KR20200022264A - 차량용 램프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 램프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광이 발생될 대 함께 발생되는 열로 인한 발광 성능 저하를 방지할 수 있는 차량용 램프에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프는, 제1 색상을 가지는 제1 파장 영역의 광이 발생되는 광원부; 상기 광원부로부터 발생되는 광을 투과시켜 상기 제1 색상을 가지는 제2 파장 영역이 출사되도록 하는 렌즈부; 및 상기 광원부 및 상기 렌즈부 사이에 위치하여 상기 광원부로부터 발생된 광을 상기 렌즈부로 안내하는 광학 부재를 포함하며, 상기 제2 파장 영역의 파장은, 상기 제1 파장 영역의 파장보다 크다.

Description

차량용 램프{Lamp for vehicle}

본 발명은 차량용 램프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광이 발생될 때 함께 발생되는 열로 인한 발광 성능 저하를 방지할 수 있는 차량용 램프에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 야간 주행시에 차량 주변에 위치한 대상물을 용이하게 확인하기 위한 조명 기능 및 다른 차량이나 도로 이용자들에게 차량의 주행 상태를 알리기 위한 신호 기능을 가지는 다양한 종류의 차량용 램프를 구비하고 있다.

예를 들어, 헤드 램프 및 포그 램프 등은 주로 조명 기능을 목적으로 하고, 턴 시그널 램프, 테일 램프, 브레이크 램프, 사이드 마커(Side Marker) 등은 주로 신호 기능을 목적으로 한다. 또한, 이러한 차량용 램프는 각 기능을 충분히 발휘하도록 그 설치 기준과 규격에 대해서 법규로 규정되어 있다.

최근에는 차량용 램프의 광원으로서 LED가 사용되고 있는데, LED는 색 온도가 약 5500K로 태양광에 가까워 사람의 눈에 피로를 가장 적게 해주고, 디자인 자유도를 높여줄 뿐만 아니라 반영구적인 수명으로 인해 경제성도 갖추고 있다.

차량용 램프의 광원으로 LED가 사용되는 경우 가장 취약한 것이 온도이다. LED의 성능이 향상됨에 따라 더욱 고온의 열을 방출하게 되고, 고온의 열은 LED의 발광 성능을 떨어뜨리게 된다.

즉, LED는 온도 상승에 따라 급격하게 발광 성능이 떨어지므로 LED 자체의 정션 온도를 높이거나 주위의 온도를 낮추는 히트 싱크 등과 같은 방열 장치를 구비해야 하지만 정션 온도를 높이는 것은 한계가 있으므로 방열 장치를 효율적으로 사용해야 할 필요가 있기 때문에 비용이 증가하고 구성이 복잡해지게 된다.

따라서, 방열 장치로 인한 복잡한 구성과 비용 증가를 방지하면서도 광원의 발광 성능 저하를 방지할 수 있는 방안이 요구되고 있다.

공개특허공보 제10-2014-0059705호(2014.05.16)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명의 이루고자 하는 기술적 과제는 형광체의 여기에 의해 광이 발생되도록 하여 고온의 열로 인한 성능 저하를 방지할 수 있는 차량용 램프를 제공하는 것이다.

또한, 렌즈부의 광 투과율을 통해 형광체로부터 발생되는 광을 필터링하여 배광 법규를 만족하는 광이 발생되도록 하는 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 램프는, 제1 색상을 가지는 제1 파장 영역의 광이 발생되는 광원부; 상기 광원부로부터 발생되는 광을 투과시켜 상기 제1 색상을 가지는 제2 파장 영역이 출사되도록 하는 렌즈부; 및 상기 광원부 및 상기 렌즈부 사이에 위치하여 상기 광원부로부터 발생된 광을 상기 렌즈부로 안내하는 광학 부재를 포함하며, 상기 제2 파장 영역의 파장은, 상기 제1 파장 영역의 파장보다 크다.

