KR102116081B1 - 광원으로부터 오프셋된 발광 요소를 포함하는, 특히 자동차 조명 부품용 조명 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 조명 시스템(10)에 관한 것으로서, 상기 조명 시스템(10)은:
조명 방향(L)으로 라이트 빔(15)을 방출하는 발광 다이오드(14)들이 구비된 인쇄 회로 기판(12);
상기 라이트 빔(15)을 전파 및 전달하도록 형성된 광학 모듈(16)로서, 상기 라이트 빔을 수용하는 수용 표면(18)과 상기 라이트 빔을 방출하는 방출 표면(19)을 구비한, 광학 모듈(16); 및
상기 발광 다이오드들에 의하여 방출되는 라이트 빔들을 마스킹(masking)하기 위한 적어도 하나의 마스킹 요소(20);를 포함하며,
상기 마스킹 요소는, 적어도 하나의 발광 다이오드로부터 수용 표면을 향하여 연장되되, 상기 적어도 하나의 발광 다이오드의 주변의 적어도 일부분에서 상기 발광 다이오드와 상기 수용 표면 사이의 거리의 적어도 일부분에 걸쳐 상기 적어도 하나의 발광 다이오드의 조명 방향에 대해 실질적으로 평행하게 연장된다.

Description

광원으로부터 오프셋된 발광 요소를 포함하는, 특히 자동차 조명 부품용 조명 시스템{LIGHTING SYSTEM, IN PARTICULAR FOR A MOTOR VEHICLE LIGHTING MEMBER, COMPRISING A LIGHT-EMITTING ELEMENT OFFSET FROM THE LIGHT SOURCE}
본 발명은 발광 요소가 광원으로부터 오프셋되어 특히 광원이 은닉(conceal)되는, 특히 자동차 조명 부품용 조명 시스템에 관한 것이다.
일부 조명 시스템은 인쇄 회로에 전기적으로 연결되고 흔히 LED라고 호칭되는 발광 다이오드를 구비한 인쇄 회로 기판을 포함한다. 흔히 PCB라고 약칭되는 인쇄 회로 기판은 전체적으로 플레이트(plate) 형태를 가진 지지대 역할을 하는 것으로서, 복잡한 전자 회로를 생성하기 위하여 일련의 전자 부품들을 서로 전기적으로 연결시킴을 가능하게 한다. 상기 플레이트는 평면형의 것으로서, 절연 재료에 의하여 분리된 하나 이상의 얇은 구리층들의 조립체로 이루어진다. 이와 같은 플레이트에는 단단한 것이거나 유연성을 갖는 것이 있다. 조명 장치에서, LED를 구비한 플레이트 또는 인쇄 회로 기판은 일반적으로 우수한 광 방출을 위하여, 요망되는 조명 방향에 대해 직각으로 배치되며, 라이트 빔(라이트 빔)의 대부분은 상기 다이오드들에 의하여 방출되되 인쇄 회로 기판에 대해 직각인 방향으로 방출된다. 그러나, 자동차 분야에서, 특히 헤드라이트(headlight)의 적용과 관련하여서는, 조명 방향에 대해 직각인 그와 같은 배치로 인하여 헤드라이트의 부피가 현저히 증가하여 디자인에 제약을 가한다.
광 안내 기능을 보장하기 위하여 LED와 연관된 라이트 광학 모듈(light optical module)을 구비한 조명 시스템이 있다. 상기 LED들은, 광학 모듈이 상기 LED들에 의하여 방출되는 빛을 수용하도록 하기 위하여 광학 모듈로부터 짧은 거리를 두고 배치된다. 상기 광학 모듈은 종종 상기 조명 시스템의 다른 요소, 예를 들어 마스크(mask) 또는 편향기(deflector)와 통합되기도 한다. 그와 같은 마스크는 흔히 상기 LED로부터 거리를 둔 위치에서 LED들의 조명 방향(lighting direction)에 대해 직각으로 연장된다. 따라서 그러한 조명 시스템은 서로에 대해 배치되어야 하는 다양한 요소들을 포함하며, 이것은 그들의 조립을 복잡하게 만들 수 있다. 또한, 위와 같은 조명 시스템은 상당한 체적을 갖게 될 수 있는데, 이것은 바람직하지 못하게도 그 구성과 형태를 제한할 수 있으며, 특히 자동차 분야에서 그러하다. 나아가 이와 같은 유형의 조명 시스템에서 각각의 LED는 구별되어 보일 수 있는 것이 바람직하다. 미관을 위하여는, 조명 시스템의 조명 기능을 유지하는 채로 조명 시스템의 스타일리쉬한 외관을 향상시키는 것이 바람직할 수 있다.
따라서, 위와 같은 단점들을 적어도 부분적으로 해결하고 디자인을 변경함을 가능하게 하는 조명 시스템이 필요하다.
