KR101359815B1 - 차량용 램프의 집광렌즈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 램프(L)로부터 발산된 빛(1)을 집광되게 장착되는 차량용 렌즈(100)에 있어서: 상기 램프(L)의 전방에 장착되도록 고정단(11)이 형성되고, 상기 발산된 빛(1)을 입사시키는 평탄면(15)과 함께 입사된 빛(1)을 소정의 각도로 굴절시켜 출사시키는 볼록면(17)을 형성하는 조사부(10); 및 상기 조사부(10)의 볼록면(17) 표면으로 빛(1)의 파장을 축소시키게 볼록면(20)의 표면에 직사각 또는 정사각 형태로 형성되고, 깊이를 0.001~0.1mm로 각인된 다수의 집광홈을 0.05~0.3mm간격으로 전체 또는 일부에 연속적인 패턴으로 형성되어 시인성을 향상시키는 요철홈(25)을 형성하는 집광부(20);를 포함하여 이루어지되, 상기 렌즈(100)는 그 전체적인 형상이 원형, 타원형 및 각형 중 어느 하나의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 본 발명은, 집광부를 통하여 램프로부터 발산된 빛의 파장을 원하는 방향과 선명도로 조사시킬 수 있어 시인성의 향상은 물론, 정밀성과 함께 설계 상에 자유성을 지니도록 구현시켜 다양한 차종에 적용할 수 있는 호환성을 지니면서도 별도의 후가공이 필요 없어 제조 시 발생하는 비용절감 및 시간을 최소화시켜 전반적인 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

Description

차량용 램프의 집광렌즈{The condenser lens of the car's lamp}

본 발명은 램프로부터 발산된 빛을 집광되게 장착되는 차량용 렌즈에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 집광부를 통하여 램프로부터 발산된 빛의 파장을 원하는 방향과 선명도로 조사시킬 수 있어 시인성의 향상은 물론, 정밀성과 함께 설계 상에 자유성을 지니도록 구현시켜 다양한 차종에 적용할 수 있는 호환성을 지니면서도 별도의 후가공이 필요 없어 제조 시 발생하는 비용절감 및 시간을 최소화시켜 전반적인 생산성을 향상시키는 차량용 램프의 집광렌즈에 관한 것이다.

통상, 차량에는 야간에도 운행할 수 있도록 운전자의 시야를 확보하는 전조등과 함께 타 차량으로 하여금 운행을 표시하는 미등과 안개등 그리고 운행에 따른 방향과 상태를 표시하는 방향지시등과 브레이크등이 기본적으로 갖추고 있다. 이외에도 차량에 종류에 따라 차폭등, 작업등, 서치등을 포함한 다양한 용도를 위한 등기구를 갖추고 있다.

주지된 바와 같이, 차량에 장착되는 등기구는 대표적으로 전조등으로서, 이러한 전조등은 보편적으로 램프와 렌즈의 조합으로 이루어진다. 램프는 전기에너지를 빛에너지로 발생시키는 광전구와, 광전구로부터 발생된 빛을 반사시켜 전방으로 발산시키는 반사기로 이루어진다. 그리고 렌즈는 램프로부터 발산된 빛을 원하는(규제에 만족하는) 방향으로 집광시켜 조사하는 내부렌즈와, 내부렌즈와 함께 램프를 외부로부터 보호하고 밀폐시키는 외부렌즈로 이루어진다. 여기서 차량의 전조등은 여타의 등기구와는 달리 타 차량(운전자)에게 영향을 주지 않도록 법적으로 그 일정거리에 조사되는 범위와 휘도가 엄격하게 정해져 있다. 즉, 오늘날 기술의 발달로 램프의 성능은 저전력 및 고휘도를 지니도록 나날이 개선되고는 있지만, 렌즈는 단순히 램프로부터 발산되는 빛을 법적 규제에 만족하도록 집광시키고만 있는 실정이다. 따라서 운전자는 야간에도 보다 향상된 시인성을 위해 불법으로 전조등을 개조(변경)하고 있는 실태에 이르게 되었다.

도 1은 종래의 차량용 렌즈에 의한 빛(1)의 경로를 나타내는 구성도이다.

