JP2020077562A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバの断線検出の確実性を高めることができる照明装置を提供する。【解決手段】照明装置１０は、レーザ光源４１と、レーザ光源４１が発した光（レーザ光またはＬＥＤ光）を導光する光ファイバ３０と、光ファイバ３０により導光された光の一部を、異なる波長帯の検知光に変換する第一波長変換素子２１と、光ファイバ３０により導光された検知光を受光する受光部４２と、受光部４２の検出結果に基づいて、光ファイバ３０の断線を検出する制御部４９（断線検出部）と、光ファイバにより導光された光の一部を、異なる波長帯の照明光に変換する第二波長変換素子２２と、第一波長変換素子２１と第二波長変換素子２２との間に配置されて、光から当該光の発光ピーク波長を含む光を抽出するダイクロイックミラー２３（フィルタ）を備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、レーザ光を光源とする照明装置に関する。

従来、レーザ光を励起光として蛍光体を発光させ、所望の光色に変換して照明する照明装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような照明装置においては、光源から出力されたレーザ光が光ファイバ（光ファイバケーブル）を介して灯具（ランプ部）に導光されるようになっている。光ファイバを通過したレーザ光によって灯具内の蛍光体が励起されることで、灯具から所望の光色の照明光が発せられる。

特開２０１５−１５１４６号公報

ここで、例えば施工時或いはメンテナンス時などには、光ファイバが切断される場合があるが、その状態で光源が発光してしまうと、切断箇所からレーザ光が放出されてしまい、作業者の目にレーザ光が照射されてしまうおそれがある。このため、光ファイバの断線検出の確実性を高めることで、切断箇所からのレーザ光の漏れを防止することが望まれている。

本発明の目的は、光ファイバの断線検出の確実性を高めることができる照明装置を提供することである。

本発明の一態様に係る照明装置は、レーザ光源と、レーザ光源が発した光を導光する光ファイバと、光ファイバにより導光された光の一部を、異なる波長帯の検知光に変換する第一波長変換素子と、光とは逆方向で光ファイバにより導光された検知光を受光する受光部と、受光部の検出結果に基づいて、光ファイバの断線を検出する断線検出部と、光ファイバにより導光された光の一部を、異なる波長帯の照明光に変換する第二波長変換素子と、第一波長変換素子と第二波長変換素子との間に配置されて、光から当該光の発光ピーク波長を含む光を抽出するフィルタを備える。

本発明に係る照明装置によれば、光ファイバの断線検出の確実性を高めることができる。

図１は、実施の形態に係る照明装置の使用態様を示す斜視図である。 図２は、実施の形態に係る照明装置の光学的構成を示す模式図である。 図３は、実施の形態に係るレーザ光源である半導体レーザ素子の発光特性を示すグラフである。 図４は、実施の形態に係る第一波長変換素子の概略構成を示す平面図である。 図５は、実施の形態に係る照明装置の制御構成を示すブロック図である。 図６は、変形例に係る照明装置の光学的構成を示す模式図である。

以下では、本発明の実施の形態に係る照明装置について、図面を用いて説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。従って、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態等は、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。

［実施の形態］
以下、実施の形態について説明する。まず、実施の形態に係る照明装置の使用態様について説明する。図１は、実施の形態に係る照明装置１０の使用態様を示す斜視図である。図１に示すように、照明装置１０は、建築物の一つであるショーウィンドウ３０１に対して設置されている。照明装置１０は、複数の灯具２０と、複数の光ファイバ３０と、光源装置４０とを備えている。

複数の灯具２０は、それぞれショーウィンドウ３０１の天井の異なる箇所に取り付けられており、マネキン３０３を照らすスポットライトとして機能している。ショーウィンドウ３０１の外には、光源装置４０が備えられている。光源装置４０から発せられたレーザ光は、ショーウィンドウ３０１の外部に配線された光ファイバ３０によって各灯具２０まで伝送されている。

光源装置４０は、青色光を含むレーザ光を発生させ、光ファイバ３０を用いて複数の灯具２０に対しレーザ光を供給する装置である。具体的には、光源装置４０は、青色光を含むレーザ光を放射する半導体レーザ素子からなるレーザ光源４１（図２等参照）を複数備えている。このように、複数のレーザ光源４１を１箇所に配置することで、レーザ光源４１を集中して配置することができ、設置調整やメンテナンスを簡便に実施することが可能となる。

灯具２０は、光ファイバ３０から伝送されたレーザ光を励起光源として白色光を放射する装置である。

次に、照明装置１０の各部について詳細に説明する。図２は、実施の形態に係る照明装置１０の光学的構成を示す模式図である。なお、図２においては、一組の灯具２０及び光ファイバ３０を図示している。図２では、レーザ光源４１から灯具２０までのレーザ光の光路Ｌ１を実線で示し、灯具２０からの検知光の光路Ｌ２を二点鎖線で示している。検知光は、光ファイバ３０の断線を検知するための光である。

