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KR101755841B1 - 차량용 램프 장치 - Google Patents

차량용 램프 장치 Download PDF

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KR101755841B1
KR101755841B1 KR1020150129041A KR20150129041A KR101755841B1 KR 101755841 B1 KR101755841 B1 KR 101755841B1 KR 1020150129041 A KR1020150129041 A KR 1020150129041A KR 20150129041 A KR20150129041 A KR 20150129041A KR 101755841 B1 KR101755841 B1 KR 101755841B1
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명에서는 빛을 조사하는 광원; 상기 광원에서 조사되는 빛을 반사시키되 해당 빛의 일부를 다른 각도로 변환하여 반사시킴으로써 로우빔을 구현하도록 구성된 빛 가변 유닛; 상기 빛 가변 유닛에 의해 반사된 빛이 입사되도록 배치되고, 입사된 빛을 집광하여 전방에 조사하는 제1광학 렌즈; 및 상기 빛 가변 유닛에 의해 다른 각도로 변환되어 반사되는 빛이 입사되도록 배치되고, 각도 변환되어 입사된 빛이 제1광학 렌즈에 의해 조사되는 전방에 조사되도록 하는 제2광학 렌즈;을 포함하는 차량용 램프 장치가 소개된다.

Description

차량용 램프 장치 {LAMP APPARATUS FOR A VEHICLE}
본 발명은 로우빔과 하이빔을 동시에 구현함에 있어, 로우빔 조사시 로우빔 효율을 증대시키는 차량용 램프 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 램프는 백 램프, 브레이크 페달을 밟을 때 켜지는 브레이크 램프, 방향지시 램프 등으로 구성된다.
특히, 차량 주행시 차량의 진행 방향으로 빛을 조사하여, 전방 경로를 비추는 전조등의 경우 야간 주행중 전방에 빛을 조사하여 운전자에게 시각정보를 제공한다. 이로 인해, 야간에 전방 시야가 확보됨에 따라 도로상에 다른 차량 및 장애물을 확인할 수 있어, 안전한 주행이 이루어지도록 한다.
다만, 전조등의 경우 전방 시야를 확보하기 위해 전방에 대해 빛을 조사함에 따라 반대편에서 마주하는 대향차 및 선행차량에 빛이 조사되는데, 이때, 대향차 및 선행차량에 강한 빛이 조사되어 눈부심에 의한 안전사고가 발생될 수 있다.
따라서, 헤드램프의 전조등을 통해 빛 조사시 주행 조건 및 주변 상황에 따라 로우빔 또는 하이빔으로 상황에 맞추어 빛이 조사되도록 한다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-1999-0063152 A (1999.07.26)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 로우빔과 하이빔이 구현되고, 특히 로우빔 조사시 로우빔의 빛 효율을 향상시키는 차량용 램프 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 램프 장치는 빛을 조사하는 광원; 상기 광원에서 조사되는 빛을 반사시키되 해당 빛의 일부를 다른 각도로 변환하여 반사시킴으로써 로우빔을 구현하도록 구성된 빛 가변 유닛; 상기 빛 가변 유닛에 의해 반사된 빛이 입사되도록 배치되고, 입사된 빛을 집광하여 전방에 조사하는 제1광학 렌즈; 및 상기 빛 가변 유닛에 의해 다른 각도로 변환되어 반사되는 빛이 입사되도록 배치되고, 각도 변환되어 입사된 빛이 제1광학 렌즈에 의해 조사되는 전방에 조사되도록 하는 제2광학 렌즈;을 포함한다.
상기 빛 가변 유닛에 의해 다른 각도로 변환되어 반사되는 빛이 입사되도록 배치되고, 빛 가변 유닛에서 각도가 변환된 빛이 제2광학 렌즈 측으로 조사되도록 반사시키는 반사면;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 빛 가변 유닛은, 광원에서 조사되는 빛을 제1광학 렌즈 측으로 반사되도록 하는 고정 반사체와, 고정 반사체에 대해 소정 각도 틸팅 가능하도록 구성되어 광원에서 조사되는 빛을 다른 각도로 변환하여 반사되도록 하는 가변 반사체로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 빛 가변 유닛은 가변 반사체에 연결되어 로우빔 또는 하이빔이 선택됨에 따라 가변 반사체가 소정 각도 틸팅되도록 하는 틸팅 구동부가 더 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 빛 가변 유닛은 로우빔 조사시 가변 반사체가 고정 반사체에서 소정 각도 틸팅되도록 하고, 하이빔 조사시 가변 반사체가 고정 반사체와 수평하게 유지되어 동일 방향으로 빛이 조사되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 빛 가변 유닛은 광원에서 조사되는 빛이 다른 각도로 변환되지 않고 전방을 향하도록 반사시킴으로써 하이빔이 구현되는 것을 특징으로 한다.
