KR102389134B1 - 차량용 램프 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 광원유닛에서 조사되는 빛의 파장을 감지하고, 의도치 않게 인체에 유해한 파장의 빛이 조사될 경우 광원유닛의 점등을 차단하여 인체에 유해한 빛이 조사되지 않도록 한다. 또한, 광원유닛에서 조사되는 빛의 감지시 외부 요인에 따른 오류 발생이 최소화되도록 하여, 정확한 광원유닛의 점등 제어가 수행되는 차량용 램프 장치가 소개된다.

Description

차량용 램프 장치 {LAMP APPARATUS FOR VEHICLE}
본 발명은 레이저를 이용한 헤드램프에서 인체에 유해한 레이저 빔이 사람에게 직접 조사되지 않도록 하는 차량용 램프 장치에 관한 것이다.
일반적으로 헤드램프는 차량 주행시 차량의 진행 방향으로 빛을 조사하여, 전방 경로를 비춤에 따라, 야간 주행중 전방에 빛을 조사하여 운전자에게 시각정보를 제공한다. 이로 인해, 야간에 전방 시야가 확보됨에 따라 도로상에 다른 차량 및 장애물을 확인할 수 있어, 안전한 주행이 이루어지도록 한다.
야간 원거리 조사 성능을 증대시키기 위해 고휘도 광원이 필요하며, 이와 같은 램프를 구성하는 종래의 조명 장치는 광원, 형광체, 반사면으로 구성된다.
여기서, 광원은 고휘도를 확보해야 함에 따라 레이저 광원이 적용되는데, 레이저 광원은 일반 조명에 비해 파장대가 높아 인체에 직접적으로 노출될 경우 인체에 유해하다.
이에 따라, 레이저 광원에서 조사되는 빛은 형광체에 의해 색상 변경됨에 따른 파장대가 조절되는데, 의도치 않은 신호 또는 파손에 의해 레이저 광원에서 조사되는 높은 파장의 빛이 그대로 조사되는 문제가 있다.
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.
일본공개특허공보 2015-115276 (2015.06.22)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 레이저 광원에서 조사되는 높은 파장의 빛이 그대로 조사되지 않도록 하는 차량용 램프 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 램프 장치는 빛을 조사하는 광원유닛; 광원유닛과 이격되게 배치되고 광원유닛에서 방사된 빛을 감지하여 광원유닛의 이상 여부를 체크하도록 마련된 감지센서; 및 광원유닛의 빛이 입사되게 마련되고, 광원유닛에서 조사된 빛이 차량 전방을 향해 이동되도록 반사시킴과 더불어 광원유닛에서 일부 방사된 빛은 감지센서를 향해 이동되도록 반사시키는 반사체;를 포함한다.
광원유닛은, 빛을 조사하는 LED 광원; LED 광원에서 조사된 빛이 입사되고, 입사된 빛이 특정 색상을 가지는 빛으로 출력하는 형광체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
광원유닛은 LED 광원과 형광체 사이에 배치되고, LED 광원에서 조사된 빛이 형광체에 집광되도록 하는 집광렌즈;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
반사체는, 광원유닛에서 조사된 빛이 차량 전방을 향해 이동되도록 반사시키는 제1반사면; 및 광원유닛에서 일부 방사된 빛이 감지센서를 향해 이동되도록 반사시키는 제2반사면;으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
제2반사면은 형광체를 제1초점으로 하고 감지센서를 제2초점으로 하는 타원형으로 형성되어 형광체에서 방사된 빛이 감지센서로 입사되도록 하는 것을 특징으로 한다.
제1초점이 제2초점보다 상측에 배치되고, 제2반사면은 제1초점이 제2초점보다 상측에 배치된 상태에서 타원형으로 형성된 것을 특징으로 한다.
광원유닛, 감지센서, 반사체가 설치되는 하우징;을 더 포함하며, 하우징에서 LED 광원과 형광체는 빛이 상방을 향하도록 설치되고, 형광체와 감지센서는 전후방향으로 이격되게 설치되며, 반사체는 광원유닛과 감지센서를 덮도록 상방에 설치된 것을 특징으로 한다.
감지센서는 형광체보다 후방에 배치된 것을 특징으로 한다.
하우징은 광원유닛이 설치되는 제1설치부와 제1설치부의 후방으로 이격되어 감지센서가 설치되는 제2설치부가 구성되고, 제1설치부와 제2설치부 사이에는 광원유닛에서 방사된 빛이 제2반사면에 입사되는 정도만 허용되도록 돌출된 격벽이 형성된 것을 특징으로 한다.
