KR100798143B1 - Ｌｅｄ 램프 유닛을 적용한 적응형 전조등 장치 - Google Patents

Ｌｅｄ 램프 유닛을 적용한 적응형 전조등 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 LED를 적용한 차량용 적응형 전조등 장치에 관한 것으로, 상세하게는 하나 이상의 LED 램프 유닛을 형성하여 상기 각각의 LED 램프 유닛은 각기 다른 빔 패턴 구현이 가능하도록 형성되어 도로 및 기후조건에 따라 알맞은 빔 패턴을 조사할 수 있는 차랑 적응형 전조등 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 LED 램프 유닛을 적용한 차량 적응형 전조등 장치는 하나 이상의 LED 램프 유닛 및 하나 이상의 LED 램프 유닛을 고정하는 하우징를 포함한다. LED 램프 유닛은 LED 광원부 및 LED 광원부에 의해 생성된 광을 전방으로 조사하도록 하는 리플렉터를 포함한다.
LED, 발광다이오드, 전조등, 헤드램프, AFLS, 적응형 전조등 장치, 빔 패턴

Description

ＬＥＤ 램프 유닛을 적용한 적응형 전조등 장치{Adaptive front lighting system using LED head lamp}
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 램프 유닛의 사시도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 램프 유닛의 원리를 보여준다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 램프 유닛을 적용하여 하향등을 조사하는 적응형 전조등 장치를 보여주는 사시도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 헤드램프를 적용한 차랑 적응형 전조등 장치를 보여주는 사시도이다.
도 3a내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 램프 유닛인 핫, 스프레드, 미들 램프 유닛의 반사면의 개략적 구조와 각 램프 유닛에 의해 구현되는 빔 패턴을 보여준다.
도 4a내지 도 4e는 차량 적응형 전조등 장치(AFLS)에서 하향등(Basic low), 상향등(Basic high), 도심등(Town), 고속도로등(Motor way), 젖은도로등(Wet Road)의 노면 빔 패턴을 각각 보여준다.
도 5a내지 5e는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 헤드램프를 적용한 적응형 전조등 장치에 의하여 하향등, 상향등, 도심등, 고속도로등, 젖은도로등의 노면 빔 패턴을 구현한 결과를 각각 보여준다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡수체를 포함하는 LED 램프 유닛을 보여준다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡수체를 포함하는 LED 램프 유닛의 원리를 보여준다.
*도면의 주요 부분에 대한 설명*
110: LED 광원부 120: 리플렉터
510: 흡수체
본 발명은 LED를 적용한 차량용 적용형 전조등 장치에 관한 것으로, 도로 또는 기후조건에 따라 각각의 상황에 대응하는 빔패턴 형성이 가능하여, 상기 장치는 핫(Hot), 미들(Middle), 스프레드(Spread), 하이(Hight)라는 빔을 조사할 수 있는 하나 이상의 LED 램프 유닛을 형성하고, 도로 또는 기후조건에 따라 LED 램프 유닛 각각을 켜고 끔(ON/OFF)에 의해 상기 조건에 알맞게 조사하는 차랑 적응형 전조등 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 야간 주행시 주행방향의 사물을 잘 볼 수 있도록 조명기능 및 다른 차량이나 기타 도로 이용자에게 자기 차량의 주행상태를 알리기 위한 용도의 등화장치를 구비한다. 종래의 차량용 램프는 일반적으로 할로겐 램프 또는 고전압방출(HID; High intensity discharge) 등과 같은 광원을 포함한다. 이와 함 께 차량용 조명장치는 광원에서 방사되는 광을 전방으로 반사시키기 위하여 반사체을 구비한다. 반사체의 반사면에는 알루미늄이나 은분과 같은 반사계수가 높은 물질을 증착시킨 코팅을 포함할 수 있다.
