本實用新型涉及將激光作為光源的照明裝置。

背景技術：

已知一種照明裝置，該照明裝置具備含有熒光體的發(fā)光部，將激光變換為所希望的光色進行照明，該熒光體將由光纖傳輸?shù)募す庾鳛榧罟舛l(fā)光。作為該激勵光而使用的激光，因為能源密度高，所以需要即使發(fā)光部脫落的情況下，激光也不直接射入到人眼的技術。

例如，在專利文獻1記載了如下技術，將使氧化硅和氧化鈦的細微粒子分散設置的光散射部件，設置在與發(fā)光部的激光照射側相反的一側，從而在發(fā)光部裂開，或者發(fā)光部脫落等時減少激光的相干性(coherence)。

(現(xiàn)有技術文獻)

(專利文獻)

專利文獻1∶日本特開2011-154995號公報

然而，如現(xiàn)有技術一樣在發(fā)光部安裝了光散射部件的情況下，發(fā)光部脫落的同時光散射部件也脫落，作為非常時的備用光散射部件不能發(fā)揮作用，此外，光散射部件安裝在其他的區(qū)域的情況下，也會發(fā)生在發(fā)光部脫落之前光散射部件先脫落，或者不能發(fā)揮其功能的狀態(tài)的可能性。

技術實現(xiàn)要素：

于是，本實用新型的目的在于提供一種照明裝置，既以激光作為光源，又能提高對人眼的安全性。

本實用新型的一個方式涉及的照明裝置，將激光作為光源，具備：發(fā)光部，通過所述激光照射，從而放射波長與所述激光不同的光；以及透鏡，被設置在隔著所述發(fā)光部與所述激光照射側相反的一側，并且具有對從所述發(fā)光部放射的光的配光進行控制的配光控制結構，所述透鏡，在所述激光的光軸通過的部分，作為一體具備光散射結構，該光散射結構是使所述激光散射的結構。

并且，也可以是，所述照明裝置中，所述透鏡的一方的表面具備所述配光控制結構，另一方的表面具備所述光散射結構。

并且，也可以是，所述照明裝置中，所述透鏡的一方的表面具備所述配光控制結構以及所述光散射結構。

并且，也可以是，所述照明裝置中，所述光散射結構，形成與激光對應的衍射光柵。

并且，也可以是，所述照明裝置中，在所述光散射結構中具有，當激光通過光散射結構時能夠照射規(guī)定的圖案的部分。

并且，也可以是，所述照明裝置中，所述光散射結構是，越接近所述激光的光軸，則結構單位階段性地變小的結構。

并且，也可以是，所述照明裝置中，所述光散射結構是，越接近所述激光的光軸，則結構單位連續(xù)性地變小的結構。

通過本實用新型的一個方式涉及的照明裝置，散射激光的光散射結構與比較大型的構造物的透鏡一體設置，從而能夠減少光散射結構從激光的光軸脫落等情況，能夠提高照明裝置的安全性。

附圖說明

圖1是表示實施方式涉及的照明裝置的外形的斜視圖。

圖2是表示實施方式涉及的照明裝置的截面圖。

圖3是表示實施方式涉及的透鏡的配光控制結構的截面圖。

圖4是表示實施方式涉及的透鏡的光散射結構的截面圖。

圖5是表示實施方式涉及的發(fā)光部從照明裝置脫落的狀態(tài)的截面圖。

圖6是表示其他實施方式涉及的照明裝置的截面圖。

圖7是模式性地表示配光控制結構的結構單位的面積的分布的圖。

圖8是表示其他實施方式涉及的透鏡的形狀的圖。

圖9是表示其他實施方式涉及的透鏡的形狀的圖。

圖10是模式性地表示照明裝置的使用形態(tài)的圖。

圖11是表示基于光散射結構中形成的特殊形狀的照射圖案的圖。

圖12是模式性地表示光散射結構的結構單位的面積的分布的圖。

圖13是模式性地表示光散射結構的結構單位的面積的分布的圖。

圖14是表示其他實施方式涉及的照明裝置的截面圖。

符號說明

A 光軸

L 激光

100 照明裝置

101 透鏡

104 發(fā)光部

111 配光控制結構

112 光散射結構

119 結構單位

具體實施方式

以下，對本實用新型的實施方式涉及的照明裝置，利用附圖進行說明。另外，下面說明的實施方式都是示出本實用新型優(yōu)選的一個具體例子。從而，以下的實施方式表示的數(shù)值、形狀、材料、構成要素、構成要素的設置及連接形式等都是一例，主旨不是限制本實用新型。因此，在以下的實施方式的構成要素中，對于示出本實用新型的最上位概念的方案中所沒有記載的構成要素，作為任意的構成要素來說明。

