KR20010094932A - 광도관, 광도관장치 및 그 광도관, 광도관장치를 구비하는차량용 전등 - Google Patents

Abstract

종래 차량용 조명 기구의 구성에 있어서는 차체의 측면까지 굽어 들어간 형상으로 형성할 때에는 깊이가 부족하면 어두워지거나, 내장물이 강조되어 사용자에게 위화감을 주는 디자인이 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 광원으로부터의 빛을 원하는 방향으로 수속할 수 있는 한편 자유자재로 광속 방향과 형상을 얻을 수 있는 2개의 타원계 반사면(3,4)과 인너 반사판(5)에 의한 광도관 장치(10)를 채용한 차량용 조명기구에 관한 것으로, 전후로 빛을 분배하는 등 광원(2)의 빛을 임의 방향으로의 분배하는 것을 가능하게 하고, 깊이가 얕은 치수라도 충분한 광량을 얻을 수 있게 한다.

Description

광도관, 광도관장치 및 그 광도관, 광도관장치를 구비하는 차량용 전등{light waveguide and vehicle lamp using the same}

본 발명은 차량용 전등에 관한 것으로, 보다 상세하게는 예를 들어 차체의 측면으로 굽어 들어가게 설치되는 헤드램프 등과 같이 종래와는 그 형태가 다르고 종래의 구성으로는 대응하기가 곤란한 형상의 차량용 전등의 실현을 가능하게 하는 구성의 제공을 목적으로 한다.

근래의 자동차 디자인은 주행시의 공기 저항의 저감에 의한 연비 향상 등의 목적에서, 측면 형상으로는 웨지 형상 등 앞이 내려가는 형상이 많고, 정면 형상으로는 차체의 전후단이 조여진 타원 형상 등이 되는 경우가 많다. 따라서, 차체의 좌우단에 설치되는 헤드램프(90,80) 등은 도 5에 나타낸 바와 같이 차체(70)의 측면으로 굽어 들어가지 않을 수 없게 되어 있다.

상기와 같은 조건에서 종래의 구성으로 헤드램프를 형성하면 다음과같은 문제점이 있다. 우선, 도 6에 나타낸 회전 포물면 등 포물계의 반사면(91a, 91b)를 채용한 헤드램프(90)에 있어서는, 렌즈(92)의 정면에서의 투영 면적에 걸맞는 반사면(91)을 채용하려면, 부호 91a로 나타낸 바와 같이 설치 위치가 후퇴하고, 예를 들어 타이어 하우스와의 간섭 등의 문제를 일으킨다.

또한, 상기 간섭 등이 생기지 않도록, 91b로 나타낸 바와 같이 전진시키면, 이번에는 상기 반사면(91b)의 면적이 감소하여 어두운 헤드램프(90)가 되는 문제점이 생김과 동시에 렌즈(92)로부터 반사면(91b)의 배면(背面)이 보이기 때문에, 눈가리개 커버(93)를 설치하지 않으면 안되어 디자인이 손상되는 문제점이 있다.

또한, 도 7에 나타낸 바와 같이, 회전 타원면 등 타원계의 반사면(81)을 채용한 헤드램프(80)에 있어서는 본래 이러한 구성의 헤드램프(80)는 깊이방향의 칫수가 크기때문에 한층 상기 간섭을 일으킬 가능성이 높아져 전진시키지 않으면 안된다. 이 경우에는 투영렌즈(82)가 측면에서 보이기 때문에, 보는 사람에게 미치는 위화감이 크고, 상술한 바와 마찬가지로 디자인의 손상을 가져온다. 또한, 상기 전진에 의해 눈가리개 커버(83)도 필요하게 되어 디자인을 손상시킨다.

