WO2020045699A1 - 반도체 발광 소자를 이용한 차량용 램프 - Google Patents

반도체 발광 소자를 이용한 차량용 램프 Download PDF

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light source
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윤신우
윤상호
조한규
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제트카베 그룹 게엠베하
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    • F21W2103/20—Direction indicator lights

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle lamp using a semiconductor light emitting element.
  • the vehicle is equipped with various vehicle lamps having an illumination function and a signal function.
  • halogen lamps or gas discharge lamps have been mainly used, but in recent years, light emitting diodes (LEDs) have attracted attention as light sources of vehicle lamps.
  • LEDs light emitting diodes
  • a light emitting diode itself, not a package, is a semiconductor light emitting device that converts current into light, and is being developed as a light source for display images of electronic devices including information communication devices.
  • the present invention provides a vehicle lamp comprising a light source of the surface form.
  • the light source unit has a planar shape, and includes a plurality of planar parts disposed on different planes, a plurality of planar parts connected to two different planar parts, and a plurality of bent parts formed in a bent shape, with one bending part interposed therebetween.
  • Each of the two planar parts arranged is disposed at one end and the other end of the bending part, and two bending parts arranged with one plane part interposed therebetween bend in different directions, and a part of the light source part is a light emitting area in which light is emitted.
  • the remaining area is characterized in that consisting of a non-light emitting area in which no light is emitted.
  • the bending parts may be formed of a non-light emitting area.
  • some regions of the planar portions may be non-light emitting regions.
  • planar parts may have an angle between two adjacent planar parts less than 90 degrees.
  • any one of the two planar portions disposed at an angle of less than 90 degrees may be made of a non-light emitting area.
  • an angle between two adjacent planar parts may be greater than 90 degrees.
  • each of the two planar parts disposed at an angle exceeding 90 degrees may be formed as a light emitting area.
  • the present invention provides a light condensing apparatus comprising: a first condensing region condensing light at a first focal length;
  • the light emitting device may further include a light collecting part including a second light collecting area for condensing light at a second focus distance different from the first focusing distance, and disposed to overlap the light source part.
  • the plurality of bending parts may be arranged side by side in one direction.
  • the first and second condensing regions may be arranged side by side in a direction perpendicular to the one direction.
  • the first and second condensing regions may be arranged side by side along the one direction.
  • the present disclosure may further include a controller configured to receive a control command generated while driving the vehicle and selectively turn on the planar parts based on the control command.
  • the controller may sequentially light the at least some planar parts in one direction until all of the at least some planar parts are turned on while all at least some planar parts of the planar parts are blinking.
  • the time interval may be 115 to 195 ms from when one of the at least some planar portions is turned on until all of the at least some planar portions are turned on.
  • the structure of the lamp can be simplified.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of a vehicle lamp using the semiconductor light emitting device of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a flip chip type semiconductor light emitting device.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a vertical semiconductor light emitting device.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a lamp according to the present invention.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating planar portions having different areas.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating bending parts bent at different angles.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating a planar part including a non-light emitting area.
  • FIG 8 and 9 are conceptual views illustrating a lamp including a light collecting unit.
  • Vehicle lamps described herein may include headlights (headlamps), taillights, vehicle lights, fog lights, turn signals, brake lights, emergency lights, reversing lights (tail lamps), and the like. However, it will be apparent to those skilled in the art that the configuration according to the embodiments described herein may be applied to a device capable of displaying even a new product form developed later.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of a vehicle lamp using the semiconductor light emitting device of the present invention.
  • the vehicle lamp 10 includes a frame 11 fixed to a vehicle body and a light source unit 12 installed on the frame 11.
  • the frame 11 is connected to a wiring line for supplying power to the light source 12, and the frame 11 may be directly fastened to the vehicle body or fixed through a bracket. According to the illustration, a lens unit may be provided to more diffuse and clarify the light emitted from the light source unit 12.
  • the light source unit 12 may be a flexible light source unit that can be bent, twisted, folded, or rolled, which can be bent by an external force.
  • the light source unit 12 In a state where the light source unit 12 is not bent (for example, a state having an infinite curvature radius, hereinafter referred to as a first state), the light source unit 12 becomes a plane. In the first state bent by an external force (for example, a state having a finite radius of curvature, hereinafter referred to as a second state), the flexible light source unit may be a curved surface at least partially bent or curved.
  • the pixel of the light source unit 12 may be implemented by a semiconductor light emitting device.
  • a light emitting diode LED
  • the light emitting diode is formed in a small size, thereby enabling it to serve as a pixel even in the second state.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a flip chip type semiconductor light emitting device
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a vertical semiconductor light emitting device.
