JPWO2017082177A1 - 投射光学機器及び前照灯装置 - Google Patents
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Abstract
Description
《1−1》構成
図1は、本発明の実施の形態に係る投射光学機器10の構成を概略的に示す側面図である。また、図2は、図1に示される投射光学機器10の撓み部140の変形を概略的に示す側面図である。また、図3は、図1に示される投射光学機器10の構成を概略的に示す平面図である。
光源部110から出射された光(入射光)L11は、+Z軸方向に進行し、投射光学部材120に入射する。
以上に説明したように、実施の形態に係る投射光学機器10によれば、投射光学部材120が光源部110に対して相対的に揺動(振動)することによって、投射光L12の形状、強度、及び光学特性を変化させること、又は、制御することができる。その結果、簡単な機構によって、投射光学部材における光が照射される範囲を、面状とすることができる。したがって、投射光L12の特性を安定させることができる。
《2−1》構成
図12は、変形例1におけるバネ141の概略的な構成を示す断面図である。図12は、バネ141を光軸方向(Z軸方向)に見た図を示している。なお、図1に示された投射光学機器10が、板バネ141を4つ備えていることから、図12では、4つのバネ141の断面形状と配置とを示している。
ωx=(kx/m)0.5 ・・・・(1a)
ωy=(ky/m)0.5 ・・・・(1b)
変形例1に係る投射光学機器10によれば、柱形状のバネ141を備え、バネ141のX軸方向へ撓ませるばね定数kxとY方向へ撓ませるばね定数kyとは異なる。これにより、振動によって変化する投射光学部材220のX−Y平面上の位置は、例えば、サイクロイド曲線となる。したがって、入射光L11は、投射光学部材220の広い領域に分散されて照射される。よって、入射光L11が投射光学部材220の特定の領域に集中して照射される程度は低減される。そして、投射光学部材220上における局所的な温度上昇を抑制することができる。
《3−1》構成
図6は、本発明の変形例2に係る投射光学機器20の構成を概略的に示す側面図である。
投射光学部材220は、光源部210によって集光されたエネルギー密度が高い光である入射光L21によって励起される。投射光学部材220は、発光源211から発せられる光L21の波長よりも長い波長の光L22を発光する。この光は、投射光L22として、例えば、放射状に投射される。
以上に説明したように、変形例2に係る投射光学機器20によれば、投射光学部材220が光源部210に対して相対的に揺動(振動)することによって、投射光L22の形状、強度、及び光学特性を変化させる又は制御することができる。その結果、投射光L22の特性を安定させることができるという効果が得られる。
《4−1》構成
図7は、本発明の変形例3に係る投射光学機器30の構成を概略的に示す側面図である。
投射光学部材320は、光源部310から出射される入射光L31を受けて投射光L32を前方へ出射する。投射光学部材320の光入射面と光出射面は、例えば、配光パターンを拡散することなく前方へ投射する自由曲面である。
θ=tan−1(d/D)
=tan−1(1000[mm]/25000[mm])
=2.29[度] ・・・・(2)
以上に説明したように、変形例3に係る投射光学機器30によれば、投射光学部材320が光源部310に対して相対的に揺動(振動)することによって、投射光L32の形状、強度、及び光学特性を変化させることができる。または、投射光学機器30は、投射光L32の形状、強度、及び光学特性を制御することができる。その結果、投射光学機器30は、投射光L32の特性を安定させることができる。
《5−1》構成
図8は、本発明の変形例4に係る投射光学機器40の構成を概略的に示す側面図である。図8において、図1に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図1における符号と同じ符号が付される。
