KR101344423B1 - 차량용 헤드램프 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 헤드램프 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주행 방향 전방에 있는 차량의 위치에 따라 헤드램프의 회전 및 광 차단 영역의 조절 중 하나 이상을 통해 광 조사 패턴을 제어할 수 있는 차량용 헤드램프 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드램프 제어 장치는 주행 방향 전방의 영상을 획득하는 영상 획득부, 상기 획득된 영상에 따라 전방 차량의 위치를 판단하는 위치 판단부, 광원으로부터 발생된 광의 일부가 차단되어 형성되는 광 조사 패턴에 따라 광이 조사되는 헤드램프, 및 상기 판단된 위치에 따라 상기 헤드램프의 회전 및 광 차단 영역 조절 중 하나 이상을 통해 상기 헤드램프의 상기 광 조사 패턴을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

차량용 헤드램프 제어 장치 및 방법 {Apparatus for controllimg automotive headlamp}
본 발명은 차량용 헤드램프 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주행 방향 전방에 있는 차량의 위치에 따라 헤드램프의 회전 및 광 차단 영역의 조절 중 하나 이상을 통해 광 조사 패턴을 제어할 수 있는 차량용 헤드램프 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량은, 야간 주행시에 차량 주변에 위치한 대상물을 용이하게 확인하기 위한 조명 기능, 및 다른 차량이나 도로 이용자들에게 차량의 주행 상태를 알리기 위한 신호 기능을 가지는 램프를 구비한다. 예를 들어, 전조등, 및 안개등 등은 조명을 목적으로 하며, 방향 지시등, 미등, 제동등, 사이드 마커(Side Marker) 등은 신호를 목적으로 한 것이다.
차량 운전자가 야간 또는 광도가 낮은 터널 등을 주행하는 경우에, 차량의 헤드램프 또는 테일램프에 사용되는 광원으로부터 조사되는 빛에 의해 전후방을 식별하여 안전한 주행을 할 수 있게 된다. 이때, 광원으로부터 출사되는 빛을 적절하게 분산시키거나 또는 굴절되는 빛의 진행방향을 전방으로 편광 내지 집광 시키기 위해 차량 램프에는 광학기능체 및 복수의 반사면을 구비한다.
최근에는 보다 안전한 주행이 가능하도록 안전에 대한 요구가 높아지고 있다. 예를 들어, 차량이 야간에 헤드램프를 켜고 주행할 때 주행 방향 전방에 위치한 선행 차량이나 대향 차량의 운전자에게 눈부심을 유발하여 시야를 방해하여 차량 사고 발생 가능성이 높아질 수 있기 때문에 차량 운전자의 시야를 확보하면서도 선행 차량이나 대향 차량 운전자의 시야를 방해하지 않도록 하는 방안이 요구되고 있으며, 이를 해결하기 위해 차량 전방의 주행 도로에 대한 영상을 통해 도로 환경 정보를 얻고, 도로 환경 정보에 따라 헤드램프를 회전시켜 광 조사 패턴을 제어함으로써 운전자의 시야를 확보할 수 있는 적응형 헤드램프 시스템(Adaptive Front-Light System, AFLS)와 같은 차량의 헤드램프를 자동으로 제어하는 시스템이 제안된 바 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명의 이루고자 하는 기술적 과제는 광원으로부터 발생된 광의 일부가 차단되어 조사되는 헤드램프가 설치된 차량의 주행 방향 전방에 위치한 차량의 위치를 판단하고, 판단된 위치에 따라 헤드램프의 회전 및 광 차단 영역의 조절 중 하나 이상을 통해 광 조사 패턴을 제어할 수 있는 차량용 헤드램프 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 헤드램프에서 광 차단 영역을 조절하여 광 조사 패턴을 제어하는 경우 헤드램프의 회전을 통해 최적의 광 조사 패턴을 구현하도록 하여 운전자의 시야를 최대한 확보할 수 있는 차량용 헤드램프 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 헤드램프의 회전으로 인해 주행 방향 전방의 차량의 시야를 방해하지 않는 것과 무관하게 형성되는 암영대를 보상할 수 있는 차량용 헤드램프 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드램프 제어 장치는 주행 방향 전방의 영상을 획득하는 영상 획득부, 상기 획득된 영상에 따라 전방 차량의 위치를 판단하는 위치 판단부, 광원으로부터 발생된 광의 일부가 차단되어 형성되는 광 조사 패턴에 따라 광이 조사되는 헤드램프, 및 상기 판단된 위치에 따라 상기 헤드램프의 회전 및 광 차단 영역 조절 중 하나 이상을 통해 상기 헤드램프의 상기 광 조사 패턴을 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드램프 제어 방법은 주행 방향 전방의 영상을 획득하는 단계, 상기 획득된 영상에 따라 전방 차량의 위치를 판단하는 단계, 및 상기 판단된 위치에 따라 광원으로부터 발생된 광의 일부가 차단되어 형성되는 광 조사 패턴에 따라 광이 조사되는 헤드램프의 회전 및 광 차단 영역 중 하나 이상을 통해 상기 헤드램프의 상기 광 조사 패턴을 제어하는 단계를 포함한다.
