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KR20200116140A - 자동차 헤드램프용 광 모듈 - Google Patents

자동차 헤드램프용 광 모듈 Download PDF

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KR20200116140A
KR20200116140A KR1020207024887A KR20207024887A KR20200116140A KR 20200116140 A KR20200116140 A KR 20200116140A KR 1020207024887 A KR1020207024887 A KR 1020207024887A KR 20207024887 A KR20207024887 A KR 20207024887A KR 20200116140 A KR20200116140 A KR 20200116140A
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South Korea
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light beams
control device
light
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마르틴 라흐머
요세프 퓌르스팅거
마르쿠스 다너
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제트카베 그룹 게엠베하
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Abstract

본 발명은 자동차 헤드램프용 광 모듈에 관한 것이며, 상기 광 모듈은 제1 조명 수단(110)의 주 방사 방향에 배치되는 적어도 하나의 광전자 부품(300)을 포함하며, 이 광전자 부품은 복수의 마이크로 미러(310)의 제어 가능한 배열을 포함하여 제1 위치 및 제2 위치로 회동될 수 있으며, 제1 위치에 있는 마이크로 미러(310)들은 광 분포를 생성하도록 구성되는 적어도 하나의 투영 광학계(400)로 광빔들을 편향시키고 제2 위치에 있는 마이크로 미러(310)들은 광빔들을 흡수하는 흡수체(500)로 광빔들을 편향시키며, 상기 광 모듈은 그 밖에도 적어도 하나의 제어 장치(200), 하나의 센서 수단(600) 및 하나의 제2 조명 수단(120)을 더 포함하며, 제어 장치(200)는 센서 수단(600) 및 제2 조명 수단(120)을 제어하도록 구성되며, 제1 위치에 있는 마이크로 미러(310)들은 제2 조명 수단(120)에 의해 방출될 수 있는 광빔들을 센서 수단(600)으로 편향시키며, 센서 수단(600)은 값을 획득하기 위해 제2 조명 수단(120)의 광빔들을 검출하여 상기 값을 제어 장치(200)로 전송하도록 구성되며, 그에 따라 제어 장치는 상기 값을 메모리에 저장된 임계 값과 비교하되, 임계 값에 도달할 경우 제1 조명 수단(110)의 스위치 온이 방지되거나, 또는 임계 값을 하회할 때 제1 조명 수단은 스위치 온된다.

Description

자동차 헤드램프용 광 모듈
본 발명은 자동차 헤드램프용 광 모듈에 관한 것이며, 상기 광 모듈은, 복수의 마이크로 미러(micromirror)의 제어 가능한 배열을 포함하여 제1 조명 수단의 주 방사 방향에 배치되는 적어도 하나의 광전자 부품(optoelectronic component)을 포함하며, 상기 마이크로 미러들은 행들과 열들을 구비한 2차원 매트릭스의 형태로 배치되어 서로 독립적으로 제1 위치 및 제2 위치로 회동될 수 있으며,
제1 위치에 있는 마이크로 미러들은 적어도 하나의 투영 광학계(projection optical system)로 제1 조명 수단에 의해 방출되는 광빔들을 편향시키고, 상기 적어도 하나의 투영 광학계는 광 기능의 광 분포 또는 그 광 분포의 일부분을 생성하도록 구성되며,
제2 위치에 있는 마이크로 미러들은 광빔들을 흡수하는 흡수체(absorber)로 제1 조명 수단에 의해 방출되는 광빔들을 편향시키며,
상기 광 모듈은 그 밖에도 제1 조명 수단, 및 광전자 부품의 마이크로 미러들을 제어하도록 구성되는 적어도 하나의 제어 장치를 더 포함한다.
또한, 본 발명은 적어도 하나의 본 발명에 따른 광 모듈을 포함하는 자동차 헤드램프에 관한 것이다.
마지막으로, 본 발명은 본 발명에 따른 광 모듈의 결함 점검을 위한 방법에 관한 것이다.
현재의 헤드램프 시스템들의 개발에서, 신속하게 변경되고 각각의 교통, 도로 및 광 조건들에 매칭될 수 있는 최대한 고해상도의 광 패턴을 차도(road) 상에 투영할 수 있도록 하는 요구가 점점 더 매우 중요해지고 있다.
본원에서 "차도"란 용어는 간소화된 설명을 위해 이용되는데, 왜냐하면, 자명한 사실로서, 광 패턴이 실제로 차도 상에 위치되는지, 또는 그를 넘어, 예컨대 도로 노변으로 더 신장되는지 그 여부는 장소의 조건들에 따라서 결정되기 때문이다.
원칙상, 광 패턴은, 자동차 조명 기술에 관련되는 해당 규정들에 부합하는 수직 표면 상에서의 투영을 근거로 기술되며, 가변 제어될 수 있는 반사경 표면(reflector surface)은 복수의 마이크로 미러로 형성되어 제1 조명 수단에 의해 방출되는 광빔들을 헤드램프의 방사 방향으로 반사한다.
