KR20170142760A

KR20170142760A - 조명장치

Info

Publication number: KR20170142760A
Application number: KR1020160076810A
Authority: KR
Inventors: 김선택; 전찬훈
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2016-06-20
Filing date: 2016-06-20
Publication date: 2017-12-28

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치는 제1 영역에 이미지를 출력하는 이미지 출력유닛, 소정의 광도를 가지는 광을 출력하고, 상기 제1 영역의 주변을 정의하는 제2 영역에 광을 조사하는 광 출력유닛 및 상기 광 출력유닛과, 상기 이미지 출력유닛을 수용하는 하우징을 포함하고, 상기 광 출력유닛은 상기 이미지 출력유닛을 감싸게 배치되는 복수 개의 발광소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

조명장치{LIGHTING DEVICE}

본 발명은 조명장치에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 이미지와 소정의 광도를 가지는 빛을 동시에 출력하는 조명장치에 관한 것이다.

일반적으로 실내 또는 실외의 조명등으로 전구나 형광등이 많이 사용된다. 이러한 전구 또는 형광등의 경우 수명이 짧아 자주 교환되어야 하는 문제가 있다. 또한, 종래의 형광등은 그 사용시간이 지남에 따라 열화가 발생하여 조도가 점차 떨어지는 현상이 과도하게 발생할 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 우수한 제어성, 빠른 응답속도, 높은 전기광 변환효율, 긴 수명, 적은 소비전력 및 높은 휘도의 특성 및 감성 조명을 구현할 수 있는 발광 다이오드(LED ; Light Emitting Diode)를 채용하는 여러 가지 형태의 조명 모듈이 개발되고 있다.

종래의 조명 장치는 단순히, 일정 영역에 광을 조사하는 역할만을 수행하였으나, 이러한 조명장치에서 사용자에게 상황에 따른 정보를 제공하는 기능이 요구되고 있다.

본 발명은 야간에 사용자에게 시야를 확보할 수 있게 함과 아울러 사용자에게 필요한 시각정보를 제공하는 조명장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 광 출력유닛에 의해 야간에 사용자에게 시야를 확보할 수 있게 하고, 이미지 출력유닛을 통해 사용자에게 필요한 정보를 제공하는 이점이 존재한다.

또한, 본 발명은 광 출력유닛에서 방출되는 광이 이미지 출력유닛에서 방출되는 이미지의 주변에 제공되어서, 사용자에게 정보에 대한 시인성 및 집중성을 향상시키는 이점이 존재한다.

또한, 본 발명은 이미지 출력장치를 슬림하고 저비용으로 제조할 수 있고, 다양한 정적 또는 동적 이미지 정보를 사용자에게 제공하는 이점이 존재한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치의 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 조명장치의 일부 분해도,
도 3은 도 1에 도시된 조명장치의 단면도,
도 4는 도 1에 도시된 조명장치의 사용예를 도시한 참고도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명장치의 단면도,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명장치의 사시도,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명장치의 단면도,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명장치의 제어 블럭도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 출력유닛의 개념도,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 멤스 스캐너 패키지에 관한 설명에 참조되는 도면,
도 11과 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 멤스 스캐너의 예들과 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면,
도 13은 스캐너의 구동 신호 파형의 일예를 도시한 도면,
도 14는 도 13의 구동 신호 파형에 따른 스캐너 수직, 수평 구동을 예시한 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치의 사시도, 도 2는 도 1에 도시된 조명장치의 일부 분해도, 도 3은 도 1에 도시된 조명장치의 단면도, 도 4는 도 1에 도시된 조명장치의 사용예를 도시한 참고도이다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치(10)는 제1 영역(S3)에 이미지를 출력하는 이미지 출력유닛(200), 소정의 광도를 가지는 광을 출력하고, 제1 영역(S3)의 주변을 정의하는 제2 영역(S4)에 광을 조사하는 광 출력유닛(100) 및 광 출력유닛(100)과, 이미지 출력유닛(200)을 수용하는 하우징(20)을 포함한다.

특히, 도 4에서 도시하는 바와 같이, 실시예의 조명장치(10)는 일정 영역에 광을 제공하여서, 일정 영역이 일정 조도 이상을 가져서 사용자의 시각에 인식되게 하는 조명의 기능과, 일정 영역에 광을 사용한 이미지를 사용자에게 제공하여서, 사용자에게 정보를 제공한다.

따라서, 실시예는 사용자에게 광의 광도와, 이미지를 통한 정보를 제공하게 된다.

물론, 실시예의 조명장치(10)는 사용자 맞춤형 정보를 이미지 출력유닛(200)이 제공하기 위해, 사용자를 판별하는 다양한 입력부를 구비할 수도 있다. 이는 후술하도록 한다.