상기와 같은 본 발명의 차량용 헤드램프 제어 장치 및 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
광원으로부터 발생된 광의 일부가 차단되어 조사되는 헤드램프에서 주행 방향 전방의 차량 위치에 따라 헤드램프의 회전 및 광 차단 영역 조절 하나 이상을 통해 광 조사 패턴을 제어하기 때문에 전방 차량의 위치에 따른 신속한 광 조사 패턴의 제어가 가능하기 때문에 제어 시간이 단축될 수 있는 효과가 있다.
또한, 광 차단 영역을 조절하여 광 조사 패턴을 제어하는 경우에 헤드램프의 회전을 통해 최적의 광 조사 패턴을 구현하기 때문에 운전자의 시야를 최대한 확보할 수 있고, 주행 방향 전방의 차량에 대한 시야를 보호할 수 있는 효과도 있다.
또한, 주행 방향 전방 차량의 위치에 따라 헤드램프가 회전된 경우 주행 방향 전방 차량과 무관하게 발생되는 암영대를 보상할 수 있기 때문에 운전자의 시야 확보를 향상시킬 수 있는 효과도 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드램프 제어 장치가 도시된 개략도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제 1헤드램프가 도시된 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제 1헤드램프의 측면이 도시된 개략도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제 1헤드램프에 포함된 광차단부가 도시된 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제 2헤드램프가 도시된 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제 2헤드램프의 측면이 도시된 개략도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제 2헤드램프에 포함된 광차단부가 도시된 사시도.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 헤드램프의 광 조사 패턴 및 노면 패턴이 도시된 개략도.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 헤드램프의 회전을 통한 암영대 형성을 위한 일정 각도 범위가 도시된 개략도.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 헤드램프의 회전에 의해 형성되는 암영대가 도시된 개략도.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 복수의 전방 차량이 존재하는 경우 헤드램프의 회전에 의해 형성되는 암영대가 도시된 개략도.
도 15 및 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 제 1헤드램프의 광 차단 영역 조절에 의해 형성된 암영대를 최적화하는 과정이 도시된 개략도.
도 17 및 18은 본 발명의 실시예에 따른 제 1헤드램프 및 제 2헤드램프의 광 차단 영역 조절에 의해 형성된 암영대를 최적화하는 과정이 도시된 개략도.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 고조도 영역이 도시된 개략도.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 헤드램프의 회전에 따라 상실된 고조도 영역디 도시된 개략도.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드램프 제어 방법이 도시된 순서도.
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 암영대 최적화 방법이 도시된 순서도.
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.
따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 사시도, 단면도, 측면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 또한, 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 차량용 헤드램프 제어 장치 및 방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드램프 제어 장치가 도시된 개략도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드램프 제어 장치(1)는 주행 방향 전방의 영상을 획득하는 영상 획득부(100), 획득된 영상을 통해 선행 차량이나 대향 차량의 위치를 판단하는 위치 판단부(200), 광원으로부터 발생된 광의 일부를 차단하여 형성되는 광 조사 패턴에 따라 광을 조사하는 헤드램프(300), 및 판단된 선행 차량이나 대향 차량의 위치에 따라 암영대를 결정하고, 결정된 암영대에 대응되도록 헤드램프(300)의 회전 및 광 차단 영역 조절 중 하나 이상을 통해 헤드램프(300)에 의한 광 조사 패턴을 제어하는 제어부(400)를 포함할 수 있다. 이하, 본 발명의 실시예에서는 선행 차량이나 대향 차량을 "전방 차량"이라 통칭하기로 한다.
영상 획득부(100)는 차량(10)의 소정 위치에 설치되어 차량(10)의 주행 방향 전방의 영상을 획득하는 카메라 모듈(미도시) 등을 포함할 수 있으며, 획득된 주행 방향 전방의 영상을 위치 판단부(200)로 전송할 수 있다. 영상 획득부(100)는 차량의 전방이나 인사이드 미러 등에 설치될 수 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로, 이에 한정되지 않고 영상 획득부(100)의 설치 위치는 차종이나 용도 및 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 영상 획득부(100)에는 주행 전방의 영상뿐만 아니라 측방이나 후방의 영상을 획득하기 위한 카메라 모듈도 포함될 수 있다.
영상 획득부(100)의 카메라 모듈은 획득된 영상의 전송 이전에 데이터 전송이 용이하도록 영상을 압축 형태의 포맷으로 변환할 수 있고, 압축 포맷은 MPEG-1 또는 MPEG-4 등의 공지된 다양한 포맷이 사용될 수 있으며, 영상 획득부(100)는 데이터의 포맷을 변환하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다.
위치 판단부(200)는 영상 획득부(100)에 의해 획득된 영상을 기초로 전방 차량의 위치를 판단할 수 있다. 예를 들어, 위치 판단부(200)는 헤드램프와 테일램프에서의 광 파장 차이에 따라 선행 차량과 대향 차량을 구분할 수 있고, 획득된 영상 내에서 중앙선의 위치를 기준으로 선행 차량과 대향 차량을 구분할 수도 있다. 이때, 획득된 영상에는 헤드램프 또는 테일램프에서 발생한 광 이외에도 가로등 또는 네온사인이나 그 외 다른 광원으로부터 발생한 광이 존재할 수 있는데, 위치 판단부(200)는 도로의 좌우 경계점을 기준으로 그 내측에 존재하는 광에 대해서만 차량으로 인식하는 방법이 사용될 수 있으며, 이외에도 유사한 조도와 배광 패턴이 한 쌍으로 존재하는 경우에만 헤드램프 또는 테일램프로 인식하는 방법 등이 사용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 위치 판단부(200)에서 전방 차량의 위치를 판단하기 위하여 사용되는 방법들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로서, 전술한 방법들 이외에도 이미 공지된 다양한 방법들이 사용될 수 있다.
