KR20040014985A

KR20040014985A - 자동차 헤드라이트 용 램프, 자동차 용 헤드라이트 및헤드라이트 장치

Info

Publication number: KR20040014985A
Application number: KR10-2003-7002954A
Authority: KR
Inventors: 슈그요셉에이; 티슬레르-비티그헬무트; 시스흐카인골프
Original assignee: 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2001-06-29
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2004-02-18
Also published as: EP1801848A3; EP1405332A1; DE10131444A1; CN100459026C; EP1801848A2; CN1522458A; US7178957B2; WO2003003410A1; US20040170028A1; JP2004533707A; CN101187453A

Abstract

본 발명은 자동차 헤드라이트용 램프와, 자동차용 헤드라이트와, 헤드라이트 장치에 관한 것이다. 본 발명의 제 1 태양에 따르면, 2개의 코일을 가지며 광범위하게 상이한 기능, 특히 미래형의 AFS 조명 기능을 융통성있게 실행할 수 있는 램프가 제시되어 있으며, 코일에 의해 발광되는 빛을 특정 각도 영역에서 스크린 오프하기 위한 수단이, 코일에 의해 조명되는 영역 - 반사경에서 사용하기 위해 관련 방사 방향으로 최소한 - 이 약간 중첩하고, 바람직하게 전혀 중첩하지 않도록 배열되어 있다. 이러한 헤드라이트는, 연관된 코일에 의해 각각이 조명되는 적어도 2개의 반사경 영역을 가진 반사경을 포함하며, 제 1 및 제 2 반사경 영역은 전체 반사경 표면에서 최대로 20% 중첩한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 반사경 영역은 하나의 헤드라이트가 2개의 헤드라이트 빔을 발광하는 형상으로 되어 있으며, 2개의 헤드라이트 빔 모두는 실질적으로 수평의 점멸 컷 오프를 가지고 있다. 본 발명의 제 2 태양에 따르면, 자동차 용 헤드라이트 장치는 2개의 반사경 각각이 대략 수평의 점멸 컷 오프를 가진 라이트 빔과, 대략 수평의 점멸 컷 오프를 가지지 않은 다른 라이트 빔을 발광할 수 있도록, 램프가 내부에 배열된 적어도 2개의 반사경을 포함한다. 다른 실시예에서, AFS 조명 기능의 조합은 본 발명에 따른 헤드라이트 장치에 의해 실현된다.

Description

자동차 헤드라이트 용 램프, 자동차 용 헤드라이트 및 헤드라이트 장치{MULTIPLE-FILAMENT MOTOR VEHICLE HEADLIGHT LAMP}

반사경(reflector)과, 그 반사경에 삽입된 적어도 하나의 램프를 가진 자동차 헤드라이트는 자동차의 조명으로 사용된다. 사용되는 램프들은 한편으로는 백열 램프이며, 다른 한편으로는 방전 램프이다. 몇몇 반사경을 가진 완성된 헤드라이트 장치(complete headlight unit)가 종종 사용되며, 이 장치들은 일반적인 하우징 및 일반적인 커버를 가진 완성된 장치로서 자동차 내에 포함된다.

이들 헤드라이트, 램프 및 헤드라이트 장치에 의해 다수의 조명 기능이 실현된다. 보통의 조명 기능은 하향 빔(low beam), 상향 빔(high beam) 및 안개 빔의 조명 기능이다. 이들 조명 기능은 각종 조건에 부합되도록 명시되고 법률적으로 표준화되어 있다. 예를 들어, 하향 빔은 운전자가 도로(road)를 가능한 한 잘 볼 수 있도록 도로 위에 빛의 대부분을 비대칭적으로 분산시킨다. 동시에, 마주오는차량의 눈부심(dazzling)을 방지하기 위한 제한 값(limit value)이 주어진다. 샤프한 대략 수평의 점멸(bright/dark) 컷 오프(cut-off)가 필요하다. 안개 빔은 레벨이 낮은 점멸 컷 오프를 필요로 하는 대칭의 빛 분산이다. 전자와 대조적으로, 하향 빔은 점멸 컷 오프를 가지고 있지 않다. 빛 분산은 광축 상에서 그 최대치와 대칭적이다.

종래의 조명 기능에 추가로, 새로운 조명 기능에 대한 정확한 사양(specification)을 정하는 것에 목적을 둔 연구가 현재 행해지고 있다. 이들 논의는 무엇이 AFS(Advanced Frontlighting Systems : 개선된 전방 조명 시스템)를 표시하고, 각종 시야 조건(viewing conditions)에 대한 빛 분산을 명시하는 것이 가능한 지에 관한 것이다. 지금까지 사용된 빛 분산은 특정 주행 조건에서만 양호한 조명을 보장한다는 점에서 실제로 만족스럽지 않다는 것이 증명되었다. 따라서, 예를 들어, 정확하게 정렬된 하향 빔 헤드라이트라도 젖은 도로상에서는 마주오는 차량에게 강한 눈부심을 줄 수 있다. 종래의 하향 빔은 고속도로에서 주행하는 동안에 고속에서 안전상 필요한 거리에 걸쳐 도로를 조명하기에 충분하지 않다.

AFS 조명 기능으로서의 주간 주행 빔(daylight driving beam)은 차량이 그 전방을 보다 잘 볼 수 있게 하는 작용을 한다. 빛 분산은 대략 2×20°폭과 2×20°높이로 대칭이며, 마주오는 차량이 볼 수 있지만 눈부심이 없도록 낮은 최대 강도를 가지고 있다. 주간 주행 빔은 점멸 컷 오프를 가지고 있지 않다. 빛 분산은 ECE R87에 개시되어 있다.