상기 광원에서 조사되는 빛은 DOE 렌즈에 의해 특정 패턴 형상으로 변형되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 램프 장치에 따르면, 하나의 광원을 가지고 하이빔과 로우빔을 동시에 구현함과 동시에 로우빔 조사시 무효 빛을 이용하여 로우빔의 광효율이 향상되도록 한다.
이렇게, 로우빔 구현시 버려지는 빛을 재활용함으로써 헤드램프의 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프 장치의 로우빔 구현을 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 도시된 차량용 램프 장치의 하이빔 구현을 나타낸 도면.
도 3은 도 1에 도시된 차량용 램프 장치의 가변 유닛을 나타낸 도면.
도 4 내지 5는 도 1에 도시된 차량용 램프 장치를 설명하기 위한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 램프 장치에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프 장치의 로우빔 구현을 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 차량용 램프 장치의 하이빔 구현을 나타낸 도면이며, 도 3은 도 1에 도시된 차량용 램프 장치의 가변 유닛을 나타낸 도면이고, 도 4 내지 5는 도 1에 도시된 차량용 램프 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 램프 장치는 빛을 조사하는 광원(100); 상기 광원(100)에서 조사되는 빛을 반사시키되 해당 빛의 일부를 다른 각도로 변환하여 반사시킴으로써 로우빔을 구현하도록 구성된 빛 가변 유닛(200); 상기 빛 가변 유닛(200)에 의해 반사된 빛이 입사되도록 배치되고, 입사된 빛을 집광하여 전방에 조사하는 제1광학 렌즈(300); 및 상기 빛 가변 유닛(200)에 의해 다른 각도로 변환되어 반사되는 빛이 입사되도록 배치되고, 각도 변환되어 입사된 빛이 제1광학 렌즈(300)에 의해 조사되는 전방에 조사되도록 하는 제2광학 렌즈(400);을 포함한다.
본 발명의 차량용 램프 장치는 광원(100), 빛 가변 유닛(200), 제1광학 렌즈(300) 및 제2광학 렌즈(400)로 구성된다.
여기서, 광원(100)은 LED 가 적용될 수 있으며, 광원(100)에서 조사되는 빛의 색채를 변환하는 형광체(140)가 마련될 수 있다. 또한, 광원(100)에는 DOE(Diffractive Optical Element,120) 렌즈가 적용되어 광원(100)에서 조사되는 빛이 특정 패턴 형상을 가지도록 변형되어 조사되도록 할 수 있다.
한편, 빛 가변 유닛(200)은 상기 광원(100)에서 조사되는 빛이 그대로 전방을 향해 조사되도록 반사시켜 하이빔을 구현하거나, 해당 빛 일부를 다른 각도로 변환하여 반사시킴으로써 무효 빛이 발생됨에 따른 로우빔이 구현되도록 한다.
상세하게, 상기 빛 가변 유닛(200)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 광원(100)에서 조사되는 빛을 제1광학 렌즈(300) 측으로 반사되도록 하는 고정 반사체(220)와, 고정 반사체(220)에 대해 소정 각도 틸팅 가능하도록 구성되어 광원(100)에서 조사되는 빛을 다른 각도로 변환하여 반사되도록 하는 가변 반사체(240)로 구성될 수 있다. 여기서, 고정 반사체(220)와 가변 반사체(240)는 복수개의 DMD(Digital Micro-mirror Device) 칩으로서, 가변 반사체(240)의 틸팅 각도에 따라 하이빔 또는 로우빔이 선택되도록 한다.
상기 빛 가변 유닛(200)은 가변 반사체(240)에 연결되어 로우빔 또는 하이빔이 선택됨에 따라 가변 반사체(240)가 소정 각도 틸팅되도록 하는 틸팅 구동부(260)가 더 구성될 수 있다. 여기서, 틸팅 구동부(260)는 차량의 주행 상황 및 주행 조건에 따라 전기적 신호가 온/오프됨에 따라 가변 반사체(240)가 소정 각도 틸팅되도록 구성된다. 이러한 디지털 마이크로 장치에 따른 빛 가변 유닛(200)은 다양한 선행문헌들을 통해 공지된 기술인바 상세한 설명은 생략하도록 한다.
