KR101817830B1 - 차량용 등기구 - Google Patents

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가부시키가이샤 고이토 세이사꾸쇼
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Abstract

본 발명은, 복수의 광원과 하나의 셰이드로 복수의 배광 패턴을 형성할 수 있는 차량용 등기구에 있어서, 2개의 배광 패턴의 일부가 서로 오버랩하는 차량용 등기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.
차량용 등기구(10)는, 차량 전후 방향으로 연장되는 광축 상에 배치되는 투영렌즈(12)와, 투영렌즈의 후방측 초점(F)을 향하는 광을 출사하는 LED(14)와, 투영렌즈의 후방측 초점을 향하는 광을 출사하는 LED(16)와, LED(14)로부터 출사된 광의 일부를 차단하여 제1 컷오프 라인을 갖는 제1 배광 패턴을 형성할 수 있고, LED(16)로부터 출사된 광의 일부를 차단하여 제2 컷오프 라인을 갖는 제2 배광 패턴을 형성할 수 있도록 구성되는 셰이드(22)를 구비한다. 셰이드(22)는, 그 선단 에지(22a)가 후방측 초점(F)보다 후방에 위치한다.

Description

차량용 등기구{VEHICLE LAMP}
본 발명은, 차량용 등기구에 관한 것이다.
종래, 하나의 등기구에 복수의 광원을 배치하고, 각 광원의 점·소등 상태를 개별로 제어함으로써 로우빔용 배광과 하이빔용 배광 패턴을 전환 가능한 차량용 등기구가 고안되어 있다.
예컨대, 투영렌즈와, 투영렌즈의 후방측 초점보다도 후방에 배치된 제1 광원으로부터의 직접광을 전방을 향해 광축 근처로 반사시키는 리플렉터와, 투영렌즈와 상기 제1 광원 사이에 배치되고, 그 선단 에지가 투영렌즈의 후방측 초점 근방에 위치하여 리플렉터로부터의 반사광 중, 후방측 초점의 아래쪽을 통과하는 광의 일부를 차폐함으로써 로우빔용 배광 패턴의 컷오프 라인을 형성하는 컷오프 라인 형성 부재와, 제2 광원으로부터의 광을 투영렌즈의 후방측 초점 근방에 집광시키기 위한 부가 리플렉터를 구비하며, 컷오프 라인 형성 부재의 선단 에지와 투영렌즈의 후방측 초점을 상대적으로 떨어뜨려 놓은 상태에서 제2 광원으로부터의 광을 투영렌즈의 후방측 초점 근방에 집광시킴으로써 하이빔용 배광 패턴을 형성하는 차량용 등기구 유닛이 고안되어 있다(특허문헌 1 참조).
[특허문헌] 일본 특허 공개 제2008-123753호 공보
그러나, 전술한 차량용 등기구 유닛에서는, 하이빔용 배광 패턴을 형성할 때에, 컷오프 라인 형성 부재는, 제1 광원이나 제2 광원으로부터의 광을 차폐하지 않는 위치로 이동한다. 그 때문에, 각 광원으로부터 출사된 광에 의해 형성되는 배광 패턴은, 컷오프 라인을 갖지 않는다.
또한, 전술한 차량용 등기구 유닛에 있어서, 하나의 컷오프 라인 형성 부재를, 제1 광원으로부터의 광의 일부 및 제2 광원으로부터의 광의 일부 양쪽 모두를 차폐하는 위치(즉 투영렌즈의 후방측 초점 근방)에 배치하였다고 하면, 각 배광 패턴은, 모두 컷오프 라인을 갖게 된다. 그 경우, 컷오프 라인 형성 부재의 형상에 따라서는, 2개의 배광 패턴 사이에 비조사 영역이 발생하는 경우가 있다.
본 발명은 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는, 복수의 광원과 하나의 셰이드(shade)로 복수의 배광 패턴을 형성할 수 있는 차량용 등기구에 있어서, 2개의 배광 패턴의 일부가 서로 오버랩하는 차량용 등기구를 제공하는 데에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 양태인 차량용 등기구는, 차량 전후 방향으로 연장되는 광축 상에 배치되는 투영렌즈와, 투영렌즈의 후방측 초점을 향하는 광을 출사하는 제1 광원과, 투영렌즈의 후방측 초점을 향하는 광을 출사하는 제2 광원과, 제1 광원으로부터 출사된 광의 일부를 차단하여 제1 컷오프 라인을 갖는 제1 배광 패턴을 형성할 수 있고 제2 광원으로부터 출사된 광의 일부를 차단하여 제2 컷오프 라인을 갖는 제2 배광 패턴을 형성할 수 있도록 구성되는 셰이드를 구비한다. 셰이드는, 그 선단부가 후방측 초점보다 후방에 위치하고 있다.
이 양태에 따르면, 투영렌즈의 후방측 초점보다 전방을 통과하는 광뿐만 아니라, 투영렌즈의 후방측 초점보다 후방을 통과하는 일부의 광도 제1 배광 패턴이나 제2 배광 패턴의 형성에 기여한다. 그 때문에, 제1 배광 패턴 및 제2 배광 패턴의 일부가 서로 오버랩하여, 2개의 배광 패턴 사이의 비조사 영역의 발생이 억제된다.
셰이드는, 제1 컷오프 라인 및 제2 컷오프 라인이 중앙으로부터 그 좌우 근방 영역까지 수평한 컷오프 라인이 되도록 구성되어도 좋다. 이에 따라, 예컨대, 이륜용에 적합한 배광 패턴을 얻을 수 있다.
셰이드는, 그 선단부가 투영렌즈의 초점 커브와 대향하도록 배치되고, 광축 근방 영역에서의 선단부와 초점 커브 사이의 거리보다도, 광축으로부터 떨어진 영역에서의 선단부와 초점 커브 사이의 거리가 큰 형상이어도 좋다. 이에 따라, 광축으로부터 떨어진 배광 패턴의 양단부의 컷오프 라인의 형상에 변화를 줄 수 있다.
