用于车辆的灯的制作方法

用于车辆的灯
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年11月30日在韩国知识产权局提交的申请号为10-2020-0164977的韩国专利申请的优先权的权益，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
3.本公开涉及一种用于车辆的灯，更具体地，涉及一种具有改善的光学效率和差异化设计的车灯。


背景技术：

4.通常，车辆配备有各种类型的灯，这些灯具有允许驾驶员在夜间驾驶期间容易地识别车辆周围的物体的照明功能，以及向其他驾驶员和行人告知车辆的驾驶状态的信号功能。
5.例如，车辆配备有用于照明功能的前灯(或前照灯)和雾灯，以及配备有用于信号功能的转向信号灯、尾灯、制动灯、侧标记等。法律规定了车灯的安装标准和规格，以使车灯充分发挥其功能。
6.在车灯中，前照灯形成低光束图案或高光束图案来确保夜间驾驶时驾驶员的视线，这样的前照灯在稳定驾驶中起重要作用。近年来，前照灯的设计差异化变得越来越重要。
7.然而，在现有技术中，通过应用具有单焦点的非球面透镜来形成光分布图案。因此，难以以各种方式实现前照灯的排列和尺寸以及光分布图案，因此前照灯的设计受到限制。
8.此外，在减小应用非球面透镜时的尺寸的情况下，由于在特定高度或更低高度下的光学效率低，性能受到限制。因此，需要用于区分设计和优化光学效率的前照灯技术。


技术实现要素：

9.本公开用于解决现有技术中出现的上述问题，同时完整地保持现有技术所实现的优点。
10.本公开的一个方面提供了一种车灯，通过根据光分布图案将车灯划分为单元灯模块并且使单元灯模块的尺寸和数量多样化，从而通过设计差异来优化光学效率并确保竞争力。
11.本公开的另一方面提供了一种车灯，用于通过最小化单元灯模块的尺寸来实现各种设计，并且通过包括具有彼此不同的水平焦点和垂直焦点的第三透镜，在形成广角的同时确保公差来改善灯性能。
12.本公开要解决的技术问题不限于上述问题，并且本公开所属领域的技术人员从以下描述中将清楚地理解本文中未提及的任何其他技术问题。
13.根据本公开的一方面，一种用于车辆的灯包括：第一灯模块，其包括用从第一光源
装置发射的光形成第一光分布图案的第一透镜；第二灯模块，其包括用从第二光源装置发射的光形成第二光分布图案的第二透镜；第三灯模块，其包括用从第三光源装置发射的光形成第三光分布图案的第三透镜。第一透镜和第二透镜形成为使得水平焦点和垂直焦点彼此相同，并且第三透镜形成为使得水平焦点和垂直焦点彼此不同。
14.第一灯模块、第二灯模块和第三灯模块可以以预定形式排列，并且第一灯模块、第二灯模块和第三灯模块可以分别包括一个或多个第一灯模块、一个或多个第二灯模块和一个或多个第三灯模块。
15.第一透镜和第二透镜可形成为使得光入射在其上的入射表面的水平曲率和垂直曲率彼此相同。
16.第一透镜和第二透镜中的每个都可以用非球面透镜来实现。
17.当将由第一透镜形成的第一焦点和第一透镜之间的距离称为第一焦距并将由第二透镜形成的第二焦点和第二透镜之间的距离称为第二焦距时，第一焦距可以大于或等于第二焦距。
18.当将由第三透镜在水平方向上形成的第三水平焦点与第三透镜之间的距离称为第三水平焦距，并且将由第三透镜在垂直方向上形成的第三垂直焦点与第三透镜之间的距离被称为第三垂直焦距时，第三透镜可以形成为使得第三水平焦距短于第三垂直焦距。
19.第三透镜的入射光的入射表面的水平曲率和垂直曲率可以彼此不同，使得第三水平焦距比第三垂直焦距短。
20.第二透镜和第三透镜可以形成为使得第三水平焦距小于或等于第二焦距。
21.第三光分布图案可具有比第二光分布图案更大的面积，第二光分布图案可具有比第一光分布图案更大的面积。
