KR101856366B1 - 차량용 헤드램프의 비구면렌즈 모듈 - Google Patents

차량용 헤드램프의 비구면렌즈 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 로우빔 또는 하이빔 영역에 포지션 조명의 기능이 부가되어 램프 모듈의 사이즈가 축소된다. 또한, 로우빔 또는 하이빔에 포지션 조명의 기능이 부가되더라도 로우빔 또는 히이빔의 광량이 저하되지 않아 요구 광량이 만족되는 헤드램프의 비구면렌즈 모듈이 소개된다.

Description

차량용 헤드램프의 비구면렌즈 모듈 {ASPHERICAL LENS MODULE OF HEADLAMP FOR VEHICLE}
본 발명은 램프 모듈의 사이즈를 축소하기 위한 차량용 헤드램프의 비구면렌즈 모듈에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 야간 주행 시에 주행 방향의 사물을 잘 볼 수 있도록 하기 위한 용도 및 다른 차량이나 기타 도로 이용자에게 자기 차량의 주행 상태를 알리기 위한 용도의 등화장치를 구비한다. 전조등이라고도 하는 헤드램프(head lamp)는 차량이 진행하는 전방의 진로를 비추는 기능을 하는 조명등으로서, 야간에 전방 100m의 거리에 있는 도로상의 장애물을 확인할 수 있는 밝기를 필요한다.
이러한 차량용 헤드램프는 하우징에 설치되는 프로젝션 모듈과 외측에 결합되는 렌즈로 이루어지며, 프로젝션 모듈은 벌브가 설치된 리플렉터와 상기 리플렉터의 전방에 마련되어 빛을 조사하는 비구면렌즈로 구성된다.
비구면렌즈의 표면은 비구면으로 형성되므로 하우징에 내장된 광원에 전원을 공급하면 광원이 점등되고, 광원에서 발생된 빛은 리플렉터에 의하여 반사되면서 비구면 렌즈를 통하여 전면으로 조사된다.
그러나 종래의 비구면렌즈는 별도의 형상이 없으며, 단일 광원의 빛을 타원 광학계를 통해서 전방으로 조사하는 기능만을 수행한다. 이에 따라, 로우빔, 하이빔, 턴 시그널 외에 포지션 조명의 기능을 적용하기 위해서는 램프 모듈의 사이즈가 증대되어야 하며, 하이빔 반사면의 일부를 포지션 조명으로 사용하면 하이빔의 성능이 저하되는 문제가 발생된다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-1999-0063152 A (1999.07.26)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 로우빔 또는 하이빔 영역에 포지션 조명의 기능이 부가되어 램프 모듈의 사이즈를 축소하고, 포지션 조명의 기능이 부가되더라도 로우빔 또는 히이빔의 광량이 저하되지 않도록 하는 차량용 헤드램프의 비구면렌즈 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 헤드램프의 비구면렌즈 모듈은 전면부에 설치홀이 형성되고 설치홀의 둘레를 따라 적어도 하나 이상의 광원이 구비된 렌즈 홀더; 및 렌즈 홀더의 설치홀에 장착되고 광원의 빛이 테두리에 입사되며 입사된 빛이 테두리에서 반사되어 이동되도록 형성된 비구면렌즈;를 포함한다.
비구면렌즈의 테두리에는 광원의 빛이 입사되는 입사부가 반경 방향으로 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.
광원은 설치홀의 둘레 방향으로 빛이 조사되도록 설치되고, 입사부는 비구면렌즈의 테두리에 돌출되어 광원에서 조사되는 빛이 입사되는 것을 특징으로 한다.
렌즈 홀더에는 설치홀의 둘레를 따라 비구면렌즈의 입사부가 삽입되는 조립홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
비구면렌즈에는 테두리에 프리즘부가 형성되어 입사된 빛이 산란되는 것을 특징으로 한다.
