KR102624872B1 - 차량용 헤드램프 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 차량용 헤드램프는 광원의 전방에 배치되는 확산 조절 장치에 의해 주변 환경 및 사용자의 필요에 따라 광의 폭 및 거리를 다양하게 조절할 수 있고, 다수의 LED가 사용되는 광원 및 광원 모듈이 필요하지 않으므로, 헤드램프에서 소비되는 에너지의 양을 줄여 차량의 연비를 개선시킬 수 있고, 제조 원가를 절감시킬 수 있다.

Description

차량용 헤드램프{HEAD LAMP FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 헤드램프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광원에서 발생되는 빛의 확산 정도를 조절할 수 있는 차량용 헤드램프에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 야간 주행 시, 터널 내 주행 시, 안개 속 주행 시, 우천 주행 시 등 상대적으로 주변이 어두운 환경에서 주행해야 하는 경우에 전방의 시야를 확보하기 위한 헤드램프가 장착되며, 헤드램프는 원거리를 조사하기 위한 하이 빔(High Beam)과 근거리를 조사하기 위한 로우 빔(Low Beam) 중 운전자의 필요에 따라 선택하여 점등 가능하다.
하지만, 헤드램프의 조명길이, 폭 및 각도 등이 고정되어 있어서 보행자 또는 장애물이 밀집된 도심 지역에서 보행자 또는 장애물을 인지하기 어렵거나, 측면 또는 반대측에서 주행하는 차량의 운전자에게까지 헤드램프가 조명되어, 상대 운전자의 시야를 방해하는 문제가 있었다.
본 발명의 일 측면은 광원의 전방에 배치되는 확산 조절 장치에 의해 다양한 모드의 광 패턴을 가지는 차량용 헤드램프를 제공한다.
본 발명의 사상에 따른 차량용 헤드램프는 광원에서 발생된 빛의 확산 정도를 조절할 수 있는 확산 조절 장치를 포함할 수 있고, 상기 확산 조절 장치는, 상기 광원의 전방에 배치되고, 투명한 재질로 형성되며, 마주보는 두 측면이 평행한 다각 기둥 형상의 확산 상자, 상기 확산 상자의 각 측면에 마련되고, 내부에 액체를 수용하는 챔버, 및 상기 확산 상자를 회전시킬 수 있도록 구성된 회전 장치를 포함할 수 있다.
상기 확산 상자는 두 쌍의 마주보는 측면을 포함하는 사각 기둥으로 형성될 수 있고, 상기 두 쌍의 마주보는 측면 중 한 쌍의 마주보는 측면의 각각에는 제1 액체를 포함하는 제1 챔버가 마련될 수 있고, 상기 두 쌍의 마주보는 측면 중 다른 한 쌍의 마주보는 측면의 각각에는 상기 제1 액체와 다른 굴절률을 가지는 제2 액체를 포함하는 제2 챔버가 마련될 수 있다.
상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버는, 상기 확산 상자의 외측면을 구성하는 외측벽과, 상기 확산 상자의 내측면을 구성하며 상기 외측벽과 평행한 내측벽을 포함할 수 있고, 상기 제2 액체는 상기 제1 액체의 굴절률보다 작은 굴절률을 가질 수 있고, 한 쌍의 상기 제2 챔버를 통과한 빛은 한 쌍의 상기 제1 챔버를 통과한 빛에 비하여 넓은 폭으로 확산될 수 있다.
상기 확산 조절 장치는 상기 확산 상자의 내부에 삽입 및 인출될 수 있도록 구성된 볼록 렌즈를 더 포함할 수 있고, 한 쌍의 상기 제1 챔버와 한 쌍의 상기 제1 챔버 사이에 배치된 상기 볼록 렌즈를 통과한 빛은, 한 쌍의 상기 제1 챔버만을 통과한 빛에 비하여 좁은 폭으로 확산되거나, 평행광으로 방출될 수 있다.
한 쌍의 상기 제2 챔버와 한 쌍의 상기 제2 챔버 사이에 배치된 상기 볼록 렌즈를 통과한 빛은 한 쌍의 상기 제1 챔버와 한 쌍의 상기 제1 챔버 사이에 배치된 상기 볼록 렌즈를 통과한 빛에 비하여 넓은 폭으로 확산될 수 있다.
상기 확산 조절 장치는 상기 확산 상자의 내부에 삽입 또는 인출될 수 있도록 구성된 볼록 렌즈를 더 포함할 수 있고, 한 쌍의 상기 제2 챔버와 한 쌍의 상기 제2 챔버 사이에 배치된 상기 볼록 렌즈를 통과한 빛은 한 쌍의 상기 제2 챔버만을 통과한 빛에 비하여 좁은 폭으로 확산될 수 있다.
상기 제2 챔버가 마련된 상기 확산 상자의 한 쌍의 마주보는 측면은 상기 제1 챔버가 마련된 상기 확산 상자의 다른 한 쌍의 마주보는 측면에 비하여 넓은 폭을 가질 수 있다.
