KR102550481B1 - 자동차 헤드램프용 조명 장치 및 자동차 헤드램프 - Google Patents

자동차 헤드램프용 조명 장치 및 자동차 헤드램프 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적어도 2개, 특히 정확히 2개의 광 분포를 생성하기 위한, 또는 적어도 2개, 특히 정확히 2개의 상이한 광 기능을 생성하기 위한, 자동차 헤드램프용, 및/또는 자동차의 테일 램프용, 및/또는 자동차 등록증 표시등용 조명 장치(1)에 관한 것이며, 상기 조명 장치(1)는 하나의 광학체(2) 및 2개의 광원(30, 40), 즉 제1 광원(30) 및 제2 광원(40), 특히 LED 광원들을 포함하며, 광원(30, 40)들 각자는 다른 광원 또는 다른 광원들로부터 독립적으로 작동될 수 있으며, 광학체(2)는 광학적으로 투명한 재료로 형성되며, 그리고 광학체(2)는 광 입력 결합 영역(10)과 광 출사면(11)을 포함하며, 그리고 광 입력 결합 영역(10)을 통해 광학체(2) 내로 입력되는 광원(30, 40)들의 광은 적어도 부분적으로 광 출사면(11)을 통해 출사되며, 광 입력 결합 영역(10)은 중앙 광 입력 결합면(100)과 측면 입력 결합면(200)으로 형성되며, 중앙 광 입력 결합면(100)은 광원(30, 40)들에 대향하여 위치하며, 그리고 측면 입력 결합면(200)은, 광원(30, 40)들이 그 내에 또는 그에 대향하여 배치되고 광원(30, 40)들은 그 내로 자신들의 광을 방사하는 곳인 함몰부가 광학체(2) 내에 형성되는 방식으로 중앙 광 입력 결합면(100)에 이어지며, 두 광원(30, 40)은 수직 축(Z)에 대해 평행하게 연장되는 수직 방향(R)으로 연장되는 직선(G) 상에 위치하며, 그리고 수직 방향으로 볼 때 제1 광원(30)은 제2 광원(40)의 위쪽에 위치하며, 그리고 광 입력 결합 영역(10)은 2개의 초점(F1, F2)을 포함하며, 광원들 중 일측 광원(30)은 초점들 중 일측 초점(F1)에 배치되고 타측 광원(40)은 타측 초점(F2)에 배치되며, 광 입력 결합 영역(10)의 측면 입력 결합면(200)은, 수직 방향(R)에서 제1 광원(30)이 그 내에 배치되어 있는 제1 수평 평면(E1)의 위쪽에 적어도 부분적으로 또는 완전하게 위치하는 영역 내에서 측면 제한면(200)이 만곡되어 형성된 제1 측면 제한면 섹션(201)을 포함하고, 수직 방향(R)에서 제2 광원(40)이 그 내에 배치되어 있는 제2 수평 평면(E2)의 아래쪽에 적어도 부분적으로 또는 완전하게 위치하는 영역 내에서는 측면 제한면(200)이 만곡되어 형성된 제2 측면 제한면 섹션(202)을 포함하는 방식으로 형성되어 있으며, 수평 평면(E1, E2)들은, 수직 축(Z)이 그에 대해 직교하고 그 자체는 광학축(X)을 포함하는 것인 평면(X, Y)에 대해 평행하게 연장되는 평면들이며, 그리고 두 측면 제한면 섹션(201, 202)은 측면 제한면 연결 섹션(203, 204)들을 매개로 상호 간에 연결되며, 그리고 중앙 광 입력 결합면(10)은 하기와 같이 형성된다. - 각자의 측면 제한면 연결 섹션(203, 204)에서부터 출발하여 각각 하나의 중앙 입력 결합면(103, 104)이 타측 측면 제한면 연결 섹션(204, 203)의 방향으로 연장되고, 중앙 입력 결합면(103, 104)들은 서로 향해 뻗어 가면서 하나의 공통 중앙 에지부(110)에 이어지며; 중앙 입력 결합면(103, 104)들의 위쪽 및 아래쪽에서는, 측면 제한면 섹션(201, 202)들과 중앙 입력 결합면(103, 104)들을 연결하는 2개의 연결 입력 결합면(101, 102)이 연장되며, 그리고 중앙 입력 결합면(103, 104)들은, 수직 축(Z)이 그에 대해 직교하고 그 자체는 광학축(X)을 포함하는 것인 평면(X, Y)에 대해 평행하게 연장되는 단면 평면들인 수평 단면 평면들에서, 오목한 중앙 입력 결합면 윤곽부(103", 104")들이 형성되도록 오목하게 만곡된다.

Description

자동차 헤드램프용 조명 장치 및 자동차 헤드램프
본 발명은 적어도 2개, 특히 정확히 2개의 광 분포를 생성하기 위한, 또는 적어도 2개, 특히 정확히 2개의 상이한 광 기능을 생성하기 위한, 자동차 헤드램프용, 및/또는 자동차의 테일 램프용, 및/또는 자동차 등록증 표시등용 조명 장치에 관한 것이며, 상기 조명 장치는 하나의 광학체 및 2개의 광원, 즉 제1 광원 및 제2 광원, 특히 LED 광원들을 포함하며, 광원들 각자는 다른 광원 또는 다른 광원들로부터 독립적으로 작동될 수 있으며, 광학체는 광학적으로 투명한 재료로 형성되며, 그리고 광학체는 광 입력 결합 영역(light input-coupling region)과 광 출사면(light exit surface)을 포함하며, 그리고 광 입력 결합 영역을 통해 광학체 내로 입력되는 광원들의 광은 적어도 부분적으로 광 출사면을 통해 출사되며, 광 입력 결합 영역은 중앙 광 입력 결합면과 측면 입력 결합면으로 형성되며, 중앙 광 입력 결합면은 광원들에 대향하여 위치하며, 그리고 측면 입력 결합면은, 광원들이 그 내에 또는 그에 대향하여 배치되고 광원들은 그 내로 자신들의 광을 방사하는 곳인 함몰부가 광학체 내에 형성되는 방식으로 중앙 광 입력 결합면에 이어지며, 두 광원은 수직축에 대해 평행하게 연장되는 수직 방향으로 연장되는 직선 상에 위치하며, 그리고 수직 방향으로 볼 때 제1 광원은 제2 광원의 위쪽에 위치하며, 그리고 광 입력 결합 영역은 2개의 초점을 포함하며, 광원들 중 일측 광원은 초점들 중 일측 초점에 배치되고 타측 광원은 타측 초점에 배치된다.
또한, 본 발명은, 상기 조명 장치에 있어서, 자동차 헤드램프 또는 자동차의 테일 램프 또는 자동차용 표시등으로서 형성되는 상기 조명 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 자동차 헤드램프 또는 자동차의 테일 램프 또는 자동차용 표시등으로서 형성되는 조명 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 적어도 하나의 조명 장치를 포함하고, 그리고/또는 적어도 하나의 조명 시스템을 포함하는 장치에 있어서, 자동차 헤드램프이거나, 또는 자동차용 테일 램프이거나, 또는 자동차용 표시등인 상기 장치에 관한 것이다.
상술한 광학체들은 이른바 시준기들의 형태로 공지되어 있다. 상기 광학체 내지 시준기는 반사하고 반사성인 표면들, 다시 말해 광을 굴절하는 표면들을 포함한다. 보통, 상기 광학체들 내지 시준기들은 또한 TIR 렌즈들(TIR: "내부 전반사(total internal reflection)") 내지 TIR 광학체들로서도 지칭된다. 보통, TIR 광학 요소(광학체)란 용어 외에도 상기 광학체(및 하기에서 기재되는 광학체)를 위해 CPC 광학 요소(광학체)(CPC: "복합 포물선형 집광기(compound parabolic concentrator)")란 용어 역시도 이용되거나, 또는 TIR 광학 요소는 CPC 광학 요소인데, 그 이유는 보통 반사하면서, 특히 전반사하면서 광학체를 제한하는 외부 표면들 외에, 중앙 영역이, 다시 말해 광 입력 결합 영역이 광을 굴절하는 종래의 렌즈 경계면을 나타내기 때문이다.