상기 목적을 위하여, 본 발명에 의하여 제공되는 특히 자동차 헤드라이트를 위한 조명 시스템은:
조명 방향으로 라이트 빔을 방출하기에 적합한 발광 다이오드들이 구비된 인쇄 회로 기판;
상기 라이트 빔을 전파 및 전달하도록 형성된 광학 모듈로서, 상기 라이트 빔을 수용하는 수용 표면과 상기 라이트 빔을 재전달하는 방출 표면을 구비한, 광학 모듈; 및
상기 발광 다이오드들에 의하여 방출되는 라이트 빔들을 마스킹(masking)하기 위한 적어도 하나의 마스킹 요소;를 포함하며,
상기 마스킹 요소는, 적어도 하나의 발광 다이오드로부터 수용 표면을 향하여 연장되되, 상기 적어도 하나의 발광 다이오드의 주변의 적어도 일부분에서 상기 발광 다이오드와 상기 수용 표면 사이의 거리의 적어도 일부분에 걸쳐 상기 적어도 하나의 발광 다이오드의 조명 방향에 대해 실질적으로 평행하게 연장되는 것을 특징으로 한다.
일반적으로 발광 다이오드는 다수의 방향으로 복수의 광선들을 방출하며, 라이트 빔은 이 광선들로 이루어지므로, 일반적으로 라이트 빔은 원추 형태를 갖는다. 본 발명에서는 발광 다이오드의 조명 방향이 발광 다이오드에 의하여 방출되는 라이트 빔을 한정하는 원추형의 축대칭 방향인 것으로 고려된다.
본 발명에 따른 적어도 하나의 마스킹 요소의 존재로 인하여, 상기 발광 다이오드들과 광학 모듈 사이에서 조명 방향에 대해 횡방향으로 발광 다이오드들로부터 나오는 라이트 빔이 보이지 않으면서도 상기 발광 다이오드들을 광학 모듈로부터 거리를 두고 배치하는 것이 가능하게 되며, 이 때 상기 적어도 하나의 마스킹 요소는 상기 적어도 하나의 발광 다이오드에 의하여 방출되는 라이트 빔을 적어도 부분적으로 둘러싸거나 틀에 가두는 역할을 한다. 따라서 상기 광학 모듈이 상기 발광 다이오드들에 의하여 연속적으로 그리고 균일한 방식으로 빛나게 되면서도, 상기 조명 시스템의 다른 요소들, 특히 마스킹 요소로부터 구별되는 요소로서 형성될 수 있게 된다. 상기 발광 다이오드들과 광학 모듈 사이의 위와 같은 간격은, 조명의 미관을 더 향상시킬 수 있다. 실제에 있어서 신호용 요소는 "트롱프 뢰유(trompe-l'oeil)" 유형의 미적 외관을 가질 수 있는데, 이것은 신호용 모듈에서 보이는 유지용 요소들 또는 어떠한 지지대 없이 띄워져 있는 것처럼 보일 수 있게 되기 때문이다. 상기 발광 다이오드들은 적어도 하나의 마스킹 요소에 의하여 마스킹되므로, 광학 모듈이 빛나는 것 처럼 보인다.
마스킹 요소는 광선의 통과를 허용하지 않는 임의의 재료로 제작될 수 있다. 바람직하게는, 예를 들어 폴리프로필렌과 같은 불투명한 폴리머 재료로 제작될 수 있다.
상기 광학 모듈은 그 체적 안에서 진행하는 적어도 하나의 라이트 빔, 특히 발광 다이오드들에 의하여 방출된 라이트 빔을 전파 및 안내하기에 적합하되 바람직하게는 투명 또는 반투명한 폴리머 재료 또는 유리로 형성될 수 있다. 상기 사용되는 재료에 색상이 부여되어 있든 아니든, 그 재료는 유리 또는 폴리머 유형의 재료와 같이 광선을 안내하기에 적합한 임의의 재료일 수 있으며, 예를 들면 폴리카보네이트(polycarbonate) 또는 폴리(메틸메타크릴레이트)(poly(methylmethacrylate))(PMMA)가 이에 해당된다. 따라서 각각의 광학 모듈은 간편하게 제작될 수 있으며, 그 형태는 조명 시스템을 수용하도록 의도된 부품에 적합화될 수 있다.
본 발명에 따른 조명 시스템은 복수의 마스킹 요소를 포함할 수 있고, 하나의 마스킹 요소는 하나 이상의 발광 다이오드와 연관된다. 각각의 마스킹 요소가 하나 이상의 발광 다이오드를 완전히 둘러싸거나, 또는 이 마스킹 요소들이 발광 다이오드들의 조명 방향에 대해 실질적으로 직각인 벽들에 의하여 서로 연계되는 것이 유리할 수 있는데, 이는 상기 조명 시스템의 외부로부터 발광 다이오드들이 보일 가능성을 배제하기 위한 것이다. 그러나 이와 같은 실시예가 반드시 바람직한 것은 아닐 수 있다.
