JP2017120798A - 前照灯装置及び照明装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】照明装置は、光を発する光源2と、光源2から出射された光を集光光に変換して出射する集光光学素子と、集光光を励起光として入射して、蛍光を発する蛍光体素子53aと、蛍光を投射する投射レンズ6とを備える。集光光の集光位置は、集光光学素子と投射レンズ6との間に位置する。照明装置は、集光光学素子と蛍光体素子53aとの間に配置され、透過する光の波長を選択して、選択された波長以外の光を反射する波長選択素子7をさらに備える。波長選択素子7は、異なる波長の光を透過する複数の第1の領域を含む。集光位置の移動により、蛍光体素子53aに到達する集光光の位置が移動する。
【選択図】図4
Description
図1は、実施の形態1の前照灯装置1の主要構成を概略的に示す構成図である。図1に示されるように、前照灯装置1は、光源2、集光レンズ3及び投射レンズ6を備えている。集光レンズ3は、波長選択部11に備えられている。また、波長選択部11は、蛍光発生部51を備えることができる。また、蛍光発生部51は、蛍光体素子5を備えている。
光源2は、励起光となる光を発する。光源2は、例えば、レーザーダイオードなどの、励起用の光源である。
波長選択部11は、蛍光体の発する蛍光の波長を選択する。そして、波長選択部11は、選択された蛍光を投射光として放射する。図1では、投射光は+Z軸方向に放射される。
集光レンズ3は、光源2から射出された光を集光する。
蛍光発生部51は、集光レンズ3から出射された集光光を蛍光体素子5に受けて、異なる波長の光を出射する。
投射レンズ6は、蛍光発生部51の発した蛍光を+Z軸方向に投射する。投射レンズ6は、投射レンズ6の光軸Cp方向において、投射レンズ6の焦点位置に形成された配光パターンを前方に投影する。例えば、蛍光体素子5の発光面上に投射レンズ6の焦点が位置すると、投射レンズ6は、蛍光体素子5の発光面に形成された光強度分布に対応した像を投影する。
次に前照灯装置1の動作について説明する。
図3は、本発明に係る実施の形態1の前照灯装置1の別の構成を概略的に示す構成図である。図3では、図1における蛍光発生部51を別の構成である蛍光発生部52としたものである。
<変形例2>
図4は、変形例2に係る前照灯装置1の主要構成を概略的に示す構成図である。蛍光発生部53の構成が実施の形態1と異なる。その他の構成要素は同等のため、その説明を省略する。
図12は、実施の形態2の前照灯装置101の主要構成を概略的に示す構成図である。
光源2は、励起光となる光を発する。光源2は、励起用の光源である。
波長選択部12は、蛍光体の発する蛍光の波長を選択する。そして、波長選択部12は、選択された蛍光を投射光として放射する。波長選択部12は、図12の例では、集光レンズ3及び蛍光発生部51を備えている。
<集光レンズ3>
集光レンズ3は、光源2から射出された光を集光する。
蛍光発生部51は、実施の形態1と同様であるため、実施の形態1で説明した内容を代用して、その説明を省略する。
投射レンズ6は、蛍光発生部51の発した蛍光を+Z軸方向に投射する。つまり、投射レンズ6は、投射レンズ6の光軸Cp方向において、投射レンズ6の焦点位置に形成された配光パターンを前方に投影する。投射レンズ6も、実施の形態1と同様であるため、実施の形態1で説明した内容を代用して、その説明を省略する。
次に前照灯装置101の動作について説明する。
図13は、本発明に係る実施の形態3の前照灯装置102の主要構成を概略的に示す構成図である。
光源2は、励起光となる光を発する。光源2は、励起用の光源である。
波長選択部13は、蛍光体の発する蛍光の波長を選択する。そして、波長選択部13は、選択された蛍光を投射光として放射する。波長選択部13は、図13の例では、集光レンズ3及び蛍光発生部54を備えている。
集光レンズ3は、光源2から射出された光を集光する。
