特開 2024-174551 照明システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024174551

(43)【公開日】2024-12-17

(54)【発明の名称】照明システム

(51)【国際特許分類】

   F21V 9/08 20180101AFI20241210BHJP

   F21V 7/28 20180101ALI20241210BHJP

   F21V 29/502 20150101ALI20241210BHJP

   F21S 8/04 20060101ALI20241210BHJP

   F21Y 115/30 20160101ALN20241210BHJP

【ＦＩ】

F21V9/08 200

F21V7/28 240

F21V29/502 100

F21S8/04 100

F21Y115:30

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023092434

(22)【出願日】2023-06-05

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109210

【弁理士】

【氏名又は名称】新居 広守

(74)【代理人】

【識別番号】100137235

【弁理士】

【氏名又は名称】寺谷 英作

(74)【代理人】

【識別番号】100131417

【弁理士】

【氏名又は名称】道坂 伸一

(72)【発明者】

【氏名】溝上 陽介

(72)【発明者】

【氏名】北野 博史

(72)【発明者】

【氏名】西森 泰輔

(72)【発明者】

【氏名】森住 剛

(72)【発明者】

【氏名】山本 遼

(57)【要約】

【課題】照明器具を用いることなく対象空間に所望の色温度の照明光を照射することができる照明システムを提供する。
【解決手段】照明システム１は、レーザ光源１１を含む光源ユニット１０と、光源ユニット１０と分離して配置されており、光源ユニット１０から出射した光源光Ｌ１の色温度を変化させて照明光Ｌ２として対象空間ＴＳに照射する色温度変換ユニット２０とを備え、色温度変換ユニット２０は、光源光Ｌ１のうちの一部の波長の光を減衰させるフィルタ２１を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザ光源を含む光源ユニットと、
前記光源ユニットと分離して配置されており、前記光源ユニットから出射した光源光の色温度を変化させて照明光として対象空間に照射する色温度変換ユニットとを備え、
前記色温度変換ユニットは、前記光源光のうちの一部の波長の光を減衰させるフィルタを有する、
照明システム。

【請求項2】

前記色温度変換ユニットは、さらに、前記照明光の配光を変化させて当該照明光を前記対象空間に照射する配光変化部を有する、
請求項１に記載の照明システム。

【請求項3】

前記色温度変換ユニットは、前記色温度変換ユニットに入射する前記光源光が前記色温度変換ユニットで反射することを低減させる光反射防止部を有する、
請求項１又は２に記載の照明システム。

【請求項4】

前記色温度変換ユニットは、放熱部を有する、
請求項１又は２に記載の照明システム。

【請求項5】

前記色温度変換ユニットは、前記光源光の色温度を低くする、
請求項１又は２に記載の照明システム。

【請求項6】

前記光源ユニットから出射した前記光源光は、白色光である、
請求項５に記載の照明システム。

【請求項7】

前記光源ユニットから出射した前記光源光は、ビーム状である、
請求項６に記載の照明システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、対象空間に照明光を照射する照明システムに関する。

【背景技術】

【0002】

対象空間に照明光を照射する照明システムが特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された照明システムは、建物の室内の天井に設置された照明器具を備えている。照明器具は、筐体と、筐体に収納された光源ユニットである発光モジュールとを有しており、対象空間となる室内に照明光を照射する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１６１３４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来の照明システムでは、光源ユニットが搭載された照明器具を用いているので、対象空間において照明器具の存在感が大きくなり、対象空間がすっきりしない。そこで、照明器具を用いることなく対象空間に照明光を照射することも考えられるが、照明器具を用いない場合は、所望の色温度の照明光を対象空間に照射することが難しい。

【0005】

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、照明器具を用いることなく対象空間に所望の色温度の照明光を照射することができる照明システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明に係る照明システムの一態様は、レーザ光源を含む光源ユニットと、前記光源ユニットと分離して配置されており、前記光源ユニットから出射した光源光の色温度を変化させて照明光として対象空間に照射する色温度変換ユニットとを備え、前記色温度変換ユニットは、前記光源光のうちの一部の波長の光を減衰させるフィルタを有する。

【発明の効果】

【0007】

本発明に係る照明システムによれば、光源ユニットから出射した光源光の色温度を変化させることができるので、照明器具を用いることなく対象空間に所望の色温度の照明光を照射することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態に係る照明システムの構成を模式的に示す図である。

【図2】実施の形態に係る照明システムの光源ユニットにおけるレーザ光源の構成を示す図である。

【図3】実施の形態に係る照明システムの光源ユニットにおける投射部の構成を示す図である。

【図4】実施の形態に係る照明システムの色温度変換ユニットの構成を示す図である。

【図5】光源ユニットから出射する光源光と色温度変換ユニットから出射する照明光の発光スペクトルの一例を示す図である。

【図6】実施の形態に係る照明システムと比較例の照明システムとの光学作用を説明するための図である。

【図7】実施の形態に係る照明システムと比較例の照明システムとにおいて、対象空間に照射される照明光の光スペクトルを示す図である。

【図8】実施の形態に係る照明システムと比較例の照明システムとにおいて、対象空間に照射される照明光の色度を示すｘｙ色度図である。

【図9】変形例１に係る照明システムにおける色温度変換ユニットの構成を示す図である。

【図10】変形例２に係る照明システムにおける色温度変換ユニットの構成を示す図である。

【図11】変形例３に係る照明システムにおける色温度変換ユニットの構成を示す図である。

【図12】変形例４に係る照明システムにおける色温度変換ユニットの構成を示す図である。

【図13】変形例５に係る照明システムにおける色温度変換ユニットの構成を示す図である。

【図14】変形例６に係る照明システムにおける色温度変換ユニットの構成を示す図である。

【図15】変形例７に係る照明システムの構成を模式的に示す図である。

【図16】変形例８に係る照明システムの構成を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であって本発明を限定する主旨ではない。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。