22.所述第一灯模块还可以包括：第一反射器，其将从所述第一光源装置发射的光会聚在所述第一焦点上；以及第一屏蔽件，其阻挡由所述第一反射器反射的光的一部分。第二灯模块还可以包括：第二反射器，其将从第二光源装置发射的光会聚在第二焦点上；以及第二屏蔽件，其阻挡由第二反射器反射的光的一部分。第三灯模块还可以包括：第三反射器，其将从第三光源装置发射的光会聚在第三水平焦点和第三垂直焦点上；第三屏蔽件，其阻挡由第三反射器反射的光的一部分。第一反射器、第二反射器和第三反射器可具有不同的尺寸和形状，第一屏蔽件、第二屏蔽件和第三屏蔽件可具有不同的尺寸和形状，第一光分布图案、第二光分布图案和第三光分布图案可以具有不同的光分布特性。
23.第三屏蔽件可以设置在第三垂直焦点处。
24.所述第一光源装置可以包括在其上布置有第一光源的第一基板，所述第二光源装置可以包括在其上布置有第二光源的第二基板，并且所述第三光源装置可以包括在其上布置有第三光源的第三基板。第一基板、第二基板和第三基板可以设置在相同的虚拟平面上。
附图说明
25.通过以下结合附图的详细描述，本公开的上述和其他目的、特征和优点将变得更加显而易见：
26.图1是根据本公开的实施例的车灯的示意性透视图；
27.图2是根据本公开的实施例的车灯的示意图，其中图2示出了由第一灯模块、第二
灯模块和第三灯模块形成的光路；
28.图3是根据本公开的实施例的第一透镜和由第一透镜形成的光路的透视图；
29.图4a是图3所示的第一透镜的俯视图；
30.图4b是图3所示的第一透镜的侧视图；
31.图5是根据本公开的实施例的第三透镜和由第三透镜形成的光路的透视图；
32.图6a是图5所示的第三透镜的俯视图；
33.图6b是图5所示的第三透镜的侧视图；
34.图7a是根据本公开的实施例的第一光分布图案的视图；
35.图7b是根据本公开的实施例的第二光分布图案的视图；
36.图7c是根据本公开的实施例的第三光分布图案的视图；以及
37.图8是根据本公开的实施例的车灯的光分布图案的视图，其中，所述光分布图案是图7a的第一光分布图案、图7b的第二光分布图案以及图7c的第三光分布图案所集成的光分布图案。
具体实施方式
38.在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施例。
39.以下将描述的实施例是适合于理解根据本公开的车灯的技术特征的实施例。然而，本公开不限于以下描述的实施例，并且本公开的技术特征不受以下描述的实施例的限制。此外，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变和修改。
40.图1是根据本公开的实施例的车灯的示意性透视图。图2是根据本公开的实施例的车灯的示意图，其中，图2示出了由第一灯模块、第二灯模块和第三灯模块形成的光路。图3是示出根据本公开的实施例的第一透镜和由第一透镜形成的光路的透视图。图4a是图3所示的第一透镜的俯视图。图4b是图3所示的第一透镜的侧视图。图5是根据本公开的实施例的第三透镜和由第三透镜形成的光路的透视图。图6a是图5所示的第三透镜的俯视图。图6b是图5所示的第三透镜的侧视图。
41.图7a是示出根据本公开的实施例的第一光分布图案的视图。图7b是示出根据本公开的实施例的第二光分布图案的视图。图7c是示出根据本公开的实施例的第三光分布图案的视图。图8是示出根据本公开的实施例的车灯的光分布图案的视图，其中，所述光分布图案是图7a的第一光分布图案、图7b的第二光分布图案以及图7c的第三光分布图案所集成的光分布图案。