위치 판단부(200)에서 전방 차량의 위치를 판단하는 것은 차량(10)의 야간 주행시 상향등은 운전자의 시야를 확장하는데 기여할 수 있는 반면, 전방 차량의 운전자에게는 눈부심을 유발하여 시야를 방해할 뿐만 아니라 이로 인해 순간적인 차량 사고 발생 가능성이 높아질 수 있으므로, 전방 차량의 위치에 따라 적절하게 제어하기 위함이며, 본 발명의 실시예에서는 위치 판단부(200)가 영상 획득부(100)로부터 제공된 영상을 기초로 전방 차량의 위치를 판단하여 운전자의 조작없이도 상향등을 자동적으로 제어할 수 있도록 하는 것이다.
즉, 차량(10)이 상향등을 켜고 주행함에 있어서 운전자의 조작없이도 상향등을 자동적으로 제어하는 동시에 전방 차량의 운전자의 시야에 방해가 되지 않도록 상향등을 제어하는 동시에 차량(10) 운전자의 시야는 최대한 확보할 수 있도록 하여 안전 운행이 가능하도록 하는 것이다.
헤드램프(300)는 제 1헤드램프(310) 및 제 2헤드램프(320)를 포함할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 제 1헤드램프(310)가 차량(10) 전방 좌측에 설치된 좌측 헤드램프이고, 제 2헤드램프(320)가 차량(10) 전방 우측에 설치된 우측 헤드램프인 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제 1헤드램프가 도시된 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제 1헤드램프가 도시된 측면이 도시된 개략도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제 1헤드램프에 포함된 광차단부가 도시된 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 제 1헤드램프(310)는 타원체 형상의 리플렉터(311), 리플렉터(311)의 제 1초점(F1)에 배치되는 광원(312), 리플렉터(311)의 제 2초점(F2) 부근에 배치되어 광 조사 패턴에 따라 광원(312)으로부터 발생된 광의 일부를 차단하는 광차단부(313) 및 차량(10) 전방으로 광을 조사하는 렌즈(314)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 제 1헤드램프(310)에 포함된 광원(312)은 프로젝터 형태의 발광 모듈일 수도 있고, 발광 다이오드(Light Emitting Diode)일 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다.
광차단부(313)는 원통형의 회전 가능한 몸체(313a), 차량(10)의 주행 환경에 따른 광 조사 패턴별로 광의 일부를 차단하는 제 1차단부(313b) 및 상향등에 대한 광 조사 패턴에 따라 광의 일부를 차단하는 제 2차단부(313c)를 포함할 수 있다.
제 1차단부(313b)은 차량의 주행 환경, 예를 들어 주행 속도, 도로 특성, 노면 상태, 차선 방향 등에 따른 광 조사 패턴, 예를 들어 Class-C, Class-V, Class-E, Class-W 등과 같은 광 조사 패턴별로 광원(312)으로부터 발생된 광의 일부를 차단할 수 있다.
이때, Class-C, Class-V, Class-E 및 Class-W에 대한 광 조사 패턴에 대해 살펴보면 다음과 같다.
Class-C는 차량(10)이 시골 도로(country road)를 주행하거나 특별한 상황이 아니어서 다른 광 조사 패턴을 적용할 필요가 없을 때 적합한 광 조사 패턴이고, Class-V는 차량(10) 시가지와 같이 주변의 조명 밝기가 어느 정도 이상 확보되는 환경에서 주행할 때 적합한 광 조사 패턴이며, Class-E는 차량(10)이 고속도로나 상당 부분 직선 구간이 유지되는 도로에서 주행할 때 적합한 광 조사 패턴이고, Class-W는 차량(10)이 우천시 비에 젖은 도로를 주행할 때 적합한 광 조사 패턴이다.
제 2차단부(313c)는 위치 판단부(200)에 의해 판단된 전방 차량의 위치에 따라 제어부(400)의 제어를 받아 전방 차량의 위치에 대응되는 암영대가 형성되도록 할 수 있으며, 제 2차단부(313c)에 의해 형성되는 암영대는 전방 차량 운전자의 눈부심을 방지하여 시야가 방해되는 것을 방지할 수 있게 된다.