【0010】

なお、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、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。また、本明細書において、「上」及び「下」という用語は、必ずしも、絶対的な空間認識における上方向（鉛直上方）及び下方向（鉛直下方）を指すものではない。

【0011】

（実施の形態）
実施の形態に係る照明システム１の概要について、図１を用いて説明する。図１は、実施の形態に係る照明システム１の構成を模式的に示す図である。

【0012】

照明システム１は、例えば、建物における所定の対象空間ＴＳに照明光を照射する用途に用いられる。具体的には、照明システム１は、施設、ビル、住宅、店舗又は工場等の建物における部屋の室内を対象空間ＴＳとして、対象空間ＴＳに所定の色温度の照明光を照射する。対象空間ＴＳは、照明システム１により照明される照明空間である。対象空間ＴＳは、例えば、天井１０１と壁１０２と床１０３とによって囲まれた空間である。

【0013】

図１に示すように、照明システム１は、光源ユニット１０と、色温度変換ユニット２０とを備える。照明システム１では、光源ユニット１０から出射したビーム状の光源光Ｌ１（例えば白色光）を色温度変換ユニット２０に入射させて、色温度変換ユニット２０において光源光Ｌ１の色温度を変化させた色温度変化光（色温度変換光）を照明光Ｌ２として対象空間ＴＳに照射する。

【0014】

以下、光源ユニット１０及び色温度変換ユニット２０の具体的な構成について、図１を参照しつつ、図２～図４を用いて説明する。図２は、光源ユニット１０におけるレーザ光源１１の構成を示す図である。図３は、光源ユニット１０における投射部１３の構成を示す図である。図４は、色温度変換ユニット２０の構成を示す図である。

【0015】

光源ユニット１０は、レーザ光を発するレーザ光源１１を含む。本実施の形態において、光源ユニット１０は、さらに、光ファイバ１２と、投射部１３とを含む。

【0016】

図２に示すように、レーザ光源１１は、レーザ光Ｌｂを出射する半導体レーザ１１ａと、ミラー１１ｂと、集光レンズ１１ｃと、筐体１１ｄとを有する。

【0017】

半導体レーザ１１ａは、例えば、ＴＯ－ＣＡＮパッケージ半導体レーザであり、レーザ光Ｌｂを出射する半導体レーザチップと、半導体レーザチップが実装されたポスト及びポストを支持する円盤状のベースを有するステムと、ベースを貫通する一対のリードピンと、半導体レーザチップが実装されたポストを覆うようにベースに配置された金属製のキャップとを備える。半導体レーザチップから出射したレーザ光Ｌｂは、キャップの開口部を通って外部に放射される。半導体レーザチップは、例えば、ＧａＮ等の窒化物系半導体材料によって構成されている。

【0018】

本実施の形態において、半導体レーザ１１ａは、ピーク波長が４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の範囲である青色帯域の青色のレーザ光Ｌｂを発する青色半導体レーザである。また、レーザ光源１１は、２つの半導体レーザ１１ａを有する。

【0019】

図２に示すように、ミラー１１ｂは、半導体レーザ１１ａから出射したレーザ光Ｌｂを集光レンズ１１ｃに向けて反射させる。ミラー１１ｂは、２つの半導体レーザ１１ａと一対一に対応して設けられている。つまり、レーザ光源１１は、２つのミラー１１ｂを有する。

【0020】

集光レンズ１１ｃは、ミラー１１ｂで反射したレーザ光Ｌｂを集光して光ファイバ１２に入射させる。本実施の形態において、集光レンズ１１ｃは、２つの半導体レーザ１１ａの各々から出射したレーザ光Ｌｂを集光させて光ファイバ１２に入射させる。

【0021】

筐体１１ｄは、半導体レーザ１１ａと、ミラー１１ｂと、集光レンズ１１ｃとを収納するケースである。本実施の形態において、筐体１１ｄは、２つの半導体レーザ１１ａと、２つのミラー１１ｂと、１つの集光レンズ１１ｃとを収納している。

【0022】

このように構成されるレーザ光源１１では、２つの半導体レーザ１１ａから出射した２つのレーザ光Ｌｂが各ミラー１１ｂで反射し、集光レンズ１１ｃによって集光されて光ファイバ１２に入光する。具体的には、２つの半導体レーザ１１ａからは青色のレーザ光Ｌｂが出射するので、光ファイバ１２には青色のレーザ光Ｌｂが入光する。

【0023】

図１に示される光ファイバ１２は、光を導光する導光部材の一例である。光ファイバ１２は、コアとコアよりも屈折率が低く且つコアを包むクラッドとで構成された二重構造の伝送体である。光ファイバは、クラッドの外周面を覆う樹脂等で構成された被覆部を有していてもよい。光ファイバ１２のコアの直径は、例えば、２０μｍ～１０００μｍである。また、光ファイバ１２の長さは、例えば、１ｍ～１００ｍである。

【0024】

図１に示すように、光ファイバ１２は、長さ方向において、第１端部１２ａ及び第２端部１２ｂを有する。第２端部１２ｂは、第１端部１２ａとは反対側の端部である。光ファイバ１２の第１端部１２ａは、レーザ光源１１からのレーザ光Ｌｂが入射する入射端面を含む。光ファイバ１２の第２端部１２ｂは、入射端面から入射して光ファイバ１２内を伝搬したレーザ光Ｌｂが出射する出射端面を含む。

【0025】

図１及び図３に示すように、光ファイバ１２の第２端部１２ｂから出射したレーザ光Ｌｂは、投射部１３に入射する。本実施の形態では、レーザ光源１１から青色のレーザ光Ｌｂが出射して光ファイバ１２に入光するので、投射部１３には青色のレーザ光Ｌｂが入射する。

