KR20200034659A - 라이트 가이드 소자, 라이트 가이드 디바이스, 및 조명 모듈 - Google Patents

라이트 가이드 소자, 라이트 가이드 디바이스, 및 조명 모듈 Download PDF

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이후이 리아오
충웨이 왕
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에버라이트 일렉트로닉스 컴패니 리미티드
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Abstract

라이트 가이드 소자(100), 라이트 가이드 디바이스(500), 및 조명 모듈(800)이 제공된다. 라이트 가이드 소자(100)는 입사부(1) 및 출사부(2)를 포함하며, 입사부(1)는 복수의 라이트 가이드 컬럼(11)을 포함하며, 라이트 가이드 컬럼(11) 각각은 출사부(2)에 연결된 제 1 단부면(A), 출사부(2)와 반대측을 향하는 제 2 단부면(B), 및 제 1 단부면(A)과 제 2 단부면(B) 사이에 형성된 측면을 포함하며, 제 1 단부면(A)은 제 2 단부면(B)보다 큰 면적을 가질 수 있다. 라이트 가이드 소자(100)를 포함하는 라이트 가이드 디바이스(500)와, 라이트 가이드 디바이스(500)를 포함하는 조명 모듈(800)이 또한 제공된다. 라이트 가이드 소자(100)는 생성된 라이트 타입 패턴에 대해, 완전한 형상 및 균일한 색상을 갖게 할 수 있고, 비네트 효과 및 다크 라인의 현상을 감소시킬 수 있다.

Description

라이트 가이드 소자, 라이트 가이드 디바이스, 및 조명 모듈
본 발명은 차량 조명 분야에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 라이트 가이드 소자, 라이트 가이드 디바이스 및 조명 모듈에 관한 것이다.
최근, 차량용 발광 다이오드(LED) 매트릭스형 램프 모듈이 제안되었다. 종래의 차량용 램프와는 달리, 이 LED 매트릭스형 램프 모듈은 복수의 LED 광원을 가지며, 각각의 LED 광원은 조명 영역을 생성하기 위해 제어 회로에 의해 독립적으로 제어될 수 있다. 제어 회로의 제어하에, 각 LED 광원의 조명 영역을 조명하거나 또는 조명하지 않도록 제어될 수 있어, 원하는 라이트 타입 패턴을 생성할 수 있다.
그러나, 기존의 LED 매트릭스형 램프 모듈의 라이트 가이드 설계로 인해 생성되는 라이트 타입 패턴은 라이트 타입 패턴의 비네트 효과(vignette effect), 색 불균일(황색 후광), 다크 라인 등과 같은 현상을 포함하는 다양한 문제들을 가지고 있어, 운전자와 보행자의 안전을 위협할 수 있다. 또한, 야간 운전시 항상 조명해야 하는 로우 빔 라이트는 특정 레벨의 조도를 유지해야 하며, 한편으로는 대향하는 방향에 있는 운전자와 보행자를 방해하지 않아야 한다. 기존의 LED 매트릭스형 로우 빔 라이트 모듈은 상술한 요건들을 적절히 충족시킬 수 없다. 충분한 조도를 제공하지 못하거나 대향하는 방향에 있는 운전자와 보행자의 안전을 위협할 수 있다.
본 발명은 종래 기술의 상술한 결함들을 감안하여, 램프 모듈에 의해 생성된 라이트 타입 패턴이 운전자와 보행자의 안전을 위협할 수 있는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 라이트 가이드 소자, 라이트 가이드 디바이스 및 조명 모듈을 제공한다.
본 발명의 제 1 형태는 라이트 가이드 소자를 포함하며, 라이트 가이드 소자는 입사부(light incident portion) 및 출사부(light exit portion)를 포함하고, 입사부는 복수의 라이트 가이드 컬럼을 포함하고, 라이트 가이드 컬럼 각각은 출사부와 연결된 제 1 단부면(end surface), 출사부와 반대측을 향하는 제 2 단부면, 및 제 1 단부면과 제 2 단부면 사이에 형성된 측면(side surface)을 가지며, 제 1 단부면은 제 2 단부면보다 면적이 크다.
본 발명의 제 2 형태는 제 1 형태에 따른 적어도 하나의 라이트 가이드 소자와, 라이트 가이드 소자를 유지하기 위한 유지 소자(retaining element)를 포함하는 라이트 가이드 디바이스를 제공한다.
본 발명의 제 3 형태는 베이스; 베이스 상에 배치된 발광 다이오드(LED) 디바이스; LED 디바이스 상에 배치된 제 2 형태에 따른 라이트 가이드 디바이스; 베이스에 탈착 가능하게 연결되어 라이트 가이드 디바이스를 클램프하기 위한 지지 소자; 및 지지 소자 상에 배치된 렌즈 디바이스를 포함하는 조명 모듈을 제공한다.
본 발명의 실시예들에 따른 라이트 가이드 소자 및 라이트 가이드 디바이스는, 생성된 라이트 타입 패턴에 있어서, 형태가 완전하고, 색상이 균일하고, 비네트 효과 및 다크 라인의 현상이 감소되어, 상술한 문제점들로 인한 잠재적인 안전 위험들을 감소시키도록, 로우 빔 라이트 디자인, 하이 빔 라이트 디자인, 차량 실내 조명 등과 같은 다양한 형태들의 상이한 조명 모듈들에 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이트 가이드 소자의 개략적인 구조도이다.
도 2a 내지 도 2f는 도 1의 라이트 가이드 소자를 6 개의 측면에서 본 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 도 1의 라이트 가이드 소자의 부분도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이트 가이드 소자의 개략도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 라이트 가이드 소자의 개략적인 구조도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 라이트 가이드 소자의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이트 가이드 디바이스의 개략적인 구조도이다.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이트 가이드 디바이스 내의 라이트 가이드 소자의 개략적인 구조도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 라이트 가이드 디바이스 내의 라이트 가이드 소자의 부분 개략도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 모듈의 개략적인 구조도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 모듈의 분해도이다.
도 12는 도 11의 LED 디바이스의 개략적인 구조도이다.
도 13a 내지 도 13c는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 모듈의 렌즈 소자 및 라이트 가이드 소자의 배치를 도시하는 개략도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 모듈에 의해 생성된 라이트 타입 패턴을 도시하는 개략도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 조명 모듈에 의해 생성된 라이트 타입 패턴을 도시하는 개략도이다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 후술하는 실시예들 및 그 특징들은 충돌이 없는 경우에는 서로 조합할 수 있다.
배경 기술에 기술된 바와 같이, 종래 기술에서, 램프 모듈에 의해 생성된 라이트 타입 패턴에는 라이트 타입 패턴의 비네트 효과(vignette effect), 색 불균일(황색 후광), 다크 라인 등과 같은 바람직하지 않은 현상을 포함하므로, 운전자와 보행자의 안전을 위협할 수 있다. 본 발명에 제공된 라이트 가이드 소자, 라이트 가이드 디바이스 및 조명 모듈은 생성된 라이트 타입 패턴의 형상을 완성할 수 있고, 생성된 라이트 타입 패턴의 색상을 균일하게 할 수 있고, 생성된 라이트 타입 패턴의 비네트 효과 및 다크 라인의 현상을 감소시킬 수 있어, 상술한 문제점들로 인한 잠재적인 안전 위험들을 감소시킨다. 본 발명은 운전자와 보행자의 안전을 위협하지 않으면서 충분한 조도를 제공할 수 있는 로우 빔 라이트에 적용 가능한 라이트 가이드 소자, 라이트 가이드 디바이스 및 조명 모듈을 또한 제공한다.
