KR20210018953A - 반도체 발광 소자를 이용한 차량용 램프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상면 및 하면을 구비하고, 상기 하면으로 입사하는 빛의 일부를 반사하고, 다른 일부는 외부로 방출되도록 이루어지는 하프미러, 상기 하프미러의 하측에 배치되고, 상기 하프미러의 하면과 마주보도록 배치되는 반사층, 상기 하프미러 및 상기 반사층 사이에 배치되는 투명 기판, 상기 투명 기판의 일면에 배치되는 제1광원 및 상기 투명 기판의 타면에 배치되는 제2광원을를 포함하고, 상기 제1 및 제2광원에서 발광된 빛이 상기 하프미러 및 상기 반사층에서 반복적으로 반사되도록, 상기 투명 기판의 일면은 상기 하프미러와 마주보도록 배치되고, 상기 투명 기판의 타면은 상기 반사층과 마주보도록 배치되는 것을 특징으로 하는 램프를 제공한다.

Description

반도체 발광 소자를 이용한 차량용 램프
본 발명은 차량용 램프 및 그 제어 방법에 관한 것으로 특히, 반도체 발광 소자를 이용한 차량용 램프에 관한 것이다.
차량은 조명 기능이나 신호 기능을 가지는 다양한 차량용 램프를 구비하고 있다. 일반적으로, 할로겐 램프나 가스 방전식 램프가 주로 사용되어 왔으나, 최근에는 발광다이오드(LED; Light Emitting Diode)가 차량용 램프의 광원으로 주목 받고 있다.
발광다이오드의 경우 사이즈를 최소화함으로서 램프의 디자인 자유도를 높여줄 뿐만 아니라 반영구적인 수명으로 인해 경제성도 갖추고 있으나, 현재 대부분 패키지 형태로 생산되고 있다. 패키지가 아닌 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 자체는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 발광 소자로서, 정보 통신기기를 비롯한 전자장치의 표시 화상용 광원으로 개발 중이다.
한편, 최근에는 반도체 발광소자의 크기가 줄어듦에 따라 램프의 조명 패턴을 다양하게 하기 위한 시도가 이루어지고 있다. 하지만, 조명 패턴을 다양하게 구현하기 위해서는 광원 이외의 구조물들이 필요하며, 이는 램프의 크기 증가, 밝기 감소 등을 일으키는 요인이 된다. 이로 인하여, 램프의 조명 패턴을 다양하게 구현하는 것이 제한된다.
본 발명은 두께를 최소화함과 동시에, 입체적인 조명 패턴을 구현할 수 있는 램프의 구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 다양한 조명 패턴을 구현할 수 있는 램프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상면 및 하면을 구비하고, 상기 하면으로 입사하는 빛의 일부를 반사하고, 다른 일부는 외부로 방출되도록 이루어지는 하프미러, 상기 하프미러의 하측에 배치되고, 상기 하프미러의 하면과 마주보도록 배치되는 반사층, 상기 하프미러 및 상기 반사층 사이에 배치되는 투명 기판, 상기 투명 기판의 일면에 배치되는 제1광원 및 상기 투명 기판의 타면에 배치되는 제2광원을를 포함하고, 상기 제1 및 제2광원에서 발광된 빛이 상기 하프미러 및 상기 반사층에서 반복적으로 반사되도록, 상기 투명 기판의 일면은 상기 하프미러와 마주보도록 배치되고, 상기 투명 기판의 타면은 상기 반사층과 마주보도록 배치되는 것을 특징으로 하는 램프를 제공한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 및 제2광원 각각은 복수의 광원들을 포함하고 상기 광원들은 상기 투명기판상에 소정거리 이격되어 배치될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1광원에 포함된 광원들과 상기 제2광원에 포함된 광원들은 서로 오버랩되도록 배치될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1광원에 포함된 광원들과 상기 제2광원에 포함된 광원들은 서로 엇갈리게 배치될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 및 제2광원에 포함된 광원들 중 일부 광원의 발광면적은 나머지 광원의 발광면적과 서로 다를 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 하프미러와 상기 투명기판 간의 수직 거리와 상기 투명기판과 상기 반사층 간의 수직 거리는 서로 다를 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 투명기판은 상기 하프미러에 대하여 소정 각도 기울어진 상태로 배치될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 투명기판의 적어도 일부는 곡면 영역을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 및 제2광원에 포함된 광원들 각각과 전기적으로 연결되며, 상기 투명기판상에 배치되는 금속 전극을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 금속 전극은 빛을 반사하도록, 상기 광원들 각각을 에워싸도록 배치될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 본 발명은 상기 투명기판의 일면 및 타면 각각에 배치되고, 상기 제1 및 제2광원 각각에 전압을 인가하도록 이루어지는 투명전극을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 및 제2광원 각각은 서로 다른 종류의 광원을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 본 발명은 차량 주행 중 제어 명령을 수신하고, 상기 제어 명령에 근거하여 상기 제1 및 제2광원의 점등을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는 상기 제1 및 제2광원 중 어느 하나만 점등된 상태에서 상기 제어명령을 수신하는 경우, 상기 하프미러의 특정 영역으로 방출되는 빛의 광량이 증가하도록, 상기 제1 및 제2광원 모두를 점등시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 상면 및 하면을 구비하고, 상기 하면으로 입사하는 빛의 일부를 반사하고, 다른 일부는 외부로 방출되도록 이루어지는 하프미러, 상기 하프미러의 하측에 배치되며, 상기 하프미러의 하면과 마주보도록 배치되는 반사층, 상기 하프미러의 상면에 배치되는 제1광원 및 상기 하프미러의 하면에 배치되는 제2광원을를 포함하고, 상기 제2광원에서 방출된 빛이 상기 반사층 및 상기 하프미러에서 반복적으로 반사되도록, 상기 제2광원은는 상기 반사층과 오버랩될 수 있다.
