KR20200132396A - 조명용 렌즈 및 이를 이용한 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조명용 렌즈 및 이를 이용한 조명장치를 개시한다. 본 발명은 수직방향은 좁고 수평방향은 넓은 배광 패턴을 형성하며 중심 광도의 분산을 통해 균제도를 향상시킬 수 있다.

Description

조명용 렌즈 및 이를 이용한 조명장치{LENS FOR ILLUMINATION AND LIGHTING DEVICE USING THE SAME}

본 발명은 조명용 렌즈 및 이를 이용한 조명장치에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 수직방향은 좁고 수평방향은 넓은 배광 패턴을 형성하며 중심 광도의 분산을 통해 균제도를 향상시킨 조명용 렌즈 및 이를 이용한 조명장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량은 야간 주행 시에 차량 주변에 위치한 대상물을 용이하게 확인하기 위한 조명 기능 및 다른 차량이나 도로 이용자들에게 차량의 주행 상태를 알리기 위한 신호 기능을 가지는 다양한 종류를 조명장치를 구비하고 있다.

예를 들어, 주로 조명 기능 기능을 목적으로 하는 전조등 및 안개등과, 신호 기능을 목적으로 하는 방향지시등, 후미등, 제동등과 같이 여러가지의 조명장치를 구비하고 있으며, 이러한 차량용 조명장치는 각 기능을 충분히 발휘하도록 그 설치 기준과 규격에 대해서 법규로 규정되어 있다.

이러한 조명장치들 중에서, 안개등은 안개 발생 시 차량의 전방 아래 쪽을 밝게 하여 운전자의 시야를 확보하도록 하는 것으로서, 안개등을 차체에 설치하는 경우에는 낮은 위치인 앞 범퍼의 윗면이나 아랫면에 설치된다.

이 때 조사되는 빛이 위로 향하면 안개 등의 입자에 의하여 난반사를 일으켜서 운전자의 시야를 방해하기 때문에, 주 광축이 위로 향하지 않도록 해야 하고 배광 특성은 수평방향으로 확산 각도를 넓히고 균일하게 배광되어야 한다.

또한, 안개등은 안개 지역을 주행할 경우 안개의 정도가 심하게 되면 가시거리를 길게 해줘야 하므로, 벌브의 조사각을 좁게 해주고 안개의 정도가 미약할 경우에는 전구의 조사각을 넓게 해주어 운전자의 안전운행은 물론 안개등을 보다 효율적으로 사용할 수 있도록 운전자가 상하로 조절 가능하도록 법규로 정해져 있다.

그러나, 종래의 안개등은 법규를 만족하는 배광 특성을 구현하기 위하여 렌즈의 초점과 광원의 초점을 각각 형성해야 함으로써, 램프 유닛의 전체적인 간격이 벌어질 수밖에 없었으며, 이에 따라 램프의 설치 공간이 커지게 되는 문제점이 있다.

한국 공개특허공보 공개번호 제10-2017-0034392호(발명의 명칭: 안개등 렌즈 및 조립체)

