KR20230113620A - 자동차 헤드라이트용 투영 및 조명 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 자동차 헤드라이트용 투영 장치(10)에 관한 것으로서, 이때 투영 장치(10)는 다음과 같은 부재들을 포함한다: - 입사 마이크로 광학 요소를 포함하는 광 입사 마이크로 광학 요소 어레이(100), - 출사 마이크로 광학 요소를 포함하는 광 출사 마이크로 광학 요소 어레이(200), - 기판 층(300)으로서, 이 기판 층(300)의 제1 측(310)에는 하나 이상의 광 입사 마이크로 광학 요소 어레이(100)가 배열되어 있고, 제2 측(320)에는 하나 이상의 광 출사 마이크로 광학 요소 어레이(200)가 배열되어 있으며, 이 경우에는 각각 하나의 입사 마이크로 광학 요소(110)와 각각 정확하게 하나의 관련 출사 마이크로 광학 요소(210)가 하나의 마이크로 광학 요소 쌍(400)을 형성하며, 이때 입사 마이크로 광학 요소(110)의 광 입사 면(111)과 제1 측(310)은 하나의 공통 표면 교차 선에서 제1 가장자리 에지(410a)를 형성하며, 그리고 이때 출사 마이크로 광학 요소(210)의 광 출사 면(211)과 제2 측(320)은 하나의 공통 표면 교차 선에서 제2 가장자리 에지(410b)를 형성하며, 이 경우 기판 층(300)은 광 투과성 유리로 제조되어 있으며, 이때 인접한 마이크로 광학 요소 쌍(400) 사이에는, 하나의 마이크로 광학 요소 쌍(400) 내에 결합 된 광선이 인접한 하나의 마이크로 광학 요소 쌍(400) 내로 넘어가는 것을 방지하기 위하여, 레이저 가공 방법에 의해 방해 구조물(500)이 배열되어 있으며, 이 경우 방해 구조물(500)은 마이크로 광학 요소 쌍(400) 당 실질적으로 제1 가장자리 에지(410a)로부터 제2 가장자리 에지(410b)까지 연장된다.
Description
본 발명은, 자동차 헤드라이트용 투영 장치에 관한 것으로서, 이 경우 투영 장치는 주 방출 방향으로 하나 이상의 광 분포의 형태로 광을 매핑하도록 설계되어 있으며, 이때 투영 장치는 다음과 같은 부재들을 포함한다:
- 하나 이상의 광 입사 마이크로 광학 요소 어레이로서, 이 광 입사 마이크로 광학 요소 어레이는 투영 장치의 주 방출 방향에 직교하는 평면에 매트릭스 형태로 배열되어 있고 광 입사 면을 갖는 복수의 입사 마이크로 광학 요소를 구비하며, 이 경우 입사 마이크로 광학 요소는, 일 광원의 광선을 개별 광 입사 면을 통해 투영 장치 내로 결합하도록 설계되어 있으며,
- 하나 이상의 광 출사 마이크로 광학 요소 어레이로서, 이 광 출사 마이크로 광학 요소 어레이는 투영 장치의 주 방출 방향에 직교하는 평면에 매트릭스 형태로 배열되어 있고 광 출사 면을 갖는 복수의 출사 마이크로 광학 요소를 구비하며, 이 경우 출사 마이크로 광학 요소는, 투영 장치 내로 결합 된 광선을 개별 광 출사 면을 통해 투영 장치로부터 주 방출 방향의 방향으로 분리하도록 설계되어 있으며,
- 기판 층으로서, 이 기판 층 상에서는 하나 이상의 광 입사 마이크로 광학 요소 어레이가 기판 층의 제1 측에 배열되어 있고, 하나 이상의 광 출사 마이크로 광학 요소 어레이가 기판 층의 제1 측에 마주 놓여 있는 제2 측에 배열되어 있으며,
이 경우에는, 입사 마이크로 광학 요소 내로 결합 된 광선이 실질적으로 개별 입사 마이크로 광학 요소에 할당된 마이크로 출사 광학 요소에 의해 분리될 수 있음으로써, 광 입사 마이크로 광학 요소 어레이의 각각 하나의 입사 마이크로 광학 요소와 각각 정확하게 하나의 관련 출사 마이크로 광학 요소가 하나의 마이크로 광학 요소 쌍을 형성하며, 이때 입사 마이크로 광학 요소의 광 입사 면과 기판 층의 제1 측은 하나의 공통 표면 교차 선에서 제1 가장자리 에지를 형성하며, 그리고 이때 출사 마이크로 광학 요소의 광 출사 면과 기판 층의 제2 측은 하나의 공통 표면 교차 선에서 제2 가장자리 에지를 형성한다.
