KR100920556B1 - 프로젝터형 헤드 램프 - Google Patents

Abstract

종래의 프로젝터형 헤드 램프는 하향 광선 배광 시에 셔터에 의해 거의 절반 정도의 빛이 차단되기 때문에 효율이 낮았다. 또한, 설치 상태에서 투사 렌즈만이 관측되어 바람직하지 않게 구식 디자인을 초래한다. 본 발명의 프로젝터형 헤드 램프(1)에서는, 투사 렌즈(5)의 중심을 관통하는 종단면이 볼록한 전방면과 평평한 후방면(5a)을 포함한다. 후방면(5a) 상의 상부 단부와 하부 단부를 연결하는 선은 연직에 대해 경사진다. 따라서, 투사 렌즈(5)는 전체 빛을 하향으로 지향시키는 프리즘 작용을 갖는다. 이는 셔터(4)에 의해 차단되는 빛의 양을 감소시키며, 개선된 광도 및 신규한 설계 외형을 제공하는 효과가 있다.

반사경, 투사 렌즈, 프로젝터형 헤드 램프, 전방면, 후방면

Description

프로젝터형 헤드 램프{Projector Headlamp}

도1은 본 발명에 따른 프로젝터형 헤드 램프의 제1 실시예를 도시하는 단면도.

도2는 본 발명에 따른 프로젝터형 헤드 램프의 제2 실시예를 도시하는 단면도.

도3은 본 발명에 따른 프로젝터형 헤드 램프의 제3 실시예를 도시하는 단면도.

도4는 본 발명에 따른 프로젝터형 헤드 램프의 제4 실시예를 도시하는 단면도.

도5는 제4 실시예의 정면도.

도6은 본 발명에 따른 프로젝터형 헤드 램프의 제5 실시예를 도시하는 단면도.

도7은 종래 기술을 도시하는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 프로젝터형 헤드 램프

2 : 광원

3 : 반사경

4 : 셔터

5 : 투사 렌즈

5a : 후방면

10 : 차량 본체

90 : 헤드 램프

본 발명은 차량 램프에 관한 것이며, 특히 헤드 램프 및 안개등과 같은 조명용 차량 램프에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 제1 초점과 제2 초점을 갖는 회전 타원체형 반사경, 투사 렌즈 및 배광 특성에 불필요한 빛의 차광부에 의해 배광 특성을 구성하도록 선택적으로 채용된 셔터를 포함하는 소위 프로젝터형 헤드 램프에 관한 것이다.

본 기술 분야의 이러한 프로젝터형 헤드 램프(90)의 배열은 도7에 도시된다. 이는 제1 초점 및 제2 초점을 갖는 (예컨대, 회전 타원체 또는 합성 타원형인) 타원형 반사경(91)을 포함한다. 할로겐 램프 내의 필라멘트 및 금속 할로겐화물 방전 튜브 내의 아크와 같은 광원(92)은 제1 초점에 위치되어 제2 초점(f2) 상에 이를 수렴시킨다.

프로젝터형 헤드 램프(90)가 하향 광선 배광을 형성하도록 채용된다면, 셔터(93)는 하향 광선 배광에 불필요한 상향 광선 부분을 차광하는 제2 초점(f2)의 부근에 배열된다. 셔터(93) 부근에 초점을 갖는 투사 렌즈(94)가 채용되어 빛을 전방으로 투사하여 소정의 배광 특성을 얻는다.

그러나, 전술한 종래의 프로젝터형 헤드 램프(90)에서는, 투사 렌즈(94) 또는 외부에서 관측되는 투사 렌즈의 일부만이 필연적으로 볼록한 전방면과 평평한 후방면을 갖는 볼록 렌즈의 형태로 제조되어, 불리한 구식 구조와 균일한 형태가 된다.

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 특정 수단으로 프로젝터형 헤드 램프를 제공한다. 이러한 프로젝터형 헤드 램프는 제1 초점 및 제2 초점을 갖는 반사경과, 대체로 제1 초점에 위치된 광 화상을 투사하기 위해 제2 초점 부근에 초점을 갖는 투사 렌즈를 포함한다. 투사 렌즈의 중심을 관통하는 종단면은 빛의 투사측에 외부로 볼록한 전방면과 반사경에 대향하는 평평한 후방면을 포함한다. 후방면 상의 상부 단부와 하부 단부를 연결하는 선은 연직에 대해 경사진다. 다르게는, 프로젝터형 헤드 램프는 제1 초점 및 제2 초점을 갖는 반사경과, 대체로 제1 초점에 위치된 광 화상을 투사하기 위해 제2 초점 부근에 초점을 갖는 투사 렌즈를 포함한다. 투사 렌즈의 중심을 관통하는 종단면은 빛의 투사측에 외부로 볼록한 전방면과 반사경에 대향하는 볼록하거나 오목한 후방면을 포함한다.

