KR20200074161A - 자동차 헤드램프용 광 모듈 - Google Patents

자동차 헤드램프용 광 모듈 Download PDF

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KR20200074161A
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슈테판 미들러
페터 샤덴호퍼
마르쿠스 라인프레히트
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제트카베 그룹 게엠베하
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Abstract

본 발명은 자동차 헤드램프를 위한 광 모듈에 관한 것이며, 상기 광 모듈은, 적어도 하나의 광원(2); 및 기설정 유형의 적어도 하나의 광 분포의 형태로 광 모듈(1)의 전방 영역 내에 적어도 하나의 광원(2)에 의해 생성된 광을 매핑하는 적어도 하나의 광학 매핑 시스템(3);을 포함하며, 광학 매핑 시스템(3)은, 입사 광학 요소(31), 출사 광학 요소(32) 및 적어도 하나의 빔 형성 장치(33)를 포함하며, 상기 빔 형성 장치(33)는 입사 광학 요소(31)와 출사 광학 요소(32) 사이에 배치되며, 입사 광학 요소(31)는 적어도 하나의 광원(2)에 의해 생성된 광을 포착하여 복수의 광빔의 형태로 빔 형성 장치(33)의 방향으로 안내하도록 구성되며, 빔 형성 장치(33)는 복수의 광빔을 기설정 유형의 적어도 하나의 중간 패턴으로 형성하도록 구성되며, 출사 광학 요소(32)는 광 모듈(1)의 전방 영역 내로 기설정 유형의 적어도 하나의 광 분포의 형태로 기설정 유형의 적어도 하나의 중간 패턴을 투영하도록 구성되며, 빔 형성 장치(33)는 광학 매핑 시스템(3)의 광학 축(OA)에 대해 횡방향으로 향하는 평면에서 연장되는 연속 층으로서 형성되며, 상기 연속 층은 자신의 투명도와 관련하여 제어될 수 있으며, 그리고 입사 광학 요소(31)에서부터 출사 광학 요소(32) 쪽으로 관통하는 전체 광량은 연속 층의 투명도를 조정하는 것을 통해 조절될 수 있다.

Description

자동차 헤드램프용 광 모듈
본 발명은 자동차 헤드램프를 위한 광 모듈에 관한 것이며, 상기 광 모듈은 적어도 하나의 광원; 및 적어도 하나의 광학 매핑 시스템(optical mapping system);을 포함하며, 상기 광학 매핑 시스템은 기설정 유형의 적어도 하나의 광 분포의 형태로 광 모듈의 전방 영역 내에 적어도 하나의 광원에 의해 생성된 광을 매핑하며, 광학 매핑 시스템은 입사 광학 요소, 출사 광학 요소, 및 적어도 하나의 빔 형성 장치(beam-shaping device)를 포함하며, 상기 빔 형성 장치는 입사 광학 요소와 출사 광학 요소 사이에 배치되며, 입사 광학 요소는 적어도 하나의 광원에 의해 생성된 광을 포착하여 복수의 광빔의 형태로 빔 형성 장치의 방향으로 안내하도록 구성되며, 빔 형성 장치는 복수의 광빔을 기설정 유형의 적어도 하나의 중간 패턴으로 형성하도록 구성되며, 출사 광학 요소는 광 모듈의 전방 영역 내로, 바람직하게는 차도 상으로 기설정 유형의 적어도 하나의 광 분포의 형태로 기설정 유형의 적어도 하나의 중간 패턴을 투영하도록 구성된다.
또한, 본 발명은 적어도 하나의 상기 광 모듈을 포함한 자동차 헤드램프에 관한 것이다.
전술한 유형의 광 모듈들은 종래 기술에서부터 공지되어 있다. 본원 출원인의 국제 출원 WO 2015/058227 A1호는, 적어도 하나의 광원; 및 적어도 하나의 광 분포의 형태로 자동차의 전방 영역 내에 적어도 하나의 광원에 의해 출사되는 광을 매핑하는 적어도 하나의 투영 장치;를 포함하는, 자동차 헤드램프용 마이크로 투영 광 모듈을 제시하고 있으며, 여기서 투영 장치는, 입사 마이크로 광학 요소들의 어레이로 구성된 입사 광학 요소; 및 출사 마이크로 광학 요소들의 어레이로 구성된 출사 광학 요소;를 포함하며, 각자의 입사 마이크로 광학 요소에는 정확히 하나의 출사 마이크로 광학 요소가 할당되어 있되, 입사 마이크로 광학 요소에서 출사되는 광이 정확히 단지 할당된 출사 마이크로 광학 요소 내로만 입사되는 방식으로 입사 마이크로 광학 요소들이 형성되고, 그리고/또는 입사 마이크로 광학 요소들과 출사 마이크로 광학 요소들은 상호 간에 상대적으로 배치되며, 그리고 입사 마이크로 광학 요소들에 의해 사전 형성된 광은 출사 마이크로 광학 요소들에 의해 자동차의 전방 영역 내에 적어도 하나의 광 분포로서 매핑된다.
본원 출원인의 국제 출원 WO 2017/066817 A1호에서는 자동차 헤드램프용 마이크로 투영 광 모듈이 주제로 다루어지는데, 상기 마이크로 투영 광 모듈은 적어도 하나의 광원; 및 적어도 하나의 광 분포의 형태로 자동차의 전방 영역 내에 적어도 하나의 광원에 의해 출사되는 광을 매핑하는 적어도 하나의 투영 장치;를 포함하며, 투영 장치는, 바람직하게는 하나의 어레이로 배치되어 있는 하나, 2개 또는 그 이상의 입사 마이크로 광학 요소를 포함하는 입사 광학 요소와, 바람직하게는 하나의 어레이로 배치되어 있는 하나, 2개 또는 그 이상의 출사 마이크로 광학 요소를 포함하는 입사 광학 요소를 포함하며, 각자의 입사 마이크로 광학 요소에 정확히 하나의 출사 마이크로 광학 요소가 할당되어 있되, 실질적으로 입사 마이크로 광학 요소에서 출사되는 전체 광이 정확히 단지 할당된 출사 마이크로 광학 요소 내로만 입사되는 방식으로 입사 마이크로 광학 요소들이 형성되고, 그리고/또는 입사 마이크로 광학 요소들과 출사 마이크로 광학 요소들은 상호 간에 상대적으로 배치되며, 그리고 입사 마이크로 광학 요소들에 의해 사전 형성된 광은 출사 마이크로 광학 요소들에 의해 자동차의 전방 영역 내에 적어도 하나의 광 분포로서 매핑된다.
또한, 본원 출원인의 국제 출원 WO 2017/066818 A1호는, 적어도 하나의 광원; 및 적어도 하나의 광 분포의 형태로 자동차의 전방 영역 내에 적어도 하나의 광원에 의해 출사되는 광을 매핑하는 적어도 하나의 투영 장치;를 포함하는, 자동차 헤드램프용 마이크로 투영 광 모듈을 제시하고 있으며, 여기서 투영 장치는, 바람직하게는 하나의 어레이로 배치되어 있는 하나, 2개 또는 그 이상의 입사 마이크로 광학 요소를 포함하는 입사 광학 요소와, 바람직하게는 하나의 어레이로 배치되어 있는 하나, 2개 또는 그 이상의 출사 마이크로 광학 요소를 포함하는 출사 광학 요소를 포함하며, 각자의 입사 마이크로 광학 요소에는 정확히 하나의 출사 마이크로 광학 요소가 할당되어 있되, 실질적으로 입사 마이크로 광학 요소에서 출사되는 전체 광이 정확히 단지 할당된 출사 마이크로 광학 요소 내로만 입사되는 방식으로 입사 마이크로 광학 요소들이 형성되고, 그리고/또는 입사 마이크로 광학 요소들과 출사 마이크로 광학 요소들은 상호 간에 상대적으로 배치되며, 그리고 입사 마이크로 광학 요소들에 의해 사전 형성된 광은 출사 마이크로 광학 요소들에 의해 자동차의 전방 영역 내에 적어도 하나의 광 분포로서 매핑되며, 입사 광학 요소와 출사 광학 요소 사이에는 제1 조리개 장치가 배치된다.
