KR20110112620A

KR20110112620A - 차량용 전조등

Info

Publication number: KR20110112620A
Application number: KR1020100031822A
Authority: KR
Inventors: 야스히로 오쿠보
Original assignee: 이치코 고교가부시키가이샤
Priority date: 2010-04-07
Filing date: 2010-04-07
Publication date: 2011-10-13
Also published as: KR101232047B1

Abstract

소형화, 경량화, 비용 경감화, 광학소자의 조립 정밀도의 향상.
본 발명은 반도체형 광원(2S, 2W)과 렌즈(3S, 3W)를 구비한다. 렌즈(3S, 3W)의 출사면(12S, 12W)은 출사면(12S, 12W)으로부터 출사되는 반도체형 광원(2S, 2W)의 발광칩(8S, 8W)의 투영상(I10, I20, I30, I40)이 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스크린 배광상의 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)으로부터 상방향으로 돌출하지 않도록, 곡면 제어되어 있는 자유 곡면으로 이루어진다. 이 결과, 본 발명은, 소형화, 경량화, 비용 경감화를 도모할 수 있다. 또, 광학소자의 조립 정밀도를 향상시킬 수 있다.

Description

차량용 전조등{HEADLIGHT FOR VEHICLES}

본 발명은 반도체형 광원을 광원으로 하고, 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴, 예를 들면, 로우빔용 배광 패턴(마주지나감용 배광 패턴)을 차량의 전방으로 조사하는 차량용 전조등에 관한 것이다.

이 종류의 차량용 전조등은 종래부터 있었다(예를 들면, 특허문헌 1). 이하, 종래의 차량용 전조등에 대하여 설명한다. 종래의 차량용 전조등은 LED 광원과, 투영 렌즈와, 차폐 부재를 구비하는 것이다. 이하, 종래의 차량용 전조등의 작용에 대하여 설명한다. LED 광원을 점등하면, LED 광원으로부터의 광의 일부가 차폐 부재에서 컷오프되고, 차폐 부재에서 컷오프되지 않은 광이 투영 렌즈를 투과하여 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴으로서 차량의 전방으로 조사(투영)된다.

그런데, 종래의 차량용 전조등은, LED 광원과, 투영 렌즈와, 차폐 부재를 구비하는 것이므로, 부품수가 많고, 그만큼, 소형화, 경량화, 비용 경감화에 과제가 있다. 게다가, 종래의 차량용 전조등은, LED 광원과 광학소자와의 부품수 관계가 LED 광원의 1 구성부품과 광학소자의 2 구성부품의 투영 렌즈 및 차폐 부재의 부품수 관계(1:2)가 된다. 이 때문에, 종래의 차량용 전조등은, 광학소자의 2 구성부품의 투영 렌즈 및 차폐 부재에서 불균일한 조합의 오차가 생겨, 광학소자의 2 구성부품의 투영 렌즈 및 차폐 부재의 조립 정밀도에 과제가 있다.

또, 발광 다이오드와, 렌즈를 구비하는 차량용 조명등기구가 있다(예를 들면, 특허문헌 2). 그런데, 상기의 차량용 조명등기구는 코너링 램프이며, 차량이 좌측 또는 우측으로 선회 주행할 때, 가로로 긴 배광 패턴을 차량의 좌측 비스듬히 전방 도는 우측 비스듬히 전방의 노면을 조사하는 것이다. 즉, 상기의 차량용 조명등기구는 가로로 긴 배광 패턴을 조사하는 것으로, 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴, 예를 들면, 로우빔용 배광 패턴(마주지나감용 배광 패턴)을 차량의 전방으로 조사하는 것이 아니다.

특허문헌 1: 일본 특허 제4182126호 공보 특허문헌 2: 일본 특개 2007-184239호 공보

본 발명이 해결하고자 하는 문제점은, 종래의 차량용 전조등에서는, 소형화, 경량화, 비용 경감화에 과제가 있고, 게다가, 광학소자의 2 구성부품의 투영 렌즈 및 차폐 부재의 조립 정밀도에 과제가 있다고 하는 점에 있다.

본 발명(청구항 1에 따른 발명)은, 발광칩을 갖는 반도체형 광원과, 렌즈를 구비하고, 발광칩의 중심이 렌즈의 기준 초점 혹은 그 근방에 위치하고, 또한, 렌즈의 기준축 상 혹은 그 근방에 위치하고, 발광칩의 발광면이 렌즈의 기준축의 전방향을 향하고, 발광칩의 장변이 렌즈의 기준축과 직교하는 수평축과 평행하거나 혹은 수평축에 대하여 경사지고, 렌즈의 입사면이 원추 곡면으로 이루어지고, 렌즈의 출사면이 렌즈의 출사면으로부터 출사되는 발광칩의 투영상이 배광 패턴의 스크린 배광상의 컷오프 라인으로부터 상방향으로 돌출하지 않도록, 발광칩의 투영상의 일부가 상기 컷오프 라인에 거의 접하도록 곡면 제어되어 있는 자유 곡면으로 이루어지고, 렌즈의 출사면의 자유 곡면이, 정면에서 보아 기준축을 원점으로 하여, 원점을 통과하고 서로 직교하는 연직축과 수평축에 의해 분할된 제 1 사분면, 제 2 사분면, 제 3 사분면, 제 4 사분면으로 하고, 연직축에 관하여 제 1 사분면과 상기 제 2 사분면을 대칭의 위치관계에서 비교한 경우, 제 1 사분면의 약 1/3 이상의 부분이 렌즈의 기준축의 전방향에서 제 2 사분면보다도 높고, 또한, 수평축에 관하여 제 1 사분면과 제 4 사분면을 대칭의 위치관계에서 비교한 경우, 제 1 사분면의 약 1/3 이상의 부분이 렌즈의 기준축의 전방향에서 제 4 사분면보다도 낮은, 자유 곡면으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명(청구항 2에 따른 발명)은, 반도체형 광원 및 렌즈가, 배광 패턴의 스크린 배광상의 거의 중앙 부분의 스폿 배광을 기능하는 스폿 배광용 반도체형 광원 및 렌즈와, 배광 패턴의 스크린 배광상의 전체 부분의 확산 배광을 기능하는 확산 배광용 반도체형 광원 및 렌즈를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명(청구항 3에 따른 발명)은, 배광 패턴의 컷오프 라인이 엘보우점으로부터 주행차선측에 걸쳐 상승 구배의 경사 컷오프 라인과, 경사 컷오프 라인으로부터 주행차선측에 걸쳐서 수평한 상측 수평 컷오프 라인과, 엘보우점으로부터 대향차선측에 걸쳐서 수평한 하측 수평 컷오프 라인으로 이루어지고, 스폿 배광용 반도체형 광원의 발광칩의 장변이, 렌즈의 기준축을 중심으로 하여, 수평축에 대하여 주행차선측이 대향차선측보다도 위가 되도록, 약 5°회전시켜, 수평축에 대하여 경사지고, 확산 배광용 반도체형 광원의 발광칩의 장변이 수평축과 평행하고, 스폿 배광용 렌즈 및 확산 배광용 렌즈의 출사면의 제 1 사분면 및 제 4 사분면으로부터 출사되는 발광칩의 투영상이 주로 배광 패턴의 스크린 배광상의 엘보우점으로부터 주행차선측의 배광을 형성하고, 스폿 배광용 렌즈 및 확산 배광용 렌즈의 출사면의 제 2 사분면 및 제 3 사분면으로부터 출사되는 발광칩의 투영상이 주로 배광 패턴의 스크린 배광상의 엘보우점으로부터 대향차선측의 배광을 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명(청구항 1에 따른 발명)의 차량용 전조등은, 상기의 과제를 해결하기 위한 수단에 의해, 반도체형 광원의 발광칩을 점등 발광시키면, 발광칩으로부터 방사되는 광이 렌즈의 입사면으로부터 입사하여 렌즈의 출사면으로부터 출사될 때에, 배광 패턴의 스크린 배광상의 컷오프 라인으로부터 상방향으로 돌출하지 않도록 컷오프 라인에 거의 접하는 발광칩의 투영상으로서 출사되므로, 반도체형 광원과 렌즈에 의해, 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴을 얻을 수 있다.

