KR20230129572A - 자동차 헤드램프용 조명 장치 - Google Patents

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페터 마르틴 쇼더뵈크
베른하르트 만들
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제트카베 그룹 게엠베하
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Abstract

본 발명은 매핑 평면(ZBE, ZBE') 내에서 중간 광 패턴을 생성하도록 구성되는 매핑 유닛(2)을 포함하는 조명 장치(1)에 관한 것이며, 각자의 매핑 유닛(2)은 하나의 광원(3)과 하나의 시준기 광학계(4)로 구성되며, 시준기 광학계(4)는, 광원(3)에 의해 방출되는 광이 매핑 평면(ZBE, ZBE') 내에서 중간 광 패턴으로서 매핑되는 방식으로 형성되며, 그리고 상기 조명 장치(1)는 초점 평면(BE)을 보유하는 투영 렌즈(5)를 포함하며, 매핑 유닛(2)과 투영 장치(5)는, 매핑 평면(ZBE, ZBE')이 실질적으로 적어도 하나의 투영 장치(5)의 초점 평면(BE) 내에 위치하는 방식으로 상호 간에 상대적으로 배치된다. 본 발명에 따라서, 매핑 유닛(2)은 수렴 매핑 유닛(2)으로서 형성되고, 상기 수렴 매핑 유닛은, 시준기 광학계(4)의 몸체(4A)가, 광 입력 결합 영역(41A)을 경유하여 몸체(4A) 내로 입력 결합되는 광이 하나의 공통 가상 중간 광 패턴 평면(VBE, VBE') 내로 수렴하는 시준기-몸체 광 다발(KLB, KLB')을 형성하는 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하며, 가상 중간 광 패턴 평면(VBE, VBE')은 광 전파 방향에서 수렴 매핑 유닛(2)의 매핑 평면(ZBE, ZBE')의 상류에 위치하며, 그리고 몸체(4A)의 광 출사면(41C)은, 몸체(4A)에서부터 시준기-몸체 광 다발(KLB, KLB')의 출사 동안, 출사 광 다발(ALB, ALB')의 광빔들이 매핑 평면(ZBE, ZBE') 내에서 중간 광 패턴을 형성하는 방식으로 광빔들이 광 출사면(41C) 상에서 편향되어 출사 광 다발(ALB, ALB')로 형성되도록 형성되며, 매핑 평면 내에 위치하는 상기 중간 광 패턴은 투영 장치(5)에 의해 조명 장치(1)의 전방 영역 내에, 예컨대 상기 조명 장치가 자동차 내에 장착되어 있는 경우에는 자동차 전방에 위치하는 교통 공간 내에 광 분포 또는 광 분포의 부분으로서 매핑된다.

Description

자동차 헤드램프용 조명 장치{LIGHTING DEVICE FOR A MOTOR VEHICLE HEADLIGHT}
본 발명은, 적어도 하나의 광 분포 또는 하나의 부분 광 분포를 생성하기 위한, 자동차 헤드램프용, 및/또는 자동차의 테일 램프용, 및/또는 자동차를 위한 표시등(signal lamp)용 조명 장치에 관한 것이며, 상기 조명 장치는 하나 또는 복수의 매핑 유닛을 포함하며, 각자의 매핑 유닛은 각각의 매핑 유닛에 대한 특유의 매핑 평면 내에서 중간 광 패턴(intermediate light pattern)을 생성하도록 구성되며, 각자의 매핑 유닛은 하나의 광원과 하나의 시준기 광학계로 구성되거나, 또는 하나의 광원 및 하나의 시준기 광학계를 포함하며, 각자의 시준기 광학계는 투명한 광 전도 재료로 형성되는 몸체로 구성되며, 상기 몸체는 광 입력 결합 영역, 경계면 및 광 출사면을 포함하며, 광 입력 결합 영역을 경유하여 몸체 내로 입력 결합되는 광은 일측 부분이 곧바로 광 출사면의 방향으로 전파되고 타측 부분은 경계면 상으로 편향되고, 이 경계면 상에서 광은 광 출사면의 방향으로 반사되며, 바람직하게는 전반사되며, 각자의 매핑 유닛의 시준기 광학계는, 각각의 매핑 유닛의 광원에 의해 방출되는 광이 각각의 매핑 유닛에 대한 특유의 매핑 평면 내에서 중간 광 패턴으로서 매핑되는 방식으로 형성되며, 그리고 상기 조명 장치는, 광학 축을 갖는 적어도 하나의 투영 장치, 특히 적어도 하나의 투영 렌즈를 포함하며, 상기 적어도 하나의 투영 장치는 초점 평면을 포함한다.
예컨대 자동차 헤드램프와 같은 예컨대 차량 헤드램프를 위한 조명 장치들의 개발에서, 디자인의 역할은 더욱더 강화되고 있다. 이 경우, 자동차 내에서 점점 더 제한되는 장착 공간을 통해, 법적으로 요구되는 광값(light value)을 충족함과 동시에 조명 장치들의 조밀성(compactness)에 대한 요건도 점점더 높아지고 있다.
시준기를 포함하는 조명 장치는 예컨대 EP 2 799 761 A2호로부터 공지되어 있다.
본 발명의 과제는, 조밀하면서도 높은 조명 공학 효율(lighting engineering efficiency)을 보유하는 조명 장치들, 특히 자동차용 내지 자동차 헤드램프용 조명 장치들의 실현을 가능하게 하는 것에 있다.