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

상기와 같은 본 발명의 차량용 램프에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

내열성이 우수한 형광체를 여기시켜 광이 발생되도록 하기 때문에 온도 상승에 따른 성능 저하가 방지될 수 있는 효과가 있다.

또한, 별도의 구성 요소를 추가하지 않고도 렌즈부의 광 투과율을 통해 배광 법규가 만족되도록 형광체로부터 발생되는 광을 필터링하기 때문에 구성이 간소화될 수 있는 효과도 있다.

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

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프가 도시된 개략도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광원부가 도시된 개략도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 렌즈부의 광 투과율이 도시된 개략도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광원부로부터 발생되는 광과 렌즈부로부터 출사되는 광의 색도 영역이 도시된 개략도.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 광학 부재가 도시된 개략도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 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 실시 예에서, 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 실시 예들을 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 및/또는 동작 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 사시도, 단면도, 측면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함되는 것이다. 또한, 본 발명의 실시 예에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다.

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

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프가 도시된 개략도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프(1)는 광원부(100), 렌즈부(200) 및 광학 부재(300)를 포함할 수 있다.

본 발명의 차량용 램프(1)는 테일 램프, 브레이크 램프, 턴 시그널 램프, 백업 램프 등과 같이 차량의 주행 상태를 보행자나 주변 차량 등에게 알릴 수 있는 신호 기능을 하는 램프의 용도로 사용되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않고 본 발명의 차량용 램프(1)는 차량에 설치되는 각종 램프의 용도로 사용될 수 있다.

광원부(100)는 제1 색상을 가지는 제1 파장 영역의 광(L1)이 발생될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서 광원부(100)는 607nm 내지 613nm의 파장 영역을 가지는 적색광이 발생되는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에서 광원부(100)로부터 적색광이 발생되는 것은 신호 기능을 하는 램프는 테일 램프나 브레이크 램프 등과 같이 주로 적색광이 발생되기 때문이며, 신호 기능을 하는 램프로부터 발생되는 광의 색상에 따라 광원부(100)로부터 발생되는 광의 색상은 달라질 수 있다.

본 발명의 실시예에서 제1 파장 영역이 607nm 내지 613nm의 파장 영역을 가지는 것은 파장이 607nm보다 작은 경우에는 후술할 렌즈부(200)에 의한 광 투과율이 57%이하가 되어 ECE에서 규정하고 있는 배광 법규를 만족하기 어렵고, 파장이 613nm보다 큰 경우에는 광원부(100)로부터 발생되는 광의 광량이 배광 법규 상 허용 광량보다 낮아지기 때문이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광원부가 도시된 개략도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광원부(100)는 기판(111) 상에 실장되어 제2 색상의 광이 발생되는 발광부(110) 및 발광부(110)로부터 발생된 광에 의해 여기되어 제1 색상의 광이 발생되는 형광체(120)를 포함할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 발광부(110)로서 LED 등과 같은 반도체 발광 소자가 사용되는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에서 광원부(100)로서 발광부(110)로부터 발생되는 제2 색상의 광에 의해 여기되어 제1 색상의 광이 발생되는 형광체(120)를 사용하는 것은 우수한 내열성으로 인하여 고온에서도 성능 변화가 적기 때문이며, 이로 인해 온도 변화에 따른 밝기 변화가 적어 상대적으로 균일한 밝기의 광이 발생될 수 있기 때문이다.

즉, 광원부(100)로부터 제1 색상의 광이 발생되도록 하기 위하여 형광체(120)를 생략하고, 발광부(110)로서 제1 색상의 광이 발생되는 LED를 사용하는 경우, 광이 발생됨에 따라 함께 발생되는 고온의 열에 의해 온도가 상승하게 되고, 이 경우 LED의 발광 성능이 급격하게 저하되어 밝기가 상대적으로 감소하게 되나, 본 발명의 실시예에서는 발광부(110)로부터 발생되는 제2 색상의 광에 의해 형광체(120)가 여기되어 제1 색상이 발생되기 때문에 고온의 열로 인한 온도 상승에도 밝기 변화가 작아지게 되어 광원부(100)로부터 장시간 광이 발생되는 경우에도 균일한 밝기의 광이 발생될 수 있는 것이다.