본 발명이 이에 제한되는 것은 아니지만 유리하게는, 상기 조명 시스템이 발광 다이오드들 모두에 의하여 방출되는 라이트 빔들을 마스킹 하는 단일의 마스킹 요소를 포함할 수 있으며, 이것은 조명 시스템의 제작 및 조립을 단순화시킬 수 있다.
이 경우, 상기 단일의 마스킹 요소는 예를 들어 동일한 평면에 배치된 발광 다이오드들 모두로부터 상기 수용 표면을 향하여 연장되되, 상기 발광 다이오드들의 세트의 주변의 적어도 일부분에서 상기 발광 다이오드들의 세트와 상기 광학 모듈의 수용 표면 사이의 거리의 적어도 일부분에 걸쳐 상기 발광 다이오드들의 조명 방향들에 대해 실질적으로 평행하게 연장될 수 있다.
상기 조명 시스템의 외부로부터 상기 발광 다이오드들이 보일 가능성을 방지하기 위하여, 단일의 마스킹 요소가 발광 다이오드들의 세트를 완전히 둘러싸거나 또는 상기 단일의 마스킹 요소가 상기 발광 다이오드들의 조명 방향들에 대해 실질적으로 직각인 적어도 하나의 벽을 포함하는 것이 유리할 수 있다.
보다 단순한 실시예로서, 상기 발광 다이오드들이 조명 방향(L)에 대해 평행하게 또는 실질적으로 평행하게 빛을 방출할 수 있도록, 상기 인쇄 회로 기판이 배치되는 것이 유리할 수 있다.
보다 단순한 실시예로서, 상기 발광 다이오드들을 동일한 평면에서 직선 또는 곡선(예를 들어 원형 선)을 따라 배치시키는 것이 유리할 수 있다. 상기 인쇄 회로 기판은 다각형 또는 타원형 형태(예를 들어 원형이거나 또는 고리형)의 평면형 플레이트일 수 있다.
상기 광학 모듈은 발광 다이오드들에 의하여 형성되는 선의 형태와 유사한 형태를 갖는 단면(발광 다이오드들의 조명 방향에 대해 횡방향의 단면)을 가진 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 다이오드들이 원형으로 배치된다면, 광학 모듈이 원통형 또는 테이퍼진 왕관 링(tapered crown ring)의 형태이거나, 또는 원추형 또는 반구형 형태를 가질 수 있다.
유리하게는, 단일의 마스킹 요소가 상기 광학 모듈의 형태와 유사한 형태를 가질 수도 있는바, 예를 들어 원통형 또는 테이퍼진 왕관 링 형태이거나 또는 테이퍼진 형태를 가질 수 있다.
본 발명이 이에 의하여 제한되는 것은 아니지만 유리하게는, 상기 광학 모듈이 상기 발광 다이오드들의 조명 방향에 대해 실질적으로 직각으로 연장되거나, 그리고/또는 상기 광학 모듈의 수용 표면이 상기 발광 다이오드들의 조명 방향에 대해 실질적으로 직각인 평면에서 펼쳐진 것일 수 있다. 또한 상기 광학 모듈은, 발광 다이오드들이 구비된 인쇄 회로 기판 및 마스킹 요소(들)을 지지하는 하우징에 의하여 지지될 수 있다.
부품들의 개수를 더 제한하기 위하여는, 상기 적어도 하나의 마스킹 요소가 하우징에 통합될 수 있는바, 특히 상기 하우징의 내부에 배치되거나 또는 하우징의 일부를 형성할 수 있다. 상기 하우징은 상기 인쇄 회로 기판, 광학 모듈, 그리고 가능하게는 조명 시스템의 다른 요소들을 지지하는 기능을 수행할 수 있다.
상기 적어도 하나의 마스킹 요소는 광학 모듈까지 연장될 수 있다. 그러나, 이와 같은 실시예는 미관의 관점에서 바람직하지 않고, 상기 광학 모듈의 수용 표면이 마스킹 요소와 접촉하지 않는 편이 바람직하다. 일 예로서, 상기 적어도 하나의 마스킹 요소와 수용 표면 사이에는 5 mm 내지 2cm 사이의 거리가 있을 수 있다.
본 발명이 이에 의하여 제한되는 것은 아니지만 바람직하게는, 상기 적어도 하나의 마스킹 요소가 상기 적어도 하나의 발광 다이오드로부터 상기 발광 다이오드와 상기 수용 표면 사이의 거리의 적어도 50%, 심지어는 60%에 걸쳐 연장될 수 있다. 유리하게는, 상기 적어도 하나의 마스킹 요소가 상기 발광 다이오드와 인쇄 회로 기판을 숨기기에 충분한 거리만큼 연장될 수 있다.
