KR101307976B1 - 다중 ｌｅｄ 모듈 및 이를 포함하는 차량용 ｌｅｄ 헤드램프 - Google Patents

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Abstract

다중 LED 모듈 및 차량용 LED 헤드램프가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 LED 모듈은, 복수의 면을 포함하는 LED 지지부, 상기 LED 지지부의 일면에 형성되며, 복수의 제1 LED 소자를 포함하는 제1 LED 유닛, 및 상기 LED 지지부의 타면에 형성되며, 복수의 제2 LED 소자를 포함하는 제2 LED 유닛을 포함하고, 상기 제1 및 제2 LED 유닛은 각각 제1 및 제2 제어신호에 의해 제어된다.

Description

다중 ＬＥＤ 모듈 및 이를 포함하는 차량용 ＬＥＤ 헤드램프{MULTI-LAYERED LED MODULE AND LED HEADLAMP FOR VEHICLE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 다중 LED 모듈 및 이를 포함하는 차량용 LED 헤드램프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서로 다른 기능을 가지는 LED 유닛이 다중으로 배열된 다중 LED 모듈 및 이를 포함하는 차량용 LED 헤드램프에 관한 것이다.
일반적으로, 차량은 야간 주행을 할 때에 차량 주변에 위치한 대상물을 용이하게 확인할 수 있도록 조명 기능 및 다른 차량이나 기타 도로 이용자에게 자기 차량의 주행 상태를 알리기 위한 신호 기능을 가지는 다양한 차량용 램프를 구비하고 있다. 예를 들어, 전조등 및 안개등 등은 조명 기능을 목적으로 하며, 방향 지시등, 미등, 제동등, 사이드 마커(Side Marker) 등은 신호 기능을 목적으로 한 것이다.
이러한 차량용 램프는 일반적으로 할로겐 램프 또는 고전압 방출(High intensity discharge, HID) 등과 같은 광원을 주로 사용하여 왔다.
최근에 이르러 광원으로서 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)가 사용되고 있는데, 발광 다이오드는 색 온도가 약 5500K로 태양광에 가까워 사람의 눈에 피로를 가장 적게 해주고, 사이즈를 최소화 함으로서 램프의 디자인 자유도를 높여줄 뿐만 아니라 반영구적인 수명으로 인해 경제성도 갖추고 있다.
발광 다이오드를 도입함으로써 종래의 복잡한 램프 구성 및 가공 단계의 증가를 극복하려는 시도가 이루어지고 있으며, 발광 다이오드 자체의 특성으로 인한 램프의 수명 연장 및 작은 크기로 인한 램프의 공간상의 문제를 극복할 수 있다.
한편, 다양한 차량용 램프 중 전조등은 다른 램프에 비하여 다양한 빔 패턴이 사용되고 있다. 예를 들어, 전조등은 차량의 주행 상태, 예를 들어 주행 속도, 주행 방향, 노면 상태 및 주위 밝기 등에 따라 최적의 빔 패턴을 가지는 광을 조사하여 운전자의 시야를 충분히 확보하면서도 주변 차량에게 눈부심이 발생되는 것을 방지하게 된다. 또한, 발광 다이오드가 사용되는 경우에는 각각의 빔 패턴의 광을 조사하면서도 충분한 광량을 확보하기 위하여 하나 이상의 발광 다이오드를 사용하게 된다.
그러나, 서로 다른 빔 패턴의 광을 조사하기 위해서는 해당하는 빔 패턴에 대응되는 구성 요소들이 별도로 필요하기 때문에 이로 인한 부품수의 증가와 비용이 증가하고 필요로 하는 공간이 증가하게 된다.