  • the semiconductor light emitting device 150 Since the semiconductor light emitting device 150 has excellent brightness, individual unit pixels may be configured with a small size.
  • the size of the individual semiconductor light emitting device 150 may be 80 ⁇ m or less in length of one side, and may be a rectangular or square device.
  • the area of the single semiconductor light emitting device may have a range of 10-10 to 10-5 m 2
  • the spacing between the light emitting devices may have a range of 100 ⁇ m to 10 mm.
  • the semiconductor light emitting device 150 may be a flip chip type light emitting device.
  • the semiconductor light emitting device may include a p-type electrode 156, a p-type semiconductor layer 155 on which the p-type electrode 156 is formed, an active layer 154 formed on the p-type semiconductor layer 155, and an active layer ( The n-type semiconductor layer 153 formed on the 154 and the n-type electrode 152 spaced apart from the p-type electrode 156 in the horizontal direction on the n-type semiconductor layer 153.
  • the semiconductor light emitting device 250 may have a vertical structure.
  • the vertical semiconductor light emitting device includes a p-type electrode 256, a p-type semiconductor layer 255 formed on the p-type electrode 256, and an active layer 254 formed on the p-type semiconductor layer 255. ), An n-type semiconductor layer 253 formed on the active layer 254, and an n-type electrode 252 formed on the n-type semiconductor layer 253.
  • the plurality of semiconductor light emitting devices 250 constitute an array of light emitting devices, and an insulating layer is formed between the plurality of semiconductor light emitting devices 250.
  • the present invention is not necessarily limited thereto, and a structure in which the adhesive layer fills all of the semiconductor light emitting devices without the insulating layer is also possible.
  • the insulating layer may be a transparent insulating layer including silicon oxide (SiOx) or the like.
  • the insulating layer has a structure for preventing a short between the electrodes and has a high insulating property and low light absorption of polymers such as epoxy or methyl, phenyl-based silicon, or inorganic materials such as SiN and Al 2 O 3 . Can be used.
  • the present invention is not limited to the above-described semiconductor light emitting device, and may be implemented through various semiconductor light emitting devices.
  • the lamp according to the present invention may comprise an organic light emitting diode.
  • the lamp according to the invention implements a three-dimensional lighting pattern without additional structures.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a lamp according to the present invention.
  • the lamp according to the invention comprises a light source in the form of a surface.
  • a plurality of light sources may be disposed on one surface of the light source unit.
  • the light source may appear to emit light as one surface. That is, the light source unit itself is not made of one surface light source, but is viewed in the form of a surface.
  • Some regions of the light source unit may include light emitting regions in which light is emitted, and other regions may be non-light emitting regions in which light is not emitted. Since no light source is disposed in the non-light emitting area, components for applying current or voltage to a light source such as a wire electrode may be disposed.
  • the non-light emitting area since the light source is not disposed in the non-light emitting area, there is no fear that the light source may be damaged even if an external force is applied.
  • the non-light emitting area may be modified in various forms. This will be described later.
  • the present invention implements a three-dimensional illumination pattern using the light source of the surface form.
  • the light source unit is formed in at least a portion bent.
  • the light source unit includes a plurality of planar parts disposed on different planes.
  • the planar portion may be largely classified into two types.
  • the planar part may include a first planar part 310 disposed toward the outside and a second planar part 320 disposed obliquely to the direction toward the outside.
  • the direction toward the outside means a direction in which light is emitted from the lamp.
  • the amount of light emitted from the first plane portion 310 determines the amount of light of the lamp.
  • the amount of light of the second plane portion 320 to the light amount of the lamp The impact is relatively small.
  • the second plane portion 320 is viewed at an angle different from that of the first plane portion, the second plane portion 320 serves to allow the lamp to be viewed in three-dimensional illumination.
  • the bending portion 330 is formed in a curved shape. Since the bending parts 330 are disposed between two different planar parts 310 and 320, when there are more than two planar parts, there may be a plurality of bending parts 330.
  • the two different planar portions 310 and 320 are disposed at one end and the other end of the bending part 330 with one bending part 330 interposed therebetween.
  • the light source unit 300 when the light source unit 300 is bent in a plurality of times, the light source unit 300 may be alternately folded in the opposite direction. According to this structure, the two bending parts arranged with one flat part interposed therebetween have the structure bent in a different direction.
  • the light source unit 300 having a planar shape may have a stepped structure.
  • the bending parts 330 may be formed as non-light emitting regions.
  • a plurality of light sources are arranged at regular intervals in the planar light source unit.