또한, 광원부(100)로부터 제1 색상의 광이 발생되도록 하기 위하여 형광체(120)를 생략하고, 발광부(110)로서 제1 색상의 광이 발생되는 LED가 사용되는 경우, 온도 상승에 따른 밝기 변화를 줄이기 위하여 히트 싱크나 냉각 팬 등과 같은 방열 장치를 추가적으로 구비해야 하기 때문에 비용이 증가하고 구성이 복잡해지는 반면, 본 발명의 실시예에서는 발광부(110)로부터 발생되는 제2 색상의 광에 의해 형광체(120)가 여기되어 제1 색상이 발생되기 때문에 방열 장치로 인한 비용 증가가 감소되고 전체적인 구성을 간소화시킬 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 실시예에서 발광부(110)는 청색광이 발생되며, 형광체(120)는 적색 형광체로 이루어질 수 있으며, 이로 인해 형광체(120)는 발광부(110)로부터 발생되는 청색광에 의해 여기되어 적색광이 발생될 수 있게 된다.

다시 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 렌즈부(200)는 광원부(100)로부터 발생되는 광을 투과시켜 제1 색상을 가지는 제2 파장 영역의 광(L2)이 출사되도록 하며, 본 발명의 실시예에서는 광원부(100)로부터 적색광이 발생되는 경우를 예를 들어 설명하고 있으므로, 렌즈부(200)는 광원부(100)로부터 발생되는 광 중 적색광을 투과시키는 컬러 필터의 역할을 할 수 있다.

렌즈부(200)는 적색 안료가 첨가된 폴리메타크릴산 메틸(PMMA) 등과 같은 수지 재질로 이루어져 사출 성형을 통해 형성될 수 있다.

렌즈부(200)는 광원부(100)로부터 광이 입사되는 입사면(210)과 입사면(210)으로 입사된 광이 출사되는 출사면(220) 사이의 두께가 2.8 내지 5.5mm인 것이 바람직하며, 이는 렌즈부(200)의 두께가 2.8mm보다 얇은 경우 외부 충격에 의한 파손 가능성이 높아지게 되어 제품의 신뢰성이나 사출 생산성이 낮아질 수 있고, 렌즈부(200)의 두께가 5.5mm보다 두꺼운 경우 광 투과율이 낮아져 배광 법규를 만족하기가 어렵기 때문이다.

렌즈부(200)는 파장에 따라 서로 다른 광 투과율을 가질 수 있으며, 본 발명의 실시예에서 렌즈부(200)는 도 3과 같이 650nm 내지 780nm의 장파장 영역에서는 91%이상의 광 투과율을 가지며, 380nm 내지 560nm의 단파장 영역에서는 1%이하의 광 투과율을 가지고, 560nm 내지 650nm 사이의 중파장 영역에서는 1 내지 91%의 광 투과율을 가지며, 600 내지 610nm의 파장에 대하여 50%의 광 투과율을 가진다.

렌즈부(200)가 도 3과 같이 파장 영역별로 서로 다른 광 투과율을 가지는 것은 본 발명의 차량용 램프(1)가 신호 기능을 할 수 있도록 적색광이 출사되도록 하기 위한 것으로 이해될 수 있다.

또한, 렌즈부(200)가 도 3과 같은 광 투과율을 가지도록 제조되는 것은 광원부(100)로부터 607nm 내지 613nm의 파장 영역을 가지는 적색광이 발생되는 경우, 렌즈부(200)로부터 616nm 내지 621nm의 파장 영역을 가지는 광이 출사되도록 하여 본 발명의 차량용 램프(1)가 신호 기능을 하기 위한 배광 법규를 만족할 수 있도록 하기 위한 것이다.

