KR20210044300A - 자동차 광 모듈 - Google Patents

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KR20210044300A
KR20210044300A KR1020217010194A KR20217010194A KR20210044300A KR 20210044300 A KR20210044300 A KR 20210044300A KR 1020217010194 A KR1020217010194 A KR 1020217010194A KR 20217010194 A KR20217010194 A KR 20217010194A KR 20210044300 A KR20210044300 A KR 20210044300A
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Abstract

본 발명은, 적어도 하나의 마이크로 프로젝터(2)와 적어도 부분적으로 광 투과성인 적어도 하나의 투영 스크린 요소(3)를 포함하는 자동차 광 모듈(1)에 관한 것이며, 적어도 하나의 마이크로 프로젝터(2)는 광 분포(4)를 생성하도록 구성되며, 광 분포는 적어도 부분적으로 광 투과성인 적어도 하나의 투영 스크린 요소(3) 상에 사전 설정가능한 조명 패턴(5)의 형태로 투영될 수 있으며, 사전 설정가능한 조명 패턴(5)은 자동차 광 모듈(1)의 스위치 온 상태에서 마이크로 프로젝터(2)의 반대 방향으로 향해 있는 투영 스크린 요소(3)의 면 상에 나타내지고 광학적으로 표시되는 정보도 포함한다.

Description

자동차 광 모듈
본 발명은, 적어도 하나의 마이크로 프로젝터와 적어도 부분적으로 광 투과성인 적어도 하나의 투영 스크린 요소(projection screen element)를 포함하는 자동차 광 모듈에 관한 것이며, 적어도 하나의 마이크로 프로젝터는 광 분포를 생성하도록 구성되며, 광 분포는 적어도 부분적으로 광투과성인 적어도 하나의 투영 스크린 요소 상에 사전 설정가능한 조명 패턴의 형태로 투영될 수 있다.
또한, 본 발명은 적어도 하나의 상기 자동차 광 모듈을 포함하는 자동차 헤드램프 또는 자동차에 관한 것이다.
전술한 유형의 자동차 광 모듈들은 종래 기술에 공지되어 있다. 보통, 상기 자동차 광 모듈들은, 예컨대 자동차 광 모듈들이 장착되어 있는 자동차의 바로 주변에 있는 도로 표면 상에 상응하는 기호들을 투영하기 위해, (시각) 통신 시스템들 내에서, 또는 디자인 라이트(design light)로서 이용된다.
본 발명의 과제는, 자동차 브랜딩(motor vehicle branding)의 조명을 가능하게 하는데 이용되면서 그 자체는 (아날로그 환경과의) 통신 요소로서 사용될 수 있는 자동차 광 모듈을 제공하는 것에 있다.
상기 과제는, 본 발명에 따라서, 사전 설정가능한 조명 패턴이 자동차 광 모듈의 스위치 온 상태에서, 마이크로 프로젝터의 반대 방향으로 향해 있는 투영 스크린 요소의 면(side) 상에 나타내지고 광학적으로 표시되는 정보도 포함하는 것을 통해 해결된다.
이 경우, 정보는 기호, 로고, 글자 등의 형태로 표시될 수 있다.
다시 말해, 적어도 하나의 투영 스크린 요소는 광 분포를 형성하는 광을 적어도 부분적으로 산란할 수 있고 적어도 부분적으로는 흡수할 수 있으며, 그럼으로써 사전 설정가능한 조명 패턴은 -자동차 광 모듈에서부터 볼 때- 바깥쪽을 향해 보이게 된다.
본 발명에 따른 자동차 광 모듈에 의해, 예컨대 디자인 브랜딩의 조명을 분명하게 개선하는 점이 가능해지는데, 그 이유는 조명 글자가 예컨대 야간에 분명하게 보이기 때문이다.
자율 주행의 분야에서 (아날로그 세계와의) 통신 요소들을 위해서도 본 발명에 따른 자동차 광 모듈들이 사용될 수 있다.
유용하게는, 마이크로 프로젝터는, 광을 생성하도록 구성되는 적어도 하나의 광원과 하나의 투영 장치를 포함할 수 있고, 투영 장치는 방사 방향에서 적어도 하나의 광원의 하류부에 배치되며, 그리고 광 분포를 형성하고 적어도 부분적으로 광투과성인 적어도 하나의 투영 스크린 요소 상에 상기 광 분포를 투영하도록 구성된다.
