KR20060087415A - 차량용 전조등 - Google Patents

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KR20060087415A
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히로오 오야마
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스탠리 일렉트릭 컴퍼니, 리미티드
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Abstract

종래의 차량용 전조등은 광원으로부터의 광을 반사경으로 포착할 수 없는 범위의 광에 대해서는 조사방향 등을 제어하지 않고, 특히 렌즈방향으로의 광에 대해서는 제어방법이 없어, 이 때문에 광속 이용율이 낮고 효율이 떨어졌었다. 본 발명에 따르면, 광원을 제 1 초점으로 하는 복수의 타원계 반사면부에 의해 광원을 거의 덮는 동시에, 각각의 타원계 반사면부의 제 2 초점의 위치에 광 추출구를 형성하여, 이 광 추출구를 초점으로 하는 포물계 반사면부를 형성함으로써, 광원으로부터 방출되는 광에 대한 이용율을 크게 향상시켜, 같은 광원으로도 1.5~2배 밝은 차량용 전조등을 실현할 수 있다.
차량용 전조등, 포물계 반사면

Description

차량용 전조등{HEADLIGHT FOR VEHICLE}
도 1은 본 발명에 따른 차량용 전조등을 일부 분해한 상태에서 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따라 내면경(內面鏡) 조립부 안에 설치되는 프로젝터형 유니트의 구성을 개략적으로 나타내는 설명도이다.
도 3은 상기 프로젝터형 유니트에 의해 형성되는 배광특성의 형상을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 차량용 전조등의 주요부인 내면경 조립부의 구성을 나타내는 설명도이다.
도 5는 마찬가지로 본 발명에 따른 차량용 전조등의 주요부인 투광경 홀더를 나타내는 정면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 차량용 전조등에 있어서, 내면경 조립부와 투광경 홀더 사이에서의 광 전달수단의 예를 나타내는 설명도이다.
도 7은 제 1 집광용 타원계 반사면부와 제 1 투광용 포물계 반사면부의 조합에 의해 얻어지는 배광특성의 형상의 예를 나타내는 설명도이다.
도 8은 제 3 집광용 타원계 반사면부와 제 3 투광용 포물계 반사면부의 조합에 의해 얻어지는 배광특성의 형상의 예를 나타내는 설명도이다.
도 9는 집광용 타원계 반사면부와 투광용 포물계 반사면부의 조합으로 좌우비대칭인 배광특성을 형성했을 때의 예를 나타내는 설명도이다.
도 10은 직사용 포물계 반사면부의 동작을 나타내는 설명도이다.
도 11은 종래예를 나타내는 사시도이다.
**주요 도면부호의 부호설명**
1: 차량용 전조등 2: 광원
3: 투영렌즈 4: 차광판
5: 쐐기(wedge) 6: 개구부
10: 프로젝터형 유니트 20: 내면경조립부
21: 좌측부재 22: 우측부재
23: 상면부재 24: 렌즈홀더부
25: 광원설치구멍 30: 투광경 홀더
201(R,L): 프로젝터용 타원계 반사면부
301(R,L): 제 1 집광용 타원계 반사면부
302(R,L): 제 2 집광용 타원계 반사면부
303(R,L): 제 3 집광용 타원계 반사면부
304(R,L): 제 4 집광용 타원계 반사면부
305(R,L): 제 5 집광용 타원계 반사면부
401(R,L): 제 1 투광용 포물계 반사면부
402(R,L): 제 2 투광용 포물계 반사면부
403(R,L): 제 3 투광용 포물계 반사면부
404(R,L): 제 4 투광용 포물계 반사면부
405(R,L): 제 5 투광용 포물계 반사면부
406: 직사용 포물계 반사면부
본 발명은 전조등, 안개등 등 조명용의 차량용 등구에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 프로젝터형 전조등에, 이 프로젝터형 전조등에서는 포착할 수 없는 부분의 광을 포착하기 위한 타원계 반사면부와 포물계 반사면부를 부가하여, 광원에 대한 광속(光束) 포착율을 향상시키고, 보다 밝은 전조등을 얻을 수 있는 구성으로 한 차량용 전조등에 관한 것이다.
종래, 이러한 종류의 프로젝터형 전조등(90)에 부가 반사경(81~84)을 형성하여 광량의 증가를 꾀한 구성의 예가 도 11에 나타나 있으며, 이 프로젝터형 전조등(90)에는 메탈할라이드(Metal Halide) 방전등 등 광원(91)을 제 1 초점(f1)으로 하고, 조사축(X)상의 전방에 제 2 초점(f2)을 가지는 예를 들어, 회전타원면 등 타원계 반사면부로 된 주 반사면(92)이 형성되어 있다.
