特許 7270342 光源ユニットおよび照明装置

(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】2023-04-27

(45)【発行日】2023-05-10

(54)【発明の名称】光源ユニットおよび照明装置

(51)【国際特許分類】

   F21S 9/02 20060101AFI20230428BHJP

   F21V 29/503 20150101ALI20230428BHJP

   F21V 19/00 20060101ALI20230428BHJP

   F21Y 113/10 20160101ALN20230428BHJP

   F21Y 113/20 20160101ALN20230428BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20230428BHJP

   F21Y 115/30 20160101ALN20230428BHJP

【ＦＩ】

F21S9/02 140

F21S9/02 200

F21V29/503

F21V19/00 150

F21V19/00 170

F21V19/00 450

F21V19/00 130

F21Y113:10

F21Y113:20

F21Y115:10

F21Y115:30

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2018111821

(22)【出願日】2018-06-12

(65)【公開番号】P2019216000

(43)【公開日】2019-12-19

【審査請求日】2021-05-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】390014546

【氏名又は名称】三菱電機照明株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001461

【氏名又は名称】弁理士法人きさ特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 典文

【審査官】河村 勝也

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－００４９３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／０１２１９００（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－０３８９５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０３５９０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２１Ｓ ９／０２

Ｆ２１Ｖ ２９／５０３

Ｆ２１Ｖ １９／００

Ｆ２１Ｙ １１３／１０

Ｆ２１Ｙ １１３／２０

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

Ｆ２１Ｙ １１５／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の第１光源と、
前記複数の第１光源が固定される第１の固定部材と、
複数の第２光源と、
前記複数の第２光源が固定される第２の固定部材と、を有し、
前記第１の固定部材の前記複数の第１光源が固定される第１の固定面と、前記第２の固定部材の前記複数の第２光源が固定される第２の固定面とは、前記複数の第１光源および前記複数の第２光源の光の出射方向に対して垂直であり、互いに重なり合うように配置され、
前記複数の第１光源および前記複数の第２光源の光の出射方向を下とすると、前記第１の固定部材は前記第２の固定部材よりも上に位置し、
前記第２の固定部材は複数の貫通穴または複数の切欠き部を有し、
前記複数の第１光源のそれぞれは、互いに異なる前記貫通穴または前記切欠き部に対して前記第１光源の光軸が垂直に通る位置に配置され、
前記複数の第１光源の一部が前記貫通穴または前記切欠き部を介して前記第２の固定部材よりも下に突出する構造を有し、
前記第１光源の光の出射面の位置および前記第２光源の光の出射面の位置が同じ高さである、
光源ユニット。

【請求項2】

前記複数の第１光源のうち、前記一部を除く残りの第１光源からの出射光が前記貫通穴または前記切欠き部を通る構造を有する、請求項１に記載の光源ユニット。

【請求項3】

少なくとも一つ以上の第１光源と、
前記第１光源が固定される第１の固定部材と、
少なくとも一つ以上の第２光源と、
前記第２光源が固定される第２の固定部材と、を有し、
前記第１の固定部材の前記第１光源が固定される第１の固定面と、前記第２の固定部材の前記第２光源が固定される第２の固定面とは、前記第１光源および前記第２光源の光の出射方向に対して垂直であり、互いに重なり合うように配置され、
前記第１光源および前記第２光源の光の出射方向を下とすると、前記第１の固定部材は前記第２の固定部材よりも上に位置し、
前記第２の固定部材は貫通穴または切欠き部を有し、
前記第１光源の一部が前記貫通穴または前記切欠き部を介して前記第２の固定部材よりも下に突出する構造を有し、
前記第１光源の光の出射面の位置および前記第２光源の光の出射面の位置が同じ高さである、
光源ユニット。

【請求項4】

前記第１の固定部材は、金属で構成され、前記第１光源が固定される面を備えたホルダと前記第１光源を前記ホルダに固定する中継保持部とを有し、
前記第１光源が前記中継保持部を介して前記ホルダと熱接触し、前記第１光源から発生する熱が前記中継保持部を介して前記ホルダに伝導する構造を有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の光源ユニット。

【請求項5】

前記第２の固定部材と前記中継保持部とが熱接触する構造を有する、請求項４に記載の光源ユニット。

【請求項6】

請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の光源ユニットを有する照明装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数種の光源を有する光源ユニット、および照明装置に関する。

【背景技術】

【0002】

火災等の非常時に避難口および避難方向を避難者に知らせる照明設備として、誘導灯という照明装置が広く使用されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の誘導灯は、通常時には外部から供給される常用電源で点灯し、非常時に断線または停電に起因して電力供給を受けられなくなると、自動的に非常用電源に切り替わり、点灯する。これにより、非常時に避難経路の照明が消灯しても、避難者は、誘導灯から出射される光にしたがって、避難口および避難方向を認識することができ、容易に避難できる。

【0003】

照明装置には、検知器により避難経路が危険と検知された場合、避難者を誘導しないために、非常用電源があっても消灯するものもある。避難者を誘導するために、半導体レーザが出射する可視光レーザを直線状に点在させて壁面、天井面および床面等に投影する誘導灯が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第５３２５０８４号公報

【文献】特開平８－２２７０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１および特許文献２において、通常時または非常時のいずれか一方の視認性が悪い。特許文献１に開示された照明装置は、非常時に自動的に非常用電源に切り替わり点灯する。しかし、非常時は常用電源による点灯する通常時よりも暗く、火災時には煙によって視界が妨げられ、誘導灯が見えにくくなり、誘導灯の視認性が低下してしまう。特許文献２に開示された照明装置は、常用時に光を出射していないため照明装置の位置を人が認識しにくく、非常時に床面等に光が投影されても、投影された光に気がつかないおそれがある。