즉, 빛 가변 유닛(200)의 고정 반사체(220)는 광원(100)에서 조사되는 빛이 제1광학 렌즈(300) 측으로 입사되도록 하는 것으로, 광원(100)에서 조사된 빛은 고정 반사체(220)를 통해 반사된 빛이 제1광학 렌즈(300)에 입사되어 로우 빔이 구현된다.
특히, 본 발명에서는 고정 반사체(220)에 인접하여 소정 각도 틸팅 가능하도록 구성된 가변 반사체(240)가 마련되는데, 가변 반사체(240)가 고정 반사체(220)에 대해 소정 각도 틸팅된 경우 광원(100)에서 조사된 빛이 가변 반사체(240)에 조사되더라도, 해당 빛이 다른 각도로 변환되어 반사됨으로써 이 빛은 무효 빛이 된다.
다만, 로우빔을 구현시 무효 빛은 결국 버려지는 빛으로서, 광효율이 저하되는 문제가 발생된다. 따라서, 본 발명에서는 무효 빛을 활용하여 광효율을 향상시키기 위해, 빛 가변 유닛(200)에 의해 다른 각도로 변환되어 반사되는 빛이 입사되도록 배치되고, 각도 변환되어 입사된 빛이 제1광학 렌즈(300)에 의해 조사되는 전방에 조사되도록 하는 제2광학 렌즈(400);을 포함한다. 이와 더불어, 상기 빛 가변 유닛(200)에 의해 다른 각도로 변환되어 반사되는 빛이 입사되도록 배치되고, 빛 가변 유닛(200)에서 각도가 변환된 빛이 제2광학 렌즈(400) 측으로 조사되도록 반사시키는 반사면(500);을 더 포함한다.
즉, 로우빔을 구현함에 따라 광원(100)에서 조사된 빛의 일부가 빛 가변 유닛(200)에 의해 다른 각도로 변환되는데, 빛 가변 유닛(200)에 의해 다른 각도로 변환되어 반사되는 빛이 조사되는 위치에 반사면(500)이 배치되어 해당 빛을 제2광학 렌즈(400) 측으로 조사되도록 반사시킴으로써, 빛 가변 유닛(200)에 의해 다른 각도로 변환되어 반사된 무효 빛은 제2광학 렌즈(400)를 통해 제1광학 렌즈(300)에서 조사되는 방향과 동일한 방향으로 조사된다. 이로 인해, 로우빔 구현시 광원(100)에서 조사된 빛의 일부가 빛 가변 유닛(200)에 의해 반사되어 소실되는 것을, 반사면(500)을 통해 제2광학 렌즈(400) 측으로 조사되도록 함으로써 로우빔 조사시 광량을 충분히 확보할 수 있다.
한편, 상기 빛 가변 유닛(200)은 광원(100)에서 조사되는 빛이 다른 각도로 변환되지 않고 전방을 향하도록 반사시킴으로써 하이빔이 구현되도록 할 수 있다. 즉, 하이빔 조사시 가변 반사체(240)가 고정 반사체(220)와 수평하게 유지되어 광원(100)에서 조사되는 빛이 동일 방향으로 조사되도록 반사하는 것이다. 이로 인해, 광원(100)에서 조사되는 빛의 대부분이 제1광학 렌즈(300)에 입사되어 전방으로 조사됨에 따라 하이빔이 구현된다.
상술한 본 발명의 차량용 램프 장치의 작동에 대해서 설명하면 하기와 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 로우빔 구현을 위해, 빛 가변 유닛(200)의 가변 반사체(240)를 소정 각도 틸팅시키면, 광원(100)에서 조사되는 빛이 고정 반사체(220)에 반사되어 제1광학 렌즈(300)에 입사됨과 더불어 일부 빛이 틸팅 조정된 가변 반사체(240)에 반사된다. 이렇게, 가변 반사체(240)를 통해 반사된 빛은 반사면(500)에 다시 반사되어 전방에 제2광학 렌즈(400)에 입사됨으로써 제1광학 렌즈(300)를 통해 노면에 조사되는 빛과 더불어 제2광학 렌즈(400)를 통해 빛이 추가적으로 노면에 조사된다.
