KR20230114988A - 다면 반사식 히든 라이팅 램프 및 차량 - Google Patents

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조윤민
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박동주
박한수
김주현
신정우
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기아 주식회사
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Abstract

본 발명의 차량(1)에 적용된 다면 반사식 히든 라이팅 램프(10)는 램프 내부 공간에서 광원(20)과 마주보는 방향으로 렌즈(30)에 형성된 삼각 톱니 형상의 빛 반사부(40)가 일측면의 반사면(42)과 타측면의 투과면(43)으로 외부광을 일부 차단하면서 동시에 내부광을 2단계 이상으로 반복 반사시키고, 특히 도장/증착/도금 공정, 레이저 타공 공정, 마스킹 공정 및 필름 인서트 공정으로 반사면(42)에 반사층이 형성됨으로써 동일한 색변환 효과에 색변환 물질 축소와 함께 렌즈의 오버랩 스킨 부분 활용성 증대가 가능하여 법규 요구 영역 투과/수광 능력 증대에 더하여 법규 요구 외 영역 빛 차단 능력 증대도 가능한 특징을 구현한다.

Description

다면 반사식 히든 라이팅 램프 및 차량{Multi-faceted Reflective Hidden Lighting Lamp and Vehicle Thereof}
본 발명은 히든 라이팅 램프에 관한 것으로, 특히 경사면의 반사를 통한 광학 경로가 가능한 빛 반사부 형상으로 램프 내부 공간에서 빛 경로 재활용이 가능한 다면 반사식 히든 라이팅 램프가 적용된 차량에 관한 것이다.
일반적으로 차량에 히든 라이팅 램프가 적용되면, 상기 히든 라이팅 램프는 램프로 기능하는 야간 대비 광원이 점등되지 않는 주간에선 램프 내부 구조를 차단하고, 이를 통해 차량 전방 또는 후방의 외관(예, 금속 가니시)으로 보이도록 하여 차량 디자인과 일체감이 구현되는 장점이 있다.
이와 같은 히든 라이팅 램프는 투명 재질 커버 적용 방식 또는 불투명 재질 커버 적용 방식으로 구현된다.
일례로 상기 투명 재질 커버 구조는 램프 배광 법규의 45°이내 상/하방 요구 각도메 맞춘 투명 재질 커버를 렌즈에 덧대준다. 반면 상기 불투명 재질 커버 구조는 금속(예,Cr,AL) 또는 칼라 페인트의 증착/도장에 의한 빛 차단부 적용, 육안으로 식별 어려운 미세한 레이저 가공에 의한 레이저 패턴, 연색성 지수(Color Rendering Index)를 향상하는 포스퍼(Phosphor)에 의한 색변환 물질등으로 다양하게 구현된다.
그러므로 상기 히든 라이팅 램프는 다양한 구조를 통해 점등시엔 램프의 내부광은 효과적으로 외부로 배출하면서 비점등시엔 램프내부차폐 기능을 유지하고, 특히 차량의 주간 운행 시 디자인 및 히든 램프 효과와 함께 차량 디자인과 일체감도 구현할 수 있다.
미국등록특허 US 5,504,544 B
하지만, 상기 히든 라이팅 램프에 적용된 투명 재질 커버 구조 및 불투명 재질 커버 구조는 각각 다양한 문제를 가지고 있다.
일례로 상기 투명 재질 커버 구조의 히든 라이팅 램프는 히든 라이팅 램프의 내부구조 노출 정도가 심하고, 태양 직사광에 노출되어 루프 모듈에 의한 내열 문제가 발생될 수 있으며, 램프 내부 오염에 노출(예, 습기, 헤이즈(haze), 분진)되어 램프 미관이 불리하고, 램프 청소를 위해선 램프 전체의 분해가 필요하며, 차량 디자인 심미성이 저하될 수밖에 없다.
또한, 상기 불투명 재질 커버 구조의 히든 라이팅 램프는 렌즈의 불투명 층(Layer)의 광원 투과 시 색도와 광량의 광특성 변환을 발생하고, 광특성 변화로 인한 법규 만족이 어려우면서 시인성 저하로 사고율이 증대되며, 광특성 변화량 보정을 위한 광량 증대 시 소비전력 증대를 가져와 연비가 하락(예, 10W 증대 시 연비 0.2% 하락)하고, 특히 광특성 변화량 보정을 위해 광원 수 증대 시 램프와 센서등 하우징 크기(Size) 증대와 함께 중량 상승에 따른 원가 연비 악화가 커질 수밖에 없다.
더구나 최근 들어 히든 라이팅 이미지에 대한 사용자 니즈(Needs)는 다양화 및 고급화를 추구하고 있고, 이러한 사용자 니즈(Needs)는 히든 라이팅 램프에 적용된 투명/불투명 재질 커버 구조로 충족하는데 한계를 가질 수밖에 없다.