제1 광원으로부터 출사된 광을 투영렌즈를 향해 광축 근처로 반사시키는 제1 리플렉터와, 광축을 사이에 두고 제1 리플렉터의 반대측에 설치되어, 제2 광원으로부터 출사된 광을 투영렌즈를 향해 광축 근처로 반사시키는 제2 리플렉터를 더 구비하여도 좋다. 셰이드는, 상부 에지부에 제1 컷오프 라인을 갖는 로우빔용 배광 패턴을 형성할 수 있고, 하부 에지부에 제2 컷오프 라인을 갖는 하이빔용 배광 패턴을 형성할 수 있도록 구성되어도 좋다. 이에 따라, 각 배광 패턴에 각각 상이한 컷오프 라인을 형성할 수 있다.
셰이드는, 제1 배광 패턴 및 제2 배광 패턴의 각각의 영역의 일부가 중첩되도록 구성되어도 좋다. 이에 따라, 제1 배광 패턴과 제2 배광 패턴이 중첩된 조사 영역의 밝기를 향상시킬 수 있다.
셰이드는, 그 선단부가 후방 초점보다 위쪽에 위치해도 좋다. 이에 따라, 제1 배광 패턴 또는 제2 배광 패턴의 한쪽을 형성하는 광을 감소시키면서, 제1 배광 패턴 또는 제2 배광 패턴의 다른 쪽을 형성하는 광을 증가시킬 수 있다.
또한, 이상의 구성 요소의 임의의 조합, 본 발명의 표현을 방법, 장치, 시스템 등의 사이에서 변환한 것 또한, 본 발명의 양태로서 유효하다.
본 발명에 따르면, 2개의 배광 패턴의 일부가 서로 오버랩하는 차량용 등기구를 제공할 수 있다.
도 1은 제1 실시형태에 따른 차량용 등기구의 종단면도이다.
도 2는 제1 실시형태에 따른 차량용 등기구를 위쪽에서 본 경우의 셰이드 형상을 설명하기 위한 모식도이다.
도 3은 제1 실시형태에 따른 차량용 등기구가 형성하는 배광 패턴의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 4의 (a) 내지 도 4의 (h)는 투영렌즈의 후방측 초점(F)에 대한 셰이드 선단의 위치와 배광 패턴과의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 제2 실시형태에 따른 차량용 등기구의 개략 구성을 도시한 종단면도이다.
도 6은 제3 실시형태에 따른 차량용 등기구의 개략 구성을 도시한 종단면도이다.
도 7은 차량용 등기구가 로우빔용 배광 패턴(PL) 및 오버 헤드 사인(OHS)을 형성하고 있는 상태의 광선도이다.
도 8은 차량용 등기구가 하이빔용 배광 패턴(PH)을 형성하고 있는 상태의 광선도이다.
이하, 본 발명을 적합한 실시형태를 바탕으로 도면을 참조하면서 설명한다. 각 도면에 도시된 동일 또는 동등한 구성 요소, 부재, 처리에는, 동일한 부호를 붙이는 것으로 하고, 적절하게 중복된 설명은 생략한다. 또한, 실시형태는, 발명을 한정하는 것이 아니라 예시이며, 실시형태에 기술되는 모든 특징이나 그 조합은, 반드시 발명의 본질적인 것이라고는 할 수 없다.
(제1 실시형태)
도 1은 제1 실시형태에 따른 차량용 등기구의 종단면도이다. 도 2는 제1 실시형태에 따른 차량용 등기구를 위쪽에서 본 경우의 셰이드 형상을 설명하기 위한 모식도이다. 도 3은 제1 실시형태에 따른 차량용 등기구가 형성하는 배광 패턴의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
본 실시형태에 따른 차량용 등기구(10)는, 배광 패턴의 전환이 가능한 차량용 전조등으로서 이용된다. 차량용 등기구(10)는, 차량 전후 방향으로 연장되는 광축(Ax) 상에 배치되는 투영렌즈(12)와, 투영렌즈(12)의 후방에 배치되는 제1 광원 및 제2 광원으로서의 LED(발광 다이오드)(14, 16)와, 투영렌즈(12)의 후방측 초점(F)보다도 후방에 배치되는 LED(14)로부터 위쪽으로 출사되는 광을 전방을 향해 광축(Ax) 근처로 반사시키는 제1 리플렉터(18)와, 투영렌즈(12)의 후방측 초점(F)보다도 후방에 배치되는 LED(16)로부터 아래쪽으로 출사되는 광을 전방을 향해 광축(Ax) 근처로 반사시키는 제2 리플렉터(20)와, 투영렌즈(12)와 LED(14, 16) 사이의 영역에 선단 에지(22a)가 위치하는 셰이드(22)를 구비한다.
투영렌즈(12)로는, 전방측 표면이 볼록 곡면이고 후방측 표면이 평면인 평볼록 렌즈가 일반적으로 이용된다. 투영렌즈(12)는, 제1 리플렉터(18)와 대향하는 평면인 후단면의 상단과 하단을 잇는 선이 수직에 대하여 평행하게 배치된다.
LED(14, 16)는, 예컨대 사방 1 ㎜ 정도 크기의 단일 발광 칩, 또는 칩을 복수 배열한 직사각형의 발광부를 갖는 백색 발광 다이오드이다. 그리고, 각 LED(14, 16)는, 기판에 실장된 상태로 공용의 베이스부(24)의 상면 또는 하면에 고정된다. 그리고, LED(14)는, 투영렌즈(12)의 후방측 초점(F)을 향하는 광을 출사하고, LED(16)는, 투영렌즈(12)의 후방 초점(F)을 향하는 광을 출사한다.
또한, LED(14)는, 제1 배광 패턴으로서 로우빔용 배광 패턴의 형성시에 점등될 뿐만 아니라, 제2 배광 패턴으로서 하이빔용 배광 패턴의 형성시에도 점등된다. 한편, LED(16)는, 하이빔용 배광 패턴의 형성시에 점등된다.
