KR101860926B1 - 자동차 램프 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

자동차 램프 어셈블리가 개시된다.
개시된 자동차 램프 어셈블리는, 2개 이상의 광원, 상기 2개 이상의 광원으로부터의 광을 편광 방향에 따라 투과시키거나 반사시키는 2개 이상의 편광 빔스플리터, 및 상기 2개 이상의 편광 빔스플리터를 통과한 광을 반사시키는 2개 이상의 반사부를 포함하여 광의 출력 패턴을 조절하도록 구성된다.

Description

자동차 램프 어셈블리{Vehicle lamp assembly}
다양한 실시예는 자동차 램프 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광의 출력 패턴을 다양하게 연출할 수 있는 자동차 램프 어셈블리에 관한 것이다.
자동차에는 야간 주행시 조명을 위한 수단 및 주행 중 각종 신호의 수단으로서 여러 가지 램프들이 구비된다.
자동차의 램프 들 중에서 차체 후미 양쪽 가장 자리에 설치되는 후방 램프는 브레이크 등과 미등 그리고 방향 지시등이 서로 조합되어 이루어지며, 후방에서 뒤따르는 타 차량의 운전자에게 자기 차량의 주행 의사 및 상태를 알리기 위한 수단으로 사용된다. 일반적인 후방 램프는 전체적인 후부 골격을 이루는 램프 하우징, 이 램프 하우징 앞쪽에 부착되어 빛을 반사시키는 리플렉터, 이 리플렉터 전면에 장착되는 광원, 그리고 이 광원 및 리플렉터의 전방으로 설치되는 렌즈 등으로 구성된다. 자동차의 후방 램프는 점 형태의 광원, 선 형태의 광원, 면 형태의 광원 등을 사용한다.
하지만, 자동차용 디자인 발전 동향에 따라 램프가 면 광원 형태로 까지 발전 하였지만 면 광원은 광학 효율이 낮아 상대적으로 부품 제작을 위한 원가가 높고 디자인 또한 입체감이 부족한 기술적인 문제점이 있다.
다양한 실시예는 광의 출력 패턴을 다양하게 연출할 수 있는 자동차 램프 어셈블리를 제공한다.
예시적인 실시예에 따른 자동차 램프 어셈블리는,
2개 이상의 광원;
상기 2개 이상의 광원으로부터의 광을 편광 방향에 따라 투과시키거나 반사시키는 2개 이상의 편광 빔스플리터; 및
상기 2개 이상의 편광 빔스플리터를 통과한 광을 반사시키는 2개 이상의 반사부;를 포함하여 광의 출력 패턴을 조절하도록 구성될 수 있다.
상기 2개 이상의 광원이 사이즈와 형상 중 적어도 하나가 다르게 구성될 수 있다.
상기 2개 이상의 반사부의 반사율이 서로 달라 상기 2개 이상의 광원에서 나온 광의 출력 광량을 조절하도록 구성될 수 있다.
상기 2개 이상의 광원으로부터 나온 광을 편광시키는 편광 빔스플리터가 각 광원에 대응되게 구비될 수 있다.
상기 2개 이상의 편광 빔스플리터가 각각 P 편광 및 S 편광 분리 비율이 동일할 수 있다.
상기 2개 이상의 반사부가 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
Figure 112016088407367-pat00001
여기서, R min은 상기 2개 이상의 반사부의 반사율 중 가장 낮은 반사율을 나타낸다.
상기 2개 이상의 반사부가 배열된 순서대로 반사율이 커지거나 작아지도록 구성될 수 있다.
상기 2개 이상의 반사부가 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
Figure 112016088407367-pat00002
여기서, Ri와 Ri +1 은 이웃하는 반사부의 반사율을 나타낸다.
상기 2개 이상의 광원이 각각 삼각형 형상을 포함하고, 삼각형의 사이즈가 서로 다르게 구성될 수 있다.
상기 2개 이상의 광원이 각각 사각형 형상을 포함하고, 사각형의 사이즈가 서로 다르게 구성될 수 있다.
상기 2개 이상의 광원이 각각 삼각형 형상과 사각형 형상 중 하나를 포함하고, 삼각형과 사각형의 사이즈가 서로 다르게 구성될 수 있다.
상기 2개 이상의 광원으로부터 나온 광을 각각 편광시키는 편광판이 더 구비될 수 있다.
상기 2개 이상의 광원 각각에 대응되게 광의 형상과 사이즈 중 적어도 하나를 조절할 수 있도록 구성된 마스크가 더 포함될 수 있다.
예시적인 다른 실시예에 따른 자동차 램프 어셈블리는,
제1 광원;
상기 제1 광원으로부터의 제1 광을 투과시키는 제1 편광 빔스프리터;
상기 제1 편광 빔프리터를 통과한 제1 광을 반사시키는 제1 반사부;
제2 광원;
상기 제2 광원으로부터의 제2 광을 투과시키고, 상기 제1 편광 빔스플리터를 경유한 광을 투과시키는 제2 편광 빔스프리터;
상기 제2 편광 빔프리터를 통과한 제2 광을 반사시키는 제2 반사부;
제3 광원;
상기 제3 광원으로부터의 제3 광을 투과시키고, 상기 제1 편광 빔스플리터 및 제2 편광 빔스플리터를 경유한 광을 투과시키는 제3 편광 빔스프리터; 및
상기 제3 편광 빔프리터를 통과한 제3 광을 반사시키는 제3 반사부;를 포함할 수 있다.
상기 제1 반사부, 제2 반사부, 및 제3 반사부의 반사율이 서로 다를 수 있다.
