CN105683650A - 照明装置、车辆及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

提高照明装置的控制性，提高耐久性。具备：光源(10)；聚光单元(20)，将从光源(10)射出的第1光(71)作为聚光光(73)聚光至波长变换元件(50)的规定的焦点位置(75)；波长变换元件(50)，接收所述聚光光(73)而在发光点(80)发出第2光(81)；以及投影透镜(60)，将所述第2光(81)作为投影光(85)进行投影。该照明装置(1)通过使聚光透镜(30)的焦点位置(75)变化，使相对于投影透镜的第2光(81)的发光点(80)变化，从而能够使第2光向任意方向投影。

Description

照明装置、车辆及其控制方法
技术领域
本公开涉及一种利用通过将从光源射出的光照射至波长变换元件而产生的光的照明装置、车辆及其配光控制方法。
背景技术
如图20所示，现有的能够控制配光的照明装置设为具备下述部件的结构：激光装置1032；可二维地倾倒的MEMS(微机电)反射镜1033，对从激光装置1032射出的光进行反射；荧光体面板1034，对接收由MEMS反射镜1033反射的光而射出白色光的荧光体1342进行支撑；投影透镜1040，将从荧光体面板1034射出的白色光向车辆前方投影；以及控制部，对激光装置1032的点亮强度以及MEMS反射镜1033的倾倒角度和倾倒方向进行控制，以规定的扫描模式使从激光装置1032射出而由MEMS反射镜1033反射的光在荧光体面板1034上扫描。
此外，作为与本申请有关的现有技术文献信息，例如已知专利文献1。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-222238号公报
发明内容
在这样的现有的照明装置中，其耐久性低成为问题。
即，在上述现有的照明装置中，为了控制配光，使用作为机械部件的MEMS反射镜构成。MEMS反射镜通过对在可动的反射镜形成的电极施加的静电力，使反射镜可动。这样的机械部件由于长期使用而发生磨损，因此该照明装置的控制性降低，耐久性变低。
因此，本公开的目的在于改善具有波长变换元件和聚光透镜的照明装置、以及使用该照明装置的车辆的耐久性。
为了解决上述课题，本公开的照明装置具有：光源；波长变换元件，接收从光源射出的第1光而发出第2光；聚光单元，将第1光聚光至波长变换元件的规定的焦点位置；投影透镜，将第2光进行投影；以及多个电极，根据控制信号使焦点位置变化。
通过设为这样的结构，能够不使用机械部件地使第1光在波长变换元件中聚光的部位变化。其结果是，能够提高照明装置的耐久性。
在本公开的照明装置中，进一步优选将多个电极配置于聚光单元。
在本公开的照明装置中，进一步优选将多个电极形成在与第1光的主轴垂直的平面上。
在本公开的照明装置中，进一步优选将多个电极配置于光源。
在本公开的照明装置中，进一步优选光源具有多个光波导，多个电极与多个光波导分别连接。
在本公开的照明装置中，进一步优选波长变换元件具有被划分的多个光变换部。
在本公开的照明装置中，进一步优选光变换部具备荧光体。
在本公开的照明装置中，进一步优选聚光单元由准直透镜以及聚光透镜构成。
本公开的车辆优选具备上述照明装置。
在本公开的照明装置的控制方法中，优选在上述照明装置中，具备对多个电极独立地供给电力的控制装置，使对多个电极供给的电力量变化。
根据本公开，能够不使用机械部件的情况下使第1光在波长变换元件中聚光的部位变化。其结果是，能够提高照明装置的耐久性。
附图说明
图1是说明本公开的实施方式1的照明装置的结构的示意性剖视图。
图2是说明该照明装置的结构以及动作的示意性剖视图。
图3是与该照明装置的聚光透镜30附近的结构有关的示意性立体图。
图4是与该照明装置的光学系统周围的结构有关的示意性剖视图。
图5是与该照明装置的光学系统周围的结构以及动作有关的示意性剖视图。
图6是说明使用该照明装置的车辆的图。
图7是说明使用该照明装置的车辆的图。
图8是说明使用该照明装置的车辆的功能的图。
图9是说明使用该照明装置的车辆的功能的图。
图10是说明本公开的实施方式1的照明装置的变形例的结构的示意性剖视图。
图11是说明该照明装置的变形例的结构以及动作的示意性剖视图。
