JP6440393B2 - 照明ランプおよび照明装置 - Google Patents

Description

この発明は、照明ランプおよび照明装置に関する。

従来、例えば、以下の特許文献１に示すように、レーザ光源から放射されたレーザ光を拡散部で拡散させて、拡散部で拡散させた光を波長変換部に入射して、出射光を得る構成の発光装置が知られている。特許文献１に記載の発光装置では、拡散部の拡散度を変化させることによって、発光装置の側面から、均一な光を放射できるように構成している。

特開２０１０−５６００３号公報（第５〜６頁、図２）

しかしながら、特許文献１に記載の発光装置では、出射光を効率良く得ることができないという問題点がある。なぜなら、特許文献１の発光装置では、レーザ光を拡散部で拡散させて、波長変換部の蛍光体に照射していたため、レーザ光を効率良く蛍光体に照射することができていない。その結果、特許文献１の発光装置では、蛍光体を効率良く励起することができなかったため、出射光を効率良く得ることができない。

さらに、特許文献１に記載の発光装置では、拡散部で拡散させたレーザ光を、拡散部の周囲に形成された波長変換部に照射して、波長変換部の周囲の出射面から出射光を得る構成であったため、出射面から光を均一に出射させることが困難である。

この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、均一性が高い出射光を効率良く得ることができる照明ランプおよび照明装置を提供することを目的とするものである。

この発明の照明ランプは、レーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光源から出射されたレーザ光が入射され、互いに対向する第１面と第２面との間で、レーザ光を伝搬する板状の導光部と、第１面側に設けられ、第２面側にレーザ光を反射する反射部と、第２面側に設けられ、反射部側から入射されたレーザ光の波長を変換する波長変換部と、波長変換部で変換された光を透過させるカバーと、カバーの両端に取り付けられた口金と、カバーの一端側から他端側に延びて、口金にのみ取り付けられた放熱ユニットと、を有し、放熱ユニットと反射部とは、放熱ユニットと反射部との間に間隙が設けられるように配置されている。

この発明によれば、第１面側の反射部で反射されたレーザ光が、第１面に対向する第２面側の波長変換部に入射されるため、例えば波長変換部の蛍光体が効率良く励起される。さらに、板状の導光部の第１面と第２面との間で伝搬されたレーザ光が波長変換部に導かれ、波長変換部で変換された光を、カバーに透過させて出射光を得る構成であるため、均一な出射光を得ることができる。その結果、この発明によれば、均一性が高い出射光を効率良く得ることができる照明ランプおよび照明装置を提供することができる。

この発明の実施の形態１に係る照明ランプを備えた照明装置の斜視図である。 図１に記載の照明ランプの斜視図である。 図２のＡ−Ａ断面を概略的に記載した概略断面図である。 図３のＢ部を拡大した拡大図である。 図４のＣ−Ｃ断面を概略的に記載した概略断面図である。 図５のＤ−Ｄ断面を概略的に記載した概略断面図である。 図１に記載の照明装置のブロック図である。 図４に示す光源ユニットおよび波長変換部の特性の一例を示すグラフである。 図７に記載のブロック図の変形例１である。 図１に記載の照明装置の変形例１である。 図１０に記載の照明装置の照明ランプの部分のＥ−Ｅ断面を概略的に記載した概略断面図である。 この発明の実施の形態２に係る照明ランプの断面（図４のＣ−Ｃ断面）を概略的に記載した概略断面図である。 図１２に記載の照明ランプのブロック図である。 この発明の実施の形態３に係る照明ランプの断面（図５のＤ−Ｄ断面）を概略的に記載した概略断面図である。

以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付して、その説明を適宜省略または簡略化する。また、各図に記載の構成について、その大きさおよび配置は、この発明の範囲内で適宜変更することができる。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る照明ランプ１を備える照明装置６００の斜視図である。この実施の形態に係る照明ランプ１および照明装置６００は、均一性が高い出射光を効率良く得ることができる。

［照明装置］
照明装置６００は、固定具（図示せず）を介して、例えば、天井に取り付けられる。照明装置６００は、着脱自在の照明ランプ１と、照明ランプ１に給電して照明ランプ１を点灯させる照明器具５００とを備えている。照明ランプ１が点灯することによって床面、室内空間などに光が照射される。