본 발명에 따르면, 입체적인 조명 패턴을 구현하기 위하여 광원을 입체적으로 배치할 필요가 없게 된다. 이를 통해, 본 발명은 램프의 두께를 슬림하게 유지하면서, 입체적인 조명 패턴을 구현할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 차량용 램프의 일 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 2는 플립 칩 타입의 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이다.
도 3은 수직형 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 램프의 단면을 나타내는 개념도이다.
도 5a 및 5b는 본 발명에 따른 램프의 조명 패턴을 나타내는 개념도이다.
도 6은 투명 기판 양면에 광원이 배치된 램프의 단면을 나타내는 개념도이다.
도 7 내지 9는 투명기판에 광원을 배치하는 일 실시 예를 나타내는 개념도들이다.
도 10 내지 12는 본 발명에 따른 램프의 변형 실시 예를 나타내는 개념도이다.
도 13은 금속 전극을 포함하는 램프를 나타내는 개념도이다.
도 14는 복수의 광원이 하프 미러 상면에 배치되는 램프의 단면을 나타내는 개념도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 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 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
또한, 층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
본 명세서에서 설명되는 차량용 램프에는 전조등(헤드 램프), 미등, 차폭등, 안개등, 방향지시등, 제동등, 비상등, 후진등(테일 램프) 등이 포함될 수 있다. 그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 추후 개발되는 새로운 제품형태이라도, 디스플레이가 가능한 장치에는 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 차량용 램프의 일 실시예를 나타내는 개념도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프(10)는 차체에 고정되는 프레임(11)과, 프레임(11)에 설치되는 광원(12)를 포함하여 이루어진다.
프레임(11)에는 광원(12)에 전원을 공급하기 위한 배선라인이 연결되어 있으며, 상기 프레임(11)은 차체에 직접 체결 고정되거나 브라켓을 매개로 고정될 수 있다. 도시에 의하면, 광원(12)가 발광하는 빛을 보다 확산하고 선명하게 하기 위하여 렌즈부가 구비될 수 있다.
상기 광원(12)는 외력에 의하여 휘어질 수 있는, 구부러질 수 있는, 비틀어질 수 있는, 접힐 수 있는, 말려질 수 있는 플렉서블 광원이가 될 수 있다.
상기 광원(12)가 휘어지지 않는 상태(예를 들어, 무한대의 곡률반경을 가지는 상태, 이하 제1상태라 한다)에서는 상기 광원(12)는 평면이 된다. 상기 제1상태에서 외력에 의하여 휘어진 상태(예를 들어, 유한의 곡률반경을 가지는 상태, 이하, 제2상태라 한다)에서는 상기 플렉서블 광원은는 적어도 일부가 휘어지거나 굽어진 곡면이 될 수 있다.
상기 광원(12)의 화소는 반도체 발광 소자에 의하여 구현될 수 있다. 본 발명에서는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 발광 소자의 일 종류로서 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)를 예시한다. 상기 발광 다이오드는 작은 크기로 형성되며, 이를 통하여 상기 제2상태에서도 화소의 역할을 할 수 있게 된다.
도 2는 플립 칩 타입의 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이고, 도3은 수직형 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이다.
반도체 발광 소자(150)는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있다. 이와 같은 개별 반도체 발광 소자(150)의 크기는 한 변의 길이가 80㎛ 이하일 수 있고, 직사각형 또는 정사각형 소자일 수 있다. 이 경우에, 단일 반도체 발광소자의 면적은 10-10~10-5m2의 범위를 가지며, 발광소자 간 간격은 100um~10mm의 범위를 가질 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 반도체 발광 소자(150)는 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광 소자가 될 수 있다.
예를 들어, 상기 반도체 발광 소자는 p형 전극(156), p형 전극(156)이 형성되는 p형 반도체층(155), p형 반도체층(155) 상에 형성된 활성층(154), 활성층(154) 상에 형성된 n형 반도체층(153) 및 n형 반도체층(153) 상에서 p형 전극(156)과 수평방향으로 이격 배치되는 n형 전극(152)을 포함한다.
