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CN102297372A - 激光嵌顶灯和激光嵌顶灯系统 - Google Patents

激光嵌顶灯和激光嵌顶灯系统 Download PDF

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CN102297372A
CN102297372A CN2011101243327A CN201110124332A CN102297372A CN 102297372 A CN102297372 A CN 102297372A CN 2011101243327 A CN2011101243327 A CN 2011101243327A CN 201110124332 A CN201110124332 A CN 201110124332A CN 102297372 A CN102297372 A CN 102297372A
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CN
China
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laser
downlight
illuminating part
light
light source
Prior art date
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CN2011101243327A
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岸本克彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

本发明提供一种激光嵌顶灯,其具有:出射激光的半导体激光器;光纤,具有接收从半导体激光器出射的激光的入射端部和出射从入射端部入射的激光的出射端部;发光部,接受到从出射端部出射的激光而进行发光。由此,可实现小型、高光通量且低功率消耗。

Description

激光嵌顶灯和激光嵌顶灯系统
技术领域
本发明涉及具有以半导体激光器为激发光源的荧光体的激光嵌顶灯及具有该激光嵌顶灯的激光嵌顶灯(downlight)系统。
背景技术
近年来,为了实现华丽、高品位的照明空间,受到注目的并非是使用了效率最优先的荧光灯的吸顶灯(ceiling light),而是嵌顶灯作为内部的照明。所谓嵌顶灯,总所周知的就是嵌入顶棚里的照明灯具,若仰望顶棚则有孔洞且其中放入有白炽灯。
该嵌顶灯的特征之一在于如下:因为被嵌入顶棚,所以看不到照明用具本身,因此能够在需要的场所设置需要的数量。从而,能够使顶棚面达成宽阔整洁的形象。另外,因为嵌顶灯其用具本身为小型,所以也被有效利用为走廊或玄关等这样狭窄的空间的照明。
另外,还有一个特征在于,是仅仅照射比较狭窄的范围的正下方的照明。因此,通常嵌顶灯其使用方法不是以1个来使房间中明亮,而是通过大量设置以使房间中明亮,或者作为其他照明用具的辅助用具使用。此外,通过使用嵌顶灯,能够在房间之中营造出明亮的部分和昏暗的部分,能够在房间的内饰中帮助营造出华丽、有气氛的空间。
作为这样现有的嵌顶灯所关联的技术,在专利文献1中公开有一种照明用具和应急灯,其由LED(发光二极管light-emitting diode)和对从LED发出的光进行反射的反射体构成。
【先行技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本公开专利公报“特开2009-104913(2009年5月14日公开)”
【非专利文献】
【非专利文献1】
但是,在前述现有的嵌顶灯中存在以下课题。首先,对于现有的使用了白炽灯的嵌顶灯(以下称为“白炽灯嵌顶灯”)特有的课题进行说明。
该白炽灯嵌顶灯的第一课题是,因为使用白炽灯,所以功率消耗高。另外,白炽灯嵌顶灯的第二课题是,为了防止在顶棚设置时因白炽灯的加热造成从顶棚内(井裏)发生的火灾,需要确保顶棚内的在嵌顶灯周边一定程度的空间。
在此,作为能够应对第一课题、即功率消耗的问题而在近年来受到注目的是,使用了LED的嵌顶灯(以下称为“LED嵌顶灯”)。若该LED嵌顶灯与现有的白炽灯嵌顶灯相比,则能够将功率消耗降低至1/5~1/8。
但是,在这样的LED嵌顶灯中存在以下的LED特有的课题。
即,现有的LED嵌顶灯在每个嵌顶灯上都具有用于驱动LED的电源电路等,因此嵌顶灯整体的体积、重量变大这样的问题存在。
例如,上述专利文献1的照明用具和应急灯就是LED嵌顶灯的一例,通过使用LED来解决功率消耗的问题。但是,在该照明用具和应急灯中,LED和反射体等被一体地设于用具内,因此难以缩小用具本身的大小。另外,即使能够减小反射体的大小,也不能加大出射光的光通量。
发明内容
本发明鉴于前述现有的问题而做成的,其目的在于,提供一种能够实现小型、高光通量且低功率消耗的激光嵌顶灯和激光嵌顶灯系统。
为了解决前述的课题,本发明的激光嵌顶灯其特征在于,具有:出射激光的激光光源;导光部,包括至少1个入射端部和至少1个出射端部,且该入射端部接收所述激光光源出射的激光、该出射端部出射从该入射端部入射的激光;发光部,接受到从所述出射端部出射的激光而进行发光。
根据所述结构,作为激发光源采用发生激光的激光光源。因此,与能够比白炽灯嵌顶灯更绝对性地削减功率消耗的LED嵌顶灯同等的低功率消耗化,是可能的。
另外,根据所述结构,激光光源出射的激光,进入到导光部的至少一个入射端部,从导光部的至少一个出射端部被射出。在此,从激光光源发生的激光是相干光,指向性强,因此从激光光源发生的激光的照射范围的尺寸大小比LED等小。因此,虽然也依靠激光光源和导光部的位置关系,但导光部的入射端部能够接收到从激光光源发生的激光的大部分。
另外,根据所述结构,发光部接受到从导光部的出射端部出射的激光而进行发光。即,发光部至少含有会因被激光照射而发光的荧光体。
因此,由于对于从导光部的出射端部出射的激光的照射范围程度的尺寸大小的发光部将激光无浪费地照射并加以利用,因此与LED等比较,既可以维持高光通量,又可以使发光部小型化。由此,根据需要改变导光部的入射端部和出射端部的距离,由此能够将激光光源和发光部以任意的距离分离。因此,能够提高激光嵌顶灯的设计自由度。因此,可以提供一种即使在对原有住宅的改造中也易于再后安装设置的嵌顶灯。
根据以上内容,本发明的激光嵌顶灯能够实现小型、高光通量且低功率消耗。
由此,例如在对当初没有考虑设置嵌顶灯的原有住宅进行改造等中,也能够简单地使房间的照明装置嵌顶灯化。
可是,使用了现有的电灯泡型荧光灯(fluorescent lamp)的嵌顶灯(以下称为“荧光嵌顶灯”)中,作为发光部的荧光灯的尺寸非常大,存在不能打出漂亮的阴影这样的附带性的问题点。
另外,现有的LED嵌顶灯,从一个LED能够放射出的光通量很小,因此为了得到充分的光通量,需要在每个嵌顶灯上都使用多个LED。由此,现有的LED嵌顶灯其结果也是发光点变得很多,嵌顶灯的重大特征之一的漂亮的阴影没法打出这一上述的附带性的问题存在。
但是,本发明的激光嵌顶灯,如上述,使用了光输出比LED大的激光光源,因此与LED等比较,既可以维持高光通量,又可以使发光部小型化,即使不使用多个发光点(发光部),以单一的发光点也能够确保充分的照明强度。因此,能够实现高品位的嵌顶灯,例如能够调整出与现有的小型氪气(mini krypton)灯泡所代表的这种白炽灯同样漂亮的阴影。
还有,“激光光源”由LD芯片等的固体元件光源构成时,也可以具有多个固体元件光源。另外,固体元件光源可以为一个芯片一光条的固体元件光源,也可以是一个芯片多光条的固体元件光源。
其次,“发光部”如上述,至少含有荧光体,可以只由单一种类的荧光体构成,也可以由多种荧光体构成。另外,发光部也可以使一种或多种荧光体分散在适当的分散介质中。
本发明的激光嵌顶灯如以上,其构成为,具有:出射激光的激光光源;导光部,包括接收所述激光光源出射的激光的入射端部和出射从该入射端部入射的激光的出射端部;发光部,接受到从所述出射端部出射的激光而进行发光。
因此能够实现小型、高光通量且低功率消耗。
本发明的其他目的、特征和优点会通过以下所示的记述变得更充分清晰。另外,本发明的有利之处在参照附图的以下说明中将变得明白。
附图说明
图1是表示本发明的嵌顶灯系统的一实施方式的结构的方块图。
图2(a)是表示在所述嵌顶灯系统中,光纤的出射端部或喷管的送出部的一例的示意图。
图2(b)是表示所述光纤的出射端部或喷管的送出部的另一例的示意图。
图3(a)是表示在所述的嵌顶灯中,激光光源和发光单元(发光部)的结合方式一例的示意图。
图3(b)是表示所述结合方式的另一例的示意图。
图3(c)是表示所述结合方式的又一例的示意图。
图4(a)是表示从所述的光纤的出射端部出射的激光的光强度分布的分布图。
图4(b)是表示在所述的嵌顶灯系统中,发光部的多个照射区域的位置关系的示意图。
图5是表示有关所述的发光部在对于材料不同的荧光体照射一定强度的激光时各荧光体的发光强度所涉及的温度特性的特性图。
图6(a)是示意性地表示在所述的嵌顶灯系统中半导体激光器的电路图。
图6(b)是表示所述半导体激光器的基本构造的立体图。
