KR20060017784A - 동력차 전조등을 위한 램프 - Google Patents

Abstract

동력차 전조등(motor vehicle headlight)을 위한 램프(10, 11)가 기술된다. 램프(10, 11)는 광원(1)을 바로 둘러싸는 석영 전구(quartz bulb; 3, 12, 17) 및 가능하다면, 상기 석영 전구(3)를 둘러싸는 외부 전구(outer bulb; 4)를 포함한다. 램프(10, 11)의 길이축(longitudinal axis; L) 방향으로 확장되는 음화 렌즈(negative lenses; 7, 8, 14, 15, 16)들이 석영 전구(12, 17) 및/또는 외부 전구(4)의 2개의 측면 표면(6, 13) 상이나 속에 존재한다. 이들 렌즈들(7, 8, 14, 15, 16)은 광원(1, 2)이 적어도 한 방향에서 광학적으로 크기가 축소되도록 설계된다.

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Description

동력차 전조등을 위한 램프{LAMP FOR A MOTOR VEHICLE HEADLIGHT}

본 발명은 동력차 전조등을 위한 램프 및 그러한 램프를 갖춘 동력차 전조등에 관한 것이다.

실용적인 모든 동력차 전조등에 대한 기본 사양은 한 편으로, 전조등은 가능한 한 통행 공간(traffic space)의 조명을 훌륭하게 달성하여 차량 운전자에게 훌륭한 시야 확보를 제공해야 한다는 것과, 다른 한 편으로 접근 차량(oncoming traffic)이 위험에 처하지 않도록 접근 차량의 눈부심을 방지해야 한다는 것이다. 접근 차량의 눈부심을 확실히 차단하려면, 관련 표준들의 로 빔 기능(low beam function)을 위한 소위 명/암(bright/dark) 제한 또는 차단(cut-off)이 요구된다. 통행 공간이 오직 이 차단 이하로만 조명을 받게 하려면, 램프들 및 전조등들의 구성에 있어서 또 차량에 전조등을 설치 및 조정하는데 있어서 주의를 요한다. 명/암 제한은 적당한 위치와 형상의 스크린 캡(screen cap)들 또는 램프 자체나 전조등 내에 블라인드를 이용하여 어두운 영역이 되도록 적당히 그늘지우는 형태로 다양한 경우에서 관측된다. 두 시스템에서, 램프로부터 측면으로 발산되는 빛, 즉, 램프의 조립된 상태에서 수평적으로 서로 대향인 옆 표면들로부터 흘러나오는 것은 일반적으로 명/암 차단 바로 하단의 영역을 비춘다.

특히 차량 공간에서 가능한 최적의 조명을 가능한 한 차량 앞쪽으로 먼 거리까지 달성하려면, 램프 또는 전조등은 가능한 한 많은 양의 빛이 명/암 차단 바로 하단의 근접한 허가 영역을 비추도록 구성되어야 한다. 전조등의 특별 구성들, 예컨대, 전조등의 직경을 더 크게 함으로써 명/암 바로 하단의 영역이 훨씬 더 강렬하게 조명받을 수 있도록 빛의 재분배가 가능할 수 있다. 그러나 불행히도, 전조등의 발산 동작을 최적화시키기 위한 추가적인 측도들은 전조등 설계 및 그렇게 설계된 전조등을 동력차 전단에 통합시키는데 있어서 추가적인 경계 조건을 나타내게 되며, 이는 일반적으로 비용이 많이 든다.

본 발명의 목적은 명/암 차단 바로 하단의 허용 영역의 통행 공간에 더 강렬한 조명이 달성되는 것을 이용하는, 램프가 통합되는 전조등의 설계와 거의 무관한 동력차 전조등을 위한 램프를 제공하는 것이다.

이 목적은 광원을 바로 둘러싸는 석영 전구(quartz bulb), 가능하다면 상기 석영 전구를 둘러싸는 외부 전구 및 램프의 길이축(longitudinal axis) 방향으로 확장되고 석영 전구 및/또는 외부 전구의 측면 표면들 속 또는 측면 표면들 상에 위치하는 2개의 음화 렌즈(negative lenses)를 포함하는 동력차 전조등을 위한 램프로서, 표면들은 램프의 통합 상태에서 수평적으로 서로 대향이 되도록 배치되고, 렌즈들은 광원이 적어도 한 방향으로는 광학적 크기가 축소되도록 구성되는 램프를 이용하여 달성된다.

