WO2017116002A1 - 발광 장치, 이 장치를 포함하는 광학 모듈, 및 이 모듈을 포함하는 차량 - Google Patents

발광 장치, 이 장치를 포함하는 광학 모듈, 및 이 모듈을 포함하는 차량 Download PDF

Info

Publication number
WO2017116002A1
WO2017116002A1 PCT/KR2016/013117 KR2016013117W WO2017116002A1 WO 2017116002 A1 WO2017116002 A1 WO 2017116002A1 KR 2016013117 W KR2016013117 W KR 2016013117W WO 2017116002 A1 WO2017116002 A1 WO 2017116002A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
unit
emitting device
optical path
light emitting
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/013117
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
손창균
김기철
박강열
Original Assignee
엘지이노텍(주)
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(주) filed Critical 엘지이노텍(주)
Priority to US16/066,248 priority Critical patent/US10746366B2/en
Priority to EP16881955.5A priority patent/EP3399226B1/en
Publication of WO2017116002A1 publication Critical patent/WO2017116002A1/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
    • F21S41/176—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
    • F21S41/10—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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/0017—Devices integrating an element dedicated to another function
    • B60Q1/0023—Devices integrating an element dedicated to another function the element being a sensor, e.g. distance sensor, camera
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/04—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
    • B60Q1/06—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights adjustable, e.g. remotely-controlled from inside vehicle
    • B60Q1/08—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights adjustable, e.g. remotely-controlled from inside vehicle automatically
    • B60Q1/085—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights adjustable, e.g. remotely-controlled from inside vehicle automatically due to special conditions, e.g. adverse weather, type of road, badly illuminated road signs or potential dangers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/04—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
    • B60Q1/14—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights having dimming means
    • B60Q1/1415—Dimming circuits
    • B60Q1/1423—Automatic dimming circuits, i.e. switching between high beam and low beam due to change of ambient light or light level in road traffic
    • B60Q1/143—Automatic dimming circuits, i.e. switching between high beam and low beam due to change of ambient light or light level in road traffic combined with another condition, e.g. using vehicle recognition from camera images or activation of wipers
    • 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
    • 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
    • F21K9/65—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction specially adapted for changing the characteristics or the distribution of the light, e.g. by adjustment of parts
    • 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
    • F21K9/68—Details of reflectors forming part of the light source
    • 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
    • F21K9/69—Details of refractors forming part of the light source
    • 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]
    • 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
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • 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
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/285—Refractors, transparent cover plates, light guides or filters not provided in groups F21S41/24 - F21S41/2805
    • 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
    • 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
    • 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
    • F21S41/36—Combinations of two or more separate reflectors
    • 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
    • F21S41/36—Combinations of two or more separate reflectors
    • F21S41/365—Combinations of two or more separate reflectors successively reflecting the light
    • 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
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/63—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on refractors, filters or transparent cover plates
    • F21S41/635—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on refractors, filters or transparent cover plates by moving refractors, filters or transparent cover plates
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00—Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/50—Context or environment of the image
    • G06V20/56—Context or environment of the image exterior to a vehicle by using sensors mounted on the vehicle
    • 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
    • H01S5/0014—Measuring characteristics or properties thereof
    • H01S5/0021—Degradation or life time measurements
    • 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
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/06825—Protecting the laser, e.g. during switch-on/off, detection of malfunctioning or degradation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
    • H04N7/183—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast for receiving images from a single remote source
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q2300/00—Indexing codes for automatically adjustable headlamps or automatically dimmable headlamps
    • B60Q2300/10—Indexing codes relating to particular vehicle conditions
    • B60Q2300/11—Linear movements of the vehicle
    • B60Q2300/112—Vehicle speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q2300/00—Indexing codes for automatically adjustable headlamps or automatically dimmable headlamps
    • B60Q2300/10—Indexing codes relating to particular vehicle conditions
    • B60Q2300/12—Steering parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R2300/00—Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle
    • B60R2300/80—Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle characterised by the intended use of the viewing arrangement
    • 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
    • F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/67—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors
    • F21S41/675—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors by moving reflectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2102/00—Exterior vehicle lighting devices for illuminating purposes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2102/00—Exterior vehicle lighting devices for illuminating purposes
    • F21W2102/10—Arrangement or contour of the emitted light
    • F21W2102/13—Arrangement or contour of the emitted light for high-beam region or low-beam region
    • 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
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • 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
    • H01S5/0071—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 beam steering, e.g. using a mirror outside the cavity to change the beam direction
    • 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
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/0617—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium using memorised or pre-programmed laser characteristics
    • 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
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/06804—Stabilisation of laser output parameters by monitoring an external parameter, e.g. temperature
    • 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
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/06808—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the electrical laser parameters, e.g. voltage or current
    • 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
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
    • 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
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4012—Beam combining, e.g. by the use of fibres, gratings, polarisers, prisms