본 발명이 이에 의하여 제한되는 것은 아니지만 유리하게는, 상기 적어도 하나의 마스킹 요소가 상기 적어도 하나의 발광 다이오드로부터 상기 발광 다이오드와 상기 수용 표면 사이의 거리의 최대 95% 또는 최대 75%까지 연장될 수 있다. 상기 적어도 하나의 마스킹 요소와 상기 수용 표면 사이의 거리가 증가하면, 상기 조명 시스템의 미관 효과를 향상시키는 것이 가능하게 된다.
본 발명이 이에 의하여 제한되는 것은 아니지만 유리하게는, 상기 조명 시스템이 각각의 발광 다이오드와 연관된 시준 장치(36)를 포함할 수 있으며, 상기 시준 장치는 상기 라이트 빔을 상기 수용 표면을 향하여 시준하도록 구성된다. 이로 인하여, 상기 라이트 빔들이 수용 표면 상에서 수렴하게 할 수 있어서 광학 모듈의 빛남이 향상될 수 있다.
시준 장치는 상기 발광 다이오드들에 의하여 방출되는 광 방사(light radiation)의 70% 내지 100%, 바람직하게는 80% 내지 100%, 더 바람직하게는 90% 내지 100%가 상기 수용 표면 상에 수렴하도록 구성될 수 있다.
위와 같은 시준 장치는 발광 다이오드에 바로 인접하게 위치되는 것이 바람직하다.
일반적으로 상기 광선 시준 장치는 프레스넬 렌즈(Fresnel lens), 디옵터(diopter), 프리즘(prism), 또는 퍼싯(facet) 유형의, 하나 이상의 통상적인 광학 요소를 포함할 수 있다.
선택적으로는, 상기 수용 표면의 치수가 상기 발광 다이오드들에 의항 방출되는 광 방사의 모두를 받아들이도록 형성될 수 있는데, 이는 수집 장치를 통과한 후라면 가능할 수 있다.
본 발명이 이에 의하여 제한되는 것은 아니지만 바람직하게는, 상기 적어도 하나의 마스킹 요소가 상기 조명 방향에 대해 실질적으로 평행한 적어도 두 개의 측벽들을 포함할 수 있으며, 상기 측벽들 사이에는 상기 광학 모듈의 수용 표면을 대면하는 개방 단부 및 상기 조명 방향에서 상기 개방 단부로부터 멀리 있는 원위 단부를 포함하는 홈이 형성되고, 상기 인쇄 회로 기판은 상기 원위 단부 측에서 상기 홈의 내부 또는 외부에 배치될 수 있다.
위와 같은 구성은 상기 적어도 하나의 마스킹 요소를 간편하게 제작함을 가능하게 하는바, 특히 마스킹 요소가 하우징에 통합되는 경우에 그러하다. 실제에 있어서, 상기 측벽들 중 하나는 상기 하우징의 가장자리의 연장부로서 제작될 수 있다.
이로써 상기 홈이 두 개의 측벽들에 의하여 한정되는바, 하나는 외부 측벽으로 호칭되고 다른 하나는 내부 측벽으로 호칭된다. 상기 외부 측벽은 하우징의 가장자리의 연장부로서 상기 하우징에 고정될 수 있으며, 상기 내부 측벽은 상기 조명 방향에 대해 실질적으로 직각인 벽에 고정될 수 있다. 상기 내부 측벽은 예를 들어 내부 측벽이 원통형 또는 절두원추형의 형태를 갖는 경우에, 일 가장자리로부터 상기 내부 측벽 중 다른 것까지 또는 상기 하우징과 내부 측벽 사이에 형성되는 빈 공간을 폐쇄한다. 이와 같은 구성은 특히 상기 인쇄 회로 기판이 홈의 외부에 배치된 경우에 상기 발광 다이오드들이 잘 숨겨질 수 있게 할 수 있다.
본 발명이 이에 의하여 제한되는 것은 아니지만 유리하게는, 상기 홈의 원위 단부가 상기 적어도 하나의 발광 다이오드의 조명 방향에 대해 실질적으로 직각을 이루는 저부 벽에 의하여 막힐 수 있다. 이 저부 벽은 상기 적어도 두 개의 측벽들을 연계시키며, 상기 인쇄 회로 기판의 고정을 위한 지지대 및/또는 고정부로서 기능할 수 있다. 상기 인쇄 회로 기판이 홈 외부에 위치된 때에, 상기 저부 벽에는 발광 다이오드들에 의하여 방출되는 라이트 빔들의 통과를 위한 구멍이 형성될 수 있다.
상기 시준 장치가 직접적으로 상기 인쇄 회로 기판에 또는 상기 마스킹 요소에, 예를 들어 마스킹 요소의 저부 벽에 고정될 수 있다는 점에 유의한다. 변형예로서, 시준 장치는 각각의 발광 다이오드를 대면하는 홈의 원위 단부를 폐쇄할 수도 있다.