또한, 본 발명은, 자동차 헤드라이트용 광 모듈에 관한 것으로서, 이때 광 모듈을 다음과 같은 부재들을 포함한다:
- 광선을 방출하도록 설계된 2개 이상의 광원,
- 광원의 광선을 평행하게 정렬하도록 설계된 2개 이상의 콜리메이터로서, 이때 각각의 콜리메이터에는 각각 하나의 광원이 할당되어 있으며,
그리고 이 경우에는 각각 하나의 광원과 이 광원에 할당된 하나의 콜리메이터가 하나의 광 방출 쌍을 형성한다.
더욱이, 본 발명은, 본 발명에 따른 하나 이상의 투영 장치 및 본 발명에 따른 하나 이상의 광 모듈을 갖추 조명 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 본 발명에 따른 하나 이상의 조명 장치를 갖춘 자동차 헤드라이트와도 관련이 있다.
계속해서, 본 발명은, 본 발명에 따른 하나 이상의 투영 장치 또는 본 발명에 따른 하나 이상의 광 모듈을 갖춘 자동차 헤드라이트와도 관련이 있다.
"주 방출 방향"은, 투영 장치가 자체 지향성으로 인해 가장 강하거나 가장 많은 광을 방출하는 방향을 의미하는 것으로 이해되어야만 한다. 자동차를 위한 광 분포를 생성하기 위하여, 종래 기술에서는 다른 무엇보다 소위 "마이크로 렌즈 어레이" - 줄여서 MLA(Microlensarray) - 가 사용되고 있으며, 이 경우에는 광원이 MLA 앞에 접속되어 있다.
하지만, 광이 MLA 내로 결합 되는 경우에는, 광선이 인접한 렌즈로 넘어가는 광 교차 현상 또는 혼선 현상이 발생하고, 이와 같은 현상은 바람직하지 않은 미광을 야기하게 된다.
광을 MLA 내로 결합하기 위하여, 광원에 의해 방출되는 광선을 평행화하기 위해 콜리메이터가 사용되고, 이 콜리메이터는 비용 절감을 위해 종종 한 가지 재료로 이루어진 연속하는 콜리메이터 어레이로 제조되며, 이 경우에는 콜리메이터의 광이 인접한 콜리메이터 내로 넘어가는 유사한 혼선 효과가 발생하여 미광이 생성되거나 이로 인해 광선이 MLA의 원치 않는 렌즈 내로 결합하게 된다.
한 가지 재료로부터 제조된 연속하는 콜리메이터 어레이의 경우에는 통상적인 분리 웹을 설치하는 것이 불가능하며, 그 외의 경우에는 또 다른 작업 단계가 필요하고 이로 인해 비용도 증가하기 때문에, 다른 해결책이 발견되어야만 한다. 더욱이, 콜리메이터 사이에 있는 외부 분리 웹도 추가의 설치 공간을 필요로 하고, 이로 인해 콜리메이터의 유효성이 감소하게 된다.
본 발명의 과제는, 개선된 투영 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제는, 기판 층이 광을 투과시킬 수 있는 유리로부터 제조됨으로써 해결되며, 이 경우에는 하나의 마이크로 광학 요소 쌍 내에 결합 된 광선이 인접한 마이크로 광학 요소 쌍 내로 넘어가는 현상을 방지하기 위하여, 인접한 마이크로 광학 요소 쌍 사이에는 레이저 가공 방법을 이용해서 유리로부터 제조된 기판 층 내에 방해 구조물이 배열되어 있으며, 이때 이 방해 구조물은 실질적으로 기판 층의 제1 면으로부터 기판 층의 제2 면까지 연장된다.