Definitions

  • Embodiments relate to a light emitting device, an optical module including the device, and a vehicle including the module.
  • Light emitting devices are widely used for home, industrial or vehicle use.
  • a light source of a light emitting device used in a vehicle headlamp includes halogen (or incandescent), HID (High Intensity Discharge), xenon, light emitting diode (LED), and the like.
  • HID High Intensity Discharge
  • xenon light emitting diode
  • LED light emitting diode
  • interest in laser diodes (LDs) is increasing as a next-generation light source for light emitting devices.
  • Automotive headlamps are accelerating not only technical advances but also functional and design advances. Changes from energy efficiency and equivalent light output to reduced size light sources, material changes, precision injection and processing are driving this advance. As halogens or HID lamps evolve from LEDs to LDs, brightness is getting brighter and their sizes are shrinking.
  • the light emitting device is not limited to simply illuminating a dark place in terms of its function, and may control its light distribution to secure visibility in a state where the upper light is constantly turned on, or may be used as a communication means with a pedestrian or another vehicle.
  • the head lamp is becoming more slim and implemented in the form of a curve as well as a straight line.
  • an additional light source module in addition to an uplight or a downlight is interlocked with a part for night vision to provide night visibility, thereby improving safety of a pedestrian or a driver.
  • the entire optical system such as an actuator or a motor, as well as a light source must be moved, thereby increasing power consumption and requiring space for the movement of the optical system.
  • the embodiment provides a light emitting device capable of emitting light at various positions and sizes in a simple configuration, an optical module including the device, and a vehicle including the module.
  • the light emitting device at least one light source for emitting excitation light; A wavelength converting unit converting the wavelength of the excitation light and outputting the converted light as converted light; A light transmission unit disposed on an optical path between the at least one light source and the wavelength conversion unit to transmit the excitation light to the wavelength conversion unit; And an optical path controller configured to move at least a part of the light transmission part to adjust at least one of a direction or a magnitude of the excitation light incident on the wavelength converter.
  • the light source may emit laser light as the excitation light.
  • the light source may include a light emitting diode emitting the excitation light.
  • the light transmission unit may include at least one collimation lens that emits the excitation light emitted from the at least one light source in parallel.
  • the optical path controller may adjust at least one of the direction or the size of the excitation light by moving the at least one collimation lens.
  • the at least one light source includes a plurality of light sources, each of which emits the excitation light
  • the at least one collimation lens includes a plurality of collies that emit the excitation light emitted from the plurality of light sources in parallel.
  • An imaging lens wherein the light transmission unit comprises: a light path conversion unit for collecting a plurality of excitation light emitted from the plurality of collimation lenses into a single light; And a first reflector reflecting the single light.
  • the plurality of light sources include first and second light sources emitting first and second light, respectively, and the light path conversion unit transmits the first light in a first direction, and the first direction. It may include a light transmitting and reflecting portion for reflecting the second light incident in a second direction perpendicular to the direction toward the first direction to emit the single light.
  • the plurality of light sources may include first and second light sources that emit first and second light, respectively, and the light path conversion unit may include a first light incident with the first light, which is one of the plurality of excitation light.
  • a light transmitting and reflecting part that transmits the single light by transmitting the first light in the first direction and reflecting the second light reflected from the prism toward the second direction in the first direction.
  • the light transmitting and reflecting portion may include a polarizing beam splitter or a birefringent material.
  • the light transmitting part may further include an antireflection film coated on each of the incident and exit surfaces of the light transmitting and reflecting part.
  • the light transmitting unit may further include a second reflecting unit reflecting the light reflected by the first reflecting unit to the wavelength converter.
  • the optical path controller may adjust at least one of the direction or the magnitude of the excitation light by moving the second reflector.
  • the light transmission unit may further include a refractive member that refracts the single light collected by the optical path conversion unit, and the first reflector may reflect light refracted by the refractive member.
  • the refractive member may include a glass plate.
  • the optical path controller may adjust at least one of the direction or the size of the excitation light by moving the refractive member.
  • the optical path controller rotates the refractive member by a first angle with respect to a second direction, rotates by a second angle with respect to a third direction, or first angle with respect to the second direction. While rotating by as much as a second angle relative to the third direction, the excitation light is incident to the wavelength converter in a first direction, each of the second and third directions may be a direction different from the first direction have.
  • the wavelength converter may be disposed outside of the focus in a direction away from the focus, in the focus, or in the focus in a direction closer to the light source from the focus.
  • an optical module includes: the light emitting device; A module controller for detecting a position of the subject and outputting the detected result as a module control signal; And an optical system that emits the converted light emitted from the light emitting device toward the subject in at least one of a direction or a size adjusted by the optical path controller, wherein the optical path controller is configured to move the light transmission unit according to the module control signal.
  • the optical path controller is configured to move the light transmission unit according to the module control signal.
  • a vehicle including an optical module includes: an image capture unit configured to capture an image in front of a vehicle and generate a video signal; A display unit which shows a part of the captured image to the driver from the video signal; A signal processor which processes the video signal and outputs a part of the captured image to the display unit; A sensor unit for sensing at least one of a moving speed or a direction of the vehicle; And a vehicle controller configured to generate a vehicle control signal for controlling the image capture unit, the display unit, and the signal processor, wherein the vehicle controller generates the vehicle control signal using the result sensed by the sensor unit.
  • the optical path control unit may move the light transmission unit according to the vehicle control signal and the module control signal.
  • the vehicle may further include a lighting module that emits at least one of an uplight and a downlight under the control of the vehicle controller.
  • the optical module including the device, and the vehicle including the module can, for example, reduce the power consumed in performing the function, reduce the space for the optical module, It can further refine the desired position to irradiate light, increase the degree of freedom of movement of the light transmission unit to change the position, improve the irradiation efficiency to the subject, can send light far, the volume of the optical module Can be reduced, and can be suitable for the design aspect of the headlight which becomes increasingly slimmer.
  • FIG. 1 is a block diagram of a light emitting device according to an embodiment.
  • 2A to 2E are views illustrating that light emitted from the wavelength converter of the light emitting device according to the embodiment is irradiated to different positions on a virtual illuminance plane.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of an embodiment of the light emitting device illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a perspective view of a light emitting device according to the embodiment shown in FIG. 3.
  • FIG. 5 illustrates various exemplary shapes of light reaching a virtual illuminance plane when the collimation lens is moved.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of another embodiment of the light emitting device illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 7A to 7C are cross-sectional views of an embodiment of the optical path converter shown in FIG. 6.
  • FIG. 8 is a sectional view of yet another embodiment of the light emitting device shown in FIG. 1.
  • FIG. 9 is a plan view of the light emitting device illustrated in FIG. 8.
  • 10A to 10C show the state of light reaching the wavelength converter.
  • FIG. 11 is a block diagram of an optical module according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 12 shows a block diagram of a vehicle including the optical module described above.
  • the above (up) or down (down) ( on or under includes both that two elements are in direct contact with one another or one or more other elements are formed indirectly between the two elements.
  • relational terms such as “first” and “second,” “upper / upper / up” and “lower / lower / lower”, etc., as used below, may be used to describe any physical or logical relationship between such entities or elements or It may be used to distinguish one entity or element from another entity or element without necessarily requiring or implying an order.
  • the light emitting apparatuses 100: 100A, 100B, and 100C will be described using the Cartesian coordinate system, but it can of course be described using other coordinate systems.
  • the Cartesian coordinate system the x-axis, the y-axis, and the z-axis shown in each drawing are orthogonal to each other, but the embodiment is not limited thereto. That is, the x-axis, the y-axis and the z-axis may cross each other without being orthogonal to each other.
  • FIG. 1 is a block diagram of a light emitting device 100 according to an embodiment, and may include a light source unit 110, a light transmitting unit 120, a wavelength converter 130, and an optical path controller 140.
  • the light source unit 110 serves to emit excitation light.
  • the light source unit 110 may include first to Nth light sources 110-1, 110-2,..., And 110 -N.
  • N is a positive integer of 1 or more.
  • Each of the first to Nth light sources 110-1, 110-2,..., And 110 -N may emit excitation light.
  • each of the first to Nth light sources 110-1, 110-2,..., And 110 -N may emit laser light as excitation light. That is, the n th light source 110-n may emit the n th laser light as excitation light.
  • the wavelength of the laser light emitted from the n th light source 110-n may be 420 nm to 480 nm as a blue wavelength band, but embodiments are not limited thereto.
  • the power of the n-th light source 110-n exhibits a tower characteristic and may vary depending on the performance of the wavelength converter 130 used and the purpose of the light emitting device 100.
  • each of the first to Nth light sources 110-1, 110-2,..., And 110 -N may be a laser diode (LD) that emits laser light. It is not limited to this. That is, according to another embodiment, each of the first to Nth light sources 110-1, 110-2,..., And 110 -N may be a light emitting diode (LED).
  • LD laser diode
  • LED light emitting diode
  • the wavelength converter 130 converts the wavelength of the excitation light incident through the light transmission unit 120 after being emitted from the light source unit 110, and emits the excitation light having the converted wavelength as converted light.
  • the wavelength of the excitation light may change while the excitation light passes through the wavelength converter 130. However, not all light transmitted through the wavelength converter 130 may be wavelength-converted light. Since the wavelength of the excitation light is converted by the wavelength converter 130, white light or light having a desired color temperature may be emitted through the virtual illuminance surface 150.
  • the wavelength converter 130 may include at least one of a phosphor, for example, ceramic phosphor, lumiphors, or YAG single-crystal.
  • the lumiphor may mean a structure including a luminescent material or a luminescent material.
  • wavelength conversion material included in the wavelength conversion unit 130 may convert the wavelength band of light from 3000K to 9000K based on the color temperature. That is, the color temperature range of the wavelength-converted light in the wavelength conversion material may be 3000K to 9000K, but the embodiment is not limited thereto.
  • the wavelength converting material may have various forms.
  • the wavelength converting material may be of three types: PIG (Phosphor In Glass) type, poly crystal line type (or ceramic type) or single crystal line type. have.
  • the light transmitting unit 120 is disposed on an optical path between the light source unit 110 and the wavelength converter 130, and serves to transfer the excitation light emitted from the light source unit 110 to the wavelength converter 130.
  • the optical path controller 140 may move a part of the light transmission unit 120 to adjust at least one of the direction or the magnitude of the excitation light incident on the wavelength converter 130.
  • At least one of the direction or magnitude of the excitation light incident on the wavelength converter 130 is changed, at least one of the direction or magnitude of the converted light emitted from the wavelength converter 130 is also changed.
  • At least one of the direction or magnitude of the converted light reaching the virtual illuminance surface 150 is changed as at least one of the direction or magnitude of the excitation light incident on the wavelength converter 130 changes.
  • 2A to 2E are views illustrating that light emitted from the wavelength converter 130 of the light emitting device 100 is irradiated to different positions on the virtual illuminance surface 150 according to the embodiment.
  • the position at which light reaches the virtual illuminance surface 150 when the optical path controller 140 moves a part of the light transmission unit 120 is different.
  • the position at which light reaches the virtual illuminance surface 150 may be changed.
  • the size of light reaching the virtual illuminance surface 150 may be increased or decreased.
  • the area of light reaching the virtual illuminance plane 150 may be larger when moving a part of the light transmitting part 120 toward the wavelength converter 130 than toward the wavelength converter 130. have.
  • FIG. 3 is a sectional view of an embodiment 100A of the light emitting device 100 shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a perspective view of the light emitting device 100A according to the embodiment shown in FIG. 3.
  • the 3 and 4 may include a light source 110-1, a light transmitting unit 120A, a wavelength converter 130, and an optical path controller 140.
  • the light source 110-1, the light transmitter 120A, the wavelength converter 130, and the optical path controller 140 illustrated in FIGS. 3 and 4 include the light source 110-1 and the light transmitter illustrated in FIG. 1.
  • 120, the wavelength converter 130 and the optical path controller 140 correspond to the exemplary embodiments, and perform the same function, and thus redundant description thereof will be omitted.
  • the light transmitting unit 120A may include a collimation lens 122-1.
  • the collimation lens 122-1 may emit parallel light obtained by collecting excitation light emitted from the light source 110-1 into one point or converting the parallel light to the wavelength converter 130.
  • the number of collimation lenses may be equal to the number of light sources 110-1, 110-2,..., Or 110 -N. That is, a collimation lens corresponding to each of the first to Nth light sources 110-1, 110-2,..., And 110 -N may be disposed. 3 and 4, since the number of light sources 110-1 is one, the number of collimation lenses 122-1 is also one.
  • the collimation lens 122-1 may have various shapes according to the emission characteristics of the light source 110-1.
  • the efficiency of the collimation lens 122-1 may vary depending on at least one of the size, material, surface state, presence or absence of surface coating, or shape thereof.
  • the efficiency of the output compared to the input of the collimation lens 122-1 may be 80% or more, but embodiments are not limited thereto.
  • the divergence angle of the light transmitted through the collimation lens 122-1 may be within ⁇ 1 °, but embodiments are not limited thereto.
  • FIG 5 illustrates various exemplary shapes of light reaching the virtual illuminance plane 150 when the collimation lens 122-1 is moved.
  • the optical path controller 140 may adjust at least one of the direction or the magnitude of the excitation light incident on the wavelength converter 130 by moving the collimation lens 122-1.
  • the optical path controller 140 may include a voice coil motor (VCM), an actuator or a motor that moves the collimation lens 122-1.
  • VCM voice coil motor
  • At least one of the direction or magnitude of the excitation light incident on the wavelength converter 130 is adjusted, at least one of the direction or magnitude of the converted light emitted from the wavelength converter 130 is also adjusted as described above.
  • the converted light may be directed to the first position P1 of the virtual illuminance surface 150 as illustrated in FIG. 3. It may head to the 2 position P2.
