KR20160063847A - 면발광 차량용 램프 - Google Patents

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    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프는, 광원, 상기 광원을 외부로부터 보호하는 아우터 렌즈 및 상기 광원과 상기 아우터 렌즈 사이에 구비되는 이너 렌즈를 포함하고, 상기 이너 렌즈는, 상기 광원으로부터 출사되어 상기 아우터 렌즈로 진행하는 빛이 투과하는 입사면과 출사면 및 상기 입사면 및 출사면 중 적어도 하나에 형성되고, 상기 이너 렌즈를 통과하는 빛을 산란시켜 상기 이너 렌즈를 통과하는 빛이 상기 출사면의 전면에서 균일한 휘도로 출사되도록 하는 광 확산 패턴을 포함한다.

Description

면발광 차량용 램프{Vehicle lamp providing flat light}
본 발명은 면발광 차량용 램프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일정 면적에서 균일한 휘도의 빛이 출사되는 면발광을 제공하는 차량용 램프에 관한 것이다.
최근에는 차량의 실내 조명은 물론 차량의 외부로 조사되는 램프의 광원에도 LED(Light Emitting Diode)와 같은 반도체 발광소자가 사용되고 있다.
반도체 발광 소자는 전력 대비 발광 효율이 높고 종래의 할로겐 램프 등에 비해 긴 수명을 갖는 등의 장점으로 선호되고 있다. 그러나, 반도체 발광 소자는 직진성을 갖는 광 출력 특성으로 인해 광 조사각이 좁아 넓은 영역에 대해 균일한 광도 및 휘도를 제공하기 어려운 단점이 있다.
이와 같은 반도체 발광 소자의 단점을 보완하기 위해 복수의 반도체 발광 소자를 1차원 또는 2차원으로 배열하여 광원으로 사용하거나, 단일 또는 복수의 반도체 발광 소자의 광 출사 방향에 배치되어 반도체 발광 소자로부터 출사된 빛을 확산시켜 빛의 휘도 편차를 감소시키는 광 확산판을 사용한다.
일반적으로 사용되는 확산판은 폴리카보네이트 시트(Polycarbonate, PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate, PET) 등의 고분자 부재로 제조되고 있다. 그리고, 광 확산 효율의 향상을 위해 고분자의 확산판 내에 유리 섬유가 혼합되도록 제조하고 있다.
그러나, 일부 국가 등에서는 차량, 가전 등의 폐기 시에 발생하는 환경 오염을 방지하기 위해 차량 또는 가전 등에 유리 섬유의 사용을 금지하고 있다.
최근 차량용 램프의 광학 디자인은 부분적 또는 전체적인 면발광을 구현하는 것을 선호하고 있는데, 유리 섬유가 혼합된 확산판을 사용하지 않는 경우에는 직하형의 면발광체를 구현하는 것은 쉽지 않은 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 유리 섬유를 사용하지 않고도 광 확산 효율을 증대시키고 면발광을 구현하는 차량용 램프를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프는, 광원, 상기 광원을 외부로부터 보호하는 아우터 렌즈 및 상기 광원과 상기 아우터 렌즈 사이에 구비되는 이너 렌즈를 포함하고, 상기 이너 렌즈는, 상기 광원으로부터 출사되어 상기 아우터 렌즈로 진행하는 빛이 투과하는 입사면과 출사면 및 상기 입사면 및 출사면 중 적어도 하나에 형성되고, 상기 이너 렌즈를 통과하는 빛을 산란시켜 상기 이너 렌즈를 통과하는 빛이 상기 출사면의 전면에서 균일한 휘도로 출사되도록 하는 광 확산 패턴을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 광 확산 패턴은 상기 이너 렌즈의 내측을 향해 함몰 형성되는 복수의 미세 도트들로 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 광 확산 패턴은 상기 이너 렌즈부의 외측을 향해 돌출 형성되는 복수의 미세 도트들로 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 광 확산 패턴은, 상기 복수의 미세 도트들 중 적어도 일부가 비정형의 패턴으로 분포하는 자유 패턴을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 광 확산 패턴은, 상기 복수의 미세 도트들 중 일부가 상호 인접하여 배치되는 고밀도 패턴 및 상기 복수의 미세 도트들 중 다른 일부가 상기 고밀도 패턴으로부터 멀어지는 방향으로 점진적으로 밀도가 낮아지도록 배치되는 저밀도 패턴을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 광원은 점광원이며, 상기 점광원은 상기 점광원으로부터 출사된 빛이 상기 고밀도 패턴으로 집중되도록 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 광 확산 패턴은, 상기 고밀도 패턴이 일정 간격으로 연속적으로 배치되고, 상기 저밀도 패턴은 상기 연속되는 고밀도 패턴들 사이에 배치되는 패턴을 포함하고, 상기 광원은, 상기 연속되는 고밀도 패턴들과 일대일 대응되는 복수 개의 점광원을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 램프는, 광원, 상기 광원을 외부로부터 보호하는 아우터 렌즈 및 상기 광원과 상기 아우터 렌즈 사이에 구비되는 이너 렌즈를 포함하고, 상기 이너 렌즈는, 입사면 및 서브 출사면이 형성된 제1 확산 렌즈, 출사면과 상기 서브 출사면과 마주하는 서브 입사면이 형성된 제2 확산 렌즈 및 