KR20170119170A - 조명 장치 - Google Patents

조명 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20170119170A
KR20170119170A KR1020160047002A KR20160047002A KR20170119170A KR 20170119170 A KR20170119170 A KR 20170119170A KR 1020160047002 A KR1020160047002 A KR 1020160047002A KR 20160047002 A KR20160047002 A KR 20160047002A KR 20170119170 A KR20170119170 A KR 20170119170A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
phosphor layer
housing
disposed
opening
Prior art date
Application number
KR1020160047002A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102555300B1 (ko
Inventor
박진경
김원진
이인재
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020160047002A priority Critical patent/KR102555300B1/ko
Priority to EP17166686.0A priority patent/EP3239595B1/en
Priority to US15/488,621 priority patent/US10208939B2/en
Priority to CN201710249667.9A priority patent/CN107448852B/zh
Publication of KR20170119170A publication Critical patent/KR20170119170A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102555300B1 publication Critical patent/KR102555300B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F21S48/115—
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V15/00—Protecting lighting devices from damage
    • F21V15/01—Housings, e.g. material or assembling of housing parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/502—Cooling arrangements characterised by the adaptation for cooling of specific components
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/64—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using wavelength conversion means distinct or spaced from the light-generating element, e.g. a remote phosphor layer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/16—Laser light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/176—Light sources where the light is generated by photoluminescent material spaced from a primary light generating element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32—Optical layout thereof
    • F21S41/33—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature
    • F21S41/338—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature the reflector having surface portions added to its general concavity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/37—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors characterised by their material, surface treatment or coatings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S45/00—Arrangements within vehicle lighting devices specially adapted for vehicle exteriors, for purposes other than emission or distribution of light
    • F21S45/40—Cooling of lighting devices
    • F21S45/47—Passive cooling, e.g. using fins, thermal conductive elements or openings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S45/00—Arrangements within vehicle lighting devices specially adapted for vehicle exteriors, for purposes other than emission or distribution of light
    • F21S45/40—Cooling of lighting devices
    • F21S45/47—Passive cooling, e.g. using fins, thermal conductive elements or openings
    • F21S45/48—Passive cooling, e.g. using fins, thermal conductive elements or openings with means for conducting heat from the inside to the outside of the lighting devices, e.g. with fins on the outer surface of the lighting device
    • F21S48/1382—
    • F21S48/1394—
    • F21S48/328—
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F21V29/74—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades
    • F21V29/745—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades the fins or blades being planar and inclined with respect to the joining surface from which the fins or blades extend
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/85—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems characterised by the material
    • F21V29/89—Metals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/04—Optical design
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/06—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters for filtering out ultraviolet radiation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/30—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/40—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters with provision for controlling spectral properties, e.g. colour, or intensity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V13/00—Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
    • F21V13/12—Combinations of only three kinds of elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F21V29/74—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2101/00—Point-like light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2113/00—Combination of light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30—Semiconductor lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S5/0087—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping for illuminating phosphorescent or fluorescent materials, e.g. using optical arrangements specifically adapted for guiding or shaping laser beams illuminating these materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

실시 예는 배광 조절 특성 및 방열 성능이 개선된 조명 장치에 관한 것으로, 광원; 상기 레이저 광의 출광 방향에 배치되며, 상기 레이저 광에 의해 여기되는 변환 광을 생성하는 형광체층을 포함하는 광 변환부; 및 상기 형광체층의 측면에 밀착되도록 상기 광 변환부의 전면에 배치되며, 상기 형광체층의 광 방출면을 노출시키는 개구부와 복수 개의 슬릿을 포함하는 하우징을 포함한다.

Description

조명 장치{LIGHTING APPARATUS}
본 발명 실시 예는 조명 장치에 관한 것으로, 구체적으로, 차량용 램프에 사용될 수 있는 조명 장치에 관한 것이다.