  • a desired position eg, P1 or P2 of the virtual illuminance surface 150.
  • the collimation lens 122-1 is moved from 0.2 mm to ⁇ 0.6 mm to 0.6 mm in the x axis, from ⁇ 0.4 mm to 0.4 mm in the y axis, and 0.1 mm apart.
  • the position and size of each light projected on the virtual illuminance surface 150 are different.
  • the wavelength converter 130 may be disposed in a direction away from the focal point F and the light source 110-1, that is, outside the focal point F, but embodiments are not limited thereto. That is, according to another exemplary embodiment, the wavelength converter 130 may be positioned at the focal point F, and may be disposed in a direction closer to the light source 110-1 from the focal point F, that is, inside the focal point F. FIG. It may be.
  • FIG. 6 is a sectional view of another embodiment 100B of the light emitting device 100 shown in FIG. 1.
  • the number of light sources is two, but the embodiment is not limited to the number of light sources. That is, the number of light sources may be more than two.
  • the light emitting device 100B illustrated in FIG. 6 may include a light source unit 110A, a light transmission unit 120B, a wavelength converter 130, and an optical path controller 140.
  • the light source unit 110A, the light transmission unit 120B, the wavelength conversion unit 130 and the optical path control unit 140 are the light source unit 110, the light transmission unit 120, and the wavelength conversion unit 130 shown in FIG. 1.
  • the optical path control unit 140 corresponds to each embodiment and performs the same function, duplicate description thereof will be omitted.
  • the light source unit 110A may include first and second light sources 110-1 and 110-2.
  • each of the first and second light sources 110-1 and 110-2 may emit laser light as excitation light.
  • the light transmission unit 120B collects a plurality of light emitted from the light source unit 110A into a single light and transmits the light to the wavelength converter 130.
  • the light transmitting unit 120B includes the first and second collimation lenses 122-1 and 122-2, the light path converting unit 124, the first reflecting unit 126, and the second reflecting unit 128. ) May be included.
  • the first collimation lens 122-1 emits excitation light emitted from the first light source 110-1 in parallel toward the light path conversion unit 124.
  • the second collimation lens 122-2 emits excitation light emitted from the second light source 110-2 in parallel toward the light path conversion unit 124.
  • the optical path conversion unit 124 collects a plurality of excitation light emitted from the first and second collimation lenses 122-1 and 122-2 into a single light.
  • the light path converting unit 124 may have various configurations depending on how the first and second light sources 110-1 and 110-2 are arranged. In addition, the overall size of the light emitting device 100 may vary depending on how the first and second light sources 110-1 and 110-2 are arranged.
  • FIG. 7A to 7C illustrate cross-sectional views of embodiments 124A, 124B, and 124C of the optical path conversion unit 124 shown in FIG. 6.
  • light emitted from the optical path converter 124 is illustrated as two.
  • single light is emitted from the optical path conversion units 124A to 124C in each of FIGS. 7A to 7C.
  • two lights are emitted from the light path converter 124B shown in FIG. 7B for clarity.
  • single light is emitted from the light path converter 124B. It is emitted.
  • the light path conversion units 124A and 124B are light transmitting and reflecting units 202 as shown in FIG. 7A or 7B. And a prism 204 and as shown in FIG. 7C, the light path converter 124C may include only a light transmitting and reflecting part 202.
  • L1 is incident to the optical path conversion unit 124A in the first direction (for example, the z-axis direction), and the second parallel light L2 emitted from the second collimation lens 122-2 is made to be first.
  • the prism 204 reflects the second light L2 in a second direction (for example, the y-axis direction) perpendicular to the first direction.
  • the light transmission and reflection unit 202 transmits the first light L1 in the first direction and reflects the second light L2 reflected by the prism 204 in the first direction, thereby providing a single unit in the first direction.
  • Light L may be emitted from the optical path converter 124A.
  • the first light L1 may proceed in the TM mode
  • the second light L2 may proceed in the TE mode
  • the transmittance of the first light L1 is 95% or more and the reflectance of the second light L2 May be greater than or equal to 95%, but embodiments are not limited thereto.
  • the prism 204 may have a first direction in which the first light L1 is incident.
  • the second light L2 incident in the direction parallel to the second light is reflected in the second direction.
  • the polarization directions of the first light L1 and the second light L2 may be different from each other by 90 °.
  • the light transmission and reflection unit 202 transmits the first light L1 in the first direction, and reflects the second light reflected from the prism 204 in the second direction in the first direction to form a single light L. ) Can be emitted.
  • the light path conversion unit 124C may include only the light transmission and reflection unit 202. Can be.
  • the light transmitting and reflecting unit 202 transmits the first light L1 in the first direction and reflects the second light L2 incident in the second direction in the first direction to form a single light. (L) can be emitted.
  • the light transmitting and reflecting portion 202 shown in FIGS. 7A to 7C may be implemented with a birefringent material such as a polarization beam splitter (PBS) or calcite.
  • PBS polarization beam splitter
  • the embodiment is not limited to the material of the light transmitting and reflecting portion 202 as long as it is possible to gather a plurality of lights into one.
  • the incident surface 202-1, the exit surface 202-2, and the prism 204 of the PBS are formed.
  • Each of 204-1 may be coated with an anti-reflective film (AR), but embodiments are not limited thereto.
  • AR anti-reflective film
  • the reflectance of the antireflection film may be 0.5% or less.
  • the first reflecting unit 126 serves to reflect the single light emitted from the light path conversion unit 124 toward the focal point F.
  • the first reflector 126 may have a parabolic cross-sectional shape, but the embodiment is not limited thereto.
  • the wavelength converter 130 is illustrated as being positioned at the focal point F, the wavelength converter 130 may be disposed inside or outside the focal point F as described above.
  • a transparent reflective layer 126-1 coated with a mirror may be disposed on the upper surface RS of the first reflecting unit 126.
  • the reflective layer 126-1 serves to reflect single light.
  • the upper surface RS of the first reflecting unit 126 may be mirror-coated. .
  • the focal length, offset distance, and radius of curvature R of the first reflector 126 in the form of a parabolic reflector may be reflected by the first reflector 126.
  • the shape of the light emitting device 100 may vary depending on the arrangement form of the light emitting device 100 and the external dimensions of the light emitting device 100.
  • the second reflector 128 serves to reflect the light reflected by the first reflector 126 to the wavelength converter 130.
  • the optical path controller 140 may adjust at least one of the direction or the magnitude of the excitation light by moving the second reflector 128.
  • the optical path controller 140 adjusts the angle of the second reflector 128 in at least one of a horizontal direction (for example, the x-axis direction) or a vertical direction (for example, the y-axis direction).
  • a horizontal direction for example, the x-axis direction
  • a vertical direction for example, the y-axis direction
  • the position where the light reaches the wavelength converter 130 may be adjusted.
  • the light beam controller 140 may adjust the size of the light reaching the wavelength converter 130.
  • FIG. 8 is a sectional view of still another embodiment 100C of the light emitting device 100 shown in FIG. 1, and FIG. 9 is a plan view of the light emitting device 100C shown in FIG. 8.
  • the 8 and 9 may include a light source unit 110A, a light transmitting unit 120C, a wavelength converter 130, and an optical path controller 140.
  • the light source unit 110A, the light transmission unit 120C, the wavelength conversion unit 130 and the optical path control unit 140 are the light source unit 110, the light transmission unit 120, and the wavelength conversion unit 130 shown in FIG. 1.
  • the optical path control unit 140 corresponds to each embodiment and performs the same function, duplicate description thereof will be omitted.
  • the light emitting device 100C illustrated in FIG. 6 does not include the second reflector 128 of the light emitting device 100B illustrated in FIG. 6, but includes the refractive member 125. Since it is the same as the light emitting device 100B shown in the drawing, overlapping description is omitted.
  • the refracting member 125 refracts the single light collected by the optical path converting part 124, and the refracted light is directed to the first reflecting part 126.
  • the refractive member 125 may be implemented as a glass plate, but the embodiment is not limited thereto.
  • the first reflector 126 reflects the light refracted by the refracting member 125 toward the wavelength converter 130.
  • the optical path controller 140 may adjust at least one of the direction or the size of the excitation light by moving the refractive member 125.
  • the optical path controller 140 may move the refractive member 125 using a VCM, an actuator or a motor.
  • the optical path controller 140 may adjust the direction of the excitation light by moving the refractive member 125 and rotating by the first angle ⁇ based on the y-axis direction.
  • the optical path controller 140 may adjust the direction of the excitation light by rotating the refractive member 125 by the second angle ⁇ with respect to the x-axis direction. 8 and 9 is shown 125A after the refraction member is moved.
  • the optical path controller 140 may rotate the refracting member 125 by the second angle ⁇ with respect to the x-axis direction while rotating the refracting member 125 by the first angle ⁇ with respect to the y-axis direction.
  • 10A to 10C illustrate the state of light reaching the wavelength converter 130.
  • the shape of the light reaching the wavelength converter 130 is shown in FIG. 10A. same.
  • the refractive member 125 is moved as shown in FIG. 8 (125A)
  • the state of the light reaching the wavelength converter 130 is as shown in FIG. 10B.
  • the refractive member 125 is moved as shown in FIG. 9 (125A)
  • the state of the light reaching the wavelength converter 130 is as shown in FIG. 10C.
  • the position of the light reaching the wavelength converter 130 may be different.
  • FIG. 11 is a block diagram of an optical module 500 according to an embodiment, and may include a light emitting device 100, an optical system 200, and a module controller 300.
  • the light emitting device 100 illustrated in FIG. 11 corresponds to the light emitting device 100 illustrated in FIG. 1, redundant description thereof will be omitted. Accordingly, the light emitting device 100 illustrated in FIG. 11 may be the light emitting devices 100A, 100B, and 100C according to the above-described embodiment.
  • the optical system 200 may emit the converted light emitted from the light emitting device 100 toward the subject through the output terminal OUT1.
  • at least one of the direction or magnitude of the converted light incident from the light emitting device 100 to the optical system 200 may be adjusted by adjusting the direction or the magnitude of the excitation light by the optical path controller 140.
  • the optical system 200 may include at least one of a reflector, a lens, an actuator, and a motor.
  • the lenses included in the optical system 200 include a biconvex lens, a biconcave lens, a meniscus lens, a fresnel lens, an aspherical lens, and the like.
  • examples of the reflector included in the optical system 200 include a parabolic reflector, an ellipsoidal reflector, and a macrofocal system (MFR).
  • the module controller 300 detects the position of the subject located in front of the vehicle and detects the position of the subject. The result may be output to the optical path controller 140 of the light emitting device 100 as a module control signal.
  • the optical path control unit 140 according to the module control signal output from the module control unit 300, at least a part of the components of the light transmission unit (120A, 120B, 120C) (for example, in the case of FIG. 3 collimation lens 122 6, the second reflector 128 in FIG. 6 and the refractive member 125 in FIGS. 8 and 9 may be moved.
  • the above-described light emitting device 100 (100A, 100B, 100C) or the light emitting module 500 including the same may be used in various fields such as home or industrial, which need to irradiate light in a desired direction, or an apparatus such as a vehicle or a display device or an indication device Can be applied to
  • the light emitting device 100 according to the above-described embodiment (100A, 100B, 100C) or the light emitting module 500 including the same is a rider (LIDAR: LIght Detection And Range), for example, using a laser ( RIDAR) and the like.
  • FIG. 12 is a block diagram of a vehicle 2000 including the optical module 500 described above.
  • the image capturing unit 1100 generates a video signal by capturing an image on a road in front of the vehicle 2000, and outputs the generated video signal to the signal processor 1200.
  • the signal processor 1200 processes a video signal received from the image capture unit 1100, extracts a part of the captured image, and outputs the extracted result to the display unit 1300.
  • the display unit 1300 shows a part of the image captured from the video signal to the driver.
  • the sensor unit 1400 detects at least one of a moving speed or a direction of the vehicle, and outputs the detected result to the vehicle controller 1500. In some cases, the sensor unit 1400 may be omitted.
  • the vehicle controller 1500 generates a vehicle control signal for controlling the image capture unit 1100, the display unit 1300, and the signal processor 1200.
  • the vehicle controller 1500 may generate a vehicle control signal using the results sensed by the sensor unit 1400.
  • the optical path controller 140 of the light emitting device 100 included in the optical module 500 may emit light 120 according to the vehicle control signal generated by the vehicle controller 1500 and the module control signal generated by the module controller 300. ) Can be moved.
  • the lighting module 1600 may emit at least one of an uplight or a downlight under the control of the vehicle controller 1500.
  • the optical module 500 according to the embodiment in the vehicle 2000 performs a role of an auxiliary light different from an uplight or a downlight.
  • the optical module 500 may be used as an auxiliary light for securing visibility, such as a night vision for irradiating light toward a subject located in front of the vehicle. That is, the optical module 500 may be additionally used as an auxiliary light source in a state in which the up and down lights are turned on in the lighting module 1600.
  • an optical module for transmitting light in a direction in which a subject is located such as a road surface, a person, an animal, or an object is required. Since the optical module is an auxiliary light source, it is preferable not to occupy a large volume in the entire lighting system of the vehicle. In addition, since the subject should be brightly lit, a high brightness light source is required. Nevertheless, in the conventional case, LEDs occupy a larger volume than LD and use low brightness, and the entire optical module must be moved up / down / left / right, including an actuator or a motor that is responsible for the operation of the optical module. As such, when the whole optical module is moved, power consumption is inefficient and the space for moving the whole optical module is increased.
  • the optical module 500 when the optical module 500 according to the embodiment is applied, a portion of the light emitting device 100 (for example, the collimation lens 122-1 illustrated in FIG. 3 and the second reflection illustrated in FIG. 6) may be used. Only the unit 128 or the refractive member 125 shown in FIG. 8 is moved to irradiate light toward the subject. Therefore, since light can be irradiated toward the subject without moving the entire light emitting device 100 and the optical system 200, power consumption can be reduced. In addition, since only a part of the interior of the light emitting devices 100: 100A, 100B, and 100C is moved without moving the entire optical module 200, the space for the optical module 500 may be reduced more than when the entire optical module is moved. .
  • the light can be irradiated to a more granular position in front of the vehicle than in the conventional moving the optical module as a whole. For example, as shown in FIG. 5, the point where light arrives may be further subdivided. In addition, since only a part 122-1, 128, or 125 of the light emitting device 100 is moved, the degree of freedom for movement can be increased.
  • the light emitting device uses LD having a high luminance of 5 to 10 times the luminance of the LED as a light source. Therefore, the irradiation efficiency to the subject can be improved.
  • the light divergence angle of LD is smaller than that of LED, light can be sent far.
  • the volume of the optical module 500 can be reduced, and the optical design can be proceeded more easily than the conventional optical module 500 (or the optical system 200) must be moved, and more and more. It may be suitable for the design aspect of the headlight to be slimmed.
  • the light emitting device according to the embodiment and the optical module including the device may be used in various fields such as home or industrial, or in a device such as a vehicle, a display device, or an indication device.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)

