KR102513407B1 - 발광 장치 및 이를 포함하는 차량용 조명 장치 - Google Patents

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Abstract

실시 예의 발광 장치는 직진성을 갖는 복수의 제1 여기광을 방출하는 광원부 및 직진성을 갖고 대칭축과 나란한 입사 방향으로 입사된 제1 여기광을 반사시켜 제1 여기광의 빔 형상을 서로 다르게 변화시켜 제2 여기광으로서 출사하는 빔 형상 변환부를 포함한다.

Description

발광 장치 및 이를 포함하는 차량용 조명 장치{Light emitting apparatus and lighting apparatus for vehicle including the apparatus}
실시 예는 발광 장치 및 이를 포함하는 차량용 조명 장치에 관한 것이다.
반도체 발광 다이오드(LED:Light Emitting Diode)는 화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기를 적외선 또는 빛으로 변환시켜서 신호를 주고 받거나, 광원으로 사용되는 반도체 소자의 일종이다.
이러한 발광 다이오드나 레이져 다이오드는 백열등과 형광등 등의 기존 조명기구에 사용되는 수은(Hg)과 같은 환경 유해물질이 포함되어 있지 않아 우수한 친환경성을 가지며, 긴 수명과 저전력 소비특성 등과 같은 장점이 있기 때문에 기존의 광원들을 대체하고 있다.
도 1은 일반적인 차량의 헤드 램프를 개략적으로 나타내는 도면이다.
발광 다이오드나 레이져 다이오드를 광원으로 사용하는 발광 장치는 자동차용 헤드 라이트나 손전등 등 다양한 분야에 폭 넓게 그 적용 범위를 넓혀가고 있다. 발광 장치를 포함하는 자동차용 조명 장치의 헤드 램프에서 상향등(10)을 위한 광원 및 광학계와 하향등(12)을 위한 광원 및 광학계가 별도로 존재한다. 이와 같이, 용도별 광원 및 광학계가 마련될 경우, 기구적 구성이 복잡해지고 제조 단가가 높아지며, 슬림화되기도 어려운 문제점이 있다.
실시 예는 다양한 빔 형상을 갖는 광을 생성할 수 있는 발광 장치 및 이를 포함하는 차량용 조명 장치를 제공한다.
일 실시 예에 의한 발광 장치는, 직진성을 갖는 복수의 제1 여기광을 방출하는 광원부; 및 상기 직진성을 갖고 대칭축과 나란한 입사 방향으로 입사된 상기 제1 여기광을 반사시켜 상기 제1 여기광의 빔 형상을 서로 다르게 변화시켜 제2 여기광으로서 출사하는 빔 형상 변환부를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 빔 형상 변환부는 상기 복수의 제1 여기광을 반사시켜 상기 제2 여기광으로 변환시키는 서로 다른 반사 패턴을 갖는 복수의 반사면을 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 복수의 반사면은 상기 제1 여기광이 입사되는 방향과 교차하는 방향으로 배열될 수 있다.
예를 들어, 상기 발광 장치는 상기 빔 형상 변환부에 의해 반사되어 초점 위치에 모인 상기 제2 여기광을 투과시켜 상기 제2 여기광의 파장을 변환하여 변환광으로서 출사하는 파장 변환부를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 발광 장치는 상기 변환광을 반사시키는 반사부를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 발광 장치는, 상기 변환광을 투과시키는 프로젝션 렌즈부를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 발광 장치는, 상기 광원부와 상기 빔 형상 변환부 사이에 배치되어, 상기 복수의 제1 여기광 각각을 콜리메이팅하는 콜리메이팅 렌즈부를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 광원부는 상기 빔 형상 변환부를 바라보면서 상기 제1 여기광의 방출 방향과 교차하는 방향으로 배열되어 상기 복수의 제1 여기광을 방출하는 복수의 광원을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 발광 장치는 상기 복수의 광원을 선택적으로 온/오프시켜, 상기 복수의 제1 여기광 중 일부만 방출시키는 광원 제어부를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 발광 장치는, 상기 광원부에서 발생된 열을 배출하는 방열부를 더 포함할 수 있다. 상기 방열부는 상기 광원부와 연결되는 연결부; 및 상기 연결부와 연결되어 상기 열을 배출하는 방열판을 포함할 수 있다.
상기 발광 장치는 상기 파장 변환부가 삽입 가능한 관통공을 포함하고, 상기 초점 위치를 갖는 베이스 기판을 더 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 의한 차량용 조명 장치는 상기 발광 장치를 포함할 수 있다. 상기 제2 여기광의 빔 형상은 하향등 배광 분포를 갖고, 상기 제2 여기광의 빔 형상은 상향등 배광 분포를 가질 수 있다.
실시 예에 따른 발광 장치 및 이를 포함하는 차량용 조명 장치는 하나의 광학계를 이용하여 다양한 빔 형상을 갖는 광을 생성할 수 있으며, 특히 상향등과 하향들을 하나의 광학계로 실현할 수 있으므로 차량용 조명 장치의 기구적 구성을 단순화시키고 제작 비용을 절감시키고 슬림화시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 차량의 헤드 램프를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 일 실시 예에 의한 발광 장치의 평면도 및 정면도를 각각 나타낸다.
도 3은 발광 장치로부터 출사되는 제2 여기광의 빔 형상을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 다른 실시 예에 의한 발광 장치를 나타낸다.
도 5는 또 다른 실시 예에 의한 발광 장치의 평면도를 나타낸다.
도 6은 또 다른 실시 예에 의한 발광 장치의 정면도를 나타낸다.
도 7은 또 다른 실시 예에 의한 발광 장치의 정면도를 나타낸다.
도 8은 또 다른 실시 예에 의한 발광 장치의 정면도를 나타낸다.
도 9는 또 다른 실시 예에 의한 발광 장치의 부분적인 정면도를 나타낸다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시 예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 실시 예의 설명에 있어서, 각 구성요소(element)의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 구성요소(element)가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 구성요소(element)가 상기 두 구성요소(element) 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다.
또한 "상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"로 표현되는 경우 하나의 구성요소(element)를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 이하에서 이용되는 "제1" 및 "제2," "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서만 이용될 수도 있다.
