[go: up one dir, main page]

KR20160108698A - 차량 램프용 레이저 광학계 - Google Patents

차량 램프용 레이저 광학계 Download PDF

Info

Publication number
KR20160108698A
KR20160108698A KR1020150030931A KR20150030931A KR20160108698A KR 20160108698 A KR20160108698 A KR 20160108698A KR 1020150030931 A KR1020150030931 A KR 1020150030931A KR 20150030931 A KR20150030931 A KR 20150030931A KR 20160108698 A KR20160108698 A KR 20160108698A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
excitation light
light emitting
light source
emitting portion
excitation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
KR1020150030931A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101755783B1 (ko
Inventor
안병석
Original Assignee
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020150030931A priority Critical patent/KR101755783B1/ko
Priority to JP2015099934A priority patent/JP6487768B2/ja
Priority to US14/806,994 priority patent/US20160258589A1/en
Priority to DE102015113231.1A priority patent/DE102015113231B4/de
Priority to CN201510494090.9A priority patent/CN105937741B/zh
Publication of KR20160108698A publication Critical patent/KR20160108698A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101755783B1 publication Critical patent/KR101755783B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/16—Laser light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S48/13—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/04—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/176—Light sources where the light is generated by photoluminescent material spaced from a primary light generating element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/19—Attachment of light sources or lamp holders
    • F21S41/192—Details of lamp holders, terminals or connectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/285—Refractors, transparent cover plates, light guides or filters not provided in groups F21S41/24 - F21S41/2805
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32—Optical layout thereof
    • F21S41/321—Optical layout thereof the reflector being a surface of revolution or a planar surface, e.g. truncated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32—Optical layout thereof
    • F21S41/33—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature
    • F21S41/334—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature the reflector consisting of patch like sectors
    • F21S41/336—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature the reflector consisting of patch like sectors with discontinuity at the junction between adjacent areas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32—Optical layout thereof
    • F21S41/36—Combinations of two or more separate reflectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S45/00—Arrangements within vehicle lighting devices specially adapted for vehicle exteriors, for purposes other than emission or distribution of light
    • F21S45/40—Cooling of lighting devices
    • F21S45/47—Passive cooling, e.g. using fins, thermal conductive elements or openings
    • F21S45/48—Passive cooling, e.g. using fins, thermal conductive elements or openings with means for conducting heat from the inside to the outside of the lighting devices, e.g. with fins on the outer surface of the lighting device
    • F21S48/10—
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/502—Cooling arrangements characterised by the adaptation for cooling of specific components
    • F21V29/503—Cooling arrangements characterised by the adaptation for cooling of specific components of light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32—Optical layout thereof
    • F21S41/36—Combinations of two or more separate reflectors
    • F21S41/365—Combinations of two or more separate reflectors successively reflecting the light
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30—Semiconductor lasers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 차량 램프용 레이저 광학계에 관한 것으로, 복수개의 여기광원(10)의 빛을 한 개의 발광부(30)로 집광시키는 구조에서 여기광원(10)과 발광부(30) 및 반사부(40)가 모두 하우징(50)내에 구비되고, 여기광원(10)에서 출력된 빛이 하우징(50)의 반사부(40)를 통해 발광부(30)로 반사되며, 한 개의 방열부(60)를 이용해서 복수개의 여기광원(10) 및 발광부(30)의 열을 방열하도록 된 것이다.

