KR20060045421A - 차량용 전조등 - Google Patents

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KR20060045421A
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Abstract

본 발명은 복수의 광원 유닛을 용이하게 배선할 수 있음과 동시에, 안정성이 높은 차량용 전조등을 제공함을 목적으로 한다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 차량에 이용되는 차량용 전조등은 복수의 반도체 발광 소자를 갖는 제1 광원 모듈과, 제1 광원 모듈과 직렬로 접속되며, 제1 광원 모듈보다도 적은 개수의 반도체 발광 소자를 지니고, 제1 광원 모듈과 거의 같은 전류가 흐르는 경우에 제1 광원 모듈보다도 휘도가 높은 광을 발생시키는 제2 광원 모듈을 구비한다.

Description

차량용 전조등{VEHICULAR HEADLAMP}
도 1은 차량용 전조등(500)의 정면도.
도 2는 차량용 전조등(500)을 전방의 비스듬한 방향에서 보고 도시한 사시도.
도 3은 집광 유닛(100)의 분해 사시도.
도 4는 중확산 유닛(110)의 분해 사시도.
도 5는 대확산 유닛(120)의 분해 사시도.
도 6은 집광 유닛(100)의 광로의 일례를 보여주는 단면도.
도 7은 차량용 전조등(500)의 배광 패턴의 일례를 보여주는 도면.
도 8은 광원 모듈(10a)의 상세한 구성의 일례를 보여주는 도면.
도 9는 광원 모듈(10b)의 상세한 구성의 일례를 보여주는 도면.
도 10은 광원 모듈(10c)의 상세한 구성의 일례를 보여주는 도면.
도 11은 광원 모듈(10b, 10c)의 반도체 발광 소자(12)의 배치와 리플렉터(80)와의 거리의 관계를 보여주는 수직 단면도.
도 12는 제1 실시예에 있어서의 차량용 전조등(500)의 접속의 일례를 보여주는 도면.
도 13은 반도체 발광 소자(12)의 전류 밀도에 대한 광속 및 발광 효율의 관 계의 일례를 보여주는 도면.
도 14는 제1 실시예에 있어서의 차량용 전조등(500)의 접속의 다른 예를 보여주는 도면.
도 15는 제1 실시예에 있어서의 차량용 전조등(500)의 접속의 또 다른 예를 보여주는 도면.
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 전조등(500)의 구성의 일례를 보여주는 정면도.
도 17은 제2 실시예에 있어서의 차량용 전조등(500)의 접속의 일례를 보여주는 도면.
도 18은 본 발명의 제3 실시예에 있어서의 차량용 전조등(500)의 접속의 일례를 보여주는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 광원 모듈 12: 반도체 발광 소자
14: 기판 16: 형광체
18: 몰드 40: 광원부
50: 장착부 54: 브래킷
56: 히트 싱크 58: 투명 커버
80: 리플렉터 90: 렌즈
92: 가리개 94, 95, 96, 98: 광선
100: 집광 유닛 110: 중확산 유닛
120: 대확산 유닛 130: 대확산 유닛
140, 142: 저항 500: 차량용 전조등
502, 504, 506, 508, 510: 광원 열 600: 제1 배광 패턴
602: 제2 배광 패턴 604: 제3 배광 패턴
606: 제4 배광 패턴 700: 점등 회로
본 발명은 차량용 전조등에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 차량에 이용되는 차량용 전조등에 관한 것이다.
최근, LED(발광 다이오드) 등의 반도체 발광 소자를 이용한 차량용 등기구가 알려져 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조). 또한, 예컨대 디자인상의 관점 등에서 LED 등의 반도체 발광 소자를 차량용 전조등에 이용하는 것이 검토되고 있다. 차량용 전조등에 있어서는, 안전상의 관점 등에서, 소정의 배광 패턴을 형성해야 한다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2002-231013호 공보(제2 내지 6면, 도 1 내지 도 13)
차량용 전조등은 반도체 발광 소자를 갖는 광원 유닛을 복수 구비하여, 각각의 광원 유닛이 차량의 전방으로 조사(照射)하는 광을 합성함으로써, 배광패턴을 형성하는 경우가 있다. 이 경우, 복수의 광원 유닛의 배선이 복잡해지고, 차량용 전조등을 소형화하는 것이 곤란한 경우가 있었다.
따라서, 본 발명은 전술한 과제를 해결할 수 있는 차량용 전조등을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이 목적은 특허청구범위의 독립항에 기재된 특징의 조합에 의하여 달성된다. 또한 종속항은 본 발명의 한층 더 유리한 구체예를 규정한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제1 형태는, 차량에 이용되는 차량용 전조등으로서, 복수의 반도체 발광 소자를 갖는 제1 광원 모듈과, 제1 광원 모듈과 직렬로 접속되고, 제1 광원 모듈보다도 적은 개수의 반도체 발광 소자를 지니며, 제1 광원 모듈과 거의 같은 전류가 흐르는 경우에 제1 광원 모듈보다도 휘도가 높은 광을 발생시키는 제2 광원 모듈을 구비한다.
전술한 차량용 전조등은 복수의 제1 광원 모듈과, 복수의 제2 광원 모듈과, 제1 광원 모듈이 발생시키는 광을 차량용 전조등의 배광 패턴의 영역으로 조사하는 제1 광학 부재와, 제2 광원 모듈이 발생시키는 광을 제1 광학 부재에 의해서 조사되는 영역보다도 좁은 영역으로 조사하는 제2 광학 부재를 더 구비하며, 제1 광원 모듈과 제2 광원 모듈이 직렬로 접속된 광원 열(光源列)이 복수 개 병렬로 접속되어 있고, 제1 광학 부재 및 제2 광학 부재는 제1 광원 모듈 및 제2 광원 모듈 각각에 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 전술한 차량용 전조등은, 제2 광원 모듈이 발생시키는 광을 차량용 전조등의 배광 패턴 영역에 조사하는 제2 광학 부재와, 제l 광원 모듈이 발생시키는 광을 제2 광학 부재에 의해서 조사되는 영역보다도 넓게, 또한 차량의 좌우 방향으로 긴 영역으로 조사하는 제1 광학 부재를 더 구비하고, 제1 광원 모듈이 갖는 복수의 반도체 발광 소자는, 차량에 탑재된 경우에, 차량의 좌우 방향으로 거의 수평으로 나란히 배열되는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 형태는 차량에 이용되는 차량용 전조등으로서, 반도체 발광 소자를 갖는 제1 광원 모듈과, 제1 광원 모듈과 병렬로 접속되며, 제1 광원 모듈보다도 적은 개수의 반도체 발광 소자를 지니고, 제1 광원 모듈과 거의 같은 전압이 인가되는 경우에, 제1 광원 모듈이 구비한 반도체 발광 소자로 흐르는 전류보다도 큰 전류가 반도체 발광 소자로 흐르는 제2 광원 모듈을 구비한다.