광차단부(313)는 몸체(313a)가 전방 차량의 위치에 따라 회전하여 제 1차단부(313b) 및 제 2차단부(313c) 중 어느 하나가 제 2초점(F2) 부근에 위치하게 되고, 이로 인해 광원(312)으로부터 발생된 광이 제 1차단부(313b) 및 제 2차단부(313c) 중 어느 하나에 의해 일부가 차단될 수 있는 것이다. 이때, 본 발명의 실시예에서는 제 1차단부(313b) 및 제 2차단부(313c)에 의해 광원(312)으로부터 발생된 광의 일부가 차단되는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로 이에 한정되지 않고 경우에 따라 전체가 차단될 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드램프 제어 장치(1)는 전방 차량의 위치에 따라 상향등에 대한 광 조사 패턴을 제어하는 경우를 예를 들어 설명하기로 하며, 차량(10)의 주행 환경에 따른 광 조사 패턴 제어에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 차량(10)의 주행 환경에 따른 광 조사 패턴에 대해서는 별도로 언급하지는 않으나 차량(10)의 주행 환경(예를 들어, 주행 속도, 도로 특성, 노면 상태 및 차선 방향 등)별로 적절한 광 조사 패턴으로 제어되고 있는 상태인 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.
제 2차단부(313c)는 몸체(313a)가 회전함에 따라 상향등에 대한 광 차단 영역이 증가 또는 감소되도록 몸체(313a)의 장축 방향에 대하여 소정 각도로 형성되는 단차부(313d)를 포함할 수 있으며, 몸체(313a)와 단차부(313d) 사이의 각도는 도로 상황에 따라 변경될 수 있다. 이러한 단차부(313d)는 일단이 몸체(313a)의 중앙 부분에 위치하며 몸체(313a)의 둘레를 따라 점차적으로 몸체(313a)의 일단에 가까워지도록 연장되어 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 단차부(313d)가 몸체(313a)의 중앙 부분으로부터 몸체(313a)의 일단에 가까워지도록 연장되나, 몸체(313a)의 일단까지는 연장되지 않는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다. 이는 제 2차단부(313c) 일측에 형성되는 제 1차단부(313b)는 차량(10)의 주행 환경에 따른 광 조사 패턴별로 광의 일부를 차단하기 때문에 상향등에 대해서는 전체 영역이 차단되기 때문이며, 경우에 따라 차량(10)의 주행 환경에 따른 광 조사 패턴이 필요치는 않으나 상향등에 대해 전체 영역의 차단이 필요한 경우에는 단차부(313d)가 몸체(313a)의 일단까지 연장되어 형성될 수도 있다.
이때, 단차부(313d)가 몸체(313a)의 중앙 부분부터 몸체(313a)의 일단에 가까워지도록 연장되어 형성되는 것은 제 1헤드램프(310)는 좌측 헤드램프로서 차량(10)의 중심 라인을 기준으로 좌측 방향에 대해 광을 조사하고, 제 2헤드램프(320)는 우측 헤드램프로서 차량(10)의 중심을 기준으로 우측 방향에 대하여 광을 조사하기 때문이다.
따라서, 제 2차단부(313c)에서 단차부(313d)의 중앙 부분이 제 2초점(F2) 에 위치하게 되는 경우 제 1헤드램프(310)는 전방 차량이 존재하지 않는 경우의 상향등의 광 조사 패턴을 가지게 되고, 몸체(313a)가 회전함에 따라 단차부(313b)에 의해 광 차단 영역이 증가하게 되는 것이다.
예를 들어, 제 2초점(F2) 부근에 단차부(313d)의 A 지점이 위치하는 경우 전방 차량이 존재하지 않는 경우의 상향등 광 조사 패턴이고, 몸체(313a)가 회전하여 제 2초점(F2)에 B 지점이 가까워질수록 광 차단 영역이 증가하여 암영대를 형성하는 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제 2헤드램프가 도시된 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제 2헤드램프가 도시된 측면이 도시된 개략도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제 2헤드램프에 포함된 광차단부가 도시된 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 제 2헤드램프(320)는 제 1헤드램프(310)와 유사하게 리플렉터(321), 광원(322), 광차단부(323) 및 렌즈(324)를 포함하고, 광차단부(323)는 몸체(323a), 제 1차단부(323b), 제 2차단부(323c) 및 단차부(323d)를 포함할 수 있다.
제 2헤드램프(320)의 각 구성 요소들(321, 322, 323, 324)의 기능은 제 1헤드램프(310)와 유사하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 하며, 광차단부(323)의 설치 방향은 차량(10)의 중심을 기준으로 제 1헤드램프(310)와 반대 방향인 우측 방향에 대해 광을 조사하고, 광 조사 패턴을 변환하기 때문에 제 1헤드램프(320)와 그 설치 방향이 반대가 되는 것을 알 수 있다.
따라서, 제 2헤드램프(320)에서는 제 2초점(F2) 부근에 A' 지점이 위치하는 경우 전방 차량이 존재하지 않는 경우의 광 조사 패턴이고, 몸체(323a)가 회전하여 제 2초점(F2) 부근에 B' 지점이 가까워질수록 광 차단 영역이 증가되어 암영대를 형성하는 것이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 헤드램프에 의한 광 조사 패턴 및 노면 패턴이 도시된 개략도이다.
도 8은 차량(10) 전방에 전방 차량이 존재하지 않는 경우의 상향등에 대한 광 조사 패턴 및 노면 패턴으로서, 제 1헤드램프(310)의 제 2차단부(313c)에서 A지점이 제 2초점(F2) 부근에 위치하며, 제 2헤드램프(320)의 제 2차단부(323c)에서 A' 지점이 제 2초점(F2) 부근에 위치하게 된다.
