KR20210060575A

KR20210060575A - 자동차 헤드램프용 조명 유닛

Info

Publication number: KR20210060575A
Application number: KR1020217011499A
Authority: KR
Inventors: 조세프 헤켄베르거; 베른하트 만들
Original assignee: 제트카베 그룹 게엠베하
Priority date: 2018-10-25
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2021-05-26
Also published as: EP3870894A1; JP2022512814A; JP7231726B2; US20210388960A1; EP3643962A1; KR102530959B1; CN112912667A; WO2020083601A1; US11293612B2; CN112912667B; EP3870894B1

Abstract

본 발명은 자동차 조명 장치를 위한 조명 유닛(100)에 관한 것이며, 상기 조명 유닛은 로우빔 광 모듈(101); 하이빔 광 모듈(102); 광학 축(104, 204, 404, 504)과 이 광학 축(104, 204, 404, 504)에 대해 법선으로 배향된 초점면(116)을 구비하여 로우빔 광 모듈(101) 및 하이빔 광 모듈(102)의 하류에 연결되는 매핑 광학 엘리먼트(103, 503); 및 조리개 에지부(106, 206, 306)를 구비하고, 조명 유닛(100)을 통해 생성되는 광 패턴 내에서 수평 명암 경계의 생성을 위해 실질적으로 매핑 광학 엘리먼트(103, 503)의 초점면(116)까지 연장되는 조리개(105, 405);를 포함하며, 조리개(105, 405)는 광 비투과성 조리개 영역(107, 407)과, 초점면(116)의 영역 내 조리개 에지부(106, 206, 306) 상에는 광 투과성 재료로 구성된 기하학적 구조(109, 409)를 구비한 광 투과성 조리개 영역(108, 408)을 포함하고, 기하학적 구조(109, 409)는 삼각형 횡단면 표면을 구비하여 종방향으로 연장되어 있는 적어도 하나의 프리즘 몸체(110, 210, 310, 410, 510)를 포함하고, 종방향 연장부는 광학 축(104, 204, 404)에 대해 횡방향으로 연장되며, 적어도 하나의 프리즘 몸체(110, 210, 310, 410, 510)는 제1, 제2 및 제3 프리즘면을 포함하며, 제2 프리즘면(112, 212, 312, 512)은 제1 프리즘면(111, 211, 311)과 함께 소정의 내각(α1 ≥ θ)을 형성하고, 제3 프리즘면(113, 213, 313, 513)은 제1 프리즘면(111, 211, 311)과 함께 소정의 내각(α2 ≥ θ)을 형성하며, θ는 광 투과성 재료의 전반사의 한계 각도이며, 내각(α1 및 α2)들은 서로 동일하거나 상이하되, 단, 내각(α1) 및 내각(α2) 각각은 45°가 아니라는 것을 조건으로 한다.

Description

자동차 헤드램프용 조명 유닛

본 발명은 자동차의 조명 장치를 위한, 특히 자동차 헤드램프를 위한 조명 유닛(lighting unit)에 관한 것이며, 상기 조명 유닛은, 대부분 실질적으로 자동차 전방에 매핑되는 수평 명암 경계 아래쪽에서 로우빔 광 분포의 생성을 위한 적어도 하나의 로우빔 광 모듈; 대부분 명암 경계 위쪽에서 하이빔 광 분포의 생성을 위한 적어도 하나의 하이빔 광 모듈; 광학 축과 이 광학 축에 대해 실질적으로 법선으로 배향되는 초점면(focal surface)을 구비하여 광 모듈들의 전체 광 분포의 생성을 위한 광학 빔 방향에서 로우빔 광 모듈 및 하이빔 광 모듈의 하류에 연결되는 매핑 광학 엘리먼트(mapping optical element); 및 조리개 에지부를 구비하고, 조명 유닛을 통해 생성된 광 패턴 내에서 수평 명암 경계의 생성을 위해 실질적으로 매핑 광학 엘리먼트의 초점면까지 연장되는 조리개;를 포함한다.

상응하는 제어에 의해 다양한 광 분포들 및 명암 경계들을 생성하여 차도 상에 투영하도록 구성되는 자동차들을 위한 조명 장치들 및 광 모듈들은 충분히 공지되어 있다. 상기 상이한 광 분포들 및 명암 경계들은, 충분히 공지된 원리에 따라서, 방출된 광 빔들의 일부분을 목표한 바대로 차광하는데 이용되는 빔 조리개에 의해 생성된다. 상기 조리개에 의해서는, 특히, 로우빔 광 기능을 통해 생성된 광 패턴 내에서 선명한 명암 경계가 수득될 수 있으며, 그럼으로써 선행 주행 차량들 내지 반대 차선 접근 주행 차량들의 눈부심이 대체로 방지되게 된다.

도입부에 언급한 구조에 따른 조명 유닛들은 충분히 공지되어 있다. 자동차 내에서 장착된 상태에서 위쪽에 배치되는 로우빔 광 모듈과 자동차 내에서 장착된 상태에서 아래쪽에 배치되는 하이빔 광 모듈은 공통 조리개 몸체 및 공통 매핑 광학 엘리먼트에 걸쳐 함께 작용하며, 그럼으로써 매핑 광학 엘리먼트는 로우빔 광 모듈 및 하이빔 광 모듈 모두의 중간 광 패턴들을 매핑하게 되고 조리개는 두 모듈의 광로들에 영향을 미치게 된다. 이런 구조 유형의 조명 유닛들에는, 일반적으로, 위쪽에 장착되는 로우빔 광 모듈 및 아래쪽에 장착되는 하이빔 광 모듈의 광 빔들의 목표되는 혼합 내지 중첩을 가능하게 하지 못한다는 단점이 있다. 빔 조리개들은 무한대로 얇게 형성될 수 없고 이처럼 조리개의 조리개 에지부 상에 불가피하게 존재하는 재료 두께는, 하류에 연결된 매핑 광학 엘리먼트를 통해, 생성되는 광 패턴 내에 매핑되기 때문에, 두 부분 광 분포(즉, 로우빔 및 하이빔)를 중첩하여 하나의 전체 광 분포(하이빔 광 기능)를 형성할 때, 명암 경계의 영역 내에 차량 운전자에게 보일 수 있는 어두운 간극이 발생한다. 도로 상에 투영되는 광 패턴 내에서 상기와 같이 방해하는 불균일성은 차량 운전자가 주변을 식별하는 것을 어렵게 하며, 그런 까닭에 사고 위험이 증가하게 된다. 종래 기술에서, 예컨대 DE 602004002043 T2호, FR 2962786 A1호 또는 AT 514161 A1호에서, 상기 공지된 문제의 해결을 위해, 조리개의 위쪽 및 아래쪽에서 생성되는 광 분포의 목표되는 혼합 내지 중첩을 위해, 그리고 명암 경계에 영향을 미치기 위해 투영 렌즈의 초점 평면의 영역 내에 광학 엘리먼트들을 배치하는 점이 제안된다. WO 2015014706 A1호로부터는 다른 해결책이 공지되어 있되, 여기서는 투명한 재료로 구성된 조리개 몸체가 미러 층을 구비하며, 투명하게 유지되는 조리개 에지부를 통해 비록 로우빔과 하이빔 간의 중첩이 개선되기는 하지만, 그러나 조리개 에지부 상에서 광의 투과로 인해 방해하는 산란 광이 H-H 라인의 위쪽 영역에서 생성된다.

