KR20080087657A - 차량용 전조등의 등기구 유닛 - Google Patents

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KR20080087657A
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가부시키가이샤 고이토 세이사꾸쇼
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Abstract

본 발명은 차량용 전조등의 등기구 유닛으로서, 발광 소자를 광원으로 하는 프로젝터형의 등기구 유닛을 채용한 경우에 있어서, 그 발광 소자가, 서로 차 폭 방향으로 인접하게 배치된 복수의 발광 칩을 갖는 구성으로 되어 있는 경우에 있어서도, 배광 불균일의 발생을 억제하는 것을 과제로 한다.
리플렉터(16)로부터의 반사광 중 일부를 상방측으로 반사시키는 미러 부재(18)의 상향 반사면(18a)에 있어서의, 투영 렌즈(12)의 후측 초점(F)으로부터 후방측으로 떨어진 위치에, 확산 반사부(30)를 형성한다. 이에 따라, 발광 소자(14)가, 차 폭 방향으로 인접하게 배치된 한 쌍의 발광 칩(14aL, 14aR)을 갖는 구성으로 되어 있음에도 불구하고, 리플렉터(16)의 반사면(16a)에 있어서의 광축(Ax)의 바로 위에 가까운 중앙 반사 영역으로부터의 반사광에 의해 형성되는 빛에 의해, 양 발광 칩(14aL, 14aR) 상호간의 간극(G)이, 세로줄 형상의 암부(暗部)로서 투영되어 버리는 것을 미연에 방지한다.
Figure P1020080015781
차량용 전조등, 등기구 유닛, 리플렉터, 배광, 암부

Description

차량용 전조등의 등기구 유닛{LAMP UNIT FOR VEHICULAR HEADLAMP}
본원 발명은, 차량용 전조등의 등기구 유닛에 관한 것으로, 특히 발광 소자를 광원으로 하는 프로젝터형의 등기구 유닛에 관한 것이다.
최근, 차량용 전조등에 있어서도, 발광 다이오드 등의 발광 소자를 광원으로 하는 등기구 유닛이 채용되도록 되어 오고 있다.
예컨대 「특허 문헌 1」에는, 차량 전후 방향으로 연장되는 광축상에 배치된 투영 렌즈와, 이 투영 렌즈의 후측 초점보다도 후방측이며 광축 근방에서 상향으로 배치된 발광 소자와, 이 발광 소자를 상방측에서 덮도록 배치되며, 상기 발광 소자로부터의 빛을 전방을 향하여 광축쪽으로 반사시키는 리플렉터를 구비한, 이른바 프로젝터형의 등기구 유닛이 기재되어 있다.
이때, 이 「특허 문헌 1」에 기재된 등기구 유닛은, 리플렉터와 투영 렌즈 사이에, 리플렉터로부터의 반사광 중 일부를 상방측으로 반사시키는 상향 반사면을 갖는 미러 부재가 설치되어 있으며, 그 발광 소자로서, 서로 차 폭 방향으로 인접하게 배치된 복수의 발광 칩을 갖는 발광 소자가 사용되고 있다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2006-335328호 공보
상기 「특허 문헌 1」에 기재되어 있는 바와 같은 미러 부재를 구비한 프로젝터형의 등기구 유닛을 채용하면, 발광 소자의 광원 광속을 높이고, 발광 소자로부터의 빛에 대한 광속 이용률을 높이는 것이 가능해지며, 이에 따라 배광 패턴의 밝기를 충분히 확보하는 것이 가능해진다.
그러나, 프로젝터형의 등기구 유닛에서는, 그 투영 렌즈의 후측 초점면상에 형성되는 광원상을, 반전상으로서 등기구 전방의 가상 연직 스크린상에 투영하도록 되어 있기 때문에, 그 광원으로서, 서로 차 폭 방향으로 인접하게 배치된 복수의 발광 칩을 갖는 발광 소자를 사용하도록 한 경우에는, 리플렉터에서의 광축의 바로 위에 가까운 중앙 반사 영역으로부터의 반사광에 의해 형성되는 광원상은, 발광 칩 상호간의 간극을 갖게 된다. 이 때문에, 이 간극이, 세로줄 형상의 암부로서 투영되어 버려, 이에 따라 배광 패턴에 배광 불균일을 발생시켜 버린다는 문제가 있다.
본원 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 차량용 전조등의 등기구 유닛으로서, 발광 소자를 광원으로 하는 프로젝터형의 등기구 유닛을 채용한 경우에 있어서, 그 발광 소자가, 서로 차 폭 방향으로 인접하게 배치된 복수의 발광 칩을 갖는 구성으로 되는 경우에서도, 배광 불균일의 발생을 억제할 수 있는 등기구 유닛을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본원 발명은, 리플렉터로부터의 반사광 중 일부를 상방측으로 반사시키는 미 러 부재를 구비한 구성에 있어서, 그 미러 부재의 구성을 고안함으로써, 상기 목적달성을 도모하도록 한 것이다.
즉, 본원 발명에 따른 차량용 전조등의 등기구 유닛은,
차량 전후 방향으로 연장되는 광축상에 배치된 투영 렌즈와, 이 투영 렌즈의 후측 초점보다도 후방측이며 상기 광축 근방에서 상향으로 배치된 발광 소자와, 이 발광 소자를 상방측에서 덮도록 배치되며, 상기 발광 소자로부터의 빛을 전방을 향하여 상기 광축쪽으로 반사시키는 리플렉터를 구비하여 이루어지는 차량용 전조등의 등기구 유닛에 있어서,
상기 발광 소자는 서로 차 폭 방향으로 인접하게 배치된 복수의 발광 칩을 갖고 있으며,
상기 리플렉터와 상기 투영 렌즈 사이에, 상기 리플렉터로부터의 반사광 중 일부를 상방측으로 반사시키는 상향 반사면을 갖는 미러 부재가 설치되어 있고,
상기 상향 반사면에, 상기 광축이 차 폭 방향으로 걸쳐지도록, 상기 리플렉터로부터의 반사광을 확산 반사시키는 확산 반사부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본원 발명에 따른 등기구 유닛으로부터의 조사광에 의해 형성되는 배광 패턴은, 특별히 한정되는 것은 아니며, 로우빔용 배광 패턴이어도 좋고, 하이빔용 배광 패턴이어도 좋다.
