KR20090131075A - 광원모듈 및 이를 구비하는 헤드램프 장치 - Google Patents

광원모듈 및 이를 구비하는 헤드램프 장치 Download PDF

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KR20090131075A
KR20090131075A KR1020080056859A KR20080056859A KR20090131075A KR 20090131075 A KR20090131075 A KR 20090131075A KR 1020080056859 A KR1020080056859 A KR 1020080056859A KR 20080056859 A KR20080056859 A KR 20080056859A KR 20090131075 A KR20090131075 A KR 20090131075A
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현대모비스 주식회사
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Abstract

광원모듈 및 이를 구비하는 헤드램프 장치에 대한 발명이 개시된다. 개시된 발명은: 조사광을 발광하는 발광유닛; 이 발광유닛으로부터 발광된 조사광을 반사시키는 반사부; 이 반사부로 조사되는 조사광의 조사각을 조정하는 조정부; 및 이 조정부를 이동시키는 이동부를 포함한다.
본 발명에 의하면, 조명 장치 및 더 나아가 자동차의 구조 및 디자인 설계의 자유도를 상승시키는 효과를 제공할 뿐 아니라, 조명 장치 및 자동차 제작에 소요되는 전체적인 제작비용 및 제작시간과, 조명 장치 및 자동차의 전체적인 중량을 절감시키는 효과를 제공한다.
자동차, LED, 헤드램프

Description

광원모듈 및 이를 구비하는 헤드램프 장치{OPTICAL SOURCE MODULE AND HEAD LAMP APPARATUS THEREWITH}
본 발명은 광원모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 빛을 조사하는 광원모듈 및 이를 구비하는 헤드램프 장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에는 주행중 주위의 조도가 낮을 경우에도 운전자의 시계를 안정적으로 확보하기 위하여 조명 장치가 구비되어 있는바, 이중 헤드램프(Head lamp) 장치는 램프로부터 조사되는 빛의 조사각과 광량의 차이에 따라 하이 비임(High beam) 장치와 로우 비임(Low beam) 장치로 구분되고 있으며, 이들 하이 비임 장치와 로우 비임 장치는 각각 조향휠의 측부에 구비된 다기능 스위치의 절환에 의해 작동이 제어되도록 되어 있다.
이러한 헤드램프 장치의 광원으로는, 백열 램프나 할로겐 램프 등이 이용되어 왔으나, 최근에는 반도체를 사용한 발광 다이오드(이하 "엘이디"라 함) 등의 발광 소자가 주목받고 있다.
이러한 엘이디를 광원으로 이용한 광원모듈을 구비한 헤드램프 장치는, 소비 전력이 적고, 백열 램프나 할로겐 램프를 이용한 헤드램프 장치에 비해 소형화가 가능하여 조명 장치 전체를 소형화시킬 수 있는 장점이 있다.
상기와 같은 종래 헤드램프 장치에 따르면, 그 가격이 고가이기 때문에, 헤드램프 장치에 적용됨에 있어서, 하이 비임 장치와 로우 비임 장치에 모두 적용되면 헤드램프 장치의 제조 비용이 대폭 상승하게 되므로, 사용 빈도가 하이 비임 장치에 비해 훨씬 잦은 로우 비임 장치에만 적용되는 것이 일반적이다.
그러나 이처럼 하이 비임 장치와 로우 비임 장치에 서로 다른 광원모듈이 적용될 경우, 엘이디에서 발광되는 색온도와 백열램프 또는 할로겐 램프에서 발광되는 색온도의 차이가 크기 때문에, 비임 패턴 전환시 색의 이질감이 크게 발생하는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로, 제조 비용 증가 및 비임 패턴 전환시 색의 이질감을 최소화할 수 있도록 구조를 개선한 광원모듈 및 이를 구비하는 헤드램프 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 광원모듈은: 조사광을 발광하는 발광유닛; 상기 발광유닛으로부터 발광된 상기 조사광을 반사시키는 반사부; 상기 반사부로 조사되는 상기 조사광의 조사각을 조정하는 조정부; 및 상기 조정부를 이동시키는 이동부를 포함한다.