주변 환경의 변화에 따라 운전자의 전방 인식 능력을 개선시키고자 하는 노력이 계속되어 왔는데, 적응형 전조등 장치(AFLS; Adaptive front lighting system)도 운전자와 상대 운전자의 전방 인식을 개선하고자 하는 시도에 의해 도입되었다. 적응형 전조등 장치(AFLS)는 자동차의 운전조건, 도로조건, 환경조건 등에 따라서 헤드라이트 불빛의 폭과 길이를 변경하는 시스템입니다. 예를 들어, 선회도로를 저속으로 코너링할 때에는 별도의 조명을 비추는 일이 적응형 전조등 장치(AFLS)에서는 가능할 수 있다. 또한, 반대차선에서 접근하는 자동차의 운전자가 눈이 부시지 않도록 헤드램프의 밝기를 조절할 수 있다.
종래에는 적응형 전조등 장치의 기능을 구현하기 위해 프로젝션(Projection) 타입에서 쉴드(Shield)의 위치에 모터와 연결된 회전축을 위치시키고 그 회전축상에 여러 개의 패턴을 구성할 수 있는 쉴드 모양을 붙여서, 이 쉴드가 회전하면서 원하는 패턴을 구성하였다. 이러한 경우에는 모터 등의 사용으로 인하여 전자파 발생과 함께 별도의 제어 장비와 부품이 필요하였다. 따라서, 그 구성이 복잡하고 부품수가 많으며, 가공 단계가 증가됨에 따라 제조비용이 증가하는 단점이 있었다.
이와 함께 반사면 타입의 헤드램프의 경우에는 각각의 패턴을 모두 구현할 수 있는 리플렉터를 장착하기에는 공간이 부족하며, 일부 차종에서는 모터를 사용하여 빔의 높이를 높이거나 좌우로 기울(Tilt)여서 극히 일부분의 적응형 전조등 기능만을 구현할 수 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 안출된 것으로서, 하나 이상의 LED 램프 유닛을 이용하여 도로 또는 기후조건에 맞게 조사하는 빔 패턴을 형성하고, LED 광원에 의한 빛 번짐을 막기 위해 광원 주위에 흡수체를 두어 빛 번짐을 방지하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 램프 유닛을 적용한 차량 적응형 전조등 장치는 하나 이상의 LED 램프 유닛; 및 상기 하나 이상의 LED 램프 유닛을 고정하는 헤드램프 하우징를 포함한다. LED 램프 유닛은 LED 광원부; 및 상기 LED 광원부에 의해 생성된 광을 전방으로 조사하도록 하는 리플렉터를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 램프 유닛의 사시도이며, 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 램프 유닛의 원리를 보여준다.
본 발명의 일 실시예에 따른 LED 헤드램프를 적용한 적응형 전조등 장치는 LED 광원부(110)와 리플렉터(120)을 포함하는 LED 램프 유닛 및 하나 이상의 LED 램프 유닛을 고정하는 하우징(250)을 포함한다.
LED 광원부(110)는 LED에 의하여 광원을 제공하는 역할을 한다. LED 광원을 이용한 자동차 전조등에 있어서 종래의 고전압방출(HID), 할로겐 광원보다 광량이 부족함을 해결하기 위해 다수의 LED를 사용할 수 있다. 따라서 LED 광원부(110)는 한 행(Row)에 다수의 LED가 장착된 LED의 모듈(Module)을 형성할 수 있다. 도 1b에서 도시하는 바와 같이 LED 광원부(110)는 한 행에 하나 이상의 LED 광원(115)을 장착하여 광량의 부족을 보완할 수 있다. 예를 들어, 도 2에서는 각 행에 5개의 LED 광원(115)을 배치하여 5개의 LED를 동시에 점등할 수 있다.
LED 광원부(110)는 각 LED를 점등할 수 있는 전원부(미도시됨)를 포함할 수 있다.
리플렉터(120)은 LED 광원부(110)에 의해 발생된 광원을 전방으로 향하도록 광원을 반사시키는 역할을 한다. 리플렉터(120)은 도 1에서 도시하는 바와 같이 LED 광원부에 의해 발생된 빛을 전방으로 향하도록 일정한 형상으로 제작될 수 있다.
