KR20170112320A - 렌즈 및 이를 포함하는 차량용 램프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 렌즈 및 이를 포함하는 차량용 램프에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 렌즈는 입사면; 상기 입사면을 통해 입사된 빛을 외부로 투과시키는 제1 출사면 및 제2 출사면을 포함하며, 상기 제1 출사면과 상기 제2 출사면은 단차지게 형성되어, 상기 입사면과 상기 제1 출사면 사이의 두께와, 상기 입사면과 상기 제2 출사면 사이의 두께가 상이하고, 상기 제1 출사면과 상기 제2 출사면은 초점을 공유하고, 본 발명에 따른 차량용 램프는, 빛을 발생시키는 광원; 상기 광원에서 발생된 빛이 통과하여 차량의 전방으로 빔 패턴을 조사하는 것으로서, 적어도 둘 이상의 출사면이 단차지게 형성되는 렌즈를 포함한다.

Description

렌즈 및 이를 포함하는 차량용 램프{Len and lamp for vehicle using the same}

본 발명은 렌즈 및 이를 포함하는 차량용 램프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광원으로부터 출사되는 빛을 통과시켜 차량의 외부로 소정의 빔 패턴을 형성하는 렌즈 및 이를 포함하는 차량용 램프에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 야간 주행 시에 차량 주변에 위치한 대상물을 용이하게 확인하기 위한 조명 기능 및 다른 차량이나 도로 이용자들에게 차량의 주행 상태를 알리기 위한 신호 기능을 가지는 다양한 종류의 차량용 램프를 구비하고 있다.

예를 들어, 차량의 전방에 설치되는 헤드 램프에는 로우빔, 하이빔, 턴 시그널, 포지션 램프들이 설치되며 최근에는 DRL(daytime running light)이 추가되는 경향이다. 그리고, 차량의 후방에 설치되는 리어 램프에는, 미등, 브레이크, 후진등, 턴 시그널 램프들이 설치된다.

일반적으로 각 램프들은 빛이 출사되는 광원과 광원으로부터 출사된 빛을 통과 및 굴절시켜 차량의 외부로 소정의 빔 패턴을 형성하는 렌즈를 포함한다.

일본공개특허 제2011-0112620호(2011.10.13.)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 렌즈의 출사면에 양각 또는 음각의 패턴을 형성할 수 있는 렌즈 및 이를 포함하는 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 실시 예에 따른 렌즈는, 입사면; 상기 입사면을 통해 입사된 빛을 외부로 투과시키는 제1 출사면 및 제2 출사면을 포함하며, 상기 제1 출사면과 상기 제2 출사면은 단차지게 형성되어, 상기 입사면과 상기 제1 출사면 사이의 두께와, 상기 입사면과 상기 제2 출사면 사이의 두께가 상이하고, 상기 제1 출사면과 상기 제2 출사면은 초점을 공유할 수 있다.

상기 제1 출사면과 상기 제2 출사면은 서로 다른 비구면의 프로파일을 가질 수 있다.

상기 서로 다른 비구면의 프로파일은 서로 다른 곡률을 갖되, 초점과 가까운 출사면의 곡률은 초점과 먼 출사면의 곡률보다 크게 형성될 수 있다.

상기 제2 출사면은 상기 제1 출사면에 대해 양각의 패턴을 형성할 수 있다.

상기 제2 출사면은 상기 제1 출사면에 대해 음각의 패턴을 형성할 수 있다.

상기 제1 출사면 및 상기 제2 출사면과 단차를 형성하며 상기 제1 출사면 및 상기 제2 출사면과 상기 초점을 공유하도록 형성되는 제3 출사면을 더 포함할 수 있다.

상기 제3 출사면은 상기 제1 출사면 및 상기 제2 출사면과 서로 다른 비구면의 프로파일을 가질 수 있다.

상기 서로 다른 비구면의 프로파일은 서로 다른 곡률을 갖되, 상기 제1 출사면 내지 제3 출사면 중, 상기 초점과 가까운 출사면일수록 곡률이 크게 형성될 수 있다.

상기 제2 출사면은 상기 제1 출사면에 대해 양각의 패턴을 형성하고, 상기 제3 출사면은 상기 제2 출사면에 대해 양각의 패턴을 형성할 수 있다.

상기 제2 출사면은 상기 제1 출사면에 대해 음각의 패턴을 형성하고, 상기 제3 출사면은 상기 제2 출사면에 대해 음각의 패턴을 형성할 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 램프는, 빛을 발생시키는 광원; 상기 광원에서 발생된 빛이 통과하여 차량의 전방으로 빔 패턴을 조사하는 것으로서, 적어도 둘 이상의 출사면이 단차지게 형성되는 렌즈를 포함할 수 있다.