공지된 빔 조리개들의 또 다른 단점은, 상기 빔 조리개들이 전방 영역에서 화경 효과(burning glass effect)를 통해 증발되거나 연소될 수 있다는 점에 있다. 여기서 임계 영역은, 매핑 광학 엘리먼트(예: 투영 렌즈)의 초점 곡선(focal curve)을 따라서 형성되는 빔 조리개의 에지 영역이며 특히 중심에 배치되는 상기 에지 영역에 위치된다.

본 발명의 과제는, 특히 로우빔 광 모듈; 하이빔 광 모듈; 수평 명암 경계를 생성하도록 구성된 빔 조리개; 및 매핑 광학 엘리먼트;를 포함하는 도입부에 언급한 유형에 따른 광 모듈에 있어서, 광 패턴 내에서 하이빔과 로우빔 간의 앞에서 기재한 어두운 간극이 폐쇄되고, 명암 라인의 위쪽 영역 내 방해하는 산란 광의 생성은 최대한 방지되며, 그리고 임계의 조리개 에지부 영역에서 화경 효과와 관련하여 앞에서 언급한 문제도 해결되는 것인, 상기 광 모듈을 제공하는 것에 있다.

상기 과제는, 도입부에 언급한 유형으로 자동차의 조명 장치를 위한, 특히 자동차 헤드램프를 위한 조명 유닛에 의해, 조리개가 실질적으로 평평한 광 비투과성 조리개 영역과, 초점면의 영역 내 조리개 에지부 상에는 광 투과성 재료로 구성되는 기하학적 구조를 구비한 광 투과성 조리개 영역을 포함하며, 기하학적 구조는 실질적으로 삼각형인 횡단면 표면을 구비한 적어도 하나의 프리즘 몸체를 포함하며, 적어도 하나의 프리즘 몸체는 종방향으로 연장되며, 종방향 연장부는 광학 축에 대해 실질적으로 횡방향으로 연장되며, 적어도 하나의 프리즘 몸체는 제1, 제2 및 제3 프리즘면을 포함하며, 제1 프리즘면은 평평한 광 비투과성 조리개 영역과 실질적으로 동일 평면에 놓이며, 제2 프리즘면은 광 비투과성 조리개 영역으로 향해 있으면서 제1 프리즘면과 함께 소정의 내각(α1 ≥ θ)을 형성하며, 제3 프리즘면은 광 비투과성 조리개 영역의 반대 방향으로 향해 있으면서 제1 프리즘면과 함께 소정의 내각(α2 ≥ θ)을 형성하며, θ는 광 투과성 재료의 전반사의 한계 각도이며, 내각(α1 및 α2)들은 서로 동일하거나 상이하되, 단, 내각(α1) 및 내각(α2) 각각은 45°가 아니라는 점을 조건으로 하는 것을 통해 해결된다.

본 발명에 따른 조리개의 경우, 로우빔 광 모듈에 의해 생성된 광 빔들은 조리개 에지부 상의 프리즘 구조를 통해 근거리(fore-field)의 영역 내로 전반사되며, 그럼으로써 H-H 라인의 위쪽 영역 내에서 방해하는 산란 광의 생성은 저지되게 되며, 그에 반해 하이빔 광 모듈에 의해 생성되는 광 빔들은 프리즘 구조를 투과하는 방식으로 관통하며, 그리고 상기 프리즘 구조 상에서는, 하이빔 광 기능이 활성화된 조건에서 광 패턴 내에서 로우빔과 하이빔 간의 어두운 간극이 폐쇄되는 방식으로 편향된다(이에 대해서는 광로들이 개략적으로 도시되어 있는 도 7 및 이에 대한 기재내용 역시도 참조).

게다가, 화경 효과와 관련한 문제도 해결되는데, 그 이유는 기하학적 프리즘 구조를 포함하는 투명한 조리개 영역 덕택으로 예컨대 햇빛의 광 빔들이 더 이상 흡수되는 것이 아닐뿐더러, 재료를 관통하여 발산하는 방식으로 확산되기 때문이다. 또 다른 장점은, 로우빔 광 모듈에 의해 생성되어 프리즘 구조 상에서 전반사되는 광 빔들이 굴절됨으로써, 명암 경계 상에서 상대적으로 더 부드러운 전이 내지 의도되는 기울기(gradient)가 생성된다는 점에 있다. 따라서, 명암 경계의 완화(softening)를 위해 의도되는 기울기들을 생성하기 위해, 또 다른 조치들, 예컨대 매핑 광학 엘리먼트 상의 마이크로 구조는 설정되지 않아도 된다.

따라서, 본 발명은 로우빔 광 모듈; 하이빔 광 모듈; 및 수평 명암 경계의 생성을 위한 빔 조리개;를 포함하는 조명 유닛들의 다수의 현재의 조명 공학적 문제를 해결한다.

실질적으로 평평한 외형을 보유하는 조리개는 공지된 방식에 따라서 광학 축 내에 실질적으로 수평으로 위치할 수 있거나, 또는 광학 축 쪽으로 약간 경사져 있을 수 있다. 특정 변형예들의 경우, 조리개는 수평 라인을 따르는 킹크(kink) 역시도 보유할 수 있으며, 그럼으로써 조리개 몸체는 연속적인 평면 경계면을 보유하지 않게 된다. 또한, 더 나아가, 적어도 하나의 프리즘 몸체 및 경우에 따른 조리개 몸체가 수직으로 상호 간에 상대적으로 오프셋된 2개의 영역을 포함하되, 일측 영역이 광학 축의 좌측에, 그리고 타측 영역은 광학 축의 우측에 위치하며, 그리고 두 영역은 광학 축이 통과하여 연장되는 비스듬한 전이 영역을 통해 상호 간에 연결됨으로써, 광 분포 내에서 비대칭성 상승을 구현할 수도 있다(도 10 및 이에 대한 기재내용 참조).

기하학적 구조는 단일의 대형 프리즘 또는 2개 이상의 상대적으로 더 소형인 프리즘을 포함할 수 있으며, 대형 프리즘 내지 2개 이상의 상대적으로 더 소형인 프리즘은 배치 및 내각들과 관련하여 앞에서 정의되거나, 또는 청구항 제1항에 정의된 기술적 특징들을 충족해야만 한다(도 9 및 이에 대한 기재내용 역시 참조). 이와 관련하여, 본원에서 정의되는 프리즘 구조와 다른 기하학적 구조들, 예컨대 45°의 내각(α1) 또는 내각(α2)을 갖는 쐐기 형태는 의도되는 장점들을 수반하지 않으며, 그리고 예컨대 하이빔을 위한 전반사, 또는 로우빔 광 빔들의 의도되지 않는 투과를 수반하는 것으로 확인되었다.

