KR102288402B1 - 차량용 조명 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량에 배치되어 빛을 방출하고, 제1초점이 위치하는 광원과 광원의 광축 상에 배치되는 렌즈와 광원이 삽입 고정되고, 광원으로부터 생성된 빛을 차량 전방으로 반사시키는 리플렉터와 리플렉터 일부에 형성되되, 광원으로부터 직접 발산된 직접광의 일부를 렌즈의 하방으로 조사시키는 제1 보조 리플렉터와 렌즈와 광원 사이에 배치되고, 광원에서 방출되는 빛의 일부를 차단하는 셰이드와 셰이드의 상단에 위치하고, 선택에 따라 렌즈방향으로 피봇운동할 수 있도록 형성되되, 중심부에 제2초점이 위치하는 쉴드와 제1 보조 리플렉터에 반사되거나, 쉴드에 차단되어 반사된 반사광을 집광시켜 렌즈의 하방으로 조사시키고, 중심부에 제3초점이 위치하는 제2 보조 리플렉터로 형성된 차량용 조명 장치에 관한 것이다.

Description

차량용 조명 장치{Lamp Apparatus For An Automobile}
본 발명은 차량용 조명 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리플렉터의 구조 변경 및 추가적인 리플렉터를 구비하여 근거리 광효율을 높일 수 있는 차량용 조명 장치에 관한 것이다.
차량용 헤드 램프는 일반적으로 차량의 전방에 설치되는 헤드 램프와 차량의 후방에 설치되는 테일 램프로 크게 구분된다. 일반적으로, 헤드 램프는 자동차의 전방 양측에 장착되어 야간 주행 시 운전자의 주행 방향 시야를 확보 한다. 이러한 헤드 램프에는 조사된 빛의 일부를 차단하는 쉴드가 포함될 수 있다. 쉴드는 법규에 따른 배광을 구현하는데 사용된다. 또는 작동에 의해 헤드 램프가 로우 빔 또는 하이 빔으로 전환되도록 할 수 있다.
한편, 근거리에서 집광되는 효과를 구현하기 위해서, 차량용 헤드 램프로서, 프로젝션(Projection) 광학계가 사용될 수 있다. 프로젝션 광학계에서 리플렉터의 반사면은 타원형으로 구성되어 초점을 형성한다. 그러나. 할로겐 또는 HID 전구의 경우, 길이 방향으로 길게 형성되기 때문에, 이 초점에 일치하지 않는 난반사가 존재한다.
통상적으로 이렇게 난반사된 빛은 버려지는 빛으로서, 쉴드에 의해 차단되도록 설계된다. 그러나, 이렇게 버려지는 빛으로 인하여 광효율이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 차량용 조명 장치를 제공하는데 있다.
초점을 이탈하여 버려지는 빛을 활용하여 근거리 광효율을 높일 수 있도록 하려는데 그 목적이 있다 할 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 조명 장치에 있어서, 차량에 배치되어 빛을 방출하고, 제1초점이 위치하는 광원과 광원의 광축 상에 배치되는 렌즈와 광원이 삽입 고정되고, 광원으로부터 생성된 빛을 차량 전방으로 반사시키는 리플렉터와 리플렉터 일부에 형성되되, 광원으로부터 직접 발산된 직접광의 일부를 렌즈의 하방으로 조사시키는 제1 보조 리플렉터와 렌즈와 광원 사이에 배치되고, 광원에서 방출되는 빛의 일부를 차단하는 셰이드와 셰이드의 상단에 위치하고, 선택에 따라 렌즈방향으로 피봇운동할 수 있도록 형성되되, 중심부에 제2초점이 위치하는 쉴드와 제1 보조 리플렉터에 반사되거나, 쉴드에 차단되어 반사된 반사광을 집광시켜 렌즈의 하방으로 조사시키고, 중심부에 제3초점이 위치하는 제2 보조 리플렉터를 포함한다.
또한, 리플렉터는, 리플렉터의 일부가 제거되어 제1 보조 리플렉터가 형성된 것을 포함한다.