감지센서는 광원유닛에서 조사된 빛에 따른 신호를 제어기에 전달하고, 제어기는 감지센서로부터 전달된 신호를 가지고 광원유닛의 이상 여부를 체크하며, 광원유닛에 이상이 발생된 것으로 판단되면 광원유닛이 빛을 조사하지 못하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
감지센서는 광원유닛에서 조사된 빛의 파장을 감지하고, 제어기는 감지센서에서 감지된 빛의 파장이 기저장된 기준범위를 벗어나는 경우 광원유닛에 이상이 발생된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 램프 장치에 따르면, 광원유닛에서 조사되는 빛의 파장을 감지하고, 의도치 않게 인체에 유해한 파장의 빛이 조사될 경우 광원유닛의 점등을 차단하여 인체에 유해한 빛이 조사되지 않도록 한다.
또한, 광원유닛에서 조사되는 빛의 감지시 외부 요인에 따른 오류 발생이 최소화되도록 하여, 정확한 광원유닛의 점등 제어가 수행된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프 장치를 나타낸 도면.
도 2 내지 3은 도 1에 도시된 차량용 램프 장치를 설명하기 위한 도면.
도 4 내지 5는 도 1에 도시된 차량용 램프 장치의 제어를 설명하기 위한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 램프 장치에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프 장치를 나타낸 도면이고, 도 2 내지 3은 도 1에 도시된 차량용 램프 장치를 설명하기 위한 도면이며, 도 4 내지 5는 도 1에 도시된 차량용 램프 장치의 제어를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 차량용 램프 장치는 도 1 내지 2에 도시된 바와 같이, 빛을 조사하는 광원유닛(100); 광원유닛(100)과 이격되게 배치되고 광원유닛(100)에서 방사된 빛을 감지하여 광원유닛(100)의 이상 여부를 체크하도록 마련된 감지센서(200); 및 광원유닛(100)의 빛이 입사되게 마련되고, 광원유닛(100)에서 조사된 빛이 차량 전방을 향해 이동되도록 반사시킴과 더불어 광원유닛(100)에서 일부 방사된 빛은 감지센서(200)를 향해 이동되도록 반사시키는 반사체(300);를 포함한다.
이와 같이, 본 발명은 광원유닛(100), 감지센서(200), 반사체(300)로 구성되며, 반사체(300)의 경우 광원유닛(100)에서 조사된 빛이 차량 전방을 향해 이동되도록 반사시킴과 더불어 광원유닛(100)에서 일부 방사된 빛은 감지센서(200)를 향해 이동되도록 형성된다.
즉, 광원유닛(100)에서 조사된 빛의 대부분이 반사체(300)에 의해 차량 전방으로 조사되는데, 일부 방사되는 빛이 반사체(300)에 의해 감지센서(200)로 이동됨으로써 감지센서(200)를 통한 광원유닛(100)의 이상 여부를 체크할 수 있다. 특히, 반사체(300)에 의해 광원유닛(100)에서 방사된 빛의 일부만 감지센서(200)로 이동됨으로써 차량 전방으로 조사되는 광량이 감소되지 않고, 감지센서(200)에 입사된 빛을 이용하여 광원유닛(100)의 이상 여부를 판단함으로써 광원유닛(100)의 이상 여부를 정확히 판단할 수 있다.
상술한 본 발명에 대해서 구체적으로 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 광원유닛(100)은, 빛을 조사하는 LED 광원(120); LED 광원(120)에서 조사된 빛이 입사되고, 입사된 빛이 특정 색상을 가지는 빛으로 출력하는 형광체(140);를 포함할 수 있다.
여기서, LED 광원(120)은 레이저가 적용될 수 있으며, 형광체(140)는 LED 광원(120)에서 레이저 빔이 입사되는 위치에 마련되어 LED 광원(120)에서 조사된 빛의 색상을 특정 색상으로 변경한다.
즉, 형광체(140)는 LED 광원(120)에서 조사되는 레이저 빔과 반응하여 특정 색상을 가지는 빛이 출력되도록 한다. 일례로, LED 광원(120)은 청색의 레이저 빔이 조사되도록 구성되고, 형광체(140)는 황색으로 구성되어 청색의 레이저 빔이 입사되면 백색으로 투과됨으로써, LED 광원(120)에서 조사된 빛은 형광체(140)를 통해 백색광으로 인지 가능한 빛이 방출될 수 있다.