照明器具５００は、器具本体１４０と、照明ランプ１の上側に配設された反射板１２０とを備えている。また、照明器具５００は、照明ランプ１の両端に設けられた口金５（図２を参照）と電気的に接続される一対のソケット１００を備えている。ソケット１００は、照明ランプ１を機械的に支持する役割も有している。また、器具本体１４０には、ＡＣ−ＤＣ変換部１３０が収納されている。ＡＣ−ＤＣ変換部１３０は、スイッチ（図示せず）をＯＮの状態に切り替えると、ソケット１００を介して照明ランプ１に給電し、スイッチをＯＦＦの状態に切り替えると、照明ランプ１への給電を停止するものである。

［照明ランプ］
図２は、図１に記載の照明ランプ１の斜視図である。照明ランプ１は、例えば、円筒形状の外郭であるカバー４と、カバー４の両端に取り付けられた一対の口金５と、カバー４内に収納されたランプユニット７（図３を参照）とを備えている。照明ランプ１は、長尺で、外形が円筒形状である直管タイプのものである。

［カバー］
カバー４は、周壁が長手方向（矢印Ｙ方向）に平行に延びるように形成された筒状部材である。カバー４は、その内部にランプユニット７を収納している。カバー４は、透光性を有し、ランプユニット７から出射された光を外部に透過させるものである。カバー４は、例えば、樹脂材料を押出成形することで得られる。カバー４を構成する樹脂材料としては、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）またはアクリル（ＰＭＭＡ）などが使用される。

カバー４は、照明ランプ１の設計仕様に応じて拡散、反射、演色などの光学的な機能をもたせることができる。例えば、カバー４は、光を拡散透過する乳白色管となるように、拡散材を混ぜ込んだ樹脂材料で形成される。なお、カバー４を構成する材料としては、樹脂材料に限定されるものではなく、例えば、ガラス管若しくは樹脂にガラスなどが混在したハイブリットタイプなどを採用してもよい。

カバー４は、少なくとも一部に光が出射する領域を有する構成であってもよい。例えば、カバー４は、照明ランプ１の出射側が透光樹脂で構成され、他の部分は白色高反射樹脂で構成される。また、カバー４は、断面形状が多角形の角筒または半円筒のような他の筒状の管であってもよい。また、カバー４は、照明ランプ１の出射側のみを覆う板状の部材であってもよい。

［口金］
口金５は、カバー４の両端に取り付けられている。口金５は、図１に示すソケット１００の両側に挿入されるものである。口金５がソケット１００に挿入されると、照明ランプ１は、照明器具５００に機械的に支持され、且つ照明器具５００と電気的に接続される。なお、口金５は、例えばＧ１３タイプなどの口金を採用することができるが、それに限定されるものではなく、他の種類の口金を採用してもよい。

図２に示すように、口金５は、導電性を有する給電端子５１と、給電端子５１が埋め込まれた絶縁性の口金筐体５０とを備えている。給電端子５１と口金筐体５０は、例えばインサート成形などで一体的に形成される。

給電端子５１は、例えば、導電性を有する金属で構成され、口金筐体５０は、例えば、絶縁性を有する樹脂材料で構成される。給電端子５１には、例えば、酸化を防止するためのメッキ処理等が施されている。なお、口金筐体５０と給電端子５１との絶縁が確保されている場合には、口金筐体５０は金属で構成されてもよい。

［照明ランプの内部構成］
次に、図３〜図６を用いて、照明ランプ１の内部構成について説明する。図３は、図２のＡ−Ａ断面を概略的に記載した概略断面図であり、図４は、図３のＢ部を拡大した拡大図であり、図５は、図４のＣ−Ｃ断面を概略的に記載した概略断面図であり、図６は、図５のＤ−Ｄ断面を概略的に記載した概略断面図である。照明ランプ１は、カバー４と口金５とで覆われた内部空間に、放熱ユニット６とランプユニット７とを収容している。

［ランプユニット］
ランプユニット７は、光源ユニット２と光学ユニット３とを有する。光源ユニット２は、光学ユニット３に向けて光を出射するものである。光学ユニット３は、光源ユニット２から入射された光を、照明ランプ１の出射側に出射するものである。

［光源ユニット］
光源ユニット２は、照明ランプ１の長手方向（矢印Ｙ方向）に沿った両側から、光学ユニット３に向けて、光を出射するものである。光源ユニット２は、例えば、カバー４の両端に設置された口金５に取り付けられている。このため、口金５をカバー４に取り付けるのみで、光源ユニット２の位置決めが行われる。照明ランプ１の一方の側に配置された光源ユニット２と、照明ランプ１の他方の側に配置された光源ユニット２とは、光の出射の向きが互いに向かい合うように配置されている。照明ランプ１の両側に配置された光源ユニット２の間には、光学ユニット３が配置されている。光源ユニット２から出射された光は、光学ユニット３に入射される。