  • the distance between the light sources may be narrowed or widened.
  • a short may occur between the light sources.
  • the light source unit should be bent only in a direction away from each other.
  • the bending part 330 may be formed as a non-light emitting area so that the light source part may be bent regardless of the direction. Since the light source is not disposed in the non-light emitting area, the short between the light sources due to the bending of the light source unit can be prevented.
  • the lamp according to the invention comprises a plurality of planar portions. Since each of the planar parts is disposed on different planes, when light is emitted from each of the planar parts, a three-dimensional illumination pattern may be formed. Through this, the present invention can implement a three-dimensional illumination pattern using only a light source in the form of a plane, without using a separate optical device.
  • Each of the planar parts included in the light source unit according to the present invention may have a different area.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating planar portions having different areas.
  • Each of the planar parts 310a to 310d included in the light source part may have a different area.
  • the above-described first plane parts may be formed in different areas.
  • an area of each of the plurality of planar portions 310a to 310d may decrease along one direction.
  • an illumination pattern may be formed in which the emission area is reduced in one direction.
  • the present invention may vary the area of the planar parts by adjusting the position at which the bending part 330 is formed. Through this, the present invention allows various lighting patterns to be implemented.
  • each of the bending parts included in the light source unit according to the present invention may be bent at different angles.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating bending parts bent at different angles.
  • At least some of the planar portions may have an angle greater than 90 degrees between two adjacent planar portions. That is, the bending part 330a may be bent at an obtuse angle.
  • One of the two adjacent planar portions is an outwardly directed first plane portion and the other is a second plane portion.
  • the first and second plane portions should be disposed at an angle exceeding 90 degrees. As the angle between the first and second planar portions is increased, the area of the second planar portion exposed to the outside increases.
  • the second plane portion may be formed as a light emitting area.
  • the first and second plane portions are formed at an obtuse angle with each other, and light is emitted from the second plane portion, thereby increasing the amount of light of the lamp.
  • the angle between the two adjacent planar portions may be less than 90 degrees. That is, the bending part 330b may be bent at an acute angle.
  • the second plane portions are not exposed to the outside. Thus, most of the light emitted from the second plane portion is not emitted to the outside.
  • the second plane portion may be formed as a non-light emitting area.
  • the present invention implements a three-dimensional illumination pattern by changing the bending angle of the light source unit.
  • a part of the plane portion included in the light source unit according to the present invention may be made of a non-light emitting area.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating a planar part including a non-light emitting area.
  • each of the planar portions light is emitted and emitted to the outside.
  • the planar portions are disposed facing the outside.
  • a portion of the planar portion may be formed of a light emitting region 311 and a portion of the planar portion may be formed of a non-light emitting region 312.
  • the non-light emitting area 312 formed in the planar portion may be viewed as an edge of the lamp. This can give a variety of lamp designs.
  • the lamp according to the present invention may include a light collecting part.
  • FIG 8 and 9 are conceptual views illustrating a lamp including a light collecting unit.
  • the lamp according to the present invention includes a first condensing region for condensing light at a first focal length and a second condensing region for condensing light at a second focal length different from the first focal length, and is disposed to overlap with the light source unit.
  • the light collecting unit 400 may further include.
  • a three-dimensional illumination pattern may be formed. By utilizing this, it is possible to give an additional three-dimensional effect to the surface light unit.
  • the light collecting area may be arranged in two different ways.
  • the plurality of condensing regions 401 to 404 may be disposed along a direction perpendicular to the one direction.
  • the bending parts When the bending parts are arranged side by side along the one direction, only a three-dimensional illumination pattern in one direction may be formed, and a three-dimensional illumination pattern may not be formed in a direction perpendicular to the one direction.
  • the condensing regions may be arranged side by side in a direction perpendicular to the direction in which the bending part is disposed so that a three-dimensional illumination pattern may be formed in the direction perpendicular to the one direction.
  • the present invention implements a three-dimensional illumination pattern in one direction through the bent surface light source, and implements a three-dimensional illumination pattern in a direction perpendicular to the one direction through the light collecting areas.
  • the plurality of light collecting regions 401 to 404 may be arranged side by side in the one direction.
  • the condensing regions 401 to 404 are arranged side by side in the one direction, a three-dimensional feeling in the one direction may be enhanced.
  • the present invention can enhance the three-dimensional feeling of the lamp.
  • the present invention may further include a control unit for receiving a control command generated while driving the vehicle, and selectively turns on the planar portion based on the control command.
  • control command may be generated by a sensing result of the sensing unit disposed in the vehicle or by a user input applied through the interface unit.