图12是说明该照明装置的变形例所涉及的波长变换元件50的结构的示意性剖视图。
图13是说明本公开的实施方式2的照明装置的结构以及动作的示意性的图。
图14是说明该照明装置的结构以及动作的示意性的图。
图15是说明该照明装置的结构以及动作的示意性的图。
图16A是说明该照明装置的光源10的结构的示意性剖视图。
图16B是说明该照明装置的光学系统周围的结构的示意性剖视图。
图17是说明本公开的实施方式3的照明装置的光源10以及光学系统周围的结构的示意性剖视图。
图18是说明该照明装置的结构的示意性剖视图。
图19是说明该照明装置的结构以及动作的示意性剖视图。
图20是说明现有的照明装置的结构的图。
具体实施方式
以下使用附图说明本公开的实施方式。
(实施方式1)
以下，参考附图说明本公开的实施方式1的照明装置及其控制方法。
如图1所示，本公开的实施方式1的照明装置1具备：光源10；聚光单元20，将从光源10射出的第1光71作为聚光光73聚光至波长变换元件50的规定的焦点位置75；波长变换元件50，接收所述聚光光73而在发光点80发出第2光81；以及投影透镜60，将所述第2光81作为投影光85进行投影。
所述聚光单元20由一个或多个透镜构成，在本实施方式中由准直透镜25和聚光透镜30构成。
如图2所示，该照明装置1通过使聚光透镜30的焦点位置75变化，使相对于投影透镜60的第2光81的发光点80变化，从而能够使第2光81向任意的方向投影。
以下进行更为具体的说明。
(第2光的生成方法)
如图1所示，照明装置1将从光源10射出的第1光71利用聚光单元20聚光至波长变换元件50，从波长变换元件50作为第2光81进行放射，使用投影透镜60投影。
首先，说明放射第2光81的波长变换元件50。在本实施方式中，将第1光71的波长范围设为380nm至499nm而进行说明。
首先，在第1光71的波长为420nm～499nm的情况下，通过将主要发光波长位于540nm～610nm的范围、至660nm为止具有发光波长的黄色荧光体，分散至透明基体中，或者在透明基体上作为荧光体层形成，从而能够构成波长变换元件50。作为构成透明基体的材料，例如能够使用硅、低熔点玻璃、透明陶瓷、蓝宝石、氧化锌等。另外，将下面所述的荧光体材料作为荧光体层、将硅、低熔点玻璃、氧化锌等作为粘合剂而进行层叠，从而构成了透明基体。另外，也可以通过对下述荧光体材料进行烧结等，从而作为透明基体使用。在使用这样的波长变换元件50的情况下，通过调整波长变换元件50的荧光体的材料、分散的荧光体的浓度或荧光体层中的荧光体的浓度、荧光体层的形成位置等，从而调整第1光71与来自黄色荧光体的放射光的强度比。其结果是，能够使从该波长变换元件50射出的第2光81成为主要波长范围为420nm～660nm的白色光。作为黄色荧光体，例如能够使用Ce激活YAG系荧光体((Y，Gd)3(Al，Ga)5O12：Ce)、Eu激活阿尔法(alpha)-SiAlON荧光体、Eu激活(Ba、Sr)Si2O2N2荧光体等黄色荧光体。
另外，作为荧光体，并不如上述所示限定于一个种类的荧光体，例如也可以通过将主要发光波长为590nm～660nm的范围的红色荧光体、主要发光波长为500nm～590nm的范围的绿色荧光体进行混合，从而生成白色光。
作为红色荧光体，例如能够使用由Eu激活(Sr、Ca)AlSiN3荧光体、Eu激活CaAlSiN3荧光体等构成的红色荧光体。作为绿色荧光体，例如能够使用Ce激活Lu3Al5O12荧光体、Eu激活贝塔(beta)-SiAlON荧光体、Eu激活SrSi2O2N2荧光体、Eu激活(Ba、Sr)Si2O2N2荧光体等绿色荧光体。
此外，在第1光71的波长为380nm～430nm的情况下，通过将主要发光波长为590nm～660nm的范围的红色荧光体、主要发光波长为500nm～590nm的范围的绿色荧光体、主要发光波长为430nm～500nm的范围的蓝色荧光体，分别分散至透明基体中，或者在该透明基体上形成为荧光体层，从而能够构成波长变换元件50。通过使用这样的波长变换元件50，调整来自上述的红色、绿色、蓝色荧光体的放射光的强度比，从而能够生成具有高的显色性、将其波长范围设为430nm～660nm的第2光81。作为蓝色荧光体，例如能够使用由Eu激活BaMgAl10O17荧光体、Eu激活Sr3MgSi2O8荧光体、Eu激活Sr5(PO4)3Cl(SCA荧光体)等构成的蓝色荧光体。作为红色荧光体，例如除了Eu激活(Sr、Ca)AlSiN3荧光体、Eu激活CaAlSiN3荧光体之外，还能够使用由Y2O2S：Eu3+荧光体等构成的红色荧光体。