본 발명이 상기 적어도 하나의 마스킹 요소의 특정 형태에 의하여 제한되는 것은 아니다. 특정의 실시예에 따르면, 단일의 마스킹 요소에 의하여 단일의 홈이 형성될 수 있으며, 그것의 형태(조명 방향에 대해 횡단면 방향에서의 형태)는 발광 다이오드의 배치와 유사할 수 있다.
상기 발광 다이오드들이 동일한 평면에서 원형 선을 따라서 배치된 경우에 유리하게는, 단일의 마스킹 요소에 의하여 왕관 링 형태의 단일 홈이 형성될 수 있으며 상기 홈의 개구를 대면하여서는 광학 모듈이 중공 원통형 또는 중공 절두원추형의 형태를 가질 수 있고, 상기 홈과 광학 모듈의 중심축들은 일치할 수 있다.
본 발명이 이에 의하여 제한되는 것은 아니지만 유리하게는, 상기 조명 시스템이 상기 광학 모듈을 하우징에 또는 상기 적어도 하나의 마스킹 요소에 고정하는 적어도 하나의 고정 요소를 더 포함할 수 있다. 특히 상기 적어도 하나의 고정 요소는 상기 광학 모듈을 상기 마스킹 요소로부터 거리를 두고 유지시킴을 가능하게 한다.
상기 고정 요소(들)는 예를 들어 사각형과 같이, 다양한 형태와 치수를 갖는 로드(rod) 또는 스트립(strip)일 수 있다. 바람직하게는 상기 고정 요소(들)가 상기 광학 모듈의 재료와 동일한 재료, 즉 라이트 빔의 전파 및 전달에 적합한 재료로 제작되는바, 이것은 빛의 전파에 대하여 어떠한 방해도 유발하지 않기 때문에 광학 모듈의 "떠 있는 것 처럼 보이는" 효과를 증대시킬 수 있다.
상기 고정 요소들이 유지 기능을 보장할 수만 있다면 고정 요소의 개수에는 제한이 없다. 일반적으로, 적어도 두 개의 고정 요소가 사용되지만 단일의 고정 요소가 사용될 수도 있다.
상기 고정 요소(들)는 고정 요소의 단부 영역에서 상기 광학 모듈의 외부 표면에 고정될 수 있으며, 그 반대측의 단부 영역은 상기 적어도 하나의 마스킹 요소 또는 하우징에 고정될 수 있다.
또한 본 발명은 상기 본 발명에 따른 조명 시스템이 구비된 자동차 조명 부품에 관한 것이기도 하다.
특히 상기 조명 부품은, 자동차 신호용 헤드라이트(또는 광학 블록(optical block)), 자동차의 내부 안에 위치되는 앰비언트 라이트 등 중에서 선택될 수 있다. 바람직하게는 상기 조명 부품이 헤드라이트이다.
통상적으로 조명 부품은 라이트 빔의 출력을 위하여 투명 또는 반투명한 일 면을 구비한 하우징을 포함한다. 본 발명에 따른 조명 시스템은 상기 하우징 안에 배치되며, 발광 다이오드들이 조명 방향은 상기 하우징의 투명 또는 반투명한 면을 통하여 나온다.
본 발명의 조명 시스템의 상기 적어도 하나의 마스킹 요소는 조명 부품의 하우징에 통합될 수 있다. 예를 들어 상기 마스킹 요소는 상기 하우징과 별도로 제작된 후에 통합되거나 또는 처음부터 상기 하우징과 일체로 제작될 수 있다.
또한 본 발명은 상기 본 발명에 따른 적어도 하나의 조명 시스템을 구비하는 자동차에 관한 것이다.
특히, 상기 조명 시스템은 자동차 내부 안에 위치하는 앰비언트 라이트와 자동차 신호 라이트 중 적어도 한 가지를 구비할 수 있다.
상기 신호 라이트는 전방 또는 후방에 있는 것으로서, 특히 주간주행 라이트(자동차의 운행이 시작되는 때에 자동적으로 켜지게 되는 라이트로서, DRL로 약칭되기도 하는 라이트), 측방 라이트(side light), 후진 라이트(reversing light), 안개 라이트(fog light), 섬광 라이트(flashing light), 정지 라이트(stop light), 또는 임의의 다른 신호 라이트(signaling light)로부터 선택될 수 있다.
아래에서는 하기의 비제한적인 첨부 도면들을 참조로 하여 본 발명에 대해 설명한다.
도 1 은 본 발명에 따른 조명 시스템이 구비된 자동차 헤드라이트의 부분 사시도이고;
도 2 는 도 1 의 조명 시스템의 부분 단면 사시도이고;
도 3 은 도 1 의 조명 시스템의 부분 단면 개략도이다.
