KR101959806B1 - 차량용 램프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 램프에 관한 것으로서, 레이저 다이오드를 광원으로 사용하는 차량용 램프에서 레이저 광에 의한 형광체의 파손을 방지하는 차량용 램프에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프는 여기 광을 조사하는 여기 광원과, 상기 여기 광을 반사시켜 반사광을 발생시키는 반투과부와, 상기 반사광에 의해 여기되어 형광을 발생시키는 형광 발생부, 및 상기 발생된 형광을 외부로 투과시키는 메인 렌즈를 포함한다.

Description

차량용 램프{Automotive lamp}
본 발명은 차량용 램프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 레이저 다이오드를 광원으로 사용하는 차량용 램프에서 레이저 광에 의한 형광체의 파손을 방지하는 차량용 램프에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 야간 주행 시에 차량 주변에 위치한 대상물을 용이하게 확인하기 위한 조명 기능 및 다른 차량이나 도로 이용자들에게 차량의 주행 상태를 알리기 위한 신호 기능을 가지는 다양한 종류의 차량용 램프를 구비하고 있다.
예를 들어, 헤드 램프 및 포그 램프 등은 주로 조명 기능을 목적으로 하고, 턴 시그널 램프, 테일 램프, 브레이크 램프, 사이드 마커(Side Marker) 등은 주로 신호 기능을 목적으로 한다. 또한, 이러한 차량용 램프는 각 기능을 충분히 발휘하도록 그 설치 기준과 규격에 대해서 법규로 규정되어 있다.
최근에는 차량용 램프의 광원으로 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드(Laser Diode)를 이용하고, 광원으로부터 발생된 광을 여기 광원(excitation light source)으로 하여 형광체를 여기시킴으로써 발생하는 광을 이용하는 연구가 활발히 진행되고 있다.
이때, 레이저 다이오드로부터 발생되는 레이저 광은 높은 휘도와 강한 지향성으로 인해 광의 손실 없이 집광이 용이하기 때문에 발광 다이오드에 비하여 고휘도이면서도 선명한 광을 얻을 수 있게 된다.
레이저 광을 이용함에 있어서 형광체가 이용될 수 있다. 형광체는 레이저 광을 투과시켜 그 색상을 변경시킬 수 있다. 한편, 레이저 광을 직접 형광체에 조사하는 경우 형광체가 파손될 수 있다. 이에, 레이저 광에 의한 형광체의 파손을 방지하면서 차량용 램프를 구현할 수 있도록 하는 발명의 등장이 요구된다.
일본공개특허공보 특개2011-086432 (2011.04.28)
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 레이저 다이오드를 광원으로 사용하는 차량용 램프에서 레이저 광에 의한 형광체의 파손을 방지하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프는 여기 광을 조사하는 여기 광원과, 상기 여기 광을 반사시켜 반사광을 발생시키는 반투과부와, 상기 반사광에 의해 여기되어 형광을 발생시키는 형광 발생부, 및 상기 발생된 형광을 외부로 투과시키는 메인 렌즈를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프에 따르면 레이저 다이오드를 광원으로 사용하는 차량용 램프에서 레이저 광에 의한 형광체의 파손을 방지함으로써 레이저 다이오드를 이용한 차량용 램프의 구현을 가능하게 하는 장점이 있다.
또한, 복수의 레이어 광이 하나의 형광체에 집중되도록 함으로써 모듈을 간소화할 수 있는 장점도 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과부의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프에 의하여 광이 출사되는 것을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 램프의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 램프의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 굴절 렌즈와 반투과부간의 관계를 나타낸 개념도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 램프에 의하여 광이 출사되는 것을 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 램프를 나타낸 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 차량용 램프를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프의 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과부의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 차량용 램프(10)는 여기 광원(110), 반투과부(120), 방열부(130), 형광 발생부(140), 리플렉터(150) 및 메인 렌즈(160)를 포함하여 구성된다.
여기 광원(110)은 여기 광을 조사하는 역할을 수행한다. 본 발명의 실시예에서 여기 광원(110)은 여기 광으로서 레이저 광을 발생시키는 레이저 다이오드(Laser Diode)가 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 여기 광원(110)으로는 레이저 다이오드뿐만 아니라 LED(Light Emitting Diode)나 벌브(Bulb) 등과 같은 다양한 종류가 사용될 수 있다.
