KR100564712B1 - 차량용 전조등 및 광학 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 등기구의 비용을 저감하는 것을 목적으로 한다.
차량에 이용되는 차량용 전조등으로서, 빛을 발생하는 광원과, 빛을 투과시키는 소재로 형성된 투광 부재와; 투광 부재의 표면의 적어도 일부에 형성되어 광원의 근방에 광학적 중심을 갖고, 광원으로부터 투광 부재를 통해 입사하는 빛을 반사하는 반사경과; 반사경이 반사하는 빛을 편향시켜 차량용 전조등의 외부로 조사하는 투광 부재와 일체로 형성된 렌즈를 구비한다. 광원은 반도체 발광 소자를 구비하고, 투광 부재는 광학적 중심의 근방에 광원의 적어도 일부를 반사경의 적어도 일부와 대향시켜 수용하는 수용부를 구비할 수 있다.

Description

차량용 전조등 및 광학 유닛{VEHICULAR HEADLAMP AND OPTICAL UNIT}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 등기구(400)의 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 2는 광원 유닛(100)의 BB 수직 단면도를 도시한 도면이다.
도 3은 광원 유닛(100)의 AA 수평 단면도를 도시한 도면이다.
도 4는 광원 유닛(100)의 CC 단면도를 도시한 도면이다.
도 5는 배광 패턴(202)의 일례를 도시한 도면이다.
도 6은 광원 유닛(100)의 BB 수직 단면도를 도시한 도면이다.
도 7은 광원 유닛(100)의 AA 수평 단면도를 도시한 도면이다.
도 8은 광원 유닛(100)의 BB 수직 단면도를 도시한 도면이다.
도 9는 광원 유닛(100)의 AA 수평 단면도를 도시한 도면이다.
도 10은 배광 패턴(202)의 일례를 도시한 도면이다.
도 11은 광원 유닛(100)의 BB 수직 단면도를 도시한 도면이다.
도 12는 광원 유닛(100)의 AA 수평 단면도를 도시한 도면이다.
도 13은 차량용 등기구(400)의 구성의 다른 예를 도시하는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 광원 유닛
102: 반도체 발광 소자
104: 중간부
106: 반사경
108: 반사경
110: 반사부
112: 렌즈
114: 수용부
116: 밀봉 부재
118: 투광 부재
120: 후단부
122: 수평 컷오프 형성면
124: 경사 컷오프 형성면
126: 광원
202: 배광 패턴
204: 경사 커트라인
206: 수평 커트라인
400: 차량용 등기구
402: 투명 커버
404: 램프 보디
502: 외주부
504: 반사경
602: 차광 부재
606: 반사경
702: 중심 영역
본 발명은 차량용 전조등 및 광학 유닛에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 차량에 이용되는 차량용 전조등에 관한 것이다.
차량용 전조등에 있어서는 안전상의 관점에서, 높은 정밀도로 배광 패턴을 형성하는 것이 필요하다. 종래에는, 반사경 및 렌즈를 이용한 광학계에 의해 차량용 전조등의 배광을 형성하는 방법이 알려져 있다. 또한, 종래에는, 광원으로서 발광 다이오드를 이용한 차량용 신호등이 알려져 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조).
[특허 문헌 1]
일본 특허 공개 2002-50214호 공보(제2-5페이지, 도 1-12)
그러나, 차량용 전조등에 있어서는 반사경 및 렌즈의 위치를 각각 높은 정밀도로 조립할 필요가 있다. 그 때문에, 종래에는 차량용 전조등의 조립 비용이 비싸지는 경우가 있었다.
그래서, 본 발명은 상기한 과제를 해결할 수 있는 차량용 전조등 및 광학 유 닛을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이 목적은 특허청구의 범위의 독립항에 기재한 특징의 조합에 의하여 달성된다. 또한 종속항은 본 발명의 한층 더 유리한 구체예를 규정한다.
즉, 본 발명의 제1 형태에 의하면, 차량에 이용되는 차량용 전조등으로서, 빛을 발생하는 광원과; 빛을 투과시키는 소재로 형성된 투광 부재와; 투광 부재의 표면의 적어도 일부에 형성되어 광원의 근방에 광학적 중심을 갖고, 광원으로부터 투광 부재를 통해 입사하는 빛을 반사하는 반사경; 그리고 반사경이 반사하는 빛을 편향시켜 차량용 전조등의 외부로 조사하는 투광 부재와 일체로 형성된 렌즈를 구비한다.
또한, 광원은 반도체 발광 소자를 구비하고, 투광 부재는 광학적 중심의 근방에 광원의 적어도 일부를 반사경의 적어도 일부와 대향시켜 수용하는 수용부를 구비할 수도 있다.
또한, 광원은 반도체 발광 소자를 밀봉하며 빛을 투과시키는 소재로 형성되는 밀봉 부재를 더 포함하고, 수용부는 밀봉 부재의 적어도 일부를 수용하며, 투광 부재의 굴절율은 밀봉 부재의 굴절율과 대략 동일하거나, 그보다 클 수 있다.
