KR20180121262A - Ｌｃｏｓ 패널을 이용한 자동차용 ａｄｂ 헤드램프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 ADB 헤드램프에 있어서, LED 광원(2)과, 상기 LED 광원(2)의 빛이 직진하도록 하는 컬리메이팅 광학계(4)와, 상기 컬리메이팅 광학계(4)를 통과한 빛을 반사면(10)에 의해 선택적으로 분리 또는 투과시켜 분리하는 편광빔스플리터(8)와, 상기 편광빔스플리터(8)에 의해 반사된 수평편광(S)의 빛을 전방으로 반사시키는 LCOS 패널(12)과, 상기 편광빔스플리터(8)에 의해 투과된 수직편광(P)의 빛을 전방으로 반사시키는 반사미러(14)와, 상기 LCOS 패널(12)과 반사미러(14)에 의해 반사된 LED 광원(2)의 빛을 확산시켜 자동차의 전방을 비추도록 하는 프로젝션 렌즈(20)로 구성하는 것이며, 자동차용 ADB 헤드램프에 LCOS 패널(12)을 설치하여 구성함에 따라 고해상도를 갖는 헤드램프에 의해 야간이나 우천시에 전방에 대한 시야성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

ＬＣＯＳ 패널을 이용한 자동차용 ＡＤＢ 헤드램프{ADAPTIVE DRIVING BEAM HEAD LAMP FOR VEHICLE USING LIQUID CRYSTAL ON SILICON PANEL}

본 발명은 자동차용 헤드램프에 관한 것으로, 특히 LCOS 패널을 설치하여 고해상도를 갖도록 하는 자동차용 ADB 헤드램프에 관한 것이다.

자동차의 전방에는 헤드램프가 설치되어 야간 주행 중에 운전자의 시야를 확보할 수 있도록 하고 있다.

통상적으로 헤드램프는 광원으로 벌브를 사용하고 있으나, 벌브의 수명이 짧고 내구성이 약해 최근에는 수명이 길면서도 내구성이 뛰어난 LED를 광원으로 사용하고 있다.

이러한 LED 전조등는 소모전류가 작으면서 밝기제어가 용이함과 함께 벌브에 비해 고휘도를 가짐에 따라 최근 생산되는 차량에 적용되고 있는 추세이다.

또한, 최근에는 대향하는 차량의 눈부심을 줄이면서도 운전자의 전방 시야성을 높일 수 있는 ADB(Adaptive Driving Beam) 헤드램프가 출시되고 있다.

ADB는 상향등 헤드램프를 효과적으로 사용하기 위한 것으로, 상향등으로 주행하는 상태에서 대향하는 차량이나 전방에 차량이 함께 주행하는 경우 그 부분의 빛을 차단시켜줌으로써 야간 운행시 전방의 시야 확보와 함께 상대방 차량 운전자의 눈부심도 방지할 수 있는 것이다.

한편, 반사형 액정 디스플레이의 한 종류인 LCOS(Liquid Crystal on Silicon, 실리콘 상층 액정)는 통상의 액정디스플레이와 달리 반도체 기판 위에 액정 셀을 형성한 것으로서, 각 화소의 구성요소와 스위칭 회로를 고집적으로 배치하여 대략 1인치 정도의 소형크기로 엑스지에이(XGA)급 이상의 고해상도를 구현할 수 있는 장점이 있다. 이러한 이유로 LCOS 패널은 프로젝션 시스템 등의 디스플레이 장치로 주목받고 있으며 상기 LCOS 패널과 이를 이용한 시스템의 기술개발 및 상품화가 진행되고 있다.

종래에는 LCOS를 프로젝션에 주로 사용되어 왔으나, 최근들어 LED 헤드램프의 기능은 점차 발전하고 있어 그와 함께 전방으로 비추는 빛의 밝기를 높임으로써 야간이나 우천시에 선명한 시야를 확보하기 위한 고해상도 헤드램프의 기술개발 요구가 있는 것이다.