따라서, 서로 다른 빔 패턴의 광을 조사하기 위해 필요로 하는 공간이나 부품수, 비용을 절감시키면서도 다양한 빔 패턴의 광을 조사하고 충분한 광량을 확보할 수 있는 방안이 요구되고 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 서로 다른 빔 패턴을 구현할 수 있는 별도의 LED 유닛이 하나의 모듈에 포함된 다중 LED 모듈 및 이를 포함하는 차량용 LED 헤드램프를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 하나의 LED 모듈로 정적인 상향등(High Beam)과 동적인 상향등(Dynamic High Beam; DHB)을 동시에 구현할 수 있는 다중 LED 모듈 및 이를 포함하는 차량용 LED 헤드램프를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 LED 모듈은, 복수의 면을 포함하는 LED 지지부, 상기 LED 지지부의 일면에 형성되며, 복수의 제1 LED 소자를 포함하는 제1 LED 유닛, 및 상기 LED 지지부의 타면에 형성되며, 복수의 제2 LED 소자를 포함하는 제2 LED 유닛을 포함하고, 상기 제1 및 제2 LED 유닛은 각각 제1 및 제2 제어신호에 의해 제어된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 LED 헤드램프는, 집광렌즈, 상기 집광렌즈의 후방에 배치된 광원, 및 상기 광원으로부터 조사된 광을 반사시키는 리플렉터를 포함하되, 상기 광원은, 복수의 제1 LED 소자를 포함하는 제1 LED 유닛과, 복수의 제2 LED 소자를 포함하는 제2 LED 유닛을 포함하고, 상기 제1 및 제2 LED 유닛은 서로 다른 시점에 점등된다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 하나의 LED 지지부 내에 복수의 LED 유닛이 포함되어 서로 다른 광 패턴을 형성할 수 있는 다중 LED 모듈을 제공할 수 있다.
또한, 일반적인 상향등과 동적인 상향등(DHB)을 하나의 LED 모듈로 구현함으로써 소형화가 가능하여 공간적으로 유리한 차량용 LED 헤드램프를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 차량용 LED 헤드램프의 빔 패턴 형성 구조를 설명하는 도면이다.
도 2 내지 4는 도 1의 차량용 LED 헤드램프에 의해 형성된 DHB 패턴 구조를 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 LED 모듈의 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5의 다중 LED 모듈이 포함된 차량용 LED 헤드램프의 구조를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6의 차량용 LED 헤드램프의 제1 빔 패턴 구조를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 6의 차량용 LED 헤드램프의 제2 빔 패턴 구조를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 6의 차량용 LED 헤드램프의 제1 및 제2 빔 패턴에 따른 초점 위치를 나타내는 도면이다.
도 10 및 도 11은 각각 도 7 및 도 8에 의해 형성된 상향등 패턴을 나타내는 도면이다.
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 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 차량용 LED 헤드램프의 구조 및 빔 패턴에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 차량용 LED 헤드램프의 빔 패턴 형성 구조를 설명하는 도면이고, 도 2 내지 4는 도 1의 차량용 LED 헤드램프에 의해 형성된 DHB 패턴 구조를 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 차량용 LED 헤드램프는 복수의 LED 소자(11a, 11b, 11c, 11d)를 포함하는 LED 광원(10)과, 차량 전방으로 조사되는 빔을 집광하는 집광렌즈(20)를 포함하여 구성된다.
도시된 예에서 LED 헤드램프의 LED 소자가 4개인 구성이 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, LED 소자의 개수는 적절히 변경될 수 있다.
LED 광원(10)으로부터 발광되는 빛은 기존의 HID와 같은 램프 타입의 광원과 달리 소정의 방향성을 가질 수 있다. 도시된 빔 패턴은 상향등(High Beam)을 기준으로 도시되었으며, 이와 같이 상향등을 조사하고자 하는 경우에는, 광원으로부터 출사된 빛을 적절히 반사시켜 초점을 형성하기 위한 리플렉터의 구성이 생략될 수도 있다.
LED 광원(10)의 LED 소자로부터 발광된 빛은 집광렌즈(20)를 통과하여 소정 각도를 가지고 굴절될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 구현하고자 하는 빔 패턴에 따라 집광렌즈(20)의 굴절률이 다르게 구성될 수 있다.
또한, LED 광원(10)은 독립적으로 구동 가능한 복수의 LED 소자(11a, 11b, 11c, 11d)를 포함하므로, 각각의 LED 소자는 서로 다른 영역의 빔 패턴을 형성한다. 예를 들어, 제1 LED 소자(11a)는 제1 배광영역(30a)을 형성하고, 제2 내지 제4 LED 소자(11b, 11c, 11d)는 각각 제2 내지 제4 배광영역(30b, 30c, 30d)을 형성할 수 있다. 다만, 각각의 LED 소자로부터 출사된 광은 명확히 분리되지 않을 수 있으며, 각 배광영역의 경계부분에서 서로 혼합될 수도 있다.