여기 광원(110)으로 레이저 다이오드가 사용되는 경우, 여기 광원(110)은 440nm~490nm의 파장 범위에 피크 파장을 가지는 청색 영역의 레이저 광을 발생시킬 수 있다. 이하 여기 광원(110)에 의하여 청색 영역의 레이저 광이 발생되는 것을 위주로 설명하나, 본 발명의 여기 광원(110)에 의하여 발생되는 광은 이에 한정되지 않는다. 즉, 차량용 램프(10)에서 요구하는 광의 색상이나 형광 발생부(140)를 통하여 발생시키고자 하는 형광의 색상에 따라 레이저 광의 색상 영역은 다양하게 변경될 수 있다.
여기 광원(110)의 광 조사 경로상에는 집광 렌즈(111)가 구비될 수 있다. 집광 렌즈(111)는 여기 광원(110)에서 조사된 여기 광을 집중시키는 역할을 수행한다. 여기 광이 집중됨에 따라 집광 렌즈(111)를 투과한 광은 광 손실이 감소된 상태로 보다 먼 거리로 조사될 수 있게 된다.
한편, 여기 광원(110)으로서 레이저 다이오드가 사용된 경우 여기 광은 높은 에너지를 가질 수 있다. 이렇게 높은 에너지를 갖는 여기 광이 형광 발생부(140)에 직접적으로 조사되는 경우 형광 발생부(140)가 손상될 수 있다. 이에, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프(10)는 여기 광원(110)의 여기 광이 직접 형광 발생부(140)로 조사되지 않도록 하기 위하여 반투과부(120)를 구비할 수 있다.
반투과부(120)는 여기 광원(110)에 의하여 조사된 여기 광을 반사시켜 반사광을 발생시키는 역할을 수행한다. 여기 광이 반투과부(120)에 의하여 반사된 이후에 반사광이 형광 발생부(140)에 도달하기 때문에 여기 광에 의한 형광 발생부(140)의 손상이 방지될 수 있다.
여기 광이 반투과부(120)에 도달한 경우 여기 광의 높은 에너지에 의하여 열이 발생할 수 있다. 이에, 반투과부(120)에 밀착하여 여기 광에 의하여 발생된 열을 방열시키는 방열부(130)가 구비될 수 있다. 반투과부(120)는 여기 광을 반사시키는 반사판(122)을 포함할 수 있다. 방열부(130)는 반사판(122)의 반대측 면에 밀착하여 반투과부(120)의 열을 방열시킬 수 있다.
방열부(130)에 의하여 일정 크기만큼 에너지가 감소된 여기 광 즉, 반사광이 형광 발생부(140)로 전달될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 반투과부(120)는 특정 파장 범위의 광을 반사시킬 수 있다. 예를 들어, 반투과부(120)는 480 nm 이상의 파장을 갖는 광을 반사시킬 수 있다. 이에, 여기 광 중 480 nm 미만의 파장을 갖는 광은 반투과부(120)를 투과하고, 480 nm 이상의 파장을 갖는 광은 반투과부(120)에 의하여 반사될 수 있다.
특정 파장 범위의 광을 반사하는 본 발명의 반투과부(120)는 다이크로익 미러(dichroic mirror)일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
도 2를 참조하면, 반투과부(120)는 몸체(121) 및 반사판(122)을 포함하여 구성된다. 반사판(122)은 입사된 광을 반사시키는 역할을 수행한다. 반사판(122)은 다이크로익 코팅되어 몸체(121)에 형성될 수 있다. 이에, 반사판(122)은 입사된 광 중 특정 파장 범위의 광을 반사시키고 나머지 광은 투과시킬 수 있다.
몸체(121)는 반사판(122)의 지지하여 반사판(122)의 형태가 유지되도록 하는 역할을 수행한다. 또한, 몸체(121)는 일정 크기 이상의 열 전도율을 가질 수 있다. 이에, 반사판(122)을 투과한 광에 의한 열이 몸체(121)로 용이하게 전도될 수 있게 된다.