이 경우, 투영 장치는 적어도 하나의 투영 렌즈와 적어도 하나의 조리개를 포함할 수 있고, 적어도 하나의 조리개는 적어도 하나의 투영 렌즈의 초점 평면 내에 배치되고 조리개 에지부들을 포함하며, 상기 조리개 에지부들은 사전 설정가능한 조명 패턴에 상응하는 형태를 보유한다. 다시 말하면, 조리개의 조리개 에지부들의 구조를 통해, 조명할 조명 패턴의 형태가 사전 설정될 수 있다. 바람직하게는, 조리개는 마이크로 프로젝터의 광축에 대해 횡방향을 이루는 평면 내에 배치된다(도면들 참조). 이런 경우에, 조리개는, 초점 평면과 교차하기만 하는 것 대신, 완전히 초점 평면 내에 위치할 수 있다.
바람직하게는, 조리개 에지부들은, 표시할 정보인 적어도 하나의 심벌을 형성할 수 있고, 상기 심벌은 바람직하게는 완전하게 초점 평면 내에 위치한다.
보다 더 바람직한 실시형태의 경우, 바람직하게는, 투영 장치는 하나의 어레이 내에 매트릭스형으로 배치되는 복수의 투영 렌즈-투영 렌즈 어레이-와, 하나의 어레이 내에 매트릭스형으로 배치되는 복수의 조리개-조리개 어레이-를 포함하며, 각각의 투영 렌즈에는 하나, 바람직하게는 정확히 하나의 조리개가 할당되며, 상이한 조리개들의 조리게 에지부들은 동일하게, 또는 상이하게 형성된다. 이로써, 복수의 동일하거나 상이한 조명 패턴이 생성될 수 있다. 복수의 조리개에 의해, 예컨대 알파벳의 문자들, 자동차 제조업체 브랜딩과 같은 로고들, 위험 심벌들 등이 실현될 수 있다.
실무에서 입증된 실시형태의 경우, 투영 렌즈 어레이뿐만 아니라 조리개 어레이 역시도 일체형일 수 있다. 투영 렌즈 어레이는 플라스틱과 같은 재료로 구성되는 광학체(optical body)일 수 있다. 또한, 광학체는 유리판과, 이 유리판 상에 부착되는 실리콘 렌즈 어레이로 구성되는 복합체(composite)일 수 있다. 투영 렌즈 어레이 및/또는 조리개 어레이는, 바람직하게는 광축에 대해 횡방향인 평면 내에 배치된다.
바람직하게는, 적어도 하나의 투영 렌즈는 1㎜와 5㎜ 사이, 바람직하게는 2㎜의 렌즈 지름을 보유할 수 있고, 바람직하게는 적어도 부분적으로 유리 또는 실리콘으로 구성될 수 있고, 그리고/또는 투영 스크린 요소는 약 1㎝ 내지 약 10㎝만큼 적어도 하나의 투영 렌즈로부터 이격되어 있을 수 있다. 이 경우, 매우 조밀한 자동차 광 모듈이 달성되며, 그럼으로써 주 헤드램프(main headlamp) 내에서, 그리고/또는 차량 전방부(vehicle front) 내에서 자동차 광 모듈의 장착은 훨씬 더 간단해지게 된다. 투영 렌즈들의 제조를 위해 유리 또는 폴리머들, 예컨대 플라스틱 또는 실리콘과 같은 재료들의 이용은 자동차 광 모듈들을 상대적으로 더 유리하게 한다.
각각의 마이크로 프로젝터의 적어도 하나의 투영 렌즈와 상기 마이크로 프로젝터의 상류부에 배치된 투영 스크린 요소 사이의 작은 이격 간격을 통해, 투영 스크린 요소 상의 광도만으로도 조명 패턴을 충분하게 보이게 할 수 있다. 그러나 조명 패턴은 흰색 벽면(조명 공학 실험실에서의 측정 스크린)까지 10m ~ 25m의 이격 간격에서는 더 이상 거의 측정될 수 없으며, 그럼으로써 허용(최대 산란 광 값)과 관련한 문제는 기대되지 않게 된다. 또한, 고성능 광원들 역시도 요구되지 않는다. 하기에서 설명되는 것처럼, 저성능의 LED 광원들이 이용된다면, 상기 LED 광원들은 이들 LED 광원을 냉각하기 위해 제공되는 방열판(heat sink)을 필요로 하지 않는다.
보다 더 바람직한 변형예의 경우, 바람직하게는 적어도 하나의 광원은 반도체 기반 광원, 예컨대 LED 광원일 수 있다. 복수의 광원이 제공되는 경우, 이들 광원은 상이한 색상들의 광을 방사할 수 있다. 그렇게 하여, 통행인들 또는 다른 도로 사용자들의 주의는 분명히 상대적으로 더 효과적으로 불러 일으켜질 수 있다.