상기 제1 광원, 제2 광원, 제3 광원이 형상과 사이즈 중 적어도 하나가 다르게 구성되어 상기 제1 광원, 제2 광원, 제3 광원으로부터 나온 각 광의 출력 패턴이 조절될 수 있다.
상기 제1 광원, 제2 광원, 제3 광원으로부터 나온 각 광을 편광시키는 제1 편광판, 제2 편광판, 제3 편광판이 더 구비될 수 있다.
다양한 실시예에 따른 자동차 램프 어셈블리는 편광 빔스플리터와 반사부의 조합을 이용하여 다양한 출력 패턴을 연출하고, 조명의 입체감을 향상할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 자동차 램프 어셈블리는 자동차의 고급화에 부응할 수 있는 조명의 고급화를 구현할 수 있다.
도 1은 예시적인 일 실시예에 따른 자동차 램프 어셈블리의 개략적인 구성도를 도시한 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 자동차 램프 어셈블리에 채용된 광원들의 예를 도시한 것이다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 자동차 램프 어셈블리의 광원의 일 예를 도시한 것이다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 자동차 램프 어셈블리의 광원에 대응되게 구성되는 마스크를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 예시적인 다른 실시예에 따른 자동차 램프 어셈블리의 개략적인 구성도를 도시한 것이다.
도 6은 도 5에 도시된 자동차 램프 어셈블리에 채용된 광원들의 예를 도시한 것이다.
도 7은 도 5에 도시된 자동차 램프 어셈블리에 채용된 광원들의 다른 예를 도시한 것이다.
도 8은 예시적인 실시예에 따른 자동차 램프 어셈블리에 의해 연출된 조명의 일 예를 도시한 것이다.
도 9는 예시적인 실시예에 따른 자동차 램프 어셈블리에 의해 연출된 조명의 다른 예를 도시한 것이다.
이하, 예시적인 실시예에 따른 자동차 램프 어셈블리에 대해 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나, 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 문서에서, "A 또는 B," "A 또는/및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 문서에서 사용된 "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제 1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)," "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)," "~하도록 설계된(designed to)," "~하도록 변경된(adapted to)," "~하도록 만들어진(made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다.
도 1은 예시적인 일 실시예에 따른 자동차 램프 어셈블리를 개략적으로 도시한 것이다.
다양한 실시예에 따른 자동차 램프 어셈블리는 2개 이상의 광원과, 상기 2개 이상의 광원으로부터의 광을 편광 방향에 따라 투과시키거나 반사시키는 2개 이상의 편광 빔스플리터, 및 상기 2개 이상의 편광 빔스플리터를 통과한 광을 반사시키는 2개 이상의 반사부를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 자동차 램프 어셈블리는 예를 들어, 제1 광원(S11), 제1 광원(S11)으로부터 나온 제1 광을 편광 방향에 따라 투과 또는 반사시키는 제1 편광 빔스플리터(PBS11), 및 제1 편광 빔스플리터(PBS11)를 통과한 광을 제1 편광 빔스플리터(PBS11)로 반사시키는 제1 반사부(M11)를 포함할 수 있다. 제1 반사부(M11)는 예를 들어 거울일 수 있다. 이러한 구성을 제1 세트라고 한다. 제1 편광 빔스플리터(PBS11)는 예를 들어, P 편광의 광은 투과시키고, S 편광의 광은 반사시킬 수 있다. 제1 편광 빔스플리터(PBS11)는 제1 광원(S11)으로부터 나온 제1광의 광축에 대해 45도 각도를 가지고 기울어지게 배치될 수 있다. 제1 반사부(M11)는 제1 편광 빔스플리터(PBS11)에 대해 45도의 사잇각을 가지도록 배치될 수 있다.
제1 광원(S11)과 제1 빔 스플리터(PBS11) 사이에 광을 편광시키는 제1 편광판(P11)이 더 구비될 수 있다. 제1 편광판(P11)은 예를 들어 P 편광의 광(또는 S 편광의 광)을 투과시키고, 다른 편광의 광은 흡수할 수 있다.
자동차 램프 어셈블리는 예를 들어, 제2 광원(S21), 제1 광원(S21)으로부터 나온 제2광을 편광 방향에 따라 투과 또는 반사시키는 제2 편광 빔스플리터(PBS21), 및 제2 편광 빔스플리터(PBS21)를 통과한 광을 제2 편광 빔스플리터(PBS21)로 반사시키는 제2 반사부(M21)를 포함할 수 있다. 제2 반사부(M21)은 예를 들어 거울일 수 있다. 이러한 구성을 제2 세트라고 한다. 제2 편광 빔스플리터(PBS21)는 예를 들어, P 편광의 광은 투과시키고, S 편광의 광은 반사시킬 수 있다. 제2 편광 빔스플리터(PBS21)는 제2 광원(S21)으로부터 나온 제2광의 광축에 대해 45도 각도를 가지고 기울어지게 배치될 수 있다. 제2 반사부(M21)는 제2 편광 빔스플리터(PBS21)에 대해 45도의 사잇각을 가지도록 배치될 수 있다. 제1세트와 제2세트가 이웃하여 나란하게 배치될 수 있다.
제1 편광 빔플리터(PBS11)와 제2 편광 빔스플리터(PBS21)가 이웃하여 서로 평행하게 배치될 수 있다.
제2 광원(S21)과 제2 빔 스플리터(PBS21) 사이에 광을 편광시키는 제2 편광판(P21)이 더 구비될 수 있다.
