KR20150009333A - 차량용 램프 - Google Patents

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KR20150009333A
KR20150009333A KR1020130083695A KR20130083695A KR20150009333A KR 20150009333 A KR20150009333 A KR 20150009333A KR 1020130083695 A KR1020130083695 A KR 1020130083695A KR 20130083695 A KR20130083695 A KR 20130083695A KR 20150009333 A KR20150009333 A KR 20150009333A
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윤성욱
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에스엘 주식회사
주식회사 에스엘 서봉
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Abstract

본 발명은 차량용 램프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이저 광을 광원으로 사용하는 차량용 램프에 의한 광 조사 영역에서 균일한 조도를 가질 수 있도록 하는 차량용 램프에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프는 레이저 광을 발생시키는 광원, 상기 레이저 광에 의해 여기되어 원하는 색의 광을 발생시키는 형광체, 및 상기 형광체가 위치하는 내부 공간을 구비하며, 상기 내부 공간에서 상기 광원 또는 상기 형광체로부터 발생된 광을 반복적으로 반사시키는 반사 부재, 및 상기 반사 부재의 일측에 형성되어 외부로 광을 출사시키는 출사구를 포함한다.

Description

차량용 램프 {Automotive lamp}
본 발명은 차량용 램프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이저 광을 광원으로 사용하는 차량용 램프에 의한 광 조사 영역에서 균일한 조도를 가질 수 있도록 하는 차량용 램프에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 야간 주행시에 차량 주변에 위치한 대상물을 용이하게 확인하기 위한 조명 기능 및 다른 차량이나 도로 이용자들에게 차량의 주행 상태를 알리기 위한 신호 기능을 가지는 다양한 종류의 차량용 램프를 구비하고 있다.
예를 들어, 헤드 램프 및 포그 램프 등은 주로 조명 기능을 목적으로 하고, 턴 시그널 램프, 테일 램프, 브레이크 램프, 사이드 마커(Side Marker) 등은 주로 신호 기능을 목적으로 한다. 또한, 이러한 차량용 램프는 각 기능을 충분히 발휘하도록 그 설치 기준과 규격에 대해서 법규로 규정되어 있다.
최근에는 차량용 램프의 광원으로 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드(Laser Diode)를 이용하고, 광원으로부터 발생된 광을 여기 광원으로 하여 형광체를 여기시킴으로써 발생하는 광을 이용하는 연구가 활발히 진행되고 있다.
이때, 레이저 다이오드로부터 발생되는 레이저 광은 높은 휘도와 강한 지향성으로 인해 광의 손실 없이 집광이 용이하기 때문에 발광 다이오드에 비하여 고휘도이며서도 선명한 광을 얻을 수 있게 된다.
그러나, 레이저 광은 지향성이 강하기 때문에 차량용 램프 별로 법규에서 규정하는 광 조사 영역에서 균일한 조도를 구현하는 것이 어렵기 때문에 레이저 광의 이점을 유지하면서도 법규에서 규정하는 광 조사 영역에 균일한 조도의 광을 조사할 수 있는 방안이 요구되고 있다.
일본공개특허공보 특개2013-026163 (2013.02.04.)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 레이저 광을 광원으로 사용하는 차량용 램프에 의한 광 조사 영역에서 균일한 조도를 가질 수 있는 차량용 램프를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프는 레이저 광을 발생시키는 광원, 상기 레이저 광에 의해 여기되어 원하는 색의 광을 발생시키는 형광체, 및 상기 형광체가 위치하는 내부 공간을 구비하며, 상기 내부 공간에서 상기 광원 또는 상기 형광체로부터 발생된 광을 반복적으로 반사시키는 반사 부재, 및 상기 반사 부재의 일측에 형성되어 외부로 광을 출사시키는 출사구를 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기와 같은 본 발명의 차량용 램프에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
레이저 광 또는 레이저 광에 의해 여기되는 형광체에서 발생되는 광을 반복적인 반사를 통해 광의 분포를 균일하게 함으로써, 레이저 광을 광원으로 사용하는 차량용 램프에서 조사되는 광의 광 조사 영역에서 조도를 균일하게 할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 차량용 램프가 도시된 개략도.
도 2는 본 발명의 제 2실시예에 따른 차량용 램프가 도시된 개략도.
도 3은 본 발명의 제 3실시예에 따른 차량용 램프가 도시된 개략도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 도광 부재가 도시된 개략도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 차량용 램프를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 차량용 램프가 도시된 개략도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1실시예에 따른 차량용 램프(100)는 광원(110), 형광체(120), 반사 부재(130) 및 리플렉터(140)를 포함할 수 있다.