상기 「발광 소자」란, 대략 점 형상으로 면발광하는 발광 칩을 갖는 소자 형상의 광원을 의미하는 것이며, 그 종류는 특별히 한정되는 것은 아니고, 예컨대, 발광 다이오드나 레이저 다이오드 등이 채용 가능하다. 이때, 이 「발광 소자」는, 서로 차 폭 방향으로 인접하게 배치된 복수의 발광 칩을 갖고 있으나, 이들 각 발광 칩의 형상이나 크기 및 각 발광 칩 상호간의 간격 등의 구체적인 구성은 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 이 「발광 소자」는 광축 근방에 있어서 상향으로 배치되어 있으나, 반드시 연직 상향으로 배치되어 있을 필요는 없다.
상기 「확산 반사부」는 리플렉터로부터의 반사광을 확산 반사시키도록 구성된 것이면, 그 구체적인 구성 및 그 형성 위치는 특별히 한정되는 것은 아니다.
상기 구성에 나타내는 바와 같이, 본원 발명에 따른 차량용 전조등의 등기구 유닛은, 발광 소자를 광원으로 하는 프로젝터형의 등기구 유닛으로서 구성되어 있으나, 그 리플렉터와 투영 렌즈 사이에는, 리플렉터로부터의 반사광 중 일부를 상방측으로 반사시키는 상향 반사면을 갖는 미러 부재가 설치되어 있기 때문에, 발광 소자로부터의 빛에 대한 광속 이용률을 높일 수 있으며, 그 발광 소자가 복수의 발광 칩을 구비하고 있기 때문에, 발광 소자의 광원 광속을 높일 수 있어, 이에 따라 배광 패턴의 밝기를 충분히 확보할 수 있다.
이때, 복수의 발광 칩은, 서로 차 폭 방향으로 인접하도록 해서 배치되어 있기 때문에, 리플렉터에서의 광축의 바로 위에 가까운 중앙 반사 영역으로부터의 반사광에 의해 형성되는 광원상은, 발광 칩 상호간의 간극을 갖게 되지만, 미러 부재의 상향 반사면에는 리플렉터로부터의 반사광을 확산 반사시키는 확산 반사부는 광축이 차 폭 방향으로 걸쳐지도록 형성되어 있기 때문에, 이 확산 반사부에서 반사 된 리플렉터의 중앙 반사 영역으로부터의 빛에 의해 형성되는 광원상은 발광 칩 상호간의 간극이 메워진 것이 되어, 이 간극이 세로줄 형상의 암부로서 투영되어 버리는 것을 미연에 방지할 수 있다. 그리고 이에 따라, 배광 패턴에 배광 불균일이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
이와 같이 본원 발명에 따르면, 차량용 전조등의 등기구 유닛으로서, 발광 소자를 광원으로 하는 프로젝터형의 등기구 유닛을 채용한 경우에 있어서, 그 발광 소자는 서로 차 폭 방향으로 인접하게 배치된 복수의 발광 칩을 갖는 구성으로 되어 있는 경우에서도, 배광 불균일의 발생을 억제할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 확산 반사부를, 전후 방향으로 연장되는 복수의 홈부를 차 폭 방향으로 서로 인접하게 형성함으로써 구성하면, 이들 각 홈부로부터의 반사광을 수평 확산광으로 할 수 있다. 이 때문에, 이 확산 반사부에서 반사된 리플렉터의 중앙 반사 영역으로부터의 빛에 의해 형성되는 배광 패턴을 가로로 긴 배광 패턴으로 할 수 있다. 그리고 이에 따라, 배광 불균일의 발생을 한층 효과적으로 억제할 수 있다.
이때, 복수의 홈부 중, 광축으로부터 떨어진 위치에 있는 각 홈부를, 광축에서 멀어지는 방향을 향하여 서서히 높이가 낮아지는 상향 사면을 갖는 구성으로 하면, 다음과 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.
즉, 리플렉터로부터의 반사광은 광축쪽의 방향을 향하는 빛으로 되기 때문에, 리플렉터의 좌측 반사 영역으로부터의 반사광은 주로 광축의 좌측에 위치하는 홈부에 입사되고, 리플렉터의 우측 반사 영역으로부터의 반사광은 주로 광축의 우 측에 위치하는 홈부에 입사된다. 그래서, 복수의 홈부 중, 광축으로부터 떨어진 위치에 있는 각 홈부를, 광축에서 멀어지는 방향을 향하여 서서히 높이가 낮아지는 상향 사면을 갖는 구성으로 함으로써, 각 홈부로부터의 반사광이 수평 확산광이 됨에도 불구하고, 그 반사광을 투영 렌즈에 입사시킬 수 있다. 그리고 이에 따라, 광원 광속의 유효 이용을 도모할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 「확산 반사부」의 형성 위치가 특별히 한정되지 않는 것은 상술한 바와 같으나, 그 전단 가장자리의 위치는 투영 렌즈의 후측 초점으로부터 1 ㎜ 내지 4 ㎜의 위치가 되도록 설정하면, 차량 전방 노면의 비교적 근거리 영역(즉, 배광 불균일이 눈에 띄는 영역)을 향하는 빛을 확산시킬 수 있기 때문에, 배광 불균일의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 상기 미러 부재를 그 상향 반사면의 전단 가장자리가 투영 렌즈의 후측 초점을 통과하도록 형성하면, 이 전단 가장자리의 반전 투영상으로서의 컷오프 라인을 상단부에 갖는 로우빔용 배광 패턴을 형성하는 것이 가능해지는데, 이렇게 한 경우에 있어서, 확산 반사부의 전단 가장자리의 위치를 투영 렌즈의 후측 초점으로부터 1 ㎜ 내지 4 ㎜의 위치가 되도록 설정해 두면, 상향 반사면에서의 확산 반사부보다도 전방측에 위치하는 부분은, 상향 반사면으로서의 기능이 확보되기 때문에, 상향 반사면의 전단 가장자리에 의해 형성되는 컷오프 라인을 선명하게 형성할 수 있으며, 배광 불균일의 발생을 억제할 수 있다.
