KR101332476B1 - 차량용 헤드램프 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면, 내부 공간이 형성된 본체; 상기 본체의 내부 공간에 배치되고, 외부의 제어에 의해 각각 점등되는 제1 및 제2발광부; 및 상기 본체의 전방 측에 배치되어 상기 제1 및 제2발광부에서 발광된 광이 차량 전방으로 균일하게 조사되도록 하는 것으로, 상기 제1발광부의 광을 하향 조사하는 로우빔용 굴절부와, 상기 제2발광부의 광을 정면으로 조사하는 하이빔용 굴절부를 포함하는 렌즈를 구비하는 차량용 헤드램프가 제공된다.
이와 같은 본 발명의 차량용 헤드램프에 의하면, 각각 LED 광원을 포함하는 두개의 발광부와, 이러한 각 발광부에 대응하여 광의 조사 방향을 변경하는 로우빔용 굴절부와 하이빔용 굴절부에 의하여 용이하게 하이빔과 로우빔을 구현할 수 있기 때문에, 그 구조가 간단하여 제조비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 차량의 진동과 같은 외부 충격에 의해 헤드램프가 오작동 되는 종래 헤드램프의 문제점을 해결할 수 있다.

Description

차량용 헤드램프{Head lamp for vehicle}
본 발명은 차량용 헤드램프(Head lamp)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 두개의 광원에서 각각 발광된 광이 헤드램프의 렌즈를 통과하며 각각 로우빔(Low beam)과 하이빔(High beam)으로 차량 전방으로 조사될 수 있도록 하는 바이펑션(Bi-function) 기능을 갖는 차량용 헤드램프에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 헤드램프는, 차량의 야간 주행 시 주행방향의 사물을 잘 볼 수 있도록 하는 조명기능 및 다른 차량이나 기타 도로 이용자에게 자기 차량의 주행상태를 알리기 위한 용도로 구비된다.
상기 헤드램프는 어느 정도의 빛이 확산되어 주위의 상태를 파악할 수 있어야 하며, 이와 동시에 교행하는 대향차에 눈부심 등에 의한 운전의 방해를 주지 않도록 하여야 한다. 이를 위해 상기 헤드램프에서 조사되는 광은 사용자의 필요에 따라 하이빔(High beam)과 로우빔(Low beam)으로 구분된다.
상기 로우빔은 차량의 전방측 노면을 향하여 조사되며, 일반적인 차량 주행 상태의 헤드램프 조사상태이다. 상기 하이빔은 차량의 전방측 정면을 향하여 조사되며, 한적한 도로에서의 주행 시 먼 곳의 물체를 용이하게 인식할 수 있도록 하기 위해 사용될 수 있다.
일반적으로 4등식의 경우 하이빔과 로우빔은 각각의 모듈로 분할배치되어 있으나, 이 두 모듈을 하나의 MFR(반사경) 모듈로 구성한 것을 2등식이라 하고, 프로젝션 렌즈 모듈로 구성한 것을 바이펑션(Bi-function) 헤드램프라고 한다. 그런데 종래의 바이펑션 기능을 갖는 차량용 헤드램프는, 하이빔과 로우빔의 구현을 위해 단일의 광원을 설치한 후, 광의 경로를 변경시키는 반사경과 렌즈를 기계적으로 동작시켜 하이빔과 로우빔이 구현되도록 하고 있다.
그러나 상기한 바와 같은 종래의 바이펑션 기능을 갖는 차량용 헤드램프에 있어서는, 반사경과 렌즈를 기계적으로 동작시키기 위한 장치로 인하여 구조가 복잡해지고, 이에 따라 높은 제조비용이 소요되는 단점이 있다.
또한 반사경과 렌즈를 기계적으로 동작시키기 위한 장치가 외부의 진동 등과 같은 충격으로 인하여 손상되면, 하이빔과 로우빔의 구현이 적절하게 이루어지지 않게 되는 문제점을 내포하고 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 구조가 간단하여 제조비용를 절감하면서도 용이하게 하이빔과 로우빔을 구현할 수 있는 차량용 헤드램프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 차량용 헤드램프는, 내부 공간이 형성된 본체; 상기 본체의 내부 공간에 배치되고, 외부의 제어에 의해 각각 점등되는 제1 및 제2발광부; 및 상기 본체의 전방 측에 배치되어 상기 제1 및 제2발광부에서 발광된 광이 차량 전방으로 균일하게 조사되도록 하는 것으로, 상기 제1발광부의 광을 하향 조사하는 로우빔용 굴절부와, 상기 제2발광부의 광을 정면으로 조사하는 하이빔용 굴절부를 포함하는 렌즈를 구비한다.