图7是表示在所述激光嵌顶灯系统中,半导体激光器的一个结构例的立体图。
图8是表示在本发明的激光嵌顶灯的一实施方式中,所述激光嵌顶灯的发光单元和现有的LED嵌顶灯的外观的概略图。
图9是设置有所述激光嵌顶灯的顶棚的剖面图。
图10是所述激光嵌顶灯的剖面图。
图11是表示所述激光嵌顶灯的设置方法的变更例的剖面图。
图12是设置有所述LED嵌顶灯的顶棚的剖面图。
图13是用于所述激光嵌顶灯和所述LED嵌顶灯的规格的比较的特性图。
【符号说明】
3   半导体激光器(激光光源)
5   光纤(导光部)
5D  分叉型光纤(导光部)
5a  出射端部
5b  入射端部
7   发光部
11、12、13  激光光源群
20  冷却单元(冷却部,送风部)
20A 冷却器(冷却部,送风部)
21  喷管(冷却部,导风部)
21a 送出部
21b 送入部
30  半导体激光器(激光光源)
31  发光点(激光光源)
40  照射透镜(凸透镜,凹透镜)
41  椭圆筒状发光体(发光部)
43  激光照射区域(照射区域,互不相同的部分)
44  激光照射区域(照射区域,互不相同的部分)
51   光纤(导光部)
51a  出射端部
52   光纤(导光部)
52a  出射端部
70   风量调节单元(风量调节部)
100  激光嵌顶灯系统(激光嵌顶灯)
200  激光嵌顶灯(激光嵌顶灯系统)
210  发光单元群(激光嵌顶灯)
210A 发光单元(激光嵌顶灯)
210B 发光单元(激光嵌顶灯)
210C 发光单元(激光嵌顶灯)
210D 发光单元(激光嵌顶灯)
221  电源单元(电功率调节部)
具体实施方式
对于本发明的一实施方式在图1~图13的基础上进行说明,则如下。以下的特定的项目所说明的以外的结构,有时会根据需要省略说明,但与其他项目说明的结构相同。另外,出于说明的方便,对于与各项目所示的构件具有同一功能的构件,附加相同的符号,并适宜省略其说明。
[1.第一实施方式]
首先,基于图1~图7,对于作为本发明的一实施方式的激光嵌顶灯系统(激光嵌顶灯)100的结构进行说明。
激光嵌顶灯100是由设置在房屋、交通工具等结构物的顶棚上的多个发光单元(激光嵌顶灯)构成的照明系统,并且使用通过从半导体激光器(激光光源)3出射的激光L0(参照图6(a)和图6(b))照射到发光单元内部的发光部7所发生的荧光作为照明光。
还有,具有与激光嵌顶灯系统100同样结构的照明系统的各发光单元,也可以设置在结构物的侧壁或底板上,各发光单元的设置场所没有特别限定。
图1是表示激光嵌顶灯系统100的整体结构的方块图。
如图1所示,激光嵌顶灯100具有发光单元群(激光嵌顶灯)210、LD光源单元220、冷却单元(冷却部、送风部)20和风量调整单元(风量调节部)70。
发光单元群210具有至少包含发光单元(激光嵌顶灯)210A和发光单元(激光嵌顶灯)210B的多个发光单元。
LD光源单元220具有:与发光单元210A、发光单元210B…分别对应的多个半导体激光器3;使半导体激光器3出射的激光Lo准直的多个非球面透镜4;和单一的电源单元(电功率调节部)221。
半导体激光器3在1个芯片上具有1个发光点,例如为振荡405nm(蓝紫色)的激光L0、光输出1.0W、工作电压5V、电流0.6A的半导体激光器,被封入直径5.6mm的封装中。半导体激光器3振荡的激光L0并不限定为405nm,只要是在380nm以上、470nm以下的波长范围中具有峰值波长的激光L0即可。还有,如果可以制作振荡出比380nm小的波长的激光L0的优质的短波长用的半导体激光器,则作为本实施方式的半导体激光器3,也可以使用按照振荡小于380nm的波长的激光L0的方式所设计的半导体激光器。
非球面透镜4是用于使由半导体激光器3振荡的激光L0入射到作为光纤5的一方的端部的入射端部5b的透镜。例如,作为非球面透镜4能够使用阿尔卑斯电气制的FLKN1405。如果是具有上述功能的透镜,则对于非球面透镜4的形状及材质没有特别限定,但优选作为激发光波长的405nm邻域的透射率高且耐热性好的材料。
光纤5是将半导体激光器3振荡的激光L0向发光部7引导的导光构件。该光纤5具有:接收激光L0的入射端部5b、出射从入射端部5b入射的激光L0的出射端部5a。
另外,光纤5成为用包层覆盖中心的核芯的两层构造,该包层比该核芯的折射率低。核芯以对于激光L0几乎没有吸收损失的石英玻璃(氧化硅)作为主要成分,包层以折射率比核芯低的石英玻璃或合金树脂材料作为主要成分。例如,光纤5是核芯的直径为200μm、包层的直径为240μm、数值孔径NA为0.22的石英制的光纤,但光纤5的构造、粗细和材质并不受上述限定,相对于光纤5的长轴方向垂直的截面是矩形也可。
还有,作为导光构件,也可以使用光纤以外的构件、或者使光纤与其他构件组合后的构件。该导光构件具有接收半导体激光器3振荡的激光L0的入射端部和出射从该入射端部入射的激光L0的出射端部即可。
另外,在本实施方式中,使用一个光纤5将单一的半导体激光器3所出射的激光L0引导至1个发光部7,但也可以通过使用多个光纤5将从对应的多个半导体激光器3出射的全部的激光L0向1个发光部7引导(参照图2(b)、图3(c)的椭圆筒状发光体41和图4(b))。
由此,对应多个半导体激光器3的数量,能够进一步使发光部7实现高光通量、高亮度化。
电源单元221是向各半导体激光器3进行供电的部件,能够对所供给的电功率(电能)的大小进行调节。
即,电源单元(电功率调节部)221能够一并管理供给到多组半导体激光器3的电功率(或电能),作为集中电源箱发挥作用。还有,所供给的电功率(或电能)的调节,优选能够针对每个半导体激光器3进行调节。由此,能够对于发光单元210A、发光单元210B…每个发光单元进行电功率(或电能)的调节,因此能够根据需要对于发光单元210A、发光单元210B…每个发光单元设定光的强弱(或消耗功率)。
发光单元210A、发光单元210B…分别经由光纤5与对应的半导体激光器3光学地耦合。
可是,嵌顶灯除了单独使用的情况以外,也有多个组合使用的情况,但这种情况下,例如通过多个发光单元210A、发光单元210B…共用电源单元221,与每个发光单元都具有电功率调节部的现有的LED嵌顶灯相比,可以降低功率消耗和装置成本。
另外,LD光源单元220和其电源单元221能够从嵌顶灯部、即顶棚内分离,因此能够使嵌顶灯部小型、轻量化,对于当初没有考虑设置嵌顶灯的原有住宅进行改造等时,也能够简单地使房间的照明装置嵌顶灯系统化。
作为光纤(导光部)5的一方的端部的入射端部5b与LD光源单元220连接,从半导体激光器3振荡的激光L0经由非球面透镜4入射到光纤5的入射端部5b。
光纤5是具有可挠性的导光构件的一例。作为导光构件,除了光纤以外,还能够例示具有可挠性的导光管等。由此,能够容易地改变光纤5的入射端部5b和出射端部5a的位置关系,能够容易地改变半导体激光器3和发光部7的位置关系。因此,能够进一步提高激光嵌顶灯系统100的设计自由度。由此可以提供一种例如即使在对原有的住宅进行改造中也易于再后安装设置的嵌顶灯系统100。
可是,在现有的白炽灯嵌顶灯和荧光灯嵌顶灯、还有白色LED嵌顶灯中,白炽灯、荧光灯和白色LED这样的光源本身成为首要的发热源,因此,由于嵌顶灯的设置而使房间的冷气设备效率降低这样的附带性的课题存在。
但是,根据本实施方式的激光嵌顶灯系统100,例如,由于设于顶棚的发光单元群(发光部)210和半导体激光器3经由具有可挠性的光纤5等光学地连接,能够在空间上分离,因此能够使其不向顶棚内空间(例如顶板与隔热材的间隙等)排放大量的热量。
据此,可以提供一种房间的冷气设备效率不会降低而易于夏天度过的激光嵌顶灯系统100。另外,借助如此不会使冷气设备效率降低的优点,在照明和燃料总效率这一观点上,能够期望比现有的使用LED嵌顶灯的照明系统更低的、低功率消耗化。
另外,发光单元210A、发光单元210B…分别经由喷管(冷却部、导风部)21与冷却单元20连接。
还有,喷管21优选由具有可挠性的材料构成。由此,能够容易地改变喷管21的送入部21b和送出部21a的位置关系。因此,能够提高激光嵌顶灯系统100的设计自由度。
另外,由此能够将发光单元群210A、LD光源单元220、冷却单元20和风量调节单元70以任意的距离分离。因此,能够提高激光嵌顶灯系统100的设计自由度。
由此,例如LD光源单元220、冷却单元20和风量调节单元70各自也可以不设置在顶棚中,而是能够设置在用户可以容易接触到的位置(例如房屋的侧壁)。
因此,通过使光纤5和喷管21的长度达到适当的长度,可以提供即使在对原有的住宅进行改造中也易于再后安装设置的嵌顶灯系统100。
另外,就冷却单元20而言,使规定风量的风发生,且所发生的风被送入喷管21的送入部21b,并经由喷管21被引导至发光单元210A、发光单元210B…分别具有的发光部7的激光照射面7a的跟前(升温区域的邻域)。
此外,所引导的风从喷管21的送出部21a被送出,且被喷送到包含发光部7的照射区域及其邻近的区域在内的升温区域(即,使之进行冷却)。
在此,若激光L0被照射到发光部7则发出荧光,但发光部7中包含其照射区域及其邻近的区域在内的区域同时有多多少少的升温(即该区域为升温区域)。即,冷却单元20是用于冷却该升温区域且抑制升温区域的升温的部件。