Description

차량 램프용 레이저 광학계{LASER OPTICAL SYSTEM FOR IN VEHICLE}
본 발명은 차량 램프용 레이저 광학계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수개의 여기광원을 하나의 발광부로 집광시켜서 여기광 증대를 통한 광량확보 및 광학계의 사이즈 축소를 도모할 수 있는 차량 램프용 레이저 광학계에 관한 기술이다.
차량의 헤드램프(전조등)는 운전자의 전방 시계확보를 위해 전방을 조명하는 램프로서, 보통 할로겐, HID(High intensity discharge), LED 다이오드를 여기광원으로 사용하고 있으며, 최근에는 친환경적이면서 수명이 길고 또한 광효율이 높은 레이저 다이오드를 여기광원으로 사용하는 헤드램프가 개발되고 있으며, 특히 여기광 증대를 통한 광량확보를 위해 복수개의 여기광원을 사용한 기술이 개발되고 있다.
복수개의 여기광원을 사용한 종래의 레이저 광학계는 도 1에 도시된 바와 같이 복수개의 여기광원(1), 여기광원(1)에서 출사된 빛을 집광하는 비구면렌즈(2), 비구면렌즈(2)를 통해 집광된 여기광원(1)의 빛을 전달하는 도광부(3,광섬유), 도광부(3)를 통해 전달된 여기광원(1)의 빛과 반응하여 형광을 방출하는 발광부(4), 발광부(4)에 입사된 후 후방으로 산란된 빛을 발광부(4)로 되반사시키는 반사부(5)를 포함한 구성으로 되어 있다.
상기 여기광원(1)은 블루(blue) 파장대의 레이저 빔을 생성하는 레이저 다이오드이고, 상기 발광부(4)는 레이저 다이오드에서 출력된 빛과 반응하여 백색광을 출력하는 형광체가 된다.
그런데, 상기와 같은 종래의 레이저 광학계는 하우징(6)을 사이에 두고 여기광원(1)이 하우징(6)의 외부에 위치하고, 발광부(4)를 포함한 반사부(5)가 하우징(6)의 내부에 위치하는 구성으로, 여기광원(1)의 빛을 발광부(4)로 전달하기 위해서 빛 전달 매개체인 도광부(3)를 사용함에 따라 비용이 상승하는 단점이 있으며, 특히 전체적인 광학계의 사이즈가 커지게 됨으로써 중량이 무거워지고 원가가 상승하는 단점이 있다.
미설명 도면부호 7은 백색광이 출력되는 투명판이다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
일본공개특허공보 2012-089479호
이에 본 발명은 상기한 바의 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 복수개의 여기광원을 하우징에 고정되게 설치하고, 하우징 자체가 반사부의 역할을 하도록 구성해서, 빛 전달 매개체인 도광부를 사용하지 않음에 따라 원가를 절감시킴과 더불어 전체적인 광학계의 사이즈 축소를 통해 중량감소를 도모할 수 있는 차량 램프용 레이저 광학계를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량 램프용 레이저 광학계는, 레이저 빔을 생성하는 복수개의 여기광원; 상기 여기광원이 고정 결합되고 여기광원으로 전류공급을 제어하는 PCB기판; 상기 여기광원에서 나온 빛과 반응하여 백색광을 출력하는 발광부; 상기 여기광원에서 나온 빛을 발광부로 반사시키는 복수개의 반사부; 및 상기 PCB기판과 발광부가 고정 결합된 하우징을 포함하고; 상기 여기광원과 발광부는 레이저 빔의 출사방향과 백색광의 출사방향이 서로 반대방향이 되도록 하우징에 결합되고; 상기 레이저 빔의 출사방향과 대면하는 하우징의 안쪽면이 반사부가 되는 것을 특징으로 한다.
상기 여기광원과 발광부에서 발생한 열을 외부로 전달해서 방열하는 방열부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 방열부는 한 개로 구성되고; 상기 한 개의 방열부를 이용해서 복수개의 여기광원 및 발광부의 열을 방열하는 것을 특징으로 한다.
상기 발광부는 한 개로 구성되고; 상기 한 개의 발광부는 복수개의 여기광원의 중심에 위치하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수개의 여기광원은 발광부를 중심으로 서로 교차 배열되도록 발광부가 중심이 되는 원주방향을 따라 등간격으로 배치된 것을 특징으로 한다.