전술한 방열부(130)는 몸체(121)에 밀착하여 구비될 수 있다. 반사판(122)에서 몸체(121)로 전도된 열은 방열부(130)로 전달되어 방열될 수 있게 된다.
다시 도 1을 설명하면, 형광 발생부(140)는 반투과부(120)에서 발생된 반사광에 의해 여기되어 형광을 발생시킬 수 있다. 이를 위하여, 형광 발생부(140)는 일정 색상의 형광을 발생시키는 형광체를 포함하여 구성될 수 있다.
형광체는 차량용 램프(10)의 용도에 따라 발생되는 형광의 색상을 결정할 수 있다. 차량용 램프(10)가 헤드 램프인 경우, 일반적으로 백색광이 발생되어야 한다. 이에, 여기 광원(110)으로부터 청색 영역의 레이저 광이 조사되는 경우 형광체는 황색 형광체일 수 있다. 이러한 경우 형광체는 560nm~590nm의 파장 범위의 피크 파장을 갖는 백색광을 발생시킬 수 있다.
이때, 본 발명의 실시예에서 여기 광원(110)에 의하여 청색 레이저 광이 조사될 때 형광 발생부(140)로서 황색 형광체가 사용되는 경우는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로서, 본 발명의 형광 발생부(140)는 이에 한정되지 않고 여기 광원(110)의 색상 영역에 따라 청색, 녹색 및 적색 형광체 등의 조합을 통하여 구현될 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 형광 발생부(140)에 포함되는 형광체는 투과형 형광체일 수 있다. 투과형 형광체는 여기 광이 입사되면 형광체를 투과하는 방향으로 형광이 발생되는 형광체로 이해될 수 있다.
그러나, 형광체로서 투과형 형광체가 사용되는 것은 예시적인 것으로서, 차량용 램프(10)의 종류, 광학계 및 레이아웃 등에 따라 형광체는 여기 광이 입사되는 면을 통해 형광이 발생되는 반사형 형광체일 수도 있다.
이때, 형광체의 반사율이나 투과율은 형광체를 구성하는 입자들의 구성 비율에 의해 달라질 수 있다.
리플렉터(150)는 형광 발생부(140)에서 발생된 형광을 반사시켜 반사된 광(이하 형광 반사광이라 한다)이 메인 렌즈(160)로 전달되도록 하는 역할을 수행한다.
메인 렌즈(160)는 리플렉터(150)로부터 전달된 형광을 외부로 투과시키고 효과적으로 분산시키는 역할을 수행한다. 한편, 다양한 렌즈 특성을 구현하기 위하여 메인 렌즈(160)로서 비구면 렌즈가 사용될 수 있다.
한편, 도 1은 리플렉터(150)가 구비된 차량용 램프(10)를 도시하고 있으나, 각 구성의 배치 및 기능에 따라 리플렉터(150)가 제거된 상태로 차량용 램프가 구현될 수도 있다. 예를 들어, 형광 발생부(140)에서 발생된 형광의 광 경로상에 메인 렌즈(160)가 구비된 경우 리플렉터(150)가 제거되고, 메인 렌즈(160)는 형광 발생부(140)에서 발생된 형광을 직접 전달 받아 외부로 투과시킬 수 있는 것이다. 또는, 형광 발생부(140)에서 발생된 형광의 광 경로를 다양하게 결정하기 위하여 2개 이상의 리플렉터(150)가 이용될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프에 의하여 광이 출사되는 것을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 여기 광원(110)에서 발생된 여기 광(L1)은 반투과부(120)에 의하여 반사된 이후에 메인 렌즈(160)를 투과하여 출사될 수 있다.
여기 광원(110)에서 발생된 여기 광(L1)은 집광 렌즈(111)에 의하여 집광되어 반투과부(120)에 도달할 수 있다. 반투과부(120)는 입사된 여기 광(L1) 중 일정 파장 범위에 포함된 광은 투과시키고 나머지 광은 반사시킬 수 있다.
투과된 광은 열의 형태로 전환될 수 있는데, 그 열은 방열부(130)에 의하여 방열될 수 있다.
반투과부(120)에서 출사된 반사광(L2)은 형광 발생부(140)로 전달되고, 형광 발생부(140)는 형광(L3)을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 여기 광(L1)이 청색 레이저 광인 경우 형광 발생부(140)는 백색광인 형광(L3)을 발생시킬 수 있다.
