JP2016162754A - 車両用発光装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】多数の光源が互いに異なる角度で照射されて、ビームパターンの重畳がなされても、ビームパターンのマッチングがなされることができるようにする車両用発光装置を提供する。
【解決手段】ビームパターンの中心からビームパターンの周囲部までをつないだ第１仮想線と、第１仮想線に対し設定された角をなす第２仮想線とを設定するとしたとき、各仮想線が互いに異なる長さを有するようにビームパターンを形成する光源１００、光源１００の光Ｌを受容し第１仮想線と第２仮想線の長さの差を減少させるように受容された光Ｌを拡散させる拡散体２００及び拡散した光が設定された範囲内に集光されるように光の移動経路をガイドするビームガイド３００、を含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用発光装置に関する。さらに詳しくは、光源の光が拡散分布されることを可能とする車両用発光装置に関する。
最近車両の照明装置についての多様な研究及び変化が発生している。そこには、ランプの外部デザインだけでなく、内部リフレクタを含んだランプ全体の変化が含まれる。このような変化にはランプの発光装置の変化も含まれるが、従来は単純に電球を使用した光の発生方式を使用してきたとするならば、最近はレーザー、ＬＥＤ等、多様な光源を使用した発光装置の開発がなされているのである。このうち、レーザーの場合、高密度のエネルギーを発生させることができて、比較的遠距離を照射することができる長所があるので、開発がさらに活発になされている。
一般的にレーザーを一つだけ使用した場合には光量が不足して、多数個を重畳させて使用したりもするが、このような場合、レーザーの集光が発生してエネルギーが均等に分布されない問題が発生する。
これを具体的に図１を例に説明すると、図１は従来のレーザーを利用した発光装置を説明した図面で、図１の（ａ）は各々のレーザーが有するエネルギー分布図、図１の（ｂ）はレーザーが重畳した形状とエネルギー分布を示したものである。三つまたは多数のレーザーダイオードを使用する場合、レーザーの特性上、一つのレーザーダイオードが中央部にエネルギーが集中した楕円形の形態のビームパターンを構成し照射がなされるので、図１の（ｂ）のように中央部でのみ光の重畳が発生するようになる。これは、エネルギーの集中が中央部でなされることを意味し、グラフのようにエネルギーの分布がビームパターンの照射領域全体において均等に発生しないことを意味する。エネルギーの分布が均等に発生しなければ、エネルギー使用の非効率が発生し、レーザーの波長を変化させる蛍光体の劣化を促進して、蛍光体の機能損傷または破損を誘導するようになる問題にまでつながり得る。したがって、多数の光源が互いにマッチングされるビームパターンの重畳を形成するようにする発光装置が必要となったのである。
前記の背景技術として説明された事項は、本発明の背景についての理解増進のためのものであるだけで、この技術分野で通常の知識を有する者に既に知られた従来技術に該当することを認めることとして受け入れられてはならない。
ＫＲ１０−１４６１５６５ Ｂ１
本発明は、このような問題点を解決するために提案されたもので、多数の光源が互いに異なる角度で照射されて、ビームパターンの重畳がなされても、ビームパターンのマッチングがなされることができるようにする車両用発光装置を提供するところにその目的がある。
前記の目的を達成するための本発明に係る車両用発光装置は、ビームパターンの中心からビームパターンの周囲部までをつないだ第１仮想線と、第１仮想線に対し設定された角をなす第２仮想線とを設定するとしたとき、各仮想線が互いに異なる長さを有するようにビームパターンを形成する光源、光源の光を受容し第１仮想線と第２仮想線の長さの差を減少させるように受容された光を拡散させる拡散体、及び、拡散された光が設定された範囲内に集光されるように光の移動経路をガイドするビームガイド、を含む。
光源のビームパターンは、第２仮想線が第１仮想線よりも短くなるように形成され、拡散体は、第２仮想線の長さを伸張させて第１仮想線との長さの差を減少させることができる。
第１仮想線は、ビームパターンの中心から周囲部までの多数の仮想線のうち、最大の長さを有する仮想線であることができる。
拡散体は、第２仮想線の長さが第１仮想線の長さと同一になるように、ビームパターンを拡散させることができる。
拡散されたビームパターンは、第１仮想線を半径として円状をなすように形成されることができる。
ビームガイドの内部には、光が移動することができるように管路が形成され、内部に反射体が設けられて管路内に流入した光の移動がガイドされることができる。
ビームガイドは、円筒状の形状を有し、一端が拡散体に接することができる。
光源は、レーザービームを発生させ、光が出るビームガイドの出口部には、レーザービームの波長を変化させる蛍光体がさらに設けられることができる。