공개특허번호 제10-2011-0072381호, '헤드램프장치' 공개특허번호 10-2011-0086949호, 'LCOS 방식의 프로젝터를 이용한 입체 영상 출력 방법 및 이를 위한 장치'

따라서 본 발명의 목적은 자동차용 헤드램프의 해상도를 높여 운전자의 전방 시야성을 높일 수 있도록 하는 LCOS 패널을 이용한 자동차용 ADB 헤드램프를 제공하는데에 있다.

상기의 목적에 따른 본 발명은 자동차용 ADB 헤드램프에 있어서, LED 광원(2)과, 상기 LED 광원(2)의 빛이 직진하도록 하는 컬리메이팅 광학계(4)와, 상기 컬리메이팅 광학계(4)를 통과한 빛을 반사면(10)에 의해 선택적으로 분리 또는 투과시켜 분리하는 편광빔스플리터(8)와, 상기 편광빔스플리터(8)에 의해 반사된 수평편광(S)의 빛을 전방으로 반사시키는 LCOS 패널(12)과, 상기 편광빔스플리터(8)에 의해 투과된 수직편광(P)의 빛을 전방으로 반사시키는 반사미러(14)와, 상기 LCOS 패널(12)과 반사미러(14)에 의해 반사된 LED 광원(2)의 빛을 확산시켜 자동차의 전방을 비추도록 하는 프로젝션 렌즈(20)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 반사미러(14)에 반사되는 수평편광(S)은 반사된 빛은 집중시키는 빔성형기(16)와, 광누설을 차단하여 편광변조효율을 높이는 쿼터웨이브플레이트(18)를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

본 발명은 자동차용 ADB 헤드램프에 LCOS를 설치함으로서 고해상도를 갖는 헤드램프에 의해 야간이나 우천시에 전방에 대한 시야성을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 LCOS의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이고,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자동차용 ADB 헤드램프의 구성을 설명하는 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제한하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자동차용 ADB 헤드램프의 구성을 보여주는 도면이다.

본 발명의 자동차용 ADB 헤드램프는 LED 광원(2)과, 상기 LED 광원(2)의 빛이 직진하도록 하는 컬리메이팅 광학계(4)와, 상기 컬리메이팅 광학계(4)를 통과한 빛을 반사면(10)에 의해 선택적으로 분리 또는 투과시켜 분리하는 편광빔스플리터(8)와, 상기 편광빔스플리터(8)에 의해 반사된 수평편광(S)의 빛을 전방으로 반사시키는 LCOS 패널(12)과, 상기 편광빔스플리터(8)에 의해 투과된 수직편광(P)의 빛을 전방으로 반사시키는 반사미러(14)와, 상기 LCOS 패널(12)과 반사미러(14)에 의해 반사된 LED 광원(2)의 빛을 확산시켜 자동차의 전방을 비추도록 하는 프로젝션 렌즈(20)로 구성한다.

상기 LED 광원(2)은 일반적으로 흰색 LED 칩을 설치하는 것이나 필요에 따라 RGB 3원색의 LED 칩을 설치하는 것도 가능하다.

LED 광원(2)에 의해 발생한 빛은 분산이 발생하게 되며, 이러한 빛의 분산에 의한 편광방향을 제어하여 상방으로 직진하도록 LED 광원(2)의 상부에 컬리메이팅 광학계(4)를 설치한다.

상기 컬리메이팅 광학계(4)는 LED 광원(2)에서 분산되는 빛을 편광판(6a)을 거쳐 상부의 편광빔스플리터(8)로 직진하도록 하고, 직진한 빛은 편광빔스플리터(8)에 설치된 반사면(10)에 의해 일부는 수평편광(S)(S편광)으로 반사되고 나머지는 수직편광(P)(P편광)으로 투과하여 분리하게 된다.

상기 편광빔스플리터(8) 내에 일정 각도로 기울어지게 설치된 반사면(10)에 의해 특정 편광의 빛은 반사하고 특정 편광의 빛은 투과하여 수평편광(S)과 수직편광(P)으로 분리하는 것이다.

