KR20240019871A - 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치, 차량용 램프 및 차량 - Google Patents

하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치, 차량용 램프 및 차량 Download PDF

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지핑 추
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후이 리
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Abstract

적어도 하나의 제1 광원(1), 적어도 하나의 제1 집광 소자(2), 적어도 하나의 제2 광원(3), 적어도 하나의 제2 집광 소자(4), 배광 소자 및 렌즈(7)를 포함하는 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치, 차량용 램프 및 차량으로서, 제1 집광 소자(2)는 대응되는 제1 광원(1)에 의해 방출된 광선을 집광하고 광선이 배광 소자를 통해 렌즈(7)에 의해 투사되어 로우빔 광 패턴을 형성할 수 있도록 배치되며, 제2 집광 소자(4)는 대응되는 제2 광원(3)에 의해 방출된 광선을 집광하고 광선이 배광 소자를 통해 렌즈(7)에 의해 투사되어 하이빔 광 패턴을 형성할 수 있도록 배치되고, 여기서, 제1 집광 소자(2)와 제2 집광 소자(4) 중 적어도 하나의 광선 출사 방향은 광 패턴 투사 방향과 교차된다. 본 조명 장치는 전후 방향의 사이즈를 축소할 수 있을 뿐만 아니라, 우수한 방열 성능을 가지고, 소형화에 편리하다.

Description

하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치, 차량용 램프 및 차량 {High and Low Beam Integrated Vehicle Lamp Lighting Device, Vehicle Lamp and Vehicle}
관련 출원의 상호 참조
본원 발명은 2019년 2월 25일 자로 제출한 중국 특허 출원 201910138161.X 및 2019년 9월 10일 자로 제출한 중국 특허 출원 201921500240.2의 우선권을 주장하는 바, 상기 두 건의 출원의 내용은 참조로서 본원 발명에 통합된다.
본 발명은 차량용 램프 조명 장치에 관한 것으로, 구체적으로, 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 차량용 램프 및 차량에 관한 것이다.
하이빔 램프 및 로우빔 램프는 차량의 주행 과정에서 흔히 사용되는 조명 도구로, 고속도로 또는 교외 지역과 같이 탁 트인 곳이나 광선이 어두운 곳에서 운전할 때 일반적으로 하이빔 램프를 사용해야 하지만, 반대편의 차량과 만날 경우 로우빔 램프로 전환해야 하며, 또한 도시의 도로에서 주행할 때 하이빔 램프의 각도가 지나치게 높아 반대편의 주행 차량의 운전자 및 도로에 있는 행인의 시선에 영향을 주어 안전 위험이 발생되는 것을 방지하기 위해 일반적으로 로우빔 램프를 사용해야 한다.
현재, 자동차 전조등은 대부분 하이빔과 로우빔이 통합된 발광 모듈을 사용하며, 주로 로우빔 집광기와 하이빔 집광기를 상하 중첩시켜 배치하여, 대응되는 광 패턴을 형성하기 위해 광원에 의해 방출된 광선을 수집, 시준하고, 로우빔 집광기와 하이빔 집광기는 모두 전후 방향으로 연장된 구조로, 램프 내에 배치할 경우 어느 정도 제한된다.
이에, 상기 기술적 난제를 극복하고 상기 기술적 난제를 효과적으로 해결하거나 완화시킬 수 있는 신규 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치를 설계해야 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 기본적인 기술적 과제는 전후 방향의 사이즈를 축소할 수 있을 뿐만 아니라, 우수한 방열 성능을 가지며, 소형화에 편리한 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 전후 방향에서 작은 사이즈를 가지며 우수한 방열 성능을 갖는 차량용 램프를 제공하는 것이다.
이 밖에, 본 발명이 더 해결하고자 하는 기술적 과제는 작은 부피의 차량용 램프를 구비하며 설계에 편리한 차량을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치를 제공하되, 이는 적어도 하나의 제1 광원, 적어도 하나의 제1 집광 소자, 적어도 하나의 제2 광원, 적어도 하나의 제2 집광 소자, 배광 소자 및 렌즈를 포함하고, 상기 제1 집광 소자는 대응되는 상기 제1 광원에 의해 방출된 광선을 집광하고 광선이 상기 배광 소자를 통해 상기 렌즈에 의해 투사되어 로우빔 광 패턴을 형성할 수 있도록 배치되며, 상기 제2 집광 소자는 대응되는 상기 제2 광원에 의해 방출된 광선을 집광하고 광선이 상기 배광 소자를 통해 상기 렌즈에 의해 투사되어 하이빔 광 패턴을 형성할 수 있도록 배치되고; 여기서, 상기 제1 집광 소자와 상기 제2 집광 소자 중 적어도 하나의 광선 출사 방향은 광 패턴 투사 방향과 교차된다.
선택 가능하게, 상기 배광 소자는 경사 반사면 및 전후 연장 반사면을 포함하고, 상기 경사 반사면과 전후 연장 반사면은 서로 연결되어 만곡 구조를 형성하며, 상기 전후 연장 반사면의 선단에는 컷오프 경계가 설치되고; 상기 제1 집광 소자는 이에 의해 출사된 광선이 상기 컷오프 경계를 통해 차단되고 상기 렌즈에 의해 투사되어 로우빔 컷오프 라인을 갖는 로우빔 광 패턴을 형성할 수 있도록 배치되며, 상기 제2 집광 소자의 출사 광선은 상하 방향을 따라 전파되고 이에 의해 출사된 광선이 상기 경사 반사면을 통해 반사되어 하이빔 광 패턴을 형성할 수 있도록 배치되거나; 또는, 상기 제1 집광 소자의 출사 광선은 상하 방향을 따라 전파되고 이에 의해 출사된 광선이 상기 경사 반사면을 통해 반사되며 상기 컷오프 경계를 통해 차단된 후, 최종적으로 상기 렌즈에 의해 투사되어 로우빔 컷오프 라인을 갖는 로우빔 광 패턴을 형성할 수 있도록 배치되고, 상기 제2 집광 소자는 이에 의해 출사된 광선이 상기 렌즈에 의해 투사되어 하이빔 광 패턴을 형성할 수 있도록 배치된다.
구체적으로, 상기 배광 소자는 만곡 플레이트이고, 상기 경사 반사면 및 전후 연장 반사면은 상기 배광 소자의 외표면 또는 내표면에 형성되며, 상기 컷오프 경계는 상기 배광 소자의 선단 상부 가장자리에 형성된다.
보다 구체적으로, 상기 배광 소자의 플레이트 두께는 0.1 mm 이상이고 2 mm 이하이다.
선택 가능하게, 상기 배광 소자의 플레이트 두께는 0.1 mm 이상이고 0.5 mm 이하이다.
선택 가능하게, 상기 전후 연장 반사면의 선단은 오목 호 형상이다.
구체적으로, 상기 제1 집광 소자 및 제2 집광 소자는 모두 투명한 내부 전반사 렌즈이다.
선택 가능하게, 상기 제1 집광 소자의 출광면 및/또는 상기 제2 집광 소자의 출광면은 격자면이다.
선택 가능하게, 상기 배광 소자는 제1 투광부 및 제2 투광부를 포함하고, 상기 제1 투광부는 전반사면을 통해 상기 제2 투광부와 연결되어 "L"자형 구조를 형성하며, 상기 제2 투광부에는 로우빔 컷오프 라인을 형성하기 위한 컷오프부가 형성되고; 상기 제1 집광 소자는 상기 제1 투광부의 입광면에 설치되고, 상기 제1 투광부와 일체로 성형되며; 상기 제2 집광 소자는 상기 배광 소자의 후측 아래에 위치하고 이에 의해 출사된 광선이 상기 렌즈에 의해 투사된 후 하이빔 광 패턴을 형성할 수 있도록 배치되거나; 또는, 상기 제2 집광 소자는 상기 제1 투광부의 입광면에 설치되고, 상기 제1 투광부와 일체로 성형되며; 상기 제1 집광 소자는 상기 배광 소자의 후측 위에 위치하고 이에 의해 출사된 광선이 상기 컷오프부를 통해 차단된 후 상기 렌즈에 의해 투사되어 로우빔 컷오프 라인을 갖는 로우빔 광 패턴을 형성할 수 있도록 배치된다.
또한, 상기 배광 소자는 III 영역 형성부를 더 포함하고, 상기 III 영역 형성부는 상기 제2 투광부의 제1 표면 또는 제2 표면에 위치하며, 상기 제1 표면 및 제2 표면은 상대적으로 설치된다.
선택 가능하게, 상기 III 영역 형성부는 상기 제1 표면에 설치되고, 상기 III 영역 형성부는 오목홈이다.
또한, 상기 오목홈의 저면에는 격자상 무늬 또는 스트립형 무늬가 설치된다.
