KR20070004088A - 색수차를 보정한 투사형 램프 전조등 - Google Patents

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Abstract

눈부신 광이 감소된 투사형 전조등 조립체(10)는 광원(14), 반사기(12) 및 광학 렌즈(18)를 포함한다. 다가오는 차량에 대해 방어하도록 초점에 모이는 빔 패턴(28)에 상부 그늘 영역을 형성하기 위해 반사기(12) 및 렌즈(18) 사이에 불투명 마스크(16)가 제공된다. 상기 마스크(16)는 투사된 광의 제한된 량이 마스크(16)를 통과하여, 초점에 모인 빔 패턴(28)의 상부 그늘 영역으로 향하도록 허용하기 위해 그의 상부 에지(22) 근방에 전이 영역(32)을 포함한다. 여러 실시예들에서, 전이 영역(32)을 지지하는 투명 기판(20)에 마스크(16)가 도포 또는 부착된다. 바람직하지 않은 채색 효과를 제거하도록, 광 에너지의 파장을 선택적으로 분쇄하도록 광 경로(26)에 컬러 필터(38)가 배치될 수 있다. 이와 다른 접근 방법으로서, 투명 기판(20) 및/또는 렌즈(18)가 컬러 필터링 재료 또는 화합물로 도프될 수 있다.

Description

색수차를 보정한 투사형 램프 전조등{PROJECTOR LAMP HEADLIGHT WITH CHROMATIC ABERRATION CORRECTION}
본 출원은 2004년 4월 8일 출원된 미국 특허 출원 제60/560,797호 및 2004년 9월 3일자 출원된 미국 특허 출원 제60/607,011호의 우선권을 주장하는 바이다.
본 발명은 일반적으로 전조등 조립체에 관한 것으로, 더 구체적으로, 차량의 전방 조명을 위해 사용되는 투사형 전조등 조립체에 관한 것이다.
차량 전조등은 주로 야간 주행 중에 개선된 시야 확보를 위해 전방 조명을 제공하도록 사용된다. 사용 중에, 대부분의 차량 전조등은 적어도 2개의 작동 상태를 가진다. 하나는 앞서가는 차 또는 다가오는 차량이 없는 도로 주행의 경우에 사용되는 하이 빔 상태이다. 다른 하나는 운전자가 도로 전방을 볼 수 있도록 하지만 하이 빔 상태의 사용에 의해 발생되는 눈 부심을 제한하도록 대부분의 야간 주행 조건 중에 사용되는 로우 빔 상태이다.
로우 빔 작동에서, 정부의 규제는 통상적으로 차량 전조등이 다가오는 차량을 해로운 눈부심으로부터 보호하도록 하는 특수 광도 측정 요구 조건을 가진 광 분배 빔 패턴을 제공하도록 요구한다. 통상적으로 이 조건들에 부응하는 투사형 램프 전조등은 초점에 모이는 빔 패턴에 비교적 뚜렷한 명/암 차단 라인을 나타낸다. 이 날카로운, 소위 광-그늘 라인은 상향 빔 투사를 제한하도록 불투명 금속 마스크를 사용하게 하였다. 이 마스크는 광원(및/또는 반사기) 및 투사 렌즈 사이의 광 경로의 하부에 배치된다. 통상의 투사 렌즈의 특성을 반전시키기 때문에, 마스크에 의한 그늘 외형은 투사 빔 패턴의 상부 영역으로 이동된다. 따라서, 전조등 조립체에서의 투사 빔 패턴에서, 마스크의 상부 에지가, 광이 상기 라인 아래에 있고 그늘이 상기 라인 위에 있는 광-그늘 라인을 형성한다. 이러한 암 상부/명 하부 분배 패턴은 도로면 시야 확보를 위한 조명을 제공하면서, 다가오는 차량에 눈부신 광을 최소로 하려고 시도하고 있다.
차량이 도로에서 돌출부 또는 구덩이를 만날 때, 투사 빔 패턴은 일시적으로 다가오는 차량의 시야로 상승할 수 있다. 날카로운 선-그늘 경계 때문에, 다가오는 차량은 광이 산란하여 번득이는 바와 같은 상승 및 하강 빔 패턴을 감지하게 될 것이다.