如以上,通过冷却单元20抑制发光部7的升温区域的温度上升,也能够防止发光部7的发热造成的劣化,因此能够实现与LED嵌顶灯同程度或更长寿命的激光嵌顶灯系统100。即,能够半永久性地免除像白炽灯嵌顶灯要时常更换白炽灯泡这样的繁琐的操作。
其次,就风量调节单元70而言,根据LD光源单元220的电源单元221供给到各半导体激光器3的电功率的大小,对冷却单元20发生的风的风量进行调节。据此,能够抑制发生不必要风量的风这样的浪费的电功率消耗。
再有,嵌顶灯如本实施方式的激光嵌顶灯系统100,有时将多个发光单元组合而进行使用。
在这种情况下,例如通过使多个发光单元共用电源单元221,与每个发光单元都具有电源电路的现有的LED嵌顶灯相比,可以降低功率消耗和装置成本。
此外,在激光嵌顶灯系统100中,可以通过1个电源单元221一并对多个半导体激光器3供电。利用这一点,也可以一并对多个发光单元进行光调制。
另外,由于也可以分别对于多个发光单元经由喷管21供给由冷却单元20发生的风,由此,与每个发光单元都具有冷却单元的现有的嵌顶灯相比,能够绝对地减小嵌顶灯部(发光部7)。
此外,因为能够将半导体激光器3、电源单元221和冷却单元20从嵌顶灯部、即顶棚内分离,所以能够使嵌顶灯部非常小型、轻量化,即使在对当初没有考虑设置嵌顶灯的原有住宅进行改造等中,也能够简单地使房间的照明装置嵌顶灯系统化。
(发光单元的结构例)
接下来,对于构成发光单元群210的发光单元210A、发光单元210B的结构的详情进行说明。
首先,如图1所示,发光单元210A具有框体211、光纤5、套圈(ferrule)6、喷管21、发光部7和透光板213。
在框体211形成有凹部212,在该凹部212的底面配置有发光部7。在凹部212的表面形成有金属薄膜,凹部212作为反射镜发挥作用。还有,框体211的形状没有特别限定。
另外,在框体211形成有用于光纤5和喷管21穿过的通路,光纤5的出射端部5a(未图示)和喷管21的送出部21a穿过该通路分别延长至发光部7。光纤5的在发光部7的跟前的前端部分由套圈6固定。还有,在本实施方式中,套圈6用于固定光纤5的前端部分,但也可以用于固定喷管21。这时,在套圈6空出光纤5用和喷管21用的2个贯通孔即可。
透光板213是以塞住凹部212的开口部的方式所配置的透明或半透明的板。作为优选,该透明板213设置在半导体激光器3发出的光朝向外部的行进路方向,由如下材质形成:其使来自半导体激光器3的激光L0遮断,并且使在发光部7对激光L0进行转换所生成的白色光(非相干光)透过。
经由发光部7,相干的激光L0其大部分被转换为非相干的白色光。但是认为也有激光L0的一部分因某种原因而无法被转换的情况。在这种情况下,也能够利用透光板213遮断激光L0来防止激光L0向外部泄漏。
接着,对于发光单元210B的结构的详情进行说明。如图1所示,发光单元210B在套圈6和发光部7之间具有照射透镜(凸透镜,凹透镜)40,只有这一点与发光单元210A不同。
照射透镜40可以是具有相对于发光部7呈凸面的凸透镜,也可以是具有相对于发光部7呈凹面的凹透镜。
作为照射透镜40的例子,能够例示的有:具有相对于发光部7呈凸面的双凸透镜、平凸透镜、凸弯月形透镜,以及具有相对于发光部7呈凹面的双凹透镜、平凹透镜、凹弯月形透镜等。
还有,除上述例以外,也可以根据发光部7的形状,采用如下组合:具有拥有任意的轴的凹面和凸面的独立的透镜的组合;具有拥有任意的轴的凸面和凸面的独立的透镜的组合;具有拥有任意的轴的凹面和凹面的独立的透镜的组合。
由此,根据发光部7的形状采用适当的透镜的组合,能够提高发光部7的发光效率。
另外,根据发光部7的形状,也可以采用如下透镜:使具有拥有任意的轴的凹面和凸面的透镜一体化的复合透镜;使具有拥有任意的轴的凸面和凸面的透镜一体化的透镜;使具有拥有任意的轴的凹面和凹面的透镜一体化的复合透镜等。
由此,一边减少光学系统整体的部件个数,缩小光不系统整体的尺寸,一边根据发光部7的形状采用适当的复合透镜,能够提高发光部7的发光效率。
作为其他的透镜,还能够例示GRIN透镜(Gradient Index lens:梯度折射率透镜)等。
还有,GRIN透镜是一种即使透镜未形成凸或凹的形状而利用透镜内部的折射率梯度也会产生透镜作用的透镜。
因此,如果使用GRIN透镜,则例如能够在以GRIN透镜的端面为平面的状态下使透镜的作用产生,因此在GRIN透镜的端面,能够无间隙接合例如长方体形状的发光部的端面。
如以上说明的,激光嵌顶灯系统100采用的是发生激光L0的半导体激光器3作为激发光源。因此,与能够比白炽灯嵌顶灯更绝对性地削减功率消耗的LED嵌顶灯同等的低功率消耗化,是可能的。
发光部7经由光纤5与对应的半导体激光器3光学地耦合。
在此,从半导体激光器3发生的激光L0是相干光,指向性强,因此从半导体激光器3发生的激光L0的照射范围的大小比LED等小。因此,虽然也依靠半导体激光器3和光纤5的位置关系,但光纤5的入射端部5b能够接收到从半导体激光器3发生的激光L0的大部分。
另外,发光部7接受到从光纤5的出射端部5a出射的激光L0而进行发光。即,发光部7至少含有由激光L0的照射而发生荧光(光)的荧光体。
因此,由于对于从出射端部5a出射的激光L0的照射范围程度的尺寸大小的发光部7将激光L0无浪费地照射并加以利用,从而与LED等相比较,既可以维持高光通量,又可以使发光部7小型化。由此,通过例如光纤5的入射端部5b和出射端部5a的距离根据需要进行改变,就能够将半导体激光器3和发光部7以任意的距离分离。因此,能够提高激光嵌顶灯系统100的设计自由度。
据以上内容,激光嵌顶灯系统100能够实现小型、高光通量且低功率消耗。
由此,对于例如当初没有考虑设置嵌顶灯的原有住宅进行改造等中,也能够简单地使房间的照明装置嵌顶灯系统化。
可是,在现有的荧光嵌顶灯中,作为发光部的荧光灯的尺寸非常大,不能打出漂亮的阴影这样的附带性的问题存在。
另外,现有的LED嵌顶灯,为了得到充分的光通量,需要在每个嵌顶灯上都使用多个LED,发光点变得很多,无法打出漂亮的阴影这一上述的附带性的问题存在。
但是,激光嵌顶灯系统100,如上述,使用了光输出比LED大的半导体激光器3,因此与LED等相比较,既可以维持高光通量,又可以使发光部7小型化,即使不使用多个发光点(发光部7),以单一的发光点也能够确保充分的照明强度。因此,能够实现高品位的激光嵌顶灯系统100,例如能够调整出与现有的小型氪气灯泡所代表的这种白炽灯同样漂亮的阴影。
还有,“半导体激光器3”由LD芯片等的固体元件光源构成时,也可以具有多个固体元件光源。另外,固体元件光源可以为一个芯片一光条的固体元件光源,也可以是一个芯片多光条的固体元件光源。
(发光部7的构成)
其次,发光部接受到从出射端部5a出射的激光L0而进行发光,含有接受激光L0而进行发光的荧光体,可以只由单一种类的荧光体构成,也可以由多种荧光体构成。
另外,发光部也可以使一种或多种荧光体分散在适当的分散介质中。更具体地说,就是发光部7也可以在作为荧光体保持物质的硅酮树脂的内部分散有荧光体。
还有,硅酮树脂与荧光体的比例为10∶1左右。另外,发光部7也可以充满荧光体。荧光体保持物质并不限定为硅酮树脂,也可以是所谓的有机-无机杂化玻璃和无机玻璃。
另外,荧光体是氧氮化物荧光体和/或氮化物荧光体,蓝色、绿色和红色的荧光体被分散到硅酮树脂中。因为半导体激光器3振荡405nm(蓝紫色)的激光L0,所以若发光部7被照射L0则发生白色光。因此,可以说发光部7是波长转换材料。
还有,半导体激光器3也可以振荡450nm(蓝色)的激光L0(或440nm以上、490nm以下的波长范围具有峰值的所谓“蓝色”邻域的激光),这种情况下,所述荧光体为黄色荧光体或绿色荧光体与红色荧光体的混合物。所谓黄色荧光体,是发出在560nm以上、590nm以下的波长范围具有峰值波长的光的荧光体。所谓绿色荧光体,是发出在510nm以上、560nm以下的波长范围具有峰值波长的光的荧光体。所谓红色荧光体,是发出在600nm以上、680nm以下的波长范围具有峰值波长的光的荧光体。
另外,荧光体优选为被通称为SiAlON荧光体的荧光体和氮化物荧光体。所谓SiAlON荧光体,就是在氮化硅的硅原子的一部分被置换成铝原子、氮原子的一部分被置换为氧原子的物质。SiAlON荧光体能够使氮化硅(Si3N4)中固溶氧化铝(Al2O3)、二氧化硅(SiO2)和稀土类元素等来制作。
另外,作为荧光体其他合适的例子,也能够采用使用了III-V族化合物半导体的纳米尺寸的粒子的半导体纳米粒子荧光体。即使采用相同的化合物半导体(例如磷化铟:InP),通过使其粒径改变,仍能够借助量子尺寸效应而使发光色变化,这是半导体纳米粒子荧光体的特征之一。例如在InP中,粒子尺寸为3~4nm左右时发红色光。在此,粒子尺寸由透射型电子显微镜(TEM)进行评价。
另外,因为该荧光体是基于半导体的,所以荧光寿命短,能够将激发光的功率迅速作为荧光放射,因此还具有对于大功率的激光耐性较强这样的特征。这是由于,所述半导体纳米粒子荧光体的发光寿命为10纳秒左右,与以稀土类作为发光中心的通常的荧光体材料相比还小5位数。因为发光寿命短,所以能够迅速地重复激发光的吸收和荧光的发光。
其结果是能够对于强激光保持高效率,来自荧光体的发热被降低。因此,能够进一步抑制光转换构件因热而劣化(变色或变形)。由此,在使用光的输出高的发光元件作为光源时,能够进一步抑制发光装置的寿命缩短。