램프의 측면 표면들로부터 흘러나오는 빛- 및 그에 따른 옆쪽에서 보이는 광원 이미지 -이 상기의 명/암 차단 영역으로 발산되기 때문에 음화 렌즈들은 옆쪽 표면들의 명/암 차단에서 광원의 이미지들을 축소시키는데, 예컨대 길이 방향의 광원 이미지들을 짧게 하고/하거나 길이 방향에 수직인 방향의 이미지들을 좁게 하여 이들 영역에서 정확히 더 높은 조명이 달성된다. 따라서 광원의 광학적 축소는, 주어진 빛의 총량이 동일할 때 기존의 전조등에서도 통행 공간에 더 나은 조명을 달성할 수 있다. 여기에서 광원의 실제 크기 축소는 필요하지 않으며, 이는 물리적 또는 구성적 근거들을 위한 규정상 실제 가능하지도 않을 것이다. 그 대신, 램프의 옆쪽 표면들에 있는 렌즈들은 전조등이 더 작은 광원을 "보고(sees)", 이렇게 축소된 통행 공간의 가상 광원을 비추는 것을 보장한다.

렌즈들은 바람직하게는 전구 벽을 적당히 형성함으로써 관련 전구 속으로 통합된다. 그러나 이와 달리, 별개로 제작되어 벽으로 제공되는 렌즈들이 사용될 수 있다.

본 발명은 각양각색 다양한 유형의 램프에 대해 실현될 수 있다. 특히 바람직한 실시예에서, 램프는 가스 방전 램프이다. 전형적인 가스 방전 램프들은 예컨대, 고압 나트륨 램프들 또는 소위 MPXL(Micro Power Xenon Light) 램프들과 같은 소위 HID(High Intensity Discharge) 램프들이다. 이러한 램프들은 일반적으로 석영 전구로 이루어진 방전관을 갖는데, 방전관은 불활성 기체로 채워져 있다. 길이 램프 방향으로 확장된 전극들은 석영 전구의 서로 맞은편 양단으로부터 석영 전구 속으로 투입되며, 서로 약간의 간격을 두고 끝나 있다. 전극들에 고전압을 가하여 점화가 이루어지면, 야광 방전 아크(luminous discharge arc)가 전극들 간에 야기되며 이것이 광원으로서 사용된다. 가스 방전 램프의 석영 전구는 일반적으로 UV 발산을 차단시키는 역할을 하는 외부 전구로 둘러싸여 있다. 이러한 가스 방전 램프에서는, 대부분 또한 석영 유리로 되어 있는 외부 전구의 측면 표면들에 음화 렌즈들을 통합하거나 음화 렌즈들을 이들 표면들로 고정시키는 것을 자체적으로 제안한다.

이와 달리, 내부 전구가 적당한 렌즈들을 구비할 수 있다. 이 경우, 렌즈들이 광원에 더 가까워서 좀 더 효율적으로 작동한다는 장점을 갖는다. 그러나, 내부 전구 속에 또는 내부 전구에 이 렌즈들을 구비하게 되면 한 편으로 기술적으로 좀 더 복잡하고 비용이 많이 들며, 다른 한 편으로 내부 전구의 기하학적 배열이 변경되는 매번, 각각에 대해 예컨대, 내부 전구의 온도 분포와 같은 다른 램프 파라미터들을 동시에 변경시킨다. 따라서 이는 방전 아크 형성 및 그에 따른 빛의 분포에 영향을 미친다. 이와 대조적으로 렌즈들을 외부 전구의 측면 표면들로 도입하게 되면 비교적 간단하고 비용이 적게 들며 광원의 발산 및 야광 효율 자체는 영향이 없다.

다른 바람직한 실시예에서, 램프는 광원으로서 예컨대, 백열 코일(incandescent coil)과 같은 필라멘트를 갖는다. 이러한 램프의 전형적인 예로서 H4 계열 램프와 같은 할로겐 램프가 있다. 이들 램프들은 일반적으로 필라멘트에서 소정의 거리만큼 떨어져서 필라멘트를 가깝게 둘러싸는 단 하나의 석영 전구를 갖는다. 이러한 램프들은 일반적으로 이 이상의 외부 전구를 갖지 않아서 광원을 바로 둘러싸는 석영 전구의 측면 표면들이 음화 렌즈들을 구비하게 된다. 그러나 이는 필라멘트 램프들이 추가적인 외부 전구를 가질 수 없다거나 측면 렌즈들이 이 외부 전구 속에 또는 외부 전구 상에 배치될 수 없음, 또는 상호 협동-작용하는(co-operating) 렌즈쌍이 하나는 내부 석영 전구에 하나는 외부 전구에 각각 배치될 수 없음을 의미하는 것이 아니다.

남아있는 종속항들은 본 발명의 특히 더 유용한 실시예들 및 한층 더한 개발들과 관련된다.