此外，在第1光71的波长为380nm～420nm的情况下，也可以使用主要发光波长为430nm～500nm的范围的蓝色荧光体、与主要发光波长位于540nm～610nm的范围且至700nm为止具有发光波长的黄色荧光体的组合。
(第2光的控制方法)
接着，说明照明装置的控制方法。
图1所示的车辆用的照明装置1具备：光源10；波长变换元件50，接收从光源10射出的第1光71而发出第2光81；以及聚光透镜30，将第1光71向波长变换元件50聚光。还具备：控制装置90，通过对在聚光透镜30形成的多个电极施加控制信号，从而使聚光透镜30的焦点位置75变化。此外，在控制装置90内置有控制电路。该控制装置90既可以与光源10、波长变换元件50、聚光单元20等一起作为1个模块进行组装，也可以与光源10、波长变换元件50、聚光单元20等分开而配置。
以下，使用图3至图5，更具体地说明聚光透镜30的焦点位置的变化。图3示出在聚光透镜30形成的多个电极的结构。图4示出第1光72(聚光光73)在波长变换元件50的大致中央处聚光时的聚光透镜30、波长变换元件50、以及投影透镜60以及其他结构的配置关系。图5示出第1光72(聚光光73)在波长变换元件50的从中心偏离的位置处聚光时的聚光透镜30、波长变换元件50、以及投影透镜60以及其他结构的配置关系。
在图3至图5中，聚光透镜30具有第1透明基板33和与该第1透明基板33相向设置的第2透明基板34，在第1透明基板33的外周部设置公共电极(未图示)，在第2透明基板34的外周部，如图3所示，配置第1电极37A、第2电极37B、第3电极37C、第4电极37D、第5电极37E、第6电极37F、第7电极37G、第8电极37H、以及与设置在第1透明电极33的公共电极(未图示)连接的公共电极38。
关于该图3所涉及的聚光透镜30，为了利用控制信号使图1中的焦点位置75变化，使下述电压独立地变化，即，对设为具有固定的多个电极的结构的第3电极37C与公共电极38、第4电极37D与公共电极38、第5电极37E与公共电极38、第6电极37F与公共电极38、第7电极37G与公共电极38、第8电极37H与公共电极38施加的电压。利用该变化，使聚光透镜30的焦点位置75变化，使相对于投影透镜的第2光81的发光点80变化，从而能够使第2光向任意的方向投影。
如图3、图4以及图5所示，在由第1透明基板33、第2透明基板34包围的区域中设置第1液体31、第2液体32。并且，在第1电极37A的与第1液体31、第2液体32的接触面、第2电极37B的与第1液体31、第2液体32的接触面、第3电极37C的与第1液体31、第2液体32的接触面、第4电极37D的与第1液体31、第2液体32的接触面、第5电极37E的与第1液体31、第2液体32的接触面、第6电极37F的与第1液体31、第2液体32的接触面、第7电极37G的与第1液体31、第2液体32的接触面、以及第8电极37H的与第1液体31、第2液体32的接触面，设置有绝缘膜36。
此外，虽然未图示，但在第1电极37A与第2电极37B之间、以及第3电极37C与第4电极37D之间，设置有第2绝缘膜(未图示)。通过设置第2绝缘膜(未图示)，从而能够单独地控制第1电极37A与第2电极37B之间的电压、和第3电极37C与第4电极37D之间的电压。
另外，虽然未图示，但在第5电极37E与第6电极37F之间、以及第7电极37G与第8电极37H之间，设置有第2绝缘膜(未图示)。通过设置第2绝缘膜(未图示)，从而能够单独地控制第5电极37E与第6电极37F之间的电压、和第7电极37G与第8电极37H之间的电压。
对这样的聚光透镜30射入第1光72，利用该聚光透镜30聚光了的第1光72(聚光光73)由波长变换元件50接收，发出第2光81。
