KR20170099135A - 차량용 광학 렌즈 및 이를 이용한 차량용 램프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 광학 렌즈 및 이를 이용한 차량용 램프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 색수차를 제거하면서도 충분한 광량을 확보할 수 있는 차량용 광학 렌즈 및 이를 이용한 차량용 램프에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 광학 렌즈는, 광이 입사되는 입사면, 상기 입사된 광이 출사되는 출사면, 및 상기 출사면의 일측으로부터 타측으로 갈수록 상기 출사면과의 단차가 가변되도록 상기 출사면의 적어도 일부 영역에 형성되는 광학 패턴을 포함하며, 상기 출사면은, 지면에 수직한 방향을 따라 복수의 출사 영역으로 구분되고, 상기 복수의 출사 영역 각각에 형성된 상기 광학 패턴은, 상기 출사면과 서로 다른 단차를 가진다.

Description

차량용 광학 렌즈 및 이를 이용한 차량용 램프{Optical lens for vehicle and lamp for vehicle using the same}

본 발명은 차량용 광학 렌즈 및 이를 이용한 차량용 램프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 색수차를 제거하면서도 충분한 광량을 확보할 수 있는 차량용 광학 렌즈 및 이를 이용한 차량용 램프에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 야간 주행시 차량 주변에 위치한 대상물을 용이하게 확인하기 위한 조명 기능 및 주변 차량이나 보행자에게 차량의 주행 상태를 알리기 위한 신호 기능을 가지는 다양한 램프를 구비하고 있으며, 각 램프는 각 기능을 충분히 발휘할 수 있도록 그 설치 기준과 규격에 대해서 법규로 규정되어 있다.

예를 들어, 헤드 램프 및 포그 램프 등은 주로 조명 기능을 목적으로 하며, 턴 시그널 램프, 테일 램프, 브레이크 램프 등은 주로 신호 기능을 목적으로 한 것이다.

이 중에서 헤드 램프는 차량이 야간에 주행할 때 차량의 주행 방향과 같은 방향으로 광을 조사하여 전방 시야가 확보되도록 함으로써 안전 운행을 도모하는데 필수적인 역할을 하고 있다.

헤드 램프는 차량의 주행 환경, 예를 들어 주변 차량, 주변 밝기, 기상 환경, 도로 환경 등에 따라 로우 빔 패턴이나 하이 빔 패턴과 같이 다양한 빔 패턴을 형성하게 되며, 로우 빔 패턴은 대향 차량이나 선행 차량 등과 같은 전방 차량의 운전자에게 눈부심이 발생되지 않도록 렌즈로 입사되는 광의 일부를 차단하여 컷 오프 라인을 형성하게 된다.

도 1은 종래의 기술에 따른 로우 빔 패턴을 형성하는 차량용 램프의 일 예로서, 광원(11)으로부터 발생된 광은 리플렉터(12)에 의해 렌즈(14)로 반사되며, 렌즈(14)로 입사되는 광의 일부를 쉴드(13)가 차단하여 로우 빔 패턴을 형성하게 된다.

이때, 렌즈(14)로 입사되는 광은 파장에 따라 굴절률의 차이가 발생하게 되고, 광의 파장에 따른 굴절률의 차이는 색수차를 발생시키게 된다. 예를 들어, 렌즈(14)로 입사되는 광은 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 영역의 광이 서로 다른 파장을 가지기 때문에 각 색상 영역의 광은 굴절률의 차이가 발생하게 된다.

이와 같이, 광의 파장에 따른 굴절률의 차이는 색수차를 발생시키게 되며, 색수차의 발생은 차량용 램프로부터 조사되는 광의 색상을 불균일하게 하기 때문에 색수차를 제거할 수 있는 방안이 요구되고 있다.