또한, 차량용 전조등은 차량의 전방에 빛을 조사하고, 투광 부재는 반사경이 반사하는 빛을 전방에 투과시키며, 광원이 발생하는 빛을 투과시키지 않는 소재로 투광 부재와 일체로 형성되어, 투광 부재가 전방으로 투과시키는 빛의 일부를 가장자리에서 차광하는 차광 부재를 더 구비하고, 반사경은 광원이 발생하는 빛을 차광 부재의 가장자리 근방에 반사하며, 렌즈는 상기 가장자리의 적어도 일부의 형상에 기초하여 차량용 전조등의 배광 패턴에 있어서의 명암 경계를 정하는 커트라인의 적어도 일부를 형성하는 빛을 조사할 수도 있다.
또한, 차광 부재는 투광 부재를 사이에 두고 상기 반사경(제1 반사경)과 대향하여 투광 부재의 표면의 일부에 설치되는 반사경(제2 반사경)에 의해 형성되고, 상기 반사경(제1 반사경)은 광원의 후방에서 광원을 덮도록 형성되며, 광원이 발생하는 빛을 차광 부재의 앞 가장자리 근방에 반사할 수 있다.
또한, 반사경은 투광 부재의 표면의 적어도 일부에 증착된 금속에 의해 형성될 수 있다. 또한, 광원은 반도체 발광 소자를 구비하고, 투광 부재는 반도체 발광 소자를 밀봉할 수 있다.
본 발명의 제2 형태에 의하면, 전방에 빛을 조사하는 차량용 전조등으로서, 빛을 발생하는 광원과; 빛을 투과시키는 소재로 형성되어 광원이 발생하는 빛을 전방에 투과시키는 투광 부재와; 광원이 발생하는 빛을 투과시키지 않는 소재로 투광 부재와 일체로 형성되어, 투광 부재가 전방에 투과시키는 빛의 일부를 가장자리에서 차광하는 차광 부재; 그리고 가장자리의 적어도 일부의 형상에 기초하여 차량용 전조등의 배광 패턴에 있어서의 명암 경계를 정하는 커트라인의 적어도 일부를 형성하는 빛을 조사하는 투광 부재와 일체로 형성된 렌즈를 구비한다.
본 발명의 제3 형태에 의하면, 광원이 발생하는 빛을 조사하는 광학 유닛으로서, 빛을 투과시키는 소재로 형성된 투광 부재와; 투광 부재의 표면의 적어도 일부에 형성되어 광원의 근방에 광학적 중심을 갖고, 광원으로부터 투광 부재를 통해 입사하는 빛을 반사하는 반사경; 그리고 반사경이 반사하는 빛을 편향시켜 광학 유닛의 외부로 조사하는 투광 부재와 일체로 형성된 렌즈를 구비한다.
본 발명의 제4 형태에 의하면, 광원이 발생하는 빛을 조사하는 광학 유닛으로서, 빛을 투과시키는 소재로 형성되어 광원이 발생하는 빛을 전방에 투과시키는 투광 부재와; 광원이 발생하는 빛을 투과시키지 않는 소재로 투광 부재와 일체로 형성되어, 투광 부재가 전방에 투과시키는 빛의 일부를 가장자리에서 차광하는 차광 부재; 그리고 상기 가장자리의 적어도 일부의 형상에 기초하여 차량용 전조등의 배광 패턴에 있어서의 커트라인을 형성하는 빛을 조사하는 투광 부재와 일체로 형성된 렌즈를 구비한다.
또한, 상기한 발명의 개요는 본 발명의 필요한 특징의 모두를 열거한 것이 아니라, 이들 특징군의 서브 조합도 발명이 될 수 있다.
이하, 발명의 실시예를 통하여 본 발명을 설명하지만, 이하의 실시예는 특허청구범위에 관한 발명을 한정하는 것이 아니며, 실시예 중에 설명되어 있는 특징의 조합의 전부가 발명의 해결 수단에 필수라고는 한정하지 않는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 등기구(400)의 구성의 일례를 보여준다. 본 예는 높은 광학적 정밀도를 갖는 차량용 등기구(400)를 낮은 비용으로 제공하는 것을 목적으로 한다. 차량용 등기구(400)는 로우빔 조사용의 차량용 전조등(헤드 램프)이며, 투명 형상의 투명 커버(402)와 램프 보디(404)로 형성되는 등실 내에 복수의 광원 유닛(100)을 대략 횡방향으로 일렬로 수용한다.
이들 광원 유닛(100)은 동일하거나 유사한 구성을 갖고, 광축을 예컨대 차량 전후 방향에 대하여 0.2∼0.4°정도 하향으로, 대략 차량 전후 방향을 향해서 등실 내에 수용되어 있다.
차량용 등기구(400)는 이들 광원 유닛(100)이 조사하는 빛에 기초하여 차량의 전방에 빛을 조사하여 소정의 배광 패턴을 형성한다. 차량용 등기구(400)는 각각 다른 배광 특성을 갖는 복수의 광원 유닛(100)을 구비할 수 있다.
도 2 및 도 3은 광원 유닛(100)의 구성의 일례를 보여준다. 도 2는 광원 유닛(100)의 BB 수직 단면도이다. 도 3은 광원 유닛(100)의 AA 수평 단면도이다. 본 예의 광원 유닛(100)은 광축 근방에 집광 반사시킨 빛을 렌즈를 통해 전방에 조사하는 프로젝터형의 광원 유닛이며, 광원(126), 광원(126)을 유지하는 투광 부재(118) 및 투광 부재(118)의 표면의 일부에 형성된 반사부(110)를 구비한다.