상기 복수개의 반사부는 여기광원과 동일한 개수로 구성되면서 여기광원과 반사부는 각각 한 개씩 서로 매칭되게 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 발광부의 입사면의 중심과 모든 반사부의 초점위치는 서로 일치하는 것을 특징으로 한다.
상기 모든 반사부는 서로 매칭된 한 개의 여기광원의 출사면의 중심(F1)과 발광부의 입사면의 중심(F2)을 초점으로 하는 타원(M1)으로 형성되면서, 상기 중심(F1,F2)을 지나는 축(L1)을 중심으로 정원(M2)으로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 반사부의 표면은 반사효율을 높이기 위해 알루미늄이 증착되거나 또는 은반사 코팅 처리된 것을 특징으로 한다.
상기 하우징은 상측이 개방되고 내부 바닥면이 반사부가 되는 로어커버; 및 상기 로어커버에 결합되어서 상측 개방부를 밀폐시키고, 여기광원이 반사부를 향하도록 PCB기판이 내측의 안쪽면에 결합되며, 발광부가 결합되고, 외측의 바깥면에 방열부가 형성된 어퍼커버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 로어커버에 고정되고 여기광원의 전방에 한 개씩 위치하는 것으로 여기광원에서 출사된 빛을 집광하는 집광렌즈;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 하우징의 외부에 위치하도록 어퍼커버의 외측 바깥면에 결합된 것으로 발광부를 통해 출사된 백색광을 원하는 방향으로 재반사시키는 보조반사부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 보조반사부는 발광부의 출사면의 중심을 초점으로 갖는 포물반사면 또는 직사형 프로젝션인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 복수개의 여기광원의 빛을 한 개의 발광부로 집광시켜서 여기광 증대를 통해 광효율을 증대시키는 구조에서, 여기광원과 발광부 및 반사부가 모두 하우징내에 구비되고, 여기광원에서 출력된 빛이 하우징의 반사부를 통해 발광부로 반사됨에 따라, 원가절감 및 중량감소를 도모할 수 있으며 전체적인 광학계의 사이즈를 축소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 한 개의 방열부를 이용해서 복수개의 여기광원 및 발광부의 열을 방열하게 됨으로써 원가절감 및 레이아웃의 축소를 통한 광학계의 사이즈를 축소시킬 수 있는 효과도 있다.
도 1은 종래 차량 램프용 레이저 광학계의 도면,
도 2는 본 발명에 따른 차량 램프용 레이저 광학계의 사시도,
도 3은 도 2의 분해 사시도,
도 4와 도 5는 본 발명에 따른 여기광원의 배치상태를 설명하기 위한 도면,
도 6과 도 7은 본 발명에 따른 반사부를 설명하기 위한 도면으로, 도 6은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도, 도 7은 도 6의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도,
도 8과 도 9는 본 발명에 따른 보조반사부를 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 램프용 레이저 광학계에 대해 살펴보기로 한다.
본 발명에 따른 차량 램프용 레이저 광학계는 도 2 내지 도 9에 도시된 바와 같이 레이저 빔을 생성하는 복수개의 여기광원(10); 상기 여기광원(10)이 고정 결합되고 여기광원(10)으로 전류공급을 제어하는 PCB기판(20); 상기 여기광원(10)에서 나온 빛과 반응하여 백색광을 출력하는 발광부(30); 상기 여기광원(10)에서 나온 빛을 발광부(30)로 반사시키는 복수개의 반사부(40); 및 상기 PCB기판(20)과 발광부(30)가 고정 결합된 하우징(50)을 포함한다.
상기 여기광원(10)은 블루(blue) 파장대의 레이저 빔을 생성하는 레이저 다이오드이고, 상기 발광부(30)는 레이저 다이오드에서 출력된 빛과 반응하여 백색광을 출력하는 형광체가 된다.