그리고, 조사축(X)의 더욱 앞쪽에는, 상기 제 2 초점(f2)의 근방을 초점으로 하는 투영렌즈(93)가 설치되며, 더욱이 상기 제 2 초점(f2)의 근방에는 상기 주 반사면(92)으로부터의 반사광의 하반부로부터의 광을 거의 차폐하는 가동차광판(94) 이 설치되어 있다. 그리고, 상기 가동차광판(94)이 엇갈리는 위치에 있는 경우, 상향광이 차폐되어 어긋남 배광을 얻게 되며, 같은 가동차광판(94)을 주행위치로 할 때에는, 상향광의 차폐가 이루어지지 않고 주행배광이 얻어지게 된다.
이상이 프로젝터형 전조등(90)의 기본적인 구성이며, 이 예에서는 상기 주 반사면(92)과 투영렌즈(93) 사이에 차광판(94) 등의 장해물이 없고, 또한 광원(91)으로부터의 직사광만이 도달하는 윗쪽의 위치에는, 광원(91)을 제 1 초점(f1)으로 하고 제 2 초점(f3R)을 조사축(X)의 좌측 아랫쪽 방향으로 하는 우측 제 1 부가반사면(81)이 설치된다(한편, 이 설명에서 좌우는 광원(91)측에서 본 상태에서 말하는 것이다).
또한, 상기 프로젝터형 전조등(90)의 좌측 아래쪽 근방의 위치에는, 상기 우측 제 1 부가반사면(81)의 제 2 초점(f3R)을 초점으로 하여 반사방향을 조사축(X)과 대략 평행하게 한 좌측 제 2 부가반사면(82)이 형성된다. 더욱이, 좌우대칭으로 좌측 제 1 부가반사면(83)과 우측 제 2 부가반사면(84)이 형성되어 있다. 한편, 이 예에서는 우측 제 1 부가반사면(81)과 좌측 제 2 부가반사면(82)의 사이, 좌측 제 1 부가반사면(83)과 우측 제 2 부가반사면(84)의 사이에도 상기 가동차광판(94)과 연동하여 개폐하는 보조차광판이 설치되어 있다. 가동차광판(94)이 없는 상태 즉, 주행배광의 상태에서 프로젝터형 전조등(90)은 항상 우측 제 1 부가반사면(81)과 좌측 제 1 부가반사면(83)이 포착한 것만큼 광량이 증가하게 된다(일본 특허공개2003-151319호 공보 참조).
하지만, 상기 종래 구성의 차량용 등구는 첫번째로, 좌우 제 1 부가반사면(81,83)이 포착가능한 광량이, 제 2 부가반사면(82,84)을 형성할 때의 위치적인 간섭의 문제도 있어, 광원으로부터 발광되어 반사면에서 포착되지 않는 광 즉, 현재 무효가 된 광의 극히 일부이다. 이 때문에, 종래 구성의 차량용 등구는 전조등으로서의 구성이 번잡화되는 것에 비해 증가되는 광량이 적고, 비용면에서도 그 정도의 효과가 얻어지지 않는다는 과제가 있다.
또한, 다른 과제로서는, 광원으로부터의 광을 직접 포착하는 좌우 제 1 부가반사면(81,83)은 필연적으로 반사면이 광원을 향하는데, 이 때문에 차량용 등구를 정면에서 보았을 때, 상기 좌우 제 1 부가반사면(81,83)은 이면이 보이게 되어, 점등시에도 빛나지 않고, 관찰자에게 위화감을 주게 된다. 또한, 빛나는 부분도 투영렌즈와 좌우 제 2 부가반사면으로 분리되어 디자인적으로도 이상하게 된다.
본 발명은 상술한 종래의 과제를 해결하기 위한 구체적인 수단으로서, 광원을 제 1 초점으로 하는 프로젝터용 타원계 반사면부와 상기 프로젝터용 타원계 반사면부의 제 2 초점 근방에 초점을 가지는 투영렌즈와 차광판으로 이루어지는 프로젝터형 유니트와, 광원을 제 1 초점으로 하는 집광용 타원계 반사면부와 상기 집광용 타원계 반사면부의 제 2 초점 근방에 초점을 가지는 투광용 포물계 반사면부로 이루어지는 복수의 타원-포물복합형 유니트로 구성되는 차량용 전조등에 있어서, 상기 복수의 타원계 반사면부는, 상기 프로젝터형 유니트용 반사면을 포함하여 내측에 설치되고, 광원의 주위를 복수의 타원면이 대략 폐색공간 형상으로 감싸는 내 면경 조립부로서 설치되는 동시에, 상기 프로젝터형 유니트용 반사면에 대응해서는, 투영렌즈 설치용 개구부, 상기 프로젝터형 유니트용 반사면 이외의 집광용 타원계 반사면부에 대응해서는, 각각의 집광용 타원계 반사면부의 제 2 초점에 대략 대응하는 위치에 추출용 개구부가 설치되어, 상기 내면경 조립부로부터 외부로 반사광의 추출이 가능한 구성이 되고, 상기 추출용 개구부에 대응해서는, 상기 내면경 조립부를 상기 투영렌즈의 대략 중심으로서 조사방향을 제외한 대략 전체 둘레를 감싸도록 상기 투광용 포물계 반사면부가 반사방향을 조사방향에 거의 일치시키도록 설치된 투광경 홀더가 설치되어, 광원이 점등했을 때, 상기 프로젝터형 유니트와 상기 타원-포물복합형 유니트에 의해, 이 차량용 전조등이 거의 전체면에서 발광하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 전조등을 제공함으로써 과제를 해결하는 것이다.
