KR100770642B1 - 자동차 헤드라이트용 발광 다이오드 모듈과 이를 이용한조절식 전방조명시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발광 다이오드 모듈에 관한 것으로, 특히 자동차 헤드라이트용 발광 다이오드 모듈과 이를 이용한 조절식 전방조명시스템에 관한 것이다. 본 발명은 발광 다이오드 패키지를 2행 이상 배열하고 각행에 다수개의 발광 다이오드 패키지를 배열하여 자동차 배광 성능 규정을 만족하는 것은 물론 조절식 전방조명시스템과 같은 응용 배광 제어가 가능한 발광 다이오드 모듈을 제공할 수 있다.

자동차, 헤드라이트, 조절식 전방조명시스템, 조향각, 발광 다이오드 모듈

Description

자동차 헤드라이트용 발광 다이오드 모듈과 이를 이용한 조절식 전방조명시스템{LIGHT EMITTING DIODE MODULE FOR VEHICLE HEAD-LIGHT AND ADAPTIVE FRONT-LIGHTING SYSTEM USING THE SAME}

도 1은 본 발명에 따른 자동차 헤드라이트용 발광 다이오드 모듈의 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 자동차 헤드라이트용 발광 다이오드 어레이의 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 자동차 헤드라이트용 발광 다이오드 모듈의 모드에 따른 자동차 헤드라이트용 발광 다이오드 어레이의 평면도.

도 4는 본 발명에 따른 자동차 헤드라이트용 발광 다이오드 모듈을 이용한 조절식 전방조명시스템의 개념도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 베이스판 102: 홀

120: 커넥터 200: 발광 다이오드 패키지

300: 센서부 400: 제어부

500: 구동부 600: 발광 다이오드 모듈

본 발명은 발광 다이오드 모듈에 관한 것으로, 특히 자동차 헤드라이트용 발광 다이오드 모듈과 이를 이용한 조절식 전방조명시스템에 관한 것이다.

일반적으로 모든 자동차는 전방부에 헤드라이트가 마련되며, 이러한 헤드라이트는 운전자의 조작에 의해 온/오프와 하이빔(High-Beam)/로빔(Low-Beam) 모드의 기능을 수행하게 된다. 이러한 종래 기술에 따른 자동차 헤드라이트는 그 광원으로 램프 또는 발광 다이오드 모듈을 사용한다.

상기와 같은 종래 기술에 따른 자동차 헤드라이트 중 자동차 헤드라이트용 발광 다이오드 모듈은 일정한 크기의 인쇄 회로 기판에 발광칩을 1행으로 여러개 배열한다. 또한, 옵션에 따라 발광칩 주변부의 인쇄 회로 기판에 4개의 홈을 형성하여 2차 광학렌즈를 장착할 수 있도록 되어 있다. 종래 기술에 따른 자동차 헤드라이트용 발광 다이오드 모듈은 이러한 발광 다이오드 모듈 복수개가 1세트의 자동차용 헤드라이트용 발광 다이오드 모듈로 구성되어 기본적인 자동차 배광 성능 규정(ECE)을 만족하도록 하고 있다.

하지만, 상기와 같은 구조를 갖는 종래 기술에 따른 발광 다이오드 모듈은 기본적으로 발광 다이오드 모듈 복수개, 예를 들어 4개가 1세트로 구성되어 자동차 배광 규정은 만족하지만 조절식 전방조명시스템(Adaptive Front-lighting System; AFS)과 같은 다양한 응용 배광을 구현하기 위해서는 발광 다이오드 모듈이 추가로 소요된다.