发光部7的形状和大小,例如为直径5mm×厚1mm的圆盘体。这时,从发光单元210A的开口部看到的发光部7的面积约为20mm2
还有,在本实施方式中,后述的凹部212的侧面(或开口部)的截面形状采用圆形。由此,通过与圆盘体的发光部7的组合效果,能够使配光图案成为圆形。
另一方面,发光部7的形状也可以不是圆盘体,例如也可以是长方体。这种情况下,通过截面形状与圆形的凹部212的侧面的组合,配光图案成为椭圆形,例如在照射细长的走廊时,能够成为在走廊延长的方向上具有长轴的椭圆形的配光。
(光纤的出射端部和喷管的送出部的结构例)
接下来,一边参照图2(a)和图2(b),一边对于光纤5的出射端部5a和喷管21的送出部21a的结构例进行说明。
首先,图2(a)所示的套圈6,按照相对于发光部7的激光照射面7a保持单一的光纤5的出射端部5a的方式空出有单一的贯通孔。
另一方面,图2(b)所示的套圈61,按照相对于发光部7的激光照射面7a保持两个光纤51的出射端部51a和光纤52的出射端部52a的方式,在水平方向并列空有两个贯通孔。
如此,套圈的贯通孔与保持的光纤的数量相同,多个贯通孔的构成方式为,与发光部7的形状一致并按照规定的图案保持。
还有,套圈6和套圈61如本实施方式,也可以用于插入光纤的出射端部的贯通孔由规定的图案形成,也可以是能够分离成上部和下部且由在上部和下部的接合面所分别形成的槽夹住出射端部。
套圈6和套圈61在本实施方式中,与凹部212的底面接合固定(参照图1)。套圈6和套圈61的材质没有特别限定,例如为不锈钢。另外,也可以对于一个发光部7配置多个套圈。还有,为了方便,在套圈61上表示两个出射端部,但出射端部的个数并不限定为两个。
其次,喷管21的送出部21a以在发光部7的激光照射面7a的升温区域有来自冷却单元20的风到达这样的位置和方向(在本实施方式中,在喷管21的送出部21a的延长线上有存在升温区域这样的方向)被设置。
换言之,就是喷管21具有送入由冷却单元20发生的风的送入部21b、和送出从送入部21b送入的风的送出部21a,且使送出部21a位于升温区域的邻域而设置。由此,激光嵌顶灯系统100能够使冷却单元20发生的风到达发光部7的升温区域,因此能够利用该风冷却该升温区域。
还有,本实施方式的喷管21为直线形状(棒状),但并不限于此,也可以与光纤5一样,是可以对其形状进行变化的(可弯曲的)具有可挠性的管。
喷管21具有可挠性时,能够容易地改变冷却单元20和发光部7的相对位置关系。另外,通过调节喷管21的长度,能够将冷却单元20设置在离开发光部7的位置。因此,能够将冷却单元20设置远离发光部7的位置。从而,能够在冷却单元20发生故障时容易修理或更换的位置设置冷却单元20,能够提高激光嵌顶灯系统100的设计自由度。
(激光光源和发光部<发光单元>的结合方式)
接着,基于图3(a)~图3(c),关于激光嵌顶灯系统100,就激光光源和发光部的结合方式进行说明。
还有,以下激光光源和发光部以外的结构适宜省略说明,仅对于激光光源和发光部的结合方式进行说明。另外,每个发光单元都存在1个发光部。
此外,在图3(a)~图3(c)所示的各实施方式中,在每个发光单元都具有反射镜(未图示),该反射镜具有反射从发光部(发光部7或椭圆筒状发光体41)发生的光的凹部212,多个发光部配置在上述的凹部212的内部。
在图3(a)~图3(c)中,表示半导体激光器3分别存在3个、2个、5个的情况(分别称为激光光源群10、11、12)。还有,半导体激光器3的数量可以是1个,也可以是多个。
另外,作为上述的导光构件的一例表示的是分叉型光纤5D,但并不限于此,也可以采用诸如导光管。
还有,椭圆筒状发光体41,长径7mm,短径5mm,厚1mm,为椭圆筒状的形态。
接着,如图3(c)所示的发光部7和椭圆筒状发光体41,如本实施方式中说明的示例,多个发光部之中,至少有1个发光部的形状与其他发光部的形状不同也可。
如此,通过使各发光部的形状不同,能够使规定各发光部(或各发光单元)发生的光的配光图案的明暗界限的截止线的形状等的配光图案不同。
在此,如本实施方式中说明的示例,通过适宜调整各发光部的形状,各发光单元都能够实现期望的配光图案。
另外,如图3(c)所示的发光部7和椭圆筒状发光体41,多个发光部之中,至少有1个发光部的尺寸与其他发光部的尺寸不同也可。
可是,某一发光部的尺寸小至可被视为点光源时,从该发光部会发生不受发光部的形状的影响的各向同性的光。
例如发光部7,比椭圆筒状发光体41小,从该发光部发生不受发光部形状影响的各向同性的光。
另一方面,如果某一发光部的尺寸具有不被视为点光源的程度的大小,则来自该发光部的光受到发光部的形状的影响,该发光部发生比上述的各向同性的光对称性低的配光图案。
例如,椭圆筒状发光体41,比发光部7大,发生受到发光部的椭圆形状的影响、比上述的各向同性的光对称性低的配光图案的光。
由此,如本实施方式中说明的,通过使各发光部的尺寸不同,能够使各发光部(或各发光单元)的配光图案不同。
接着,如图3(a)和图3(c)所示的光纤5,具有被反射激光L0的核芯和包层的边界面(光反射侧面)包围的围绕结构,其使任意一个半导体激光器3发生的激光L0从单个的一端入射,并且从单个的另一端引导到3个发光部7的任意一个。即,光纤5与后述的分叉型光纤5D不同,是不存在分路D的光纤。
因此,利用反射激光L0的核芯和包层的边界面,能够防止激光L0逃脱,因此既可以防止激光L0的利用效率的降低,又可以将由半导体激光器3发生的激光L0分别引导至多个发光部7。
光纤5是核芯直径220μm、包层直径240μm、数值孔径NA=0.22的石英制的光纤。
还有在图3(a)中,表示的是存在有与半导体激光器3同等数量的3个光纤5的情况,在图3(c)中,表示的是存在有与半导体激光器3同等数量的5个光纤5的情况。
另一方面,图3(b)所示的分叉型光纤5D,具有被反射激光L0的核芯和包层的边界面包围的围绕结构,使1个半导体激光器3发生的激光L0从单个的一端入射,并且从两个的另一端分别引导至两个发光部7。即,分叉型光纤5D存在把所引导的激光L0的光路分割成2条的分路D。
因此,利用反射激光L0的核芯和包层的边界面,能够防止激光L0逃脱,因此既可以防止激光L0的利用效率的降低,又可以将由半导体激光器3发生的激光L0分别引导至多个发光部7。
分叉型光纤5D是核芯直径200μm、包层直径240μm、数值孔径NA=0.22的石英制的光纤。
如以上,通过使用多个光纤5或分叉型光纤5D这样的简便方法,既能够防止激光L0的利用效率的降低,又能够光学地耦合多个半导体激光器3和多个发光部7(或椭圆筒状发光体41)。
另外,虽然也关系到光纤5和分叉型光纤5D的粗细和数量,但通常在使多个光纤5和分叉型光纤5D束捆下,其厚度也不怎么大。
因此,即使在半导体激光器3与发光部7(椭圆筒状发光体41)之间存在其他光学系统(未图示)、且需要在该光学系统上开孔而让多条光纤5或分叉型光纤5D的捆束穿过等情况下,因为无需在该光学系统上开很多的孔、很大的孔,所以仍能够防止该光学系统的功能的劣化。但是,在光学系统的孔中穿过分叉型光纤5D的捆束时,注意分路D的存在。
接着,对于激光光源和发光部的结合方式进行详细说明。作为激光光源和发光部的结合方式,即,使用光纤5或分叉型光纤5D分别导光至多个发光部7的模式,能够示例以下模式。
首先,第一模式是能够准备与多个发光部7同等数量的光纤的情况,从半导体激光器3对发光部7唯一对应地进行光学耦合。
在此,“唯一对应”包括如下情况:半导体激光器3和发光部7的对应关系,如图3(a)所示,为“从半导体激光器3到发光部7仅有一对一对应的情况”;如图3(c)所示,为“从半导体激光器3到发光部7是多对一对应(图中三对一对应)和一对一对应组合的情况”。
另外,“唯一对应”另外还包括“仅为从半导体激光器3到发光部7的多对一对应的情况”(未图示)的某种情况。
还有,在“唯一对应”中,特定的半导体激光器3必然经由光纤5与1个发光部7光学地耦合,不存在该半导体激光器3经由光纤5与其他发光部7光学地耦合。
例如,在图3(c)所示的例子中,半导体激光器3存在5个,发光部中存在2个发光部7和1个椭圆筒状发光体41计3个,2个发光部7分别与1个半导体激光器3一对一对应地进行光学耦合,椭圆筒状发光体41与其余的3个半导体激光器3三对一对应地进行光学耦合。
即,发光部7或椭圆筒状发体41的任意1个发光部与5个半导体激光器3五对一对应地进行光学耦合,其他发光部与哪个半导体激光器3都不进行光学耦合等这样的情况不包含在“唯一对应”中。
其次,第二种模式如图3(b)所示,是光纤的数量比多个发光部7的数量少的情况,为以下这样的模式。
还有,所谓光纤的数量少的情况,换言之,就是半导体激光器3的数量比多个发光部7的数量少,准备与半导体激光器3的数量同等数量的光纤,仍产生未被光学地耦合的发光部7的情况。
即,在这种情况下,需要如分叉型光纤5D这样分路D的存在,其对于所引导的激光L0的光路进行分割。
由此,如上述,在光纤的数量比多个发光部7的数量少的情况下,通过使光纤分叉,达到未被光学地耦合的发光部7的数量,也能够避免未被光学地耦合的发光部7的产生。
还有,在使光纤分叉的方法中,除了仅使1个光纤分叉的方法以外,如图3(b)所示,也包括使2个以上的光纤各自分叉的方法。
另外,在1个光纤中,如图3(b)所示,可以将所引导的激光L0的光路分割成2条,也可以分割成3条以上。
