JP6736349B2 - 車両用照明装置 - Google Patents

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Description

本発明は複数の光源からの光を単一発光部に集束して光を照射するようにする車両用照明装置に関する。
一般に、ヘッドランプは、車両の走行時、車両の進行方向に光を照射して前方経路を照らすことで、夜間走行中に前方に光を照射して運転者に視覚情報を提供する。これにより、夜間に前方視野を確保し、道路上に他の車両及び障害物を確認することができ、安全な走行ができるようにする。
夜間に遠距離への照射性能を向上させるために高輝度の光源が必要である。このようなランプを構成する従来の照明装置は、励起光源、蛍光体及び反射面からなり、励起光源の数によって反射面の数が決定されるため、レイアウトが不利になり、それによってデザイン自由度が低下する。
また、従来の光学系の場合、励起光源の数によって蛍光体の数も増加しなければならないため、製作コストが上昇し、その大きさも大きくなる問題がある。
前記背景技術として開示し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、この技術分野で通常の知識を持った者に既に知られた従来技術に当たるものと認めてはならないであろう。
日本国特開第２０１５−１１５２７６号公報
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、多数の光源からの光を単一蛍光体に照射するように構成することで、光学系のサイズを縮小し、デザイン自由度を高め、製造コストを節減することができる車両用照明装置を提供することにその目的がある。
前記の目的を達成するための本発明による車両用照明装置は、互いに異なる方向の偏光ビームを照射する光源部；前記光源部から照射された偏光ビームが入射するように位置し、前記光源部から照射された偏光ビームの中でいずれか一偏光ビームは反射させ、他の一偏光ビームは透過するように構成されたフィルター部；前記フィルター部を通じて移動した偏光ビームが入射し、入射した偏光ビームが焦点を合わせて集光されるようにする集光反射部；及び前記集光反射部によって焦点が形成される経路上に位置し、入射した偏光ビームが色相を持って放出されるようにする発光部を含む。
前記光源部は第１光源及び第２光源から構成され、前記第１光源は縦方向または横方向の偏光ビームを照射し、前記第２光源は前記第１光源とは違う方向の横方向または縦方向の偏光ビームを照射することができる。
前記光源部は、前記第１光源が縦方向の偏光ビームを照射し、前記第２光源が横方向の偏光ビームを照射するように構成されることができる。
前記第１光源と前記第２光源は互いに９０°の角度差を持つように取り付けられることで、前記第１光源と前記第２光源の偏光ビームは９０°の位相差を持つことができる。
前記フィルター部は、前記光源部から所定距離だけ隔たって位置し、前記第１光源から照射された縦方向の偏光ビームを反射させる反射ミラー；及び前記第１光源から反射されて入射した縦方向の偏光ビームは反射させ、前記第２光源から照射された横方向の偏光ビームは透過させる偏光フィルター；を含んでなることができる。
前記フィルター部は、前記第１光源の偏光ビームが入射する前記反射ミラーが前記第２光源の偏光ビームが入射する前記偏光フィルターの上側に位置し、前記反射ミラーは、前記第１光源から照射された縦方向の偏光ビームが下側に移動するように構成され、前記偏光フィルターは、前記反射ミラーによって反射されて移動した縦方向の偏光ビームを反射させて前方に直線上に移動するようにし、前記第２光源から照射された横方向の偏光ビームは透過させて前方に移動するように構成されることができる。
前記集光反射部は、前記偏光フィルターから前方に所定間隔だけ隔たって位置し、前記偏光フィルターを通じて反射及び透過されて入射した縦方向の偏光ビームと横方向の偏光ビームを反射させることで、上側に垂直線上に焦点が形成されるように構成されることができる。
前記発光部は、前記集光反射部によって形成された焦点に近くに位置することができる。
前記光源部は、照射される偏光ビームが焦点を合わせて集光されるようにする集光レンズ部をさらに含み、前記発光部は、第２光源から照射された偏光ビームが反射ミラーによって反射されてから形成された焦点が位置する部分に設けられることができる。
前記発光部を通じて放出された光はレフレクターまたはレンズによって車両の前方または後方に照射されることができる。
前記光源部は、照射される偏光ビームを直線上に平行に移動するようにする光学レンズを含むことができる。
前記発光部を通じて放出された光はレフレクターまたはレンズによって車両の前方または後方に照射されることができる。