또한, 광원은 동일 배광을 목적으로 하는 경우 가능한 동일장소에서 동일 광학시스템으로 배경되는 것이 성능편차가 적다. 하지만 종래 기술에 따른 발광 다이오드 모듈은 발광 다이오드 모듈 4개가 별개로 장착되어 배광 기능을 감당함으로써 다양하고 효율적인 배광 제어가 힘들다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 전술된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자동차 배광 성능 규정을 만족하는 것은 물론 조절식 전방조명시스템과 같은 응용 배광 제어가 가능한 발광 다이오드 모듈을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 외부전원과 연결되기 위한 커넥터 및 상기 커넥터와 연결된 금속 코어를 포함하는 베이스판과, 상기 금속 코어와 각각 개별적으로 접속되어 개별적으로 휘도 조절이 가능하도록 상기 베이스판에 2행 이상 배열된 다수개의 발광 다이오드 패키지를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드라이트용 발광 다이오드 모듈을 제공한다.

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또한, 본 발명은 외부전원과 연결되기 위한 커넥터와 상기 커넥터와 연결된 금속 코어를 포함하는 베이스판 및 상기 금속 코어와 각각 개별적으로 접속되어 개별적으로 휘도 조절이 가능하도록 상기 베이스판에 2행 이상 배열된 다수개의 발광 다이오드 패키지가 배열된 자동차 헤드라이트용 발광 다이오드 모듈과, 자동차의 운행 중 발생되는 상황을 측정하여 전기적인 신호로 검출하기 위한 센서부와, 상기 다수개의 발광 다이오드 패키지를 구동하기 위한 전류를 공급하는 구동부와, 상기 센서부에서 검출된 신호에 의해 구동부를 제어하기 위한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조절식 전방조명시스템을 제공한다.

이때, 상기 센서부는 자동차 조향각측정 센서, 차속측정 센서, 전방거리측정 센서를 포함하고, 상기 다수개의 발광 다이오드 패키지 각각의 휘도는 상기 센서부에 의해 검출된 조향각, 차속, 전방거리 변화 신호에 의해 개별적으로 조절될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차 헤드라이트용 발광 다이오드 모듈의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 자동차 헤드라이트용 발광 다이오드 어레이의 사시도이다.

본 발명에 따른 자동차 헤드라이트용 발광 다이오드 모듈은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 베이스판(100)과, 상기 베이스판(100)에 배열된 발광 다이오드 패키지(200)를 포함한다.

상기 베이스판(100)은 상기 발광 다이오드 패키지(200)를 장착하고 외부에서 인가된 전원을 상기 발광 다이오드 패키지(200)에 인가하기 위한 것으로서, 이를 위해 상기 베이스판(100)의 소정위치에 커넥터(120)가 형성될 수 있다. 이러한 상기 베이스판(100)으로는 상기 발광 다이오드 패키지(200)의 방열과 외부전원 인가를 위해 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board; PCB)을 사용할 수 있다. 본 실시예에서는 이러한 인쇄 회로 기판으로 금속 심 인쇄 회로 기판(Metal Core Printed Circuit Board; MCPCB)을 사용하기로 한다. 이때, 상기 금속 심 인쇄 회로 기판의 금속 심은 상기 커넥터(120)와 연결되며, 상기 금속 심에 의해 상기 발광 다이오드 패키지와 상기 커넥터(120)는 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 베이스판(100)에 소정의 홈(102)을 형성하여 도시되지 않은 광학렌즈를 장착할 수도 있다. 물론, 이러한 홈(102)과 광학렌즈는 형성되지 않을 수도 있다.

상기 발광 다이오드 패키지(200)는 본 발명에 따른 자동차 헤드라이트용 발광 다이오드 모듈의 광원으로서, 발광칩 및 형광물질을 포함할 수 있다. 이러한 발광칩과 형광물질은 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 다이오드 패키지(200)는 하나의 청색 발광칩과, 하나의 황색 발광 형광물질을 포함할 수 있다. 즉, 발광칩에서 발광되는 청색광과, 형광 물질에 의해 파장 변환되는 황색광의 혼합으로 백색을 구현할 수 있다. 물론, 상기 발광 다이오드 모듈은 다수개의 발광칩으로 구성될 수도 있다. 즉, 상기 베이스판(100)에 발광 다이오드 패키지(200)를 장착하지 않고 발광칩을 직접 실장할 수도 있다. 예를 들어, 상기 발광칩을 상기 베이스판(100) 상에 실장하고, 베이스판(100)의 금속 심(Metal Core)과 상기 발광칩을 소정의 배선으로 연결할 수도 있다.