형광(L3)은 리플렉터(150)에 의하여 반사되어 메인 렌즈(160)로 전달될 수 있다. 결국, 메인 렌즈(160)는 형광 발생부(150)에 의하여 발생된 형광(L3) 예를 들어, 백색광을 출사할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 램프의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 램프의 측면도이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 굴절 렌즈와 반투과부간의 관계를 나타낸 개념도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 차량용 램프(20)는 여기 광원(210a, 210b), 광 굴절 렌즈(270), 반투과부(220), 방열부(230), 형광 발생부(240), 리플렉터(250) 및 메인 렌즈(260)를 포함하여 구성된다.
도 4 및 도 5에 도시된 여기 광원(210a, 210b), 반투과부(220), 방열부(230), 형광 발생부(240), 리플렉터(250) 및 메인 렌즈(260)의 형태 및 기능은 도 1에 도시된 차량용 램프(10)의 여기 광원(110), 반투과부(120), 방열부(130), 형광 발생부(140), 리플렉터(150) 및 메인 렌즈(160)의 형태 및 기능과 동일하거나 유사하다. 이에, 도 1에 도시된 차량용 램프(10)에 대한 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
여기 광원(210a, 210b)은 복수 개가 구비될 수 있다. 도 4는 2개의 여기 광원(210a, 210b)이 구비된 것을 도시하고 있으나, 3개 이상의 여기 광원이 구비될 수도 있다.
복수의 여기 광원(210a, 210b)은 동일한 방향으로 여기 광을 조사할 수 있다. 즉, 복수의 여기 광원(210a, 210b)에 의하여 조사되는 여기 광은 서로 평행할 수 있는 것이다.
여기 광원(210a, 210b)의 광 조사 경로상에는 집광 렌즈(211a, 211b)가 구비될 수 있다. 집광 렌즈(211a, 211b)는 여기 광원(210a, 210b)에서 조사된 여기 광을 집중시키는 역할을 수행한다.
광 굴절 렌즈(270)는 복수의 여기 광원(210a, 210b)에 의하여 조사된 여기 광을 굴절시켜 굴절된 여기 광별로 반투과부(220)의 특정 지점에 매핑시키는 역할을 수행한다. 예를 들어, 광 굴절 렌즈(270)는 제 1 여기 광을 굴절시켜 반투과부(220)의 제 1 지점에 매핑시키고, 제 2 여기 광을 굴절시켜 반투과부(220)의 제 2 지점에 매핑시킬 수 있다. 본 발명에서 광 굴절 렌즈(270) 콜리메이터(collimator)일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
여기 광이 매핑되는 지점(이하, 매핑 지점이라 한다)은 해당 여기 광의 반사광이 형광 발생부(240)로 도달되기 위한 반투과부(220)상의 반사 지점일 수 있다. 즉, 여기 광은 매핑 지점에서 반사됨으로써 대응하는 반사광이 형광 발생부(240)로 전달될 수 있는 것이다.
광 굴절 렌즈(270)의 굴절각, 및 광 굴절 렌즈(270)와 반투과부(220)간의 거리는 굴절된 여기 광이 반투과부(220)의 매핑 지점에 매핑되도록 결정될 수 있다. 도 6을 참조하여 설명하면, 여기 광원(210a, 210b)에서 조사된 여기 광(L1a, L1b)은 광 굴절 렌즈(270)에 의하여 굴절되어 반투과부(220)에 도달하게 된다. 이 때, 굴절된 여기 광(L1ar, L1br)이 반투과부(220)상에 도달하는 지점(Pa, Pb)은 광 굴절 렌즈(270)의 굴절각(Ra, Rb)에 따라 달라지고, 광 굴절 렌즈(270)와 반투과부(220)간의 거리(d)에 따라 달라질 수 있다.
이에, 광 굴절 렌즈(270)의 굴절각(Ra, Rb), 및 광 굴절 렌즈(270)와 반투과부(220)간의 거리(d)는 굴절된 여기 광(L1ar, L1br)이 반투과부(220)의 매핑 지점(Pa, Pb)에 매핑되도록 결정될 수 있으며, 이에 반투과부(220)에서 발생된 반사광이 형광 발생부(240)에 올바르게 도달할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 램프에 의하여 광이 출사되는 것을 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 복수의 여기 광원(210a, 210b)에서 발생된 여기 광(L1a, L1b)은 반투과부(220)에 의하여 반사된 이후에 메인 렌즈(260)를 투과하여 출사될 수 있다.