게다가, 본 발명(청구항 1에 따른 발명)의 차량용 전조등은 반도체형 광원과 렌즈로 이루어지므로, 종래의 차량용 전조등과 비교하여, 부품수가 적어서 되어, 그만큼, 소형화, 경량화, 비용 경감화를 도모할 수 있다. 게다가, 본 발명(청구항 1에 따른 발명)의 차량용 전조등은 광원과 광학소자와의 부품수 관계가 반도체형 광원의 1 구성부품과 광학소자의 렌즈의 1 구성부품과의 부품수 관계(1:1)가 된다. 이 결과, 본 발명(청구항 1에 따른 발명)의 차량용 전조등은 광원과 광학소자와의 부품수 관계가 광원의 1 구성부품과 광학소자의 2 구성부품의 투영 렌즈 및 차폐 부재와의 부품수 관계(1:2)가 되는 종래의 차량용 전조등과 비교하여, 광학소자측의 불균일한 조합의 오차가 없어져, 광학소자측의 렌즈의 조립 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명(청구항 1에 따른 발명)의 차량용 전조등은, 반도체형 광원과 렌즈로 이루어지므로, 리플렉터의 반사식의 차량용 전조등과 비교하여, 리플렉터의 반사면의 반사재 표면처리가 불필요하게 된다. 이 결과, 본 발명(청구항 1에 따른 발명)의 차량용 전조등은 리플렉터의 반사면의 반사재 표면 처리의 제조 편차에 의한 배광 제어의 편차가 없어, 그만큼, 배광을 정밀도 좋고 또한 간단하게 제어할 수 있다.

또, 본 발명(청구항 2에 따른 발명)의 차량용 전조등은, 상기의 과제를 해결하기 위한 수단에 의해, 중앙 부분의 광도(조도, 광량)가 가장 높고, 중앙 부분으로부터 주변 부분으로 이행함에 따라 광도(조도, 광량)가 서서히 낮아지는 배광 패턴이 얻어지므로, 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴, 예를 들면, 로우빔용 배광 패턴을 얻는데 적합하다. 게다가, 본 발명(청구항 2에 따른 발명)의 차량용 전조등은, 반도체형 광원 및 렌즈를 스폿 배광 기능의 반도체형 광원 및 렌즈와 확산 배광 기능의 반도체형 광원 및 렌즈에 각각 분담시키므로, 반도체형 광원의 발광 출력이 작아도, 충분한 배광 패턴의 광도(조도, 광량), 특히, 배광 패턴의 중앙 부분에서 충분한 광도(조도, 광량)의 스폿 배광이 얻어진다.

또한, 본 발명(청구항 3에 따른 발명)의 차량용 전조등은, 상기의 과제를 해결하기 위한 수단에 의해, 주행차선측의 상측 수평 컷오프 라인과 주행차선측의 경사 컷오프 라인과 대향차선측의 하측 수평 컷오프 라인으로 이루어지는 컷오프 라인(Z 컷오프 라인)을 갖는 배광 패턴, 예를 들면, 로우빔용 배광 패턴을 얻는데 최적이다. 게다가, 본 발명(청구항 3에 따른 발명)의 차량용 전조등은, 스폿 배광용 반도체형 광원의 발광칩의 장변을 수평축에 대하여 경사지게 하고, 또한, 확산 배광용 반도체형 광원의 발광칩의 장변을 수평축과 평행하게 하므로, 스폿 배광을 경사 컷오프 라인을 따르게 하고, 또한, 확산 배광을 상측 수평 컷오프 라인 및 하측 수평 컷오프 라인을 따르게 할 수 있어, Z 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴, 예를 들면, 로우빔용 배광 패턴을 확실하게 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 전조등의 실시예를 도시하는 주요부의 사시도이다.
도 2는 마찬가지로, 주요부를 도시하는 분해사시도이다.
도 3은 마찬가지로, 스폿 배광용의 반도체형 광원 및 렌즈와, 확산 배광용의 반도체형 광원 및 렌즈를 도시하는 평면도이다.
도 4는 마찬가지로, 스폿 배광용의 렌즈와, 확산 배광용의 렌즈를 도시하는 정면도이다.
도 5는 마찬가지로, 스폿 배광용의 렌즈를 도시하는 사시도이다.
도 6은 마찬가지로, 스폿 배광용의 렌즈를 도시하는 도 4에서의 VI-VI선 단면도이다.
도 7은 마찬가지로, 스폿 배광용의 렌즈를 도시하는 도 4에서의 VII-VII선 단면도이다.
도 8은 마찬가지로, 스폿 배광용의 렌즈의 변형예를 도시하는 도 7에 대응하는 단면도이다.
도 9는 마찬가지로, 스폿 배광용의 렌즈의 변형예를 도시하는 도 7에 대응하는 단면도이다.
도 10은 마찬가지로, 확산 배광용의 반도체형 광원의 발광칩을 나타내는 설명도이다.
도 11은 마찬가지로, 스폿 배광용의 반도체형 광원의 발광칩을 나타내는 설명도이다.
도 12는 마찬가지로, 스폿 배광용의 렌즈의 출사면이 초기 상태일 때의 제 1 사분면과 제 4 사분면으로부터 출사되는 스폿 배광용의 반도체형 광원의 발광칩의 투영상을 나타내는 설명도이다.
도 13은 마찬가지로, 스폿 배광용의 렌즈의 출사면이 초기 상태일 때의 제 2 사분면과 제 3 사분면으로부터 출사되는 스폿 배광용의 반도체형 광원의 발광칩의 투영상을 나타내는 설명도이다.
도 14는 마찬가지로, 스폿 배광용의 렌즈의 출사면이 곡면 제어되었을 때의 제 1 사분면과 제 4 사분면으로부터 출사되는 스폿 배광용의 반도체형 광원의 발광칩의 투영상을 나타내는 설명도이다.
도 15는 마찬가지로, 스폿 배광용의 렌즈의 출사면이 곡면 제어되었을 때의 제 2 사분면과 제 3 사분면으로부터 출사되는 스폿 배광용의 반도체형 광원의 발광칩의 투영상을 나타내는 설명도이다.
도 16은 마찬가지로, 스폿 배광용의 반도체형 광원 및 렌즈로 이루어지는 램프 유닛에 의해 얻어지는 스폿 배광(스폿 배광용의 반도체형 광원의 발광칩의 투영상군)을 나타내는 설명도이다.
도 17은 마찬가지로, 확산 배광용의 반도체형 광원 및 렌즈로 이루어지는 램프 유닛에 의해 얻어지는 확산 배광(확산 배광용의 반도체형 광원의 발광칩의 투영상군)을 나타내는 설명도이다.
도 18은 마찬가지로, 도 16의 스폿 배광과 도 17의 확산 배광을 합성하여 얻어지는 로우빔용 배광 패턴을 나타내는 설명도이다.