【0006】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、視認性のよい光源ユニットおよび照明装置を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る光源ユニットは、複数の第１光源と、前記複数の第１光源が固定される第１の固定部材と、複数の第２光源と、前記複数の第２光源が固定される第２の固定部材と、を有し、前記第１の固定部材の前記複数の第１光源が固定される第１の固定面と、前記第２の固定部材の前記複数の第２光源が固定される第２の固定面とは、前記複数の第１光源および前記複数の第２光源の光の出射方向に対して垂直であり、互いに重なり合うように配置され、前記複数の第１光源および前記複数の第２光源の光の出射方向を下とすると、前記第１の固定部材は前記第２の固定部材よりも上に位置し、前記第２の固定部材は複数の貫通穴または複数の切欠き部を有し、前記複数の第１光源のそれぞれは、互いに異なる前記貫通穴または前記切欠き部に対して前記第１光源の光軸が垂直に通る位置に配置され、前記複数の第１光源の一部が前記貫通穴または前記切欠き部を介して前記第２の固定部材よりも下に突出する構造を有し、前記第１光源の光の出射面の位置および前記第２光源の光の出射面の位置が同じ高さである。

【0008】

本発明に係る照明装置は、上記光源ユニットを有するものである。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、第１光源から出射される光および第２光源から出射される光の出射効率が同等になり、視認性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施の形態１に係る照明装置の一構成例を示す外観斜視図である。

【図2】図１に示した照明装置を背面側から見たときの内部を示す外観斜視図である。

【図3】図２に示した光源ユニットの拡大斜視図である。

【図4】図２に示した光源ユニットの拡大側面図である。

【図5】図１に示した制御部の一構成例を示すブロック図である。

【図6】本発明の実施の形態１に係る照明装置の動作手順を示すフローチャートである。

【図7】図１に示した表示ユニットの表示領域における発光スペクトルを示す図である。

【図8】スペックルパターンの一例を示す図である。

【図9】本発明の実施の形態２に係る照明装置の一構成例を示す外観斜視図である。

【図10】図９に示した照明装置の背面側の一例を示す外観斜視図である。

【図11】図１０に示した照明装置の内部を示す外観斜視図である。

【図12】図１１に示した光源ユニットの拡大斜視図である。

【図13】図１１に示した光源ユニットの拡大側面図である。

【図14】図１２に示した光源ユニットの一構成例を示す外観斜視図である。

【図15】図１４に示した白色光源モジュールの外観斜視図である。

【図16】図１４に示したレーザ光源モジュールの外観斜視図である。

【図17】図１６に示したレーザ光源モジュールの分解斜視図である。

【図18】図１６に示したレーザ光源モジュールの一部を示す外観斜視図である。

【図19】図１１に示したユニットホルダの外観斜視図である。

【図20】図１６に示したレーザ光源モジュールの白色光源モジュールへの取り付け方法を示す図である。

【図21】図１６に示したレーザ光源モジュールを白色光源モジュールに組み付けた後の構成の一部を下側から見たときの外観図である。

【図22】図２１に示す線分Ａ－Ａの断面図である。

【図23】図１４に示した光源ユニットの配線接続方法を示す図である。

【図24】図２１に示したＬＥＤ基板の別の構成例を示す平面図である。

【図25】図１１に示した制御部の一構成例を示すブロック図である。

【図26】本発明の実施の形態２に係る照明装置の動作手順を示すフローチャートである。

【図27】図９に示した表示ユニットの表示領域における発光スペクトルを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

実施の形態１．
本実施の形態１の照明装置の構成を説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る照明装置の一構成例を示す外観斜視図である。図２は、図１に示した照明装置を背面側から見たときの内部を示す外観斜視図である。図２は、照明装置の背面側筐体が外された状態を示す。図３は、図２に示した光源ユニットの拡大斜視図である。図４は、図２に示した光源ユニットの拡大側面図である。

【0012】

本実施の形態１では、照明装置１が誘導灯の場合で説明するが、照明装置１は誘導灯に限らず、非常灯であってもよい。誘導灯および非常灯は避難口および避難方向を指示するための照明設備の一種である。

【0013】

図１～図４に示すように、照明装置１は、第１光源１１と、第２光源１２と、表示ユニット１３と、常用電源１４と、非常用電源１５と、制御部１６とを有する。図２および図３に示すように、照明装置１の上部には、光源ユニット２０を保持するユニットホルダ４００が設けられている。図３に示すように、第１光源１１および第２光源１２は光源ユニット２０に搭載されている。第２光源１２が固定される固定部材が、固定爪１０８でユニットホルダ４００に固定される。固定部材は、実施の形態２で詳細に説明する。

【0014】

第１光源１１は、コヒーレント光を出射するコヒーレント光源である。第１光源１１は、例えば、緑色の単色光を出射する緑色半導体レーザである。第１光源１１が緑色半導体レーザである場合、第１光源１１の発光波長は４９５～５７０ｎｍの波長範囲にあり、かつ発光スペクトルの半値全幅が１０ｎｍ以下である。第２光源１２は、インコヒーレント光を出射するインコヒーレント光源である。第２光源１２は、例えば、白色光を出射する白色ＬＥＤ（発光ダイオード）である。

【0015】

表示ユニット１３は、第１光源１１から出射されるコヒーレント光および第２光源１２から出射されるインコヒーレント光を放射する。表示ユニット１３は、導光体３１、反射板３２、拡散板３３、プリズムシート３４、および表示板３５を有する。反射板３２と表示板３５との間に、導光体３１、拡散板３３およびプリズムシート３４が反射板３２側から順に配置されている。表示ユニット１３において、表示板３５側の面を表面とし、反射板３２側を裏面とする。表示板３５は、表面側に表示領域３６を有する。表示領域３６の面が避難経路に面している。表示領域３６は、第２光源１２から出射される白色光が白色のまま透過する白色光透過領域３７ａと、白色光のうち緑色の単色光が透過する緑色透過領域３７ｂとを有する。