선택 가능하게, 상기 III 영역 형성부는 상기 제1 표면에 설치되고, 상기 III 영역 형성부는 돌기이며, 상기 돌기에서 상기 제1 표면과 상대적인 표면은 상기 제1 표면과 협각을 이루어 설치된다.
또한, 상기 돌기에서 상기 제1 표면과 상대적인 표면에는 격자상 무늬 또는 스트립형 무늬가 설치된다.
선택 가능하게, 상기 III 영역 형성부는 상기 제2 표면에 설치되고, 상기 III 영역 형성부는 돌기이며, 상기 돌기 절단면은 삼각형이다.
선택 가능하게, 상기 제2 투광부의 출광면은 오목 곡면이다.
선택 가능하게, 상기 배광 소자는 "L"자형의 로우빔 분포 소자 및 "L"자형의 하이빔 분포 소자를 포함하고, 상기 로우빔 분포 소자는 각 상기 제1 집광 소자와 대응되며, 상기 하이빔 분포 소자는 각 상기 제2 집광 소자와 대응된다.
또한, 상기 로우빔 분포 소자는 로우빔 상하 광 채널, 로우빔 전반사면 및 로우빔 전후 광 채널을 포함하고, 상기 로우빔 상하 광 채널은 상기 로우빔 전반사면을 통해 상기 로우빔 전후 광 채널과 연결되어 "L"자형 구조를 형성하며, 상기 로우빔 상하 광 채널의 입광면에는 각 상기 제1 집광 소자가 일체로 설치되고; 상기 하이빔 분포 소자는 하이빔 상하 광 채널, 하이빔 전반사면 및 하이빔 전후 광 채널을 포함하며, 상기 하이빔 상하 광 채널은 상기 하이빔 전반사면을 통해 상기 하이빔 전후 광 채널과 연결되어 "L"자형 구조를 형성하고, 상기 하이빔 상하 광 채널의 입광면에는 각 상기 제2 집광 소자가 일체로 설치된다.
선택 가능하게, 상기 로우빔 전반사면은 평면, 오목면 또는 볼록면이고, 상기 하이빔 전반사면은 평면, 오목면 또는 볼록면이다.
선택 가능하게, 상기 로우빔 분포 소자의 출광면의 하측 경계선과 상기 하이빔 분포 소자의 출광면의 상측 경계선은 접촉되고, 상기 로우빔 분포 소자와 상기 하이빔 분포 소자 사이에는 앞에서 뒤로 점차적으로 커지는 쐐기꼴 간극이 형성된다.
선택 가능하게, 상기 로우빔 전반사면 및/또는 상기 로우빔 전후 광 채널의 하측 면에는 반사 강화 필름이 설치되고, 상기 로우빔 분포 소자의 출광면에는 반사 방지 필름이 설치되며, 상기 하이빔 전반사면 및/또는 상기 하이빔 전후 광 채널의 상측 면에는 반사 강화 필름이 설치되고, 상기 하이빔 분포 소자의 출광면에는 반사 방지 필름이 설치된다.
선택 가능하게, 상기 렌즈는 평면 볼록 렌즈 또는 양면 볼록 렌즈이다.
선택 가능하게, 상기 렌즈의 입광면 및/또는 출광면에는 반사 방지 필름이 설치된다.
상기 기술적 해결수단에 기초하여, 본 발명은 상기 어느 하나의 기술적 해결수단에 따른 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치를 포함하는 차량용 램프를 더 제공한다.
상기 기술적 해결수단에 기초하여, 본 발명은 상기 기술적 해결수단에 따른 차량용 램프를 포함하는 차량을 더 제공한다.
본 발명의 상기 기본적인 기술적 해결수단을 통해, 로우빔 집광기와 하이빔 집광기를 상하 중첩시켜 배치하고 로우빔 집광기와 하이빔 집광기의 구조를 모두 전후 방향으로 연장시키는 기존의 하이빔과 로우빔이 통합된 발광 모듈의 기술적 해결수단에 비해, 본 발명의 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치는 배광 소자를 이용하여, 제1 집광 소자, 제2 집광 소자 및 배광 소자로 형성된 로우빔 집광 구조와 하이빔 집광 구조의 전후 방향에서의 사이즈를 효과적으로 축소시킴으로써, 차량용 램프 내에서의 배치 설계에 더 유리하며; 또한, 로우빔을 형성하기 위한 제1 광원과 하이빔을 형성하기 위한 제2 광원 사이의 거리를 증가시킴으로써, 방열 성능을 효과적으로 향상시키고, 아울러 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 전체적인 부피를 축소시킬 수 있음으로써, 차량용 램프 소형화에 편리하다.
특히, 배광 소자는 "L"자형과 같은 만곡 구조 형태를 적용함으로써, 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 전후 방향에서의 사이즈를 어느 정도 효과적으로 감소시키므로, 더욱 소형화되도록 한다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 후술되는 구체적인 실시형태 부분에서 상세하게 설명하도록 한다.
아래 도면은 본 발명을 더 이해하도록 제공되는 것이고, 명세서의 일부분을 구성하여 아래 구체적인 실시형태와 함께 본 발명을 해석하기 위한 것이지만, 본 발명의 보호 범위는 아래 도면 및 구체적인 실시형태에 한정되지 않는다. 도면에서,
도 1은 본 발명의 제1 구체적인 실시형태에 따른 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 구조 모식도 1이다.
도 2는 본 발명의 제1 구체적인 실시형태에 따른 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 구조 모식도 2이다.
도 3은 본 발명의 제1 구체적인 실시형태에 따른 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 구조 모식도 3이다.
도 4는 발명의 제2 구체적인 실시형태에 따른 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 구조 모식도 1이다.
도 5는 발명의 제2 구체적인 실시형태에 따른 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 구조 모식도 2이다.
도 6은 발명의 제2 구체적인 실시형태에 따른 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 구조 모식도 3이다.
도 7은 발명의 제3 구체적인 실시형태에 따른 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 구조 모식도 1이다.
도 8은 발명의 제3 구체적인 실시형태에 따른 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 구조 모식도 2이다.
도 9는 발명의 제3 구체적인 실시형태에 따른 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 구조 모식도 3이다.
도 10은 발명의 제4 구체적인 실시형태에 따른 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 구조 모식도 1이다.
도 11은 발명의 제4 구체적인 실시형태에 따른 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 구조 모식도 2이다.
도 12는 발명의 제4 구체적인 실시형태에 따른 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 구조 모식도 3이다.
도 13은 발명의 제4 구체적인 실시형태에 따른 집광 소자의 구조 모식도이다.
도 14는 도 13의 실시형태에서 A부분의 부분 확대도이다.
도 15는 본 발명의 구체적인 실시형태에 따른 배광 소자와 집광 소자가 일체로 연결된 구조 모식도 1이고, 여기서, III 영역 형성부는 오목홈이다.
도 16은 본 발명의 구체적인 실시형태에 따른 III 영역 형성부에서의 격자상 무늬의 구조 모식도이다.
도 17은 본 발명의 구체적인 실시형태에 따른 III 영역 형성부에서의 스트립상 무늬의 구조 모식도이다.
도 18은 본 발명의 제5 구체적인 실시형태에 따른 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 구조 모식도 1이다.
도 19는 본 발명의 제5 구체적인 실시형태에 따른 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 구조 모식도 2이고, 여기서, 로우빔 광선의 광로를 나타내었다.
도 20은 본 발명의 제5 구체적인 실시형태에 따른 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치에 의해 형성된 로우빔 광 패턴 및 로우빔 III 영역 광 패턴의 광 패턴 효과 모식도이다.
도 21은 본 발명의 제5 구체적인 실시형태에 따른 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 구조 모식도 3이고, 여기서, 하이빔 광선의 광로를 나타내었다.
도 22는 본 발명의 구체적인 실시형태에 따른 배광 소자와 집광 소자가 일체로 연결된 구조 모식도 2이고, 여기서, III 영역 형성부는 돌기이다.
도 23은 본 발명의 구체적인 실시형태에 따른 배광 소자와 집광 소자가 일체로 연결된 구조 모식도 3이고, 여기서, III 영역 형성부는 삼각형 돌기이다.
도 24는 발명의 제6 구체적인 실시형태에 따른 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 구조 모식도이다.
도 25는 발명의 제7 구체적인 실시형태에 따른 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 구조 모식도 1이다.
도 26은 발명의 제7 구체적인 실시형태에 따른 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 구조 모식도 2이다.
도 27은 발명의 제7 구체적인 실시형태에 따른 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 구조 모식도 3이다.
도 28은 발명의 제7 구체적인 실시형태에 따른 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 구조 모식도 4이다.
아래, 도면과 함께 본 발명의 구체적인 실시형태를 상세하게 설명하되, 여기서 설명되는 구체적인 실시형태는 본 발명을 설명하고 해석하기 위한 것일 뿐 본 발명의 보호 범위는 아래 구체적인 실시형태에 한정되지 않음을 이해해야 한다.