유용하게는, 마이크로 프로젝터는, 그에 추가로, 적어도 하나의 광원과 투영 장치 사이에 배치되는 하나의 시준기를 더 포함할 수 있다. 그에 따라, 예컨대 조리개(들)의 상대적으로 더 균일한 조명이 보장될 수 있다.
조명 패턴의 상대적으로 더 충분한 가시성과 관련하여, 바람직하게는 적어도 하나의 투영 스크린 요소는 오톨도톨한(grained) 표면을 구비한 투명한 층, 또는 우윳빛 플라스틱 또는 유리 디스크, 또는 내부에 산란 입자들을 포함하는 맑은(clear) 플라스틱 디스크 내지 맑은 유리 디스크일 수 있다.
산란 입자들은 보통 플라스틱 또는 유리와 같은 투명하거나 맑은 재료들의 경우 눈에는 보이지 않을 수도 있다.
우윳빛 플라스틱 디스크는 예컨대 불투명한 플라스틱으로 구성될 수 있다. 그러나 우윳빛 플라스틱 디스크는 (투명한) 플라스틱 디스크의 표면의 특수한 코팅을 통해서도, 또는 투명한 플라스틱 디스크의 표면 상에 상응하는 필름의 접착을 통해서도 얻을 수 있다. 바람직하게는 약 20% 내지 약 70%의 광투과성을 갖는 우윳빛 플라스틱 디스크들이 이용된다.
내부에 산란 입자들을 포함하는 플라스틱 디스크의 경우, 산란 입자들은, 플라스틱 디스크 내로 입력 결합되는 광이 이상적인 경우 표면에 걸쳐 균일하게 앞쪽을 향해 출력 결합되도록 하기 위해 이용된다. 예컨대 Evonik(에보닉) 社의 디스크는 투명하게 작용하지만, 그러나 LED 광원 또는 마이크로 프로젝터와 같은 광원의 광이 상기 LED 광원 또는 마이크로 프로젝터 내로 스며들 때, 광은, 바로 위에서 언급한 것처럼, 입자들 상에서 산란된다.
본원 과제는 적어도 하나의 전술한 자동차 광 모듈을 포함하는 자동차 헤드램프에 의해서도 해결된다.
상대적으로 더 적합한 자동차 브랜딩을 달성하기 위해, 바람직하게는, 적어도 하나의 마이크로 프로젝터는 자동차 헤드램프의 (상대적으로 더 안쪽) 영역 내에 배치될 수 있고 적어도 하나의 투영 스크린 요소는 예컨대 자동차 헤드램프 커버판의 영역으로서 형성될 수 있다.
또한, 본원 과제는 적어도 하나의 전술한 자동차 광 모듈을 포함한 자동차에 의해 해결된다.
아날로그 환경과의 통신의 관점에서, 바람직하게는 적어도 하나의 투영 스크린 요소는 자동차의 전방부 상에 배치될 수 있으며, 바람직하게는 자동차의 라디에이터 그릴의 영역 내에 형성될 수 있다.
"라디에이터 그릴의 영역"은, 종래 자동차들의 경우 라디에이터 그릴이 배치되어 있는 영역을 의미한다. 그러나 예컨대 오늘날의 전기 자동차들의 경우 라디에이터 그릴은 통상적인 형태로 더 이상 제공되지 않기 때문에, "라디에이터 그릴의 영역"은 라디에이터 그릴이 배치될 수도 있는 자동차 전방부 상의 영역을 의미한다.
측면 도어들, 또는 후단부(rear end)와 같은 자동차의 다른 영역들에 투영 스크린 요소 및 자동차 광 모듈의 장착도 마찬가지로 생각해볼 수 있다.
본 발명의 또 다른 장점은, 적어도 하나의 마이크로 프로젝터가 하류부에 배치되는 투영 스크린 요소를 통해 바깥쪽에서 보이지 않으며, 그리고 환경 영향들(낙석, 햇빛, 화학제품 등)로부터도 보호된다는 점에 있다.