【0026】

図１に示すように、投射部１３は、レーザ光源１１から出射したレーザ光Ｌｂをもとに色温度変換ユニット２０に照射する光源光Ｌ１を生成し、対象空間ＴＳを介して色温度変換ユニット２０に向けて光源光Ｌ１を投射する。

【0027】

投射部１３は、例えば、壁１０２に設置される。また、投射部１３は、床１０３からの高さが所定高さ（例えば、２ｍ３０ｃｍ）以上の高さ位置よりも高い位置に配置されている。また、投射部１３は、光源光Ｌ１が水平方向よりも上向き（つまり、斜め上向き）に出射するように配置されている。これにより、照明システム１では、投射部１３が目立たず、投射部１３を設けた壁１０２の意匠性が向上するとともに、投射部１３を人が覗き込むことを防止できる。なお、投射部１３は、壁１０２以外の場所に設置されていてもよい。

【0028】

図３に示すように、投射部１３は、波長変換部材１３ａと、コリメートレンズ１３ｂと、筐体１３ｃとを有する。

【0029】

波長変換部材１３ａは、レーザ光源１１から出射したレーザ光Ｌｂの波長を変換してレーザ光Ｌｂの波長とは異なる波長の光を含む光源光Ｌ１を生成する。本実施の形態において、波長変換部材１３ａは、レーザ光源１１から出射した青色のレーザ光Ｌｂの波長を変換して青色とは異なる色の光を含む白色の光源光Ｌ１を生成する。

【0030】

波長変換部材１３ａは、例えば、蛍光体によって構成された蛍光体デバイスである。この場合、波長変換部材１３ａは、蛍光体層と、蛍光体層を支持する基板とを備えており、蛍光体層に入射する光を励起光として蛍光を発する。本実施の形態において、波長変換部材１３ａは、透過型の蛍光体デバイスであり、蛍光体層に入射する励起光は、波長変換部材１３ａを透過する。したがって、蛍光体層を支持する基板は、透光性を有する透光基板である。

【0031】

蛍光体層を支持する基板は、向こう側が透けて見える程度に透過率が高い透明基板であるとよい。蛍光体層は、透明基板の主面に形成される。透明基板としては、Ａｌ_２Ｏ_３からなるアルミナ基板、ＡｌＮからなる窒化アルミニウム基板、ＧａＮからなる窒化ガリウム基板、サファイア基板又はガラス基板等を用いることができる。

【0032】

蛍光体層は、光を発する発光層であり、励起光により励起されて可視領域の所定の波長の光を蛍光発光する。具体的には、蛍光体層は、光ファイバ１２からのレーザ光Ｌｂ（励起光）によって励起されて蛍光を発する。蛍光体層は、生成する蛍光よりも短波長の光を励起光として蛍光を発する。

【0033】

一例として、蛍光体層は、黄色蛍光体によって構成された黄色蛍光体層である。この場合、黄色蛍光体層は、黄色光よりも短波長の光（例えば紫外光～青色光）を励起光として蛍光を発する。

【0034】

蛍光体層は、例えば、焼結された単一の結晶相の蛍光体粒子によって構成された蛍光体セラミックス層であってもよいし、無数の蛍光体粒子がシリコーン樹脂等の透光性樹脂材料（バインダ）に封止された蛍光体封止樹脂層であってもよい。黄色の蛍光を発する黄色蛍光体粒子としては、例えば、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）のＹＡＧ蛍光体を用いることができる。黄色蛍光体粒子から放射される光の発光スペクトルは、例えば、５３０ｎｍ～５８０ｎｍの波長域にピーク波長が存在する。このような黄色蛍光体粒子としては、例えば、Ｃｅで付活されたＹ_３Ａｌ_５Ｏ_１２を用いることができる。

【0035】

なお、波長変換部材１３ａの蛍光体粒子は、黄色蛍光体粒子のみに限るものではない。例えば、波長変換部材１３ａは、蛍光体粒子として、黄色蛍光体粒子以外に、黄緑色蛍光体粒子、緑色蛍光体粒子及び／又は赤色蛍光体粒子等の他の蛍光体粒子を有していてもよい。つまり、波長変換部材１３ａは、複数種類の蛍光体粒子を有していてもよい。

【0036】

このように、本実施の形態では、波長変換部材１３ａが黄色蛍光体粒子を有するので、波長変換部材１３ａに青色のレーザ光が照射されると、黄色蛍光体粒子が青色のレーザ光Ｌｂ（励起光）の一部を吸収して励起されて黄色の蛍光を発する。そして、波長変換部材１３ａでは、この黄色蛍光体粒子による黄色光と黄色蛍光体粒子に吸収されなかった青色光とが混ざり合って白色光が生成され、波長変換部材１３ａからは光源光Ｌ１として白色光が放射される。つまり、波長変換部材１３ａから白色光が取り出される。

【0037】

波長変換部材１３ａから放射した白色光である光源光Ｌ１は、コリメートレンズ１３ｂに入射する。これにより、波長変換部材１３ａから放射した白色光である光源光Ｌ１は、コリメートレンズ１３ｂによってコリメートされてビーム状の光源光Ｌ１になる。コリメートレンズ１３ｂは、色温度変換ユニット２０に向けて光源光Ｌ１を対象空間ＴＳに投射する投射レンズの一例である。なお、色温度変換ユニット２０に向けて光源光Ｌ１を投射する投射レンズは、コリメートレンズ１３ｂに限らない。