특히 바람직한 실시예에서, 음화 렌즈들은 각각 그 굴곡(curvature)이 램프의 길이축 방향에 수직으로 확장되도록 구성된다. 이것은 대개 석영 전구 또는 외부 전구의 측면 표면들을 평탄화시킴으로써 쉽게 얻어질 수 있다. 일반적으로, 내부의 석영 전구와 외부 전구- 있는 경우에 -는 모두 그 제작과정에서 비롯된 원형의 내부 단면을 갖는데, 즉 전구들은 길이 램프 방향으로 원통형 관(cylindrical tubes)으로 구성된다. 각 전구의 외부 옆쪽이 평탄화되는 경우, 음화 즉, 평면-오목(planar-concave) 렌즈는, 광원을 옆쪽에서 봤을 때 광학적으로 더 좁아 보이도록 하는 단순한 방식으로 자동으로 형성된다. 그러나, 이러한 음화 작동(negatively acting) 램프를 제조하기 위해서 각 전구의 외부 옆쪽에 굴곡을 구비할 수도 있다. 본 명세서의 컨텍스트에서 소정의 굴곡 또는 굴곡의 방향을 갖춘 렌즈라 함은 반대로 명시되지 않는 한, 예컨대 이러한 목적용 프레즈넬(Fresnel) 렌즈들로서 구성되는 것과 같이 그러한 굴곡에 대응하는 효과를 갖도록 구성되는 렌즈로도 이해되어야 함을 주의한다.

기존의 할로겐 램프들과 같이 백열 코일을 갖춘 램프들의 경우, 이 음화 렌즈들은 백열 코일이 더 좁아 보이도록 보장한다. 그러나 램프의 길이축에 수직으로 확장되는 굴곡을 갖춘 음화 렌즈들의 특별한 장점은 가스 방전 램프들에서 드러난다. 가스 방전 램프들 내부의 물리적 조건들은 항상 소정의 반경으로 위로 휘어진 방전 아크를 형성하도록 되어 있다. 이 실제 방전 아크의 굴곡은 구성적 측도들(contructional measures)에 의해서는 축소될 수 없는데, 왜냐하면 이를 위해서는 방전관의 직경 감소가 요구되기 때문이다. 방전관의 직경이 감소하면 방전 아크의 고온때문에 석영 전구의 결정화(crystallization)가 나타나고, 이는 램프의 수명을 상당히 단축시키게 된다. 그러나 측면 음화 렌즈들은 통행 공간으로 비춰지는 가상 야광 아크의 굴곡을 감소키므로 결국 방전 아크 굴곡의 실제 감소와 동일한 효과를 갖게 된다.

바람직하게는, 음화 렌즈들은 대안적으로 또는 추가하여 램프의 길이축과 평행하게 확장되는 굴곡을 갖는다. 이러한 구성의 음화 렌즈들은 광원 즉, 코일이나 방전 아크가 측면 표면들에서 봤을 때 이러한 렌즈가 없을 때보다 더 짧아 보이도록 보장한다. 광원을 바로 둘러싸는 석영 전구 또는 외부 전구- 있는 경우에 -가 이미 내부에 램프의 길이축과 평행하게 뻗은 대응 굴곡을 갖도록 형성되어 있는 경우, 단순히 수평 측면 표면들의 전구 벽을 평탄화시킴으로써 음화 렌즈가 달성될 수도 있다. 그러나 추가로 또는 대안적으로, 굴곡이 이 목적으로 외부 옆쪽에 구비될 수 있다.

다른 바람직한 실시예에서, (내부) 석영 전구 및/또는 외부 전구- 있는 경우에 -는 비스듬히 위로 및/또는 비스듬히 아래로 확장되고 수평으로 상호 대향인 측면 렌즈들과 바로 인접하는 렌즈들을 더 포함하는데, 광원은 각 측면에서 수평으로 살짝 비스듬히 기울어진 방향으로 봤을 때 크기가 축소된 것으로 보인다.

이것은 벽이 예컨대 타원형, 구형 또는 원통형 굴곡과 같은 즉, 어떻든 간에 내부 굴곡을 갖는 전구에서, 전구의 측면 표면들 영역의 외부 표면을 다각형상의 단면을 갖도록, 즉 측면으로 뿐 아니라 위로 및/또는 아래 방향의 살짝 비스듬한 방향으로도 평탄화시킴으로써 비교적 간단히 달성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 가스 방전 램프들의 경우 특히, 바람직하게는 양화 렌즈(positive lens) 소자들이 램프의 길이 방향 관련하여 소정의 개별적인 영역들에 있는 2개의 측면 음화 렌즈들 내부에 배치된다. 소정의 표준들, 예컨대, ECE-R99는 가스 방전 램프의 방전 아크가 어떤 위치에서, 전형적으로는 전극들 간의 중심에서, 더 큰 폭이나 확산도(diffuseness)를 가져야 한다고 규정한다. 이는 예컨대, 볼록 렌즈와 같은 추가적인 양화 렌즈를 길이축을 따라 관련된 위치에 배치하여 그 방향으로 광원의 이미지를 넓힘으로써 달성될 수 있다. 바람직하게는, 이 양화 렌즈 소자는 회전 대칭 형상 또는 구의 일부(spherical segment) 형상으로 주어진다. 이와 달리, 양화 렌즈 소자는 램프의 길이축과 실질적으로 직각으로 확장되는 원통의 대칭축을 갖춘 원통형 대칭 렌즈 소자가 될 수 있다.