다른 AFS 조명 기능은 악천후 빔이다. 이 기능은 악천후 조건, 특히 비오는날씨에서 자동차 운전자에게 보다 좋은 시야를 제공하는 작용을 한다. 강도가 높으면 젖은 도로 표면상에서의 강한 반사 손실을 보상할 수 있어서, 운전자의 시야는 손상되지 않고, 심지어 개선된다. 동시에, 헤드라이트의 강도가 마주오는 차량의 눈부심을 야기하는 헤드라이트 빛 분산의 범위에서 감소되기 때문에, 젖은 도로 표면으로 인한 마주오는 차량의 눈부심 증가 효과가 감소된다. 이들 범위는 (우측 핸들 차량의 경우에) 주행 차선(driving lane)의 좌측에서 차량의 전방으로 대략 10 내지 50m의 거리이다. 따라서, 샤프한 점멸 컷 오프를 가진 빛 분산이 필요하다.

시내등(city light)으로 표시된 조명 기능은 영구 조명(가로등)이 있으며 건물이 빽빽하게 들어선 지역에서 올바른 조명으로서의 역할을 한다. 보통의 하향 빔에 비해 낮은 강도가 필요한데, 그 이유는 도로의 대부분의 표면 영역에 걸쳐 기본적인 조명이 이미 보장되기 때문이다. 동시에, 마주오는 차량에 대한 눈부심의 위험성은 최소화되고, 보다 많은 빛이 넓은 헤드라이트 빔 용도로 사용될 수 있다. 보다 넓은 빔은 특히 건물이 빽빽하게 들어선 지역에서, 90도로 접근할 때(예를 들어, 옆 거리에서 올 때)의 차량을 보다 잘 볼 수 있다는 장점을 제공한다. 시내등에서는 수평의 점멸 컷 오프가 존재한다.

고속도로 빔은 차량의 운전자에게 개선된 거리 가시성(visibility)을 제공하는 작용을 한다. 헤드라이트 빔은 이를 위해 종래의 하향 빔보다 좁게 설계될 수 있으며, 고속도로에는 급커브 코너가 없기 때문에, 폭 넓힘(wide dimensioning)은 고속도로 상에서 불필요하다. 마주오는 차량의 눈부심의 위험성은 중앙 분리대가있는 고속도로 망(divided highway system)으로 인한 헤드라이트 분산의 다른 영역과 관련되어 있어서, 높은 눈부심 값(higher dazzing value)이 허용될 수 있다. 점멸 컷 오프는 약간 상승시키고, 최대치로 강도를 높인 후, 빔 폭을 좁히면 고속도로 빔의 현 시야(present view)가 나온다.

도로 굽음 빔(road bend beam)은 (혹은 급커브의) 코너, 특히 시골 도로상에서 보다 좋은 조명을 제공하는 작용을 한다. 빔 폭은 이러한 목적으로, 예상되는 구부러지는 방향으로 증가되거나, 구부러진 커브를 보다 양호하게 조명하도록 전체 헤드라이트 빔이 오른쪽 또는 왼쪽으로 회전할 수 있다. 또한, 광 분산은 도로 굽음 빔의 경우에 수평한 점멸 컷 오프를 가진다.

교통 표지 빔(traffic sign beam)은 차도(street level) 위에서 제공되는 교통 표지판에 의해 제공되는 안정성을 개선시키는 작용을 한다. 대응하는 빛 분산은 수평 평면위의 좁은 영역으로 제한되기 때문에, 점멸 컷 오프는, 최소 라이트 강도만이 컷 오프 아래에서 허용될 수 있을 정도까지 존재한다.

다른 조명 기능은 위치 표시등(position light)이다. 이 기능은 차량의 전방 형상을 표시하고 볼 수 있게 하는 작용을 한다. 점멸 컷 오프가 없는 광 분산이 이러한 용도로 사용된다. 강도는 매우 낮다.

자동차용의 각종 형상의 헤드라이트, 램프 및 헤드라이트 장치는 종래부터 알려져 있다. 미국 특허 제 5,954,428 호에는 하나의 반사경에 3개의 조명 기능(하향 빔, 안개 빔 및 상향 빔)을 조합한 헤드라이트를 개시하고 있다. 이러한 목적으로, 헤드라이트는 2개의 램프로 구성되어 있으며, 2개의 램프 중 단일 필라멘트 램프는 상위 반사경 영역과 연관되어 있으며, 이중 필라멘트 램프는 중앙 및 하위 반사경 영역과 연관되어 있다. 단일 필라멘트 램프와 이중 필라멘트 램프의 필라멘트는 각각의 원하는 조명 기능을 실현하도록 연관된 반사경 영역을 각각 조사한다.

오늘날 일반적인 헤드라이트는 소위 DFCS(이중 필라멘트 합성 형상) 헤드라이트이다. 독일 특허 공개 공보 제 19906580 호에는 하나의 이중 필라멘트 램프와 하나의 반사경으로 2개의 상이한 조명 기능을 수행할 수 있는 헤드라이트가 기재되어 있으며, 예를 들어, 안개 빔과 상향 빔, 또는 하향 빔과 상향 빔과 같이, 하나의 조명 기능은 점멸 컷 오프를 가지며, 다른 조명 기능은 점멸 컷 오프를 가지고 있지 않다. 스크린은 필라멘트 중 하나를 각도 영역에서 컷 오프한다. 반사경은 하나의 필라멘트와 각각이 상호 동작하는 각각의 영역을 가지며, 이 영역 중 하나는 하나의 필라멘트(즉, 차폐되지 않은 필라멘트)에 의해서만 조사된다. 필라멘트의 이미지의 적절한 중첩(superimposition)으로 점멸 컷 오프를 생성하도록, 형상에 따라서 반사경을 제조하는 방법이 나타나 있다. 이러한 반사경의 기하학적 형상(geometries)은 단순 포물선의 반사경과 대비하여, "복합 형상" 또는 "독립적인 표면"으로 표시된다.

미국 특허 제 5,215,368 호도 2개의 필라멘트를 가진 램프를 구비한 자동차 헤드라이트가 개시되어 있다. 반사경은 4개의 섹터로 분할되어 있다. 하향 빔에 대한 점멸 컷 오프는 필라멘트의 이미지의 적절한 중첩으로 이루어진다.

