KR20010049945A

KR20010049945A - 소형광원모듈

Info

Publication number: KR20010049945A
Application number: KR1020000044172A
Authority: KR
Inventors: 오오코도마사야; 무라하시가츠히로; 츠노다고지
Original assignee: 모치마루 마모루; 이치코 고교가부시키가이샤
Priority date: 1999-10-21
Filing date: 2000-07-31
Publication date: 2001-06-15
Also published as: JP4010084B2; EP1094271B1; DE60036259D1; DE60036259T2; EP1094271A2; US6474852B1; EP1094271A3; JP2001118408A

Abstract

LED의 빛을 넓은 면발광으로 하는 모듈을 얻는다.

소정의 출사각 범위에서 빛(H1)을 출사하는 LED(18)를, 반사면(12)에 대해서 광축을 기울여 배치하고, 그것에 의해 반사면(12)상에 형성되는 대략 부채꼴의 투광영역에 대응시키고, 반사면(12)의 외주윤곽을 대략 부채꼴로 형성한다. 대략 부채꼴로 형성된 반사면(12)을 그것에 대응한 대략 부채꼴의 모듈본체(11)상에 설치함과 동시에, 모듈본체(11)에 LED(18)를 부착하고, 또한 반사면(12)에 LED로부터의 빛을 평행광으로서 반사하는 반사패턴(13)을 형성하였다.

Description

소형광원모듈{COMPACT LIGHT SOURCE MODULE}

발명이 속하는 기술분야

본 발명은, LED등의 소형점광원을 광원으로서 부착한 소형광원모듈, 및, 그 모듈을 복수배열하여 구성한 광원유니트에 관한 것이다.

종래의 기술

자동차의 스톱램프 등에 LED(발광다이오드)를 이용한 광원유니트가 사용되게 되었다. 이 경우, LED는, 출사각범위가 패키지단계에서 한정되어 있으므로, 면발광상태에 근접하기위해서는 다수의 LED를 사용하지않으면 안된다.

본 발명은, 그와 같은 사정을 고려하여, LED 등의 출사각이 한정된 1개의 소형점광원의 빛을, 가능한 넓은 면적의 면발광에 가까운 상태로 출사시킬 수 있는 소형광원모듈, 및, 그 소형광원모듈을 사용함으로써, 적은 광원수이면서, 넓은 면적의 면발광이 가능한 광원유니트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

청구항 1의 발명의 소형광원모듈은, 소정의 출사각의 범위에서 빛을 출사하는 소형점광원을, 반사면에 대하여 광축을 기울여서 배치하고, 그것에 의하여 반사면상에 형성되는 대략 부채꼴의 투광영역에 대응시켜서, 반사면의 외주윤곽을 대략 부채꼴로 형성하고, 그 대략 부채꼴로 형성된 반사면을 그것에 대응한 대략 부채꼴의 모듈본체상에 설치함과 동시에, 그 모듈본체에 상기 소형점광원을 부착하고, 또한 상기 반사면에 상기 소형점광원으로부터 출사되는 빛을 평행광으로서 반사하는 반사패턴을 형성한 것을 특징으로 한다.

이 모듈은, 소형점광원의 빛을 비스듬히 반사면에 쬐임으로써, 대략 부채꼴의 넓은 면적에서 반사광을 발하도록 하고있다. 따라서, 출사각도의 범위가 한정되어 있는 LED 등의 소형점광원을 광원으로 사용한 경우에, 가능한 넓은 면적의 면발광에 가까운 상태를 만들어낼 수가 있어, 발광면적에 비해 광원수를 감소시킬 수가 있다. 또한, 발광면을 확대하면서도 일정한 지향성을 갖게 할 수 있으므로, 자동차의 스톱램프 등에 이용하는데 적합하다.

청구항 2의 발명은, 청구항 1기재의 소형광원모듈로서, 상기 소형점광원을 모듈본체의 내면측에 배치하고, 상기 반사면을 모듈본체의 내면에 설치함과 동시에, 그 모듈본체의 내면에 상기 반사패턴을 새겨만든 것을 특징으로 한다.