도 2를 참조하면, 이와 같이 형성된 개략적인 배광패턴의 분포를 나타낸다. 가로 방향 축은 차량 전방의 폭 방향의 축과 일치되며, 세로 방향 축은 차량 전방의 수직 방향의 축과 일치될 수 있다. LED 광원(10)을 구성하는 복수의 LED 소자(11a, 11b, 11c, 11d)는 서로 독립적으로 제어될 수 있으므로, 차량이 포함된 컨트롤 유닛 등의 신호에 의해 서로 점등 내지 멸등 상태가 다를 수 있다.
예를 들어, 도시된 바와 같이, 복수의 LED 소자에 의해 배광패턴을 형성함에 있어서, 일부 LED 소자를 점등하여 배광부(31)를 구성하고, 나머지 LED 소자를 멸등하여 암영부(32)를 구성할 수 있다.
배광부(31)와 암영부(32)는 서로 독립적으로 배치될 수 있다. 즉, 서로 인접하게 배치될 수도 있으며, 서로 교차하여 배치될 수도 있다.
전방의 물체를 감지하여 차량의 컨트롤 유닛에서 LED 헤드램프에 신호를 전송하면, 해당 물체에 해당하는 지점을 비추는 LED 소자를 개별적으로 점등하거나 멸등할 수 있다.
특히, 상향등의 경우, 선행차량 또는 대향차량의 운전자의 눈부심을 유발하여 교통사고가 발생할 수 있기 때문에, 부득이하게 전방에 차량 또는 보행자가 존재할 때 상향등을 조사하는 경우 해당 위치에 상향등이 도달하지 않도록 LED 소자를 선택적으로 멸등할 수 있다. 이와 같은, 동적 상향등(Dynamic High Beam; DHB)이 구현될 경우, 차량 전방의 물체 유무를 감지하여 운전자가 직접 상향등을 제어할 필요 없이, 컨트롤 유닛에 의해 선택적으로 제어되어, 안전사고가 발생할 수 있는 확률을 감소시킬 수 있다.
본 명세서에서, 상향등(High Beam)과 동적 상향등(DHB)은 서로 구별되는 개념이며, 서로 다른 광원에 의해 조사된 빛에 의해 서로 독립적으로 구현될 수 있다.
도 3을 참조하면, 주행 중인 기준 차량(V1)을 중심으로, 전방에 대향차량(V2)이 위치한 상태를 도시한다. 이와 같은 상황에서 운전자가 DHB 모드로 상향등을 켜게 되면, 기준 차량(V1)의 감시 모듈 예를 들어 카메라 등을 이용하여 전방의 대향차량(V2)의 위치를 산출하고, 해당 위치를 조사하는 LED 소자를 멸등하여, 암영부(32)를 구성할 수 있다. 그 외의 위치에는 다른 차량 또는 보행자가 존재하지 않으므로, LED 소자의 점등 상태를 유지하여 배광부(31)를 구성할 수 있다.
DHB 모드에 의해 수정된 빔 패턴은 상향등의 일부를 구성하며, 하향등 빔패턴(40)의 경우에는 전방 차량에 눈부심을 유발하지 않으므로 전방 차량의 위치에 무관하게 동일하게 유지될 수 있다.
도 4를 참조하면, 주행 중인 기준 차량(V1)을 중심으로, 전방에 선행차량(V3)이 위치한 상태를 도시한다. 앞서 설명한 바와 같이, 운전자가 DHB 모드로 상향등을 켜게 되면, 기준 차량(V1)의 감시 모듈 예를 들어 카메라 등을 이용하여 전방의 선행차량(V3)의 위치를 산출하고, 해당 위치를 조사하는 LED 소자를 멸등하여, 암영부(32)를 구성할 수 있다. 그 외의 위치에는 다른 차량 또는 보행자가 존재하지 않으므로, LED 소자의 점등 상태를 유지하여 배광부(31)를 구성할 수 있다.
참고로, 상향등은 차량 전방의 비교적 먼 거리까지 운전자의 시야를 확보하여 야간에도 안전하게 주행할 수 있도록 하는 반면, 대향 차량이나 선행 차량의 운전자에게 눈부심을 유발시킬 수 있으며, 하향등은 대향 차량이나 선행 차량의 운전자에게 눈부심이 유발되는 것은 방지할 수 있는 반면, 상향등에 비하여 운전자의 시야 확보가 취약한 면이 있다.