서로 병렬되는 복수의 삼각 프리즘의 경우, 이들 삼각 프리즘은 동일한 높이를 보유할 수 있다. 그 대안으로 서로 병렬되는 프리즘들의 높이들은 지속적으로 상승할 수 있으며, 이는, 초점에 상대적으로 더 가깝게 위치하고 상대적으로 더 소형인 삼각 프리즘이, 비례에 따라, 삼각 프리즘들의 제1 프리즘면들을 통과하여 조리개의 투명한 기하학적 구조 내로 입사되는 하이빔 광 빔들을 상대적으로 더 적게 차광한다는 장점을 수반한다. 예컨대 보다 더 적은 하이빔 광 빔들은 상대적으로 더 낮은 높이를 가지면서 초점에 상대적으로 더 가깝게 위치하는 프리즘의 제2 프리즘면 상에서 전반사되고 상대적으로 더 높은 높이를 갖는 삼각 프리즘의 제1 프리즘면을 통해서는 입사된다. 삼각 프리즘들의 높이들의 증가는 바람직하게는 포물선 모양의 곡선 경로에 따른다.

헤드램프를 위한 매핑 광학 엘리먼트들은 통상의 기술자에게 잘 공지되어 있다. 매핑 광학 엘리먼트는 공지된 유형에 따라 구성될 수 있고 예컨대 투영 렌즈 또는 다단계형 렌즈 시스템을 포함할 수 있다. 그 밖에, 렌즈-반사경 조합 구조들 역시도 가능하다.

특정 변형예들의 경우, 기하학적 구조는 광학 빔 방향으로 서로 연이어 배치되는 적어도 2개의 프리즘 몸체를 포함하며, 이들 프리즘 몸체의 제1 프리즘면들은 종방향으로 서로 인접하고 서로 동일 평면에 놓인다.

바람직하게는, 기하학적 구조는 광학 빔 방향으로 서로 연이어 배치되는 정확히 2개의 프리즘 몸체로 형성되며, 이들 프리즘 몸체의 제1 프리즘면들은 종방향으로 서로 인접하고 서로 동일 평면에 놓이며, 요컨대 프리즘면과 관련하여 필요한 기하학적 치수들 및 조리개의 기본 두께를 기반으로, 광학 빔 방향으로 배치되는 정확히 2개의 프리즘 몸체를 포함한 기하학적 구조가 특히 바람직한 것으로서 확인되었는데, 그 이유는 그렇게 하여 한편으로 앞에서 언급한 해결할 기술적 과제들이 매핑 광학 엘리먼트의 초점면까지, 또는 그 초점까지 기하학적 구조의 이격 간격을 기반으로 최적으로 해결되고 대응하는 변형예는 더 나아가 기술적으로 용이하게 실현되기 때문이다. 경우에 따라 프리즘 몸체 개수가 상대적으로 더 많은 경우, 예컨대 프리즘이 3개보다 많은 경우, 초점면/초점까지 프리즘 구조들의 상대적으로 더 큰 이격 간격으로 인해 발생할 수 있는 의도되지 않은 색 효과들 및 선명하지 않은 명암 경계의 형성은 상기 바람직한 변형예의 경우 방지된다.

특정 변형예들의 경우, 적어도 하나의 프리즘 몸체는 종방향으로 서로 전이되는 2개의 영역을 포함하며, 이들 영역은 수직으로 상호 간에 상대적으로 오프셋되며, 그리고 광학 축이 통과하여 연장되는 전이 영역이며, 바람직하게는 비스듬한 상기 전이 영역을 통해 서로 연결된다. 그렇게 하여, 광 분포 내에서 비대칭성 상승을 실현할 수 있다(도 10 및 이에 대한 기재내용 참조).

특정 변형예들의 경우, 광 비투과성 조리개 영역은 적어도 부분적으로 반사 표면을 포함할 수 있다.

특정 실시 변형예들의 경우, 조리개는 광 투과성 재료로 일체형으로 제조되고, 광 비투과성 조리개 영역은 공지된 유형에 따라서 증착되며, 예컨대 알루미늄과 같은 금속으로 증착되거나 코팅된다.

또 다른 변형예들의 경우, 광 비투과성 조리개 영역은 광 비투과성 재료(예: 금속 또는 광 비투과성 플라스틱)로 제조되고, 광 투과성이면서 기하학적 구조를 포함하는 조리개 영역은 광 투과성 재료(예: 유리 또는 광 투과성/투명한 플라스틱)로 구성되는 인서트(insert)이거나, 또는 조리개는 광 투과성 및 광 비투과성 플라스틱 재료들을 이용하는 다성분 사출 성형 방법에 의해 제조되며, 예컨대 광 비투과성 및 투과성 플라스틱 재료를 이용하는 2성분 사출 성형 방법에 의해 제조된다.

바람직하게는, 투명한 재료는 플라스틱 또는 유리이다.

특정 변형예들의 경우, 제2 및/또는 제3 프리즘면은 실질적으로 평면으로 형성된다.

특유의 변형예들의 경우, 제2 및/또는 제3 프리즘면은 만곡되며, 바람직하게는 제3 프리즘면은 안쪽으로 만곡된다. 이런 변형예들에는, 그에 따라 명암 경계의 기울기가 추가로 긍정적인 영향을 받을 수 있음으로써, 명암 경계의 부드러운 전이(soft transition)가 실현될 수 있게 된다는 장점이 있다(도 11 및 도 12 그리고 이들에 대한 기재내용 참조). 특정 하위 변형예들의 경우, 종방향 연장부 내에서 적어도 하나의 프리즘 몸체의 횡단면 표면은 변함이 없다. 또 다른 하위 변형예들의 경우, 종방향 연장부 내에서 적어도 하나의 프리즘 몸체의 횡단면 표면은 증가할 수 있으며, 요컨대 명암 경계의 기울기가 광 분포의 가장자리 영역들 쪽으로 갈수록 계속하여 완화됨으로써, 도로변들의 조명은 자동차 운전자에게 특히 쾌적하게 형성될 수 있는 점이 도시되어 있다.

