KR20230151354A - 차량용 램프 - Google Patents

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KR20230151354A
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김계홍
서태석
한효진
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에스엘 주식회사
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Abstract

본 발명은 차량용 램프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 빔 패턴의 배광 특성을 용이하게 만족시킬 수 있는 차량용 램프에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프는, 복수의 램프 모듈에 의해 소정의 빔 패턴이 형성되도록 하는 차량용 램프로서, 상기 복수의 램프 모듈 각각은, 복수의 광원칩을 포함하는 광원부; 상기 광원부로부터 조사되는 광의 경로가 조정되도록 안내하는 광로 조정부; 및 상기 광로 조정부에 의해 안내되는 광을 투과시켜 상기 복수의 광원칩 중 적어도 하나에 의해 형성되는 적어도 하나의 광 조사 패턴을 포함하는 빔 패턴이 형성되도록 하는 광학부를 포함하며, 상기 복수의 광원칩은, 좌우 방향으로 배열되도록 배치될 수 있다.

Description

차량용 램프{Lamp for vehicle}
본 발명은 차량용 램프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 빔 패턴의 배광 특성을 용이하게 만족시킬 수 있는 차량용 램프에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 야간 주행시에 차량 주변에 위치한 대상물을 용이하게 확인하기 위한 조명 기능 및 다른 차량이나 도로 이용자들에게 차량의 주행 상태를 알리기 위한 신호 기능을 가지는 다양한 종류의 차량용 램프를 구비하고 있다.
예를 들어, 헤드 램프 및 포그 램프 등은 주로 조명 기능을 목적으로 하고, 턴 시그널 램프, 테일 램프, 브레이크 램프 등은 주로 신호 기능을 목적으로 하며, 이러한 차량용 램프는 각 기능을 충분히 발휘하도록 그 설치 기준과 규격에 대해서 법규로 규정되어 있다.
최근에는 상대적으로 짧은 초점 거리를 가지는 마이크로 렌즈를 사용하여 차량용 램프의 사이즈를 줄이기 위한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이 경우 광원으로부터 복수의 마이크로 입사 렌즈로 입사되는 광이 복수의 마이크로 출사 렌즈를 통해 출사되어 차량용 램프의 용도에 적합한 빔 패턴이 형성되도록 하게 되고, 광원의 광이 가능한 손실 없이 복수의 마이크로 입사 렌즈로 입사되도록 광의 경로를 조정하는 콜리메이터가 사용되고 있다.
한편, 차량용 램프에 의해 형성되는 빔 패턴의 배광 특성에 따라 복수의 마이크로 입사 렌즈, 복수의 마이크로 출사 렌즈, 콜리메이터 등을 별도로 제조할 필요가 있으나, 이 경우 제조 단가가 증가하여 생산성이 저하되기 때문에 배광 특성에 따라 복수의 마이크로 입사 렌즈, 복수의 마이크로 출사 렌즈, 콜리메이터 등을 별도로 제조하지 않고도 용이하게 배광 특성을 만족시킬 수 있는 방안이 요구되고 있다.
등록특허공보 제10-1989099호 (2019.06.13. 공고)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 빔 패턴을 형성하기 위한 구성 요소들의 위치를 조정하여 빔 패턴의 배광 특성이 만족되도록 하는 차량용 램프를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프는, 복수의 램프 모듈에 의해 소정의 빔 패턴이 형성되도록 하는 차량용 램프로서, 상기 복수의 램프 모듈 각각은, 복수의 광원칩을 포함하는 광원부; 상기 광원부로부터 조사되는 광의 경로가 조정되도록 안내하는 광로 조정부; 및 상기 광로 조정부에 의해 안내되는 광을 투과시켜 상기 복수의 광원칩 중 적어도 하나에 의해 형성되는 적어도 하나의 광 조사 패턴을 포함하는 빔 패턴이 형성되도록 하는 광학부를 포함하며, 상기 복수의 광원칩은, 좌우 방향으로 배열되도록 배치될 수 있다.
상기 복수의 램프 모듈은, 좌우 방향으로 배열되도록 배치될 수 있다.
상기 복수의 광원칩 각각은, 소정 크기의 발광면을 가지는 광원; 및 상기 광원을 수용하는 패키지를 포함할 수 있다.