이어서, 본 발명을 도면에 나타내는 실시예에 따라 상세히 설명한다. 도 1의 부호 1로 나타내는 것은 본 발명에 따른 차량용 전조등이며, 이 차량용 전조등(1)은 크게 나누어 내면경 조립부(20)와, 이 내면경 조립부(20)을 중심으로 주위에서부터 감싸는 이른바 하우징 형상의 투광경 홀더(30)로 구성되어 있다.
먼저, 상기 내면경 조립부(2)는 주로 우측부재(21)와 좌측부재(22)와 상면부재(23)로 구성되며, 나사결합 등의 적절한 수단에 의해 조립됨으로써 일체화되어 있다. 그리고, 상기 내면경 조립부(20)로서 조립되었을 때에는, 전방측에는 투영렌즈 홀더부(24)가 형성되고, 후방측에는 광원설치구멍(25)이 형성되게 된다.
여기서, 상기 내면경 조립부(20)는 광원(2)으로부터의 광을 포착하고, 투광 경 홀더(30)에 설치되어 있는 투광용 포물계 반사면부(도 5에 나타내는 401~406)로 광을 공급하는 작용을 가지는 동시에, 프로젝터형 유니트(10)도 구성하는 것으로 되어 있다. 따라서, 상기 내면경 조립부(20)의 내부에는 차광판(차양;shade, 4)도 설치되며, 상기 투영렌즈 설치용 개구부(20a)에는 투영렌즈(3)가 설치되고, 상기 광원설치구멍(25)에는 광원(2)이 설치되어 있다.
따라서, 내면경 조립부(20) 안에는 상기 프로젝터형 유니트(10)용 프로젝터용 타원계 반사면부(201)(R,L)와, 후에 설명할 타원-포물 복합형 유니트용 집광용 타원계 반사면부(도 4에 나타내는 301~305) 모두가 설치된다. 한편, 이후 설명에서 좌우방향은 차량용 등구(1)를 조사방향측에서 본 상태를 기준으로 하고, 전후방향은 조사방향측을 앞쪽으로 하며, 상하방향은 차량에 설치된 상태를 기준으로 하여 설명한다.
여기서, 먼저 프로젝터형 유니트(10)의 구성에 대하여 설명하면, 상기 종래기술에서도 명확하게 알 수 있듯이, 통상의 프로젝터형 전조등에 있어서, 반사면은 회전타원면을 짧은 축 근방, 요컨대 짧은 축과 직교하는 방향에서 단면적이 최대가 되는 부분에서 절단한 형상 등 단순한 형상으로 하여 간단히 제조할 수 있으며, 이 형상에서 얻어지는 집광효율 안에서 밝은 전조등이 되도록 차광판(4) 등에 궁리를 하였다.
하지만, 상기 구성에서는 결국 타원면 반사경의 하반부에 반사한 광의 대부분은, 차광판(4)에 의해 차폐되어 손실되게 되고, 이 부분에 설치된 반사경은 무효가 되어, 광이 효율적으로 이용되고 있다고 하기 어려웠다. 또한, 광원(2)으로부터 의 광을 반사하고, 차광판(4)에도 차광되지 않는 반사광에 있어서도, 투영렌즈(3)로 입사하지 않는 것을 만들거나 혹은 차량의 직전 노면을 조사하여, 반사면으로서 실질적으로는 유효하게 이용되지 않는 부분이 있는 것이 발명자의 검토에 의해 밝혀졌으며, 이들 중에는 후에 설명할 타원-포물 복합형 유니트를 채용하는 쪽이 효율적인 부분도 있음이 확인되었다.
도 2는 상기 내면경 조립부(20) 안에 함께 설치된 프로젝터형 유니트(10)를 구성하는 부분을 개략적으로 나타내는 것으로, 상기 내면경 조립부(20)의 우측부재(21)의 광원(2)의 측면방향에는, 이 광원(2)을 제 1 초점으로 하는 프로젝터용 타원계 반사면부(201R)가 형성되어 있다. 그리고, 다른 한쪽인 좌측부재(22)의 광원(2)의 축(Z)에 대하여 프로젝터용 타원계 반사면부(201R)와 축대칭이 되는 위치에는 프로젝터용 타원계 반사면부(201L)가 형성되어 있다.