또한, 금속 마스크를 가진 투사형 전조등은 다른 지점들의 초점으로 광의 다른 색채들을 옮기려는 경향이 있는 소위 "색수차" 또는 바람직하지 않은 채색 효과를 발생할 수 있다. 이 색수차는 다가오는 운전자에게 짜증 또는 혼란스럽게 하는 밝은 컬러 광 밴드 효과를 낳게 된다. 상기 컬러 광 밴드는, 이 효과를 형성하는 기본 메카니즘은 논쟁이 있지만, 금속 마스크의 상부 에지들에 의해 형성되는 것으로 믿어지고 있다. 일 이론에 따르면, 광원에서의 백색 광 방사에 의해 금속 마스크의 상부 에지를 타격하여, 상부 에지 주위의 공기와 함께 분광 렌즈 효과를 형성하게 되어, 백색 광을 컬러 광 밴드로 분할하게 된다(도6a 참조). 다른 이론에 따 르면, 금속 마스크의 상부 에지 밖으로 경사진 각도로 반사되는 광이 편광되고 가시적인 전자기 자장의 벡터의 일 방향이 더 우세하게 된다(도6b 참조). 이유를 불문하고, 색수차는 바람직하지 않은 효과를 낳고 컬러 광 밴드가 종종 청색으로 나타나며 투사형 전조등을 가진 다가오는 차량이 청색- 자외선광의 번득임을 야기하는 도로의 돌기 또는 웅덩이를 만났을 때 가장 피해받게 된다. 이러한 섬광은 반대편 교통 운행에 당황스런 눈부신 광을 부여하며, 다가오는 운전자가 접근하는 차량을 경찰차 또는 다른 응급차로 오인하게 될 수 있다.
따라서, 날카로운 광-그늘 경계의 부의 눈부신 광의 효과 및 색수차에 의해 야기되는 현상들을, 다가오는 교통 운행의 이익을 위해 감소시킬 필요가 있다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 눈부신 광이 감소된 투사형 전조등 조립체는 가시광을 투사하는 광원, 통상 전방 경로에서의 광을 배향시키는 상기 광원 근방의 반사기, 광을 초점에 모이는 빔 패턴으로 반전하여 조종하도록 상기 전방 경로에 배치된 광학 렌즈, 및 다가오는 차량에 대해 방어하도록 상기 초점에 모인 빔 패턴에 상부 그늘 영역을 형성하기 위해 반사기 및 렌즈 사이의 전방 경로의 부분에 배치된 불투명 마스크를 포함한다. 상기 마스크는 상기 초점에 모인 빔 패턴에 광-그늘 경계를 형성하는 상부 에지를 가진다. 상기 마스크는 투사된 광의 제한된 량이 상기 마스크를 통과하도록 그의 상부 에지 근방에 전이 영역을 포함한다. 투사된 광의 자취가 초점에 모인 빔 패턴의 광-그늘 경계 위로 도입되도록 허용함으로써, 상기 광-그늘 경계가 다가오는 차량의 시야 내 그리고 시야 밖으로 교차할 때 광-그늘 경계에서의 광 강도의 급격한 변화의 효과의 전부 또는 적어도 일부가 감소되어 다가오는 차량에게 유익한 영향을 미치게 된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 눈부신 광이 감소된 투사형 전조등 조립체는 가시광을 투사하는 광원, 통상 전방 경로에서의 광을 배향시키는 상기 광원 근방의 반사기, 광을 초점에 모이는 빔 패턴으로 반전하여 조종하도록 상기 전방 경로에 배치된 광학 렌즈, 광 에너지의 파장을 선택적으로 분쇄하도록 상기 전방 경로에 배치된 컬러 필터, 및 다가오는 차량에 대해 방어하도록 상기 초점에 모인 빔 패턴에 상부 그늘 영역을 형성하기 위해 반사기 및 렌즈 사이의 전방 경로의 부분에 배치된 불투명 마스크를 포함한다. 상기 마스크는 상기 초점에 모인 빔 패턴에 광-그늘 경계를 형성하는 상부 에지를 가지며, 그의 상부 에지 근방에 전이 영역을 포함한다. 상기 전이 영역은 상기 전방 경로의 광의 제한된 량이 상기 마스크를 통과하도록 허용하여 투사된 광의 자취가 초점에 모인 빔 패턴의 광-그늘 경계 위로 도입되게 한다. 