KR102441948B1 - 차량용 램프 - Google Patents

본 발명은 복수 개의 단위광원이 종렬 또는 횡렬로 배열되는 광원부와, 상기 단위광원에 대응하여 각각 배치되는 단위리플렉터를 포함하는 리플렉터를 포함하는 차량용 램프로서, 상기 단위리플렉터는 반사면을 포함하고, 상기 단위광원은 상기 반사면의 초점에 위치하며, 상기 단위광원은 상기 반사면에서 반사된 빛이 전방을 향하여 평행광이 되도록 상기 반사면에 입사하는 빛을 굴절시키는 프리폼렌즈를 포함하는 차량용 램프를 제공하여, 빛의 직광성을 높임으로써, 배광이미지의 분할성을 높이는 유리한 효과를 제공한다.

차량용 램프{Lamp for vehicle}

본 발명은 차량용 램프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 복수 개의 단위광원이 배열되는 매트릭스 형태의 배치 구조를 갖는 차량용 램프에 관한 것이다.

일반적으로 램프는 특정한 목적을 위하여 빛을 공급하거나 조절하는 장치를 말한다. 램프의 광원으로는 백열 전구, 형광등, 네온등과 같이 것이 사용될 수 있으며, 최근에는 LED(Light Emitting Diode)가 사용되고 있다.

LED는 화합물 반도체 특성을 이용하여 전기 신호를 적외선 또는 빛으로 변화시키는 소자로서, 형광등과 달리 수은 등의 유해 물질을 사용하지 않아 환경 오염 유발 원인이 적다.

또한, LED의 수명은 백열 전구, 형광등, 네온등의 수명보다 길다. 또한 백열 전구, 형광등, 네온등과 비교할 때, LED는 전력 소비가 적고, 높은 색온도로 인하여 시인성이 우수하고 눈부심이 적은 장점이 있다.

이러한 LED를 광원으로 하는 차량용 램프가 제안되고 있다. 특히, 차량용 램프의 점등 이미지를 부분적으로 제어할 수 있는 매트릭스 방식의 헤드램프 또는 테일램프가 최근 제안되고 있다. 매트릭스 방식의 램프란, 복수 개의 LED 칩을 종방향 또는 횡방향으로 배열하여 램프의 광원을 구현한 것으로, LED 칩의 일부 또는 전부를 점등 또는 소등 제어하여 다양한 빔 패턴을 구현할 수 있는 차량용 램프이다. 즉, 각각의 LED 칩에 의한 배광이미지의 분할성을 통해 주행 조건에 대응한 다양한 빔 패턴을 구현하는 것이 가능하다.

그러나 인접하는 LED 칩의 상호 간섭으로 인하여 배광이미지의 분할성이 떨어질 수 있다. 배광이미지의 분할성이 떨어지는 경우, 주행 조건에 대응하는 적절한 빔 패턴을 구현하는 것이 어려운 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 각각의 단위리플렉터에서 반사되는 빛의 직광성을 높여서, 배광이미지의 분할성을 높일 수 있는 차량용 램프를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 복수 개의 단위광원이 종렬 또는 횡렬로 배열되는 광원부와, 상기 단위광원에 대응하여 각각 배치되는 단위리플렉터를 포함하는 리플렉터를 포함하는 차량용 램프로서, 상기 단위리플렉터는 반사면을 포함하고, 상기 단위광원은 상기 반사면의 초점에 위치하며, 상기 단위광원은 상기 반사면에서 반사된 빛이 전방을 향하여 평행광이 되도록 상기 반사면에 입사하는 빛을 굴절시키는 프리폼렌즈를 포함하는 차량용 램프를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 반사면은 파라볼라(Parabola) 형상일 수 있다.

바람직하게는 상기 단위광원은 SMD(Surface Mount Device)형 소자일 수 있다.

바람직하게는, 상기 단위리플렉터는 독립적으로 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 단위리플렉터는 곡면 플레이트로 이루어질 수 있다.

