KR102273381B1 - 차량용 헤드램프 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 광원(2)을 포함하는 자동차용 헤드램프 모듈(1)에 관한 것이며, 광로에서 상기 광원의 하류에는 적어도 하나의 편향 미러(3), 마이크로 미러 어레이(4) 및 렌즈(5)가 배치되며, 적어도 하나의 광원에 의해 방출되는 광은 편향 미러를 통해 제어 장치에 의해 활성화되는 마이크로 미러 어레이 상으로 반사되며, 그리고 이 마이크로 미러 어레이 상에서 생성되는 광 패턴은 렌즈를 통해 조명 패턴으로서 교통 공간 내에 투영되며, 렌즈와 미러는, 렌즈 영역(10-3) 및 미러 영역(105)을 포함하는 렌즈-미러 블록(10)으로서 일체형으로 형성된다.

Description

차량용 헤드램프 모듈
본 발명은 적어도 하나의 광원을 포함하는 자동차용 헤드램프 모듈에 관한 것이며, 광로에서 광원의 하류에는 적어도 하나의 편향 미러, 마이크로 미러 어레이 및 렌즈가 배치되며, 적어도 하나의 광원에 의해 방출되는 광은 편향 미러를 통해 제어 장치에 의해 활성화되는 마이크로 미러 어레이 상으로 반사되며, 그리고 이 마이크로 미러 어레이 상에서 생성되는 광 패턴(light pattern)은 렌즈를 통해 조명 패턴(lighting pattern)으로서 교통 공간(traffic space) 내에 투영된다.
상기 유형의 헤드램프 모듈들은 공지되어 있으며, 그리고 예컨대 DE 10 2014 219 799 A1호에, 또는 JP 2015138763 A호에 기술되어 있다.
헤드램프들의 경우, 대개 매우 조밀한 구조 형상에 대한 수요가 존재하며, 헤드램프의 조립은 간단하게, 그리고 필요한 정확도가 고려되면서 수행되어야 한다.
본 발명의 과제는, 상기 수요에 각각 부합하는 헤드램프 모듈 및 헤드램프를 제공하는 것에 있다.
상기 과제는, 최초에 언급한 유형의 헤드램프에 있어서, 본 발명에 따라서 렌즈와 미러가, 렌즈 영역 및 미러 영역을 포함하는 렌즈-미러 블록으로서 일체형으로 형성되는 것인, 상기 헤드램프에 의해 해결된다.
본 발명에 따른 해결책의 경우 소수의 개별 부품들(individual part)만이 요구되기 때문에, 조립 시 의도되는 간소화가 달성되고 그 밖에도 미러와 렌즈의 상호 간의 조정이 생략될 뿐만 아니라, 재료 비용 및 작업 시간 역시도 절약된다. 본 발명의 또 다른 장점은 개별 구성부품들(individual component)의 개수가 감소되는 것을 통해 공차 체인이 단축된다는 점이며, 그럼으로써 제조 공정은 간소화되고 헤드램프의 상대적으로 더 정확한 조립이 가능해진다.
바람직한 실시예에서, 적어도 하나의 광원으로 향해 있는 렌즈-미러 블록의 표면 상에서 미러 영역 상에는 반사 코팅층이 적층된다.
또한, 렌즈의 하류에는 적어도 하나의 추가 광학계(additional optical system)가 배치될 수 있다.
또 다른 적합한 실시예는, 적어도 하나의 광원으로 향해 있는 렌즈-미러 블록의 표면에서 렌즈 영역을 에워싸는 관통 영역 상에는 빔 시준기 코팅층(beam collimator coating layer)이 적층되는 것을 특징으로 한다.
많은 사례에서 바람직한 것으로서 입증된 점에 따르면, 적어도 하나의 광원으로 향해 있는 렌즈-미러 블록의 표면은 오목하게 형성되고 이에 대향하는 외면은 볼록하게 형성된다.
바람직한 실시예들에서, 적어도 하나의 광원은 적어도 하나의 레이저 다이오드/LED와 이의 하류에 배치되는 집속 렌즈를 포함한다.