Abstract

실시 예의 발광 장치는 여기광을 방출하는 적어도 하나의 광원과, 여기광의 파장을 변환하여 변환광으로서 출사하는 파장 변환부와, 적어도 하나의 광원과 파장 변환부 사이의 광 경로 상에 배치되어, 여기광을 파장 변환부로 전달하는 광 전달부 및 광 전달부의 적어도 일부를 움직여서, 파장 변환부로 입사되는 여기광의 방향 또는 크기 중 적어도 하나를 조정하는 광로 제어부를 포함한다.

Description

발광 장치, 이 장치를 포함하는 광학 모듈, 및 이 모듈을 포함하는 차량
실시 예는 발광 장치, 이 장치를 포함하는 광학 모듈, 및 이 모듈을 포함하는 차량에 관한 것이다.
발광 장치는 가정용, 산업용 또는 차량용으로 널리 사용되고 있다. 예를 들어, 차량용 헤드램프에 사용되는 발광 장치의 광원으로서, 할로겐(또는, 백열), HID(High Intensity Discharge), 제논, 발광 다이오드(LED:Light Emitting Diode) 등이 있다. 또한, 발광 장치의 차세대의 광원으로서 레이져 다이오드(LD:Laser Diode)에 대한 관심이 증가하고 있다.
차량용 헤드 램프는 기술적인 진보뿐만 아니라 기능적이나 디자인적 진보가 가속화되고 있다. 에너지 효율 및 동등한 광 출력에서 크기가 축소된 광원으로의 변화, 소재의 변화, 정밀 사출 및 가공 등이 이러한 진보를 이끌고 있다. 할로겐 전구나 HID 램프로부터 LED나 LD로 진화하면서 밝기는 밝아지고 크기는 축소되고 있다.
발광 장치는 그의 기능적 측면에서 단순히 어두운 곳을 비춤에 국한되지 않고 그의 배광을 제어하여 상향등을 상시 점등한 상태에서 시인성을 확보하거나 보행자 또는 다른 차량과의 통신 수단으로 활용할 수 있다. 또한, 디자인적 측면에서, 헤드 램프가 점차 더 슬림(slim)해지고 직선뿐만 아니라 곡선 등의 형태로 구현되고 있다.
차량용 헤드 램프에서, 상향등이나 하향등 이외에 부가적인 광원 모듈은 나이트 비젼(night vision)을 위한 부분과 연동되어 야간 시인성을 제공함으로써, 보행자 또는 운전자의 안전을 향상시키고 있다. 나이트 비젼에서 피사체를 향해 광을 조사하고자 할 경우, 광원뿐만 아니라 액츄에이터나 모터 등 광학계 전체를 움직여야 하므로 소비 전력이 증가하고 광학계의 움직임을 위한 공간이 요구되는 등의 한계가 있다.
실시 예는 간단한 구성으로 다양한 위치와 크기로 광을 방출할 수 있는 발광 장치, 이 장치를 포함하는 광학 모듈, 및 이 모듈을 포함하는 차량을 제공한다.
실시 예에 의한 발광 장치는, 여기광을 방출하는 적어도 하나의 광원; 상기 여기광의 파장을 변환하여 변환광으로서 출사하는 파장 변환부; 상기 적어도 하나의 광원과 상기 파장 변환부 사이의 광 경로 상에 배치되어, 상기 여기광을 상기 파장 변환부로 전달하는 광 전달부; 및 상기 광 전달부의 적어도 일부를 움직여서, 상기 파장 변환부로 입사되는 상기 여기광의 방향 또는 크기 중 적어도 하나를 조정하는 광로 제어부를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 광원은 레이져 광을 상기 여기광으로서 방출할 수 있다. 또는, 상기 광원은 상기 여기광을 방출하는 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 광 전달부는 상기 적어도 하나의 광원으로부터 방출되는 여기광을 평행하게 출사시키는 적어도 하나의 콜리메이션 렌즈를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 광로 제어부는 상기 적어도 하나의 콜리메이션 렌즈를 움직여서 상기 여기광의 방향 또는 크기 중 적어도 하나를 조정할 수 있다.
예를 들어, 상기 적어도 하나의 광원은 각각이 상기 여기광을 방출하는 복수의 광원을 포함하고, 상기 적어도 하나의 콜리메이션 렌즈는 상기 복수의 광원으로부터 방출되는 여기광을 평행하게 출사시키는 복수의 콜리메이션 렌즈를 포함하고, 상기 광 전달부는 상기 복수의 콜리메이션 렌즈로부터 방출되는 복수의 여기광을 단일광으로 모으는 광 경로 변환부; 및 상기 단일광을 반사시키는 제1 반사부를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 복수의 광원은 제1 및 제2 광을 각각 방출하는 제1 및 제2 광원을 포함하고, 상기 광 경로 변환부는 상기 제1 광을 제1 방향으로 투과시키고, 상기 제1 방향과 직각 방향인 제2 방향으로 입사된 상기 제2 광을 상기 제1 방향 쪽으로 반사시켜 상기 단일광을 출사하는 광 투과 및 반사부를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 복수의 광원은 제1 및 제2 광을 각각 방출하는 제1 및 제2 광원을 포함하고, 상기 광 경로 변환부는 상기 복수의 여기광 중 하나인 제1 광이 입사된 제1 방향과 나란한 방향으로 입사되며 상기 복수의 여기광 중 다른 하나인 제2 광을 상기 제1 방향과 직각인 제2 방향 쪽으로 반사시키는 프리즘; 및 상기 제1 광을 상기 제1 방향으로 투과시키고, 상기 프리즘에서 상기 제2 방향 쪽으로 반사된 상기 제2 광을 상기 제1 방향으로 반사시켜 상기 단일광을 출사하는 광 투과 및 반사부를 포함할 수 있다. 상기 광 투과 및 반사부는 편광 빔 스플리터 또는 복굴절 물질을 포함할 수 있다. 상기 광 전달부는 상기 광 투과 및 반사부의 입사면 및 출사면 각각에 코팅된 반사 방지막을 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 광 전달부는 상기 제1 반사부에서 반사된 광을 상기 파장 변환부로 반사시키는 제2 반사부를 더 포함할 수 있다. 상기 광로 제어부는 상기 제2 반사부를 움직여서 상기 여기광의 방향 또는 크기 중 적어도 하나를 조정할 수 있다.
예를 들어, 상기 광 전달부는 상기 광 경로 변환부에서 모아진 상기 단일광을 굴절시키는 굴절 부재를 더 포함하고, 상기 제1 반사부는 상기 굴절 부재에서 굴절된 광을 반사시킬 수 있다. 상기 굴절 부재는 글래스 플레이트를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 광로 제어부는 상기 굴절 부재를 움직여서 상기 여기광의 방향 또는 크기 중 적어도 하나를 조정할 수 있다.
예를 들어, 상기 광로 제어부는 상기 굴절 부재를 제2 방향을 기준으로 제1 각도만큼 회전시키거나, 제3 방향을 기준으로 제2 각도만큼 회전시키거나, 상기 제2 방향을 기준으로 제1 각도만큼 회전시키면서 상기 제3 방향을 기준으로 제2 각도만큼 회전시키고, 상기 여기광은 상기 파장 변환부로 제1 방향으로 입사되며, 상기 제2 및 제3 방향 각각은 상기 제1 방향과 다른 방향일 수 있다.
예를 들어, 상기 파장 변환부는 초점으로부터 상기 광원과 멀어지는 방향으로 상기 초점의 바깥 쪽에 배치되거나, 상기 초점에 배치되거나, 상기 초점으로부터 상기 광원과 가까워지는 방향으로 상기 초점의 안쪽에 배치될 수 있다.
다른 실시 예에 의한 광학 모듈은, 상기 발광 장치; 피사체의 위치를 탐지하고, 탐지된 결과를 모듈 제어 신호로서 출력하는 모듈 제어부; 및 상기 광로 제어부에 의해 조정된 방향 또는 크기 중 적어도 하나로 상기 발광 장치로부터 출사되는 상기 변환광을 상기 피사체를 향해 방출하는 광학계를 포함하고, 상기 광로 제어부는 상기 모듈 제어 신호에 따라 상기 광 전달부를 움직일 수 있다.
또 다른 실시 예에 의한 광학 모듈을 포함하는 차량은, 차량 전방의 영상을 캡쳐하여 비디오 신호를 생성하는 영상 캡쳐부; 상기 비디오 신호로부터 상기 캡쳐된 영상의 일부를 운전자에게 보여주는 디스플레이부; 상기 비디오 신호를 처리하여 상기 캡쳐된 영상의 일부를 상기 디스플레이부로 출력하는 신호 처리부; 상기 차량의 움직이는 속도 또는 방향 중 적어도 하나를 감지하는 센서부; 및 상기 영상 캡쳐부, 상기 디스플레이부 및 상기 신호 처리부를 제어하는 차량 제어 신호를 생성하는 차량 제어부를 포함하고, 상기 차량 제어부는 상기 센서부에서 센싱된 결과를 이용하여 상기 차량 제어 신호를 발생하고, 상기 광로 제어부는 상기 차량 제어 신호와 상기 모듈 제어 신호에 따라 상기 광 전달부를 움직일 수 있다.
예를 들어, 상기 차량은 상기 차량 제어부의 제어 하에, 상향등 또는 하향등 중 적어도 하나를 방출하는 조명 모듈을 더 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 발광 장치, 이 장치를 포함하는 광학 모듈, 및 이 모듈을 포함하는 차량은 예를 들어 그 기능을 수행함에 소비되는 전력을 절감시킬 수 있고, 광학 모듈을 위한 공간을 줄일 수 있고, 광을 조사하는 원하는 위치를 더 세분화시키고, 위치를 변경하기 위한 광 전달부의 움직임에 대한 자유도를 증가시키며, 피사체에 대한 조사 효율을 개선시킬 수 있고, 멀리까지 광을 보낼 수 있고, 광학 모듈의 부피를 줄일 수 있고, 점점 더 슬림화되는 헤드 라이트의 디자인적 측면에 적합할 수 있다.
도 1은 실시 예에 의한 발광 장치의 블럭도이다.
도 2a 내지 도 2e는 실시 예에 의한 발광 장치의 파장 변환부로부터 출사된 광이 가상의 조도면 상에서 서로 다른 위치로 조사됨을 보이는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 발광 장치의 실시 예의 단면도를 나타낸다.
도 4는 도 3에 도시된 실시 예에 의한 발광 장치의 사시도를 나타낸다.
도 5는 콜리메이션 렌즈를 움직일 경우, 가상의 조도면에 도달하는 빛의 다양한 예시적인 모습을 나타낸다.
도 6은 도 1에 도시된 발광 장치의 다른 실시 예의 단면도를 나타낸다.
도 7a 내지 도 7c는 도 6에 도시된 광 경로 변환부의 실시 예의 단면도를 나타낸다.
도 8은 도 1에 도시된 발광 장치의 또 다른 실시 예의 단면도를 나타낸다.
도 9는 도 8에 도시된 발광 장치의 평면도를 나타낸다.
도 10a 내지 도 10c는 파장 변환부에 도달한 빛의 모습을 나타낸다.
도 11은 일 실시 예에 의한 광학 모듈의 블럭도를 나타낸다.
도 12는 전술한 광학 모듈을 포함하는 차량의 블럭도를 나타낸다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시 예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 실시 예의 설명에 있어서, 각 구성요소(element)의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 구성요소(element)가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 구성요소(element)가 상기 두 구성요소(element) 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다.
또한 "상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"로 표현되는 경우 하나의 구성요소(element)를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 이하에서 이용되는 "제1" 및 "제2," "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서 이용될 수도 있다.
이하, 실시 예에 의한 발광 장치(100:100A, 100B, 100C)를 데카르트 좌표계를 이용하여 설명하지만, 다른 좌표계를 이용하여 설명할 수 있음은 물론이다. 데카르트 좌표계에서, 각 도면에 도시된 x축과, y축과, z축은 서로 직교하지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, x축과, y축과 z축은 서로 직교하지 않고 교차할 수도 있다.
도 1은 실시 예에 의한 발광 장치(100)의 블럭도로서, 광원부(110), 광 전달부(120), 파장 변환부(130) 및 광로 제어부(140)를 포함할 수 있다.