また、図２では、光源装置４０の内部構造として、一組の灯具２０及び光ファイバ３０に対応するレーザ光源４１と、受光部４２と、これらレーザ光源４１及び受光部４２に対する光学系５０とを図示している。つまり、実際には、レーザ光源４１、受光部４２及び光学系５０は、各組の灯具２０及び光ファイバ３０に対応するように複数セット、光源装置４０に設けられている。各セットのレーザ光源４１、受光部４２及び光学系５０は、基本的に同じ構成であるため、以降では、１セット分のレーザ光源４１、受光部４２及び光学系５０のみについて説明する。また、光源装置４０には、各セットのレーザ光源４１及び受光部４２を統括して制御する制御部４９（図５参照）が設けられている。

まず、光源装置４０側の光学的構成から説明する。光源装置４０には、発光ピーク波長４５５ｎｍの半導体レーザ素子からなるレーザ光源４１が設けられている。図３は、実施の形態に係るレーザ光源４１である半導体レーザ素子の発光特性を示すグラフである。図３に示すように、半導体レーザ素子は、その特性として、レーザ光を発する第一発光モードと、レーザ光よりも低い発光強度のＬＥＤ光のみを発する第二発光モードとが、供給される電流により切り替わるようになっている。レーザ光は第一光の一例であり、ＬＥＤ光は第二光の一例である。つまり、レーザ光源４１が発する光には、第一光であるレーザ光と、第二光であるＬＥＤ光とが含まれている。

図３では、半導体レーザ素子に対する供給電流の電流値Ｉ１で第一発光モードと第二発光モードとが切り替わる場合を例示している。つまり、レーザ光源４１は、レーザ光とＬＥＤ光とを切り替え自在に発光する。このため、ＬＥＤ光においても、レーザ光と同様の光路Ｌ１で進行する。

図２に示すように、光学系５０は、コリメートレンズ５１と、ダイクロイックミラー５３と、第一集光レンズ５４と、第二集光レンズ５６とを備えている。

コリメートレンズ５１は、レーザ光源４１から放出されたレーザ光またはＬＥＤ光を平行光に変換するレンズである。コリメートレンズ５１は、レーザ光源４１における光軸上であって、光出射方向の下流側に配置されている。ここでは、コリメートレンズ５１は、レーザ光源４１と別体である場合を例示しているが、コリメートレンズと光源とが一体化されていてもよい。

ダイクロイックミラー５３は、コリメートレンズ５１を透過したレーザ光またはＬＥＤ光を反射するとともに、検知光を透過させるダイクロイックミラーである。具体的には、ダイクロイックミラー５３は、４４０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の青色波長帯域の光（青色光）を反射し、５００ｎｍよりも長い波長帯の光を透過するようになっている。ダイクロイックミラー５３は、レーザ光源４１における光軸上であって、コリメートレンズ５１の下流側に配置されている。コリメートレンズ５１を透過したレーザ光またはＬＥＤ光は、ダイクロイックミラー５３によって反射されることで、第一集光レンズ５４に向けて照射される。また、検知光は、ダイクロイックミラー５３を透過し、受光部４２に向けて照射される。つまり、ダイクロイックミラー５３よりも灯具２０側においては、レーザ光またはＬＥＤ光の光路Ｌ１と、検知光の光路Ｌ２とが共通化されており、ダイクロイックミラー５３の反対側では分岐されている。なお、ダイクロイックミラーは、コリメートレンズ５１を透過した光を透過するとともに、検知光を反射させるダイクロイックミラーであってもよい。

第一集光レンズ５４は、ダイクロイックミラー５３で反射されたレーザ光またはＬＥＤ光を集光し、光ファイバ３０の一端面に対して入射させるレンズである。第一集光レンズ５４は、ダイクロイックミラー５３と、光ファイバ３０の一端面との間に配置されている。また、第一集光レンズ５４は、光ファイバ３０の一端面から放出された検知光をコリメートさせる機能も有している。

第二集光レンズ５６は、ダイクロイックミラー５３を透過した検知光を集光し、受光部４２に対して入射させるレンズである。第二集光レンズ５６は、検知光の光路Ｌ２上であって、ダイクロイックミラー５３と受光部４２との間に配置されている。

受光部４２は、検知光を受光し、電気信号に変換する受光素子である。受光部４２は、受光した検知光を光電変換することで、当該検知光の受光量（すなわち、強度）に応じた電気信号を生成する。生成された電気信号は、制御部４９に出力される。受光部４２は、例えば、フォトダイオードであるが、これに限定されない。例えば、受光部４２は、フォトトランジスタ、または、イメージセンサでもよい。

