KR102616507B1 - 차량 범퍼용 고체광원과 메타미러를 이용한 프로젝션 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 범퍼용 고체광원과 메타미러를 이용한 프로젝션 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 차량 범퍼 내부에서 고체광원(10)의 빛을 멀티 미러셀(20)에 의해 모두 역방향으로 반사시켜 반 투명의 차량 범퍼(8)에 이미지를 확산 프로젝션하되, 상기 멀티 미러셀(20)의 전후 좌우로 구획 형성된 각 셀의 미러부(22) 반사각에 의해 각 셀의 미러부에서 반투명의 범퍼(8)로 반사되는 화소 위치가 각각 결정되고, 상기 각각의 화소가 모아져 각종 문자, 그림 등의 이미지를 표현하므로 종래 일부 광원을 투과시키는 방식에 비해 선명도 및 사용 효율성을 우수하게 제공하는데 그 특징이 있다.

Description

차량 범퍼용 고체광원과 메타미러를 이용한 프로젝션 장치{Inner bumper projection system for automabiles using unit solid state surface light source and meta-mirror(multi-mirror cells)}

본 발명은 차량 범퍼용 고체광원과 메타미러[멀티미러셀, meta-mirror(multi-mirror cells)]를 이용한 프로젝션 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 범퍼 내측에서 LED나 LD의 빛을 멀티 미러셀에 의해 모두 역방향으로 반사시켜 반투명의 범퍼에 각종 이미지로 프로젝션하는 차량 범퍼용 고체광원과 메타미러를 이용한 프로젝션 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 라이팅 장치는 야간 주행시 전방을 조명하여 운전자에게 도로 상황, 장애물 여부 등을 확인할 수 있도록 사용하거나 다른 운전자에게 신호를 주도록 사용하는 것이다.

이러한 종래 차량의 라이팅 장치는 단순히 램프에 의해 차량의 전방이나 후방으로 빛을 조사하는 단순 조명 기능만으로 사용되었다.

최근 전기차 보급의 급증과 함께 차량 기술의 발전으로 좀더 향상된 기술의 라이팅 장치가 요구되고 있다.

등록특허 제10-2329632호에서 하우징, 스크린부, 프로젝션부로 구성하여 램프 빛을 프로젝션부에 의해 차량의 스크린부 또는 노면에 조사하도록 하므로 차량의 위치를 용이하게 파악하게 하고, 차량 주행시 주변 차량 또는 보행자에게 알려 안전적인 운전을 도모함은 물론 램프의 빛에 의해 안내 문구, 회사 브랜드, 로고 등을 표시하도록 하는 프로젝션 기술이 개시된 바 있다.

이와 같이 종래 차량의 라이팅 장치에 사용되는 프로젝션 기술은 다양한 방식으로 제공된 바 있는데, 저가형의 경우 도 1에 도시된 바와 같이 광원(2), 집광렌즈(3), 이미지 필름(일명 고보(Gobo))(4), 투사렌즈(5)로 구성되어 광원(2)의 빛을 집광렌즈(3)에서 고르게 퍼지게 한 후 이미지 필름(4)의 이미지에 의해 일부 빛은 차단하고 일부 빛은 통과시킨 다음 다시 투사렌즈(5)에 의해 확대하여 타겟에 비추도록 하는 것이다.

그러나 상기한 종래 프로젝션 기술은 광원(2) 이외에 집광렌즈(3), 이미지 필름(4) 및 투사렌즈(5)가 중첩 설치되는 복잡한 구조로 이루어져 제조 단가가 상승하게 되기 때문에 저가형으로 보급하는데 어려움이 있었다.

특히, 상기한 종래 프로젝션 기술은 광원(2)의 빛을 일부 차단하고 일부 통과시켜 타켓에 이미지를 프로젝션하기 때문에 광원의 빛이 모두 사용하지 않을 뿐만 아니라 광원이 타겟에서 퍼지도록 프로젝션되어 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 상기 광원(2), 집광렌즈(3), 이미지 필름(4) 및 투사렌즈(5) 등이 전후로 나열 설치되어 광원을 일 직선으로 조사하는 구조로 이루어져 있기 때문에 전후 설치 공간이 많이 요구되고, 차량의 범퍼와 인접 설치되어 차량 충돌시 쉽게 손상되면서 내구성이 저하되는 문제점이 있었다.