바람직한 변형예들의 경우, 적어도 하나의 로우빔 광 모듈 및 적어도 하나의 하이빔 광 모듈은 각각 적어도 하나의 광원을 포함하되, 광학 빔 방향에서 각자의 광원의 하류에는 하나의 시준기가 할당되며, 시준기는 광원에 의해 생성되는 광 빔들의 방사 각도를 감소시키고 그렇게 하여 방사 특성을 형성하도록 구성된다. 이런 변형예의 경우, 본원 조명 유닛은 예컨대 적어도 하나의 로우빔 광 모듈 및 적어도 하나의 하이빔 광 모듈을 포함하는 시준기 모듈일 수 있으며, 로우빔 및 하이빔 광 모듈에는 복수의 광원이 할당되며, 광학 빔 방향에서 각자의 광원의 하류에는 하나의 시준기가 연결된다. 조리개는 광학 빔 방향에서 시준기 모듈의 하류에 연결된다. 매핑 광학 엘리먼트로서는 투영 렌즈 또는 다단계형 렌즈 시스템이 제공될 수 있다. 시준기는 예컨대 TIR 시준기 렌즈(TIR - Total Internal Reflection; 내부 전반사)로서 형성될 수 있다. 상기 TIR 시준기 렌즈들은 통상의 기술자에게 충분히 공지되어 있다(예: 독일 Auer Lighting GmbH의 TIR 렌즈 Bern). 요컨대 상기 렌즈들은 자체의 굴절률이 공기의 굴절률보다 더 큰 투명한 재료, 예컨대 유리 또는 플라스틱으로 제조되는 광학 투명 몸체이다. 이 경우, TIR 시준기 렌즈의 광 출력 결합면 상에서 굴절되는 실질적으로 전체 광은 공기를 통과하여, 바람직하게는 광 입력 결합면 상류에서의 광 전파에 비해 발산이 감소되면서 기설정된 방향으로 전파된다. 또한, 시준기가 반사경으로서, 다시 말하면, 공기를 통해 전파되는 광 빔들을 바람직하게는 기설정된 방향으로 편향시키는 광(특히 가시광) 반사 표면으로서 형성되는 점 역시도 생각해볼 수 있다. 그러나 로우빔 광 모듈 및/또는 하이빔 광 모듈의 광 분포 형성 부품들은, 통상의 기술자에게 충분히 공지되어 있는 것처럼, 투영 헤드램프 유형에 따른 복합 타원형 반사경 어셈블리(poly-ellipsoidal reflector assembly)의 형태로도 형성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 변형예들의 경우, 조리개는 적어도 하나의 광 윈도우(light window)를 포함하며, 적어도 하나의 광 경로(light path)는 로우빔 광 모듈들 및/또는 하이빔 광 모듈들에서부터 적어도 하나의 광 윈도우를 통과하여, 그리고 매핑 광학 엘리먼트를 통과하여 바깥쪽으로 연장된다. 이런 개선예를 통해, 로우빔 광 모듈 및 하이빔 광 모듈을 통해 생성되는 광 빔들을, 하이빔 광 기능의 광 패턴 내에서의 혼합 및 불균일성에 추가로, 목표되는 유형 및 방식으로 추가로 최소화시킬 수 있다. 게다가 광 패턴의 영역들 내로, 통상 교통 표지판들의 조명을 위해 매우 중요한 광 빔(이른바 표지등(sign light)")들의 목표되는 방사도 가능하다. 특정 하위 변형예들의 경우, 적어도 하나의 광 윈도우를 통과하는 적어도 하나의 광 경로는 오직 로우빔 광 모듈에서부터만 적어도 하나의 광 윈도우를 통과하여, 그리고 매핑 광학 엘리먼트를 통과하여 바깥쪽으로 연장될 수 있다. 특정 하위 변형예들의 경우, 적어도 하나의 광 윈도우는 조리개의 광 비투과성 조리개 영역 내에 배치되어 상기 광 비투과성 조리개 영역에 의해 한정될 수 있으며, 광 윈도우는 조리개의 광 비투과성 조리개 영역 내 리세스로서 형성되거나, 또는 광 투과성 재료로 구성된다.

본 발명의 또 다른 대상은 본 발명에 따른 적어도 하나의 조명 유닛을 포함하는 자동차 헤드램프이다. 자동차 헤드램프는 프런트 헤드램프이다. 적합하게는, 본 발명에 따른 자동차 헤드램프는 공지된 헤드램프 구조 원리들에 따라서 구성되고 확산 디스크 내지 커버판으로 덮이는 광 출사 개구부를 구비한 하우징을 포함한다. 오늘날의 자동차 헤드램프들은 보통 복수의 광 모듈을 포함하며, 이들 광 모듈은 그 자체로 보거나 상호 작용으로 개별 광 기능들을 담당 수행할 수 있다. 이런 광 모듈들은 보통 헤드램프 하우징 내에서 상호 간에 바로 가깝게 배치된다. 그러므로 본 발명에 따른 자동차 헤드램프는, 로우빔 광 모듈 및 하이빔 광 모듈을 포함하는 본 발명에 따른 조명 유닛 외에도, 또 다른 광 모듈들, 예컨대 주간 주행등 유닛, 방향 지시등 유닛 등 역시도 포함한다. 그에 상응하게, 로우빔 광 분포 내지 하이빔 광 분포에 추가로, 주간 주행등, 방향 지시등 등의 광 분포와 같은 또 다른 광 분포들도 또 다른 광 모듈들을 통해 생성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 대상은 본 발명에 따른 적어도 하나의 조명 유닛 및/또는 본 발명에 따른 자동차 헤드램프를 포함하는 자동차이다. 본원에서 이용되는 것과 같은 "자동차"란 용어는 오토바이, 승용차, 화물자동차 등처럼 단차선(single-lane) 또는 다차선(multi-lane) 지상용 차량에 관한 것이다.

본 발명은 또 다른 장점들과 함께 하기에서 비제한적인 실례들 및 첨부된 도면들을 근거로 보다 더 상세하게 기재된다.

도 1은 본 발명에 따른 조명 유닛을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에서의 조명 유닛을 도시한 측면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 조명 유닛의 조리개를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 조명 유닛의 조리개를 도시한 상면도이다.
도 5는 도 1 및 도 2에 도시된 조명 유닛의 조리개를 광학 축을 따라 절단하여 도시한 단면도이다.
도 6은 도 1 및 도 2에 도시된 조명 유닛의 조리개의 기하학적 프리즘 구조를 도시한 도면이다.
도 7은 로우빔 광 모듈 내지 하이빔 광 모듈에 의해 방출되어, 본 발명에 따라 사용되는 조리개의 삼각형 프리즘 몸체를 통과하는 광 빔들의 광로를 도시한 도면이다.
도 8은 도 1 및 도 2에서의 조리개를 절단하여 도시한 단면의 상세도이며, 그리고 로우빔 광 모듈에 의해 방출되어, 본 발명에 따라 사용되는 조리개 내에 배치되는 광 윈도우를 통과하는 광 빔("표지등")들의 광로를 도시한 도면이다.
도 8a는 도 8의 확대도이되, 도 8a에는 추가로 하이빔 광 모듈에 의해 방출되는 광 빔들의 광로가 도시되어 있다.
도 9는, 매핑 광학 엘리먼트의 초점에 상대적으로, 본 발명에 따라 사용되는 조리개의 하나의 대형 삼각 프리즘 내지 복수의 상대적으로 더 소형인 삼각 프리즘을 배치하는 구조를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 조명 유닛을 위한 조리개의 변경된 변형예를 도시한 도면이다.
도 11은 만곡된 프리즘면들을 구비한 프리즘 몸체를 포함하여 본 발명에 따라 사용되는 조리개를 이용한 로우빔 광 분포의 경우 명암 경계의 완화를 위한 기울기 구조를 도시한 도면이다.
도 12는 도 11에 따른 기울기 구조의 경우 H-H 및 V-V 라인들을 근거로 2차원 각도 공간에 명암 경계를 포함한 예시의 광 분포를 나타낸 그래프이다.

자명한 사실로서, 본원에 기재되는 실시형태들은 오직 설명을 위해 이용될 뿐이며, 그리고 본 발명을 제한하는 것으로서 해석되지는 않는다. 오히려, 본원 명세서를 근거로 통상의 기술자가 알아낼 수 있는 모든 구성은 본 발명의 보호 범위에 속하며, 보호 범위는 청구범위를 통해 결정된다.

