KR102366387B1 - Lamp device and automobile lamp using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예은 고휘도를 구현할 수 있는 조명장치 및 이러한 고휘도 광원이 적용된 차량용 램프에 대한 것으로, LED 칩의 상부에 형성된 광변환부를 세라믹 형광체로 설계되어 LD광원 사용이 가능하게 함으로서, 상기 LED칩을 통해 출사되는 광과, 상기 LED 칩에서 출사되는 광의 방향과 역방향으로 형성된 LD광원 모두 상기 광변환부로 흡수되어 장파장으로 변환되어 상측으로 출사하고, 출사된 변환광은 광학계에 의해 반사 및 굴절시킴으로서 Low-beam hot spot과 High-beam booster가 형성되어 고휘도를 구현할 수 있는 헤드램프에 적용가능한 조명장치를 제공한다.An embodiment of the present invention relates to a lighting device capable of realizing high brightness and a vehicle lamp to which such a high brightness light source is applied. Both the light emitted through the LED chip and the LD light source formed in the opposite direction to the direction of the light emitted from the LED chip are absorbed by the light conversion unit, are converted to a long wavelength, and are emitted upward, and the converted light emitted is reflected and refracted by the optical system, resulting in a Low- A beam hot spot and a high-beam booster are formed to provide a lighting device applicable to a headlamp that can realize high brightness.

Description

조명장치 및 이를 포함하는 차량용 램프{Lamp device and automobile lamp using the same}A lighting device and a vehicle lamp including the same {Lamp device and automobile lamp using the same}

본 발명의 실시예은 고휘도를 구현할 수 있는 조명장치 및 이러한 고휘도 광원이 적용된 차량용 램프에 대한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a lighting device capable of realizing high brightness and a vehicle lamp to which such a high brightness light source is applied.

최근 자동차 디자인에 대한 마케팅 중요도가 상당히 커지면서, 전면 디자인에서 아주 큰 비중을 차지하는 스타일리쉬한 헤드램프 구현이 핵심이 되고 있다. 기존의 상/하향등 이외에도 최근 법규 신설에 의하여 DRL(Daytime Running Lamp) 및 포지셔닝 램프 등을 LED를 이용한 면광원 및 점광원으로 구현하여, 브랜드의 Identity를 표현하고 브랜드만의 개성을 헤드램프에 심어 넣어 페이스 룩(face-look)의 일관성으로 표현하려는 움직임이 점차 커지고 있다.Recently, as the importance of marketing for automobile design has grown considerably, the realization of stylish headlamps, which occupy a very large proportion in the front design, has become the key. In addition to the existing high/low beam lights, the DRL (Daytime Running Lamp) and positioning lamps have been implemented as a surface light source and a point light source using LEDs according to the recent legislation to express the brand's identity and implant the brand's unique personality into the headlamp. There is a growing movement to put it in and express it with a consistent face-look.

다수의 모터쇼로 보여진 최근 자동차 헤드램프 디자인의 추세는 헤드램프의 상하 간격을 조금 더 얇게 가져가고자 하는 디자이너들의 욕구가 크나, 현재 광원으로 사용되는 벌브 램프 및 멀티 패키징 LED 들의 광원 사이즈에 의한 광원 휘도의 선천적인 한계로 인해 법규 만족을 위한 광학계(헤드램프 두께)의 사이즈 축소가 현실적으로 어려운 부분이 있는 것이 사실이다.The recent trend of automotive headlamp design, shown at many motor shows, has a great desire for designers to make the vertical spacing of the headlamp a little thinner, but the light source luminance is It is true that there are practically difficult parts to reduce the size of the optical system (headlamp thickness) to satisfy the law due to innate limitations.

이에 고휘도 광원에 대한 차량 업계의 요구는 증가하고 있고, LED의 개수를 늘려 광속을 얻으려는 방향보다는 최소의 LED 개수에 높은 전류를 사용하여 휘도를 늘리고자 하는 방향으로 광원 개발이 진행중이지만, 방열 신뢰성 등의 문제로 인해 백색 LED의 휘도 증가는 요구에 못 미치고 있는 실정이다. Accordingly, the automotive industry's demand for a high-brightness light source is increasing, and the light source development is in progress in the direction of increasing the brightness by using a high current for the minimum number of LEDs rather than in the direction to obtain a luminous flux by increasing the number of LEDs, but heat dissipation reliability The increase in luminance of white LEDs is not meeting the demand due to such problems.

최근 고휘도 확보를 위해 LD(Laser diode)를 이용한 헤드램프 광원이 미래 기술로 주목받고 있다. 그러나, 기존 광원 대비 현저하게 떨어지는 소비전력 효율에 의해 LD(Laser diode) 광원으로의 전면적인 세대 교체는 상당한 시일이 필요로 하며, 고가의 차량에 한정된 상향등 보조광 등의 응용만이 가능한 수준이다. 또한, LD(Laser diode) 상향등 보조광은 기존의 LED 상향등과 광학계 공유가 되지 않아, 별도의 광학계 설치를 위해 오히려 헤드램프의 공간을 필요로 하여 디자인적인 개선 방향과는 상충되는 부분이 있었다Recently, a headlamp light source using LD (Laser Diode) to secure high luminance is attracting attention as a future technology. However, due to the significantly lower power consumption efficiency compared to the existing light source, a full generation replacement with an LD (laser diode) light source requires a considerable time, and only the high beam auxiliary light limited to expensive vehicles can be applied. In addition, since the LD (Laser diode) high beam auxiliary light does not share the optical system with the existing LED high beam beam, it requires space for the headlamp to install a separate optical system, which conflicts with the design improvement direction.

본 발명의 실시예들은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 특히 세라믹 형광체를 포함하는 광변환모듈을 공유하는 2 종류의 발광모듈을 배치하여 고휘도의 발광효과를 구현할 수 있는 조명 및 이를 적용한 차량용 램프를 제공할 수 있도록 한다.Embodiments of the present invention have been devised to solve the above-described problem, and in particular, by arranging two types of light emitting modules that share a light conversion module including a ceramic phosphor to realize a light emitting effect of high luminance, and a vehicle using the same Lamps can be provided.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로, 본 발명의 실시예에서는, 제1출사광을 방출하는 제1발광모듈; 상기 제1발광모듈의 광경로상에 배치되며, 상기 제1출사광을 흡수하여 제1변환광으로 변환하는 광변환모듈; 상기 제1발광모듈 및 상기 광변환부와 이격되며, 상기 광변환부로 제2출사광을 출사하는 제2발광모듈; 및 상기 제1발광모듈 및 상기 제2발광모듈의 사이에 배치되며, 상기 제1변환광 및 상기 제2변환광을 반사 또는 굴절시키는 광학계;를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있도록 한다.As a means for solving the above-described problem, in an embodiment of the present invention, a first light emitting module for emitting a first output light; a light conversion module disposed on the optical path of the first light emitting module and converting the first emitted light into first converted light; a second light emitting module spaced apart from the first light emitting module and the light conversion unit and emitting a second output light to the light conversion unit; and an optical system disposed between the first light emitting module and the second light emitting module to reflect or refract the first converted light and the second converted light.

또한, 상술한 구조의 조명장치를 제한된 공간에 배치하는 하우징과 변환광을 외부로 발출하는 렌즈부를 결합하는 차량용 헤드 램프에 적용이 가능하다.In addition, it is applicable to a vehicle headlamp in which a housing for arranging the lighting device having the above-described structure in a limited space and a lens unit for emitting converted light to the outside are combined.

본 발명의 실시예에 따르면, 세라믹 형광체를 포함하는 광변환모듈을 공유하는 2 종류의 발광모듈을 배치하여 고휘도의 발광효과를 구현할 수 있는 조명을 제공할 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, there is an effect that can provide lighting capable of realizing a light emitting effect of high brightness by arranging two types of light emitting modules that share a light conversion module including a ceramic phosphor.