도 9는 차량(10)의 전방 차량(20)으로서 대향 차량이 존재하는 경우의 상향등에 대한 광 조사 패턴 및 노면 패턴으로서, 대향 차량이 존재하는 경우 제 1헤드램프(310)의 광차단부(313)가 회전하여 단차부(313d)의 B지점이 제 2초점(F2) 부근에 위치하게 되며, 이로 인해 대향 차량의 위치에 따른 암영대(D)를 형성할 수 있게 되며, 제 2헤드램프(320)의 제 광차단부(323)는 회전되지 않고 A' 지점이 제 2초점(F2) 부근에 위치하게 된다.
도 10은 차량(10)의 전방 차량(20)으로서 선행 차량, 특히 다른 차선으로 주행하는 선행 차량이 존재하는 경우의 상향등에 대한 광 조사 패턴 및 노면 패턴으로서, 다른 차선의 선행 차량이 존재하는 경우 제 2헤드램프(320)의 광차단부(323)이 회전하여 단차부(323d)의 B'지점이 제 2초점(F2) 부근에 위치하게 되며, 이로 인해 다른 차선의 선행 차량(22)에 대한 암영대(D)를 형성할 수 있게 되며, 제 1헤드램프(310)의 광차단부(313)은 회전되지 않고 A 지점이 제 2초점(F2) 부근에 위치하게 된다.
도 11은 차량(10)의 전방 차량(20)으로서 선행 차량, 특히 동일한 차선으로 주행하는 선행 차량이 존재하는 경우의 상향등에 대한 광 조사 패턴으로서, 동일한 차선의 선행 차량이 존재하는 경우 제 1헤드램프(310)의 광차단부(313) 및 제 2헤드램프(320)의 광차단부(323)가 각각 회전하여 각 단차부(313d, 323d)의 B 및 B' 지점이 제 2초점(F2)에 위치하게 되며, 이로 인해 동일 차선의 선행 차량에 대한 암영대(D)를 형성할 수 있게 된다.
전술한 도 8 내지 도 11에서는 제 1헤드램프(310) 및 제 2헤드램프(320)의 단차부(313d, 323d)에서 A, A', B, B' 지점만 제 2초점(F2) 부근에 위치하는 것을 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로서, 이에 한정되지 않고 전방 차량의 위치나 거리에 따라 A에서 B 사이의 임의의 지점과 A'에서 B' 사이의 임의의 지점이 제 2초점(F2) 부근에 위치하여 적절한 암영대를 형성할 수 있다.
한편, 전술한 본 발명의 실시예에서는 제 1헤드램프(310) 및 제 2헤드램프(320)에 각각 포함된 광차단부(313, 323)를 회전시켜 전방 차량의 위치에 따른 암영대를 형성하는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 도 12와 같이 전방 차량이 차량(10)의 중심 라인(C)으로부터 일정 각도 범위(θ) 내에 존재하는 경우에는 제 1헤드램프(310) 및 제 2헤드램프(320) 중 하나 이상을 회전시켜 암영대를 형성할 수도 있다. 이때, 제 1헤드램프(310) 및 제 2헤드램프(320)가 회전 가능한 범위는 양측이 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있으며, 회전 가능한 범위는 차종이나 도로 상황 등에 따라 변경될 수 있다.
예를 들어, 도 13과 같이 전방 차량(20)으로서 대향 차량이 전술한 도 12의 일정 각도 범위(θ) 내에 존재하는 경우라면, 대향 차량의 위치에 따라 광 차단 영역을 조절하는 것이 아니라 제 1헤드램프(310)를 회전시켜 암영대(D)를 형성할 수 있는 것이다. 이때, 도 13에서는 대향 차량에 대하여 제 1헤드램프(310)만을 회전시켜 암영대(D)를 형성하는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로서, 이에 한정되지 않고 제 1헤드램프(310) 및 제 2헤드램프(320)를 모두 회전시킬 수도 있다.
도 14는 차량(10)의 전방에 복수의 전방 차량(20), 예를 들어 대향 차량과 선행 차량이 존재하는 경우 제 1헤드램프(310) 및 제 2헤드램프(320)를 회전시켜 암영대를 형성하는 경우의 일 예로서, 대향 차량과 선행 차량이 모두 전술한 도 12의 일정 각도 범위(θ) 내에 존재하는 경우 제 1헤드램프(310) 및 제 2헤드램프(320)를 각각 회전시켜 암영대(D)를 형성할 수 있게 된다. 이와 같이, 차량 전방에 복수의 전방 차량이 존재하는 경우에는 암영대는 좌우측 최외각에 존재하는 전방 차량을 기준으로 형성될 수 있다.
제어부(400)는 위치 판단부(200)에서 판단된 전방 차량의 위치에 따라 헤드램프(300)의 회전 및 광 차단 영역 조절 중 하나 이상을 통해 헤드램프(300)의 광 조사 패턴을 제어함으로써 전방 차량의 위치에 따른 암영대를 형성할 수 있게 된다.
제어부(400)는 전방 차량이 차량의 중심 라인을 기준으로 일정 각도 범위(θ) 내에 존재하는 경우에는 헤드램프(300)의 회전을 통해 암영대를 형성할 수 있으며, 그렇지 않은 경우에는 광 차단 영역을 조절하여 암영대를 형성할 수 있다.