또한, 본 발명은 상기에서 특징을 언급한 것과 같은 적어도 하나의 헤드램프 모듈을 구비하는 헤드램프 역시도 포함한다.
추가 장점들과 함께 본 발명은 하기에서 도면에 분명하게 도시되어 있는 예시의 실시형태에 따라서 기술된다.
도 1은 종래 기술에 따르는 광원, 편향 미러, 마이크로 미러 어레이 및 렌즈의 어셈블리를 도시한 개략도이다.
도 2는 도 1의 기본 개략도에 따르는 헤드램프 램프의 구성이지만 부분적으로 절단하여 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따르는 광원, 편향 미러, 마이크로 미러 어레이 및 렌즈의 어셈블리를 도시한 개략적 사시도이다.
도 4는 렌즈-미러 블록으로서 미러 및 렌즈를 본 발명에 따라 형성한 실시예를 도시한 사시도이다.
도 5는 베젤에 의해 덮여 있는 렌즈-미러 블록을 포함하는 본 발명에 따른 헤드램프 모듈을 전방에서 비스듬하게 보고 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5에 따르는 헤드램프 모듈이지만, 그러나 부분적으로 절단하여 도시한 사시도이다.
도 7은 도 6과 유사하지만 베젤의 다른 유형을 포함하는 본 발명에 따른 헤드램프 모듈을 도시한 도면이다.
우선, 도 1을 참조하면, 광로(15)와 관련하여 매우 간소화된 도면으로 도시되어 있는 헤드램프 모듈(1) 또는 헤드램프 유닛의 기본적인 구성을 확인할 수 있다. 전원공급장치, 전자 제어장치, 장착 브래킷들(mounting bracket), 추가 광학 부재들 등처럼 모듈(1)의 작동을 위해 필요한 부품들은 마찬가지로 간소화를 위해 도면에는 생략되어 있다.
여기서는 하류에 배치되는 집속 렌즈(L1, L2, L3)들을 구비한 3개의 레이저 다이오드 또는 LED 칩(LED1, LED2, LED3)으로 구성되는 광원(2)(도 3 참조)은 자신에 의해 방출되는 광을 편향 미러(3)를 통해 마이크로 미러 어레이(4)의 활성 표면 상으로 송출한다. 지능형으로 활성화되는 개별 마이크로 미러들은 패턴을 생성하며, 이 패턴은 렌즈(5)를 통해 조명 패턴으로서 일반적으로 자동차의 전방에 위치하는 교통 공간 내에 투영된다.
도 2에는, 종래 기술적 디자인으로서 적용되는 도 1에 도시된 기본적인 구성이 도시되어 있으며, 동일한 부재들에는 도 1에서와 동일한 도면부호들이 부여되어 있다. 여기서도 일반적으로 LED 칩들과 같은 개별 광원들로도 구성될 수 있는 광원(2)이 확인되며, 또한, 자신의 반사 표면이 여기서 오목하게 만곡되어 있는 것이면서 헤드램프 모듈의 방사 방향으로 그 상류에 배치되는 미러(3)도 확인되며, 그리고 추가로 광원(2)의 안쪽 및 상부에 위치해 있는 마이크로 미러 어레이(4)도 확인된다. 마이크로 미러 어레이(4)의 상류에는, 미러(3)의 상부에 위치하는 방식으로, 렌즈(5)가 배치되며, 여기서 렌즈는 양쪽이 볼록한 유리체(glass body)로서 형성된다. 또한, 모듈(1)의 본체(6)도 확인되되, 이 본체 내에는 마이크로 미러 어레이(4) 및 광원들의 회로기판(7)이 지지되며, 그리고 본체는 어셈블리의 필요한 안정성 및 경우에 따라서는 냉각 역시도 제공한다. 미러(3)를 위해 자체의 미러 장착 브래킷(8)이 제공되며, 그리고 렌즈(5)는 상응하는 홀더(9) 내에서 파지된다.