이 경우, 예컨대 로우빔 광 분포, 코너링광 광 분포, 도심등 광 분포, 고속도로등 광 분포, 벤딩광 광 분포, 또는 하이빔 광 분포, 또는 눈부심 방지 하이빔의 매핑과 같은 상이한 광 분포들을 포함한 임의의 광 기능들이 실현될 수 있다. 또한, 예컨대 위험 기호(hazard symbol), 내비게이션 화살표, 제조업체 로고 등과 같은 심볼 투영 역시도 수행될 수 있다.
마이크로 미러 어레이의 경우, 바람직하게는 -약어로 DLP라고도 하는- "디지털 광원 처리(Digital Light Processing)" 투영 기술이 사용되는데, 이 경우 패턴들은, 디지털 패턴이 광빔으로 변조되는 것을 통해 생성된다. 이 경우, 픽셀로서도 지칭되는, 이동 가능한 마이크로 미러들의 직사각형 배열을 통해, 광빔은 부분 영역들로 분해되고 그에 뒤이어 픽셀별로 투영 경로 안쪽으로, 또는 투영 경로에서 바깥쪽으로 반사되거나 편향된다.
이런 기술에 대한 기반은 바람직하게는 마이크로 미러들의 매트릭스의 형태인 직사각형 배열과 이의 제어 기술을 포함하는 광전자 부품, 예컨대 약어로 DMD라고도 하는 "디지털 마이크로 미러 장치(Digital Micromirror Device)"를 형성한다.
DMD 마이크로 시스템은, 예컨대 약 7㎛의 에지 길이를 가지면서 매트릭스 형태로 배치되는 마이크로 미러 액추에이터들, 다시 말하면 각각 경동 및 회동 가능한 반사 표면들로 구성되는 공간광 변조기(Spatial Light Modulator, SLM)이다. 미러 표면들은, 정전기장의 작용을 통해 이동될 수 있는 방식으로 구성된다.
각자의 마이크로 미러는 각도와 관련하여 개별적으로 조정될 수 있고 일반적으로 2개의 안정된 최종 상태를 보유하며, 이들 최종 상태 간의 전환은 예컨대 1초 이내에 최대 5000회까지 수행될 수 있다.
마이크로 미러들의 개수는 투영되는 패턴의 해상도에 상응하며, 하나의 미러는 하나 또는 복수의 픽셀을 나타낼 수 있다. 그 사이에, 메가픽셀 범위의 높은 해상도를 보유한 DMD 칩들은 시장에서 구입할 수 있다.
현재 사용되는 자동차 헤드램프들의 경우, 예컨대 눈부심 방지 하이빔을 위한 생성되는 광 분포는, 반대 차선 접근 차량이 검출되고 예컨대 LED 광원들로 이루어진 매트릭스를 통해 생성되는 광 분포는 반대 차선 접근 차량의 방향으로 어두워지는 방식으로 동적으로 제어될 수 있다.
고해상도 자동차 헤드램프 시스템들을 위해서는 향후 DMD가 사용되어야 한다. 그러나 DMD 부품의 내부 구조로 인해, 픽셀들의 실제 위치, 예컨대 제1 및 제2 위치에 대한 피드백은 불가능하다.
자동차 헤드램프에서의 적용을 위해, 반대 차선 접근 차량 또는 선행 차량의 눈부심과 관련하여 높은 요건이 존재한다. 이런 이유에서, 위험 평가의 범위에서, 픽셀들이 결함이 있는 위치에 정지해 있고 결함이 있는 픽셀들 내지 마이크로 미러들에 대한 모니터링이 수행되어야 할 수도 있는 위험이 얼마나 큰 지를 추정해야 한다. 그러나 오늘날 가용한 DMD 부품들은 잠재적인 이상 위치(malposition)를 식별하기 위해 마이크로 미러들의 위치들을 검출하는 직접적인 가능성을 제공하지 않는다.
다른 도로 사용자들에 대해 가능한 눈부심은 잠재적인 안전 위험이기 때문에, 특히 제1 위치에 정지해 있는 마이크로 미러들 내지 픽셀들은 임계 사항으로서 고려되어야 한다. 시스템의 각각의 구조에 따라, 이미 단일의 픽셀만으로도 눈부심 값의 상회를 야기할 수도 있다.
본 발명의 과제는, 광전자 부품의 각각의 마이크로 미러들의 위치들을 점검할 수 있게 하는 향상된 광 모듈을 제공하는 것에 있다.
상기 과제는, 본원의 광 모듈이 그 밖에도 센서 수단과 제2 조명 수단을 더 포함하고, 제어 장치는 센서 수단 및 제2 조명 수단을 제어하도록 구성되며,
그리고 제1 위치에 있는 마이크로 미러들은 센서 수단으로 제2 조명 수단에 의해 방출될 수 있는 광빔들을 편향시키고, 제2 위치에 있는 마이크로 미러들은 흡수체로 제2 조명 수단에 의해 방출될 수 있는 광빔들을 편향시키며,
센서 수단은, 값을 획득하기 위해 광전자 부품에 의해 센서 수단으로 편향된 제2 조명 수단의 광빔들을 검출하여 상기 값을 제어 장치로 전송하도록 구성되며, 상기 제어 장치는 상기 값을 메모리에 저장된 기정의된 임계 값과 비교하며, 제어 장치는 기정의된 임계 값에 도달할 때 제1 조명 수단의 스위치 온을 방지하거나, 또는 기정의된 임계 값을 하회할 때에는 제1 조명 수단을 스위치 온한다.