하우징(20)은 광 출력유닛(100)과, 이미지 출력유닛(200)을 수용하는 공간을 정의한다. 하우징(20)은 열 전도율을 우수한 금속 또는 수지재질을 포함한다. 수지재질은 예를 들어, PMMA(polymethylmethacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthalate), PC(poly carbonate), COC(cycloolefin copolymer) 및 PEN(polyethylene naphtha late) 수지 중 하나를 포함할 수 있다.

하우징(20)에는 하우징(20) 내부에 수용되는 구성품의 열을 발출하는 방열홀(21)이 구비될 수 있다. 방열홀(21)은 아우터 케이스(20a)의 일부 영역이 관통되어 형성된다. 구체적으로, 방열홀(21)은 전원유닛(290)의 주변의 아우터 케이스(20a)에 형성될 수 있다.

또한, 도면에서는 도시되지 않았지만, 하우징(20))은 공기와의 접촉면적을 증가시키는 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 하우징(20)에는 방열핀(미도시)들이 형성될 수 있다.

하우징(20)의 일단에는 외부전원과 연결되는 소켓(23)이 구비될 수 있다. 소켓(23)의 하우징(20)의 내부에 위치된 전원유닛(290)과 전기적으로 연결된다.

예를 들면, 하우징(20)은 아우터 케이스(20a)와 이너 케이스(20b)를 포함한다.

도 3을 참조하면, 아우터 케이스(20a)는 조명장치(10)의 외관을 형성하고, 이너 케이스(20b), 광 출력유닛(100), 이미지 출력유닛(200)이 수용되는 공간을 정의한다. 구체적으로, 일 방향으로 광을 출력하기 위해 일 방향으로 오픈된 형상을 가질 수 있다. 아우터 케이스(20a)에는 전원유닛(290)이 수용될 수 있다.

이너 케이스(20b)는 아우터 케이스(20a)의 내부에 위치되고, 이미지 출력유닛(200)을 수용하는 제1 수용부(S1)를 정의한다. 이너 케이스(20b)의 형상은 제한이 없지만, 아우터 케이스(20a)와 유사하게 일측으로 오픈된 형상을 가진다. 더욱 구체적으로, 이너 케이스(20b)는 광축(Ax)에 수직한 단면이 링 형상으로 이루어져서 후술하는 이미지 필터(213)와의 결합이 용이하게 된다.

아우터 케이스(20a)와 이너 케이스(20b) 사이에는 광 출력유닛(100)이 배치되는 제2 수용부(S2)를 정의한다. 즉, 이너 케이스(20b)는 아우터 케이스(20a)의 내부에 수용되고, 아우터 케이스(20a)와 이격되게 배치된다. 제2 수용부(S2)는 광축(Ax)에서 보아 링 형상을 가진다.

하우징(20)에는 아우터 케이스(20a)와 이너 케이스(20b) 사이의 간격을 유지하는 아암(22)이 더 포함될 수 있다. 아암(22)의 일단은 이너 케이스(20b)와 연결되고 타단은 아우터 케이스(20a)와 연결된다. 아암(22)의 길이에 따라 제2 수용부(S2)의 크기가 결정된다.

전원유닛(290)은 광 출력유닛(100), 이미지 출력유닛(200)에 구동전원을 공급한다. 예를 들어, 전원유닛(290)은 110V~220V의 교류 전원을 입력 받고, 이를 이용하여 광 출력유닛(100) 또는 이미지 출력유닛(200)에 25V, 50V 및 100V 중 어느 하나의 직류 전원을 공급할 수 있다. 또한, 전원유닛(290)은 입력된 교류 전원을 이용하여 후술하는 인터페이스부(상세하게는 통신모듈)로 3V의 직류 전원을 공급할 수 있다.

광 출력유닛(100)은 제1 영역(S3)의 주변을 정의하는 제2 영역(S4)에 광을 조사한다. 광 출력유닛(100)은 소정의 광도를 가지는 광을 출력하여서, 사용자에게 야간에 시야를 확보하게 해준다. 광 출력유닛(100)은 이미지 출력유닛(200)에서 출력된 이미지를 감싸는 형태로 광이 출력되는 것이 바람직하다. 이는, 조명장치(10)의 제1 목적인 사용자에게 야간에 시야를 확보해 주기 위함이다.

따라서, 광 출력유닛(100)에서 제공된 광에 의해 형성되는 제2 영역(S4)은 이미지가 제공되는 제1 영역(S3)을 감싸는 형태를 가진다. 광 출력유닛(100)은 다양한 광원(210)이 사용될 수 있지만, 경제적이고 친환경적인 발광소자(110) 등의 반도체 소자가 사용되는 것이 바람직하다.