"실질적으로 평행"이라는 표현은 특정 방향에 대해 최대 ±20° 또는 최대 ±10°의 각도를 형성하는 방향을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 에는 자동차의 신호(signaling)를 위한 헤드라이트(1)가 부분적으로 도시되어 있는바, 상기 헤드라이트(1)는 하우징(3)을 포함하고, 상기 하우징(3)의 일 면(5)은 라이트 빔(light beam)의 출력을 위하여 투명 또는 반투명하다. 상기 면(5)은 임의의 평면형 형태 또는 제시된 예에서와 같은 임의의 복잡한 형태를 취할 수 있다.
상기 헤드라이트(1)는 본 발명에 따른 조명 시스템(10)을 구비하는바, 조명 시스템(10)은 도 2 및 도 3 에 보다 상세히 도시되어 있다.
조명 시스템(10)은:
라이트 빔을 조명 방향(L)으로 방출하기에 적합한 발광 다이오드(14)들을 구비한 인쇄 회로 기판(printed circuit board; 12) (도 3 에서는 도면의 명확성을 위하여 하나의 발광 다이오드만 도시되어 있음); 및
상기 라이트 빔을 전파 및 전달하도록 형성된 광학 모듈(16)로서, 상기 라이트 빔을 수용하기 위한 수용 표면(reception surface; 18)과 상기 라이트 빔을 재전달(retransmit)하기 위한 방출 표면(emission surface; 19)을 구비한, 광학 모듈(16);을 포함한다.
도시된 예에서, 발광 다이오드(14)들 모두의 라이트 빔들의 조명 방향들은 동일한 조명 방향(L)에 대해 실질적으로 평행하다. 상기 발광 다이오드(14)들은 상기 조명 방향(L)에 대해 직각인 동일한 평면에서 원형 선을 이루어 배치된다. 상기 발광 다이오드(14)들은 인쇄 회로 기판(12)에 의하여 지지되고 전력을 공급받으며, 상기 인쇄 회로 기판(12) 자체는 고리 형태의 형상을 갖는다.
본 발명에 따르면, 상기 조명 시스템(10)은 발광 다이오드(14)들에 의하여 방출된 라이트 빔들을 마스킹(masking)하기 위한 마스킹 요소(masking element; 20)를 포함한다. 상기 마스킹 요소(20)는, 발광 다이오드(14)들로부터 수용 표면(18)을 향하여 연장되되, 상기 발광 다이오드(14)들 모두의 주변의 적어도 일부분에서 상기 발광 다이오드들의 세트와 수용 표면(18) 사이의 거리의 적어도 일부분에 걸쳐 상기 발광 다이오드(14)들의 조명 방향(L)에 대해 실질적으로 평행하게 연장된다.
상기 마스킹 요소(20)는 광선의 통과를 허용하지 않는 재료, 예를 들어 불투명한 폴리머 재료로 이루어져 있다. 그럼에도 불구하고 도 1 에서는, 인쇄 회로 기판(12)과 발광 다이오드(14)들의 식별을 가능하게 하기 위하여 투명하게 도시되어 있다.
예시된 마스킹 요소(20)는 상기 조명 방향(L)에 대해 실질적으로 평행한 두 개의 측벽들(22, 24)을 포함한다. 상기 측벽들(22, 24)은 홈(26)을 한정하고, 상기 홈(26)에는 상기 광학 모듈의 수용 표면(18)을 대면하는 개방 단부(open end; 28)와 상기 조명 방향(L)에서 상기 개방 단부(28)로부터 멀리 있는 원위 단부(distal end ;30)가 구비된다.
상기 인쇄 회로 기판(12)은 상기 원위 단부(30) 측에 배치되어 있다.
제시된 예에서는, 도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 홈(26)이 상기 개방 단부(28)를 향하여 폭이 넓어지는 테이퍼진 왕관 링(tapered crown ring) 형태를 갖는다. 상기 홈(26)은 개방 단부(28)로부터 먼 원위 단부(30) 측에서 저부 벽(bottom wall; 32)에 의해 막혀 있다. 상기 인쇄 회로 기판(12)은 상기 홈(26)의 외부에서 상기 저부 벽(32)에 인접하게 배치되며, 상기 저부 벽(32)에 제공되어 있는 관통 구멍(34)은 발광 다이오드(14)에 의하여 방출된 라이트 빔의 통과를 허용한다.
이 실시예에서, 저부 벽(32)은 발광 다이오드(14)들과 같은 개수의 관통 구멍(34)들을 가지며, 각각의 관통 구멍(34)은 발광 다이오드(14)를 대면하도록 배치된다.
도시되지 않은 변형예에서는, 상기 저부 벽(34)이 관통 구멍(34)이 없이 채워진 형태의 것이고 인쇄 회로 기판(12)이 상기 홈(26)의 내부에 배치되어 있을 수 있다. 인쇄 회로 기판(12)이 홈(26)의 저부 벽을 형성하는 것도 가능하다.