본 발명과 관련하여, "부분적으로 투명한 투영 스크린 요소", "부분적으로 광투과성인 투영 스크린 요소" 등과 같은 용어들은, 광 산란 요소들을 포함하여 투영 스크린 요소 상으로 입사되는 광을 부분적으로 통과시키고, 부분적으로 (모든 방향으로) 산란시키며, 부분적으로는 흡수하는 투영 스크린 요소를 의미한다. 이 경우, 투영 스크린 요소 상에 투영되는 광 분포가 투영 스크린 요소의 양측에서 (주간 및 야간에 육안으로) 보이도록 하기 위해, 산란된 광의 양은 충분하다. 광 산란 요소들은, 마이크로 프로젝터에 의해 투영 스크린 요소 상에 투영되는 이미지가 마이크로 프로젝터로 향해 있는 투영 스크린 요소의 면에서뿐만 아니라 마이크로 프로젝터의 반대 방향으로 향해 있는 투영 스크린 요소의 면에서도 보이게 한다. 부분적으로 투명한 투영 스크린 요소는 예컨대 우윳빛 플라스틱 디스크, 오톨도톨한 표면을 갖는 투명한 디스크, 또는 내부에 산란 입자들을 포함하는 플라스틱 디스크(예컨대 Evonik 社의 플라스틱 디스크)일 수 있다.
아래에서는 본 발명을 또 다른 장점들과 함께 도면에 도시되어 있는 예시의 실시형태들을 기초로 하여 보다 더 상세하게 설명한다.
도 1은 광 모듈의 분해도이다.
도 2는 복수의 투영 렌즈를 구비한 하나의 마이크로 프로젝터를 포함하는 광 모듈의 분해도이다.
도 3은 하나의 시준기를 구비한 하나의 마이크로 프로젝터를 포함하는 광 모듈의 분해도이다.
도 4는 복수의 LED 광원 및 복수의 투영 렌즈를 구비한 하나의 마이크로 프로젝터를 포함하는 광 모듈의 분해도이다.
도 5는 복수의 LED 광원을 구비한 복수의 마이크로 프로젝터를 포함하는 광 모듈의 분해도이다.
우선, 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1에는, 본 발명에 따른 자동차 광 모듈과 일치할 수 있는 광 모듈(1)이 도시되어 있다. 광 모듈(1)은 하나의 마이크로 프로젝터(2)와, 적어도 부분적으로 광 투과성인 하나의 투영 스크린 요소(3)를 포함한다. 마이크로 프로젝터(2)는 사전 설정가능한 광 분포(4)를 생성하도록 구성되고, 이런 광 분포는, 마이크로 프로젝터(2)가 스위치 온될 때, 사전 설정가능한 조명 패턴(5)의 형태로 적어도 부분적으로 광투과성인 투영 스크린 요소(3) 상에 투영된다. 투영 스크린 요소(3)가 부분적으로 광투과성인 것을 통해, 광 분포(4)를 형성하는 광은 투영 스크린 요소(3) 상에서 적어도 부분적으로 산란된다. 그렇게 하여, 광 모듈(1)이 작동될 때, 사전 설정가능한 조명 패턴(5)은 마이크로 프로젝터(2)의 반대 방향으로 향해 있는 투영 스크린 요소(3)의 면(30) 상에 나타내진다. 마이크로 프로젝터(2)의 반대 방향으로 향해 있는 투영 스크린 요소(3)의 면(30)은 바람직하게는 마이크로 프로젝터(2)로 향해 있는 면에 대향하여 위치하는 투영 스크린 요소(3)의 면이다. 마이크로 프로젝터(2)는, 사전 설정가능한 조명 패턴(5)이 광학적으로 표시되는 정보를 포함하는 방식으로 형성된다. 이것은 마이크로 프로젝터(2)에 의해 생성된 광 분포(4)가 투영을 통해 투영 스크린 요소(3) 상에 표시되는 정보를 포함한다는 것을 의미한다. 마이크로 프로젝터(2)의 반대 방향으로 향해 있는 면(30) 상에 조명 패턴(5)이 표시되는 경우, 이로써 예컨대 사전 설정가능한 메시지가 광 모듈(1)의 주변으로 송신될 수 있다는 장점이 있다. 상기 메시지를 수신하기 위해, 광 모듈은 더 이상 마이크로 프로젝터(2)와 투영 스크린 요소(3) 사이에 위치될 필요가 없는데, 그 이유는 메시지가 투영 스크린 요소(3)를 관통하여 마이크로 프로젝터(2)의 방사 방향(Z)으로 산란되는 광에 의해 송신되기 때문이다. 투영 스크린 요소(3)는, 도 1 내지 도 5에서 확인되는 것처럼, 광 모듈(1)의 광축에 대해 횡방향으로 배치될 수 있다. 그러나 전체적으로, 예컨대 차량 윤곽들을 고려하기 위해, 광축에 대해 경사지게 투영 스크린 요소를 배치하는 점도 생각해볼 수 있다.