第1液体31的折射率与第2液体32的折射率不同，第1液体31和第2液体32不相互混合，成为在第1透明基板33侧和第2透明基板34侧分离的状态。作为第1液体31，例如能够使用导电性的水溶液，作为第2液体32，例如能够使用非导电性的硅油。特别地，在将车辆100用于寒冷地区的情况下，第1液体31、第2液体32优选使用抗冻液构成，例如，第1液体31优选使用乙二醇，第2液体32优选使用浸润油(イマ一ジヨンオイル)。
此外，以下，将第2液体32的折射率设为大于第1液体31的折射率。
如果在第1电极37A、第2电极37B、第3电极37C、第4电极37D、第5电极37E、第6电极37F、第7电极37G、第8电极37H、以及公共电极(相向电极)38之间施加第1电压V1(例如40V)，则第1液体31被拉拽至周边的多个电极(第1电极37A至第8电极37H全部)侧。由于该第1液体31的运动，第2液体32向聚光透镜30的中心方向会聚。其结果是，折射率不同的第1液体31与第2液体32的接触的曲面的曲率变大。因此，通过适当地调整施加电压，从而能够将第1光72在波长变换元件50的大致中央处聚光。
另一方面，如图5所示，例如，在第1电极37A与公共电极(相向电极)38之间、以及第5电极37E与公共电极38之间，施加不同的电压。在此，设第5电极37E的电压大于第1电极37A的电压。这样，如图5所示，第1液体31与第2液体32的接触的曲面的曲线形状为，第1电极37A侧的曲率变小，第5电极37E侧的曲率变大。即，施加了大电压的第5电极37E侧的第2液体32的曲面的曲率变大，施加了小电压的第1电极37A的第2液体32的曲面的曲率变小。因此，第1光71能够在波长变换元件50上的与中央相比的上方成像。如上述所示，能够根据时间点不同而使第1光72在波长变换元件50上的焦点位置变化，能够使放射第2光81的发光点80的位置变化，通过投影透镜60使投影光的投影方向自由地变化。
(车辆的例子)
作为搭载有上述照明装置1作为车辆前灯(headlamp)的车辆的例子，示出图6所示的车辆100和图7所示的车辆100。图7所示的车辆100是使图6所示车辆的前灯的形状更薄而得到的。
如图6、图7所示，搭载上述照明装置1作为前灯、具有与光源10以及控制装置90电气连接的电源的车辆100，由于能够使从照明装置1投影的投影光85向任意方向投影，所以能够提高行驶时的物体的可视性和相向车的物体的可视性。
此外，作为搭载有上述照明装置1作为前灯的车辆的例子，示出了图6所示的车辆100和图7所示的车辆100，但无论是哪一种结构，都同样能够得到与上述配光控制有关的效果。
此外，光源10通过使用例如激光等出射光的指向性高的光源，尤其是通过使用氮化物半导体激光元件，从而与LED、灯(lamp)相比发光效率高且发光面积小，因此能够以紧凑的光学系统实现结构，能够谋求照明装置1的小型化、高效率化、低成本化。
另外，作为其结果，将该照明装置1作为前灯使用时的设计自由度增加，能够采用如图7所示的车辆100那样使前灯的形状更薄等崭新的设计。
另外，如图6、图7所示，搭载这样的照明装置1作为前灯、具有与光源10以及控制装置90电气连接的电源的车辆100，由于能够使从照明装置1投影的投影光85向任意方向投影，所以能够提高行驶时的物体的可视性和相向车的物体的可视性。更具体而言，如图8、图9所示，例如，根据道路上有相向车101时和没有相向车101时等状况，使前灯的配光变化，从而能够在不会使相向车101由于行驶车(车辆100)的前灯的光而降低可视性的情况下，维持行驶车(车辆100)的可视性。此外，本实施方式的照明装置能够不使用机械部件地提供可进行配光控制的照明装置，因此能够小型地实现照明装置。因此，能够如图6、图7所示将前灯设为更自由的设计。
(变形例)
接着，使用图10至图12说明实施方式1的变形例。在本变形例中，照明装置与上述照明装置基本为相同的结构，仅对不同的部分进行说明。
与上述图1所示的照明装置相比，在本变形例中，波长变换元件50的构造不同。如图12所示，波长变换元件50在由例如铝合金材料构成的基台52中设置贯穿孔52A、贯穿孔52B、贯穿孔52C，在这些贯穿孔52A、贯穿孔52B、贯穿孔52C中，分别具备由将来自光源10的出射光的波长变换为长波长的荧光体等构成的进行波长变换的光变换部51A、光变换部51B、光变换部51C。具体而言，来自光源10的出射光的主要发光波长位于420nm至500nm之间。并且，光变换部51A、光变换部51B、光变换部51C在由例如硅、环氧等有机材料、或者低熔点玻璃、氧化铝、氧化锌等无机材料构成的粘合剂中，混合将主要波长范围为波长420nm～500nm的光变换至主要波长范围为波长500nm～700nm的光的荧光体而成。作为荧光体的具体例子，可举出Ce激活石榴石结晶荧光体((Y、Gd)3(Ga、Al)5O12：Ce3+荧光体)、Eu激活(Ba，Sr)Si2O2N2荧光体等。