【0016】

導光体３１は、図４に示すＹ軸矢印方向に厚みを有する矩形の板状のものである。図４に示すように、第１光源１１および第２光源１２は、導光体３１の上面側の端部に対向して配置されている。導光体３１は、第１光源１１および第２光源１２からの光の出射方向に配置され、コヒーレント光およびインコヒーレント光を導光する。図４に、光の出射方向を白色矢印（Ｚ軸矢印と反対方向）で示す。第１光源１１および第２光源１２から表示ユニット１３に入射した光は、導光体３１を伝搬し、導光体３１内で反射を繰り返して拡散した後、拡散板３３およびプリズムシート３４を経由して表示板３５の表示領域３６から放射する。

【0017】

常用電源１４および非常用電源１５は電源基板に設けられている。非常用電源１５は、例えば、バッテリーである。常用電源１４は、外部から電力が供給される常用時に照明装置１を動作させる。常用電源１４は、常用時に非常用電源１５を充電する。非常用電源１５は、火災等の非常時のうち、停電を伴う非常時に照明装置１を動作させる。

【0018】

なお、停電を伴わない非常時には、照明装置１は、常用時と同様に常用電源１４によって動作してもよく、非常用電源１５によって動作してもよい。

【0019】

図５は、図１に示した制御部の一構成例を示すブロック図である。図５に示す制御部１６は、例えば、マイクロコンピュータである。制御部１６は、第１光源１１および第２光源１２の２つの光源のうち、いずれの光源を使用する状況にあるかを判定し、判定の結果に基づいて、２つの光源のうち、一方または両方を駆動させる。例えば、制御部１６は、表示ユニット１３の視認性の改善が必要な状況である場合、第１光源１１を駆動させ、表示ユニット１３の視認性の改善が必要な状況でない場合、第２光源１２を駆動させる。その際、制御部１６は、駆動させる光源への電力供給手段として、停電を伴わない非常時には常用電源１４を使用し、停電を伴う非常時には非常用電源１５を使用する。

【0020】

次に、本実施の形態１の照明装置１の光源切替制御の手順を説明する。ここでは、第１光源１１が緑色半導体レーザであり、第２光源１２が白色ＬＥＤの場合で説明する。図６は、本発明の実施の形態１に係る照明装置の動作手順を示すフローチャートである。

【0021】

制御部１６は、表示ユニット１３の視認性の改善が必要な状況であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。例えば、照明装置１が設置された建物が停電になると、建物内に設置された照明器具が消灯するため、建物内に居る人の表示ユニット１３に対する視認性の改善が必要な状況になる。制御部１６は、常用電源１４の状態を監視し、常用電源１４からの電力供給が停止した場合、停電により表示ユニット１３の視認性の改善が必要な状況になったと判定できる。

【0022】

ステップＳ１０１の判定の結果、表示ユニット１３の視認性の改善が必要な状況でない場合、制御部１６は、常用電源１４で第２光源１２を駆動する（ステップＳ１０２）。このように、常用時には、制御部１６が常用電源１４に第２光源１２を駆動させることで、第２光源１２が白色光を出射する。

【0023】

第２光源１２から出射した白色光は、表示ユニット１３の導光体３１に伝播する。導光体３１に入射した白色光は導光体３１内で反射を繰り返す。導光体３１から裏面側に出射した白色光は、反射板３２で反射され、導光体３１内に戻る。導光体３１内で全反射条件が崩れると、白色光は、拡散板３３およびプリズムシート３４を経由して表示板３５の表示面から放射する。白色光透過領域３７ａから白色光が放射し、緑色透過領域３７ｂから緑色光が放射する。

【0024】

図７は、図１に示した表示ユニットの表示領域における発光スペクトルを示す図である。第２光源１２は、例えば、図７のグラフに示すように白色の発光スペクトルの光を放射する。ここでは、白色の発光スペクトルは、色温度約５０００Ｋの色度点となる白色である。表示ユニット１３の白色光透過領域３７ａは第２光源１２から放射される白色光を白色のまま表示するため、白色光透過領域３７ａは白色になる。図７には、この白色の発光スペクトルは、白色透過フィルタースペクトルと表示されている。

【0025】

緑色透過領域３７ｂは、例えば、図７のグラフに示すよう、緑色光を透過するフィルターの役目を果たす。そのため、第２光源１２から放射された白色光が表示ユニット１３の緑色透過領域３７ｂを透過する際、緑色の光が選択的に透過し、緑色透過領域３７ｂから緑色の光が放射する。図７には、この緑色の発光スペクトルは、緑色透過フィルタースペクトルと表示されている。第２光源１２から放射された白色光が緑色透過領域３７ｂを透過した光はドミナント波長が第１光源１１の緑色レーザ光と一致する。

【0026】

一方、図６に示したステップＳ１０１の判定の結果、停電を伴う非常事態により表示ユニット１３の視認性の改善が必要な状況になった場合、制御部１６は、非常用電源１５で第１光源１１を駆動する（ステップＳ１０３）。このように、停電を伴う非常時に、制御部１６が第１光源１１を駆動させることで、第１光源１１が緑色レーザ光を出射する。

【0027】

第１光源１１から出射した緑色レーザ光は、表示ユニット１３の導光体３１に伝播する。導光体３１に入射した緑色レーザ光は導光体３１内で反射を繰り返して拡散した後、拡散板３３およびプリズムシート３４を経由して表示板３５の表示面から放射する。例えば、図７の緑色半導体レーザスペクトルに示すように、緑色レーザ光は、スペクトル線幅が非常に狭く、かつ波長位置が白色光透過領域３７ａおよび緑色透過領域３７ｂの両方で透過する位置にある。そのため、青色の光が表示板３５の表示領域３６の表面全体から放射する。

