JP6487768B2 - 車両ランプ用レーザー光学系 - Google Patents
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Description
最近、環境親和的でありながら寿命が長く、また光効率が高いレーザーダイオードを励起光源として使用するヘッドランプが開発されており、特に励起光量の増大による光量確保のために、複数の励起光源を使用した技術が開発されている。
しかし、前記のような従来のレーザー光学系は、励起光源1が、ハウジング6を挟んでハウジング6の外部に位置し、発光部4を含む反射部5が、ハウジング6の内部に位置する構成であり、励起光源1の光を発光部4に伝達するために、光伝達媒体である導光部3を使用することにより費用が上昇するという短所があり、特に全体的な光学系のサイズが大きくなることにより重量が重くなって原価が上昇するという問題点がある。
前記の背景技術として説明した事項は、本発明の背景についての理解推進のためのものであって、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。
前記放熱部は、一体に構成され、上記一体に構成された放熱部を利用して複数の励起光源及び発光部の熱を放熱することを特徴とする。
前記複数の励起光源は、発光部を中心に互いに交差配列されるように、発光部を中心とする円周に沿って等間隔に配置されたことを特徴とする。
発光部の入射面の中心と、全ての反射部の焦点位置とは、互いに一致することを特徴とする
前記反射部の表面は、反射効率を高めるためにアルミニウムが蒸着されるか、または銀で反射コーティング処理されたことを特徴とする。
前記ハウジングの外部に位置するようにアッパーカバーの外側外面に結合され、発光部を介して出力された白色光を方向自在に再反射させる補助反射部を更に含むことを特徴とする。
前記反射部は、発光部の出力面の中心を焦点として有する放物反射面、又は直射型プロジェクションであることを特徴とする。
本発明に係る車両ランプ用レーザー光学系は、図2〜図9に示すように、レーザービームを出力する複数の励起光源10と、前記励起光源10が固定結合され、励起光源10への電流供給を制御するPCB基板20と、前記励起光源10から出力された光と反応して白色光を出力する発光部30と、前記励起光源10から出力された光を発光部30に反射させる複数の反射部40と、前記PCB基板20と発光部30が固定結合されたハウジング50と、を含む。
本発明に係る励起光源10と発光部30とは、レーザービームの出力方向A1(図6参照)と白色光の出力方向B1(図6参照)とが互いに反対方向になるように、ハウジング50に結合される。
したがって、本発明に係る車両ランプ用レーザー光学系は、複数の励起光源10の光を一つの発光部30に集光して出力する構成であり、励起光の増大によって大きな光量を確保できるようにすることによって、光効率を大きく増大させることができる。
特に、本発明は、励起光源10の光を発光部30に伝達するために従来のような光伝達媒介体である導光部(光ファイバ)を使用しない構成であるから、これによって原価の節減及び重量減少を図ることができると共に、全体的な光学系のサイズを縮小することができるという特徴がある。
本発明は、前記励起光源10と発光部30とで発生した熱を外部に伝達して放熱する放熱部(heat sink)60を更に含む。
前記放熱部60は一体に構成され、上記一体に構成された放熱部60を利用して複数の励起光源10及び発光部30の熱を放熱させる構造であるので、これによって原価の節減
及びレイアウトの縮小による光学系のサイズの縮小ができる。
一つの発光部30を複数の励起光源10の中心に配置する構造において、前記複数の励起光源10は、半導体ダイオードの特性を考慮して、発光部30を中心として互いに交差配列されるように、発光部30が中心となる円周に沿って等間隔に配置される。
即ち、励起光源10一つと反射部40一つとが一対をなす構成であり、何れか一つの励起光源10で出力された光は、対をなす何れか一つの反射部40を介して発光部30に向かって反射される構造になる。
必要に応じて銀の反射フィルムが使用されることもできる。
前記集光レンズ70は、励起光源10の前方に一つずつ位置するようにローカバー51に固定され、励起光源10で出力された光を集光することにより、光量の確保を助けることができる。
また、発光部30の入射面の中心と、全ての反射部40の焦点位置と、が互いに一致する構造で、全ての反射部40を介して反射した励起光源10の光が全て発光部30の入射面の中心に集束される構造であり、これによって最大限の多くの光量を確保することができるという特徴もある。
20 PCB基板
30 発光部
40 反射部
50 ハウジング
60 放熱部
70 集光レンズ
80 補助反射部
Claims (11)
- レーザービームを生成する複数の励起光源と、
前記励起光源が固定結合され、励起光源へ電流供給を制御するPCB基板(プリント基板)と、
前記励起光源から出力された光と反応して白色光を出力する発光部と、
前記励起光源から出力された光を発光部に反射させる複数の反射部と、
前記PCB基板と発光部とが固定結合されたハウジングと、を含み、
前記励起光源と発光部とは、レーザービームの出力方向と白色光の出力方向とが互いに反対方向になるようにハウジングに結合され、
前記レーザービームの出力方向と対面するハウジングの内面が反射部になり、
前記励起光源と発光部とで発生した熱を、外部に伝達して放熱する放熱部を更に含み、
前記ハウジングは、上側が開放され、内部底面が反射部になるローカバーと、
前記ローカバーに結合されて上側の開放部を密閉し、励起光源が反射部に向かうようにPCB基板が内側の内面に結合され、発光部が結合され、外側の外面に放熱部が形成されたアッパーカバーと、を含むことを特徴とする車両ランプ用レーザー光学系。 - 前記放熱部は、一体に構成され、
上記一体に構成された放熱部を利用して複数の励起光源及び発光部の熱を放熱することを特徴とする請求項1に記載の車両ランプ用レーザー光学系。 - 前記発光部は一つで構成され、
上記一つの発光部は、複数の励起光源の中心に位置することを特徴とする請求項1に記載の車両ランプ用レーザー光学系。 - 前記複数の励起光源は、発光部を中心に互いに交差配列されるように、発光部を中心とする円周に沿って等間隔に配置されたことを特徴とする請求項3に記載の車両ランプ用レーザー光学系。
- 前記複数の反射部は、励起光源と同一の個数で構成され、励起光源と反射部とは、各々一つずつが互いにマッチングするよう構成されたことを特徴とする請求項3に記載の車両ランプ用レーザー光学系。
- 前記発光部の入射面の中心と、全ての反射部の焦点位置とは、互いに一致することを特徴とする請求項4に記載の車両ランプ用レーザー光学系。
- 前記全ての反射部は、互いにマッチングされた一つの励起光源の出力面の中心(F1)と、発光部の入射面の中心(F2)と、を焦点とする楕円(M1)で形成され、前記中心(F1,F2)を通る軸(L1)を中心に真円(M2)で形成されることを特徴とする請求項6に記載の車両ランプ用レーザー光学系。
- 前記反射部の表面は、反射効率を高めるためにアルミニウムが蒸着されるか、または銀で反射コーティング処理されたことを特徴とする請求項1に記載の車両ランプ用レーザー光学系。
- 前記ローカバーに固定され、励起光源の前方に一つずつ位置し、励起光源で出力された光を集光する集光レンズ、を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の車両ランプ用レーザー光学系。
- 前記ハウジングの外部に位置するようにアッパーカバーの外側外面に結合され、発光部を介して出力された白色光を方向自在に再反射させる補助反射部を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の車両ランプ用レーザー光学系。
- 前記補助反射部は、発光部の出力面の中心を焦点として有する放物反射面であることを特徴とする請求項10に記載の車両ランプ用レーザー光学系。
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