光源ユニット２は、基板２３に設置されたレーザ光源パッケージ２０およびＤＣ−ＤＣ変換部２４を有する。基板２３は、例えば、リジット基板またはフレキシブル基板等で構成される。基板２３は、例えば、ハンダ付けなどの方法によって、口金５の給電端子５１に接続され、口金５と電気的および機械的に接続される。

基板２３には、図示を省略してある電極パッドおよび配線パターンなどが形成されている。電極パッド及び配線パターンを構成する材料としては、例えば銅、アルミニウムなどの電気抵抗の小さい金属が採用される。基板２３上には、例えば、白色のレジストが塗布されて、レジスト膜部が形成される。レジスト膜部は、配線パターン等の保護を行うとともに、配線間の絶縁性を向上させる。また、レジスト膜部は、光を反射する機能も有する。なお、基板２３に、光を反射するための反射シートが貼り付けてあってもよい。

ＤＣ−ＤＣ変換部２４は、レーザ光源パッケージ２０に駆動電力を供給するものである。ＤＣ−ＤＣ変換部２４は、例えば、基板２３に実装された電子部品を含む電気回路である。口金５の給電端子５１を介して、基板２３に電力が供給されると、ＤＣ−ＤＣ変換部２４は、レーザ光源パッケージ２０に駆動電力を供給する。

［レーザ光源パッケージ］
レーザ光源パッケージ２０は、レーザ光を出射するレーザ光源である。レーザ光源パッケージ２０は、例えば、基板２３の電極パッド上にリード端子２０Ｂをハンダ付けするなどの方法で固定される。複数のレーザ光源パッケージ２０は、光学ユニット３の入射端部３１の形状に合わせて、列状に配置される。レーザ光源パッケージ２０は、光学ユニット３の入射端部３１との間に間隙を設けて設置されている。したがって、レーザ光源パッケージ２０の熱が、光学ユニット３に伝わらないように構成されている。この実施の形態の例では、１列の直線状に配置されたレーザ光源パッケージ２０が、光学ユニット３の入射端部３１にレーザ光を入射している。なお、レーザ光源パッケージ２０は、１つであってもよい。

レーザ光源パッケージ２０は、レーザ光を出射するレーザ光源２１とレーザ光を集光する集光レンズ２２とを有する。レーザ光源２１は、ＤＣ−ＤＣ変換部２４から駆動電力の供給を受けてレーザ光を出射する。この実施の形態のレーザ光源２１は、例えば、４００〜４８０ｎｍ程度の青色帯域のレーザ光を出射するものであるが、他の波長域のレーザ光を出射するものであってもよい。集光レンズ２２で集光されたレーザ光は、レーザ光源パッケージ２０から光学ユニット３の入射端部３１に向けて出射される。なお、この実施の形態の例では、レーザ光源パッケージ２０は、レーザ光を集光する集光レンズ２２を有するものとして説明を行ったが、後述する光学ユニット３がレーザ放射角に最適化した設計であれば、集光レンズ２２を省略してもよい。例えば、レーザ光源パッケージ２０が、光学ユニット３と近接して配置されている場合には、集光レンズ２２を省略することができる。

なお、例示したような、１個の半導体チップをパッケージ化したレーザ光源パッケージ２０の代わりに、チップオンボード（ＣＯＢ）などのように、半導体チップを直接、基板２３に実装する構成であってもよく、あるいは、複数の半導体チップをパッケージ化した半導体レーザを直接、基板２３に実装する構成であってもよい。また、レーザ光源パッケージ２０の個数、配置、種類は、照明ランプ１の用途などに応じて適宜変更することができる。また、レーザ光源パッケージ２０を用いる代わりに、ＬＥＤ光源パッケージ等の他の光源を用いる構成であってもよい。

［光学ユニット］
光学ユニット３は、照明ランプ１の長手方向（矢印Ｙ方向）に沿って延びる長尺の板状部材である。平板状の光学ユニット３は、長手方向の両側に入射端部３１を有する。光学ユニット３は、入射端部３１からレーザ光を入射して、出射光を照明ランプ１の出射側に出射する。