공개특허공보 제10-2014-0021241호 (2014.02.20)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 각 색상 영역의 광의 파장 차이로 인하여 색수차가 발생하는 것을 방지하고, 배광 조건을 만족하는 충분한 광량을 확보할 수 있는 차량용 광학 렌즈 및 이를 이용한 차량용 램프를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 차량용 광학 렌즈는, 광이 입사되는 입사면, 상기 입사된 광이 출사되는 출사면, 및 상기 출사면의 일측으로부터 타측으로 갈수록 상기 출사면과의 단차가 가변되도록 상기 출사면의 적어도 일부 영역에 형성되는 광학 패턴을 포함하며, 상기 출사면은, 지면에 수직한 방향을 따라 복수의 출사 영역으로 구분되고, 상기 복수의 출사 영역 각각에 형성된 상기 광학 패턴은, 상기 출사면과 서로 다른 단차를 가진다.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프는, 광원부, 상기 광원부로부터 발생된 광의 일부를 차단하여 빔 패턴을 형성하는 쉴드부, 및 상기 쉴드부를 통과한 광이 입사되는 입사면과 상기 입사된 광이 출사되는 출사면을 포함하는 렌즈부를 포함하며, 상기 렌즈부는, 상기 출사면의 일측으로부터 타측으로 갈수록 상기 출사면과의 단차가 가변되도록 상기 출사면의 적어도 일부 영역에 형성되는 광학 패턴을 포함하고, 상기 출사면은, 서로 연속 또는 불연속적으로 구분되는 복수의 출사 영역으로 구분되고, 상기 복수의 출사 영역 각각에 형성된 상기 광학 패턴은, 상기 출사면과 서로 다른 단차를 가진다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기와 같은 본 발명의 차량용 광학 렌즈 및 이를 이용한 차량용 램프에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

광이 출사되는 렌즈의 출사면 일측으로부터 타측으로 갈수록 렌즈의 출사면에 형성되는 광학 패턴의 단차를 서로 다르게 하여 색수차가 발생하는 것을 방지하면서도 배광 조건을 만족하는 충분한 광량을 확보할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래의 기술에 따른 차량용 램프가 도시된 개략도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 광학 렌즈가 도시된 정면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 광학 렌즈가 도시된 측면도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 광학 렌즈에 형성된 광학 패턴의 단차가 도시된 개략도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 광학 렌즈의 출사면의 복수의 출사 영역이 도시된 개략도.
도 7 내지 11은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 광학 렌즈의 출사면의 각 출사 영역에 형성된 광학 패턴의 단차가 도시된 개략도.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 광학 렌즈가 도시된 정면도.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 광학 렌즈가 도시된 측면도.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프가 도시된 개략도.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프에 의해 형성된 빔 패턴이 도시된 개략도.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프의 광 경로가 도시된 개략도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 차량용 램프를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 광학 렌즈가 도시된 정면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 광학 렌즈가 도시된 측면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 광학 렌즈(100)는 입사면(110) 및 출사면(120)을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 차량용 광학 렌즈(100)가 차량에 설치되는 헤드 램프에 사용되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않고 본 발명의 차량용 광학 렌즈(100)는 헤드 램프뿐만 아니라 포그 램프, 테일 램프, 턴 시그널 램프, 포지션 램프, 주간 주행 램프, 백업 램프 등과 같이 차량에 설치되는 각종 램프에 사용될 수 있다.

입사면(110) 및 출사면(120)은 본 발명의 차량용 광학 렌즈(100)로부터 광이 출사되는 방향을 기준으로 각각 후면 및 전면을 형성할 수 있다.

본 발명의 실시예에서 입사면(110)은 지면에 대해 대략 수직한 면 형상을 가지며, 출사면(120)은 본 발명의 차량용 광학 렌즈(100)로부터 광이 출사되는 방향을 기준으로 볼록한 형상을 가지는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로서, 이에 한정되지 않고 필요로 하는 렌즈 특성에 따라 입사면(110) 및 출사면(120)의 형상이나 곡률 등은 다양하게 변경될 수 있다.