여기서 상기 차량용 헤드램프는, 상기 제1 및 제2발광부가 배치되어, 상기 제1 및 제2발광부로부터 발생한 열을 전달 받아 방열시키는 방열블록을 더 포함할 수 있다.
또한 상기 제1발광부는, LED를 포함하는 제1광원과, 상기 제1광원에서 확산된 광이 집광되도록 반사하기 위하여, 제1 및 제2초점을 갖는 타원면을 구비하는 제1집광판을 포함할 수 있다. 여기서 상기 제1광원은, 상기 제1집광판에 상대적으로 근접한 제1초점 상에 배치될 수 있다. 또한 상기 로우빔용 굴절부의 초점은 상기 제1집광판의 제2초점과 일치할 수 있다.
더욱이 상기 하이빔용 굴절부는, 상기 제2발광부로부터 입사된 광을 전방으로 평행하게 조사할 수 있다.
게다가 상기 제2발광부는, LED를 포함하는 제2광원과, 상기 제2광원에서 확산된 광이 평행하도록 반사하기 위하여, 포물면을 가지는 제2집광판을 포함할 수 있다. 여기서 상기 제2발광부는, 상기 제2집광판에서 반사된 광을 상기 렌즈 측으로 반사하는 보조 반사판을 더 포함할 수 있다. 또한 상기 제2광원은 상기 제2집광판의 초점 상에 배치될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 차량용 헤드램프에 의하면, 각각 LED 광원을 포함하는 두개의 발광부와, 이러한 각 발광부에 대응하여 광의 조사 방향을 변경하는 로우빔용 굴절부와 하이빔용 굴절부에 의하여 용이하게 하이빔과 로우빔을 구현할 수 있기 때문에, 그 구조가 간단하여 제조비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 차량의 진동과 같은 외부 충격에 의해 헤드램프가 오작동 되는 종래 헤드램프의 문제점을 해결할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드램프를 나타낸 단면도,
도 2는 도 1에 나타낸 제1집광판과 로우빔용 굴절부의 상관관계를 설명하기 위한 참고도,
도 3은 도 1에 나타낸 제2집광판, 보조 반사판 및 하이빔용 굴절부의 상관관계를 설명하기 위한 참고도,
도 4 내지 도 6은 도 1에 나타낸 렌즈의 실시예들을 각각 도시한 단면도들.
도 7은 도 1에 나타낸 차량용 헤드램프에서 로우빔의 구현을 설명하기 위한 도면,
도 8은 도 1에 나타낸 차량용 헤드램프에서 하이빔의 구현을 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드램프를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 제1집광판과 로우빔용 굴절부의 상관관계를 설명하기 위한 참고도이며, 도 3은 도 1에 나타낸 제2집광판, 보조 반사판 및 하이빔용 굴절부의 상관관계를 설명하기 위한 참고도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 헤드램프(100)는, 본체(110)와, 제1 및 제2발광부(120, 130)와, 렌즈(150)를 포함한다.
상기 본체(110)는, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드램프(100)의 전체적인 형태를 이룬다. 일러한 본체(110)는 사용자의 필요에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 그 내부에 후술하는 구성요소들이 배치되는 공간을 제공한다.
상기 제1 및 제2발광부(120, 130)는, 외부에서 공급되는 전원에 의해 발광된다. 그리고 제1 및 제2발광부(120, 130)는 운전자에 의해 스위치 조작되어 점등된다. 이때, 제1 및 제2발광부(120, 130)는 서로 개별적으로 점등될 수 있게 배선된다.
보다 상세히 설명하면, 상기 제1발광부(120)는 로우빔용의 광을 발광하고, 제2발광부(130)는 하이빔용의 광을 발광한다. 그리고 제1 및 제2발광부(120, 130)에서 각각 발광된 광은 후술하는 렌즈(150)를 통해 차량 전방으로 조사된다.