발광소자(110)는 하나 또는 복수 개가 배치될 수 있다. 또한, 복수의 발광소자(110)가 배치되는 경우, 각각의 발광소자(110)는 서로 다른 색을 출광하거나, 서로 다른 색온도를 가질 수도 있다. 발광소자(110)는 연색성 및 시인성이 우수한 백색광을 출력하는 것이 바람직하다.

복수 개의 발광소자(110)는 제2 영역(S4)에 대응되는 배치를 가진다. 복수 개의 발광소자(110)는 이미지 출력유닛(200)을 감싸게 배치된다. 구체적으로, 광축(Ax) 방향에서 보아, 복수 개의 발광소자(110)는 이미지 출력유닛(200)을 감싸게 형성되는 임의의 원에서 소정의 피치(Pitch)를 가지고 배치된다. 더욱 구체적으로, 복수 개의 발광소자(110)는 이너 케이스(20b)와 아우터 케이스(20a)의 사이에 정의되는 제2 수용부(S2)의 내부에 배치되고, 이너 케이스(20b)의 외부를 따라 링 형상으로 배치된다.

광 출력유닛(100)은 복수 개의 발광소자(110)가 위치되고, 발광소자(110)들에 전원을 제공하는 회로기판(120)을 더 포함할 수 있다. 회로기판(132)은 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB 등일 수 있다.

광 출력유닛(100)은 아우터 케이스(20a) 또는 이너 케이스(20b)에서 제2 수용부(S2)로 돌출되어 형성된 지지부재(24)에 설치된다.

또한, 광 출력 유닛은 복수 개의 발광소자(110)에서 제공되는 광을 확산하는 디퓨져(120)를 더 포함할 수 있다. 디퓨져(120)는 발광소자(110)에서 입사된 광을 확산하여 제2 영역(S4)으로 전달하는 역할을 한다. 즉, 디퓨져(120)는 입사된 광의 휘도를 균일하게 하고, 입사된 점광을 면광으로 변환하여 외부로 출사할 수 있다.

예를 들면, 디퓨져(120)는 내부로 광이 전파되는 투명재질, 내부가 빈 금속관 형태를 가질 수 있다. 구체적으로, 광 가이드(140)는 PMMA(polymethylmethacrylate)이나 투명 아크릴수지(resin)를 평면형태(flat type)나 쐐기형태(wedge type)로 제작하여 사용할 수 있으며, 유리 재질로 형성하는 것도 가능하고, 플라스틱 재질의 렌즈도 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

디퓨져(120)는 제2 수용부(S2)에 대응되는 링 형상으로 형성된다. 디퓨져(120)는 복수 개의 발광소자(110)를 커버하고, 제2 수용부(S2)에 설치된다.

이미지 출력유닛(200)은 제1 영역(S3)에 이미지를 출력한다. 여기서, 이미지는 사용자가 시각으로 인식할 수 있는 정보를 포함할 수 있다. 이미지 출력유닛(200)은 후술하는 입력부에서 입력된 사용자 정보에 따라 맞춤형 정보(광고, 길안내, 경고)를 제공할 수 있다.

이미지 출력유닛(200)은 제1 영역(S3)에 정적 이미지 또는 동적 이미지를 제공한다.

이하, 이미지 출력유닛(200)이 정적 이미지를 출력하는 구조에 대해 설명하도록 한다.

일 예로, 이미지 출력유닛(200)은, 광을 출력하는 광원(210)과, 이미지 필터(213)를 포함한다.

광원(210)은 다양한 광원(210)이 사용될 수 있지만, 경제적이고 친환경적인 발광 다이오드(212) 등의 반도체 소자가 사용되는 것이 바람직하다. 광원(210)은 제2 수용부(S2)를 형성하는 이너 케이스(20b) 내에 안착된다. 발광 다이오드는 회로기판(211)에 위치될 수 있다.

이 때, 제2 수용부(S2)를 경계를 형성하는 이너 케이스(20b)의 내면은 알루미늄 등의 반사물질로 코팅될 수 있다.

이미지 필터(213)는 광원(210)에서 방출된 광 중 일부를 투과하여서 제1 영역(S3)에 소정의 이미지를 제공한다. 이미지 필터(213)는 제1 수용부(S1)에 설치되어서, 이미지 출력유닛(200)의 광원(210)을 커버한다. 구체적으로, 이미지 필터(213)는 이너 케이스(20b)의 오프된 하부를 커버한다.