본 발명의 다른 특징 및 장점은 이하의 양호한 실시예의 설명으로 명확해질 것이다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명으로 더욱 완전하게 이해될 것이다.

본 발명은 도면을 기초로 상세하게 설명될 것이다. 도1은 본 발명에 따른 프로젝터형 헤드 램프(1)의 제1 실시예를 도시한다. 본 발명에서도, 종래 기술과 유사하게 프로젝터형 헤드 램프(1)는 광원(2), 광원(2)을 제1 초점의 위치에 위치시키는 타원형 또는 회전 타원체형 반사경(3), 필요한 경우 하향 광선 배광을 형성하기 위해 제2 초점(f2) 부근에 선택적으로 배열된 셔터(4) 및 조명 방향으로 반사경(3) 및 셔터(4)를 통해 형성된 광선을 투사하는 투사 렌즈(5)를 포함한다.

본 발명에서, 투사 렌즈(5)는 종래 기술과 유사한 수지 재료 또는 유리 재료를 사출 성형하여 형성될 수 있다. 최근에는, 열 저항 특성과 성형 기술의 발달에 힘입어, 어떠한 함몰부도 형성하지 않고 투사 렌즈(5)로서 불균일한 두께를 갖는 두꺼운 형태의 성형이 가능하다. 본 발명의 제1 실시예에서, 평평한 후방면(5a)은 경사진다. 투사 렌즈(5)의 중심선(X)을 관통하는 종단면에서, 상부 단부(P)는 하부 단부(Q)에 대해 프로젝터형 헤드 램프(1)의 조명 방향으로 전방에 위치된다.

따라서, 투사 렌즈(5)는 렌즈와 빛을 하향으로 굴절시키는 프리즘이 결합된 것과 동등하게 작용한다. 따라서, 반사경(3)으로부터의 모든 빛은 소정의 각도로 하향 굴절될 수 있다. 예컨대 하향 광선 배광을 형성하기 위한 프로젝터형 헤드 램프(1) 상의 전술한 작용을 고려하면, 하향 광선 배광은 기본적으로 상향 광선을 포함하지 않도록 하향 광선 배광에 불필요한 빛을 차광하기 위해 셔터에 의해 조절된다.

본 발명에서, 투사 렌즈(5)는 위에서 설명한 바와 같이 반사경(3)으로부터의 모든 빛을 굴절시키는 프리즘 작용을 구비하여, 반사경(3)으로부터 반사된 빛의 일부 또는 본 기술 분야에서의 상향 광선은 하향 광선이나 수평 광선으로 전환될 수 있다. 따라서, 셔터(4)에서 차단된 빛의 양은 종래 기술과 비교하여 감소될 수 있어서, 프로젝터형 헤드 램프(1)로부터 투사된 빛의 양을 증가시킨다.

도2는 본 발명에 따른 프로젝터형 헤드 램프(1)의 제2 실시예를 도시한다. 제1 실시예에서, 투사 렌즈(5)는 평평하게 형성된 후방면을 갖는 것으로 설명되었다. 반대로, 제2 실시예에서는, 투사 렌즈(15)는 중심선(X)을 관통하는 종단면에 원호를 나타내는 후방면(15a)을 갖도록 형성된다. 전술된 제1 실시예에서는, 위에서 설명한 바와 같이 프로젝터형 헤드 램프(1)로부터의 빛의 양이 반드시 증가할 수 있다. 이에 반해, 투사 렌즈(5)의 상부 단부(P)에서는 반사경(3)으로부터 반사된 빛이 완만한 각도(α)로 투사 렌즈(5)의 후방면에 입사하여(도1 참조), 표면 반사가 일어나기 쉽다.

제2 실시예에서는 전술한 상황을 고려하여, 투사 렌즈(15)의 후방면(15a)은 제1 실시예에서 설명한 바와 같은 프리즘 작용을 갖도록 형성된다. 또한, 반사경(3)으로부터 반사된 빛이 가능한 한 직각에 가까운 각도로 후방면에 입사되게 한다. 이는 표면 반사에 의한 손실이 발생하는 것을 방지하는 효과가 있다. 특히, 후방면은 제2 초점(f2)에 중심(R)을 갖는 원호로 형성된다.