상기 광로 조정부는, 상기 복수의 광원칩의 전방에 위치하는 제1 콜리메이터; 및 상기 제1 콜리메이터의 전방에 위치하는 제2 콜리메이터를 포함하며, 상기 제1 콜리메이터의 제1 중심축과 상기 제2 콜리메이터의 제2 중심축은, 상하 방향으로 이격되도록 위치될 수 있다.
상기 제2 중심축은, 상기 복수의 광원칩 각각에 의해 형성되는 광 조사 패턴의 중심부가 기준선을 기준으로 상측으로 이동되어 형성되도록 상기 제1 중심축에 비하여 상측에 위치될 수 있다.
상기 제1 중심축과 상기 제2 중심축은, 좌우 방향으로 일치되도록 위치될 수 있다.
상기 복수의 광원칩 각각은, 발광면의 중심을 지나는 중심선이 좌우 방향으로 상기 제1 중심축과 상기 제2 중심축을 기준으로 좌측 및 우측 중 적어도 하나에 위치될 수 있다.
상기 복수의 광원칩 각각은, 상기 광 조사 패턴의 고조도 영역이 상기 광 조사 패턴의 중심부에서 하단부로 이동되어 형성되도록 발광면의 중심을 지나는 중심선이 상하 방향으로 상기 제1 중심축과 상기 제2 중심축 사이에 위치될 수 있다.
상기 광로 조정부는, 상기 광원부로부터 조사되는 광이 진행하는 공간의 굴절율과, 상기 복수의 광원칩 각각의 광 조사각에 의해 정의되는 개구수(Numerical Aperture, NA)를 가지며, 상기 광로 조정부의 개구수는, 0.5 내지 0.866일 수 있다.
상기 광학부는, 상기 광로 조정부에 의해 안내되는 상기 복수의 광원칩 각각의 광이 입사되는 복수의 입사 렌즈; 및 상기 복수의 입사 렌즈 각각에 대응되는 복수의 출사 렌즈를 포함하며, 상기 복수의 입사 렌즈 및 상기 복수의 출사 렌즈 중 서로 대응되는 입사 렌즈와 출사 렌즈는, 중심이 좌우 방향으로 이격되도록 위치될 수 있다.
상기 복수의 입사 렌즈 중 제1 입사 렌즈는, 상기 복수의 출사 렌즈 중 상기 제1 입사 렌즈에 대응되는 제1 출사 렌즈의 초점 거리보다 긴 초점 거리를 가질 수 있다.
상기 제1 입사 렌즈의 초점 거리와 상기 제1 출사 렌즈의 초점 거리의 비는, 1.5:1 내지 2:1일 수 있다.
상기 복수의 광원칩 각각의 발광면은, 좌우 방향으로 상기 복수의 입사 렌즈 및 상기 복수의 출사 렌즈 중 대응되는 입사 렌즈와 출사 렌즈에 비하여 70% 이하의 길이를 가질 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기와 같은 본 발명의 차량용 램프에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
배광 특성에 따라 별도로 제조하지 않고도 광원칩의 발광면의 중심선, 복수의 콜리메이터 각각의 중심축의 위치 조정을 통해 빔 패턴의 배광 특성이 만족되도록 할 수 있기 때문에 비용이 절감되어 생산성이 향상될 수 있는 효과가 있다.
또한, 복수의 입사 렌즈와 복수의 출사 렌즈 중 서로 대응되는 입사 렌즈와 출사 렌즈가 좌우 방향으로 이격되도록 하여 복수의 광원칩의 용이한 배치가 가능한 효과도 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프가 도시된 사시도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 램프 모듈이 도시된 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 램프 모듈이 도시된 측면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 램프 모듈이 도시된 상면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광원칩이 도시된 개략도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 램프 모듈에 의해 형성되는 광 조사 패턴이 도시된 개략도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 광원칩의 광 조사각이 도시된 개략도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 광로 조정부가 도시된 측면도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 광로 조정부가 도시된 상면도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 제1 콜리메이터와 제2 콜리메이터 각각의 중심축 위치에 따라 형성되는 광 조사 패턴이 도시된 개략도.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 광원칩의 중심선의 위치에 따라 형성되는 광 조사 패턴이 도시된 개략도.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 광학부가 도시된 측면도.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 광학부가 도시된 상면도.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 좌우 방향으로 배열되는 복수의 광원칩이 도시된 상면도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 차량용 램프를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프가 도시된 사시도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 램프 모듈이 도시된 사시도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 램프 모듈이 도시된 측면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 램프 모듈이 도시된 상면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프(1)는 복수의 램프 모듈(100)을 포함할 수 있으며, 복수의 램프 모듈(100) 중 적어도 하나로부터 조사되는 광에 의해 본 발명의 차량용 램프(1)의 용도에 적합한 빔 패턴이 형성되도록 할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 차량용 램프(1)는 차량이 야간이나 터널 등과 같은 어두운 장소를 주행하는 경우 차량의 주행 방향으로 광을 조사하여 전방 시야가 확보되도록 하는 헤드 램프의 용도로 사용되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않고, 본 발명의 차량용 램프(1)는 헤드 램프 뿐만 아니라, 테일 램프, 브레이크 램프, 포그 램프, 포지션 램프, 턴 시그널 램프, 주간 주행 램프, 백업 램프 등과 같이 차량에 설치되는 각종 램프의 용도로 사용될 수 있다.