此外，在波长变换元件50中，与基台52的聚光单元20侧的面接触而具备例如对波长500nm以下的光进行透过、对波长500nm以上的光进行反射的分色镜53。分色镜53在例如玻璃或蓝宝石、氮化铝等透明基板上形成作为例如电介质多层膜的膜而构成。
在本变形例中，通过使对在聚光透镜30形成的多个电极施加的电力变化，从而使第1光71入射至光变换部51A、光变换部51B、光变换部51C中的任一者。例如，在图10中，使第1光71入射至配置在主轴的光变换部51B。此时，第2光81通过投影透镜60成为沿主轴的投影光85并放射。
在图11中，使第1光71入射至相对于主轴位于离心的位置的光变换部51C。此时，第2光81通过投影透镜60成为相对于主轴具有角度的投影光85并放射。
在该结构中，波长变换元件50的荧光体配置在由侧面的光反射率高的铝合金构成的贯穿孔52A、贯穿孔52B、贯穿孔52C中。另外，在入射侧配置对从荧光体放射的光进行反射的分色镜53。因此，能够容易地得到从第1光向第2光变换高的投影光，并且能够容易地使投影光的放射方向变化。
此外，在本变形例中，从光源10射出的光的发光波长、波长变换元件的材料等能够与实施方式1同样地变更。此时，在从光源10射出的光的发光波长为380nm至420nm的范围的情况下，可以将波长变换元件50具备的分色镜53的特性与发光波长相应地设为例如对波长420nm以下的光进行透过，对波长420nm以上的光进行反射。
(实施方式2)
接着，使用图13至图15、图16A以及图16B说明实施方式2的照明装置的结构。如图13所示，实施方式2的照明装置1具备：光源10；聚光单元20，将从光源10射出的第1光71作为聚光光73聚光至波长变换元件50的规定的焦点位置75；以及波长变换元件50，接收所述聚光光73而发出第2光81。还具备将所述第2光81作为投影光85进行投影的投影透镜60，为了利用控制信号使所述焦点位置75变化，设为具有固定的多个电极的结构。在本实施方式中，所述聚光单元20由一个或多个透镜构成，在本实施方式中由准直透镜25和聚光透镜40构成。所述多个电极在光源10中构成，具体而言，如图16A所示，由在构成光源10的半导体发光元件11形成的第1电极37A、第2电极37B、第3电极37C、以及在基座(サブマウント)13形成的公共电极38构成。
(详细结构)
图16A以及图16B是表示实施方式2的照明装置1的光源10、光学系统的详细构造例的示意性剖视图。在本实施方式中，如图16A所示，光源10例如在由脚柱15a、基底15b、引脚(リ一ドピン)16a、引脚16b、引脚16c、引脚16g等构成的封装件19中搭载半导体发光元件11而成。
半导体发光元件11由在衬底上层叠有半导体层的构造形成，放射波长380n～499nm的光。具体而言，例如，在作为n型GaN衬底的衬底上，具体而言以n型包覆层、n型光导层、InGaN量子阱层、p型光导层、电子阻挡层、p型包覆层、p型电极接触层的顺序，层叠作为III族元素(Al、Ga、In)的氮化物的半导体层。
在半导体发光元件11形成的、光波导11a、光波导11b、以及光波导11c例如由半导体激光器的脊条(リツジストライプ)构成。例如，通过基于半导体光刻的图案成型、以及干蚀刻来形成。具体而言，例如，在层叠有半导体层的晶片表面，用化学气相沉积(ChemicalVaporDeposition，简称CVD)等对未图示的SiO2膜进行成膜。使用光刻法对该SiO2膜进行脊条的掩膜图案成型，利用干蚀刻形成脊状的多个条纹构造。因此，在本实施方式中，能够在一个半导体发光元件11容易地形成多个光波导(光波导11a、光波导11b、以及光波导11c)。
此外，在条纹构造的上部，通过对例如Pd、Pt、Ni、Ti、Au等金属中的任一种或多种进行蒸镀、图案成型，从而形成第1电极37A、第2电极37B、以及第3电极37C。因此，能够将多个电极容易地与多个光波导连接。