42.参照图1至图8，根据本公开实施例的车灯10包括第一灯模块100、第二灯模块200和第三灯模块300。根据本公开的实施例，车灯10可以用于照明功能(例如，前灯或雾灯)，或可以用于信号功能(例如，转向信号灯、尾灯、制动灯或侧面标记)。然而，本公开不限于车灯10的上述用途。例如，根据本公开的实施例，车灯10可以用作安装在车辆的左前侧或右前侧的车辆的前照灯，并且可以用作前照灯中的低光束前照灯。
43.第一灯模块100包括第一透镜140，该第一透镜140利用从第一光源装置110发出的光形成第一光分布图案。第二灯模块200包括第二透镜240，该第二透镜240利用从第二光源装置210发出的光形成第二光分布图案。第三灯模块300包括第三透镜340，该第三透镜340利用从第三光源装置310发出的光形成第三光分布图案。
44.第一透镜140和第二透镜240形成为使得水平焦点和垂直焦点彼此相同，并且第三透镜340形成为使得水平焦点和垂直焦点彼此不同。
45.具体来说，可以提供一个、两个或更多个第一灯模块100，并且每个第一灯模块100可以包括第一光源装置110、第一反射器120、第一屏蔽件130和第一透镜140。
46.第一光源装置110可以用能够发光的各种元件或装置来实现。例如，第一光源装置110可以包括第一光源，并且第一光源可以由发光二极管(light emitting diode，led)实现。
47.此外，第一光源装置110可以包括其上安装有第一光源的第一基板。第一基板可以形成为板状并且可以被布置为使得其一个表面面对第一透镜140。第一基板可以是印刷电路板(printed circuit board，pcb)，并且一个或多个led可以被安装在pcb上作为第一光源，并且，所述一个或多个led可以根据设计规范生成单色光或多种颜色的光。
48.第一反射器120可以反射从第一光源装置110发出的光，并且可以将光会聚在由第一透镜140形成的第一焦点f1上。第一屏蔽件130可以被设置在第一光源装置110和第一透镜140之间，可以阻挡第一反射器120反射的光的一部分。第一屏蔽件130的端部可以限制从第一光源装置110发出的光，从而在第一光分布图案中形成截止线(cut-off line)。
49.第一透镜140可以将从第一光源装置110发出的光形成第一光分布图案。具体地，第一透镜140可以在光离开第一屏蔽件130的方向上与第一屏蔽件130间隔开，并且可以投射通过第一屏蔽件130的光以形成第一光分布图案。在图1和图2中，ax1表示第一透镜140的光轴。
50.第一透镜140被形成为使得水平焦点和垂直焦点彼此相同。第一透镜140形成单焦点(参考图2和3)。
51.具体地，第一透镜140可以形成为使得光入射在其上的入射表面140a，即，面向第一光源装置110的表面，具有彼此相同的水平曲率(参考图4a)和垂直曲率(参考图4b)。例如，第一透镜140可以用非球面透镜实现。如上所述，第一透镜140可以被设计成水平曲率和垂直曲率彼此相同的形状。因此，水平焦点的位置和垂直焦点的位置可以彼此相同。
52.同时，可以提供一个、两个或更多个第二灯模块200，并且每个第二灯模块200可以包括第二光源装置210、第二反射器220、第二屏蔽件230和第二透镜240。
53.第二光源装置210可以用能够发光的各种元件或装置来实现。例如，第二光源装置210可以包括第二光源，并且第二光源可以用发光二极管(led)来实现。
54.此外，第二光源装置210可以包括其上安装有第二光源的第二基板。第二基板可以形成为板状，并且可以被布置为使得其一个表面面对第二透镜240。第二基板可以是印刷电路板(pcb)，并且一个或多个led可以被安装在pcb上作为第二光源，并且可以根据设计规范生成单色光或多种颜色的光。
55.第二反射器220可以反射从第二光源装置210发射的光，并且可以将光会聚在由第二透镜240形成的第二焦点f2上。第二屏蔽件230可以设置在第二光源装置210和第二透镜之间240，并且可以阻挡第二反射器220所反射的光的一部分。第二屏蔽件230的端部可以限制从第二光源装置210发出的光，从而在第二光分布图案中形成截止线。