상기 입사면 및 상기 서브 출사면 중 적어도 하나에 형성되는 제1 광 확산 패턴 및 상기 제2 확산 렌즈의 상기 출사면 및 상기 서브 입사면 중 적어도 하나에 형성되는 제2 광 확산 패턴을 포함하여 상기 이너 렌즈를 통과하는 빛이 상기 출사면의 전면에서 균일한 휘도로 출사되도록 하는 광 확산 패턴을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 광 확산 패턴은 상기 제1 광 확산 렌즈의 내측을 향해 함몰 형성되거나 상기 제1 광 확산 렌즈의 외측을 향해 돌출 형성되는 복수의 제1 미세 도트들로 이루어지고, 상기 제2 광 확산 패턴은 상기 제2 광 확산 렌즈의 내측을 향해 함몰 형성되거나 상기 제2 광 확산 렌즈의 외측을 향해 돌출 형성되는 복수의 제2 미세 도트들로 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 광 확산 패턴은, 상기 복수의 제1 미세 도트들 중 일부가 상호 인접하여 배치되는 고밀도 패턴 및 상기 복수의 제1 미세 도트들 중 다른 일부가 상기 고밀도 패턴으로부터 멀어지는 방향으로 점진적으로 밀도가 낮아지도록 배치되는 저밀도 패턴을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 광 확산 패턴은, 상기 복수의 제2 미세 도트들 중 적어도 일부가 비정형의 패턴으로 분포하는 자유 패턴을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 광원은 점광원이며, 상기 점광원은 상기 점광원으로부터 출사된 빛이 상기 고밀도 패턴으로 집중되도록 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 광 확산 패턴은, 상기 고밀도 패턴이 일정 간격으로 연속적으로 배치되고, 상기 저밀도 패턴은 상기 연속되는 고밀도 패턴들 사이에 배치되는 패턴을 포함하고, 상기 광원은, 상기 연속되는 고밀도 패턴들과 일대일 대응되는 복수 개의 점광원을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 광 확산 패턴 및 상기 제2 광 확산 패턴은 각각 상기 복수의 제1 미세 도트들 중 적어도 일부, 상기 복수의 제2 미세 도트들 중 적어도 일부가 비정형의 패턴으로 분포하는 자유 패턴을 포함할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
유리 섬유와 같은 별도의 불순물을 사용하지 않고도 면발광을 구현할 수 있다.
따라서, 환경적 규제 대상인 유리 섬유를 사용하지 않는 보다 친환경적인 차량용 램프를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 램프를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 램프를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예 또는 제2 실시예에 따른 차량용 램프의 이너 렌즈에 의한 면발광 예를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이너 렌즈를 도시한 정면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이너 렌즈를 도시한 측면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이너 렌즈를 도시한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이너 렌즈를 도시한 측면도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이너 렌즈를 도시한 정면도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 이너 렌즈와 광원과의 배치 관계를 도시한 측면도이다.
도 10은 광원으로부터 출사된 빛의 휘도 분포와 본 발명의 제4 실시예에 따른 이너 렌즈를 통과한 빛의 휘도 분포를 비교 도시한 그래프이다.
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 이너 렌즈를 도시한 분해 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제6 실시예에 따른 이너 렌즈를 도시한 분해 사시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 차량용 램프를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 램프를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 램프(1)는, 광원(10), 이너 렌즈(20) 및 아우터 렌즈(30)를 포함한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 램프(1)는 차량의 실내에 설치되어 내부 조명을 제공하는 램프이거나, 차량의 외부에 설치되어 조명을 제공하는 헤드 램프 또는 포그 램프이거나, 차량의 외부에 설치되어 신호를 제공하는 리어 램프 등이 될 수 있다.
광원(10)으로는 LED(Light Emitting Diode), LD(Laser Diode) 등의 반도체 발광 소자가 사용될 수 있다.
아우터 렌즈(30)는 광원(10) 등의 차량용 램프(1) 내부 구성품을 차량용 램프(1)의 외부 환경으로부터 보호하는 렌즈이며, 이너 렌즈(20)를 투과한 광원(10)의 빛이 차량용 램프(1)의 외부에서 관측될 수 있도록 광 투과성 또는 반투과성 재질로 형성될 수 있다.