독일 특허 공개 공보 제 19805216 호는 점멸 컷 오프를 가진 라이트 빔과 점멸 컷 오프를 가지지 않은 라이트 빔을 생성하는 이중 필라멘트 램프를 가진 헤드라이트를 개시하고 있다. 반사경은 2개의 세그먼트로 다시 분할되고, 임의의 정의된 방사 각도로 스크린 캡(screen cap)에 의해 음영(shaded)된 제 1 필라멘트는 제 1 세그먼트를 조명하여 점멸 컷 오프를 가진 하향 빔을 발생시킨다. 제 2 필라멘트는 스크린되지 않고 전체 반사경을 조명하여, 이러한 용도로 특별히 설계된 반사경의 세그먼트에 의해 점멸 컷 오프를 가지지 않은 주행 빔을 발생시킨다.

국제 특허 공개 공보 WO-A-98/49716의 자동차 램프 내에는 2개의 필라멘트가 존재한다. 1차 필라멘트에 의해 방사되어 2차 필라멘트에 의해 반사되는 빛으로 인해 발생되는 눈부심을 최소화하기 위해서, 빛의 일부를 흡수하는 스트립이 램프의 유리 전구상에 제공된다.

헤드라이트 장치의 2개의 예가 독일 특허 공개 공보 제 4238274 호 및 미국 특허 제 5,975,730 호에 개시되어 있다. 미국 특허 제 5,975,730 호에는 몇몇 반사경과 그 반사경 내에 배열된 백열 램프를 가진 헤드라이트가 개시되어 있다. 독일 특허 공개 공보 제 4238274 호에는 2개의 반사경과 그 반사경 내에 내장된 백열 램프를 가진 헤드라이트가 개시되어 있다. 백열 램프 중 하나는 2개의 필라멘트를 가지고 있으며, 상이한 반사경 영역은 각각의 필라멘트와 연관되어 있어서, 각각의 영역이 관련 필라멘트에 의해 조명될 때 라이트 빔이 방사된다.

유럽 특허 공개 공보 제 0791779 호에는 하나의 반사경과 이중 필라멘트의 백열 램프를 가진 헤드라이트가 개시되어 있다. 반사경은 2개의 영역으로 분할되어 있으며, 이중 하나의 영역은 메인 필라멘트와 연관되어 있고, 다른 하나의 영역은 보조 필라멘트와 연관되어 있다. 음영 스크린에 의해 메인 필라멘트는 관련 세그먼트만을 조명할 수 있으며, 보조 필라멘트는 세그먼트 둘 다를 조명할 수 있다. 점멸 컷 오프는 스크린 캡의 에지 이미징을 통해 발생되는 것이 아니고, 독립적인 표면으로서 제조된 반사경 세그먼트에 의해서 발생된다는 것이 나타나 있다. 이러한 구조에 의해 다수의 상이한 기능을 제공할 수 있고, 이 상이한 기능에 필요한 헤드라이트의 수를 적게 유지할 수 있게 하기 때문에, 이러한 구조가 AFS 조명 기능에 적합하다는 것을 알아야 한다.

발명의 개요

본 발명의 목적은 자동차 헤드라이트, 자동차 헤드라이트 용 램프, 헤드라이트 장치를 제공하여, 상호 광범위하게 상이한 조명 기능을 실현할 수 있는 것이다.

이 목적은 청구항 1에 기재된 램프와, 청구항 5에 기재된 헤드라이트와, 청구항 7 및 8에 기재된 헤드라이트 장치에 의해 실현된다. 종속항은 본 발명의 바람직한 실시예와 관련되어 있다.

본 발명에 따른 램프는 기존의 이중 필라멘트의 백열 램프에 유사하게, 서로 분리되어 동작될 수 있는 2개의 코일을 가지고 있다. 또한, 발광된 빛을 컷 오프하는 수단, 예를 들어, 스트립, 플레이트 등이 존재하여 코일에 의해 발광되는 빛이 특정 각도 영역에서 차단된다. 그러나, 기존의 램프와 대조적으로, 본 발명은 제 1 코일에 의해 조명되는 영역과 제 2 코일에 의해 조명되는 영역을 매우 적게 중첩시킨다. 적어도 하나의 코일("메인 코일")이 전체 반사경을 실질적으로 항상조명하는 기존의 램프(예를 들어, "H4 램프")와 대조적으로, "이중 컷 오프" 이중 필라멘트 램프를 포함하는 헤드라이트는 각종 조명 기능을 매우 융통성있게 실현할 수 있다.

여기서, 중첩은 작아야 하며, 바람직하게, 라이트 빔 둘다가 조명하는 입체각 영역은 전체 영역의 20%를 넘지 않아야 한다. 이것은 특히, 반사경에서의 램프의 사용에 관련되어 있는 방향에 있는 영역에 관한 것이다. 광축(optical axis)에 대하여 회전가능하게 대칭적인 램프 캡 주변의 원뿔꼴의 입체각 영역(광축에 대하여 대략 최대 15°)에서, 또한, 램프의 팁 방향으로의 원뿔 영역(광축에 대하여 대략 최대 30°)에서, 상기 영역의 중첩, 즉 양 코일에 의한 조명은 단점이 아니다. 이들 2개의 영역은 반사경에서의 램프의 사용과 전혀 관련없거나 거의 관련이 없다. 그러나, 반사경에서의 사용과 관련되어 있는 나머지 입체각 영역에서, 10% 미만의 매우 작은 중첩이 바람직하며, 이 영역에서 중첩이 전체적으로 없는 것이 특히 바람직하다.

반사경의 적절한 세그먼트는, 서로 분리되어 동작될 수 있는 2개의 코일이 중첩되지 않거나 약간 중첩하는 영역을 조명할 수 있기 때문에, 연관된 코일에 의해 실질적으로 배타적으로 조명되도록 규정될 수 있다. 다른 코일에 의한 조명은 대부분의 경우에 바람직하지 않고 눈부심과 같은 영향을 야기할 수 있기 때문에, 가능한 한 중첩을 작게 하는 것을 목표로 하고 있다.