출사면(120)에는 일측으로부터 타측으로 갈수록 출사면(120)과의 단차가 가변되는 광학 패턴(130)이 형성될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 광학 패턴(130)이 복수로 구성되어 출사면(120)의 전체 영역에 형성되는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 광학 패턴(130)은 출사면(120)의 일부 영역에 형성될 수도 있다.

본 발명의 실시예에서는 광학 패턴(130)이 도 4와 같이 출사면(120)로부터 소정 깊이로 함몰된 형상을 가지는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 광학 패턴(130)은 도 5와 같이 출사면(120)으로부터 소정 높이로 돌출된 형상을 가질 수도 있고, 돌출된 형상과 함몰된 형상이 혼용될 수도 있다.

광학 패턴(130)의 단차는 광학 패턴(130)이 함몰된 형상일 때는 전술한 도 4와 같이 광학 패턴(130)의 깊이(d)로 이해될 수 있고, 광학 패턴(130)이 돌출된 형상일 때는 전술한 도 5와 같이 광학 패턴(130)의 높이(h)로 이해될 수 있으며, 이하 본 발명의 실시예에서는 광학 패턴(130)의 깊이(h)와 광학 패턴(130)의 높이(h)를 광학 패턴(130)의 단차라 통칭하기로 한다.

이러한 광학 패턴(130)은 가시광에 포함된 각 색상 영역의 광들이 서로 다른 파장을 가짐에 따라 서로 다른 굴절율을 가지게 되어 색수차가 발생되는 것이 방지될 수 있도록 각 색상 영역의 광들을 산란시키게 되고, 이로 인해 각 색상 영역의 광들이 서로 혼합되어 백색 광이 발생되도록 하기 위함이다.

출사면(120)은 도 6과 같이 지면에 대하여 수직한 방향을 따라 복수의 영역으로 구분될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 출사면(120)의 상측으로부터 하측까지 각각 광학 패턴(130)이 형성되는 복수의 출사 영역(A1~A5)으로 구분되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로서, 이에 한정되지 않고 출사면(120)은 적어도 둘 이상의 출사 영역으로 구분될 수 있으며, 각 출사 영역은 서로 연속적일 수도 있고 불연속적일수도 있다.

이하, 본 발명의 실시예에서 복수의 출사 영역(A1~A5)을 각각 제1 출사 영역(A1), 제2 출사 영역(A2), 제3 출사 영역(A3), 제4 출사 영역(A4) 및 제5 출사 영역(A5)이라 칭하기로 한다.

이때, 두 출사 영역이 서로 연속적이라는 것은 두 출사 영역이 경계선에서 서로 접한다는 것으로 이해될 수 있고, 두 출사 영역이 불연속적이라는 것은 두 출사 영역이 서로 이격된다는 것으로 이해될 수 있다.

예를 들어, 출사면(120)이 전술한 도 6와 같이 도시된 5개의 출사 영역(A1~A5)으로 구분된 경우 각 출사 영역(A1~A5)은 서로 연속적으로 이해될 수 있고, 이와 반대로 출사면(120)이 5개의 출사 영역(A1~A5)으로 구분되었다 할지라도 그 사이가 서로 이격된 경우 서로 불연속적이라 이해될 수 있는 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에서 출사면(120)이 5개의 출사 영역(A1~A5)으로 구분되는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 출사면(120)은 색수차나 배광 조건을 고려하여 적어도 3개 이상으로 구분되는 것이 바람직하다.

광학 패턴(130)은 복수의 출사 영역(A1~A5)에 각각 형성될 수 있으며, 출사면(120)의 일측으로부터 타측으로 갈수록 각 출사 영역(A1~A5)에 형성된 광학 패턴(130)의 단차는 서로 다르게 형성될 수 있다.

예를 들어, 출사면(120)의 가장 상측에 위치하는 제1 출사 영역(A1)의 광학 패턴(130)의 단차가 가장 작고, 출사면(120)의 가장 하측에 위치하는 제5 출사 영역(A5)의 단차가 가장 크며, 출사면(120)의 상측으로부터 하측으로 갈수록 광학 패턴(130)의 단차가 점차적으로 증가할 수 있다.

