KR20180036862A - 라이트가이드가 구비된 차량용 광원 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 라이트가이드를 통해 발산되는 빛의 일부 중 버려지는 빛을 재반사시켜 활용함으로써 광학 효율이 증대되고, 어느 한 방향의 편광 빔만이 전방으로 발산되도록 함으로써 빛이 균일하게 발산되는 라이트가이드가 구비된 차량용 광원 모듈이 소개된다.

Description

라이트가이드가 구비된 차량용 광원 모듈 {LIGHT MODULE FOR VEHICLE WITH LIGHT GUIDE}

본 발명은 라이트가이드가 구비된 차량용 광원 모듈에 있어서, 라이트가이드에 의해 발산되는 빛의 광학 효율이 향상되도록 하는 라이트가이드가 구비된 차량용 광원 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 야간 주행 시에 주행 방향의 사물을 잘 볼 수 있도록 하기 위한 용도 및 다른 차량이나 기타 도로 이용자에게 자기 차량의 주행 상태를 알리기 위한 용도의 등화장치를 구비한다. 전조등이라고도 하는 램프는 차량이 진행하는 전방의 진로를 비추는 기능을 하는 조명등이다.

이러한 램프는 헤드램프, 안개등, 방향지시등, 브레이크등, 후진등으로 분류되어 각각 노면에 대해 빛을 조사하는 방향이 다르게 설정된다.

이러한 차량용 램프는 전구에서 조사된 빛이 전방으로 조사됨으로써 식별력을 제공하지만, 최근에는 외관 디자인의 향상을 위해 라이트가이드가 적용되어 빛이 특정 이미지를 가지고 조사되도록 한다.

종래의 라이트가이드는 직선상으로 연장되고 내부에 옵틱이 형성되어 광원에서 조사되는 빛이 옵틱에 의해 전방을 향해 반사되어 이동되도록 구성된다. 이러한 종래의 라이트가이드는 평면상에 있는 옵틱에 의해 빛이 반사되는데, 전방으로 발산되는 빛에 대비하여 후방으로 발산되는 빛은 그대로 버려짐에 따라 광 효율이 저감되는 문제가 있다. 이에 따라, 빛의 균일도가 저감됨은 물론 광 효율이 저감되어 시인 가능한 충분한 광량이 확보되지 못한다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

대한민국공개특허공보 KR 10-2014-0083807 A (2014.07.04)

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 라이트가이드에 의해 발산되는 빛 중 버려지는 빛을 최소화하여, 광학 효율이 향상되도록 하는 라이트가이드가 구비된 차량용 광원 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 라이트가이드가 구비된 차량용 광원 모듈은 빛을 발생시키는 광원; 광원에서 발생된 빛을 반사시켜 빛의 이동을 안내하며 일부 빛이 전방을 향해 발산되도록 이루어진 라이트가이드; 라이트가이드의 전방에 마련되어 라이트가이드에 의해 발산된 빛이 입사되고, 라이트가이드를 통해 입사된 빛 중 어느 한 방향의 편광빔은 투과광으로서 통과되고, 다른 방향의 편광빔은 반사광으로서 라이트가이드를 향해 반사되도록 구성된 편광반사체; 및 라이트가이드의 후방에 마련되어 편광반사체에 의해 반사된 반사광이 입사되고, 빛이 투과광 및 반사광으로 라이트가이드를 향해 반사되도록 하는 확산반사체;를 포함한다.

라이트가이드는 내부에 다수의 노치부가 형성된 것을 특징으로 한다.

노치부는 라이트가이드에서 일정 간격 이격되어 함몰되게 형성된 것을 특징으로 한다.

편광반사체는, 라이트가이드에 의해 발산된 빛 중 투과광만을 통과시키는 제1편광필름; 및 라이트가이드에 의해 발산된 빛 중 투과광은 통과시키고 투과광을 제외한 반사광은 라이트가이드를 향해 후방으로 반사시키는 제2편광필름;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

편광반사체는 전단에 제1편광필름이 결합되고 후단에 제2편광필름이 결합되어 제1편광필름과 제2편광필름 사이에 개재되는 결합렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

확산반사체에는 다수의 확산옵틱이 형성되어 입사된 빛이 확산옵틱에 의해 투과광 및 반사광으로 재반사되는 것을 특징으로 한다.

