전조등 렌즈 구성 요소: 1'커버 2'하우징 3'리플렉터 4'프로젝터

하우징

헤드램프 하우징의 역할은 다음과 같습니다:
모든 헤드램프 구성 요소의 설치(케이블, 리플렉터 등)
차체에 고정하기
외부 영향으로부터 보호(습기, 열 등)
하우징 재료로는 열가소성 플라스틱이 사용됩니다.

반사기

리플렉터의 주요 기능은 전구가 방출하는 발광량의 가능한 한 큰 비율을 포착하여 이를 도로 쪽으로 방향을 정렬하는 것입니다. 다양한 리플렉터 시스템이 있어 헤드램프 설계자가 이 요구 사항을 효과적으로 충족할 수 있도록 합니다.

리플렉터 재질 선택

몇 년 전만 해도 대부분의 반사체가 시트 강철로 만들어졌지만, 오늘날 헤드램프에 대한 요구 사항(생산 허용오차, 디자인, 표면 품질, 무게 등)은 주로 플라스틱(다양한 열가소성 수지)이 반사체에 사용되도록 이끌고 있습니다. 이러한 반사체는 높은 금형 재현 정확도로 제작됩니다.

이를 통해 계단식 및 다중 챔버 시스템을 특히 구현할 수 있습니다. 이후 반사체는 필요한 표면 품질을 달성하기 위해 코팅됩니다. 고온 환경에서 작동하는 헤드램프 시스템의 경우 반사체가 알루미늄 또는 마그네슘으로 제작될 수도 있습니다. 다음 단계에서는 반사체 표면에 증착을 통해 알루미늄 반사층과 실리콘 보호층이 코팅됩니다.

프로젝션 모듈

정확히 구분된 빔 경로와 높은 광속 덕분에 투영 모듈은 현대 헤드램프에서 자주 사용됩니다. 다양한 렌즈 직경, 조명 기능 및 설치 가능성을 통해 이러한 모듈은 다양한 개별 헤드램프 개념에 사용할 수 있습니다.

커버 렌즈

산란 광학 시스템을 갖춘 커버 렌즈는 반사체가 수집한 광속을 굴절, 산란 또는 초점으로 전환하여 필요한 빛 분포(예: 절단선)를 생성하는 역할을 합니다. 이전 표준 개념은 현재 거의 완전히 패턴이 없는 시스템으로 대체되었습니다.

산란 광학 시스템이 없는 커버 렌즈

소위 '투명 커버 렌즈'는 광학 요소가 없습니다. 오염과 날씨로부터 빛을 보호하는 데만 사용됩니다.

다음 헤드램프 시스템에 사용됩니다:
내부 렌즈 (DE 시스템), 저속 주행등, 고속 주행등 (바이제논) 및 안개등용
헤드램프 내부의 별도 커버 렌즈로, 반사체 바로 앞에 위치
자유 형상 헤드램프(FF), 완전히 추가 패턴 없음

커버 렌즈의 재질 선택

전통적인 커버 렌즈는 일반적으로 유리로 만들어집니다. 이는 줄무늬와 기포가 없어야 합니다. 그러나 앞서 언급된 요구 사항 때문에 커버 렌즈는 점점 플라스틱(폴리카보네이트, PC)으로 만들어지고 있습니다.

유리에 비해 이는 많은 장점이 있습니다:
극도로 충격에 강함
매우 가벼움
더 작은 생산 허용 오차가 가능함
훨씬 더 많은 디자인 자유
특별한 표면 코팅 덕분에 렌즈는 ECE 및 SAE 규정에 따라 긁힘에 강합니다

오늘날의 헤드램프에서는 도로 상의 조명 분포는 반사 및투영 기술을 사용하는 두 가지 다른 기술적 조명 개념에 기반합니다. 반사 시스템의 주요 특징은 명확하거나 패턴화된 커버 렌즈 뒤에 위치한 대형 표면 반사체이며, 프로젝터 형식 시스템은 특성 렌즈가 있는 작은 광출구를 가지고 있습니다.

포물선형 헤드램프

예: 아우디 100 저속 및 고속 빔

FF-H4 헤드램프

예: 폴크스와겐 보라

자유 곡면(Free-Form, FF) 헤드램프

예: 스키타 룸스터

슈퍼-DE 헤드램프 (FF 헤드램프와 결합됨)

예: 스키타 슈퍼브

포물선형 헤드램프

반사 면은 포물선형 표면을 가지고 있습니다. 이는 헤드램프의 빛 분배에 사용된 가장 오래된 기술입니다. 그러나 오늘날 포물선형 반사체는 거의 사용되지 않으며, 가끔 고속 빔 헤드램프와 큰 H4 헤드램프에서 발견됩니다.