본 발명의 제 1실시예에서 광원(110)은 형광체(120)를 여기시키는 여기 광원으로서 이용되는 레이저 다이오드가 사용될 수 있으며, 광원(110)의 반사 부재(130)의 내측면에 하나 이상이 설치될 수 있다.
형광체(120)는 광원(110)에 의해 여기되어 원하는 색의 광을 발생시킬 수 있는데, 본 발명의 실시예에서는 차량용 램프(100)로서 사용되기 위하여 일반적으로 백색광을 발생시키는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.
형광체(120)는 광원(110)으로부터 발생되는 광의 파장에 따라 발생되는 광의 파장을 다르게 구성할 수 있다. 예를 들어, 광원(110)으로부터 발생되는 광이 440nm~490nm의 파장 범위에 피크 파장을 가지는 청색 광원인 경우 형광체(120)는 백색광을 발생시키기 위하여 560nm~590nm의 파장 범위에 피크 파장을 가지는 황색 형광체로 구성될 수 있는 것이다.
이때, 본 발명의 제 1실시예에서는 광원(110)으로서 청색 광원이 사용되고, 형광체(120)로서 황색 형광체가 사용되는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로서, 형광체(120)는 청색, 녹색 및 적색 형광체 등의 조합을 통해서도 구현될 수 있다.
반사 부재(130)는 광원(110)으로부터 발생된 레이저 광을 포집하는 내부 공간(131)을 포함할 수 있으며, 내부 공간(131)에서 광원(110) 또는 형광체(120)로부터 발생된 광을 반복적으로 반사시킴으로써 광의 분포를 균일하게 하는 역할을 할 수 있으며, 본 발명의 제 1실시예에서 광의 분포를 균일하게 한다는 것은 광의 조도를 균일하게 하는 것으로 이해될 수 있다.
본 발명의 제 1실시예에서는 형광체(120)가 내부 공간(131)의 중심부에 위치하고, 반사 부재(130)가 광원(110)으로부터 발생된 레이저 광에 의해 여기되어 형광체(120)로부터 발생된 광을 내부 공간(131)에서 반복적으로 반시시킴으로써 광의 분포를 균일하게 하는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로서, 이에 한정되지 않고 광원(110)으로부터 발생된 광을 반복적으로 반사시켜 광의 분포를 균일하게 한 이후 형광체(120)에 조사하여 광을 발생시킬 수도 있는데, 이에 대해서는 후술할 다른 실시예에서 상세하게 살펴보기로 한다.
반사 부재(130)의 내부 공간(131) 내측면에는 반사율이 높은 재질이 코팅되어 형성되는 반사층이 형성될 수 있으며, 반사층의 재질로는 황산 바륨 및 알루미늄 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 높은 반사율을 가지는 다양한 재질이 사용될 수 있다.
또한, 반사 부재(130)의 내부 공간(131)의 형상은 위치와 방향성에 무관하게 광이 일정한 조도를 가질 수 있도록 하는 형상을 가지도록 형성될 수 있다.
본 발명의 제 1실시예에서 반사 부재(130)의 내부 공간(131)은 전체적으로 구 형상인 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 반사 부재(130)의 내부 공간(131)은 하나 이상의 평면 또는 하나 이상의 곡면의 조합으로 구성될 수 있다.
반사 부재(130)의 내부 공간(131)에서 반복적으로 반사된 광은 반사 부재(130)의 일측에 형성된 출사구(132)를 통해 외부로 출사될 수 있으며, 출사구(131)를 통해 출사된 광은 리플렉터(140)에 의해 렌즈(150)로 입사되어 차량 외부로 조사될 수 있다.
이때, 본 발명의 제 1실시예에서 리플렉터(140) 및 렌즈(150)를 포함하는 램프 모듈이라 칭하기로 하며, 반사 부재(130)는 램프 모듈의 하측에 위치하는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 반사 부재(130)는 위치는 램프 모듈의 구조 등에 따라 다양하게 변경될 수 있고, 램프 모듈에는 리플렉터(140) 및 렌즈(150) 뿐만 아니라 차량 외부로 광을 조사하기 위해 요구되는 다양한 구성 요소들이 포함될 수 있다.
본 발명의 제 1실시예에서는 리플렉터(140)에 의해 반사 부재(130)로부터 출사된 광이 반사되어 렌즈(150)로 입사되는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 반사 부재(130)로부터 출사된 광이 직접 렌즈(150)에 입사될 수도 있다.
또한, 본 발명의 제 1실시예에서 반사 부재(130)는 광의 분포를 균일하게 하는 역할과 함께 광원(110) 및 내부 공간(131)에서 발생된 열로 인한 온도 상승을 방지하는 방열 기능을 할 수 있도록 적어도 일부가 히트 싱크로 이루어질 수 있다. 이는 레이저 광을 발생시키는 광원(110)의 경우 온도 상승에 의한 성능 저하가 발생하기 때문에 반사 부재(130)가 히트 싱크의 역할을 하도록 하여 광원(110)의 성능 저하를 방지하기 위함이다.
예를 들어, 반사 부재(130)는 복수의 부재로 이루어져 어느 하나는 전술한 내부 공간(131)을 형성하고, 다른 하나는 히트 싱크로 이루어질 수 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로서 반사 부재(130) 전체가 히트 싱크로 이루어질 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 제 1실시예에서는 광원(110)으로부터 발생된 레이저 광을 여기 광원으로 사용하고, 레이저 광을 통해 형광체(120)를 여기시킴으로써 원하는 색의 광을 발생시키고, 형광체(120)로부터 발생된 광을 반사 부재(130)의 내부 공간(131)에서 반복적으로 반사시킴으로써, 광의 분포를 균일하게 하여 외부로 출사시키기 때문에 레이저 광의 고휘도 특성을 유지하면서도 법규에서 규정하는 광 조사 영역에서 균일한 조도를 가지도록 조사할 수 있게 되는 것이다.