또한, 각자의 입사 마이크로 광학 요소에 정확히 하나의 출사 마이크로 광학 요소가 할당되지 않아도 된다는 점은 충분히 공지되어 있다. 반면, 각자의 입사 마이크로 광학 요소 및/또는 출사 마이크로 광학 요소가 복수의 "마이크로-마이크로 광학 요소"로 분할될 수 있다(WO 2015/058227 A1호 19쪽 단락 4, WO 2017/066817 A1호 21쪽 단락 3, WO 2017/066818 A1호 19쪽 마지막 단락 참조).
전술한 광 모듈들의 단점은, 단일의 광 모듈에 의해 매우 제한되는 개수의 광 분포들 내지 광 기능들만이 실현될 수 있다는 점이다(낮은 효율성). 예컨대 동적(가변) 주 광 기능들(main light function)을 실현하기 위해, 광학 요소들(입사 광학 요소 및/또는 출사 광학 요소)과 관련하여 기계적으로 이동될 수 있는 조리개들(조명 장치들)에 의해 작동이 이루어진다. 이는, 예컨대 조리개(들) 및/또는 광학 요소(들)에 할당되어 있는 액추에이터에 의해 실현될 수 있다. 그러나 조명 기술 측면에서 중요한 조명 장치들은, 조리개들이 코팅 방법에 의해 그를 위해 제공된 캐리어들(유리판들) 상에 적층되는 방식으로 제조되기 때문에, 광 패턴의 동적 가변은 매우 제한적으로만 가능하다.
본 발명의 과제는, 향상된 효율성을 가지면서 동적 광 분포를 생성하기 위한 광 모듈을 제공하는 것에 있다.
상기 과제는, 전술한 유형의 광 모듈에 의해, 빔 형성 장치가 광학 매핑 시스템의 광학 축에 대해 횡방향으로 향하는 평면에서 연장되는 연속 층으로서 형성되며, 상기 연속 층은 자신의 투명도와 관련하여 제어될 수 있으며, 그리고 입사 광학 요소에서부터 출사 광학 요소 쪽으로 관통하는 전체 광량은 연속 층의 투명도를 조정하는 것을 통해 조절될 수 있되, 연속 층은 동일한 평면에 위치하는 하나, 2개 또는 그 이상의 세그먼트를 포함하고, 각자의 개별 세그먼트는 타측 세그먼트들로부터 독립적으로 자신의 투명도와 관련하여 제어될 수 있으며, 입사 광학 요소는 복수의 입사 마이크로 광학 요소로서 형성되고, 출사 광학 요소는 복수의 출사 마이크로 광학 요소로서 형성되며, 입사 마이크로 광학 요소들과 출사 마이크로 광학 요소들은 그룹별로 상호 간에 할당되어 복수의 광학 마이크로 매핑 시스템을 정의하며, 각자의 광학 마이크로 매핑 시스템은 입사 마이크로 광학 요소들의 하나의 그룹, 출사 마이크로 광학 요소들의 하나의 그룹, 및 자신의 투명도와 관련하여 제어될 수 있는 연속 층의 적어도 하나의 세그먼트를 포함하며, 광 모듈은 서로 독립적으로 제어될 수 있는 복수의 광원을 포함하며, 세그먼트들의 적어도 하나의 제1 부분은 제1 기설정 유형의 광 분포를 생성하도록 구성되며, 그리고 세그먼트들의 적어도 하나의 제2 부분은 제2 기설정 유형의 광 분포를 생성하도록 구성되는 것을 통해 해결된다. 이는, 상응하는 유형(제1, 제2, 제3 유형 등)의 광 분포를 생성하기 위해, 세그먼트들의 상응하는 부분(제1, 제2, 제3 부분 등)의 제어가 세그먼트들의 상기 부분에 할당된 광원(들)의 제어에 동기화된다는 점도 포함한다. 세그먼트들의 각자의 부분에는 서로 독립적으로 제어될 수 있는 광원들 중 적어도 하나의 광원이 할당되되, 제어를 수월하게 하기 위해, 세그먼트들의 상이한 부분들/그룹들에는 상이한 광원들이 할당된다. 다시 말해, 세그먼트들의 각자의 부분은 세그먼트들의 상기 부분에 할당된 적어도 하나의 광원에 의해 조사(irradiation)되며, 그럼으로써 기설정 유형의 광 분포가 생성되게 된다. 이런 할당은, 서로 독립적으로 제어될 수 있는 광원들이 상이한 출력을 보유하기만 하면 된다는 장점을 제공한다. 예컨대 방향 지시등 광 분포를 생성하도록 구성되는 세그먼트들의 부분에 할당되어 있는 광원들은 로우빔 광 분포를 생성하도록 구성되는 세그먼트들의 부분에 할당되어 있는 광원보다 그 세기가 더 약할 수 있다.
여러 유형(제1 유형, 제2 유형 등)의 광 분포들의 생성은 바람직하게는 상관관계를 갖는 방식으로 수행된다. 하기에서 설명되는 것처럼, 이 경우 여러 시나리오가 실현될 수 있다. 예컨대 시내의 경계를 통과할 때 하이빔은 스위치 오프될 수 있고(부분 하이빔 광 분포는 비활성 상태이고) 이와 동시에 웰컴등(welcome light) 광 분포, 또는 각각의 상황에 따라서는 경고등 광 분포가 활성화될 수 있다. 이런 경우, 세그먼트들의 각자의 부분의 제어를, 세그먼트들 또는 마이크로 매핑 시스템들의 상기 부분에 할당된 광원(들)의 제어와 동기화하는 것이 적합하다.
본 발명과 관련하여, "기설정 유형의 광 분포"란 용어는, 자동차 헤드램프에 의해 방사되면서 자동차 헤드램프의 광 기능(하이빔, 로우빔, 코너링광, 방향 지시등 등)에 상응하고 바람직하게는 법적 표준에 부합하는 광 분포를 의미한다.
상기 광 모듈은 예컨대 광 모듈의 작동 동안 가변될 수 있는(상호 간에 접속될 수 있는) 복수의 주 광 기능(main light function)을 포함한다.
또한, 연속 층은 액정 층, 예컨대 액정 디스플레이로서 형성될 수 있다.
더 나아가, 유효하게는, 모든 세그먼트는 수직 평면에 위치하고 바람직하게는 상호 간에 인접할 수 있다. 예컨대 하나의 세그먼트는 액정 디스플레이의 하나의 픽셀로서 형성될 수 있다.
"수직" 및 "수평"이란 용어들은, 해당 자동차 헤드램프가 작동 준비가 갖춰진 위치(operational position)에 있을 때, 상기 자동차 헤드램프 내에서 최신 기술의 관례에 따르고 적합한 광 모듈의 장착 위치에 해당한다. 이 경우, 작동 준비가 갖춰진 위치는, 자동차 헤드램프가 자동차 내에 장착되어 있거나, 또는 예컨대 조명 기술 실험실 내에서는 자동차 헤드램프에 의해 방사되는 광 분포와 관련하여 분석되는 위치를 의미한다.
