KR20170015578A - 광원 장치 및 이를 구비한 차량용 램프 - Google Patents

광원 장치 및 이를 구비한 차량용 램프 Download PDF

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KR20170015578A
KR20170015578A KR1020150104207A KR20150104207A KR20170015578A KR 20170015578 A KR20170015578 A KR 20170015578A KR 1020150104207 A KR1020150104207 A KR 1020150104207A KR 20150104207 A KR20150104207 A KR 20150104207A KR 20170015578 A KR20170015578 A KR 20170015578A
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Abstract

광원 장치 및 이를 구비한 차량용 램프가 개시된다. 광을 조사하는 레이저 다이오드 광원, 형광체, 상기 레이저 다이오드 광원과 상기 형광체 사이에 위치하여, 상기 광을 상기 형광체로 투과하는 렌즈 및, 상기 렌즈에 연결되어, 상기 렌즈를 이동시키는 렌즈 구동부를 포함하는 광원장치, 비구면 렌즈 및, 상기 광원 장치와 상기 비구면 렌즈 사이에 위치하여, 상기 광원 장치로부터 방출되는 광을 상기 비구면 렌즈로 반사하는 반사체를 포함하여, 사용자의 시인성을 향상시킬 수 있다.

Description

광원 장치 및 이를 구비한 차량용 램프{Light apparatus and vehicle lamp using it}
본 발명은 광원 장치 및 이를 구비한 차량용 램프에 관한 것으로, 특히 차량 사용자의 시인성을 향상시킬 수 있는 광원 장치 및 이를 구비한 차량용 램프에 관한 것이다.
차량용 램프의 광원으로 초기에 각종 형태의 벌브를 사용해 왔지만, 최근에는 전기로부터 빛의 변환 효율이 우수하고, 방열량이 적으며, 소형 및 경량이 가능하고, 수명이 긴 장점이 있는 엘이디(LED: Light Emitting Diode) 및 레이저 다이오드(LD: laser Diode)를 광원으로 많이 사용하고 있다.
종래 차량용 램프에 이용되는 LED 광원 또는 LD 광원의 경우, 색좌표 특성에 따라 색온도가 결정된다. 여기서, 각종 광원의 색온도는 차량 사용자가 느끼게 되는 밝기를 결정하는 중요 요소이다.
차량 사용자의 연령(특성)에 따라 밝게 느끼는 광의 색온도가 다른 데, 상기한 바와 같이 색온도가 결정된 광을 조사하는 종래 차량용 램프는, 차량 사용자가 차량 전방 영역에 비치는 광의 밝기가 낮다고 느끼게 되더라도 광의 색온도를 변경시킬 수 없으며, 차량 운전자가 차량 전방 영역에 대한 시인성 부족을 지속적으로 호소하는 경우가 발생할 수 있다.
이에 따라 차량 사용자의 연령(특성)에 맞춰 차량용 램프에서 조사되는 광의 색온도를 변경함으로써, 차량 전방 영역에 대한 차량 사용자의 시인성을 향상시키는 것이 필요하다.
이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 차량 사용자의 시인성을 향상시킬 수 있는 차량용 램프를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 광원 장치는 광을 조사하는 레이저 다이오드 광원; 형광체; 상기 레이저 다이오드 광원과 상기 형광체 사이에 위치하여, 상기 광을 상기 형광체로 투과하는 렌즈; 및 상기 렌즈에 연결되어, 상기 렌즈를 이동시키는 렌즈 구동부;를 포함할 수 있다.
상기 렌즈는, 상기 광이 지나는 초점을 가질 수 있다.
상기 렌즈 구동부에 의해 상기 렌즈가 이동하면, 상기 렌즈의 초점이 변경될 수 있다.
상기 광은, 상기 렌즈의 초점을 지나 상기 형광체에 흡수된 후 상기 형광체로부터 방출될 시, 색온도가 조절될 수 있다.
상기 레이저 다이오드 광원, 상기 형광체, 상기 렌즈 및, 상기 렌즈 구동부를 수용하는 하우징을 더 포함할 수 있다.
상기 렌즈 구동부는, 상기 렌즈 양측에 고정 결합하는 복수의 그립부; 상기 그립부 각각에 고정 결합하는 복수의 회전축부; 상기 회전축부 각각이 측면에 기어 연결되고, 상기 하우징에 각각의 일측이 고정되는 복수의 지지부; 상기 회전축부 각각이 슬라이드 연결되는 복수의 가이드 레일부; 및 상기 회전축부를 회전시키는 모터부;를 포함할 수 있다.
상기 지지부는, 상기 하우징에 고정되고, 상기 하우징으로부터 상기 형광체 방향으로 연장되는 지지대; 및 상기 지지대 측면에 형성되어, 상기 회전축부와 기어 연결되는 기어잇;을 포함할 수 있다.
상기 회전축부는, 상기 가이드 레일부에 하단이 슬라이드 가능하게 연결되는 회전축; 상기 회전축 상단에 구비되어, 상기 지지부의 기어잇에 기어 연결되는 기어; 및 상기 회전축을 감싸는 원통 형태의 회전축 가이드부;를 포함할 수 있다.