또한, 제어부(400)는 복수의 전방 차량이 존재하고, 일부는 일정 각도 범위(θ) 내에 존재하고, 나머지 일부는 일정 각도 범위(θ)를 벗어나 존재하는 경우라면 헤드램프(300)의 회전과 광 차단 영역 조절을 통해 각각 암영대를 형성할 수도 있다.
이때, 본 발명의 실시예에서는 제어부(400)가 전방 차량이 차량(10)의 중심 라인으로부터 일정 각도 범위(θ) 내에 존재하는 경우에는 헤드램프(300)의 회전을 통해 암영대를 형성하고, 그렇지 않은 경우에는 광 차단 영역을 조절하여 암영대를 형성하는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로서, 이에 한정되지 않고 전방 차량이 차량(10)의 중심 라인으로부터 일정 각도 범위(θ) 내에 존재하는 경우라도 광 차단 영역을 조절하여 암영대를 형성할 수도 있고, 일정 각도 범위(θ)를 벗어난 경우라도 헤드램프(300)의 회전을 통해 암영대를 형성할 수도 있다.
한편, 제어부(400)는 전술한 방법들을 통해 전방 차량의 위치에 따른 암영대를 형성한 후, 암영대를 최적화할 수 있다. 예를 들어, 제어부(400)는 형성된 암영대가 전방 차량의 폭보다 넓어 운전자의 시야 확보에 방해가 되는 경우 제 1헤드램프(310) 및 제 2헤드램프(320) 중 하나 이상을 차량(10) 내측 방향으로 회전시켜 암영대를 감소시킴으로써 운전자의 시야를 최대한 확보할 수 있는 것이다.
예를 들어, 도 15와 같이, 제 1헤드램프(310)의 광 차단 영역을 조절하여 암영대를 형성한 경우 도 16과 같이, 제 2헤드램프(320)를 차량 내측 방향으로 회전시켜 암영대의 좌측 끝단 및 우측 끝단 중 하나 이상의 전방 차량에 근접하여도록 하여 암영대를 최적화함으로써 운전자의 시야를 최대한 확보할 수 있는 것이다.
또한, 도 17과 같이 제 1헤드램프(310) 및 제 2헤드램프(320)가 모두 광 차단 영역을 조절하여 암영대를 형성한 경우, 도 18과 같이, 제 1헤드램프(310) 및 제 2헤드램프(320)를 모두 차량(10) 내측 방향으로 회전시켜 암영대의 좌측 끝단 및 우측 끝단 중 하나 이상의 전방 차량에 근접하도록 하여 암영대를 최적화함으로써 운전자의 시야를 최대한 확보할 수 있는 것이다.
본 발명의 실시예에서 암영대를 최적화하는 것은 헤드램프(300)의 회전 및 광 차단 영역 조절 중 하나 이상을 통해 형성된 암영대가 전방 차량의 폭보다 넓을 경우 불필요한 암영대가 존재하기 때문에 이를 제거하는 것으로 이해될 수 있으며, 이와 더불어 1헤드램프(310) 및 제 2헤드램프(320) 중 어느 하나가 광 차단 영역의 증가되어 암영대가 형성된 후 광 차단 영역의 증가로 인해 상실되는 고조도 영역의 보상을 위해서도 다른 하나를 회전시켜 다른 하나의 고조도 영역으로 인해 운전자의 시야를 최대한 확보하기 위해서 회전시킬 수 있다.
예를 들어, 제 1헤드램프(310)에서 전방 차량이 존재하지 않는 경우에는 도 19와 같이 고조도 영역이 존재하게 되나, 전방 차량의 위치에 따라 광 차단 영역이 증가되는 경우에는 도 20과 같이 고조도 영역이 상실되는 경우가 발생하게 된다. 따라서, 제 1헤드램프(310)의 광 차단 영역 증가로 인해 고조도 영역이 상실된 경우라도 제 2헤드램프(320)의 고조도 영역은 유지되고 있기 때문에 제 2헤드램프(320)를 차량(10) 내측 방향으로 회전시켜 운전자의 시야를 최대한 확보할 수 있도록 하는 것이다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 제 1헤드램프(310) 및 제 2헤드램프(320) 중 하나 이상이 암영대 최적화를 위해 차량 내측 방향으로 회전한 경우 차량 외측 방향에 전방 차량의 시야와는 무관하게 발생되는 암영대를 보상하기 위하여 보조 광원이 설치될 수도 있다.
예를 들어, 전술한 도 18과 같이 전방 차량(20)으로서 동일 차선의 선행 차량이 존재하는 경우, 제 1헤드램프(310) 및 제 2헤드램프(320)의 광 차단 영역이 증가되어 암영대(D)를 형성하고, 형성된 암영대(D)의 최적화를 위해 제 1헤드램프(310) 및 제 2헤드램프(320)가 차량(10) 내측 방향으로 회전된 경우 차량 외측 방향에는 제 1헤드램프(310) 및 제 2헤드램프(320)의 회전으로 인한 암영대가 형성될 수 있는데, 이를 보상하기 위하여 차량 외측 방향에 대해 별도의 보조 광원을 설치함으로써 이를 보상할 수 있도록 하는 것이다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드램프 제어 방법이 도시된 순서도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드램프 제어 방법은, 먼저 영상 획득부(100)에서 주행 방향 전방의 영상을 획득하게 된다(S110).