세심한 조정 역시도 필요로 하는 개별 부품들의 필요한 개수를 제외하고도, 대부분, 미러가 전방 방향으로 미려한 디자인 베젤(design bezel)을 통해 덮여야 하지만, 그러나 렌즈는 자유롭게 유지되어야 하는 문제가 발생한다. 상기 부품들은 의도되는 조밀한 구성으로 인해 서로 가깝게 나란히 위치하기 때문에, 이런 경우 커버 베젤이 보통 투박하게 보이게 하므로 설계자 및 디자이너에게 문제가 된다.
그에 반해, 도 3에는, 본 발명에 따른 헤드램프 모듈(1)의 기본적인 구성이 도시되어 있으며, 여기서도 또 다시 동일한 도면부호들은 동일하거나 유사한 부품들을 위해 이용된다. 여기서 핵심은, 렌즈와 미러가, 렌즈 영역(10-3) 및 미러 영역(10-5)을 포함하는 렌즈-미러 블록(10)으로서 일체형으로 형성된다는 점이다. 렌즈-미러 블록(10)은 유리로 일체형으로 제조된다. 간소화를 위해, "유리"란 용어가 이용되되, 본원 명세서 및 특허청구범위에서 이용되는 상기 용어는 종래 광학계의 의미에서 유리의 광학 특성들을 보유하기는 하지만, 그러나 필연적으로 물리적 의미에서의 유리일 필요가 없는 재료를 의미한다. 그에 따라, 렌즈 재료는 무정형일 필요는 없으며, 그리고 동일하게 결정질 또는 플라스틱일 수도 있으며, 그리고 어느 경우에든 투명해야 하고 광굴절 특성들을 보유해야 한다. 그러나 광학 유리가 관례적인 의미에서 선호되는데, 그 이유는 광학 유리가 렌즈의 높은 정확도 및 내열성을 가장 적합하게 보장하기 때문이다.
또한, 이하, 렌즈-미러 블록(10)의 일 실시형태가 도시되어 있는 도 4에서도 확인되는 것처럼, 광원(2)으로 행해 있는 렌즈-미러 블록(10)의 표면에서 미러 영역(10-5) 상에는 반사 코팅층(11), 예컨대 고반사성 Ag 또는 Al 코팅층이 적층된다. 또한, 도 4의 실시예에 따라서, 렌즈 영역(10-3)은, 대비를 감소시키는 미광(stray light)을 방지하기 위해, 광을 위해 단지 원형 관통 영역(13)만을 릴리스하는 빔 시준기 코팅층(12)을 포함한다. 바람직한 방식으로, 상기 빔 시준기 코팅층(12)은 미러 코팅층과 동일한 재료로 구성될 수 있다. 또 다른 바람직한 실시형태의 경우, 빔 시준기 코팅층은, 예컨대 2-성분 사출 성형 기술 또는 다른 코팅 공정에 의해 적층되어 가시광을 흡수하는 재료로 구성될 수 있다.
바람직하고 도시된 실시형태의 경우, 광원으로 향해 있으면서 내면으로서도 지칭될 수 있는 렌즈-미러 블록(10)의 표면은 실질적으로 오목하게 형성되며, 그에 반해 그 반대되는 표면 또는 외면은 볼록하게 형성된다. 그러나 모든 표면은 각각의 광 기술적 요건에 상응하게 다른 형태로도, 예컨대 평면으로, 볼록하게, 또는 오목하게 형성될 수 있다. 이는 특히 모듈(1) 내에서 경우에 따라서 이용되는 추가 광학 부재들(렌즈들)에 따라서 결정된다.
도 5 및 도 6에는, 본 발명에 따른 헤드램프 모듈(1)의 기술적 디자인으로서 적용되는 도 3에 도시된 기본적인 구성이 도시되어 있되, 동일한 부재들에는 선행 도면들에서와 동일한 도면부호들이 부여되며, 그리고 간소화를 위해 불가피하게 다시 기술되지는 않는다. 여기서도 어쨌든 렌즈-미러 블록(10)이 확인되되, 이 경우 관통 영역(13)을 제외한 전체 배면에는 반사 코팅층(11), 예컨대 Ag 코팅층이 구비된다. 그에 따라, 본 실시예의 경우, 계속하여 상부 방향으로 향하는 미러 코팅층(11)은 빔 시준기 코팅층으로서도 이용된다. 도 5는, 렌즈-미러 블록(10)의 배면을 전방에서부터 식별할 수 있도록 도시되어 있다.