이너 렌즈(20)는 광원(10)으로부터 출사된 빛을 산란시켜 면발광 패턴의 빛이 출사되도록 하는 구성 요소이다. 이너 렌즈(20)에 대한 자세한 설명은 후술한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 램프(1)는, 광원(10)으로부터 출사된 빛이 곧바로 이너 렌즈(20)를 향해 조사되는 직광 구조를 갖는다.
한편, 도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 램프를 개략적으로 도시한 도면이다. 설명의 편의를 위하여 제1 실시예와 유사한 부분은 동일한 도면부호를 사용하고, 제1 실시예와 공통되는 부분은 그 설명을 생략한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 램프(2)는, 광원(10), 이너 렌즈(20) 및 아우터 렌즈(30) 외에 리플렉터(40)를 추가로 포함한다.
전술한 제1 실시예에 따른 차량용 램프(1)가 광원(10)으로부터 출사된 빛이 곧바로 이너 렌즈(20)를 향해 조사되는 직광 구조인 것에 비해, 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 램프(2)는 광원(10)으로부터 출사된 빛이 리플렉터(40)에 의해 반사되어 이너 렌즈(20)를 통과하는 반사형 구조를 갖는다.
리플렉터(40)의 반사면은 타원형 또는 포물선 형으로 형성되거나, 다초점을 갖는 MFR 타입의 반사면으로 형성될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 차량용 램프(1, 2)에 적용되는 이너 렌즈(20)는 광원(10)으로부터 출사되어 아우터 렌즈(30)로 진행하는 광 경로 상에 배치된다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예 또는 제2 실시예에 따른 차량용 램프의 이너 렌즈에 의한 면발광 예를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 이너 렌즈(20)는 이너 렌즈(20)를 통과하는 빛을 산란시켜, 면발광 패턴의 빛이 아우터 렌즈(30)를 통해 차량용 램프(1, 2)의 외부에서 관측되도록 한다.
이하에서는, 본 발명의 실시예들에 따른 이너 렌즈(20)에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이너 렌즈를 도시한 정면도이고, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이너 렌즈를 도시한 측면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이너 렌즈(21)는 복수의 미세 도트(215)들 중 적어도 일부가 비정형의 패턴으로 분포하는 자유 패턴의 광 확산 패턴을 포함할 수 있다. 비정형의 자유 패턴은 복수의 미세 도트(215)들이 분포하는 패턴에 일정한 규칙이 없이 랜덤하게 정해진 위치에 복수의 미세 도트(215)들이 위치하는 패턴을 의미한다.
또는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이너 렌즈(21)는 복수의 미세 도트(215)들 중 적어도 일부가 일정한 규칙에 의해 분포하는 정형 패턴의 광 확산 패턴을 포함할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 미세 도트(215)들은 이너 렌즈(21)의 내측으로 함몰 형성되는 음각의 반구(215a)들로 이루어진다.
도 5에는 복수의 미세 도트(215)들이 이너 렌즈(21)의 입사면(212) 상에 형성되는 예를 도시하였으나, 복수의 미세 도트(215)들은 이너 렌즈(21)의 출사면(211)에 형성될 수 있으며, 복수의 미세 도트(215)들 중 일부는 이너 렌즈(21)의 입사면(212)에 형성되고 다른 일부는 이너 렌즈(21)의 출사면(211)에 형성될 수도 있다.
또한, 도 5에는 복수의 미세 도트(215)들의 예로서 음각의 반구(215a)들을 예로 도시하였으나, 복수의 미세 도트(215)는 음각의 다면체를 포함할 수도 있다.
음각으로 형성되는 복수의 미세 도트(215)로 구성된 광 확산 패턴은 광원(10; 도 1 또는 도 2 참고)으로부터 이너 렌즈(20)를 통과하는 빛은 다양한 각도로 굴절시킴으로써 빛을 산란시킨다. 그 결과 출사면(211)을 통해 출사되는 빛은 출사면(211)의 전면에서 대략적으로 균일한 휘도를 갖는 면발광 패턴을 형성하게 된다(도 3 참고).
따라서, 본 실시예에 따른 이너 렌즈(20)는 유리 섬유와 같은 별도의 불순물을 사용하지 않고도 복수의 미세 도트(215)들로 구성된 광 확산 패턴을 이용해 면발광을 구현할 수 있다. 그 결과 환경적 규제 대상인 유리 섬유를 사용하지 않는 보다 친환경적인 차량용 램프를 제공할 수 있다.
이너 렌즈(21)는 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate, PET), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 아크릴, 에폭시, 멜라민 수지 등과 같은 투명 또는 반투명한 광투과성 재질의 고분자성 수지재로 형성될 수 있다. 이 경우 복수의 미세 도트(215)들은 이너 렌즈(21)를 성형하는 금형 상에 양각으로 형성되어, 이너 렌즈(21)의 성형과 동시에 형성될 수 있다. 또는, 매끈한 입사면(212) 및 출사면(211)을 갖는 이너 렌즈(21)를 성형한 후, 입사면(212) 및 출사면(211) 중 적어도 하나에 음각의 복수의 미세 도트(215)들을 형성할 수도 있다.