이하, 도면을 사용하여, 본원 발명의 실시형태에 대해서 설명한다.
도 1은 본원 발명의 일실시형태에 따른 등기구 유닛(10)을 도시하는 정면도이다. 또한, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도이고, 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 단면도이다.
이들 도면에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 등기구 유닛(10)은 차량 전후 방향으로 연장되는 광축(Ax)상에 배치된 투영 렌즈(12)와, 이 투영 렌즈(12)의 후측 초점(F)보다도 후방측에 배치된 발광 소자(14)와, 이 발광 소자(14)를 상방측에서 덮도록 배치되며, 상기 발광 소자(14)로부터의 빛을 전방을 향하여 광축(Ax)쪽으로 반사시키는 리플렉터(16)와, 이 리플렉터(16)와 투영 렌즈(12) 사이에 배치되며, 상기 리플렉터(16)로부터의 반사광 중 일부를 상방측으로 반사시키는 미러 부재(18)를 구비하여 이루어져 있다.
이 등기구 유닛(10)은, 차량용 전조등의 일부로서 삽입된 상태로 사용되게 되어 있으며, 차량용 전조등에 삽입된 상태에서는, 그 광축(Ax)이 차량 전후 방향에 대하여 0.5° 내지 0.6°정도 하향의 방향으로 연장된 상태로 배치되게 되어 있다. 그리고, 이 등기구 유닛(10)은, 좌측 배광의 로우빔용 배광 패턴을 형성하기 위한 광 조사를 행하도록 되어 있다.
투영 렌즈(12)는 전방측 표면이 볼록면이고 후방측 표면이 평면인 평볼록 비구면 렌즈로 이루어지며, 그 후측 초점면(즉, 후측 초점(F)을 포함하는 초점면)상에 형성되는 광원상을, 반전상으로서, 등기구 전방의 가상 연직 스크린상에 투영하도록 되어 있다. 이 투영 렌즈(12)는, 미러 부재(18)의 전방측에 위치되어 상기 미러 부재(18)와 일체적으로 형성된 링 형상의 렌즈 홀더(18A)에 고정되어 있다.
발광 소자(14)는 백색 발광 다이오드로서, 1 ㎜×2 ㎜ 정도 크기의 직사각형의 발광면을 갖는 한 쌍의 발광 칩(14aL, 14aR)과, 이들 한 쌍의 발광 칩(14aL, 14aR)을 지지하는 기판(14b)으로 이루어져 있다. 그리고, 이 발광 소자(14)는 미러 부재(18)로부터 후방으로 연장 형성된 후방 연장부(18B)의 상면에 형성된 오목부에 위치 결정되어서 고정되어 있다.
이때, 이 발광 소자(14)에서의 한 쌍의 발광 칩(14aL, 14aR)은, 그 짧은 변 부분을 마주보게 하도록 해서 배치되어 있으며, 각 발광 칩(14aL, 14aR)은, 그 발광면을 덮도록 형성된 박막에 의해 각각 밀봉되어 있다. 그리고, 이 발광 소자(14)는,그 한 쌍의 발광 칩(14aL, 14aR)이 서로 차 폭 방향으로 인접하게 한 상태로, 양 발광 칩(14aL, 14aR)의 발광 중심(즉 양 발광 칩(14aL, 14aR) 사이의 간극(G)의 중심)을 광축(Ax)상에 위치시킨 상태로, 양 발광 칩(14aL, 14aR)이 연직 상향이 되도록 배치되어 있다.
리플렉터(16)의 반사면(16a)은 광축(Ax)과 동축의 장축을 가지며 발광 소자(14)의 발광 중심을 제1 초점으로 하는 대략 타원면 형상의 곡면으로 구성되어 있고, 그 이심률(離心率)이 연직 단면으로부터 수평 단면을 향하여 서서히 커지도록 설정되어 있다. 그리고, 이 반사면(16a)은 발광 소자(14)로부터의 빛을, 연직 단면 내에서는 투영 렌즈(12)의 후측 초점(F)의 약간 전방에 위치하는 점에 수속시키고, 수평 단면 내에서는 그 수속 위치를 후측 초점(F)으로부터 상당히 전방으로 변위시키도록 구성되어 있다. 이 리플렉터(16)는 그 반사면(16a)의 둘레 가장자리 하단부가 미러 부재(18)의 후방 연장부(18B)의 상면에 고정되어 있다.
미러 부재(18)는 수평 방향으로 연장되는 대략 평판 형상의 부재로서 구성되어 있으며, 그 상면은 후측 초점(F)의 위치로부터 광축(Ax)을 따라서 후방으로 연장되는 상향 반사면(18a)으로서 구성되어 있다. 그리고, 이 미러 부재(18)는 그 상향 반사면(18a)에서, 리플렉터(16)로부터의 반사광 중 일부를 상방측으로 반사시키도록 되어 있다. 이 상향 반사면(18a)은 미러 부재(18)의 상면에 알루미늄 증착 등에 의한 경면 처리를 실시함으로써 형성되어 있다.
이 상향 반사면(18a)의 전단 가장자리(18b)는 투영 렌즈(12)의 후측 초점면을 따라서 연장되게 형성되어 있다. 즉, 이 전단 가장자리(18b)는 평면에서 보아 후측 초점(F)으로부터 광축(Ax)의 양측을 향하여 서서히 전방측으로 변위하도록 만곡해서 형성되어 있다.
