KR20110084785A - 헤드램프장치 - Google Patents

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KR20110084785A
KR20110084785A KR1020100004519A KR20100004519A KR20110084785A KR 20110084785 A KR20110084785 A KR 20110084785A KR 1020100004519 A KR1020100004519 A KR 1020100004519A KR 20100004519 A KR20100004519 A KR 20100004519A KR 20110084785 A KR20110084785 A KR 20110084785A
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이혁민
강동곤
방명극
이현수
김광섭
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    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/63—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on refractors, filters or transparent cover plates
    • F21S41/64—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on refractors, filters or transparent cover plates by changing their light transmissivity, e.g. by liquid crystal or electrochromic devices
    • F21S41/645—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on refractors, filters or transparent cover plates by changing their light transmissivity, e.g. by liquid crystal or electrochromic devices by electro-optic means, e.g. liquid crystal or electrochromic devices

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Abstract

헤드램프장치에 대한 발명이 개시된다. 개시된 헤드램프장치는: 광원부에서 조사된 빛 가운데 적외선을 차단하는 적외선차단부와, 적외선차단부를 통과한 빛이 조사되며 빔의 패턴에 따라서 광투과부와 광차단부의 표시 영역이 가변되는 디스플레이부 및 디스플레이부와 연결되며 광투과부와 광차단부의 표시 영역을 제어하는 패턴제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

헤드램프장치{HEAD LAMP DEVICE}
본 발명은 헤드램프장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광원부에서 조사된 빛 가운데 적외선을 차단시킨 후, 광투과부와 광차단부의 표시 영역이 가변되는 디스플레이부로 빛을 조사시켜 빔 패턴을 형성하는 헤드램프장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전조등이라고도 하는 헤드램프(head lamp)는 차량이 진행하는 전방의 진로를 비추는 기능을 하는 조명등으로서, 야간에는 전방 100m의 거리에 있는 도로상의 장애물을 확인할 수 있는 밝기를 요구한다.
헤드램프의 내측에는 빛을 발광하는 광원부가 설치되며, 광원부에서 발생된 빛은 반사부에서 반사된 후 렌즈부를 통하여 외측으로 조사된다.
반사부와 렌즈부의 사이에는 쉴드부가 설치되어 시내주행이나 고속도로 주행을 포함한 운전환경의 변화에 따라 헤드램프의 빔 패턴을 변화시킨다.
쉴드부는 스텝모터와 연결되어 회전되면서, 렌즈부를 향하여 조사된 빛가운데 일부를 차폐하여 빔 패턴을 형성한다.
상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.
종래의 쉴드부는 한정된 개수의 빔 패턴만을 갖고, 다양한 운전 환경에 맞게 빔 패턴을 형성할 수 없으므로 운전자의 시야 확보에 어려움이 발생하여 안전운전에 방해요인이 된다. 그리고, 쉴드부의 지속적인 사용에 따른 유지보수 작업이 요구되며 작동소음 또한 증가한다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 다양한 운전 환경에 맞게 다양한 빔 패턴을 제공할 수 있는 헤드램프장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은, 유지보수 비용을 절감하면서 작동소음도 감소시킬 수 있는 헤드램프장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 헤드램프장치는: 광원부에서 조사된 빛 가운데 적외선을 차단하는 적외선차단부와, 적외선차단부를 통과한 빛이 조사되며 빔의 패턴에 따라서 광투과부와 광차단부의 표시 영역이 가변되는 디스플레이부 및 디스플레이부와 연결되며 광투과부와 광차단부의 표시 영역을 제어하는 패턴제어부를 포함한다.
또한 적외선차단부는, 디스플레이부에 코팅되는 적외선차단물질을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 적외선차단부는, 디스플레이부와 광원부의 사이에 설치되어 빛을 통과시키는 지지패널 및 지지패널에 코팅되는 적외선차단물질을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 디스플레이부는, 전압의 변화에 따라서 분자의 배열이 변화되는 액정부재와, 액정부재의 양측면에 접하여 설치되며 패턴제어부와 연결되어 전원을 공급받는 광투과성 재질의 전극부재와, 전극부재를 지지하는 유리기판부 및 유리기판부의 양측에 설치되며 서로 다른 각도로 빛을 편광시키는 편광필름부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 전극부재는 탄소나노튜브를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 디스플레이부는 광원부와, 광원부에서 조사된 빛을 굴절시키는 렌즈부의 사이에 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 헤드램프장치는 다양한 운전 환경에 맞게 빔 패턴을 형성하므로, 악천후에도 운전자의 시야를 확보하여 안전운전을 할 수 있다.