次に、灯具２０の光学的構成について説明する。図２では、灯具２０の内部構造として、第一波長変換素子２１と、第二波長変換素子２２と、ダイクロイックミラー２３と、光学部材２４とを図示している。

第一波長変換素子２１は、光ファイバ３０の他端面から出射したレーザ光またはＬＥＤ光を、異なる波長帯の検知光に変換する素子である。具体的には、第一波長変換素子２１は、光ファイバ３０の他端面と、ダイクロイックミラー２３との間に配置されており、光ファイバ３０の他端面に対向配置されている。

図４は、実施の形態に係る第一波長変換素子２１の概略構成を示す平面図である。図４に示すように、第一波長変換素子２１は、基板２１１と蛍光部２１２とを備えている。基板２１１は、蛍光部２１２を保持する板体である。基板２１１は、例えばガラス、サファイアなどの透光性材料から形成されている。この基板２１１に蛍光部２１２が積層されている。

蛍光部２１２は、光ファイバ３０の他端面から出射したレーザ光またはＬＥＤ光によって励起されて蛍光を発する複数の蛍光体の粒子を分散状態で備えており、レーザ光またはＬＥＤ光の照射により蛍光体が蛍光を発する。具体的に、蛍光部２１２は、透明な樹脂やガラスからなる基材の内部に蛍光体の粒子が分散されているもの、または、蛍光体の粒子を固めたもの等を例示できる。本実施の形態の場合、蛍光部２１２は白色光を放射するものである。つまり、蛍光部２１２は、レーザ光またはＬＥＤ光をより長い波長帯の検知光に変換する。例えば、蛍光部２１２には、レーザ光またはＬＥＤ光の照射によって黄色を発光する第一蛍光体が含まれている。第一波長変換素子２１で発せられた黄色光のうち、一部は検知光として光ファイバ３０の他端面から当該光ファイバ３０に進入する。この検知光は、図２に示す光路Ｌ２を通ることで受光部４２に到達する。

蛍光体の種類及び特性は特に限定されるものではないが、比較的高い出力のレーザ光が励起光となるため、熱耐性が高く、輝度飽和が発生しないものが望ましい。例えば、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系の蛍光体が採用される。黄色の蛍光を放出するＹＡＧ系の蛍光体は、他の蛍光体と比較して、温度消光特性及び輝度飽和特性に優れており好適である。また、蛍光体を分散状態で保持する基材の種類は特に限定されるものではないが、透明性が高ければ、黄色光の放射効率も高くなるのでよい。また、比較的高い出力のレーザ光が入射するため、耐熱性の高いものがよい。

また、蛍光部２１２は、レーザ光またはＬＥＤ光の一部が貫通する貫通孔２１３を有している。貫通孔２１３を貫通したレーザ光またはＬＥＤ光の一部は、波長変換されることなく、つまり、青色光のままでダイクロイックミラー２３に向けて出射される。図４において二点鎖線は、蛍光部２１２に対するレーザ光またはＬＥＤ光の照射範囲Ｈ１である。貫通孔２１３は、照射範囲Ｈ１内に収まるように配置されている。貫通孔２１３は、照射範囲Ｈ１の面積の半分以上の面積である。この関係性であるので、レーザ光またはＬＥＤ光の大半が貫通孔２１３を貫通して青色光のままでダイクロイックミラー２３に向けて出射され、レーザ光またはＬＥＤ光の一部が蛍光部２１２によって黄色光に変換されて検知光となる。なお、本実施の形態では、蛍光部２１２に貫通孔２１３を設けることで、貫通孔２１３を貫通したレーザ光またはＬＥＤ光の一部を波長変換させずに、その他の一部を蛍光部２１２で波長変換する場合を例示した。しかし、レーザ光またはＬＥＤ光の一部を波長変換させずに、その他の一部を蛍光部２１２で波長変換するのであれば、その形態は如何様でもよい。例えば、レーザ光またはＬＥＤ光の照射範囲Ｈ１に対して、隙間を有するように全体的に収まる大きさに波長変換素子を形成してもよい。この場合、レーザ光またはＬＥＤ光のうち、隙間の部分を通過した光が波長変換されないことになる。

図２に示すように、第二波長変換素子２２は、ダイクロイックミラー２３を透過したレーザ光またはＬＥＤ光を、異なる波長帯の照明光に変換する素子である。具体的には、第二波長変換素子２２は、ダイクロイックミラー２３と、光学部材２４との間に配置されている。

第二波長変換素子２２は、基板２２１と蛍光部２２２とを備えている。基板２２１は、蛍光部２２２を保持する板体である。基板２２１は、例えばガラス、サファイアなどの透光性材料から形成されている。この基板２２１における光学部材２４側の主面に蛍光部２２２が積層されている。