리플렉터(129)은 다양한 구조로 형성될 수 있으며, 대표적으로는 포물선형 리플렉터, 직선형 리플렉터, 옵티컬 리플렉터를 들 수 있다. 리플렉터를 지지하는 몸체(130)는 강판, 내연 강판, 내열 폴리카보네이트(PC) 등의 금속이나 내열성 플라스틱 부재로 제작될 수 있고, 반사율을 높이기 위하여 알루미늄 코팅, 진공 알루미늄 코팅 또는 은분과 같은 반사계수가 높은 물질을 증착시킨 코팅을 포함할 수 있다.
이와 함께 램프 유닛이 요구되는 기능을 수행하기 위하여 리플렉터의 구조를 다수의 셀로 구분하여 각 셀마다 리플렉터의 곡률 반경이나 초점 등에 변화를 주는 MFR(Multi face reflector)를 도입할 수 있다. 빔 패턴 구현을 위하여 다수의 셀로 구성된 MFR 리플렉터를 이용하고, 각각의 셀의 좌우 및 상하 곡률을 조절할 수 있다. 기본적인 원리는 파라볼라(Parabola) 구조로 형성된 리플렉터이며, 이를 다수의 셀에 의한 각각의 곡률에 의해 원거리, 중거리, 근거리를 조사할 수 있다.
도 2a와 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 다수개의 LED 헤드램프를 적용한 적응형 전조등 장치를 보여주는 사시도이다.
전술한 LED 광원부(110)와 리플렉터(120)에 의해서 하나의 LED 램프 유닛(100)를 형성할 수 있다. 다만 LED 램프 유닛(100)를 형성하여도 각 램프 유닛마다 광을 조사하는 패턴이 달라 질 수 있다. 동일한 LED 광원이라도 리플렉터를 통 과하는 빛의 패턴을 다양화 시키기 위하여 리플렉터(120)의 구조를 다양화 시킬 수 있다.
하우징(250)은 하나 이상의 LED 램프 유닛을 배열하여 부착시킬 수 있다. LED 램프 유닛(100)에 전원을 인가하여 광원을 조사하는 경우에 광원의 방향이 전방으로 향하도록 하우징(250)에 부착할 수 있다. 이와 함께 다수개의 LED 램프 유닛(100)를 하우징(250)에 부착시키기 위해서 여러 단으로 나눌 수 있다. 예를 들어, 도 2a와 도 2b에서는 8개의 램프 유닛을 하우징에 부착하기 위해 2단으로 나눈 경우를 보여준다.
LED 램프 유닛(100)를 하나 이상 구비하여 하우징(250)에 장착함으로써 차량용 헤드램프를 구성할 수 있다. LED 램프 유닛(100)을 하나 이상 구비하여 광속(Luminous flux)이 600내지 1000루우멘 범위의 국제 표준 광속을 만족시킬 수 있다. 따라서 다양한 빔 패턴을 생성하는 하나 이상의 램프 유닛을 하우징에 장착함으로써 요구되는 광속뿐만 아니라 적응형 전조등 장치(AFLS)의 빔 패턴을 형성할 수 있다.
예를 들어, 도 1에서 도시하는 LED 램프 유닛 8개를 도 2a와 도 2b에서는 하우징(250)에 장착할 수 있다. 8개의 램프 유닛(100)라 하여도 일정한 기능을 수행하도록 몇 개의 그룹으로 분리될 수 있다.
도 3a내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 램프 유닛인 핫, 스프레드, 미들 램프 유닛의 반사면의 개략적 구조와 각 램프 유닛에 의해 구현되는 빔 패턴을 보여준다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 헤드램프(100)를 적용한 적응형 전조등 장치(200)에서는 LED 램프 유닛(100)를 핫(Hot), 미들(Middle), 스프레드(Spread), 하이(High) 등의 네 가지로 구분할 수 있다.