이로써, 상기 광-그늘 경계가 시야 내 그리고 시야 밖으로 교차할 때 광 강도의 급격한 변화로 인해 발생할 수 있는 다가오는 차량에 대한 당혹감을 최소화하게 된다. 상기 조립체에서 발생되는 임의의 색수차도 컬러 필터를 통해 제어된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 눈부신 광이 감소된 투사형 전조등 조립체는 가시광을 투사하는 광원, 통상 전방 경로에서의 광을 배향시키는 상기 광원 근방의 반사기, 광을 초점에 모이는 빔 패턴으로 반전하여 조종하도록 상기 전방 경로에 배치되며, 상기 광 경로의 광 에너지의 파장을 선택적으로 분쇄하기 위한 컬러 필터링 재료를 포함하는 광학 렌즈, 및 다가오는 차량에 대해 방어하도록 상기 초점에 모인 빔 패턴에 상부 그늘 영역을 형성하기 위해 반사기 및 렌즈 사이의 전방 경로의 부분에 배치된 불투명 마스크를 포함한다. 상기 마스크는 상기 초점에 모인 빔 패턴에 광-그늘 경계를 형성하는 상부 에지를 가지며, 그의 상부 에지 근방에 전이 영역을 포함한다. 상기 전이 영역은 상기 전방 경로의 광의 제한된 량이 상기 마스크를 통과하도록 허용하여 투사된 광의 자취가 초점에 모인 빔 패턴의 광-그늘 경계 위로 도입되게 한다. 이러한 구성에서, 상기 광-그늘 경계가 시야 내 그리고 시야 밖으로 교차할 때 다가오는 차량이 광 강도의 급격한 변화에 직면하지 않게 되며, 상기 조립체에서 발생되는 임의의 색수차도 컬러 필터링 렌즈를 통해 제어된다.
본 발명의 다른 장점들은 첨부 도면들과 연관하여 이하의 상세한 설명을 참조함에 의해 잘 이해될 수 있을 것이다.
도1은 램프, 반사기, 마스크 및 렌즈를 포함하는 본 발명의 전조등 조립체의 실시예의 개략적인 사시도,
도2는 옵셋된 전이 영역을 가진 불투명 마스크의 다른 실시예의 사시도,
도3은 예시적인 목적으로 과장된 형태의 전이 영역을 나타낸, 도1의 전조등 조립체의 마스크를 통해 전방을 본 정면도,
도4는 전이 영역의 다른 형태를 나타낸 도3과 유사한 정면도,
도5는 반사기에 의해 재배향된 광의 전방 경로 및 렌즈에서 방사되는 초점에 모이는 빔 패턴을 나타낸 전조등 조립체의 다른 실시예의 개략적인 단면도,
도6a 및 6b는 색수차의 원인을 설명하는 다른 이론들을 나타내는, 도5에 도시된 영역의 확대도,
도7은 컬러 필터링 코팅이 렌즈에 부착된 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 단면도,
도8은 광원 및 렌즈 사이에 컬러 필터가 배치된 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도, 및
도9는 렌즈가 컬러 필터링 재료를 함유하고 있는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.
도1을 참조하면, 일반적으로 전방 경로의 광을 배향시키는 반사기(12), 반사기(12)의 초점 내에 배치되는 광원(14), 광원(14)의 전방에 배치되는 불투명 마스크(16), 및 마스크(16)의 전방에 배치되는 렌즈(18)를 포함하는 투사형 전조등 조립체(10)가 도시되어 있다. 광원(14)은 할로겐, 텅스텐, 고 강도 디스챠지 등을 포함하여, 잘 알려져 있는 임의의 다양한 형태로 될 수 있다. 반사기(12), 마스크(16) 및 렌즈(18)는 모두 렌즈 홀더(도시 안됨)에 의해 상호 연결됨이 바람직하고 전체 전조등 조립체(10)는, 잘 알려져 있는 바와 같이, 그보다 큰 전조등 하우징(도시 안됨)내에 봉입될 수 있다. 마스크(16)에 대조적으로, 도1에 나타내진 반사기(12), 광원(14) 및 렌즈(18)는 모두 잘 알려져 있고 당업계에서 통상적으로 이용되는 부품들이다.
