KR102601799B1 - 차량용 램프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 광학렌즈에 관한 것으로, 렌즈본체부와, 렌즈본체부의 일측부에 형성되고, 렌즈본체부의 일측부에 광원과 마주하여 배치되고, 광원으로부터 빛이 입사되는 입광부와, 렌즈본체부의 타측부에 멀티코어 광학계와 마주하여 배치되고, 렌즈본체부를 통과한 빛이 멀티코어 광학계를 향해 출사되는 출광부와, 입광부와 출광부의 사이에 형성되고, 입광부에서 입사된 빛이 출광부를 향해 전반사되는 전반사부를 포함하고, 입광부의 직경에 대한 입광부와 출광부간의 거리 비율은, 0.48 ~ 2.05 인 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 램프{LAMP FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 광학렌즈 및 이를 이용한 차량용 램프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 멀티코어 광학계에 적용가능한 차량용 광학렌즈 및 이를 이용한 차량용 램프에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 램프는 야간 운행 시 대상물을 확인하기 위한 시야 확보의 용도나, 다른 차량이나 기타 도로 이용자에게 자기 차량의 주행상태를 알리기 위한 용도로 이용된다. 근래에는 차량용 리어램프의 점등이미지의 다양화 및 차별화를 위해 단일 코어 광학계 뿐만 아니라, 라이트 가이드, 광섬유 등의 멀티코어 광학계를 포함한 다양한 광학계가 적용되고 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 특허등록번호 제0516819호(2005.09.15 등록, 발명의 명칭: 전반사 렌즈 및 이를 이용한 차량용 램프)에 개시되어 있다.
종래에 차량용 램프에 적용되는 광학렌즈의 광학효율에 대한 연구, 설계는 단일 코어 광학계에 한정되어 이루어져 왔다. 근래에는 멀티코어 광학계를 포함한 다양한 광학계의 적용이 시도되고 있음에도, 단일코어 광학계에 적합화된 광학렌즈의 구조가 그대로 적용되고 있는 실정이다.
따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 멀티코어 광학계에 적용함에 있어서 각 코어에 입사되는 빛의 조도 균일도를 안정적으로 확보할 수 있는 차량용 광학렌즈 및 이를 이용한 차량용 램프를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 차량용 광학렌즈는, 렌즈본체부; 상기 렌즈본체부의 일측부에 광원과 마주하여 배치되고, 상기 광원으로부터 빛이 입사되는 입광부; 상기 렌즈본체부의 타측부에 멀티코어 광학계와 마주하여 배치되고, 상기 렌즈본체부를 통과한 빛이 상기 멀티코어 광학계를 향해 출사되는 출광부; 및 상기 입광부와 상기 출광부의 사이에 형성되고, 상기 입광부에서 입사된 빛이 상기 출광부를 향해 전반사되는 전반사부;를 포함하고, 상기 입광부의 직경에 대한 상기 입광부와 상기 출광부간의 거리 비율은, 0.48 ~ 2.05 인 것을 특징으로 한다.
상기 입광부는, 평탄면을 이루어 형성되고, 상기 출광부는, 상기 입광부보다 확장된 직경을 가지고, 상기 입광부와 평행하게 형성되며, 상기 전반사부는, 상기 입광부에서 입사된 빛이 상기 출광부를 향해 나란하게 직진하는 평행광이 되게 전반사시키는 자유곡면을 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 입광부의 직경에 대한 상기 입광부와 상기 출광부간의 거리 비율은, 상기 출광부에서 출사된 빛의 조도 차이가 제1설정치 이내가 되게 0.84 ~ 2.05 인 것을 특징으로 한다.