바람직하게는, 상기 프리폼렌즈는 상기 단위광원의 발광모듈의 전방에 배치될 수 있다.

바람직하게는, 제어부는 상기 단위광원 중 일부를 주행 조건에 따라 온(On)시키거나 오프(Off)시키도록 제어할 수 있다.

바람직하게는, 상기 단위광원은 발광모듈의 중심을 지나는 가상의 수직 기준선이 상기 단위리플렉터의 중심을 지나도록 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 단위광원에 설치되어, 단위리플렉터에서 반사된 빛이 전방을 향하여 평행광이 되도록 반사면에 입사하는 빛을 굴절시키는 프리폼렌즈를 구비하여, 빛의 직광성을 높임으로써, 배광이미지의 분할성을 높이는 유리한 효과를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 단위광원 중 일부를 주행 조건에 따라 온(On)시키거나 오프(Off)시키도록 제어하여 상대 차량의 운전자의 눈부심을 방지하는 유리한 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 차량용 램프를 도시한 도면,
도 2는 리플렉터의 반사면의 초점에 배치되는 차량용 램프를 도시한 도면,
도 3은 프리폼렌즈에 의해 빛의 직광성을 구현하는 차량용 램프를 도시한 도면,
도 4는 종래의 차량용 램프에 의한 배광이미지를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 다른 차량용 램프를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 그리고 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 차량용 램프를 도시한 도면이고, 도 2는 리플렉터의 반사면의 초점에 배치되는 차량용 램프를 도시한 도면이며, 도 3은 프리폼렌즈에 의해 빛의 직광성을 구현하는 차량용 램프를 도시한 도면이다. 이러한, 도 1 내지 도 3은 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 차량용 램프는, 광원부(100)와, 리플렉터(200)를 포함하고, 광원부(100)를 이루는 단위광원(110)에 반사된 빛의 직진성을 높이는 프리폼렌즈(111)를 포함한다.

먼저, 광원부(100)는 복수 개의 단위광원(110)이 정렬되어 배치될 수 있다. 도 2에서는 횡방향으로 하나의 열로 단위광원(110)이 정렬되는 것으로 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 복열 형태로 횡방향 또는 종방향으로 배열되도록 변형 실시될 수 있다. 이러한 단위광원(110)은 SMD(Surface Mount Device) 형 발광다이오드(LED: Light Emitting Diode) 소자일 수 있다.

리플렉터(200)는 단위광원(110)에 대응하여 각각 배치되는 복수 개의 단위리플렉터(210)들로 이루어질 수 있다. 단위리플렉터(210)는 단위광원(110)의 후방에 배치될 수 있다. 그리고 단위리플렉터(210)는 곡면 플레이트로 이루어질 수 있으며, 내측에 단위광원(110)에서 조사된 빛을 반사하는 반사면(211)을 포함할 수 있다. 이때, 반사면(211)은 파라볼라(Parabola) 형상일 수 있다. 한편, 각각의 단위리플렉터(210)는 독립적으로 형성될 수 있으며, 상호 인접하도록 병렬로 배치될 수 있다.

도 2를 참조하면, 단위광원(110)은 각각의 단위리플렉터(210)의 초점(F)에 배치될 수 있다.

도 3을 참조하면, 단위광원(110)은 발광모듈(112)의 광축(O)이 반사면(211)의 중심(C)을 지나도록 배치될 수 있다. 그리고, 단위광원(110)의 발광모듈(112)의 전방에 배치되는 프리폼렌즈(111)를 포함할 수 있다.

여기서 프리폼렌즈란, 기본적으로 광원의 방출 특성과 조명면에서의 조명 조건을 고려하여, 스넬 법칙에 따라 입사면 또는 출사면 상의 각 점의 표면 기울기(혹은 법선 벡터)를 직접 결정한다. 이때 표면 기울기를 갖는 면 요소들을 연결하여 렌즈의 최종 형상을 얻는다. 따라서 프리폼렌즈는 구면 혹은 비구면으로 정의되는 기존 렌즈와는 다른 형상을 갖게 된다.