蛍光部２２２は、ダイクロイックミラー２３を透過したレーザ光またはＬＥＤ光によって励起されて蛍光を発する複数の蛍光体の粒子を分散状態で備えており、レーザ光またはＬＥＤ光の照射により蛍光体が蛍光を発する。具体的に、蛍光部２２２は、透明な樹脂やガラスからなる基材の内部に蛍光体の粒子が分散されているもの、または、蛍光体の粒子を固めたもの等を例示できる。本実施の形態の場合、蛍光部２２２は白色光を放射するものである。つまり、蛍光部２２２は、レーザ光またはＬＥＤ光をより長い波長帯の照明光に変換する。例えば、蛍光部２２２は、レーザ光またはＬＥＤ光の照射によって赤色を発光する第一蛍光体、緑色を発光する第二蛍光体の２種類の蛍光体が適切な割合で含まれている。第一蛍光体から発せられた赤色光と、第二蛍光体から発せられた緑色光と、レーザ光またはＬＥＤ光がなす青色光とが混色することで白色の照明光が蛍光部２２２から発せられる。蛍光部２２２は、第一波長変換素子２１の蛍光部２１２とは異なり貫通孔を有していない。このため、蛍光部２２２に対しては、レーザ光またはＬＥＤ光の照射範囲の全体が重畳するようになっている。

蛍光体の種類及び特性は特に限定されるものではないが、比較的高い出力のレーザ光が励起光となるため、熱耐性が高く、輝度飽和が発生しないものが望ましい。例えば、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系の蛍光体が採用される。また、蛍光体を分散状態で保持する基材の種類は特に限定されるものではないが、透明性が高ければ、白色光の放射効率も高くなるのでよい。また、比較的高い出力のレーザ光が入射するため、耐熱性の高いものがよい。

ダイクロイックミラー２３は、第一波長変換素子２１と第二波長変換素子２２との間に配置されて、レーザ光またはＬＥＤ光から青色光を抽出するフィルタの一例である。具体的には、ダイクロイックミラー２３は、４４０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の青色波長帯域の光を透過し、５００ｎｍ以上の波長帯の光を反射するダイクロイックミラーである。

このため、第一波長変換素子２１を透過した青色光は、ダイクロイックミラー２３を透過して第二波長変換素子２２に向けて進行する。一方、第一波長変換素子２１で変換された黄色光は、ダイクロイックミラー２３で反射されて、第二波長変換素子２２への進行が遮断される。ダイクロイックミラー２３で反射された黄色光の一部は、検知光として光ファイバ３０の他端面に進入する。このように、ダイクロイックミラー２３であれば、単なる青色光を抽出するフィルタである場合よりも、光ファイバ３０に進入する検知光の強度を高めることができる。

一方、第二波長変換素子２２で発せられた照明光のうち、ダイクロイックミラー２３に向かう一部、緑色〜赤色の波長帯の蛍光は、当該ダイクロイックミラー２３により反射される。また、光学部材２４を介してダイクロイックミラー２３に到達した外光も、当該ダイクロイックミラー２３により、緑色〜赤色の波長帯の光は反射される。このように、照明光及び外光が光ファイバ３０に進入することがダイクロイックミラー２３によって抑制されている。なお、ダイクロイックミラー２３であれば、単なる青色光を抽出するフィルタである場合よりも、照明光を反射するために、灯具２０から放出される照明光の強度を高めることができる。

青色波長帯の光はダイクロイックミラー２３を通過するため、例えば、太陽光による外光成分のうち青色波長帯の光は光ファイバ３０を介して光源装置４０側に侵入するが、ダイクロイックミラー５３によって青色光は反射されるため、受光部４２には届かない。

なお、ここでは、青色光を抽出するためのフィルタとして、ショートパスフィルタの特性を有するダイクロイックミラー２３を例示したが、青色光を抽出し、その他の波長帯の光をカットできるのであればその他の光学部材を採用することができる。その他のフィルタとしては、バンドパスフィルタなどが挙げられる。

光学部材２４は、第二波長変換素子２２で発せられた照明光の配光を制御するための光学部材である。光学部材２４としては、例えば、照明光を拡散する拡散部材、照明光を集光する集光部材などが挙げられる。拡散部材としては、乳白色の透光性部材、拡散レンズなどが挙げられる。集光部材としては、集光レンズなどが挙げられる。

次に、照明装置１０の制御構成について説明する。図５は、実施の形態に係る照明装置１０の制御構成を示すブロック図である。図５に示すように、照明装置１０は、各セットのレーザ光源４１及び受光部４２のそれぞれと電気的に接続された制御部４９を備えている。制御部４９は、駆動回路及びマイクロコントローラで構成されている。具体的には、制御部４９は、受光部４２から入力される、検知光を起因とした電気信号に基づいてレーザ光源４１を制御する。制御部４９は、制御プログラムが格納された不揮発性メモリ、プログラムを実行するための一時的な記憶領域である揮発性メモリ、入出力ポート、プログラムを実行するプロセッサなどを有する。