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 수직방향은 좁고 수평방향은 넓은 배광 패턴을 형성하며 중심 광도의 분산을 통해 균제도를 향상시킨 조명용 렌즈 및 이를 이용한 조명장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 조명용 렌즈는 광원으로부터 출력된 빛이 관통하는 곡면을 포함하고, 상기 곡면은 길이방향으로 연장된 장방형상의 곡면으로 구성되어 상기 곡면을 관통하는 빛의 수평방향 배광각도가 좌/우방향의 폭이 넓은 배광패턴이 형성되도록 하며, 상기 곡면의 길이방향 상부 및 하부에는 상기 곡면을 관통하는 빛이 굴절되도록 전반사부를 구성하여 상기 곡면을 관통하는 빛의 수직방향 배광각도가 상/하방향의 폭이 좁은 배광패턴이 형성되도록 이루어진다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 곡면은 빛이 입사되는 제1 곡면과, 상기 입사된 빛이 출사되는 제2 곡면으로 이루어지고, 상기 제1 곡면은 제2 곡면방향으로 곡률이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 제1 곡면은 비구면인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 제1 곡면은 상기 제1 곡면의 길이방향을 따라 복수의 트랜치부가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 트랜치부는 장방형상으로 이루어지고, 상기 제1 곡면의 길이방향과 직교하는 방향으로 배치된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 제2 곡면은 길이방향의 상부 및 하부를 따라 적어도 하나의 전반사부를 형성하여 상기 제1 곡면으로 입사된 빛을 상기 제2 곡면의 광축 방향으로 굴절시켜 수직방향의 배광각도가 일정 범위로 제한되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명용 렌즈를 이용한 조명장치는 광원으로부터 출력된 빛이 관통하는 곡면을 포함하고, 상기 곡면은 길이방향으로 연장된 장방형상의 곡면으로 구성되어 상기 곡면을 관통하는 빛의 수평방향 배광각도가 좌/우방향의 폭이 넓은 배광패턴이 형성되도록 하며, 상기 곡면의 길이방향 상부 및 하부에는 상기 곡면을 관통하는 빛이 굴절되도록 전반사부를 구성하여 상기 곡면을 관통하는 빛의 수직방향 배광각도가 상/하방향의 폭이 좁은 배광패턴이 형성되도록 이루어진 렌즈 모듈 및 상기 렌즈 모듈로 빛을 출력하는 광원부를 포함한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 조명용 렌즈를 이용한 조명장치는 상기 렌즈 모듈의 외주연으로부터 일정 거리 이격되어 설치되고, 상기 렌즈 모듈의 측면으로 투과되는 빛을 상기 렌즈 모듈방향으로 반사하는 리플렉터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 렌즈 모듈은 상기 제1 곡면의 길이방향을 따라 복수의 트랜치부가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 광원부는 렌즈 모듈의 광축 상에 설치되거나 또는 상기 광축으로부터 일정 거리 이격되도록 이동 가능하게 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 수직방향은 좁고 수평방향은 넓은 배광 패턴을 형성하며, 렌즈의 중심 광도가 분산되도록 하여 조명용 렌즈와 조명장치의 균제도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명용 렌즈를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1의 실시예에 따른 조명용 렌즈의 A-A 방향 단면구조를 나타낸 단면도.
도 3은 도 1의 실시예에 따른 조명용 렌즈의 B-B 방향 단면구조를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명용 렌즈를 나타낸 사시도.
도 5는 도 4의 실시예에 따른 조명용 렌즈의 A'-A' 방향 단면구조를 나타낸 단면도.
도 6은 도 4의 실시예에 따른 조명용 렌즈의 B'-B' 방향 단면구조를 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 조명용 렌즈를 이용한 조명장치를 나타낸 예시도.
도 8은 도 7에 따른 조명용 렌즈를 이용한 조명장치의 배광패턴을 설명하기 위한 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 조명용 렌즈 및 이를 이용한 조명장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다는 표현은 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

또한, "‥부", "‥기", "‥모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 그 둘의 결합으로 구분될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명용 렌즈를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 실시예에 따른 조명용 렌즈의 A-A 방향 단면구조를 나타낸 단면도이며, 도 3은 도 1의 실시예에 따른 조명용 렌즈의 B-B 방향 단면구조를 나타낸 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 모듈(100)은 광원으로부터 출력된 빛이 관통하는 곡면을 포함하고, 상기 곡면은 길이방향으로 연장된 장방형상의 곡면으로 이루어진다.

또한, 상기 렌즈 모듈(100)은 렌즈 모듈(100)의 길이방향으로 길게 형성된 렌즈 모듈로서, 빛이 입사되는 제1 곡면(110)과, 상기 입사된 빛이 출사되는 제2 곡면(120)으로 이루어진 곡면을 포함하여 구성되고, 상기 제1 곡면(110)은 제2 곡면방향으로 곡률이 형성되며, 여기서, 곡률은 곡률 반지름을 의미할 수 있다.