최근 전기자동차 및 하이브리드 전기자동차 시장이 확대되면서, 필라멘트를 사용하지 않는 저전력 및 고효율 차량용 광원들의 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
그러나 상기 저전력 및 고효율 광원들은 상대적으로 얇은 스펙트럼 폭으로 발광 되는 저파장 광원을 형광체(phosphor)를 이용하기 때문에, 실제 사용을 위해서는 백색 광으로 변환해야 한다. 그리고, 이러한 변환 과정에서 고온/고집적 저파장 광에 의해 형광체가 열화 및 변질되는 신뢰성적 문제가 발생할 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 광원과 형광체를 서로 이격 배치할 수 있는 형광체에 대한 연구 필요성이 대두되고 있다. 형광체는 신뢰성 향상에 유리한 장점이 있으나, 변환 광이 사방으로 발산되는 특성으로 인하여, 광 효율이 떨어지는 문제점이 있어 개선이 요구된다. 더욱이, 방열을 위해 광원과 형광체를 이격 배치할수록 조명 장치를 소형화하는데 한계가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 배광 조절 특성 및 방열 성능이 개선된 조명 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 예의 조명 장치는 레이저 광을 발생시키는 광원; 상기 레이저 광의 출광 방향에 배치되며, 상기 레이저 광에 의해 여기되는 변환 광을 생성하는 형광체층을 포함하는 광 변환부; 및 상기 형광체층의 측면에 밀착되도록 상기 광 변환부의 전면에 배치되며, 상기 형광체층의 광 방출면을 노출시키는 개구부와 복수 개의 슬릿을 포함하는 하우징을 포함한다.
본 발명의 조명 장치는 배광을 조절하기 위한 하우징이 복수 개의 슬릿을 포함하여 이루어져, 하우징을 통해 방열 성능이 향상될 수 있다. 이에 따라, 광원과 광 변환부를 인접하게 배치시켜 시준기와 집광부를 제거할 수 있으므로, 조명 장치의 소형화를 구현하고 제조 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명 제 1 실시 예의 조명 장치의 단면도이다.
도 2는 일반적인 조명 장치의 광 방출을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명 제 2 실시 예의 조명 장치의 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 제 3 실시 예의 조명 장치의 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예의 조명 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 실시 예의 조명 장치의 단면도이다.
도 1과 같이, 본 발명 실시 예의 조명 장치는 광원(10), 광원(10)에서 방출되는 광이 진행하는 방향에 배치되어 광원(10)에서 방출되는 광을 변환시키는 광 변환부(20), 광 변환부(20) 전면에 배치되어 광 변환부(20)를 통과한 광이 방출되도록 광 변환부(20)의 방출면에 형성된 개구부(30a)를 포함하는 하우징(30)을 포함하며, 하우징(30)은 복수 개의 슬릿(30b)을 포함한다.
광원(10)은 블루 파장대의 레이저 광을 발생시킬 수 있다. 광원(10)에서 발생되는 레이저 광은 약 450㎚ 대역의 파장을 가지는 레이저 광일 수 있다.
광 변환부(20)는 레이저 광의 출광 방향에 배치되고 형광체층(24)을 포함하여 이루어져, 광원(10)에서 출광되는 블루 파장대의 레이저 광과 반응하여 하우징(30)의 개구부(30a)로 백색 광을 출력할 수 있다. 광 변환부(20)는 광원(10)에서 출광되는 블루 파장대의 레이저 광의 일부는 투과시키고, 일부는 변환시켜 옐로우 파장대의 변환 광을 형성할 수 있다. 광변환부(20)는 레이저 광과 변환 광의 조합을 통하여 백색 광을 생성할 수 있으며, 백색 광은 하우징(30)의 개구부(30a)를 통해 출광될 수 있다.
광 변환부(20)는 기판(21), 반사 방지막(22), 단파장 필터(23) 및 형광체층(24)을 포함할 수 있다.