주행 방향 전방의 영상이 획득되면, 위치 판단부(200)는 전방 차량의 위치를 판단하게 된다(S120).
제어부(400)는 판단된 전방 차량의 위치에 따라 암영대를 결정하게 된다(S130). 이때, 제어부(400)는 복수의 전방 차량이 존재하는 경우에는 좌우측 최외각에 존재하는 전방 차량을 기준으로 암영대를 결정할 수 있다.
제어부(400)는 전방 차량이 차량의 중심 라인으로부터 일정 각도 범위 내에 존재하는 경우(S140), 헤드램프(300)의 회전을 통해 암영대를 형성하게 되고(S150), 그렇지 않은 경우에는 헤드램프(300)의 광 차단 영역을 조절하여 암영대를 형성하게 된다(S160).
전술한 도 21에서는 전방 차량의 위치에 따라 헤드램프(300)의 회전 및 헤드램프(300)의 광 차단 영역 조절 중 어느 하나를 통해 암영대를 형성하는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로서, 이에 한정되지 않고 전방 차량의 수나 위치에 따라 헤드램프(300)의 회전 및 광 차단 영역 조절에 의한 암영대 형성 방법이 혼용될 수도 있다. 예를 들어, 복수의 전방 차량이 존재하고 일부는 일정 각도 범위 내에 존재하고, 나머지는 일정 각도 범위를 벗어난 경우라면 헤드램프(300)의 회전 및 광 차단 영역 조절에 의한 암영대 형성 방법이 혼용될 수 있는 것이다.
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 암영대 최적화 방법이 도시된 순서도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 암영대 최적화 방법은, 먼저 전방 차량의 위치에 따라 헤드램프(300)의 회전 및 광 차단 영역 조절 중 하나 이상을 통해 암영대를 형성하게 된다(S210).
이후, 형성된 암영대의 양끝단 중 어느 하나가 전방 차량에 근접하도록 헤드램프(300)를 회전시키게 된다(S220).
예를 들어, 하나의 전방 차량만이 존재한다면 전방 차량의 위치에 따라 헤드램프(300)의 회전 및 광 차단 영역 중 하나 이상을 조절하여 암영대를 형성하고, 암영대의 폭이 전방 차량의 폭보다 넓은 경우를 위해 헤드램프(300)를 회전시켜 암영대의 양끝단 중 하나 이상을 전방 차량에 근접시키는 것이다.
또한, 복수의 전방 차량이 존재한는 경우 전방 차량의 폭은 좌우측 최외각에 존재하는 전방 차량 간의 폭으로 볼 수 있으며, 이 경우에도 헤드램프(300)를 회전시켜 암영대의 양끝단을 각각 좌측 최외각에 존재하는 전방 차량에 근접시키고, 우측 최외각에 존재하는 전방 차량에 근접시킴으로써 암영대를 최적화시킬 수 있는 것이다.
그리고, 전술한 도 22에서 S210 단계 이전에 형성된 암영대의 폭이 전방 차량의 폭보다 좁은 경우에는 암영대가 정상적으로 형성된 것이 아니기 때문에 전술한 도 21의 전방 차량의 위치 판단이나 암영대 결정 과정을 다시 수행하여 암영대를 형성한 다음, 전술한 도 22의 암영대 최적화 과정이 수행될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 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. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 영상 획득부 200: 위치 판단부
300: 헤드램프 310: 좌측 헤드램프
320: 우측 헤드램프 311, 321: 리플렉터
312, 322: 광원 313, 323: 광차단부
313a, 323a: 몸체 313b, 323b: 제 1차단부
313c, 323c: 제 2차단부 313d. 323d: 단차부

Claims (21)

  1. 주행 방향 전방의 영상을 획득하는 영상 획득부;
    상기 획득된 영상에 따라 전방 차량의 위치를 판단하는 위치 판단부;
    광원으로부터 발생된 광의 일부가 차단되어 형성되는 광 조사 패턴에 따라 광이 조사되는 제 1헤드램프 및 제 2헤드램프를 포함하는 헤드램프; 및
    상기 판단된 위치에 따라 상기 헤드램프의 회전 및 광 차단 영역 조절 중 하나 이상을 통해 상기 헤드램프의 상기 광 조사 패턴을 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 전방 차량이 차량의 중심 라인으로부터 일정 각도 범위 내에 존재하는지의 여부에 따라 상기 헤드램프의 회전 및 상기 광 차단 영역 조절 중 어느 하나를 통해 상기 전방 차량의 위치에 따른 암영대를 형성하며,
    상기 제어부는,
    상기 차량의 중심 라인을 기준으로 일정 각도 범위를 벗어나 상기 전방 차량이 존재하는 경우, 상기 제 1헤드램프 및 상기 제 2헤드램프 중 하나 이상의 광 차단 영역을 조절하여 상기 암영대를 형성하고,
    상기 헤드램프는,
    원통형의 회전 가능한 몸체에 형성되어 광을 차단하는 제 1차단부 및 제 2차단부를 포함하는 광 차단부를 포함하며,
    상기 제 2차단부는,
    상기 제 1차단부의 일측에 형성되어 상향등의 광 조사 패턴에 따라 광의 일부를 차단하며, 상기 몸체의 장축 방향과 소정 각도로 형성되는 단차부를 포함하는 차량용 헤드램프 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 형성된 암영대의 양끝단 중 하나 이상이 상기 전방 차량에 근접하도록 상기 헤드램프를 회전시키는 차량용 헤드램프 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1차단부는,
    상기 몸체에 형성되어 차량의 주행 환경에 따른 광 조사 패턴별로 광의 일부를 차단하는 차량용 헤드램프 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 전방 차량의 위치에 따라 상기 몸체를 회전시켜 상기 제 2차단부에 의한 광 차단 영역을 조절하여 상기 상향등의 광 조사 패턴을 제어하는 차량용 헤드램프 제어 장치
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 단차부는,
    일단이 상기 몸체의 중앙 부분에 형성되어 상기 몸체의 둘레를 따라 상기 몸체의 일단에 가까워지도록 연장되는 차량용 헤드램프 제어 장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량의 중심 라인을 기준으로 일정 각도 범위 내에 상기 전방 차량이 존재하는 경우, 상기 제 1헤드램프 및 상기 제 2헤드램프 중 하나 이상을 회전시켜 상기 암영대를 형성하는 차량용 헤드램프 제어 장치.
