KR20230049137A - 미세 픽셀 소스를 생성하는데 적합한 조명 장치 - Google Patents

미세 픽셀 소스를 생성하는데 적합한 조명 장치 Download PDF

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KR20230049137A
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피에르 알보
바네싸 싼체스
마린 쿠르시에
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발레오 비젼
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Abstract

본 발명은, - 별개의 선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들에 분포되는 서브밀리미터 치수의 복수의 발광 유닛을 포함하는 반도체 광원(S), - 상기 선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들에 의해 방출된 광선을 수용하고 광선을 조명 모듈 밖으로 편향시키는데 적합하고, 복수의 픽셀(p)을 포함하는 광원의 이미지(I)를 형성하도록 배열되는 적어도 하나의 광학 유닛(O)을 포함하는, 특히 차량의 조명 모듈(M)에 관한 것이며, 광원(S) 및 광학 유닛(O)은 이들 픽셀(p)이 적어도 하나의 주어진 방향으로 최대 0.4°의 개구각(α)을 갖도록 배열된다.

Description

미세 픽셀 소스를 생성하는데 적합한 조명 장치{LIGHT DEVICE SUITABLE FOR GENERATING A FINE PIXEL SOURCE}
본 발명은 여러 이미지로부터 형성된 조명 빔을 방출하는 차량 조명 장치의 분야에 관한 것이다.
하나 이상의 광원의 상이한 이미지를 관련시켜 대응하는 조명 빔을 형성하는 것을 가능하게 하는 도로를 빛추는 조명 빔을 생성하는 차량 조명 장치가 공지되어 있다. 이들 장치는 이들 부분의 일부를 스위치 온 또는 스위치 오프시킴으로써 조명 빔을 적응시키는 것을 가능하게 한다. 조명 빔을 형성하는 것을 가능하게 하는 부분의 개수를 증가시킴으로써, 그의 적응 능력을 미세 조정하는 것이 가능하다.
그러나, 조명 빔의 일부, 특히 광원 및 관련 광학기기를 생성하는 것을 가능하게 하는 물리적 치수의 요소가 주어지면, 당업자는 이러한 유형의 조명 빔을 구성하는 최소 부분의 크기에서 최소 한계에 직면하게 된다. 따라서, 이는 조명 빔의 형상의 미세 조정 가능성을 제한한다.
따라서, 본 발명이 목표로 하는 하나의 문제점은 빔의 적응성, 특히 빔의 형상을 개선하는 방법이다.
따라서, 본 발명의 제 1 목적은 특히 자동차의 조명 모듈이며, 이러한 조명 모듈은:
- 별개의 선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들에 분포되는 서브밀리미터 치수의 복수의 발광 유닛을 포함하는 반도체 광원,
- 선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들에 의해 방출된 광선을 수용할 수 있고, 광선을 조명 모듈 밖으로 편향시킬 수 있으며, 복수의 픽셀을 포함하는 광원의 이미지를 형성하는 방식으로 배열되는 적어도 하나의 성형 광학기기(shaping optic)를 포함하고,
이들 픽셀의 적어도 일부가 적어도 하나의 주어진 방향으로 최대 1°의 개구각(angular aperture)을 나타내는 방식으로 광원이 구성되고 성형 광학기기가 배열된다.
따라서, 본 발명에 따른 조명 모듈은 광원의 이미지에 의해 형성된 조명 빔을 방출할 수 있다. 이러한 이미지는 이미지가 포함하는 픽셀의 작은 개구각 때문에 정밀한 형상을 가진다.
또한, 조명 빔의 형상에 의해 요구되는 픽셀을 스위치 오프 또는 스위치 온 함으로써, 이러한 조명 빔을 쉽고 미세하게 적응시키는 것이 가능하다.
또한, 작은 개구각의 픽셀이 주어지면, 간단히 그의 픽셀의 일부를 스위치 오프 하고 다른 픽셀을 스위치 온 함으로써, 형상이 동일하지만 오프셋 위치를 갖는 2개의 이미지를 연속적으로 형성하는 것이 가능하다. 이는 운전자에 의해 하나의 그리고 동일한 조명 빔의 변위로서 인식될 것이다. 픽셀의 작은 개구각이 주어지면, 이러한 변위는 유체로서 인식될 것이다. 2개의 이미지들 사이의 최소 오프셋은 실제로 픽셀의 개구각에 대응하며, 개구각은 1°보다 작거나 같다.
따라서, 기계적 변위 장치는 없지만 보정기 또는 작동기와 같은 기계적 수단에 의해 얻어지는 변위에 가까운 유동성을 갖는 변위를 가지는 조명 빔의 겉보기 변위를 생성하는 것이 가능하다.
예를 들어, 컷-오프 라인(cut-off line), 특히 수평을 나타내는 조명 빔을 생성하고, 여러 정렬된 픽셀을 포함하는 이미지의 적어도 하나의 세그먼트를 간단히 스위치 온 또는 스위치 오프시킴으로써 이러한 컷-오프 라인의 위치를 조정하는 것이 가능하다. 이는 특히, 수동 보정의 경우와 같이 로우 빔의 높이를 조정하거나 심지어 차량의 가속 또는 감속에 기초하여 로우 빔의 위치를 설정하는 방식으로 수행될 수 있다.
또한, 본 발명은 서브밀리미터 치수의 복수의 발광 유닛을 포함한 반도체 광원의 광원으로서의 용도를 이용한다. 광원 유닛은 선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들에 분포된다.
서브밀리미터 치수의 이들 유닛이 주어지면, 최대 1°의 개구각을 갖고 매우 감소된 선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들 사이의 간격, 예를 들어 두 개의 연속적인 유닛들 사이의 간격에 대응하는 간격을 갖는 픽셀을 생성하는데 충분히 작은 크기를 갖는 동일한 광원에 대한 선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들을 생성하는 것이 가능하다. 따라서, 크기가 이들 픽셀의 크기에 비해 너무 클 수 있는 픽셀들 사이의 다크 스트립(dark strip)이 예방된다.
선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들 사이의 공간이 이들 조명 영역의 크기에 비해 감소되기 때문에, 예를 들어 종래의 LED의 매트릭스에서보다 더 작은 초점 길이를 갖는 작은 인접한 픽셀을 갖는 이미지를 갖는 것이 가능하다.
이러한 용례에서, 픽셀과 같은 이미지 또는 이러한 이미지의 일부분의 개구각은 이러한 이미지 또는 이러한 부분을 형성하는 조명 빔에 대응한다. 환언하면, 이는 이러한 조명 빔의 한계를 형성하는 광선들 사이의 각도이다. 주어진 방향으로의 개구각이 언급될 때, 이는 조명 모듈에 의한 전체 발광 방향을 포함한 평면에서의 한계 각도를 고려한 것이며, 이러한 평면은 주어진 방향과 평행하다. 이러한 한계 각도는 이러한 조명 빔 또는 이러한 조명 빔의 일부분의 한계를 형성하고 이러한 주어진 방향 및 이러한 평면과 교차하는 광선들 사이의 각도에 대응한다.
또한, 다른 장점은 단일 광원을 사용함으로써, 단일 연결 시스템이 이러한 광원을 전기 전원에 직접 접속하여 사용될 수 있다는 점이다. 그 결과는 광원, 연결부 및 배선 장치(wiring loom)의 개수 측면에서 절약된다.
또한, 조명 모듈은 그의 광축이 중심 영역을 통과하는 방식으로 배열될 수 있다.
또한, 서브밀리미터 치수의 발광 유닛은 서브밀리미터 치수의 발광 로드일 수 있다. 그러한 경우에, 이후의 용례에서 광원은 로드 광원이라 불린다.