기판(21)은 사파이어를 포함할 수 있으며, 이에 한정하지 않는다. 기판(21)은 광원에서 방출된 광이 광 변환부(20)를 통과하거나 광원(10)의 구동 시 발생하는 열을 전달 및 배출하는 방열 기능을 수행할 수 있다. 기판(21)의 배면에 코팅된 반사 방지막(22)은 광원(10)에서 방출되는 광이 기판(21)으로 입사될 때 광이 기판(21) 표면에서 반사되는 것을 방지하여 기판(21)으로 입사되는 광을 최대화하기 위한 것이다.
기판(21)의 전면에는 단파장 필터(23)가 배치되며, 단파장 필터(23)는 특정 파장대의 광을 차단하기 위한 것이다. 예를 들어, 단파장 필터(23)는 500㎚ 이상의 파장의 광을 차단할 수 있다. 단파장 필터(23)는 기판(21)과 형광체층(24) 사이에 마련될 수 있으며 형광체층(24)에서 변환된 백색 광 중 형광체층(24)의 광 방출면이 아닌 기판(21) 방향으로 진행하는 광을 광 방출면 방향으로 되반사 시킬 수 있다.
형광체층(24)는 하우징(30)과 접하는 면에 마련될 수 있으며, 흡수한 광을 다른 파장의 광으로 바꾸어 방출할 수 있다. 형광체층(24)은 입사되는 레이저 광을 옐로우 파장 대역의 광으로 변환하여 변환 광을 생성시키게 되고, 변환 광은 형광체층(24)을 통과하는 레이저 광과 합쳐져 백색 광을 형성하게 된다. 상기와 같은 형광체층(24)과 단파장 필터(23) 사이에는 접착층(25)이 더 배치되어, 단파장 필터(23)와 형광체층(24)의 밀착력을 향상시킬 수 있다.
하우징(30)은 광 방출면 측에서 광 변환부(20)와 결합되며, 형광체층(24)의 광 방출면을 노출시키는 개구부(30a)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 개구부(30a)는 형광체층(24)의 일부를 노출시키며, 개구부(30a)를 통해 백색 광이 방출될 수 있다.
도 2는 일반적인 조명 장치의 광 방출을 도시한 단면도이다.
도 2와 같이, 광원(도 1의 10)에서 방출되어 광 변환부(20)로 입사되는 레이저 광 중 광 변환부(20)를 투과하는 블루 파장대의 레이저 광은 가우시안 분포(Gaussian distribution)에 따라 배광 영역(a1)을 형성한다. 그리고, 형광체층(도 1의 24)에 의하여 변환된 변환 광은 램버시안 분포(Lambertian distribution)에 따라 배광 영역(a2)을 형성한다.
즉, 가우시안 분포에 따른 블루 파장대의 레이저 광과 램버시안 분포에 따른 옐로우 광이 겹치는 영역에서는 백색 광이 형성되나, 가우시안 분포를 벗어난 영역(A)에서는 옐로우 파장 대역의 광이 그대로 출광된다. 이러한 옐로우 파장 대역의 광은 조명 장치로부터 출력되는 광의 전체적인 색 편차를 증가시키며 백색 광의 주변에서 옐로우 계열의 광을 발생 시킨다.
따라서, 다시 도 1을 참조하면, 본 발명 실시 예의 조명 장치는 하우징(30)의 개구부(30a)가 형광체층(24)의 광 방출면에 대해 90°이하의 경사각(θ)을 갖도록 기울어진 구조로 형성되며, 개구부(30a)를 제외한 형광체층(24)의 상부면 및 측면까지 감싸도록 배치된다. 이 때, 하우징(30)은 방열을 위해 열전도가 우수한 금속 물질인 알루미늄(Al), 구리(Cu) 등과 같은 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하우징(30)은 히트 싱크(Heat sink)일 수 있다.