이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 램프 내부 공간에 적용된 빛 반사부 형상의 경사면 반사가 빛 재활용을 가능하게 하는 광학 경로에 기여함으로써 램프 광원의 빛 투과율 증대와 함께 외부 광원의 빛 차단율 증대가 가능하고, 특히 도장/증착, 레이저 타공, 마스킹 공정, 필름 인서트 공정, 별도 레이어 층 추가. 레이어 이중 층 등으로 금속 증착/레이저 패턴/포스퍼(Phosphor)가 빛 반사부 형상과 조합됨으로써 동일한 색변환 효과에 색변환 물질 축소와 함께 렌즈의 오버랩 스킨 부분 활용성 증대가 가능하여 법규 요구 영역 투과/수광 능력 증대에 더하여 법규 요구 외 영역 빛 차단 능력 증대도 가능한 다면 반사식 히든 라이팅 램프 및 차량의 제공에 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 히든 라이팅 램프는 광원, 상기 광원과 마주하고, 상기 광원의 빛을 외부로 투사하는 렌즈, 및 상기 렌즈에 톱니 형상으로 구비되고, 상기 톱니 형상의 일측면을 반사면으로 형성하면서 타측면을 투과면으로 형성하여 상기 광원과 마주한 상태에서 상기 빛을 2 단계 이상으로 반복 반사시키는 빛 반사부가 포함되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 톱니 형상은 상기 반사면의 상향 경사 직선과 상기 투과면의 수평 직선의 조합으로 삼각 톱니 구조를 형성한다.
바람직한 실시예로서, 상기 반사면은 45°±15°로 상기 상향 경사 직선을 형성하며, 상기 투과면은 0°±15°로 상기 수평 직선을 형성한다.
바람직한 실시예로서, 상기 반사면은 투과성 페인트 도장 또는 AL, NI, CR 중 어느 하나인 금속 증착으로 부가 물질을 적용하고, 상기 부가 물질은 상기 광원의 빛이 반사되는 반사층을 형성한다.
바람직한 실시예로서, 상기 반사면에 색변환 물질이 적용되는 경우, 상기 색변환 물질은 상기 광원의 빛을 색 변환하는 포스퍼이다.
바람직한 실시예로서, 상기 반사면은 AL, NI, CR 중 어느 하나의 부가 물질 및 포스퍼의 색변환 물질을 구비하고, 상기 부가 물질은 상기 색변환 물질의 아래쪽에 위치되거나 또는 상기 색변환 물질의 위쪽에 위치된다.
바람직한 실시예로서, 상기 렌즈는 렌즈 스킨과 결합으로 상기 빛 반사부를 에어갭 빛 반사부로 구성하고, 상기 에어갭 빛 반사부는 상기 렌즈의 상기 빛 반사부와 상기 렌즈 스킨의 역상 빛 반사부의 매칭으로 이루어지며, 상기 빛 반사부와 상기 역상 빛 반사부는 상기 톱니 형상의 무반사 광출력이 방지되는 오버랩 구간을 옵틱 미적용 구간으로 형성하고, 상기 옵틱 미적용 구간은 상기 광원의 빛이 투과되는 매질 통과 구간과 빈공간 통과 구간을 형성한다.
바람직한 실시예로서, 상기 빛 반사부는 상기 반사면에 레이어를 형성하고, 상기 레이어는 AL,Cr,Ni 중 어느 하나의 금속 층 및 포스퍼 층으로 이루어지며, 상기 금속 층은 상기 포스퍼 층 아래에 위치하거나 또는 상기 포스퍼 층 위에 위치한다.
바람직한 실시예로서, 상기 빛 반사부는 상기 반사면에 반사층을 형성하고, 상기 반사층은 AL,Cr,Ni 중 어느 하나가 적용된 금속 증착을 도장/증착/도금 공정, 레이저 타공 공정, 마스킹 공정 및 필름 인서트 공정 중 어느 하나의 공정으로 형성된다.
바람직한 실시예로서, 상기 도장/증착/도금 공정은 상기 빛 반사부의 상기 반사면에 상기 금속 증착을 형성한다.
바람직한 실시예로서, 상기 레이저 타공 공정은 상기 빛 반사부의 상기 반사면과 상기 투과면에 상기 금속 증착을 형성하고, 상기 투과면의 금속 증착을 레이저의 타공으로 제거한다.
바람직한 실시예로서, 상기 마스킹 공정은 상기 빛 반사부의 상기 투과면을 마스킹으로 가린 상태에서 상기 반사면에 상기 금속 증착을 형성하고, 상기 투과면의 상기 마스킹을 제거한다.
바람직한 실시예로서, 상기 필름 인서트 공정은 상기 빛 반사부의 상기 투과면을 필름으로 포밍(Foaming)한 상태에서 상기 반사면에 상기 금속 증착을 형성하고, 인서트 사출을 수행한다.
그리고 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량은 광원과 마주보는 방향으로 렌즈에 형성된 삼각 톱니 형상의 빛 반사부가 일측면의 반사면과 타측면의 투과면으로 램프 내부공간에서 외부광 일부 차단과 상기 광원의 빛을 2단계 이상으로 반복 반사시키는 히든 라이팅 램프, 및 상기 히든 라이팅 램프가 위치되는 차량 램프 장착부가 포함되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 히든 라이팅 램프는 헤드램프, 테일 램프, 안개등, 방향 지시등, 사이드 리피터, 비상 점멸등, 제동등 및 후진등 중 어느 하나이다.
이러한 본 발명의 차량에 적용된 히든 라이팅 램프는 하기와 같은 작용 및 효과를 구현한다.
첫째, 히든 라이팅 램프가 빛 반사부의 경사면 반사 형상을 이용한 램프 내부 공간의 다면 반사식 광학경로 활용으로 램프 광원의 빛 투과율 증대와 함께 외부 광원의 빛 차단율 증대가 가능하며, 특히 내부 구조 노출 축소를 통한 비밀 보호 및 기술 누출이 방지될 수 있다. 둘째, 빛 반사부 형상의 다면 반사식 광학경로 활용으로 기존 반사면에 사용하는 방식에 적용하더라도 광특성 변화량 축소로 히든 라이팅 램프의 기능 오인을 줄여줌으로써 사고 위험이 감소될 수 있다. 셋째, 광량 증대를 통한 광원 수 축소로 원가 중량을 낮출 수 있고, 특히 투과율 증대에 따른 소비전력 하락으로 연비 향상(예, 10W하락 시 연비 0.2% 상승효과)이 이루어질 수 있다.