이와 달리, 상기 반도체 발광 소자(250)는 수직형 구조가 될 수 있다.
도 3을 참조하면, 이러한 수직형 반도체 발광 소자는 p형 전극(256), p형 전극(256) 상에 형성된 p형 반도체층(255), p형 반도체층(255) 상에 형성된 활성층(254), 활성층(254)상에 형성된 n형 반도체층(253) 및 n형 반도체층(253) 상에 형성된 n형 전극(252)을 포함한다.
복수의 반도체 발광 소자(250)는 발광 소자 어레이(array)를 구성하며, 복수의 반도체 발광 소자(250)의 사이에는 절연층이 형성된다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 절연층이 없이 접착층이 상기 반도체 발광소자의 사이를 모두 채우는 구조도 가능하다.
상기 절연층은 실리콘 옥사이드(SiOx) 등을 포함하는 투명 절연층이 될 수 있다. 다른 예로서, 상기 절연층에는 전극 간의 short를 방지하기 위한 구조로 절연특성이 우수하고 광흡수가 적은 에폭시 혹은 methyl, phenyl 계열 실리콘 등의 고분자 물질 혹은, SiN, Al2O3 등의 무기 물질이 사용될 수 있다.
상기에서 반도체 발광소자의 일 실시 예들을 기재하였으나, 본 발명은 상술한 반도체 발광소자에 한정되지 않고, 다양한 반도체 발광소자를 통해 구현될 수 있다.
본 발명에 따른 램프는 입체적인 조명 패턴을 구현함과 동시에 램프의 두께를 최소화할 수 있는 구조를 제공한다.
도 4는 본 발명에 따른 램프의 단면을 나타내는 개념도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 램프는 하프미러(310), 반사층(320), 복수의 광원들(350)을 포함할 수 있다. 이하, 상술한 구성요소들 각각에 대하여 설명하고, 상기 구성요소들 간의 결합관계에 대하여 설명한다.
먼저, 상기 하프미러(310)는 상면 및 하면을 구비한다. 본 명세서에서 하프미러(310)의 상면은 외부로 향하는 면으로 정의된다. 즉, 본 발명에 따른 차량용 램프에서 발광된 빛은 하프미러(310)의 상면을 통과하여 외부로 방출된다.
상기 하프미러(310)는 하면으로 입사하는 빛의 일부를 반사하고, 다른 일부는 외부로 방출되도록 이루어진다. 예를 들어, 상기 하프미러(310)는 하면으로 입사하는 빛의 50%를 반사시키고 나머지는 투과시키도록 이루어질 수 있다. 상기 하프미러(310)의 반사율 또는 투과율은 하프미러(310)를 이루는 소재에 따라 달라질 수 있다.
한편, 상기 하프미러(310)는 본 발명에 따른 램프의 최외각에 배치되어야 하는 것은 아니다. 상기 하프미러(310)의 상면을 통과한 빛은 상면과 오버랩되는 추가적인 구조물을 통과하여 외부로 방출될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 램프는 상기 하프미러(310)의 상면과 오버랩되며, 상기 하프미러(310)보다 외각에 배치되는 렌즈, 보호층 등을 포함할 수 있다. 다만, 이러한 추가 구성들은 공지된 기술이므로 구체적인 설명은 생략한다.
본 명세서에서는 상기 하프미러(310) 및 상기 하프미러(310) 내측에 배치된 구성들에 대하여만 설명하지만, 이는 상기 하프미러(310) 외측에 추가적인 구성요소가 배치되는 것을 배재하는 것은 아니다.
한편, 반사층(320)은 상기 하프미러(310)의 하측에 배치되고, 상기 하프미러(310)의 하면과 마주보도록 배치된다. 상기 반사층(320)에서 반사된 빛은 상기 하프미러(310)의 하면으로 향한다. 또한, 상기 하프미러(310)의 하면에서 반사된 빛은 상기 반사층(320)으로 향한다. 상술한 바에 따르면, 상기 반사층(320) 및 상기 하프미러(310)의 사이로 입사한 빛은 상기 하프미러(310)와 상기 반사층(320) 사이에서 반복적으로 반사될 수 있다.
빛이 상기 하프미러(310)와 상기 반사층(320) 사이에서 반복적으로 반사된 후 외부로 방출되는 경우, 다양한 조명 패턴이 형성된다. 이를 통해, 본 발명은 입체적인 조명 패턴을 형성한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 램프에는 상기 하프미러(310)와 상기 반사층(320) 사이에 복수의 광원들이 배치된다. 상기 광원들 각각에서 발광된 빛의 일부는 상기 하프미러(310)와 상기 반사층(320) 사이에서 반복적으로 반사된 후 외부로 방출된다. 이에 따라, 입체적인 조명 패턴이 형성된다.