并且，各個圖為模式圖，并非是嚴謹?shù)膱D示。并且，在各個圖中，對于相同的構成部件賦予相同的符號。

(實施方式)

下面說明實施方式。

[照明裝置的構成]

圖1是表示照明裝置的外形的斜視圖。

圖2是照明裝置的截面圖。

如這些圖所示，照明裝置100是將激光L作為光源來放射可視光的裝置，其具備發(fā)光部104和透鏡101。在本實施方式，照明裝置100具備框體102、光學系統(tǒng)105、光纖安裝部106。

發(fā)光部104，如圖2所示，通過激光L照射，從而放射波長與激光L不同的光。發(fā)光部104例如以分散狀態(tài)具備由激光L激勵來放射熒光的熒光體的粒子，通過激光L的照射，熒光體放射與激光L不同的波長的熒光。具體而言，發(fā)光部104可舉出如下，在由透明的樹脂或玻璃構成的基材的內部分散了熒光體的粒子的發(fā)光部、或者固化熒光體的粒子的發(fā)光部等。換言之，發(fā)光部104，可以說是將激光變換為熒光的波長變換部件。

在本實施方式，發(fā)光部104放射白光，以恰當?shù)谋壤ㄟ^激光L的照射發(fā)出紅色光的第一熒光體、發(fā)出藍色光的第二熒光體、發(fā)出綠色光的第三熒光體的三種熒光體。

熒光體的種類和特性沒有特別限定，但是高輸出的激光L為激勵光，所以優(yōu)選的是耐熱性高的熒光體。

此外，以分散狀態(tài)保持熒光體的基材的種類沒有特別限定，但是透明度越高，則白光的放射效率也變高，所以是優(yōu)選，此外，因為高輸出的激光L射入，所以優(yōu)選的是耐熱性高。

此外，發(fā)光部104，也可以具備將激光L高效地照射到熒光體的功能膜、高效地放射發(fā)光的可視光的功能膜等。

透鏡101，設置在隔著發(fā)光部104與激光L照射側(本實施方式中是設置了光學系統(tǒng)105側)相反的一側，是具有配光控制結構111的部件，該配光控制結構111對從發(fā)光部104放射的光(可視光V)的配光進行控制。透鏡101，在激光L的光軸A通過的部分以及其附近，一體具備光散射結構112，該光散射結構112是使激光L散射的結構。另外，光散射結構112是比配光控制結構111小的構造，在圖1、圖2中光散射結構112，沒有具體地圖示。

構成透鏡101的材料，只要能夠使從發(fā)光部104放射的可視光V透過就沒有特別限制，但是優(yōu)選的是一體形成配光控制結構111和光散射結構112。作為構成透鏡101的材料，例如可舉出丙烯、或者聚碳酸酯等樹脂材料、或者玻璃材料等。

此外，透鏡101在照明裝置100中，與框體102一樣是比較大的部件，透鏡101至少比發(fā)光部104大，并且設置在從照明裝置100的外部可以視認的位置。從而，在透鏡101從照明裝置100脫落的情況下，能夠容易地看出該情況，此外，在透鏡101出現(xiàn)缺失或裂縫等情況下，也能容易地看出該情況。

此外，透鏡101是比較大型的部件，能夠堅固地安裝在框體102，能夠盡可能地降低透鏡101從框體102脫落的可能性。

圖3是表示透鏡的配光控制結構的截面圖。

如該圖所示，配光控制結構111是使從發(fā)光部104向放射方向擴展的可視光混色，成為具有作為照明裝置100所希望的擴展的光(也包含平行光)的結構，配光控制結構111是多個結構單位115排列設置在與光軸A相交(包括正交)的面上的結構。在這里，結構單位115是構成配光控制結構111的要素之一。此外在本實施方式，構成配光控制結構111的結構單位115是相互同一形狀，或者相似形狀。