즉, 출사면(120)에 형성된 광학 패턴(130)이 출사면(120)으로부터 함몰된 형상인 경우, 도 7 내지 도 11과 같이 제1 내지 제5 출사 영역(A1~A5) 각각에 형성된 광학 패턴(130)의 깊이(d1~d5)는 "d1<d2<d3<d4<d5"의 관계를 가질 수 있다.

이때, 광학 패턴(130)의 단차가 큰 출사 영역으로 광이 출사될수록 각 색상 영역의 광들이 혼합되는 정도가 높아져 광이 퍼져 나가게 되므로 색수차를 보다 효율적으로 제거할 수 있는 반면, 단위 영역에 조사되는 광량은 상대적으로 감소하기 때문에 광학 패턴(130)의 단차는 색수차 제거, 광량, 선명도 등을 고려하여 결정될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 제1 내지 제5 출사 영역(A1~A5) 각각에 형성된 광학 패턴(130)의 단차가 서로 다른 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 출사면(120)의 상측으로부터 하측으로 갈수록 광학 패턴(130)의 단차가 증가하되, 제1 내지 제5 출사 영역(A1~A5) 중 서로 연속적으로 위치하는 둘 이상의 출사 영역에 형성된 광학 패턴(130)의 단차는 동일할 수도 있다.

예를 들어, 제1 및 제2 출사 영역(A1, A2)에 형성된 광학 패턴(130)의 단차가 서로 동일하고, 제3 내지 제5 출사 영역(A3~A5)에 형성된 광학 패턴(130)의 단차가 서로 동일하며, 제1 및 제2 출사 영역(A1, A2)에 형성된 광학 패턴(130)의 단차보다 제3 내지 제5 출사 영역(A3~A5)에 형성된 광학 패턴(130)의 단차가 크게 형성될 수 있는 것이다.

이때, 출사면(120)의 최하단에 위치한 제5 출사 영역(A5)에 형성된 광학 패턴(130)의 단차는 출사면(120)의 최상단에 위치한 제1 출사 영역(A1)에 형성된 광학 패턴(130)의 단차의 1.5배 이상인 것이 바람직한데, 이는 가장 작은 단차와 가장 큰 단차의 차이가 1.5배 미만인 경우 색수차 문제 소지가 있기 때문이다.

또한, 전술한 바와 같이 둘 이상 출사 영역에 형성된 광학 패턴(130)의 단차가 동일한 경우에는 제3 내지 제5 출사 영역(A3~A5)에 형성된 광학 패턴(130)의 단차가 제1 및 제2 출사 영역(A1, A2)에 형성된 광학 패턴(130)의 단차의 1.5배 이상인 것으로 이해될 수 있다.

다시 말해서, 복수의 출사 영역(A1~A5) 각각에 형성된 광학 패턴(130)의 단차 중 가장 큰 단차가 가장 작은 단차의 1.5배 이상인 것으로 이해될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에서 출사면(120)에 형성되는 광학 패턴(130)의 단차가 상측으로부터 하측으로 갈수록 커지도록 하는 것은 색수차 발생을 방지하면서도 충분한 광량이 확보되도록 하기 위한 것으로서, 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

또한, 복수의 출사 영역(A1~A5)에 형성된 단차는 서로 다른 경우에도 출사면(120)의 높이는 서로 균일할 수도 있다. 본 발명의 실시예에서 출사면(120)의 높이란 광이 출사되는 방향으로 가장 높은 위치로 이해될 수 있으며, 광학 패턴(120)이 함몰된 형상인 경우 출사면(120)의 높이는 출사면(120) 자체일 수 있고, 광학 패턴(120)이 돌출된 형상인 경우 출사면(120)의 높이는 광학 패턴(120)의 돌출된 끝단일 수 있다.

한편, 전술한 실시예에서는 광학 패턴(130)이 출사면(120)의 중심부로부터 방사상으로 형성되는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로서, 이에 한정되지 않고 광학 패턴(130)는 도 12 및 도 13과 같이 광학 패턴(130)은 동일한 중심을 가지며 서로 다른 반경을 가지는 원 형상을 가질 수도 있다.