根据以上的第一模式和第二模式的任意一个,都能够避免由半导体激光器3发生的激光L0未得到引导的发光部7和椭圆筒状发光体41产生。
接着,在图3(c)所示的例子中,发光部7与1个半导体激光器3一对一对应地进行光学耦合,但椭圆筒状发光体41与1个半导体激光器3三对一对应地进行光学耦合。
因此,照射到椭圆筒状发光体41的激光10的光输出是照射到发光部7的激光L0的光输出的大约3倍。
如此,能够使照射到各发光部的激光L0的光输出不同,能够使多个发光部(或发光单元)各自的光通量和亮度不同。
因此,能够适宜调节多个发光部各自的光通量和亮度,能够实现期望的配光特性。
(激光照射区域的位置关系)
接下来,一边参照图4(a)和图4(b),一边对于使用多个光纤时的照射区域的位置关系进行说明。
还有,在此,将从1个出射端部出射的激光L0照射到发光部7的激光照射面7a的区域称为激光照射区域。
在图4(a)和图4(b)所示的例子中,存在2个光纤51和光纤52,因此也形成有两个激光照射区域。图4(a)是表示从光纤51的出射端部51a和光纤52的出射端部52a出射的激光L0的光强度分布的分布图,图4(b)是表示在两个激光照射区域(照射区域,互不相同的部分)43和激光照射区域(照射区域,互不相同的部分)44的位置关系的示意图。
在图4(a)中,从光纤51的出射端部51a出射的激光L0的光强度分布由曲线41表示,从光纤52的出射端部52a出射的激光L0的光强度分布由曲线42表示。图4(a)的曲线图的横轴表示光纤51和光纤52各自的位置,纵轴表示照射到激光照射面7a的激光L0的光强度。
如图4(a)所示,从1个出射端部出射的激光L0,一边以规定的角度扩展,一边到达激光照射面7a。因此,即使光纤51的出射端部51a和光纤52的出射端部52a,在相对于激光照射面7a平行的平面中并列配置,如图4(b)所示,来自该出射端部51a和出射端部52a的激光L0所形成的激光照射区域43和激光照射区域44也会互相重叠。
这种情况下,如果从出射端部51a和出射端部52a出射的激光L0的光强度分布中的光强度最大的地方(图4(a)所示的中心轴41a和中心轴42a的邻域),对于发光部7的激光照射面7a的互不相同的部分出射,则能够对激光照射面7a将激光L0二维平面地分散照射。
即,从多个出射端部之中的1个出射的激光L0照射到发光部7所形成的投影图像中,作为光强度最大的问供发的最大光强度部分(激光照射区域的中央部分)的位置,与源自其他出射端部的投影图像的最大光强度部分的位置不同即可。因此,也不一定需要将激光照射区域彼此完全分离。
还有,在考虑激光L0叠加的情况下,叠加波的光强度具有超过最大光强度部分的位置上的光强度的可能性,但如后述,想要避免这样的状态时,调节各最大光强度部分的位置,使曲线41和曲线42的中央附近的交点成为最大光强度部分的位置上的光强度的1/2即可。
(关于发光部7的劣化)
其次,本发明者发现,若以大功率激光L0激发发光部7,则发光部7急剧劣化,因此,以下对于该发光部7的劣化进行说明。
发光部7的劣化,主要是由于发光部7所含的荧光体本身的劣化,以及包围荧光体的物质(例如硅酮树脂)的劣化引起的。上述的SiAlON荧光体和氮化物荧光体若被激光L0照射,则以60~90%的效率发光,但40~10%则成为热量被释放。该热量被认为会使包围荧光体的物质劣化。
考虑这一问题,在图2(b)、图4(a)和图4(b)所示的例子中,从光纤51的出射端部51a和光纤52的出射端部52a出射的激光L0,分别对于发光部7的激光照射面7a的互不相同的区域照射。换言之,来自多个出射端部的激光L0不是对于激光照射面7a集中在一处照射,而是二维平面性分散地柔和地照射。
因此,能够降低由于激光L0被集中照射到发光部7的一处而致使发光部7显著劣化的可能性。这时,不会降低从发光部7出射的光的光通量,而能够防止发光部7的劣化,既能够实现激光嵌顶灯系统100所要求的亮度,又能够实现长寿命的激光嵌顶灯系统100。
此外,由于发光部7寿命延长,能够削减用于更换发光部7的工时和费用。
另外,通过对于发光部7的激光照射面7a设定多个出射端部的配置式样,能够在该区域内使来自发光部7的光所照射的区域的照度发生变化。
(发光部7的发光强度)
其次,使用图5对于由各种荧光体构成发光部7时的发光强度进行说明。图5是表示有关照射了一定强度的激光L0的各荧光体的发光强度所涉及的温度特性的特性图。在图5中表示,(a)在化学式Ca0.98Eu0.02AlSiN3的荧光体A中,(b)在化学式Ca0.95Eu0.05AlSiN3的荧光体B中,(c)在铝酸钇(Y3Al5O12:YAG)中,作为激活剂导入了铈Ce3+的YAG:Ce3+荧光体(化成オプトニクス制,制品编号P46-Y3)。荧光体A和B是氮化物荧光体的例子,另外在图5中,纵轴表示“规格化的发光强度(NormalizedIntensity(a.u))”,横轴表示“摄氏温度(Temperature(℃))”。
如同图(c),使用YAG:Ce3+荧光体时,达到约150度时的发光部7的发光强度为在室温度(摄氏30度)时的发光强度的约60%。另一方面,如同图(c),使用荧光体A和B时,达到约150度时的发光部7的发光强度分别为在室温度(摄氏30度)时发光强度的约90%和约83%。即,作为发光部7所使用的荧光体,优选激光L0的照射造成的温度上升所相应的发光强度的降低少的氮化物荧光体和SiAlON荧光体。
但是如同图,即使在发光部7使用氮化物荧光体和SiAlON荧光体的情况下,随着温度上升,发光强度(发光效率)仍会降低。特别是在本实施方式中,因为作为激发光所使用的激光L0的强度(单位:瓦)高,所以使用了氮化物荧光体和SiAlON荧光体的发光部7的温度上升显著。即认为,即使是使用了氮化物荧光体和SiAlON荧光体的发光部7,发光效率仍会伴随着显著的温度上升而降低,进而引起发光部7的劣化。
因此,本实施方式的激光嵌顶灯系统100中,使用冷却单元20和喷管21对发光部7的升温区域进行冷却,而使发光部7的温度上升得以抑制,由此防止氮化物荧光体和SiAlON荧光体的发光效率的降低(进而防止发光部7的劣化)。
(风量调节单元70的风量调节)
在此,对于上述的风量调节单元70的风量调节进行说明。
图1所示的风量调节单元70,如上述,根据LD光源单元220的电源单元221供给到各半导体激光器3的电功率的大小,对冷却单元20发生的风的风量进行调节。
还有,冷却单元20优选以能够分别调节发光单元210A、发光单元210B…各自的风量的方式构成。
在此,如图5所示,若发光部7的升温区域的温度超过摄氏120度附近,即使发光部7的构成材料为上述的氮化物荧光体和SiAlON荧光体时,发光效率比起室温(摄氏30度)时的发光强度的约90%仍有所降低。
因此,使半导体激光器3的光输出最大时的升温区域的温度能够维持在摄氏120度以下的风量,作为风量的上限(第一风量)。
然后,将这时供给到半导体激光器3的电功率作为电功率的上限(第一电功率)。
其次,求得在供给到半导体激光器3的电功率比上限小的规定的电功率(第二电功率)时的升温区域的温度能够维持在摄氏120度以下的风量(第二风量)。
最后,求连结两点坐标(第一电功率、第一风量)和(第二电功率、第二风量)的直线,利用该直线,根据供给到半导体激光器3的电功率的大小,求得冷却单元20发生的风的风量即可。
还有,风量调节单元70的风量调节的方法,并不限于这里所说明的方法,只要能够达成目的,采用任何方法都可以。
(半导体激光器的构造)
接着,对于半导体激光器3的基本构造进行说明。图6(a)示意性地表示半导体激光器3的电路图,图6(b)是表示半导体激光器3的基本构造的立体图。如同图所示,半导体激光器3是阴极电极19、基板18、包层113、活性层111、包层112、阳极电极17按该顺序层叠的结构。
基板18是半导体基板,如本申请,为了得到用于激发荧光体的蓝色~紫外的激发光,优选使用GaN、蓝宝石、SiC。一般来说,作为半导体激光器用的基板的其他例子,可使用Si、Ge和SiC等的IV族半导体,GaAs、GaP、InP、AlAs、GaN、InN、InSb、GaSb和AlN所代表的III-V族化合物半导体,ZnTe、ZeSe、ZnS和ZnO等的II-VI族化合物半导体,ZnO、,Al2O3、SiO2、TiO2、CrO2和CeO2等氧化物绝缘体,以及SiN等的氮化物绝缘体的任意一种材料。
阳极电极17用于经由包层112向活性层111注入电流。
阴极电极19,用于从基板18的下部,经由包层113向活性层111注入电流。还有,电流的注入其进行是向阳极电极17、阴极电极19施加正向偏压。
活性层111为夹在包层113和包层112之间的构造。
另外,为了得到蓝色~紫外的激发光,作为活性层111和包层的材料,使用由AlInGaN构成的混晶半导体。一般作为半导体激光器的活性层、包层,使用以Al、Ga、In、As、P、N、Sb为主要成分的混晶半导体,也可以为这样的构成。另外,也可以由Zn、Mg、S、Se、Te和ZnO等的II-VI族化合物半导体构成。
另外,活性层111是通过注入的电流而产生发光的区域,由于包层112和包层113的折射率差,致使发出的光被限制在活性层111内。
此外,在活性层111中,形成有为了限制因受激发射而增幅的光以相互对向的方式所设置的正解理面114、反解理面115,该正解理面114、反解理面115承担着反射镜的作用。
