KR101324812B1 - 다중 반사 구조를 지닌 led 전조등 - Google Patents

Abstract

본 발명은 렌즈(15)를 지니는 하우징(10); 상기 하우징(10)에 기판(21)(22)을 개재하여 다수의 LED소자(25)를 지지하는 램프모듈(20); 상기 램프모듈(20)의 전방으로 결합되고, 다수의 요홈(31)(32)을 지니는 베이스(30); 및 상기 베이스(30)의 요홈(31)(32) 상에 다수의 반사경을 동일한 패턴으로 지니는 반사수단(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명은 볼록한 하우징 상에 오목한 반사경을 다중의 경사각으로 배치한 특성상 점등시 광원의 빛을 중앙으로 집결하면서 빛의 회절에 의한 간섭을 방지하여 시인성을 높이는 동시에 소등시 외부의 빛을 중앙으로 집결하여 보석과 같은 고급스런 이미지를 구현할 수 있는 효과가 있다.

Description

다중 반사 구조를 지닌 LED 전조등{LED headlight having multi-reflecting construction}

본 발명은 다중 반사 구조를 지닌 LED 전조등에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 볼록한 하우징 상에 오목한 반사경을 다중의 경사각으로 배치한 특성상 점등시 광원의 빛을 중앙으로 집결하면서 빛의 회절에 의한 간섭을 방지하여 시인성을 높이는 동시에 소등시 외부의 빛을 중앙으로 집결하여 보석과 같은 고급스런 이미지를 구현할 수 있는 다중 반사 구조를 지닌 LED 전조등에 관한 것이다.

각종 산업분야에서 일반 가정에 이르기까지 LED램프를 이용한 조명의 보급이 점진적으로 확대되고 있는 가운데, 특히 자동차용 LED 조명은 기능성과 디자인 측면으로 부가가치를 높일 수 있다는 점에서 관심도가 증대되고 있다. 이와 관련되는 선행특허로서 한국 공개특허공보 제2005-0049795호, 한국 등록특허공보 제0798143호 등이 알려져 있다.

선행특허의 일예로, 한국 공개특허공보 제2005-0049795호는 종래의 LED램프에서 볼 수 있는 점등방식과는 달리, LED소자에서 나오는 빛을 모두 제어할 수 있는 바아(bar)형상의 플라스틱 매질판을 사용하여 빛의 특성인 전반사를 일으켜 산란부에서 외부로 조사시킴으로써, 종래 기술과 동일한 성능을 유지하면서도 이너 렌즈 및 리플렉터 등과 같은 부품을 축소할 수 있어 원가절감을 도모할 수 있는 한편, LED소자 자체가 상기 플라스틱 매질판에 의해 가려짐에 따라 외관을 고급화시키게 되어 상품성을 증대시키는 효과를 기대한다.

선행특허의 다른 예로, 한국 등록특허공보 제0798143호는 LED 램프 유닛이 LED 광원부 및 리플렉터를 포함하며, 상기 LED 램프 유닛을 각각 점등시킴으로 빔 패턴이 형성되고, 상기 LED 램프 유닛은 핫(Hot), 미들(Middle), 스프레드(Spread) 및 하이(High) 램프 유닛 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 리플렉터는 상기 핫, 미들 또는 스프레드 램프 유닛에 따라 각각 리플렉터의 곡률반경을 달리하는 구성을 제안한다. 이에 따라, LED 램프 유닛의 조합에 의해 다양한 주행환경에서 요구되는 빔 패턴을 형성하고, 광의 번지는 현상을 차단하여 요구되는 빔 패턴을 얻는 효과를 기대한다.

그러나, 상기한 선행특허와 같이 플라스틱 매질판을 사용하거나 리플렉터의 곡률반경을 달리하여 다양한 빔 패턴을 생성하는 것만으로 자동차에서 시인성을 향상하여 램프의 크기를 축소하거나 소등 상태에서 고급스러운 이미지를 구현하기에 한계를 드러낸다.