在本實施方式，配光控制結構111，在作為接近光軸A的區(qū)域的折射區(qū)域116中具有第一結構單位113，相對于光軸A位于比折射區(qū)域116遠的區(qū)域的反射區(qū)域117中具有第二結構單位114。

折射區(qū)域116是設置在該區(qū)域的第一結構單位113，將從發(fā)光部104放射的可視光V，主要通過折射來進行配光控制的區(qū)域。

反射區(qū)域117是設置在該區(qū)域的第二結構單位114，將從發(fā)光部104放射的可視光V，主要通過反射(全反射)來進行配光控制的區(qū)域。

另外，第一結構單位113的面積，換言之沿著光軸A的方向觀看透鏡101的第一結構單位113的情況下的第一結構單位113所占的面積，即平面視時的面積，比第二結構單位114的面積小。通過上述能夠高效地控制配光，能夠使從透鏡101放射的可視光V幾乎成為平行光。

此外在本實施方式，結構單位115是從圓盤狀的基礎部110以一體的方式凸出的半球形狀的結構。另外，結構單位115的形狀沒有特別限定，能夠采用任意的形狀。例如，結構單位115的形狀，可以是從基礎部110的表面凹陷的形狀，也可以是組合凸形和凹形的形狀。此外，結構單位115的形狀，能夠采用圓錐和三棱錐，四棱錐等任意的形狀。此外，配光控制結構111，也可以由不同形狀的結構單位115混在一起的狀態(tài)來構成。

圖4是表示透鏡的光散射結構的截面圖。

光散射結構112是提高照明裝置100的安全性的結構，在發(fā)光部104裂開或者從框體102脫落的情況下等，使到達透鏡101的相干的激光，擴散到不影響人眼的程度為止。如該圖所示，光散射結構112是結構單位排列設置在與光軸A相交(包括正交)且光軸A通過的面上的結構。在此將設置光散射結構112的區(qū)域說明為散射區(qū)域118，將設置散射區(qū)域118的結構單位說明為第三結構單位119。

光散射結構112可舉出周期地設置第三結構單位119來形成衍射光柵的結構、以及非周期(隨機)地設置第三結構單位119的結構。另外，鄰接的第三結構單位119之間的距離，在周期結構以及非周期結構的任何情況下都是微米級。這樣，將發(fā)光部104放射的波長比可視光V短的激光L，擴散到不影響人眼的程度為止。

具體而言，光散射結構112的鄰接的第三結構單位119之間的距離是配光控制結構111中鄰接的第一結構單位113之間和鄰接的第二結構單位114之間的距離的1/100以下。此外，光散射結構112是周期結構的情況下，優(yōu)選的是鄰接的第三結構單位119之間的距離(齒距)50微米以下。此外，光散射結構112是非周期結構的情況下，鄰接的第三結構單位119之間的距離最大也是500微米以下，優(yōu)選的是平均1微米以上且100微米以下。

第三結構單位119的形狀，沒有特別限定，可以舉例具備球面和基于多項式曲線的面的立體形狀、三棱柱、多棱柱、三棱錐、多棱錐等的凹形狀和凸形狀。此外，不需要使所有第三結構單位119為相同的形狀，也可以是相互不同的形狀。

在本實施方式，第三結構單位119是從圓盤狀的基礎部110以一體的方式凸出的半球形狀，并且設置在與第一結構單位113以及第二結構單位114凸出的基礎部110的表面相同的表面。

在發(fā)光部104從框體102脫落的情況下，散射區(qū)域118需要具有包含激光照射到透鏡101的區(qū)域的大小以及需要位于激光照射到透鏡101的位置上。例如，如圖14所示，散射區(qū)域118的直徑設為a，在不具備光學系統(tǒng)105的情況下，從光纖200的光射出端到散射區(qū)域118為止的距離設為X，從光纖200的光射出端射出的光的擴散角設為θ的情況下，散射區(qū)域118的大小，需要滿足a≥X·tanθ的公式。