확산옵틱은 확산반사체에서 일정 간격 이격되어 구형으로 돌출되게 형성된 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 라이트가이드가 구비된 차량용 광원 모듈에 따르면, 라이트가이드를 통해 발산되는 빛의 일부 중 버려지는 빛을 재반사시켜 활용함으로써 광학 효율이 증대된다.

또한, 어느 한 방향의 편광 빔만이 전방으로 발산되도록 함으로써 빛이 균일하게 발산된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이트가이드가 구비된 차량용 광원 모듈을 나타낸 도면.
도 2 내지 3은 도 1에 도시된 라이트가이드가 구비된 차량용 광원 모듈을 설명하기 위한 도면.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 라이트가이드가 구비된 차량용 광원 모듈에 대하여 살펴본다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이트가이드가 구비된 차량용 광원 모듈을 나타낸 도면이고, 도 2 내지 3은 도 1에 도시된 라이트가이드가 구비된 차량용 광원 모듈을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에 따른 라이트가이드가 구비된 차량용 광원 모듈은 도 1에 도시된 같이, 빛을 발생시키는 광원(100); 광원(100)에서 발생된 빛을 반사시켜 빛의 이동을 안내하며 일부 빛이 전방을 향해 발산되도록 이루어진 라이트가이드(200); 라이트가이드(200)의 전방에 마련되어 라이트가이드(200)에 의해 발산된 빛이 입사되고, 라이트가이드(200)를 통해 입사된 빛 중 어느 한 방향의 편광빔은 투과광으로서 통과되고, 다른 방향의 편광빔은 반사광으로서 라이트가이드(200)를 향해 반사되도록 구성된 편광반사체(300); 및 라이트가이드(200)의 후방에 마련되어 편광반사체(300)에 의해 반사된 반사광이 입사되고, 빛이 투과광 및 반사광으로 라이트가이드(200)를 향해 반사되도록 하는 확산반사체(400);를 포함한다.

이와 같이, 본 발명은 광원(100), 라이트가이드(200), 편광반사체(300), 확산반사체(400)로 구성된다. 여기서, 광원(100)은 LED가 적용될 수 있으며, 라이트가이드(200)는 광원(100)인 LED로부터 입사되는 빛이 전방에 대해 발산되도록 이루어진다. 특히, 본 발명에서는 라이트가이드(200)의 전방에 마련되어 라이트가이드(200)에 의해 발산된 빛이 입사되는 편광반사체(300)가 구비되는데, 편광반사체(300)는 라이트가이드(200)를 통해 발산된 빛 중 어느 한 방향의 편광빔은 통과시키고 다른 방향의 편광빔은 반사시키도록 구성된다.

이로 인해, 광원(100)에서 발생된 빛은 라이트가이드(200)로 입사되고, 라이트가이드(200) 내에서 빛이 길이방향을 따라 이동됨과 더불어 다양한 방향의 편광빔으로 발산되며, 라이트가이드(200)를 통해 발산된 빛 중 어느 한 방향의 편광빔은 투과광으로서 편광반사체(300)를 통과하여 외부로 조사되고, 투과광 이외의 다른 방향의 편광빔은 반사광으로서 편광반사체(300)에 의해 반사되어 라이트가이드(200)를 향해 이동된다. 이때, 편광반사체(300)에 의해 반사되어 라이트가이드(200)를 향해 이동된 반사광은 다시 라이트가이드(200)에 의해 투과광 및 반사광으로 발산됨과 더불어, 라이트가이드(200)의 후방에 마련된 편광반사체(400)에 의해 투과광 및 반사광으로 재반사된다. 이로 인해, 라이트가이드(200) 및 편광반사체(400)에 의해 반사된 투과광과 반사광 중 투과광은 다시 편광반사체(400)를 통해 통과되어 외부로 조사되고 반사광은 편광반사체(300)에 반사됨을 반복함으로써 버려지는 빛이 최소화되어 광학 효율이 향상된다.

상술한 본 발명에 대해서 구체적으로 설명하면, 도 1 및 도 2에서 볼 수 있듯이, 라이트가이드(200)는 내부에 다수의 노치부(220)가 형성될 수 있다. 이러한 노치부(220)는 라이트가이드(200)에서 일정 간격 이격되어 함몰되게 형성될 수 있다. 이로 인해, 라이트가이드(200)로 입사된 빛은 함몰됨에 따라 형성된 노치부(220)에 의해 전반사되어 전방으로 발산됨과 더불어 일부 빛이 라이트가이드(200)가 연장된 길이방향을 따라 안내되어 이동된다.