상기 확산 조절 장치는, 상기 확산 상자의 마주보는 두 측면에 배치된 두 챔버 사이에서, 상기 마주보는 두 챔버 중 하나의 챔버를 통과한 빛을 굴절시킬 수 있는 광학 렌즈, 및 상기 광학 렌즈를 상기 확산 상자의 내부에 삽입 또는 인출할 수 있도록 구성된 승강 장치를 포함할 수 있다.
상기 광학 렌즈는 상기 마주보는 두 측면 중 하나의 측면을 통과한 빛을 응집시킬 수 있는 볼록 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 회전 장치는 상기 확산 상자의 상측 및 하측 중 일 측에 배치될 수 있고, 상기 승강 장치는 상기 확산 상자의 상측 및 하측 중 상기 회전 장치가 배치되지 않은 다른 일 측에 배치될 수 있다.
상기 승강 장치는, 구동 모터, 상기 모터의 회전축에 연결된 피니언, 및 상기 피니언과 맞물리며, 상기 광학 렌즈와 연결된 랙(rack)을 포함할 수 있다.
상기 확산 상자의 서로 마주 보는 측면에는 마련되는 상기 챔버는 같은 굴절률을 가지는 액체를 포함할 수 있고, 상기 확산 상자의 서로 인접한 측면에 마련되는 상기 챔버는 서로 다른 굴절률을 가지는 액체를 포함할 수 있다.
본 발명의 사상에 따른 차량용 헤드램프는, 광원에서 발생된 빛의 확산 정도를 조절할 수 있는 확산 조절 장치를 포함할 수 있고, 상기 확산 조절 장치는, 상기 광원의 전방에 배치되고, 투명한 재질로 형성되며, 마주보는 두 측면이 평행한 다각 기둥 형상의 확산 상자, 상기 확산 상자의 각 측면에 마련되고, 빛을 확산시킬 수 있도록 상기 확산 상자의 외측면을 구성하는 외측벽 및 상기 확산 상자의 내측면을 구성하는 내측벽 중 적어도 하나의 벽이 오목하게 형성되는 챔버, 및 상기 확산 상자를 회전시킬 수 있도록 구성된 회전 장치;를 포함할 수 있다.
상기 확산 상자의 서로 마주 보는 측면에는 마련되는 상기 챔버는 같은 굴절률을 가지는 액체를 포함할 수 있고, 상기 확산 상자의 서로 인접한 측면에 마련되는 상기 챔버는 서로 다른 굴절률을 가지는 액체를 포함할 수 있다.
상기 확산 조절 장치는, 상기 확산 상자의 마주보는 두 측면에 배치된 두 챔버 사이에서, 상기 마주보는 두 챔버 중 하나의 챔버에 의해 확산된 빛을 응집시킬 수 있는 볼록 렌즈, 및 상기 볼록 렌즈를 상기 확산 상자의 내부에 삽입 또는 인출할 수 있도록 구성된 승강 장치를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 차량용 헤드램프는 광원의 전방에 배치되는 확산 조절 장치에 의해 주변 환경 및 사용자의 필요에 따라 광의 폭 및 거리를 다양하게 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 차량용 헤드램프는 다수의 LED가 사용되는 광원 및 광원 모듈이 필요하지 않으므로, 헤드램프에서 소비되는 에너지의 양을 줄여 차량의 연비를 개선시킬 수 있고, 제조 원가를 절감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드램프를 개략적으로 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드램프가 일반 모드일 때의 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드램프가 도심 모드일 때의 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드램프가 고속도로 모드일 때의 단면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드램프가 평행광 모드일 때의 단면도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 헤드램프가 일반 모드일 때의 단면도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 헤드램프가 도심 모드일 때의 단면도,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 헤드램프가 고속도로 모드일 때의 단면도,
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 헤드램프의 단면도,
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 헤드램프의 단면도,
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 헤드램프의 단면도이다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 실시예이며, 본 출원의 출원 시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
또한, 본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조 번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성 요소를 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 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 않는다.
또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드램프를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 차량용 헤드램프는 광원(10)과 광원(10)에서 발생된 빛의 확산 정도를 조절할 수 있는 확산 조절 장치(20)를 포함할 수 있다. 확산 조절 장치(20)는 광원(10)의 전방에 배치되는 확산 상자(100)와 확산 상자(100)를 회전시킬 수 있도록 구성된 회전 장치(30)를 포함할 수 있다.
확산 상자(100)는 광원(10)에서 발생된 빛이 확산 상자(100)를 관통할 수 있도록 투명한 재질로 형성될 수 있고, 마주보는 두 측면이 평행하고 속이 빈 다각 기둥 형상으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 확산 상자(100)는 단면이 직사각형 또는 정사각형인 사각 기둥 형상으로 형성될 수 있다.
