KR20150061999A - 보조 리플렉터를 구비하는 헤드램프 - Google Patents

보조 리플렉터를 구비하는 헤드램프 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광을 조사하는 광원; 상기 광원으로부터 조사되는 광을 반사하여 차량의 전방에 조사하는 MFR(Multi Facet Reflector); 및 상기 광원으로부터 조사되는 광의 일부를 상기 MFR로 조사되게 반사하는 보조 리플렉터를 포함하며, 상기 보조 리플렉터의 반사면은 쌍곡선의 자취 중 일부에 배치되는 것을 특징으로 하는 보조 리플렉터를 구비하는 헤드램프에 관한 것이다. 이에 따라, 광효율 및 근거리 조도를 향상시킬 수 있다.

Description

보조 리플렉터를 구비하는 헤드램프{Head lamp with Assistace Reflecter}
본 발명은 보조 리플렉터를 구비하는 헤드램프에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 쌍곡선의 원리를 이용한 보조 리플렉터를 구비하여 광효율 및 근거리 조도를 향상시키는 헤드램프에 관한 것이다.
차량용 헤드 램프는 차량의 주행 방향과 같은 방향으로 광을 조사하여 야간에 운전자의 시야를 확보하는 필수적인 기능을 구비하고 있다. 이와 같은 차량용 헤드 램프는 빛을 조사하기 위한 광원으로 백열전구, 할로겐램프 등이 주로 사용되며, 최근에는 전력소모가 적고 빛의 직진성이 우수한 엘이디(LED)를 광원으로 사용하는 경우가 증가하고 있다.
그리고, 이러한 헤드램프는 다중 초점 반사면(MFR: Multi Facet Reflector, 이하 MFR이라 함)를 적용하여 다양한 각도로 빔을 조사할 수 있다.
상기 MFR과 관련된 기술로는 대한민국공개공보 제1020130000608호인 '차량용 헤드 램프'가 있다.
이러한 MFR 헤드램프의 경우, 광의 조도를 향상시키기 위하여 광의 중심측으로 광을 집중시키는 핫존(hot zone)을 형성한다. 이러한 핫존을 구현하기 위해서는 MFR과 광원 사이의 거리인 초점 거리가 긴 것이 유리하다. 그리고, 광효율이나 넓은 광폭을 형성하기 위해서는 상기 초점 거리가 짧은 것이 유리하다.
따라서, 상기 MFR 헤드램프는 광을 조사함에 있어서, 핫존 모듈과 와이드 모듈을 별개로 구비하던가 아니면 MFR에 넓은 반사면을 형성하여 빔 패턴을 구현하는 것이 일반적이다.
하지만, 상기 MFR 헤드램프의 경우, 파라볼라 반사면의 특성상 상기 초점 거리가 짧으면 광효율이 증대하지만 엘이디 칩(LED chip)에 의하여 차량의 전방에 구현되는 칩 이미지(chip image)가 커져서 상기 핫존을 구현하기 어렵다는 문제가 있다.
반대로, 상기 초점 거리가 길면 상기 칩 이미지가 작아지기 때문에 핫존을 구현하는데 유리하지만 광효율이 낮아서 근거리 조도를 높이는데 어려움이 있다.
이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 쌍곡선의 원리를 이용한 보조 리플렉터를 구비하여 광효율 및 근거리 조도를 향상시키는 헤드램프를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 광을 조사하는 광원; 상기 광원으로부터 조사되는 광을 반사하여 차량의 전방에 조사하는 MFR(Multi Facet Reflector); 및 상기 광원으로부터 조사되는 광의 일부를 상기 MFR로 조사되게 반사하는 보조 리플렉터를 포함하며, 상기 보조 리플렉터의 반사면은 쌍곡선의 자취 중 일부에 배치되는 것을 특징으로 하는 보조 리플렉터를 구비하는 헤드램프에 의하여 달성된다.
