KR20200087866A - 자동차 헤드램프용 투영 장치 - Google Patents

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KR20200087866A
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안드레아스 모저
프리드리히 바우어
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제트카베 그룹 게엠베하
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Abstract

본 발명은 자동차 헤드램프를 위한 투영 장치(1)에 관한 것이며, 상기 투영 장치(1)는, 자동차의 전방 영역에 적어도 하나의 광 분포의 형태로, 투영 장치(1)에 할당된 적어도 하나의 광원(2)의 광을 매핑하도록 구성되며, 로우빔 마이크로 광학계들의 총 개수는 적어도 2개의 그룹의 로우빔 마이크로 광학계들을 포함한다.

Description

자동차 헤드램프용 투영 장치
본 발명은 자동차 헤드램프를 위한 투영 장치에 관한 것이며, 상기 투영 장치는, 자동차의 전방 영역에 적어도 하나의 광 분포, 요컨대 로우빔 광 분포의 형태로, 투영 장치에 할당된 적어도 하나의 광원의 광을 매핑하도록 구성되며, 상기 투영 장치는
- 바람직하게는 어레이 내에 배치되어 있는 총 개수의 입사 마이크로 광학 요소들을 포함하는 입사 광학 요소와,
- 바람직하게는 어레이 내에 배치되어 있는 총 개수의 출사 마이크로 광학 요소들을 포함하는 출사 광학 요소를 포함하며,
각자의 입사 마이크로 광학 요소에는 정확히 하나의 출사 마이크로 광학 요소가 할당되되,
실질적으로 하나의 입사 마이크로 광학 요소에서부터 출사되는 전체 광은 단지 할당된 출사 마이크로 광학 요소 내로만 입사되는 방식으로 입사 마이크로 광학 요소들이 형성되고, 그리고/또는 입사 마이크로 광학 요소들과 출사 마이크로 광학 요소들이 상호 간에 상대적으로 배치되며, 그리고
입사 마이크로 광학 요소들에 의해 사전 형성된 광은 출사 마이크로 광학 요소들에 의해 자동차의 전방 영역에 적어도 하나의 광 분포로서 매핑되며,
각자의 입사 마이크로 광학 요소는 자신을 통과하는 광을 적어도 하나의 입사 마이크로 광학 요소 초점에 집광하되, 입사 마이크로 광학 요소 초점은 입사 마이크로 광학 요소와 할당된 출사 마이크로 광학 요소 사이에 위치하며, 입사 마이크로 광학 요소와 출사 마이크로 광학 요소 사이에는 적어도 하나의 조리개 장치(diaphragm device)가 배치되며,
각각 적어도 입사 마이크로 광학 요소, 할당된 출사 마이크로 광학 요소 및 이들 요소 사이에 위치하는 적어도 하나의 조리개 장치를 통해 로우빔 마이크로 광학계가 형성되며,
적어도 하나의 조리개 장치는, 출사 마이크로 광학 요소를 통해 방사된 광 분포가 로우빔 광 분포의 일부분을 형성하는 방식으로, 각각의 출사 마이크로 광학 요소를 통해 매핑된 광 분포를 제한하도록 구성되되, 조리개 장치는, 이를 위해, 로우빔 광 분포의 명암 경계의 경로를 매핑하는 적어도 하나의 광학적으로 유효한 조리개 에지부를 포함한다.
또한, 본 발명은, 적어도 하나의 본 발명에 따른 투영 장치, 및 투영 장치 내로 광을 입력하기 위한 적어도 하나의 광원을 포함하는, 자동차 헤드램프용 마이크로 투영 광 모듈에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 적어도 하나의 본 발명에 따른 마이크로 투영 광 모듈을 포함하는 차량 헤드램프, 특히 자동차 헤드램프에 관한 것이다.
종래 기술로부터는, 도입부에 언급한 유형의 투영 장치를 개시하는 문헌 AT 514967 B1호가 공지되었다. 여기서는, 다수의 입사 마이크로 광학 요소 및 출사 마이크로 광학 요소를 포함하는 투영 장치가 개시되되, 입사 마이크로 광학 요소들과 출사 마이크로 광학 요소들 사이에는 조리개 장치들이 배치된다. 투영 시스템들의 경우, 각각 의도되는 광 분포에 따라서(특히 로우빔 광 분포들의 경우) 광 분포는 초점 평면에서 빔 조리개를 통해 절단된다. 그러나 산란광(표지광(sign light))에 대한 법적 요건들을 충족하기 위해, 광의 적은 부분은 명암 경계의 위쪽에서 목표한 바대로 편향되어야 한다. 종래, 산란광 요건들은 통상 광 분포를 투영하는 투영 렌즈 상의 프리즘에 의해 충족되었다. 이는, 마이크로 투영 시스템들에서, 1밀리미터 이하 범위까지의 소형화 및 이에 수반되는 높은 공차 요건들로 인해 까다로운 것으로 증명된다.