여기서, 상기 프로젝터용 타원계 반사면부(201)(R,L)는 본 발명에 의해 우측부재(21)와 좌측부재(22)로 분할되어 형성됨으로써, 광원(2)의 축(Z)방향으로부터 형을 제거할 필요가 없고, 좌우방향으로부터의 형 제거도 가능해져, 형성시의 자유도가 증가한다. 따라서, 본 발명에서는 상기 프로젝터용 타원계 반사면부(201)(R,L)의 아랫쪽 부분에, 후에 설명하는 바와 같이 집광용 타원계 반사면부(301)(R,L) 등이 형성되어 있다. 또한, 본 발명에서는 필요 범위에 한하여 상기 프로젝터용 타원계 반사면부(201)(R.L)가 설치됨으로써, 상기 차광판(4)도 프로젝터용 타원계 반사면부(201)(R,L)로부터의 광이 도달하는 범위뿐이면 되어, 소형화가 가능해진다.
더욱이, 본 발명에서는 프로젝터용 타원계 반사면부(201)(R,L)로부터의 광이 도달하는 범위이며, 또한 도 2 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 차광판(4)의 윗쪽에 쐐기형상을 가지는 투영렌즈 집광부재(5, 이하, 쐐기라고 함)를 형성함으로써 투영렌즈(3)의 소형화를 가능하게 하고 있다. 즉, 프로젝터용 타원계 반사면부(201)(R,L)의 제 2 초점(f2) 근방에 쐐기(5)를 배치해둠으로써, 도 2에 나타내는 바와 같이 제 2 초점(f2)에 수속(收束)한 후에 투영렌즈(3)의 바깥쪽으로 도달하는 광을 상기 쐐기(5)의 측면에 반사시킴으로써, 투영렌즈(3)의 방향으로 굴절되게 반사되어, 투영렌즈(3)에 입사시킬 수 있게 한다.
이와 같이 본 발명에 의해 쐐기(5)를 형성함으로써, 상기 투영렌즈(3)는 비교적 작은 직경이어도 되기 때문에, 차량용 전조등(1) 전체도 소형화할 수 있게 된다. 또한, 도 2에서 분명히 알 수 있듯이, 내면경 조립부(20)도 상술한 바와 같이, 좌측, 우측, 상면(21~23)으로 분할하여 형성하였기 때문에, 프로젝터용 타원계 반사면부(201)(R,L)에 있어서도 배광특성상 필요한 좌우방향을 주체로하여 형성할 수 있게 된다. 한편, 상기 내면경 조립부(20)의 앞쪽 선단에는, 좌우의 측방부재(21,22)를 조립했을 때, 투영렌즈(3)를 보유하는 렌즈홀더부(24)가 설치되어 있다.
따라서, 본 발명에서는, 종래예에서는 판부재의 프레스 가공 등에 의해 배광특성상 필요하지 않거나 혹은 그다지 필요하지 않았던 상측방향, 하측방향을 향하는 광을 포함하는 일 면의 화전타원면으로서 형성되어 있던 것을, 필요도가 낮은 반사면이 존재하였던 위치에는 이것들 대신에, 마찬가지로 광원(2)을 제 1 초점으로 하는 복수의 타원계 반사면부이며, 뒤에서도 설명하듯이, 각각이 이들 타원계 반사면부의 제 2 초점을 초점으로 하는 포물계 반사면부와 조합되는 집광용 타원계 반사면부가 설치되게 된다.
따라서, 상술한 종래기술에서는, 기존의 형상으로 형성된 타원계인 주 반사면(92)이 포착할 수 없는 부분에 제 1 부가반사면~제 4 부가반사면(81~84)을 설치하여 광속 포착율의 향상을 꾀하였던 것에 대하여, 본 발명에서는 종래에는 주 반사면(92)이 포착하였던 범위일지라도, 그 이상으로 광원(2)으로부터의 광의 유효한 이용이 가능한 부분에서는 집광용 타원계 반사면부(301~305)와 투광용 포물계 반사면부로 이루어지는 타원-포물복합 유니트(도 6 참조)로 치환하여, 차량용 전조등(1)으로서의 효율을 한층 향상시켰다.
도 3은 상술한 광원(2), 프로젝터용 타원계 반사면부(201)(R,L), 차광판(4), 쐐기(5) 및 투영렌즈(3)로 이루어지는 프로젝터형 유니트(10)에 의해 형성되는 배광특성(HD1)의 형상을 나타내는 것으로, 대향차선측인 우반부에는 상향광을 발생시키지 않는 전조등 배광특성으로서의 기본형상(단, 좌측통행용의 경우)을 형성하도록 하고 있다.