【0038】

筐体１３ｃは、波長変換部材１３ａとコリメートレンズ１３ｂとを収納している。筐体１３ｃは、コリメートレンズ１３ｂによってコリメートされた白色光を通過させる通過部を有する。この通過部は、透光性材料によって構成されていてもよいし、貫通孔であってもよい。

【0039】

このように構成される光源ユニット１０では、レーザ光源１１から出射した青色のレーザ光Ｌｂは、光ファイバ１２によって投射部１３に伝送されて投射部１３の波長変換部材１３ａによって白色光の光源光Ｌ１に変換される。そして、この白色光の光源光Ｌ１は、コリメートレンズ１３ｂによってコリメートされて投射部１３から出射する。つまり、光源ユニット１０は、白色光の光源光Ｌ１を出射する。

【0040】

なお、図１に示すように、光源ユニット１０は、壁１０２の外側に配置されている。したがって、対象空間ＴＳに存在する人から壁１０２を見たときに、光源ユニット１０は、壁１０２によって隠蔽されている。

【0041】

光源ユニット１０から出射した光源光Ｌ１は、入射光として色温度変換ユニット２０に入射する。具体的には、図１に示すように、色温度変換ユニット２０には、投射部１３から出射したビーム状の白色光である光源光Ｌ１が入射する。

【0042】

色温度変換ユニット２０は、光源ユニット１０と分離して配置されている。具体的には、色温度変換ユニット２０と光源ユニット１０とは、物理的に接触しておらず、色温度変換ユニット２０と光源ユニット１０との間には、空間領域が存在する。

【0043】

色温度変換ユニット２０は、建物の造営材に設置される。本実施の形態において、色温度変換ユニット２０は、図１に示すように、天井１０１に設置されている。つまり、天井１０１は、色温度変換ユニット２０が取り付けられる取付部となる。例えば、色温度変換ユニット２０は、接合部材によって天井１０１の天井面に取り付けられる。なお、色温度変換ユニット２０は、天井１０１に対して着脱可能に取り付けられていてもよい。これにより、色温度変換ユニット２０を交換することができる。例えば、弾性部材を用いた係止構造によって色温度変換ユニット２０を天井１０１に対して着脱可能に取り付けてもよいし、色温度変換ユニット２０（又はフィルタ２１）を抜き差しできるカセット構造によって色温度変換ユニット２０を天井１０１に対して着脱可能に取り付けてもよい。

【0044】

図１及び図４に示すように、色温度変換ユニット２０は、光源ユニット１０から出射した光源光Ｌ１の色温度を変化させて照明光Ｌ２として対象空間ＴＳに照射する。具体的には、色温度変換ユニット２０は、光源光Ｌ１のうちの一部の波長の光を減衰させるフィルタ２１を有する。つまり、色温度変換ユニット２０は、フィルタ２１によって光源光Ｌ１のうちの一部の波長の光を減衰させることで光源光Ｌ１の色温度を変化させて色温度変換光を生成し、この色温度変換光を照明光Ｌ２として対象空間ＴＳに照射する。

【0045】

本実施の形態において、色温度変換ユニット２０は、光源ユニット１０から出射した光源光Ｌ１の色温度を低くする。したがって、光源ユニット１０の光源光Ｌ１は、色温度変換ユニット２０に入射することで、光源光Ｌ１よりも低い色温度の色温度変換光に変換される。つまり、色温度変換ユニット２０は、光源光Ｌ１の色温度を低色温度側へとシフトさせる。例えば、色温度変換ユニット２０は、光源光Ｌ１の色温度を２７００Ｋ以上５０００Ｋ以下に変化させる。一例として、色温度変換ユニット２０は、青色光と黄色光との合成光である昼白色の白色光である光源光Ｌ１を、光源光Ｌ１よりも低い色温度の電球色の白色光に変換させる。

【0046】

また、色温度変換ユニット２０は、反射型である。つまり、色温度変換ユニット２０において、光源ユニット１０の光源光Ｌ１が色温度変換ユニット２０に入射する光入射面と、色温度変換ユニット２０で生成された照明光Ｌ２が色温度変換ユニット２０から出射する光出射面とが同じである。このため、色温度変換ユニット２０は、光源光Ｌ１側に向けて照明光Ｌ２を照射する。

【0047】

色温度変換ユニット２０が有するフィルタ２１は、例えば、特定の波長域の吸収率が高い（透過率が低い）特性を有する吸収フィルタである。吸収フィルタは、所定の波長域の光を吸収する光吸収物質が分散された透光性材料によって構成されている。例えば、フィルタ２１として、青色帯域の波長（４３０ｎｍ～４８０ｎｍ）以下の透過率が１０％以下である吸収フィルタを用いることができる。このようなフィルタ２１を用いることで、色温度変換ユニット２０に入射した光源光Ｌ１は、青色帯域以下の波長成分がフィルタ２１で吸収される。この場合、例えば、図５に示すように、色温度が５０００Ｋの白色光である光源光Ｌ１（色温度変換ユニット２０に入射する前の光）は、フィルタ２１を有する色温度変換ユニット２０に入射することで青色帯域以下の波長成分が吸収され、色温度が３０００Ｋの白色光である照明光Ｌ２（色温度変換光）に変換される。図５は、光源ユニット１０から出射する光源光Ｌ１と色温度変換ユニット２０から出射する照明光Ｌ２の発光スペクトルの一例を示す図である。

【0048】

なお、色温度変換ユニット２０によって生成される照明光Ｌ２（色温度変換光）は、光源光Ｌ１よりも指向性が低い配光特性を有する。つまり、照明光Ｌ２は、光源光Ｌ１よりも光束の広がり角が大きくなっており、照明光Ｌ２は、光源光Ｌ１よりも配光分布が大きい。照明光Ｌ２は、光源光Ｌ１に比べて、相対的にコヒーレンスが低い光（インコヒーレント光）である。