상기 광원과 상기 입광부간의 거리는 0.5mm이하이고, 상기 입광부의 직경에 대한 상기 입광부와 상기 출광부간의 거리 비율은, 상기 광원으로부터 상기 입광부로 입사되는 빛의 입광효율이 제2설정치 이상이 되게 0.48 ~ 1.31 인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 램프는, 광원; 상기 광원과 마주하여 배치되고, 상기 광원으로부터 빛이 입사되는 입광부와, 빛이 출사되는 출광부와, 상기 입광부와 상기 출광부의 사이에 형성되고, 상기 입광부에서 입사된 빛이 상기 출광부를 향해 전반사되는 전반사부가 구비되고, 상기 입광부의 직경에 대한 상기 입광부와 상기 출광부간의 거리가, 0.48 이상 내지 2.05 이하의 비율을 가지는 광학렌즈; 및 상기 출광부와 마주하여 배치되고, 상기 출광부에서 출사된 빛이 입사되는 복수개의 광학계를 가지는 멀티코어 광학계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 입광부의 직경에 대한 상기 입광부와 상기 출광부간의 거리 비율은, 상기 출광부에서 출사된 빛의 조도 차이가 제1설정치 이내가 되게 0.84 ~ 2.05 인 것을 특징으로 한다.
상기 광원과 상기 입광부간의 거리는 0.5mm이하이고, 상기 입광부의 직경에 대한 상기 입광부와 상기 출광부간의 거리 비율은, 상기 광원으로부터 상기 입광부로 입사되는 빛의 입광효율이 제2설정치 이상이 되게 0.48 ~ 1.31 인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 광학렌즈 및 이를 이용한 차량용 램프는, 입광부의 직경과, 입광부와 출광부간의 거리를 조도 균일도에 영향을 미치는 주요 인자로 인식하여 멀티코어 광학계에 적용하고 있으며, 이들의 비를 0.48 ~ 2.05 의 범위로 최적화한 설계 구조를 제시하고 있다.
따라서, 본 발명에 의하면, 멀티코어 광학계에 적용함에 있어서, 각 코어에 입사되는 빛의 조도 균일도 등의 광학효율을 안정적으로 신뢰성있게 확보할 수 있으며, 이에 따라 멀티코어 광학계를 구성하는 복수개의 광학계의 개별 밝기를 균등하게 조성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 램프를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 광학렌즈를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 광학렌즈의 입광부의 직경에 대한 입광부와 출광부간의 거리(길이)의 비에 따른 균일도 해석이미지와 광분포도 그래프를 나타낸 표이다.
도 5는 동일한 입광효율을 구현함에 있어서 광원과 입광부간의 거리에 따른 입광부의 직경의 관계를 실험한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 광원과 입광부간의 거리에 따른 입광효율을 실험한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7은 입광부의 직경에 따른 입광효율을 실험한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 8은 입광부의 직경에 대한 입광부와 출광부간의 거리(길이)의 비에 따른 입광효율을 실험한 결과를 나타낸 그래프이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 광학렌즈 및 이를 이용한 차량용 램프의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 램프를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 램프는 광원(2),광학렌즈(1), 멀티코어 광학계(3)를 포함한다.
광원(2)으로는 LED 등을 적용할 수 있다. 멀티코어 광학계(3)는 복수개의 코어(3a)가 다발 형태로 결집된 구조를 가지며, 라이트 가이드, 광섬유 등을 적용할 수 있다. 멀티코어 광학계(3) 중 광학렌즈(1)와 마주하는 일측부는 코어(3a) 각각의 입사부(3b)가 연속된 면을 이루어 밀집되게 배열된 구조를 가진다.
광학렌즈(1)는 광원(2)과 멀티코어 광학계(3)의 사이에 배치된다. 광학렌즈(1)와 광원(2)은 광원(2)에서 발산된 빛이 광학렌즈(1)로 입사되는 과정에서 손실되는 것을 최소화하기 위해 상호 접하거나, 0.5mm이내의 이격거리를 가진다. 광학렌즈(1)와 멀티코어 광학계(3) 또한, 광학렌즈(1)에서 출사된 빛이 멀티코어 광학계(3)로 입사되는 과정에서 손실되는 것을 최소화하기 위해 상호 접하거나, 0.5mm이내의 이격거리를 가진다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 광학렌즈를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 종단면도이다.
도 2, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 광학렌즈(1)는 렌즈본체부(10), 입광부(20), 출광부(30), 전반사부(40)를 포함한다.