이 밖에, 용어 "제1", "제2"는 설명을 위한 목적으로 사용될 뿐, 상대적인 중요성을 지시 또는 암시하거나 지시된 기술특징의 개수를 은연중 밝히는 것으로 이해해서는 아니되므로, "제1", "제2"로 한정된 특징은 하나 이상의 상기 특징을 명시하거나 은연중 포함할 수 있다.
본 발명을 편리하게 설명하고 설명을 간소화하기 위해, 용어 "전, 후”는 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치가 그 광선 출사 방향을 따른 전후 방향을 의미하는데, 예를 들어, 도 1에서, 배광 소자가 후방에 위치하고, 상대적으로, 렌즈(7)가 전방에 위치함을 의미하며, 용어 "좌, 우”는 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치가 그 광선 출사 방향을 따른 좌우 방향을 의미하고, 용어 "상, 하”는 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치가 그 광선 출사 방향을 따른 상하 방향을 의미하며, 일반적으로, 본 발명에 따른 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 전후 좌우 상하 방향은 차량의 전후 좌우 상하 방향과 대체적으로 일치함을 이해해야 한다. 용어는 도면에 도시된 방위 또는 위치 관계에 기반된 것으로, 언급된 장치 또는 소자가 반드시 특정된 방위를 가지고 특정된 방위로 구성 및 작동되는 것으로 지시하거나 암시하지 않으므로, 본 발명을 한정하는 것으로 이해해서는 아니되며, 본 발명의 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 방위 용어에 대해, 실제 장착 상태와 결부하여 이해해야 한다.
도 1 내지 도 28에 도시된 바와 같이, 본 발명의 기본 실시형태에 따른 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치는 적어도 하나의 제1 광원(1), 적어도 하나의 제1 집광 소자(2), 적어도 하나의 제2 광원(3), 적어도 하나의 제2 집광 소자(4), 배광 소자 및 렌즈(7)를 포함하고, 제1 집광 소자(2)는 대응되는 제1 광원(1)에 의해 방출된 광선을 집광하고 광선이 상기 배광 소자를 통해 렌즈(7)에 의해 투사되어 로우빔 광 패턴을 형성할 수 있도록 배치되며, 제2 집광 소자(4)는 대응되는 제2 광원(3)에 의해 방출된 광선을 집광하고 광선이 배광 소자를 통해 렌즈(7)에 의해 투사되어 하이빔 광 패턴을 형성할 수 있도록 배치되고; 여기서, 제1 집광 소자(2)와 제2 집광 소자(4) 중 적어도 하나의 광선 출사 방향은 광 패턴 투사 방향과 교차된다.
여기서, 제1 집광 소자(2), 제2 집광 소자(4) 및 배광 소자 사이의 위치 관계를 설정하여, 제1 집광 소자(2)와 제2 집광 소자(4) 중 적어도 하나의 광선 출사 방향이 광 패턴 투사 방향과 교차되도록 한다. 여기서, "광 패턴 투사 방향”은 광선이 렌즈(7)의 출광면으로부터 출사되는 방향을 의미하고; 상기 "제1 집광 소자(2)와 제2 집광 소자(4) 중 적어도 하나의 광선 출사 방향은 광 패턴 투사 방향과 교차된다”는 것은 제1 집광 소자(2)와 제2 집광 소자(4) 중 적어도 하나의 광선이 대체적으로 상하 방향을 따라 전파됨을 의미하며, 도 19 및 도 21에 도시된 바와 같이, 다른 하나는 대체적으로 전후 방향을 따라 전파될 수 있거나, 또는, 도 28 에 도시된 바와 같이, 양자가 모두 대체적으로 상하 방향을 따라 전파되는데, 대응하는 로우빔 광 패턴과 하이빔 광 패턴을 획득할 수만 있으면 된다. 일반적으로, 종래기술의 하이빔과 로우빔이 통합된 발광 모듈 중 로우빔 집광기와 하이빔 집광기의 구조는 모두 전후 방향으로 연장되게 설계되어, 종래기술의 하이빔과 로우빔이 통합된 발광 모듈 중 집광 소자의 광선 출사 방향이 렌즈의 출광면에 의해 출사된 광선의 광 패턴 투사 방향과 거의 평행될 수 있으므로, 모듈의 전후 방향 사이즈가 아주 크고 램프 내에서의 배치가 어느 정도 제한되는 것으로 생각할 수 있다. 하지만, 상기 기본적인 실시형태의 설계를 통해, 본 발명의 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 전후 방향에서의 사이즈를 효과적으로 축소하므로, 더욱 소형화될 수 있도록 한다. 아울러, 제1 광원(1)과 제2 광원(3) 사이의 거리를 증가시킴으로써, 제1 광원(1)과 제2 광원(3) 사이에 일정한 거리가 있도록 하여, 광원을 분산되게 배치할 수 있고, 이와 매칭되는 방열기 부피를 대응되게 감소시킬 수 있으므로, 전체적인 방열 성능을 개선시키고, 작은 부피, 경량화의 기술적 효과를 구현한다. 그리고, 상기 "제1 집광 소자(2)는 대응되는 제1 광원(1)에 의해 방출된 광선을 집광하고 광선이 배광 소자를 통해 렌즈(7)에 의해 투사되어 로우빔 광 패턴을 형성할 수 있도록 배치되며, 제2 집광 소자(4)는 대응되는 제2 광원(3)에 의해 방출된 광선을 집광하고 광선이 배광 소자를 통해 렌즈(7)에 의해 투사되어 하이빔 광 패턴을 형성할 수 있도록 배치된다”는 것은 제1 집광 소자(2)와 제2 집광 소자(4)가 배광 소자를 이용하여 대응되는 로우빔 광 패턴과 하이빔 광 패턴을 형성할 수 있음을 의미하고, 광 패턴을 형성하는 과정에서, 다양한 형태가 존재하는데, 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 집광 소자(2)에 의해 집광된 광선은 배광 소자 내부를 통해 전파된 후 렌즈(7)에 의해 투사되어 로우빔 광 패턴을 형성하고, 제2 집광 소자(4)에 의해 집광된 광선은 배광 소자 하측에서 직접 렌즈(7)에 전파된 다음 렌즈(7)에 의해 투사된 후 하이빔 광 패턴을 형성한다. 또는, 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 집광 소자(2)에 의해 집광된 광선은 배광 소자에서의 컷오프부(507)를 통해 차단된 후 렌즈(7)에 투사되어 로우빔 광 패턴을 형성하고, 제2 집광 소자(4)에 의해 집광된 광선은 배광 소자 내부를 통해 전파된 후 렌즈(7)에 의해 투사되어 하이빔 광 패턴을 형성한다. 다시 말하면, 제1 집광 소자(2)와 제2 집광 소자(4)가 배광 소자를 통해 대응되는 로우빔 광 패턴과 하이빔 광 패턴을 형성할 수만 있으면 된다.
제1 광원(1)과 제2 광원(3)의 개수는 설계 요구에 따라 설정될 수 있음을 이해할 수 있고, 도 2는 제1 광원(1)과 제2 광원(3)의 개수가 모두 복수 개인 예시를 나타낸다.
본 발명은 다양한 구체적인 구조의 배광 소자를 통해 전후 방향의 사이즈를 축소하는 기술적 효과를 구현할 수 있다.
구체적인 실시예로서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 배광 소자는 만곡된 형상을 가지고, 경사 반사면(501) 및 전후 연장 반사면(502)을 포함하며, 경사 반사면(501)과 전후 연장 반사면(502)은 서로 연결되어 만곡 구조를 형성하고, 전후 연장 반사면(502)의 선단에는 컷오프 경계(503)가 설치된다. 이로써, 제1 집광 소자(2)는 대응되는 각 제1 광원(1)에 의해 방출된 광선을 집광한 다음, 광선이 대체적으로 전후 방향을 따라 전파되도록 하고, 컷오프 경계(503) 측으로 향한 광선은 렌즈(7)에 의해 투사된 후 설정된 형상을 갖는 로우빔 컷오프 라인을 형성하며, 전후 방향을 따라 전파된 광선은 최종적으로 렌즈(7)에 의해 전방으로 투사되어 차량의 로우빔 광 패턴을 형성한다. 제2 집광 소자(4)는 대응되는 각 제2 광원(3)에 의해 방출된 광선을 집광한 다음, 광선이 대체적으로 상하 방향을 따라 전파되도록 하고, 광선은 경사 반사면(501)에 의해 반사된 후 직접 렌즈(7)로 향하거나 또는 전후 연장 반사면(502)에 의해 반사된 후 렌즈(7)로 향하며, 최종적으로 렌즈(7)에 의해 전방으로 투사되어 차량의 하이빔 광 패턴을 형성한다. 그리고, 상기 "제1 집광 소자(2)는 대응되는 각 제1 광원(1)에 의해 방출된 광선을 집광한 다음, 광선이 대체적으로 전후 방향을 따라 전파되도록 한다”는 것은 배광 요구에 따라, 광선이 전후 방향을 따라 전파될 수 있거나, 광선의 전파 방향과 전후 방향이 약간의 편차가 있을 수 있을 수 있지만, 광선이 최종적으로 렌즈(7)에 의해 전방으로 투사되어 차량의 설정된 형상의 로우빔 컷오프 라인을 갖는 로우빔 광 패턴을 형성할 수만 있으면 됨을 의미한다. 마찬가지로, 상기 "제2 집광 소자(4)는 대응되는 각 제2 광원(3)에 의해 방출된 광선을 집광한 다음, 광선이 대체적으로 상하 방향을 따라 전파되도록 한다” 는 것은 배광 요구에 따라, 광선이 상하 방향을 따라 전파될 수 있거나, 광선의 전파 방향과 상하 방향이 일정한 편차가 있을 수 있을 수 있지만, 경사 반사면(501)의 경사각도를 조정하여 광선이 경사 반사면(501)에 의해 반사된 후 최종적으로 렌즈(7)에 의해 전방으로 투사되어 차량의 하이빔 광 패턴을 형성할 수만 있으면 됨을 의미한다.