회전 장치(30)는 확산 상자(100)의 상측에 배치될 수 있다. 회전 장치(30)는 확산 상자(100)를 회전시킬 수 있는 구동 모터를 포함할 수 있고, 확산 상자(100)의 상면에는 구동 모터의 회전축이 연결될 수 있도록 상판(31)이 마련될 수 있다. 도면에 도시되어 있지 않으나, 회전 장치(30)는 확산 상자(100)의 하측에 마련될 수 있고, 확산 상자의 하면에 하판이 마련될 수 있다.
확산 조절 장치(20)는 확산 상자(100)의 내부에 삽입 및 인출될 수 있도록 구성된 광학 렌즈(40)를 포함할 수 있다. 또한, 확산 조절 장치(20)는 광학 렌즈(40)를 확산 상자(100)의 내부에 삽입 또는 인출할 수 있도록 구성된 승강 장치(50)를 포함할 수 있다.
광학 렌즈(40)는 확산 상자(100)의 마주보는 두 측면 사이에 삽입 또는 인출될 수 있고, 광학 렌즈(40)가 확산 상자(100)에 삽입되었을 때, 확산 상자(100)의 마주보는 두 측면 중 하나의 측면을 통과한 빛을 굴절시킬 수 있다. 구체적으로, 광학 렌즈(40)는 확산 상자(100)의 마주보는 두 측면 중 하나의 측면을 통과한 빛을 응집시킬 수 있는 볼록렌즈를 포함할 수 있다.
승강 장치(50)는 확산 상자의 하측에 배치될 수 있다. 승강 장치(50)는 광학 렌즈(40)를 승강시킬 수 있는 구동모터(51), 구동모터(51)의 회전축에 연결된 피니언(52) 및 광학 렌즈(40)와 연결되며 피니언(52)과 맞물리는 랙(rack, 53)을 포함할 수 있다. 확산 상자(100)는 광학 렌즈(40)가 삽입 또는 인출될 수 있도록 하면이 개방된 형상으로 마련될 수 있다. 도면에 도시되어 있지 않으나, 회전 장치(30)가 확산 상자(100)의 하측에 배치되는 경우, 승강 장치(50)는 확산 상자(100)의 상측에 배치될 수 있고, 확산 상자(100)는 상면이 개방되도록 마련될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드램프가 일반 모드일 때의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드램프가 도심 모드일 때의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드램프가 고속도로 모드일 때의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드램프가 평행광 모드일 때의 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 확산 상자(100)는 두 쌍의 마주보는 측면을 포함하는 사각 기둥으로 형성될 수 있고, 확산 상자(100)의 각 측면에는 액체를 수용할 수 있는 챔버가 마련될 수 있다.
두 쌍의 마주보는 측면 중 한 쌍의 마주보는 측면의 각각에는 제1 액체(121)를 포함하는 제1 챔버(111)가 마련될 수 있고, 두 쌍의 마주보는 측면 중 다른 한 쌍의 마주보는 측면의 각각에는 제2 액체(122)를 포함하는 제2 챔버(112)가 마련될 수 있다.
제1 액체(121)와 제2 액체는 서로 다른 굴절률을 가질 수 있다. 즉, 확산 상자(100)의 서로 마주 보는 측면에 마련되는 챔버는 같은 굴절률을 가지는 액체를 포함할 수 있고, 확산 상자(100)의 서로 인접한 측면에 마련되는 챔버는 서로 다른 굴절률을 가지는 액체를 포함할 수 있다.
제1 챔버(111)와 제2 챔버(112)는 확산 상자(100)의 외측면을 형성하는 외측벽(101)과 확산 상자(100)의 내측면을 구성하는 내측벽(102)을 포함할 수 있다. 제1 챔버(111) 및 제2 챔버(112) 각각의 내측벽(102) 및 외측벽(101)은 서로 평행하도록 마련될 수 있다.
도 2는 광원(10)에서 발생된 빛이 제2 액체(122)에 비하여 큰 굴절률을 가지는 제1 액체(121)를 수용하는 제1 챔버(111)를 통과하는 상태를 도시한 것이고, 도 3은 광원(10)에서 발생된 빛이 제1 액체(121)에 비하여 작은 굴절률을 가지는 제2 액체(122)를 수용하는 제2 챔버(112)를 통과하는 상태를 도시한 것이다. 광원(10)에서 발생된 빛이 제1 챔버(111)를 통과하는 상태를 '일반 모드'라 칭하고, 광원(10)에서 발생된 빛이 제2 챔버(112)를 통과하는 상태를 '도심 모드'라 칭한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 광원(10)에서 발생된 빛은 제1 챔버(111) 또는 제2 챔버(112)로 진입하면서 굴절된다. 제1 액체(121) 또는 제2 액체(122)의 굴절률이 공기의 굴절률보다 크기 때문에 광원(10)에서 발생된 빛은 제1 챔버(111) 또는 제2 챔버(112)로 진입하면서 중심으로 집광되는 현상이 발생한다.