制御部４９は、図示しない外部電源に接続されており、各レーザ光源４１に対する供給電流を制御することで、各レーザ光源４１の点灯を制御する。例えば、制御部４９は、レーザ光源４１に対する供給電流を制御することにより、レーザ光を発する第一発光モードと、レーザ光よりも低い発光強度のＬＥＤ光のみを発する第二発光モードとを切り替える切替部の一例である。また、制御部４９は、受光部４２の検出結果に基づいて、光ファイバ３０の断線を検出する断線検出部の一例である。具体的には、制御部４９は、セット毎に光ファイバ３０の断線を判断する。

例えば、光ファイバ３０が断線していない正常時では、レーザ光源４１が点灯されると、レーザ光またはＬＥＤ光が光ファイバ３０を通過するとともに、検知光も光ファイバ３０を通過するため、受光部４２は検知光を起因とした電気信号を制御部４９に出力する。つまり、制御部４９は、受光部４２から電気信号を受信した場合には、当該受光部４２と同セットの光ファイバ３０が正常であると判断する。この判断に基づいて、制御部４９は、当該受光部４２と同セットのレーザ光源４１の発光を許可する。

一方、光ファイバ３０が断線している異常時では、レーザ光源４１が点灯されると、レーザ光またはＬＥＤ光が光ファイバ３０を通過できないため、検知光も発生せず、受光部４２は制御部４９に電気信号を出力しない。つまり、制御部４９は、受光部４２から電気信号を受信しない場合には、当該受光部４２と同セットの光ファイバ３０が断線していると判断する。この判断に基づいて、制御部４９は、当該受光部４２と同セットのレーザ光源４１の発光を禁止する。禁止後においては、制御部４９はレーザ光源４１を点灯させない。

なお、異常時においては、光源装置４０内の僅かな散乱光や迷光を起因として受光部４２が電気信号を制御部４９に出力する場合も想定される。このため、制御部４９は、正常時の電気信号よりも大幅に小さい電気信号が受光部４２から入力された場合にも、光ファイバ３０が断線していると判断してもよい。

このように、光ファイバ３０の断線が判断されると、レーザ光源４１の発光が禁止されるが、その判断の際には一時的にレーザ光源４１は点灯される。ところで、照明装置１０の設置時、あるいはメンテナンス時においては、光ファイバ３０の切断箇所を作業者が視認している可能性もある。この状態で、断線の判断のためにレーザ光源４１からレーザ光が一時的にも発せられてしまうと、断線箇所からレーザ光が放出されてしまい、作業者が危険に晒されるおそれがある。これを防止すべく、電源投入時においては、制御部４９は、レーザ光源４１に対する供給電流を制御することで、レーザ光源４１を第二発光モードで発光させる。つまり、電源投入時には、レーザ光源４１から発せられたＬＥＤ光で光ファイバ３０の断線検出が行われることになり、作業者がレーザ光に晒されることを防止している。また、制御部４９は、光ファイバ３０の断線が検出されなかった場合には、所定時間経過後に第二発光モードから第一発光モードに切り替える。

なお、正常時に第一発光モードでレーザ光源４１がレーザ光を発している状態であっても光ファイバ３０が断線してしまう場合も想定されるが、この場合には、制御部４９は、当該レーザ光に基づいて光ファイバ３０の断線を判断する。つまり、この場合には、制御部４９は、第一発光モードのままで断線の判断を行う。

ここで、ＬＥＤ光は、レーザ光よりも発光強度が小さいために、ノイズの影響を受けやすい。特に外光の影響は顕著である。この外光の影響を抑えて、ＬＥＤ光であっても断線の検出精度を高めるために、本実施の形態では、外光をカットするダイクロイックミラー２３を灯具２０に設けている。また、灯具２０内には、ダイクロイックミラー２３における光ファイバ３０側に、検知光を発する第一波長変換素子２１を設けている。これにより、ダイクロイックミラー２３が外光を遮断するので、外光の影響が検知光に及ぶことを抑制している。なお、ＬＥＤ光を起因とした検知光の場合には外光の遮断効果は大きいが、レーザ光を起因とした検知光であっても、一定の外光の遮断効果を得ることができる。

