KR20100007801A - 램프 - Google Patents

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KR20100007801A
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미키 모치즈키
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가부시키가이샤 고이토 세이사꾸쇼
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Abstract

본 발명은 램프를 제공한다. 본 발명의 램프는, 램프 하우징; 발광 다이오드(LED); LED에 대향하여 배치되어 LED로부터 출사된 광을 램프의 전방측을 향해 반사하는 메인 리플렉터; LED와 메인 리플렉터 사이에 개재되어 있고, LED로부터 출사된 광을 메인 리플렉터를 향하여 반사 및 확산시키는 서브 리플렉터; 서브 리플렉터와 평행하게 연장되고, 복수의 LED 중 하나에 각각 대응하며 대응 LED가 탑재되어 있는 복수의 평탄부를 구비하는 LED 소자 조립체로서, 인접하는 평탄부끼리는 적어도 하나의 단차부(step portion)에 의해 함께 결합되는 것인 LED 소자 조립체; LED가 램프의 전방측에 노출되지 않도록 LED 소자 조립체와 LED를 덮는 센터부를 포함한다.

Description

램프{LAMP}
본 발명은 램프에 관한 것으로, 보다 구체적으로 광원으로서 발광 다이오드(LED)를 사용하거나 및/또는 도광판을 사용하는 램프에 관한 것이다.
최근의 차량용 램프로는, 광원으로서 LED 소자를 채용하는 램프가 제안되고 있다. 백열등과 비교하면, LED 소자는 소비 전력이 작다는 점에서 유리하다. 그러나 LED 소자로부터 출사되는 광의 출사각이 작기 때문에, LED 소자를 차량용 램프로 사용할 경우에는, LED 소자를 램프의 발광 면적을 증가시키도록 배치할 필요가 있다.
예컨대, 일본 특허 공개 JP-A-2001-297609 공보에 개시된 관련 분야의 램프는, LED 소자로부터 출사된 광을 순차적으로 반사하기 위한 제1 및 제2 반사면을 갖는 실질적으로 원형의 리플렉터를 구비한다. 이러한 램프에 있어서, 제1 반사면에서 반사된 광은 광축에 수직인 반경 방향으로 진행하고, 이와 같이 반사된 광은 제2 반사면에 의해 출사광축과 반대 방향을 향해 반사된 후에, 램프의 전방측으로 투사된다. 이러한 방식으로, LED 소자로부터의 광은 제1 반사면에 의해 반경 방향으로 반사되고, 광이 제2 반사면으로부터 반사되는 면적이 증가하여, 램프의 발광 면적이 전체적으로 증가한다.
또한, 일본 특허 공개 JP-A-2003-59313 공보에 개시된 관련 분야의 램프에 있어서는, 대략 평탄면인 반사면을 갖는 리플렉터가 약간 하향 경사진 상태로 램프의 전방측에 마주하여 배치되고, LED 소자가 반사면의 바로 아래의 위치에 배치되어 있다.
이 램프에 있어서, LED 소자로부터 출사된 광은 프레넬 렌즈에 의해 평행 빔으로 되고, 평행 빔은 리플렉터의 반사면 상에 투사되며, 리플렉터에 의해 반사된 광은 램프의 전방을 향해 투사된다. 이러한 구조에서는, LED 소자로부터 출사된 광을 반사면의 거의 전체 표면적에 투사할 수 있기 때문에, 램프를, 반사면의 면적에 대응하는 넓은 발광 면적을 갖도록 구성할 수 있다.
이러한 방식으로, JP-A-2001-297609 및 JP-A-2003-59313의 관련 분야의 램프는, LED 소자로부터 출사되는 광이 단순히 램프로부터 출사되는 경우에 비교하여, 발광 면적의 증가에 유리하다.
그러나 JP-A-2001-297609에 개시된 관련 분야의 램프에서는, 제1 반사면이 실질적으로 원추 형상으로 형성되어, LED로부터의 광이 평행 빔의 형태로 반경 방향으로 반사되기 때문에, 형성되는 램프의 배광 패턴이 실질적으로 원형의 배광 패턴으로 된다. 이에 따라, 중심에 근접한 영역을 발광면으로서 작용하게 하는 것이 곤란하다는 단점이 있다. 이러한 단점을 고려하여, JP-A-2001-297609에서는, 중심 영역을 조명하기 위한 별도의 LED 소자 또는 제1 및 제2 반사면이 필요하므로, 결과적인 구조가 복잡하다. 또한, JP-A-2001-297609에 개시된 관련 분야의 램프에서 는, 램프의 광 출사면은, 제2 반사면이 존재하는 영역, 즉 제1 반사면에서 반사된 광이 존재하는 광축에 수직인 평면(2차원 평면)으로 제한되기 때문에, JP-A-2001-297609에 개시된 기술을, 예컨대 수평 방향의 배광 범위가 수직 방향의 배광 범위보다 넓고 광 출사면이 3차원 평면으로 수직 방향 및 수평 방향으로 만곡되어 있는 차량용 램프에 적용하기가 곤란하다는 단점이 있다.
다른 한편으로, JP-A-2003-59313에 개시된 관련 분야의 램프에서는, LED 소자로부터 출사된 광이 프레넬 렌즈에 의해 평행 빔으로 형성되지만, 평행 빔에 대하여 경사진 반사면이 광 출사면으로 되기 때문에, LED 소자로부터 먼 부분과 가까운 부분 사이의 광로 길이의 차이가 반사면 위에서의 휘도의 차이에 직접적으로 관여한다. 따라서 광 출사면 상에서 균일한 휘도를 얻기 곤란하다는 단점이 있다. 또한, 리플렉터가 거의 평탄한 반사면을 갖기 때문에, 램프의 광 출사면은 2차원 표면에 근접한 표면으로 제한되므로, 전술한 바와 같이, JP-A-2003-59313에 개시된 램프를 광 출사면이 3차원 형태로 만곡되어 있는 경우에 적용하기 곤란하다는 단점이 있다.
또한, 램프의 램프 하우징 내에 배치된 발광 유닛으로서 도광판을 구비하는 관련 분야의 램프가 제안되어 있다. 이 도광판은 판 형상이며, 그 내면에서 전반사되도록 광이 도입되는 투명 수지로 제조된다. 도광판은 면적이 넓은 표면이 광 출사면으로서 램프의 전방을 향하도록 배치되어 있으며, 복수의 미세 반사 소자가 광 출사면의 이면에 설치되어 있다. 미세 반사 소자는 점각(點刻)으로서 지칭되는 원추 또는 피라미드형의 미세 오목부(recess)를 갖는다. 또한, 광 출사면에 수직 하게 있는 도광판의 단부면이 광 입사면으로 되고, LED 소자 등의 광원이 광 입사면에 대향하여 배치되어 있다. LED 소자로부터 출사된 광이 광 입사면을 통하여 도광판의 내부로 도광되면, 그와 같이 도광된 광은 미세 반사 소자에 의해 반사되어 광 출사면으로부터 출사된다. 이러한 관련 분야의 램프는, 예컨대 일본 특허 공개 JP-A-2000-251508 공보에 개시되어 있다.
JP-A-2000-251508에 개시된 발광 유닛에 있어서는, 도광판이 평평한 직사각형의 판형으로 형성되어 있기 때문에, 도광판의 단부면으로부터 입사되는 LED 소자로부터의 광은 도광판의 내부에서 직진하면서 도광된다. 도광판의 이면에는 전반사 컷(total reflecting cut)이 설치되어 있다. 도광판의 내부에서 도광되는 광은 상기 전반사 컷에 의해 반사되어 도광판의 전방면으로부터 출사되기 때문에, 도광판의 전방면이 광 출사면으로서 구성된다. 또한, JP-A-2000-251508에서는, LED 소자로부터의 광이 직사각형 도광판의 4변의 단부면에서 입사하기 때문에, 광을 도광판의 거의 전체 면적으로 도광할 수 있고, 이로써 광을 거의 균일한 휘도로 전체면으로부터 출사시킬 수 있다.
전술한 것과 유사한 도광판 발광 유닛을 포함하는 관련 분야의 램프에서는, 도광판의 발광 유닛을 램프 하우징 내에 장착하기 곤란하다는 단점(즉, 도광판을 평평한 판형으로 형성하기 곤란하다는 단점)이 있다. 또한, 사용될 수 있는 LED 소자의 수가 제한된다는 다른 단점[즉, JP-A-2000-251508에 개시된 것과 같은 도광판의 특정 단부면으로부터 LED 소자의 광을 도입하기가 곤란하다는 단점]이 있다. 이러한 경우에는, 광을 도광판의 단부면의 일부로부터만 도광판 내로 도입해야 하 며, 이에 따라 도광판의 전체 표면적에 걸쳐 광을 도광하는 것이 곤란하게 된다. 따라서 도광판의 전체 표면을 균일한 휘도로 조명하는 것이 곤란하게 된다.