상기 과제는, 도입부에 언급한 조명 장치에 의해, 본 발명에 따라서 매핑 유닛들 중 적어도 하나가 이른바 수렴 매핑 유닛(convergence mapping unit)으로서 형성되고, 수렴 매핑 유닛은, 광 입력 결합 영역을 경유하여 몸체 내로 입력 결합되어 곧바로 광 출사면의 방향으로 전파되는 광의 일측 부분뿐만 아니라 경계면 상에서 반사되는, 특히 전반사되는, 입력 결합된 광의 타측 부분도 하나의 공통 가상 중간 광 패턴 평면 내로 수렴하는 시준기-몸체 광 다발(collimator-body light bundle)을 형성하는 방식으로 시준기 광학계의 몸체가 형성되는 것을 특징으로 하되, 광 출사면은 오목하게 만곡되고, 가상 중간 광 패턴 평면은 광 전파 방향에서 수렴 매핑 유닛의 특유의 매핑 평면의 상류에 위치하며, 가상 중간 광 패턴 평면은, 단지 광빔들이 몸체의 광 출사면 상에서 편향되지 않을 때에만 실제 중간 광 패턴이 그 내에서 생성될 수도 있는 평면이며, 그리고 몸체의 광 출사면은, 몸체에서부터 시준기-몸체 광 다발의 출사 동안, 출사 광 다발의 광빔들이 매핑 평면 내에서 중간 광 패턴을 형성하는 방식으로 광빔들이 광 출사면 상에서 편향되어 출사 광 다발로 형성되도록 형성되며, 매핑 평면은 초점 평면에 대해 경사지고, 바람직하게는 광학 축의 영역에서, 또는 광학 축의 위쪽 또는 아래쪽에서 초점 평면과 교차하며, 그리고 매핑 평면 내에 위치하는 중간 광 패턴은 투영 장치에 의해 조명 장치의 전방 영역 내에, 예컨대 조명 장치가 자동차 내에 장착되어 있는 경우에는 자동차 전방에 위치하는 교통 공간 내에 광 분포 또는 광 분포의 부분으로서 매핑되는 것을 통해 해결된다.
하나 또는 복수의 수렴 매핑 유닛의 본 발명에 따른 구성 및 이용을 통해, 상기 수렴 매핑 유닛은, 종래 기술로부터 공지된 종래 매핑 유닛들보다 더 조밀하게, 특히 더 낮게, 그리고/또는 더 작은 폭으로 형성될 수 있다.
종래 기술에서 공지된 매핑 유닛들은 예컨대 광원, 특히 LED에 의해 입력 결합되는 광빔들을 평행하게 향하게 하는 시준기 광학계를 포함하며, 평행하게 지향되는 광빔들은 보통 평면인 광 출사면을 경유하여 출사된다. 그렇게 하여, 높이 및/또는 폭과 관련하여 큰 중간 광 패턴이 발생하되, 이런 중간 광 패턴은 매핑을 위해 그에 상응하게 큰(높고 폭넓은) 투영 렌즈를 요구한다.
그와 반대로, 본 발명의 경우, 수렴 매핑 유닛의 시준기 광학계에 의해서는 작은 중간 광 패턴이 생성될 수 있으며, 그럼으로써 하류에 연결되는 투영 장치 역시도 종래 기술에서의 필적하는 매핑 유닛들의 경우보다 더 작아진다.
이를 위해, 광 입력 결합 영역과 바람직하게는 경계면 역시도, 상기에서 기재한 것처럼, 입력 결합된 광을 가상 중간 광 패턴 평면 내로 수렴하는 시준기-몸체 광 다발로 형성하는 방식으로 형성된다.
하나의 수렴 매핑 유닛 내지 각자의 수렴 매핑 유닛은, 수렴 매핑 유닛의 출사 광 다발의 광빔들이 수렴하며, 바람직하게는 출사 광 다발의 광빔들이 시준기-몸체 광 다발의 광빔들보다 더 약한 정도로 수렴하는 방식으로 형성될 수 있다.
또한, 수렴 매핑 유닛의 가상 중간 광 패턴 평면은 광 전파 방향에서 광 출사면의 하류에 위치할 수 있다.
바람직하게는, 시준기 광학계는 회전 대칭형이거나, 또는 광 출사면은 수직 방향으로 대칭형이다.
또한, 적어도 하나의 수렴 매핑 유닛과 투영 장치 사이에는 적어도 하나의 조리개 에지부를 포함한 조리개 장치가 제공될 수 있으며, 상기 적어도 하나의 조리개 에지부는 실질적으로 투영 장치의 초점 평면 내에 위치한다.
특히, 조리개 장치는, 바람직하게는 투영 장치의 방향으로 향해 있는 전방 영역 내에 조리개 에지부를 포함하는 수평 조리개, 바람직하게는 평면 조리개일 수 있다. 예컨대, 본원 조명 장치가 장착 위치에 있다면, 조리개는 대략 수평인 평면 내에 위치한다.
조리개 에지부는 직선으로 형성될 수 있지만, 그러나 바람직하게는 상기 조리개 에지부의 프로파일은 만곡되고, 바람직하게는 투영 장치의 초점 평면 내지 초점 곡선의 프로파일에 따른다.