바람직하게는, 상기 광원은 적어도 하나의 엘이디 소자를 구비하는 엘이디 칩(LED chip)일 수 있다.
또한, 상기 보조 리플렉터는 상기 엘이디 칩의 일측에 설치될 수 있다.
그리고, 상기 MFR은 상기 엘이디 칩의 상부측에 설치될 수 있다.
또한, 상기 광원은 상기 MFR의 초점과 상기 보조 리플렉터의 초점 중 하나의 초점에 위치할 수 있다.
또한, 상기 광원과 상기 보조 리플렉터의 초점 중 다른 하나의 초점 사이의 거리에 따라 광효율이 조절될 수 있다.
또한, 차량의 차축과 상기 보조 리플렉터의 초점 중 다른 하나의 초점이 이루는 각도에 따라 광효율이 조절될 수 있다.
그리고, 상기 광원과 상기 보조 리플렉터의 초점 중 다른 하나의 초점 사이의 거리 또는 상기 차량의 상기 차축과 상기 보조 리플렉터의 초점 중 다른 하나의 초점이 이루는 각도를 조절하여 로우 빔(low beam)을 구현할 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보조 리플렉터를 구비하는 헤드램프는 쌍곡선의 원리를 이용한 보조 리플렉터를 구비하여 광효율 및 근거리 조도를 향상시킬 수 있다.
즉, 상기 헤드램프는 상기 보조 리플렉터를 이용하여, 광원으로부터 조사되는 광 중 MFR로 입사되지 않는 광의 일부를 MFR로 반사되게 함으로써, 광효율 및 근거리 조도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 헤드램프는 MFR을 이용하여 광의 중심측으로 광을 집중시키는 핫존(hot zone)을 형성한 후, 상기 보조 리플렉터를 이용하여 상기 핫존보다 넓은 영역에 광을 조사되게 하여 종래의 와이드 모듈(wide module)의 역할까지 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 보조 리플렉터를 구비하는 헤드램프를 나타내는 도면이고,
도 2는 도 1의 A 영역을 나타내는 측면도이고,
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 보조 리플렉터를 구비하는 헤드램프의 쌍곡선을 이용한 보조 리플렉터의 개념을 나타내는 도면이고,
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 보조 리플렉터를 구비하는 헤드램프의 보조 리플렉터를 적용 전, 후의 해석 결과를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 기술적 과제에 관한 해결 방안을 명확화하기 위해 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련 공지기술에 관한 설명이 오히려 본 발명의 요지를 불명료하게 하는 경우 그에 관한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 설계자, 제조자 등의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있을 것이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 도면번호(참조번호)로 표시된 부분은 동일한 요소들을 나타낸다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보조 리플렉터를 구비하는 헤드램프에 대하여 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하여 살펴보면, 보조 리플렉터를 구비하는 헤드램프(1)는 광원(100), 광원(100)으로부터 조사되는 광을 반사하여 차량의 전방에 광을 조사하는 MFR(200) 및 보조 리플렉터(300)를 포함할 수 있다.
광원(100)은 면광원으로서 적어도 하나의 엘이디 소자를 구비하는 엘이디 칩(LED chip)이 이용될 수 있다. 그리고, 광원(100)은 MFR(200)의 초점(F)에 설치될 수 있다.
MFR(200)은 반사면을 다수의 셀로 구분하여 각 셀마다 곡률 반경이나 초점 등에 변화를 주는 리플렉터를 말한다.
MFR(200)은 각각의 셀의 좌우 및 상하 곡률을 조절할 수 있다. 여기서, MFR(200)의 기본적인 원리는 파라볼라(Parabola) 구조로 형성된 리플렉터이며, MFR(200)은 다수의 셀에 의한 각각의 곡률에 의해 원거리, 중거리, 근거리에 광을 조사할 수 있다.
그리고, MFR(200)은 광원(100)의 상부측에 설치될 수 있다.