한국 공개특허공보 제2005-0049795호 "자동차의 LED소자를 이용한 램프구조" (공개일자 : 2005. 5. 27.) 한국 등록특허공보 제0798143호 "LED 램프 유닛을 적용한 적응형 전조등 장치" (공개일자 : 2008. 1. 18.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 볼록한 하우징 상에 오목한 반사경을 다중의 경사각으로 배치한 특성상 점등시 광원의 빛을 중앙으로 집결하면서 빛의 회절에 의한 간섭을 방지하여 시인성을 높이는 동시에 소등시 외부의 빛을 중앙으로 집결하여 보석과 같은 고급스런 이미지를 구현할 수 있는 다중 반사 구조를 지닌 LED 전조등을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 렌즈를 지니는 하우징; 상기 하우징에 기판을 개재하여 다수의 LED소자를 지지하는 램프모듈; 상기 램프모듈의 전방으로 결합되고, 다수의 원추형으로 형성된 요홈의 외측으로 볼록면을 형성하는 베이스; 및 상기 베이스의 요홈 상에 다수의 반사경을 동일한 패턴으로 지니게 통공을 중심으로 인접한 영역에 다수의 내단반사경을 환상으로 구비하고, 통공을 중심으로 이격된 영역에 다수의 외단반사경을 환상으로 구비하는 반사수단;을 포함하여 이루어지되, 상기 하우징은 램프모듈의 LED소자를 각각 지지하기 위한 안착대를 구비하는 것을 특징으로 한다.

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한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 볼록한 하우징 상에 오목한 반사경을 다중의 경사각으로 배치한 특성상 점등시 광원의 빛을 중앙으로 집결하면서 빛의 회절에 의한 간섭을 방지하여 시인성을 높이는 동시에 소등시 외부의 빛을 중앙으로 집결하여 보석과 같은 고급스런 이미지를 구현할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 LED 전조등의 요부를 분해하여 나타내는 사시도
도 2는 본 발명에 따른 LED 전조등의 하우징을 정면과 배면에서 나타내는 사시도
도 3은 본 발명에 따른 LED 전조등의 결합상태를 단면으로 나타내는 사시도
도 4는 본 발명에 따른 LED 전조등의 요부를 정면 및 종단면에서 나타내는 구성도
도 5는 본 발명에 따른 LED 전조등의 작동상태를 나타내는 모식도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의하면 렌즈(15)를 지니는 하우징(10)이 구비된다. 하우징(10)과 렌즈(15)는 자동차의 전조등을 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니며 안개등과 같은 다른 등화기구에도 적용이 가능하다할 것이다. 하우징(10)은 양호한 성형성을 확보하도록 합성수지재를 사용하여 사출한다.

이때, 상기 하우징(10)은 램프모듈(20)의 LED소자(25)를 각각 지지하기 위한 안착대(12)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 자동차의 전조등은 다수의 LED소자(25)를 수용하는 구조로 형성되며, 각각의 LED소자(25)에 대한 전원연결과 히트싱크의 방열 기능을 안착대(12)에 구성할 수 있다. 안착대(12)는 하우징(10)과 동일한 금형에서 사출되므로 성형성에 지장을 주지 않는다.

물론, 램프모듈(20)의 각각의 LED소자(25)는 반드시 동일한 색을 방출하는 것에 한정되지 않고 서로 다른 색을 방출하도록 구성할 수도 있다.

한편, 상기 하우징(10)의 렌즈(15)는 프레넬 렌즈로 집광하고 어안렌즈로 확산하는 방식을 채용하는 것을 특징으로 한다. 프레넬 렌즈는 탐조등과 같이 빛을 좁은 영역으로 모으는 작용을 한다. 어안렌즈는 빛을 180˚ 범위의 광각으로 확산하는 작용을 한다. 도시에는 생략하나, 하우징(10)의 외측으로 어안렌즈를 내측으로 프레넬 렌즈를 부착하여 렌즈(15)를 구성한다.

또, 본 발명에 따르면 램프모듈(20)이 상기 하우징(10)에 기판(21)(22)을 개재하여 다수의 LED소자(25)를 지지하는 구조이다. 램프모듈(20)은 동심상으로 배치될 수 있는 작은 직경의 제1기판(21)과 큰 직경의 제2기판(22)으로 구성한다. 일예로, 제1기판(21) 상에는 8개의 LED소자(25)를 배치하고 제2기판(22) 상에는 16개의 LED소자(25)를 배치한다. 램프모듈(20)은 3개 이상의 기판으로 구성할 수도 있으나 기능 향상에 비하여 원가부담이 증대된다.

또, 본 발명에 따르면 다수의 요홈(31)(32)을 지니는 베이스(30)가 상기 램프모듈(20)의 전방으로 결합된다. 베이스(30)는 제1기판(21)의 지지를 위한 제1요홈(31)을 중앙에 구비하고, 제2기판(22)의 지지를 위한 제2요홈(32)을 제1요홈(31)의 외주면 상으로 구비한다. 요홈(31)(32)은 각각의 LED소자(25)에 대응하는 통공(35)을 중심으로 하여 원추형으로 형성된다. 이웃하는 원추형의 요홈(31)(32)은 상호 동일한 치수로 중첩될 수도 있다.