상기 광원은, 상기 초점 또는 상기 초점 부근에 배치되어 발생되는 빛이 직광 타입으로 상기 렌즈를 통과할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 차량용 램프는, 상기 광원이 상기 초점의 후방 부근에 배치되고, 상기 광원으로부터 발생된 빛을 반사시켜 상기 초점을 통과하도록 하는 리플렉터를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.

렌즈의 출사면에 양각 또는 음각의 패턴을 형성할 수 있으므로, 차량, 차량의 제조사 또는 부품 제조사의 아이덴터티를 표현하는 패턴을 렌즈의 출사면에 형성하거나 렌즈의 출사면 디자인을 보다 다양화 할 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 실시 예에 따른 렌즈를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 렌즈를 포함하는 차량용 램프의 개략적인 단면 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 렌즈를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 렌즈를 포함하는 차량용 램프의 개략적인 단면 구성도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 렌즈를 도시한 사시도이다.
도 10은 도 9의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 렌즈를 포함하는 차량용 램프의 개략적인 단면 구성도이다.
도 13은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 렌즈를 도시한 사시도이다.
도 14는 도 13의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 렌즈를 포함하는 차량용 램프의 개략적인 단면 구성도이다.
도 17 및 도 18은 본 발명의 실시 예들에 따른 렌즈를 통해 출사되는 빔 패턴을 도시한 도면이다.

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 실시 예들에 따른 렌즈 및 이를 포함하는 차량용 램프를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 렌즈를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 렌즈(1)는, 전면에 제1 출사면(10)과 제2 출사면(20)이 형성되고, 이들 출사면(10,20)들과 대향되는 후면에는 입사면(8)이 형성된다.

여기서, 제2 출사면(20)은 제1 출사면(10)과 단차를 형성하며 제1 출사면(10)에 대해 양각의 패턴을 형성될 수 있다.

도 1에는 제2 출사면(20)이 형성하는 패턴의 일례로서, 알파벳 대문자 A를 도시하였지만, 실시예에 따라 제2 출사면(20)이 형성하는 패턴의 이미지는 달라질 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 출사면(10)과 제2 출사면(20)은 하나의 초점(F)을 공유하는 서로 다른 비구면의 프로파일(11, 21)에서 선택된다.

즉, 제1 출사면(10)의 프로파일(11)만으로 출사면이 형성되는 렌즈와, 제2 출사면(20)의 프로파일(21)만으로 출사면이 형성되는 렌즈는 동일한 초점(F)을 갖는다.

제1 출사면(10)의 프로파일(11)과 제2 출사면(20)의 프로파일(21)은 렌즈(1)의 광축(L)을 중심으로 상하 및/또는 좌우 대칭이 되도록 형성될 수 있지만, 제2 출사면(20)이 형성하는 패턴에 따라 렌즈(1)는 광축(L)을 중심으로 상하 및/또는 좌우 대칭이 되지 않을 수도 있다.

여기서, 제2 출사면(20)은 제1 출사면(10)에 대하여 양각의 패턴으로 형성됨에 따라 제1 출사면(10)의 전방으로 돌출된다. 따라서, 입사면(8)으로부터 제2 출사면(20)까지의 두께는, 입사면(8)으로부터 제1 출사면(10)까지의 두께에 비하여 두껍게 형성된다.

이와 같이, 입사면(8)으로부터 제1 출사면(10)과 제2 출사면(20)은 그 두께가 다르게 형성됨에 따라 초점(F)으로부터의 거리도 다르게 되므로, 동일 초점을 갖기 위해서 각각의 출사면(10,20)은 서로 다른 비구면의 프로파일(11,21)에 맞게 서로 다른 곡률을 갖도록 형성된다.

즉, 상대적으로 입사면(8) 또는 초점(F)과 가까운 거리의 제1 출사면(10)의 곡률은, 상대적으로 입사면(8) 또는 초점(F)과 먼 거리의 제2 출사면(20)의 곡률보다 더 큰 곡률을 갖도록 형성된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 제1 출사면(10)과 제2 출사면(20)은 서로 다른 비구면의 프로파일(11, 21)을 갖도록 형성되지만, 각 프로파일(11, 21)이 초점(F)을 공유하므로, 초점(F)을 통과하여 제1 출사면(10)을 통과하는 빛(L1)과 제2 출사면(20)을 통과하는 빛(L2)은 유사한 패턴으로 굴절되며 출사될 수 있다. 예를 들면, 제1 출사면(10)을 통과하는 빛(L1)과 제2 출사면(20)을 통과하는 빛(L2)은 모두 광축(L)에 대해 대략 평행하게 진행할 수 있다.

