駆動する駆動部を構成している。
第1駆動部66は、第1アクチュエータ661と、第2アクチュエータ662と、を有する。
第1アクチュエータ661は、第1モータM1と、第1送りねじSC1と、第1ナットN1と、第1ばねSP1と、を含む。第1アクチュエータ661では、第1送りねじSC1の一端部が第1モータM1の回転軸に連結され、第1送りねじSC1の他端部が第1ナットN1に嵌め合わされており、第1ナットN1が光出射ユニット60のフランジ部660に接している。第1ばねSP1は、枠体690とフランジ部660との間に介在しており、第1送りねじSC1の軸方向に沿った方向に伸縮可能となっている。第1送りねじSC1は、第1モータM1とフランジ部660との間で枠体690の第1ねじ孔691に嵌め合わされている。第1駆動部66では、第1モータM1が回転することにより、第1モータM1が第1送りねじSC1の軸方向に沿った方向に移動可能となっている。第1送りねじSC1の軸方向は、灯具本体61の軸方向と略平行である。
第2アクチュエータ662は、第2モータM2と、第2送りねじSC2と、第2ナットN2と、第2ばねSP2と、を含む。第2アクチュエータ662では、第2送りねじSC2の一端部が第2モータM2の回転軸に連結され、第2送りねじSC2の他端部が第2ナットN2に嵌め合わされており、第2ナットN2が光出射ユニット60のフランジ部660に接している。第2ばねSP2は、枠体690とフランジ部660との間に介在しており、第2送りねじSC2の軸方向に沿った方向に伸縮可能となっている。第2送りねじSC2は、第2モータM2とフランジ部660との間で枠体690の第2ねじ孔692に嵌め合わされている。第1駆動部66では、第2モータM2が回転することにより、第2モータM2が第2送りねじSC2の軸方向に沿った方向に移動可能となっている。第2送りねじSC2の軸方向は、灯具本体61の軸方向と略平行である。
照明システム1fでは、制御部68が第1駆動部66の第1モータM1及び第2モータM2を制御する。照明システム1fでは、例えば、図12Aの状態から第1モータM1を第1回転方向に回転させることにより第1送りねじSC1を押し込むと、フランジ部660と第2ナットN2との接している点を支点としてフランジ部660が傾くようにフランジ部660が押し込まれ、光ファイバ2の光出射部22の光軸が第1送りねじSC1の軸方向及び灯具本体61の軸方向に対して傾くので、光P4の照射方向が変化する。また、照明システム1fでは、図12Bの状態から第1モータM1を第1回転方向とは反対の第2回転方向に回転させると図12Aの状態に戻すことができる。また、照明システム1fでは、図12Aの状態から第2モータM2を第1回転方向に回転させることにより第2送りねじSC2を押し込むと、フランジ部660と第1ナットN1との接している点を支点としてフランジ部660が傾くようにフランジ部660が押し込まれ、光ファイバ2の光出射部22の光軸が第2送りねじSC2の軸方向及び灯具本体61の軸方向に対して傾くので、光P4の照射方向が変化する。
図13A及び13Bに示すように、第2駆動部67は、第3アクチュエータ671を有する。第3アクチュエータ671は、第3モータM3と、第3送りねじSC3と、第3ナットN3と、第3ばねSP3と、を含む。灯具ユニット6では、光出射ユニット60が、保護部材65内に配置されている固定枠体601及び可動枠体602を含んでいる。固定枠体601は、保護部材65に固定されている。可動枠体602は、光ファイバ2の光軸に沿った方向において固定枠体601から離れており、固定枠体601との間の距離が変わるように移動可能となっている。光ファイバ2は、固定枠体601には固定されておらず、可動枠体602に固定されている。これにより、光ファイバ2は、可動枠体602と一緒に移動可能となっている。照明システム1fでは、固定枠体601、可動枠体602、光出射部22及びレンズ63が、光ファイバ2の光軸に沿った方向において、固定枠体601、可動枠体602、光出射部22及びレンズ63の順に並んでいる。第3アクチュエータ671では、第3送りねじSC3の一端部が第3モータM3の回転軸に連結され、第3送りねじSC3の他端部が第3ナットN3に嵌め合わされており、第3ナットN3が可動枠体602に接している。第3ばねSP3は、固定枠体601と可動枠体602との間に介在しており、第3送りねじSC3の軸方向に沿った方向に伸縮可能となっている。固定枠体601は、第3送りねじSC3が嵌め合わされているねじ613を有する。また、灯具ユニット6は、固定枠体601から可動枠体602に向かって突出している支持ピン603を更に有する。また、可動枠体602においてレンズ63に対向する第1主面621と固定枠体601に対向する第2主面622とのうち第2主面622には、支持ピン603が嵌め合わされる凹部623が形成されている。