또한 본 발명은, 디스플레이부에 빔 패턴이 표시되므로 부품감소에 따른 비용을 절감할 수 있으며, 동작 내구성도 향상되어 유지보수 비용을 절감할 수 있다.
또한 본 발명은, 빔 패턴의 형성을 위하여 기계적 장치의 동작 없이 디스플레이부에 광투과부와 광차단부를 표시하므로 작동소음을 감소시킬 수 있다.
또한 본 발명은, 광원부의 빛이 적외선차단부를 통과하면서 적외선이 제거되어 디스플레이부의 가열을 방지하므로, 헤드램프의 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프장치에서 하향등이 조사되는 상태를 개략적으로 도시한 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프장치에서 상향등과 하향등이 조사되는 상태를 개략적으로 도시한 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이부와 적외선차단부의 요부구성을 도시한 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선차단부를 통하여 디스플레이부로 빛이 통과되는 상태를 도시한 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이부에 표시된 광투과부와 광차단부를 도시한 정면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 적외선차단부가 디스플레이부에 설치된 상태를 도시한 측단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 헤드램프장치의 일 실시예를 설명한다. 설명의 편의를 위해 자동차에 구비되는 헤드램프장치를 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 헤드램프장치에서 하향등이 조사되는 상태를 개략적으로 도시한 측단면도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프장치에서 상향등과 하향등이 조사되는 상태를 개략적으로 도시한 측단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이부와 적외선차단부의 요부구성을 도시한 측단면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선차단부를 통하여 디스플레이부로 빛이 통과되는 상태를 도시한 측단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이부에 표시된 광투과부와 광차단부를 도시한 정면도이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 적외선차단부가 디스플레이부에 설치된 상태를 도시한 측단면도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프장치(1)는, 광원부(12)에서 조사된 빛 가운데 적외선을 차단하는 적외선차단부(20)와, 적외선차단부(20)를 통과한 빛이 조사되며 빔의 패턴에 따라서 광투과부(32)와 광차단부(34)의 표시 영역이 가변되는 디스플레이부(30) 및 디스플레이부(30)와 연결되며 광투과부(32)와 광차단부(34)의 표시 영역을 제어하는 패턴제어부(60)를 포함한다.
하우징부(10)는 헤드램프장치(1)의 몸체를 형성하는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 일 실시예에 의한 하우징부(10)의 일측에는 렌즈부(14)가 구비되고 타측에는 반사부(16)가 구비된다.
렌즈부(14)와 마주하며 설치되는 반사부(16)는 광원부(12)에서 발생된 빛을 렌즈부(14)의 방향으로 반사시키는 기술사상 안에서 다양한 형상 및 재질이 사용될 수 있다.
일 실시예에 의한 반사부(16)는 렌즈부(14)를 향하여 오목한 형상으로 형성되며, 반사부(16)의 내측에는 알루미늄이 얇은 막 형상으로 진공 증착된다.
반사부(16)의 내측에 설치되는 광원부(12)는, 헤드램프장치(1)의 배광에 필요한 빛을 공급하는 기술사상 안에서 엘이디를 포함한 다양한 종류의 광원장치들이 사용될 수 있다.
도 1과 도 5에 도시된 바와 같이, 광원부(12)에서 발생된 빛은 광투과부(32)와 광차단부(34)를 구비한 디스플레이부(30)를 지나면서 다양한 빔 패턴을 형성한다.
이와 같은, 디스플레이부(30)는, 광원부(12)에서 발생된 빛이 투명 영상장치인 디스플레이부(30)를 통과하면서 빔의 패턴을 형성하는 기술사상 안에서 다양한 형상의 투명 영상장치가 사용될 수 있다.
도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 디스플레이부(30)는, 전압의 변화에 따라서 분자의 배열이 변화되는 액정부재(26)와, 액정부재(26)의 양측면에 접하여 설치되며 패턴제어부(60)와 연결되어 전원을 공급받는 광투과성 재질의 전극부재(28)와, 전극부재(28)를 지지하는 유리기판부(40) 및 유리기판부(40)의 양측에 설치되며 서로 다른 각도로 빛을 편광시키는 편광필름부(46)를 포함한다.
액정부재(26)는 액체(liquid)와 결정(crystal)의 중간상태에 있는 물질이며, 전압의 변화에 따라 광학적 성질을 나타낸다.
액정부재(26)의 양측에는 전극부재(28)가 접하여 설치되며, 전극부재(28)를 지지하는 유리기판부(40)는 제1유리기판(42)과 제2유리기판(44)을 포함한다.
전극부재(28)는 6개의 탄소로 이루어진 육각형들이 서로 연결되어 관 모양을 이루는 탄소나노튜브를 포함한다.