또한, 이 상향 반사면(18a)은, 광축(Ax)보다도 자차선측인 좌측(등기구 정면에서 보아 우측)에 위치하는 좌측 영역이 광축(Ax)을 포함하는 제1 수평면(18a1)으로 구성되어 있고, 광축(Ax)보다도 대향 차선측인 우측에 위치하는 우측 영역이 광축으로부터 비스듬히 하방으로 연장되는 중간 사면(18a3)을 통하여 좌측 영역보다도 한단 낮은 제2 수평면(18a2)으로 구성되어 있다. 단, 우측 영역에서의 후측 초점(F)으로부터 충분히 떨어진 우단 부분 및 후방 연장부(18B)는 좌측 영역을 구성하는 제1 수평면(18a1)과 동일면으로 형성되어 있다. 이때, 중간 사면(18a3)의 하향 경사 각도는 15°로 설정되어 있으며, 제2 수평면(18a2)은 제1 수평면(18a1)에 대하여 0.4 ㎜ 정도 하방에 위치하도록 형성되어 있다.
도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 리플렉터(16)의 반사면(16a)에서 반사 된 발광 소자(14)로부터의 빛은 전방을 향해서 광축(Ax)쪽으로 반사되어, 투영 렌즈(12)의 하부 영역에 입사되지만, 그 중 일부는 미러 부재(18)의 상향 반사면(18a)에 입사되고, 이 상향 반사면(18a)에서 반사되고 나서, 투영 렌즈(12)의 상부 영역에 입사된다. 그리고, 투영 렌즈(12)의 하부 영역 및 상부 영역에 입사된 빛은 모두 하향 광으로서 투영 렌즈(12)로부터 전방으로 출사된다.
이 상향 반사면(18a)에는, 그 전단 가장자리(18b)로부터 후방측으로 떨어진 위치에, 리플렉터(16)로부터의 반사광을 확산 반사시키는 확산 반사부(30)가 형성되어 있다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 취한 단면 상세도이다. 또한, 도 5는 확산 반사부(30)를 그 전방 좌측에서 비스듬히 상방에서 보아 도시하는 사시도이다.
이들 도면에서도 도시하는 바와 같이, 확산 반사부(30)는 광축(Ax)을 중심으로 하여, 상향 반사면(18a)의 중간 사면(18a3)을 차 폭 방향으로 걸쳐지게, 그 제1 및 제2 수평면(18a1, 18a2)까지 연장되도록 형성되어 있으며, 구체적으로는, 이 확산 반사부(30)는 좌우 폭 15 ㎜ 내지 25 ㎜(예컨대, 20 ㎜), 전후 폭 5 ㎜ 내지 10 ㎜(예컨대, 7 ㎜)의 가로로 긴 직사각형 영역에 형성되어 있으며, 그 전단 가장자리의 위치는 후측 초점(F)으로부터 1 ㎜ 내지 4 ㎜(예컨대, 2 ㎜)의 위치에 설정되어 있다.
이 확산 반사부(30)는, 전후 방향으로 연장되는 복수의 홈부(30a, 30b, 30c)를 차 폭 방향으로 서로 인접하게 형성함으로써 구성되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 이들 복수의 홈부(30a, 30b, 30c)로서, 광축(Ax)의 양측에 10개씩 합계 20 개의 홈부가 형성되어 있다.
이때, 광축(Ax)의 좌측에 형성된 10개의 홈부(30a)는 제1 수평면(18a1)에 위치하고 있으며, 광축(Ax)의 바로 우측에 형성된 1개의 홈부(30b)는 중간 사면(18a3)에 위치하고 있고, 그 우측에 형성된 9개의 홈부(30c)는 제2 수평면(18a2)에 위치하고 있다.
10개의 홈부(30a)는 모두 동일한 단면 형상으로 형성되어 있으며, 대략 톱니 형상으로 배치되어 있다. 이때, 각 홈부(30a)는 좌측 상향으로 경사진(즉, 중간 사면(18a3)과는 반대측으로 경사진) 상향 사면(30a1)을 갖고 있으며, 그 단면 형상은 상향 원호 형상으로 설정되어 있다. 그리고, 이들 각 홈부(30a)는 그 상향 사면(30a1)의 단부 가장자리가 제1 수평면(18a1)보다도 약간 하방에 위치하도록 형성되어 있다.
이들 10개의 홈부(30a)는 광축(Ax)보다도 좌측에 위치하고 있기 때문에, 이들 각 홈부(30a)에는, 주로 리플렉터(16)의 반사면(16a)에서의 광축(Ax)보다도 좌측의 영역에서 반사된 발광 소자(14)로부터의 빛이, 비스듬히 우향의 빛으로서 입사되지만, 이들 각 홈부(30a)의 상향 사면(30a1)은, 좌측 상향으로 경사져 있기 때문에, 이 상향 사면(30a1)에서 반사된 리플렉터(16)로부터의 빛은, 수평 방향으로 확산한 빛으로 됨에도 불구하고, 투영 렌즈(12)에 확실하게 입사된다.
한편, 9개의 홈부(30c)는 모두 동일한 단면 형상으로 형성되어 있으며, 대략 톱니 형상으로 배치되어 있다. 이때, 각 홈부(30c)는 우측 상향으로 경사진(즉 중간 사면(18a3)과 동일한 측으로 경사진) 상향 사면(30c1)을 갖고 있으며, 그 단면 형상은 상향 원호 형상으로 설정되어 있다. 그리고, 이들 각 홈부(30c)는 그 상향 사면(30c1)의 상단 가장자리가 제2 수평면(18a2)보다도 약간 하방에 위치하도록 형성되어 있다.
이들 9개의 홈부(30c)는 광축(Ax)보다도 우측에 위치하고 있기 때문에, 이들 각 홈부(30c)에는, 주로 리플렉터(16)의 반사면(16a)에서의 광축(Ax)보다도 우측의 영역에서 반사된 발광 소자(14)로부터의 빛이 비스듬히 좌향의 빛으로서 입사되지만, 이들 각 홈부(30c)의 상향 사면(30c1)은 우측 상향으로 경사져 있기 때문에, 이 상향 사면(30c1)에서 반사된 리플렉터(16)로부터의 빛은 수평 방향으로 확산하는 빛으로 됨에도 불구하고, 투영 렌즈(12)에 확실하게 입사된다.