본 발명에 따른 조명 모듈은 선택적으로 하나 이상의 다음 특징을 포함할 수 있다:
- 적어도 일부 픽셀은 적어도 하나의 주어진 방향으로 최대 0.6°, 바람직하게 최대 0.4°의 개구각을 나타내며; 이는 기계적 작동 수단으로 얻어질 수 있고 다른 유형의 광원으로 달성하는 것이 어려운, 심지어 불가능한 것에 훨씬 더 가까운 정밀도로 조명 빔의 겉보기 운동을 생성하는 것을 가능하게 하며;
- 적어도 일부 픽셀은 적어도 하나의 주어진 방향으로 최대 0.1°의 개구각을 나타내며; 이는 기계적 작동 수단으로 얻어질 수 있는 것과 적어도 동일한 정밀도로 조명 빔의 겉보기 운동을 생성하는 것을 가능하게 하며;
- 모든 픽셀은 적어도 하나의 주어진 방향으로 최대 1°, 바람직하게 최대 0.6°, 바람직하게 최대 0.4°, 바람직하게 최대 0.1°의 개구각을 나타내며; 특히, 조명 장치에 의해 방출된 조명 빔 모두는 이들 픽셀에 의해 형성될 수 있으며; 이들 상이한 경우에, 개구각이 작을 때 해상도는 모두 더 양호하며;
- 광원 및 성형 광학기기는 각각의 픽셀이 선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들 중 하나의 영역에 대한 이미지인 방식으로 배열되며; 특히, 각각의 조명 영역은 하나의 그리고 단지 하나의 픽셀을 형성할 수 있으며; 이 때문에, 선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들 중 하나의 영역에 대한 전력을 공급하거나 공급하지 않는 것은 스위치 온 또는 스위치 오프 하는 것을 가능하게 하고 따라서 대응 픽셀이 이미지에 나타내거나 나타내지 않게 할 수 있으며; 따라서, 이미지가 여러 픽셀을 포함하는 영역으로 생성되어, 그의 형상을 더 쉽게 구동하고 따라서 조명 빔의 형상을 더 쉽게 구동하게 하며;
- 선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들은 350 마이크로미터 이하, 특히 100 마이크로미터 이하의 크기를 가지며; 특히, 광원이 로드 광원인 실시예에 따른 서브밀리미터 발광 유닛을 갖는 광원은 부피가 덜한 조명 모듈을 갖는 것을 가능하게 하는 그러한 실시예에 유리하며;
- 선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들은 광원의 이미지가 중심 영역 및 중심 영역과 광원의 이미지의 에지 사이의 적어도 하나의 중심-외 영역(off-center zone)을 포함하는 방식으로 배열되며, 대부분의 픽셀이 상기 중심 영역에 분포되며; 이러한 실시예는 조명 영역 배열이 양호한 이미지 해상도를 갖는 것이 가장 중요한 지점으로, 특히 자동차의 조명 빔의 중심 주위로 제한되기 때문에 더욱 경제적이며;
- 선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들은 광원의 이미지가 중심 영역 및 중심 영역과 광원의 이미지의 에지 사이의 적어도 하나의 중심-외 영역을 포함하는 방식으로 배열되며, 복수의 픽셀은 단지 상기 중심 영역에 분포되며; 선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들은 광원의 이미지가 중심 영역 및 중심 영역과 광원의 이미지의 에지 사이의 중심-외 영역을 포함하는 방식으로 배열되며, 복수의 픽셀은 중심 영역 및 중심-외 영역에 분포되며, 중심 영역 내의 픽셀은 중심 영역 외부에 위치된 픽셀보다 더 작으며; 따라서 해상도는 이들 두 영역에서, 특히 중심에서 향상되며; 모든 조명 빔의 분해능은 선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들의 더 간단한 생성을 허용하면서도 이전 문단의 실시예에 대한 것보다 더 양호하며;
- 상기 중심 영역의 형성에 참여할 수 있는 선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들은 상기 중심 영역이 내부에 형성될 수 있는 수직 진폭이 적어도 6°인 방식으로 배열되며; 이는 특히 로우 빔의 맥락에서, 조명 빔의 겉보기 수직 운동을 생성하여 교통 상황에 기초하여 동적으로 그의 높이를 보정하는 것을 가능하게 하며;
- 이전 문단의 수직 진폭은 적어도 8°이며; 따라서 동적 보정 이외에도, 그에 대해 조명 빔을 설정하는 것을 가능하게 하여 이러한 설정에 따라서 빔이 컷-오프 라인을 갖지만 높이가 낮게 설정되는 코드 기능 또는 타운 기능, 또는 빔이 컷-오프 라인을 갖지만 높이가 더 높게 설정되는 고속도로 기능을 생성할 수 있으며;
- 이전 문단 또는 그 이전 문단의 수직 진폭은 적어도 14°이며; 따라서 동적 보정 이외에, 조명 빔의 기준 높이의 조정 설정을 생성하는 것이 가능하며, 이러한 기준 높이는 특히, 수평에서 그리고 정지시 설정되고 그 주위에서 동적 보정이 수행되는 높이이며; 이는 예를 들어, 차량의 조명 모듈의 기준 높이를 교정하는 것을 가능하게 하며;
- 이전 문단에 따라서, 조명 모듈은 조명 영역의 주어진 활성화 구성을 기준 활성화 구성과 관련시키도록 프로그램될 수 있는 선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들을 구동하기 위한 장치를 포함할 수 있으며;
- 이전 문단에서 목표로 한 구동 장치의 프로그래밍은 일단 컷-오프 라인이 원하는 높이에 있으면 이러한 관련성을 저장함으로써 장착시 수행될 수 있으며; 따라서 수동 보정기를 더 이상 필요로 하지 않으며;
- 두 개의 이전 문단에 따라서, 구동 장치는 교정 제어 신호를 수신하도록 배열될 수 있고 조명 영역의 주어진 활성화 구성을 기준 제어 신호에 기초한 기준 활성화 구성과 관련시킬 수 있으며; 따라서 이는 특히, 차량의 하중에 기초하여 장착 유격과 관련된 것 이외에 빔의 기준 위치를 설정하는 것을 가능하게 하며;
- 조명 모듈은 신호 수신기, 특히 전기 신호를 포함하고 기준 구성을 주어진 신호와 관련시키는 메모리를 포함하는 구동 장치를 포함하며;
- 이전 문단에 따라서,
- 상기 중심 영역의 형성에 참여할 수 있는 선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들은 상기 중심 영역이 형성될 수 있는 수평 진폭이 적어도 약 10°, 적어도 20°, 적어도 40° 또는 적어도 90°인 방식으로 배열되며;
이는 특히, 로우 빔의 맥락에서 빔의 겉보기 수평 운동을 가능하게 하여 빔을 설정 목적으로, 특히 예를 들어 회전에 대한 동적 기반에 따라 보정되게 되며; 예를 들어, 선택적인 하이 빔을 생성하기 위해서 최소 10°가 필요하며, 수평 개구각이 이러한 빔 전체에 대한 미세한 해상도를 위해 적어도 40°가 될 수 있으며;
- 다른 예에 따라서, 빔의 위치가 회전에 따라서 조정되는 로우 빔을 생성하기 위해서 최소 20°가 필요하며; 수평 개구각은 모든 로우 빔에 대한 미세한 해상도를 위해 적어도 90°가 될 수 있으며;
- 광원은 선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들의 중심 그룹을 포함하며, 선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들은 중심 영역의 에지를 형성하는 픽셀에 대응하는 중심 그룹의 에지를 형성하며; 이는 광원의 전력 공급을 더 쉽게 구동하는 것을 가능하게 하는 중심 영역의 예시적인 실시예이며; 따라서 중심 영역에서 겉보기 수직 운동의 생성이 용이하게 되며;
- 중심 그룹은 조명 영역의 중심 매트릭스에 배열되며; 매트릭스 배열은 주어진 형태의 조명 빔을 형성하는 이미지에 대한 조명 영역의 선택적인 제어를 용이하게 하며;
- 중심 매트릭스는 직사각형 또는 정사각형 형상이며;
- 중심 매트릭스는 조명 영역의 모든 라인이 동일한 수의 열을 갖지 않는 방식으로 배열되며; 예를 들어, 중심 매트릭스는 타원, 또는 그의 에지가 매트릭스의 에지의 조명 영역과 일치하는 다른 형상에 내접될 수 있으며;
- 광원은 중심 영역을 형성하도록 스위치 온 될 수 있는 최우측 픽셀에 대응하는 중심 매트릭스의 제 3 에지를 형성하는 조명 영역의 중심 매트릭스를 포함하며, 이러한 제 1 에지에 대향하는 중심 매트릭스의 제 2 에지의 조명 영역은 중심 영역을 형성하도록 스위치 온 될 수 있는 최좌측 픽셀에 대응하며, 이들 최우측 픽셀과 이들 최좌측 픽셀 사이의 각도는 상기 중심 영역이 내부에 형성될 수 있는 수평 진폭에 대응하며; 이는 중심 영역에 대한 겉보기 수평 운동을 제공하기 위해 광원의 전력 공급을 구동하는 것을 가능하게 하는 중심 영역의 예시적인 실시예이며;
- 픽셀의 개구각은 적어도 두 방향에서 동일하며; 이는 이들 두 방향으로 정밀한 겉보기 운동을 생성하는 것을 가능하게 하며; 특히, 이들 방향은 수평 운동 및 수직 운동 모두의 해상도를 개선하기 위해 수직 방향 및 수평 방향일 수 있으며;