(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)

이하, 본 발명에 따른 차량용 전조등의 실시예를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 도면에서, 부호 「VU-VD」는 스크린의 상하의 수직선을 나타낸다. 부호 「HL-HR」은 스크린의 좌우의 수평선을 나타낸다. 도 12∼도 17은 컴퓨터의 시뮬레이션에서 얻어진 스크린 위의 발광칩의 투영상(출사상) 혹은 투영상 군(출사상 군)을 나타내는 설명도이다. 또한, 본 명세서 및 특허청구범위에서, 「상, 하, 전, 후, 좌, 우」란 본 발명에 따른 차량용 전조등을 차량(자동차)에 부착했을 때의 차량의 「상, 하, 전, 후, 좌, 우」이다. 또한, 도 6∼도 9에서는, 설명을 명료하게 하기 위하여, 해칭을 생략했다.

(실시예)

이하, 이 실시예에서의 차량용 전조등의 구성에 대하여 설명한다. 도면 중, 부호 1은 이 실시예에서의 차량용 전조등(자동차용 전조등)이다. 상기 차량용 전조등(1)은 좌측 주행차선용의 차량용 전조등이다. 또한, 우측 주행차선용의 차량용 전조등은, 좌측 주행차선용의 상기 차량용 전조등(1)의 구성 등에서, 좌우가 역으로 된다. 또, 도 2에서, X, Y, Z는 직교 좌표(X-Y-Z 직교 좌표계)를 구성한다. X축은 좌우측 방향의 수평축이며, 대향차선측, 즉, 이 실시예에서, 우측 R이 +방향이고, 좌측(L)이 -방향이다. 또, Y축은 상하방향의 연직축이며, 이 실시예에서, 상측 U가 +방향이고, 하측 D가 -방향이다. 또한, Z축은 상기 X축 및 상기 Y축과 직교하는 전후방향의 축이며, 이 실시예에서 전측(F)이 +방향이고, 후측(B)이 -방향이다.

상기 차량용 전조등(1)은, 도 18에 도시하는 바와 같이, 엘보우점(e)에서 주행차선측(좌측)에 걸쳐서 상승 구배의 경사 컷오프 라인(CL1)과, 경사 컷오프 라인(CL1)으로부터 주행차선측에 걸쳐서 수평한 상측 수평 컷오프 라인(CL2)과, 엘보우점(e)으로부터 대향차선측(우측)에 걸쳐서 수평한 하측 수평 컷오프 라인(CL3)으로 이루어지는 컷오프 라인(Z 컷오프 라인)을 갖는 배광 패턴, 예를 들면, 로우빔용 배광 패턴(마주지나감용 배광 패턴)(LP)을 차량(도시 생략)의 전방으로 조사하는 것이다. 또한, 상기 경사 컷오프 라인(CL1)과 스크린의 수평선(HL-HR)이 이루는 각도는 약 15°이다. 또, 상기 엘보우점(e)은 상하 수직선(VU-VD) 위이고, 좌우 수평선(HL-HR)보다도 하방이며, 상기 경사 컷오프 라인(CL1)과 상기 하측 수평 컷오프 라인(CL3)의 교점이다.

상기 차량용 전조등(1)은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 스폿 배광용의 반도체형 광원(2S) 및 렌즈(3S)와, 확산 배광용의 반도체형 광원(2W) 및 렌즈(3W)와, 히트싱크 부재(4)와, 도시하지 않은 램프 하우징 및 램프 렌즈(예를 들면, 투명의 아우터 렌즈 등)로 구성되어 있다.

상기 히트싱크 부재(4)는 전면(정면)에 원형의 고정면을 갖는 원판 형상의 전방부(5)와, 중간부에서 후방부에 걸쳐서 핀 형상의 후방부(6)로 구성되어 있다. 상기 히트싱크 부재(4)는, 예를 들면, 열전도율이 높은 수지 부재 혹은 금속 부재로 구성되어 있다.

상기 스폿 배광용의 반도체형 광원(2S)과 상기 확산 배광용의 반도체형 광원(2W)(이하, 단지 「반도체형 광원(2S, 2W)」이라고 칭함)은 상기 히트싱크 부재(4)의 전방부(5)의 고정면의 상하방향의 중간부의 좌우에 각각 고정되어 있다. 한편, 상기 스폿 배광용의 렌즈(3S)와 상기 확산 배광용의 렌즈(3W)(이하, 단지 「렌즈(3S, 3W)」라고 칭함)는 일체로 구성되어 있고, 상기 반도체형 광원(2S, 2W)의 전측(F)에 배치되어 있고, 상기 히트싱크 부재(4)의 전방부(5)의 측면에 고정되어 있다.

상기 스폿 배광용의 반도체형 광원(2S) 및 렌즈(3S) 및 상기 확산 배광용의 반도체형 광원(2W) 및 렌즈(3W) 및 상기 히트싱크 부재(4)는 램프 유닛을 구성한다. 상기 램프 유닛(2S, 3S, 2W, 3W, 4)은, 상기 램프 하우징 및 상기 램프 렌즈에 의해 구획되어 있는 등실 내에, 예를 들면, 광축 조정 기구를 통하여 수평축 둘레로 상하로 또한 수직축 주위에 좌우로 광축 조정 가능하게 배치되어 있다. 또한, 상기 등실 내에는, 상기 램프 유닛(2S, 3S, 2W, 3W, 4) 이외에, 포그 램프, 코너링 램프, 클리어런스 램프, 턴 시그널 램프 등의 다른 램프 유닛이 배치되어 있는 경우가 있다.

상기 스폿 배광용의 반도체형 광원(2S) 및 렌즈(3S)는, 도 18에 도시하는 상기 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스크린 배광상의 거의 중앙 부분의 스폿 배광(SP)을 형성하는 기능을 가지고 있다. 또, 상기 확산 배광용의 반도체형 광원(2W) 및 렌즈(3W)는, 도 18에 도시하는 상기 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스크린 배광상의 전체 부분의 확산 배광(WP)을 형성하는 기능을 갖는 것이다.

