KR20200110215A - 콜렉터의 허상 피조면을 이미지화하는 발광 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 특히 자동차용의 발광 장치(2)에 관한 것으로서, 상기 장치는 광선을 방사할 수 있는 광원(4); 광원(4)에 의해 방사된 광선을 수집하여 반사시키도록 구성된 반사면(6.2)을 구비한 콜렉터(6); 반사면(6.2)으로부터 온 광선을 발광 장치의 광축(8)을 따르는 광 빔(12)으로 투사하도록 구성된 광학계(10); 및 광원(4)의 허상(4) 및 콜렉터(6)의 반사면의 허상(6.2)을 형성하도록 구성된 거울(7)을 포함하고, 광학계(10)는 상기 허상(4, 6.2)의 이미지를 형성하도록 구성된다.

Description

콜렉터의 허상 피조면을 이미지화하는 발광 장치{LUMINOUS DEVICE THAT IMAGES A VIRTUAL ILLUMINATED SURFACE OF A COLLECTOR}
본 발명은 발광 조명 및 신호표시(luminous lighting and signalling)의 분야에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 자동차 분야에 관한 것이다.
프랑스 공개 특허 공보 FR 3 047 541 A1호는 대향 배치된 2개의 광학 모듈을 포함하는 조명 장치를 개시한다. 이들 2개의 광학 모듈 각각은 필수적으로 광원, 및 반사면을 구비한 콜렉터(collector)를 포함한다. 이들 2개의 광원은 공통 캐리어의 대향하는 두 면에 배치된다. 각각의 반사면은 광원들의 공통 캐리어에 의해 구획된 반공간(half-space) 내의 회전면이다. 이에 따라 2개의 반사면은 서로 대향하는 2개의 하프-쉘(half-shell)을 형성한다. 2개의 광학 모듈 중 하나는, 이른바 로우 빔(low beam)에 대응하는, 평탄 컷오프(flat cutoff)를 포함한 조명용 빔(lighting beam)을 형성하도록 구성된다. 이를 위해, 광학 모듈은 "컷오프(cutoff)" 에지라고 불리는 에지를 구비한 반사면을 포함하는데, 상기 에지는 반사면의 초점에 위치된다. 컷오프 에지 뒤에서 당해 표면과 충돌하는 광선은 투사 렌즈(projecting lens)의 상부 부분 쪽으로 반사되는 반면에, 당해 에지의 앞을 통과하는 광선은 편향되지 않고 당해 렌즈의 하부 부분과 충돌한다. 이러한 효과는 빔의 본질적으로 평탄한 컷오프를 보장한다. 2개의 광학 모듈 중 다른 하나는, 반사면의 초점이 컷오프 에지의 앞에 위치되는 것을 유일한 예외로 하고, 본질적으로 동일한 방식으로 작동한다. 제 2 광학 모듈에 의해 생성된 빔은 제 1 광학 모듈의 것과 결합하여 하이 빔(high beam), 즉 평탄 컷오프가 없는 빔을 생성한다. 이러한 구성은 컷오프-포함 빔을 이용하여 하이 빔을 생성한다는 점에서 유리하다.
그러한 발광 장치(luminous device)는 디플렉터(deflector) 및 컷오프 에지의 위치 설정에 있어서 높은 정밀도를 필요로 한다는 단점이 있다. 따라서, 투사 렌즈는 짧은 초점 거리로 인해 렌즈 두께가 두꺼워야 하며, 이는 렌즈의 무게를 증가시키고 특히 싱크 마크(sink mark)의 관점에서 제조를 복잡하게 만든다. 또한, 콜렉터는 특정 높이, 및 그에 따른 특정 높이 방향 크기를 갖는다.