- 픽셀 및/또는 조명 영역은 정사각형, 직사각형, 삼각형 및/또는 사다리꼴 형상을 가지며, 이는 광원의 이미지의 매트릭스 형성을 용이하게 하며;
- 픽셀에 의한 이미지 및/또는 중심 영역의 타일링(tiling)이 주기적이며; 따라서, 픽셀은 동일한 픽셀의 행과 열을 포함한 매트릭스를 따라 배열되며; 이는 특히 로드 광원인 경우, 특히 조명 영역의 이미지가 픽셀의 이미지를 형성할 때, 조명 제작 비용을 감소시키는 것을 가능하게 하며;
- 픽셀은 이미지 및/또는 중심 영역에서 형상 및/또는 크기가 상이하며; 따라서, 타일링은 비주기적인 것으로 이야기되며, 픽셀의 일부는 이러한 이미지 및/또는 이러한 중심 영역에 대해 하나의 그리고 동일한 기본 픽셀 패턴의 반복된 변위에 의해 얻는 것이 불가능하며; 그럼에도 불구하고, 이러한 이미지의 일부분 또는 이러한 중심 영역의 일부분에 주기적인 타일링을 갖는 것이 가능하며; 이들 실시예는 이미지의 위치에 따라서 픽셀의 수를 감소시키고, 따라서 로드 광원의 제조, 특히 그의 조명 영역의 어드레싱을 간단히 하는 것을 가능하게 하며;
- 조명 영역은 불투명 또는 반사형 또는 확산형 연석(kerb)에 의해 분리되며; 이는 명확히 구획된 픽셀의 형성을 허용하여 이미지 형성을 용이하게 하는 생성 수단이며;
- 광원은 발광 유닛 및 연석이 직접 배열되는 기판을 포함하며; 이는 광원에 연석의 통합을 용이하게 하며;
- 광원은 로드 광원이고 로드 및 연석이 연장하는 기판을 포함하며; 이는 로드 광원에 연석의 통합을 용이하게 하며;
- 연석은 불투명한 재료의 결정 성장에 의해 얻어지며; 따라서 이들은 로드의 크기와 비교할 수 있는 크기일 수 있어서 조명 영역 크기와 관련하여 조명 영역들 사이의 분리 영역을 미세하게 하며;
- 광원은 전기 전원, 예를 들어 차량의 배터리에 직접 또는 간접적으로 연결되도록 의도된 연결 수단을 포함하며, 이러한 연결 수단은 별개의 조명 영역들에 전기적으로 그리고 독립적으로 전력을 공급하도록 배열되며; 따라서 광원은 단일 연결 지점으로부터 별개의 조명 영역들에 대한 전력 공급을 수용할 수 있으며;
- 기판은 연결 수단의 음극에 접속되거나 음극을 형성하는 캐소드를 포함하며; 이는 광원의 간단한 연결부이며;
- 광원은 적어도 조명 영역과 동일한 애노드를 포함하며, 각각의 애노드는 하나의 조명 영역 및 동일한 조명 영역의 유닛 각각과 접촉하는 방식으로, 특히 각각의 애노드가 연결 수단의 하나 이상의 양극 단자에 연결되거나 각각의 애노드가 연결 수단의 양극 단자를 형성하는 방식으로 배열되며; 이는 각각의 조명 영역의 연결에 대한 소형의 간단한 예시적인 실시예이며, 애노드가 동일한 연결 수단에 연결될 때 소형화는 더욱 개선되며;
- 각각의 애노드는 유닛과 함께 기판의 최상부에 증착되고 유닛을 서로 전기적으로 접속하는 전도체 층에 의해 형성되며; 이는 광원의 더욱 소형화된 예시적인 실시예이며;
- 광원은 주어진 신호, 특히 전기 신호에 기초하여 조명 영역에 선택적으로 전력을 공급할 수 있는 구동 장치를 포함한 전자 카드에 직접 또는 간접적으로 장착되며; 따라서, 광 세기의 공간 분포를 포함한 주어진 조명 빔 형상에 대응하는 제어 신호를 송신하고, 이를 선택적으로 주어진 세기의 활성화 또는 선택적으로 상이한 광원의 비활성화로 재현하는 것을 가능하게 하며; 예를 들어, 구동 장치는 디코딩 칩을 포함한 멀티플렉서(multiplexer)를 포함할 수 있으며, 디코딩 칩은 광원에 대한 활성화 및/또는 비활성화 명령으로 제어 신호를 재현하는 것을 가능하게 하며;
- 광원은 전자 카드의 제 1 면에 직접 또는 간접적으로 장착되고, 구동 장치는 전자 카드의 제 2 면에 직접 또는 간접적으로 장착되며; 이는 더욱 소형화하는 것을 가능하게 하며;
- 성형 광학기기는 광원에 의해 방출된 조명을 투영하기 위한 광학기기를 포함하며; 이는 선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들을 포함하는 광원으로 픽셀화된 이미지를 형성하는 간단한 수단이며;
- 투영 광학기기는 장치의 일부에 대한 실제의, 그리고 아마도 부정형의 이미지를 생성하며; 예를 들어, 이러한 부분은 광원 자체, 광원에 의해 방출된 광선의 일부를 차폐하는 커버, 광원의 중간 이미지일 수 있으며;
- 이전 문단에서 목표로 하는 실제 이미지는 조명 모듈의 치수와 비교하여 매우 먼 거리에서 투영 광학기기에 의해 생성되며; 예를 들어, 조명 모듈의 최대 치수의 적어도 30배, 바람직하게 100배 정도의 비율의 무한 또는 유한 거리에서 이미지가 생성될 수 있으며;
- 이러한 투영 광학기기는 하나 이상의 반사기 또는 하나 이상의 렌즈, 또는 심지어 이들의 가능한 조합으로 구성될 수 있으며;
- 광원의 이미지는 특히, 컷-오프 라인을 포함한 조명 빔의 적어도 일부를 형성하며; 본 발명은 기계식 작동기를 사용함이 없이 컷-오프 라인의 위치 변경을 허용하기 때문에 이러한 유형의 빔에 특히 적합하며;
- 중심 영역은 상기 컷-오프 라인을 포함한다.
본 발명의 다른 목적은 본 발명에 따른 적어도 하나의 조명 모듈을 포함한 차량 조명 장치에 관한 것이다. 이러한 조명 장치는 차량 전조등일 수 있다.
이러한 조명 장치는 측광 기능(photometric function), 특히 로우 빔, 하이 빔, 고속도로 빔(motorway beam)과 같은 조절 기능을 생성하는 것이 가능하다.
조명 장치 및 조명 모듈이 수동 보정의 경우와 같이 이러한 빔의 위치를 조정하도록 조명 빔의 겉보기 변위를 생성하는 방식으로 배열될 때, 조명 장치는 모듈의 방위를 조정하기 위한 기계적 시스템을 가질 필요가 없다.
그러나, 그러한 경우에서조차도, 조명 장치는 조명 모듈의 방위를 조정하기 위한 기계 시스템, 예를 들어 조정 나사를 추가로 포함할 수 있다. 따라서, 광원을 구동하기 위한 장치가 불량으로 되면, 기계적 조정 시스템을 사용하여 백업 시스템을 형성하는 것이 가능하다.
또한, 일부 규정은 조명 장치가 기계식 조정 시스템을 가질 것을 요구한다. 따라서, 이 경우에 본 발명에 따른 조명 모듈 및 기계식 조정 시스템을 조명 장치에 갖추게 하는 것이 가능하다.
이는 예를 들어, FMVSS108 규정을 갖는 미국에서의 경우이며, 이러한 규정은 특히, 일단 차량에 장착될 때, 차량의 다른 부분을 분해하지 않고도 접근 가능하고 간단한 공구로 작동될 수 있는 조명 빔의 수평 및 수직 조정을 위한 기계식 시스템을 각각의 차량 전방 전조등이 갖출 것을 요구한다.
본 발명의 다른 목적은 본 발명에 따른 차량 조명 장치 및/또는 조명 모듈을 포함한 차량이다.
광원이 로드 광원인 경우를 포함한 광원은 선택적으로 하나 이상의 다음 특징을 가질 수 있다:
- 유닛은 0.1㎛ 내지 2㎛, 특히 1.4㎛ 내지 1.6㎛의 두께를 가지며; 이는 발광 표면을 증가시키고 광원에 양호한 조명 효율을 부여하는 것을 가능하게 하며; 예를 들어, 유닛은 1㎛ 두께의 로드이며;
- 유닛은 특히, 이들 유닛이 로드일 때, 예를 들어 2㎛ 내지 10㎛의 높이를 가지며; 이는 발광 표면을 증가시키고 광원의 조명 효율을 개선하는 것을 가능하게 하며; 예를 들어, 유닛은 8㎛ 높이의 로드이며;
- 유닛은 1㎛ 내지 35㎛, 우선적으로 3㎛ 내지 30㎛, 우선적으로 3㎛ 내지 10㎛의 거리만큼 서로 분리되며;
- 최대 거리는 유닛의 최소 밀도에 대응하며; 이러한 최대 거리가 한정적이지는 않지만, 조명 효율, 즉 투입된 전력으로 방출되는 광 출력의 비율의 측면에서 특히, 자동차 조명 모듈에 대해 최상의 결과를 제공하며;
- 최소 1㎛는 특히 로드 광원의 경우에 이들 광원의 제조를 더 쉽게 허용하고 이는 로드의 대량 생산을 용이하게 하며;
- 그럼에도 불구하고, 유닛이 특정 높이를 가지고 있을 때, 특히 이들 유닛이 로드일 때, 그리고 이들 유닛이 너무 조밀할 때, 일부 유닛으로부터의 방출은 다른 유닛의 존재에 의해 방해받을 수 있어 유닛을 차단하며; 광원의 효율은 유닛들 사이의 거리가 적어도 3㎛로 상당히 향상되며;
- 유닛은 바람직한 방향으로 기판으로부터 연장하는 로드이며;
- 유닛은 금속의 질화물, 특히 갈륨 질화물을 포함하고/하거나 기판은 본질적으로 실리콘 기반이며; 금속, 특히 갈륨의 질화물은 발광의 측면에서 양호한 결과를 얻는 것을 가능하게 하며; 실리콘은 종래의 LED보다 비용이 적게 드는 광원, 따라서 조명 장치를 제조하는 것을 가능하게 하며;
- 광원은 발광단(luminophore) 층을 포함하고, 발광단 층은 발광단이 유닛에 의해 방출된 조명 빔을 수용하고, 차례로 대응하는 조명 영역에 의해 방출된 광선에 대응하는 광선을 방출하는 방식으로 유닛 위에 배열된다.
