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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-03-23
(45)【発行日】2023-03-31
(54)【発明の名称】照明装置
(51)【国際特許分類】
F21S 2/00 20160101AFI20230324BHJP
F21V 7/04 20060101ALI20230324BHJP
F21V 7/00 20060101ALI20230324BHJP
F21V 9/30 20180101ALI20230324BHJP
F21V 3/00 20150101ALI20230324BHJP
F21V 8/00 20060101ALI20230324BHJP
G02B 5/20 20060101ALI20230324BHJP
F21Y 115/30 20160101ALN20230324BHJP
【ＦＩ】
F21S2/00 310
F21V7/04 300
F21V7/00 320
F21V9/30
F21V3/00 320
F21V8/00 250
F21V8/00 281
G02B5/20
F21Y115:30
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2019064331
(22)【出願日】2019-03-28
(65)【公開番号】P2020166967
(43)【公開日】2020-10-08
【審査請求日】2021-12-10
(73)【特許権者】
【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】高平 宜幸
(72)【発明者】
【氏名】北岡 信一
(72)【発明者】
【氏名】芝田 悠大
【審査官】安食 泰秀
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１６／００５４６４６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１３－０９２７５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－３００８２３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２１Ｓ ２／００
Ｆ２１Ｖ ７／０４
Ｆ２１Ｖ ７／００
Ｆ２１Ｖ ９／３０
Ｆ２１Ｖ ３／００
Ｆ２１Ｖ ８／００
Ｇ０２Ｂ ５／２０
Ｆ２１Ｙ １１５／３０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光を導光する光ファイバと、
前記光ファイバに導光された前記レーザ光を伝送する伝送路を有し、前記伝送路を内包したカレイドスコープと、
前記伝送路から出射された前記レーザ光によって波長変換光を発する波長変換素子とを備え、
前記カレイドスコープは、前記光ファイバと前記波長変換素子との間に配置され、
前記レーザ光が伝送する方向と直交する平面で前記伝送路を切断した場合の前記伝送路の断面は、多角形状であり、
前記カレイドスコープは、前記光ファイバに導光された前記レーザ光が入射する前記カレイドスコープの一端の開口と、前記光ファイバに導光された前記レーザ光が出射する前記カレイドスコープの他端の開口とを有し、
前記波長変換素子は、前記カレイドスコープの他端の開口を覆うように配置されている
照明装置。
【請求項2】
さらに、前記光ファイバと前記カレイドスコープとの間に配置され、前記光ファイバによって導光された前記レーザ光を拡散及び透過させる拡散板を備え、前記カレイドスコープには、前記拡散板を拡散及び透過した前記レーザ光が入射する
請求項１に記載の照明装置。
【請求項3】
前記拡散板と前記カレイドスコープとの間の距離は、前記拡散板を拡散及び透過した前記レーザ光が前記カレイドスコープに入射する入射面積の平方根以下である請求項２に記載の照明装置。
【請求項4】
前記カレイドスコープは、ライトパイプである請求項１～３のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項5】
前記光ファイバは、導光された前記レーザ光を出射する出射面を有し、前記出射面には、前記レーザ光を拡散及び透過させる粗面が形成されている
請求項１～４のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項6】
前記出射面側の端部は、前記伝送路内に配置されている請求項５に記載の照明装置。
【請求項7】
前記伝送路の断面は、十角形よりも角数の少ない多角形状である請求項１～６のいずれか１項に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、レーザ光を用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば特許文献１には、照明装置の一例として開示されている、レーザ光源から出射されたレーザ光を導光させる光ファイバと、光ファイバを導光したレーザ光の波長を変換する波長変換部材とを備える発光装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】国際公開第２０１７／０４３１２２号
【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、上記の従来技術の光ファイバでは、コア断面形状が円形の場合出射する光を均一にすることは困難である。これは、光ファイバを通過する際にレーザ光が十分にミキシングされていないことが原因であると考えられるが、ミキシングするために光ファイバの断面形状を加工するには、製造コストが高騰化するため、照明用では使用し難くなる。
【0005】
そこで、製造コストの高騰化を抑制するとともに、色度を安定化させることができる照明装置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、本開示の一態様に係る照明装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光を導光する光ファイバと、前記光ファイバに導光された前記レーザ光を伝送する伝送路を有し、前記伝送路を内包するカレイドスコープと、前記伝送路から出射された前記レーザ光によって波長変換光を発する波長変換素子とを備え、前記カレイドスコープは、前記光ファイバと前記波長変換素子との間に配置され、前記レーザ光が伝送する方向と直交する平面で前記伝送路を切断した場合の前記伝送路の断面は、多角形状であり、前記カレイドスコープは、前記光ファイバに導光された前記レーザ光が入射する前記カレイドスコープの一端の開口と、前記光ファイバに導光された前記レーザ光が出射する前記カレイドスコープの他端の開口とを有し、前記波長変換素子は、前記カレイドスコープの他端の開口を覆うように配置されている。
【発明の効果】
【0007】