内部空間を持つハウジングをさらに含み、前記ハウジングの内部後方側には光源部が取り付けられる支持部が設けられ、前記光源部から前方に直線上に離隔して前記フィルター部及び前記集光反射部がそれぞれ設けられ、前記ハウジングの上端には、前記集光反射部の上側に前記発光部が設けられることができる。
前述したような構造になった車両用照明装置によれば、多数の光源から照射される偏光ビームが単一発光部に移動するように構成することで、光学系のサイズ縮小が可能であり、デザイン自由度が上昇する。また、レイアウトが縮小して製造コスト及び重さが低減する。
本発明の一実施例による車両用照明装置を示した図である。 本発明の一実施例による車両用照明装置を説明するための図である。 本発明の一実施例による車両用照明装置を説明するための図である。
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例による車両用照明装置について説明する。
図１は本発明の一実施例による車両用照明装置を示した図、図２及び図３は本発明の一実施例による車両用照明装置を説明する図である。
本発明による車両用照明装置は、図１に示したように、互いに異なる方向の偏光ビームを照射する光源部１００；前記光源部１００から照射された偏光ビームが入射するように位置し、前記光源部１００から照射された偏光ビームの中でいずれか一偏光ビームは反射させ、他の一偏光ビームは透過するように構成されたフィルター部２００；前記フィルター部２００を通じて移動した偏光ビームが入射し、入射した偏光ビームが焦点を合わせて集光されるようにする集光反射部３００；及び前記集光反射部３００によって焦点が形成される経路上に位置し、入射した偏光ビームが色相を持って放出されるようにする発光部４００；を含む。
本発明において、光源部１００はレーザーダイオードからなることができ、青色レーザービームを生成することができるように構成できる。このように、光源部１００はレーザーダイオードを適用することにより、光源部１００を複数の光源から構成し易く、特に光源部１００は複数の光源からなって互いに異なる方向の偏光ビームを照射するように構成できる。これは、光源部１００を構成するレーザーダイオードの場合、固有の偏光を持つように構成され、レーザーダイオードの装着角度を互いに異なるように設置することによってレーザービームの波長を異に設定することができる。
このように、複数の光源からなる光源部１００の偏光ビームが入射するフィルター部２００は、いずれか一偏光ビームは反射させ、他の一偏光ビームは透過するように構成できる。このために、フィルター部２００は偏光フィルター２４０を適用することができ、光源部１００から照射された偏光ビームの中でいずれか一偏光ビームは反射させて、発光部４００を通過して光が出力されるようにし、他の位置から照射される他の一偏光ビームはそのまま透過するようにすることにより、同一発光部４００を通過して光が出力されるようにすることができる。フィルター部２００については後に詳細に説明する。
このようなフィルター部２００を通じて移動した偏光ビームは集光反射部３００に入射し、集光反射部３００は入射した偏光ビームを反射させて、偏光ビームが特定の地点に焦点を合わせて集光されるように構成される。すなわち、集光反射部３００は、光源部１００から照射される偏光ビームが平行光として入射すれば、これを特定の地点に焦点を合わせるように反射させることで、焦点が形成される位置を基点として発光部４００の位置を決定することができる。すなわち、発光部４００の位置を集光反射部３００によって形成される焦点に基づいて決定することで、光源部１００から照射されるレーザービームの断面積を選択的に設計することができる。
一方、前記発光部４００は蛍光体で、光源部１００から照射されるレーザービームと反応して特定の色相を持つ光が出力されるようにする。一例として、光源部１００からは青色のレーザービームが照射されるように構成され、発光部４００は青色のレーザービームを受ければ黄色に透過するようにする蛍光体から構成されることにより、白色光と認知可能なレーザービームが放出されるようにすることができる。
このように、前述した本発明は複数から構成された光源部１００から照射された偏光ビームがフィルター部２００を通過した後、集光反射部３００を通過し、単一発光部３００に放出されるようにするもので、全体的なレイアウトを縮小することができるようにする。
本発明について具体的に説明すれば、図１及び図２に示したように、前記光源部１００は第１光源１２０及び第２光源１４０から構成され、第１光源１２０は縦方向または横方向の偏光ビームを照射し、第２光源１４０は第１光源１４０とは違う方向の横方向または縦方向の偏光ビームを照射するように構成される。すなわち、第１光源１２０と第２光源１４０は互いに異なる方向の偏光ビームを照射するように構成され、第１光源１２０から縦方向の偏光ビームを照射するように構成される場合、第２光源１４０は横方向の偏光ビームを照射するように構成され、第１光源１２０から横方向の偏光ビームを照射するように構成される場合、第２光源１４０は縦方向の偏光ビームを照射するように構成できる。このように、第１光源１２０と第２光源１４０から照射される偏光ビームの方向によって後述するフィルター部２００の反射ミラー２２０及び偏光フィルター２４０の構成が変更できる。
本発明の説明において、一実施例は、第１光源１２０は縦方向の偏光ビームを照射し、第２光源１４０は横方向の偏光ビームを照射するように構成されるものにする。
このような光源部１００は第１光源１２０及び第２光源１４０の二つからなることができ、第１光源１２０と第２光源１４０は固有の偏光を持つことができる。すなわち、第１光源１２０と第２光源１４０は同一仕様に構成されるが装着角度を異にして偏光ビームの方向が互いに異なるように構成することができる。
このように、前記第１光源１２０と前記第２光源１４０は互いに９０°の角度差を持つように取り付けられ、第１光源１２０及び第２光源１４０の偏光ビームは９０°の位相差を持つようにすることができる。このように、第１光源１２０と第２光源１４０が９０°の位相差を持つように構成すれば、第１光源１２０と第２光源１４０を角度差を置いて設計することが容易であり、後述するフィルター部２００の偏光フィルター２４０を構成するとき、特定方向の偏光ビームは透過するようにし、他の方向の偏光ビームは反射させるように構成することが容易である。もちろん、第１光源１２０及び第２光源１４０から照射される偏光ビームの方向及び偏光フィルター２４０の反射または透過角度は９０°だけでなく、多様な角度に設定することができる。
また、第１光源１２０と第２光源１４０は相異なる方向の偏光ビームを照射するように構成されることで、第１光源１２０は縦方向の偏光ビームを照射し、第２光源１４０は横方向の偏光ビームを照射するようにすることができる。このように、第１光源１２０と第２光源１４０は相異なる方向の偏光ビームを照射するように構成することにより、同一位置に取り付けられても偏光ビームの方向を異にすることができる。
一方、前記フィルター部２００は、光源部１００から所定距離だけ隔たって位置し、第１光源１２０から照射された縦方向の偏光ビームを反射させる反射ミラー２２０；及び前記第１光源１２０から反射されて入射した縦方向の偏光ビームは反射させ、前記第２光源１４０から照射された横方向の偏光ビームは透過させる偏光フィルター２４０からなることができる。
ここで、反射ミラー２２０は第１光源１２０から照射される偏光ビームの移動経路を変更するためのもので、ミラーの代わりにプリズムを適用することができる。
前記フィルター部２００の偏光フィルター２４０は、入射するレーザービームの水平または垂直偏波を区分して反射及び透過するように構成される。このような偏光フィルター２４０は、異色性物質を染着させたＰＶＡ（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）フィルム（偏光素子）を中心に偏光素子の保護体の役目をするＴＡＣ（Ｔｒｉ−ａｃｅｔａｔｅｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルムが偏光素子の両面に接合された形態であるＴＡＣ−ＰＶＡ−ＴＡＣの３層構造になることができる。ここで、ＴＡＣフィルムの表面には、要求特性によって散乱、硬度強化、反射などの特性を持つ表面コーティング処理が付け加えられることができる。
具体的に、前記フィルター部２００は、第１光源１２０の偏光ビームが入射する反射ミラー２２０が第２光源１４０の偏光ビームが入射する偏光フィルター２４０の上側に位置し、前記反射ミラー２２０は第１光源１２０から照射された縦方向の偏光ビームが下側に移動するように構成され、前記偏光フィルター２４０は、反射ミラー２２０によって反射されて移動した縦方向の偏光ビームを反射させて前方に直線上に移動するようにし、第２光源１４０から照射された横方向の偏光ビームは透過させて前方に移動するように構成されることができる。
図１に示すように、第１光源１２０と第２光源１４０は上下側にそれぞれ配置され、フィルター部２００の反射ミラー２２０が第１光源１２０から水平方向に直線上に離隔して配置され、偏光フィルター２４０が第２光源１４０から水平方向に直線上に離隔して反射ミラー２２０の下側に配置されることができる。特に、反射ミラー２２０は第１光源１２０から照射された偏光ビームが下側に垂直に反射されるように所定角度だけ傾いて設置されることができ、偏光フィルター２４０は第２光源１４０から照射された偏光ビームが前方に水平に反射及び透過されるように所定角度だけ傾いて設置できる。また、偏光フィルター２４０の前方に集光反射部３００が位置して、反射ミラー２２０及び偏光フィルター２４０で反射及び透過された偏光ビームが集光反射部３００に入射するように構成できる。