另外，如本實施方式，在具備光學系統(tǒng)105的情況下等，不需要滿足所述公式，在不具備發(fā)光部104的情況下，以覆蓋到達光散射結構112的激光的全部的方式設定散射區(qū)域118。

框體102，如圖1和圖2所示，收納發(fā)光部104以及光學系統(tǒng)105，其一方的端部安裝了透鏡101，另一方的端部安裝了光纖安裝部106，該框體102是箱子狀的結構部件。在本實施方式，框體102具備圓筒形的外殼部121、以及內殼部122，該內殼部122保持發(fā)光部104，并且使從發(fā)光部104放射的光反射到透鏡101方向。

此外，框體102是覆蓋激光L的光程的部件。在本實施方式的框體102的內周面，設有吸收激光L的部件或者結構(省略圖示)。

在這里，吸收激光的部件，例如激光是藍色的情況下，是具備吸收藍色的色素的部件。此外，吸收激光的結構是通過在內周面設置細小的凹凸，從而使激光不規(guī)則反射并且消滅的結構等。這樣，即使激光L的光軸A非本意地偏離的情況下，照明裝置100的安全性也能維持在高的狀態(tài)。

光學系統(tǒng)105是以使射入的激光L聚光在發(fā)光部104的方式設定的透鏡群等。

另外，根據(jù)照明裝置100的使用目的，可以適當?shù)剡x擇光學系統(tǒng)105的種類，照明裝置100也可以不具備光學系統(tǒng)105。

光纖安裝部106是用于使光纖200成為規(guī)定的光軸的方式安裝在框體102的部件，該光纖200傳輸與照明裝置100分體的光源裝置202(參考圖10)發(fā)出的激光。通過光纖安裝部106，能夠以激光L的光軸A通過散射區(qū)域118的方式來安裝光纖200。

[照明裝置的使用形態(tài)]

下面，具體說明上述構成的照明裝置100的使用形態(tài)。

在本實施方式，照明裝置100，如圖10所示，作為安裝在建筑物201的天棚等照射室內的裝置來使用。此外，在建筑物201的外部具備光源裝置202，從光源裝置202發(fā)出的激光，通過布線在建筑物201的外部的光纖200傳輸?shù)秸彰餮b置100。

光源裝置202是使激光產(chǎn)生，利用光纖200對多個照明裝置100提供激光的裝置。具體而言，例如光源裝置202具備放射藍紫～藍色(430～490nm)波長的激光的多個半導體激光元件。這樣，在一處設置半導體激光元件，從而能夠集中設置冷卻半導體激光元件的冷卻裝置，提高冷卻效率，并且能夠將排熱等利用于水的加溫等。

從光源裝置202放射的激光，經(jīng)由光纖200傳輸，如圖2所示，從光纖200的端部放射的激光L被導入到照明裝置100內。

而且，通過了光學系統(tǒng)105的激光L，通過框體102內部的空氣，照射到發(fā)光部104。

在發(fā)光部104，多個種類的熒光體將被照射的激光作為激勵光，放射多個波長的熒光，向照明裝置100的外部放射整體來看是白色的光。

在通常的使用形態(tài)，從照明裝置100放射的光，由配光控制結構111進行所希望的配光控制，例如被控制成平行光。在這里，在配光控制結構111的中央部存在光散射結構112，但是光散射結構112對從發(fā)光部104放射的光的影響很小，所以對于從照明裝置100放射的可視光V，光散射結構112可以忽視。

下面，因為照明裝置100發(fā)生非本意的沖擊的情況和歷時劣化等發(fā)光部104裂開或者從內殼部122脫落，如圖5所示激光L直接到達透鏡101的情況下，光散射結構112使激光L衍射、并且散射，所以例如即使人窺視照明裝置100的情況下，也能減少激光L對人眼的影響。

[效果]

根據(jù)以上的照明裝置100，即使在激光不通過發(fā)光部104而直接到達透鏡101的情況下，因為在激光的光軸上以及其周圍具備光散射結構112，所以防止相干的激光放射到照明裝置100的外部，能夠提高照明裝置100的安全性。