제2 챔버(112)에 수용된 제2 액체(122)는 제1 챔버(111)에 수용된 제1 액체(121)에 비하여 굴절률이 작기 때문에, 제2 챔버(112)로 진입하는 빛은 제1 챔버(111)로 진입하는 빛에 비하여 집광되는 정도가 작다. 따라서, 한 쌍의 제2 챔버(112)를 통과한 도심 모드의 빛(132)은 한 쌍의 제1 챔버(111)를 통과한 일반모드의 빛(131)보다 넓은 폭으로 확산될 수 있다.
보행자 또는 주변에 장애물이 많은 도심에서는 본 발명에 따른 자동차용 헤드램프를 도심모드로 조절하여 광원(10)으로부터 나온 빛을 일반모드에 비하여 넓은 폭으로 비출 수 있다.
도면에는 제1 챔버(111)가 배치되는 확산 상자(100)의 측면의 길이와 제2 챔버가 배치되는 확산 상자(100)의 측면의 길이가 같은 확산 상자(100)가 도시되어 있다. 그러나, 제2 챔버(112)에서의 빛의 굴절이 작기 때문에, 필요에 따라 제2 챔버(112)가 배치되는 한 쌍의 마주보는 측면의 길이가 제1 챔버(111)가 배치되는 다른 한 쌍의 마주보는 측면에 비하여 넓은 폭을 가지는, 즉 단면이 직사각형 형태를 가지는 확산 상자(100)로 마련될 수도 있다.
도 4는 광원(10)에서 발생된 빛이 한 쌍의 제2 챔버(112)와 한 쌍의 제2 챔버(112) 사이에 배치된 광학 렌즈(40)를 통과하는 상태를 도시한 것이고, 도 5는 광원(10)에서 발생된 빛이 한 쌍의 제1 챔버(111)와 한 쌍의 제1 챔버(111) 사이에 배치된 광학 렌즈(40)를 통과하는 상태를 도시한 것이다. 광원(10)에서 발생된 빛이 한 쌍의 제2 챔버(112)와 볼록 렌즈(40)를 통과하는 상태를 '고속도로 모드'라 칭하고, 광원(10)에서 발생된 빛이 한 쌍의 제1 챔버(111)와 볼록 렌즈(40)를 통과하는 상태를 '평행광 모드'라 칭한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 확산 조절 장치(20)는 확산 상자(100)의 마주보는 두 측면에 배치된 챔버 사이에서, 마주보는 두 챔버 중 하나의 챔버를 통과한 빛을 굴절시킬 수 있는 광학 렌즈(40)를 더 포함할 수 있다. 광학 렌즈(40)는 볼록 렌즈(40)를 포함할 수 있고, 광원(10)에서 발생하여 제2 챔버(112) 또는 제1 챔버(111)를 통과한 빛은 볼록 렌즈(40)를 통과하면서 다시 한번 중심으로 집광되는 현상이 발생한다.
따라서, 한 쌍의 제2 챔버(112)와 한쌍의 제2 챔버(112) 사이에 배치된 볼록 렌즈(40)를 통과한 고속도로 모드의 빛(133)은 한 쌍의 제2 챔버(112)만을 통과한 도심 모드의 빛(132)에 비하여 좁은 폭으로 확산될 수 있다. 또한, 한 쌍의 제1 챔버(111)와 한 쌍의 제1 챔버(111) 사이에 배치된 볼록 렌즈(40)를 통과한 평행광 모드의 빛(134)은 한 쌍의 제1 챔버(111)만을 통과한 일반모드의 빛(131)에 비하여 좁은 폭으로 확산되거나, 평행광(collimated light)으로 방출될 수 있다.
제1 챔버(111)에 수용된 제1 액체(121)는 제2 챔버(112)에 수용된 제2 액체(122)에 비하여 굴절률이 크기 때문에, 제1 챔버(111)를 통과한 빛은 제2 챔버(112)를 통과한 빛에 비하여 집광되는 정도가 크고, 볼록 렌즈(40)를 통과하면서 평행광(collimated light)으로 출광될 수 있다.
차량의 속도가 빠른 고속도로에서는 원거리의 정보를 파악할 수 있도록 본 발명에 다른 자동차용 헤드램프를 고속도로 모드 또는 평행광 모드로 조절하여 광원(10)으로부터 나온 빛을 일반 모드 또는 도심 모드에 비하여 가운데로 집광시킬 수 있다.