이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이너 렌즈에 대해 설명한다. 설명의 편의를 위하여 제1 실시예에 따른 이너 렌즈와 유사한 부분은 동일한 도면부호를 사용하고, 제1 실시예에 따른 이너 렌즈와 공통되는 부분은 그 설명을 생략한다.
도 6는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이너 렌즈를 도시한 측면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이너 렌즈(22)는 이너 렌즈(22)의 외측으로 돌출 형성되는 양각의 반구(215b)들을 포함한다.
양각의 반구(215b)들은 도 4에 도시된 복수의 미세 도트(215)들을 형성하며, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이너 렌즈(22) 역시 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 미세 도트(215)들 중 적어도 일부가 비정형의 패턴으로 분포하는 자유 패턴의 광 확산 패턴을 포함할 수 있다. 따라서, 복수의 미세 도트(215)들은 이너 렌즈(22)의 전면에 걸쳐 비정형의 패턴을 갖도록 분포하거나, 일부 영역에서는 비정형을 패턴을 갖고 다른 일부 영역에서는 정형의 패턴을 갖도록 분포할 수 있다. 또는, 복수의 미세 도트(215)들 중 적어도 일부가 정형 패턴으로 배열된 광 확산 패턴을 포함할 수 있다.
즉, 전술한 제1 실시예에 따른 이너 렌즈(21)는 음각의 반구(215a)들을 이용해 자유 패턴(도 4 참고)의 광 확산 패턴을 형성한 반면, 본 실시예에 따른 이너 렌즈(22)는 양각의 반구(215b)들을 이용해 자유 패턴(도 4 참고)의 광 확산 패턴을 형성한다.
본 실시예에서도 복수의 미세 도트(215)들은 이너 렌즈(22)의 출사면(211)에 형성될 수 있으며, 복수의 미세 도트(215)들 중 일부는 이너 렌즈(22)의 입사면(212)에 형성되고 다른 일부는 이너 렌즈(22)의 출사면(211)에 형성될 수도 있다.
또한, 도 6에는 복수의 미세 도트(215)들의 예로서 양각의 반구(215b)들을 예로 도시하였으나, 복수의 미세 도트(215)는 양각의 다면체를 포함할 수도 있다.
이하에서는 본 발명의 제3 실시예에 따른 이너 렌즈에 대해 설명한다. 설명의 편의를 위하여 제1 실시예에 따른 이너 렌즈와 유사한 부분은 동일한 도면부호를 사용하고, 제1 실시예에 따른 이너 렌즈와 공통되는 부분은 그 설명을 생략한다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이너 렌즈를 도시한 측면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 이너 렌즈(23)는 이너 렌즈(23)의 내측으로 함몰 형성되는 음각의 반구(215a)들과 이너 렌즈(23)의 외측으로 돌출 형성되는 양각의 반구(215b)들을 포함한다.
음각의 반구(215a)들과 양각의 반구(215b)들은 도 4에 도시된 복수의 미세 도트(215)들을 형성하며, 본 발명의 제3 실시예에 따른 이너 렌즈(23) 역시 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 미세 도트(215)들 중 적어도 일부가 비정형의 패턴으로 분포하는 자유 패턴의 광 확산 패턴을 포함할 수 있다. 따라서, 복수의 미세 도트(215)들은 이너 렌즈(23)의 전면에 걸쳐 비정형의 패턴을 갖도록 분포하거나, 일부 영역에서는 비정형을 패턴을 갖고 다른 일부 영역에서는 정형의 패턴을 갖도록 분포할 수 있다. 또는, 복수의 미세 도트(215)들 중 적어도 일부가 정형 패턴으로 배열된 광 확산 패턴을 포함할 수 있다.
본 실시예에서도 음각의 반구(215a)들과 양각의 반구(215b)들은 혼재되어 이너 렌즈(23)의 출사면(211)에 형성될 수 있으며, 그 중 일부는 이너 렌즈(23)의 입사면(212)에 형성되고 다른 일부는 이너 렌즈(23)의 출사면(211)에 형성될 수도 있다.
또한, 도 6에는 복수의 미세 도트(215)들의 예로서 음각의 반구(215a)들과 양각의 반구(215b)들을 예로 도시하였으나, 복수의 미세 도트(215)는 음각의 다면체 및 양각의 다면체를 포함할 수도 있다.