本開示に係る照明装置は、製造コストの高騰化を抑制するとともに、色度を安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本開示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、いずれも本開示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、並びに、ステップ、ステップの順序等は、一例であって本開示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、本開示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】
各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されてはいない。したがって、例えば、各図において縮尺等は必ずしも一致しない。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。
【0011】
また、以下の実施の形態において、略平行等の表現を用いている。例えば、略直交は、完全に直交であることを意味するだけでなく、実質的に直交である、すなわち、例えば数％程度の誤差を含むことも意味する。また、略直交は、本開示による効果を奏し得る範囲において直交という意味である。他の「略」を用いた表現についても同様である。
【0012】
以下の実施の形態に係る照明装置について説明する。
【0013】
（実施の形態）
［構成］
［照明装置１］
図１は、実施の形態に係る照明装置１の斜視図である。図２は、実施の形態に係る照明装置１において、励起光源３を例示した模式図であり、図１のＩＩ－ＩＩ線における灯具５等を例示した断面図である。
［構成］
［照明装置１］
図１は、実施の形態に係る照明装置１の斜視図である。図２は、実施の形態に係る照明装置１において、励起光源３を例示した模式図であり、図１のＩＩ－ＩＩ線における灯具５等を例示した断面図である。
【0014】
図１及び図２に示すように、照明装置１は、レーザ光を用いた反射型の照明装置であり、励起光源３と、複数の光ファイバ１１と、フェルール１２と、拡散板２０と、カレイドスコープ３０と、灯具５とを備える。照明装置１は、例えば、ダウンライト、スポットライト等に用いられる。ここで、レーザ光を用いた反射型の照明装置１とは、レーザ光が、蛍光部４０の後面（カレイドスコープ３０側の面）に照射され、波長を変換された波長変換光（蛍光）が、蛍光部４０の前面から送出される装置である。
【0015】
［励起光源３］
励起光源３は、１以上のレーザ素子を備え、レーザ光を出射する装置である。本実施の形態では、励起光源３は、２以上のレーザ素子を備える。励起光源３は、例えば図２に示すように、収容体８１と、レーザ光源８３と、複数のプリズム８５と、複数のレンズ８７と、フェルール８８と、ヒートシンク８９と、駆動回路９１とを有する。
励起光源３は、１以上のレーザ素子を備え、レーザ光を出射する装置である。本実施の形態では、励起光源３は、２以上のレーザ素子を備える。励起光源３は、例えば図２に示すように、収容体８１と、レーザ光源８３と、複数のプリズム８５と、複数のレンズ８７と、フェルール８８と、ヒートシンク８９と、駆動回路９１とを有する。
【0016】
＜収容体８１＞
収容体８１は、図１に示す励起光源３の筐体部分である。収容体８１は、図２に示すように、複数のレーザ光源８３と、プリズム８５と、レンズ８７と、フェルール８８と、ヒートシンク８９と、駆動回路９１とを収容している。
収容体８１は、図１に示す励起光源３の筐体部分である。収容体８１は、図２に示すように、複数のレーザ光源８３と、プリズム８５と、レンズ８７と、フェルール８８と、ヒートシンク８９と、駆動回路９１とを収容している。
【0017】
＜レーザ光源８３＞
複数のレーザ光源８３それぞれは、半導体発光素子レンズが含まれており、略コリメートされたレーザ光を出射する。複数のレーザ光源８３は、基板に実装されており、基板を介してヒートシンク８９に熱的に接続されている。図２に示す例では、複数のレーザ光源８３のうち一部のレーザ光源８３を一組としている。一組のレーザ光源８３は、プリズム８５にレーザ光を入射することで、光ファイバ１１の一端面である入射面にレーザ光を入射させる。なお、本実施の形態では、複数のレーザ光源８３を用いているが、１つのレーザ光源８３を用いるだけでもよい。本実施の形態では、レーザ光源８３が出射するレーザ光は、紫色から青色までの波長帯域のうちの所定の波長の光である。
複数のレーザ光源８３それぞれは、半導体発光素子レンズが含まれており、略コリメートされたレーザ光を出射する。複数のレーザ光源８３は、基板に実装されており、基板を介してヒートシンク８９に熱的に接続されている。図２に示す例では、複数のレーザ光源８３のうち一部のレーザ光源８３を一組としている。一組のレーザ光源８３は、プリズム８５にレーザ光を入射することで、光ファイバ１１の一端面である入射面にレーザ光を入射させる。なお、本実施の形態では、複数のレーザ光源８３を用いているが、１つのレーザ光源８３を用いるだけでもよい。本実施の形態では、レーザ光源８３が出射するレーザ光は、紫色から青色までの波長帯域のうちの所定の波長の光である。
【0018】
また、本実施の形態では、一組のレーザ光源８３を用いているが、複数組のレーザ光源８３を用いてもよい。この場合、プリズム８５、レンズ８７、及び、フェルール８８は、一組のレーザ光源８３と一対一で対応する数だけ設けられる。
【0019】
レーザ光源８３は、半導体レーザによって構成されており、例えばＩｎＧａＮ系レーザダイオードで構成されているが、レーザ光源８３は、出射する光が蛍光部４０の波長変換素子４１を励起できるのであれば、他の波長の半導体レーザ又はＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）であってもよい。
【0020】
なお、レーザ光源８３が出射するレーザ光の出力は、駆動回路９１によって制御される。また、レーザ光源８３に、蛍光部４０の波長変換素子４１を励起しない波長帯域のレーザ光を出射するレーザがはいっていてもよい。
【0021】
＜プリズム８５＞
プリズム８５は、透光性の板状の部材である。プリズム８５は、一組のレーザ光源８３から出射されたレーザ光をレンズ８７に入射させる。
プリズム８５は、透光性の板状の部材である。プリズム８５は、一組のレーザ光源８３から出射されたレーザ光をレンズ８７に入射させる。
【0022】
プリズム８５は、レーザ光源８３が出射するレーザ光の光軸と直交するように配置、つまり一組のレーザ光源８３と対向するように配置されている。
【0023】
このように、プリズム８５は、一組のレーザ光源８３が出射するレーザ光をレンズ８７に導くライトガイドの機能を有する。なお、本構成は、２組のミラーで置き換える事も可能である。
【0024】
＜レンズ８７＞
レンズ８７は、プリズム８５と一対一で対向するように配置されている。レンズ８７は、プリズム８５から出射されたレーザ光を集光して、光ファイバ１１の一端面に入射させる。なお、図２に示す例では、レンズ８７は、凸レンズであるが、レーザ光を集光して、光ファイバ１１の一端面に入射させる事ができる光学デバイスであれば良く、例えば凹面鏡であってもよい。