또한, 바람직하게는, 조리개 장치, 특히 수평 조리개는 일측 면 또는 양쪽 면 상에, 예컨대 자체의 상면 상에, 그리고/또는 자체의 하면 상에 반사되는 방식으로 형성될 수 있다.
조리개 상에 부딪치는, 출사 광 다발에서의 광은 상기 방식으로 투영 장치의 방향으로 반사될 수 있고 이렇게 사용될 수 있으며, 그럼으로써 효율은 증가되게 된다.
또한, 본원 조명 장치는 복수의 매핑 유닛을 포함할 수 있으며, 그리고 매핑 유닛들 중 적어도 2개, 바람직하게는 모든 매핑 유닛은 수렴 매핑 유닛들로서 형성될 수 있다.
또한, 수렴 매핑 유닛들 중 적어도 하나, 바람직하게는 복수 또는 모든 수렴 매핑 유닛은 함께 제1 광 분포, 예컨대 로우빔 광 분포를 생성할 수 있다.
그 대안으로, 또는 그에 추가로, 수렴 매핑 유닛들 중 적어도 하나, 바람직하게는 복수 또는 모든 수렴 매핑 유닛은 함께 제2 광 분포, 예컨대 하이빔 광 분포를 생성할 수 있거나, 또는 함께 제2 광 분포의 부분을 생성할 수 있으며, 상기 부분은 제1 광 분포와 함께 제2 광 분포, 예컨대 하이빔 광 분포를 형성한다.
이와 관련하여, 함께 제1 광 분포를 생성하는 수렴 매핑 유닛들, 바람직하게는 복수 또는 모든 수렴 매핑 유닛은 예컨대 조리개 장치의 위쪽 또는 아래쪽의 일측 면 상에 배치될 수 있다.
또한, 함께 제2 광 분포를 생성하는 수렴 매핑 유닛들, 바람직하게는 복수 또는 모든 수렴 매핑 유닛은, 예컨대 조리개 장치의 아래쪽 또는 위쪽의 일측 면 상에, 특히 제1 광 분포의 생성을 위한 적어도 하나의 수렴 매핑 유닛이 배치되어 있는 면으로서의 타측 면 상에 배치될 수 있다.
예컨대 조리개 장치의 일측 면 상에 복수의 수렴 매핑 유닛이 있는 경우, 상기 수렴 매핑 유닛들은 일측 평면에, 바람직하게는 조리개 장치에 대해 평행한 평면에 배치된다.
이 경우, 조리개 장치의 일측 면 상에 복수의 수렴 매핑 유닛이 있는 경우, 수렴 매핑 유닛들에 의해 매핑 평면 내에서 생성되는 중간 광 패턴들, 바람직하게는 각각 곧바로 서로 나란하게 위치하는 중간 광 패턴들이 적어도 부분적으로 서로 중첩되거나, 또는 상호 간에 인접하는 방식으로, 상기 수렴 매핑 유닛들은 상호 간에 상대적으로 수평으로, 그리고/또는 수직으로 회전되어 있을 수 있다.
예컨대 본원 조명 장치는 자동차 헤드램프, 또는 자동차의 테일 램프로서, 또는 자동차를 위한 표시등으로서 형성될 수 있다.
또한, 본 발명은, 예컨대 하이빔 광 분포, 로우빔 광 분포, 또는 로우빔 및 하이빔 광 분포를 생성하기 위한, 상기에서 기재한 것과 같은 하나 또는 복수의 조명 장치를 포함하는 장치에도 관한 것이다.
하기에서, 본 발명은 도면들을 근거로 보다 더 상세하게 설명된다.
도 1은 하나의 수렴 매핑 유닛을 포함하는 본 발명에 따른 조명 장치를 개략적으로 도시한 수직 단면도이다.
도 2는 2개의 수렴 매핑 유닛을 포함하는 본 발명에 따른 조명 장치를 개략적으로 도시한 수직 단면도이다.
도 3은 예시로서 복수의 매핑 유닛을 포함하는 본 발명에 따른 조명 장치를 뒤쪽에서 보고 도시한 배면도이다.
도 4는 예시로서 도 3에서의 본 발명에 따른 조명 장치의 상부 부분을 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4에서의 어셈블리를 이용하여 생성되는 예시의 광 분포를 나타낸 그래프이다.
도 6은 도 3에서의 본 발명에 따른 조명 장치의 하부 부분을 도시한 사시도이다.
도 7은 도 6에서의 어셈블리를 이용하여 생성되는 예시의 광 분포를 나타낸 그래프이다.
도 8은 예시로서 복수의 매핑 유닛을 포함하는 본 발명에 따른 또 다른 조명 장치를 뒤쪽에서 보고 도시한 배면도이다.
도 9는 도 8에서의 조명 장치를 도시한 사시도이다.
도 10은 도 8 및 도 9에서의 조명 장치에 의해 생성되는 광 분포를 나타낸 그래프이다.
도 1에는, 하나의 매핑 유닛(2)이 확인되는 것인 조명 장치(1)가 개략적으로 도시되어 있다. 매핑 유닛(2)은 하나의 광원(3), 예컨대 하나 또는 복수의 LED와, 하나의 시준기 광학계(4)를 포함한다.