광원부(110)는 여기광을 방출하는 역할을 한다. 이를 위해, 광원부(110)는 제1 내지 제N 광원(110-1, 110-2, ... 및 110-N)을 포함할 수 있다. 여기서, N은 1이상의 양의 정수이다. 제1 내지 제N 광원(110-1, 110-2, ... 및 110-N) 각각은 여기광을 방출할 수 있다. 실시 예에 의하면, 제1 내지 제N 광원(110-1, 110-2, ... 및 110-N) 각각은 레이져(laser) 광을 여기광으로서 방출할 수 있다. 즉, 제n 광원(110-n)은 제n 레이져 광을 여기광으로서 방출할 수 있다. 여기서, 1 ≤ n ≤ N 이다. 예를 들어, 제n 광원(110-n)에서 방출되는 레이져 광의 파장은 블루 파장 대역으로서 420 ㎚ 내지 480 ㎚일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 또한, 제n 광원(110-n)의 전력은 망대 특성을 보이며, 사용되는 파장 변환부(130)의 성능과 발광 장치(100)가 사용되는 목적에 따라 달라질 수 있다.
전술한 바와 같이, 제1 내지 제N 광원(110-1, 110-2, ... 및 110-N) 각각은 레이져 광을 방출하는 레이져 다이오드(LD: Laser Diode)일 수 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에 의하면, 제1 내지 제N 광원(110-1, 110-2, ... 및 110-N) 각각은 발광 다이오드(LED:Light Emitting Diode)일 수도 있다.
파장 변환부(130)는 광원부(110)로부터 방출된 후 광 전달부(120)를 거쳐서 입사되는 여기광의 파장을 변환하고, 변환된 파장을 갖는 여기광을 변환광으로서 출사한다.
여기광이 파장 변환부(130)를 통과하는 동안 여기광의 파장이 변할 수 있다. 그러나, 파장 변환부(130)를 투과한 모든 광이 파장 변환된 광은 아닐 수 있다. 여기광의 파장이 파장 변환부(130)에 의해 변환됨으로써, 백색광이나 원하는 색 온도의 광이 가상의 조도면(150)을 통해 출사될 수 있다. 이를 위해, 파장 변환부(130)는 인광 물질(phosphor) 예를 들어 세라믹 인광 물질(ceramic phosphor), 루미포(lumiphors) 또는 YAG 단결정(sigle-crystal) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 루미포란, 발광 물질(luminescent materials) 또는 발광 물질을 포함하는 구조를 의미할 수 있다.
또한, 파장 변환부(130)에 포함되는 다양한 성분의 농도, 입도 크기, 입도 크기 분포, 파장 변환부(130)의 두께, 파장 변환부(130)의 표면 거칠기, 기포 등을 조절함으로써, 원하는 색온도를 갖는 광이 파장 변환부(130)로부터 출사될 수 있다. 이를 위해, 파장 변환부(130)에 포함되는 파장 변환 물질은 색 온도 기준으로 3000K 내지 9000K까지 광의 파장 대역을 변환할 수 있다. 즉, 파장 변환 물질에서 파장이 변환된 광의 색 온도 범위는 3000K 내지 9000K일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
파장 변환 물질은 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 파장 변환 물질은 3가지의 형태 즉, PIG(Phosphor In Glass)형, 다결정 라인(poly crystal-line)형(또는 세라믹(ceramic)형) 또는 단결정 라인(single crystal-line)형일 수 있다.
광 전달부(120)는 광원부(110)와 파장 변환부(130) 사이의 광 경로 상에 배치되며, 광원부(110)로부터 방출된 여기광을 파장 변환부(130)로 전달하는 역할을 한다.
광로 제어부(140)는 광 전달부(120)의 일부를 움직여서, 파장 변환부(130)로 입사되는 여기광의 방향 또는 크기 중 적어도 하나를 조정할 수 있다.
파장 변환부(130)로 입사되는 여기광의 방향 또는 크기 중 적어도 하나가 변할 경우, 파장 변환부(130)로부터 출사되는 변환광의 방향 또는 크기 중 적어도 하나도 변하게 된다.
결국, 가상의 조도면(150)에 도달하는 변환광의 방향 또는 크기 중 적어도 하나는 파장 변환부(130)로 입사되는 여기광의 방향 또는 크기 중 적어도 하나가 변함에 따라서 같이 변하게 된다.
도 2a 내지 도 2e는 실시 예에 의한 발광 장치(100)의 파장 변환부(130)로부터 출사된 광이 가상의 조도면(150) 상에서 서로 다른 위치로 조사됨을 보이는 도면이다.
도 2a 내지 도 2e에 도시된 바와 같이, 광로 제어부(140)가 광 전달부(120)의 일부를 움직일 때 가상의 조도면(150) 상에서 빛이 도달하는 위치가 달라짐을 알 수 있다. 예를 들어, 광 전달부(120)의 일부를 x축 또는 y축 중 적어도 한 방향으로 움직임으로서 가상의 조도면(150) 상에서 빛이 도달하는 위치를 바꿀 수 있다. 또한, 광 전달부(120)의 일부를 z축 방향으로 움직임으로써 가상의 조도면(150) 상에 도달한 빛의 크기를 크게하거나 작게할 수 있다. 예를 들어, 가상의 조도면(150)에 도달하는 빛의 면적은 광 전달부(120)의 일부를 파장 변환부(130) 쪽으로 움직일 때보다 파장 변환부(130)로부터 멀어지는 쪽으로 움직일 때 더 커질 수 있다.
이하, 도 1에 도시된 발광 장치(100)의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 살펴본다.
도 3은 도 1에 도시된 발광 장치(100)의 실시 예(100A)의 단면도를 나타내고, 도 4는 도 3에 도시된 실시 예에 의한 발광 장치(100A)의 사시도를 나타낸다.
도 3 및 도 4에 도시된 발광 장치(100A)는 광원(110-1), 광 전달부(120A), 파장 변환부(130) 및 광로 제어부(140)를 포함할 수 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 광원(110-1), 광 전달부(120A), 파장 변환부(130) 및 광로 제어부(140)는 도 1에 도시된 광원(110-1), 광 전달부(120), 파장 변환부(130) 및 광로 제어부(140) 각각의 실시 예에 해당하며 동일한 기능을 수행하므로, 중복되는 설명을 생략한다.
도 3 및 도 4에 도시된 발광 장치(100A)는 도 1에 도시된 광원부(110)에서 N=1인 경우에 해당한다.
광 전달부(120A)는 콜리메이션(collimation) 렌즈(122-1)를 포함할 수 있다. 콜리메이션 렌즈(122-1)는 광원(110-1)으로부터 방출되는 여기광을 한 점으로 모으거나 평행하게 변환시킨 평행광을 파장 변환부(130)로 출사시킬 수 있다.
콜리메이션 렌즈의 개수는 광원(110-1, 110-2, ... 또는 110-N)의 개수와 동일할 수 있다. 즉, 제1 내지 제N 광원(110-1, 110-2, ... 및 110-N) 각각에 대응하는 콜리메이션 렌즈가 배치될 수 있다. 도 3 및 도 4의 경우 광원(110-1)의 개수가 1개이므로 콜리메이션 렌즈(122-1)의 개수도 1개이다.
콜리메이션 렌즈(122-1)는 광원(110-1)의 방출 특성에 따라 다양한 모습을 가질 수 있다. 또한, 콜리메이션 렌즈(122-1)의 효율은 그(122-1)의 크기, 재질, 표면 상태, 표면 코팅 유무 또는 형상 중 적어도 하나에 따라 달라질 수 있다.
예를 들어, 콜리메이션 렌즈(122-1)의 입력 대비 출력에 대한 효율은 80%이상일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 또한, 콜리메이션 렌즈(122-1)를 투과한 광의 발산각은 ±1°이내일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
도 5는 콜리메이션 렌즈(122-1)를 움직일 경우, 가상의 조도면(150)에 도달하는 빛의 다양한 예시적인 모습을 나타낸다.
광로 제어부(140)는 콜리메이션 렌즈(122-1)를 움직여서, 파장 변환부(130)로 입사되는 여기광의 방향 또는 크기 중 적어도 하나를 조정할 수 있다. 이를 위해, 광로 제어부(140)는 콜리메이션 렌즈(122-1)를 움직이는 VCM(Voice Coil Motor), 액츄에이터(actuator) 또는 모터(motor) 등을 포함할 수 있다.
파장 변환부(130)로 입사되는 여기광의 방향 또는 크기 중 적어도 하나가 조정될 경우, 파장 변환부(130)로부터 출사되는 변환광의 방향 또는 크기 중 적어도 하나도 조정됨은 전술한 바와 같다. 예를 들어, 광로 제어부(140)가 콜리메이션 렌즈(122-1)를 움직임으로써, 도 3에 예시된 바와 같이 변환광이 가상의 조도면(150)의 제1 위치(P1)로 향할 수도 있고 제2 위치(P2)로 향할 수도 있다. 이와 같이, 콜리메이션 렌즈(122-1)만을 움직임으로써, 가상의 조도면(150)의 원하는 위치(예를 들어, P1 또는 P2)에 빛을 조사할 수 있다.
예를 들어, 도 5를 참조하면, 콜리메이션 렌즈(122-1)를 0.2 ㎜ 간격으로 x축에서 -0.6 ㎜ 내지 0.6 ㎜까지 움직이고, y축에서 -0.4 ㎜ 내지 0.4 ㎜까지 움직이고, 0.1 ㎜ 간격으로 z축에서 0 ㎜ 내지 0.3 ㎜까지 움직일 경우, 가상의 조도면(150)에 비추어지는 각 광의 위치와 크기가 달라짐을 알 수 있다.
도 3에 예시된 바와 같이, 파장 변환부(130)는 초점(F)으로부터 광원(110-1)과 멀어지는 방향 즉, 초점(F) 바깥 쪽에 배치될 수 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에 의하면, 파장 변환부(130)는 초점(F)에 위치할 수도 있고, 초점(F)으로부터 광원(110-1)과 가까워지는 방향 즉, 초점(F) 안쪽에 배치될 수도 있다.
도 6은 도 1에 도시된 발광 장치(100)의 다른 실시 예(100B)의 단면도를 나타낸다. 여기서, 편의상 광원의 개수는 2개인 것으로 가정하여 설명하지만, 실시 예는 광원의 개수에 국한되지 않는다. 즉, 광원의 개수는 2개 보다 많을 수 있다.
도 6에 도시된 발광 장치(100B)는 광원부(110A), 광 전달부(120B), 파장 변환부(130) 및 광로 제어부(140)를 포함할 수 있다. 여기서, 광원부(110A), 광 전달부(120B), 파장 변환부(130) 및 광로 제어부(140)는 도 1에 도시된 광원부(110), 광 전달부(120), 파장 변환부(130) 및 광로 제어부(140) 각각의 실시 예에 해당하며 동일한 기능을 수행하므로, 중복되는 설명을 생략한다.
도 6에 도시된 발광 장치(100B)는 도 1에 도시된 광원부(110)에서 N=2인 경우에 해당한다.
광원부(110A)는 제1 및 제2 광원(110-1, 110-2)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 광원(110-1, 110-2) 각각은 레이져 광을 여기광으로서 방출할 수 있다.
광 전달부(120B)는 광원부(110A)로부터 출사되는 복수 개의 광을 단일광으로 모아서 파장 변환부(130)로 전달하는 역할을 한다. 이를 위해, 광 전달부(120B)는 제1 및 제2 콜리메이션 렌즈(122-1, 122-2), 광 경로 변환부(124), 제1 반사부(126) 및 제2 반사부(128)를 포함할 수 있다.
제1 콜리메이션 렌즈(122-1)는 제1 광원(110-1)으로부터 방출되는 여기광을 광 경로 변환부(124)를 향해 평행하게 출사시키는 역할을 한다. 제2 콜리메이션 렌즈(122-2)는 제2 광원(110-2)으로부터 방출되는 여기광을 광 경로 변환부(124)를 향해 평행하게 출사시키는 역할을 한다. 다음으로, 광 경로 변환부(124)는 제1 및 제2 콜리메이션 렌즈(122-1, 122-2)로부터 출사되는 복수의 여기광을 단일광으로 모으는 역할을 한다.
광 경로 변환부(124)는 제1 및 제2 광원(110-1, 110-2)이 배열되는 모습에 따라 다양한 구성을 가질 수 있다. 또한, 제1 및 제2 광원(110-1, 110-2)이 배열되는 모습에 따라 발광 장치(100)의 전체 크기가 달라질 수도 있다.
도 7a 내지 도 7c는 도 6에 도시된 광 경로 변환부(124)의 실시 예(124A, 124B, 124C)의 단면도를 나타낸다. 이해를 돕기 위해, 도 7a 내지 도 7c에서 광 경로 변환부(124)에서 출사되는 광은 2개인 것으로 도시하였다. 그러나, 도 7a 내지 도 7c 각각에서 광 경로 변환부(124A 내지 124C)로부터 단일광이 출사된다. 예를 들어, 이해를 돕기 위해 도 7b에 도시된 광 경로 변환부(124B)로부터 2개의 광이 출사된 것으로 도시되어 있지만, 도 8에 도시된 바와 같이 광 경로 변환부(124B)로부터 단일광이 출사된다.