자동차 헤드램프들의 개발에서, 디자인의 역할은 더욱더 강화되고 있다. 점점 더 제한되는 장착 공간을 통해, 법적으로 요구되는 광값(light value)들의 충족을 위해 상대적으로 더 조밀한 광학 요소들이 필요하다. 특히 전형적인 방식으로 LED들인 복수의 광원이 법적 요건들의 달성을 위해 필요하다면, 상기에서 기재한 것과 같은 종래 광학체들을 이용한 해결책들은 빠르게 난관에 부딪치게 된다.
예컨대 종래 기술로부터는, 2개(또는 그 이상)의 상이한 광 기능 내지 광 분포(내지 부분 광 분포)의 실현을 위해 2개 이상의 광학체가 이용되되, 각자의 광학체는 이 광학체에 특별히 할당된 광원을 포함한다는 점이 공지되어 있다. 명백하게는, 상기 사항은 증가된 장착 공간 요구량을 야기하며, 그 밖에도 보통 광학체들의 필연적으로 필요한 분리된 배치의 결과로서 관찰자에게 불균일한 조명 인상이 발생한다.
또한, 광학체의 광 입력 결합 영역 내에 2개 이상의 광원이 배치되는 어셈블리들 역시도 존재한다. 그러나 이런 해결책들은 보통 광학적인 관점에서 최적 조건이 아닌데, 그 이유는 광학체들이 오직 하나의 광원을 위해서만 최적화되어 있기 때문이다.
본 발명의 과제는 상기 문제들을 위한 해결책을 명시하는 것에 있다.
상기 과제는, 도입부에 기재한 조명 장치에 의해, 본 발명에 따라서 광 입력 결합 영역의 측면 입력 결합면이 하기 방식으로 형성되는 것을 통해 해결된다.
- 수직 방향에서 제1 광원이 그 내에 배치되어 있는 제1 수평 평면의 위쪽에 적어도 부분적으로 또는 완전하게 위치하는 영역 내에서 측면 제한면이 만곡되어 형성된 제1 측면 제한면 섹션을 포함하고,
- 수직 방향에서 제2 광원이 그 내에 배치되어 있는 제2 수평 평면의 아래쪽에 적어도 부분적으로 또는 완전하게 위치하는 영역 내에서는 측면 제한면이 만곡되어 형성된 제2 측면 제한면 섹션을 포함하며,
- 수평 평면들은, 수직축이 그에 대해 직교하고 그 자체는 광학축을 포함하는 것인 평면에 대해 평행하게 연장되는 평면들이며, 그리고
- 두 측면 제한면 섹션은 측면 제한면 연결 섹션들을 매개로 상호 간에 연결되며, 그리고
- 중앙 광 입력 결합면은 하기와 같이 형성된다.
ο 각자의 측면 제한면 연결 섹션에서부터 출발하여 각각 하나의 중앙 입력 결합면이 타측 측면 제한면 연결 섹션의 방향으로 연장되고, 중앙 입력 결합면들은 서로 향해 뻗어 가면서 하나의 공통 중앙 에지부에 이어지며,
ο 중앙 입력 결합면들의 위쪽 및 아래쪽에서는, 측면 제한면 섹션들과 중앙 입력 결합면들을 연결하는 2개의 연결 입력 결합면이 연장되며, 그리고
ο 중앙 입력 결합면들은, 수직축이 그에 대해 직교하고 그 자체는 광학축을 포함하는 것인 평면에 대해 평행하게 연장되는 단면 평면들인 수평 단면 평면들에서, 오목한 중앙 입력 결합면 윤곽부들(concave central input-coupling surface contour)이 형성되도록 오목하게 만곡된다.
광학체의 본 발명에 따른 구성을 통해서는, 광원들 각자를 위해, 각각 하나의 초점 내에 배치되는 광원들 각자에서 기인하는 광이 -광원들이 점 형태라는 가정 하에- 원거리장(far field)에서 하나의 점 내로, 예컨대 (상응하는 정렬의 경우) 공지된 방식으로 H-H 라인과 V-V 라인의 교차점으로서 형성되는 이른바 HV 점 내로 방사되는 방식으로 광 입력 결합 영역 내에 하나의 초점을 실현할 수 있다. 각각 실제로 각자의 광원에 의해 형성되는 광 분포는, 공통의 점에서, 예컨대 HV 점에서 조도의 최댓값을 갖는 각각의 광원의 실제로 정해진 크기의 결과로 생성된다.
따라서, 본 발명에 따른 해결책의 경우, 공간적으로 분리된 2개의 광원, 특히 LED 광원이 광을 광학체 내로 입력할 수 있고 광원들 각자의 광은 원거리장에서, 예컨대 조명 장치 전방에 대략 25미터 거리에 떨어져 있는 측정 스크린 상에서 실질적으로 동일한 조명 영역을 조명하거나, 또는 두 광원의 조명 영역들은 서로 동일하다.
"실질적으로 동일한 조명 영역"이란, 상이한 광 분포들의 최대 영역, 다시 말하면 최대 조도의 영역이 광 패턴 내에서 동일한 위치들 내지 동일한 영역에 위치한다는 것을 의미한다. 광 분포들 자체의 형태들은 바람직하게는 서로 동일하거나, 또는 매우 유사하지만, 그러나 예컨대 현색(color apperance)의 관점에서 서로 다를 수 있다.
연결 입력 결합면들은, 하나의 광원을 위한 각각 하나의 초점을 형성하는 방식으로 형성되며, 그럼으로써 광원들에서 개시되어 광학체 내로 입사되는 광은 공통의 점, 예컨대 HV 점 내로 굴절되게 된다. 기재한 것처럼 오목하게 만곡되고 공간적으로 볼 때에는 예컨대 실린더 렌즈들을 형성하는 중앙 입력 결합면들은, 자신들의 초점 내에 안착되는 광원들 각자를 위해, 중앙 입력 결합면들 상으로 방사되는 상기 광원들의 광빔들이 광학체 내로 입사될 때 HV 점 내로 굴절되는 방식으로 형성된다.
중앙 광 입력 결합면에 인접하는 측면 제한면들은 광빔들을 광학체의 반사하는, 특히 전반사하는 외부 표면들 쪽으로 굴절시키며, 그리고 광빔들은 상기 외부 표면에서부터 바람직하게는 마찬가지로 공통의 점, 예컨대 HV 점 내로 지향된다.
하기에서는, 우선 관련이 있으면서 이용되는 용어들이 정의된다. 광학체 내지 투영 광학 장치의 광학축은 X로 표시되며, 이는 대략 광학체에서부터 출사되는 광의 주 방사 방향이다. "Z"에 의해서는 광학축(X)에 대해 직교하는 수직축이 정의된다. 광학축(X)에 대해 추가 축("Y")이 연장되는데, 이 추가 축은 다른 두 축(X, Z)에 대해 직교한다.
축(X, Z)들은 수직 평면을 펼쳐 형성하고, 축(X, Y)들은 수평 평면을 펼쳐 형성한다.
"수직 방향"에서 광빔들의 방향에 대해 말한다면, 이는 X, Z 평면 내로 광빔들의 투영을 의미한다. "수평 방향"에서 광빔들의 방향에 말한다면, 이는 X, Y 평면 내로 상기 광빔들의 투영을 의미한다.
일반적으로, "수평으로" 및 "수직으로"란 용어들은 관계들의 간소화된 설명을 위해 이용된다. 요컨대 자동차 내에서 전형적인 장착 상황에서, 기재한 축들 및 평면들은 실제로 수평으로, 그리고 수직으로 위치할 수 있다. 그러나 조명 장치는, 또는 조명 장치가 복수인 경우 하나 또는 그 이상, 특히 모든 조명 장치는 상기 위치에 상대적으로 회전될 수도 있으며, 예컨대 X 축은 지구 기준계(reference system of earth)의 수평 평면을 향해 상방 또는 하방으로 경사질 수 있거나, 또는 기재한 X, Y, Z 축계(axial system)는 일반적으로 회전될 수 있다. 따라서, 통상의 기술자는, 이용되는 용어들이 간소화된 설명을 위해 이용되고 지구 기준계에서 강제적으로 상기 유형으로 정렬되지 않아도 된다는 점을 이해할 것이다. Z 축에 대해 평행하게 연장되는 일반적인 수직 방향(R)의 공간 정렬(spatial alignment)은 각각 상기 회전에 따른다.