복수의 여기 광원(210a, 210b)에서 발생된 여기 광(L1a, L1b)은 집광 렌즈(211a, 211b)에 의하여 집광되어 평행하게 조사될 수 있다. 복수의 여기 광(L1a, L1b)은 광 굴절 렌즈(270)에 의하여 굴절되어 광 경로가 변경될 수 있다.
굴절된 복수의 여기 광(L1ar, L1br)은 반투과부(220)에 도달할 수 있다. 반투과부(220)는 입사된 여기 광(L1ar, L1br) 중 일정 파장 범위에 포함된 광은 투과시키고 나머지 광은 반사시킬 수 있다. 투과된 광은 열의 형태로 전환될 수 있는데, 그 열은 방열부(230)에 의하여 방열될 수 있다.
여기서, 굴절된 복수의 여기 광(L1ar, L1br) 각각이 도달한 반투과부(220)의 지점은 매핑 지점(Pa, Pb)일 수 있다. 이에, 반투과부(220)에서 출사된 복수의 반사광(L2a, L2b)은 형광 발생부(240)로 전달되고, 형광 발생부(240)는 형광(L3)을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 여기 광이 청색 레이저 광인 경우 형광 발생부(240)는 백색광의 형광(L3)을 발생시킬 수 있다. 복수의 여기 광(L1a, L1b)에 대한 형광(L3)이 발생되기 때문에 하나의 여기 광원이 구비된 경우에 비하여 높은 휘도의 백색광이 발생될 수 있게 된다.
형광(L3)은 리플렉터(250)에 의하여 반사되어 메인 렌즈(260)로 전달될 수 있다. 결국, 메인 렌즈(260)는 형광 발생부(240)에 의하여 발생된 형광(L3) 예를 들어, 백색광을 출사할 수 있게 된다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 램프를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 차량용 램프(30)는 여기 광원(310a, 310b), 반투과부(320a, 320b), 방열부(330a, 330b), 형광 발생부(340), 리플렉터(350) 및 메인 렌즈(360)를 포함하여 구성된다.
도 8에 도시된 여기 광원(310a, 310b), 반투과부(320a, 320b), 방열부(330a, 330b), 형광 발생부(340), 리플렉터(350) 및 메인 렌즈(360)의 형태 및 기능은 도 1에 도시된 차량용 램프(10)의 여기 광원(110), 반투과부(120), 방열부(130), 형광 발생부(140), 리플렉터(150) 및 메인 렌즈(160)의 형태 및 기능과 동일하거나 유사하다. 이에, 도 1에 도시된 차량용 램프(10)에 대한 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
여기 광원(310a, 310b)은 복수 개가 구비될 수 있다. 도 4는 2개의 여기 광원(310a, 310b)이 구비된 것을 도시하고 있으나, 3개 이상의 여기 광원이 구비될 수도 있다.
복수의 여기 광원(310a, 310b)은 서로 다른 방향으로 여기 광(L1a, L1b)을 조사할 수 있다. 즉, 복수의 여기 광원(310a, 310b)에 의하여 조사되는 여기 광(L1a, L1b)은 서로 평행하지 않을 수 있는 것이다.
각 여기 광원(310a, 310b)의 광 조사 경로상에는 집광 렌즈(311a, 311b)가 구비될 수 있다. 집광 렌즈(311a, 311b)는 여기 광원(310a, 310b)에서 조사된 여기 광(L1a, L1b)을 집중시키는 역할을 수행한다.
집광 렌즈(311a, 311b)를 투과한 여기 광(L1a, L1b)은 반투과부(320a, 320b)에 도달할 수 있다. 즉, 각 여기 광원(310a, 310b)별로 반투과부(320a, 320b)가 구비될 수 있는 것이다. 도 8은 2개의 여기 광원(310a, 310b)이 구비됨에 따라 2개의 반투과부(320a, 320b)가 구비된 것을 도시하고 있다.