광원에서 방출된 광이 광 변환부(20)를 통과하거나 광원(10)의 구동 시 열이 발생한다. 상술한 바와 같이, 방열을 위해 사파이어를 포함하는 기판(21)을 배치한ㄷ. 그러나, 기판(21)은 형광체층(24)과 광원(10) 사이에 배치되므로, 형광체층(24) 주변에서 발생하는 열의 방열을 어렵다. 특히, 형광체층(24)은 전면뿐만 아니라, 측면에서도 광이 방출되므로, 개구부(30a)를 통해 방출되는 광량을 증가시키기 형광체층(24)의 측면은 차폐하는 것이 바람직하다.
이를 위해, 일반적인 조명 장치는 형광체층(24)의 측면에 백색 실리콘을 포함하는 백색 몰딩(white molding)을 형성한다. 그런데, 백색 실리콘은 실리콘 수지와 TiO2 등이 혼합된 유기물이므로, 금속에 비해 열 안정성 및 신뢰성이 낮다. 더욱이, 형광체층(24) 측면을 감싸도록 백색 실리콘을 도포한 후 이를 경화시키는 공정을 실시해야 하므로 공정이 복잡하며, 경화 전 백색 실리콘이 흘러내려 불량이 발생할 수 있다.
반면에, 본 발명 실시 예는 하우징(30)이 개구부(30a)를 제외한 형광체층(24)의 상부면 및 측면까지 감싸도록 광 변환부(20)와 결합되며, 하우징(30)은 방열을 위해 열전도가 우수한 금속 물질로 이루어질 수 있다. 특히, 하우징(30)은 형광체층(24)의 상부면 및 측면까지 덮는 일체형으로 이루어져, 상술한 백색 몰딩을 제거할 수 있다. 더욱이, 하우징(30)이 금속 물질을 포함하므로, 형광체층(24)의 측면을 통해 방출되는 광을 용이하게 반사시켜 개구부(30a)로 진행시킬 수 있다.
또한, 하우징(30)은 효율적인 방열을 위해 복수 개의 슬릿(30a)을 포함하므로, 슬릿(30b)에 의해 광 방출 면적이 증가하여 조명 장치의 열 방출 효율이 향상될 수 있다. 도면에서는 복수 개의 슬릿이 직선 형태인 것을 도시하였으나, 광 방출 면적을 증가시키기 위해, 슬릿은 곡선을 포함할 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.
하우징(30)과 광 방출부(20)의 결합력을 향상시키기 위해, 하우징(30)과 형광체층(24)의 계면에 도전성의 접착물질인 금속 페이스트(metal paste)(100)가 형성될 수 있으며, 하우징(30)의 내측면에 은(Ag), 구리(Cu) 등과 같은 금속 페이스트(100)를 형성한 후, 하우징(30)과 광 방출부(20)를 체결할 수 있다. 이 경우, 체결력 향상뿐만 아니라 금속 페이스트(100)에 의해 형광체층(24) 측면에서의 광 반사효율도 더욱 향상될 수 있다.
하우징(30)의 개구부(30a)에서 노출된 형광체층(24)의 광 방출면과 하우징(30)과 밀착된 형광체층(24)의 표면은 평균 거칠기(Roughness average; Ra)가 상이하다. 예를 들어, 하우징(30)의 개구부(30a)에서 노출된 형광체층(24)의 광 방출면에 요철 구조(24a)가 형성되어, 형광체층(24)의 광 방출면의 평균 거칠기가 하우징(30)과 밀착되는 표면의 평균 거칠기보다 크다. 요철 구조(24a)의 평균 거칠기(Roughness average; Ra)는 0.05㎛ 이하일 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.
따라서, 요철 구조(24a)에 의해 개구부(30a)에서 방출되는 광의 확산 및 산란 효과는 향상되며, 하우징(30)과 형광체층(24)의 밀착력은 향상될 수 있다.
그리고, 광원(10)과 광 변환부(20) 사이에는 시준기(40) 및 집광부(50)가 더 배치될 수 있다. 이 때, 시준기(40)는 집광부(50)보다 광원(10)과 더 인접할 수 있다.