이하에는, 본 발명에 따른 라이트 가이드 소자를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이트 가이드 소자의 개략적인 구조도이다. 도 2a 내지 도 2f는 도 1의 라이트 가이드 소자를 6 개의 측면에서 본 도면으로서, 도 2a는 도 1의 라이트 가이드 소자의 정면도, 도 2b는 도 1의 라이트 가이드 소자의 배면도, 도 2c는 도 1의 라이트 가이드 소자의 좌측도이고, 도 2d는 도 1의 라이트 가이드 소자의 우측도이고, 도 2e는 도 1의 라이트 가이드 소자의 평면도이고, 도 2f는 도 1의 라이트 가이드 소자의 저면도이다. 도 1 및 도 2a 내지 도 2f에 도시된 바와 같이, 라이트 가이드 소자(100)는 입사부(1) 및 출사부(2)를 포함할 수 있으며, 입사부(1)는 복수의 라이트 가이드 컬럼(11)을 포함할 수 있으며, 각각의 라이트 가이드 컬럼(11)은 출사부(2)에 연결된 제 1 단부면(A), 출사부(2)와 반대측을 향하는 제 2 단부면(B), 및 제 1 단부면(A)과 제 2 단부면(B) 사이에 형성된 측면을 포함할 수 있으며, 제 1 단부면(A)은 제 2 단부면(B)보다 큰 면적을 가질 수 있다. 도 1의 점선은 입사부(1)와 출사부(2)를 개략적으로 구별하는데 사용된다.
본 발명의 실시예에 따른 라이트 가이드 소자는 차량용 하이 빔 라이트, 차량용 로우 빔 라이트 등과 같은 차량용 조명 모듈에 적용될 수 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 실시예에 따른 라이트 가이드 소자가 적용된 조명 모듈은 컷 오프 라인에 대한 국제 규격에 따라 라이트 타입 패턴을 생성할 수 있다.
일 실시예로서, 각각의 라이트 가이드 컬럼(11)은 LED 디바이스 상에 배치된 LED 소자들 중 하나에 대응할 수 있다. LED 소자들로부터 출사된 광은 입사부(1)의 각 라이트 가이드 컬럼(11)을 통해 라이트 가이드 소자(100)에 입사된 후, 각각의 라이트 가이드 컬럼(11)의 전반사 하에서 출사부(2)를 통해 라이트 가이드 소자(100)로부터 출사되고, 그 다음 렌즈 모듈을 통과하여 차량으로부터 방출되고, 그 결과, 램프의 라이트 타입 패턴이 생성될 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 모든 라이트 가이드 컬럼(11)의 제 2 단부면(B)은 도 2a에 도시된 바와 같이 서로 정렬될 수 있으며, 따라서 LED 상에 배치된 LED 소자들의 출사면들에 평탄하게 대응할 수 있고, 광 누출을 방지하도록 (접촉하거나 접촉하지 않고) 밀접하게 연결되어 있다.
본 발명의 실시예에서, 원하는 전반사 특성을 제공하기 위해, 라이트 가이드 소자(100)는 약 1.3 내지 1.6의 굴절률을 가질 수 있고, 라이트 가이드 소자(100)는 실리카 겔과 같은 수지 조성물로 이루어질 수 있다. 라이트 가이드 컬럼(11)은 부등변(scalene) 기둥(예를 들어, 일 단부가 다른 단부보다 더 넓은 기둥)의 형상을 가질 수 있지만, 적절한 전반사가 제공될 수 있는 한, 정사각형 단면을 갖는 부등변 기둥(정사각형 부등변 기둥이라고 알려짐), 원형 단면을 갖는 부등변 기둥(원형 부등변 기둥이라고 알려짐) 또는 임의의 불규칙한 단면을 갖는 다른 부등변 기둥(불규칙 부등변 기둥이라고도 함)으로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 일부 실시예들에서, 도 1 및 도 2a 내지 도 2f에 도시된 바와 같이, 실질적으로 정사각형 단면을 갖는 부등변 기둥이 라이트 가이드 컬럼(11)의 일례로서 사용되며, 여기서 라이트 가이드 컬럼(11)의 길이 방향 단면은 실질적으로 사다리꼴이고, 일부 실시예들에서, 라이트 가이드 컬럼(11)의 길이 방향 단면은 등변 사다리꼴일 수 있다.
라이트 가이드 컬럼들(11)은 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있고, 제 1 단부면(A)을 통해 출사부(2)에 각각 연결된다. 상술한 바와 같이, 라이트 가이드 컬럼이 부등변 기둥인 경우, 각 라이트 가이드 컬럼(11)의 제 1 단부면(A)은 각 라이트 가이드 컬럼(11)의 제 2 단부면(B)의 면적보다 크다. 라이트 가이드 컬럼(11)의 제 2 단부면(B)의 면적에 대한 제 1 단부면(A)의 면적의 비율은 광의 밝기에 영향을 줄 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 제 1 단부면(A)의 면적은 제 2 단부면(B)의 면적의 3 배 또는 4 배로 설정될 수 있다.
출사부(2)는 입사부(1)와 반대측을 향하는 측면 상에 출사면(S1)을 갖는다. 출사면(S1)은 곡면일 수 있다. 일부 실시예들에서, 출사면(S1)은 도 1에 도시된 바와 같이 오목면일 수 있다. 곡면은 약 80mm 내지 약 120mm의 범위의 곡률 반경을 가질 수 있다. 라이트 가이드 컬럼(11)의 제 1 단부면(A)은 도 1에 도시된 바와 같이 출사면(S1)과 반대측을 향하는 출사부(2)의 표면에 연결될 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 도 1a의 라이트 가이드 소자의 부분도로서, 도 3a는 도 2a의 부분 F의 부분도이다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 2 개의 인접하는 라이트 가이드 컬럼들(11) 사이에는 라운딩 코너(R)가 있으며, 라운딩 코너의 크기는 생성된 라이트 타입 패턴의 다크 라인의 폭에 영향을 줄 수 있다. 생성된 라이트 타입 패턴에서의 다크 라인의 폭을 감소시키기 위해, 라운딩 코너의 반경은 가능한 한 작은 것이 바람직하다. 본 발명의 일부 실시예들에서, 라운딩 코너(R)의 반경은 0.05mm 이하로 설정될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 라이트 가이드 컬럼(11)은 출사부(2)에 대해 반경 방향으로 분포(섹터 분포로 알려짐)되고, 라이트 가이드 컬럼(11)이 반경 방향으로 분포되는 정도 및 라이트 가이드 소자의 출사면(S1)이 휘어지는 정도(즉, 곡률 반경)는 광의 균일도에 영향을 미칠 수 있으므로 특정 범위 내에서 제어할 필요가 있다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이트 가이드 소자의 개략도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 라이트 가이드 컬럼(11)의 반경 방향 분포는 약 30°내지 약 50°범위의 반경 각도(θ1)를 가질 수 있으며, 특히 도 1의 라이트 가이드 소자(100)의 경우에는 예를 들어, 49.77°일 수 있다. 반경 방향 분포는 반경(R1)이 약 75mm 내지 약 85mm 범위의 반경을 가질 수 있다. 출사면(S1)은 약 20°내지 약 35°범위의 굴절각(θ2)을 가질 수 있으며, 특히 도 1의 라이트 가이드 소자(100)에 대해 예를 들어 30.43°일 수 있으며, 곡률 반경(R2)은 약 80mm 내지 약 120mm 범위일 수 있고, 특히 도 1의 라이트 가이드 소자(100)에 대해 예를 들어 90.71mm 일 수 있다. 또한, 출사면(S1)과 입사면 간의 최소 거리(D)는 약 15 내지 약 35mm 범위일 수 있다.