광원(126)은 백색광을 발생하는 발광 다이오드 모듈이며, 반도체 발광 소자(102) 및 밀봉 부재(116)를 구비한다. 본 예에서 반도체 발광 소자(102)는 청색광을 발생하는 발광 다이오드 소자(LED)이며, 표면상에 설치된 형광체(도시 생략)에 대하여 청색광을 조사함으로써, 형광체에 그 청색광의 보색인 황색광을 발생시킨다. 이 경우, 광원(126)은 반도체 발광 소자(102) 및 형광체가 각각 발생하는 청색광 및 황색광에 기초하여 백색광을 발생시킨다. 다른 예에 있어서, 반도체 발광 소자(104)는 형광체에 대하여 자외광을 조사함으로써 이 형광체에 백색광을 발생시킬 수 있다.
밀봉 부재(116)는, 예컨대 투명 수지 등의 백색광을 투과시키는 소재로 형성된 대략 반구형의 몰드이며, 반도체 발광 소자(102)를 밀봉한다. 투광 부재(118) 는 후단부(120), 중간부(104) 및 렌즈(112)를 구비한다. 후단부(120), 중간부(104) 및 렌즈(112)는, 예컨대 투명 수지 또는 유리 등의 백색광을 투과시키는 소재로 일체로 형성된다.
후단부(120)는 광원(126)을 덮도록 형성되어, 광원(126)이 발생하는 빛을 렌즈(112)를 향하여 전방으로 투과시킨다. 또한, 후단부(120)는 후단부(120)의 하면에 마련된 개구부의 상방에, 후단부(120) 안쪽을 향하여 대략 반구형으로 오목하게 형성된 구멍 모양의 수용부(114)를 포함한다. 수용부(114)는 밀봉 부재(116)의 적어도 일부를 수용하고, 이에 따라 광원(126)의 적어도 일부를 반사부(110)의 적어도 일부와 대향시켜 수용한다.
여기서, 수용부(114)는 내벽면을 밀봉 부재(116)의 외벽면과 대략 접촉시킴으로써, 광원(126)을 미리 정해진 위치에 대략 상향으로 유지한다. 이에 따라, 광원(126)을 높은 정밀도로 고정할 수 있다. 또한, 수용부(114)는 후단부(120)의 상면 또는 측면으로부터 오목하게 형성될 수도 있고, 이러한 경우 광원(126)을 하향 또는 수평 방향 횡방향으로 유지할 수도 있다.
또한, 후단부(120)의 굴절율은 밀봉 부재(116)의 굴절율과 대략 동일하거나, 그 보다 큰 것이 바람직하며, 예컨대 동일한 수지로 형성될 수도 있다. 이에 따라, 반도체 발광 소자(102)가 발생하는 빛 중에 수용부(114)의 벽면에서 반사되는 비율을 저감할 수 있다. 수용부(114)와 밀봉 부재(116)와의 간극은, 예컨대 이들과 대략 같은 굴절율을 갖는 투명 수지 등에 의해 충전될 수도 있다. 또한, 밀봉 부재(116)는 후단부(120)와 일체로 형성될 수도 있다.
여기서, 후단부(120)의 하면은 대략 수평하며, 후방의 면은 하면의 뒤 가장자리로부터 상부 전방으로 만곡하여 형성된 유사 타원형 구면 형상이다. 이 유사 타원형 구면은 광원 유닛(100)의 광축을 포함하는 단면 형상이 유사 타원형의 적어도 일부가 되도록 설정되어 있다. 또한, 이 유사 타원형의 이심율(離心率)은 수직 단면으로부터 수평 단면을 향해 점증하도록 설정되어 있다. 또한, 광원 유닛(100)은 차량의 대략 전방을 향하는 광축을 후단부(120)의 하면 대략 중앙에 갖는다.
중간부(104)는 후단부(120)의 전단으로부터 렌즈(112)의 후단까지 연장되어 형성되고, 광원(126)이 후단부(120) 안쪽을 향하여 발생시킨 빛을 렌즈(112)에 전달한다. 본 예에 있어서, 중간부(104)의 하면은 반사부(110)가 반사한 빛을 효율적으로 렌즈(112)에 전달하기 위해서 전방 하향으로 경사져 형성된다.
렌즈(112)는 중간부(104)의 전단으로부터 전방으로 연장되어 광원 유닛(100)의 전면에 형성된 볼록 렌즈이며, 반사부(110)가 반사하는 빛을 편향시켜 광원 유닛(100)의 외부로 조사한다. 본 예에 있어서, 렌즈(112)는 투광 부재(118)의 일부에 형성됨으로써 투광 부재(118)와 일체로 형성된다. 그 때문에, 본 예에 따르면 렌즈(112)의 위치를 높은 정밀도로 규정할 수 있다.
다른 예에 있어서, 렌즈(112)는 후단부(120) 및 중간부(104)와 분리하여 형성될 수도 있다. 이 경우 렌즈(112)는 후단부(120) 및 중간부(104)를 갖는 투광 부재(118)에 부착됨으로써 투광 부재(118)와 일체로 형성된다. 이 경우도 렌즈(112)의 위치를 높은 정밀도로 규정할 수 있다.