【0028】

さらに、緑色レーザ光は、第２光源１２から出射されるインコヒーレント光とは異なり、コヒーレント光であるため、スペックルパターンを発生させる。図８は、スペックルパターンの一例を示す図である。図８に示したスペックルパターンは、「統計光学」（Ｊｏｓｅｐｈ Ｗ．Ｇｏｏｄｍａｎ著）に開示されたものである。

【0029】

スペックルパターンは、表示ユニット１３の表示板３５の表面および人の網膜上で干渉することによって発生する。例えば、表示板３５の表示面で散乱された光がランダムな位相変化を受け、一様でない粒状の強度パターンとなって見えるため、遠くからでも極めて目立つ。

【0030】

例えば、火災により避難経路に煙が充満している場合、煙によってレーザ光が散乱し、よりスペックルパターンの発生が促される。そのため、避難者は、照明装置１の表示面が見えなくても、照明装置１の位置する方向を視認しやすくなる。

【0031】

なお、本実施の形態１では、表示ユニット１３の視認性の改善が必要な状況として、停電の場合で説明したが、この場合に限らない。例えば、表示ユニット１３の視認性の改善が必要か否かを検知するために、熱、炎および煙のうち、少なくともいずれかを検知する検知器が照明装置１に設けられていてもよく、照明装置１とは別に設けられていてもよい。火災が発生すると室内が高熱になり、炎および煙が発生することで、表示ユニット１３の視認性の改善が必要な状況になると考えられるからである。

【0032】

検知器が照明装置１とは別に設けられている場合、検知器および制御部１６は、有線または無線の通信手段を介して信号を送受信する手段を備えていればよい。例えば、火災等の非常時に、検知器は、検知した熱が常用時の室温よりも高い場合、表示ユニット１３の視認性の改善が必要な状況であることを示す視認性検知信号を制御部１６に出力する。また、検知器は、検知した熱が常用時の室温と同等である場合、表示ユニット１３の視認性の改善が必要な状況でないことを示す視認性検知信号を制御部１６に出力する。

【0033】

さらに、本実施の形態１では、制御部１６が第１光源１１および第２光源１２のうち、いずれか一方を駆動する場合で説明したが、両方を駆動してもよい。例えば、停電を伴わない非常時において、第１光源１１および第２光源１２の両方から光が出射することで、表示ユニット１３の視認性がさらに向上する。

【0034】

本実施の形態１の照明装置１は、コヒーレント光を出射する第１光源１１と、インコヒーレント光を出射する第２光源１２と、これらの光を放射する表示ユニット１３と、第１光源１１の駆動と第２光源１２の駆動を制御する制御部１６とを有する。

【0035】

本実施の形態１によれば、コヒーレント光およびインコヒーレント光のうち、一方または両方が表示ユニット１３から放射するため、常用時および非常時のいずれの状況であっても照明装置１の視認性が向上する。コヒーレント光が表示ユニット１３から放射する場合、表示ユニット１３および人の網膜上で干渉することによってスペックルパターンが発生する。スペックルパターンは、散乱された光がランダムな位相変化を受け一様でない粒状の強度パターンとなって人に見えるため、照明装置１の視認性がより向上する。

【0036】

また、コヒーレント光およびインコヒーレント光の両方が表示ユニット１３から放射し、表示ユニット１３から放射されるインコヒーレント光のドミナント波長がコヒーレント光と一致する場合、照明装置１の視認性がさらに向上する。例えば、本実施の形態１で説明したように、第１光源１１が緑色レーザであり、第２光源１２が白色ＬＥＤの場合、表示ユニット１３の緑色透過領域３７ｂから放射される光がより強調され、人の形が際立つ効果が得られる。

【0037】

また、本実施の形態１の照明装置１は、表示ユニット１３の視認性の改善が必要な状況であるか否かを判定し、第１光源１１および第２光源１２のうち、いずれか一方を駆動してもよい。例えば、表示ユニット１３の視認性の改善が必要な状況である場合、制御部１６は、第１光源１１および第２光源１２のうち、第１光源１１を駆動し、表示ユニット１３の視認性の改善が必要な状況でない場合、第２光源１２を駆動する。

【0038】

非常時に、第１光源１１がコヒーレント光を出射することで、コヒーレント光が表示ユニット１３および人の網膜上で干渉することによってスペックルパターンが発生する。上記のように、スペックルパターンは、散乱された光がランダムな位相変化を受け一様でない粒状の強度パターンとなって人に見えるため、遠くからでも極めて目立つ。その結果、非常時であっても、照明装置１の視認性が向上する。

【0039】

例えば、火災により避難経路に煙が充満している場合、煙によってコヒーレント光が散乱し、よりスペックルパターンの発生が促される。その結果、避難者は、照明装置１の表示面が見えなくても、照明装置１の位置する方向を視認しやすくなる。

【0040】

また、本実施の形態１において、制御部１６は、表示ユニット１３の視認性の改善が必要な状況であるか否かを示す視認性検知信号を検知器から受信してもよい。この場合、停電以外の非常時にも、人に対して照明装置１の視認性を向上させることができる。

【0041】

また、本実施の形態１の照明装置１は、コヒーレント光およびインコヒーレント光の出射方向に配置された導光体３１と、導光体３１から入射するコヒーレント光からスペックルパターンを発生させる表示板３５とを有する。表示板３５の表示面においてコヒーレント光が干渉することでスペックルパターンが発生する。人には、表示板３５の表示面で散乱された光がランダムな位相変化を受け一様でない粒状の強度パターンとなって見えるため、照明装置１が遠くからでもより目立ち、照明装置１に対する視認性が向上する。