균일한 광 분산의 효과를 얻기 위해서는, 라이트 가이드 컬럼들(11)의 개수를 균일하게 할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 라이트 가이드 컬럼들(11)은 반경 방향으로 분포될 수 있기 때문에, 도 3b에 도시된 바와 같이 2 개의 인접하는 라이트 가이드 컬럼들의 제 2 단부면들(B)의 단부들 사이에는 간격(L)이 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 모든 인접하는 라이트 가이드 컬럼들 사이의 간격(L)은 중심에 가장 가까운 2 개의 라이트 가이드 컬럼을 제외하고 동일할 수 있다. 중심에 가장 가까운 2 개의 라이트 가이드 컬럼에 있어서, 더 큰 간격(L)이 있을 수 있다. 다른 실시예들에서, 인접하는 라이트 가이드 컬럼의 상이한 쌍들에 있어서 간격(L)은 상이할 수 있다. 일부 실시예들에서, 중심에 가장 가까운 2 개의 라이트 가이드 컬럼들 사이의 간격(L)은 가장 바깥쪽에 있는 2 쌍의 인접하는 라이트 가이드 컬럼들의 간격(L)보다 작을 수 있다. 도 3b는 도 1의 라이트 가이드 소자(100)의 정면도의 우측 절반을 도시한다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 라이트 가이드 소자(100)의 우측 절반은 총 8 개의 라이트 가이드 컬럼들(11)을 가지며, 가장 바깥쪽에 있는 인접하는 라이트 가이드 컬럼들 사이의 간격(L7)은 중심에 가장 가까운 인접하는 라이트 가이드 컬럼들 사이의 간격(L1)보다 클 수 있다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 라이트 가이드 컬럼(11)의 제 2 단부면(B)과 그 내측면(즉, 라이트 가이드 소자의 중심에 가깝게 면하는 측면) 간에는 각도(α)가 있다. 라이트 가이드 소자(100)가 반경 방향으로 분포되기 때문에, 가장 바깥쪽에 있는 라이트 가이드 컬럼(11)은 중심에 가장 가까운 라이트 가이드 컬럼(11)보다 큰 각도(α)를 가질 수 있다. 이러한 방식으로, 입사부(1)의 외측에 위치한 라이트 가이드 컬럼(11)은 광 누출을 피하기 위해 LED 디바이스 상에 배치된 대응하는 LED에 밀접하게 (접촉하거나 접촉하지 않고) 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서, 각도(α)는 적어도 90°보다 클 수 있다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 가장 바깥쪽에 있는 라이트 가이드 컬럼(11)의 각도(α8)는 중심에 가장 가까운 라이트 가이드 컬럼(11)의 각도(α1)보다 클 수 있다. 본 발명에서, 광 유형들에 대한 상이한 요건들로 인해, 라이트 가이드 소자 내의 상이한 인접하는 라이트 가이드 컬럼들 간의 간격(L)과 각 라이트 가이드 컬럼의 각도(α)는 중심에서 양 측면으로 선형적으로 증가될 수 있거나, 비선형적으로 증가될 수 있다. 실제 수요에 따라 상이한 간격(L) 및 각도(α)가 제공될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
보다 구체적으로, 일부 실시예에서, 복수의 라이트 가이드 컬럼(11)은 복수의 제 1 라이트 가이드 컬럼(101)과 복수의 제 2 라이트 가이드 컬럼(102)을 포함하고, 제 1 라이트 가이드 컬럼(101)에 연결되는 출사부(2)의 일부분의 바닥면에 의해 제 1 평면(P1)이 형성되고, 제 2 라이트 가이드 컬럼(102)에 연결되는 출사부(2)의 일부분의 바닥면에 의해 제 2 평면(P2)이 형성된다. 제 1 평면(P1)과 제 2 평면(P2)은 도 2f(후면도)에 도시된 바와 같이 서로 정렬될 수 있다(즉, 이들은 동일한 평면이다). 즉, 라이트 가이드 소자(100)의 출사부(2)는 균일한 두께를 가질 수 있다. 구체적으로, 도 1 및 도 2a 내지 도 2f에 도시된 바와 같이, 라이트 가이드 소자(100)는 대칭(예를 들어, 도 2a에 도시된 바와 같이 좌우 대칭)일 수 있으며, 예를 들어, 차량의 하이 빔 광 조명에 사용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 제 1 평면과 제 2 평면 사이에는 높이 차가 형성될 수 있으며, 즉, 이후에 상세하게 설명되는 바와 같이, 라이트 가이드 소자는 또한 비대칭일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 라이트 가이드 소자를 사용함으로써, 라이트 가이드 소자가 적용되는 조명 모듈은 완전한 형상의 균등한 색상을 갖는 라이트 타입 패턴을 생성하는 것이 가능해지고, 라이트 타입 패턴에 있어서의 비네트 효과 및 다크 라인의 현상이 감소되어, 상술한 문제점들로 인한 잠재적인 안전 위험들이 감소될 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 라이트 가이드 소자의 개략적인 구조도이다. 도 5a 내지 도 5c는 라이트 가이드 소자(100')의 상이한 측면들을 각각 도시한다. 도면들에 도시된 바와 같이, 라이트 가이드 소자(100')는 입사부(1') 및 출사부(2')를 포함할 수 있으며, 입사부(1')는 복수의 라이트 가이드 컬럼(11')을 포함하고, 각각의 라이트 가이드 컬럼(11')은 출사부(2')에 연결된 제 1 단부면(A'), 출사부(2')와 반대측을 향하는 제 2 단부면(B'), 및 제 1 단부면(A')과 제 2 단부면(B') 사이에 형성된 측면을 포함할 수 있으며, 제 1 단부면(A')은 제 2 단부면(B')보다 큰 면적을 가질 수 있다. 복수의 라이트 가이드 컬럼(11')은 복수의 제 1 라이트 가이드 컬럼(101')과 복수의 제 2 라이트 가이드 컬럼(102')을 포함할 수 있다. 제 1 라이트 가이드 컬럼(101')에 연결되는 출사부(2')의 일부분의 바닥면에 의해 제 1 평면(P1')이 형성되고, 제 2 라이트 가이드 컬럼(102')에 연결되는 출사부(2')의 일부분의 바닥면에 의해 제 2 평면(P2')이 형성된다. 제 1 평면(P1')과 제 2 평면(P2') 사이에는 높이 차(H)가 형성될 수 있으며, 전환 경사면(T)은 제 1 평면(P1')을 제 2 평면(P2')에 연결하고, 전환 경사면(T)과 제 1 평면(P1') 또는 제 2 평면(P2') 사이에는 사전 설정된 각도(βT)가 형성된다.
본 발명의 실시예에서, 라이트 가이드 컬럼(11')은 출사부(2')에 대해 반경 방향으로 분포될 수 있다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 라이트 가이드 소자의 개략도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 라이트 가이드 컬럼(11')의 반경 방향 분포는 약 30°내지 약 50°범위의 반경 각도(θ1')를 가질 수 있으며, 특히 도 5a 내지 도 5c에서의 라이트 가이드 소자(100)의 경우 예를 들어 32.99°일 수 있으며, 출사면(S1')은 약 20°내지 약 35°범위의 굴절각(θ2')을 가질 수 있으며, 특히 도 5a 내지 도 5c에서의 라이트 가이드 소자(100')의 경우 예를 들어 22.09°일 수 있다. 일부 실시예들에서, 전환 경사면(T)에 적응하도록, 중심에 가장 가까운 2 개의 라이트 가이드 컬럼들, 즉, 서로 인접한 제 1 라이트 가이드 컬럼(101') 및 제 2 라이트 가이드 컬럼(102') 사이에는 더 큰 간격(L)이 있을 수 있으며, 이에 대해서는 이하에 상세하게 설명될 것이다.
라이트 가이드 소자(100')의 재료 및 형상(예를 들어, 반경 방향 분포 등)뿐만 아니라 그 내부의 라이트 가이드 칼럼(11')의 형상, 간격 및 각도와 같은 다른 배치에 대해서는, 라이트 가이드 소자(100)에 대한 설명을 참고할 것이므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다. 라이트 가이드 소자(100')의 비대칭성에 대해서는 이하에 상세히 설명될 것이다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 라이트 가이드 소자(100')는 비대칭일 수 있으며 축 이탈 효과를 갖는 라이트 타입 패턴을 생성하는데 사용될 수 있다. 라이트 가이드 소자(100') 내의 라이트 가이드 컬럼(11')의 갯수는 균일할 수 있으며, 제 1 라이트 가이드 컬럼(101') 및 제 2 라이트 가이드 컬럼(102')은 각각 절반의 갯수를 차지한다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 모든 제 1 라이트 가이드 컬럼(101')은 그들의 제 2 단부면(B')에 대해 동일한 면적을 가질 수 있고, 모든 제 2 라이트 가이드 컬럼(102')은 그들의 제 2 단부면(B')에 대해 동일한 면적을 가질 수 있지만, 제 1 라이트 가이드 컬럼(101')의 제 2 단부면(B')의 면적은 제 2 라이트 가이드 컬럼(102')의 제 2 단부면(B')의 면적보다 크다. 일 실시예에서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 모든 제 1 라이트 가이드 컬럼(101')의 바닥면과 함께 제 1 라이트 가이드 컬럼(101')에 연결된 출사부(2')의 바닥면은 제 1 평면(P1')을 형성하고, 모든 제 2 라이트 가이드 컬럼(102')의 바닥면과 함께 제 2 라이트 가이드 컬럼(102')에 연결된 출사부(2')는 제 2 평면(P2')을 형성한다. 제 1 평면(P1')과 제 2 평면(P2') 사이에는 높이 차(H)가 형성될 수 있다. 따라서, 제 1 라이트 가이드 컬럼(101')에 연결된 출사부(2')의 일부분은 제 2 라이트 가이드 컬럼(102')에 연결된 출사부(2')의 일부분보다 두껍다.