적어도 하나의 투영 스크린 요소(3)는 예컨대 오톨도톨한 표면을 포함하는 투명한 층으로서, 또는 이미 언급한 것처럼 우윳빛 플라스틱 디스크로서, 또는 내부에 산란 입자들을 포함하는 플라스틱 디스크로서 형성될 수 있다. 앞에서 언급한 것처럼, 입사되는 광의 적어도 일부분을 (예컨대 방사 방향(Z)으로) 상류부에서 산란할 수 있도록 하기 위해, 투영 스크린 요소(3)는 적어도 부분적으로 광투과성이어야 한다. 예컨대 맑은 재료들로 구성되는 투영 스크린 요소들의 경우, 거친 표면이 제공될 수 있다. 이 경우, 거칠기 깊이는 마이크로미터 범위일 수 있고 예컨대 약 4 내지 40마이크로미터, 바람직하게는 10 내지 30마이크로미터, 특히 20㎛일 수 있다. 더 나아가, 투영 스크린 요소(3)는 유리 또는 폴리머로 구성되고 매끄러운 표면을 보유하는 Evonik 社의 디스크로서 형성될 수 있다. 이미 언급한 것처럼, 투영 스크린 요소(3)는 우윳빛 디스크, 또는 내부에 산란 입자들을 포함하는 디스크일 수 있다.
마이크로 프로젝터(2)는 하나 또는 복수의 광원(20)을 포함할 수 있다. 도 1 내지 도 5에는 LED 광원들이 도시되어 있다. 또한, 광원은 예컨대 레이저 광원처럼 예컨대 반도체를 기반으로 하는 다른 광원일 수도 있다. 더 나아가, 마이크로 프로젝터(2)는, 방사 방향(Z)에서 광원(들)(20)의 하류부에 배치되며, 그리고 광 분포(4)를 형성하고 적어도 부분적으로 광투과성인 적어도 하나의 투영 스크린 요소(3) 상에 상기 광 분포를 투영하도록 구성되는 투영 장치(21)를 포함한다.
광원(20)들은 하나의 어레이 내에 매트릭스형으로 배치될 수 있다. LED 광원들은, 방사 방향(Z)에 대해 실질적으로 수직을 이루는 하나의 공통 회로기판(도 4) 상에, 또는 복수의 분리된 회로기판(도 5) 상에 배치될 수 있다.
이런 관점에서, 주지할 사항은, 투영 스크린 요소(3)가 보다 더 바람직하게는 방사 방향(Z)에 대해 실질적으로 수직으로 배치되어 있다는 점이다. 그러나 전체적으로, 방사 방향(Z)에 대해 경사지게 투영 스크린 요소(3)를 포지셔닝하고, 그에 따라 비스듬하게 배치되는 표면들(투영 스크린 요소들) 상에서 조명 패턴(5)을 생성하는 점도 생각해볼 수 있다. 더 나아가, 투영 스크린 요소(3)가 상이한 색상들의 영역들을 포함하는 점도 생각해볼 수 있다. 또한, 사전 설정된 색상으로 투영 스크린 요소(3)를 형성할 수도 있다. 그에 따라, 디자인 옵션의 개수는 훨씬 더 많이 증가된다.
투영 장치(21)는, 하나 또는 복수의 투영 렌즈(210), 및 투영 렌즈(210)들에 할당된 하나 또는 복수의 조리개(211)를 포함할 수 있다. 각각의 투영 렌즈(21)는 예컨대 평면 볼록하거나, 또는 평면 오목하거나, 또는 자유 형상 렌즈일 수 있다. 바람직하게는, 각각의 조리개(211)에는 적어도 하나의 투영 렌즈(210)가 할당된다. 투영 렌즈(210)들뿐만 아니라 조리개(211)들 역시도 매트릭스형 평면, 바람직하게는 방사 방향(Z)에 대해 실질적으로 수직을 이루는 평면 내에 배치될 수 있다. 더 나아가, 모든 투영 렌즈(210) 및 조리개(211)는 각각 단일의 모놀리식 구조(도 4) 또는 복수의 분리된 모놀리식 구조(도 5)를 형성할 수 있다. 조리개(들)(211)는, 각각의 투영 렌즈(들)(210)의 초점 평면 내에 바람직하게는 완전하게 배치된다. 더 나아가, 각각의 조리개(211)는, 사전 설정가능한 조명 패턴(5)에 상응하는 형태를 보유하는 조리개 에지부(212)들을 포함한다. 각각의 조리개(211)의 조리개 에지부(212)들은, 완전하고 사전 설정가능한 조명 패턴(5)(도 1 내지 도 3) 또는 그 부분들(도 4 및 도 5)과만 일치하는 패턴을 형성할 수 있다. 다시 말해, 투영 스크린 요소(3) 상에서 발생하는 조명 패턴(5)은 적어도 하나의 조리개(212)의 조리개 에지부(212)들의 형태 및 형상을 통해 사전 설정될 수 있다. 그러나 조명 패턴은, 광원(들)이 레이저 광원(들)(도시되어 있지 않음)일 때, 레이저에 의해 광 변환 요소 상에 생성될 수도 있다.