通过作为例如金线的金属细线，第1电极37A、第2电极37B、以及第3电极37C分别与引脚16a、引脚16b、以及引脚16c能够容易地设为进行电气连接且彼此电气分离的结构。
封装件19在由例如铁或铜构成的基底15b上，形成搭载基座13和半导体发光元件11的、由例如铁或铜构成的脚柱15a。在基底15b形成开口部，经由未图示的绝缘部件固定引脚16a、引脚16b、引脚16c、以及引脚16g。引脚16a、引脚16b、引脚16c、引脚16g与在基底15b的同脚柱15a相反侧处配置的配线连接，与控制装置90连接。在此，在基座13形成公共电极(相向电极)38，将半导体发光元件11的与第1电极37A相反的面经由金属细线与引脚16g电气连接。
此外，在光源10中，为了封装半导体发光元件11，气密封装有安装了透光窗17b的帽部(キヤツプ)17a。
如图16B所示，波长变换元件50在由例如铝合金等构成的基台52中形成开口部52A、开口部52B、开口部52C，埋入包含例如蓝色荧光体和黄色荧光体的光变换部51A、光变换部51B、光变换部51C。在基台52的聚光透镜40侧，为了将由光变换部51A、光变换部51B、光变换部51C产生的光高效地向投影透镜60侧反射，配置分色镜53。
半导体发光元件11从与3个光波导连接的发光点12a、发光点12b、发光点12c射出例如主波长为405nm的激光。在此，分色镜53在例如玻璃或蓝宝石等透明板上形成电介质多层膜而构成，该电介质多层膜例如对波长430nm以下的光进行透过，对波长430nm以上的光进行反射。
投影透镜60配置在波长变换元件50的与聚光透镜30相反侧的位置。投影透镜60是由一块透镜或多块透镜组构成的光学元件，为了高效地导入从波长变换元件50放射的作为荧光或扩散光的放射光，设定为高的数值孔径(NA)，例如0.8以上。
(配光控制)
接着，使用图13至图15说明本实施方式的照明装置1的控制方法。从发光点12a、发光点12b、发光点12c射出的未图示的第1光穿过准直透镜25、聚光透镜40，分别精度良好地聚光至波长变换元件50的光变换部51A、光变换部51B、光变换部51C。
控制装置90与光源10连接，经由第1电极37A、第2电极37B、第3电极37C，对与发光点12a、发光点12b、发光点12c连接的光波导独立地施加电力。
图13是说明仅对第2电极37B供给了电力的情况的图，从发光点12b射出的第1光71通过准直透镜25、聚光透镜40聚光至波长变换元件50的光变换部51B。在光变换部51B中，第1光71被变换为例如混合了蓝色光以及黄色光的第2光81，通过聚光透镜40进行会聚，向外部作为白色光的投影光85向照明装置1的外部放射。此时，投影光85作为沿主轴(Principalaxis)射出的投影光进行放射。
图14是说明仅对第3电极37C供给了电力的情况的图，从发光点12c射出的第1光71聚光至波长变换元件50的位于相对于主轴偏离的位置处的焦点位置75。在焦点位置75的波长变换元件50中，第1光71被变换为例如混合了蓝色光以及黄色光的第2光81，通过投影透镜60进行会聚，向外部作为白色光的投影光85向照明装置1的外部放射。此时，投影光85作为相对于主轴具有角度的投影光进行放射。
图15是说明仅对第1电极37A供给了电力的情况的图，从发光点12a射出的第1光71聚光至波长变换元件50的位于相对于主轴向图14的相反方向偏离的位置处的焦点位置75。在焦点位置75的波长变换元件50中，第1光71被变换为例如混合了蓝色光以及黄色光的第2光81，通过聚光透镜40进行会聚，利用分色镜58向外部作为白色光的投影光85向照明装置1的外部放射。此时，投影光85作为相对于主轴向与图14时相反的方向具有角度的投影光进行放射。
如上述所示，通过对第1电极37A、第2电极37B、第3电极37C独立地施加电力，调整其电力量，从而能够使从照明装置1射出的投影光的放射方向任意变化。此时，照明装置1的方向的变化不借助于机械部件，因此能够容易地变换投影光的放射方向，并且提高照明装置1的耐久性。