제1 반사부(M11)와 제2 반사부(M21)의 반사율을 조절하거나, 제1 광원(S11)과 제2 광원(S21)의 사이즈나 형상 등을 다르게 구성하여 제1 광원(S11)으로부터 나온 제1 광과 제2 광원(S21)으로부터 나온 제2 광에 의한 합성 출력 패턴을 다양하게 연출할 수 있다.
한편, 제1 편광 빔스플리터(PBS11)의 일 측에 제3 광원(S31)을 더 구비할 수 있다. 제1 광원(S11), 제2 광원(S21), 및 제3 광원(S31)의 온-오프 조절 또는, 제1 광원(S11), 제2 광원(S21), 및 제3 광원(S31)의 사이즈나 형상 등을 이용하여 자동차 램프에 의한 조명 입체감을 더욱 향상할 수 있다.
도 1에 도시된 자동차 램프 어셈블리의 동작에 대해 설명한다. 자동차 램프 어셈블리의 각 구성 요소들 사이에서의 광의 경로에 대해 ① ② ③... 등의 부호로 표시하기로 한다.
제1 광원(S11)으로부터 나온 제1 광이 제1 편광판(P11)에 의해 예를 들어, P 편광의 광만 통과되고, P 편광의 제1 광이 제1 편광 빔스플리터(PBS11)에 입사된다(②). 제1 편광 빔스플리터(PBS11)를 통과한 제1 광이 제1 반사부(M11)에 입사될 수 있다(③). P 편광의 제1 광이 제1 반사부(M11)에서 반사되면서 S 편광으로 변환되어 제1 편광 빔스플리터(PBS11)로 입사될 수 있다(④). S 편광의 제1 광이 제1 편광 빔스플리터(PBS11)에 의해 반사되면서, P 편광으로 변환되어 제2 편광 빔스플리터(PBS21)에 입사된다(⑤). 이어서, P 편광의 제1 광이 제2 편광 빔스플리터(PBS21)를 통과하여 출력될 수 있다(⑨).
제2 광원(S21)으로부터 나온 제2 광이 제2 편광판(P21)에 의해 예를 들어, P 편광의 광으로 변환되고, P 편광의 제2 광이 제2 편광 빔스플리터(PBS21)에 입사될 수 있다(⑥). P 편광의 제2 광이 제2 반사부(M11)에서 반사되면서 S 편광으로 변환되어 제2 편광 빔스플리터(PBS21)로 입사될 수 있다(⑧). S 편광의 제2 광이 제2 편광 빔스플리터(PBS21)에 의해 반사되어 출력될 수 있다(⑨).
제3 광원(S31)으로부터 나온 제3 광이 제3 편광판(P31)에 의해 예를 들어, P 편광의 광만 통과될 수 있다. P 편광의 제3 광이 제1 편광 빔스플리터(PBS11)에 입사될 수 있다(①). P 편광의 제1 광이 제1 편광 빔스플리터(PBS11)를 통과하여 제2 편광 빔스플리터(PBS21)로 입사될 수 있다(⑤). P 편광의 제3 광이 제2 편광 빔스플리터(PBS21)를 통과하여 출력될 수 있다(⑨).
제1 광원(S11)에서 나온 광은 ②→③→④→⑤→⑨의 경로를 따라 진행하고, 제2 광원(S21)에서 나온 광은 ⑥→⑦→⑧→⑨의 경로를 따라 진행하며, 제3 광원(S31)에서 나온 광은 ①→⑤→⑨의 경로를 따라 진행할 수 있다.
각 광원에서 나온 광은 각 경로에 있는 광학 부품들의 투과율 및 반사율에 따라 각 광원에서 나온 광의 출력 광량이 결정될 수 있다. 이 때 비교적 제작하기 쉬운 제1 반사부(M11), 제2 반사부(M21)의 반사율을 적절히 조절하면 각 광원에서 나온 광의 세기를 바꿀 수 있으며, 이를 통해 최종 면에서 입체감을 줄 수 있게 된다.
이때 제3 광원(S31)에서 나온 광은 반사부를 거치지 않고 제1 및 제2 편광 빔스플리터(PBS11)(PBS21)를 통과하여 출력된다. 따라서, 제3 광원(S31)에서 나온 광은 반사부의 반사율에 의존하지 않으며, 이상적인 편광 빔스플리터를 사용할 경우, 최대 50%의 투과율을 가질 수 있다. 제1 및 제2 편광 빔스플리터(PBS11)(PBS21)가 각각 P 편광 및 S 편광 분리 비율이 동일하게 구성될 수 있다. 다시 말하면, 제1 및 제2 편광 빔스플리터(PBS11)(PBS21)가 P 편광의 투과율과 S 편광의 투과율이 동일하게 구성될 수 있다. 그리고, 제1 광원(S11)과 제2 광원(S21)에서 나온 광은 각각 제1 반사부(M11)와 제2 반사부(M21)에서 반사되므로 제1 반사부(M11)와 제2 반사부(M21)의 반사율에 따라 최종적으로 출력되는 광량이 변할 수 있다.