따라서, 초점(F)을 통과하는 빛이 본 제 1실시 예에 따른 렌즈(1)를 통과하여 형성하는 빔 패턴은, 초점(F)을 통과하는 빛이 제1 출사면(10)의 프로파일(11)만으로 출사면이 형성되는 렌즈를 통과하여 형성하는 빔 패턴 및 초점(F)을 통과하는 빛이 제2 출사면(20)의 프로파일(21)만으로 출사면이 형성되는 렌즈를 통과하여 형성하는 빔 패턴과 대략 유사하게 된다.

참고로, 본 제1 실시 예에 따른 렌즈(1)는 초점(F)의 위치, 렌즈(1)의 높이 등 비구면 렌즈의 설계에 필요한 정보를 입력하고, 서로 다른 2개의 출사면 프로파일(11, 21)을 획득한 다음, 프로파일(21)에서 양각의 패턴과 대응하는 부분을 선택하여 제2 출사면(20)을 설정하고 프로파일(11)에서 나머지 부분을 선택하여 제1 출사면(10)을 설정한 후, 제1 출사면(10)과 제2 출사면(20)을 연결하는 과정을 통해 설계될 수 있다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 렌즈를 포함하는 차량용 램프의 단면 구성도이다.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 렌즈(1)를 포함하는 차량용 램프는, 상기한 구성의 렌즈(1)와, 초점 또는 초점 부근에 배치되어 광을 발생시키는 광원(40)을 포함할 수 있다.

여기서, 광원(40)은 초점(F) 또는 초점 부근에 배치됨에 따라 발생되는 빛이 직광 타입으로 렌즈(1)를 투과하여 빔 패턴을 형성할 수 있다.

즉, 광원(40)으로부터 발생되는 빛은 렌즈(1)의 제1 출사면(10)과 제2 출사면(20)을 통과하는 빛(L1,L2)들이 광축(L)에 대햐여 대략 평행하게 진행하면서 빔 패턴을 형성하게 됨에 따라 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이 하이 빔 패턴(HB)을 형성할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 렌즈를 포함하는 차량용 램프는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기한 구성의 렌즈(1)와, 초점의 후방에 배치되어 광을 발생시키는 광원(40) 및 광원(40)으로부터 발생되는 빛을 반사시켜서 초점을 지나도록 하는 리플렉터(50)를 포함하는 구성으로 이루어질 수도 있다.

즉, 광원(40)은 초점(F)의 후방에 배치되는 리플렉터(50)의 다른 초점 부근에 배치됨에 따라 발생되는 빛이 리플렉터(50)의 반사면에 의해 반사되어 간접광 타입으로 초점(F)을 지난 후, 렌즈(1)를 투과하여 빔 패턴을 형성할 수 있다.

따라서, 광원(40)으로부터 발생되어 리플렉터(50)에 의해 반사되어 초점(F)을 통과한 후, 렌즈(1)의 제1 출사면(10)과 제2 출사면(20)을 통과하는 빛(L1,L2)들이 광축(L)에 대하여 대략 평행하게 진행하면서 빔 패턴을 형성하게 됨으로써, 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이 하이 빔 패턴(HB)을 형성할 수 있게 된다.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 렌즈를 포함하는 차량용 램프에서는, 광원(40)으로서 HID(High Intensity Discharge)가 적용될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, LED(Light Emitting Diode), LD(Laser Diode), 벌브 타입의 램프 등 다양한 광원이 적용될 수도 있다.

이하에서는 본 발명의 다른 실시 예들에 따른 렌즈 및 이를 포함하는 차량용 램프에 대해 설명한다. 설명의 편의를 위하여 제1 실시예와 유사한 부분은 동일한 도면부호를 사용하고, 제1 실시 예와 공통되는 부분은 그 설명을 생략한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 렌즈를 도시한 사시도이고, 도 6은 도 5의 A-A선에 따른 단면도이다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 렌즈(2) 역시 본 발명의 제1 실시 예에 따른 렌즈(1)와 유사하게 전면에 제1 출사면(10)과 알파벳 대문자 A의 패턴이 형성된 제2 출사면(20)이 형성되고, 이들 출사면(10,20)들과 대향되는 후면에는 입사면(8)이 형성된다.

다만, 전술한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 렌즈(1)는 제2 출사면(20)이 제1 출사면(10)에 대해 양각의 패턴으로 형성된 반면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 렌즈(2)는 제2 출사면(20)이 제1 출사면(10)과 단차를 갖되, 제1 출사면(10)에 대해 음각의 패턴으로 형성된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 제1 출사면(10)과 제2 출사면(20) 역시 하나의 초점(F)을 공유하는 서로 다른 비구면의 프로파일(11, 21)에서 선택된다.

즉, 제1 출사면(10)의 프로파일(11)만으로 출사면이 형성되는 렌즈와, 제2 출사면(20)의 프로파일(21)만으로 출사면이 형성되는 렌즈는 동일한 초점(F)을 갖는다.