특히, 램프의 전방측에 배치된 전방 커버가 차량의 차체 구조를 따르도록 곡면으로 형성되어 있는 경우가 많기 때문에, 그러한 램프의 내부에 도광판의 발광 유닛을 장착할 때에는, 도광판을 전방 커버의 만곡에 따라 2차원 또는 3차원으로 만곡시킬 필요가 있다. 또한, 도광판을 직사각형 형상 이외의 형상으로 형성하고자 할 경우에는, LED 소자로부터의 광을 도광판의 하나의 단부면으로부터만 도광판 내로 도광해야 한다는 단점이 있다. 이에 따라, 2차원 또는 3차원으로 만곡된 부분에서의 도광판의 내면에서는 광이 전반사되지 않기 때문에, 도광판의 내부로 도광된 광은, 도광판이 2차원 또는 3차원으로 만곡되어 있는 부분에서 도광판의 외측으로 누출된다. 따라서 보다 앞에 있는 도광판의 영역에 광을 도광할 수 없고, 이들 영역의 광 출사면으로부터 출사되는 광량이 감소한다. 이에 따라, 전체 표면적에 걸쳐 균일한 휘도로 도광판을 조명할 수 없다. 이 때문에, 도광판을 구비하는 관련 분야의 램프에서는 램프를 전방에서 본 때에 균일한 발광 상태를 얻을 수 없으므로, 램프의 조명 효과가 감소한다.
본 발명의 양태는, 발광 면적을 확대할 수 있고 광 출사면을 3차원 평면으로 할 수 있는 램프를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 양태는, 도광판의 전체 표면적에 걸쳐 균일한 광 출사가 가능한 도광판의 발광 유닛을 구비함으로써 외관과 조명 효과가 개선된 램프를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나 이상의 양태에 따르면,
제1 발광 유닛을 포함하는 램프로서,
제1 발광 유닛은 제1 광원, 도광판 및 광학 스텝(optical step)을 구비하고,
도광판은, 제1 광원에 대향하여 설치된 광 입사면과, 광 입사면을 통과한 제1 광원으로부터의 광이 출사되는 만곡된 광 출사면을 갖고,
상기 광학 스텝은 상기 광 입사면에 설치되어 있고, 제1 광원으로부터의 광을 상기 광 출사면의 만곡 방향으로 굴절시키는 것인 램프가 제공된다.
본 발명의 하나 이상의 양태에 따르면,
램프 하우징;
램프 하우징 내에 설치된 복수의 발광 다이오드(LED);
LED에 대향하게 배치되어 상기 LED로부터 출사된 광을 램프의 전방측을 향해 반사하는 메인 리플렉터;
LED와 메인 리플렉터 사이에 개재되어 있고, LED로부터 출사된 광을 메인 리플렉터를 향하여 반사 및 확산시키는 서브 리플렉터;
서브 리플렉터와 평행하게 연장되고, 복수의 LED 중 하나에 각각 대응하며 대응 LED가 탑재되어 있는 복수의 평탄부를 구비하는 LED 소자 조립체로서, 인접하는 평탄부끼리는 적어도 하나의 단차부(step portion)에 의해 함께 결합되는 것인 LED 소자 조립체;
LED가 램프의 전방측에 노출되지 않도록 LED 소자 조립체와 LED를 덮는 센터부를 포함하는 램프가 또한 제공된다.
본 발명에 따르면, 발광 면적을 확대할 수 있고 광 출사면을 3차원 평면으로 할 수 있는 램프를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 도광판의 전체 표면적에 걸쳐 균일한 광 출사가 가능한 도광판의 발광 유닛을 구비함으로써 외관과 조명 효과가 개선된 램프를 제공할 수 있다.
[제1 실시예]
다음으로, 본 발명의 제1 실시예를 설명한다. 도 1 내지 도 3에 있어서, 램프 하우징(1)은 차체의 후방부의 우측에 장착될 수 있는 램프 본체(11)를 구비하고, 이 램프 본체는 그 전방면(전방측)에서 개구되어 있는 용기 형상을 갖는다. 램프 하우징(1)은 전방 개구에 부착되어 있는 투명한 전방 커버(12)를 또한 구비한 다. 전방 커버(12)는, 차량의 차체 형상의 일부를 구성하도록 차체의 라운드 형상을 따라 전방으로 또는 좌우 방향으로 볼록하게 만곡된 형상을 갖는다. 제1 실시예의 램프는 미등(tail lamp) 기능 및 제동등(stop lamp) 기능을 갖는 다기능 램프로서 구성되어 있다. 따라서 램프 하우징(1) 내에는, 야간 주행 시에 점등되는 미등으로 되는 도광판 발광 유닛(2; 제1 발광 유닛)과, 브레이크가 조작된 때에 점등되는 제동등으로 되는 리플렉터 발광 유닛(3; 제2 발광 유닛)이 일체로 합체되어 있다. 또한, 여기서는 좌측 램프의 도시 및 설명을 생략하고 있지만, 좌측 램프가 우측 램프와 횡방향으로 대칭이기 때문에, 이하의 설명에 있어서 "우측"을 "좌측"으로 치환하기만 하면 좌측 램프에 대한 설명이 된다.
도 4는 도광판 발광 유닛(2)과 리플렉터 발광 유닛(3)의 개략적인 구조를 도시하는 제1 실시예의 램프의 일부의 부분 분해 사시도이다. 도광판 발광 유닛(2)은 판형의 도광판(21)과 LED 소자 조립체를 포함한다. 도광판(21)은, 램프의 전방(즉, 차량의 후방)에서 보았을 때, 램프 하우징(1) 내의 좌측 하부 영역으로부터 우측 상부 영역으로 연장함에 따라 점진적으로 감소하는 폭 치수를 가지며, 두께 방향에서 보았을 때 후방으로 점진적으로 휘어지도록 만곡되어 있다. LED 소자 조립체(22; 제1 광원)는, 도광판(21)의 하단면과 대면하도록 도광판(21)의 하단면의 하측에 배치되어 있는 복수의 LED 소자를 구비한다. 또한 도 4에 있어서, 리플렉터 발광 유닛(3)은, 도광판 발광 유닛(2)의 뒤에 배치되어 있고 전방 커버(12)의 전체면과 거의 동일한 영역에 걸쳐 연장되는 메인 리플렉터(31)와, 메인 리플렉터(31)의 전방측의 위치에서 수평 방향으로 신장되도록 설치되어 있는 스템 형 상(stem-shaped)의 32)를 구비한다. 도 4에는 도시하고 있지 않지만, 후술하는 바와 같이, 센터부(32)의 내측에는, 센터부(32)의 길이 방향으로 배치되는 복수의 LED 소자(332)를 구비하는 LED 소자 조립체(33; 제2 광원)와, LED 소자 조립체(33; 예컨대 도 7 참조)에 대향하여 배치된 서브 리플렉터(34)를 포함한다.
도 5는 도광판 발광 유닛(2)의 일부의 확대 사시도이고, 도 6a 및 도 6b는 각각, 도광판 발광 유닛(2)의 개념적 구성을 도시하는 정면도 및 측면도이다.
도광판(21)은 광이 투과하는 투명 재료를 실질적으로 균일한 두께로 가공한 것으로, 전방에서 보았을 때, 도광판(21)의 좌측 하부 영역으로부터 우측 상부 영역을 향하여 폭 치수가 점진적으로 감소하면서 우측으로 완만하게 곡선을 그리는 만곡된 형상으로 형성된다. 또한 두께 방향에서 보았을 때, 도광판(21)은, 전방 커버의 만곡된 내면을 따라 완만한 곡률로 램프의 후방을 향해 휘어지는 만곡된 형상으로 형성된다. 도광판(21)의 전방면은 광이 출사하는 광 출사면(21o)으로 되고, 광 출사면(21o)은 전술한 도광판(21)의 만곡된 구조로 인하여 3차원 방향으로 만곡되어 있는 형상으로 형성된다.
도광판(21)을 통하여 도광되는 광을 반사하도록 도광판(21)의 이면에 다수의 미세 반사 소자(211)가 설치되어 있다. 미세 반사 소자(211)는, 도광판(21)의 이면의 거의 전체 면적에 걸쳐 배치되어 있는 원추형 또는 피라미드형의 미세 리세스, 즉 소위 점각을 포함하고 있다. 또한, 도광판(21)의 좌측 하부 영역의 단부면은 광 입사면(21i)으로서 구성되어 있다. 광이 투과하는 재료로 이루어진 긴 스텝형 판(23)이 광 입사면(21i)의 근처에 배치되어 있고, 복수의 LED 소자(222)가 스 텝형 판(23)의 하측에서 스텝형 판을 따라 배치되어, 스텝형 판(23)을 통하여 광 입사면(21i)에 대면한다. 본 실시예에 있어서, LED 소자(222)는 적색이다. LED 소자(222)는 긴 회로 기판(221)에 간격을 두고 일렬로 탑재된다. 또한, LED 소자(222)는 지지 기판(223) 상에 지지되어, LED 소자 조립체(22)로 형성된다. LED 소자(222)는 칩의 형태로 제공될 수도 있고 별도의 LED 소자로서 제공될 수도 있지만, 각 LED 소자(222)로부터 출사된 광의 광축(Ox)은 수직 방향을 향하고 있다. 즉, LED 소자(222)의 광 출사축은 광 입사면(21i)에 대하여 수직으로 정향된다.