마지막으로, 도 2 에 보다 구체적으로 도시된 바와 같이, 마스킹 요소(20)가 하우징(3)의 일부를 형성한다. 도 2 에서, 마스킹 요소(20)는 조명 방향(L)에 대해 실질적으로 평행한 방향으로 연장되어 있는 하우징의 벽(3a)과 일체로 제작되어 있음을 알 수 있다. 상기 하우징의 벽(3a)은 테이퍼진 것이거나, 원통형의 것이거나, 또는 고리형의 기판(12)과 같은 중심을 가진 것일 수 있다. 상기 마스킹 요소(20)는 상기 하우징 안에서 하우징 벽(3a)의 내부면(3b)을 대면하도록 배치된다. 보다 구체적으로, 상기 마스킹 요소(20)의 외부 측벽(24)은 홈(26)의 개방 단부(28) 측에서 벽(3a)에 연계된다. 따라서 발광 다이오드(14)들은 완전히 은닉된다. 또한, 이 실시예에서는, 상기 조명 방향(L)에 대해 실질적으로 직각을 이루는 마스킹 벽(masking wall; 35)이, 홈(26)의 개방 단부(28) 측에서 내부 측벽(22)으로부터 상기 하우징의 내부 표면 전체에 걸쳐 펼쳐져 있다. 다만, 상기 마스킹 벽(35)은 (도시되지 않은) 다른 조명 요소에 의하여 대체될 수 있다.
도 1 및 도 2 에 도시된 실시예에서, 광학 모듈(16)은 전방 외측 표면(160) 및 상기 전방 외측 표면(160)에 대해 평행한 후방 외측 표면(161)을 구비한 테이퍼진 왕관 링 형태를 가지며, 상기 전방 외측 표면(160) 및 후방 외측 표면(161)들 각각은 평면 형태를 가지며 외측 측방 외측 표면(162) 및 내측 측방 외측 표면(163)에 의해 연결된다. 상기 외측 측방 외측 표면(162) 및 내측 측방 외측 표면(163)은 상기 전방 외측 표면(160)을 향하여 수렴하는 절두원추형의 측벽을 형성한다. 상기 광학 모듈(16)은 예를 들어 투명한 PMMA로 형성된다. 제시된 실시예에서, 상기 전방 외측 표면(160)과 측방 외측 표면들(162, 163)은 광학 모듈(16)의 방출 표면(19)을 형성하고, 후방 외측 표면(161)은 광학 모듈(16)의 수용 표면(18)을 형성한다. 상기 광학 모듈의 수용 표면(18)은 조명 방향(L)에서 상기 홈(26)의 개방 단부(28)로부터 거리를 두고 이격되어 위치하며, 조명 방향(L)에 대해 직각으로 펼쳐져 있다.
따라서 광학 모듈(16), 마스킹 요소(20), 및 인쇄 회로 기판(12) 모두는 (조명 방향에 대한 직각을 이루는) 원형 형태의 단면을 가지며, 이들의 중심축들은 모두 같다. 그러나, 상기 요소들은 동심을 이루도록 배치된 회전 대칭의 다른 형태를 가질 수도 있다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 광학 모듈(16)은 직경방향으로 대향되게 배치된 두 개의 고정 요소(7)들에 의하여 하우징(3)에 고정될 수 있다. 각각의 고정 요소(7)는 (본 예에서는 PMMA로 형성된) 광학 모듈(16)과 동일한 재료로 이루어진 사각형 스트립의 형태로 형성되며, 그것의 일 단부(7a)는 광학 모듈(16)에 고정되고 다른 단부(7b)는 하우징(3)의 벽(3a) 외부에서 하우징(3)에 고정된다. 상기 고정 요소(7)들은 상기 광학 모듈(16)이 하우징(3)으로부터 그리고 마스킹 요소(20)로부터 거리를 두고 유지됨을 보장한다.
도 3 에는 도 2 의 조명 시스템(10)이 개략적으로 도시되어 있는데, 여기에는 발광 다이오드(14)에 의하여 방출되는 광선이 점유하는 방향들이 구체적으로 도시되어 있다. 즉 발광 다이오드(14)에 의하여 방출되는 라이트 빔(15)은 광학 모듈(16)의 수용 표면(18)을 통하여 광학 모듈(16) 안으로 진입한다. 상기 광학 모듈(16)에 의하여 전달된 라이트 빔(17)은 광학 모듈(16)의 방출 표면(19)을 통하여 나간다.
발광 다이오드(14)에 의하여 방출되는 빛 방사(light radiation)의 손실을 방지하기 위하여, 시준 장치(collimation device; 36)가 발광 다이오드(14)의 전방에 배치되고, 상기 시준 장치는 라이트 빔(15)의 원추형상이 마스킹 요소(20)와 접촉하게 되지 않도록 구성된다. 또한, 상기 수용 표면(18)은 라이트 빔(15)의 모두를 받아들이기 위하여 홈(26)의 개방 단부(28)의 단면보다 더 크다는 점에 유의한다.