実施形態6に係る照明システム1fでは、制御部68が第2駆動部67の第3モータM3を制御する。照明システム1fでは、例えば、図13Aの状態から第3モータM3を第1方向に回転させることにより図13Bに示すように第3送りねじSC3を押し込むと、可動枠体602が押し込まれて、光ファイバ2の光出射部22とレンズ63との距離が変わる。また、照明システム1fでは、図13Bの状態から第3モータM3を第1回転方向とは反対の第2回転方向に回転させると図13Aの状態に戻すことができる。
実施形態6に係る照明システム1fでは、制御部68が、制御関連情報に基づいて、光ファイバ2の光出射部22とレンズ63との距離を変化させる。照明システム1fでは、制御部68が第2駆動部67を制御することによって、図13A及び13Bに示すように、光ファイバ2の光出射部22とレンズ63との距離を変化させる。これにより、照明システム1fは、灯具ユニット6から外部空間S1へ照射される光P4の配光角を変えることができる。つまり、照明システム1fは、光ファイバ2の光出射部22とレンズ63との距離を変化させることにより、照明エリアA1の広さを変えることが可能となる。
実施形態6の変形例1に係る照明システム1fでは、灯具ユニット6におけるレンズ63は、図14A及び14Bに示すように、平凸レンズであってもよい。レンズ63では、平凸レンズの平面が第1レンズ63の第1レンズ面631を構成し、平凸レンズの凸曲面が第1レンズ63の第2レンズ面632を構成している。実施形態6の変形例1に係る照明システム1fは、光ファイバ2の光出射部22とレンズ63との距離を変化させることにより、照明エリアA1の広さを変えることが可能となる。図14Aは、光ファイバ2の光出射部22とレンズ63との距離がレンズ63の焦点距離の場合の光ファイバ2とレンズ63との位置関係及び光P4の配光を示している。また、図14Bは、光ファイバ2の光出射部22とレンズ63との距離がレンズ63の焦点距離よりも短い場合の光ファイバ2とレンズ63との位置関係及び光P4の配光を示している。
実施形態6の変形例2に係る照明システム1fでは、灯具ユニット6は、図15に示すように、灯具本体61内に配置されており、レンズ63(以下、第1レンズ63ともいう)から見て光出射部22側とは反対側に位置している第2レンズ64を更に有していてもよい。第2レンズ64は、光出射部22の光軸上において第1レンズ63から離れて配置されている。光ファイバ2の光出射部22と第2レンズ64との距離は、光出射部22と第1レンズ63との距離よりも長い。
第1レンズ63は、光ファイバ2の光出射部22に対向する第1レンズ面631と、第1レンズ面631とは反対側の第2レンズ面632と、を有する。第1レンズ63は、例えば、集光機能を担う平凸レンズである。第1レンズ63では、平凸レンズの平面が第1レンズ63の第1レンズ面631を構成し、平凸レンズの凸曲面が第1レンズ63の第2レンズ面632を構成している。また、第2レンズ64は、例えば、軸上色収差を抑制する機能を担う平凹レンズである。第2レンズ64は、第1レンズ63側の第1レンズ面641と、第1レンズ面641とは反対側の第2レンズ面642と、を有する。第2レンズ64では、平凹レンズの凹曲面が第2レンズ64の第1レンズ面641を構成し、平凹レンズの平面が第2レンズ64の第2レンズ面642を構成している。灯具ユニット6は、第1レンズ63と第2レンズ64との両方を有する構成に限らず、第1レンズ63と第2レンズ64との少なくとも一方を有する構成であってもよいし、第1レンズ63と第2レンズ64との両方を有していない構成であってもよい。
また、実施形態6の変形例3に係る照明システム1fでは、連結装置167が、灯具ユニット6をアーム166の軸方向に直交する1つの回転軸の周りにおいて灯具ユニット6を第1位置と第2位置との間で回転させるモータを備えていてもよい。モータは、回転軸周りの灯具ユニット6の回転角を制御する。モータは、第3駆動部によって駆動される。変形例3に係る照明システム1fでは、第3駆動部は、例えば、固定部165内に配置され、電線を介してモータと接続される。変形例3に係る照明システム1fは、制御部68が第3駆動部を制御することによっても、灯具ユニット6からの光P4の照射方向を調整することができる。
(その他の変形例)
上記の実施形態1~6は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記の実施形態1~6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。
