KR20100095811A

KR20100095811A - 헤드램프용 렌즈

Info

Publication number: KR20100095811A
Application number: KR1020090014814A
Authority: KR
Inventors: 박건우
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2009-02-23
Filing date: 2009-02-23
Publication date: 2010-09-01

Abstract

본 발명은 렌즈에 관한 것으로서, 특히, 다양한 배광 패턴을 구현할 수 있는 헤드램프용 렌즈에 관한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 직경이 다른 비구면이 연속되게 배치되고, 각각의 상기 비구면은 초점의 위치가 동일한 것을 특징으로 하는 헤드램프용 렌즈를 제공한다.

차량, 자동차, 헤드램프, 렌즈, 비구면 렌즈

Description

헤드램프용 렌즈 {LENS FOR HEAD LAMP}

일반적으로 차량에는 헤드램프가 설치되어 있으며, 그 헤드램프는 야간에 전방의 진로를 비추는 주요한 기능을 하는 조명등이 있고, 야간에 전방 약 100m의 거리에 있는 교통상의 장애물을 확인할 수 있는 밝기를 필요로 하지만, 나라에 따라 성능기준이 다르다.

종래 기술에 따른 헤드램프는 하우징의 내부에 광원이 내장되어 있고, 하우징의 내측면에는 광원으로부터 발생된 빛을 반사시키기 위한 반사판이 설치된다.

프로젝션 광학계의 경우, 광원이 내장되어 있고, 광원으로부터 발생된 빛을 반사시키는 반사판과, 반사판에서 반사된 빛이 상부로 조사되는 것을 방지하기 위한 차단판, 그리고 반사판에서 나온 빛을 전방으로 굴절시켜 원하는 광패턴을 형성하는 비구면 렌즈가 설치된다.

비구면 렌즈의 표면은 비구면(非球面)면으로 형성되므로 하우징에 내장된 광원에 전원을 공급하면 광원이 점등되고, 광원에서 발생된 빛은 반사되면서 렌즈를 통하여 전면으로 조사된다.

이때 전면 커버의 내측 하부에 설치된 차단판은 렌즈의 상부로 조사되는 빛을 차단하게 되므로 운전자 또는 반대방향에서 주행하는 운전자의 시야를 확보하게 된다.

종래 기술에 따른 헤드램프용 렌즈는 단일 직경으로 이루어지는 곡면 형상의비구면 렌즈가 설치되기 때문에 사용자의 취향에 맞는 다양한 형상의 렌즈를 설계하기 어렵고, 렌즈를 다양한 모양으로 설계하는 경우에는 렌즈를 통과한 빛이 전방으로 직진되도록 설계하기 어려우므로 렌즈의 성능이 저하되는 문제점이 있다.

따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 성능 저하를 억제하면서 사용자의 취향에 따라 다양한 모양으로 설계될 수 있는 헤드램프용 렌즈를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 상기 비구면 사이에는 단차가 구비되는 것을 특징으로 하는 헤드램프용 렌즈를 제공한다.

또한, 본 발명의 상기 단차는 수평 방향으로 배치되는 제1단차; 및 상기 단차는 수직 방향으로 배치되는 제2단차를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드램프용 렌즈를 제공한다.

또한, 본 발명의 상기 단차는 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 헤드램 프용 렌즈를 제공한다.

또한, 본 발명의 상기 단차는 곡선을 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드램프용 렌즈를 제공한다.

본 발명에 따른 헤드램프용 렌즈는 각각 다른 직경의 비구면 다수 개가 연속되게 구비되고, 비구면의 초점이 모두 동일한 위치에 배치됨으로써, 초점을 지나 렌즈를 통과한 빛이 전방으로 직진되므로 렌즈의 성능이 저하되는 것을 억제함과 동시에 다양한 모양의 렌즈를 구현할 수 있어 사용자의 취향에 맞는 다양한 모양의 렌즈를 설계할 수 있는 이점이 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 헤드램프용 렌즈의 일 실시예를 설명한다.