제1 리플렉터(18)는, 광축(Ax)을 중심축으로 하는 대략 회전 타원면 형상의 반사면(18a)을 갖는다. 이 반사면(18a)은, 광축(Ax)을 포함하는 단면 형상이 대략 타원으로 형성된다. LED(14)는, 이 반사면(18a)의 광축(Ax)을 포함하는 수직 단면으로 형성되는 타원의 제1 초점(F1) 근방에 배치된다. 이에 따라, 반사면(18a)은, LED(14)로부터의 광을 전방으로 광축(Ax) 근처로 반사시키도록 되어 있다. 그 때, 광축(Ax)을 포함하는 수직 단면 내에 있어서는 상기 타원의 제2 초점(F2)에 대략 수렴하도록 되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 이 제2 초점(F2)은, 투영렌즈(12)의 후방측 초점(F)과 대략 일치한다.
제2 리플렉터(20)는, 광축(Ax)을 중심축으로 하는 대략 회전 타원면 형상의 반사면(20a)을 갖고 있다. 이 반사면(20a)은, 광축(Ax)을 포함하는 단면 형상이 대략 타원으로 형성된다. LED(16)는, 이 반사면(20a)의 광축(Ax)을 포함하는 수직 단면으로 형성되는 타원의 제1 초점(F1') 근방에 배치된다. 이에 따라, 반사면(20a)은, LED(16)로부터의 광을 전방으로 광축(Ax) 근처로 반사시키도록 되어 있다. 그 때, 광축(Ax)을 포함하는 수직 단면 내에 있어서는 상기 타원의 제2 초점(F2)에 대략 수렴하도록 되어 있다. 또한, 제1 리플렉터(18) 및 제2 리플렉터(20)의 반사면의 형상은, 필요로 하는 배광 패턴의 형상에 따라 적절하게 선택, 미세하게 수정되는 것으로서, 서로의 형상이 상이하여도 좋다.
컷오프 라인을 형성하는 셰이드(22)는, LED(14)로부터 출사되고, 제1 리플렉터(18)의 반사면(18a)에서 반사된 광을 일부 차폐하는 차폐 부재이다. 셰이드(22)는, 그 선단 에지(22a)가 후방측 초점(F)보다 후방(도 1에 도시된 우측)에 위치하고 있다. 그 때문에, 도 2에 도시된 바와 같이, 셰이드(22)의 원호형의 선단 에지(22a)와, 투영렌즈(12)의 후방측 초점(F)을 연속적으로 연결한 렌즈 초점 커브(FL)와의 사이에는 간격(G)이 있다.
그 때문에, 차량용 등기구(10)는, 투영렌즈(12)의 후방측 초점(F)보다 전방을 통과하는 광뿐만 아니라, 투영렌즈(12)의 후방측 초점(F)보다 후방을 통과하는 일부의 광, 즉, 선단 에지(22a)와 후방측 초점(F)(렌즈 초점 커브 FL) 사이를 통과하는 광도 제1 배광 패턴이나 제2 배광 패턴의 형성에 기여한다. 또한, 셰이드(22)는, 전방으로 투영되는 배광 패턴에 따른 형상의 선단 에지(22a)를 갖고 있다.
본 실시형태에 따른 셰이드(22)는, 도 3에 도시된 바와 같이, LED(14)로부터 출사된 광의 일부를 차단하여 제1 컷오프 라인(CL1)을 갖는 로우빔용 배광 패턴(PL)을 형성할 수 있고, LED(16)로부터 출사된 광의 일부를 차단하여 제2 컷오프 라인(CL2)을 갖는 하이빔용 배광 패턴(PH)을 형성할 수 있도록 구성된다. 그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, 로우빔용 배광 패턴(PL) 및 하이빔용 배광 패턴(PH)의 일부가 서로 오버랩하고 있기 때문에, 2개의 배광 패턴 사이의 비조사 영역의 발생이 억제된다. 또한, 하이빔용 배광 패턴(PH)의 하단에 제2 컷오프 라인(CL2)이 형성되기 때문에, 차량 전방의 근방 영역이 필요 이상으로 밝게 조사되지 않게 되어, 시인성의 저하를 억제할 수 있다.
다음에, 셰이드(22)의 선단 에지(22a)를 후방측 초점(F)으로부터 어긋나게 한 경우의 작용 효과에 대해서 상세히 설명한다. 도 4의 (a) 내지 도 4의 (h)는, 투영렌즈의 후방측 초점(F)에 대한 셰이드 선단의 위치와 배광 패턴의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 4의 (a), 도 4의 (c), 도 4의 (e), 도 4의 (g)에 있어서의 배광 패턴은, 도 3에 도시된 H-H선과 V-V선과의 교점을 포함하는 중앙 영역 R을 확대한 것이다.
도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 셰이드(22)가 없는 경우, 중앙 영역 R의 전부가 조사된다. 그리고, 배광 패턴(PL1) 중, H-H선을 포함하는 한가운데의 영역 R2가 밝고, 그 위아래에 있는 영역 R1, R3은 영역 R2보다 어두워진다[도 4의 (a) 참조]. 또한, 실제의 배광 패턴은, H-H선 부근이 가장 밝고, H-H선으로부터 위쪽 또는 아래쪽을 향해 서서히 어두워진다. 그러나, 본 건에서는, 편의적으로 중앙 영역 R을 R1, R2, R3으로 나누어 이하 설명을 행한다.
다음에, 도 4의 (d)에 도시된 바와 같이, 셰이드(22)의 선단 에지(22a)가 후방측 초점(F)과 거의 일치하고 있는 경우, 중앙 영역 R 중 거의 하반부가 조사되지만, 셰이드(22)에 두께가 있기 때문에, 로우빔용 배광 패턴(PL2)의 상단의 컷오프 라인(CL3)은 H-H선보다 약간 아래쪽에 형성된다. 또한, 로우빔용 배광 패턴(PL2) 중 H-H선보다 아래 영역 R2가 밝고, 그 아래에 있는 영역 R3은 영역 R2보다 어두워진다[도 4의 (c) 참조]. 그 때문에, 컷오프 라인(CL3)은 비교적 선명해진다. 또한, 도 4의 (d)에 도시된 셰이드(22)의 배치의 경우, 로우빔용 배광 패턴(PL2)에 덧붙여, 하단에 컷오프 라인(CL4)을 갖는 하이빔용 배광 패턴(PH2)을 형성했을 때, H-H선 근방에 비조사 영역 R'가 발생하는 경우가 있다.