본 발명의 차량용 램프(1)가 헤드 램프의 용도로 사용되는 경우, 선행 차량이나 대향 차량 등과 같은 전방 차량의 운전자에게 눈부심이 발생되지 않도록 소정의 컷 오프 라인을 기준으로 하측에 광이 조사되는 로우 빔 패턴을 형성하거나, 차량 전방의 원거리 시야가 확보되도록 하는 하이 빔 패턴을 형성할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 차량용 램프(1)가 하이 빔 패턴을 형성하는 경우를 예를 들어 설명하기로 하며, 이 경우 본 발명의 차량용 램프(1)는 하이 빔 패턴 중 전방 차량에 대응되는 영역에 광이 조사되지 않도록 하거나 전방 차량에 대응되는 영역에 조사되는 광의 밝기를 감소시켜 암영대가 형성되도록 함으로써, 운전자의 전방 시야가 충분히 확보되도록 하면서도 전방 차량의 운전자에게 눈부심이 발생되는 것이 방지되도록 할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 복수의 램프 모듈(100)은 좌우 방향으로 배열되도록 배치되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로서, 이에 한정되지 않고, 복수의 램프 모듈(100)은 본 발명의 차량용 램프(1)의 레이 아웃이나 설계 상의 이유 등에 따라 적어도 하나의 방향으로 배열되도록 배치될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 복수의 램프 모듈(100) 중 어느 하나를 예를 들어 설명하기로 하며, 나머지도 설치 위치 등에서 일부 차이가 있을 뿐 유사하게 적용될 수 있다.
램프 모듈(100)은 광원부(110), 광로 조정부(120) 및 광학부(130)를 포함할 수 있다.
광원부(110)는 복수의 광원칩(111, 112, 113)을 포함할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서 복수의 광원칩(111, 112, 113)은 좌우 방향으로 배열되도록 배치될 수 있고, 복수의 광원칩(111, 112, 113) 각각은 도 6과 같이 소정 크기의 발광면(110a')을 가지는 광원(110a)과 광원(110a)을 수용하는 패키지(110b)를 포함할 수 있다.
이때, 좌우 방향으로 패키지(110b)의 폭(A)은 발광면(110a')의 폭(B)의 250% 이하의 길이를 가지는 것이 바람직하며, 이는 패키지(110b)의 폭(A)이 발광면(110a')의 폭(B)의 250% 보다 큰 길이를 가지는 경우 패키지(110b)의 크기로 인하여 서로 인접한 광원칩 사이의 거리가 상대적으로 멀어지게 되어 본 발명의 차량용 램프(1)에 의해 형성되는 빔 패턴의 배광 특성, 즉 광이 조사되는 영역의 위치, 형상, 크기, 밝기 등을 만족하지 못할 가능성이 높기 때문이다.
본 발명의 실시예에서 복수의 광원칩(111, 112, 113)이 좌우 방향으로 배열되는 것은 도 7과 같이 복수의 광원칩(111, 112, 113) 각각으로부터 발생되는 광에 의해 형성되는 복수의 광 조사 패턴(P1, P2, P3)이 좌우 방향으로 배열되어 본 발명의 차량용 램프(1)의 빔 패턴을 형성할 수 있도록 하고, 전방 차량의 위치에 따라 복수의 광원칩(111, 112, 113) 중 적어도 하나가 소등되거나 광량이 감소되어 대응되는 광 조사 패턴이 형성되지 않거나 광 조사 패턴의 밝기가 감소되도록 하여 암영대가 형성되도록 하기 위한 것이다.