추가로, 도 5 및 도 6에서는, 렌즈-미러 블록(10)을 빙 둘러서, 다시 말하면 측면 및 상부 및 하부에서 덮으면서 디자인 입력 데이터에 상응하게 형성된 날씬한 베젤(14) 역시도 확인할 수 있다.
도 7에 따른 실시예는, 광 출사로 인해 자연스럽게 요구되는 사항으로 베젤(14)이 여기서는 렌즈-미러 블록(10)의 미러 영역(10-5) 역시도 전방에서 덮음으로써 렌즈 영역(10-3)만이 덮이지 않는 점에서, 도 5 및 도 6에 따른 실시예와 구분된다.
렌즈 또는 렌즈 영역(10-3)은 헤드램프의 전방 폐쇄부를 형성할 수 있거나, 또는 커버 유리를 통해서도 전방 방향으로 보호될 수 있다.
또한, 동일하게, 렌즈의 하류에는, 재차 경우에 따라 커버 유리 내에 통합된 추가적인 광학계가 배치될 수 있으며, 그리고 광원과 렌즈-미러 블록 사이에도 또 다른 광학 부재들이 배치될 수 있다. 렌즈-미러 블록(10)의 영역들이면서 광기술 측면에서 중요한 상기 영역들의 바깥쪽에서는, 예컨대 모듈 내의 장착 브래킷과 관련하여 상기 디자인 입력 데이터 또는 기계적 요건들에 상응하게 임의의 형성이 가능할 수 있다.
1: 헤드램프 모듈
2: 광원
3: 미러
4: 마이크로 미러 어레이
5: 렌즈
6: 본체
7: 회로기판
8: 미러 장착 브래킷
9: 홀더
10: 렌즈-미러 블록
10-3: 렌즈 영역
10-5: 미러 영역
11: 반사 코팅층
12: 빔 시준기 코팅층
13: 관통 영역
14: 베젤
15: 광로
LED1, LED2, LED3: 레이저 다이오드, LED 칩
L1, L2, L3: 집속 렌즈

Claims (7)

  1. 적어도 하나의 광원(2)을 포함하는 자동차용 헤드램프 모듈(1)로서, 광로에서 상기 광원의 하류에는 적어도 하나의 편향 미러(3), 마이크로 미러 어레이(4) 및 렌즈(5)가 배치되며, 적어도 하나의 광원에 의해 방출되는 광은 편향 미러를 통해 제어 장치에 의해 활성화되는 마이크로 미러 어레이 상으로 반사되며, 그리고 상기 마이크로 미러 어레이 상에서 생성되는 광 패턴은 렌즈를 통해 조명 패턴으로서 교통 공간 내에 투영되는 것인, 상기 자동차용 헤드램프 모듈에 있어서,
    렌즈와 미러는, 렌즈 영역(10-3) 및 미러 영역(10-5)을 포함하는 렌즈-미러 블록(10)으로서 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드램프 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광원으로 향해 있는 상기 렌즈-미러 블록(10)의 표면에서 상기 미러 영역(10-5) 상에는 반사 코팅층(11)이 적층되는 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드램프 모듈.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 렌즈 영역(10-3)의 하류에 적어도 하나의 추가 광학계가 배치되는 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드램프 모듈.
  4. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광원(2)으로 향해 있는 상기 렌즈-미러 블록(10)의 표면에서 상기 렌즈 영역(10-3)을 에워싸는 관통 영역(13) 상에는 빔 시준기 코팅층이 적층되는 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드램프 모듈.
  5. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광원(2)으로 향해 있는 상기 렌즈-미러 블록(10)의 표면은 오목하게 형성되고 이에 대향하는 외면은 볼록하게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드램프 모듈.
  6. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광원(2)은 적어도 하나의 레이저 다이오드/LED와 이의 하류에 배치되는 집속 렌즈(L1, L2, L3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드램프 모듈.
  7. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항을 따르는 헤드램프 모듈(1)을 적어도 하나 포함하는 자동차 헤드램프.
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