보조 리플렉터(300)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 엘이디 칩의 일측에 설치될 수 있다.
보조 리플렉터(300)는 광원(100)으로부터 조사되는 광 중 일부를 MFR(200)의 일 영역으로 조사되게 반사한다.
도 3을 참조하여 살펴보면, 보조 리플렉터(300)에 의하여 반사되는 광은, 보조 리플렉터(300)의 반사면(310)이 쌍곡선의 자취 상에 배치되기 때문에, 쌍곡선의 하나의 초점인 가초점(F1)에서 조사되는 광과 같은 광 경로로 이동한다. 여기서, 광원(100)은 쌍곡선의 다른 하나의 초점(F)에 배치될 수 있다. 도 3에 있어서, 실선 화살표는 광원(100)에 의하여 조사되어 보조 리플렉터(300)에 의해 반사되는 광의 경로를 나타내며, 점선 화살표는 가초점(F1)에서 조사되는 광의 경로를 나타낸다.
따라서, 광원(100)과 보조 리플렉터(300)의 가초점(F1)의 거리(L)에 따라, 광효율 및 칩 이미지의 크기가 조절된다.
또한, 차축(X)과 리플렉터(300)의 가초점(F1)이 이루는 각도(θ)에 의하여 광효율 및 칩 이미지의 크기가 조절될 수 있다. 따라서, 상기 각도(θ)가 작아질수록 광효율은 증가하고, 칩 이미지의 크기는 작게 된다.
즉, 상기 헤드램프(1)는 상기 거리(L)와 상기 각도(θ)에 의하여 광효율 및 칩 이미지의 크기가 조절될 수 있다. 그에 따라, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 엘이디 칩의 상부측에 설치되는 MFR(200)을 구비하는 상기 헤드램프(1)는 상기 거리(L)와 상기 각도(θ)를 조절하여 로우 빔(low beam)을 구현할 수 있다.
그리고, 보조 리플렉터(300) 및 MFR(200)에 의하여 순차적으로 반사되어 조사되는 광은, 도 1에 도시된 바와 같이, MFR(200)에 의하여 반사되어 조사되는 광보다 하향되게 조사되는 것이 바람직하다.
따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 헤드램프(1)는 광원(100)으로부터 조사되는 광 중 MFR(200)로 입사되지 않는 광의 일부를 보조 리플렉터(300)를 이용하여 MFR(200)로 입사되게 하면서도 MFR(200)에 의하여 반사되어 조사되는 광보다 하향되게 조사되게 하기 때문에, 눈부심(glare)이 발생하지 않는다.
한편, 광원(100)으로부터 조사되는 광 중 MFR(200)로 입사되지 않는 광의 일부를 보조 리플렉터(300)를 이용하여 MFR(200)로 입사되게 하기 때문에, 보조 리플렉터(300)에 의하여 반사되어 MFR(200)로 입사되는 광과 광원(100)으로부터 조사되는 광 중 MFR(200)로 입사되는 광은 중첩되어 광을 집중시키게 된다.
따라서, 광효율은 증가하고, 근거리 조도 역시 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 엘이디 칩에 설치되는 엘이디 소자의 크기가 1mm x 1mm인 경우, 보조 리플렉터(300)의 높이(h)는 2mm인 것이 바람직하다.
그리고, 보조 리플렉터(300)의 폭(미도시)은 상기 엘이디 소자의 일측 변보다 같거나 조금 큰 것이 바람직하다. 즉, 보조 리플렉터(300)의 폭은 1~1.2mm인 것이 바람직하다.
이때, 광원(100)과 보조 리플렉터(300)의 가초점(F1)의 거리(L)는 1~2mm 정도로 하고, 보조 리플렉터(300)의 반사면(310)과 보조 리플렉터(300)의 가초점(F1)의 거리(d)는 0.1~0.3mm인 것이 바람직하다.