또한, 전술한 발명의 개요는 본 발명의 필요한 특징의 모두를 열거한 것이 아니며, 이들의 특징군의 세부적인 조합도 또한 발명으로 될 수 있다.
이하, 발명의 실시예를 통하여 본 발명을 설명하지만, 이하의 실시예는 특허청구범위에 속하는 발명을 한정하는 것이 아니고, 또한 실시예 중에서 설명되어 있는 특징의 조합 모두가 발명의 해결 수단으로 필수 사항인 것으로 한정되지 않는다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 전조등(500)의 구성의 일례를 보여준다. 도 1은 차량용 전조등(500)의 정면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 투명 커버(58)를 제거한 상태의 차량용 전조등(500)을 전방의 비스듬한 위치에서 보고 도시한 사시도이다. 본 실시예는 복수의 광원 유닛을 용이하게 배선할 수 있음과 아울러 안정성이 높은 차량용 전조등(500)을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 본 실시예에 있어서 전후좌우 및 상하 방향은 각각 차량의 전후좌우 및 상하 방향과 일치한다.
차량용 전조등(500)은, 예컨대 로우빔 조사용의 자동차용 전조등이며, 훤히 보이는 형태의 투명 커버(58)와 브래킷(54)으로 구성되는 등실 내에 집광 유닛(100), 중확산(中擴散) 유닛(110) 및 대확산(大擴散) 유닛(120)을 수용한다. 본 실시예에 있어서, 차량용 전조등(500)은 3개의 집광 유닛(100), 2개의 중확산 유닛(110) 및 1개의 대확산 유닛(120)을 구비한다.
집광 유닛(100)은 환형으로 중확산 유닛(110) 및 대확산 유닛(120)보다도 광도가 높은 광을 조사한다. 중확산 유닛(110)은 환형으로, 집광 유닛(100)보다도 작은 직경을 갖는다. 대확산 유닛(120)은 좌우방향으로 긴 각형이다. 중확산 유닛(110) 및 대확산 유닛(120)은 집광 유닛(100)보다도 광도가 낮은 광을 조사하지만, 집광 유닛(100)보다도 발광 효율이 높다. 집광 유닛(100), 중확산 유닛(110) 및 대확산 유닛(120) 각각은 후술하는 반도체 발광 소자를 광원으로 구비하고 있고, 반도체 발광 소자가 발생시키는 광을 차량의 전방으로 조사한다.
집광 유닛(100), 중확산 유닛(110) 및 대확산 유닛(120)은 차량의 전방에 대하여 각각 0.5 내지 0.6° 정도 하방을 향하도록 브래킷(54)에 부착되어 있다. 브래킷(54)은 집광 유닛(100), 중확산 유닛(110) 및 대확산 유닛(120)의 광축 방향을 조정하는 조준 기구에 의해서 틸팅(tilting)가능하게 차량용 전조등(500)에 부착되어 있다. 집광 유닛(100), 중확산 (110) 및 대확산 유닛(120)은 종류마다 소정의 배광 패턴을 가지고 있고, 전체로서 차량용 전조등(500)에 요구되는 배광 패턴을 형성한다. 브래킷(54)의 이면에는, 복수의 히트 싱크(heat sink)(56)가 설치된다. 히트 싱크(56)는 금속이나 세라믹 등, 수지보다도 높은 열전도율을 갖는 재료로 형성되어, 집광 유닛(100), 중확산 유닛(110) 및 대확산 유닛(120) 각각이 발생시키는 열을 방산(放散)한다.
도 3은 집광 유닛(100)의 분해 사시도이다. 집광 유닛(100)은 차량용 전조등(500)의 배광 패턴 중에서 비교적 좁은 영역을 집중적으로 조사하도록 구성된다. 집광 유닛(100)은 렌즈(90a), 가리개(92a), 리플렉터(80a), 광원부(40a) 및 장착부(50a)를 구비한다. 광원부(40a)는 광원 모듈(10a) 및 광원 모듈(10a)을 상면에 탑재하는 기판(14a)을 구비한다. 장착부(50a)는 광원부(40a)를 얹고 광원 모듈(10a)에 대하여 렌즈(90a), 가리개(92a) 및 리플렉터(80a)를 고정한다.
리플렉터(80a)는 광원 모듈(10a)의 상측에 고정되는 거의 돔형의 부재이며, 내측에 집광 유닛(100)의 광축을 중심축으로 하는 거의 타원 구면형의 반사면을 갖는다. 보다 상세히는, 집광 유닛(100)의 광축을 포함하는 단면이 광원 모듈(10a)의 후방으로 이격된 한 점을 공통의 정점으로 하는 대략 1/4 타원 형상으로 되도록 반사면이 형성되어 있다. 이러한 형상에 의해, 리플렉터(80a)는 광원 모듈(10a)이 발하는 광을 차량용 전조등(500)의 전방을 향해서 렌즈(90a)의 광축 근처로 집광 반사한다.
가리개(92a)는 리플렉터(80a)가 반사한 광의 일부를 차폐 또는 반사함으로써, 집광 유닛(100)의 배광 패턴을 형성하는 광선을 렌즈(90a)로 입사시킨다. 렌즈(90a)는 리플렉터(80a) 및 가리개(92a)가 반사한 광을 차량용 전조등(500)의 전 방에서 소정의 방향으로 조사시킨다. 이와 같이, 리플렉터(80a), 렌즈(90a) 및 가리개(92a)는 광원 모듈(10a)이 발생시키는 광을 배광 패턴의 소정의 영역으로 조사한다. 또, 광원 모듈(10a)은 본 발명의 제2 광원 모듈의 일례이며, 리플렉터(80a), 렌즈(90a) 및 가리개(92a)는 본 발명의 제2 광학 부재의 일례이다.