다만, 전술한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 렌즈(1)에서는 제1 출사면(10)이 형성되는 프로파일(11)이 제2 출사면이 형성되는 프로파일(21) 보다 초점(F)에 근접하는 것이었지만, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 렌즈(2)에서는 제2 출사면이 형성되는 프로파일(21)이 제1 출사면(10)이 형성되는 프로파일(11) 보다 초점(F)에 근접하는 것이 된다.

따라서, 제2 출사면(20)은 제1 출사면(10)과 단차를 형성하며 제1 출사면(10)에 대해 음각의 패턴으로 형성될 수 있다.

여기서, 제2 출사면(20)은 제1 출사면(10)에 대하여 음각의 패턴으로 형성됨에 따라 제1 출사면(10)의 후방으로 함몰된다. 따라서, 입사면(8)으로부터 제2 출사면(20)까지의 두께는, 입사면(8)으로부터 제1 출사면(10)까지의 두께에 비하여 상대적으로 얇게 형성된다.

이와 같이, 입사면(8)으로부터 제1 출사면(10)과 제2 출사면(20)은 그 두께가 다르게 형성됨에 따라 초점(F)으로부터의 거리도 다르게 되므로, 동일 초점을 갖기 위해서 각각의 출사면(10,20)은 서로 다른 비구면의 프로파일(11,21)에 맞게 서로 다른 곡률을 갖도록 형성된다.

즉, 상대적으로 입사면(8)과 가까운 거리의 제2 출사면(20)의 곡률은, 상대적으로 입사면(8)과 먼 거리의 제1 출사면(10)의 곡률보다 더 큰 곡률을 갖도록 형성된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 렌즈(2)의 제1 출사면(10)과 제2 출사면(20)은 서로 다른 비구면의 프로파일(11, 21)을 갖도록 형성되지만, 각 프로파일(11, 21)이 초점(F)을 공유하므로, 초점(F)을 통과하여 제1 출사면(10)을 통과하는 빛(L1)과 제2 출사면(20)을 통과하는 빛(L2)은 유사한 패턴으로 굴절되며 출사될 수 있다.

예를 들면, 제1 출사면(10)을 통과하는 빛(L1)과 제2 출사면(20)을 통과하는 빛(L2)은 모두 광축(L)에 대해 대략 평행하게 진행할 수 있다.

따라서, 초점(F)을 통과하는 빛이 본 제 2실시 예에 따른 렌즈(1)를 통과하여 형성하는 빔 패턴은, 초점(F)을 통과하는 빛이 제1 출사면(10)의 프로파일(11)만으로 출사면이 형성되는 렌즈를 통과하여 형성하는 빔 패턴 및 초점(F)을 통과하는 빛이 제2 출사면(20)의 프로파일(21)만으로 출사면이 형성되는 렌즈를 통과하여 형성하는 빔 패턴과 대략 유사하게 된다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 렌즈를 포함하는 차량용 램프의 개략적인 단면 구성도이다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 렌즈(2)를 포함하는 차량용 램프 또한 앞선 제1 실시 예에서와 마찬가지로 광원(40) 또는, 광원(40) 및 리플렉터(50)를 포함할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 광원(40)이 초점(F) 또는 초점 부근에 배치됨에 따라 직광 타입으로 빔 패턴을 형성할 수 있고, 도 8에 도시된 바와 같이, 광원(40)과 리플렉터(50)가 초점(F) 후방에 배치됨에 따라 간접광 타입으로 빔 패턴을 형성할 수도 있는데, 이에 따른 빔 패턴 형성 관계는 앞선 제1 실시 예에서와 동일 또는 유사하므로, 이에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.

도 9는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 렌즈를 도시한 사시도이고, 도 10은 도 9의 A-A선에 따른 단면도이다.

도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 렌즈(3)는 전면에 제1 출사면(10), 제2 출사면(20) 및 제3 출사면(30)이 형성되고, 이들 출사면(10,20,30)들과 대향되는 후면에는 입사면(8)이 형성된다.

제2 출사면(20)은 제1 출사면(10)과 단차를 형성하며 제1 출사면(10)에 대해 양각의 패턴을 형성하고, 제3 출사면(30)은 제2 출사면(20)과 단차를 형성하며 제2 출사면(20)에 대해 양각의 패턴을 형성한다. 이를 위해, 제2 출사면(20)이 형성하는 알파벳 대문자 A는 제3 출사면(30)이 형성하는 알파벳 대문자 A 보다 굵은 글자체로 형성될 수 있다.