핫(Hot) LED 램프 유닛은 빛을 원거리까지 도달하게 할 수 있다. 도 3a에서 도시하는 바와 같이, 리플렉터는 파라볼라 기본 원리를 이용한 것으로서, 리플렉터의 곡률을 크게 하여, 빛을 모아서 원거리까지 도달하게 할 수 있다. 도 3a의 오른쪽 도면은 핫 LED 램프 유닛에 의해 생성되는 광의 노면 패턴을 보여준다. 핫 LED 램프 유닛에 의해서 생성된 광은 근거리 전방뿐만 아니라 원거리 전방까지 도달할 수 있다. 일반적으로 원거리에 조사되는 빛은 오른쪽 인도 및 보행자를 위해 오른쪽 부분을 더 멀리 조사할 수 있다.
스프레드(Spread) LED 램프 유닛은 상기 핫(Hot) LED 램프 유닛에 비해 상대적으로 좌우 측면 영역을 넓게 조사가 가능한 구조이다. 도 3b에서 도시하는 바와 같이 스프레드 LED 램프 유닛은 핫(Hot) LED 램프 유닛에 비해 상대적으로 좌우 및 상하 곡률을 작게 하여 원거리까지 도달하는 빛을 근거리의 좌우 측면으로 퍼지도록 할 수 있다. 이와 함께 리플렉터의 형상을 도 3b에서 도시하는 바와 같이 볼록형의 셀도 포함되어 전체적으로 빛을 상하 또는 좌우로 퍼지도록 할 수 있다. 따라서 도 3b의 오른쪽 도면에서 도시하는 바와 같이 구현되는 노면 빔 패턴이 핫(Hot) LED 램프 유닛에 비해 상대적으로 좌우 측면으로 넓게 퍼지는 것을 볼 수 있다.
미들(Middle) LED 램프 유닛은 핫(Hot) LED 램프 유닛의 역할과 스프레드(Spread) LED 램프 유닛의 역할 중에서 그 중간 역할을 할 수 있다. 다시 말해 핫 램프 유닛에 의해 빛을 전방으로 멀리 조사하는 역할과 스프레드 램프 유닛에 의해 빛을 퍼뜨리는 역할을 할 수 있다. 이를 위해서는 도 3c에서 도시하는 바와 같이 미들 LED 램프 유닛의 리플렉터 곡률을 핫 램프 유닛의 리플렉터 보다는 작게하고, 스프레드 램프 유닛의 리플렉터 보다는 크게 하여 전방으로 조사되는 빛의 퍼짐이 핫과 스프레드 램프 유닛의 중간 정도로 되게 할 수 있다. 따라서 도 3c의 오른쪽 도면의 노면 빔 패턴은 핫 램프 유닛의 결과보다는 상대적으로 멀리 나아가지 아니하지만 좌우로 많이 퍼지며, 스프레드 램프 유닛의 결과보다는 상대적으로 멀리 나아가지만 좌우로 적게 퍼지는 것을 관찰할 수 있다.
하이(High) 램프 유닛은 LED에 의해 생성된 광원을 원거리까지 조사할 수 있다. 광원을 멀리까지 보내기 위해서 하이 램프 유닛에서는 LED의 장착 위치를 바꿀 수 있다. 다시 말해 도 1b에서 한 행의 LED 광원의 위치를 보다 낮게 장착함으로써 반사되는 광원의 높이를 상대적으로 상승시킬 수 있다. 그리하여 하이 램프 유닛에서는 빛을 상대적으로 높은 방향으로 조사하여 원거리까지 빛을 보낼 수 있다.
전술한 각 LED 램프 유닛을 적응형 전조등 장치에 장착할 수 있다. 예를 들어, 도 2a와 도 2b에서 도시하는 바와 같이 8개의 램프 유닛(100)를 장착할 수 있고, 장착된 램프 유닛(100)는 3개의 핫(Hot) 램프 유닛, 1개의 미들(Middle) 램프 유닛, 2개의 스프레드(Spread) 램프 유닛 및 2개의 하이(High) 램프 유닛이다. 이러한 8개의 램프 유닛을 헤드램프에 배열하는 방법은 여러 가지 경우의 수가 있을 수 있다. 예를 들면 도 2a에서는 2단의 배열을 하면서 아랫단에 5개의 램프 유닛, 윗단에는 3개의 램프 유닛을 배열할 수도 있고, 도 2b에서는 아랫단 윗단에 각각 4 개의 램프 유닛을 배열 할 수도 있다.