이때, 복수의 광 조사 패턴(P1, P2, P3) 중 서로 인접한 광 조사 패턴은 일부가 중첩되도록 형성될 수 있으며, 이는 복수의 광 조사 패턴(P1, P2, P3) 중 서로 인접한 광 조사 패턴이 서로 이격되는 경우 불필요한 암영대가 형성되어 운전자의 시야가 저하될 수 있기 때문이며, 이를 위해 전술한 바와 같이 패키지(110b)의 폭(A)이 발광면(110a')의 폭(B)의 250% 이하의 길이를 가지도록 하는 것으로 이해될 수 있다.
다시 말해서, 패키지(110b)의 폭(A)이 발광면(110a')의 폭(B)의 250%보다 큰 길이를 가지는 경우 패키지(110b)의 크기로 인하여 서로 인접한 발광면(110a') 사이의 간격을 줄이는 것에 한계가 있고, 이 경우 복수의 광 조사 패턴(P1, P2, P3) 중 서로 인접한 광 조사 패턴이 이격되어 불필요한 암영대가 형성될 수 있기 때문에 패키지(110b)의 폭(A)이 발광면(110a')의 폭(B)의 250% 이하의 길이를 가지도록 하는 것이다.
또한, 도 7은 단일의 램프 모듈(100)에 의해 3개의 광 조사 패턴(P1, P2, P3)이 형성되는 경우의 일 예로서, 본 발명의 차량용 램프(1)가 복수의 램프 모듈(100)을 포함하는 경우, 복수의 램프 모듈(100) 각각에 의해 형성되는 적어도 하나의 광 조사 패턴이 좌우 방향으로 전술한 도 7의 복수의 광 조사 패턴(P1, P2, P3)의 양측 중 적어도 하나에 좌우 방향으로 배열되도록 형성되어 하이 빔 패턴이 형성될 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에서는 복수의 광원칩(111, 112, 113)이 3개의 광원칩을 포함하기 때문에 복수의 광 조사 패턴(P1, P2, P3)이 3개의 광 조사 패턴을 포함하는 것으로 이해될 수 있으며, 이에 한정되지 않고, 광원칩의 개수에 따라 광 조사 패턴의 개수가 달라질 수 있으며, 둘 이상의 광원칩이 하나의 광 조사 패턴을 형성할 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 광원부(110)가 3개의 광원칩(111, 112, 113)을 포함하는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 복수의 램프 모듈(100) 각각에 의해 3개의 광 조사 패턴이 형성되도록 하기 위한 것으로서, 이에 한정되지 않고, 복수의 램프 모듈(100) 각각에 의해 형성되는 광 조사 패턴의 개수에 따라 복수의 램프 모듈(100) 각각에 포함되는 광원칩의 개수도 달라질 수 있다.
광로 조정부(120)는 광원부(110)로부터 발생되는 광의 경로를 조정하여 광원부(110)로부터 발생되는 광이 가능한 한 손실 없이 광학부(130)에 입사되도록 안내하는 역할을 할 수 있다.
광로 조정부(120)는 복수의 광원칩(111, 112, 113) 각각의 광 조사각과 광이 진행하는 공간의 굴절율에 의해 정의되는 개구수(Numerical Aperture, NA)를 가질 수 있다.
개구수(NA)는 NA=n*sinθ로 구해질 수 있으며, θ는 도 8과 같이 발광면(110a')의 중심을 지나는 중심선(C)을 기준으로 일방향으로 광이 조사되는 광 조사각으로 이해될 수 있고, 일반적으로 광원부(110)와 광로 조정부(120) 사이에서 광이 진행하는 매질은 공기로서, n=1로 볼 수 있기 때문에 NA=sinθ로 이해될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 복수의 광원칩(111, 112, 113)에서 유효한 밝기를 가지는 광이 조사되는 광 조사각이 60도이고, 광로 조정부(120)의 개구수가 0.5 내지 0.866을 가지는 경우를 예를 들어 설명하기로 하며, 이는 개구수가 0.5보다 작은 경우 본 발명의 차량용 램프(1)에서 요구되는 광 효율을 만족하기 어렵고, 개구수가 0.866보다 큰 경우에는 전체적인 크기가 증가하고, 유효하지 않은 밝기의 사용되어 광 효율에 끼치는 영향이 적으며, 색수차 등을 만족하지 어렵기 때문이다.