이하에서는 본 발명의 제4 실시예에 따른 이너 렌즈에 대해 설명한다. 설명의 편의를 위하여 제1, 2 및 3 실시예에 따른 이너 렌즈와 유사한 부분은 동일한 도면부호를 사용하고, 제1, 2 및 3 실시예에 따른 이너 렌즈와 공통되는 부분은 그 설명을 생략한다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이너 렌즈를 도시한 정면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 이너 렌즈(24)는 전술한 제1, 2 및 3 실시예와는 상이한 광 확산 패턴을 갖는다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 이너 렌즈(24)의 광 확산 패턴은, 복수의 미세 도트(243)들이 상호 인접하여 배치되는 고밀도 패턴(241)과, 고밀도 패턴(241)의 주변으로 다른 복수의 미세 도트(244)들이 배치되는 저밀도 패턴(242)을 포함한다.
저밀도 패턴(242)을 형성하는 복수의 미세 도트(244)들의 밀도는 고밀도 패턴(241)을 형성하는 복수의 미세 도트(243)들의 밀도에 비해 낮다. 그리고, 저밀도 패턴(242)은 고밀도 패턴(241)으로부터 멀어질수록 복수의 미세 도트(244)들의 밀도가 개략적으로 낮아지는 패턴을 가질 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 이너 렌즈(24)의 광 확산 패턴은 고밀도 패턴(241)들이 일정 간격으로 연속적으로 배치되고, 저밀도 패턴(242)은 연속되는 고밀도 패턴(241)들의 사이에 배치된다.
고밀도 패턴(241) 또는 저밀도 패턴(242)을 형성하는 복수의 미세 도트(243, 244)들은 이너 렌즈(24)의 입사면(212, 도 9 참고) 및 출사면(211)에 형성될 수 있다. 그리고, 전술한 제1, 2 및 3 실시예에 따른 이너 렌즈(21, 22, 23)에서 설명한 바와 유사하게, 복수의 미세 도트(243, 244)들은 이너 렌즈(24)의 내측으로 함몰 형성되는 음각의 반구(215a)들 및/또는 이너 렌즈(23)의 외측으로 돌출 형성되는 양각의 반구(215b)들을 포함할 수 있다. 또한, 복수의 미세 도트(243, 244)들은 음각의 반구(215a) 또는 양각의 반구(215b) 외에 음각의 다면체 및/또는 양각의 다면체를 포함할 수도 있다(도 9 참고).
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 이너 렌즈와 광원과의 배치 관계를 도시한 측면도이고, 도 10은 광원으로부터 출사된 빛의 휘도 분포와 본 발명의 제4 실시예에 따른 이너 렌즈를 통과한 빛의 휘도 분포를 비교 도시한 그래프이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 램프(1, 도 1 참고)는 복수 개의 점광원(11, 12, 13)들을 포함할 수 있다.
복수 개의 점광원(11, 12, 13)들은 이너 렌즈(24)에 형성된 복수 개의 고밀도 패턴(241)들과 각각 일대일 대응되도록 구비되며, 각각의 점광원(11, 12, 13)들은 각각의 고밀도 패턴(241)에 인접하게 위치될 수 있다.
도 9의 점광원(11, 12, 13)으로는 LED(Light Emitting Diode), LD(Laser Diode) 등의 반도체 발광 소자가 사용될 수 있다. 반도체 발광 소자는 직진성을 갖는 광 출력 특성을 갖는다. 따라서, 도 10의 광원 휘도 분포(A1)에 도시된 바와 같이, 점광원(11, 12, 13)은 광원의 중심축으로는 고휘도의 빛이 출사되지만, 광원의 중심축으로부터 멀어질수록 휘도가 급격히 낮아지는 빛이 출사된다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 이너 렌즈(24)는 이와 같은 반도체 발광 소자의 광 출력 특성을 감안하여 고밀도 패턴(241)과 저밀도 패턴(242)이 형성된 광 확산 패턴을 포함한다.
즉, 점광원(11, 12, 13)의 중심축과 고밀도 패턴(241)을 대략적으로 일치시켜, 광원의 중심축에 인접하여 출사되는 고휘도의 빛은 고밀도 패턴(241)을 통과하도록 하고, 광원의 중심축으로부터 이격되어 출사되는 저휘도의 빛은 저밀도 패턴(242)을 통과하도록 한다.
고밀도 패턴(241)을 통과한 빛은 저밀도 패턴(242)을 통과하는 빛보다 더욱 산란되어 고밀도 패턴(241)이 형성된 영역에서의 휘도를 낮아지게 함과 동시에 고밀도 패턴(241) 주변의 저밀도 패턴(242) 부분의 휘도를 향상시킨다. 또한, 저밀도 패턴(242)을 통과하는 빛은 고밀도 패턴(241)을 통과하는 빛에 비해 크게 산란되지 않고 이너 렌즈(24)를 통과하게 되어 저휘도 빛의 휘도를 대략적으로 유지할 수 있다.