나머지 1개의 홈부(30b)는 좌측 상향으로 경사진(즉 중간 사면(18a3)과는 반대측으로 경사진) 상향 사면(30b1)을 갖고 있으며, 그 단면 형상은 상향 원호 형상으로 설정되어 있다. 그리고, 이 홈부(30b)는, 그 상향 사면(30b1)의 상단 가장자리가 제2 수평면(18a2)보다도 약간 하방에 위치하도록 형성되어 있다.
이 홈부(30b)는 광축(Ax)의 우측에 인접한 위치에 있기 때문에, 이 홈부(30b)에는, 리플렉터(16)의 반사면(16a)에서의 광축(Ax)의 우측 근방의 영역에서 반사된 발광 소자(14)로부터의 빛이 평면에서 보아 광축(Ax)과 대략 평행한 빛으로서 입사되지만, 이 홈부(30b)의 상향 사면(30b1)은 좌측 상향으로 경사져 있기 때문에, 이 상향 사면(30b1)에서 반사된 리플렉터(16)로부터의 빛은 약간 좌측으로 치우쳐서 수평 방향으로 확산하는 빛으로 되어, 투영 렌즈(12)에 입사되고, 이 투영 렌즈(12)로부터는 약간 우측으로 치우쳐서 수평 방향으로 확산하는 빛으로서 전 방으로 출사된다.
도 6은 도 3의 주요부 상세도로서, 리플렉터(16)의 반사면(16a)에서의 광축(Ax)의 바로 위에 가까운 중앙 반사 영역에 위치하는 점(R)에서 반사되어 확산 반사부(30)에 입사되는 발광 소자(14)로부터의 빛을 채용하여 도시하는 도면이다.
동(同) 도면에 도시하는 바와 같이, 점(R)은 광축(Ax)의 바로 위로부터 약간 좌측으로 변위하고 있으나, 이 점에서 반사된 발광 소자(14)로부터의 빛은 전체로서는, 평면에서 보아 광축(Ax)과 대략 평행한 방향을 향하여 반사된다.
단, 이 발광 소자(14)에서의 한 쌍의 발광 칩(14aL, 14aR)은 광축(Ax) 에 대하여 차 폭 방향으로 변위하고 있기 때문에, 광축(Ax)의 좌측에 위치하는 발광 칩(14aL)으로부터의 빛은 점(R)에서 반사되어서 우측 방향으로 진행하여, 광축(Ax)보다도 우측에 위치하는 홈부(30c)에 입사되고, 한편, 광축(Ax)의 우측에 위치하는 발광 칩(14aR)으로부터의 빛은 점(R)에서 반사되어서 좌측 방향으로 진행하여, 광축(Ax)보다도 좌측에 위치하는 홈부(30a)에 입사된다. 그리고, 양 발광 칩(14aL, 14aR) 사이의 간극(G)에 위치하는 광축(Ax)상의 점으로부터의 가상광은, 점(R)에서 반사되어서 광축(Ax)을 따라서 거의 진행하여 광축(Ax)의 좌측에 인접하는 홈부(30a)에 입사된다.
이때, 가령 상향 반사면(18a)에 확산 반사부(30)가 형성되어 있지 않다고 하면, 2점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 양 발광 칩(14aL, 14aR) 사이의 간극(G)으로부터의 가상광은 상향 반사면(18a)의 제1 수평면(18a1)에서 정반사되어 그대로 광축(Ax)을 거의 따라서 진행하고, 좌측의 발광 칩(14aL)으로부터의 빛은 상향 반 사면(18a)의 제2 수평면(18a2)에서 정반사되어 우측 방향으로 진행하며, 우측의 발광 칩(14aR)으로부터의 빛은 상향 반사면(18a)의 제1 수평면(18a1)에서 정반사되어 좌측 방향으로 진행한다.
실제로는, 확산 반사부(30)가 형성되어 있기 때문에, 양 발광 칩(14aL, 14aR) 사이의 간극(G)으로부터의 가상광은 홈부(30a)에서 좌측쪽으로 확산 반사되고, 좌측의 발광 칩(14aL)으로부터의 빛은 홈부(30c)에서 우측쪽으로 확산 반사되며, 우측의 발광 칩(14aR)으로부터의 빛은 홈부(30a)에서 좌측쪽으로 확산 반사된다.
도 7은 본 실시형태에 따른 등기구 유닛(10)으로부터 전방으로 조사되는 빛에 의해, 차량 전방 25 m의 위치에 배치된 가상 연직 스크린상에 형성되는 로우빔용 배광 패턴(PL)을 투시적으로 도시하는 도면이다.
동 도면에 도시하는 바와 같이, 이 로우빔용 배광 패턴(PL)은 좌측 배광의 로우빔용 배광 패턴으로서, 그 상단 가장자리에 좌우 단이 다른 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)을 갖고 있다.
이 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)은 등기구 정면 방향의 소점(消點)인 H-V를 지나는 연직선인 V-V선을 경계로 하여 좌우 단이 다르게 수평 방향으로 연장되어 있으며, V-V선보다도 우측이 대향 차선측 컷오프 라인(CL1)으로서 수평 방향으로 연장되도록 해서 형성되고, V-V선보다도 좌측이 자차선측 컷오프 라인(CL2)으로서 대향 차선측 컷오프 라인(CL1)보다도 단이 높게 수평 방향으로 연장되도록 해서 형성되어 있다. 그리고, 이 자차선측 컷오프 라인(CL2)에서의 V-V선쪽의 단부는 경사 진 컷오프 라인(CL3)으로서 형성되어 있다. 이 경사진 컷오프 라인(CL3)은 대향 차선측 컷오프 라인(CL1)과 V-V선과의 교점으로부터 좌측 상방으로 비스듬하게 15°의 경사각으로 연장되어 있다.