편광빔스플리터(8)의 반사면(10)에 의해 반사 또는 투과되어 수평편광(S)과 수직편광(P)으로 분리된 빛중에서 반사된 수평편광(S)은 LCOS 패널(12) 방향으로 반사되고 투과된 수직편광(P)은 반사미러(14)로 직진하게 된다.

상기 LCOS(Liquid Crystal on Silicon, 실리콘 상층 액정) 패널은 도 1에 도시한 바와 같이 반사형 액정 디스플레이의 한 종류로서 통상의 액정 디스플레이와 달리 반도체 기판 위에 액정 셀을 형성한 것으로서, 각 화소의 구성요소와 스위칭 회로를 고집적으로 배치하여 대략 1인치 정도의 소형크기로 고해상도를 구현할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에서는 LCOS 패널(12)을 자동차용 헤드램프에 설치하는 것이며, 일반적인 자동차용 헤드램프에서 사용하는 LCD 패널에서 사용하는 방법인 후방에서 빛을 투과시켜 전방으로 비추는 것이 아니라 반사시켜 전방으로 비추는 것임에 따라 자동차용 헤드램프의 크기가 소형화될 수 있다.

LED 광원(2)의 빛을 투과시켜 비추는 것은 크기가 소형이 되면 전방으로 투과되는 빛의 양이 줄어들게 되는 문제가 있으나 LCOS 패널(12)은 빛을 반사시키는 것임에 따라 이러한 문제를 해결할 수 있어 소형화가 가능한 것이다.

LCOS 패널(12)로 직진한 빛은 자동차용 헤드램프의 전방으로 반사되며, 반사된 빛은 프로젝션 렌즈(20)를 전달되어 자동차의 전방으로 확산되어 비춰진다.

투과된 빛은 반사미러(14)를 통해 다시 반사되어 편광빔스플리터(8)의 반사판을 통해 편광판(6b)을 거쳐 전방의 프로젝션 렌즈(20)로 전달되어 자동차의 전방으로 비춰지게 된다.

반사미러(14)를 통해 반사된 빛은 빔성형기(16)를 거쳐 집중시키게 되고 쿼터웨이브플레이트(18)에 의해 광누설을 차단하여 편광변조효율을 높이도록 한다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

(2)-- LED 광원
(4)-- 컬리메이팅 광학계
(6a)(6b)-- 편광판
(8)-- 편광빔스플리터
(10)-- 반사면
(12)-- LCOS 패널
(14)-- 반사미러
(16)-- 빔성형기
(18)-- 쿼터웨이브플레이트
(20)-- 프로젝션 렌즈
(S)-- 수평편광
(P)-- 수직편광

Claims (2)

1. 자동차용 ADB 헤드램프에 있어서,
   LED 광원(2)과,
   상기 LED 광원(2)의 빛이 직진하도록 하는 컬리메이팅 광학계(4)와,
   상기 컬리메이팅 광학계(4)를 통과한 빛을 반사면(10)에 의해 선택적으로 분리 또는 투과시켜 분리하는 편광빔스플리터(8)와,
   상기 편광빔스플리터(8)에 의해 반사된 수평편광(S)의 빛을 전방으로 반사시키는 LCOS 패널(12)과,
   상기 편광빔스플리터(8)에 의해 투과된 수직편광(P)의 반사면으로 반사시키는 반사미러(14)와,
   상기 LCOS 패널(12)과 반사미러(14)에 의해 반사된 LED 광원(2)의 빛을 확산시켜 자동차의 전방을 비추도록 하는 프로젝션 렌즈(20)로 구성되는 것을 특징으로 하는 LCOS 패널을 이용한 자동차용 ADB 헤드램프.
   
2. 제1항에 있어서,
   반사미러(14)에 반사되는 수평편광(S)은 반사된 빛은 집중시키는 빔성형기(16)와, 광누설을 차단하여 편광변조효율을 높이는 쿼터웨이브플레이트(18)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 LCOS 패널을 이용한 자동차용 ADB 헤드램프.

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