【0042】

実施の形態２．
本実施の形態２の照明装置は、火災等の非常時において、照明装置が設置された避難経路が安全であるか否かを避難者に認識できるようにしたものである。本実施の形態２では、実施の形態１と同様な構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0043】

本実施の形態２の照明装置の構成を説明する。図９は、本発明の実施の形態２に係る照明装置の一構成例を示す外観斜視図である。図１０は、図９に示した照明装置の背面側の一例を示す外観斜視図である。図１１は、図１０に示した照明装置の内部を示す外観斜視図である。図１２は、図１１に示した光源ユニットの拡大斜視図である。図１３は、図１１に示した光源ユニットの拡大側面図である。

【0044】

本実施の形態２の照明装置１ａは、実施の形態１で説明した照明装置１の構成の他に、第３光源１７および検知器１８を有する。図１２に示すように、第１光源１１、第２光源１２および第３光源１７が光源ユニット２０ａに搭載されている。第３光源１７は、第１光源１１が出射するコヒーレント光とは波長が異なるコヒーレント光を出射する光源である。第３光源１７は、例えば、赤色の単色光を出射する赤色半導体レーザである。第３光源１７が赤色半導体レーザである場合、第３光源１７の発光波長は６２０～７５０ｎｍの波長範囲にあり、かつ発光スペクトルの半値全幅が１０ｎｍ以下である。

【0045】

図１１に示す検知器１８は、表示ユニット１３の周囲の避難経路が安全か否かを検知する。表示ユニット１３の周囲の避難経路とは、例えば、照明装置１ａが設置された壁に面した通路である。検知器１８は、例えば、熱検知器である。検知器１８は、図に示さない、温度センサおよびセンサ回路基板を有する。検知器１８は、検知結果を示す検知信号を制御部１６に出力する。例えば、火災等の非常時に、検知器１８は、検知した熱が常用時の室温よりも高い場合、避難経路が危険であることを示す経路検知信号を制御部１６に出力する。検知器１８は、検知した熱が常用時の室温と同等である場合、避難経路が安全であることを示す経路検知信号を制御部１６に出力する。

【0046】

図１３に示すように、第１光源１１、第２光源１２および第３光源１７の光の出射方向には、導光体３１が配置されている。第１光源１１、第２光源１２および第３光源１７から出射される光は、導光体３１の上面側端部から導光体３１に入射する。

【0047】

図１２に示した光源ユニット２０ａの構成を説明する。図１４は、図１２に示した光源ユニットの一構成例を示す外観斜視図である。図１５は、図１４に示した白色光源モジュールの外観斜視図である。図１６は、図１４に示したレーザ光源モジュールの外観斜視図である。図１７は、図１６に示したレーザ光源モジュールの分解斜視図である。

【0048】

図１４に示すように、光源ユニット２０ａは、白色光源モジュール２００と、レーザ光源モジュール３００とを有する。白色光源モジュール２００は第２光源１２を有する。レーザ光源モジュール３００は、第１光源１１および第３光源１７を有する。レーザ光源モジュール３００は、第１光源１１および第３光源１７が固定される第１の固定部材に相当する。白色光源モジュール２００は、第２光源１２が固定される第２の固定部材に相当する。本実施の形態２では、第１光源１１は緑色半導体レーザであり、第２光源１２は白色ＬＥＤであり、第３光源１７は赤色半導体レーザの場合で説明する。

【0049】

白色光源モジュール２００は、第２光源１２が実装されたＬＥＤ基板２１を有する。白色光源モジュール２００は、図１１に示したユニットホルダ４００の決められた位置に図１２に示した固定爪１０８で固定される。第２光源１２から放射された白色光は、図１３に示したように、光源ユニット２０ａの直下にある導光体３１の端部から導光体３１に入射する。

【0050】

ＬＥＤ基板２１は、例えば、ガラスエポキシからなるＦＲ４およびＣＥＭ３である。ＬＥＤ基板２１は、アルミニウム基材からなるメタルコア基板であってもよい。図１５に示すように、ＬＥＤ基板２１の下面２４に第２光源１２が固定される。ＬＥＤ基板２１の下面２４は、第２光源１２が白色光源モジュール２００に固定される第２の固定面に相当する。

【0051】

ＬＥＤ基板２１は、第２光源１２に電力を供給する電子回路（不図示）を有し、図１５に示すコネクタ１１２を介して常用電源１４から供給される電力を第２光源１２に供給する役目を果たす。また、ＬＥＤ基板２１は、第２光源１２から発生する熱を逃がす役目も果たす。ＬＥＤ基板２１は、第１光源１１および第３光源１７をＬＥＤ基板２１に貫通させるための貫通穴として逃がし穴１１１を有する。

【0052】

図１６に示すように、レーザ光源モジュール３００は、ホルダ２３および中継保持部２２を有する。第１光源１１および第３光源１７のそれぞれは中継保持部２２を介してホルダ２３に取り付けられる。

【0053】

ホルダ２３は、金属で構成されている。ホルダ２３は、例えば、押し出し成形されたアルミニウム材で構成される。ホルダ２３は、第１光源１１および第３光源１７の電極ピン１２１が挿入されるソケット穴１３１と、中継保持部２２を介して第１光源１１および第３光源１７を保持するネジ１２３が取り付けられるネジ穴１３２と、を有する。ソケット穴１３１の内周面には図に示さない絶縁材が設けられ、絶縁材が電極ピン１２１とホルダ２３とを電気的に絶縁する。

【0054】

図１７に示すように、ホルダ２３の下面２５に第１光源１１および第３光源１７が中継保持部２２で固定される。ＬＥＤ基板２１の下面２４は、第１光源１１および第３光源１７がレーザ光源モジュール３００に固定される第１の固定面に相当する。ホルダ２３は、第１光源１１および第３光源１７を保持する役目だけでなく、第１光源１１および第３光源１７から発生する熱の放熱を促すヒートシンクとしての役目も果たす。