시준기(40)는 광원(10)에서 방출되는 레이저 광을 평행광선으로 출광하며, 집광부(50)는 시준기(40)를 통해 출광되는 평행광선을 집광한다. 집광부(50)는 시준기(40)를 통과한 레이저 광을 굴절시켜 광 변환부(20)로 입사시킬 수 있다. 집광부(50)는 집광렌즈로 구성될 수 있으며 평행광으로 입사되는 레이저 광을 광 변환부(20)의 중심 방향으로 굴절시켜 입사시킬 수 있다.
도 3은 본 발명 제 2 실시 예의 조명 장치의 단면도이다.
도 3과 같이, 본 발명 제 2 실시 예의 조명 장치는 시준기(40)와 집광부(50)를 제거하여, 광원(10)과 광 변환부(20) 사이의 거리(d2)를 도 1의 광원(10)과 광 변환부(20) 사이의 거리(d1)보다 감소시켜 조명 장치의 박형화를 실현할 수 있다.
일반적으로, 광원(10)과 광 변환부(20) 사이가 너무 가까우면, 기판(10)만으로 광원(10)의 구동에 의해 발생하는 열을 방열시키기 어렵다. 그러나, 본 발명 실시 예는 상술한 바와 같이 하우징(20)이 복수 개의 슬릿(30b)을 포함하여 이루어져, 광원(10)을 광 변환부(20)와 인접하게 배치시키더라도 방열 성능이 향상될 수 있다. 따라서, 시준기(40)와 집광부(50)를 제거함으로써, 조명 장치의 소형화를 구현하고 제조 비용을 절감할 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 제 3 실시 예의 조명 장치의 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c와 같이, 인접한 두 개의 광원(10)이 하우징(30)을 공유할 수 있다.
구체적으로, 도 4a 및 도 4b와 같이, 인접한 두 개의 광원(10)이 하우징(30)을 공유할 수 있으며, 이 경우, 개별적으로 하우징(30)을 형성하는 경우보다 공정이 단순화된다. 특히, 도 4a와 같이, 광 변환부(20)가 광원(10)에 각각 대응되거나, 도 4b와 같이, 광 변환부(20)가 일체형으로 형성될 수도 있다.
도 4c와 같이, 광원(10)에서 방출되는 광은 반사갓(200)에서 반사되어 특정 방향으로 반사될 수 있으며, 도면에서는 수직 방향(y)의 광이 수평 방향(x)으로 반사되는 것을 도시하였다.
특히, 광원(10)과 광 변환부(20) 사이에 시준기(40) 및 집광부(50)를 더 포함하는 도 4a 및 도 4b에 비해 시준기(40)와 집광부(50)가 제거되어 광원(10)과 광 변환부(20) 사이의 거리가 인접한 도 4c는 소형화가 용이하다.
따라서, 도 4c는 반사갓(50)을 포함하는 반사형 조명 장치에 적용하기 용이하며, 도 4a 및 도 4b는 광원(10)에서 방출되는 광이 수평 방향(x)으로 진행하는 직하형 조명 장치에 적용하는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않는다.