특히, LED를 포함하는 발광모듈과 LD와 같은 고휘도의 점광원을 포함하는 발광모듈이 동일한 광학계를 공유하도록 배치하여, 엘이디(LED) 칩으로부터 방출된 엘이디(LED) 변환광과 레이져 다이오드(LD)으로부터 방출된 레이져 변환광을 동시에 공유할 수 있는 광학계로 인하여 상기 레이져 다이오드(LD)로부터 작은 빔(beam)을 엘이디(LED)의 더 큰 광학계를 이용하여 조사하므로 별도의 광학계를 사용하는 것보다 스팟빔 성능이 우수해지고, 우수해진 성능은 레이져 다이오드(LD) 개수 절감 또는 레이져 다이오드(LD) 소비전력 절감 등의 효과를 도모할 수 있다.In particular, the light emitting module including the LED and the light emitting module including the point light source of high brightness such as LD are arranged to share the same optical system, so that the LED converted light emitted from the LED chip and the laser diode (LD) Due to the optical system that can share the laser converted light emitted from the laser diode at the same time, a small beam from the laser diode LD is irradiated using a larger optical system of the LED, so it is a spot rather than using a separate optical system. Beam performance is improved, and the improved performance can achieve effects such as reduction of the number of laser diodes (LD) or power consumption of laser diodes (LD).

아울러 본 발명의 실시예에 따른 조명장치를 차량에 적용하는 경우, 헤드램프에 적용된 고휘도 광원에 있어서, 레이져 다이오드(LD)가 추가 작동되면서 발생되는 대부분의 열은 엘이디 칩에 포함된 방열판으로 열전달되므로 별도의 방열판없이 사용가능하므로 고휘도를 구현하면서도 모듈 추가가 없어 비용절감 효과를 도모할 수 있다. In addition, when the lighting device according to the embodiment of the present invention is applied to a vehicle, in the high-brightness light source applied to the headlamp, most of the heat generated while the laser diode (LD) is additionally operated is transferred to the heat sink included in the LED chip. Since it can be used without a separate heat sink, it is possible to achieve high luminance and reduce costs by not adding a module.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 헤드램프에 적용된 고휘도 광원을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 헤드램프에 적용된 고휘도 광원의 휘도를 측정한 파형을 그래프로 표시한 도면이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 헤드램프에 적용된 고휘도 광원이 차량에 적용되어 방출함으로서 제공되는 가시거리를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 조명장치를 차랑용 헤드램프에 적용시의 구조를 모식화한 것이다.
도 5는 도 1의 광변환모듈의 구조의 변형 실시예를 도시한 개념도이다.
도 6 내지 도 8은 도 5에서 상술한 본 발명의 실시예에 따른 광변환모듈의 구조에서, 광선택부의 다른 구현 실시예를 도시한 것이다.
1 is a diagram schematically showing a high-brightness light source applied to a headlamp according to an embodiment of the present invention;
2 is a graph showing a waveform obtained by measuring the luminance of a high luminance light source applied to a headlamp according to an embodiment of the present invention;
3 is a diagram schematically illustrating a visible distance provided by emitting a high-brightness light source applied to a headlamp according to an embodiment of the present invention applied to a vehicle.
4 schematically illustrates a structure when the lighting device according to an embodiment of the present invention is applied to a vehicle headlamp.
5 is a conceptual diagram illustrating a modified embodiment of the structure of the light conversion module of FIG. 1 .
6 to 8 show another embodiment of the optical selection unit in the structure of the optical conversion module according to the embodiment of the present invention described above with reference to FIG. 5 .

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
Hereinafter, the configuration and operation according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description with reference to the accompanying drawings, the same components are given the same reference, regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조명장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically showing the structure of a lighting device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 조명장치는, 제1출사광을 방출하는 제1발광모듈(10)과 상기 제1발광모듈(10)의 광경로상에 배치되며, 상기 제1출사광을 흡수하여 제1변환광으로 변환하는 광변환모듈(20), 상기 제1발광모듈(20) 및 상기 광변환모듈(30)과 이격되며, 상기 광변환부로 제2출사광을 출사하는 제2발광모듈(30) 및 상기 제1발광모듈 및 상기 제2발광모듈의 사이에 배치되며, 상기 제1변환광 및 상기 제2변환광을 반사 또는 굴절시키는 광학계(40)를 포함하여 구성될 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예에서는, 상기 제1발광모듈(10)과 상기 제2발광모듈(30)이 상기 광변환모듈(20)과 상기 광학계(40)를 공유하는 구조로 배치되도록 할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a lighting device according to an embodiment of the present invention is disposed on a light path of a first light emitting module 10 emitting a first light emitting light and the first light emitting module 10, 1 The light conversion module 20 that absorbs the emitted light and converts it into the first converted light, the first light emitting module 20 and the light conversion module 30 are spaced apart, and the second output light is emitted to the light conversion unit and a second light emitting module 30 and an optical system 40 disposed between the first light emitting module and the second light emitting module to reflect or refract the first converted light and the second converted light. can be In particular, in an embodiment of the present invention, the first light emitting module 10 and the second light emitting module 30 may be arranged in a structure in which the light conversion module 20 and the optical system 40 are shared. .

상기 제1발광모듈(10)은 광을 출사하는 제1발광소자 및 이를 실장하는 인쇄회로기판을 포함하여 구성되며, 상기 제1발광소자는 일예로 고체발광소자가 적용될 수 있다. 상기 고체발광소자는 LED, OLED, LD(laser diode), Laser, VCSEL 중 선택되는 어느 하나가 적용될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 상기 제1발광소자를 LED를 사용하는 것을 들어 설명하기로 한다.The first light emitting module 10 is configured to include a first light emitting device for emitting light and a printed circuit board on which it is mounted, and a solid light emitting device may be applied to the first light emitting device as an example. As the solid-state light emitting device, any one selected from among LED, OLED, LD (laser diode), Laser, and VCSEL may be applied. In the embodiment of the present invention, the first light emitting device will be described using an LED.

또한, 상기 제1발광모듈(10)은 하부에 상기 제1발광소자에서 발생하는 열을 발산시키기 위한 방열모듈(50)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 후술하겠지만, 상기 방열모듈(50)은 상기 제1발광모듈(10)에서 발생한 열을 외부로 발산하는 기능과 더불어, 상기 제2발광모듈(30)에서 발생하는 열을 추가로 발산할 수 있도록 한다.In addition, the first light emitting module 10 may be configured to further include a heat dissipation module 50 for dissipating heat generated from the first light emitting device at a lower portion. As will be described later, the heat dissipation module 50 is capable of dissipating the heat generated by the second light emitting module 30 in addition to the function of dissipating the heat generated by the first light emitting module 10 to the outside. .

상기 광변환모듈(20)은 상기 제1발광모듈의 광경로상에 배치되며, 상기 제1출사광을 흡수하여 제1변환광으로 변환하는 기능을 수행한다. 특히, 상기 광변환모듈(20)은 상기 제1발광모듈(10)의 제1발광소자의 상부에 접촉하거나 인접하여 배치되거나, 이격되어 배치될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는, 상기 광변환모듈(20)은 제1발광소자인 LED의 상측면에 직접 밀착하여 배치되는 구조로 구현되어 출사광의 일부 또는 전부를 장파장의 제1변환광으로 변환하는 기능을 수행하는 형광체층을 포함하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.The light conversion module 20 is disposed on the optical path of the first light emitting module, and performs a function of absorbing the first output light and converting it into the first converted light. In particular, the light conversion module 20 may be disposed in contact with or adjacent to the upper portion of the first light emitting device of the first light emitting module 10, or may be disposed spaced apart. In an embodiment of the present invention, the light conversion module 20 is implemented in a structure disposed in direct contact with the upper surface of the LED, which is the first light emitting device, so as to convert some or all of the emitted light into the first converted light of a long wavelength. It will be described as an example including a phosphor layer that performs