스텝형 판(23)은 투명한 수지에 의해 긴 판부재 형상으로 형성되고, 그 길이 방향 양단에서 LED 소자 조립체(22)의 지지 기판(223)에 일체로 지지되어 있다. 스텝형 판(23)의 하면은, 광이 광 입사면(21i)에 입사될 때에 광의 입사 방향이 변경되도록 각 LED 소자(222)로부터의 광을 굴절시키는 광학 스텝(231)으로 구성된다. 여기서, 광학 스텝(231)은 각각의 LED 소자(222)에 개별적으로 대응하도록 분할되게 형성되고, 광 입사면이 각 LED 소자(222)로부터 출사되는 광의 광축(Ox)에 대하여 상이한 각도로 경사진 쐐기 형상의 스텝으로 구성된다. 또한 제1 실시예에 있어서, 스텝형 판(23)의 두께를 줄이기 위하여, 각 광학 스텝(231)은 프레넬 렌즈로서 형성된다. 따라서 각 LED 소자(222)에 복수의 쐐기 형상 스텝(231a)이 제공된다. 예컨대 본 실시예에 있어서는, 하나의 LED 소자(222)마다 3개의 쐐기 형상 스텝(231a)이 제공된다. 이러한 구조에 의해, 스텝형 판(23)은, 동일하거나 상이하게 경사진 복수의 쐐기 형상 스텝(231a)이 배치되어 있는 톱니형 구조로 형성된다.
즉, 각각의 광학 스텝(231)에 있어서, 광 입사면은, 후술하는 바와 같이 대응 LED 소자로부터 출사되는 광이 광학 스텝(231)에 의해 굴절되는 때에 도광판의 3차원적으로 만곡된 방향을 향하고 있는 각도, 예컨대 전방에서 보았을 때, 도 6a에 도시하는 바와 같이 도광판(21)의 우측 상부 영역을 향하고 있는 각도로 정향되어 있다. 여기서는, 전방에서 보았을 때, 보다 좌측의 LED 소자로부터 출사되는 광의 우측으로의 굴절각이 보다 우측의 LED 소자로부터 출사되는 광의 우측으로의 굴절각보다 크도록, 스텝형 판(23)은 광학 스텝(231)의 각각의 경사각이 우측으로부터 좌측으로 단계적으로 증가하는 톱니형 구조로 형성되어 있다. 도 6a는, 굴절각에 대한 설명을 용이하게 하도록 하나의 광학 스텝(231)이 각 LED 소자(222)와 정렬되어 있는 구조를 나타내고 있는 개념도이다. 그러나 실제로는, 도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 광학 스텝(231)은, 하나의 LED 소자(222) 각각에 복수의 쐐기 형상 스텝(231a)이 있는 프레넬 렌즈로 구성되어 있다.
또한, 도광판(21)은 두께 방향으로 만곡되어 있고, 각 광학 스텝(231)의 두께 방향의 단면 형상은 도 6b에 도시된 바와 같이, 각 LED 소자(222)로부터 출사된 광이 두께 방향으로 도광판(21)의 만곡을 따라 후방 상측을 향하도록 광 입사면이 전방측을 향해 경사져 있는 기대는 단면 형상(lean-to sectional shape)을 갖는다. 여기서, 전방으로 정향된 광 입사면의 경사각은 각각의 광학 스텝(231)에 대하여 거의 동일하다.
도광판 발광 유닛(2)에 있어서는, 각 LED 소자(222)로부터 출사된 광이 수직 상방을 향하여 스텝형 판(23)에 입사하고 있지만, 스텝형 판(23)의 각 광학 스텝에 입사된 광은 각 광학 스텝(231)에 의해 굴절되어 도광판(21)의 광 입사면(21i)으로부터 도광판(21)의 내부로 입사되고, 그와 같이 입사된 광은 도광판(21)의 내부로 상향 도광된다. 광학 스텝(231)은 전술한 바와 같이, 전방에서 보았을 때 톱니형 구조로 형성되고 측면에서 보았을 때 기대는(lean-to) 구조로 형성되어 있기 때문에, 광학 스텝(231)에 의해 굴절된 광은 전방에서 보았을 때 도 6a에 도시된 바와 같이 우측 상방을 향하고, 측면에서 보았을 때 도 6b에 도시된 바와 같이 후방 상향을 향한다. 그 후, 도광판(21)의 내부로 도광된 광은 도광판(21)의 전방면, 후방면 및 좌우 측면에서 내면 반사되면서 우측 상부 영역까지 도광된다. 이와 같이 도광된 광은 도광 도중에 미세한 광 반사 소자(211)에서 반사되며, 이와 같이 반사된 광의 일부가 도광판(21)의 전방을 향해 반사되어 도광판(21)의 전방의 광 출사면(21o)으로부터 램프의 전방을 향해 출사된다.
이에 따라, 도광판(21)의 내부에서 도광되는 광은, 우측 상부 영역을 향해 도광됨에 따라 도광판(21)에 의해 흡수되거나 또는 그와 같이 도광된 광의 일부가 도광판(21)의 전방면, 후방면, 좌우 측면으로부터 누출되기 때문에, 우측 상부 영역까지 도광되는 광량은 통상적으로 저하된다. 그러나 제1 실시예에 있어서는, 광 입사면(21i)으로부터 입사된 광이 도광판(21)의 광 출사면(21o)의 3차원 만곡 방향과 대응하는 방향을 향하기 때문에, 입사각, 즉 도광판의 좌우 측면 뿐 아니라 만곡된 전방면 및 후방면과 같은 내면에서 내부 반사되는 광이 도광판(21) 내로 입사되는 각도가 임계각보다 클 수 있으며, 이로써 광이 도광판(21)의 외측으로 누출되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 도광판(21)의 폭 치수는 우측 상부 영역을 향하여 점진적으로 감소하기 때문에, 광량이 감소하더라도, 우측 상부 영역에서의 도광판(21)의 단위 면적당의 광량(즉, 우측 상부 영역에서의 휘도)은, 도광판(21)의 우측 상부 영역과 좌측 하부 영역 사이의 휘도 차이를 크게 하지 않는 수준으로 유지된다. 또한, 도광판(21)은 광 입사면(21i)으로부터의 거리가 증가함에 따라 두께가 감소하도록 형성될 수도 있다. 이에 따라, 광 출사면(21o)으로부터 출사된 광량은 LED 소자(222)로부터 멀리 떨어진 위치에서도 그다지 감소하지 않게 되어, 균일한 면 발광을 얻을 수 있다. 결과적으로, 도광판의 전체 표면적에 걸쳐 균일한 휘도로 광을 출사할 수 있으므로, 도광판(21)은 전체 표면에 걸쳐 균일하게 조명하는 발광체로서 기능하게 된다.
덧붙여서, 도 6a 및 도 6b에 있어서, 각 LED 소자(222)로부터 출사된 광이 광축 방향(Ox)으로 광 입사면(21i)에 입사하는 경우에, 입사각, 즉 도광판(21)의 만곡된 좌측 내면에 투사되는 광이 입사되는 각도가 크기 때문에, 전반사되지 않는 광량이 증가하며, 이로써 우측 상부 영역까지 도광되는 광량이 현저하게 감소하므로, 우측 상부 영역을 밝게 조명하는 것이 곤란하게 된다.
도 7은 리플렉터 발광 유닛(3)의 개략적인 구성을 도시하는 부분 분해 사시도이다. 도 2 및 도 3을 함께 참조하면, 메인 리플렉터(31)는, 먼저 램프 바디(11)의 전방면을 수직 단면이 반사면 구성으로 되도록 형성한 후에, 이 전방면에 알루미늄 등의 금속의 도금 또는 증착과 같은 표면 처리를 실행하는 방식으로 형성된다. 이 메인 리플렉터(31)는, 그 수평 단면이 전방 커버(12)의 수평 방향으로 만곡된 구조와 대응하는 계단실 구조를 갖도록 배치된 복수의 단위 반사면(311)을 구비한다.