예를 들어, 본 발명의 차량용 램프(1)가 테일 램프나 브레이크 램프 등의 용도로 사용되는 경우, 배광 법규를 만족하기 위해서는 도 4의 색 좌표계에서 제1 영역(A1)에 포함될 필요가 있으며, 광원부(100)로부터 발생되는 607nm 내지 613nm 사이의 파장 영역을 가지는 적색광은 색 좌표(x, y)가 0.6396 ≤x≤0.6747, 0.3251≤y≤0.3440인 제2 영역(A2)에 포함되기 때문에 제2 영역(A2) 중 일부가 제1 영역(A1)을 벗어나게 되어 배광 법규를 만족하지 상태가 된다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 렌즈부(200)가 전술한 도 3과 같은 파장 영역별 광 투과율을 가지도록 함으로써, 616nm 내지 621nm의 파장 영역을 가지며, 제1 영역(A1)에 포함되고, 색 좌표(x, y)가 0.6756 ≤x≤0.6935, 0.3064≤y≤0.3176인 제3 영역(A3)에 포함되는 광이 출사되도록 하여 배광 법규가 만족될 수 있도록 하는 것이다.

즉, 광원부(100)로부터 배광 법규를 만족할 수 있는 광 투과율이나 광량을 가지도록 607nm 내지 613nm의 파장 영역을 가지는 적색광이 발생되는 경우, 렌즈부(200)는 650nm 내지 780nm의 장파장 영역에서는 91%의 광 투과율을 가지며, 380nm 내지 560nm의 단파장 영역에서는 1%미만의 광 투과율을 가지고, 560nm 내지 650nm 사이의 중파장 영역에서는 1 내지 91%의 광 투과율을 가지도록 제조함으로써, 전술한 도 3의 제3 영역(A3)과 같이 배광 법규를 만족할 수 있는 적색광이 출사되도록 하는 것이다.

광학 부재(300)는 광원부(100)로부터 발생되는 광을 렌즈부(200)로 안내하는 역할을 할 수 있으며, 광학 부재(300)는 광원부(100)로부터 발생되는 광의 방향, 광의 색상, 광의 밝기 등의 변경과 같이 광의 속성에 영향을 줄 수 있는 구성 요소를 포함할 수 있다.

전술한 도 1은 광학 부재(300)로서, 광원부(100)와 렌즈부(200) 사이에 위치하는 이너 렌즈(310)가 사용된 경우의 일 예로서, 이너 렌즈(310)는 광원부(100)로부터 발생되는 광의 집광, 확산 또는 이들의 조합을 통해 광원부(100)로부터 발생된 광이 렌즈부(200)의 입사면(210)에 전체적으로 균일하게 도달될 수 있도록 하는 역할을 할 수 있다.

이때, 도 1에서는 광학 부재(300)로서 이너 렌즈(310)가 사용된 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 광학 부재(300)는 광의 속성에 영향을 줄 수 있는 다양한 구성 요소가 사용될 수 있다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 광학 부재가 도시된 개략도이다.

도 5 및 도 6은 광학 부재(300)로서 리플렉터(320)가 사용된 경우의 일 예로서, 리플렉터(320)는 광원부(100)로부터 발생된 광이 도달하는 면에 알루미늄이나 크롬 등과 같이 높은 반사율을 가지는 재질로 이루어지는 반사층이 형성되어 광원부(100)로부터 발생되는 광이 렌즈부(200)로 반사되도록 할 수 있다.

도 7은 광학 부재(300)로서 라이트 가이드(330)가 사용된 경우의 일 예로서, 라이트 가이드(330)은 입사면(331)으로 입사된 광을 내부에서 안내하여 출사면(332)으로 출사시키는 역할을 할 수 있으며, 라이트 가이드(330)는 입사면(331)으로 입사된 광이 출사면(332)으로 진행되도록 출사면(332)의 반대측면에 요철 형상 등으로 이루어지는 반사 패턴(333)이 형성될 수 있다.