【0049】

色温度変換ユニット２０は、厚みが薄いシート状の扁平部材である。色温度変換ユニット２０を構成するフィルタ２１もシート状である。色温度変換ユニット２０の平面視形状は、一例として、円形状であるが、これに限るものではない。例えば、色温度変換ユニット２０の平面視形状は、四角形等の多角形であってもよい。

【0050】

また、図示していないが、照明システム１は、光源ユニット１０に電力を供給するための電源装置（電源回路）を有していてもよい。電源装置は、２つの半導体レーザ１１ａの各々に個別に電力を供給してもよい。これにより、２つの半導体レーザ１１ａの光出力比を変更することができるので、照明光Ｌ２の明るさを調整することができる。なお、電源装置は、照明システム１が備えていなくてもよい。つまり、電源装置は、照明システム１とは別置された外部電源であってもよい。

【0051】

このように構成される照明システム１では、図１に示すように、レーザ光源１１から青色のレーザ光Ｌｂを出射させると、レーザ光Ｌｂが光ファイバ１２を伝搬して投射部１３に入射し、投射部１３に入射した青色のレーザ光Ｌｂによって投射部１３の波長変換部材１３ａにおいて白色の光源光Ｌ１が生成される。投射部１３で生成された白色の光源光Ｌ１は、コリメートレンズ１３ｂでコリメートされて対象空間ＴＳに投射され、対象空間ＴＳを通って色温度変換ユニット２０に入射する。色温度変換ユニット２０に入射した白色の光源光Ｌ１は、色温度変換ユニット２０のフィルタ２１によって光源光Ｌ１のうちの一部の波長の光が減衰して色温度が変化し、光源光Ｌ１とは異なる色温度の白色の照明光Ｌ２となって対象空間ＴＳに照射される。

【0052】

次に、本実施の形態に係る照明システム１の特徴について、図６～図８を用いて比較例の照明システム１Ｘと比較して説明する。図６は、実施の形態に係る照明システム１と比較例の照明システム１Ｘとの光学作用を説明するための図である。図７は、実施の形態に係る照明システム１と比較例の照明システム１Ｘとにおいて、対象空間ＴＳに照射される照明光の光スペクトルを示す図である。図８は、実施の形態に係る照明システム１と比較例の照明システム１Ｘとにおいて、対象空間ＴＳに照射される照明光の色度を示すｘｙ色度図である。図８の破線は、ｄｕｖ＝０の黒体軌跡を示している。

【0053】

図６に示すように、比較例の照明システム１Ｘ（図６の［比較例］）では、レーザ光源１１から出射した青色のレーザ光Ｌｂが波長変換部材１３ａ（蛍光体）に入射すると、波長変換部材１３ａは、レーザ光Ｌｂを波長変換して白色光を生成する。比較例の照明システム１Ｘでは、この波長変換部材１３ａで生成された白色光が照明光Ｌｘとして対象空間ＴＳに照射される。この場合、対象空間ＴＳに照射される照明光Ｌｘは、一例として、図７の破線で示される光スペクトルを有している。また、その照明光Ｌｘの色温度は、一例として、図８に示すように、５８５０Ｋである。

【0054】

一方、本実施の形態に係る照明システム１（図６の［実施例］）では、レーザ光源１１から出射した青色のレーザ光Ｌｂが波長変換部材１３ａ（蛍光体）に入射すると、比較例の照明システム１Ｘと同様に、波長変換部材１３ａはレーザ光Ｌｂを波長変換して白色光を生成するが、本実施の形態に係る照明システム１では、青色帯域以下の波長成分を吸収するフィルタ２１を有する色温度変換ユニット２０を用いており、さらに、波長変換部材１３ａで生成された白色光を光源光Ｌ１として色温度変換ユニット２０に入射させている。これにより、白色光である光源光Ｌ１が色温度変換ユニット２０のフィルタ２１によって青色帯域以下の波長成分が吸収されて色温度が変化する。本実施の形態に係る照明システム１では、この色温度が変化した色温度変換光を照明光Ｌ２として対象空間ＴＳに照射している。この場合、対象空間ＴＳに照射される照明光Ｌ２は、図７の実線で示される光スペクトルを有している。また、その照明光Ｌ２の色温度は、一例として、図８に示すように、３２００Ｋである。

【0055】

なお、本実施の形態に係る照明システム１において、色温度変換ユニット２０に入射する前の光源光Ｌ１（波長変換部材１３ａで生成された白色光）は、比較例の照明システム１Ｘにおける照明光Ｌｘと同じである。つまり、色温度変換ユニット２０に入射する前の光源光Ｌ１の光スペクトルは、比較例の照明システム１Ｘにおける照明光Ｌｘの光スペクトル（図７の破線に示される光スペクトル）と同じであり、また、色温度変換ユニット２０に入射する前の光源光Ｌ１の色温度は、比較例の照明システム１Ｘにおける照明光Ｌｘの色温度と同じで５８５０Ｋである。したがって、本実施の形態に係る照明システム１では、色温度変換ユニット２０によって、色温度が５８５０Ｋの光源光Ｌ１の色温度を下げて色温度が３２００Ｋの照明光Ｌ２を生成している。

【0056】

以上説明したように、本実施の形態に係る照明システム１によれば、レーザ光源１１を含む光源ユニット１０と、光源ユニット１０と分離して配置されており、光源ユニット１０から出射した光源光Ｌ１の色温度を変化させて照明光Ｌ２として対象空間ＴＳに照射する色温度変換ユニット２０とを備えており、色温度変換ユニット２０は、光源光Ｌ１のうちの一部の波長の光を減衰させるフィルタ２１を有する。