시준기 광학계(4)는, 투명한 광 전도 재료로 형성되는 몸체(4A)로 구성되며, 몸체(4A)는 광 입력 결합 영역(41A) 내지 광 입력 결합면(41A), 경계면(41B), 및 광 출사면(41C)을 포함하며, 광 입력 결합 영역(41A)을 경유하여 몸체(4A) 내로 입력 결합되는 광은 일측 부분이 곧바로 광 출사면(41C)의 방향으로 전파되고 타측 부분은 경계면(41B)(= 몸체(4A)의 측면 표면) 상으로 편항되며, 이 경계면 상에서 상기 광은 광 출사면(41C)의 방향으로 반사되며, 바람직하게는 전반사된다.
시준기 광학계(4)는, 광원(3)에 의해 방출된 광이 매핑 유닛의 매핑 평면(ZBE') 내에 중간 광 패턴으로서 매핑되는 방식으로 형성된다.
예컨대 중간 광 패턴은, 일반적인 관계에서, 그리고 기재한 도면과의 관계에서도, 광 전파 방향으로 볼 때, 관찰되는 빔 다발이 최소의 수직 및/또는 수평 크기를 보유하는 곳에 위치한다.
또한, 조명 장치(1)는, 초점 평면(BE)을 포함하는, 예컨대 투영 렌즈(5)의 형태인 투영 장치(5)를 포함하며, 초점 평면(BE)은 실질적으로 매핑 유닛(2)의 매핑 평면(ZBE') 내에 위치한다. 투영 렌즈(5)의 광학 축은 도면부호 X로 표시되어 있다.
본 발명에 따라서, 매핑 유닛(2)은, 광 입력 결합 영역(41A)을 경유하여 몸체(4A) 내로 입력 결합되어 곧바로 광 출사면(41C)의 방향으로 전파되는 광의 일측 부분뿐만 아니라 경계면(41B) 상에서 반사되는, 특히 전반사되는, 입력 결합된 광의 타측 부분도 하나의 공통 가상 중간 광 패턴 평면(VBE') 내로 수렴하는 시준기-몸체 광 다발(KLB')을 형성하는 방식으로 시준기 광학계(4)의 몸체(4A)가 형성되는 것을 특징으로 하는 이른바 수렴 매핑 유닛(2)으로서 형성된다. 이 경우, 가상 중간 광 패턴 평면(VBE')은 광 전파 방향에서 수렴 매핑 유닛(2)의 매핑 평면(ZBE')의 상류에 위치한다.
이 경우, "가상"이란 용어는, 상기 가상 매핑 평면 내에서, 광빔들이 몸체(4A)의 광 출사면(41C) 상에서 어떠한 식으로도 편향되지 않을 때에만, 다시 말해 중간 광 패턴의 위치에, 광 출사면(41C)의 참여없이, 몸체(4A)(광 입력 결합 영역(41A) 및 측면 표면(41B)의 형태만이 영향을 미칠 수도 있을 때에만, (실제) 중간 광 패턴이 생성될 수도 있다는 방식으로 이해되어야 한다.
이제, 몸체(4A)의 광 출사면(41C)은, 몸체(4A)에서부터 시준기-몸체 광 다발(KLB')의 출사 동안, 출사 광 다발(ALB')의 광빔들이 매핑 평면(ZBE') 내에서 (실제) 중간 광 패턴을 형성하는 방식으로 (가상 중간 광 패턴 평면 내로 수렴하는) 광빔들이 광 출사면(41C) 상에서 편향되어 출사 광 다발(ALB')로 형성되도록 형성되며, 상기 중간 광 패턴은 투영 장치(5)에 의해 조명 장치(1)의 전방 영역 내에, 예컨대 조명 장치가 자동차 내에 장착되어 있는 경우에는 자동차 전방에 위치하는 교통 공간 내에 광 분포 또는 광 분포의 부분으로서 매핑된다.
바람직하게는, 몸체(4A)는, 출사 광 다발(ALB')의 광빔들이 수렴하며, 바람직하게는 출사 광 다발(ALB')의 광빔들이 시준기-몸체 광 다발(KLB')의 광빔들보다 더 약한 정도로 수렴하는 방식으로 형성될 수 있다.
또한, 도시된 실시형태의 경우 바람직한 구성으로서, 가상 중간 광 패턴 평면(VBE')은 광 전파 방향에서 몸체(4A)의 광 출사면(41C)의 하류에 위치될 수 있다.
수렴 매핑 유닛(21)의 시준기 광학계(4)의 몸체(4A)의 광 출사면(41C)은 바람직하게는 오목하게 만곡되며, 그리고 예컨대 회전 대칭형이거나, 또는 수직 방향으로 대칭형이다.
투영 장치(5)에서부터 출사되는 광빔들은 도 1에 따른 도시된 실례에서 명암 경계의 위쪽에 위치하는 하이빔 광 분포의 영역을 형성한다.
선택적으로, 도시된 실례에서, 추가로 수렴 매핑 유닛(2)과 투영 장치(5) 사이에 배치되는 조리개 장치(6)가 제공된다. 조리개 장치는, 바람직하게는 실질적으로 투영 장치(5)의 초점 평면(BE) 내에 위치하거나, 또는 바람직하게는 초점 평면(BE)의 상류에, 특히 상기 초점 평면의 상류에 밀착하여 위치하는 조리개 에지부(61)를 포함한다.
