KR20140069572A - 비구면 렌즈를 구비한 차량용 램프 및 이를 포함하는 차량 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광원과, 상기 광원의 빛을 반사시키는 리플렉터를 포함하는 차량용 램프로서, 비구면 렌즈; 상기 비구면 렌즈의 제1 초점을 지나도록 빛을 반사하는 반사면이 구비된 제1 리플렉터;및 상기 제1 리플렉터에 인접하여 형성되고 상기 제1 초점과 상이한 위치에 형성되는 상기 비구면 렌즈의 제2 초점을 지나도록 빛을 반사하는 반사면이 구비된 제2 리플렉터를 포함하는 차량용 램프를 제공하여, 불필요한 지향각 이상의 빛을 버리고 광효율 및 광활용도를 높혀 운전자의 근거리 시야를 확보하는 유리한 효과를 제공한다.

Description

비구면 렌즈를 구비한 차량용 램프 및 이를 포함하는 차량{Vehicle lamp having aspherical lens and Vehicle having the same}

본 발명은 차량용 램프 및 이를 포함하는 차량에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비구면 렌즈를 사용하여 근거리 시인성을 확보하는 차량용 램프 및 이를 포함하는 차량에 관한 것이다.

차량용 헤드 램프는 일반적으로 차량의 전방에 설치되는 헤드 램프와 차량의 후방에 설치되는 테일 램프로 크게 구분된다. 일반적으로, 헤드 램프의 주된 역할은 자동차의 전방 양측에 장착되어 야간 주행 시 운전자의 주행 방향 시야를 확보하는 것이다. 이러한, 헤드 램프에는 차량의 선회 시. 곡선로 또는 교차로의 측면 시야를 확보하는 보조 램프가 부가될 수 있다.

최근 이러한 헤드 램프의 광원으로 발광다이오드(LED; Light Emitting Diode)(이하, LED라 함)가 사용된다. 일반적으로 LED를 사용한 헤드 램프는 색 온도가 약 5500K로 태양 광에 가까워 사람의 눈에 피로를 가장 적게 해주는 장점이 있다. 그리고 LED로 구성되는 헤드 램프는 크기가 작기 때문에 램프의 디자인 자유도가 높고, 반영구적인 수명으로 인해 경제성도 갖추고 있다. 도 1은 LED를 사용한 헤드램프를 도시한 도면이다. 도 1에서 도시한 헤드 램프 구성은 로우빔 패턴을 형성하는 것으로, 비구면 렌즈(1)와 상향되는 빛을 차단하는 쉴드(4)가 마련된다. 그리고, LED(2)는 리플렉터(3)를 마주 보고 상향하여 설치된다. 이는 LED(2)의 광효율을 증대시키기 위함이다. 그러나 통상적인 LED(2)는 지향각에 한계가 있다. 지향각이란, 방출하는 최대 광속의 적어도 50% 이상이 방출되는 각도를 의미한다. 지향각 이상의 각도에서 LED(2)는 광효율이 낮게 된다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 지향각의 한계를 갖는 LED 활용하여 광효율과 더불어 광활용도를 높일 수 있는 차량용 램프 및 이를 포함하는 차량을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

특히, 본 발명은 광폭을 증가시켜 운전자의 근거리 시야를 확보할 수 있는차량용 램프 및 이를 포함하는 차량을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 광원과, 상기 광원의 빛을 반사시키는 리플렉터를 포함하는 차량용 램프로서, 비구면 렌즈와, 상기 비구면 렌즈의 제1 초점을 지나도록 빛을 반사하는 반사면이 구비된 제1 리플렉터 및, 상기 제1 리플렉터에 인접하여 형성되고 상기 제1 초점과 상이한 위치에 형성되는 상기 비구면 렌즈의 제2 초점을 지나도록 빛을 반사하는 반사면이 구비된 제2 리플렉터를 포함하는 차량용 램프를 제공한다.