본 발명의 과제는 종래 기술의 전술한 단점들을 극복하는 것에 있다.
상기 과제는, 도입부에 언급한 유형의 투영 장치에 있어서, 본 발명에 따라서 로우빔 마이크로 광학계들의 총 개수는 적어도 2개의 그룹의 로우빔 마이크로 광학계들을 포함하며, 요컨대
- 조리개 장치들의 적어도 하나의 제1 변형예를 포함한 제1 그룹의 로우빔 마이크로 광학계들과,
- 조리개 장치들의 적어도 하나의 제2 변형예를 포함한 제2 그룹의 로우빔 마이크로 광학계들을 포함하되,
조리개 장치들의 제2 변형예의 구성은, 적어도 조리개 장치의 경우
* 조리개 에지부까지 형성되는 조리개 장치의 차광 영역 안쪽에, 명암 경계의 위쪽에 위치하는 광 분포를 형성하기 위한 적어도 부분적으로 광 투과성인 적어도 하나의 광 투과성 윈도우(light-permeable window)가 형성된다는 점에서,
조리개 장치들의 제1 변형예의 구성과 다른 것인, 상기 투영 장치에 의해 해결된다.
본 발명에 따라 제공되는 광 투과성 윈도우를 통해, 광은, 예컨대 교통 표지들의 조명을 위해 제공되는 산란 영역(scattering range) 내로 편향될 수 있으며, 상기 영역에서 조명의 세기는 윈도우들 내지 제2 변형예의 조리개 장치들의 적합한 개수 및 구성의 선택을 통해 달성될 수 있다.
광학적으로 유효한 조리개 에지부란, 광 분포의 제한을 위해 광 분포의 매핑에 개입하는 조리개 에지부를 의미한다.
이 경우, "실질적으로 ... 출사되는 전체 광"이란 기재문구는, 적어도 입사 마이크로 광학 요소에서 출사되는 전체 광선속(light flux)의 대부분을 유일하게 할당된 출사 마이크로 광학 요소 내로 조사(irradiation)하고자 의도하는 것을 의미한다. 특히 결과적으로 눈부심을 야기할 수 있는 산란광 등과 같은 바람직하지 못한 광학 효과들이 발생하지 않는 유형 및 방식으로, 어떠한 광선속도 인접한 출사 마이크로 광학 요소들 내로 조사하지 않고자 하는 점이 의도된다.
또한, "..하는 방식으로 입사 마이크로 광학 요소들이 형성되고, 그리고/또는 입사 마이크로 광학 요소들과 출사 마이크로 광학 요소들이 상호 간에 상대적으로 배치되며"이란 기재문구는, 독점적으로, 또는 바람직하게는 자체의 실질적인 기능에 추가로, 여전히 전체 광선속이 정확하게 할당된 출사 마이크로 광학 요소로 지향되게 하는 기능을 보유하는, 예컨대 조리개들(계속하여 하기 설명 참조)과 같은 추가 조치들이 제공될 수 있다는 것을 의미한다.
종래 투영 시스템들에서처럼 단일의 광학계 대신 약간 수, 복수 내지 다수의 할당된 마이크로 광학계의 이용을 통해, 마이크로 광학계들의 초점 거리들뿐만 아니라 그 치수들 역시도 "종래" 광학계의 경우에서보다 분명하게 더 작다. 동일하게, 종래 광학계에 비해 중심 두께는 감소될 수 있다. 그렇게 하여, 종래 광학계에 비해 투영 장치의 장착 깊이도 분명하게 감소될 수 있다.
마이크로 광학계 시스템들의 개수의 증가를 통해, 한편으로 광선속이 증가되거나 크기 조정되며, 마이크로 광학계 시스템들의 개수와 관련한 상한 한계는 특히 각각 가용한 제조 방법을 통해 제한된다. 로우빔 기능의 생성을 위해, 예컨대 200개 내지 400개의 마이크로 광학계 시스템이 충분하거나 바람직할 수 있지만, 이는 상한 또는 하한의 제한 값이 아니라, 오직 예시의 개수만을 기술하는 것이어야 한다. 광선속의 증가를 위해, 동일한 유형의 마이크로 광학계들의 개수를 증가시키는 것이 바람직하다. 그와 반대로, 상이한 광 분포들을 생성하거나 중첩시키도록 투영 시스템 내에 상이한 광학 거동을 갖는 마이크로 광학계들을 포함하기 위해 다수의 마이크로 광학계를 사용할 수 있다. 따라서, 다수의 마이크로 광학계는 종래 광학계의 경우 가용하지 않았던 구성 가능성들 역시도 허용한다.