"제1 수직 단면 평면들"은, 광학축(X)이 그에 대해 직교하고 그 자체는 수직축(Z)을 포함하는 것인 평면에 대해 평행하게 연장되는 단면 평면들이다(다시 말해, 상기 평면은 Y, Z 축들에 의해 펼쳐져 형성된다.).
"제2 수직 단면 평면들"은, 광학축(X) 및 수직축(Z)에 의해 펼쳐져 형성되는 평면에 대해 평행하게 연장되는 단면 평면들이다.
"수평 단면 평면들"은, 수직축(Z)이 그에 대해 직교하고 그 자체는 광학축(X)을 포함하는 것인 평면에 대해 평행하게 연장되는 단면 평면들이다(다시 말해, 상기 평면은 X, Y 축들에 의해 펼쳐져 형성된다.).
특히, 측면 제한면 연결 섹션들은, 광학축이 그에 대해 직교하고 그 자체는 수직축을 포함하는 것인 평면에 대해 평행하게 연장되는 단면 평면들인 제1 수직 단면 평면들에서 직선의 연결 섹션 윤곽부를 포함한다.
또한, 측면 제한면 연결 섹션들은, 수직축이 그에 대해 직교하고 그 자체는 광학축을 포함하는 것인 평면에 대해 평행하게 연장되는 단면 평면들인 수평 단면 평면들에서 볼록한 연결 섹션 윤곽부를 포함할 수 있다.
또한, 측면 제한면 섹션들은, 광학축이 그에 대해 직교하고 그 자체는 수직축을 포함하는 것인 평면에 대해 평행하게 연장되는 단면 평면들인 제1 수직 단면 평면들에서 오목하게 만곡된 측면 제한면 섹션 윤곽부를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 측면 제한면 섹션들은 볼록하게 만곡된다. 따라서, 수직 단면들에서, 측면 제한면 섹션들(내지 이런 단면들에서 형성되는 윤곽부)은 바람직하게는 오목하지만, 그러나 표면들 자체는 공간적으로는 바람직하게는 볼록하다.
예컨대 기재한 상이한 표면들은 매끄럽게 형성된다.
또한, 바람직하게는, 중앙 입력 결합면들은 수직 방향에서 직선으로 형성되며, 그럼으로써 광학축 및 수직축에 의해 펼쳐져 형성되는 평면에 대해 평행하게 연장되는 단면 평면들인 제2 수직 단면 평면들에서는, 바람직하게는 공통 중앙 에지부에 대해 평행하게 연장되는 직선의 중앙 입력 결합면 윤곽부들이 형성되게 된다.
중앙 입력 결합면들은 그에 상응하게 수직축에 대해 평행한 실린더의 높이를 보유하며, 그에 따라 실린더 렌즈에 상응하는 굴절 거동을 갖는 실린더 렌즈들로서 형성된다.
또한, 바람직하게는, 연결 입력 결합면들 각자는 각각 하나의 연결 에지부(connection edge)를 통해 2개의 하위 연결 입력 결합면으로 분할된다.
이 경우, 특히, 연결 에지부들은 수직 방향으로 볼 때 중앙 에지부와 동일한 방향으로 연장된다.
예컨대 연결 에지부들은 제2 수직 단면 평면들에서 오목하게 만곡되어 형성된다.
이 경우, 하위 연결 입력 결합면들 각자는 오목하게 만곡되어 형성될 수 있다.
특히 바람직하게는, 광 입력 결합 영역 및/또는 광학체는, 광학축 및 수평축에 의해 펼쳐져 형성되는 평면과 관련하여, 그리고/또는 광학축 및 수직축에 의해 펼쳐져 형성되는 수직 단면 평면과 관련하여 대칭형이다.
이 경우, 특히 광학체의 광학축은 광원들 사이에서 대칭형으로 연장된다.
이런 방식으로, 2개의 최대한 동일한 조명 영역 또는 광 분포가 두 광원에 의해 생성될 수 있다.
또한, 중앙 에지부는 연결점에서 연결 에지부에 이어질 수 있되, 바람직하게는 각각 하나의 초점은 하나의 초점 직선 상에 위치하며, 초점 직선은 연결점을 통과하여, 그리고 광학축에 대해 평행하게 연장된다.
제1 초점은, 제2 초점이 자신의 연결점까지 이격 간격을 갖는 것처럼, 자신의 연결점까지 동일한 이격 간격을 가질 수 있다.
예컨대 광 입력 결합 영역은 측면 표면을 매개로 광 출사면과 연결된다.
이 경우, 바람직하게는, 측면 표면은 측면 제한면 연결 섹션들에 이어지는 영역들에서 수직 방향에서 직선으로 형성된다.
공간적으로 볼 때, 상기 측면 제한면들과 측면 표면은 일반적으로 바깥쪽을 향해 만곡된다. 광학체 내에서 전파되어 상기 측면 표면 상에 부딪치는 광은 바람직하게는 반사되며, 특히 전반사되며, 그리고 바람직하게는 HV 점 내로 지향된다. 따라서, 이렇게 형성되는 광 다발, 특히 평행 광빔 다발은 바람직하게는 광 입력 결합 영역의 중앙 영역 내에서 굴절되는 광빔들처럼 전파된다.
특히 광원들은 각각 적어도 하나의 발광다이오드를 포함하거나, 또는 하나의 발광다이오드로 구성된다.
바람직하게는, 각자의 광원은 주 방사 방향을 포함하며, 그리고 특히 광원들의 주 방사 방향들은 광학체의 광학축에 대해 평행하게 연장된다. 예컨대 광원, 특히 LED의 주 방사 방향은 각각의 초점 직선들에 대해 평행하며, 그리고 특히 그들과 일치한다.
또한, 도입부에서 설정한 과제는, 상기에서 기재한 조명 장치; 및 조명 장치의 광학체에서 출사되는 광이 그 내로 입력 결합될 수 있는 광 전도체;를 포함하며, 그리고 하나, 2개 또는 그 이상의 광 분포의 형성을 위해 광 전도체에서부터 광 전도 광학 출사면을 통해 출사시킬 수 있는 조명 시스템에 의해 해결된다.
바람직하게는, 광 전도 광학 출사면은, 바람직하게는 광 전도체의 수직축의 방향으로 연장되는 실린더 렌즈들을 포함한다.
또한, 광 전도체의 광학축과 조명 장치의 광학체의 광학축은 서로 일치하지 않을 수 있으며, 그리고 특히 상호 간에 상대적으로 소정의 각도만큼 회전되어 있을 수 있다.
또한, 수직 평면 내로의 투영에서 관찰할 때 광학체의 수직축과 광 전도체의 수직축은 상호 간에 평행하게, 또는 평행하지 않게 연장될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기에서 기재한 적어도 하나의 조명 장치 및/또는 상기에서 기재한 적어도 하나의 조명 시스템을 포함하는 자동차 헤드램프에 관한 것이다.
본 발명에 의해서는, 2개의 광원이 이용되면서, 하나의 광학체에 의해, 실질적으로 서로 동일하거나, 또는 실질적으로 동일한 조명 영역들을 포함하는 2개의 광 분포가 생성될 수 있다. 이 경우, 광 분포들이, 또는 오직 조명 영역들만이 실질적으로 서로 동일한지 그 여부는 이용되는 광원들에 따라서도 결정된다.
동일한 유형이지만, 상이한 색상(예: 백색 및 황색)을 갖는 발광다이오드들의 경우, 발광다이오드들의 방사 특성은 어느 정도 동일하며, 그럼으로써 본 발명에 따른 광학체에 의해 실질적으로 동일한 조명 영역들이 형성되게 되고 측정값들(예: 조도)도 실질적으로 서로 동일하게 된다. 따라서, 광 분포들은 서로 동일하지만, 그러나 생성되는 광 패턴들은 색상의 관점에서 서로 구분된다.