제1 광원(S11), 제2 광원(S21), 제3 광원(S31)으로부터 나온 광의 출력 광량을 다르게 조절함으로써 자동차 램프의 입체감을 연출할 수 있다. 예를 들어, 자동차 후미 등(rear lamp)에 이러한 입체감을 연출하여 위치 표시용으로 사용할 수 있다. 또한, 제1 광원(S11)과 제2 광원(S21)을 턴 오프하고, 제3 광원(S31)을 턴 온하여 자동차 정지 등(break lamp)으로 사용할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 2개 이상의 광원이 사이즈와 형상 중 적어도 하나가 다르게 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 광원(S11), 제2 광원(S21), 및 제3 광원(S31)은 서로 다른 형상과 면적을 가질 수 있다. 도 2는 제1 광원(S11), 제2 광원(S21), 및 제3 광원(S31)의 일 예를 도시한 것이다. 제1 광원(S11)은 원 형상을 가지고, 제2 광원(S21)은 제1 광원(S11)보다 큰 원 형상을 가질 수 있다. 그리고, 제3 광원(S31)은 사각 형상을 가질 수 있고, 제1 광원과, 제2 광원보다 큰 면적을 가질 수 있다.
제1 광원(S11), 제2 광원(S21), 및 제3 광원(S31) 각각이 서로 다른 사이즈와 형상을 가지도록 구성될 수 있다. 제1 광원(S11), 제2 광원(S21), 및 제3 광원(S31)은 예를 들어 단일의 LED로 구성되고, 각각의 LED의 사이즈와 형상이 다르게 구성될 수 있다. 또는, 제1 광원(S11), 제2 광원(S21), 및 제3 광원(S31)이 각각 복수 개의 LED를 포함할 수 있다. 제1 광원(S11)이 복수 개의 LED를 원 형상으로 배열하여 구성될 수 있다. 제2 광원(S21)이 복수 개의 LED를 원 형상으로 배열하여 구성될 수 있다. 제3 광원(S31)이 복수 개의 LED를 사각 형상으로 배열하여 구성될 수 있다.
도 3은 제1 광원(S11)이 예를 들어, 복수 개의 LED를 포함하고, 복수 개의 LED가 원 형상으로 배열된 예를 도시한 것이다. 이와 같은 방식으로 제2 광원(S21), 제3 광원(S31)을 구성할 수 있다.
도 4는 광원의 형상이나 사이즈를 조절하는 다른 예를 도시한 것이다. 예를 들어, 광원(S1)과 마스크(M1)가 구비되고, 마스크(M1)가 광원(S1)으로부터 나온 광의 사이즈와 형상을 변화시킬 수 있도록 된 출력부(E)를 포함할 수 있다. 이 경우, 광원(S1)과 마스크(M1)가 한 세트를 이루어 광원의 조명 형상과 사이즈를 조절할 수 있다.
도 1에 도시된 구성에 따라 제1 광원, 제2 광원, 제3 광원으로부터 나온 광은 최종적으로 서로 중첩되어 출력되며, 각 광원으로부터의 광의 출력 광량과 출력 광의 형상이 달라지므로 출력 광이 입체감을 가질 수 있다.
다양한 실시예에 따른 자동차 램프 어셈블리의 반사부가 다음 식을 만족할 수 있다.
Figure 112016088407367-pat00003
<식 1>
여기서, R min은 2개 이상의 반사부의 반사율 중 가장 낮은 반사율을 나타낸다. 도 1에 도시된 실시예에서는 제1 반사부와 제2 반사부의 반사율 중 작은 반사율을 식 1을 만족하도록 구성할 수 있다. Rmin이 식 1의 하한 값보다 작으면, 2 개 이상의 반사부의 최소 반사율이 너무 작아져 광의 출력량이 너무 작아질 수 있다.
다양한 실시예에 따른 자동차 램프 어셈블리에서, 반사부가 배열된 순서대로 반사율이 커지거나 작아지도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 반사부(M11)가 제2 반사부(M21)의 반사율 보다 클 수 있다. 그러면, 제1광원(S11)으로부터 나온 제1 광의 출력 광량이 제2광원(S21)으로부터 나온 제2 광의 출력 광량보다 클 수 있다. 그리고, 제3 광원(S31)으로부터 나온 제3 광의 출력 광량이 가장 큰 경우, 제1광, 제2광, 제3광의 출력 광량에 따라 출력 광의 패턴이 달라질 수 있다.
다양한 실시예에 따른 자동차 램프 어셈블리의 2개 이상의 반사부가 다음 식을 만족할 수 있다.
Figure 112016088407367-pat00004
<식 2>
여기서, Ri와 Ri +1 은 이웃하는 반사부의 반사율을 나타낸다. 식 2를 만족할 때, 각 광원으로부터 나온 광의 출력 량의 편차가 너무 크지 않고 적절히 조절될 수 있다. 이웃하는 반사부의 반사율 차를 식 2와 같이 구성할 때 자연스런 입체감을 연출할 수 있다. 다시말하면, 식 2를 만족할 때, 각 광원의 세기 분포가 급격하게 차이가 나지 않도록 하여 보다 자연스러운 깊이감을 제공할 수 있다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 자동차 램프 어셈블리를 개략적으로 도시한 것이다.
자동차 램프 어셈블리는 예를 들어, 제1 광원(S12), 제1 광원(S12)으로부터 나온 제1광을 편광 방향에 따라 투과 또는 반사시키는 제1 편광 빔스플리터(PBS12), 및 제1 편광 빔스플리터(PBS12)를 통과한 광을 제1 편광 빔스플리터(PBS12)로 반사시키는 제1 반사부(M12)를 포함할 수 있다. 이러한 구성을 제1 세트라고 한다. 제1 편광 빔스플리터(PBS12)는 예를 들어, P 편광의 광은 투과시키고, S 편광의 광은 반사시킬 수 있다. 제1 편광 빔스플리터(PBS12)는 제1 광원(S12)으로부터 나온 제1광의 광축에 대해 45도 각도를 가지고 기울어지게 배치될 수 있다. 제1 반사부(M12)는 제1 편광 빔스플리터(PBS12)에 대해 45도의 사잇각을 가지도록 배치될 수 있다.