한 쌍의 제2 챔버(112)와 한 쌍의 제2 챔버(112) 사이에 배치된 볼록 렌즈(40)를 통과한 빛(133)은 한 쌍의 제1 챔버(111)와 한 쌍의 제1 챔버(111) 사이에 배치된 볼록 렌즈(40)를 통과한 빛(134)에 비하여 넓은 폭으로 확산될 수 있다. 도면에 도시되어 있지 않으나, 빛의 확산 정도는 굴절률이 다른 액체를 사용하거나, 굴절률이 다른 광학 렌즈를 사용하여 필요에 따라 다양하게 설정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 헤드램프가 일반 모드일 때의 단면도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 헤드램프가 도심 모드일 때의 단면도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 헤드램프가 고속도로 모드일 때의 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 헤드램프는 도 1 내지 도 5에 도시된 차량용 헤드램프와 같이 광원과 광원(10)에서 발생된 빛의 확산 정도를 조절할 수 있는 확산 조절 장치(20)를 포함할 수 있다. 또한, 확산 조절 장치(20)는 광원(10)의 전방에 배치되는 확산 상자(200)와 확산 상자(200)를 회전시킬 수 있도록 구성된 회전 장치(30)를 포함할 수 있고, 확산 상자(200)의 내부에 삽입 및 인출될 수 있도록 구성된 광학 렌즈(40)와 광학 렌즈(40)를 확산 상자(200)의 내부에 삽입 또는 인출할 수 있도록 구성된 승강 장치(50)를 포함할 수 있다. 도 1 내지 도 5에 도시된 실시예와 같은 기능을 가지는 회전 장치 및 승강 장치 등의 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 확산 상자(200)는 광원(10)에서 발생된 빛이 확산 상자(200)를 관통할 수 있도록 투명한 재질로 형성될 수 있고, 마주보는 두 측면이 평행한 다각 기둥 형상으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 확산 상자(200)는 두 쌍의 마주보는 측면을 포함하는 사각 기둥으로 형성될 수 있고, 확산 상자(200)의 각 측면에는 액체를 수용할 수 있는 챔버가 마련될 수 있다.
두 쌍의 마주보는 측면 중 한 쌍의 마주보는 측면의 각각에는 제1 액체(221)를 포함하는 제1 챔버(211)가 마련될 수 있고, 두 쌍의 마주보는 측면 중 다른 한 쌍의 마주보는 측면의 각각에는 제2 액체(222)를 포함하는 제2 챔버(212)가 마련될 수 있다.
제1 액체(221)와 제2 액체(222)는 서로 다른 굴절률을 가질 수 있다. 즉, 확산 상자(200)의 서로 마주 보는 측면에 마련되는 챔버는 같은 굴절률을 가지는 액체를 포함할 수 있고, 확산 상자(200)의 서로 인접한 측면에 마련되는 챔버는 서로 다른 굴절률을 가지는 액체를 포함할 수 있다.
제1 챔버(211)와 제2 챔버(212)는 확산 상자(200)의 외측면을 형성하는 외측벽(201)과 확산 상자(200)의 내측면을 구성하는 내측벽(202)을 포함할 수 있다. 광원(10)으로부터 나온 빛이 각 챔버를 통과하면서 빛이 확산될 수 있도록, 제1 챔버(211) 및 제2 챔버(212) 각각의 내측벽(202) 및 외측벽(201) 중 적어도 하나의 벽은 오목하게 형성될 수 있다. 즉, 제1 챔버(211) 및 제2 챔버(212)의 내측벽(202) 및 외측벽(201) 중 적어도 하나의 벽이 오목하게 형성됨으로써, 제1 챔버(211) 및 제2 챔버(212)는 오목 렌즈의 역할을 수행할 수 있다.
도 6은 광원(10)에서 발생된 빛이 제1 액체(221)에 비하여 작은 굴절률을 가지는 제2 액체(222)를 수용하는 제1 챔버(211)를 통과하는 상태를 도시한 것이고, 도 7은 광원(10)에서 발생된 빛이 제2 액체(222)에 비하여 큰 굴절률을 가지는 제1 액체(221)를 수용하는 제2 챔버(212)를 통과하는 상태를 도시한 것이다. 광원(10)에서 발생된 빛이 제1 챔버(211)를 통과하는 상태를 '일반 모드'라 칭하고, 광원(10)에서 발생된 빛이 제2 챔버(212)를 통과하는 상태를 '도심 모드'라 칭한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 광원(10)에서 발생된 빛은 제1 챔버(211) 또는 제2 챔버(212)를 통과하면서 굴절된다. 제1 챔버(211) 및 제2 챔버(212)는 오목렌즈와 같은 기능을 수행하기 때문에 광원(10)에서 발생된 빛은 제1 챔버(211) 또는 제2 챔버(212)를 통과하면서 빛이 확산되는 현상이 발생한다.
제2 챔버(212)에 수용된 제1 액체(221)는 제1 챔버(211)에 수용된 제2 액체(222)에 비하여 굴절률이 크가 때문에, 제2 챔버(212)를 통과하는 빛은 제1 챔버(211)를 통과하는 빛에 비하여 분산되는 정도가 크다. 따라서, 한 쌍의 제2 챔버(212)를 통과한 도심 모드의 빛(232)은 한 쌍의 제1 챔버(211)를 통과한 일반 모드의 빛(231)보다 넓은 폭으로 확산될 수 있다.