그 결과, 도 10의 이너 렌즈 휘도 분포(A2)에 도시된 바와 같이, 전체적으로 고밀도 패턴(241)이 형성된 영역과 저밀도 패턴(242)이 형성된 영역의 전반에 걸쳐 대략적으로 균일한 휘도의 면발광 패턴을 형성할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제5 실시예에 따른 이너 렌즈에 대해 설명한다. 설명의 편의를 위하여 제1, 2 및 3 실시예에 따른 이너 렌즈와 유사한 부분은 동일한 도면부호를 사용하고, 제1, 2 및 3 실시예에 따른 이너 렌즈와 공통되는 부분은 그 설명을 생략한다.
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 이너 렌즈를 도시한 분해 사시도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제5 실시예에 따른 이너 렌즈(25)는 제1 확산 렌즈(25a)와 제2 확산 렌즈(25b)를 포함한다.
제1 확산 렌즈(25a)는 이너 렌즈(25)의 입사면(212)을 형성하고 제2 확산 렌즈(25b)는 이너 렌즈(25)의 출사면(211)을 형성한다.
제1 확산 렌즈(25a)는 입사면(212)의 반대면에 제1 확산 렌즈(25a)를 통과하는 빛이 제2 확산 렌즈(25b)를 향해 출사되는 서브 출사면(251)이 형성된다. 그리고, 제2 확산 렌즈(25b)는 출사면(211)의 반대면에 제1 확산 렌즈(25a)를 통과한 빛이 입사되는 서브 입사면(252)이 형성된다.
제1 확산 렌즈(25a)와 제2 확산 렌즈(25b)은 서브 출사면(251)과 서브 입사면(252)이 마주하도록 인접 설치되거나, 서브 출사면(251)과 서브 입사면(252)이 접하도록 설치될 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 제1 확산 렌즈(25a)에는 제1 광 확산 패턴(256)이 형성되고, 제2 확산 렌즈(25b)에는 제2 광 확산 패턴(257)이 형성된다.
제1 광 확산 패턴(256)은 복수의 제1 미세 도트(254)들 중 적어도 일부가 비정형의 패턴으로 분포하는 자유 패턴을 포함하거나, 복수의 제1 미세 도트(254)들 중 적어도 일부가 일정한 규칙에 따라 배열되는 정형 패턴을 포함할 수 있다.
그리고, 제2 광 확산 패턴(257) 역시 복수의 제2 미세 도트(255)들 중 적어도 일부가 비정형의 패턴으로 분포하는 자유 패턴을 포함하거나, 복수의 제2 미세 도트(255)들 중 적어도 일부가 일정한 규칙에 따라 배열되는 정형 패턴을 포함할 수 있다.
또는, 제1 광 확산 패턴(256) 및 제2 광 확산 패턴(257) 중 어느 하나는 자유 패턴을 포함하고 다른 하나는 정형 패턴을 포함하도록 구성될 수도 있다.
제1 확산 렌즈(25a)와 제2 확산 렌즈(25b)는 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른 이너 렌즈(21)와 대응될 수 있다. 따라서, 복수의 제1 미세 도트(254)들은 제1 확산 렌즈(25a)의 내측으로 함몰 형성되는 음각의 반구(215a, 도 5 참고)들 및/또는 음각의 다면체로 형성될 수 있고, 복수의 제2 미세 도트(255)들은 제2 확산 렌즈(25b)의 내측으로 함몰 형성되는 음각의 반구(215a, 도 5 참고)들 및/또는 음각의 다면체로 형성될 수 있다.
복수의 제1 미세 도트(254)들은 제1 확산 렌즈(25a)의 입사면(212) 및 서브 출사면(251) 중 적어도 하나에 형성될 수 있고, 복수의 제2 미세 도트(255)들은 제2 확산 렌즈(25b)의 서브 입사면(252) 및 출사면(211) 중 적어도 하나에 형성될 수 있다.
한편, 제1 확산 렌즈(25a) 또는 제2 확산 렌즈(25b)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이너 렌즈(21)뿐만 아니라, 전술한 본 발명의 제2 실시예 또는 제3 실시예에 따른 이너 렌즈(22, 23)와 대응될 수도 있다.
제2 실시예 또는 제3 실시예에 따른 이너 렌즈(22, 23)에 대한 미세 도트(215)들에 대해서는 이미 상세하게 설명하였는바, 중복되는 설명을 피하기 위해 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
본 발명의 제5 실시예에 따른 이너 렌즈(25)는 자유 패턴 및/또는 정형 패턴의 광 확산 패턴이 각각 형성된 제1 확산 렌즈(25a) 또는 제2 확산 렌즈(25b)를 광 경로를 따라 적층 배치하여 최종적으로 제2 확산 렌즈(25b)의 출사면(211) 상에 형성되는 면발광 패턴의 휘도 균일성을 더욱 향상시킬 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제6 실시예에 따른 이너 렌즈에 대해 설명한다. 설명의 편의를 위하여 제4 및 5 실시예에 따른 이너 렌즈와 유사한 부분은 동일한 도면부호를 사용하고, 제4 및 5 실시예에 따른 이너 렌즈와 공통되는 부분은 그 설명을 생략한다.