마스크(16)는 장방형으로 도시되어 있지만 비 도시된 렌즈 홀더 또는 전조등 하우징의 봉입부 내에 끼워 맞추어지는 형상들을 포함하여, 동일한 효과를 갖는 다른 형상들을 취할 수 있다. 도1에서 마스크(16)의 확대된 장방형 형상은 광의 전방 경로가 아닌 그의 측면 및 하부 에지들을 모두 제거하여 어떠한 부의 공기/에지 효과도 감소시키기 위한 것이다. 마스크(16)는 도1, 3 및 4에 도시된 바와 같이, 글라스 또는 플라스틱으로 구성된 동일 평면에 있는 투명 기판(20)과 일체로 될 수 있다. 이 조건에서, 마스크(16)는 표면에 광택제 도포, 에칭, 매립, 코팅 등의, 임의의 알려진 기술을 이용하여 투명 기판(20)에 부착되는 불투명 막 또는 코팅으로 구성된다. 이와 다르게, 도2에 도시된 바와 같이, 후술하는 이유로, 투명 기판(20')에 목말을 탄(piggy-backed) 형태로 고정될 수 있다, 즉 옵셋 평면에 고정될 수 있다.
마스크(16)는, 그의 최상부가 상부 에지(22)에 도달하여 종결하는 영역을 커버한다. 마스크(16)는 여러 도면들에서 광을 선택적으로 차단하는 각진 부분(24)을 포함하는 상부 에지(22)를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 이 각진 부분(24)은 선택 사항이고 사용되는 경우에 원하는 빔 패턴에 따라 여러 가지 형태 및 형상을 취할 수 있다. 특정의 형태에 관계없이, 상부 에지(22)는 초점에 모이는 빔 패턴에 광-그늘 경계를 성립한다. 도5에서, 광선은 점선으로 나타내며, 반사기(12)에서의 광의 전방 경로(26), 렌즈(18)에서 방사되는 초점에 모인 빔 패턴(28), 및 상기 빔 패턴(28)의 상부 범위를 포함하는 광-그늘 경계(30)이 도시되어 있다.
이제 도3을 참조하면, 마스크(16)의 전방을 향한 정면도가 도시된다. 마스 크(16)는 그 마스크(16)를 통해 투사된 광의 제한된 량을 통과시키는 그의 상부 에지(22) 근방의 전이 영역(32)을 포함한다. 이 전이 영역(32)은 투사 광의 자취가 초점에 모인 빔 패턴(28)의 광-그늘 경계(30) 위로 도입되도록 허용한다. 이는 광-그늘 경계(30)가 다가오는 차량의 시야 내 그리고 시야 밖으로 교차할 때 광 강도의 갑작스런 변화의 효과 모두 또는 적어도 일부를 감소시킴에 의해 다가오는 차량에게 유익하게 된다. 상기 전이 영역(32)은 그의 하부의 완전 불투명에서 그의 상부의 부분적인 불투명까지 변화하는 광 투명도 레벨을 포함한다. 부분적 불투명은 가시광에 대해 부분적으로는 투과할 수 없지만 유용한 가시광의 일부는 렌즈(18)를 통과하게 됨을 의미한다. 어떤 경우에도, 전이 영역은 마스크(16)의 일부 또는 거의 전부를 차지할 수 있으며, 따라서 도2 내지 4에 도시된 바와 같이, 마스크(16)의 전체에 걸쳐 또는 마스크(16)의 상부 부분만에 걸쳐 광을 점진적 또는 점차적으로 전달할 수 있게 된다.
일례로서, 전이 영역(32)은 불투명의 진행부 또는 밴드들에 형성될 수 있고 거의 모든 가시광이 하부의 최대 불투명 부분에서 차단되고(>∼90% 가시광 차단), 중간의 불투명 부분은 가시광의 일부를 차단하고(50% 차단), 최소의 불투명 부분은 매우 작은 가시광만을 차단한다(10% 차단). 최소의 불투명 부분은 상부 에지(22) 근방에 있다. 이러한 전이는 임의 개수의 방식으로도 실행될 수 있다. 일례로서, 도3에 과장된 형태로 도시된 바와 같이, 전이 영역(32)은 다수의 불연속 불투명 점들(34)을 포함하고 투명 기판(20)이 그 점들 주위에서 나타내진다. 불투명 점들(34)은 투명 기판(20) 상에 마스크(16)를 형성하도록 사용된 동일의 재료 및 기 술을 이용하여 투명 기판(20) 상에 형성될 수 있다. 상기 다수의 불연속의 불투명 점들(34)은 도3에 도시된 원 등의, 반복적인 기하학적 형상을 가질 수 있다. 그 점들은 다른 형상, 패턴 또는 격자 설계로도 될 수 있다. 상부 에지(22) 근방에서 도3의 불연속의 불투명 점들에 의해 둘러싸인 면적은 상부 에지(22)에서 멀리 떨어져 있는 불연속의 불투명 점들에 의해 둘러싸인 면적보다 작다. 즉, 불연속의 불투명 점들(34)은 전이 영역(32)의 하부 근방에서 직경이 크고 상부 에지(22)에 접근할 때 점차적으로 작아진다.