光学ユニット３は、導光部３０、反射部３２および波長変換部３４を含む。導光部３０を挟んで両面に、反射部３２と波長変換部３４とが対向して配置されている。詳しくは、導光部３０の第１面３３Ａ側に反射部３２が配置され、導光部３０の第１面３３Ａに対向する第２面３３Ｂ側に波長変換部３４が配置されている。なお、光学ユニット３の長手方向に沿って延びる両端部には、そこから光が漏れ出さないように、アルミテープ等の反射要素が設けてあってもよい。または、導光部３０の長手方向に沿って延びる両端部のみに反射要素が設けられていてもよい。導光部３０の長手方向に沿って延びる両端部に反射要素を設ける場合には、該当箇所にアルミニウム等の蒸着膜を形成することができる。この実施の形態に係る光学ユニット３は、反射部３２、導光部３０および波長変換部３４が一体的に積層された積層部材である。なお、光学ユニット３は、それぞれが個別に構成された、導光部３０、反射部３２および波長変換部３４が、一体的に積層されたものであってもよい。さらに、波長変換部３４は、導光部３０と離間して配置されていてもよい。

導光部３０は、例えば、アクリル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）またはガラス等の透光性を有する材質で形成された板状の部材である。導光部３０の長手方向の両側には、入射端部３１が形成されている。入射端部３１は、光源ユニット２からの光を効率よく入射できるように、例えば、平面または曲面で形成されている。なお、導光部３０の一方の側から入射されたレーザ光が、他方の側の光源ユニット２に入り込まないように、入射端部３１に構造パターンが形成されていてもよい。

入射端部３１から入射された光は、導光部３０の長手方向に沿って伝搬される。すなわち、入射端部３１から入射された光は、導光部３０の放熱ユニット６側の第１面３３Ａと第１面３３Ａに対向する第２面３３Ｂとの間で反射を繰り返しながら、導光部３０の長手方向に伝搬する。

反射部３２は、例えば、導光部３０の第１面３３Ａ側に形成された凸形状の構造パターンである。導光部３０の長手方向に伝搬された光が、凸形状の反射部３２に入射すると、その曲面によって反射される。このときに、導光部３０の界面における全反射条件を満たさなくなる光が生じ、その光が導光部３０の第２面３３Ｂに向かって進行する。反射部３２で反射された光は、第２面３３Ｂを通過して、波長変換部３４に入射される。

導光部３０の第１面３３Ａ側に形成された反射部３２の構造パターンは、光源ユニット２に対する位置に応じて配置密度が変化している。例えば、光源ユニット２に対する位置に応じて、反射部３２の構造パターンの単位面積当たりの数または大きさ等を変化させたり、形状を変化させたりして、導光部３０の第２面３３Ｂから出射される光の長手方向（Ｙ方向）の光量分布を均一化させている。なお、反射部３２の構造パターンは、凸形状に限定されない。すなわち、反射部３２の構造パターンは、プリズム形状、ランダムな凹凸パターン形状などであってもよい。反射部３２の構造パターンは、形状に応じて、プレス成形、パンチング、切削、サンドブラスト等の方法を適宜選択して形成することができる。また、導光部３０の第１面３３Ａ側に、拡散機能を有する反射部３２を形成してもよい。

また、光の光量分布を均一化するように、光学ユニット３の厚寸分布を調整してあってもよい。また、導光部３０の全反射条件を調整して、光の光量分布を均一化するように、導光部３０は、異なる屈折率を有する複数の層で形成されてもよい。導光部３０の複数の層は、例えば、異なる材質で形成され、または、同一の材質の基板に、ゲルマニウム（Ｇｅ）またはリン（Ｐ）等が添加されることによって形成される。なお、反射部３２は、導光部３０を伝搬するレーザ光のみではなく、波長変換部３４が発した光を反射する。

導光部３０の第２面３３Ｂ側には、波長変換部３４が配置されている。波長変換部３４は、第２面３３Ｂから出射されたレーザ光の波長を変換するものである。波長変換部３４は、例えば、蛍光体を含んで構成された蛍光部であり、第２面３３Ｂから出射されたレーザ光を受けて、レーザ光と異なる波長で発光するとともに、レーザ光を透過させる。

波長変換部３４に入射された青色のレーザ光は、波長変換部３４の蛍光体に照射されて、黄色光に変換されるとともに、適度に散乱を繰り返しながら波長変換部３４を通過する。その結果、青色のレーザ光と黄色の蛍光とが混ざって所望の色温度の光（例えば、白色）を得ることができる。すなわち、波長変換部３４は、青色帯域の波長を有するレーザ光と、青色帯域の波長を有するレーザ光に励起されて波長変換部３４から発せられる黄色の蛍光とが混合された光を出射する。このときに、青色のレーザ光のスペックルノイズは、波長変換部３４内で散乱することによってコヒーレンスが低減しているため、波長変換部３４が出射した光のスペックルノイズが低減されている。