본 발명의 세부 구성으로서, 중심의 제1요홈(31)은 가장자리의 제2요홈(32)에 비하여 전체적으로 외부로 돌출되는 단차를 형성한다. 이에 따라, 제1요홈(31)에 결합되는 제1기판(21)이 제2요홈(32)에 결합되는 제2기판(22)에 비하여 전방으로 돌출되는 구조를 이룬다.

이때, 상기 베이스(30)는 원추형으로 형성된 요홈(31)(32)의 외측으로 볼록면(33)을 형성하는 것을 특징으로 한다. 제1요홈(31)이 가장 전방으로 돌출되고, 제2요홈(32)의 후방으로 제2요홈(32)이 연장되고, 제2요홈(32)의 후방으로 볼록면(33)이 연장된다. 이와 같이 하면 제1요홈(31), 제2요홈(32), 볼록면(33)이 전체적으로 볼록면을 형성한다.

또, 본 발명에 따르면 반사수단(40)이 상기 베이스(30)의 요홈(31)(32) 상에 다수의 반사경을 동일한 패턴으로 지니는 구조이다. 요홈(31)(32)에 형성되는 다수의 반사경은 작은 크기의 셀형태로 모자이크와 같이 배열되는 구조로 적용된다. 각각의 요홈(31)(32)의 반사경이 동일하고 규칙적인 패턴을 지녀야 전조등 빛의 분포 상태를 고르게 유지할 수 있다. 따라서 반사수단(40)은 점등시 광원의 빛을 중앙으로 집결하면서 빛의 회절에 의한 간섭을 방지하여 시인성을 높이는 동시에 소등시 외부의 빛을 중앙으로 집결하여 보석과 같은 고급스런 이미지를 구현할 수 있다.

이때, 상기 반사수단(40)은 통공(35)을 중심으로 인접한 영역에 다수의 내단반사경(43)을 환상으로 구비하고, 통공(35)을 중심으로 이격된 영역에 다수의 외단반사경(45)을 환상으로 구비하는 것을 특징으로 한다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 원추형 요홈(31)(32) 상에 통공(35)에 인접한 내측의 원주상에 작은 크기의 내단반사경(43)이 배치되고, 통공(35)에 이격된 외측의 원주상에 큰 크기의 외단반사경(45)이 배치된다. 도 3의 상태로 관찰하는 경우 내단반사경(43)과 외단반사경(45)은 마치 거미줄과 같은 형태로 나타난다. 도시에서 제1요홈(31)에는 내단반사경(43)과 외단반사경(45)를 포함하는 3단 구조의 반사경을, 제2요홈(32)에는 전체적으로 4단 구조의 반사경을 나타내지만 다양하게 변경할 수 있다.

작동에 있어서, 도 5를 참조하면, 자동차의 야간 주행시 램프모듈(20)의 LED소자(25)가 점등되는 경우 내단반사경(43), 외단반사경(45), 중간 반사경의 빛이 모두 동일한 방향으로 집광되면서 빛의 회절에 의한 간섭이 방지되어 시인성을 높인다. 특히, 자동차의 안개등과 같은 경우 시인성이 높아지면 그만큼 작은 크기로 형성하거나 다양한 디자인을 적용할 수 있는 이점이 부각된다. 반대로, LED소자(25)가 소등되는 경우 외부에서 입사되는 빛이 내단반사경(43), 외단반사경(45), 볼록면(33)을 통하여 확산되므로 반짝이는 보석의 이미지를 구현하게 된다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 하우징 12: 안착대
15: 렌즈 20: 램프모듈
21: 제1기판 22: 제2기판
25: LED소자 30: 베이스
31: 제1요홈 32: 제2요홈
33: 볼록면 35: 통공
40: 반사수단 41: 원추대
43: 내단반사경 45: 외단반사경

Claims (4)

1. 렌즈(15)를 지니는 하우징(10);
   상기 하우징(10)에 기판(21)(22)을 개재하여 다수의 LED소자(25)를 지지하는 램프모듈(20);
   상기 램프모듈(20)의 전방으로 결합되고, 다수의 원추형으로 형성된 요홈(31)(32)의 외측으로 볼록면(33)을 형성하는 베이스(30); 및
   상기 베이스(30)의 요홈(31)(32) 상에 다수의 반사경을 동일한 패턴으로 지니게 통공(35)을 중심으로 인접한 영역에 다수의 내단반사경(43)을 환상으로 구비하고, 통공(35)을 중심으로 이격된 영역에 다수의 외단반사경(45)을 환상으로 구비하는 반사수단(40);을 포함하여 이루어지되, 상기 하우징(10)은 램프모듈(20)의 LED소자(25)를 각각 지지하기 위한 안착대(12)를 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 반사 구조를 지닌 LED 전조등.
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