이미지 필터(213)는 내마모성, 투과성, 디자인성을 만족하는 단층 또는 다층구조를 가질 수 있다.

구체적으로, 이미지 필터(213)는 다수의 층이 본딩되어 형성될 수 있다. 이미지 필터(213)는 외관 디자인을 형성하는 디자인층(미도시)과 강성, 내마모성을 보강하는 코팅층(미도시)을 포함할 수 있다.

일 실시예로, 이미지 필터(213)의 일부 영역이 광을 투과하고, 다른 일부 영역이 광을 차단하게 형성될 수 있다. 이미지 필터(213)는 소정의 광 투과도를 가져서 광원(210)에서 제공된 광을 투과시키는 광투과부(213a)와, 광을 차단하는 차단부(213b)를 포함할 수 있다. 이 경우, 이미지 필터(213)에 의해 제1 영역(S3)에 단색 이미지가 제공된다.

광투과부(213a)는 차단부(213b)와 상이한 재질로 구성될 수 있다. 또는, 광투과부(213a)의 두께는 차단부(213b) 보다 얇게 형성될 수 있다.

다른 예로, 이미지 필터(213)는 불투과성 재질이고, 광투과부(213a)는 이미지 필터(213)의 일부 영역이 개구되어 형성될 수 있다.

물론, 이미지 출력유닛(200)은 다색 이미지를 제공하기 위해, 광원(210)에서 출력된 광을 파장을 변경하여 제1 영역(S3)에 제공하는 컬러필터(214)를 포함할 수 있다.

컬러필터(214)는 광원(210)에서 제공되는 광의 파장을 변경하고, 광을 통해 특정한 이미지를 정의한다. 컬러필터(214)에는 다양한 모양이 인쇄될 수 있다. 컬러필터(214)는 이미지 필터(213)의 아래에 배치될 수 있다. 아울러, 컬러필터(214)와 동일 평면에는 광을 차단하는 광차단 필터(215)가 배치될 수 있다.

바람직하게는 컬러필터(214)는 광투과부(213a)에 대응되게 배치된다. 구체적으로, 컬러필터(214)는 광투과부(213a)와 적어도 일부가 수직적으로 중첩되게 배치된다.

따라서, 실시예는 광 출력유닛(100)에 의해 야간에 사용자에게 시야를 확보할 수 있게 하고, 이미지 출력유닛(200)을 통해 사용자에게 필요한 정보를 제공하는 이점이 존재한다.

또한, 본 발명은 광 출력유닛(100)에서 방출되는 광이 이미지 출력유닛(200)에서 방출되는 이미지의 주변에 제공되어서, 사용자에게 정보에 대한 시인성 및 집중성을 향상시키는 이점이 존재한다.

그리고, 이미지 필터(213)는 하우징(20)에 착탈 가능하게 결합되어서, 다양한 이미지를 사용자에게 제공할 수 있다. 예를 들면, 이미지 필터(213)는 하우징(20)(상세하게는, 이너 케이스(20b)의 내면)에 나사 결합될 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명장치의 단면도이다.

도 5를 참조하면, 도 5에 도시된 실시예의 조명장치(10)는 도 1에 도시된 실시예와 비교하면, 가이드 돌기(213c)와 가이드 홈(25)을 더 포함한다. 다른 실시예의 조명장치(10)는 이미지 필터(213)가 하우징(20)에 가이드 돌기(213c)와 가이드 홈(25)의 형합에 의해 착탈되는 구조이다.

가이드 돌기(213c)는 이미지 필터(213)에서 돌출되어 형성되고, 가이드 홈(25)에 삽입되어 슬라이딩된다. 이 때, 이미지 필터(213)는 광축(Ax)에서 보아 원형이고, 가이드 돌기(213c)는 원주에서 반경방향으로 도출되어 형성될 수 있다.

가이드 홈(25)은 하우징(20)에 형성되고, 가이드 돌기(213c)가 삽입되어 가이드되는 공간이다. 가이드 홈(25)은 하우징(20)의 일면이 함몰되어 형성된다. 구체적으로, 가이드 홈(25)은 이너 케이스(20b)의 내면이 외측으로 함몰되어 형성된다.

가이드 홈(25)은 가이드 돌기(213c)가 축방향(Ax)으로 슬라이딩된 후, 축방향을 중심으로 하는 원주방향으로 슬라이딩되어 구속되게 한다.

예를 들면, 가이드 홈(25)은 가이드 돌기(213c)를 축방향으로 가이드하는 제1가이드 홈(25a)과, 일단이 제1가이드 홈(25a)과 연결되고, 가이드 돌기(213c)를 윈주방향으로 안내하는 제2가이드 홈(25b)을 포함한다.