적합한 방식으로, 각자의 개별 세그먼트는 적어도 하나의 하위 세그먼트(subsegment)를 포함할 수 있고, 적어도 하나의 하위 세그먼트는 자신의 투명도와 관련하여 제어될 수 있다.
또한, 바람직하게는, 각자의 개별 세그먼트는 동일한 평면에 위치하고 바람직하게는 상호 간에 인접하는 2개 또는 그 이상, 바람직하게는 5개의 하위 세그먼트를 포함하며, 하위 세그먼트들은 서로 독립적으로 제어될 수 있다.
또 다른 장점들은, 하위 세그먼트들이 상이한 형태 및/또는 크기를 보유할 때 달성된다.
더 나아가, 유효하게는, 각자의 마이크로 매핑 시스템은, 정확히 하나의 입사 마이크로 광학 요소, 정확히 하나의 출사 마이크로 광학 요소, 및 자신의 투명도와 관련하여 제어될 수 있는 연속 층의 정확히 하나의 세그먼트를 포함할 수 있다.
통상, LCD(액정 디스플레이 - Liquid Crystal Display)는, 의도되는 광 패턴을 구성할 수 있는 개별 직사각형 픽셀들로 구성된다. 이 경우, 단점은, 직사각형 픽셀들에 의해, 예컨대 로우빔 광 분포 또는 하이빔 광 분포를 제공하기 위해, 매우 높은 분해능(약 10000 내지 14000ppi, 예컨대 12700ppi)이 필요할 수도 있다는 점에 있다. 이는, 예컨대 의도되는 광 분포-로우빔 광 분포 또는 하이빔 광 분포와 같은 전체 광 분포-가 개별 마이크로 광 패턴들의 전체로서 생성되되, 마이크로 광 패턴들은 입사 마이크로 광학 요소, 출사 마이크로 광학 요소 및 이들 요소 사이에 위치하는 조리개로 구성되는 하나의 시스템에 의해 생성될 때의 경우에 해당할 수도 있다. 이제 연속 층, 예컨대 액정 디스플레이를 조리개로서 이용한다면, 이는, 액정 디스플레이에 의해 전술한 것처럼 매우 높은 분해능을 요구할 수도 있다.
그러므로 바람직하게는, 개별 세그먼트들 및/또는 하위 세그먼트들은, 각각 생성될 광 분포의 일부분에 상응하는 형태 및/또는 크기를 보유할 수 있다. 이는, 일반적으로 세그먼트 내지 하위 세그먼트가 하나의 픽셀에 상응하고 픽셀들은 개별적으로 제어될 수 있다고 할 수 있다.
또 다른 장점은, 각자의 광원의 상류에 하나의 시준기가 배치되고 각자의 광원은 기결정 광 분포를 생성하도록 구성될 때 달성된다. 또한, 바람직하게는, 광원, 예컨대 LED 광원과, 마이크로 매핑 시스템 및/또는 연속 층, 예컨대 액정 디스플레이 사이에 분극 빔 분할기(polarizing beam splitter)가 선형 분극 광을 생성하기 위해 제공될 수 있다. 이 경우, 광이 평행한 광빔들의 형태로 입사 광학 요소에 부딪치도록 하기 위해, 광원과 입사 광학 요소 사이에 시준기를 배치하는 점이 적합할 수 있다.
또한, 광원들은 바람직하게는 광 모듈의 주 방사 축에 대해 횡방향으로 배치되는 인쇄회로기판 상에 배치될 수 있으며, 예컨대 4x3의 매트릭스형 어레이를 형성할 수 있으며, 그리고 바람직하게는 상이한 색들로 광을 방사시킬 수 있다.
특히 바람직하게는, 광 모듈은 복수의 광 분포를 생성하도록 구성되며, 각자의 광 분포의 유형은 하기 유형들의 목록에서 선택된다.
*) 로우빔 광 분포;
*) 도시광 광 분포;
*) 국도광(country road light) 광 분포;
*) 고속도로광(highway light) 광 분포;
*) 고속도로광용 추가 광을 위한 광 분포;
*) 벤딩광 광 분포;
*) 로우빔 광 분포
*) 로우빔 근거리 광 분포;
*) 원거리 내 비대칭 로우빔을 위한 광 분포;
*) 벤딩광 모드에서 원거리 내 비대칭 로우빔을 위한 광 분포;
*) 하이빔 광 분포;
*) 방향 지시등 광 분포;
*) 위치광 광 분포;
*) 눈부심 없는 하이빔 광 분포;
*) 주행등 효과 광 분포(running-light-effect light distribution).
또한, 바람직하게는, 광 모듈에는 하나의 제어 장치가 할당될 수 있으며, 상기 제어 장치는 연속 층의 투명도를 제어하도록 구성되되, 제어 장치는 바람직하게는 광 모듈 내에 배치된다.
본 발명은 하기에서 도면에 도시되어 있는 예시의 비제한적인 실시형태들에 따라서 더 상세하게 설명된다.
도 1은 적어도 하나의 빔 형성 장치를 구비한 광학 매핑 시스템을 포함하는 자동차 헤드램프 광 모듈을 도시한 도면이다.
도 2는 하위 세그먼트들을 구비한 세그먼트들을 포함하여 액정 디스플레이로서 형성된 연속 층을 도시한 도면이다.
우선, 도 1이 참조된다. 상기 도 1에는, 본 발명에 따른 광 모듈에 상응하는 자동차 헤드램프 광 모듈(1)이 도시되어 있다. 자동차 헤드램프 광 모듈(1)은 복수의 광원(2)을 포함한다. 도 1에는, 8개의 광원(2)이 도시되어 있고, 이들 광원은 예컨대 하나의 자동차 헤드램프(여기서는 미도시) 내에 배치되거나 내장될 수 있다. 또한, 자동차 헤드램프 광 모듈(1)은, 기설정 유형의 적어도 하나의 광 분포의 형태로, 자동차 헤드램프 광 모듈(1)의 전방 영역 내로, 다시 말해 자동차 헤드램프 광 모듈(1)이 자동차 내에서 규정에 따른 장착 위치에 위치될 때 자동차의 전진 주행 방향과 일치하는 방향(Z)인 방향(Z)으로, (광원(2)들이 스위치 온될 때) 광원(2)들에 의해 생성되는 (실질적으로 전체) 광을 매핑하는 광학 매핑 시스템(3)도 포함한다. 방향(Z)은 예컨대 자동차 헤드램프 광 모듈의 광학 축(OA) 또는 주 방사 축에 대해 평행하게 연장될 수 있다. 바람직하게 주 방사 방향은 광학 축(OA)과(그리고 방향(Z)과) 일치한다. 광원(2)들은 예컨대 LED 광원들로서 형성될 수 있으며, 상기 LED 광원들은 바람직하게는 인쇄회로기판(미도시) 상에 배치된다. 인쇄회로기판은 적합하게는 자동차 헤드램프 광 모듈(1)의 광학 축(OA)에 대해 횡방향으로 향한다. 스위치 온된 광원(2)들에 의해 생성된 광은 선택적으로 제공된 시준기(4)들에 의해 포착되어 평행한 광의 형태로 광학 매핑 시스템(3)의 방향으로 안내될 수 있다.