  • the sensing unit may sense a state of the vehicle.
  • the sensing unit may include a posture sensor (eg, a yaw sensor, a roll sensor, a pitch sensor), a collision sensor, a wheel sensor, a speed sensor, an inclination sensor, and a weight sensor.
  • Sensor vehicle interior temperature sensor, vehicle interior humidity sensor, ultrasonic sensor, illuminance sensor, accelerator pedal position sensor, brake pedal position sensor, and the like.
  • the sensing unit includes vehicle attitude information, vehicle collision information, vehicle direction information, vehicle position information (GPS information), vehicle angle information, vehicle speed information, vehicle acceleration information, vehicle tilt information, vehicle forward / reverse information, battery information, fuel information
  • the sensing signal may be obtained such as tire information, vehicle lamp information, vehicle internal temperature information, vehicle internal humidity information, steering wheel rotation angle, vehicle external illumination, pressure applied to the accelerator pedal, pressure applied to the brake pedal, and the like.
  • the sensing unit may include an accelerator pedal sensor, a pressure sensor, an engine speed sensor, an air flow sensor (AFS), an intake temperature sensor (ATS), a water temperature sensor (WTS), a throttle position sensor (TPS), It may further include a TDC sensor, a crank angle sensor (CAS), and the like.
  • AFS air flow sensor
  • ATS intake temperature sensor
  • WTS water temperature sensor
  • TPS throttle position sensor
  • TDC crank angle sensor
  • the interface unit may serve as a path to various types of external devices connected to the vehicle.
  • the interface unit may include a port that can be connected to the mobile terminal, and can be connected to the mobile terminal through the port.
  • the interface unit may exchange data with the mobile terminal.
  • the controller disposed in the vehicle may generate a control command for controlling the lamp based on a sensing result of the sensing unit or a user input applied through the interface unit.
  • the controller disposed in the lamp may receive the control command and change the lighting pattern corresponding to the vehicle taillight into the lighting pattern corresponding to the direction indicator.
  • the controller may turn on at least some of the flat parts disposed in the lamp to implement a vehicle tail.
  • the control unit blinks at least some of the planar portions, and the at least some planar portions are turned on while all of the at least some planar portions are flashing, until the at least some planar portions are turned on.
  • Some planar parts are sequentially turned on in one direction. Accordingly, the direction indicator can be implemented.
  • the time interval may be 115 to 195 ms from when one of the at least some planar parts is turned on until all of the at least some planar parts are turned on.

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Abstract

본 발명은 반도체 발광 소자를 이용한 차량용 램프에 관한 것이다. 본 발명은 면 형태의 광원부를 포함하는 차량용 램프를 제공한다. 상기 광원부는 면 형상으로 이루어지며, 서로 다른 평면에 배치되는 복수의 평면부들, 서로 다른 두 개의 평면부를 연결하고, 굽어진 형태로 형성되는 복수의 벤딩부들을 포함하고, 하나의 벤딩부를 사이에 두고 배치된 두 개의 평면부 각각은 벤딩부의 일단 및 타단에 배치되고, 하나의 평면부를 사이에 두고 배치된 두 개의 벤딩부는 서로 다른 방향으로 굽어지며, 상기 광원부의 일부 영역은 빛이 발광되는 발광영역으로 이루어지고, 나머지 영역은 빛이 발광되지 않는 비발광영역으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 발광 소자를 이용한 차량용 램프