탄소나노튜브는 관의 지름이 머리카락의 10만 분의 1 굵기이며, 전기 전도도는 구리와 비슷하다.
디스플레이부(30)의 유리기판부(40)는 광투과성 재질로 형성되므로, 유리기판부(40)와 전극부재(28)를 통과하는 빛의 손실은 최소화된다.
전극부재(28)는 패턴제어부(60)와 연결되며, 패턴제어부(60)를 통하여 전원을 공급받는다.
유리기판부(40)의 양측에 설치되는 편광필름부(46)는, 서로 다른 각도로 빛을 편광시키는 제1편광필름(48)과 제2편광필름(49)을 포함한다.
제1편광필름(48)은 액정부재(26)를 기준으로 광원부(12) 방향으로 설치되며, 제2편광필름(49)은 렌즈부(14) 방향으로 설치된다. 제1편광필름(48)의 편광홈과 제2편광필름(49)의 편광홈은 수직을 이루며 설치된다.
도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 패턴제어부(60)를 통하여 전극부재(28)로 공급되는 전원으로 액정부재(26)가 반응하여 빛이 통과되는 광투과부(32)와 빛이 통과되지 못하는 광차단부(34)가 형성된다.
액정부재(26)에 형성되는 광투과부(32)와 광차단부(34)는 주행환경 등에 따라 표시 영역이 가변된다. 광투과부(32)와 광차단부(34)의 표시 영역은 각종 센서와 연결된 패턴제어부(60)를 통하여 제어된다.
액정부재(26)와 전극부재(28)의 접합상태를 유지시키는 기술사상 안에서 전극부재(28)의 외측에 설치되는 제1유리기판(42)과 제2유리기판(44)은 온도가 올라가도 팽창하지 않는 열 강화유리를 포함한 광투과성 재질로 형성된다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 디스플레이부(30)는 광원부(12)와, 광원부(12)에서 조사된 빛을 굴절시키는 렌즈부(14)의 사이에 설치되어 빔의 패턴을 형성한다.
일 실시예에 의한 디스플레이부(30)는 광원부(12)와 렌즈부(14)의 가운데 부분에 위치한 광초점 부근에 설치된다.
광초점은 광원부(12)에서 발광된 빛이 반사부(16)에서 반사된 후, 광원부(12)의 전방(도 1기준 좌측)에서 모이는 지점이다.
디스플레이부(30)는 렌즈부(14)와 광원부(12)의 사이에 위치하는 광초점 부근에 설치되므로, 디스플레이부(30)의 크기가 소형화되어 생산비를 절감할 수 있다.
도 1과 도 5에 도시된 바와 같이, 디스플레이부(30)의 하측 또는 테두리에는 빛이 투과되지 않는 고정부재(50)가 구비되어 디스플레이부(30)를 고정시킨다.
광차단부(34)의 영역 가운데서 광투과부(32)로 변경되지 않는 부분은 디스플레이부(30)가 설치되지 않고 고정부재(50)가 설치되어 디스플레이부(30)의 크기를 감소시킬 수 있다.
도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 디스플레이부(30)와 연결되어 전극부재(28)를 제어하는 패턴제어부(60)는 각종 센서부와 연결되어 운전환경에 따른 정보가 입력된다.
패턴제어부(60)는 우천시나 맑은 날씨 등의 기상 정보와, 커브길이나 도심지 등을 지피에스(GPS)와 광센서와 우적센서 등 다양한 종류의 센서 및 네비게이션을 통하여 정보를 입력받아 디스플레이부(30)의 광투과부(32)와 광차단부(34)의 표시 영역을 가변시킨다.
광원부(12)와 액정부재(26) 사이에는 적외선차단부(20)가 설치되며, 광원부(12)에서 조사된 빛 가운데 포함된 적외선은 적외선차단부(20)에서 차단된다..
디스플레이부(30)로 전달되는 열을 감소시키는 적외선차단부(20)의 사용으로, 디스플레이부(30)는 100도 이하의 온도에서 동작이 이루어지며, 고온 환경에서 발생되는 액정부재(26)의 상전이를 방지할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 적외선차단부(20)는, 디스플레이부(30)와 광원부(12)의 사이에 설치되어 빛을 통과시키는 지지패널(22) 및 지지패널(22)에 코팅되는 적외선차단물질(24)을 포함한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에 따른 적외선차단부(21)는, 디스플레이부(30)에 코팅되는 적외선차단물질(24)을 포함한다.