제1 광원(S12)과 제1 빔 스플리터(PBS12) 사이에 광을 편광시키는 제1 편광판(P12)이 더 구비될 수 있다.
자동차 램프 어셈블리는 예를 들어, 제2 광원(S22), 제1 광원(S22)으로부터 나온 제2광을 편광 방향에 따라 투과 또는 반사시키는 제2 편광 빔스플리터(PBS22), 및 제2 편광 빔스플리터(PBS22)를 통과한 광을 제2 편광 빔스플리터(PBS22)로 반사시키는 제2 반사부(M22)를 포함할 수 있다. 이러한 구성을 제2 세트라고 한다. 제2 편광 빔스플리터(PBS22)는 예를 들어, P 편광의 광은 투과시키고, S 편광의 광은 반사시킬 수 있다. 제2 편광 빔스플리터(PBS22)는 제2 광원(S22)으로부터 나온 제2광의 광축에 대해 45도 각도를 가지고 기울어지게 배치될 수 있다. 제2 반사부(M22)는 제2 편광 빔스플리터(PBS22)에 대해 45도의 사잇각을 가지도록 배치될 수 있다.
제2 광원(S22)과 제2 빔 스플리터(PBS22) 사이에 광을 편광시키는 제2 편광판(P22)이 더 구비될 수 있다.
자동차 램프 어셈블리는 예를 들어, 제3 광원(S32), 제3 광원(S32)으로부터 나온 제3광을 편광 방향에 따라 투과 또는 반사시키는 제3 편광 빔스플리터(PBS32), 및 제3 편광 빔스플리터(PBS32)를 통과한 광을 제3 편광 빔스플리터(PBS32)로 반사시키는 제3 반사부(M32)를 포함할 수 있다. 이러한 구성을 제3 세트라고 한다. 제3 편광 빔스플리터(PBS32)는 예를 들어, P 편광의 광은 투과시키고, S 편광의 광은 반사시킬 수 있다. 제3 편광 빔스플리터(PBS32)는 제3 광원(S32)으로부터 나온 제3광의 광축에 대해 45도 각도를 가지고 기울어지게 배치될 수 있다. 제3 반사부(M32)는 제3 편광 빔스플리터(PBS32)에 대해 45도의 사잇각을 가지도록 배치될 수 있다.
제3 광원(S32)과 제3 빔 스플리터(PBS32) 사이에 광을 편광시키는 제3 편광판(P32)이 더 구비될 수 있다.
제1 세트, 제2 세트, 제3 세트가 나란하게 이웃하여 배열될 수 있다.
제1 편광 빔플리터(PBS12), 제2 편광 빔스플리터(PBS22), 제3 편광 빔스플리터(PBS32)가 이웃하여 서로 평행하게 배치될 수 있다.
제1 반사부(M12), 제2 반사부(M2), 제3 반사부(M3)의 반사율을 조절하거나, 제1 광원(S12), 제2 광원(S22), 제3 광원(S32)의 사이즈 및 형상 중 적어도 하나를 다르게 구성하여 제1 광원(S12)으로부터 나온 제1 광과 제2 광원(S22)으로부터 나온 제2 광과, 제3 광원(S32)으로부터 나온 제3 광에 의한 출력 패턴을 다양하게 연출할 수 있다.
한편, 제1 편광 빔스플리터(PBS12)의 일 측에 제4 광원(S42)을 더 구비할 수 있다. 제1 광원(S12), 제2 광원(S22), 제3 광원(S32), 및 제4 광원(S42)의 온-오프 조절 또는, 제1 광원(S12), 제2 광원(S22), 제3 광원(S32), 제4 광원(S42)의 사이즈나 형상 등을 이용하여 자동차 램프에 의한 조명 입체감을 더욱 향상할 수 있다.
도 5에 도시된 자동차 램프 어셈블리의 동작에 대해 설명한다. 자동차 램프 어셈블리의 각 구성 요소들 사이에서의 광의 경로에 대해 ① ② ③... 등의 부호로 표시하기로 한다.
제1 광원(S12)으로부터 나온 제1 광이 제1 편광판(P12)에 의해 예를 들어, P 편광의 광으로 변환되고, P 편광의 제1 광이 제1 편광 빔스플리터(PBS12)에 입사된다(②). 제1 편광 빔스플리터(PBS12)를 통과한 제1 광이 제1 반사부(M12)에 입사될 수 있다(③). P 편광의 제1 광이 제1 반사부(M12)에서 반사되면서 S 편광으로 변환되어 제1 편광 빔스플리터(PBS12)로 입사될 수 있다(④). S 편광의 제1 광이 제1 편광 빔스플리터(PBS12)에 의해 반사되면서 P 편광으로 변환되어 제2 편광 빔스플리터(PBS22)에 입사된다(⑤). P 편광의 제1 광이 제2 편광 빔스플리터(PBS22)를 통과하고(⑨), 이어서 제3 편광 빔스플리터(PBS32)를 통과하여 출력될 수 있다(⑬).
제2 광원(S22)으로부터 나온 제2 광이 제2 편광판(P22)에 의해 예를 들어, P 편광의 광으로 변환되고, P 편광의 제2 광이 제2 편광 빔스플리터(PBS22)에 입사될 수 있다(⑥). 제2 편광 빔스플리터(PBS22)를 통과한(⑦) P 편광의 제2 광이 제2 반사부(M12)에서 반사되면서 S 편광으로 변환되어 제2 편광 빔스플리터(PBS21)로 입사될 수 있다(⑧). S 편광의 제2 광이 제2 편광 빔스플리터(PBS22)에 의해 반사되면서 P 편광으로 변화되고(⑨), P 편광의 제2 광이 제3 편광 빔스플리터(PBS32)를 통과하여 출력될 수 있다(⑬).