上述したような構造からなる車両用発光装置によれば、最終的に出力されるビームパターンのエネルギー分布が均一になり、ビームパターンの重畳時にも均等に分配されたエネルギー分布を現わすことができるようになる。
また、ある一地点への過度なエネルギー集中を防ぐことができて、受光面の中心部に発生し得る変形または破損等を防止することができる。
また、中心部と周辺部のエネルギーの密度差による色収差の発生を低減させることができる。
従来のレーザーを利用した発光装置を説明した図である。 本発明の一実施例に係るビームパターンの第１仮想線と第２仮想線を示した図である。 本発明の一実施例に係る車両用発光装置の構成図である。 本発明の一実施例に係る車両用発光装置の構成図である。 本発明の一実施例に係る車両用発光装置のエネルギー分布図である。 本発明の一実施例に係る車両用発光装置のエネルギー分布図である。
以下では添付された図面を参照して本発明の好ましい実施例に係る車両用発光装置について詳察する。
図２は本発明の一実施例に係るビームパターンの第１仮想線と第２仮想線を示した図、図３及び図４は本発明の一実施例に係る車両用発光装置の構成図であり、本発明の一実施例に係る車両用発光装置は、ビームパターンＸの中心からビームパターンＸの周囲部までをつないだ第１仮想線Ａと、第１仮想線Ａに対し設定された角をなす第２仮想線Ｂとを設定するとしたとき、各仮想線Ａ、Ｂが互いに異なる長さを有するようにビームパターンＸを形成する光源１００、光源１００の光を受容し第１仮想線Ａと第２仮想線Ｂの長さの差を減少させるように受容された光を拡散させる拡散体２００、及び、拡散された光が設定された範囲内に集光されるように光の移動経路をガイドするビームガイド３００、を含む。
具体的には、光源１００は非正多角形状または楕円形状のビームパターン形状を有することができ、好ましくは楕円形状のビームパターン形状を有することができる。もちろん必ずしもこれに限定されるものではなく、多様な形態のビームパターン形状を有することができる。
第１仮想線Ａは、ビームパターンＸの中心から周囲部までをつなぐことができる多数の仮想線のうち最大の長さを有する仮想線がなることができ、第２仮想線Ｂが第１仮想線Ａよりも短くなるように形成されることができ、拡散体２００は第２仮想線Ｂの長さを伸張させて第１仮想線Ａとの長さの差を減少させることができる。
第２仮想線Ｂは、第１仮想線Ａより短い長さを有する多数の仮想線のうちいずれか一つが選択されるか、多数選択されて、第１仮想線Ａより短い仮想線を全て含むことができる。したがって、多数の仮想線のうち第１仮想線Ａより短い長さを有する少なくとも一つ以上の仮想線は、全て第１仮想線Ａに到達するかまたは第１仮想線Ａとの長さの差を減少させるように、拡散体２００によって拡散されて長さが伸張することができる。このために、拡散体２００には多数の拡散パターンが形成されて、光の拡散が可能なようにすることが好ましい。例えば、前記拡散体２００は、拡散レンズまたはオプティック等がなることができる。
さらに好ましい実施例としては、拡散体２００は、第２仮想線Ｂの長さが第１仮想線Ａの長さと同一になるようにビームパターンＸを拡散させることができ、拡散されたビームパターンＸは、第１仮想線Ａを半径として円状をなすように形成されることができる。
ビームパターンＸが円状をなすことができるように、拡散体２００の拡散パターンは多様に設定されることができ、第１仮想線Ａに対応する地点と残りの地点の拡散パターンは、互いに異なって形成されることができる。例えば、楕円形を円形となすためには、第１仮想線Ａの拡散を阻止し、少なくとも一つ以上の第２仮想線Ｂの拡散を誘導しなければならないため、設定された地点別に互いに異なる拡散パターンが形成されることができる。
上記したように、ビームパターンＸの幅が全体的に均一に最大の長さに到達できるようにすることにより、楕円形または非正多角形状のビームパターンＸを有する場合と比べるとき、ある一地点にエネルギーが集中するのではなく、設定された範囲において均一なエネルギー分布が可能になる。
一方、図３は図２の
Figure 2016162754
 方向からの本出願の構成図を示したもの、図４は図２の
Figure 2016162754
 方向からの本出願の構成図を示したものであり、ビームガイド３００の内部には、光が移動することができるように管路３０１が形成され、内部に反射体が設けられて管路３０１内に流入した光Ｌの移動がガイドされることができる。前記ビームガイド３００は円筒状の形状のパイプがなることもでき、または管路３０１が形成された構造体がなることもできる。
ビームガイド３００の一端は、拡散体２００に接するように結合されて、拡散体２００を通過した光源１００の光Ｌが、ビームガイド３００に沿って外部に出力されることができる。ビームガイド３００の幅は、光源１００で発生した光Ｌが全て受容されることができるように、拡散体２００に受容される前のビームパターンＸの最大の長さに対応する大きさに形成されることが望ましく、ビームガイド３００内部の反射体は、ビームガイド３００の長さに応じて部分的に設置されるか、管路３０１の壁部を全てカバーするように設けられることもできる。反射体の設置には多様な実施例の適用が可能であり、ミラー、反射コーティング等が使用されることができるであろう。