본 발명에 따른 여기광원(10)과 발광부(30)는 레이저 빔의 출사방향(A1; 도 6 참조)과 백색광의 출사방향(B1; 도 6 참조)이 서로 반대방향이 되도록 하우징(50)에 결합된다.
또한, 상기 레이저 빔의 출사방향(A1)과 대면하는 하우징(50)의 안쪽면이 반사부(40)가 되는 구조가 된다.
따라서, 본 발명에 따른 차량 램프용 레이저 광학계는 복수개의 여기광원(10)의 빛을 한 개의 발광부(30)로 집광시켜서 출력하는 구성으로, 여기광 증대를 통해 큰 광량을 확보할 수 있게 됨에 따라 광효율을 크게 증대시킬 수 있게 된다.
또한, 여기광원(10)과 발광부(30) 및 반사부(40)가 모두 하우징(50)내에 구비됨에 따라 전체적인 광학계의 사이즈를 축소시킬 수 있게 된다.
특히, 본 발명은 여기광원(10)의 빛을 발광부(30)로 전달하기 위해서 종래와 같이 빛 전달 매개체인 도광부(광섬유)를 사용하지 않는 구성으로, 이를 통해 원가절감 및 중량감소를 도모할 수 있으며 전체적인 광학계의 사이즈를 축소시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 여기광원(10)에서 출력된 빛을 집광시키기 위하여 종래와 같은 별도의 비구면렌즈(집광렌즈)를 사용하지 않는 구성으로, 이를 통해 원가절감 및 중량감소를 도모할 수 있게 된다.
본 발명은 상기 여기광원(10)과 발광부(30)에서 발생한 열을 외부로 전달해서 방열하는 방열부(60)를 더 포함한다.
상기 방열부(60; heat sink)에 의해서 여기광원(10)과 PCB기판(20) 및 발광부(30)의 수명연장과 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.
상기 방열부(60)는 한 개로 구성되고, 상기 한 개의 방열부(60)를 이용해서 복수개의 여기광원(10) 및 발광부(30)의 열을 방열하는 구조인 바, 이를 통해 원가절감 및 레이아웃의 축소를 통한 광학계의 사이즈를 축소시킬 수 있게 된다.
상기 한 개의 발광부(30)는 복수개의 여기광원(10)의 중심에 위치하게 되는 바, 이를 통해 최대한 많은 광량을 확보할 수 있게 된다.
한 개의 발광부(30)가 복수개의 여기광원(10)의 중심에 배치되는 구조에서, 상기 복수개의 여기광원(10)은 반도체 다이오드의 특성을 고려해서 발광부(30)를 중심으로 서로 교차 배열되도록 발광부(30)가 중심이 되는 원주방향을 따라 등간격으로 배치된다.
일례로, 도 4와 같이 여기광원(10)이 4개인 경우 4개의 여기광원(10)은 발광부(30)가 중심이 되는 원주방향을 따라 45도 간격으로 배치되고, 도 5와 같이 여기광원(10)이 3개인 경우 3개의 여기광원(10)은 발광부(30)가 중심이 되는 원주방향을 따라 120도 간격으로 배치된다.
상기 복수개의 반사부(40)는 여기광원(10)과 동일한 개수로 구성되면서 여기광원(10)과 반사부(40)는 각각 한 개씩 서로 매칭되는 구성이 된다.
즉, 여기광원(10) 한 개와 반사부(40) 한 개가 한 쌍을 이루는 구성으로, 어느 하나의 여기광원(10)에서 출력된 빛은 쌍을 이루는 어느 하나의 반사부(40)를 통해서만 발광부(30)를 향해 반사되는 구조가 된다.
상기 발광부(30)의 입사면의 중심과 모든 반사부(40)의 초점위치는 서로 일치하는 구조인 바, 즉 모든 반사부(40)를 통해 반사된 여기광원(10)의 빛은 모두 다 발광부(30)의 입사면의 중심으로 집속되는 구조로, 이를 통해 최대한 많은 광량을 확보할 수 있게 된다.
발광부(30)의 입사면의 중심과 모든 반사부(40)의 초점위치가 서로 일치하기 위한 조건으로, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 모든 반사부(40)는 서로 매칭된 한 개의 여기광원(10)의 출사면의 중심(F1)과 발광부(30)의 입사면의 중심(F2)을 초점으로 하는 타원(M1)으로 형성되면서, 상기 중심(F1,F2)을 지나는 축(L1)을 중심으로 정원(M2)으로 형성된 구조가 된다.