보행자 또는 주변에 장애물이 많은 도심에서는 본 발명에 따른 자동차용 헤드램프를 도심모드로 조절하여 광원(10)으로부터 나온 빛을 일반모드에 비하여 넓은 폭으로 비출 수 있다.
도면에는 제1 챔버(211)가 배치되는 확산 상자(200)의 측면의 길이와 제2 챔버가 배치되는 확산 상자(200)의 측면의 길이가 같은 확산 상자(200)가 도시되어 있다. 그러나, 제2 챔버(212)에서의 빛의 확산이 크기 때문에, 필요에 따라 제2 챔버(212)가 배치되는 한 쌍의 마주보는 측면의 길이가 제1 챔버(211)가 배치되는 다른 한 쌍의 마주보는 측면에 비하여 넓은 폭을 가지는, 즉 단면이 직사각형 형태를 가지는 확산 상자(200)로 마련될 수도 있다.
도 8은 광원(10)에서 발생된 빛이 광원(10)에서 발생된 빛이 한 쌍의 제1 챔버(211) 또는 제2 챔버(212)와 한 쌍의 제1 챔버(211) 또는 제2 챔버(212) 사이에 배치된 광학 렌즈(40)를 통과하는 상태를 도시한 것이다. 광원(10)에서 발생된 빛이 한 쌍의 제1 챔버(211) 또는 제2 챔버(212)와 볼록 렌즈(40)를 통과하는 상태를 '고속도로 모드'라 칭한다.
도 8을 참조하면, 확산 조절 장치(20)는 확산 상자(200)의 마주보는 두 측면에 배치된 챔버 사이에서, 마주보는 두 챔버 중 하나의 챔버를 통과한 빛을 굴절시킬 수 있는 광학 렌즈(40)를 더 포함할 수 있다. 광학 렌즈(40)는 볼록 렌즈(40)를 포함할 수 있고, 광원(10)에서 발생하여 제1 챔버(211)를 통과한 빛은 볼록 렌즈(40)를 통과하면서 중심으로 집광되는 현상이 발생한다.
따라서, 한 쌍의 제1 챔버(211)와 한 쌍의 제1 챔버(211) 사이에 배치된 볼록 렌즈(40)를 통과한 고속도로 모드의 빛(233)은 한 쌍의 제1 챔버(211)만을 통과한 일반 모드의 빛(231)에 비하여 좁은 폭으로 확산될 수 있다.
도면에 도시되어 있지 않으나, 한 쌍의 제2 챔버(212)와 한 쌍의 제2 챔버(212) 사이에 배치된 볼록 렌즈(40)를 통과한 빛도 한 쌍의 제2 챔버(212)만을 통과한 도심 모드의 빛(232)에 비하여 좁은 폭으로 확산될 수 있다.
또한, 도면에 도시되어 있지 않으나, 한 쌍의 제1 챔버(211)와 한 쌍의 제1 챔버(211) 사이에 배치된 볼록 렌즈(40)를 통과한 고속도로 모드의 빛(233)은 평행광(collimated light)으로 방출될 수 있다. 제1 챔버(211)에 수용된 제2 액체(222)는 제2 챔버(212)에 수용된 제1 액체(221)에 비하여 굴절률이 작기 때문에, 제1 챔버(211)를 통과한 빛은 제2 챔버(212)를 통과한 빛에 비하여 확산되는 정도가 작고, 볼록 렌즈(40)를 통과하면서 평행광(collimated light)으로 출광될 수 있다.
차량의 속도가 빠른 고속도로에서는 원거리의 정보를 파악할 수 있도록 본 발명에 다른 자동차용 헤드램프를 고속도로 모드로 조절하여 광원(10)으로부터 나온 빛을 일반 모드 또는 도심 모드에 비하여 가운데로 집광시킬 수 있다.
한 쌍의 제2 챔버(212)와 한 쌍의 제2 챔버(212) 사이에 배치된 볼록 렌즈(40)를 통과한 빛은 한 쌍의 제1 챔버(211)와 한 쌍의 제1 챔버(211) 사이에 배치된 볼록 렌즈(40)를 통과한 빛(233)에 비하여 넓은 폭으로 확산될 수 있다. 도면에 도시되어 있지 않으나, 빛의 확산 정도는 굴절률이 다른 액체를 사용하거나, 굴절률이 다른 광학 렌즈를 사용하여 필요에 따라 다양하게 설정할 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 헤드램프의 단면도이다.
제1 챔버(211) 및 제2 챔버(212)의 내측벽(202) 및 외측벽(201)이 모두 오목하게 형성된 도 6 내지 도 8에 도시된 실시예와 달리, 도 9에 도시된 실시예의 제1 챔버(311) 및 제2 챔버(312)는 각각의 외측벽(301)이 오목하게 형성될 수 있다.