그래서, 도 4의 (f)에 도시된 바와 같이, 셰이드(22)의 선단 에지(22a)가 후방측 초점(F)보다도 후방에 위치하고 있는 경우(도 1에 도시된 배치와 동일), 투영렌즈(12)의 후방측 초점(F)보다 전방을 통과하는 광뿐만 아니라, 후방측 초점(F)과 선단 에지(22a) 사이를 통과하는 일부의 광도 배광 패턴의 형성에 기여한다. 그 때문에, 로우빔용 배광 패턴(PL3)은, 도 4의 (c)에 도시된 로우빔용 배광 패턴(PL2)에 비하여, 컷오프 라인(CL5)이 위쪽으로 이동한다. 마찬가지로, 하이빔용 배광 패턴(PH3)은, 도 4의 (c)에 도시된 하이빔용 배광 패턴(PH2)에 비하여, 컷오프 라인(CL6)이 아래쪽으로 이동한다[도 4의 (e) 참조]. 이에 따라, 2개의 배광 패턴의 일부를 오버랩(영역 R" 참조)시킬 수 있다. 이에 따라, 도 4의 (c)에 도시된 바와 같은 비조사 영역 R'의 발생이 확실하게 방지된다.
그러나, 로우빔용 배광 패턴(PL3)의 상단의 컷오프 라인(CL5)은, 중심(H-H선)으로부터 떨어져 있기 때문에, 도 4의 (c)에 도시된 중심 근방의 컷오프 라인(CL3)에 비하여 어두워진다. 또한, 컷오프 라인(CL5)을 중심(H-H선)에 가깝게 하기 위해서 등기구를 아래쪽으로 향하면, 차량 전방의 근방 영역이 지나치게 밝아질 우려가 있다. 그래서, 이 점을 개량하기 위해서, 도 4의 (h)에 도시된 바와 같이, 셰이드(22)의 선단 에지(22a)를, 투영렌즈(12)의 후방측 초점(F)보다도 후방이자 위쪽에 배치한다.
이와 같이 셰이드(22)를 배치함으로써, 로우빔용 광원으로부터 출사된 광 중 배광 패턴의 상반부를 형성하는 광의 대부분이 차폐되기 때문에, 도 4의 (g)에 도시된 로우빔용 배광 패턴(PL4)은, 도 4의 (e)에 도시된 로우빔용 배광 패턴(PL3)에 비하여, 컷오프 라인(CL7)이 중심(H-H선) 근방까지 내려간다. 로우빔용 배광 패턴(PL4)은, 도 4의 (a)에 도시된 영역 R2와 마찬가지로 H-H선 근방이 밝기 때문에, 이 영역에 컷오프 라인이 형성됨으로써, 컷오프 라인을 선명하게 할 수 있다.
한편, 셰이드(22)를 위쪽으로 이동시킴으로써, 하이빔용 광원으로부터 출사된 광 중, 선단 에지(22a)와 후방측 초점(F) 사이를 통과하는 광이 많아져, 하이빔용 배광 패턴(PH4)의 컷오프 라인(CL8)도 아래로 이동한다[도 4의 (g) 참조]. 그 때문에, 하이빔용 배광 패턴(PH4)의 가장 밝아지는 영역이, H-H선과 로우빔용 배광 패턴(PL4)의 컷오프 라인(CL7) 사이에 위치하도록 할 수 있다.
전술에 덧붙여 본 실시형태에 따른 차량용 등기구(10)는 이하의 작용 효과를 발휘한다.
본 실시형태에 따른 셰이드(22)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 컷오프 라인(CL1) 및 제2 컷오프 라인(CL2)이 중앙으로부터 그 좌우 근방 영역까지 수평한 컷오프 라인이 되도록 구성된다. 이에 따라, 예컨대, 이륜차량에 적합한 배광 패턴을 얻을 수 있다. 이륜차량은, 주행 중에 차체를 기울이는 경우가 많아, 사륜차량과 달리 컷오프 라인의 필요성이 현격하게 부족하다. 그 때문에, 배광 패턴의 간소화, 나아가서는 셰이드(22)의 형상을 간편하게 할 수 있다.
셰이드(22)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 그 선단 에지(22a)가 투영렌즈(12)의 초점 커브와 대향하도록 배치되어 있고, 광축(Ax) 근방 영역에서의 선단 에지(22a)와 초점 커브(FL) 사이의 거리(G1)보다도, 상기 광축 근방 영역보다 광축으로부터 수평 방향으로 떨어진 외측 영역에서의 선단 에지(22a)와 초점 커브(FL) 사이의 거리(G2)가 큰 형상이다. 광축 근방 영역보다 광축으로부터 수평 방향으로 떨어진 위치는, 광축으로부터의 거리가, 광축 근방 영역과 광축 사이의 거리보다 먼 위치를 의미한다. 이에 따라, 광축으로부터 떨어진 배광 패턴의 양단부의 컷오프 라인의 형상에 변화를 줄 수 있다. 구체적으로는, 도 3에 도시된 바와 같이, 로우빔용 배광 패턴(PL)의 제1 컷오프 라인(CL1) 중 양단부의 컷오프 라인(CL1')이 H-H선의 상부까지 돌출되도록 할 수 있다. 이에 따라, 예컨대, 차량용 등기구(10)를 탑재한 이륜차량에 있어서, 차체를 좌우로 기울임으로써, 로우빔용 배광 패턴(PL)의 한쪽 단부의 컷오프 라인(CL1')이 화살표(A) 방향으로 내려가더라도, H-H선 근방을 계속해서 조사할 수 있어, 전방의 시인성이 쉽게 저하되지 않는다.
또한, 차량용 등기구(10)는, LED(14)로부터 출사된 광을 투영렌즈를 향해 광축 근처로 반사시키는 제1 리플렉터(18)와, 광축(Ax)을 사이에 두고 제1 리플렉터(18)의 반대측에 설치되어, LED(16)로부터 출사된 광을 투영렌즈(12)를 향해 광축(Ax) 근처로 반사시키는 제2 리플렉터(20)를 구비하고 있다. 그리고, 셰이드(22)는, 상부 에지부에 제1 컷오프 라인(CL1)을 갖는 로우빔용 배광 패턴(PL)을 형성할 수 있고, 하부 에지부에 제2 컷오프 라인(CL2)을 갖는 하이빔용 배광 패턴(PH)을 형성할 수 있도록 구성된다. 이에 따라, 각 배광 패턴에 각각 상이한 컷오프 라인을 형성할 수 있다.