レンズ８７は、プリズム８５と一対一で対向するように配置されている。レンズ８７は、プリズム８５から出射されたレーザ光を集光して、光ファイバ１１の一端面に入射させる。なお、図２に示す例では、レンズ８７は、凸レンズであるが、レーザ光を集光して、光ファイバ１１の一端面に入射させる事ができる光学デバイスであれば良く、例えば凹面鏡であってもよい。
【0025】
＜フェルール８８＞
フェルール８８は、収容体８１に固定され、対応する光ファイバ１１の一端を保持している。つまり、フェルール８８は、レンズ８７から出射されたレーザ光を光ファイバ１１に入射させるように、光ファイバ１１の一端を保持している。
フェルール８８は、収容体８１に固定され、対応する光ファイバ１１の一端を保持している。つまり、フェルール８８は、レンズ８７から出射されたレーザ光を光ファイバ１１に入射させるように、光ファイバ１１の一端を保持している。
【0026】
＜ヒートシンク８９＞
ヒートシンク８９は、複数のレーザ光源８３に生じた熱を放熱するための放熱部材であり、複数のフィンを有する。また、ヒートシンク８９は、レーザ光源８３を実装した基板を固定している。
ヒートシンク８９は、複数のレーザ光源８３に生じた熱を放熱するための放熱部材であり、複数のフィンを有する。また、ヒートシンク８９は、レーザ光源８３を実装した基板を固定している。
【0027】
＜駆動回路９１＞
駆動回路９１は、電力線等によって電力系統と電気的に接続され、電力を各々のレーザ光源８３に供給する。また、駆動回路９１は、各々のレーザ光源８３が所定のレーザ光を発するように、各々のレーザ光源８３の出力を駆動制御する。
駆動回路９１は、電力線等によって電力系統と電気的に接続され、電力を各々のレーザ光源８３に供給する。また、駆動回路９１は、各々のレーザ光源８３が所定のレーザ光を発するように、各々のレーザ光源８３の出力を駆動制御する。
【0028】
駆動回路９１は、各々のレーザ光源８３が発するレーザ光を調光する機能を有してもよい。また、駆動回路９１は、パルス信号に基づいて、レーザ光源８３を駆動する発振器等で構成されていてもよい。
【0029】
次に、光ファイバ１１、カレイドスコープ３０等の構成について、図３Ａを用いて説明する。図３Ａは、実施の形態に係る照明装置１の光ファイバ１１、フェルール１２、拡散板２０、カレイドスコープ３０、及び、蛍光部４０等を例示する部分拡大断面図である。
【0030】
［光ファイバ１１］
図２及び図３Ａに示すように、光ファイバ１１は、例えば高屈折率のコアをコアより低屈折率のクラッド層が包んだ二重構造で構成される伝送体であり、例えば、石英ガラス、プラスチック等の材料で構成されている。光ファイバ１１は、レーザ光源８３が出射するレーザ光を伝送させる。本実施の形態では、光ファイバ１１は、２以上あり、２以上のレーザ光源８３のうち対応するレーザ素子が出射するレーザ光を伝送させる。図２に示す例では、光ファイバ１１は、４つからなる。光ファイバ１１の一端には、励起光源３の発するレーザ光が入射され、光ファイバ１１の他端から励起光源３の発したレーザ光が他端から出射される。
図２及び図３Ａに示すように、光ファイバ１１は、例えば高屈折率のコアをコアより低屈折率のクラッド層が包んだ二重構造で構成される伝送体であり、例えば、石英ガラス、プラスチック等の材料で構成されている。光ファイバ１１は、レーザ光源８３が出射するレーザ光を伝送させる。本実施の形態では、光ファイバ１１は、２以上あり、２以上のレーザ光源８３のうち対応するレーザ素子が出射するレーザ光を伝送させる。図２に示す例では、光ファイバ１１は、４つからなる。光ファイバ１１の一端には、励起光源３の発するレーザ光が入射され、光ファイバ１１の他端から励起光源３の発したレーザ光が他端から出射される。
【0031】
なお、光ファイバ１１の一端は、レーザ光が伝送する光路の上流であり、他端はレーザ光が伝送する光路の下流であるとする。
【0032】
図３Ａに示すように、光ファイバ１１は、導光されたレーザ光が出射する出射面１１ａを有する。出射面１１ａは、光ファイバ１１の他端である。出射面１１ａは、フェルール１２を介して拡散板２０と対向している。出射面１１aは略鏡面つまり略平坦な面である。出射面１１ａの粗面は、例えば研磨により形成してもよく、光ファイバ１１をクリーブすることで形成してもよい。なお、出射面１１ａには、粗面が形成されていてもよい。また、端面での光ロスを低減するための構造が形成されていてもよい。光ロスを低減するための構造として、例えば、誘電体膜によるＡＲコート及びインプリント加工等があげられる。なお、誘電体膜は、レーザ耐性の観点より、無機膜である事が好ましい。
【0033】
［フェルール１２］
フェルール１２は、光ファイバ１１の他端を保持している。具体的には、フェルール１２は、光ファイバ１１の出射面１１ａから出射されたレーザ光を、拡散板２０を介してカレイドスコープ３０に入射させるように、光ファイバ１１の他端を保持している。ここでいう、フェルール１２の光軸は、主たる光の出射方向と一致する直線であり、中心軸Ｏとおおよそ一致している。
フェルール１２は、光ファイバ１１の他端を保持している。具体的には、フェルール１２は、光ファイバ１１の出射面１１ａから出射されたレーザ光を、拡散板２０を介してカレイドスコープ３０に入射させるように、光ファイバ１１の他端を保持している。ここでいう、フェルール１２の光軸は、主たる光の出射方向と一致する直線であり、中心軸Ｏとおおよそ一致している。
【0034】
［拡散板２０］
拡散板２０は、中心軸Ｏ上、かつ、光ファイバ１１とカレイドスコープ３０との間に配置され、光ファイバ１１によって導光されたレーザ光を拡散及び透過させる板状の光学部材である。拡散板２０は、レーザ光が入射する入射面と、入射面と反対側の面であり、拡散及び透過したレーザ光を出射する出射面とを有する。
拡散板２０は、中心軸Ｏ上、かつ、光ファイバ１１とカレイドスコープ３０との間に配置され、光ファイバ１１によって導光されたレーザ光を拡散及び透過させる板状の光学部材である。拡散板２０は、レーザ光が入射する入射面と、入射面と反対側の面であり、拡散及び透過したレーザ光を出射する出射面とを有する。
【0035】
拡散板２０の入射面は、光ファイバ１１の先端に設けられるフェルール１２と対向し、かつ、フェルール１２の光軸と略直交する。拡散板２０の出射面は、カレイドスコープ３０と対向し、かつ、フェルール１２の光軸と略直交する。
【0036】
また、拡散板２０とカレイドスコープ３０との間の距離Ｄは、拡散板２０を拡散及び透過したレーザ光がカレイドスコープ３０に入射する入射面積Ｅの平方根以下である。より具体的には、拡散板２０の出射面とカレイドスコープ３０の一端の開口３２との距離は、拡散板２０を拡散及び透過したレーザ光がカレイドスコープ３０に入射する一端の開口３２の面積の平方根以下である。入射面積Ｅは、一端の開口３２の開口面積であり、伝送路３１の断面積である。