상기와 같은 본 발명 실시 예의 조명 장치는 배광을 조절하여 옐로우 파장 대역의 광에 의한 색 특성 저하를 방지하는 하우징(30)이 형광체층(24)의 측면까지 감싸며, 동시에 복수 개의 슬릿(30b)을 포함하여 이루어져, 방열 성능이 향상된다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 실시 예의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10: 광원 20: 광 변환부
21: 기판 22: 반사 방지막
23: 단파장 필터 24: 형광체층
24a: 요철 구조 25: 접착층
30: 하우징 30a: 개구부
30b: 슬릿 40: 시준기
50: 집광부 100: 금속 페이스트
200: 반사갓

Claims (8)

  1. 레이저 광을 발생시키는 광원;
    상기 레이저 광의 출광 방향에 배치되며, 상기 레이저 광에 의해 여기되는 변환 광을 생성하는 형광체층을 포함하는 광 변환부; 및
    상기 형광체층의 측면에 밀착되도록 상기 광 변환부의 전면에 배치되며, 상기 형광체층의 광 방출면을 노출시키는 개구부와 복수 개의 슬릿을 포함하는 하우징을 포함하는 조명 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 알루미늄(Al), 구리(Cu) 중 선택된 금속을 포함하거나 히트 싱크인 조명 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 변환부는
    기판;
    상기 기판 배면에 코팅된 반사 방지막;
    상기 기판 전면에 배치된 단파장 필터;
    상기 단파장 필터의 전면에 배치된 상기 형광체층을 포함하는 조명 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징과 상기 형광체층의 계면에 배치된 금속 페이스트를 더 포함하는 조명 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징의 개구부에서 노출된 상기 형광체층의 광 방출면과 상기 하우징과 밀착된 상기 형광체층의 측면의 평균 거칠기가 상이한 조명 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 하우징의 개구부에서 노출된 상기 형광체층의 광 방출면의 상기 평균 거칠기가 상기 하우징과 밀착된 상기 형광체층의 측면의 상기 평균 거칠기가 더 큰 조명 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원과 상기 광 변환부 사이에 배치된 시준기 및 집광부를 더 포함하며,
    상기 시준기가 상기 집광부보다 상기 광원과 더 인접한 조명 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징의 개구부는 상기 광 변환부의 상기 광 방출면에 대해 90°이하의 경사각을 갖도록 기울어진 구조인 조명 장치.
KR1020160047002A 2016-04-18 2016-04-18 조명 장치 KR102555300B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160047002A KR102555300B1 (ko) 2016-04-18 2016-04-18 조명 장치
EP17166686.0A EP3239595B1 (en) 2016-04-18 2017-04-14 Lighting apparatus
US15/488,621 US10208939B2 (en) 2016-04-18 2017-04-17 Lighting apparatus
CN201710249667.9A CN107448852B (zh) 2016-04-18 2017-04-17 照明装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160047002A KR102555300B1 (ko) 2016-04-18 2016-04-18 조명 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170119170A true KR20170119170A (ko) 2017-10-26
KR102555300B1 KR102555300B1 (ko) 2023-07-19

Family

ID=58671357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160047002A KR102555300B1 (ko) 2016-04-18 2016-04-18 조명 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10208939B2 (ko)
EP (1) EP3239595B1 (ko)
KR (1) KR102555300B1 (ko)
CN (1) CN107448852B (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6776765B2 (ja) * 2016-09-26 2020-10-28 日亜化学工業株式会社 発光装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012169049A (ja) * 2011-02-10 2012-09-06 Ushio Inc 光源装置
JP2013038010A (ja) * 2011-08-10 2013-02-21 Stanley Electric Co Ltd 車両用前照灯用の光源ユニット及びこれを用いた車両用前照灯
JP2014063661A (ja) * 2012-09-21 2014-04-10 Toshiba Corp 照明装置
JP2014153527A (ja) * 2013-02-08 2014-08-25 Ushio Inc 蛍光光源装置
JP2015170419A (ja) * 2014-03-05 2015-09-28 シャープ株式会社 光源装置および照明装置