상기 반사부(40)의 표면은 반사효율을 높이기 위해 반사성능이 우수한 알루미늄이 증착되거나 또는 은반사 코팅 처리된 것을 특징으로 한다.
필요에 따라서 은반사 필름이 사용될 수도 있다.
상기 하우징(50)은 상측이 개방되고 내부 바닥면이 반사부(40)가 되는 로어커버(51); 및 상기 로어커버(51)에 결합되어서 상측 개방부를 밀폐시키고, 여기광원(10)이 반사부(40)를 향하도록 PCB기판(20)이 내측의 안쪽면에 결합되며, 발광부(30)가 결합되고, 외측의 바깥면에 방열부(60)가 형성된 어퍼커버(52);를 포함한다.
상기 로어커버(51)의 내부는 어퍼커버(52)의 결합에 의해 밀폐되는 구조로서, 이를 통해 누광을 예방할 수 있게 됨에 따라 광효율의 극대화를 도모할 수 있게 된다.
본 발명은 필요에 따라 집광렌즈(70)를 더 포함해서 구성될 수 있다.
상기 집광렌즈(70)는 여기광원(10)의 전방에 한 개씩 위치하도록 로어커버(51)에 고정된 것으로 여기광원(10)에서 출사된 빛을 집광함으로서 광량확보에 도움을 줄 수 있다.
하지만, 본 발명은 여기광원(10)과 발광부(30) 및 반사부(40)가 모두 하우징(50)에 구비되어서 누광 및 광손실을 최대한 없앨 수 있게 됨으로써 광량확보의 극대화를 도모할 수 있는 구조인 바, 집광렌즈(70)를 사용함에 따라 비용 상승 대비 추가적인 광량확보의 효과가 크지 않다면 집광렌즈(70)를 사용하지 않아도 무방하며, 이를 통해 원가절감을 도모할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 상기 하우징(50)의 외부에 위치하도록 어퍼커버(52)의 외측 바깥면에 결합된 것으로 발광부(30)를 통해 출사된 백색광을 원하는 방향으로 재반사시키는 보조반사부(80)를 더 포함할 수 있으며, 보조반사부(80)를 사용하는 경우 상기 보조반사부(80)는 도 8과 같이 발광부(80)의 출사면의 중심을 초점으로 갖는 포물반사면이거나 또는 도 9와 같이 직사형 프로젝션인 것을 특징으로 한다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는, 복수개의 여기광원(10)의 빛을 한 개의 발광부(30)로 집광시켜서 출력하게 됨으로써 여기광 증대를 통해 큰 광량을 확보할 수 있게 됨에 따라 광효율을 크게 증대시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 여기광원(10)과 발광부(30) 및 반사부(40)가 모두 하우징(50)내에 구비되고, 특히 여기광원(10)에서 출력된 빛을 종래와 같은 빛 전달 매개체인 도광부(광섬유)를 사용해서 전달하지 않고 하우징(50)의 반사부(40)를 통해 발광부(30)로 반사시키는 구성으로 이를 통해 원가절감 및 중량감소를 도모할 수 있으며 전체적인 광학계의 사이즈를 축소시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 여기광원(10)에서 출력된 빛을 집광시키기 위하여 종래와 같은 별도의 비구면렌즈(집광렌즈)를 사용하지 않는 구성으로, 이를 통해 원가절감 및 중량감소를 도모할 수 있는 장점이 있다.
또한, 한 개의 방열부(60)를 이용해서 복수개의 여기광원(10) 및 발광부(30)의 열을 방열하게 됨으로써 원가절감 및 레이아웃의 축소를 통한 광학계의 사이즈를 축소시킬 수 있는 장점도 있다.
또한, 한 개의 발광부(30)가 복수개의 여기광원(10)의 중심에 위치하도록 배치됨으로써 최대한 많은 광량을 확보할 수 있는 장점이 있다.
또한, 발광부(30)의 입사면의 중심과 모든 반사부(40)의 초점위치가 서로 일치하는 구조로, 즉 모든 반사부(40)를 통해 반사된 여기광원(10)의 빛은 모두 다 발광부(30)의 입사면의 중심으로 집속되는 구조로, 이를 통해 최대한 많은 광량을 확보할 수 있는 장점도 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10 - 여기광원 20 - PCB기판
30 - 발광부 40 - 반사부
50 - 하우징 60 - 방열부
70 - 집광렌즈 80 - 보조반사부