광학 패턴(130)이 원 형상을 가지는 경우도 전술한 바와 같이 출사면(120)의 상측으로부터 하측으로 갈수록 단차가 증가하도록 형성될 수 있다.

광학 패턴(130)의 형상은 전술한 실시예들로 한정되는 것은 아니며, 색수차나 광량 등을 고려하여 다양한 형상을 가질 수 있다.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프가 도시된 개략도이다.

도 14를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프(200)는 광원부(210), 쉴드부(220) 및 렌즈부(230)를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서 차량용 램프(200)는 차량의 전방 양측에 설치되어 차량이 야간에 주행하거나 터널 등과 같은 어두운 장소를 주행할 때 차량의 주행 방향으로 광을 조사하여 전방 시야가 확보되도록 하는 헤드 램프의 용도로 사용되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않고 본 발명의 차량용 램프(200)는 헤드 램프뿐만 아니라, 포그 램프, 테일 램프, 턴 시그널 램프, 포지션 램프, 주간 주행 램프, 백업 램프 등과 같이 차량에 설치되는 각종 램프의 용도로 사용될 수 있다.

광원부(210)는 본 발명의 차량용 램프(200)의 용도에 적합한 색상이나 광량을 가지는 광이 발생될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 광원부(210)가 광이 발생되는 광원(211) 및 광원(211)으로부터 발생된 광의 적어도 일부를 광학 렌즈(230)로 반사시키는 리플렉터(212)를 포함하는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에서 광원(211)으로 LED가 사용되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않고 광원(211)으로는 LED뿐만 아니라 벌브 등과 같은 다양한 종류의 광원이 사용될 수 있다.

리플렉터(212)은 광원(211)으로부터 발생된 광 중 적어도 일부를 렌즈부(230)로 반사시킬 수 있도록 적어도 일면이 개방된 타원 곡면 형상이나 자유 곡면 형상을 가질 수 있으며, 그 내측면에는 알루미늄이나 크롬 등과 같은 높은 반사율을 가지는 재질이 증착 또는 코팅된 반사면(미도시)이 형성될 수 있다.

리플렉터(212)는 광이 반사되는 방향에 따라 타원(Ellipse) 형상이나 포물선(Parabola) 형상 등과 같은 다양한 형상을 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 리플렉터(212)가 광원(211)의 상측 부근에 위치하여 광원(211)으로부터 발생된 광 중 적어도 일부를 렌즈부(230)로 반사시키는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않고 광원(211)으로부터 광이 발생되는 방향에 따라 반사면이 광원(211)을 향하도록 리플렉터(212)의 위치는 달라질 수 있으며, 광원(211)으로부터 발생된 광이 렌즈부(230)로 직접 입사되는 경우에는 리플렉터(212)가 생략될 수도 있다.

쉴드부(220)는 광원부(210)으로부터 발생되는 광의 일부를 차단하여 빔 패턴의 컷 오프 라인을 형성할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 쉴드부(220)가 대향 차량이나 선행 차량 등과 같은 전방 차량의 운전자에게 눈부심이 발생되는 것이 방지되도록 도 15와 같이 로우 빔 패턴(P)의 컷 오프 라인(CL)을 형성하는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.

이때, 도 15의 빔 패턴은 차량으로부터 일정 거리의 위치에 있는 스크린에 광이 조사되었을 때 형성되는 빔 패턴으로 이해될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 쉴드부(220)의 적어도 일부가 대략 수평한 판 형상을 가지는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않고 쉴드부(220)의 형상은 다양하게 변경될 수 있다.