다시 말해, 각각의 조리개(211)의 조리개 에지부(212)들은, 표시할 정보를 형성하는 심벌 또는 이 심벌의 일부분을 형성할 수 있다. 조리개(211)들은 예컨대 상응하는 형태의 관통구들을 포함한 소형 금속판(small metal plate)으로서 형성될 수 있거나, 또는 리소그래피 방법에 의해 유리 또는 플라스틱 기판의 일측 면 상에 인쇄될 수 있다. 유리 또는 플라스틱 기판의 대향하는 면 상에는 예컨대 실리콘으로 구성된 투영 렌즈(210)들이 적층될 수 있다. 이런 경우에, 유리 또는 플라스틱 기판은 투영 렌즈(210)들을 위한 캐리어로서 이용되며, 그리고 이런 경우를 복합 렌즈(composite lens)라고 지칭한다. 또한, 조리개(211)들이 상응하는 포토레지스트를 도포하는 것을 통해, 또는 금속 증착 및 레이저 출력에 의해 얻어지는 것도 생각해볼 수 있다.
도 1 내지 도 5에서 확인되는 것처럼, 심벌들은 매우 상이할 수 있으며, 예컨대 문자들, 로고들(이로 인해, 예컨대, 자동차 제조업체 브랜딩의 조명이 가능해짐), 경고 신호와 같은 기호들 등일 수 있다.
도 1 내지 도 5에 도시된 광 모듈들에서 투영 렌즈(210)들은 1㎜와 5㎜ 사이, 바람직하게는 2㎜의 렌즈 지름을 보유하며, 그리고 적어도 부분적으로 실리콘으로 구성될 수 있다. 또한, 투영 렌즈(210)들은 에폭시 수지, 아크릴레이트 또는 다른 플라스틱들을 함유할 수 있거나, 또는 이들 재료로 형성될 수 있다. 투영 스크린 요소(3)는 약 1㎝ 내지 약 10㎝만큼 투영 렌즈(들)로부터 이격되어 있을 수 있다.
도 2에는, 조리개(211)의 하류부에 복수의 투영 렌즈(210)(3x3 어레이가 도시되어 있음)가 배치되어 있는 광 모듈(1)의 실시형태가 도시되어 있다. 그렇게 하여, 사전 설정가능한 조명 패턴(5) 내에서 광 세기를 상대적으로 더 적합하게 설정할 수 있거나, 또는 조명 패턴(5)을 상대적으로 더 밝게 할 수 있다. 상기 구성은 자연히 도 1과 도 3 내지 도 5의 도면들에서의 광 모듈들에서 가능하다.
도 2에 도시된 실시형태의 경우, 유용하게는, 투영 스크린 요소(3)는 투영 장치(21)의 이미지 초점 평면 내에 배치될 수 있다.
도 1과 도 3 내지 도 5에 도시된 실시형태들의 경우, 유용하게는, 투영 장치(21)의 이미지 초점 평면은 무한 평면(infinite plane)에 위치할 수 있다. 이 경우, 투영 스크린 요소(3)는 방사 방향(Z)에서 투영 장치(21)의 하류부에 예컨대 약 10㎜ 내지 약 100㎜, 바람직하게는 약 25㎜ 내지 50㎜의 정해진 이격 간격에 배치되며, 그리고 그에 따라 투영 스크린 요소(3)의 양측에서 볼 수 있는 조명 패턴(5)이 생성된다.
조명 패턴(5)의 조명 세기는 각각 LED 광원과 같은 광원의 출력, 및 마이크로 프로젝터(2)와 투영 스크린 요소(3) 간의 이격 간격에 따라서 가변될 수 있다.
도 3에서는, 마이크로 프로젝터(2)가, 그에 추가로, 광원(20)과 투영 장치(21) 사이에 배치되는 하나의 시준기(22)를 더 포함할 수 있는 점이 확인된다. 시준기는 마찬가지로 도 1, 도 2, 도 4, 도 5에 도시된 마이크로 프로젝터들 내에 제공되고 상응하는 광원의 하류부에 배치될 수 있다.