上記の実施形態1~6は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記の実施形態1~6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。
例えば、光ファイバ2では、光入射部21と光出射部22との間の波長変換部23の数は1つに限らず、例えば、複数であってもよい。この場合、複数の波長変換部23は、コア3の光軸方向に並ぶ。
コア3は、第1コア部3Aと第2コア部3Bとを含んでいるが、少なくとも第1コア部3Aを含んでいればよい。要するに、光ファイバ2は、長さ方向の一部が波長変換部23である場合に限らず、長さ方向の全長にわたって波長変換部23であってもよい。
第1光源部11に含まれるレーザ光源は、青色のレーザ光を出射する半導体レーザに限らず、例えば、紫色のレーザ光を出射する半導体レーザであってもよい。また、第1光源部11は、半導体レーザに限らず、例えば、LED(Light Emitting Diode)光源と光学系とを含む構成であってもよい。
第2光源部121は、緑色の光を出射する半導体レーザに限らず、例えば、緑色の光を出射するLEDであってもよい。また、第2光源部122は、赤色の光を出射する半導体レーザに限らず、例えば、赤色の光を出射するLEDであってもよい。
また、照明システム1,1a,1b,1c,1d,1e,1fは、複数の第2光源部12を備えているが、これに限らず、少なくとも1つの第2光源部12を備えていればよい。
保護カバー7は、可撓性を有する場合、長さ方向における全長にわたって可撓性を有してもよいが、これに限らず、長さ方向における少なくとも一部が可撓性を有していればよい。保護カバー7は、例えば、蛇腹構造によって可撓性を有するように構成されていてもよいし、織り構造によって可撓性を有するように構成されていてもよい。
調整部10は、複数のシード光P2のうち少なくとも一の波長のシード光P2の強度を調整できればよく、例えば、第2光源部12と光ファイバ2の光入射部21との間におけるシード光P2の光路上に配置されシード光P2の透過率を調整できる液晶フィルタであってもよい。
また、照明対象物体は、人H10に限らず、例えば、動物、美術品、植物、什器又は構造物であってもよい。
(態様)
以上説明した実施形態1~6等から本明細書には以下の態様が開示されている。
以上説明した実施形態1~6等から本明細書には以下の態様が開示されている。
第1の態様に係る照明システム(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f)は、光ファイバ(2)と、第1光源部(11)と、第2光源部(12)と、灯具ユニット(6)と、を備える。光ファイバ(2)は、光入射部(21)と、光出射部(22)と、波長変換部(23)と、有する。波長変換部(23)は、光入射部(21)と光出射部(22)との間に設けられている。波長変換部(23)は、励起光(P1)によって励起され励起光(P1)よりも長波長の自然放出光を自然放射増幅光によって増幅する波長変換要素を含む。第1光源部(11)は、励起光(P1)を光入射部(21)に入射させる。第2光源部(12)は、励起光(P1)及び自然放射増幅光によって励起された波長変換要素から誘導放出光(P3)を発生させるためのシード光(P2)を、光入射部(21)に入射させる。灯具ユニット(6)は、光ファイバ(2)の光出射部(22)から出射される光を外部空間(S1)へ出射させる。
第1の態様に係る照明システム(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f)では、励起光(P1)とは異なる波長の光(誘導放出光P3)の強度を高めることが可能となる。なお、光ファイバ(2)は、上述のように、波長変換要素を含む波長変換部(23)を有する。波長変換要素は、励起光(P1)によって励起され励起光(P1)よりも長波長の自然放出光を発生可能であり、かつ、自然放射増幅光によって励起可能である。第1光源部(11)は、励起光(P1)を光ファイバ(2)に入射させる。第2光源部(12)は、励起光(P1)あるいは自然放射増幅光によって励起された波長変換要素から誘導放出光(P3)を発生させるためのシード光(P2)を、光ファイバ(2)に入射させる。
第2の態様に係る照明システム(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f)では、第1の態様において、第1光源部(11)は、レーザ光源を含む。
第2の態様に係る発光装置(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f)では、励起光(P1)の強度を高めることができる。