스크린 즉 컷 오프 수단은 여러 구조(constructions)로 될 수 있다. 하나 또는 몇몇 스크린 몸체, 예를 들어, 컵 형상의 금속 부분일 수 있다. 예를 들어,스트립, 캡 등과 같은 당업자에게 잘 알려진 다른 수단이 또한 가능하다.

2개 이상의 코일을 가진 적어도 하나의 램프를 구비한 본 발명에 따른 헤드라이트는 적어도 2개의 영역을 가진 반사경을 포함한다. 하나의 영역은 제 1 코일과 연관되어 있고, 다른 영역은 제 2 코일과 연관되어 있으며, 반사경 영역은 연관된 코일에 의해서만 각각 조명된다(작은 중첩 영역은 제외). 이러한 헤드라이트는, 조명 기능의 상호 간섭 영향을 고도로 배제하기 때문에 융통성 있게 몇몇 조명 기능에 맞게 설계될 수 있다.

따라서, 하나의 헤드라이트 빔은 점멸 컷 오프를 가질 수 있으며, 다른 빔은 점멸 컷 오프를 가지고 있지 않다. 점멸 컷 오프는 스크린 부재의 이미징을 통해 실현될 수 있지만, 바람직하게, 개별적인 표면을 가진 반사경이 사용되며, 이것은 점멸 컷 오프가 코일의 이미지 중첩을 통해 생성되도록 구성된다.

그러나, 가장 중요한 것은, 각각이 "이중 스크린" 램프에 의해 점멸 컷 오프를 가진 2개의 헤드라이트 빔을 생성할 수 있다는 것이다. 제 1 코일과 연관된 반사경 세그먼트를 제 2 코일로 조명하면, 샤프한 점멸 컷 오프가 불가능한 조명 구성 요소로 되기 때문에, 종래의 H4 램프로는 이를 일반적으로 실현할 수 없다.

청구항 7에 기재된 헤드라이트 장치는 상술한 적어도 2개의 헤드라이트를 포함하고 있다. 일반적인 커버를 가진 일반적인 하우징에서의 배열이 바람직하다. 본 발명에 따른 이중 스크린 램프가 몇몇 반사경을 가진 헤드라이트 장치에서 사용될 때, 상당수의 조명 기능이 조합될 수 있다. 이 경우에, 하나의 헤드라이트에서 점멸 컷 오프를 둘다 필요로 하는 2개의 기능을 조합하는 것이 가능하다. 결과적으로, 상술한 다수의 조명 기능의 조합, 특히 대부분이 점멸 컷 오프를 필요로 하는 AFS 조명 기능은 적은 수의 헤드라이트를 가진 헤드라이트 장치에 의해 제공될 수 있다.

청구항 8의 헤드라이트 장치는 2개의 반사경과, 각각의 반사경 내에 배열된 백열 램프를 포함한다. 백열 램프 각각은 적어도 2개의 코일을 가지고 있으며, 또한 반사경은 각각 2개의 영역으로 분할되어 있다. 본 발명에 따르면, 헤드라이트내에 존재하는 백열 램프의 코일의 동작에 따라, 각각의 반사경은 수평의 점멸 컷 오프를 가진 제 1 라이트 빔과, 이러한 수평의 점멸 컷 오프를 가지지 않은 제 2 라이트 빔을 발광할 수 있다.

따라서, 2개의 반사경만을 가진 헤드라이트 장치에 의해서 4개의 상이한 조명 기능이 실현될 수 있다. 단순한 스크린 기능만을 가진 종래의 이중 코일의 백열 램프가 이러한 용도로 사용될 수 있다(예를 들어, 소위 H4 램프). 하나는 점멸 컷 오프를 가지며 다른 하나는 점멸 컷 오프를 가지지 않은 2개의 조명 기능이 반사경 각각에서 조합될 수 있다. 대략 수평의 점멸 컷 오프를 가진 조명 기능은 하향 빔, 악천후 빔, 시내 라이트, 고속도로 빔, 도로 굽음 빔 또는 안개 빔일 수 있다. 이러한 수평의 점멸 컷 오프를 가지지 않은 라이트 빔은 상술한 AFS 조명 기능에 따라 메인 주행 빔, 주간 주행 빔, 또는 위치 표시등 일 수 있다. 필요한 응용예에 따라 이들 기능을 원하는 대로 조합할 수 있다.

본 발명은 자동차 헤드라이트 용 램프, 자동차 용 헤드라이트 및 헤드라이트 장치에 관한 것이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명할 것이다.

도 1는 램프의 제 1 실시예인 유리 전구의 세로 단면도,

도 2는 도 1의 램프의 정면 사시도,

도 3은 램프의 제 2 실시예인 유리 전구의 세로 단면도,

도 4는 램프의 제 3 실시예인 유리 전구의 세로 단면도,

도 5는 도 4의 B-B 선을 따라 절단한 단면도,

도 6은 반사경과, 그 반사경 내에 배열된 램프에 의해 형성된 헤드라이트의 제 1 실시예의 광축을 따라 절단한 세로 단면도,

도 7은 반사경과, 그 반사경 내에 배열된 램프에 의해 형성된 헤드라이트의 제 2 실시예의 광축을 따라 절단한 세로 단면도,

도 8은 헤드라이트 장치의 제 1 실시예의 정면 사시도,

도 9는 헤드라이트 장치의 제 2 실시예의 정면 사시도.