본 발명의 목적은 상술한 종래 기술의 단점 중 적어도 하나를 경감하는 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 목적은 콤팩트하면서 제조시 보다 경제적인 발광 조명 및/또는 신호표시 모듈 또는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 주제는 특히 자동차용의 발광 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는 광선을 방사할 수 있는 광원; 광원에 의해 방사된 광선을 수집하여 반사시키도록 구성된 반사면을 구비한 콜렉터; 및 반사면으로부터 온 광선을 발광 장치의 광축을 따르는 광 빔(light beam)으로 투사하도록 구성된 광학계를 포함하고, 발광 장치는 광원의 허상 및 콜렉터의 반사면의 허상을 형성하도록 구성된 거울을 포함하고, 광학계는 상기 허상의 이미지를 형성하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
광원 및 반사면은 발광 모듈을 형성한다. 발광 모듈은 광 빔을 형성할 수 있다. 발광 장치는 복수의 발광 모듈을 포함할 수도 있다. 하나의 발광 모듈이 존재하는 경우, 발광 장치는 발광 모듈과 동등한 것으로 여겨질 수도 있다. 발광 장치는, 예컨대 하나 이상의 광원, 하나 이상의 콜렉터 및 광학계 등의 각 구성요소가 특히 특정 캐리어(상세하게 설명되지는 않음)를 거쳐서 다른 구성요소들에 단단하게 체결되고 그에 따라 다른 구성요소들에 대해 광학적으로 위치 설정된다는 점에서 독립형(stand-alone) 조립체를 형성한다. 따라서, 하나 이상의 발광 장치는 필요한 모든 조절 가능한 조명 및 신호표시 기능들을, 필요에 따라서는 조합에 의해, 수행하기 위해 헤드램프 케이싱 내에 배치될 수도 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 콜렉터의 반사면 및 거울은 상기 반사면의 후방 부분에 의해 반사된 광선이 광축에 평행하거나 또는 상기 광축에 대한 수직면에서 25° 이하, 바람직하게는 10° 이하의 경사각을 갖도록 구성된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 거울은 평면형이며, 광축에 평행하거나 또는 상기 광축에 대해 10° 미만의 각도만큼 경사져 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 광원은 광축에 수직이거나 또는 상기 광축에 수직인 방향에 대해 25° 미만의 각도만큼 경사지는 주 방향으로 광선을 방사하도록 구성된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 콜렉터의 반사면은 포물선형 또는 타원형 프로파일을 갖는다. 바람직하게는, 반사면은 상기 프로파일의 회전면이다. 회전은 바람직하게는 광축에 평행한 축을 중심으로 이루어진다. 일 변형예에 따르면, 반사면은 자유 형태 표면(free-form surface) 또는 스윕면(swept surface) 또는 비대칭면이다. 이것은 또한 복수의 세그먼트를 포함할 수도 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 거울은 콜렉터의 반사면의, 광학계 쪽으로의 연장부를 형성한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 콜렉터의 반사면은 광원에 의해 방사된 광선을 광축에 대해 발산하는 주 방향으로 반사시키도록 구성된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 거울은 콜렉터 상에 형성된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 광원은 기판 상에 배치되고, 거울은 상기 기판과 정렬된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 콜렉터의 반사면은 광원에 의해 방사된 광선을 광축에 대해 수렴하는 주 방향으로 반사시키도록 구성되고, 상기 광축은 기판을 통과한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 광학계는 허상 광원(virtual light source)과 허상 반사면(virtual reflective surface) 사이에 배치된 영역 내에 위치되는 초점을 갖는다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 광학계의 초점은 광축을 따라 허상 광원 뒤에서 허상 반사면 상에 위치된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 광학계는 광축에 평행하며 광학계의 초점을 통과하는 허상 광축(virtual optical axis)에 중심 설정된 수렴 렌즈의 세그먼트에 대응하는 렌즈를 포함한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 콜렉터의 반사면은 후방 에지를 갖고, 광 빔은 평탄 컷오프를 포함한 빔이며, 상기 컷오프는 상기 후방 에지의 이미지이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 광원 및 콜렉터는, 발광 장치가 기능 위치(functional position)에 있을 때에 광축 위에 위치되고, 광 빔의 컷오프는 하부 컷오프이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 광원 및 콜렉터는, 발광 장치가 기능 위치에 있을 때에 광축 아래에 위치되고, 광 빔의 컷오프는 상부 컷오프이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 광원, 콜렉터 및 광 빔은 각각 제 1 광원, 제 1 콜렉터 및 제 1 광 빔이고, 발광 장치는 제 2 광원, 및 제 2 광원에 의해 방사된 광선을 수집하여 반사시키도록 구성된 반사면을 구비한 제 2 콜렉터를 포함하고, 광학계는 상기 반사면으로부터 온 광선을, 발광 장치의 광축을 따르며 상기 반사면의 이미지에 대응하는 제 2 광 빔으로 투사하도록 구성된다.