한편, 상기 조명 패턴은 크게 두 가지 영역으로 구분될 수 있다. 첫 번째로, 상기 빛이 집중되어 형성되는 영역이다. 본 발명에 따른 램프의 조명 패턴은 복수의 광원들 각각에 의해 생성되는 조명 패턴이 서로 중첩되어 형성된다. 이에 따라, 빛이 집중되는 영역이 형성될 수 있는데, 본 명세서에서는 상술한 바와 같이 빛이 집중되어 상대적으로 밝게 보이는 영역을 제1영역이라 한다. 제1영역은 복수 개일 수 있다.
두 번째로, 상기 제1영역 주변에 형성되는 영역이다. 제2영역은 제1영역보다는 어둡지만, 입체적인 느낌을 준다. 실제로 상기 제1 및 제2영역은 육안으로 명확하게 구분되지 않을 수 있다. 다만, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여, 상대적으로 밝은 영역을 제1영역이라 하고, 제1영역 주변에 형성되는 영역을 제2영역이라 한다.
도 5a를 참조하면, 조명 패턴은 복수의 제1영역들(a1 내지 a5)을 포함할 수 있다. 도 5a에는 도시되지 않았지만, 제1영역들(a1 내지 a5) 주변에는 입체적인 패턴이 형성된다. 제1영역의 밝기는 일 방향으로 갈수록 감소할 수 있다(예를 들어, 90%에서 10%로 감소). 이러한 조명 패턴은 차량 후미등으로 활용될 수 있다.
한편, 도 5b와 같이, 복수의 제1영역들(a1 내지 a5)은 밝기가 일정할 수 있다. 도 5b에 따른 패턴은 도 5a보다 밝기 때문에 제동등으로 활용될 수 있다.
상기 하프미러(310) 및 상기 반사층(320) 사이에 광원(350)을 배치하는 방식에 따라 제1영역의 크기, 간격, 형상이 달라질 수 있으며, 제2영역의 입체 형상이 달라질 수 있다. 이하, 상기 하프미러(310) 및 상기 반사층(320) 사이에 광원을 배치하는 다양한 실시 예에 대하여 설명한다.
상기 광원들 각각은 상술한 수직형 반도체 발광소자나 플립 칩 타입의 반도체 발광소자일 수 있다. 한편, 상기 광원들 각각은 유기 반도체 발광소자 일 수 있다.
상기 광원들 각각은 투명기판을 통해 상기 하프미러(310)와 상기 반사층(320) 사이에 배치될 수 있다. 구체적으로, 도 6과 같이, 본 발명에 따른 램프는 상기 하프미러(310) 및 상기 반사층(320) 사이에 배치되는 투명 기판(330)을 포함한다.
도 6을 참조하면, 상기 복수의 광원들(350a 및 350b)은 투명 기판(330)을 통해 상기 하프미러(310)와 상기 반사층(320) 사이에 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 복수의 광원들(350)은 상기 투명 기판(330) 상에 배치되며, 상기 투명 기판(330)은 상기 하프미러(310)와 소정 거리 이격되도록 배치된다. 상기 광원들(350) 각각에 전압 또는 전류를 인가하기 위한 회로는 상기 투명 기판(330) 상에 형성될 수 있다.
상기 투명 기판(330)은 상기 광원들(350)에서 발광된 빛을 투과시키기 때문에, 상기 광원들(350)에서 발광된 빛이 상기 하프미러(310) 및 상기 반사층(320) 사이를 자유롭게 진행할 수 있도록 한다. 이를 통해, 본 발명은 상기 광원들(350) 각각에서 발광된 빛이 상기 하프미러(310) 및 상기 반사층(320)에서 반복적으로 반사됨에 따라 발생될 수 있는 광 손실을 최소화한다.
상기 광원들(350)은 상기 투명 기판(330)의 양면에 각각 배치될 수 있다. 이러한 구조에 따르면, 상기 광원들 중 일부(350a)는 상기 하프미러(310)을 향하도록 배치되고, 상기 광원들 중 나머지(350b)는 상기 반사층(320)을 향하도록 배치된다. 본 명세서에서는 상기 하프미러(310)를 향하도록 배치되는 광원을 제1광원이라하고, 상기 반사층(320)을 향하도록 배치되는 광원을 제2광원이라 한다. 설명의 편의상 상기 제1광원이 배치되는 투명기판(330)의 일면을 투명기판(330)의 상면이라 하고, 상기 제2광원이 배치되는 투명기판(330)의 일면을 투명기판(330)의 하면이라 한다.
상기 제1광원에서 발광된 빛의 적어도 일부는 하프미러(310)에서 반사된 후, 상기 반사층(320)과 상기 하프미러(310) 사이에서 반복적으로 반사된 후 외부로 방출된다. 한편, 상기 제2광원에서 발광된 빛의 적어도 일부는 상기 반사층(320)에서 반사된 후, 상기 하프미러(310)와 상기 반사층(320) 사이에서 반복적으로 반사된 후 외부로 방출된다.