【0037】
また、拡散板２０は、出射面を入射面よりも粗面にすることで、透過するレーザ光を拡散している。なお、出射面を入射面よりも粗面にしてもよく、出射面及び入射面の両方を粗面にしてもよい。
【0038】
拡散板２０は、レーザ耐性の観点から、無機材料、特に無機ガラスが好ましい。但し、アクリル、ポリカーボネート等の透光性樹脂材料等の使用を否定するものではない。拡散板２０は、レーザ耐性の観点から、ガラス表面に拡散加工を施すことによって拡散性を有するように構成されている。例えば、シボ加工又はレーザ加工等の表面処理を施すことによって透明パネルの表面に微小凹凸（シボ、マイクロプリズム等）を形成したり、透明パネルの表面にドットパターンを印刷やエッチングしたりすることによって、光拡散性を有するように構成してもよい。なお、光ロスを低減する目的で、拡散板２０の入射面及び出射面にＡＲコートを施すことが好ましい。なお、ＡＲコートは、レーザ耐性の観点より、無機膜であることが好ましい。又、透過率の観点より、多層膜であることが好ましいが、安価である単層膜としてもよい。
【0039】
拡散板２０は、光拡散材（光散乱材）がガラス内部に分散された乳白色の拡散板であってもよい。このような拡散板２０は、例えば、気泡をガラス内部に分散させることによって作製することができるが、後方散乱による光ロスを生じやすくなるため、光拡散材（例えば気泡）のサイズを適切に設計する必要がある。
【0040】
また、拡散板２０は、透明パネルの表面（内面又は外面）に光拡散材等を含む乳白色の光拡散膜を形成することによって構成されていてもよいが、レーザ耐性を考慮し、材料を選択する必要がある。
【0041】
［カレイドスコープ３０］
本実施の形態のカレイドスコープ３０は、レーザ波長を高効率で反射するよう誘電体多層膜が内面にコートされた、ガラスを基材とするライトパイプである。断面が４角形の場合、ガラス板４枚を張り合わせて製造する。
本実施の形態のカレイドスコープ３０は、レーザ波長を高効率で反射するよう誘電体多層膜が内面にコートされた、ガラスを基材とするライトパイプである。断面が４角形の場合、ガラス板４枚を張り合わせて製造する。
【0042】
レーザ波長を高効率で反射するようなコートがされた面が内側にある、金属で形成されたライトパイプでもよい。例えば、折り曲げ加工して製造可能である。後述するガラスロッドタイプに対しライトパイプタイプは、側面を直接保持する事ができ、扱いが容易である。また、カレイドスコープ３０は、多角形形状をコアとした大口径ガラスファイバ、キャプラリ形状のものでもよい。
【0043】
また、ガラス等の透光性の部材で構成されるガラスロッドであってもよい。なお、カレイドスコープ３０がガラスロッドの場合は、伝送路３１とカレイドスコープの外形は略一致する。
【0044】
カレイドスコープ３０の中心軸は、上述の中心軸Ｏと略一致し、かつ、フェルール１２の光軸と略一致する。カレイドスコープ３０の中心軸Ｏは、カレイドスコープ３０の一端における開口３２の開口面と直交し、かつ開口面の中心を通過する直線である。
【0045】
また、カレイドスコープ３０は、光ファイバ１１に導光されたレーザ光を伝送する伝送路３１を有する。カレイドスコープ３０は、伝送路３１を通過したレーザ光を出射する。カレイドスコープ３０では、レーザ光が伝送する方向と直交する平面で伝送路を切断した場合の、伝送路３１の断面が多角形状である。カレイドスコープ３０の伝送路３１が多角形状であれば、導光するレーザ光がカレイドスコープ３０の内部で、幾度も反射を繰り返しながら導光するため、内部を導光するレーザ光は、ミキシングされ易くなる。このように、カレイドスコープ３０は、光ファイバ１１を導光したレーザ光をミキシングしながら伝送させる。つまり、カレイドスコープ３０に１以上の光ファイバ１１を導光したレーザ光が入射しても、カレイドスコープ３０は、光ファイバ１１により導光された各々のレーザ光をミキシングし、ミキシングしたレーザ光を出射する。
【0046】
ここで、伝送路３１の断面が多角形状とは、正多角形を含むだけでなく、実質的に多角形状と見なせるものを含む。つまり、多角形を形成する複数の面の一部又は全ての面が平面だけでなく、湾曲していてもよく、波面状になっていてもよい。なお、伝送路３１の断面には、少なくとも直線の一辺を有していてもよく、残りの辺が円弧状であってもよい。
【0047】
本実施の形態のカレイドスコープ３０の構成について説明する。
【0048】
カレイドスコープ３０は、鏡面で囲まれたレーザ光が通過する伝送路３１を有する。また、カレイドスコープ３０には、一端の開口３２と、他端の開口３３とが形成されている。カレイドスコープ３０は、板バネなどで灯具５に固定される。
【0049】
伝送路３１は、一端の開口３２から他端の開口３３までのカレイドスコープ３０における空間であり、レーザ光が通過する。つまり、伝送路３１では、一端の開口３２から他端の開口３３にかけてレーザ光が通過する。また、伝送路３１の径（一端の開口３２及び他端の開口３３の径）は、蛍光部４０の径よりも小さく、光ファイバ１１のコア径よりも大きい。
【0050】
一端の開口３２及び他端の開口３３は、カレイドスコープ３０の一端及び他端に形成された開口である。一端の開口３２は、光ファイバ１１を導光したレーザ光が入射する入射面となる。また、また、他端の開口３３は、光ファイバ１１を導光したレーザ光が出射する出射面となる。
【0051】
図２に示すように板バネなどで灯具５に固定される。
【0052】
図３Ａに示すように、また、カレイドスコープ３０は、光ファイバ１１と蛍光部４０の波長変換素子４１との間の光路上に配置されている。具体的には、カレイドスコープ３０は、一端（一端の開口３２）が光ファイバ１１の出射面１１ａと対向するように配置されており、かつ、他端（他端の開口３３）が蛍光部４０と対向するように配置されている。
【0053】
また、カレイドスコープ３０は、１以上の光ファイバ１１を伝送したレーザ光を１つに纏めて出射する。図２に示すように、カレイドスコープ３０は、光ファイバ１１により伝送された４つのレーザ光源８３のレーザ光を１つに纏めて出射するが、３組以下又は５組以上のレーザ光源８３のレーザ光を１つに纏めて出射してもよい。
【0054】
また、カレイドスコープ３０は、灯具５に対して着脱自在である。カレイドスコープ３０は、例えば、バネ等の固定部材によって灯具５に固定される。
【0055】
［灯具５］
灯具５は、光ファイバ１１を介して伝送された励起光源３からのレーザ光の波長を変換し、照明光として出射するために用いられる。灯具５は、例えば、ステンレス製のファイバカップリング、ガラス製のレンズ、アルミ製のホルダー、及び、アルミ製の外郭で構成される。
灯具５は、光ファイバ１１を介して伝送された励起光源３からのレーザ光の波長を変換し、照明光として出射するために用いられる。灯具５は、例えば、ステンレス製のファイバカップリング、ガラス製のレンズ、アルミ製のホルダー、及び、アルミ製の外郭で構成される。
【0056】
本実施の形態では、灯具５は、蛍光部４０と、蛍光体での発熱を放熱するためのヒートシンク１５１と、外装部１５３と、レンズ１５８と、反射部材１５７とを有する。