이 모듈은, 모듈본체의 내면에 반사면을 설치하고 있으므로, 모듈본체가 불투명한 재료로 되어있는 경우에 적합하다. 또한, 반사패턴을 모듈본체에 새겨만들고 있으므로, 반사패턴을 따로 만들어 붙이는 것과 같은 수고가 불필요하다.

청구항 3의 발명은, 청구항 1기재의 소형광원모듈로서, 상기 소형점광원을 모듈본체의 내면측에 배치하고, 상기 반사면을, 투광성을 가지는 재료로 이루어지는 모듈본체의 외면에 설치함과 동시에, 그 모듈본체의 외면에 상기 반사패턴을 새겨만든 것을 특징으로 한다.

이 모듈은, 모듈본체가 투광성을 가지는 재료로 되어있는 경우에 만들 수 있는 것이다. 이 경우, 반사패턴을 모듈본체의 외면에 새겨만들고 있으므로, 내면측에 렌즈 등을 설치할 수도 있다. 또, 외면에 반사패턴이 있으므로, 가공하기 쉽다.

청구항 4의 발명은, 청구항 3기재의 소형광원모듈로서, 상기 모듈본체의 내면에 소형렌즈를 어레이형상으로 설치한 것을 특징으로 한다.

이 모듈은, 모듈본체의 내면에 소형렌즈를 어레이형상으로 설치하고있으므로, 반사면에 도달하는 빛이나 반사 후의 빛을 렌즈로 집약 또는 발산시킬 수가 있어, 보다 면발광에 가까운 상태를 만들어내는 것이 가능하다.

청구항 5의 발명은, 청구항 1∼4 중 어느 한 기재의 소형광원모듈로 서, 상기 반사면을 상기 소형점광원에 대하여 오목곡면으로 구성하고, 그 오목곡면에, 반사광을 평행광으로 하기위한 다단포물면으로 이루어지는 반사패턴을 형성한 것을 특징으로 한다.

이 모듈에서는, 반사면을 오목곡면으로 하고있으므로, 광원으로부터의 빛을 누출시키지 않고 반사면상에 포착할 수가 있어, 반사효율을 높일 수가 있다. 또, 다단포물면으로 이루어지는 반사패턴을 채용하고 있기때문에, 콤팩트한 모듈본체를 준비하여도, 반사광의 지향성을 균일하게 갖출 수가 있다.

청구항 6의 발명의 광원유니트는, 청구항 1∼5 중 어느 한 기재의 소형광원모듈을, 상기 소형점광원을 배치한 모듈본체의 좁아진 측을 유니트내측으로 향하고, 또한, 반대의 모듈본체의 넓어진 측을 유니트외측으로 향하여, 평면내에 방사형상으로 복수배열하여, 원형의 하우징에 일체적으로 부착한 것을 특징으로 한다.

이 광원유니트는, 소형광원모듈의 외형이 대략 부채꼴인 것을 이용하여, 모듈을 원형의 하우징에 방사형상으로 배열하고 있으므로, 콤팩트하고 휘도가 높은 원형의 면발광을 만들어낼 수 있다.

청구항 7의 발명의 광원유니트는, 청구항 1∼5 중 어느 한 기재의 소형광원모듈을, 상기 소형점광원을 배치한 모듈본체의 좁아진 측을 유니트 외측으로 향하고, 또한, 반대의 모듈본체의 넓어진 측을 유니트내측으로 향하여, 평면내에 방사형상으로 복수배열하고, 원형의 하우징에 일체적으로 부착한 것을 특징으로 한다.

이 광원유니트는, 대략 부채꼴의 모듈을 상기와 역방향에 원형으로 나열하고 있으므로, 의장성이 풍부하고, 신호등으로서 이용하면 사람의 눈에 띄어 안전성을 향상시킬 수가 있다.

청구항 8의 발명의 광원유니트는, 청구항 1∼5 중 어느 한 기재의 소형광원모듈을, 상기 소형점광원을 배치한 모듈본체의 좁아진 측을 같은 가로방향을 향하여 세로방향에 직선적으로 배열하여, 직사각형의 하우징에 일체적으로 부착한 것을 특징으로 한다.