동일한 유형이면서 동일한 색상을 갖는 발광다이오드들의 경우, 색상의 관점에서도 서로 일치하는 실질적으로 동일한 광 분포들(동일한 조명 영역, 동일한 측정값들, 동일한 색상)이 생성되며, 그럼으로써 광 패턴들 역시도 서로 동일하게 된다.
세기(intensity)가 서로 상이한 2개의 발광다이오드를 이용할 경우, 조명 영역들이 실질적으로 서로 동일하지만, 그러나 광 분포들의 측정값들의 비율은 LED들의 세기와 더불어 조정됨으로써, 그런 점에서 여기서는 광 분포들이 서로 동일하지 않게 된다.
하기에서는, 본 발명은 도면을 근거로 예시로서 보다 더 상세하게 논의된다.
도 1은 2개의 광원을 구비한 종래 기술에 따른 하나의 광학체, 특히 시준기를 포함하는 조명 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에서의 광학체에 의해 생성되는 2개의 광 분포를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 조명 장치를 뒤쪽에서부터 보고 도시한 사시도이다.
도 4는 광 입력 결합 영역에 대한 내부 관찰의 개선을 위해 광원을 "탈거한" 상태에서 도 3에서의 조명 장치를 도시한 도면이다.
도 5는 광원들을 제외한 상태에서 도 3에서의 조명 장치를 도시한 상세도이다.
도 6은 재차 조명 장치를 다른 방향에서 관찰하고 도시한 도면이다.
도 7은 각각 조명 장치의 배면도, 및 하나의 공통의 제1 수직 평면 내에 상이한 제1 수직 단면 평면들을 투영하여 도시한 도면이다.
도 8은 도 7에서의 절단선 A-A를 따라 도시한 단면도이다.
도 9는 도 7에서의 절단선 B0-B0을 따라 도시한 단면도이다.
도 10은 도 7에서의 절단선 B1-B1을 따라 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 조명 장치에 의해 생성되는, 제1 광원의 제1 광 분포를 도시한 개략도이다.
도 12는 본 발명에 따른 조명 장치에 의해 생성되는, 제2 광원의 제2 광 분포를 도시한 개략도이다.
도 13은 도 11 및 도 12에서의 제1 및 제2 광 분포의 중첩을 도시한 개략도이다.
도 14는 예컨대 실린더 렌즈들의 형태인 광학 구조를 포함하는 광 출사면을 통과한 이후 도 11 및 도 12에서의 제1 및 제2 광 분포의 중첩을 도시한 개략도이다.
도 15는 광 출사 방향에서 상류에 연결되는 광 전도 광학 요소를 구비한 본 발명에 따른 조명 장치를 포함하는 조명 시스템을 도시한 도면이다.
도 16은 도 15에서의 조명 시스템을 도시한 다른 사시도이다.
도 17은 수직 평면 내에 광 전도 광학 요소의 광 전도 광학 출사면 및 조명 장치의 광학체를 투영한 상태에서 도 15 및 도 16에서의 조명 시스템을 도시한 도면이다.
도 18은 수직 평면 내에 광 전도 광학 요소의 광 전도 광학 출사면 및 조명 장치의 광학체를 투영한 상태에서 또 다른 조명 시스템을 도시한 도면이다.
도 19는 광 전도 광학 출사면을 도시한 사시도이다.
도 1에는, 종래 기술로부터 공지되어 있고 광학축(X)을 중심으로 회전 대칭형인 광학체, 특히 광학체(1000)가 도시되어 있다. 광학체(1000)는 광학적으로 투명한 재료로 구성된 중실체(solid body)이다. 광학체(1000)의 광 입력 결합 영역(1001) 내에는 2개의 LED 광원(1002, 1003)이 안착된다.
일반적으로, 본원 본문에서, 기재문구 "광 입력 결합 영역 내 광원/초점"은, 광원/초점이 실제로 광학체 내에서 광 입력 결합 영역이 형성하는 함몰부의 안쪽에 배치되는 것을 의미하지만, 그러나 광원/초점은 (다소) 함몰부의 바깥쪽에 위치할 수도 있다.
광원들(1002, 1003)에 의해 방출되는 광은 광 입력 결합 영역(1001)을 통해 광학체(1000) 내로 입사되고 이와 동시에 굴절되며, 그리고 상기 광학체 내에서는 곧바로, 또는 광학체(1000)의 특히 전반사하는 측면 표면들(1004)에서 반사 이후 전파되어 광 출사면(1005)을 통해 출사된다.
광 입력 결합 영역(1001)의 초점은 상기 광학체(1000)의 경우 전형적인 방식으로 광학축(X) 상에 위치하며, 그럼으로써 상기 두 광원(1002, 1003)은 초점 내에 위치되지 않게 된다. 그에 상응하게, 도 2에 개략적으로 도시된 것처럼, 두 광원(1002, 1003)은 상이한 영역들을 조명하며, 그리고 서로 일치하지 않는 최대 조도의 영역(MAX1002, MAX1003)들을 이용하여 상이한 광 분포(LV1002, LV1003)들을 형성한다.
하기에서는, 종래 기술의 단점들을 완화시키거나 해소하는데 이용될 수 있는 본 발명에 따른 조명 장치가 도 3 ~ 10을 근거로 보다 더 상세하게 설명된다. 이 경우, 하기에서는, 본원 조명 장치 그 자체가 후속하는 광 패턴들에서 도시되고 본원 원문에 기재되는 광 패턴들을 생성하는 방식으로 정렬되어 있다는 점이 출발점이 된다. 원칙상, 본원 조명 장치는 다른 방식으로도 정렬될 수 있으며(그리고 이런 경우 자체의 광을 하기에서 기재되는 HV 점과 다른 점으로 향하게 하며), 이런 상황은 하기에서 도 15에서 시작하여 보다 더 상세하게 논의된다.
도 3 및 4에는, 일반적으로 자동차 헤드램프용으로 하나의 광학체(2) 및 2개의 광원(30, 40)을 포함하여 2개의 광 분포를 생성하기 위한 본 발명에 따른 조명 장치(1)가 도시되어 있다. 이용되는 좌표계는 도입부에서 이미 논의했으며, 그로 인해 여기서는 더 이상 상세하게 기재되지 않는다.
광원(30, 40)들은 바람직하게는 발광다이오드(LED)들이며, 특히 상기 광원들은 평면 광 방사면을 포함한다. 광원들의 주 방사 방향들, 특히 LED들의 광 방사면들에 대한 법선 벡터들은 바람직하게는 상호 간에, 그리고 광학체(2)의 광학축(X)에 대해 평행하다.
광학체(2)는 광학적으로 투명한 재료로 형성되며, 그리고 광 입력 결합 영역(10)과 광 출사면(11)을 포함한다. 광 입력 결합 영역(10)을 통해 광학체(2) 내로 입력되는 광원(30, 40)들의 광은 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전하게 광 출사면(11)을 통해 출사된다.
광 입력 결합 영역(10)은 중앙 광 입력 결합면(100)과 측면 입력 결합면(200)으로 형성되되, 중앙 광 입력 결합면(100)은 광원(30, 40)들에 대해 직접적으로 대향하여 위치하며, 그럼으로써 광원(30, 40)들의 법선 벡터는 중앙 광 입력 결합면(100)을 관통한다.
측면 입력 결합면(200)은, 광원(30, 40)들이 그 내에 또는 그에 대향하여 배치되고 광원(30, 40)들이 자신들의 광을 그 내로 방사하는 함몰부는 광학체(2) 내에 형성되는 방식으로, 중앙 광 입력 결합면(100)에 이어진다.
두 광원(30, 40)은, 수직축(Z)에 대해 평행하게 연장되는 수직 방향(R)으로 연장되는 공통 직선(G) 상에 위치한다. 수직 방향으로 볼 때, 제1 광원(30)은 제2 광원(40)의 위쪽에 위치한다.
광 입력 결합 영역(10)은 2개의 초점(F1, F2)을 포함하되(또는 이들 초점을 형성하되), 광원들 중 일측 광원(30)은 초점들 중 일측 초점(F1)(제1 초점)에 배치되고 타측 광원(40)은 타측 초점(F2)(제2 초점)에 배치된다. 이 경우, 초점(F1, F2)들은 함몰부의 안쪽에, 또는 그 바깥쪽에도 위치할 수 있다.