본 발명은 상술한 종래의 문제를 해결하기 위한 구체적 수단으로써, 광원 혹은 그 근방을 제 1 초점으로 하고 대략 장축을 따르는 방향으로 절단된 적어도 2개의 타원계 반사면의 조합으로, 그 타원계 반사면의 적어도 한개가 다른 타원계 반사면보다도 초점 간 거리가 길고 장축 방향이 다르며, 상기 초점간 거리가 긴 타원계 반사면에 대응해서는 인너 반사판이 설치되어 제 2 초점이 다른 타원계 반사면의 제 2 초점의 위치 혹은 그 근방으로 되꺾여 합성 제 2 초점이 형성되고, 그 합성 제 2 초점의 위치 혹은 그 근방에는 광취출구가 설치된 것을 특징으로 하는 광도관과, 광도관의 복수가 한개의 광원을 공유하여 조합되어 있는 것을 특징으로 하는 광도관 장치, 및 상기 광도관 혹은 광도관 장치의 적어도 한개를 구비하고, 상기 광취출구를 광원으로 하는 반사경, 렌즈가 설치되고, 상기 광취출구, 반사경, 렌즈 혹은 그 어느 것에 의해 배광 형상이 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 전등을 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 광도관의 실시예를 나타내는 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 광도관 장치의 실시예를 나타내는 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 차량용 전등의 실시예를 나타내는 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 차량용 전등에 의한 배광 형성의 상태를 나타낸 설명도.

도 5는 이러한 종류의 차량용 전등이 설치되는 차체의 상태를 나타내는 설명도.

도 6은 종래의 차량용 전등을 차체에 부착한 상태로 나타낸 설명도.

도 7은 종래의 다른 차량용 전등을 차체에 부착한 상태로 나타낸 설명도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1, 1A, 1B: 광도관 2: 광원

3: 직접측 타원 반사면 4: 간접측 타원 반사면

5: 인너 반사판 6: 광취출구

6a: 조사각 제한 후드 7: 셔터

10: 광도관 장치 20: 차량용 전등

21, 22: 포물계 반사면

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

우선, 도 3에 나타낸 차량용 전등(20)의 설명에 앞서, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 주요부인 광도관 및 광도관 장치에 관해 설명한다.

도 1의 부호 1은 광도관이고, 상기 광도관(1)이 하나 이상 조합되어 도 2에 나타낸 광도관 장치(10)가 구성된다.

그리고, 상기 광도관(1)은 광원(2)으로부터의 빛을 임의의 위치까지 안내하고 상기 임의의 위치에 광원상을 결상(結像)하여, 후술하는 차량용 전등(20)의 광원으로 하는 것을 목적으로 한다. 본 실시예에서는 상기 광도관(1)은 직접측 타원 반사면(3)과 간접측 타원 반사면(4)의 2가지 타원계 반사면과, 인너 반사판(5)과, 광취출구(6)와, 상기 광취출구(6)의 근방에 필요에 따라 설치되는 셔터(7)로 구성된다.

상기 직접측 타원 반사면(3)은 장축(Y3)을 소정의 방향으로 하고, 그 장축(Y3)상에 존재하는 제1초점(f31)을 광원(2)에 대략 일치시키며, 예를 들어 회전 타원 등의 타원계의 반사면이다. 따라서, 제2초점(f32)도 상기 장축(Y3)상에 존재하고, 상기 직접측 타원 반사면(3)에 반사되는 광원(2)으로부터의 빛은 상기 제2초점(f32)에 수속된다.

이에 반해, 상기 간접측 타원 반사면(4)는 장축(Y4)이 상기 직접측 타원 반사면(3)의 장축(Y3)에 대해 각도α의 차이를 가지며, 이와 동시에 제1초점(f41)과제2초점(f42)의 초점간 거리도 상기 직접측 타원 반사면(3)의 초점간 거리보다도 길게 되어 있다. 또한, 간접측 타원 반사면(4)의 제1초점(f41)도 상기 광원(2)에 대략 일치되어 있다.

이때, 상기 직접측 타원 반사면(3)과 간접측 타원 반사면(4)는 반사면측을 서로 대치시키도록 되어 있다. 따라서, 상기 광원(2)은 거의 전체 둘레가 직접측 타원 반사면(3)과 간접측 타원 반사면(4)에 둘러싸이고, 각각의 타원 반사면(3,4)의 제2초점(f32, f42)에 수속되는 광량의 합은 상기 광원(2)에서 방사되는 광량과 거의 같다.

또한, 상기 구성에 있어서, 광원(2)은 직접측 타원 반사면(3)과 간접측 타원반사면(4)에 둘러 싸이며 빛은 광도관(1)의 내부에 갇히게 되므로,직접측 타원 반사면(3)의 제2초점(f32)의 근방에는 광취출구(6)가 설치되어 외부로 빛을 끄집어 낼 수 있게 된다.