但是,与完全反射光的反射镜不同,因受激发射而增幅的光的一部分,从活性层111的正解理面114、反解理面115(在本实施的方式中,为了方便为正解理面114)出射,成为激光L0。还有,活性层111也可以形成多层量子阱结构。
还有,在与正解理面114对向的反解理面115中,形成有用于振荡激光的反射膜(未图示),通过在正解理面114和反解理面115的反射率上设置差,能够由作为低反射率端面的、例如正解理面114,使激光L0的大部分从发光点103照射。
包层113、包层112也可以由n型及p型各自的GaAs、GaP、InP、AlAs、GaN、InN、InSb、GaSb和A1N所代表的III-V族化合物半导体,以及ZnTe、ZeSe、ZnS和ZnO等的II-VI族化合物半导体的任意一种半导体构成,向阳极电极17和阴极电极19施加正向偏压,能够向活性层111注入电流。
关于包层113、包层112和活性层111等的各半导体层的成膜,能够使用MOCVD(有机金属化学气相沉积)法、MBE(分子束外延)法、CVD(化学气相沉积)法、激光烧蚀(laser ablation)法和溅射法等一般性的成膜方法构成。关于各金属层的成膜,能够使用真空蒸镀法、镀敷法、激光烧蚀法和溅射法等的一般性的成膜方法。
(发光部的发光原理)
接着,对于从半导体激光器3振荡的激光L0使荧光体发光的原理进行说明。
首先,从半导体激光器3振荡的激光L0被照射到发光部7中所含的荧光体上,由此,存在于荧光体内的电子从低能态被激发成高能态(激发状态)。
其后,因为该激发状态不稳定,所以荧光体内的电子的能态在一定时间后又跃迁到原来的低能态(基态能级的能态或激发能级与基态能级之间的亚稳态能级的能态)。
如此,通过被激发到高能态的电子跃迁到低能态,由此荧光体发光。
白色光能够由满足调色的原理的三种颜色的混色或满足补色原理的两种颜色的混色构成,基于此原理,由半导体激光器3振荡的激光L0的颜色与荧光体发出的光的颜色以上述方式组合,能够使白色光发生。
使用上述的半导体激光器3照射405nm的激光L0(输出功率1W)时,从发光部7放射150lm(流明)的光通量。
如此,如果对于1个发光部7照射来自多个半导体激光器3的激光L0,则能够在发光部不破损、劣化的范围内使发光部7达到高光通量、高亮度。
(半导体激光器的其他结构例)
接下来,如果基于图7对于本发明的其他实施方式进行说明,则如下。
上述半导体激光器3是1个芯片具有1个发光点,但作为激光嵌顶灯系统100的激光光源,也可以使用1个芯片具有多个发光点的。
图7是表示半导体激光器30的结构的立体图。如同图所示,半导体激光器30在1个芯片上具有5个发光点31。各发光点31振荡波长405nm的激光L0,其光输出为1W,由1个芯片振荡的光输出的总和为5W。发光点31以0.4mm的间隔设置。
使用这样的半导体激光器30时,在与半导体激光器30的发光点31存在的面对向的位置,配置棒状透镜32。该棒状透镜32使从发光点31振荡的激光L0向各光纤5的入射端部5b入射。在各发光点31也可以设置非球面透镜4,但通过使用棒状透镜,能够使光源部分的构成简单。
光纤夹具33,以使来自发光点31的激光L0入射多个入射端部5b的方式定位入射端部5b。因为发光点31的间隔为0.4mm,所以入射端部5b也以0.4mm的间隔被光纤夹具33固定。为此,在光纤夹具33上切割有0.4mm间距的凹槽。
光纤5的出射端部5a侧的构成,与上述的激光嵌顶灯系统100同样。
如此通过使用半导体激光器30,能够使激光光源的构造简单,能够降低激光光源的制造成本。
[2.第二实施方式]
如果基于图8~图13,对于本发明的其他实施方式进行说明,则如下。
在此,对于作为本发明的其他实施方式的激光嵌顶灯(激光嵌顶灯系统)200进行说明。
还有,如图10所示,本实施方式的激光嵌顶灯200,只具有单一的发光单元以及不存在相当于风量调节单元70的构成,这两点与第一实施方式的激光嵌顶灯系统100不同。
但是,本实施方式的激光嵌顶灯200当然也可以具有与激光嵌顶灯系统100同样的相当于风量调节单元70的构成。
此外,激光嵌顶灯200是设置在房屋、交通工具等结构物的顶棚上照明装置,使用通过向发光部7照射从半导体激光器3出射的激光L0而发生的荧光作为照明光。
还有,也可以将具有与激光嵌顶灯200同样的构成的照明装置设置在结构物的侧壁或底板上,所述照明装置的设置场所没有特别限定。
图8是表示发光单元210C和现有的LED嵌顶灯300的外观的概略图。图9是设置有激光嵌顶灯200的顶棚的剖面图。图10是激光嵌顶灯200的剖面图。如图8~图10所示,激光嵌顶灯200包括如下:埋设于顶板中,出射照明光的发光单元210C;经由光纤5向发光单元210C供给激光L0的LD光源单元220A;经由喷管21向发光单元210C供给用于冷却发光部7的风的冷却器20A。LD光源单元220A和冷却器20A不设置在顶棚中,而是设置在用户能够容易接触到的位置(例如房屋的侧壁)。之所以能够如此自由地决定LD光源单元220A和冷却器20A的位置,是由于LD光源单元220A和发光单元210C通过光纤5和喷管21分别连接。该光纤5被配置在顶板400和隔热材401之间的间隙中。
(发光单元210C的构成)
发光单元210C如图10所示,具有框体211、光纤5、发光部7和透光板213。
还有,发光单元210C也可以置换成第一实施方式的发光单元210A、发光单元210B和后述的发光单元210D之中的任意一个。
在框体211形成有凹部212,在该凹部212的底面配置有发光部7。在凹部212的表面形成有金属薄膜,凹部212作为反射镜发挥作用。
另外,在框体211形成有用于光纤5和喷管21穿过的通路214,光纤5和喷管21穿过该通路214分别延长至发光部7。光纤5的出射端部5a和喷管21的送出部21a与发光部7的位置关系,与第一实施方式中说明的一样。
另外,在本实施方式的发光单元210C中,不设置用于固定光纤5的出射端部5a的套圈,也可以采用仅由通路214保持光纤5和喷管21的结构。
透光板213是以塞住凹部212的开口部的方式所配置的透明或半透明的板。该透明板213为第一实施方式中说明的,发光部7的荧光透过透光板213作为照明光被射出。透光板213相对于框体211可拆卸,也可以省略。
图8中,发光单元210C具有圆形的外缘,但发光单元210C的形状(更严谨地说是框体211的形状)没有特别限定。
还有,在嵌顶灯与前照灯(head lamp)的情况不同,不要求有理想的点光源,发光点为1个这样的水平就已充分。因此,对于发光部7的形状、大小和配置的制约比前照灯的情况少。
(LD光源单元220A的构成)
LD光源单元220A具有:半导体激光器3、非球面透镜4和光纤5。
还有,在图10中,在LD光源单元220A的内部,有相当于电源单元221的构成未被图示,但在此说明的是,相当于电源单元221的构成存在于LD光源单元220A内部或外部的情况。
另外,在第一实施方式的LD光源单元220中,存在多组半导体激光器3、非球面透镜4和光纤5,但在本实施方式中,发光单元为发光单元210C这1个(或发光部7为1个),因此半导体激光器3、非球面透镜4和光纤5只存在1组。
此外,作为光纤5的一方的端部的入射端部5b与LD光源单元220A连接,从半导体激光器3振荡的激光L0,经由非球面透镜4入射到光纤5的入射端部5b。
在图10所示的LD光源单元220A的内部,仅表示有一对半导体激光器3和非球面透镜4,但发光单元存在多个时,将从各发光单元延长的光纤5引导到1个LD光源单元220A也可。这时,1个LD光源单元220A上收容有多个半导体激光器3和非球面透镜4的配对(或多个半导体激光器3和1个棒状透镜(未图示)的配对),LD光源单元220A与第一实施方式的LD光源单元220同样,作为集中电源箱发挥作用。
(激光嵌顶灯200的设置方法的变更例)
图11是表示激光嵌顶灯200的设置方法的变更例的剖面图。如同图所示,作为激光嵌顶灯200的设置方法的变更例,在顶板400上仅开设让光纤5和喷管21穿过的小孔402,利用薄型、轻量的特长也能够将激光嵌顶灯主体(发光单元210D)粘贴在顶板400上。这时,对于激光嵌顶灯200的设置的制约变小,另外也有能够大幅削减工程费用这样的优点。
(激光嵌顶灯200与现有的LED嵌顶灯300的比较)
现有的LED嵌顶灯300,如图8所示,具有多个透光板301,从各透光板301分别出射照明光。即,在LED嵌顶灯300上存在多个发光点。之所以在LED嵌顶灯300上存在多个发光点,是因为从各个发光点出射的光的光通量比较小,所以如果不设置多个发光点,则得不到充分的光通量的光作为照明光。
相对于此,激光嵌顶灯200是高光通量的照明装置,因此发光点可以是1个。因此,能够得到来自照明光的阴影漂亮这样的效果。另外,通过使发光部7的荧光体为高显色荧光体(例如多种氧氮化物荧光体的组合),能够提高照明光的显色性。
由此,能够实现接近白炽灯嵌顶灯的高显色。例如,不仅平均显色指数Ra在90以上、特殊显色指数R9也在95以上这样的在LED嵌顶灯和荧光灯嵌顶灯中难以实现的高显色光,通过组合高显色荧光体和半导体激光器3,也可以实现。
还有,特殊显色指数R9是评价红色的再现性的指数。该特殊显色指数R9在伪白色型的白色LED中有达到0以下(负数)的情况。另一方面,在本实施方式的激光嵌顶灯200中,如上述,该特殊显色指数R9为95以上,由此也可知其显色性特别优异。