此外，因為在激光的光軸上設置的部件中最大的部件的透鏡101與光散射結構112一體設置，所以能夠將透鏡101緊固在框體102，換言之光散射結構112經(jīng)由透鏡101緊固在框體102，所以能夠降低光散射結構112非本意地從框體102脫落的可能性。

此外，因為透鏡101設置在從照明裝置100的外部能夠容易看出的位置，所以透鏡101從框體102脫落，或者透鏡101出現(xiàn)缺失或裂縫的情況下，使用者能夠馬上看出事實，能夠對其進行對應。因此，能夠馬上判別光散射結構112從激光的光軸脫落，能夠對發(fā)光部104與光散射結構112的雙方從框體102脫落的狀態(tài)，防范于未然。

加之，本實施方式的照明裝置100利用從外部的光源裝置202傳輸來的激光，自身不具備光源，所以在照明裝置100本身不需要設置用于冷卻半導體激光元件等的冷卻裝置等，不需要對照明裝置100提供電力。從而，能夠使照明裝置100小型輕量化，能夠實現(xiàn)廉價的照明裝置。

(其他的實施方式)

以上基于實施方式對本實用新型所涉及的照明裝置100進行了說明，不過本實用新型并非受上述的實施方式所限。

在所述實施方式，在照明裝置100的外部設置了具備半導體激光元件的光源裝置202，通過光纖200傳輸激光并導入到照明裝置100內，不過并非受這個形態(tài)的限定。例如，如圖6所示，照明裝置100也可以在框體102的端部具備半導體激光元件148，該半導體激光元件148能夠放射光軸A的激光。

此外，可以在透鏡101的一方的表面具備配光控制結構111，另一方的表面具備光散射結構112。此外，如圖6所示，可以在激光L的光軸A上排列設置光散射結構112和配光控制結構111。這樣，能夠維持照明裝置100的安全性，并且能夠容易進行可視光V的配光控制。

此外還說明了設置在透鏡101的結構單位115的面積，隨著遠離光軸A而階段性地變化，但是如圖7所示結構單位115的面積S，可以根據(jù)距光軸A的距離D而連續(xù)性地變化。此外，可以組合階段性變化和連續(xù)性變化。

此外，折射區(qū)域116和散射區(qū)域118可以一部分重復。換言之，可以在配光控制結構111的結構單位的表面設置多個光散射結構112的結構單位。

此外，上述中在板狀的基礎部110的表面均等地設置了結構單位115，但也可以隨機地設置。

此外，透鏡101的形狀不僅是在平板設置的結構單位，如圖8和圖9表示，也可以根據(jù)希望的配光來任意設定。

此外，如圖11所示，在光散射結構112中形成如下部分，該部分是使激光通過光散射結構112的時候，能夠在地板等照射規(guī)定的消息圖案和圖形等的部分。具體而言，通過在光散射結構112中的一部分形成細小的衍射光柵的形狀來實現(xiàn)。這樣，能夠在視覺上告知發(fā)光部104產(chǎn)生脫落和裂開等，能夠避免直接看激光這樣的事情發(fā)生，能夠進一步提高照明裝置100的安全性。

此外，如圖12所示，光散射結構112可以是如下的結構，透鏡101上設置的光散射結構112的結構單位119的面積S，隨著接近光軸A階段性地變小。

此外，如圖13所示，光散射結構112，可以是如下的結構，透鏡101上設置的光散射結構112的結構單位119的面積S，隨著接近光軸A連續(xù)性地變小。

此外，如所述實施方式，不僅是在透鏡101的一方的表面具備配光控制結構111以及光散射結構112，也可以如圖14所示，透鏡101的一方的表面具備配光控制結構111，另一方的表面具備光散射結構112。

另外，通過執(zhí)行各個實施方式本領域技術人員所能夠想到的各種變形而得到的實施方式，以及在不脫離本實用新型的主旨的范圍內對各個實施方式中的構成要素以及功能進行任意組合而實現(xiàn)的實施方式均包含在本實用新型內。