상기 인너 반사판(5)는 상기 간접측 타원 반사면(4)의 제2초점(f42)에 수속되는 광로 중에 설치되며 적정 각도로 설정된다. 따라서, 인너 반사판(5)은 상기 제2초점(f42)을 향하는 수속광을 되꺾어서 상기 간접측 타원 반사면(4)의 제2초점(f42)의 반사상을 상기 직접측 타원 반사면(3)의 제2초점(f32)에 대략 일치시킨다.

이와 같이 구성함으로써, 직접측 타원 반사면(3)의 제2초점(f32)의 위치에 수속되는 광량은 상기 광원(2)이 방사하는 광량과 거의 같다. 또한, 상기 제2초점(f32)의 위치에서는 서로 다른 두방향의 광속이 교차하며, 상기 교차각을조정함으로써 임의의 방사각, 조사 방향의 광속을 상기 광취출구(6)로부터 끄집어낼 수 있다. 한편, 예를 들어 원하는 조사각이 좁은 경우에는 광취출구(6)의 개구면적을 좁혀도 되는데, 도 2의 부호6a가 나타낸 바와 같이 조사각 제한 후드를 설치하여 규제해도 좋고 이 경우에는 상기 조사각 제한 후드(6a)의 내면측을 경면 처리하는 등에 의해 반사에 의한 빛의 회수를 이룰 수 있다.

또한, 상기 설명에서 알 수 있듯이, 광도관(1)의 목적은 광취출구(6)에서 임의의 조사각, 조사방향의 광속을 얻는 것이다. 따라서, 상기 간접측 타원계 반사면(4)를 예를 들어 초점간 거리가 다른 복수개로 장축(Y4)방향을 따라 분할하고, 또한 이에 대응하여 인너 반사판(5)도 복수개로 하는 것 등은 자유이다. 또한, 직접측 타원 반사면(3)을 장축(Y3)방향을 따라 분할해도 된다.

도 2에 나타낸 것은, 상술한 광도관(1)이 복수개가 조합된 광도관 장치(10)이고, 도는 광도관(1A)와 광도관(1B) 2개가 대략 직선상으로 조합된 때의 실시예이다. 또한, 이때 상기 광도관(1A)와 광도관(1B)는 1개의 광원(2)를 공유하고 있다. 따라서, 광취출구(6)은 광도관 장치(10)의 외측 양단에 존재하게 된다.

또한, 상기 실시예의 광도관 장치(10)에서는 광도관(1A)와 광도관(1B)에서 광원(2)을 점대칭으로 하여 직접측 타원 반사면(3), 간접측 타원 반사면(4), 인너 반사판(5)이 배치되는데, 이는 후술하는 차량용 전등(20)의 구성과의 균형에 의해 광원(2)에 대해 선대칭의 상태로 형성해도 된다.

또한, 상기 광도관 장치(10)에서는 하나의 광원(2)에 대해 조합되는 광도관이 광도관(1A)와 광도관(1B)의 2개이지만 본 발명은 이 조합되는 수를 한정하지 않는다. 예를 들어, 방사상 등으로 조합하여, 광분배장치로서 사용해도 된다.

도 3은 상기 광도관 장치(10)을 구비하는 차량용 전등(20)이고, 광도관 장치(10) 각각의 광취출구(6)에 대응해서는 상기 광취출구(6) 근방을 초점으로 하고 중심축을 조사방향(X)와 대략 평행하게 하는 회전 포물면 등 포물계 반사면(21,22)이 설치된다.

상기 광취출구(6)의 근방에는 상기 광도관 장치(10)의 제2초점(f32 또는 f42)이 존재하므로, 상기 포물계 반사면(21,22)은 각각의 제2초점을 광원으로 하고 조사 방향으로 대략 평행 광선을 방사하게 되며, 예를 들어 렌즈(23)에 시행된 렌즈컷(미도시) 등에 의해 배광 특성을 형성한다.

또한, 상기 포물계 반사면(21,22)을 포물주면(抛物柱面)의 복합 등으로 형성하면, 상기 포물계 반사면(21,22)으로부터의 반사광으로 배광 특성을 형성할 수 있는 것은 종래기술과 마찬가지이다.