여기서, 광원유닛(100)은 LED 광원(120)과 형광체(140) 사이에 배치되고, LED 광원(120)에서 조사된 빛이 형광체(140)에 집광되도록 하는 집광렌즈(160);를 더 포함할 수 있다.
이러한 집광렌즈(160)는 LED 광원(120)에서 조사되는 빛이 입사되면, 빛이 형광체(140)에 집광되도록 투사시킴으로써 LED 광원(120)에서 조사된 빛의 손실을 최소화하고, 집광렌즈(160)에 의해 LED 광원(120)과 형광체(140) 간의 빛 전달 거리가 축소됨에 따라 전체적인 레이아웃을 축소할 수 있다.
한편, 반사체(300)는, 광원유닛(100)에서 조사된 빛이 차량 전방을 향해 이동되도록 반사시키는 제1반사면(320); 및 광원유닛(100)에서 일부 방사된 빛이 감지센서(200)를 향해 이동되도록 반사시키는 제2반사면(340);으로 이루어질 수 있다.
도 2에서 볼 수 있듯이, 반사체(300)는 제1반사면(320)과 제2반사면(340)으로 구성되며, 제1반사면(320)과 제2반사면(340)은 일체로 연결되게 형성될 수 있다. 이러한 반사체(300)를 통해 광원유닛(100)에서 조사된 빛의 대부분은 제1반사면(320)에 의해 반사되어 차량 전방을 향해 이동되고, 광원유닛(100)에서 방사된 일부 빛은 제2반사면(340)에 의해 반사되어 감지센서(200)를 향해 이동된다.
상세하게, 도 2 내지 3에 도시된 바와 같이, 제1반사면(320)은 광원유닛(100)에서 조사된 빛이 차량 전방을 향해 반사되도록 포물면으로 형성될 수 있고, 제2반사면(340)은 형광체(140)를 제1초점(a)으로 하며 감지센서(200)를 제2초점(b)으로 하는 타원형(c)으로 형성되어 형광체(140)에서 방사된 빛이 감지센서(200)로 입사되도록 할 수 있다.
즉, 제1반사면(320)은 빛이 차량 전방으로 반사되도록 하고, 제2반사면(340)은 빛이 감지센서(200)를 향해 이동되도록 하기 위한 것으로, 특히 제2반사면(340)의 경우 두 개의 초점을 기준으로 하는 타원형(c)으로 형성되도록 한다.
구체적으로, 도 3에서 볼 수 있듯이, 제2반사면(340)은 형광체(140)를 제1초점(a)으로 하고 감지센서(200)를 제2초점(b)으로 하는 타원형(c)으로 형성된다. 즉, 타원형(c)의 특성상 두 개의 초점 중 어느 하나에서 출발한 빛은 다른 하나의 초점에 도달하는바, 제1초점(a)인 형광체(140)를 통과한 빛이 제2초점(b)인 감지센서(200)로 입사되도록 설정될 수 있다. 이로 인해, 제1초점(a) 이외에서 출발한 빛은 제2초점(b)으로 입사되는 것이 최소화됨으로써 감지센서(200)가 광원유닛(100)의 형광체(140)를 통과한 빛을 정확히 감지할 수 있고 노이즈가 감소되어 정확한 판단에 따른 오작동이 방지된다.
바람직하게, 제1초점(a)이 제2초점(b)보다 상측에 배치되고, 제2반사면(340)은 제1초점(a)이 제2초점(b)보다 상측에 배치된 상태에서 타원형(c)으로 형성될 수 있다. 즉, 제1초점(a)인 형광체(140)의 위치가 제2초점(b)인 감지센서(200)보다 상측에 배치됨으로써 형광체(140)를 통해 방사된 빛이 감지센서(200)로 충분히 입사되도록 광량을 확보할 수 있다. 아울러, 제1초점(a)이 제2초점(b)보다 높게 배치되는 높이 편차에 의해, 차량 전방에서 입사되는 외부의 빛이 형광체(140)보다 아래에 배치되는 감지센서(200) 측으로 입사되는 것이 최소화되어 노이즈 발생이 저감된다.
한편, 도 1 내지 2에 도시된 바와 같이, 광원유닛(100), 감지센서(200), 반사체(300)가 설치되는 하우징(400);을 더 포함하며, 하우징(400)에서 LED 광원(120)과 형광체(140)는 빛이 상방을 향하도록 설치되고, 형광체(140)와 감지센서(200)는 전후방향으로 이격되게 설치되며, 반사체(300)는 광원유닛(100)과 감지센서(200)를 덮도록 상방에 설치될 수 있다.