图12是设置有现有的LED嵌顶灯300的顶棚的剖面图。如同图所示,在LED嵌顶灯300中,收容有LED芯片、电源和冷却单元的框体302被埋设在顶板400中。框体302比较大,在配置框体302的部分的隔热材料401上,有沿着框体302的形状形成的凹部。电源线303从框体302延长,该电源线303与插座(未图示)相连。
在这样的构成中会产生如下问题。首先,在顶板400和隔热材料401之间存在作为发热源的光源(LED芯片)和电源,因此使用LED嵌顶灯300会导致顶棚的温度上升,产生房间的冷气设备效率降低这样的问题。
另外,在LED嵌顶灯300中,每个光源都需要电源,总的成本增大这样的问题存在。
另外,因为框体302比较大,所以在顶板400和隔热材料401之间的间隙配置LED嵌顶灯300有困难的情况多发这样的问题存在。
相对于此,在激光嵌顶灯200中,发光单元210C不包含大的发热源,因此不会使房间的冷气设备效率降低。其结果是能够避免房间的冷气设备成本的增大。
另外,不需要在多个发光单元210C上分别设置电源,因此能够使激光嵌顶灯200实现小型和薄型。其结果是,用于设置激光嵌顶灯200的空间的制约变小,对原有的住宅的设置变得容易。
另外,因为激光嵌顶灯200小型和薄型,所以如上述,能够将发光单元210C设置在顶板400的表面,与LED嵌顶灯300相比,能够减小设置上的制约,并且能够大幅削减工时和费用。
图13是用于比较激光嵌顶灯200和LED嵌顶灯300的规格的图。如同图所示,激光嵌顶灯200在此一例中,与LED嵌顶灯300相比,体积减少94%,质量减少86%。
另外,因为能够将LD光源单元220设置在用户的手容易到达的地方,所以即使半导体激光器3发生故障时,也能够简便地更换半导体激光器3。同样,冷却器20A也能够设置在用户的手容易到达的地方,因此,即使冷却器20A内部的冷却机构发生故障时,也能够简便地进行修理。另外,通过将从多个发光单元延长的光纤5引导到1个LD光源单元220,能够一并管理多个半导体激光器3。因此,即使更换多个半导体激光器3时,也能够容易地进行这一更换。
还有,在LED嵌顶灯300中,使用了高显色荧光体的类型时,能够出射消耗功率10W、约5001m的光通量,但为了在激光嵌顶灯200中实现同等亮度的光,需要3.3W的光输出。如果LD效率为35%,则该光输出相当于消耗功率10W,因为LED嵌顶灯300的消耗功率为10W,所以在消耗功率上看不到两者之间存在显著的差异。因此,在激光嵌顶灯200中,与LED嵌顶灯300相同的消耗功率下,能够获得上述的各种优点。
如上,激光嵌顶灯200包括:具有至少1个出射激光L0的半导体激光器3的LD光源单元220A;具有发光部7和作为反射镜的凹部212的至少1个发光单元210C;向发光单元210C引导激光L0的光纤5;用于冷却发光单元210C的发光部7的冷却器20A。另外,激光嵌顶灯200还包括喷管21,冷却器20A使风发生,且用于将冷却器20A发生的风送到发光部7。
因此,在激光嵌顶灯200中,能够抑制被照射激光L0的发光部7中的照射区域的温度上升。其结果是,能够实现长寿命的激光嵌顶灯200。
还有,在本发明还能够以如下方式表现。
即,本发明的激光嵌顶灯,也可以使用具有可挠性的光纤等的导光性构件(导光部),对如下各部进行光学耦合:作为发出照明光的嵌顶灯部(发光部),主要由荧光体和收纳荧光体的框体构成的发光部;发出激光的半导体激光器元件(激光光源)和用于对其进行驱动的电源电路(电功率调节部)、冷却装置(冷却部)。
由此,与现有的嵌顶灯相比,能够绝对性地削减功率消耗,可以提供与被认为是可实现低耗电化的LED嵌顶灯同等的、且除了功率消耗以外还有很多优点(后述)的嵌顶灯。(还有,作为优点之一的不会使冷气设备效率降低的这一点,从照明和燃料总效率这一观点出发,能够期待比LED嵌顶灯更低的低耗电化。)
此外,在构筑使用了设想为在设置嵌顶灯时按结构的比例存在的多个嵌顶灯的照明系统时,因为本发明的嵌顶灯能够成为集中地聚拢的半导体激光器和与之对应的一并汇总的电源电路、冷却装置这样的系统,所以与各个照明工具分别具有电源电路的现有的LED嵌顶灯相比,可以实现低功率消耗化。
另外,使用与LED相比光输出更大的半导体激光器作为激发光源,因此,即使没有多个发光点也能够确保充分的照明强度,所以能够实现高品质的嵌顶灯,其能够调整出现有的小型氪气灯泡所代表的这种白炽灯同样漂亮的阴影。还有,因为现有的荧光灯嵌顶灯发光部非常大,所以不能给出漂亮的阴影。
另外,也可以将高显色荧光体和具有405nm附近的发光波长的半导体激光器加以组合。由此,能够实现接近白炽灯嵌顶灯的高显色、例如,不仅平均显色指数Ra在90以上、且特殊显色指数R9也在95以上这样的在LED嵌顶灯和荧光灯嵌顶灯中难以实现的高显色光,通过组合高显色荧光体和半导体激光器3,也可以实现。
另外,因为用具有可挠性的光纤等将设在顶棚中的嵌顶灯部(发光部)和半导体激光器所构成的激发光源部进行光学连接,能够在空间上进行分离,所以不会把巨大的热量排放到顶棚内空间(顶板与隔热材料的间隙等)。因此,不会使房间的冷气设备效率降低。这是由于,将现有类型(白炽灯嵌顶灯和荧光灯嵌顶灯)的嵌顶灯中作为首要的发热源的光源本身、即在LED嵌顶灯中用于与LED元件进行交流/直流切换的电源电路这样的相当于发热源的半导体激光器和电源电路,都能够从顶棚内排除。
另外,由于作为激发光源的半导体激光器、其电源电路及其冷却装置能够从顶棚内排除,从而能够使嵌顶灯部(发光部)变得非常地小型、轻量化,即使在对当初没有考虑设置嵌顶灯的原有住宅进行改造等中,也能够简单地使房间的照明装置嵌顶灯化。
据以上,能够提供与现有的白炽灯嵌顶灯相比而(与LED嵌顶灯同等水平)消耗功率少的嵌顶灯。另外,还能够提供发光点为1个,能够打出漂亮阴影的低消耗功率的嵌顶灯。能够提供不会使房间的冷气设备效率降低、且使夏天容易度过的嵌顶灯。此外,能够提供在对原有的住宅的改造中也易于再后安装设置的嵌顶灯。
另外,嵌顶灯除了单独使用的情况以外,认为多个组合的情况也很多,但在这种情况下,通过共用电源电路,还能够提供与每个嵌顶灯上都具有电源电路的现有的LED嵌顶灯相比可以降低消耗功率和装置成本的嵌顶灯。
此外,还能够提供作为白炽灯嵌顶灯的巨大优点的显色性极高的嵌顶灯和嵌顶灯系统。
即,能够实现荧光灯嵌顶灯和LED嵌顶灯所不能实现的,接近于白炽灯嵌顶灯的高显色的嵌顶灯和嵌顶灯系统。
另外,本发明的嵌顶灯也可以具有透光板。
另外,本发明的嵌顶灯,也可以按照从一处所集聚的1个或多个构成的所述激光光源朝向分别设置在各处的发光部的方式设置所述导光部。
另外,本发明的嵌顶灯中,具有与所述激光光源连接的一个入射端部的所述导光部,在途中分叉成2个或2个以上分路,各个分路端的出射端部具有2个或2个以上的所述发光部也可。
另外,本发明的激光嵌顶灯系统,具有至少两个以上所述激光嵌顶灯,并且具有能够对供给到多个所述激光光源的电能进行一并调节的电能调节部也可。
另外,本发明的嵌顶灯,具有透光构件,该透光构件设置在所述发光部发出的光朝向外部的行进路方向并透射该光且遮断所述激光光源出射的激光也可。
在此,经由发光部,例如从作为激发光源的半导体激光器的极小的发光部出射的激光,其发光点的尺寸被放大。但是,也考虑到激光的一部分因某种原因而无法被转换的情况。在这种情况下,利用透光构件遮断激光,也能够防止从小的发光点出射的激光以其发光点的尺寸的状态向外部泄漏。
另外,本发明的激光嵌顶灯,具有含有至少1个所述激光光源的激光光源群;所述导光部由所述至少1个入射端部,接收所述激光光源群出射的激光,并且将从该入射端部入射的激光从多个所述出射端部分别出射;所述发光部存在多个,所述发光部分别接受到从所述出射端部的任意一个出射的激光而进行发光也可。
根据所述构成,以激光光源群和多个发光部分别作为构成要素,它们经由导光部被光学地耦合,因此激光光源群(或激光光源)的尺寸和多个发光部的尺寸没有关系。因此,可以减小发光部各自的尺寸。
另外,本发明的激光嵌顶灯,也可以在所述导光部存在将引导的激光的光路加以分割的分路。
根据所述构成,例如导光部由多个导光构件构成的情况下,即使导光构件的数量比多个发光部的数量少时,通过以未被光学地耦合的发光部7的数量使导光构件分叉,也能够避免未被光学地耦合的发光部7的产生。
还有,在使导光构件分叉的方法中,除了仅使1个光纤分叉的方法以外,也包括使2个以上的光纤各自分叉的方法。
另外,在1个导光构件中,可将所引导的激发光的光路分割成2个,也可以分割成3个以上。
另外,本发明的激光嵌顶灯,所述导光部也可以具有可挠性。
根据所述构成,导光部由具有可挠性的构件构成。作为这样的导光部,例如能够例示光纤或具有可挠性的导光管等。由此,能够容易地改变导光部的入射端部和出射端部的位置关系,能够容易地改变激光光源和发光部的位置关系。因此,能够进一步提高激光嵌顶灯的设计自由度。由此可以提供例如即使在对原有的住宅进行改造中也易于再后安装设置的嵌顶灯。
可是,在现有的白炽灯嵌顶灯和荧光灯嵌顶灯中,因为白炽灯和荧光灯这样的光源本身就成为首要的发热源,所以由于嵌顶灯的设置,导致有房间的冷气设备效率降低这样的附带性的课题。
但是,根据本发明的激光嵌顶灯,例如设于顶棚的嵌顶灯(发光部)和激光光源,通过具有可挠性的光纤等而得以光学地连接,就能够在空间上分离,因此能够使其不向顶棚内空间(例如顶板与隔热材的间隙等)排放大量的热量。