그렇게 하여, 이상 위치에 있는 단일의 마이크로 미러 조차도 검출할 수 있는데, 그 이유는 정확한 위치에 있는 마이크로 미러가 점검되지 않기 때문이다. 예컨대 흡수체 상에서 제1 조명 수단의 광빔들의 검출이 원칙적으로 예컨대 카메라 칩을 통해 가능할 수도 있지만, 그러나 이 경우 카메라 칩의 픽셀들 간의 중첩 및 너무 강한 초점 번짐(blooming)이 발생할 수 있으며, 그런 까닭에 이상 위치에서 단일의 마이크로 미러는 검출되지 못할 수 있다.
광선속(light flux)에 의해서도 확실한 검출은 불가능한데, 그 이유는 예컨대 400,000 픽셀의 해상도에서 결함이 있는 픽셀이 오로지 0.00025%만큼의 광선속의 감소만을 야기할 수도 있고 그로 인해 측정될 수 없기 때문이다.
본 발명에 따라서는, 센서 수단이 광전자 부품의 전체 표면을 검출할 수 있다. 센서 수단의 크기는 광 원뿔(light cone)의 상응하는 각도에서 기인한다.
또한, 센서 수단은 자동차 헤드램프 내에 광 모듈의 장착된 상태에서 투영 광학계 위쪽에 배치될 수 있다.
또한, 센서 수단은 산란광에 대해 차광될 수 있다.
바람직한 방식으로, 제1 조명 수단 및 제2 조명 수단의 주 방사 방향에, 각각의 조명 수단의 광빔들을 시준하도록 구성되는 각각 적어도 하나의 보조 광학 요소가 배치될 수 있다.
예컨대 LED 광원들을 사용할 경우, TIR 렌즈가 보조 광학 요소로서 사용될 수 있다.
"주 방사 방향"은, 제1 조명 수단이 자신의 방향성을 기반으로 가장 강하게, 또는 가장 많이 광을 방사하는 방향을 의미한다.
또한, 제1 조명 수단 및/또는 제2 조명 수단은 적어도 하나의 광원을 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 광원은 LED로서, 또는 레이저 광원, 바람직하게는 광 변환 요소를 포함한 레이저 다이오드로서 형성된다.
바람직하게는, 2개 이상의 발광다이오드가 제공되는 경우, 각자의 발광다이오드는 다른 발광다이오드들과 무관하게 제어될 수 있다.
따라서, 각자의 발광다이오드는 광원의 다른 발광다이오드들과 무관하게 스위치 온 및 오프될 수 있으며, 그리고 바람직하게 디밍(dimming) 가능한 발광 다이오드들이라면, 광원의 다른 발광다이오드들과 무관하게 디밍될 수 있다.
레이저 장치들은 일반적으로 결맞음 단색광(coherent monochromatic light) 또는 좁은 파장 범위의 광을 방사하지만, 그러나 자동차 헤드램프의 경우 일반적으로 방사되는 광에 대해 백색 혼합광이 선호되거나 법적으로 규정되어 있기 때문에, 레이저 장치의 방사 방향으로 실질적으로 단색광을 백색광 내지 다색광으로 변환하기 위한 소위 광 변환 요소들이 배치되며, 여기서 "백색광"은, 사람들에게서 "백색"의 색 인상을 야기하는 그런 스펙트럼 조성의 광을 의미한다. 상기 광 변환 요소는 예컨대 하나 이상의 광발광 변환기(photoluminescent converter) 내지 광발광 요소의 형태로 형성되며, 레이저 장치의 입사되는 레이저빔들은 일반적으로 광발광 색소를 포함하는 광 변환 요소에 부딪쳐서 상기 광발광 색소를 여기하여 광발광하게 하며, 그리고 이와 동시에 조사하는 레이저 장치의 광과 다른 파장 내지 파장 범위의 광을 방출한다. 이 경우, 광 변환 요소의 광 방출은 실질적으로 람베르트 방출기의 특징들을 갖는다.
광 변환 요소들의 경우 반사성 변환 요소와 투과성 변환 요소로 구분된다.
이런 경우, "반사성" 및 "투과성"이란 용어들은 변환된 백색광의 청색 성분에 관계된다. 투과성 구조의 경우, 청색광 성분의 주 전파 방향은 변환기 체적부 내지 변환 요소의 통과 후에 실질적으로 초기 레이저빔의 전파 방향 쪽으로 동일하게 지향된다. 반사성 구조의 경우, 레이저 빔은 변환 요소에 할당될 수 있는 경계면 상에서 반사되거나 편향되며, 그럼으로써 청색광 성분은, 일반적으로 청색 레이저빔으로서 형성되는 레이저빔과 다른 전파 방향을 보유하게 된다.
바람직한 방식으로, 광전자 부품은 DMD로서 형성될 수 있다.
실제에 적합한 실시형태에서, 센서 수단은 광 감응 CCD 센서로서 형성될 수 있다.
또한, 센서 수단은 광 모듈 내에서 적어도 하나의 투영 광학계의 위쪽에 또는 아래쪽에 배치될 수 있다.
