KR102036098B1 - 차량용 램프 및 이를 포함하는 차량 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수 개의 엘이디가 조사 방향을 기준으로 동일 위치에 정렬되어 형성되는 엘이디 어레이와 상기 엘이디 어레이 앞에 배치되는 비구면 렌즈를 포함하는 차량용 램프로서, 복수 개의 상기 엘이디에 각각 형성되어 상기 엘이디에서 조사되는 빛을 상기 비구면 렌즈로 반사시키는 리플렉터를 포함하고, 조사 방향을 기준으로 상기 리플렉터의 후단에서 전단까지의 거리는 상기 비구면 렌즈의 초점을 지나는 광축에서 멀리 떨어져 배치되는 상기 리플렉터일수록 크게 형성되는 차량용 램프를 제공하여, 수차를 줄여 빛 번짐 현상을 방지하는 유리한 효과를 제공한다.

Description

차량용 램프 및 이를 포함하는 차량{Lamp for vehicle and Vehicle having the same}

본 발명은 차량용 램프 및 이를 포함하는 차량에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 멀티 어레이(Multi Array) 형태의 엘이디(LED) 어레이를 광원으로 사용하는 차량용 램프 및 이를 포함하는 차량에 관한 것이다.

차량용 램프의 광원으로 초기에 각종 형태의 벌브를 사용해 왔지만, 최근에는 전기로부터 빛의 변환 효율이 우수하고, 방열량이 적으며, 소형 및 경량이 가능하고, 수명이 긴 장점이 있는 엘이디(LED: Light Emitting Diode)를 광원으로 많이 사용하고 있다.

일반적으로 엘이디는 색 온도가 약 5500K로 태양 광에 가까워 사람의 눈에 피로를 가장 적게 해주는 장점이 있으며, 크기가 작기 때문에 차량용 램프를 설계하는데 있어서 디자인 자유도가 높은 이점이 있다.

엘이디 어레이란, 복수 개의 이러한 엘이디가 마운팅 되어 형성된 광원의 일종으로, 복수 개의 엘이디에 대한 선택적 점등으로 다양한 빔패턴을 직접적으로 구현하는 것이 가능하다. 때문에, 차량의 헤드램프 및 리어 램프에 적용되어 다양한 빔 패턴을 구현하는데 효과적으로 사용될 수 있다.

도 1은 엘이디 어레이를 광원으로 사용하고 비구면 렌즈를 사용하는 차량용 램프를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 엘이디 어레이(10)의 앞에 비구면 렌즈(20)를 설치하여 차량용 램프를 구성할 수 있다. 비구면 렌즈(20)의 초점(F)을 지나는 빛은 비구면 렌즈(20)를 통과하면 직진하게 된다. 초점(F)이 광축 상에 있으면, 비구면 렌즈(20)를 통과한 빛은 광축과 평행하게 직진하게 된다.