또한, 제2초점은, 광원에서 빛이 방출되는 방향으로 제3초점 보다 전방에 위치한 것을 포함한다.
또한, 제1초점과 제2초점은 일직선 상에 위치한 것을 포함한다.
또한, 제3초점은, 렌즈의 중심 높이와 렌즈의 하단 높이 사이에 위치한 것을 포함한다.
또한, 리플렉터는, 쉴드에 의해 반사되어 렌즈를 통과하지 못하는 반사광을 생성하는 제1무효부를 포함한다.
또한, 제1 보조 리플렉터는, 셰이드에 의해 차단되어 렌즈를 통과하지 못하는 반사광을 생성하는 제2무효부를 포함한다.
또한, 제1무효부는, 제1초점에서 제2초점까지 연장된 제1직선과 제1초점에서 제1 보조 리플렉터가 구비된 수직 하부방향으로 연장된 제2직선 사이의 영역을 포함한다.
또한, 제2무효부는, 제1 보조 리플렉터의 끝단부에서 셰이드 중앙부까지 연장된 제3직선과 제1 보조 리플렉터의 끝단부에서 수직 하부방향으로 연장된 제4직선 사이의 영역을 포함한다.
또한, 제2 보조 리플렉터의 깊이는 2mm 내지 2.5mm 이내로 형성된 것을 포함한다.
또한, 제2 보조 리플렉터는, 제1 보조 리플렉터 끝단의 전방에 구비된 것을 포함한다.
또한, 제2 보조 리플렉터는, 제2 보조 리플렉터를 통해 빛이 조사되는 하방으로 2 내지 3도 회전된 것을 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 차량용 조명 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 보조 리플렉터를 추가함으로써, 동일한 광학계 대비 광효율을 증대 시킬 수 있다.
둘째, 광효율을 증대시켜, 근거리 조도를 향상시킬 수 있다.
셋째, 근거리 시인성능이 증대되어 운전자 시야를 추가로 확보하여 안정성을 증대시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 조명 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 조명 장치를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 조명 장치를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 차량용 조명 장치를 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 4의 구성중 제2 보조 리플렉터를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 4의 구성중 제2 보조 리플렉터를 나타낸 측면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 차량용 조명 장치의 작동 모습을 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 차량용 조명 장치의 작동 모습을 나타낸 평면도이다.
도 9는 본 발명이 적용된 차량용 램프의 광효율과 본 발명이 미 적용된 차량용 램프의 광효율을 비교한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 차량용 조명 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
바람직한 차량용 조명 장치는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 변경될 수 있으며, 본 실시예에서는 차량용 조명 장치인 경우이다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 조명 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 차량용 조명 장치를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 차량용 조명 장치를 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 차량용 조명 장치를 나타낸 평면도이고, 도 5는 도 4의 구성중 제2 보조 리플렉터를 나타낸 도면이고, 도 6은 도 4의 구성중 제2 보조 리플렉터를 나타낸 측면도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 조명 장치(10)는 차량에 배치되어 빛을 방출하고, 제1초점(F1)이 위치하는 광원(11)과 광원(11)의 광축(Lx) 상에 배치되는 렌즈(12)와 광원(11)이 삽입 고정되고, 광원(11)으로부터 생성된 빛을 차량 전방으로 반사시키는 리플렉터(13)와 리플렉터(13) 일부에 형성되되, 광원(11)으로부터 직접 발산된 직접광의 일부를 렌즈(12)의 하방으로 조사시키는 제1 보조 리플렉터(14)와 렌즈(12)와 광원(11) 사이에 배치되고, 광원(11)에서 방출되는 빛의 일부를 차단하는 셰이드(16)와 셰이드(16)의 상단에 위치하고, 선택에 따라 렌즈(12)방향으로 피봇운동할 수 있도록 형성되되, 중심부에 제2초점(F2)이 위치하는 쉴드(17)와 제1 보조 리플렉터(14)에 반사되거나, 쉴드(17)에 차단되어 반사된 반사광을 집광시켜 렌즈(12)의 하방으로 조사시키고, 중심부에 제3초점(F3)이 위치하는 제2 보조 리플렉터(15)를 포함한다.
