KR102408354B1 - 헤드라이트 및 작동 방법 - Google Patents

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오스람 오엘이디 게엠베하
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Abstract

예를 들어 차량용 헤드라이트(1)는 광학적 원시야를 픽셀 수준에서 조명하기 위한 픽셀화 구조물(pixellated structure)을 포함한다. 상기 헤드라이트는 광을 발생시키기 위한 제1 반도체 칩(31) 및 제2 반도체 칩(32)을 포함한다. 상기 제1 반도체 칩 및 상기 제2 반도체 칩(31, 32)은 각각 복수의 픽셀(33)을 포함한다. 제1 광학 수단(41)은 상기 제1 반도체 칩(31)의 광을 제1 상 배율(image scale)로 베이스 영역(B)으로 편향시키도록 설계되어 있다. 제2 광학 수단(42)을 통해 상기 제2 반도체 칩(32)의 광이 제2 상 배율로 밝은 영역(P)으로 편향된다. 상기 제2 상 배율은 상기 제1 상 배율의 0.3배 이상 0.7배 이하이고, 그 결과 상기 밝은 영역(P)은 상기 베이스 영역(B)보다 더 작다. 상기 밝은 영역(P)은 상기 베이스 영역(B) 내부에 위치한다.

Description

헤드라이트 및 작동 방법
본 발명은 헤드라이트에 관한 것이다. 그 밖에 본 발명은 헤드라이트의 작동 방법에 관한 것이다.
본 발명의 과제는 효율적으로 작동될 수 있고 높은 조명 강도를 제공할 수 있는 헤드라이트를 제시하는 것이다.
이와 같은 과제는 무엇보다 제1 항의 특징들을 갖는 헤드라이트에 의해 해결된다. 바람직한 개선예들은 나머지 청구항들의 대상이다.
특히 상기 헤드라이트는 디지털 방식으로 구동 제어 가능한, 조도 조절 가능한 LED들을 이용하여 광학적 원시야를 픽셀 수준에서 조명하기 위한 픽셀화 구조물(pixellated structure)을 포함한다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 헤드라이트는 제1 반도체 칩을 포함한다. 또한, 상기 헤드라이트는 제2 반도체 칩을 포함한다. 바람직하게 정확히 한 개의 제1 반도체 칩 및 정확히 한 개의 제2 반도체 칩이 존재한다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 제1 반도체 칩 및 제2 반도체 칩은 각각 광을 발생시키기 위해, 특히 가시광선을 발생시키기 위해 설계되어 있다. 상기 제1 반도체 칩 및 상기 제2 반도체 칩은 바람직하게 발광 다이오드 칩, 축약하여 LED-칩이다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 제1 반도체 칩 및 제2 반도체 칩은 각각, 화소로도 언급된 복수의 픽셀로 세분되어 있다. 상기 픽셀들은 전기적으로 서로 독립적으로 구동 제어될 수 있다. 그에 따라 상기 픽셀들은 서로 독립적으로 광을 발생할 수 있다. 바람직하게 상기 제1 반도체 칩 내부 및 상기 제2 반도체 칩 내부의 모든 픽셀들은 동일한 구조를 갖는다. 상기 픽셀들 내부에서는 바람직하게 추가 세분화가 이루어지지 않는다. 다시 말해, 이때 상기 픽셀들은 상기 반도체 칩들의 최소 전기 광학 유닛을 나타낸다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 헤드라이트는 제1 광학 수단을 포함한다. 상기 제1 광학 수단은 광학적으로 제1 반도체 칩 뒤에 배치되어 있다. 상기 제1 광학 수단을 통해 상기 제1 반도체 칩의 광은 제1 상 배율(image scale)로 베이스 영역으로 편향된다. 상기 베이스 영역은 예를 들어 직사각형이다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 헤드라이트는 제2 반도체 칩의 광을 제2 상 배율로 밝은 영역으로 편향시키는 제2 광학 수단을 포함한다. 상기 밝은 영역도 예를 들어 직사각형으로 형성되어 있다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 제2 상 배율은 제1 광학 수단의 상 배율의 최소 0.3배 또는 0.4배 및/또는 최대 0.7배 또는 0.6배이다. 특히 상기 제2 상 배율은 상기 제1 상 배율의 0.5배이다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 밝은 영역은 베이스 영역보다 더 작다. 바람직하게 상기 밝은 영역의 크기는 상기 베이스 영역의 최소 10％ 또는 15％ 또는 20％ 및/또는 최대 60％ 또는 50％ 또는 35％이다.
특히 상기 베이스 영역은 상기 밝은 영역의 4배만큼 크다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 밝은 영역은 부분적으로, 대부분 또는 완전히 베이스 영역 내부에 놓인다. "대부분"은 바람직하게 최소 50％ 또는 75％ 또는 90％를 의미한다. 특히 상기 밝은 영역의 둘레는 상기 베이스 영역의 연속 순환 트랙에 의해 둘러싸여 있다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 밝은 영역과 베이스 영역은 동일한 기하학적 기본 형태, 예를 들어 직사각형 기본 형태를 갖는다. 상기 밝은 영역의 기본 형태는 바람직하게 상기 베이스 영역의 기본 형태와 동일하게 방향 설정되어 있다. 다시 말해, 상기 2개의 기본 형태 사이에는 특히 비틀림이 없다. 예를 들어 상기 기본 형태들을 형성하는 직사각형들의 긴 측면들은 서로 평행하게 방향 설정되어 있다.
헤드라이트는 예컨대 자동차와 같은 차량을 위해 제공되어 있다. 상기 헤드라이트는 자동차 헤드라이트일 수 있다.
하나 이상의 실시 형태에서 헤드라이트는 광을 발생시키기 위한 제1 반도체 칩 및 마찬가지로 광을 발생시키기 위한 제2 반도체 칩을 포함한다. 상기 제1 반도체 칩 및 상기 제2 반도체 칩은 각각 복수의 픽셀을 포함한다. 제1 광학 수단은 상기 제1 반도체 칩의 광을 제1 상 배율로 베이스 영역으로 편향시키기 위해 설계되어 있다. 제2 광학 수단을 통해 상기 제2 반도체 칩의 광이 제2 상 배율로 밝은 영역으로 편향된다. 상기 제2 상 배율은 상기 제1 상 배율의 0.3배 이상 0.7배 이하, 바람직하게 0.4배 이상 0.6배 이하이고, 그 결과 상기 밝은 영역은 상기 베이스 영역보다 더 작다. 상기 밝은 영역은 적어도 대부분 상기 베이스 영역 내부에 위치한다.
본 출원서에서 기술되는 헤드라이트의 경우, 필드 오브 뷰(Field of View) 또는 축약하여 FoV로도 언급된 광학적 원시야의 조명이 μAFH로도 언급된 2개의 하이브리드 집적 LED-어레이-칩에 의해 이루어지고, 이때 AFH는 적응성 전방 헤드라이트(adaptive front headlight)를 나타낸다. 반도체 칩들은 각각, 바람직하게 대략 필요한 조명 영역의 종횡비(aspect ratio)에 상응하는 종횡비를 갖는데, 다시 말해 대략 4:1의 반도체 칩들의 종횡비에 상응하게 예를 들어 40° 대 10°의 가로세로비를 갖는다. 상기 조명 영역은 특히 밝은 영역에 대응한다. 이 경우, 바람직하게 2개의 동일한 반도체 칩이 서로 다른 상 배율들에 의해 상기 광학적 원시야 내로 투영된다.