구체적으로, 배광 소자는 만곡 플레이트이고, 경사 반사면(501) 및 전후 연장 반사면(502)은 배광 소자의 외표면 또는 내표면에 형성되며, 컷오프 경계(503)는 상기 배광 소자의 선단 상부 가장자리에 형성되고; 배광 소자의 플레이트 두께는 0.1 mm 이상이고 2 mm 이하이며; 바람직하게는, 플레이트 두께는 0.1 mm 이상이고 0.5 mm 이하이다. 여기서, 전후 연장 반사면(502)의 선단에 컷오프 경계(503)가 형성된다. 또한, 뚜렷한 광 패턴을 형성할 수 있도록, 전후 연장 반사면(502)의 선단을 오목 호 형상으로 설계할 수 있다. 그 원리는 다음과 같은 바, 오목 호 형상은 렌즈(7)의 초점면에 적합한 오목 호 형상인데, 이른바 초점면이란 렌즈(7)의 광축과 직교인 평면을 의미하지만, 상면의 만곡의 차이로 인해 렌즈(7)의 초점면은 실제적으로 뒤로 함몰된 곡면이므로, 전후 연장 반사면(502)이 상기 초점면에 접근하는 부위일 수록, 상기 부위를 통해 출사된 광선이 렌즈(7)를 통해 형성된 광 픽셀이 더 뚜렷하므로, 뚜렷한 광 패턴을 형성할 수 있도록, 전후 연장 반사면(502)의 선단을 렌즈(7)의 초점면과 동일하거나 대체적으로 동일한 오목 호 형상으로 설계해야 한다.
일반적으로, 제1 집광 소자(2) 및 제2 집광 소자(4)는 내부 전반사 렌즈와 같은 투명한 광학 소자일 수 있고, 내부 전반사 렌즈는 전반사 원리를 적용하여 광선을 수집하여 처리한다. LED의 광 에너지 분포 특징에 따라, 광선 경로를 제어하여 내부 전반사 렌즈 굴절면 및 반사면 윤곽선에서의 이산 점을 획득하고, 보간법을 이용하여 스플라인 곡선을 획득한 다음, 360°로 회전하여 내부 전반사 렌즈의 모델을 획득하되, 이는 렌즈의 작은 사이즈를 유지하는 동시에, 광 에너지 이용률은 95.26 %이다.
구체적으로, 제1 집광 소자(2) 및 제2 집광 소자(4)는 오목 캐비티를 구비한 집광 컵 구조일 수 있고, 오목 캐비티 내에는 광원을 향하는 곡면 돌기가 설치되며, 오목 캐비티 측벽의 곡률 및 오목 캐비티 내의 곡면 돌기의 곡률을 조정하여 광선의 출사 경로를 제어할 수 있으므로, 광 패턴의 에너지 분포를 효과적으로 조정하여 출력하고, 조정 가능한 구조가 다양하며, 조정이 편리하고 광 패턴을 보다 정확하게 제어한다. 물론, 제1 집광 소자(2) 및 제2 집광 소자(4)의 내부에 오목 캐비티를 설치하지 않을 수도 있고, 이는 단지 외부 윤곽이 후단에서 선단으로 점차적으로 커지는 곡면상 구조의 실심체이며, 광선을 더 잘 수집하기 위해 그 입광부는 평면, 돌출 곡면 또는 오목 곡면의 집광 컵 구조이다.제1 집광 소자(2) 및 제2 집광 소자(4)는 투명한 플라스틱, 유리 또는 실리카겔로 제조될 수 있고, 그 외부 윤곽은 후단에서 선단으로 점차적으로 커지는 곡면상 구조이므로, 대응되는 광원에 의해 방출된 광선이 잘 수집, 시준될 수 있도록 하여, 광선 이용률을 향상시킨다.
이 밖에, 조광하여 보다 균일한 광 패턴을 획득하기 위해, 제1 집광 소자(2)의 출광면 및/또는 제2 집광 소자(4)의 출광면은 격자면일 수 있다. 여기서, 격자면은 복수 개의 평면 또는 곡면으로 이어 맞추어진 것일 수 있다. 물론, 공정의 간소화를 위해, 제1 집광 소자(2)의 출광면 및 제2 집광 소자(4)는 평면일 수도 있고, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수 개의 제1 집광 소자(2)는 일체로 연결되어 이들의 출광면이 공통 출광 평면을 형성한다.
상기 실시예에서, 전후 연장 반사면(502)은 경사 반사면(501)의 상측에 위치하고, 하나의 도치된 "L"자형과 유사한 형상의 만곡 플레이트를 형성한다. 대응되게, 간단한 변화를 통해, 도 4 내지 도 6에 도시된 전후 연장 반사면(502)이 경사 반사면(501)의 하측에 위치한 "L"자형과 유사한 형상의 만곡 플레이트를 형성할 수 있으며, 제1 집광 소자(2)의 출사 광선은 대체적으로 상하 방향을 따라 전파되고, 이에 의해 출사된 광선이 경사 반사면(501)을 통해 반사되며 컷오프 경계(503)를 통해 차단된 후, 최종적으로 렌즈(7)에 의해 투사되어 로우빔 컷오프 라인을 갖는 로우빔 광 패턴을 형성할 수 있도록 하며, 제2 집광 소자(4)는 상기 배광 소자의 후측 아래에 위치하고 이에 의해 출사된 광선이 렌즈(7)에 의해 투사되어 하이빔 광 패턴을 형성할 수 있도록 배치된다.
다른 구체적인 실시예로서, 도 7 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 배광 소자는 만곡된 도광 소자일 수도 있으며, 제1 투광부(504) 및 제2 투광부(505)를 포함하고, 제1 투광부(504)는 전반사면(506)을 통해 제2 투광부(505)와 연결되어 "L"자형 구조를 형성하며, 제2 투광부(505)에는 광 패턴 컷오프 라인을 형성하기 위한 컷오프부(507)가 형성되고; 여기서, 제1 집광 소자(2)는 제1 투광부(504)의 입광면에 설치되고, 상기 제1 투광부(504)와 일체로 성형되며; 제2 집광 소자(4)는 상기 배광 소자의 후측 아래에 위치하고, 이에 의해 출사된 광선이 렌즈(7)에 의해 투사된 후 하이빔 광 패턴을 형성할 수 있도록 할 수 있거나; 또는, 제2 집광 소자(4)는 제1 투광부(504)의 입광면에 설치되고, 상기 제1 투광부(504)와 일체로 성형되며; 제1 집광 소자(2)는 배광 소자의 후측 위에 위치하고, 이에 의해 출사된 광선이 컷오프부(507)를 통해 차단된 후 렌즈(7)에 의해 투사되어 로우빔 컷오프 라인을 갖는 로우빔 광 패턴을 형성할 수 있도록 할 수 있다.
구체적으로, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 투광부(504)의 입광면에는 복수 개의 제1 집광 소자(2)가 순차적으로 배열되고, 각 제1 집광 소자(2)와 제1 투광부(504)는 일체로 성형되어 설치됨으로써, 제1 광원(1)에 의해 방출된 광선은 제1 집광 소자(2)를 통해 집광된 다음, 전반사면(506)에 의해 반사되고, 제2 투광부(505)에 위치한 출광면으로부터 출사되며, 컷오프부(507)를 통해 차단되고, 마지막으로 렌즈(7)에 의해 출사되어 로우빔 컷오프 라인을 갖는 로우빔 광 패턴을 형성한다. 아울러, 복수 개의 제2 집광 소자(4)는 일체로 연결되고, 제2 집광 소자(4)에 의해 출사된 광선은 제2 투광부(505)의 하측으로부터 전파되며, 직접 렌즈(7)에 의해 출사되어 하이빔 광 패턴을 형성할 수 있다. 여기서, 제1 집광 소자(2) 및 제2 집광 소자(4)는 모두 투명한 내부 전반사 렌즈이다.