전환 경사면(T)은 출사부(2') 상에 형성되고, 전환 경사면(T)은 제 1 라이트 가이드 컬럼(101')에 연결된 출사부(2')의 부분과 제 2 라이트 가이드 컬럼(102')에 연결된 출사부(2')의 부분(102') 사이에 위치하며, 이들 2개의 부분들을 연결하는데 사용되며, 다시 말하면 제 1 평면(P1')과 제 2 평면(P2')을 연결하는데 사용된다. 사전 설정된 각도(βT)는 전환 경사면(T)과 제 1 평면(P1') 또는 제 2 평면(P2') 사이에 형성된다. 국제 규격을 준수하기 위해, 사전 설정된 각도(βT)는 15°또는 45°일 수 있다. 본 발명의 일부 실시예들에서, 사전 설정된 각도(βT)는 도 5b에 도시된 바와 같이 실제 적용에 따라서 45°로 설정될 수 있다. 일 실시예에서, 전환 경사면(T)은 도 5a 및 도 5c에 도시된 바와 같이, 제 2 라이트 가이드 컬럼(102')에 인접한 제 1 라이트 가이드 컬럼(101')까지 연장될 수 있다. 이 경우, 제 1 라이트 가이드 컬럼(101')의 내측면의 적어도 일부 또는 제 1 라이트 가이드 컬럼(101')의 형상의 적어도 일부가 도 5c에 도시된 바와 같이 전환 경사면(T)에 적응하도록 다른 제 1 가이드 컬럼(101')과는 상이할 수 있다. 대안으로, 전환 경사면(T)에 적응하기 위해, 전환 경사면(T)는 제 1 라이트 가이드 칼럼(101')에 인접한 제 2 라이트 가이드 칼럼(102')까지 연장될 수 있다. 일 실시예에서, 전환 경사면(T)는 도 5c에 도시된 바와 같이 삼각형 형상을 가질 수 있다. 전환 경사면은 삼각형 형상에 한정되지 않으며, 사전 설정된 각도가 제공될 수 있는 한, 다른 적절한 형상들이 또한 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 일부 실시예들에서, 전환 경사면(T)은 도 5c에 도시된 바와 같이 제 1 또는 제 2 라이트 가이드 칼럼 상의 제 2 단부면(B')의 단부로 연장되지 않을 수 있다.
따라서, 라이트 가이드 요소(100')는 라이트 가이드 컬럼(11')의 제 2 단부면(B')을 향하는 관점에서(도 5b에 도시된 바와 같이), 상술한 구성으로 인해 비대칭일 수 있고, 예를 들어, 차량의 로우 빔 라이트 조명에 사용될 수 있어, 국제 규격에 부합하는 라이트 타입 패턴이 생성될 수 있다.
제 1 라이트 가이드 컬럼(101')의 바닥면은 제 1 평면(P1')과 동일한 평면 상에 위치하지 않을 수 있고, 제 2 라이트 가이드 컬럼(102')의 바닥면은 제 2 평면(P2')과 동일한 평면 상에 위치하지 않을 수 있다는 것을 알 것이다. 출사부(2')의 제 1 평면(P1')과 제 2 평면(P2') 사이에 높이 차(H)가 존재하는 한, 비대칭의 라이트 타입 패턴이 획득될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 라이트 가이드 소자를 사용함으로써, 라이트 가이드 소자가 적용되는 조명 모듈은 완전한 형상의 균일한 색상을 갖는 라이트 타입 패턴을 생성할 수 있고, 라이트 타입 패턴에 있어서의 비네트 효과 및 다크 라인의 현상이 감소될 수 있다. 또한, 특히 로우 빔 라이트에 있어서, 대향하는 방향에 있는 운전자와 보행자가 간섭하지 않고 특정의 조도를 유지할 수 있기 때문에, 상술한 문제점으로 인한 잠재적인 안전 위험을 추가로 저감할 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 라이트 가이드 디바이스를 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이트 가이드 디바이스의 개략적인 구조도이다. 라이트 가이드 디바이스(500)는 상술한 실시예들 중 어느 하나에 따른 적어도 하나의 라이트 가이드 소자(100/100') 및 그 라이트 가이드 소자를 유지하기 위한 유지 소자(300)를 포함할 수 있다. 도 7은 2 개의 라이트 가이드 소자(100)가 포함되는 예를 도시하지만, 라이트 가이드 디바이스(500) 내의 라이트 가이드 소자의 갯수는 본 발명에서 제한되지 않는다. 하나 이상의 라이트 가이드 소자들이 있을 수 있다. 라이트 가이드 소자(500)가 복수의 라이트 가이드 소자들을 포함하는 경우, 복수의 라이트 가이드 소자는 예를 들어 수직 방향으로 적층되는 적층 방식으로 배치될 수 있으며, 2 개의 인접하는 라이트 가이드 소자 중 상부 위치에 배치된 라이트 가이드 소자의 출사부의 바닥면은 2 개의 인접하는 라이트 가이드 소자 중 하부 위치에 배치된 라이트 가이드 소자의 출사부의 최상부면에 연결된다. 또한, 복수의 라이트 가이드 소자들 각각은, 예를 들어 도 1에 도시된 라이트 가이드 소자(100)가 될 수 있거나(도 7에 도시됨), 복수의 라이트 가이드 소자는 도 1에 도시된 라이트 가이드 소자(100)와 도 5a에 도시된 라이트 가이드 요소(100')의 조합이 될 수 있고, 동일한 라이트 가이드 디바이스(500) 내의 상이한 라이트 가이드 소자들은 출사면에 대해 상이한 곡률을 가지고 있고 상이한 갯수의 라이트 가이드 컬럼들을 가질 수 있고, 실질적으로 요구되는 라이트 타입 패턴에 따라 특정 조합 및 배치가 변경될 수 있고, 또한 유지 소자(300)가 이에 따라 변경될 수 있으며, 이는 본 발명에서 한정되지 않는다. 복수의 광 디바이스 소자를 제공하면 광 밀도가 증가할 수 있다.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이트 가이드 디바이스 내의 라이트 가이드 소자의 개략적인 구조도이다. 도 8a 내지 도 8d에 도시된 바와 같이, 라이트 가이드 디바이스는 도 5a에 도시된 하나의 제 1 라이트 가이드 소자(100') 및 도 1에 도시된 하나의 제 2 라이트 가이드 소자(100)를 포함할 수 있으며, 본 실시예는 예를 들어, 차량의 로우 빔 조명에 적용 가능하다. 제 1 라이트 가이드 소자(100')는 비대칭이고 하부 위치에 배치될 수 있으며, 제 2 라이트 가이드 소자(100)는 대칭이고 상부 위치에 배치될 수 있다. 제 1 라이트 가이드 소자(100')와 제 2 라이트 가이드 소자(100)는 수직 방향으로 적층되며, 제 2 라이트 가이드 소자(100)의 출사부(2)의 바닥면은 제 1 라이트 가이드 소자(100')의 출사부(2')의 최상부면에 연결된다. 복수의 라이트 가이드 소자들의 수평 정렬의 정도를 확보하기 위해, 수평 플랫폼(PH)이 라이트 가이드 소자들의 출사부 상에 배치될 수 있고, 그 결과, 라이트 가이드 소자들이 적층될 때 복수의 라이트 가이드 소자들의 수평이 확보될 수 있다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 라이트 가이드 소자(100)의 출사부(2)의 최상부면(S2) 및 바닥면(P1/P2)은 수평면(즉, 수평 플랫폼(PH))으로서 제공될 수 있다. 도 3c에서의 점선은 입사부(1)와 출사부(2)를 개략적으로 구별하기 위해 사용되며, 입사부(1)와 출사부(2)의 형상 및 구조에 대해서는 도 1을 참조할 수 있다는 것을 알아야 한다. 그 최상부면(S2')만이 수평면으로 제공되도록, 비대칭의 라이트 가이드 소자(100')는 라이트 가이드 디바이스(500)의 최하부에 일반적으로 배치될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 라이트 가이드 소자는 연성 재료로 제조될 수 있기 때문에, 유지 소자(300)는 라이트 가이드 소자를 유지하고 지지하는데 또한 사용될 수 있다. 유지 소자(300)는 라운딩 코너(R)가 고정되거나 또는 심지어 감소되어 다크 라인을 더 감소시키는 효과를 달성하도록 라이트 가이드 소자를 양측으로부터 가압하기 위한 클램핑 기능을 제공하는데 또한 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 유지 소자(300)는 조합을 용이하게 하기 위해 상부 및 하부로부터 분리된 구조물로서 구성될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 유지 소자(300)는 라이트 가이드 소자(100)의 상부에 배치된 상부 유지 몰드(302)와, 라이트 가이드 소자(100)의 하부에 배치된 하부 유지 몰드(303)를 포함할 수 있다. 상부 유지 몰드(302) 및 하부 유지 몰드(303) 각각은 기본 그루브(primary groove)(304) 및 복수의 보조 그루브(secondary groove)(305)를 가질 수 있다. 기본 그루브(304)는 라이트 가이드 소자(100)의 출사부(2)를 수용하기 위해 사용될 수 있으며, 라이트 가이드 소자(100)의 출사부(2)의 출사면(S1)에 대응하는 만곡면을 가질 수 있다. 기본 그루브(304)는 적당한 압축비를 제공하기 위해 크기에서 출사부(2)와 동일하거나 약간 더 작을 수 있다. 복수의 보조 그루브(305)는 라이트 가이드 소자(100)의 복수의 라이트 가이드 컬럼(11)의 제 2 단부면(B)이 위치하는 단부들을 수용하고 그들 사이의 간격(L)을 유지하는데 사용될 수 있다. 보조 그루브들(305)의 수는 보조 그루브들(305)에 수용되는 라이트 가이드 컬럼의 수와 같거나 더 많을 수 있다.