나아가, 넷째, 빛 반사부의 경사면 반사 형상으로 외부 광원의 빛 차단율 증대가 이루어짐으로써 히든 라이팅 램프의 공간에 대한 태양 직사광 노출 축소로 고가 부품 보호가 이루어질 수 있다. 다섯째, 내부오염 노출 축소(예, 습기, 헤이즈(haze), 분진)를 통한 히든 라이팅 램프의 미관 개선이 이루어짐으로써 램프 내부 청소 및 A/S 필요율 축소가 이루어질 수 있다. 여섯째, 다면 반사식 광학경로의 빛 반사부 형상에 금속 증착/레이저 패턴/포스퍼가 다양한 공정(예, 도장/증착, 레이저 타공, 마스킹, 필름 인서트, 레이어 층 변형)이 함께 조합됨으로써 색변환 물질 축소로도 동일한 색변환 효과 및 렌즈의 오버랩 스킨 부분 활용성 증대가 가능하며, 특히 히든 라이팅 램프에 대한 법규 요구 영역 투과/수광 능력 증대에 더하여 법규 요구 외 영역 빛 차단 능력 증대가 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 차량에 적용된 다면 반사식 히든 라이팅 램프의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 다면 반사식 빛 반사부의 구조 예이며, 도 3은 본 발명에 따른 빛 반사부의 램프 광원 투과 및 외부 광원 차단 작용의 예이고, 도 4는 본 발명에 따른 빛 반사부가 역상 빛 반사부와 조합으로 에어갭 빛 반사부로 구성된 예이며, 도 5는 본 발명에 따른 광특성 변화량 개선을 위해 빛 반사부에 금속 증착 및 색변환 물질이 적용된 예이고, 도 6은 본 발명에 따른 빛 반사부 제조에 적용되는 사출 공정, 도장/증착 공정, 레이저 타공 공정, 마스킹 공정, 필름 인서트 공정의 예이다.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
도 1을 참조하면, 차량(1)은 차량 램프 장착부에 히든 라이팅 램프(10)를 구비한다.
일례로 상기 차량 램프 장착부는 차량 전방 범퍼부위로 예시되고, 상기 히든 라이팅 램프(10)는 헤드램프로 예시된다. 그러나 상기 차량 램프 장착부는 차량 후방 또는 차량 측면으로 적용될 수 있고, 이 경우 상기 히든 라이팅 램프(10)는 테일 램프(Tail Lamp), 안개등(Fog Lamp), 방향 지시등(Turn Signal Lamp), 사이드 리피터(Side Repeater), 비상 점멸등(Emergency Light), 제동등(Brake Lamp) 및 후진등(Back Up Lamp) 중 어느 하나일 수 있다.
단면 A-A를 참조하면, 상기 히든 라이팅 램프(10)는 램프 내부 공간에서 빛을 발생하는 광원(20), 광원(20) 전방에 위치되어 빛 반사부(40) 또는 에어갭 빛 반사부(70)(도 5 참조)의 다면 반사 엘리먼트(41)(도 2 참조)로 광원(20)의 빛을 투과 및 반복 반사로 2차 이상의 내부광 반사가 가능한 렌즈(30), 및 외부에 노출된 아우터 렌즈(200)를 포함한다. 이 경우 상기 히든 라이팅 램프(10)는 램프 하우징, 전원/신호 커넥터, 와이어 하네스, 에이밍 볼트 등을 기본적인 구성요소로 구비한다.
일례로 상기 광원(20)은 LED(Light Emitting Diode) CHIP(또는 CHIP LED)로 이루어지고, PN 접합 발광 다이오드의 원리로 전기 통전 시 빛을 발생시켜주는 LED 타입이다. 이 경우 상기 광원(20)은 투광, 반사, 굴절, 확산 등의 빛 성질 활용이 가능한 전구(BULB), OLED(Organic Light-Emitting Diode), 레이저광원 등울 조명의 빛으로 적용할 수 있다.
일례로 상기 렌즈(30)와 상기 아우터 렌즈(200)는 투명소재를 사용하고, 일반적으로 플라스틱(예, PC(Polycarbonates) 재질), 유리(Glass) 재질, PMMA(Polymethyl Methacrylate) 재질을 적용한다. 특히 상기 렌즈(30)는 형광체(Phosphor), 블랙 도장, 코팅/도포/증착 층 중 한가지 이상을 조합하고, 상기 아우터 렌즈(200)는 투명한 상태의 외부 노출 전면 대비 그 뒷면을 도장 면으로 하여 차량 외관 색상(예, 가니시(Garnish))과 일치시켜 준다.
즉, 상기 히든 라이팅 램프(10)는 조명 기능을 수행하는 프론트 뷰(Front View) 대비 아우터 렌즈(200)를 약 45°의 상측 뷰(Upper View)에선 차체 외관 색깔과 일치하여 가니시로 기능할 수 있다.