또한, 셰이드(22)는, 로우빔용 배광 패턴(PL) 및 하이빔용 배광 패턴(PH)의 각각의 영역의 일부가 중첩되도록 구성된다. 이러한 구성의 셰이드(22)에 의해, 로우빔용 배광 패턴(PL) 및 하이빔용 배광 패턴(PH)이 중첩된 조사 영역의 밝기를 향상시킬 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 하이빔용 배광 패턴과 로우빔용 배광 패턴(PL2)을 하나의 프로젝터형 등기구 유닛으로 실현할 수 있기 때문에, 차량용 등기구 전체를 소형화할 수 있다.
(제2 실시형태)
도 5는 제2 실시형태에 따른 차량용 등기구(30)의 개략 구성을 도시한 종단면도이다. 차량용 등기구(30)는, 로우빔용 배광 패턴과 하이빔용 배광 패턴의 전환, 및 로우빔용 배광 패턴이나 하이빔용 배광 패턴 형성시에 오버 헤드 사인의 형성이 가능한 차량용 전조등이다. 오버 헤드 사인이란, 주로 두상 표지(overhead signs)를 조사하기 위한 배광 패턴으로서, 상하 방향 4°, 수평 방향 20° 정도 이상의 넓이를 갖는 흐릿한 광이다.
차량용 등기구(30)는, 차량 전후 방향으로 연장되는 광축(Ax) 상에 배치되는 투영렌즈(32)와, 투영렌즈(32)의 후방에 배치되는 제1 광원 및 제2 광원으로서의 LED(발광 다이오드)(34, 36)와, 투영렌즈(32)의 후방측 초점(F)보다도 후방에 배치되는 LED(34)로부터 위쪽으로 출사되는 광을 전방을 향해 광축(Ax) 근처로 반사시키는 제1 리플렉터(38)와, 투영렌즈(32)의 후방측 초점(F)보다도 후방에 배치되는 LED(36)로부터 아래쪽으로 출사되는 광을 전방을 향해 광축(Ax) 근처로 반사시키는 제2 리플렉터(40)와, 투영렌즈(32)와 LED(34, 36) 사이의 영역에 선단 에지(42a)가 위치하는 셰이드(42)를 구비한다. 또한, 투영렌즈(32), LED(34, 36)는, 제1 실시형태와 거의 동일한 구성이다.
각 LED(34, 36)는, 기판에 실장된 상태로 공용의 베이스부(44)의 상면 또는 하면에 고정된다. 베이스부(44)는, 히트 싱크를 겸하고 있고, 방열성의 관점에서 LED(34)의 배치부(44a)와 LED(36)의 배치부(44b)가 떨어져 설치된다. 또한, 하이빔용 배광 패턴의 광원인 LED(36)의 배치부(44b)는, 배치부(44a)보다도 후방에 설치된다. 이와 같이, 2개의 광원의 배치부를 떨어뜨려 놓음으로써, 효율이 좋은 방열이 가능해지고, 베이스부(44)의 소형화에도 기여한다.
그리고, LED(34)는, 투영렌즈(32)의 후방측 초점(F)을 향하는 광을 출사하고, LED(36)는, 투영렌즈(32)의 후방측 초점(F)의 위쪽에 위치하는 제2 리플렉터(40)의 제2 초점(F2')을 향하는 광을 출사한다.
또한, LED(34)는, 제1 배광 패턴으로서 로우빔용 배광 패턴(PL) 및 오버 헤드 사인(OHS)의 형성시에 점등될 뿐만 아니라, 제2 배광 패턴으로서 하이빔용 배광 패턴(PH)의 형성시에도 점등된다. 한편, LED(36)는, 하이빔용 배광 패턴(PH)의 형성시에 점등된다.
제1 리플렉터(38)는, 광축(Ax)을 중심축으로 하는 대략 타원형의 반사면(38a)과, 반사면(38a)보다 제1 리플렉터(38)의 전단측에 형성되고, 오버 헤드 사인을 형성하기 위한 2회 반사면의 한쪽을 구성하는 반사면(38b)을 갖는다.
반사면(38a)은, 종단면 형상이 대략 타원으로 형성된다. LED(34)는, 이 반사면(38a)의 광축(Ax)을 포함하는 수직 단면으로 형성되는 타원의 제1 초점(F1) 근방에 배치된다. 이에 따라, 반사면(38a)은, LED(34)로부터의 광을 전방으로 광축(Ax) 근처로 반사시키도록 되어 있다. 그 때, 광축(Ax)을 포함하는 수직 단면 내에 있어서는 상기 타원의 제2 초점(F2)에 대략 수렴하도록 되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 이 제2 초점(F2)은, 투영렌즈(32)의 후방측 초점(F)과 대략 일치한다. 반사면(38b)은, LED(34)로부터 출사된 광의 일부를 제2 리플렉터(40)를 향해 반사시키도록 구성된다.
제2 리플렉터(40)는, 광축(Ax)을 중심축으로 하는 대략 회전 타원면 형상의 반사면(40a)과, 반사면(40a)보다 제2 리플렉터(40)의 전단측에 형성되고, 오버 헤드 사인을 형성하기 위한 2회 반사면의 다른 쪽을 구성하는 반사면(40b)을 갖는다.
반사면(40a)은, 광축(Ax)을 포함하는 단면 형상이 대략 타원으로 형성된다. LED(36)는, 이 반사면(40a)의 광축(Ax)을 포함하는 수직 단면으로 형성되는 타원의 제1 초점(F1') 근방에 배치된다. 이에 따라, 반사면(40a)은, LED(36)로부터의 광을 전방으로 광축(Ax) 근처로 반사시키도록 되어 있다. 그 때, 광축(Ax)을 포함하는 수직 단면 내에 있어서는 상기 타원의 제2 초점(F2')에 대략 수렴하도록 되어 있다.