이렇게, 하우징(400)에는 상방을 향해 빛을 조사하는 광원유닛(100)과 빛을 감지하는 감지센서(200)가 전후방향에 대해 이격되어 설치되고, 그 상방으로 광원유닛(100)과 감지센서(200)를 덮도록 반사체(300)가 설치됨으로써 광원유닛(100)에서 조사된 빛이 차량 전방과 더불어 감지센서(200)를 향해 이동되도록 할 수 있고, 이러한 배치 구조에 따라 전체적인 사이즈를 축소할 수 있다.
특히, 감지센서(200)는 형광체(140)보다 후방에 배치될 수 있다. 이렇게, 감지센서(200)의 위치를 형광체(140)보다 후방에 배치함으로써 전방에서 입사되는 외부 빛이 감지센서(200)에 입사되는 것을 최소화할 수 있고, 감지센서(200)와 형광체(140)는 타원형(c)에 따른 두 개의 초점을 기준으로 설치됨에 따라 감지센서(200)가 후방에 마련하더라도 적은 설치공간으로 형광체(140)를 통해 방사된 빛이 감지센서(200)에 입사되도록 할 수 있다. 이로 인해, 전체적인 레이아웃의 크기가 축소되어 디자인 자유도가 상승된다.
한편, 상술한 하우징(400)은 광원유닛(100)이 설치되는 제1설치부(420)와 제1설치부(420)의 후방으로 이격되어 감지센서(200)가 설치되는 제2설치부(440)가 구성되고, 제1설치부(420)와 제2설치부(440) 사이에는 광원유닛(100)에서 방사된 빛이 제2반사면(340)에 입사되는 정도만 허용되도록 돌출된 격벽(460)이 형성될 수 있다.
도 3에서 볼 수 있듯이, 하우징(400)은 제1설치부(420)를 통해 광원유닛(100)의 LED 광원(120) 및 형광체(140)가 상하방향으로 나열되게 설치되어 LED 광원(120)에서 상방을 향해 조사된 빛이 형광체(140)를 통과하여 상방으로 조사되도록 할 수 있다. 또한, 제2설치부(440)는 제1설치부(420)의 후방으로 이격되게 배치되며 감지센서(200)가 설치된다.
특히, 제1설치부(420)와 제2설치부(440) 사이에는 격벽(460)이 돌출되는데, 격벽(460)은 광원유닛(100)에서 방사된 빛이 제2반사면(340)에 입사되는 정도만 허용되도록 소정 높이로 돌출될 수 있다. 이렇게, 하우징(400)에는 제1설치부(420)와 제2설치부(440) 사이에 격벽(460)이 형성됨에 따라 제1설치부(420)에 설치된 광원유닛(100)에서 조사된 빛이 제2설치부(440)에 설치된 감지센서(200)에 입사되되 차량 전방에서 입사되는 외부의 빛은 격벽(460)에 의해 차단되어 감지센서(200)로 입사되지 않도록 할 수 있다.
한편, 감지센서(200)는 광원유닛(100)에서 조사된 빛에 따른 신호를 제어기(500)에 전달하고, 제어기(500)는 감지센서(200)로부터 전달된 신호를 가지고 광원유닛(100)의 이상 여부를 체크하며, 광원유닛(100)에 이상이 발생된 것으로 판단되면 광원유닛(100)이 빛을 조사하지 못하도록 제어할 수 있다. 여기서, 광원유닛(100)에 이상이 발생되었다 함은 형광체(140)의 손상에 의해 인체에 유해한 빛이 외부로 조사되는 것으로서, 제어기(500)는 이를 파악하여 광원유닛(100)의 온오프 제어를 수행한다.
즉, 제어기(500)는 감지센서(200)에서 감지된 빛에 따른 신호를 입력받고, 광원유닛(100)을 제어하도록 마련되며, 감지센서(200)에서 전달된 신호를 가지고 광원유닛(100)의 이상 여부를 판단한다. 여기서, 제어기(500)는 광원유닛(100)의 이상이 발생된 것으로 판단되면, 광원유닛(100)이 점등되지 않도록 제한함으로써 오류에 의해 인체에 유해한 빛이 조사되지 않도록 한다.
상세하게, 감지센서(200)는 광원유닛(100)에서 조사된 빛의 파장을 감지하고, 제어기(500)는 감지센서(200)에서 감지된 빛의 파장이 기저장된 기준범위(P)를 벗어나는 경우 광원유닛(100)에 이상이 발생된 것으로 판단할 수 있다.