방해 구조물이 각각의 마이크로 광학 요소 쌍마다 실질적으로 제1 가장자리 에지로부터 제2 가장자리 에지까지 연장되는 것이 제안될 수 있다.
광 입사 마이크로 광학 요소 어레이 및 광 출사 마이크로 광학 요소 어레이가 기판 층과 견고하게 연결되어 있는 것이 제안될 수 있다.
광 입사 마이크로 광학 요소 어레이, 광 출사 마이크로 광학 요소 어레이 및 기판 층이 광을 투과시킬 수 있는 유리로부터 일체형으로 제조되는 것이 제안될 수 있다.
방해 구조물이 미세 균열로서 형성되는 것이 제안될 수 있으며, 이 경우 바람직한 방식으로 미세 균열의 평균 길이는 50 내지 150 ㎛의 범위 안에 있는 크기를 갖는다.
방해 구조물이 복수의 구멍(hole)으로서 형성되는 것이 제안될 수 있으며, 이 경우 바람직한 방식으로 하나의 구멍은 최대 5 ㎛의 직경을 갖는다.
구멍이 광을 흡수하는 재료로 채워지는 것이 제안될 수 있다.
각각의 마이크로 광학 요소 쌍마다 방해 구조물이 실질적으로 제1 가장자리 에지로부터 최단 연결 상태로 제2 가장자리 에지까지 연장되고, 이 방해 구조물 전체가 실질적으로 원통형의 형상을 형성함으로써, 결과적으로 입사 마이크로 광학 요소 내로 결합하는 광선은 오로지 상응하는 마이크로 광학 요소 쌍의 출사 마이크로 광학 요소로부터만 분리된다.
각각의 마이크로 광학 요소 쌍마다 방해 구조물이 실질적으로 기판 층의 제1 측으로부터 제2 측까지 연장되고, 이 방해 구조물 전체가 실질적으로 정사각형, 직사각형 또는 육각형의 프리즘을 형성하거나 타원형의 실린더를 형성함으로써, 결과적으로 입사 마이크로 광학 요소 내로 결합하는 광선은 오로지 상응하는 마이크로 광학 요소 쌍의 출사 마이크로 광학 요소로부터만 분리된다.
개선된 광 모듈을 제공하는 것도 마찬가지로 본 발명의 과제이다.
상기 과제는, 콜리메이터가 연결 섹션을 통해 연속적으로 연결되어 하나의 콜리메이터 어레이를 형성함으로써 해결되며, 이 경우 콜리메이터는 일체형 콜리메이터 어레이로서 형성되었고 광을 투과시킬 수 있는 단 한 가지 재료로부터 제조되며, 그리고 이 경우 콜리메이터 어레이의 연결 섹션 내에서 인접한 콜리메이터 사이에는 광 구분을 위해 레이저 가공 방법을 이용하여 방해 구조물이 재료 내에 삽입되며, 이 방해 구조물은, 콜리메이터 내에 결합 된 광선이 바로 인접한 콜리메이터 내로 넘어가는 것을 방지하도록 설계되어 있다.
이와 같은 연결 섹션은 콜리메이터 어레이를 제조할 때에 한 가지 재료로부터 생성되고, 예를 들어 사출 성형 프로세스에서는 소위 연결부 또는 교차부이며, 이와 같은 연결 섹션에 의해서는 결합 될 광이 하나의 콜리메이터로부터 인접한 콜리메이터 내로 결합할 수 있다.
재료가 탄소를 함유하는 재료인 것이 제안될 수 있으며, 이 경우 방해 구조물은 탄화 층으로서 형성되어 있다.
콜리메이터 어레이가 폴리카보네이트로부터 제조되는 것이 제안될 수 있다.
광원이 발광 다이오드(LED)로서 형성되는 것인 제안될 수 있다.
LED가 개별적으로 트리거링 될 수 있고, 개별적으로 스위치-온 및 스위치 오프 될 수 있으며, 상호 독립적으로 디밍(dimming) 될 수 있는 것이 제안될 수 있다. 트리거링을 위해 광 모듈은 제어 장치를 포함할 수 있다.
개선된 조명 장치를 제공하는 것도 마찬가지로 본 발명의 과제이다.