여기서, 상기 제1 및 제2발광부(120, 130)는 각각 별도로 배치될 수 있지만, 소정의 형태를 갖는 방열블록(140) 상에 동시에 배치될 수 있다. 첨부된 도면에서는 방열블록(140)이 직육면체의 형태이지만, 제1 및 제2발광부(120, 130)가 배치될 수 있다면 사용자의 필요에 따라 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
상기 방열블록(140)은 제1 및 제2발광부(120, 130)의 발광 동작 시 발생한 열을 외부로 방출한다. 여기서 상기 제1발광부(120)는 제2발광부(130) 보다 상대적으로 높은 위치에 배치되는 것이 바람직하지만, 그 배치위치가 한정되는 것은 아니다.
다만 본 발명의 실시예에서는, 상기 제1발광부(120)가 육면체 형태를 갖는 방열블록(140)의 상부에 배치되고, 상기 제2발광부(130)가 방열블록(140)의 전방면에 배치된 것을 예시하여 설명한다. 또한 차량의 주행 시, 하이빔보다는 로우빔의 사용 빈도가 높으므로, 상기 제1발광부(120)는 렌즈(150)의 광축 상에 배치되거나 렌즈(150)의 광축에 근접하여 배치되는 것이 바람직하다.
상기 렌즈(150)는, 본체(110)의 전방 측에 배치되어 상기 제1 및 제2발광부(120, 130)에서 발광된 광이 차량 전방으로 균일하게 조사되도록 한다. 이를 위해 상기 렌즈(150)는, 제1발광부(120)의 광을 하향 조사할 수 있는 로우빔용 굴절부(152)와, 제2발광부(130)의 광을 정면으로 조사할 수 있는 하이빔용 굴절부(154)를 포함한다.
이하 상기 제1발광부(120)와 로우빔용 굴절부(152)의 상관관계 및 상기 제2발광부(130)와 하이빔용 굴절부(154)의 상관관계를 설명하도 한다.
상기 제1발광부(120)는 LED(Light Emitting Diode)로 이루어지는 제1광원(122)과, 이러한 제1광원(122)에서 발광된 광을 후술하는 렌즈(150) 측으로 반사하여 집광시키는 제1집광판(124)을 포함한다. 여기서 상기 제1집광판(124)은 방열블록(140) 상에 배치되므로, 제1집광판(124)의 배치를 용이하게 하기 위해 반구 형태이고, 렌즈(150)를 향한 부분이 개방되는 형태인 것이 바람직하다.
상기 제2발광부(130)는 LED로 이루어지는 제2광원(132)과, 이러한 제2광원(132)에서 발광된 광을 평행 광선으로 반사시키는 제2집광판(134)을 포함한다. 또한, 제2발광부(130)는 보조 반사판(136)을 더 포함할 수 있다. 상기 제2광원(132)은 LED로 이루어지고, 외부의 전원을 인가받아 발광한다. 그리고 제2광원(132)은 제1광원(122)과는 별도의 스위치 회로에 의해 발광 동작한다. 여기서 상기 제2집광판(134)은 방열블록(140) 상에 배치되므로, 배치를 용이하게 하기 위해 반구 형태이고, 상부를 향한 부분이 개방되는 형태인 것이 바람직하다.
위와 같은 본 발명의 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1집광판(124)은 타원면인 반사면을 구비하는 오목거울 형태인 것이 바람직하다. 이때, 상기 제1집광판(124)은 반사면이 타원면이므로, 제1 및 제2초점(F1, F2)을 갖는다.
상기 제1초점(F1)은 제2초점(F2) 보다 제1집광판(124)에 상대적으로 근접한다. 이때, 제1집광판(124)의 제1초점(F1) 상에는 제1광원(122)이 배치되는 것이 바람직하다. 그리고 상기 로우빔용 굴절부(152)의 초점(F)은 제1집광판(124)의 제2초점(F2)과 일치하는 상태로 배치되는 것이 바람직하다. 따라서 상기 제1발광부(120)의 제1광원(122)이 발광되면, 발광된 광 중 전방으로 조사되는 광을 후술하는 보조 반사판에 의해 차단되고, 제1집광판(124)으로 조사되는 광은 제1집광판(124)에서 반사되어 제2초점(F2)에 집광된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제2집광판(134)은 포물면인 반사면을 구비하는 오목거울 형태인 것이 바람직하다. 이때, 제2집광판(134)은 반사면이 포물면이므로, 단일개의 초점(F3)을 갖는다. 제2집광판(134)의 초점(F3)에 제2광원(132)을 위치시키면, 제2광원(132)의 광중 제2집광판(134)에 반사된 광은 반사된 후 평행광선을 이룬다.
또한 상기 제2집광판(134)은 제2광원(132)의 광을 헤드램프(100)의 상부로 반사시킨다.