이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 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 제1실시예에 따른 렌즈가 설치된 헤드램프가 도시된 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 헤드램프용 렌즈가 도시된 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 헤드램프는 빛을 조사하는 광원(10)과, 광원(10)으로부터 조사되는 빛을 전방으로 반사시키는 반사판(30)과, 반사판(30)에 의해 반사된 빛을 굴절시켜 배광 패턴을 이루는 렌즈(70)와, 반사판(30)과 렌즈(70) 사이에 배치되어 빛의 일부분을 차단하므로 하향등 또는 상향등을 이루는 차단판(50)을 포함한다.

차량 주행 중에 헤드램프가 점등되면 광원(10)에 전원이 인가되어 빛이 조사되고, 광원(10)으로부터 조사되는 빛은 반사판(30)에 의해 전방측으로 반사되고, 렌즈(70)를 지나면서 설계자의 의도에 맞는 배광 패턴을 이루며 전방으로 조사된다.

이때, 렌즈(70) 측으로 조사되는 빛의 일부분은 차단판(50)에 의해 차단되므로 렌즈(70)를 통과한 빛이 일정 높이 이상 조사되지 않는 하향등을 이룰 수 있게 된다.

여기서, 본 발명의 제1실시예에 따른 헤드램프용 렌즈(70)는 서로 다른 직경의 비구면(72, 74, 76, 78)이 연속되게 배치되고, 각각의 비구면(72, 74, 76, 78)은 초점(80)의 위치가 동일하므로 초점(80)을 지나는 빛은 비구면(72, 74, 76, 78)을 통과한 후에 전방으로 직진하게 된다.

여기서, 초점(80)은 렌즈(70)의 광학적 성질을 결정하는 점으로서, 광축에 평행하게 입사한 빛은 곡률 반경의 1/2이 되는 지점을 모두 통과하게 되는데 이 지점을 초점(80)이라 한다.

따라서 다수 개의 비구면(72, 74, 76, 78)이 연속되게 배치되어도 비구면(72, 74, 76, 78)들의 초점(80)이 동일한 위치에 배치되면 초점(80)을 통과하여 각각의 비구면(72, 74, 76, 78)으로 조사되는 빛은 렌즈(70)를 통과한 후에 전방으로 직진하게 된다.

상기한 바와 같이 다수 개의 비구면(72, 74, 76, 78)이 연속되게 배치되어도 비구면(72, 74, 76, 78)의 초점(80)이 모두 동일한 위치에 배치되도록 렌즈(70)의 형상이 설계된다면 초점(80)을 통과하여 렌즈(70)로 조사되는 빛이 렌즈(70)를 통과한 후에 전방으로 직진하게 되므로 하나의 비구면으로 이루어지는 렌즈와 비교하여 동일하거나 유사한 배광 패턴을 형성하게 된다.

이로써, 하나의 비구면을 갖는 렌즈와 동일하거나 유사한 배광 패턴을 유지하면서 성능 저하 없이 다양한 모양의 렌즈(70)를 구현할 수 있게 된다.

본 발명의 제1실시예에 따른 헤드램프용 렌즈(70)는 제1비구면(72), 제2비구면(74), 제3비구면(76) 및 제4비구면(78)으로 이루어지고, 각각의 비구면(72, 74, 76, 78) 사이에 단차(77)가 형성되므로 초점(80)을 지나 렌즈(70)로 입사되는 빛은 모두 전방으로 직진하도록 굴절된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프용 렌즈의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 차량 주행 중에 헤드램프가 점등되면 광원(10)에 전원이 인가되어 빛 이 조사되고, 반사판(30)에 의해 전방으로 반사되며, 차단판(50)에 의해 일부분이 차단된 빛이 렌즈(70)를 통과하면서 설계자가 의도한 배광 패턴을 이루면서 전방으로 조사된다.

이때, 각각의 비구면(72, 74, 76, 78)을 통과하는 빛은 각각 굴절되는 정도가 다르지만 렌즈(70)로 입사되는 빛은 초점(80)을 통과하여 렌즈(70)로 입사되기 때문에 렌즈(70)를 통과한 빛은 모두 전방으로 직진하게 된다.

이로써, 성능 저하를 억제하면서 사용자의 취향에 따라 다양한 모양으로 설계될 수 있는 헤드램프용 렌즈를 제공할 수 있게 된다.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 헤드램프용 렌즈가 도시된 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 헤드램프용 렌즈가 도시된 측단면도이고, 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 헤드램프용 렌즈가 도시된 평단면도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 헤드램프용 렌즈(170)는 전면 형상이 사각형을 이루고, 9개의 비구면이 구비된다.