상기 그립부는, 상기 렌즈에 일단이 고정되고, 상기 회전축 가이드부에 타단이 고정될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 광원 장치를 구비한 차량용 램프는 상기 광원 장치; 비구면 렌즈; 및 상기 광원 장치와 상기 비구면 렌즈 사이에 위치하여, 상기 광원 장치로부터 방출되는 광을 상기 비구면 렌즈로 반사하는 반사체;를 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 광원 장치 및 이를 구비한 차량용 램프에 의하면, 사용자의 특성(연령)에 맞춰 광의 색온도 조절이 가능하므로, 차량 전방 영역에 대한 차량 사용자의 시인성이 향상되고, 안전 운전에 도움이 된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 램프의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 램프의 광원 장치의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 램프의 렌즈 구동부의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 램프의 광원 장치의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시 예에 한정되는 것이 아니다. 그리고 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 광원 장치를 구비한 차량용 램프는 광원 장치(100), 반사체(200), 쉴드부(300), 비구면 렌즈(400) 및 히트 싱크(500)를 포함하며, 광원 장치(100)가 광을 조사하고, 반사체(200)에 의해 광이 반사되며, 반사된 광이 쉴드부(300) 및 비구면 렌즈(400)에 의해 차량 전방 영역에 비춰짐으로써, 야간 주행시 차량 전방 영역에 비춰진 광을 통해 사용자에게 넓은 시야를 제공하는 장치이다.
광원 장치(100)는 광을 생성하고 생성된 광을 조사하는 장치로서, 사용자의 조작에 따라 광의 색온도를 조절하고 색온도가 조절된 광을 조사할 수 있다. 여기서, 사용자의 연령에 따라 밝게 느끼는 광의 색온도가 다르므로, 사용자가 차량 전방 영역에 비치는 광의 밝기가 낮다고 느껴 광의 밝기를 높이기를 원한다면, 광원 장치(100)는 사용자의 조작에 따라 광의 색온도를 적절히 조절하여 광의 밝기를 높일 수 있다. 이러한 광원 장치(100)의 세부 구성은 후술한다.
반사체(200)는 유리나 금속 재질로 이루어질 수 있다. 반사체(200)는 타원 형상으로 형성될 수 있다. 반사체(200)는 광원 장치(100) 전방에 위치하여 광원 장치(100)로부터 조사된 광을 반사할 수 있다. 반사체(200)는 광원 장치(100)로부터 조사된 광이 비구면 렌즈(300)로 향하게 하는 반사각을 갖도록 형성될 수 있다.
쉴드부(300)는 광이 투과되지 않는 재질로 이루어질 수 있다. 쉴드부(300)는 반사체(200)와 비구면 렌즈(400) 사이에 위치할 수 있다. 쉴드부(300)는 사용자의 조작에 의해 이동될 수 있다. 쉴드부(300)는 반사체(200)로부터 반사되어 비구면 렌즈(300)로 향하는 광의 일부를 차단할 수 있다.
쉴드부(300)는 광의 일부 차단을 통해 로우 빔 패턴을 형성할 수 있다. 여기서, 로우 빔 패턴은 야간 주행시 전방 맞은편에서 다가오는 차량의 시야 방해를 방지하기 위한 패턴을 말한다. 쉴드부(300)는 사용자 조작에 따라 구동되어, 다양한 로우 빔 패턴을 형성할 수 있다.
비구면 렌즈(400)는 굴절면이 구면 이외의 곡면으로 만들어져 있는 렌즈이다. 비구면 렌즈(400)는 구면 수차를 줄여주고 상의 왜곡을 줄여주는 렌즈이다. 비구면 렌즈(400)는 차량의 전면부에 위치하여 반사체(200)에 의해 반사된 광을 차량 전방 영역으로 투과시킬 수 있다. 비구면 렌즈(400)에 의해 차량 전방 영역으로 투과되는 광은 직진이 가능하다.
히트 싱크(500)는 광원 장치(100)의 온도 상승을 방지하기 위한 것으로서, 광원 장치(100)를 감싸도록 형성되어, 광원 장치(100)에서 발생되는 열을 흡수하여 외부로 배출시킬 수 있다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 램프의 광원 장치를 확인할 수 있다.
광원 장치(100)는 레이저 다이오드 광원(110), 렌즈(120), 형광체(130) 및 렌즈 구동부(140)를 포함할 수 있다.
레이저 다이오드 광원(110)은 레이저 동작을 시키기 위한 전극을 2개 가지고 있는 반도체 레이저를 말한다. 레이저 다이오드 광원(110)은 직진성을 가지는 광(L)을 생성하여 조사할 수 있다. 레이저 다이오드 광원(110)은 예컨대, 블루 색상의 파장을 가지는 광을 생성할 수 있다.
렌즈(120)는 레이저 다이오드 광원(110)으로부터 조사된 빛(L)을 굴절시키는 투명 유리체이다. 렌즈(120)는 레이저 다이오드 광원(110)과 형광체(130) 사이에 위치하여, 레이저 다이오드 광원(110)으로부터 조사된 빛(L)을 형광체(130)로 투과할 수 있다. 이러한 렌즈(120)는 투과된 광이 지나는 초점을 가질 수 있다.
형광체(130)는 렌즈(120)를 투과한 광을 흡수하여 다른 파장의 광으로 바꾸어 방출하는 물질이다. 형광체(130)는 반사체(200)와 렌즈(120) 사이에 위치할 수 있다. 형광체(130)는 렌즈(120)의 초점 부근에 위치할 수 있다. 예컨대, 형광체(130)는 블루 색상의 파장인 광을 흡수하여 화이트 색상의 파장에 가까운 광으로 바꾸어 방출할 수 있다.