도 9에 도시된 실시예의 확산 상자(300)는, 제1 챔버(311) 및 제2 챔버(312)의 외측벽(301)이 오목하게 형성됨으로써 제1 챔버(311) 및 제2 챔버(312)가 오목 렌즈의 역할을 수행하여, 도 6 내지 도 8에 도시된 실시예의 확산 상자와 같은 목적을 달성할 수 있다. 따라서, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 헤드램프의 단면도이다.
제1 챔버(211) 및 제2 챔버(212)의 내측벽(202) 및 외측벽(201)이 모두 오목하게 형성된 도 6 내지 도 8에 도시된 실시예와 달리, 도 10에 도시된 실시예의 제1 챔버(411) 및 제2 챔버(412)는 각각의 내측벽(402)이 오목하게 형성될 수 있다. 특히, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 헤드램프의 확산 상자(400)는, 외측면은 마주보는 두 측면이 평행하게 형성되되, 내측에는 원형의 중공을 포함하는 다각 기둥 형상으로 마련될 수 있다.
도 10에 도시된 실시예의 확산 상자(400)는, 제1 챔버(411) 및 제2 챔버(412)의 내측벽(402)이 오목하게 형성됨으로써 제1 챔버(411) 및 제2 챔버(412)가 오목 렌즈의 역할을 수행하여, 도 6 내지 도 8에 도시된 실시예의 확산 상자와 같은 목적을 달성할 수 있다. 따라서, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 헤드램프의 단면도이다.
도 11을 참조하면, 확산 상자(500)는 광원(10)에서 발생된 빛이 확산 상자(500)를 관통할 수 있도록 투명한 재질로 형성될 수 있고, 마주보는 두 측면이 평행하고 속이 빈 다각 기둥 형상으로 형성될 수 있다. 도 1 내지 도 10에 도시된 실시예의 확산 상자와 달리, 도 11에 도시된 실시예의 확산 상자(500)는 단면이 정육각형인 속이 빈 육각 기둥으로 형성될 수 있다.
도 11에 도시된 실시예의 확산 상자는 세 쌍의 평행하게 마주 보는 측면을 포함하므로, 도 1 내지 도 10에 도시된 실시에에 비하여 다양한 모드를 가지는 차량용 헤드램프를 구성할 수 있다.
도면에 도시되어 있지 않으나, 확산 상자의 단면이 정팔각형, 정십각형 등으로 형성되어, 차량용 헤드램프더 많은 모드를 포함하도록 구성될 수 있을 것이다.
본 발명의 권리범위는 상기 설명한 특정 실시예에만 한정되는 것이 아니다. 청구범위에 명시된 본 발명의 기술적 사상으로서의 요지를 일탈하지 아니하는 범위 안에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 수정 또는 변형 가능한 다양한 다른 실시예들도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.
10: 광원 20: 확산 조절 장치
30: 회전 장치 40: 광학 렌즈 (볼록 렌즈)
50: 승강 장치 100, 200, 300, 400, 500: 확산 상자
101, 201, 301: 외측벽 102, 202, 402: 내측벽
111, 211, 311, 411: 제1 챔버 112, 212, 312, 412: 제2 챔버
121, 221: 제1 액체 122, 222: 제2 액체
131, 231: 일반 모드의 빛 132, 232: 도심 모드의 빛
133, 233: 고속도로 모드의 빛 134: 평행광 모드의 빛

Claims (15)

  1. 광원에서 발생된 빛의 확산 정도를 조절할 수 있는 확산 조절 장치를 포함하는 차량용 헤드램프에 있어서,
    상기 확산 조절 장치는,
    상기 광원의 전방에 배치되고, 투명한 재질로 형성되며, 마주보는 두 측면이 평행한 다각 기둥 형상의 확산 상자;
    상기 확산 상자의 각 측면에 마련되고, 내부에 액체를 수용하는 챔버; 및
    상기 확산 상자를 회전시킬 수 있도록 구성된 회전 장치;를 포함하고,
    상기 확산 상자의 서로 마주 보는 측면에는 마련되는 상기 챔버는 같은 굴절률을 가지는 액체를 포함하고,
    상기 확산 상자의 서로 인접한 측면에 마련되는 상기 챔버는 서로 다른 굴절률을 가지는 액체를 포함하는 차량용 헤드램프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 확산 상자는 두 쌍의 마주보는 측면을 포함하는 사각 기둥으로 형성되고,
    상기 두 쌍의 마주보는 측면 중 한 쌍의 마주보는 측면의 각각에는 제1 액체를 포함하는 제1 챔버가 마련되고,
    상기 두 쌍의 마주보는 측면 중 다른 한 쌍의 마주보는 측면의 각각에는 상기 제1 액체와 다른 굴절률을 가지는 제2 액체를 포함하는 제2 챔버가 마련되는 차량용 헤드램프.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버는, 상기 확산 상자의 외측면을 구성하는 외측벽과, 상기 확산 상자의 내측면을 구성하며 상기 외측벽과 평행한 내측벽을 포함하고,
    상기 제2 액체는 상기 제1 액체의 굴절률보다 작은 굴절률을 가지고,
    한 쌍의 상기 제2 챔버를 통과한 빛은 한 쌍의 상기 제1 챔버를 통과한 빛에 비하여 넓은 폭으로 확산되는 차량용 헤드램프.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 확산 조절 장치는 상기 확산 상자의 내부에 삽입 및 인출될 수 있도록 구성된 볼록 렌즈를 더 포함하고,
    한 쌍의 상기 제1 챔버와 한 쌍의 상기 제1 챔버 사이에 배치된 상기 볼록 렌즈를 통과한 빛은, 한 쌍의 상기 제1 챔버만을 통과한 빛에 비하여 좁은 폭으로 확산되거나, 평행광으로 방출되는 차량용 헤드램프.