制御装置182は、振動付与部470の流れ発生源440を制御することで、流体450の流量、速さ、密度、又は他の物理量に対して変動を加え、静翼410に発生する圧力勾配に時間的な変化を与えることで、保持部材150を揺動させる。
以上に説明したように、変形例4に係る投射光学機器40によれば、簡単な改良によって、光源部110の冷却により出力を安定化させると同時に、投射光学部材120に対して安定した揺動を提供することができる。
図11は、変形例5に係る投射光学機器10aの撓み部の構成を概略的に示す斜視図である。図11において、図1に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図1における符号と同じ符号が付される。
図16は、本発明の変形例6に係る前照灯装置901の構成を概略的に示す図である。
<付記1−1>
光を発する光源部と、
前記光源部から発せられた前記光を投射光に変換する投射光学部材と、
前記投射光学部材を、前記光源部の光軸方向に直交する少なくとも一方向に、前記光源部に対して可動に支持する支持部と、
前記光源部及び前記投射光学部材の少なくとも一方に振動を付与する振動付与部と
を備えたことを特徴とする投射光学機器。
前記支持部は、前記光源部と前記投射光学部材とを連結する撓み部を有することを特徴とする付記1−1に記載の投射光学機器。
前記支持部は、
前記光源部が支持される第1の支持部材と、
前記投射光学部材が支持される第2の支持部材と、
前記第1の支持部材と前記第2の支持部材とを介して、前記光源部と前記投射光学部材とを連結する撓み部と
を有することを特徴とする付記1−1に記載の投射光学機器。
前記撓み部は、前記光軸方向に長尺な板バネを有することを特徴とする付記1−2又は1−3に記載の投射光学機器。
前記撓み部に取り付けられた共振点調節部材をさらに備えたことを特徴とする付記1−2から1−4のいずれか1つに記載の投射光学機器。
前記少なくとも一方向は、前記光軸方向に直交する第1方向であることを特徴とする付記1−1から1−5のいずれか1つに記載の投射光学機器。
前記少なくとも一方向は、前記光軸方向に直交する第1方向と、前記光軸方向と前記第1方向との両方に直交する第2方向とであることを特徴とする付記1−1から1−5のいずれか1つに記載の投射光学機器。
前記振動付与部は、前記投射光学機器の外部で発生した外部振動を前記光源部に伝達する振動伝達部材であることを特徴とする付記1−1から1−7のいずれか1つに記載の投射光学機器。
前記振動付与部は、前記光源部に振動を付与する振動発生装置であることを特徴とする付記1−1から1−7のいずれか1つに記載の投射光学機器。
前記振動付与部は、
前記投射光学部材に備えられた静翼と、
前記静翼に向けて流体を送る流れ発生源と
を有することを特徴とする付記1−1から1−7のいずれか1つに記載の投射光学機器。
前記投射光学部材は、レンズ及び蛍光体の内の少なくとも一方を有することを特徴とする付記1−1から1−10のいずれか1つに記載の投射光学機器。
前記投射光学部材の変位量を測定する測定部と、
前記光源部から発せられる前記光の光量を、前記変位量に対応する光量になるよう増減させる制御装置と
をさらに備えることを特徴とする付記1−1から1−11のいずれか1つに記載の投射光学機器。
前記測定部は、前記光源部から発せられた前記光の一部又は前記投射光の一部を検出する光検出器を有し、
前記制御装置は、前記光検出器の出力値の変動から前記投射光学部材の変位量を測定する
ことを特徴とする付記1−12に記載の投射光学機器。
前記制御装置は、前記投射光学部材の前記変位量から前記投射光学部材から出射される前記投射光の照射位置の変位量を事前に推定し、推定された前記変位量に対応するように、前記光源部から発せられる前記光の光量を増減させて配光制御を行うことを特徴とする付記1−12又は1−13に記載の投射光学機器。
前記制御装置は、前記撓み部の共振振動数から前記投射光学部材の変位量を事前に推定し、推定された前記変位量に対応するように前記光源部から発せられる前記光の光量を周期的に増減させることを特徴とする付記1−12又は1−13に記載の投射光学機器。