이 광원유니트는, 소형광원모듈을 직선적으로 나열하고 있으므로, 직선적인 디자인을 기준으로 하여, 발광면적이 넓고, 휘도가 높은 면발광상태를 만들어낼 수 있어, 예를 들면 차량의 스톱램프에 적합하다.

청구항 9의 발명은, 청구항 1∼5 중 어느 한 기재의 소형광원모듈을, 상기 소형점광원을 배치한 모듈본체의 좁아진 측과 반대의 모듈본체의 넓어진 측을 번갈아 역방향을 향하여 직선적으로 배열하고, 직사각형의 하우징에 일체로 부착한 것을 특징으로 한다.

이 광원유니트는, 동 소형광원모듈을 직선적으로 나열하고 있기때문에, 직선적인 디자인을 기준으로 한 면발광상태를 만들어낼 수 있다. 또한, 모듈의 좁아진 측과 넓어진 측을 번갈아 나열하고 있으므로, 모듈을 조밀하게 레이아웃할 수가 있어, 차량의 신호등으로서는, 예컨대 하이마운트 스톱램프 등에 적합하다.

도 1은 본 발명의 제1실시형태의 소형광원모듈을 나타낸 도면으로, (a)는 평면도, (b)는 측면도, (c)는 (a)도의 Ic-Ic 화살표 방향에서 본 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시형태의 원리구성의 설명도로, (a)는 평면도, (b)는 측면도이다.

도 3은 본 발명의 제1실시형태의 광원유니트의 구성도로, (a)는 평면도, (b)는 (a)도의 Ⅲ b-Ⅲ b 화살표 방향에서 본 단면도이다.

도 4는 본 발명의 제2실시형태의 광원유니트의 평면도이다.

도 5는 본 발명의 제3실시형태의 광원유니트의 평면도이다.

도 6은 본 발명의 제4실시형태의 광원유니트의 평면도이다.

도 7은 본 발명의 제5실시형태의 소형광원모듈을 나타낸 도면으로, (a)는 평면도, (b)는 측면도, (c)는 (a)도의 VⅡc-VⅡc 화살표 방향에서 본 단면도, (d)는 (a)도의 VⅡd-VⅡd 화살표 방향에서 본 단면도이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10,50 소형광원모듈 10A,50A 좁아진 측

10B,50B 넓어진 측 11,51 모듈본체

12,52 반사면 13,53 반사패턴

18 LED(소형점광원) 21,21B,21C,21D 하우징

59 소형렌즈 H1 광원으로부터의 직접광

H2 반사광 M1∼M4 광원유니트

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다.

도 1은, 제1실시형태의 소형광원모듈(10)의 구성을 나타낸다. 이 모듈(10)은, 불투명(투명도 가능)한 수지로 성형된 평면형상 대략 부채꼴의 모듈본체(11)에, 소형점광원으로서 LED(18)를 1개 부착한 것이다.

모듈본체(11)는, 얕은 조개껍데기형으로, 그 내저면이, 부채꼴의 넓어진 측(10B)으로부터 좁아진 측(10A)에 걸쳐서 하향 경사한 오목곡면으로 구성되고, 그 오목곡면으로 구성된 내저면에, 모듈본체(11)의 형상에 대응한 대략 부채꼴의 반사면(12)이 설치되어 있다. 그리고, 모듈의 좁아진 측(10A)에, 반사면(12)을 향하여 소정의 출사각의 범위에서 빛(H1)을 출사하는 LED(18)가, 자신의 광축을 반사면(12)에 비스듬히 배치하여 부착되어있다. 모듈본체(11)의 좁아진 측(10A)에는 LED부착부(16)가 설치되고, 이 부착부(16)에 브래킷(17)을 통하여 LED(18)는 부착되어 있다.

여기서, 모듈(10)을 부채꼴로 한 이유를 도 2를 이용하여 설명한다.

도 2에 있어서, 1은 LED, 2는 반사면, 3은 반사면(2)의 법선, 4는 LED(1)의 광축, 5는 LED(1)의 빛이 반사면(2)상에 형성하는 투광영역, θ1은 법선(3)에 대한 광축(4)의 경사각, θ2는 LED의 출사각, L은 반사면(2)과 LED(1)간의 거리이다.