도 4a내지 도 4e는 적응형 전조등 장치(AFLS)에서 하향등(Basic low), 상향등(Basic high), 도심등(Town), 고속도로등(Motor way), 젖은도로등(Wet Road)의 노면 빔 패턴을 각각 보여주며, 도 5a내지 5e는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 헤드램프를 적용한 적응형 전조등 장치에 의하여 하향등, 상향등, 도심등, 고속도로등, 젖은도로등의 노면 빔 패턴을 구현한 결과를 각각 보여준다.
헤드램프에 장착되는 각 램프 유닛을 제어하여 자동차가 요구하는 빔 패턴을 형성할 수 있다. 적응형 전조등 장치에서는 자동차의 운전조건, 도로조건, 환경조건 등에 따라서 헤드라이트 불빛의 폭과 길이를 변경할 수 있다. 일반적으로 차량의 헤드램프에 의해 요구되는 노면의 광 패턴은 하향등(Basic Low), 상향등(Basic High), 도심등(Town), 고속도로등(Motor Way), 젖은 도로등(Wet Road) 등으로 구분할 수 있다.
예를 들어, 다음의 각 헤드램프의 조합에 의해 전술한 노면의 광 패턴을 형성할 수 있다.
하향등의 경우에는 3개의 핫과 2개의 스프레드 램프 유닛을 가지고 하향등을 구현할 수 있다. 즉 3개의 핫은 근거리 전방과 원거리의 오른쪽 전방을 비쳐줄 수 있고, 2개의 스프레드는 근거리 전방을 넓게 펼쳐줄 수 있어 전체적으로 도 4a에서 도시하는 모양의 노면 패턴을 얻을 수 있다. 일반적으로 다른 빔 패턴이 적용되지 않을 때 하향등이 적용될 수 있다.
이러한 램프 유닛을 조합한다는 것은 LED의 광원을 켜고 끔에 의해서 구현될 수 있다. 예를 들면, 도 2a에서의 1,2,3번이 핫 램프 유닛이고, 4,7번이 스프레드 램프 유닛이라면 램프 유닛 중에서 1,2,3,4,7번의 LED 광원을 켜고 다른 5,6번 광원을 끔에 의해 하향등을 조사할 수 있고, 이러한 조합에 의해 구현되는 노면 빔 패턴은 도 5a에서 도시하는 바와 같이 요구되는 노면 빔 패턴인 도 4a와 흡사함을 알 수 있다.
도 4b에서 요구되는 노면 빔 패턴인 상향등의 경우에는 2개의 스프레드 램프 유닛에 의해 좌우측면 및 가까운 전방을 비쳐주고, 1개의 미들 램프 유닛으로 중간 지역을 비쳐주고, 마지막으로 2개의 하이 램프 유닛에 의해 상당히 먼 거리까지 광원을 조사할 수 있다. 따라서 위와 같은 조합에 의해 구현되는 노면 빔 패턴은 5b에서 도시하는 바와 같이 전체적으로 근거리, 중거리, 장거리를 모두 조사할 수 있다.
도 4c에서는 요구되는 노면 빔 패턴이 도심등인 경우이다. 도심등의 경우에는 1개의 핫, 2개의 스프레드, 1개의 미들 램프 유닛으로서 구현할 수 있다. 2개의 스프레드로 가까운 전방을 넓게 비쳐주고, 1개의 미들로서 중간 영역을 비쳐주면서, 1개의 핫 램프 유닛으로는 오른쪽 전방을 약간 밝게 비쳐줄 수 있다. 따라서 위와 같은 조합에 의해 구현되는 노면 빔 패턴은 도 4c에서 도시하는 바와 같이 근거리와 중거리를 비교적 넓게 비쳐줄 수 있다. 이와 같이, 도심 주행에 있어서 상대적으로 가로등, 간판 등의 외부 조명이 있고, 헤드램프를 켜고 주행하는 타 운전자의 시야를 확보하기 위해 가시거리를 짧게 할 수 있다. 예를 들면, 차량의 운행 속도가 60km/h 이하이고, 노면의 휘도가 1cd/m2 이상이거나 수평상의 도로 조명(Horizontal road illumination)이 10 lx 이상일 때 도심등을 적용할 수 있다.