도면들에서 동일하거나 유사한 엘리먼트들을 위해 상대적으로 더 간단한 설명 및 도해를 위해 동일한 도면부호들이 이용된다. 또한, 청구범위에서 이용되는 도면부호들은 오직 청구범위의 가독성 및 본 발명의 이해를 용이하게 하는 것이어야 하며, 그리고 어떠한 경우에도 본 발명의 보호 범위를 침해하는 특징을 갖지 않는다.

도 1에는, 본 발명에 따른 조명 유닛(100)의 일 실시 변형예가 개략적인 사시도로 도시되어 있다. 도 2에는, 도 1에서의 조명 유닛(100)이 측면도로 도시되어 있다. 조명 유닛(100)은 특히 자동차 헤드램프(프런트 헤드램프)를 위해 자동차의 조명 장치 내 장착을 위해 제공된다. 조명 유닛(100)은, 로우빔 광 모듈(101); 하이빔 광 모듈(102); 및 광학 축(104)과 이 광학 축(104)에 대해 실질적으로 법선으로 배향되고 페츠발 표면(Petzval surface)으로서도 공지된 초점면(116)을 구비하여 투영 렌즈(103)의 형태로 광학 빔 방향에서 광 모듈의 전체 광 분포의 생성을 위해 로우빔 광 모듈(101) 및 하이빔 광 모듈(102)의 하류에 연결된 매핑 광학 엘리먼트;를 포함한다. 로우빔 광 모듈(101)은 대부분 실질적으로 자동차 전방에 매핑되는 수평 명암 경계의 아래쪽에서 로우빔 광 분포를 생성하도록 구성된다. 하이빔 광 모듈(102)은 대부분 명암 경계의 위쪽에서 하이빔 광 분포를 생성하도록 구성된다. 또한, 조명 유닛(100)은, 실질적으로 수평으로 위치하는 조리개(105)를 더 포함하며, 이 조리개는 조리개 에지부(106)를 포함하며, 그리고 조명 유닛(100)을 통해 생성되는 광 패턴 내에서 수평 명암 경계의 생성을 위해 실질적으로 하류에 연결된 투영 렌즈(103)의 초점면(116)까지 연장된다. 이 경우, 조리개 에지부(106)는 투영 렌즈(103)의 초점면(116)까지에, 또는 그 초점(F)까지에 도달한다.

로우빔 광 모듈(101)과 하이빔 광 모듈(102)은 도시된 실례에서 함께 하나의 시준기 모듈을 형성하며, 이런 시준기 모듈은 일반적으로 공지된 원리들에 따라서 구성되며, 그리고 이와 관련하여 보다 더 상세하게 설명되지 않는다(추가로 상기에서 시준기들, 예컨대 TIR 시준기 렌즈들에 대한 기재내용 역시도 참조). 로우빔 광 모듈(101)과 하이빔 광 모듈(102)은 각각 별도로 도시되지 않은, 예컨대 LED들로서 형성되는 복수의 광원을 포함하며, 각자의 광원에는 광학 빔 방향으로 마찬가지로 별도로 도시되지 않은 하나의 시준기가 할당된다. 각자의 시준기는, 광원에 의해 생성되는 광 빔들의 발산을 감소시키도록 구성된다. 시준기 모듈은 여전히 예컨대 렌즈들 또는 반사경들과 같은 또 다른 광학 부품들을 포함한다. 그러나 로우빔 광 모듈(101)과 하이빔 광 모듈(102)은 또 다른 구조 원리들에 따라서도 구성될 수 있으며, 그리고 도 1 및 도 2에 개략적으로 도시된 시준기 구조로 제한되지 않는다. 그 대안으로, 로우빔 광 모듈 및/또는 하이빔 광 모듈은 전문가 세계에서 충분히 공지된 종래 EPS(Poly-Ellipsoid-System: 복합 타원형 시스템) 헤드램프 유형에 따르는 반사경들을 포함할 수 있다.

조명 유닛(100)의 본 발명에 따른 특징들은 하기 도면들에서 보다 더 상세하게 기재되어 있는 조리개(105) 내에 위치된다.

도 3에는, 도 1 및 도 2에 도시된 조명 유닛(100)의 조리개(105)가 사시도로 도시되어 있고, 도 4에는 조리개(105)에 대한 상면도가 도시되어 있으며, 도 5에는, 조리개(105)를 절단한 단면도가 도시되어 있다. 도 6에는, 도 1 및 도 2에 도시된 조명 유닛의 조리개의 기하학적 프리즘 구조가 상세도로 도시되어 있다. 조리개(105)는 실질적으로 평평한 광 비투과성 조리개 영역(107)과, 초점면(116)의 영역 내 조리개 에지부(106) 상에는 광 투과성 재료로 구성된 기하학적 구조(109)를 구비한 광 투과성 조리개 영역(108)을 포함한다. 자명한 사실로서, 광 비투과성 조리개 영역(107)은 적어도 부분적으로 반사 표면을 포함할 수 있다.

도시된 실례에서, 광 비투과성 조리개 영역(107)은 금속으로 제조되며, 그리고 광 투과성 조리개 영역(108)이며, 기하학적 구조(109)를 포함하는 상기 조리개 영역(108)은 광 투과성 재료로 구성되는 인서트이다. 그러나 조리개(105)는 광 투과성 재료로 일체형으로 제조될 수도 있고, 광 비투과성 조리개 영역(107)은 공지된 유형에 따라서 증착되며, 예컨대 알루미늄과 같은 금속으로 증착되며, 광 투과성 조리개 영역(108)은 공동부로 형성되고 그로 인해 증착되지 않는다. 도시된 실례에서, 광 투과성 재료는 플라스틱이다. 플라스틱 대신, 유리 역시도 광 비투과성 재료로서 선택될 수 있다.

예시의 조리개(105)의 기하학적 구조(109)는 2개의 프리즘 몸체(110)를 포함하며, 이들 프리즘 몸체는 각각 실질적으로 삼각형인 횡단면 표면을 보유한다. 각자의 프리즘 몸체(110)는 종방향으로 연장되며, 그리고 종방향 연장부는 광학 축(104)에 대해 실질적으로 횡방향으로 연장된다. 각자의 프리즘 몸체는 제1, 제2 및 제3 프리즘면을 포함하며, 제1 프리즘면(111)은 평평한 광 비투과성 조리개 영역(107)과 실질적으로 동일 평면에 놓이고, 제2 프리즘면(112)은 광 비투과성 조리개 영역(107)으로 향해 있으면서 제1 프리즘면(111)과는 소정의 내각(α1 ≥ θ)을 형성하고, 제3 프리즘면(113)은 광 비투과성 조리개 영역(107)의 반대 방향으로 향해 있으면서 제1 프리즘면(111)과는 소정의 내각(α2 ≥ θ)을 형성하되, θ는 광 투과성 재료의 전반사의 한계 각도이며, 내각(α1 및 α2)들은 서로 동일하거나 상이하되, 단, 내각(α1) 및 내각(α2) 각각은 45°가 아니라는 것을 조건으로 한다.