본 발명은 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 입체적인 조명 패턴을 구현할 수 있는 램프의 구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 면 형태의 광원부를 포함하는 차량용 램프를 제공한다. 상기 광원부는 면 형상으로 이루어지며, 서로 다른 평면에 배치되는 복수의 평면부들, 서로 다른 두 개의 평면부를 연결하고, 굽어진 형태로 형성되는 복수의 벤딩부들을 포함하고, 하나의 벤딩부를 사이에 두고 배치된 두 개의 평면부 각각은 벤딩부의 일단 및 타단에 배치되고, 하나의 평면부를 사이에 두고 배치된 두 개의 벤딩부는 서로 다른 방향으로 굽어지며, 상기 광원부의 일부 영역은 빛이 발광되는 발광영역으로 이루어지고, 나머지 영역은 빛이 발광되지 않는 비발광영역으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 벤딩부들은 비발광영역으로 이루어질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 평면부들의 일부 영역은 비발광영역으로 이루어질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 평면부들 중 적어도 일부 평면부들은 인접한 두 평면부 간 각도가 90도 미만일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 90도 미만의 각도로 배치되는 두 평면부들 중 어느 하나는 비발광영역으로 이루어질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 평면부들 중 적어도 일부 평면부들은 인접한 두 평면부 간 각도가 90도를 초과할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 90도를 초과하는 각도로 배치되는 두 평면부들 각각은 적어도 일부가 발광영역으로 이루어질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 본 발명은 제1초점거리로 빛을 집광시키는 제1집광영역 및
상기 제1초점거리와 다른 제2초점거리로 빛을 집광시키는 제2집광영역을 구비하고, 상기 광원부와 오버랩되도록 배치되는 집광부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 복수의 벤딩부들은 일방향을 따라 나란하게 배치될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 및 제2집광영역은 상기 일방향에 수직한 방향을 따라 나란하게 배치될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 및 제2집광영역은 상기 일방향을 따라 나란하게 배치될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 본 발명은 차량 주행 중 생성된 제어 명령을 수신하고 상기 제어 명령에 근거하여 상기 평면부들을 선택적으로 점등시키는 제어부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는 상기 평면부들 중 적어도 일부 평면부가 모두 점멸된 상태에서 상기 적어도 일부 평면부가 모두 점등될때까지, 상기 적어도 일부 평면부를 일방향을 따라 순차적으로 점등시킬 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 적어도 일부 평면부 중 어느 하나가 점등된 시점부터 상기 적어도 일부 평면부가 모두 점등될 때까지 시간 간격은 115 내지 195ms일 수 있다.
본 발명에 따르면, 입체적인 조명 패턴을 구현하기 위하여 별도의 구조물을 광원 앞에 배치할 필요가 없게 된다. 이에 따라, 램프의 구조가 단순해질 수 있다.
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 램프를 나타내는 개념도이다.
도 5는 서로 다른 면적을 가지는 평면부들을 나타내는 개념도이다.
도 6은 서로 다른 각도로 벤딩된 벤딩부들을 나타내는 개념도이다.
도 7은 비발광영역을 포함하는 평면부를 나타내는 개념도이다.
도 8 및 9는 집광부를 포함하는 램프를 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 광원부(12)를 포함하여 이루어진다.
프레임(11)에는 광원부(12)에 전원을 공급하기 위한 배선라인이 연결되어 있으며, 상기 프레임(11)은 차체에 직접 체결 고정되거나 브라켓을 매개로 고정될 수 있다. 도시에 의하면, 광원부(12)가 발광하는 빛을 보다 확산하고 선명하게 하기 위하여 렌즈부가 구비될 수 있다.
상기 광원부(12)는 외력에 의하여 휘어질 수 있는, 구부러질 수 있는, 비틀어질 수 있는, 접힐 수 있는, 말려질 수 있는 플렉서블 광원부가 될 수 있다.
상기 광원부(12)가 휘어지지 않는 상태(예를 들어, 무한대의 곡률반경을 가지는 상태, 이하 제1상태라 한다)에서는 상기 광원부(12)는 평면이 된다. 상기 제1상태에서 외력에 의하여 휘어진 상태(예를 들어, 유한의 곡률반경을 가지는 상태, 이하, 제2상태라 한다)에서는 상기 플렉서블 광원부는 적어도 일부가 휘어지거나 굽어진 곡면이 될 수 있다.
상기 광원부(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. 예를 들어, 본 발명에 따른 램프는 유기 발광다이오드를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 램프는 부가적인 구조물 없이 입체적인 조명 패턴을 구현한다.
도 4는 본 발명에 따른 램프를 나타내는 개념도이다.
본 발명에 따른 램프는 면 형태의 광원부를 포함한다. 상기 광원부의 일면에는 복수의 광원들이 배치될 수 있다. 상기 광원들을 일정 거리 이내로 배치하여 발광시키는 경우, 상기 광원부가 하나의 면으로서 발광하는 것처럼 보여질 수 있다. 즉, 상기 광원부는 그 자체가 하나의 면 광원으로 이루어지는 것이 아니라, 면 형태로 보여지는 것이다.
상기 광원부의 일부 영역은 빛이 발광되는 발광영역으로 이루어지고, 나머지 영역은 빛이 발광되지 않는 비발광영역으로 이루어질 수 있다. 상기 비발광 영역에는 광원이 배치되지 않기 때문에, 배선 전극 등 광원에 전류 또는 전압을 인가하기 위한 구성들이 배치될 수 있다.
한편, 상기 비발광영역에는 광원이 배치되지 않기 때문에, 외력이 작용하더라도 광원이 손상될 우려가 없다. 이에, 상기 비발광영역은 다양한 형태로 변형될 수 있다. 이에 대하여는 후술한다.