이하, 실시 예에 의한 발광 장치(100A 내지 100G)를 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다. 편의상, 데카르트 좌표계(x축, y축, z축)를 이용하여 발광 장치(100A 내지 100G)를 설명하지만, 다른 좌표계에 의해서도 이를 설명할 수 있음은 물론이다. 또한, 데카르트 좌표계에 의하면, x축, y축, z축은 서로 직교하지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, x축, y축, z축은 서로 교차할 수도 있다.
도 2a 및 도 2b는 일 실시 예에 의한 발광 장치(100A)의 평면도 및 정면도를 각각 나타낸다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 발광 장치(100A)는 광원부(110A), 콜리메이팅(collimating) 렌즈부(120A) 및 빔 형상 변환부(130A)를 포함할 수 있다.
광원부(110A)는 직진성을 갖는 복수의 제1 여기광을 방출할 수 있다. 광원부(110A)는 빔 형상 변환부(130A)를 바라보면서 제1 여기광의 방출 방향과 나란한 방향으로 배열되어, 복수의 제1 여기광을 방출하는 복수의 광원을 포함할 수 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 광원부(110A)는 제1 및 제2 광원(112, 114)을 포함할 수 있지만, 실시 예는 광원부(110A)에 포함되는 광원의 개수에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에 의하면, 광원부(110A)는 2개보다 많은 광원을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 광원(112, 114)은 제1 여기광을 방출하는 방향(예를 들어, y축 방향)과 교차하는 방향(예를 들어, z축 방향)으로 배열될 수 있다.
제1 광원(112)은 빔 형상 변환부(130A)를 바라보며 배치되고, 직진성을 갖는 제1 여기광(이하, '제1-1 여기광(L11)'이라 함)을 방출할 수 있다. 제2 광원(114)은 빔 형상 변환부(130A)를 바라보며 배치되고, 직진성을 갖는 제1 여기광(이하, '제1-2 여기광(L12)'이라 함)을 방출할 수 있다.
제1 및 제2 광원(112, 114) 각각은 제1 여기광을 방출하는 발광 다이오드(Light emitting diode) 또는 레이져 다이오드(LD:Laser Diode)일 수 있으나, 실시 예는 광원의 종류에 국한되지 않는다.
만일, 제1 및 제2 광원(112, 114) 각각이 레이져 다이오드로 구현될 경우, 발광 다이오드로 구현될 때보다, 고휘도의 구현이 가능해질 수 있고 더 높은 효율을 가질 수 있으며, 광원부(110A)의 크기를 줄일 수 있다. 또한, 발광 장치(100A)가 자동차용 조명 장치, 예를 들어, 헤드 램프에 적용될 경우 충분한 양의 빛을 내기 위해 제1 및 제2 광원(112, 114)은 발광 다이오드보다 레이져 다이오드로 구현될 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
또한, 제1 및 제2 광원(112, 114) 각각에서 방출되는 제1 여기광은 400 ㎚ 내지 500 ㎚의 파장 대역에서 임의의 피크(peak) 파장을 가질 수 있으나, 실시 예는 제1 여기광의 파장 대역에 국한되지 않는다.
또한, 제1 및 제2 광원(112, 114) 각각은 10 ㎚ 이하의 스펙트럴 반치폭(SFWHM:Spectral Full Width at Half Maximum)을 갖는 제1 여기광을 방출할 수 있다. 이는 파장별 강도(intensity)에서의 파장 폭에 해당한다. 그러나, 실시 예는 SFWHM의 특정값에 국한되지 않는다. 그리고, 제1 및 제2 광원(112, 114) 각각에서 방출되는 제1 여기광의 반치폭(FWHM)은 3 ㎚ 이하일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
한편, 콜리메이팅 렌즈부(120A)는 광원부(110A)와 빔 형상 변환부(130A) 사이에 배치되며, 복수의 제1 여기광 각각을 콜리메이팅할 수 있다. 콜리메이팅 렌즈부(120A)는 광원의 개수만큼 콜리메이팅 렌즈를 포함할 수 있다.
도 2a를 참조하면, 광원부(110A)가 전술한 바와 같이 제1 및 제2 광원(112, 114)을 포함할 경우, 콜리메이팅 렌즈부(120A)는 제1 및 제2 콜리메이팅 렌즈(122, 124)를 포함할 수 있다.
이와 같이, 제1 및 제2 광원(112, 114) 하나 당 하나의 콜리메이팅 렌즈가 배정될 수 있다. 도 2a 및 도 2b의 경우, 제1 및 제2 콜리메이팅 렌즈(122, 124)는 제1 및 제2 광원(112, 114)에 각각 배정되어, 해당하는 광원(112, 114)으로부터 방출되는 제1 여기광을 각각 콜리메이팅하여 빔 형상 변환부(130A)로 출사시킬 수 있다. 즉, 제1 콜리메이팅 렌즈(122)는 제1 광원(112)과 빔 형상 변환부(130A) 사이에 배치되어, 제1 광원(112)으로부터 방출되는 제1 여기광을 콜리메이팅하고, 제2 콜리메이팅 렌즈(124)는 제2 광원(114)과 빔 형상 변환부(130A) 사이에 배치되어, 제2 광원(114)으로부터 방출되는 제1 여기광을 콜리메이팅할 수 있다.
경우에 따라, 제1 및 제2 콜리메이팅 렌즈(122, 124)는 생략될 수도 있다.
또한, 제1 및 제2 광원(112, 114) 각각으로부터 방출되는 제1 여기광은 직진성을 가질 수 있다. 또는, 제1 및 제2 광원(112, 114) 각각으로부터 방출되는 제1 여기광이 직진성을 갖지 않지만, 콜리메이팅 렌즈부(120A)를 이용하여 직진성을 갖도록 할 수도 있다. 이와 같이, 제1 및 제2 광원(112, 114) 각각으로부터 방출되는 제1 여기광이 직진성을 갖고 빔 형상 변환부(130A)의 해당하는 반사면(132, 134)으로 조사될 수 있다면, 실시 예는 제1 및 제2 광원(112, 114) 각각의 종류와, 콜리메이팅 렌즈부(120A)의 종류와, 콜리메이팅 렌즈부(120A)의 존재 여부에 국한되지 않는다. 여기서, 제1 여기광이 직진성을 갖는다는 것은 제1 여기광의 발산 또는 수렴하는 각도가 0° 내지 1°에 속함을 의미할 수 있다. 또한, 제1 여기광의 발산 또는 수렴하는 각도가 0° 내지 1°라는 것은 제1 및 제2 광원(112, 114) 각각의 광축을 기준으로 제1 여기광의 퍼짐 정도가 0° 내지 0.5°라는 것을 의미할 수 있다.