광학 매핑 시스템(3)은 입사 광학 요소(31), 출사 광학 요소(32), 및 적어도 하나의 빔 형성 장치(33)를 포함한다. 빔 형성 장치(33)는 주 방사 방향으로 (방향(Z)에 대해 평행하게) 입사 광학 요소(31)의 하류에, 그리고 출사 광학 요소(32)의 상류에-다시 말해 입사 광학 요소(31)와 출사 광학 요소(32) 사이에- 배치된다. 도 1에서는, 입사 광학 요소(31), 출사 광학 요소(32), 및 적어도 하나의 빔 형성 장치(33)가 바람직하게는 상호 간에 실질적으로 평행하게 위치하고 방향(Z)에 대해 직각(수직)을 이루는 평면들에 배치되어 있는 점이 추론된다. 입사 광학 요소(31)는, 광원(2)들의 (실질적으로 전체인, 다시 말해 큰 손실이 없는) 광을 포착하여 복수의 광빔의 형태로 빔 형성 장치(33)의 방향으로 안내하도록 구성된다. 이미 언급한 것처럼, 광원(2)들의 광은 하나 이상의 시준기(4)를 통해 시준될 수 있으며, 그런 후에 상기 광은 입사 광학 요소(31)에 부딪친다. 입사 광학 요소(31)는 동일한 평면에(입사 광학 요소(31)의 (수직) 평면에) 매트릭스형으로 배치된 복수의 입사 마이크로 광학 요소(310)로 이루어진 입사 마이크로 광학 요소 어레이로서 형성될 수 있다. 상기 입사 마이크로 광학 요소 어레이들은 이미 명세서 도입부에서 인용한 본원 출원인의 일부 출원에서 주제로 다루어졌다(WO 2015/058227 A1호; WO 2017/066817 A1호; WO 2017/066818 A1호). 본원으로써 대상에 관한 출원에 수용되는, 입사 마이크로 광학 요소 어레이에 관한 세부사항들에 대해서는 상기 출원들의 상응하는 부분들이 참조된다. 각자의 입사 마이크로 광학 요소(310)는 광원(2)들로 향해 있는 광 입사면(311)과, 광원(2)들의 반대 방향으로 향해 있는 광 출사면(312)을 포함한다. 도 1에는, 입사 마이크로 광학 요소(310)들이 도시되어 있으며, 각자의 입사 마이크로 광학 요소(310)는, 대략 평면이고 예컨대 직사각형, 특히 정사각형인 광 출사면(312)과, 만곡된, 대략 볼록하게 만곡된 광 입사면(311)을 포함한다. 이런 관점에서 주지할 사항은, 입사 마이크로 광학 요소들의 광 입사면들 및 광 출사면들의 바로 위에 기술한 구성은 강제적인 것은 아니다. 예컨대 출원 WO 2017/066817 A1호로부터 공지된 것처럼, 바람직하게는 광 입사면(311)들을 대략 평면으로 형성하고 광 출사면(312)들을 만곡된 방식으로 형성할 수 있다. 적어도 입사 광학 요소(31)의 작용은 광원(2)들에 의해 방사된 광을 분할하고 사전 형성하는 것이다.
복수의 광빔으로 분할되고 사전 형성된 광은 빔 형성 장치(33)에 부딪친다. 빔 형성 장치(33)의 적어도 하나의 특성은, 상기 빔 형성 장치가 복수의 광빔을 기설정 유형의 적어도 하나의 중간 패턴으로 형성하는 것에 있다. 이 경우, 빔 형성 장치(33)는 바람직하게는 출사 광학 요소(32)의 초점 평면에 배치된다. 앞에서 열거한 종래 기술에서부터 공지된 것처럼, 상기 형성은, 예컨대 광학 활성 에지부들(optically-active edge)을 포함하는 복수의 관통구를 포함한 금속 층으로서 형성될 수 있는, 예컨대 조리개 장치들에 의해 수행될 수 있다. 이 경우, 상기 조명 장치에 부딪친 광은 방해받지 않으면서 관통구들을 통과한다. 광이 조명 장치의 비관통 영역에 부딪친다면, 광은 반사된다. 생성되는 광 분포는 관통구들의 형상들, 및 특히 광학 활성 에지부들의 형태 및 프로파일의 형상들을 통해 영향을 받는다. 또 다른 세부사항들에 대해서는 마찬가지로 문헌들(WO 2015/058227 A1호; WO 2017/066817 A1호; WO 2017/066818 A1호)이 참조된다.
이제 본 발명에 따른 빔 형성 장치에 상응하는 빔 형성 장치에 대해 다루기 전에, 도 1에 도시된 출사 광학 요소(32)의 특성들 및 형태가 짧게 요약 설명된다.
출사 광학 요소(32)는 동일한 평면에 매트릭스형으로 배치되는 복수의 출사 마이크로 광학 요소(320)로 이루어진 출사 마이크로 광학 요소 어레이로서 형성될 수 있다. 상기 출사 마이크로 광학 요소 어레이들은 이미 명세서 도입부에서 인용한 본원 출원인의 일부 출원에서 주제로 다루었다(WO 2015/058227 A1호; WO 2017/066817 A1호; WO 2017/066818 A1호). 본원으로써 대상에 관한 출원에 수용되는, 입사 마이크로 광학 요소 어레이에 관한 세부사항들에 대해서는 상기 출원들의 상응하는 부분들이 참조된다. 각자의 출사 마이크로 광학 요소(320)는, 입사 마이크로 광학 요소(310)들의 광원(2)들 및 광 출사면(312)들로 향해 있으면서 바람직하게는 평면이고 예컨대 직사각형, 특히 정사각형인 광 입사면(321)과, 입사 마이크로 광학 요소(310)들의 광원(2)들 및 광 출사면(312)들의 반대 방향으로 향해 있으면서 바람직하게는 만곡된, 예컨대 볼록한 광 출사면(322)을 포함한다. 출사 광학 요소(32)는, 자동차 헤드램프 광 모듈(1)의 전방 영역 내로 기설정 유형의 적어도 하나의 광 분포의 형태로 기설정 유형의 적어도 하나의 중간 패턴을 투영하도록 구성된다.
본 발명에 따라서, 빔 형성 장치(33)는 광학 매핑 시스템(3)(및 자동차 헤드램프 광 모듈(1))의 광학 축(OA)에 대해 횡방향으로 향하는 평면에서 연장되는 연속 층으로서 형성된다. "연속"이란 용어는, 예컨대 층이 종래 기술에서 공지된 조명 장치들처럼 관통구들을 포함하지 않는다는 것을 의미한다. 연속 층(33)이 연장되는 평면은 바람직하게는 입사 광학 요소(31) 및 출사 광학 요소(32)가 위치하는 평면들에 대해 평행하게 배치된다. 광학 매핑 시스템(3)의 보다 더 바람직한 특성들 중 하나는, 입사 광학 요소(31), 출사 광학 요소(32) 및 연속 층(33)이 상호 간에 평행하고 광학 축(OA)에 대해 법선으로 위치하는 평면들에 배치되어 있다는 점이다. 광학 매핑 시스템(3)의 또 다른 보다 더 바람직한 특성은, 입사 광학 요소(31)와 출사 광학 요소(32) 간의 연속 층이 중간 패턴 평면 내에 또는 그 근처에, 바람직하게는 출사 광학 요소(32)의 초점 평면 내에 또는 그 근처에 배치되어 있다는 점이다. 더 나아가, 바람직하게는, 연속 층(33)은, 입사 광학 요소(31)를 통해 집광되고, 그리고/또는 사전 형성되는, 광원(2)들의 전체 광이 연속 층(33)을 통해 중간 패턴을 형성하기 위해 이용되는 방식으로 배치된다. 이런 관점에서, 강조할 사항은, 광학 매핑 시스템(3)의 상기 특성들이 도 1에 도시된 자동차 헤드램프 광 모듈(1)의 특징뿐만 아니라 본 발명의 다른 실시형태들의 특징 역시도 나타낼 수 있다는 점이다.
연속 층(33)은 자신의 투명도와 관련하여 제어될 수 있다. 투명도란 용어는, 전자기파, 바람직하게는 사람이 볼 수 있는 스펙트럼 범위의 광을 통과시키는 연속 층(33)의 특성에 해당한다. 적합하게는, 연속 층(33)의 투명도는 큰 범위에서 조정될 수 있으며, 다시 말하면 광 비투과성-출사 광학 요소(32) 쪽으로 관통하는 광량이 실질적으로 영으로 감소됨- 상태에서부터 완전하게 투명한 상태에 이르기까지 조정될 수 있으며, 전체 광은 입사 광학 요소(31)에서부터 출사 광학 요소(32) 쪽으로 통과된다. 또한, 바람직하게는, 연속 층(33)은 자신의 투명도와 관련하여 영역별로 제어될 수 있다. 다시 말하면, 연속 층은, 예컨대 기설정된 범위들에서 광을 부분적으로, 또는 완전하게 통과시키지만, 마찬가지로 기설정된 다른 범위들에서는 광을 차단하는 방식으로 제어될 수 있다. 연속 층(33)의 범위들 및 제어는 자동차 헤드램프 광 모듈(1)에 할당되거나, 또는 상기 자동차 헤드램프 광 모듈 내에 배치된 제어 장치(5)를 통해 수행될 수 있다(파선들). 제어 장치(5)는 예컨대 제어 장치(5)에 의해 실행될 수 있는 소프트웨어 프로그램을 포함한 저장 매체를 포함할 수 있으며, 상기 소프트웨어 프로그램은, 실행될 때, 연속 층(33)을 그의 투명도와 관련하여 그에 상응하게 제어한다. 예컨대 연속 층(33)의 투명도를 영역별로 제어하는 것을 통해, 중간 패턴 및 그 결과로 생성된 광 패턴(광 분포)이 변경될 수 있다. 예컨대 정해진 영역들은, 광 분포의 각각의 목적 및 유형에 따라서, 디밍(dimming)되거나 브라이트닝(brightening)될 수 있다. 방사된 광 분포의 유형은 마찬가지로 제어하는 것을 통해 변경될 수 있다. 다시 말해, 연속 층(33)은, 자체의 조리개 에지부들이 자신의 투명도와 관련하여 제어되는 세그먼트들에 상응하게 가변될 수 있는 것인 "조리개"처럼 이용될 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 연속 층(33)은 입사 광학 요소(31) 및 출사 광학 요소(32)를 위한 캐리어로서도 형성될 수 있다. 예컨대 연속 층(33)은 양면에서-입사 광학 요소(31)로 향해 있는 면에 의해서뿐만 아니라 출사 광학 요소(32)로 향해 있는 면에 의해서도- 유리판들에 의해 에워싸일 수 있거나, 또는 상기 유리판들 내에 매립될 수 있으며, 상기 유리판들은 각각 입사 광학 요소(31) 및 출사 광학 요소(32)를 위한 캐리어로서 기능한다. 예컨대 광학 매핑 시스템(3)의 제조 동안 입사 광학 요소(31) 및 출사 광학 요소는 유리판들 상에 예컨대 UV 경화성 접착제를 이용하여 접착하는 것을 통해 적층될 수 있다.
바람직하게 연속 층(33)은 액정 층, 예컨대 액정 디스플레이로서 형성된다. 이 경우, 통상의 기술자는, 액정 디스플레이가 액정 층 외에도 상응하는 분극기들(polarizer) 역시도 포함한다는 점을 이해할 것이다.
바람직하게 본 발명에 따른 연속 층은 액정 디스플레이로서 형성된다. 도 2에는, 액정 디스플레이로서 형성된 연속 층(33)이 도시되어 있다. 상기 층은 예컨대 도 1에 도시된 광학 매핑 시스템(3) 내에서 사용될 수 있다. 이런 이유에서, 연속 층에 대해 동일한 도면부호가 이용된다. 연속 층(33)은 동일한 평면에 위치하고 바람직하게는 상호 간에 인접하는 복수의 정사각형 세그먼트, 예컨대 액정 디스플레이 세그먼트(330)를 포함한다. 자명한 사실로서, 세그먼트(33)들은 정사각형일 필요는 없다. 그러나 유효하게는, 세그먼트(330)들의 형태는 입사 마이크로 광학 요소(310)들의 광 출사면(312)들의 베이스면들의 형태에, 그리고 출사 마이크로 광학 요소(320)들의 광 입사면(322)들의 베이스면들의 형태에 매칭된다. 이런 방식으로, 입사 마이크로 광학 요소(310), 이 입사 마이크로 광학 요소에 할당된 출사 마이크로 광학 요소(320), 및 이들 광학 요소 사이에 위치하는 세그먼트(330)는 본 발명에 따른 마이크로 매핑 시스템에 상응하는 하나의 마이크로 광학계(micro optic system)로 통합될 수 있다. 자명한 사실로서, 렌즈, 예컨대 입사 마이크로 광학 요소 또는 출사 마이크로광학 요소의 예컨대 볼록하게, 또는 오목하게 형성된 광 입사면 또는 광 출사면은 정사각형일 수 있다. 이는 예컨대 도 1에 도시되어 있다.
또한, 적합하게는, 입사 광학 요소(31), 출사 광학 요소(32) 및 연속 층(33)은, 각자의 입사 마이크로 광학 요소(310)에 정확히 하나의 세그먼트(330) 및 하나의 출사 마이크로 광학 요소(320)가 대응하는 방식으로, 상호 간에 상대적으로 배치되고, 그리고/또는 포지셔닝된다. 이 경우, 유효하게는, 상호 간에 대응하는 입사 마이크로 광학 요소(310)들 및 출사 마이크로 광학 요소(320)들의 광학 축들은 서로 일치한다. 이런 방식으로, 광학 매핑 시스템은 복수의 마이크로 광학계로 형성될 수 있다.
각자의 개별 세그먼트(330)가 타측 세그먼트들로부터 독립적으로 자신의 투명도와 관련하여 제어될 수 있다면, 세그먼트(330)들은, 세그먼트(330)들의 제1 부분이 예컨대 자동차 헤드램프 광 모듈(1)이 제1 기설정 유형의 광 분포를 생성하도록 하기 위해 이용되고, 세그먼트(330)들의 제2 부분은 자동차 헤드램프 광 모듈(1)이 제2 기설정 유형의 광 분포를 생성하도록 하기 위해 이용되는 방식으로 제어될 수 있다. 더 나아가, 세그먼트(330)들의 제어는 예컨대 상관관계를 갖는 방식으로 수행되는 점도 생각해볼 수 있다. 이 경우, 세그먼트(330)들은 개별적으로, 또는 그룹화되어 제어될 수 있으며, 그에 상응하게 개별 세그먼트(330)들의 제어, 또는 세그먼트들의 그룹들의 제어는 상호 간에 동기화될 수 있다. 또한, 세그먼트(330)들의 각자의 그룹은 세그먼트(330)들의 상기 그룹 또는 마이크로 매핑 시스템들의 상응하는 그룹에 할당되는 광원(들)에 따라서도 제어될 수 있다.
이런 방식으로, 예컨대 법적으로 규정된 여러 동적 광 분포를 동시에, 또는 교호적으로 생성하고 웰컴 및/또는 경고 시나리오들 역시도 실현할 수 있다. 이 경우, 예컨대 광 모듈을 통해 생성되는 패턴의 짧은 섬광(flash)이 고려될 수 있다. 또한, 수 초 이내에 빠르게 변경되는 동적 패턴을 재생하고, 그와 동시에 자동차 헤드램프 광 모듈(1)의 광 기능(예: 로우빔, 하이빔 또는 도시광)-다시 말해 자동차 헤드램프 광 모듈(1)에 의해 생성되는 전체 광 분포(예: 로우빔, 하이빔 또는 도시광 광 분포)는 변경하지 않는 점도 생각해볼 수 있다. 따라서, 관찰자에게 예컨대 주행등 효과가 발생하고/실현될 수 있지만, 그러나 방사된 광 분포(전체 광 분포)는 동일하게 유지될 수 있다. 이런 관점에서, 상기 전술한 조명 구조들에 대한 또 다른 세부사항들에 대해서는 본원 출원인의 오스트리아 특허 출원 AT 517308 A1호가 참조된다. 예컨대 "와이퍼 방향 지시등(wiper direction indicator)"과 유사한 주행등 효과가 제공될 수 있되, 이런 주행등 효과는, 예컨대 자동차 헤드램프(차량의 "눈(eye)")의 단순화된 개방 및 폐쇄와 같은 "웰컴등" 기능들 및/또는 로우빔 기능 등이 변함없는 조건에서, 오늘날 방향 지시등들의 경우 일렬로 배치된 LED들을 연속해서 스위치 온하는 것을 통해 실현된다.
또한, 도 2에서는, 각자의 개별 세그먼트(333)가 하위 세그먼트들, 예컨대 액정 디스플레이 하위 세그먼트들을 포함할 수 있는 점이 추론된다. 도 2에는, 5개의 액정 디스플레이 하위 세그먼트(331 ~ 335)를 포함하는 액정 디스플레이 세그먼트가 도시되어 있다. 액정 디스플레이 하위 세그먼트(331 ~ 335)들은 상이한 형태들 및 상이한 크기들을 보유한다. 일반적으로, 액정 디스플레이 하위 세그먼트들은, 자동차 헤드램프 광 모듈에 의해 생성된 광 분포의 정해진 영역 내로 방사되는 광량을 제어하거나 통제하도록 구성된다. 이런 문맥에서, 하위 세그먼트들, 예컨대 액정 디스플레이 하위 세그먼트(331 ~ 335)들은 자동차 헤드램프 광 모듈에 의해 생성되는 광 분포의 정해진 영역들에 대응할 수 있다. 통상의 기술자는, 예컨대 도 2의 액정 디스플레이 하위 세그먼트(333)의 에지부(3330)가, 비대칭으로 연장되는, 로우빔 광 분포의 명암 경계의 일부분을 매핑하기 위해 제공된다는 점을 확실하게 알 수 있을 것이다. 또 다른 액정 디스플레이 하위 세그먼트(334)는 예컨대 소위 표지광 광 분포(signlight light distribution), 다시 말해 차도 위쪽에 있는 교통 표지판들을 조명하기 위한 광 분포를 생성하기 위해 제공될 수 있다. 이런 관점에서, 주지할 사항은, 표지광 광 분포가, 조명 기술 실험실 내에서 (검사할 자동차 헤드램프 광 모듈 또는 자동차 헤드램프 전방에 약 25미터 이격된 거리에서 상기 광 모듈 또는 헤드램프의 광학 축에 대해 횡방향으로 설치된) 측정 스크린 상에서 ECE-R123에 준하는 구역 III의 상부 영역을 조명한다는 점이다.
예컨대 생성될 광 분포의 유형의 선택 시 높은 유연성을 달성하기 위해, 유효하게는, 각자의 하위 세그먼트는 개별적으로, 그리고 바람직하게는 서로 독립적으로 자신의 투명도와 관련하여 제어될 수 있다. 도 2에 도시된 액정 디스플레이(33)에 의해, 액정 디스플레이 하위 세그먼트(331 및 332)들이 완전하게 투명한(광 투과성) 모드로 작동됨으로써, 다시 말하면 자신들에 부딪치는 광을 완전하게 투과하고 액정 디스플레이 하위 세그먼트(333 ~ 335)들은 광을 완전히 차단하며, 다시 말해 완전하게 광 비투과성이 됨으로써, 예컨대 로우빔 광 분포가 생성될 수 있다. 이 경우, 일반적으로, 액정 디스플레이 하위 세그먼트(334)의 투명도가 약간 증가되어 상기 액정 디스플레이 하위 세그먼트가 입사 광의 대략 1 ~ 2%를 통과시킨다면, 로우빔 광 분포에 전술한 표지광 광 분포를 보충할 수 있다. 도 2의 개시 내용에서, 통상의 기술자는, 상기 액정 디스플레이(33)에 의해 다른 광 분포들, 예컨대 차도 위쪽에 설치된 교통 표지판들을 조명하기 위해 제공되는 표지광 광 분포, 또는 하이빔 광 분포 역시도 실현될 수 있다는 점을 직접적으로, 그리고 분명하게 추론할 수 있다. 자명한 사실로서, 모든 세그먼트(330)는 하위 세그먼트(331 ~ 335)들의 동일한 분포를 보유하지 않아도 된다. 각긱 실현될 광 분포, 예컨대 전체 광 분포에 따라서, 바람직하게는, 액정 디스플레이(33)의 제1 부분은 하위 세그먼트들로 세그먼트들의 제1 분포를 갖는 세그먼트들을 포함할 수 있고, 액정 디스플레이(33)의 제2 부분은 하위 세그먼트들로 세그먼트들의 제2 분포를 갖는 세그먼트들을 포함할 수 있으며, 그리고 이는 기술한 방식으로 계속된다.
도 1을 다시 참조하면, 도 1에는, 하나의 어레이에 배치된 입사 마이크로 광학 요소(310)들을 포함한 입사 광학 요소(31)가 도시되어 있다. 다시 말하면, 입사 마이크로 광학 요소(310)들의 어레이는 매트릭스형이고 예컨대 N개의 수평 열(행)과 M개의 수직 열을 포함한다. 출사 광학 요소(32)도 마찬가지로 하나의 어레이에 배치된 출사 마이크로 광학 요소(320)들로 형성된다. 출사 마이크로 광학 요소 어레이는 예컨대 N1개의 수평 열(행)과 M1개의 수직 열을 포함하며, 바람직하게는 N = N1 및/또는 M = M1이 적용된다. 입사 마이크로 광학 요소(310)들과 출사 마이크로 광학 요소(320)들은 바람직하게는 그룹별로 상호 간에 할당된다. 이 경우, "그룹별로'란, 적어도 하나의 입사 마이크로 광학 요소(310)를 통과하는 광이 단지 적어도 하나의 입사 마이크로 광학 요소(310)에 할당된 적어도 하나의 출사 마이크로 광학 요소(320) 쪽으로만 관통할 수 있고 바람직하게는 상기 적어도 하나의 입사 마이크로 광학 요소(310)에 할당되지 않은 다른 출사 마이크로 광학 요소(320)들에는 도달하지 않는 방식으로, 적어도 하나의 입사 마이크로 광학 요소(310)에 적어도 하나의 출사 마이크로 광학 요소(320)가 할당되어 있다는 것을 의미한다. 여기서 입사 마이크로 광학 요소들 및 출사 마이크로 광학 요소들의 개수와 관련하여 상이한 할당들도 생각해볼 수 있다. 예컨대 4개 또는 9개 또는 그 이상의 입사 마이크로 광학 요소로 이루어진 하나의 그룹에 단일의 출사 마이크로 광학 요소가 할당될 수 있으며, 그리고 그 반대의 경우도 가능할 수 있다. 도 1에는, 정확히 하나의 입사 마이크로 광학 요소(310)에 정확히 하나의 출사 마이크로 광학 요소가 할당되어 있는 경우가 도시되어 있다. 이런 할당에 의해, 광학 마이크로 매핑 시스템이 정의될 수 있다. 이런 마이크로 매핑 시스템은 예컨대 입사 마이크로 광학 요소들의 제1 그룹, 제1 그룹에 할당된 출사 마이크로 광학 요소들의 제2 그룹, 및 자신의 투명도와 관련하여 제어될 수 있는 연속 층의 적어도 하나의 세그먼트를 포함한다. 이 경우, "그룹"이란 용어는 "1"이란 수를 배제하지 않는다. 다시 말해, 그룹은 단일의 요소로 구성될 수 있다.
도 1에는, 8개의 광원(2)이 도시되어 있다. 통상의 기술자가 본원 문헌에서 직접적으로, 그리고 분명하게 추론할 수 있는 것처럼, 본 발명에 따른 광 모듈은 다른 개수의 광원 역시도 포함할 수 있다. 매우 유용하게는, 각자의 광원은 기결정 광 분포를 생성하도록 구성될 수 있다. 여러 기설정 유형의 광 분포들을 생성하기 위한 목적으로, 바람직하게는, 광학 매핑 시스템(3)은 복수의 상이한 영역을 포함할 수 있으며, 각자의 영역은 하나, 바람직하게는 정확히 하나의 광원(3)에 할당되어 기설정 유형의 광 분포를 형성/매핑하도록 구성된다. 이 경우, 광학 매핑 시스템(3)의 상이한 영역들은 상이한 기설정 유형들의 광 분포들을 형성/매핑하도록 구성될 수 있다. 더 나아가, 상이한 광원들은 상이한 색들로 광을 방사할 수 있다(예컨대 (온백색(warm white)에서부터 찬 백색(cold white)까지의) 백색 또는 청색과 같은 다른 색의 광원들 옆에 호박색(amber) 발광다이오드들(LED)을 이용하는 점도 생각해볼 수 있다). 이는, 예컨대 일반적으로 자동차 헤드램프 광 모듈(1)을 이용하여 방향 지시등 기능뿐만 아니라 주간 주행등 기능 또는 로우빔 기능 역시도 실현하고자 할 때 유용할 수 있다.
실제로, 유용하게는, 광원들의 적어도 일부분이 다른 광원들로부터 독립적으로 제어될 수 있다.
자동차 헤드램프 광 모듈(1)은 예컨대 복수의 광 분포를 생성하도록 구성되며, 각자의 광 분포의 유형은 하기 유형들의 목록에서 선택된다.
*) 로우빔 광 분포;
*) 도시광 광 분포;
*) 국도광 광 분포;
*) 고속도로광 광 분포;
*) 고속도로광용 추가 광을 위한 광 분포;
*) 벤딩광 광 분포;
*) 로우빔 광 분포
*) 로우빔 근거리 광 분포;
*) 원거리 내 비대칭 로우빔을 위한 광 분포;
*) 벤딩광 모드에서 원거리 내 비대칭 로우빔을 위한 광 분포;
*) 하이빔 광 분포;
*) 방향 지시등 광 분포;
*) 위치광 광 분포;
*) 눈부심 없는 하이빔 광 분포;
*) 주행등 효과 광 분포
앞서 언급한 제어 장치(5)를 참조하면, 자명한 사실로서, 제어 장치(5)는 연속 층(33), 예컨대 액정 디스플레이의 세그먼트(330) 및/또는 하위 세그먼트(331 ~ 335)들의 투명도를 제어하도록 구성될 수 있다. 특히 제어 장치(5)는 개별 세그먼트(330)들 및/또는 하위 세그먼트(331 ~ 335)들을 개별적으로, 그리고 바람직하게는 서로 독립적으로 제어하도록 구성될 수 있다.
요컨대 본 발명에 의해, 특히 입사 광학 요소와 출사 광학 요소가 마이크로 렌즈 어레이들로서 형성될 때, 광 모듈의 기능성의 증대가 달성될 수 있다. 마이크로 렌즈 어레이들의 경우, 마이크로 광학계들(마이크로 매핑 시스템들)에 의해 예컨대 동일한 마이크로 광 패턴들(마이크로 광 분포들)이 생성될 수 있으며, 이들 마이크로 광 패턴(마이크로 광 분포)은 함께 전체 광 패턴(전체 광 분포)을 형성하되, 단지 단일의 투영 모듈이 전체 광 분포를 생성해야만 하는 종래 광 모듈에 비해, 상대적으로 더 낮은 세기로 각자의 세그먼트를 조명할 수 있다. 그렇게 하여, 예컨대 LC 요소(액정 디스플레이)로서 형성된 연속 층의 열적 부하는 감소될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 광 모듈은 상이한 유형들의 복수의 광 분포를 생성할 수 있으며, 상기 광 분포들을 형성하는 광은 정확히 하나의 출사 광학 요소에서부터, 다시 말하면 -여러 광 분포에 대해- 공동의 출사 마이크로 광학 요소 어레이에서부터 출사된다. 그 결과로 인해, 가용한 장착 공간이 광 출사면의 공유를 기반으로 상대적으로 더 적합하게 활용될 뿐만 아니라, 관찰자에게도 상대적으로 더 적합한 인상(impression)이 생성된다.
더 나아가, 자동차 조명 기술의 분야에서 시각 효과적으로 매력적이고 동시에 높은 기능상의 광 해결책들도 제공될 수 있다.
또한, 광 패턴이 변함없는 경우-광 모듈에 의해 생성된 광 분포가 변함없는 경우- 광 모듈 자체가 활성화될 수 있다. 예컨대 차량의 "눈"의 단순화된 개방 및 폐쇄와 같은 "웰컴등" 기능들, 로우빔 기능 등이 변함없는 조건에서 "와이퍼 방향 지시등"과 유사한 주행등 효과가 활성화될 수 있다.
도면의 구체적인 내용 설명 및 명세서 도입부에 근거하여, 자연히, 사용할 수 있는 광 모듈, 또는 전술한 광 모듈을 포함한 자동차 헤드램프가 예컨대 방열판, 지지 프레임, 기계식 및/또는 전기식 작동 장치들, 커버들 등과 같은 다른 부품들도 포함할 수 있다는 점은 통상의 기술자에게 분명하다. 더 나아가, 통상의 기술자는 상기 부품들의 작동 원리도 알고 있다. 설명의 간소화를 위해, 본원에서는 자동차 광 모듈 내지 자동차 헤드램프의 상기 표준에 따른 부품들의 설명은 생략된다.
본원 명세서의 과제는, 오직 분명한 실례들을 제공하고 본 발명의 또 다른 장점들 및 특성들을 명시하는 것에 있으며, 그리고 그에 따라 상기 실례들은 본 발명의 적용 분야, 내지 청구범위에서 청구되는 특허권의 제한으로서 해석되지 않아야 한다.
청구범위 및 명세서에서의 도면부호들은 오직 본원 출원의 보다 더 나은 이해를 위해 이용될 뿐이며, 그리고 어떠한 경우에도 본 발명의 대상의 제한으로서 고려되어서는 안 된다.
더 나아가, 비록 본 발명의 내용 설명이 하나 이상의 실시형태 및 특정 변형안 및 수정안의 내용 설명을 포함하고 있다고 하더라도, 다른 변형안들 및 수정안들도 본 발명의 범위에, 예컨대 본원 개시의 이해에 따라서 통상의 기술자의 능력 및 지식에 포함된다.
전술한 실시형태들 중 어느 하나의 내용 설명에서 강제적인 것이 아닌 점에 한해, 기술한 실시형태들은 상호 간에 임의로 조합될 수 있다는 점이 출발점이 된다. 이는, 특히, 해당 방식으로 본 발명의 또 다른 실시형태를 달성하기 위해, 일측 실시형태의 기술적 특징들 역시도 타측 실시형태의 기술적 형태들과 개별적으로, 그리고 상호 간에 무관하게 임의로 조합될 수 있다는 것을 의미한다.

Claims (12)

  1. 자동차 헤드램프를 위한 광 모듈로서, 상기 광 모듈은,
    *) 적어도 하나의 광원(2); 및
    *) 적어도 하나의 광학 매핑 시스템(3);을 포함하며, 상기 광학 매핑 시스템(3)은 기설정 유형의 적어도 하나의 광 분포의 형태로 광 모듈(1)의 전방 영역 내에 적어도 하나의 광원(2)에 의해 생성된 광을 매핑하며,
    상기 광학 매핑 시스템(3)은,
    -) 입사 광학 요소(31),
    -) 출사 광학 요소(32) 및
    -) 적어도 하나의 빔 형성 장치(33)를 포함하며, 상기 빔 형성 장치(33)는 입사 광학 요소(31)와 출사 광학 요소(32) 사이에 배치되며,
    *) 입사 광학 요소(31)는 적어도 하나의 광원(2)에 의해 생성된 광을 포착하여 복수의 광빔의 형태로 빔 형성 장치(33)의 방향으로 안내하도록 구성되며,
    *) 빔 형성 장치(33)는 복수의 광빔을 기설정 유형의 적어도 하나의 중간 패턴으로 형성하도록 구성되며,
    *) 출사 광학 요소(32)는 광 모듈(1)의 전방 영역 내로 기설정 유형의 적어도 하나의 광 분포의 형태로 기설정 유형의 적어도 하나의 중간 패턴을 투영하도록 구성되며,
    빔 형성 장치(33)는 광학 매핑 시스템(3)의 광학 축(OA)에 대해 횡방향으로 향하는 평면에서 연장되는 연속 층으로서 형성되며, 상기 연속 층은 자신의 투명도와 관련하여 제어될 수 있으며, 그리고 입사 광학 요소(31)에서부터 출사 광학 요소(32) 쪽으로 관통하는 전체 광량은 연속 층의 투명도를 조정하는 것을 통해 조절될 수 있으며,
    연속 층은 동일한 평면에 위치하는 하나, 2개 또는 그 이상의 세그먼트(330)를 포함하며,
    각자의 개별 세그먼트는 타측 세그먼트(330)들로부터 독립적으로 자신의 투명도와 관련하여 제어될 수 있되,
    입사 광학 요소(31)는 복수의 입사 마이크로 광학 요소(310)로서 형성되고,
    출사 광학 요소(32)는 복수의 출사 마이크로 광학 요소(320)로서 형성되며,
    입사 마이크로 광학 요소(310)들과 출사 마이크로 광학 요소(320)들은 그룹별로 상호 간에 할당되어 복수의 광학 마이크로 매핑 시스템을 정의하며, 각자의 광학 마이크로 매핑 시스템은 입사 마이크로 광학 요소(310)들의 하나의 그룹, 출사 마이크로 광학 요소(320)들의 하나의 그룹, 및 자신의 투명도와 관련하여 제어될 수 있는 연속 층(33)의 적어도 하나의 세그먼트(330)를 포함하며,
    광 모듈(1)은 서로 독립적으로 제어될 수 있는 복수의 광원(2)을 포함하는, 상기 자동차 헤드램프용 광 모듈에 있어서,
    상기 세그먼트(330)들의 적어도 하나의 제1 부분은 제1 기설정 유형의 광 분포를 생성하도록 구성되며, 그리고 상기 세그먼트(330)들의 적어도 하나의 제2 부분은 제2 기설정 유형의 광 분포를 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 광 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연속 층은 액정 층(33), 예컨대 액정 디스플레이로서 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 광 모듈.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 모든 세그먼트(330)는 수직 평면에 위치하고 상호 간에 인접하는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 광 모듈.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 각자의 개별 세그먼트(330)는 적어도 하나의 하위 세그먼트(331 ~ 335)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 하위 세그먼트는 자신의 투명도와 관련하여 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 광 모듈.
  5. 제4항에 있어서, 각자의 개별 세그먼트(330)는 동일한 평면에 위치하고 바람직하게는 상호 간에 인접하는 2개 또는 그 이상, 바람직하게는 5개의 하위 세그먼트(331 ~ 335)를 포함하며, 상기 하위 세그먼트(331 ~ 335)들은 서로 독립적으로 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 광 모듈.
  6. 제5항에 있어서, 상기 하위 세그먼트(331 ~ 335)들은 상이한 형태 및/또는 크기를 보유하는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 광 모듈.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 각자의 마이크로 매핑 시스템은, 정확히 하나의 입사 마이크로 광학 요소(310), 정확히 하나의 출사 마이크로 광학 요소(320), 및 자신의 투명도와 관련하여 제어될 수 있는 상기 연속 층의 정확히 하나의 세그먼트(330)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 광 모듈.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 각자의 광원(2)의 상류에는 하나의 시준기(4)가 배치되고 각자의 광원(2)은 기결정 광 분포를 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 광 모듈.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원(2)들은 바람직하게는 상기 광 모듈(1)의 주 방사 축에 대해 횡방향으로 배치되는 인쇄회로기판 상에 배치되며, 예컨대 4x3의 매트릭스형 어레이를 형성하며, 그리고 바람직하게는 상이한 색들로 광을 방사시키는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 광 모듈.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 모듈(1)은 복수의 광 분포를 생성하도록 구성되며, 각자의 광 분포의 유형은
    *) 로우빔 광 분포;
    *) 도시광 광 분포;
    *) 국도광 광 분포;
    *) 고속도로광 광 분포;
    *) 고속도로광용 추가 광을 위한 광 분포;
    *) 벤딩광 광 분포;
    *) 로우빔 광 분포
    *) 로우빔 근거리 광 분포;
    *) 원거리 내 비대칭 로우빔을 위한 광 분포;
    *) 벤딩광 모드에서 원거리 내 비대칭 로우빔을 위한 광 분포;
    *) 하이빔 광 분포;
    *) 방향 지시등 광 분포;
    *) 위치광 광 분포;
    *) 눈부심 없는 하이빔 광 분포;
    *) 주행등 효과 광 분포;와 같은
    유형들의 목록에서 선택되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 광 모듈.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 모듈(1)에는 하나의 제어 장치(5)가 할당되며, 상기 제어 장치(5)는 상기 연속 층(33)의 투명도를 제어하도록 구성되되, 상기 제어 장치(33)는 바람직하게는 상기 광 모듈(1) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 광 모듈.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 광 모듈을 포함한 자동차 헤드램프.
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