여기서, 차량용 전등(20)를 구성했을 때의 상기 광취출구(6)의 작용에 관해 설명한다. 상술한 바와 같이, 상기 광취출구(6)은 포물계 반사면(21,22)의 광원과 동등하므로, 예를 들어 H4 할로겐 램프에서의 필라멘트의 하반부를 덮는 후드, 혹은 프로젝터형 헤드램프에서의 차광판 등과 동등한 작용을 수행하게 하게 할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 상기 광취출구(6)의 포물계 반사면(21,22)에 반사한 후에는 상부로 향하는 빛을 발하는 부분에 셔터(7)를 설치하여 차폐를 행하는 것이다. 이와같이 함으로써, 교차 배광의 형성에 적합하게 된다.

또한, 상기 셔터(7)는 타원계 반사면의 제2초점 근방에 설치되므로, 프로젝터형 헤드램프에서의 차광판과 마찬가지로 명확한 명암 경계선의 형성이 가능하다.

도 4는 본 발명에 따른 차량용 전등(20)에서 교차 배광(Hs)을 얻기 위한 수단의 일례를 나타낸 것이다. 예를 들어, 상기 광도관 장치(10)중의 광도관(1A)의 광취출구(6)에 설치되는 셔터(7)은 포물계 반사면(21)에 반사된 후에는 15도 좌로 올라간 명암 경계선을 갖는 배광(H21)(단, 좌측 통행용 차량의 경우)을 형성하도록 설정한다.

또한, 광도관(1B)의 광취출구(6)에 설치되는 셔터(7)는 하향광 만에 의해 수평한 명암 경계선을 갖는 배광(H22)을 형성하도록 설정한다. 그리고, 차량용 전등(20)의 정면에서 배광(H21)과 배광(H22)을 중합시키면 엘보라 명칭되는 노견측을 조사하는 부분을 갖는 좌우 비대칭의 교차 배광(Hs)을 용이하게 얻을 수 있다.

여기서, 셔터(7)에 관해 보다 상세하게 설명한다. 상술한 바와 같이 셔터(7)가 상향광을 차폐하도록 설정되어 있다면, 상기 셔터(7)를 가동시키고 필요에 따라 퇴거시킴으로써 당연히 차량용 전등(20)로부터의 투사광은 상향광을 포함하게 된다. 즉, 도 4에 나타낸 바와 같이, 배광(H21)과 배광(H22)은 형상을 변화시켜 그 총합으로서는 정면의 먼 방향의 시인이 용이한 주행배광(Hs)을 얻을 수 있다.

한편, 실제 차량용 전등(20)에 있어서는 교차 배광을 설정할 때는 예를 들어 광도관 장치(10)에 있어서도 하향광을 증가시키는 설정이 이루어진다. 따라서, 단순히 셔터(7)를 퇴거시키는 것만으로는 여전히 하향광의 비율이 전체 광량중 많은 양을 차지하여고 근거리가 밝게 조사되어 먼 방향으로의 시인성이 기대 만큼 향상되지 않는 경우가 생긴다.

이와 같은 경우, 상기 셔터(7)의 가동과 함께 상기 광도관 장치(10)의 전부 또는 광도관 장치(10)를 구성하는 일부의 광도관(1) 다시 말하면 광도관(1)의 일부인 직접측 타원 반사면(3), 간접측 타원 반사면(4), 인너 반사판(5) 중 어느것을 가동시켜 포물계 반사면(21, 22)에 반사되는 빛을 정면 방향으로 향하게 하는 것도 유효하다. 이와 같이 함으로써, 교차 배광과 주행배광의 절환을 한층 효과적으로 이룰 수 있다.

이어서, 상술한 본 발명에 따른 차량용 전등(20)의 작용 및 효과에 관해 설명한다.

본발명에 의하면, 광원(2)에서 방사되는 빛의 거의 전량을 광도관(1) 혹은 광도관 장치(10)에서 포착하고, 직접측 타원 반사면(3), 간접측 타원 반사면(4) 및 인너 반사판(5)에 의해 원하는 위치, 방향, 원하는 확산 광속으로 포물계 반사면(21, 22)에 공급한다.

따라서, 위에서 설명한 바와 같이, 전방으로의 투영면적이 좁고, 깊이가 깊은 차체의 측면에 따르는 형상의 차량용 전등(20)이고, 종래 기술에서는 차량용 전등의 깊이를 깊게하는 이외에 충분한 면적의 반사면을 설치할 수 없는 상황이더라도 좁은 반사면의 위치, 형상에 맞추어 광원(2)으로부터의 광량의 거의 전부를 공급하는 것이 가능하고, 더욱이 밝으면서도 깊이가 필요하지 않은 차량용 전등(20)의 실현이 가능해진다.