한편, 빔 형상 변환부(130A)는 직진성을 갖고 대칭축과 나란한 입사 방향(예를 들어, y축 방향)으로 입사된 복수의 제1 여기광을 반사할 수 있다. 여기서, 대칭축(SX)은 도 6에서 후술된다.
복수의 제1 여기광의 빔 형상은 빔 현상 변환부(130A)에서 반사된 후 서로 다른 빔 형상으로 변하게 된다. 이를 위해, 빔 형상 변환부(130A)는 복수의 반사면(132, 134)을 포함할 수 있다. 복수의 반사면(132, 134)은 복수의 제1 여기광을 반사시켜 제2 여기광으로 변환시키기 위해 서로 다른 반사 패턴을 가질 수 있다.
빔 형상 변환부(130A)는 광원의 개수만큼 반사면을 포함할 수 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
또한, 빔 형상 변환부(130A)에서 복수의 반사면(132, 134) 각각은 포물면 형상일 수 있으며, 금속 미러 코팅될 수 있으나 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 이와 같이, 복수의 반사면(132, 134) 각각이 금속 미러 코팅될 경우, 복수의 제1 여기광이 반사면(132, 134)에서 반사되어 제2 여기광으로 변환 후, 초점 위치(F)에 모아질 수 있다. 여기서, 초점 위치(F)는 도 6에서 상세히 후술된다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 제1 광원(112)으로부터 방출되어 제1 콜리메이팅 렌즈(122)를 통과한 제1-1 여기광(L11)은 빔 형상 변환부(130A)의 제1 반사면(132)에서 반사되어 그(L11)의 빔 형상이 달라지게 된다. 편의상, 반사면(132)에서 반사되어 달라진 빔 형상을 갖는 제2 여기광을 제2-1 여기광(L21)이라 한다.
또한, 제2 광원(112)으로부터 방출되어 제2 콜리메이팅 렌즈(124)를 통과한 제1-2 여기광(L12)은 빔 형상 변환부(130A)의 제2 반사면(134)에서 반사되어 그(L12)의 빔 형상이 달라지게 된다. 편의상, 반사면(134)에서 반사되어 달라진 빔 형상을 갖는 제2 여기광을 제2-2 여기광(L21)이라 한다.
제2-1 여기광(L21)의 빔 형상과 제2-2 여기광(L22)의 빔 형상이 서로 다르도록, 제1 및 제2 반사면(132, 134)은 서로 다른 반사 패턴을 가질 수 있다.
도 3은 발광 장치(100A)로부터 출사되는 제2 여기광의 빔 형상을 예시적으로 나타낸 도면이다.
발광 장치(100A)로부터 일정거리 이격된 가상의 조사면에 도 3에 도시된 바와 같이 제2 여기광의 빔 형상(210, 220 및 230)은 3가지의 다른 형태로 조사될 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에 의하면, 제2 여기광의 빔 형상은 2가지일 수도 있고, 4가지 이상일 수도 있다.
예를 들어, 실시 예에 의한 발광 장치(100A)가 차량용 조명 장치에 이용될 경우, 도 3에 도시된 빔 형상은 차량용 조명 장치로부터 25 m 정도 이격된 스크린에 맺히는 빔 형상일 수 있다.
예를 들어, 제1-1 여기광(L11)의 빔 형상은 제1 반사면(132)에서 반사되어 도 3에 도시된 빔 형상(210, 220 및 230) 중 어느 하나의 빔 형상을 갖는 제2-1 여기광(L21)으로 변할 수 있다. 또한, 제1-2 여기광(L12)의 빔 형상은 제2 반사면(134)에서 반사되어 도 3에 도시된 빔 형상(210, 220 및 230) 중 다른 하나의 빔 형상을 갖는 제2-2 여기광(L22)으로 변할 수 있다.
이와 같이, 제2-1 및 제2-2 여기광(L21, L22)의 빔 형상이 서로 달라지도록, 빔 형상 변환부(130A)의 제1 및 제2 반사면(132, 134)은 서로 다른 반사 패턴을 가질 수 있다.
즉, 빔 형상 변환부(130A)가 복수의 반사면을 갖고, 복수의 반사면의 반사 패턴을 달리할 경우, 도 3에 도시된 빔 형상(210, 220, 230)뿐만 아니라 다양한 빔 형상 즉, 제2 여기광의 발광 분포를 다양하게 만들 수 있다.
또한, 복수의 반사면(L21, L22)은 제1 여기광(L11, L12)이 입사되는 방향(예를 들어, y축 방향)과 교차하는 방향(예를 들어, z축 방향)으로 배열될 수 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
도 4a 내지 도 4c는 다른 실시 예에 의한 발광 장치(100B)를 나타낸다.
도 4a는 다른 실시 예에 의한 발광 장치(100B)의 평면도를 나타내고, 도 4b는 다른 실시 예에 의한 발광 장치(100B)의 정면도를 나타내고, 도 4c는 다른 실시 예에 의한 발광 장치(100B)의 배면도를 각각 나타낸다.
도 4a 내지 도 4c에 도시된 발광 장치(100B)는 광원부(110B), 콜리메이팅 렌즈부(120B) 및 빔 형상 변환부(130B)를 포함할 수 있다.
도 4a 내지 도 4c에 도시된 발광 장치(100B)의 광원부(110B), 콜리메이팅 렌즈부(120B) 및 빔 형상 변환부(130B)는 도 2a 및 도 2b에 도시된 발광 장치(100A)의 광원부(110A), 콜리메이팅 렌즈부(120A) 및 빔 형상 변환부(130A)와 각각 동일한 기능을 수행한다. 다만, 도 2a 및 도 2b에 도시된 발광 장치(100A)와 달리, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 발광 장치(100B)에서 광원부(110B)는 4개의 제1 내지 제4 광원(111, 113, 115 및 117)을 포함하고, 4개의 제1 내지 제4 콜리메이팅 렌즈(121, 123, 125 및 127)를 포함한다. 또한, 도 2a에 도시된 빔 형상 변환부(130A)와 달리, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 빔 형상 변환부(130B)는 4개의 제1 내지 제4 반사면(131, 133, 135 및 137)을 포함할 수 있다.