상기 반도체형 광원(2S, 2W)은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 기판(7S, 7W)과, 상기 기판(7S, 7W)에 설치되어 있는 발광칩(8S, 8W)과, 상기 발광칩(8S, 8W)을 밀봉하는 얇은 직방체 형상의 밀봉수지 부재(렌즈 부재)(9S, 9W)로 구성되어 있다. 또한, 상기 밀봉수지 부재(9S, 9W)의 표면은 볼록 곡면을 이루고 있다. 상기 반도체형 광원(2S, 2W)은 홀더 혹은 고정 프레임을 통하여 상기 히트싱크 부재(4)의 전방부(5)의 고정면에 각각 고정되어 있다.

상기 발광칩(8S, 8W)은, 도 10, 도 11에 도시하는 바와 같이, 평면 직사각형 형상(평면 장방형 형상)을 이룬다. 즉, 5개의 정방형의 칩을 X축방향(수평방향)으로 배열하여 이루어지는 것이다. 또한, 1개의 장방형의 칩을 사용해도 된다.

상기 발광칩(8S, 8W)의 중심(OS, OW)은 상기 렌즈(3S, 3W)의 기준 초점(FS, FW) 혹은 그 근방에 위치하고, 또한, 상기 렌즈(3S, 3W)의 기준축(광축)(ZS, ZW) 위 혹은 그 근방에 위치한다. 상기 렌즈(3S, 3W)의 기준축(ZS, ZW)은 상기 Z축과 평행하며, 상기 발광칩(8S, 8W)의 중심(OS, OW)을 통과하는 법선이다. 또, 상기 발광칩(8S, 8W)의 중심(OS, OW)에는 상기 X축이 통과하고 있다. 또한, 도 10, 도 11에서, YS, YW는 상기 Y축과 평행하고, 또한, 상기 발광칩(8S, 8W)의 중심(OS, OW)을 통과하는 스폿 배광용의 연직축(Y축), 확산 배광용의 연직축(Y축)이다.

상기 발광칩(8S, 8W)의 발광면은 상기 렌즈(3S, 3W)의 기준축(ZS, ZW) 전측(F)(전방향)을 향해 있다. 또, 상기 확산 배광용의 반도체형 광원(2W)의 상기 발광칩(8S)의 장변은, 도 10에 도시하는 바와 같이, 상기 렌즈(3W)의 기준축(ZW)과 직교하는 상기 X축(수평축)과 평행하다. 한편, 상기 스폿 배광용의 반도체형 광원(2S)의 상기 발광칩(8S)의 장변은, 도 11에 도시하는 바와 같이, 상기 X축에 대하여 주행차선측(이 예에서는, 좌측(L))이 대향차선측(이 예에서는 우측(R))보다도 위가 되도록, 상기 스폿 배광용의 반도체형 광원(2S)의 상기 발광칩(8S)을, 상기 렌즈(3S)의 기준축(ZS)을 중심으로 하여 θ°(예를 들면, 약 5°) 회전시켜, 상기 X축에 대하여 경사져 있다.

또한, 상기 스폿 배광용의 반도체형 광원(2S)의 상기 발광칩(8S)의 장변을, 상기 확산 배광용의 반도체형 광원(2W)의 상기 발광칩(8S)의 장변과 마찬가지로, 상기 X축과 평행하게 해도 된다. 또, 상기 스폿 배광용의 반도체형 광원(2S)의 상기 발광칩(8S)의 장변을, 상기 스폿 배광용의 반도체형 광원(2S)의 상기 발광칩(8S)의 장변과 마찬가지로, 상기 X축에 대하여 경사지게 해도 된다.

상기 스폿 배광용의 렌즈(3S)와 상기 확산 배광용의 렌즈(3W)는 일체로 구성되어 있다. 상기 렌즈(3S, 3W)의 좌우 양측부에는, 고정부(10)가 일체로 설치되어 있다. 상기 고정부(10)는 상기 히트싱크 부재(4)의 전방부(5)의 좌우 양측면에 스크루 등에 의해 고정되어 있다. 이 결과, 상기 렌즈(3S, 3W)는 상기 히트싱크 부재(4)에 고정되게 된다.

상기 렌즈(3S, 3W)는 상기 반도체형 광원(2S, 2W)의 발광칩(8S, 8W)으로부터의 광이 입사하는 입사면(11S, 11W)과, 상기 렌즈(3S, 3W) 중에 입사한 광이 출사하는 출사면(12S, 12W)을 구비한다.

상기 렌즈(3S, 3W)의 입사면(11S, 11W)은 원추 곡면(예를 들면, 타원, 원, 포물선, 쌍곡선 등의 곡선, 또는, 평면, 등의 2차 곡면)으로 이루어진다. 또한, 이 예에서는, 상기 렌즈(3S, 3W)의 입사면(11S, 11W)은 연직 단면(수직 단면, 종단면)에서, 중앙부가 주변부에 대하여 후측(B)으로 돌출한 볼록면(원주면)을 이룬다. 상기 렌즈(3S, 3W)의 입사면(11S, 11W)은, 볼록면으로 하는 것이 바람직하지만, 연직 단면에서, 중앙부가 주변부에 대하여 전측(F)으로 움푹 들어간 오목면을 이루는 것이어도 되고, 또한 평면이어도 된다. 상기 렌즈(3S, 3W)의 입사면(11S, 11W)에는, 상기 반도체형 광원(2S, 2W)의 발광칩(8S, 8W)의 중심(OS, OW)(상기 렌즈(3S, 3W)의 기준축(ZS, ZW))으로부터 θ1°(예를 들면, 약 50° 이상이며, 이 예에서는, 약 60°)까지의 광이 입사한다.

상기 렌즈(3S, 3W)의 출사면(12S, 12W)은 상기 렌즈(3S, 3W)의 출사면(12S, 12W)으로부터 출사되는 상기 발광칩(8S, 8W)의 투영상이 상기 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스크린 배광상의 상기 컷오프 라인(CL1, CL2, LC3)으로부터 상방향으로 돌출하지 않도록, 상기 발광칩(8S, 8W)의 투영상의 일부가 상기 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)에 거의 접하도록 곡면 제어되어 있는 자유 곡면으로 이루어진다.

이하, 상기 스폿 배광용의 렌즈(3S)의 출사면(12S)의 곡면 제어에 대하여, 도 4, 도 12∼도 15를 참조하여 설명한다.

우선, 상기 스폿 배광용의 상기 반도체형 광원(2S)과 상기 렌즈(3S)를 상기의 구성과 같이 배치시킨다. 상기 렌즈(3S)의 입사면(11S)의 원추 곡면을 고정시킨다. 한편, 상기 렌즈(3S)의 출사면(12S)의 자유 곡면을 초기의 자유 곡면으로 한다.