렌즈 구동부(140)는 렌즈(120)에 연결되어, 렌즈(120)를 이동시키는 장치이다. 렌즈 구동부(140)는 렌즈(140) 양측을 잡는 형태로 형성되며, 슬라이드 방식으로 이동하여 렌즈(140)를 레이저 다이오드 광원(110) 또는 형광체(130) 방향으로 이동시킬 수 있다.
여기서, 렌즈(120)가 렌즈 구동부(140)에 의해 이동되면, 렌즈(120)의 초점이 변경될 수 있으며, 형광체(130)로 흡수된 후 형광체(130)로부터 광이 방출될 시, 변경된 초점을 지나는 광의 색온도가 달라질 수 있다. 달라진 광의 색온도는 차량 사용자가 원하는 밝기를 차량 전방 영역에 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 광원 장치(100)의 레이저 다이오드 광원(110), 렌즈(120), 형광체(130) 및 렌즈 구동부(140)는 하우징(미도시)에 수용될 수 있다.
이후 도 3 내지 도 4를 참고하여 본 발명의 실시 예에 따른 광원 장치(100)의 렌즈 구동부(140)의 상세 구성 및 동작 과정을 설명한다.
렌즈 구동부(140)는 그립부(141), 회전축부(142), 지지부(143), 가이드 레일부(144) 및 모터부(미도시)를 포함할 수 있다. 렌즈 구동부(140)는 그립부(141), 회전축부(142), 지지부(143), 가이드 레일부(144)를 렌즈(120) 양측에 한 쌍으로 구비할 수 있다.
그립부(141)는 렌즈(120) 양측을 잡는 형상으로 형성되어 고정 결합할 수 있다.
회전축부(142)는 기둥형상일 수 있다. 회전축부(142)는 렌즈(120) 하부 및 양측에 위치한 가이드 레일부(144)로부터 수직한 방향으로 연장되어 형성되며, 상부가 그립부(141)에 고정 결합할 수 있다.
회전축부(142)는 구체적으로 회전축(미도시), 기어(142a), 회전축 가이드부(미도시)를 포함할 수 있다. 회전축부(142)는, 기둥 형상의 회전축이 가이드 레일부(144)에 슬라이드 가능하게 연결되고, 회전축 상단에 기어(142a)가 형성되며, 회전축 가이드부가 회전축을 감싼 채 가이드 레일부(144)에 슬라이드 가능하게 연결됨으로써, 구성될 수 있다. 여기서, 그립부(141)는 회전축부(142)의 회전축 가이드부에 고정 결합할 수 있다.
지지부(143)는 하우징에 고정되고, 회전축부(142)에 기어 연결되는 것으로서, 지지대 및 기어잇(143a)을 포함할 수 있다.
지지부(143)는, 지지대가 하우징에 일측이 고정되고, 하우징으로부터 형광체(130) 방향으로 연장되어 형성되며, 기어잇(143a)이 지지대 측면에 형성되고 회전축부(142)의 기어(142a)와 기어 연결됨으로써, 구성될 수 있다.
가이드 레일부(144)는 상기한 바와 같이 렌즈(120) 하부 및 양측 바닥면 상에 위치하여 회전축부(142)의 이동을 가이드하는 역할을 수행할 수 있다. 가이드 레일부(144)는 지지부(143)의 지지대와 평행하게 형성될 수 있다.
모터부(미도시)는 회전축부(142)를 회전시키는 장치이다. 모터부는 사용자의 조작에 따라 구동되어, 회전축부(142)의 회전축을 회전시킬 수 있다. 모터부가 회전축부(142)의 회전축을 회전시키면, 회전축부(142)의 회전축 및 회전축 가이드부는 가이드 레일부(144)를 따라 이동될 수 있다.
이후, 사용자의 조작에 따른 광의 색온도 변경 과정을 설명한다.
먼저, 차량 야간 주행시, 차량 전방 영역에 대한 시야 확보를 위해 레이저 다이오드 광원(110)이 블루 파장의 광을 조사한다. 이때 사용자가 광의 밝기 부족을 느껴 광의 색온도 조절을 원하는 경우, 사용자의 조작에 따라 렌즈 구동부(140)가 구동한다.
그런 다음 렌즈 구동부(140)에 의해 렌즈(120)의 위치가 적절히 변경되고, 이에 따라 렌즈(120)의 초점이 변경된다. 이때 렌즈(120)로부터 투과된 광은 렌즈(120)의 변경된 초점을 지나게 된다.
그런 다음 변경된 초점을 지나 형광체(130)에 흡수된 광은, 사용자가 원하는 색온도로 변경되고, 반사체(200)를 향하여 방출된다. 이후, 방출된 광은 반사체(200)에 의해 비구면 렌즈(400)로 반사되고, 비구면 렌즈(400)를 투과한 후 차량 전방 영역에 도달하여 차량 전방 영역을 더욱 밝게 비추게 된다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 광원 장치(100)는, 렌즈 구동부(140)가 렌즈(120)의 초점을 변경하고, 형광체(130)가 렌즈(120)의 초점을 지나는 광을 흡수하여 백색에 가까운 광을 방출함으로써, 차량 전방 영역에 대한 사용자의 시인성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실 시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 광원 장치
110: 레이저 다이오드 광원
120: 렌즈
130: 형광체
140: 렌즈 구동부
141: 그립부
142: 회전축부
143: 지지부
144: 가이드 레일부
200: 반사체
300: 쉴드부
400: 비구면 렌즈
500: 히트 싱크