이러한 상기 발광 다이오드 패키지(200)는 시스템과의 조립 용이성을 위해 베이스판(100)의 길이방향으로 배치되는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 발광 다이오드 패키지(200)의 수량은 자동차 헤드라이트에 필요한 광학적/전기적 사양에 적합한 수량이면 가능하나 설계의 용이함을 위해 일반적인 자동차 헤드라이트에 사용되는 헤드램프의 발광면에 유사한 가로ㅧ 세로 비율의 대응하는 수량인 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 자동차 헤드라이트용 발광 다이오드 모듈은 하이-빔(High-Beam) 또는 로우-빔(Low-Beam) 모드의 동작을 위해 다수개의 발광 다이오드 패키지(200)를 2행 이상으로 배열하는 것이 바람직하다. 즉, 본 실시예에서는 10개의 발광 다이오드 패키지(200)가 2행 5열로 배치된 발광 다이오드 모듈을 예로 하였으나, 발광 다이오드 패키지를 2행 이상으로 배열함으로써 배열과 발광면의 가로ㅧ 세로 비(Aspect ratio)를 다르게 적용하여 새로운 형태의 자동차 전방 조명용 광원으로서 응용설계가 가능하다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 자동차 헤드라이트용 발광 다이오드 모듈은 다수개의 발광 다이오드 패키지를 2행 이상으로 배열하여 자동차 배광 성능 규정을 만족하는 것은 물론 조절식 전방조명시스템과 같은 응용 배광 제어가 가능하다.

다음은 상술한 본 발명에 따른 자동차 헤드라이트용 발광 다이오드 모듈을 이용한 조절식 전방조명시스템에 대해 도면을 참조하여 설명하고자 한다. 후술할 내용 중 전술한 내용과 중복되는 설명은 생략하거나 간략히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 자동차 헤드라이트용 발광 다이오드 모듈의 모드에 따른 자동차 헤드라이트용 발광 다이오드 어레이의 평면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 자동차 헤드라이트용 발광 다이오드 모듈을 이용한 조절식 전방조명시스템의 개념도이다.

본 발명에 따른 조절식 전방조명시스템은 도 4에 도시된 바와 같이 센서부(300)와, 제어부(400)와, 구동부(500)와, 발광 다이오드 모듈(600)을 포함한다.

상기 센서부(300)는 자동차의 운행 중 발생되는 상황 예를 들어, 운전자의 핸들 조작에 따른 조향각 변화, 가속 및 감속에 따른 자동차의 속도변화 등을 측정하기 위한 것으로서, 전방 거리측정 센서, 차속측정 센서, 조향각측정 센서를 포함할 수 있다.

상기 차속측정 센서는 자동차에 장착된 속도계를 이용하여 차속을 측정할 수 있으며, 상기 전방 거리측정 센서는 자동차 전방에 초음파 센서 등을 설치하여 전방의 자동차와의 거리를 측정할 수 있다.

상기 조향각측정 센서는 자동차의 핸들의 조작에 따른 휠의 조향각을 측정하기 위한 것으로서, 자동차의 핸들 조작에 따른 휠의 조향각의 변화를 전기적인 신호로 검출한다.

상기 제어부(400)는 상기 센서부(300)에서 검출된 조향각 변화 신호를 이용하여 구동부를 제어하기 위한 것으로서, 상기 조향각 변화 신호에 따라 상기 구동부(500)에 제어 신호를 인가한다. 이때, 상기 조향각 변화 신호에 따른 개별적인 발광 다이오드 패키지의 휘도 변화값을 저장하기 위한 메모리부(미도시)가 마련될 수 있다. 즉, 상기 제어부(400)는 조향각측정 센서에서 조향각의 변화에 따른 전기적인 신호를 인가받고 이를 상기 메모리부에 저장된 조향각 변화 신호에 따른 개별적인 발광 다이오드 패키지의 휘도 변화값을 참조하여 상기 구동부(500)에 발광 다이오드 모듈(600) 제어 신호를 보낼 수 있다.