상기 반도체 칩들 중 하나의 반도체 칩, 특히 제1 반도체 칩은 전체 FoV를 조명하고, 제2 반도체 칩은 바람직하게 절반의 상 배율로 수직 및 수평 방향으로 상기 FoV 내로 투영된다. 상기 제2 반도체 칩에 의해 발생한 밝은 영역은 수평 방향으로 바람직하게 밝은 영역에 대해 중심으로 또는 약간 편심으로 방향 설정되어 있다. 상기 밝은 영역은 수직 방향으로 바람직하게 대부분 또는 완전히 수직 0°-선 앞에 놓이고, 실질적으로 헤드라이트의 전방 및 명암 경계를 조명하기 위해, 상응하게 아래로 투영된다. 상기 제2 반도체 칩의 대략 절반의 상 배율은 실질적으로 수직 및 수평 방향으로 2배의 픽셀 해상도 및 상응하게 2배의 강도를 야기한다.
베이스 영역의 전체 각도 범위 상으로 투영되는 상기 제1 반도체 칩은 예를 들어 0.1°만큼의 각분해능(angular resolution)을 달성한다. 더 작은 배율로 투영된 상기 제2 반도체 칩은 바람직하게 대략 0.05°에 상응하는 각분해능을 달성한다.
상기 2개의 반도체 칩의 상호작용에 의해 중앙의 밝은 영역이 베이스 영역에 상응하는 배경보다 더 밝게 조명될 수 있다. 또한, 상기 밝은 영역 내 해상도가 주변의 나머지 베이스 영역보다 더 높다. 그럼으로써 개선된 헤드라이트 범위 조정이 이루어질 수 있다. 추가로 헤드라이트를 위해 단 하나의 반도체 칩만이 존재하는 경우보다 상기 제2 반도체 칩에 의해 상기 밝은 영역 내에 더 높은 광의 강도가 달성될 수 있다. 상기 2개의 반도체 칩의 칩 표면은 전체적으로 완전한 조명을 구현하는 개별적인, 그리고 상응하게 더 큰 크기의 반도체 칩의 칩 표면보다 더 작을 수 있다. 상기 2개의 반도체 칩으로 분리함으로써 달성되는 칩 표면에서의 이와 같은 절약에 의해 비용 감소가 달성될 수 있다. 40㎛ 내지 30㎛만큼의 픽셀 크기의 경우, 150㏐/㎟ 내지 400㏐/㎟의 범위 내에 있는 상기 반도체 칩들에서의 직접적인 광의 강도에서 중앙의 밝은 영역 내에서 대략 1/20°의 높은 각분해능이 달성될 수 있다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 제1 반도체 칩과 제2 반도체 칩은 동일한 구조를 갖는다. 다시 말해, 제조 공차의 범주에서 동일한 반도체 칩들이 사용될 수 있다. 그에 따라 상기 반도체 칩들은 동일한 크기를 갖고, 동일한 스펙트럼 조성의 광을 발생시키며, 그리고 픽셀로 동일하게 세분화된다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 제1 상 배율 및 제2 상 배율은 변경될 수 없다. 다시 말해, 헤드라이트의 특정 모드에서 상기 상 배율들은 변경되지 않는다. 다른 말로 하면, 제1 광학 수단 및 제2 광학 수단은 각각, 바람직하게 이동성 부분들을 포함하지 않는 고정된 광학 시스템일 수 있다. 특히 반도체 칩들과 해당 광학 수단의 거리가 헤드라이트의 특정 모드에서 변경되지 않는다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 제1 광학 수단 및/또는 제2 광학 수단은 복수의 렌즈를 포함한다. 상기 렌즈들은 유리 렌즈들일 수 있다. 상기 렌즈들은 예를 들어 볼록 또는 양볼록 수집 렌즈들로서, 프레넬 렌즈들(fresnel lens)로서, 또는 마이크로렌즈 어레이들(microlens array)로서 형성되어 있다. 상기 광학 수단들, 그리고 그에 따라 상기 렌즈들은 회전 대칭성을 가질 수 있거나, 혹은 예를 들어 원기둥 렌즈들 또는 원기둥 렌즈들과 유사하게 형성되어 있는 렌즈들의 경우에 단 하나의 대칭 축만을 가질 수도 있다. 개별적인 광학 수단의 렌즈들은 바람직하게 광 경로를 따라서 개별적인 반도체 칩으로부터 멀어지는 방향으로 배치되어 있다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 제1 광학 수단과 제2 광학 수단은 서로 독립적이다. 이는 특히, 상기 제1 광학 수단과 상기 제2 광학 수단이 광학적으로 작용하는 부품들을 공유하지 않는다는 사실을 의미한다. 그럼으로써, 상기 제1 광학 수단과 함께 제1 반도체 칩은 상기 제2 광학 수단과 함께 제2 반도체 칩으로부터 독립적으로 취급되는 것이 가능하다.