"위쪽" 및 "아래쪽"이란 용어들은 각각 자동차 내에 장착된 상태에서 광 모듈에 관계한다.
이 경우, 제1 조명 수단, 적어도 하나의 투영 광학계 및 하나의 마이크로 미러는 제1 가상 평면을 펼쳐 형성하며, 그리고 제2 조명 수단, 센서 수단 및 동일한 마이크로 미러는 제2 가상 평면을 펼쳐 형성하며, 제1 평면은 제2 평면에 대해 경동(tilting)될 수 있으며, 교차선은 마이크로 미러 내지 광전자 부품을 통과하여 연장된다. 상기 유형의 경동을 통해 센서 수단은 적어도 하나의 투영 광학계 위쪽에 또는 아래쪽에 위치될 수 있다.
또한, 제1 평면과 제2 평면은 상호 간에 상대적으로 경동되고, 그리고/또는 회전될 수 있다.
또한, 대상에 관한 광 모듈은 로우빔 광 분포 및/또는 하이빔 광 분포의 생성을 위해서도 제공될 수 있으며, 특히 로우빔 광 분포 및/또는 하이빔 광 분포의 동적 광 매칭을 위해, 예컨대 반대 차선 접근 차량 및/또는 선행 차량을 눈부시지 않도록 하기 위해 제공될 수 있다.
이미 도입부에서 언급한 것처럼, 본 발명은 더 나아가 자동차 헤드램프를 위한 광 모듈의 결함 점검을 위한 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 하기 단계들을 포함한다.
a) 센서 수단 및 제2 조명 수단을 제공하는 제공 단계이며, 적어도 하나의 제어 장치는 센서 수단 및 제2 조명 수단을 제어하도록 구성되는, 상기 제공 단계;
b) 마이크로 미러들을 제2 위치로 이동시키기 위해, 적어도 하나의 제어 장치를 이용하여 마이크로 미러들을 제어하는 제어 단계;
c) 제2 조명 수단을 스위치 온하는 스위치 온 단계이며, 제1 위치에 있는 마이크로 미러들은 센서 수단으로 제2 조명 수단에 의해 방출되는 광빔들을 편향시키고, 제2 위치에 있는 마이크로 미러들은 흡수체로 제2 조명 수단에 의해 방출되는 광빔들을 편향시키는, 상기 스위치 온 단계;
d) 값, 예컨대 휘도 값을 획득하기 위해, 센서 수단을 이용하여, 제1 위치에 있는 마이크로 미러들을 통해 편향되는, 제2 조명 수단의 광빔들을 검출하는 검출 단계;
e) 제어 장치로 센서 수단에 의해 검출된 값을 전송하는 전송 단계이며, 제어 장치는 전송된 값을 메모리에 저장된 기정의된 임계 값과 비교하는, 상기 전송 단계;
f) 기정의된 임계 값을 하회할 때 제어 장치를 이용하여 제1 조명 수단을 스위치 온하는 스위치 온 단계;
또는
g) 기정의된 임계 값에 도달할 때 제어 장치를 통해 제1 조명 수단의 스위치 온을 방지하는 방지 단계.
하기에서 본 발명은 예시의 도면들에 따라 보다 더 상세하게 설명된다.
도 1은 마이크로 미러들을 포함한 광전자 부품; 제1 조명 수단; 제어 장치; 흡수체; 및 투영 광학계;를 포함하는 종래 기술의 광 모듈을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 광 모듈의 마이크로 미러가 제1 위치에 있는 상태에서 상기 마이크로 미러를 도시한 상세 상면도이다.
도 3은 도 1의 광 모듈의 마이크로 미러가 제2 위치에 있는 상태에서 상기 마이크로 미러를 도시한 상세 상면도이다.
도 4는 도 1의 광 모듈에 추가로 제2 조명 수단 및 센서 수단을 포함하는 예시의 광 모듈을 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 광 모듈의 마이크로 미러가 제1 위치에 있는 상태에서 상기 마이크로 미러를 도시한 상세 상면도이다.
도 6은 도 4의 광 모듈의 마이크로 미러가 제2 위치에 있는 상태에서 상기 마이크로 미러를 도시한 상세 상면도이다.
도 7은 보조 광학 요소를 통해 시준되어 상이하게 안내되고 광전자 부품의 상이하게 포지셔닝된 마이크로 미러들을 통해 편향되는 광빔들을 도시한 개략도이다.
도 8은 광 모듈의 결함 점검을 위한 예시의 방법을 나타낸 블록회로도이다.
도 1에는, 예컨대 자동차 헤드램프를 위한, 종래 기술의 광 모듈이 도시되어 있으며, 상기 광 모듈은, 복수의 마이크로 미러(310)의 제어 가능한 배열을 포함하여 제1 조명 수단(110)의 주 방사 방향에 배치된 적어도 하나의 광전자 부품(300)을 포함하며, 상기 마이크로 미러(310)들은 행들과 열들을 구비한 2차원 매트릭스의 형태로 배치되어 서로 독립적으로 제1 위치 및 제2 위치로 회동될 수 있다.
광전자 부품(300)은 도시된 실례들에서 DMD(디지털 미러 장치)로서 형성된다.