波長変換部３４は、例えば、ＹＡＧ系、シリケート系、カズン系、サイアロン系、チオガレート系、などの蛍光体を、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂に混合して形成されている。この実施の形態の例では、波長変換部３４は、導光部３０の第２面３３Ｂに塗布されて形成された蛍光体層である。波長変換部３４には、蛍光体が均一に分散されている。波長変換部３４の蛍光体は、青色のレーザ光によって励起されて、黄色の波長の光を発する。青色のレーザ光と黄色の蛍光が混合されて、波長変換部３４から出射された白色の光は、カバー４によって拡散されて、照明ランプ１から出射される。

［光学ユニットの保持構造］
光学ユニット３は、カバー４の内部に形成された支持部４３によってカバー４に保持されている。支持部４３は、カバー４の内面４１の２箇所に形成された溝である。支持部４３を構成する溝は、カバー４の長手方向に沿って形成されており、光学ユニット３の長手方向に平行な端部が挿入される。

光学ユニット３の長手方向に平行な端部が、支持部４３に挿入されると、長手方向以外の動きが規制され、カバー４内で確実に支持される。また、支持部４３には、光学ユニット３の長手方向に沿った位置を位置決めする位置決め部（図示を省略）が形成されている。例えば、光学ユニット３が位置決め部に位置決めされて、その後に、光学ユニット３がカバー４に接着されることによって、光学ユニット３の長手方向の位置が規制される。

光学ユニット３は、好適には、カバー４の中心を含む位置に配置されているため、光学ユニット３を大型化することができる。また、光学ユニット３とカバー４の光出射面との間の間隔を離すことができるので、大きな拡散効果を得ることができる。さらに、光学ユニット３は平板形状であり、カバー４の光出射面は円筒形状である。光学ユニット３の短手方向に沿って、光が強く照射される中央位置では、光学ユニット３とカバー４の出射面との間隔が大きくなっているため、大きな拡散効果を得ることができる。その結果、カバー４の外面４０から均一な光を出射させることができる。

［放熱ユニット］
放熱ユニット（ヒートシンク）６は、一対の口金５の間に配置され、照明ランプ１の長手方向に沿って延びている。放熱ユニット６は、凹凸形状のフィン６１を有し、表面積が大きく形成されている。放熱ユニット６の両端には、ねじ取付け部６０が形成されている。また、口金５には、ねじ取付け部（貫通孔）５２が形成されている。放熱ユニット６のねじ取付け部６０と口金５のねじ取付け部５２とを合わせるように位置決めした状態で、ねじ８によってねじ止めされる。放熱ユニット６は、光学ユニット３の反射部３２に、反射部３２と間隙を設けて設置されており、放熱ユニット６の熱が、光学ユニット３に直接的に伝わらないようになっている。例えば、口金５と放熱ユニット６とがねじ止めされた後に、口金５とカバー４との間に接着部材９が充填される。

放熱ユニット６は、カバー４の一端側から他端側に延びて、口金５に取り付けられているため、カバー４およびカバー４に設置された光学ユニット３の変形が抑制されている。また、放熱ユニット６が大型化されているため、光源ユニット２の発熱を好適に抑えることができる。

レーザ光源２１から発生した動作熱は、基板２３を介して放熱ユニット６に伝わり、カバー４および口金５から、照明ランプ１の外側に放出される。なお、放熱を促進するように、基板２３に放熱板を兼ねたホルダ２０Ａを基板２３から起立させて取り付けてあってもよい。ホルダ２０Ａは、熱伝導性を有する材料で形成されるものであり、鉄、アルミニウム、またはこれらを含む合金等の金属材料で形成される。ホルダ２０Ａは、例えば、金属材料を押出成形して得られる。また、ホルダ２０Ａは、熱伝導性を有するセラミックまたは熱伝導性のフィラーなどを混ぜ込んだ高熱伝導樹脂等で構成されてもよい。また、基板２３と放熱ユニット６との間の熱伝導性を高めるために、基板２３と放熱ユニット６との間に、例えば、熱伝導性樹脂を充填してあってもよい。

放熱ユニット６は、熱伝導性を有する材料で形成されるものであり、例えば、鉄、アルミニウム、またはこれらを含む合金等の金属材料で形成される。放熱ユニット６は、例えば、金属材料を押出成形して得られる。また、放熱ユニット６は、熱伝導性を有するセラミックまたは熱伝導性のフィラーなどを混ぜ込んだ高熱伝導樹脂等で構成されてもよい。