상기 과제는, 본 발명에 따른 하나 이상의 투영 장치 및 본 발명에 따른 하나 이상의 광 모듈을 갖춘 조명 장치에 의해서 해결되며, 이 경우 투영 장치의 각각의 마이크로 광학 요소 쌍에는 광 모듈의 정확하게 하나의 발광 쌍이 할당되어 있으며, 이때 투영 장치 및 광 모듈은, 하나의 발광 쌍으로부터 방출되는 광선이 정확하게 투영 장치의 개별 발광 쌍에 할당된 마이크로 광학 요소 쌍 내로 결합할 수 있는 방식으로 서로에 대해 배열되어 있다.
상기 과제는, 또한 본 발명에 따른 하나 이상의 조명 장치를 갖춘 자동차 헤드라이트에 의해서도 해결된다.
상기 과제는, 또한 본 발명에 따른 하나 이상의 투영 장치 및 본 발명에 따른 하나 이상의 광 모듈을 갖춘 자동차 헤드라이트에 의해서도 해결된다.
이하에서, 본 발명은 예시적인 도면부를 참조하여 더욱 상세하게 설명된다. 도면부에서,
도 1a는 복수의 입사 마이크로 광학 요소를 포함하는 광 입사 마이크로 광학 요소 어레이 및 복수의 출사 마이크로 광학 요소를 포함하는 광 출사 마이크로 광학 요소 어레이를 갖는 기판 층으로 형성된 예시적인 투영 장치를 측면도로 도시하며, 이때 기판 층 내에는 레이저 가공 방법을 이용하여 방해 구조물이 배열되어 있으며,
도 1b는 도 1a의 투영 장치를 평면도로 도시하고,
도 2는 도 1a 및 도 1b의 투영 장치를 도시하며, 본 도면에는
각각 하나의 입사 마이크로 광학 요소 및 정확하게 하나의 출사 마이크로 광학 요소로 형성된 하나의 마이크로 광학 요소 쌍이 도시되어 있으며,
도 3은 투영 장치의 또 다른 일 예를 측면도로 도시하고,
도 4는 하나의 콜리메이터 어레이 및 복수의 광원을 포함하는 예시적인 광 모듈을 측면도로 도시하며, 그리고
도 5는 도 1a, 도 1b 및 도 2에 상응하는 투영 장치 및 도 4에 상응하는 광 모듈을 포함하는 예시적인 조명 장치를 도시한다.
도 1a는 복수의 입사 마이크로 광학 요소를 포함하는 광 입사 마이크로 광학 요소 어레이 및 복수의 출사 마이크로 광학 요소를 포함하는 광 출사 마이크로 광학 요소 어레이를 갖는 기판 층으로 형성된 예시적인 투영 장치를 측면도로 도시하며, 이때 기판 층 내에는 레이저 가공 방법을 이용하여 방해 구조물이 배열되어 있으며,
도 1b는 도 1a의 투영 장치를 평면도로 도시하고,
도 2는 도 1a 및 도 1b의 투영 장치를 도시하며, 본 도면에는
각각 하나의 입사 마이크로 광학 요소 및 정확하게 하나의 출사 마이크로 광학 요소로 형성된 하나의 마이크로 광학 요소 쌍이 도시되어 있으며,
도 3은 투영 장치의 또 다른 일 예를 측면도로 도시하고,
도 4는 하나의 콜리메이터 어레이 및 복수의 광원을 포함하는 예시적인 광 모듈을 측면도로 도시하며, 그리고
도 5는 도 1a, 도 1b 및 도 2에 상응하는 투영 장치 및 도 4에 상응하는 광 모듈을 포함하는 예시적인 조명 장치를 도시한다.
도 1a 및 도 1b는, 자동차 헤드라이트용의 예시적인 투영 장치(10)를 보여주며, 이때 투영 장치(10)는 주 방출 방향(X)으로 하나 이상의 광 분포의 형태로 자동차 앞의 영역에서 광을 매핑하도록 설계되어 있다.