도 2a 및 도 2b와 도 4a 내지 도 4c를 비교하면, 제1 내지 제4 광원(111, 113, 115 및 117) 각각은 제1 및 제2 광원(112, 114)과 각각 동일한 기능을 수행하고, 제1 내지 제4 콜리메이팅 렌즈(121, 123, 125 및 127) 각각은 제1 및 제2 콜리메이팅 렌즈(122, 124) 각각과 동일한 기능을 수행하고, 제1, 제2, 제3 및 제4 반사면(131, 133, 135 및 137) 각각은 제1 및 제2 반사면(132, 134) 각각과 동일한 기능을 수행한다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 발광 장치(100A)보다 도 4a 내지 도 4c에 도시된 발광 장치(100B)는 훨씬 다양한 빔 형상을 갖는 제2 여기광을 출사할 수 있다. 왜냐하면, 서로 다른 반사 패턴을 갖는 반사면이 2개 더 있기 때문이다. 즉, 제1 내지 제4 반사면(131, 133, 135 및 137)은 서로 다른 반사 패턴을 가질 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에 의하면, 제1 내지 제4 반사면(131, 133, 135 및 137) 중 일부는 서로 동일한 반사 패턴을 가질 수도 있다.
예를 들어, 제1 반사면(131)에서 반사되어 출사되는 제2 여기광의 빔 형상은 도 3에 도시된 빔 형상(210, 220, 230) 중 어느 하나일 수 있고, 제2 반사면(133)에서 반사되어 출사되는 제2 여기광의 빔 형상은 도 3에 도시된 빔 형상(210, 220, 230) 중 다른 하나 일 수 있고, 제3 반사면(135)에서 반사되어 출사되는 제2 여기광의 빔 형상은 도 3에 도시된 빔 형상(210, 220, 230) 중 나머지 하나일 수 있다. 이때, 제4 반사면(137)에서 반사되어 출사되는 제2 여기광의 빔 형상은 도 3에 도시된 빔 형상(210, 220, 230) 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 전술한 실시 예에 의한 발광 장치(100B)가 차량용 조명 장치에 적용될 경우, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 제1 및 제2 반사면(131, 133)에서 반사되어 출사되는 제2 여기광의 빔 형상은 도 3에 도시된 빔 형상(210)일 수 있다. 여기서, 빔 형상(210)은 차량의 하향등 배광 분포에 상응할 수 있다. 또한, 제3 및 제4 반사면(135, 137)에서 반사되어 출사되는 제2 여기광의 빔 형상은 도 3에 도시된 빔 형상(220)일 수 있다. 여기서, 빔 형상(220)은 차량의 상향등 배광 분포에 상응할 수 있다. 참고로, 차량의 상향등의 빔 형상은 2가지의 빔 형상(210, 220)이 조합된 배광 분포에 상응할 수 있다.
또한, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 발광 장치(100B)는 광원 제어부(140)를 더 포함할 수 있다. 광원 제어부(140)는 복수의 광원(111, 113, 115, 117)을 선택적으로 온(ON)/오프(OFF)시켜, 복수의 제1 여기광 중 일부만 방출시킬 수 있다. 광원 제어부(140)에 의해 온되는 광원(111, 113, 115, 117)은 제1 여기광을 방출하고, 오프되는 광원(111, 113, 115, 117)은 제1 여기광을 방출하지 않는다.
만일, 발광 장치(100B)가 차량용 조명 장치에 적용될 경우, 차량의 하향등을 만들기 위해 제1 및 제4 광원(111, 117)이 온되고, 제2 및 제3 광원(113, 115)이 오프될 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 반사면(131, 133)으로부터 도 3에 도시된 빔 형상(210)을 만드는 제2 여기광이 출사될 수 있다. 또는, 차량의 상향등을 만들기 위해 제1, 제2, 제3 및 제4 광원(111, 113, 115, 117)이 모두 온될 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 반사면(131, 133)으로부터 도 3에 도시된 빔 형상(210)을 만드는 제2 여기광이 출사되고, 제3 및 제4 반사면(135, 137)으로부터 도 3에 도시된 빔 형상(220)을 만드는 제2 여기광이 출사될 수 있다.
도 5는 또 다른 실시 예에 의한 발광 장치(100C)의 평면도를 나타낸다.
도 5에 도시된 발광 장치(100C)는 광원부(110C), 콜리메이팅 렌즈부(120C) 및 빔 형상 변환부(130B)를 포함한다.
도 4a 내지 도 4c에 도시된 발광 장치(100B)에서 광원부(110B)의 제1 및 제2 광원(111, 113)은 제1 여기광이 방출되는 방향(예를 들어, y축 방향)과 직교하는 방향(예를 들어, x축 방향)으로 나란히 배열되고, 제3 및 제4 광원(115, 117)은 x축 방향으로 나란히 된다. 반면에, 도 5에 도시된 발광 장치(100C)에서 광원부(110C)의 제1 및 제2 광원(111, 113)는 x축 방향으로 나란히 배열되지 않고, 제3 및 제4 광원(115, 117)은 x축 방향으로 나란히 배열되지 않는다.
또한, 발광 장치(100B)에서 콜리메이팅 렌즈부(120B)의 제1 및 제2 콜리메이팅 렌즈(121, 123)가 제1 여기광이 방출되는 방향(예를 들어, y축 방향)과 직교하는 방향(예를 들어, x축 방향)으로 나란히 배열되고, 제3 및 제4 콜리메이팅 렌즈(125, 127)가 x축 방향으로 나란히 배열된다. 반면에, 도 5에 도시된 발광 장치(100C)에서 콜리메이팅 렌즈부(110C)의 제1 및 제2 콜리메이팅 렌즈(111, 113)는 x축 방향으로 나란히 배열되지 않고, 제3 및 제4 콜리메이팅 렌즈(115, 117)는 x축 방향으로 나란히 배열되지 않는다.
전술한 차이점을 제외하면, 도 5에 도시된 발광 장치(100C)는 도 4a 내지 도 4c에 도시된 발광 장치(100B)와 동일하므로, 동일한 참조부호를 사용하였으며 중복되는 설명을 생략한다.