［効果など］
以上のように、本実施の形態に係る照明装置１０は、レーザ光源４１と、レーザ光源４１が発した光（レーザ光またはＬＥＤ光）を導光する光ファイバ３０と、光ファイバ３０により導光されたレーザ光またはＬＥＤ光の一部を、異なる波長帯の検知光に変換する第一波長変換素子２１と、レーザ光またはＬＥＤ光とは逆方向で光ファイバ３０により導光された検知光を受光する受光部４２と、受光部４２の検出結果に基づいて、光ファイバ３０の断線を検出する制御部４９（断線検出部）と、光ファイバ３０により導光されたレーザ光またはＬＥＤ光の一部を、異なる波長帯の照明光に変換する第二波長変換素子２２と、第一波長変換素子２１と第二波長変換素子２２との間に配置されて、レーザ光またはＬＥＤ光から、当該光の発光ピーク波長を含む光（青色光）を抽出するダイクロイックミラー２３（フィルタ）を備えている。

これによれば、青色光を抽出するダイクロイックミラー２３が第一波長変換素子２１と第二波長変換素子２２との間に配置されているので、ダイクロイックミラー２３が第二波長変換素子２２で発せられた照明光及び外光を遮蔽する。したがって、照明光及び外光と、検知光とを分離することができる。これにより、検知光と外光とのＳ／Ｎ比を大きくすることができる。検知光に対するノイズの影響が低減されるので、断線の検出精度を高めることができる。これは、ＬＥＤ光での断線検出時には特に好適である。したがって、光ファイバ３０の断線検出の確実性を高めた照明装置１０を提供することが可能である。

ここで、従来の断線検出の例としては、ファイバケーブルの中に、光ファイバと一緒に電線を沿わせて収納することで、その電線の断線により、光ファイバの断線を検出する方式がある。しかしながら、光ファイバ断線時に電線も確実に断線するといえないため、検出精度に課題がある。一方で、本実施の形態に係る方式では、光ファイバ３０が断線すると確実に検出光が伝送しなくなるため、断線検出精度を高くすることができる。

また、従来の他の断線検出の例として、受光部を光源装置側ではなく、灯具の中に組み込む方式がある。しかし、灯具に通電を要するため、例えば過酷な環境で使用される灯具において信頼性が低下しやすい課題がある。本実施の形態に係る方式では、灯具２０に通電を要せずに光ファイバ３０の断線を検出できるため、高信頼性の灯具２０を実現することができる。

また、制御部４９（断線検出部）は、光ファイバ３０の断線を検出した場合には、レーザ光源４１の発光を禁止する。

これによれば、光ファイバ３０の断線を検出した場合には、制御部４９がレーザ光源４１の発光を禁止するので、断線した箇所からレーザ光が漏れ出ることを防止できる。したがって、安全性の高い照明装置１０を提供することができる。

また、レーザ光源４１は、前記光として、レーザ光と、レーザ光よりも低い発光強度のＬＥＤ光とを切替自在に発する。

これにより、レーザ光及びＬＥＤ光のそれぞれを起因として光ファイバ３０の断線を検出することができる。特に、ＬＥＤ光に対するノイズの影響を顕著に低減することができる。

［変形例］
次に、本実施の形態に係る変形例について説明する。なお、以降の説明において、上記実施の形態と同一の部分については同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。図６は、変形例に係る照明装置１０Ｂの光学的構成を示す模式図である。図６に示すように、一つの灯具２０ｂに対して、複数の光ファイバ３０ｂ、３０ｃが接続されている点で、上記実施の形態に係る照明装置１０とは異なる。

具体的には、照明装置１０Ｂには、各光ファイバ３０ｂ、３０ｃに対応するように、２つのレーザ光源４１ｂ、４１ｃと、２つの受光部４２ｂ、４２ｃとが設けられている。照明装置１０Ｂの光学系５０ｂは、各レーザ光源４１ｂ、４１ｃに対応するように、コリメートレンズ５１ｂ、５１ｃと、ダイクロイックミラー５３ｂ、５３ｃと、第一集光レンズ５４ｂ、５４ｃとを備えている。また、光学系５０ｂは、各受光部４２ｂ、４２ｃに対応するように、第二集光レンズ５６ｂ、５６ｃを備えている。

各光ファイバ３０ｂ、３０ｃの他端部には、灯具２０ｂに対して着脱自在に取り付けられるコネクタ部３１ｂ、３１ｃが設けられている。具体的には、コネクタ部３１ｂ、３１ｃは、灯具２０ｂの差込口２９ｂ、２９ｃに対して嵌め込まれることで、灯具２０ｂに対して取り付けられる。コネクタ部３１ｂ、３１ｃまたは灯具２０ｂには、コネクタ部３１ｂ、３１ｃの脱落を防止するためのロック機構が設けられている。ロック機構としては、例えば、コネクタ部３１ｂ、３１ｃ側に備わる爪部と、灯具２０ｂ側に備わり、爪部が係止される被係止部とを備えた機構などが挙げられる。被係止部に対する爪部の係止が解除されると、コネクタ部３１ｂ、３１ｃを灯具２０ｂから取り外せる状態となる。