도 4는 중확산 유닛(110)의 분해 사시도이다. 중확산 유닛(110)은 렌즈(90b), 가리개(92b), 리플렉터(80b), 광원부(40b) 및 장착부(50b)를 구비한다. 광원부(40b)는 광원 모듈(10b) 및 광원 모듈(10b)을 상면에 탑재하는 기판(14b)을 구비한다. 중확산 유닛(110)은 차량용 전조등(500)의 배광 패턴중에서 집광 유닛(100)보다도 넓은 영역을 조사하도록 리플렉터(80b) 및 가리개(92b)의 형상이 설정됨과 동시에, 광원 모듈(10b)에 대한 리플렉터(80b), 렌즈(90b, 92b)의 상대 위치가 결정되어, 장착부(50b)에 고정되어 있다. 또, 광원 모듈(10b)은 본 발명의 제1 광원 모듈의 일례이며, 리플렉터(80b), 렌즈(90b) 및 가리개(92b)는 본 발명의 제1 광학 부재의 일례이다.
도 5는 대확산 유닛(120)의 분해 사시도이다. 대확산 유닛(120)은 리플렉터(80c), 광원부(40c) 및 장착부(50c)를 구비한다. 광원부(40c)는 복수의 광원 모듈(10c) 및 복수의 광원 모듈(10c)을 한 면에 일렬로 실장하는 기판(14c)을 갖는다. 대확산 유닛(120)은 차량용 전조등(500)의 배광 패턴중에서 좌우 방향으로 가장 넓은 영역을 조사하도록 구성된다. 장착부(50c)는, 복수의 광원 모듈(10c)을 실장하고 횡방향으로 긴 광원부(40c)를 하향, 그리고 또 좌우 방향을 향하여 연신시키도록 배치한다. 이에 따라, 리플렉터(80c)는 광원 모듈(10c)이 하방으로 발한 광을 차량용 전조등(500)의 전방으로 조사한다.
리플렉터(80c)의 내측 반사면은 차량용 전조등(500)의 전후 방향에 있어서의 수직 단면이 내면의 전역에 걸치고, 광원 모듈(10c)의 후방에서 장착부(50c)에 접하는 부분을 장축의 정점으로 한 거의 포물형으로 형성되어 있다. 이러한 형상에 의해, 리플렉터(80c)는 좌우 방향으로 나란한 복수의 광원 모듈(10c)로부터의 광을 차량용 전조등(500)의 배광 패턴중에서 좌우 방향으로 가장 넓은 영역으로 조사함과 동시에, 상하 방향으로는 좌우 방향보다도 좁은 일정한 영역 내로 집광한다.
도 6은 집광 유닛(100)의 광로의 일례를 보여주는 단면도이다. 리플렉터(80a)의 내면에 형성된 반사면은 집광 유닛(100)의 광축을 포함하는 단면 형상이 거의 타원형으로 형성되어 있고, 그 이심율(離心率)이 수직 단면으로부터 수평 단면으로 향하여 서서히 커지도록 설정되어 있다. 광축을 포함하는 수직 방향의 단면에 있어서, 렌즈(90a)는 후방측 초점 위치(F2)를 리플렉터(80a)의 반사면의 초점 위치에 일치시키도록 배치되어 있다. 리플렉터(80a)는 F2를 통과하여 렌즈(90a)의 하단으로 입사하는 광선(94)의 반사점(A)보다도 후방의 반사면에서 광원 모듈(10a)의 광을 F2로 집광한다. 리플렉터(80a)의 반사점(A)보다도 후방의 반사면에서 반사되어 F2 부근을 통하는 광선(95)은 렌즈(90a)에 의해서 집광 유닛(100)의 배광 패턴중의 상측 경계로 투영된다. 한편, 리플렉터(80a)의 반사점(B)에서 반사된 광선(96)은 렌즈(90a)에 의해서 집광 유닛(100)의 배광 패턴중의 하측 경계로 투영된다. 리플렉터(80a)의 반사점(A)과 반사점(B)의 사이에서 반사된 광선(98)은 렌즈(90a)에 의해서, 집광 유닛(100)의 배광 패턴중의 상측 경계와 하측 경계와의 사이 로 투영된다. 렌즈(90a)와 일체로 설치된 가리개(92a)는 F2로부터 하측으로 오목한 엣지가 형성되어 있다. 이에 따라, F2를 포함하는 초점면상에서 가리개(92a)의 엣지와 리플렉터(80a)에 의해 형성되는 광학상이 렌즈(90a)에 의해 반전되어 차량용 전조등(500)의 전방으로 투영된다.
한편, 수평 방향에서 리플렉터(80a)의 초점은 F2보다도 렌즈(90a) 측에 설치되어 있다. 그리고, F2를 포함하는 가리개(92a)의 엣지는 리플렉터(80a)의 상면 만곡, 즉 좌우 방향에 있어서의 초점면의 만곡에 대응하여, 상면에서 본 양측이 전방으로 만곡하여 형성되어 있다. 따라서, 리플렉터(80a)의 반사에 의해 F2보다도 전방의 엣지에서 결상(結像)한 광학상은 렌즈(90a)에 의해서 좌우 방향으로 확대되어 반전 투영된다.
도 7은 차량용 전조등(500)의 배광 패턴의 일례를 보여준다. 해당 배광 패턴은 차량용 전조등(500)의 전방 25m의 위치에 배치된 가상 수직 스크린상에 형성되는 좌측 로우빔 배광 패턴이다. 그 배광 패턴은 집광 유닛(100)에 의해서 형성되는 제1 배광 패턴(600) 및 제2 배광 패턴(602)과, 중확산 유닛(110)에 의해서 형성되는 제3 배광 패턴(604)과, 대확산 유닛(120)에 의해서 형성되는 제4 배광 패턴(606)과의 합성 배광 패턴으로 형성된다. 배광 패턴은 그 상단에 상하 방향의 명암 경계를 정하는 수평 커트라인(CL1) 및 경사 커트라인(CL2)을 가지고 있다.