따라서 상기 히든 라이팅 램프(10)는 렌즈(30)의 빛 반사부(40)를 이용한 다면 반사 엘리먼트(41)의 특성으로 배광 법규 영역 이외의 외부광 일부 차단과 내부광을 2단계 이상의 반복 반사를 통한 효과적인 방출, 색변환 물질(또는 색변환 레이어)의 빛 보정으로 외관에 보이는 아우터 렌즈(200)의 관측 레이어(Layer)와 광원(20)의 LED CHIP 목표 색도에 대한 용이한 맞춤, 에어갭 빛 반사부(70)를 이용한 렌즈(30)의 오염 보호 등이 모두 가능하며, 이러한 다양한 기능 구현을 통해 다면 반사식 히든 라이팅 램프)10)로 특징된다.
한편 도 2 및 도 3은 상기 렌즈(30)에 적용된 빛 반사부(40)의 상세 구조를 예시한다.
도 2를 참조하면, 상기 렌즈(30)는 소정의 폭 두께로 전면과 후면을 형성하고, 상기 전면은 램프 내부 공간에서 아우터 렌즈(200)와 마주하는 반면 상기 후면은 램프 내부 공간에서 광원(20)과 마주함으로써 소정 각도를 갖는 반사면(42)과 투과면(43)의 형상을 갖는 투과성부재로 이루어진다.
구체적으로 상기 빛 반사부(40)는 렌즈(30)의 후면에서 그 길이 방향을 따라 연속 배열된 삼각 톱날로 톱니 구조의 다면 반사 형상을 이루고, 삼각 톱날 형상을 상향 경사 직선인 반사면(42)과 수평 직선인 투과면(43)으로 구분함으로써 이등변삼각형(Isosceles Triangle)의 삼각 톱날로 형성된다.
특히 상기 반사면(42)은 투과성 페인트 도장 또는 금속 증착으로 부가 물질(80)을 구비한다. 즉, 상기 반사면(42)은 상기 금속 증착인 AL증착처리, NI-CR도금처리, 도장과 함께 AL 증착처리를 적용하거나 또는 투과성 페인트 도장인 화이트 도장 중 어느 하나로 광원(20)의 빛을 반사하기 위한 후처리 된 부분을 형성하며, 상기 투과면(43)은 빛이 투과하기 용이한 반사성 물질이 제거된 부분으로 형성된다. 이 경우 상기 투과면(43)은 초기 상태에선 마스킹 또는 레이저 타공 등을 통한 증착이 적용되지 않는 상태로 제조된다.
일례로 상기 반사면(42)은 반사부 각도(K)로 상향 경사 직선을 형성하며, 상기 반사부 경사 각도(K)는 램프 단품 배광을 측정하는 기준 정면 각도인 H-V방향 각도 또는 차량의 지평면과 수평한 각도인 그라운드라인 방향에 대해 약 45°로 설정된다. 이 경우 상기 반사부 경사 각도(K)의 45°는 법규 요구각도인 상/하 15°이내로 조정됨을 감안하여 45°±15°(즉, 30~60°)로 적용될 수 있다.
그러므로 상기 빛 반사부(40)는 인접한 2개의 삼각 톱날을 한 쌍으로 하여 하나의 다면 반사 엘리먼트(41)를 형성하므로 삼각 톱날 수량에 따라 복수개로 연속되고, 상기 반사면(42)은 한 쌍의 삼각 톱날 중 하나의 삼각 톱날 쪽 반사면(42)을 제1 반사면으로 하면서 다른 하나의 삼각 톱날 쪽 반사면(42)을 제2 반사면으로 구분하며, 상기 투과면(43)은 서로 마주하는 제1 반사면과 제2 반사면 사이에서 수평하게 위치된다.
일례로 상기 반사면(42)은 반사부 각도(K)를 제1 반사면과 제2 반사면에 동일하게 적용함으로써 제1,2 반사면이 서로에 대해 각도 변경됨을 최소화하여 준다.
특히 상기 반사면(42)의 제1 반사면과 이에 인접된 상기 반사면(42)의 제2 반사면은 서로 평행한 두 반사면은 광원(20)의 빛을 법선에 대해 제1 입사각과 제1 반사각이 동일한 반사의 법칙에 근거하여 동일하고, 이러한 특징은 엇각으로 구성된 제1 반사각이 제2 입사각과 유사한 수준을 이룸으로써 제2 입사각과 제2 반사각이 반사의 법칙을 따라 동일하다. 그러므로 상기 제1,2 반사면은 제1 입사각과 제2 반사각이 동일해지는 원리에 의해 각도 변경을 최소화하도록 설정할 수 있게 된다.
그러므로 상기 서로 평행한 두 반사면(즉, 제1,2 반사면)은 서로 유사한 성질을 갖도록 가능한 평행하게 형성한다. 하지만, 상기 서로 평행한 두 반사면(즉, 제1,2 반사면)은 15°이내의 변동에 대해서 요구 범위로 광원(20)의 빛을 보낼 수 있는 점을 고려함으로써 이를 허용하는 경우 램프 디자인 측면이 고려되어 달리 설정할 수 있다.
나아가 상기 반사면(42)은 후처리를 통해 기존 렌즈보다 반사율을 높여 진행되는데, 이를 위한 후처리 종류는 램프 리플렉터를 형성하기 위한 방안인 알루미늄 증착, 크롬 도금, 페인트 도장 등이 사용될 수 있다.
일례로 상기 투과면(43)은 반사면(42)의 제1,2 반사면 사이에 위치되고, 램프 단품 인증 방향 또는 그라운드라인에 대해 약 0°±15°이내의 투과부 각도로 형성됨으로써 공원(20)에서 나온 빛 투과 시 전반사되는 손실량이 최소화될 수 있다. 이 경우 상기 투과부 각도를 15°로 설정함은 광원(20)의 빛을 보내는 범위가 법규 요구 영역으로 보내기에 효과적인 허용수치임에 기인한다.