第3の態様に係る照明システム(1b;1c;1d;1e;1f)は、第1又は2の態様において、保護カバー(7)を更に備える。保護カバー(7)は、波長変換部(23)の少なくとも一部を覆う。
第3の態様に係る照明システム(1b;1c;1d;1e;1f)では、保護カバー(7)によって、波長変換部(23)の少なくとも一部を保護することができる。
第4の態様に係る照明システム(1b;1c;1d;1e;f)は、第3の態様において、保護カバー(7)と波長変換部(23)との間に空間(8)を有する。
第4の態様に係る照明システム(1b;1c;1d;1e;1f)は、波長変換部(23)で発生する熱を放熱させやすくなる。
第5の態様に係る照明システム(1b;1d;1f)は、第3又は4の態様において、保護カバー(7)と第1光源部(11)及び第2光源部(12)との間に空隙(9)を有する。
第5の態様に係る照明システム(1b;1d;1f)は、波長変換部(23)で発生する熱を放熱させやすくなる。
第6の態様に係る照明システム(1b;1c;1d;1e;1f)では、第3~5の態様のいずれか一つにおいて、保護カバー(7)の少なくとも一部は可撓性を有する。
第6の態様に係る照明システム(1b;1c;1d;1e;1f)は、光ファイバ(2)及び保護カバー(7)の引き回しの自由度が高くなる。
第7の態様に係る照明システム(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f)では、第1~6の態様のいずれか一つにおいて、光ファイバ(2)の一部は、灯具ユニット(6)を保持する構造物(天井101)によって隠蔽される。
第7の態様に係る照明システム(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f)では、外部空間(S1)側から光ファイバ(2)を見えないようにすることができる。
第8の態様に係る照明システム(1e;1f)は、第1~7の態様のいずれか一つにおいて、光ファイバ(2)を複数備える。複数の光ファイバ(2)のうち少なくとも2つ以上の光ファイバ(2)が束ねられて灯具ユニット(6)に保持されている。
第8の態様に係る照明システム(1e;1f)は、灯具ユニット(6)の大型化を抑制しつつ、灯具ユニット(6)から出射される光の光量を多くすることができる。
第9の態様に係る照明システム(1f)は、第1~8の態様のいずれか一つにおいて、情報取得部(69)と、駆動部(第1駆動部66)と、制御部(68)と、を更に備える。情報取得部(69)は、灯具ユニット(6)から外部空間(S1)へ出射させる光(P4)の照射方向に関連する制御関連情報を取得する。駆動部(第1駆動部66)は、灯具ユニット(6)を駆動する。制御部(68)は、情報取得部(69)により取得した制御関連情報に基づいて灯具ユニット(6)からの光(P4)の照射方向を変化させる。
第9の態様に係る照明システム(1f)は、灯具ユニット(6)からの光(P4)の照射方向を変化させることにより、照明エリア(A1)を変えることができる。
第10の態様に係る照明システム(1f)では、第9の態様において、制御関連情報は、センサ(画像センサ161)により検出される、外部空間(S1)における照明対象物体(人H10)の位置情報を含む。
第10の態様に係る照明システム(1f)は、灯具ユニット(6)からの光(P4)の照射方向を照明対象物体(人H10)の位置情報に応じて変化させることが可能となる。
第11の態様に係る照明システム(1f)では、第10の態様において、照明対象物体は、人(H10)である。センサは、外部空間(S1)にいる人(H10)を検出する画像センサ(161)である。
第11の態様に係る照明システム(1f)では、外部空間(S1)にいる人(H10)の位置に応じて灯具ユニット(6)からの光(P4)の照射方向を変化させることが可能となる。
第12の態様に係る照明システム(1f)では、第9~11の態様のいずれか一つにおいて、制御関連情報は、外部空間(S1)内の送信装置(162)から送信された送信装置(162)の位置に関連する装置位置情報を含む。制御部(68)は、装置位置情報に基づいて光(P4)の照射方向を変化させるように灯具ユニット(6)を制御する。
第12の態様に係る照明システム(1f)では、送信装置(162)の位置に応じて灯具ユニット(6)からの光(P4)の照射方向を変化させることが可能となる。
第13の態様に係る照明システム(1f)では、第9~12の態様のいずれか一つにおいて、制御部(68)は、駆動部(第1駆動部66)により灯具ユニット(6)を駆動させることで光(P4)の照射方向を変化させる。
第13の態様に係る照明システム(1f)では、制御部(68)が駆動部(第1駆動部66)を制御することで光(P4)の照射方向を変化させることができる。
