KR20090011548A - 램프 - Google Patents

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Abstract

램프가 개시되어 있다. 램프는 광을 발생시키는 광원, 광원에서 발생한 광의 경로를 변경시키는 광경로변경부, 광경로변경부를 구동하는 구동부 및 경로가 변경된 광을 확산시키는 확산부를 포함한다.
헤드램프, 레이저, 다이오드, MEMS, mirror

Description

램프{LAMP}
실시예는 램프에 관한 것이다.
할로겐 램프는 크기가 크고, 전력소모가 심하다. 이에 대하여, 발광다이오드 램프는 크기가 작고, 전력소모가 적지만 생산비용이 많이 드는 단점이 있다.
실시예는 레이저 광원을 이용하여 크기가 작고, 전력소모가 적은 램프를 제공한다.
실시예에 따른 램프는 광을 발생시키는 광원, 상기 광원에서 발생한 광의 경로를 변경시키는 광경로변경부, 상기 광경로변경부를 구동하는 구동부; 및 상기 경로가 변경된 광을 확산시키는 확산부를 포함한다.
실시예에 따른 램프는 레이저 광원을 이용하여 크기가 작고, 전력소모가 적은 램프를 구현한다.
도 1 은 실시예에 따른 차량용 헤드램프의 사시도이다. 도 2 는 실시예에 따른 광원의 단면도이다. 도 3 은 실시예에 따른 레이저 다이오드의 일부를 도시한 사시도이다. 도 4 는 실시예에 따른 광경로변경부의 평면도이다. 도 5 는 도 4 에서 I-I`를 따라 절단한 단면도이다. 도 6 은 실시예에 따른 레이저의 궤적을 도시한 평면도이다.
도 1 을 참조하면, 차량용 헤드램프는 광원(100), 광경로변경부(200), 구동부(300) 및 확산부(400)를 포함한다.
상기 광원(100)은 레이저를 발생시킨다. 상기 광원(100)은 예를 들어, 레이 저 다이오드(110)를 포함하는 레이저 발생장치일 수 있다.
도 2 및 도 3 을 참조하면, 상기 광원(100)은 예를 들어, 레이저 다이오드(110), 집속장치(120) 및 컬러필터(130)를 포함한다.
상기 레이저 다이오드(110)는 청색 계열의 광을 발생시키며, 상기 광의 파장은 예를 들어, 약 440㎚ 내지 560㎚ 사이의 소정의 파장일 수 있다. 상기 레이저 다이오드(110)는 P형 클래드층(111), 상기 P형 클래드층(111)에 마주보는 N형 클래드층(112) 및 그 사이에 개재되는 활성층(113)을 포함한다.
또한, 상기 P형 클래드층(111) 및 N형 클래드층(112) 사이에 상기 레이저 다이오드(110)의 성능을 향상시키기 위한 버퍼층들이 더 배치될 수 있다.
상기 P형 클래드층(111)으로 사용될 수 있는 물질은 예를 들어, P형 불순물이 주입된 갈륨나이트라이드(GaN)이며, 상기 N형 클래드층(112)으로 사용될 수 있는 물질은 예를 들어, N형 불순물이 주입된 갈륨나이트라이드이다. 상기 활성층(113)으로 사용될 수 있는 물질의 예로서는 인듐갈륨나이트라이드(InGaN) 등을 들 수 있다.
상기 레이저 다이오드(110)에 전류를 흘려 보내는 경우, 상기 활성층(113)에서 특정의 파장의 광이 발생한다. 예를 들어, 상기 활성층(113)에서 약 450㎚ 내지 500㎚ 사이의 특정의 파장을 가진 청색 계열의 광이 발생된다.
상기 집속장치(120)는 상기 레이저 다이오드에서 발생한 광을 집속하여 청색 계열의 레이저를 형성한다. 상기 집속장치(120)는 예를 들어, 다수 개의 렌즈들 및 거울들을 포함할 수 있으며, 도면에서는 상기 집속장치(120)를 볼록렌즈로 도시하 였다.
상기 컬러필터(130)는 상기 청색 계열의 레이저를 백색으로 변화시킨다. 다시 말해서, 상기 컬러필터(130)는 상기 청색 계열의 레이저의 파장을 변화시킨다. 즉, 상기 집속장치(120)에 의해서 집속된 상기 청색 계열의 레이저는 상기 컬러필터(130)을 통과하여 백색으로 변화한다. 상기 컬러필터(130)는 예를 들어, 노란색의 형광체(yellow phosphor)를 포함한다.