蛍光発生部54は、実施の形態1と同様の蛍光体素子5を備えている。そのため、蛍光体素子5自体に関しては、実施の形態1で説明した内容を代用して、その説明を省略する。
投射レンズ6は、蛍光発生部54の発した蛍光を+Z軸方向に投射する。つまり、投射レンズ6は、投射レンズ6の光軸Cp方向において、投射レンズ6の焦点位置に形成された配光パターンを前方に投影する。投射レンズ6も、実施の形態1と同様であるため、実施の形態1で説明した内容を代用して、その説明を省略する。
次に前照灯装置102の動作について説明する。
図14は、本発明に係る実施の形態4の前照灯装置103の主要構成を概略的に示す構成図である。
光源2は、励起光となる光を発する。光源2は、励起用の光源である。
波長選択部14は、蛍光体の発する蛍光の波長を選択する。そして、波長選択部14は、選択された蛍光を投射光として放射する。波長選択部14は、図14の例では、集光レンズ3、透過素子4及び蛍光発生部51を備えている。
集光レンズ3は、光源2から射出された光を集光する。
透過素子4は、集光レンズ3から出射された励起光の進行方向を変更する。
蛍光発生部51は、実施の形態1と同様であるため、実施の形態1で説明した内容を代用して、その説明を省略する。
投射レンズ6は、蛍光体素子5の発した蛍光を+Z軸方向に投射する。投射レンズ6も、実施の形態1と同様であるため、実施の形態1で説明した内容を代用して、その説明を省略する。
次に前照灯装置103の動作について説明する。
図18は、本発明に係る実施の形態5の前照灯装置104aの主要構成を概略的に示す構成図である。
光源2は、励起光となる光を発する。光源2は、励起用の光源である。
波長選択部15は、蛍光体の発する蛍光の波長を選択する。そして、波長選択部15は、選択された蛍光を投射光として放射する。波長選択部15は、集光レンズ3及び蛍光発生部55を備えている。
集光レンズ3は、光源2から射出された光を集光する。
蛍光発生部55は、波長選択素子710及び蛍光体素子540を備えている。
投射レンズ6は、蛍光発生部55の発した蛍光を+Z軸方向に投射する。投射レンズ6も、実施の形態1と同様であるため、実施の形態1で説明した内容を代用して、その説明を省略する。
次に前照灯装置104aの動作について説明する。
図20は、変形例3の波長選択素子711及び蛍光体素子550の概略図である。図20は、波長選択素子711及び蛍光体素子550を+Z軸側から見た図である。図18に示す前照灯装置104aの内、蛍光発生部55の波長選択素子711及び蛍光体素子550のみ異なるため、図18に示す前照灯装置104aと異なる点のみ説明する。
図21は、本発明に係る実施の形態6の前照灯装置105の主要構成を概略的に示す構成図である。
図22は、本発明に係る実施の形態7の前照灯装置107の主要構成を概略的に示す構成図である。
図24は、変形例4の主要構成を概略的に示す構成図である。透過素子4および投射レンズ6は、実施の形態7と同様である。
図26は、変形例5に示す前照灯装置109の光線追跡によるシミュレーション結果を示す説明図である。なお、図26では、投射レンズ6を省いている。
以上の各実施の形態を基にして、以下の内容を付記として記載する。
励起光を発する光源と、
前記励起光を入射して異なる色温度の光を出射する波長選択部と、
前記波長選択部から出射された前記異なる色温度の光を投射する投射レンズとを備え、
前記波長選択部は、集光光学素子及び蛍光発生部を備え、
前記蛍光発生部は、前記励起光が入射する領域によって、出射する光の色温度が異なり、
前記集光光学素子は、前記光源から出射した励起光を集光し、
集光された前記励起光は、前記領域に選択的に到達する前照灯装置。
前記蛍光発生部は、蛍光を発する蛍光体素子を備え、
前記蛍光体素子は、異なる色温度の光を発する前記領域を含み、
前記集光光学素子が前記集光光学素子の光軸に垂直な方向に移動することにより、前記集光光を、前記領域に選択的に到達させる付記1に記載の前照灯装置。