렌즈본체부(10)는 빛의 전반사(total internal reflection)가 이루어질 수 있게 공기보다 밀한 매질을 포함하여 이루어진다. 입광부(20)는 평탄면을 이루어 렌즈본체부(10)의 일측부에 광원(2)과 마주하여 배치된다. 도 3 상에서 입광부(20) 광원(2)과 동일한 수평선상에 배치되고, 수직방향으로 평탄한 면, 즉 수직면의 형상을 가진다.
광원(2)에서 조사된 빛은 입광부(20)를 통해 렌즈본체부(10)의 내부로 입사된다. 입광부(20)는 광원(2)에서 발산된 빛이 입광부(20)로 진행, 입사되는 과정에서 손실되는 것을 최소화하기 위해 광원(2)과 동일하거나 광원(2) 보다 확장된 직경을 가지는 것이 바람직하다.
출광부(30)는 입광부(20)보다 확장된 직경을 가지고, 렌즈본체부(10)의 타측부에 입광부(20)와 평행하게 형성된다. 렌즈본체부(10)를 통과한 빛은 출광부(30)를 통해 멀티코어 광학계(3)로 입사된다. 출광부(30)의 직경(D2)은 멀티코어 광학계(3)를 구성하는 코어(3a)의 직경과 개수에 따라, 즉 멀티코어 광학계(3)의 직경에 따라 결정된다.
보다 구체적으로는, 출광부(30)는 복수개의 코어(3a) 모두에 빛을 입사시키기 위해 멀티코어 광학계(3)의 직경과 같거나 이보다 큰 크기를 가지는 범위에서, 공간활용도와 중량을 고려해 그 직경(D2)이 결정될 수 있다. 본 발명의 설명에서는 입광부(20)와 출광부(30)의 크기를 '직경'으로 표현하고 있으나, 설명의 편의를 위한 것으로, 입광부(20)와 출광부(30)의 형상을 원형으로 한정짓는 것은 아니며, 설계 조건, 사양 등에 따라서 정사각형, 직사각형, 삼각형 등의 다각형 형상을 가질 수도 있다.
전반사부(40)는 입광부(20)에서 입사된 빛을 출광부(30)를 향해 전반사시키는 부분으로, 입광부(20)와 출광부(30)의 사이에 사다리꼴 단면 형상을 이루어 형성된다. 전반사부(40)는 전체적으로는 입광부(20)에서 출광부(30)까지 경사지게 연장되는 형상을 이루되, 부분적으로는 입광부(20)에서 다양한 각도로 입사된 빛들이 출광부(30)를 향해 나란하게 직진하는 평행광이 되게 전반사시키는 자유곡면을 가진다.
이러한 자유곡면은 렌즈본체부(10)의 매질, 빛의 입사각 등에 따라 다양한 형상, 구조가 적용될 수 있으며, 입광부(20)에서 다양한 각도로 입사된 빛들이 출광부(30)를 향해 나란하게 직진하는 평행광이 되게 전반사시킬 수 있다면 공지기술을 포함하여 특정한 구조와 형상으로 한정되지 않으므로 그 상세한 설명을 생략한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 광학렌즈의 입광부의 직경에 대한 입광부와 출광부간의 거리(길이)의 비에 따른 균일도 해석이미지와 광분포도 그래프를 나타낸 표이다.
도 4의 표에는 직경:길이 비, 해석이미지, 균일도의 항목이 구분되어 있다. 여기서 직경:길이 비는 입광부(20)의 직경(D1)에 대한 입광부(20)와 출광부(30)간의 거리(렌즈길이, L)의 비를 나타낸다. 해석이미지는 출광부(30)에서의 광분포도를 색상으로 구분하여 나타낸 것으로, 조도가 높을수록 흰색, 빨간색, 노란색, 연두색, 하늘색, 파랑색의 순서로 나타난다. 이때, 광원(2)으로는 1mm×1mm 사이즈(면적)의 발광면적을 가지는 LED를 적용하였다.