전술한 제 1실시예에서는 반사 부재(130)가 형광체(120)로부터 발생된 광을 내부 공간(131)에서 반복적으로 반사시켜 광의 분포를 균일하게 하는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 광원(110)으로부터 발생된 광을 반사 부재(130)의 내부 공간(131)에서 반사시켜 광의 분포를 균일하게 한 다음, 외부로 출사될 때 형광체(120)를 여기시켜 원하는 색의 광을 얻을 수도 있다.
도 2는 본 발명의 제 2실시예에 따른 차량용 램프가 도시된 개략도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2실시예에 따른 차량용 램프(100)는 전술한 제 1실시예에와 달리 형광체(120)가 출사구(132)에 위치된 것을 알 수 있다. 본 발명의 제 2실시예에서 전술한 제 1실시예와 동일한 구성 요소는 동일한 역할을 하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
따라서, 본 발명의 제 2실시예에서는 광원(110)으로부터 발생된 광이 반사 부재(130)의 내부 공간(131)에 포집된 다음, 반복적으로 반사되어 광의 분포가 균일해진 후 출사구(132)를 통해 외부로 조사될 때 형광체(120)를 여기시킴으로써 원하는 색의 광을 발생시킬 수 있는 것이다.
이때, 전술한 제 1실시예에서의 형광체(120)는 광원(110)으로부터 발생된 광에 의해 여기되어 발생되는 광을 반사시키는 반사형 형광체이고, 전술한 제 2실시예의 형광체(120)는 광원(110)으로부터 발생된 광에 의해 여기되어 발생되는 광을 투과시키는 투과형 형광체인 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.
본 발명의 제 2실시예에서도 출사구(132)에 위치한 형광체(120)로부터 발생된 광이 리플렉터(140)에 의해 반사되어 렌즈(150)를 통해 외부로 조사되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않고 리플렉터(140)가 생략되고 직접 렌즈(150)를 통해 외부로 조사될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 제 3실시예에 따른 차량용 램프가 도시된 개략도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3실시예에 따른 차량용 램프(100)는 전술한 제 1실시예와는 달리 형광체(120)가 반사 부재(130)의 내부 공간(131)의 중심부가 아닌 내측면 일측에 형성되고, 출사구(132)와 별도로 형성된 경우의 일 예이다. 본 발명의 제 3실시예에서 전술한 제 1실시예와 동일한 구성 요소는 동일한 역할을 하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 제 3실시예에 따른 차량용 램프(100)는 전술한 제 1실시예와 유사하게 형광체(120)로서 반사형 형광체를 사용하며, 형광체(120)의 위치가 상이할 뿐, 광원(110)으로부터 발생된 레이저 광을 여기 광원으로 사용하고, 레이저 광을 통해 형광체(120)를 여기시켜 원하는 색의 광을 발생시킨 다음, 반사 부재(130)의 내부 공간(131)에서 반복적으로 반사시킴으로써 광의 분포를 균일하게 하여 출사구(132)를 통해 출사시킨다는 점에서 동일하다.
한편, 전술한 실시예들에서는 광원(110)으로부터 발생된 레이저 광이 직접 형광체(120) 또는 반사 부재(130)의 내부 공간(131)에 조사되는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 광원(110)으로부터 발생된 레이저 광이 광학 섬유나 도광판 등과 같은 도광 부재에 의해 전달되어 형광체(120) 또는 반사 부재(130)의 내부 공간(131)에 조사될 수도 있다.
예를 들어, 도 4와 같이 하나 이상의 광원(110)으로부터 발생된 레이저 광이 도광 부재(160)에 의해 반사 부재(130)의 내부 공간(131)에 안내되어 형광체(120)에 조사될 수도 있고, 도 5와 같이 하나 이상의 광원(110)으로부터 발생된 레이저 광이 도광 부재(160)에 의해 반사 부재(130)의 내부 공간(131)에 안내되어 조사될 수도 있는 것이다. 이때, 도 4는 전술한 제 1실시예에서 도광 부재(160)가 사용된 경우의 일 예이고, 도 5는 전술한 제 2실시예에서 도광 부재(160)가 사용된 경우의 일 예이다.
전술한 도 4 및 도 5와 같이, 광원(110)으로부터 발생된 레이저 광을 도광 부재(160)를 안내하는 경우, 도광 부재(160)가 가지는 유연성으로 인해 광원(110)의 위치를 자유롭게 변경할 수 있어 설치 위치의 자유도를 향상시킬 수 있게 되며, 광원(110)이 외부 충격 등으로 인하여 조사 방향이 달라지는 경우에도 정상적으로 반사 부재(130)의 내부 공간(131)으로 광을 안내하여 누광이 발생하는 것도 방지할 수 있게 된다.
또한, 전술한 도 4 및 도 5와 같이 광원(110)이 복수개로 구성된 경우에도 각각의 광원으로부터 발생된 레이저 광을 도광 부재(160)를 통해 집광하여 안내하는 것이 가능하게 된다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 광원
120: 형광체
130: 반사 부재
131: 내부 공간
132: 출사구
140: 리플렉터
150: 렌즈
160: 도광 부재