바람직하게는, 조리개 장치(6)는 수평 조리개, 바람직하게는 평면 조리개(60)이며, 조리개 에지부(61)는, 투영 장치(5)로 향해 있는 전방 영역 내에 위치한다. 예컨대 조리개 장치(1)가 장착 위치에 위치된다면, 조리개는 대략 수평인 평면에 위치한다. 바람직하게는 수평 평면은 광학 축(X)을 포함한다.
조리개 에지부(61)는 직선으로 형성될 수 있지만, 그러나 바람직하게는 조리개 에지부의 프로파일은 만곡되고 바람직하게는 투영 장치(5)의 초점 평면 내지 초점 곡선의 프로파일에 따른다.
조리개 장치를 통해, 의도되지 않는 방식으로 초점 평면(BE)의 상류에서 광학 축(X)을 경유하여 도달할 수도 있는 광은 차광될 수 있다.
바람직하게는, 조리개 장치(6), 특히 수평 조리개(60)는 일측 또는 양쪽 면 상에, 예컨대 자체의 상면(60A) 상에, 그리고/또는 자체의 하면(60B) 상에 반사되는 방식으로, 또는 광을 반사하는 방식으로 형성될 수 있다. 하면 상에서 조리개 상에 부딪치는, 출사 광 다발(ALB')에서의 광은 상기 방식으로 투영 장치(5)의 방향으로 반사되어 사용될 수 있으며, 그럼으로써 효율은 증가되게 되고, 그리고/또는 예컨대 명암 경계 위쪽의 특정 영역들은 예컨대 표지광(sign light)의 생성을 위해 조명될 수 있게 된다.
또한, 조리개 장치(6)는, 예컨대 상기에서 기재한 것처럼, 광 분포 내에서 조리개 에지부(61)가 광 분포(부분 광 분포)를 하방 제한하는 명암 경계로서 매핑되는 방식으로 구성되고, 그리고/또는 배치될 수 있다. 이런 경우에, 바람직하게는, 조리개 에지부(61)의 매핑이 탈집속되고 그에 따라 너무 선명하지 않도록 하기 위해, 조리개 에지부(61)는 초점 평면(BE)의 상류에 위치한다.
시준기 매핑 유닛(2)을 상방으로 경사지게 하는 것을 통해, 매핑 평면(ZBE')은 초점 평면(BE)에 대해 평행하게 연장되는 것이 아니라, 상기 초점 평면에 대해 경사져 연장된다.
이 경우, 바람직하게는, 매핑 평면(ZBE')은, 광학 축(X)의 아래쪽에서, 특히 광학 축의 아래쪽에서 밀착하여(표준 시스템의 경우 그 아래쪽의 약 0.1㎜에서) 초점 평면(BE)과 교차한다.
도 2에는, 도 1에서의 구성과 유사하지만, 여기서는 상방으로 경사져 있는 하부 수렴 매핑 유닛(2A) 외에도, 상부 영역에는 특히 하방으로 경사져 있는 제2 수렴 매핑 유닛(2)이 제공되어 있다는 점에서 차이가 있는 구성이 도시되어 있다. 도 2에서의 어셈블리는 다시금 선택적인 조리개 장치(6)를 포함하지만, 그러나 정확히 도 1에서처럼 상기 선택적인 조리개 장치 없이도 기능할 수 있다.
상부 수렴 매핑 유닛(2)은 하부 유닛(2A)과 동일한 구조-광학 구성을 포함하며, 원칙적으로 상기 상부 수렴 매핑 유닛은 동일하게 형성될 수 있다. 상부 수렴 매핑 유닛(2)은, 가상 중간 광 패턴 평면(VBE) 내로 수렴하여 몸체(4A)의 광 출사면(41C)에 의해 출사 광 다발(ALB)로 형성되는 시준기 광 다발(KLB)을 생성하며, 상기 출사 광 다발은, 대략 투영 장치(5)의 초점 평면(BE) 내에 위치하는 매핑 평면(ZBE) 내에 매핑되며, 그럼으로써 중간 광 패턴은 매핑 평면(ZBE)에서부터 광 분포로서, 구체적인 경우에 로우빔 광 분포로서 매핑되게 된다.
하부 매핑 유닛(2A)은 도 1을 근거로 설명한 것처럼 광 분포를 생성한다.
조리개 장치(61)가 제공된다면, 상기 조리개 장치는 바람직하게는 도 2와 관련하여 기재한 것처럼 배치되고, 그리고/또는 형성되며, 그럼으로써 바람직하게는 조리개 에지부(61)는 로우빔 광 분포 내에서 광 분포를 상방으로 제한하는 명암 경계로서 매핑되게 된다.
일반적으로, 조리개 장치(6)를 제공되는 경우, 예컨대 조리개 에지부(61)가 광 패턴 내에서 해당 광 분포를 상방으로 차단하는 광 분포의 명암 경계로서 매핑됨으로써, 상기 조리개 장치는 광 분포의 형성에 참여할 수 있다는 점이 적용된다. 조리개 장치(6)가 생략되는 경우, 일반적으로, 투영 장치, 예컨대 투영 렌즈는, 의도되는 광 분포 또는 의도되는 광 분포들, 예컨대 로우빔 및/또는 하이빔 광 분포가 생성되도록 조정되는 점이 적용된다.