이러한, 프리폼렌즈(111)는 발광모듈(112)에서 조사된 빛을 굴절시켜, 반사면(211)에 반사된 빛이 수평하게(도 3의 x축 방향) 전방을 향하는 평행광이 되도록 유도한다. 즉, 프리폼렌즈(111)는 반사면(211)에 대한 발광모듈(112)에서 조사된 빛의 입사각을 조절하여 리플렉터(200)에서 반사되는 빛의 직광성을 높이는 역할을 한다.

프리폼렌즈(111)의 입사면과 출사면은 발광모듈(112)의 위치 및 반사면(211)의 형상을 고려하여 리플렉터(200)에서 반사되는 빛이 평행광이 될 수 있도록 적절하게 자유형상면(freeform surface)으로 설계될 수 있다.

단위광원(110)의 발광모듈(112)에서 조사된 빛은 프리폼렌즈(111)에서 굴절되어 반사면(211)에 입사되고, 반사면(211)에 입사된 빛은 전방을 향하여 평행광 형태로 반사된다. 그 결과 빛의 직광성이 높아짐으로써, 단위광원(110)에 의해 배광이미지의 분할성을 높일 수 있다.

도 4는 종래의 차량용 램프에 의한 배광이미지를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 다른 차량용 램프를 도시한 도면이다.

도 4에서 도시한 바와 같이, 차량용 램프는 주행 조건에 따라 단위광원(110)들 중 일부를 소등할 수 있다. 단위광원(110)의 점소등을 제어하는 제어부는 차량용 램프의 구동 또는 점소등을 제어하는 ECU에서 수행될 수 있으며, ECU는 차량에 설치된 카메라 모듈 또는 센서등을 통해 주행 조건에 대한 정보를 획득할 수 있다.

도 4에서 도시한 실제 점등이미지와 시뮬레이션 점등이미지에서 확인할 수 있듯이 종래의 차량용 램프의 점등이미지는 분할성이 낮아 점등된 배광이미지와 소등된 배광이미지의 경계가 확실하게 나타나지 않는다.

반면에, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프는 빛의 직광성이 높기 때문에 단위광원(110)들 중 일부만을 점등할 때, 점등된 배광이미지와 소등된 배광이미지의 경계가 확실하게 나타남을 확인할 수 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 차량용 램프에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 광원부
110: 단위광원
111: 프리폼렌즈
112: 발광모듈
200: 리플렉터
210: 단위리플렉터
211: 반사면

1. 복수 개의 단위광원이 종렬 또는 횡렬로 배열되는 광원부;및
   상기 복수 개의 단위광원 각각에 대응하여 배치되는 복수 개의 단위리플렉터를 포함하는 리플렉터를 포함하고,
   상기 복수 개의 단위리플렉터 각각은 반사면을 포함하고, 상기 복수 개의 단위광원 각각은 상기 복수 개의 단위리플렉터 각각의 상기 반사면의 초점에 위치하며,
   상기 복수 개의 단위광원 각각은 상기 반사면에서 반사된 빛이 전방을 향하여 평행광이 되도록 상기 반사면에 입사하는 빛을 굴절시키는 프리폼렌즈를 각각 포함하고,
   상기 반사면은 파라볼라(Parabola) 형상이고,
   상기 복수 개의 단위광원 각각은 광축이 상기 반사면의 중심(C)을 지나도록 배치되고,
   상기 복수 개의 단위리플렉터는 독립적으로 형성되고,
   상기 복수 개의 단위리플렉터 각각은 곡면 플레이트로 이루어지고,
   상기 복수 개의 단위광원 중 일부를 점소등하는 제어부를 포함하는 차량용 램프.

3. 제1 항에 있어서,
   상기 복수 개의 단위광원 중 일부를 점소등하여 형성되는 점등 이미지는 서로 이격되도록 형성되는 차량용 램프.