선택적으로 각각 하우징 또는 하우징의 일부와 함께, 상기 제1 광학 수단과 함께 상기 제1 반도체 칩이 별도로 취급 가능한 모듈을 형성하고, 상기 제2 광학 수단과 함께 상기 제2 반도체 칩에 의해 추가 모듈이 형성되는 것이 가능하다. 이와 같은 모듈들은 바람직하게 서로 독립적으로 조립되어 자동차 또는 차량 내에 설치 및/또는 교체될 수 있다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 제1 광학 수단과 제2 광학 수단은 국부적으로 서로 접촉한다. 예를 들어 상기 제1 광학 수단과 상기 제2 광학 수단 사이에 하나의 접촉점 또는 복수의 접촉점 또는 하나의 접촉선 또는 복수의 접촉선 또는 하나의 접촉 평면이 존재한다. 상기 제1 광학 수단과 상기 제2 광학 수단이 서로 접촉한다는 사실은, 상기 광학 수단들이 광학적으로 서로 독립적으로 형성되어 있다는 사실을 배제하지는 않는다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 제1 광학 수단과 제2 광학 수단은 단지 부분적으로만 서로 독립적이다. 이는 예컨대 상기 제1 광학 수단과 상기 제2 광학 수단이 하나 이상의 공동 부품을 포함한다는 사실을 의미한다. 상기 공동 부품은 예를 들어 출력 렌즈이고, 발생한 광은 상기 출력 렌즈로부터 헤드라이트 외부로 출력된다. 이러한 출력 렌즈가 상기 제1 광학 수단과 상기 제2 광학 수단의 유일한 공동 광학 활성 부품일 수 있다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 제1 광학 수단 및 제2 광학 수단은 각각 자체 광 유입 렌즈를 이용한다. 그에 따라 상기 광 유입 렌즈들은 서로 독립적으로 선택될 수 있다. 상기 광 유입 렌즈들이 존재하면, 예를 들어 공동 출력 렌즈와 각각의 해당 광 유입 렌즈 사이에 개별적인 광학 수단의 추가 렌즈들이 위치할 수 있다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 제1 반도체 칩 및/또는 제2 반도체 칩은 해당 광 유입 렌즈 및/또는 해당 출력 렌즈에 대해 편심으로 배치되어 있다. 광 유입 렌즈에 대해 상기 반도체 칩들이 편심으로 배치됨으로써, 출력 렌즈와 관련한 편심 배치가 보상될 수 있다. 이는 특히 상기 제1 반도체 칩과 상기 제2 반도체 칩의 공동 출력 렌즈의 경우에 적용된다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 제1 반도체 칩 및 제2 반도체 칩은 공동 캐리어 상에 배치되어 있는데, 특히 나란히 배치되어 있다. 상기 캐리어는 히트 싱크(heat sink) 및/또는 회로 기판일 수 있다. 예를 들어 상기 캐리어는 냉각 몸체, 세라믹 기판, 금속 코어 기판 또는 인쇄 회로 기판, 축약하여 PCB이다. 바람직하게 상기 캐리어는 상기 반도체 칩들을 접속시키기 위해 도체 트랙들을 이용한다. 상기 캐리어는 회로 기판, 축약하여 PCB가 조립된 냉각 몸체 또는 금속 코어 회로 기판으로 구성될 수 있다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 제1 반도체 칩과 제2 반도체 칩 사이의 간격은 최소 상기 제1 반도체 칩의 대각선 길이의 절반 또는 전체이다. 대안적으로 또는 추가적으로 이와 같은 간격은 최대 상기 제1 반도체 칩의 대각선 길이의 6배 또는 4배 또는 3배이다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 원시야 내에서 베이스 영역의 수평 개방각은, 예컨대 헤드라이트의 광 출력면으로부터 최소 25° 또는 30°이다. 대안적으로 또는 추가적으로 이와 같은 개방각은 최대 55° 또는 60°이다. 바람직하게 상기 개방각은 수평 방향으로 베이스 영역에 대해 35°만큼이다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 베이스 영역의 수직 개방각은 최소 3° 또는 5°이다. 대안적으로 또는 추가적으로 수직 개방각은 최대 20° 또는 15° 또는 13°이다. 특히 상기 수직 개방각은 대략 10°이다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 베이스 영역에 대해 제1 반도체 칩의 픽셀당 원시야 각분해능은 최소 0.03° 또는 0.06°이다. 대안적으로 또는 추가적으로 이와 같은 각분해능은 최대 0.4° 또는 0.2° 또는 0.15°이다. 상기 각분해능은 수직 방향과 수평 방향으로 동일할 수 있고, 예를 들어 대략 0.1°이다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 밝은 영역에 대해 제2 반도체 칩의 픽셀당 원시야 각분해능은 베이스 영역에 대해 제1 반도체 칩의 픽셀당 각분해능을 최소 1배만큼, 1.5 또는 1.8 또는 2배만큼 능가한다. "능가한다"는 이와 같은 맥락에서 상기 각분해능이 언급된 배수만큼 더 우수하다는 사실을 의미하는데, 다시 말해 각도 범위의 정확한 그리드가 존재한다는 사실을 의미한다. 예를 들어 밝은 영역에 대해 제2 반도체 칩의 각분해능은 최소 0.025° 및/또는 최대 0.125°이고, 특히 0.05°만큼이다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 밝은 영역은 주 주시 방향(main viewing direction)에 대해 좌우 측면 대칭적으로 방향 설정되어 있다. 상기 주 주시 방향은, 그 내부에 헤드라이트가 설치되어 있는 차량의 직선 운전 방향에 상응할 수 있다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 베이스 영역은 주 주시 방향에 대해 좌우 방향으로 비대칭적으로, 그리고/또는 편심으로 방향 설정되어 있다. "비대칭적"은 상기 베이스 영역이 직사각형으로 형성되어 있지 않다는 사실을 의미할 수 있다. 상기 베이스의 영역의 비대칭적인, 그리고/또는 편심의 형상에 의해 도로 영역의 의도적인 조명이 가능하다. 상기 비대칭성은 예를 들어 제2 반도체 칩에 대해 상대적으로 제1 반도체 칩을 기울임으로써 달성될 수 있다. 그러나 바람직하게 상기 제1 반도체 칩과 상기 제2 반도체 칩은 서로 동일하게 방향 설정되어 있고 평행하게 설계된 세로 측면들을 포함한다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 제1 반도체 칩 및 제2 반도체 칩은 각각 최소 30×80의 픽셀 또는 50×150의 픽셀을 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로 제1 반도체 칩 및 제2 반도체 칩의 픽셀화는 최대 500×1500 또는 320×1050이다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 제1 반도체 칩 및 제2 반도체 칩의 종횡비는 평면도로 볼 때, 최소 2 또는 3이다. 대안적으로 또는 추가적으로 종횡비는 최대 8 또는 5 또는 4이다. 상기 종횡비는 평면도로 볼 때, 상기 반도체 칩들의 가로 측면에 대한 세로 측면의 비율이다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 제1 반도체 칩 및/또는 제2 반도체 칩의 픽셀들은 평면도로 볼 때, 각각 최소 10㎛×10㎛ 또는 20㎛×20㎛의 크기를 갖는다. 대안적으로 또는 추가적으로 이와 같은 크기는 최대 0.2㎜×0.2㎜ 또는 0.1㎜×0.1㎜ 또는 60㎛×60㎛이다. 이 경우, 바람직하게 모든 픽셀들은 동일한 구조를 갖는다. 상기 픽셀들은 평면도로 볼 때, 예컨대 정사각형 또는 직사각형의 수평 단면을 가질 수 있다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 제1 반도체 칩 및/또는 제2 반도체 칩은 작동 중에 방사 측면에서 의도적으로 최소 150㏐/㎟ 또는 200㏐/㎟ 또는 250㏐/㎟의 광선속을 방출한다. 대안적으로 또는 추가적으로 방사 측면에서 광선속은 최대 500㏐/㎟ 또는 400㏐/㎟이다. 언급된 값들은 특히 헤드라이트의 정상 모드에 적용되고, 따라서 예열 단계에서 미달되거나, 또는 초과될 수 있다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 헤드라이트는 25m의 간격에서 베이스 영역 내에 최소 30㏓ 또는 50㏓의 조명 강도를 발생시키기 위해 설계되어 있다. 제1 반도체 칩뿐만 아니라 제2 반도체 칩도 해당 구역을 조명하는 경우, 밝은 영역 내에서는 바람직하게 최소 150㏓ 또는 250㏓의 조명 강도가 달성된다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 제1 반도체 칩 및/또는 제2 반도체 칩은 각각 반도체 층 시퀀스를 포함한다. 상기 반도체 층 시퀀스는 전장 발광을 통해 개별적인 광을 발생시키기 위해 활성 구역을 이용한다.