따라서 제1비구면(172)과 제2비구면(174) 사이에 제1단차(177)가 형성되고, 제1비구면(172)과 제3비구변(176) 사이에 제2단차(179)가 형성된다.

여기서, 제1단차(177)는 수평 방향으로 형성되고, 제2단차(179)는 수직 방향으로 배치되어 서로 직경이 다른 9개의 비구면을 이룰 수 있게 된다.

여기서, 9개의 비구면은 초점(180)의 위치가 동일하므로 초점(180)을 지나 렌즈(170)로 조사되는 빛이 9개의 비구면을 통과하면서 굴절되는 정도는 서로 다르지만 렌즈(170)를 통과한 후에는 모두 전방으로 직진하게 되므로 단일 직경의 비구 면 렌즈를 통과한 빛과 동일한 배광 패턴을 이루게 된다.

따라서 렌즈(170)의 성능이 저하되는 것을 억제함과 동시에 9개의 비구면으로 이루어지는 모양의 렌즈(170)를 구현할 수 있게 된다.

도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 헤드램프용 렌즈가 도시된 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 헤드램프용 렌즈가 도시된 사시도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 헤드램프용 렌즈(270)는 전면 형상이 삼각형으로 이루어지는 것이 특징이고, 본 발명의 제4실시예에 따른 헤드램프용 렌즈(370)는 전면 형상이 육각형으로 이루어지는 것이 특징이다.

제3실시예에 따른 헤드램프용 렌즈(270)는 비구면이 삼각형으로 이루어져 4개로 이루어지며, 제1비구면(272)과 제2비구면(274) 사이에 형성되는 제1단차(277)는 수평 방향으로 배치되고, 제2비구면(274)과 제3비구면(276) 사이에 형성되는 제2단차(279)는 경사지게 배치되는 것이 특징이다.

제4실시예에 따른 헤드램프용 렌즈(370)는 제2실시예의 렌즈(170 : 도 3 참조)와 유사하게 9개의 비구면이 구비되고, 제1단차(377) 및 제2단차(379)가 구비되지만, 모서리에 배치되는 비구면(372)이 삼각형을 이루는 것이 특징이다.

물론, 상기한 실시예와 달리 다양한 모양의 렌즈가 사용될 수 있고, 비구면 사이를 연결하는 단차의 형상은 곡선 또는 직선과 곡선이 연속되게 이루어지는 형상 등 다양하게 변형이 가능하지만, 이는 본 발명의 기술구성을 인지한 당업자가 용이하게 변경하여 실시할 수 있는 것이므로 구체적인 도면이나 설명은 생략하기로 한다.

본 발명은 도면에 도시되는 일 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, 차량에 설치되는 헤드램프용 렌즈를 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 헤드램프가 아닌 다른 제품에도 본 발명의 렌즈가 사용될 수 있다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 렌즈가 설치된 헤드램프가 도시된 단면도이다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 헤드램프용 렌즈가 도시된 단면도이다.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 헤드램프용 렌즈가 도시된 사시도이다.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 헤드램프용 렌즈가 도시된 측단면도이다.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 헤드램프용 렌즈가 도시된 평단면도이다.

도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 헤드램프용 렌즈가 도시된 사시도이다.

도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 헤드램프용 렌즈가 도시된 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10 : 광원 30 : 반사판

50 : 차단판 70 : 렌즈

Claims

직경이 다른 비구면이 연속되게 배치되고, 각각의 상기 비구면은 초점의 위치가 동일한 것을 특징으로 하는 헤드램프용 렌즈.
제1항에 있어서,

상기 비구면 사이에는 단차가 구비되는 것을 특징으로 하는 헤드램프용 렌즈.
제1항에 있어서,

상기 단차는 수평 방향으로 배치되는 제1단차; 및

상기 단차는 수직 방향으로 배치되는 제2단차를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드램프용 렌즈.
제1항에 있어서,

상기 단차는 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 헤드램프용 렌즈.
제1항에 있어서,

상기 단차는 곡선을 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드램프용 렌즈.