본 발명의 다른 목적은 본 발명에 따른 조명 모듈 또는 조명 장치를 제어하는 방법이며, 이러한 방법은:
- 주어진 조명 빔 및/또는 요구되는 위치에 대응하는 적어도 하나의 제어 신호를 송신하는 단계, 및
- 이러한 제어 신호에 기초하여 전기적으로 전력이 공급될 조명 영역을 선택하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 제어 방법은 선택적으로 하나 이상의 다음 특징을 포함할 수 있다:
- 제어 신호는 사용자 인터페이스를 통한 명령의 활성화에 의해 송신되며;
- 제어 신호는 조명 모듈, 조명 장치 및/또는 차량에 포함된 센서 및/또는 컴퓨터에 의해 송신되며;
- 제어 단계는 다음의 하위 단계를 포함하며:
＊ 제어 신호와 관련된 조명 빔에 요구되는 위치의 결정 단계,
＊ 요구된 위치에 조명 빔을 제공하기 위해 조명 영역에 대해 스위치 오프 및 스위치 온 하는 단계;
- 조명 영역들은 조명 빔의 초기 위치와 제어 신호에 의한 이러한 조명 빔의 요구 위치 사이에서 행 및/또는 열 단위로 스위치 온 및/또는 스위치 오프 되며; 따라서, 기계적 작동기의 유동성과 유사하고 심지어 동일한 유동성을 갖는 조명 빔에 부여된 겉보기 변위가 존재하며;
- 제어 신호는 전기 신호이며, 신호는 전자기파에 의해, 특히 와이파이 또는 적외선에 의해 전자기파에 의해 전달되며;
- 이러한 방법은 다음의 하위 단계들을 포함하는 교정 단계를 포함하며:
＊ 교정 제어 신호라 불리는 제어 신호를 수신하고 다음 하위 단계로 후속 전환하는 단계,
＊ 조명 빔에 요구되는 위치를 결정하는 단계,
＊ 조명 빔을 요구되는 위치에 제공하기 위해 스위치 오프 또는 스위치 온 되는 조명 영역의 주어진 구성을 결정하는 단계,
＊ 특히, 선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들을 구동하기 위한 장치의 메모리에 이러한 주어진 구성을 기준 구성으로서 저장하는 단계;
- 교정 제어 신호는 하중에 기초하여 요구되는 주어진 구성을 결정하는 컴퓨터에 의해 송신되며;
- 교정 제어 신호는 시동시, 특히 차량이 수평인 경우에 생성되며; 특히, 카메라에 의해 획득된 이미지에 기초한 컴퓨터는 수평의 높이를 결정하고 어떤 주어진 구성이 빔의 기준 높이를 설정하는데 요구되는지를 결정할 수 있으며; 따라서 차량의 하중에 따른 매 시동시, 컴퓨터는 기준 설정을 결정할 것이며, 특히 그 주변에서 조명 빔의 동적 보정을 수행할 수 있을 것이다.
컴퓨터는 본 발명에 따른 조명 모듈, 조명 장치 또는 차량에 배열될 수 있다.
본 발명의 다양한 목적에서, 조정 장치는 우선적으로, 조명 장치 또는 조명 모듈에 포함됨을 유의해야 한다.
달리 명시되지 않는 한, 조명 모듈 또는 조명 장치의 배열에 사용될 때 용어 "전방", "후방", "바닥", "최상부", "측면", "종방향", "횡 방향"은 조명 모듈 또는 조명 장치로부터 발광 방향을 지칭한다. 이들이 조명 빔에 사용될 때, 이들 용어는 이러한 조명 모듈 또는 이러한 조명 장치로부터 떨어진 거리에서 이러한 빔을 수직 스크린에 투영하는 것과 관련되어 적용된다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 그의 이해를 위해 첨부 도면에 대해 참조가 이루어질 다음의 비-한정적인 예에 관한 상세한 설명을 읽음으로써 자명해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 조명 장치의 종방향 수직 단면도이며,
도 2는 본 발명에 따른 조명 장치의 로드 광원의 개략적인 횡단면도를 나타내며,
도 3은 도 2의 개략적인 횡단면도를 나타내며,
도 4는 본 발명에 따른 차량의 조명 모듈 또는 조명 장치에 의해 방출된 로우 빔의 수직 스크린에 특히 25 미터에서의 투영, 및 2개의 가능한 다른 수직 설정 위치를 나타내며,
도 5는 우측 교통체제 또는 좌측 교통체제에 대한 2개의 로우 빔 설정 가능성을 갖는, 본 발명에 따른 차량의 조명 모듈 또는 조명 장치에 의해 방출된 빔의 수직 스크린에 특히 25 미터에서의 투영을 나타내며,
도 6은 본 발명에 따른 차량의 조명 모듈 또는 조명 장치에 의해 방출된 로우 빔의 수직 스크린에 특히 25 미터에서의 투영, 및 가능한 다른 수평 설정 위치를 나타내며,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른, 내부에 형성될 수 있는 상이한 픽셀을 갖는 중심 영역의 수직 스크린에 특히 25 미터에서의 투영을 나타낸다.
이들 도면은 개략적이며, 다른 요소들 사이의 척도는 고려되지 않아야 함에 유의해야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 조명 모듈(M)을 포함한 본 발명에 따른 차량 조명 장치(D)의 예를 예시한다. 이러한 조명 장치(D)는 조명 빔, 특히 로우 빔(F)을 방출할 수 있는 전조등이다.
조명 장치(D)는 투명 렌즈(G)에 의해 폐쇄되고 따라서 내부 용적을 한정하는 하우징(B)을 포함한다.
조명 모듈(M)은 이러한 내부 용적 내에 배열된다. 조명 모듈은 광원(S)을 포함하며, 광원은 광선을 방출하여 이러한 예에서 모든 로우 빔(F)을 형성하는 것을 가능하게 한다. 이후에 상세히 설명되는 바와 같이, 이러한 광원(S)은 상이한 선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들을 포함하며, 즉 조명 영역은 수신된 제어 신호에 기초하여 전기적으로 전력을 공급받거나 독립적으로 스위치 오프 될 수 있다.
조명 모듈(M)은 광원(S)에 연결되고, 특히 단일 배선 장치(J)를 통해 광원(S)에 전기적으로 전력을 공급하기 위해 전기 전원(K)에 연결되도록 의도된 적어도 하나의 커넥터(C)를 포함한다.
조명 모듈(M)은 로우 빔(F)을 형성하는 방식으로 이후, 전체 이미지(I)로 불리는 광원(S)의 이미지를 투영하도록 배열된 성형 광학기기(O)를 포함한다. 이러한 예에서, 이러한 성형 광학기기(O)는 광원(S) 레벨에서 초점 맞춰지는 수렴 렌즈이다. 그럼에도 불구하고, 본 발명은 이러한 유형의 광학기기로 한정되지 않으며, 성형 광학기기는 또한, 반사기, 렌즈의 조합, 반사기의 조합 및 렌즈와 반사기의 조합으로부터 선택될 수 있다.
전체 이미지(I)는 전체 이미지(I)의 적어도 중심 영역(Zc)에 복수의 픽셀(p)을 포함한다.
도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 전체 이미지(I)의 크기는 투영이 조명 모듈(M)로부터 수행되는 거리의 함수이다. 또한, 자동차 조명 분야에서 거리 단위가 아닌 개구각의 측면에서 이미지의 크기를 표현하는 것이 통례이며, 이는 조명 모듈까지의 거리에 관계없이 유효하다.
따라서, 전체 이미지(I)의 크기는 로우 빔(F)의 개구각(γ)에 대응한다. 또한, 전체 이미지(I)의 중심 영역(Zc)는 개구각(β)에 대응하는 것을 또한 알 수 있다.
유사하게, 이러한 중심 영역(Zc)의 각각의 픽셀(p)은 개구각(α)에 의해 정의된 크기를 또한 가진다.
본 발명에 따르면, 픽셀(p)의 개구각(α)은 적어도 중심 영역(Zc)에서 최대 1°이다. 이러한 예에서, 개구각은 최대 0.4°이다.
본 발명에 따른 조명 모듈(M)은 중심 영역(Zc)이 활성화된 조명 영역에 따라서, 수직 진폭(Av)에 대응하는 전체 이미지(I)의 윈도우 내부에 나타날 수 있는 방식으로 조명 영역이 활성화되는 방식으로 배열된다.
환언하면, 이러한 수직 진폭(Av)은 중심 영역이 조명 모듈에 의해 형성될 수 있는 영역의 개구각에 대응한다. 이러한 개구각은 이후 위치 개구각(δ)이라 불린다.