Claims (10)

  1. 광을 조사하는 레이저 다이오드 광원;
    형광체;
    상기 레이저 다이오드 광원과 상기 형광체 사이에 위치하여, 상기 광을 상기 형광체로 투과하는 렌즈; 및
    상기 렌즈에 연결되어, 상기 렌즈를 이동시키는 렌즈 구동부;
    를 포함하는 광원 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 렌즈는, 상기 광이 지나는 초점을 가지는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 렌즈 구동부에 의해 상기 렌즈가 이동하면, 상기 렌즈의 초점이 변경되는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 광은, 상기 렌즈의 초점을 지나 상기 형광체에 흡수된 후 상기 형광체로부터 방출될 시, 색온도가 조절되는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저 다이오드 광원, 상기 형광체, 상기 렌즈 및, 상기 렌즈 구동부를 수용하는 하우징을 더 포함하는 광원 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 렌즈 구동부는,
    상기 렌즈 양측에 고정 결합하는 복수의 그립부;
    상기 그립부 각각에 고정 결합하는 복수의 회전축부;
    상기 회전축부 각각이 측면에 기어 연결되고, 상기 하우징에 각각의 일측이 고정되는 복수의 지지부;
    상기 회전축부 각각이 슬라이드 연결되는 복수의 가이드 레일부; 및
    상기 회전축부를 회전시키는 모터부;
    를 포함하는 광원 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 지지부는,
    상기 하우징에 고정되고, 상기 하우징으로부터 상기 형광체 방향으로 연장되는 지지대; 및
    상기 지지대 측면에 형성되어, 상기 회전축부와 기어 연결되는 기어잇;
    을 포함하는 광원 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 회전축부는,
    상기 가이드 레일부에 하단이 슬라이드 가능하게 연결되는 회전축;
    상기 회전축 상단에 구비되어, 상기 지지부의 기어잇에 기어 연결되는 기어; 및
    상기 회전축을 감싸는 원통 형태의 회전축 가이드부;
    를 포함하는 광원 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 그립부는,
    상기 렌즈에 일단이 고정되고, 상기 회전축 가이드부에 타단이 고정되는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 따른 광원 장치;
    비구면 렌즈; 및
    상기 광원 장치와 상기 비구면 렌즈 사이에 위치하여, 상기 광원 장치로부터 방출되는 광을 상기 비구면 렌즈로 반사하는 반사체;
    를 포함하는 차량용 램프.
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