도 6은 또 다른 실시 예에 의한 발광 장치(100D)의 정면도를 나타낸다.
도 6에 도시된 발광 장치(100D)는 광원부(110A), 콜리메이팅 렌즈부(120A), 빔 형상 변환부(130A), 파장 변환부(150) 및 베이스 기판(160)을 포함할 수 있다.
도 6에 도시된 광원부(110A), 콜리메이팅 렌즈부(120A) 및 빔 형상 변환부(130A)는 도 2a 및 도 2b에 도시된 광원부(110A), 콜리메이팅 렌즈부(120A) 및 빔 형상 변환부(130A)와 각각 동일하므로, 동일한 참조부호를 사용하였으며 동동일한 설명을 생략한다. 그러나, 다른 실시 예에 의하면, 도 6에 도시된 광원부(110A), 콜리메이팅 렌즈부(120A) 및 빔 형상 변환부(130A)는 도 4a 내지 도 4c에 도시된 광원부(110B), 콜리메이팅 렌즈부(120B) 및 빔 형상 변환부(130B)로 각각 대체될 수도 있고, 도 5에 도시된 광원부(110C), 콜리메이팅 렌즈부(120C) 및 빔 형상 변환부(130B)로 각각 대체될 수도 있다.
또한, 발광 장치(100D)는 베이스 기판(160)을 더 포함할 수 있다. 베이스 기판(160)은 파장 변환부(150)가 삽입 가능한 관통공(162)을 포함한다. 이와 같이 베이스 기판(160)은 파장 변환부(150)를 수용하는 역할을 수행할 수 있다.
뿐만 아니라, 베이스 기판(160)은 파장 변환부(150)에서 발생된 열을 배출하는 역할을 수행할 수도 있다. 이를 위해, 베이스 기판(160)은 투명 알루미나(산화 알루미늄) 기판일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
도 6의 경우, 빔 형상 변환부(130A)는 베이스 기판(160)과 이격된 것으로 도시되어 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에 의하면, 빔 형상 변환부(130A)는 베이스 기판(160)에 고정되어(즉, 접하여) 배치될 수도 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 발광 장치(100D)가 파장 변환부(150)를 포함할 경우, 빔 형상 변환부(130A)는 입사 방향(예를 들어, y축 방향)으로 입사된 직진성을 갖는 복수의 제1 여기광을 반사하여 제2 여기광으로 변환하고, 변환된 제2 여기광을 초점 위치(F)로 모으는 역할을 한다. 입사 방향이란, 빔 형상 변환부(130A)의 대칭축(SX)과 나란한 방향일 수 있다. 빔 형상 변환부(130A)의 탑면으로부터 수평 방향(예를 들어, y축 방향)으로 연장된 선은 대칭축과 나란할 수 있다. 또한, 초점 위치(F)란, 빔 형상 변환부(130A)가 포물선 형상일 경우, 포물선 형상의 초점의 위치를 의미할 수 있다.
직진성을 갖는 복수의 제1 여기광 각각이 대칭축(SX)과 나란한 방향으로 입사될 경우, 빔 형상 변환부(130A)는 복수의 광원(112, 114)으로부터 방출된 복수의 제1 여기광을 반사시켜 복수의 제2 여기광으로 만들고, 복수의 제2 여기광을 초점 위치(F)의 한 점으로 모을 수 있다.
파장 변환부(150)는 빔 형상 변환부(130A)의 초점 위치(F)에 배치되며, 빔 형상 변환부(130A)에 의해 반사되어 초점 위치(F)로 모인 복수의 제2 여기광을 투과시킴으로써, 복수의 제2 여기광의 파장을 변환하고, 변환된 파장을 갖는 광(이하, '변환광'이라 함)을 출사시킨다. 파장 변환부(150)를 제2 여기광이 통과하는 동안 제2 여기광의 파장이 변환될 수 있다. 그러나, 파장 변환부(150)를 투과한 모든 광이 파장 변환된 광은 아닐 수도 있다.
파장 변환부(150)는 무수한 점광원의 집합일 수 있으며, 각 점광원은 제2 여기광을 흡수하고 변환광을 방출할 수 있다.
일반적으로 반사형 파장 변환부의 경우 제2 여기광의 광 경로와 변환광의 광 경로가 겹치므로 변환광의 광 경로를 방해하지 않도록 제2 여기광 광학계를 구현하는데 어려움이 있다. 또한, 조명 광학계의 일부를 사용하지 않을 경우 조명 효율이 감소하고 제2 여기광을 매우 비스듬한 방향으로 입사시킬 경우 포커스의 스폿 크기가 켜져 레이져 다이오드를 광원으로서 사용하는 의미가 퇴색될 수 있다.
그러나, 도 6에 도시된 파장 변환부(150)는 반사형이 아닌 투과형이므로, 제2 여기광의 광 경로와 변환광의 광경로가 겹치지 않으므로, 광학계의 구조가 반사형과 비교할 때 상대적으로 단순하여 구현이 용이할 수 있다. 더우기, 복잡한 광학계 대신에 빔 형상 변환부(130A)를 이용하여 복수의 제2 여기광을 파장 변환부(150)의 초점 위치(F)로 모을 수 있다.
또한, 반사형 파장 변환부의 경우 파장 변환부에 입사되지 않고 파장 변환부의 표면에서 거울 반사된 청색 레이져 빛을 차단하기 어렵고 장비 고장 시에 레이져 빛이 외부로 노출될 염려가 있어 안전도가 낮은 문제가 있다. 그러나, 투과형 파장 변환부(150)의 경우 파장 변환부(150)에 구멍이 존재하지 않는 한, 청색 레이져 빛이 외부로 노출될 염려가 없으므로, 안전도가 높으며 청색 여기광이 뒤섞이는 현상이 발생하지 않아 색 분포 측면에서 반사형보다 유리할 수 있다.
한편, 제2 여기광의 파장이 파장 변환부(150)에서 변환됨으로써, 백색광이나 원하는 색 온도의 광이 발광 장치(100D)로부터 출사될 수 있다. 이를 위해, 파장 변환부(150)는 인광 물질(phosphor) 예를 들어 세라믹 인광 물질(ceramic phosphor), 루미포(lumiphors) 또는 YAG 단결정(sigle-crystal) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 루미포란, 발광 물질(luminescent materials) 또는 발광 물질을 포함하는 구조를 의미할 수 있다.