쉴드부(220)는 광원부(210)로부터 발생된 광을 차단하는 상면 중 적어도 일부가 서로 다른 높이를 가지도록 형성되어 빔 패턴의 컷 오프 라인을 형성할 수 있으며, 쉴드부(220) 상면의 적어도 일부 영역에는 쉴드부(220)에 의해 차단된 광을 렌즈부(230)로 반사시켜 광 손실을 줄임으로써 광 사용 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 반사층(221)이 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 쉴드부(220)의 상면 전체 영역에 반사층(221)이 형성된 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.

쉴드부(200)는 상단이 렌즈부(230)의 광축(Ax) 또는 광축(Ax) 부근에 위치하고, 전단이 렌즈부(230)의 후측 초점 또는 후측 초점 부근하여 광원부(100)로부터 발생되는 광 중 일부를 차단하게 된다.

렌즈부(230)는 전술한 도 1 내지 도 13의 광학 렌즈(100)로 이해될 수 있으며, 광학 렌즈(100)와 동일한 역할을 하는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.

렌즈부(230)는 전술한 광학 렌즈(100)와 마찬가지로 입사면(231) 및 출사면(232)을 포함할 수 있으며, 출사면(232)에는 전술한 광학 렌즈(100)와 마찬가지로 복수의 광학 패턴(232a)이 형성될 수 있다.

출사면(232)은 전술한 도 6의 광학 렌즈(100)와 마찬가지로 지면에 대하여 수직한 방향을 따라 서로 연속 또는 불연속적으로 구분되는 복수의 출사 영역(A1~A5)으로 구분될 수 있으며, 각 출사 영역(A1~A5)에 형성된 광학 패턴(232a)은 출사면(232)으로부터 서로 다른 단차(d1~d5)를 가질 수 있다.

즉, 렌즈부(230)의 출사면(232)에 형성된 광학 패턴(232a)은 렌즈부(230)의 상측으로부터 하측으로 갈수록 단차가 커질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 렌즈부(230)의 출사면(232)이 5개의 출사 영역(A1~A5)으로 구분되는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 색수차나 배광 조건 등을 고려하여 전술한 차량용 광학 렌즈(100)와 마찬가지로 적어도 3개 이상으로 구분되는 것이 바람직하다.

광원부(210)로부터 발생된 광 중 쉴드부(220)에 의해 차단되지 않고 렌즈부(230)로 진행하는 광 중 적어도 일부의 광(L1)은 도 16과 같이 렌즈부(230)의 중심부를 기준으로 대략 하측 방향에 위치한 출사 영역(A4)을 통해 출사되어 전술한 도 15의 로우 빔 패턴(P)을 형성하게 되며, 쉴드부(220)의 상면에 의해 차단되어 렌즈부(230)로 입사된 광(L2)은 렌즈부(230)의 중심부를 기준으로 대략 상측 방향에 위치한 출사 영역(A2)을 통해 출사되어 전술한 로우 빔 패턴(P)의 고조도 영역(즉, 핫스팟 영역)(HS)에 조사되어 배광 조건을 만족할 수 있도록 충분한 광량이 확보되도록 하는 역할을 하게 된다.

도 16에서는 제2 출사 영역(A2) 및 제4 출사 영역(A4)를 통해 광이 출사되는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 쉴드부(220)에 차단되지 않고 렌즈부(230)로 입사되는 광과 쉴드부(200)에 의해 반사되어 렌즈부(230)로 입사되는 광이 출사되는 출사 영역에 형성된 광학 패턴(232a)의 단차가 서로 다르다는 것을 나타내기 위한 일 예에 불과한 것으로서, 이에 한정되지 않는다.

이때, 본 발명의 실시예에서 렌즈부(230)의 출사면(232)은 전술한 광학 렌즈(100)와 마찬가지로 상측으로부터 하측으로 갈수록 각 출사 영역에 형성된 광학 패턴(232a)의 단차가 점차적으로 증가하는 경우를 예를 들어 설명하고 있는데, 이는 광원부(210)로부터 렌즈부(230)로 진행되는 광에 의해 형성되는 빔 패턴은 색수차로 인하여 로우 빔 패턴의 상단 부근, 예를 들어, 컷 오프 라인 부근에 청색 광이 나타날 수 있기 때문에 광학 패턴(232a)의 단차를 크게 하여 각 색상 영역의 광이 혼합되어 백색 광이 나타나도록 하기 위함이다.