이와 같이 상기 빛 반사부(40)를 구성하는 복수개의 다면 반사 엘리먼트(41) 각각은 반사면(42)의 제1 반사면, 제1 반사면과 마주한 투과면(43), 상기 투과면(43) 아래쪽에 형성된 반사면(42)의 제2 반사면을 형성하고, 이를 통해 광원(20)에서 나온 빛은 빛 반사부(40)에서 다면 반사 엘리먼트(41) 작용으로 렌즈(30)를 투과하게 된다.
즉, 상기 광원(20)에서 나와 렌즈(30)의 빛 반사부(40)로 향한 빛은 반사면(42)의 제1 반사면 앞쪽에서 법선 기준 제1 입사각과 동일한 각도의 제1 반사각으로 제1,2 반사면 사이에 위치된 투과면(43)을 향해 반사되며, 상기 투과면(43)을 통과한 빛은 반사면(42)의 제2반사면으로 향하고, 상기 반사면(42)의 제2반사면 뒷쪽은 법선 기준 제2 입사각과 동일한 각도의 제2 반사각으로 제1반사면으로부터 온 빛을 반사하여 렌즈(30)에서 나오게 된다.
그러므로 상기 광원(20)에서 나온 빛은 아우터 렌즈(200)를 거쳐 히든 라이팅 램프(10)의 램프 외부로 방출된다. 이 경우 상기 광원(20) 대신 센서가 적용되는 경우 광원(20)-렌즈(30)-아우터 렌즈(200)의 역순 방향으로 센서에서 빛을 감지할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 빛 반사부(40)가 갖는 내/외부 광원 투과 상태(A), 내/외부 광원 투과 임계 각도 상태(B), 외부 광원 차단 상태(C)를 예시한다.
일례로 상기 내/외부 광원 투과 상태(A)는 45°의 반사부 경사 각도(K)에서 내부 광원(즉, 광원(20)의 빛)이 반사면(42)의 제1 반사면 앞쪽-투과부(43)-반사면(42)의 제2 반사면 뒷쪽을 거쳐 렌즈(30)에서 나가는 반면 외부 광원(즉, 태양 빛)이 반사면(42)의 제2 반사면 뒷쪽-투과면(43)-반사면(42)의 제1 반사면 앞쪽을 거쳐 렌즈(30)로 들어옴을 나타낸다.
그러므로 상기 내/외부 광원 투과 상태(A)를 기준으로 하여, 상기 내/외부 광원 투과 임계 각도 상태(B)는 내부 광원(즉, 광원(20)에서 나온 빛)과 외부 광원(즉, 태양 빛)이 각각 렌즈(30)를 투과할 수 있는 광원 투과 임계 각(Ka)을 예시한다. 이 경우 상기 광원 투과 임계 각(Ka)은 45°±15°범위에 맞춰 최대 30°로 설정된다.
그러므로 상기 내/외부 광원 투과 임계 각도 상태(B)는 45°±15°이내 영역에서 반사 투과 증대로 내부광과 램프 광학 효율을 증대함과 더불어 외부광 수광율 증대로 램프 내부에서 센서 수광 효율 증대가 가능하다.
일례로 그리고 상기 내/외부 광원 투과 상태(A)를 기준으로 하여, 상기 외부 광원 차단 상태(C)는 외부 광원(즉, 태양 빛)이 렌즈(30)를 투과할 수 없는 광원 투과 차단 각(Kb)을 예시한다. 이 경우 상기 광원 투과 차단 각(Kb)은 45±15°범위에 맞춰 최대 60°로 설정된다.
그러므로 상기 외부 광원 차단 상태(C)는 45°±15°이상 영역에서 외부광 반사 차단의 시선뷰로 태양광 차단(즉, 반사 차단)이 이루어지는 히든 효과 생성이 가능하다.
한편 도 4 및 도 5는 상기 빛 반사부(40)에 대한 다양한 변형 구조를 예시한다.
도 4를 참조하면, 상기 빛 반사부(40)가 에어갭 빛 반사부(70)로 변형된 예를 나타낸다.
구체적으로 상기 에어갭 빛 반사부(70)는 렌즈(30)와 렌즈 스킨(50)을 이용해 렌즈(30)와 렌즈 스킨(50) 사이에 형성된다. 이 경우 상기 렌즈 스킨(50)은 렌즈(30)의 뒷면에 밀착됨으로써 광원(20)과 마주하도록 배열된다.
일례로 상기 에어갭 빛 반사부(70)는 렌즈(30)의 빛 반사부(40)와 렌즈 스킨(50)의 역상 빛 반사부(60)로 이루어지고, 상기 빛 반사부(40)와 상기 역상 빛 반사부(60)의 각각에 형성된 옵틱 미적용 구간(A)은 다면 반사 엘리먼트(41)로 구성되는 삼각 톱날이 서로 간격을 두고 인접된 삼각 톱날 열로 만들어 준다.
특히 상기 빛 반사부(40)와 상기 역상 빛 반사부(60)의 각각은 도 1 내지 도 3에서 기술된 반사면(42)과 투과면(43)을 형성하며, 상기 반사면(42)은 램프 단품 배광을 측정하는 기준 정면 각도인 H-V방향 각도 또는 차량의 지평면과 수평한 각도인 그라운드라인 방향에 대해 약 45°±15°(즉, 30~60°)의 반사부 경사 각도(K)를 형성한다.