【0055】

中継保持部２２は、例えば、アルミニウム等の金属で構成される。図１７に示すように、中継保持部２２は、ネジ１２３が貫通する貫通ネジ穴１２２と、第１光源１１および第３光源１７を保持する貫通穴１２４とを有する。後で説明するが、中継保持部２２がネジ１２３でホルダ２３に固定されることで、第１光源１１および第３光源１７から発生した熱が効率よくホルダ２３を介して放熱する。

【0056】

次に、図１５～図２２を参照して、図１４に示した光源ユニット２０ａの組み立て方を説明する。図１８は、図１６に示したレーザ光源モジュールの一部を示す外観斜視図である。図１９は、図１１に示したユニットホルダの外観斜視図である。図２０は、図１６に示したレーザ光源モジュールの白色光源モジュールへの取り付け方法を示す図である。図２１は、図１６に示したレーザ光源モジュールを白色光源モジュールに組み付けた後の構成の一部を下側から見たときの外観図である。図２２は、図２１に示す線分Ａ－Ａの断面図である。

【0057】

はじめに、図１６に示したレーザ光源モジュール３００の組み立て方を、図１７を参照して説明する。第１光源１１および第３光源１７の電極ピン１２１は、ホルダ２３のソケット穴１３１に差し込まれる。ソケット穴１３１の内周面には図に示さない絶縁材が設けられているので、電極ピン１２１とホルダ２３とは電気的に絶縁する。続いて、第１光源１１および第３光源１７の各光源の位置に中継保持部２２の貫通穴１２４の位置を合わせて、各光源の下側から中継保持部２２が各光源にかぶせられる。その後、中継保持部２２の貫通ネジ穴１２２にネジ１２３が通され、ネジ１２３がホルダ２３のネジ穴１３２に留められる。このようにして、図１６に示したように、第１光源１１および第３光源１７が中継保持部２２を介してホルダ２３に取り付けられる。

【0058】

次に、図１５に示した白色光源モジュール２００を図１１に示したユニットホルダ４００への取り付ける方法を説明する。図１９に示すように、ユニットホルダ４００は、白色光源モジュール２００を保持する複数のガイド４５０と、レーザ光源モジュール３００が設置されるガイド溝１０９とを有する。各ガイド４５０は、上下２枚の板を有し、２枚の板の間にＬＥＤ基板２１が保持される。ＬＥＤ基板２１が各ガイド４５０の２枚の板の間に差し込まれると、複数の固定爪１０８がＬＥＤ基板２１の側面に引っかかり、白色光源モジュール２００がユニットホルダ４００に固定される。このようにして、図１２に示したように、ＬＥＤ基板２１が固定爪１０８で固定される。

【0059】

続いて、レーザ光源モジュール３００を白色光源モジュール２００に取り付ける方法を説明する。図２０に示すように、レーザ光源モジュール３００がＺ軸矢印方向に対して傾けられた状態で、第１光源１１および第３光源１７の各光源の位置がＬＥＤ基板２１の逃がし穴１１１の位置に合わせられる。そして、各光源が逃がし穴１１１に差し込まれながら、レーザ光源モジュール３００がガイド溝１０９に挿入される。このようにして、図１４に示した光源ユニット２０ａが組み立てられる。レーザ光源モジュール３００は、逃がし穴１１１およびガイド溝１０９にしたがって位置決めされる。

【0060】

図２１に示すように、白色光源モジュール２００のＬＥＤ基板２１の下側から上方向（Ｚ軸矢印方向）を見ると、白色光源モジュール２００にレーザ光源モジュール３００が重なっている。図２１に示すＹ軸矢印方向およびＹ軸矢印の反対方向のいずれにも、レーザ光源モジュール３００が白色光源モジュール２００の外にはみ出していない。

【0061】

図１４に示したように、ホルダ２３において第１光源１１および第３光源１７が固定される下面２５と、ＬＥＤ基板２１において第２光源１２が固定される下面２４とは、第１光源１１、第２光源１２および第３光源１７の光出射方向に対して垂直である。また、下面２５および下面２４は、図１４および図２１に示すように、互いに重なり合うように配置されている。そのため、第１光源１１、第２光源１２および第３光源１７の各光源の光は、互いに平行に図１３に示した導光体３１の端部に入射する。その結果、導光体３１に入射した光は、導光体３１に他の光が入射したときと同様に反射を繰り返して拡散し、表示板３５の表示領域３６から放射する。どの光源の光が放射しても、表示板３５の視認性が向上する。

【0062】

図２２に示すように、第１光源１１は、中継保持部２２を介してホルダ２３に強く押しつけられ、ホルダ２３と十分に接触する。第３光源１７も、図１６に示したように、中継保持部２２を介してホルダ２３に強く押しつけられ、ホルダ２３と十分に接触する。そのため、第１光源１１および第３光源１７が中継保持部２２を介してホルダ２３と熱接触し、第１光源１１および第３光源１７から発生する熱が効率よくホルダ２３から放熱する。熱接触とは、温度の異なる物体が接触すると、物体間で熱が伝導する接触をいう。

【0063】

また、図２１に示すように、白色光源モジュール２００のＬＥＤ基板２１には逃がし穴１１１が設けられており、第１光源１１および第３光源１７は、逃がし穴１１１に配置される。図２２に示すように、第１光源１１および第３光源１７の各光源の一部が逃がし穴１１１よりも下方（Ｚ軸矢印の反対方向）に突出しているので、第１光源１１、第２光源１２および第３光源１７の各光源の光の出射面４０を同じ高さにすることができる。その結果、図２２に示すように、白色光およびレーザ光は導光体３１の端部から入射される。このような構成によれば、光源ユニット２０ａでは、第２光源１２、第１光源１１および第３光源１７の光の放射位置を同じ高さにすることができ、導光体３１への光の入射効率を同等にすることができる。すなわち、第２光源１２、第１光源１１および第３光源１７の光の入射効率に対応して導光体３１の設計を変更しなくてもよい。