균일도는 출광부(30)의 수평방향 직경 위치(mm)에 따른 조도(lx)를 그래프로 나타낸 것으로, 출광부(30)의 중심부는 5mm 위치에 해당되며, 좌측부와 우측부가 각각 이로부터 5mm의 거리를 가지는 범위까지 나타나있다. 이때 출광부(30)는 중심부로부터 ±3.5mm의 너비를, 즉 7mm의 직경을 가진다.
도 4 상의 해석이미지를 비교하면, 입광부(20)의 직경(D1)에 대한 입광부(20)와 출광부(30)간의 거리(L)의 비가 1.31일 때, 빨강색이 가장 고르게 분포된 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 4 상의 균일도를 비교하면, 출광부(30)의 수평방향 양단부에서 설정거리만큼 내측에 위치되는 2개 지점(S1, S2)의 사이의 구간(S)에서, 입광부(20)의 직경(D1)에 대한 입광부(20)와 출광부(30)간의 거리(L)의 비가 1.31일 때, 조도 차이가 가장 작은 것을, 즉 균일도가 우수한 것을 확인할 수 있다.
조도 균일도를 수치화함에 있어서는, 일례로써, 광조사량이 가장 낮은 출광부(30)의 수평방향 양단부로부터의 중심부측으로 설정거리 인입된 범위, 예를 들어 1mm 인입된 범위를 조도 측정, 산출의 유효범위로 적용할 수 있다. 즉, 출광부(30)의 중심부를 기준으로 좌우방향으로 ±2.5mm의 거리를 가지는 2개의 지점(S1, S2) 사이의 구간(S)에서 최대 조도값과 최소 조도값의 차이를 비교함으로써, 균일도의 정도를 판단할 수 있다. 보다 구체적으로는, 출광부(30)의 중심부를 기준으로 좌측에서의 최대 조도값(P1)과 최소 조도값(P2)간의 차이, 우측에서의 최대 조도값(P3)과 최소 조도값(P4)간의 차이를 평균한 값을, 균일도의 정도로 설정할 수 있다.
입광부(20)의 직경(D1)에 대한 입광부(20)와 출광부(30)간의 거리(L)의 비가 1.31일 때, 좌측에서의 최대 조도값(P1)과 최소 조도값(P2)은 각각 3,000,000 lx, 2,300,000 lx이고, 우측에서의 최대 조도값(P3)과 최소 조도값(P4)은 각각 2,750,000 lx, 2,000,000 lx로 나타났으며, 균일도의 정도를 {(3,000,000l- 2,300,000=700,000)+(2,750,000-2,000,000=750,000)}/2=725,000 lx로 수치화하면, 입광부(20)의 직경(D1)에 대한 입광부(20)와 출광부(30)간의 거리(L)의 비가 다른 값을 가지는 경우와 비교해, 가장 낮은 값을 가지는 것을 확인할 수 있다. 이는 조도 차이가 가장 작은 것을, 즉 균일도가 우수한 것을 의미한다.
이러한 실험, 데이터도출, 산출, 비교 과정을 거쳐, 입광부(20)의 직경(D1)에 대한 입광부(20)와 출광부(30)간의 거리(L)의 비가 1.31일 때 출광부(30)에서의 조도의 균일도가 가장 우수한 것을 확인할 수 있다. 이를 차량용 광학렌즈(1) 및 차량용 램프에 적용함에 있어서는, 광학렌즈(1)의 제작, 조립, 설치의 오차 범위를 고려하여, 입광부(20)의 직경(D1)에 대한 입광부(20)와 출광부(30)간의 거리(L)의 비로서 0.48 이상 내지 2.05 이하의 범위를 적용하는 것이 바람직하다.
한편, 입광부(20)의 직경(D1)에 대한 입광부(20)와 출광부(30)간의 거리(L)의 비가 1.31일 때, 출광부(30)에서의 조도 차이는 725,000 lx로 산출되나, 출광부(30)에서 출사된 빛의 조도 차이가 제1설정치 이내가 되는, 예를 들면 1,000,000 lx이내가 되는 범위를 가중 적용함으로써, 입광부(20)의 직경(D1)에 대한 입광부(20)와 출광부(30)간의 거리(L)의 비를, 0.84 이상 내지 2.05 이하의 범위로 보다 축소할 수도 있다.