이 밖에, 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 제2 집광 소자(4)와 제1 투광부(504)를 일체로 성형할 수도 있는데, 즉 제1 투광부(504)의 입광면에는 복수 개의 제2 집광 소자(4)가 순차적으로 배열됨으로써, 제1 집광 소자(2)에 의해 출사된 광선은 컷오프부(507)에 의해 차단된 후, 마지막으로 렌즈(7)에 의해 출사되어 로우빔 컷오프 라인을 갖는 로우빔 광 패턴을 형성한다. 제2 집광 소자(4)에 의해 출사된 광선은 제1 투광부(504)에 입사되고, 전반사면(506)에 의해 반사되며, 제2 투광부(505)에 위치한 출광면으로부터 출사되고, 마지막으로 렌즈(7)에 의해 출사되어 하이빔 광 패턴을 형성한다. 마찬가지로, 균일한 광 패턴을 획득할 수 있도록, 제1 집광 소자(2) 및 제2 집광 소자(4)는 모두 투명한 내부 전반사 렌즈이고, 제1 집광 소자(2)의 출광면은 격자면이다.
여기서, 격자면의 구체적인 구조 형태는 도 13 및 도 14를 참조할 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 각 제1 집광 소자(2)와 제1 투광부(504)가 일체로 성형되어 설치될 경우, 전후 연장 반사면(502)은 제2 투광부(505)의 하부 표면에 형성되고, 컷오프 경계(503)는 제2 투광부(505)의 하부 표면의 앞 가장자리에 형성하는데, 즉 컷오프부(507)를 형성한다. 경사 반사면(501)과 동일한 기능을 갖는 전반사면(506)을 통해 각 제1 집광 소자(2)에 의해 출사된 광선을 반사시킴으로써, 컷오프부(507)에 의해 차단된 후 렌즈(7)에 의해 출사되어 로우빔 광 패턴을 형성한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 각 제2 집광 소자(4)와 제1 투광부(504)가 일체로 성형되어 설치될 경우, 전후 연장 반사면(502)은 제2 투광부(505)의 상부 표면에 형성되고, 컷오프 경계(503)는 제2 투광부(505)의 상부 표면의 앞 가장자리에 형성되는데, 즉 컷오프부(507)를 형성한다. 경사 반사면(501)과 동일한 기능을 갖는 전반사면(506)을 통해 각 제2 집광 소자(4)에 의해 출사된 광선을 반사시키고, 최종적으로 렌즈(7)에 의해 출사되어 하이빔 광 패턴을 형성한다.
중국 특허 CN106122870B에서는 LED 광원 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 모듈을 공개하였고, 상기 LED 광원 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 모듈의 III 영역 형성 구조는 집광기의 상부 표면에 설치되며, 로우빔 광선은 집광기의 상측으로부터 전파되므로, 그 III 영역 형성 구조는 일부분의 로우빔의 광선을 가리거나 일부분의 로우빔 광선의 전파 경로를 변화시킬 수 있는데, 이 부분의 광선이 바로 로우빔 컷오프 라인 부분과 가까운 광선이므로, 75R 테스트 포인트의 휘도를 감소시키는 등 로우빔의 성능에 영향을 준다. 이 밖에, 집광기의 상부 표면은 하이빔의 전반사면이므로, III 영역 형성 구조를 집광기의 상부 표면에 설치하면 일부분의 전반사면의 각도를 변화시켜, 하이빔의 전반사 광선 경로를 변화시키므로, 하이빔의 성능을 감소시킬 수 있다.
이에, 도 15 내지 도 24에 도시된 바와 같이, 배광 소자에 III 영역 형성부(6)를 설치할 수 있고, III 영역 형성부(6)는 제2 투광부(505)의 상대적으로 설치된 제1 표면(5051) 또는 제2 표면(5052)에 위치하며, 도 20에 도시된 바와 같이, III 영역 형성부(6)는 로우빔 III 영역 광 패턴(700)을 형성하기 위한 것이고, 여기서, 하이빔과 로우빔의 성능을 향상시키기 위해, III 영역 형성부(6)가 로우빔 광선을 가리지 않거나 하이빔과 로우빔 광선의 전파 경로를 개변시키지 않도록, 제1 표면(5051)은 제2 투광부(505)에서 "L"자형 내측에 위치한 표면이다.
다양한 III 영역 형성부(6)가 존재하는 구체적인 구조 형태는 로우빔 III 영역 광 패턴(700)의 형성에 사용될 수 있다. 구체적으로, 도 15에 도시된 바와 같이, III 영역 형성부(6)는 제1 표면(5051)에 설치되고, 상기 III 영역 형성부(6)는 오목홈이다. 구체적으로, 도 19에 도시된 바와 같이, 제1 광원(1)에 의해 방출된 광선은 상기 "L"자형 배광 소자에 입사되고 오목홈의 저면에 의해 제2 투광부(505)의 출광면으로 반사된 후 렌즈(7)로 향하며, 렌즈(7)에 의해 굴절된 후 로우빔 III 영역 광 패턴(700)을 형성한다. 오목홈의 저면은 대부분의 광선을 전반사시킬 수 있음으로써, 로우빔의 휘도 및 균일성을 향상시킨다.
여기서, 오목홈의 저면은 도 19에 도시된 오목홈의 상단면이고, 이는 평면 또는 곡면일 수 있다. 바람직하게는, 로우빔 III 영역 광 패턴(700)의 균일성 및 조도를 향상시키기 위해, 오목홈의 저면에는 격자상 무늬 또는 스트립형 무늬가 설치된다. 예시적으로, 도 16에 도시된 바와 같이, 로우빔 III 영역 광 패턴(700)의 균일성 및 조도를 향상시킬 수 있도록, 격자상 무늬는 단차를 갖는 복수 개의 규칙적인 곡면일 수 있고, 사각형과 같이 단차가 없는 복수 개의 규칙적인 곡면일 수도 있다. 도 17에 도시된 바와 같이, 스트립형 패턴은 원통형 줄무늬일 수도 있는데, 역시 상기 효과에 도달할 수 있다.
구체적인 실시예에서, 도 18에 도시된 바와 같이, 제1 광원(1)은 제1 집광 소자(2)의 후방에 설치되고, 제2 집광 소자(4)와 제1 투광부(504)의 입광면은 연결되며, 제2 광원(3)은 제2 집광 소자(4)의 하측에 설치되고, 집광 구조를 갖는 제1 집광 소자(2), 제2 집광 소자(4) 및 배광 소자를 사용함으로써, 광학 이용률을 크게 향상시키고, 제1 광원(1)과 제2 광원(3)이 멀리 떨어져 있어, 방열에 유리하다.
도 19와 도 20을 결합하여 보면, 제1 집광 소자(2)는 상기 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 로우빔 일차 광학 소자로 배치되고, 제2 집광 소자(4) 및 배광 소자로 구성된 일체적 부재는 상기 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 하이빔 일차 광학 소자로 배치되며, 렌즈(7)는 상기 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 이차 광학 소자이고, 배광 소자는 도치된 "L"자형으로 설치되며, 배광 소자의 제2 투광부(505)의 출광면은 렌즈(7)로 향하고, 아울러, 도 18에 도시된 바와 같이, 제2 투광부(505)의 제2 표면(5052)의 앞 가장자리에 로우빔 컷오프 라인(900)을 형성하기 위한 컷오프부(507)가 구비되며, 상기 컷오프부(507)로 향한 광선은 렌즈(7)에 의해 굴절된 후 로우빔 컷오프 라인(900)을 형성한다. 본 실시예에 따른 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치는 상기 배광 소자를 적용함으로써 하이빔과 로우빔의 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 제1 집광 소자(2) 구조가 점유한 공간이 아주 작고 "L"자형 배광 소자의 전후 방향에서의 사이즈도 크게 감소되었으므로, 차량용 램프의 부피를 크게 감소시킨다.
도 19에서 화살표가 있는 선은 로우빔 컷오프 라인 아래 광 패턴(800) 및 로우빔 III 영역 광 패턴(700)의 광로도를 표시하고, 간단히 말하면, 제1 광원(1)에 의해 방출된 광선의 일부분은 제1 집광 소자(2)에 의해 집광된 후 제2 투광부(505)의 상측에 의해 렌즈(7)로 향하고, 렌즈(7)에 의해 굴절된 후 로우빔 컷오프 라인 아래 광 패턴(800)을 형성하며, 다른 일부분의 광선은 제1 집광 소자(2)에 의해 집광된 후 배광 소자에 입사되어 III 영역 형성부(6)로 향하고, III 영역 형성부(6)에 의해 반사된 후 제2 투광부(505)의 출광면에 의해 출사된 다음, 렌즈(7)에 의해 굴절된 후 로우빔 III 영역 광 패턴(700)을 형성한다. 도 20에 도시된 바와 같이, 도면은 로우빔 컷오프 라인 아래 광 패턴(800)의 모식도 및 로우빔 III 영역 광 패턴(700)의 모식도를 나타낸다.