이때, 광 조사각이 60도인 것은 광원(110a)으로서 LED(Light Emitting Diode)가 사용되는 경우 일반적으로 60도 이내의 광 조사각에서 유효한 밝기의 광이 발생되기 때문이며, 이에 한정되지 않고, 광원(110a)의 발광 특성 등에 따라 유효한 밝기의 광이 발생되는 광 조사각은 달라질 수 있다.
광로 조정부(120)는 전후 방향으로 배열되는 복수의 콜리메이터(121, 122)를 포함할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서 복수의 콜리메이터(121, 122)는 광원부(110)의 전방에 위치하는 제1 콜리메이터(121) 및 제1 콜리메이터(121)의 전방에 위치하는 제2 콜레메이터(122)를 포함하는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않고, 광원부(110)에서 발생되는 광이 광로 조정부(120)에 의해 안내되는 경로에 따라 광로 조정부(120)는 3이상의 콜리메이터를 포함할 수도 있다.
본 발명의 실시예에서 광로 조정부(120)가 복수의 콜리메이터(121, 122)를 포함하는 것은 단일의 콜리메이터에 비하여 광의 경로 조정이 용이하고, 복수의 콜리메이터(121, 122)의 위치 조정을 통해 본 발명의 차량용 램프(1)에 의해 형성되는 빔 패턴의 배광 특성이 만족되도록 하기 위한 것으로서, 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 광로 조정부가 도시된 측면도이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 광로 조정부가 도시된 상면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 제1 콜리메이터(121)의 제1 중심축(Ax1)과 제2 콜리메이터(122)의 제2 중심축(Ax2)은 좌우 방향으로 일치하되, 상하 방향으로 이격되도록 위치될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 제1 중심축(Ax1)에 비하여 제2 중심축(Ax2)이 상측에 위치하는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다. 이때, 제1 중심축(Ax1)은 제1 콜리메이터(121)의 입사면의 중심과 출사면의 중심을 잇는 선으로 이해될 수 있고, 제2 중심축(Ax2)은 제2 콜리메이터(122)의 입사면의 중심과 출사면의 중심을 잇는 선으로 이해될 수 있다.
제2 중심축(Ax2)이 제1 중심축(Ax1)에 비하여 상측에 위치하는 것은 복수의 광원칩(111, 112, 113) 각각에 의해 형성되는 광 조사 패턴이 상측으로 이동되어 형성되도록 하기 위한 것으로서, 이는 본 발명의 차량용 램프(1)에 의해 하이 빔 패턴이 형성되도록 하기 위한 것이다.
즉, 제1 중심축(Ax1)과 제2 중심축(Ax2)이 상하 방향으로 일치하는 경우에는 도 11과 같이 복수의 광원칩(111, 112, 113) 각각에 형성되는 광 조사 패턴의 중심부가 기준선인 H-H선 부근에 위치하게 되나, 제2 중심축(Ax2)이 제1 중심축(Ax1)에 비하여 상측에 위치하는 경우에는 복수의 광원칩(111, 112, 113) 각각에 형성되는 광 조사 패턴의 중심부가 H-H선의 상측으로 이동되어 위치하기 때문에 본 발명의 차량용 램프(1)에 의해 하이 빔 패턴을 형성하는 경우 상대적으로 차량 전방 원거리의 시야가 확보되도록 하기 위한 배광 특성을 만족시킬 수 있게 되는 것이다.
이때, 도 11은 복수의 광원칩(111, 112, 113) 중 어느 하나에 의해 형성되는 광 조사 패턴이 도시된 경우의 일 예로서, 나머지도 좌우 방향으로 광 조사 패턴이 형성되는 위치에서 일부 차이가 있을 뿐 유사한 배광 특성을 가질 수 있다.
한편, 복수의 광원칩(111, 112, 113) 각각은 발광면(110a')의 중심선(C)이 제1 중심축(Ax1)과 제2 중심축(Ax2) 사이에 위치하게 되며, 이는 전술한 도 9 및 도 10과 같이 제2 중심축(Ax2)이 제1 중심축(Ax1)에 비하여 상측에 위치하여 전술한 도 11과 같이 광 조사 패턴이 상측으로 이동되어 형성될 때 도 12와 같이 광 조사 패턴의 고조도 영역(핫스팟)은 상대적으로 광 조사 패턴의 하단부로 이동되어 형성되도록 함으로써 고조도 영역이 H-H선 부근에 위치하기 때문에 운전자의 전방 시야가 향상되도록 하게 된다.