한편, 편광반사체(300)는, 라이트가이드(200)에 의해 발산된 빛 중 투과광만을 통과시키는 제1편광필름(320); 및 라이트가이드(200)에 의해 발산된 빛 중 투과광은 통과시키고 투과광을 제외한 반사광은 라이트가이드(200)를 향해 후방으로 반사시키는 제2편광필름(340);을 포함한다.

즉, 편광반사체(300)는 제1편광필름(320)과 제2편광필름(340)으로 구성되며, 제1편광필름(320)이 제2편광필름(340)의 전방 측에 위치되도록 구성된다. 이러한 제1편광필름(320)과 제2편광필름(340)을 구성함에 있어서, 투과광은 P 편광으로 이루어지고 반사광은 S 편광으로 이루어질 수 있으며, 제1편광필름(320)은 P 편광으로 이루어진 투과광만이 통과되도록 구성되고 제2편광필름(340)은 P 편광으로 이루어진 투과광은 통과되고 S 편광으로 이루어진 반사광은 반사되도록 구성될 수 있다. 이러한 제1편광필름(320) 및 제2편광필름(340)은 이색성 물질을 염착시킨 PVA(Poly Vinyl Alcoho) 필름(편광소자)을 중심으로 편광소자의 보호체의 역할을 하는 TAC(Tri-acetate cellulose) 필름이 편광소자의 양면으로 접합된 형태인 TAC-PVA-TAC의 3층 구조로 이루어질 수 있다.

이러한 편광반사체(300)는 전단에 제1편광필름(320)이 결합되고 후단에 제2편광필름(340)이 결합되어 제1편광필름(320)과 제2편광필름(340) 사이에 개재되는 결합렌즈(360)를 더 포함할 수 있다. 이렇게, 제1편광필름(320)과 제2편광필름(340)은 결합렌즈(360)를 중심으로 결합렌즈(360)의 전면과 후면에 결합되도록 하여 제1편광필름(320)과 제2편광필름(340)이 일물의 편광반사체(300)로 구성될 수 있다. 또한, 결합렌즈(360)는 직선상으로 연장된 형태로 형성되어 라이트가이드(200)의 전방에 고정됨에 따라 제1편광필름(320)과 제2편광필름(340)이 결합렌즈(360)에 고정됨으로써 라이트가이드(200)를 통해 발산된 빛이 제1편광필름(320) 및 제2편광필름(340)에 입사시 투과광과 반사광으로 정확히 분배되어 통과 및 반사되도록 할 수 있다.

상술한 라이트가이드(200)와 편광반사체(300)는 소정 간격 이격되도록 설치되어 라이트가이드(200)와 편광반사체(300) 사이에 공기층이 형성되도록 구성될 수 있으며, 공기층을 삭제하고 레진을 충진하여 구성할 수도 있다. 다만, 라이트가이드(200)와 편광반사체(300) 사이에 레진을 충진시킬 경우 레진에 의한 굴절률까지 고려한 설계가 추가되어야 하는바, 공기층을 적용함이 바람직하다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 라이트가이드(200)의 후방에 마련되어 편광반사체(300)에 의해 반사된 반사광이 입사되고 다수의 확산옵틱(420)이 형성됨으로써 입사된 빛이 확산옵틱(420)에 의해 투과광 및 반사광으로 재반사되도록 하는 확산반사체(400);가 구비된다. 여기서, 확산옵틱(420)은 확산반사체(400)에서 일정 간격 이격되어 구형으로 돌출되게 형성될 수 있다.

이와 같이, 라이트가이드(200)의 후방에 확산반사체(400)가 마련됨으로써 라이트가이드(200)를 통해 발산되지 못한 빛이 확산반사체(400)에 의해 재반사됨으로써 광학 효율이 향상되도록 한다.