또한, 제2 리플렉터(40)는, 제2 초점(F2')이 투영렌즈(32)의 후방측 초점(F)의 위쪽에 위치하도록 배치된다. 그리고, 회전 타원면을 갖는 제2 리플렉터(40)의 장축은, 광축(Ax)에 대하여 기울어져 있다. 또한, 반사면(40b)은, 반사면(38b)에서 반사된 LED(34)의 광을 투영렌즈(32)를 향해 반사시키도록 구성된다.
컷오프 라인을 형성하는 셰이드(42)는, LED(34)로부터 출사되고 제1 리플렉터(38)의 반사면(38a)에서 반사된 광을 일부 차폐하는 차폐 부재이다. 셰이드(42)는, 그 선단 에지(42a)가 후방측 초점(F)보다 후방(도 5에 도시된 우측)이자 위쪽에 위치하고 있다. 그 때문에, 셰이드(42)의 선단 에지(42a)와, 투영렌즈(32)의 후방측 초점(F)을 연속적으로 연결한 렌즈 초점 커브와의 사이에는 간격이 있다.
그 때문에, 차량용 등기구(30)는, 투영렌즈(32)의 후방측 초점(F)보다 전방을 통과하는 광뿐만 아니라, 투영렌즈(32)의 후방측 초점(F)보다 후방을 통과하는 일부의 광, 즉, 선단 에지(42a)와 후방측 초점(F) 사이를 통과하는 광도 로우빔용 배광 패턴이나 하이빔용 배광 패턴의 형성에 기여한다.
따라서, 본 실시형태에 따른 차량용 등기구(30)도, 도 3과 마찬가지로, LED(34)로부터 출사된 광의 일부를 차단하여 제1 컷오프 라인(CL1)을 갖는 로우빔용 배광 패턴(PL)을 형성할 수 있고, LED(36)로부터 출사된 광의 일부를 차단하여 제2 컷오프 라인(CL2)을 갖는 하이빔용 배광 패턴(PH)을 형성할 수 있도록 구성된다. 그리고, 차량용 등기구(30)에 있어서는, 도 3과 마찬가지로, 로우빔용 배광 패턴(PL) 및 하이빔용 배광 패턴(PH)의 일부가 서로 오버랩하기 때문에, 2개의 배광 패턴 사이의 비조사 영역의 발생이 억제된다.
또한, 차량용 등기구(30)에 있어서는, 셰이드(42)의 선단 에지(42a)가, 투영렌즈(32)의 후방측 초점(F)보다도 후방이자 위쪽에 배치된다. 이에 따라, 제2 리플렉터(40)의 제2 초점(F2')이 후방측 초점(F)보다 위쪽이 되도록 제2 리플렉터(40)를 배치하여도, 반사면(40a)으로부터 제2 초점(F2')을 향하는 광과 셰이드(42)와의 간섭이 억제된다. 또한, 제2 리플렉터(40)의 제2 초점(F2')을 후방측 초점(F)보다도 위쪽에 설정함으로써, 하이빔용 배광 패턴(PH)에 있어서의 최대 광도의 위치를 H-H선보다도 아래쪽으로 이동시킬 수 있다. 또한, 전술한 도 4의 (g)나 도 4의 (h)를 참조하여 설명한 바와 같이, 로우빔용 배광 패턴의 컷오프 라인을 선명하게 할 수 있다.
또한, 차량용 등기구(30)에 있어서, 하이빔용 배광 패턴의 형성에 기여하는 제2 리플렉터(40)는, 로우빔용 배광 패턴의 형성에 기여하는 제1 리플렉터(38)보다도 후방에 위치하고 있다. 이와 같이, 회전 타원면을 갖는 제2 리플렉터의 제1 초점(F1')과 후방측 초점(F) 근방의 제2 초점(F2') 사이의 거리가 커지면, 2개의 초점에 의해 정의되는 타원 자체가 커지기 때문에, 거리가 작은 경우에 비하여, 제2 리플렉터(40)의 반사면(40a)이 커진다. 그 때문에, LED(36)로부터 출사된 광을 대부분 반사할 수 있기 때문에, 하이빔용 배광 패턴에 있어서의 최대 광도를 높일 수 있다.
또한, 차량용 등기구(30)에 있어서, 만일 셰이드(42)의 선단 에지(42a)에, 제1 리플렉터(38)의 반사면(38b)에서 반사된 오버 헤드 사인용 반사광을 재차 반사시키기 위한 반사 부재[반사면(40b)에 상당]를 설치하였다고 하면, 이 반사 부재와, 제2 리플렉터(40)의 반사면(40a)에서 반사된 하이빔용 배광 패턴을 형성하는 일부의 광이 간섭하여, 원하는 하이빔용 배광 패턴을 형성할 수 없다.
그러나, 본 실시형태에 따른 차량용 등기구(30)는, 제1 리플렉터(38)의 반사면(38b)에서 반사된 오버 헤드 사인용 반사광을 재차 반사시키기 위한 반사면(40b)을, 제2 리플렉터(40)의 선단부에 형성하고 있기 때문에, 전술한 바와 같은 간섭의 문제는 발생하지 않는다.
(제3 실시형태)
도 6은 제3 실시형태에 따른 차량용 등기구(50)의 개략 구성을 도시한 종단면도이다. 도 7은 차량용 등기구(50)가 로우빔용 배광 패턴(PL) 및 오버 헤드 사인(OHS)을 형성하고 있는 상태의 광선도이다. 도 8은 차량용 등기구(50)가 하이빔용 배광 패턴(PH) 및 오버 헤드 사인(OHS)을 형성하고 있는 상태의 광선도이다.
차량용 등기구(50)는, 제2 실시형태에 따른 차량용 등기구(30)와 마찬가지로, 로우빔용 배광 패턴과 하이빔용 배광 패턴과의 전환, 및 로우빔용 배광 패턴이나 하이빔용 배광 패턴 형성시에 오버 헤드 사인의 형성이 가능한 차량용 전조등이다. 이하에서는, 제2 실시형태에 따른 차량용 등기구(30)와 동일한 구성이나 작용 효과에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 설명을 적절하게 생략한다.