또한, 상기 렌즈 모듈(100)은 제1 곡면(11) 및 제2 곡면(120)을 렌즈 모듈(100)의 길이방향으로 길게 구성하여 상기 제1 곡면(110) 및 제2 곡면(110, 120)을 관통하는 빛의 수평방향 배광각도가 좌/우방향으로 넓은 폭을 갖는 배광패턴이 형성되도록 한다.

또한, 상기 렌즈 모듈(100)은 상기 제2 곡면(120)의 길이방향을 따라 상기 제1 곡면(110)을 관통하는 빛의 일부가 제2 곡면(120) 방향으로 굴절되도록 전반사하는 적어도 하나 이상의 전반사부(121, 121a)를 구성하여 상기 제1 곡면(110) 및 제2 곡면(120)을 관통하는 빛의 수직방향 배광각도가 상/하방향으로 좁은 폭을 갖는 배광패턴이 형성되도록 한다.

즉, 상기 렌즈 모듈(100)은 길이방향으로 길게 형성된 제1 곡면(110) 및 제2 곡면(120)과, 상기 제2 곡면(120)의 상부 및 하부에 길이방향을 따라 길게 형성된 전반사부(121)의 구성을 통해 수직방향의 배광각도와 수평방향의 배광각도가 서로 다른 배광패턴을 형성할 수 있다.

또한, 상기 제1 곡면(110)은 광원으로부터 출사된 빛이 직진성을 갖도록 반구형상의 비구면으로 구성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명용 렌즈를 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4의 실시예에 따른 조명용 렌즈의 A'-A' 방향 단면구조를 나타낸 단면도이며, 도 6은 도 4의 실시예에 따른 조명용 렌즈의 B'-B' 방향 단면구조를 나타낸 단면도이다.

도 4 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 모듈(100a)은 광원으로부터 출력된 빛이 관통하는 곡면을 포함하고, 상기 곡면은 빛이 입사되는 제1 곡면(110)과, 상기 입사된 빛이 출사되는 제2 곡면(120)과, 상기 제2 곡면(120)의 길이방향을 따라 상기 제1 곡면(110)을 관통하는 빛의 일부가 제2 곡면(120) 방향으로 굴절되도록 전반사하는 전반사부(121, 121a)를 포함하여 이루어진 곡면을 포함하여 구성되고, 상기 제1 곡면(110)은 제2 곡면방향으로 곡률이 형성될 수 있다.

또한, 상기 렌즈 모듈(100a)은 제1 곡면(11) 및 제2 곡면(120)을 렌즈 모듈(100)의 길이방향으로 길게 구성하여 상기 제1 곡면(110) 및 제2 곡면(110, 120)을 관통하는 빛의 수평방향 배광각도가 좌/우방향으로 넓은 폭을 갖는 배광패턴이 형성되도록 하고, 상기 전반사부(121)를 통해 상기 제1 곡면(110) 및 제2 곡면(120)을 관통하는 빛의 수직방향 배광각도가 상/하방향으로 좁은 폭을 갖는 배광패턴이 형성되도록 한다.

또한, 상기 렌즈 모듈(100a)은 상기 제1 곡면(110)에 상기 렌즈 모듈(100a)의 길이방향을 따라 복수의 트랜치부(130)가 형성될 수 있다.

상기 트랜치부(130)는 장방형상으로 이루어지고, 바람직하게는 제2 곡면(120) 방향으로 곡률이 형성된 예를 들면, 실린더 형상의 홈부로 형성된다.

또한, 상기 트랜치부(130)는 장방형상으로 형성된 홈부가 상기 제1 곡면의 길이방향과 직교하는 방향으로 배치될 수 있다.