일 실시예에서, 각각의 라이트 가이드 컬럼이 중공 구조물로부터 노출되어 방열 효과를 개선하고 재료를 절약하도록, 유지 소자(300)는 중공 구조물을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 유지 소자(300)는 라이트 가이드 소자를 수용하기 위한 공간을 갖는 한, 본 발명에서 제한되지 않는 고체 구조물을 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 라이트 가이드 소자(100/100')에 대한 유지 소자(300)의 결합 정도를 증가시키도록, 유지 구조물이 라이트 가이드 소자(100/100')의 양측에 제공될 수 있다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 라이트 가이드 디바이스 내의 라이트 가이드 다비이스의 부분 개략도이다. 일 실시예에서, 도 9에 도시된 바와 같이, 키홀(keyhole)을 갖는 이어부(ear portion)는 라이트 가이드 소자의 양 측면에 제공될 수 있으며, 이어부는 가장 바깥쪽에 있는 라이트 가이드 컬럼에 연결된다. 따라서, 유지 소자(300)에는 이어부에 결합되는 오목부가 제공될 수 있고, 잠금 효과를 얻기 위해 나사가 예를 들어 유지 소자(300)의 오목부 및 홀과, 라이트 가이드 소자(100/100')의 이어부로 구성된 키홀 구조물을 관통하는데 사용되도록, 각각의 오목부는 대응하는 홀을 갖는다.
일부 실시예들에서, 다른 소자들/디바이스들에 부착하기 위한 기계적 구조물이 유지 소자(300) 상에 제공될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 상부 유지 몰드(302) 및 하부 유지 몰드(303)는 각각 외부 소자들/디바이스들과 결합하기 위한 2 개의 키홀을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 라이트 가이드 소자를 사용함으로써, 라이트 가이드 소자가 적용되는 조명 모듈은 완전한 형상의 균일한 색상을 갖는 라이트 타입 패턴을 생성하는 것이 가능하게 되고, 비네트 효과 및 다크 라인의 현상을 감소시킬 수 있다. 또한, 특히 로우 빔 라이트에 있어서, 대향하는 방향에 있는 운전자와 보행자가 간섭하지 않고 특정 조도를 유지할 수 있기 때문에, 상술한 문제점으로 의한 잠재적인 안전 위험들을 추가로 저감할 수 있다.
이하에는, 본 발명의 실시예에 따른 조명 모듈을 상세히 설명한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 모듈의 개략적인 구조도이다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 모듈의 분해도이며, 도 12는 도 11의 LED 디바이스의 개략적인 구조도이다. 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 조명 모듈(800)은 베이스(801), 베이스(801) 상에 배치된 LED 디바이스(802), LED 디바이스(802) 상에 배치된, 실시예들 중 어느 하나에 따른 라이트 가이드 디바이스(500), 베이스(801)에 착탈 가능하게 연결되어 라이트 가이드 디바이스(500)를 클램프하기 위한 지지 소자(803), 및 지지 소자(803) 상에 배치된 렌즈 디바이스(804)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 베이스(801)는 라디에이터를 구비할 수 있다.
LED 디바이스(802)는 매트릭스 방식으로 배열된 복수의 LED 소자(8021)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 12에 도시된 바와 같이, LED 디바이스(802)는 상위 열(row) 및 하위 열의 LED 소자들을 포함할 수 있으며, 하위 열보다 상위 열에 더 많은 LED 소자가 있을 수 있으며, 케이블 커넥터들이 LED 소자들의 상부 측면 및 하부 측면에 배치될 수 있다. 상술한 바와 같이, 각각의 LED 소자는 하나의 라이트 가이드 컬럼(11/11')에 대응할 수 있다. 일부 실시예들에서, 모든 라이트 가이드 컬럼(11/11')의 제 2 단부면(B/B')은 동일 평면에서 서로 정렬될 수 있고, 제 2 단부면(B/B') 각각은 대응하는 LED 소자의 출사면에 대응한다. 따라서, LED 디바이스(802)로부터 출사된 광은 라이트 가이드 디바이스(500)를 통해 렌즈 디바이스(804)로 투광될 수 있고, 그 다음, 렌즈 디바이스(804)를 통과한 후에 차량으로부터 이탈하고, 그 결과 램프의 라이트 타입 패턴이 생성될 수 있다. 일 실시예에서, 대응하는 조명 영역을 생성하도록 LED 소자들 각각은 제어 회로에 의해 독립적으로 제어될 수 있다. 제어 회로의 제어하에, 각 LED 소자의 조명 영역을 조명 또는 조명하지 않게 함으로써, 원하는 라이트 타입 패턴을 생성할 수 있고, 지능적 제어를 실현할 수 있다. 라이트 가이드 컬럼(11/11')의 제 2 단부면(B/B')은 각각의 LED 소자들의 출사면들과 접촉할 수도 있고 접촉하지 않을 수도 있다는 것을 알아야 한다. 라이트 가이드 소자의 제 2 단부면이 대응하는 LED 소자의 출사면과 접촉하지 않는 경우, 이들 사이의 간격은 0.5 cm보다 작게 설정될 수 있어, LED로부터의 광의 대부분은 라이트 가이드 컬럼에 입광될 수 있다.