제3 광원(32)으로부터 나온 제3 광이 제3 편광판(P32)에 의해 예를 들어, P 편광의 광으로 변환될 수 있다. P 편광의 제3 광이 제3 편광 빔스플리터(PBS13)에 입사될 수 있다(⑩). P 편광의 제3 광이 제3 편광 빔스플리터(PBS13)를 통과하고(⑪), 제3 반사부(M32)에서 반사되면서 S 편광으로 변환되어 제3 편광 빔스플리터(PBS31)로 입사될 수 있다(⑫). S 편광의 제3 광이 제3 편광 빔스플리터(PBS23)에 의해 반사되어 P 편광으로 변환되면서 출력될 수 있다(⑬).
제4 광원(S42)으로부터 나온 제4 광이 제4 편광판(P41)에 의해 예를 들어, P 편광의 광으로 변환될 수 있다. P 편광의 제4 광이 제1 편광 빔스플리터(PBS12)에 입사될 수 있다(①). P 편광의 제4 광이 제1 편광 빔스플리터(PBS12)를 통과하여 제2 편광 빔스플리터(PBS22)로 입사될 수 있다(⑤). P 편광의 제4 광이 제2 편광 빔스플리터(PBS22)를 통과하여 제3 편광 빔스플리터(PBS32)로 입사될 수 있다(⑨). P 편광의 제4 광이 제3 편광 빔스플리터(PBS32)를 통과하여 출력될 수 있다(⑨).
제1 광원(S12)에서 나온 광은 ②→③→④→⑤→⑨→⑬의 경로를 따라 진행하고, 제2 광원(S22)에서 나온 광은 ⑥→⑦→⑧→⑨→⑬의 경로를 따라 진행하며, 제3 광원(S32)에서 나온 광은 ⑩→⑪→⑫→⑬의 경로를 따라 진행하며, 제4 광원(S42) 에서 나온 광은 ①→⑤→⑨→⑬의 경로를 따라 진행할 수 있다.
각 광원에서 나온 광은 각 경로에 있는 광학 부품들의 투과율 및 반사율에 따라 각 광원에서 나온 광의 출력 광량이 결정될 수 있다. 이 때 제1 반사부(M12), 제2 반사부(M22), 제3 반사부(M32)의 반사율을 조절하여 각 광원에서 나온 광의 출력 광량을 바꿀 수 있으며, 이들 광을 중첩시킴으로써 최종 면에서 입체감을 줄 수 있다.
이때 제4 광원(S42)에서 나온 광은 반사부를 거치지 않고 제1, 제2, 및 제3 편광 빔스플리터(PBS12)(PBS22)(PBS32)를 통과하여 출력된다. 따라서, 제4 광원(S42)에서 나온 광은 반사부의 반사율에 의존하지 않으며, 최대 50%의 투과율을 가질 수 있다. 제1, 제2, 및 제3 편광 빔스플리터(PBS12)(PBS22)(PBS32)가 각각 P 편광 및 S 편광 분리 비율이 동일하게 구성될 수 있다. 다시 말하면, 제1, 제2, 및 제3 편광 빔스플리터(PBS12)(PBS22)(PBS32)가 P 편광의 투과율과 S 편광의 투과율이 동일하게 구성될 수 있다. 그리고, 제1 광원(S12), 제2 광원(S22), 및 제3 광원(S32)에서 나온 광은 각각 제1 반사부(M12), 제2 반사부(M22), 및 제3 반사부(M32)에서 반사되므로 제1 반사부(M12)와 제2 반사부(M22), 제3 반사부(M32)의 반사율에 따라 최종적으로 출력되는 광량이 변할 수 있다. 이와 같이 출력 광량이 서로 다르고, 광원들의 사이즈나 형상 중 적어도 하나가 다르게 구성되어 출력 광이 중첩될 때 출력 광의 입체감을 표현할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 2개 이상의 광원이 사이즈와 형상 중 적어도 하나가 다르게 구성될 수 있다. 도 6은 제1 광원(S12), 제2 광원(S22), 제3 광원(S32), 및 제4 광원(S42)의 일 예를 도시한 것이다. 제1 광원(S12), 제2 광원(S22), 제3 광원(S32)은 삼각형 형상을 가지고, 제1 광원(S12), 제2 광원(S22), 제3 광원(S32)의 사이즈(면적)가 순서대로 커지는 구성을 가질 수 있다. 그리고, 제4 광원(S42)은 사각 형상을 가질 수 있고, 제1 광원, 제2 광원, 제3 광원보다 큰 면적을 가질 수 있다. 제1 광원(S12), 제2 광원(S22), 제3 광원(S32), 및 제4 광원(S42)은 예를 들어 각각이 자신의 형상과 사이즈를 가지도록 구성될 수 있다. 또는, 제1 광원(S12), 제2 광원(S22), 제3 광원(S32), 및 제4 광원(S42)은 예를 들어 복수 개의 LED를 포함할 수 있다. 제1 광원(S12)이 복수 개의 LED를 삼각형 형상으로 배열하여 구성될 수 있다. 제2 광원(S22)이 복수 개의 LED를 삼각형 형상으로 배열하여 구성될 수 있다. 제3 광원(S32)이 복수 개의 LED를 삼각형 형상으로 배열하여 구성될 수 있다. 제4 광원(S42)이 복수 개의 LED를 사각 형상으로 배열하여 구성될 수 있다. 또는, 제1 광원(S12), 제2 광원(S22), 제3 광원(S32), 및 제4 광원(S42) 각각에 대응되는 마스크(도 4 참조)를 채용하여 광원의 형상과 사이즈를 조절할 수 있다.
도 5에 도시된 구성에 따라 제1 광원, 제2 광원, 제3 광원, 제4 광원으로부터 나온 광은 최종적으로 서로 중첩되어 출력되며, 각 광원으로부터의 광의 출력 광량과 출력 광의 형상이 달라지므로 출력 광이 입체감을 가질 수 있다.
도 7은 제1 광원(S12), 제2 광원(S22), 제3 광원(S32), 및 제4 광원(S42)의 다른 예를 도시한 것이다. 제1 광원(S12), 제2 광원(S22), 제3 광원(S32), 및 제4 광원(S42)이 각각 사각형 형상을 가지고, 제1 광원(S12), 제2 광원(S22), 제3 광원(S32), 및 제4 광원(S42)이 각각 차례대로 사이즈가 커지도록 구성될 수 있다. 여기에 한정되지 않고, 광원의 형상과 사이즈를 다양하게 구성할 수 있다.
도 8은 도 6에 예시된 광원을 포함하는 자동차 램프 어셈블리를 이용하여 조명할 때, 예를 들어 제4 광원(S42)을 턴 오프하고, 제1 광원(S12), 제2 광원(S22), 제3 광원(S32)을 턴 온 한 경우 램프의 조명 패턴을 보인 것이다. 도 9는 제1 광원(S12), 제2 광원(S22), 제3 광원(S32), 제4 광원(S42)을 모두 턴 온 한 경우 램프의 조명 패턴을 보인 것이다. 이와 같이, 각 광원의 출력 광량과 광원의 사이즈, 형상 중 적어도 하나를 조절하여 램프의 조명 패턴을 조절할 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 광원을 포함하는 자동차 램프 어셈블리에서 제1 반사부, 제2 반사부, 제3 반사부의 반사율을 차례대로 작아지게 구성함으로써 램프 중심부에서 바깥쪽으로 갈수록 조명이 약해지는 출력 패턴을 얻을 수 있다. 또는, 도 6에 도시된 광원을 포함하는 자동차 램프 어셈블리에서 제1 반사부, 제2 반사부, 제3 반사부의 반사율을 차례대로 커지게 구성함으로써 램프 중심부에서 바깥쪽으로 갈수록 조명이 강해지는 출력 패턴을 얻을 수 있다. 그럼으로써, 광원의 거리에 따라 빛의 명암이 순차적으로 변하게 하여 깊이감을 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 자동차 램프 어셈블리에서, 빛이 통과하는 광학 부품 중 편광 빔스플리터의 반사, 투과, 흡수율을 조절하여 각 광원에서 발광된 광의 투과율을 조절할 수 있다. 또한, 다양한 실시예에 따른 자동차 램프 어셈블리에서, 반사부의 반사율을 조절하여 각 광원에서 발광된 광의 출력 광량을 조절할 수 있다. 하지만, 편광 빔스플리터에 비해 반사부의 반사율을 조절하는 것이 상대적으로 용이하고 제작 비용도 적게 소요되므로 반사부의 반사율을 조절하는 것이 비용 면에서 유리하다.
반사부, 예를 들어, 거울을 가공하는 데 있어서 반사면을 위한 증착 물질의 두께를 조절하여 반사율을 쉽게 조절할 수 있다. 증착 물질로는 금속을 사용할 수 있으며, 금속 박막을 이용하는 경우 일반적으로는 90% 이상의 반사율을 얻을 수 있다.
본 발명과 같은 기술은 편광 부품을 사용하지 아니하고 오직 반사 및 투과 비율이 50:50인 Neutral Density Filter(ND Filter)만으로도 구성할 수 있다. 예를 들어, 빛이 거울을 n번 통과할 때 반사율은 0.5n이 된다. 따라서, 거울을 2회 통과하면 빛이 0.25(25%), 3회 통과하면 0.125(12.5%)만 통과한다. 하지만, 본 발명에서와 같이 편광 빔스플리터를 이용하여 광 손실을 줄이는 경우, 광원에서 나온 빛의 50%가 통과되어 ND filter만 사용했을 때보다 더 밝은 자동차 램프 어셈블리를 구성할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 자동차 램프 어셈블리는 반사부의 반사율, 각 광원의 사이즈, 각 광원의 형상 중 적어도 하나를 조절하여 광의 출력 패턴에 입체감을 제공함으로써 심미감이나 시인성 등을 향상할 수 있다.
본 문서에 개시된 실시예는 개시된, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 문서에서 기재된 기술의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 문서의 범위는, 본 문서의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.
S11,S21,S31,S12,S22,S32,S42:광원
P11,P21,P12,P22,P32:편광판
PBS11,PBS21,PBS12,PBS22,PBS32:편광 빔스플리터
M11,M21,M12,M22,M32:반사부

Claims (18)

  1. 2개 이상의 광원;
    상기 2개 이상의 광원으로부터의 광을 편광 방향에 따라 투과시키거나 반사시키는 2개 이상의 편광 빔스플리터; 및
    상기 2개 이상의 편광 빔스플리터를 통과한 광을 반사시키는 2개 이상의 반사부;를 포함하여 광의 출력 패턴을 조절하도록 구성되고,
    상기 2개 이상의 광원이 사이즈와 형상 중 적어도 하나가 다르게 구성된 자동차 램프 어셈블리.
  2. 삭제
  3. 2개 이상의 광원;
    상기 2개 이상의 광원으로부터의 광을 편광 방향에 따라 투과시키거나 반사시키는 2개 이상의 편광 빔스플리터; 및
    상기 2개 이상의 편광 빔스플리터를 통과한 광을 반사시키는 2개 이상의 반사부;를 포함하여 광의 출력 패턴을 조절하도록 구성되고,
    상기 2개 이상의 반사부의 반사율이 서로 달라 상기 2개 이상의 광원에서 나온 광의 출력 광량을 조절하도록 구성된 자동차 램프 어셈블리.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 2개 이상의 광원으로부터 나온 광을 편광시키는 편광 빔스플리터가 각 광원에 대응되게 구비되는 자동차 램프 어셈블리.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 2개 이상의 편광 빔스플리터가 각각 P 편광 및 S 편광 분리 비율이 동일한 자동차 램프 어셈블리.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 2개 이상의 반사부가 다음 식을 만족하는 자동차 램프 어셈블리.
    <식>
    Figure 112017092443936-pat00005

    여기서, R min은 상기 2개 이상의 반사부의 반사율 중 가장 낮은 반사율을 나타낸다.
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 2개 이상의 반사부가 배열된 순서대로 반사율이 커지거나 작아지도록 구성된 자동차 램프 어셈블리.
  8. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 2개 이상의 반사부가 다음 식을 만족하는 자동차 램프 어셈블리.
    <식>
    Figure 112017092443936-pat00006

    여기서, Ri와 Ri+1 은 이웃하는 반사부의 반사율을 나타낸다.
  9. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 2개 이상의 광원이 각각 삼각형 형상을 포함하고, 삼각형의 사이즈가 서로 다르게 구성된 자동차 램프 어셈블리.
  10. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 2개 이상의 광원이 각각 사각형 형상을 포함하고, 사각형의 사이즈가 서로 다르게 구성된 자동차 램프 어셈블리.
  11. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 2개 이상의 광원이 각각 삼각형 형상과 사각형 형상 중 하나를 포함하고, 삼각형과 사각형의 사이즈가 서로 다르게 구성된 자동차 램프 어셈블리.
  12. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 2개 이상의 광원으로부터 나온 광을 각각 편광시키는 편광판이 더 구비된 자동차 램프 어셈블리.
  13. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 2개 이상의 광원 각각에 대응되게 광의 형상과 사이즈 중 적어도 하나를 조절할 수 있도록 구성된 마스크를 더 포함하는 자동차 램프 어셈블리.
  14. 제1 광원;
    상기 제1 광원으로부터의 제1 광을 투과시키는 제1 편광 빔스프리터;
    상기 제1 편광 빔프리터를 통과한 제1 광을 반사시키는 제1 반사부;
    제2 광원;
    상기 제2 광원으로부터의 제2 광을 투과시키고, 상기 제1 편광 빔스플리터를 경유한 광을 투과시키는 제2 편광 빔스프리터;
    상기 제2 편광 빔프리터를 통과한 제2 광을 반사시키는 제2 반사부;
    제3 광원;
    상기 제3 광원으로부터의 제3 광을 투과시키고, 상기 제1 편광 빔스플리터 및 제2 편광 빔스플리터를 경유한 광을 투과시키는 제3 편광 빔스프리터; 및
    상기 제3 편광 빔프리터를 통과한 제3 광을 반사시키는 제3 반사부;를 포함하고,
    상기 제1 반사부, 제2 반사부, 및 제3 반사부의 반사율이 서로 다른 자동차 램프 어셈블리.
  15. 삭제
  16. 제1 광원;
    상기 제1 광원으로부터의 제1 광을 투과시키는 제1 편광 빔스프리터;
    상기 제1 편광 빔프리터를 통과한 제1 광을 반사시키는 제1 반사부;
    제2 광원;
    상기 제2 광원으로부터의 제2 광을 투과시키고, 상기 제1 편광 빔스플리터를 경유한 광을 투과시키는 제2 편광 빔스프리터;
    상기 제2 편광 빔프리터를 통과한 제2 광을 반사시키는 제2 반사부;
    제3 광원;
    상기 제3 광원으로부터의 제3 광을 투과시키고, 상기 제1 편광 빔스플리터 및 제2 편광 빔스플리터를 경유한 광을 투과시키는 제3 편광 빔스프리터; 및
    상기 제3 편광 빔프리터를 통과한 제3 광을 반사시키는 제3 반사부;를 포함하고,
    상기 제1 광원, 제2 광원, 제3 광원이 형상과 사이즈 중 적어도 하나가 다르게 구성되어 상기 제1 광원, 제2 광원, 제3 광원으로부터 나온 각 광의 출력 패턴이 조절되는 자동차 램프 어셈블리.
  17. 제14항 또는 제16항에 있어서,
    상기 제1 광원, 제2 광원, 제3 광원으로부터 나온 각 광을 편광시키는 제1 편광판, 제2 편광판, 제3 편광판이 더 구비된 자동차 램프 어셈블리.
  18. 제14항 또는 제16항에 있어서,
    상기 제1 광원, 제2 광원, 제3 광원 각각에 대응되게 광의 형상과 사이즈 중 적어도 하나를 조절할 수 있도록 구성된 마스크를 더 포함하는 자동차 램프 어셈블리.
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