Claims (13)

  1. 레이저 빔을 생성하는 복수개의 여기광원;
    상기 여기광원이 고정 결합되고 여기광원으로 전류공급을 제어하는 PCB기판;
    상기 여기광원에서 나온 빛과 반응하여 백색광을 출력하는 발광부;
    상기 여기광원에서 나온 빛을 발광부로 반사시키는 복수개의 반사부; 및
    상기 PCB기판과 발광부가 고정 결합된 하우징을 포함하고;
    상기 여기광원과 발광부는 레이저 빔의 출사방향과 백색광의 출사방향이 서로 반대방향이 되도록 하우징에 결합되고;
    상기 레이저 빔의 출사방향과 대면하는 하우징의 안쪽면이 반사부가 되는 것을 특징으로 하는 차량 램프용 레이저 광학계.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 여기광원과 발광부에서 발생한 열을 외부로 전달해서 방열하는 방열부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 램프용 레이저 광학계.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 방열부는 한 개로 구성되고;
    상기 한 개의 방열부를 이용해서 복수개의 여기광원 및 발광부의 열을 방열하는 것을 특징으로 하는 차량 램프용 레이저 광학계.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광부는 한 개로 구성되고;
    상기 한 개의 발광부는 복수개의 여기광원의 중심에 위치하는 것을 특징으로 하는 차량 램프용 레이저 광학계.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 복수개의 여기광원은 발광부를 중심으로 서로 교차 배열되도록 발광부가 중심이 되는 원주방향을 따라 등간격으로 배치된 것을 특징으로 하는 차량 램프용 레이저 광학계.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 복수개의 반사부는 여기광원과 동일한 개수로 구성되면서 여기광원과 반사부는 각각 한 개씩 서로 매칭되게 구성된 것을 특징으로 하는 차량 램프용 레이저 광학계.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 발광부의 입사면의 중심과 모든 반사부의 초점위치는 서로 일치하는 것을 특징으로 하는 차량 램프용 레이저 광학계.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 모든 반사부는 서로 매칭된 한 개의 여기광원의 출사면의 중심(F1)과 발광부의 입사면의 중심(F2)을 초점으로 하는 타원(M1)으로 형성되면서, 상기 중심(F1,F2)을 지나는 축(L1)을 중심으로 정원(M2)으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량 램프용 레이저 광학계.
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기 반사부의 표면은 반사효율을 높이기 위해 알루미늄이 증착되거나 또는 은반사 코팅 처리된 것을 특징으로 하는 차량 램프용 레이저 광학계.
  10. 청구항 2에 있어서,
    상기 하우징은 상측이 개방되고 내부 바닥면이 반사부가 되는 로어커버; 및
    상기 로어커버에 결합되어서 상측 개방부를 밀폐시키고, 여기광원이 반사부를 향하도록 PCB기판이 내측의 안쪽면에 결합되며, 발광부가 결합되고, 외측의 바깥면에 방열부가 형성된 어퍼커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 램프용 레이저 광학계.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 로어커버에 고정되고 여기광원의 전방에 한 개씩 위치하는 것으로 여기광원에서 출사된 빛을 집광하는 집광렌즈;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 램프용 레이저 광학계.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 하우징의 외부에 위치하도록 어퍼커버의 외측 바깥면에 결합된 것으로 발광부를 통해 출사된 백색광을 원하는 방향으로 재반사시키는 보조반사부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 램프용 레이저 광학계.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 보조반사부는 발광부의 출사면의 중심을 초점으로 갖는 포물반사면 또는 직사형 프로젝션인 것을 특징으로 하는 차량 램프용 레이저 광학계.
KR1020150030931A 2015-03-05 2015-03-05 차량 램프용 레이저 광학계 Active KR101755783B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150030931A KR101755783B1 (ko) 2015-03-05 2015-03-05 차량 램프용 레이저 광학계
JP2015099934A JP6487768B2 (ja) 2015-03-05 2015-05-15 車両ランプ用レーザー光学系
US14/806,994 US20160258589A1 (en) 2015-03-05 2015-07-23 Laser optical system for vehicle lamp
DE102015113231.1A DE102015113231B4 (de) 2015-03-05 2015-08-11 Laseroptisches System für einen Fahrzeugscheinwerfer mit einem Gehäuse, das eine Leiterplatte mit Laserlichtquellen, Reflektoren, eine Wärmesenke und einen weißes Licht erzeugenden, lichtemittierenden Abschnitt aufweist
CN201510494090.9A CN105937741B (zh) 2015-03-05 2015-08-12 用于车灯的激光光学系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150030931A KR101755783B1 (ko) 2015-03-05 2015-03-05 차량 램프용 레이저 광학계