여기서, 상기 조정부는, 상기 발광유닛과 상기 반사부 사이에 배치되는 플레 이트; 상기 플레이트에 관통 형성되며, 상기 조사광이 제1조사각으로 상기 반사부로 유도되도록 상기 조사광의 조사각을 조정하는 제1홀부; 및 상기 플레이트에 관통 형성되며, 상기 조사광이 제2조사각으로 상기 반사부로 유도되도록 상기 조사광의 조사각을 조정하는 제2홀부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1홀부 또는 상기 제2홀부 중 적어도 어느 하나는, 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1홀부는 경사지게 형성되며, 상기 제2홀부는 상기 제1홀부의 경사각과 다른 경사각을 갖도록 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 이동부는, 상기 조정부를 수평 방향으로 왕복 이동시키는 액추에이터를 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 반사부는, 회전 타원면 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 발광유닛과 상기 조정부 사이에 배치되는 차광부를 더 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 헤드램프 장치는: 조사광을 발광하는 발광유닛과, 상기 발광유닛으로부터 발광된 상기 조사광을 반사시키는 반사부와, 상기 반사부로 조사되는 상기 조사광의 조사각을 조정하는 조정부 및 상기 조정부를 이동시키는 이동부를 포함하는 광원모듈을 구비한다.
본 발명의 광원모듈 및 이를 구비하는 헤드램프 장치에 따르면, 종래와 달 리, 조정부를 이동시켜 조사광의 조사각을 변화시키는 방식으로, 하나의 발광유닛만으로 로우 비임 장치와 하이 비임 장치의 기능을 동시에 구현할 수 있게 되므로, 로우 비임 장치와 하이 비임 장치를 별도로 구비함에 비해, 설치공간이 적게 요구되며, 조명 장치 제조에 요구되는 부품 및 제조과정을 절감할 수 있다.
이에 따라 본 발명은, 조명 장치 및 더 나아가 자동차의 구조 및 디자인 설계의 자유도를 상승시키는 효과를 제공할 뿐 아니라, 조명 장치 및 자동차 제작에 소요되는 전체적인 제작비용 및 제작시간과, 조명 장치 및 자동차의 전체적인 중량을 절감시키는 효과를 제공한다.
또한, 동일한 엘이디 어레이로, 즉, 하나의 광원으로 로우 비임 장치와 하이 비임 장치의 기능을 동시에 구현하므로, 비임 패턴 변환시, 색 온도의 차이로 인한 색의 이질감이 발생할 염려가 없는 장점이 있다.
뿐만 아니라, 조정부가 경량의 재질로 형성되므로, 장치가 경량화되는 이점은 물론, 조정부를 신속히 이동시킬 수 있어 비임 패턴 변환을 신속히 구현할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 광원모듈 및 이를 구비하는 헤드램프 장치의 일 실시예를 설명한다. 설명의 편의를 위해 자동차에 구비되는 광원모듈 및 이를 구비하는 헤드램프 장치를 예로 들어 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 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 일 실시예에 따른 광원모듈을 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원모듈(100)은, 발광유닛(110)과, 반사부(120)와, 조정부(130) 및 이동부(140)를 포함한다.
발광유닛(110)은, 엘이디 어레이(112) 및 방열부(114)를 포함한다.
엘이디 어레이(112)는, 조사광(照射光)을 발광하기 위한 엘이디를 하나 또는 다수 구비하여 칩부(116) 상에 장착된다. 여기서 칩부(116)는, 엘이디 어레이(112)와 연결되는 다수의 칩(부호생략)과 회로를 구비하는 것으로, 당사자에게 일반적인 사항이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기와 같은 엘이디 어레이(112)는, 구동모듈(170)에 의해 점등된다. 구동모듈(170)은, 발광유닛(110)과 전기적으로 연결되며, 엘이디 어레이(112)를 점등시키는 신호가 전송되면 엘이디 어레이(112)를 점등시키는 역할을 한다.
이때 상기 신호는, 예를 들면, 자동차 운전석 내부의 해당 스위치 또는 센서로부터 전송될 수 있다. 구동모듈(170)에 대한 신호 전송 방법과 그 세부구성에 대한 사항은 당업자가 용이하게 구현할 수 있는 사항이므로, 여기서는 이에 대한 상 세한 설명은 생략하기로 한다.