도시된 예에서, 투영 장치(10)는 광 입사 마이크로 광학 요소 어레이(100)를 포함하며, 이 광 입사 마이크로 광학 요소 어레이는 투영 장치(10)의 주 방출 방향(X)에 직교하는 평면에 매트릭스 형태로 배열되어 있고 광 입사 면(111)을 갖는 복수의 입사 마이크로 광학 요소(110)를 구비하며, 이 경우 입사 마이크로 광학 요소(100)는, 일 광원의 광선을 개별 광 입사 면(111)을 통해 투영 장치(10) 내로 결합하도록 설계되어 있다.
투영 장치(10)는 광 출사 마이크로 광학 요소 어레이(200)를 더 포함하며, 이 광 출사 마이크로 광학 요소 어레이는 투영 장치(10)의 주 방출 방향(X)에 직교하는 평면에 매트릭스 형태로 배열되어 있고 광 출사 면(211)을 갖는 복수의 출사 마이크로 광학 요소(210)를 구비하며, 이 경우 출사 마이크로 광학 요소(210)는, 투영 장치(10) 내로 결합 된 광선을 개별 광 출사 면(211)을 통해 투영 장치(10)로부터 주 방출 방향(X)의 방향으로 분리하도록 설계되어 있다.
또한, 투영 장치(10)는 기판 층(300)을 포함하며, 이 기판 층 상에서는 광 입사 마이크로 광학 요소 어레이(100)가 기판 층(300)의 제1 측(310)에 배열되어 있고, 광 출사 마이크로 광학 요소 어레이(200)가 기판 층(300)의 제1 측(310)에 마주 놓여 있는 제2 측(320)에 배열되어 있다. 이때, 광 입사 마이크로 광학 요소 어레이(100) 및 광 출사 마이크로 광학 요소 어레이(200)는 광을 투과시킬 수 있는 아크릴레이트로부터 제조된다.
이 경우에는, 입사 마이크로 광학 요소(110) 내로 결합 된 광선이 실질적으로 개별 입사 마이크로 광학 요소(110)에 할당된 마이크로 출사 광학 요소(210)에 의해 분리될 수 있음으로써, 광 입사 마이크로 광학 요소 어레이(100)의 각각 하나의 입사 마이크로 광학 요소(110)와 각각 정확하게 하나의 관련 출사 마이크로 광학 요소(210)가 하나의 마이크로 광학 요소 쌍(400)을 형성하며, 이와 같은 상황은 도 2에 실례로 도시되어 있다.
또한, 입사 마이크로 광학 요소(100)의 광 입사 면(111)과 기판 층(300)의 제1 측(310)은 하나의 공통 표면 교차 선에서 제1 가장자리 에지(410a)를 형성하며, 이때 출사 마이크로 광학 요소(210)의 광 출사 면(211)과 기판 층(300)의 제2 측(320)은 하나의 공통 표면 교차 선에서 제2 가장자리 에지(410b)를 형성하며, 이와 같은 상황은 도 1a 및 1b에서 볼 수 있다.
인접한 마이크로 광학 요소 쌍(400) 사이에는, 하나의 마이크로 광학 요소 쌍(400) 내에 결합 된 광선이 인접한 하나의 마이크로 광학 요소 쌍(400) 내로 넘어가는 것을 방지하기 위하여, 레이저 가공 방법에 의해 유리로부터 제조된 기판 층(300) 내에 방해 구조물(500)이 배열되어 있으며, 이때 방해 구조물은 실질적으로 각각의 마이크로 광학 요소 쌍(400)마다 제1 가장자리 에지(410a)로부터 최단 연결 상태로 제2 가장자리 에지(410b)까지 연장되고, 이 방해 구조물 전체가 실질적으로 원통형의 형상을 형성함으로써, 결과적으로 입사 마이크로 광학 요소(110) 내로 결합하는 광선은 오로지 상응하는 마이크로 광학 요소 쌍(400)의 출사 마이크로 광학 요소(210)로부터만 분리된다. 이때, 원통형 형상은 도 1b와 조합하여 도 1에서 알 수 있다.
방해 구조물(500)의 배열 상태의 또 다른 일 예가 도 3에 도시되어 있으며, 이 경우 출사 마이크로 광학 요소(210)는 주 방출 방향(X)에 대해 직교 방식으로 이동되어 있다.