다음에, 상기 반도체형 광원(2S)의 발광칩(8S)을 점등 발광시킨다. 그러면, 상기 발광칩(8S)의 투영상 군이 스크린에 투영(출사)된다. 여기에서, 도 4에 도시하는 상기 렌즈(3S)의 출사면(12S)의 4개의 표본점(P1, P2, P3, P4)으로부터 출사되는 상기 발광칩(8S)의 투영상(I1, I2, I3, I4)에 대하여 설명한다. 상기 발광칩(8S)의 투영상(I1, I2, I3, I4)은, 도 12, 도 13에 도시하는 바와 같이, 스크린에 투영(출사)된다. 이때, 상기 렌즈(3S)의 출사면(12S)의 자유 곡면은, 초기의 자유 곡면이므로, 스크린에 투영된 투영상(I1, I2, I3, I4)의 일부(절반 혹은 절반 이상의 부분)는 상기 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스크린 배광상의 상기 컷오프 라인(CL1, CL2, LC3)으로부터 상방향으로 돌출해 있다.

그것으로부터, 도 12, 도 13에 도시하는 투영상(I1, I2, I3, I4)을, 도 14, 도 15에 도시하는 투영상(I10, I20, I30, I40)으로 설계 수정한다. 설계 수정된 투영상(I10, I20, I30, I40)의 일부(P10, P20, P30, P40)는, 상기 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스크린 배광상의 상기 컷오프 라인(CL1, CL2, LC3)에 거의 접해 있고, 설계 수정된 투영상(I10, I20, I30, I40)은 상기 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스크린 배광상의 상기 컷오프 라인(CL1, CL2, LC3)으로부터 상방향으로 돌출해 있지 않다.

그리고, 설계 수정된 투영상(I10, I20, I30, I40)이 얻어지도록, 상기 스폿 배광용의 렌즈(3S)의 출사면(12S)의 자유 곡면의 곡면을 제어한다. 이상과 같이 하여, 상기 스폿 배광용의 렌즈(3S)의 출사면(12S)의 자유 곡면이 얻어진다. 또한, 동일하게 하여, 상기 확산 배광용의 렌즈(3W)의 출사면(12W)의 자유 곡면이 얻어진다.

상기한 바와 같이 하여 곡면 제어된 상기 렌즈(3S, 3W)의 출사면(12S, 12W)의 자유 곡면은 하기의 특징을 가지고 있다. 즉, 도 4∼도 7에 도시하는 바와 같이, 상기 렌즈(3S, 3W)의 출사면(12S, 12W)의 자유 곡면을, 정면에서 보아(전측(F)에서 본 상태) 상기 렌즈(3S, 3W)의 기준축(ZS, ZW)을 원점으로 하여, 상기 원점을 통과하고 서로 직교하는 연직축(YS, YW)과 수평축의 X축에 의하여, 제 1 사분면(Q1), 제 2 사분면(Q2), 제 3 사분면(Q3), 제 4 사분면(Q4)으로 분할한다. 여기에서, 상기 스폿 배광용의 렌즈(3S)에서, 상기 연직축(YS)에 관하여 상기 제 1 사분면(Q1)과 상기 제 2 사분면(Q2)을 대칭의 위치관계에서 비교한 경우. 즉, 상기 스폿 배광용의 렌즈(3S)의 상기 제 1 사분면(Q1)과 상기 제 2 사분면(Q2)을, 상기 제 1 표본점(P1)과 상기 제 2 표본점(P2)을 통과하는 상기 수평축의 X축과 평행한 수평면으로 절단했을 때에 얻어지는, 상기 제 1 표본점(P1)과 상기 제 2 표본점(P2)을 통과하는 상기 제 1 사분면(Q1)에서의 단면 커브(C12)와, 상기 제 2 사분면(Q2)에서의 단면 커브이며 상기 연직축(YS)을 경계로 반전시킨 상기 제 1 사분면(Q1)에서의 상기 제 2 사분면(Q2)의 반전 단면 커브(C22)를 비교한 경우. 상기 제 1 사분면(Q1)의 약 1/3 이상의 부분(이 예에서는, 모든 부분)이 상기 렌즈(3S)의 기준축(ZS)의 전방향(전측(F))에서 상기 제 2 사분면(Q2)보다도 높다. 예를 들면, 도 6에 도시하는 바와 같이, 상기 제 1 사분면(Q1)에서의 상기 제 1 표본점(P1)과, 상기 제 1 사분면(Q1)에서의 상기 제 2 사분면(Q2)의 상기 제 2 표본점(P2)의 반전 점(P21)을 비교한 경우, 상기 제 1 사분면(Q1)에서의 상기 제 1 표본점(P1)이 상기 제 1 사분면(Q1)에서의 상기 제 2 사분면(Q2)의 상기 제 2 표본점(P2)의 반전점(P21)보다도 전측(F)으로 치수 T1만큼 높다. 상기 제 1 사분면(Q1)의 상기 제 2 사분면(Q2)보다도 높게 되는 부분(TH)은 약 3분의 1부터 전부(1/3 <TH≤1)이다. 상기 높아지는 부분(TH)은, 도 8에 도시하는 바와 같이, 상기 렌즈(3S)의 가장자리로부터 시작되어도 되고, 또, 도 9에 도시하는 바와 같이, 상기 렌즈(3S)의 중앙으로부터 시작되어도 되고, 또한, 도시되어 있지 않지만 상기 렌즈(3S)의 가장자리와 중앙 사이의 중간부터 시작되어도 된다. 또한, 도 8, 도 9에서, TT는 상기 제 1 사분면(Q1)의 상기 제 2 사분면(Q2)과 동일한 높이의 부분이다.

또, 상기 스폿 배광용의 렌즈(3S)에서, 상기 수평축의 X축에 관하여 상기 제 1 사분면(Q1)과 상기 제 4 사분면(Q4)을 대칭의 위치관계에서 비교한 경우. 즉, 상기 스폿 배광용의 렌즈(3S)의 상기 제 1 사분면(Q1)과 상기 제 4 사분면(Q4)을, 상기 제 1 표본점(P1)과 상기 제 4 표본점(P4)을 통과하는 상기 연직축(YS)과 평행한 연직면으로 절단했을 때에 얻어지는, 상기 제 1 표본점(P1)과 상기 제 4 표본점(P4)을 통과하는 상기 제 4 사분면(Q4)에서의 단면 커브(C14)와, 상기 제 1 사분면(Q1)에서의 단면 커브이며 상기 수평축의 X축을 경계로 반전시킨 상기 제 4 사분면(Q4)에서의 상기 제 1 사분면(Q1)의 반전 단면 커브(C11)를 비교한 경우. 상기 제 1 사분면(Q1)의 약 1/3 이상의 부분(이 예에서는, 모든 부분)이 상기 렌즈(3S)의 기준축(ZS)의 전방향(전측(F))에서 상기 제 4 사분면(Q4)보다도 낮다. 예를 들면, 도 7에 도시하는 바와 같이, 상기 제 4 사분면(Q4)에서의 상기 제 4 표본점(P4)과, 상기 제 4 사분면(Q4)에서의 상기 제 1 사분면(Q1)의 상기 제 1 표본점(P1)의 반전점(P14)을 비교한 경우, 상기 제 4 사분면(Q4)에서의 상기 제 1 사분면(Q1)의 상기 제 1 표본점(P1)의 반전점(P14)이 상기 제 4 사분면(Q4)에서의 상기 제 4 표본점(P4)보다도 전측(F)으로 치수 T2만큼 낮다. 상기 제 1 사분면(Q1)의 상기 제 4 사분면(Q4)보다도 낮아지는 부분은 약 3분의 1부터 전부이다. 상기 낮아지는 부분은, 상기 렌즈(3S)의 가장자리부터 시작되어도 되고, 또, 상기 렌즈(3S)의 중앙부터 시작되어도 되고, 또한, 상기 렌즈(3S)의 가장자리와 중앙 사이의 중간부터 시작되어도 된다.