DHB 모드에 의해 수정된 빔 패턴은 상향등의 일부를 구성하며, 하향등 빔패턴(40)의 경우에는 전방 차량에 눈부심을 유발하지 않으므로 전방 차량의 위치에 무관하게 동일하게 유지될 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 LED 모듈에 대해 설명한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 LED 모듈의 구조를 나타내는 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다중 LED 모듈은, 복수의 면을 포함하는 LED 지지부(123), LED 지지부(123)의 일면에 형성되며, 제1 LED 소자를 포함하는 제1 LED 유닛(121), 및 LED 지지부(123)의 타면에 형성되며, 제2 LED 소자를 포함하는 제2 LED 유닛(122)을 포함하고, 제1 및 제2 LED 유닛(121, 122)은 각각 제1 및 제2 제어신호에 의해 제어된다.
제1 LED 유닛(121) 및 제2 LED 유닛(122)은 LED 지지부(123)의 서로 다른 면에 형성될 수 있으며, 각각 복수의 LED 소자로 구성될 수 있다. 제1 LED 유닛(121) 및 제2 LED 유닛(122)은 서로 다른 제어신호에 의해 제어되어, 제1 LED 유닛(121)은 제1 제어신호에 의해 복수의 제1 LED 소자를 개별적으로 점등 또는 멸등할 수 있으며, 이와 달리 제2 LED 유닛(122)은 제2 제어신호에 의해 복수의 제2 LED 소자를 동시에 점등 또는 멸등할 수 있다.
제1 LED 유닛(121)과 제2 LED 유닛(122)은 서로 다른 면에 형성되어 서로 다른 방향으로 빛을 발생시킬 수 있으며, 동시에 점등되지 않고 서로 다른 시점에 점등되도록 구성될 수 있다.
제1 및 제2 LED 유닛(121, 122)은 LED 소자에 소정의 전기적인 신호 및 전원을 공급할 수 있도록 기판(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 기판은 복수의 배선이 형성된 인쇄 회로 기판(PCB)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 각 LED 유닛(121, 122)을 구성하는 복수의 LED 소자는 각각 하나의 기판에 설치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 하나의 LED 유닛을 구성하는 복수의 LED 소자 각각은 서로 다른 기판에 설치될 수도 있다.
각 LED 유닛(121, 122)에 포함된 LED 소자는 발광 다이오드(Light Emitting Diode)이며, 보다 구체적으로 LED 소자는 지향성 LED 소자일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 그 외에도 다른 종류의 지향성 광원이 사용될 수도 있다.
도시되지는 않았으나, 제1 LED 유닛(121) 및 제2 LED 유닛(122)은 발열량이 큰 LED 소자로부터 발생되는 열을 냉각시키기 위한 방열부를 더 포함할 수 있다. 방열부는 다수의 방열핀으로 구성되는 히트 싱크(Heat Sink)로 구성될 수 있으며, 필요에 따라 히트 싱크에서 발생되는 열을 보다 빠르게 냉각시키기 위한 냉각팬(미도시)을 더 포함할 수도 있다.
LED 지지부(123)는 제1 및 제2 LED 유닛(121, 122)을 수용하며, 복수의 면을 가지는 다면체일 수 있으나, 형상이 제한되지는 않는다. 도시된 예에서와 같이 LED 지지부(123)는 직육면체 형상일 수 있으며, 제1 LED 유닛(121)과 제2 LED 유닛(122)은 서로 다른 면에 구비될 수 있다. 예를 들어, 제1 LED 유닛(121)에서 발생한 빛은 광축을 따라 직진하도록 구성될 수 있으며, 제1 LED 유닛(121)이 구비된 일면과 수직한 타면에 형성된 제2 LED 유닛(122)에서 발생한 빛은 소정의 반사면에 의해 반사되어 광축을 따라 직진하도록 구성될 수도 있다.
또한, LED 지지부(123)는 금속 재질을 포함하여 LED 유닛에서 발생한 열을 외부로 신속하게 방출시키도록 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 일정한 강도 이상을 가지며 열 전도율이 높은 다른 재질로 제작될 수도 있다.
제1 LED 유닛(121)을 구성하는 복수의 LED 소자는 광축에 수직하게 배치될 수 있으며, 제2 LED 유닛(122)을 구성하는 복수의 LED 소자도 광축에 수직하게 배치될 수도 있다.