차량용 등기구(50)는, 차량 전후 방향으로 연장되는 광축(Ax) 상에 배치되는 투영렌즈(32)와, 투영렌즈(32)의 후방에 배치되는 LED(52, 54)와, 투영렌즈(32)의 후방측 초점(F)보다도 후방에 배치되는 LED(52)로부터 위쪽으로 출사된 광을 전방을 향해 광축(Ax) 근처로 반사시키는 제1 리플렉터(56)와, 투영렌즈(32)의 후방측 초점(F)보다도 후방에 배치되는 LED(54)로부터 아래쪽으로 출사된 광을 전방을 향해 광축(Ax) 근처로 반사시키는 제2 리플렉터(58)와, 투영렌즈(32)와 LED(52, 54) 사이의 영역에 선단 에지(60a)가 위치하는 셰이드(60)를 구비한다. 또한, LED(52, 54)는, 제1 실시형태 및 제2 실시형태와 거의 동일한 구성이다.
각 LED(52, 54)는, 기판에 실장된 상태로 공용의 베이스부(62)의 상면 또는 하면에 고정된다. 베이스부(62)는, 히트 싱크를 겸하고 있고, 방열성의 관점에서 LED(52)의 배치부(62a)와 LED(54)의 배치부(62b)가 떨어져 설치된다.
그리고, LED(52)는, 투영렌즈(32)의 후방측 초점(F)을 향하는 광을 출사하고, LED(54)는, 투영렌즈(32)의 후방측 초점(F)의 위쪽에 위치하는 제2 리플렉터(58)의 제2 초점(F2')을 향하는 광을 출사한다.
또한, LED(52)는, 제1 배광 패턴으로서 로우빔용 배광 패턴(PL) 및 오버 헤드 사인(OHS)의 형성시(도 7 참조)에 점등될 뿐만 아니라, 제2 배광 패턴으로서 하이빔용 배광 패턴(PH)의 형성시에도 점등된다. 한편, LED(54)는, 하이빔용 배광 패턴(PH)의 형성시에 점등된다(도 8 참조). 그 때, 오버 헤드 사인(OHS)도 형성된다.
제1 리플렉터(56)는, 광축(Ax)을 중심축으로 하는 대략 타원 형상을 기본으로 하는 자유 곡면으로 구성된 반사면(56a)과, 반사면(56a)보다 제1 리플렉터(56)의 전단측에 형성되고, 오버 헤드 사인을 형성하기 위한 2회 반사면의 한쪽을 구성하는 반사면(56b)을 갖고 있다.
반사면(56a) 중 후방부(56a1)는, LED(52)로부터 출사된 광을 등기구 전방의 아래쪽을 향해 반사시키는 형상으로 구성된다. 또한, 반사면(56a)의 전방부(56a2)는, 후방부(56a1)로부터 연속하고, 또한 등기구 전방을 향함에 따라 서서히 넓어지는 형상으로 구성된다.
LED(52)는, 이 반사면(56a)의 후방부(56a1)의 광축(Ax)을 포함하는 수직 단면으로 형성되는 타원의 제1 초점(F1)(도 6 참조) 근방에 배치된다. 이에 따라, 도 7에 도시된 로우빔용 배광 패턴 형성시에 있어서는, 반사면(56a)의 후방부(56a1)는, LED(52)로부터의 광을 전방으로 광축(Ax) 근처로 반사시키도록 되어 있다. 그 때, 광축(Ax)을 포함하는 수직 단면 내에 있어서는 상기 타원의 제2 초점(F2)(도 6 참조)에 대략 수렴하도록 되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 이 제2 초점(F2)은, 투영렌즈(32)의 후방측 초점(F)(도 6 참조)과 대략 일치한다. 또한, 반사면(56a)의 전방부(56a2)에서 반사된 광은, 투영렌즈(32)의 입사면(32a)의 중심 근방에 거의 평행한 광으로서 입사된다. 또한, 반사면(56b)은, LED(52)로부터 출사된 광의 일부를 제2 리플렉터(58)를 향해 반사시키도록 구성된다.
제2 리플렉터(58)는, 광축(Ax)을 중심축으로 하는 대략 회전 타원면 형상의 반사면들(58a, 58c)과, 반사면(58a)보다 제2 리플렉터(58)의 전단측에 형성되고, 오버 헤드 사인을 형성하기 위한 2회 반사면의 다른 쪽을 구성하는 반사면(58b)을 갖고 있다.
반사면(58a)은, 광축(Ax)을 포함하는 단면 형상이 대략 타원으로 형성된다. LED(54)는, 이 반사면(58a)의 광축(Ax)을 포함하는 수직 단면으로 형성되는 타원의 제1 초점(F1')(도 6 참조) 근방에 배치된다. 이에 따라, 반사면(58a)은, LED(54)로부터의 광을 전방으로 광축(Ax) 근처로 반사시키도록 되어 있다. 그 때, 광축(Ax)을 포함하는 수직 단면 내에 있어서는 상기 타원의 제2 초점(F2')(도 6 참조)에 대략 수렴하도록 되어 있다.
또한, 제2 리플렉터(58)는, 제2 초점(F2')이 투영렌즈(32)의 후방측 초점(F)의 위쪽에 위치하도록 배치된다(도 6 참조). 그리고, 회전 타원면을 갖는 제2 리플렉터(58)의 장축은, 광축(Ax)에 대하여 기울어져 있다. 또한, 반사면(58b)은, 반사면(56b)에서 반사된 LED(52)의 광을 투영렌즈(32)를 향해 반사시키도록 구성된다.
마찬가지로, 반사면(58c)은, LED(54)로부터 출사된 광을 투영렌즈(32)를 향해 반사시키도록 구성된다. 또한, 반사면(58b)에서 반사된 반사광은, 오버 헤드 사인용 광으로서 이용된다. 이와 같이, 제2 리플렉터(58)는, LED(54)로부터 출사된 광을 반사시켜 하이빔용 배광 패턴(PH)의 형성에 기여하는 반사면(58a)과, LED(52)로부터 출사되고 제1 리플렉터(56)에서 반사된 광을 재반사시켜 오버 헤드 사인의 형성에 기여하는 반사면(58b)이 일체로 구성된다.
컷오프 라인을 형성하는 셰이드(60)는, LED(52)로부터 출사되고, 제1 리플렉터(56)의 반사면(56a)에서 반사된 광을 일부 차폐하는 차폐 부재이다. 셰이드(60)는, 그 선단 에지(60a)가 후방측 초점(F)보다 후방(도 6에 도시된 우측)이자 위쪽에 위치하고 있다.