도 4 및 도 5 를 참조하면, 상기 광경로변경부(200)는 상기 광원(100)에서 발생하는 레이저의 경로를 변경시킨다. 상기 광경로변경부(200)는 프레임(210), 반사부(220), 지지부(230), 제 1 전극(240), 제 2 전극(250), 제 3 전극(260), 제 4 전극(270) 및 제 5 전극(280)을 포함한다.
상기 프레임(210)은 4 개의 측벽들 및 상기 측벽들 하단부로부터 연장되는 바텀플레이트를 포함한다. 상기 측벽들 및 상기 바텀플레이트는 일체로 형성된다.
상기 반사부(220)는 상기 광원(100)에서 발생한 레이저를 반사한다. 상기 반사부(220)는 평평한 플레이트 형상을 가진다. 이와는 다르게, 상기 반사부(220)는 오목하거나 볼록할 수 있다. 상기 반사부(220)는 상기 바텀플레이트에 소정의 간격으로 이격되고, 대향되어 배치된다.
상기 지지부(230)는 상기 반사부(220) 및 상기 측벽들에 연결되어 상기 반사부(220)를 프레임(210)에 고정한다. 상기 지지부(230)는 4개를 포함할 수 있으며, 각각의 지지부(230)는 상기 4 개의 측벽들에 하나씩 연결될 수 있다. 상기 지지부(230)는 탄성을 가지고 있기 때문에, 상기 반사부(220)의 방향이 전자기력 등의 힘에 의해서 바뀔 수 있다.
상기 제 1 전극(240)은 상기 반사부(220)에 고정되어 있다. 상기 제 1 전극(240)은 상기 반사부(220)에 연결된 제 1 몸체(241) 및 상기 제 1 몸체(241)에서 측방으로 돌출된 제 1 돌기(242)들을 포함한다. 상기 제 1 전극(240)은 상기 바텀플레이트에 이격되어 배치된다. 상기 제 1 전극(240)은 4개가 상기 반사부(220)에 연결된다.
상기 제 2 내지 제 5 전극(250, 260, 270, 280)은 상기 프레임(210) 내측에, 상기 측벽들 및 상기 지지부(230)에 의해서 정의되는 4개의 영역에 4개의 상기 제 1 전극(240)들과 각각 쌍을 이루어 배치된다.
상기 제 2 내지 제 5 전극(250, 260, 270, 280)은 제 2 몸체(251, 261, 271, 281) 및 상기 제 2 몸체(251, 261, 271, 281)에서 측방으로 돌출된 제 2 돌기(252, 262, 272, 282)들을 포함한다. 상기 제 1 돌기(242) 및 상기 제 2 돌기(252, 262, 272, 282)는 서로 교차하여 배치된다.
상기 구동부(300)는 전기적인 신호들을 상기 제 1 전극(240) 및 제 2 내지 제 5 전극(250, 260, 270, 280)에 인가한다. 상기 구동부(300)는 상기 전기적인 신호들을 상기 제 1 전극 및 제 2 내지 제 5 전극(250, 260, 270, 280)에 연결된 배선들(310)을 통해서 인가한다.
상기 전기적인 신호들은 예를 들어, 일정한 신호 또는 소정의 진동수를 가진 신호 일 수 있다. 상기 전기적인 신호들은 예를 들어, DC 또는 AC 전압일 수 있다. 상기 제 1 전극(240)에 소정의 DC 전압이 인가되고, 상기 제 2 내지 제 5 전 극(250, 260, 270, 280)에 각각 다른 진동수를 가지는 AC 전압들이 인가될 수 있다.
상기 구동부(300)가 상기 제 1 전극(240) 및 제 2 내지 제 5 전극(250, 260, 270, 280)에 인가하는 전기적인 신호들에 의해서 상기 제 1 전극(240) 및 상기 제 2 내지 제 5 전극(250, 260, 270, 280) 사이에 자기력이 발생한다. 상기 자기력에 의해서 상기 반사부(220)는 소정의 방향을 향하게 된다.
특히, 상기 제 1 전극(240)에 소정의 DC 전압이 인가되고, 상기 제 2 내지 제 5 전극(250, 260, 270, 280)에 각각 다른 진동수를 가지는 AC 전압들이 인가되는 경우, 상기 반사부(220)의 방향은 시간에 따라서 계속해서 변하게 된다. 즉, 상기 반사부(220)의 방향은 소정의 진동수를 가지며 변하게 된다.