도 4에는, 복수의 LED 광원(20), 복수의 조리개(211) 및 복수의 투영 렌즈(210)를 포함하는 일례가 도시되어 있고, 각각의 LED 광원(20)에는 정확히 하나의 조리개 및 정확히 하나의 투영 렌즈(210)가 할당되어 있다. 상기 시스템은 개념상 부분 마이크로 프로젝터로 통합될 수 있다. LED 광원(20)들이 서로 분리되어 제어될 수 있다면, 전술한 메시지는 완전한 단어, 숫자, 완전한 문장, 또는 글자일 수 있다. 단어의 개별 문자들은 모두 같이, 또는 기결정된 시간 순서로 투영 스크린 요소(3) 상에 나타날 수 있다.
도 5에는, 복수의 마이크로 프로젝터(2)를 포함하는 광 모듈(1)이 도시되어 있다. 각각의 마이크로 프로젝터(2)는 다른 마이크로 프로젝터(2)들과 독립적으로 제어될 수 있다. 더 나아가, 각각의 마이크로 프로젝터(2)는 복수의 LED 광원(20), 및 상이한 심벌들을 구비한 복수의 조리개(211)를 포함한다. 마이크로 프로젝터(2)들의 제어가 상호 간에 매칭된다면, 가능한 다양한 조명 패턴(5)들의 개수 및 그에 따른 발송될 메시지들의 개수는 실질적으로 증가된다. 또한, 도 5에서는, 이 경우 전체 메시지가 동일한 마이크로 프로젝터(2)에 의해 생성되지 않아도 된다는 점이 추론된다. 요컨대 하나의 마이크로 프로젝터가 -이런 경우 공통인- 투영 스크린 요소(3) 상에 심벌 "G"를 투영하고, 다른 하나의 마이크로 프로젝터는 심벌 "O" 및 ">"를 투영하며, 그리고 제3 마이크로 프로젝터는 심벌 ">"를 투영한다.
도 5의 광 모듈(1)은, 각각의 투영 렌즈(210)가 렌즈 어레이로서 형성되는 것을 통해 개선될 수 있다. 이 경우, 특히 바람직하게는, 정확히 하나의 LED는 렌즈 어레이 내의 각각의 렌즈와 일치한다. 그렇게 하여, 특히 선명한 매핑이 생성될 수 있는데, 그 이유는 투영 렌즈(210)의 테두리 영역 내 왜곡들이 감소되기 때문이다. 예컨대 투영 렌즈는 -도 4에서의 투영 렌즈(210)들의 배치와 유사한- 3x3 렌즈 어레이로서 형성될 수 있으며, 그리고 그에 따라 마찬가지로 3x3 어레이를 형성하는 회로기판 상에서의 개별 LED들의 배치와 일치할 수 있다.
따라서, 도 4 및 도 5에는, 개별 마이크로 프로젝터(2)들 및/또는 개별 광원(20)들을 스위치 온하고 오프하는 것을 통해 완전한 글자들을 실현할 수 있는데 이용되는 본 발명에 따른 자동차 광 모듈의 실례들이 도시되어 있다.
또한, 도 4 및 도 5에는, 복수의 자동차 광 모듈이 전체 광 모듈을 위한 모듈 유닛들로서 이용될 수 있는 점도 도시되어 있다. 따라서, 모듈형 구조가 가능하고, 상이한 자동차 광 모듈들은 상이하게 형성된 빔 조리개(211)들을 포함할 수 있다.
복수의 마이크로 프로젝터(2) 및/또는 광원(20), 내지 LED 광원들의 복수의 어레이의 경우, 이들은 서로 나란하게 배치될 수 있다.
앞에서 기재한 광 모듈들은, 예컨대 주 헤드램프 분야에서 디자인 혁신(design innovation)(조명 로고, 글자 등)을 위해, 그리고 예컨대 자동화 주행 내지 자율 주행의 분야에서 (아날로그 환경과의) 통신 요소들로서도 사용될 수 있다.
특허청구범위에서의 도면부호들은, 오직 본 발명들의 보다 더 충분한 이해를 위해서만 이용될 뿐이며, 그리고 어떠한 경우에도 본 발명들의 제한을 의미하지는 않는다.
전술한 실시형태들 중 어느 하나의 기재내용에서 강제적으로 분명하게 제시되지 않는 한, 기술한 실시형태들은 상호 간에 임의로 조합될 수 있다는 점이 출발점이 된다. 이는, 특히, 해당 방식으로 동일한 발명의 또 다른 실시형태를 달성하기 위해, 하나의 실시형태의 기술적 특징들 역시도 다른 실시형태의 기술적 형태들과 개별적으로, 그리고 상호 간에 무관하게 임의로 조합될 수 있다는 것을 의미한다.

