KR102111239B1

KR102111239B1 - 차량용 램프 제어장치

Info

Publication number: KR102111239B1
Application number: KR1020190125811A
Authority: KR
Inventors: 김상유; 주재영
Original assignee: 한국광기술원
Priority date: 2019-10-11
Filing date: 2019-10-11
Publication date: 2020-05-14
Also published as: KR20190117465A

Abstract

본 발명은 램프장치의 기구 공차에 의한 광 균질도 오차를 개선하고 온/오프 제어를 통해 부드러운 배광제어가 가능한 차량용 램프 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 본 발명은 임의의 발광영역으로 빛을 출력하는 복수의 개별 LED로 이루어진 광원부; 및 상기 발광영역이 임의의 배광패턴을 형성하도록 상기 광원부의 개별 LED를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 발광영역은 상기 개별 LED가 형성하는 개별 발광영역의 일부를 서로 중첩하여 형성하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 램프장치의 기구 공차에 의한 광 균질도 오차를 개선할 수 있고, 디밍 제어를 대체하여 개별 LED 칩의 온/오프 제어를 통해 부드러운 배광제어가 가능한 장점이 있다.

Description

차량용 램프 제어장치{APPARATUS FOR CONTROLLING LAMP FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 램프 제어장치에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 램프장치의 기구 공차에 의한 광 균질도 오차를 개선하고 온/오프 제어를 통해 부드러운 배광제어가 가능한 차량용 램프 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량은, 야간 주행 시에 차량 주변에 위치한 대상물을 용이하게 확인하기 위한 조명 기능, 및 다른 차량이나 도로 이용자들에게 차량의 주행 상태를 알리기 위한 신호 기능을 가지는 램프를 구비한다.

차량에 장착되는 램프들 중, 헤드램프는 야간 주행 시에 운전자의 전방 시야를 확보하는 기능을 포함하는 램프로서, 일반적으로 차량 전방의 근거리에 빛이 조사되는 로우빔(하향빔)과 차량 전방의 원거리까지 빛이 조사되는 하이빔(상향빔)을 동시 또는 따로 조사할 수 있는 기능을 탑재하고 있다.

운전자의 입장에서는 로우빔과 하이빔을 동시에 조사하는 것이 차량 전방의 근거리 및 원거리에 대한 운전자의 시야를 동시에 확보할 수 있으므로 차량에 운행에 가장 안전한 방법이지만, 하이빔은 마주오는 대항 차량의 운전자 또는 마주오는 보행자의 눈부심을 유발하여 명순응 및 암순응에 소요되는 시간동안 시야를 확보할 수 없도록 하는 위험성을 안고 있다.

최근에는 운전자의 도로 시인성을 높여 보다 안전한 주행이 가능하도록 하기 위해, 차량 전방의 영상 이미지 등으로부터 대항 차량, 선행 차량, 보행자 등을 감지하고, 감지된 차량, 보행자 등이 위치하는 곳에는 하이빔이 조사되지 않도록 램프 조사각을 변화시키는 적응형 드라이빙 빔(Adaptive drive beam, ADB) 기술 및 차량이 야간에 헤드램프를 켜고 곡선로 주행할 때, 차량용 헤드램프는 곡선로에 대응되도록 좌우로 이동하여 운전자의 시인성을 향상시켜주는 다이내믹 벤딩 라이트(Dynamic Bending Lighting) 기능이 적용되고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 램프 제어장치를 이용한 배광 패턴을 나타낸 예시도로서, 도 1(a)는 복수의 LED 칩(11, 12, 13, 14, 15)이 일렬로 배치된 광원(10)과, 상기 광원(10)으로부터 발광된 빛이 일정 배광 영역(20), 예를 들면, M × N 매트릭스 형태의 배광 패턴을 형성하며 조사된다.