상기 제2발광모듈(30)은 상기 제1발광모듈(10) 및 상기 광변환모듈(20)과 이격되어 배치되며, 상기 광변환모듈로 제2출사광을 출사하는 기능을 수행한다. 특히, 본 발명의 실시예에서는, 상기 제2발광모듈(30)은 제2발광소자와 이를 실장하는 인쇄회로기판을 포함하며, 상기 제2발광소자는 상술한 제1발광소자와 다른 종류의 광원을 적용할 수 있다. 특히, 고휘도의 광을 구현하기 위해, 상기 제1발광소자와는 다른 LED, OLED, LD(laser diode), Laser, VCSEL 중 선택되는 어느 하나의 광원을 적용할 수 있다. 본 실시예에서는 상기 제1발광소자를 LED로 하는 경우, 제2발광소자는 레이저 다이오드(LD)를 적용하는 것을 예로 하여 설명하기로 한다. 상기 제2발광모듈(30)은 상술한 상기 광변환모듈(20)에서 변환되어 상부로 방출되는 제1발광소자의 제1변환광의 진행 경로에 역방향으로 진입하는 제2출사광을 광변환모듈의 일부 또는 전부를 향해 방출할 수 있도록 한다. 이후, 상기 제2출사광은 상기 광변환모듈(20)에서 장파장인 제2변환광으로 변환되어 상부로 진행하게 된다.The second light emitting module 30 is disposed to be spaced apart from the first light emitting module 10 and the light conversion module 20, and performs a function of emitting second output light to the light conversion module. In particular, in the embodiment of the present invention, the second light emitting module 30 includes a second light emitting device and a printed circuit board on which the second light emitting device is mounted, and the second light emitting device is a light source different from the first light emitting device described above. can be applied. In particular, in order to realize high luminance light, any one light source selected from among LED, OLED, LD (laser diode), Laser, and VCSEL different from the first light emitting device may be applied. In this embodiment, when the first light emitting device is an LED, the second light emitting device will be described using a laser diode (LD) as an example. The second light emitting module 30 is converted in the above-described light conversion module 20 and the second emitted light entering the path of the first converted light of the first light emitting device emitted upward in the reverse direction of the light conversion module. Allows for emission towards some or all of them. Thereafter, the second output light is converted into the second converted light having a long wavelength in the light conversion module 20 and proceeds upward.

이후, 상기 제1변환광과 상기 제2변환광은 상술한 상기 광학계(40)에 의해 일부 또는 전부가 반사되거나 굴절되어 출사할 수 있게 된다.Then, part or all of the first converted light and the second converted light are reflected or refracted by the above-described optical system 40 to be emitted.

상기 광학계모듈(40)는 제1발광모듈(10) 및 상기 제2발광모듈(30)에서 출사되어 광변환모듈(20)에서 변환되는 변환광을 원하는 방향으로 유도하는 다양한 모듈 부재를 포함하여 구성될 수 있다. 일예로, 도 1에 도시된 것과 같이, 상기 광학계모듈(40)은 상기 제1발광모듈(10)과 제1발광모듈(30)의 사이에 배치되고, 제1발광모듈(10)에서 출사되어 변환된 광을 내측에서 반사하여 전방으로 진행시킬 수 있는 리플렉터 구조물로 구현될 수 있다. 이 경우, 상기 광학계모듈(40)의 상부에 배치되는 제2발광모듈(30)은 본 발명의 실시예와 같이, 제1발광모듈(10)의 광변환모듈(20)을 공유하는바, 상기 광변환모듈(20)을 관통하여 제2출사광이 상기 광변환모듈(20)에 전달될 수 있도록 배치될 수 있다. 이를 위해, 광학계모듈(40)의 일영역에는 상기 제2발광모듈(30)의 출사광이 경유할 수 있는 광경로유도부(41)을 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 제2발광모듈(30)에서 출사된 제2출사광은 상기 광경로유도부(41)를 경유하여 상기 광변환모듈(20)에 도달하며, 이후 광변환모듈(20)에서 변환된 제2변환광으로 구현되어 다시 상부로 방출되고, 이후 제2변환광은 상기 리플렉터 구조물의 내측에서 반사 또는 굴절하여 원하는 방향으로 방출될 수 있도록 할 수 있다.The optical system module 40 includes various module members for guiding the converted light emitted from the first light emitting module 10 and the second light emitting module 30 and converted by the light conversion module 20 in a desired direction. can be For example, as shown in FIG. 1 , the optical system module 40 is disposed between the first light emitting module 10 and the first light emitting module 30 , and is emitted from the first light emitting module 10 . It can be implemented as a reflector structure that can reflect the converted light from the inside and advance it forward. In this case, the second light emitting module 30 disposed on the optical system module 40 shares the light conversion module 20 of the first light emitting module 10 as in the embodiment of the present invention, The second output light passing through the light conversion module 20 may be disposed to be transmitted to the light conversion module 20 . To this end, in one region of the optical system module 40, a light path guide unit 41 through which the light emitted from the second light emitting module 30 can pass may be provided. In this case, the second emitted light emitted from the second light emitting module 30 reaches the light conversion module 20 via the light path inducing unit 41, and is then converted by the light conversion module 20 It is implemented as the second converted light and is emitted to the upper portion again, and then the second converted light is reflected or refracted inside the reflector structure to be emitted in a desired direction.

상기 광변환모듈(20)은 내부에 단층 또는 다층의 광변환부가 구현되는 구조로 구현될 수 있다. 나아가 후술하겠지만, 광변환부의 외각에 광변환부를 경유한 광의 파장 일부를 선별하여 투과하거나 반사하는 광선택부를 더 포함하여 구성될 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 상기 광변환모듈(20)은 외각부에 밀봉부재를 더 포함하며, 상기 밀봉부재의 녹는 점은 상기 광변환부 또는 상기 광선택부의 녹는점 보다 높게 구현할 수 있도록 한다. 이는 고휘도의 광을 구현하기 위해 레이저다이오드나 LED를 적용하는 경우 상대적으로 고전류의 구동이 불가피하게 되며 이에 고내열성의 재질과 방열특성의 확보는 무엇보다 중요하기 때문이다. 일예로, 본 실시예에서는 상기 밀봉부재의 녹는점이 350℃ 이상인 것을 적용할 수 있으며, 이러한 것들로는 SiO2 이나 Al2O3 , Al5O12 와 같은 재료를 적용할 수 있다.The light conversion module 20 may be implemented in a structure in which a single-layer or multi-layer light conversion unit is implemented therein. Further, as will be described later, the outer shell of the light conversion unit may be configured to further include a light selector that selects and transmits or reflects a part of the wavelength of light passing through the light conversion unit. In particular, the light conversion module 20 according to an embodiment of the present invention further includes a sealing member in the outer shell, and the melting point of the sealing member is higher than the melting point of the light conversion unit or the light selection unit. do. This is because, when a laser diode or LED is applied to realize high-brightness light, relatively high current driving is unavoidable. For example, in this embodiment, a melting point of 350° C. or higher of the sealing member may be applied, and materials such as SiO 2 , Al 2 O 3 , and Al 5 O 12 may be applied as these.

나아가, 상기 광변환모듈의 최외각 상부면에 광투과성 방열부재가 배치되도록 하여, 광변환모듈의 상부면에서의 방열효과를 극대화할 수 있도록 한다. 그리고 상기 광투과성 방열부재의 상면에 반사방지막과 같은 구조층을 배치하여, 가시광선 영역의 투과율을 증가시킬 수 있도록 할 수 있다. 일예로 상기 광변환부모듈(20)에 형성된 방열소재는 알루미나 계열의 투명 방열시트와 같은 구조물로 구현할 수 있으며, 이후 상기 방열소재는 상측면에 가시광선 영역의 투과율을 증가하기 위하여 안티 리플렉션(Anti-Reflection) 박막 코팅을 통해 반사방지막을 구현할 수 있도록 한다. Furthermore, a light-transmitting heat dissipation member is disposed on the outermost upper surface of the light conversion module, so that the heat dissipation effect on the upper surface of the light conversion module can be maximized. And by disposing a structural layer such as an anti-reflection film on the upper surface of the light-transmitting heat dissipation member, it is possible to increase the transmittance of the visible light region. For example, the heat dissipation material formed in the light conversion unit module 20 may be implemented as a structure such as an alumina-based transparent heat dissipation sheet, and then the heat dissipation material is anti-reflection (Anti-Reflection) to increase the transmittance of the visible light region on the upper side. -Reflection) It is possible to realize an anti-reflection film through thin film coating.