방해 구조물(500)은 미세 균열로서 형성될 수 있으며, 이 경우 미세 균열의 평균 길이는 50 내지 150 ㎛의 범위 안에 있는 크기를 갖는다. 또한, 방해 구조물(500)은 복수의 구멍으로서 형성될 수 있으며, 이 경우 하나의 구멍은 최대 5 ㎛의 직경을 갖고, 구멍은 광을 흡수하는 재료로 채워져 있다.
도 4는, 자동차 헤드라이트용의 예시적인 광 모듈(20)을 보여주며, 이 경우 광 모듈(20)은 광선을 방출하도록 설계된 복수의 광원(600)을 포함한다.
또한, 광 모듈(20)은 광원(600)의 광선을 평행하게 정렬하도록 설계된 복수의 콜리메이터(700)를 포함하며, 이 경우 각각의 콜리메이터(700)에는 각각 하나의 광원(600)이 할당되어 있으며, 그리고 이 경우에는 각각 하나의 광원(600) 및 이 광원(600)에 할당된 하나의 콜리메이터(700)가 하나의 발광 쌍(800)을 형성하며, 이와 같은 상황은 도 4에 도시된 점선 직사각형에 의해서 인식 가능하게 된다.
콜리메이터(700)는 연결 섹션(710)을 통해 연속적으로 연결되어 하나의 콜리메이터 어레이(700a)를 형성하며, 이 경우 콜리메이터(700)는 일체형 콜리메이터 어레이(700a)로서 형성되었고 광을 투과시킬 수 있는 단 한 가지 재료로부터 제조되었다. 각각의 도면에서 알 수 없더라도, 콜리메이터 어레이(700a)는 예를 들어 도 1b에서 알 수 있는 바와 같이 마이크로 광학 요소 어레이와 유사하게 행 및 열로 세분되어 있다.
콜리메이터 어레이(700a)의 연결 섹션(710) 내에서 인접한 콜리메이터(700) 사이에는 광 구분을 위해 레이저 가공 방법을 이용하여 각각 하나의 방해 구조물(900)이 재료 내에 삽입되어 있으며, 이 방해 구조물(900)은, 콜리메이터(700) 내에 결합 된 광선이 바로 인접한 콜리메이터(700) 내로 넘어가는 것을 방지하도록 설계되어 있다. 광을 투과시킬 수 있는 재료는 탄소를 함유하는 재료인데, 도시된 예에서는 폴리카보네이트이다. 이때, 방해 구조물(900)은 탄화 층으로서 형성되어 있다.
도 5는, 자동차 헤드라이트용의 예시적인 조명 장치(30)를 보여주며, 이때 조명 장치(30)는 도 4에 도시된 예에 따른 광 모듈(20) 및 도 1a, 도 1b 및 도 2에 도시된 예에 따른 투영 장치(10)를 포함한다.
이때, 조명 장치(30)의 투영 장치(10)의 각각의 마이크로 광학 요소 쌍(400)에는 광 모듈(20)의 정확하게 하나의 발광 쌍(800)이 할당되어 있으며, 이 경우 투영 장치(10) 및 광 모듈(20)은, 하나의 발광 쌍(800)으로부터 방출되는 광선이 정확하게 투영 장치(10)의 개별 발광 쌍(800)에 할당된 마이크로 광학 요소 쌍(400) 내로 결합할 수 있는 방식으로 서로에 대해 배열되어 있다.