상기 구동부(500)는 상기 제어부(400)에서 인가된 제어 신호에 의해 상기 발광 다이오드 모듈(600)에 전류를 인가하기 위한 것으로서, 도시되지 않은 전원 공급원에서 상기 발광 다이오드 모듈(600)에 인가되는 전류를 조절한다. 이때, 상기 전원 공급원은 상기 구동부(500)에 포함될 수 있다.

상기 발광 다이오드 모듈(600)은 상술한 본 발명에 따른 자동차 헤드라이트용 발광 다이오드 모듈로서, 상기 발광 다이오드 모듈(600)와 상기 구동부(500)는 커넥터에 의해 연결될 수 있다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 자동차 헤드라이트용 발광 다이오드 모듈을 이용한 조절식 전방조명시스템은 자동차의 운행 중 발생되는 상황 예를 들어, 조향장치의 조작에 따라 상기 발광 다이오드 모듈(600)에 배열된 다수개의 발광 다이오드 패키지 각각의 휘도를 조절한다.

자동차가 일반 직진주행을 하는 직진주행 모드일 경우 도 3 (a)에 도시된 바와 같이 발광 다이오드 모듈의 1행 및 2행의 중심부에 배치된 발광 다이오드 패키지에 높은 전류를 인가하여 고휘도 모드(H)로 동작하게 하고, 1행 및 2행의 좌측 및 우측에 배치된 발광 다이오드 패키지에는 낮은 전류를 인가하여 저휘도 모드(L)로 동작하게 한다. 따라서, 직진 주행의 경우 발광 다이오드 모듈의 중심부에 배치 된 발광 다이오드 패키지가 주광원으로 동작하게 된다.

상기와 같은 직진주행 모드에서 근거리 전방에 차량이 있고 저속주행과 같이 로우-빔 모드를 수행해야 될 경우 도 3 (b)에 도시된 바와 같이 발광 다이오드 모듈의 1행에 배치된 발광 다이오드 패키지에는 낮은 전류를 인가하여 저휘도 모드(L)로 동작하게 하고, 2행에 배치된 발광 다이오드 패키지에는 높은 전류를 인가하여 고휘도 모드(H)로 동작하게 한다.

또한, 직진주행 모드에서 근거리에 선행차량이 없고 고속주행과 같이 하이-빔 모드를 수행해야 될 경우 도 3의 (b)와는 달리 발광 다이오드 모듈의 2행에 배치된 발광 다이오드 패키지에 높은 전류를 인가하여 고휘도 모드(H)로 동작하게 하고, 1행에 배치된 발광 다이오드 패키지에는 낮은 전류를 인가하여 저휘도 모드(L)로 동작하게 한다. 물론, 이러한 하이-빔/로우-빔 모드는 운전자에 의해 수동으로 조작될 수도 있다.

또한, 자동차가 좌회전을 하는 좌회전 주행 모드일 경우 도 3 (c)에 도시된 바와 같이 발광 다이오드 모듈의 1행 및 2행의 좌측에 배치된 발광 다이오드 패키지에 높은 전류를 인가하여 고휘도 모드(H)로 동작하게 하고, 우측에 배치된 발광 다이오드 패키지에는 좌측에 배치된 발광 다이오드 패키지보다 상대적으로 낮은 전류를 인가하여 저휘도 모드(L)로 동작하게 한다. 이때, 상기 발광 다이오드 패키지 각각은 측정된 조향각에 따라 점진적으로 휘도가 조절되는 것이 바람직하다.