예컨대 종래 기술로부터는, 2개(또는 그 이상)의 상이한 광 기능 내지 광 분포(내지 부분 광 분포)의 실현을 위해 2개 이상의 광학체가 이용되되, 각자의 광학체는 이 광학체에 특별히 할당된 광원을 포함하는 점은 공지되어 있다. 명백하게는, 상기 사항이 증가된 장착 공간 요구량을 야기하며, 그 밖에도 보통 광학체들의 필연적으로 필요한 분리된 배치의 결과로서 불균일성이 발생한다.
이제, 광학체(2)는 하기 구성을 포함한다.
광 입력 결합 영역(10)의 측면 입력 결합면(200)은, 수직 방향(R)에서 제1 광원(30)이 그 내에 배치되어 있는 제1 수평 평면(E1)의 위쪽에 적어도 부분적으로 또는 완전하게 위치하는 영역 내에서 측면 제한면(200)이 만곡되게 형성된 제1 측면 제한면 섹션(201)을 포함하고, 수직 방향(R)에서 제2 광원(40)이 그 내에 배치되어 있는 제2 수평 평면(E2)의 아래쪽에 적어도 부분적으로 또는 완전하게 위치하는 영역 내에서는 측면 제한면(200)이 만곡되어 형성되는 제2 측면 제한면 섹션(202)을 포함하는 방식으로 형성된다.
"위쪽" 및 "아래쪽"이란 용어들은 다시 도입부에 기재한 좌표계에서 확인된다. 마찬가지로 도입부에서 청구되는 것처럼 조명 장치가 실제로 회전되어 배치된 경우, 위쪽 및 아래쪽은 자연히 측면에서도 위치할 수 있거나, 또는 서로 바뀔 수도 있다.
수평 평면(E1, E2)들은, 수직축(Z)이 그에 대해 직교하는 것인 X, Y 평면에 대해 평행하게 연장되는 평면들이다.
두 측면 제한면 섹션(201, 202)은 측면 제한면 연결 섹션(203, 204)들을 매개로 상호 간에 연결된다.
중앙 광 입력 결합면(10)은 하기와 같이 형성된다. - 각자의 측면 제한면 연결 섹션(203, 204)에서부터 출발하여 각각 하나의 중앙 입력 결합면(103, 104)이 타측 측면 제한면 연결 섹션(204, 203)의 방향으로 연장되고, 중앙 입력 결합면(103, 104)들은 서로 향해 뻗어 가면서 하나의 공통 중앙 에지부(110)에 이어진다. 중앙 입력 결합면(103, 104)들의 위쪽 및 아래쪽에서는, 측면 제한면 섹션(201, 202)들과 중앙 입력 결합면(103, 104)들을 연결하는 2개의 연결 입력 결합면(101, 102)이 연장된다.
중앙 입력 결합면(103, 104)들은, 수직축(Z)이 그에 대해 직교하고 그 자체는 광학축(X)을 포함하는 것인 평면(X, Y)에 대해 평행하게 연장되는 단면 평면들인 수평 단면 평면들에서, 오목한 중앙 입력 결합면 윤곽부(103", 104")들이 형성되도록 오목하게 만곡된다(도 8 참조). (이 경우, 관찰점은 예컨대 초점, 예컨대 도 8에서의 초점(F2) 둘레의 영역이다.)
연결 입력 결합면(101, 102)들은, 하나의 광원을 위한 각각 하나의 초점을 형성하는 방식으로 형성되며, 그럼으로써 광원(30, 40)들에서 개시되어 광학체(2) 내로 입사되는 광은, 바람직하게는 광학축(X)이 그에 직교하는 광 출사면(11)이 평면이라는 점의 가정 하에, 광 패턴 내에서 공통의 점, 예컨대 HV 점 내로 굴절되게 된다. 그러나 광 출사면은 만곡되어서도 형성될 수 있고, 이런 경우 광 분포를 형성하는 추가 렌즈 경계면으로서 작용한다. 요컨대 이는 본 발명의 가장 일반적인 관계 및 범위에도 적용되며, 그리고 도면들에서 기재되는 실시형태로만 제한되지 않는다. 기재한 것처럼 오목하게 만곡되어 공간적으로 볼 때 예컨대 실린더 렌즈들을 형성하는 중앙 입력 결합면(103, 104)들은, 자신들의 초점 내에 안착되는 광원들 각자를 위해, 중앙 입력 결합면들 상으로 방사되는 상기 광원들의 광빔들이 광학체 내로 입사될 때 HV 점 내로 굴절되는 방식으로 형성된다.
"오목하게" 및 "볼록하게"란 용어들과 관련하여서는 예컨대 하기와 같이 설명된다. 단면 평면에서 몸체를 절단한 단면을 고려할 때, 단면 곡선의 2개의 끝점의 분리선이 몸체의 바깥쪽에 위치한다면, 상기 단면 평면에서 몸체를 제한하는 단면 곡선은 오목한 것으로서 지칭되며, 그리고 연결선이 광학체의 안쪽에서 연장된다면, 단면 곡선은 볼록한 것이다.
그에 필적하는 사항은 공간적으로도 적용되는데, 요컨대 관찰되는 표면 상에서 점들의 평면 연결 표면이 몸체의 바깥쪽에 위치한다면, 관찰되는 표면은 오목한 것이고, 평면 연결 표면이 몸체의 안쪽에 위치한다면, 관찰되는 표면은 볼록한 것이다.
중앙 광 입력 결합면에 인접하는 측면 제한면들은 광빔들을 광학체의 반사하는, 특히 전반사하는 외부 표면(501a, 501b, 502a, 502b, 503, 504)들 쪽으로, 다시 말하면 광학체의 측면 표면(500) 쪽으로 굴절시키며, 그리고 광빔들은 상기 외부 표면들에서부터 바람직하게는 공통의 점, 예컨대 HV 점 내로 지향된다. 따라서, 측면 표면(500)을 형성하는 상기 외부 표면들은 그에 상응하게 형성된다.
측면 제한면 연결 섹션(203, 204)들은 제1 수직 단면 평면들에서 직선의 연결 섹션 윤곽부(203', 204')를 포함한다(도 7 참조).
수평 단면 평면들에서, 측면 제한면 연결 섹션(203, 204)들은 볼록한 연결 섹션 윤곽부(203", 204")를 포함한다(예컨대 도 8 참조).
제1 수직 단면 평면들에서, 측면 제한면 섹션(201, 202)들은, 도 7에서 추론할 수 있는 것처럼, 오목하게 만곡된 측면 제한면 섹션 윤곽부(201', 202')를 포함한다.
측면 제한면 섹션(201, 202)들은 볼록하게 만곡되며, 이에 대해서는 예컨대 도 9에서의 볼록한 윤곽부(201", 202")들이 참조된다. 따라서, 수직 단면들(도 7)에서는, 측면 제한면 섹션들(내지 이들 단면들에서 형성되는 윤곽부)은 오목하지만, 그러나 측면 제한면 섹션들의 표면 자체는 공간적으로는 볼록하게 형성된다.
다시 말해, 표면(201, 202)들은 공간적으로 볼 때 바깥쪽을 향해, 다시 말해 각각의 광원을 향해 만곡되어 있으며, 다시 말하면 볼록하다.
바람직하게는, 지금까지 기재되고 여전히 기재할 광 입력 결합 영역의 모든 표면은 매끄럽게 형성된다. 상기 바람직한 구성을 통해, 광 입력 결합 영역의 각자의 점에서는 표면 법선이 정의되며, 그럼으로써 광 굴절은 스넬리의 굴절 법칙에 의거하여 투명한 재료의 굴절률에 따라서 수행되게 된다.
중앙 입력 결합면(103, 104)들은 수직 방향(Z, R)에서 직선으로 형성되며, 그럼으로써 제2 수직 단면 평면들에서 직선의 중앙 입력 결합면 윤곽부(103', 104')들이 형성되게 되고, 이들 윤곽부는 바람직하게는 공통 중앙 에지부(110)에 대해 평행하게 연장된다(도 10 참조). 중앙 입력 결합면(103, 104)들은 그에 상응하게 수직축(Z)에 대해 평행한 실린더의 높이를 보유하며, 그에 따라 실린더 렌즈에 상응하는 굴절 거동을 갖는 실린더 렌즈들로서 형성된다.