第14の態様に係る照明システム(1f)では、第9~13の態様のいずれか一つにおいて、灯具ユニット(6)は、光ファイバ(2)を保持している灯具本体(61)と、灯具本体(61)内に配置されており、光出射部(22)から出射された光(P4)の配光を制御するレンズ(63)と、を有する。レンズ(63)は、光ファイバ(2)の光出射部(22)の光軸上において光出射部(22)から離れて配置されており、光出射部(22)から出射された光(P4)の配光を制御する。制御部(68)は、制御関連情報に基づいて、光出射部(22)とレンズ(63)との距離を変化させる。
第14の態様に係る照明システム(1f)では、灯具ユニット(6)から外部空間(S1)へ照射される光(P4)の配光角を変えることが可能となる。
第15の態様に係る照明システム(1f)では、第9~13の態様のいずれか一つにおいて、灯具ユニット(6)は、光ファイバ(2)を保持している灯具本体(61)と、灯具本体(61)内に配置されており、光出射部(22)に対向している第1レンズ(63)と、灯具本体(61)内に配置されており、第1レンズ(63)から見て光出射部(22)側とは反対側に位置している第2レンズ(64)と、を有する。
第15の態様に係る照明システム(1f)では、第1レンズ(63)と第2レンズ(64)とによる機能分担が可能となり、例えば、第1レンズ(63)に集光機能を担わせ、第2レンズ(64)に軸上色収差を抑制する機能を持たせることが可能となる。
第16の態様に係る照明システム(1e)では、第1~15の態様のいずれか一つにおいて、灯具ユニット(6)は、光ファイバ(2)を保持している灯具本体(61)と、灯具本体(61)内に配置されており、光ファイバ(2)の光出射部(22)から出射される光(P4)の少なくとも一部を外部空間(S1)側へ反射する反射板(62)を更に備える。
第16の態様に係る照明システム(1e)では、反射板(62)によって配光を制御することが可能となる。
第17の態様に係る照明システム(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f)では、第1~16の態様のいずれか一つにおいて、波長変換要素は、Pr、Tb、Ho、Dy、Er、Eu、Nd及びMnの群から選択される元素を含む。
第17の態様に係る照明システム(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f)では、例えば、波長変換要素として2つ以上の元素を含む場合、少なくとも一の元素からの自然放射増幅光による励起によって、別の元素からの異なる波長での自然放射増幅光を発生させることもできる。
第18の態様に係る照明システム(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f)では、第1~17の態様のいずれか一つにおいて、第2光源部(12)を複数備える。複数の第2光源部(12)は、複数のシード光(P21,P22)を出力する。複数の第2光源部(12)から出力される複数のシード光(P21,P22)は、互いに異なる波長を有する。
第18の態様に係る照明システム(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f)では、複数のシード光(P21,P22)に一対一に対応する複数の誘導放出光(P3)を含む光(P4)を光出射部(22)から出射させることが可能となる。
第19の態様に係る照明システム(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f)は、第1~18の態様のいずれか一つにおいて、シード光(P2)の強度を調整する調整部(10)を更に備える。
第19の態様に係る照明システム(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f)では、光ファイバ(2)の光出射部(22)から出射される光(P4)の色度を調整可能となる。
1、1a、1b、1c、1d、1e、1f 照明システム
2 光ファイバ
21 光入射部
22 光出射部
23 波長変換部
6 灯具ユニット
61 灯具本体
62 反射板
63 レンズ(第1レンズ)
64 第2レンズ
66 第1駆動部(駆動部)
67 第2駆動部
68 制御部
69 情報取得部
7 保護カバー
8 空間
9 空隙
10 調整部
11 第1光源部
12 第2光源部
121 第2光源部
122 第2光源部
101 天井(構造物)
161 画像センサ
162 送信装置
H10 人
P1 励起光
P2 シード光
P21 シード光
P22 シード光
P3 誘導放出光
P4 光
S1 外部空間
2 光ファイバ
21 光入射部
22 光出射部
23 波長変換部
6 灯具ユニット
61 灯具本体
62 反射板
63 レンズ(第1レンズ)