또한 도 10을 참조하면, 각 단위 반사면(311)은, 각각 미세 폭 반사면(311a)을 구성하는 3개의 영역으로 수평 방향으로 분할된다. 각 미세 폭 반사면(311a)의 전방면(즉 반사면)은, 각각 실질적으로 볼록한 구형 구조를 갖고 수직 방향으로 배치되어 있는 반사 스텝(311b)으로 구성된다. 서로 인접하는 미세 폭 반사면(311a)의 각 반사 스텝(311b)은 수직 방향에 대하여 서로 위치 정렬되도록 배치되어 있기 때문에, 메인 리플렉터(31)를 전방에서 보았을 때, 각각의 반사 스텝(311b)은 격자형 배열로 배치되어 있다. 이에 의해, 각각의 단위 반사면(311)은, 투사된 광을 수직 방향에 대하여 실질적으로 평행한 광의 광속(光束)으로 반사하는 반사면으로 구성되지만, 이와 동시에 각각의 단위 반사면(311)은, 투사된 광을 각각의 반사 스텝(311b)에 의해 수직 방향 및 수평 방향으로 확산된 상태에서 반사하는 반사면으로 구성된다. 또한, 복수의 단위 반사면(311)의 방위와 관련해서는, 램프가 장착되는 차량의 중심측에 인접한 램프의 사이드에 배치되는 단위 반사면(311)은 전방 방향을 향하고 있지만, 차량의 외측(본 실시예에서는, 램프의 우측)에 인접한 램프의 사이드에 배치되는 단위 반사면(311)은, 더 우측에 배치되는 단위 반사면(311)이 더 우측을 향하는 방식으로 설정된다. 특히, 전방 커버(12)가 차량의 측방 영역을 향하여 터언하도록 연장되는 경우에, 메인 리플렉터(31)의 단위 반사면(311)은 전방 커버(12)가 터언하는 영역까지 연장되도록 형성된다.
다시 도 7을 참조하면, 메인 리플렉터(31)의 주위에는 의사(dummy) 리플렉터 를 형성하는 연장부(312)가 일체로 연장되도록 설치된다. 도광판 발광 유닛(2)의 도광판(21)의 하단부, LED 소자 조립체(22) 및 스텝형 판(23)은 연장부(312)의 하부 영역에 형성된 슬릿(313)을 통하여 연장부(312) 아래에 배치된다. 이들 부재는 연장부(312)에 의해 가려져 보이지 않기 때문에, 이들 부재가 전방 커버(12)를 통하여 외측에 노출되는 것을 방지한다. 또한, 장식용 판(24; 도 2 참조)에 의해 슬릿(313)이 외측에 노출되는 것도 방지된다. 좌측 램프는 이상에서 설명한 것과 반대 구조를 갖는다.
센터부(32)는, 메인 리플렉터(31)의 각 단위 반사면(311)의 초점 위치(각 단위 반사면의 수직 방향 단면을 구성하는 포물면의 초점 위치) 근처의 위치를 서로 수평 방향으로 연결하는 선을 따라 수평 좌우 방향으로 길게 연장된다. 또한, 램프의 광축(Lx)을 따른 방향의 센터부(32)의 단면은, 센터부(32)가 램프의 이면을 향하여 이면측에서 V형으로 개구되는 구조로 형성되어 있으며, 센터부(32)는, 센터부(32)의 연장 방향으로 양단 부분에서 연장부(312)의 좌우측 벽에 고정된다. 이러한 방식으로 센터부(32)를 고정하기 위하여, 도면에 도시하지 않은 로킹 구조 또는 나사 등을 채용하는 고정 구조가 채용된다. 이에 따라, 센터부(32)는 메인 리플렉터(31)에 대하여 정렬되는데, 즉 센터부(32)는 단위 반사면(311)의 초점 위치에 실질적으로 근접한 위치에 위치되어 있다.
센터부(32)의 전방면(321)은 수직 방향으로 약간 오목한 단면 구조를 가지며, 메인 리플렉터(31)와 유사하게, 전방면(321)에 광을 반사하기 위한 표면 처리가 실행된다. 한편, 센터부(32)의 V형 내부의 이면측에는, 상기 메인 리플렉 터(31)의 각 단위 반사면(311)의 수평 방향 배열 간격과 동일한 간격으로, 또한 각 단위 반사면(311)의 전방면으로부터 동일 간격을 두고 대향하도록, 복수의 평탄부(331a)가 대응 단차부(331b)를 통하여 연결되는 계단실 형태로 돌출하는 방식으로 수평 방향으로 긴 회로 기판(331)이 배치되어 있다. 회로 기판(331)은 센터부(32)에 일체로 지지된다. 여기서, 회로 기판(331)은 접합에 의해 또는 나사를 이용하여 길이 방향으로 복수의 위치에서 센터부(32)에 고정 지지된다. 회로 기판(331)의 복수의 평탄부(331a) 각각에는, 광 출사 방향이 이면측을 향하여 정향된 상태로 하나의 발광 LED 소자(332)가 탑재되어 있다. LED 소자(332)는 LED 소자 조립체(33; 제2 광원)를 구성한다. 이들 LED 소자(332)는 칩의 형태로 제공될 수도 있고 개별 LED 소자로서 제공될 수도 있으며, LED 소자(332)의 수는 도광판 발광 유닛(2)의 LED 소자(222)의 수보다 크며, 이로써 LED 소자 조립체(33)는 전체적으로 고광도로 조명하는 광원으로서 구성된다. 그러나 대안으로, 복수의 평탄부(331a) 각각에 복수의 LED 소자(222)를 탑재할 수도 있다.
LED 소자 조립체(33)의 이면측에 있고 개별 LED 소자(332)로부터 출사된 광이 투사되는 위치에서 센터부(32)를 따라 수평 방향으로 연장되는 서브 리플렉터(34)가 설치되어 있으며, 이 서브 리플렉터는 나사 등을 이용하여 그 길이 방향으로 복수의 위치에서 회로 기판(331)에 지지되어 있다. 서브 리플렉터(34)는 각 LED 소자(332)와의 사이에 균등한 공간을 확보하도록 계단 형태로 절곡되어 수평 방향으로 폭이 좁은 스템 형태의 구조로 형성된다. 광축 방향으로 각 LED 소자(332)에 대향하는 위치에 보조 반사면(341)이 형성되어 있다. 보조 반사면(341) 은 각각 LED 소자(332)로부터 출사되는 광을 반사하도록 수평 방향으로 쓰러진 V형 단면을 구비하며, 각각의 전방면은 광 반사면으로 되도록 표면 처리된다. 이들 보조 반사면(341)은, 수직 방향에 대하여 비교적 큰 각도로 각 LED 소자(332)로부터 출사된 광을 반사하며, 이와 같이 출사된 광은 그 후방에 존재하는 메인 리플렉터(31)의 상부 및 하부 영역에 투사된다. 즉, 보조 반사면(341)은 램프의 광축(Lx) 근방의 영역을 제외하고는 메인 리플렉터(31)의 각 단위 반사면(311)을 향하여 광을 반사하는데, 달리 말하면 광의 광속의 폭이 연장되도록 광을 확산시킨다.
보조 반사면(341)은 각각 수직 방향의 상부 및 하부 이면측을 향하는 방향으로 경사지고 약간 돌출하는 곡면을 갖도록 형성되기 때문에, 각 LED 소자(332)로부터 출사된 광은 수직 방향으로 확산되면서 반사된다. 이에 따라, LED 소자(332)로부터 출사된 광은 본래 약간 확산되면서 반사되기 때문에, 보조 반사면(341)이 평탄면으로 형성되더라도, 보조 반사면(341)에 의해 반사된 광은 확산광으로 될 수 있다. 또한, 서브 리플렉터(34)는 센터부(32) 상에 직접 지지될 수도 있다. 이러한 구조를 채용함으로써, 본 실시예의 회로 기판(331)과 회로 기판에 탑재되는 LED 소자(332) 뿐 아니라 서브 리플렉터(34)는 센터부(32)에 의해 가려지게 덮여 있어서 회로 기판(331), LED 소자(332) 및 서브 리플렉터(34)를 램프의 전방에서 보려고 할 때에 외부에 노출되거나 외부에서 보이지 않게 된다.
리플렉터 발광 유닛(3)의 수평 방향 및 수직 방향 광로가 각각 도 8a 및 도 8b에 도시되어 있다. 각 LED 소자(332)로부터 램프의 이면측을 향하여 출사되는 광은 서브 리플렉터(34)의 각 보조 반사면(341)에서 반사된다. 그러나 이와 같이 하면, 서브 리플렉터(34)의 전방면이 상하 방향으로 경사져 있기 때문에, 광은 비교적 큰 각도로 수직 방향으로 펼쳐지게 반사된다. 다른 한편으로, 수평 방향과 관련해서, 광은 출사되는 방향으로 반사된다.