도 1은 램프의 제 1 실시예를 세로 단면도로 도시하고 있다. 이 램프는, 제 1 코일(14)과 제 2 코일(16)이 내장된 유리 전구(12)를 가진 할로겐 백열 램프(10)이다. 전구와 그 전구 내에 배열된 구성 요소가 도 1에서 개략적으로 도시되어 있는 백열 램프(10)는 헤드라이트 내 램프의 기계적인 유지(retention) 및 전기적인접속을 위해 한 쪽 단부에 램프 캡(도시 생략)을 가지고 있다. 코일(14, 16) 각각은 서로 근접하는 다수의 권수(turns)를 가지고 있어서, 도 1에 도시된 가늘고 긴 본체를 형성한다. 도 1에서 직사각형으로 표시된 권수 영역의 단부에는, 백열 램프(10)의 캡에서 코일로 연장하는 전기 공급선(도시 생략)이 있다. 램프의 코일 및 다른 구성 요소는 유리 전구(12)와 접촉하지 않고 백열 램프의 안쪽에서 상기 공급선으로부터 매달려 있다.

백열 램프(10)는 제 1 스크린 플레이트(18)와 제 2 스크린 플레이트(20)를 더 포함하고 있다. 제 1 스크린 플레이트(18)는 제 1 코일(14)과 연관되어 있으며, 제 2 스크린 플레이트(20)는 제 2 코일(16)과 연관되어 있다. 스크린 플레이트(18, 20)는 연관된 코일(14, 16)의 바로 옆에 배치되어 있지만, 연관된 코일과 접촉하지는 않는다. 스크린 플레이트는 각각의 플레이트(18, 20)의 적어도 한 단부에 굴곡부가 있는 형상으로 되어 있어서, 각각의 연관된 코일(14, 16)이 부분적으로 둘러싸인 터브(tub) 형상으로 형성되어 있다. 광축을 따라 도시된 도 2의 사시도가 나타내고 있는 바와 같이, 플레이트(18, 20)는 도면을 관통하는 방향에서도 직선이 아니지만, 플레이트 주변의 코일(14, 16)에서 떨어진 거리에서도 곡선이다.

코일(14, 16)은 서로 개별적으로 전기적으로 동작될 수 있다. 적절한 전류원에 접속될 때, 코일들은 빛을 내어 초기에 모든 방향으로 빛을 방사한다. 코일(14, 16)에 속하는 스크린 플레이트는(18, 20)는 코일(14, 16)로부터 나오는 빛을 특정의 (입체) 각도의 영역으로 컷 오프한다. 따라서, 제 1 코일(14)만이 도 1에 도시된 단면에서 각도(22)로 정의된 각도 영역과, 도 2에 도시된 단면의 상위영역을 조명하며, 제 2 코일(16)은 도 1의 각도(24)로 정의된 각도 영역과 도 2의 단면의 하위 영역을 조명한다. 스크린 플레이트(18, 20)는, 각각의 방사된 각도 영역(22, 24)들이 매우 적게 중첩하도록 코일(14, 16)을 중심으로 배열되어 있다는 것을 알 수 있다. 램프(10)가 구체의 중심에서 점광원(point light source)으로서 간주되는 모델에서, 코일(14, 16) 모두에 의해 조명되는 영역의 표면은 구체의 내부의 전체 표면의 매우 작은 부분만을 나타낸다. 대칭적인 배열로 인해 여기서는 상당히 동일한 2개의 매우 큰 각도 영역이 코일(14, 16) 중 하나에 의해서만 각각이 조명된다. 관련된 실시예에 대한 도 1에 도시된 축 중첩 영역은 반사경에서 램프(10)를 사용하는 것과 실질적으로 무관한 각도 영역 내에 존재한다. 도 2에 도시된 사선의 방사 중첩 영역(27, 29)은 대략 15°의 폭이며, 그 결과 총 영역의 10% 미만의 영역에서만 중첩이 일어난다.

이와 관련하여, 도 1과 도 2에 도시된 형상은 거의 상징적인 단면도이라는 것을 알아야 한다. 코일(14, 16)과 스크린 플레이트(18, 20)의 공간적인 배열의 경우에 나타나는 형상은 훨씬 복잡하여 도면에 도시하는 것이 불가능하다. 그러나, 2차원 형상에서 볼 수 있는 상호 관계 및 비율은 당업자에 의해 3차원 배열의 구조로 쉽게 변경될 수 있다.

도 3은 이중 필라멘트의 할로겐 백열 램프의 제 2 실시예를 도시하고 있다. 도시 방식은 도 1과 동일하며, 유사한 구성 요소는 동일 참조 부호로 주어져 있기에, 개별적으로 보다 상세히 설명하지는 않을 것이다.

도 3의 램프(34)의 제 2 실시예에서는, 2개의 개별적인 스크린 플레이트 대신 하나의 스크린 플레이트(36)만이 존재한다. 스크린 플레이트(36)는, 각각 개별적인 각도 영역 내에 존재하는 제 1 코일(14)과 제 2 코일(16) 모두를 스크린 오프하도록 성형되고 배치되어 있다. 따라서, 하나의 스크린 플레이트(36)는 도 1의 2개의 개별적인 플레이트(18, 20)와 동일한 기능을 실행한다. 스크린 플레이트(36)는 2개의 코일(14, 16)이 스크린 플레이트(36)의 양쪽에 존재하도록 코일(14, 16) 사이에 배치되어 있다. 도시된 실시예의 세로 단면에서의 스크린 플레이트(36)는 2개의 상호 대향되는 굴곡부를 가지고 있어서, 제 1 코일(14)과 제 2 코일(16)을 모두 부분적으로 둘러싼다. 플레이트는 또한 컵 형상(도시 생략)으로 코일을 도면을 관통하는 방향으로 임의의 거리에서 둘러싸고 있다.

도 4는 램프의 제 3 실시예를 도시하고 있다. 여기서, 코일(14, 16)은 제 1 실시예 및 제 2 실시예와 마찬가지로, 서로 평행하게 축으로 배열되어 있다. 전술한 실시예와 대조적으로, 코일(14, 16)은 하나가 다른 하나의 뒤에 있는 방식이 아니라, 서로의 옆에, 세로 방향으로 평행하게 배열되어 있다.