본 발명은 첨부 도면들 및 유용한 실시예들을 참조하여 이하에서 좀 더 상세히 설명될 것이다.

도 1은 방전 아크 영역에서 측면 평탄화된 외부 전구를 갖춘 가스 방전 램프 의 단면 도식도.

도 2는 도 1의 가스 방전 램프의 수직 길이 부분 도식도.

도 3은 기존 가스 방전 램프의 방전 아크를 옆쪽에서 본 야광 강도 이미지.

도 4는 본 발명에 따른 가스 방전 램프의 방전 아크를 도 3과 같이 도시한 야광 강도 이미지.

도 5는 종래 기술의 가스 방전 램프의 방전 아크 이미지로 통행 공간을 조명하는 도식도.

도 6은 본 발명에 따른 가스 방전 램프의 방전 아크 이미지로 통행 공간을 조명하는 도식도.

도 7은 외부 전구의 외부 표면이 길이축을 따라 휘어진 가스 방전 램프의 수평 길이 부분 도식도.

도 8은 도 1과 유사한 다른 실시예에서 본 발명에 따른 가스 방전 램프의 단면도.

도 9는 도 8의 가스 방전 램프의 수직 길이 부분 도식도.

도 10은 종래 기술의 할로겐 램프의 일부에 대한 단면 도식도.

도 11은 백열 코일과 측면 평탄화된 석영 전구를 갖춘 할로겐 램프의 단면 도식도.

도 12는 측면 방향에서 음화 렌즈를 통해 볼 수 있는 코일 이미지를 도시하는 도 11의 할로겐 램프의 수직 부분 길이 단면도.

도 13은 다른 실시예의 측면 외부 벽들에 통합된 음화 원통 렌즈들을 갖춘 할로겐 램프로서, 측면 방향에서 그 렌즈를 통해 볼 수 있는 코일 이미지를 도시하는 할로겐 램프의 수평 부분 길이 부분 도식도.

도 14는 도 11과 유사하지만, 외부에 부분적으로 다각 형상의 외부 전구를 갖춘 할로겐 램프의 단면 도식도.

도 1 및 2는 본 발명에 따른 가스 방전 램프(10)의 단면 및 수직 길이 부분 구성을 도시하는 것으로서, 본 발명에 따라 수평 방향으로 상호 대향인 측면 표면들에 음화 렌즈들(7)이 통합되어 있다.

램프(10)는, 길이 램프 방향(L)으로 상호 대향인 양단들로부터 내부 석영 전구(3) 속으로 2개의 전극들(5)이 투입되는 일반적인 방식으로 형성된다. 이 내부 석영 전구(3)는 내부 공간이 불활성 기채로 채워진 방전관을 형성한다. 램프는 전극들(5)에 고전압을 인가함으로써 점화되고, 야광 방전 아크(1)가 석영 전구(3) 내부의 전극들(5) 사이로 야기된다. 점화 후, 램프(10)는 이후의 동작 중에는 일반적으로 교류 저 전압(low alternating voltate)으로 작동된다.

내부 석영 전구(3)는 여기서 기존의 방식인 외부 전구(4)로 둘러싸여 있는데, 외부 전구는 예컨대, 석영으로 제작되며 두 양단 부분에서 내부 전구(3)와 연결된다. 이 외부 전구(4)는 램프(10)의 동작 중 발생하는 UV 발산을 차단시키는 역할을 한다.

위로 휘어진 방전 아크(1)는 이러한 가스 방전 램프(10) 속의 물리적인 조건들로 인해 항상 형성된다. 따라서 곡률 반경은 일반적으로 약 0.5mm(표준 램프에 서)와 약 0.7mm(무수은 램프에서) 사이이다. 방전 아크(1)의 고온 및 석영 전구(3) 물질의 녹는점 두 특성 때문에 방전 아크(1)가 직선 형상이 될 정도로 석영 전구(3)의 내부 직경을 작게 선택하는 것이 불가능하다. 그러나 이하에서 더 상세히 설명될 바와 같이, 굴곡 반경의 감소는 조명 기술에 있어서 여러 가지 면으로 강하게 요구되는 바이다.