도 7에는, 로우빔 광 모듈 내지 하이빔 광 모듈에 의해 방출되어, 본 발명에 따라 사용되는 조리개(105)의 두 프리즘 몸체(110) 중 하나를 통과하는 광 빔들의 광로가 도시되어 있다. 로우빔 광 모듈(101)에 의해 생성된 광 빔(114)들은 제2 프리즘면(112)을 통과하여 프리즘 몸체(110) 내로 입사되며, 그리고 제1 프리즘면(111) 상에서 전반사되어 제3 프리즘면(113)을 통과하여 출사되며, 그럼으로써 H-H 라인의 위쪽 영역 내에서 방해하는 산란 광의 생성은 저지되게 된다. 하이빔 광 모듈(102)에 의해 생성되는 광 빔(117)들은 제1 프리즘면(111)을 통과하여 입사되어 프리즘 몸체를 투과하며, 그리고 제3 프리즘면(113)을 통과한 출사 동안 약간 편향되며, 그럼으로써 하이빔 광 기능의 광 패턴 내에서(다시 말해 로우빔 및 하이빔이 활성화될 때) 로우빔과 하이빔 간의 간극은 폐쇄되게 된다.

본 발명의 일 개선예는 마찬가지로 조리개(105) 내에 도시되어 있다. 조리개(105)는, 조리개(105)의 광 비투과성 조리개 영역(107) 내에 배치되어 상기 조리개 영역에 의해 한정되는 광 윈도우(115)를 포함한다. 광 윈도우(115)는, 광 비투과성 조리개 영역(107) 내 윈도우 형태의 리세스 내로 투명한 플라스틱으로 구성된 삽입판이 폐쇄되는 것을 통해 제공된다. 로우빔 광 모듈들 및/또는 하이빔 광 모듈들의 광 경로는 광 윈도우(115)를 통과하여, 그리고 투영 렌즈를 통과하여 바깥쪽으로 연장될 수 있다. 이런 개선예를 통해, 로우빔 광 모듈 및 하이빔 광 모듈을 통해 생성되는 광 빔들을, 하이빔 광 기능의 광 패턴 내에서 혼합 및 불균일성에 추가로, 목표되는 유형 및 방식으로 추가로 최소화시킬 수 있다. 게다가, 광 패턴의 영역들 내로, 통상 교통 표지판들의 조명을 위해 매우 중요한 광 빔(이른바 표지등(sign light)")들의 목표되는 방사도 가능하다. 예컨대 광 윈도우(115)를 통과하는 광 경로는 오직 로우빔 광 모듈(101)에서부터만 광 윈도우(115)를 통과하여, 그리고 매핑 광학 엘리먼트(101)를 통과하여 바깥쪽으로 연장될 수 있다. 이는, 도 1 및 도 2 내 조리개를 절단한 단면의 상세도가 도시되어 있으면서, 조리개(105) 내에 배치된 광 윈도우(115)를 통과하는 로우빔 광 모듈(101)에 의해 방출된 광 빔(114)("표지등")들의 광로도 도시되어 있는 도 8에 도시되어 있다. 도 8a에는, 도 8의 확대도가 도시되어 있되, 추가로 하이빔 광 모듈(102)에 의해 방출되는 광 빔(117)들의 광로가 도시되어 있다. 하이빔 광 모듈에서 출사되는 광 빔(177)들은 광학 축(104)에 대해 경사진 광 윈도우(115)의 하부 경계면(118) 상에서 전반사된다(도 8a에서, 전반사된 광 빔들은 117*로 식별 표시되어 있음). 따라서, 광 빔(117)들은, 경계면(118)에 대해 수직(n)으로, 전반사의 각도보다 더 큰 입사각을 보유한다. 그렇게 하여, 하이빔 광 모듈에서 출사되는 광이 로우빔 광 분포 내 근거리에 기여하는 점이 방지되며, 그리고 그에 따라 법률에 따른 규정들의 준수가 가능해진다{USA FMVSS-108 TableXVIII UB2: 12000cd의 최대 광도 세기 미만의 광도(< 12000cd)의 설정값을 갖는 측정점[4D,V]}. 또한, 필요한 경사도는 상기 하부 경계면(118)의 각기둥형 구성을 통해서도 달성될 수 있다.

도 9에는, 본 발명에 따라 사용되는 조리개의 삼각 프리즘들에 대한 2개의 예시의 대안의 변형예가 도시되어 있되, 요컨대 한편으로 높이(H)를 갖는 단일의 대형 삼각 프리즘(210)이 배치되고, 그 대안으로 다른 한편으로는 복수(총 5개)의 소형 삼각 프리즘(310)이 배치된다. 삼각 프리즘(210; 310)들은 각각 본 발명에 따라 사용되는 조리개의 조리개 에지부 상에서 광 투과성 영역 내에 배치되며, 그리고 본 발명에 따른 조명 유닛 내에서 매핑 광학 엘리먼트(예: 도 1 및 도 2에서의 투영 렌즈(103))의 초점면 내지 초점(F)에 상대적으로 포지셔닝된다. 계속하여 상기에서 프리즘 몸체(110)들에 대한 기재내용을 참조하면, 삼각 프리즘(210; 310)들은 각각 제1 프리즘면(211; 311), 제2 프리즘면(212; 312) 및 제3 프리즘면(213; 313)을 포함한다. 도 9에서 충분히 알 수 있는 것처럼, 삼각 프리즘(210; 310)들의 각각 제1 프리즘면(211; 311)은 광학 축에 대해 실질적으로 평행하게 연장된다. 도 9에서 충분히 알 수 있는 것처럼, 5개의 소형 삼각 프리즘(310)의 제2 프리즘면(312)들은 대형 삼각 프리즘(210)의 제2 프리즘면(212)에 대해 평행하게 위치한다. 소형 삼각 프리즘(310)들의 제3 프리즘면(313)들은 대형 삼각 프리즘(210)의 제3 프리즘면(213)에 대해 평행하게 위치한다. 조리개 에지부(206; 306)는 프리즘면(211 및 213; 311 및 313)들로 형성되는 프리즘 에지부를 통해 정의된다(소형 삼각 프리즘(310)들의 경우는 매핑 광학 엘리먼트에 가장 가깝게 배치되는 최외부 프리즘(310)을 통해 정의됨). 도 9에서, 조리개 에지부(206; 306)는 정확히 매핑 광학 엘리먼트/투영 렌즈의 초점(F)까지 연장된다.

도 9에 도시된 소형 삼각 프리즘(310)들은 모두 동일한 높이(H')를 보유한다. 그러나 본원 분야의 통상의 기술자라면, 분명하게, 서로 병렬되는 프리즘들의 높이들이 지속적으로 상승할 수 있다는 점을 이해할 것이다. 이는, 초점에 상대적으로 더 가깝게 위치하고 상대적으로 더 소형인 삼각 프리즘이, 비례에 따라, 삼각 프리즘들의 제1 프리즘면들을 통과하여 조리개의 투명한 기하학적 구조 내로 입사되는 하이빔 광 빔들을 상대적으로 더 적게 차광한다는 장점이 있다. 예컨대 보다 더 적은 하이빔 광 빔들은 상대적으로 더 낮은 높이를 가지면서 초점에 상대적으로 더 가깝게 위치하는 프리즘의 제2 프리즘면 상에서 전반사되고 상대적으로 더 높은 높이를 갖는 삼각 프리즘의 제1 프리즘면을 통해서는 입사된다. 삼각 프리즘들의 높이들의 증가는 바람직하게는 포물선 모양의 곡선 경로에 따른다.