도 21에서 화살표가 있는 선은 하이빔 광 패턴의 광로도를 표시하고, 간단히 말하면, 제2 광원(2)에 의해 방출된 광선은 제2 집광 소자(4)에 의해 집광된 후 배광 소자에 입사되고, 배광 소자의 전반사면(506)에 의해 제2 투광부(505)의 출광면으로 반사된 다음, 렌즈(7)에 의해 굴절된 후 하이빔 광 패턴을 형성한다.
이 밖에, 도 22에 도시된 바와 같이, III 영역 형성부(6)는 제1 표면(5051)에 설치되고, III 영역 형성부(6)는 돌기이며, 돌기에서 제1 표면(5051)과 상대적인 표면은 제1 표면(5051)과 협각을 이루어 설치되어, III 영역에 조사된 광선의 전파 방향을 조정한다. 마찬가지로, 로우빔 III 영역 광 패턴(700)의 균일성 및 조도를 향상시키기 위해, 돌기에서 제1 표면(5051)과 상대적인 표면에는 격자상 무늬 또는 스트립형 무늬가 설치될 수도 있다.
또한, 도 23에 도시된 바와 같이, III 영역 형성부(6)는 제2 표면(5052)에 설치되고, III 영역 형성부(6)는 돌기이며, 돌기 절단면은 바람직하게는 삼각형이고, 제1 광원(1)에 의해 방출된 광선은 제2 집광 소자(4)에 의해 집광된 후 배광 소자에 입사되고, 일부분은 전반사면(506)에 의해 제2 투광부(505)의 출광면으로 반사되어 출사되며, 다른 일부분은 전반사면(506)에 의해 돌기의 전측면으로 반사되어 출사된 다음, 렌즈(7)에 의해 굴절된 후 로우빔 III 영역 광 패턴(700)을 형성한다.
다른 구체적인 실시예로서, 도 24에 도시된 바와 같이, 제1 광원(1)과 제1 집광 소자(2)는 대응되게 설치되고, 제1 집광 소자(2)와 배광 소자의 제1 투광부(504)의 입광면은 연결되며, 제2 광원(3)과 제2 집광 소자(4)는 대응되게 설치되고, 배광 소자의 후측 아래에 위치한다.
본 실시예에서, 제2 집광 소자(4)는 상기 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 하이빔 일차 광학 소자로 배치되고, 제1 집광 소자(2) 및 배광 소자로 구성된 일체적 부재는 상기 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 로우빔 일차 광학 소자로 배치되며, 배광 소자는 "L"자형으로 설치되고, 배광 소자의 제2 투광부(505)의 출광면은 렌즈(7)로 향하고, 아울러, 제2 투광부(505)의 제2 표면(5052)의 앞 가장자리에 로우빔 컷오프 라인(900)을 형성하기 위한 컷오프부(507)가 구비되며, 상기 컷오프부(507)로 향한 광선은 렌즈(7)에 의해 굴절된 후 로우빔 컷오프 라인(900)을 형성한다.
제1 광원(1)에 의해 방출된 광선은 제1 집광 소자(2)에 의해 배광 소자에 입사되고, 일부분은 전반사면(506)에 의해 제2 투광부(505)의 출광면으로 반사된 다음, 렌즈(7)로 향하고, 렌즈(7)에 의해 굴절된 후 로우빔 컷오프 라인 아래 광 패턴(800)을 형성하며, 다른 일부분의 광선은 전반사면(506)에 의해 III 영역 형성부(6)로 반사되고, III 영역 형성부(6)의 전측면에 의해 렌즈(7)로 출사된 다음, 렌즈(7)에 의해 굴절된 후 로우빔 III 영역 광 패턴(700)을 형성한다. 제2 광원(3)에 의해 방출된 광선은 제2 집광 소자(4)에 의해 집광된 후 제2 투광부(505)의 하측에 의해 렌즈(7)로 향하고, 렌즈(7)에 의해 굴절된 후 하이빔 광 패턴을 형성한다.
여기서, 뚜렷한 광 패턴을 형성할 수 있도록, 제2 투광부(505)의 출광면을 오목 곡면으로 설정할 수 있다. 그 원리는 다음과 같은 바, 오목 곡면은 렌즈(7)의 초점면에 적합한데, 이른바 초점면이란 렌즈(7)의 광축과 직교인 평면을 의미하지만, 상면의 만곡의 차이로 인해 렌즈(7)의 초점면은 실제적으로 뒤로 함몰된 곡면이므로, 제2 투광부(505)의 출광면이 상기 초점면에 접근하는 부위일 수록, 상기 부위를 통해 출사된 광선이 렌즈(7)를 통해 형성된 광 픽셀이 더 뚜렷하므로, 뚜렷한 광 패턴을 형성할 수 있도록, 제2 투광부(505)의 출광면을 렌즈(7)의 초점면과 동일하거나 대체적으로 동일한 오목 곡면으로 설계해야 한다.
다른 구체적인 실시예로서, 도 25 내지 도 28에 도시된 바와 같이, 배광 소자는 "L"자형의 로우빔 분포 소자(508) 및 "L"자형의 하이빔 분포 소자(509)를 포함하고, 로우빔 분포 소자(508)는 각 제1 집광 소자(2)와 대응되게 설치되며, 하이빔 분포 소자(509)는 각 제2 집광 소자(4)와 대응되게 설치된다.
여기서, 제1 광원(1)의 광축 방향은 상하 방향이고, 발광 방향은 아래로 향하며, 로우빔 분포 소자(508)는 "L"자형이고, 일단은 위로 향해 제1 집광 소자(2)와 연결되며, 타단은 앞으로 향하고, 제1 광원(1)은 제1 집광 소자(2)의 상측에 설치되며, 로우빔 분포 소자(508)의 만곡된 위치에는 로우빔 전반사면(5082)이 구비된다. 제2 광원(3)의 광축 방향은 상하 방향이고, 발광 방향은 위로 향하며, 하이빔 분포 소자(509)는 도치된 "L"자형이고, 일단은 아래로 향해 제2 집광 소자(4)와 연결되며, 타단은 앞으로 향하고, 제1 광원(3)은 제2 집광 소자(4)의 하측에 설치되며, 하이빔 분포 소자(509)의 만곡된 위치에는 로우빔 전반사면(5092)이 구비된다. 로우빔 분포 소자(508) 및 하이빔 분포 소자(509)는 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 전후 방향에서의 사이즈를 어느 정도 감소시켰으므로, 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치의 전체 사이즈를 최적화 및 향상시켜, 더욱 소형화되도록 하였다. 또한, 제1 집광 소자(2)와 제2 집광 소자(4)는 각각 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치 공간의 상부 및 하부에 위치하므로, 제1 광원(1) 및 제2 광원(3)도 각각 대응되게 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치 공간의 상부 및 하부에 설치되도록 함으로써, 제1 광원(1)과 제2 광원(3) 사이에 일정한 거리가 있고, 주요 전력을 차지하는 로우빔 LED가 상측에 배치되므로, 방열 성능을 크게 개선시킨다. 상기 특수한 설계로 인해, 이와 매칭되는 방열기의 부피도 대응되게 감소되므로, 작은 부피, 경량화 및 저 원가의 장점을 구현한다.
구체적인 실시예에서, 도 26에 도시된 바와 같이, 로우빔 분포 소자(508)는 로우빔 상하 광 채널(5081), 로우빔 전반사면(5082) 및 로우빔 전후 광 채널(5083)을 포함하고, 로우빔 상하 광 채널(5081)은 로우빔 전반사면(5082)을 통해 로우빔 전후 광 채널(5083)과 연결되어 "L"자형 구조를 형성하며, 로우빔 전반사면(5082)은 양자의 연결 코너 측의 외측에 설치되고, 상기 로우빔 상하 광 채널(5081)의 입광면에는 각 제1 집광 소자(2)가 일체로 설치되며; 하이빔 분포 소자(509)는 하이빔 상하 광 채널(5091), 하이빔 전반사면(5092) 및 하이빔 전후 광 채널(5093)을 포함하며, 하이빔 상하 광 채널(5091)은 하이빔 전반사면(5092)을 통해 하이빔 전후 광 채널(5093)과 연결되어 도치된 "L"자형 구조를 형성하고, 하이빔 전반사면(5092)은 양자의 연결 코너 측의 외측에 설치되며, 상기 하이빔 상하 광 채널(5091)의 입광면에는 각 제2 집광 소자(4)가 일체로 설치되고; 여기서, 로우빔 상하 채널(5081) 및 하이빔 상하 채널(5091)은 모두 상하 방향을 따라 연장되며, 로우빔 전후 광 채널(5083) 및 하이빔 전후 광 채널(5093)은 모두 전후 방향을 따라 연장된다.