【0057】

このように、本実施の形態に係る照明システム１では、光源ユニット１０と色温度変換ユニット２０とを分離して配置した上で、光源ユニット１０から出射した光源光Ｌ１の色温度を色温度変換ユニット２０によって変化させ色温度変換ユニット２０から照明光Ｌ２を対象空間ＴＳに照射させている。これにより、従来のような光源ユニットが搭載された照明器具を用いることなく、対象空間ＴＳに所望の色温度の照明光Ｌ２を照射することができる。このように光源ユニットが搭載された照明器具を対象空間ＴＳに設置する必要がなくなるので、対象空間ＴＳをすっきりさせることができる。したがって、対象空間ＴＳの意匠性を容易に向上させることができる。

【0058】

しかも、光源ユニット１０と色温度変換ユニット２０とを分離して配置することで、光源ユニット１０及び色温度変換ユニット２０の各々のメンテナンス性を向上させることができる。例えば、光源ユニット１０及び色温度変換ユニット２０の各々を個別に交換することができる。

【0059】

また、本実施の形態に係る照明システム１において、光源ユニット１０から出射した光源光Ｌ１は、白色光である。

【0060】

これにより、照明対象となる対象空間ＴＳを介して光源ユニット１０から出射した光源光Ｌ１を色温度変換ユニット２０に入射させたとしても、対象空間ＴＳに存在するユーザは、光源光Ｌ１が光源ユニット１０から出射していることに気が付きにくい。したがって、対象空間ＴＳに存在するユーザに違和感を与えることなく、色温度を変化させた白色光である照明光Ｌ２を対象空間ＴＳに照射させることができる。

【0061】

また、本実施の形態に係る照明システム１において、光源ユニット１０から出射した光源光Ｌ１は、ビーム状である。

【0062】

これにより、対象空間ＴＳに存在するユーザは、光源光Ｌ１が光源ユニット１０から出射していることにさらに気が付きにくくなる。したがって、対象空間ＴＳに存在するユーザにさらに違和感を与えることなく、色温度を変化させた白色光である照明光Ｌ２を対象空間ＴＳに照射させることができる。

【0063】

なお、本実施の形態に係る照明システム１において、色温度変換ユニット２０は、光源光Ｌ１に対して光学作用を与える光学部材としてフィルタ２１のみを有していたが、これに限らない。

【0064】

例えば、図９に示される照明システム１Ａのように、色温度変換ユニット２０Ａは、フィルタ２１に加えて、さらに、配光を変化させる機能を有する配光変化部２２を有していてもよい。配光変化部２２は、色温度変換ユニット２０Ａで生成された照明光Ｌ２の配光を変化させて照明光Ｌ２を対象空間ＴＳに照射する機能を有する。配光変化部２２は、例えば、光源光Ｌ１がフィルタ２１を透過することで生成された照明光Ｌ２を対象空間ＴＳに向けて反射させる光反射部材である。本変形例において、配光変化部２２は、フィルタ２１の天井１０１側に配置される。これにより、色温度変換ユニット２０Ａで生成された照明光Ｌ２（つまりフィルタ２１で吸収されずにフィルタ２１を過した光）は、光反射部材で反射して床側に向けて進行することになる。配光変化部２２を光反射部材とすることで、反射型の色温度変換ユニット２０Ａを容易に実現することができる。なお、配光変化部２２は、光反射部材に限るものではない。

【0065】

このように、本変形例における照明システム１Ａでは、色温度変換ユニット２０Ａが配光変化部２２を有しているので、色温度変換ユニット２０Ａで生成される照明光Ｌ２を所望の配光で対象空間ＴＳに照射することができる。

【0066】

また、図１０に示される照明システム１Ｂのように、色温度変換ユニット２０Ｂは、フィルタ２１と配光変化部２２に加えて、さらに、光反射防止部２３を有していてもよい。光反射防止部２３は、色温度変換ユニット２０Ｂに入射する光源光Ｌ１が色温度変換ユニット２０Ｂで反射することを低減させる機能を有する。光反射防止部２３は、色温度変換ユニット２０Ｂの最表面層となるようにフィルタ２１の床側に配置される。光反射防止部２３としては、例えば、ＡＲコート膜（反射防止膜）を用いることができる。ＡＲコート膜は、例えば誘電体多層膜によって構成することができる。

【0067】

このように、本変形例における照明システム１Ｂでは、色温度変換ユニット２０Ｂが光反射防止部２３を有しているので、光源ユニット１０の光源光Ｌ１を色温度変換ユニット２０Ｂに効率良く入射させることができる。この結果、色温度変換ユニット２０Ｂから照射される照明光Ｌ２の光取り出し効率を向上させることができる。

【0068】

なお、本変形例において、色温度変換ユニット２０Ｂは、配光変化部２２を有していたが、これに限らない。つまり、色温度変換ユニット２０Ｂは、配光変化部２２を有しておらず、フィルタ２１及び光反射防止部２３のみで構成されていてもよい。

【0069】

また、図１１に示される照明システム１Ｃのように、色温度変換ユニット２０Ｃは、フィルタ２１と配光変化部２２と光反射防止部２３に加えて、さらに、放熱部２４を有していてもよい。放熱部２４は、ヒートシンクであり、色温度変換ユニット２０Ｃで生じる熱を放熱させる機能を有する。放熱部２４は、例えば、天井１０１に取り付けられる。また、配光変化部２２は、放熱部２４の床側に設けられる。放熱部２４としては、アルミニウム又は銅等の金属材料で構成された金属部材を用いることができる。この場合、金属部材としては、シート状又はブロック状のものを用いることができる。あるいは、放熱部２４として、ペルチェ素子等の熱電素子を用いてもよい。