LED(1)의 빛을 똑바로 반사면(2)에 쪼이면(θ1=0으로 함), 투광영역(5)은 원형이 되지만(둥근 투광패턴이 됨), 광축(4)을 기울여 빛을 쪼이면(θ1≠0), 투광영역(5)은 도면과 같이 대략 부채꼴에 가까운 형으로 넓어져, 투광면적이 커진다.

그래서, 이 대략 부채꼴의 투광영역(5)에 맞추어 반사면의 외주윤곽을 설정하고, 가능한 넓은 면적으로 효율이 좋은 반사광을 조명광으로서 꺼낼 수 있도록 한 것이, 모듈(10)을 부채꼴로 한 이유이다.

단지 반사면을 부채꼴로 형성하여 비스듬히 빛을 쪼이는 것만으로는, 빛이 산란하여 버리므로, 도 1의 모듈(10)에서는, 반사면(12)에, LED(18)로부터의 빛(H1)을 평행광(H2)으로서 반사하는 다단포물면으로 이루어지는 반사패턴(13)을 형성하고 있다. 이 경우의 반사패턴(13)은 모듈본체(11)에 직접 새겨만들어져 있고, 새겨만든 면에 금속반사막을 형성함으로써, 반사패턴(13)을 구비한 반사면(12)이 구성되어 있다.

또한, 모듈본체(11)의 외면에는, 넓어진 측(10B)과 좁아진 측(10A)에 각각 부착시트(14,15)가 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 소형광원모듈(10)에 의하면, 출사각의 한정된 LED(18)의 빛을, 가능한 넓은 면적의 면발광에 가까운 상태로 반사시킬 수가 있다. 또한, 발광면을 확대하면서도 일정한 지향성을 갖게 할 수가 있다.

또, 부채꼴이므로, 이것을 평면내에 다수 레이아웃함으로써, 각종 발광패턴을 가지는 광원유니트를 만들 수가 있다.

도 3은, 상기 모듈(10)을 이용하여 작성한 제1실시형태의 광원유니트(M1)를 나타내고 있다. 이 광원유니트(M1)는, 도3(a)에 나타낸 바와 같이, 상술의 소형광원모듈(10)을, LED(18)를 배치한 좁아진 측(10A)를 유니트의 내측(중심측)을 향하고, 또한, 반대의 넓어진 측(10B)을 유니트의 외측(외주측)을 향하여, 평면내에 방사형상으로 복수배열하고, 원형의 하우징(21)에 일체적으로 부착한 구성인 것이다.

이 경우는, 모듈(10)이 부채꼴이기 때문에, 모듈(10)을 좁혀서 배치할 수가 있어, 고휘도의 면발광을 실현할 수 있다.

도 3(b)에 나타내듯이, 원형용기형상의 하우징(21)의 내저부에는, 동심형상에 보스부(22,23)가 돌출설치되고, 그들 보스부(22,23)에 부착시트(14,15)를 나사멈춤함으로써, 모듈(10)이 원주방향으로 배열고정되어 있다. 또한, 도3(b) 중, 부호 25는, 하우징(21)의 개구부의 내주측에 형성된 환형상단부(24)에 지지되는 이너패널이고, 부호 26은, 아우터렌즈(27)와 이너패널(25)과의 사이에 장착되는 스페이서이다.

그 외에도 여러가지 형태로 모듈(10)을 조합시킬 수가 있다.

예를 들면, 도 4의 제2실시형태의 광원유니트(M2)에서는, 도 3의 것과 반대로 모듈(10)을 향하여 배열하고 있다. 즉, 동 원형의 하우징(21B)에, 모듈(10)을, 좁아진 측(10A)를 유니트의 외측으로 향하고, 또한, 넓어진 측(10B)을 유니트의 내측으로 향하여, 평면내에 방사형상으로 복수배열하고, 원형의 하우징(21B)에 일체적으로 부착되어 있다.

이 광원유니트(M2)에 의하면, 대략 부채꼴의 모듈(10)을 상기와 역방향에 원형으로 나열하고 있으므로, 의장성이 풍부한 발광디자인을 만들어 낼수가 있다.