또한, 렌즈부(230)의 상측으로 갈수록 광학 패턴(232a)의 단차가 감소되는 것은 쉴드부(220)의 상면에 의해 차단되어 렌즈부(230)로 입사되는 광은 로우 빔 패턴(P)의 고조도 영역(HS)의 조도를 결정하는 중요한 요소로서, 고조도 영역에 충분한 조도가 확보되지 않는 경우 원거리 시야가 감소되어 차량 전방에 위치한 장애물을 확인이 어려운 면이 있기 때문에 쉴드부(220)에 의해 차단되어 렌즈부(230)로 반사되는 광이 출사되는 영역의 광학 패턴(232a)의 단차를 상대적으로 작게 하여 충분한 광량이 확보될 수 있도록 하기 위함이다.

즉, 렌즈부(230)의 출사면(232)에 형성된 광학 패턴(232a)의 단차가 동일하고 상대적으로 작은 경우에는 단위 영역에 조사되는 광량은 증가하나 색수차 발생 가능성이 높아지게 되고, 이와 반대로 출사면(232)에 형성된 광학 패턴(232a)의 단차가 동일하고 상대적으로 큰 경우에는 색수차가 제거 효율이 높아지나 단위 영역에 조사되는 광량이 감소하게 되는 것이다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 렌즈부(230)의 상측으로부터 하측으로 갈수록 광학 패턴(232a)의 단차가 점차적으로 커지게 하여 색수차를 효과적으로 제거하면서도 배광 조건을 만족하는 충분한 광량이 확보되도록 하게 된다.

또한, 본 발명의 실시예에서 렌즈부(230)는 렌즈부(230)의 중심으로 기준으로 상측 영역과 하측 영역의 형상이 서로 비대칭인 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에서 렌즈부(230)의 상측 영역과 하측 영역의 형상이 서로 비대칭인 것은 색수차 제거를 위한 것으로서, 렌즈부(230)의 하측 영역이 상측 영역에 비하여 광이 출사되는 방향으로 더 볼록하게 형성되는 것이 바람직하다.

구체적으로, 쉴드부(220)에 의해 반사되어 렌즈부(230)로 입사되는 광은 렌즈부(230)의 상측 영역을 통해 출사되고, 쉴드부(220)를 벗어나 렌즈부(230)로 입사되는 광은 렌즈부(230)의 하측 영역을 통해 출사되므로, 렌즈부(230)의 하측 영역을 통해 출사되는 광의 광량 상대적으로 크기 때문에 렌즈부(230)의 하측 영역을 통해 출사되는 광이 색수차에 더 큰 영향을 줄 수 있으므로, 렌즈부(230)의 하측 영역을 상측 영역에 비하여 더 볼록하게 형성함으로써 렌즈부(230)의 하측 영역을 통해 출사되는 광이 조사되는 영역의 상측단이 빔 패턴의 컷 오프 라인의 하측 부근에 위치하도록 하여 컷 오프 라인 부근에 청색광이 조사되는 것을 방지하여 색수차 발생을 효과적으로 제거할 수 있게 되는 것이다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 광학 렌즈
110: 입사면
120: 출사면
130: 광학 패턴
200: 차량용 램프
210: 광원부
211: 광원
212: 리플렉터
220: 쉴드부
221: 반사면
230: 렌즈부
231: 입사면
232: 출사면
232a: 광학 패턴

Claims (18)