"주 방사 방향"이란 용어는, 제1 조명 수단이 자신의 방향성을 기반으로 가장 강하게, 또는 가장 많이 광을 방사하는 방향을 의미한다.
또한, 제1 위치에 있는 마이크로 미러(310)들은 적어도 하나의 투영 광학계(400)로 제1 조명 수단(110)에 의해 방출되는 광빔들을 편향시키며, 적어도 하나의 투영 광학계(400)는 광 기능, 예컨대 로우빔 광 기능 및/또는 하이빔 광 기능의 광 분포 또는 그 광 분포의 일부분을 생성하도록 구성된다.
광 모듈은, "로우빔" 광 기능의 경우, 차량 내에 광 모듈이 장착된 상태에서, 주행 방향으로 차량 전방에 법적 요건에 부합하는 로우빔 광 분포를 생성하는 광 분포를 생성한다.
광 모듈은, "하이빔" 광 기능의 경우, 차량 내에 광 모듈이 장착된 상태에서, 주행 방향으로 차량 전방에 법적 요건에 부합하는 하이빔 광 분포를 생성하는 광 분포를 생성한다.
"주행 방향"이란 용어는, 본원의 문맥에서, 구동되는 자동차가 구조적으로 제공되는 것처럼 이동되는 방향을 지칭한다. 이와 관련하여, 기술적으로 가능한 후진 주행은 주행 방향으로서 정의되지 않는다.
앞서 언급되고 열거된 광 기능들 내지 광 분포들은 최종적인 것이 아니며, 조명 장치는 상기 광 기능들의 조합 기능들 역시도 생성할 수 있고, 그리고/또는 단지 부분 광 분포만을 생성하며, 다시 말해 예컨대 하이빔, 로우빔, 안개등 또는 주간 주행등의 광 분포의 일부분만을 생성한다.
또한, 제2 위치에 있는 마이크로 미러(310)들은, 광빔들을 흡수하는 흡수체(500)로 제1 조명 수단(110)에 의해 방출되는 광빔들을 편향시킨다.
그 외에, 광 모듈은, 예컨대 제1 조명 수단을 스위치 온 내지 오프하기 위해, 제1 조명 수단(110) 및 광전자 부품(300)의 마이크로 미러(310)들을 제어하도록 구성된 적어도 하나의 제어 장치(200)를 포함한다.
도 2에는, 도 1에서의 광 모듈의 배치를 위에서부터, 또는 도 2에 마찬가지로 표시되어 있는 z 축의 방향으로 보고 도시한 도면이 도시되어 있으며, 광전자 부품(300)의 예시적인 마이크로 미러(310)는 상세도로 도시되어 있다.
주지할 사항은, 도면들에 표시된 좌표계들, 및 이 좌표계들 내에서 도시된 광 모듈들의 배치 내지 정렬이 오로지 예시적인 것으로만 해석되어야 한다는 점이다.
도시된 마이크로 미러(310)는 제1 위치에 있되, 그 밖에도 제1 위치에 있는 마이크로 미러(310)에 의해 투영 광학계(400)로 편향되는, 제1 조명 수단(110)의 예시의 광빔도 도시되어 있다.
도 2에서 빗금 표시된 각도 범위들은 각각 마이크로 미러(310)에 의해 편향된 광빔의 입사각 및 출사각이며, 입사각과 출사각은 동일하다.
도 3에는, 도 1에서의 광 모듈의 배치를 위에서부터, 또는 도 3에 마찬가지로 표시되어 있는 z 축의 방향으로 보고 도시한 도면이 도시되어 있으며, 광전자 부품(300)의 예시적인 마이크로 미러(310)는 상세도로 도시되어 있다.
도시된 마이크로 미러(310)는 제2 위치에 있되, 그 밖에도 제1 위치에 있는 마이크로 미러(310)에 의해 흡수체(500)로 편향되는, 제1 조명 수단(110)의 예시의 광빔도 도시되어 있다.
도 3에서 빗금 표시된 각도 범위들은 각각 마이크로 미러(310)에 의해 편향된 광빔의 입사각 및 출사각이며, 입사각과 출사각은 동일하다.
도 4에는, 본 발명에 따른 광 모듈이 도시되어 있으며, 상기 광 모듈은 이미 도 1에 도시된 구조에 추가로 센서 수단(600)과 제2 조명 수단(120)을 포함하며, 제어 장치(200)는 예컨대 제2 조명 수단을 스위치 온 또는 오프하기 위해 센서 수단(600) 및 제2 조명 수단(120)을 제어하도록 구성된다.
센서 수단(600)은 도 4에 도시된 실례에서 광 감응 CCD 센서로서 형성되되, 다른 실시예들 역시도 생각해볼 수 있다.
또한, 제1 위치에 있는 마이크로 미러(310)들은 센서 수단(600)으로 제2 조명 수단(120)에 의해 방출될 수 있는 광빔들을 편향시키며, 그리고 제2 위치에 있는 마이크로 미러(310)들은 흡수체(500)로 제2 조명 수단(120)에 의해 방출될 수 있는 광빔들을 편향시킨다.
제1 조명 수단(110)의 광빔들은 도 1에서의 광 모듈에서처럼 상응하는 마이크로 미러들을 통해 편향된다.