각 반투과부(320a, 320b)는 대응하는 여기 광원(310a, 310b)에 의하여 조사된 여기 광(L1a, L1b)을 반사시켜 반사광(L2a, L2b)을 발생시킬 수 있다. 각 반사광(L2a, L2b)은 형광 발생부(340)에 도달할 수 있다. 이를 위하여, 각 여기 광원(310a, 310b)의 광 조사 방향에 대한 각 반투과부(320a, 320b)의 반사 각도가 적절하게 결정될 수 있다.
반사광(L2a, L2b)이 입사됨에 따라 형광 발생부(340)는 형광(L3)을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 여기 광(L1a, L1b)이 청색 레이저 광인 경우 형광 발생부(340)는 백색광의 형광(L3)을 발생시킬 수 있다. 복수의 여기 광(L1a, L1b)에 대한 형광(L3)이 발생되기 때문에 하나의 여기 광원이 구비된 경우에 비하여 높은 휘도의 백색광이 발생될 수 있게 된다.
형광(L3)은 리플렉터(350)에 의하여 반사되어 메인 렌즈(360)로 전달될 수 있다. 결국, 메인 렌즈(360)는 형광 발생부(340)에 의하여 발생된 형광(L3) 예를 들어, 백색광을 출사할 수 있게 된다.
도 9를 참조하면, 차량용 램프(40)는 여기 광원(410a, 410b, 410c, 410d), 광 굴절 렌즈(470ab, 470cd), 반투과부(420ab, 420cd), 방열부(430ab, 430cd), 형광 발생부(440), 리플렉터(450) 및 메인 렌즈(460)를 포함하여 구성된다.
도 9에 도시된 여기 광원(410a, 410b, 410c, 410d), 반투과부(420ab, 420cd), 방열부(430ab, 430cd), 형광 발생부(440), 리플렉터(450) 및 메인 렌즈(460)의 형태 및 기능은 도 1에 도시된 차량용 램프(10)의 여기 광원(110), 반투과부(120), 방열부(130), 형광 발생부(140), 리플렉터(150) 및 메인 렌즈(160)의 형태 및 기능과 동일하거나 유사하다. 이에, 도 1에 도시된 차량용 램프(10)에 대한 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
여기 광원(410a, 410b, 410c, 410d)은 복수 개가 구비될 수 있다. 도 9는 4개의 여기 광원(410a, 410b, 410c, 410d)이 구비된 것을 도시하고 있으나, 5개 이상의 여기 광원이 구비될 수도 있다.
복수의 여기 광원(410a, 410b, 410c, 410d)은 동일한 방향으로 여기 광(L1a, L1b, L1c, L1d)을 조사하는 복수의 광원 그룹(G1, G2)을 포함할 수 있다. 즉, 제 1 광원 그룹(G1)에 포함된 복수의 여기 광원(410a, 410b)은 제 1 방향으로 여기 광(L1a, L1b)을 조사하고, 제 2 광원 그룹(G2)에 포함된 복수의 여기 광원(410c, 410d)은 제 2 방향으로 여기 광(L1c, L1d)을 조사할 수 있는 것으로서, 제 1 방향과 제 2 방향은 서로 평행하지 않을 수 있다.
각 여기 광원(410a, 410b, 410c, 410d)의 광 조사 경로상에는 집광 렌즈(411a, 411b, 411c, 411d)가 구비될 수 있다. 집광 렌즈(411a, 411b, 411c, 411d)는 여기 광원(410a, 410b, 410c, 410d)에서 조사된 여기 광(L1a, L1b, L1c, L1d)을 집중시키는 역할을 수행한다.
각 광원 그룹(G1, G2)별로 광 굴절 렌즈(470ab, 470cd) 및 반투과부(420ab, 420cd)가 구비될 수 있다. 각 광 굴절 렌즈(470ab, 470cd)는 대응하는 광원 그룹(G1, G2)에 포함된 복수의 여기 광원(410a, 410b, 410c, 410d)에 의하여 조사된 여기 광(L1a, L1b, L1c, L1d)을 굴절시켜 굴절된 여기 광(L1ar, L1br, L1cr, L1dr)별로 대응하는 반투과부(420ab, 420cd)의 특정 지점(Pa, Pb, Pc, Pd)에 매핑시킬 수 있다.