前記制御装置は、前記振動付与部の振動数から前記投射光学部材の変位量を事前に推定し、推定された前記変位量に対応するように前記光源部から発せられる前記光の光量を周期的に増減させることを特徴とする付記1−12又は1−13に記載の投射光学機器。
車両用の前照灯装置であって、
付記1−1から1−16のいずれか1つに記載の投射光学機器を備えたことを特徴とする前照灯装置。
車両用の前照灯装置であって、
付記1−8に記載の投射光学機器を備え、
前記投射光学機器の前記振動付与部は、前記外部振動として車両の振動を前記光源部に伝達する
ことを特徴とする前照灯装置。
<付記2−1>
光を発する光源部と、
前記光源部から発せられた前記光を投射光に変換する投射光学部材と、
前記投射光学部材を、前記光源部の光軸方向に直交する少なくとも一方向に、前記光源部に対して可動に支持する支持部と、
を備え
前記光源部および前記投射光学部材の少なくとも一方に振動が付与されることで、前記投射光学部材は、前記光源部に対して、前記光源部の光軸方向に直交する方向に振動する投射光学機器。
前記支持部は、前記光軸方向に直交する第1方向と、前記光軸方向と前記第1方向とに直交する第2方向に撓むことで前記光源部に対して前記投射光学部材を移動させる撓み部を備え、
前記撓み部の前記第1方向への撓みによる第1のばね定数と、前記第2方向への撓みによる第2のばね定数とは互いに異なる付記2−1に記載の投射光学機器。
前記撓み部は、柱形状をしている付記2−2に記載の投射光学機器。
前記撓み部は、前記光軸方向に長尺な板バネを備える付記2−2に記載の投射光学機器。
前記撓み部の前記板バネは、第1の板バネと第2の板バネを含み、
前記第1の板バネの撓み方向は、前記第1方向であり、
前記第2の板バネの撓み方向は、前記第2方向である
付記2−4に記載の投射光学機器。
前記支持部は、
前記光源部が支持される第1の支持部材と、
前記投射光学部材が支持される第2の支持部材と、
前記第1の支持部材と前記第2の支持部材と、
を備え、
前記撓み部は、前記第1の支持部材と前記第2の支持部材とを介して、前記光源部と前記投射光学部材とを連結する
付記2−2から2−5のいずれか1つに記載の投射光学機器。
前記撓み部に取り付けられた共振点調節部材をさらに備えたことを特徴とする付記2−2から2−6のいずれか1つに記載の投射光学機器。
前記投射光学部材は、前記投射光学部材で発生する熱を低減する放熱部を備え、
前記放熱部は、前記光源部から発せられた前記光を通す開口を備える付記2−1から2−7のいずれか1つに記載の投射光学機器。
前記投射光学部材は、レンズである付記2−1から2−8のいずれか1つに記載の投射光学機器。
前記投射光学部材は、前記光源部から発せられた前記光を励起光として蛍光を発する蛍光体である付記2−1から2−8のいずれか1つに記載の投射光学機器。
前記光源部および前記投射光学部材の少なくとも一方に振動を付与する振動付与部を備える付記2−1から2−10のいずれか1つに記載の投射光学機器。
前記振動付与部は、前記投射光学機器の外部で発生した外部振動を前記光源部に伝達する振動伝達部材である付記2−11に記載の投射光学機器。
前記振動付与部は、前記光源部に振動を付与する振動発生装置である付記2−11に記載の投射光学機器。
前記振動付与部は、前記投射光学部材に備えられた翼型部材を備え、
前記翼型部材は、流体を受けて振動する付記2−11に記載の投射光学機器。
前記振動付与部は、前記翼型部材に向けて前記流体を送る流れ発生源を備える付記2−14に記載の投射光学機器。
前記投射光学部材の変位量を測定する測定部と、
前記光源部から発せられる前記光の光量を、前記変位量に対応する光量になるよう増減させる制御部と
をさらに備える付記2−1から2−15のいずれか1つに記載の投射光学機器。
前記測定部は、前記光源部から発せられた前記光の一部又は前記投射光の一部を検出する光検出器を備え、
前記制御部は、前記光検出器の出力値の変動から前記投射光学部材の変位量を測定する付記16に記載の投射光学機器。
前記制御部は、前記投射光学部材の前記変位量から前記投射光学部材から出射される前記投射光の照射位置の変位量を事前に推定し、推定された前記変位量に対応するように、前記光源部から発せられる前記光の光量を増減させて配光制御を行う付記2−16又は2−17に記載の投射光学機器。