반사부(110)는 후단부(120)의 표면의 적어도 일부에 증착된 금속에 의해 형 성되는 반사경이며, 광원(126)이 발생하는 빛을 반사한다. 또한, 본 예에 있어서, 중간부(104) 및 렌즈(112)의 표면에는 금속이 증착되지 않고, 중간부(104) 및 렌즈(112)의 표면에 반사경은 형성되지 않는다.
반사부(110)는 반사경(108) 및 반사경(106)을 구비한다. 반사경(108)은 후단부(120)의 하면의 적어도 일부에 대략 수평으로, 후단부(120)를 사이에 두고 반사경(106)과 대향하여 형성되며, 광원(126)이 발생하는 빛과 반사경(106)이 하측으로 반사하는 빛을 상측으로 반사한다.
여기서, 반사경(108)은 광원(126)이 발생하는 빛을 투과시키지 않는 금속 소재로 형성되어 있다. 그 때문에, 본 예에 있어서, 반사경(108)은 후단부(120)와 일체로 형성된 차광 부재(쉐이드)의 기능을 갖는다. 반사경(108)은, 예컨대 후단부(120)가 전방 하향으로 투과되는 빛의 일부를 앞 가장자리에서 차광함으로써 상기 앞 가장자리의 형상에 따라 명암 경계를 형성한다.
또한, 반사경(106)은, 예컨대 유사 타원형 구면의 적어도 일부의 형상을 갖는 복합 타원 반사경이며, 후단부(120)의 상측 및 후방의 면의 적어도 일부에 반사경(108)의 뒤 가장자리 근방에서 상부 전방으로 연장되어 광원(126)을 덮도록 형성된다. 또한, 반사경(106)은 광원(126)의 근방에, 예컨대 광학 설계상의 기준점 등인 광학적 중심을 갖고, 광원(126)으로부터 후단부(120)를 통해 입사하는 빛을 반사경(108)의 앞 가장자리 근방을 향하여 반사한다. 반사경(106)은, 예컨대 이 광학적 중심을 초점으로 하는 곡면형으로 형성된다.
이하, 광원(126), 반사경(106) 및 렌즈(112)의 위치 관계를 보다 구체적으로 설명한다. 본 예에 있어서, 반사경(106)은 반사경(108)의 대략 위에 초점(F1, F2)을 갖고, 초점(F1)으로부터 입사하는 빛을 전방의 초점(F2)을 향하여 반사한다. 반사경(106)은 광학적 중심의 위치에 초점(F1)을 가질 수도 있다.
여기서, 본 예에 있어서, 수용부(114)의 개구부는 후단부(120)의 하면에서의 초점(F1) 근방에 설치된다. 이에 따라, 수용부(114)는 초점(F1)의 근방에 광원(126)을 반사경(106)과 대향시켜 유지한다. 이 경우, 반도체 발광 소자(102)는 초점(F1)의 근방에 설치된다.
또한, 반사경(106)은 반사경(108)의 앞 가장자리에 있어서의 좌우 방향 중앙 근방에 초점(F2)을 갖는다. 이에 따라, 반사경(106)은 반도체 발광 소자(102)가 발생하는 빛의 적어도 대부분을 반사경(108)의 앞 가장자리의 중앙 근방에 대략 집광한다.
또한, 복합 타원 반사경인 반사경(106)의 각 부분은 공통인 초점(F1)과, 반사경(108)의 앞 가장자리 근방에서의 각각 다른 위치로 설정된 초점(F2)을 갖는 곡면에 의해 형성될 수도 있다. 예컨대, 차량 전방측 부분의 초점(F2)은 차량 후방측 부분에 대응하는 초점(F2)보다도 차량의 전방측에 있을 수 있다.
렌즈(112)는 반도체 발광 소자(102)가 발생하는 빛을 차량 전방에 조사한다. 본 예에 있어서, 렌즈(112)는 반사경(108)의 앞 가장자리의 중앙 근방에 초점을 갖는다. 이 경우, 렌즈(112)는 상기 중앙 근방에 대략 집광된 빛을 차량의 전방에 대략 평행광으로서 조사한다. 렌즈(112)는 반사경(106)의 초점(F2)에 집광된 빛을 광축 방향을 향해 조사할 수도 있다.
이상에 설명한 바와 같이, 반사경(106)은 렌즈(112)와 일체로 형성된 투광 부재(118)의 표면에 형성된다. 또한, 광원(126)은 투광 부재(118)에 형성된 수용부(114)에 유지된다. 그 때문에, 본 예에 따르면 높은 정밀도가 필요한 조립 공정을 거치지 않고서 광원(126), 반사경(106) 및 렌즈(112)의 서로의 위치를 높은 정밀도로 규정할 수 있다.
또한, 이에 따라 반사경(106)은 광원(126)이 발생하는 빛을 반사경(108)의 앞 가장자리 중앙 근방에 높은 정밀도로 집광한다. 렌즈(112)는 상기 앞 가장자리 중앙 근방에 집광된 빛을 높은 정밀도로 전방에 조사한다. 그 때문에, 본 예에 따르면 배광 패턴을 높은 정밀도로 형성할 수 있다.