수평 커트 라인(CLl)은 차량용 전조등(500)의 정면[수평축(H)-수직축(V)의 교점]에 대하여 약간 하측(0.5 내지 0.6°정도 하향)에 설정되어 있다. 경사 커트라인(CL2)은 수직축(V)과 커트라인(CL1)의 교점으로부터 좌측 상방으로 약 15°정 도 경사져 있다. 제1 배광 패턴(600)중의 수평 커트(CL1)은 가리개(92a, 92b)의 수평 엣지에 의해서 형성된다. 한편, 경사 커트라인(CL2)은 가리개(92a, 92b)의 경사 엣지에 의해서 형성된다.
또한, 배광 패턴에 있어서의 수평축(H)과 수직축(V)과의 교점 근방은 핫존(hot zone)이라 불리고, 안전상의 관점에서 배광 패턴의 다른 영역에 비해서 보다 밝게 조명되는 것이 바람직하다. 본 예에 있어서, 집광 유닛(100)은, 중확산 유닛(110) 및 대확산 유닛(120)보다도 휘도가 높은 광을 발생시키는 광원 모듈(10a)의 광을 이용하여 광도(光度)가 높은 광을 중확산 유닛(110) 및 대확산 유닛(120)이 조사하는 영역보다도 좁은 영역인 제1배광 패턴(600)으로 조사한다. 이에 따라, 집광 유닛(100)은 중확산 유닛(110) 및 대확산 유닛(120)보다도 휘도가 높은 광을 제1 배광 패턴(600)에 조사한다. 그 때문에, 차량용 전조등(500)은 핫존을 밝게 조명할 수 있다. 따라서, 차량용 전조등(500)은 차량의 주행중에 주의하여야 할 영역을 보다 밝게 조명할 수 있기 때문에, 야간의 차량 주행의 안전성을 높일 수 있다.
도 8, 도 9 및 도 10은 광원 모듈(10a, 10b, 10c)의 상세한 구성의 일례를 각각 보여준다. 광원 모듈(10a, 10b, 10c)은 복수의 반도체 발광 소자(12), 형광체(16) 및 몰드(18)를 갖는다. 반도체 발광 소자(12)는, 예컨대 발광 면적이 1 mm 각(角) 정도인 LED이며, 기판(14a) 상에 설치되고, 광원 모듈(10a, 10b, 10c)의 외부에서 받는 전력에 따라서, 예를 들면 청색광을 발생시킨다. 형광체(16)는 반도체 발광 소자(12)의 표면을 덮도록 형성되어 있고, 반도체 발광 소자(12)가 발생시 키는 청색광에 따라서 청색광의 보색인 황색광을 발생시킨다. 이 경우, 광원 모듈(10a, 10b, 10c)은 반도체 발광 소자(12) 및 형광체(16)가 각각 발생시키는 청색광 및 황색광을 기초로 하여 백색광을 발생시킨다. 다른 예에 있어서, 반도체 발광 소자(12)는 형광체(16)에 대하여 자외광을 발생시켜도 된다. 이 경우, 형광체(16)는 그 자외광에 따라서 백색광을 발생시켜도 된다.
몰드(18)는 반도체 발광 소자(12) 및 형광체(16)를 밀봉하여 막는다. 몰드(18)는, 예컨대 투광성의 수지 등의 반도체 발광 소자(12) 및 형광체(16)가 발생시키는 광을 투과시키는 소재에 의해, 예컨대 반구형으로 형성된다. 몰드(18)는, 공기보다도 굴절율이 큰 소재로, 형광체(16)의 발광면을 덮도록 형성되어도 좋다. 이에 따라, 반도체 발광 소자(12) 및 형광체(16)가 발생시키는 광을, 효율적으로 추출하고, 이용할 수 있다.
본 예에 있어서, 광원 모듈(10a)은 거의 같은 발광 면적을 갖는 2개의 반도체 발광 소자(12)를 구비한다. 광원 모듈(10a)이 구비하는 2개의 반도체 발광 소자(12)는 직렬로 접속된다. 여기서, 접속이란 물리적인 접속뿐만 아니라, 전기적인 접속을 의미한다. 광원 모듈(10b, 10c) 각각은 광원 모듈(10a)이 구비하는 반도체 발광 소자(12)와 거의 같은 발광 면적을 갖는 4개의 반도체 발광 소자(12)를 구비한다. 광원 모듈(10b, 10c)이 갖는 복수의 반도체 발광 소자(12)는 차량에 탑재된 경우에 차량의 좌우 방향으로 수평으로 나란히 배열된다. 광원 모듈(10b, 10c)이 구비하는 4개의 반도체 발광 소자(12)는 2개씩 직렬로 접속된 것이 병렬로 접속된다.
여기에서, 반도체 발광 소자(12)는 발광 면적이 거의 같은 경우, 반도체 발광 소자(12)에 흐르는 전류가 커짐에 따라, 보다 큰 광속의 광을 발생시킨다. 또한, 발광 면적이 같은 경우, 발생하는 광속이 커지면, 단위 입체각당의 광속인 광도는 높아지게 되고, 동시에 단위 면적당의 광도인 휘도도 높아지게 된다. 그 때문에, 광원 모듈(10a)에 광원 모듈(10b, 10c)과 대략 같은 전류가 흐르는 경우, 광원 모듈(10a)은 광원 모듈(10b, 10c)보다도 휘도가 높은 광을 발생시킨다. 따라서, 광원 모듈(10a, 10b, 10c)은 정격 순방향 전류가 거의 같은 광원 모듈(10)로서 취급할 수 있다. 여기에서, 정격 순방향 전류란, 광원 모듈(10a, 10b, 10c) 각각을 원하는 광량으로 점등시키기 위하여 광원 모듈(10a, 10b, 10c) 각각에 흐르는 전류이다.