상기 반도체 층 시퀀스는 바람직하게 Ⅲ-Ⅴ-화합물 반도체 재료에 기초한다. 상기 반도체 재료는 예를 들어 AlnIn1-n-mGamN과 같은 질화물-화합물 반도체 재료 또는 AlnIn1-n-mGamP와 같은 인화물-화합물 반도체 재료 또는 AlnIn1-n-mGamAs 또는 AlnGamIn1-n-mAskP1-k'와 같은 비화물-화합물 반도체 재료이고, 이때 각각 0≤n≤1, 0≤m≤1 및 n＋m≤1 그리고 0≤k＜1이다. 바람직하게 이때 상기 반도체 층 시퀀스의 하나 이상의 층 또는 모든 층들에 대해 0＜n≤0.8, 0.4≤m＜1 및 n＋m≤0.95 그리고 0＜k≤0.5가 적용된다. 이 경우, 상기 반도체 층 시퀀스는 도펀트들 또는 추가 성분들을 포함할 수 있다. 그러나 단순하게 나타내기 위해, 주성분들이 부분적으로 소량의 다른 물질들로 대체 및/또는 보충될 수 있는 경우에도 상기 반도체 층 시퀀스의 결정 격자의 단지 주성분들, 다시 말해 Al, As, Ga, In, N 또는 P만이 제시되어 있다.
바람직하게 상기 반도체 칩들은 재료계 AlInGaN에 기초하고 청색 광, 대안적으로는 바람직하게 최소 360㎚ 또는 385㎚ 및/또는 최대 420㎚ 또는 410㎚의 최대 강도의 파장을 갖는 근자외선을 방출한다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 제1 반도체 칩 및/또는 제2 반도체 칩은 각각 하나 또는 복수의 발광 물질을 포함한다. 상기 하나 이상의 발광 물질을 통해 반도체 층 시퀀스 내에서 직접 발생한 광의 부분 변환 또는 완전 변환이 이루어진다. 특히 부분 변환이 이루어짐으로써, 결과적으로 상기 반도체 칩들의 청색 광은 예컨대 발광 물질의 황색 광과 혼합하고, 그 결과 전체적으로 백색 혼합광이 방출된다.
상기 하나 이상의 발광 물질은 바람직하게 다음 그룹으로부터 선택되었다: (Ca,Sr)AlSiN3:Eu2+, Sr(Ca,Sr)Si2Al2N6:Eu2+, (Sr,Ca)AlSiN3*Si2N2O:Eu2+, (Ca,Ba,Sr)2Si5N8:Eu2+, (Sr,Ca)[LiAl3N4]:Eu2+와 같은 Eu2+-도핑 된 질화물들; X=할로겐화물, N 또는 이가 원소, D=삼가 또는 사가 원소 그리고 RE=Lu3(Al1-xGax)5O12:Ce3+, Y3(Al1-xGax)5O12:Ce3+와 같은 희토류금속인 일반 시스템 (Gd,Lu,Tb,Y)3(Al,Ga,D)5(O,X)12:RE의 석류석들; (Ca,Sr,Ba)S:Eu2+와 같은 Eu2+-도핑 된 황화물들; (Ba,Sr,Ca)Si2O2N2:Eu2+와 같은 Eu2+-도핑 된 SiONe; 예컨대 시스템 LixMyLnzSi12-(m+n)Al(m+n)OnN16-n의 SiAlONe; RE=희토류금속인 시스템 Si6-xAlzOyN8-y:REz의 베타-SiAlONe; RE=희토류금속 및 AE=알칼리토금속인 AE2-x-aRExEuaSiO4-xNx 또는 AE2-x-aRExEuaSi1-yO4-x-2yNx 혹은 (Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4:Eu2+와 같은 니트리도오르도실리케이트들; Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu2+와 같은 클로로실리케이트들; (Sr,Ba,Ca,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu2+와 같은 클로로포스페이트들; BaMgAl10O17:Eu2+와 같은 BaO-MgO-Al2O3-시스템의 BAM-발광 물질들; M5(PO4)3(Cl,F):(Eu2+,Sb2+,Mn2+)와 같은 할로포스페이트들; (Sr,Ba,Ca)5(PO4)3Cl:Eu2+와 같은 SCAP-발광 물질들. 그뿐 아니라 소위 양자점들이 변환 재료로 삽입될 수 있다. 이 경우, Ⅱ-Ⅵ-화합물 그룹 및/또는 Ⅲ-Ⅴ-화합물 그룹 및/또는 Ⅳ-Ⅵ-화합물 그룹 및/또는 금속 나노 결정들을 포함하는 나노 결정 재료들의 형태를 갖는 양자점들이 바람직하다.
또한, 상기 발광 물질은 양자 우물 구조물을 갖고 에피택셜 성장할 수 있다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 발광 물질은 해당 제1 반도체 칩 및/또는 제2 반도체 칩과 동일한 방식으로 픽셀화되어 있다. 그에 따라 상기 발광 물질 내부에서 광학적 혼선이 방지될 수 있다. 대안적으로 발광 물질은 해당 반도체 칩의 몇몇의 픽셀 또는 모든 픽셀들에 걸쳐 연속적으로 연장될 수 있다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 제1 반도체 칩 및/또는 제2 반도체 칩 및/또는 개별적인 발광 물질의 이웃한 픽셀들 사이에 광학적 분리부가 존재한다. 상기 광학적 분리부는 가시광선에 대해 비투과성을 갖거나, 또는 거의 비투과성을 갖는다. 상기 광학적 분리부는 금속층과 같은 정반사 재료에 의해 형성될 수 있거나, 또는 백색으로 보이는 캐스팅 재료와 같은 확산 반사 성분들에 의해, 대안적으로는 흡수 성분들, 예를 들어 흑색 성분들에 의해 형성될 수 있다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 반도체 층 시퀀스는 개별적인 반도체 칩의 복수의 픽셀 또는 모든 픽셀들에 걸쳐 연속적으로 연장된다. 활성 구역이 복수의 반도체 칩 또는 모든 반도체 칩들에 걸쳐 연속적으로 연장되는 것도 가능하다. 그러나 바람직하게 상기 활성 구역은 함께 픽셀들로 세분되어 있다.
대안적으로, 반도체 층 시퀀스는 이웃한 픽셀들 사이에서 완전히 제거되는 것이 가능하다. 이 경우, 모든 픽셀들은 바람직하게 동일한 반도체 층 시퀀스를 포함하는데, 이는 예를 들어 상기 반도체 층 시퀀스 내부의 개별 부분 층들의 두께 및 부분 층들의 정확한 순서에서 확인할 수 있다. 상기 부분 층들에 의해 일종의 지문이 주어지고, 상기 지문에 의해 픽셀들이 실제로 동일한 반도체 층 시퀀스에 기초하는지 식별될 수 있다.