고속도로등에서는 고속으로 주행하고 있어 가까운 전방뿐만 아니라 먼 거리에까지 시야를 확보할 필요가 있을 뿐 아니라 마주 오는 차량 운전자의 시야를 가리지 않아야 하므로 도 4d에서 도시하는 노면 빔 패턴이 요구된다. 따라서 3개의 핫 램프 유닛으로 오른쪽 전방의 원거리의 시야를 확보하고, 2개의 스프레드 램프 유닛으로는 가까운 전방의 시야를 넓게 확보하며, 1개의 미들 램프유닛은 원거리와 근거리 사이를 비쳐줄 수 있다. 그리하여 구현되는 노면 빔 패턴은 도 5d에서 도시되며, 이는 도 4d에서 요구되는 노면 빔 패턴과 유사함을 알 수 있다. 이러한 고속도로등이 조사되는 경우는, 예를 들면, 노면이 고속도로의 노면조건이거나 차량 속도가 고속도록 주행 속도에 해당될 때이다.
도 4e에서 도시하는 노면 빔 패턴은 젖은도로등인 경우이다. 젖은도로등에서는 비로 인하여 시야가 가려지기에 원거리와 중거리의 시야를 확보할 필요성이 있다. 그리고 운전자의 바로 앞 부분의 시야를 차단하여 마주 오는 차량에게 주는 반사에 의한 눈부심을 줄일 수 있다. 따라서 3개의 핫을 이용하여 오른쪽 원거리의 시야를 확보할 수 있고, 1개의 미들을 사용하여 중거리를 넓게 비출 수 있다. 구현되는 노면 빔 패턴은 도 5e에서 도시되어 있으며, 이는 도 4e와 흡사하여 젖은도로등의 경우에도 램프 유닛의 조합에 의해 요구되는 빔 패턴이 구현될 수 있다. 젖은도로등은, 예를 들어, 노면이 젖어 있음을 감지하거나 차량 와이프 스위치가 켜지 는 경우에 조사될 수 있다.
요구되는 노면 패턴을 구현하기 위해 각 램프 유닛을 조합할 수 있다. 이러한 조합에 의한 광 패턴 형성은 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양하게 선택될 수 있다. 따라서 위에서 언급한 하향등, 상향등, 도심등, 고속도로등, 젖은도로등의 노면 패턴을 구현하기 위해서 각 램프 유닛을 다양하게 조합할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 적응형 전조등 장치에서 위에서 서술한 LED 램프 유닛의 점등 조합에 의하여 실험적으로 구현된 빔의 노면 패턴이 도 5a내지 5e에 도시된다.
도 5a는 하향등, 도 5b는 상향등, 도 5c는 도심등, 도 5d는 고속도로등, 도 5e는 젖은도로등으로 일반적으로 요구되는 빔의 노면 패턴으로 도 4a내지 4e에서 도시한 노면 패턴과 근접하는 결과를 얻을 수 있다. 따라서 4가지의 LED 램프 유닛인 핫, 미들, 스프레드 및 하이의 조합에 의하여 적응형 전조등 장치에서 요구되는 빔 패턴을 형성할 수 있다. 다만, 언급한 바와 같이 핫, 미들, 스프레드, 하이를 모두 사용하는 것이 아니라 경우에 있어서는 핫, 미들 등의 2가지만 사용하는 경우도 있을 수 있다.
LED 램프 유닛을 조합하고, 각 램프 유닛을 점등시켜서 도로 또는 기후조건에 맞는 빔 패턴을 형성할 수 있다. 이러한 램프 유닛의 점등은 운전자가 직접적으로 각 램프 유닛을 켜고(On) 끌(Off) 수 있으며, 또한 하향등, 상향등, 도심등, 고속도로등, 젖은도로등의 메뉴를 두어 사용자가 선택시에 각 램프 유닛의 조합이 켜 질 수 있도록 설계될 수 있다.