한편, 상기 확산 배광용의 렌즈(3W)의 출사면(12W)의 자유 곡면도, 상기 스폿 배광용의 렌즈(3S)의 출사면(12S)의 자유 곡면과 동일한 특징을 갖는다. 즉, 상기 확산 배광용의 렌즈(3W)의 출사면(12W)의 자유 곡면은, 상기 연직축(YW)에 관하여 상기 제 1 사분면(Q1)과 상기 제 2 사분면(Q2)을 대칭의 위치관계에서 비교한 경우, 상기 제 1 사분면(Q1)의 약 1/3 이상의 부분이 상기 렌즈(3W)의 기준축(ZW)의 전방향에서 상기 제 2 사분면(Q2)보다도 높고, 또한, 상기 수평축의 X축에 관하여 제 1 사분면(Q1)과 제 4 사분면(Q4)을 대칭의 위치관계에서 비교한 경우, 상기 제 1 사분면(Q1)의 약 1/3 이상의 부분이 상기 렌즈(3W)의 기준축(ZW)의 전방향에서 상기 제 4 사분면(Q4)보다도 낮은 자유 곡면으로 이루어진다.

여기에서, 상기 렌즈(3S, 3W)의 곡면 제어된 출사면(12S, 12W)의 4개의 표본점(P1, P2, P3, P4)으로부터 출사되는 상기 발광칩(8S, 8W)의 투영상(I10, I20, I30, I40)은 도 12, 도 13의 상태로부터 도 14, 도 15의 상태로 설계 수정된다.

이 결과, 도 16(B)에 도시하는 바와 같이, 상기 스폿 배광용 렌즈(3S)의 출사면(12S)의 상기 제 1 사분면(Q1)으로부터 출사되는 상기 발광칩(8S)의 투영상 군은 주로 상기 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스크린 배광상의 상기 엘보우점(e)으로부터 주행차선측(좌측)의 배광을 형성한다.

또, 도 16(C)에 도시하는 바와 같이, 상기 스폿 배광용 렌즈(3S)의 출사면(12S)의 상기 제 2 사분면(Q2)으로부터 출사되는 상기 발광칩(8S)의 투영상군은 주로 상기 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스크린 배광상의 상기 엘보우점(e)으로부터 대향차선측(우측)의 배광을 형성한다.

또한, 도 16(D)에 도시하는 바와 같이, 상기 스폿 배광용 렌즈(3S)의 출사면(12S)의 상기 제 3 사분면(Q3)으로부터 출사되는 상기 발광칩(8S)의 투영상 군은 주로 상기 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스크린 배광상의 상기 엘보우점(e)으로부터 대향차선측(우측)의 배광을 형성한다.

더욱이, 도 16(E)에 도시하는 바와 같이, 상기 스폿 배광용 렌즈(3S)의 출사면(12S)의 상기 제 4 사분면(Q4)으로부터 출사되는 상기 발광칩(8S)의 투영상 군은 주로 상기 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스크린 배광상의 상기 엘보우점(e)으로부터 주행차선측(좌측)의 배광을 형성한다.

그리고, 도 16(B)에 도시하는 배광과, 도 16(C)에 도시하는 배광과, 도 16(D)에 도시하는 배광과, 도 16(E)에 도시하는 배광을, 합성하면, 도 16(A)에 도시하는 상기 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스폿 배광(SP)이 형성된다.

한편, 도 17(B)에 도시하는 바와 같이, 상기 확산 배광용 렌즈(3W)의 출사면(12W)의 상기 제 1 사분면(Q1)로부터 출사되는 상기 발광칩(8W)의 투영상 군은 주로 상기 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스크린 배광상의 상기 엘보우점(e)으로부터 주행차선측(좌측)의 배광을 형성한다.

또, 도 17(C)에 도시하는 바와 같이, 상기 확산 배광용 렌즈(3W)의 출사면(12W)의 상기 제 2 사분면(Q2)으로부터 출사되는 상기 발광칩(8W)의 투영상 군은 주로 상기 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스크린 배광상의 상기 엘보우점(e)으로부터 대향차선측(우측)의 배광을 형성한다.

또한, 도 17(D)에 도시하는 바와 같이, 상기 확산 배광용 렌즈(3W)의 출사면(12W)의 상기 제 3 사분면(Q3)으로부터 출사되는 상기 발광칩(8W)의 투영상 군은 주로 상기 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스크린 배광상의 상기 엘보우점(e)으로부터 대향차선측(우측)의 배광을 형성한다.

더욱이, 도 17(E)에 도시하는 바와 같이, 상기 확산 배광용 렌즈(3W)의 출사면(12W)의 상기 제 4 사분면(Q4)으로부터 출사되는 상기 발광칩(8W)의 투영상 군은 주로 상기 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스크린 배광상의 상기 엘보우점(e)으로부터 주행차선측(좌측)의 배광을 형성한다.

그리고, 도 17(B)에 도시하는 배광과, 도 17(C)에 도시하는 배광과, 도 17(D)에 도시하는 배광과, 도 17(E)에 도시하는 배광을 합성하면, 도 17(A)에 도시하는 상기 로우빔용 배광 패턴(LP)의 확산 배광(WP)이 형성된다.

이하, 이 실시예에서의 차량용 전조등(1)은 이상과 같은 구성으로 이루어지고, 이하, 그 작용에 대하여 설명한다.

우선, 차량용 전조등(1)의 반도체형 광원(2S, 2W)의 발광칩(8S, 8W)을 점등 발광시킨다. 그러면, 반도체형 광원(2S, 2W)의 발광칩(8S, 8W)으로부터 광이 방사된다. 이 광은 렌즈(3S, 3W)의 입사면(11S, 11W)으로부터 입사하여 렌즈(3S, 3W)의 출사면(12S, 12W)으로부터 출사된다. 이때, 발광칩(8S, 8W)의 투영상(I10, I20, I30, I40)은 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스크린 배광상의 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)으로부터 상방향으로 돌출하지 않도록 또한 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)에 거의 접하도록 출사된다.

이 결과, 도 16에 도시하는 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스폿 배광(SP)과, 도 17에 도시하는 로우빔용 배광 패턴(LP)의 확산 배광(WP)이 각각 얻어지고, 또한, 그것들이 합성되어, 도 18에 도시하는 로우빔용 배광 패턴(LP)이 얻어진다.

이상과 같이 하여, 도 18에 도시하는 로우빔용 배광 패턴(LP)이 차량의 전방으로 조사된다.

이 실시예에서의 차량용 전조등(1)은, 이상과 같은 구성 및 작용으로 이루어지며, 이하, 그 효과에 대하여 설명한다.