또한, 반사경(106) 및 렌즈(112) 등이 일체로 형성되기 때문에 조립 부품 개수 및 조립 작업 공정수가 저감된다. 그 때문에, 본 예에 따르면 적은 부품 개수로 형성된 높은 광학적 정밀도를 갖는 차량용 등기구를 낮은 비용으로 제공할 수 있다.
또한, 본 예에 따르면, 반도체 발광 소자(102)가 내장된 광원 유닛(100)을 단순한 구성으로 제공할 수 있다. 이 경우, 구성의 단순화에 의해 광원 유닛(100)의 사이즈를 줄일 수 있다. 본 예에 따르면, 광원 유닛(100)의 전후 방향 길이를 예컨대 50∼70 mm 정도로 줄일 수 있다. 또한, 반사경(106)의 좌우 방향 폭을 예컨대 20∼30 mm 정도로 줄일 수 있다. 이 경우, 다수의 광원 유닛(100)을 이용하는 것이 가능해지기 때문에, 각각 배광 특성이 다른 복수의 광원 유닛(100)을 조합시킴으로써 용이하고 또한 유연하게 배광 설계를 할 수 있다.
또한, 다른 예에 있어서는 밀봉 부재(116) 대신에, 예컨대 투광 부재(118)가 직접 반도체 발광 소자(102)를 밀봉할 수 있다. 이 경우, 반도체 발광 소자(102)가 발생하는 빛을 효율적으로 투광 부재(118)에 제공할 수 있다. 또한, 반도체 발광 소자(102)는 반도체 레이저일 수도 있다. 투광 부재(118), 반사부(110) 및 렌즈(112)는 광원(126)이 발생하는 빛을 편향시키는 광학 유닛을 구성할 수도 있다.
또한, 다른 예에서 투광 부재(118)는 유색 투명한 소재로 형성될 수 있다. 이 경우, 광원 유닛(100)은 이 소재의 색에 기초하여 유색의 빛을 조사한다. 예컨대, 광원 유닛(100)은 황색의 빛을 조사하는 포그 램프에 이용될 수 있고, 이 경우 투광 부재(118)는 황색의 유색 투명한 소재로 형성될 수 있다. 또한, 광원 유닛(100)은 적색의 빛을 조사하는 리어 포그 램프에 이용될 수 있으며, 이 경우 투광 부재(118)는 적색의 유색 투명한 소재로 형성될 수 있다.
도 4는 광원 유닛(100)의 차량의 진행 방향에 수직한 면에 의한 CC 수직 단면도이다. 본 예에 있어서, 반사경(108)은 광원 유닛(100)의 광축으로부터 도면 중의 좌측 방향으로 수평으로 연장되어 형성된 수평 컷오프 형성면(122)과, 상기 광축으로부터 도면 중의 우측 방향으로 15°의 경사로 하향 연장되어 형성된 경사 컷오프 형성면(124)을 갖고, 앞 가장자리에 있어서의 수평 컷오프 형성면(122)과 경사 컷오프 형성면(124)과의 경계 근방에 초점(F2)을 포함한다. 그 때문에, 반사경(108)의 앞 가장자리는 초점(F2)을 대략 중심으로 하여, 차량용 등기구(400)(도 1 참조)의 광축에 대한 대략 좌우 방향에, 대략 글자형으로 연장되어 형성된다.
이 경우, 반사경(106)은 광원(126)이 발생하는 빛을 반사경(108)에 있어서의 대략 글자형의 앞 가장자리 근방에 집광한다. 그 때문에, 렌즈(112)(도 2 참조) 는 반사경(108)의 앞 가장자리의 적어도 일부의 형상에 기초하여 차량용 등기구(400)의 배광 패턴에서의 명암 경계를 정하는 커트라인의 적어도 일부를 형성하는 빛을 조사한다. 본 예에 따르면, 상기 앞 가장자리가 광원(126)(도 2 참조), 반사경(106) 및 렌즈(112)(도 2 참조) 등에 대하여 높은 위치 정밀도로 형성되기 때문에 명확한 커트라인을 확실하게 형성할 수 있다.
도 5는 광원 유닛(100)에 의해 형성되는 배광 패턴(202)의 일례를 광원 유닛(100)과 함께 그 배후로부터 투과적으로 도시한 도면이다. 배광 패턴(202)은 광원 유닛(100)의 전방 25 m의 위치에 배치된 가상 수직 스크린상에 형성되는 로우빔 배광 패턴이다.
본 예에 있어서, 광원 유닛(100)은 반사경(108)의 앞 가장자리를 포함하는 면의 상을 가상 수직 스크린상에 투영함으로써 수평 커트라인(206) 및 경사 커트라인(204)을 갖는 배광 패턴(202)을 형성한다. 광원 유닛(100)은 수평 컷오프 형성면(122)(도 4 참조)의 앞 가장자리 형상에 기초하여 수평 커트라인(206)을 형성하고, 경사 컷오프 형성면(124)(도 4 참조)의 앞 가장자리 형상에 기초하여 경사 커트라인(204)을 형성한다. 본 예에 따르면, 명확한 커트라인을 확실하게 형성할 수 있다.