픽셀들로 상기 반도체 층 시퀀스를 분리할 때 바람직하게 상기 픽셀들의 서로 상대적인 위치가 변경되지 않는다. 그럼으로써 상기 픽셀들 사이에서 특히 작은 간격들이 달성될 수 있다. 그에 따라 이웃한 픽셀들 사이의 틈은 바람직하게 최소 0.3㎛ 또는 1㎛ 및/또는 최대 20㎛ 또는 10㎛ 또는 5㎛이다. 상기 픽셀들 사이의 틈들은 포토리소그래피(photolithography)를 통해 생성될 수 있고, 그에 따라 특히 작게 형성될 수 있다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 제1 반도체 칩 및 제2 반도체 칩은 백색 광을 방출한다. 대안적으로 또는 추가적으로 각각 발생한 광의 색 좌표들은 CIE-xy-표준 색표에서 최대 0.04단위만큼 또는 0.01단위 또는 0.003단위만큼 서로 차이 난다. 다시 말해, 상기 2개의 반도체 칩으로부터 발생한 광의 색 좌표들은 관찰자에게 서로 전혀 구분되지 않거나, 또는 뚜렷하게 구분되지 않는다. 바람직하게 상기 색 좌표들은 고정되어 있고 설정될 수 없다. 다시 말해, 헤드라이트는 의도적으로 변경될 수 없는 특정 색상의 광, 특히 백색 광을 방출한다.
그 밖에 본 발명은 헤드라이트의 작동 방법에 관한 것이다. 상기 헤드라이트는 위에 언급된 실시 형태들 중 하나 또는 복수의 실시 형태와 관련하여 기술된 것과 같이 형성되어 있다. 따라서 상기 작동 방법의 특징들은 상기 헤드라이트에 대해서도 공개되어 있고, 역으로 상기 헤드라이트의 특징들이 상기 작동 방법에 대해서도 공개되어 있다.
작동 방법의 하나 이상의 실시 형태에서 제1 반도체 칩 및 제2 반도체 칩은 영구적으로 또는 일시적으로, 각각 해당 픽셀들 중 단지 몇몇의 픽셀만이 광을 발생시키도록 작동된다. 그에 따라 도로의 의도적인 조명이 가능하다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 제1 반도체 칩 및 제2 반도체 칩은 영구적으로 또는 일시적으로, 밝은 영역 내 하나 이상의 위치에서 상기 제1 반도체 칩과 상기 제2 반도체 칩의 광 강도들이 가산되도록 작동된다. 다시 말해, 높은 광도를 달성하기 위해, 이와 같은 위치들은 상기 제1 반도체 칩과 상기 제2 반도체 칩에 의해 동시에 조명된다.
방법의 하나 이상의 실시 형태에 따르면, 일시적으로 단지 제1 반도체 칩만이, 그리고 일시적으로 단지 제2 반도체 칩만이 작동된다. 이 경우, 전체 밝은 영역 및 전체 어두운 영역이 이미지 촬영 장치에 의해 검출되는 것이 가능하다. 상기 이미지 촬영 장치는 외부 장치일 수 있거나, 또는 그 내부에 헤드라이트가 설치되어 있는 차량 내에 통합된 장치일 수도 있다. 예를 들어 이미지 촬영 장치로서 운전자를 지원하기 위해, 또는 자동 운전 목적을 위해 차량 내에 설치되어 있는 카메라가 이용될 수 있다.
하나 이상의 실시 형태에 따르면, 베이스 영역에 대해 밝은 영역의 전자식 조정이 이루어지거나, 또는 역으로 밝은 영역에 대해 베이스 영역의 전자식 조정이 이루어진다. 상기 조정은 바람직하게 소프트웨어에 의해 상기 밝은 영역 및 상기 베이스 영역의 이미지 촬영 장치 데이터를 기반으로 이루어진다. 조정 결과는 헤드라이트 또는 차량의 구동 제어 유닛 내에 저장된다. 그럼으로써 복잡한 기계적 미세 조정이 필요하지 않는데, 그 이유는 상기 밝은 영역과 상기 베이스 영역이 카메라 조정을 통해 전자식으로 서로 적응될 수 있기 때문이다.
상기 구동 제어 유닛은 반도체 칩들의 부분 및/또는 그 위에 상기 반도체 칩들이 설치되어 있는 캐리어의 부분일 수 있다. 이를 위해 상기 반도체 칩들의 반도체 층 시퀀스는 각각 기능성 기판상에 증착될 수 있는데, 예를 들어 CMOS-기술로 집적 회로를 갖는 실리콘 기판상에 증착될 수 있다.
다음에서 본 출원서에서 기술되는 헤드라이트 및 본 출원서에서 기술되는 작동 방법이 실시예들을 참조한 도면들과 관련하여 더 상세하게 설명된다. 이 경우, 개별 도면들에서 동일한 도면 부호들은 동일한 소자들을 지시한다. 그러나 이때 배율에 맞는 기준들이 도시되어 있지 않고, 오히려 개별 소자들은 더 나은 이해를 위해 과도하게 크게 도시될 수 있다.
도 1a는 본 출원서에서 기술되는 헤드라이트의 하나의 실시예의 개략적인 단면도이고,
도 1b는 도 1a의 헤드라이트의 개략적인 평면도이며,
도 2는 본 출원서에서 기술되는 헤드라이트의 하나의 실시예의 개략적인 평면도이고,
도 3a는 본 출원서에서 기술되는 헤드라이트의 하나의 실시예의 개략적인 사시도이며,
도 3b는 도 3a의 헤드라이트의 개략적인 평면도이고,
도 4는 본 출원서에서 기술되는 헤드라이트의 하나의 실시예의 개략적인 평면도이며,
도 5는 본 출원서에서 기술되는 헤드라이트의 하나의 실시예의 개략적인 사시 단면도이고,
도 6은 본 출원서에서 기술되는 헤드라이트의 밝은 영역 및 베이스 영역의 하나의 실시예의 개략도이며,
도 7은 본 출원서에서 기술되는 헤드라이트의 반도체 칩들의 하나의 실시예의 개략적인 평면도이고,
도 8 내지 도 10은 본 출원서에서 기술되는 헤드라이트의 반도체 칩들의 실시예들의 개략적인 단면도들이며, 그리고
도 11은 본 출원서에서 기술되는 헤드라이트를 조정하기 위한 하나의 작동 방법의 개략도이다.
도 1은 예를 들어 자동차용 헤드라이트(1)의 하나의 실시예를 보여준다. 상기 헤드라이트(1)는 캐리어(2)를 포함하고, 상기 캐리어 상에 제1 픽셀화 반도체 칩(31) 및 제2 픽셀화 반도체 칩(32)이 설치되어 있다. 선택적으로 상기 반도체 칩들(31, 32)의 구동 제어 유닛(82)이 상기 캐리어(2) 내에, 또는 상기 반도체 칩들(31, 32) 내에 직접 위치한다.