Claims (14)
- 자동차 헤드라이트용 투영 장치(10)로서, 이때 상기 투영 장치(10)는 주 방출 방향(X)으로 하나 이상의 광 분포의 형태로 광을 매핑하도록 설계되어 있으며, 이때 상기 투영 장치(10)는 다음과 같은 부재들, 즉
- 하나 이상의 광 입사 마이크로 광학 요소 어레이(100)를 포함하며, 상기 광 입사 마이크로 광학 요소 어레이는 투영 장치(10)의 주 방출 방향(X)에 직교하는 평면에 매트릭스 형태로 배열되어 있고 광 입사 면(111)을 갖는 복수의 입사 마이크로 광학 요소(110)를 구비하며, 이때 상기 입사 마이크로 광학 요소(100)는, 일 광원의 광선을 개별 광 입사 면(111)을 통해 투영 장치(10) 내로 결합하도록 설계되어 있으며,
- 하나 이상의 광 출사 마이크로 광학 요소 어레이(200)를 포함하며, 상기 광 출사 마이크로 광학 요소 어레이는 투영 장치(10)의 주 방출 방향(X)에 직교하는 평면에 매트릭스 형태로 배열되어 있고 광 출사 면(211)을 갖는 복수의 출사 마이크로 광학 요소(210)를 구비하며, 이때 상기 출사 마이크로 광학 요소(210)는, 투영 장치(10) 내로 결합 된 광선을 개별 광 출사 면(211)을 통해 투영 장치(10)로부터 주 방출 방향(X)의 방향으로 분리하도록 설계되어 있으며,
- 기판 층(300)을 포함하며, 상기 기판 층 상에서는 상기 하나 이상의 광 입사 마이크로 광학 요소 어레이(100)가 기판 층(300)의 제1 측(310)에 배열되어 있고, 상기 하나 이상의 광 출사 마이크로 광학 요소 어레이(200)가 기판 층(300)의 제1 측(310)에 마주 놓여 있는 제2 측(320)에 배열되어 있으며,
이 경우에는, 하나의 입사 마이크로 광학 요소(110) 내로 결합 된 광선이 실질적으로 개별 입사 마이크로 광학 요소(110)에 할당된 마이크로 출사 광학 요소(210)에 의해 분리될 수 있음으로써, 광 입사 마이크로 광학 요소 어레이(100)의 각각 하나의 입사 마이크로 광학 요소(110)와 광 출사 마이크로 광학 요소 어레이(200)의 각각 정확하게 하나의 관련 출사 마이크로 광학 요소(210)가 하나의 마이크로 광학 요소 쌍(400)을 형성하며, 이때 상기 입사 마이크로 광학 요소(110)의 광 입사 면(111)과 상기 기판 층(300)의 제1 측(310)은 하나의 공통 표면 교차 선에서 제1 가장자리 에지(410a)를 형성하며, 그리고 이때 상기 출사 마이크로 광학 요소(210)의 광 출사 면(211)과 상기 기판 층(300)의 제2 측(320)은 하나의 공통 표면 교차 선에서 제2 가장자리 에지(410b)를 형성하는, 자동차 헤드라이트용 투영 장치(10)에 있어서,
상기 기판 층(300)은 광을 투과시키는 유리로부터 제조되며, 이 경우 인접한 마이크로 광학 요소 쌍(400) 사이에는, 하나의 마이크로 광학 요소 쌍(400) 내에 결합 된 광선이 인접한 하나의 마이크로 광학 요소 쌍(400) 내로 넘어가는 것을 방지하기 위하여, 레이저 가공 방법에 의해 유리로부터 제조된 기판 층(300) 내에 방해 구조물(500)이 배열되어 있으며, 이때 상기 방해 구조물(500)은 실질적으로 기판 층(300)의 제1 측(310)으로부터 기판 층(300)의 제2 측(320)까지 연장되는 것을 특징으로 하는, 자동차 헤드라이트용 투영 장치(10). - 제1항에 있어서, 상기 방해 구조물(500)이 실질적으로 각각의 마이크로 광학 요소 쌍(400)마다 제1 가장자리 에지(410a)로부터 제2 가장자리 에지(410b)까지 연장되는 것을 특징으로 하는, 투영 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광 입사 마이크로 광학 요소 어레이(100) 및 상기 광 출사 마이크로 광학 요소 어레이(200)가 기판 층(300)과 견고하게 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 투영 장치.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 입사 마이크로 광학 요소 어레이(100) 및 상기 광 출사 마이크로 광학 요소 어레이(200)가 광을 투과시킬 수 있는 아크릴레이트로부터 제조되어 있는 것을 특징으로 하는, 투영 장치.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방해 구조물(500)이 미세 균열로서 형성되어 있으며, 이때 바람직한 방식으로 미세 균열의 평균 길이는 50 내지 150 ㎛의 범위 안에 있는 크기를 갖는 것을 특징으로 하는, 투영 장치.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방해 구조물(500)이 복수의 구멍으로서 형성되어 있으며, 이때 바람직한 방식으로 하나의 구멍은 최대 5 ㎛의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는, 투영 장치.