프리즘부는 광원의 빛이 입사되는 부분에 위치되어 소정 간격 연장되게 형성되고 후면부에서 전방을 향해 삼각형 형상으로 함몰된 것을 특징으로 한다.
비구면렌즈의 테두리에는 둘레를 따라 다수개로 돌출된 확산옵틱부가 형성된 것을 특징으로 한다.
비구면렌즈를 감싸도록 형성되고 렌즈 홀더의 설치홀에 설치되어 설치홀에 장착된 비구면렌즈가 렌즈 홀더에 고정되도록 하는 고정림;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 헤드램프의 비구면렌즈 모듈에 따르면, 로우빔 또는 하이빔 영역에 포지션 조명의 기능이 부가되어 램프 모듈의 사이즈가 축소된다.
또한, 로우빔 또는 하이빔에 포지션 조명의 기능이 부가되더라도 로우빔 또는 히이빔의 광량이 저하되지 않아 요구 광량이 만족된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드램프의 비구면렌즈 모듈을 나타낸 도면.
도 2 내지 4는 차량용 헤드램프의 비구면렌즈 모듈을 설명하기 위한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 헤드램프의 비구면렌즈 모듈에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드램프의 비구면렌즈 모듈을 나타낸 도면이고, 도 2 내지 4는 차량용 헤드램프의 비구면렌즈 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 차량용 헤드램프의 비구면렌즈 모듈은 도 1에 도시된 바와 같이, 전면부에 설치홀(120)이 형성되고 설치홀(120)의 둘레를 따라 적어도 하나 이상의 광원(140)이 구비된 렌즈 홀더(100); 및 렌즈 홀더(100)의 설치홀(120)에 장착되고 광원(140)의 빛이 테두리에 입사되며 입사된 빛이 테두리에서 반사되어 이동되도록 형성된 비구면렌즈(200);를 포함한다.
더불어, 비구면렌즈(200)를 감싸도록 형성되고 렌즈 홀더(100)의 설치홀(120)에 설치되어 설치홀(120)에 장착된 비구면렌즈(200)가 렌즈 홀더(100)에 고정되도록 하는 고정림(300);을 더 포함한다. 이러한 고정림(300)은 나사 또는 볼팅 체결을 통해 렌즈 홀더(100)에 고정될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 렌즈 홀더(100), 비구면렌즈(200)가 구성되며, 고정림(300)이 렌즈 홀더(100)에 장착되어 비구면렌즈(200)가 렌즈 홀더(100)에 고정되도록 한다. 여기서, 렌즈 홀더(100)는 로우빔 또는 하이빔을 구현하는 램프 모듈의 하우징이 될 수 있으며, 렌즈 홀더(100)의 내부에는 비구면렌즈(200)를 통해 전방으로 빛이 조사되도록 하는 메인광원(미도시)이 구비될 수 있다.
렌즈 홀더(100)의 전면부에 형성된 설치홀(120)에는 둘레를 따라 적어도 하나 이상의 광원(140)이 구비되어 설치홀(120)에 장착된 비구면렌즈(200)의 테두리에 빛이 조사되도록 한다. 여기서 광원(140)은 발광다이오드(LED)가 적용될 수 있다. 이렇게, 비구면렌즈(200)의 테두리에 평행하게 빛이 조사되면 테두리에 입사된 빛이 테두리에서 반사되어 이동됨에 따라 비구면렌즈(200)의 테두리가 발광하여 포지션 조명의 램프 기능이 수행될 수 있다. 이로 인해, 렌즈 홀더(100) 내부의 메인광원(미도시)에서 조사되는 로우빔 또는 하이빔이 구현됨과 더불어 비구면렌즈(200)의 테두리가 발광함에 따라 포지션 조명의 기능이 부가될 수 있다.
본 발명에 대해서 구체적으로 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 비구면렌즈(200)의 테두리에는 광원(140)의 빛이 입사되는 입사부(220)가 반경 방향으로 돌출 형성될 수 있다.