제1가이드 홈(25a)의 일단은 이너 케이스(20b)의 하단까지 연장되어서 가이드 돌기(213c)가 인입되는 입구가 된다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명장치(10)의 사시도이다.

도 6을 참조하면, 도 6에 도시된 실시예의 조명장치(10)는 도 1에 도시된 실시예와 비교하면, 카메라(221)와 스피커(241)를 더 포함한다.

카메라(221)는 이미지를 획득하는 장치이다. 카메라(221)는, 이미지 센서와 영상 처리 모듈을 포함할 수 있다. 카메라(221)는 이미지 센서(예를 들면, CMOS 또는 CCD)에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상을 처리할 수 있다. 영상 처리 모듈은 이미지 센서를 통해 획득된 정지영상 또는 동영상을 가공하여, 필요한 정보를 추출하고, 추출된 정보를 후술하는 프로세서(270)에 전달할 수 있다. 프로세서(270)는 카메라(221)에 의해 획득된 정보에 의해 사용자의 성별, 나이, 사용자의 접근 상태를 판단할 수 있다.

카메라(221)에 의해 획득되는 이미지는, 프로세서(270) 내에서 신호 처리될 수 있다.

스피커(241)는 프로세서(270)의 제어신호에 따라 음향을 출력한다. 프로세서(270)는 스피커(241)를 통해 사용자의 청각으로 인식되는 음향 정보를 제공할 수 있다.

또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 조명장치(10)는 조명장치(10)의 주변정보를 센싱하는 센싱부를 더 포함할 수 있다. 센싱부는 조명장치(10) 주변의 조도, 습도, 풍량, 사용자의 접근여부 등을 센싱하는 다양한 센서일 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명장치(10)의 단면도, 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명장치(10)의 제어 블럭도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 도 7에 도시된 실시예의 조명장치(10)는 도 1에 도시된 실시예와 비교하면, 이미지 출력유닛(200A)의 구조에 차이점이 존재한다. 실시예의 조명장치(10)는 이미지 출력유닛(200A)이 동적 이미지를 출력할 수 있다.

조명장치(10)는 입력부(220), 메모리(230), 이미지 출력유닛(200A), 광 출력유닛(100), 프로세서(270), 인터페이스부(280), 전원 공급부(290) 및 출력부(240)를 포함할 수 있다.

입력부(220)는, 조명장치(10)의 동작을 제어하기 위한 사용자 입력을 수신할 수 있는 입력 수단을 구비할 수 있다. 입력부(220)는 이미지 출력유닛(200A)과 광 출력유닛(100)을 제어할 수 있는 사용자 입력, 이미지 정보, 주변정보를 수신할 수 있다.

예를 들면, 입력부(220)는 상술한 카메라(221) 또는 센싱부를 포함할 수 있다.

메모리(230)는, 각 유닛에 대한 기본 데이터, 각 유닛의 동작 제어를 위한 제어 데이터, 조명장치(10)에 입출력되는 데이터를 저장할 수 있다.

메모리(230)는, 하드웨어적으로, ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 등과 같은 다양한 저장기기 일 수 있다.

메모리(230)는, 프로세서(270)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등, 조명장치(10) 전반의 동작을 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다.

이미지 출력유닛(200A)은, 스캐너(255), 광원(210) 구동부(260), 광원(210)를 포함할 수 있다.

광원(210) 구동부(260)는, 프로세서(270)로부터 제어 신호에 따라 이미지 출력유닛(200A)을 제어할 수 있다. 여기서, 광원(210)은 레이저 다이오드일 수 있고, 광원(210) 구동부(260)는 레이저 다이오드 드라이버(driver)일 수 있다. 광원(210) 구동부(260)는 프로세서(270)의 제어 신호에 따라 레이저 광원(210)의 온(On)/오프(Off) 타이밍을 제어한다.

스캐너(255)는, MEMS(micro-electro-mechenical system) 스캐너일 수 있다. 스캐너(255)의 상세한 구조 및 동작은 도 10 내지 도 14 등을 참조하여 후술한다. 스캐너(255)는 광원(210)에서 제공된 광을 수평 방향 및 수직 방향 스캐닝(Scanning)하여, 제1 영역(S3)에 제공한다.

실시예에 따라서는, 이미지 출력유닛(200A)은, 스캐너(255)를 구동하는 스캐너 구동부(250)를 더 포함할 수 있고, 프로세서(270)는, 스캐너(255)를 제어하는 스캐너 구동부(250)를 제어할 수 있다.