광원(11)은 차량에 배치되어 빛을 방출할 수 있다. 광원(11)은 빛을 내는 물체 또는 도구를 의미하며, 경우에 따라서는 빛을 받아 그것을 반사하는 물체를 이르기도 한다. 광원(11)은, 할로겐 램프 및 HDI 램프(High-Intensity Discharge Lamp)와 같은 벌브형 램프로 형성되어, 후술할 리플렉터(13) 내부에 배치된다. 광원(11)은 벌브형으로 형성되기 때문에, 리플렉터(13) 내에서 전후 방향으로 소정의 길이를 가지고 배치되어 LED(Light Emitting Diode)에 비해 발광 면이 넓게 되며, 이로인해 리플렉터(13)로부터 반사되는 빛의 난반사 영역을 증가시킨다. 광원(11)은 할로겐 램프 외에도 LED일 수 있다.
광원(11)의 중심부에는 제1초점(F1)이 위치할 수 있다.
렌즈(12)는, 리플렉터(13)로부터 반사되는 빛을 외부로 배광할 수 있도록 리플렉터(13)로부터 전방으로 이격되어 배치될 수 있다. 렌즈(12)는 리플렉터(13)로부터 반사되는 빛을 굴절시켜 외부로 배광하는 비구면 렌즈(12)로 형성될 수 있다.
또한, 렌즈(12)는 광원(11)의 광축(Lx) 상에 배치될 수 있고, 광원(11)으로부터 방출된 빛을 차량 전방으로 방출 시킬 수 있다.
리플렉터(13)는 광원(11)으로부터 생성되는 빛을 차량 전방으로 반사시키는 역할을 한다. 리플렉터(13)는 내측면이 오목하게 함입되어 비구면(타원형)으로 형성된다. 리플렉터(13)는 광원(11)의 빛을 반사할 수 있도록 내측면에 알루미늄 재질이 증착될 수 있다. 리플렉터(13)는 전방에서 보았을 때 광원(11)이 중앙에 배치된 원형 또는 타원형 단면으로 형성될 수 있다.
리플렉터(13)는 광원(11)이 삽입 고정되고, 광원(11)으로부터 생성된 빛을 차량 전방으로 반사시킬 수 있다. 리플렉터(13)는 후술할 셰이드(16)와 연결된다.
리플렉터(13)는 리플렉터(13)의 일부가 제거되고, 제거된 부분에 후술할 제1 보조 리플렉터(14)가 형성될 수 있다. 리플렉터(13)는 후술할 쉴드(17)에 의해 반사되어 렌즈(12)를 통과하지 못하는 반사광을 생성하는 제1무효부(α)를 포함할 수 있다.
제1무효부(α)는 제1초점(F1)에서 후술할 제2초점(F2)까지 연장된 제1직선(S1)과 제1초점에서 후술할 제1 보조 리플렉터(14)가 구비된 수직 하부 방향으로 연장된 제2직선(S2) 사이의 영역을 포함할 수 있다.
제1 보조 리플렉터(14)는 리플렉터(13) 일부에 형성될 수 있고, 광원(11)으로부터 직접 발산된 직접광의 일부를 렌즈(12)의 하방으로 조사시킬 수 있다.
제1 보조 리플렉터(14)는 일부가 제거된 리플렉터(13)에 구비될 수 있다.
제1 보조 리플렉터(14)는 후술할 셰이드(16)에 의해 차단되어 렌즈(12)를 통과하지 못하는 반사광을 생성하는 제2무효부(β)를 포함할 수 있다.
제2무효부(β)는 제1 보조 리플렉터(14)의 끝단부에서 셰이드(16) 중앙부까지 연장된 제3직선(S3)과 제1 보조 리플렉터(14)의 끝단부에서 수직 하부방향으로 연장된 제4직선(S4) 사이의 영역을 포함할 수 있다.