제 1 콜렉터 및 제 1 광원은 제 1 발광 모듈을 형성하고, 제 2 콜렉터 및 제 2 광원은 제 2 발광 모듈을 형성한다.
바람직하게는, 발광 장치는 제 2 광 빔이 제 2 광원에 의해 조명된 제 2 콜렉터의 반사면의 실상이 되도록 구성된다. 이를 위해, 제 2 콜렉터의 반사면에 의해 반사된 광선은, 제 1 콜렉터의 반사면에 의해 반사된 광선과는 달리, 거울에 의해 반사되는 일 없이 광학계로 전달된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 제 1 콜렉터 및 제 1 광원은 광축과 관련하여 제 2 콜렉터 및 제 2 광원에 각각 대향하거나; 또는 한편의 제 1 콜렉터 및 제 1 광원과 다른 한편의 제 2 콜렉터 및 제 2 광원이 나란히 배치된다.
본 발명의 조치들은 컴팩트하면서 조립이 용이하고 부품 개수가 적을 뿐만 아니라 다양한 조명 및/또는 신호표시 기능을 수행할 수 있는 발광 모듈 또는 장치를 제조 가능하게 한다는 점에서 유리하다. 보다 구체적으로, 콜렉터의 조명된 반사면을 이미지화한다는 사실에 의해, 광 빔에 있어서 수직 방향으로 중심을 벗어난 위치에 집중광을 갖는 광 빔이 생성되게 할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 생성되는 이미지를 매우 쉽게 반전시킬 수 있으므로, 하나 이상의 광 빔을 수행될 조명 및/또는 신호표시 기능(특히 로우 빔 및 하이 빔 조명 기능)에 따라 조절되게 할 수 있다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 하기의 설명 및 도면에 의해 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 장치의 개략도이다.
도 2는 도 1의 발광 장치의 상부 콜렉터의 사시도이다.
도 3은 광축을 따라 외부로부터 본 도 1의 발광 장치의 콜렉터의 조명된 내부 표면의 도면이다.
도 4는 도 1의 발광 장치에 의해 생성된 조명용 빔의 발광 이미지(luminous image)의 그래프 표현도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예의 일 변형예에 따른 발광 장치의 개략도이다.
도 6은 도 5의 발광 장치에 의해 생성된 조명용 빔의 발광 이미지의 그래프 표현도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 장치의 개략도이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예의 일 변형예에 따른 발광 장치의 개략도이다.
하기의 설명에 있어서 발광 장치의 광축의 "위" 및 "아래"의 표기는, 발광 장치가 기능 위치에 있을 때, 즉 발광 장치가 설계되었던 것에 대응하는 방향 설정을 갖는 상태의 발광 장치와 관련하여 이해되어야 한다. 유사하게, "전방" 및 "후방"의 표기는 발광 장치가 기능 위치에 있을 때 광축을 따른 광의 대략적인 방향과 관련하여 이해되어야 한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 발광 장치의 제 1 실시예를 도시한다.
도 1은 발광 장치 및 그의 작동 원리의 개략도이다. 발광 장치(2)는 본질적으로 광원(4), 발광 장치의 광축(8)을 따르는 제 1 광 빔(12)을 형성하기 위해 광원에 의해 방사된 광선을 반사시킬 수 있는 콜렉터(6), 및 상기 빔을 투사하기 위한 렌즈(10)를 포함한다. 투사 렌즈 외의 투사용 광학계는 특히 하나 이상의 거울과 같은 것을 생각할 수 있다.
광원(4)은 바람직하게는 반도체 광원, 특히 발광 다이오드이다. 광원(4)은 상기 광원의 주 평면에 의해 구획되는 반공간에서, 도시된 예에서는 상기 평면 및 광축(8)에 수직인 주 방향으로 광선을 방사한다. 본 발명에 따르면, 주 방사 방향은 광축에 수직인 방향에 대해 25° 이하의 각도만큼 경사질 수도 있다.