그러므로 도 1 및 2의 램프는 본 발명에 따라 음화 렌즈들(7)이 구비된다. 도시된 실시예에서, 속이 빈 원통형 외부 전구(4)의 측면 표면들(6)은 외부에서 평탄화된다. 이것은 측면 벽들에 바람직한 음화 렌즈들(7)을 생성하는데, 각각의 굴곡은 램프(10)이 길이축(L)에 수직이다. 이것은 외부 전구(4)의 측면 벽들이 각각 내부에 오목한 쪽을 갖는 평면-오목 렌즈(7)를 형성한다는 것을 의미한다.

이들 평면-오목 렌즈들(7)은 램프(10)의 길이축(L)과 직각인 쪽에서 봤을 때 방전 아크(1)가 평탄화된 것으로 보이도록 한다. 이 효과는 도 1에서 광원(1)의 위쪽 및 아래쪽 경계를 출발하여 렌즈들(7)을 통과하는 경계 광선들(S), 이들 경계 광선들(S)의 실제 경로는 실선 화살표로 각각 표시되어 있는데, 이로써 분명해진다. 도시된 바와 같이, 경계 광선들(S)은 평면-오목 렌즈(7) 내부에서 위쪽들 및 아래쪽들로 굴절된다. 렌즈(7) 근처의 외부에 있는 관찰자는 램프 외부에서 갖는 방향의 경계 광선(S)들만 볼 것이다. 따라서 관찰자는 경계 광선들(S)의 외부 부분들을 내부로 연장한 결과인 방전 아크(1)의 가상 이미지(1)를 파선(S')을 따라 볼 것이다. 따라서 측면 관찰자는, 도 2에 파선으로 도시된 영향이 없는 방전 아크(1) 대신, 여기서는 점선으로 표시된 최종적으로 광학적으로 압축되고 정정된 방 전 아크 이미지(1')를 볼 것이다.

도 3 및 4는 비교를 위해 D2S 유형의 석영 유리 전구 램프들의 야광 강도 이미지들을 도시한 것이다. 회색 레벨들은 상이한 야광 강도 값들에 대응한다. 도 3은 종래의 기술에 따른, 즉 측면 음화 렌즈들이 없는 석영 유리 전구 램프의 이미지를 도시한다. 반면 도 4는 본 발명의 방식으로 외부 전구의 옆쪽 벽들의 옆쪽 표면들을 평탄화시킴으로써 음화 렌즈들이 구비된, 동일한 유형의 램프 이미지를 도시한다. 도 3과 4의 그림을 비교하면, 외부에서 볼 수 있는 이미지, 즉 방전 아크(1)의 (가상) 형상이 수정되지 않은 램프보다 본 발명에 따라 수정된 램프에서 보다 더 곧은 것을 즉시 알 수 있다.

외부에서 볼 수 있는 방전 아크(1)의 이렇게 정정된 이미지(1')의 긍정적인 효과들은 도 5와 6을 비교함으로써 명백해질 것이다. 두 도면은 모두 전조등(도시 생략)의 수평 발산 방향에 수직인 투사 평면(projection plane)에서 통행 공간(20)을 도시한다. 본 경우에서 이것은 반사기-유형 전조등(reflector-type headlight)인데, 첫째 경우(도 5)는 측면 음화 렌즈들이 없는 기존의 램프가 삽입된 것이고, 둘째 경우(도 6)는 본 발명에 따른 램프가 삽입된 것이다. 각 통행 공간(20)에 로-빔 범위(18), 즉 조명받는 통행 공간으로부터 위쪽의 눈부심 범위(19)를 구분하는 명/암 차단(21)이 표시되어 있다. 우측 통행(right-hand traffic)을 위한 모든 전조등에서 명/암 차단(21)은 우측 옆쪽에서 비스듬히 위로 구부러져 있는데, 왜냐하면 명/암 차단(21)에 의해 눈부심에서부터 보호되어야 할 접근 차량이 좌측 옆쪽으로 통과하기 때문이다.

반사 전조등은 램프로부터 위쪽 방향으로 발산되는 빛이 로 빔의 하단 영역으로 반사되게 하는 일반적인 방식으로 구성된다. 아래쪽 방향의 방전 램프로부터 오는 빛은 추가적인 스크린으로 차단되거나 역시 로 빔의 하단 영역으로 반사된다. 외부 전구의 옆쪽 표면들을 통해 흘러나오는 빛 및 그에 따라 램프의 측면에서 볼 수 있는 방전 아크(1)의 이미지(B1, B1)는 통행 공간(20)의 명/암 차단(21) 영역에서 비춰진다. 반사기는 일반적으로 다수의 구획들로 이루어지기 때문에, 반사기는 실제로는 단 하나인 방전 아크를 통행 공간에서 서로 인접한 또는 상호 중첩된 다수로 비추게 된다. 그러나 간략함을 위하여 도 5와 6은 방전 아크(1)의 2개의 이미지(B1, B1)만을 도시한다.