도 1처럼 종래의 차량용 전조등 렌즈(2)는 램프(L)로부터 발산된 빛(1)을 법적 규제에 만족하는 범위내로 굴절시켜 조사하기 위해 평탄형의 입사면(3)과 볼록형의 출사면(4)으로 형성된다. 이러한 렌즈(2)는 램프(L)의 전방에 장착되어 입사면(3)이 발산된 빛(1)을 입사시키고, 입사면(3)에 입사된 빛(1)은 출사면(4)을 통해 전방 소정의 거리에 소정의 범위와 휘도로 조사하게 된다. 즉, 램프(L)로부터 발산된 빛(1)은 반사기에 의해 일방향으로 집중시키더라도 그 각도가 상당히 커지게 된다. 따라서 볼록형의 출사면(4)으로 빛(1)을 통과시켜 그 각도를 축소시켜 규제에 만족하는 범위(각도)와 휘도로 조사하게 한다.

그러나 이러한 종래의 차량용 전조등 렌즈(2)는 단순히 램프(L)로부터 발산된 빛(1)의 각도를 축소시키는 역할만을 수행하므로 휘도에 의한 선명도가 저하되는 단점이 있다. 이는 동일한 광도를 지닌 빛(1)을 일정한 거리에 조사시켰을 때, 빛(1)이 조사되는 범위가 넓을수록 선명도가 떨어지고, 조사범위를 좁힐수록 선명도는 향상되는 일반적인 공식에서도 알 수가 있다. 하지만, 법적 규제에 만족시키기 위해서는 무작정 조사범위를 좁힐 수도 없다. 결국, 빛(1)이 조사되는 범위를 최대한 유지하면서 선명도를 높여야 되지만, 단순 볼록형의 출사면(2)으로는 이를 구현하기가 어려운 문제가 있다. 즉, 출사면(4)에서 빛(1)을 원하는 대로 조절할 수가 있어야 하나 전술한 것처럼 단순 볼록형의 라운드값의 변화만으로는 조사범위와 휘도를 모두 만족시킬 수가 없는 폐단이 있다.

이에 따라 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 근본적으로 해결하기 위한 것으로서, 집광부를 통하여 램프로부터 발산된 빛의 파장을 원하는 방향과 선명도로 조사시킬 수 있어 시인성의 향상은 물론, 정밀성과 함께 설계 상에 자유성을 지니도록 구현시켜 다양한 차종에 적용할 수 있는 호환성을 지니면서도 별도의 후가공이 필요 없어 제조 시 발생하는 비용절감 및 시간을 최소화시켜 전반적인 생산성을 향상시키는 차량용 램프의 집광렌즈를 제공하려는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 램프로부터 발산된 빛을 집광되게 장착되는 차량용 렌즈에 있어서: 상기 램프의 전방에 장착되도록 고정단이 형성되고, 상기 발산된 빛을 입사시키는 평탄면과 함께 입사된 빛을 소정의 각도로 굴절시켜 출사시키는 볼록면을 형성하는 조사부; 및 상기 조사부의 볼록면 표면으로 빛의 파장을 축소시키게 볼록면의 표면에 직사각 또는 정사각 형태로 형성되고, 깊이를 0.001~0.1mm로 각인된 다수의 집광홈을 0.05~0.3mm간격으로 전체 또는 일부에 연속적인 패턴으로 형성되어 시인성을 향상시키는 요철홈을 형성하는 집광부;를 포함하여 이루어지되, 상기 렌즈는 그 전체적인 형상이 원형, 타원형 및 각형 중 어느 하나의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.

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한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상의 구성 및 작용에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 집광렌즈는 집광부를 통하여 램프로부터 발산된 빛의 파장을 원하는 방향과 선명도로 조사시킬 수 있어 시인성의 향상은 물론, 정밀성과 함께 설계 상에 자유성을 지니도록 구현시켜 다양한 차종에 적용할 수 있는 호환성을 지니면서도 별도의 후가공이 필요 없어 제조 시 발생하는 비용절감 및 시간을 최소화시켜 전반적인 생산성을 향상시키는 효과를 제공한다.

도 1은 종래의 차량용 렌즈에 의한 빛의 경로를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 렌즈를 다양한 각도에서 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 렌즈의 요부를 확대하여 나타내는 확대도.
도 4는 본 발명에 따른 렌즈에 의한 빛의 경로를 나타내는 구성도.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 렌즈를 평면에서 나타내는 구성도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 렌즈를 다양한 각도에서 나타내는 구성도이고 도 3은 본 발명에 따른 렌즈의 요부를 확대하여 나타내는 확대도이며 도 4는 본 발명에 따른 렌즈에 의한 빛(1)의 경로를 나타내는 구성도이다.