도 9에서는 제2 출사면(20) 및 제3 출사면(30)이 형성하는 패턴의 일례로서, 알파벳 대문자 A를 도시하였지만, 실시예에 따라 제2 출사면(20) 및 제3 출사면(30)이 형성하는 패턴의 이미지는 달라질 수 있으며, 제2 출사면(20)과 제3 출사면(30)도 서로 형성하는 패턴의 이미지가 달라질 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 제1 출사면(10), 제2 출사면(20) 및 제3 출사면(30)은 하나의 초점(F)을 공유하는 서로 다른 비구면의 프로파일(11, 21, 31)에서 선택된다.

즉, 제1 출사면(10)의 프로파일(11)만으로 출사면이 형성되는 렌즈, 제2 출사면(20)의 프로파일(21)만으로 출사면이 형성되는 렌즈 및 제3 출사면(30)의 프로파일(31)만으로 출사면이 형성되는 렌즈는 동일한 초점(F)을 갖는다.

제1 출사면(10)의 프로파일(11), 제2 출사면(20)의 프로파일(21) 및 제3 출사면(30)의 프로파일(31)은 렌즈(3)의 광축(L)을 중심으로 상하 및/또는 좌우 대칭이 되도록 형성될 수 있지만, 제2 출사면(20) 및 제3 출사면(30)이 형성하는 패턴에 따라 렌즈(3)는 광축(L)을 중심으로 상하 및/또는 좌우 대칭이 되지 않을 수도 있다.

여기서, 제2 출사면(20)은 제1 출사면(10)에 대하여 양각의 패턴으로 형성됨에 따라 제1 출사면(10)의 전방으로 돌출되고, 제3 출사면(30)은 제2 출사면(20)에 대하여 역시 양각의 패턴으로 형성됨에 따라 제2 출사면(20)의 전방으로 돌출된다.

따라서, 입사면(8)으로부터 제2 출사면(20)까지의 두께는, 입사면(8)으로부터 제1 출사면(10)까지의 두께에 비하여 두껍게 형성되고, 입사면으로부터 제3 출사면(20)까지의 두께는, 입사면(8)으로부터 제2 출사면(20)까지의 두께에 비하여 두껍게 형성된다.

즉, 입사면(8)을 기준으로 제3 출사면(30)까지의 두께가 가장 두껍고, 제2 출사면(20)까지의 두께가 다음으로 두꺼우며, 제1 출사면(10)까지의 두께가 상대적으로 가장 얇게 된다.

이와 같이, 입사면(8)으로부터 제1 출사면(10)과 제2 출사면(20) 및 제3 출사면(30)은 그 두께가 각각 다르게 형성됨에 따라 초점(F)으로부터의 거리도 다르게 되므로, 동일 초점을 갖기 위해서 각각의 출사면(10,20,30)들은 서로 다른 비구면의 프로파일(11,21)에 맞게 서로 다른 곡률을 갖도록 형성된다.

즉, 상대적으로 입사면(8)과 가장 가까운 거리의 제1 출사면(10)의 곡률은, 상대적으로 입사면(8)과 먼 거리의 제2 출사면(20)의 곡률보다 더 큰 곡률을 갖도록 형성된다. 또한, 입사면(8)과 가장 먼 거리의 제3 출사면(30)의 곡률은, 제2 출사면(20)의 곡률보다 더 작은 곡률을 갖도록 형성된다.

다시 말해서, 입사면(8) 또는 초점(F)과 거리가 가까운 출사면은 곡률이 상대적으로 크고, 거리가 먼 출사면일수록 곡률이 상대적으로 작게 형성된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 제1 출사면(10), 제2 출사면(20) 및 제3 출사면(30)은 서로 다른 비구면의 프로파일(11, 21, 31)을 갖도록 형성되지만, 각 프로파일(11, 21, 31)이 초점(F)을 공유하므로, 초점(F)을 통과하여 제1 출사면(10)을 통과하는 빛(L1), 제2 출사면(20)을 통과하는 빛(L2) 및 제3 출사면(30)을 통과하는 빛(L3)은 유사한 패턴으로 굴절되며 출사될 수 있다. 예를 들면, 제1 출사면(10)을 통과하는 빛(L1), 제2 출사면(20)을 통과하는 빛(L2) 및 제3 출사면(30)을 통과하는 빛(L3)은 모두 광축(L)에 대해 대략 평행하게 진행할 수 있다.

따라서, 초점(F)을 통과하는 빛이 본 제3 실시 예에 따른 렌즈(3)를 통과하여 형성하는 빔 패턴은, 초점(F)을 통과하는 빛이 제1 출사면(10)의 프로파일(11)만으로 출사면이 형성되는 렌즈를 통과하여 형성하는 빔 패턴, 초점(F)을 통과하는 빛이 제2 출사면(20)의 프로파일(21)만으로 출사면이 형성되는 렌즈를 통과하여 형성하는 빔 패턴 및 초점(F)을 통과하는 빛이 제3 출사면(30)의 프로파일(31)만으로 출사면이 형성되는 렌즈를 통과하여 형성하는 빔 패턴과 대략 유사하게 된다.