서브 리플렉터(34)에 의해 반사된 광은 메인 리플렉터(31)에 투사되고, 여기서 광은 전방 방향으로 반사되어, 미등의 전방에, 즉 전방 커버(12)를 통하여 차량의 후방으로 출사된다. 이에 따라, 개별 LED 소자(332)로부터 출사되고 서브 리플렉터(34)에서 반사된 광은 메인 리플렉터(31)에 있어서 각 LED 소자(332)의 대응하는 단위 반사면(311)에 투사되어 개별 단위 반사면(311)에서 반사된다. 이와 같이 하면, 단위 반사면(311)을 구성하는 미세 폭의 반사면(311a)의 수직 단면이 각각 포물면 형상을 갖기 때문에, 개별 단위 반사면(311)에서 반사된 광은, 거의 평행하고 일반적으로 램프의 전방을 향하는 광의 광속을 형성한다. 그 결과, 미세 폭의 반사면(311a)은 각각 다수의 반사 스텝(311b)으로 형성되기 때문에, 형성된 광의 광속은 수평 방향 및 수직 방향으로 약간 다르게 확산된다. 이와 같이 하면, 특히 수직 방향과 관련하여, LED 소자(332)로부터 출사된 광은 메인 리플렉터(31)의 램프 광축(Lx) 근방의 영역을 제외한 메인 리플렉터(31)의 영역에 투사되기 때문에, 그와 같이 투사된 모든 광은 단위 반사면(311)에서 반사되어 램프의 전방을 향하여 출사되도록 되어 있다. 이 때문에, LED 소자(332)로부터의 광이 램프의 광축(Lx) 근방에 있는 메인 리플렉터(31)의 영역에 투사되고, 거기서 반사된 광이 서브 리플렉터(34) 또는 센터부(32)에 의해 차단되어, 광이 램프의 전방을 향하는 방향으로 출사되지 않아 광 활용 효율이 감소하는 상황은 발생하지 않는다. 램프의 전방에서 보았을 때, 램프는 메인 리플렉터(31)와 센터부(32)의 조합에 의해 생기는 영역이 발광하는 점등 상태로 된다.
단위 반사면(311)은 각각 수직 단면이 포물면 형상이기 때문에, 개별 단위 반사면(311)에 의해 반사된 광의 대부분은 램프의 전방 방향을 향하는 대략 평행 광의 광속을 구성하도록 되어 있다. 수평 방향에 있어서, 단위 반사면(311)은 수평 단면이 직선형이기 때문에, LED 소자(332)로부터 출사된 광은, LED 소자(332)로부터 출사된 광의 광속 그대로 반사되고, 반사 후에도 동일한 형태를 유지한다. 이러한 반사가 일어남에 따라, 각각의 미세 폭의 반사면(311a)은, 각각 볼록면 형태를 갖는 다수의 반사 스텝(311b)으로 구성되어 있기 때문에, 광은 반사되면서 확산된다. 그 결과, 메인 리플렉터(31)의 하나의 단위 반사면(311)이 하나의 LED 소자(332)에 의해 조명되는 조명 형태가 생기고, 또한 메인 리플렉터의 램프의 광축(Lx)의 근방에 생기는 어두운 부분을 제외하고는, 메인 리플렉터(31)의 전체면에 걸쳐 균일한 조명을 구현할 수 있다.
또한 이러한 방식으로, LED 소자(332)로부터 출사된 광을 서브 리플렉터(34)에 의해 수직 방향으로 분할되는 상태로 반사하고, 이와 같이 반사된 광을 메인 리플렉터(31)에 투사함으로써, LED 소자(332)와 메인 리플렉터(31) 사이의 공간 치수가 작은 경우라도 메인 리플렉터(31)의 넓은 영역에 걸쳐 광을 투사할 수 있다. 이 때문에, 램프의 광축(Lx)을 따른 리플렉터 발광 유닛(3)의 치수를 줄일 수 있는데, 이는 미등의 두께를 얇게 하는 데에 유리하게 된다. 특히, 제1 실시예에서 설 명한 도광판 발광 유닛(2)이 합체된 미등의 경우에도, 램프의 광축 방향을 따른 치수가 감소하여, 램프의 두께를 줄일 수 있다.
또한, LED 소자(332)가 탑재되어 있는 복수의 평탄부(331a)를 대응 단차부(331b)를 통하여 연결함으로써 회로 기판(331)이 수평 좌우 방향으로 연장되기 때문에, LED 소자(332)를 광축 방향이 램프의 광축(Lx)을 향하는 상태로 개별 평탄부(331a)에 탑재할 수 있다. 또한, 단차부(331b)를 필요에 따라 설계함으로써, 복수의 LED 소자(332)는, 메인 리플렉터(31)의 수평 방향으로 만곡된 구조를 따라, 즉 개별 단위 반사면(311)의 초점 위치를 따라 3차원 평면 상에 위치 결정될 수 있다. 이 때문에, 각각의 LED 소자(332)에 있어서, 수직 방향의 배광 특성을 유지하면서 회로 기판(331)의 수평 방향 길이 영역에 걸쳐 넓게 연장되고 휘도가 균일한 조명이 가능하다. 이에 따라, 리플렉터 발광 유닛(3)은 특히, 광 출사면이 차량의 차체 형상과 대응하는 3차원 평면으로 되는 램프에 적용될 수 있다.
다른 한편으로, 각각의 단위 반사면(311)에 있어서, LED 소자(332)의 조명 광축(Ox)을 포함하는 서브 리플렉터(34)에 대향하는 영역에는 각 LED 소자(332)로부터의 광이 투사되지 않는 영역이 존재한다. 이 영역에 메인 리플렉터(31)로부터의 반사광이 존재하지 않으므로, 미등을 전방에서 보았을 때, 그 부분은 어두운 부분으로 된다. 그러나 이 영역은 원래 램프의 조명에 기여하지 않는 영역이기 때문에, 광의 활용 효율을 개선하는 데에 유리하게 된다.
또한, 수직 방향 양단부, 즉 각 단위 반사면(311)의 상부 영역 및 하부 영역에서 반사된 광의 일부는 반사 스텝(311b)에서의 확산 반사에 의해 대략 상방 또는 하방으로 반사되고, 이와 같이 반사된 광은 센터부(32)의 전방면(321)에 투사된다. 센터부의 전방면(321)은 오목하거나 볼록한 표면 형상을 갖는 반사면으로 형성되기 때문에, 광은 전방면(321)에서 반사되어 램프의 전방을 향하게 된다. 그 결과, 램프를 전방에서 보았을 때, 개별 단위 반사면(311)에서 반사된 반사광과 센터부(32)의 전방면(321)에서 반사된 반사광은 서로 일체로 되어 전방 커버(12)를 통하여 램프의 전방으로 출사된다. 램프의 전방에서 보았을 때, 램프는 메인 리플렉터(31)와 센터부(32)의 조합에 의해 생기는 영역이 발광하는 점등 상태로 된다. 이에 의해, 메인 리플렉터(31)의 광축 근방에 있고 서브 리플렉터(34)에서 반사된 반사광이 투사되지 않는 어두운 영역은 센터부(32)에서 반사된 반사광에 의해 조명되며, 이로써 어두운 부분이 생길 가능성이 없어지다. 결과적으로, 메인 리플렉터(31)의 전체면을 광 출사면으로서 이용함으로써 큰 발광 영역에 걸쳐 연장되고, 메인 리플렉터(31)의 전체면에 걸쳐 휘도가 균일하며, 센터부가 없으면 생길 수 있는 어두운 영역을 제거하는데 사용될 수 있는 센터부(32)로부터의 반사에 의해 어두운 영역이 없는 균일한 휘도의 조명을 구현할 수 있다.
도광판 발광 유닛(2)과 리플렉터 발광 유닛(3)을 구비하는 제1 실시예의 램프에 있어서, 차량의 야간 주행 중에, 제1 광원으로서 기능하는 LED 소자(222)가 발광한다. LED 소자(332)로부터 출사된 광은 스텝형 판(23)의 광학 스텝(231)에서 굴절되고, 도광판(21)의 하단면인 광 입사면(21i)으로부터 도광판(21) 내로 입사된 후, 그 내부에서 도광된다. 또한, 그와 같이 도광된 광은 미세 반사 소자(211)에서 도광판(21)의 광 출사면(21o)으로부터 출사된다. 이에 따라, 광학 스텝(231)에 의해 굴절되고 도광판(21)의 내부에서 도광되는 광은 전술한 바와 같이, 도광판(21)의 광 출사면(21o)의 3차원 만곡 구조와 대응하는 방향을 향하기 때문에, 도광판(21) 내에서의 내부 반사는 도광판(21)의 측면 및 이면 모두로부터 광이 누출되는 것을 양호하게 감소시킨다. 이로 인하여, 도광판(21) 내에서의 도광 효율이 개선되고, 도광판의 굴곡된 우측 상부 영역의 광 출사면(21o)으로부터의 광 출사 효율도 개선된다.