一方、前記光源１００は多様な素材が使用されることができるが、好ましくはレーザーダイオードが使用されることができ、レーザーの特性上、レーザーが直接人の目に照射される場合、失明の危険があるため、ビームガイド３００を通過したレーザーの波長を変化させて人の目に危害が加えられないようにすることが好ましい。したがって、レーザーの波長を変化させる蛍光体４００を、光が出ていくビームガイド３００の出口部に設けることができ、蛍光体４００はビームガイド３００の出口部を全て覆うように結合されて、レーザーが蛍光体４００を必ず透過して照射されるようにすることができる。
もちろん、光源１００がレーザーダイオードでないＬＥＤ及び他の形態の発光源が使用され、蛍光体４００が必要でない場合には、前記蛍光体４００は削除されることができる。
前述したような構成によって、図５及び図６は、本発明の一実施例に係る車両用発光装置のエネルギー分布図であり、図５は図２の
Figure 2016162754
 方向から見たエネルギー分布図を示したもので、図６は図２の
Figure 2016162754
 方向から見たエネルギー分布図を示したものである。図５及び図６に示されたグラフは、グラフが位置した地点での光エネルギー分布を示し、Ｙは最終的に出光されるエネルギー分布を示したグラフである。
図２の
Figure 2016162754
 方向は、第１仮想線が半径になるように眺めた方向で、図２の
Figure 2016162754
 方向は仮想線のうち最小の長さを有する仮想線が半径になるように眺めた方向であって、図５及び図６からわかるように、光源１００から光Ｌが出力された際には、図５と図６が互いに異なるエネルギー分布を描くが、最終的に出力されるビームパターンＸの幅は同一に分布がなされるようになる。特に、ビームガイド３００内部に設けられた反射体によって、管路３０１内に入って来た光源の光Ｌが反射してビームガイド３００出口部の周囲部ないし中心部にわたってＹのようにエネルギーが均等に出光されるようになるところ、中心部にのみエネルギーが集中することを防止し、出口部の全体面積にわたって均等なエネルギー分配が可能になるのである。
上述したような構造からなった車両用発光装置によれば、最終的に出力されるビームパターンのエネルギー分布が均一になって、ビームパターンの重畳時にも均等に分配されたエネルギー分布を現わすことができるようになる。
また、ある一地点への過度なエネルギー集中を防ぐことができて、受光面の中心部に発生し得る変形または破損等を防止することができる。
また、中心部と周辺部のエネルギーの密度差による色収差の発生を低減させ、均一な色感を維持することができる。
本発明は特定の実施例に関して示して説明したが、以下の特許請求の範囲によって提供される本発明の技術的思想を逸脱しない限度内で、本発明が多様に改良及び変化されることができるということは、当業界で通常の知識を有する者において自明なことである。
１００：光源 ２００：拡散体
３００：ビームガイド ４００：蛍光体

Claims (8)

  1. ビームパターンの中心からビームパターンの周囲部までをつないだ第１仮想線と、第１仮想線に対し設定された角をなす第２仮想線とを設定するとしたとき、各仮想線が互いに異なる長さを有するようにビームパターンを形成する光源、
    光源の光を受容し第１仮想線と第２仮想線の長さの差を減少させるように受容された光を拡散させる拡散体、及び
    拡散された光が設定された範囲内に集光されるように光の移動経路をガイドするビームガイド、を含む車両用発光装置。
  2. 光源のビームパターンは、第２仮想線が第１仮想線よりも短くなるように形成され、拡散体は、第２仮想線の長さを伸張させて第１仮想線との長さの差を減少させることを特徴とする、請求項１に記載の車両用発光装置。
  3. 第１仮想線は、ビームパターンの中心から周囲部までの多数の仮想線のうち、最大の長さを有する仮想線であることを特徴とする、請求項１に記載の車両用発光装置。
  4. 拡散体は、第２仮想線の長さが第１仮想線の長さと同一になるように、ビームパターンを拡散させることを特徴とする、請求項２に記載の車両用発光装置。
  5. 拡散されたビームパターンは、第１仮想線を半径として円状をなすように形成されることを特徴とする、請求項１に記載の車両用発光装置。
  6. ビームガイドの内部には、光が移動することができるように管路が形成され、内部に反射体が設けられて管路内に流入した光の移動がガイドされることを特徴とする、請求項１に記載の車両用発光装置。
  7. ビームガイドは、円筒状の形状を有し、一端が拡散体に接することを特徴とする、請求項６に記載の車両用発光装置。
  8. 光源は、レーザービームを発生させ、光が出るビームガイドの出口部には、レーザービームの波長を変化させる蛍光体がさらに設けられていることを特徴とする、請求項６に記載の車両用発光装置。
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