스캐너 구동부(250)는 사인파 생성회로, 삼각파 생성회로, 신호 합성 회로 등을 포함하며, 수신되는 스캐너 구동 신호에 따라, 스캐너(255)를 구동시키기 위한 구동 주파수를 생성하고, 스캐너(255)는 수평 및 수직 구동 주파수에 따라, 수평 및 수직 구동하여 광을 스캐닝할 수 있다.

스캐너 구동부(250)는, 수평 방향 스캐닝는 사인(sine) 파형으로 구동하고, 수직 방향 스캐닝은 톱니(sawtooth) 파형으로 구동할 수 있다.

스캐너 구동부(250)는 MEMS 스캐너(255)의 구동 신호를 생성할 수 있고, 실시예에 따라서는, 스캐너(255)의 움직임(motion) 센싱하며 구동 알고리즘을 제어할 수 있다.

광 출력유닛(100)은 프로세서(270)로부터 제어 신호에 따라 제어된다.

프로세서(270)는, 조명장치(10) 내의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.

프로세서(270)는 스캐너 구동부(250)에 제어 신호를 출력하여 스캐너(255)의 동작 또는 상태를 제어할 수 있다.

프로세서(270)는 광원(210) 구동부(260a, 260b)에 제어 신호를 출력하여, 광원(210)의 동작 또는 상태를 제어할 수 있다.

프로세서(270)는, 하드웨어적으로, ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(270)(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(270)(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.

인터페이스부(280)는 조명장치(10) 주변정보, 사용자의 접근 또는 사용자 입력을 수신하거나, 프로세서(270)에서 처리 또는 생성된 신호를 외부로 전송할 수 있다. 이를 위해, 인터페이스부(280)는, 유선 통신 또는 무선 통신 방식에 의해, 외부의 단말기와 통신을 수행할 수 있다.

한편, 인터페이스부(280)는, 외부의 단말기에서 센서 정보를 수신할 수 있다.

전원 공급부(290)는, 프로세서(270)의 제어에 의해, 조명장치(10) 각 유닛의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 특히, 전원 공급부(290)는, 차량(700) 내부의 배터리 등으로부터 전원을 공급받을 수 있다.

한편, 조명장치(10)는 이미지 출력유닛(200A)을 커버하고, 제2 수용부(S2)를 덮는 커버 렌즈(299)를 더 포함할 수 있다. 커버 렌즈(299)는 이미지 출력유닛(200A)에서 출력되는 이미지의 크기 및 초점거리를 등을 변화시킬 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 출력유닛(200A)의 개념도이다.

도 9를 참고하면, 이미지 출력유닛(200A)은 레이저 광원(2), 프리즘(3), 렌즈(4), 반사부(7) 등의 광학 부품과 멤스 스캐너(5)를 포함할 수 있다.

레이저 다이오드(2)에서 생성된 광이 프리즘(3)과 렌즈(4)를 투과하면서 포커싱되고, 포커싱된 광은 멤스 스캐너(5)를 통해 수직 및 수평 방향으로 스캐닝된다. 레이저 다이오드(2)에서 생성된 광은 다양한 색상의 광이 생성될 수 있다.

한편, 멤스 스캐너(5)를 통해 스캐닝되는 광은 제1 영역으로 방출된다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 멤스 스캐너 패키지에 관한 설명에 참조되는 도면이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 멤스 스캐너 패키지(MEMS scanner package)는, 빛을 반사시키는 미러(Mirror, 1011)를 포함하는 멤스 스캐너(MEMS scanner, 1010), 상기 미러(1011)의 후면과 마주보며 배치되는 내부 자석(Inner magnet, 1020), 및, 상기 내부 자석(1020)의 외부에 배치되는 외부 자석(Outer magnet, 1030)을 포함할 수 있다.

상기 내부 자석(1020)과 외부 자석(1030)은 상기 미러(1011)의 후면과 소정의 간격을 가지고 위치할 수 있고, 전자기력(electromagnetic)을 유발시키는 역할을 할 수 있다.

또한, 상기 멤스 스캐너(1010)는 전자기력에 의해 수평/수직으로 구동될 수 있다.

한편, 상기 멤스 스캐너(1010)에는 FPCB(Flexible Printed circuit board), PCB(Printed circuit board) 등의 회로기판(미도시)이 연결될 수 있다.

한편, 상기 미러(1011)는 제1 방향과 제2 방향으로 회전할 수 있다.

즉, 상기 미러(1011)는 두 방향으로 회전 가능하고, 두 방향으로 회전하면서 빛을 반사시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 멤스 스캐너(1010)는 수직 방향 및 수평 방향으로 스캐닝(scanning)할 수 있다.

도 11과 도 12는 멤스 스캐너의 예들과 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.