연결 입력 결합면(101, 102)들 각자는 각각 하나의 연결 에지부(120, 130)를 통해 2개의 하위 연결 입력 결합면(101a, 101b, 102a, 102b)으로 분할된다. 이 경우, 특히, 연결 에지부(120, 130)들은 수직 방향으로 볼 때 중앙 에지부(110)와 동일한 방향으로 연장되며, 다시 말하면, 중앙 에지부(110)는 수직 방향(R)으로, 다시 말하면 Z 축에 대해 평행하게 연장된다(도 7 참조).
이 경우, 연결 에지부(120, 130)들은 제2 수직 단면 평면들에서 오목하게 만곡되어 형성된다. 이 경우, 하위 연결 입력 결합면(101a, 101b, 102a, 102b)들 각자는 오목하게 만곡되어 형성될 수 있으며, 그럼으로써 도 10에 도시된 것처럼, 하위 연결 입력 결합면(101a, 101b, 102a, 102b)들은 각각의 초점에서부터 이격 방향으로 만곡되게 된다.
도면들에서 추론되는 것처럼, 광 입력 결합 영역(10)과 특히 광학체(2) 역시도 X, Y 평면과 관련하여, 그리고 X, Z 평면과 관련하여 대칭형이다. 광학체(2)의 광학축(X)은 광원들 사이에서 대칭형으로 연장된다.
이런 방식으로, 2개의 최대한 동일한 조명 영역 또는 광 분포가 두 광원에 의해 생성될 수 있다.
중앙 에지부(110)는 연결점(P1, P2)에서 연결 에지부(120, 130)에 이어지되, 각각 하나의 초점(F1, F2)은 하나의 초점 직선(FG1, FG2)(도 6) 상에 위치하며, 각자의 초점 직선(FG1, FG2)은 연결점(P1, P2)을 통과하여, 그리고 광학축(X)에 대해 평행하게 연장된다. 제1 초점(F1)은, 제2 초점(F2)이 자신의 연결점(P2)까지 이격 간격(a2)을 갖는 것처럼, 자신의 연결점(P1)까지 동일한 이격 간격(a1)을 가질 수 있다.
상기에서 이미 기재한 것처럼, 광학체(2)의 광 입력 결합 영역(10)은 측면 표면(500)을 매개로 광 출사면(11)과 연결된다. 이 경우, 측면 표면(500)은 측면 제한면 연결 섹션(203, 204)들에 이어지는 영역(503, 504)들에서 수직 방향(R)에서 직선으로 형성된다.
공간적으로 볼 때, 상기 측면 제한면들과 측면 표면은 일반적으로 바깥쪽을 향해 만곡된다. 광학체 내에서 전파되어 상기 측면 표면 상에 부딪치는 광은 바람직하게는 반사되며, 특히 전반사되며, 그리고 바람직하게는 HV 점 내로 지향된다. 따라서, 이렇게 형성되는 광 다발, 특히 평행 광빔 다발은 바람직하게는 광 입력 결합 영역의 중앙 영역 내에서 굴절되는 광빔들처럼 전파된다.
이 경우 도 8 ~ 10에 도시되고 HV 점에서 수렴되는 광빔들과 관련하여 주지할 사항은, 상기 점이 원거리장에서, 예컨대 25미터에서 측정 스크린 상에 위치되고, 그럼으로써 출사되는 광 다발이 실제로 평행 빔 다발을 나타낸다는 점이다.
이제, 도 11에는, 각각 조명 영역, 및 자체 최댓값(MAX-FRA)이 HV 점에 위치하는 것인 광 분포(LV-FRA)가 도시되어 있다. 이를 위해, 예컨대 오렌지색 광(표준에 상응하게 "앰버(amber)" 색(= 호박색)이라고도 하는)을 방출하는 제1 광원(30)이 방향 지시등의 광 분포를 생성하기 위해 이용된다.
광학체의 대칭성의 결과로, 광 분포(LV-FRA)는 V-V 라인에 대해 대칭형이지만, 그러나 광원(30)이 광학축(X) 상에 위치하는 것이 아니라, 그 위쪽에(또는 X, Y 평면의 위쪽에) 위치하기 때문에, H-H 라인에 대한 광 분포는 대칭형이 아니라, 약간 예컨대 달걀 형태로 형성된다.
도 12에는, 제2 광원(40)에 의해 생성되는 광 분포(LV-TFL), 예컨대 주간 주행등 광 분포가 도시되어 있다. 최댓값(MAX-TFL)은 다시금 HV 점에 위치하며, 광 분포(LV-TFL)는 V-V 라인에 대해 대칭형이지만, 그러나 H-H 라인에 대해서는 대칭형이 아니다.
그러나 H-H 라인을 중심으로 반사되는, 도 12에서의 광 분포(LV-TFL)는, 도 11에 도시된 것과 동일한 영역을 조명할 수도 있지만, 광원들이 동일한 경우 반사되는 광 분포는 도 11에서의 광 분포와 동일할 수도 있다.
광학체의 본 발명에 따른 구성을 통해서는, 광원들 각자를 위해, 각각 하나의 초점 내에 배치되는 광원들 각자에서 기인하는 광이 -광원들이 점 형태라는 가정 하에- 원거리장에서 하나의 점 내로, 예컨대 (상응하는 정렬의 경우) 공지된 방식으로 H-H 라인과 V-V 라인의 교차점으로서 형성되는 이른바 HV 점 내로 방사되는 방식으로 광 입력 결합 영역 내에 하나의 초점을 실현할 수 있다. 각각 실제로 각자의 광원에 의해 형성되는 광 분포는, 공통의 점에서, 예컨대 HV 점에서 조도의 최댓값을 갖는 각각의 광원의 실제로 정해진 크기의 결과로 생성된다.
따라서, 본 발명에 따른 해결책의 경우, 공간상 분리된 2개의 광원, 특히 LED 광원이 광을 광학체 내로 입력할 수 있고 광원들 각자의 광은 원거리장에서, 예컨대 조명 장치 전방에 대략 25미터 거리에 떨어져 있는 측정 스크린 상에서 실질적으로 동일한 조명 영역을 조명하거나, 또는 두 광원의 조명 영역들은 동일하다.
마지막으로, 도 13에는, 재차 도 12에서의 조명 영역들 내지 광 분포들의 중첩이 도시되어 있다.
전술한 중첩들은, 조명 장치(1)가 다소 직접적으로 광 분포를 생성하고 기재한 것처럼 HV 점이 조명되는 방식으로 정렬되어 있다는 점에서 개시된다.
그러나 예컨대 디자인의 이유에서, 광원이 자동차 내에서 전진 방향으로 정렬될 수 있는 것이 아니라, 다른 방향으로 정렬되어 있거나 정렬되어야 한다는 점이 바람직할 수 있다. 이런 경우에, 조명 장치는 상기에서 기재한 것처럼 HV 점을 조명하는 것이 아니라, 두 광원을 이용하여 다른 점을 조명할 수도 있다.
그러나 통상 기재한 것처럼 HV 점을 조명하는 것이 바람직하다. 그럼에도 이런 사항을 상기에서 기재한 한계 조건 하에서도 실현할 수 있도록 하기 위해, 예컨대 조명 장치(1)의 상류에 광 전도 광학 요소(700)가 연결되며, 상기 광 전도 광학 요소는 다시금 광 전도 광학 출사면(701)을 포함한다. 조명 장치(1)와 광 전도 광학 요소(700)는 함께 하나의 조명 시스템(800)을 형성한다.
광학체(2)의 광 출사면(11)에서 출사되는 광은 광 전도 광학 요소(700) 내로 입사되고 상기 광 전도 광학 요소 내에서 전파되며, 그리고 광 전도 광학 출사면(701)을 통해 의도되는 광 분포의 형성을 위해 출사된다.