【0057】
＜蛍光部４０＞
蛍光部４０は、カレイドスコープ３０にミキシングされたレーザ光を蛍光に変換する波長変換体である。蛍光部４０は、平板状のプレートである。本実施の形態では、蛍光部４０は、例えば、サファイア基板４２上に蛍光体層（波長変換素子４１）等が形成された構造体である。サファイア基板４２は、ヒートシンク１５１に接触した状態で、ヒートシンク１５１に固定される。
蛍光部４０は、カレイドスコープ３０にミキシングされたレーザ光を蛍光に変換する波長変換体である。蛍光部４０は、平板状のプレートである。本実施の形態では、蛍光部４０は、例えば、サファイア基板４２上に蛍光体層（波長変換素子４１）等が形成された構造体である。サファイア基板４２は、ヒートシンク１５１に接触した状態で、ヒートシンク１５１に固定される。
【0058】
波長変換素子４１は、一方の面に入射されたレーザ光を波長変換して他方の面から出射する。より具体的には、波長変換素子４１は、カレイドスコープ３０を伝送したレーザ光が一方（カレイドスコープ３０側）の面に入射される。本実施の形態では、波長変換素子４１の一方の面に入射される光の強度分布は、均斉化されており、レーザ光の照射面で略均一である。波長変換素子４１の一方の面に入射されたレーザ光を波長変換して、他方（反射部材１５７側）の面から出射される。
【0059】
波長変換素子４１は、例えば平板状に形成される。波長変換素子４１は、レーザ光によって波長変換光を発する蛍光体を含み、当該蛍光体をガラス等のセラミック、シリコーン樹脂等からなる透明材料であるバインダに、分散されて保持されている。波長変換素子４１は、例えばＹＡＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｇａｒｎｅｔ）系蛍光体、カズン系蛍光体、エスカズン系蛍光体あるいはＢＡＭ（Ｂａ、Ｍｇ、Ａｌ）系蛍光体等であり、レーザ光の種類に応じて適宜選択することができる。なお、バインダは、セラミック、シリコーン樹脂に限定されるものではなく、透明ガラス等のその他の透明材料を用いてもよい。
【0060】
図２及び図３Ａに示す例では、波長変換素子４１は、カレイドスコープ３０から出射されたレーザ光が入射し、入射されたレーザ光を波長変換し、波長変換した波長変換光を発すると共に白色照明の場合は、一部のレーザ光が拡散透過される。なお、特定色の照明用には、レーザ光が拡散透過しない構成でもよい。より具体的には、波長変換素子４１は、カレイドスコープ３０側にある一方の面に入射された光の一部を波長変換する機能を有する。本実施の形態では、波長変換素子４１は、カレイドスコープ３０にある一方の面にレーザ光が入射され、入射されたレーザ光を波長変換した波長変換光と、波長変換されなかったレーザ光（波長変換されずに波長変換素子４１を通過したレーザ光）とを他方の面から出射する。波長変換光及びレーザ光を纏めて、単に光と言うことがある。
【0061】
なお、波長変換に伴う損失は熱に変わる。波長変換素子４１は温度が高くなると波長変換効率が下がる温度消光特性を有するため、波長変換素子４１の放熱は非常に重要である。サファイア基板４２は、ヒートシンク１５１で支持されている。より具体的には、サファイア基板４２は、ヒートシンク１５１の中心軸と交差する位置でヒートシンク１５１の他端面に固定され、ヒートシンク１５１と熱的に接続されている。つまり、サファイア４２は、波長変換素子４１に生じる熱を、サファイア基板４２を解して放熱し易くするために、サファイア基板４２の一方面をヒートシンク１５１の他端面に接触されている。ここで、ヒートシンク１５１の中心軸とは、図２に示すように、例えば灯具５のように長尺な場合、長手方向において、灯具５の中心を通過する軸であり、中心軸Ｏと一致する。
【0062】
本実施例では基板として、熱伝導率の高いサファイア基板４２を用いているが、ガラス等の透明基板の使用を排除するものではない。また、サファイア基板４２には、光の効率を高めるために、カレイドスコープ３０側にレーザを高効率で透過させるためのＡＲ膜が、レンズ１５８側にはレーザを高効率で透過させ、波長変換光を光反射させる第クロックミラーが形成する事が好ましい。
【0063】
図３Ａに示すように、また、波長変換素子４１は、例えば、赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体等であってもよく、レーザ光により、赤色光、緑色光、青色光等の波長変換光を発してもよい。この場合、これらの赤色光、緑色光、青色光の波長変換光を混ぜて白色光としてもよい。
【0064】
本実施の形態では、波長変換素子４１は、例えば、励起光源３からの青色のレーザ光の一部を吸収して緑色～黄色の波長変換光と、波長変換素子４１により吸収されず出射された青色のレーザ光とが合わさり、疑似的な白色の波長変換光を出射する。なお、波長変換素子４１は、励起光源３が青色のレーザ光を出射する場合、青色のレーザ光の一部を吸収して、緑色～黄色に波長変換する複数種類の蛍光体を含んでいてもよい。なお、サファイア基板４２は熱伝導性を高めるために厚い事が好ましいが、波長変換素子での入射レーザ光の均一性を高めるために、カレイドスコープの有効径よりは薄い事が好ましい。
【0065】
＜ヒートシンク１５１＞
図２に示すように、ヒートシンク１５１は、カレイドスコープ３０及び波長変換素子４１に生じた熱を放熱するための放熱部材である。ヒートシンク１５１は、中心軸Ｏと交差する位置に配置される蛍光部４０を保持している。
図２に示すように、ヒートシンク１５１は、カレイドスコープ３０及び波長変換素子４１に生じた熱を放熱するための放熱部材である。ヒートシンク１５１は、中心軸Ｏと交差する位置に配置される蛍光部４０を保持している。
【0066】
ヒートシンク１５１は、複数のフィンと、挿入部１５１ａとを有する。
【0067】
挿入部１５１ａは、カレイドスコープ３０を保持する。挿入部１５１ａは、カレイドスコープ３０が挿入された状態で、カレイドスコープ３０を保持する保持部である。また、挿入部１５１ａは、カレイドスコープ３０を所定の姿勢で固定する。また、挿入部１５１ａは、一点鎖線で示すヒートシンク１５１の中心軸Ｏと重なる（一致する）位置に形成されている。
【0068】
＜外装部１５３＞
外装部１５３は、ヒートシンク１５１と接続され、光路の下流側に配置されている。具体的には、外装部１５３は、波長変換素子４１よりも光路の下流側に配置されている。また、外装部１５３は、光路の前後で開く開口を有する無底の筒体である。
外装部１５３は、ヒートシンク１５１と接続され、光路の下流側に配置されている。具体的には、外装部１５３は、波長変換素子４１よりも光路の下流側に配置されている。また、外装部１５３は、光路の前後で開く開口を有する無底の筒体である。
【0069】
＜反射部材１５７＞
反射部材１５７は、波長変換素子４１から出射された波長変換光をおおよそレンズ１５８に向けて反射する。反射部材１５７は、波長変換素子４１からレンズ１５８に向けて大径化したお椀状の部材である。反射部材１５７は、波長変換素子４１の周囲を囲むように、レンズ１５８と対向した状態で、ヒートシンク１５１の他端面に固定されている。