이 로우빔용 배광 패턴(PL)에 있어서, 하단 컷오프 라인(CL1)과 V-V선과의 교점인 엘보점(E)은 H-V의 0.5° 내지 0.6° 정도 하방에 위치하고 있다. 이것은 광축(Ax)이 차량 전후 방향에 대하여 0.5° 내지 0.6° 정도 하향의 방향으로 연장되어 있는 것에 의한 것이다. 그리고, 이 로우빔용 배광 패턴(PL)에 있어서는, 엘보점(E)을 둘러싸는 고광도 영역인 핫존(HZ)이 형성되어 있다.
이 로우빔용 배광 패턴(PL)은, 리플렉터(16)에서 반사된 발광 소자(14)로부터의 빛에 의해 투영 렌즈(12)의 후측 초점면상에 형성된 발광 소자(14)의 상을, 투영 렌즈(12)에 의해 상기 가상 연직 스크린상에 반전 투영상으로서 투영함으로써 형성되며, 그 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)은 미러 부재(18)의 상향 반사면(18a)의 전단 가장자리(18b)의 반전 투영상으로서 형성되게 되어 있다.
이때, 이 로우빔용 배광 패턴(PL)은, 리플렉터(16)의 반사면(16a)에서 반사된 발광 소자(14)로부터의 빛 중, 투영 렌즈(12)의 하부 영역에 직접 입사된 빛에 의해 형성되는 배광 패턴과, 미러 부재(18)의 상향 반사면(18a)에서 반사되고 나서 투영 렌즈(12)의 상부 영역에 입사된 빛에 의해 형성되는 배광 패턴과의 합성 배광 패턴으로서 형성된다.
동 도면에 있어서, 파선으로 나타내는 한 쌍의 광원상(IcL, IcR)은, 리플렉터(16)의 반사면(16a)에서의 중앙 반사 영역의 점(R)에서 반사되어 미러 부재(18) 의 상향 반사면(18a)에 입사된 한 쌍의 발광 칩(14aL, 14aR)으로부터의 빛에 의해 형성되는 광원상이다. 단, 이들 한 쌍의 광원상(IcL, IcR)은, 상향 반사면(18a)에 확산 반사부(30)가 형성되어 있지 않다고 한 경우에 형성되는 광원상이다.
이때, 점(R)은 광축(Ax)의 바로 위로부터 약간 좌측으로 변위하고 있기 때문에, 한 쌍의 광원상(IcL, IcR)은 V-V선에 대하여 좌우 대칭 배치가 아니라, 약간 우측으로 변위하고 있다. 이들 한 쌍의 광원상(IcL, IcR) 사이에는, 양 발광 칩(14aL, 14aR) 사이의 간극(G)의 상(Ig)이 형성된다. 이 간극(G)의 상(Ig)은 암부로서 형성되기 때문에, 차량 전방 노면에서는 그 차량 정면 방향에서의 근거리 영역에 배광 불균일이 발생해 버린다.
그러나, 본 실시형태에 따른 등기구 유닛(10)에서는, 그 미러 부재(18)의 상향 반사면(18a)에 확산 반사부(30)가 형성되어 있기 때문에, 상기 배광 불균일의 발생이 억제된다.
즉, 좌측의 발광 칩(14aL)으로부터의 빛은 확산 반사부(30)에서의 홈부(30c)에서 우측쪽으로 확산 반사되고, 우측의 발광 칩(14aR)으로부터의 빛은 확산 반사부(30)에서의 홈부(30a)에서 좌측쪽으로 확산 반사되기 때문에, 좌측의 발광 칩(14aL)의 광원상은 좌측 방향으로 크게 확대되고 우측 방향으로 작게 확대되는 것이 되고, 우측의 발광 칩(14aR)의 광원상은 우측 방향으로 크게 확대되고 좌측 방향으로 작게 확대되는 것이 된다. 따라서, 양 발광 칩(14aL, 14aR)의 광원상은 양 발광 칩(14aL, 14aR) 사이의 간극(G)의 상(Ig)이 메워져서 암부가 소실된 것이 된다.
게다가, 좌측의 발광 칩(14aL)으로부터의 빛의 일부는 리플렉터(16)의 반사면(16a)의 점(R)에서 반사된 후, 광축(Ax)의 우측에 인접한 위치에 있는 홈부(30b)에 입사되고, 이 홈부(30b)에서 좌측쪽으로 확산 반사되기 때문에, 좌측의 발광 칩(14aL)의 광원상의 일부는 우측 방향으로 크게 확대되고 좌측 방향으로 작게 확대되며, 이에 따라 양 발광 칩(14aL, 14aR) 사이의 간극(G)의 상(Ig)은 확실하게 메워지게 된다.
그리고 이에 따라, 양 발광 칩(14aL, 14aR) 사이의 간극(G)이 세로줄 형상의 암부로서 투영되어 버리는 것이 미연에 방지되기 때문에, 차량 전방 노면의 차량 정면 방향에서의 근거리 영역의 배광 불균일이 완화된다.
이상 상세히 서술한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 차량용 전조등의 등기구 유닛(10)은 발광 소자(14)를 광원으로 하는 프로젝터형의 등기구 유닛(10)으로서 구성되어 있으나, 그 리플렉터(16)와 투영 렌즈(12) 사이에는, 리플렉터(16)로부터의 반사광 중 일부를 상방측으로 반사시키는 상향 반사면(18a)을 가지며, 상기 상향 반사면(18a)의 전단 가장자리(18b)가 투영 렌즈(12)의 후측 초점(F)을 통과하도록 형성된 미러 부재(18)가 설치되어 있기 때문에, 발광 소자(14)로부터의 빛에 대한 광속 이용률을 높이고, 상단부에 선명한 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)을 갖는 로우빔용 배광 패턴(PL)을 형성하는 것이 가능해진다.
또한, 그 발광 소자(14)는 한 쌍의 발광 칩(14aL, 14aR)을 구비하고 있기 때문에, 발광 소자(14)의 광원 광속을 높일 수 있으며, 이에 따라 로우빔용 배광 패턴(PL)의 밝기를 충분히 확보할 수 있다.