광 전도 광학 요소(700)는 바람직하게는 다시금 투명하고 비전도성인 중실체이며, 그리고 바람직하게는 자신의 측면 표면들에서 부딪치고 광 전도체(700) 내에서 전파되는 광을 전반사한다.
특히 바람직하게는, 광학체(2)와 광 전도체(700)는 상호 간에 일체형으로, 그리고 동일한 재료로 형성되며, 다시 말해 하나의 몸체를 형성한다. 이런 경우에, 조명 장치(2)의 광 출사면(11)은 실제 경계면이 아니라, 오직 조명 장치(2)의 가상의 폐쇄면(closing surface)일 뿐이다.
광 전도체(700)는, 전형적인 방식으로 조명 장치(1)의 광학체(2)의 광학축(X)과 일치하지 않는 광학축(X1)을 포함한다. 그에 상응하게, HV 점은 광 전도체(700)의 상호 작용을 통해서만 조명되며, 조명 장치(1) 단독으로 다른 점을 조명할 수도 있거나, 또는 각각의 정렬에 따라, 심지어 상기 조명 장치가 그 내에 장착되어 있는 자동차 전방에 있는 측정 스크린 상에 광을 방사하지 않을 수도 있다.
광 전도체(700)는, 이미 언급한 것처럼, 광학축(X1), 수직축(Z1) 및 수평 축(Y1)을 포함한다(이런 상호 간에 직교하는 축들에 대해서는 다시금 도입부에 관련된 진술 사항이 적용된다). 광 전도 광학 출사면(701)은 바람직하게는 광학 구조, 특히 실린더 렌즈(702)들을 포함하며, 이들 실린더 렌즈는 광 전도 광학 출사면(701)에서 출사되는 광을 폭 방향으로, 다시 말해 수평으로 확대한다. 이를 위해, 상기 실린더 렌즈(702)들의 높이는, 도 19에 예시된 것처럼, 바람직하게는 수직축(Z1)에 대해 평행하게 연장된다.
이제, 수직 평면 내에 광 전도 광학 출사면(701) 및 광학체(2)를 투영하여 도시한 도 17 및 도 18에 도시된 것처럼, 조명 장치(2)의 수직축(Z)과 광 전도 광학 출사면(701)의 수직축(Z1)은 -광학축 X 및 X1 상호 간의 정렬과 무관하게- 서로 평행하게 연장될 수 있거나(도 17 참조), 또는 수직 평면에서 상호 간에 상대적으로 회전될 수 있다(도 18).
실린더 렌즈 구조에 의해서는, 특별한 방향으로 출사되는 광 다발의 확대가 제어될 수 있다.
도 14를 다시 참조하면, 상기에서 기재한 것과 같은 조명 시스템(800)에 의해 생성되는 상기 중첩된 광 분포들이 도시되어 있다. 여기서는 다시, 도 11 ~ 13에서의 도면과 유사하게, 각각 HV 점이 조명되지만, 여기서의 차이점은, 조명 시스템(800)의 실린더 렌즈들을 통해 광 분포(LV-FRA, LV-TRA)들 또는 각각의 조명 영역이 수평 방향으로 발산된다는 점에 있다.
본 발명의 경우, 일반적으로, 예컨대 광 기능들 내지 상응하는 광 분포들의 하기와 같은 조합들이 실현될 수 있다.
1. 상이한 색상을 갖는 광원들, 특히 LED들:
- 제1 광원(30)은 방향 지시등을 생성하고,
- 제2 광원(40)은 주간 주행광 및 선택적인 위치광을 생성하거나,
또는
- 제1 광원(30)은 미등(tail light)을 생성하고,
- 제2 광원(40)은 후진등을 생성한다.
2. 동일한 색상을 갖는 광원들, 특히 LED들:
- 제1 광원(30)은 위치광을 생성하고,
- 제2 광원(40)은 주간 주행광을 생성하거나,
또는
- 제1 광원(30)은 미등을 생성하고,
- 제2 광원(40)은 제동등을 생성한다.
3. 동일한 색상을 갖는 광원들, 특히 LED들:
- 두 광원(30, 40)은 각각 스팟 하이빔(spot high-beam)을 생성하며, 그에 따라 조도를 배가시킨다.
본 발명에 따른 조명 장치들 또는 조명 시스템들의 복수의 광 출사면이 서로 나란하게 배치되어 있다면, 방향 지시등은 주행등 모드(running light mode)에서도 작동될 수 있다.

Claims (30)

  1. 적어도 2개, 또는 정확히 2개의 광 분포를 생성하기 위한, 또는 적어도 2개, 또는 정확히 2개의 상이한 광 기능을 생성하기 위한,
    자동차 헤드램프용, 및/또는 자동차의 테일 램프용, 및/또는 자동차 등록증 표시등용 조명 장치(1)로서,
    상기 조명 장치(1)는 하나의 광학체(2) 및 2개의 광원(30, 40), 즉 제1 광원(30) 및 제2 광원(40)을 포함하며, 광원(30, 40)들 각자는 다른 광원 또는 다른 광원들로부터 독립적으로 작동될 수 있으며,
    광학체(2)는 광학적으로 투명한 재료로 형성되며, 그리고
    광학체(2)는 광 입력 결합 영역(10)과 광 출사면(11)을 포함하며, 그리고
    광 입력 결합 영역(10)을 통해 광학체(2) 내로 입력되는 광원(30, 40)들의 광은 적어도 부분적으로 광 출사면(11)을 통해 출사되며,
    광 입력 결합 영역(10)은 중앙 광 입력 결합면(100)과 측면 입력 결합면(200)으로 형성되며,
    중앙 광 입력 결합면(100)은 광원(30, 40)들에 대향하여 위치하며, 그리고
    측면 입력 결합면(200)은, 광원(30, 40)들이 그 내에 또는 그에 대향하여 배치되고 광원(30, 40)들은 그 내로 자신들의 광을 방사하는 곳인 함몰부가 광학체(2) 내에 형성되는 방식으로 중앙 광 입력 결합면(100)에 이어지며,
    두 광원(30, 40)은 수직축(Z)에 대해 평행하게 연장되는 수직 방향(R)으로 연장되는 직선(G) 상에 위치하며, 그리고
    수직 방향으로 볼 때 제1 광원(30)은 제2 광원(40)의 위쪽에 위치하며, 그리고
    광 입력 결합 영역(10)은 2개의 초점(F1, F2)을 포함하며, 광원들 중 일측 광원(30)은 초점들 중 일측 초점(F1)에 배치되고 타측 광원(40)은 타측 초점(F2)에 배치되는 것인, 상기 조명 장치(1)에 있어서,
    상기 광 입력 결합 영역(10)의 측면 입력 결합면(200)은
    - 수직 방향(R)에서 상기 제1 광원(30)이 그 내에 배치되어 있는 제1 수평 평면(E1)의 위쪽에 적어도 부분적으로 또는 완전하게 위치하는 영역 내에서 상기 측면 입력 결합면(200)이, 만곡되어 형성된 제1 측면 제한면 섹션(201)을 포함하고,
    - 수직 방향(R)에서 상기 제2 광원(40)이 그 내에 배치되어 있는 제2 수평 평면(E2)의 아래쪽에 적어도 부분적으로 또는 완전하게 위치하는 영역 내에서는 상기 측면 입력 결합면(200)이, 만곡되어 형성된 제2 측면 제한면 섹션(202)을 포함하며,
    - 수평 평면(E1, E2)들은, 상기 수직축(Z)이 그에 대해 직교하고 그 자체는 광학축(X)을 포함하는 것인 평면(X, Y)에 대해 평행하게 연장되는 평면들이며, 그리고
    - 상기 두 측면 제한면 섹션(201, 202)은 측면 제한면 연결 섹션(203, 204)들을 매개로 상호 간에 연결되며, 그리고
    - 상기 중앙 광 입력 결합면(10)은
    ο 각자의 측면 제한면 연결 섹션(203, 204)에서부터 출발하여 각각 하나의 중앙 입력 결합면(103, 104)이 타측 측면 제한면 연결 섹션(204, 203)의 방향으로 연장되고, 상기 중앙 입력 결합면(103, 104)들은 서로 향해 뻗어 가면서 하나의 공통 중앙 에지부(110)에 이어지며,
    ο 상기 중앙 입력 결합면(103, 104)들의 위쪽 및 아래쪽에서는, 상기 측면 제한면 섹션(201, 202)들과 상기 중앙 입력 결합면(103, 104)들을 연결하는 2개의 연결 입력 결합면(101, 102)이 연장되며, 그리고
    ο 상기 중앙 입력 결합면(103, 104)들은, 상기 수직축(Z)이 그에 대해 직교하고 그 자체는 상기 광학축(X)을 포함하는 것인 평면(X, Y)에 대해 평행하게 연장되는 단면 평면들인 수평 단면 평면들에서, 오목한 중앙 입력 결합면 윤곽부(103", 104")들이 형성되도록 오목하게 만곡되는 것처럼 형성되는
    방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치(1).