렌즈 디바이스(804)는 렌즈 홀더(8041) 및 렌즈 소자(8042)를 포함할 수 있다. 렌즈 소자는 라이트 가이드 소자(100/100')의 출사면에 위치한 초점을 가질 수 있다. 렌즈 디바이스(804)는 렌즈 소자(8042)를 탈착, 교체 또는 잠금하기 위한 탈착 가능한 렌즈 유지 소자(8043)를 또한 포함하여, 렌즈 디바이스(804) 내의 렌즈 소자(8042)가 임의로 탈착되고 교체될 수 있다. 유지 소자(8043)는 예를 들어 유지 링일 수 있다. 렌즈 디바이스(804)는 지지 소자(803)의 중공 구조물에 대응하는 중공 구조물을 포함할 수 있다. 이들 중공 구조물들은 라이트 가이드 디바이스(500)를 수용하고, 매개물이 존재하지 않는 광 통로 틈새를 확보하는데 사용될 수 있다. 지지 소자(803)는 복수의 지지 컬럼을 가질 수 있고, 렌즈 디바이스(804)는 이들 지지 컬럼들을 수용하기 위한 복수의 좁은 통로를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 렌즈 소자(8042)의 초점이 라이트 가이드 소자(100/100')의 출사면에 위치하도록, 지지 소자(803) 및 렌즈 디바이스(804) 각각은 렌즈 소자(8042)의 높이를 조정하기 위한 높이 조정 구조물을 갖는다.
도 13a 내지 도 13c는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 모듈 내의 렌즈 소자 및 라이트 가이드 소자의 배치의 개략도이다. 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 모듈에 의해 생성된 라이트 타입 패턴의 개략도이며, 좌측의 드라이빙 위치의 관점에서 본 라이트 타입 패턴을 도시하며, 여기서 횡축(수평 좌표) 및 종축(수직 좌표)은 둘 다 각도로 측정되고, 중심 좌표는 조명 모듈(예를 들어, 로우 빔 라이트)의 기하학적 중심일 수 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
특정 실시예에서, 라이트 가이드 소자는 도 8a 내지 도 8c에 도시된 바와 같으며, 비대칭의 제 1 라이트 가이드 소자(100')에는 9 개의 제 1 라이트 가이드 컬럼(101') 및 9 개의 제 2 라이트 가이드 컬럼(102')이 제공된다. 모든 제 1 라이트 가이드 컬럼(101')의 바닥면들은 제 1 라이트 가이드 컬럼(101')에 연결되는 출사부(2')의 바닥면과 함께 제 1 평면(P1')을 형성하고, 모든 제 2 라이트 가이드 컬럼(102')의 바닥면들은 제 2 라이트 가이드 컬럼(102')에 연결된 출사부(2')의 바닥면과 함께 제 2 평면(P2')을 형성한다. 제 1 라이트 가이드 컬럼(101')의 제 2 단부면(B')의 면적은 제 2 라이트 가이드 컬럼(102')의 제 2 단부면(B')의 면적보다 크다. 대칭의 제 2 라이트 가이드 소자(100)에는, 20 개의 라이트 가이드 컬럼(11)이 대칭으로 배치되어 있다. 도 8c 및 도 8d를 참조하면, 제 1 및 제 2 라이트 가이드 소자들의 특정 크기는 다음과 같을 수 있다. 제 1 라이트 가이드 소자(100')의 제 1 라이트 가이드 컬럼(101')의 제 2 단부면(B')의 수직 방향의 길이는 1.5 ㎜이고, 제 1 라이트 가이드 소자(100')의 제 1 라이트 가이드 컬럼(101')의 제 2 단부면(B')의 수평 방향의 길이는 1.5 ㎜이고, 제 2 라이트 가이드 컬럼(102')의 제 2 단부면(B')의 수직 방향의 길이는 1 ㎜이고, 제 2 라이트 가이드 컬럼(102')의 제 2 단부면(B')의 수평 방향의 길이는 1.5 ㎜이고, 중심에 가장 가까운 인접하는 라이트 가이드 컬럼들 간의 간격(L)은 3 ㎜이고, 다른 간격은 2 ㎜이고, 제 1 라이트 가이드 소자(100')의 출사부(2')는 2.2 ㎜의 최대 두께를 가지며, 출사면(S1')은 51.5 ㎜의 수평 폭을 가지며, 입사부(1')는 62 ㎜의 최대 수평 폭을 가지며; 제 2 라이트 가이드 소자(100)의 라이트 가이드 컬럼(11)의 제 2 단부면(B)의 수직 방향의 길이는 1.9 ㎜이고, 제 2 라이트 가이드 소자(100)의 라이트 가이드 컬럼(11)의 제 2 단부면(B)의 수평 방향의 길이는 1.3 ㎜이고, 가장 바깥쪽에 있는 10 개의 라이트 가이드 컬럼들(11)(우측 측면과 좌측 측면 각각에 5개씩)에 있어서, 그들 사이에 3 ㎜의 간격(L)이 형성되고, 다른 간격(L)은 2 ㎜이고, 제 2 라이트 가이드 소자(100)의 출사부(2)는 5 ㎜의 최대 두께를 가지며, 출사면(S1)은 47.6 ㎜의 수평 폭을 가지며, 입사부(1)는 72 ㎜의 최대 수평 폭을 가지며; 2 개의 라이트 가이드 소자들의 전체 두께는 6.64 ㎜이고, 제 2 라이트 가이드 소자(100)의 라이트 가이드 컬럼(11)의 제 2 단부면(B)의 상부 에지로부터 제 1 라이트 가이드 소자(100')의 제 2 라이트 가이드 컬럼(102')의 제 2 단부면(B')의 하부 에지까지의 수직 거리는 5.09 ㎜이다. LED 디바이스(802)는 도 12에 도시된 바와 같으며, 상위 열과 하위 열의 LED 소자들을 포함할 수 있으며, 하위 열보다 상위 열에 더 많은 LED 소자들이 있을 수 있으며, LED 소자들 각각은 하나의 라이트 가이드 컬럼(11/11')에 대응할 수 있다. 도 13a에 도시된 바와 같이, 라이트 가이드 디바이스(500)는 렌즈 소자(8042)의 법선 위에 배치될 수 있고, 라이트 가이드 소자의 출사면은 렌즈 소자(8042)의 초점 근처에 위치된다. 적어도 2 개의 라이트 가이드 소자들이 적층되는 경우, 렌즈 소자의 초점은 렌즈 소자의 법선에 가장 가까운 라이트 가이드 소자(즉, 법선 위의 첫번째 라이트 가이드 소자)의 출사면 상에 위치될 수 있다. 대안으로, 적층된 다른 라이트 가이드 소자의 출사면과 비교하여, 렌즈 소자의 초점은 렌즈 소자의 법선에 가장 가까운 라이트 가이드 소자(즉, 법선 위의 첫번째 라이트 가이드 소자)의 출사면에 더 가까울 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 조명 모듈 내의 제 1 라이트 가이드 소자(100')의 비대칭으로 인해, 조명 모듈에 의해 생성된 라이트 타입 패턴도 비대칭이다. 예시를 위해, 도면에는 라이트 타입 패턴을 4 개의 영역들로 분할하는 2 개의 점선이 도시되어 있다. 수평 점선은 수직축 상에서 -0.57°인 컷 오프 라인으로서 또한 지칭될 수 있다. 렌즈 소자의 특성으로 인해, 도 13a에 도시된 바와 같이, 그 사이에 높이 차를 갖는 제 1 평면 및 제 2 평면이 라이트 가이드 소자의 바닥에 위치될 때, 도 14에 도시된 바와 같이, 생성된 라이트 타입 패턴의 비대칭 부분은 렌즈 소자에 의해 야기된 수직 플립(예를 들어, 180°) 이후의 라이트 타입 패턴의 최상부에 위치될 것이다. 구체적으로, 라이트 타입 패턴의 상부 좌측 영역(즉, 컷 오프 라인 위의 영역)에는 광이 없기 때문에, 대향하는 방향에 있는 운전자와 보행자에 대한 간섭이 없을 것이며, 반면에 상부 우측 영역에는 어느 정도의 광이 존재하기 때문에, 전방 도로에서 특정 조도를 유지할 수 있다. 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 제 1 라이트 가이드 소자(100') 내의 전환 경사면(T)과 제 1 평면(P1') 또는 제 2 평면(P2') 사이의 사전 설정된 각도(βT)에 대응하여, 생성된 라이트 타입 패턴 내에 각도(βP)가 또한 형성된다. 각도(βP)는 라이트 타입 패턴의 상부 우측 영역의 좌측에 형성되고, 상부 우측 내의 라이트 타입 패턴의 좌측 에지와 수평 점선 사이에 형성된다. 광의 특성과 광 전파의 특성들로 인해, 각도(βP)는 정확히 15°또는 45°가 아니다. 제 1 라이트 가이드 소자(100')의 전체 두께가 제 2 라이트 가이드 소자(100)의 전체 두께보다 작기 때문에(도 8d에 도시된 바와 같이), 라이트 타입 패턴의 상부(도 14에 도시된 고밀도 도트에 의해 표시된 부분)는 하부(도 14에 도시된 저밀도 도트에 의해 표시된 부분)보다 밝다는 것을 도 14로부터 또한 알 수 있다.