A: 앞쪽에서 반사체를 바라보면, 반사체의 상부는 저속 빔을 위해 사용됩니다 (그림 A).

B: 빛 소스는 반사체 표면으로 위로 방출된 빛이 이후에 광축 아래로 도로 쪽으로 반사되도록 위치해 있습니다 (그림 B).

C: 커버 렌즈 내부의 광학 요소들은 법적 요구 사항을 충족하도록 빛을 분배합니다. 이는 두 가지 다른 형태의 광학 요소들에 의해 수행됩니다: 수평 방향의 빛 분배를 위한 원통형 수직 프로필과 광축 근처의 프리즘 구조로, 교통 공간에서 가장 중요한 지점에 더 많은 빛이 분배되도록 합니다 (그림 C).

D: 저속 빔용 포물선형 헤드램프의 커버 렌즈는 명확한 광학 요소를 가지고 있으며 전형적인 빛 분포를 제공합니다 (그림 D).

E: 포물선형 헤드램프의 전형적인 저속 빔 분포는 고립도로 다이어그램으로 표현됩니다 (그림 E).

자유 형상 헤드램프

FF 헤드램프는 공간 내에서 자유롭게 형성된 반사 표면을 가지고 있습니다. 이는 컴퓨터의 도움을 받아 계산하고 최적화할 수 있습니다. 본 예시에서는 반사체가 도로와 주변의 다양한 부분을 조명하는 세그먼트로 나누어져 있습니다.

A: 특별한 설계 덕분에 거의 모든 반사 표면이 저속용(로우 빔)으로 사용될 수 있습니다 (그림 A).

B: 영역들은 반사체의 모든 세그먼트에서 나오는 빛이 아래쪽으로 반사되어 도로 표면을 비추도록 정렬됩니다 (그림 B).

C: 빛선의 굴절과 산란은 반사 표면에 의해 직접 이루어집니다. 이를 통해 패턴이 없는 선명한 커버 렌즈를 사용할 수 있으며, 이는 헤드램프에 화려한 외관을 제공합니다. 차단선과 도로 오른쪽 가장자리의 조명은 수평으로 배열된 반사체 세그먼트에 의해 생성됩니다 (그림 C).

D: FF 헤드램프의 커버 렌즈에서의 빛 분포 예시입니다 (그림 D).

E: 도로 수준에서의 광 분포는 특별한 요청과 요구 사항에 맞게 조정될 수 있습니다 (그림 E).

거의 모든 현대적인 반사식 저속 헤드램프 시스템은 FF 반사 표면을 사용합니다.

슈퍼-DE (FF와 결합됨)

DE 헤드램프와 마찬가지로, 슈퍼-DE 헤드램프도 프로젝터 형식 시스템이며 동일한 방식으로 작동합니다. 반사 표면은 FF 기술을 활용하여 설계되었습니다. 헤드램프는 다음과 같이 구성됩니다:

A: 리플렉터는 가능한 많은 빛을 전구로부터 포착합니다 (그림 A).

B: 포착된 빛은 가능한 한 모두 쉴드를 넘어 렌즈로 향하도록 정렬됩니다 (그림 B).

C: 리플렉터를 통해 빛이 쉴드 수준에서 빛 분포가 생성되며, 이는 렌즈가 도로에 투영합니다 (그림 C).

E: 슈퍼-DE 헤드램프의 전형적인 저속 빔 분포는 커버 렌즈 상에 나타납니다 (그림 D).

E: 슈퍼-DE 헤드램프의 전형적인 저속 주행등 분포를 이솔럭스 도로 다이어그램으로 표시 (도표 E).

FF 기술은 훨씬 더 넓은 산란 너비와 도로 가장자리를 더 잘 조명할 수 있도록 합니다. 빛은 컷오프 선 바로 근처에 집중될 수 있어 보다 더 먼 시야 확보와 안정적인 야간 운전을 가능하게 합니다. 오늘날 거의 모든 새로운 프로젝터 방식의 저속 주행등 시스템은 FF 반사 면을 장착하고 있습니다. 직경 40mm에서 80mm 사이의 렌즈가 사용됩니다. 더 큰 렌즈는 더 많은 광출력을 의미하지만, 동시에 더 무겁습니다.