제1 및 제2 광원(110-1, 110-2)이 배열된 형태에 따라, 도 7a 또는 도 7b에 도시된 바와 같이 광 경로 변환부(124A, 124B)는 광 투과 및 반사부(202) 및 프리즘(204)을 포함할 수도 있고 도 7c에 도시된 바와 같이 광 경로 변환부(124C)는 광 투과 및 반사부(202)만을 포함할 수도 있다.
먼저, 제1 및 제2 광원(110-1, 110-2)이 y축 방향으로 나란히 배열될 경우, 도 7a를 참조하면, 제1 콜리메이션 렌즈(122-1)로부터 출사된 제1 평행광(L1)은 제1 방향(예를 들어, z축 방향)으로 광 경로 변환부(124A)로 입사되고, 제2 콜리메이션 렌즈(122-2)로부터 출사된 제2 평행광(L2)은 제1 방향과 나란한 방향으로 입사된다. 이때, 프리즘(204)은 제2 광(L2)을 제1 방향과 직각인 제2 방향(예를 들어, y축 방향)으로 반사시키다. 그리고, 광 투과 및 반사부(202)는 제1 광(L1)을 제1 방향으로 투과시키고 프리즘(204)에서 반사된 제2 광(L2)을 제1 방향으로 반사시킴으로써, 제1 방향의 단일광(L)이 광 경로 변환부(124A)로부터 출사될 수 있다. 여기서, 제1 광(L1)은 TM 모드로 진행하고, 제2 광(L2)은 TE 모드로 진행할 수 있고, 제1 광(L1)의 투과율은 95% 이상이고 제2 광(L2)의 반사율은 95%이상일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
또는, 제1 및 제2 광원(110-1, 110-2)이 y축 방향으로 나란히 배열될 경우, 도 7b를 참조하면, 프리즘(204)은 제1 광(L1)이 입사된 제1 방향과 나란한 방향으로 입사된 제2 광(L2)을 제2 방향으로 반사시킨다. 여기서, 제1 광(L1)과 제2 광(L2)은 편광 방향이 서로 90° 차이가 날 수 있다. 이때, 광 투과 및 반사부(202)는 제1 광(L1)을 제1 방향으로 투과시키고, 프리즘(204)에서 제2 방향으로 반사된 제2 광을 제1 방향으로 반사시켜 단일광(L)을 출사시킬 수 있다.
그러나, 제1 및 제2 광원(110-1, 110-2)이 서로 교차하여 배열될 경우, 도 7c를 참조하면, 광 경로 변환부(124C)는 광 투과 및 반사부(202)만을 포함할 수 있다. 도 7c를 참조하면, 광 투과 및 반사부(202)는 제1 광(L1)을 제1 방향으로 투과시키고, 제2 방향으로 입사된 제2 광(L2)을 제1 방향으로 반사시켜 단일광(L)을 출사시킬 수 있다.
전술한 동작을 위해, 도 7a 내지 도 7c에 도시된 광 투과 및 반사부(202)는 편광 빔 스플리터(PBS:Polarization Beam Splitter) 또는 방해석과 같은 복굴절 물질로 구현될 수 있다. 그러나, 복수의 광을 하나로 모을 수 있다면, 실시 예는 광 투과 및 반사부(202)의 물질에 국한되지 않는다.
만일, 도 7a 내지 도 7c에 도시된 광 투과 및 반사부(202)가 PBS로 구현될 경우, PBS의 입사면(202-1)과 출사면(202-2)과 프리즘(204)의 입사면(204-1) 각각은 반사 방지막(AR:Anti Reflector)으로 코팅될 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 예를 들어, 반사 방지막의 반사율은 0.5%이하일 수 있다.
한편, 제1 반사부(126)는 광 경로 변환부(124)로부터 출사되는 단일광을 초점(F)을 향해 반사시키는 역할을 한다. 이를 위해, 제1 반사부(126)는 포물선 단면 형상을 가질 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 여기서, 파장 변환부(130)는 초점(F)에 위치하는 것으로 예시되어 있지만, 전술한 바와 같이 파장 변환부(130)는 초점(F)의 안쪽이나 바깥쪽에 배치될 수도 있다.
또한, 제1 반사부(126)의 상면(RS)에 미러 코팅된 투명한 반사층(126-1)이 배치될 수도 있다. 반사층(126-1)은 단일광을 반사하는 역할을 한다. 그러나, 다른 실시 예에 의하면, 제1 반사부(126)의 상면(RS)에 반사층(126-1)이 배치되는 대신에 제1 반사부(126)의 상면(RS)은 미러 코팅될 수도 있다.
또한, 포물 반사경 형태의 제1 반사부(126)의 초점 거리, 오프셋 거리, 곡률 반경(R) 값은 광 경로 변환부(124)를 통과한 광이 제1 반사부(126)에 의해 반사되는 각도에 따라 결정할 수 있다. 즉, 제1 반사부(126)에서 광이 반사되는 각도가 수직한 방향인 0°인가 그렇지 않은가는 발광 장치(100)의 응용 분야, 제1 및 제2 광원(110-1, 110-2)의 배열 형태, 또는 발광 장치(100)의 외관 치수에 의해서 달라질 수 있다.
한편, 제2 반사부(128)는 제1 반사부(126)에서 반사된 광을 파장 변환부(130)로 반사시키는 역할을 한다. 광로 제어부(140)는 제2 반사부(128)를 움직여서 여기광의 방향 또는 크기 중 적어도 하나를 조정할 수 있다.
예를 들어, 광로 제어부(140)가 제2 반사부(128)를 수평 방향(예를 들어, x축 방향) 또는 수직 방향(예를 들어, y축 방향) 중 적어도 한 방향으로 각도를 조정하면서 움직일 경우 광이 파장 변환부(130)에 도달하는 위치를 조정할 수 있다. 또한, 광로 제어부(140)가 제2 반사부(128)를 y축 방향의 높이와 수직 방향 각도를 조절할 경우 파장 변환부(130)에 도달한 광의 크기를 조정할 수 있다.
도 8은 도 1에 도시된 발광 장치(100)의 또 다른 실시 예(100C)의 단면도를 나타내고, 도 9는 도 8에 도시된 발광 장치(100C)의 평면도를 나타낸다.
도 8 및 도 9에 도시된 발광 장치(100C)는 광원부(110A), 광 전달부(120C), 파장 변환부(130) 및 광로 제어부(140)를 포함할 수 있다. 여기서, 광원부(110A), 광 전달부(120C), 파장 변환부(130) 및 광로 제어부(140)는 도 1에 도시된 광원부(110), 광 전달부(120), 파장 변환부(130) 및 광로 제어부(140) 각각의 실시 예에 해당하며 동일한 기능을 수행하므로, 중복되는 설명을 생략한다.
도 8 및 도 9에 도시된 발광 장치(100C)는 도 6에 도시된 발광 장치(100B)의 제2 반사부(128)를 포함하지 않고 굴절 부재(125)를 포함하는 것을 제외하면, 도 6에 도시된 발광 장치(100B)와 동일하므로, 중복되는 설명을 생략한다.
굴절 부재(125)는 광 경로 변환부(124)에서 모아진 단일광을 굴절시키고, 굴절된 광은 제1 반사부(126)로 향한다. 이를 위해, 굴절 부재(125)는 글래스 플레이트(glass plate)로 구현될 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
제1 반사부(126)는 굴절 부재(125)에서 굴절된 광을 파장 변환부(130) 쪽으로 반사시키는 역할을 한다.
광로 제어부(140)는 굴절 부재(125)를 움직여서 여기광의 방향 또는 크기 중 적어도 하나를 조정할 수 있다. 예를 들어, 광로 제어부(140)는 VCM, 액츄에이터 또는 모터 등을 이용하여 굴절 부재(125)를 움직일 수 있다.
예를 들어, 도 8을 참조하면, 광로 제어부(140)는 굴절 부재(125)를 움직여서 y축 방향을 기준으로 제1 각도(α)만큼 회전시킴으로써 여기광의 방향을 조정할 수 있다. 또는, 도 9를 참조하면, 광로 제어부(140)는 굴절 부재(125)를 x축 방향을 기준으로 제2 각도(β)만큼 회전시킴으로써 여기광의 방향을 조정할 수 있다. 도 8과 도 9에서 움직인 이후의 굴절 부재의 모습은 125A로 도시되어 있다.
또한, 광로 제어부(140)는 굴절 부재(125)를 y축 방향을 기준으로 제1 각도(α)만큼 회전시키면서 x축 방향을 기준으로 제2 각도(β)만큼 회전시킬 수도 있다.
도 10a 내지 도 10c는 파장 변환부(130)에 도달한 빛의 모습을 나타낸다.
굴절 부재(125)를 움직이지 않았을 때, 즉, 제1 각도(α)와 제2 각도(β)가 모두 0°일 경우 파장 변환부(130)에 도달한 광의 모습은 도 10a에 도시된 바와 같다. 또한, 굴절 부재(125)를 도 8에 도시된 바와 같이 움직였을 때(125A), 파장 변환부(130)에 도달한 광의 모습은 도 10b에 도시된 바와 같다. 또한, 굴절 부재(125)를 도 9에 도시된 바와 같이 움직였을 때(125A), 파장 변환부(130)에 도달한 광의 모습은 도 10c에 도시된 바와 같다.
도 10a 내지 도 10c에 도시된 바와 같이, 굴절 부재(125)를 움직일 경우, 파장 변환부(130)에 도달한 광의 위치가 달라짐을 알 수 있다.
굴절 부재(125)의 두께(T)가 두꺼울수록 또는 굴절 부재(125)의 굴절률이 높을수록, 파장 변환부(130)에 도달하는 위치를 조절할 수 있는 범위가 넓어진다. 굴절 부재(125)의 굴절률 또는 두께(T) 중 적어도 하나는 발광 장치(100C) 전체의 크기 및 후술되는 도 11에 도시된 광학계(200)의 구성에 따라 상이해질 수 있다.
이하, 전술한 실시 예에 의한 발광 장치(100: 100A, 100B, 100C)를 포함하는 광학 모듈(500)의 구성 및 동작을 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 11은 일 실시 예에 의한 광학 모듈(500)의 블럭도로서, 발광 장치(100), 광학계(200) 및 모듈 제어부(300)를 포함할 수 있다.
도 11에 도시된 발광 장치(100)는 도 1에 도시된 발광 장치(100)에 해당하므로, 중복되는 설명을 생략한다. 따라서, 도 11에 도시된 발광 장치(100)는 전술한 실시 예에 의한 발광 장치(100A, 100B, 100C)일 수 있다.
광학계(200)는 발광 장치(100)로부터 출사되는 변환광을 출력단자(OUT1)를 통해 피사체를 향해 방출할 수 있다. 이때, 발광 장치(100)로부터 광학계(200)로 입사되는 변환광의 방향 또는 크기 중 적어도 하나는 광로 제어부(140)에 의해 여기광의 방향 또는 크기 중 적어도 하나를 조정함으로써 조정될 수 있다.
광학계(200)는 반사경, 렌즈, 액츄에이터 또는 모터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 광학계(200)에 포함되는 렌즈로서 양볼록 렌즈, 양오목 렌즈, 매니스커스 렌즈, 프레스널 렌즈(Fresnel lens), 비구면 렌즈 등이 있다. 또한, 광학계(200)에 포함되는 반사경으로서 포물 반사경, 타원 반사경 또는 MFR(Macro Focal System) 등이 있다.
만일, 도 11에 도시된 광학 모듈(500)이 후술되는 바와 같이 차량의 나이트 비젼(night vision)을 위해 적용될 경우, 모듈 제어부(300)는 차량의 전방에 위치한 피사체의 위치를 탐지하고, 탐지된 결과를 모듈 제어 신호로서 발광 장치(100)의 광로 제어부(140)로 출력할 수 있다. 광로 제어부(140)는 모듈 제어부(300)로부터 출력되는 모듈 제어 신호에 따라, 광 전달부(120A, 120B, 120C)의 구성 요소 중 적어도 일부(예를 들어, 도 3의 경우 콜리메이션 렌즈(122-1), 도 6의 경우 제2 반사부(128), 도 8 및 도 9의 경우 굴절 부재(125))를 움직일 수 있다.
전술한 발광 장치(100: 100A, 100B, 100C) 또는 이를 포함하는 발광 모듈(500)은 원하는 방향으로 광을 조사할 필요가 있는 가정용 또는 산업용 등 다양한 분야 또는 차량이나 표시 장치나 지시 장치 등의 기기에 적용될 수 있다. 예를 들어, 전술한 실시 예에 의한 발광 장치(100: 100A, 100B, 100C) 또는 이를 포함하는 발광 모듈(500)은 라이더(LIDAR:LIght Detection And Range) 예를 들어, 레이져를 이용하는 라이다(RIDAR) 등에 적용될 수 있다.
이하, 전술한 실시 예에 의한 광학 모듈(500)을 포함하는 차량(2000)의 구성 및 동작을 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 12는 전술한 광학 모듈(500)을 포함하는 차량(2000)의 블럭도로서, 광학 모듈(500), 영상 캡쳐부(1100), 신호 처리부(1200), 디스플레이부(1300), 센서부(1400), 차량 제어부(1500) 및 조명 모듈(1600)을 포함할 수 있다.