  5. 제4항에 있어서,
    한 쌍의 상기 제2 챔버와 한 쌍의 상기 제2 챔버 사이에 배치된 상기 볼록 렌즈를 통과한 빛은 한 쌍의 상기 제1 챔버와 한 쌍의 상기 제1 챔버 사이에 배치된 상기 볼록 렌즈를 통과한 빛에 비하여 넓은 폭으로 확산되는 차량용 헤드램프.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 확산 조절 장치는 상기 확산 상자의 내부에 삽입 또는 인출될 수 있도록 구성된 볼록 렌즈를 더 포함하고,
    한 쌍의 상기 제2 챔버와 한 쌍의 상기 제2 챔버 사이에 배치된 상기 볼록 렌즈를 통과한 빛은 한 쌍의 상기 제2 챔버만을 통과한 빛에 비하여 좁은 폭으로 확산되는 차량용 헤드램프.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제2 챔버가 마련된 상기 확산 상자의 한 쌍의 마주보는 측면은 상기 제1 챔버가 마련된 상기 확산 상자의 다른 한 쌍의 마주보는 측면에 비하여 넓은 폭을 가지는 차량용 헤드램프.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 확산 조절 장치는,
    상기 확산 상자의 마주보는 두 측면에 배치된 두 챔버 사이에서, 상기 마주보는 두 챔버 중 하나의 챔버를 통과한 빛을 굴절시킬 수 있는 광학 렌즈; 및
    상기 광학 렌즈를 상기 확산 상자의 내부에 삽입 또는 인출할 수 있도록 구성된 승강 장치;를 포함하는 차량용 헤드램프.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 광학 렌즈는 상기 마주보는 두 측면 중 하나의 측면을 통과한 빛을 응집시킬 수 있는 볼록 렌즈를 포함하는 차량용 헤드램프.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 회전 장치는 상기 확산 상자의 상측 및 하측 중 일 측에 배치되고,
    상기 승강 장치는 상기 확산 상자의 상측 및 하측 중 상기 회전 장치가 배치되지 않은 다른 일 측에 배치되는 차량용 헤드램프.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 승강 장치는,
    구동 모터;
    상기 모터의 회전축에 연결된 피니언; 및
    상기 피니언과 맞물리며, 상기 광학 렌즈와 연결된 랙(rack);을 포함하는 차량용 헤드램프.
  12. 삭제
  13. 광원에서 발생된 빛의 확산 정도를 조절할 수 있는 확산 조절 장치를 포함하는 차량용 헤드램프에 있어서,
    상기 확산 조절 장치는,
    상기 광원의 전방에 배치되고, 투명한 재질로 형성되며, 마주보는 두 측면이 평행한 다각 기둥 형상의 확산 상자;
    상기 확산 상자의 각 측면에 마련되고, 빛을 확산시킬 수 있도록 상기 확산 상자의 외측면을 구성하는 외측벽 및 상기 확산 상자의 내측면을 구성하는 내측벽 중 적어도 하나의 벽이 오목하게 형성되는 챔버; 및
    상기 확산 상자를 회전시킬 수 있도록 구성된 회전 장치;를 포함하고,
    상기 확산 상자의 서로 마주 보는 측면에는 마련되는 상기 챔버는 같은 굴절률을 가지는 액체를 포함하고,
    상기 확산 상자의 서로 인접한 측면에 마련되는 상기 챔버는 서로 다른 굴절률을 가지는 액체를 포함하는 차량용 헤드램프.
  14. 삭제
  15. 제13항에 있어서,
    상기 확산 조절 장치는,
    상기 확산 상자의 마주보는 두 측면에 배치된 두 챔버 사이에서, 상기 마주보는 두 챔버 중 하나의 챔버에 의해 확산된 빛을 응집시킬 수 있는 볼록 렌즈; 및
    상기 볼록 렌즈를 상기 확산 상자의 내부에 삽입 또는 인출할 수 있도록 구성된 승강 장치;를 포함하는 차량용 헤드램프.
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