상기 투명기판(330)의 상면 및 하면 각각에는 복수의 광원들이 배치될 수 있다. 상기 상면 및 하면 각각에 배치된 복수의 광원들은 서로 소정 거리 이격되어 배치될 수 있다. 상기 광원들 간의 거리 및 상대적 위치에 따라 서로 다른 조명 패턴이 형성될 수 있다.
이하, 상기 투명기판상에 광원들을 배치하는 다양한 실시 예들에 대하여 설명한다.
도 7 내지 9는 투명기판에 광원을 배치하는 일 실시 예를 나타내는 개념도들이다.
도 7을 참조하면, 상기 제1광원에 포함된 광원들(350a)과 상기 제2광원에 포함된 광원들(350b)은 서로 오버랩되도록 배치될 수 있다. 이러한 경우, 상기 제1광원에 의해 형성되는 조명 패턴과 상기 제2광원에 의해 형성되는 조명 패턴은 서로 대칭적일 수 있다.
한편, 도 8과 같이, 상기 제1광원에 포함된 광원들과 상기 제2광원에 포함된 광원들은 서로 엇갈리게 배치될 수 있다. 이러한 경우, 상기 제1광원에 의해 형성되는 조명 패턴과 상기 제2광원에 의해 형성되는 조명 패턴은 서로 오버랩되어 새로운 조명 패턴을 형성할 수 있게 된다.
한편, 상기 광원들은 서로 다른 발광면적을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 광원들 각각은 일정한 발광면적을 가진다. 예를 들어, 수직형 반도체 발광소자의 경우, 상술한 활성층의 면적만큼의 발광면적을 가진다. 상기 광원들 중 일부 광원의 발광면적은 나머지 광원의 발광면적과 다를 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 도 9를 참조하면, 제1광원에 포함된 광원들(350a)과 제2광원에 포함된 광원들(350b)의 발광면적은 서로 다를 수 있다. 이에 따라, 상기 제1광원에 의해 형성되는 조명 패턴과 상기 제2광원에 의해 형성되는 조명 패턴은 서로 달라진다. 상기 두 개의 조명패턴은 서로 중첩되어 새로운 조명 패턴을 형성한다.
한편, 도시되지 않았지만, 상기 투명기판의 적어도 일면에는 제1발광면적을 가지는 광원과 상기 제1발광면적보다 큰 제2발광면적을 가지는 광원이 혼합 배치될 수 있다. 상술한 두 종류의 광원을 번갈아가며 배치하는 경우, 상술한 제1영역의 면적이 반복적으로 증감하는 조명패턴을 형성할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 투명기판(330) 상에 광원을 다양한 형상으로 배치함으로써, 다양한 조명 패턴을 구현할 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 상기 투명기판(330)과 하프미러(310) 및 반사층(320)의 상대적인 위치를 달리하거나, 투명기판(330)의 형상을 변형시켜 다양한 조명 패턴을 구현할 수 있다.
도 10 내지 12는 본 발명에 따른 램프의 변형 실시 예를 나타내는 개념도이다.
먼저, 상기 투명기판(330)과 하프미러(310) 및 반사층(320)의 상대적인 위치를 달리하여 다양한 조명 패턴을 구현하는 일 실시 예에 대하여 설명한다.
상기 투명 기판(330)은 상기 하프미러(310)와 소정 거리 이격되고, 상기 반사층(320)과도 소정거리 이격되도록 배치된다. 상기 하프미러(310)와 투명 기판(330) 사이의 거리, 상기 반사층(320)과 투명 기판(330) 사이의 거리에 따라 광경로가 달라지기 때문에 상기 거리를 다르게 함으로써, 조명 패턴을 다양하게 구현할 수 있다.
도 10과 같이, 상기 투명 기판(330)이 상기 하프미러(310) 및 상기 반사층(320) 각각과 이격되도록 배치되는 경우, 상기 투명 기판(330) 및 상기 하프미러(310) 간 수직거리(d1)와 상기 투명 기판(330) 및 상기 반사층(320) 간의 수직거리(d2)는 서로 다를 수 있다. 상기 투명 기판(330) 및 상기 하프미러(310) 간 수직거리와 상기 투명 기판(330) 및 상기 반사층(320) 간의 수직거리에 따라 조명 패턴이 달라질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 본 발명은 상기 투명 기판(330)과 상기 하프미러(310) 또는 상기 반사층(320) 간의 거리 조정을 통해 상기 조명 패턴을 변형시킬 수 있다. 구체적으로, 본 발명은 상기 투명 기판(330)을 상기 반사층(320)의 상면 또는 상기 하프미러(310)의 하면에 수직한 방향으로 이동시키는 구동부를 더 포함할 수 있다. 상기 구동부는 상기 투명 기판(330)을 수직이동 시킴으로써, 광경로를 변화시킨다. 이를 통해, 본 발명은 조명 패턴을 변형시킬 수 있게 된다.