방열부(114)는, 엘이디 어레이(112)가 발광함에 따라 엘이디 어레이(112)와 칩부(116) 상에 발생하는 열을 냉각시키기 위하여 구비되는 것이다. 이러한 방열부(114)에 따르면, 칩부(116) 하부에 히트 싱크(114a)가 구비되고, 이 히트 싱크(114a)에는 히트 싱크(114a) 내부를 냉각하기 위한 팬(114b)이 구비됨으로써, 엘이디 어레이(112)와 칩부(116)를 냉각하게 된다.
반사부(120)는, 발광유닛(110)으로부터 발광된 조사광을 반사시키도록 구비된다. 이를 위하여 반사부(120)에는, 발광유닛(110)과 마주하는 면에 반사면(부호생략)이 형성되는데, 이 반사면의 형상으로서는 회전 타원면이나 타원-포물 복합면, 또는 이들 기본면으로서 곡면 조작에 의해 자유도를 높인 자유 곡면 등이 이용된다.
이와 같은 반사부(120)에서 반사된 조사광은, 렌즈부(150)로 조사되는데, 여기서 렌즈부(150)는, 반사부(120)에 의해 반사된 조사광을 외부로 투과시키도록 구비되는 것으로, 투영 렌즈를 포함하여 이루어질 수 있다.
조정부(130)는, 발광유닛(110)과 반사부(120) 사이에 배치된다. 이 조정부(130)는, 반사부(120)로 조사되는 조사광의 조사각을 조정하도록 구비되는 것으로, 플레이트(132)와, 이 플레이트(132)에 형성되는 제1 및 제2홀부(134,136)를 포함한다.
플레이트(132)는, 발광유닛(110)과 반사부(120) 사이에 수평하게 배치된다. 이 플레이트(132)는, 발광유닛(110) 상부에서 수평 방향으로 이동 가능하게 구비된 다. 이러한 플레이트(132)는, 경량이면서도 차광성능이 우수한 합성수지 재질로 형성될 수 있다.
그리고 제1홀부(134)는, 플레이트(132)를 상하로 관통하도록 플레이트(132)에 형성된다. 이 제1홀부(134)는, 발광유닛(110)으로부터 발광된 조사광이 제1조사각으로 반사부(120)로 유도되도록 조사광의 조사각을 조정하게 된다.
또한, 제2홀부(136)는, 제1홀부(134)와 마찬가지로 플레이트(132)를 상하로 관통하도록 플레이트(132)에 형성된다. 이 제2홀부(136)는, 발광유닛(110)으로부터 발광된 조사광이 제2조사각으로 반사부(120)로 유도되도록 조사광의 조사각을 조정하게 된다.
여기서, 제1홀부(134) 또는 제2홀부(136) 중 적어도 어느 하나는, 경사지게 형성될 수 있다. 본 실시예에서는, 제1홀부(134)와 제2홀부(136)가 모두 경사지게 형성되는 것을 예로 들어 설명한다. 이때, 제1홀부(134)와 제2홀부(136)는, 바람직하게는, 서로 다른 경사각을 갖도록 경사지게 형성될 수 있다. 이는, 제1홀부(134)에 의해 조정된 조사각인 제1조사각과 제2홀부(136)에 의해 조정된 조사각인 제2조사각이 서로 상이한 각도를 갖도록 하기 위함이다.
한편, 발광유닛(110)과 조정부(130) 사이에는, 차광부(160)가 더 구비될 수 있다. 이 차광부(160)는, 발광유닛(110) 상부에 수평하게 배치된다. 이러한 차광부(160)는, 바람직하게는, 반사부(120)의 하부에서 수평하게 연장된 형태로 구비될 수도 있다.
이와 같은 차광부(160)는, 발광유닛(110)의 엘이디 어레이(112)와 조정 부(130) 사이의 일부를 차단함으로써, 발광유닛(110)으로부터 발광되는 조사광이 제1홀부(134)와 제2홀부(136) 중 어느 하나를 통해서만 조사되도록 유도하는 한편, 빛의 산란을 방지하는 역할을 한다.