이와 같이, 차량용 전조등(500)은 단일 전류치의 전류를 출력하는 전류원을 이용하여, 다른 휘도의 광을 발생시키는 광원 모듈(10a, 10b, 10c)을 점등시킬 수 있다. 그 때문에, 전류 용량이 거의 같은 소켓 단자나 케이블 등의 부품을 이용할 수 있다. 따라서, 차량용 전조등(500)을 낮은 비용으로 구성할 수 있다. 또한, 거의 동일한 반도체 발광 소자(12)를 이용하여 다른 휘도의 광을 발생시키는 광원 모듈(10a, 10b, 10c)을 구성할 수 있기 때문에, 광원 모듈(10)을 낮은 비용으로 구성할 수 있다.
도 11은 광원 모듈(10b, 10c)의 반도체 발광 소자(12)의 배치와 리플렉터(80)와의 거리 관계를 나타내는 수직 단면도이다. 본 도면의 좌우 방향은 차량의 전후 방향을 나타낸다. 리플렉터(80)는 반도체 발광 소자(12)가 발생시킨 광을 차 량용 전조등(500)의 전방 25m의 위치에 배치된 가상 수직 스크린상에, 상하 방향으로 L3의 길이를 갖고 차량의 좌우 방향으로 가늘고 긴 배광 패턴을 형성한다. 여기에서, 광원 모듈(10b, 10c)이 구비한 반도체 발광 소자(12)가 차량의 전후 방향으로 수평으로 나란하도록, 예컨대 A와 같이 배열된다고 하면, 반도체 발광 소자(12)와 리플렉터(80)와의 거리는 L1이 된다. 그러나, 본 예에 있어서, 광원 모듈(10b, 10c)이 갖는 복수의 반도체 발광 소자(12)는 차량에 탑재된 경우에, 차량의 좌우 방향으로 수평으로 나란하도록, B와 같이 배열되기 때문에, 반도체 발광 소자(12)와 리플렉터(80)와의 거리는 L1보다도 짧은 L2로 된다. 그 때문에, 중확산 유닛(110) 및 대확산 유닛(120)을 소형화할 수 있다.
도 12는 제1 실시예에 있어서의 차량용 전조등(500)의 접속의 일례를 보여준다. 차량용 전조등(500)은 집광 유닛(100), 중확산 유닛(110) 및 대확산 유닛(120) 외에, 점등 회로(700)를 구비한다. 집광 유닛(100), 중확산 유닛(110) 및 대확산 유닛(120)은 직렬로 접속된다. 점등 회로(700)는 직렬로 접속된 집광 유닛(100), 중확산 유닛(110) 및 대확산 유닛(120)에 거의 같은 전류를 공급한다. 이와 같이 접속됨에 의해, 점등 회로(700)는 집광 유닛(100)이 구비한 각각의 반도체 발광 소자(12)에 흐르는 전류의 전류 밀도가 중확산 유닛(110) 및 대확산 유닛(120)이 각각 구비한 반도체 발광 소자(12)에 흐르는 전류의 전류 밀도보다도 커지도록 전류를 집광 유닛(100)에 공급한다.
여기에서, 점등 회로(700)가 직렬로 접속된 집광 유닛(100), 중확산 유닛 (110) 및 대확산 유닛(120)에, 예컨대 700 mA의 전류를 공급하면, 집광 유닛(100)이 구비한 각각 반도체 발광 소자(12)에는 700 mA의 전류가 흐르고, 중확산 유닛(110) 및 대확산 유닛(120)이 구비한 각 반도체 발광 소자(12)에는 350 mA의 전류가 흐른다. 이에 따라, 집광 유닛(100)이 구비한 각 반도체 발광 소자(12)는 중확산 유닛(110) 및 대확산 유닛(120)이 구비한 각 반도체 발광 소자(12)보다도 휘도가 높은 광을 발생시킨다. 이와 같이, 다른 휘도의 광을 발생시키는 광원 모듈(10)을 하나의 배선을 이용하여 점등시킬 수 있기 때문에, 차량용 전조등(500)의 배선을 감소시킬 수 있다. 따라서, 차량용 전조등(500)을 소형화할 수 있다.
또한, 광원 모듈(10a, 10b, 10c) 중 어느 것이 단선된 경우, 차량용 전조등(500)이 점등하지 않기 때문에, 차량용 전조등(500)은 운전자에게 차량용 전조등(500)의 광원 모듈(10a, 10b, 10c) 중 어느 것이 단선된 것을 알릴 수 있다.
도 13은 반도체 발광 소자(12)의 전류 밀도에 대한 광속 및 발광 효율의 관계의 일례를 보여준다. 반도체 발광 소자(12)의 전류 밀도가 커지면, 반도체 발광 소자(12)가 발생시키는 광의 광속은 증가하는 한편 발광 효율은 저하한다. 본 예에 있어서의 반도체 발광 소자(12)의 발광 면적이, 예컨대 1 mm 각이라고 하면, 700 mA의 전류가 흐르는 경우, 반도체 발광 소자(12)의 발광 효율은 점 D로 표시되는 값이 된다. 한편, 350 mA의 전류가 흐르는 경우, 반도체 발광 소자(12)의 발광 효율은 점 A로 표시되는 값이 되어, 700 mA의 전류가 흐르는 경우에 비해서 높다. 또한, 350 mA의 전류가 흐르는 경우에 반도체 발광 소자(12)가 발생시키는 광의 광속은 점 B로 표시되는 값이 된다. 한편, 700 mA의 전류가 흐르는 경우에 반도체 발광 소자(12)가 발생시키는 광의 광속은 점 C로 표시되는 값이 되어, 350 mA의 전류가 흐르는 경우에 비해서 크다. 여기에서, 반도체 발광 소자(12)가 거의 동일한 발광 면적을 갖는 경우에 발생하는 광속이 다르면, 단위 입체각당의 광속인 광도는 다르고, 동시에 단위 면적당의 광도인 휘도도 다르다. 그 때문에, 거의 동일한 발광 면적을 갖는 반도체 발광 소자(12)에 있어서, 큰 전류가 흐르는 반도체 발광 소자(12)는, 작은 전류가 흐르는 반도체 발광 소자(12)보다도 휘도가 높은 광을 발생시킨다.