상술한 제 1 실시예에서와 같이, 각각의 코일(14, 16)은 입체각 영역 위에서 각각의 코일의 빛을 스크린 오프하는 스크린 플레이트(18, 20)와 연관되어 있다. 스크린 플레이트(18, 20)는 코일(14, 16) 사이에 배치되고, 플레이트는 와이어(도시 생략)에 의해 적소에 유지되어 있다. 플레이트(18, 20)는 중앙에서 서로 접촉될 수 있거나, 서로 결속될 수 있다.

도 5의 단면도에 도시된 바와 같이, 코일(14, 16)에 의해 조명되는 영역(경계선(21)으로 표시)은 이 실시예에서는 중첩되지 않는다. 즉, 코일(14, 16)은 컵형상부(18, 20) 내에 깊게 패여 있어서, 축 방향(도 4)으로도 또는 방사 방향(도 5)으로도 중첩되지 않는다.

도 6은 반사경(42)과, 종래의 이중 코일의 백열 램프(44), 예를 들어 기존의 H4 할로겐 램프를 구비한 헤드라이트(40)의 세로 단면도이다. 백열 램프(42)는 제 1 코일(14)과, 제 2 코일(16)과, 스크린 플레이트(46)를 구비한다. 반사경(42)은 2개의 영역(48, 50)으로 분할되어 있다. 반사경(42)의 제 2 영역(50)은 제 2 코일(16)과 연관되어 있다. 스크린 플레이트(46)는 제 2 코일이 반사경(42)의 제 1 영역(48)이 아닌 반사경(42)의 제 2 영역(50)만을 조명하도록 코일(16)을 부분적으로 스크린 오프한다. 제 2 반사경 영역(50)은, 코일(16)에 의해 조명될 때, 점멸 컷 오프를 가진 라이트 빔을 발생시키는 형상으로 되어 있다. 점멸 컷 오프는 스크린 플레이트(46)의 에지의 이미징에 의해서가 아니라 코일(16)의 적절한 이미징에 의해서 형성된다. 반사경 표면(50)의 형상("복합 형상")을 형성하는 설계 방법은 당업자에게 알려져 있다.

제 1 코일(14)은 연관된 스크린 플레이트를 가지고 있지 않다. 그 결과 제 1 코일은 전체 반사경(42)을 조명한다. 반사경(42)의 상위 영역(48)은, 제 1 코일(14)에 의해 조명될 때, 수평의 점멸 컷 오프를 가지지 않는 라이트 빔을 생성하는 형상으로 되어 있다.

제 1 코일(14)은 반사경의 제 2 영역(50)을 또한 조명한다. 제 2 반사경 영역(50)의 표면 형상의 제조 시에는 가능한 한 많이, 제 1 코일(14)에 의해 조명될 때, 점멸 컷 오프를 가지지 않는 예상되는 라이트 빔에 유용하게 도움이 될 수 있도록 인입 라이트(incoming light)가 반사되게 보장한다. 그러나, 이것은 코일(16)과의 협력을 고려하여 반사경(50)의 구조의 제한이 있다는 것을 암시한다.

도 7은 헤드라이트(40)의 제 2 실시예를 도시하고 있다. 도 6에 도시된 제 1 실시예와 대조적으로, 헤드라이트(40)는 도 3의 백열 램프(34)에 적합하다. 백열 램프(34)는 상세히 상술한 바와 같이 이중 액션의 스크린 플레이트(36)를 포함하며, 이것에 의해 제 1 코일(14)과 제 2 코일(16)은 각각 특정의 각도 영역에서 컷 오프된다. 이로써, 도 7의 헤드라이트(40)에서, 제 1 반사경 영역(48)이 제 1 코일(14)에 의해서만 실질적으로 조명되며, 제 2 반사경 영역(50)은 제 2 코일(16)에 의해서만 실질적으로 조명되는 결과로 된다. 도 1 내지 도 5를 기준으로 설명된 바와 같이, 영역(48, 50)은 작게 중첩될 수 있다. 그러나, 반사경의 액티브 영역에서는 중첩이 되지 않는 것이 바람직하다. 제 1 반사경 영역(48)은 제 2 반사경 영역(50)에서와 마찬가지로, 연관된 코일(14, 16)과 협력하여 2개의 반사경 영역(48, 50) 각각이 수평의 점멸 컷 오프를 가진 라이트 빔을 생성하도록 설계되어 있다. 관련된 점멸 컷 오프는 기존의 설계 방법이 사용되는 연관된 코일(14, 16)의 이미지의 적절한 중첩에 통해 생성된다. 이것은 각각의 다른 코일에 의한 조명이 설계에서 고려될 필요가 없기 때문에 이 경우에 매우 단순하다.

도 8은 헤드라이트 장치(60)의 제 1 실시예를 정면 사시도로 도시하고 있다. 헤드라이트 장치(60)는 2개의 헤드라이트(64, 66)가 그 정면에 정렬되어 있는 하우징(62)을 가지고 있다. 2개의 헤드라이트(64, 66) 각각은 제 1 반사경 영역(48)과 제 2 반사경 영역(50)으로 분리된 반사경을 가지고 있다. 이중 필라멘트의 백열램프(44)는 각각의 반사경(64, 66) 내부에 배열되어 있다. 이들 램프는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제 2 코일(16)이 스크린 플레이트(46)에 의해 각도 영역 위에 컷 오프되어서, 제 2 반사경 영역(50)의 연관된 표면만이 조명되는 종래의 이중 필라멘트의 백열 램프(예를 들어, H4)이다. 헤드라이트 장치(60)는 2개의 반사경(64, 66)으로 4개의 상이한 조명 기능을 실행할 수 있다. 이 경우에, 수평의 점멸 컷 오프를 가진 하나의 조명 기능과 수평의 점멸 컷 오프를 가지지 않은 다른 하나의 조명 기능은 각각의 시간에 하나의 반사경(64, 66)에서 조합된다. 필요한 반사경의 갯수를 가능한 한 적게 유지하면서, 다수의 AFS 조명 기능이 실행될 수 있다.