前記蛍光発生部は、蛍光を発する蛍光体素子を備え、
前記蛍光体素子は、異なる色温度の光を発する前記領域を含み、
前記集光光学素子が前記集光光学素子の光軸に垂直な軸を中心に回転することにより、前記集光光を、前記領域に選択的に到達させる付記1に記載の前照灯装置。
前記蛍光発生部は、蛍光を発する蛍光体素子及び透過する光の波長を選択して、選択された前記波長以外の光を反射する波長選択素子を備え、
前記波長選択素子は、異なる波長の光を透過する領域を含み、
前記集光光学素子が前記集光光学素子の光軸に垂直な方向に移動することにより、前記集光光を、前記領域に選択的に到達させる付記1に記載の前照灯装置。
前記蛍光発生部は、蛍光を発する蛍光体素子及び透過する光の波長を選択して、選択された前記波長以外の光を反射する波長選択素子を備え、
前記波長選択素子は、異なる波長の光を透過する領域を含み、
前記集光光学素子が前記集光光学素子の光軸に垂直な軸を中心に回転することにより、前記集光光を、前記領域に選択的に到達させる付記1に記載の前照灯装置。
前記蛍光発生部は、蛍光を発する蛍光体素子を備え、
前記蛍光体素子は、異なる色温度の光を発する前記領域を含み、
前記蛍光体素子が前記集光光学素子の光軸に垂直な方向に移動することにより、前記集光光を、前記領域に選択的に到達させる付記1に記載の前照灯装置。
前記蛍光発生部は、蛍光を発する蛍光体素子及び前記集光光を入射して前記蛍光体素子に向けて出射する透過素子を備え、
前記透過素子は、前記集光光学素子の光軸に垂直な軸を中心に回転し、
前記蛍光体素子は、異なる色温度の光を発する前記領域を含み、
前記透過素子が前記軸を中心に回転することにより、前記集光光を、前記領域に選択的に到達させる付記1に記載の前照灯装置。
前記蛍光発生部は、透過する光の波長を選択して、選択された前記波長以外の光を反射する波長選択素子を備え、
前記波長選択素子は、前記透過素子と前記蛍光体素子との間に配置されている付記7に記載の前照灯装置。
前記蛍光発生部は、蛍光を発する蛍光体素子を備え、
前記蛍光体素子は、異なる色温度の光を発する前記領域を含み、
前記蛍光体素子が前記集光光学素子の光軸に平行な軸を中心に回転することにより、前記集光光を、前記領域に選択的に到達させる付記1に記載の前照灯装置。
前記蛍光発生部は、透過する光の波長を選択して、選択された前記波長以外の光を反射する波長選択素子を備え、
前記波長選択素子は、前記集光光学素子と前記蛍光体素子との間に配置されている付記2、3、6又は9のいずれか1つに記載の前照灯装置。
前記蛍光発生部は、蛍光を発する蛍光体素子及び透過する光の波長を選択して、選択された前記波長以外の光を反射する波長選択素子を備え、
前記波長選択素子は、異なる波長の光を透過する領域を含み、
前記波長選択素子が前記集光光学素子の光軸に平行な軸を中心に回転することにより、前記集光光を、前記領域に選択的に到達させる付記1に記載の前照灯装置。
励起光を発する光源と、
前記励起光を入射して前記光源から出射した励起光を集光光に変換して出射する集光光学素子と、
前記集光光を入射し、前記集光光学素子の光軸に垂直な軸を中心に回転して、前記集光光を出射する透過素子と、
前記透過素子から出射された光を入射し蛍光を発する蛍光体素子とを備え、
前記蛍光体素子は、同じ色温度の光を発する領域を含み、
前記透過素子が前記軸を中心に回転することにより、前記集光光を、前記領域に選択的に到達させる前照灯装置。
<付記13>
光を発する光源と、
前記光源から出射された前記光を集光光に変換して出射する集光光学素子と、
前記集光光を投射する投射レンズと、
前記集光光学素子と前記投射レンズとの間に前記投射レンズの光軸に垂直な軸を中心に回転可能に支持されて、前記集光光を透過する板状の透過素子と
を備え、
前記集光光の集光位置は、前記集光光学素子と前記投射レンズとの間に位置し、
前記集光位置は、前記透過素子と前記投射レンズとの間に位置し、
前記集光位置を前記投射レンズの光軸に垂直な方向に移動させる照明装置。