상기한 바와 같이, 접근 차량의 눈부심을 방지하기 위해서는 빛은 절대로 명/암 차단(21) 위로 발산되어서는 안 된다. 그러나 반면, 운전자의 시야를 가능한 한 좋게 확보하려면 명/암 차단까지는, 특히 차량 앞쪽으로 멀리까지 범위에 대해 가능한 한 많은 양의 빛을 비추는 것이 유용하다.

도 5에서 명백하다시피, 방전 아크 이미지들(B1)의 강하게 휘어진 형상은 각 이미지(B1)의 최대인 중심 부분이 원하는 만큼 명/암 차단에 가깝게 놓일 수 없음을 의미하는데, 왜냐하면 중심 부분을 명/암 차단에 가깝게 할 경우 이미지들(B1)의 양단들이 명/암 차단(21) 위에 놓여지기 때문이다. 이와 대조적으로, 램프 전구의 측면에 배치된 음화 렌즈들에 의해 생성된 이미지들(B1)은 이미지 전체 길이에 대해 명/암 차단(21)에 훨씬 더 가깝게 위치할 수 있다. 빛은 특히 명/암 차단(21) 바로 하단에 중심이 위치하게 되는데, 그 결과 특히 차량 앞쪽으로 30m 에서 75m 사이의 통행 공간이 조명을 더 잘 받게 된다. 따라서 운전자는 잠재적인 위험들을 좀 더 빠르게 발견하여 그에 따라 좀 더 신속히 대응할 수 있으며 이는 통행 안전에서 상응하는 개선을 이끌어 낸다.

명/암 차단(21) 바로 하단의 영역을 더 좋게 조명하는 것은, 방전 아크를 짧게 하는 것으로도 달성될 수 있다. 방전 아크(1)의 이러한 광학적 단축은 도 7의 수평 단면에 도시된 바와 같이, 전구(4)의 측면 표면들을 램프의 길이축과 평행하게 뻗는 굴곡을 갖는 음화 렌즈들로 형성하여 달성될 수 있다. 경계 광선들(S, S')을 참조하여 다시 도시된 바와 같이, 측면 위치에서 관찰자는 음화 렌즈들(8) 덕분에 실제 방전 아크(1)가 아니라 램프축(L) 방향을 따라 광학적으로 단축된 방전 아크의 이미지(1')를 본다. 따라서 이것은 방전 아크가 명/암 차단(21) 하단의 통행 공간으로 비춰질 때 빛의 집중을 제공하고 따라서 차량 앞쪽으로 멀리 있는 영역의 조명을 더 좋게 해 준다.

상기의 효과들을 결합하여, 즉 광원을 두 방향 모두에서 광학적 축소시킴으로써 특별히 좋은 조명이 달성된다. 도 1의 램프(10)는 일반적인 외부 전구(4) 벽의 내부측 굴곡의 결과 램프축(L)에 평행한 (외부) 굴곡과 램프축(L)을 가로지르는 (내부) 굴곡을 모두 갖춘 음화 렌즈들을 포함하기 때문에, 램프(10) 광원(1)의 이미지는 필연적으로 램프축(L)을 가로질러 축소되고, 램프축(L)에 평행하게 축소된다. 이것은 바람직한 "2배 효과"가 비교적 단순히 외부 전구(4)의 외부측 벽들을 형성함으로써 달성된다는 것을 의미한다. 그러나 원칙적으로 대안적인 음화 렌즈들을 옆쪽 벽들 속으로 도입하는 것, 특히 복잡한 형상의 렌즈들인 경우에는 이것 도 가능하다.

도 8 및 9는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 기본적으로 여기에서 갖는 것은 도 1 및 2에서 외부 전구(4)의 옆쪽 표면들(6)이 평탄화된 방전 램프(10)이다. 그러나 도 1 및 2의 램프(10)와의 차이는 양화 렌즈 소자(9)가 측면 표면들(6)에, 즉 램프(10)의 길이축(L)을 따라 중심 영역에 추가적으로 구비된다는 점이다. 이들은 외부적으로 회전 대칭, 즉 반구형의 볼록 렌즈들이다. 외부 전구 벽의 내부측이 휘어져 있기 때문에 여기서는 길이 램프축(L)을 가로질러 양화 오목-볼록(meniscus) 형상이 얻어진다.