따라서, 이후 설명하는 바와 같이, 집광용 타원계 반사면부(예를 들어, 301)와, 후에 설명할 투광용 포물계 반사면부(예를 들어, 402)로 이루어지는 타원-포물복합형 유니트로부터의 광은, 상기 프로젝터형 유니트(10)에 의한 배광특성(HD1)에 대하여 기본형상을 무너뜨리지 않고, 중심 조도를 향상시키거나 혹은 조사폭을 넓히는 등, 한층 향상된 성능을 나타내는 방향으로 광을 방사하도록 구성되면 좋다.
도 4는 상기 내면경 조립부(20)의 구성의 예를 나타내는 것으로, 좌측부재 (22)와, 상면부재(23)의 수직방향으로부터 좌측의 대략 절반부를 조합한 상태를 나타내며, 상기 내면경 조립부(20)의 내면의 좌반부에는 상기 프로젝터용 타원계 반사면부(201L)가 설치되는 동시에, 제 1 집광용 타원계 반사면부(301L), 제 2 집광용 타원계 반사면부(302L), 제 3 집광용 타원계 반사면부(303L), 제 4 집광용 타원계 반사면부(304L), 제 5 집광용 타원계 반사면부(305L)가 형성되어 있다.
한편, 상기 내면경 조립부(20) 안에 설치되는 프로젝터용 타원계 반사면부(201), 및 제 1 내지 제 5 집광용 타원계 반사면부는 모두가 광원(2) 근방을 제 1 초점으로 하는 회전타원 등 타원계 반사면부인 것은 상술한 바와 같다. 또한, 상기 광원(2)은 이 내면경 조립부(20)를 구성하는 상기 반사면(201,301~305)에 의해 거의 전체 둘레가 감싸져 있기 때문에, 상기 설명한 상태에서는, 상기 프로젝터용 타원계 반사면부(201)로부터의 반사광이 투영렌즈(3)를 통하여 외부로 추출가능한 것 이외에는, 외부로의 반사광의 추출 수단이 없게 된다.
따라서, 본 발명에서는 도 4에 나타내는 바와 같이, 각각의 반사면(301~305)(L,R)으로부터의 반사면에 대응하는 광추출구를 설치하는 것으로, 설명은 제 1 집광용 타원계 반사면부(301R)(도시하지 않음)의 광추출구(H301L)의 예이다. 광원(2)으로부터 제 1 집광용 타원계 반사면부(301R)에 반사한 광은 그 제 2 초점에 수속되기 때문에, 이 예에서는 제 2 초점을 대치하는 제 1 초점용 타원계 반사면부(301L)의 반사면 근방에 광추출구(H301L)를 형성함으로써, 수속하는 광의 상태에 맞추어, 즉 작은 직경의 구멍으로서 외부로 추출되게 되어, 광추출구(H301L)가 설치되는 상대편 반사면의 면적을 손상시키는 량을 줄일 수 있다.
마찬가지로, 제 1 집광용 타원계 반사면부(301L)에 반사한 광은, 거의 대치하는 상태에서 설치되어 있는 제 1 집광용 타원계 반사면부(301R)의 반사면, 혹은 그 근방에 설치된 제 2 초점에 수속하게 되어, 상기 제 1 집광용 타원계 반사면부(301R)의 그와 같은 위치에 설치된 광추출구(H301R)(도시하지 않음)로부터 외부로 추출된다.
상기 투영렌즈(3)로부터 광이 외부로 추출되는 프로젝터용 타원계 반사면부(201)(R,L) 이외의 제 1 내지 제 5 집광용 타원계 반사면부(301~305)(R,L)로부터의 광도, 이와 같이 한쪽의 집광용 타원계 반사면부로부터 제 2 초점 근방의 광 추출구를 통하여 내면경 조립부(20)의 외부로 추출된다. 단, 본 발명에서는 상기 설명한 바와 같이 제 1 집광용 타원계 반사면부(301L)와 제 1 집광용 타원계 반사면부(301R), 혹은 광추출구(H301)(R,L)는 좌우대칭의 형상, 위치로 형성되는 것에 한정되지 않고, 예를 들어, 좌측통행용, 우측통행용 등 차량용 전조등(1)의 용도에 따라 적절한 형상, 위치로 형성되어 있다.
도 5는 투광경 홀더(30)를 나타내는 정면도로, 이 투광경 홀더(30)는 상기 내면경 조립부(20)의 바깥둘레에 마련되고, 상기 제 1 내지 제 5 집광용 타원계 반사면부(301~305)에 반사하여, 상기 광추출구(H301~H305)를 통하여 상기 투광경 홀더(30)로부터 외부로 방출되는 광을 조사방향을 향하여 투사하는 투광용 포물계 반사면부의 필요 갯수가 내면측에 설치되어 있는 것으로, 상기 내면경 조립부(20)와는 나사결합 등 적절한 수단에 의해 일체화되어 있다.