또한, 다른 예에 있어서는, 차량용 등기구(400)(도 1 참조)가 각각 다른 배광 특성을 갖는 복수의 광원 유닛(100)이 발생하는 빛에 기초하여 배광 패턴(202)을 형성할 수도 있다. 이 경우, 각 광원 유닛(100)은 배광 패턴(202)의 일부 영역 을 조사할 수도 있다.
도 6 및 도 7은 광원 유닛(100)의 구성의 다른 예를 도시한다. 도 6은 광원 유닛(100)의 BB 수직 단면도이다. 도 7은 광원 유닛(100)의 AA 수평 단면도이다.
본 예에 있어서, 투광 부재(118)는 밀봉 부재(116)(도 2 참조)와 동일하거나 유사한 기능을 더 포함하고, 반도체 발광 소자(102)를 밀봉한다. 이 경우, 투광 부재(118)는 발광 다이오드 모듈의 수지 몰드와 동일하거나 유사한 기능을 갖기 때문에, 반도체 발광 소자(102)가 발생하는 빛을 높은 효율로 투광 부재(118)에 입사시킬 수 있다. 또한, 렌즈(112)를 일부에 포함하는 투광 부재(118)가 반도체 발광 소자(102)를 밀봉함으로써, 렌즈(112)는 반도체 발광 소자(102)가 발생하는 빛을 높은 효율로 차량의 전방에 조사할 수 있다.
또한, 본 예에 따르면 투광 부재(118)가 반도체 발광 소자(102)를 직접 밀봉함으로써, 광원 유닛(100)을 예컨대 렌즈(112)의 직경이 10 mm 정도인 더욱 작은 사이즈로 콤팩트하게 형성할 수 있다. 또한, 본 예에 따르면, 더욱 부품 개수가 줄어들어 광원 유닛(100)을 더욱 낮은 비용으로 제공할 수 있다. 그 밖의 점에 있어서, 도 6 및 도 7에서 도 2 및 도 3과 동일한 부호를 붙인 구성은 도 2 및 도 3의 구성과 동일하거나 유사한 기능을 갖기 때문에 설명을 생략한다.
도 8 및 도 9는 광원 유닛(100)의 구성의 또 다른 예를 보여준다. 도 8은 광원 유닛(100)의 BB 수직 단면도이다. 도 9는 광원 유닛(100)의 AA 수평 단면도이다.
본 예에 있어서, 중간부(104)는 후단부(120)의 전단과 렌즈(112)의 후단을 잇는 영역의 외측에 돌출하여 형성된 외주부(502)와, 외주부(502)의 표면에 예컨대 금속 증착 등에 의해 형성된 반사경(504)을 포함한다. 외주부(502)의 표면은 후단부(120)의 앞 가장자리로부터 전방으로, 광원 유닛(100)의 광축으로부터의 거리를 점증시키면서 연장되어 형성된다. 또한, 외주부(502)의 전단은 광원 유닛(100)의 광축으로부터 멀어지는 방향으로 렌즈(112)의 후단 근방에서 연장되어 형성된 투명 형상의 대략 수직면이다. 외주부(502)는, 예컨대 후단부(120)의 하면을 대략 포함하는 수평면보다도 상측의 영역에 형성될 수도 있다.
여기서, 외주부(502)의 외면은, 예컨대 반도체 발광 소자(102)의 근방을 초점으로 하는 대략 회전 포물면의 일부의 형상을 갖는다. 이 경우, 반사경(504)은 반도체 발광 소자(102)가 발생하는 빛을 전방을 향하는 대략 평행광으로서 반사한다. 반사경(504)은 반사한 빛을 외주부(502)의 전단의 면을 투과시켜 전방에 조사한다. 또한, 반사경(504)은, 예컨대 반사부(110)와 일체로 형성될 수도 있다.
본 예에 따르면, 반도체 발광 소자(102)는 발생하는 빛을 높은 효율로 전방에 조사할 수 있다. 그 밖의 점에 있어서, 도 8 및 도 9에서 도 6 및 도 7과 동일한 부호를 붙인 구성은 도 6 및 도 7의 구성과 동일하거나 유사한 기능을 갖기 때문에 설명을 생략한다.
도 10은 도 8 및 도 9를 이용하여 설명한 광원 유닛(100)에 의해 형성되는 배광 패턴(202)의 일례를 광원 유닛(100)과 함께 그 배후로부터 투과적으로 도시한 도면이다. 본 예에 있어서, 대략 회전 포물면형의 반사경(504)은 초점 위치에 설치된 반도체 발광 소자(102)가 발생하는 빛을 경사 커트라인(204)과 수평 커트라인(206)과의 교차점 근방의 중심 영역(702)을 향하여 조사한다.
그 때문에, 본 예에 따르면 커트라인의 중심 근방을 보다 높은 조도로 조사할 수 있다. 또한, 이에 따라 명확한 커트라인을 더욱 확실하게 형성할 수 있다. 그 밖의 점에 있어서, 도 10에서 도 5와 동일한 부호를 붙인 구성은 도 5의 구성과 동일하거나 유사한 기능을 갖기 때문에 설명을 생략한다.
도 11 및 도 12는 광원 유닛(100)의 구성의 또 다른 예를 도시한다. 도 11은 광원 유닛(100)의 BB 수직 단면도이다. 도 12는 광원 유닛(100)의 AA 수평 단면도이다.