Claims (13)

  1. - 적어도 하나의 마이크로 프로젝터(2); 및
    - 적어도 부분적으로 광 투과성인 적어도 하나의 투영 스크린 요소(3);
    를 포함하는 자동차 광 모듈(1)로서,
    적어도 하나의 마이크로 프로젝터(2)는 광 분포(4)를 생성하도록 구성되며, 광 분포는 적어도 부분적으로 광 투과성인 적어도 하나의 투영 스크린 요소(3) 상에 사전 설정가능한 조명 패턴(5)의 형태로 투영될 수 있는 것인,
    상기 자동차 광 모듈에 있어서,
    상기 사전 설정가능한 조명 패턴(5)은 상기 자동차 광 모듈(1)의 스위치 온 상태에서 상기 마이크로 프로젝터(2)의 반대 방향으로 향해 있는 상기 투영 스크린 요소(3)의 면(30) 상에 나타내지고 광학적으로 표시되는 정보도 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 광 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 마이크로 프로젝터(2)는, 광을 생성하도록 구성되는 적어도 하나의 광원(20)과 하나의 투영 장치(21)를 포함하고, 상기 투영 장치(21)는 방사 방향(Z)에서 상기 적어도 하나의 광원(20)의 하류부에 배치되며, 그리고 광 분포(4)를 형성하고 적어도 부분적으로 광투과성인 상기 적어도 하나의 투영 스크린 요소(3) 상에 상기 광 분포를 투영하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 광 모듈.
  3. 제2항에 있어서, 상기 투영 장치(21)는 적어도 하나의 투영 렌즈(210)와 적어도 하나의 조리개(211)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 조리개(211)는 상기 적어도 하나의 투영 렌즈(210)의 초점 평면 내에 배치되고 조리개 에지부(212)들을 포함하며, 상기 조리개 에지부(212)들은 상기 사전 설정가능한 조명 패턴(5)에 상응하는 형태를 보유하는 것을 특징으로 하는 자동차 광 모듈.
  4. 제3항에 있어서, 상기 조리개 에지부(212)들은, 표시할 정보인 적어도 하나의 심벌(213)을 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차 광 모듈.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 투영 장치(21)는 하나의 어레이 내에 매트릭스형으로 배치되는 복수의 투영 렌즈(210)와, 하나의 어레이 내에 매트릭스형으로 배치되는 복수의 조리개(211)를 포함하며, 각각의 투영 렌즈(210)에는 하나, 바람직하게는 정확히 하나의 조리개(211)가 할당되며, 상이한 조리개(211)들의 조리게 에지부(212)들은 동일하게, 또는 상이하게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 광 모듈.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 투영 렌즈(210)는 1㎜와 5㎜ 사이, 바람직하게는 2㎜의 렌즈 지름을 보유하고, 바람직하게는 적어도 부분적으로 유리 또는 실리콘으로 구성되고, 그리고/또는 상기 투영 스크린 요소(3)는 약 1㎝ 내지 약 10㎝만큼 상기 적어도 하나의 투영 렌즈(210)로부터 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차 광 모듈.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광원(20)은 반도체 기반 광원, 예컨대 LED 광원인 것을 특징으로 하는 자동차 광 모듈.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마이크로 프로젝터(2)는, 추가로, 상기 적어도 하나의 광원(20)과 상기 투영 장치(21) 사이에 배치되는 하나의 시준기(22)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 광 모듈.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 투영 스크린 요소(3)는 오톨도톨한 표면을 구비한 투명한 층, 또는 우윳빛 플라스틱 또는 유리 디스크, 또는 내부에 산란 입자들을 포함하는 맑은 플라스틱 디스크 내지 맑은 유리 디스크인 것을 특징으로 하는 자동차 광 모듈.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 자동차 광 모듈(1)을 포함하는 자동차 헤드램프.
  11. 제10항에 있어서, 적어도 하나의 마이크로 프로젝터(2)는 자동차 헤드램프의 영역 내에 배치되고, 적어도 하나의 투영 스크린 요소(3)는 예컨대 자동차 헤드램프 커버판의 영역으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프.
  12. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 자동차 광 모듈, 또는 제10항 또는 제11항에 따른 적어도 하나의 자동차 헤드램프를 포함하는 자동차.
  13. 제12항에 있어서, 적어도 하나의 투영 스크린 요소(3)는 자동차의 전방부 상에 배치되며, 바람직하게는 자동차의 라디에이터 그릴의 영역 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차.
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