도 1(b)는 광원으로부터 발광된 빛의 배광 패턴을 나타낸 도면으로서, 전방에서 다가오는 대향 차량(30)이 있는 경우, 배광 패턴(40)은 상기 대향 차량(30)이 위치한 영역(41)을 제외한 나머지 영역에서 배광이 형성된다.

그러나 이러한 종래 기술에 따른 램프 제어장치는 개별 LED 칩(11, 12, 13, 14, 15)에 의해 형성되는 배광 패턴들의 경계선을 정확하게 일치시키는 것이 광학적으로나 기구적인 구성에서 어려운 문제점이 있다.

또한, 배광을 좁게 출력해야만 하여 광학적으로 구성하는 것이 매우 어렵고, 제조 비용이 증가하는 문제점이 있다.

또한, 배광이 형성되는 영역과 배광이 형성되지 않는 영역(41) 사이에서 컷-오프(Cut-Off)가 급격하게 이루어져 조명에 의한 밝고 어두운 상태가 극명하게 대비되어 운전자의 시점에서 볼 때 부자연스러운 배광을 제공하게 되는 문제점이 있다.

또한, 도 2는 종래 기술에 따른 램프 제어장치의 기구 공차로 인한 배광 패턴을 나타낸 예시도로서, 도 2(a)와 같이 광원(10)의 개별 LED 칩(11, 12, 13, 14, 15)이 제조과정 또는 설치과정에서 공차가 발생하면, 예를 들어, 제1 배광영역(21)과 제2 배광영역(22) 사이가 이격되어 벌어지는 영역(21a)이 발생하거나 또는 제2 배광영역(22), 제3 배광영역(23), 제4 배광영역(24) 및 제5 배광영역(25) 사이가 각각 중첩되는 영역(22a, 23a, 24a)이 발생하게 된다.

이러한 이격 영역(21a)과 중첩 영역(22a, 23a, 24a)은 도 2(b)와 같이, 형성되는 배광 패턴(40) 중에서 광량이 부족한 영역(42)과 광량이 오버되는 영역(43)이 발생하여 전체적으로 배광의 균질도가 낮아지는 문제점이 있다.

한국 등록특허공보 등록번호 제10-1491283호(발명의 명칭: 글래어프리하이빔 구현을 위한 차량용 헤드램프)

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 램프장치의 기구 공차에 의한 광 균질도 오차를 개선하고 온/오프 제어를 통해 부드러운 배광제어가 가능한 차량용 램프 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예는 횡방향으로 긴 장방형상의 개별 발광영역을 형성하는 LED가 M × N 매트릭스 형태의 횡방향으로 배치하되, 상기 LED는 장방형상의 개별 발광영역이 적어도 1/2 이상 서로 횡방향으로 중첩된 발광패턴을 형성하도록 배치되어, 상기 LED의 기구 공차 또는 설치과정에서 발생하는 오차로 인한 LED의 개별 발광영역 사이에 간극 영역의 발생을 방지하고, 중첩된 개별 발광영역이 2배의 광량을 형성하도록 이루어진 광원부; 상기 광원부의 LED를 제어하여 LED에 의해 형성되는 개별 발광영역이 임의의 배광패턴을 형성하도록 제어하는 제어부; 및 차량이 주행중인 도로의 정보, 차량의 전방에 위치한 선행 차량 및 대향 차량의 정보 중 적어도 하나 이상을 검출하여 상기 제어부로 출력하는 검출부를 포함하되, 상기 제어부는 상기 검출부로부터 선행 차량 또는 대향 차량에 대한 검출 정보와 검출된 차량의 위치정보가 검출되면, 상기 검출된 위치정보에 대응하여 중첩 배광패턴과, 오프 배광패턴과 1/2 중첩 배광패턴이 형성되도록 상기 광원부의 개별 LED를 온/오프 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 램프장치의 기구 공차에 의한 광 균질도 오차를 개선할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 디밍 제어를 대체하여 개별 LED 칩의 온/오프 제어를 통해 부드러운 배광제어가 가능한 장점이 있다.