본 예에 있어서, 광원 모듈(10a, 10b, 10c)은 발광 면적이 거의 같은 반도체 발광 소자(12)를 구비하고 있고, 광원 모듈(10a)이 구비하는 반도체 발광 소자(12)에는 광원 모듈(10b, 10c)이 구비하는 반도체 발광 소자(12)보다도 큰 전류가 흐르기 때문에, 광원 모듈(10a)은 광원 모듈(10b, 10c)보다도 휘도가 높은 광을 발생시킨다. 또한, 집광 유닛(100)은 광원 모듈(10a)이 발생시키는 광을 배광 패턴의 비교적 좁은 영역에 집중적으로 조사하여, 중확산 유닛(110) 및 대확산 유닛(120)은 광원 모듈(10b, 10c)이 발생시키는 광을 배광 패턴의 비교적 넓은 영역으로 확산하여 조사한다. 그 때문에, 집광 유닛(100)은 중확산 유닛(110) 및 대확산 유닛(120)이 조사하는 광보다도 광도가 높은 광을 배광 패턴상에 조사한다.
또한, 광원 모듈(10a, 10b, 10c)은 발광 면적이 거의 같은 반도체 발광 소자(12)를 구비하고 있고, 광원 모듈(10b, 10c)이 구비한 반도체 발광 소자(12)에는 광원 모듈(10a)이 구비한 반도체 발광 소자(12)보다도 작은 전류가 흐르기 때문에, 광원 모듈(10b, 10c)의 발광 효율은 광원 모듈(10a)보다도 높아지게 된다. 이에 의해, 중확산 유닛(110) 및 대확산 유닛(120)의 발광 효율을 집광 유닛(100)보다도 높게 할 수 있다. 따라서, 핫존에 광도가 높은 광을 조사할 수 있음과 동시에, 소비 전력이 낮은 차량용 전조등(500)을 구성할 수 있다.
도 14는 제1 실시예에 있어서의 차량용 전조등(500)의 접속의 다른 예를 보여준다. 차량용 전조등(500)은 1개의 집광 유닛(100), 2개의 중확산 유닛(110) 및 대확산 유닛(120) 중 하나의 광원 모듈(10c)이 직렬로 접속된 광원 열(502)과, 2개의 집광 유닛(100) 및 대확산 유닛(120) 중 두 개의 광원 모듈(10c)이 직렬로 접속된 광원 열(504)을 구비한다. 점등 회로(700)는 광원 열(502) 및 광원 열(504) 각각에 독립적으로 전력을 공급한다. 이에 따라, 광원 열(502) 및 광원 열(504) 중 한쪽의 광원 열에 포함되는 광원 모듈(10) 중 어느 것이 단선된 경우에도, 다른 쪽의 광원 열에 의해서 차량의 전방을 조사할 수 있다. 따라서, 차량의 야간 주행의 안전성을 유지할 수 있다. 또한, 하나의 배선으로 차량용 전조등(500)을 실현하는 경우에 비해서, 점등 회로(700)의 출력 전압을 낮게 할 수 있다. 그 때문에, 점등 회로(700)를 저렴하게 구성할 수 있는 동시에, 감전을 방지할 수 있다.
또한, 광원 열(502) 및 광원 열(504)은 배광 패턴의 거의 전체를 조사하도록 복수 종류의 광원 유닛을 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 광원 열(502) 및 광원 열(504) 중 한쪽의 광원 열에 포함되는 광원 모듈(10) 중 어느 것이 단선된 경우에도, 다른 쪽의 광원 열에 의해서 차량의 배광 패턴의 거의 전체를 조사할 수 있다. 또한, 각 광원 모듈(10)의 정격 순방향 전압은 거의 같은 것이 바람직하다. 여기에서, 정격의 순방향 전압이란 광원 모듈(10a, 10b, 10c) 각각을 원하는 광량 으로 점등시킨 경우에, 광원 모듈(10a, 10b, 10c) 각각에서 발생하는 전압이다. 이에 의해, 예컨대 광원 열(502) 또는 광원 열(504)에 접속되어 있는 복수의 광원 모듈(10)의 개수를 동일하게 하는 한, 광원 열(502)에 포함되는 광원 모듈(10)과, 광원 열(504)에 포함되는 광원 모듈(10)을 교체할 수 있다. 그 때문에, 디자인이나 광학 설계의 관점에서, 차량용 전조등(500)에 있어서의 광원 모듈(10)의 위치가 설정된 후에, 각각의 광원 모듈(10)을 보다 용이하게 배선할 수 있다.
또, 본 예에 있어서, 광원 모듈(10a, 10b, 10c)은 각각 거의 같은 발광 면적을 갖는 반도체 발광 소자(12)를 다른 개수로 구비하고, 광원 모듈(10a)이 구비한 복수의 반도체 발광 소자(12)는 직렬로 접속되며, 광원 모듈(10b, 10c)이 구비하는 복수의 반도체 발광 소자(12)는 병렬로 접속된다. 이에 대하여, 다른 예로서, 광원 모듈(10a, 10b, 10c) 각각은 하나의 반도체 발광 소자(12)를 구비하고, 광원 모듈(10a)이 구비한 반도체 발광 소자(12)의 발광 면적이 광원 모듈(10b, 10c)이 구비한 반도체 발광 소자(12)의 발광 면적보다 작아도 된다. 이러한 구성에 있어서도, 점등 회로(700)가 광원 모듈(10a, 10b, 10c)에 거의 같은 전류를 공급하는 경우에, 광원 모듈(10a)은 광원 모듈(10b, 10c) 보다도 휘도가 높은 광을 발생할 수 있다.
또한, 다른 예로서, 광원 모듈(10a, 10b, 10c) 각각은 발광 면적이 거의 같은 하나의 반도체 발광 소자(12)를 구비하고, 점등 회로(700)는 광원 모듈(10b, 10c)에 공급하는 전류보다도 큰 전류를 광원 모듈(10a)에 공급해도 된다. 이 경우도, 광원 모듈(10a)은 광원 모듈(10b, 10c)보다도 휘도가 높은 광을 발생시킬 수 있다.