여기서, 제1설정치는 차량용 램프의 사양, 주요기능, 설치 조건, 광학렌즈(1)의 매질, 광원(2)의 구조 및 성능 등에 따라 다양하게 변경 적용될 수 있다. 제1설정치로서 다양한 값이 가변 적용되더라도, 입광부(20)의 직경(D1)에 대한 입광부(20)와 출광부(30)간의 거리(L)의 비를 0.84 이상 내지 2.05 이하의 범위로 보다 축소하면, 출광부(30)의 전반에 대해 조도의 균일도를 보다 안정적으로 확보할 수 있고, 이에 따라 대량생산에 적용함에 있어서 제품 간 제작, 조립, 설치 오차가 발생되더라도 조도 균일도의 신뢰성을 확보할 수 있다.
이는 입광부(20)의 직경(D1)에 대한 입광부(20)와 출광부(30)간의 거리(L의 비가 다른 범위를 가지는 경우와 비교해, 하나의 광원(2)에서 발산된 빛이 멀티코어 광학계(3)를 구성하는 복수개의 코어(3a)에 빛이 보다 균일한 조도로 신뢰성있게 입사되는 것을 의미한다.
도 5는 동일한 입광효율을 구현함에 있어서 광원과 입광부간의 거리에 따른 입광부의 직경의 관계를 실험한 결과를 나타낸 그래프이고, 도 6은 광원과 입광부간의 거리에 따른 입광효율을 실험한 결과를 나타낸 그래프이며, 도 7은 입광부의 직경에 따른 입광효율을 실험한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5의 그래프에 의하면, 입광부(20)와 출광부(30)간의 거리(L, 초점거리)가 증가할수록 입광부(20)의 직경(D1) 또한 선형적으로 증가하여야 동일한 입광효율을 구현할 수 있다는 것을 확인할 수 있다. 여기서 입광효율은 광원(2)으로부터 발산된 빛이 손실되지 않고 입광부(20)로 입사되는 정도를 의미한다.
도 6의 그래프에 의하면, 일정한 입광부(20) 직경(D1)을 가지는 경우, 광원(2)과 입광부(20)간의 거리(d)가 짧아질수록 입광효율이 증가한다는 것을 확인할 수 있으며, 광원(2)과 입광부(20)간의 거리가 0.5mm이내가 되어야 30%이상의 입광효율을 구현할 수 있다는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 광원(2)과 입광부(20)간의 거리(d)를 0.5mm이하로 설정, 배치하는 것이, 즉 입광부(20)가 광원(2)과 접촉된 상태이거나, 광원(2)으로부터 0.5mm이내의 거리를 가지는 것이 바람직하다. 이때, 광원(2)으로는 1mm×1mm 사이즈(면적)의 발광면적을 가지는 LED를 적용하였다.
또한, 도 7의 그래프에 의하면, 광원(2)과 입광부(20)간의 거리(d)가 일정한 경우, 입광부(20)의 직경이 증가할수록 입광효율이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이러한 도 6과 도 7에 도시된 그래프의 내용을 통해서, 입광부(20)와 출광부(30)간의 거리(L)와, 입광부의 직경(D1)이 입광효율에 영향을 끼치는 주요한 인자라는 것을 확인할 수 있다.
또한, 도 5의 그래프에 의하면, 입광부(20)와 출광부(30)간의 거리(L)와 입광부 직경(D1)가 선형적인 비례관계를 가진다는 것을 확인할 수 있는데, 이로부터 입광부(20)와 출광부(30)간의 거리(L)와, 입광부 직경(D1)이 상호 연계되어 조절, 적용되는 것이 바람직하다는 것을 의미한다.