前記制御部は、前記支持部の共振振動数から前記投射光学部材の変位量を事前に推定し、推定された前記変位量に対応するように前記光源部から発せられる前記光の光量を周期的に増減させる付記2−16又は2−17に記載の投射光学機器。
前記光源部および前記投射光学部材の少なくとも一方に振動を付与する振動付与部を備え、
前記制御部は、前記振動付与部の振動数から前記投射光学部材の変位量を事前に推定し、推定された前記変位量に対応するように前記光源部から発せられる前記光の光量を周期的に増減させることを特徴とする付記2−16又は2−17に記載の投射光学機器。
前記光源部又は前記投射光学部材に振動が付与される方向は、前記光軸方向に直交する方向である付記2−1から2−20のいずれか1つに記載の投射光学機器。
前記光源部又は前記投射光学部材に振動が付与される方向は、前記光軸方向に直交するとともに、互いに直交する2つの方向である付記2−1から2−20のいずれか1項に記載の投射光学機器。
車両に用いられる前照灯装置であって、
付記2−1から2−22のいずれか1つに記載の投射光学機器を備える前照灯装置。
車両に用いられる前照灯装置であって、
付記2−12に記載の投射光学機器を備え、
前記投射光学機器の前記振動付与部は、前記外部振動として車両の振動を前記光源部に伝達する前照灯装置。
車両に用いられる前照灯装置であって、
付記2−14に記載の投射光学機器を備え、
前記流体は、前記車両が走行することによる空気の流れである前照灯装置。
車両に用いられる前照灯装置であって、
付記2−15に記載の投射光学機器を備え、
前記流れ発生源は、前記車両が走行することによる空気の流れを前記翼型部材に導く前照灯装置。
Claims (11)
- 光を発する光源部と、
前記光源部から発せられた前記光を投射光に変換する投射光学部材と、
前記投射光学部材を、前記光源部の光軸方向に直交する少なくとも一方向に、前記光源部に対して可動に支持する支持部と、
を備え
前記光源部および前記投射光学部材の少なくとも一方に振動が付与されることで、前記投射光学部材は、前記光源部に対して、前記光源部の光軸方向に直交する方向に振動する投射光学機器。 - 前記支持部は、前記光軸方向に直交する第1方向と、前記光軸方向と前記第1方向とに直交する第2方向に撓むことで前記光源部に対して前記投射光学部材を移動させる撓み部を備え、
前記撓み部の前記第1方向への撓みによる第1のばね定数と、前記第2方向への撓みによる第2のばね定数とは互いに異なる
請求項1に記載の投射光学機器。 - 前記撓み部は、柱形状をしている請求項2に記載の投射光学機器。
- 前記撓み部は、前記光軸方向に長尺な板バネを備える請求項2に記載の投射光学機器。
- 前記撓み部の前記板バネは、第1の板バネと第2の板バネを含み、
前記第1の板バネの撓み方向は、前記第1方向であり、
前記第2の板バネの撓み方向は、前記第2方向である
請求項4に記載の投射光学機器。 - 前記投射光学部材は、前記投射光学部材で発生する熱を低減する放熱部を備え、
前記放熱部は、前記光源部から発せられた前記光を通す開口を備える
請求項1から5のいずれか1項に記載の投射光学機器。 - 前記投射光学部材は、前記光源部から発せられた前記光を励起光として蛍光を発する蛍光体である
請求項1から6のいずれか1項に記載の投射光学機器。 - 前記光源部および前記投射光学部材の少なくとも一方に振動を付与する振動付与部を備える
請求項1から7のいずれか1項に記載の投射光学機器。 - 前記光源部又は前記投射光学部材に振動が付与される方向は、前記光軸方向に直交する方向である請求項1から8のいずれか1項に記載の投射光学機器。
- 前記光源部又は前記投射光学部材に振動が付与される方向は、前記光軸方向に直交するとともに、互いに直交する2つの方向である請求項1から8のいずれか1項に記載の投射光学機器。
- 車両に用いられる前照灯装置であって、
請求項1から10のいずれか1項に記載の投射光学機器を備える前照灯装置。
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