56.第二透镜240可以与使第二光源装置210发出的光形成第二光分布图案。在图1和图2中，ax2表示第二透镜240的光轴。
57.具体地，第二透镜240可以在光离开第二屏蔽件230的方向上与第二屏蔽件230间隔开，并且可以投射穿过第二屏蔽件230的光以形成第二光分布图案。第二光分布图案的形状可以不同于第一光分布图案的形状。
58.第二透镜240形成为使得水平焦点和垂直焦点彼此相同。第二透镜240形成单焦点。
59.具体地，第二透镜240可以形成为使得光入射的入射表面，即，面向第二光源装置210的表面，具有彼此相同的水平曲率和垂直曲率。例如，第二透镜240可以用非球面透镜实现。如上所述，第二透镜240可以被设计为使得水平曲率和垂直曲率彼此相同。因此，水平焦点的位置和垂直焦点的位置可以彼此相同。
60.可以设置一个、两个或更多个第三灯模块300，并且每个第三灯模块300可以包括第三光源装置310、第三反射器320、第三屏蔽件330和第三透镜340。
61.第三光源装置310可以用能够发光的各种元件或装置来实现。例如，第三光源装置310可以包括第三光源，并且第三光源可以用发光二极管(led)来实现。
62.此外，第三光源装置310可以包括其上安装有第三光源的第三基板。第三基板可以形成为板状并且可以被布置为使得其一个表面面对第三透镜340。第三基板可以是印刷电路板(pcb)，并且一个或多个led可以被安装在pcb上作为第三光源，并且可以根据设计规范生成单色光或多种颜色的光。
63.第一基板、第二基板和第三基板可以设置在相同的虚拟平面上。具体地，第二基板和第三基板可以被布置在从第一基板延伸的虚拟平面上，因此第一基板、第二基板和第三基板都可以被布置在同一平面上。
64.因此，可以最小化用于布置第一灯模块100、第二灯模块200和第三灯模块300的体积。
65.然而，第一光源装置110、第二光源装置210和第三光源装置310的类型和结构不限于上述那些。例如，可以使用各种光源，诸如激光二极管、灯泡、卤素灯、氙气灯(hid)等。
66.第三反射器320可以反射从第三光源装置310发射的光，并且可以将光聚集在由第三透镜340形成的第三焦点f3上。第三屏蔽件330可以设置在第三光源装置310和第三透镜340之间，可以阻挡第三反射器320反射的光的一部分。第三屏蔽件330的端部可以限制从第三光源装置310发出的光，从而在第三光分布图案中形成截止线。
67.第三透镜340可以使第三光源装置310发射的光形成第三光分布图案。在图1和图2中，ax3表示第三透镜340的光轴。
68.具体地，第三透镜340可以在光离开第三屏蔽件330的方向上与第三屏蔽件330间隔开，并且可以投射穿过第三屏蔽件330的光以形成第三光分布图案。第三光分布图案可以具有与第一光分布图案和第二光分布图案不同的特性。
69.在本公开的实施例中，当第一至第三光分布图案具有不同的特性时，意味着第一光分布图案、第二光分布图案和第三光分布图案具有不同的光分布特性和投影的图案图像。这可以通过包括在灯模块中的透镜、反射器和屏蔽件之间的特性和形状上的差异来实现。
70.例如，第一光分布图案可以是用于确保前方的中央区域的视野的长距离光分布图案(热点区域(hot zone spot))。第三光分布图案可以是用于确保前方的周围区域的视野
并确保转弯时的可视性的光分布图案(宽区域(wide zone))。第二光分布图案可以是用于最小化第一光分布图案(热点区域)和第三光分布图案(宽区域)之间的差异感的光分布图案(热点区域扩展(hot zone spread))。第二光分布图案可以被设计来确保比第一光分布图案更宽的面积。