放熱ユニット６及びホルダ２０Ａは、コの字状に一体成形されてもよい。このようにすることで、レーザ光源２１の動作熱は、より効率的に放熱ユニット６に伝達されるので、レーザ光源２１の動作温度を抑制することができ、照明ランプ１の信頼性を向上させることができる。

なお、放熱ユニット６の主面６２には、反射シートが貼り付けられ、または、反射塗料が塗布されており、反射面が形成されている。放熱ユニット６側に出射された光は、放熱ユニット６の主面４６で反射されて、光学ユニット３に入射される。または、放熱ユニット６の主面６２には、絶縁層および回路パターンが形成され、レーザ光源パッケージ２０、ＤＣ−ＤＣ変換部２４などが実装されている。

図７は、図１に記載の照明装置６００のブロック図である。交流電源から入力された交流電圧は、器具本体１４０のＡＣ−ＤＣ変換部１３０に入力される。ＡＣ−ＤＣ変換部１３０は、電気回路で構成されており、入力された交流電圧を整流して、直流電圧に変換する。ＡＣ−ＤＣ変換部１３０で変換された直流電圧は、ソケット１００に取り付けられた照明ランプ１の口金５の給電端子５１を介して、ＤＣ−ＤＣ変換部２４に入力される。ＤＣ−ＤＣ変換部２４は、例えば、ＤＣ−ＤＣ変換を行う電気回路であり、レーザ光源２１を駆動する直流電力を出力する。

［蛍光体発光］
図８は、図４に示す光源ユニット２および波長変換部３４の特性の一例を示すグラフである。光源ユニット２が出射した青色のレーザ光の波長Ａは、波長変換部３４の蛍光体の励起スペクトルＢのピークに近いため、効率良く波長変換部３４の蛍光体を励起することができる。また、光源ユニット２が出射するレーザ光は、単一波長の光であるため、蛍光体が発する蛍光の波長と混合させて、所望の色温度の光を得ることができる。なお、図８において、Ｃは、波長変換部３４の蛍光体の蛍光スペクトルＣである。

［実施の形態１に係る照明ランプの効果］
上記のように、この実施の形態に係る照明ランプでは、導光部の入射端部から入射したレーザ光を、互いに対向する第１面と第２面との間で伝搬させているため、レーザ光を効率良く伝搬させることができる。そして、導光部に伝搬した光は、反射部で反射されて、波長変換部に入射されているため、レーザ光を効率良く波長変換部に入射させることができる。例えば、反射部は、凸形状の構造パターンであり、導光部の第２面から均一な光量分布で光を出射させることができる。

導光部の第２面から波長変換部に入射されたレーザ光は、その全てが波長変換部の蛍光体に照射されるのではなく、適度に散乱を繰り返しながら波長変換部を通過する。その結果、レーザ光と蛍光とが混ざって所望の色温度の光が波長変換部から出射される。このときに、レーザ光は、波長変換部の内部で散乱されコヒーレンスが軽減された状態で外部に出射されるため、レーザ光特有のスペックルノイズが抑制されている。波長変換部から出射された光は、カバーを透過して、均一な光となって、被照射対象に照射される。このように、この実施の形態に係る照明ランプを備える照明装置では、均一性が高い出射光を効率良く得ることができる。

［照明ランプの変形例１］
図９は、図７に記載のブロック図の変形例１である。図９に示す変形例では、交流電源から入力された交流電圧は、ソケット１００に取り付けられた照明ランプ１の口金５の給電端子５１を介して、ＡＣ−ＤＣ変換部２４Ａに入力される。照明ランプ１のＡＣ−ＤＣ変換部２４Ａは、例えば、ＡＣ−ＤＣ変換を行う電気回路であり、レーザ光源２１を駆動する直流電力を出力する。このように、この変形例１では、照明ランプ１に、ＡＣ−ＤＣ変換部２４Ａが配置される構成であるため、図１に示す器具本体１４０のＡＣ−ＤＣ変換部１３０を省略することができる。すなわち、器具本体１４０の施工性を向上させることができる。