상기 반도체 칩들(31, 32)에는 제1 광학 수단(41) 및 제2 광학 수단(42)이 할당되어 있다. 상기 광학 수단들(41, 42)은 서로 다른 상 배율들을 갖는다. 바람직하게 상기 상 배율들은 대략 2배만큼 서로 차이 난다. 상기 광학 수단들(41, 42)은 각각 상기 반도체 칩들(31, 32) 가까이에 광 유입 렌즈(44)를 포함하고, 출력 렌즈(43)를 포함한다. 상기 반도체 칩들(31, 32) 및 해당 렌즈들(43, 44)은 광학 축들(46)을 따라서 중앙으로 정렬되어 배치될 수 있다(도 1a 참조).
선택적으로 하우징(25)이 존재하고, 상기 하우징 내에 상기 광학 수단들(41, 42) 및 상기 반도체 칩들(31, 32)이 위치한다. 상기 출력 렌즈들(43) 사이의 연결은 상기 하우징(25)의 일부에 의해서도 구현될 수 있다.
선택적으로 상기 광학 수단들(41, 42) 사이에, 그리고 상기 반도체 칩들(31, 32) 사이에 광학적 분리부(7), 예를 들어 광 비투과성 중간벽이 예컨대 상기 하우징(25)의 부분으로서 위치한다. 이러한 중간벽에 의해, 상기 반도체 칩들(31, 32)이 각각 해당 광학 수단(41, 42)과 함께 별도로 취급 가능한 모듈로서 예컨대 상기 캐리어(2)에 조립되는 것이 가능한데, 예를 들어 플러그 인(plug in)되거나, 또는 나사 고정되는 것이 가능하다.
상기 광학 수단들(41, 42)은 서로 독립적이고, 특히 평면도로 볼 때, 서로 간격을 두고 있다(도 1b 참조).
도 2의 평면도에는 대안적으로, 광학 수단들(41, 42)이 단지 접촉점(47)에서만 공간 절약 방식으로 접촉한다는 사실이 도시되어 있다. 그런데도 상기 광학 수단들(41, 42)은 광학적으로 서로 독립적일 수 있다.
도 3a의 실시예에는, 더 큰 출력 렌즈(43)가 구형의 광 출력면을 이용하지만, 상기 렌즈가 재단되어 있음으로써 평면도로 볼 때(도 3b 참조), 거의 직사각형의 횡단면을 갖는다는 사실이 도시되어 있다. 광 유입 렌즈들(44)은 회전 대칭적으로 형성될 수 있다. 상기 광 유입 렌즈들(44)의 재단에 의해 특히 공간 절약 방식의 배치가 달성된다.
도 3b에 따르면, 광학 수단들(41, 42)은 종축들을 따라서 선형으로 평면도 상에서 나란히 배치되어 있다. 반면에 도 4에 따른 광학 수단들(41, 42)은 세로 측면으로 설치되어 있다. 그에 따라 상기 광학 수단들(41, 42)은, 특히 출력 렌즈들(43)에 의해 사전 결정된 선을 따라서, 또는 평면 내에서 접촉할 수 있다.
도 5에는, 광학 수단들(41, 42)이 공동 출력 렌즈(43)를 이용한다는 사실이 도시되어 있다. 상기 출력 렌즈(43)는 동시에 헤드라이트(1)의 발광면을 나타낸다. 또한, 상기 광학 수단들(41, 42)은 각각 자체 광 유입 렌즈(44)를 이용한다. 이 경우, 반도체 칩들(31, 32)은 상기 유입 렌즈들(44)의 광학 축들(46)에 대해 편심으로 방향 설정되어 있고, 마찬가지로 상기 공동 출력 렌즈(43)의 광학 축(46)에 대해 편심으로 방향 설정되어 있다. 상기 광 유입 렌즈들(44)의 광학 축에 대해 상대적인 상응하는 편차(D)에 의해 상기 공동 출력 렌즈(43)의 광학 축(46)에 대한 편차가 보상됨으로써, 결과적으로 상기 반도체 칩들(31, 32)은 적어도 국부적으로 동일한 영역을 조명한다. 이 경우, 서로 다른 상 배율들을 달성하기 위해, 상기 광 유입 렌즈들(44)은 서로 다른 초점거리들을 갖는다.
도 5의 도시 내용에 대해 대안적으로, 반도체 칩들(31, 32)이 공동 출력 렌즈(43)에 대해 서로 다른 간격들을 갖는 것이 가능하다. 이는 예를 들어 도시되지 않은 계단형 캐리어 또는 하우징의 상응하는 형상에 의해 달성될 수 있다.
도 6에는 수평 각도(a) 및 수직 각도(b)를 따라서 헤드라이트(1)의 조명 패턴이 나타나 있다. 상기 각도들(a, b)의 축들의 교차점은 헤드라이트(1)의 주 주시 방향(M)에 상응한다. 상기 주 주시 방향(M)은, 그 내부에 상기 헤드라이트가 설치되어 있는 차량의 직선 운전 방향과 일치할 수 있다. 또한, 도로 경계선들(91) 및 도로의 중앙선(92)이 도시되어 있다.
도 6으로부터, 제1 반도체 칩(31)에 의해 비교적 큰 베이스 영역(B)이 조명되고, 제2 반도체 칩(32)에 의해, 펀치 구역(punch area)으로도 언급된 비교적 작은 밝은 영역(P)이 조명된다는 사실을 추론할 수 있다. 상기 밝은 영역(P)은 완전히 상기 베이스 영역(B) 내부에 놓이고, 추가로 상기 수직 각도(b)의 축을 중심으로 중앙에 놓인다. 두 개의 영역(B, P)은 상기 수평 각도(a)의 축에 대해 편심으로 정렬되어 있다. 또한, 상기 베이스 영역(B)은 상기 수직 각도(b)의 축에 대해 편심으로 방향 설정되어 있다.
수평 방향(a)으로 상기 밝은 영역(P)은 예를 들어 대략 -9° 내지 대략 +9°에 달하고, 상기 베이스 영역(B)은 -12° 내지 +23°에 달한다. 수직 방향으로 상기 밝은 영역(P)은 예를 들어 -4.0° 내지 +1.0°에 달하고, 그에 따라 대부분 상기 수평 각도(a)의 축 아래에 놓인다. 상기 베이스 영역(B)은 상기 각도(b)를 따라서 -5° 내지 +5°에 달한다.
상기 베이스 영역(B)에 대해 상기 제1 반도체 칩(31)의 픽셀화로 인한 각분해능은 수직 및 수평 방향으로 대략 0.125°이다. 이는 25m의 거리에서 5.5㎝의 공간 해상도에 상응한다. 상기 제1 반도체 칩(31)을 통해 25m의 거리에서 54㏓의 조명 강도가 달성된다. 더 작은 상 배율을 갖는 상기 제2 반도체 칩(32)에 의해서는 0.0625°의 각분해능이 달성되고, 이는 25m의 거리에서 2.7㎝의 공간 해상도에 상응한다. 상기 제2 반도체 칩(32) 단독으로 달성되는 조명 강도는 예를 들어 217㏓이고, 그 결과 2개의 반도체 칩(31, 32)이 작동되는 경우에 상기 밝은 영역(P) 내에서 대략 270㏓의 조명 강도가 달성될 수 있다.