【0070】

このように、本変形例における照明システム１Ｃでは、色温度変換ユニット２０Ｃが放熱部２４を有しているので、色温度変換ユニット２０Ｃで生じる熱を効率良く放熱させることができる。これにより、色温度変換ユニット２０Ｃの熱による劣化を抑制したり機能の低下を抑制したりすることができる。

【0071】

なお、本変形例において、色温度変換ユニット２０Ｃは、配光変化部２２及び光反射防止部２３を有していたが、これに限らない。つまり、色温度変換ユニット２０Ｃは、配光変化部２２及び光反射防止部２３の一方のみを有していてもよいし、配光変化部２２及び光反射防止部２３を有しておらずフィルタ２１及び放熱部２４のみを有していてもよい。

【0072】

また、上記実施の形態において、色温度変換ユニット２０が有するフィルタ２１は、吸収フィルタであったが、これに限らない。例えば、図１２に示される照明システム１Ｄのように、色温度変換ユニット２０Ｄが有するフィルタ２１Ｄは、誘電体多層膜フィルタであってもよい。誘電体多層膜フィルタは、屈折率が異なる複数の誘電体膜が積層された積層膜である。誘電体多層膜フィルタを構成する誘電体膜は、例えば、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３及びＭｇＦ等によって構成されている。誘電体多層膜フィルタは、所定の波長域の光を反射し、それ以外の波長域の光を透過する。したがって、色温度変換ユニット２０Ｄは、フィルタ２１Ｄ（誘電体多層膜フィルタ）を透過した光Ｌ３を吸収する光吸収部材２５を有するとよい。これにより、色温度変換ユニット２０Ｄからは、フィルタ２１で反射した光が照明光Ｌ２として対象空間ＴＳに放射される。

【0073】

誘電体多層膜フィルタであるフィルタ２１Ｄが透過する光の波長域は、色温度変換ユニット２０Ｄから放射される照明光Ｌ２が白色光となるように設定するとよい。この場合、フィルタ２１Ｄが透過する光の波長域は、色温度変換ユニット２０Ｄから放射される照明光Ｌ２の色温度が光源光Ｌ１の色温度よりも低くなるとよい。本変形例では、光源光Ｌ１の色温度を変化させて所定の色温度の照明光Ｌ２にするために光源光Ｌ１のうち不要となる波長成分の光Ｌ３をフィルタ２１Ｄを透過させて光吸収部材２５で吸収して除去している。

【0074】

なお、光吸収部材２５は、可視光領域のうちの特定の波長域の光を吸収するのではなく、可視光領域の全域の光を吸収するものであってもよい。また、光吸収部材２５は、配光を変化させる配光制御部としても機能する。

【0075】

このように、本変形例における照明システム１Ｄでは、色温度変換ユニット２０Ｄが誘電体多層膜フィルタからなるフィルタ２１Ｄと光吸収部材２５とによって構成されているので、上記実施の形態における照明システム１と同様に、光源ユニット１０から出射した光源光Ｌ１の色温度を色温度変換ユニット２０Ｄによって変化させて色温度変換ユニット２０Ｄから照明光Ｌ２を対象空間ＴＳに照射させることができる。これにより、従来のような照明器具を用いることなく、対象空間ＴＳに所望の色温度の照明光Ｌ２を照射することができる。

【0076】

また、上記実施の形態における照明システム１において、色温度変換ユニット２０は、光入射面と光出射面とが同じ面になる反射型であったが、これに限らない。例えば、図１３に示される照明システム１Ｅのように、色温度変換ユニット２０Ｅは、光入射面と光出射面とが異なる面になる透過型であってもよい。つまり、色温度変換ユニット２０Ｅにおいて、光源ユニット１０の光源光Ｌ１が色温度変換ユニット２０Ｅに入射する光入射面と、色温度変換ユニット２０Ｅで生成された照明光Ｌ２が色温度変換ユニット２０Ｅから出射する光出射面とが、異なっている。具体的には、色温度変換ユニット２０Ｅにおいて、光出射面は、光入射面とは反対側の面である。

【0077】

本変形例において、色温度変換ユニット２０Ｅは、透光基板２６と、透光基板２６に形成されたフィルタ２１とを有する。透光基板２６は、透過率が高い透明基板であるとよい。透明基板としては、Ａｌ_２Ｏ_３からなるアルミナ基板、ＡｌＮからなる窒化アルミニウム基板、ＧａＮからなる窒化ガリウム基板、サファイア基板又はガラス基板等を用いることができる。色温度変換ユニット２０Ｅにおいて、透光基板２６におけるフィルタ２１側とは反対側の面が光入射面となり、フィルタ２１における透光基板２６側とは反対側の面は光出射面となる。

【0078】

このように構成される照明システム１Ｅでは、色温度変換ユニット２０Ｅに白色の光源光Ｌ１が入射すると、色温度変換ユニット２０Ｅに入射した白色の光源光Ｌ１は、色温度変換ユニット２０Ｅを透過する際にフィルタ２１によって光源光Ｌ１のうちの一部の波長の光が減衰して色温度が変化し、光源光Ｌ１とは異なる色温度の白色の照明光Ｌ２となって対象空間ＴＳに照射される。つまり、本変形例における色温度変換ユニット２０Ｅは、光源光Ｌ１のうちの所望の波長の光のみを透過し、それ以外の波長の光をフィルタ２１で吸収させることで、光源光Ｌ１とは色温度が異なる照明光Ｌ２を生成している。このように、透過型の色温度変換ユニット２０Ｅを用いても、従来のような照明器具を用いることなく、対象空間ＴＳに所望の色温度の照明光Ｌ２を照射することができる。