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160108698A true KR20160108698A (ko) 2016-09-20
KR101755783B1 KR101755783B1 (ko) 2017-07-20

Family

ID=56738368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150030931A Active KR101755783B1 (ko) 2015-03-05 2015-03-05 차량 램프용 레이저 광학계

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20160258589A1 (ko)
JP (1) JP6487768B2 (ko)
KR (1) KR101755783B1 (ko)
CN (1) CN105937741B (ko)
DE (1) DE102015113231B4 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018142414A (ja) * 2017-02-27 2018-09-13 株式会社小糸製作所 光源装置
KR102347740B1 (ko) * 2017-09-08 2022-01-06 현대자동차주식회사 레이저를 이용한 순차 점등 방향지시등 및 순차 점등방법
US11480313B2 (en) * 2019-05-17 2022-10-25 North American Lighting, Inc. Vehicle lamp

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012089479A (ja) 2010-09-21 2012-05-10 Sharp Corp 車両用前照灯および照明装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004071141A2 (en) * 2003-02-07 2004-08-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Metal base wiring board for retaining light emitting elements, light emitting source, lighting apparatus, and display apparatus
JP2006164858A (ja) * 2004-12-09 2006-06-22 Koito Mfg Co Ltd 車両用照明灯具
JP5261380B2 (ja) * 2006-10-12 2013-08-14 パナソニック株式会社 発光装置
DE102007037822A1 (de) * 2007-08-10 2009-02-12 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Beleuchtungsvorrichtung
JP5321048B2 (ja) * 2008-12-26 2013-10-23 市光工業株式会社 車両用前照灯
US9816677B2 (en) * 2010-10-29 2017-11-14 Sharp Kabushiki Kaisha Light emitting device, vehicle headlamp, illumination device, and laser element
JP2012109201A (ja) * 2010-10-29 2012-06-07 Sharp Corp 発光装置、車両用前照灯、照明装置およびレーザ素子
JP2013073691A (ja) * 2011-09-26 2013-04-22 Koito Mfg Co Ltd 車両用灯具
DE102012100140A1 (de) * 2012-01-10 2013-07-11 Hella Kgaa Hueck & Co. Lichtmodul mit Laserstrahlquellen für Abblendlicht und Fernlicht
US20130208496A1 (en) * 2012-01-31 2013-08-15 Sharp Kabushiki Kaisha Illuminating device
JP5968682B2 (ja) * 2012-05-24 2016-08-10 シャープ株式会社 投光装置および車両用前照灯
DE102013208549B4 (de) * 2013-05-08 2024-08-01 Coretronic Corporation Leuchtstoffrad und Beleuchtungsvorrichtung mit diesem Leuchtstoffrad und einer Pumplichtquelle
KR20150009333A (ko) * 2013-07-16 2015-01-26 에스엘 주식회사 차량용 램프