コネクタ部３１ｂ、３１ｃには、第一波長変換素子２１ｂ、２１ｃと、ダイクロイックミラー２３ｂ、２３ｃとが収容されている。第一波長変換素子２１ｂ、２１ｃは、光ファイバ３０ｂ、３０ｃの他端部と、ダイクロイックミラー２３ｂ、２３ｃとの間に配置されている。第一波長変換素子２１ｂ、２１ｃは、光ファイバ３０ｂ、３０ｃの他端面から出射したレーザ光またはＬＥＤ光の一部を、異なる波長帯の検知光に変換する。

ダイクロイックミラー２３ｂ、２３ｃは、コネクタ部３１ｂ、３１ｃの先端面に配置されている。ダイクロイックミラー２３ｂ、２３ｃは、レーザ光またはＬＥＤ光のうち、第一波長変換素子２１ｂ、２１ｃで変換された検知光を反射するとともに、第一波長変換素子２１ｂ、２１ｃで変換されなかった青色光を透過する。つまり、コネクタ部３１ｂ、３１ｃからは検知光は外部に放出されず、青色光のみが外部に放出される。

灯具２０ｂには、第二波長変換素子２２と、光学部材２４と、反射部材２８ｂ、２８ｃとを備えている。

反射部材２８ｂ、２８ｃは、青色光を反射するミラーである。反射部材２８ｂ、２８ｃは、各差込口２９ｂ、２９ｃに対応する位置に配置されている。また、反射部材２８ｂ、２８ｃは、各差込口２９ｂ、２９ｃに取り付けられたコネクタ部３１ｂ、３１ｃから放出された青色光を、第二波長変換素子２２に向けて反射する姿勢で配置されている。反射部材２８ｂ、２８ｃで反射された青色光は、第二波長変換素子２２で照明光に変換されて、光学部材２４を介して灯具２０ｂの外部へと放出される。

具体的に説明すると、レーザ光源４１ｂ、４１ｃから発せられたレーザ光またはＬＥＤ光は、コリメートレンズ５１ｂ、５１ｃ、ダイクロイックミラー５３ｂ、５３ｃ、第一集光レンズ５４ｂ、５４ｃ及び光ファイバ３０ｂ、３０ｃで構成される光路Ｌ１１、Ｌ１２を通過して、第一波長変換素子２１ｂ、２１ｃに到達する。第一波長変換素子２１ｂ、２１ｃでは、レーザ光またはＬＥＤ光のうち、一部が検知光に変換される。また、レーザ光またはＬＥＤ光のうち、青色光は、第一波長変換素子２１ｂ、２１ｃを透過して、反射部材２８ｂ、２８ｃを介して、第二波長変換素子２２で照明光に変換されて、光学部材２４を介して灯具２０ｂの外部へと放出される。一方、検知光は、光ファイバ３０ｂ、３０ｃ、第一集光レンズ５４ｂ、５４ｃ、ダイクロイックミラー５３ｂ、５３ｃ及び第二集光レンズ５６ｂ、５６ｃから構成される光路Ｌ２１、Ｌ２２を通過して、受光部４２ｂ、４２ｃに到達する。制御部４９は、各受光部４２ｂ、４２ｃの検出結果に基づいて、各光ファイバ３０ｂ、３０ｃの断線を検出する。

このように、照明装置１０Ｂは、第二波長変換素子２２を保持する灯具２０ｂと、灯具２０ｂに対して着脱自在に取り付けられるコネクタ部３１ｂ、３１ｃとを備え、コネクタ部３１ｂ、３１ｃには、光ファイバ３０ｂ、３０ｃ、第一波長変換素子２１ｂ、２１ｃ及びダイクロイックミラー２３ｂ、２３ｃが一体的に組み付けられている。

このため、検知光は、コネクタ部３１ｂ、３１ｃ内の第一波長変換素子２１ｂ、２１ｃで発生するので、灯具２０ｂにコネクタ部３１ｂ、３１ｃを装着する前でも、光ファイバ３０ｂ、３０ｃの断線検出が可能となる。

ここで、上記実施の形態では、光ファイバ３０の断線が検出されなかった場合には、所定時間経過後に第二発光モードから第一発光モードに切り替わる場合を例示した。本変形例では、コネクタ部３１ｂ、３１ｃが灯具２０ｂから取り外された状態で、第二発光モードから第一発光モードに切り替わるとレーザ光がコネクタ部３１ｂ、３１ｃから放出されてしまう。このため、コネクタ部３１ｂ、３１ｃが取り外された状態で断線検出が実行されて、その結果、断線が検出されない場合には、制御部４９は、第二発光モードから第一発光モードへの切り替えを行わずに、報知部（図示省略）を制御して、正常である旨を報知してもよい。