도 8은 입광부의 직경에 대한 입광부와 출광부간의 거리(길이)의 비에 따른 입광효율을 실험한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 8의 그래프에 의하면, 입광부(20)의 직경(D1)에 대한 입광부(20)와 출광부(30)간의 거리(L)의 비가 0.48일때 가장 높은 효율(상대 입광효율 1)을 가지는 것을 확인할 수 있다. 또한, 입광부(20)의 직경(D1)에 대한 입광부(20)와 출광부(30)간의 거리(L)의 비가 0.48보다 증가할수록 입광효율이 점차적으로 낮아진다는 것을 확인할 수 있다.
상기에서 도 4의 표를 참조하여, 입광부(20)의 직경(D1)에 대한 입광부(20)와 출광부(30)간의 거리(L)의 비가 1.31일 때, 출광부(30)에서의 조도의 균일도가 가장 우수한 것을 확인한 바 있으며, 이를 차량용 광학렌즈(1) 및 차량용 램프에 적용함에 있어서는, 광학렌즈(1)의 제작, 조립, 설치의 오차 범위를 고려하여, 입광부(20)의 직경(D1)에 대한 입광부(20)와 출광부(30)간의 거리(L)의 비로서 0.48 이상 내지 2.05 이하의 범위를 적용하는 것이 바람직하다고 설명한 바 있다.
입광부(20)의 직경(D1)에 대한 입광부(20)와 출광부(30)간의 거리(L)의 비가 0.48일 때, 광원(2)으로부터 입광부(20)로 입사되는 빛의 입광효율이 최대가 되나, 입광효율이 제2설정치 이상이 되는, 예를 들면 도 8의 그래프 상에서 상대 입광효율이 0.87 이상이 되는 범위를 가중 적용함으로써, 입광부(20)의 직경(D1)에 대한 입광부(20)와 출광부(30)간의 거리(L)의 비를, 0.48 이상 내지 1.31 이하의 범위로 보다 축소할 수도 있다.
여기서, 제2설정치는 차량용 램프의 사양, 주요기능, 설치 조건, 광학렌즈(1)의 매질, 광원(2)의 구조 및 성능 등에 따라 다양하게 변경 적용될 수 있다. 제2설정치로서 다양한 값이 가변 적용되더라도, 입광부(20)의 직경(D1)에 대한 입광부(20)와 출광부(30)간의 거리(L)의 비를 0.48 이상 내지 1.31 이하의 범위로 보다 축소하면, 입광부(20)의 입광효율을 보다 안정적으로 확보할 수 있고, 이에 따라 대량생산에 적용함에 있어서 제품 간 제작, 조립, 설치 오차가 발생되더라도 입광효율의 신뢰성을 확보할 수 있다.
이는 입광부(20)의 직경(D1)에 대한 입광부(20)와 출광부(30)간의 거리(L의 비가 다른 범위를 가지는 경우와 비교해, 하나의 광원(2)에서 발산된 빛의 손실이 최소화된 상태로 멀티코어 광학계(3)를 구성하는 복수개의 코어(3a)에 효율적으로 입사되는 것을 의미한다.
본 발명을 다시 간략하게 정리하면, 입광부(20)의 직경(D1)에 대한 입광부(20)와 출광부(30)간의 거리(L)의 비가 1.31일 때, 출광부(30)에서의 조도의 균일도가 가장 우수한 것을 확인할 수 있고, 이로부터 광학렌즈(1)의 제작, 조립, 설치의 오차 범위를 고려하여, 입광부(20)의 직경(D1)에 대한 입광부(20)와 출광부(30)간의 거리(L)의 비로서 0.48 이상 내지 2.05 이하의 범위를 적용할 수 있다.
또한, 이러한 범위 내에서 입광부(20)의 직경(D1)에 대한 입광부(20)와 출광부(30)간의 거리(L)의 비를 0.84 이상 내지 2.05 이하의 범위(이하 "균일도 확보범위"라 한다)로 보다 축소하면, 출광부(30)의 전반에 대해 조도의 균일도를 보다 안정적으로 확보할 수 있다.