공개실용신안 제20-2012-0008497호(2012년12월12일) 등록특허 제10-2329632호(2021년11월17일) 공개특허 제10-2021-0082028호(2021년07월02일)

본 발명은 상기한 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 해결하고자 발명된 것으로서, 범퍼 내측에서 고체광원의 빛을 멀티 미러셀에 의해 모두 역방향으로 반사시키는 간단한 구조에 의해 반투명의 범퍼에 각종 이미지를 효과적으로 프로젝션하도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기 고체광원과 멀티 미러셀의 간단한 구조로 제조 단가가 저렴하고, 제조 및 설치 작업성, 설치 공간성이 우수함은 물론 멀티 미러셀을 범퍼에서 이격 설치할 수 있어 차량 충돌 사고시 파손 우려를 줄여 주므로 내구성을 우수하게 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 본 발명은 반투명의 차량 범퍼 내측에서 차량 범퍼 반대 방향으로 빛을 조사하는 고체광원과, 상기 고체광원의 빛을 역방향으로 반사시켜 반 투명의 차량 범퍼에 이미지를 프로젝션하는 멀티 미러셀을 적어도 한쌍 이상 설치 구성함에 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 상기 멀티 미러셀은 판형 구조로 형성하되, 전후 좌우로 구획되어 있는 각 셀의 미러부에 형성된 x,y축 반사각에 의해 각 셀의 미러부에서 반투명의 범퍼로 반사되는 빛의 화소 위치가 각각 결정되고 상기 각각의 화소가 모아져 전체 이미지를 표현하도록 구성함에 그 특징이 있다.

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본 발명에 따르면, 상기 고체광원은 RGB 구성으로 프로젝션 이미지에 색상을 부여하도록 구성함에 그 특징이 있다.

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이러한 본 발명은 고체광원의 빛을 멀티 미러셀에 의해 모두 역방향으로 반사시켜 반 투명의 차량 범퍼에 이미지를 확산 프로젝션하되, 상기 멀티 미러셀의 전후 좌우로 구획 형성된 각 셀의 미러부 반사각에 의해 각 셀의 미러부에서 반투명의 범퍼로 반사되는 화소 위치가 각각 결정되고, 상기 각각의 화소가 모아져 각종 문자, 그림 등의 이미지를 표현하도록 제공하는 효과를 갖는다.

특히, 상기 고체광원의 빛을 멀티 미러셀의 각 미러부 경사각에 의해 타겟(차량 범퍼)에 점 형태로 모두 반사시키는 화소가 모아져 이미지를 표현하므로 종래 일부 광원을 투과시키는 방식에 비해 선명도는 물론 사용 효율성이 우수한 효과를 갖는다.

또한, 상기 고체광원을 RGB 구성으로 형성하여 색상 이미지를 제공하되, 전기차의 경우 CHARGING, STOP, WARNING 등을 색상별로 구분하여 표시할 수 있음은 물론 상기 멀티 미러셀 교체에 의해 이미지를 달리 구현할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 고체광원과 멀티 미러셀로 구성되는 간단 구조에 의해 종래에 비해 제조 단가가 저렴하고 제조 및 설치 작업성, 설치 공간성이 우수함은 물론 차량 범퍼의 슬림화가 가능한 효과가 있다.

뿐만 아니라 상기 고체광원과 멀티 미러셀을 차량 범퍼에서 최대한 이격 설치할 수 있어 차량 충돌 사고시 파손 우려를 줄여 주므로 내구성이 우수한 효과가 있다.

도 1은 종래 프로젝션 장치의 구조를 보여주는 구성도.
도 2는 본 발명 장치의 측면 구조를 보여주는 구성도.
도 3은 본 발명 장치의 평면 구조를 보여주는 구성도.
도 4는 본 발명 장치의 멀티 미러셀 구조를 보여주는 평면도.
도 5는 본 발명 장치에서 고체광원과 멀티 미러셀을 다수 설치한 구조를 보여주는 평면도.
도 6은 본 발명의 장치에 사용되는 RGB 엘이디의 일 례를 보여주는 평면도.
도 7은 본 발명의 장치에 의해 차량 범퍼 전면에 이미지가 프로젝션된 상태를 보여주는 정면도.
도 8은 본 발명 멀티 미러셀의 각 셀에 의한 고체광원 빛의 반사 예를 보여주는 그래픽 사진.
도 9는 도 8이 가능하게 하는 멀티 미러셀의 경사각(Tilt) 구성의 예를 보여주는 요부 확대도.
도 10 내지 도 12는 RGB 엘이디에 의한 다색 이미지를 보여주는 그래픽 사진.
도 13은 면 광원의 샘플링을 보여주는 구성도.
도 14는 본 발명 멀티 미러셀의 타겟을 보여주는 구성도.
도 15는 본 발명의 장치에 의해 타켓에 프로젝션되는 엘이디 빛의 화소 분포를 보여주는 구성도.