즉, 감지센서(200)는 빛의 파장을 감지하여 제어기(500)에 전달하고, 제어기(500)는 감지센서(200)에서 감지된 빛의 파장이 기준범위를 벗어나는지 판단한다. 여기서, 기준범위는 LED 광원(120)에서 조사된 빛이 형광체(140)에 의해 조정된 파장 범위로서, 기준범위를 벗어나는 경우 인체에 유해한 파장으로 판단할 수 있다.
이를 통해, 제어기(500)는 도 4에 도시된 바와 같이, 감지센서(200)에서 감지된 빛의 파장이 기준범위 내에 있을 경우 정상적으로 광원유닛(100)이 동작되도록 하고, 도 5에 도시된 바와 같이, 빛의 파장이 기준범위를 벗어나는 경우 광원유닛(100)의 점등을 차단하여 빛이 외부로 조사되지 않도록 함으로써 인체에 유해한 빛이 보행자에게 조사되는 것을 방지한다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 램프 장치에 따르면, 광원유닛(100)에서 조사되는 빛의 파장을 감지하고, 의도치 않게 인체에 유해한 파장의 빛이 조사될 경우 광원유닛(100)의 점등을 차단하여 인체에 유해한 빛이 조사되지 않도록 한다.
또한, 광원유닛(100)에서 조사되는 빛의 감지시 외부 요인에 따른 오류 발생이 최소화되도록 하여, 정확한 광원유닛(100)의 점등 제어가 수행된다.
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:광원유닛 120:LED 광원
140:형광체 160:집광렌즈
200:감지센서 300:반사체
320:제1반사면 340:제2반사면
400:하우징 420:제1설치부
440:제2설치부 460:격벽
500:제어기

Claims (11)

  1. 빛을 조사하는 LED 광원 및 LED 광원에서 조사된 빛이 입사되고 입사된 빛이 특정 색상을 가지는 빛으로 출력하는 형광체를 포함하는 광원유닛;
    광원유닛과 이격되게 배치되고 광원유닛에서 방사된 빛을 감지하여 광원유닛의 이상 여부를 체크하도록 마련된 감지센서; 및
    광원유닛의 빛이 입사되게 마련되고, 광원유닛에서 조사된 빛이 차량 전방을 향해 이동되도록 반사시킴과 더불어 광원유닛에서 일부 방사된 빛은 감지센서를 향해 이동되도록 반사시키는 반사체;를 포함하며,
    반사체는, 광원유닛에서 조사된 빛이 차량 전방을 향해 이동되도록 반사시키는 제1반사면; 및 형광체를 제1초점으로 하고 감지센서를 제2초점으로 하되 제1초점이 제2초점보다 상측에 배치되도록 타원형으로 형성된 제2반사면;으로 이루어지고,
    광원유닛, 감지센서, 반사체가 설치되는 하우징;을 더 포함하며,
    하우징에서 LED 광원과 형광체는 빛이 상방을 향하도록 설치되고, 형광체와 감지센서는 전후방향으로 이격되게 설치되며, 반사체는 광원유닛과 감지센서를 덮도록 상방에 설치되고,
    하우징은 광원유닛이 설치되는 제1설치부와 제1설치부의 후방으로 이격되어 감지센서가 설치되는 제2설치부가 구성되며,
    제1설치부와 제2설치부 사이에는 광원유닛에서 방사된 빛이 제2반사면에 입사되는 정도만 허용되도록 돌출된 격벽이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 램프 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    광원유닛은 LED 광원과 형광체 사이에 배치되고, LED 광원에서 조사된 빛이 형광체에 집광되도록 하는 집광렌즈;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    감지센서는 형광체보다 후방에 배치된 것을 특징으로 하는 차량용 램프 장치.
  9. 삭제
  10. 청구항 1에 있어서,
    감지센서는 광원유닛에서 조사된 빛에 따른 신호를 제어기에 전달하고,
    제어기는 감지센서로부터 전달된 신호를 가지고 광원유닛의 이상 여부를 체크하며, 광원유닛에 이상이 발생된 것으로 판단되면 광원유닛이 빛을 조사하지 못하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    감지센서는 광원유닛에서 조사된 빛의 파장을 감지하고,
    제어기는 감지센서에서 감지된 빛의 파장이 기저장된 기준범위를 벗어나는 경우 광원유닛에 이상이 발생된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프 장치.
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