JP6654560B2 (ja) * 2014-05-07 2020-02-26 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 (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100655894B1 (ko) * 2004-05-06 2006-12-08 서울옵토디바이스주식회사 색온도 및 연색성이 우수한 파장변환 발광장치
CN101442097B (zh) * 2005-03-18 2010-11-10 三菱化学株式会社 发光装置、白光发光装置、照明装置及图像显示装置
US7663152B2 (en) * 2006-08-09 2010-02-16 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Illumination device including wavelength converting element side holding heat sink
US8393745B2 (en) * 2009-04-21 2013-03-12 Koninklijke Philips Electronics N.V. Illumination device with a phosphor
JP5780153B2 (ja) * 2011-01-24 2015-09-16 株式会社Ｊｖｃケンウッド 光源装置及び投射型表示装置
DE102012100140A1 (de) * 2012-01-10 2013-07-11 Hella Kgaa Hueck & Co. Lichtmodul mit Laserstrahlquellen für Abblendlicht und Fernlicht
JP5962103B2 (ja) * 2012-03-21 2016-08-03 カシオ計算機株式会社 蛍光体デバイス、照明装置及びプロジェクタ装置
KR102014955B1 (ko) * 2013-03-28 2019-08-27 현대모비스 주식회사 차량용 광원 모듈
JP6053621B2 (ja) * 2013-06-21 2016-12-27 シチズン時計株式会社 発光デバイス
JP6507548B2 (ja) * 2014-09-26 2019-05-08 セイコーエプソン株式会社 波長変換素子、光源装置、プロジェクター
WO2017043121A1 (ja) * 2015-09-10 2017-03-16 シャープ株式会社 発光装置および照明装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012169049A (ja) * 2011-02-10 2012-09-06 Ushio Inc 光源装置
JP2013038010A (ja) * 2011-08-10 2013-02-21 Stanley Electric Co Ltd 車両用前照灯用の光源ユニット及びこれを用いた車両用前照灯
JP2014063661A (ja) * 2012-09-21 2014-04-10 Toshiba Corp 照明装置
JP2014153527A (ja) * 2013-02-08 2014-08-25 Ushio Inc 蛍光光源装置
JP2015170419A (ja) * 2014-03-05 2015-09-28 シャープ株式会社 光源装置および照明装置
JP6654560B2 (ja) * 2014-05-07 2020-02-26 株式会社小糸製作所 光源モジュールおよび車両用灯具

Also Published As

Publication number Publication date
EP3239595A1 (en) 2017-11-01
CN107448852A (zh) 2017-12-08
KR102555300B1 (ko) 2023-07-19
US10208939B2 (en) 2019-02-19
CN107448852B (zh) 2021-10-01
US20170299142A1 (en) 2017-10-19
EP3239595B1 (en) 2022-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5634657B2 (ja) オプトエレクトロニクス素子を製作する方法
JP5380498B2 (ja) 光源装置、照明装置、車両用前照灯および車両
JP3707688B2 (ja) 発光装置およびその製造方法
KR100985452B1 (ko) 발광 장치
JP6785458B2 (ja) 光源装置
JP5380052B2 (ja) Ｌｅｄ照明装置
KR102114607B1 (ko) 레이저 광원장치
KR20090026196A (ko) 효과적인 발광 ｌｅｄ 패키지 및 효과적으로 발광하기 위한방법
US20170052362A1 (en) Phosphor wheel and wavelength converting device applying the same
US9759843B2 (en) Optical beam shaping and polarization selection on LED with wavelength conversion
US20150115304A1 (en) Optoelectronic component and method for producing an optoelectronic component
JP2017139464A (ja) 発光素子及びその製造方法
JPWO2010082286A1 (ja) 発光モジュールおよび灯具ユニット
US8502250B2 (en) Light emitting diode package and light emitting diode module
JP2007265964A (ja) 照明装置
KR20130112577A (ko) 발광 다이오드 조명 장치
JP2004031843A (ja) 発光ダイオ−ド
JP2008205170A (ja) 発光半導体デバイス
KR102555300B1 (ko) 조명 장치
WO2017043121A1 (ja) 発光装置および照明装置
KR20180000174A (ko) 형광체 플레이트 및 이를 포함하는 조명 장치
JP2004260048A (ja) マイクロタイプ発光装置
JP2005229136A (ja) 発光装置およびその製造方法
WO2012077269A1 (ja) 照明装置
JP2018205548A (ja) 波長変換体

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant