KR101907372B1 - 헤드램프 장치 - Google Patents

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KR101907372B1
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이현수
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Abstract

헤드램프 장치에 관한 발명이 개시된다. 개시된 헤드램프 장치는, 제1광원과 제2광원이 구비되는 광원부와, 광원부와 이격되게 구비되는 렌즈부와, 제1수광면을 구비하고 제1광원으로부터 수광한 광을 제1출광면을 통하여 렌즈부 측으로 출광하는 제1광가이드부와, 제2수광면을 구비하고 제2광원으로부터 수광한 광을 제2출광면을 통하여 렌즈부 측으로 출광하는 제2광가이드부를 포함하고, 제1출광면 또는 제2출광면 중 적어도 어느 하나는 일단부가 렌즈부의 펫츠발면(petsval surface) 상에 위치하는 것을 특징으로 한다.

Description

헤드램프 장치{HEAD LAMP APPARATUS}
본 발명은 헤드램프 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 전방을 조명하는 헤드램프 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 헤드램프 장치가 설치되어, 야간과 같이 시계가 불량한 경우 차량의 전방을 조명한다.
종래 기술에 따른 헤드램프 장치는 다수의 광원 및 광가이드부(optic rod)가 적용되므로 헤드램프 장치의 제작 단가가 높다. 또한, 다수의 광가이드부가 동일한 사이즈로 구비되므로, 빔 패턴(beam pattern) 또는 컷 오프(cut-off)의 설정을 다양하게 구현하기 어려운 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 로우빔과 하이빔에 적용되는 LED 광원의 개수를 줄이고, 각각의 광에 대한 컷 오프를 다르게 적용하여 다양한 빔 패턴을 구현할 수 있으며, 그래디언트(gradient) 광을 형성할 수 있는 헤드램프 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 헤드램프 장치는: 제1광원과 제2광원이 구비되는 광원부; 상기 광원부와 이격되게 구비되는 렌즈부; 제1수광면을 구비하고, 상기 제1광원으로부터 수광한 광을 제1출광면을 통하여 상기 렌즈부 측으로 출광하는 제1광가이드부; 및 제2수광면을 구비하고, 상기 제2광원으로부터 수광한 광을 제2출광면을 통하여 상기 렌즈부 측으로 출광하는 제2광가이드부;를 포함하고, 상기 제1출광면 또는 상기 제2출광면 중 적어도 어느 하나는 상기 렌즈부의 펫츠발면(petsval surface) 상에 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 제1출광면 또는 상기 제2출광면 중 적어도 어느 하나는 상기 펫츠발면으로부터 이격되는 방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제1출광면의 면적은 상기 제1수광면의 면적보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제2출광면의 면적은 상기 제2수광면의 면적보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제1광가이드부는 상기 제1수광면이 형성되고, 상기 제1출광면 측으로 진행되면서 단면의 면적이 증가한 후 감소하는 제1수광부; 및 상기 제1출광면이 형성되고, 상기 제1수광부와 연결되며, 상기 제1출광면 측으로 진행되면서 단면의 면적이 증가하는 제1출광부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제1광가이드부는, 상기 제2광가이드부를 향하는 면인 제1접합면이 평평한 평면을 포함하고, 상기 제1접합면과 상기 제2광가이드부 사이에는 분리증착면이 형성되어, 상기 제1광가이드부와 상기 제2광가이드부에 의하여 안내되는 광이 간섭되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제1광가이드부는, 상기 제1접합면의 타측 면인 제1외측면이 베지어 곡면(Bezier surface)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제1광원은 복수 개가 구비되며, 상기 제1수광부는 복수의 상기 제1광원에 대응하여 복수 개가 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제1출광부는, 폭 방향 중심에서 상기 폭 방향 외측으로 진행하면서 두께가 줄어드는 형상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 헤드램프 장치는, 로우빔과 하이빔의 이동을 안내하는 광가이드부를 각각 구성하여, 로우빔과 하이빔에 맞추어 컷 오프 형상을 구현할 수 있으며, 로우빔과 하이빔에 적용되는 광원의 개수를 최적화 할 수 있다.
또한, 본 발명은 출광면과 펫츠발면 사이의 간격을 조절하여 조도를 확보함과 동시에 그래디언트 빔 패턴을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명은 제1광가이드부와 제2광가이드부 사이에 분리증착면을 형성하여, 제1광가이드부와 제2광가이드부에 의하여 안내되는 광의 상호 간섭을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 출광부의 형상을 변경하여, 특히 빔 패턴, 특히 하이빔 패턴에 돌출 패턴이 형성되는 것을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프 장치를 개략적으로 나타내는 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광가이드부를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광가이드부를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 4는 도 1의 'A' 부분을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프 장치에서 광가이드부의 형상에 따른 빔 패턴을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 헤드램프 장치의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프 장치를 개략적으로 나타내는 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광가이드부를 개략적으로 나타내는 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광가이드부를 개략적으로 나타내는 정면도이고, 도 4는 도 1의 'A' 부분을 나타내는 도면이다.
도 1 내지 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 헤드램프 장치(1)는 광원부(100), 렌즈부(200), 제1광가이드부(300) 및 제2광가이드부(400)를 포함하여 광원부(100)에서 발생되는 광이 제1광가이드부(300) 또는 제2광가이드부(400)를 거쳐 렌즈부(200)로 전달되게 한다.
광원부(100)는 제1광원(110)과 제2광원(130)을 포함하여 광을 발생시킨다. 본 실시예에서 제1광원(110)과 제2광원(130)은 LED로 예시되어 광을 발생시키는 것으로 설명하지만, LED 이외에도 광을 발생시킬 수 있는 기술 사상 안에서 다양한 구성이 적용될 수 있음은 물론이다.
이러한 제1광원(110)과 제2광원(130)은 각각 로우빔 광원부와 하이빔 광원부로 예시될 수 있다. 제1광원(110)에서 발생되는 광은 제1광가이드부(300)를 거쳐 렌즈부(200)에 전달되며, 제2광원(130)에서 발생되는 광은 제2광가이드부(400)를 거쳐 렌즈부(200)에 전달된다.
렌즈부(200)는 광원부(100)와 이격되게 구비되며 제1광가이드부(300) 및 제2광가이드부(400)를 거쳐 전달 받은 광을 외부에 방출한다. 본 실시예에서 렌즈부(200)는 차체, 특히 차체의 선단부 측에 장착되어, 렌즈부(200)에서 방출되는 광이 차체의 전방을 조명할 수 잇게 한다.
본 실시예에서 렌즈부(200)는 비구면 렌즈로 예시되어, 제1광가이드부(300)와 제2광가이드부(400)에서 전달 받은 광을 설정 방향으로 방출하여 원하는 빔 패턴이 형성되도록 한다.
제1광가이드부(300)는 제1수광면(311)을 구비하여 제1광원(110)으로부터 수광한 광을 제1출광면(331)을 통하여 렌즈부(200) 측으로 안내한다.
본 실시예에서 제1수광면(311)과 제1광원(110) 사이의 거리는 대략 0.5mm 이하로 설정되어 제1광원(110)에서 발생된 광의 유실을 방지한다.
또한, 본 실시예에서 제1출광면(331)의 면적은 제1수광면(311)의 면적보다 넓게 형성되어 광의 지향성을 향상시키고 난반사를 억제하여 광의 유실을 방지한다.
본 실시예에서 제1광가이드부(300)는 제1수광면(311)과 제1출광면(331)을 연결하고, 제1수광면(311)으로 입력되는 광을 제1출광면(331)으로 전달한다. 본 실시예에서 제1광가이드부(300)는 제1수광부(310) 및 제1출광부(330)를 포함한다.
제1수광부(310)에는 제1광원(110) 측 단부인 일단부에 제1수광면(311)이 형성되고, 제1출광면(331), 구체적으로 제1출광부(330) 측으로 진행하면서 단면의 면적이 증대되었다가 감소하도록, 일측면인 제1외측면(370)이 하측으로(도 4 기준) 볼록하게 형성된다.
제1외측면(370)은 베지어 곡면(Bezier surface)으로 예시되어 핫 존(Hot zone)의 조도를 향상시킬 수 있게 한다.
본 실시예에서 제1광원(110)은 복수 개가 구비되어 배열되며, 제1수광부(310)는 복수 개의 제1광원(110)에 대응되도록 복수 개가 구비되어 배열됨으로써 각각 대응되는 제1광원(110)으로부터 수광한다.
제1출광부(330)는 복수 개의 제1수광부(310)가 연결될 수 있도록 폭 방향(도 3 기준 좌우 방향)으로 길게 형성되며, 복수 개의 제1수광부(310)에서 전달 받은 광을 제1출광면(331)을 통해 렌즈부(200) 측으로 전달한다.
제1출광부(330)에는 제1출광면(331)이 형성되고, 제1수광부(310)와 연결되며, 제1출광면(331) 측으로 진행되면서 단면의 면적이 증가하도록 형성되어 광의 지향성을 향상시키고 난반사를 억제하여 광의 유실을 방지한다.
본 실시예에서 제1광가이드부(300)는 제2광가이드부(400)를 향하는 면인 제1접합면(350)을 포함하고, 해당 제1접합면(350)은 평면으로 형성된다.
제1접합면(350)과 제2광가이드부(400) 사이에는 알루미늄을 포함하여 이루어지는 분리증착면(500)이 형성되어, 제1광가이드부(300)와 제2광가이드부(400)에 의하여 안내되는 광이 상호 간섭되는 것을 방지한다.
본 실시예에서 제1출광부(330)는 폭 방향 중심(W0)에서 폭 방향 외측(도 3 기준 좌우 방향 외측)으로 진행하면서 두께가 줄어드는 형상으로 형성되어, 제1출광부(330)에서 렌즈부(200)를 거쳐 형성되는 빔 패턴이 특정 방향으로 돌출되는 정도를 줄일 수 있다.
본 실시예에서 제1출광면(331)은 일단부가 렌즈부(200)의 펫츠발면(PS, Petsval surface) 상에 위치하며 타단부로 가면서 펫츠발면(PS)에서 멀어지도록 경사지게 형성된다.
이로써 제1출광면(331)은 펫츠발면(PS) 상에 위치한 곳에서의 출광을 통하여 전방 조명에 필요한 조도를 확보하되, 타단부(도 4 기준 상단부) 측으로 가면서 펫츠발면(PS)으로부터 멀어지도록 하여 복수 개의 단속적 제1광원(110)을 이용한 광패턴이 그래디언트 빔 분포가 되도록 한다.
제2광가이드부(400)는 제1광가이드부(300)의 일측에 위치하며, 분리증착면(500)을 매개로 제1광가이드부(300)에 압착되는 방식으로 결합된다.
제2광가이드부(400)는 제2수광면(411)을 구비하여 제2광원(130)으로부터 수광한 광을 제2출광면(431)을 통하여 렌즈부(200) 측으로 안내한다.
본 실시예에서 제2수광면(411)과 제2광원(130) 사이의 거리는 대략 0.5mm 이하로 설정되어 제2광원(130)에서 발생된 광이 제2수광면(411)에 전달되는 과정에서 유실되는 것을 방지한다.
또한, 본 실시예에서 제2출광면(431)의 면적은 제2수광면(411)의 면적보다 넓게 형성되어 광의 지향성을 향상시키고 난반사를 억제하여 광의 유실을 방지한다.
본 실시예에서 제2광가이드부(400)는 제2수광면(411)과 제2출광면(431)을 연결하고, 제2수광면(411)으로 입력되는 광을 제2출광면(431)으로 전달한다. 본 실시예에서 제2광가이드부(400)는 제2수광부(410) 및 제2출광부(430)를 포함한다.
제2수광부(410)에는 제2광원(130) 측 단부인 일단부(도 4 기준 좌측 단부)에 제2수광면(411)이 형성되고, 제2출광면(431), 구체적으로 제2출광부(430) 측으로 진행하면서 단면의 면적이 증대되었다가 감소하도록 일측면(도 4 기준 하측면)인 제2외측면(470)면이 볼록한 곡면으로 형성된다.
제2외측면(470)은 베지어 곡면(Bezier surface)으로 예시되어 핫 존(Hot zone)의 광도를 향상시킬 수 있게 한다.
본 실시예에서 제2광원(130)은 복수 개가 구비되어 배열되며, 제2수광부(410)는 복수 개의 제2광원(130)에 대응되도록 복수 개가 구비되어 배열되어 각각 대응되는 제2광원(130)으로부터 수광한다.
제2출광부(430)는 복수 개의 제2수광부(410)가 연결될 수 있도록 폭 방향(도 3 기준 좌우 방향)으로 길게 형성되며, 복수 개의 제2수광부(410)에서 전달 받은 광을 제2출광면(431)을 통해 렌즈부(200) 측으로 전달한다.
제2출광부(430)에는 제2출광면(431)이 형성되고, 제2수광부(410)와 연결되며, 제2출광면(431) 측으로 진행되면서 단면의 면적이 증가하도록 형성되어 광의 지향성을 향상시키고 난반사를 억제하여 광의 유실을 방지한다.
본 실시예에서 제2광가이드부(400)는 제1광가이드부(300)를 향하는 면인 제2접합면(450)을 포함하고, 해당 제2접합면(450)은 평면으로 형성된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프 장치에서 광가이드부의 형상에 따른 빔 패턴을 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 본 실시예에서 제2출광부(430)는 폭 방향 중심(W0)에서 폭 방향 외측으로 진행하면서 두께가 줄어드는 형상으로 형성되어, 제2출광부(430)에서 렌즈부(200)를 거쳐 형성되는 빔 패턴이 특정 방향으로 돌출되는 정도를 줄일 수 있다.
특히, 제2광가이드부(400)가 하이빔을 형성하는 광을 안내하는 경우, 빔 패턴의 상측 좌우 단부의 형상이 돌출 형상으로 형성되면, 운전자의 노면 인식에 있어서 혼동을 일으킬 수 있는데, 본 실시예에서 제2광가이드부(400)의 형상이 폭 방향 외측으로 진행하면서 두께가 줄어들게 형성되어 돌출 정도를 줄임으로써 운전자의 노면인식 혼란을 방지할 수 있게 된다.
본 실시예에서 제2출광면(431)은 일단부가 렌즈부(200)의 펫츠발면(PS, Petsval surface) 상에 위치하며 타단부로 가면서 펫츠발면(PS)에서 멀어지도록 경사지게 형성된다.
이로써 제2출광면(431)은 펫츠발면(PS) 상에 위치한 곳에서의 출광을 통하여 전방 조명에 필요한 조도를 확보하되, 타단부 측으로 가면서 펫츠발면(PS)으로부터 멀어지도록 하여 복수 개의 단속적 제2광원(130)을 이용한 패턴이 그래디언트 빔 분포가 되도록 한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프 장치(1)의 작동원리 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
광원부(100)에서 발생된 광은 제1광가이드부(300) 또는 제2광가이드부(400)를 거쳐 렌즈부(200)에 전달된 후 방출되어 설정된 빔 패턴을 형성하게 된다.
구체적으로, 제1광원(110)에서 발광된 광은 제1수광면(311)을 통해 제1수광부(310)에 전달되고, 제1출광부(330)에 전달된 후 제1출광면(331)을 거쳐 출광된다.
본 실시예에서 제1광원(110)은 복수 개가 구비되어 광을 발하게 되는데, 제1출광면(331)은 일단부가 펫츠발면(PS) 상에 위치하되 타단부 측으로 가면서 펫츠발면(PS)에서 이격되는 형상이므로, 조명을 위한 조도를 확보하되 단속적으로 구비되는 제1광원(110)에 의한 복수의 광이 그래디언트 빔 분포가 되도록 한다.
본 실시예에서 제1광원(110)에서 발광된 광은 로우빔으로 작용하여 제1광가이드부(300) 및 렌즈부(200)를 거치면서 빔 패턴을 형성한다.
또한, 제2광원(130)에서 발광된 광은 제2수광면(411)을 통해 제2수광부(410)에 전달되고, 제2출광부(430)에 전달된 후 제2출광면(431)을 거쳐 출광된다.
본 실시예에서 제2광원(130)은 복수 개가 구비되어 광을 발하게 되는데, 제2출광면(431)은 일단부가 펫츠발면(PS) 상에 위치하되 타단부 측으로 가면서 펫츠발면(PS)에서 이격되는 형상이므로, 조명을 위한 조도를 확보하되 단속적으로 구비되는 제2광원(130)에 의한 복수의 광이 그래디언트 빔 분포가 되도록 한다.
본 실시예에서 제2광원(130)에서 발광된 광은 하이빔으로 작용하여 제2광가이드부(400) 및 렌즈부(200)를 거치면서 빔 패턴을 형성한다.