콜렉터(6)는 쉘(shell) 또는 캡(cap) 형상의 캐리어(6.1), 및 캐리어(6.1)의 내면 상의 반사면(6.2)을 포함한다. 반사면(6.2)은 타원형 또는 포물선형 또는 자유 형태 프로파일인 것이 바람직하다. 발광 장치(2)는 또한 콜렉터(6)의 반사면(6.2)의 연장부에 배치된 거울(7)을 포함한다. 거울(7)은 캐리어(7.1), 및 캐리어(7.1) 상에 형성된 평면형 반사면(7.2)을 포함한다. 캐리어(7.1)는 콜렉터의 캐리어(6.1)와 함께 결합되거나 또는 그에 인접해 있을 수도 있다. 콜렉터(6)의 반사면(6.2)은 바람직하게는 광축(8)에 평행한 축을 중심으로 한 회전면이다. 선택적으로, 이것은 자유 형태 표면 또는 스윕면 또는 비대칭면의 문제일 수도 있다. 이것은 또한 복수의 세그먼트를 포함할 수도 있다. "포물선형"의 표현은 일반적으로 반사기의 표면이 하나의 초점, 즉 하나의 광선 수렴 영역, 즉 이 수렴 영역에 배치된 광원에 의해 방사된 광선이 그 표면으로부터의 반사 후에 원거리까지 투사되게 하는 하나의 영역을 갖는 반사기에 적용된다. 원거리까지 투사된다는 것은 이들 광선이 반사기의 치수의 적어도 10배에 위치된 영역을 향해서도 수렴하지 않는 것을 의미한다. 환언하면, 반사된 광선은 수렴 영역을 향해 수렴하지 않거나, 또는 수렴한다면, 이 수렴 영역은 반사기의 치수의 10배 이상의 거리에 위치된다. 그러므로, 포물선형 표면은 포물선형 세그먼트를 포함할 수도 있고 또는 포함하지 않을 수도 있다. 그러한 표면을 갖는 반사기는 일반적으로 광 빔을 생성하기 위해 단독으로 사용된다. 선택적으로, 이것은 타원형 반사기와 관련된 투사면으로서 사용될 수도 있다. 이 경우, 포물선형 반사기의 광원은 타원형 반사기에 의해 반사된 광선의 수렴 영역에 있다.
거울(7), 및 보다 구체적으로는 그의 평면형 반사면(7.2)은 바람직하게는 광축(8)에 평행하다. 그러나, 상기 광축에 대해 예컨대 10° 이하의 각도만큼 경사질 수도 있다. 반사면(7.2)이 경사진 경우, 거울은 바람직하게는 광의 전파의 주 방향으로, 즉 광원(4)으로부터 투사 렌즈(10)까지 광축에 대해 발산한다.
쉘 또는 캡 형상의 콜렉터(6)는 바람직하게는 양호한 내열성을 갖는 재료, 예컨대 유리, 또는 폴리카보네이트(PC) 또는 폴리에테르이미드(PEI)와 같은 합성 폴리머로 제조된다.
광원(4)은 그의 광선이 수집되어 거울(7) 쪽으로 반사되도록 콜렉터(6)의 반사면(6.2)의 초점에 배치된다. 거울(7)은 반사면(6.2)의 허상(6.2) 및 광원(4)의 허상(4)을 형성하며, 이들은 도 1에서 점선으로 도시되어 있다. 광학계(10)는 반사면(6.2)의 허상(6.2) 및 광원(4)의 허상(4)의 발광 이미지를 투사한다. 거울(7)에 의해 반사되는 이들 광선 중 적어도 일부는, 소위 가우스 조건(Gaussian conditions) 하에 있게 되어 무비점 수차(stigmatism), 즉 투사된 이미지의 선명함을 얻을 수 있도록, 수직면에서 상기 광축에 대해 25° 이하, 바람직하게는 10° 이하인 경사각(α)을 갖는다. 이것은 바람직하게는 콜렉터(6)의 반사면(6.2)의 후방 부분에 의해 반사된 광선의 문제이다.
투사 렌즈(10)는 제 1 입사면(10.1) 및 출사면(10.2)을 갖는다. 렌즈(10)는 특히 렌즈의 높이가 작고 초점 거리가 길기 때문에 예컨대 광축을 따라 7㎜ 미만의 두께를 갖는 정도로 얇다고 한다. 렌즈(10)는 바람직하게는 허상 광원과 허상 반사면 사이에 위치되는 초점(10.3)을 가질 수도 있다. 당해 초점(10.3)은 바람직하게는 반사면(6.2)의 허상(6.2)과 광원(4)의 허상(4) 사이에 위치된 영역(6.3) 내에 위치된다. 본 예에서, 초점은 축방향으로(즉, 광축을 따라) 광원(4)의 허상(4) 뒤에서 반사면(6.2)의 허상(6.2)에 위치될 수도 있다. 이러한 초점은 만약 이것이 콜렉터(6)의 반사면(6.2)의 허상에 근접한 경우, 바람직하게는 10㎜ 미만 이내, 바람직하게는 5㎜ 미만 이내인 경우라면 콜렉터(6)의 반사면(6.2)의 허상 뒤에 또는 앞에 위치되는 것도 가능하다는 것을 주목해야 할 것이다.