此外，在上述内容中，说明了对第1电极37A、第2电极37B、第3电极37C中的任一者供给电力的方法，但不限于此。例如，通过对第1电极37A和第2电极37B两者供给电力的方法、对第1电极37A和第2电极37B两者供给电力并且对第2电极37B供给第1电极37A的一半的电力量等，独立地、自由地供给对第1电极37A、第2电极37B、第3电极37C供给的电力量，从而能够构成任意的配光图案。
此外，在上述动作的说明中，波长变换元件50例如与实施方式1同样地形成有荧光体(参照上述(第2光的生成方法))。
此外，在上述内容中，也可以将半导体发光元件11的出射光的波长设为位于波长430nm至500nm之间的所谓的蓝色光，将波长变换元件50以及光变换部51A、光变换部51B、光变换部51C设为含有主要放射光的波长范围为500nm～660nm的荧光体的光变换部，设为利用荧光体使第1光的部分或全部光的波长变化，作为第2光进行放射的光变换部的结构。利用该结构，能够将从半导体发光元件11射出的光的一部分作为第2光进行放射。在此情况下，优选设为在分色镜53的特性中考虑了偏振特性的设计，对作为偏振光的第1光71进行透过，对作为无偏振光的第2光81的蓝色光成分的一部分进行反射。
(实施方式3)
以下，参照图17至图19说明本公开的实施方式3的照明装置1。仅对本实施方式的照明装置与实施方式2的照明装置的结构不同的部分进行说明。
图17是表示实施方式3的照明装置1的结构的示意性剖视图。在本实施方式中，与实施方式2同样，半导体发光元件具备3条光波导，另外，波长变换元件具备3个光变换部。在本实施方式的照明装置1中，主要是波长变换元件50和聚光透镜40、分色镜58的结构或功能与实施方式2的照明装置不同。
波长变换元件50在由例如铝合金等构成的基台52中形成开口部52A、开口部52B、开口部52C，埋入包含例如蓝色荧光体和黄色荧光体的光变换部51A、光变换部51B、光变换部51C。在基台52的与聚光透镜40相反侧处，配置高效地将由光变换部产生的热进行散热的散热部55。半导体发光元件11具有与3个发光点12a、发光点12b、发光点12c连接的光波导，射出例如主波长位于400nm至410nm之间的激光。在光源10与波长变换元件50之间，配置准直透镜25、分色镜58、以及聚光透镜40。在此，分色镜58在玻璃板上形成电介质多层膜而构成，该电介质多层膜关于从45°方向入射的光，例如对波长430nm以下的光进行透过，对波长430nm以上的光进行反射。
从发光点12a、发光点12b、发光点12c射出的未图示的第1光穿过准直透镜25、分色镜58、聚光透镜40，分别精度良好地聚光至波长变换元件50的光变换部51A、光变换部51B、光变换部51C。
控制装置90与光源10连接，经由第1电极37A、第2电极37B、第3电极37C，对与发光点12a、发光点12b、发光点12c连接的光波导独立地施加电力。
图18是说明仅对第1电极37A供给了电力的情况的图，从发光点12a射出的未图示的第1光利用聚光透镜40聚光至光变换部51A。在光变换部51A中，未图示的第1光被变换为例如混合了蓝色光以及黄色光的第2光81，向聚光透镜40侧放射。第2光81通过聚光透镜40进行会聚，利用分色镜58向外部作为白色光的投影光85向照明装置1的外部放射。此时，投影光85作为相对于主轴(Principalaxis)具有角度的投影光进行放射。
利用该结构，能够兼用对第1光进行聚光的聚光透镜、和对第2光进行会聚的聚光透镜，因此能够使照明装置的结构简单。另外，在波长变换元件中，能够利用散热部55有效地将从第1光向第2光变换时产生的热进行散热，因此能够提高波长变换元件的耐久性。
图19是说明仅对第3电极37C供给了电力的情况的图，从发光点12c射出的未图示的第1光聚光至光变换部51C。在光变换部51C中，未图示的第1光被变换为例如混合了蓝色光以及黄色光的第2光81，通过聚光透镜40进行会聚，利用分色镜58向外部作为白色光的投影光85向照明装置1的外部放射。此时，投影光85作为相对于主轴(Principalaxis)向与图18时相反方向具有角度的投影光进行放射。
如上述所示，通过对第1电极37A、第2电极37B、第3电极37C独立地施加电力，调整其电力量，从而能够使从照明装置1射出的投影光的放射方向任意变化。此时，照明装置1不采用机械部件作为结构部件，因此能够容易地变换投影光的放射方向，并且提高照明装置1的耐久性。