도 12는 본 발명의 제6 실시예에 따른 이너 렌즈를 도시한 분해 사시도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제6 실시예에 따른 이너 렌즈(26) 역시 전술한 제5 실시예에 따른 이너 렌즈(25)와 유사하게 제1 확산 렌즈(26a)와 제2 확산 렌즈(26b)를 포함한다.
도 12에 도시된 바와 같이, 제1 확산 렌즈(26a)에는 제1 광 확산 패턴(266)이 형성되고, 제2 확산 렌즈(26b)에는 제2 광 확산 패턴(267)이 형성된다.
전술한 제5 실시예에 따른 이너 렌즈(25)와 유사하게 제2 광 확산 패턴(267)은 복수의 제2 미세 도트(265)들이 비정형 및/또는 정형의 패턴으로 분포하는 광 확산 패턴이다.
그러나, 본 실시예에 따른 제1 광 확산 패턴(266)은 복수의 제1 미세 도트(264a, 264b)들 중 일부(264a)들이 상호 인접하여 배치되는 고밀도 패턴(266a)과, 고밀도 패턴(266a)의 주변으로 복수의 제1 미세 도트(264a, 264b)들 중 다른 일부(264b)들이 배치되는 저밀도 패턴(266b)을 포함한다.
도 12에 도시된 바와 같이, 고밀도 패턴(266a)들은 일정 간격으로 연속적으로 배치되며, 저밀도 패턴(266b)은 연속되는 고밀도 패턴(266a)들의 사이에 배치된다.
제1 확산 렌즈(26a)는 본 발명의 제4 실시예에 따른 이너 렌즈(24)와 대응될 수 있다. 따라서, 복수의 미세 도트(243, 244)들은 이너 렌즈(24)의 입사면(212, 도 9 참고) 및 출사면(211)에 형성될 수 있다.
또한, 복수 개의 점광원(11, 12, 13)과 고밀도 패턴(266a)과의 배치 관계(도 9 참고) 및 그에 따른 휘도 분포의 균일화(도 10 참고)에 대해서는 본 발명의 제4 실시예에 따른 이너 렌즈(24)에 대한 설명에서 상세하게 설명하였는바, 중복되는 설명을 피하기 위해 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
본 발명의 제6 실시예에 따른 이너 렌즈(26)는 입사면(212) 측에 제1 광 확산 패턴(266)이 형성된 제1 확산 렌즈(26a)가 구비되고, 출사면(211) 측에 제2 광학 패턴(267)이 형성된 제2 확산 렌즈(26b)가 구비되므로, 제1 확산 렌즈(26a)가 고밀도 패턴(266a) 및 저밀도 패턴(266b)을 통해 직진성을 갖는 복수의 점광원(11, 12, 13, 도 9 참고)으로부터 출사된 빛을 대략적으로 균일한 휘도를 갖는 면발광 패턴으로 변환하면, 제2 확산 렌즈(26b)가 자유 패턴(267) 및/또는 정형 패턴(미도시)을 통해 휘도 균일성이 더욱 향상된 면발광 패턴으로 변환하여 출사면(211)을 통해 출사할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1, 2: 차량용 램프 10, 11, 12, 13: 광원
20, 21, 22, 23, 24, 25, 26: 이너 렌즈
25a, 26b: 제1 확산 렌즈 25b, 26b: 제2 확산 렌즈
30: 아우터 렌즈 40: 리플렉터
211: 출사면 212: 입사면
215, 243, 244, 254, 255, 264a, 264b, 265: 미세 도트
215a: 음각 반구 215b: 양각 반구
241, 266a: 고밀도 패턴 242, 266b: 저밀도 패턴
251, 261: 서브 출사면 252, 262: 서브 입사면
256, 266: 제1 광 확산 패턴 257, 267: 제2 광 확산 패턴
A1: 광원 휘도 분포 A2: 이너 렌즈 휘도 분포

Claims (14)

  1. 광원;
    상기 광원을 외부로부터 보호하는 아우터 렌즈 및
    상기 광원과 상기 아우터 렌즈 사이에 구비되는 이너 렌즈를 포함하고,
    상기 이너 렌즈는,
    상기 광원으로부터 출사되어 상기 아우터 렌즈로 진행하는 빛이 투과하는 입사면과 출사면 및
    상기 입사면 및 출사면 중 적어도 하나에 형성되고, 상기 이너 렌즈를 통과하는 빛을 산란시켜 상기 이너 렌즈를 통과하는 빛이 상기 출사면의 전면에서 균일한 휘도로 출사되도록 하는 광 확산 패턴을 포함하는, 면발광 차량용 램프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광 확산 패턴은 상기 이너 렌즈의 내측을 향해 함몰 형성되는 복수의 미세 도트들로 이루어지는, 면발광 차량용 램프.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광 확산 패턴은 상기 이너 렌즈부의 외측을 향해 돌출 형성되는 복수의 미세 도트들로 이루어지는, 면발광 차량용 램프.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 광 확산 패턴은,