또한, 상기 광 모듈은 크기 조정될 수 있으며, 다시 말하면 구조가 동일하거나 유사하게 구성된 복수의 광 모듈이 상대적으로 더 큰 하나의 전체 시스템으로, 예컨대 하나의 차량 헤드램프로 조립될 수 있다.
하나의 투영 렌즈를 포함한 종래 투영 시스템의 경우, 렌즈는 60㎜와 90㎜ 사이의 표준 지름을 보유한다. 본 발명에 따른 모듈의 경우, 개별 마이크로 광학계 시스템들은 약 2㎜ x 2㎜(V 및 H 축)의 표준 치수와 약 6㎜ ~ 10㎜의 깊이(Z 축, 예컨대 도 2 참조)를 보유하며, 그럼으로써 Z 방향에서 종래 모듈들과 비교하여 본 발명에 따른 모듈의 분명히 더 얇은 깊이가 달성되게 된다.
본 발명에 따른 광 모듈 내지 투영 장치는 작은 구조 깊이를 보유할 수 있으며, 그리고 기본적으로 자유 형상(free form)으로 형성될 수 있으며, 다시 말하면 예컨대 제2 부분 광 분포를 위한 제2 광 모듈로부터 분리된 방식으로 제1 부분 광 분포의 생성을 위한 제1 광 모듈을 형성할 수 있으며, 그리고 상기 광 모듈들을 상대적으로 자유롭게, 다시 말하면 수직 및/또는 수평 방향으로, 그리고/또는 깊이에서 상호 간에 오프셋 되게 배치할 수 있으며, 그럼으로써 설계 입력(design input) 역시도 상대적으로 더 간단하게 실현되게 된다.
본 발명에 따른 광 모듈 내지 투영 장치의 또 다른 장점은, 투영 장치에 상대적인 광원(들)의 정확한 포지셔닝이 생략된다는 점에 있다. 정확한 포지셔닝은, 마이크로 렌즈 어레이까지 조명 유닛의 간격이 정확하지 않아도 된다는 점에 한해, 보다 덜 임계적이다. 그러나 이제 입사 및 출사 마이크로 광학 요소들이 거의 하나의 시스템을 형성하므로 이미 최적으로 상호 간에 매칭되어 있기 때문에, 실제 광원(들)의 정확하지 않은 포지셔닝은 보다 중요하게 생각되지 않는다. 실재하는 광원들은, 예컨대 자체의 광이 복합 포물선형 집열기(CPC; compound parabolic concentrator) 또는 TIR 렌즈(TIR: total inner reflection; 내부 전반사)와 같은 시준기들에 의해 평행하게 지향되는 예컨대 발광다이오드들과 같은 거의 점 형태 광원들이다.
투영 장치 내지 광 모듈은 동일하게 로우빔 광 분포와 다른 유형들의 광 분포들을 생성하는데 이용되는 추가 마이크로 광학계 시스템들도 포함할 수 있다. 이 경우, 광 분포의 "정해진 유형"이란 해당 표준들에 따라 생성되는 광 분포를 의미하며, 예컨대 유럽 연합 국가들에서의 UN/ECE 규정들, 특히 규정 제123호 및 제48호의 표준들; 또는 다른 나라들 또는 지역들에서의 해당 표준들;에 준하는 광 분포를 의미한다.
"차도"란 용어는 하기에서 간소화된 설명을 위해서만 이용되는데, 왜냐하면, 자명한 사실로서, 광 패턴이 실제로 차도 상에 위치되는지, 또는 그를 넘어 더 신장되는지 그 여부는 장소의 조건들에 따라서 결정되기 때문이다. 예컨대 방사된 광 분포들을 시험하기 위해, 일반적으로, 해당 표준들에 상응하게, 예컨대 자동차 조명 기술에 관련되는 규정들로서, 유엔 유럽 경제 위원회의 규정 제123호 및 제48호인 "자동차용 적응형 전조등 시스템(AFLS)의 승인을 위한 일관성 있는 조건" 및 "조명 및 광신호 장치의 부착과 관련한 차량의 승인을 위한 일관성 있는 조건"; 미합중국에서 유효한 연방 자동차 안전 표준 FMVSS 제108호이며, 연방 규정 코드(CFR)에서 'V장, 파트 571 - §571.108로서 하위 파트 B에서 연방 자동차 표준에서의 운송'이란 명칭 49 이하에 명시되어 있는 "램프, 반사 장치 및 관련 장비"; 그리고 중화민국 공화국(중국)의 국가 표준 GB/T 30036/2013 "자동차용 적응형 전조등 시스템";에 상응하게 수직 표면 상에 광 패턴의 투영을 생성한다.
특히 바람직하게는, 상기 조명 장치의 경우, 상이한 광 분포의 생성을 위해 2개 또는 그 이상의 그룹이 제공되며, 각자의 그룹은 예컨대 하기 광 분포들 중에서 선택되는 하나의 상이한 광 분포를 형성한다.
*) 코너링광 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 근거리 광 분포;
*) 원거리 내 비대칭 로우빔을 위한 광 분포;
*) 벤딩광 모드에서 원거리 내 비대칭 로우빔을 위한 광 분포;
*) 하이빔 광 분포;
*) 눈부심 방지 하이빔 광 분포.
상기 광 분포들의 실례들은 특히 문헌 AT 514967 B1호에서 추론할 수 있다.
특히 제2 변형예의 개별 로우빔 마이크로 광학계들은, 명암 경계 위쪽에 위치하는 광 분포가 0.5° 내지 2°의 수직 각도로 명암 경계로부터 이격되어 있는 방식으로 형성될 수 있다. 또한, 제2 변형예의 모든 로우빔 마이크로 광학계는 상기 방식으로 형성될 수도 있다.
동일하게, 제2 변형예의 개별(또는 모든) 로우빔 마이크로 광학계들은, 명암 한계 위쪽에 위치하는 광 분포가 10°와 50° 사이의 수평 각도 범위에 걸쳐, 그리고 2°와 10° 사이의 수직 각도 범위에 걸쳐 연장되는 방식으로 형성될 수 있다.
바람직하게는, 제2 변형예의 개별 로우빔 마이크로 광학계들의 적어도 부분적으로 광 투과성인 광 투과성 윈도우가 직사각형 형태를 보유할 수 있다. 윈도우의 상부 에지부의 형상은, 조리개 장치의 광학적으로 유효한 에지부에 대해 평행하게 연장됨으로써, 다시 말해 명암 경계에 대해 평행하게 형성됨으로써 극미한 편차를 나타낼 수 있다.
그 대안으로, 제2 변형예의 개별 로우빔 마이크로 광학계들의 적어도 부분적으로 광 투과성인 광 투과성 윈도우는 U자 형태로 형성될 수 있다.
또한, 개별 조리개 장치들의 광 투과성 윈도우들의 상이한 구성들은 상호 간에 중첩될 수 있으며, 그럼으로써 표지광의 광 분포는 목표한 바대로 최적화-예컨대 균일화-될 수 있게 된다.
이렇게, 제2 변형예의 개별 로우빔 마이크로 광학계들의 적어도 광 투과성인 광 투과성 윈도우는 완전하게 광 투과성이거나, 또는 부분적으로만 광 투과성일 수 있다. 또한, 개별 로우빔 마이크로 광학계들 내지 대응하는 조리개 장치들의 윈도우들은 자신들의 형태 및/또는 광 투과성과 관련하여 서로 다를 수 있다. 이렇게, 예컨대 개별 윈도우들은 중첩될 수 있지만, 그러나 자신들의 크기와 관련하여 서로 다를 수 있다. 그에 따라, 상기 윈도우들은, 광도 측정의 측면에서 서로 중첩되는 영역들의 차광을 담당한다.
또한, 적어도 하나의 조리개 장치는 캐리어와 연결될 수 있되, 캐리어는 유리로 구성된다. 또한, 입사 광학 요소뿐만 아니라 출사 광학 요소 역시도, 입사 광학 요소와 출사 광학 요소 사이에 배치되는, 조리개 장치의 적어도 하나의 캐리어와 고정되게 연결될 수 있다. 그렇게 하여, -예컨대 열 팽창으로 인한- 의도되지 않는 영향들은 최소화될 수 있으며, 그리고 출사 광학 요소에 상대적인 입사 광학 요소의 영구적이고 정확한 포지셔닝 내지 그 반대의 경우도 보장될 수 있다. 이를 위해, 바람직한 방식으로, 적어도 하나의 캐리어와 입사 광학 요소 및 출사 광학 요소의 고정 연결부는 각각 투명한 접착 이음부로서 형성될 수 있다.
또한, 본 발명은 적어도 하나의 본 발명에 따른 투영 장치, 및 투영 장치 내로 광을 입력하기 위한 적어도 하나의 광원을 포함하는, 자동차 헤드램프용 마이크로 투영 광 모듈에 관한 것이다. 바람직하게는, 각자의 로우빔 마이크로 광학계에는 하나의 LED 광원이 할당된다.
또한, 본 발명은 적어도 하나의 본 발명에 따른 마이크로 투영 광 모듈을 포함하는 차량 헤드램프, 특히 자동차 헤드램프에 관한 것이다.
그 외에도, 본 발명은 적어도 하나의 본 발명에 따른 차량 헤드램프를 장착한 차량, 특히 자동차에 관한 것이다.
일반적으로 본 발명의 모든 실시형태는 근거리 광 분포들의 생성과 관련하여서도 제공될 수 있다.
본 발명은 하기에서 도면들에 도시되어 있는 비제한적인 예시의 실시형태들에 따라서 보다 더 상세하게 설명된다.
도 1은 예시의 투영 장치의 개략도이다.
도 2a ~ 2d는 입사 마이크로 광학 요소 및 출사 마이크로 광학 요소와 연결될 수 있는 투명한 캐리어 상에 조리개 장치를 적층하기 위한 방법을 나타낸 개략도이다.
도 3a, 3b 및 3c는 조리개 장치들의 상이한 구성을 각각 도시한 도면이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시형태에 따르면서 서로 나란히 배열되는 복수의 조리개 장치의 어셈블리에서 잘라낸 부분을 도시한 도면이다.
도 4b는 도 4a에 따른 어셈블리에 의해 생성된 광 분포를 도시한 도면이다.
도 5a는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면서 서로 나란히 배열되는 복수의 조리개 장치의 어셈블리에서 잘라낸 부분을 도시한 도면이다.
도 5b는 도 5a에 따른 어셈블리에 의해 생성된 광 분포를 도시한 도면이다.
하기 도면들에서, -다른 방식으로 명시되지 않는 한- 동일한 도면부호들은 동일한 특징들을 표시한다.
도 1에는, 마이크로 투영 광 모듈(6) 내 예시의 투영 장치(1)의 개략도가 도시되어 있으며, 투영 장치(1)는 -하기에서 논의되는 것처럼- 본 발명에 따른 유형의 조리개 장치들을 구비할 수 있다. 상기 유형으로 마련되는 본 발명에 따른 투영 장치(1)는 자동차 헤드램프 내에서의 적용을 위해 적합하되, 투영 장치(1)는, 자동차의 전방 영역에, 적어도 하나의 광 분포, 요컨대 로우빔 광 분포의 형태로, 투영 장치(1)에 할당된 적어도 하나의 광원(2)(그러나 바람직하게는 각자의 입사 마이크로 광학 요소(3a)에는 개별적으로 제어 가능한 광원, 특히 보다 더 바람직하게는 하나의 LED가 할당됨)의 광을 매핑하도록 구성된다. 광원(2)을 통해 방사된 광은 예컨대 시준기(7)를 통해 입사 광학 요소(3) 상으로 편향될 수 있다. 투영 장치(1)는, 바람직하게는 어레이 내에 배치되어 있는 총 개수의 입사 마이크로 광학 요소(3a)들을 포함한 입사 광학 요소(3)와; 바람직하게는 어레이 내에 배치되어 있는 총 개수의 출사 마이크로 광학 요소(4a)들을 포함한 출사 광학 요소(4)를; 포함하되, 각자의 입사 마이크로 광학 요소(3a)에는 정확히 하나의 출사 마이크로 광학 요소(4a)가 할당되어 있다.
이 경우, 실질적으로 하나의 입사 마이크로 광학 요소(3a)에서부터 출사되는 전체 광은 단지 할당된 출사 마이크로 광학 요소(4a) 내로만 입사되는 방식으로 입사 마이크로 광학 요소(3a)들이 형성되고, 그리고/또는 입사 마이크로 광학 요소(3a)들과 출사 마이크로 광학 요소(4a)들이 상호 간에 상대적으로 배치되며, 그리고 입사 마이크로 광학 요소(3a)들에 의해 사전 형성된 광은 출사 마이크로 광학 요소(4a)들에 의해 자동차의 전방 영역에 적어도 하나의 광 분포로서 매핑된다. 각자의 입사 마이크로 광학 요소(3a)는, 이 입사 마이크로 광학 요소(3a)가 자신을 통과하는 광을 적어도 하나의 입사 마이크로 광학 요소 초점에 집광하는 방식으로 형성되되, 입사 마이크로 광학 요소 초점은 입사 마이크로 광학 요소(3a)와 할당된 출사 마이크로 광학 요소(4a) 사이에 위치하며, 입사 마이크로 광학 요소(3a)와 출사 마이크로 광학 요소(4a) 사이에는 적어도 하나의 조리개 장치(8a)(도 3 참조)가 배치되며, 각각 적어도 입사 마이크로 광학 요소(3a), 할당된 출사 마이크로 광학 요소(4a) 및 이들 광학 요소 사이에 위치하는 적어도 하나의 조리개 장치(8a)를 통해 로우빔 마이크로 광학계가 형성된다.
적어도 하나의 조리개 장치(8a)는, 출사 마이크로 광학 요소(4a)를 통해 방사된 광 분포가 로우빔 광 분포의 일부분을 형성하는 방식으로, 각각의 출사 마이크로 광학 요소(4a)를 통해 매핑된 광 분포를 제한하도록 구성되되, 조리개 장치(8a)는, 이를 위해, 로우빔 광 분포의 명암 경계의 경로를 매핑하는 적어도 하나의 광학적으로 유효한 조리개 에지부(K)(도 4a, 5a 및 6a 참조)를 포함한다.
로우빔 마이크로 광학계들의 총 개수는 적어도 2개의 그룹의 로우빔 마이크로 광학계들을 포함하며, 요컨대
- 조리개 장치(8a')들의 적어도 하나의 제1 변형예(도 3a 참조)를 포함한 제1 그룹의 로우빔 마이크로 광학계들과,
- 조리개 장치(8a")들의 적어도 하나의 제2 변형예(도 3b 또는 도 3c 참조)를 포함한 제2 그룹의 로우빔 마이크로 광학계들을 포함하되,
조리개 장치(8a")들의 제2 변형예의 구성은, 적어도 조리개 장치(8a")의 경우
* 조리개 에지부(K)까지 형성되는 조리개 장치(8a")의 차광 영역(D)(도 3b 및 3c 참조) 안쪽에, 명암 경계의 위쪽에 위치하는 광 분포를 형성하기 위한 적어도 부분적으로 광 투과성인 적어도 하나의 광 투과성 윈도우가 형성된다는 점에서,
조리개 장치(8a')들의 제1 변형예의 구성과 다르다.
도 2(a) ~ 2(d)에는, 자동차 헤드램프를 위한 본 발명에 따른 투영 장치(1)를 제조하기 위한 방법의 개별 단계들의 개략도가 각각 도시되어 있되, 투영 장치(1)는 자동차의 전방 영역에, 적어도 하나의 광 분포의 형태로, 투영 장치(1)에 할당된 적어도 하나의 광원(2)의 광을 매핑하도록 구성되어 있다. 도 2(a)에는, 도 2(b)에서 제1 조리개 장치(8a)가 예컨대 스크린 인쇄 또는 금속 증착을 통해 적층되는 제1 편평면(5a)을 포함한 캐리어(5)가 도시되어 있되, 캐리어(5)는 적어도 부분적으로 유리로 구성된다. 도 2(c)에는, 본원의 방법의 다음 단계 b), 요컨대 캐리어(5)의 제1 편평면(5a) 상에, 바람직하게는 어레이 내에 배치되어 있는 약간 수의 입사 마이크로 광학 요소(3a)를 포함한 입사 광학 요소(3)를 고정하는 고정 단계가 도시되어 있되, 입사 광학 요소(3)는 제1 조리개 장치(8a)를 적어도 부분적으로 덮으며, 그리고 광이 입사 광학 요소(3)를 통해 제1 조리개 장치(8a)를 통과하여 적어도 부분적으로 캐리어(5) 내로 입사될 수 있는 방식으로 배치되며, 그리고 캐리어(5)의 제1 편평면(5a) 상에 입사 광학 요소(3)의 고정은 광 투과성 접착제에 의해 수행된다. 도 2(d)에는, 입사 광학 요소(3)가 이미 캐리어(5)와 고정되게 연결되어 있는 상태가 도시되어 있다. 그에 후속하여, 단계 c)에 따라서, 제1 편평면(5a)에 대향하여 위치하는 캐리어(5)의 제2 편평면(5b) 상에 -예컨대 산란광의 방지를 위해- 제2 조리개 장치를 적층하는 단계가 수행될 수 있다. 그에 뒤이어, 출사 광학 요소(4)는 캐리어(5)의 대향하는 편평면 상에 고정될 수 있다.
도 3a, 3b 및 3c에는, 조리개 장치들의 상이한 구성이 각각 도시되어 있다. 도 3a는, 본 문헌에서 제1 변형예의 조리개 장치(8a')로서 지칭되는 종래 조리개 장치(8a')에 관한 것이다. 도 3b 및 3c는, 명암 경계 위치에 위치하는 영역 내로 광을 편향시키기 위해 제공되는 광 투과성 윈도우(F)를 각각 포함하는 제2 변형예의 조리개 장치(8a")들에 관한 것이다. 존재하는 조리개들 내의 상기 윈도우들이 명암 경계의 생성을 위해 광학적으로 유효한 조리개 에지부(K)의 아래쪽에 배치된다는 사실은, 광 패턴이 본 실시예에서 여전히 후행하는 광로에서 수평축을 중심으로 180°만큼 회전된다는 점을 근거로 한다.