조명 모듈(M), 특히 성형 광학기기(O) 및 광원(S)의 배열은 각각의 픽셀(p)이 광원(S)의 조명 영역의 이미지에 대응하고, 이러한 조명 영역이 단지 하나의 픽셀을 형성하도록 배열된다. 따라서, 이미지에 투영될 수 있는 픽셀의 매트릭스(p)는 광원(S)에서 활성화될 수 있는 조명 영역의 대응 매트릭스를 가진다.
이들 조명 영역은 조명 장치(D)에 배열된 광원(S)의 일부분을 개략적으로 나타내는 도 2 및 도 3에 상세히 도시되어 있다.
이러한 예시적인 실시예에서, 이러한 광원(S)은 로드가 발광 유닛을 형성하는 로드 광원이다.
도 2에 예시된 바와 같이, 여기서 횡단면으로 나타낸 광원(S)은 그로부터 로드(11, 12, 13, 14)가 바람직한 방향으로 연장하는 기판(10)을 포함한다.
이러한 기판(10)은 특히, 이러한 예에서 실리콘이며, 이는 기판이 사파이어로 만들어지는 종래의 LED의 비용보다 훨씬 낮은 비용을 나타낸다. 로드(11, 12, 13, 14)는 이러한 기판(10)에서 결정 성장에 의해 얻어질 수 있다.
로드(11, 12, 13, 14)는 발광 반도체 재료의 로드를 형성하는 방식으로 배열된다. 로드(11, 12, 13, 14)는 예를 들어, 주로 질화 갈륨으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 이들 로드(11, 12, 13, 14)는 전자로 도핑될 수 있는 반도체 재료의 코어를 포함하며, 코어 주위에는 때때로, "정공(hole)" 또는 양전하 도핑 층으로서 지칭되는 전자 결핍을 나타낼 수 있는 반도체 재료의 제 1 층이 형성된다. 이러한 코어와 이러한 제 1 층의 계면에서, 전자 및 전자 결핍이 재조합하는 중간층이 형성된다. 따라서, 각각의 로드(11, 12, 13, 14)는 발광 반도체 소자이다.
핵 생성 층(19)은 기판(10) 상에 그리고 로드(11, 12, 13, 14) 주위에 형성된다.
여기서, 로드(11, 12, 13, 14)는 대략 30㎛ 이격되어 있으며 각각의 로드는 핵 생성 층(19)으로부터 그들의 정상부까지 취한 2.5㎛의 높이를 가진다. 여기서 도 1의 로드의 폭에 대응하는 이들의 두께는 1.5㎛이다.
따라서, 광원(S)은 발광하고 서브밀리미터, 즉 가장 큰 치수가 1 밀리미터 미만인 다수의 작은 로드(11, 12, 13, 14)로 가득 찬 평판을 형성하는 기판(10)을 본질적으로 포함한다.
본 발명에 따라서, 광원(S)은 모든 로드(11, 12, 13, 14)의 분포에 대응하는 여러 조명 영역(1, 2, 3, 4)으로 분할된다.
하나의 그리고 동일한 영역(1, 2, 3, 4)의 각각의 로드(11, 12, 13, 14) 사이에는 이들 로드를 전기적으로 접속하는 전기 전도성 층이 증착되어, 각각의 조명 영역(1, 2, 3, 4)에 대해 별개의 애노드(25, 26)를 형성한다.
이와 같이 형성된 4개의 애노드(25, 26)는 핵 생성 층(19)과 접촉하며, 이는 스스로 기판(10)에 의해 형성된 캐소드와 접촉한다.
따라서, 애노드(25, 26) 및 캐소드(10)를 전원에 연결함으로써, 각각의 별개의 조명 영역들(1, 2, 3, 4)에 독립적으로 전기를 공급하는 것이 가능하다.
본 발명의 실시예에 따라서, 각각의 애노드는 차량의 전기 전원(나타내지 않음)의 양극 단자에 연결되도록 의도된 연결 수단(20)의 하나 이상의 양극 단자에 연결된다. 유사하게, 캐소드(10)는 연결 수단(20)의 음극 단자에 연결된다. 따라서, 활성화 수단은 각각의 이들 조명 영역(1, 2, 3, 4)이 전기적으로 전력을 공급받게 한다.
따라서, 활성화 수단(20)을 통한 그의 조명 영역(1, 2, 3, 4)의 선택적인 활성화에 의해 이러한 광원을 구동시키는 것이 가능하다.
구동은 조명 장치와 구별되는 특정 수단에 의해 수행될 수 있거나, 아니면 이러한 실시예에서와 같이, 조명 장치에 통합된 구동 장치(29)에 의해 수행될 수 있다.
이러한 예에서, 구동은 구동 장치(29)에 의해 직접적으로 수행된다. 구동 장치는 한편으로 연결 수단(20)에 접속되고, 다른 한편으로 커넥터(C)에 접속된다. 연결 수단(20)은 그의 부분이 전기 전도체(31, 32, 33, 34)를 통해 각각의 애노드(25, 26)에 접속된다.
구동 장치(29) 및 광원(S)은 나타내지 않은 하나의 그리고 동일한 인쇄 회로 카드에 장착된다. 전기 전도체(31, 32, 33, 34)는 이러한 인쇄 회로 카드의 전자 트랙에 의해 형성된다. 유사하게, 다른 전자 트랙은 연결 수단(20)을 구동 장치(29)에 접속시킨다.
조명 영역(1, 2, 3, 4)의 조명 효율은 핵 생성 층(19)에 반사 층(17, 18)을 증착시킴으로써 개선될 수 있다. 이러한 반사 층(17, 18)은 예를 들어, 로드의 성장 전에 핵 생성 층(19)에 증착된 다음, 기판(10) 상에서 로드(11, 12, 13, 14)의 성장 전에 이러한 반사 층(17, 18) 및 핵 생성 층에 정공이 형성된다.
양호한 조명 효율을 갖기 위해서, 조명 영역의 로드는 다음의 특징을 구비할 수 있다:
- 1.4㎛ 내지 1.6㎛, 예를 들어 1㎛의 두께,
- 2㎛ 내지 10㎛, 예를 들어 8㎛의 높이,
- 3㎛ 내지 10㎛의 각각의 로드 사이의 거리.
도 3에서, 단지 4개의 조명 영역(1, 2, 3, 4)이 표시되었다. 그러나, 이러한 예에서, 광원(S)은 더 많은 조명 영역을 포함한다. 이러한 조명 영역은 광원의 중심 부분에 생성된다.
도 4는 특정 조명 영역을 선택적으로 스위치 온 함으로써 주어진 위치에서 얻어지는 로우 빔(F)을 실선으로 예시한다.
이러한 예에서, 활성화된 조명 영역(1, 2, 3, 4) 세트에 의해 광원(S)에 형성된 패턴은 전체 이미지(I)를 생성하기 위해 성형 광학기기(O)에 의해 직접 이미지화된다.
로우 빔(F)은 우측 교통체제로 이동시키기 위해 좌측에 수평 컷-오프 라인(41)을 좌측에 그리고 경사진 컷-오프 라인(42)을 우측에 나타낸다. 빔은 에지(43)에 의해 상징되는 한계까지 이들 컷-오프 라인(41, 42) 아래로 연장한다. 이러한 에지(43)는 조명 빔이 더 이상 보이지 않는 지점을 형성한다. 그럼에도 불구하고, 컷-오프 라인(41, 42)과 달리, 빔은 이러한 에지(43)에서 점진적으로 사라진다.
본 발명에 따라서 그리고 이러한 예에서, 조명 빔(F)의 겉보기 운동은 특정 조명 영역을 스위치 오프 하고 활성화시킴으로써 생성된다.
예를 들어, 광원(S)은 도 3의 조명 영역(1, 2, 3 및 4)을 포함한 조명 영역의 중심 매트릭스를 포함한다. 이러한 중심 매트릭스의 조명 영역은 구동 장치(29)에 의해 생성된 명령에 따라 전력 공급되어, 전체 이미지(I)의 중심 영역(Zc)에 픽셀(p)을 형성할 수 있다.
이러한 예에서, 광 패턴은 활성화된 조명 영역에 의해 광원(S)에 형성된다. 이러한 패턴의 에지에 가장 가까운 활성화된 조명 영역이 빔의 한계를 형성한다. 특히, 이러한 광 패턴의 에지들 중 하나는 이러한 실시예에서 도 3의 조명 영역(3 및 4)을 포함한 일렬의 조명 영역에 의해 형성된다. 이러한 행의 이미지는 수평 컷-오프 라인(41) 아래에 위치된 픽셀을 생성하는 것을 가능하게 하여, 수평 컷-오프 라인(41)을 형성한다. 이러한 행 위에 위치된 조명 영역(1 및 2)을 포함한 조명 영역은 이러한 수평 컷-오프 라인(41) 아래에 위치된 중심 영역(Zc)의 부분을 형성한다.
경사진 컷-오프 라인(42)은 또한, 활성화된 조명 영역의 정렬에 의해 동일한 방식으로 생성된다.
바람직하게, 조명 영역(1, 2, 3 및 4)은 광원(S)의 영역의 중심 부분에 위치된다. 이러한 중심 부분의 외측에서, 광원(S)은 또한, 그의 활성화가 조명 빔(F)을 생성하는 것을 가능하게 하는 조명 영역을 가진다.