이하, 상기한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

본 발명의 차량 범퍼용 고체광원과 메타미러를 이용한 프로젝션 장치는 도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이 고체광원(10)과 멀티 미러셀(20)로 구성하여 이루어진다.

상기 고체광원(10)은 전기차 등의 차량 범퍼(8) 내측에 차량 범퍼에서 이격된 위치에 설치하여 빛을 조사하되, 상기 고체광원(10)은 타켓인 차량 범퍼 방향이 아닌 차량 범퍼 반대 방향으로 빛을 조사하도록 설치한다.

상기 멀티 미러셀(20)은 사각의 판형 구조로 형성하되, 고체광원의 빛을 통과시키는 것이 아니라 미러와 같이 고체광원의 빛을 모두 역방향으로 반사시켜 확산 프로젝션하도록 구성한다.

즉, 차량 범퍼(8) 내측으로 고체광원(10) - 멀티 미러셀(20)이 순차적으로 위치하도록 설치하여 상기 고체광원(10)에서 멀티 미러셀(20)로 조사되는 빛을 멀티 미러셀(20)이 역 방향으로 반사시켜 반투명의 차량 범퍼에 이미지를 확산 프로젝션하게 되는 것이다.

이때, 상기 멀티 미러셀(20)의 사이즈 보다 차량 범퍼(8)에 확산 프로젝션되는 이미지의 크기가 더 크게 형성되어야 이미지가 서로 중첩되는 현상을 방지하게 된다.

상기 멀티 미러셀(20)은 ABS 또는 PC 소재를 이용하여 성형 제작한 후 빛의 반사를 위한 미러 기능을 위해 미러 성분을 코팅하여 구성하거나 상기 ABS 또는 PC 소재에 미러 기능 성분을 혼합하여 일체로 성형하도록 구성할 수 있다.

상기 멀티 미러셀(20)은 전후 좌우로 셀을 구획 형성하여 상기 각 셀에서 반사되는 빛이 반투명의 차량 범퍼(8)에서 확산되어 점 형태의 화소를 형성하고 상기 화소들이 모아져 전체 이미지를 형성하도록 구성한다(도 8 및 도 9 참조).

특히, 상기 각 셀 표면의 미러부(22)에 형성된 x,y축 반사각에 의해 반투명의 범퍼(8)로 반사되는 고체광원 빛의 화소 위치가 결정되고, 상기 각각의 화소가 모아져 전체 이미지를 표현하도록 구성하는 것이다. 즉 각 셀의 미러부(22)에서 반사되는 화소가 모아져 문자, 도형, 그림 등 다양한 이미지를 형성하기 때문에 차량 범퍼(8)에 표현하고자 하는 이미지에 맞추어 멀티 미러셀(20)의 각 쎌에 형성되는 미러부(22)의 x,y축 반사각을 설계하여 제조하게 된다.

또한, 상기 멀티 미러셀(20)은 전후 좌우로 구획되어 있는 각 셀의 미러부(22) 수효에 의해 반투명의 범퍼(8)로 프로젝션되는 이미지의 화소수를 결정하게 된다.

그리고 상기 고체광원(10)은 RGB 구성으로 형성하여 프로젝션 이미지에 파랑, 빨강, 초록 또는 이들이 혼합된 색상을 부여하도록 구성할 수 있다.

이때, 상기 고체광원(10)은 도 6에서와 같이 RGB 엘이디가 하나의 PCB(11)에 실장된 패키지 모델로 형성하여 구성할 수도 있다.

또한, 상기 멀티 미러셀은 고체광원에서 조사되는 빛의 가로 및 세로 사이즈와 동일 사이즈로 형성하거나 2배 이하 사이즈로 형성하여 일반 LD, LED나 RGB LD, LED에 모두 적용 가능하도록 구성할 수 있다.

상기 고체광원(10)과 멀티 미러셀(20)은 도 3에서와 같이 단독 설치하여 운영할 수 있지만 도 5에서와 같이 2개 이상 복수로 설치하여 복수의 이미지를 선택적으로 프로젝션하도록 운영할 수 있다.

미 설명 부호로서, 9는 차량 범퍼에 프로젝션되는 이미지를 나타내는 것이다.

다음은 상기와 같이 구성되는 본 발명의 작동 및 작용에 대해 살펴보기로 한다.

본 발명의 프로젝션 장치는 주로 전기차 등에서 히든 라이팅으로 사용하는데 차량의 앞,뒤 범퍼(8) 내측 위치에 고체광원(10)과 멀티 미러셀(20)을 순차 설치하는 단순 구조에 의해 상기 고체광원의 빛을 멀티 미러셀(20)에서 모두 역 방향으로 반사시켜 반투명의 차량 범퍼(8)에 각종 이미지를 확산시켜 프로젝션하게 된다.