표 1은 상술한 특정 실시예에 따라 생성된 라이트 타입 패턴의 테스트 결과들을 나타낸다. 표 1의 1번째 열은 조명 강도를 테스트하기 위한 테스트 위치의 명칭을 나타내고, 2번째 열은 해당 테스트 위치의 값을 나타내고, 3번째 및 4번째 열은 국제 사양에 따른 각 테스트 위치의 최대 값 및 최소 값을 각각 나타내고, 5번째 열은 특정 테스트 위치를 나타낸다. 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 모듈에 의해 생성된 라이트 타입 패턴 내의 각 테스트 위치에서의 조도는 국제 규격의 요건들을 충족한다는 것을 표 1로부터 알 수 있다.
Figure pct00001
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 조명 모듈에 의해 생성된 라이트 타입 패턴의 개략도이다. 이러한 실시예에서, 도 1에 도시된 2 개의 적층된 라이트 가이드 소자들(100)을 포함하는 라이트 가이드 디바이스(500)가 도 7에 도시된 바와 같을 수 있다. 라이트 가이드 소자(100)는 1.41의 굴절률을 갖는 실리카 겔로 이루어진다. 각각의 라이트 가이드 소자(100)는 16 개의 라이트 가이드 컬럼들(11)을 포함하고, 라이트 가이드 컬럼들(11) 각각은 사각형 부등변 기둥의 형상을 가지며, 제 2 단부면(B)의 면적에 대한 제 1 단부면(A)의 면적의 비는 3.8이고, 라운딩 코너(R)는 0.05 ㎜이고, 라이트 가이드 컬럼(11)의 반경 방향 분포는 40°의 반경 각도(θ1)를 가지며, 반경 방향 분포의 오프닝 각도(R1)의 반경은 80 ㎜이다. 출사면(S1)은 23°의 굴곡각(θ2)및 90 ㎜의 곡률 반경(R2)을 갖는다. 출사면(S1)과 입사면 사이의 최소 거리(D)는 23 ㎜이다. 또한, 라이트 가이드 소자(100)의 출사부의 최상부면 및 바닥면은 수평면(즉, 수평 플랫폼)으로 설정된다. 2 개의 라이트 가이드 소자들(100)은 유지 소자(300)를 사용하여 유지되고; 한편, 유지 소자(300)는 나사에 의해 고정되어, 라이트 가이드 소자가 형성된다. LED 디바이스는 나사에 의해 베이스(801)에 고정되고, 지지 소자(803)는 나사에 의해 베이스(801)에 결합되고, 라이트 가이드 디바이스(500)는 지지 소자(803)에 클램프된다. LED 디바이스(802)는 좌우 대칭으로 2 열로 배치된 24 개의 LED 소자들을 가지며, 상위 열은 8 개의 LED 소자들을 갖고 하위 열은 16 개의 LED 소자들을 갖는다. 2 개의 라이트 가이드 소자들(100)의 2 열의 라이트 가이드 컬럼들(100)의 제 2 단부면들은 동일 평면 내에서 서로 정렬되고, 비접촉 방식으로 각 LED 소자들의 출사면과 약 0.05 ㎜ 간격으로 정렬되어 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 지지 소자(803)는 별개의 상부 및 하부를 구비할 수 있으며, 상부는 높이 조정을 위해 렌즈 디바이스 상의 클램핑 구조물과 결합될 수 있는 4 개의 지지 컬럼들을 갖는다. 지지 소자(803) 및 렌즈 디바이스(804)의 중공 구조물들은 라이트 가이드 디바이스(500)를 수용한다. 렌즈 디바이스(804)는 지지 소자(803) 상에 배치된다. 렌즈 디바이스(804)는 렌즈 홀더(8041), 렌즈 소자(8042), 및 렌즈 소자(8042)를 렌즈 홀더(8041)에 유지하고 이들을 나사로 고정하기 위한 탈착 가능한 유지 링을 포함한다. 렌즈 홀더(8041)에는 4 개의 좁은 통로가 있으며, 지지 컬럼들은 렌즈 소자의 초점을 라이트 가이드 소자의 출사면으로 조정하고, 그 다음 나사에 의해 고정하기 위한 4 개의 좁은 통로에 각각 삽입될 수 있다. 제어 회로의 제어하에, 각 LED 소자로부터 출사된 광은 먼저 라이트 가이드 디바이스에 들어가고, 그 다음, 렌즈 디바이스로 들어가서 외부로 출사됨으로써, 원하는 라이트 타입 패턴을 생성한다. 렌즈 소자의 특성으로 인해, 라이트 타입 패턴은 렌즈 소자(804)에 의해 투광된 후에 수직으로 플립되고, 그 결과 상부 조명 영역보다 넓은 하부 조명 영역을 갖는 라이트 타입 패턴이 형성되고, 생성된 조명 각도는 약 25°일 수 있다는 것을 알 수 있다. 도 15에 도시된 바와 같이, 상술한 조명 모듈을 적용하여 생성된 라이트 타입 패턴은 완전한 형상을 가지며, 비네트 효과의 현상이 없고, 황색 후광의 현상이 적다. 동시에, 인접한 조명 영역들 사이에 다크 라인이 생성되지 않는다.
본 발명의 실시예에 따른 라이트 가이드 소자를 사용함으로써, 라이트 가이드 소자가 적용된 조명 모듈은 완전한 형상의 균일한 색상을 갖는 라이트 타입 패턴을 생성할 수 있으며, 비네트 효과 및 다크 라인의 현상이 감소될 수 있다. 또한, 특히 로우 빔 라이트에 있어서, 대향하는 방향에 있는 운전자와 보행자가 간섭하지 않고 특정 조도를 유지할 수 있기 때문에, 상술한 문제점으로 인한 잠재적인 안전 위험들을 추가로 감소시킬 수 있다.
상술한 예들은 본 발명의 실시예들에 불과하며, 본 발명의 특허 청구 범위는 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 명세서 및 도면의 내용과 관련하여, 또는 본 발명의 명세서 및 도면의 내용을 다른 관련 기술 분야에 직접 또는 간접적으로 사용하여 이루어진 임의의 동등 구조물들 또는 동등 공정 변형들은 본 발명의 보호 범위에 포함되어야 한다.
마지막으로, 상술한 실시예들은 본 발명을 제한하기보다는 본 발명의 기술적 해결책을 단지 설명하기 위한 것임을 주목해야 한다. 본 발명이 상술한 실시예들을 참조하여 상세하게 설명되었지만, 당업자는 상술한 실시예들에서 기술된 기술적 해결책들을 여전히 변경하거나, 일부 또는 모든 기술적 특징들을 동등하게 대체할 수 있고, 그러한 수정 또는 대체는 대응하는 기술적 해결책의 본질을 본 발명의 실시예들에서의 기술적 해결책들의 범위로부터 벗어나게 하지 않는다는 것을 이해해야 한다.