- 제6항에 있어서, 상기 구멍이 광을 흡수하는 재료로 채워져 있는 것을 특징으로 하는, 투영 장치.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 마이크로 광학 요소 쌍(400)마다 상기 방해 구조물(500)이 제1 가장자리 에지(410a)로부터 최단 연결 상태로 제2 가장자리 에지(410b)까지 연장되고, 상기 방해 구조물 전체가 실질적으로 원통형의 형상을 형성함으로써, 결과적으로 입사 마이크로 광학 요소(110) 내로 결합하는 광선은 오로지 상응하는 마이크로 광학 요소 쌍(400)의 출사 마이크로 광학 요소(210)로부터만 분리되는 것을 특징으로 하는, 투영 장치.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 마이크로 광학 요소 쌍(400)마다 상기 방해 구조물(500)이 실질적으로 기판 층(300)의 제1 측(310)으로부터 제2 측(320)까지 연장되고, 상기 방해 구조물 전체가 실질적으로 정사각형, 직사각형 또는 육각형의 프리즘을 형성함으로써, 결과적으로 입사 마이크로 광학 요소(110) 내로 결합하는 광선은 오로지 상응하는 마이크로 광학 요소 쌍(400)의 출사 마이크로 광학 요소(210)로부터만 분리되는 것을 특징으로 하는, 투영 장치.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 투영 장치(10) 및 하나 이상의 광 모듈(20)을 포함하는, 자동차 헤드라이트용 조명 장치(30)로서, 이때 상기 광 모듈(20)은 다음과 같은 부재들, 즉
- 광선을 방출하도록 설계된 2개 이상의 광원(600)을 포함하고,
- 상기 광원(600)의 광선을 평행하게 정렬하도록 설계된 2개 이상의 콜리메이터(700)를 포함하며, 이때 각각의 콜리메이터(700)에는 각각 하나의 광원(600)이 할당되어 있으며,
그리고 이 경우에는 각각 하나의 광원(600) 및 상기 광원(600)에 할당된 하나의 콜리메이터(700)가 하나의 발광 쌍(800)을 형성하며, 이때 상기 콜리메이터(700)는 연결 섹션(710)을 통해 연속적으로 연결되어 하나의 콜리메이터 어레이(700a)를 형성하며, 이 경우 콜리메이터(700)는 일체형 콜리메이터 어레이(700a)로서 형성되었고 광을 투과시킬 수 있는 단 한 가지 재료로부터 제조되었으며, 그리고 이 경우 상기 콜리메이터 어레이(700a)의 연결 섹션(710) 내에서 인접한 콜리메이터(700) 사이에는 광 구분을 위해 레이저 가공 방법을 이용하여 방해 구조물(900)이 재료 내에 삽입되어 있으며, 상기 방해 구조물(900)은, 콜리메이터(700) 내에 결합 된 광선이 바로 인접한 콜리메이터(700) 내로 넘어가는 것을 방지하도록 설계되어 있으며,
그리고 이 경우 상기 투영 장치(10)의 각각의 마이크로 광학 요소 쌍(400)에는 상기 광 모듈(20)의 정확하게 하나의 발광 쌍(800)이 할당되어 있으며, 이때 상기 투영 장치(10) 및 상기 광 모듈(20)은, 하나의 발광 쌍(800)으로부터 방출되는 광선이 정확하게 투영 장치(10)의 개별 발광 쌍(800)에 할당된 마이크로 광학 요소 쌍(400) 내로 결합할 수 있는 방식으로 서로에 대해 배열되어 있는, 자동차 헤드라이트용 조명 장치(30). - 제10항에 있어서, 상기 광 모듈(20)의 콜리메이터의 재료가 탄소를 함유하는 재료이며, 이 경우 상기 방해 구조물(900)은 탄화 층으로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 조명 장치.
- 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 콜리메이터 어레이(700a)가 폴리카보네이트로부터 제조되어 있는 것을 특징으로 하는, 조명 장치.
- 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 조명 장치(30)를 갖춘, 자동차 헤드라이트.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 투영 장치(10)를 갖춘, 자동차 헤드라이트.
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