일례로 상기 에어갭 빛 반사부(70)의 측면도(Side View) 및 상면도(Top View)에서, 상기 렌즈(30)의 빛 반사부(40)와 상기 렌즈 스킨(50)의 역상 빛 반사부(60)가 옵틱 미적용 구간(A)의 매칭에 의한 겹침으로써 에어갭 빛 반사부(70)의 삼각 톱날 열은 인접된 삼각 톱날 간 오버랩 구간(B)이 형성된다.
특히 상기 오버랩 구간(B)은 평면구간설정 등 가릴 수 없는 구간 최소화를 가능하게 하고, 광원(20)의 빛이 반사면(42)과 투과면(43)에서 반사 경로를 유지할 수 있도록 작용하며 반사부 경사 각도(K)(또는 스킨 렌즈 매칭 각도)에 따라 축소될 수 있다. 또한, 상기 오버랩 구간(B)은 빛 반사부(40)와 역상 빛 반사부(60)의 평면구간과 삼각 톱날의 산 크기에 따라 그 간격을 조정함으로써 다면 반사 엘리먼트(41)가 2차 반사 이상을 이룰 수 있도록 만들어 줄 수 있다.
그러므로 상기 에어갭 빛 반사부(70)는 옵틱 미적용 구간(A)의 무반사 광출력을 오버랩 구간(B)으로 방지한 상태에서 매질 통과 구간(C)과 빈공간 통과 구간(D)을 형성하고, 상기 매질 통과 구간(C)과 상기 빈공간 통과 구간(D)은 도 1 내지 도 3에서 기술된 반사면(42)의 제1,2 반사면과 투과면(43)의 광학적 방향과 같이 유사한 광학적 방향을 구현할 수 있도록 한다.
도 5를 참조하면, 상기 렌즈(30)의 빛 반사부(40)가 별도의 추가 레이어를 적용한 구조로서, 상기 추가 레이어는 다면 반사 엘리먼트(41)를 구성하는 삼각 톱날의 반사면(42)에 적용된 부가 물질(80)과 색변환 물질(90)로 구성된다.
일례로 상기 부가 물질(80)은 AL,Cr,Ni의 반사성 물질로 알루미늄증착, 크롬도금, 니켈-크롬도금 공법을 통해 반사면(42)에 증착된 투과성 페인트 도장을 형성함으로써 반사면(42)을 빛이 반사되는 반사층으로 만들어 준다.
특히 상기 부가 물질(80)은 빛 반사부(40)의 반사면(42)에 증착된 상태에서 색변환 물질(90)로 가려지거나 또는 빛 반사부(40)의 반사면(42)에 도포된 색변환 물질(90)에 증착될 수 있다.
일례로 상기 색변환 물질(90)은 연색성 지수(Color Rendering Index) 향상의 포스퍼(Phosphor)로 반사면(42)에 도포됨으로써 반사면(42)을 빛이 반사되는 반사층으로 만들면서 광원(20)의 빛을 색 변환하여 준다.
특히 상기 색변환 물질(90)은 빛 반사부(40)의 반사면(42)이 갖는 약 45°의 반사부 경사 각도(K)로 광원 경로를 형성하고, 이를 통해 상기 광원 경로가 B(≒ 2√2A) > A의 관계로 길게 만들어질 수 있다. 이 경우 상기 색변환 물질(90)의 45°경사진 도포 층 두께에서, “A"는 밑면(또는 두께)으로 45°부근의 경사면 길이를 ”B"는 빗면으로 반사를 통한 경로 재활용 길이를 의미한다.
그러므로 상기 색변환 물질(90)은 광원(20)의 입사 경로를 빗면 효과로 약 1.4배 길이로 증대하면서 광원(20)의 반사 경로를 반사 효과로 약 2배 길이로 증대함으로써 광원 경로가 약 2.8배 증가될 수 있다.
이로부터 상기 색변환 물질(90)은 약 2.8배 증가된 광원 경로 특성으로 값비싼 색변환 물질의 활용도를 증대함으로써 색변환 물질 사용량을 기존 대비 최대 65%수준 절감하여도 동일한 색변환 효과가 가능하다.
한편 도 6은 상기 렌즈(30)에 빛 반사부(40)가 적용되어 다면 반사식 렌즈(30)로 만들어지는 다양한 제조 공정을 예시 한다.
일례로 상기 사출 공정을 참조하면, 상기 빛 반사부(40)는 차량 그라운드라인 또는 램프 인증 정면 H-V방향기준으로 약 45°±15°각도 내에서 법규 상하 요구각도 이내인 30~60°각도로 반사면(42)의 각도를 조정하고, 상기 투과면(43)은 H-V기준 요구광량이 가장 큰 특징을 고려함으로써 가능한 H-V방향으로 가는 빛을 보존하기 위해 H-V방향과 광학 경로와 90°±15°(즉, 수직±15°이내)을 이루도록 설정한다.
그러므로 렌즈 금형은 반사면(42)과 투과면(43)에 적용된 반사부 경사 각도(K)인 약 45°기준으로 셋팅하여 렌즈 금형 방향을 반사면(42)과 투과면(43)사이로 위치시킴으로써 램프 입사각도가 출사각도와 동일 방향 진행(즉, 평행)되도록 하여 차량 전방의 15°내에서는 광출사에 대한 방해 정도를 축소한다.
이로부터 상기 사출 공정은 반사면(42)과 투과면(43)이 이루는 각도 사이로 설정된 렌즈 금형 방향을 통해 사출 시 투과면(43)이 빗면이 되어 렌즈 금형 방향을 위쪽으로 뽑아줄 수 있다.