여기서, 렌즈 홀더(100)에 설치되는 광원(140)은 설치홀(120)의 둘레 방향으로 빛이 조사되도록 설치되고, 비구면렌즈(200)의 입사부(220)는 비구면렌즈(200)의 테두리에 돌출되어 광원(140)에서 조사되는 빛이 입사되도록 할 수 있다.
이처럼, 비구면렌즈(200)의 테두리에 입사부(220)가 돌출 형성되며 입사부(220)는 비구면렌즈(200)의 둘레 방향에 대해 평행하게 돌출 형성되어, 광원(140)에서 설치홀(120)의 둘레 방향으로 조사된 빛이 입사부(220)에 원활히 입사되고 비구면렌즈(200)에 입사된 빛이 테두리를 따라 원활히 반사되어 이동되도록 할 수 있다.
여기서, 렌즈 홀더(100)에 설치되는 광원(140)은 설치홀(120)의 둘레를 따라 소정 간격 이격되어 다수개 구비될 수 있으며, 바람직하게는 설치홀(120)에서 90°간격으로 이격되어 설치될 수 있다. 이에 따라, 비구면렌즈(200)의 테두리에 형성되는 입사부(220)도 광원(140)의 개수와 동일한 개수 및 동일 간격으로 이격되도록 형성될 수 있다. 이렇게, 렌즈 홀더(100)에는 광원(140)의 개수를 다수개로 하여 소정 간격 이격되도록 설치함으로써 비구면렌즈(200)에 입사되는 빛이 균일하게 분포되어 심미성이 향상될 수 있으며 광량이 충분히 확보됨에 따라 시인성이 향상된다.
한편, 도 1에서 볼 수 있듯이, 렌즈 홀더(100)에는 설치홀(120)의 둘레를 따라 비구면렌즈(200)의 입사부(220)가 삽입되는 조립홈(160)이 형성될 수 있다. 이러한 렌즈 홀더(100)의 조립홈(160)은 비구면렌즈(200)를 설치홀(120)에 장착시 비구면렌즈(200)의 입사부(220)가 테두리에서 돌출됨에 따라 설치홀(120)에 걸리는 조립 문제를 해소하기 위한 것으로, 비구면렌즈(200)의 입사부(220)가 렌즈 홀더(100)의 조립홈(160)에 삽입됨에 따라 렌즈 홀더(100)에 비구면렌즈(200)를 원활히 장착할 수 있다. 이와 더불어, 렌즈 홀더(100)의 설치홀(120)에는 둘레를 따라 다수개의 광원(140)이 구비되는데, 조립홈(160)에 광원(140)을 배치시켜 설치홀(120)에 장착된 비구면렌즈(200)의 입사부(220)에 빛이 조사되도록 할 수 있다.
한편, 도 2 내지 3에 도시된 바와 같이, 비구면렌즈(200)에는 테두리에 프리즘부(240)가 형성되어 입사된 빛이 산란되도록 할 수 있다. 이러한 프리즘부(240)는 광원(140)에서 조사된 빛이 입사부(220)를 통해 입사시 빛을 굴절시켜 산란되도록 함으로써 빛의 휘도가 향상되도록 한다.
여기서, 프리즘부(240)는 광원(140)의 빛이 입사되는 부분에 위치되어 소정 간격 연장되게 형성되고 후면부에서 전방을 향해 삼각형 형상으로 함몰될 수 있다.
이러한 비구면렌즈(200)의 프리즘부(240)는 광원(140)의 빛이 입사되는 부분에만 형성되도록 하여 프리즘부(240)가 형성되지 않은 부분이 렌즈 홀더(100)와 고정림(300) 사이에 고정되도록 함이 바람직하다. 특히, 프리즘부(240)는 비구면렌즈(200)의 테두리를 따라 소정 간격 연장되고 삼각형 형상으로 함몰되게 형성됨으로써 삼각형 형상을 이룸에 따른 경사면에 의해 빛이 반사되어 굴절 현상이 발생된다. 이로 인해, 도 4에서 볼 수 있듯이, 비구면렌즈(200)의 입사부(220)를 통해 입사된 광원(140)의 빛은 프리즘부(240)에 의해 반사되어 빛이 테두리를 따라 이동됨은 물론 빛이 산란되어 빛의 휘도가 향상된다.