한편, 도 11과 같이, 상기 투명기판(330)은 상기 하프미러(310)에 대하여 소정 각도 기울어진 상태로 배치될 수 있다. 상기 투명기판(330)이 기울어진 경우, 상기 제1 및 제2광원간의 광경로가 달라질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 본 발명에 따른 램프는 상기 투명기판(330)의 기울어진 각도를 조절할 수 있는 틸팅부를 더 포함할 수 있다. 상기 틸팅부는 상기 투명기판(330)의 기울어진 각도를 변경시켜 조명 패턴을 다양화할 수 있다.
한편, 본 발명은 투명기판(330)의 형상을 변형시켜 다양한 조명패턴을 구현할 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 도 12와 같이, 상기 투명기판(330)의 적어도 일부는 곡면 영역을 포함할 수 있다. 본 발명은 투명기판(330)의 곡률, 곡면의 면적 등을 조절하여 다양한 조명 패턴을 구현한다.
한편, 본 발명은 상술한 조명 패턴의 제1영역의 밝기를 높이는 구조를 제공한다.
도 13은 금속 전극을 포함하는 램프를 나타내는 개념도이다.
도 13을 참조하면, 상기 제1영역의 밝기를 증가시키기 위해, 본 발명은 상기 제1광원(350a)에서 발광되어 상기 하프미러(310)로 향하는 빛의 광량을 증가시킨다. 구체적으로, 상기 본 발명은 상기 제1광원에 포함된 광원들(350a) 각각에 전압을 인가하도록, 상기 투명 기판(330) 상에 배치되는 금속 전극(360)을 더 포함할 수 있다. 상기 금속 전극(360)은 상기 광원들(350a) 주변을 에워싸도록 배치되어, 상기 투명기판(330) 하측으로 향하는 빛, 상기 반사층(320)으로 향하는 빛을 반사시킨다.
이를 위해, 상기 금속 전극(360)은 반사율이 높은 소재로 이루어질 수 있다. 상기 금속 전극(360)은 투명 전극 보다 전기 전도도가 높기 때문에 광원의 밝기를 증가시킬 수 있으며, 빛을 반사시켜 하프미러(310)로 향하는 빛의 광량을 증가시키기 때문에 상기 제1영역의 밝기를 증가시킨다. 이를 통해, 본 발명은 램프의 밝기를 효과적으로 증가시킨다.
이와 달리, 본 발명은 상기 제1영역의 밝기를 증가시키지 않고, 조명 패턴 전체 영역의 밝기가 균일하도록 하는 구조를 제공한다.
구체적으로, 본 발명은 상기 광원들 각각에 전압을 인가하도록, 상기 투명 기판(330) 상에 배치되며, 광투과성 물질로 이루어지는 투명 전극을 포함할 수 있다. 상기 투명 전극은 상기 광원에서 발광되어 반사층으로 향하는 빛 또는 상기 하프미러(310)에서 반사되어 상기 반사층(320)으로 향하는 빛을 투과시킨다. 이 때문에, 빛은 상기 하프미러(310) 및 상기 반사층(320) 사이에서 자유롭게 반사되며, 상기 제1 및 제2영역 간의 경계가 불명확해진다.
상기 투명기판(330)의 상면 및 하면 각각에는 서로 다른 종류의 광원이 배치될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 투명기판(330)의 상면 및 하면 중 어느 하나에는 도 2에서 설명한 반도체 발광소자가 배치되고, 상기 상면 및 하면 중 다른 하나에는 도 3에서 설명한 반도체 발광소자가 배치될 수 있다.
다른 일 실시 예에 있어서, 상기 상면 및 하면 중 어느 하나에는 도 2 및 3에서 설명한 반도체 발광소자가 배치될 수 있고, 상기 상면 및 하면 중 다른 하나에는 유기 반도체 발광소자가 배치될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 투명기판(330)의 양면에 서로 다른 종류의 광원을 배치함으로써, 배선전극의 배치를 효율적으로 하거나, 광량 확보에 유리한 광원 및 컬러 구현에 유리한 광원을 함께 활용할 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 단일 램프에서 복수의 기능을 구현할 수 있도록, 상술한 조명 패턴을 변경할 수 있도록 한다.
예를 들어, 본 발명에 따른 램프가 차량에 활용되는 경우, 본 발명에 따른 램프는 차량 후미등으로 사용됨과 동시에 제동등으로 활용될 수 있다.
이를 위해, 본 발명은 상기 제1 및 제2광원의 점등을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 램프에 포함된 제어부는 차량 주행 중 생성된 제어 명령을 수신하고, 상기 수신된 제어 명령에 근거하여 상기 제1 및 제2광원의 점등을 제어한다.
여기서, 상기 제어 명령은 차량에 배치된 센싱부의 센싱 결과 또는 인터페이스부를 통해 인가되는 사용자 입력에 의해 생성될 수 있다.