이와 같이 구성된 다중 LED 모듈은 서로 다른 신호에 의해 독립적으로 구동되는 하나 이상의 LED 유닛을 포함하기 때문에, 서로 다른 다양한 배광 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 다중 LED 모듈은 2개의 LED 유닛을 포함하는 것으로 도시되었으나, 그 이상의 LED 유닛을 포함할 수도 있다.
이하, 도 6 내지 도 11을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 LED 헤드램프에 대해 설명한다. 도 6은 도 5의 다중 LED 모듈이 포함된 차량용 LED 헤드램프의 구조를 나타내는 도면이고, 도 7 및 도 8은 도 6의 차량용 LED 헤드램프의 제1 및 제2 빔 패턴 구조를 나타내는 도면이고, 도 9는 도 6의 차량용 LED 헤드램프의 제1 및 제2 빔 패턴에 따른 초점 위치를 나타내는 도면이고, 도 10 및 도 11은 각각 도 7 및 도 8에 의해 형성된 상향등 패턴을 나타내는 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 LED 헤드램프는, 집광렌즈(110), 상기 집광렌즈(110)의 후방에 배치된 광원(120), 및 상기 광원(120)으로부터 조사된 광을 반사시키는 리플렉터(130)를 포함하되, 상기 광원(120)은, 복수의 제1 LED 소자를 포함하는 제1 LED 유닛(121)과, 제2 LED 소자를 포함하는 제2 LED 유닛(122)을 포함하고, 상기 제1 및 제2 LED 유닛(121, 122)은 서로 다른 시점에 점등된다.
도 6을 참조하면, 집광렌즈(110)는 광원(120)으로부터 발생한 빛을 차량 전방으로 조사하는 역할을 수행하며, 광원(120)에 비해 차량 전방으로 배치된다. 도시된 예에서, 집광렌즈(110)는 볼록렌즈 형상으로 도시되었으나 이에 한정되는 것은 아니고 빛을 전방으로 집중시키는 기능을 수행하는 다른 형상의 렌즈 또는 광학구조체 등으로 대체될 수 있다. 또한, 복수의 렌즈가 배치되어 광학 효율을 보다 높일 수도 있다. 집광렌즈(110)가 차량용 LED 헤드램프의 최외곽에 배치되어 외부로 노출될 수도 있으며, 도시되지는 않았으나 집광렌즈(110)를 보호하기 위한 별도의 커버 부재(미도시)가 구비될 수도 있다.
광원(120)은 집광렌즈(110)의 후방에 배치되어 집광렌즈(110)에 광을 조사한다. 광원(120)의 종류에는 제한이 없으나, 앞선 실시예에서 설명한 바와 같이, 복수의 LED 소자를 포함하는 LED 유닛으로 구성될 수 있다. 구체적으로. 광원(120)은 제1 LED 유닛(121)과 제2 LED 유닛(122)을 포함할 수 있으며, 서로 다른 빔 패턴을 형성하므로 동시에 점등되지 않고 서로 다른 시점에 점등될 수 있다.
도시된 바와 같이, 광원(120)을 구성하는 제1 LED 유닛(121)과 제2 LED 유닛(122)이 일체로 형성되어 광원(120)의 크기를 최소화할 수 있다.
일 예로, 제1 LED 유닛(121)은 제1 빔 패턴을 형성하며, 제2 LED 유닛(122)은 제2 빔 패턴을 형성하고, 제1 빔 패턴과 제2 빔 패턴은 조사 범위가 서로 상이할 수 있다. 따라서, 운전자가 전방에 조사되는 제1 빔 패턴을 형성하고자 할 경우에는 제1 LED 유닛(121)을 작동시키고, 제2 빔 패턴을 형성하고자 할 경우에는 제2 LED 유닛(122)을 작동시킬 수 있다. 이와 같은 제1 및 제2 LED 유닛(121, 122)을 선택적으로 작동시키는 과정은 운전자가 수동으로 선택할 수도 있으며, 도로 전방의 상황에 따라 제어 신호를 전송하는 컨트롤 유닛(미도시)에 의해 자동으로 선택될 수도 있다.