또한, 도광판(21)의 광 출사면(21o)은 폭 치수가 우측 상부 영역을 향하여 점진적으로 작아지는 구조를 갖기 때문에, 우측 상부 영역의 표면적은 좌측 하부 영역의 표면적보다 작게 되므로, 도광판(21)의 내부에서 광을 도광할 때에 광의 감쇠가 발생하더라도, 단위 면적당의 광 출사 효율을 거의 동일하게 할 수 있으며, 이에 따라 광은 도광판(21)의 전체면에 걸쳐 거의 동일한 휘도로 출사된다. 또한, 도광판(21)의 미세 반사 소자(211)에 의해 반사되지 않은 광과 도광판(21)의 내면에서 반사되지 않은 광은 전후 표면 뿐 아니라 좌우 측면으로부터 출사되어 램프 내의 도광판(21)으로부터 수직 방향 및 수평 방향으로 확산되는 광으로 되며, 이로써 램프를 좌우 측면 또는 상하 측면에서 보았을 때, 도광판(21)이 조명되는 것으로 보인다. 이로 인하여, 도광판(21)의 전체면에 걸쳐 거의 균일한 휘도로 조명되어, 램프는 우수한 디자인의 조명 형태로 점등한다.
다른 한편으로, 차량의 브레이크가 작용하는 때에, 제2 광원으로서 기능하는 LED 소자(332)가 발광한다. 개별 LED 소자(332)로부터 출사된 광은 서브 리플렉터(34)의 보조 반사면(341)에서 수직 방향으로 큰 각도로 확산되며, 광이 원래 출 사되는 방향으로 수평 방향으로 반사된다. 이러한 반사에 의해, 개별 LED 소자(332)로부터의 광은 미세 폭의 반사면(331a)에 투사된 후에, 개별적으로 반사된다. 대부분의 광은 램프의 전방을 향하는 방향으로 반사된 후에, 전방 커버(12)를 통하여 램프의 전방을 향하는 방향으로 출사된다. 이에 따라, 램프를 전방에서 보았을 때 도광판(21)이 겹쳐진 영역에서, 리플렉터(31)로부터의 광은 두께 방향으로 도광판(21)을 통과한 후에, 전방 커버(12)로부터 출사된다. 또한, 메인 리플렉터(31)의 상부 영역과 하부 영역에서 반사된 광은 센터부를 향하여 유도된 후에, 센터부(32)의 전방면에서 반사된다. 그 후, 이와 같이 반사된 광은 램프의 전방을 향해 유도된 후에, 전방 커버(12)를 통하여 출사된다. 이에 의해, 메인 리플렉터(31)로부터 출사된 광과 센터부(32)로부터 출사된 광은 함께 조합되어 전방 커버(12)로부터 출사되며, 램프를 전방에서 보았을 때, 이들 영역이 전체적으로 밝게 조명하는 상태가 되며, 이로써 리플렉터 발광 유닛(3)은 도광판 발광 유닛(2)보다 고광도로 발광하는 제동등으로서 점등된다.
또한, 제1 실시예의 램프에 있어서, 램프가 미등으로서 기능하도록 점등되는 경우에는, 램프가 도광판(21)의 전체면을 조명하는 상태로 발광하고, 이와 달리, 램프가 제동등으로서 기능하도록 점등되는 경우에는, 램프가 메인 리플렉터(31)와 센터부(32)를 조명하는 상태로 발광한다. 이러한 구성에 의해, 조명 시에 있어서 램프의 조명 패턴은 미등 기능과 제동등 기능 사이에서 변경되며, 후속 차량은 상이한 조명 패턴을 통하여 미등 기능과 제동등 기능의 조명을 용이하게 인식할 수 있다. 이에 더하여, 램프가 미등으로서 기능하도록 점등되는 때에는 도광판(21)에 의해 조명이 구현되기 때문에, 램프는 소프트한 광을 출사하는 방식으로 점등되므로, 후속 차량이 현혹되는 상황은 발생하지 않는다. 램프가 제동등으로서 기능하도록 점등되는 때에 다수의 LED 소자(332)를 광원으로서 채용하는 메인 리플렉터(31)에 의해 발광이 구현되기 때문에, 램프는 고광도의 광을 출사하도록 점등되므로, 후속 차량에 브레이크가 작용하고 있다는 표시를 확실하게 부여할 수 있다.
또한 제1 실시예에 있어서, 센터부(32)의 단면 형상은 측방향으로 개구되는 V 형상으로 되고, 전방면(321)은 오목면으로서 형성된다. 이에 따라 전방면(321)에서 반사된 광은 램프의 광축(Lx)을 따라 출사된다. 그러나 전방면(321)에서 광을 반사시킬 때에, 불균일한 패턴(즉, 직선형의 밝은 패턴 또는 어두운 패턴)이 전방면(321)의 정점에서 발생할 수도 있다. 이 경우에, 센터부(32)의 단면 형상이 반원 형상 또는 반타원 형상과 같은 만곡된 형상으로 형성되면, 센터부(32)의 전방측에서 반사광의 확산 방향은 넓은 범위에서 실질적으로 균일하게 되므로, 그러한 불균일한 패턴은 생기지 않는다.
또한, 센터부(32)를 반드시 메인 리플렉터(31)의 수직 방향에 대하여 중앙 위치에 배치해야 하는 것은 아니다. 센터부(32)가 중앙으로부터 치우친 위치에 배치되어 있더라도, LED 소자(332)로부터 출사된 광이 서브 리플렉터(34)에서 반사되어 메인 리플렉터(31)를 향하여 투사되고 광이 메인 리플렉터(31)에 의해 램프의 전방측을 향해 반사 및 투사되도록 램프를 구성하면, 본 발명을 그러한 램프에 적용할 수 있다.
또한, 도시는 생략하고 있지만, 메인 리플렉터의 미세 폭의 반사면(311a)의 반사 스텝(311b)의 구조는 제1 실시예에서 구현되어 있는 볼록 구면으로 한정되지 않으므로, 수직 단면이 볼록하거나 돌출된 구조를 갖는 반원통형의 반사 스텝을 채용할 수도 있다.
[제2 실시예]
제1 실시예에 있어서는, 도광판의 광 출사면이, 미등을 전방에서 보았을 때 바닥 좌측 영역으로부터 상부 우측 및 후방 영역까지 곡선 형태로 만곡된 구조를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명은 광학 스텝의 구조가 도광판의 다른 전방면 구조와 대응하도록 변경된 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 예컨대, 도 9a에 도시된 제2 실시예에 따른 도광판(21A)은, 도광판(21A)이 수평 방향으로 거의 대칭이고 도광판(21A)의 폭 치수가 하부로부터 상부를 향하여 점진적으로 감소하는 식으로 3차원 방향으로 만곡되는 구조를 갖는다. 도광판(21A)의 경우에, 스텝형 판(23A)의 중앙부의 광학 스텝은, LED 소자로부터의 광이 수직 상향을 향하는 식으로 굴절되지 않는 구조를 갖는 반면에, 그 좌측 및 우측에 있는 광학 스텝은, 대응 LED 소자(222)로부터의 광이 도광판(21A)의 중앙을 향하여 점진적으로 경사지는 식으로 굴절되는 구조를 갖는다.
[제3 실시예]
대안으로, 도 9b에 도시된 제3 실시예에 있어서, 도광판(21B)은, 실질적으로 동일한 폭방향 치수로 경사지게 연장되도록 3차원 방향으로 만곡되는 구조를 갖는 것으로 형성된다. 도광판(21B)의 경우에, 스텝형 판(23B)의 개별 광학 스텝은 광이 동일 방향으로 굴절되도록 동일한 구조로 형성된다. 제3 실시예의 경우에는, 광학 스텝을 톱니 형상 구조로 형성할 필요가 없기 때문에, 스텝형 판(23B)은 간단한 테이퍼형 판으로서 구성된다.
[제4 실시예]
제1 내지 제3 실시예에서는, 광학 스텝이 스텝형 판으로 형성되고 도광판과 별개의 부재로서 구성되어 있지만, 도 9c에 도시된 제4 실시예에 있어서는, 도광판(21)의 광 입사면에 일체로 광학 스텝(231)을 형성할 수도 있다. 이러한 구성을 채택함으로써, 스텝형 판을 설치할 필요가 없으며, 이는 구성 요소의 수를 줄이는데 유리하다. 대안으로, 제1 내지 제3 실시예에서와 같이 도광판(21)과 별도로 형성되는 스텝형 판을 도광판의 광 입사면에 결합하거나 접합할 수도 있으며, 이는 구조를 단순화하는 데에 유리하다.