영상 캡쳐부(1100)는 차량(2000)의 앞 도로 상의 영상을 캡쳐하여 비디오 신호를 생성하고, 생성된 비디오 신호를 신호 처리부(1200)로 출력한다.
신호 처리부(1200)는 영상 캡쳐부(1100)로부터 받은 비디오 신호를 처리하여 캡쳐된 영상의 일부를 추출하고, 추출된 결과를 디스플레이부(1300)로 출력한다.
디스플레이부(1300)는 비디오 신호로부터 캡쳐된 영상의 일부를 운전자에게 보여준다.
센서부(1400)는 차량의 움직이는 속도 또는 방향 중 적어도 하나를 감지하고, 감지된 결과를 차량 제어부(1500)로 출력한다. 경우에 따라, 센서부(1400)는 생략될 수 있다.
차량 제어부(1500)는 영상 캡쳐부(1100), 디스플레이부(1300) 및 신호 처리부(1200)를 제어하는 차량 제어 신호를 생성한다. 특히, 차량 제어부(1500)는 센서부(1400)에서 센싱된 결과를 이용하여 차량 제어 신호를 생성할 수 있다.
광학 모듈(500)에 포함되는 발광 장치(100)의 광로 제어부(140)는 차량 제어부(1500)에서 생성된 차량 제어 신호와 모듈 제어부(300)에서 생성된 모듈 제어 신호에 따라 광 전달부(120)를 움직일 수 있다.
이때, 조명 모듈(1600)은 차량 제어부(1500)의 제어 하에, 상향등 또는 하향등 중 적어도 하나를 출사시킬 수 있다. 이와 같이, 차량(2000)에서 실시 예에 의한 광학 모듈(500)은 상향등이나 하향등과 다른 보조 조명의 역할을 수행함을 알 수 있다. 예를 들어, 광학 모듈(500)은 차량의 전방에 위치한 피사체를 향하여 광을 조사하는 나이트 비젼과 같이 시인성을 확보하기 위한 보조 조명으로 이용될 수 있다. 즉, 조명 모듈(1600)에서 상향등과 하향등이 점등된 상태에서 광학 모듈(500)은 보조 광원으로서 부가적으로 사용될 수 있다.
일반적으로 나이트 비젼이나 나이트 뷰와 같은 야간 탐지 기능에서, 도로면, 사람, 동물 또는 물체 등과 같이 피사체가 위치한 방향으로 광을 보내기 위한 광학 모듈이 필요하다. 이러한 광학 모듈은 보조 광원이므로 차량의 전체 조명 시스템에서 많은 부피를 차지하지 않은 편이 바람직하다. 또한, 피사체를 밝게 비춰주어야 하므로 고휘도의 광원이 필요하다. 그럼에도 불구하고, 기존의 경우 LD보다 큰 부피를 차지하며 휘도가 낮은 LED를 사용하며, 광학 모듈의 동작을 담당하는 액츄에이터나 모터 등을 포함하여 광학 모듈 전체를 상/하/좌/우로 움직여야 한다. 이와 같이, 광학 모듈 전체를 움직일 경우 전력 소모가 많고 비효율적이며, 광학 모듈 전체를 움직이기 위한 공간이 커지게 된다.
그러나, 실시 예에 의한 광학 모듈(500)을 적용할 경우, 발광 장치(100)에서 일부(예를 들어, 도 3에 도시된 콜리메이션 렌즈(122-1), 도 6에 도시된 제2 반사부(128) 또는 도 8에 도시된 굴절 부재(125))만을 움직여서 피사체를 향해 광을 조사한다. 따라서, 발광 장치(100)와 광학계(200) 전체를 움직이지 않고 피사체를 향해 광을 조사할 수 있기 때문에, 소비 전력을 절감시킬 수 있다. 또한, 광학 모듈(200)의 전체를 움직이지 않고 발광 장치(100:100A, 100B, 100C) 내부의 일부만을 움직이므로 광학 모듈 전체를 움직일 때 보다 광학 모듈(500)을 위한 공간이 더 줄어들 수 있다. 또한, 광학 모듈 전체를 움직이는 기존과 비교할 때보다 차량 전방의 보다 세분화된 위치로 광을 조사할 수도 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 광이 도달하는 지점이 더 세분화될 수 있다. 또한, 광학 모듈 전체를 움직이는 기존보다, 발광 장치(100)의 일부(122-1, 128 또는 125)만을 움직이므로, 움직임에 대한 자유도가 증가할 수 있다.
또한, 실시 예에 의한 발광 장치는 광원으로서 LED의 휘도의 5배 내지 10배의 고휘도를 갖는 LD를 사용한다. 따라서, 피사체에 대한 조사 효율을 개선시킬 수 있다. 또한, LD는 LED보다 빛의 발산각이 작으므로 멀리까지 광을 보낼 수 있다. 또한, LED보다 LD의 경우, 광학 모듈(500)의 부피를 줄일 수 있고, 광학 모듈(500)(또는, 광학계(200)) 전체를 움직여야 되는 기존보다 보다 쉽게 광학 설계를 진행할 수 있고, 점점 더 슬림화되는 헤드 라이트의 디자인적 측면에 적합할 수 있다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
발명의 실시를 위한 형태는 전술한 "발명의 실시를 위한 최선의 형태"에서 충분히 설명되었다.
실시 예에 의한 발광 장치 및 이 장치를 포함하는 광학 모듈은 가정용 또는 산업용 등 다양한 분야 또는 차량이나 표시 장치나 지시 장치 등의 기기에 이용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 여기광을 방출하는 적어도 하나의 광원;
    상기 여기광의 파장을 변환하여 변환광으로서 출사하는 파장 변환부;
    상기 적어도 하나의 광원과 상기 파장 변환부 사이의 광 경로 상에 배치되어, 상기 여기광을 상기 파장 변환부로 전달하는 광 전달부; 및
    상기 광 전달부의 적어도 일부를 움직여서, 상기 파장 변환부로 입사되는 상기 여기광의 방향 또는 크기 중 적어도 하나를 조정하는 광로 제어부를 포함하는 발광 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 광원은 레이져 광을 상기 여기광으로서 방출하는 발광 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 광원은 상기 여기광을 방출하는 발광 다이오드를 포함하는 발광 장치.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 광 전달부는
    상기 적어도 하나의 광원으로부터 방출되는 여기광을 평행하게 출사시키는 적어도 하나의 콜리메이션 렌즈를 포함하는 발광 장치.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 광로 제어부는 상기 적어도 하나의 콜리메이션 렌즈를 움직여서 상기 여기광의 방향 또는 크기 중 적어도 하나를 조정하는 발광 장치.
  6. 제4 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광원은 각각이 상기 여기광을 방출하는 복수의 광원을 포함하고, 상기 적어도 하나의 콜리메이션 렌즈는 상기 복수의 광원으로부터 방출되는 여기광을 평행하게 출사시키는 복수의 콜리메이션 렌즈를 포함하고,
    상기 광 전달부는
    상기 복수의 콜리메이션 렌즈로부터 방출되는 복수의 여기광을 단일광으로 모으는 광 경로 변환부; 및
    상기 단일광을 반사시키는 제1 반사부를 더 포함하는 발광 장치.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 복수의 광원은 제1 및 제2 광을 각각 방출하는 제1 및 제2 광원을 포함하고,
    상기 광 경로 변환부는
    상기 제1 광을 제1 방향으로 투과시키고, 상기 제1 방향과 직각 방향인 제2 방향으로 입사된 상기 제2 광을 상기 제1 방향 쪽으로 반사시켜 상기 단일광을 출사하는 광 투과 및 반사부를 포함하는 발광 장치.
  8. 제6 항에 있어서, 상기 복수의 광원은 제1 및 제2 광을 각각 방출하는 제1 및 제2 광원을 포함하고,
    상기 광 경로 변환부는
    상기 복수의 여기광 중 하나인 제1 광이 입사된 제1 방향과 나란한 방향으로 입사되며 상기 복수의 여기광 중 다른 하나인 제2 광을 상기 제1 방향과 직각인 제2 방향 쪽으로 반사시키는 프리즘; 및
    상기 제1 광을 상기 제1 방향으로 투과시키고, 상기 프리즘에서 상기 제2 방향 쪽으로 반사된 상기 제2 광을 상기 제1 방향으로 반사시켜 상기 단일광을 출사하는 광 투과 및 반사부를 포함하는 발광 장치.
  9. 제7 항 또는 제8 항에 있어서, 상기 광 투과 및 반사부는 편광 빔 스플리터 또는 복굴절 물질을 포함하는 발광 장치.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 광 전달부는
    상기 광 투과 및 반사부의 입사면 및 출사면 각각에 코팅된 반사 방지막을 더 포함하는 발광 장치.
  11. 제6 항에 있어서, 상기 광 전달부는 상기 제1 반사부에서 반사된 광을 상기 파장 변환부로 반사시키는 제2 반사부를 더 포함하는 발광 장치.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 광로 제어부는 상기 제2 반사부를 움직여서 상기 여기광의 방향 또는 크기 중 적어도 하나를 조정하는 발광 장치.
  13. 제6 항에 있어서, 상기 광 전달부는 상기 광 경로 변환부에서 모아진 상기 단일광을 굴절시키는 굴절 부재를 더 포함하고,
    상기 제1 반사부는 상기 굴절 부재에서 굴절된 광을 반사시키는 발광 장치.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 굴절 부재는 글래스 플레이트를 포함하는 발광 장치.
  15. 제13 항에 있어서, 상기 광로 제어부는 상기 굴절 부재를 움직여서 상기 여기광의 방향 또는 크기 중 적어도 하나를 조정하는 발광 장치.
  16. 제15 항에 있어서, 상기 광로 제어부는 상기 굴절 부재를
    제2 방향을 기준으로 제1 각도만큼 회전시키거나,
    제3 방향을 기준으로 제2 각도만큼 회전시키거나,
    상기 제2 방향을 기준으로 제1 각도만큼 회전시키면서 상기 제3 방향을 기준으로 제2 각도만큼 회전시키고,
    상기 여기광은 상기 파장 변환부로 제1 방향으로 입사되며, 상기 제2 및 제3 방향 각각은 상기 제1 방향과 다른 방향인 발광 장치.
  17. 제1 항에 있어서, 상기 파장 변환부는
    초점으로부터 상기 광원과 멀어지는 방향으로 상기 초점의 바깥 쪽에 배치되거나,
    상기 초점에 배치되거나,
    상기 초점으로부터 상기 광원과 가까워지는 방향으로 상기 초점의 안쪽에 배치되는 발광 장치.
  18. 제1 항 내지 제8 항 및 제11 항 내지 제17 중 어느 한 항에 기재된 상기 발광 장치;
    피사체의 위치를 탐지하고, 탐지된 결과를 모듈 제어 신호로서 출력하는 모듈 제어부; 및
    상기 광로 제어부에 의해 조정된 방향 또는 크기 중 적어도 하나로 상기 발광 장치로부터 출사되는 상기 변환광을 상기 피사체를 향해 방출하는 광학계를 포함하고,
    상기 광로 제어부는 상기 모듈 제어 신호에 따라 상기 광 전달부를 움직이는 광학 모듈.
  19. 제18 항에 기재된 상기 광학 모듈;
    차량 전방의 영상을 캡쳐하여 비디오 신호를 생성하는 영상 캡쳐부;
    상기 비디오 신호로부터 상기 캡쳐된 영상의 일부를 운전자에게 보여주는 디스플레이부;
    상기 비디오 신호를 처리하여 상기 캡쳐된 영상의 일부를 상기 디스플레이부로 출력하는 신호 처리부;
    상기 차량의 움직이는 속도 또는 방향 중 적어도 하나를 감지하는 센서부; 및
    상기 영상 캡쳐부, 상기 디스플레이부 및 상기 신호 처리부를 제어하는 차량 제어 신호를 생성하는 차량 제어부를 포함하고,
    상기 차량 제어부는 상기 센서부에서 센싱된 결과를 이용하여 상기 차량 제어 신호를 발생하고,
    상기 광로 제어부는 상기 차량 제어 신호와 상기 모듈 제어 신호에 따라 상기 광 전달부를 움직이는 차량.
  20. 제19 항에 있어서, 상기 차량 제어부의 제어 하에, 상향등 또는 하향등 중 적어도 하나를 방출하는 조명 모듈을 더 포함하는 차량.
PCT/KR2016/013117 2015-12-30 2016-11-15 발광 장치, 이 장치를 포함하는 광학 모듈, 및 이 모듈을 포함하는 차량 WO2017116002A1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/066,248 US10746366B2 (en) 2015-12-30 2016-11-15 Light emitting device, optical module comprising same device, and vehicle comprising same module
EP16881955.5A EP3399226B1 (en) 2015-12-30 2016-11-15 Light emitting device, optical module comprising same device, and vehicle comprising same module