ここで、本発明は、第１光源１２０は縦方向の偏光ビームを照射するように構成され、第２光源１４０は横方向の偏光ビームを照射するように構成され、偏光フィルター２４０は縦方向の偏光ビームは反射させ、横方向の偏光ビームは透過するように構成される。これにより、第１光源１２０から照射された縦方向の偏光ビームは反射ミラー２２０によって偏光フィルター２４０側に経路が転換された後、偏光フィルター２４０で反射されて集光反射部３００に移動し、第２光源から照射された横方向の偏光ビームは偏光フィルター２４０を透過して直ぐ集光反射部３００に移動する。
これにより、第１光源１２０及び第２光源１４０から照射された偏光ビームは反射ミラー２２０及び偏光フィルター２４０から構成されたフィルター部２００によって単一集光反射部３００に移動し、集光反射部３００によって単一発光部４００に移動することにより、光学系のサイズを縮小することができ、よってデザイン自由度を高めることができる。
一方、前記集光反射部３００は偏光フィルター２４０から前方に所定間隔だけ隔たって位置し、偏光フィルター２４０を通じて反射及び透過されて入射した縦方向の偏光ビームと横方向の偏光ビームを反射させることで、上側に垂直線上に焦点が形成されるように構成できる。
ただし、本発明は、前記光源部１００が照射される偏光ビームが直線上に平行に移動するようにする光学レンズ１６０をさらに備えることで、偏光ビームの光線束を平行に調整することができる。このために、光学レンズ１６０は、平行光線を形成するために、コリメータを適用することができる。
このように、光源部１００から照射される偏光ビームは光学レンズ１６０によって平行光線に調整されて移動することにより、集光反射部３００によって特定の地点に焦点が形成されるようにすることができる。このように、集光反射部３００によって反射されて焦点が形成されることによって偏光ビームの大きさを初期設計によって決定することができる。
集光反射部３００によって形成される焦点について例として説明すれば、本発明の場合、発光部４００は集光反射部３００によって形成された焦点に近くに位置することができる。図３に示すように、第２光源１４０から照射された偏光ビームが集光反射部３００によって上側に垂直に反射されれば、偏光ビームが単一焦点を合わせて集光される。ここで、発光部４００は集光反射部３００によって焦点が形成される位置に設けられれば、発光部４００に入射する偏光ビームの断面積を減らすことにより、光源部１００から照射されるレーザービームが正確に視認できるように出射されるようにすることができる。また、光源部１００から照射された偏光ビームが反射ミラー２２０及び偏光フィルター２４０を通じて集光反射部３００によって反射されてから形成される焦点を基準に、発光部４００の位置によって偏光ビームの断面積を調節することができる。すなわち、図３に示すように、集光反射部３００と集光反射部３００によって偏光ビームが集光されて形成された焦点との間で、発光部４００が集光反射部３００側に近くなるほど偏光ビームの断面積を増大させることができ、全体レイアウトを縮小することができるので、車両用照明の設計によって偏光ビームの断面積を設定することができる。
一方、前記発光部４００を通じて放出された偏光ビームはレフレクター５００またはレンズによって車両の前方または後方に照射されるようにすることができる。ここで、レフレクター５００は反射板からなることができ、第１光源１２０及び第２光源１４０から照射された偏光ビームがフィルター部２００を通過してから集光部３００で反射されることによって発光部４００を通じて放出されれば、放出された偏光ビームが車両の前方または後方に照射されるようにする。若しくは、発光部４００を通じて放出された偏光ビームがレンズを通じて照射されるようにすることで、放出された偏光ビームが車両の前方または後方に照射されるようにすることができる。
すなわち、最終に運転者の視界を確保するための地点に光が照射されるようにするためのものとして、レフレクター５００またはレンズを適用するものである。
一方、図１に示したように、内部空間を持つハウジング１０をさらに含み、ハウジング１０の内部後方側には光源部１００が取り付けられる支持部１２が設けられ、光源部１００から前方に向かって直線上に離隔してフィルター部２００及び集光反射部３００がそれぞれ設けられ、ハウジング１０の上端には、集光反射部３００の上側に発光部４００が設けられることができる。
すなわち、ハウジング１０の内部後方側に支持部１２が設けられることにより、第１光源１２０と第２光源１４０が上下側にそれぞれ配置されることができ、光源部１００から前方に直線上に離隔してフィルター部２００が設置されることにより、光源部１００から照射された偏光ビームがフィルター部２００に入射する。このように、光源部１００から照射された縦方向の偏光ビームと横方向のビームがフィルター部２００によって反射されて集光反射部３００に移動すれば、集光反射部３００によってハウジング１０の上端に設けられた発光部４００に移動経路が転換される。これにより、偏光ビームは発光部４００を通じて放出され、放出された光はレフレクター５００によって車両照明として外部に照射される。