또한, 센서 수단(600)은, 값, 예컨대 휘도 값의 형태로, 광전자 부품(300)에 의해 센서 수단(600)으로 편향된 제2 조명 수단(120)의 광빔들을 검출하여 제어 장치(200)로 상기 값을 전송하도록 구성되며, 상기 제어 장치(200)는 메모리에 저장된 기정의된 임계 값과 상기 값을 비교하며, 제어 장치(200)는 기정의된 임계 값에 도달할 때 제1 조명 수단(110)의 스위치 온을 방지하거나, 또는 기정의된 임계 값을 하회할 때에는 제1 조명 수단(110)을 스위치 온한다.
주지할 사항은, 도면들에서 센서 수단(600)의 위치가 예시로 해석되어야 하고 예컨대 -도 4에 표시된 좌표계의 z 방향으로 볼 때- 투영 광학계(400) 위쪽에도 배치될 수 있다는 점이다. 그렇게 하여, 예컨대 자동차 헤드램프 내에서 가능한 공간 문제들은 상쇄될 수 있다.
또한, 예컨대 센서 수단(600)은 광 모듈 내에서 적어도 하나의 투영 광학계(400)의 위쪽에 또는 아래쪽에 배치될 수도 있다.
"위쪽" 및 "아래쪽"이란 용어들은 각각 자동차 내에 장착된 상태에서 광 모듈에 관계한다.
이 경우, 제1 조명 수단(110), 적어도 하나의 투영 광학계(400) 및 하나의 마이크로 미러(310)는 제1 가상 평면을 펼쳐 형성하며, 그리고 제2 조명 수단(120), 센서 수단(600) 및 동일한 마이크로 미러(310)는 제2 가상 평면을 펼쳐 형성하며, 제1 평면은 제2 평면에 대해 경동될 수 있으며, 교차선은 마이크로 미러(310) 내지 광전자 부품(300)을 통과하여 연장된다. 상기 유형의 경동을 통해 센서 수단(600)은 적어도 하나의 투영 광학계(400) 위쪽에 또는 아래쪽에 위치될 수 있다.
또한, 제1 평면과 제2 평면은 상호 간에 상대적으로 경동되고, 그리고/또는 회전될 수 있다.
제1 조명 수단(110) 및/또는 제2 조명 수단(120)은 적어도 하나의 광원을 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 광원은 -LED라고도 하는- 발광다이오드로서, 또는 레이저 광원, 바람직하게는 광 변환 요소를 포함한 레이저 다이오드로서 형성된다.
바람직하게는, 2개 이상의 발광다이오드가 제공되는 경우, 각자의 발광다이오드는 다른 발광다이오드들과 무관하게 제어될 수 있다.
따라서, 각자의 발광다이오드는 광원의 다른 발광다이오드들과 무관하게 스위치 온 및 오프될 수 있으며, 그리고 바람직하게 디밍 가능한 발광 다이오드들이라면, 광원의 다른 발광다이오드들과 무관하게 디밍될 수 있다.
도 5 및 6에는, 도 4에서의 광 모듈의 배치를 위에서부터, 또는 도 5 및 도 6에 좌표계를 통해 표시되어 있는 사항으로 z 축의 방향으로 보고 도시한 도면이 도시되어 있으며, 광전자 부품(300)의 예시적인 마이크로 미러(310)는 상세도로 도시되어 있다.
도 5에 도시된 마이크로 미러(310)는 제1 위치에 있되, 그 밖에도 제1 조명 수단(110) 및 제2 조명 수단(120)의 예시의 광빔도 도시되어 있으며, 제1 조명 수단(110)에 의해 방출되는 광빔은 투영 광학계(400)로 편향되고, 제2 조명 수단(120)에 의해 방출되는 광빔은 센서 수단(600)으로 편향된다.
도 6에 도시된 마이크로 미러(310)는 제2 위치에 있되, 그 밖에도 제1 조명 수단(110) 및 제2 조명 수단(120)의 예시의 광빔도 도시되어 있으며, 상기 광빔들은 각각 제2 위치에 있는 마이크로 미러(310)에 의해 흡수체(500)로 편향된다.
도 5 및 도 6에는, 제1 조명 수단(110) 및 제2 조명 수단(120)의 주 방사 방향에 배치된 적어도 하나의 보조 광학 요소(150)가 도시되어 있으며, 상기 보조 광학 요소는 각각의 조명 수단(110, 120)의 광빔들을 시준하도록 구성된다.
이에 대해, 도 7에는 상세도가 도시되어 있되, 단지 보조 광학 요소(150)를 포함한 제1 조명 수단(110)만이 도시되어 있지만, 그러나 도시된 과정들은 예시로만 해석되어야 한다. 이런 경우, 광전자 부품(300)의 마이크로 미러(310)는 제1 또는 제2 위치에 있되, 보조 광학 요소(150)에 의해 시준된, 제1 조명 수단(110)의 광빔들은, 제1 위치에 있는 마이크로 미러(310)들에 의해 투영 광학계(400)로 편향되고, 제2 위치에 있는 마이크로 미러(310)들에 의해서는 흡수체(500)로 편향된다.