도 2 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 조명장치를 차량용 헤드램프에 적용하는 경의 결고를 도시한 것이다. 이 경우, 제1발광모듈에는 LED를 발광소자로 사용하고, 제2발광모듈은 레이져 다이오드(Laser diode)를 발광소자로 사용하였다.2 to 3 show the results of applying the lighting device according to an embodiment of the present invention to a vehicle headlamp. In this case, an LED is used as a light emitting device in the first light emitting module, and a laser diode is used as a light emitting device in the second light emitting module.

도 2 및 도 3을 참조하면, 일반적으로 엘이디(LED) 칩(10)에서의 엘이디(LED)는 빛을 방출하는 다이오드로서 3-5족 혹은 2-6 족 화합물 반도체를 이용해서 주로 만들어지며 출사광은 자율방출으로 방향성이 없고 파장도 상당히 넓은 영역에 걸쳐 있는 반면, 레이져 다이오드(Laser diode)(30)는 반도체 다이오드로 만든 레이저로서 출사광은 유도방출로 휘도가 매우 높고 발광 면적이 작게 형성됨을 알 수 있다. Referring to FIGS. 2 and 3 , in general, an LED in the LED chip 10 is a diode that emits light, and is mainly made using a group 3-5 or group 2-6 compound semiconductor and emits light. Light is self-emitting and has no direction, and its wavelength spans a fairly wide area, whereas the laser diode 30 is a laser made of a semiconductor diode. Able to know.

따라서, 도 2 및 도 3의 결과와 도 1의 구조를 참조하면, 상기 엘이디(LED)로부터 출사된 광과 레이져 다이오드(Laser diode)로 부터 출사된 광이 모두 광변환모듈(20)에 흡수하여 장파장으로 변환한 후 광학계모듈(40)를 통해 반사 및 굴절되어 변환광의 일부 또는 전부가 외부로 조사할 수 있도록 한 것으로서, 상기 엘이디(LED) 칩(10)과 레이져 다이오드(Laser diode)(30)가 공존하여 고휘도를 구현하면서도 목적에 따라 개별 구동 및 전류 조절 구동이 가능하도록 한다. Therefore, referring to the results of FIGS. 2 and 3 and the structure of FIG. 1 , both the light emitted from the LED and the light emitted from the laser diode are absorbed by the light conversion module 20 and After converting to a long wavelength, it is reflected and refracted through the optical system module 40 so that some or all of the converted light can be irradiated to the outside, and the LED chip 10 and the laser diode 30 are coexistent to realize high luminance while enabling individual driving and current control driving according to the purpose.

따라서, 상기 엘이디(LED) 칩과 레이져 다이오드(Laser diode)가 공존함으로서 레이져 다이오드(Laser diode)의 작은 빔(bam)이 엘이디(LED) 칩의 더 큰 광학계를 사용하여 조사됨으로서 스팟빔의 성능이 우수해지고, 레이져 다이오드(Laser diode)의 갯수 절감 또는 레이져 다이오드(Laser diode)의 소비전력의 절감효과를 함께 구현될 수 있도록 할 수 있게 된다.Therefore, as the LED chip and the laser diode coexist, a small beam of the laser diode is irradiated using a larger optical system of the LED chip, so that the performance of the spot beam is improved. It becomes excellent, and the effect of reducing the number of laser diodes or power consumption of laser diodes can be realized together.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 조명장치를 차랑용 헤드램프(1)에 적용시의 구조를 모식화한 것이다.4 schematically illustrates the structure when the lighting device according to the embodiment of the present invention is applied to the vehicle headlamp 1 .

도 4를 참고하면, 일반적으로 광원의 면적과 광 출사면의 면적의 비율은 성능과 비례하게 된다. 즉, 광원의 크기가 작으면 광원의 광량이 약해지는 것이 일반적이며, 광학계가 작아지는 경우에는 조사의 기능은 좋하지게 된다. 본 발명의 실시예에서는, 레이저 다이오드(LD)의 작은 빔(beam)을 LED와 병합사용하고, LED 용으로 적용되는 비교적 큰 규모의 광학계를 공유하여 사용하게 함으로써, 별도의 광하계를 사용하는 것보다 스팟빔(S)의 성능이 우수해지게 된다. 아울러, 성능이 우수해지는바, 레이저 다이오드의 개수가 절감될 수 있으며, 레이저 다이오드의 소비전력도 절감하게 된다.Referring to FIG. 4 , in general, the ratio of the area of the light source to the area of the light emitting surface is proportional to the performance. That is, when the size of the light source is small, the amount of light of the light source is generally weakened, and when the optical system is small, the function of irradiation is improved. In an embodiment of the present invention, a separate optical system is used by using a small beam of a laser diode (LD) in combination with an LED and sharing and using a relatively large-scale optical system applied for LED. The performance of the spot beam (S) becomes more excellent. In addition, as the performance is improved, the number of laser diodes can be reduced, and power consumption of the laser diodes can also be reduced.

일예로, 기존, LED를 이용하여 상향등을 구현하는 경우, LED 칩은 단위면적(1mm2) 당 4개의 LED 칩(총 1500lm)이 필요로 하며, , 60mmΦ 렌즈를 필요로 하게 된다. 즉, 이는 4mm2 광원과 2827mm2광학계(약 700배)로 구현하여, 약 4.5만 cd(칸델라)의 광도와 300m의 광 조사거리를 구현할 수 있게 된다. For example, in the case of realizing a high beam using an existing LED, the LED chip requires 4 LED chips (1500lm in total) per unit area (1mm 2 ), and a 60mmΦ lens is required. That is, it is implemented with a 4mm 2 light source and a 2827mm 2 optical system (about 700 times), so that a luminous intensity of about 45,000 cd (candela) and a light irradiation distance of 300m can be realized.

이에 비해, 기존 레이저 다이오드(LD)만을 이용한 스팟등을 구현하는 경우, 레이저 빔의 사이즈가 0.35mmΦ(총 450lm)과 20mmΦ 리플렉터로 구현될 수 있다. 즉, 이는 0.1mm2 광원과 314mm2의 광학계(약 3만배)로 이는 약 13.5만 cd(칸델라)의 광도와 조사 거리 600m로 구현되게 된다. 즉 위 LED 광원과 비교시 광량은 1/3이고, 광학계의 면적이 1/9이더라도, 광원사이즈가 40배 작아진 효과로 인해 , 조사 강도는 오히려 레이저 다이오드를 사용하는 경우 월등하게 증가하게 되는 것이다.On the other hand, in the case of implementing a spot light using only a conventional laser diode (LD), the size of the laser beam can be implemented with 0.35mmΦ (total 450lm) and a 20mmΦ reflector. That is, it is a 0.1mm 2 light source and an optical system of 314mm 2 (about 30,000 times), which is realized with a luminous intensity of about 135,000 cd (candela) and an irradiation distance of 600m. That is, compared to the above LED light source, the amount of light is 1/3, and even if the area of the optical system is 1/9, the light source size is 40 times smaller, and the irradiation intensity is significantly increased when using a laser diode. .

따라서, 도 4(a)와 같이, 차량용 헤드렘프(1)를 스팟빔(S), 하이빔(H), 로우빔(L)과 같이 기능별로 구현하는 경우, 스팟빔(13.5만 cd), 하이빔(4.5만 cd)의 총 광도가 18만 cd(칸델라)가 필요하며, 이러한 헤드램프 구조가 한 쌍으로 구현되면 총 36만 칸델라(cd)로 구현되며, 이는 약 600m의 조사 거리를 구현하게 된다. 물론, 이 경우 헤드램프 모듈로 구현하는 경우, 60Φ 하이빔 모듈과 20Φ 스팟빔 모듈을 각각 별개로 설치해야 하게 된다.Therefore, as shown in Fig. 4(a), when the vehicle headlamp 1 is implemented by function such as spot beam (S), high beam (H), and low beam (L), spot beam (135,000 cd), high beam A total luminous intensity of (45 thousand cd) requires 180,000 cd (candela), and when such a headlamp structure is implemented as a pair, a total of 360,000 candela (cd) is realized, which realizes an irradiation distance of about 600m. . Of course, in this case, when implemented as a headlamp module, the 60Φ high beam module and the 20Φ spot beam module need to be installed separately.