도 5의 제3실시형태의 광원유니트(M3)에서는, 모듈(10)을, 좁아진 측(10A)을 같은 가로방향을 향하여 세로방향에 직선적으로 배열하여, 직사각형의 하우징(21C)에 일체적으로 부착하고 있다.

또, 도 6의 제4실시형태의 광원유니트(M4)에서는, 모듈(10)을, 좁아진 측(10A)과 넓어진 측(10B)을 번갈아 역방향을 향하여 직선적으로 배열하여, 직사각형의 하우징(21D)에 일체적으로 부착하고 있다.

이들의 광원유니트(M3, M4)는, 모듈(10)을 직선적으로 나열하고 있으므로, 직선적인 디자인을 기준으로 한 면발광을 만들어 낼 수 있다. 특히, 도6의 광원유니트는, 모듈(10)을 조밀하게 레이아웃할 수가 있으므로, 휘도가 높은 면발광을 만들어낼 수 있다.

도 7은, 제5실시형태의 소형광원모듈(50)을 나타낸다.

상술의 모듈(10)은, 모듈본체(11)를 불투명한 수지로 작성한 경우를 상정하여, 반사면(12)을 모듈본체(11)의 내저면에 형성한 경우를 나타내었는데, 이 제5실시형태의 모듈(50)에서는, 모듈본체(51)를 투명한 수지로 형성하고, 반사면(52)을 모듈본체(51)의 외저면에 설치하고있다. 그리고, 동 외저면에 다단포물면으로 이루어지는 반사패턴(53)을 새겨만들고 있다. 또, LED(18)에 대면하는 내저면에는, 소형렌즈(59)를 어레이형상으로 설치하고 있다.

이 모듈(50)은, 반사패턴(53)을 모듈본체(51)의 외저면에 새겨만들고 있음으로써, 내저면측에 소형랜즈(59)를 어레이형상으로 설치할 수가 있다. 따라서, 반사면(52)에 도달하는 빛이나 반사 후의 빛을 소형랜즈(59)로 집약 또는 발산시킬 수가 있어, 보다 면발광에 가까운 상태를 만들어낼 수가 있다. 또, 외면에 반사패턴(53)이 있으므로, 가공하기 쉬운 장점도 있다.

이 소형광원모듈(50)의 경우도, 좁아진 측(50A)과 넓어진 측(50B)을 적당히 돌려서 배열함으로써, 도 3∼도 6과 같은 여러가지 광원유니트를 만들 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 청구항 1의 발명의 소형광원모듈에 의하면, 출사각의 범위가 한정되어 있는 LED등의 소형점광원을 사용하면서, 가능한 한 넓은 면적의 면발광에 가까운 상태를 만들어낼 수가 있다. 또한, 발광면을 확대하면서도 일정한 지향성을 갖게 할 수가 있어, 자동차의 스톱램프 등에 이용하는데에 적합하다.

청구항 2의 발명의 소형광원모듈에 의하면, 모듈본체의 내면에 반사면을 설치하여, 반사패턴을 모듈본체에 새겨설치하고 있으므로, 반사패턴을 따로 만들어 붙이는 것과 같은 수고가 불필요하다.

청구항 3의 발명의 소형광원모듈에 의하면, 투명한 모듈본체를 사용하는 경우에, 반사면 및 패턴을 모듈본체의 외면에 설치하고 있으므로, 내면측에 렌즈 등을 설치할 수가 있다. 또, 외면에 반사패턴이 있으므로, 가공하기 쉽다.

청구항 4의 발명의 소형광원모듈에 의하면, 청구항 3에 있어서, 모듈본체의 내면에 소형랜즈를 어레이형상으로 설치하고 있으므로, 반사면에 도달하는 빛이나 반사후의 빛을 렌즈로 집약 또는 발산시킬 수가 있어, 보다 면발광에 가까운 상태를 만들어낼 수가 있다.