이들 양화 렌즈 소자들(9)은 전극들(5) 사이의 정확히 중심 영역에서 방전 아크(1)가 더 넓은 폭을 나타내고 그에 따라 더 확산되게 하는 효과를 갖는다. 중심 영역에서 이렇게 방전 아크(1)가 더 많이 확산되려면 소정의 사양이 요구된다. 렌즈 소자들(9)의 효과는 도 9의 수직 길이 부분에서 좀 더 명백하게 보여질 수 있는데, 여기서 변경되지 않은 방전 아크(1)는 파선으로 표시되어 있고, 중심에 양화 렌즈 소자들(9)이 통합된 음화 렌즈들(7)에 의해 수정된 방전 아크는 점선으로 표시되어 있다.

도 10 내지 13은 기존의 코일(2)을 갖춘 할로겐 램프(11)에서 본 발명에 따른 음화 렌즈들(14, 16)을 사용한 것을 대단히 도식적으로 도시한 것이다. 도 10은 단지 도 12 및 13과 비교를 하기 위한 것이다. 코일(2)은 코일(2)을 둘러싸고 단일의 내부 전구로서 동작하는 석영 전구(12)의 내부에 도시되어 있다. 그러나 이러한 도시가 할로겐 램프들(11)에 추가적인 외부 전구가 사용되어 내부 석영 전 구(12)를 둘러싸고, 이 외부 전구에만 렌즈들이 구비되는 경우 또는 렌즈들이 내부 석영 전구(12)와 외부 전구에 구비되어 각 렌즈들이 적당한 방식으로 협동-작용하는 경우를 원칙적으로 배제하는 것은 아니다. 램프는 예컨대, H4 램프일 수 있는데, 여기에서는 간략함을 위하여 2개의 백열 코일들 중 하나, 특히 로-빔 코일만이 도시되어 있다. 스크린 캡(screen cap) 또한 간략함을 위하여 생략되어 있다.

도 11은 본 발명에 따른 이러한 할로겐 램프의 일 실시예의 단면도이다. 여기에서 다시 음화 렌즈들(14)이 도 1에 도시된 가스 방전 램프의 실시예에서와 똑같이 수평으로 상호 대향인 옆쪽 표면들(13)에서 석영 전구(12) 벽의 외부측을 평탄화시킴으로써 형성된다. 렌즈들은 다시 평면-오목 렌즈들이며, 오목한 쪽은 석영 전구(12) 벽의 내부에 휘어진 형상으로 주어진다.

도 12는 도 11의 램프(11)의 중심 부분에 대한 수직 길이 부분도이다. 여기에서 측면 표면들(13)의 렌즈들(14)을 통해 볼 수 있는 코일 이미지(2')는 램프(11) 내부에 도시되어 있다. 도 12의 가상 코일(2')과 도 10의 실제 코일(2)을 비교하면, 렌즈(14)를 통해 본 코일 이미지가 훨씬 더 얇게 나타나 있다. 따라서 이렇게 더 얇은 코일 이미지(2')가 전조등의 반사기에 의해 다시 통행 공간으로 비춰지면, 광원의 가상 축소를 동반하는 빛의 집중으로 명/암 차단 바로 하단에 더 많은 빛을 발산할 수 있게 된다.

도 13은 석영 전구(12)가 추가적으로 램프의 길이 방향(L)으로 뻗은 굴곡을 갖춘 음화 렌즈(15)로 형성되도록 수정한 것을 도시한다. 이들 음화 렌즈들(15)을 통해 봤을 때, 코일 이미지(2")는 추가적으로 램프축(L)을 따라 단축된다. 이것은 최종적으로 명/암 차단 바로 하단의 더 작은 영역의 통행 공간 속으로 광의 초점맞춤이 더 진행된다는 것을 의미한다.

도 14는 석영 전구(17)의 외부 표면이, 수평으로 배치된 영역에서 다각 형상의 단면을 갖는 다른 실시예를 도시한다. 이것은 램프가 램프축(L)을 따라 측면 구획들에서 각각 뻗은 평탄화된 영역들을 가져서, 직접 수평으로 배치된 렌즈들(14)에 추가하여 각자 서로 인접하여 비스듬히 아래로 및 비스듬히 위로 추가적인 음화 렌즈 소자들(16)이 형성되어 있음을 의미한다. 이 결과 살짝 비스듬히 위에서 또는 아래에서 봤을 때도 코일(2)은 램프 길이축(L)을 가로질러 더 얇아지게 된다. 석영 전구(17) 비스듬히 아래에서 및 위에서 바로 인접한 직접 측면 표면들(13)로 흘러나오는 빛은 명/암 차단에 비교적 가깝게 비춰져서 이들로 인해 이용가능한 빛이 통행 공간의 관심 영역으로 재분포되는 장점이 있다.