이와 함께, 자동차에 속도를 감지하는 센서와 노면상태 또는 도로조명을 감지하는 센서를 부착하여 자동으로 핫, 미들, 스프레드 및 하이 중에서 선택적으로 점등함에 의해 주행 중인 도로 또는 기후조건에 부합하는 빔 패턴을 형성할 수 있다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡수체를 포함하는 LED 램프 유닛을 보여주며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡수체를 포함하는 LED 램프 유닛의 원리를 보여준다.
본 발명의 일 실시예에 따른 LED 헤드램프를 적용한 적응형 전조등 장치(200)는 LED 램프 유닛(100), 하우징(250) 및 빛 번짐을 줄이는 흡수체(510)를 포함할 수 있다.
LED 램프 유닛(100), 하우징(250)은 전술한 실시예에서 상세히 설명하여 생략하고, 다만 흡수체(510)에 대하여 설명하기로 한다.
흡수체(510)는 LED 광원 주위에서 빛이 번지는 현상(Glare)을 줄이는 역할을 할 수 있다. LED는 광원 특성상 광원 주위에 빛이 번지게 되는데, 이로 인하여 하향등과 같이 일정한 높이 위로는 빛이 조사되지 않아야 하는 경우에 문제가 될 수 있다.
따라서 흡수체(510)는 LED 광원의 상부 또는 하부에 장착하는 판을 포함할 수 있다. 도 6에서 도시하는 바와 같이 다수개의 LED로 이루어진 열로 배열되어 있는 경우에 LED의 앞에서 빛의 번짐을 줄이기 위해 흡수체(510)를 장착할 수 있다. 흡수체(510)는 LED에서 조사되는 광원의 테두리 부분에 판 또는 장애물을 장착하여 조사되는 광원의 테두리에서 빛이 분산되는 것을 차단할 수 있다. 따라서 도 6에서 도시하는 LED 광원이 중심으로는 통과하지만, 테두리 부근에서는 광원을 차단할 수 있는 판 형상을 가질 수 있다.
또는, LED 광원이 있는 부분의 상부 또는 하부에서 판을 장착하여 상부 또는 하부의 광원 테두리를 차단할 수 있다. 빛 번짐(glare)에 의해 조사되는 빔의 노면 패턴이 일정치 아니하고, 노면 패턴 상부와 하부에서 빛이 번질 수 있다. 특히 빔 패턴의 상부에서의 빛 번짐에 의해 상향등이나 하향등의 법규 기준을 만족시키지 못할 수 있다. 따라서 조사되는 빔 패턴의 상부의 빛 번짐을 차단하기 위하여 LED 광원의 상부 또는 하부 테두리 부분에 흡수체(510) 판을 장착할 수 있다. 상부 또는 하부 중에 장착하는 위치를 결정하기 위해서는 LED 램프 유닛에서 광원에서 조사되는 빔의 패턴이 정립상인지 도립상인지에 따라 좌우 될 수 있고, 정립상인 경우에는 상부에 흡수체 판을 장착하는 것이 바람직하다.
도 7에서 도시하는 바와 같이 LED 광원은 LED 칩(chip, 602), 칩을 둘러싸는 형광체(604), LED 광원을 에폭시 또는 실리콘으로 밀봉하는 패키지(606)로 구성될 수 있다. LED 칩에 의해 광원이 조사되고, 조사된 광원은 칩, 형광체, 패키지를 통과하여 외부로 나아 갈 수 있다. 하지만 조사된 광원이 칩과 형광체 사이의 막과 형광체와 패키지 사이의 막을 통과시에 반사되는 광이 있을 수 있다. 반사되는 광은 여러 차례 막을 투과하면서 광의 세기가 약해지고 광의 방향도 초기의 조사되는 방향과는 차이가 있어, 이로 인하여 빛의 번짐이 발생할 수 있다. 따라서 반사되어 조사 방향이 달라지는 광에 대해서는 흡수체(510)를 두어 차단할 수 있다. 그리하여 조사되는 빔 패턴은 테두리 부분에서 희미하게 되는 단점을 극복하여 선명한 빔 패턴을 얻을 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명에 따를 경우, LED 램프 유닛의 조합에 의해 다양한 주행환경에서 요구되는 빔 패턴을 형성할 수 있다.