구체적으로, 로우빔 전후 광 채널(5083)의 하부 표면에는 전후 연장 반사면(502)이 형성되고, 로우빔 전후 광 채널(5083)의 하부 표면의 앞 가장자리에는 컷오프 경계(503)가 형성되며, 경사 반사면(501)과 동일한 기능을 갖는 로우빔 전반사면(5082)을 통해 각 제1 집광 소자(2)에 의해 출사된 광선을 반사시킴으로써, 로우빔 전후 광 채널(5083)의 하부 표면의 앞 가장자리의 컷오프 경계(503)에 의해 차단된 후 렌즈(7)에 의해 출사되어 로우빔 컷오프 라인을 갖는 로우빔 광 패턴을 형성한다. 하이빔 전후 광 채널(5093)의 상부 표면에는 전후 연장 반사면(502)이 형성되고, 하이빔 전후 광 채널(5093)의 상부 표면의 앞 가장자리에는 컷오프 경계(503)가 형성되며, 경사 반사면(501)과 동일한 기능을 갖는 하이빔 전반사면(5092)을 통해 각 제2 집광 소자(4)에 의해 출사된 광선을 반사시킴으로써, 하이빔 전후 광 채널(5093)의 상부 표면의 앞 가장자리의 컷오프 경계(503)에 의해 차단된 후 렌즈(7)에 의해 출사되어 하이빔 컷오프 라인을 갖는 하이빔 광 패턴을 형성하며, 상하 2개의 컷오프 경계(503)는 서로 접촉된다.
도 28에 도시된 바와 같이, 제1 광원(1)에 의해 방출된 광선은 먼저 굴절되어 제1 집광 소자(2)에 진입하고, 이에 의해 굴절 및 반사된 후, 로우빔 상하 채널(5081)에서 계속하여 아래로 향해 전파된 다음, 광선은 로우빔 전반사면(5082)에서 전반사되고, 이어서 로우빔 전후 광 채널(5083)에서 앞으로 향해 전파되며, 로우빔 전후 광 채널(5083)의 출광면에 의해 굴절된 후 렌즈(7)에 진입하고, 렌즈(7)에 의해 굴절된 후 로우빔 광선(R2)을 형성하여 앞으로 향해 출사되어, 로우빔 광 패턴을 형성한다. 제2 광원(3)에 의해 방출된 광선은 먼저 굴절되어 제2 집광 소자(4)에 진입하고, 이에 의해 굴절 및 반사된 후, 하이빔 상하 채널(5091)에서 계속하여 위로 향해 전파된 다음, 광선은 하이빔 전반사면(5092)에서 전반사되고, 이어서 하이빔 전후 광 채널(5093)에서 앞으로 향해 전파되며, 하이빔 전후 광 채널(5093)의 출광면에 의해 굴절된 후 렌즈(7)에 진입하고, 렌즈(5)에 의해 굴절된 후 하이빔 광선(R1)을 형성하여 앞으로 향해 출사되어, 하이빔 광 패턴을 형성한다.
구체적인 실시예에서, 로우빔 전반사면(5082)은 평면, 오목면 또는 볼록면이고, 상기 하이빔 전반사면(5092)은 평면, 오목면 또는 볼록면이며; 로우빔 전후 광 채널(5083)의 하부 표면은 평면, 또는 곡면이고, 원호의 직경은 100 mm ~ 500 mm이며; 상기 하이빔 전후 광 채널(5093)의 상부 표면은 평면, 또는 곡면이고, 원호의 직경은 100 mm ~ 500 mm이다. 여기서, 오목면, 볼록면 또는 곡면은 면의 반사율, 차량용 램프의 배광 광 패턴 및 광 패턴 컷오프 라인의 형상 등을 조절하는데 사용될 수 있다.
도 26에 도시된 바와 같이, 로우빔 분포 소자(508)의 출광면의 하측 경계선 위치에는 컷오프 라인을 갖는 로우빔 광 패턴을 형성하기 위한 컷오프 라인 구조가 설치되고, 상기 로우빔 분포 소자(508)의 출광면은 원호면이며, 원호의 직경은 50 mm ~ 300 mm이고; 하이빔 분포 소자(509)의 출광면의 상측 경계선 위치에는 컷오프 라인을 갖는 하이빔 광 패턴을 형성하기 위한 컷오프 라인 구조가 설치되고, 상기 하이빔 분포 소자(509)의 출광면은 원호면이며, 원호의 직경은 50 mm ~ 300 mm이다. 또한, 로우빔 분포 소자(508)의 출광면의 하측 경계선(즉, 컷오프 경계(503))과 하이빔 분포 소자(509)의 출광면의 상측 경계선(즉, 컷오프 경계(503))은 접촉되고, 로우빔 분포 소자(508)의 하측과 하이빔 분포 소자(509)의 상측 사이의 간극은 선단과 접촉되는 위치에서 뒤로 점차적으로 커지며, 중간 공기층은 쐐기꼴이다.
로우빔 분포 소자(508)와 하이빔 분포 소자(509)의 광학 성능을 강화시키기 위해, 로우빔 전반사면(5082) 및/또는 로우빔 전후 광 채널(5083)의 하측 면에는 반사 강화 필름이 설치되고, 로우빔 분포 소자(508)의 출광면에는 반사 방지 필름이 설치되며, 하이빔 전반사면(5092) 및/또는 하이빔 전후 광 채널(5093)의 상측 면에는 반사 강화 필름이 설치되고, 하이빔 분포 소자(509)의 출광면에는 반사 방지 필름이 설치된다.
구체적인 실시예에서, 렌즈(7)는 평면 볼록 렌즈일 수 있고, 렌즈(7)는 양면 볼록 렌즈일 수도 있으며; 양면 볼록 렌즈를 사용하면 렌즈 부피가 작아지고 태양광이 집광되는 위험이 적으며 색분산 상태도 우수하다.
또한, 렌즈(7)의 재료는 굴절률이 1.49 ~ 1.51인 PMMA이고, 렌즈(7)의 입광면 및/또는 출광면에는 반사 방지 필름이 설치된다.
구체적인 실시예에서, 광 패턴 중간 위치의 휘도를 증가시킬 수 있도록, 제1 광원(1)의 개수≥4이고, 중간에 근접한 광원 발광 칩의 개수≥양측의 광원 발광 칩의 개수이며; 제2 광원(3)의 개수≥2, 제1 집광 소자(2)의 개수≥제1 광원(1)의 개수, 제2 집광 소자(4)의 개수≥제2 광원(3)의 개수이다.
구체적으로, 제1 광원(1) 및 제2 광원(3)은 모두 LED 광원이고, 제1 광원(1)에서 중간에 근접한 LED 광원 발광 칩의 개수는 3이며, 나머지는 단일 칩 LED 광원이다. 제1 집광 소자(2)의 개수는 6이고, 각각의 제1 광원(1)은 모두 제1 집광 소자(2)에 의해 둘러싸여 있으며; 제2 집광 소자(4)의 개수는 3이고, 각각의 제2 광원(1)은 모두 제2 집광 소자(2)에 의해 둘러싸여 있다.
다만, 본 발명의 광원은 LED 광원을 사용할 수 있지만, LED 광원에만 한정된다고 말할 수 없으며, 레이저 광원 또는 다른 유사한 광원을 사용할 수 있고, 이들은 모두 본 발명의 보호 범위에 속한다. 광원은 복수 개이고 분산되게 배치됨으로써, 열원을 분산시켜 방열 성능을 향상시킨다. 이 밖에, 구체적인 실시예에서, 각 제1 집광 소자(2)는 분산되게 설치될 수 있고, 일체로 연결될 수도 있으며; 마찬가지로, 각 제2 집광 소자(4)는 분산되게 설치될 수 있고, 일체로 연결될 수도 있다.
본 발명은 차량용 램프를 더 제공하되, 이는 상기 어느 하나의 실시예에 따른 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치를 구비할 수 있는데, 즉 상기 모든 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치 실시예의 모든 기술적 해결수단을 적용하므로, 적어도 상기 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치 실시예의 기술적 해결수단에 의한 모든 유익한 효과를 가진다.
또한, 상기 차량용 램프 내에는 광선 전파 경로가 형성되고, 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치, 방열기 및 렌즈 장착 브라켓을 포함하며, 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치는 방열기에 장착되고, 방열기와 렌즈 장착 브라켓으로 둘러싸인 캐비티 내에 위치한다. 이로써, 차량용 램프의 부피는 대응되게 감소되므로, 우수한 방열 성능을 가진다.