도 10에는, 본 발명에 따른 조명 유닛을 위한 조리개(405)의 변경된 변형예가 도시되어 있다. 조리개(405)는 실질적으로 앞에서 기재한 조리개(105)처럼 구성된다. 조리개(405)는 실질적으로 평평한 광 비투과성 조리개 영역(407)과, 초점면의 영역 내 조리개 에지부(406) 상에는 광 투과성 재료로 구성되는 2개의 프리즘 몸체(410)를 구비한 기하학적 구조(409)를 보유한 광 투과성 조리개 영역(408)을 포함한다. 프리즘 몸체(410)들은, 종방향으로 상호 간에 전이되는 2개의 영역(410a 및 410b)을 포함하되, 이들 영역은 수직으로 상호 간에 상대적으로 오프셋되며, 그리고 광학 축(404)이 통과하여 연장되는 비스듬한 상기 전이 영역(410c)을 통해 서로 연결된다. 동일하게, 광 비투과성 영역(407) 역시도 상호 간에 전이되고 수직으로 상호 간에 상대적으로 오프셋된 2개의 영역(407a 및 407b)을 포함하되, 이들 영역은 광학 축(404)이 통과하여 연장되는 비스듬한 전이 영역(407c)을 통해 서로 연결된다. 그렇게 하여, 광 분포 내에서 비대칭성 상승을 실현할 수 있다. 앞에서 기재한 프리즘 몸체(110, 210 및 310)들의 경우와 동일하게, 프리즘 몸체(410)들은 제1, 제2 및 제3 프리즘면(도 10에서는 공간을 이유로 도면부호들이 부여되어 있지 않음)을 포함하고, 제2 프리즘면은 광 비투과성 조리개 영역(407)으로 향해 있으면서 제1 프리즘면과 함께 소정의 내각(α1 ≥ θ)을 형성하며, 그리고 제3 프리즘면은 광 비투과성 조리개 영역(407)의 반대 방향으로 향하면서 제1 프리즘면과 함께 소정의 내각(α2 ≥ θ)을 형성하며, θ는 광 투과성 재료의 전반사의 한계 각도이며, 내각(α1 및 α2)들은 서로 동일하거나 상이하되, 단, 내각(α1) 및 내각(α2) 각각은 45°가 아니라는 것을 조건으로 한다. 조리개(105)와 동일하게, 자연히 조리개(405) 역시도 "표지등" 기능의 생성을 위한 광 윈도우(115)를 구비할 수 있다.

도 11에는, 만곡된 프리즘면들을 구비한 프리즘 몸체를 포함하여 본 발명에 따라 사용되는 조리개를 이용한 로우빔 광 분포의 경우 명암 경계의 완화를 위한 기울기 구조가 도시되어 있다. 도 12에는, 도 11에 따른 기울기 구조의 경우 H-H 및 V-V 라인들을 근거로 2차원 각도 공간에 명암 경계를 포함한 예시의 광 분포가 도시되어 있다. 본 발명의 장점은, 로우빔 광 모듈에 의해 방사되어 프리즘 구조 상에서 전반사되는 광 빔들이 약간 상이한 방향들로 굴절됨으로써, 명암 경계의 상대적으로 더 부드러운 전이 내지 법률에 적합한 기울기 값이 생성되게 되되, 명암 경계는 일차로 조리개 에지부(506)를 통해 결정된다는 점에 있다. 이런 경우, 차량 운전자는, 조명되는 도로면과 어두운 도로면 간의 방해하는 경계선이 없는 광 분포를 감지한다. 따라서, 명암 경계의 의도되는 완화를 달성하기 위해, 또 다른 조치들, 예컨대 매핑 광학 엘리먼트 상의 마이크로 구조는 설정되지 않아도 된다. 도 11에는, 본 발명의 바람직한 개선예가 도시되어 있다. 이런 개선예의 경우, 프리즘 몸체(510)의 제3 프리즘면(513)은 안쪽으로 만곡되며, 종방향 연장부 내에서 횡단면 표면은 변함이 없다. 프리즘 몸체(510)는, 앞에서 기재한 것처럼, 본 발명에 따라 사용되지만, 그러나 여기서는 별도로 도시되어 있지 않은 조리개의 부품이다. 만곡된 제3 프리즘면(513)(및/또는 만곡된 제2 프리즘면(512))을 사용하는 경우, 그에 따라 명암 경계의 기울기가 특히 목표한 바대로 설정되고 긍정적인 영향을 받을 수 있음으로써, 명암 경계가 분할되어 상대적으로 더 넓게 매핑된다는 장점이 있다. 그렇게 하여, 관찰자 내지 차량 운전자에게, 광 패턴 내에서 명암 경계의 특히 부드러운 전이가 달성된다. 만곡된 제3 프리즘면(513)에서부터 투영 렌즈(503)를 통과하는 통로까지 로우빔 광 모듈에 의해 방출된 광 빔(516)들의 광 경로는 도 11에 화살표들에 따라 도시되어 있다. 예시의 평행 빔 다발(516)은, 만곡된 제3 프리즘면(513) 상에서의 상이한 표면 법선들을 기반으로, 발산하는 전반사 빔 다발(516')의 특성을 갖게 된다. 투영 렌즈(503)를 통해서는 발산(δ)이 광 분포 빔 다발(516")의 상이한 굴절을 기반으로 상대적으로 더 넓게 확대된다. 이와 유사한 사항은 일반적으로 만곡된 제2 프리즘면(512)을 경유하여 프리즘 몸체(510) 내로 입사되고 일반적으로 평면인 제1 프리즘면(511) 상에서의 전반사 이후 만곡된 제3 프리즘면(513)을 경유하여 프리즘 몸체(510)에서 출사되는 광 빔들에도 적용된다. 두 프리즘면(512 및 513) 상에서 광은 스넬(Snell)의 굴절의 법칙에 따라서 굴절된다. 도 12에서는, 대략 H-H 라인의 아래쪽에서, 그리고 그에 대해 평행하게 연장되는 명암 경계(HDG)가 상대적으로 더 넓게 확대됨으로써 기울기가 감소된다는 점을 알 수 있다.

본 발명은 통상의 기술자에게 공지된 임의의 방식으로 변경될 수 있고 도시된 실시형태들로 제한되지 않는다. 또한, 본 발명의 개별 양태들은 선택되어 실질적으로 상호 간에 조합될 수 있다. 중요한 사항은, 통상의 기술자가 본원 교시를 고려하면서 다양한 방식으로 실시할 수 있으며 그럼에도 그 자체로서 유지되는 본 발명의 기초가 되는 사상들이다.