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012089479A (ja) 2010-09-21 2012-05-10 Sharp Corp 車両用前照灯および照明装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20160258589A1 (en) 2016-09-08
CN105937741B (zh) 2020-09-18
JP6487768B2 (ja) 2019-03-20
CN105937741A (zh) 2016-09-14
JP2016162752A (ja) 2016-09-05
DE102015113231A1 (de) 2016-09-08
DE102015113231B4 (de) 2024-02-22
KR101755783B1 (ko) 2017-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101628454B1 (ko) 헤드램프용 레이저 광학계
CN108351084B (zh) 机动车探照灯的照明装置
US7686486B2 (en) LED lamp module
US10203079B2 (en) Lighting apparatus with conversion device
US9291759B2 (en) Illumination device and vehicle headlight
EP2534411B1 (en) Lamp comprising a phosphor, radiation source, optical system and heatsink
CN102466187B (zh) 发光装置、照明装置、车辆用前照灯和车辆
US20170016586A1 (en) Light source module and vehicle lamp
CA2628882C (en) Led lamp module
CN107270151B (zh) 一种发光装置及激光照明灯
EP3343092B1 (en) A lighting device, corresponding lamp and method
US9528671B2 (en) Laser optical system for head lamp
US10253941B2 (en) Lighting device, corresponding lamp and method
US10247368B2 (en) Lighting device for vehicle
KR101755783B1 (ko) 차량 램프용 레이저 광학계
KR101693922B1 (ko) 헤드램프용 레이저 광학계
JP2012099419A (ja) 車両用灯具
US10371337B2 (en) Light-emitting apparatus and lighting apparatus for vehicles including the same
KR102166854B1 (ko) 차량용 헤드 램프
KR101959806B1 (ko) 차량용 램프
CN213712961U (zh) 一种汽车大灯灯泡
KR101111032B1 (ko) 집중형 조명장치
KR101791606B1 (ko) 헤드램프
KR102127968B1 (ko) 조명장치
JP2015005389A (ja) 車両用灯具

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20150305

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20160522

Patent event code: PE09021S01D

PG1501 Laying open of application
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

Patent event date: 20170125

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PE06012S01D

Patent event date: 20160522

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PE06011S01I

AMND Amendment
PX0901 Re-examination

Patent event code: PX09011S01I

Patent event date: 20170125

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PX09012R01I

Patent event date: 20160921

Comment text: Amendment to Specification, etc.

PX0701 Decision of registration after re-examination

Patent event date: 20170410

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event code: PX07013S01D

Patent event date: 20170324

Comment text: Amendment to Specification, etc.

Patent event code: PX07012R01I

Patent event date: 20170125

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PX07011S01I

Patent event date: 20160921

Comment text: Amendment to Specification, etc.

Patent event code: PX07012R01I

X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20170703

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20170703

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20200629

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20210628

Start annual number: 5

End annual number: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20220627

Start annual number: 6

End annual number: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20230626

Start annual number: 7

End annual number: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20240625

Start annual number: 8

End annual number: 8

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20250625

Start annual number: 9

End annual number: 9