도 4a에는, 본 발명의 일 실시형태에 따르면서 서로 나란히 배열된 복수의 조리개 장치(8a' 및 8a")의 어셈블리에서 잘라낸 부분이 도시되어 있다. 제2 변형예의 조리개 장치(8a")들의 적합한 구성 및 그 개수의 선택을 통해, 명암 경계 위쪽에서 매핑될 광 분포는 목표한 바대로 기설정될 수 있다. 도 4b에는, 도 4a에 따른 어셈블리에 의해 생성된 광 분포가 도시되어 있으며, 이런 광 분포에서는 명암 경계 위쪽에 존재하는 광 분포(Lsign)를 분명하게 확인할 수 있다. 광 분포 안쪽의 휘도는, 동일한 조도의 영역들을 명료하게 하는 등고선들을 통해 도시되어 있다. 본 도면에서, 조도는 바로 명암 경계 아래쪽에서 최댓값을 가지며, 그리고 바깥쪽으로 갈수록 감소한다. 여기서, 명암 경계의 경로 및 그 위쪽에 배열되는 추가 광 분포(Lsign)를 분명하게 확인할 수 있다.
도 5a에는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면서 서로 나란히 배열된 복수의 조리개 장치(8a' 및 8a")의 어셈블리에서 잘라낸 부분이 도시되어 있되, 여기서는 제2 변형예의 개별 조리개 장치(8a")들의 기하학적 구성이 목표한 바대로 가변되었으며, 그럼으로써 그렇게 생성된 광 분포(Lsign)(도 5b 참조) 안쪽에서 휘도는 균일화되게 된다.
본 발명에 따른 투영 시스템의 경우, 수십 개 내지 수천 개의 소형화된 마이크로 광학계가 하나의 어레이로 배열될 수 있다. 이런 어레이는 최대한 평행한 광으로 (바람직하게는 시준기들에 의해) 조명된다. 개별 광 분포들은 서로 중첩되어 의도되는 전체 광 분포를 형성한다.
조명 장치(8a' 및 8a")들은 예컨대 리소그래피 방식으로 제조될 수 있다.
또한, 원칙적으로, 윈도우(F)들의 다른 윤곽들 역시도 제공될 수 있다. 상이한 공정 단계들의 적용을 통해, 윈도우(F)들의 투과율의 부분적인 수정 역시도 가능하며, 그럼으로써 부분 영역들은 의존적으로 보다 더 강하게 흡수하거나, 또는 보다 더 강하게 투과시키는 방식으로 형성될 수 있게 된다. 도 5a에 따른 전술한 실례에서, 윈도우(F)들의 약 ¾이 폐쇄될 수 있다. 이는, 25%의 투과율을 갖는 모든 관통구에서 폐쇄될 영역이 형성됨으로써 달성될 수 있다. 이런 방식으로, 빔 조리개 상에서 표지광을 위해 의도되는 위치들에서 가변 투과율에 의해 마찬가지로 표지광이 생성된다.
본원의 교시를 고려하여, 통상의 기술자는, 발명의 보조 없이, 본 발명의 미도시된 다른 실시형태들에 도달할 수 있다. 그러므로 본 발명은 도시된 실시형태들로 제한되지 않는다. 또한, 본 발명 내지 실시형태의 개별 양태들은 선정되어 상호 간에 조합될 수 있다. 여기서 핵심은, 본원의 명세서를 알고 있는 상태에서 통상의 기술자를 통해 다양한 방식으로 실행될 수 있고 그럼에도 그 자체로서 유지되는, 본 발명의 기초가 되는 사상에 있다.

Claims (12)

  1. 자동차 헤드램프를 위한 투영 장치(1)로서, 상기 투영 장치(1)는, 자동차의 전방 영역에 적어도 하나의 광 분포, 요컨대 로우빔 광 분포의 형태로, 투영 장치(1)에 할당된 적어도 하나의 광원의 광을 매핑하도록 구성되며, 상기 투영 장치(1)는
    - 바람직하게는 어레이 내에 배치되어 있는 총 개수의 입사 마이크로 광학 요소(3a)들을 포함하는 입사 광학 요소(3)와,
    - 바람직하게는 어레이 내에 배치되어 있는 총 개수의 출사 마이크로 광학 요소(4a)들을 포함하는 출사 광학 요소(4)를 포함하며,
    각자의 입사 마이크로 광학 요소(3a)에는 정확히 하나의 출사 마이크로 광학 요소(4a)가 할당되되,
    실질적으로 하나의 입사 마이크로 광학 요소(3a)에서부터 출사되는 전체 광은 단지 할당된 출사 마이크로 광학 요소(4a) 내로만 입사되는 방식으로 입사 마이크로 광학 요소(3a)들이 형성되고, 그리고/또는 입사 마이크로 광학 요소(3a)들과 출사 마이크로 광학 요소(4a)들이 상호 간에 상대적으로 배치되며, 그리고
    입사 마이크로 광학 요소(3a)들에 의해 사전 형성된 광은 출사 마이크로 광학 요소(4a)들에 의해 자동차의 전방 영역에 적어도 하나의 광 분포로서 매핑되며,
    각자의 입사 마이크로 광학 요소(3a)는 자신을 통과하는 광을 적어도 하나의 입사 마이크로 광학 요소 초점에 집광하되, 입사 마이크로 광학 요소 초점은 입사 마이크로 광학 요소(3a)와 할당된 출사 마이크로 광학 요소(4a) 사이에 위치하며, 입사 마이크로 광학 요소(3a)와 출사 마이크로 광학 요소(4a) 사이에는 적어도 하나의 조리개 장치(8a', 8a")가 배치되며,
    각각 적어도 입사 마이크로 광학 요소(3a), 할당된 출사 마이크로 광학 요소(4a) 및 이들 광학 요소 사이에 위치하는 적어도 하나의 조리개 장치(8a', 8a")를 통해 로우빔 마이크로 광학계가 형성되며,
    적어도 하나의 조리개 장치(8a', 8a")는, 출사 마이크로 광학 요소(4a)를 통해 방사된 광 분포가 로우빔 광 분포의 일부분을 형성하는 방식으로, 각각의 출사 마이크로 광학 요소(4a)를 통해 매핑된 광 분포를 제한하도록 구성되되, 조리개 장치(8a', 8a")는, 이를 위해, 로우빔 광 분포의 명암 경계의 경로를 매핑하는 적어도 하나의 광학적으로 유효한 조리개 에지부(K)를 포함하는 것인,