反射部材１５７は、波長変換素子４１から出射された波長変換光をおおよそレンズ１５８に向けて反射する。反射部材１５７は、波長変換素子４１からレンズ１５８に向けて大径化したお椀状の部材である。反射部材１５７は、波長変換素子４１の周囲を囲むように、レンズ１５８と対向した状態で、ヒートシンク１５１の他端面に固定されている。
【0070】
＜レンズ１５８＞
レンズ１５８は、例えばフレネルレンズである。レンズ１５８は、外装部１５３の開口を塞ぐように外装部１５３に固定されている。具体的には、レンズ１５８は、波長変換素子４１と対向する姿勢で外装部１５３に固定され、波長変換素子４１から出射された波長変換光が入射される。そして、レンズ１５８は、所定の照明を行うように波長変換光を配光制御して出射する。
レンズ１５８は、例えばフレネルレンズである。レンズ１５８は、外装部１５３の開口を塞ぐように外装部１５３に固定されている。具体的には、レンズ１５８は、波長変換素子４１と対向する姿勢で外装部１５３に固定され、波長変換素子４１から出射された波長変換光が入射される。そして、レンズ１５８は、所定の照明を行うように波長変換光を配光制御して出射する。
【0071】
［実験結果］
以下、実施の形態に係る照明装置１の実験結果について説明する。
以下、実施の形態に係る照明装置１の実験結果について説明する。
【0072】
本実験では、レーザ光の波長を４５５ｎｍとし、光ファイバ１１のコア径が４００μｍであるものを用いた。また、カレイドスコープ３０としてライトパイプを用いた。また、カレイドスコープ３０の一端の開口３２及び他端の開口３３の内径を２×２ｍｍの正方形であり、カレイドスコープ３０の内面の反射率が９９％であり、長さが８ｍｍであるカレイドスコープ３０を用いた。拡散板２０は、厚みが０．７ｍｍであり、４×４ｍｍの正方形であるものを用いた。
【0073】
図４は、実施の形態に係る照明装置１が出射した光の色度座標（Ｃｘ、Ｃｙ）上の光色を示す図と、比較例に係る照明装置１が出射した光の色度座標上の光色を示す図である。
【0074】
図４に示すように、本実施の形態の照明装置１が出射した光は、色度座標のＣｘが約０．４３６、Ｃｙが約０．４０２付近の色度である。図４では、本実施の形態の色度変化量は、０．０００５である。このため、本実施の形態の照明装置１が出射した光の光色は、略均一である。
【0075】
図５Ａは、実施の形態に係る照明装置１の波長変換素子４１から出射される光の輝度分布を例示する図である。図５Ａは、図４の色度座標上における点Ａ１での輝度分布を例示する。図５Ｂは、実施の形態に係る照明装置１の波長変換素子４１から出射される光の輝度分布を例示し、図５Ａとは別の図である。図５Ｂでは、図４の色度座標上における点Ａ２での輝度分布を例示する。波長変換素子４１から出射される光は、レーザ光と波長変換光とを含む光である。図５Ａ及び図５Ｂでは、横軸は、波長変換素子４１から出射される光の幅を示しており、中心軸Ｏの位置を０（ｍｍ）としている。中心軸Ｏの位置０（ｍｍ）は、波長変換素子４１から出射される光の光軸と略一致する。また、縦軸は、輝度分布を示している。
【0076】
図５Ａ及び図５Ｂに示すように、波長変換素子４１から出射される光の輝度分布は、方形状をなしており、ピーク部分が平滑化（略均一化）されている。このような、レーザ光はトップハット型のレーザ光である。つまり、本実施の形態の照明装置１が対象物である照射面に照射された光は、均斉度が高い。均斉度とは、対象物である照射面に照射された光の最小放射輝度と最大放射輝度との比率であり、明るさの変動（均一性）を示す指標である。
【0077】
図６は、実施の形態に係る照明装置１のカレイドスコープ３０の長さつまり伝送路３１の長さと、色度変化量との関係を示す図である。
【0078】
図６に示すように、照明装置１に拡散度の小さい第１拡散板を用いた場合を黒塗りの三角で示す。さらに、照明装置１に第１拡散板よりも拡散度の大きい第２拡散板を用いた場合を黒塗りの菱形で示す。
【0079】
図６によれば、第１拡散板及び第２拡散板を用いたいずれの場合でも、カレイドスコープ３０の長さが長くなるほど、色度変化量が減少する傾向にある。つまり、カレイドスコープ３０の長さが長くなるほど、光ファイバ１１の出射面１１ａから出射されたレーザ光がカレイドスコープ３０の内部を伝送する際に、よりミキシングされ易くなる。このため、カレイドスコープ３０は、色度変化量が減少したレーザ光、つまり光の色斑が抑制された混色性の高いレーザ光を出射することができる。また、第１拡散板よりも第２拡散板の方が拡散度は大きいため、ライトパイプの長さが短くても、第１拡散板よりも色度変化量が小さい。
【0080】
図７は、実施の形態に係る照明装置１のカレイドスコープ３０から出射した光の放射輝度を例示する図と、カレイドスコープ３０の断面の形状と光の均斉度との関係を例示する図である。
【0081】
図７の（ａ）は、カレイドスコープ３０の断面の形状を変えた場合に、カレイドスコープ３０から出射面におけるレーザ光の放射輝度分布を例示している。また、図７の（ａ）では、カレイドスコープ３０の中心軸Ｏがフェルール１２の光軸からズレている場合に、カレイドスコープ３０から出射したレーザ光が照射面に照射されたときの照射面の放射輝度分布を例示している。さらに、図７の（ａ）では、カレイドスコープ３０の中心軸Ｏとフェルール１２の光軸とが略一致する場合に、カレイドスコープ３０から出射したレーザ光が照射面に照射されたときの照射面の放射輝度分布を例示している。
【0082】
また、図７の（ｂ）は、カレイドスコープ３０の断面形状と照明装置１のカレイドスコープ３０出射面での均斉度との関係を例示する図である。図７の（ｂ）では、カレイドスコープ３０の中心軸Ｏがフェルール１２の光軸からズレている場合、及び、カレイドスコープ３０の中心軸Ｏとフェルール１２の光軸とが略一致する場合を例示している。
【0083】
図７の（ａ）に示すように、カレイドスコープ３０の中心軸Ｏがフェルール１２の光軸からズレている場合では、カレイドスコープ３０の断面形状である多角形の角数が増加するにつれて、放射輝度に斑が生じていることが判る。また、カレイドスコープ３０の中心軸Ｏがフェルール１２の光軸と略一致する場合でも、カレイドスコープ３０の断面形状である多角形の角数が増加するにつれて、放射輝度に斑が生じていることが判る。
【0084】
また、図７の（ｂ）に示すように、カレイドスコープ３０の中心軸Ｏがフェルール１２の光軸からズレている場合では、カレイドスコープ３０の断面形状である多角形の角数が増加するにつれて、光の均斉度が低下している。また、カレイドスコープ３０の中心軸Ｏがフェルール１２の光軸と略一致する場合でも、カレイドスコープ３０の断面形状である多角形の角数が増加するにつれて、光の均斉度が低下している。
【0085】
つまり、カレイドスコープ３０の断面形状が円形に近づくにつれて、光の放射輝度分布に斑が生じ均斉度が低下する、つまり、カレイドスコープ３０のミキシング能力が低下することが判った。このため、カレイドスコープ３０の断面形状の角数が少ないことが好ましく、特に、三角形、四角形、及び、五角形等であることが好ましい。