이상에 설명한 바와 같이, 본 발명의 의하면, 광원 혹은 그 근방을 제1초점으로 하고, 대략 장축을 따르는 방향으로 절단된 적어도 2개의 타원계 반사면의 조합으로, 그 타원계 반사면의 적어도 1개가 다른 타원계 반사면보다도 초점간 거리가 길고 장축 방향이 다르며, 상기 초점간 거리가 긴 타원계 반사면에 대응해서는 인너 반사판이 설치되어 제2초점이 다른 타원계 반사면의 제2초점의 위치에 되꺾여 합성 제2초점이 형성되고, 그 합성 제2초점의 위치 혹은 그 근방에는 광취출구가 설치된 광도관을 제공한다. 또한, 복수의 광도관이 한개의 광원을 공유하여 조합된 광도관 장치를 제동한다. 또한, 상기 광도관 혹은 광도관 장치의 적어도 한개를 구비하고, 상기 광취출구를 광원으로 하는 반사경, 렌즈가 설치되고, 상기 광취출구, 반사경, 렌즈 혹은 그 어느 것에 의해 배광 형상이 설정되어 있는 차량용 전등을 제공한다.

따라서, 상기 광도관 혹은 광도관 장치에 의해 원하는 위치, 방향, 원하는 방사각의 광속을 반사면에 공급하는 것이 가능해져, 종래 기술에서의 발생하는 깊이의 증가, 광량의 저하를 초래하지 않고, 차체의 측면을 따르는 형상의 차량용 전등을 실현할 수 있을 뿐 아니라, 차량 전반에 대한 외관 향상 등에 매우 뛰어난 효과가 있다.

Claims (9)

1. 광원의 근방을 제1초점으로 하고 대략 장축을 따르는 방향으로 절단된 적어도 2개의 타원계 반사면의 조합으로 형성되며, 상기 타원계 반사면의 적어도 1개는 다른 타원계 반사면보다도 초점간 거리가 길고 장축 방향은 다르며, 상기 초점간 거리가 긴 타원계 반사면에 대응해서는 인너 반사판이 설치되어 제2초점이 다른 타원계 반사면의 제2초점의 근방으로 되꺾여 합성 제2초점이 형성되고, 상기 합성 제2초점의 근방에는 광취출구가 설치된 것을 특징으로 하는 광도관.
2. 제1항에 있어서,

   상기 광취출구의 근방에는 상기 광취출구로부터의 광속의 형상을 규제하는 셔터가 설치된 것을 특징으로 하는 광도관.
3. 제1항 또는 제2항에 의한 광도관의 복수개가 하나의 광원을 공유하여 조합되어 있는 것을 특징으로 하는 광도관 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 의한 광도관을 구비하고, 상기 광취출구를 광원으로 하는 반사경, 렌즈가 설치되고, 상기 광취출구, 반사경, 렌즈, 혹은 그 어느 것에 의해 배광 형상이 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 전등.
5. 제4항에 있어서,

   상기 광도관의 상기 셔터가 가동되고, 상기 셔터의 가동에 의해 배광 형상의 절환이 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 전등.
6. 제5항에 있어서,

   상기 셔터의 가동시에는 상기 인너 반사판 및 상기 타원계 반사면의 적어도 한쪽을 가동시키는 것을 특징으로 하는 차량용 전등.
7. 제3항에 의한 광도관 장치을 구비하고, 상기 광취출구를 광원으로 하는 반사경, 렌즈가 설치되고, 상기 광취출구, 반사경, 렌즈, 혹은 그 어느 것에 의해 배광 형상이 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 전등.
8. 제7항에 있어서,

   상기 광도관 장치의 상기 셔터가 가동되고, 상기 셔터의 가동에 의해 배광 형상의 절환이 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 전등.
9. 제8항에 있어서,

   상기 셔터의 가동시에는 상기 인너 반사판 및 복수의 상기 타원계 반사면의 일부 혹은 전부 중의 적어도 한쪽을 가동시키는 것을 특징으로 하는 차량용 전등.