본 제 3실시 예에 따른 렌즈(3)는 초점(F)의 위치, 렌즈(3)의 높이 등 비구면 렌즈의 설계에 필요한 정보를 입력하고, 서로 다른 3개의 출사면 프로파일(11, 21, 31)을 획득한 다음, 프로파일(31)에서 제3 출사면(30)으로 형성될 양각의 패턴과 대응하는 부분을 선택하여 제3 출사면(30)을 설정하고 프로파일(21)에서 제2 출사면(20)으로 형성될 양각의 패턴과 대응하는 부분을 선택하여 제2 출사면(20)을 설정하고 프로파일(11)에서 나머지 부분을 선택하여 제1 출사면(10)을 설정한 후, 제1 출사면(10)과 제2 출사면(20)을 연결하고 제2 출사면(20)과 제3 출사면(30)을 연결하는 과정을 통해 설계될 수 있다.

도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 렌즈(3)를 포함하는 차량용 램프 또한 앞선 제1 실시 예 및 제2 실시 예에서와 마찬가지로 광원(40) 또는, 광원(40) 및 리플렉터(50)를 포함할 수 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 광원(40)이 초점(F) 또는 초점 부근에 배치됨에 따라 직광 타입으로 빔 패턴을 형성할 수 있고, 도 12에 도시된 바와 같이, 광원(40)과 리플렉터(50)가 초점 후방에 배치됨에 따라 간접광 타입으로 빔 패턴을 형성할 수도 있는데, 이에 따른 빔 패턴 형성 관계는 앞선 제1 실시 예에서와 동일 또는 유사하므로, 이에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.

도 13은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 렌즈를 도시한 사시도이고, 도 14는 도 13의 A-A선에 따른 단면도이다.

도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 렌즈(4) 역시 본 발명의 제3 실시 예에 따른 렌즈(3)와 유사하게 전면에 제1 출사면(10)과 알파벳 대문자 A의 패턴이 형성된 제2 출사면(20) 및 제3 출사면(30)이 형성된다.

다만, 전술한 본 발명의 제3 실시 예에 따른 렌즈(3)는 제2 출사면(20)이 제1 출사면(10)에 대해 양각의 패턴으로 형성되고 제3 출사면(30)이 제2 출사면(20)에 대해 양각의 패턴으로 형성된 반면, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 렌즈(4)는 제2 출사면(20)이 제1 출사면(10)과 단차를 형성하며 제1 출사면(10)에 대해 음각의 패턴으로 형성되고, 제3 출사면(30)은 제2 출사면(20)과 단차를 형성하며 제2 출사면(20)에 대해 음각의 패턴으로 형성된다.

이 경우, 제2 출사면(20)에 의해 형성되는 음각의 알파벳 대문자 A는 제3 출사면(30)에 의해 형성되는 음각의 알파벳 대문자 A 보다 굵은 글자체로 형성될 수 있다.

도 14에 도시된 바와 같이, 제1 출사면(10), 제2 출사면(20) 및 제3 출사면(30)은 하나의 초점(F)을 공유하는 서로 다른 비구면의 프로파일(11, 21, 31)에서 선택된다.

즉, 제1 출사면(10)의 프로파일(11)만으로 출사면이 형성되는 렌즈와, 제2 출사면(20)의 프로파일(21)만으로 출사면이 형성되는 렌즈 및 제3 출사면(30)의 프로파일(31)만으로 출사면이 형성되는 렌즈는 동일한 초점(F)을 갖는다.

다만, 전술한 본 발명의 제3 실시 예에 따른 렌즈(3)에서는 제1 출사면(10)이 형성되는 프로파일(11), 제2 출사면(20)이 형성되는 프로파일(21), 제3 출사면(30)이 형성되는 프로파일(31)의 순서로 초점(F)에 근접하였지만, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 렌즈(4)에서는 제3 출사면(30)이 형성되는 프로파일(31)이 초점(F)에 가장 근접하고, 제1 출사면(10)이 형성되는 프로파일(11)이 초점(F)으로부터 가장 멀리 위치하게 된다.

따라서, 제2 출사면(20)은 제1 출사면(10)과 단차를 형성하며 제1 출사면(10)에 대해 음각의 패턴으로 형성되고, 제3 출사면(30)은 제2 출사면(20)과 단차를 형성하며 제2 출사면(20)에 대해 음각의 패턴으로 형성될 수 있다.

여기서, 제2 출사면(20)은 제1 출사면(10)에 대하여 음각의 패턴으로 형성됨에 따라 제1 출사면(10)의 후방으로 함몰된다. 또한, 제3 출사면(30)은 제2 출사면(20)에 대하여 음각의 패턴이 형성됨에 따라 제2 출사면(20)의 후방으로 함몰된다.