이와 같은 적외선차단물질(24)은 제1유리기판(42)과 접하는 액정부재(26)의 측면에 코팅될 수 있으며, 이 외에도 제1유리기판(42)이나 제1편광필름(48) 등에도 코팅될 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프장치(1)의 작동상태를 상세히 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 광원부(12)에서 발생된 빛은 반사부(16)에서 반사된 이후에 디스플레이부(30) 방향으로 조사된다.
디스플레이부(30)로 조사된 빛은 도 6에 도시된 바와 같이, 액정부재(26)에 코팅된 적외선차단물질(24)에 접하면서 적외선이 제거되거나, 도 4에 도시된 바와 같이, 지지패널(22)에 구비된 적외선차단물질(24)에 접하면서 적외선이 제거된다.
디스플레이부(30) 방향으로 조사된 빛은 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 디스플레이부(30)에 표시된 광차단부(34)와 광투과부(32)에 의하여 빛이 차단되는 부분과 통과되는 부분이 구분된다.
이러한 광차단부(34)와 광투과부(32)는 패턴제어부(60)의 동작으로 전극부재(28)에 선별적 전원이 공급되므로, 액정부재(26)가 이에 반응하여 광차단부(34)와 광투과부(32)를 형성한다.
즉, 전원이 공급되지 않은 부분의 액정부재(26)는 빛이 투과되어 광투과부(32)를 형성하며, 전원이 공급되는 부분의 액정부재(26)는 빛이 차단되어 광차단부(34)를 형성한다.
디스플레이부(30)를 통과한 빛은 렌즈부(14)를 통과하여 자동차의 외측으로 조사되므로 운전환경에 맞는 빔 패턴을 형성한다.
상술한 바와 같은 구성에 의하면, 일 실시예에 따른 헤드램프장치(1)는 다양한 운전 환경에 맞게 빔 패턴을 형성하므로, 악천후에도 운전자의 시야를 확보하여 안전운전을 할 수 있다.
그리고, 일 실시예에 따른 헤드램프장치(1)는, 쉴드 및 이를 동작시키기 위한 동력장치의 설치가 생략되고, 단일 부재인 디스플레이부(30)에 빔 패턴이 표시되므로, 부품감소에 따른 비용을 절감할 수 있으며, 동작 내구성도 향상되어 유지보수 비용도 절감할 수 있다. 또한, 빔 패턴의 형성을 위하여 기계적 장치의 동작 없이 디스플레이부(30)에 광투과부(32)와 광차단부(34)를 표시하므로 작동소음을 감소시킬 수 있다.
그리고, 광원부(12)에서 조사된 빛 가운데 포함된 적외선이 적외선차단부(20)를 통과하면서 제거되어 디스플레이부(30)의 가열을 방지하므로, 헤드램프의 동작 신뢰성을 향상시킬 수 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 헤드램프장치를 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 자동차 외에도 건설장비나 기타 다른 운행장비나 이동장비와 스톱 테일 램프 등에도 본 발명의 헤드램프장치가 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 헤드램프장치 10: 하우징부
12: 광원부 14: 렌즈부
20,21: 적외선차단부 22: 지지패널
24: 적외선차단물질 30: 디스플레이부
32: 광투과부 34: 광차단부
26: 액정부재 28: 전극부재
40: 유리기판부 42: 제1유리기판
44: 제2유리기판 46: 편광필름부
48: 제1편광필름 49: 제2편광필름
50: 고정부재 60: 패턴제어부

Claims (6)

  1. 광원부에서 조사된 빛 가운데 적외선을 차단하는 적외선차단부;
    상기 적외선차단부를 통과한 빛이 조사되며, 빔의 패턴에 따라서 광투과부와 광차단부의 표시 영역이 가변되는 디스플레이부; 및
    상기 디스플레이부와 연결되며, 상기 광투과부와 상기 광차단부의 표시 영역을 제어하는 패턴제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드램프장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 적외선차단부는,
    상기 디스플레이부에 코팅되는 적외선차단물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드램프장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 적외선차단부는,
    상기 디스플레이부와 상기 광원부의 사이에 설치되어 빛을 통과시키는 지지패널; 및
    상기 지지패널에 코팅되는 적외선차단물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드램프장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 디스플레이부는,
    전압의 변화에 따라서 분자의 배열이 변화되는 액정부재;
    상기 액정부재의 양측면에 접하여 설치되며, 상기 패턴제어부와 연결되어 전원을 공급받는 광투과성 재질의 전극부재;
    상기 전극부재를 지지하는 유리기판부; 및
    상기 유리기판부의 양측에 설치되며, 서로 다른 각도로 빛을 편광시키는 편광필름부를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드램프장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전극부재는 탄소나노튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드램프장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이부는 상기 광원부와, 상기 광원부에서 조사된 빛을 굴절시키는 렌즈부의 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 헤드램프장치.
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