이와 다르게, 도4에 도시된 바와 같이, 전이 영역(32)은 다수의 불연속의 공간들(36)을 포함하고 투명 기판(20)이 그 공간을 통해 나타내진다. 또한, 불연속 공간들(36)은 도4에 도시된 원들과 같이, 반복적인 기하학 형상을 가진다. 그러나, 상기한 바와 같이, 다른 기하학 형태 및/또는 설계도 사용될 수 있다. 불투명에서 투명으로 진행되도록, 상부 에지(22) 근방의 불연속 공간들(36)에 의해 둘러싸인 면적은 상부 에지(22)에서 멀리 떨어져 있는 불연속의 공간들(36)에 의해 둘러싸인 면적보다 크다.
도3 및 4는 각각 일부 종래 기술의 방풍 앞 유리에서 사용된 잘 알려져 있는 유리 원료 밴드 기술의 다른 응용들을 나타내고 있다. 일반적으로, 유리 원료 밴드는 방풍 유리의 외주 주위에 도포되어 유리에 구워서 굳어지는 검은 광택제로 구성되어 있다. 상기 유리 원료 밴드는 부분적으로 붙박이 차양판으로 작용하는 구멍들 또는 단계적으로 배열되는 점들의 경계로서 나타난다. 그러나, 본 발명에서 나타내는 바와 같이 마스크(16)의 새로운 전이 영역(32)을 형성하도록 많은 다른 기술들 이 사용될 수 있다. 예컨대, 마스크(16)는, 도5-9에 나타낸 바와 같이, 전이 영역(32)을 형성하도록 그의 상부 영역 주위에서 뚫려있는 구멍들을 가진, 금속 판으로서 형성될 수 있다. 구멍들 대신에, 마스크(16)의 상부 영역들에 톱니 모양 패턴 또는 빗 모양 술 장식(fringe)이 형성될 수 있다. 이러한 기술들 중 하나 및 다른 설계들이, 전방 경로(26)에서 제한된 량의 광이 마스크(16)를 통과하여 초점에 모인 빔 패턴(28)의 광-그늘 경계(30) 위로 투사 광의 자취가 도입되도록 하는 목적을 달성하기 위해 사용될 수 있다. 이는 광-그늘 경계(30)가 시야 내 그리고 밖으로 교차할 때 광 강도의 급격한 변화들에서 기인하여 발생할 수 있는 다가오는 차량에 대한 당혹감을 최소화하기에 바람직하다.
마스크(16) 상의 공기/에지 인터페이스가 도6a에 나타내지며, 공기는 라인 A로 나타내고 가상의 프리즘은 가상선 P로 나타낸다. 프리즘 P(즉, 공기/에지 인터페이스 A)를 통과하는 광원(14)에서의 광은 컬러 스펙트럼(ROYGBV)으로 분산되고, 청색-자외선 범위의 광은 다가오는 차량에 대해 최대의 짜증을 야기하는 경향이 있다. 이와 다르게, 도6b에 도시된 바와 같이, 금속 마스크(16)의 상부 에지(22)에서 벗어나 기울어진 각도로 편광 조건으로 반사되는 광에 의해 문제성 있는 색채 효과가 야기될 수 있다.
도1 및 3-4를 참조하여 설명된 바와 같이 투명 기판(20) 내 또는 그 위에 마스크(16)가 매립될 필요는 없다. 대신에, 마스크(16')가 점착, 조립, 또는 이와 다르게 투명 기판(20')에 부착되는 재료의 분리된 부품으로 될 수 있다. 도2에서, 종래의 설계의 금속 판을 포함하는 마스크(16')에 의한 다른 실시예가 도시되어 있 다. 독립적인 투명 기판(20')에 전이 영역(32)이 부착된다. 이 실시예는, 상부 에지(22) 위의 공기 유동을 분쇄함에 의해, 금속 마스크(16)의 공기/에지 효과로 인해 발생할 수 있는 컬러 밴딩을 거론하고 있다.