따라서, 입사면(8)으로부터 제3 출사면(30)까지의 두께는, 입사면(8)으로부터 제2 출사면(20)까지의 두께에 비하여 상대적으로 얇게 형성되고, 입사면(8)으로부터 제2 출사면(20)까지의 두께는, 입사면(8)으로부터 제1 출사면(10)까지의 두께에 비하여 상대적으로 얇게 형성된다.

이와 같이, 입사면(8)으로부터 제1 출사면(10)과 제2 출사면(20) 및 제3 출사면(30)은 그 두께가 각각 다르게 형성됨에 따라 초점(F)으로부터의 거리도 다르게 되므로, 동일 초점을 갖기 위해서 각각의 출사면(10,20,30)은 서로 다른 비구면의 프로파일(11,21,31)에 맞게 서로 다른 곡률을 갖도록 형성된다.

즉, 상대적으로 입사면(8)과 가장 가까운 거리의 제3 출사면(10)의 곡률은, 상대적으로 입사면(8)과 먼 거리의 제2 출사면(20)의 곡률보다 더 큰 곡률을 갖도록 형성된다. 또한, 입사면(8)과 가장 먼 거리의 제1 출사면(10)의 곡률은, 제2 출사면(20)의 곡률보다 더 작은 곡률을 갖도록 형성된다.

다시 말해서, 입사면(8) 또는 초점(F)과 거리가 가까운 출사면은 곡률이 상대적으로 크고, 거리가 먼 출사면일수록 곡률이 상대적으로 작게 형성된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 렌즈(4)의 제1 출사면(10)과 제2 출사면(20) 및 제3 출사면(30)은 서로 다른 비구면의 프로파일(11,21,31)을 갖도록 형성되지만, 각 프로파일(11,21,31)이 초점(F)을 공유하므로, 초점(F)을 통과하여 제1 출사면(10)을 통과하는 빛(L11)과 제2 출사면(20)을 통과하는 빛(L2) 및 제3 출사면(30)을 통과하는 빛(L3)은 유사한 패턴으로 굴절되며 출사될 수 있다.

예를 들면, 제1 출사면(10)을 통과하는 빛(L1)과 제2 출사면(20)을 통과하는 빛(L2) 및 제3 출사면(30)을 통과하는 빛(L3)은 모두 광축(L)에 대해 대략 평행하게 진행될 수 있다.

따라서, 초점(F)을 통과하는 빛이 본 제 4실시 예에 따른 렌즈(4)를 통과하여 형성하는 빔 패턴은, 초점(F)을 통과하는 빛이 제1 출사면(10)의 프로파일(11)만으로 출사면이 형성되는 렌즈를 통과하여 형성하는 빔 패턴과, 초점(F)을 통과하는 빛이 제2 출사면(20)의 프로파일(21)만으로 출사면이 형성되는 렌즈를 통과하여 형성하는 빔 패턴 및 초점(F)을 통과하는 빛이 제3 출사면(30)의 프로파일(31)만으로 출사면이 형성되는 렌즈를 통과하여 형성하는 빔 패턴과 대략 유사하게 된다.

도 15 및 도 16은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 렌즈를 포함하는 차량용 램프의 개략적인 단면 구성도이다.

도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 렌즈(4)를 포함하는 차량용 램프 또한 앞선 제1 실시 예에서와 마찬가지로 광원(40) 또는, 광원(40) 및 리플렉터(50)를 포함할 수 있다.

도 15에 도시된 바와 같이, 광원(40)이 초점(F) 또는 초점 부근에 배치됨에 따라 직광 타입으로 빔 패턴을 형성할 수 있고, 도 16에 도시된 바와 같이, 광원(40)과 리플렉터(50)가 초점 후방에 배치됨에 따라 간접광 타입으로 빔 패턴을 형성할 수도 있는데, 이에 따른 빔 패턴 형성 관계는 앞선 제1 실시 예에서와 동일 또는 유사하므로, 이에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.

도 17 및 도 18은 본 발명의 실시 예들에 따른 렌즈를 통해 출사되는 빔 패턴을 도시한 도면이다.

본 발명의 실시 예들에 따른 렌즈(1, 2, 3, 4)는 앞서 설명한 같이 차량용 램프에 적용될 수 있다.

도 17은 본 발명의 실시 예들에 따른 렌즈(1, 2, 3, 4)가 차량용 헤드 램프(101, 102)에 적용된 차량(100)으로부터 출사되는 빔 패턴(Hb)의 일례를 도시한 것이고, 도 18은 도 17의 빔 패턴(Hb)이 차량으로부터 전방 25m에 설치되는 스크린에 조사되는 상태를 도시한 도면이다.