그러나, 도 4(b)와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 조명장치를 적용(LD+LED)하는 경우, 스팟빔(S)와 하이빔(H)를 동시에 구현할 수 있게 된다. 이는 스팟빔(40만cd), 하이빔(4.5만 cd)로 합계가 44.5만 칸델라(cd)이며, 한 쌍이 헤드램프로 구현시, 89만 칸델라의 광도를 구현하여 950m의 광조사거리를 확보할 수 있게 된다. 물론, 헤드 램프의 모듈도 60Φ 단일 모듈로 구현하게 되어 구조가 간단해지면서도 조사거리가 월등히 향상되는 집중도를 구현할 수 있게 된다.
However, as shown in FIG. 4(b) , when the lighting device according to the embodiment of the present invention is applied (LD+LED), the spot beam S and the high beam H can be simultaneously implemented. This is a spot beam (400,000 cd) and high beam (45,000 cd), with a total of 445,000 candela (cd). there will be Of course, since the module of the head lamp is also implemented as a single module of 60Φ, the structure is simplified and the concentration of irradiation distance is significantly improved.

이하에서는, 도 1에서 상술한 광변환모듈의 다양한 변형 실시예를 설명하기로 한다. 상술한 것과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광변환모듈의 경우, LED에서 방출되는 제1출사광 및 레이저 다이오드(LD)에서 출사되는 제2출사광을 장파장으로 변환하여 방출하는 기능을 수행한다.Hereinafter, various modified embodiments of the optical conversion module described above with reference to FIG. 1 will be described. As described above, in the case of the light conversion module according to the embodiment of the present invention, the function of converting the first emitted light emitted from the LED and the second emitted light emitted from the laser diode (LD) into a long wavelength is emitted. .

도 1에서 상술한 광변환모듈(30)은 세라믹 형광체 층으로 구성되는 단일 층 구조물인 광변환부로 구현될 수 있다. 이 경우 상술한 것과 같이 녹는 점이 높은 밀봉부재를 구현하거나, 광변환부 상부에 광투과성 방열부재 또는 반사방지막 등을 포함하여 구성될 수 있음은 물론이다.The light conversion module 30 described above in FIG. 1 may be implemented as a light conversion unit which is a single-layer structure composed of a ceramic phosphor layer. In this case, as described above, a sealing member having a high melting point may be implemented, or it may be configured by including a light-transmitting heat dissipation member or an anti-reflection film on the upper portion of the light conversion unit.

도 5는 도 1의 광변환모듈의 구조의 변형 실시예를 도시한 개념도로, 발광유닛(100)에서 이격되어 배치되는 광변환모듈(200, 300)의 배치 구조로 설명하기로 한다. 물론, 배치구조는 일예이며, 발광유닛(100)과 광변환모듈(200, 300)이 접촉하는 형태로도 구현할 수 있음은 상술한 바와 같다.5 is a conceptual diagram illustrating a modified embodiment of the structure of the light conversion module of FIG. 1 , and the arrangement structure of the light conversion modules 200 and 300 spaced apart from the light emitting unit 100 will be described. Of course, the arrangement structure is an example, and it is as described above that the light emitting unit 100 and the light conversion modules 200 and 300 can be implemented in a contact form.

나아가, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광변환모듈은 도 5에 도시된 구조와 같이, 출사광(A)을 흡수하여 변환광(B)으로 변환하는 인형광물질을 포함하는 광변환부(200) 및 상기 출사광(A)의 파장의 일부를 투과시키고, 상기 변환광(B)의 파장의 일부를 반사시키는 광선택부(300)의 결합구조로 구현하는 것도 가능하다. 즉, 상기 광변환부(200)는 상기 발광유닛(100)에서 출사하는 출사광의 광경로상에 배치되며, 출사광을 흡수, 여기, 방출하여 변환시켜 변환광(B)을 형성하는 기능을 수행한다. 이를 위해, 상기 광변환부(200)는 인형광(lumiphor) 물질을 포함하여 구성될 수 있다. 일예로, 상기 광변환부(200)는 도시된 것과 같이, 플레이트 형태로 형성되며, 상기 발광유닛(100)에서 여기되는 광이 도달할 수 있는 이격되는 위치에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 광변환부(200)와 상기 발광유닛(100) 사이의 사이에는 공간부가 형성될 수 있다. 상기 광변환부(200)는 상기 발광유닛(100)에서 생성된 얇은 스펙트럼 폭으로 발광하는 저파장의 출사광을 백색광으로 변환하여 변환광(B)을 형성하는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 상기 광변환부(200)에서 변환된 변환광(B)은 광변환부(200)의 중심점을 기준으로 사방으로 발산될 수 있다. 이때, 사방으로 발산되는 변환광(B)은 후술하는 광선택부(300)에 의해 반사되어 특정 방향으로 광경로를 제어할 수 있게 된다.Furthermore, the light conversion module according to another embodiment of the present invention, as shown in the structure shown in FIG. 5, absorbs the emitted light (A) and converts it into the converted light (B). And it is also possible to implement as a coupling structure of the light selector 300 for transmitting a part of the wavelength of the emitted light (A) and reflecting a part of the wavelength of the converted light (B). That is, the light conversion unit 200 is disposed on the optical path of the emitted light emitted from the light emitting unit 100, and absorbs, excites, emits and converts the emitted light to form the converted light (B). do. To this end, the light conversion unit 200 may be configured to include a lumiphor material. For example, as shown, the light conversion unit 200 is formed in a plate shape, and may be disposed at a position spaced apart from which the light excited by the light emitting unit 100 can reach. In this case, a space may be formed between the light conversion unit 200 and the light emitting unit 100 . The light conversion unit 200 may perform a function of converting the low-wavelength output light emitting light with a thin spectral width generated by the light emitting unit 100 into white light to form the converted light (B). In addition, the converted light B converted by the light conversion unit 200 may be radiated in all directions based on the central point of the light conversion unit 200 . At this time, the converted light B emitted in all directions is reflected by the light selector 300 to be described later to control the optical path in a specific direction.