도 2에 따른(그리고 도 1에도 따른) 도시된 실례에서, 하부 유닛(2A)은 (특히 약간) 상방으로 경사져 있고 상부 유닛(2)은 (특히 약간) 하방으로 경사져 있다(예컨대 각각의 시준기 축 또는 각각의 유닛(2, 2A)의 축은 조리개 내지 조리개 에지부에 대해 그에 상응하게 경사져 있다.). 그에 상응하게, 매핑 평면(ZBE, ZBE')들은 서로 평행하거나 서로 일치하는 것이 아니라, 상호 간에 경사져 있으면서, 대략 투영 장치(5)의 초점 평면(BE)의 영역 내에서 서로 교차한다.
이 경우, 바람직하게는, 매핑 평면(ZBE')은 광학 축(X)의 아래쪽에서, 특히 광학 축의 아래쪽에서 밀착하여(표준 시스템의 경우 그 아래쪽의 약 0.1㎜에서) 초점 평면(BE)과 교차하며, 그에 반해 상부 매핑 유닛(2)의 매핑 평면(ZBE)은 광학 축의 위쪽에서, 특히 광학 축의 위쪽에서 밀착하여(예컨대 그 위쪽의 약 0.1㎜에서) 초점 평면과 교차한다.
투영 장치가 수직 방향에서 (도시된 실례들에서처럼) 반전하는 방식으로 광빔들에 작용하는지 그 여부에 따라서, 상기 관계들은 자연히 정확하게 반전될 수 있다.
도 3에는, 2개의 열의 수렴 매핑 유닛(2)들, 즉 7개의 유닛(수렴 매핑 유닛)으로 구성된 상부 열과 5개의 유닛(2)으로 구성된 하부 열을 포함하는 조명 장치가 도시되어 있다. 각자의 유닛은, 상기에서 도 1 및 도 2를 근거로 기재한 것처럼, 하나의 광원(3)과 하나의 시준기(4)를 포함한다.
도 4에는, 도 3에서의 조명 장치가 도시되어 있지만, 그러나 오직 상부 열의 유닛(2)들만이 도시되어 있다. 또한, 확인되는 것처럼, 도 2에 도시된 것처럼 유닛(2)들의 선택적인 수직 경동을 위해, 상기 유닛들은, 개별 유닛(2)들에 의해 생성되는 부분 광 패턴들을 하나의 의도되는 전체 광 분포로 구성하기 위해, 수평 방향으로도 경동될 수 있다. 또한, 이런 실시형태에서, 선택적으로, 도시된 것처럼, 만곡된 조리개 에지부(61)를 포함한 조명 장치(6)가 제공된다.
수렴 매핑 유닛(2)들을 수평으로 회전시키는 것을 통해, 예컨대 개별 유닛(2)들, 특히 일측 열의 유닛들의 중간 광 패턴들이면서, 각각의 중간 광 패턴 평면 내에서 생성되는 상기 중간 광 패턴들, 바람직하게는 각각 직접적으로 서로 나란하게 위치하는 상기 중간 광 패턴들이 서로 측면으로, 다시 말해 수평 방향으로 부분적으로 서로 중첩되거나, 또는 곧바로 서로 인접하는 점이 달성될 수 있다.
도 5에는, 도 4에서의 어셈블리에 의해 생성되는 광 분포(LV1)가 도시되어 있되, 상기 광 분포는 명암 경계를 갖는 로우빔 광 분포이다. 이 경우, 로우빔 광 분포는, 오직 도 4에 따라 도시된 단일의 어셈블리에 의해서만 생성될 수 있거나, 또는 예컨대 하나 또는 2개의 헤드램프 내에서 2개 이상의 조명 장치 상으로 분포되어 있는 2개 이상의 상기 어셈블리의 광 분포들의 중첩을 통해 생성될 수 있다.
도 6에는, 유사하게, 다시금 선택적으로 수평으로, 그리고/또는 수직으로 회전된 유닛(2)들을 포함하는 도 4에서의 조명 장치의 하부 부분이 도시되어 있으며, 그에 기인하는 광 분포(LV2)는 도 7에 도시되어 있고 수평의 0°-0° 라인 위쪽에, 또는 명암 라인 위쪽에 위치하는 하이빔 광 분포의 영역을 가리키며, 상기 영역은 도 5에서의 광 분포와 함께 하이빔 광 분포를 형성한다. 이 경우, 하이빔 광 분포의 상기 상부 부분의 형성과 관련된 영역은 도 6에 따라 도시된 오직 하나의 어셈블리에 의해서만 생성될 수 있거나, 또는 예컨대 하나의 헤드램프 또는 2개의 헤드램프 내에서 2개 이상의 조명 장치 상으로 분포되어 있는 2개 이상의 상기 어셈블리의 광 분포들의 중첩을 통해 생성될 수 있다.
바람직하게는, 도 4 및 도 6에서의 어셈블리는 도 3에 도시된 것처럼 단일의조명 장치에서 실현된다(여기서, 조리개(6)는 오직 도해를 위해서만 2회, 그리고 각자의 도면에서 1회 도시되어 있으며; 실제로는 일반적으로 제공되는 점에 한해, 오직 하나의 조리개(6)만이 제공된다.). 그러나 도 4 내지 도 6에서의 어셈블리들 각자 역시도, 각각 조리개의 유무와 무관하게, 독립적인 조명 장치로서 실현될 수 있다.
도 8 및 9에는, 여전히, 상부 열에 4개의 유닛(2)과 하부 열에는 5개의 유닛(2)을 포함하는 본 발명에 따른 조명 장치(1)의 예시의 실현 가능성이 각각 도시되어 있다. 여기서도, 선택적인 조리개(6)가 도시되어 있고, 광 분포(LV1 및 LV2)들은 도 10에 도시되어 있다.