이동부(140)는, 조정부(130)와 연결되도록 반사부(120) 배후에 구비된다. 이 이동부(140)는, 조정부(130)를 발광유닛(110)과 반사부(120) 사이에서 수평 방향으로 왕복 이동시키는 역할을 한다. 이를 위하여 이동부(140)는, 사용자의 조작에 따라 작동될 수 있는 액추에이터(부호생략)를 구비하며, 이 액추에이터는, 반사부(120)를 관통하여 발광유닛(110)과 직접 연결될 수도 있고, 반사부(120)를 관통하는 별도의 구동 전달부를 통해 발광유닛(110)과 연결될 수도 있다.
한편, 미설명된 부호 180은, 반사부(120)에 의해 반사된 조사광의 일부를 차단하도록 구비되는 차폐부를 가리킨다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 광원모듈의 작동 상태를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광원모듈의 작동 관계 및 광학 구조에 관하여 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광원모듈의 일례로서, 자동차의 조명 장치, 좀 더 구체적으로는 자동차의 헤드램프 장치에 구비되는 광원모듈을 예로 들어 설명한다.
이하에서, 제1조사각은 제2조사각보다 작은 각도를 갖는 것으로 예시된다. 그리고 조정부가 이동하기 전 상태를 "제1위치", 조정부가 렌즈부를 향해 이동된 상태를 "제2위치"라 지칭하기로 한다.
먼저, 도 2를 참조하면, 조정부(130)가 제1위치에 위치되어 있을 때, 발광유닛(110)의 엘이디 어레이(112)의 상부에는, 제1홀부(134)가 위치된다. 이러한 상태에서, 엘이디 어레이(112)가 구동모듈(170; 도 1 참조)에 의해 점등되면, 엘이디 어레이(112)는, 반사부(120)를 향해 조사광(L1)을 발광하게 된다. 이렇게 발광된 조사광(L1)은, 조정부(130)의 제1홀부(134)를 통과하면서, 경사지게 형성된 제1홀부(134)에 의해 제1조사각(A)으로 그 조사각이 조정되어 반사부(120)로 조사된다.
그리고 상기와 같이 반사부(120)로 조사된 조사광(L1)은, 반사부(120)에 의해 반사된다. 이렇게 반사된 조사광(L1)은, 렌즈부(150)를 통과하여 외부로 조사된다. 이러한 조사광(L1)은, 차폐부(180)의 상부 가장자리에 의해, 배광 패턴의 명암 경계를 결정하는 컷-오프 라인을 형성하면서, 상부 방향으로 배광된다.
이와 같은 조사광(L1)은, 종래 헤드램프 장치의 하이 비임 장치에서 발광하는 빛에 해당될 수 있다.
한편, 사용자가 운전석에 구비된 스위치(미도시) 등을 이용하여 이동부(140)를 작동시키게 되면, 도 3에 도시된 바와 같이, 이동부(140)의 액추에이터가 작동하여 조정부(140)를 제2위치로 이동시키게 된다. 이처럼 조정부(130)가 제2위치에 위치되어 있을 때, 발광유닛(110)의 엘이디 어레이(112)의 상부에는, 제2홀부(136)가 위치된다.
이러한 상태에서, 엘이디 어레이(112)가 구동모듈(170; 도 1 참조)에 의해 점등되면, 엘이디 어레이(112)는, 반사부(120)를 향해 조사광(L2)을 발광하게 된다. 이렇게 발광된 조사광(L2)은, 조정부(130)의 제2홀부(136)를 통과하면서, 제1홀부(134)의 경사각과 상이한 경사각으로 경사지게 형성된 제2홀부(136)에 의해 제2조사각(B)으로 그 조사각이 조정되어 반사부(120)로 조사된다.
그리고 상기와 같이 반사부(120)로 조사된 조사광(L2)은, 반사부(120)에 의해 반사된다. 이러한 반사부(120)에 의해 반사됨에 있어서, 제1조사각(A; 도 2 참조)으로 조사된 조사광(L1; 도 2 참조)과 상이한 반사각을 이루면서 반사부(120) 상에서 반사된다. 즉, 제2조사각(B)으로 조사된 조사광(L2)은, 제1조사각(A)으로 조사된 조사광(L1)에 비해 현저히 하향되게 반사되며, 이렇게 반사된 조사광(L2)은, 렌즈부(150)를 통과하여 외부로 조사된다. 이러한 조사광(L2)은, 차폐부(180)의 상부 가장자리에 의해, 배광 패턴의 명암 경계를 결정하는 컷-오프 라인을 형성하면서, 하부 방향으로 배광된다.