1. 광이 입사되는 입사면;
   상기 입사된 광이 출사되는 출사면; 및
   상기 출사면의 일측으로부터 타측으로 갈수록 상기 출사면과의 단차가 가변되도록 상기 출사면의 적어도 일부 영역에 형성되는 광학 패턴을 포함하며,
   상기 출사면은,
   지면에 수직한 방향을 따라 복수의 출사 영역으로 구분되고,
   상기 복수의 출사 영역 각각에 형성된 상기 광학 패턴은,
   상기 출사면과 서로 다른 단차를 가지는 차량용 광학 렌즈.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 광학 패턴은,
   상기 출사면으로부터 돌출 또는 함몰되도록 형성되는 차량용 광학 렌즈.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 출사 영역은,
   서로 연속 또는 불연속적인 차량용 광학 렌즈.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 출사면의 상측에 위치한 출사 영역에 형성된 광학 패턴의 단차는,
   상기 출사면의 하측에 위치한 출사 영역에 형성된 광학 패턴의 단차보다 작은 차량용 광학 렌즈.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 출사 영역 각각은,
   상기 출사면의 상측으로부터 하측으로 갈수록 상기 광학 패턴의 단차가 점차적으로 증가하는 차량용 광학 렌즈.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 출사 영역의 높이는,
   서로 균일한 차량용 광학 렌즈.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 출사 영역은,
   적어도 3개 이상으로 구분되는 차량용 광학 렌즈.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 출사 영역 중 최하단에 위치한 출사 영역에 형성된 광학 패턴의 단차는,
   최상단에 위치한 출사 영역에 형성된 광학 패턴의 단차의 1.5배 이상인 차량용 광학 렌즈.
9. 광원부;
   상기 광원부로부터 발생된 광의 일부를 차단하여 빔 패턴을 형성하는 쉴드부; 및
   상기 쉴드부를 통과한 광이 입사되는 입사면과 상기 입사된 광이 출사되는 출사면을 포함하는 렌즈부를 포함하며,
   상기 렌즈부는,
   상기 출사면의 일측으로부터 타측으로 갈수록 상기 출사면과의 단차가 가변되도록 상기 출사면의 적어도 일부 영역에 형성되는 광학 패턴을 포함하고,
   상기 출사면은,
   서로 연속 또는 불연속적으로 구분되는 복수의 출사 영역으로 구분되고,
   상기 복수의 출사 영역 각각에 형성된 상기 광학 패턴은,
   상기 출사면과 서로 다른 단차를 가지는 차량용 램프.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 광학 패턴은,
    상기 출사면으로부터 돌출 또는 함몰되도록 형성되는 차량용 램프.
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 출사면의 상측에 위치한 출사 영역에 형성된 광학 패턴의 단차는,
    상기 출사면의 하측에 위치한 출사 영역에 형성된 광학 패턴의 단차보다 작은 차량용 램프.
12. 제 9 항에 있어서,
    상기 광원부로부터 상기 쉴드부를 벗어나 상기 렌즈부로 진행하는 광이 출사되는 출사 영역에 형성된 광학 패턴의 단차는,
    상기 광원부로부터 발생된 광 중 상기 쉴드부에 의해 차단되어 상기 렌즈부로 반사되는 광이 출사되는 출사 영역에 형성된 광학 패턴의 단차보다 큰 차량용 램프.
13. 제 9 항에 있어서,
    상기 렌즈부는,
    상기 렌즈부의 중심을 기준으로 상측 영역과 하측 영역의 형상이 서로 비대칭인 차량용 램프.
14. 제 9 항에 있어서,
    상기 렌즈부의 하측 영역은,
    상기 렌즈부의 상측 영역보다 광이 출사되는 방향으로 더 볼록하게 형성되는 차량용 램프.
15. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 출사 영역 각각은,
    상기 렌즈부의 상측으로부터 하측으로 갈수록 상기 광학 패턴의 단차가 점차적으로 증가하는 차량용 램프.
16. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 출사 영역 각각의 높이는,
    서로 균일한 차량용 램프.
17. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 출사 영역은,
    적어도 3개 이상으로 구분되는 차량용 램프.
18. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 출사 영역 중 최상단에 위치한 출사 영역에 형성된 광학 패턴의 단차는,
    최하단에 위치한 출사 영역에 형성된 광학 패턴의 단차의 1.5배 이상인 차량용 램프.

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