또한, 이러한 범위 내에서 입광부(20)의 직경(D1)에 대한 입광부(20)와 출광부(30)간의 거리(L)의 비를 0.48 이상 내지 1.31 이하의 범위(이하 "입광효율 확보범위"라 한다)로 보다 축소하면, 입광부(20)의 입광효율을 보다 안정적으로 확보할 수 있다.
이에 더해, 균일도 확보범위와 입광효율 확보범위가 중첩되는 범위인, 입광부(20)의 직경(D1)에 대한 입광부(20)와 출광부(30)간의 거리(L)의 비가 0.84 이상 내지 1.31 이하가 되는 범위를 광학렌즈(1)에 적용하면, 출광부(30)의 조도 균일도와 입광부(20)의 입광효율의 최적화를 구현할 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 차량용 광학렌즈(1) 및 이를 이용한 차량용 램프에 의하면, 입광부(20)의 직경(D1)과, 입광부(20)와 출광부(30)간의 거리(L)를 조도 균일도에 영향을 미치는 주요 인자로 인식하여 멀티코어 광학계(3)에 적용하고 있으며, 이들의 비를 0.48 이상 내지 2.05 이하의 범위로 최적화한 설계 구조를 제시하고 있다.
따라서, 멀티코어 광학계(3)에 적용함에 있어서, 각 코어(3a)에 입사되는 빛의 조도 균일도 등의 광학효율을 안정적으로 신뢰성있게 확보할 수 있으며, 이에 따라 멀티코어 광학계(3)를 구성하는 복수개의 광학계의 개별 밝기를 균등하게 조성할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1 : 광학렌즈 2 : 광원
3 : 멀티코어 광학계 10 : 렌즈본체부
20 : 입광부 30 : 출광부
40 : 전반사부

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 광원;
    멀티코어 광학계; 및
    상기 광원과 상기 멀티코어 광학계의 사이에 설치되는 광학렌즈;를 포함하고,
    상기 광학렌즈는,
    렌즈본체부;
    상기 렌즈본체부의 일측부에 상기 광원과 마주하여 배치되고, 상기 광원으로부터 빛이 입사되며, 평탄면을 이루어 형성되고, 상기 광원과 동일하거나 상기 광원보다 확장된 직경을 가지는 입광부;
    상기 렌즈본체부의 타측부에 상기 멀티코어 광학계와 마주하여 배치되고, 상기 렌즈본체부를 통과한 빛이 상기 멀티코어 광학계를 향해 출사되며, 상기 입광부보다 확장된 직경을 가지고, 상기 입광부와 평행하게 형성되며, 상기 멀티코어 광학계와 동일하거나 상기 멀티코어 광학계보다 확장된 직경을 가지는 출광부; 및
    상기 입광부와 상기 출광부의 사이에 상기 입광부의 중심점과 상기 출광부의 중심점을 연결한 중심축을 기준으로 사다리꼴 단면 형상을 이루게 형성되고, 상기 중심축의 연장선 상에 배치된 상기 광원에서 발산되어 상기 입광부로 입사된 빛이 상기 출광부를 향해 나란하게 직진하는 평행광이 되게 전반사시키는 자유곡면을 가지는 전반사부;를 포함하며,
    상기 멀티코어 광학계는, 상기 출광부와 마주하여 배치되고, 상기 출광부에서 출사된 빛이 입사되는 복수개의 코어를 가지며,
    복수개 상기 코어에 입사되는 빛의 조도 균일도를 위해 상기 입광부의 직경에 대한 상기 입광부와 상기 출광부간의 거리가, 0.48 이상 내지 2.05 이하의 비율을 가지는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 입광부의 직경에 대한 상기 입광부와 상기 출광부간의 거리 비율은,
    상기 출광부에서 출사된 빛의 조도 차이가 제1설정치 이내가 되게 0.84 ~ 2.05 인 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 광원과 상기 입광부간의 거리는 0.5mm이하이고,
    상기 입광부의 직경에 대한 상기 입광부와 상기 출광부간의 거리 비율은,
    상기 광원으로부터 상기 입광부로 입사되는 빛의 입광효율이 제2설정치 이상이 되게 0.48 ~ 1.31 인 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
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