상기 제2발광부(130)는 제1발광부(120) 보다 상대적으로 낮은 위치에 배치되므로, 제2집광판(134)에서 반사된 광이 차량 전방으로 조사되도록 보조 반사판(136)이 배치되는 것이 바람직하다.
상기 보조 반사판(136)은 반사면이 평면 형태인 것이 바람직하다. 보조 반사판(136)은 제2집광판(124)에서 반사된 광을 하이빔용 굴절부(154)로 반사시킨다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 렌즈(150)는 제1 및 제2발광부(120, 130)에서 발광된 광을 차량의 전방으로 조사한다. 이러한 렌즈(150)는, 전술한 바와 같이 로우빔용 굴절부(152)와 하이빔용 굴절부(154)를 포함한다.
상기 로우빔용 굴절부(152)는 제1발광부(120)에서 발광된 광이 로우빔으로서 차량의 전방으로 조사되도록 한다. 이러한 로우빔용 굴절부(152)는 렌즈(150) 상에서 중심축을 기준으로 하부 측인 것이 바람직하다. 로우빔용 굴절부(152)는 전체적으로 볼록 렌즈 형상으로 형성되어, 제1발광부(120)에서 발광된 광을 로우빔으로서 차량의 전방으로 조사한다. 이때, 로우빔용 굴절부(152)의 초점(F)은 제1집광판(124)의 제2초점(F2)과 일치하도록 배치되는 것이 바람직하다. 따라서 제1집광판(124)에서 집광된 광은 로우빔용 굴절부(152)를 통과하면서 평행광선이 되고, 이 상태에서 차량 전방으로 조사될 수 있다.
상기 하이빔용 굴절부(154)는 렌즈(150) 상에서 중심축을 기준으로 상부 측에 위치된다. 이러한 하이빔용 굴절부(154)는 렌즈의 두께가 전체적으로 동일하게 형성되어 제2발광부(130)에서 발광된 광이 별도의 굴절이나 확산없이 차량 전방으로 조사될 수 있도록 한다. 하이빔용 굴절부(154)를 통해 조사되는 광은 하이빔이 된다.
이상에서는 상기 로우빔용 굴절부(152)와 하이빔용 굴절부(154)가 단일 렌즈(150)의 상부와 하부에 각각 형성된 것으로 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로서 별도로 구비될 수도 있다.
도 4 내지 도 6은 도 1에 나타낸 렌즈의 실시예들을 각각 도시한 단면도들이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 렌즈(150A)는 로우빔용 굴절부(152a)와 하이빔용 굴절부(154a)가 각각 별도로 제작된 후, 상하로 배치되도록 이루어질 수 있다.
또한 도 5에 도시된 바와 같이, 렌즈(150B)는 로우빔용 굴절부(152a) 만을 포함할 수 있다. 여기서, 하이빔용 굴절부는 통과하는 광에 대하여 별도의 굴절이나 확산 없이 전방으로 조사되므로, 렌즈(150B)에서 하이빔용 굴절부는 생략되었다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이 렌즈(150C)가 형성될 수 있다. 여기서 하이빔용 굴절부(154c)는 전방을 향하여 볼록하게 형성되지만, 전체적으로 동일한 두께로 형성되고, 로우빔용 굴절부(152c)는 볼록렌즈 형태로 형성된 후, 하이빔용 굴절부(154c)의 내측에 배치될 수 있다.
도 4 내지 도 6에 도시된 렌즈는 각각 양산성을 고려하여 제작된 렌즈의 일 예로서, 렌즈의 형태는 사용자의 필요에 따라 다양하게 이루어질 수 있다.
이하 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드램프(100)의 작용 및 효과를 설명하기로 한다.
도 7은 도 1에 나타낸 차량용 헤드램프에서 로우빔의 구현을 설명하기 위한 도면이다.
도면을 참조하면, 상기 제1발광부(120)의 제1광원(122)에서 발광된 광의 일부는 헤드램프(100)의 전방을 향하여 조사되지만, 보조 반사판(136)에 의해 차단된다. 제1광원(122)에서 발광된 광의 나머지는 후방을 향하여 조사되고 제1집광판(124)에서 반사된다.