이때, 엘이디 어레이(10)는 통상적으로 일정 방향으로 다수 개의 엘이디가 정렬되어 배치된다. 때문에. 비구면 렌즈(20)의 초점(F)에서 비교적 멀리 떨어져 있는 엘이디 어레이(10)의 상측 단부 및 하측 단부(도 1의 A) 부근에서 조사되는 빛은 비구면 렌즈(20)의 초점(F)을 벗어나 있기 때문에 비구면 렌즈(20) 투과 후 수차가 발생하여 빛 번짐 현상이 일어나는 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 엘이디 어레이와 비구면 렌즈를 사용함에 있어서, 수차를 줄여 빛 번짐을 방지할 수 있는 차량용 램프 및 이를 포함하는 차량을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 복수 개의 엘이디가 조사 방향을 기준으로 동일 위치에 정렬되어 형성되는 엘이디 어레이와 상기 엘이디 어레이 앞에 배치되는 비구면 렌즈를 포함하는 차량용 램프로서, 복수 개의 상기 엘이디에 각각 형성되어 상기 엘이디에서 조사되는 빛을 상기 비구면 렌즈로 반사시키는 리플렉터를 포함하고, 조사 방향을 기준으로 상기 리플렉터의 후단에서 전단까지의 거리는 상기 비구면 렌즈의 초점을 지나는 광축에서 멀리 떨어져 배치되는 상기 리플렉터일수록 크게 형성되는 차량용 램프를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 엘이디의 정렬 방향을 기준으로 할 때, 복수 개의 상기 리플렉터의 너비는 각각 상이하게 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 엘이디의 정렬 방향을 기준으로 할 때, 복수 개의 상기 리플렉터의 너비는 상기 광축에서 멀리 떨어져 배치되는 상기 리플렉터일수록 크게 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 리플렉터는 파라볼라(parabola) 형태의 반사면 및 하이퍼볼라(hyperbola) 형태의 반사면 중 어느 하나의 반사면을 포함할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 다른 발명은, 위와 같은 차량용 램프를 포함하는 차량을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 차량용 램프 및 이를 포함하는 차량에 따르면, 엘이디 어레이의 엘이디마다 리플렉터를 설치하고, 비구면 렌즈의 초점을 지나는 광축에서 멀리 떨어진 리플렉터일수록, 리플렉터의 후단에서 전단까지의 거리를 크게 형성하여 조사 위치와 비구면 렌즈의 중심과의 거리를 가깝게 함으로써, 수차를 줄여 빛 번짐 현상을 방지하는 유리한 효과를 제공한다.

도 1은 엘이디 어레이를 광원으로 사용하고 비구면 렌즈를 사용하는 차량용 램프를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 차량용 램프를 도시한 도면,
도 3은 수차에 의해 빛 번짐이 발생하는 종래의 차량용 램프의 점등 이미지의 사진.
도 4는 수차가 개선되어 빛 번짐이 줄어든 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 차량용 램프의 점등 이미지의 사진이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

본 발명은 비구면 렌즈의 초점에서 멀리 떨어진 리플렉터일수록 조사 위치와 비구면 렌즈의 중심과의 거리를 가깝도록 형성하여 수차를 줄이는 기술적 특징이 있다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 차량용 램프를 도시한 도면이다. 이러한, 도 2는 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 차량용 램프(100)는 엘이디 어레이(10)의 각각의 엘이디(11,12,13,14,15)마다 리플렉터(110,120,130,140,150)가 설치될 수 있다. 이러한 리플렉터(110,120,130,140,150)는 엘이디(11,12,13,14,15)에서 조사된 빛을 비구면 렌즈(20) 방향으로 반사시키는 역할을 한다.

이때, 리플렉터(110,120,130,140,150)의 높이는 비구면 렌즈(20)의 초점(F)을 지나는 광축(O)에서 멀어질수록 크게 형성될 수 있다. 이는 비구면 렌즈(20)의 초점(F)에서 멀리 떨어진 리플렉터일수록 조사 위치와 비구면 렌즈(20)의 중심(LO)과의 거리를 가깝도록 형성하여 수차를 줄이기 위함이다.

여기서, 리플렉터(110,120,130,140,150)의 높이라 함은 조사(照射) 방향(도 2의 x축 방향)을 기준으로 해당 리플렉터(110,120,130,140,150)의 후단에서 전단까지의 거리(H1,H2,H3,H4,H5)를 의미한다. 이러한 리플렉터(110,120,130,140,150)의 높이가 높을수록 조사 방향을 기준으로 엘이디(11,12,13,14,15)의 조사 위치가 보다 전방에 위치하게 된다.

즉, 각 리플렉터(110,120,130,140,150)의 전단 부근에서는 엘이디(11,12,13,14,15)에서 조사된 빛의 믹싱(mixing) 영역(P1,P2,P3,P4,P5)이 형성되는데, 리플렉터(110,120,130,140,150)의 높이가 높을수록 이 빛의 믹싱 영역(P1,P2,P3,P4,P5)과 비구면 렌즈(20)의 중심(LO)과의 거리가 가깝게 형성된다.