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150189808A KR20170079355A (ko) 2015-12-30 2015-12-30 발광 장치, 이 장치를 포함하는 광학 모듈, 및 이 모듈을 포함하는 차량
KR10-2015-0189808 2015-12-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017116002A1 true WO2017116002A1 (ko) 2017-07-06

Family

ID=59225108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2016/013117 WO2017116002A1 (ko) 2015-12-30 2016-11-15 발광 장치, 이 장치를 포함하는 광학 모듈, 및 이 모듈을 포함하는 차량

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10746366B2 (ko)
EP (1) EP3399226B1 (ko)
KR (1) KR20170079355A (ko)
WO (1) WO2017116002A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6742445B2 (ja) * 2017-01-25 2020-08-19 マクセル株式会社 ヘッドライト装置
US11121526B2 (en) * 2018-05-24 2021-09-14 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Exchangeable laser resonator modules with angular adjustment
CN110658669A (zh) * 2018-06-29 2020-01-07 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 光源装置
CN113932189A (zh) * 2020-06-29 2022-01-14 华域视觉科技(上海)有限公司 车灯光学系统、车灯模组和车辆
EP4370373A1 (en) * 2021-07-14 2024-05-22 ITALDESIGN-GIUGIARO S.p.A Vehicle
WO2023285858A1 (en) * 2021-07-14 2023-01-19 Italdesign-Giugiaro S.P.A. Lighting assembly for a vehicle and method for removing such a lighting assembly from such a vehicle

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2292464A1 (en) * 2009-09-01 2011-03-09 Koito Manufacturing Co., Ltd. Vehicle headlight system
US20120051074A1 (en) * 2010-08-31 2012-03-01 Sharp Kabushki Kaisha Lighting apparatus, headlamp, and mobile body
KR20140103981A (ko) * 2011-12-20 2014-08-27 스탠리 일렉트릭 컴퍼니, 리미티드 발광소자, 차량 조명기구 및 차량
US20140254188A1 (en) * 2011-12-15 2014-09-11 Koito Manufacturing Co., Ltd. Automotive lamp
KR20150044651A (ko) * 2013-10-17 2015-04-27 현대자동차주식회사 차량용 헤드램프

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2603949B2 (ja) 1987-06-29 1997-04-23 日本重化学工業株式会社 地熱発電用タービンの排出蒸気処理装置
JP3648363B2 (ja) 1997-10-17 2005-05-18 ニスカ株式会社 シート処理装置
JP3648368B2 (ja) * 1997-11-20 2005-05-18 株式会社リコー 光源装置
JP2006301113A (ja) 2005-04-18 2006-11-02 Ricoh Co Ltd マルチビーム光源ユニット・光走査装置・画像形成装置・光ビーム合成素子・光学系・光学機器
EP2198624B1 (en) 2007-10-08 2017-12-27 Philips Lighting Holding B.V. Lighting device, array of lighting devices and optical projection device
JP2009193008A (ja) * 2008-02-18 2009-08-27 Sharp Corp 画像表示装置
JP5571845B2 (ja) * 2010-05-03 2014-08-13 バイオ−ラッド・ラボラトリーズ・インコーポレーテッド フローサイトメーターにおいて複数のレーザービームを合波するための光学コンバイナ
JP2013047091A (ja) * 2011-07-25 2013-03-07 Sharp Corp 照明装置および当該照明装置を備えた車両用前照灯
DE102012100141A1 (de) * 2012-01-10 2013-07-11 Hella Kgaa Hueck & Co. Lichtmodul für einen Scheinwerfer eines Fahrzeugs
JP5849727B2 (ja) * 2012-01-26 2016-02-03 株式会社Ｊｖｃケンウッド 投射型表示装置
US9534756B2 (en) * 2012-04-03 2017-01-03 Sharp Kabushiki Kaisha Light-emitting device, floodlight, and vehicle headlight
JP6311131B2 (ja) 2013-08-07 2018-04-18 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 照明装置、車両およびその制御方法
JP6236745B2 (ja) 2014-02-17 2017-11-29 スタンレー電気株式会社 車両用灯具

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2292464A1 (en) * 2009-09-01 2011-03-09 Koito Manufacturing Co., Ltd. Vehicle headlight system
US20120051074A1 (en) * 2010-08-31 2012-03-01 Sharp Kabushki Kaisha Lighting apparatus, headlamp, and mobile body
US20140254188A1 (en) * 2011-12-15 2014-09-11 Koito Manufacturing Co., Ltd. Automotive lamp
KR20140103981A (ko) * 2011-12-20 2014-08-27 스탠리 일렉트릭 컴퍼니, 리미티드 발광소자, 차량 조명기구 및 차량
KR20150044651A (ko) * 2013-10-17 2015-04-27 현대자동차주식회사 차량용 헤드램프

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3399226A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP3399226B1 (en) 2021-05-12
KR20170079355A (ko) 2017-07-10
US10746366B2 (en) 2020-08-18
EP3399226A1 (en) 2018-11-07
US20190011100A1 (en) 2019-01-10
EP3399226A4 (en) 2019-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017116002A1 (ko) 발광 장치, 이 장치를 포함하는 광학 모듈, 및 이 모듈을 포함하는 차량
EP1708513B1 (en) Illumination unit and image projection apparatus employing the same
WO2015174728A1 (ko) 광원 모듈 및 이를 구비하는 조명 장치
US7819555B2 (en) Street lamp
CN204786017U (zh) 一种导光照明自适应激光前照灯
WO2017142181A1 (ko) 램프 및 이를 구비하는 차량
CN105737054B (zh) 一种用于机动车的投影式前照灯系统
WO2015182892A1 (ko) 헤드 업 디스플레이 장치
WO2013015468A1 (ko) 양면 조명용 ｌｅｄ 렌즈와 ｌｅｄ 모듈 및 이를 이용한 ｌｅｄ 양면 조명장치
CN107923599B (zh) 用于车辆头灯的照明设备
WO2015119435A1 (ko) 조명 장치
US20090141490A1 (en) Method for diminishing dark gap in arrayed led module, arrayed LED module, and imaging apparatus thereof
US11203283B2 (en) Headlight apparatus
WO2016126005A1 (ko) 발광 장치
CN101813869B (zh) 主动式红外摄像仪
CN111221112A (zh) 图案投射装置及其制造方法
EP3181995A1 (en) Light-emitting apparatus and lighting apparatus for vehicles including the same
CN102346355A (zh) 红外球型摄像机
KR101232947B1 (ko) 자동광학검사에 사용되는 조명시스템 및 상기 조명시스템과 영상생성시스템과의 조립구조
WO2022260350A1 (ko) 감도 조정이 가능한 발광장치 및 이를 채용한 경화장치
WO2018174323A1 (ko) 계단형 도파로를 기반으로 하는 복합 태양광 조명 시스템 및 방법
CN110360482B (zh) 具有扩散器和蜂窝状聚光器的光学系统和探照灯
KR101870013B1 (ko) 반사식 광학장치를 구비한 조명 기구
CN218728533U (zh) 一种支持多方位图像采集的光源装置
RU2317612C1 (ru) Светодиодное устройство

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16881955

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2016881955

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016881955

Country of ref document: EP

Effective date: 20180730