상기 제1광원(122)은 제1집광판(124)의 제1초점(F1)에 배치되어 있으므로, 제1집광판(124)에서 반사된 광은 제2초점(F2)에 집광된다. 제1집광판(124)의 제2초점(F2)은 로우빔용 굴절부(152)의 초점(F)과 일치하므로, 제1발광부(120)에서 발광된 광은 로우빔용 굴절부(152)를 통과하며 평행광선으로 변환된 후 차량의 전방측 지면을 향하여 조사한다. 즉, 로우빔이 구현된다.
도 8은 도 1에 나타낸 차량용 헤드램프에서 하이빔의 구현을 설명하기 위한 도면이다.
도면을 참조하면, 상기 제2발광부(130)의 제2광원(132)에서 발광된 광의 일부는 상향으로 조사된 후, 보조 반사판(136)에서 반사되어 차량 전방으로 조사된다. 제2광원(132)에서 발광된 광의 나머지는 하향으로 조사되지만 제2집광판(134)에서 반사된다.
상기 제2집광판(134)의 초점 상에는 제2광원(132)이 배치되어 있으므로, 제2집광판(134)에서 반사된 광은 평행광선으로서, 상부로 조사된다.
상기 제2집광판(134)에서 반사된 광은 보조 반사판(136)에서 반사되어, 하이빔용 굴절부(154)를 통과한 후, 하이빔으로서 차량의 전방 상향을 향하여 조사된다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 차량용 헤드램프(100)에 의하면, 각각 LED 광원(122, 132)을 포함하는 두개의 발광부(120, 130)와, 이러한 각 발광부(120, 130)에 대응하여 광의 조사 방향을 변경하는 로우빔용 굴절부(152)와 하이빔용 굴절부(154)에 의하여 용이하게 하이빔과 로우빔을 구현할 수 있기 때문에, 그 구조가 간단하여 제조비용을 절감할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100 : 차량용 헤드램프 110 : 본체
120 : 제1발광부 122 : 제1광원
124 : 제1집광판 130 : 제2발광부
132 : 제2광원 134 : 제2집광판
140: 방열 블록 150: 렌즈
152 : 로우빔용 굴절부 154 : 하이빔용 굴절부

Claims (11)

  1. 내부 공간이 형성된 본체;
    상기 본체의 내부 공간에 배치되고, 외부의 제어에 의해 각각 점등되는 제1 및 제2발광부; 및
    상기 본체의 전방 측에 배치되어 상기 제1 및 제2발광부에서 발광된 광이 차량 전방으로 균일하게 조사되도록 하는 것으로, 상기 제1발광부의 광을 하향 조사할 수 있는 로우빔용 굴절부와, 그 두께가 전체적으로 동일하게 형성되고 상기 제2발광부의 광을 정면으로 조사할 수 있는 하이빔용 굴절부를 포함하는 렌즈를 구비하는 차량용 헤드램프.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 및 제2발광부가 배치되어, 상기 제1 및 제2발광부로부터 발생한 열을 전달 받아 방열시키는 방열블록을 더 포함하는 차량용 헤드램프.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1발광부는,
    LED를 포함하는 제1광원과,
    상기 제1광원에서 확산된 광이 집광되도록 반사하기 위하여, 제1 및 제2초점을 갖는 타원면을 구비하는 제1집광판을 포함하는 차량용 헤드램프.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1광원은, 상기 제1초점 상에 배치되는 차량용 헤드램프.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 로우빔용 굴절부의 초점은 상기 제1집광판의 제2초점과 일치하는 차량용 헤드램프.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1광원은, 상기 제1초점 상에 배치되며,
    상기 로우빔용 굴절부의 초점은 상기 제1집광판의 제2초점과 일치하는 차량용 헤드램프.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 하이빔용 굴절부는, 상기 제2발광부로부터 입사된 광을 전방으로 평행하게 조사하는 차량용 헤드램프.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2발광부는,
    LED를 포함하는 제2광원과,
    상기 제2광원에서 확산된 광이 평행하도록 반사하기 위하여, 포물면을 가지는 제2집광판을 포함하는 차량용 헤드램프.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2발광부는,
    상기 제2집광판에서 반사된 광을 상기 렌즈 측으로 반사하는 보조 반사판을 더 포함하는 차량용 헤드램프.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2광원은 상기 제2집광판의 초점 상에 배치되는 차량용 헤드램프.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2발광부는,
    상기 제2집광판에서 반사된 광을 상기 렌즈 측으로 반사하는 보조 반사판을 더 포함하며,
    상기 제2광원은 상기 제2집광판의 초점 상에 배치되는 차량용 헤드램프.
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