센싱부는 차량의 상태를 센싱할 수 있다. 센싱부는, 자세 센서(예를 들면, 요 센서(yaw sensor), 롤 센서(roll sensor), 피치 센서(pitch sensor)), 충돌 센서, 휠 센서(wheel sensor), 속도 센서, 경사 센서, 중량 감지 센서, 헤딩 센서(heading sensor), 요 센서(yaw sensor), 자이로 센서(gyro sensor), 포지션 모듈(position module), 차량 전진/후진 센서, 배터리 센서, 연료 센서, 타이어 센서, 핸들 회전에 의한 스티어링 센서, 차량 내부 온도 센서, 차량 내부 습도 센서, 초음파 센서, 조도 센서, 가속 페달 포지션 센서, 브레이크 페달 포지션 센서, 등을 포함할 수 있다.
센싱부는, 차량 자세 정보, 차량 충돌 정보, 차량 방향 정보, 차량 위치 정보(GPS 정보), 차량 각도 정보, 차량 속도 정보, 차량 가속도 정보, 차량 기울기 정보, 차량 전진/후진 정보, 배터리 정보, 연료 정보, 타이어 정보, 차량 램프 정보, 차량 내부 온도 정보, 차량 내부 습도 정보, 스티어링 휠 회전 각도, 차량 외부 조도, 가속 페달에 가해지는 압력, 브레이크 페달에 가해지는 압력 등에 대한 센싱 신호를 획득할 수 있다.
센싱부는, 그 외, 가속페달센서, 압력센서, 엔진 회전 속도 센서(engine speed sensor), 공기 유량 센서(AFS), 흡기 온도 센서(ATS), 수온 센서(WTS), 스로틀 위치 센서(TPS), TDC 센서, 크랭크각 센서(CAS), 등을 더 포함할 수 있다.
인터페이스부는, 차량에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행할 수 있다. 예를 들면, 인터페이스부는 이동 단말기와 연결 가능한 포트를 구비할 수 있고, 상기 포트를 통해, 이동 단말기와 연결할 수 있다. 이경우, 인터페이스부는 이동 단말기와 데이터를 교환할 수 있다.
차량에 배치된 제어부는 상기 센싱부의 센싱 결과 또는 인터페이스부를 통해 인가된 사용자 입력에 근거하여 램프를 제어하기 위한 제어 명령을 생성할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 차량에 배치된 제어부는 브레이크 페달에 가해지는 압력 센싱 결과에 근거하여 램프를 제어하기 위한 제어 명령을 생성할 수 있다. 구체적으로, 차량에 배치된 제어부는 브레이크 페달에 가해지는 압력이 증가하는 경우, 제동을 점등하기 위한 제어 명령을 생성하고, 생성된 제어 명령을 배치된 제어부로 송신할 수 있다.
램프에 배치된 제어부는 상기 제어 명령을 수신하여, 차량 후미등에 해당하는 조명 패턴을 제동등에 해당하는 조명 패턴으로 변경할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 램프에 배치된 제어부는 후미등에 해당하는 조명 패턴을 구현하는 경우, 상기 제1 및 제2광원 중 어느 하나만 점등되도록 한다. 이러한 경우, 도 5a와 같이 제1영역의 밝기가 일방향을 따라 순차적으로 감소하는 조명 패턴이 형성될 수 있다. 램프에 배치된 제어부가 제동등과 관련된 제어 명령을 수신하는 경우, 램프에 배치된 제어부는 하프미러(310)의 특정 영역으로 방출되는 빛의 광량이 증가하도록 상기 제1 및 제2광원 모두를 점등시킨다. 이에 따라, 도 5b와 같이 제1영역의 밝기가 증가하는 조명 패턴이 형성될 수 있다.
차량 후방에 위치한 운전자는 조명 패턴이 도 5a에서 5b로 변하는 경우, 차량의 속도가 감소하고 있음을 인지할 수 있게 된다. 상술한 바와 같이, 본 발명은 단일 램프를 차량 후미등과 제동등으로 활용할 수 있도록 한다.
다만, 본 발명에 따른 램프의 활용예는 상술한 실시 예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 발명은 상기 광원들을 순차적으로 점등하여, 램프가 방향지시등으로 활용될 수 있도록 한다.
한편, 본 발명은 광원에서 발생된 빛의 일부는 하프미러를 통하지 않고 곧바로 외부로 방출되고, 나머지는 하프미러와 반사층 사이에서 반복적으로 반사된 후 외부로 방출되도록 하는 구조를 제공한다.
도 14는 복수의 광원이 하프 미러 상면에 배치되는 램프의 단면을 나타내는 개념도이다.
구체적으로, 본 발명은 상면 및 하면을 구비하고, 상기 하면으로 입사하는 빛의 일부를 반사하고, 다른 일부는 외부로 방출되도록 이루어지는 하프미러(310), 상기 하프미러(310)의 하측에 배치되고, 상기 하프미러(310)의 하면과 마주보도록 배치되는 반사층(320), 상기 하프미러(310)의 상면에 배치되는 제1광원(350a), 상기 하프미러(310)의 하면에 배치되는 제2광원(350b)을 포함하고, 상기 제2광원(350b)에서 방출된 빛이 상기 반사층(320) 및 상기 하프미러(310)에서 반복적으로 반사되도록, 상기 제2광원(350b)은 상기 반사층(320)과 오버랩되도록 배치된다.