<付記14>
前記光軸の方向において、前記集光位置は、前記投射レンズの焦点位置と一致する付記13に記載の照明装置。
<付記15>
前記光源から出射された光を励起光として入射して、蛍光を発する蛍光体素子を備え、
前記集光位置の移動により、前記蛍光体素子に到達する前記集光光の位置が移動する付記13または14に記載の照明装置。
<付記16>
前記蛍光体素子は、異なる色温度の光を発する複数の第1の領域を含み、
前記集光位置の移動により、前記蛍光体素子に到達する前記集光光が、前記第1の領域に到達する付記15に記載の照明装置。
<付記17>
透過する光の波長を選択して、選択された波長以外の光を反射する波長選択素子を備え、
前記波長選択素子は、前記集光光学素子と前記蛍光体素子との間に配置されている付記15または16に記載の照明装置。
<付記18>
前記波長選択素子は、異なる波長の光を透過する複数の第2の領域を含む付記17に記載の照明装置。
<付記19>
前記集光光を散乱させて散乱光とする拡散素子を備え、
前記散乱光は、前記投射レンズに入射する付記13または14に記載の照明装置。
<付記20>
前記光軸の方向において、前記拡散素子は、前記投射レンズの焦点位置に配置されている付記19に記載の照明装置。
<付記21>
前記光源から出射された光を平行光に変換する平行化レンズを備え、
前記光源は、複数備えられ、
前記平行化レンズから出射した前記光源に対応した複数の平行光は、互いに平行であり、
前記集光光学素子は、前記平行化レンズから出射した光を集光する付記13から20のいずれか1項に記載の照明装置。
<付記22>
付記13から21のいずれか1項に記載の照明装置を搭載した前照灯装置。
Claims (10)
- 光を発する光源と、
前記光源から出射された前記光を集光光に変換して出射する集光光学素子と、
前記集光光を励起光として入射して、蛍光を発する蛍光体素子と、
前記蛍光を投射する投射レンズと
を備え、
前記集光光の集光位置は、前記集光光学素子と前記投射レンズとの間に位置し、
前記集光光学素子と前記蛍光体素子との間に配置され、透過する光の波長を選択して、選択された波長以外の光を反射する波長選択素子をさらに備え、
前記波長選択素子は、異なる波長の光を透過する複数の第1の領域を含み、
前記集光位置の移動により、前記蛍光体素子に到達する前記集光光の位置が移動する照明装置。 - 前記蛍光体素子は、異なる色温度の光を発する複数の第2の領域を含み、
前記集光位置の移動により、前記蛍光体素子に到達する前記集光光の位置が、前記複数の第2の領域間で移動する請求項1に記載の照明装置。 - 前記集光位置を前記投射レンズの光軸に垂直な方向に移動させる請求項1または2に記載の照明装置。
- 前記光軸の方向において、前記集光位置は、前記投射レンズの焦点位置と一致する請求項3に記載の照明装置。
- 前記集光光学素子は、前記集光光学素子の光軸に垂直な第1の軸を中心に回転する請求項3または4に記載の照明装置。
- 前記集光光学素子は、前記集光光学素子の光軸に垂直な方向に移動する請求項3または4に記載の照明装置。
- 前記投射レンズの光軸に垂直な第2の軸を中心に回転可能に支持されて、前記集光光を透過する透過素子を備える請求項3または4に記載の照明装置。
- 前記投射レンズの光軸に垂直な第3の軸を中心に回転可能に支持されて、前記集光光を反射する反射素子を備える請求項3または4に記載の照明装置。
- 前記光源から出射された光を平行光に変換する平行化レンズを備え、
前記光源は、複数備えられ、
前記平行化レンズから出射した前記光源に対応した複数の平行光は、互いに平行であり、
前記集光光学素子は、前記平行化レンズから出射した光を集光する請求項1から8のいずれか1項に記載の照明装置。 - 請求項1から9のいずれか1項に記載の照明装置を搭載した前照灯装置。
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