도 11을 참조하면, 멤스 스캐너는 빛을 반사하기 위한 미러(1110)와, 미러(1110)를 제1 방향, 예를 들어, 수평 방향으로 회전시키기 위한 제1 탄성체(1121, 1122)와, 미러(1110)를 제2 방향, 예를 들어, 수직 방향으로 회전시키기 위한 제2 탄성체(1141, 1142)와, 미러(1110)의 수직 방향과 수평 방향 회전을 분리하기 위한 짐벌(1130)을 포함할 수 있다.

한편. 제2 탄성체(1141, 1142)는 각각 지지부(미도시)와 연결되어 지지될 수 있다.

미러(1110)는 제1 탄성체(1121, 1122)와 제2 탄성체(1141, 1142)를 통하여 수직 방향과 수평 방향으로 회전함으로써, 입사된 빛을 외부로 투사하고, 수평 방향과 수직 방향에서 각각 스캔(scan)될 수 있다.

한편, 미러에 전류를 인가되면 자성체에 의한 자기장이 발생하고, 자기장에 의해 발생한 로렌츠 구동력에 따라 전자기력을 이용한 멤스 스캐너가 구동될 수 있다.

미러(1110)는 제1 방향과 제2 방향으로 회전할 수 있고, 상기 제1 방향의 회전 진동수과 상기 제2 방향의 회전 진동수가 서로 다를 수 있다.

한편, 도 11에서는 사각형 형상의 미러(1110)를 예시하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

예를 들어, 도 12와 같이, 미러(1210)는 원형의 형상을 가질 수 있다.

도 12를 참조하면, 멤스 스캐너는 빛을 반사하기 위한 미러(1210)와, 미러(1210)를 제1 방향, 예를 들어, 수평 방향으로 회전시키기 위한 제1 탄성체(1221, 1222)와, 미러(1210)를 제2 방향, 예를 들어, 수직 방향으로 회전시키기 위한 제2 탄성체(1241, 1242)와, 미러(1210)의 수직 방향과 수평 방향 회전을 분리하기 위한 짐벌(1230), 상기 제2 탄성체(1241, 1242)와 연결되는 지지부(1251, 1252)를 포함할 수 있다.

도 13은 스캐너의 구동 신호 파형의 일예를 도시한 것이고, 도 14는 도 13의 구동 신호 파형에 따른 스캐너 수직, 수평 구동을 예시한 것이다.

도 13과 도 14를 참조하면, 스캐너는 구동 신호 파형에 따라, 수평, 수직으로 스윕(seep)하며, 초기 위치에서 시작하여 최종 위치까지 스캐닝을 수행하고, 다시 초기 위치부터 스캐닝 과정을 반복할 수 있다.

도 13과 도 14를 참조하면, 스캐너는, 수직으로는 램프(ramp) 구동, 예를 들어, 톱니 파형(sawtooth)으로 구동되고, 수평으로는 사인파로(Sinusoidal) 구동될 수 있다.

도 13의 (a)는 수직 주기 TV를 가지는 수직 톱니 파형(sawtooth)을 예시하고, 도 13의 (b)는 수평 주기 TH를 가지는 수평 사인 파형을 예시한다.

예를 들어, 스캐너는, 수직 주기 TV를 가지는 수직 톱니 파형(sawtooth)을 따라, 스캐닝하는 동안, 수직 방향으로 선형적으로 스윕(sweep)할 수 있다.

스캐너는, 수직 스윕(Vertical Sweep) 기간 동안에, 수직 방향, 예를 들어, 상부에서 하부로 스윕하고, 플라이 백(Fly-Back) 기간 동안에, 다시 최초 위치로 돌아온 후, 다시 새로운 스캐닝을 시작할 수 있다.

또한, 스캐너는, 수평 주기 TH를 가지는 사인 파형에 따라, 스캐닝하는 동안, 스윕 주파수(1/TH)로 수평 방향으로 사인파 형태로 스윕할 수 있다.

한편, 수직 스윕(Vertical Sweep) 기간은, 스캐닝 구간으로 광원이 온(on)되어 빔을 구현할 수 있고, 플라이 백(Fly Back) 기간은 광원이 오프(off)될 수 있다.

한편, 스캐너는 상기한 바와 같이 한 스캔 영역을 구성하는 라인들을 소정시간동안 순차적으로 주사하는 순차 주사 방식으로 주사할 수 있다.