이와 같은 조사광(L1)은, 종래 헤드램프 장치의 로우 비임 장치에서 발광하는 빛에 해당될 수 있다.
이와 같은 엘이디 광원모듈(100)에 따르면, 조정부(130)를 이동시켜 조사광의 조사각을 변화시키는 방식으로, 하나의 발광유닛(110)만으로 로우 비임 장치와 하이 비임 장치의 기능을 동시에 구현할 수 있게 되므로, 로우 비임 장치와 하이 비임 장치를 별도로 구비함에 비해, 설치공간이 적게 요구되며, 조명 장치 제조에 요구되는 부품 및 제조과정을 절감할 수 있다.
이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 광원모듈(100) 및 이를 구비하는 헤드램프 장치는, 조명 장치 및 더 나아가 자동차의 구조 및 디자인 설계의 자유도를 상승시키는 효과를 제공할 뿐 아니라, 조명 장치 및 자동차 제작에 소요되는 전체적인 제작비용 및 제작시간과, 조명 장치 및 자동차의 전체적인 중량을 절감시키는 효과를 제공한다.
또한, 동일한 엘이디 어레이(112)로, 즉, 하나의 광원으로 로우 비임 장치와 하이 비임 장치의 기능을 동시에 구현하므로, 비임 패턴 변환시, 색 온도의 차이로 인한 색의 이질감이 발생할 염려가 없는 장점이 있다.
뿐만 아니라, 조정부가 경량의 재질로 형성되므로, 장치가 경량화되는 이점은 물론, 조정부를 신속히 이동시킬 수 있어 비임 패턴 변환을 신속히 구현할 수 있는 효과가 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. 또한, 자동차에 구비되는 광원모듈 및 이를 구비하는 헤드램프 장치를 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 자동차가 아닌 다른 장치에도 본 발명이 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위 에 의해서 정하여져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광원모듈을 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 광원모듈의 작동 상태를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 광원모듈 110 : 발광유닛
112 : 엘이디 어레이 120 : 반사부
130 : 조정부 132 : 플레이트
134 : 제1홀부 136 : 제2홀부
140 : 이동부 150 : 렌즈부
160 : 차광부

Claims (8)

  1. 조사광을 발광하는 발광유닛;
    상기 발광유닛으로부터 발광된 상기 조사광을 반사시키는 반사부;
    상기 반사부로 조사되는 상기 조사광의 조사각을 조정하는 조정부; 및
    상기 조정부를 이동시키는 이동부를 포함하는 광원모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 조정부는,
    상기 발광유닛과 상기 반사부 사이에 배치되는 플레이트;
    상기 플레이트에 관통 형성되며, 상기 조사광이 제1조사각으로 상기 반사부로 유도되도록 상기 조사광의 조사각을 조정하는 제1홀부; 및
    상기 플레이트에 관통 형성되며, 상기 조사광이 제2조사각으로 상기 반사부로 유도되도록 상기 조사광의 조사각을 조정하는 제2홀부를 포함하는 광원모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1홀부 또는 상기 제2홀부 중 적어도 어느 하나는, 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 광원모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1홀부는 경사지게 형성되며, 상기 제2홀부는 상기 제1홀부의 경사각과 다른 경사각을 갖도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 광원모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이동부는, 상기 조정부를 수평 방향으로 왕복 이동시키는 액추에이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 광원모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 반사부는, 회전 타원면 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광원모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 발광유닛과 상기 조정부 사이에 배치되는 차광부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광원모듈.
  8. 조사광을 발광하는 발광유닛과, 상기 발광유닛으로부터 발광된 상기 조사광을 반사시키는 반사부와, 상기 반사부로 조사되는 상기 조사광의 조사각을 조정하는 조정부 및 상기 조정부를 이동시키는 이동부를 포함하는 광원모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 헤드램프 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2020024948A (ja) * 2018-06-27 2020-02-13 株式会社小糸製作所 車輌用灯具ユニット
JP2023026706A (ja) * 2019-11-13 2023-02-27 株式会社小糸製作所 車輌用灯具ユニット

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