본 예에 있어서, 수용부(114)는 후단부(120)의 후단의 면에서 전방에 오목하게 형성되어, 반도체 발광 소자(102)를 차량의 전방을 향해서 고정한다. 그 때문에, 반도체 발광 소자(102)는 전방을 향하여 빛을 조사한다.
또한, 광원 유닛(100)은 투광 부재(118)와 일체로 형성된 차광 부재(602)를 더 포함한다. 차광 부재(602)는, 예컨대 투광 부재(118)의 하면에서 투광 부재(118)의 안쪽으로 상향 연장되고, 또한 투광 부재(118)의 하면 근방을 차량의 좌우 방향으로, 중앙에서 후방으로 만곡하면서 횡단하도록 형성된다. 차광 부재(602)는 반도체 발광 소자(102)가 투광 부재(118)의 내부에 조사하는 빛의 일부를 상부 가장자리에서 차광한다.
차광 부재(602)는, 예컨대 투광 부재(118)의 면에서 내부로 오목하게 형성된 공동에 차광성의 부재를 충전함으로써 형성된다. 차광 부재(602)는 상기 공동의 벽면을 예컨대 흑색 등으로 도장함으로써 형성될 수도 있다. 차광 부재(602)와 투 광 부재(118)는 2색 성형에 의해 일체로 형성될 수도 있다.
또한, 렌즈(112)는 차광 부재(602)의 상부 가장자리 근방에 초점을 갖는다. 이 경우, 렌즈(112)는 차광 부재(602)의 상부 가장자리 형상에 기초하는 명암 경계를 전방에 조사함으로써 배광 패턴에 있어서의 커트라인의 적어도 일부를 형성한다. 그 밖의 점에 있어서, 도 11 및 도 12에서 도 2 및 도 3과 동일한 부호를 붙인 구성은 도 2 및 도 3의 구성과 동일하거나 유사한 기능을 갖기 때문에 설명을 생략한다.
본 예에 있어서도, 반도체 발광 소자(102), 차광 부재(602) 및 렌즈(112)의 위치가 높은 정밀도로 규정되기 때문에 광원 유닛(100)은 높은 정밀도로 배광 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 본 예에 있어서도, 광원 유닛(100)은 부품 개수의 저감에 의해 저렴하게 되고, 구성의 단순화에 의해 사이즈가 줄어든다.
또한, 본 예에 있어서, 광원 유닛(100)은 투광 부재(118)의 측면의 적어도 일부에 형성된 반사경(606)을 더 포함한다. 반사경(606)은 광원 유닛(100)의 광축에 대한 측면 방향으로 광원(126)이 발생하는 빛을 전방에 반사하여 렌즈(112)에 입사시킨다. 이에 따라, 광원(126)이 발생하는 빛을 효율적으로 이용할 수 있다. 렌즈(112)는 반사경(606)이 반사한 빛을 배광 패턴의 커트라인 이외의 부분에, 예컨대 확산광으로서 조사할 수도 있다. 또한, 광원 유닛(100)은 예컨대 투광 부재(118)의 상면에 반사경을 더 포함할 수도 있다.
또한, 반도체 발광 소자(102)는, 예컨대 도 6 및 도 7에서 설명한 반도체 발광 소자(102)와 같이 후단부(120)에 직접 밀봉될 수 있다. 이 경우, 광원 유닛(100)의 사이즈를 더 줄일 수 있다.
도 13은 차량용 등기구(400)의 구성의 다른 예를 도시한다. 본 예에서, 차량용 등기구(400)는 어레이형으로 배치된 복수의 광원 유닛(100)을 구비한다.
본 예에서, 광원 유닛(100)은 예컨대 도 6 및 도 7을 이용하여 설명한 광원 유닛(100)과 동일하거나 유사한 구성을 가질 수 있다. 이 경우, 광원 유닛(100)의 렌즈(112)(도 6 참조) 직경은 예컨대 10 mm 정도로 작다. 따라서, 본 예에 따르면 다수의 광원 유닛(100)을 구비하는 차량용 등기구(400)의 사이즈를 줄일 수 있다.
여기서, 복수의 광원 유닛(100)의 배광 특성은 각각 다를 수 있다. 이 경우, 각각 다른 배광 특성을 갖는 많은 종류의 광원 유닛(100)을 이용할 수 있다. 그 때문에, 본 예에 따르면, 광원 유닛(100)의 배광 설계를 용이하고 또한 유연하게 행할 수 있다. 또한, 이에 따라 적절한 배광 패턴을 형성할 수 있다. 그 밖의 점에 있어서, 도 13에서 도 1과 동일한 부호를 붙인 구성은 도 1의 구성과 동일하거나 유사한 기능을 갖기 때문에 설명을 생략한다.
이상, 본 발명을 실시예를 이용하여 설명했지만, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시예에 기재한 범위에는 한정되지 않는다. 상기 실시예를 다양하게 변경 또는 개량할 수 있다. 그와 같이 변경 또는 개량한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있다는 것이 특허청구의 범위의 기재로부터 분명하다.
상기 설명으로부터 분명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 반사경 및 렌즈의 위치에 있어서 각각 높은 정밀도를 갖는 차량용 등기구를 제공할 수 있고, 차량용 등기구의 비용을 줄일 수 있다.