이와 같이 상기 사출 공정은 광원(20)의 램프 입사각도가 출사각도와 동일(즉, 평행)하게 진행되어 차량 전방 15°내에서는 광원(20)의 광 출사가 방해되는 정도를 축소할 수 있는 다면 반사식 렌즈(30)를 제조하고, 특히 상기 다면 반사식 렌즈(30)는 H-V기준 요구광량이 가장 큰 특징을 고려함으로써 H-V방향과 광학 경로가 수직(±15°이내)을 이루도록 설정된 투과면(43)을 통해 가능한 H-V방향으로 가는 빛이 더 많이 보존될 수 있다.
구체적으로 상기 다면 반사식 렌즈(30)는 사출 공정 후 도장/증착 공정 및 필름 인서트 공정을 통해 그 기능을 강화할 수 있다.
일례로 상기 도장/증착 공정은 부가 물질(80)인 AL,Cr,Ni을 증착(예, AL) 또는 코팅(예, Cr/Cr-Ni도금)으로 사출된 렌즈(30)의 빛 반사부(40) 중 반사면(42)이 AL,Cr,Ni 등으로 반사층을 형성할 수 있다. 이 경우 상기 증착의 특성과 상기 렌즈(30)의 물성 특성이 서로 맞지 않는 경우 크랙등 박리현상이 나타날 수 있는 점을 고려하여 베이스(BASE) 코팅을 통한 증착이 진행 될 수 있다.
그리고 상기 필름 인서트 공정은 사출된 렌즈(30)의 빛 반사부(40) 중 투과면(43)을 필름(120)으로 포밍(Foaming)한 상태에서 부가 물질(80)인 AL,Cr,Ni이 증착/도장/도금의 방식으로 반사면(42)의 제1,2 반사면에 반사층을 함께 형성하고, 이어 인서트 사출로 필름(120)을 일체화함으로써 반사면(42)에 반사층이 형성되는 동시에 투과면(43)이 형성될 수 있도록 한다.
또한, 상기 다면 반사식 렌즈(30)는 레이저 타공 공정을 통해 그 기능을 강화할 수 있다.
일례로 상기 레이저 타공 공정은 부가 물질(80)인 AL,Cr,Ni이 증착/도장/도금의 방식으로 사출된 렌즈(30)의 빛 반사부(40) 중 반사면(42)의 제1,2 반사면과 투과면(43)에 모두 반사층을 형성하고, 레이저 타공으로 투과면(43)의 부가 물질(80) 만 제거함으로써 증착/도장/도금을 보다 용이하게 할 수 있다. 이 경우 상기 레이저 타공으로 제거된 투과면(43)의 부가 물질(80)은 송풍기의 바람으로 제거할 수 있다.
나아가 상기 반복 반사식 렌즈(30)는 마스킹 공정을 통해 그 기능을 강화할 수 있다.
일례로 상기 마스킹 공정은 사출된 렌즈(30)의 빛 반사부(40) 중 투과면(43)을 마스킹(110)으로 가린 후 부가 물질(80)인 AL,Cr,Ni이 증착/도장/도금의 방식으로 반사면(42)의 제1,2 반사면에 반사층을 형성하고, 이어 상기 마스킹(110)을 제거함으로써 반사면(42)에 반사층이 형성되는 동시에 투과면(43)이 형성될 수 있도록 한다.
이와 같이 상기 렌즈(30)는 사출 공정을 통해 빛 반사부(40)가 적용된 다면 반사식 렌즈(30)로 제조된 후, 상기 빛 반사부(40)의 반사면(42)과 투과면(43)에 대한 도장/증착 공정, 레이저 타공 공정, 마스킹 공정 및 필름 인서트 공정 중 어느 하나를 적용함으로써 배광 법규 영역 이외의 외부광 일부 차단과 내부광을 2단계 이상의 반복 반사가 가능하도록 반사면(42)의 제1,2 반사면이 다양한 방법으로 반사층을 형성할 수 있는 장점이 있다.
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 차량(1)에 적용된 다면 반사식 히든 라이팅 램프(10)는 램프 내부 공간에서 광원(20)과 마주보는 방향으로 다면 반사식 렌즈(30)에 형성된 삼각 톱니 형상의 빛 반사부(40)가 일측면의 반사면(42)과 타측면의 투과면(43)으로 외부광을 일부 차단하고, 동시에 내부광을 2단계 이상 반복 반사로 램프 내부 공간에 적용된 빛 반사부 형상의 경사면 방식 다면 구조의 반사가 빛 경로 재활용의 광학 경로 형성을 가능하게 한다.
그러므로 상기 다면 반사식 히든 라이팅 램프(10)는 램프 광원(20)의 빛 투과율 증대와 함께 외부 광원(즉, 햇빛)의 빛 차단율 증대가 가능하며, 특히 반사면(42)이 도장/증착/도금 공정, 레이저 타공 공정, 마스킹 공정 및 필름 인서트 공정으로 반사층을 형성함으로써 동일한 색변환 효과에 색변환 물질 축소와 함께 렌즈의 오버랩 스킨 부분 활용성 증대가 가능하여 법규 요구 영역 투과/수광 능력 증대에 더하여 법규 요구 외 영역 빛 차단 능력 증대도 가능하다.