따라서, 여러 조명 영역의 활성화는 인접하게 관련될 때, 전체 이미지(I)를 형성하는 픽셀 세트를 형성한다.
그러나, 이러한 중심 부분에 위치된 조명 영역은 이러한 중심 부분의 외부에 위치된 광원의 부분에 위치된 영역보다 더 작은 크기이다.
따라서, 전체 이미지(I)의 해상도, 따라서 빔(F)의 정밀도는 중심 영역(Zc)에서 더 양호하다. 컷-오프 라인(41) 위에서 다가오는 방향으로 도착하는 차량이 가장 자주 나타나는 컷-오프 라인 위에 중심 영역이 있기 때문에, 이러한 중심 영역(Zc)에서 양호한 해상도를 갖는 것이 가장 중요하다.
이러한 중심 영역(Zc)의 외부에서, 그러한 양호한 해상도를 가질 필요는 없다. 경제적인 이유로 그리고 광원(S)의 제조 용이성의 이유로, 이러한 중심 영역(Zc)의 외부에 픽셀을 형성하는 것을 가능하게 하는 조명 영역은 중심 영역(Zc)의 픽셀을 생성하는 것을 가능하게 하는 영역보다 더 큰 크기로 생성될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 모든 광원(S)의 모든 픽셀이 동일한 크기를 가질 수 있는 실시예를 상상하는 것이 가능할 것이다.
중심 영역(Zc)의 픽셀은 최대 0.4°의 개구각을 나타낸다. 따라서, 도 3의 바닥 조명 영역(3, 4) 바로 아래에 위치된 일렬의 조명 영역을 스위치 온 함으로써, 미리 형성된 컷-오프 라인(41) 위에 픽셀 라인이 나타나게 하는 것이 가능하다. 이러한 경우에, 조명 빔(F)은 더 높은 수평 컷-오프 라인을 가지며, 로우 빔(F)의 수평 컷-오프 라인(41)이 상향으로 0.4°만큼 상승한 것으로 생각된다.
수평 컷-오프 라인(41) 및 경사진 컷-오프 라인(42)을 형성하는 것을 가능하게 하는 조명 영역 바로 위에 위치된 모든 조명 영역을 활성화함으로써, 그리고 조명 빔(43)의 에지를 형성하는 조명 영역을 스위치 오프 함으로써, 조명 빔은 이전과 동일한 형상을 갖지만 상향으로 0.4°만큼 오프셋될 것이다. 따라서, 이는 외관상, 0.4°만큼 상향으로 변위된 동일한 로우 빔(F)일 것이다.
도 4는 로우 빔(F)의 하한 전체 이미지(I') 및 상한 전체 이미지(I")를 점선으로 도시한다. 이들 하한 및 상한 전체 이미지(I' 및 I")는 로우 빔(F)을 형성하도록 생성될 수 있는 최저 이미지 및 최고 이미지 각각에, 즉 로우 빔(F)에 부여될 수 있는 최저 위치 및 최고 위치 각각에 대응한다.
이들 한계 전체 이미지는 각각, 컷-오프 라인의 이들 위치 사이에 픽셀의 여러 행에 대응하는 컷-오프 라인(41', 41")을 가진다. 최저 위치로부터 최고 위치로 전환하기 위해서는 따라서 여러 행이 스위치 온되어야 한다. 각각의 이들 행, 예를 들어 컷-오프 라인(41)을 형성하는 픽셀(p) 행의 위에 있는 행을 연속적으로 차례로 스위치 온 함으로써, 조명 모듈(M)은 이러한 컷-오프 라인(41)의 겉보기 상향 운동을 수행하며, 이러한 운동은 점진적이다.
본 발명의 실시예에 따라서, 중심 영역의 픽셀은 0.1°의 개구각(α)을 가질 수 있다. 그러한 경우에, 기계적 수단에 의해 작동될 수 있는 조명 모듈로 얻어질 수 있는 것과 적어도 동일한 유동성을 나타내는 로우 빔(F)의 변위가 생성된다.
도 4는 또한, 중심 영역(Zc)이 내부에 형성될 수 있는 윈도우(44)를 예시한다. 이러한 윈도우(44)에서 활성화될 수 있는 모든 픽셀은 양호한 해상도를 가진다. 예를 들어, 이러한 윈도우(44) 내의 픽셀은 0.1°의 개구각(α)을 가지며 이러한 윈도우(44) 외부의 픽셀은 0.4°의 개구각(α)을 가질 수 있다.
이러한 윈도우는 수직 진폭(Av)에 대응하는 높이 및 수평 진폭(Ah)에 대응하는 폭을 가진다.
수직 위치 개구각(δ)에 대응하는 수직 진폭(Av)은 예를 들어, 8°일 수 있다. 더 구체적으로, 도 4에서와 같이 일단 조명 모듈이 차량의 사용 위치에 있게 되면, -4° 내지 +4°의 수평선(H)의 양 측면에 분포될 수 있다. 이는 로우 빔(F)의 위치의 동적 조정의 생성을 가능하게 한다.
이는 또한,
- 컷-오프 라인을 상승시킴으로써 로우 빔(F)으로부터 고속도로 빔으로 전환하는 것;
- 컷-오프 라인을 하강시킴으로써 로우 빔(F)으로부터 타운 빔(town beam)으로 전환하는 것을 가능하게 하며;
이들 고속도로 빔 및 타운 빔에 대해 가능한 동적 보정이 또한 남아 있다.
나타내지 않은 실시예에 따라서, 이러한 수직 진폭은 14°, 즉 수평선(H)의 양측에서 -7° 내지 +7°일 수 있다. 따라서 이러한 예에서, 조명 빔(F)의 수직 기준 위치는 로우 빔의 위치가 기계적 방법으로 수동으로 보정되는 것과 동일한 방식으로, 대응하는 조명 영역을 간단히 스위치 온 및/또는 스위치 오프 함으로써 보정될 수 있다.
이러한 조정은 일단 조명 장치가 차량에 장착되는 경우에, 특히 전자 카드의 하나 이상의 프로세서의 프로그래밍에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 이러한 조정은 컷-오프 라인이 정확한 높이에 있는 방식으로 스위치 오프 또는 스위치 온 되는 조명 영역의 원하는 구성을 설정함으로써, 그리고 이러한 구성을 기준 구성으로서 프로세서(들)에 저장함으로써 수행될 수 있다.
이러한 조정은 또한, 차량의 하중에 기초하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 멀티플렉서(29)는 차량의 또는 조명 장치의 컴퓨터에 접속되며, 차량의 점화 키가 활성화되지만 차량이 이동되지 않을 때 교정 절차를 수행한다. 컴퓨터는 그 후, 센서에 의해 수신된 정보에 기초하여 차량의 하중을 결정한다. 그 후, 컴퓨터는 다가오는 차량 또는 뒤따르는 차량의 운전자를 현혹시키는 것을 피하기 위해 로우 빔(F)을 배치해야 할 위치를 결정한다. 실제로, 차량의 하중에 따라서, 차량의 섀시, 따라서 차량의 조명 장치가 다소 경사진다. 따라서, 로우 빔(F), 특히 컷-오프 라인(41)의 높이 조정은 차량의 하중에 기초하여 수행된다.
대안적으로, 교정 절차는 도로가 수평임을 운전자가 알았을 때 수동으로, 또는 도로가 수평임을 컴퓨터가 결정할 때 자동으로 수행될 수 있다. 그 후, 컴퓨터는 센서, 특히 카메라에 의해 수신된 정보에 기초하여, 수평선의 위치를 결정하고 다가오는 차량 또는 뒤따르는 차량의 운전자를 현혹시키지 않도록 로우 빔(F)을 배치해야 할 위치를 결정한다. 그 후, 컴퓨터는 이러한 위치를 저장하고 기준 위치 및 구성으로서 스위치 오프 또는 스위치 온 되는 조명 영역의 활성화와 관련된 구성을 저장한다. 따라서, 차량의 하중과 무관하게, 빔의 높이는 정확한 높이로 조정될 것이다.
일단 이러한 수직 기준 위치가 설정되면, 동적 조정은 이러한 기준 위치 주위에서, 예를 들어 이러한 기준 위치 주위의 +3° 내지 -3°에서 수행된다.
이러한 경우에, 멀티플렉서(29)는 카메라, 제동 장치, 가속 장치와 같은 센서에 의해 수신된 데이터에 기초하여, 차량의 경사를 결정하고 결과적으로, 다가오는 차량 또는 뒤따르는 차량의 운전자를 현혹시키지 않도록 로우 빔(F)을 배치해야 할 위치를 결정하는 차량의 컴퓨터에 접속된다. 따라서, 차량의 경사에 따라서, 광원(S)의 이미지를 연속적으로 형성함으로써 로우 빔(F)의 위치가 실시간으로 설정될 것이다. 따라서, 로우 빔(F), 특히 컷-오프 라인(41)의 높이에 대한 동적 조정이 수행된다.