    상기 자동차 헤드램프용 투영 장치에 있어서,
    로우빔 마이크로 광학계들의 총 개수는 적어도 2개의 그룹의 로우빔 마이크로 광학계들을 포함하며, 요컨대
    - 조리개 장치(8a')들의 적어도 하나의 제1 변형예를 포함한 제1 그룹의 로우빔 마이크로 광학계들과,
    - 조리개 장치(8a")들의 적어도 하나의 제2 변형예를 포함한 제2 그룹의 로우빔 마이크로 광학계들을 포함하되,
    상기 조리개 장치(8a")들의 제2 변형예의 구성은, 적어도 상기 조리개 장치(8a")의 경우
    * 조리개 에지부(K)까지 형성되는 조리개 장치의 차광 영역(D) 안쪽에, 명암 경계의 위쪽에 위치하는 광 분포(Lsign)를 형성하기 위한 적어도 부분적으로 광 투과성인 적어도 하나의 광 투과성 윈도우(F)가 형성된다는 점에서, 상기 조리개 장치(8a')들의 제1 변형예의 구성과 다른 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 투영 장치(1).
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 변형예의 개별 로우빔 마이크로 광학계들은, 명암 경계 위쪽에 위치하는 광 분포(Lsign)가 0.5° 내지 2°의 수직 각도로 명암 경계로부터 이격되어 있는 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 투영 장치(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 변형예의 개별 로우빔 마이크로 광학계들은, 명암 한계 위쪽에 위치하는 광 분포(Lsign)가 10°와 50° 사이의 수평 각도 범위에 걸쳐, 그리고 2°와 10° 사이의 수직 각도 범위에 걸쳐 연장되는 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 투영 장치(1).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 변형예의 개별 로우빔 마이크로 광학계들의 상기 적어도 부분적으로 광 투과성인 광 투과성 윈도우(F)가 직사각형 형태를 보유하는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 투영 장치(1).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 변형예의 개별 로우빔 마이크로 광학계들의 상기 적어도 부분적으로 광 투과성인 광 투과성 윈도우(F)는 U자 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 투영 장치(1).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 변형예의 개별 로우빔 마이크로 광학계들의 상기 적어도 광 투과성인 광 투과성 윈도우(F)는 완전하게 광 투과성인 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 투영 장치(1).
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 변형예의 개별 로우빔 마이크로 광학계들의 상기 광 투과성 윈도우(F)는 부분적으로만 광 투과성인 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 투영 장치(1).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 조리개 장치는 유리로 구성되는 캐리어(5)와 연결되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 투영 장치(1).
  9. 제13항에 있어서, 상기 입사 광학 요소(3)뿐만 아니라 상기 출사 광학 요소(4) 역시도, 상기 입사 광학 요소(3)와 상기 출사 광학 요소(4) 사이에 배치되는, 상기 조리개 장치의 적어도 하나의 캐리어(5)와 고정되게 연결되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 투영 장치(1).
  10. 제14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 캐리어(5)와 상기 입사 광학 요소(3) 및 상기 출사 광학 요소(4)의 고정 연결부는 각각 투명한 접착 이음부로서 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 투영 장치(1).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 투영 장치(1), 및 상기 투영 장치(1) 내로 광을 입력하기 위한 적어도 하나의 광원(2)을 포함하는, 자동차 헤드램프용 마이크로 투영 광 모듈(6).
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 마이크로 투영 광 모듈(6)을 포함하는 차량 헤드램프, 특히 자동차 헤드램프.
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