前述したような構造になった車両用照明装置によれば、多数の光源から照射される偏光ビームが単一発光部４００に移動するように構成することで、光学系サイズの縮小構成が可能であり、デザイン自由度が高くなる。また、レイアウトが縮小して製造コスト及び重さが低減される。
本発明は特定の実施例について図示しながら説明したが、以下の特許請求の範囲によって決められる本発明の技術的思想を逸脱しない範疇内で、本発明が多様に改良及び変形できるのは当業者には明らかであろう。
本発明は、多数の光源を単一蛍光体に照射されるように構成することで、光学系のサイズを縮小し、デザイン自由度を高め、製造コストを節減することができる車両用照明装置に適用可能である。
１０ ハウジング
１２ 支持部
１００ 光源部
１２０ 第１光源
１４０ 第２光源
１６０ 光学レンズ
２００ フィルター部
２２０ 反射ミラー
２４０ 偏光フィルター
３００ 集光反射部
４００ 発光部
５００ レフレクター

Claims (9)

  1. 互いに異なる方向の偏光ビームを照射する光源部；
    前記光源部から照射された偏光ビームが入射するように位置し、前記光源部から照射された偏光ビームの中でいずれか一偏光ビームは反射させ、他の一偏光ビームは透過するように構成されたフィルター部；
    前記フィルター部を通じて移動した偏光ビームが入射し、入射した偏光ビームが焦点を合わせて集光されるようにする集光反射部；及び
    前記集光反射部によって焦点が形成される経路上に位置し、入射した偏光ビームが色相を持って放出されるようにする発光部；を含み、
    前記フィルター部は、
    前記光源部から所定距離だけ隔たって位置し、前記光源部の第１光源から照射された縦方向の偏光ビームを反射させる反射ミラー；及び
    前記第１光源から反射されて入射した縦方向の偏光ビームは反射させ、前記光源部の第２光源から照射された横方向の偏光ビームは透過させる偏光フィルター；を含んでなり、
    前記フィルター部は、前記第１光源の偏光ビームが入射する前記反射ミラーが前記第２光源の偏光ビームが入射する前記偏光フィルターの上側に位置し、前記反射ミラーは、前記第１光源から照射された縦方向の偏光ビームが下側に移動するように構成され、前記偏光フィルターは、前記反射ミラーによって反射されて移動した縦方向の偏光ビームを反射させて前方に直線上に移動するようにし、前記第２光源から照射された横方向の偏光ビームは透過させて前方に移動するように構成されることを特徴とする、車両用照明装置。
  2. 前記光源部は前記第１光源及び前記第２光源から構成され、前記第１光源は縦方向または横方向の偏光ビームを照射し、前記第２光源は前記第１光源とは違う方向の横方向または縦方向の偏光ビームを照射することを特徴とする、請求項１に記載の車両用照明装置。
  3. 前記光源部は、前記第１光源が縦方向の偏光ビームを照射し、前記第２光源が横方向の偏光ビームを照射するように構成されることを特徴とする、請求項２に記載の車両用照明装置。
  4. 前記第１光源と前記第２光源は互いに９０°の角度差を持つように取り付けられることで、前記第１光源と前記第２光源の偏光ビームは９０°の位相差を持つことを特徴とする、請求項３に記載の車両用照明装置。
  5. 前記集光反射部は、前記偏光フィルターから前方に所定間隔だけ隔たって位置し、前記偏光フィルターを通じて反射及び透過されて入射した縦方向の偏光ビームと横方向の偏光ビームを反射させることで、上側に垂直線上に焦点が形成されるように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の車両用照明装置。
  6. 前記発光部は、前記集光反射部によって形成された焦点に近くに位置することを特徴とする、請求項１に記載の車両用照明装置。
  7. 前記光源部は、照射される偏光ビームを直線上に平行に移動するようにする光学レンズを含むことを特徴とする、請求項１に記載の車両用照明装置。
  8. 前記発光部を通じて放出された光はレフレクターまたはレンズによって車両の前方または後方に照射されることを特徴とする、請求項１に記載の車両用照明装置。
  9. 内部空間を持つハウジングをさらに含み、前記ハウジングの内部後方側には前記光源部が取り付けられる支持部が設けられ、前記光源部から前方に直線上に離隔して前記フィルター部及び前記集光反射部がそれぞれ設けられ、前記ハウジングの上端には、前記集光反射部の上側に前記発光部が設けられることを特徴とする、請求項１に記載の車両用照明装置。
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