각 반투과부(420ab, 420cd)는 대응하는 광 굴절 렌즈(470ab, 470cd)에 의하여 굴절된 여기 광(L1ar, L1br, L1cr, L1dr)을 반사시켜 반사광(L2a, L2b, L2c, L2d)을 발생시킬 수 있다. 각 반사광(L2a, L2b, L2c, L2d)은 형광 발생부(440)에 도달할 수 있다. 이를 위하여, 각 여기 광원(410a, 410b, 410c, 410d)의 광 조사 방향에 대한 각 반투과부(420ab, 420cd)의 반사 각도가 적절하게 결정될 수 있다. 형광 발생부(440)는 형광(L3)을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 여기 광이 청색 레이저 광인 경우 형광 발생부(440)는 백색광의 형광(L3)을 발생시킬 수 있다. 복수의 광원 그룹(G1, G2)에 대한 형광(L3)이 발생되기 때문에 하나의 여기 광원(410a, 410b, 410c, 410d)이 구비된 경우에 비하여 높은 휘도의 백색광이 발생될 수 있게 된다.
형광(L3)은 리플렉터(450)에 의하여 반사되어 메인 렌즈(460)로 전달될 수 있다. 결국, 메인 렌즈(460)는 형광 발생부(440)에 의하여 발생된 형광(L3) 예를 들어, 백색광을 출사할 수 있게 된다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10, 20, 30, 40: 차량용 램프
110, 210a, 210b, 310a, 310b, 410a, 410b, 410c, 410d: 여기 광원
111, 211a, 211b, 311a, 311b, 411a, 411b, 411c, 411d: 집광 렌즈
120, 220, 320a, 320b, 420ab, 420cd: 반투과부
121: 반사판
122: 몸체
130, 230, 330a, 330b, 430ab, 430cd: 방열부
140, 240, 340, 440: 형광 발생부'
150, 250, 350, 450: 리플렉터
160, 260, 360, 460: 메인 렌즈

Claims (11)

  1. 여기 광을 조사하는 복수의 여기 광원;
    상기 복수의 여기 광원의 광 조사 경로상에 각각 배치되고, 상기 복수의 여기 광원에서 조사된 여기 광을 집광시켜 평행하게 조사되도록 하는 복수의 집광 렌즈;
    상기 복수의 집광 렌즈에서 조사된 여기 광을 입사 받아 굴절시키는 광 굴절 렌즈;
    상기 광 굴절 렌즈에 의하여 굴절되어 입사된 여기 광을 반사시켜 반사광을 발생시키는 반투과부;
    상기 반사광에 의해 여기되어 형광을 발생시키는 형광 발생부; 및
    상기 발생된 형광을 외부로 투과시키는 메인 렌즈를 포함하되,
    상기 광 굴절 렌즈는 상기 굴절된 여기 광별로 상기 반투과부의 특정 지점에 매핑시키는 차량용 램프.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 반투과부는 특정 파장 범위의 광을 반사시키는 차량용 램프.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 반투과부는 다이크로익 미러(dichroic mirror)를 포함하는 차량용 램프.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 반투과부의 몸체는 일정 크기 이상의 열 전도율을 갖는 차량용 램프.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 반투과부에 밀착하여 상기 여기 광에 의하여 발생된 열을 방열시키는 방열부를 더 포함하는 차량용 램프.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 특정 지점은 상기 굴절된 여기 광의 반사광이 상기 형광 발생부로 도달되기 위한 상기 반투과부상의 반사 지점을 포함하는 차량용 램프.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 광 굴절 렌즈의 굴절각, 및 상기 광 굴절 렌즈와 상기 반투과부간의 거리는 상기 굴절된 여기 광이 상기 반투과부의 특정 지점에 매핑되도록 결정되는 차량용 램프.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 광 굴절 렌즈는,
    콜리메이터(collimator)를 포함하는 차량용 램프.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 반투과부는 적어도 하나가 구비되어 상기 복수의 여기 광원에 의하여 조사된 여기 광이 상기 형광 발생부를 향하도록 반사시키는 차량용 램프.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 형광 발생부는,
    투과형 형광체를 포함하는 차량용 램프.
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