【0086】
これは、伝送路３１の角数が増加すると、多角形の一辺あたりの長さが短くなるため、レーザ光が伝送路３１の中心軸Ｏに集まり易くなる。一方、三角形、四角形等は、多角形の一辺あたりの長さが長いため、レーザ光が伝送路３１の中心軸Ｏに集まり難くなる。
【0087】
［比較例］
図８Ａは、比較例に係る照明装置の波長変換素子から出射される光の輝度分布を例示する図である。また、図８Ａは、図４の色度座標上に点Ｂ１での輝度分布を例示する。図８Ｂは、比較例に係る照明装置の波長変換素子から出射される光の輝度分布を例示する、図８Ａとは別の図である。図９Ａは、図８Ａの輝度分布を例示するために用いられた比較例に係るレーザ光源を例示した模式図である。図９Ｂは、図８Ｂの輝度分布を例示するために用いられた比較例に係るレーザ光源を例示した模式図である。
図８Ａは、比較例に係る照明装置の波長変換素子から出射される光の輝度分布を例示する図である。また、図８Ａは、図４の色度座標上に点Ｂ１での輝度分布を例示する。図８Ｂは、比較例に係る照明装置の波長変換素子から出射される光の輝度分布を例示する、図８Ａとは別の図である。図９Ａは、図８Ａの輝度分布を例示するために用いられた比較例に係るレーザ光源を例示した模式図である。図９Ｂは、図８Ｂの輝度分布を例示するために用いられた比較例に係るレーザ光源を例示した模式図である。
【0088】
図８Ｂは、図８Ａに対して光ファイバ１１への入射のセットアップが異なる。レーザ８３、プリズム８５、レンズ８７、フェルール８８（ファイバ入射端面）の相対位置が、図９Ｂの実線で示すように（二点鎖線は図９Ａの位置と同様である）、光軸方向と垂直方向にずれている。なお、図９Ａのレーザ光源におけるレーザ８３、プリズム８５、レンズ８７、フェルール８８（ファイバ入射端面）の相対位置は図２と同様である。
【0089】
ファイバ入射側のアライメントによってファイバ出射側の輝度分布が変化してしまう事が課題である。入射側の組み付け精度等により、色度が変化してしまう。本発明では、円形コアファイバとカレイドスコープを用いる事により、安価に、器具間での色度を安定化させる事が可能となる。
【0090】
【0091】
比較例に係る照明装置は、図３Ａのような伝送路３１の断面が多角形のカレイドスコープ３０を有しておらず、このカレイドスコープ３０の代わりに、円柱状の透光性のロッドを使用している照明装置である。この照明装置の波長変換素子から出射される光は、レーザ光と波長変換光とを含む光である。図８Ａ及び図８Ｂでは、横軸は、波長変換素子から出射される光の幅を示しており、中心軸Ｏの位置を０（ｍｍ）としている。中心軸Ｏの位置０（ｍｍ）は、光軸と略一致する。また、縦軸は、輝度分布を示している。
【0092】
図８Ａ及び図８Ｂに示すように、波長変換素子から出射される光の輝度分布は、放物線状をなしており、出射された光に斑があり、出射された光の輝度分布が均一化されていない。つまり、比較例の照明装置が対象物である照射面に照射された光は、均斉度が低い。
【0093】
また、図４で示すように、比較例の照明装置が出射した光は、色度座標のＣｘが約０．４２５～約０．４２８、Ｃｙが約０．３９８～約０．３９９付近の色度である。図４では、色度変化量は、０．００４５である。このため、比較例の照明装置が出射した光の光色は、均一でない。つまり、比較例の照明装置が出射した光は、本実施の形態の照明装置１が出射した光よりも、色度変化量が高く、かつ、均斉度が低い、つまり光に色斑があり、かつ、光の輝度分布に斑がある。このため、比較例の照明装置では、均一化された光を出射することができていない。
【0094】
［作用効果］
次に、本実施の形態における照明装置１の作用効果について説明する。
次に、本実施の形態における照明装置１の作用効果について説明する。
【0095】
上述したように、本実施の形態の照明装置１は、レーザ光を出射するレーザ光源８３と、レーザ光を導光する光ファイバ１１と、光ファイバ１１に導光されたレーザ光を伝送する伝送路３１を有し、伝送路３１を内包するカレイドスコープ３０と、伝送路３１から出射されたレーザ光によって波長変換光を発する波長変換素子４１とを備える。また、カレイドスコープ３０は、光ファイバ１１と波長変換素子４１との間に配置される。そして、レーザ光が伝送する方向と直交する平面で伝送路３１を切断した場合の伝送路３１の断面は、多角形状である。
【0096】
これによれば、カレイドスコープ３０が光ファイバ１１を導光したレーザ光をミキシングすることで、ミキシングしたレーザ光を波長変換素子４１に入射させることができる。また、このカレイドスコープ３０の断面が多角形状であるため、カレイドスコープ３０内を伝送する光をミキシングすることができる。
【0097】
また、断面形状が円形の光ファイバ１１を、多角形の断面形状にするなどの加工を行う必要もないこのため、照明装置１の製造コストが高騰化し難い。
【0098】
したがって、光ファイバ１１を用いたレーザ光源８３と波長変換素子４１による波長変換光とを分離した照明装置１において、製造コストの高騰化を抑制するとともに、色度を安定化させることができる。つまり、この照明装置１では、出射する光の均一性を向上させることができる。
【0099】
また、本実施の形態の照明装置１は、さらに、光ファイバ１１とカレイドスコープ３０との間に配置され、光ファイバ１１によって導光されたレーザ光を拡散及び透過させる拡散板２０を備える。そして、カレイドスコープ３０には、拡散板２０を拡散及び透過したレーザ光が入射する。
【0100】
これによれば、拡散板２０は、光ファイバ１１に導光されたレーザ光を拡散及び透過させることができる。このため、拡散板２０は、拡散及び透過させたレーザ光をカレイドスコープ３０に入射させることができる。つまり、カレイドスコープ３０は、よりミキシングした光を出射することができる。その結果、照明装置１は、出射する光をより均一にすることができる。
【0101】
また、本実施の形態の照明装置１は、拡散板２０とカレイドスコープ３０との間の距離は、拡散板２０を拡散及び透過したレーザ光がカレイドスコープ３０に入射する入射面積の平方根以下である。
【0102】
これによれば、拡散板２０がレーザ光を拡散及び透過するため、波長変換素子４１からより均一化された光を出射することができる。
【0103】
また、本実施の形態の照明装置１において、カレイドスコープ３０は、ライトパイプである。
【0104】
例えば、カレイドスコープ３０として柱状の透光性部材（例えば透光性のロッド）を用いた場合、光ファイバ１１に対して透光性部材を支持部材等の何らかの手段で支持する必要が生じる。支持部材で透光性部材を支持すると、支持部材と透光性部材との接触面では、屈折率が異なってしまい、予定していた透光性部材のミキシング能力に差異が生じることがある。このため、所望のミキシング能力を得るために、透光性部材の設計、透光性部材を支持する支持部材の設計が困難になる。
【0105】
また、本実施の形態の照明装置１において、伝送路３１の断面は、十角形よりも角数の少ない多角形状である。