즉, 순차 주사 방식은 한 스캔 영역의 모든 라인 중, 홀수번째 라인과 짝수번째 라인을 교대로 주사하는 방식으로서, 예를 들어, 홀수번째 라인들은 좌측에서 우측으로 주사되고, 짝수번째 라인은 우측에서 좌측으로 주사될 수 있다. 또는 반대로, 홀수번째 라인들은 우측에서 좌측으로 주사되고, 짝수번째 라인은 좌측에서 우측으로 주사될 수 있다.

도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이상의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성을 뒤집을 경우, 다른 구성의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성은 다른 구성의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성은 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

또한, 실시예의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 발광소자를 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.

이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

제1 영역에 이미지를 출력하는 이미지 출력유닛;
소정의 광도를 가지는 광을 출력하고, 상기 제1 영역의 주변을 정의하는 제2 영역에 광을 조사하는 광 출력유닛; 및
상기 광 출력유닛과, 상기 이미지 출력유닛을 수용하는 하우징을 포함하고,
상기 광 출력유닛은,
상기 이미지 출력유닛을 감싸게 배치되는 복수 개의 발광소자를 포함하는 조명장치.
제1항에 있어서,
상기 하우징은,
외관을 형성하는 아우터 케이스와,
상기 아우터 케이스의 내부에 위치되고, 상기 이미지 출력유닛을 수용하는 제1 수용부를 정의하는 이너 케이스를 포함하고,
상기 아우터 케이스와 상기 이너 케이스 사이에는 상기 광 출력유닛이 배치되는 제2 수용부를 정의하는 조명장치.
제2항에 있어서,
상기 아우터 케이스와 상기 이너 케이스 사이의 간격을 유지하는 아암을 포함하는 조명장치.
제1항에 있어서,
상기 이미지 출력유닛은,
광을 출력하는 광원;
상기 광원을 커버하고, 상기 광원에서 출력되는 광 중 일부를 투과시켜 상기 제1 영역에 이미지를 형성하는 이미지 필터를 포함하는 조명장치.
제4항에 있어서,
상기 이미지 필터는,
소정의 광 투과도를 가지는 광투과부와,
광을 차단하는 차단부를 포함하는 조명장치.
제5항에 있어서,
상기 광투과부는 상기 이미지 필터의 일부 영역이 개구되어 형성되는 조명장치.
제5항에 있어서,
상기 광투과부는 상기 차단부 보다 얇은 두께를 가지는 조명장치.
제4항에 있어서,
상기 이미지 출력유닛은 상기 광원에서 출력된 광을 파장을 변경하여 상기 제1 영역에 제공하는 컬러필터를 더 포함하는 조명장치.
제4항에 있어서,
상기 이미지 필터는 상기 하우징에 착탈 가능하게 결합되는 조명장치.
제4항에 있어서,
상기 이미지 필터는 상기 하우징에 나사 결합되는 조명장치.
제4항에 있어서,
상기 이미지 필터에서 돌출되어 형성되는 가이드 돌기와,
상기 하우징에 형성되고, 상기 가이드 돌기가 가이드되고, 가이드 홈을 더 포함하고,
상기 가이드 홈은 상기 가이드 돌기가 축방향으로 슬라이딩된 후, 축방향을 중심으로 하는 원주방향으로 슬라이딩되어 구속되게 하는 조명장치.
제11항에 있어서,
상기 가이드 홈은,
상기 가이드 돌기를 상기 축방향으로 가이드하는 제1가이드 홈과,
일단이 상기 제1가이드 홈과 연결되고, 상기 가이드 돌기를 상기 원주방향으로 안내하는 제2가이드 홈을 포함하는 조명장치.
제1항에 있어서,
상기 광 출력유닛은,
상기 복수 개의 발광소자에서 제공되는 광을 확산하는 디퓨져를 더 포함하는 조명장치.
제1항에 있어서,
상기 이미지 출력유닛은,
광을 제공하는 레이저 광원과,
상기 레이저 광원에서 제공된 광을 수평 방향 및 수직 방향 스캐닝(Scanning)하여, 상기 제1 영역에 제공하는 멤스 스캐너(MEMS Scanner)를 포함하는 조명장치.
제14항에 있어서,
소정의 제어 신호에 따라 상기 레이저 광원의 온(On)/오프(Off) 타이밍을 제어하는 광원 구동부를 더 포함하는 조명장치.
제14항에 있어서,
상기 스캐너의 수평 방향 스캐닝 및 수직 방향 스캐닝을 제어하는 구동을 제어하는 스캐너 구동부를 더 포함하는 조명장치.
제16항에 있어서,
상기 스캐너 구동부는, 상기 수평 방향 스캐닝는 사인(sine) 파형으로 구동하고, 상기 수직 방향 스캐닝은 톱니(sawtooth) 파형으로 구동하는 것을 특징으로 하는 조명장치.