즉, 복수의 광원칩(111, 112, 113) 각각의 발광면(110a')의 중심선(C)이 상하 방향으로 제1 중심축(Ax1)과 제2 중심축(Ax2) 사이에 위치하는 경우에는 복수의 광원칩(111, 112, 113) 각각의 발광면(110a')의 중심선(C)이 상하 방향으로 제1 중심축(Ax1)에 일치하도록 위치되는 경우에 비하여 고조도 영역이 H-H선에 가깝게 위치하기 때문에 운전자의 전방 시야가 저하되는 것이 방지될 수 있는 것이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 광학부가 도시된 측면도이며, 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 광학부가 도시된 상면도이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광학부(130)는 복수의 입사 렌즈(131)와 복수의 입사 렌즈(131) 각각에 대응되는 복수의 출사 렌즈(132)를 포함할 수 있으며, 복수의 입사 렌즈(131) 및 복수의 출사 렌즈(132) 각각은 글래스 등과 같이 광이 투과되는 재질로 이루어지는 광투과부(133)의 입사면(133a)과 출사면(133b)에 각각 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 복수의 입사 렌즈(131) 및 복수의 출사 렌즈(132)는 상대적으로 초점 거리가 짧아 소형화가 유리한 마이크로 렌즈인 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.
복수의 입사 렌즈(131)는 좌우 방향으로 연장되는 열이 상하 방향으로 배열되도록 배치되고, 이와 유사하게 복수의 출사 렌즈(132)도 좌우 방향으로 연장되는 열이 상하 방향으로 배열되도록 배치되어 전체적으로 격자 형태로 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 복수의 입사 렌즈(131) 및 복수의 출사 렌즈(132)가 서로 일대일 대응되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않고, 본 발명의 차량용 램프(1)에 의해 형성되는 빔 패턴의 배광 특성에 따라 복수의 입사 렌즈(131) 및 복수의 출사 렌즈(132)는 일대일, 다대일, 일대다, 다대다 등으로 대응될 수 있다.
복수의 입사 렌즈(131) 및 복수의 출사 렌즈(132) 중 서로 대응되는 입사 렌즈와 출사 렌즈는 좌우 방향으로 이격되어 위치될 수 있다.
즉, 복수의 입사 렌즈(131) 중 제1 입사 렌즈(131a)의 중심(C1)과 복수의 출사 렌즈(132) 중 제1 입사 렌즈(131a)에 대응되는 제1 출사 렌즈(132a)의 중심(C2)은 서로 좌우 방향으로 이격되어 위치될 수 있다.
이때, 복수의 입사 렌즈(131) 및 복수의 출사 렌즈(132) 중 서로 대응되는 입사 렌즈와 출사 렌즈는 좌우 방향으로 이격되어 위치되는 경우, 복수의 입사 렌즈(131) 각각으로 입사되는 광은 전후 방향에 나란한 선을 기준으로 틸팅되어 입사될 필요가 있기 때문에 도 15와 같이 복수의 광원칩(111, 112, 113) 각각의 발광면(110a')의 중심선(C)은 좌우 방향으로 제1 중심축(Ax1)의 좌측 및 우측 중 적어도 하나의 방향으로 이격되어 위치될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 광원(110a)을 수용하는 패키지(110b)의 크기로 인하여 복수의 광원칩(111, 112, 113) 각각의 전체가 제1 중심축(Ax1)의 좌측 및 우측 중 적어도 하나의 방향으로 이격되어 위치되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않고, 패키지(110b)의 크기 등에 따라 광원(110a)을 수용하는 패키지(111b)의 크기로 인하여 발광면(110a') 중 적어도 일부가 제1 중심축(Ax1)의 좌측 및 우측 중 적어도 하나의 방향으로 이격되어 위치될 수 있다.
이때, 본 발명의 실시예에서는 제1 중심축(Ax1)과 제2 중심축(Ax2)이 좌우 방향으로 일치하도록 위치하기 때문에 복수의 광원칩(111, 112, 113) 각각의 전체가 제1 중심축(Ax1)의 좌측 및 우측 중 적어도 하나의 방향으로 이격되어 위치된다는 것은 복수의 광원칩(111, 112, 113) 각각의 전체가 제2 중심축(Ax2)의 좌측 및 우측 중 적어도 하나의 방향으로 이격되어 위치된다는 것으로 이해될 수 있다.