도 1 은 종래 기술에 따른 램프 제어장치를 이용한 배광 패턴을 나타낸 예시도.
도 2 는 종래 기술에 따른 램프 제어장치의 기구 공차로 인한 배광 패턴을 나타낸 예시도.
도 3 은 본 발명에 따른 차량용 램프 제어장치의 구성을 나타낸 블록도.
도 4 는 본 발명에 따른 차량용 램프 제어장치의 배광 패턴을 나타낸 예시도.
도 5 는 본 발명에 따른 차량용 램프 제어장치를 이용한 배광 패턴의 제어과정을 나타낸 예시도.
도 6 은 본 발명에 따른 차량용 램프 제어장치의 기구 공차로 인한 배광 패턴을 나타낸 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 램프 제어장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 차량용 램프 제어장치의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 4는 본 발명에 따른 차량용 램프 제어장치의 배광 패턴을 나타낸 예시도이다.

도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 램프 제어장치(100)는 광원부(110)와, 제어부(120)와 검출부(130)를 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 실시예에서는 헤드램프를 실시예로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 테일램프, 브레이크램프, 포그램프, 좌/우 회전램프, 포지션램프 등과 같이 차량에 설치되는 다양한 램프일 수 있다.

상기 광원부(110)는 임의의 발광영역(200)으로 빛을 출력하는 구성으로서, 복수의 개별 LED 즉 LED 1(111), LED 2(112)‥ LED n(113)으로 이루어지고, 상기 LED 1(111), LED 2(112)‥ LED n(113)은 횡방향(또는 수평방향)으로 배치되며, 제어부(120)의 온/오프 제어를 통해 개별 제어된다.

또한, 상기 광원부(110)는 LED 1(111), LED 2(112)‥ LED n(113)이 M × N 매트릭스 형태로 배치될 수도 있으며, 당업자의 필요에 따라 선택적으로 변경 실시할 수 있다.

또한, 상기 광원부(110)는 LED를 광원으로 사용하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, LD(Laser Diode) 등의 반도체 발광소자를 이용할 수도 있다.

또한, 상기 광원부(110)의 LED 1(111), LED 2(112)‥ LED n(113)가 형성하는 발광영역(200)은 각 LED가 형성하는 개별 발광영역의 일부를 서로 중첩하여 형성되도록 이루어진다.

즉 도 4(a)와 같이, 상기 발광영역(200)은 복수의 개별 발광영역, 예를 들면, LED 1(111), LED 2(112)‥ LED n(113)이 각각 형성하는 제1 발광영역(210), 제2 발광영역(220), 제3 발광영역(230), 제4 발광영역(240) 및 제5 발광영역(250)들이 서로 중첩하여 결과적으로 일정한 배광패턴(300)을 형성할 수 있도록 한다.

본 실시예에서는 도면에 표시되는 제1 내지 제5 발광영역(210, 220, 230, 240, 250)의 종방향 크기를 다르게 하여 서로 구분될 수 있도록 표시하였을 뿐, 광량이나 종방향 발광영역의 크기는 모두 동일하게 이루어진다.

또한, 상기 제1 발광영역(210), 제2 발광영역(220), 제3 발광영역(230), 제4 발광영역(240) 및 제5 발광영역(250)은 서로 발광영역의 일부분이 서로 중첩될 수 있도록 횡방향(또는 수평방향)으로 길게 장방형상을 갖도록 개별 발광영역이 형성되며, 상기 개별 발광영역은 이웃한 개별 발광영역과 적어도 1/2 이상 중첩되도록 이루어진다.

즉 제1 발광영역(210)이 형성되는 구간(P1)과 제2 발광영역(220)이 형성되는 구간(P2)은 서로 중첩되는데, 바람직하게는 서로 1/2 영역만 중첩되도록 한다.