본 발명의 도광판 발광 유닛의 도광판은 제1 내지 제4 실시예에서 예시된 구조를 갖는 것으로 한정되지 않는다. 본 발명은, 곡선 또는 직선으로 굴곡되는 식으로 측면 가장자리가 형성되어 있거나, 또는 두께 방향으로 곡선으로 굴곡되어 있고, 광원 유닛으로부터의 광이 일 단부면으로부터 도광판의 내부로 입사되어 도광판을 통해 도광되는 도광판을 구비하는 발광 유닛에도 동일하게 적용될 수도 있다. 또한 도시하고 있지는 않지만, 도광판이 3차원으로 만곡되어 있는 경우, 또한 도광판이 전방 커버의 3차원 만곡에 대응하도록 두께 방향으로 비틀리게 만곡되어 있는 경우에는, 광학 스텝에서의 광굴절 방향이 도광판의 만곡된 구조와 대응하는 구조를 개별 LED 소자에 대응하는 광학 스텝에 채용할 수도 있다.
본 발명의 하나 이상의 예시적인 양태에 따르면, 도광판 발광 유닛을 포함하 는 램프로서,
상기 도광판 발광 유닛은 제1 광원, 도광판 및 광학 스텝(optical step)을 구비하고,
상기 도광판은, 제1 광원에 대향하도록 설치된 광 입사면과, 광 입사면으로부터 입사되고 도광판을 통과한 광이 출사하는 만곡된 광 출사면을 갖고,
상기 광학 스텝은 상기 광 입사면에 설치되어 있고, 입사광을 광 출사면의 만곡 방향으로 굴절시키는 것인 램프를 제공한다.
예시적인 양태에 따르면, LED로부터 발광된 광은 서브 리플렉터에 의해 확산 및 반사된 후에, 메인 리플렉터에 의해 반사되어 램프의 전방을 향하여 출사되기 때문에, 메인 리플렉터의 실질적인 반사 면적을 증가시킬 수 있고, 이로써 넓은 발광 면적을 갖는 램프를 제공할 수 있다. 또한, LED가 탑재되어 있는 기판은 단차부와 복수의 평탄부를 연결함으로써 연장되기 때문에, 기판의 연장 방향으로 발광 면적이 연장될 수 있으며, 광 출사면을 3차원 평면으로 형성할 수 있으므로, 본 발명을 광 출사면이 만곡되어 있는 램프에도 적용할 수 있다. 또한, 의장부(센터부)는 램프의 전방에 노출되지 않도록 기판과 LED를 덮고 있고, 또한 의장부는 메인 리플렉터의 반사면을 구성하지 않는 영역을 덮기 때문에, 램프의 미적 외관이 개선된다.
또한, 서브 리플렉터를 채용하여 LED로부터 출사된 광을 넓은 폭으로 확산시키면서 의장부의 연장 방향에 수직한 방향으로 반사할 수도 있고, 메인 리플렉터는 램프 하우징의 전방 커버의 만곡된 구조를 따르도록 계단식으로 배치된 복수의 단 위 반사면을 포함할 수도 있다. 이 경우에, 의장부의 연장 방향(기판의 연장 방향 또는 LED의 배치 방향과 동일)에 수직한 방향으로의 배광 면적이 확대된다. 또한, 램프가 (수평 방향으로 크게 만곡되는 전방 커버와 같은) 램프의 측부에 도달하기 까지 연장되더라도, 메인 리플렉터의 반사면이 그와 같이 만곡된 영역에 설치될 수 있고, 램프는 그와 같이 만곡된 영역을 포함하여 균일하게 광을 출사할 수 있다.
또한, 의장부는 그 전방측에 반사면을 포함할 수도 있고, 메인 리플렉터는 반사광의 일부를 의장부의 반사면을 향하여 반사하는 반사 스텝을 포함할 수도 있다. 메인 리플렉터에 의해 반사된 광의 일부는 의장부의 전면에서 반사되기 때문에, 메인 리플렉터와 의장부 양자가 광 출사면으로서 기능하는 램프를 얻을 수 있으므로, 어두운 부분이 발생하지 않고, 넓은 면적에 걸쳐 광을 발광할 수 있다.
또한, 본 발명의 예시적인 양태에 따르면, 기판은 의장부에 지지되도록 될 수도 있고, 서브 리플렉터는 기판 또는 의장부에 지지될 수도 있으며, 의장부는 연장 방향으로 단부에 고정부를 구비할 수도 있고, 의장부의 고정부는 메인 리플렉터에 대하여 위치 결정되도록 램프의 고정부에 지지될 수도 있다.
램프의 고정부는 메인 리플렉터로 제한되지 않고, 의장부가 메인 리플렉터에 대하여 고정 지지되는 한은, 고정부는 메인 리플렉터와 일체로 형성된 램프 바디 또는 더미 리플렉터(연장부 등)일 수도 있다.
기판과 서브 리플렉터가 의장부에 직접적으로 또는 간접적으로 고정되어 있고, 의장부는 메인 리플렉터에 대하여 위치 결정된 상태로 지지되어 있기 때문에, 기판과 서브 리플렉터에 탑재된 LED가 메인 리플렉터에 대하여 위치 결정되어, 설 계한 바와 같은 배광 패턴을 갖는 램프를 얻을 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 추가의 예시적인 양태에 따르면,
램프 하우징;
램프 하우징 내에 설치된 복수의 LED;
각 LED로부터 출사된 광을 램프의 전방측을 향해 반사하도록 LED에 대향하여 배치된 메인 리플렉터;
LED와 메인 리플렉터 사이에 개재되어 LED로부터 출사된 광을 확산시키면서 메인 리플렉터를 향하여 반사하는 서브 리플렉터;
LED를 따라 연장되고 복수의 평탄부를 갖는 기판;
램프의 전방측에 노출되지 않도록 기판과 LED를 덮는 의장부를 포함하는 램프로서,
상기 평탄부는 적어도 하나의 단차부를 통하여 서로 연결되어 있고,
LED 중 적어도 하나는 평탄부에 탑재되어 있으며,
의장부는 기판의 연장 방향으로 연장되는 것인 램프가 제공된다.
여기서, 광 출사면의 만곡된 형상은, 광 출사면이 수평 방향과 수직 방향 중 적어도 하나의 방향에 대하여 평탄한 형상이 아니고 만곡된 형상이라는 것을 나타내는 것이다.
본 발명의 추가의 예시적인 양태에 따르면, 제1 광원에서 출사된 광이 광 입사면에서 도입되면, 광은 광학 스텝에 의해 광 출사면의 만곡 방향을 향해 굴절된다. 이와 같이 굴절된 광은 도광판을 통하여 도광되기 때문에, 도광판으로부터 광 이 누출되는 것을 억제할 수 있고, 광 입사면으로부터 멀리 있는 영역까지 광을 효율적으로 도광할 수 있다. 이에 따라, 광 출사면의 전체 표면적에 걸쳐 균일한 발광이 가능하게 된다. 따라서 균일한 휘도의 광 출사면이 얻어지고, 조명 효과 및 외관이 개선된 램프가 얻어진다.
또한 도광판의 광 출사면의 폭 치수는 광 입사면으로부터 멀어질수록 점진적으로 작아질 수도 있다. 따라서 도광판의 내부에서 도광됨에 따라 광의 광도가 감쇠되는 경우에도, 단위 면적당 광 출사면의 휘도를 균일하게 할 수 있다.
또한, 제1 광원은 광 입사면을 따라 배치되어 있는 복수의 LED 소자일 수도 있고, 광학 스텝은 복수의 광굴절 부재일 수도 있으며, 광굴절 부재의 수는 LED 소자의 수와 동일할 수도 있다. 여기서, 광학 스텝은 서로 동일한 형상일 수도 있고 상이한 형상일 수도 있다. 또한, 광학 스텝은 도광판과 일체로 형성될 수도 있고 별체로 형성될 수도 있다. 이 경우에, 제1 광원이 복수의 LED 소자를 구비하고 있는 경우에도, 각 LED 소자로부터의 광을 광 출사면의 만곡 방향을 향해 도광할 수 있으므로, 도광 효율 및 발광 효율을 개선하여 밝게 빛나는 발광면을 얻을 수 있다.
또한, 램프는 램프 하우징을 더 포함할 수도 있고, 램프 하우징은 램프 바디; 램프 바디의 전방측에 부착된 만곡된 전방 커버를 구비하고, 제1 발광 유닛은 상기 램프 하우징 내에 장착되어 있고, 상기 도광판의 광 출사면은 전방 커버를 따라 만곡되어 있다. 도광판의 광 출사면이 램프의 전방 커버를 따라 만곡되도록 설계되어 있는 경우라도, 도광판의 광 출사면은 균일한 휘도로 조명될 수 있으므로, 램프의 조명 효과 및 외관이 개선된다.