도 8에는, 본 발명에 따른 광 모듈의 결함 점검을 위한 방법이 도시되어 있으며, 제1 단계에서 센서 수단(600)과 제2 조명 수단(120)이 제공되되, 적어도 하나의 제어 장치(200)는 센서 수단(600) 및 제2 조명 수단(120)을 제어하도록 구성된다.
소위 테스트 모드에서, 우선 마이크로 미러(310)들은, 제2 위치로 마이크로 미러(310)들을 이동시키기 위해, 적어도 하나의 제어 장치(200)에 의해 제어된다.
상기 테스트 모드에서, 추가 과정에, 모든 마이크로 미러(310)가 제2 위치에 있는지 그 여부가 점검되어야 하되, 제1 위치에 잔존하면서 정지해 있는 마이크로 미러(310)들이 발생할 수 있다.
그에 뒤이어, 제2 조명 수단(120)은 스위치 온되며, 정지해 있으면서 제1 위치에 있는 마이크로 미러(310)들은 센서 수단(600)으로 제2 조명 수단(120)에 의해 방출되는 광빔들을 편향시키고, 제공된 것처럼 제2 위치에 있는 마이크로 미러(310)들은 흡수체(500)로 제2 조명 수단(120)에 의해 검출되는 광빔들을 편향시킨다.
또한, 제1 위치에 있는 마이크로 미러(310)들을 통해 편향되는, 제2 조명 수단(120)의 광빔들은, 센서 수단(600)에 의해 값, 예컨대 휘도 값의 형태로 검출된다.
또한, 발생하는 광자(photon)들의 개수가 검출되고 계수될 수도 있되, 다른 검출 대상 값들 역시도 가능하다.
상기 값은 제어 장치(200)로 전송되며, 상기 제어 장치(200)는 메모리에 저장된 기정의된 임계 값과 상기 값을 비교하며, 제어 장치(200)는 기정의된 임계 값에 도달할 때 제1 조명 수단(110)의 스위치 온을 방지하거나, 또는 기정의된 임계 값을 하회할 때에는 제1 조명 수단(110)을 스위치 온한다.
상기 임계 값은, 예컨대 제1 위치에 잔존하면서 제어 장치(200)를 통해 더 이상 정확하게 제어되지 않는 정지해 있는 마이크로 미러(310)가 경우에 따라 발생하는 경우, 반대 차선 접근 차량 내지 선행 차량의 운전자 눈부심을 방지하기 위해, 상회되어서는 안 되고 법적으로 기설정된 눈부심 값에 상응한다.
센서 수단(600)에 의해 검출된 값이 임계 값을 하회하는 경우, 신호가 센서 수단(600)을 통해 제어 장치(200)로 전송되되, 제1 조명 수단(110)은 제어 장치(200)에 의해 스위치 온된다.
110: 제1 조명 수단
120: 제2 조명 수단
150: 보조 광학 요소
200: 제어 장치
300: 광전자 부품
310: 마이크로 미러
400: 투영 광학계
500: 흡수체
600: 센서 수단

Claims (12)

  1. 자동차 헤드램프용 광 모듈로서, 상기 광 모듈은, 복수의 마이크로 미러(310)의 제어 가능한 배열을 포함하여 제1 조명 수단(110)의 주 방사 방향에 배치되는 적어도 하나의 광전자 부품(300)을 포함하며, 상기 마이크로 미러(310)들은 행들과 열들을 구비한 2차원 매트릭스의 형태로 배치되어 서로 독립적으로 제1 위치 및 제2 위치로 회동될 수 있으며,
    제1 위치에 있는 마이크로 미러(310)들은 적어도 하나의 투영 광학계(400)로 제1 조명 수단(110)에 의해 방출되는 광빔들을 편향시키고, 상기 적어도 하나의 투영 광학계(400)는 광 분포 또는 광 분포의 일부분을 생성하도록 구성되며,
    상기 광 모듈은 그 밖에도 제1 조명 수단(110) 및 광전자 부품(300)의 마이크로 미러(310)들을 제어하도록 구성되는 적어도 하나의 제어 장치(200)를 더 포함하는, 상기 자동차 헤드램프용 광 모듈에 있어서,
    상기 광 모듈은 그 밖에도 센서 수단(600)과 제2 조명 수단(120)을 더 포함하고, 상기 제어 장치(200)는 상기 센서 수단(600) 및 상기 제2 조명 수단(120)을 제어하도록 구성되며,
    그리고 제1 위치에 있는 마이크로 미러(310)들은 상기 센서 수단(600)으로 상기 제2 조명 수단(120)에 의해 방출될 수 있는 광빔들을 편향시키고,
    상기 센서 수단(600)은, 값을 획득하기 위해 상기 마이크로 미러(310)들에 의해 상기 센서 수단(600)으로 편향된 상기 제2 조명 수단(120)의 광빔들을 검출하여 상기 값을 상기 제어 장치(200)로 전송하도록 구성되며, 상기 제어 장치(200)는 상기 값을 메모리에 저장된 기정의된 임계 값과 비교하며,
    상기 제어 장치(200)는 상기 기정의된 임계 값에 도달할 때 상기 제1 조명 수단(110)의 스위치 온을 방지하거나,
    또는 상기 기정의된 임계 값을 하회할 때에는 상기 제1 조명 수단(110)을 스위치 온하는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 광 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 제2 위치에 있는 마이크로 미러(310)들은 광빔들을 흡수하는 흡수체(500)로 상기 제1 조명 수단(110)에 의해 방출되는 광빔들을 편향시키는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 광 모듈.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 위치에 있는 마이크로 미러(310)들은 광빔들을 흡수하는 흡수체(500)로 상기 제2 조명 수단(120)에 의해 방출되는 광빔들을 편향시키는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 광 모듈.