また、光ファイバ３０ｂ、３０ｃと第一波長変換素子２１ｂ、２１ｃとは一対一の関係で複数組設けられている。

これにより、各光ファイバ３０ｂ、３０ｃで検知光を導光することができるので、各光ファイバ３０ｂ、３０ｃの断線を個別に判断することができる。

なお、本変形例では、各第一波長変換素子２１ｂ、２１ｃに対して一つずつ受光部４２ｂ、４２ｃが設けられており、これらの受光部４２ｂ、４２ｃの検出結果に基づいて、制御部４９が、各光ファイバ３０ｂ、３０ｃの断線を検出する場合を例示した。しかしながら、一つの受光部で、複数の第一波長変換素子からの検知光を個別に検出することも可能である。具体的には、各第一波長変換素子で変換される検知光の波長帯を異ならせておき、波長帯の異なる各検知光の受光量（強度）を一つの受光部で検出すればよい。これにより、受光部の共通化を図ることができ、部品点数を削減することができる。

［その他］
以上、本発明に係る照明装置について、上記実施の形態及び変形例に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではない。

上記実施の形態に係る照明装置１０では、一つの光ファイバ３０で、レーザ光及びＬＥＤ光と、検知光とが導光される場合を例示した。しかしながら、レーザ光及びＬＥＤ光用の第一光ファイバと、検知光用の第二光ファイバとが照明装置に備わっていてもよい。この場合、第一光ファイバと第二光ファイバとが一つの伝送ケーブルとして一体化されていればよい。これにより、伝送ケーブルの断線（第一光ファイバ及び第二光ファイバの一方の断線）を検出することが可能である。

また、灯具２０内において第一波長変換素子２１と光ファイバ３０の他端面との間に、検知光を集光させるための光学部材を配置してもよい。これにより、光ファイバ３０に入射する検知光の発光強度を高めることができる。したがって、受光部４２でのＳ／Ｎ比を大きくすることができる。検知光を集光させるための光学部材としては、例えば集光レンズ、ライトパイプなどが挙げられる。

また、上記実施の形態では、発光ピーク波長が青色波長帯域に含まれる光を発するレーザ光源４１を例示した。しかしながら、その他の波長帯域に発光ピーク波長が含まれる光を発するレーザ光源であってもよい。その他の波長帯域としては、紫色波長帯域、紫外波長帯域などが挙げられる。この場合、光源装置側のダイクロイックミラー及び灯具側のダイクロイックミラーは、その他の波長帯域の光に対応したものが用いられる。

また、上記実施の形態では照明装置１０がショーウィンドウ３０１内を照明する場合を例示した。しかしながら、照明装置１０の灯具２０には、電気的な構成部材が備えられていないため、灯具２０を水中に配置して水中照明として用いることも可能である。

その他、実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

１０、１０Ｂ 照明装置
２０、２０ｂ 灯具
２１、２１ｂ、２１ｃ 第一波長変換素子
２２ 第二波長変換素子
２３、２３ｂ、２３ｃ ダイクロイックミラー（フィルタ）
３０、３０ｂ、３０ｃ 光ファイバ
４１、４１ｂ、４１ｃ レーザ光源
４２、４２ｂ、４２ｃ 受光部
４９ 制御部（断線検出部）

Claims (5)

1. レーザ光源と、
   前記レーザ光源が発した光を導光する光ファイバと、
   前記光ファイバにより導光された前記光の一部を、異なる波長帯の検知光に変換する第一波長変換素子と、
   前記光とは逆方向で前記光ファイバにより導光された前記検知光を受光する受光部と、
   前記受光部の検出結果に基づいて、前記光ファイバの断線を検出する断線検出部と、
   前記光ファイバにより導光された前記光の一部を、異なる波長帯の照明光に変換する第二波長変換素子と、
   前記第一波長変換素子と前記第二波長変換素子との間に配置されて、前記光から当該光の発光ピーク波長を含む光を抽出するフィルタを備える
   照明装置。
2. 前記第二波長変換素子を保持する灯具と、
   前記灯具に着脱自在に取り付けられるコネクタ部とを備え、
   前記コネクタ部には、前記光ファイバ、前記第一波長変換素子及び前記フィルタが、一体的に組み付けられている
   請求項１に記載の照明装置。
3. 前記光ファイバと前記第一波長変換素子とは一対一の関係で複数組設けられている
   請求項１または２に記載の照明装置。
4. 前記断線検出部は、前記光ファイバの断線を検出した場合には、前記レーザ光源の発光を禁止する
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の照明装置。
5. 前記レーザ光源は、前記光として、第一光と、前記第一光よりも低い発光強度の第二光とを切替自在に発する
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の照明装置。

Images