한편, 본 실시예에서는 상기 투광경 홀더(30)를 정면에서 본 형상이 대략 원 형인 경우의 예를 설명하였는데, 본 발명은 상기 투광경 홀더(30)의 형상을 한정하지 않으며, 예를 들어, 타원형, 직사각형 등 차체 형상의 디자인에 대응하여 어떠한 형상이어도 좋고, 이러한 경우, 그 형상에 맞추어 집광용 타원계 반사면부, 및 투광용 포물계 반사면부의 설치위치, 설치갯수를 변경하는 것도 자유롭다.
따라서, 기본적으로는 상기 제 1 내지 제 5 집광용 타원계 반사면부(301~305)와 같은 수의 투광용 포물계 반사면부(401~405)가 설치되며, 이들의 조합에 의해 타원-포물 복합형 유니트가 되는데, 본 발명에서는 상기 투광경 홀더(30)의 차량으로의 설치 상태에 있어서, 최상단에 설치되는 반사면(406)은 광원(2)을 직접 초점으로 하는 포물계 반사면부로 되어 있어, 투광경 홀더(30)에 설치되는 반사면 전체가 집광용 타원계 반사면부(301~305)를 개재할 필요는 없다.
도 6은 상술한 내면경 조립부(20)로부터 투광경 홀더(30)에 이르는 광로의 예를 나타내는 것으로, 이 도시한 예에서 광원(2)으로부터의 광은, 상기 제 1 집광용 타원계 반사면부(301)(R,L) 및 제 2 집광용 타원계 반사면부(302)(R,L)의 각각에 반사하고 있을 때의 광로의 예를 나타내고 있다.
여기서, 광원(2)을 나와서 상기 제 1 집광용 타원계 반사면부(301R)에 반사한 광은, 이 제 1 집광용 타원계 반사면부(301R)와 쌍을 이루는 제 1 집광용 타원계 반사면부(301L)에 설치된 광추출구(H301L)를 통과하여 내면경 조립부(20)의 외부로 방출되며, 상기 투광경 홀더(30)의 내측에 설치된 제 2 투광용 포물계 반사면부(402L)에 도달하여, 이 제 2 투광용 포물계 반사면부(402L)에 의해 다시 반사가 이루어져, 차량용 전조등(1)의 조사방향으로 투사된다.
마찬가지로, 제 1 집광용 타원계 반사면부(301L)에 반사한 광은, 상기 제 1 집광용 타원계 반사면부(301R)에 설치된 광추출구(H301R)를 통과하여 내면경 조립부(20)의 외부로 방출되며, 상기 투광경 홀더(30)의 내측에 설치된 제 2 투광용 포물계 반사면부(402R)에 도달하여, 차량용 전조등(1)의 조사방향으로 투사된다.
이 때의 상기 광원(2)으로부터 상기 제 1 집광용 타원계 반사면부(301R)에 도달한 광의 광로는, 광원(2) → 제 1 집광용 타원계 반사면부(301R) → 광추출구(H301L) → 제 2 투광용 포물계 반사면부(402L)가 되며, 상기 제 2 투광용 포물계 반사면부(402L)로부터 조사되는 광은, 도 7에 배광(HD2R)으로 나타내는 바와 같이, 조사방향에 있는 스크린을 향하여 우측으로 투영된다. 마찬가지로, 상기 제 1 집광용 타원계 반사면부(301L)에 도달한 광은 마찬가지로 도 7에 배광(HD2L)으로 나타내는 바와 같이, 스크린의 좌측에 투영된다. 그리고, 본 발명에서는 타원-포물복합 유니트로부터의 배광이 상기 프로젝터형 유니트(10)로부터의 배광(HD1)과 조합되어, 차량용 전조등(1)으로서의 형상을 잃지 않고, 밝기를 보강하는 동시에, 조사폭을 넓혀 시야각을 넓힌다.
또한, 마찬가지로 도 6에 나타낸 제 2 집광용 타원계 반사면부(302)(R,L)에 반사하는 광도, 광추출구(H302)(R,L)를 통하여 제 3 투광용 포물계 반사면부(403)(R,L)에 도달하고, 도 8에 나타내는 바와 같이 배광(HD3)(R,L)으로서 상기 프로젝터형 유니트(10)로부터의 배광(HD1,HD2)(R,L)과 조합되어, 차량용 전조등(1)으로서의 형상을 손상시키지 않고, 밝기를 보강하게 된다.