도 7은, 반도체 칩들(31, 32)이, 바람직하게 정사각형 그리드의 복수의 픽셀(33)로 세분되어 있다는 사실을 보여준다. 상기 픽셀들(33)은 평면도로 볼 때, 예를 들어 40㎛의 에지 길이를 갖는 정사각형이다. 35.8㎟의 표면적에 상응하게 11.2㎜의 길이 및 3.2㎜의 폭을 갖는 상기 반도체 칩들(31, 32)의 종횡비는 대략 3.5:1이다. 상기 반도체 칩들(31, 32)은 예를 들어 80×280의 픽셀을 포함한다.
도 8은, 반도체 칩들(31, 32)이 각각 광을 발생시키기 위한 활성 구역(63)을 구비한 반도체 층 시퀀스(6)를 이용한다는 사실을 보여준다. 상기 반도체 층 시퀀스(6)는 예를 들어 재료계 InGaN에 기초한다. 상기 반도체 층 시퀀스(6)는 이웃한 픽셀들(33) 사이에서 완전히 제거되어 있고, 이때 상기 픽셀들(33) 사이의 간격은 단지 매우 작고 1㎛의 크기를 갖는다. 상기 반도체 층 시퀀스(6)는 성장 기판으로부터 분리되어 있고 대체 기판(35), 예를 들어 실리콘 기판상에 증착되어 있으며, 상기 대체 기판 내로 구동 제어 유닛(82)이 부분적으로 또는 완전히 통합될 수 있다. 상기 성장 기판으로부터 분리하고 상기 대체 기판(35)상으로 설치할 때 이웃한 픽셀들(33) 사이의 간격은 바람직하게 변경되지 않는다.
또한, 선택적으로 발광 물질(5)이 존재하고, 상기 발광 물질은 픽셀에 정확하게, 그리고 마찬가지로 상기 픽셀들(33)로 세분되어 이와 같은 픽셀들 상에 제공될 수 있다. 상기 발광 물질(5)을 통해 상기 활성 구역(33)으로부터 비롯된 빔과 함께 바람직하게 백색 혼합광이 발생한다.
선택적으로 광학적 분리부(7)가 존재한다. 이와 같은 광학적 분리부는 예를 들어 이산화티탄-산란 입자들을 구비한 실리콘으로 이루어진 캐스팅 재료에 의해 형성되어 있다. 상기 광학적 분리부(7)는 도 8의 도시 내용과 다르게 발광 물질(5)의 개별 영역들 사이의 틈들도 채울 수 있다.
도 9의 실시예의 경우, 반도체 층 시퀀스(6)는 모든 픽셀들(33)에 걸쳐서 연속적으로 연장된다. 이는 발광 물질(5)에도 적용될 수 있다. 활성 구역(63)이 모든 픽셀들(33)에 걸쳐 연속적으로 연장되는 것도 가능하다. 이웃한 픽셀들(33) 사이의 영역들은 완전히 또는 부분적으로 광학적 분리부(7)에 의해 채워질 수 있다.
상기 픽셀들(33)의 서로 독립적인 전기적 구동 제어는 나머지 반도체 층 시퀀스(6)의 횡방향 전기 전도성이 단지 낮고, 그리고/또는 무시될 수 있음으로써 달성된다.
도 10에 따르면, 반도체 층 시퀀스(6)는 픽셀들(33) 사이에서 부분적으로 제거되어 있고, 이때 활성 구역(63)도 제거되어 있다. 이웃한 픽셀들(33) 사이에서 상기 반도체 층 시퀀스(6)의 영역 내에 공동들(38)이 형성될 수 있고, 상기 공동들은 예를 들어 진공화되거나, 또는 가스 충전될 수 있다. 도 10에 따르면, 광학적 분리부(5)는 오로지 픽셀화 발광 물질(5)의 영역들 사이에서만 연장되지만, 선택적으로 상기 공동들(38) 내부까지도 도달할 수 있다.
도 8 내지 도 10에 도시된 반도체 층 시퀀스(6), 픽셀들(3)로의 세분화, 발광 물질(5)의 픽셀화 및 광학적 분리부(7)의 구성들은 서로 조합될 수 있고 모든 실시예들에서 상응하게 존재할 수 있다.
도 11에는 영역들(B, P)의 상호 조정이 도시되어 있다. 우선, 카메라와 같은 이미지 촬영 장치(81)에 의해 검출된 최초의 밝은 영역(P')의 조명이 이루어진다. 특정 픽셀(33)이 영점으로서 결정되고, 그리고/또는 특정 픽셀 시퀀스가 수평선으로서 결정됨으로써, 상기 카메라(81)의 데이터에 기반하여 해당 반도체 칩의 방출이 목표한 밝은 영역(P)으로 전자식으로 조정된다. 상응하게 최초의 베이스 영역(B')에서 베이스 영역(B)으로 전자식으로 보정된다. 보정 데이터는 구동 제어 유닛(82) 내에 저장될 수 있다.
그에 따라, 반도체 칩들(31, 32)이 해당 광학 수단들(41, 42)과 함께 추가로 기계적으로 조정될 필요 없이, 전자 또는 전기 광학적 미세 조정이 이루어질 수 있다.
본 출원서에서 기술되는 본 발명은 실시예들을 참조한 설명 내용에 의해 제한되어 있지 않다. 오히려 본 발명은 각각의 새로운 특징 및 특징들의 각각의 조합을 포함하며, 이는 비록 이와 같은 특징 또는 이와 같은 조합 자체가 특허 청구항들 또는 실시예들에 명시적으로 제시되어 있지 않더라도, 특히 특징들의 각각의 조합이 특허 청구항들에 포함되어 있다는 사실을 가정한다.
본 특허 출원서는 독일 특허 출원서 10 2017 128 125.8의 우선권을 청구하며, 그에 따라 상기 출원서의 공개 내용은 인용의 방식으로 본 출원서에 수용된다.