바람직하게는, 상기 제1 리플렉터에 인접하여 형성되고 상기 제1 초점 및 상기 제2 초점과 상이한 위치에 형성되는 상기 비구면 렌즈의 제3 초점을 지나도록 빛을 반사하는 반사면이 구비된 제3 리플렉터를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 리플렉터는 중앙에 형성되고, 상기 제2 리플렉터는 상기 제1 리플렉터의 좌측에 형성되며, 상기 제3 리플렉터는 상기 제1 리플렉터의 우측에 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 초점은 광축 상에 형성되고, 상기 제2 초점은 상기 제1 초점을 기준으로 좌측에 위치하고, 상기 제3 초점은 상기 제1 초점을 기준으로 우측에 위치할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 리플렉터, 상기 제2 리플렉터 및 상기 제3 리플렉터에 각각 대응되게 3개의 광원이 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 광원은 LED(Light Emitting Diode)일 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 다른 발명은, 상술한 차량용 램프를 포함하는 차량을 제공한다.

본 발명에 따른 차량용 램프 및 이를 포함하는 차량에 따르면, 비구면 렌즈의 상호 상이한 초점을 각각 지나도록 빛을 반사시키는 연속되는 3개의 리플렉터와 이에 대응하는 LED를 구비함으로써, 불필요한 지향각 이상의 빛을 버리고 광효율 및 광활용도를 높혀 운전자의 근거리 시야를 확보하는 유리한 효과를 제공한다.

특히, 본 발명에 따른 차량용 램프 및 이를 포함하는 차량에 따르면, 비구면 렌즈의 특성을 활용하여 광폭을 증가시킴으로써, 측면 시야를 확보하는 보조 램프를 대체하는 유리한 효과를 제공한다.

도 1은 LED를 사용한 헤드램프를 도시한 도면이다.
도 2는 광축에 형성된 비구면 렌즈의 초점을 지나 빛의 경로를 나타낸 도면,
도 3은 광축에서 벗어난 비구면 렌즈의 초점을 지나는 빛의 경로를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차량용 램프를 도시한 도면이고,
도 5는 기존 빔 영역에서 광폭이 증가된 영역을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 2는 광축에 형성된 비구면 렌즈의 초점을 지나 빛의 경로를 나타낸 도면이고, 도 3은 광축에서 벗어난 비구면 렌즈의 초점을 지나는 빛의 경로를 나타낸 도면이다.

본 발명은 LED 및 비구면 렌즈의 특성을 활용하여 광원의 광폭을 증가시켜 광효율 및 광활용도를 높인 기술적 특징이 있다. 먼저, 도 2를 참조하면, 비구면 렌즈(1)의 초점(F)을 지나는 빛은 비구면 렌즈(1)를 통과하면 직진하게 된다. 초점(F)이 광축(O)상에 있으면, 비구면 렌즈(1)를 통과한 빛은 광축(O)과 평행하게 직진하게 된다. 그러나, 도 3에서 도시한 바와 같이, 비구면 렌즈(1)의 초점(F)은 하나가 아니고, 여러 개의 초점들이 곡선 경로(FL) 상에 위치한다. 이에, 광축(O)에서 벗어난 비구면 렌즈(1)의 초점(F)을 지나는 빛은 비구면 렌즈(1)을 통하면, 광축(O)과 평행하지 않게 직진하게 된다.

본 발명은 이러한, 비구면 렌즈(1)의 특성을 활용하여 LED의 광폭을 확대하도록 구성된다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차량용 램프를 도시한 도면이다. 이러한, 도 4는 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차량용 램프(100)는, 비구면 렌즈(110)와, 제1 리플렉터(120)와, 제2 리플렉터(130)와, 제3 리플렉터(140)를 포함한다. 제1 리플렉터(120)는 광축(O)을 기준으로 중심에 형성되며 제2 리플렉터(130)는 제1 리플렉터(120)의 좌측에 위치하고, 제3 리플렉터(140)는 제1 리플렉터(120)의 우측에 위치할 수 있다.

제1 리플렉터(120)는 비구면 렌즈(1)의 제1 초점(F1)을 지나도록 빛을 반사하는 반사면이 형성된다. 여기서, 제1 초점(F1)이란, 광축(O) 상에 형성된 비구면 렌즈(110)의 초점을 나타낸다. 이러한 제1 리플렉터(120)에 빛을 조사하는 LED(160)가 마련된다.

제2 리플렉터(130)는 제1 리플렉터(120)의 좌측에 인접하여 형성되고 제2 초점(F2)을 지나도록 빛을 반사하는 반사면이 형성된다. 여기서, 제2 초점(F2)이란, 광축(O) 상에서 벗어나게 형성된 비구면 렌즈(110)의 초점을 나타낸 것으로, 제1 초점(F1)보다 좌측에 위치한다. 이러한 제2 리플렉터(130)는, LED(170)에서 조사된 빛을 제2 초점(F2)을 지나도록 반사시키고, 제2 초점(F2)을 지난 빛은 비구면 렌즈(110)를 통과하여 광축(O)을 기준으로 우측 방향으로 확산되어 진행된다. 이 빛은 기존의 빔 영역의 우측 방향으로 빔 영역을 확장하게 된다.