이때, 한 쌍의 발광 칩(14aL, 14aR)은 서로 차 폭 방향으로 인접하도록 해서 배치되어 있기 때문에, 리플렉터(16)의 반사면(16a)에서의 광축(Ax)의 바로 위에 가까운 중앙 반사 영역의 점(R)으로부터의 반사광에 의해 형성되는 광원상(IcL, IcR)은 그 사이에 발광 칩(14aL, 14aR) 상호간의 간극(G)의 상(Ig)으로서의 암부를 갖는 것이 되지만, 미러 부재(18)의 상향 반사면(18a)에는, 광축(Ax)이 차 폭 방향으로 걸쳐지도록, 리플렉터(16)로부터의 반사광을 확산 반사시키는 확산 반사부(30)가 형성되어 있기 때문에, 이 확산 반사부(30)에서 반사된 리플렉터(16)의 중앙 반사 영역으로부터의 빛에 의해 형성되는 광원상은 양 발광 칩(14aL, 14aR) 상호간의 간극(G)이 메워진 것이 되어, 이에 따라, 이 간극(G)이 세로줄 형상의 암부로서 투영되어 버리는 것을 미연에 방지할 수 있다. 이 때문에, 로우빔용 배광 패턴(PL)에 배광 불균일이 발생해 버리는 것을 억제할 수 있다.
이와 같이 본 실시형태에 따르면, 차량용 전조등의 등기구 유닛(10)으로서, 발광 소자(14)를 광원으로 하는 프로젝터형의 등기구 유닛을 채용한 경우에 있어서, 그 발광 소자(14)가 서로 차 폭 방향으로 인접하게 배치된 한 쌍의 발광 칩(14aL, 14aR)을 갖는 구성으로 되어 있음에도 불구하고, 배광 불균일의 발생을 억제할 수 있다.
게다가 본 실시형태에 있어서는, 확산 반사부(30)가 전후 방향으로 연장되는 복수의 홈부(30a, 30b, 30c)를 차 폭 방향으로 서로 인접시키도록 해서 형성함으로써 구성되어 있기 때문에, 이들 각 홈부(30a, 30b, 30c)로부터의 반사광을 수평 확산광으로 할 수 있다. 이 때문에, 이 확산 반사부(30)에서 반사된 리플렉터(16)의 중앙 반사 영역으로부터의 빛에 의해 형성되는 배광 패턴을, 가로로 긴 배광 패턴으로 할 수 있다. 그리고 이에 따라, 배광 불균일의 발생을 한층 효과적으로 억제할 수 있다.
이때, 복수의 홈부(30a, 30b, 30c) 중, 광축(Ax)으로부터 떨어진 위치에 있는 각 홈부(30a, 30c)가, 광축(Ax)에서 멀어지는 방향을 향하여 서서히 높이가 낮아지는 상향 사면(30a1, 30c1)을 갖고 있기 때문에, 다음과 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.
즉, 리플렉터(16)로부터의 반사광은 광축(Ax)쪽의 방향을 향하는 빛으로 되기 때문에, 리플렉터(16)의 좌측 반사 영역으로부터의 반사광은 주로 광축(Ax)의 좌측에 위치하는 홈부(30a)에 입사되고, 리플렉터의 우측 반사 영역으로부터의 반사광은 주로 광축(Ax)의 우측에 위치하는 홈부(30b, 30c)에 입사된다. 그래서, 복수의 홈부(30a, 30b, 30c) 중, 광축(Ax)으로부터 떨어진 위치에 있는 각 홈부(30a, 30c)를, 광축(Ax)에서 멀어지는 방향을 향하여 서서히 높이가 낮아지는 상향 사면(30a1, 30c1)을 갖는 구성으로 함으로써, 각 홈부(30a, 30c)로부터의 반사광이 수평 확산광이 됨에도 불구하고, 그 반사광을 투영 렌즈(12)에 입사시킬 수 있다. 그리고 이에 따라, 광원 광속의 유효 이용을 도모할 수 있다.
또한 본 실시형태에 있어서는, 광축(Ax)의 우측에 인접한 위치에 있는 홈부(30b)가, 광축(Ax)에서 멀어지는 방향을 향하여 서서히 높이가 낮아지는 상향 사면(30b1)을 갖고 있기 때문에, 다음과 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.
즉, 좌측의 발광 칩(14aL)으로부터의 빛의 일부는 리플렉터(16)의 반사 면(16a)의 점(R)에서 반사된 후, 광축(Ax)의 우측에 인접한 위치에 있는 홈부(30b)에 입사되고, 이 홈부(30b)에서 좌측쪽으로 확산 반사되기 때문에, 좌측의 발광 칩(14aL)의 광원상의 일부는 우측 방향으로 크게 확대되고 좌측 방향으로 작게 확대되는 것이 된다. 따라서, 양 발광 칩(14aL, 14aR) 사이의 간극(G)의 상(Ig)을 확실하게 메울 수 있으며, 이에 따라 배광 불균일의 발생을 보다 한층 효과적으로 억제할 수 있다.
또한 본 실시형태에 있어서는, 확산 반사부(30)의 전단 가장자리의 위치가 투영 렌즈(12)의 후측 초점(F)으로부터 1 ㎜ 내지 4 ㎜의 위치에 설정되어 있기 때문에, 차량 전방 노면의 비교적 근거리 영역(즉 배광 불균일이 눈에 띄는 영역)을 향하는 빛을 확산시킬 수 있으며, 이에 따라, 배광 불균일의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 상향 반사면(18a)에서의 확산 반사부(30)보다도 전방측에 위치하는 부분은 상향 반사면(18a)으로서의 기능이 확보되기 때문에, 상향 반사면(18a)의 전단 가장자리(18b)에 의해 형성되는 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)을 선명하게 형성할 수 있다.
또한 본 실시형태에 있어서는, 1 ㎜×2 ㎜ 정도 크기의 직사각형의 발광면을 갖는 한 쌍의 발광 칩(14aL, 14aR)이, 그 짧은 변 부분을 마주보게 해서 차 폭 방향으로 인접 배치되어 있기 때문에, 그 한 쌍의 광원상(IcL, IcR)을 로우빔용 배광 패턴(PL)의 형성에 적합한 가로로 긴 광원상으로 할 수 있다.