중심(R)이 제2 초점(f2)의 위치에서 결정된다면, 실제로 제2 초점(f2)으로부터 조사된 빛은 대체로 표면 반사 없이 거의 직각으로 투사 렌즈(15)에 진입한다. 그러나, 이러한 경우에, 후방면(15a)의 형태(원호)의 상부 및 하부는 중심선(X)에 대해 대칭이어서, 원하는 프리즘 작용을 상실한다(도3 참조). 따라서, 원호의 중심은 적절하게 경사진 위치로 결정된다. 따라서, 투사 렌즈(15)의 후방면(15a)에 설정된 오목 정점(S)은 대략 투사 렌즈(15)의 상부 단부(P)에 존재한다.

후방면(15a)의 형성에서, 원호는 중심(R)과 정점(S)을 연결한 축(Y) 또는 중심선(X)과 거의 평행한 축을 중심으로 회전되어, 대략 리세스된 구의 형상으로 만곡된 후방면(15a)을 얻는다. 후방면(15a)에 대해서는, 중심선(X)에 대해 경사지고 도면에서 축(Z)으로 도시된 선 상에 중심(R')를 갖는 원호가 축(Z)을 중심으로 회전함으로써 얻어지는 대체로 리세스된 구로 교체될 수 있다.

원호를 형성하는 것은 차량 헤드 램프를 위해 그다지 필요치 않은 상향 및 하향 산란을 일으킬 수 있다. 따라서, 필요한 범위 내에서 산란을 유지하도록 적절한 직경을 결정하는 것이 요구된다. 다르게는, 투사 렌즈(15)는 소정의 산란각을 결정하기 위해 전방면에서 곡률을 변화시키도록 적절히 설계될 수 있다.

따라서, 제2 실시예의 프로젝터형 헤드 램프(1)에서는, 제1 실시예의 프리즘 작용으로 인해 셔터(4)에서 차단되는 빛의 양을 감소시키는 것이 가능하다. 또한, 투사 램프(15)의 후방면(15a)에서 표면 반사를 감소시키는 것이 가능하다. 이러한 작용의 상승 효과는 프로젝터형 헤드 램프(1)에 추가의 광도를 부여할 수 있다.

도3은 본 발명에 따른 프로젝터형 헤드 램프(1)의 제3 실시예를 도시한다. 제3 실시예는 상향 광선 배광을 위한 프로젝터형 헤드 램프(1)를 도시한다. 이러한 경우에, 셔터(4)는 제공되지 않는다. 따라서, 제1 및 제2 실시예에서 설명된 프리즘 작용이 제공되더라도, 빛의 양을 증가시키는 작용에 있어서는 특별한 효과가 없다.

투사 렌즈(25)의 후방면(25a)에서의 표면 반사를 감소시키기 위해, 후방면(25a)은 거의 제2 초점(f2)에 위치된 중심(R)을 갖는 원호의 형태가 된다. 따라서, 반사경(3)으로부터의 빛은 직각으로 투사 렌즈(25)에 입사될 수 있다. 이는 후방면(25a)에서의 표면 반사를 감소시키는 효과가 있다. 결국, 표면 반사 및 매우 높은 투과 조명 상태에 의해 빛이 거의 산란되지 않음과 동시에 프로젝터형 헤드 램프(1)로부터의 빛의 양이 증가하는 것이 예상된다.

도4 및 도5는 본 발명에 따른 프로젝터형 헤드 램프(1)의 제4 실시예를 도시한다. 이전의 제2 및 제3 실시예에서, 투사 렌즈(15, 25)의 후방면(15a, 25a)은 각각 리세스된 원호를 적절한 축을 중심으로 회전시켜 얻어지는 리세스된 구의 형태로 구성된다. 반면, 제4 실시예에서, 투사 렌즈(35)의 후방면(35a)은, 예컨대 위의 원호에 내접하는 다각형과 같이 오목하고 각진 형태(35b)가 된다. 도시된 예는 도3에 도시된 제3 실시예에 적용되고 실제로 수지 재료를 사출 성형하기 위한 주형을 사용하여 생산된다.

따라서, 투사 렌즈(35)가 프로젝터형 헤드 램프(1) 외부로부터 관측될 때, 후방면(35a)에 형성된 각진 부분(35b)은 비조명시는 물론 조명 시에도 관측될 수 있다. 결국, 전례 없는 신규한 장치가 얻어질 수 있다. 동시에, 반사경(3)으로부터의 빛이 거의 직각으로 투사 렌즈(35)에 입사되기 때문에, 빛의 양의 증가가 예상될 수 있다.