이와 같이, 복수의 광원칩(111, 112, 113) 각각의 발광면(110a')의 중심선(C)이 좌우 방향으로 제1 중심축(Ax1)의 좌측 및 우측 중 적어도 하나의 방향으로 이격되어 위치되는 경우 좌우 방향으로 복수의 광원칩(111, 112, 113) 사이의 간격이 상대적으로 멀어질 수 있기 때문에 복수의 광원칩(111, 112, 113)을 보다 용이하게 배치시킬 수 있게 된다.
또한, 복수의 입사 렌즈(131) 중 제1 입사 렌즈(131a)와 복수의 출사 렌즈(132) 중 제1 입사 렌즈(131a)에 대응되는 제1 출사 렌즈(132a) 사이에는 초점(F)이 위치하게 되며, 제1 입사 렌즈(131a)와 초점(F) 사이의 초점 거리(f1)는 제1 출사 렌즈(132a)와 초점(F) 사이의 초점 거리(f2)에 비하여 긴 거리를 가질 수 있으며, 제1 입사 렌즈(131a)의 초점 거리(f1)와 제1 출사 렌즈(132a)의 초점 거리(f2)는 제1 입사 렌즈(131a)의 곡률과 제1 출사 렌즈(132a)의 곡률에 따라 결정될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 제1 입사 렌즈(131a)의 초점 거리(f1)와 제1 출사 렌즈(132a)의 초점 거리(f2)의 비는 1.5:1 내지 2.0:1인 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.
이때, 제1 입사 렌즈(131a)의 초점 거리(f1)가 제1 출사 렌즈(132a)의 초점 거리(f2)보다 길도록 하는 것은 제1 입사 렌즈(131a)로 입사되는 광이 제1 출사 렌즈(132a)에 인접한 다른 출사 렌즈로 입사되어 불필요한 방향으로 광이 조사되는 것이 방지되도록 하기 위한 것으로서, 제1 입사 렌즈(131a)의 초점 거리(f1)와 제1 출사 렌즈(132a)의 초점 거리(f2)의 비가 1.5:1보다 작은 경우에는 제1 입사 렌즈(131a)로 입사되는 광이 제1 출사 렌즈(132a) 뿐만 아니라, 제1 출사 렌즈(132a)에 인접한 출사 렌즈로 광이 진행할 가능성이 있고, 제1 입사 렌즈(131a)의 초점 거리(f1)와 제1 출사 렌즈(132a)의 초점 거리(f2)의 비가 2.0:1보다 큰 경우에는 제1 출사 렌즈(132a)로 광이 입사되는 면적이 작아지게 되어 원하는 배광 특성의 광 조사 패턴이 형성되기 어렵기 때문이다.
한편, 복수의 광원칩(111, 112, 113) 각각의 발광면(110a')은 좌우 방향으로 복수의 입사 렌즈(131) 및 복수의 출사 렌즈(132) 중 대응되는 입사 렌즈와 출사 렌즈의 길이의 70% 이하의 길이를 가지는 것이 바람직하며, 이는 복수의 광원칩(111, 112, 113)은 발광면(110a')의 크기로 인하여 실질적으로 면발광이기 때문에 광의 전파면이 복수의 입사 렌즈(131) 및 복수의 출사 렌즈(132)의 가로 방향의 길이를 초과하는 경우 복수의 입사 렌즈(131) 및 복수의 출사 렌즈(132) 중 대응되는 입사 렌즈와 출사 렌즈 뿐만 아니라 인접한 다른 입사 렌즈와 출사 렌즈로 진행하여 불필요한 방향으로 광이 진행될 수 있기 때문이다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 차량용 램프(1)는 빔 패턴에 따라 별도로 제조하지 않고도 복수의 광원칩(111, 112, 113) 각각의 발광면(110a')의 중심선(C) 위치, 복수의 콜리메이터(121, 122) 각각의 중심축(Ax1, Ax2) 위치 조정 등을 통해 본 발명의 차량용 램프(1)에 의해 형성되는 빔 패턴의 배광 특성을 만족시킬 수 있기 때문에 비용이 절감되어 생산성이 향상될 수 있게 된다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 램프 모듈
110: 광원부
110a: 광원
110a': 발광면
110b: 패키지
111, 112, 113: 광원칩
120: 광로 조정부
121: 제1 콜리메이터
122: 제2 콜리메이터
130: 광학부
131: 입사 렌즈
132: 출사 렌즈
133: 광투과부

Claims (13)

  1. 복수의 램프 모듈에 의해 소정의 빔 패턴이 형성되도록 하는 차량용 램프로서,
    상기 복수의 램프 모듈 각각은,
    복수의 광원칩을 포함하는 광원부;