由此,可以提供不会降低房间的冷气设备效率且使夏天容易度过的嵌顶灯。另外,借助如此不会使冷气设备效率降低的优点,在照明和燃料总效率这一观点上其比现有的LED嵌顶灯更低,能够期望低功率消耗化。
另外,本发明的激光嵌顶灯,也可以所述激光光源和所述导光部存在多个,从所述导光部各自的所述出射端部出射的激光具有的光强度分布中的光强度最大的部分,会对所述发光部互不相同的部分进行照射。
根据所述构成,所述激光光源和所述导光部存在多个,这时从所述导光部各自的所述出射端部出射的激光分别具有的光强度分布中的光强度最大的部分,会对所述发光部互不相同的部分进行照射。换言之,来自多个导光部各个出射端部的激光,会对发光部分散地照射。
因此,能够降低激光集中照射到发光部的一处而使发光部显著劣化的可能性,不会使出射的光的光通量降低,而能够实现更长寿命的激光嵌顶灯。另外,不需要降低照射到发光部的激光的强度,因此不仅能够增大激光嵌顶灯的光通量,而且能够增大亮度。因此,能够实现小型、高亮度的激光嵌顶灯。
另外,本发明的激光嵌顶灯,也可以在所述导光部的所述出射端部和所述发光部之间,具备有着相对于该发光部呈凸面的凸透镜。
如果在所述导光部的所述出射端部和所述发光部之间,设置具有相对于该发光部呈凸面的凸透镜,则即使激光的扩展得大于发光部的尺寸时,也能够使之与发光部的尺寸一致而使激光分散地照射。
因此,从所述导光部的所述出射端部出射的激光,能够无浪费地照射到发光部。其结果是,能够期待更低的功率消耗化。
作为“具有相对于发光部呈凸面的凸透镜”的例子,能够例示具有相对于发光部呈凸面的双凸透镜、平凸透镜、凸弯月形透镜等。
另外,本发明的激光嵌顶灯,也可以在所述导光部的所述出射端部和所述发光部之间,具备有着相对于该发光部呈凹面的凹透镜。
如果在所述导光部的所述出射端部和所述发光部之间,设置具有相对于该发光部呈凹面的凹透镜,则即使激光的扩展得小于发光部的尺寸时,也能够使之与发光部的尺寸一致而使激光分散地照射。
因此,从所述导光部的所述出射端部出射的激光,能够无浪费地照射到发光部。其结果是,能够期待更低的功率消耗化。
作为“具有相对于发光部呈凹面的凹透镜”的例子,能够例示具有相对于发光部呈凹面的双凹透镜、平凹透镜、凹弯月形透镜等。
另外,本发明的激光嵌顶灯也可以具有冷却部,该冷却部对所述激光照射的所述发光部中的包括照射区域及其邻近区域在内的升温区域进行冷却。
根据所述构成,从激光光源出射的激光进入导光部的入射端部,从导光部的出射端部被射出。若该激光被照射到发光部,则该发光部发光。若来自出射端部的激光照射到发光部,则包含此照射区域及其邻近区域在内的区域有一些升温(即该区域为升温区域),借助冷却部,该升温区域被冷却。
因此,通过抑制升温区域的温度上升,能够防止因发光部的发热造成的劣化,因此能够实现与LED嵌顶灯同程度或更长寿命的嵌顶灯。
另外,本发明的激光嵌顶灯,所述冷却部具有送风部和导风部,该送风部将用于送至所述升温区域的风加以发生;该导风部包括送入由所述送风部发生的风的送入部、和送出从该送入部送入的风的送出部,所述送出部位于所述升温区域的邻域也可。
根据所述构成,送风部发生的风进入导风部的送入部,从位于升温区域的邻域的导风部的送出部被送出。由此,本发明的激光嵌顶灯能够使由送风部发生的风到达升温区域,因此能够借助该风冷却该升温区域。
另外,通过根据需要改变导风部的送入部和送出部的距离,能够将冷却部和发光部以任意的距离分离,因此能够进一步提高激光嵌顶灯的设计自由度。因此,可以提供在对原有住宅的改造中易于再后安装设置的嵌顶灯。
另外,本发明的激光嵌顶灯,所述导光风也可以具有可挠性。
根据所述构成,因为导风部具有可挠性,所以能够容易地改变送入部和送出部的位置关系,能够容易地改变送风部和发光部的位置关系。因此,能够提高本发明的激光嵌顶灯的设计自由度。
因此,可以提供在对原有住宅的改造中也易于再后安装设置的嵌顶灯。
另外,本发明的激光嵌顶灯系统,优选具有多个所述任意一个激光嵌顶灯,并且具有对供给到所述激光嵌顶灯各自包含的所述激光光源的电能进行一并调节的电功率调节部。
根据所述构成,因为具备对供给到所述激光光源的电能进行一并调节的电功率调节部,所以能够对所有的激光嵌顶灯的消耗电功率进行一并调节。
可是,嵌顶灯除了单独使用的情况以外,也有多个组合使用的情况,但这种情况下,例如通过多个嵌顶灯共用电功率调节部,与每个发光单元都具有电功率调节部的现有的LED嵌顶灯相比,可以降低功率消耗和装置成本。
另外,构筑使用了多个嵌顶灯的系统时,通过1个电功率调节部,可以一并向多个激光光源供电。
此外,激光光源和该电功率调节部能够从嵌顶灯部、即顶棚内分离,因此能够使嵌顶灯部小型、轻量化,即使在对当初没有考虑设置嵌顶灯的原有住宅进行改造等中,也能够简单地使房间的照明装置嵌顶灯系统化。
另外,本发明的激光嵌顶灯系统,具有至少1个所述的任意一个激光嵌顶灯,并且具有调节供给到所述激光光源的电功率的大小的电功率调节部、和根据所述电功率调节部供给的电功率的大小对所述送风部发生的风的风量进行调节的风量调节部也可。
根据所述构成,因为具有调节供给到所述激光光源的电功率的大小的电功率调节部,所以能够调节激光嵌顶灯发出的光的强弱。
另外,因为风量调节部根据电功率调节部供给的电功率的大小,调节所述送风部发生的风的风量,因此能够抑制使不必要的风量的风发生的这种无谓的功率消耗。
还有,这种情况下,例如通过多个嵌顶灯共用电功率调节部,与每个发光单元都具有电功率调节部的现有的LED嵌顶灯相比,可以降低功率消耗和装置成本。
此外,在构筑使用了多个嵌顶灯的系统时,通过1个电功率调节部,可以一并对于多个激光光源供电。
另外,也可以经由导风部,对于多个嵌顶灯分别供给由送风部发生的风,因此与每个嵌顶灯都具有冷却单元的现有的嵌顶灯比较,能够绝对地减小嵌顶灯部(发光部)。
此外,因为能够将激光光源、其电功率调节部及其冷却部从嵌顶灯部、即从顶棚内分离,所以能够使嵌顶灯部非常地小型、轻量化,即使在对当初没有考虑设置嵌顶灯的原有住宅进行改造中,也能够简单地使房间的照明装置嵌顶灯系统化。
[附注事项]
本发明并不受上述各实施方式限定,在权利要求所示的范围内可以进行各种变更,关于适宜组合不同的实施方式分别公开的技术的手段而得到的实施方式,也包含在本发明的技术范围内。
【产业上的可利用性】
本发明能够适用于要求小型、高光通量且低功率消耗的激光嵌顶灯及激光嵌顶灯系统。

Claims (13)

1.一种激光嵌顶灯,其特征在于,具有:
出射激光的激光光源;
导光部,包括至少1个入射端部和至少1个出射端部,且该入射端部接收所述激光光源出射的激光、该出射端部出射从该入射端部入射的激光;
发光部,接受从所述出射端部出射的激光而进行发光。
2.根据权利要求1所述的激光嵌顶灯,其特征在于,
还具有透光构件,该透光构件设置在所述发光部发出的光朝向外部的行进路方向并透过该光且遮断所述激光光源出射的激光。
3.根据权利要求1所述的激光嵌顶灯,其特征在于,
具有含有至少1个所述激光光源的激光光源群,
所述导光部由所述至少1个入射端部接收所述激光光源群出射的激光,且将从该入射端部入射的激光从多个所述出射端部分别出射,
所述发光部存在多个,
所述发光部分别接受从所述出射端部的任意一个出射的激光而进行发光。
4.根据权利要求3所述的激光嵌顶灯,其特征在于,
在所述导光部存在分割所引导的激光的光路的分路。
5.根据权利要求1所述的激光嵌顶灯,其特征在于,
所述导光部具有可挠性。
6.根据权利要求1所述的激光嵌顶灯,其特征在于,
所述激光光源和所述导光部存在多个,
从所述导光部各自的所述出射端部出射的激光具有的光强度分布中的光强度最大的部分,对于所述发光部互不相同的部分进行照射。
7.根据权利要求1所述的激光嵌顶灯,其特征在于,
在所述导光部的所述出射端部与所述发光部之间,具备有着相对于该发光部呈凸面的凸透镜。
8.根据权利要求1所述的激光嵌顶灯,其特征在于,
在所述导光部的所述出射端部和所述发光部之间,具备有着相对于该发光部呈凹面的凹透镜。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的激光嵌顶灯,其特征在于,
还具有冷却部,对所述激光照射的所述发光部中的包括照射区域及其邻近的区域在内的升温区域进行冷却。
10.根据权利要求9所述的激光嵌顶灯,其特征在于,
所述冷却部具有:
送风部,其将用于送至所述升温区域的风加以发生;
导风部,其包括送入由所述送风部发生的风的送入部、和送出从该送入部送入的风的送出部,
所述送出部位于所述升温区域的附近。
11.根据权利要求10所述的激光嵌顶灯,其特征在于,
所述导风部具有可挠性。
12.一种激光嵌顶灯系统,其特征在于,
具有多个权利要求1所述的激光嵌顶灯,
并且具有对所述激光嵌顶灯各自所含有的所述激光光源所供给的电能进行一并调节的电功率调节部。
13.一种激光嵌顶灯系统,其特征在于,
具有至少1个权利要求10或11所述的激光嵌顶灯,
并且具有:
电功率调节部,对所述激光光源所供给的电功率的大小进行调节,
风量调节部,根据所述电功率调节部供给的电功率的大小,对所述送风部发生的风的风量进行调节。
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