특히, 제2출광부(430)는 폭 방향 중심(W0)에서 폭 방향 외측으로 진행하면서 제2출광부(430)의 상하면 사이의 거리인 두께가 줄어들게 형성되어, 하이빔의 빔 패턴의 상측 좌우 단부(도 6 기준))의 돌출 정도를 줄임으로써 운전자의 혼란을 줄일 수 있다.
이로써, 본 실시예에 따른 헤드램프 장치(1)는, 로우빔과 하이빔의 이동을 안내하는 광가이드부(300, 400)를 각각 구성하여, 로우빔과 하이빔에 맞추어 컷 오프 형상을 구현할 수 있으며, 로우빔과 하이빔에 적용되는 광원의 개수를 최적화 할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 헤드램프 장치(1)는 출광면(331, 431)과 펫츠발면(PS) 사이의 간격을 조절하여 조도를 확보함과 동시에 그래디언트 빔 패턴을 구현할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 헤드램프 장치(1)는 제1광가이드부(300)와 제2광가이드부(400) 사이에 분리증착면(500)을 형성하여, 제1광가이드부(300)와 제2광가이드부(400)에 의하여 안내되는 광의 상호 간섭을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시예에 다른 헤드램프 장치(1)는 출광부(330, 430)의 형상을 변경하여, 빔 패턴, 특히 하이빔 패턴의 상측 좌우 단부에 돌출 패턴이 형성되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 헤드램프 장치 100: 광원부
110: 제1광원 130: 제2광원
200: 렌즈부 300: 제1광가이드부
310: 제1수광부 311: 제1수광면
330: 제1출광부 331: 제1출광면
350: 제1접합면 370: 제1외측면
400: 제2광가이드부 410: 제2수광부
411: 제2수광면 430: 제2출광부
431: 제2출광면 450: 제2접합면
470: 제2외측면 500: 분리증착면
PS:펫츠발면 W0: 폭 방향 중심

Claims (9)

  1. 제1광원과 제2광원이 구비되는 광원부;
    상기 광원부와 이격되게 구비되는 렌즈부;
    제1수광면을 구비하고, 상기 제1광원으로부터 수광한 광을 제1출광면을 통하여 상기 렌즈부 측으로 출광하는 제1광가이드부; 및
    제2수광면을 구비하고, 상기 제2광원으로부터 수광한 광을 제2출광면을 통하여 상기 렌즈부 측으로 출광하는 제2광가이드부;를 포함하고,
    상기 제1출광면 또는 상기 제2출광면 중 적어도 어느 하나는 상기 렌즈부의 펫츠발면(petsval surface) 상에 위치하고,
    상기 제1광가이드부는
    상기 제1수광면이 형성되고, 상기 제1출광면 측으로 진행되면서 단면의 면적이 증가한 후 감소하는 제1수광부; 및
    상기 제1출광면이 형성되고, 상기 제1수광부와 연결되며, 상기 제1출광면 측으로 진행되면서 단면의 면적이 증가하는 제1출광부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드램프 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제1출광면 또는 상기 제2출광면 중 적어도 어느 하나는 상기 펫츠발면으로부터 이격되는 방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 헤드램프 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제1출광면의 면적은 상기 제1수광면의 면적보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 헤드램프 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제2출광면의 면적은 상기 제2수광면의 면적보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 헤드램프 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제1광가이드부는,
    상기 제2광가이드부를 향하는 면인 제1접합면이 평평한 평면을 포함하고, 상기 제1접합면과 상기 제2광가이드부 사이에는 분리증착면이 형성되어, 상기 제1광가이드부와 상기 제2광가이드부에 의하여 안내되는 광이 간섭되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 헤드램프 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 제1광가이드부는, 상기 제1접합면의 타측 면인 제1외측면이 베지어 곡면(Bezier surface)을 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드램프 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제1광원은 복수 개가 구비되며,
    상기 제1수광부는 복수의 상기 제1광원에 대응하여 복수 개가 구비되는 것을 특징으로 하는 헤드램프 장치.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 제1출광부는, 폭 방향 중심에서 상기 폭 방향 외측으로 진행하면서 두께가 줄어드는 형상인 것을 특징으로 하는 헤드램프 장치.
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