이로 인해, 도 4에서 볼 수 있듯이, 제1광학 렌즈(300)에서 조사된 광량(a)과 더불어 제2광학 렌즈(400)에서 조사된 광량(b)이 더해짐에 따라 로우빔 조사시 광량이 충분히 확보되어 광효율이 향상된다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 하이빔 구현을 위해, 빛 가변 유닛(200)의 가변 반사체(240)가 고정 반사체(220)와 수평하게 유지되도록 하면, 광원(100)에서 조사되는 빛이 고정 반사체(220)와 가변 반사체(240)에 반사되어 빛의 대부분이 제1광학 렌즈(300)에 입사된다. 이로 인해, 도 5에 도시된 바와 같이, 광원(100)에서 조사되는 빛의 대부분이 고정 반사체(220)와 가변 반사체(240)를 통해 반사되어 제1광학 렌즈(300)로 입사됨에 따라, 가변 반사체(240)에 의해 빛이 조사되지 않았던 부분까지 모두 빛이 조사됨으로써 하이빔이 구현된다.
특히, 상술한 본 발명은 로우빔 또는 하이빔을 구현함과 더불어, 하이빔을 조사하는 상태에서, 전방에서 차량이 마주하거나 선행 차량이 있는 경우 가변 반사체(240)의 각도를 조절하여 전방 차량에 빛이 직접적으로 조사되지 않도록 조절할 수 있으며, 가변 반사체(240)의 틸팅 각도를 특정 각도로 설정 후 부분적인 소등이 이루어지도록 할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 램프 장치에 따르면, 하나의 광원(100)을 가지고 하이빔과 로우빔을 동시에 구현함과 동시에 로우빔 조사시 무효 빛을 이용하여 로우빔의 광효율이 향상되도록 한다.
이렇게, 로우빔 구현시 버려지는 빛을 재활용함으로써 헤드램프의 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100:광원 120:DOE 렌즈
200:빛 가변 유닛 220:고정 반사체
240:가변 반사체 260:틸팅 구동부
300:제1광학 렌즈 400:제2광학 렌즈
500:반사면

Claims (7)

  1. 빛을 조사하는 광원;
    상기 광원에서 조사되는 빛을 반사시키되 해당 빛의 일부를 다른 각도로 변환하여 반사시킴으로써 로우빔을 구현하도록 구성된 빛 가변 유닛;
    상기 빛 가변 유닛에 의해 반사된 빛이 입사되도록 배치되고, 입사된 빛을 집광하여 전방에 조사하는 제1광학 렌즈; 및
    상기 빛 가변 유닛에 의해 다른 각도로 변환되어 반사되는 빛이 입사되도록 배치되고, 각도 변환되어 입사된 빛이 제1광학 렌즈에 의해 조사되는 전방에 조사되도록 하는 제2광학 렌즈;을 포함하며,
    상기 빛 가변 유닛은 광원에서 조사되는 빛이 다른 각도로 변환되지 않고 전방을 향하도록 반사시킴으로써 광원에서 조사된 빛이 제1광학 렌즈를 통해 조사되어 하이빔으로 구현되는 것을 특징으로 하는 차량용 램프 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 빛 가변 유닛에 의해 다른 각도로 변환되어 반사되는 빛이 입사되도록 배치되고, 빛 가변 유닛에서 각도가 변환된 빛이 제2광학 렌즈 측으로 조사되도록 반사시키는 반사면;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 빛 가변 유닛은, 광원에서 조사되는 빛을 제1광학 렌즈 측으로 반사되도록 하는 고정 반사체와, 고정 반사체에 대해 소정 각도 틸팅 가능하도록 구성되어 광원에서 조사되는 빛을 다른 각도로 변환하여 반사되도록 하는 가변 반사체로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 램프 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 빛 가변 유닛은 가변 반사체에 연결되어 로우빔 또는 하이빔이 선택됨에 따라 가변 반사체가 소정 각도 틸팅되도록 하는 틸팅 구동부가 더 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 램프 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 빛 가변 유닛은 로우빔 조사시 가변 반사체가 고정 반사체에서 소정 각도 틸팅되도록 하고, 하이빔 조사시 가변 반사체가 고정 반사체와 수평하게 유지되어 동일 방향으로 빛이 조사되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프 장치.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 광원에서 조사되는 빛은 DOE 렌즈에 의해 특정 패턴 형상으로 변형되는 것을 특징으로 하는 차량용 램프 장치.
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