제2 리플렉터(140)는 제1 리플렉터(120)의 우측에 인접하여 형성되고 제3 초점(F3)을 지나도록 빛을 반사하는 반사면이 형성된다. 여기서, 제3 초점(F3)이란, 광축(O)상에서 벗어나게 형성된 비구면 렌즈(110)의 초점을 나타낸 것으로, 제1 초점(F1)보다 우측에 위치한다. 이러한 제3 리플렉터(140)는, LED(150)에서 조사된 빛을 제3 초점(F3)을 지나도록 반사시키고, 제3 초점(F3)을 지난 빛은 비구면 렌즈(110)를 통과하여 광축(O)을 기준으로 좌측 방향으로 확산되어 진행된다. 이 빛은 기존의 빔 영역의 좌측방향으로 빔 영역을 확장하게 된다.

제1 리플렉터(120), 제2 리플렉터(130) 및 제3 리플렉터(140)는 각각의 반사면이 상호 연속되도록, 결합하여 하나의 리플렉터 조립체로서 형성될 수 있다. 또는, 제1 리플렉터(120), 제2 리플렉터(130) 및 제3 리플렉터(140)가 일체형으로 제조될 수 있다. 앞서 살펴 보았듯이 LED의 지향각을 벗어나는 제1 리플렉터(120)의 반사면 영역은 효율이 작기 때문에, 제1 리플렉터(120)의 양측 반사면 영역을 제2 리플렉터(130)와 제3 리플렉터(140)로 대체하고, 2개의 LED(170,150)가 추가 구성된 것이다.

도 5는 기존 빔 영역에서 광폭이 증가된 영역을 나타낸 도면이다.

LED(170,150)에서 조사된 빛은 제2 리플렉터(130) 및 제3 리플렉터(140)에 반사되어, 광축(O)과 일정한 각을 이루도록 직진하게 되며, 이 빛은 도 5에서 도시한 바와 같이, 기존의 빔 영역(A)의 양측 영역(B)에 빔 패턴을 형성하여 광폭을 증가시킨다. 이럴게 광폭이 증가하게 되면, 운전자의 근거리 시야가 확보되기 때문에 주행 시 편의성과 안전성이 보장된다. 또한, 양 측면 시인성을 높이기 위하여 설치되는 램프를 대체할 수 있게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

110: 비구면 렌즈
120: 제1 리플렉터
130: 제2 리플렉터
140: 제3 리플렉터
150,160,170: LED

Claims (7)

1. 광원과, 상기 광원의 빛을 반사시키는 리플렉터를 포함하는 차량용 램프로서,
   비구면 렌즈;
   상기 비구면 렌즈의 제1 초점을 지나도록 빛을 반사하는 반사면이 구비된 제1 리플렉터;및
   상기 제1 리플렉터에 인접하여 형성되고 상기 제1 초점과 상이한 위치에 형성되는 상기 비구면 렌즈의 제2 초점을 지나도록 빛을 반사하는 반사면이 구비된 제2 리플렉터
   를 포함하는 차량용 램프.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 리플렉터에 인접하여 형성되고 상기 제1 초점 및 상기 제2 초점과 상이한 위치에 형성되는 상기 비구면 렌즈의 제3 초점을 지나도록 빛을 반사하는 반사면이 구비된 제3 리플렉터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 제1 리플렉터는 중앙에 형성되고, 상기 제2 리플렉터는 상기 제1 리플렉터의 좌측에 형성되며, 상기 제3 리플렉터는 상기 제1 리플렉터의 우측에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 제1 초점은 광축 상에 형성되고, 상기 제2 초점은 상기 제1 초점을 기준으로 좌측에 위치하고, 상기 제3 초점은 상기 제1 초점을 기준으로 우측에 위치하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 제1 리플렉터, 상기 제2 리플렉터 및 상기 제3 리플렉터에 각각 대응되게 3개의 광원이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 광원은 LED(Light Emitting Diode)인 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
7. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항의 차량용 램프를 포함하는 차량.
   

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