71.第三透镜340可以形成为使得第三水平焦点f31和第三垂直焦点f32彼此不同(参考图2和图5)。
72.例如，第三透镜340可以形成为使得光入射在其上的入射表面340a的水平曲率(参考图6a)和垂直曲率(参考图6b)彼此不同。通过将第三透镜340设计成使得水平曲率和垂直曲率彼此不同，可以使第三水平焦点f31的位置和第三垂直焦点f32的位置彼此不同。例如，第三透镜340可以用变形透镜来实现。
73.如上所述，根据本公开的实施例的车灯10包括多个单元灯模块，所述多个单元灯模块被设计为依据光分布特性和图像而彼此分离。因此，车灯10被设计成使得其光学效率最佳。
74.在本公开的实施例中，第一灯模块100、第二灯模块200和第三灯模块300可以以预定形式布置。可以提供一个或多个第一灯模块100、第二灯模块200和第三灯模块300。
75.例如，如在所示的实施例中，可以提供两个第一灯模块100、一个第二灯模块200和三个第三灯模块300，并且第一灯模块100、第二灯模块200和第三灯模块300可以排成一排。然而，第一灯模块100、第二灯模块200和第三灯模块300的布置和数量不限于此，并且可以进行各种改变和修改。例如，如图1和2所示。参照图1和图2，车灯10的第二灯模块200、第一灯模块100和第三灯模块300可以沿着一个方向顺序地布置。
76.在本公开的实施例中，可以根据需求和设计规范以各种尺寸和布置来实现单元灯模块。本公开可以通过实现单元灯模块的各种布置来实现具有差异化设计的低光束结构。
77.例如，可以将作为单元灯模块的第一灯模块100、第二灯模块200和第三灯模块300分别设置在小的虚拟立方体内以实现各种布置。这是可以通过将车灯10依据光分布图案划分为单元灯模块来实现的设计规格。
78.例如，第一灯模块100、第二灯模块200和第三灯模块300中的每一个可以被设置在从正面看时高度和宽度为10mm至20mm的虚拟立方体的内部，更优选地，高度和宽度约为15mm的虚拟立方体的内部。然而，第一灯模块100、第二灯模块200和第三灯模块300的尺寸不限于此，并且可以根据设计规格进行各种改变和修改。
79.通过将车灯10根据光分布图案划分为多个单元灯模块，并且使多个单元灯模块的尺寸和数量多样化，可以优化光学效率，并且可以通过设计差异确保竞争力。
80.同时，参考图2中所示的实施例，当将由第一透镜140形成的第一焦点f1与第一透镜140之间的距离称为第一焦距并且将由第二透镜240形成的第二焦点f2与第二透镜240之间的距离称为第二焦距时，第一焦距可以大于或等于第二焦距。
81.例如，第一焦距可以被设计为大约35mm或更大，并且第二焦距可以形成在15mm至35mm的范围内。然而，第一焦距和第二焦距不限于此，并且可以根据设计规格进行各种改变和修改。
82.因此，第一透镜140可以实现在左/右方向上具有相对窄的宽度但是具有高发光强度的第一光分布图案(热点区域)(参见图7a)，第二透镜240可以形成比第一光分布图案具
有更广范围的第二光分布图案(热点区域扩展)，以最小化第一光分布图案和第三光分布图案之间的差异感(参考图7b)。
83.同时，当将由第三透镜340在水平方向上形成的第三水平焦点f31与第三透镜340之间的距离称为第三水平焦距fh，并将由第三透镜340在垂直方向上形成的第三垂直焦点f32与第三透镜340之间的距离称为第三垂直焦距fv时，第三透镜340可以形成为使得第三水平焦距fh比第三垂直焦距fv短。
84.例如，第三水平焦距fh可以是大约100mm或更小，并且第三垂直焦距fv可以是大约30mm或更大。如上所述，可以将以变形透镜实现的第三透镜340设计为使得第三水平焦距fh和第三垂直焦距fv彼此不同。因此，第三透镜340可以形成光在水平方向上广泛散布的第三光分布图案(宽区域)(参考图7c)。