Claims (11)

  1. 레이저 광을 발생시키는 광원;
    상기 레이저 광에 의해 여기되어 원하는 색의 광을 발생시키는 형광체; 및
    상기 형광체가 위치하는 내부 공간을 구비하며, 상기 내부 공간에서 상기 광원 또는 상기 형광체로부터 발생된 광을 반복적으로 반사시키는 반사 부재; 및
    상기 반사 부재의 일측에 형성되어 외부로 광을 출사시키는 출사구를 포함하는 차량용 램프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사 부재는,
    상기 내부 공간의 내측면에 황산 바륨 또는 알루미늄이 코팅된 반사층이 형성되는 차량용 램프.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사 부재의 적어도 일부는,
    히트 싱크로 이루어지는 차량용 램프.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 형광체는,
    상기 내부 공간의 중심부에 위치하는 차량용 램프.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 형광체는,
    상기 내부 공간의 내측면 일측에 위치하는 차량용 램프.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 형광체는,
    상기 출사구에 위치하며,
    상기 출사구를 통해 출사되는 레이저 광에 의해 여기되어 광을 발생시키는 차량용 램프.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 출사구를 통해 출사되는 광을 차량 외부로 조사하는 램프 모듈을 더 포함하는 차량용 램프.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 램프 모듈은,
    상기 출사구를 통해 출사되는 광을 반사시키는 리플렉터; 및
    상기 리플렉터에 의해 반사된 광을 차량 외부로 조사하는 렌즈를 포함하는 차량용 램프.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 반사 부재는,
    상기 램프 모듈의 하측에 위치하는 차량용 램프.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원으로부터 발생된 광을 상기 반사 부재의 내부 공간으로 안내하는 도광 부재 더 포함하는 차량용 램프.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 도광 부재는,
    광학 섬유 또는 도광판인 차량용 램프.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016162752A (ja) * 2015-03-05 2016-09-05 現代自動車株式会社Ｈｙｕｎｄａｉ Ｍｏｔｏｒ Ｃｏｍｐａｎｙ 車両ランプ用レーザー光学系
WO2017220265A1 (de) * 2016-06-20 2017-12-28 Osram Gmbh Lichtquelle mit laser activated remote phosphor-technologie für ein fahrzeug und beleuchtungseinrichtung mit der lichtquelle

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