본 실시예에서, 제1 빔 패턴은 동적인 상향등(Dynamic High Beam; DHB) 패턴일 수 있으며, 제2 빔 패턴은 일반적인 상향등(High Beam; HB) 패턴일 수 있다. 도시되지는 않았으나, 하향등을 구성하는 다른 광원은 별도로 구비될 수 있다.
제1 LED 유닛(121)은 컨트롤 유닛 등과 같은 제어부로부터 수신된 제1 제어신호에 의해 제어되되, 제1 LED 유닛(121)은 전방 도로 상황에 따라 DHB 패턴을 구현하기 위해 제1 제어신호에 의해 LED 유닛을 구성하는 복수의 LED 소자를 개별적으로 점등 또는 멸등할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, DHB 패턴은 대향차량 또는 선행차량의 운전자의 시야를 방해하지 않도록 하기 위해 상향등 조사시에 대향차량 또는 선행차량의 위치에 빛을 조사하는 LED 소자를 개별적으로 멸등하여 이루어지게 되는데, 전방의 영역을 횡분할하여 각 영역을 조사하는 제1 LED 유닛(121)의 복수의 LED 소자를 각각 제어함으로써, DHB 기능이 구현될 수 있다.
제1 LED 유닛(121)을 구성하는 복수의 LED 소자는 광축에 수직한 방향으로 배치될 수 있다. 따라서, 제1 LED 유닛(121)에서 출사된 모든 빛은 별도의 리플렉터(130)와 같은 반사부재가 없이도 전방으로 조사될 수 있다.
또한, 제2 LED 유닛(122)은 컨트롤 유닛 등과 같은 제어부로부터 수신된 제2 제어신호에 의해 제어되며, 복수의 LED 소자로 구성될 경우 제1 LED 유닛(121)과 달리 상기 복수의 LED 소자가 동시에 점등 또는 동시에 멸등되도록 제어될 수 있다.
즉, 제2 LED 유닛(122)은 일반적인 상향등 기능을 수행하기 때문에, 전방 도로 상황에 무관하게 최대 조사 범위를 가지는 배광 패턴을 형성할 수 있다.
제2 LED 유닛(122)을 구성하는 복수의 LED 소자도 제1 LED 유닛(121)의 LED 소자와 마찬가지로 광축에 수직한 방향으로 배치될 수 있다.
리플렉터(130)는 제1 LED 유닛(121) 및/또는 제2 LED 유닛(122)으로부터 조사된 빛을 반사시켜 소정 위치에 초점을 형성함으로써 빛의 방향을 적절히 제어할 수 있다.
도시된 예에서, 리플렉터(130)는 제2 LED 유닛(122)의 하부에 배치되어, 제2 LED 유닛(122)으로부터 발생한 빛을 전방으로 반사시켜 상향등을 형성할 수 있다. 제1 LED 유닛(121)으로부터 발생한 빛은 리플렉터(130)를 거치지 않고 직접 전방으로 조사되는 것으로 도시되었으나 이에 한정되는 것은 아니며, 추가 리플렉터(미도시)를 구비하여 이와 같은 추가 리플렉터에 의해 반사되어 전방으로 향하도록 구성될 수도 있다.
리플렉터(130)의 방향은 광원(120)을 구성하는 LED 유닛의 위치에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들어 제2 LED 유닛(122)이 광원(120)의 상부에 형성된 경우 이에 대응하여 리플렉터(130)의 위치도 달라질 수 있다.
도 7을 참조하면, 광원(121)의 제1 LED 유닛(121)이 점등되고, 제2 LED 유닛(122)이 멸등되어, 본 실시예에 따른 차량용 LED 헤드램프가 전방으로 DHB 패턴을 형성하는 모습을 도시한다. 발생한 빛이 리플렉터(130)에 반사되지 않고 직접 전방으로 향하기 때문에 제1 LED 유닛(121)의 제1 초점(F1)은 제1 LED 유닛(121)의 중앙 지점에 형성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 광원(121)의 제1 LED 유닛(121)이 멸등되고, 제2 LED 유닛(122)이 점등되어, 본 실시예에 따른 차량용 LED 헤드램프가 전방으로 상향등을 조사하는 모습을 도시한다. 발생한 빛이 리플렉터(130)에 반사된 후 전방으로 향하며, 제2 LED 유닛(122)의 제2 초점(F2)은 제2 LED 유닛(122)의 전방에 형성될 수 있다.