따라서, 상기 제2 발광영역(220)과 중첩되는 제1 발광영역(210) 1/2 구간은 상기 제2 발광영역(220)과 중첩되지 않는 제1 발광영역(210)의 나머지 1/2 구간보다 2배의 광량이 제공될 수 있다.

이러한 중첩을 이용한 광량의 증가는 저출력의 LED를 사용할 수 있고, 방열 문제를 개선할 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.

또한, 제2 발광영역(220)이 형성되는 구간(P2)과 제3 발광영역(230)이 형성되는 구간(P3)이 중첩되도록 하고, 제3 발광영역(230)이 형성되는 구간(P3)과 제4 발광영역(240)이 형성되는 구간(P4)이 중첩되도록 하며, 제4 발광영역(240)이 형성되는 구간(P4)과 제5 발광영역(250)이 형성되는 구간(P5)이 중첩되도록 전체적인 발광영역(200)이 형성되도록 함으로써, 도 4(b)와 같이 횡방향으로 장방형상을 갖는 배광패턴(300)이 형성될 수 있도록 한다.

상기 제어부(120)는 광원부(110)를 통해 출력되는 빛의 발광영역(200)이 임의의 배광패턴(300)을 형성하도록 상기 광원부(110)의 LED 1(111), LED 2(112)‥ LED n(113)을 제어한다.

또한, 상기 제어부(120)는 상기 광원부(110)의 LED 1(111), LED 2(112)‥ LED n(113)을 개별적으로 온/오프 제어하여 다양한 형상의 배광패턴(300)과, 부드러운 배광패턴이 형성될 수 있도록 제어한다.

상기 검출부(130)는 차량이 주행중인 도로의 정보, 차량의 전방에 위치한 선행 차량 및 대향 차량의 정보 중 적어도 하나 이상을 검출하여 상기 제어부(120)로 출력하는 구성으로서, 차량(미도시)에 설치된 카메라가 촬영한 영상으로부터 선행 차량 또는 대향 차량 등을 검출한다.

다음은 본 발명에 따른 램프 제어장치(100)의 동작과정을 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 차량용 램프 제어장치를 이용한 배광 패턴의 제어과정을 나타낸 예시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 차량용 램프 제어장치의 기구 공차로 인한 배광 패턴을 나타낸 예시도이다.

도 3, 도 5 및 도 6을 참조하면, 제어부(120)가 미리 설정된 발광패턴(300)을 형성하도록 광원부(110)의 LED 1(111), LED 2(112)‥ LED n(113)을 온 시키는 동작 제어신호를 출력한다.

검출부(130)로부터 선행 차량 또는 대향 차량에 대한 검출 정보와 검출된 차량의 위치정보가 검출되면, 제어부(120)는 상기 검출된 위치정보에 대응하는 광원부(110)의 LED를 오프시키는 동작 제어신호를 출력한다.

예를 들어, 도 5(a)에 나타낸 바와 같이, 차량이 검출된 임의의 위치가, 제3 발광영역(230)과 제4 발광영역(240)인 경우, 제어부(120)는 제1 발광영역(210)과 제2 발광영역(220)은 온 시키고, 제3 발광영역(230)과 제4 발광영역(240)은 오프시키며, 제5 발광영역(250)과 제6 발광영역(260)은 온 되도록 광원부(110)로 동작 제어신호를 출력한다.

상기 광원부(110)가 온/오프 제어되면, 제1 및 제2 발광영역(210, 220)이 중첩되는 구간(P1, P2)과, 제4 및 제5 발광영역(240, 250)이 중첩되는 구간(P4, P5)이 발생하고, 제3 및 제4 발광영역(230, 240)은 오프되어 도 5(b)와 같은 배광패턴(300)이 형성된다.