또한, 파장 변환부(150)에 포함되는 다양한 물질의 농도, 입도 크기, 입도 크기 분포, 파장 변환부(150)의 두께, 파장 변환부(150)의 표면 거칠기, 기포 등을 조절함으로써, 원하는 색온도를 갖는 광이 발광 장치(100D)로부터 출사될 수 있다. 예를 들어, 파장 변환부(150)는 색 온도 기준으로 3000K 내지 9000K까지 광의 파장 대역을 변환할 수 있다. 즉, 파장 변환부(150)에서 변환된 파장을 갖는 변환광의 색 온도 범위는 3000K 내지 9000K일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
또한, 파장 변환부(150)는 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 파장 변환부(150)는 3가지의 형태 즉, PIG(Phosphor In Glass)형, 다결정 라인(poly crystal-line)형(또는 세라믹(ceramic)형) 또는 단결정 라인(single crystal-line)형일 수 있으나, 실시 예는 파장 변환부(150)의 특정한 형태에 국한되지 않는다.
도 7은 또 다른 실시 예에 의한 발광 장치(100E)의 정면도를 나타낸다.
도 7에 도시된 발광 장치(100E)는 광원부(110A), 콜리메이팅 렌즈부(120A), 빔 형상 변환부(130A), 파장 변환부(150), 베이스 기판(160) 및 반사부(170)를 포함할 수 있다. 여기서, 반사부(170)를 더 포함하는 것을 제외하면 도 7에 도시된 발광 장치(100E)는 도 6에 도시된 발광 장치(100D)와 동일하므로, 동일한 참조부호를 사용하였으며 중복되는 부분에 대한 설명은 생략한다.
반사부(170)는 파장 변환부(150)로부터 출사되는 변환광을 반사시키는 역할을 한다. 반사부(170)는 베이스 기판(160)에 고정되어 배치될 수 있다. 반사부(170)는 파장 변환부(150)로부터 투과된 변환광을 반사하고, 반사된 광을 출사할 수 있다. 반사부(170)는 포물면(172)을 갖는다. 여기서, 포물면(172)은 금속 미러 코팅되어, 변환광을 반사시킬 수 있다. 다른 실시 예에 의하면, 포물면(172)은 변환광을 전반사시키기에 적합한 기울기를 가질 수도 있다. 이 경우, 포물면(172)은 금속 미러 코팅될 필요가 없다.
또한, 빔 형상 변환부(130A)의 복수의 반사면 및 반사부(170) 각각은 원하는 조도 분포에 따라 비구면, 자유형 만곡(freeform curve)면, 프레넬 렌즈(fresnel), 또는 홀로그라피 광학 소자(HOE:Holography Optical Element) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 자유형 만곡면이란, 다양한 형태의 곡선면이 배치된 형상을 의미할 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 빔 형상 변환부(130A)가 베이스 기판(160)과 이격되지 않고 접하여 배치될 경우, 복수의 제1 여기광이 지나가는 공간의 전체에 굴절 부재(미도시)가 배치됨으로써, 복수의 제1 여기광이 지나가는 공간에 공기가 포함되지 않도록 할 수 있다. 이로 인해, 빔 형상 변환부(130A)에서 반사된 제2 여기광이 공기를 거치지 않고 굴절 부재를 경유하여 파장 변환부(150)의 초점 위치(F)에 도달할 수 있다.
또한, 변환광이 지나가는 공간의 전체에 굴절 부재(미도시)가 배치됨으로써, 변환광이 지나가는 공간에 공기가 포함되지 않도록 할 수 있다. 이로 인해, 변환광은 공기를 거치지 않고 굴절 부재를 경유하여 반사부(170)로 진행할 수 있다.
도 8은 또 다른 실시 예에 의한 발광 장치(100F)의 정면도를 나타낸다.
도 8에 도시된 발광 장치(100F)는 광원부(110A), 콜리메이팅 렌즈부(120A), 빔 형상 변환부(130A), 파장 변환부(150), 베이스 기판(160) 및 프로젝션 렌즈부(180)를 포함할 수 있다. 여기서, 프로젝션 렌즈부(180)를 더 포함하는 것을 제외하면 도 8에 도시된 발광 장치(100F)는 도 6에 도시된 발광 장치(100D)와 동일하므로, 동일한 참조부호를 사용하였으며 중복되는 부분에 대한 설명은 생략한다.
프로젝션 렌즈부(180)는 파장 변환부(150)로부터 출사되는 변환광을 투과시키는 역할을 한다. 여기서, 프로젝션 렌즈부(180)는 전술한 발광 장치(100F)가 차량용 조명 장치에 적용될 경우, 차량용 조명 장치에 장착된 헤드 램프용 렌즈에 해당할 수도 있다.
도 9는 또 다른 실시 예에 의한 발광 장치(100G)의 부분적인 정면도를 나타낸다.
도 9에 도시된 발광 장치(100G)는 광원부(110), 콜리메이팅 렌즈부(120), 구동부(182) 및 방열부(190)를 포함할 수 있다. 여기서, 구동부(182)는 광원부(110)를 구동하는 역할을 하며, 도 4a 내지 도 4c 또는 도 5에 도시된 광원 제어부(140)를 포함할 수 있다.
광원부(110)는 전술한 광원부(110A, 110B 또는 110C)에 해당하고, 콜리메이팅 렌즈부(120)는 전술한 콜리메이팅 렌즈부(120A, 120B 또는 120C)에 해당할 수 있다. 그러므로, 중복되는 동일한 설명을 생략한다.
또한. 비록 도시되지는 않았지만, 발광 장치(100G)는 전술한 빔 형상 변환부(130A, 130B)를 더 포함하며, 파장 변환부(150), 베이스 기판(160), 반사부(170) 또는 프로젝션 렌즈부(180) 중 적어도 하나를 선택적으로 더 포함할 수 있다.
방열부(190)는 광원부(110)와 연결되어, 광원부(110)에서 발생된 열을 배출하는 역할을 한다.
예를 들어, 방열부(190)는 연결부(194) 및 방열판(196)을 더 포함할 수 있다. 연결부(194)는 광원부(110)와 연결되며, 연결부(194)는 광원부(110)의 열을 흡수하여 배출하거나 방열판(196)으로 전달하는 역할을 한다. 이를 위해, 연결부(194)는 알루미늄 등과 같이 열전도성을 갖는 물질로 구현될 수 있다.