상기 트랜치부(130)는 제1 곡면(110)과 제2 곡면(120)을 관통하는 빛들이 상기 제2 곡면(120)의 중앙부분에 집중되어 렌즈 모듈(100a)의 중심광도가 증가하는 것을 방지하는 구성으로써, 상기 제2 곡면(120)의 중앙으로 집중된 빛을 분산시킴으로써, 전체적으로 균일한 광도가 제공될 수 있도록 한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 조명용 렌즈를 이용한 조명장치를 나타낸 예시도이고, 도 8은 도 7에 따른 조명용 렌즈를 이용한 조명장치의 배광패턴을 설명하기 위한 예시도이다.

도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 조명용 렌즈를 이용한 조명장치는 광원부(200)로부터 출력된 빛이 관통하는 곡면을 포함하고, 상기 곡면은 길이방향으로 연장된 장방형상의 곡면으로 구성되어 상기 곡면을 관통하는 빛의 수평방향 배광각도가 좌/우방향의 폭(H)이 넓은 배광패턴이 형성되도록 하며, 상기 곡면의 길이방향 상부 및 하부에는 상기 곡면을 관통하는 빛이 굴절되도록 전반사부를 구성하여 상기 곡면을 관통하는 빛의 수직방향 배광각도가 상/하방향의 폭(V)이 좁은 배광패턴이 형성되도록 이루어진 렌즈 모듈(100)과, 상기 렌즈 모듈(100)로 빛을 출력하는 광원부(200)를 포함하여 구성된다.

상기 렌즈 모듈(100)은 광원으로부터 출력된 빛이 관통하는 곡면을 포함하고, 상기 곡면은 빛이 입사되는 제1 곡면(110)과, 상기 입사된 빛이 출사되는 제2 곡면(120)과, 상기 제2 곡면(120)의 길이방향을 따라 상기 제1 곡면(110)을 관통하는 빛의 일부가 제2 곡면(120) 방향으로 굴절되도록 전반사하는 전반사부(121)를 포함하여 구성되고, 상기 제1 곡면(110)은 제2 곡면방향으로 곡률이 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 곡면(110)은 상기 제1 곡면의 길이방향을 따라 복수의 트랜치부(130, 도 4 내지 도 6 참조)가 형성될 수 있다.

상기 광원부(200)는 빛을 출력하는 구성으로서, LED, 벌브 등의 빛을 출력하는 발광수단으로 이루어지고, 렌즈 모듈(100)의 광축 상에 설치되거나 또는 액추에이터(미도시) 등의 구동수단을 통해 상기 렌즈 모듈(100)의 광축과, 상기 광축으로부터 일정 거리 이격된 편심 위치로 이동 가능하게 설치될 수도 있다.

즉, 상기 광원부(200)의 이동을 통해 렌즈 모듈(100)을 통과하는 빛의 배광각도가 가변되어 상기 렌즈 모듈(100)을 통과한 빛에 의해 형성되는 배광패턴이 상부로 향하는 것을 방지할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 조명용 렌즈를 이용한 조명장치는 상기 렌즈 모듈(100)의 하부측에 상기 렌즈 모듈(100)의 외주연으로부터 일정 거리 이격되어 리플렉터(300)가 설치될 수 있다.

상기 리플렉터(300)는 광원부(200)에서 출력된 빛의 일부가 렌즈 모듈(100)의 하부 측면으로 투과되는 경우, 상기 렌즈 모듈(100)의 하부 측면으로 투과된 빛을 상기 렌즈 모듈(100)방향으로 반사하여 제1 곡면(110) 및 제2 곡면(120)을 투과할 수 있도록 구성함으로써, 광효율이 개선될 수 있도록 한다.

따라서, 수직방향은 좁고 수평방향은 넓은 배광 패턴을 형성하며, 렌즈의 중심 광도가 분산되도록 하여 조명용 렌즈와 조명장치의 균제도를 향상시킬 수 있다.