도 5 내지 도 7에서는 광학 부재(300)가 이너 렌즈(310), 리플렉터(320) 및 라이트 가이드(330)인 경우를 각각 별도로 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 광학 부재(330)는 전술한 이너 렌즈(310), 리플렉터(320) 및 라이트 가이드(330)뿐만 아니라 광의 속성에 영향을 줄 수 있는 다양한 구성 요소가 사용될 수 있으며, 이너 렌즈(310), 리플렉터(320) 및 라이트 가이드(330) 중 둘 이상이 조합될 수도 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 차량용 램프(1)는 발광부(110)로부터 발생되는 제2 색상의 광에 의해 여기되어 본 발명의 차량용 램프(1)의 용도에 적합한 제1 색상의 광이 발생되는 형광체(120)를 사용함으로써, 고온의 열로 인한 온도 상승에도 발광 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 광원부(100)로부터 광 투과율이나 광량이 배광 법규를 만족시키는 광이 발생되도록 하고, 렌즈부(200)를 통해 파장 영역별 광 투과율을 조정하여 용이하게 배광 법규를 만족시킬 수 있게 된다.

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: 광원부
110: 발광부
120: 형광체
200: 렌즈부
210: 입사면
220: 출사면
300: 광학 부재
310: 이너 렌즈
320: 리플렉터
330: 라이트 가이드

Claims (10)

1. 제1 색상을 가지는 제1 파장 영역의 광이 발생되는 광원부;
   상기 광원부로부터 발생되는 광을 투과시켜 상기 제1 색상을 가지는 제2 파장 영역이 출사되도록 하는 렌즈부; 및
   상기 광원부 및 상기 렌즈부 사이에 위치하여 상기 광원부로부터 발생된 광을 상기 렌즈부로 안내하는 광학 부재를 포함하며,
   상기 제2 파장 영역의 파장은,
   상기 제1 파장 영역의 파장보다 큰 차량용 램프.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 광원부는,
   제2 색상을 가지는 광이 발생되는 발광부; 및
   상기 발광부로부터 발생되는 광에 의해 여기되어 상기 제1 색상의 광이 발생되는 형광체를 포함하는 차량용 램프.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제1 색상은,
   적색이고,
   상기 제2 색상은,
   청색인 차량용 램프.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 렌즈부는,
   적색 안료가 첨가된 수지 재질로 이루어지는 차량용 램프.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 파장 영역은,
   607nm 내지 613nm이고,
   상기 제2 파장 영역은,
   616nm 내지 621nm인 차량용 램프.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 렌즈부는,
   입사면과 출사면의 사이의 두께가 2.8mm 내지 5.5mm인 차량용 램프.
7. 제 1항 에 있어서,
   상기 렌즈부는,
   380nm 내지 560nm의 단파장 영역의 광 투과율이 1% 이하이고,
   650nm 내지 780nm의 장파장 영역의 광 투과율이 91% 이상이며,
   상기 단파장 영역 및 상기 장파장 영역 사이의 중파장 영역의 광 투과율은,
   파장이 커질수록 증가하는 차량용 램프.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 렌즈부는,
   600 내지 610nm의 파장의 광 투과율이 50%인 차량용 램프.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 광학 부재는,
   이너 렌즈, 리플렉터 및 라이트 가이드 중 적어도 하나를 포함하는 차량용 램프.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원부는,
    색 좌표계의 색 좌표(x, y)가 0. 6396≤x≤0.6747, 0.3251≤y≤0.3440의 범위에 포함되는 적색광이 발생되고,
    상기 렌즈부는,
    색 좌표계의 색 좌표(x, y)가 0.6756 ≤x≤0.6935, 0.3064≤y≤0.3176의 범위에 포함되는 적색광이 출사되는 차량용 램프.

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