64 第2レンズ
66 第1駆動部(駆動部)
67 第2駆動部
68 制御部
69 情報取得部
7 保護カバー
8 空間
9 空隙
10 調整部
11 第1光源部
12 第2光源部
121 第2光源部
122 第2光源部
101 天井(構造物)
161 画像センサ
162 送信装置
H10 人
P1 励起光
P2 シード光
P21 シード光
P22 シード光
P3 誘導放出光
P4 光
S1 外部空間
Claims (19)
- 光入射部と、光出射部と、前記光入射部と前記光出射部との間に設けられており、励起光によって励起され前記励起光よりも長波長の自然放出光を自然放射増幅光によって増幅する波長変換要素を含む波長変換部と、を有する光ファイバと、
前記励起光を前記光入射部に入射させる第1光源部と、
前記励起光及び前記自然放射増幅光によって励起された前記波長変換要素から誘導放出光を発生させるためのシード光を、前記光入射部に入射させる第2光源部と、
前記光ファイバの前記光出射部から出射される光を外部空間へ出射させる灯具ユニットと、を備える、
照明システム。 - 前記第1光源部は、レーザ光源を含む、
請求項1に記載の照明システム。 - 前記波長変換部の少なくとも一部を覆う保護カバーを更に備える、
請求項1又は2に記載の照明システム。 - 前記保護カバーと前記波長変換部との間に空間を有する、
請求項3に記載の照明システム。 - 前記保護カバーと前記第1光源部及び前記第2光源部との間に空隙を有する、
請求項3又は4に記載の照明システム。 - 前記保護カバーの少なくとも一部は可撓性を有する、
請求項3~5のいずれか一項に記載の照明システム。 - 前記光ファイバの一部は、前記灯具ユニットを保持する構造物によって隠蔽される、
請求項1~6のいずれか一項に記載の照明システム。 - 前記光ファイバを複数備え、
前記複数の光ファイバのうち少なくとも2つ以上の光ファイバが束ねられて前記灯具ユニットに保持されている、
請求項1~7のいずれか一項に記載の照明システム。 - 前記灯具ユニットから前記外部空間へ出射させる光の照射方向に関連する制御関連情報を取得する情報取得部と、
前記灯具ユニットを駆動する駆動部と、
前記情報取得部により取得した前記制御関連情報に基づいて前記灯具ユニットからの光の照射方向を変化させる制御部と、を更に備える、
請求項1~8のいずれか一項に記載の照明システム。 - 前記制御関連情報は、センサにより検出される、前記外部空間における照明対象物体の位置情報を含む、
請求項9に記載の照明システム。 - 前記照明対象物体は、人であり、
前記センサは、前記外部空間にいる人を検出する画像センサである、
請求項10に記載の照明システム。 - 前記制御関連情報は、前記外部空間内の送信装置から送信された前記送信装置の位置に関連する装置位置情報を含み、
前記制御部は、前記装置位置情報に基づいて前記光の前記照射方向を変化させるように前記駆動部を制御する、
請求項9~11のいずれか一項に記載の照明システム。 - 前記制御部は、前記駆動部により前記灯具ユニットを駆動させることで前記光の前記照射方向を変化させる、
請求項9~12のいずれか一項に記載の照明システム。 - 前記灯具ユニットは、
前記光ファイバを保持している灯具本体と、
前記灯具本体内に配置されており、前記光出射部から出射された光の配光を制御するレンズと、を有し、
前記制御部は、前記制御関連情報に基づいて、前記光出射部と前記レンズとの距離を変化させる、
請求項9~13のいずれか一項に記載の照明システム。 - 前記灯具ユニットは、
前記光ファイバを保持している灯具本体と、
前記灯具本体内に配置されており、前記光出射部に対向している第1レンズと、
前記灯具本体内に配置されており、前記第1レンズから見て前記光出射部側とは反対側に位置している第2レンズと、を有する、
請求項9~13のいずれか一項に記載の照明システム。 - 前記灯具ユニットは、前記光ファイバの前記光出射部から出射される光の少なくとも一部を前記外部空間側へ反射する反射板を更に備える、
請求項1~15のいずれか一項に記載の照明システム。 - 前記波長変換要素は、Pr、Tb、Ho、Dy、Er、Eu、Nd及びMnの群から選択される元素を含む、
請求項1~16のいずれか一項に記載の照明システム。 - 前記第2光源部を複数備え、
前記複数の第2光源部は、複数の前記シード光を出力し、
前記複数の第2光源部から出力される前記複数のシード光は、互いに異なる波長を有する、
請求項1~17のいずれか一項に記載の照明システム。 - 前記シード光の強度を調整する調整部を更に備える、
請求項1~18のいずれか一項に記載の照明システム。
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