또한, 렌즈(10)는, 광축(8) 위에 위치하며 바람직하게는 초점(10.3)을 통과하는 허상 광축(8)(점선)에 대해 대칭인 수렴 렌즈인 것이 바람직하다는 것을 주목해야 할 것이다.
콜렉터(6)의 반사면(6.2)은, 그것이 타원형인 경우, 렌즈(10)의 전방에 그리고 광축(8)으로부터 일정 거리에 위치된 제 2 초점을 갖는다. 이러한 초점은 만약에 그것이 렌즈에 근접해 있다면 렌즈 뒤에 및/또는 광축 상에 위치되어, 렌즈의 입사면 상의 광 빔의 폭을 줄이는 것도 가능하다는 것을 주목해야 할 것이다.
광원(4) 및 콜렉터(6)는 바람직하게는 제 1 광원 및 제 1 콜렉터이고, 발광 장치는 제 2 광원(14) 및 제 2 콜렉터(16)(점선으로 도시됨)를 포함할 수도 있다. 본 예에서, 제 1 발광 모듈을 형성하는 제 1 광원(4) 및 제 1 콜렉터(6)와, 제 2 발광 모듈을 형성하는 제 2 광원(14) 및 제 2 콜렉터(16)는 광축(8)에 대해 대향된다. 보다 구체적으로, 제 1 광원(4)과 제 2 광원(14)은 광축(8)이 관통하는 공통 기판의 대향하는 면들에 있다.
도 2는 도 1의 발광 장치(2)의 콜렉터(6)의 후방 부분의, 뒤에서 바라본 사시도이다. 쉘 또는 캡 형상의 캐리어(6.1)를 볼 수 있으며, 반사면(6.2)(도시되지 않음)이 후방 에지(6.2.1)를 갖는 사실을 알 수도 있다. 캐리어(6.1) 및 그에 따른 반사면(6.2)이 평면에 의해 구획되는 바람직하게는 대칭인 회전 쉘(shell of revolution)을 형성한다는 사실로 인해, 당해 평면은 후방 에지(6.2.1)를 포함한다. 후방 에지(6.2.1)는 회전축의 양측에서 횡방향으로 이 평면에 놓인다. 반사면(6.2)이 광원에 의해 비춰질 때, 그러면 그 표면 전체가 조명되며 상기 반사면은 특히 후방 에지(6.2.1)에 의해 구획된다.
도 3은 광축을 따라 외부에서 바라본 콜렉터의 반사면(6.2) 상의 광 강도의 도면이다. 이것은 콜렉터의 반사면(6.2)의 허상의 투사된 이미지의 문제로서, 이 이미지는 거울(7)에 의해 생성된다(도 1). 보다 구체적으로, 이것은 표면의 복사 조도(irradiance), 즉 W/㎡으로 표현되는 상기 표면의 방향에 수직으로 입사하는 전자기복사의 단위면적 당 전력의 문제이다. 표면의 대부분을 덮는 어두운 영역은 낮은 복사 조도에 대응하는 반면에, 중앙의 밝은 영역은 높은 복사 조도에 대응한다. 어두운 영역은 하부 에지(6.2.1)에 의해 명확하게 구획되는 것을 알 수도 있다. 환언하면, 조명된 반사면(6.2)은 당연히 이 표면을 이미지화하는 투사된 조명용 빔에 컷오프를 형성할 수 있고 또한 광원과 동일한 높이에 위치된 중심 위치에 집중광을 형성할 수 있는 뚜렷한 하부 에지를 갖는다.
도 4는 도 1의 발광 장치에 의해 투사되는 이미지의 그래프 표현도이다. 수평축(H) 및 수직축(V)은 발광 장치의 광축에서 교차한다. 곡선들은 등조도 곡선(isolux curve), 즉 럭스로 표현되는 조도가 동일한 광 빔(12)의 영역에 대응하는 곡선들이다. 중심에 있는 곡선들은 주변에 있는 것들보다 더 높은 조도 레벨에 대응한다.