이 실시예에서의 차량용 전조등(1)은 반도체형 광원(2S, 2W)의 발광칩(8S, 8W)을 점등 발광시키면, 발광칩(8S, 8W)으로부터 방사되는 광이 렌즈(3S, 3W)의 입사면(11S, 11W)으로부터 입사하여 렌즈(3S, 3W)의 출사면(12S, 12W)으로부터 출사될 때에, 로우빔용 배광 패턴(LP)의 스크린 배광상의 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)으로부터 상방향으로 돌출하지 않도록 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)에 거의 접하는 발광칩(8S, 8W)의 투영상(I10, I20, I30, I40)으로서 출사되므로, 반도체형 광원(2S, 2W)과 렌즈(3S, 3W)에 의하여, 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)을 갖는 로우빔용 배광 패턴(LP)을 얻을 수 있다.

게다가, 이 실시예에서의 차량용 전조등(1)은 반도체형 광원(2S, 2W)과 렌즈(3S, 3W)로 이루어지므로, 종래의 차량용 전조등과 비교하여, 부품수가 적어도 되어, 그만큼, 소형화, 경량화, 비용 경감화를 도모할 수 있다. 게다가, 이 실시예에서의 차량용 전조등(1)은, 광원과 광학소자와의 부품수 관계가 반도체형 광원(2S, 2W)의 1 구성부품과 광학소자의 렌즈(3S, 3W)의 1 구성부품과의 부품수 관계(1:1)가 된다. 이 결과, 이 실시예에서의 차량용 전조등(1)은 광원과 광학소자와의 부품수 관계가 광원의 1 구성부품과 광학소자의 2 구성부품의 투영 렌즈 및 차폐 부재와의 부품수 관계(1:2)가 되는 종래의 차량용 전조등과 비교하여, 광학소자측의 불균일한 조합의 오차가 없어져, 광학소자측의 렌즈(3S, 3W)의 조립 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 이 실시예에서의 차량용 전조등(1)은, 반도체형 광원과 렌즈로 이루어지므로, 리플렉터의 반사식의 차량용 전조등과 비교하여, 리플렉터의 반사면의 반사재 표면처리가 불필요하게 된다. 이 결과, 이 실시예에서의 차량용 전조등(1)은 리플렉터의 반사면의 반사재 표면처리의 제조 편차에 의한 배광 제어의 편차가 없어, 그만큼, 배광을 정밀하고 또한 간단하게 제어할 수 있다.

또, 이 실시예에서의 차량용 전조등(1)은, 스폿 배광용의 반도체형 광원(2S) 및 렌즈(3S)에 의해 스폿 배광(SP)이 얻어지고, 또한 확산 배광용의 반도체형 광원(2W) 및 렌즈(3W)에 의해 확산 배광(WP)이 얻어진다. 이 때문에, 이 실시예에서의 차량용 전조등(1)은 중앙 부분의 광도(조도, 광량)가 가장 높고, 중앙 부분으로부터 주변 부분으로 이행함에 따라 광도(조도, 광량)가 서서히 낮아지는 배광 패턴이 얻어지므로, 컷오프 라인(CL1, CL2, CL3)을 갖는 배광 패턴, 예를 들면, 로우빔용 배광 패턴(LP)을 얻는데 적합하다. 게다가, 이 실시예에서의 차량용 전조등(1)은, 반도체형 광원 및 렌즈를 스폿 배광 기능의 반도체형 광원(2S) 및 렌즈(3S)와 확산 배광 기능의 반도체형 광원(2W) 및 렌즈(3W)에 각각 분담시키므로, 반도체형 광원(2S, 2W)의 발광 출력이 작아도, 충분한 배광 패턴의 광도(조도, 광량), 특히, 로우빔용 배광 패턴(LP)의 중앙 부분에서 충분한 광도(조도, 광량)의 스폿 배광이 얻어진다.

또한, 이 실시예에서의 차량용 전조등(1)은, 스폿 배광용의 반도체형 광원(2S)의 발광칩(8S)의 장변을 수평축의 X축에 대하여 경사지게 하고, 또, 확산 배광용의 반도체형 광원(2W)의 발광칩(8W)의 장변을 수평축의 X축과 평행하게 하고, 스폿 배광(SP)을 경사 컷오프 라인(CL1)을 따르게 하고, 또한, 확산 배광(WP)을 상측 수평 컷오프 라인(CL2) 및 하측 수평 컷오프 라인(CL3)을 따르게 할 수 있다. 이 때문에, 이 실시예에서의 차량용 전조등(1)은 주행차선측(좌측) 상측 수평 컷오프 라인(CL2)과 주행차선측(좌측)의 경사 컷오프 라인(CL1)과 대향차선측(우측) 하측 수평 컷오프 라인(CL3)으로 이루어지는 컷오프 라인(Z 컷오프 라인)을 갖는 배광 패턴, 예를 들면, 로우빔용 배광 패턴(LP)을 얻는데 최적이며, 게다가, Z 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴, 예를 들면, 로우빔용 배광 패턴(LP)을 확실하게 얻을 수 있다.

또한, 상기의 실시예에서는, 배광 패턴으로서 로우빔용 배광 패턴(LP)에 대하여 설명하는 것이다. 그런데, 본 발명에서는, 배광 패턴으로서 로우빔용 배광 패턴(LP) 이외의 배광 패턴, 예를 들면, 고속도로용 배광 패턴, 포그 램프용 배광 패턴 등, 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴이면 된다.

또, 상기의 실시예에서는, 컷오프 라인으로서, 경사 컷오프 라인(CL1)과, 상측 수평 컷오프 라인(CL2)과, 하측 수평 컷오프 라인(CL3)으로 이루어지는 Z 컷오프 라인이다. 그런데, 본 발명에서는, 컷오프 라인으로서, Z 컷오프 라인 이외의 컷오프 라인, 예를 들면, 단지 수평 컷오프 라인, 또는, 엘보우점을 경계로, 주행차선측의 경사 컷오프 라인과, 대향차선측의 수평 컷오프 라인으로 이루어지는 컷오프 라인이어도 된다.

또한, 상기의 실시예에서는, 좌측 주행차선용의 차량용 전조등(1)에 대하여 설명한다. 그런데, 본 발명에서는, 우측 주행차선용의 차량용 전조등에 대해서도 적용할 수 있다.

더욱이 상기의 실시예에서는, 스폿 배광용의 반도체형 광원(2S) 및 렌즈(3S)와, 확산 배광용의 반도체형 광원(2W) 및 렌즈(3W)가 X축방향으로 병렬상태로 배치되어 있다. 그런데, 본 발명에서는, 스폿 배광용의 반도체형 광원(2S) 및 렌즈(3S)와, 확산 배광용의 반도체형 광원(2W) 및 렌즈(3W)를 상하방향에 위치하거나, 상하좌우 경사방향에 배치하거나, 전후에 엇갈리게 배치하거나 해도 된다.