이와는 다르게, 진동수는 같고, 위상이 다른 AC 전압들이 제 2 내지 제 5 전극(250, 260, 270, 280)에 인가될 수 있다.
도 6 을 참조하면, 예를 들어, 상기 반사부(220)의 방향이 변함에 따라서, 상기 확산부(400)에 비치는 상기 레이저의 궤적(410)은 지그재그 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 반사부(220)의 방향은 좌우로 빠르게 변하고, 상하로는 상대적으로 느리게 변한다.
이때, 상기 AC 전압들의 진동수가 큰 경우, 예를 들어, 상기 AC 전압들의 진동수가 60Hz 이상인 경우, 상기 반사부(220)의 방향은 매우 빠르게 변화하고, 사람의 시각으로 상기 변화를 인식할 수 없다. 따라서, 상기 확산부(400)에 비치는 상기 레이저의 궤적(410)은 사람의 시각에는 면광원으로 인식된다.
즉, 상기 레이저가 외부의 물체를 빠르게 위치를 바꾸어 가며 비추게되고, 사람은 이를 면광원으로 인식한다.
상기 확산부(400)는 상기 레이저를 확산시킨다. 상기 확산부(400)는 예를 들어, 볼록렌즈이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 광원의 단면도이다. 광경로변경부, 구동부 및 확산부는 앞서 설명한 실시예를 참조하고, 광원을 중점적으로 설명한다.
도 7을 참조하면, 광원(500)은 제 1 레이저 다이오드(510), 제 2 레이저 다이오드(520), 제 3 레이저 다이오드(530) 및 집속장치(540)를 포함한다.
상기 제 1 레이저 다이오드(510)는 약 610nm 내지 700㎚ 사이의 소정의 파장을 가지는 적색계열의 광을 발생시킨다. 상기 제 1 레이저 다이오드(510)는 예를 들어, 제 1 P형 클래드층, 제 1 N형 클래드층 및 그 사이에 개재되는 제 1 활성층을 포함한다.
상기 제 1 P형 클래드층은 예를 들어, P형 불순물이 주입된 알루미늄갈륨인듐인(AlGaInP)을 포함할 수 있으며, 상기 제 1 N형 클래드층은 N형 불순물이 주입된 알루미늄갈륨인듐인을 포함할 수 있다. 상기 제 1 활성층은 인듐갈륨인(InGaP)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 레이저 다이오드(510)에 전류가 인가될 때, 상기 제 1 활성층에서 적색계열의 광이 발생된다.
상기 제 2 레이저 다이오드(520)는 약 500nm 내지 약 570㎚ 사이의 소정의 파장을 가지는 녹색 계열의 광을 발생시킨다. 상기 제 2 레이저 다이오드(520)는 예를 들어, 제 2 P형 클래드층, 제 2 N형 클래드층 및 그 사이에 개재되는 제 2 활성층을 포함한다.
상기 제 2 P형 클래드층은 예를 들어, P형 불순물이 주입된 인마그네슘아연셀레늄(PMgZnSe)을 포함하며, 상기 제 2 N형 클래드층은 N형 불순물이 주입된 인마그네슘아연셀레늄을 포함한다. 제 2 활성층은 카드늄아연셀레늄(CdZnSe)을 포함한다.
상기 제 2 레이저 다이오드(520)에 전류가 인가될 때, 상기 제 2 활성층에서 녹색 계열의 광이 발생된다.
상기 제 3 레이저 다이오드(530)에 대해서는 앞선 실시예에서 설명한 레이저 다이오드(110)를 참조한다.
집속장치(540)는 상기 제 1 내지 제 3 레이저 다이오드(510, 520, 530)에서 발생한 광들을 집속하여 백색의 레이저를 형성한다. 상기 집속장치(540)는 다수 개의 렌즈들 및 다수 개의 거울들을 포함할 수 있으며, 본 실시예에서는 볼록렌즈이다.
도 8 은 또 다른 실시예에 따른 차량용 헤드램프를 도시한 사시도이다. 도 9는 광원 및 프리즘의 측면도이다. 광경로변경부, 구동부 및 확산부에 대해서는 도 1 내지 도 6 의 실시예를 참조하고, 집속장치 및 제 1 내지 제 3 레이저 다이오드에 대해서도 도 7에서 설명한 실시예를 참조한다.