도 4에서는 광 빔(12)이 본질적으로 수평축만큼의 높이에 하부 평탄 컷오프를 포함하는 것을 알 수도 있다. 컷오프는 완벽하게 직선은 아니며, 그에 따라 생성된 이미지의 수차에 대응하는 곡률을 갖는다. 어느 경우든, 콜렉터(6)의 반사면(6.2)의 후방 에지(도 2)인 에지(6.2.1)(도 3)에 의해 평탄 컷오프가 생성된다. 이를 위해, 렌즈(10)(도 1)의 초점(10.3)은 바람직하게는 허상 반사면 상의 이 에지(도 3) 근처에, 즉 (제 1) 광원(4)의 허상(4) 뒤에 위치된다. 생성된 광 빔이 수평축(H) 위에 고도의 집중광을 포함하는 것을 볼 수 있다.
따라서, 광 빔(12)은 로우 빔 타입 조명 기능을 보완하는 하이 빔 타입 조명 기능을 수행하기에 특히 적합할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예, 즉 도 1에 도시된 실시예의 발광 장치(2)의 일 변형예의 개략도이다. 본 변형예는 발광 장치(2')의 구성요소들이 광축(8)에 대해 180°만큼 반전되었다는 점에서 도 1과 상이하고, 그 외의 모든 것은 동일할 수 있다.
생성된 광 빔(12')이 도 6에 도시되어 있는데, 도 6은 도 4와 비교된다. 발광 이미지가 반전되어 있는 것을 알 수 있는데, 즉 발광 이미지는 상부 평탄 컷오프를 포함할 뿐만 아니라 수평축만큼의 높이에서 수평축 아래에 고도의 집중광을 포함한다. 이 광 빔은 특히 로우 빔 타입 조명 기능을 수행하기에 적합할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 장치의 개략도이다. 제 1 실시예의 도면부호는 대응하는 또는 동일한 요소들을 지칭하는 데 사용되었는데, 다만 이들 부호는 100만큼 증가되었다. 또한, 제 1 실시예와 관련하여 주어진 이들 요소에 대한 설명을 참조한다. 100과 200 사이에 포함된 특정 숫자들이 본 실시예에 특유한 요소들을 지칭하는 데 사용된다.
제 2 실시예는 광원 및 반사면의 허상을 형성하도록 구성된 거울이 상이하게, 즉 광축(108) 또는 적어도 그 근처에 배열되어 있는 점에서 본질적으로 도 1의 제 1 실시예와 상이하다. 구체적으로, 거울(107)은 광축(108)을 따라 연장되며, 광축(108)은 바람직하게는 광원(104)의 캐리어와 정렬되어 있다. 콜렉터의 반사면(106.2)은 광원(104)에 의해 방사된 광선을 거울 쪽으로 반사시키도록 구성된다. 반사된 이들 광선은 반사면(106.2) 및 광원(104)의 허상(106.2 및 104)에 대응하며, 이들은 점선으로 도시되어 있다. 그리고, 생성된 광 빔(112)은 본질적으로 도 4에 도시된 제 1 실시예의 광 빔(12)에 대응할 것이다.
제 1 실시예와 마찬가지로, 렌즈(110)는 바람직하게는 허상 광원과 허상 반사면 사이에 위치되는 초점(110.3)을 가질 수도 있다. 당해 초점(110.3)은 바람직하게는 반사면(106.2)의 허상(106.2)과 광원(104)의 허상(104) 사이에 위치된 영역(106.3) 내에 위치된다. 본 예에서, 초점은 축방향으로(즉, 광축을 따라서) 광원(104)의 허상(104) 뒤에서 반사면(106.2)의 허상(106.2)에 위치될 수도 있다. 이러한 초점은 만약 이것이 콜렉터(106)의 반사면(106.2)의 허상(106.2)에 근접한 경우, 바람직하게는 10㎜ 미만 이내, 바람직하게는 5㎜ 미만 이내인 경우라면 콜렉터(106)의 반사면(106.2)의 허상(106.2) 뒤에 또는 앞에 위치되는 것도 가능하다는 것을 주목해야 할 것이다.