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 광원(30) 및 상기 제2 광원(40)은 LED 광원인 것을 특징으로 하는 조명 장치(1).
  3. 제1항에 있어서, 상기 측면 제한면 연결 섹션(203, 204)들은, 상기 광학축(X)이 그에 대해 직교하고 그 자체는 상기 수직축(Z)을 포함하는 것인 평면(Y, Z)에 대해 평행하게 연장되는 단면 평면들인 제1 수직 단면 평면들에서 직선의 연결 섹션 윤곽부(203', 204')를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치(1).
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 측면 제한면 연결 섹션(203, 204)들은, 상기 수직축(Z)이 그에 대해 직교하고 그 자체는 상기 광학축(X)을 포함하는 것인 평면(X, Y)에 대해 평행하게 연장되는 단면 평면들인 수평 단면 평면들에서 볼록한 연결 섹션 윤곽부(203", 204")를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치(1).
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 측면 제한면 섹션(201, 202)들은, 상기 광학축(X)이 그에 대해 직교하고 그 자체는 상기 수직축(Z)을 포함하는 것인 평면(Y, Z)에 대해 평행하게 연장되는 단면 평면들인 제1 수직 단면 평면들에서 오목하게 만곡된 측면 제한면 섹션 윤곽부(201', 202')를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치(1).
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 측면 제한면 섹션(201, 202)들은 볼록하게 만곡되는 것을 특징으로 하는 조명 장치(1).
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 중앙 입력 결합면(103, 104)들은 수직 방향(Z, R)에서 직선으로 형성되며, 그럼으로써 상기 광학축(X) 및 상기 수직축(Z)에 의해 펼쳐져 형성되는 평면(X, Z)에 대해 평행하게 연장되는 단면 평면들인 제2 수직 단면 평면들에서는 직선의 중앙 입력 결합면 윤곽부(103', 104')들이 형성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치(1).
  8. 제7항에 있어서, 상기 직선의 중앙 입력 결합면 윤곽부(103', 104')들은 상기 공통 중앙 에지부(110)에 대해 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는 조명 장치(1).
  9. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 연결 입력 결합면(101, 102)들 각자는 각각 하나의 연결 에지부(120, 130)를 통해 2개의 하위 연결 입력 결합면(101a, 101b, 102a, 102b)으로 분할되는 것을 특징으로 하는 조명 장치(1).
  10. 제9항에 있어서, 상기 연결 에지부(120, 130)들은 수직 방향으로 볼 때 상기 중앙 에지부(110)와 동일한 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 조명 장치(1).
  11. 제9항에 있어서, 상기 연결 에지부(120, 130)들은 제2 수직 단면 평면(X, Z)들에서 오목하게 만곡되어 형성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치(1).
  12. 제9항에 있어서, 상기 하위 연결 입력 결합면(101a, 101b, 102a, 102b)들 각자는 오목하게 만곡되어 형성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치(1).
  13. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 광 입력 결합 영역(10) 및/또는 상기 광학체(2)는, 상기 광학축(X) 및 수평축(Y)에 의해 펼쳐져 형성되는 평면(X, Y)과 관련하여, 그리고/또는 상기 광학축(X) 및 상기 수직축(Z)에 의해 펼쳐져 형성되는 수직 단면 평면(X, Z)과 관련하여 대칭형인 것을 특징으로 하는 조명 장치(1).
  14. 제9항에 있어서, 상기 중앙 에지부(110)는 연결점(P1, P2)에서 연결 에지부(120, 130)에 이어지는 것을 특징으로 하는 조명 장치(1).
  15. 제14항에 있어서, 각각 하나의 초점(F1, F2)은 하나의 초점 직선(FG1, FG2) 상에 위치하며, 상기 초점 직선(FG1, FG2)은 상기 연결점(P1, P2)을 통과하여, 그리고 상기 광학축(X)에 대해 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는 조명 장치(1).
  16. 제14항에 있어서, 초점들 중 일측 초점(F1)은 제1 초점(F1)이고, 타측 초점(F2)은 제2 초점(F2)이고, 상기 제1 초점(F1)은, 상기 제2 초점(F2)이 자신의 연결점(P2)까지 이격 간격(a2)을 갖는 것처럼, 자신의 연결점(P1)까지 동일한 이격 간격(a1)을 갖는 것을 특징으로 하는 조명 장치(1).
  17. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 광 입력 결합 영역(10)은 측면 표면(500)을 매개로 상기 광 출사면(11)과 연결되는 것을 특징으로 하는 조명 장치(1).
  18. 제17항에 있어서, 상기 측면 표면(500)은 상기 측면 제한면 연결 섹션(203, 204)들에 이어지는 영역(503, 504)들에서 수직 방향(R)에서 직선으로 형성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치(1).
  19. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 광원(30, 40)들은 각각 적어도 하나의 발광다이오드를 포함하거나, 또는 하나의 발광다이오드로 구성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치(1).
  20. 제1항 또는 제3항에 있어서, 각자의 광원(30, 40)은 주 방사 방향을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치(1).
  21. 제20항에 있어서, 상기 광원(30, 40)들의 주 방사 방향들은 상기 광학체(2)의 광학축(X)에 대해 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는 조명 장치(1).
  22. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 조명 장치는 자동차 헤드램프 또는 자동차의 테일 램프 또는 자동차용 표시등으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치(1).
  23. 제1항에 따른 조명 장치; 및 조명 장치(1)의 광학체(2)에서 출사되는 광이 그 내로 입력 결합될 수 있는 광 전도체(700);를 포함하며, 그리고 하나, 2개 또는 그 이상의 광 분포의 형성을 위해 광 전도체(700)에서부터 광 전도 광학 출사면(701)을 통해 출사시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 조명 시스템(800).
  24. 제23항에 있어서, 상기 광 전도 광학 출사면(701)은 실린더 렌즈(702)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템(800).
  25. 제24항에 있어서, 상기 실린더 렌즈(702)들은 상기 광 전도체(700)의 수직축(Z1)의 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 조명 시스템(800).
  26. 제23항 또는 제24항에 있어서, 상기 광 전도체(700)의 광학축(X1)과 상기 조명 장치(1)의 광학체(2)의 광학축(X)은 서로 일치하지 않는 것을 특징으로 하는 조명 시스템(800).
  27. 제26항에 있어서, 상기 광 전도체(700)의 광학축(X1)과 상기 조명 장치(1)의 광학체(2)의 광학축(X)은 상호 간에 상대적으로 소정의 각도만큼 회전되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 시스템(800).
  28. 제23항 또는 제24항에 있어서, 수직 평면 내로의 투영에서 관찰할 때 상기 광학체(2)의 수직축(Z)과 상기 광 전도체(700)의 수직축(Z1)은 상호 간에 평행하게, 또는 평행하지 않게 연장되는 것을 특징으로 하는 조명 시스템(800).
  29. 제23항 또는 제24항에 있어서, 상기 조명 시스템은 자동차 헤드램프 또는 자동차의 테일 램프 또는 자동차용 표시등으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 조명 시스템(800).
  30. 제1항 또는 제3항에 따른 적어도 하나의 조명 장치(1)를 포함하고, 그리고/또는 제23항에 따른 적어도 하나의 조명 시스템(800)을 포함하는 장치에 있어서, 상기 장치는 자동차 헤드램프이거나, 또는 자동차용 테일 램프이거나, 또는 자동차용 표시등인 것을 특징으로 하는 장치.
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