이러한 도 4에서, 중심 영역(Zc)은 수평 진폭(Ah)을 가짐에 유의해야 한다. 수평 진폭은 픽셀(p)이 가장 작은 개구각(α)을 나타내는 중심 영역(Zc)의 폭을 나타낸다. 이러한 예에서, 픽셀(p)은 이러한 폭 모두에 걸쳐 스위치 온 된다.
더 큰 수평 진폭(Ah)을 갖는 다른 실시예에 따라서, 로우 빔(F)의 수직 조정을 위해 수행된 것과 동일한 방식으로 우측 또는 좌측으로 로우 빔의 조정을 위해서 우측 또는 좌측에 다소간의 오프셋이 형성될 수 있는 로우 빔을 생성하는 것이 또한 가능하다.
도 5에 예시된 다른 실시예에 따라서, 조명 모듈(M)은 조명 빔의 바닥 부분(55), 조명 빔의 최상부 우측 부분(56) 및 조명 빔의 최상부 좌측 부분(57)을 형성할 수 있는 방식으로 배열된다.
바닥 부분은 로우 빔 생성시 체계적으로 스위치 온 된다. 다른 한편으로, 차량이 우측 교통 체제에서 또는 좌측 교통 체제에서 주행하는 지의 여부에 따라서, 최상부 부분(56, 57) 중 하나 또는 다른 하나가 스위치 온 된다. 예를 들어, 최상부 우측 부분(56)은 우측 교통체제에서 스위치 온 되는 반면에, 다른 최상부 부분(57)은 스위치 오프 된다.
수직 진폭(Av) 및 수평 진폭(Ah)을 갖는 윈도우(54)는 좌측 및 우측 교통체제 모두에서 최고의 로우 빔 해상도를 갖는 중심 영역(Zc)을 형성하는 픽셀이 스위치 온 될 가능성이 있는 영역을 나타낸다.
예를 들어, 윈도우(54)의 수평 진폭(Ah)은 40°, 즉 수직 축(V)에 대하여 ±20°의 측 방향 위치 개구각이다.
광원의 조명 영역은 스위치 온 될 수 있는 픽셀과 동일한 방식으로 배열된다. 따라서, 광원은 바닥 부분(55)과 동일한 형상의 패턴에 따라 분포된 조명 영역을 가지며, 구동 장치는 로우 빔을 생성하도록 체계적으로 전력을 공급할 것이다.
최상부 우측 부분(56)과 동일한 형상의 패턴에 따라 분포된 조명 영역의 그룹 및 최상부 좌측 부분(57)과 동일한 형상의 패턴에 따라 분포된 조명 영역의 그룹을 또한 가진다. 구동 장치는 선택된 교통체제 방향에 따라 이들 그룹 중 하나 또는 다른 그룹을 스위치 온 할 것이다.
로우 빔(F)을 수평으로 조정하기 위해 이전 실시예에서보다 더 넓은 윈도우(64)를 갖는 것이 또한 가능하다.
따라서, 도 6에서, 조명 모듈은 좌측(60) 상의 최대 한계 위치와 우측(62) 상의 최대 한계 위치 사이에 로우 빔의 이미지를 형성하도록 조명 영역을 제공할 수 있다. 로우 빔이 직진할 때 로우 빔의 중심 위치(61)는 이들 두 개의 한계 위치들 사이에 위치된다. 이전 전체 이미지(I)를 형성하는 조명 영역의 측면에 위치된 조명 영역을 연속적으로 스위칭 온 및 스위치 오프 함으로써, 우측 또는 좌측으로 오프셋된 전체 이미지(I)를 연속적으로 생성하고, 따라서 우측 또는 좌측으로의 로우 빔의 겉보기 운동을 생성하는 것이 가능하다. 이러한 이미지의 연속적인 형성은 예를 들어, 조향 휠의 잠금 각도에 기초하여 전체 이미지(I)가 채택해야 하는 위치를 컴퓨터로부터 수신하는 멀티플렉서(29)에 의해 수행될 수 있다. 따라서, 회전에 따라 우측 또는 좌측으로 겉보기 운동을 갖는 로우 빔(F)을 생성하는 것이 가능하다. 따라서, DBL(driving bending light) 기능이라 또한 불리는 회전 추적 방식을 가질 수 있는 로우 빔이 생성된다.
이러한 경우에, 중심 영역(Zc)은 수직 보정에 필요한 수직 진폭(Av), 즉 적어도 8°의 수직 진폭(Av)뿐만 아니라 적어도 20°의 수평 진폭(Ah), 즉 수직 축(V)의 우측 또는 좌측으로 ±10°를 갖는 윈도우(64) 내에 형성될 수 있다.
그럼에도 불구하고, 도 4 내지 도 6의 상이한 표현이 조합될 수 있다. 실제로, 상이한 위치에서 로우 빔(F)의 이미지를 생성하고, 이들 이미지를 연속적으로 생성 및 소거하여, 조명 빔(F)의 겉보기 운동을 수행하고, 회전을 따르고, 우측 또는 좌측 교통체계로 전환하고/하거나 조명 빔(F)의 높이를 동적으로 보정할 수 있는 방식으로 생성되는 조명 모듈을 예상하는 것이 가능하다.
따라서, 기계식 작동기를 갖지 않음에도 불구하고 광원의 조명 영역의 간단한 활성화 또는 비활성화에 의해 이러한 로우 빔(F)의 조정 또는 동적 조정이 가능한 로우 빔을 생성하는 조명 모듈(M)이 얻어진다.
일반적으로, 본 발명의 실시예에 따라서, 광원(S)은 형성될 수 있는 모든 이미지의 픽셀 배열에 대응하는 배열을 조명 영역에 가진다.
따라서, 로우 빔의 조정 능력에 따라서, 이미지가 이러한 중심 영역의 외부보다 더 작은 개구각을 갖는 픽셀(p)의 중심 영역을 갖는 경우에, 광원(S)은 더 크거나 더 작은 치수를 갖는 중심 부분을 포함한다.
그럼에도 불구하고, 모든 픽셀이 동일할 수 있는, 즉 광원이 동일한 크기의 조명 영역을 가질 수 있는 로우 빔을 갖는 것이 가능하다. 이러한 경우에, 수직 축의 양측으로 ±45°의 고해상도 영역이 존재할 것이다.
도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 광원은 로드(11, 12, 13, 14) 위에 배열된 광 변환기(23)를 포함할 수 있다.
광 변환기는 광원에 의해 방출된 적어도 하나의 여기 광의 적어도 일부를 흡수하고 상기 흡수된 여기 광의 적어도 일부를 여기 광의 파장과 상이한 파장을 갖는 방출 광으로 변환하도록 설계된 적어도 하나의 발광 재료를 포함한다.
예를 들어, 변환기(23)는 로드(11, 12, 13, 14)의 최상부에 증착될 수 있는 발광단이다. 도 2에서, 로드들은 이러한 발광단 층(23)과 동일 평면에서 접촉한다. 이 층은 광원에서 더 낮게 배열될 수 있어서, 로드들이 이 층 내로 어느 정도 침투할 수 있다.
따라서, 발광단 층(23)에 의해 흡수되어 백색의 광선으로 복원될 주어진 파장, 예를 들어 청색 파장의 광선을 방출하는 것을 가능하게 하는 화학 조성물로 로드를 제조하는 것이 가능하다.
별개의 조명 영역들(1, 2, 3, 4) 사이의 분리는 이들 조명 영역의 간단한 활성화 또는 비활성화에 의해, 즉 간단히 대응 로드 연결 시스템에 의해, 예를 들어 애노드(25, 26)의 위치설정에 의해 생성될 수 있다.
그럼에도 불구하고, 전체 이미지(I)에 더 정확한 픽셀(p)을 형성하기 위해서, 광원은 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 각각의 조명 영역(1, 2, 3, 4) 사이에, 특히 중심 부분의 각각의 조명 영역들 사이에 위치되는, 이러한 예에서 불투명한 연석(21, 22)을 포함할 수 있다.
나타내지 않은 실시예에 따라서, 조명 영역의 광학적 분리는 연석을 확산 또는 반사시킴으로써 생성될 수 있다.
이들 연석(21, 22)은 기판에서의 성장에 의해 얻을 수 있다. 예를 들어, 이들 조명 영역에 대응하는 십자형 패턴을 형성하는 기판(10)에 증착물을 생성하고, 이어서 이들 불투명한 연석(24)을 생성하는 것을 가능하게 하는 수직 결정 성장을 생성하는 것이 가능하다. 다음으로, 로드(11, 12, 13, 14)는 다른 재료로 성장시킴으로써 생성된다.
이들 연석의 작은 두께는 이미지의 다크 스트립을 피하거나 적어도 상당히 감소시키는 것을 가능하게 한다.
전체 이미지(I)를 더욱 개선하기 위해서, 픽셀(p)이 전체 이미지(I)에 인접하는 방식으로, 성형 광학기기(O)가 광원(S)의 레벨에서 초점 맞춰질 수 있다.
나타내지 않은 실시예에 따라서, 성형 광학기기 및 광원은 조명 영역이 대응 픽셀(p)의 형상과 상이한 형상을 갖는 방식으로 배열된다.