자동차가 우회전을 하는 우회전 주행 모드일 경우 도 3(d)에 도시된 바와 같이 발광 다이오드 모듈의 1행 및 2행의 우측에 배치된 발광 다이오드 패키지에 높 은 전류를 인가하여 고휘도 모드(H)로 동작하게 하고, 좌측에 배치된 발광 다이오드 패키지에는 낮은 전류를 인가하여 저휘도 모드(L)로 동작하게 한다. 상기와 같은 우회전 주행 모드 역시 좌회전 주행모드와 동일하게 상기 발광 다이오드 패키지 각각의 휘도가 점진적으로 조절되는 것이 바람직하다.

하지만 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 저휘도 모드(L)로 동작하는 발광 다이오드 패키지에 전류를 인가하지 않고 오프시킬 수도 있다.

한편, 본 발명에 따른 자동차 헤드라이트용 발광 다이오드 모듈은 노면의 상태에 따라 발광 다이오드 패키지의 휘도를 다르게 할 수도 있다. 즉, 센서부에 의해 노면의 상태를 파악하고 이에 따라 발광 다이오드 모듈에 배열된 다수개의 발광 다이오드 패키지의 휘도를 개별적으로 조절할 수도 있다.

상기와 같이 본 발명에 따른 자동차 헤드라이트용 발광 다이오드 모듈을 이용한 조절식 전방조명시스템은 다수개의 발광 다이오드 패키지 휘도를 개별적으로 조절하여 직진주행의 경우 하이-빔/로우-빔 모드로 운용되다가 구부러진 도로나 교차로 등을 만나 좌회전 또는 우회전을 할 때 차량회전방향의 사각지대 즉, 그늘진 부분 등에 대한 시야확보가 용이하다. 따라서, 운전자는 자신이 주행하고자 하는 도로를 명확히 확인하고 안전한 운행을 수행할 수 있다.

이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

예를 들어, 도시된 실시예에서는 자동차 헤드라이트용 발광 다이오드 모듈에 대해 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 용도에 따라 가변 배광 제어를 필요로 하는 첨단 조명 시스템으로 활용하여 실내 및 실외의 일반조명으로도 사용이 가능하다. 또한, 빔 프로젝터와 같은 광학용 광원으로도 사용이 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명은 발광 다이오드 패키지를 2행 이상 배열하고 각행에 다수개의 발광 다이오드 패키지를 배열하여 자동차 배광 성능 규정을 만족하는 것은 물론 조절식 전방조명시스템과 같은 응용 배광 제어가 가능한 발광 다이오드 모듈을 제공할 수 있다.

Claims (4)

1. 외부전원과 연결되기 위한 커넥터 및 상기 커넥터와 연결된 금속 코어를 포함하는 베이스판과,

   상기 금속 코어와 각각 개별적으로 접속되어 개별적으로 휘도 조절이 가능하도록 상기 베이스판에 2행 이상 배열된 다수개의 발광 다이오드 패키지를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드라이트용 발광 다이오드 모듈.
2. 삭제
3. 외부전원과 연결되기 위한 커넥터와 상기 커넥터와 연결된 금속 코어를 포함하는 베이스판 및 상기 금속 코어와 각각 개별적으로 접속되어 개별적으로 휘도 조절이 가능하도록 상기 베이스판에 2행 이상 배열된 다수개의 발광 다이오드 패키지가 배열된 자동차 헤드라이트용 발광 다이오드 모듈과,

   자동차의 운행 중 발생되는 상황을 측정하여 전기적인 신호로 검출하기 위한 센서부와,

   상기 다수개의 발광 다이오드 패키지를 구동하기 위한 전류를 공급하는 구동부와,

   상기 센서부에서 검출된 신호에 의해 구동부를 제어하기 위한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조절식 전방조명시스템.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 센서부는 자동차 조향각측정 센서, 차속측정 센서, 전방거리측정 센서 중 어느 하나를 포함하고,

   상기 다수개의 발광 다이오드 패키지 각각의 휘도는 상기 센서부에 의해 검출된 조향각, 차속, 전방거리 변화 신호 중 어느 하나에 의해 개별적으로 조절되는 것을 특징으로 하는 조절식 전방조명시스템.

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