이와 더불어, 비구면렌즈(200)의 테두리에는 둘레를 따라 다수개로 돌출된 확산옵틱부(260)가 형성될 수 있다. 이렇게, 비구면렌즈(200)의 테두리에 다수의 미세 돌기가 돌출되는 확산옵틱부(260)를 형성함으로써 입사부(220)를 통해 입사된 빛이 확산옵틱부(260)에 반사되어 빛이 확산된다. 이로 인해, 비구면렌즈(200)의 테두리를 통해 발산되는 빛의 휘도가 향상된다.
이와 같이 비구면렌즈(200)의 테두리를 통해 발산되는 빛은 포지션 조명의 기능을 수행할 수 있으며, 휘도가 충분히 향상되어 시인성이 확보됨은 물론 다른 램프 기능에 부가하여 적용이 가능하다.
이에 따라, 상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 헤드램프의 비구면렌즈 모듈에 따르면, 로우빔 또는 하이빔 영역에 포지션 조명의 기능이 부가되어 램프 모듈의 사이즈가 축소된다.
또한, 로우빔 또는 하이빔에 포지션 조명의 기능이 부가되더라도 로우빔 또는 히이빔의 광량이 저하되지 않아 로우빔 또는 하이빔의 요구 광량이 만족된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100:렌즈 홀더 120:설치홀
140:광원 160:조립홈
200:비구면렌즈 220:입사부
240:프리즘부 260:확산옵틱부
300:고정림

Claims (8)

  1. 전면부에 설치홀이 형성되고 설치홀의 둘레를 따라 적어도 하나 이상의 광원이 구비된 렌즈 홀더; 및
    렌즈 홀더의 설치홀에 장착되고 광원의 빛이 테두리에 입사되며 입사된 빛이 테두리에서 반사되어 이동되도록 형성된 비구면렌즈;를 포함하고,
    비구면렌즈에는 테두리에 프리즘부가 형성되어 입사된 빛이 산란되는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드램프의 비구면렌즈 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    비구면렌즈의 테두리에는 광원의 빛이 입사되는 입사부가 반경 방향으로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 헤드램프의 비구면렌즈 모듈.
  3. 청구항 2에 있어서,
    광원은 설치홀의 둘레 방향으로 빛이 조사되도록 설치되고,
    입사부는 비구면렌즈의 테두리에 돌출되어 광원에서 조사되는 빛이 입사되는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드램프의 비구면렌즈 모듈.
  4. 청구항 2에 있어서,
    렌즈 홀더에는 설치홀의 둘레를 따라 비구면렌즈의 입사부가 삽입되는 조립홈이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 헤드램프의 비구면렌즈 모듈.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    프리즘부는 광원의 빛이 입사되는 부분에 위치되어 소정 간격 연장되게 형성되고 후면부에서 전방을 향해 삼각형 형상으로 함몰된 것을 특징으로 하는 차량용 헤드램프의 비구면렌즈 모듈.
  7. 청구항 1에 있어서,
    비구면렌즈의 테두리에는 둘레를 따라 다수개로 돌출된 확산옵틱부가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 헤드램프의 비구면렌즈 모듈.
  8. 청구항 1에 있어서,
    비구면렌즈를 감싸도록 형성되고 렌즈 홀더의 설치홀에 설치되어 설치홀에 장착된 비구면렌즈가 렌즈 홀더에 고정되도록 하는 고정림;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드램프의 비구면렌즈 모듈.
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