상기 도면들을 참조로 하여 설명된 조명 부품(1)은 자동차 헤드라이트이다.
그러나, 본 발명은 조명 부품의 유형 및 형태에 의하여 제한되는 것이 아니며, 조명 부품은 자동차 또는 건물을 위한 내부 또는 외부의 조명 부품일 수 있다.
실제에 있어서 본 발명에 따른 조명 시스템은 특히 부피 및 무게의 감소 및 외관 향상을 위한 목적으로 다양한 부품들에서 사용될 수 있다는 장점을 갖는다.

Claims (10)

  1. 자동차 헤드라이트(1)를 위한 조명 시스템(10)으로서, 상기 조명 시스템(10)은:
    조명 방향(L)으로 라이트 빔(15)을 방출하는 발광 다이오드(14)들이 구비된 인쇄 회로 기판(12);
    상기 라이트 빔(15)을 전파 및 전달하도록 형성된 광학 모듈(16)로서, 상기 라이트 빔을 수용하는 수용 표면(18)과 상기 라이트 빔을 재전달하는 방출 표면(19)을 구비한, 광학 모듈(16); 및
    상기 발광 다이오드들에 의하여 방출되는 라이트 빔들을 마스킹(masking)하기 위한 적어도 하나의 마스킹 요소(20);를 포함하며,
    상기 마스킹 요소(20)는, 적어도 하나의 발광 다이오드로부터 수용 표면을 향하여 연장되되, 상기 적어도 하나의 발광 다이오드의 주변의 적어도 일부분에서 상기 발광 다이오드와 상기 수용 표면 사이의 거리의 적어도 일부분에 걸쳐 상기 적어도 하나의 발광 다이오드의 조명 방향에 대해 평행하게 연장되고,
    상기 적어도 하나의 마스킹 요소(20)는 상기 조명 방향(L)에 대해 평행하여 홈(26)을 한정하는 적어도 두 개의 측벽들(22, 24)을 포함하고, 상기 홈(26)에는 상기 광학 모듈의 수용 표면(18)을 대면하는 개방 단부(28) 및 상기 조명 방향(L)에서 상기 개방 단부(28)로부터 멀리 있는 원위 단부(30)를 포함하며,
    상기 광학 모듈의 상기 수용 표면(18)은 상기 조명 방향(L)에서 상기 홈(26)의 개방 단부(28)로부터 이격된 것을 특징으로 하는, 조명 시스템(10).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광 다이오드들 모두에 의하여 방출되는 라이트 빔들을 마스킹하기 위한 단일의 요소(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 조명 시스템(10).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 마스킹 요소(20)는 자동차 헤드라이트(1)의 하우징(3)에 일체로 또는 별도로 통합되는 것을 특징으로 하는, 조명 시스템(10).
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 마스킹 요소(20)는 상기 적어도 하나의 발광 다이오드로부터, 상기 발광 다이오드와 상기 수용 표면 사이의 거리의 적어도 50% 그리고/또는 상기 거리의 최대 95%에 걸쳐 연장되는 것을 특징으로 하는, 조명 시스템(10).
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 조명 시스템(10)은 각각의 발광 다이오드(14)와 연관된 시준 장치(collimation device; 36)를 포함하고, 상기 시준 장치(36)는 상기 발광 다이오드(14)로부터 상기 수용 표면(18)을 향하여 라이트 빔(15)을 시준(視準; collimate)하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 조명 시스템(10).
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판(12)은 상기 원위 단부(30) 측에서 상기 홈(26)의 내측 또는 외측에 배치된 것을 특징으로 하는, 조명 시스템(10).
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 홈(26)의 원위 단부(30)는 상기 적어도 하나의 발광 다이오드의 조명 방향(L)에 대해 직각을 이루는 저부 벽(32)에 의하여 막히고, 선택에 따라서 상기 저부 벽(32)에는 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는, 조명 시스템(10).
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 조명 시스템(10)은 상기 광학 모듈을 하우징(3)에 또는 상기 적어도 하나의 마스킹 요소(20)에 고정시키는 적어도 하나의 고정 요소(7)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 조명 시스템(10).
  9. 제1항 또는 제2항에 따른 조명 시스템(10)을 구비한 자동차 조명 부품(1).
  10. 제1항 또는 제2항에 따른 조명 시스템(10)을 적어도 하나 구비한 자동차로서,
    상기 적어도 하나의 조명 시스템은, 자동차 내부 안에 위치한 앰비언트 라이트(ambient light)와 자동차 신호 라이트(vehicle signaling light) 중 적어도 한 가지를 구비하는, 자동차.
KR1020167004556A 2013-07-22 2014-07-18 광원으로부터 오프셋된 발광 요소를 포함하는, 특히 자동차 조명 부품용 조명 시스템 KR102116081B1 (ko)

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