즉 2개의 발광영역이 중첩되는 P1 및 P2 구간과 P5 및 P6 구간은 중첩 배광패턴(310)이 형성되고, 오프영역인 P3 및 P4 구간은 오프 배광패턴(320)이 형성되며, P2 및 P3 구간과 P4 및 P5 구간은 1/2 중첩 배광패턴(330)이 형성되어 전체적으로 오프 배광패턴(320)을 중심으로 양쪽에 1/2 중첩 배광패턴(330)이 형성되어 완만한 컷-오프 배광패턴을 통한 부드러운 배광제어가 가능하게 된다.

또한, 광원부(110)의 개별 LED가 형성하는 발광영역을 중첩하도록 구성하면, 도 6(a)와 같이 각 발광영역 사이에 기구 공차 또는 설치과정에서 발생하는 오차로 인해 d1 및 d2와 같은 간극영역(270)이 발생해도 도 6(b)의 배광패턴(300)에서 알 수 있듯이 전체 배광패턴(300) 중에서 작은 간극(340)만이 발생하여 전체적인 광 균질도의 저하를 방지할 수 있게 된다.

따라서, 램프장치의 기구 공차에 의한 광 균질도 오차를 개선할 수 있고, 디밍 제어를 대체하여 개별 LED 칩의 온/오프 제어를 통해 부드러운 배광제어가 가능하게 된다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 해석은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

100 : 램프 제어장치
110 : 광원부
111 : LED 1
112 : LED 2
113 : LED n
120 : 제어부
130 : 검출부
200 : 발광영역
210 : 제1 발광영역
220 : 제2 발광영역
230 : 제3 발광영역
240 : 제4 발광영역
250 : 제5 발광영역
260 : 제6 발광영역
270 : 간극영역
300 : 배광패턴
310 : 중첩 배광패턴
320 : 오프 배광패턴
320 : 1/2 중첩 배광패턴
340 : 간극

Claims

횡방향으로 긴 장방형상의 개별 발광영역(210, 220, 230, 240, 250)을 형성하는 복수의 LED(111, 112, 113)가 M × N 매트릭스 형태의 횡방향으로 배치하되,
상기 LED(111, 112, 113)는 장방형상의 개별 발광영역(210, 220, 230, 240, 250)이 적어도 1/2 이상 서로 횡방향으로 중첩된 발광패턴(300)을 형성하도록 배치되어, 상기 LED(111, 112, 113)의 기구 공차 또는 설치과정에서 발생하는 오차로 인한 LED(111, 112, 113)의 개별 발광영역(210, 220, 230, 240, 250) 사이에 간극 영역(270)의 발생을 방지하고, 중첩된 개별 발광영역(210, 220, 230, 240, 250)이 2배의 광량을 형성하도록 이루어진 광원부(110);
상기 광원부(110)의 LED(111, 112, 113)를 제어하여 LED(111, 112, 113)에 의해 형성되는 장방형상의 개별 발광영역(210, 220, 230, 240, 250)이 임의의 배광패턴(300)을 형성하도록 제어하는 제어부(120); 및
차량이 주행중인 도로의 정보, 차량의 전방에 위치한 선행 차량 및 대향 차량의 정보 중 적어도 하나 이상을 검출하여 상기 제어부(120)로 출력하는 검출부(130)를 포함하되,
상기 제어부(120)는 상기 검출부(130)로부터 선행 차량 또는 대향 차량에 대한 검출 정보와 검출된 차량의 위치정보가 검출되면,
상기 광원부(110)의 개별 LED를 온/오프 제어하여 상기 검출된 차량의 위치에 대응하는 영역은 오프 배광패턴(320)이 형성되도록 하고, 상기 오프 배광패턴(320)을 중심으로 양쪽 영역에는 1/2 중첩된 배광패턴(330)이 형성되도록 하며, 나머지 영역에는 중첩 배광패턴(310)이 형성되도록 제어하여 상기 오프 배광패턴(320)에서 중첩된 배광패턴(330) 방향으로 경사구조의 컷-오프 배광패턴이 형성되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프 제어장치.