예를 들어, 광축(D) 상에 위치하는 엘이디(13)에 설치된 리플렉터(130)의 빛의 믹싱 영역(P3)과 비구면 렌즈(20)의 중심(LO)과의 거리를 D1이라 하고, 엘이디 어레이(10)의 가장 상단에 위치한 엘이디(11)에 설치된 리플렉터(110)의 빛의 믹싱 영역(P1)과 비구면 렌즈(20)의 중심(LO)과의 거리를 D2라 하며, 엘이디 어레이(10)의 가장 하단에 위치한 엘이디(15)에 설치된 리플렉터(130)의 빛의 믹싱 영역(P5)과 비구면 렌즈(20)의 중심(LO)과의 거리를 D3라 하면, D1, D2 및 D3 중 D1이 값이 가장 작으며, D2 및 D3가 D1에 유사할수록 광 경로가 유사하여 수차를 줄일 수 있다.

이에, 본 발명은 광축(O)에서 멀리 배치된 리플렉터(예를 들어 도 2의110, 도 2의 150)의 높이를 보다 높게 형성시킴으로써, 각각의 리플렉터(110,120,130,140,150)의 조사 위치에서 비구면 렌즈(20)의 중심(LO)에 이르는 광 경로들이 유사하게 되도록 구성한다.

한편, 엘이디(11,12,13,14,15)의 정렬 방향 (도 2의 z축 방향)을 기준으로 할 때, 복수 개의 상기 리플렉터(110,120,130,140,150)의 너비(W1,W2,W3,W4,W5)는 각 리플렉터(110,120,130,140,150)의 반사면과 차량용 램프(100)의 용도를 고려하여 각각 상이하게 형성되거나 동일하게 형성될 수 있다.

이러한 리플렉터(110,120,130,140,150)의 반사면은 차량용 램프(100)의 용도에 따라 파라볼라(parabola) 형태의 반사면 또는 하이퍼볼라(hyperbola) 형태의 반사면을 갖도록 형성될 수 있다.

도 3은 수차에 의해 빛 번짐이 발생하는 종래의 차량용 램프의 점등 이미지의 사진이고, 도 4는 수차가 개선되어 빛 번짐이 줄어든 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 차량용 램프의 점등 이미지의 사진이다.

종래의 차량용 램프에서는 점등 이미지에 도 3의 B와 같이, 비구면 렌즈의 초점과 떨어진 영역에서 수차에 의한 빛 번짐 현상이 발생할 수 있다. 그러나 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 차량용 램프에 의해 구현되는 점등 이미지에서는 수차의 개선으로 인하여 도 4의 C에서 도시한 바와 같이 빛 번짐 현상이 크게 감소된 것을 확인할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 차량용 램프
110,120,130,140,150 : 리플렉터
10 : 엘이디 어레이
11,12,13,14,15 : 엘이디
20 : 비구면 렌즈

Claims (5)

1. 복수 개의 엘이디가 조사 방향을 기준으로 동일 위치에 정렬되어 형성되는 엘이디 어레이와 상기 엘이디 어레이 앞에 배치되는 비구면 렌즈를 포함하는 차량용 램프로서,
   복수 개의 상기 엘이디에 각각 형성되어 상기 엘이디에서 조사되는 빛을 상기 비구면 렌즈로 반사시키는 리플렉터를 포함하고, 조사 방향을 기준으로 상기 리플렉터의 후단에서 전단까지의 거리는 상기 비구면 렌즈의 초점을 지나는 광축에서 멀리 떨어져 배치되는 상기 리플렉터일수록 크게 형성되고,
   상기 엘이디의 정렬 방향을 기준으로 할 때, 복수 개의 상기 리플렉터의 너비는 상기 광축에서 멀리 떨어져 배치되는 상기 리플렉터일수록 크게 형성되고,
   상기 리플렉터는 파라볼라(parabola) 형태의 반사면 및 하이퍼볼라(hyperbola) 형태의 반사면 중 어느 하나의 반사면을 포함하며,
   상기 리플렉터의 너비는 조사 방향으로 상기 리플렉터의 후단에서 전단까지의 거리인 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 엘이디의 정렬 방향을 기준으로 할 때, 복수 개의 상기 리플렉터의 너비는 각각 상이하게 형성되는 차량용 램프.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1 항 또는 제2 항의 차량용 램프를 포함하는 차량.
   

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