구체적으로 도 9를 참조하면, 제1 LED 유닛(121)으로부터 조사된 빛의 제1 초점(F1)과 제2 LED 유닛(122)으로부터 조사된 빛의 제2 초점(F2)의 위치 관계가 도시된다.
제1 초점(F1)은 광축 상에 위치할 수 있으며, 제2 초점(F2)은 광축 상에 위치하되 제1 초점(F1)의 위치의 전방에 형성될 수 있다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 차량용 LED 헤드램프를 포함하는 기준 차량(Va)의 주행시에 형성하는 빔 패턴이 도시된다.
도 10을 참조하면, 기준 차량(Va)의 LED 헤드램프에서 제2 LED 유닛(122)이 활성화된 경우, 즉 상향등이 작동되고 DHB가 작동되지 않는 경우에는, 전방의 차량에 대한 고려 없이 일반적인 상향등이 조사될 수 있다.
전방에 차량이 있는 경우, 이와 같이 제한 없이 상향등을 전방으로 조사하게 되면, 대향 차량(Vb)의 운전자에게 눈부심을 유발하고 일시적으로 차량을 제어하지 못하는 상태가 발생하여 차량 사고가 발생할 가능성이 높으므로, 기준 차량(Va)의 운전자가 수동으로 제2 LED 유닛(122)을 활성화 시킬 때, 전방 차량의 상태를 고려하여 활성화시키도록 설정될 수 있다.
반면 도 11을 참조하면, 기준 차량(Va)의 LED 헤드램프에서 제1 LED 유닛(121)이 활성화된 경우, 즉 DHB가 작동되고 일반적인 상향등이 작동되지 않는 경우에는, 전방의 물체 상태에 따라 소정의 암영부(S)를 형성한다.
구체적으로, 기준 차량(Va)의 전방 감지 유닛 예를 들어 카메라 유닛 등에 의해 전방의 영상을 감지한 후 이를 분석하여 전방 도로 상에 장애물, 차량, 또는 보행자 등의 피사체가 존재하는지 결정한다. 이 때, 영상 내의 기준 픽셀의 픽셀값을 기준으로 차량의 헤드램프 또는 테일램프를 구별할 수 있으며, 피사체의 외형을 추출하여 사람의 형상과 매치되는지 분석할 수 있다.
분석결과, 전방에 차량 또는 보행자가 존재하는 것으로 판단되면, 컨트롤 유닛으로부터 광원(120)에 소정의 제어신호가 전송된다. 상기 제어신호는 전방 물체의 위치, 접근속도, 물체의 크기 등을 고려하여, 광원(120)의 제1 LED 유닛(121)의 복수의 LED 소자 중 전방 물체와 대응되는 영역을 조사하는 LED 소자를 멸등시키고, 나머지 LED 소자는 점등시키는 명령을 포함할 수 있다.
제어신호를 수신한 제1 LED 유닛(121)은 제어신호에 따라 복수의 LED 소자를 점등/멸등하여 DHB 패턴을 구현할 수 있다. 도시된 예에서는 대향 차량(Vb)이 존재하는 영역을 조사하는 LED 소자를 멸등함으로써, 상향등 패턴 내에 소정의 암영부(S)를 형성한다. 따라서, 대향 차량(Vb)의 운전자에게 상향등이 조사되지 않게 되어, 차량 운전에 방해를 받지 않고 안전운행을 지속할 수 있다.