    상기 복수의 미세 도트들 중 적어도 일부가 비정형의 패턴으로 분포하는 자유 패턴을 포함하는, 면발광 차량용 램프.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 광 확산 패턴은,
    상기 복수의 미세 도트들 중 일부가 상호 인접하여 배치되는 고밀도 패턴 및
    상기 복수의 미세 도트들 중 다른 일부가 상기 고밀도 패턴으로부터 멀어지는 방향으로 점진적으로 밀도가 낮아지도록 배치되는 저밀도 패턴을 포함하는, 면발광 차량용 램프.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 광원은 점광원이며,
    상기 점광원은 상기 점광원으로부터 출사된 빛이 상기 고밀도 패턴으로 집중되도록 배치되는, 면발광 차량용 램프.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 광 확산 패턴은,
    상기 고밀도 패턴이 일정 간격으로 연속적으로 배치되고, 상기 저밀도 패턴은 상기 연속되는 고밀도 패턴들 사이에 배치되는 패턴을 포함하고,
    상기 광원은,
    상기 연속되는 고밀도 패턴들과 일대일 대응되는 복수 개의 점광원을 포함하는, 면발광 차량용 램프.
  8. 광원;
    상기 광원을 외부로부터 보호하는 아우터 렌즈 및
    상기 광원과 상기 아우터 렌즈 사이에 구비되는 이너 렌즈를 포함하고,
    상기 이너 렌즈는,
    입사면 및 서브 출사면이 형성된 제1 확산 렌즈;
    출사면과 상기 서브 출사면과 마주하는 서브 입사면이 형성된 제2 확산 렌즈; 및
    상기 입사면 및 상기 서브 출사면 중 적어도 하나에 형성되는 제1 광 확산 패턴 및 상기 제2 확산 렌즈의 상기 출사면 및 상기 서브 입사면 중 적어도 하나에 형성되는 제2 광 확산 패턴을 포함하여 상기 이너 렌즈를 통과하는 빛이 상기 출사면의 전면에서 균일한 휘도로 출사되도록 하는 광 확산 패턴을 포함하는, 면발광 차량용 램프.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 광 확산 패턴은 상기 제1 광 확산 렌즈의 내측을 향해 함몰 형성되거나 상기 제1 광 확산 렌즈의 외측을 향해 돌출 형성되는 복수의 제1 미세 도트들로 이루어지고,
    상기 제2 광 확산 패턴은 상기 제2 광 확산 렌즈의 내측을 향해 함몰 형성되거나 상기 제2 광 확산 렌즈의 외측을 향해 돌출 형성되는 복수의 제2 미세 도트들로 이루어지는, 면발광 차량용 램프.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 광 확산 패턴은,
    상기 복수의 제1 미세 도트들 중 일부가 상호 인접하여 배치되는 고밀도 패턴 및
    상기 복수의 제1 미세 도트들 중 다른 일부가 상기 고밀도 패턴으로부터 멀어지는 방향으로 점진적으로 밀도가 낮아지도록 배치되는 저밀도 패턴을 포함하는, 면발광 차량용 램프.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 광 확산 패턴은,
    상기 복수의 제2 미세 도트들 중 적어도 일부가 비정형의 패턴으로 분포하는 자유 패턴을 포함하는, 면발광 차량용 램프.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 광원은 점광원이며,
    상기 점광원은 상기 점광원으로부터 출사된 빛이 상기 고밀도 패턴으로 집중되도록 배치되는, 면발광 차량용 램프.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제1 광 확산 패턴은,
    상기 고밀도 패턴이 일정 간격으로 연속적으로 배치되고, 상기 저밀도 패턴은 상기 연속되는 고밀도 패턴들 사이에 배치되는 패턴을 포함하고,
    상기 광원은,
    상기 연속되는 고밀도 패턴들과 일대일 대응되는 복수 개의 점광원을 포함하는, 면발광 차량용 램프.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 제1 광 확산 패턴 및 상기 제2 광 확산 패턴은 각각 상기 복수의 제1 미세 도트들 중 적어도 일부, 상기 복수의 제2 미세 도트들 중 적어도 일부가 비정형의 패턴으로 분포하는 자유 패턴을 포함하는, 면발광 차량용 램프.
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