이와 함께, 모터 등의 기계적인 구동 없이 각 LED 램프 유닛의 전원의 온/오프(On/Off)에 의해 적응형 전조등(Adaptive front lighting)에서 요구되는 다양한 빔 패턴을 형성할 수 있다.
또한 LED의 특성상 발생하는 광의 번지는 현상을 흡수체를 구비하여 차단함으로써 요구되는 빔 패턴을 얻을 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 하나 이상의 LED 램프 유닛; 및
    상기 하나 이상의 LED 램프 유닛을 고정하는 하우징를 포함하는 LED 램프 유닛을 적용한 차량 적응형 전조등 장치에 있어서, 상기 LED 램프 유닛은
    LED 광원부; 및
    상기 LED 광원부에 의해 생성된 광을 전방으로 조사하도록 하는 리플렉터를 포함하며,
    상기 LED 램프 유닛을 각각 점등시킴으로 빔 패턴이 형성되고,
    상기 LED 램프 유닛은 핫(Hot), 미들(Middle), 스프레드(Spread) 및 하이(High) 램프 유닛 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 리플렉터는 상기 핫, 미들 또는 스프레드 램프 유닛에 따라 각각 리플렉터의 곡률반경을 달리하는, LED 램프 유닛을 적용한 차량 적응형 전조등 장치.
  2. 하나 이상의 LED 램프 유닛 및
    상기 하나 이상의 LED 램프 유닛을 고정하는 하우징를 포함하는 LED 램프 유닛을 적용한 차량 적응형 전조등 장치에 있어서, 상기 LED 램프 유닛은
    LED 광원부; 및
    상기 LED 광원부에 의해 생성된 광을 전방으로 조사하도록 하는 리플렉터를 포함하고,
    상기 리플렉터는 각기 다른 LED 램프 유닛에서 각기 다른 빔패턴이 형성되도록 곡률을 달리하는, LED 램프 유닛을 적용한 차량 적응형 전조등 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 LED 램프 유닛은 핫(Hot), 미들(Middle), 스프레드(Spread) 및 하이(High) 램프 유닛 중 적어도 하나를 포함하는, LED 램프 유닛을 적용한 차량 적응형 전조등 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 리플렉터는 상기 핫, 미들 또는 스프레드 램프 유닛에 따라 각각 리플렉터의 곡률반경을 달리하는, LED 램프 유닛을 적용한 차량 적응형 전조등 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 하이 램프 유닛은 상기 LED 광원부의 위치가 낮아짐에 의해 광을 상대적으로 높게 조사하는, LED 램프 유닛을 적용한 차량 적응형 전조등 장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 LED 램프 유닛은 3개의 핫 램프 유닛, 1개의 미들 램프 유닛, 2개의 스프레드 램프 유닛, 1개의 하이 램프 유닛을 포함하는, LED 램프 유닛을 적용한 차량 적응형 전조등 장치.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 LED 램프 유닛에 전원을 인가하는 전원부를 더 포함하는, LED 램프 유닛을 적용한 차량 적응형 전조등 장치.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 LED 광원부는 LED 광원의 상부 또는 하부에 장착하여 빛 번짐을 줄이는 흡수체를 더 포함하는, LED 램프 유닛을 적용한 차량 적응형 전조등 장치.
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 LED 광원부는 LED 광원에 의해 조사되는 광의 테두리를 흡수하도록 상기 LED 광원부 형상의 통공을 구비한 흡수체를 더 포함하는, LED 램프 유닛을 적용한 차량 적응형 전조등 장치.
  10. 제 2항에 있어서,
    상기 리플렉터는 하나 이상의 셀로 분리되고 각 셀마다 곡률반경 또는 초점을 달리하는, LED 램프 유닛을 적용한 차량 적응형 전조등 장치.
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