지금까지 거론된 본 발명의 모든 실시예에서, 문제 있는 색채 효과는 광원에서 방사되는 광 경로 밖의 공기/에지 인터페이스에서 공기 A를 이동 및/또는 분쇄함에 의해 소거되었다. 이와 다른 또는 부가적인 접근으로서, 투명 기판(20)의 흡수 또는 간섭 표면 처리를 이용하여 공기/에지 효과가 더욱 감소 또는 소거될 수 있다. 예컨대, 광의 일정 파장을 선택적으로 차단하도록 이용될 수 있는 흡수 및 간섭 코팅이 알려져 있다. 전자기 에너지가 상기 코팅을 통과하지 않는 경우 광 스펙트럼의 가시 영역에서의 흡수성 코팅에서 흡수가 발생한다. 즉, 에너지의 소정 파장이 흡수되어 코팅에 의해 반사되지 않는다. 투명 기판(20)으로 통합된 광학 필터는 상기 필터를 통해 전달되지 않는 파장이 흡수 또는 산란이 아닌 간섭 현상에 의해 제거되는 간섭 코팅을 포함한다. 이러한 간섭 코팅 또는 필터는 일반적으로 자외선, 가시광, 및 IR 방사선 등의 전자기 스펙트럼의 여러 부분들에서의 광을 선택적으로 전달 및/또는 반사하도록 다른 굴절율들의 두개 이상의 재료들의 교호하는 층들을 포함한다. 광학 필터를 형성하기 위한 통상의 기술은, 당업계에 알려져 있는, 2색성 코팅 과정을 이용하는 것이다.
또한, 마스크(16)는, 2색성 또는 반 흡수성 재료로서 투명 기판(20)의 모두 또는 일부를 제공하거나, 또는 투명 기판(20) 상에 코팅으로서 상기한 재료를 제공하거나, 또는 굴절율 변화 글라스 등으로 기판(20)의 모두 또는 일부를 제공함에 의해 제조될 수 있다.
도7-9를 참조하면, 투명 기판(20)이 사용되지 않거나 또는 유용하지 않을 때 문제 있는 색채 효과(도6a 및 6b에서 설명됨)를 극복할 수 있는 여러 가지 실시예들이 제안되어 있다. 투명 기판(20)이 없으면, 전방 경로의 광이 반응하게 되는 다른 표면이 형성되기 때문에, 전이 영역(32)에 의해 색수차 현상이 더욱 심해질 수 있다. 이 실시예들에서는, 불쾌한 청색-자외선(또는 다른 색상 범위 또는 벡터 방향) 광을 컬러 필터링 기술을 이용하여 흡수 또는 산란시킨다.
도7에서, 색채 효과는 렌즈(18)에 컬러 필터링 코팅(38)을 부착함에 의해 처리된다. 이러한 코팅들은 잘 알려져 있으며, 광의 일정 파장만을 전달하지만 스펙트럼의 나머지는 반사하는 2색성 타입, 또는 불쾌한 광 파장 및/또는 벡터 방향을 필터링하기 위한 목적의 임의의 다른 공지된 코팅 타입으로 될 수 있다. 이 방식으로, 짜증나는 청색-자외선 광이 렌즈(18)를 통과하지 않게 된다. 물론, 임의의 불쾌한 광 파장(청색-자외선 범위 또는 다른 범위 또는 벡터 방향을 포함함)이 코팅(38)의 구성을 조정함에 의해 선택적으로 필터링될 수 있다.
도8의 실시예에서, 전방 광 경로(26) 내에, 바람직하게는 광원(14) 및 렌즈(18) 사이에 컬러 필터(40)가 배치된다. 도시된 바와 같이, 컬러 필터(40)는 실선 또는 가상선으로 나타낸 위치들에서 마스크(16) 근처의 전조등 하우징에 고정될 수 있다. 컬러 필터(40)는, 예컨대 2색성 필터, 겔 타입 필터 등의, 사진 촬영 및 조명 분야에서 광범위하게 사용되는 타입의 상업적으로 입수 가능한 재료들로 제조될 수 있다. 컬러 필터(40)는 광의 불쾌한 파장들을 선택적으로 차단하며, 따라서 청색-자외선 광(또는 불쾌한 편광)이 렌즈(18)를 통과함을 방지한다. 이 개념의 연장으로서, 여러 가지의 필터링 특성의 멀티플 컬러 필터들(40)이 선택된 범위들 및/또는 파장의 방향들을 필터링하도록 조합될 수 있다.