도 2 및 도 4를 참조하여 종합해보면, 본 발명인 상기 헤드램프(1)는 보조 리플렉터(300)를 이용하여, 상술 된 바와 같이 MFR(200)로 입사되지 않는 광 중 일부를 MFR(200)로 반사되게 함으로써, 광효율 및 근거리 조도를 향상시킬 수 있다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 헤드램프(1)를 이용하는 경우 근거리 조도가 향상된 것을 알 수 있다.
또한, 상기 헤드램프(1)는 MFR을 이용하여 광의 중심측으로 광을 집중시키는 핫존(hot zone)을 형성한 후, 보조 리플렉터(300)를 이용하여 상기 핫존보다 넓은 영역에 광을 조사되게 하여 종래의 와이드 모듈(wide module)의 역할까지 수행할 수 있다.
즉, 광원(100)과 보조 리플렉터(300)의 가초점(F1)의 거리(L)를 길게함으로써, 종래의 와이드 모듈(wide module)의 역할까지 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 다양한 실시 예들은, 당해 기술 분야는 물론 관련 기술 분야에서 본 명세서에 언급된 내용 이외의 다른 여러 기술적 과제들을 해결할 수 있음은 물론이다.
지금까지 본 발명에 대해 실시 예들을 참고하여 설명하였다. 그러나 당업자라면 본 발명의 본질적인 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위에서 본 발명이 변형된 형태로 구현될 수 있음을 자명하게 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 즉, 본 발명의 진정한 기술적 범위는 첨부된 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 균등범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 보조 리플렉터를 구비하는 헤드램프
100 : 광원 200 : MFR
300 : 보조 리플렉터 310 : 반사면

Claims (8)

  1. 광을 조사하는 광원;
    상기 광원으로부터 조사되는 광을 반사하여 차량의 전방에 조사하는 MFR(Multi Facet Reflector); 및
    상기 광원으로부터 조사되는 광의 일부를 상기 MFR로 조사되게 반사하는 보조 리플렉터를 포함하며,
    상기 보조 리플렉터의 반사면은 쌍곡선의 자취 중 일부에 배치되는 것을 특징으로 하는 보조 리플렉터를 구비하는 헤드램프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 적어도 하나의 엘이디 소자를 구비하는 엘이디 칩(LED chip)인 것을 특징으로 하는 보조 리플렉터를 구비하는 헤드램프.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보조 리플렉터는 상기 엘이디 칩의 일측에 설치되는 것을 특징으로 하는 보조 리플렉터를 구비하는 헤드램프.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 MFR은 상기 엘이디 칩의 상부측에 설치되는 것을 특징으로 하는 보조 리플렉터를 구비하는 헤드램프.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 상기 MFR의 초점과 상기 보조 리플렉터의 초점 중 하나의 초점에 위치하는 것을 특징으로 하는 보조 리플렉터를 구비하는 헤드램프.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 광원과 상기 보조 리플렉터의 초점 중 다른 하나의 초점 사이의 거리에 따라 광효율이 조절되는 것을 특징으로 하는 보조 리플렉터를 구비하는 헤드램프.
  7. 제5항에 있어서,
    차량의 차축과 상기 보조 리플렉터의 초점 중 다른 하나의 초점이 이루는 각도에 따라 광효율이 조절되는 것을 특징으로 하는 보조 리플렉터를 구비하는 헤드램프.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 광원과 상기 보조 리플렉터의 초점 중 다른 하나의 초점 사이의 거리 또는 상기 차량의 상기 차축과 상기 보조 리플렉터의 초점 중 다른 하나의 초점이 이루는 각도를 조절하여 로우 빔(low beam)을 구현하는 것을 특징으로 하는 보조 리플렉터를 구비하는 헤드 램프.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115289436A (zh) * 2018-12-13 2022-11-04 深圳市中光工业技术研究院 光源装置

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