1 헤드라이트
2 캐리어
25 하우징
30 반도체 칩의 방사 측면
31 제1 픽셀화 반도체 칩
32 제2 픽셀화 반도체 칩
33 픽셀
35 기판
38 공동
41 제1 광학 수단
42 제2 광학 수단
43 출력 렌즈
44 광 유입 렌즈
46 광학 축
47 접촉점
5 발광 물질
6 반도체 층 시퀀스
63 활성 구역
7 광학적 분리부
81 이미지 촬영 장치
82 구동 제어 유닛
91 도로 경계선
92 중앙선
a 수평 각도
b 수직 각도
B 베이스 영역
D 편차
M 주 주시 방향
P 밝은 영역

Claims (15)

  1. 헤드라이트(1)에 있어서,
    - 복수의 픽셀(33)을 구비한 광을 발생시키기 위한 제1 반도체 칩(31),
    - 복수의 픽셀(33)을 구비한 광을 발생시키기 위한 제2 반도체 칩(32),
    - 상기 제1 반도체 칩(31)의 광을 제1 상 배율(image scale)에 의해 베이스 영역(B)으로 편향시키는 제1 광학 수단(41) 및
    - 상기 제2 반도체 칩(32)의 광을 제2 상 배율에 의해 밝은 영역(P)으로 편향시키는 제2 광학 수단(42)을 구비하고,
    - 상기 제2 상 배율은 상기 제1 상 배율의 0.3배 이상 0.7배 이하이고, 그 결과 상기 밝은 영역(P)은 상기 베이스 영역(B)보다 더 작으며,
    - 상기 밝은 영역(P)의 적어도 50%는 상기 베이스 영역(B)의 내부에 위치하고,
    - 상기 제1 반도체 칩 및 상기 제2 반도체 칩(31, 32)은 각각 활성 구역(63)을 구비한 반도체 층 시퀀스(6)를 포함하고,
    - 상기 반도체 층 시퀀스(6)는 개별 반도체 칩(31, 32)의 모든 픽셀들(33)에 걸쳐 연속적으로 연장되며,
    - 상기 베이스 영역(B)의 수평 개방각은 25° 이상 55° 이하이고, 상기 베이스 영역(B)의 수직 개방각은 5° 이상 20°이하이며,
    - 상기 베이스 영역(B)에 대해 상기 제1 반도체 칩(31)의 픽셀(33)당 각분해능(angular resolution)은 0.03° 이상 0.4° 이하이고, 그리고
    - 상기 밝은 영역(P)에 대해 상기 제2 반도체 칩(32)의 픽셀(33)당 각분해능은 상기 제1 반도체 칩(31)의 픽셀(33)당 각분해능을 최소 1.5배만큼 능가하는,
    헤드라이트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반도체 칩(31)과 상기 제2 반도체 칩(32)은 동일한 구조를 갖고, 상기 제1 상 배율 및 상기 제2 상 배율은 변경될 수 없으며, 그리고 상기 밝은 영역(P)은 완전히 상기 베이스 영역(B) 내부에 위치하는,
    헤드라이트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광학 수단(41) 및 상기 제2 광학 수단(42)은 각각 복수의 렌즈를 포함하고, 상기 제1 광학 수단과 상기 제2 광학 수단(41, 42)은 서로 독립적인,
    헤드라이트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광학 수단(41)과 상기 제2 광학 수단(42)은 국부적으로 서로 접촉하는,
    헤드라이트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광학 수단(41)과 상기 제2 광학 수단(42)은 단지 부분적으로만 서로 독립적이고 하나 이상의 공동 부품을 포함하는,
    헤드라이트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 광학 수단(41)과 상기 제2 광학 수단(42)은 공동 출력 렌즈(43)를 포함하고, 발생한 광은 상기 출력 렌즈에서 상기 헤드라이트 외부로 출력되며, 상기 제1 광학 수단 및 상기 제2 광학 수단(41, 42)은 각각 자체 광 유입 렌즈(44)를 이용하고, 그리고 상기 제1 반도체 칩(31) 및 상기 제2 반도체 칩(32)은 해당 광 유입 렌즈(44) 및 출력 렌즈(43)에 대해 편심으로 배치되어 있는,
    헤드라이트.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반도체 칩(31) 및 상기 제2 반도체 칩(32)은 공동 캐리어(2) 상에 배치되어 있고, 평면도로 볼 때, 상기 제1 반도체 칩(31)과 상기 제2 반도체 칩(32) 사이의 간격은 상기 제1 반도체 칩(31)의 대각선 길이의 최소 절반 및 최대 4배인,
    헤드라이트.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 밝은 영역(P)은 주 주시 방향(main viewing direction)(M)에 대해 측면 대칭적으로 방향 설정되어 있고, 상기 베이스 영역(B)은 상기 주 주시 방향(M)에 대해 비대칭적으로 그리고/또는 편심으로 방향 설정되어 있는,
    헤드라이트.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반도체 칩 및 상기 제2 반도체 칩(31, 32)은 각각 30×80 이상 320×1050 이하의 픽셀(33)을 포함하고, 상기 제1 반도체 칩 및 상기 제2 반도체 칩(31, 32)의 종횡비(aspect ratio)는 각각 2 이상 6 이하인,
    헤드라이트.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반도체 칩 및 상기 제2 반도체 칩(31, 32)의 픽셀들(33)은 평면도로 볼 때, 각각 10㎛×10㎛ 이상 0.1㎜×0.1㎜ 이하의 크기를 갖고, 상기 제1 반도체 칩 및 상기 제2 반도체 칩(31, 32)은 작동 중에 방사 측면(30)에서 의도적으로 최소 200㏐/㎟의 광선속을 방출하며, 그리고 상기 헤드라이트(1)는 25m의 간격에서 상기 베이스 영역(B) 내에 최소 30㏓의 조명 강도를 발생시키도록, 그리고 상기 밝은 영역(P) 내에 최소 150㏓의 조명 강도를 발생시키도록 설계되어 있는,
    헤드라이트.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반도체 칩 및 상기 제2 반도체 칩(31, 32)은 각각 재료계 AlInGaN에 기초하고, 각각 하나 이상의 발광 물질(5)을 포함하며, 상기 발광 물질(5)은 상기 제1 반도체 칩 및 상기 제2 반도체 칩(31, 32)과 동일한 방식으로 픽셀화되어 있고, 그리고 이웃한 픽셀들(33) 사이에 각각 광학적 분리부(7)가 존재하는,
    헤드라이트.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반도체 칩 및 상기 제2 반도체 칩(31, 32)은 각각 백색 광을 방출하고, 각각 발생한 광의 색 좌표들은 CIE-xy-색표에서 최대 0.05단위만큼 서로 차이 나며, 상기 색 좌표들은 고정되어 있는,
    헤드라이트.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 헤드라이트(1)의 작동 방법에 있어서,
    상기 제1 반도체 칩 및 상기 제2 반도체 칩(31, 32)은 적어도 일시적으로, 각각 해당 픽셀들(33) 중 단지 몇몇의 픽셀만이 광을 발생시키도록 작동되고, 상기 제1 반도체 칩 및 상기 제2 반도체 칩(31, 32)은 적어도 일시적으로, 상기 밝은 영역(P) 내 하나 이상의 위치에서 상기 제1 반도체 칩과 상기 제2 반도체 칩(31, 32)의 광 강도들이 가산되도록 작동되는,
    작동 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    일시적으로 단지 상기 제1 반도체 칩(31)만이, 그리고 일시적으로 단지 상기 제2 반도체 칩(32)만이 작동되고, 그럼으로써 생성된 상기 밝은 영역(P) 및 상기 베이스 영역(B)은 이미지 촬영 장치(81)에 의해 검출되며, 그리고 후속하여 상기 베이스 영역(B)에 대해 상기 밝은 영역(P)의 전자식 조정이 이루어지거나, 또는 역으로 상기 밝은 영역(P)에 대해 상기 베이스 영역(B)의 전자식 조정이 이루어지고, 조정 결과는 상기 헤드라이트(1)의 구동 제어 유닛(82) 내에 저장됨으로써, 결과적으로 기계적 미세 조정이 생략되는,
    작동 방법.
  15. 삭제
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