점멸 컷 오프를 가진 조명 기능(하향 빔, 악천후 빔, 시내등, 고속도로 빔, 안개 빔, 도로 굽음 빔, 교통 표지 빔) 중 하나의 조명 기능은 이러한 컷 오프를 가지지 않은 조명 기능(상향 빔, 주간 주행 빔, 위치 표시등)과 각각의 헤드라이트에서 조합된다. 점멸 컷 오프를 가지지 않은 조명 기능은 비스크린 코일에 할당되고, 점멸 컷 오프를 가진 조명 기능은 스크린 코일에 할당된다.

예를 들어, 2개의 헤드라이트를 가진 이러한 헤드라이트 장치는 다음과 같이 조립된다.

헤드라이트 1 :

스크린 코일 : 하향 빔

비스크린 코일 : 주간 주행 빔

헤드라이트 2 :

스크린 코일 : 안개 빔

비스크린 코일 : 상향 빔

이와는 달리, 헤드라이트 장치내에서, 예를 들어, 보다 높은 강도를 실현하기 위해서 몇몇 헤드라이트에서 동시에 조명 기능을 실현하는 것이 가능하다. 이것을 상향 빔에 적용하면, 제 2 실시예는 다음과 같이 될 수 있다.

헤드라이트 1 :

스크린 코일 : 하향 빔

비스크린 코일 : 상향 빔

헤드라이트 2 :

스크린 코일 : 안개 빔

비스크린 코일 : 상향 빔

따라서, 비스크린 코일이 헤드라이트 둘다에서 동작된다는 점에서, 상향 빔이 제 2 실시예에서 실현된다.

대체로, 또한, 상향 빔, 주간 주행 빔, 위치 표시등은 빛 분산이 실질적으로 동일하기 때문에 코일과 반사경 영역의 동일 조합으로 실현될 수 있다. 상당히 상이한 라이트 강도는 전기 동작, 예를 들어, 상이한 공급 전압 레벨에서의 차이를 통해 실현될 수 있다.

아래에 표시된 다른 파라미터는 개별적인 조명 기능에 대해 제시된다. 이들 파라미터는 한편으로는, 코일 배향(orientation), 즉 광축에 대한 코일의 축 배열 또는 관통 배열에 관한 것이다. 축 방향으로 배향된 코일(axially oriented coils)이 상술한 도면에 도시하였지만, 조명 기능에 따라서, 관통 방향으로 배향된 코일을 대신 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 다른 파라미터는 전력 정격(electrical rating) 및 최종 램프 루멘(lumens)이다. 이들 파라미터는 바람직한 값이지만, 만족스러운 값이 다른 범위에서 또한 가능하게 실현될 수 있다.

코일 방향 설정

하향 빔 : 축 방향

상향 빔 : 축 또는 관통 방향

안개 빔 : 축 또는 관통 방향

고속도로 빔 : 축 방향

도로 굽음 빔 : 관통 또는 축 방향

악천후 빔 : 축 방향

주간 주행 빔 : 관통 방향

위치 표시등 : 축 또는 관통 방향

전력 소비(정격값)

하향 빔 : 50 W...70 W

상향 빔 : 65 W...70 W 이상

안개 빔 : 30 W...55 W

고속도로 빔 : 50 W...70 W 이상

도로 굽음 빔 : 30 W...55 W

악천후 빔 : 50 W...70 W

주간 주행 빔 : 10 W...25 W

위치 표시등 : 3 W...15 W

램프 루멘

하향 빔 : 1000 lm...1100 lm(스크린;= 대략 1500...1650 lm 비스크린)

상향 빔 : 1500 lm...1900 lm

안개 빔 : 800 lm...1500 lm(스크린;= 대략 1300...1950 lm 비스크린)

고속도로 빔 : 1500 lm...1900 lm

도로 굽음 빔 : 1000 lm...1500 lm

악천후 빔 : 1000 lm...1500 lm (스크린)

주간 주행 빔 : 100 lm...500 lm

위치 표시등 : 20 lm...100 lm

도 9는 헤드라이트 장치(70)의 제 2 실시예를 도시하고 있다. 헤드라이트 장치는 도 8의 헤드라이트 장치(60)와 유사하게, 하나의 하우징(72)과 2개의 반사경(74, 76)을 포함하고 있다. 대조적으로, 이중 스크린의 이중 필라멘트의 백열 램프(34)가 반사경(74, 76) 내에 배열되어 있다. 상술한 바와 같이, 코일은, 각각의 반사경(74, 76)의 2개의 반사경 영역(48, 50)이 각각 단일의 연관된 코일에 의해서만 조명되는 방식으로 스크린되어 있다. 2개의 반사경(74, 76)의 제 1 및 제 2 반사경 영역(48, 50)은, 연관된 코일에 의해 조명될 때, 이들 반사경이 수평의 점멸 컷 오프를 가진 라이트 빔을 발생시키도록 형성되어 있다.

따라서, 헤드라이트 장치(70)에 의해 4개의 개별적인 조명 기능이 실현될 수 있으며, 여기서, 4개의 조명 기능 각각은 수평의 점멸 컷 오프를 가지고 있다.

헤드라이트 장치의 다른 실시예(도시 생략)에는, 2개의 반사경이 있으며, 반사경 중 하나는 하나의 필라멘트만이 스크린되는 이중 필라멘트의 백열 램프(44)에 적합하고, 다른 하나의 반사경은 이중 스크린의 이중 필라멘트의 백열 램프(34)에 적합하다. 헤드라이트 장치의 제 3 실시예는 4개의 조명 기능을 실행할 수 있으며, 여기서, 3개의 조명 기능은 점멸 컷 오프를 가지고 있으며, 다른 하나의 조명 기능은 점멸 컷 오프를 가지고 있지 않다.