본 발명은 차량을 더 제공하되, 이는 상기 어느 하나의 실시예에 따른 차량용 램프를 구비할 수 있는데, 즉 상기 모든 차량용 램프 실시예의 모든 기술적 해결수단을 적용하므로, 적어도 상기 차량용 램프 실시예의 기술적 해결수단에 의한 모든 유익한 효과를 가진다.
이상, 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시형태에서의 구체적인 세부사항에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술 구상 범위 내에서, 본 발명의 기술적 해결수단에 대해 다양한 간단한 변형을 가할 수 있는데, 이러한 간단한 변형은 모두 본 발명의 보호 범위에 속한다. 이 밖에 설명해야 할 것은, 상기 구체적인 실시형태에서 설명된 각 구체적인 기술특징은 모순되지 않을 경우 임의의 적합한 방식을 통해 조합될 수 있다. 불필요한 중복을 피하기 위해, 본 발명은 다양한 가능한 조합 방식에 대해 더 이상 설명하지 않는다.
이 밖에, 본 발명의 다양한 상이한 실시형태 간 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 한 임의로 조합될 수 있고, 이들은 마찬가지로 본 발명에서 공개된 내용으로 간주되어야 한다.
1: 제1 광원 2: 제1 집광 소자
3: 제2 광원 4: 제2 집광 소자
501: 경사 반사면 502: 전후 연장 반사면
503: 컷오프 경계 504: 제1 투광부
505: 제2 투광부 5051: 제1 표면
5052: 제2 표면 506: 전반사면
507: 컷오프부 508: 로우빔 분포 소자
5081: 로우빔 상하 광 채널 5082: 로우빔 전반사면
5083: 로우빔 전후 광 채널 509: 하이빔 분포 소자
5091: 하이빔 상하 광 채널 5092: 하이빔 전반사면
5093: 하이빔 전후 광 채널 6: III 영역 형성부
7: 렌즈 700: 로우빔 III 영역 광 패턴
800: 로우빔 컷오프 라인 아래 광 패턴
900: 로우빔 컷오프 라인 R1: 로우빔 광선
R2: 하이빔 광선

Claims (3)

  1. 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치로서,
    적어도 하나의 제1 광원(1), 적어도 하나의 제1 집광 소자(2), 적어도 하나의 제2 광원(3), 적어도 하나의 제2 집광 소자(4), 배광 소자 및 렌즈(7)를 포함하고, 상기 제1 집광 소자(2)는 대응되는 상기 제1 광원(1)에 의해 방출된 광선을 집광하고 광선이 상기 배광 소자를 통해 상기 렌즈(7)에 의해 투사되어 로우빔 광 패턴을 형성할 수 있도록 배치되며, 상기 제2 집광 소자(4)는 대응되는 상기 제2 광원(3)에 의해 방출된 광선을 집광하고 광선이 상기 배광 소자를 통해 상기 렌즈(7)에 의해 투사되어 하이빔 광 패턴을 형성할 수 있도록 배치되고;
    상기 제1 집광 소자(2)와 상기 제2 집광 소자(4) 중 적어도 하나의 광선 출사 방향은 광 패턴 투사 방향과 교차되고; 중앙에 있는 상기 제1 집광 소자(2)의 크기에 양쪽에 있는 다른 상기 제1 집광 소자(2)의 크기보다 크고;
    상기 배광 소자는 제1 투광부(504) 및 제2 투광부(505)를 포함하고, 상기 제1 투광부(504)는 전반사면(506)을 통해 상기 제2 투광부(505)와 연결되어 "L"자형 구조를 형성하며, 상기 제2 투광부(505)에는 로우빔 컷오프 라인을 형성하기 위한 컷오프부(507)가 형성되고, 상기 제2투광부(505)의 출광면은 상기 렌즈(7)의 초점 평면과 같은 오목 곡면이고;
    상기 제1 집광 소자(2)는 상기 제1 투광부(504)의 입광면에 설치되고, 상기 제1 투광부(504)와 일체로 성형되며; 상기 제2 집광 소자(4)는 상기 배광 소자의 후측 아래에 위치하고 이에 의해 출사된 광선이 상기 렌즈(7)에 의해 투사된 후 하이빔 광 패턴을 형성할 수 있도록 배치되거나; 또는, 상기 제2 집광 소자(4)는 상기 제1 투광부(504)의 입광면에 설치되고, 상기 제1 투광부(504)와 일체로 성형되며; 상기 제1 집광 소자(2)는 상기 배광 소자의 후측 위에 위치하고 이에 의해 출사된 광선이 상기 컷오프부(507)를 통해 차단된 후 상기 렌즈(7)에 의해 투사되어 로우빔 컷오프 라인을 갖는 로우빔 광 패턴을 형성할 수 있도록 배치되고;
    상기 배광 소자는 III 영역 형성부(6)를 더 포함하고, 상기 III 영역 형성부(6)는 상기 제2 투광부(505)의 제1 표면(5051) 또는 제2 표면(5052)에 위치하며, 상기 제1 표면(5051)과 제2 표면(5052)은 상대적으로 설치되고;
    상기 III 영역 형성부(6)는 상기 제1 표면(5051)에 설치되고, 상기 III 영역 형성부(6)는 돌기이며, 상기 돌기에서 상기 제1 표면(5051)과 상대적인 표면은 상기 제1 표면(5051)과 협각을 이루어 설치되는 것을 특징으로 하는 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 돌기에서 상기 제1 표면(5051)과 상대적인 표면에는 격자상 무늬 또는 스트립형 무늬가 설치되는 것을 특징으로 하는 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치.
  3. 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치로서,
    적어도 하나의 제1 광원(1), 적어도 하나의 제1 집광 소자(2), 적어도 하나의 제2 광원(3), 적어도 하나의 제2 집광 소자(4), 배광 소자 및 렌즈(7)를 포함하고, 상기 제1 집광 소자(2)는 대응되는 상기 제1 광원(1)에 의해 방출된 광선을 집광하고 광선이 상기 배광 소자를 통해 상기 렌즈(7)에 의해 투사되어 로우빔 광 패턴을 형성할 수 있도록 배치되며, 상기 제2 집광 소자(4)는 대응되는 상기 제2 광원(3)에 의해 방출된 광선을 집광하고 광선이 상기 배광 소자를 통해 상기 렌즈(7)에 의해 투사되어 하이빔 광 패턴을 형성할 수 있도록 배치되고;
    상기 제1 집광 소자(2)와 상기 제2 집광 소자(4) 중 적어도 하나의 광선 출사 방향은 광 패턴 투사 방향과 교차되고; 중앙에 있는 상기 제1 집광 소자(2)의 크기에 양쪽에 있는 다른 상기 제1 집광 소자(2)의 크기보다 크고;
    상기 배광 소자는 제1 투광부(504) 및 제2 투광부(505)를 포함하고, 상기 제1 투광부(504)는 전반사면(506)을 통해 상기 제2 투광부(505)와 연결되어 "L"자형 구조를 형성하며, 상기 제2 투광부(505)에는 로우빔 컷오프 라인을 형성하기 위한 컷오프부(507)가 형성되고, 상기 제2투광부(505)의 출광면은 상기 렌즈(7)의 초점 평면과 같은 오목 곡면이고;
    상기 제1 집광 소자(2)는 상기 제1 투광부(504)의 입광면에 설치되고, 상기 제1 투광부(504)와 일체로 성형되며; 상기 제2 집광 소자(4)는 상기 배광 소자의 후측 아래에 위치하고 이에 의해 출사된 광선이 상기 렌즈(7)에 의해 투사된 후 하이빔 광 패턴을 형성할 수 있도록 배치되거나; 또는, 상기 제2 집광 소자(4)는 상기 제1 투광부(504)의 입광면에 설치되고, 상기 제1 투광부(504)와 일체로 성형되며; 상기 제1 집광 소자(2)는 상기 배광 소자의 후측 위에 위치하고 이에 의해 출사된 광선이 상기 컷오프부(507)를 통해 차단된 후 상기 렌즈(7)에 의해 투사되어 로우빔 컷오프 라인을 갖는 로우빔 광 패턴을 형성할 수 있도록 배치되고;
    상기 배광 소자는 III 영역 형성부(6)를 더 포함하고, 상기 III 영역 형성부(6)는 상기 제2 투광부(505)의 제1 표면(5051) 또는 제2 표면(5052)에 위치하며, 상기 제1 표면(5051)과 제2 표면(5052)은 상대적으로 설치되고;
    상기 III 영역 형성부(6)는 상기 제2 표면(5052)에 설치되고, 상기 III 영역 형성부(6)는 돌기이며, 상기 돌기 절단면은 삼각형인 것을 특징으로 하는 하이빔과 로우빔이 통합된 차량용 램프 조명 장치.
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