도6은 전방 단부가 내려간 소위 경사진 노우즈부 형태의 차량 본체(10)의 형상과 설계를 맞추기 위해 제2 실시예를 뒤집음으로써 얻어지는 본 발명의 제5 실시예를 도시한다(따라서, 이는 또한 제1 실시예를 뒤집음으로써 얻어진다). 제5 실시예에서, 투사 렌즈(45)는 설계 효과를 더욱 강조하기 위해 상향으로 경사진 전방면을 갖는다.

이러한 예시에서, 투사 렌즈(45) 상의 하부 단부(Q)는 상부 단부(P)에 대해 조명 방향 전방으로 위치된다. 따라서, 이러한 형태의 프로젝터형 헤드 램프(1) 내의 배광 형성에 중요한 역할을 하는 반사경(3)의 상부 반부에서 반사된 빛을 포획하는 것이 어려워서 헤드 램프를 어두워지게 한다. 따라서, 투사 렌즈(45)의 전방면 및 후방면 중 어느 하나 또는 모두를 반사경에 더욱 가깝게 변위시키도록 상부 반부의 곡률을 하부 반부의 곡률과 상이하게 변화시킴으로서 빛의 양을 보장하는 것이 바람직하다.

위의 설명으로 명확한 바와 같이, 본 발명에 따른 프로젝터형 헤드 램프는 제1 초점 및 제2 초점을 갖는 반사경과, 대체로 제1 초점에 위치된 광 화상을 투사하기 위해 제2 초점 부근에 초점을 갖는 투사 렌즈를 포함한다. 투사 렌즈의 중심을 관통하는 종단면은 빛의 투사측에서 외부로 볼록한 전방면과, 반사경에 대향하는 후방면을 포함한다. 후방면 상의 상부 단부와 하부 단부를 연결하는 선은 연직에 대해 경사진다. 따라서, 우선 반사경으로부터 반사된 빛은 경사진 후방면을 통해 하향으로 굴절된다. 이는 셔터에서 차단되는 빛의 양을 감소시키고, 특히 빛의 양이 부족하다고 지적된 하향 광선 배광 시에 빛의 양을 증가시키는 효과가 있다. 따라서, 본 발명은 이러한 형태의 프로젝터형 헤드 램프의 기능을 개선시키는데 매우 효과적이다.

둘째로, 투사 렌즈의 오목한 다각 후방면은 투사 렌즈가 차량 본체 상에 부착된 경우에 투사 렌즈만이 관측되더라도 다양한 구조를 통해 프로젝터형 헤드 램프에 신규한 외형을 부여할 수 있다. 따라서, 본 발명은 이러한 형태의 프로젝터형 헤드 램프의 시야를 개선시키는데 매우 효과적이다.

본 발명과 일관되는 실시예들이 설명되었지만, 다른 실시예 및 변경예들이 본 발명과 일관된다는 것은 본 기술 분야의 숙련자들에게 명확할 것이다. 따라서, 본 발명은 설명된 실시예로 한정되는 것이 아니며, 특허 청구의범위에 의해서만 한정되어야 한다.

본 발명에 따르면, 종래의 문제점을 해결하는 프로젝터형 헤드 램프를 제공할 수 있다.

Claims (5)

1. 제1 초점 및 제2 초점을 갖는 반사경과,

   상기 반사경의 상기 제1 초점에 일치하여 배치된 광원과,

   상기 반사경의 위치보다도 전방인 제1 방향에 위치하여 상기 제2 초점에 초점을 갖고 상기 광원의 상을 상기 제1 방향으로 투사하는 투사 렌즈를 포함하는 프로젝터형 헤드 램프이며,

   상기 투사 렌즈는 상기 제1 방향에 대해 볼록한 전방면과 상기 제1 방향의 반대 방향에 대해 오목한 후방면을 구비하고,

   상기 투사 렌즈의 상부 단부와 하부 단부를 연결하는 선이 연직에 대해 경사지고, 상기 하부 단부가 상기 상부 단부보다도 상기 전방인 상기 제1 방향에 위치하고,

   상기 투사 렌즈의 상부 반부의 곡률은, 상기 전방면 또는 상기 후방면에 있어서 상기 투사 렌즈의 하부 반부의 곡률과 다른 것을 특징으로 하는 프로젝터형 헤드 램프.
2. 제1항에 있어서, 상기 투사 렌즈는 수지 부재로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프로젝터형 헤드 램프.
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