【0064】

本実施の形態２では、第１光源１１および第３光源１７の各光源の一部がＬＥＤ基板２１の下方（図２２に示すＺ軸矢印方向）に突出する構成の場合で説明したが、第１光源１１および第３光源１７はＬＥＤ基板２１の下方に突出しない構成であってもよい。例えば、第１光源１１の光の出射面が第２光源１２の光の出射面よりもＺ軸矢印方向に離れた位置であってもよい。この場合であっても、第１光源１１および第２光源１２の各光源の出射光は、互いに平行に導光体３１の端部に入射する。

【0065】

また、レーザ光源モジュール３００と白色光源モジュール２００との間の距離は、近いが、これらのモジュールは設置方法が異なり、互いに熱接触していない。そのため、第１光源１１および第３光源１７から発生した熱はホルダ２３を経由して放熱し、第２光源１２から発生した熱はＬＥＤ基板２１を経由して放熱する。その結果、第１光源１１および第３光源１７のレーザ光源から発生する熱の放熱経路と、第２光源１２の白色ＬＥＤから発生する熱の放熱経路とを、分離することができる。

【0066】

図２３は、図１４に示した光源ユニットの配線接続方法を示す図である。作業者は、ソケット穴１３１に差し込まれた電極ピン１２１を、ホルダ２３内でコネクタ等（不図示）を介して電気的に配線（不図示）と接続する。電極ピン１２１と接続される配線は、例えば、図２３に示す配線ガイド１３３を介して図１１に示した常用電源１４および非常用電源１５と接続される。

【0067】

なお、照明装置１ａの動作時に第２光源１２、第１光源１１および第３光源１７の３つの光源のうち、いずれか１つの光源しか動作していない場合、全ての放熱経路を互いに熱接触させ、ヒートシンクとしての受熱容量および放熱容量を大きくすることが考えられる。例えば、図１７に示したネジ１２３が、中継保持部２２を介して第１光源１１および第３光源１７のみをホルダ２３に固定するのではなく、ＬＥＤ基板２１を貫通してＬＥＤ基板２１もホルダ２３に固定する。このようにして、白色光源モジュール２００とレーザ光源モジュール３００を一体化してもよい。

【0068】

この場合、ＬＥＤ基板２１においてネジ１２３の位置に相当する箇所に貫通穴（不図示）を設け、ＬＥＤ基板２１の上面と中継保持部２２の下面とが完全に熱接触するように固定する。ネジ１２３の頭とホルダ２３との間にＬＥＤ基板２１および中継保持部２２が挟まれる構成になる。この構成によれば、ホルダ２３、中継保持部２２およびＬＥＤ基板２１の全ての放熱経路が熱接触されるため、いずれの光源から発せられた熱も共通のヒートシンクとして受熱容量および放熱容量を大きくすることができる。

【0069】

また、本実施の形態２では、ＬＥＤ基板２１に貫通穴として逃がし穴１１１が設けられている場合で説明したが、ＬＥＤ基板２１に切り欠いた部分が形成されていてもよい。図２４は、図２１に示したＬＥＤ基板の別の構成例を示す平面図である。図２４に示すように、ＬＥＤ基板２１ａは切欠き部１１３を有する。この場合、レーザ光源モジュール３００を図２０に示したＹ軸矢印と反対方向にガイド溝１０９に差し込むだけなので、図２０を参照して説明した方法よりも、作業者は照明装置１ａをより組み立て易くなる。

【0070】

次に、本実施の形態２における照明装置１ａの制御部１６の構成を説明する。図２５は、図１１に示した制御部の一構成例を示すブロック図である。制御部１６は、検知器１８から受信する経路検知信号が避難経路は安全であることを示す場合、実施の形態１と同じように、第１光源１１を駆動する。制御部１６は、検知器１８から受信する経路検知信号が避難経路は危険であることを示す場合、第３光源１７を駆動する。

【0071】

次に、本実施の形態２の照明装置１ａの光源切替制御の手順を説明する。ここでは、第１光源１１が緑色半導体レーザであり、第２光源１２が白色ＬＥＤであり、第３光源１７が赤色半導体レーザの場合で説明する。図２６は、本発明の実施の形態２に係る照明装置の動作手順を示すフローチャートである。本実施の形態２では、照明装置１ａにおける常用時の動作（図２６に示すステップＳ２０１およびＳ２０２）は、図６に示したステップＳ１０１およびＳ１０２と同様になるため、その詳細な説明を省略する。

【0072】

図２６に示すステップＳ２０３において、制御部１６は、検知器１８から受信する経路検知信号を基に、避難経路が安全か否かを判定する。経路検知信号が避難経路は安全であることを示す場合、制御部１６は、図６に示したステップＳ１０３と同様に、第１光源１１を駆動する（ステップＳ２０４）。この場合、実施の形態１で説明したように、第１光源１１から出射した緑色レーザ光は、導光体３１内で反射を繰り返して拡散した後、拡散板３３およびプリズムシート３４を経由して表示板３５の表示面から出射する。その結果、緑色の光が表示板３５の表示領域３６の表面全体から出射する。これにより、照明装置１ａが設置された避難経路が安全であることを、避難者に認識させることができる。