1 : 차량
10 : 히든 라이팅 램프
20 : 광원 30 : 렌즈
40 : 빛 반사부 41 : 다면 반사 엘리먼트
42 : 반사면 43 : 투과면
50 : 렌즈 스킨 60 : 역상 빛 반사부
70 : 에어갭 빛 반사부 80 : 부가 물질
90 : 색변환 물질
100 : 레이저 110 : 마스킹
120 : 필름
200 : 아우터 렌즈

Claims (20)

  1. 광원,
    상기 광원과 마주하고, 상기 광원의 빛을 외부로 투사하는 렌즈, 및
    상기 렌즈에 톱니 형상으로 구비되고, 상기 톱니 형상의 일측면을 반사면으로 형성하면서 타측면을 투과면으로 형성하여 상기 광원과 마주한 상태에서 상기 빛을 2 단계 이상으로 반복 반사시키는 빛 반사부
    가 포함되는 것을 특징으로 하는 히든 라이팅 램프.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 톱니 형상은 상기 반사면의 상향 경사 직선과 상기 투과면의 수평 직선의 조합으로 삼각 톱니 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 히든 라이팅 램프.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 반사면은 45°±15°로 상기 상향 경사 직선을 형성하며, 상기 투과면은 0°±15°로 상기 수평 직선을 형성하는 것을 특징으로 하는 히든 라이팅 램프.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 반사면은 투과성 페인트 도장 또는 금속 증착으로 부가 물질을 적용하고, 상기 부가 물질은 상기 광원의 빛이 반사되는 반사층을 형성하는 것을 특징으로 하는 히든 라이팅 램프.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 금속 증착은 AL, NI, CR 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 히든 라이팅 램프.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 반사면에 색변환 물질이 적용되는 경우, 상기 색변환 물질은 상기 광원의 빛을 색 변환하는 포스퍼(Phosphor)인 것을 특징으로 하는 히든 라이팅 램프.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 반사면은 AL, NI, CR 중 어느 하나의 부가 물질 및 포스퍼(Phosphor)의 색변환 물질을 구비하고,
    상기 부가 물질은 상기 색변환 물질의 아래쪽에 위치되거나 또는 상기 색변환 물질의 위쪽에 위치되는 것을 특징으로 하는 히든 라이팅 램프.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 렌즈는 렌즈 스킨과 결합으로 상기 빛 반사부를 에어갭 빛 반사부로 구성하고,
    상기 에어갭 빛 반사부는 상기 렌즈의 상기 빛 반사부와 상기 렌즈 스킨의 역상 빛 반사부의 매칭으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 히든 라이팅 램프.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 빛 반사부와 상기 역상 빛 반사부는 상기 톱니 형상의 무반사 광출력이 방지되는 오버랩 구간을 옵틱 미적용 구간으로 형성하고,
    상기 옵틱 미적용 구간은 상기 광원의 빛이 투과되는 매질 통과 구간과 빈공간 통과 구간을 형성하는 것을 특징으로 하는 히든 라이팅 램프.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 빛 반사부는 상기 반사면에 레이어를 형성하고, 상기 레이어는 금속 층 및 포스퍼(Phosphor) 층인 것을 특징으로 하는 히든 라이팅 램프.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 금속 층은 AL,Cr,Ni 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 히든 라이팅 램프.
  12. 청구항 10에 있어서, 상기 금속 층은 상기 포스퍼 층 아래에 위치하거나 또는 상기 포스퍼 층 위에 위치하는 것을 특징으로 하는 히든 라이팅 램프.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 빛 반사부는 상기 반사면에 반사층을 형성하고,
    상기 반사층은 도장/증착/도금 공정, 레이저 타공 공정, 마스킹 공정 및 필름 인서트 공정 중 어느 하나의 공정으로 금속 증착이 이루어지는 것을 특징으로 하는 히든 라이팅 램프.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 금속 증착은 AL,Cr,Ni 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 히든 라이팅 램프.
  15. 청구항 13에 있어서, 상기 도장/증착/도금 공정은 상기 빛 반사부의 상기 반사면에 상기 금속 증착을 형성해 주는 것을 특징으로 하는 히든 라이팅 램프.
  16. 청구항 13에 있어서, 상기 레이저 타공 공정은 상기 빛 반사부의 상기 반사면과 상기 투과면에 상기 금속 증착을 형성하고,
    상기 투과면의 금속 증착을 레이저의 타공으로 제거해 주는 것을 특징으로 하는 히든 라이팅 램프.
  17. 청구항 13에 있어서, 상기 마스킹 공정은 상기 빛 반사부의 상기 투과면을 마스킹으로 가린 상태에서 상기 반사면에 상기 금속 증착을 형성하고,
    상기 투과면의 상기 마스킹을 제거해 주는 것을 특징으로 하는 히든 라이팅 램프.
  18. 청구항 13에 있어서, 상기 필름 인서트 공정은 상기 빛 반사부의 상기 투과면을 필름으로 포밍(Foaming)한 상태에서 상기 반사면에 상기 금속 증착을 형성하고, 인서트 사출을 수행해 주는 것을 특징으로 하는 히든 라이팅 램프.
  19. 광원과 마주보는 방향으로 렌즈에 형성된 삼각 톱니 형상의 빛 반사부가 일측면의 반사면과 타측면의 투과면으로 램프 내부공간에서 외부광 일부 차단과 함께 상기 광원의 빛을 2단계 이상으로 반복 반사시키는 히든 라이팅 램프, 및
    상기 히든 라이팅 램프가 위치되는 차량 램프 장착부
    가 포함되는 것을 특징으로 하는 차량.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 히든 라이팅 램프는 헤드램프, 테일 램프(Tail Lamp), 안개등(Fog Lamp), 방향 지시등(Turn Signal Lamp), 사이드 리피터(Side Repeater), 비상 점멸등(Emergency Light), 제동등(Brake Lamp) 및 후진등(Back Up Lamp) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 차량.
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