또 다른 예로서, 광원 모듈(10a, 10b, 10c)은 각각 발광 면적이 거의 같은 복수의 반도체 발광 소자(12)를 구비하고, 광원 모듈(10a)이 구비한 복수의 반도체 발광 소자(12)는 광원 모듈(10b, 10c) 각각이 구비한 복수의 반도체 발광 소자(12)보다도 많은 개수가 직렬로 접속되며, 광원 모듈(10b, 10c) 각각이 구비한 복수의 반도체 발광 소자(12)는 병렬로 접속되어도 된다. 이러한 구성에 있어서도, 점등 회로(700)가 광원 모듈(10a, 10b, 10c)에 거의 같은 전류를 공급하는 경우에, 광원 모듈(10a)은 광원 모듈(10b, 10c)보다도 휘도가 높은 광을 발생시킬 수 있다.
도 15는 제1 실시예에 있어서의 차량용 전조등(500)의 접속의 또 다른 예를 도시한다. 또, 이하에 설명하는 점을 제외하고, 도 15에 있어서, 도 12와 동일한 부호를 붙인 구성은 도 12에 있어서의 구성과 동일하거나 또는 같은 양태의 기능을 갖기 때문에 설명을 생략한다. 차량용 전조등(500)은 저항(140)을 더 구비한다. 본 예에 있어서, 광원 모듈(10b, 10c)이 각각 구비하는 4개의 반도체 발광 소자(12)는 직렬로 접속된다. 대확산 유닛(120)이 구비하는 3개의 광원 모듈(10c)은 직렬로 접속된다. 2개의 중확산 유닛(110)과 저항(140)은 직렬로 접속되고, 직렬로 접속된 2개의 중확산 유닛(110)과 저항(140)은 1개의 대확산 유닛(120)과 병렬로 접속된다. 3개의 집광 유닛(100)은 직렬로 접속되고, 집광 유닛(100)과 대확산 유닛(120)은 직렬로 접속된다. 여기에서, 저항(140)의 저항치는 중확산 유닛(110) 및 대확산 유닛(120)에 흐르는 전류치가 거의 같게 되도록 설정된다. 본 예에 있어서도, 다른 휘도의 광을 발생시키는 복수의 광원 모듈(10)을 적은 배선으로 점등 시킬 수 있기 때문에, 차량용 전조등(500)을 소형화할 수 있다.
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 전조등(500)의 구성의 일례를 도시하는 정면도이다. 또, 이하에서 설명하는 점을 제외하고, 도 16에 있어서 도 1과 동일한 부호를 붙인 구성은 도 1의 구성과 동일하거나 같은 양태의 기능을 갖기 때문에 설명을 생략한다. 본 예에 있어서, 차량용 전조등(500)은 3개의 집광 유닛(100), 4개의 중확산 유닛(110) 및 6개의 대확산 유닛(130)을 구비한다. 대확산 유닛(130)은 환형으로, 중확산 유닛(110)보다도 작은 직경을 갖는다. 대확산 유닛(130)은 집광 유닛(100)보다도 광도가 낮은 광을 조사하지만, 집광 유닛(100)보다도 발광효율이 높다. 대확산 유닛(130)은 6개로, 배광 패턴에 있어서의 좌우 방향으로 가장 넓은 영역인 제4 배광 패턴(606)(도 7 참조)을 형성하도록 구성된다.
도 17은 제2 실시예에 있어서의 차량용 전조등(500)의 접속의 일례를 보여준다. 또, 이하에 설명하는 점을 제외하고, 도 17에 있어서 도 12와 동일한 부호를 붙인 구성은 도 12에 있어서의 구성과 동일하거나 같은 양태의 기능을 갖기 때문에 설명을 생략한다. 광원 열(506)은 직렬로 접속된 4개의 중확산 유닛(110)과 1개의 대확산 유닛(130)을 구비한다. 광원 열(508)은 직렬로 접속된 5개의 대확산 유닛(130)을 구비한다. 광원 열(510)은 병렬로 접속된 광원 열(506)과 광원 열(508)을 구비한다. 직렬로 접속된 3개의 집광 유닛(100)과 광원 열(510)은 직렬로 접속된다. 대확산 유닛(130)은 광원 모듈(10d)를 구비한다. 광원 모듈(10a), 광원 모듈(10b) 및 광원 모듈(10d) 각각은 직렬로 접속된 2개의 반도체 발광 소자(12)를 구 비한다. 본 예에 있어서, 중확산 유닛(110) 및 대확산 유닛(130) 각각에 정격 순방향 전류가 흐르는 경우의 전압 강하는 거의 같다. 그 때문에, 광원 열(506) 및 광원 열(508) 각각에 정격의 순방향 전류가 흐른 경우의 전압 강하는 거의 같다. 이에 의해, 집광 유닛(100)이 구비한 반도체 발광 소자(12)로 흐르는 전류는 중확산 유닛(110) 및 대확산 유닛(130) 각각이 구비하는 반도체 소자(12)에 흐르는 전류의 2배가 된다. 그 때문에, 광원 모듈(10a)은 광원 모듈(10b, 10d) 보다도 휘도가 높은 광을 발생시킨다. 따라서, 본 예에 있어서도, 다른 휘도의 광을 발생시키는 복수의 광원 모듈(10)을 적은 배선으로 점등시킬 수 있기 때문에, 차량용 전조등(500)을 소형화할 수 있다.
도 18은 본 발명의 제3 실시예에 있어서의 차량용 전조등(500)의 접속의 일례를 보여준다. 또, 이하에서 설명하는 점을 제외하고, 도 18에 있어서 도 12와 동일한 부호를 붙인 구성은 도 12에 있어서의 구성과 동일하거나 같은 양태의 기능을 갖기 때문에 설명을 생략한다. 차량용 전조등(500)은 3개의 집광 유닛(100), 2개의 중확산 유닛(110) 및 3개의 대확산 유닛(130)을 구비한다. 집광 유닛(100), 중확산 유닛(110) 및 대확산 유닛(130) 각각은 일단이 점등 회로(700)의 기준 전위 단자에 접속되고 타단이 저항(142)을 통해 점등 회로(700)의 플러스 전위 단자에 접속된다. 대확산 유닛(130)은 광원 모듈(10d)을 구비한다. 각 저항(142)의 저항치는, 점등 회로(700)에 의해서 광원 모듈(10) 각각을 원하는 광량으로 점등시키기 위한 정격 전압이 인가된 경우에, 광원 모듈(10) 각각에 흐르는 정격 순방향 전류에 따라서 저항(142)에 발생하는 전압 강하에 의해서 광원 모듈(10) 각각을 정격 순방향 전압으로 유지하도록 설정된다. 광원 모듈(10a)은 직렬로 접속된 2개의 반도체 발광 소자(12)를 구비한다. 광원 모듈(10b, 10d) 각각은 4개의 반도체 발광 소자(12)를 구비하고, 2개씩 직렬로 접속된 것이 병렬로 접속된다. 광원 모듈(10a, 10b, 10d) 각각이 갖는 반도체 발광 소자(12)의 발광 면적은 거의 같다. 또한, 본 예에 있어서, 광원 모듈(10a, 10b, 10d) 각각에 정격 순방향 전류가 흐르는 경우에 발생하는 정격 순방향 전압은 거의 같다.