【0073】

一方、Ｓ２０３の判定の結果、経路検知信号が避難経路は危険であることを示す場合、制御部１６は、第３光源１７を駆動する（ステップＳ２０５）。第３光源１７から出射した赤色レーザ光は、表示ユニット１３の導光体３１に伝播する。導光体３１に入射した赤色レーザ光は導光体３１内で反射を繰り返して拡散した後、拡散板３３およびプリズムシート３４を経由して表示板３５の表示面から出射する。

【0074】

図２７は、図９に示した表示ユニットの表示領域における発光スペクトルを示す図である。例えば、図２７の赤色半導体レーザスペクトルに示すように、赤色レーザ光は、スペクトル線幅が非常に狭く、かつ波長位置が６４０ｎｍ付近にある。そのため、赤色レーザ光は、白色光透過領域３７ａを透過するが、緑色透過領域３７ｂを透過しないため、赤色の光が表示板３５の表示領域３６から出射する。

【0075】

表示板３５の表示色が赤色であるため、照明装置１ａが設置された避難経路が危険であることを避難者に認識させることができる。さらに、赤色レーザ光は、緑色レーザ光と同様に、表示板３５の表面および人の網膜上に、図８に示したようなスペックルパターンを発生させる。このスペックルパターンは遠くからでも極めて目立つ。

【0076】

なお、本実施の形態２では、検知器１８が照明装置１ａに設けられている場合で説明したが、照明装置１ａとは別に設けられていてもよい。この場合、検知器１８および制御部１６は、有線または無線の通信手段を介して信号を送受信する手段を備えていればよい。また、本実施の形態２では、検知器１８が熱を検知する場合で説明したが、検知器１８が検知するのは熱に限らない。検知器１８は、避難経路が危険か否かを検知するために、熱、炎および煙のうち、少なくともいずれかを検知する検知器であればよい。さらに、検知器１８は、表示ユニット１３の視認性の改善が必要な状況であることを示す視認性検知信号を制御部１６に出力する機能も備えていてもよい。

【0077】

本実施の形態２の光源ユニット２０ａは、レーザ光源モジュール３００の第１光源１１が固定される第１の固定面と、白色光源モジュール２００の第２光源１２が固定される第２の固定面とは、各光源の光の出射方向に対して垂直で互いに重なり合う構成である。本実施の形態２によれば、第１光源１１および第２光源１２の各光源の光は互いに平行に導光体３１に入射する。その結果、導光体３１に入射した光は、導光体３１に他の光が入射したときと同様に反射を繰り返して拡散した後、表示板３５の表示領域３６から放射する。どの光源の光が放射しても、表示板３５の視認性が向上する。

【0078】

また、第１光源１１の一部が貫通穴である逃がし穴１１１または切欠き部１１３を介して白色光源モジュール２００よりも下に突出し、第１光源１１の光の出射面の位置および第２光源１２の光の出射面の位置が同じ高さであってもよい。この場合、第１光源１１および第２光源１２の光の放射位置を同じ高さにすることができ、導光体３１への光の入射効率を同等にすることができる。

【0079】

また、本実施の形態２の照明装置１ａは、表示ユニット１３が面する避難経路が安全であるか否かを示す経路検知信号に基づいて、避難経路が安全と判定した場合、第１光源１１を駆動し、避難経路が危険と判定した場合、第３光源１７を駆動するものである。

【0080】

従来、避難者が誘導灯を認識できたとしても、誘導灯が設置された避難経路が危険な場合がある。この場合、誘導灯による誘導は避難者に対して安全とは言えないおそれがある。また、従来の照明装置は、避難経路が危険であると判定して消灯しても、その避難経路が危険であることを避難者に警告できない。これに対して、本実施の形態２の照明装置１ａは、避難経路が安全な場合と危険な場合とで表示ユニット１３から出射される光の色を変えることで、避難者に的確な安全避難経路を色で誘導することができる。そのため、人に対して視認性および安全性の高い照明装置１ａを提供することができる。

【0081】

なお、本実施の形態２では、光源ユニット２０ａについて、図１４～図２４を参照して説明したが、光源ユニット２０ａを実施の形態１の照明装置１の光源ユニット２０に適用してもよい。この場合、光源ユニット２０ａに第３光源１７を設ける必要はない。実施の形態１においても、本実施の形態２と同様な効果を得ることができる。

【0082】

また、実施の形態１および２では、照明装置１および１ａが誘導灯および非常灯の場合で説明したが、照明装置１および１ａは誘導灯および非常灯に限らない。照明装置１および１ａを、道路交通用途、航空宇宙用途および船舶用途等の各種標識装置、回転式および点滅式等の警告灯、ならびに看板照明等の、遠方への情報報知を目的とした照明装置に適用することができる。実施の形態１および２で説明した照明装置１および１ａを、コヒーレント光を用いた照明光を遠方に照射する技術に適用できる。

【符号の説明】

【0083】

１、１ａ 照明装置、１１ 第１光源、１２ 第２光源、１３ 表示ユニット、１４ 常用電源、１５ 非常用電源、１６ 制御部、１７ 第３光源、１８ 検知器、２０、２０ａ 光源ユニット、２１、２１ａ ＬＥＤ基板、２２ 中継保持部、２３ ホルダ、２４、２５ 下面、３１ 導光体、３２ 反射板、３３ 拡散板、３４ プリズムシート、３５ 表示板、３６ 表示領域、３７ａ 白色光透過領域、３７ｂ 緑色透過領域、４０ 出射面、１０８ 固定爪、１０９ ガイド溝、１１１ 逃がし穴、１１２ コネクタ、１１３ 切欠き部、１２１ 電極ピン、１２２ 貫通ネジ穴、１２３ ネジ、１２４ 貫通穴、１３１ ソケット穴、１３２ ネジ穴、１３３ 配線ガイド、２００ 白色光源モジュール、３００ レーザ光源モジュール、４００ ユニットホルダ、４５０ ガイド。

【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】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】