본 발명은 상기 면 형태의 광원부를 이용하여 입체적인 조명 패턴을 구현한다. 이를 위해, 상기 광원부는 적어도 일부가 벤딩된 형태로 이루어진다. 구체적으로, 상기 광원부는 서로 다른 평면에 배치되는 복수의 평면부들을 포함한다.
상기 평면부는 크게 두 종류로 분류될 수 있다. 구체적으로, 상기 평면부는 외부를 향하여 배치되는 제1평면부(310)와 상기 외부를 향하는 방향과 비스듬하게 배치되는 제2평면부(320)로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 외부를 향하는 방향은 램프에서 빛이 방출되는 방향을 의미한다.
상기 제1평면부(310)에서 방출된 빛은 대부분 외부로 방출되기 때문에, 상기 제1평면부(310)에서 방출된 빛의 광량이 램프의 광량을 결정한다. 한편, 상기 제2평면부(320)에서 발광된 빛의 일부는 외부로 빠져나가지 못하기 때문에, 제1평면부(310)와 비교할 때 상기 제2평면부(320)의 광량이 램프의 광량에 미치는 영향은 상대적으로 작다. 하지만, 제2평면부(320)는 제1평면부와 다른 각도에서 보여지기 때문에, 램프가 입체적인 조명으로 보여질 수 있도록 하는 역할을 한다.
한편, 서로 다른 두 개의 평면부는 굽어진 형태로 형성되는 벤딩부(330)에 의해 연결된다. 상기 벤딩부(330)는 서로 다른 두 개의 평면부(310 및 320) 사이에 배치되기 때문에, 상기 평면부가 두 개를 초과하는 경우, 상기 벤딩부(330)는 복수 개일 수 있다.
상기 서로 다른 두 개의 평면부(310 및 320)는 하나의 벤딩부(330)를 사이에 두고 상기 벤딩부(330)의 일단 및 타단에 배치된다.
한편, 상기 광원부(300)가 복수 회 벤딩된 형태로 이루어지는 경우, 상기 광원부(300)는 번갈아가며 서로 반대 방향으로 접힌 형태로 이루어질 수 있다. 이러한 구조에 따르면, 하나의 평면부를 사이에 두고 배치된 두 개의 벤딩부는 서로 다른 방향으로 굽어지는 구조를 가진다. 일 실시 예에 있어서, 도 4를 참조하면, 면 형태의 광원부(300)는 계단 형태의 구조로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 벤딩부(330)들은 비발광영역으로 이루어질 수 있다. 평면 상태의 광원부에는 복수의 광원들이 일정한 간격으로 배치되는데, 상기 광원부가 벤딩될 경우, 광원들 사이의 간격이 좁아지거나 넓어질 수 있다. 상기 광원들 사이의 간격이 좁아지는 경우, 상기 광원들 간에 쇼트가 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해서, 상기 광원부는 광원들이 서로 멀어지는 방향으로만 벤딩되어야 한다.
이러한 이유로, 상기 광원부가 벤딩될 수 있는 방향이 한정되어 램프 디자인에 제약이 생긴다. 상기 광원부를 방향에 관계없이 벤딩시킬 수 있도록, 상기 벤딩부(330)는 비발광영역으로 이루어질 수 있다. 상기 비발광영역에는 광원이 배치되지 않기 때문에, 광원부의 벤딩으로 인한 광원 간 쇼트를 막을 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 램프는 복수의 평면부를 포함하다. 상기 평면부들 각각은 서로 다른 평면상에 배치되기 때문에, 상기 평면부들 각각에서 빛이 발광되는 경우, 입체적인 조명 패턴이 형성될 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 별도의 광학 장치를 활용하지 않고, 면 형태의 광원 만으로 입체적인 조명패턴을 구현할 수 있게 된다.
이하, 본 발명에 따른 다양한 변형 실시 예에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 광원부에 포함된 복수의 평면부들 각각은 서로 다른 면적을 가질 수 있다.
도 5는 서로 다른 면적을 가지는 평면부들을 나타내는 개념도이다.
광원부에 포함된 복수의 평면부들(310a 내지 310d) 각각은 서로 다른 면적으로 이루어질 수 있다. 특히, 상술한 제1평면부들은 서로 다른 면적으로 이루어질 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 도 5를 참조하면, 복수의 평면부들(310a 내지 310d) 각각의 면적은 일 방향을 따라 감소할 수 있다. 상기 평면부들(310a 내지 310d) 각각에서 빛이 발광되는 경우, 일 방향을 따라 발광 면적이 감소하는 조명패턴이 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 벤딩부(330)가 형성되는 위치를 조절하여, 상기 평면부들의 면적을 다양화할 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 다양한 조명 패턴이 구현될 수 있도록 한다.