또한, 이 경우 상기 광선택부(300)는 상기 발광유닛(100)과 이격되며, 상기 광변환부(200)에 인접하는 위치에 배치될 수 있다. 특히, 상기 광선택부(300)는 상기 광변환부(200)와 직접 밀착하는 구조로 형성될 수 있으며, 이격되어 배치되는 구조로 형성될 수도 있다. 어느 경우이든 상기 광선택부(300)는 상기 광변환부(200)로 입사되어 변환되는 변환광(B)이 사방으로 방출되는 경우, 반사를 통해 일정한 방향으로 광의 방향을 제어할 수 있도록 한다. 도 5에 도시된 것과 같이 상기 광선택부(300)는 상기 광변환부(200)의 표면 전체에 밀착되는 구조로 형성되거나, 광변환부의 표면 일부에 형성되는 구조로 구현될 수 있다. 특히, 상기 광선택부(300)가 상기 광변환부(200)의 표면에 밀착하는 구조로 형성되는 경우, 상기 발광유닛(100)에서 여기되는 출사광이 상기 광변환부(200)로 투과가 가능한 물질을 적용함이 바람직하며, 본 발명의 실시예에서는, 상기 발광유닛(100)에서 여기되는 출사광이 최대 강도(maximum intensity)로 상기 광변환부(200)를 향하여 입사하는 경우에, 입사되는 각도(α)에 따라 투과율이 변화할 수는 있으나, 최대한 입사되는 광의 70% 이상을 투과시킬 수 있도록 함이 더욱 바람직하다. 그 이하의 투과율로 형성되는 경우에는 상기 광선택부(300)에 따른 광손실이 너무 커 조명장치의 휘도 및 강도에 부합하지 못하기 때문이다. 또한, 이를 위해서는 상기 출사광의 최고파장(peak wavelength;λpeak)의 범위는 360nm~490nm를 충족하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 광선택부(300)는 상기 출사광이 상기 광변환부(200)에 입사되어 투과되는 지점의 투과율이 50% 이하로 감소되는 지점의 스펙트럼 파장이 상기 출사광의 최고파장(λpeak)의 +200nm 이내의 범위에 존재하도록 구현됨이 더욱 바람직하다. 이 범위에 존재하는 경우, 입사각도에 따른 광투과율이 70% 이상을 충족할 수 있게 된다. 본 발명의 실시형태에서 출사광이 수직으로 입사하는 경우를 가정하면, 광선택부의 파장별 투과율을 저파장에서 높다가 상술한 출사광의 최고파장(λpeak)의 200nm 이내의 파장(cut-off파장) 영역 내에서 점점 감소하여 장파장에서는 투과율은 낮아지고, 반사율은 높아지는 특성이 구현되게 된다. 즉, 발광유닛에서 여기되는 출사광은 투과율이 높은 저파장 영역이고, 변환되는 변환광(백색광)은 반사율의 높은 고파장 영역이므로, 투과율이 낮아지는 cut-off파장은 출사광 파장보다 장파장 영역 대에 형성되게 된다. 일예로 여기되는 출사광의 파장을 450nm라고 하면, 기준파장(cut-off파장)은 650nm 이내에 형성되게 된다. 이 경우, 기준 파장을 470~500nm로 상정하면, 형광체 변환광 파장은 520nm로 기준 파장대보다 장파장으로 형성되게 된다.Also, in this case, the light selection unit 300 may be spaced apart from the light emitting unit 100 and disposed adjacent to the light conversion unit 200 . In particular, the light selection unit 300 may be formed in a structure in direct contact with the light conversion unit 200, or may be formed in a structure in which the light conversion unit 200 is spaced apart. In any case, when the converted light B that is incident on the light conversion unit 200 and is converted is emitted in all directions, the light selection unit 300 controls the direction of the light in a certain direction through reflection. As shown in FIG. 5 , the light selection unit 300 may be formed in a structure in close contact with the entire surface of the light conversion unit 200 or may be implemented as a structure formed on a part of the surface of the light conversion unit 200 . In particular, when the light selection unit 300 is formed in a structure in close contact with the surface of the light conversion unit 200 , the emitted light excited by the light emitting unit 100 is transmitted to the light conversion unit 200 . It is preferable to apply a possible material, and in the embodiment of the present invention, when the emitted light excited by the light emitting unit 100 is incident toward the light conversion unit 200 at maximum intensity, the incident Although the transmittance may change depending on the angle α, it is more preferable to transmit 70% or more of the incident light as much as possible. This is because, when the transmittance is lower than that, the light loss due to the light selector 300 is too large to match the luminance and intensity of the lighting device. In addition, for this, it is more preferable that the range of the peak wavelength (λpeak) of the emitted light meets 360 nm to 490 nm. In addition, in the light selection unit 300, the spectral wavelength at the point where the transmittance at the point where the output light is incident on and transmitted through the light conversion unit 200 is reduced to 50% or less is the highest wavelength (λpeak) of the emitted light. It is more preferable to be implemented so as to exist within the range of +200 nm. When it exists in this range, the light transmittance according to an incident angle may satisfy 70% or more. Assuming that the emitted light is vertically incident in the embodiment of the present invention, the transmittance for each wavelength of the light selector is high at a low wavelength, and the wavelength (cut-off wavelength) of the highest wavelength (λpeak) of the above-described output light is within 200 nm (cut-off wavelength) As it gradually decreases within the region, the transmittance is lowered and the reflectance is higher at a long wavelength to implement. That is, the emitted light excited by the light emitting unit is a low-wavelength region having high transmittance, and the converted light (white light) is a high-reflectance high-wavelength region, so the cut-off wavelength at which the transmittance is lowered is longer than the output light wavelength. will be formed in For example, if the wavelength of the emitted light excited is 450 nm, the reference wavelength (cut-off wavelength) is formed within 650 nm. In this case, assuming that the reference wavelength is 470 to 500 nm, the wavelength of the phosphor converted light is 520 nm, which is longer than the reference wavelength band.

아울러, 출사광의 수직입사를 고려한 경우가 아닌, 입사되는 각도가 있는 경우, 입사각이 높아질수록 상술한 기준파장(cut-off파장)은 점점 단파장 범위로 형성되게 된다. 이를 테면, 출사광의 입사각도를 5~60도로 형성하는 경우에는 상술한 기준파장은 50nm 정도까지 범위가 좁혀질 수 있다. 따라서 본 발명의 수직방향의 입사각도를 고려한 실시예는 하나의 일예이며, 발광유닛(100)에서 여기되는 출사광이 최대 강도(maximum intensity)로 상기 광변환부(200)를 향하여 입사하는 경우에, 입사되는 각도(α)에 따라 투과율이 변화할 수는 있으나, 최대한 입사되는 광의 70% 이상을 투과시킬 수 있도록 함이 더욱 바람직하다. 상술한 출사광의 최고파장의 범위에서, 광변환부(200)에 의해 변화되는 변환광(B)는 상기 변환광의 주파장(λ dominant)의 범위가 525nm~590nm를 만족할 수 있다. 또한, 상기 변환광의 주파장 범위에서는, 사방으로 방출되는 주파장이 상기 광선택부(300)로 수직입사시, 상기 광선택부에서는 수직 입사되는 광의 60% 이상을 반사시킬 수 있도록 함이 더욱 바람직하다. 상술한 파장범위에서는 발광유닛과 광변환부가 이격된 상태에서 효율적으로 변환광을 조명장치에서 구현이 될 수 있도록 하는바, 고온, 고집적 저파장 광에 의한 광변환부 내의 형광체의 열화, 변질의 우려를 일소할 수 있으며, 일정한 방향으로 변환광을 재반사하여 광효율을 높일 수 있게 된다.
In addition, when there is an incident angle, not a case in which normal incidence of the emitted light is taken into consideration, the above-described reference wavelength (cut-off wavelength) is gradually formed in a shorter wavelength range as the incident angle increases. For example, when the incident angle of the emitted light is formed to be 5 to 60 degrees, the range of the above-described reference wavelength may be narrowed down to about 50 nm. Therefore, the embodiment in consideration of the angle of incidence in the vertical direction of the present invention is one example, and when the emitted light excited by the light emitting unit 100 is incident toward the light conversion unit 200 at maximum intensity , although the transmittance may change according to the incident angle α, it is more preferable to transmit 70% or more of the incident light as much as possible. In the range of the maximum wavelength of the emitted light, the converted light B changed by the light conversion unit 200 may satisfy the range of the dominant wavelength (λ dominant) of the converted light from 525 nm to 590 nm. In addition, in the main wavelength range of the converted light, when the dominant wavelength emitted in all directions is vertically incident to the light selector 300, it is more preferable that the light selector reflect more than 60% of the light that is vertically incident. Do. In the above-described wavelength range, the light-emitting unit and the light conversion unit are spaced apart to efficiently implement the converted light in the lighting device, and there is a risk of deterioration and deterioration of the phosphor in the light conversion unit due to high temperature and high-integration low-wavelength light. , and it is possible to increase the light efficiency by re-reflecting the converted light in a certain direction.

도 6 내지 도 8은 도 5에서 상술한 본 발명의 실시예에 따른 광변환모듈의 구조에서, 광선택부의 다른 구현 실시예를 도시한 것이다.6 to 8 show another embodiment of the optical selection unit in the structure of the optical conversion module according to the embodiment of the present invention described above with reference to FIG. 5 .