［照明装置の変形例１］
図１０は、図１に記載の照明装置６００の変形例１である。図１１は、図１０に記載の照明装置６００Ａの照明ランプ１Ａの部分のＥ−Ｅ断面を概略的に記載した概略断面図である。図１に示す例では、照明器具５００に着脱可能な直管タイプの照明ランプ１を取り付けた例について説明したが、この変形例１の照明ランプ１Ａは、照明器具５００Ａと一体的に形成された直付型タイプのものである。照明ランプ１のカバー４Ａは、光出射側の面が緩やかな曲線状に形成されている。カバー４Ａの断面形状は、概略蒲鉾形状に形成されている。カバー４Ａの内部には、光源ユニット２、光学ユニット３および放熱ユニット６等が収容されている。なお、照明装置および照明ランプの形状は、上記の形状に限定されるものではなく、適宜選択されることができる。

実施の形態２．
実施の形態２では、実施の形態１と比較して、レーザ光源パッケージ２０およびＤＣ−ＤＣ変換部２４の配置が異なるのみである。以下の説明では、実施の形態１と重複する部分については、説明を省略する。

図１２は、この実施の形態に係る照明ランプ１Ｂの断面（図４のＣ−Ｃ断面）を概略的に記載した概略断面図である。図１３は、図１２に記載の照明ランプ１Ｂのブロック図である。

図１２に示すように、この実施の形態では、一端側の口金５に取り付けられたレーザ光源パッケージ２０と他端の口金５に取り付けられたレーザ光源パッケージ２０とが、光軸をずらして配置されている。このため、この実施の形態では、例えば、レーザ光源パッケージ２０の個数を減らしつつ、均一性が高い出射光を得ることができる。または、隣り合うレーザ光源パッケージ２０の間の間隔を狭めて配置することによって、均一性が高い出射光を得ることができる。

また、この実施の形態では、一端側の口金５側にのみ、ＤＣ−ＤＣ変換部２４が設置されている。この実施の形態では、図１３に示すように、一端側の口金５に取り付けられたレーザ光源２１および他端の口金５に取り付けられたレーザ光源２１は、１つのＤＣ−ＤＣ変換部２４から駆動電力の供給を受けてレーザ光を出射する。このように構成することによって、ＤＣ−ＤＣ変換部２４の個数を減らすことができ、組立工数も削減できるため、照明ランプの材料コスト及び製造コストを低減させることができる。

実施の形態３．
実施の形態１では、平板状の光学ユニット３であったが、この実施の形態に係る光学ユニット３Ａは、曲げ形状を有するものである。以下の説明では、実施の形態１と重複する部分については、説明を省略する。

図１４は、この実施の形態に係る照明ランプ１の断面（図５のＤ−Ｄ断面）を概略的に記載した概略断面図である。この実施の形態では、光学ユニット３Ａは、曲面を有するように形成されている。すなわち、この実施の形態に係る光学ユニット３Ａは、光学ユニット３Ａの短手方向の中央部が、光学ユニット３Ａの光が出射する向きに、突出するように湾曲された形状を有する。

この実施の形態の光学ユニット３Ａは、湾曲形状を有しているため、光学ユニット３Ａを大型に形成することができる。また、この実施の形態の光学ユニット３Ａでは、光学ユニット３Ａの湾曲形状表面から出射した出射光が、カバー４の内面４１を均一に照射するため、照明ランプ１は均一な光を照射することができる。

この発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々に改変することができる。すなわち、上記の実施の形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成に代替させてもよい。さらに、その配置について特に限定のない構成要件は、実施の形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。

例えば、上記の実施の形態の説明では、長手方向に細長いタイプの照明ランプについての説明を行ったが、この発明の照明ランプは、例えば、正方形または円形等の他の形状の照明ランプであってもよい。例えば、正方形または円形の照明ランプであった場合には、その周方向の全面に光源ユニットを配置して、周方向の全面から光を入射してもよい。

また、上記の実施の形態では、導光部の長手方向の両側に光源ユニットを配置して、導光部の両側から光を入射させる例について説明したが、光源ユニットは、導光部の片側から導光部に光を入射してもよい。この場合には、例えば、光源ユニットが配置された一端側とは反対側の導光部の他端には、光を反射する反射要素が設けられており、光が他端側から漏れ出すのを防止している。なお、反射要素は、光源ユニットへの反射シートの貼り付けまたはアルミニウム等の蒸着膜を形成することによって形成される。

また、レーザ光源パッケージのうちの少なくとも１つは、レーザ光を導光部の入射端部に異なる角度で入射するように設置されてもよい。例えば、隣り合うレーザ光源パッケージが、レーザ光を導光部の入射端部に、異なる角度で入射するように設置されていてもよい。このように、レーザ光源パッケージを設置することによって、光学ユニットは均一な光を出射することができる。