한편, 본 발명에 따른 광원부에 포함된 복수의 벤딩부들 각각은 서로 다른 각도로 벤딩될 수 있다.
도 6은 서로 다른 각도로 벤딩된 벤딩부들을 나타내는 개념도이다.
상기 평면부들 중 적어도 일부 평면부들은 인접한 두 평면부 간 각도가 90도를 초과할 수 있다. 즉, 상기 벤딩부(330a)는 둔각으로 벤딩될 수 있다. 두 개의 인접한 평면부 중 어느 하나는 외부로 향하는 제1평면부이고, 다른 하나는 제2평면부이다. 제2평면부가 외부로 노출되기 위해서는 상기 제1 및 제2평면부가 90도를 초과하는 각도로 배치되어야 한다. 제1 및 제2평면부가 이루는 각도가 커질수록, 외부로 노출되는 제2평면부의 면적이 증가한다.
이러한 경우, 상기 제2평면부는 발광영역으로 이루어질 수 있다. 본 발명에 따른 램프는 제1 및 제2평면부가 서로 둔각으로 이루어지도록 하고, 제2평면부에서 빛이 발광되도록 함으로써, 램프의 광량을 증가시킬 수 있다.
다른 일 실시 예에 있어서, 상기 인접한 두 평면부 간 각도는 90도 미만일 수 있다. 즉, 상기 벤딩부(330b)는 예각으로 벤딩될 수 있다. 상기 제1 및 제2평면부 간 각도가 90도 미만인 경우, 상기 제2평면부는 외부로 노출되지 않는다. 이에, 상기 제2평면부에서 빛이 발광된 빛의 대부분은 외부로 방출되지 않는다. 불필요한 광손실을 막기 위해, 상기 제1 및 제2평면부 간 각도가 90도 미만인 경우, 상기 제2평면부는 비발광영역으로 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 광원부의 벤딩 각도를 다르게 함으로써, 입체적인 조명 패턴을 구현한다.
한편, 본 발명에 따른 광원부에 포함된 평면부의 일부는 비발광영역으로 이루어질 있다.
도 7은 비발광영역을 포함하는 평면부를 나타내는 개념도이다.
상기 평면부들 각각에서는 빛이 발광되어 외부로 방출된다. 외부로 방출되는 빛의 양을 최대화하기 위해, 상기 평면부들 상기 외부를 향하도록 배치된다. 도 7과 같이, 상기 평면부의 일부 영역은 발광영역(311)으로 이루어지고, 나머지 일부 영역은 비발광영역(312)으로 이루어질 수 있다. 상기 평면부에 형성된 비발광영역(312)은 램프의 테두리처럼 보여질 수 있다. 이를 활용하면 램프 디자인의 다양성을 부여할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 램프는 집광부를 포함할 수 있다.
도 8 및 9는 집광부를 포함하는 램프를 나타내는 개념도이다.
본 발명에 따른 램프는 제1초점거리로 빛을 집광시키는 제1집광영역 및 상기 제1초점거리와 다른 제2초점거리로 빛을 집광시키는 제2집광영역을 구비하고, 상기 광원부와 오버랩되도록 배치되는 집광부(400)를 더 포함할 수 있다.
상기 제1집광영역과 상기 제2집광영역은 서로 다른 위치로 빛을 집광시키기 때문에, 입체적인 조명패턴이 형성될 수 있다. 이를 활용하면, 면광부에 추가적인 입체감을 부여할 수 있게 된다.
한편, 상기 집광영역은 크게 두 가지 다른 방식으로 배치될 수 있다.
도 8를 참조하면, 복수의 벤딩부들이 일 방향을 따라 나란하게 배치된 상태에서, 상기 복수의 집광영역들(401 내지 404)은 상기 일 방향과 수직한 방향을 따라 배치될 수 있다.
상기 벤딩부들이 상기 일 방향을 따라 나란하게 배치되는 경우, 상기 일 방향에 대한 입체적인 조명 패턴만 형성되며, 상기 일 방향에 수직한 방향으로는 입체적인 조명패턴이 형성되지 않을 수 있다. 상기 일 방향과 수직한 방향으로도 입체적인 조명패턴이 형성될 수 있도록, 상기 집광영역들은 상기 벤딩부가 배치되는 방향과 수직한 방향으로 나란하게 배치될 수 있다.