    상기 광원부로부터 조사되는 광의 경로가 조정되도록 안내하는 광로 조정부; 및
    상기 광로 조정부에 의해 안내되는 광을 투과시켜 상기 복수의 광원칩 중 적어도 하나에 의해 형성되는 적어도 하나의 광 조사 패턴을 포함하는 빔 패턴이 형성되도록 하는 광학부를 포함하며,
    상기 복수의 광원칩은,
    좌우 방향으로 배열되도록 배치되는 차량용 램프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 램프 모듈은,
    좌우 방향으로 배열되도록 배치되는 차량용 램프.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 광원칩 각각은,
    소정 크기의 발광면을 가지는 광원; 및
    상기 광원을 수용하는 패키지를 포함하는 차량용 램프.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광로 조정부는,
    상기 복수의 광원칩의 전방에 위치하는 제1 콜리메이터; 및
    상기 제1 콜리메이터의 전방에 위치하는 제2 콜리메이터를 포함하며,
    상기 제1 콜리메이터의 제1 중심축과 상기 제2 콜리메이터의 제2 중심축은,
    상하 방향으로 이격되도록 위치되는 차량용 램프.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 중심축은,
    상기 복수의 광원칩 각각에 의해 형성되는 광 조사 패턴의 중심부가 기준선을 기준으로 상측으로 이동되어 형성되도록 상기 제1 중심축에 비하여 상측에 위치되는 차량용 램프.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 중심축과 상기 제2 중심축은,
    좌우 방향으로 일치되도록 위치되는 차량용 램프.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 광원칩 각각은,
    발광면의 중심을 지나는 중심선이 좌우 방향으로 상기 제1 중심축과 상기 제2 중심축을 기준으로 좌측 및 우측 중 적어도 하나에 위치되는 차량용 램프.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 광원칩 각각은,
    상기 광 조사 패턴의 고조도 영역이 상기 광 조사 패턴의 중심부에서 하단부로 이동되어 형성되도록 발광면의 중심을 지나는 중심선이 상하 방향으로 상기 제1 중심축과 상기 제2 중심축 사이에 위치되는 차량용 램프.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 광로 조정부는,
    상기 광원부로부터 조사되는 광이 진행하는 공간의 굴절율과, 상기 복수의 광원칩 각각의 광 조사각에 의해 정의되는 개구수(Numerical Aperture, NA)를 가지며,
    상기 광로 조정부의 개구수는,
    0.5 내지 0.866인 차량용 램프.
  10. 제 1 항에 있어서
    상기 광학부는,
    상기 광로 조정부에 의해 안내되는 상기 복수의 광원칩 각각의 광이 입사되는 복수의 입사 렌즈; 및
    상기 복수의 입사 렌즈 각각에 대응되는 복수의 출사 렌즈를 포함하며,
    상기 복수의 입사 렌즈 및 상기 복수의 출사 렌즈 중 서로 대응되는 입사 렌즈와 출사 렌즈는,
    중심이 좌우 방향으로 이격되도록 위치되는 차량용 램프.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 입사 렌즈 중 제1 입사 렌즈는,
    상기 복수의 출사 렌즈 중 상기 제1 입사 렌즈에 대응되는 제1 출사 렌즈의 초점 거리보다 긴 초점 거리를 가지는 차량용 램프.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 입사 렌즈의 초점 거리와 상기 제1 출사 렌즈의 초점 거리의 비는,
    1.5:1 내지 2:1인 차량용 램프.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 광원칩 각각의 발광면은,
    좌우 방향으로 상기 복수의 입사 렌즈 및 상기 복수의 출사 렌즈 중 대응되는 입사 렌즈와 출사 렌즈에 비하여 70% 이하의 길이를 가지는 차량용 램프.
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