그 때문에, 차량용 등기구(50)는, 전술한 각 실시형태에 따른 차량용 등기구와 동일한 작용 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 제3 실시형태에 따른 차량용 등기구(50)는, 주로 로우빔용 배광 패턴을 형성하는 LED(52)가 배치되는 베이스부(62)의 배치부(62a)가, 투영렌즈(32)의 광축과 거의 평행하게 되어 있다. 이에 따라, 도 7에 도시된 바와 같이, 로우빔용 배광 패턴(PL)을 형성하는 광은, 투영렌즈(32)의 중앙 부근을 통과하기 때문에, 투영렌즈(32)의 주변 영역을 통과하는 경우[예컨대 도 5의 로우빔용 배광 패턴(PL)]에 비하여 색 분리가 적어지고, 컷 라인이 푸르스름해지는 것을 억제할 수 있다. 또한, LED(54)가 배치되는 배치부(62b)와 배치부(62a)가 이루는 각은 15∼16° 정도이다.
또한, 차량용 등기구(50)의 셰이드(60)는, 후단을 아래쪽으로 구부린 절곡부(60b)를 갖는다. 이에 따라, 셰이드(60)의 강도를 향상시킬 수 있다. 덧붙여, 제2 리플렉터(58)의 반사면(58a)에서 반사된 광이, 셰이드(60)의 하면(60c)에서 반사되어 미광(迷光)이 되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 셰이드(60)는, 선단 에지(60a)보다도 후단[절곡부(60b)]측이 내려가 있다. 이에 따라, LED(52)로부터 출사되고 제1 리플렉터(56)에서 반사된 광이 셰이드(60)의 상면(60d)에서 반사된 경우라도, 그 반사광이 투영렌즈(32)에 입사되지 않도록 할 수 있다. 이와 같이, 셰이드(60)에 의한 재반사광이 투영렌즈(32)에 입사되지 않음으로써, 하나의 배광 패턴 내에서의 명암 경계의 발생을 억제하여, 차량 전방의 조사 영역에 대한 드라이버의 시인성을 향상시킬 수 있다.
또한, 셰이드(60)는, 후단을 위쪽으로 구부린 절곡부(60e)를 갖고 있어도 좋다. 이 경우는, 제1 리플렉터(56)의 후방부(56a1)에서 반사되어, 셰이드(60)의 상면(60d)과 수평에 가까운 각도로 입사되는 광을 확실하게 차광함으로써, 셰이드(60)의 상면(60d)에서의 재반사광이 투영렌즈(32)에 입사되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 2개의 배광 패턴의 일부가 서로 오버랩하는 차량용 등기구를 실현한다고 하는 관점에서는, 셰이드(60)의 하면(60c) 또는 상면(60d)에서의 재반사광을 투영렌즈(32)에 입사시켜 밝기를 향상시켜도 상관없다.
이상, 본 발명을 전술한 각 실시형태를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 전술한 각 실시형태에 한정되지 않고, 각 실시형태의 구성을 적절하게 조합한 것이나 치환한 것에 대해서도 본 발명에 포함되는 것이다. 또한, 당업자의 지식에 기초하여 각 실시형태에 있어서의 조합이나 처리 순서를 적절하게 다시 짜는 것이나 각종 설계 변경 등의 변형을 각 실시형태에 대하여 가하는 것도 가능하고, 그러한 변형이 가해진 실시형태도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다.
CL1: 제1 컷오프 라인, CL2: 제2 컷오프 라인, 10: 차량용 등기구, 12: 투영렌즈, 14, 16: LED, 18: 제1 리플렉터, 18a: 반사면, 20: 제2 리플렉터, 20a: 반사면, 22: 셰이드, 22a: 선단 에지, 24: 베이스부

Claims (6)

  1. 차량 전후 방향으로 연장되는 광축 상에 배치되는 투영렌즈와,
    상기 투영렌즈의 후방 초점을 향하는 광을 출사하는 제1 광원과,
    상기 투영렌즈의 후방 초점을 향하는 광을 출사하는 제2 광원과,
    상기 제1 광원으로부터 출사된 광의 일부를 차단하여 제1 컷오프 라인을 갖는 제1 배광 패턴을 형성할 수 있고, 상기 제2 광원으로부터 출사된 광의 일부를 차단하여 제2 컷오프 라인을 갖는 제2 배광 패턴을 형성할 수 있도록 구성되는 셰이드를 구비하며,
    상기 셰이드는,
    그 선단부가 상기 후방 초점보다 후방에 위치하고,
    그 선단부가 상기 투영렌즈의 초점 커브와 대향하도록 배치되며,
    광축 근방 영역에서의 상기 선단부와 상기 초점 커브 사이의 거리보다도, 상기 광축 근방 영역보다 광축으로부터 수평 방향으로 떨어진 위치에서의 상기 선단부와 상기 초점 커브 사이의 거리가 큰 형상인 것을 특징으로 하는 차량용 등기구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 셰이드는, 상기 제1 컷오프 라인 및 상기 제2 컷오프 라인이 중앙으로부터 그 좌우 근방 영역까지 수평한 컷오프 라인이 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 등기구.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 광원으로부터 출사된 광을 상기 투영렌즈를 향해 광축 근처로 반사시키는 제1 리플렉터와,
    상기 광축을 사이에 두고 상기 제1 리플렉터의 반대측에 설치되어, 상기 제2 광원으로부터 출사된 광을 상기 투영렌즈를 향해 광축 근처로 반사시키는 제2 리플렉터를 더 구비하며,
    상기 셰이드는, 상부 에지부에 상기 제1 컷오프 라인을 갖는 로우빔용 배광 패턴을 형성할 수 있고, 하부 에지부에 상기 제2 컷오프 라인을 갖는 하이빔용 배광 패턴을 형성할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 등기구.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 셰이드는, 상기 제1 배광 패턴 및 상기 제2 배광 패턴의 각각의 영역의 일부가 중첩되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 등기구.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 셰이드는, 그 선단부가 상기 후방 초점보다 위쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 차량용 등기구.
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