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광선택부(300)는, 상기 광변환부(200)의 일면에 인접하여 형성되며, 특히 서로 다른 굴절률을 가지는 물질층이 2 이상 적층되는 구조로 형성될 수 있다. 즉, 적층되는 물질의 굴절률이 다층구조로 적층되도록 구현할 수 있다. 이 경우 적층구조는 박막구조의 적층만을 예시로 하였으나, 박막과 주기적인 격자 형태의 박막층, 또는 일정한 패턴구조를 가지는 박막층의 적층구조로 구현될 수도 있다. 이러한 적층구조는 상기 광변환부(200)에서 변환되는 변환광의 반사율을 더욱 높일 수 있도록 하는 한편, 광투과율의 조절을 용이하게 하여 효율적인 광강도를 구현할 수 있도록 할 수 있다. 도 6에서 도시된 구조는 광변환부(200)의 표면, 즉 발광유닛(100)에 대향 하는 면의 표면에 2층의 박막구조물을 적층 하는 예를 제시한 것으로, 이 경우 상기 광선택부(300)는 제1굴절률을 가지는 제1물질층(310)과 제2굴절률을 가지는 제2물질층(320)의 적층구조로 구현될 수 있다. 특히, 상기 제1물질층(310)과 제2물질층(320)의 굴절률은 상호 상이하며, 특히 굴절률의 차이가 0.1 이상 나도록 형성될 수 있다. 굴절률의 차이가 0.1 미만으로 형성되는 경우에는 적층구조로 반사율이 떨어지게 되며, 투과율의 제어가 어렵게 되며, 적층구조의 특수성을 구현하기 어렵기 때문이다.Referring to FIG. 6 , the light selection unit 300 according to another embodiment of the present invention is formed adjacent to one surface of the light conversion unit 200, and in particular, two or more material layers having different refractive indices are stacked. structure can be formed. That is, it can be implemented so that the refractive index of the laminated material is laminated in a multi-layered structure. In this case, the lamination structure is exemplified by only lamination of the thin film structure, but may be implemented as a lamination structure of a thin film and a thin film layer in the form of a periodic grid or a thin film layer having a predetermined pattern structure. Such a laminated structure can further increase the reflectance of the converted light converted by the light conversion unit 200, and can facilitate the adjustment of light transmittance to realize efficient light intensity. The structure shown in FIG. 6 presents an example of laminating a two-layer thin film structure on the surface of the light conversion unit 200, that is, on the surface facing the light emitting unit 100, in this case the light selection unit ( 300 may be implemented as a stacked structure of a first material layer 310 having a first refractive index and a second material layer 320 having a second refractive index. In particular, the refractive indices of the first material layer 310 and the second material layer 320 are different from each other, and in particular, the refractive index may be formed to have a difference of 0.1 or more. This is because, when the difference in refractive index is formed to be less than 0.1, the reflectance decreases in the laminated structure, the control of transmittance becomes difficult, and it is difficult to implement the specificity of the laminated structure.

특히 광선택부(300)의 적층구조에서는 광변환부의 표면과 밀착하는 부분에서부터 순차적으로 상대적으로 굴절률이 낮은 물질이 적층되고, 이후 굴절률이 높은 물질이 적층되는 구조가 교번하여 적층될 수 있도록 함이 더욱 바람직하다. 이를 테면, 제1물질층(310)의 굴절률이 1.4인 경우, 제2물질층(320)의 굴절률은 1.5 이상으로 구현될 수 있도록 함이 바람직하다.In particular, in the laminated structure of the light selection unit 300, a structure in which a material having a relatively low refractive index is sequentially laminated from a portion in close contact with the surface of the light conversion unit, and then a material having a high refractive index is laminated alternately. more preferably. For example, when the refractive index of the first material layer 310 is 1.4, the refractive index of the second material layer 320 is preferably implemented to be 1.5 or more.

또한, 도 7에 도시된 것과 같이, 본 발명의 실시예에서는 2층 구조의 굴절률이 상이한 물질이 다층으로 구현되는 구조로 다양하게 적층이 가능하지만, 바람직하게는 굴절률의 차이가 0.1 이상 나는 제1물질층(310)과 제2물질층(320)이 상호 교번하여 적층되는 구조로 구현되는 것이 반사율을 높일 수 있으며, 광 컨트롤 면에서 매우 유리하게 된다. 즉, 다층구조로 형성하는 광선택부(300)는 상기 광변환부(200)로 진입하는 출사광(A)의 중심파장(I_max)의 투과율을 70% 이상으로 상승할 수 있도록 할 수 있으며, 동시에 광변환부(300)의 내부에서 파장 변환된 변환광(B)의 반사율을 변환광 주파장의 60% 이상으로 높일 수 있게 된다. 이를 위한 구현 예로써, 본 발명의 일 실시예에서는 적층의 수를 상술한 제1물질층(310)과 제2물질층(320)의 교번 적층시 5층 이상으로 구현할 수 있으며, 장비의 박형화를 위해서는 5층 이상 30층 이하로 구현할 수 있다. 이를 위해, 상기 광선택부(300)는 [(L/2)H(L/2)]S의 형태로 박막을 생성하여 제작할 수 있다(L은 저굴절물질의 광학두께, H는 고굴절물질의 광학두께, S는 본문 수식에 대한 교번적층수를 의미). 일예로, 상기 광선택부를 구현하는 경우, L-S-H (Low index material/ Substrate/High index material) 중 S가 이미 1.5 정도, L은 1.45, H는 자유도의 폭이 큰바 2.3 이상으로 구현될 수 있다. 이 경우 L과 H의 차이는 크면 클수록 좋은데, H가 L+0.1 이하의 범위로 형성하는 것을 가정하는 경우라면, L=1.45, S=1.50로 구현할 수 있도록 한다. 물론, 이는 하나의 실시예이며 다양하게 설정 범위를 다르게 하여 구현될 수 있다. 또한, 상술한 광선택부는 TiO2, SiO2 등의 반사율과 투과율이 좋은 재질로 형성될 수 있다. 적층의 방법은 스퍼터링이나 증착, 디핑(dipping), 스프레이(spray) 코팅 등의 공정을 통해 구현할 수 있다. In addition, as shown in FIG. 7 , in the embodiment of the present invention, various stacking is possible in a structure in which materials having different refractive indices of a two-layer structure are implemented as multi-layers, but preferably, the difference in refractive index is 0.1 or more. Implementation of a structure in which the material layers 310 and the second material layers 320 are alternately stacked can increase the reflectance and is very advantageous in terms of light control. That is, the light selection unit 300 formed in a multi-layer structure can increase the transmittance of the central wavelength I_max of the emitted light A entering the light conversion unit 200 to 70% or more, At the same time, it is possible to increase the reflectance of the converted light (B), which is converted into wavelength in the light conversion unit 300 , to 60% or more of the main wavelength of the converted light. As an embodiment for this, in one embodiment of the present invention, the number of stacks can be implemented as 5 or more layers when the above-described first material layer 310 and second material layer 320 are alternately stacked, and the thickness of the equipment can be reduced. For this purpose, it can be implemented with more than 5 floors and less than 30 floors. To this end, the light selector 300 may be manufactured by creating a thin film in the form of [(L/2)H(L/2)] S (L is the optical thickness of the low refractive material, H is the high refractive index material Optical thickness, S means the number of alternating layers for the formula in the text). For example, in the case of realizing the light selector, S is already about 1.5, L is 1.45, and H is 2.3 or more, since the width of the degree of freedom is large among LSH (Low index material/Substrate/High index material). In this case, the larger the difference between L and H, the better. If it is assumed that H is formed in the range of L+0.1 or less, L=1.45 and S=1.50 can be implemented. Of course, this is one embodiment and may be implemented by varying the setting range in various ways. In addition, the above-described light selector portion may be formed of a material having good reflectance and transmittance, such as TiO 2 , SiO 2 . The lamination method may be implemented through a process such as sputtering, deposition, dipping, or spray coating.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광변환모듈에 포함되는 광변환부와 광선택부의 구조를 도시한 것이다.8 shows the structures of the light conversion unit and the light selection unit included in the light conversion module according to another embodiment of the present invention.