청구항 5의 발명의 소형광원모듈에 의하면, 반사면을 오목곡면으로 하고 있으므로, 광원으로부터의 빛을 누출하지 않고 반사면상에 포착할 수가 있어, 반사효율을 높일 수가 있다. 또, 다단포물면으로 이루어지는 반사패턴을 채용한 것으로, 반사광의 지향성을 균일하게 갖추면서, 모듈의 콤팩트화를 도모할 수 있다.

청구항 6의 발명의 광원유니트에 의하면, 콤팩트하고 휘도가 높은 원형의 면발광을 만들어낼 수가 있다.

청구항 7의 발명의 광원에 의하면, 의장성이 풍부한 원형의 발광디자인을 만들어낼 수가 있다.

청구항 8의 발명의 광원에 의하면, 직선적인 디자인을 기준으로 한 면발광상태를 만들어낼 수가 있다.

청구항 9의 발명의 광원에 의하면, 직선적인 디자인을 기준으로 한 고휘도의 면발광상태를 만들어낼 수가 있다.

Claims

소정의 출사각의 범위에서 빛을 출사하는 소형점광원을, 반사면에 대하여 광축을 기울여 배치하고, 그것에 의하여 반사면상에 형성되는 대략 부채꼴의 투광영역에 대응시키고, 상기 반사면의 외주윤곽을 대략 부채꼴로 형성하여, 대략 부채꼴로 형성된 반사면을 그것에 대응한 대략 부채꼴의 모듈본체상에 설치함과 동시에, 그 모듈본체에 상기 소형점광원을 부착하고, 또한 상기 반사면에 상기 소형점광원으로부터 출사되는 빛을 평행광으로서 반사하는 반사패턴을 형성한 것을 특징으로 하는 소형광원모듈.
제 1 항에 있어서, 상기 소형점광원을 모듈본체의 내면측에 배치하고, 상기 반사면을 모듈본체의 내면에 설치함과 동시에, 그 모듈본체의 내면에 상기 반사패턴을 새겨만든 것을 특징으로 하는 소형광원모듈.
제 1 항에 있어서, 상기 소형점광원을 모듈본체의 내면측에 배치하고, 상기 반사면을, 투광성을 가지는 재료로 이루어지는 모듈본체의 외면에 설치함과 동시에, 그 모듈본체의 외면에 상기 반사패턴을 새겨만든 것을 특징으로 하는 소형광원모듈.
제 3 항에 있어서, 상기 모듈본체의 내면에 소형랜즈를 어레이형상으로 설치한 것을 특징으로 하는 소형광원모듈.
제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 반사면을 상기 소형점광원에 대하여 오목곡면으로 구성하고, 상기 오목곡면에, 반사광을 평행광으로 하기위한 다단포물면으로 이루어지는 반사패턴을 형성한 것을 특징으로 하는 소형광원모듈.
청구항 1∼5 중 어느 한 기재의 소형광원모듈을, 상기 소형점광원을 배치한 모듈본체의 좁아진 측을 내측으로 향하고, 또한, 반대의 모듈본체의 넓어진 측을 외측으로 향하여, 평면내에 방사형상으로 복수배열하고, 원형의 하우징에 일체적으로 부착한 것을 특징으로 하는 광원유니트.
청구항 1∼5 중 어느 한 기재의 소형광원모듈을, 상기 소형점광원을 배치한 모듈본체의 좁아진 측을 외측으로 향하고, 또한, 반대의 모듈본체의 넓어진 측을 유니트내측으로 향하여, 평면내에 방사형상으로 복수배열하고, 원형의 하우징에 일체적으로 부착한 것을 특징으로 하는 광원유니트.
청구항 1∼5 중 어느 한 기재의 소형광원모듈을, 상기 소형점광원을 배치한 모듈본체의 좁아진 측을 같은 가로방향을 향하여 세로방향에 직선적으로 배열하고, 직사각형의 하우징에 일체적으로 부착한 것을 특징으로 하는 광원유니트.
청구항 1∼5 중 어느 한 기재의 소형광원모듈을, 상기 소형점광원을 배치한 모듈본체의 좁아진 측과 반대의 모듈본체의 넓어진 측을 교대로 역방향을 향하여 직선적으로 배열하여, 직사각형의 하우징에 일체적으로 부착한 것을 특징으로 하는 광원유니트.