즉, 라이트가이드(200)의 전방에는 편광반사체(300)가 마련되어 라이트가이드(200)에서 발산된 빛 중 투과광만이 편광반사체(300)를 통과하여 외부로 조사되고 반사광이 반사되어 라이트가이드(200)를 향해 후방으로 이동되는데, 이 반사광은 라이트가이드(200)에 의해 투과광 및 반사광으로 발산됨과 더불어 확산반사체(400)에 의해 반사광이 확산되어 투과광 및 반사광으로 재반사된다. 이로 인해, 광원(100)에서 조사된 빛이 라이트가이드(200)를 이동하면서 후방으로 발산된 빛과, 라이트가이드(200)의 전방에서 편광반사체(300)에 의해 반사된 반사광이 확산반사체(400)에 형성된 확산옵틱(420)에 의해 확산되어 투과광 및 반사광으로 전방을 향해 재반사됨으로써 버려지는 빛을 최소화하여 모든 빛이 전방으로 조사됨에 따라 광학 효율이 향상된다.

이렇게, 확산반사체(400)에 의해 생성된 투과광 및 반사광은 편광반사체(300)를 통해 투과광은 통과하여 외부로 조사되고, 반사광은 다시 라이트가이드(200) 및 확산반사체(400)에 의해 재반사된다. 이에 따라, 투과광만이 최종적으로 편광반사체(300)를 통과하여 조사됨에 따라 광학 효율과 점등 필링이 향상된다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 라이트가이드(200)가 구비된 차량용 광원 모듈에 따르면, 라이트가이드(200)를 통해 발산되는 빛의 일부 중 버려지는 빛을 재반사시켜 활용함으로써 광학 효율이 증대된다.

또한, 어느 한 방향의 편광 빔만이 전방으로 발산되도록 함으로써 빛이 균일하게 발산된다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100:광원 200:라이트가이드
220:노치부 300:편광반사체
320:제1편광필름 340:제2편광필름
360:결합렌즈 400:확산반사체
420:확산옵틱

Claims (7)

1. 빛을 발생시키는 광원;
   광원에서 발생된 빛을 반사시켜 빛의 이동을 안내하며 일부 빛이 전방을 향해 발산되도록 이루어진 라이트가이드;
   라이트가이드의 전방에 마련되어 라이트가이드에 의해 발산된 빛이 입사되고, 라이트가이드를 통해 입사된 빛 중 어느 한 방향의 편광빔은 투과광으로서 통과되고, 다른 방향의 편광빔은 반사광으로서 라이트가이드를 향해 반사되도록 구성된 편광반사체; 및
   라이트가이드의 후방에 마련되어 편광반사체에 의해 반사된 반사광이 입사되고, 빛이 투과광 및 반사광으로 라이트가이드를 향해 반사되도록 하는 확산반사체;를 포함하는 라이트가이드가 구비된 차량용 광원 모듈.
2. 청구항 1에 있어서,
   라이트가이드는 내부에 다수의 노치부가 형성된 것을 특징으로 하는 라이트가이드가 구비된 차량용 광원 모듈.
3. 청구항 2에 있어서,
   노치부는 라이트가이드에서 일정 간격 이격되어 함몰되게 형성된 것을 특징으로 하는 라이트가이드가 구비된 차량용 광원 모듈.
4. 청구항 1에 있어서,
   편광반사체는,
   라이트가이드에 의해 발산된 빛 중 투과광만을 통과시키는 제1편광필름; 및
   라이트가이드에 의해 발산된 빛 중 투과광은 통과시키고 투과광을 제외한 반사광은 라이트가이드를 향해 후방으로 반사시키는 제2편광필름;을 포함하는 것을 특징으로 하는 라이트가이드가 구비된 차량용 광원 모듈.
5. 청구항 4에 있어서,
   편광반사체는 전단에 제1편광필름이 결합되고 후단에 제2편광필름이 결합되어 제1편광필름과 제2편광필름 사이에 개재되는 결합렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라이트가이드가 구비된 차량용 광원 모듈.
6. 청구항 1에 있어서,
   확산반사체에는 다수의 확산옵틱이 형성되어 입사된 빛이 확산옵틱에 의해 투과광 및 반사광으로 재반사되는 것을 특징으로 하는 라이트가이드가 구비된 차량용 광원 모듈.
7. 청구항 6에 있어서,
   확산옵틱은 확산반사체에서 일정 간격 이격되어 구형으로 돌출되게 형성된 것을 특징으로 하는 라이트가이드가 구비된 차량용 광원 모듈.

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