【0079】

なお、本変形例において、色温度変換ユニット２０Ｅは、照明光Ｌ２を散乱させたり反射させたりすることで照明光Ｌ２の配光を制御する配光制御部を有していてもよい。

【0080】

また、図１４に示される照明システム１Ｆのように、色温度変換ユニット２０Ｆがフィルタ２１Ｄとして誘電体多層膜フィルタを有する場合においても、色温度変換ユニット２０Ｆとして透過型のものを用いてもよい。本変形例において、色温度変換ユニット２０Ｆは、透光基板２６と、透光基板２６に形成された誘電体多層膜フィルタからなるフィルタ２１Ｄとを有する。

【0081】

このように構成される照明システム１Ｆでは、色温度変換ユニット２０Ｆに白色の光源光Ｌ１が入射すると、色温度変換ユニット２０Ｆに入射した白色の光源光Ｌ１は、色温度変換ユニット２０Ｆのフィルタ２１Ｄを透過する際に所定の波長域の光Ｌ３が反射し、それ以外の波長域の光が透過する。そして、フィルタ２１Ｄを透過した光が照明光Ｌ２として対象空間ＴＳに放射される。これにより、従来のような照明器具を用いることなく、対象空間ＴＳに所望の色温度の照明光Ｌ２を照射することができる。このように、本変形例では、光源光Ｌ１の色温度を変化して所定の色温度の照明光Ｌ２にするために光源光Ｌ１のうちの不要となる波長成分の光Ｌ３をフィルタ２１Ｄで反射させて除去している。

【0082】

なお、本変形例においても、色温度変換ユニット２０Ｆは、照明光Ｌ２を散乱させたり反射させたりすることで照明光Ｌ２の配光を制御する配光制御部を有していてもよい。

【0083】

（その他の変形例）
以上、本発明に係る照明システムについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。

【0084】

例えば、上記実施の形態において、照明システム１は、色温度変換ユニット２０を１つ備えていたが、これに限らない。つまり、照明システム１は、複数の色温度変換ユニット２０を有していてもよい。この場合、１つの光源ユニット１０を用いて１本の光源光Ｌ１を複数の色温度変換ユニット２０に入射させてもよいし、複数の色温度変換ユニット２０と一対一となるように複数の光源ユニット１０を用いてもよい。

【0085】

一例として、図１５に示される照明システム１Ｇは、１つの光源ユニット１０と、色温度変換ユニット２０と色温度変換ユニット２０Ｇとを備えている。図１５では、光源ユニット１０から出射する１本の光源光Ｌ１を色温度変換ユニット２０及び２０Ｇに入射させている。なお、色温度変換ユニット２０（第１の色温度変換ユニット）から出射する照明光Ｌ２と色温度変換ユニット２０Ｇ（第２の色温度変換ユニット）から出射する照明光Ｌ２’とは、色温度が異なっていてもよいし、配光が異なっていてもよい。

【0086】

また、図１５では、色温度変換ユニット２０（第１の色温度変換ユニット）と色温度変換ユニット２０Ｇ（第２の色温度変換ユニット）とは近接して配置されていたが、これに限らない。例えば、図１６に示される照明システム１Ｈのように、色温度変換ユニット２０（第１の色温度変換ユニット）と色温度変換ユニット２０Ｇ（第２の色温度変換ユニット）とは、離間して配置されていてもよい。この場合、図１６に示すように、１つの光源ユニット１０から複数の光源光Ｌ１を対象空間ＴＳに出射させて、色温度変換ユニット２０と色温度変換ユニット２０Ｇとの各々に光源光Ｌ１を入射させるとよい。１つの光源ユニット１０から複数の光源光Ｌ１を出射させる場合、投射部１３にレンズ及びミラー等の光学部材を追加することで、図１６に示すように、投射部１３から複数の光源光Ｌ１を出射させてもよいが、光源ユニット１０とは別に設けられたレンズ及びミラー等の光学部材を用いることで、投射部１３から出射した１つの光源光Ｌ１を複数の光源光Ｌ１に分割してもよい。

【0087】

また、上記実施の形態における照明システム１において、レーザ光源１１は、青色のレーザ光を出射する半導体レーザ１１ａを有していたが、これに限るものではない。例えば、レーザ光源１１は、紫色のレーザ光を出射する半導体レーザを有するものであってもよい。この場合、投射部１３の波長変換部材１３ａは、青色蛍光体粒子と、黄色蛍光体粒子と、緑色蛍光体粒子と、赤色蛍光体粒子とを含むとよい。

【0088】

また、上記実施の形態における照明システム１では、光ファイバ１２を用いたが、これに限らない。例えば、光ファイバ以外の導光部材を用いてもよい。あるいは、光ファイバ等の導光部材そのものを用いなくてもよい。つまり、レーザ光源１１と投射部１３とを直接連結してもよい。この場合、レーザ光源１１と投射部１３とが１つの筐体に収納された光源ユニット１０を用いてもよい。

【0089】

なお、その他に、上記実施の形態に対して当業者が思い付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。また、本願出願時の特許請求の範囲に記載された複数の請求項の中から技術的に矛盾しない範囲で２つ以上の請求項を任意に組み合わせたものも本発明に含まれる。例えば、本願出願時の特許請求の範囲に記載された引用形式請求項を、技術的に矛盾しない範囲で上位請求項の全てを引用するようにマルチクレーム又はマルチマルチクレームとしたときに、そのマルチクレーム又はマルチマルチクレームに含まれる全ての請求項の組み合わせも本発明に含まれる。

【符号の説明】

【0090】

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈ 照明システム
１０ 光源ユニット
１１ レーザ光源
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ、２０Ｆ、２０Ｇ 色温度変換ユニット
２１、２１Ｄ フィルタ
２２ 配光変化部
２３ 光反射防止部
２４ 放熱部
ＴＳ 対象空間
Ｌ１ 光源光
Ｌ２、Ｌｘ 照明光

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】