기재한 것처럼, 본 발명에 따른 조명 장치는 예컨대 자동차 헤드램프를 위해 제공될 수 있거나, 또는 상기 자동차 헤드램프 자체를 형성할 수 있다. 이와 관련하여, 본 발명에 따른 조명 장치는, 예컨대 (대칭형 또는 비대칭형) 로우빔 광 분포, 하이빔 광 분포, 근거리 광 분포, 벤딩광 등, 또는 상기 광 분포들의 각자의 임의의 조합 광 분포의 생성을 위해 이용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 조명 장치는 자동차의 테일 램프, 표시등 등 내에서도 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 구성(특히 도 1 및 2 참조)을 기반으로, 전체 시스템의 길이가 동일하며, 그리고 광원에서부터 목표 평면(매핑 평면)/초점 평면(ZBE, ZBE'/BE)까지, 그리고 투영 장치에서부터 목표 평면(매핑 평면)까지 각각의 이격 간격이 동일한 조건에서, 종래 기술에 따른 어셈블리의 경우 훨씬 더 큰, 다시 말해 상대적으로 더 높고, 그리고/또는 더 넓은 시준기 및 그에 상응하게 상대적으로 더 큰 투영 장치가 필요한데, 그 이유는 종래 기술에서 광빔들은 본 발명에 따른 해결책의 경우보다 훨씬 더 큰 발산 및 그에 따른 훨씬 더 큰 중간 광 패턴을 나타내기 때문이다.

Claims (14)

  1. 적어도 하나의 광 분포(LV1, LV2) 또는 하나의 부분 광 분포를 생성하기 위한, 자동차 헤드램프용, 자동차의 테일 램프용, 자동차를 위한 표시등용, 자동차 헤드램프용 및 자동차의 테일 램프용, 자동차의 테일 램프용 및 자동차를 위한 표시등용, 자동차를 위한 표시등용 및 자동차 헤드램프용, 또는 자동차 헤드램프용 및 자동차의 테일 램프용 및 자동차를 위한 표시등용 조명 장치(1)로서, 상기 조명 장치(1)는 하나 또는 복수의 매핑 유닛(2)을 포함하며, 각자의 매핑 유닛(2)은 각각의 매핑 유닛에 대한 특유의 매핑 평면(ZBE, ZBE') 내에서 중간 광 패턴을 생성하도록 구성되며, 각자의 매핑 유닛(2)은 하나의 광원(3)과 하나의 시준기 광학계(4)로 구성되거나, 또는 하나의 광원(3) 및 하나의 시준기 광학계(4)를 포함하며, 각자의 시준기 광학계(4)는 투명한 광 전도 재료로 형성되는 몸체(4A)로 구성되며, 상기 몸체(4A)는 광 입력 결합 영역(41A), 경계면(41B) 및 광 출사면(41C)을 포함하며, 광 입력 결합 영역(41A)을 경유하여 몸체(4A) 내로 입력 결합되는 광은 일측 부분이 곧바로 광 출사면(41C)의 방향으로 전파되고 타측 부분은 경계면(41B) 상으로 편향되고, 이 경계면 상에서 광은 광 출사면(41C)의 방향으로 반사 또는 전반사되며, 각자의 매핑 유닛(2)의 시준기 광학계(4)는, 각각의 매핑 유닛(2)의 광원(3)에 의해 방출되는 광이 각각의 매핑 유닛(2)에 대한 특유의 매핑 평면(ZBE, ZBE') 내에서 중간 광 패턴으로서 매핑되는 방식으로 형성되며, 그리고 상기 조명 장치(1)는, 광학 축(X)을 갖는 적어도 하나의 투영 장치(5) 또는 적어도 하나의 투영 렌즈(5)를 포함하며, 상기 적어도 하나의 투영 장치(5)는 초점 평면(BE)을 포함하는 것인, 상기 조명 장치에 있어서,
    상기 매핑 유닛(2)들 중 적어도 하나는 이른바 수렴 매핑 유닛(2)으로서 형성되고, 수렴 매핑 유닛(2)은, 상기 광 입력 결합 영역(41A)을 경유하여 상기 몸체(4A) 내로 입력 결합되어 곧바로 상기 광 출사면(41C)의 방향으로 전파되는 광의 일측 부분뿐만 아니라 상기 경계면(41B) 상에서 반사 또는 전반사되는, 입력 결합된 광의 타측 부분도 하나의 공통 가상 중간 광 패턴 평면(VBE, VBE') 내로 수렴하는 시준기-몸체 광 다발(KLB, KLB')을 형성하는 방식으로 상기 시준기 광학계(4)의 몸체(4A)가 형성되는 것을 특징으로 하되, 상기 광 출사면(41C)은 오목하게 만곡되고, 상기 가상 중간 광 패턴 평면(VBE, VBE')은 광 전파 방향에서 상기 수렴 매핑 유닛(2)의 특유의 매핑 평면(ZBE, ZBE')의 상류에 위치하며, 상기 가상 중간 광 패턴 평면(VBE, VBE')은, 단지 광빔들이 상기 몸체(4A)의 광 출사면(41C) 상에서 편향되지 않을 때에만 실제 중간 광 패턴이 그 내에서 생성될 수도 있는 평면이며, 그리고 상기 몸체(4A)의 광 출사면(41C)은, 상기 몸체(4A)에서부터 시준기-몸체 광 다발(KLB, KLB')의 출사 동안, 출사 광 다발(ALB, ALB')의 광빔들이 상기 매핑 평면(ZBE, ZBE') 내에서 중간 광 패턴을 형성하는 방식으로 광빔들이 상기 광 출사면(41C) 상에서 편향되어 출사 광 다발(ALB, ALB')로 형성되도록 형성되며, 상기 매핑 평면(ZBE, ZBE')은 상기 초점 평면(BE)에 대해 경사지고, 광학 축(X)의 영역에서, 또는 광학 축(X)의 위쪽 또는 아래쪽에서 상기 초점 평면과 교차하며, 그리고 상기 매핑 평면 내에 위치하는 중간 광 패턴은 상기 투영 장치(5)에 의해 상기 조명 장치(1)의 전방 영역 내에 또는 상기 조명 장치가 자동차 내에 장착되어 있는 경우에는 자동차 전방에 위치하는 교통 공간 내에 광 분포 또는 광 분포의 부분으로서 매핑되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  2. 