또한, 램프는 램프 하우징 내에 장착된 제2 발광 유닛을 더 포함할 수도 있고, 제2 발광 유닛은 제2 광원; 전방 커버에 대향하도록 특정 영역을 따라 연장되게 배치되고 제2 광원으로부터 출사된 광을 램프의 전방측을 향해 반사하도록 되어 있는 리플렉터를 구비하고, 상기 도광판은, 램프의 전방에서 보았을 때 리플렉터의 전방측의 위치에서 리플렉터와 부분적으로 중첩되도록 배치되어 있다.
리플렉터 발광 유닛과 도광판 발광 유닛을 선택적으로 점등함으로써, 하나의 램프를 상이한 발광 형태로 점등할 수 있으므로, 하나의 램프를 상이한 기능을 갖는 램프로서 사용할 수 있으며, 램프의 의장을 개선할 수 있다.
본 발명을 특정의 실시예를 참고로 하여 도시 및 설명하고 있지만, 당업자는 첨부의 청구범위에 의해 한정되는 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서, 개요 및 상세의 다양한 변경이 있을 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 램프의 정면도이고,
도 2는 도 1의 선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 취한 수직 단면도이고,
도 3은 도 1의 선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 취한 수평 단면도이고,
도 4는 도 1의 램프의 개략적인 구조를 나타내는 분해 사시도이고,
도 5는 도 1의 램프의 도광판 발광 유닛의 확대 사시도이고,
도 6a 및 도 6b는 각각 도 5의 도광판 발광 유닛의 정면도 및 측면도이고,
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 리플렉터 발광 유닛의 부분 분해 확대 사시도이고,
도 8a 및 도 8b는 리플렉터 발광 유닛의 반사 광로를 나타내는 도면이고,
도 9a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 리플렉터 발광 유닛의 정면도이고,
도 9b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 리플렉터 발광 유닛의 정면도이고,
도 9c는 본 발명의 제5 실시예에 따른 리플렉터 발광 유닛의 정면도이고,
도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 리플렉터 발광 유닛을 도시하는 사시도이다.

Claims (12)

  1. 램프 하우징;
    상기 램프 하우징 내에 설치된 복수의 발광 다이오드(LED);
    상기 LED에 대향하게 배치되어 상기 LED로부터 출사된 광을 램프의 전방측을 향해 반사하는 메인 리플렉터;
    상기 LED와 메인 리플렉터 사이에 개재되어 있고, LED로부터 출사된 광을 메인 리플렉터를 향하여 반사 및 확산시키는 서브 리플렉터;
    상기 서브 리플렉터와 평행하게 연장되고, 복수의 LED 중 하나에 각각 대응하며 대응 LED가 탑재되어 있는 복수의 평탄부를 구비하는 LED 소자 조립체로서, 인접하는 평탄부끼리는 적어도 하나의 단차부(step portion)에 의해 함께 결합되는 것인 LED 소자 조립체;
    상기 LED가 램프의 전방측에 노출되지 않도록 LED 소자 조립체와 LED를 덮는 센터부
    를 포함하는 램프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서브 리플렉터는 LED로부터 출사된 광을 센터부의 연장 방향에 수직한 방향으로 반사 및 확산시키고,
    상기 램프 하우징은 전방 커버를 구비하며,
    상기 메인 리플렉터는, 램프 하우징의 전방 커버의 윤곽을 따르도록 계단형으로 배치되어 있는 복수의 단위 반사면을 구비하는 것인 램프.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센터부는 그 전방측에 반사면을 구비하고,
    상기 메인 리플렉터는, 배열식(array)으로 배치되어 광의 일부를 램프의 전방을 향해 반사하는 복수의 반사 스텝(step)을 구비하는 것인 램프.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 LED 소자 조립체는 센터부에 지지되어 있고,
    상기 서브 리플렉터는 LED 소자 조립체 또는 센터부에 지지되어 있고,
    상기 센터부는 연장 방향으로 센터부의 단부에 고정부를 구비하고,
    상기 고정부는 메인 리플렉터에 대하여 위치 결정되도록 램프의 고정부에 지지되어 있는 것인 램프.
  5. 제1 발광 유닛을 포함하는 램프로서,
    상기 제1 발광 유닛은 제1 광원, 도광판 및 광학 스텝(optical step)을 구비하고,
    상기 도광판은, 제1 광원에 대향하여 설치된 광 입사면과, 광 입사면을 통과한 제1 광원으로부터의 광이 출사되는 만곡된 광 출사면을 갖고,
    상기 광학 스텝은 상기 광 입사면에 설치되어 있고, 제1 광원으로부터의 광을 상기 광 출사면의 만곡 방향으로 굴절시키는 것인 램프.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 도광판의 만곡된 광 출사면의 폭 치수는 광 입사면으로부터 멀어질수록 점진적으로 감소하는 것인 램프.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 광원은 광 입사면에 평행하게 배치된 복수의 발광 다이오드(LED) 소자를 구비하고,
    상기 광학 스텝은 복수의 광굴절 부재를 포함하는 것인 램프.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 광굴절 부재의 수가 상기 LED 소자의 수와 동일한 것인 램프.
  9. 제5항에 있어서, 램프 하우징을 더 포함하고,
    상기 램프 하우징은 램프 바디와, 램프 바디의 전방측에 부착된 만곡된 전방 커버를 구비하고,
    상기 도광판은 상기 램프 하우징 내에 장착되어 있고,
    상기 도광판의 만곡된 광 출사면은 전방 커버를 따르도록 만곡되어 있는 것 인 램프.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 램프 하우징 내에 장착되는 제2 발광 유닛을 더 포함하고,
    상기 제2 발광 유닛은, 제2 광원과, 전방 커버에 대향하여 배치되고 제2 광원으로부터 출사된 광을 램프의 전방측을 향해 반사하도록 되어 있는 리플렉터를 구비하고,
    상기 도광판은, 램프의 전방에서 보았을 때 리플렉터의 전방측의 위치에서 리플렉터와 부분적으로 중첩되도록 배치되는 것인 램프.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 램프 하우징 내에 장착되는 제2 발광 유닛을 더 포함하고,
    상기 제2 발광 유닛은,
    상기 램프 하우징 내에 설치된 복수의 발광 다이오드(LED);
    상기 LED로부터 출사된 광을 램프의 전방측을 향해 반사하도록 LED에 대향하여 배치된 메인 리플렉터;
    상기 LED와 메인 리플렉터 사이에 개재되어 있고, LED로부터 출사된 광을 메인 리플렉터를 향하여 반사 및 확산시키는 서브 리플렉터;
    상기 서브 리플렉터와 평행하게 연장되고, 복수의 LED 중 하나에 각각 대응하며 대응 LED가 탑재되어 있는 복수의 평탄부를 구비하는 LED 소자 조립체로서, 인접하는 평탄부끼리는 적어도 하나의 단차부에 의해 함께 결합되는 것인 LED 소자 조립체;
    LED가 램프의 전방측에 노출되지 않도록 LED 소자 조립체와 LED를 덮는 센터부를 포함하며,
    상기 제1 발광 유닛은 제2 발광 유닛과 램프 하우징의 전방 커버 사이에 위치 결정되어 있는 것인 램프.
  12. 램프 하우징, 리플렉터 발광 유닛 및 도광판 발광 유닛을 포함하는 램프로서,
    상기 리플렉터 발광 유닛은,
    복수의 반사면과 복수의 제1 LED를 구비하고, 각각의 반사면에 하나의 제1 LED가 탑재되어 있으며, 인접하는 반사면끼리가 반사 단차부에 의해 함께 연결되는 것인 발광 다이오드(LED) 조립체;
    격자 형태의 배열로 배치되고 제1 LED로부터의 광을 램프 하우징의 전방을 향해 반사하는 복수의 단위 반사면과, 복수의 단위 반사면의 주위에서 연장되며 슬릿이 형성되어 있는 연장부를 구비하는 메인 리플렉터;
    상기 LED 조립체와 메인 리플렉터 사이에 설치되어 있고, 제1 LED로부터 출사된 광을 메인 리플렉터를 향하여 반사 및 확산시키는 복수의 보조 반사면을 구비하는 서브 리플렉터;
    상기 램프 하우징의 전방과 LED 조립체의 사이에 설치되어 LED 조립체를 덮 는 센터부를 포함하고,
    상기 도광판 발광 유닛은,
    복수의 제2 LED;
    상기 복수의 제2 LED와 대향하여 설치된 광 입사면과, 광 입사면을 통과한 제2 LED로부터의 광이 램프 하우징의 전방을 향해 출사하는 만곡된 광 출사면을 갖는 도광판;
    상기 광 입사면에 설치되어 있고 제2 LED로부터의 광을 만곡된 광 출사면의 만곡 방향으로 굴절시키는 복수의 광학 스텝을 구비하는 스텝형 판(stepped plate)을 포함하며,
    상기 만곡된 광 출사면의 일부는 메인 리플렉터의 연장부에 있는 슬릿을 통해 연장되는 것인 램프.
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