도9에서, 렌즈(18')는 컬러 필터링 재료로 도프된다. 이 특정 재료는, 잘 알려져 있는 바와 같이, 상업적으로 입수 가능한 화합물들 중 임의의 하나로서 선택된다. 렌즈(18')의 글라스는 컬러 필터링 재료와 그의 원료가, 비응고된 상태에서 혼합된다. 그 결과의 화합물이 후에 렌즈 형상으로 형성되어, 고유의 컬러 펄터링 특성을 갖게 된다.
본 발명은 다가오는 차량으로 투사되는 튀어 오르는 빔 패턴 및 부의 채색 효과들로 인한 눈부신 광을 감소 또는 소거하도록 더욱 부드러워진 광-그늘 경계(30)를 제공하는 투사형 전조등 조립체(10)를 제공한다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해 설명하였지만, 본 발명은 도시된특정 실시예들로 제한되지 않음을 이해하기 바란다. 당업자들은 여러 가지 변화 및 개조를 할 수 있을 것이다. 예컨대, 여러 가지 다른 마스킹 기술 및 마스크(16) 기하학들이 사용될 수 있다. 또한, 장방형 마스크가 도시되어 있지만, 특정 응용에 적합한 임의의 다른 형상이 사용될 수 있다. 이러한 모든 변화 및 개조는 본 발명의 범위 내에 속하는 것이다.

Claims (20)

  1. 가시광을 투사하는 광원;
    통상 전방의 경로에서의 광을 배향시키는 상기 광원 근방의 반사기;
    광을 초점에 모이는 빔 패턴으로 반전하여 조종하도록 상기 전방 경로에 배치된 광학 렌즈; 및
    다가오는 차량에 대해 방어하도록 상기 초점에 모인 빔 패턴에 상부 그늘 영역을 형성하기 위해 반사기 및 렌즈 사이의 전방 경로의 부분에 배치되며, 상기 초점에 모인 빔 패턴에 광-그늘 경계를 형성하는 상부 에지를 가진 불투명 마스크로서;
    상기 마스크는 상기 상부 에지 아래로 투사된 광 중 제한된 량을 통과시키도록 상부 에지 근방에 전이 영역을 포함하여 투사된 광의 자취가 초점에 모인 빔 패턴의 광-그늘 경계 위로 도입됨으로써 상기 광-그늘 경계가 시야 내 그리고 시야 밖으로 교차할 때 다가오는 차량이 광 강도의 급격한 변화에 직면하지 않게 되도록 하는 불투명 마스크를 포함하는 눈부신 광이 감소된 투사형 전조등 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전이 영역은 상기 상부 에지에 직각 방향으로 상기 마스크를 통해 점진적으로 변화하는 량으로 나타내지는 투명 기판을 포함하는 조립체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전이 영역은 상기 마스크와 동일 평면에 있는 평면에 고정되는 조립체.
  4. 제2항에 있어서, 상기 전이 영역은 상기 마스크의 나머지 부분에서 옵셋된 평면에 고정되는 조립체.
  5. 제2항에 있어서, 상기 전이 영역은 다수의 불연속의 불투명 점들을 포함하고 상기 투명 기판은 그 점들 주위에서 나타내지는 조립체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 다수의 불연속의 불투명 점들은 반복적인 기하학적 형상을 가지며, 상부 에지 근방의 상기 불연속의 불투명 점들에 의해 둘러싸인 면적은 상기 상부 에지에서 멀리 떨어져 있는 상기 불연속의 불투명 점들에 의해 둘러싸인 면적보다 작은 조립체.
  7. 제2항에 있어서, 상기 전이 영역은 다수의 불연속의 공간들을 포함하고 상기 투명 기판은 그 공간들을 통해 나타내지는 조립체.
  8. 제7항에 있어서, 상기 다수의 불연속의 공간들은 반복적인 기하학적 형상을 가지며, 상부 에지 근방의 상기 불연속 공간들에 의해 둘러싸인 면적은 상기 상부 에지에서 멀리 떨어져 있는 상기 불연속 공간들에 의해 둘러싸인 면적보다 큰 조립 체.