요약하면, 본 발명은 자동차 헤드라이트용 램프와, 자동차용 헤드라이트와, 헤드라이트 장치에 관한 것이다. 본 발명의 제 1 측면에 따르면, 2개의 코일을 가지며 광범위하게 상이한 기능, 특히 미래형의 AFS 조명 기능을 융통성있게 실행할 수 있는 램프가 제시되어 있으며, 코일에 의해 발광되는 빛을 특정 각도 영역에서스크린 오프하기 위한 수단이, 코일에 의해 조명되는 영역 - 적어도 반사경에서 사용하기 위해 관련 방사 방향으로 - 이 약간 중첩하고, 바람직하게는 전혀 중첩하지 않도록 배열되어 있다. 이러한 헤드라이트는, 연관된 코일에 의해 각각이 조명되는 적어도 2개의 반사경 영역을 가진 반사경을 포함하며, 제 1 및 제 2 반사경 영역은 전체 반사경 표면에서 최대로 20% 중첩한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 반사경 영역은 하나의 헤드라이트가 2개의 헤드라이트 빔을 발광하는 형상으로 되어 있으며, 2개의 헤드라이트 빔 모두는 실질적으로 수평의 점멸 컷 오프를 가지고 있다.

본 발명의 제 2 측면에 따르면, 자동차용 헤드라이트 장치는 2개의 반사경 각각이 대략 수평의 점멸 컷 오프를 가진 라이트 빔과, 대략 수평의 점멸 컷 오프를 가지지 않은 다른 라이트 빔을 발광할 수 있도록, 램프가 내부에 배열된 적어도 2개의 반사경을 포함한다. 다른 실시예에서, AFS 조명 기능의 조합은 본 발명에 따른 헤드라이트 장치에 의해 실현된다.

Claims

자동차 헤드라이트 용 램프에 있어서,

서로 독립적으로 제어될 수 있는 적어도 2개의 코일(14, 16)을 구비하되,

상기 램프(10)는, 제 1 코일(14)이 스위치 온될 때 제 1 영역(30)에서 제 1 라이트 빔이 방사되고, 제 2 코일(16)이 스위치 온될 때 제 2 영역(32)에서 제 2 라이트 빔이 방사되도록, 상기 코일(14, 16)에 의해 발광되는 빛을 특정 각도에서 스크린 오프하는 수단(18, 20, 36)을 포함하고,

상기 제 1 및 제 2 영역은 반사경(42)의 용도와 관련되어 있는 적어도 방사 방향에서 상당히 작게 중첩되는

자동차 헤드라이트 용 램프.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 영역(30, 32)은 반사경(42)의 용도와 관련된 적어도 방사 방향에서 전혀 중첩되지 않는 자동차 헤드라이트 용 램프.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

연관된 스크린 몸체(18, 20)가 상기 코일(14, 16) 각각에 대해 제공되는 자동차 헤드라이트 용 램프.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 코일(14, 16) 사이에 위치한 스크린 몸체(36)를 특징으로 하는 자동차 헤드라이트 용 램프.
자동차 용 헤드라이트에 있어서,

반사경(42)과,

특히 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 적어도 2개의 코일(14, 16)과 함께 상기 반사경(42) - 상기 반사경(42)은 개별적인 헤드라이트 빔을 발생시키기 위해 적어도 2개의 영역(48, 50)으로 분리됨 - 의 내측에 위치한 적어도 하나의 램프(10, 34)를 구비하되,

제 1 반사경 영역(48)은 상기 제 1 코일(14)에 의해 조명되고,

제 2 반사경 영역(50)은 상기 제 2 코일(16)에 의해 조명되며,

상기 제 1 및 제 2 반사경 영역(48, 50)은 많아야 전체 반사경 표면의 20%에서 중첩되는

자동차 용 헤드라이트.
제 5 항에 있어서,

상기 제 1 반사경 영역(48)은, 상기 제 1 코일(14)에 의해 조명될 때 제 1 헤드라이트 빔을 발생시키는 형상으로 되어 있고,

상기 제 1 헤드라이트 빔은 실질적으로 수평의 점멸 컷 오프를 가지고 있으며,

상기 제 2 반사경 영역(50)은, 상기 제 2 코일(16)에 의해 조명될 때 제 2 헤드라이트 빔을 발생시키는 형상으로 되어 있고,

상기 제 2 헤드라이트 빔도 실질적으로 수평의 점멸 컷 오프를 가지고 있는 자동차 용 헤드라이트.
자동차 용 헤드라이트 장치에 있어서,

적어도 2개의 헤드라이트(74, 76)를 구비하되,

상기 헤드라이트 각각은 제 5 항과 제 6 항 중 어느 한 항에 따라서 구성되는

자동차 용 헤드라이트 장치.
자동차 용 헤드라이트 장치에 있어서,

적어도 2개의 반사경(64, 66 : 74, 76) - 상기 반사경(64, 66 : 74, 76) 각각은 적어도 2개의 영역(48, 50)으로 분할됨 - 과, 상기 반사경 내에 배열된 램프(34, 44) - 상기 램프 각각은 적어도 2개의 코일(14, 16)을 가짐 - 를 구비하되,

매번 제 1 영역(48)은 제 1 코일(14)과 연관되어 있고, 제 2 영역(50)은 제 2 코일(16)에 연관되어 있어서, 상기 영역(48, 50)이 상기 연관된 코일(14, 16)에 의해 조명될 때 라이트 빔이 방사되며,

상기 2개의 반사경(64, 66) 각각은 대략 수평의 점멸 컷 오프를 가진 제 1 라이트 빔과, 수평의 점멸 컷 오프를 가지지 않은 제 2 라이트 빔을 방사하도록 구성되어 있는

자동차 용 헤드라이트 장치.
제 8 항에 있어서,

대략 수평의 점멸 컷 오프를 가진 상기 방사된 라이트 빔은 하향 빔(a low beam), 악천후 빔(bad weather beam), 고속도로 빔(highway beam), 도로 굽음 빔(road bend beam), 차량 방향 표시 빔(traffic sign beam), 또는 안개 빔(fog beam)이며,

수평의 점멸 컷 오프를 가지지 않은 상기 방사된 라이트 빔은 상향 빔(high beam), 주간 주행 빔(daylight driving beam), 또는 위치 표시등(position light)인

자동차 용 헤드라이트 장치.