85.参照图5和图6，第三透镜340的入射表面340a(光入射到其上)的水平曲率和垂直曲率可以彼此不同，使得第三水平焦距fh比第三垂直焦距fv短。具体地，第三透镜340可以形成为使得水平曲率(参考图6a)大于垂直曲率(参考图6b)。
86.同时，第二透镜240和第三透镜340可以形成为使得第三水平焦距fh小于或等于第二焦距。
87.因此，第三透镜340的第三光分布图案可以形成比第二透镜240的第二光分布图案在水平方向上具有更广泛散布的光图案。由于第三光分布图案(宽区域)，驾驶员可以确保前方周围区域的可视性，并可以确保转弯时的可视性。
88.具体地，第三透镜340可以被设计为使得第三水平焦距fh小于或等于第二焦距，因此可以提高图像放大率。因此，第三透镜340尽管尺寸较小，仍可以形成广角，并且第三光分布图案可以在水平方向上广泛地散布。
89.通常，透镜的焦距越短，图像的放大倍率越大。在焦距相同的情况下，通过使光线经过远离焦点的区域可以形成广角。当透镜具有大尺寸时，基于该原理能够形成广角。然而，当透镜具有小尺寸时，经过远离焦点的区域的光线不会入射在透镜上，因此，小尺寸的透镜可能无法形成广角。
90.为了解决这样的问题，在本公开的实施例中，可以通过使第三透镜340的第三水平焦距fh变短来提高放大倍率来形成广角。此外，在将焦距设计为非常短的情况下，透镜可能对公差敏感，因此可以通过使第三透镜340的第三垂直焦距fv更长而不是使第三水平焦距fh更短来确保公差。
91.如上所述，根据本公开的实施例的车灯10包括具有小立方体形状的多个单元灯模块，从而实现各种设计，并且车灯10包括水平焦点和垂直焦点彼此不同以形成广角并确保公差的第三透镜340，从而改善了灯的性能和可制造性。
92.第三光分布图案可具有比第二光分布图案大的面积，第二光分布图案可具有比第一光分布图案大的面积。这可以通过设计透镜来形成如上所述的焦距来实现。
93.同时，第一反射器120、第二反射器220和第三反射器320可以具有不同的尺寸和形状。第一屏蔽件130、第二屏蔽件230和第三屏蔽件330可以具有不同的尺寸和形状。
94.第一光分布图案、第二光分布图案和第三光分布图案可以具有不同的光分布特性。即，如上所述，第一透镜140、第二透镜240和第三透镜340可以具有不同的透镜特性，并且各个灯模块中包括的屏蔽件和反射器可以具有不同的尺寸和形状。因此，可以形成不同
的光分布图案。
95.同时，参照图2，例如，可以将第一屏蔽件130的光出射侧的外围设置为与第一焦点f1相对应，并且可以将第二屏蔽件230的光出射侧的外围设置为与第二焦点f2相对应。此外，第三屏蔽件330的光出射侧的外围可以被布置为对应于第三垂直焦点f32。因此，第一、第二和第三屏蔽件130、230和330可以部分地限制来自第一、第二和第三光源装置310、320和330的光在垂直方向上的行进，并且截止线可以在第一至第三光分布图案中形成。特别地，因为第三水平焦点f31是在水平方向上形成的图案的焦点，所以第三屏蔽件330可以设置在第三垂直焦点f32处以形成截止线。
96.根据本公开，通过将车灯依据光分布图案划分为单元灯模块并且使单元灯模块的尺寸和数量多样化，可以优化光学效率，并且可以通过设计差异确保竞争力。
97.另外，根据本公开的实施例，车灯包括具有小立方体形状的多个单元灯模块，从而实现各种设计，并且车灯包括水平焦点和垂直焦点彼此不同的第三透镜以形成广角并确保公差，从而提高灯的性能。
98.上文中，尽管已经参考示例性实施例和附图描述了本公开，但是本公开不限于此，本公开所属领域的技术人员可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下进行各种修改和改变。