여기에서, 광원 모듈(10a, 10b, 10d) 각각에 저항(142)을 통해 정격 전압이 인가된 경우, 광원 모듈(10a)이 갖는 반도체 발광 소자(12)에는 광원 모듈(10b, 10d)이 구비하는 반도체 발광 소자(12)에 흐르는 전류보다도 큰 전류가 흐른다. 각각의 광원 모듈(10)이 구비하는 반도체 발광 소자(12)의 발광 면적은 거의 같기 때문에, 광원 모듈(10a)은 광원 모듈(10b, 10d)보다도 휘도가 높은 광을 발생시킨다. 이에 따라, 단일 전압을 발생시키는 점등 회로(700)를 이용하여, 다른 휘도의 광을 발생시키는 복수의 광원 모듈(10)을 점등시킬 수 있다. 따라서, 차량용 전조등(500)의 배선을 감소시킬 수 있다. 또한, 광원 모듈(10) 각각에 정격 순방향 전류가 흐르는 경우의 정격 순방향 전압은 거의 같기 때문에, 각 저항(l42)에서 발생하는 전압 강하를 작게 할 수 있다. 그 때문에, 점등 회로(700)의 출력 전압을 광원 모듈(10)의 정격 순방향 전압 부근까지 낮게 할 수 있다. 따라서, 점등 회로(700)를 저렴하게 구성할 수 있는 동시에, 감전을 방지할 수 있다.
또, 본 예에 있어서, 차량용 전조등(500)은 두 종류의 다른 광도의 광을 조사하는 복수의 광원 유닛을 구비하지만, 다른 예로서 세 종류 이상이 다른 광도의 광을 조사하는 복수의 광원 유닛을 구비해도 된다. 이에 의해, 배광 패턴을 보다 높은 정밀도로 형성할 수 있다.
상기 설명으로부터 분명한 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 복수의 광원 유닛을 용이하게 배선할 수 있음과 동시에 안정성이 높은 차량용 전조등(500)을 제공할 수 있다.
이상, 본 발명을 실시예를 이용하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시예로 기재된 범위로는 한정되지 않는다. 상기 실시예에 다양한 변경 또는 개량을 가하는 것이 가능한 것이 당업자에게는 명백하다. 그와 같은 변경 또는 개량을 가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있는 것이 특허청구범위의 기재로부터 명백하다.
본 발명에 따르면, 복수의 광원 유닛을 용이하게 배선할 수 있음과 동시에 안정성이 높은 차량용 전조등을 제공할 수 있다.

Claims (4)

  1. 차량에 이용되는 차량용 전조등으로서,
    복수의 반도체 발광 소자를 갖는 제1 광원 모듈과,
    상기 제1 광원 모듈과 직렬로 접속되며, 상기 제1 광원 모듈보다도 적은 개수의 반도체 발광 소자를 구비하고, 상기 제1 광원 모듈과 거의 같은 전류가 흐르는 경우에 상기 제1 광원 모듈보다도 휘도가 높은 광을 발생시키는 제2 광원 모듈
    을 구비하는 차량용 전조등.
  2. 제1항에 있어서, 상기 차량용 전조등은
    복수의 상기 제1 광원 모듈과,
    복수의 상기 제2 광원 모듈과,
    상기 제1 광원 모듈이 발생시키는 광을 상기 차량용 전조등의 배광 패턴 영역에 조사(照射)하는 제1 광학 부재와,
    상기 제2 광원 모듈이 발생시키는 광을 상기 제1 광학 부재에 의해서 조사되는 영역보다도 좁은 영역에 조사하는 제2 광학 부재
    를 더 구비하고, 상기 제1 광원 모듈과 상기 제2 광원 모듈이 직렬로 접속된, 복수의 광원 열들이 병렬로 접속되어 있고,
    상기 제1 광학 부재 및 상기 제2 광학 부재는 상기 제1 광원 모듈 및 상기 제2 광원 모듈 각각에 설치되어 있는 것인 차량용 전조등.
  3. 제1항에 있어서, 상기 차량용 전조등은
    상기 제2 광원 모듈이 발생시키는 광을 상기 차량용 전조등의 배광 패턴 영역에 조사하는 제2 광학 부재와,
    상기 제1 광원 모듈이 발생시키는 광을 상기 제2 광학 부재에 의해서 조사되는 영역보다도 넓고, 차량의 좌우 방향으로 긴 영역에 조사하는 제1 광학 부재
    를 더 구비하며, 상기 제1 광원 모듈이 갖는 복수의 반도체 발광 소자는 차량에 탑재된 경우에, 차량의 좌우 방향으로 거의 수평으로 나란하게 배열되는 것인 차량용 전조등.
  4. 차량에 이용되는 차량용 전조등으로서,
    반도체 발광 소자를 구비한 제1 광원 모듈과,
    상기 제1 광원 모듈과 병렬로 접속되고, 상기 제1 광원 모듈보다도 적은 개수의 반도체 발광 소자
    를 구비하며, 상기 제1 광원 모듈과 거의 같은 전압이 인가되는 경우에, 상기 제1 광원 모듈이 구비하는 반도체 발광 소자에 흐르는 전류보다도 큰 전류가 반도체 발광 소자에 흐르는 제2 광원 모듈을 구비하는 차량용 전조등.
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