此外，在上述内容中，说明了对第1电极37A、第2电极37B、第3电极37C中的任一者供给电力的方法，但不限于此。例如，通过对第1电极37A和第2电极37B两者供给电力的方法、对第1电极37A和第2电极37B两者供给电力并且对第2电极37B供给第1电极37A的一半的电力量等，独立地、自由地供给对第1电极37A、第2电极37B、第3电极37C供给的电力量，从而能够构成任意的配光图案。
此外，在上述内容中，也可以将半导体发光元件11的出射光的波长设为位于波长430nm至500nm之间的所谓的蓝色光，将波长变换元件50的光变换部51A、光变换部51B、光变换部51C设为含有主要放射光的波长范围为500nm～660nm的荧光体的光变换部，设为利用荧光体使第1光的部分或全部光的波长变化，作为第2光进行放射的光变换部的结构。利用该结构，能够将从半导体发光元件11射出的光的一部分作为第2光进行放射。在此情况下，优选设为在分色镜58的特性中考虑了偏振特性的设计，对作为偏振光的第1光进行透过，对作为无偏振光的第2光81的蓝色光成分的一部分进行反射。
此外，在上述实施方式2以及实施方式3中，将半导体发光元件的光波导的数量设为了3个，但不限于此。也可以根据用途用2个构成。另外，还可以将半导体发光元件的光波导的数量设为4个以上，能够更自由地进行配光控制。
此外，在上述第1至第3实施方式中，作为构成波长变换元件的基台的材料使用了铝合金，但不限于此。为了将由构成光变换部的荧光体产生的热进行排出而采用热传导率高的材料、且采用对从光变换部放射的可见光进行反射的材料为佳，可以使用例如在铜的表面进行了镀镍或镀银而得到的材料。
此外，在上述第1至第3实施方式中，将半导体发光元件设为了半导体激光器，但也可以是超发光二极管等放射出指向性高的出射光的半导体发光元件。
此外，在上述第1至第3实施方式中，将从照明装置放出的光作为白色光进行了说明，但不限于白色光，对于色温低的光源，例如与称为灯泡色的灯色接近的颜色的光源、黄白色的光源，也能够进行应用，相反，对于色温高的光源，例如与蓝色接近的颜色的光源也能够进行应用。
产业上的可利用性
本公开的照明装置、车辆、及其控制方法具有能够容易地进行配光控制并改善照明装置的耐久性的效果，是有用的。
标号说明
1照明装置
10光源
11半导体发光元件
11a、11b、11c光波导
12a、12b、12c、80发光点
20聚光单元
25准直透镜
30、40聚光透镜
31第1液体
32第2液体
33第1透明基板
34第2透明基板
36绝缘膜
37A第1电极
37B第2电极
37C第3电极
37D第4电极
37E第5电极
37F第6电极
37G第7电极
37H第8电极
38公共电极
50波长变换元件
60投影透镜
71、72第1光
73聚光光
75焦点位置
81第2光
85投影光
90控制装置

Claims (10)

1.一种照明装置，具有：
光源；
波长变换元件，其接收从所述光源射出的第1光而发出第2光；
聚光单元，其将所述第1光聚光至所述波长变换元件的规定的焦点位置；
投影透镜，其将所述第2光进行投影；以及
多个电极，其根据控制信号使所述焦点位置变化。
2.根据权利要求1所述的照明装置，
所述多个电极配置于所述聚光单元。
3.根据权利要求2所述的照明装置，
所述多个电极形成在与所述第1光的主轴垂直的平面上。
4.根据权利要求1所述的照明装置，
所述多个电极配置于所述光源。
5.根据权利要求1或4所述的照明装置，
所述光源具有多个光波导，所述多个电极与所述多个光波导分别连接。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的照明装置，
所述波长变换元件具有被划分的多个光变换部。
7.根据权利要求6所述的照明装置，
所述光变换部具备荧光体。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的照明装置，
所述聚光单元由准直透镜以及聚光透镜构成。
9.一种搭载有权利要求1至8所述的照明装置的车辆。
10.一种照明装置的控制方法，
在权利要求1至8所述的照明装置中，具备对所述多个电极独立地供给电力的控制装置，使对所述多个电极供给的电力量变化。
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