셰이드(16)는 렌즈(12)와 광원(11) 사이에 배치되고, 광원(11)에서 방출되는 빛의 일부를 차단할 수 있다. 즉, 리플렉터(13)로부터 반사된 반사광 및 광원(11)으로부터 직접 발산된 직접광의 일부를 차폐할 수 있다.
쉴드(17)는 차폭등(즉, 포지션램프)을 구현할 때는 렌즈(12)방향으로 소정각도 경사지게 형성될 수 있다. 쉴드(17)의 경사는 법령으로 정해진 배광 밝기, 대향차와 교차할 때 운전자의 눈부심 방지성능 등을 고려하여 설정할 수 있다.
쉴드(17)는 셰이드(16)의 상단에 위치하고, 선택에 따라 렌즈(12)방향으로 피봇운동할 수 있도록 형성될 수 있다. 쉴드(17)의 중심부에는 제2초점(F2)이 위치할 수 있다. 또한, 제2초점(F2)은 광원에서 빛이 방출되는 방향으로 후술할 제3초점(F3) 보다 전방에 위치할 수 있고, 상술한 제1초점(F1)과 일직선 상에 위치할 수 있다.
제2 보조 리플렉터(15)는 제1 보조 리플렉터(14)에 반사되거나, 쉴드(17)에 차단되어 반사된 반사광을 집광시켜 렌즈(12)의 하방으로 조사시킬 수 있다. 또한, 제2 보조 리플렉터(15)의 중심부에는 제3초점(F3)이 위치할 수 있다. 여기서, 제3초점(F3)은 렌즈(12)의 중심 높이와 렌즈(12)의 하단 높이 사이에 위치할 수 있다.
제2 보조 리플렉터(15)는 제1 보조 리플렉터(14) 끝단의 전방에 구비될 수 있다.
도 5와 도 6에 관해 보충설명한다. 도 5와 도 6은 제2 보조 리플렉터(15)의 개요도를 나타내는 것으로, 도 5는 평면 일부 단면도, 도 6은 측면도이다. 제1 보조 리플렉터(14)의 빛이 입사되는 입사부(18), 입사된 빛을 1차로 반사시키는 볼록 형상의 1차반사면(19), 1차반사면(19)에서 반사된 빛을 렌즈(12)의 하부로 집광하기 위한 예를 들어 오목 형상의 2차반사면(20), 그리고 출사부(21)를 포함한다.
도 5에서와 같이 제2 보조 리플렉터(15)의 깊이 D는 2mm 내지 2.5mm 이내로 형성될 수 있고, 도 6에서와 같이 렌즈(12)의 하방으로 출사부(21)가 빛을 출사하기 위해 렌즈(12)의 하방으로 2 내지 3도 회전(R)되게 형성될 수 있다.
이하, 도 7 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조명 장치의 작용을 설명한다.
도 7은 본 발명에 따른 차량용 조명 장치의 작동 모습을 나타낸 사시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 차량용 조명 장치의 작동 모습을 나타낸 평면도이다.
광원(11)에 전원이 공급되면 광원(11)으로부터 조사되는 빛이 리플렉터(13)에 의해 렌즈(12) 측으로 반사되고 렌즈(12)를 통과하면서 굴절되어 차량의 전방으로 조사된다.
이때, 광원(11)으로부터 조사되는 빛 중에 리플렉터(13), 제1 보조 리플렉터(14), 쉴드(17), 셰이드(16) 중 적어도 하나에 반사되거나 차단되어 렌즈를 통과하지 못하는 반사광이 발생하게 된다.
여기서 발생된 반사광은, 제2 보조 리플렉터(15)에 집광되고 제2 보조 리플렉터(15)에 집광된 빛은 렌즈(12)를 통과하지 않고 렌즈(12)의 하부방향으로 방출되어 난반사되는 빛의 손실을 방지할 수 있고, 근거리 조도를 향상시킬 수 있다.
도 9는 본 발명이 적용된 차량용 램프의 광효율과 본 발명이 미 적용된 차량용 램프의 광효율을 비교한 도면이다.