제1항에 있어서, 수렴 매핑 유닛(2)의 출사 광 다발(ALB, ALB')의 모든 광빔은 수렴하되, 상기 출사 광 다발(ALB, ALB')의 광빔들은 상기 시준기-몸체 광 다발(KLB)의 광빔들보다 더 약한 정도로 수렴하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 수렴 매핑 유닛(2)의 가상 중간 광 패턴 평면(VBE, VBE')은 광 전파 방향에서 상기 광 출사면(41C)의 하류에 위치하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 수렴 매핑 유닛(2)과 상기 투영 장치(5) 사이에는 적어도 하나의 조리개 에지부(61)를 포함한 조리개 장치(6)가 제공되며, 상기 적어도 하나의 조리개 에지부(61)는 실질적으로 상기 투영 장치(5)의 초점 평면(BE) 내에 위치하며, 상기 조리개 장치(6)는, 상기 투영 장치(5)의 방향으로 향해 있는 전방 영역 내에 상기 조리개 에지부(61)를 포함하는 수평 조리개 또는 평면 조리개(60)인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 조리개 장치(6) 또는 상기 수평 조리개(60)는 일측 면 또는 양쪽 면 상에, 또는 자체의 상면(60A) 상에, 자체의 하면(60B) 상에, 또는 자체의 상면(60A) 및 하면(60B) 상에 반사되는 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 조명 장치(1)는 복수의 매핑 유닛을 포함하며, 그리고 상기 매핑 유닛(2)들 중 적어도 2개 또는 모든 매핑 유닛(2)은 수렴 매핑 유닛(2)들로서 형성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  7. 제4항에 있어서, 적어도 하나 또는 복수 또는 모든 수렴 매핑 유닛(2)은 함께 제1 광 분포(LV1) 또는 로우빔 광 분포를 생성하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  8. 제7항에 있어서, 적어도 하나 또는 복수 또는 모든 수렴 매핑 유닛(2)은 함께 제2 광 분포(LV2) 또는 하이빔 광 분포를 생성하거나, 또는 함께 제2 광 분포(LV2)의 부분을 생성하며, 상기 부분은 상기 제1 광 분포(LV1)와 함께 상기 제2 광 분포 또는 하이빔 광 분포를 형성하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  9. 제4항에 있어서, 함께 제1 광 분포(LV1)를 생성하는 복수 또는 모든 수렴 매핑 유닛(2)은 상기 조리개 장치(6)의 위쪽 또는 아래쪽의 일측 면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  10. 제7항에 있어서, 함께 제2 광 분포(LV2)를 생성하는 복수 또는 모든 수렴 매핑 유닛(2)은 상기 조리개 장치(6)의 아래쪽 또는 위쪽의 일측 면 상에, 또는 상기 제1 광 분포(LV1)의 생성을 위한 적어도 하나의 수렴 매핑 유닛(2)이 배치되어 있는 면으로서의 타측 면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  11. 제4항에 있어서, 상기 조리개 장치(6)의 일측 면 상에 복수의 수렴 매핑 유닛(2)이 있는 경우, 상기 수렴 매핑 유닛(2)들은 일측 평면에, 또는 상기 조리개 장치(6)에 대해 평행한 평면에 배치되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  12. 제4항에 있어서, 상기 조리개 장치(6)의 일측 면 상에 복수의 수렴 매핑 유닛(2)이 있는 경우, 상기 수렴 매핑 유닛(2)들에 의해 상기 매핑 평면(ZBE, ZBE') 내에서 생성되고, 각각 곧바로 서로 나란하게 위치하는 중간 광 패턴들이 적어도 부분적으로 서로 중첩되거나, 또는 상호 간에 인접하는 방식으로, 상기 수렴 매핑 유닛(2)들은 상호 간에 상대적으로 수평으로, 또는 수직으로, 또는 수평 및 수직으로 회전되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 조명 장치는 자동차 헤드램프, 또는 자동차의 테일 램프로서, 또는 자동차를 위한 표시등으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  14. 하이빔 광 분포, 로우빔 광 분포, 또는 로우빔 및 하이빔 광 분포를 생성하기 위한, 제1항 또는 제2항에 따른 하나 또는 복수의 조명 장치를 포함하는 장치.
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