다시 제 1 실시예와 마찬가지로, 거울(107), 및 보다 구체적으로는 그의 평면형 반사면(107.2)은 바람직하게는 광축(108)에 평행하다. 그러나, 상기 광축에 대해 예컨대 10° 이하의 각도만큼 경사질 수도 있다.
다시 제 1 실시예와 마찬가지로, 광원(104) 및 콜렉터(106)는 바람직하게는 제 1 광원 및 제 1 콜렉터이고, 발광 장치는 제 2 광원 및 제 2 콜렉터를 포함할 수도 있다. 본 예에서, 한편의 제 1 광원(104) 및 제 1 콜렉터(106)와 다른 한편의 제 2 광원 및 제 2 콜렉터는 광축(108)에 대해 대향될 수도 있다. 선택적으로, 이들이 나란히 배치될 수도 있다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예, 즉 도 7에 도시된 실시예의 발광 장치(102)의 일 변형예의 개략도이다. 본 변형예는 발광 장치(102')의 구성요소들이 광축(108)에 대해 180°만큼 반전되었다는 점에서 도 7과 상이하고, 그 외의 모든 것은 동일할 수 있다.
생성된 광 빔(112')은 본질적으로 도 5의 발광 장치에 의해 생성되며 도 6에 도시된 광 빔(12')에 대응한다. 이것은 도 7의 발광 장치에 의해 생성된 광 빔(112)의 발광 이미지에 대해 반전되어 있으며 본질적으로 도 4의 발광 이미지에 대응하는, 즉 상부 평탄 컷오프 및 수평축(H)만큼의 높이로서 수평축(H) 아래의 집중광을 포함하는 발광 이미지의 문제이다. 이 광 빔은 로우 빔 타입 조명 기능을 수행하기에 특히 적합할 수 있다.
일반적으로, 상술한 발광 장치는, 조명된 반사면을 이미지화함으로써, 수직 방향으로 중심을 벗어난 위치에 집중광을 갖는 광 빔을 생성할 수 있다는 점에서 특히 유리하다. 이들 광 빔은 특히 로우 빔 및 하이 빔 기능을 수행하기에 유용하다. 또한, 이들 발광 장치는 거울을 사용함으로써 광원 및 광원과 관련된 콜렉터를 반전시킬 수 있어서, 크기에 관한 제약을 받아들일 수 있다.

Claims (18)

  1. 특히 자동차용의 발광 장치(2; 102)로서,
    - 광선을 방사할 수 있는 광원(4; 104);
    - 상기 광원(4; 104)에 의해 방사된 광선을 수집하여 반사시키도록 구성된 반사면(6.2; 106.2)을 구비한 콜렉터(6; 106); 및
    - 상기 반사면(6.2; 106.2)으로부터 온 광선을 상기 발광 장치의 광축(8; 108)을 따르는 광 빔(12; 112)으로 투사하도록 구성된 광학계(10; 110)를 포함하는, 발광 장치(2; 102)에 있어서,
    상기 발광 장치(2; 102)는 상기 광원의 허상(4; 104) 및 상기 콜렉터(6; 106)의 반사면의 허상(6.2; 106.2)을 형성하도록 구성된 거울(7; 107)을 포함하고, 상기 광학계(10; 110)는 상기 허상(4, 6.2; 104, 106.2)의 이미지를 형성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    발광 장치(2; 102).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 콜렉터(6; 106)의 반사면(6.2; 106.2) 및 상기 거울(7; 107)은 상기 반사면(6.2; 106.2)의 후방 부분에 의해 반사된 광선이 상기 광축(8; 108)에 평행하거나, 또는 상기 광축에 대한 수직면에서 25° 이하, 바람직하게는 10° 이하의 경사각을 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    발광 장치(2; 102).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 거울(7; 107)은 평면형이며, 상기 광축(8; 108)에 평행하거나 또는 상기 광축에 대해 10° 미만의 각도만큼 경사져 있는 것을 특징으로 하는
    발광 장치(2; 102).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원(4; 104)은 상기 광축(8; 108)에 수직이거나 또는 상기 광축에 수직인 방향에 대해 25° 미만의 각도만큼 경사지는 주 방향으로 광선을 방사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    발광 장치(2; 102).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 콜렉터(6; 106)의 반사면(6.2; 106.2)은 포물선형 또는 타원형 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는
    발광 장치(2; 102).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 거울(7)은 상기 콜렉터(6)의 반사면(6.2)의, 상기 광학계(10) 쪽으로의 연장부를 형성하는 것을 특징으로 하는
    발광 장치(2).