특히, 상기 멀티 미러셀(20)은 도 8 및 도 9에서와 같이 전후 좌우로 구획되어 있는 각 셀의 미러부(22)에서 반사되는 엘이디 빛이 각 셀의 미러부(22)에 형성된 x,y축 반사각에 의해 반투명의 범퍼(8)로 반사되는 점 형태의 화소 위치가 서로 다른 위치로 반사되고, 상기한 각각의 화소가 모아져 각종 이미지를 표현하게 되는 것이다.

즉, 단독 고체광원(10)의 빛이 멀티 미러셀(20)에 의해 반투명의 범퍼(8)로 모두 반사되어 화소 위치에 따라 LIGHT와 같은 단색 로고를 프로젝션하게 되고, 도 10 내지 도 12에서와 같이 RGB 고체광원(10)의 빛이 멀티 미러셀(20)에 의해 반투명의 범퍼(8)로 모두 반사되어 화소 위치 및 광원 색상에 따라 LIGHT와 같은 칼라 로고를 프로젝션하게 되는 것이다.

또한, 전기차의 경우 복수의 고체광원(10)과 멀티 미러셀(20)을 적용하여 도 7에서와 같이 CHARGING을 표시하거나, STOP이나 WARNING과 같은 문구를 표시할 수 있게 되는 것이다. 이때 상기 고체광원(10)을 RGB 구성으로 형성하여 전기차의 CHARGING 표시를 전기 충전 정도에 따라 RGB 색상으로 구분하여 사용자가 이미지의 색상에 의해 전기 충전 상태를 20% 미만, 20~80%, 80% 이상 등으로 구분하여 확인할 수 있는 것이다.

상기 고체광원(10)을 도 6의 RGB 엘이디로 사용하는 경우 멀티 미러셀(20)을 엘이디 광원의 가로 및 세로 사이즈에서 2배 이하 사이즈로 형성하므로 RGB 엘이디에서 색상 별로 조사되는 엘이디의 빛이 멀티 미러셀(20)에 의해 모두 반사되어 프로젝션할 수 있게 된다.

또한, 상기 멀티 미러셀(20)을 교체하는 것에 의해 각 셀의 미러부에 형성된 x,y축 반사각에 의해 프로젝션 되는 이미지를 달리할 수 있는 것이다.

따라서, 본 발명은 고체광원(10)의 빛을 멀티 미러셀(20)에 의해 모두 역방향으로 반사시켜 타켓인 반 투명의 차량 범퍼에 이미지를 프로젝션하되, 상기 멀티 미러셀에 구획 형성된 각 셀의 미러부(22) 반사각에 의해 반투명의 범퍼로 반사되는 점 형태의 화소 위치가 결정되고, 상기 화소가 모아져 이미지를 표현하기 때문에 종래 일부 광원을 투과시키는 방식에 비해 선명한 이미지를 제공하게 되는 것이다.

8 : 차량 범퍼
10: 고체광원
20: 멀티 미러셀
22: 미러부

Claims (5)

1. 반투명의 차량 범퍼(8) 내측에 차량 범퍼 반대 방향으로 빛을 조사하는 고체광원(10)과 상기 고체광원의 빛을 역방향으로 반사시켜 반 투명의 차량 범퍼(8)에 이미지를 프로젝션하는 멀티 미러셀(20)을 차량 전방에서 범퍼 - 광원 - 멀티 미러셀 순서로 배열되게 위치하도록 적어도 한 쌍 이상 설치 구성하되;
   상기 멀티 미러셀(20)은 판형 구조로 전후 좌우를 따라 각 셀을 구획하여 각 셀 표면의 미러부(22)에 형성된 x, y축 반사각에 의해 각 셀의 미러부(22)에서 반투명의 범퍼(8)로 반사되는 점 형태의 화소 위치가 결정되고, 상기 화소가 모아져 전체 이미지를 표현하도록 구성한 것을 특징으로 하는 차량 범퍼용 고체광원과 메타미러를 이용한 프로젝션 장치.
   
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3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 고체광원(10)은 RGB 구성으로 프로젝션 이미지에 색상을 부여하도록 구성한 것을 특징으로 하는 차량 범퍼용 고체광원과 메타미러를 이용한 프로젝션 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 멀티 미러셀(20)은 고체광원의 가로 및 세로 사이즈와 동일하거나 2배 이하 사이즈로 형성하도록 구성한 것을 특징으로 하는 차량 범퍼용 고체광원과 메타미러를 이용한 프로젝션 장치.

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