예를 들어, 광원은 성형 광학기기에 대해 경사지고 조명 영역은 사다리꼴이다. 성형 광학기기는 투영 후에 대응 픽셀이 직사각형 또는 정사각형이 되는 방식으로 배열된다.
일반적으로, 픽셀이 기껏해야 최대 0.4°의 개구각(α)을 갖는 경우에, 조명 영역은 예를 들어, 초점 길이가 50 밀리미터인 성형 광학기기(O)를 갖는 350 마이크로미터(㎛) 미만의 크기를 가질 수 있다. 픽셀이 기껏해야 최대 0.1°의 개구각(α)을 갖는 경우에, 조명 영역은 예를 들어, 초점 길이가 40 밀리미터인 성형 광학기기(O)를 갖는 100㎛ 미만의 크기를 가질 수 있다.
따라서, 소형의 조명 모듈(M)을 제조하는 것이 가능하다.
도 7은 중심 영역(70)의 타일링이 비주기적인 변형 실시예를 나타낸다. 성형 광학기기가 로드 광원의 이미지를 투영하는 실시예에 따라서, 이러한 도 7은 로드 광원의 조명 영역의 중심 그룹에서의 조명 영역 분포에 또한 대응한다.
이러한 변형예에서, 픽셀 또는 조명 영역이 특정 지점에 주기적인 분포를 갖지만, 중심 영역(70) 또는 중심 그룹 모두에 걸쳐서는 주기성이 없다는 것을 알 수 있다.
예를 들어, 예시된 바와 같이, 중심 영역(70)의 바닥에는 빔 생성 중에 항상 스위치 온 되는 제 1 행의 픽셀(71)이 배열되며; 로우 빔의 경우에 이들은 낮은 코드 영역의 최상단 부분을 형성한다.
이러한 제 1 행(71) 위에는 하이 빔을 생성할 때 스위치 온되고, 수평 컷-오프 라인을 갖는 로우 빔을 생성할 때 스위치 온 또는 스위치 오프 될 수 있는 제 2 및 제 3 픽셀 행(73)이 있다. 제 2 또는 제 3 행(73) 위의 픽셀이 스위치 오프 될 때, 제 2 또는 제 3 행(73)의 픽셀은 로우 빔 또는 고속도로 빔의 수평 컷-오프 라인을 각각 생성하는 것을 가능하게 한다. 이들 제 2 및 제 3 행(73)의 픽셀의 개구각은 제 1 행(71)의 픽셀의 개구각보다 더 작다.
제 3 행(73) 위에서, 중심 영역(70)은 삼각형 및 사다리꼴 픽셀의 제 4 및 제 5 행(75)을 가지며, 이들의 픽셀은 우측 교통체제 또는 좌측 교통체제에서 로우 빔 또는 하이 빔의 경사진 컷-오프 라인을 형성하도록 스위치 온 또는 스위치 오프 된다. 따라서, 이들 제 4 및 제 5 행(75)의 해상도가 더욱 향상된다.
제 5 행(75) 위에, 제 5 행(75)의 것과 비교하여 덜 미세한 수직 개구각을 나타내지만 중심 영역(70)의 가장 미세한 수평 개구각을 갖는 제 6 행(76)의 픽셀이 배열된다. 다가오는 차량이나 뒤따르는 차량이 없는 경우에, 이들 픽셀은 모두 하이 빔으로 스위치 온 된다. 다른 한편으로, 그러한 차량이 예를 들어, 내장된 카메라에 의해 검출될 때, 제어 신호는 검출된 차량의 레벨에서 픽셀을 생성하는 조명 영역을 스위치 오프 하도록 송신된다. 따라서, 이렇게 검출된 차량 아래에 수평 컷-오프 및 그의 각각의 측면에 수직 컷-오프를 갖는 음영 영역(shadow zone)이 생성된다. 따라서, 검출된 차량의 운전자는 현혹되지 않는다.
제 4 및 제 5 행(75)와 제 6 행(76)은 가장 미세한 해상도를 갖는 행을 형성하고 제 1, 제 2 및 제 3 행보다 더 좁다. 제 4, 제 5 및 제 6 행(75, 76)의 양쪽에 그리고 수평선(H)의 위에, 즉 여기서 제 3 행 위에, 저해상도의 4개의 픽셀(77)의 그룹이 배열된다. 이들은 하이 빔을 생성할 때 체계적으로 스위치 온 된다. 이들은 도로의 낮은 면을 조명한다. 이들은 로우 빔 또는 고속도로 빔을 생성할 때 스위치 오프 된다.
본 발명은 컷-오프를 생성시키는 임의의 유형의 조명 모듈에 적용될 수 있다. 본 발명은 또한, 다가오는 차량이나 뒤따르는 차량에 대해 변위되고 위치될 수 있는 어두운 점을 형성하기 위해서 수직 컷-오프를 갖는 빔을 생성하는 조명 모듈에 적용될 수 있다. 유사하게, 컷-오프의 광 분포 및 형상은 기후 조건 및 도시 또는 심지어 농촌 조건에도 적응될 수 있다.

Claims (15)

  1. 조명 모듈(M)로서,
    - 별개의 선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들(1, 2, 3, 4)에 분포되는 서브밀리미터 치수(submillimetric dimension)의 복수의 발광 유닛(11, 12, 13, 14)을 포함하는 반도체 광원(S), 및
    - 상기 조명 영역들(1, 2, 3, 4)에 의해 방출된 광선을 수용할 수 있고, 광선을 조명 모듈 밖으로 편향시킬 수 있으며, 복수의 픽셀(p)을 포함하는 광원의 이미지(image)(I)를 형성하는 방식으로 배열되는 적어도 하나의 성형 광학기기(shaping optic)(O)를 포함하고,
    이들 픽셀(p)의 적어도 일부가 적어도 하나의 주어진 방향으로 최대 1°의 개구각(α)을 나타내는 방식으로 상기 광원(S)이 구성되고 상기 성형 광학기기(O)가 배열되고,
    상기 선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들(1, 2, 3, 4)은 상기 광원(S)의 이미지(I)가 중심 영역(Zc), 및 상기 중심 영역과 상기 광원의 이미지의 에지 사이의 중심-외 영역(off-center zone)(Zp)을 포함하는 방식으로 배열되고,
    상기 복수의 픽셀(p)은 중심 영역(Zc) 및 중심-외 영역(Zp)에 분포되며, 상기 중심 영역 내의 픽셀은 중심 영역 외측에 위치된 픽셀보다 더 작은
    조명 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원(S) 및 상기 성형 광학기기(O)는 각각의 픽셀(p)이 상기 선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들(1, 2, 3, 4) 중 하나의 조명 영역의 이미지인 방식으로 배열되는
    조명 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들(1, 2, 3, 4)은 350 마이크로미터 이하의 크기를 가지는
    조명 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 중심 영역(Zc)의 형성에 참여할 수 있는 상기 선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들(1, 2, 3, 4)은 상기 중심 영역이 내부에 형성될 수 있는 수직 진폭(Av)이 적어도 6°이도록 배열되는
    조명 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 중심 영역(Zc)의 형성에 참여할 수 있는 상기 선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들(1, 2, 3, 4)은 상기 중심 영역이 내부에 형성될 수 있는 수평 진폭(Ah)이 적어도 10°, 적어도 20°, 적어도 40° 또는 적어도 90°이도록 배열되는
    조명 모듈.
  6. 제 1 항에 있어서,
    적어도 일부의 픽셀(p)이 적어도 하나의 주어진 방향으로 최대 0.1°의 개구각(α)을 나타내는
    조명 모듈.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 픽셀(p)의 개구각(α)은 적어도 두 방향에서 동일한
    조명 모듈.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들(1, 2, 3, 4)은 불투명한 또는 반사형 또는 확산형 연석에 의해 분리되는
    조명 모듈.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원(S)은 전기 전원에 직접 또는 간접적으로 연결되도록 의도된 연결 수단(20)을 포함하며, 상기 연결 수단은 상기 별개의 선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들(1, 2, 3, 4)에 전기적으로 그리고 독립적으로 전력을 공급하도록 배열되는
    조명 모듈.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 광원(S)은 주어진 신호에 기초하여 상기 선택적으로 활성화 가능한 조명 영역들(1, 2, 3, 4)에 선택적으로 전력을 공급할 수 있는 구동 장치를 포함하는 전자 카드에 장착되는
    조명 모듈.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 광원(S)은 전자 카드의 제 1 면에 직접 또는 간접적으로 장착되고, 상기 구동 장치(29)는 전자 카드의 제 2 면에 직접 또는 간접적으로 장착되는
    조명 모듈.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원(S)의 이미지(I)는 컷-오프 라인(cut-off line)(41)을 포함한 조명 빔(F)의 적어도 일부를 형성하는
    조명 모듈.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 중심 영역(Zc)은 상기 컷-오프 라인(41)을 포함하는
    조명 모듈.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 조명 빔(F) 및 상기 컷-오프 라인(41) 중 적어도 하나는 선택적으로 활성화 가능한 특정 조명 영역(1, 2, 3, 4)의 활성화 또는 비활성화에 의해 변위될 수 있는
    조명 모듈.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 조명 모듈(M)을 포함하는 차량 조명 장치(D).
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