  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 형성된 암영대의 양끝단 중 하나 이상이 상기 전방 차량에 근접하도록 상기 제 1헤드램프 및 상기 제 2헤드램프 중 적어도 하나를 회전시키는 차량용 헤드램프 제어 장치.
  11. 제 2 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    복수의 전방 차량이 존재하는 경우, 좌우측 최외각에 존재하는 전방 차량을 기준으로 상기 암영대를 형성하는 차량용 헤드램프 제어 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 헤드램프에서 차량 외측 방향에 설치되어 상기 헤드램프가 상기 차량 내측 방향으로 회전하는 경우 구동되는 보조 광원을 더 포함하는 차량용 헤드램프 제어 장치.
  13. 주행 방향 전방의 영상을 획득하는 단계;
    상기 획득된 영상에 따라 전방 차량의 위치를 판단하는 단계; 및
    상기 판단된 위치에 따라 광원으로부터 발생된 광의 일부가 차단되어 형성되는 광 조사 패턴에 따라 광이 조사되는 제 1헤드램프 및 제 2헤드램프를 포함하는 헤드램프의 회전 및 광 차단 영역 중 하나 이상을 통해 상기 헤드램프의 상기 광 조사 패턴을 제어하는 단계를 포함하며,
    상기 광 조사 패턴을 제어하는 단계는,
    상기 판단된 위치를 기초로 상기 전방 차량이 차량의 중심 라인으로부터 일정 각도 범위 내에 존재하는지의 여부에 따라 상기 헤드램프의 회전 및 상기 광 차단 영역의 조절 중 어느 하나를 통해 상기 전방 차량의 위치에 따른 암영대를 형성하며,
    상기 광 조사 패턴을 제어하는 단계는,
    상기 판단된 위치에 따라 상기 제 1헤드램프 및 상기 제 2헤드램프의 회전 및 광 차단 영역 조절 중 하나를 통해 상기 암영대를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 광 조사 패턴을 제어하는 단계는,
    상기 헤드램프가 차량 내측 방향으로 회전된 경우 상기 차량의 외측 방향에 형성된 암영대를 보상하는 단계를 포함하는 차량용 헤드램프 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 광 조사 패턴을 제어하는 단계는,
    상기 형성된 암영대의 양끝단 중 하나 이상이 상기 전방 차량에 근접하도록 상기 헤드램프를 회전시키는 단계를 포함하는 차량용 헤드램프 제어 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 광 조사 패턴을 제어하는 단계는,
    상기 차량의 중심 라인을 기준으로 일정 각도 범위 내에 상기 전방 차량이 존재하는 경우, 상기 제 1헤드램프 및 상기 제 2헤드램프 중 하나 이상을 회전시켜 상기 암영대를 형성하는 단계를 포함하는 차량용 헤드램프 제어 방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 광 조사 패턴을 제어하는 단계는,
    상기 차량의 중심 라인을 기준으로 일정 각도 범위를 벗어나 상기 전방 차량이 존재하는 경우, 상기 제 1헤드램프 및 상기 제 2헤드램프 중 하나 이상의 광 차단 영역을 조절하여 상기 암영대를 형성하는 단계를 포함하는 차량용 헤드램프 제어 방법.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 광 조사 패턴을 제어하는 단계는,
    상기 형성된 암영대의 양끝단 중 하나 이상이 상기 전방 차량에 근접하도록 상기 제 1헤드램프 및 상기 제 2헤드램프 중 적어도 하나를 회전시키는 단계를 포함하는 차량용 헤드램프 제어 방법.
  20. 제 14 항, 제 17 항 및 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 조사 패턴을 제어하는 단계는,
    복수의 전방 차량이 존재하는 경우, 좌우측 최외각에 존재하는 전방 차량을 기준으로 상기 암영대를 형성하는 단계를 포함하는 차량용 헤드램프 제어 방법.
  21. 삭제
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