또한, 연결부(194)는 광원 삽입부(198)를 포함할 수 있다. 광원부(110)는 광원 삽입부(198)에 삽입되어, 연결부(194)와 연결될 수 있다. 광원 삽입부(198)는 공기로 채워질 수도 있고, 전기적 비전도성을 갖지만, 열 전도성을 갖는 물질로 채워질 수도 있다.
방열판(196)은 연결부(194)와 연결되어, 광원부(110)에서 생성된 열을 연결부(194)를 통해 전달받아 외부로 배출하는 역할을 한다. 예를 들어, 방열판(196)은 금속 재질로 구현되거나 알루미나(Al2O3)로 구현될 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 방열이 가능한 소재는 방열판(196)으로 사용될 수 있다.
전술한 실시 예에 의한 발광 장치(100A 내지 100G)는 빔 형상 변환부(130A, 130B)를 이용하여 제1 여기광의 빔 형상을 다양하게 변환시켜 최종적으로 제2 여기광으로서 출사할 수 있다.
또한, 전술한 실시 예에 의한 발광 장치(100A 내지 100G)는 다양한 분야에 적용될 수 있다. 예를 들어, 발광 장치(100A 내지 100G)는 자동차용 조명 장치에 적용될 수 있다. 이 경우, 자동차의 각종 램프(예를 들어, 하향등, 상향등, 후미등, 차폭등, 방향지시등, DRL(Day Running Light), 안개등) 또는 손전등 또는 신호등 또는 각종 조명용 기기와 같이 넓은 분야에 적용될 수 있다.
예를 들어, 실시 예에 의한 발광 장치(100A 내지 100G)가 자동차용 조명 장치 특히 헤드 램프에 적용될 경우, 광원 제어부(140)를 이용하여 복수 개의 광원을 선택적으로 온/오프하여 발광 장치(100A 내지 100G)는 단일 광학계만으로 하향등뿐만 아니라 상향등을 위해 사용될 수 있어, 제조 단가를 절감시키고 기구적 구성을 간단하게 하고, 헤드 램프를 슬림화시킬 수 있다.
게다가, 빔 형상 변환부(130A, 130B)에 포함되는 복수의 반사면의 반사 패턴을 다양하게 하여, 상향등과 하향등 뿐만 아니라 다양한 형상의 빔을 출사시킬 수 있다. 다양한 형상의 빔은 차량용 조명 장치의 주변 환경에 적합한 빔을 포함할 수 있다. 따라서, 실시 예에 의한 발광 장치는 상향등, 하향등 뿐만 아니라, 다양한 자동차용 조명 장치에 적용될 수 있다.
또한, 실시 예에 의한 발광 장치(100A 내지 100G)는 광원으로서 레이져 다이오드를 사용함으로써 기존의 광원 예를 들어 발광 다이오드와 동일한 광량을 만들면서도 크기가 작아 더욱 슬림화될 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100A 내지 100G: 발광 장치 110A, 110B, 110C: 광원부
120A, 120B, 120C: 콜리메이팅 렌즈부 130A, 130B: 빔 형상 변환부
140: 광원 제어부 150: 파장 변환부
160: 베이스 기판 170: 반사부
180: 프로젝션 렌즈부 190: 방열부

Claims (15)

  1. 직진성을 갖는 복수의 제1 여기광을 방출하는 광원부;
    상기 직진성을 갖고 대칭축과 나란한 입사 방향으로 입사된 상기 제1 여기광을 반사시켜 상기 제1 여기광의 빔 형상을 서로 다르게 변화시켜 제2 여기광으로서 출사하는 빔 형상 변환부;
    상기 광원부와 상기 빔 형상 변환부 사이에 배치되어, 상기 복수의 제1 여기광 각각을 콜리메이팅하는 콜리메이팅 렌즈부;
    상기 빔 형상 변환부에 의해 반사되어 초점 위치에 모인 상기 제2 여기광을 투과시켜 상기 제2 여기광의 파장을 변환하여 변환광으로서 출사하는 파장 변환부; 및
    상기 변환광을 반사시키는 반사부를 포함하며,
    상기 광원부는 상기 빔 형상 변환부를 바라보면서 상기 제1 여기광의 방출 방향과 교차하는 방향으로 배열되어 상기 복수의 제1 여기광을 방출하는 복수의 광원을 포함하고,
    상기 복수의 광원은 적어도 제1 내지 제4 광원을 포함하며,
    상기 제1 광원과 상기 제4 광원은 상기 제1 여기광이 방출되는 방향과 직교하는 방향으로 나란히 배열되고,
    상기 제2 광원과 제3 광원도 상기 제1 여기광이 방출되는 방향과 직교하는 방향으로 나란히 배열되며,
    상기 제1 광원과 상기 제2 광원은 상기 제1 여기광이 방출되는 방향과 직교하는 방향으로 나란히 배열되지 않고,
    상기 제3 광원과 상기 제4 광원도 상기 제1 여기광이 방출되는 방향과 직교하는 방향으로 나란히 배열되지 않으며,
    상기 복수의 광원을 선택적으로 온/오프시켜, 상기 복수의 제1 여기광 중 일부만 방출시키는 광원 제어부를 더 포함하고,
    상기 파장 변환부가 삽입 가능한 관통공을 포함하고, 상기 초점 위치를 갖는 베이스 기판을 더 포함하며,
    상기 빔 형상 변환부는 상기 베이스 기판과 접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  2. 직진성을 갖는 복수의 제1 여기광을 방출하는 광원부;
    상기 직진성을 갖고 대칭축과 나란한 입사 방향으로 입사된 상기 제1 여기광을 반사시켜 상기 제1 여기광의 빔 형상을 서로 다르게 변화시켜 제2 여기광으로서 출사하는 빔 형상 변환부;
    상기 광원부와 상기 빔 형상 변환부 사이에 배치되어, 상기 복수의 제1 여기광 각각을 콜리메이팅하는 콜리메이팅 렌즈부;
    상기 빔 형상 변환부에 의해 반사되어 초점 위치에 모인 상기 제2 여기광을 투과시켜 상기 제2 여기광의 파장을 변환하여 변환광으로서 출사하는 파장 변환부; 및
    상기 변환광을 투과시키는 프로젝션 렌즈부를 포함하며,
    상기 광원부는 상기 빔 형상 변환부를 바라보면서 상기 제1 여기광의 방출 방향과 교차하는 방향으로 배열되어 상기 복수의 제1 여기광을 방출하는 복수의 광원을 포함하고,
    상기 복수의 광원은 적어도 제1 내지 제4 광원을 포함하며,
    상기 제1 광원과 상기 제4 광원은 상기 제1 여기광이 방출되는 방향과 직교하는 방향으로 나란히 배열되고,
    상기 제2 광원과 제3 광원도 상기 제1 여기광이 방출되는 방향과 직교하는 방향으로 나란히 배열되며,
    상기 제1 광원과 상기 제2 광원은 상기 제1 여기광이 방출되는 방향과 직교하는 방향으로 나란히 배열되지 않고,
    상기 제3 광원과 상기 제4 광원도 상기 제1 여기광이 방출되는 방향과 직교하는 방향으로 나란히 배열되지 않으며,
    상기 복수의 광원을 선택적으로 온/오프시켜, 상기 복수의 제1 여기광 중 일부만 방출시키는 광원 제어부를 더 포함하며,