또, 상기 실시형태에 있어서는, 발광 소자(14)의 각 발광 칩(14aL, 14aR)이 1 ㎜×2 ㎜ 정도 크기의 직사각형의 발광면을 갖고 있는 것으로서 설명하였으나, 이 이외의 형상이나 크기의 발광면을 갖는 구성으로 하는 것도 가능하며, 또한, 3개 이상의 발광 칩이 서로 차 폭 방향으로 인접하게 배치된 구성으로 하는 것도 가능하다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 좌우 단이 다른 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)을 갖는 좌측 배광의 로우빔용 배광 패턴(PL)을 형성하도록 구성된 등기구 유닛(10)에 대하여 설명하였으나, 수평 컷오프 라인과 경사진 컷오프 라인을 갖는 로우빔용 배광 패턴을 형성하도록 구성된 등기구 유닛, 또는 수평 컷오프 라인만을 갖는 로우빔용 배광 패턴을 형성하도록 구성된 등기구 유닛, 나아가서는, 우측 배광의 로우빔용 배광 패턴을 형성하도록 구성된 등기구 유닛에 있어서도, 상기 실시형태와 동일한 구성을 채용함으로써, 상기 실시형태의 경우와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 실시형태에 따른 등기구 유닛(10)은 로우빔용 배광 패턴(PL)을 형성하기 위하여, 그 미러 부재(18)에서의 상향 반사면(18a)의 전단 가장자리(18b)가 투영 렌즈(12)의 후측 초점면을 따라서 연장되도록 형성되어 있으나, 하이빔용 배광 패턴 등을 형성하는 경우에는, 상향 반사면(18a)의 전단 가장자리의 위치를, 상기 실시형태의 전단 가장자리(18b)의 위치보다도 후방측에 위치 설정하는 것도 가능하다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 상향 반사면(18a)이, 후측 초점(F)의 위치로부터 광축(Ax)을 따라서 후방으로 연장되게 형성되어 있는 것으로서 설명하였으나, 이 상향 반사면(18a)을 차량 전후 방향에 대하여 약간(예컨대 1.5°정도) 전방 하향으로 형성된 구성으로 하는 것도 가능하다. 이러한 구성을 채용함으로써, 미러 부재(18)를 성형할 때에 금형 제거를 쉽게 할 수 있으며, 상향 반사면(18a)에서 반사된 리플렉터(16)로부터의 반사광을 보다 많이 투영 렌즈(12)에 입사시킬 수 있다.
또, 상기 실시형태에 있어서 제원(諸元)으로서 나타낸 수치는 일례에 불과하며, 이들을 적절히 다른 값으로 설정해도 되는 것은 물론이다.
도 1은 본원 발명의 일실시형태에 따른 차량용 전조등의 등기구 유닛을 도시하는 정면도.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 단면도.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 취한 단면 상세도.
도 5는 상기 등기구 유닛의 확산 반사부를, 그 전방 좌측에 있어서 비스듬히 상방에서 보아 도시하는 사시도.
도 6은 도 3의 주요부 상세도.
도 7은 상기 등기구 유닛으로부터 전방으로 조사되는 빛에 의해, 차량 전방 25 m의 위치에 배치된 가상 연직 스크린상에 형성되는 로우빔용 배광 패턴을 투시적으로 도시하는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 등기구 유닛 12: 투영 렌즈
14: 발광 소자 14aL, 14aR: 발광 칩
14b: 기판 16: 리플렉터
16a: 반사면 18: 미러 부재
18A: 렌즈 홀더 18B: 후방 연장부
18a: 상향 반사면 18a1: 제1 수평면
18a2: 제2 수평면 18a3: 중간 사면
18b: 전단 가장자리 30: 확산 반사부
30a, 30b, 30c: 홈부 30a1, 30b1, 30c1: 상향 사면
Ax: 광축 CL1: 대향 차선측 컷오프 라인
CL2: 자차선측 컷오프 라인 CL3: 경사진 컷오프 라인
E: 엘보점 F: 후측 초점
G: 간극 HZ: 핫존
IcL, IcR: 광원상 Ig: 간극의 상
P1, P2, P3: 배광 패턴 PL: 로우빔용 배광 패턴
R: 중앙 반사 영역에 위치하는 점

Claims (4)

  1. 차량 전후 방향으로 연장되는 광축상에 배치된 투영 렌즈와, 이 투영 렌즈의 후측 초점보다도 후방측이며 상기 광축 근방에서 상향으로 배치된 발광 소자와, 이 발광 소자를 상방측에서 덮도록 배치되며, 상기 발광 소자로부터의 빛을 전방을 향하여 상기 광축쪽으로 반사시키는 리플렉터를 구비하여 이루어지는 차량용 전조등의 등기구 유닛에 있어서,
    상기 발광 소자는, 서로 차 폭 방향으로 인접하게 배치된 복수의 발광 칩을 갖고 있으며,
    상기 리플렉터와 상기 투영 렌즈의 사이에, 상기 리플렉터로부터의 반사광 중 일부를 상방측으로 반사시키는 상향 반사면을 갖는 미러 부재가 설치되어 있고,
    상기 상향 반사면에, 상기 광축이 차 폭 방향으로 걸쳐지도록, 상기 리플렉터로부터의 반사광을 확산 반사시키는 확산 반사부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 전조등의 등기구 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 상기 확산 반사부는, 전후 방향으로 연장되는 복수의 홈부를 차 폭 방향으로 서로 인접하게 형성함으로써 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 전조등의 등기구 유닛.
  3. 제2항에 있어서, 상기 복수의 홈부 중, 상기 광축으로부터 떨어진 위치에 있 는 각 홈부는, 상기 광축에서 멀어지는 방향을 향하여 서서히 높이가 낮아지는 상향 사면을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 차량용 전조등의 등기구 유닛.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 확산 반사부의 전단 가장자리의 위치는, 상기 투영 렌즈의 후측 초점으로부터 1 ㎜ 내지 4 ㎜의 위치에 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 전조등의 등기구 유닛.
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