Claims (10)

  1. 차량에 이용되는 차량용 전조등으로서,
    빛을 발생하는 광원과;
    상기 빛을 투과시키는 소재로 형성된 투광 부재와;
    상기 투광 부재의 표면의 일부에 형성되어 상기 광원의 근방에 광학적 중심을 갖고, 상기 광원으로부터 상기 투광 부재를 통해 입사하는 상기 빛을 반사하는 반사경; 및
    상기 투광부재의 일부로 형성되어, 상기 반사경이 반사하는 상기 빛을 편향시켜 차량용 전조등의 외부로 조사하는 렌즈
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 전조등.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광원은 반도체 발광 소자를 구비하고, 상기 투광 부재는 상기 광학적 중심의 근방에 상기 광원의 일부를 상기 반사경의 일부와 대향시켜 수용하는 수용부를 갖는 것을 특징으로 하는 차량용 전조등.
  3. 제2항에 있어서, 상기 광원은 상기 반도체 발광 소자를 밀봉하며 상기 빛을 투과시키는 소재로 형성되는 밀봉 부재를 더 포함하고, 상기 수용부는 상기 밀봉 부재의 일부를 수용하며, 상기 투광 부재의 굴절율은 상기 밀봉 부재의 굴절율과 동일하거나 그보다 큰 것을 특징으로 하는 차량용 전조등.
  4. 제1항에 있어서, 상기 차량용 전조등은 상기 차량의 전방에 빛을 조사하고,
    상기 투광 부재는 상기 반사경이 반사하는 빛을 전방에 투과시키며,
    상기 광원이 발생하는 빛을 투과시키지 않는 소재로 상기 투광 부재와 일체로 형성되고, 상기 투광 부재가 전방으로 투과시키는 빛의 일부를 가장자리에서 차광하는 차광 부재를 더 구비하며,
    상기 반사경은 상기 광원이 발생하는 상기 빛을 상기 차광 부재의 가장자리의 근방에 반사하고,
    상기 렌즈는 상기 가장자리의 일부의 형상에 기초하여 상기 차량용 전조등의 배광 패턴에 있어서의 명암 경계를 정하는 커트라인의 일부를 형성하는 빛을 조사하는 것을 특징으로 하는 차량용 전조등.
  5. 제4항에 있어서, 상기 반사경은 상기 광원의 후방에서 상기 광원을 덮도록 형성되고, 상기 광원이 발생하는 상기 빛을 상기 차광 부재의 앞 가장자리 근방에 반사하는 제1 반사경이며,
    상기 차광 부재는 상기 투광 부재를 사이에 두고 상기 제1 반사경과 대향하여 상기 투광 부재의 표면의 일부에 설치되는 제2 반사경에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 전조등.
  6. 제1항에 있어서, 상기 반사경은 상기 투광 부재의 표면의 일부에 증착된 금속에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 전조등.
  7. 제1항에 있어서, 상기 광원은 반도체 발광 소자를 구비하고, 상기 투광 부재는 상기 반도체 발광 소자를 밀봉하는 것을 특징으로 하는 차량용 전조등.
  8. 전방에 빛을 조사하는 차량용 전조등으로서,
    빛을 발생하는 광원과;
    상기 빛을 투과시키는 소재로 형성되어 상기 광원이 발생하는 빛을 전방에 투과시키는 투광 부재와;
    상기 광원이 발생하는 빛을 투과시키지 않는 소재로 상기 투광 부재의 일부에 충진되어, 상기 투광 부재가 전방에 투과시키는 상기 빛의 일부를 가장자리에서 차광하는 차광 부재; 및
    상기 투광 부재와 일체로 형성되어, 상기 가장자리의 일부의 형상에 기초하여 상기 차량용 전조등의 배광 패턴에 있어서의 명암 경계를 정하는 커트라인의 일부를 형성하는 빛을 조사하는 렌즈
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 전조등.
  9. 광원이 발생하는 빛을 조사하는 광학 유닛으로서,
    상기 빛을 투과시키는 소재로 형성된 투광 부재와;
    상기 투광 부재의 표면의 일부에 형성되어 상기 광원의 근방에 광학적 중심을 갖고, 상기 광원으로부터 상기 투광 부재를 통해 입사하는 상기 빛을 반사하는 반사경; 및
    상기 투광부재의 일부로 형성되어, 상기 반사경이 반사하는 상기 빛을 편향시켜 차량용 전조등의 외부로 조사하는 렌즈
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
  10. 광원이 발생하는 빛을 조사하는 광학 유닛으로서,
    상기 빛을 투과시키는 소재로 형성되어 상기 광원이 발생하는 빛을 전방에 투과시키는 투광 부재와;
    상기 광원이 발생하는 빛을 투과시키지 않는 소재로 상기 투광 부재의 일부에 충진되어, 상기 투광 부재가 전방에 투과시키는 상기 빛의 일부를 가장자리에서 차광하는 차광 부재; 및
    상기 투광 부재와 일체로 형성되어, 상기 가장자리의 일부의 형상에 기초하여 상기 차량용 전조등의 배광 패턴에 있어서의 커트라인을 형성하는 빛을 조사하는 렌즈
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
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