마지막으로 도면들 및 설명에서 도시되고 논의된 램프들(10, 11)은 단지 예시들이며 당업자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 상당한 정도로 변형을 가할 수 있음을 주의해야 할 것이다. 그러므로 특히 음화 렌즈들은 예컨대 프레즈넬 렌즈들과 같이 동일한 효과들을 달성하지만 세부적으로는 대안적인 형상으로 제작될 수 있다. 마찬가지로, 다양한 실시예들의 개별적인 특징들은 새로운 실시예들을 형성하기 위하여 결합될 수 있다. 그러므로 예컨대, 양화 렌즈 소자들은 할로겐 램프들이나 다른 램프들의 음화 측면 렌즈들 속으로 구비될 수도 있다. 나아가 렌즈들이 각각 측면 표면들의 전체 길이 및/또는 폭에 걸쳐서 확장될 필요 없이 렌즈들은 측면 표면들 속으로 통합될 수 있을 것이며, 특히 다수의 광원들을 갖춘 램프 들의 경우 광원들 중 오직 하나만이 축소된 크기로 비춰질 수 있다.

본 발명에 따른 램프들은 특히 동력차 전조등의 로 빔 램프들로서 적당하지만, 원칙적으로 다른 차량 전조등의 다른 목적들을 위하여 사용될 수 있다.

완전함을 위하여 마지막으로, 부정구 "일(a)" 및 "하나의(an)"를 사용했다고 해서 관련 소자가 복수로 존재하는 것을 배제하지 않으며 동사 "포함하는(to comprise)"을 사용했다고 해서 다른 소자들의 존재를 배제하지 않음을 지적하는 바이다.

Claims (11)

1. 동력차 전조등(motor vehicle headlight)을 위한 램프(10, 11)에 있어서,

   광원(1)을 바로 둘러싸는 석영 전구(quartz bulb; 3, 12, 17);

   가능하다면, 상기 석영 전구(3)를 둘러싸는 외부 전구(outer bulb; 4); 및

   상기 램프의 길이축(longitudinal axis; L) 방향으로 확장되고 상기 석영 전구(12, 17) 및/또는 상기 외부 전구(4)의 2개의 측면 표면(6, 13) 상이나 속에 있는 2개의 음화 렌즈(negative lenses; 7, 8, 14, 15, 16)

   를 포함하고, 상기 표면들은 상기 램프에 통합된 상태에서 수평으로 상호 대향(horizontally mutually opposed)이 되도록 배치되고, 상기 렌즈들은 상기 광원(1, 2)이 적어도 한 방향에서 광학적으로 크기가 축소되도록 구성되는 램프.
2. 제1항에 있어서, 상기 램프(10)는, 상기 석영 전구(3)로 둘러싸여 있는 방전 아크(discharge arc; 1)가 상기 광원(1)으로서의 역할을 하는 가스 방전 램프(10)인 것을 특징으로 하는 램프.
3. 제1항에 있어서, 상기 램프(11)는 상기 광원으로서(2) 적어도 하나의 필라멘트(2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 램프.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 음화 렌즈들(7, 14, 16) 각 각의 굴곡(curvature)은 상기 램프(10, 11)의 길이축(L)을 가로질러 확장되는 것을 특징으로 하는 램프.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 음화 렌즈들(8, 15) 각각의 굴곡은 상기 램프(10, 11)의 길이축(L)에 평행하게 각각 확장되는 것을 특징으로 하는 램프.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 석영 전구(17) 및/또는 상기 외부 전구는 상기 측면 렌즈들(14)에 인접하고 비스듬히 위로 및/또는 비스듬히 아래로 확장되는 렌즈들(16)을 더 포함하는 램프.
7. 제 6항에 있어서, 상기 석영 전구(17) 및/또는 상기 외부 전구는 상기 측면 표면들의 영역에서 단면이 다각 형상(polygonally shaped)인 외부측(outer side)을 포함하는 것을 특징으로 하는 램프.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 램프들의 상기 길이 방향(L)과 관련하여 각각 규정된 영역들에서 상기 2개의 측면 음화 렌즈들(7) 속에 배치된 양화 렌즈 소자들(positive lens elements; 9)을 특징으로 하는 램프.
9. 제8항에 있어서, 상기 양화 렌즈 소자들(9)은 회전 대칭 형상(rotationally symmetrical in shape)인 것을 특징으로 하는 램프.
10. 제8항에 있어서, 볼록 렌즈 소자들은 상기 램프의 상기 길이축과 본질적으로 직각으로 확장되는 원통 대칭축에 대해 원통 대칭 형상(cylindrically symmetrically shaped)인 것을 특징으로 하는 램프.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 램프를 갖춘 동력차 전조등.

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