이와 같은 제어신호는 소정의 시간 단위 마다 지속적으로 전송되며, 소정의 시간 단위가 경과한 후 기준 차량(Va)과 대향 차량(Vb)의 변화된 위치관계를 고려하여 새롭게 갱신될 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 차량용 LED 헤드램프는 동적 상향등(DHB)을 구성하는 제1 LED 유닛(121)과, 상향등(HB)을 구성하는 제2 LED 유닛(122)을 포함하되, 별도의 모듈로 구성하지 않고 일체로 구성됨으로써, 광원(120) 전체의 크기를 최소화할 수 있으며, 하나의 광원(120)으로 다양한 빔 패턴을 구현할 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
110: 집광렌즈
120, 220, 320: 광원
121, 221, 321: 제1 LED 유닛
122, 222, 322: 제2 LED 유닛
130: 리플렉터

Claims (20)

  1. 집광렌즈;
    상기 집광렌즈의 후방에 배치되며, 복수의 면을 포함하는 LED 지지부;
    상기 LED 지지부의 일면에 형성되며, 상기 집광렌즈를 통과하는 광을 제공하는 제1 LED 소자를 포함하는 제1 LED 유닛; 및
    상기 LED 지지부의 타면에 형성되며, 상기 집광렌즈를 통과하는 광을 제공하는 제2 LED 소자를 포함하는 제2 LED 유닛을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 LED 유닛은 각각 제1 및 제2 제어신호에 의해 서로 다른 시점에 점등되도록 제어되며,
    상기 제1 LED 소자 및 상기 제2 LED 소자는 복수로 구성되며,
    상기 제1 LED 유닛은 상기 제1 제어신호에 의해 상기 복수의 제1 LED 소자를 개별적으로 점멸하고, 상기 제2 LED 유닛은 상기 제2 제어신호에 의해 상기 복수의 제2 LED 소자를 동시에 점멸하는, 다중 LED 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제1 LED 소자는 광축에 수직하게 배치되는, 다중 LED 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제2 LED 소자는 광축에 수직하게 배치되는, 다중 LED 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 LED 지지부는 직육면체 형상이고,
    상기 일면과 타면은 서로 수직한, 다중 LED 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 LED 지지부는 금속 재질을 포함하는, 다중 LED 모듈.
  6. 집광렌즈;
    상기 집광렌즈의 후방에 배치된 광원; 및
    상기 광원으로부터 조사된 광의 적어도 일부를 반사시키는 리플렉터를 포함하되,
    상기 광원은,
    상기 집광렌즈를 통과하는 광을 제공하는 복수의 제1 LED 소자를 포함하는 제1 LED 유닛과,
    상기 집광렌즈를 통과하는 광을 제공하는 제2 LED 소자를 포함하는 제2 LED 유닛을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 LED 유닛은 서로 다른 시점에 점등되는, 차량용 LED 헤드램프.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 LED 유닛은 각각 제1 및 제2 제어신호에 의해 제어되는, 차량용 LED 헤드램프.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 LED 유닛은 상기 제1 제어신호에 의해 상기 복수의 제1 LED 소자를 개별적으로 점멸하는, 차량용 LED 헤드램프.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2 LED 소자는 복수로 구성되며,
    상기 제2 LED 유닛은 상기 제2 제어신호에 의해 상기 복수의 제2 LED 소자를 동시에 점멸하는, 차량용 LED 헤드램프.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 광원에 제어신호를 전송하는 컨트롤 유닛을 더 포함하고,
    상기 컨트롤 유닛은 차량 전방의 물체 위치에 따라 상기 제1 LED 유닛을 구성하는 상기 복수의 제1 LED 소자를 개별적으로 점멸하는, 차량용 LED 헤드램프.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 컨트롤 유닛은, 상기 복수의 제1 LED 소자 중 상기 차량 전방의 물체 위치에 대응하는 LED 소자를 멸등하는, 차량용 LED 헤드램프.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 제1 LED 유닛은 DHB(Dynamic High Beam)를 형성하는, 차량용 LED 헤드램프.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 제2 LED 유닛은 상향등을 구성하는, 차량용 LED 헤드램프.
  14. 제6항에 있어서,
    상기 제2 LED 유닛으로부터 조사된 광은 상기 리플렉터에 반사되어 상기 집광렌즈를 통과하는, 차량용 LED 헤드램프.
  15. 삭제
  16. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 제1 LED 소자는 광축에 수직하게 배치되는, 차량용 LED 헤드램프.
  17. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 제2 LED 소자는 광축에 수직하게 배치되는, 차량용 LED 헤드램프.
  18. 제6항에 있어서,
    상기 제1 LED 유닛으로부터 조사된 광의 제1 초점위치가 상기 제2 LED 유닛으로부터 조사된 광의 제2 초점위치보다 후방에 형성되는, 차량용 LED 헤드램프.
  19. 제6항에 있어서,
    상기 제1 LED 유닛과 상기 제2 LED 유닛은 일체로 형성되는, 차량용 LED 헤드램프.
  20. 제6항에 있어서,
    상기 광원은 상기 제1 LED 유닛 및 상기 제2 LED 유닛을 지지하는 LED 지지부를 더 포함하고, 상기 LED 지지부는 금속 재질을 포함하는, 차량용 LED 헤드램프.
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