Claims

자동차의 조명 장치를 위한, 특히 자동차 헤드램프용 조명 유닛(100)으로서,
대부분 실질적으로 자동차 전방에 매핑되는 수평 명암 경계의 아래쪽에 로우빔 광 분포를 생성하기 위한 적어도 하나의 로우빔 광 모듈(101);
대부분 명암 경계의 위쪽에 하이빔 광 분포를 생성하기 위한 적어도 하나의 하이빔 광 모듈(102);
광학 축(104, 204, 404, 504)과 이 광학 축(104, 204, 404, 504)에 대해 실질적으로 법선으로 배향된 초점면(116)을 구비하여 광 모듈들의 전체 광 분포의 생성을 위해 광학 빔 방향에서 로우빔 광 모듈(101) 및 하이빔 광 모듈(102)의 하류에 연결된 매핑 광학 엘리먼트(103, 503); 및
조리개 에지부(106, 206, 306, 506)를 포함하여 조명 유닛(100)을 통해 생성된 광 패턴 내에 수평 명암 경계의 생성을 위해 실질적으로 매핑 광학 엘리먼트(103, 503)의 초점면(116)까지 연장되는 조리개(105, 405);
를 포함하는 상기 자동차 헤드램프용 조명 유닛에 있어서,
상기 조리개(105, 405)는 실질적으로 평평한 광 비투과성 조리개 영역(107, 407)과, 상기 초점면(116)의 영역 내 상기 조리개 에지부(106, 206, 306, 506) 상에는 광 투과성 재료로 구성되는 기하학적 구조(109, 409)를 구비한 광 투과성 조리개 영역(108, 408)을 포함하며, 상기 기하학적 구조(109, 409)는 실질적으로 삼각형인 횡단면 표면을 구비한 적어도 하나의 프리즘 몸체(110, 210, 310, 410, 510)를 포함하며, 상기 적어도 하나의 프리즘 몸체(110, 210, 310, 410, 510)는 종방향으로 연장되며, 종방향 연장부는 광학 축(104, 204, 404, 504)에 대해 실질적으로 횡방향으로 연장되며, 상기 적어도 하나의 프리즘 몸체(110, 210, 310, 410, 510)는 제1, 제2 및 제3 프리즘면을 포함하며, 상기 제1 프리즘면(111, 211, 311, 511)은 상기 평평한 광 비투과성 조리개 영역(107, 407)과 실질적으로 동일 평면에 놓이며, 상기 제2 프리즘면(112, 212, 312, 512)은 상기 광 비투과성 조리개 영역(107, 407)으로 향해 있으면서 상기 제1 프리즘면(111, 211, 311)과 함께 소정의 내각(α1 ≥ θ)을 형성하며, 상기 제3 프리즘면(113, 213, 313, 513)은 상기 광 비투과성 조리개 영역(107, 407)의 반대 방향으로 향해 있으면서 상기 제1 프리즘면(111, 211, 311)과 함께 소정의 내각(α2 ≥ θ)을 형성하며, θ는 광 투과성 재료의 전반사의 한계 각도이며, 상기 내각(α1 및 α2)들은 서로 동일하거나 상이하되, 단, 상기 내각(α1) 및 상기 내각(α2) 각각은 45°가 아니라는 점을 조건으로 하는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 조명 유닛.
제1 항에 있어서, 상기 기하학적 구조(109, 409)는 광학 빔 방향으로 서로 연이어 배치되는 적어도 2개의 프리즘 몸체(110, 310, 410)를 포함하며, 상기 프리즘 몸체들의 제1 프리즘면(111, 311)들은 종방향으로 서로 인접하고 서로 동일 평면에 놓이는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 조명 유닛.
제2 항에 있어서, 상기 기하학적 구조(109, 409)는 광학 빔 방향으로 서로 연이어 배치되는 정확히 2개의 프리즘 몸체(110, 410)로 형성되며, 상기 프리즘 몸체들의 제1 프리즘면(111)들은 종방향으로 서로 인접하고 서로 동일 평면에 놓이는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 조명 유닛.
제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프리즘 몸체(410)는 종방향으로 서로 전이되는 2개의 영역(410a, 410b)을 포함하며, 상기 영역들은 수직으로 상호 간에 상대적으로 오프셋되며, 그리고 상기 광학 축(404)이 통과하여 연장되는 전이 영역이며, 바람직하게는 비스듬한 상기 전이 영역(410c)을 통해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 조명 유닛.
제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조리개는 광 투과성 재료로 일체형으로 제조되고, 상기 광 비투과성 조리개 영역은 증착되며, 금속으로 증착되거나 코팅되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 조명 유닛.
제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 비투과성 조리개 영역은 광 비투과성 재료로 제조되고, 광 투과성이면서 기하학적 구조를 포함하는 상기 조리개 영역은 광 투과성 재료로 구성되는 인서트이거나, 또는 상기 조리개는 광 투과성 및 광 비투과성 플라스틱 재료들을 이용하는 다성분 사출 성형 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 조명 유닛.
제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 투과성 재료는 플라스틱 또는 유리인 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 조명 유닛.
제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 및/또는 제3 프리즘면(112, 113, 212, 213, 312, 313)은 실질적으로 평면인 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 조명 유닛.
제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 및/또는 제3 프리즘면(512, 513)은 만곡되며, 바람직하게는 상기 제3 프리즘면(513)은 안쪽으로 만곡되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 조명 유닛.
제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 로우빔 광 모듈(101) 및 상기 적어도 하나의 하이빔 광 모듈(102)은 각각 적어도 하나의 광원을 포함하되, 광학 빔 방향에서 각자의 광원의 하류에는 하나의 시준기가 할당되며, 상기 시준기는 광원에 의해 생성되는 광 빔들의 방사 각도를 감소시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 조명 유닛.
제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조리개(101)는 적어도 하나의 광 윈도우(115)를 포함하며, 적어도 하나의 광 경로는 상기 로우빔 광 모듈(101)들 및/또는 하이빔 광 모듈(102)들에서부터 상기 적어도 하나의 광 윈도우(115)를 통과하여, 그리고 상기 매핑 광학 엘리먼트(103)를 통과하여 바깥쪽으로 연장되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 조명 유닛.
제11 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광 윈도우(115)를 통과하는 상기 적어도 하나의 광 경로는 오직 상기 로우빔 광 모듈(101)에서부터만 상기 적어도 하나의 광 윈도우(115)를 통과하여, 그리고 상기 매핑 광학 엘리먼트(103)를 통과하여 바깥쪽으로 연장되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 조명 유닛.
제11 항 또는 제12 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광 윈도우(115)는 상기 조리개(105)의 광 비투과성 조리개 영역(107) 내에 배치되어 상기 광 비투과성 조리개 영역에 의해 한정되며, 상기 광 윈도우(107)는 상기 조리개의 광 비투과성 조리개 영역 내 리세스로서 형성되거나, 또는 광 투과성 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 조명 유닛.
제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 조명 유닛(100)을 포함하는 자동차 헤드램프.
제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 조명 유닛(100) 및/또는 제14항에 따른 자동차 헤드램프를 포함하는 자동차.