한편, 상기 설명은 상기 제 1 집광용 타원계 반사면부(301)(R,L)와 제 2 투 광용 포물계 반사면부(402)(R,L)의 조합에 있어서도, 제 2 집광용 타원계 반사면부(302)(R,L)와 제 3 투광용 포물계 반사면부(403)(R,L)의 조합에 있어서도, 스크린상의 수직선에 대하여 거의 좌우대칭의 배광(HD2), 배광(HD3)을 형성하는 것이었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 좌측통행용, 우측통행용 등 차량용 전조등(1)의 사용목적에 따라 좌우비대칭의 배광특성을 형성하여도 좋다.
상기 비대칭형상의 일례로서 도 9에 배광(HD4)에서 나타내는 바와 같이, 상기 제 3 집광용 타원계 반사면부(303)(R,L)가 반사하는 광원(2)의 광을, 상기 제 5 투광용 포물계 반사면부(405)(R,L)에서 재반사시켜 조사방향을 향하도록 하였을 때, 상기 제 5 투광용 포물계 반사면부(405)(R,L)의 반사방향을 조정해두고, 차량용 전조등(1)이 좌측통행용인 경우, 쌍방의 제 5 투광용 포물계 반사면부(405)(R,L)가 이른바 굴곡(elbow) 근방의 좌측을 조사하도록 하여 갓길측의 시인성 향상을 도모하는 등이 가능하다.
한편, 도면 및 상세한 설명에서는 생략하였지만, 마찬가지로 제 3 집광용 타원계 반사면부(303)는 제 5 투광용 포물계 반사면부(405)에, 제 4 집광용 타원계 반사면부(304)는 제 1 투광용 포물계 반사면부(401)에, 제 5 집광용 타원계 반사면부(305)는 제 4 투광용 포물계 반사면부(404)에 대응하며, 광원(2)으로부터의 광을 반사하도록 구성되어 있다. 이 때, 상기한 바와 같이 집광용 타원계 반사면부와 투광용 포물계 반사면부에, 다른 반사면부가 위치하는 경우에는, 상기와 마찬가지로 광추출구 또는 절결을 형성하여 광의 조사를 가능하게 하고 있다.
여기서, 특히 상기 직사용 포물계 반사면부(406)에 대해 설명하면, 이 직사 용 포물계 반사면부(406)는 내면경 조립부(20) 안에 상대가 되는 집광용 타원계 반사면부를 가지지 않고, 상기 내면경 조립부(20)의 적절한 위치 예를 들어, 윗면에 예를 들어, 내면경 조립부(20) 내부의 냉각 등을 위하여 설치된 개구부(6)를 이용하여 조사광을 발생시키는 것으로, 광원(2)에 직접 초점을 설정한 포물계 반사면부로서 형성되며, 도 10에도 나타나 있는 바와 같이, 개구부(6)에 대응하는 위치의 투광경 홀더(30)에 설치되어 있다. 이와 같이 본 발명에서는 상기 내면경 조립부(20) 내부에 존재하는 광은 가능한 조사광으로서 이용할 수 있도록 배려하고 있다.
여기서, 본 발명의 차량용 전조등(1)의 개발에 있어서, 발명자는 상기 내면경 조립부(20) 안에 존재하는 광원(2)으로부터의 광의, 상기 프로젝터형 유니트(10)에 배포하는 광량과 상기 타원-포물면 복합형 유니트에 배포하는 광량의 비율을 어떻게 정하였을 때 상기 차량용 전조등(1)으로서 높은 조명효율을 얻을 수 있는가에 대하여 시험제작 및 검토를 하였다.
그 결과, 예를 들어, 올 글래스 실드빔(all glass sealed beam) 시대부터 이러한 종류의 차량용 전조등(1)용으로 제공되고 있는 면적, 약 160mm의 원형의 범위 또는 거의 그것과 같은 면적의 범위내에서는, 상기 프로젝터형 유니트(10)에 30±10%의 광을 배포하고, 그 이외의 광을 타원과 포물면의 복합 유니트측에 배포할 때 가장 높은 조명효율을 얻을 수 있는 것을 확인하였다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의해, 첫번째로는 광원(2)의 거의 모두를 내면 상기 광원(2)을 제 1 초점으로 하는 집광용 타원계 반사면부로 포위하고, 상기 광원(2)으로부터 발광된 광의 거의 모두를 포착하는 구성으로 하고, 두번째로는 상기 광원(2)을 제 1 초점으로 하는 타원계 반사면부 안의 적당한 광량을 반사하는 수를, 상기 프로젝터형 유니트(10)의 반사면으로서 채용하고, 그 밖의 타원계 반사면부를 이들의 타원계 반사면부의 제 2 초점을 초점으로 하는 포물계 반사면부와 조합하여, 타원과 포물면의 복합형 유니트로 한다. 이와 같이 구성함으로써, 본 발명은 광속 이용율도 향상시킬 수 있다. 즉, 종래의 기술과 비교하여 같은 소비전력에 대하여 약 1.5~2배의 광속이용율을 실현할 수 있기 때문에, 보다 밝은 차량용 전조등(1)을 실현가능하게 하는 것이다.