상술한 바와 같이, 상기 제1광원(350a)은 상기 하프미러(310)의 상면에 배치된다. 이 때문에, 제1광원(350a)에서 발광된 빛이 대부분은 하프미러(310)를 통하지 않고 곧바로 외부로 방출된다.
이와 달리, 제2광원(350b)에서 발광된 빛은 하프미러(310)와 반사층(320) 사이에서 반복적으로 반사된 후 외부로 방출된다. 이로 인하여, 상기 제1광원(350a) 주위로 제2광원(350b)에 의한 입체적인 조명 패턴이 형성된다. 이를 통해, 본 발명은 일정 수준 이상의 램프 광량을 확보하면서, 입체적인 조명 패턴을 구현할 수 있게 된다.
한편, 상기 하프미러(310)의 상측 및 하측에 광원을 배치하기 위해, 상기 하프미러(310) 상면 및 하면에는 투명기판이 적층될 수 있다. 구체적으로, 상기 하프미러(310)의 상면 및 하면 각각에는 투명기판이 적층될 수 있으며, 하프미러(310)와 마주하지 않는 투명기판의 일면에는 광원이 배치될 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 광원이 하프미러 상측 또는 하측에 강하게 고정될 수 있도록 한다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 또한, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (15)

  1. 상면 및 하면을 구비하고, 상기 하면으로 입사하는 빛의 일부를 반사하고, 다른 일부는 외부로 방출되도록 이루어지는 하프미러;
    상기 하프미러의 하측에 배치되고, 상기 하프미러의 하면과 마주보도록 배치되는 반사층;
    상기 하프미러 및 상기 반사층 사이에 배치되는 투명 기판;
    상기 투명 기판의 일면에 배치되는 제1광원; 및
    상기 투명 기판의 타면에 배치되는 제2광원을를 포함하고,
    상기 제1 및 제2광원에서 발광된 빛이 상기 하프미러 및 상기 반사층에서 반복적으로 반사되도록, 상기 투명 기판의 일면은 상기 하프미러와 마주보도록 배치되고, 상기 투명 기판의 타면은 상기 반사층과 마주보도록 배치되는 것을 특징으로 하는 램프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2광원 각각은,
    복수의 광원들을 포함하고,
    상기 광원들은 상기 투명기판상에 소정거리 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 램프.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1광원에 포함된 광원들과 상기 제2광원에 포함된 광원들은 서로 오버랩되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 램프.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1광원에 포함된 광원들과 상기 제2광원에 포함된 광원들은 서로 엇갈리게 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2광원에 포함된 광원들 중 일부 광원의 발광면적은 나머지 광원의 발광면적과 서로 다른 것을 특징으로 하는 램프.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하프미러와 상기 투명기판 간의 수직 거리와 상기 투명기판과 상기 반사층 간의 수직 거리는 서로 다른 것을 특징으로 하는 램프.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 투명기판은 상기 하프미러에 대하여 소정 각도 기울어진 상태로 배치되는 것을 특징으로 하는 램프.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 투명기판의 적어도 일부는 곡면 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 램프.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2광원에 포함된 광원들 각각과 전기적으로 연결되며, 상기 투명기판상에 배치되는 금속 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 램프.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 금속 전극은 빛을 반사하도록, 상기 광원들 각각을 에워싸도록 배치되는 것을 특징으로 하는 램프.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 투명기판의 일면 및 타면 각각에 배치되고, 상기 제1 및 제2광원 각각에 전압을 인가하도록 이루어지는 투명전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 램프.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2광원 각각은 서로 다른 종류의 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 램프.
  13. 제1항에 있어서,
    차량 주행 중 제어 명령을 수신하고,
    상기 제어 명령에 근거하여 상기 제1 및 제2광원의 점등을 제어하는 제어부를 더 포함하는 램프.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 및 제2광원 중 어느 하나만 점등된 상태에서 상기 제어명령을 수신하는 경우,
    상기 하프미러의 특정 영역으로 방출되는 빛의 광량이 증가하도록, 상기 제1 및 제2광원 모두를 점등시키는 것을 특징으로 하는 램프.
  15. 상면 및 하면을 구비하고, 상기 하면으로 입사하는 빛의 일부를 반사하고, 다른 일부는 외부로 방출되도록 이루어지는 하프미러;
    상기 하프미러의 하측에 배치되며, 상기 하프미러의 하면과 마주보도록 배치되는 반사층;
    상기 하프미러의 상면에 배치되는 제1광원; 및
    상기 하프미러의 하면에 배치되는 제2광원을를 포함하고,
    상기 제2광원에서 방출된 빛이 상기 반사층 및 상기 하프미러에서 반복적으로 반사되도록, 상기 제2광원은는 상기 반사층과 오버랩되는 것을 특징으로 하는 램프.
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