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 조명 수단(110) 및 상기 제2 조명 수단(120)의 주 방사 방향으로 상기 제1 조명 수단(110) 및 상기 제2 조명 수단(120)의 상류에 각각의 조명 수단(110, 120)의 광빔들을 시준하도록 구성되는 각각 적어도 하나의 보조 광학 요소(150)가 배치되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 광 모듈.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 조명 수단 및/또는 상기 제2 조명 수단은 적어도 하나의 광원을 포함하며, 상기 적어도 하나의 광원은 LED로서, 또는 레이저 광원으로서, 바람직하게는 광 변환 요소를 포함한 레이저 다이오드로서 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 광 모듈.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광전자 부품(300)은 DMD로서 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 광 모듈.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서 수단(600)은 광 감응 CCD 센서로서 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 광 모듈.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서 수단(600)은 상기 광 모듈 내에서 상기 적어도 하나의 투영 광학계(400)의 위쪽에 또는 아래쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 광 모듈.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 광 모듈을 포함한 자동차 헤드램프.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 자동차 헤드램프용 광 모듈, 또는 제9항에 따른 자동차 헤드램프의 결함 점검을 위한 방법으로서, 상기 광 모듈은, 복수의 마이크로 미러(310)의 제어 가능한 배열을 포함하여 제1 조명 수단(110)의 주 방사 방향에 배치되는 적어도 하나의 광전자 부품(300)을 포함하며, 상기 마이크로 미러(310)들은 행들과 열들을 구비한 2차원 매트릭스의 형태로 배치되어 서로 독립적으로 제1 위치 및 제2 위치로 회동될 수 있으며,
    제1 위치에 있는 마이크로 미러(310)들은 적어도 하나의 투영 광학계(400)로 제1 조명 수단(110)에 의해 방출되는 광빔들을 편향시키고, 상기 적어도 하나의 투영 광학계(400)는 광 기능의 광 분포 또는 그의 광 분포의 일부분을 생성하도록 구성되며,
    상기 광 모듈은 그 밖에도 제1 조명 수단(110) 및 광전자 부품(300)의 마이크로 미러(310)들을 제어하도록 구성되는 적어도 하나의 제어 장치(200)를 더 포함하는, 상기 광 모듈 또는 자동차 헤드램프의 결함 점검 방법에 있어서,
    상기 결함 점검 방법은,
    a) 센서 수단(600) 및 제2 조명 수단(120)을 제공하는 제공 단계이며, 상기 적어도 하나의 제어 장치(200)는 상기 센서 수단(600) 및 상기 제2 조명 수단(120)을 제어하도록 구성되는, 상기 제공 단계;
    b) 상기 마이크로 미러(310)들을 제2 위치로 이동시키기 위해, 상기 적어도 하나의 제어 장치(200)를 이용하여 상기 마이크로 미러(310)들을 제어하는 제어 단계;
    c) 상기 제2 조명 수단(120)을 스위치 온하는 스위치 온 단계이며, 제1 위치에 있는 마이크로 미러(310)들은 상기 센서 수단(600)으로 상기 제2 조명 수단(120)에 의해 방출되는 광빔들을 편향시키는, 상기 스위치 온 단계;
    d) 값, 예컨대 휘도 값을 획득하기 위해, 상기 센서 수단(600)을 이용하여, 제1 위치에 있는 마이크로 미러(310)들을 통해 편향되는, 상기 제2 조명 수단(120)의 광빔들을 검출하는 검출 단계;
    e) 상기 제어 장치(200)로 상기 센서 수단(600)에 의해 검출된 값을 전송하는 전송 단계이며, 상기 제어 장치(200)는 전송된 값을 메모리에 저장된 기정의된 임계 값과 비교하는, 상기 전송 단계;
    f) 상기 기정의된 임계 값을 하회할 때 상기 제어 장치(200)를 이용하여 상기 제1 조명 수단(110)을 스위치 온하는 스위치 온 단계;
    또는
    g) 상기 기정의된 임계 값에 도달할 때 상기 제어 장치(200)를 통해 상기 제1 조명 수단(110)의 스위치 온을 방지하는 방지 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 모듈 또는 자동차 헤드램프의 결함 점검 방법.
  11. 제10항에 있어서, 제2 위치에 있는 마이크로 미러(310)들은 광빔들을 흡수하는 흡수체(500)로 상기 제1 조명 수단(110)에 의해 방출되는 광빔들을 편향시키는 것을 특징으로 하는 광 모듈 또는 자동차 헤드램프의 결함 점검 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 단계 c)에서 제2 위치에 있는 마이크로 미러(310)들은 상기 흡수체(500)로 상기 제2 조명 수단(120)에 의해 방출되는 광빔들을 편향시키는 것을 특징으로 하는 광 모듈 또는 자동차 헤드램프의 결함 점검 방법.
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