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 콜렉터(6)의 반사면(6.2)은 상기 광원(4)에 의해 방사된 광선을 상기 광축(8)에 대해 발산하는 주 방향으로 반사시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    발광 장치(2).
  8. 제 6 항 및 제 7 항에 있어서,
    상기 거울(7)은 상기 콜렉터(6) 상에 형성되는 것을 특징으로 하는
    발광 장치(2).
  9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원(104)은 기판(118) 상에 배치되고, 상기 거울(107)은 상기 기판(118)과 정렬되는 것을 특징으로 하는
    발광 장치(102).
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 콜렉터(106)의 반사면(106.2)은 상기 광원(104)에 의해 방사된 광선을 상기 광축(108)에 대해 수렴하는 주 방향으로 반사시키도록 구성되고, 상기 광축은 상기 기판(118)을 통과하는 것을 특징으로 하는
    발광 장치(102).
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학계(10; 110)는 상기 광원(4; 104)의 허상(4; 104)과 상기 반사면(6.2; 106.2)의 허상(6.2; 106.2) 사이에 배치된 영역 내에 위치되는 초점(10.3; 110.3)을 갖는 것을 특징으로 하는
    발광 장치(2; 102).
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 광학계(10; 110)의 초점(10.3; 110.3)은 상기 광축(8; 108)을 따라 상기 광원(4; 104)의 허상(4; 104) 뒤에서 상기 반사면(6.2; 106.2)의 허상(6.2; 106.2) 상에 위치되는 것을 특징으로 하는
    발광 장치(2; 102).
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 광학계는, 상기 광축(8; 108)에 평행하며 상기 광학계의 초점(10.3; 110.3)을 통과하는 허상 광축(virtual optical axis)(8; 108)에 중심 설정된 수렴 렌즈의 세그먼트에 대응하는 렌즈(10; 110)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    발광 장치(2; 102).
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 콜렉터(6; 106)의 반사면(6.2; 106.2)은 후방 에지(6.2.1; 106.2.1)를 갖고, 상기 광 빔(12; 112)은 평탄 컷오프(flat cutoff)를 포함한 빔이며, 상기 컷오프는 상기 후방 에지의 이미지인 것을 특징으로 하는
    발광 장치(2; 102).
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 광원(4; 104) 및 상기 콜렉터(6; 106)는, 상기 발광 장치가 기능 위치(functional position)에 있을 때에 상기 광축(8; 108) 위에 위치되고, 상기 광 빔(12; 112)의 컷오프는 하부 컷오프(lower cutoff)인 것을 특징으로 하는
    발광 장치(2; 102).
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 광원(4; 104) 및 상기 콜렉터(6; 106)는, 상기 발광 장치가 기능 위치에 있을 때에 상기 광축(8; 108) 아래에 위치되고, 상기 광 빔(12'; 112')의 컷오프는 상부 컷오프(upper cutoff)인 것을 특징으로 하는
    발광 장치(2'; 102').
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원(4; 104), 상기 콜렉터(6; 106) 및 상기 광 빔(12; 112)은 각각 제 1 광원, 제 1 콜렉터 및 제 1 광 빔이고, 상기 발광 장치는 제 2 광원(14), 및 상기 제 2 광원(14)에 의해 방사된 광선을 수집하여 반사시키도록 구성된 반사면을 구비한 제 2 콜렉터(16)를 포함하고, 상기 광학계(10; 110)는 상기 반사면으로부터 온 광선을, 상기 발광 장치의 광축을 따르며 상기 반사면의 이미지에 대응하는 제 2 광 빔으로 투사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    발광 장치(2).
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 콜렉터(6; 106) 및 상기 제 1 광원(4; 104)은 상기 광축(8; 108)과 관련하여 상기 제 2 콜렉터(16) 및 제 2 광원(14)에 각각 대향하거나; 또는 한편의 상기 제 1 콜렉터 및 상기 제 1 광원과 다른 한편의 상기 제 2 콜렉터 및 상기 제 2 광원이 나란히 배치되는 것을 특징으로 하는
    발광 장치.
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