Claims (32)

  1. 라이트 가이드 소자로서,
    입사부(light incident portion)와 출사부(light exit portion)를 포함하고,
    상기 입사부는 복수의 라이트 가이드 컬럼(light guiding column)을 포함하고,
    상기 복수의 라이트 가이드 컬럼 각각은 상기 출사부에 연결된 제 1 단부면(end surface)과, 상기 출사부와 반대측을 향하는 제 2 단부면과, 상기 제 1 단부면과 상기 제 2 단부면 사이에 형성된 측면을 가지며, 상기 제 1 단부면은 상기 제 2 단부면보다 넓은 면적을 갖는 것인 라이트 가이드 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 라이트 가이드 컬럼은 복수의 제 1 라이트 가이드 컬럼 및 복수의 제 2 라이트 가이드 컬럼을 포함하고, 상기 제 1 라이트 가이드 컬럼에 연결되는, 상기 출사부의 일부분의 바닥면에 의해 제 1 평면이 형성되고, 상기 제 2 라이트 가이드 컬럼에 연결되는, 상기 출사부의 일부분의 바닥면에 의해 제 2 평면이 형성되는 것인 라이트 가이드 소자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제 1 평면과 상기 제 2 평면은 서로 정렬되는 것인 라이트 가이드 소자.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제 1 평면과 상기 제 2 평면 사이에는 높이 차가 형성되고,
    상기 출사부 상에는 전환 경사면(transition slope)이 형성되고,
    상기 전환 경사면은 상기 제 1 평면과 상기 제 2 평면을 연결하고,
    상기 전환 경사면과 상기 제 1 평면 또는 상기 제 2 평면 사이에는 사전 설정된 각도가 형성되는 것인 라이트 가이드 소자.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 사전 설정된 각도는 15°또는 45°인 것인 라이트 가이드 소자.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출사부는, 상기 복수의 라이트 가이드 컬럼과 반대측을 향하여 배치된 곡면인 출사면을 가지는 것인 라이트 가이드 소자.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 곡면은 80 ㎜ 내지 120 ㎜ 범위의 곡률 반경을 갖는 것인 라이트 가이드 소자.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 단부면의 면적은 상기 제 2 단부면의 면적의 3 배 또는 4 배인 것인 라이트 가이드 소자.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 라이트 가이드 컬럼의 상기 제 2 단부면은 서로 정렬되어 있는 것인 라이트 가이드 소자.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 라이트 가이드 컬럼은 상기 출사부에 대해 반경 방향 분포로서 제공되는 것인 라이트 가이드 소자.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 반경 방향 분포는 30°내지 50°범위의 반경 방향 각도를 갖는 것인 라이트 가이드 소자.
  12. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 라이트 가이드 컬럼 각각은 사각형의 부등변 기둥(square scalene cylinder)인 것인 라이트 가이드 소자.
  13. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 라이트 가이드 컬럼 중 2 개의 인접하는 라이트 가이드 컬럼들 사이에 라운딩 코너가 형성되고, 상기 라운딩 코너는 0.05mm 미만의 반경을 가지는 것인 라이트 가이드 소자.
  14. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 라이트 가이드 컬럼은 실리카 겔로 이루어진 것인 라이트 가이드 소자.
  15. 제1항에 기재된 적어도 하나의 라이트 가이드 소자와, 상기 라이트 가이드 소자를 유지하기 위한 유지 소자를 포함하는 라이트 가이드 디바이스.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 라이트 가이드 소자의 상기 복수의 라이트 가이드 컬럼은 복수의 제 1 라이트 가이드 컬럼 및 복수의 제 2 라이트 가이드 컬럼을 포함하고,
    상기 제 1 라이트 가이드 컬럼에 연결되는, 상기 라이트 가이드 소자의 상기 출사부의 일부분의 바닥면에 의해 제 1 평면이 형성되고, 상기 제 2 라이트 가이드 컬럼에 연결되는, 상기 라이트 가이드 소자의 상기 출사부의 일부분의 바닥면에 의해 제 2 평면이 형성되는 것인 라이트 가이드 디바이스.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 라이트 가이드 소자는 복수개 존재하고,
    상기 복수의 라이트 가이드 소자는 적층 방식으로 배치되고,
    2 개의 인접하는 라이트 가이드 소자 중 상부 위치에 배치된 라이트 가이드 소자의 출사부의 바닥면은 상기 2 개의 인접하는 라이트 가이드 소자 중 하부 위치에 배치된 라이트 가이드 소자의 출사부의 최상부면에 연결되는 것인 라이트 가이드 디바이스.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 라이트 가이드 소자들 각각의 상기 제 1 평면과 상기 제 2 평면은 서로 정렬되어 있는 것인 라이트 가이드 디바이스.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 라이트 가이드 소자는 하나의 제 1 라이트 가이드 소자와 적어도 하나의 제 2 라이트 가이드 소자를 포함하고, 상기 제 1 라이트 가이드 소자는 최하부에 배치되고,
    상기 제 1 라이트 가이드 소자의 상기 제 1 평면과 상기 제 2 평면 사이에는 높이 차가 형성되고, 상기 제 1 라이트 가이드 소자의 상기 출사부 상에는 전환 경사면이 형성되고, 상기 전환 경사면은 상기 제 1 평면과 상기 제 2 평면을 연결하고, 상기 전환 경사면과 상기 제 1 평면 또는 상기 제 2 평면 사이에는 사전 설정된 각도가 형성되며,
    상기 제 2 라이트 가이드 소자들 각각의 상기 제 1 평면과 상기 제 2 평면은 서로 정렬되어 있는 것인 라이트 가이드 디바이스.
  20. 제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유지 소자는 상기 라이트 가이드 소자의 상부측에 배치된 상부 유지 몰드와, 상기 라이트 가이드 소자의 하부측에 배치된 하부 유지 몰드를 포함하는 것인 라이트 가이드 디바이스.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 상부 유지 몰드 및 상기 하부 유지 몰드 각각은 하나의 기본 그루브 및 복수의 보조 그루브를 가지며, 상기 기본 그루브는 상기 라이트 가이드 소자의 출사부를 수용하는데 사용되고, 상기 복수의 보조 그루브는 상기 라이트 가이드 소자의 상기 복수의 라이트 가이드 컬럼의 제 2 단부면이 위치하는 단부들을 수용하는데 사용되는 것인 라이트 가이드 디바이스.
  22. 제21항에 있어서, 상기 기본 그루브는 곡면을 가지며, 상기 기본 그루브의 상기 곡면의 곡률은 상기 라이트 가이드 소자의 상기 출사부의 출사면의 곡률에 대응하는 것인 라이트 가이드 디바이스.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 라이트 가이드 소자는 양 측면 상에 이어부(ear portion)를 구비하고, 상기 유지 소자는 상기 이어부와 결합된 오목부를 구비하는 것인 라이트 가이드 디바이스.
  24. 베이스;
    상기 베이스 상에 배치된 발광 다이오드(LED) 디바이스;
    상기 LED 디바이스 상에 배치된, 제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 기재된 라이트 가이드 디바이스;
    상기 베이스에 탈착 가능하게 연결되어 상기 라이트 가이드 디바이스를 클램프하기 위한 지지 소자; 및
    상기 지지 소자 상에 배치된 렌즈 디바이스
    를 포함하는 조명 모듈.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 지지 소자는 상기 라이트 가이드 디바이스를 수용하기 위한 제 1 중공 구조물을 가지는 것인 조명 모듈.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 렌즈 디바이스는 상기 라이트 가이드 디바이스를 수용하기 위한 제 2 중공 구조물을 가지며 상기 제 1 중공 구조물에 대응하는 것으로서 구성되는 것인 조명 모듈.
  27. 제24항에 있어서,
    상기 렌즈 디바이스는 상기 라이트 가이드 디바이스 내의 상기 라이트 가이드 소자의 출사면 상에 위치된 초점을 갖는 렌즈 소자를 포함하는 것인 조명 모듈.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 렌즈 디바이스는 상기 렌즈 소자를 유지하기 위한 유지 링을 더 포함하는 것인 조명 모듈.
  29. 제24항에 있어서,
    상기 지지 소자는 복수의 지지 컬럼을 가지며, 상기 렌즈 디바이스는 상기 지지 컬럼을 수용하기 위한 복수의 좁은 통로를 가지는 것인 조명 모듈.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 지지 소자 및 상기 렌즈 디바이스 각각은 높이 조정 구조물을 갖는 것인 조명 모듈.
  31. 제24항에 있어서,
    상기 LED 디바이스는 복수의 LED 소자를 포함하고, 상기 LED 소자 각각은 상기 라이트 가이드 디바이스 내의 상기 라이트 가이드 소자의 상기 라이트 가이드 컬럼들 중 하나에 대응하는 것으로서 구성되는 것인 조명 모듈.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 라이트 가이드 컬럼의 제 2 단부면은 상기 LED 소자의 출사면과 접촉하는 것인 조명 모듈.
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