이를 통해, 본 발명은 벤딩된 면 광원을 통해 일 방향에 대한 입체적인 조명패턴을 구현하고, 상기 집광영역들을 통해 일 방향에 수직한 방향에 대한 입체적인 조명패턴을 구현한다.
도 9를 참조하면, 복수의 벤딩부들이 일 방향을 따라 나란하게 배치된 상태에서, 상기 복수의 집광영역들(401 내지 404)은 상기 일 방향을 따라 나란하게 배치될 수 있다.
상기 집광영역들(401 내지 404)이 상기 일 방향을 따라 나란하게 배치되는 경우, 상기 일 방향에 대한 입체적인 느낌이 강화될 수 있다. 상기 집광부(400)를 통해, 본 발명은 램프의 입체적인 느낌을 강화할 수 있다.
한편, 본 발명은 차량 주행 중 생성된 제어 명령을 수신하고, 상기 제어 명령에 근거하여 상기 평면부들을 선택적으로 점등시키는 제어부를 더 포함할 수 있다.
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.
램프에 배치된 제어부는 상기 제어 명령을 수신하여, 차량 후미등에 해당하는 조명 패턴을 방향지시등에 해당하는 조명 패턴으로 변경할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는 램프에 배치된 평면부들의 적어도 일부를 점등하여 차량 후미 등을 구현할 수 있다. 방향 지시등에 대응하는 제어 명령이 수신되는 경우, 상기 제어부는 상기 평면부들 중 적어도 일부를 점멸시키고, 상기 적어도 일부 평면부들이 모두 점멸된 상태에서 상기 적어도 일부 평면부들이 모두 점등될 때까지, 상기 적어도 일부 평면부들을 일방향을 따라 순차적으로 점등시킨다. 이에 따라, 방향지시등이 구현될 수 있다.
여기서, 상기 적어도 일부 평면부 중 어느 하나가 점등된 시점부터 상기 적어도 일부 평면부가 모두 점등될 때까지 시간 간격은 115 내지 195ms 일 수 있다.
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 (14)

  1. 면 형태의 광원부를 포함하는 차량용 램프에 있어서,
    상기 광원부는,
    면 형상으로 이루어지며, 서로 다른 평면에 배치되는 복수의 평면부들;
    서로 다른 두 개의 평면부를 연결하고, 굽어진 형태로 형성되는 복수의 벤딩부들을 포함하고,
    하나의 벤딩부를 사이에 두고 배치된 두 개의 평면부 각각은 벤딩부의 일단 및 타단에 배치되고,
    하나의 평면부를 사이에 두고 배치된 두 개의 벤딩부는 서로 다른 방향으로 굽어지며,
    상기 광원부의 일부 영역은 빛이 발광되는 발광영역으로 이루어지고, 나머지 영역은 빛이 발광되지 않는 비발광영역으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 벤딩부들은 비발광영역으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 평면부들의 일부 영역은 비발광영역으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 평면부들 중 적어도 일부 평면부들은,
    인접한 두 평면부 간 각도가 90도 미만인 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
  5. 제4항에 있어서,
    90도 미만의 각도로 배치되는 두 평면부들 중 어느 하나는 비발광영역으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 램프.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 평면부들 중 적어도 일부 평면부들은,
    인접한 두 평면부 간 각도가 90도를 초과하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
  7. 제6항에 있어서,
    90도를 초과하는 각도로 배치되는 두 평면부들 각각은 적어도 일부가 발광영역으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
  8. 제1항에 있어서,
    제1초점거리로 빛을 집광시키는 제1집광영역; 및
    상기 제1초점거리와 다른 제2초점거리로 빛을 집광시키는 제2집광영역을 구비하고,
    상기 광원부와 오버랩되도록 배치되는 집광부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 벤딩부들은 일방향을 따라 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 및 제2집광영역은 상기 일방향에 수직한 방향을 따라 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 및 제2집광영역은 상기 일방향을 따라 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
  12. 제1항에 있어서,
    차량 주행 중 생성된 제어 명령을 수신하고,
    상기 제어 명령에 근거하여 상기 평면부들을 선택적으로 점등시키는 제어부를 더 포함하는 램프.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 평면부들 중 적어도 일부 평면부가 모두 점멸된 상태에서 상기 적어도 일부 평면부가 모두 점등될때까지, 상기 적어도 일부 평면부를 일방향을 따라 순차적으로 점등시키는 것을 특징으로 하는 램프.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 적어도 일부 평면부 중 어느 하나가 점등된 시점부터 상기 적어도 일부 평면부가 모두 점등될 때까지 시간 간격은 115 내지 195ms인 것을 특징으로 하는 램프.
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