도 9의 (a)는 본 발명의 기술이 적용되지 않은 차량용 조명 장치의 광효율을 그래프와 빛의 분포정도를 이미지로 나타낸 도면이고, 도 9의 (b)는 도 9의 (a)와 동일한 조건에서 제1 보조 리플렉터(14)와 제2 보조 리플렉터(15)가 적용된 차량용 조명 장치의 광효율을 그래프와 빛의 분포정도를 이미지로 나타낸 도면이다.
도 9에서 확인할 수 있듯이 제1 보조 리플렉터(14)와 제2 보조 리플렉터(15)를 적용한 결과, 광폭이 넓어지고 광효율이 39.5%에서 45%로 높아졌음을 알 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 차량용 조명 장치의 바람직한 일실시예에 의하면, 보조 리플렉터를 추가함으로써, 동일한 광학계 대비 광효율을 증대 시킬 수 있고, 광효율을 증대시켜, 근거리 조도를 향상시킬 수 이점을 창출할 수 있다.
실시예에 따른 차량용 조명 장치는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
<주요 도면부호의 상세한 설명>
10 : 차량용 조명 장치
11 : 광원 12 : 렌즈
13 : 리플렉터 14 : 제1 보조 리플렉터
15 : 제2 보조 리플렉터 16 : 셰이드
17 : 쉴드
F1 : 제1초점 F2 : 제2초점
F3 : 제3초점

Claims (12)

  1. 차량에 배치되어 빛을 방출하고, 제1초점이 위치하는 광원;
    상기 광원의 광축 상에 배치되는 렌즈;
    상기 광원이 삽입 고정되고, 상기 광원으로부터 생성된 빛을 차량 전방으로 반사시키는 리플렉터;
    상기 리플렉터의 일부가 제거된 위치에 형성되되, 상기 광원으로부터 직접 발산된 직접광의 일부를 상기 렌즈를 향해 렌즈의 하방으로 조사시키는 제1 보조 리플렉터;
    상기 렌즈와 상기 광원 사이에 배치되고, 상기 광원에서 방출되는 빛의 일부를 차단하는 셰이드;
    상기 셰이드의 상단에 위치하고, 선택에 따라 상기 렌즈방향으로 피봇운동할 수 있도록 형성되되, 중심부에 제2초점이 위치하는 쉴드;
    상기 제1 보조 리플렉터 끝단의 전방과 상기 렌즈와의 사이에 위치하여, 상기 제1 보조 리플렉터에 반사되거나, 상기 쉴드에 차단되어 반사된 반사광을 집광시켜 상기 렌즈의 하방으로 조사시키고, 중심부에 제3초점이 위치하는 제2 보조 리플렉터를 포함하는 차량용 조명 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2초점은, 상기 광원에서 빛이 방출되는 방향으로 상기 제3초점 보다 전방에 위치한 차량용 조명 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제3초점은, 상기 렌즈의 중심 높이와 상기 렌즈의 하단 높이 사이에 위치한 차량용 조명 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 보조 리플렉터는, 상기 셰이드에 의해 차단되어 상기 렌즈를 통과하지 못하는 상기 반사광을 생성하는 제2무효부를 포함하는 차량용 조명 장치.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2무효부는, 상기 제1 보조 리플렉터의 끝단부에서 상기 셰이드 중앙부까지 연장된 제3직선과 상기 제1 보조 리플렉터의 끝단부에서 수직 하부방향으로 연장된 제4직선 사이의 영역을 포함하는 차량용 조명 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 보조 리플렉터는
    상기 제1 보조 리플렉터의 빛이 입사되는 입사부, 입사된 빛을 1차로 반사시키는 1차반사면, 1차반사면에서 반사된 빛을 렌즈의 하부로 집광하기 위한 2차반사면(20), 그리고 출사부(21)를 포함하는 차량용 조명 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제2 보조 리플렉터의 상기 1차반사면은
    상기 입사부보다 2mm 내지 2.5mm 내의 깊이에 형성된 차량용 조명 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제2 보조 리플렉터는
    상기 출사부가 상기 렌즈의 하방으로 2 내지 3도 회전된, 차량용 조명 장치.
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