また、上記の説明では、波長変換部は、黄色蛍光体を含み、黄色蛍光を発する例について説明したが、この発明はこれに限定されるものではない。例えば、波長変換部は、緑色蛍光体と赤色蛍光体とを含み、緑色蛍光および赤色蛍光が混ぜ合わされた黄色蛍光を発する。または、波長変換部は、複数の波長の蛍光を組み合わせて、黄色蛍光を発する。

また、上記の説明では、青色のレーザ光と黄色の蛍光とを組み合わせて、白色の光を得る構成について説明したが、レーザ光と波長変換部の発する波長変換された光とを組み合わせて、所望の色の光を得ることができる。

１ 照明ランプ、１Ａ 照明ランプ、１Ｂ 照明ランプ、１Ｃ 照明ランプ、２ 光源ユニット、３ 光学ユニット、３Ａ 光学ユニット、４ カバー、４Ａ カバー、５ 口金、６ 放熱ユニット、７ ランプユニット、８ ねじ、９ 接着部材、２０ レーザ光源パッケージ、２０Ａ ホルダ、２０Ｂ リード端子、２１ レーザ光源、２２ 集光レンズ、２３ 基板、２４ ＤＣ−ＤＣ変換部、２４Ａ ＡＣ−ＤＣ変換部、３０ 導光部、３１ 入射端部、３２ 反射部、３３Ａ 第１面、３３Ｂ 第２面、３４ 波長変換部、４０ 外面、４１ 内面、４３ 支持部、４６ 主面、５０ 口金筐体、５１ 給電端子、５２ ねじ取付け部、６０ ねじ取付け部、６１ フィン、６２ 主面、１００ ソケット、１２０ 反射板、１３０ ＡＣ−ＤＣ変換部、１４０ 器具本体、５００ 照明器具、５００Ａ 照明器具、６００ 照明装置、６００Ａ 照明装置、Ａ レーザ光波長、Ｂ 励起スペクトル、Ｃ 蛍光スペクトル。

Claims (13)

1. レーザ光を出射するレーザ光源と、
   前記レーザ光源から出射された前記レーザ光が入射され、互いに対向する第１面と第２面との間で、前記レーザ光を伝搬する板状の導光部と、
   前記第１面側に設けられ、前記第２面側に前記レーザ光を反射する反射部と、
   前記第２面側に設けられ、前記反射部側から入射されたレーザ光の波長を変換する波長変換部と、
   前記波長変換部で変換された光を透過させるカバーと、
   前記カバーの両端に取り付けられた口金と、
   前記カバーの一端側から他端側に延びて、前記口金にのみ取り付けられた放熱ユニットと、
   を有し、
   前記放熱ユニットと前記反射部とは、前記放熱ユニットと前記反射部との間に間隙が設けられるように配置されている照明ランプ。
2. 前記波長変換部は、前記レーザ光を受けて、前記レーザ光よりも長い波長域の光を発する蛍光部であることを特徴とする請求項１記載の照明ランプ。
3. 前記反射部、前記導光部および前記波長変換部が一体的に形成された光学ユニットは、前記カバーに取り付けられたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の照明ランプ。
4. 前記レーザ光源は、前記口金に取り付けられたことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の照明ランプ。
5. 前記導光部と、前記放熱ユニットとは、前記カバー内に収容されている請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の照明ランプ。
6. 前記放熱ユニットは、前記波長変換部側に光を反射する反射面が形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の照明ランプ。
7. 前記レーザ光源は、前記口金のそれぞれに取り付けられたことを特徴とする請求項４〜請求項６の何れか１項に記載の照明ランプ。
8. 前記カバーの一端側のレーザ光源と前記カバーの他端側のレーザ光源とは、光軸をずらして設置されていることを特徴とする請求項７記載の照明ランプ。
9. 前記レーザ光源は、前記導光部の入射端部に沿って、列状に配置されたことを特徴とする請求項１〜請求項８の何れか１項に記載の照明ランプ。
10. 前記レーザ光源のうちの少なくとも１つは、前記導光部の入射端部に異なる角度で前記レーザ光を入射するように設置されたことを特徴とする請求項７〜請求項９の何れか１項に記載の照明ランプ。
11. 前記カバーは、円筒状に形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項１０の何れか１項に記載の照明ランプ。
12. 当該照明ランプは、長尺で、外形が円筒形状である直管形照明ランプであることを特徴とする請求項１〜請求項１１の何れか１項に記載の照明ランプ。
13. 請求項１〜請求項１２の何れか１項に記載の照明ランプを備えることを特徴とする照明装置。

Images