본 발명은 램프(L)로부터 발산된 빛(1)을 집광되게 장착되는 차량용 렌즈(100)에 관련되며, 조사부(10)와 집광부(20)를 주요 구성으로 하는 차량용 램프의 집광렌즈에 관 한다. 본 발명의 차량용 렌즈(100)는 설계의 자율성과 효율성을 지니도록 한 것에 가장 큰 취지를 두고 있으므로 이하, 도시된 도면과 함께 상세한 설명에 한정되는 것이 아님을 자명한다. 즉, 도 2 내지 도 6에 도시된 렌즈(100)는 전조등에 장착되는 것을 기본으로 하고 있지만, 당업자라면 이에 국한되지 않고 선박, 비행기, 철도 등과 함께 산업 상에 사용할 수 있는 다양한 등기구에 장착할 수도 있다. 한편, 램프(L)는 빛(1)을 발산하는 것으로서, 특정 램프에만 적용되는 것이 아닌 통상의 형광, 백열, 할로겐, LED에 적용이 가능하다.

본 발명에 따른 조사부(10)는 상기 램프(L)의 전방에 장착되도록 고정단(11)이 형성되고, 상기 발산된 빛(1)을 입사시키는 평탄면(15)과 함께 입사된 빛(1)을 소정의 각도로 굴절시켜 출사시키는 볼록면(17)을 형성한다. 조사부(10)는 도 2처럼 소정의 두께를 지닌 돔형으로 형성되면서 일면엔 램프(L)와 마주보는 위치에 평탄면(15)을 구비하고, 타면엔 램프(L)와 등지는 위치에 볼록면(17)을 일체로 구비한다. 평탄면(15)은 램프(L)로부터 발산된 빛(1)을 최초로 입사하여 전달하고, 볼록면(17)은 평탄면(15)을 통해 전달된 빛(1)을 소정의 각도로 굴절시켜 출사시키는 역할을 수행한다.

여기서 평탄면(15)과 볼록면(17)은 경우에 따라 서로 반대 역할을 수행하기도 한다. 즉, 볼록면(17)이 램프(L)와 마주보게 위치하고 평탄면(15)이 램프(L)와 등지게 위치하여 볼록면(17)이 램프(L)로부터 발산된 빛(1)을 최초로 입사하여 소정의 각도로 굴절시켜 전달하고, 평탄면(15)은 볼록면(17)을 통해 전달된 빛(1)을 출사시키는 역할을 수행할 수도 있다. 이처럼 램프(L)로부터 발산된 빛(1)을 조사부(10)를 통과하여 출사되는 빛(1)의 직진, 분산, 집광 여부에 따라 평탄면(15)과 볼록면(17) 중 선택적으로 배치할 수 있다.

이때, 조사부(10)는 평탄면(15)의 외주면으로 고정단(11)을 일체로 형성된다. 고정단(11)은 램프(L)의 전방에 장착할 수 있도록 하우징과 맞물려 고정하는 역할을 수행한다. 이러한 고정단(11)은 평탄면(15)의 모양과 동일하게 형성할 수도 있지만, 이에 국한하지 않고 하우징과 맞물리는 모양에 따라 다양하게 형성할 수 있다. 또, 별도의 도면을 통하여 도시하지 않았지만, 고정단(11)상에 결합홈이나 결합돌부를 더 형성될 수도 있으며 필요에 따라 도 6처럼 고정단(11)을 조사부(10)상에서 완전히 배제할 수도 있다. 이에 따른 고정단(11)은 후술하여 보다 상세하게 설명하겠다.

한편, 램프(L)로부터 발산된 빛(1)을 소정의 각도로 굴절시켜 출사시키는 볼록면(17)은 빛(1)의 파장에 따른 회절공식을 바탕으로 형성된다. 즉, 램프(L)와 일직선상에 위치하기 때문에 발산된 빛(1)이 방해되지 않고 출사될 수 있도록 한다. 따라서 볼록면(17)은 빛(1)을 원하는 방향과 강도로 출사시키기 위해 설계자의 의도에 따라 라운드 값을 다양하게 변경할 수도 있으며 경우에 따라 띠홈을 더 형성할 수도 있다할 것이다.

또, 본 발명에 따른 집광부(20)는 상기 조사부(10)의 볼록면(17) 표면으로 빛(1)의 파장을 축소시켜 시인성을 향상시키는 요철홈(25)을 형성한다. 집광부(20)는 볼록면(17)에 의해 소정의 각도로 굴절된 빛(1)의 파장을 축소해 고휘도로 조사시켜 시인성을 향상시키는 것으로, 도 2처럼 볼록면(17)의 표면으로 요철홈(25)을 구비한다. 이러한 요철홈(25)은 볼록면(17)에 의해 소정의 각도로 굴절되어 분산된 빛(1)을 직진성을 지니도록 집광시켜 조사되게 한다.