【0106】
これによれば、照明装置１は、出射する光をより確実に均一化することができる。
【0107】
（その他変形例等）
以上、本開示について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。
以上、本開示について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。
【0108】
例えば、上記実施の形態に係る照明装置１は、拡散板２０を用いているが、図３Ｂに示すように、拡散板２０を備えていなくてもよい。図３Ｂは、その他変形例に係る照明装置１の光ファイバ１１、フェルール１２、カレイドスコープ３０、及び、波長変換素子４１等を例示する部分拡大断面図である。図３Ｂに示すように、拡散板２０を用いなくても、照明装置１は、出射する光の輝度分布を均一にすることができる。このため、拡散板２０は、照明装置１を小型化する必要が無い場合は必須の構成要件ではない。また、図６で示すように、照明装置１に拡散板２０を用いていない場合（つまり、光ファイバ１１とカレイドスコープ３０との間に拡散板２０を配置していない場合）を黒丸で示す。図６によれば、カレイドスコープ３０の長さが長くなるほど、色度変化量が減少する傾向にある。つまり、カレイドスコープ３０の長さが長くなるほど、照明装置１は大型化するものの光ファイバ１１の出射面１１ａから出射されたレーザ光がカレイドスコープ３０の内部を導光する際に、よりミキシングされ易くなる。このため、カレイドスコープ３０は、色度変化量が減少したレーザ光、つまり光の色斑が抑制された混色性の高いレーザ光を出射することができる。
【0109】
また、上記実施の形態に係る照明装置１において、図３Ｃに示すように、光ファイバ１１の端部にフェルール１２を設けずに、光ファイバ１１の端部がカレイドスコープ３０にレーザ光を入射させるように保持部材９９に保持されてもよい。図３Ｃは、その他変形例に係る照明装置１の光ファイバ１１、カレイドスコープ３０、及び、波長変換素子４１等を例示する部分拡大断面図である。図３Ｃに示すように、光ファイバ１１の端部における被覆を除去して光ファイバ１１のクラッドを露出させ、露出したクラッドをカレイドスコープ３０の一端の開口３２に挿入する。カレイドスコープ３０がライトパイプである場合、カレイドスコープ３０は、無底の筒状である。このように、本実施の形態の照明装置１において、光ファイバ１１は、導光されたレーザ光を出射する出射面１１ａを有する。そして、出射面１１ａ側の端部は、カレイドスコープ３０の伝送路３１内に位置するよう保持されている。図７に示すように、カレイドスコープ３０を用いる本実施の形態では、レーザ光の入射位置に因らずカレイドスコープ３０の開口面３３での均斉度を上げる事ができるため、光ファイバ１１の出射面１１ａとカレイドスコープ３０の位置関係もルーズにする事が可能となり、低コスト化可能となる。これによれば、光ファイバ１１の端部にフェルール１２を設けずに、光ファイバ１１をカレイドスコープ３０に保持することができる。このため、照明装置１の部品点数を減らすことができ、端面の鏡面にするための研磨工程や、クリーブにおいても、端面を粗面状態で適応させる事が可能となり、低コスト化する事が可能となる。なお、上記実施の形態に係る照明装置１において、図３Ｄに示すように、光ファイバ１１の端部にフェルール１２を設けて、光ファイバ１１の端部が保持部材９９に保持されてもよい。フェルール１２は、カレイドスコープ３０の伝送路３１内に配置されていなくてもよい。図３Ｄは、その他変形例に係る照明装置１の光ファイバ１１、カレイドスコープ３０、及び、波長変換素子４１等を例示する部分拡大断面図である。図３Ｃ及び図３Ｄで用いられる光ファイバ１１は、バンドルファイバであってもよい。また、バンドルファイバ等、複数の光ファイバ１１を用いた場合、そのままでの輝度分布が複数の光ファイバ１１から出射されてしまう。図３Ｅに示すように複数の光ファイバ１１ａの出射面１１ａから出射されたレーザ光を、カレイドスコープ３０を用いる事により、図３Ｆで示すように略トップハット化にすることができ、器具間による色度変化を改善することができる。なお、バンドルファイバではなく、入射側に複数の光ファイバが存在し、ファイバコンバイナを介して、出射側を単一ファイバとした構成においても同様の問題が発生するため、光ファイバを導光した後に、カレイドスコープ３０を設置する構成も有効である。
【0110】
また、本実施の形態の照明装置１において、光ファイバ１１は、導光されたレーザ光を出射する出射面１１ａを有する。そして、出射面１１ａには、レーザ光を拡散及び透過させる粗面が形成される。
【0111】
これによれば、出射面１１ａは、光ファイバ１１に導光されたレーザ光を拡散及び透過させることができる。このため、出射面１１ａは、拡散及び透過させたレーザ光をカレイドスコープ３０に入射させることができる。つまり、カレイドスコープ３０は、よりミキシングした光を出射することができる。その結果、照明装置１は、出射する光をより均一化することができる。端面を荒らすことにより、拡散板を設置するのと同様の効果を得る事ができ、小型器具化が可能となる。
【0112】
また、上記実施の形態に係る照明装置１において、出射面１１ａ側の端部は、伝送路３２内（カレイドスコープ３０の内部）に配置されている。このため、光ファイバ１１に対するカレイドスコープ３０の位置決めを容易にすることができる。これにより、波長変換素子４１上のニアーフィールドパターン（ＮＦＰ）の再現性を向上させることができる。
【0113】
また、上記実施の形態に係る照明装置１では、カレイドスコープ３０から出射されるレーザ光の均斉度を増加（均一度を向上）させるために、カレイドスコープ３０における伝送路３１の断面の角数を減らすように設計を行う設計方法によって設計されたカレイドスコープ３０を用いてもよい。なお、光ファイバ１１がカレイドスコープ３０の一端の開口３２を塞ぐ部品を追加すれば、塵、埃等の侵入を抑制することができる。
【0114】
また、上記実施の形態に係る照明装置において、光コネクタが灯具に対して着脱自在であるが、着脱の手段は上述には限定されず、公知の手段を用いてもよい。
【0115】
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、本開示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開示に含まれる。
【符号の説明】
【0116】
１ 照明装置
１１ 光ファイバ
１１ａ 出射面
２０ 拡散板
３０ カレイドスコープ
３１ 伝送路
４１ 波長変換素子
８３ レーザ光源
１１ 光ファイバ
１１ａ 出射面
２０ 拡散板
３０ カレイドスコープ
３１ 伝送路
４１ 波長変換素子
８３ レーザ光源
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図3F】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】