또한, 광원에서 출력된 빛의 조사각을 수평방향으로는 넓게 하고, 수직방향으로는 좁게 해주어 운전자의 안전운행은 물론 안개등을 보다 효율적으로 사용할 수 있으며, 광원부의 위치 조절을 통해 주 광축이 상부로 향하지 않도록 조절이 가능하여 상대방 운전자의 안전운전이 가능하게 된다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 도면번호는 설명의 명료성과 편의를 위해 기재한 것일 뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 해석은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

100, 100a : 렌즈 모듈
110 : 제1 곡면
120 : 제2 곡면
121, 121a : 전반사부
130 : 트랜치부
200 : 광원부
300 : 리플렉터

Claims (10)

1. 광원으로부터 출력된 빛이 관통하는 곡면을 포함하고, 상기 곡면은 길이방향으로 연장된 장방형상의 곡면으로 구성되어 상기 곡면을 관통하는 빛의 수평방향 배광각도가 좌/우방향의 폭이 넓은 배광패턴이 형성되도록 하며, 상기 곡면의 길이방향 상부 및 하부에는 상기 곡면을 관통하는 빛이 굴절되도록 전반사부를 구성하여 상기 곡면을 관통하는 빛의 수직방향 배광각도가 상/하방향의 폭이 좁은 배광패턴이 형성되도록 이루어진 조명용 렌즈.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 곡면은 빛이 입사되는 제1 곡면(110)과, 상기 입사된 빛이 출사되는 제2 곡면(120)으로 이루어지고, 상기 제1 곡면(110)은 제2 곡면방향으로 곡률이 형성된 것을 특징으로 하는 조명용 렌즈.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제1 곡면(110)은 비구면인 것을 특징으로 하는 조명용 렌즈.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제1 곡면(110)은 상기 제1 곡면의 길이방향을 따라 복수의 트랜치부(130)가 형성된 것을 특징으로 하는 조명용 렌즈.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 트랜치부(130)는 장방형상으로 이루어지고, 상기 제1 곡면의 길이방향과 직교하는 방향으로 배치된 것을 특징으로 하는 조명용 렌즈.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제2 곡면(120)은 길이방향의 상부 및 하부를 따라 적어도 하나 이상의 전반사부(121, 121a)를 형성하여 상기 제1 곡면(110)으로 입사된 빛을 상기 제2 곡면(120)의 광축 방향으로 굴절시켜 수직방향의 배광각도가 일정 범위로 제한되도록 구성된 것을 특징으로 하는 조명용 렌즈.
7. 광원부(200)로부터 출력된 빛이 관통하는 곡면을 포함하고, 상기 곡면은 길이방향으로 연장된 장방형상의 곡면으로 구성되어 상기 곡면을 관통하는 빛의 수평방향 배광각도가 좌/우방향의 폭이 넓은 배광패턴이 형성되도록 하며, 상기 곡면의 길이방향 상부 및 하부에는 상기 곡면을 관통하는 빛이 굴절되도록 전반사부를 구성하여 상기 곡면을 관통하는 빛의 수직방향 배광각도가 상/하방향의 폭이 좁은 배광패턴이 형성되도록 이루어진 렌즈 모듈(100, 100a); 및
   상기 렌즈 모듈(100, 100a)로 빛을 출력하는 광원부(200)를 포함하는 조명용 렌즈를 이용한 조명장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 렌즈 모듈(100, 100a)의 외주연으로부터 일정 거리 이격되어 설치되고, 상기 렌즈 모듈(100, 100a)의 측면으로 투과되는 빛을 상기 렌즈 모듈(100, 100a)방향으로 반사하는 리플렉터(300)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명용 렌즈를 이용한 조명장치.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
   상기 렌즈 모듈(100a)은 상기 제1 곡면의 길이방향을 따라 복수의 트랜치부(130)가 형성된 것을 특징으로 하는 조명용 렌즈를 이용한 조명장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 광원부(200)는 렌즈 모듈(100, 100a)의 광축 상에 설치되거나 또는 상기 광축으로부터 일정 거리 이격되도록 이동 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 조명용 렌즈를 이용한 조명장치.

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