도 8 및 도 9 를 참조하면, 차량용 헤드램프는 광원(100), 프리즘(140), 광경로변경부(200), 구동부(300) 및 확산부(400)를 포함한다.
광원(100)은 제 1 광원(101), 제 2 광원(102) 및 제 3 광원(103)을 포함한다.
상기 제 1 광원(101)은 집속장치 및 제 1 레이저 다이오드를 포함하며, 적색 계열의 레이저를 발생시킨다.
상기 제 2 광원(102)은 집속장치 및 제 2 레이저 다이오드를 포함하며, 녹색 계열의 레이저를 발생시킨다.
상기 제 3 광원(103)은 집속장치 및 제 3 레이저 다이오드를 포함하며, 청색 계열의 레이저를 발생시킨다.
상기 프리즘은 상기 제 1 내지 제 3 광원(101, 102, 103)에서 발생한 레이저들을 합친다. 상기 프리즘(140)은 제 1 프리즘(141), 제 2 프리즘(142) 및 제 3 프리즘(143)을 포함한다. 상기 제 1 내지 제 3 프리즘은 상면(141b, 142b, 143b) 및 빗면(141a, 142a, 143a)을 포함한다.
상기 적색 계열의 레이저는 상기 제 1 프리즘의 빗면(141a)에 반사되고 상기 제 2 프리즘의 상면(142b)에 입사된다. 상기 녹색 계열 레이저는 상기 제 2 프리즘의 빗면(142a)에 반사되고, 상기 적색 계열의 레이저와 믹싱(mixing)되고, 상기 믹싱된 레이저는 상기 제 3 프리즘의 상면(143b)에 입사된다.
상기 청색 계열의 레이저는 상기 제 3 프리즘의 빗면(143a)에 반사되고, 상기 믹싱된 레이저와 믹싱되어서, 백색 계열의 레이저가 형성된다.
도 1 은 실시예에 따른 차량용 헤드램프의 사시도이다.
도 2 는 실시예에 따른 광원의 단면도이다.
도 3 은 실시예에 따른 레이저 다이오드의 일부를 도시한 사시도이다.
도 4 는 실시예에 따른 광경로변경부의 평면도이다.
도 5 는 도 4 에서 I-I`를 따라 절단한 단면도이다.
도 6 은 실시예에 따른 레이저의 궤적을 도시한 평면도이다.
도 7 은 다른 실시예에 따른 광원의 단면도이다.
도 8 은 또 다른 실시예에 따른 차량용 헤드램프를 도시한 사시도이다.
도 9는 광원 및 프리즘의 측면도이다.

Claims (10)

  1. 광을 발생시키는 광원;
    상기 광의 경로를 변경시키는 광경로변경부;
    상기 광경로변경부를 구동하는 구동부; 및
    상기 경로가 변경된 광을 확산시키는 확산부를 포함하는 램프.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광원은 다이오드, 집속장치, 필터 중 적어도 하나를 포함하는 램프.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 다이오드는 450㎚ 내지 500㎚ 사이의 소정의 파장을 가지는 레이저를 발생시키며, 상기 필터는 상기 레이저의 파장을 다른 파장의 레이저로 변환시키는 형광물질을 포함하는 램프.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 광원은 적색 광을 발생시키는 제 1 광원, 녹색 광을 발생시키는 제 2 광원 및 청색 광을 발생시키는 제 3 광원을 포함하는 램프.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 광원들의 광은 레이저이고, 상기 레이저들을 반사 및/또는 믹싱하기 위한 적어도 하나의 프리즘을 포함하는 램프.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 광경로변경부는
    상기 광을 반사시키는 반사부;
    상기 반사부를 지지하며, 탄성을 가지는 지지부;
    상기 반사부와 연결되는 제 1 전극;
    상기 제 1 전극에 대응하여 배치되는 제 2 전극을 포함하는 램프.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 전극 및 제 2 전극은 한 쌍을 이루며, 두 쌍 이상을 포함하는 램프.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 전극에 인가되는 신호는 직류 전압이고, 상기 제 2 전극에 인가되는 신호는 교류 전압인 램프.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 광경로변경부는 상기 광의 경로를 지그재그로 변화시키는 램프.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 확산부는 볼록렌즈인 램프.
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