    상기 파장 변환부가 삽입 가능한 관통공을 포함하고, 상기 초점 위치를 갖는 베이스 기판을 더 포함하며,
    상기 빔 형상 변환부는 상기 베이스 기판과 접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 빔 형상 변환부는
    상기 복수의 제1 여기광을 반사시켜 상기 제2 여기광으로 변환시키는 서로 다른 반사 패턴을 갖는 복수의 반사면을 갖는 발광 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 복수의 반사면은 상기 제1 여기광이 입사되는 방향과 교차하는 방향으로 배열된 발광 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 제2 여기광의 빔 형상은 하향등 배광 분포 또는 상향등 배광 분포를 갖는 발광 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016220928B4 (de) * 2016-10-25 2023-02-23 Osram Gmbh Beleuchtungsvorrichtung
JP7302944B2 (ja) * 2017-11-06 2023-07-04 株式会社小糸製作所 多重画像描画装置
KR102113651B1 (ko) * 2018-09-21 2020-05-20 (주) 팬옵틱스 차량용 헤드라이트

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013161738A (ja) * 2012-02-08 2013-08-19 Sharp Corp 投光装置およびそれに用いられる導光部材
JP2015065144A (ja) 2013-08-28 2015-04-09 シャープ株式会社 発光ユニット、発光装置、照明装置および車両用前照灯
WO2015170696A1 (ja) * 2014-05-07 2015-11-12 株式会社小糸製作所 光源モジュールおよび車両用灯具
WO2015174312A1 (ja) * 2014-05-15 2015-11-19 株式会社小糸製作所 光源モジュールおよび車両用灯具

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3835342A (en) * 1973-05-21 1974-09-10 Ervin J Radiant energy collector or reflector
WO2001041222A1 (fr) * 1999-11-30 2001-06-07 Omron Corporation Dispositif optique et appareil comprenant ledit dispositif optique
JP4113111B2 (ja) * 2003-12-24 2008-07-09 株式会社小糸製作所 車両用灯具ユニットおよび車両用照明灯具
FR2897142B1 (fr) * 2006-02-03 2008-03-14 Valeo Vision Sa Module de projecteur lumineux a coupure pour vehicule automobile.
JP4786420B2 (ja) * 2006-05-31 2011-10-05 株式会社小糸製作所 車両用灯具ユニット
JP4642012B2 (ja) * 2006-12-27 2011-03-02 豊田合成株式会社 車両用灯具
JP2008226707A (ja) * 2007-03-14 2008-09-25 Koito Mfg Co Ltd 車両用灯具
JP2009117279A (ja) * 2007-11-09 2009-05-28 Koito Mfg Co Ltd 車両用前照灯
JP5271590B2 (ja) * 2008-04-22 2013-08-21 株式会社小糸製作所 車両用灯具
JP5779340B2 (ja) * 2010-01-14 2015-09-16 株式会社小糸製作所 車両用灯具
JP5259791B2 (ja) * 2010-10-29 2013-08-07 シャープ株式会社 発光装置、車両用前照灯、照明装置、及び車両
US8564205B2 (en) * 2011-05-23 2013-10-22 General Electric Company Configurable vehicle solid state lighting
JP5818134B2 (ja) * 2011-05-24 2015-11-18 スタンレー電気株式会社 車両用前照灯
JP5724823B2 (ja) * 2011-10-25 2015-05-27 三菱電機株式会社 画像読取装置
JP6138420B2 (ja) * 2012-04-06 2017-05-31 シャープ株式会社 発光装置および車両用前照灯
JP5693541B2 (ja) * 2012-10-05 2015-04-01 Ｈｏｙａ Ｃａｎｄｅｏ Ｏｐｔｒｏｎｉｃｓ株式会社 光照射装置
KR102014955B1 (ko) * 2013-03-28 2019-08-27 현대모비스 주식회사 차량용 광원 모듈
CN105008791B (zh) * 2013-08-06 2017-08-29 奥林巴斯株式会社 光源光学系统、光纤光源、显微镜和汽车用前照灯
DE102014202294A1 (de) * 2014-02-07 2015-08-13 Osram Gmbh Beleuchtungseinrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung
JP6504355B2 (ja) * 2014-06-06 2019-04-24 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ランプおよび車両用ヘッドランプ
KR101847932B1 (ko) * 2015-04-23 2018-04-11 엘지전자 주식회사 발광모듈
JP6606862B2 (ja) * 2015-05-18 2019-11-20 スタンレー電気株式会社 車両用灯具

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013161738A (ja) * 2012-02-08 2013-08-19 Sharp Corp 投光装置およびそれに用いられる導光部材
JP2015065144A (ja) 2013-08-28 2015-04-09 シャープ株式会社 発光ユニット、発光装置、照明装置および車両用前照灯
WO2015170696A1 (ja) * 2014-05-07 2015-11-12 株式会社小糸製作所 光源モジュールおよび車両用灯具
WO2015174312A1 (ja) * 2014-05-15 2015-11-19 株式会社小糸製作所 光源モジュールおよび車両用灯具

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