또한, 세번째로는 본 발명에 의해 상기 프로젝터형 유니트(10)의 거의 전체 둘레를 감싸도록 상기 타원-포물면 복합형 유니트(40)를 배치하였기 때문에, 광원의 점등시에는 투광경 홀더(30)의 전체면이 빛나, 종래부터의 차량용 전조등(1)과 매우 유사한 외관이 얻을 수 있어, 보는 사람에게 위화감을 주지않게 된다.
본 발명에 의해 광원의 거의 전체 둘레를 타원면의 조합인 내면경 조립부로 감싸는 구성의 차량용 전조등으로 함으로써, 상술한 바와 같이 광원으로부터의 거의 모든 광을 포착가능하게 하고, 차량용 전조등의 조사광으로서 이용하는 것을 가능하게 하여, 동일한 소비전력의 광원으로, 약 1.5배 밝기의 차량용 전조등을 실현가능하게 하여 시인성을 향상시키며, 성능향상에 뛰어난 효과를 나타내었다.
또한, 광원을 복수의 타원면의 조합인 내면경 조립부로 감싸는 구성으로 함으로써, 상기 광원으로부터의 거의 모든 광을 포착가능하게 하는 동시에, 이 내면경 조립부의 앞쪽 선단에는 투영렌즈를 설치하고, 더욱이 주위를 상기 내면경 조립 부에 설치된 개구구멍부로부터의 광으로 빛나게 하는 투광용 포물계 반사면부로 감싸는 구성의 차량용 전조등으로 함으로써, 점등시 이 차량용 전조등은 등구의 거의 전체면이 빛나게 되어, 관찰자에게 위화감을 주지 않고, 디자인의 면에서도 뛰어난 것으로 할 수 있다.

Claims (7)

  1. 광원을 제 1 초점으로 하는 프로젝터용 타원계 반사면부와 상기 프로젝터용 타원계 반사면부의 제 2 초점 근방에 초점을 가지는 투영렌즈와 차광판을 구비하고, 상기 광원의 광을 상기 투영렌즈로부터 출사하는 프로젝터형 유니트와; 상기 광원의 광을 출사하는 복수의 타원-포물복합 유니트에 의해 구성되며,
    상기 타원-포물 복합 유니트는,
    상기 광원을 제 1 초점으로 하는 최소한 한 개의 집광용 타원계 반사면부와; 상기 집광용 타원계 반사면부의 제 2 초점 근방에 초점을 가지며, 상기 집광용 타원계 반사면부에 대응하는 투광용 포물계 반사면부와; 상기 집광용 타원계 반사면부의 제 2 초점에 대략 대응하는 위치에 설치되어, 상기 집광용 타원계 반사면부로부터의 반사광을 상기 집광용 타원계 반사면부의 바깥쪽으로 출광시킬 수 있는 광추출용 개구부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 전조등.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 타원-포물 복합 유니트는 상기 프로젝터용 타원계 반사면부와 상기 집광용 타원계 반사면부를 가지는 내면경 조립부와; 상기 투광용 포물계 반사면부를 가지는 투광경 홀더를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 전조등.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 내면경 조립부는, 적어도 좌측부, 우측부, 상부의 세 부분으로 분할되어 형성되는 동시에, 내면에는 상기 차광판이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 전조등.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로젝터형 유니트에 대한 상기 광원으로부터의 광량의 배포비율은, 이 차량용 전조등의 전체 광량에 대하여 약 30%가 되어, 이 상기 차량용 전조등의 배광특성의 기본형상을 형성하게 되는 것을 특징으로 하는 차량용 전조등.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 타원-포물복합형 유니트는 상기 프로젝터형 유니트에 의해 형성된 기본적인 배광특성을 어지럽히지 않도록 집광용 타원계 반사면부의 면적, 위치가 설정되고, 상기 투광용 포물계 반사면부의 조사방향, 조사형상이 설정됨으로써, 상기 광원에 대한 광속 이용율이, 통상의 상기 프로젝터형 유니트뿐인 경우의 약 1.5배로 향상되는 것을 특징으로 하는 차량용 전조등.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 투광경 홀더는 광원을 직접 촛점으로 하는 직사용 포물계 반사면부를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전조등.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로젝터용 타원계 반사면부의 제 2 초점 근방에, 상기 프로젝터용 타원계 반사면부 측면방향으로부터 상기 투영렌즈 밖을 향하는 광을 해당 투영렌즈 방향으로 반사시키는 각도의 경면(鏡面)을 가지는 투영렌즈 집광부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 전조등.
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