  9. 제2항에 있어서, 상기 투명 기판은 광의 전방 경로 내로 상기 마스크의 상부 에지 위로 연장하는 조립체.
  10. 제2항에 있어서, 상기 전이 영역은 상기 마스크에 다수의 불연속의 공간들을 포함하고 상기 투명 기판은 그 공간들을 통해 나타내지는 조립체.
  11. 제1항에 있어서, 상기 마스크는 2색성 및 흡수성 재료 중 적어도 하나로 구성되는 조립체.
  12. 제1항에 있어서, 상기 투명 기판은 상기 마스크의 적어도 일부를 형성하도록 굴절율 변화 글라스로 구성되는 조립체.
  13. 제2항에 있어서, 상기 마스크는 금속 실드를 포함하고 상기 투명 기판은 상기 금속 실드 근방에 배치되는 조립체.
  14. 제1항에 있어서, 광 에너지의 파장을 선택적으로 분쇄하도록 상기 전방의 경로에 배치된 컬러 필터를 더 포함하는 조립체.
  15. 제14항에 있어서, 상기 컬러 필터는 상기 마스크 및 렌즈 사이에 배치되는 조립체.
  16. 제15항에 있어서, 상기 컬러 필터는 상기 렌즈에 부착되는 조립체.
  17. 제14항에 있어서, 상기 컬러 필터는 상기 광원 및 마스크 사이에 배치되는 조립체.
  18. 제1항에 있어서, 상기 렌즈는 상기 광 경로에서 광 에너지의 파장을 선택적으로 분쇄하는 컬러 필터링 재료를 포함하는 조립체.
  19. 가시광을 투사하는 광원;
    통상 전방 경로에서의 광을 배향시키는 상기 광원 근방의 반사기;
    광을 초점에 모이는 빔 패턴으로 반전하여 조종하도록 상기 전방 경로에 배치된 광학 렌즈;
    광 에너지의 파장을 선택적으로 분쇄하도록 상기 전방 경로에 배치된 컬러 필터; 및
    다가오는 차량에 대해 방어하도록 상기 초점에 모인 빔 패턴에 상부 그늘 영역을 형성하기 위해 반사기 및 렌즈 사이의 전방 경로의 부분에 배치되며, 상기 초점에 모인 빔 패턴에 광-그늘 경계를 형성하는 상부 에지를 가진 불투명 마스크로 서;
    상기 마스크는 그의 상부 에지 근방에 전이 영역을 포함하고, 상기 전이 영역은 상기 전방 경로의 광의 제한된 량이 상기 마스크를 통과하도록 허용하여 투사된 광의 자취가 초점에 모인 빔 패턴의 광-그늘 경계 위로 도입되도록 함으로써 상기 광-그늘 경계가 시야 내 그리고 시야 밖으로 교차할 때 다가오는 차량이 광 강도의 급격한 변화에 직면하지 않게 되도록 하는 불투명 마스크를 포함하는 눈부신 광이 감소된 투사형 전조등 조립체.
  20. 가시광을 투사하는 광원;
    통상 전방 경로에서의 광을 배향시키는 상기 광원 근방의 반사기;
    광을 초점에 모이는 빔 패턴으로 반전하여 조종하도록 상기 전방 경로에 배치되며, 상기 광 경로의 광 에너지의 파장을 선택적으로 분쇄하기 위해 컬러 필터링 재료를 포함하는 광학 렌즈; 및
    다가오는 차량에 대해 방어하도록 상기 초점에 모인 빔 패턴에 상부 그늘 영역을 형성하기 위해 반사기 및 렌즈 사이의 전방 경로의 부분에 배치되며, 상기 초점에 모인 빔 패턴에 광-그늘 경계를 형성하는 상부 에지를 가진 불투명 마스크로서;
    상기 마스크는 그의 상부 에지 근방에 전이 영역을 포함하고, 상기 전이 영역은 상기 전방 경로의 광의 제한된 량이 상기 마스크를 통과하도록 허용하여 투사된 광의 자취가 초점에 모인 빔 패턴의 광-그늘 경계 위로 도입되도록 함으로써 상 기 광-그늘 경계가 시야 내 그리고 시야 밖으로 교차할 때 다가오는 차량이 광 강도의 급격한 변화에 직면하지 않게 되도록 하는 불투명 마스크를 포함하는 눈부신 광이 감소된 투사형 전조등 조립체.
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