더욱이 또한, 상기의 실시예에서는, 스폿 배광용의 반도체형 광원(2S) 및 렌즈(3S)로 이루어지는 램프 유닛과, 확산 배광용의 반도체형 광원(2W) 및 렌즈(3W)로 이루어지는 램프 유닛으로 구성되어 있는 것이다. 그런데, 본 발명에서는, 1개의 반도체형 광원 및 1개의 렌즈로 이루어지는 1개의 램프 유닛에서, 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴을 형성하는 것이어도 되고, 또, 3개 이상의 램프 유닛에 의해 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴을 형성하는 것이어도 된다.

1; 차량용 전조등 2S; 스폿 배광용의 반도체형 광원
3S; 스폿 배광용의 렌즈 2W; 확산 배광용의 반도체형 광원
3W; 확산 배광용의 렌즈 4; 히트싱크 부재
5; 전방부 6; 후방부
7S, 7W; 기판 8S, 8W; 발광칩
9S, 9W; 밀봉수지 부재 10; 고정부
11S, 11W; 입사면 12S, 12W; 출사면
VU-VD; 스크린의 상하의 수직선 HL-HR; 스크린의 좌우의 수평선
X; X축(수평축) Y; Y축(연직축)
Z; Z축 R; 우측
L; 좌측 U; 상측
D; 하측 F; 전측
B; 후측 E; 엘보우점
CL1; 경사 컷오프 라인 CL2; 상측 수평 컷오프 라인
CL3; 하측 수평 컷오프 라인 LP; 로우빔용 배광 패턴
SP; 스폿 배광 WP; 확산 배광
OS, OW; 발광칩의 중심 FS, FW; 렌즈의 기준 초점
ZS, ZW; 렌즈의 기준축
YS, YW; 발광칩의 중심을 통과하는 연직축
θ°; 스폿 배광용의 반도체형 광원의 발광칩의 경사각도
θ1°; 렌즈의 입사면에 입사하는 광의 반도체형 광원의 발광칩의 중심으로부터의 각도
I1, I2, I3, I4; 출사면이 초기 상태일 때의 발광칩의 투영상
I10, I20, I30, I40; 출사면이 곡면 제어되었을 때의 발광칩의 투영상
Q1; 제 1 사분면 Q2; 제 2 사분면
Q3; 제 3 사분면 Q4; 제 4 사분면
P1; 제 1 표본점 P2; 제 2 표본점
P3; 제 3 표본점 P4; 제 4 표본점
C12; 제 1 표본점과 제 2 표본점을 통과하는 단면 커브
C22; 제 1 사분면에서의 제 2 사분면의 반전 단면 커브
C14; 제 1 표본점과 제 4 표본점을 통과하는 단면 커브
C11; 제 4 사분면에서의 제 1 사분면의 반전 단면 커브
T1; 높은 분량의 치수 T2; 낮은 분량의 치수
TH; 높아지는 부분 TT; 동일한 높이의 부분

Claims

반도체형 광원을 광원으로 하고, 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴을 차량의 전방으로 조사하는 차량용 전조등에 있어서,
평면 직사각형 형상의 발광칩을 갖는 반도체형 광원과,
상기 반도체형 광원의 상기 발광칩으로부터의 광을, 컷오프 라인을 갖는 배광 패턴으로서, 전방으로 조사하는 렌즈를 구비하고,
상기 발광칩의 중심은 상기 렌즈의 기준 초점 혹은 그 근방에 위치하고, 또한, 상기 렌즈의 기준축 위 혹은 그 근방에 위치하고,
상기 발광칩의 발광면은 상기 렌즈의 기준축의 전방향을 향하고,
상기 발광칩의 장변은 상기 렌즈의 기준축과 직교하는 수평축과 평행하거나 혹은 상기 수평축에 대하여 경사지고,
상기 렌즈의 입사면은 원추 곡면으로 이루어지고,
상기 렌즈의 출사면은, 상기 렌즈의 출사면으로부터 출사되는 상기 발광칩의 투영상이 상기 배광 패턴의 스크린 배광상의 상기 컷오프 라인으로부터 상방향으로 돌출하지 않도록, 상기 발광칩의 투영상의 일부가 상기 컷오프 라인에 거의 접하도록 곡면 제어되어 있는 자유 곡면으로 이루어지고,
상기 렌즈의 출사면의 자유 곡면은, 정면에서 보아 상기 렌즈의 기준축을 원점으로 하고, 상기 원점을 통과하고 서로 직교하는 연직축과 수평축에 의해 분할된 제 1 사분면, 제 2 사분면, 제 3 사분면, 제 4 사분면으로 하고, 상기 연직축에 관하여 상기 제 1 사분면과 상기 제 2 사분면을 대칭의 위치관계로 비교한 경우, 상기 제 1 사분면의 약 1/3 이상의 부분이 상기 렌즈의 기준축의 전방향에서 상기 제 2 사분면보다도 높고, 또한, 상기 수평축에 관하여 상기 제 1 사분면과 상기 제 4 사분면을 대칭의 위치관계에서 비교한 경우, 상기 제 1 사분면의 약 1/3 이상의 부분이 상기 렌즈의 기준축의 전방향에서 상기 제 4 사분면보다도 낮은, 자유 곡면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 전조등.
제 1 항에 있어서,
상기 반도체형 광원 및 상기 렌즈는, 상기 배광 패턴의 스크린 배광상의 거의 중앙 부분의 스폿 배광을 기능하는 스폿 배광용 반도체형 광원 및 렌즈와, 상기 배광 패턴의 스크린 배광상의 전체 부분의 확산 배광을 기능하는 확산 배광용 반도체형 광원 및 렌즈를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 전조등.
제 2 항에 있어서,
상기 배광 패턴의 상기 컷오프 라인은, 엘보우점으로부터 주행차선측에 걸쳐서 상승 구배의 경사 컷오프 라인과, 상기 경사 컷오프 라인으로부터 주행차선측에 걸쳐서 수평한 상측 수평 컷오프 라인과, 엘보우점으로부터 대향차선측에 걸쳐서 수평한 하측 수평 컷오프 라인으로 이루어지고,
상기 스폿 배광용 반도체형 광원의 상기 발광칩의 장변은, 상기 렌즈의 기준축을 중심으로 하고, 상기 수평축에 대하여 주행차선측이 대향차선측보다도 위가 되도록, 약 5°회전시켜, 상기 수평축에 대하여 경사지게 하고,
상기 확산 배광용 반도체형 광원의 상기 발광칩의 장변은, 상기 수평축과 평행하고,
상기 스폿 배광용 렌즈 및 상기 확산 배광용 렌즈의 출사면의 상기 제 1 사분면 및 상기 제 4 사분면으로부터 출사되는 상기 발광칩의 투영상은, 주로 상기 배광 패턴의 스크린 배광상의 상기 엘보우점으로부터 주행차선측의 배광을 형성하고,
상기 스폿 배광용 렌즈 및 상기 확산 배광용 렌즈의 출사면의 상기 제 2 사분면 및 상기 제 3 사분면으로부터 출사되는 상기 발광칩의 투영상은 주로 상기 배광 패턴의 스크린 배광상의 상기 엘보우점으로부터 대향차선측의 배광을 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 전조등.