광원으로부터 출사된 빛은 직광 또는 간접광 형태로 본 발명의 실시 예들에 따른 렌즈(1, 2, 3, 4)를 통과하며 도 15에 도시된 바와 같이, 차량(100)의 전방으로 조사되는 하이빔 패턴(Hb)을 형성할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예들에 따른 렌즈(1, 2, 3, 4)는 하이빔 패턴(Hb)을 형성하는 렌즈로 사용될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 렌즈(1, 2)의 초점(F)을 통과하여 제1 출사면(10)을 통과하는 빛(L1)과 제2 출사면(20)을 통과하는 빛(L2)은 유사한 패턴으로 굴절되며 출사되고, 본 발명의 제3 및 제4 실시예에 따른 렌즈(3, 4)의 초점(F)을 통과하여 제1 출사면(10)을 통과하는 빛(L1), 제2 출사면(20)을 통과하는 빛(L2) 및 제3 출사면(30)을 통과하는 빛(L3)은 유사한 패턴으로 굴절되며 출사되므로, 렌즈(1, 2, 3, 4)의 출사면에 양각 또는 음각의 패턴을 형성하더라도 하이빔 패턴(Hb)을 형성할 수 있다.

또한, 렌즈(1, 2, 3, 4)의 출사면에 양각 또는 음각의 패턴을 형성할 수 있으므로, 차량, 차량의 제조사 또는 부품 제조사의 아이덴터티를 표현하는 패턴을 렌즈의 출사면에 형성하거나 렌즈(1, 2, 3, 4)의 출사면 디자인을 보다 다양화 할 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, 3, 4: 렌즈
10: 제1 출사면
11, 21, 31: 프로파일
20: 제2 출사면
30: 제3 출사면
40 : 광원
50 : 리플렉터
F: 초점
L: 광축

Claims (13)

1. 입사면;
   상기 입사면을 통해 입사된 빛을 외부로 투과시키는 제1 출사면 및 제2 출사면을 포함하며,
   상기 제1 출사면과 상기 제2 출사면은 단차지게 형성되어, 상기 입사면과 상기 제1 출사면 사이의 두께와, 상기 입사면과 상기 제2 출사면 사이의 두께가 상이하고,
   상기 제1 출사면과 상기 제2 출사면은 초점을 공유하는, 렌즈.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 출사면과 상기 제2 출사면은 서로 다른 비구면의 프로파일을 갖는, 렌즈.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 서로 다른 비구면의 프로파일은 서로 다른 곡률을 갖는, 렌즈.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 제1 출사면 또는 상기 제2 출사면 중, 상기 초점과 가까운 출사면의 곡률은 상기 초점과 먼 출사면의 곡률보다 큰, 렌즈.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 제2 출사면은 상기 제1 출사면에 대해 양각의 패턴을 형성하는, 렌즈.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 제2 출사면은 상기 제1 출사면에 대해 음각의 패턴을 형성하는, 렌즈.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 출사면 및 상기 제2 출사면과 단차를 형성하며 상기 제1 출사면 및 상기 제2 출사면과 상기 초점을 공유하도록 형성되는 제3 출사면을 더 포함하는 렌즈.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 제3 출사면은 상기 제1 출사면 및 상기 제2 출사면과 서로 다른 비구면의 프로파일을 갖는, 렌즈.
9. 제 7항에 있어서,
   상기 제2 출사면은 상기 제1 출사면에 대해 양각의 패턴을 형성하고,
   상기 제3 출사면은 상기 제2 출사면에 대해 양각의 패턴을 형성하는, 렌즈.
10. 제 7항에 있어서,
    상기 제2 출사면은 상기 제1 출사면에 대해 음각의 패턴을 형성하고,
    상기 제3 출사면은 상기 제2 출사면에 대해 음각의 패턴을 형성하는, 렌즈.
11. 빛을 발생시키는 광원;
    상기 광원에서 발생된 빛이 통과하여 차량의 전방으로 빔 패턴을 조사하는 것으로서, 적어도 둘 이상의 출사면이 단차지게 형성되는 청구항 1 내지 청구항 10 중, 어느 하나의 항에 기재된 렌즈를 포함하는, 차량용 램프.
12. 제 11항에 있어서,
    상기 광원은,
    상기 초점 또는 상기 초점 부근에 배치되어 발생되는 빛이 직광 타입으로 상기 렌즈를 통과하는, 차량용 램프.
13. 제 11항에 있어서,
    상기 광원은,
    상기 초점의 후방 부근에 배치되고,
    상기 광원으로부터 발생된 빛을 반사시켜 상기 초점을 통과하도록 하는 리플렉터를 더 포함하는, 차량용 램프.

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