이때, 본 발명에 의한 상기 집광부(20)의 요철홈(25)은 볼록면(17)의 표면에 직사각 또는 정사각 형태로 형성되고, 깊이를 0.001~0.1mm로 각인된 다수의 집광홈을 0.05~0.3mm간격으로 전체 또는 일부에 연속적인 패턴으로 형성된다. 요철홈(25)은 도 3처럼 볼록면(17)의 표면으로 직사각 또는 정사각 형태로 형성된 집광홈(25a)이 연속적인 패턴으로 형성되어 볼록면(17)에 의해 소정의 각도로 굴절된 빛(1)의 파장을 축소해 고휘도로 조사시켜 시인성을 향상시켜준다. 즉, 집광홈(25a)은 볼록면(17)의 표면으로부터 0.001~0.1mm로 각인되는데, 이들끼리 0.05~0.3mm간격으로 연속적인 패턴으로 형성된다. 이러한 집광홈(25a)은 도 4처럼 볼록면(17)에 의해 소정의 각도로 굴절되어 분산된 빛(1)을 직진성을 지니도록 집광하기 때문에 깊이가 0.001~0.1mm로 각인하는 것이 난방사를 방지하면서 고휘도로 조사시켜 시인성을 향상시켜준다.

한편, 본 발명의 요철홈(25)은 볼록면(17)의 표면에 전체 또는 일부에 택일하여 형성된다. 즉, 요철홈(25)은 볼록면(17)에 의해 소정의 각도로 굴절된 빛(1)의 파장을 축소해 고휘도로 조사시켜 시인성을 향상시켜주는 것으로, 볼록면(17)의 표면에 전체적으로 형성하는 것이 바람직하지만, 필요에 따라 일부만 형성할 수도 있다. 어느 경우에나 당업자는 설계의 자율성과 효율성을 고려하여 가장 적합한 것을 택일하여 형성한다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 렌즈를 평면에서 나타내는 구성도이다.

본 발명에 따른 상기 렌즈(100)는 그 전체적인 형상이 원형, 타원형 및 각형 중 어느 하나의 형태로 형성된다. 렌즈(100)는 조사부(10)와 집광부(20)로 이루어지는데, 적용되는 전조등의 형상에 따라 다양하게 형성할 수 있다. 즉, 도 5a처럼 원형이나 타원형으로 형성하거나, 도 5b처럼 각형으로 형성할 수 있다. 여기서 렌즈(100)는 도 5처럼 고정단(11)을 형성하거나, 도 6처럼 고정단(11)을 배제할 수도 있다. 즉, 고정단(11)은 램프(L)의 전방에 장착할 수 있도록 하우징에 결착시키는 역할을 수행하는데, 일부 하우징은 고정단(11)이 불필요한 경우도 있다. 이처럼 렌즈(100)는 전조등의 형상에 따라 적용할 수 있도록 그 형상을 다양하게 형성할 수 있으면서도 고정단(11)을 구비하거나 미구비 할 수도 있다.

이와 같이, 본 발명은 집광부를 통하여 램프로부터 발산된 빛의 파장을 원하는 방향과 선명도로 조사시킬 수 있어 시인성의 향상은 물론, 정밀성과 함께 설계 상에 자유성을 지니도록 구현시켜 다양한 차종에 적용할 수 있는 호환성을 지니면서도 별도의 후가공이 필요 없어 제조 시 발생하는 비용절감 및 시간을 최소화시켜 전반적인 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

1: 빛 10: 조사부
11: 고정단 15: 평탄면
17: 볼록면 20: 집광부
25: 요철홈 25a: 집광홈
L: 램프

Claims (3)

1. 램프(L)로부터 발산된 빛(1)을 집광되게 장착되는 차량용 렌즈(100)에 있어서:
   상기 램프(L)의 전방에 장착되도록 고정단(11)이 형성되고, 상기 발산된 빛(1)을 입사시키는 평탄면(15)과 함께 입사된 빛(1)을 소정의 각도로 굴절시켜 출사시키는 볼록면(17)을 형성하는 조사부(10); 및
   상기 조사부(10)의 볼록면(17) 표면으로 빛(1)의 파장을 축소시키게 볼록면(20)의 표면에 직사각 또는 정사각 형태로 형성되고, 깊이를 0.001~0.1mm로 각인된 다수의 집광홈을 0.05~0.3mm간격으로 전체 또는 일부에 연속적인 패턴으로 형성되어 시인성을 향상시키는 요철홈(25)을 형성하는 집광부(20);를 포함하여 이루어지되, 상기 렌즈(100)는 그 전체적인 형상이 원형, 타원형 및 각형 중 어느 하나의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프의 집광렌즈.
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