도 8의 구조는 도 5 내지 도 7에서의 실시예가 광변환부(200) 상에 직접 밀착하는 구조를 예시로 한 것이라면, 도 8의 구조는 독립적인 필름이나 플레이트 부재 등의 기판(400) 상에 광선택부(300)를 형성하고, 상기 기판(400)을 접착부재(410)를 매개로 상기 광변환부(200)에 접착하는 구조로 구현하는 것이다. 이 경우 상기 기판(400)은 광투과성 재질로 형성됨이 바람직하며, 일예로 유리기판이나 수지재질의 기판 등으로 형성될 수 있다. 나아가 상기 기판(400)은 광투과성을 가지는 재질이면 상술한 광선택부(200)의 박막구조물을 스퍼터링이나 증착, 디핑(dipping), 스프레이(spray) 코팅 등의 공정을 통해 구현할 수 있는 재질이면 어느 것이나 적용이 가능하다. 아울러, 상기 접착부재(410)는 상기 기판(400)을 투과한 출사광이나 변환광이 상기 광변환부(200)로 전달될 수 있도록 광투과성 재질을 적용함이 바람직하다. 예컨대, 상기 접착부재(410)는 투명 고분자 시트로서, PMMA, A-PET, PETG, PC 중 어느 하나로 형성될 수 있으며, 투광성능이 좋은 재질이라면 어떠한 것이든 사용할 수 있다. 상기 기판(400)을 채용하여 상기 광변환부(200)와 접착하는 구조로 구현하는 경우, 직접 광선택부(300)를 광변환부(200) 상에 적층 하는 것보다 기판 자체에 적층 구조를 별도로 구현하여 접착하는바, 공정이 용이해지며 광선택부와의 접착신뢰성이 좋은 기판을 적용하는 경우 전체적인 접합성이 좋아지게 된다.If the structure of FIG. 8 exemplifies the structure in direct contact with the light conversion unit 200 in the embodiment of FIGS. 5 to 7 , the structure of FIG. 8 is an independent film or plate member on the substrate 400 . It is implemented in a structure in which the light selection unit 300 is formed on the surface and the substrate 400 is adhered to the light conversion unit 200 via the adhesive member 410 . In this case, the substrate 400 is preferably formed of a light-transmitting material, and may be formed of, for example, a glass substrate or a resin substrate. Furthermore, if the substrate 400 is a material having light transmittance, any material that can be implemented through processes such as sputtering, deposition, dipping, spray coating, etc. or can be applied. In addition, it is preferable that the adhesive member 410 is made of a light-transmitting material so that the emitted light or the converted light transmitted through the substrate 400 can be transmitted to the light conversion unit 200 . For example, the adhesive member 410 is a transparent polymer sheet, and may be formed of any one of PMMA, A-PET, PETG, and PC, and any material having good light transmission performance may be used. When the substrate 400 is adopted and implemented in a structure to adhere to the light conversion unit 200 , a laminated structure is formed on the substrate itself rather than directly stacking the light selection unit 300 on the light conversion unit 200 . As a separate implementation and bonding, the process is easy, and when a substrate with good adhesion reliability with the optical selector is applied, overall bonding properties are improved.

상술한 본 발명의 실시예에 따른 조명장치의 광변환모듈을 다양하게 변형하는 경우, 형광체를 포함하는 광변환부의 표면이나 근접한 위치에 특정 파장을 선별할 수 있는 광선택부를 형성하여, 광변환부로 입사되는 광원의 광 투과율을 높이고 광원이 입사된 방향으로 되돌아 나가는 것은 억제할 수 있기 때문에 시스템 광 설계 난이도를 낮출 수 있다. 또한, 광변환부에서 변환된 변환광이 모든 방향(omnidirectional)으로 발산하는 것을 제어하여 특정 방향으로의 출력을 높일 수 있기 때문에, 변환광을 사용하는 차량용 등기구 시스템의 효율을 향상시킬 수 있다.When the light conversion module of the lighting device according to the above-described embodiment of the present invention is variously modified, a light selector capable of selecting a specific wavelength is formed on the surface of or in the vicinity of the light conversion unit including the phosphor, and the light conversion unit is converted into a light conversion unit. Since the light transmittance of the incident light source can be increased and the light source from returning to the incident direction can be suppressed, the system light design difficulty can be reduced. In addition, since it is possible to increase the output in a specific direction by controlling the emission of the converted light converted by the light conversion unit in all directions (omnidirectional), it is possible to improve the efficiency of a luminaire system for a vehicle using the converted light.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the detailed description of the present invention as described above, specific embodiments have been described. However, various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. The technical spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments of the present invention, and should be defined by the claims as well as the claims and equivalents.

10 : 제1발광모듈 20 : 광변환모듈
30 : 제2발광모듈 40 : 광학계 50: 방열모듈
100: 발광유닛 200: 광변환부
300: 광선택부 310: 제1물질층
320: 제2물질층 400: 기판
410: 접착부재
10: first light emitting module 20: light conversion module
30: second light emitting module 40: optical system 50: heat dissipation module
100: light emitting unit 200: light conversion unit
300: light selector 310: first material layer
320: second material layer 400: substrate
410: adhesive member

Claims (13)

제1출사광을 방출하는 제1발광모듈;
상기 제1발광모듈의 광경로상에 배치되며, 상기 제1발광모듈의 상면에 배치되고, 상기 제1출사광을 흡수하여 제1변환광으로 변환하는 광변환모듈;
상기 제1발광모듈 및 상기 광변환모듈과 이격되며, 상기 제1변환광을 반사 또는 굴절시키는 광학계; 및
상기 광학계의 외부에 배치되고, 상기 광학계에 형성된 홀을 관통하도록 제2출사광을 출사하는 제2발광모듈을 포함하고,
상기 홀을 관통한 상기 제2출사광은 상기 광변환모듈에 의해 제2변환광으로 변환되고,
상기 광변환모듈은,
상기 제1출사광을 흡수하여 변환광으로 변환하는 인형광물질을 포함하는 광변환부; 및
상기 제1출사광의 파장의 일부를 투과시키고, 상기 제1변환광의 파장의 일부를 반사시키는 광선택부를 포함하고,
상기 광선택부는,
상기 광변환부의 일면에 인접하여 형성되며, 제1물질층 및 제2물질층을 포함하고,
상기 제1물질층 및 상기 제2물질층은,
인접한 상기 광변환부의 일면으로부터 순차적으로 상호 교번하여 적층되고,
상기 제1물질층의 굴절률이 상기 제2물질층의 굴절률보다 작은 조명장치.
a first light emitting module emitting a first emitted light;
an optical conversion module disposed on the optical path of the first light emitting module, disposed on the upper surface of the first light emitting module, and converting the first emitted light into a first converted light;
an optical system that is spaced apart from the first light emitting module and the light conversion module and reflects or refracts the first converted light; and
and a second light emitting module disposed outside the optical system and emitting a second output light to pass through a hole formed in the optical system,
The second output light passing through the hole is converted into a second converted light by the light conversion module,
The light conversion module,
a light conversion unit including a puppet light material that absorbs the first emitted light and converts it into converted light; and
and a light selector for transmitting a portion of the wavelength of the first emitted light and reflecting a portion of the wavelength of the first converted light,
The optical selector,
It is formed adjacent to one surface of the light conversion unit, and includes a first material layer and a second material layer,
The first material layer and the second material layer,
stacked alternately sequentially from one surface of the adjacent light conversion part,
A lighting device in which the refractive index of the first material layer is smaller than that of the second material layer.
청구항 1에 있어서,
상기 제1물질층의 굴절률은,
상기 제2물질층의 굴절률보다 0.1이상 작은 조명장치.
The method according to claim 1,
The refractive index of the first material layer is,
The lighting device is 0.1 or more smaller than the refractive index of the second material layer.
청구항 1에 있어서,
상기 광변환부는,
상기 제1출사광의 70% 이상을 투과시키는 조명장치.
The method according to claim 1,
The light conversion unit,
A lighting device that transmits at least 70% of the first emitted light.
청구항 1에 있어서,
상기 광변환부에 입사된 상기 제1출사광의 투과율이 50% 이하로 감소되는 지점의 스펙트럼 파장이 상기 제1출사광의 최고파장의 +200nm 이내인 조명장치.
The method according to claim 1,
A spectral wavelength at a point where the transmittance of the first emitted light incident to the light conversion unit is reduced to 50% or less is within +200 nm of the highest wavelength of the first emitted light.
청구항 1에 있어서,
상기 제1출사광의 최고파장은,
360nm 내지 490nm인 조명장치.
The method according to claim 1,
The highest wavelength of the first emitted light is,
An illumination device of 360 nm to 490 nm.
청구항 1에 있어서,
상기 광변환모듈의 외각부에 밀봉부재를 더 포함하며,
상기 밀봉부재의 녹는 점은 상기 광변환부 또는 상기 광선택부의 녹는점 보다 높은 조명장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a sealing member in the outer portion of the light conversion module,
A melting point of the sealing member is higher than a melting point of the light conversion unit or the light selection unit.
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