헤드램프광학계는 상황에 따라 더욱 멀리 광을 조사하거나 때로는 운전 상황에 맞추어 더 세분화된 기능을 구현해야 하고, 이와 더불어 디자인 차별화를 위해 슬림한 렌즈 광학계를 사용하여 디자인적인 측면을 요구하고 있는 추세이다. 본 논문에서는 모듈의 수치적 해석을 통해 프로젝션 타입의 자동차 헤드램프 광학계 최적의 렌즈 높이에 대하여 설명한다. 프로젝션 헤드램프 광학계를 크게 2가지로, LED 광원으로부터 타원 반사면을 통하여 집광된 이미지 패턴을 제 2초점(Shield 위치)에 형성하는 ‘집광 광학계’와 집광된 이미지를 렌즈에 의해 25m 전방으로 투사시켜주는 ‘투사 광학계’로 나누어 분석 진행하였다. 이를 분석하기 위하여 LED 광원(크기: 1 mm X 1 mm / 발산각도: ± 60° / 플럭스(flux): 200 lm)과 타원 반사면 크기(제 1초점: 10 mm / 장축: 120 mm / 단축: 47.958 mm(=48 mm))를 선정하였다. 헤드램프 광학계의 높이는 타원 반사면에 의해 형성되는 제 2초점 위치의 집광 이미지 크기와 발산각도(NA)에 의해 결정이 된다. 이미지 크기와 발산각도는 집광 광학계에서의 타원 반사면 ‘장축’, ‘단축’과 LED 광원의 ‘크기’, ‘발산각도’ 총 4가지 주요인자에 따라 변한다. 최종적으로 광학계 렌즈 높이는 좌표 상 ...
헤드램프광학계는 상황에 따라 더욱 멀리 광을 조사하거나 때로는 운전 상황에 맞추어 더 세분화된 기능을 구현해야 하고, 이와 더불어 디자인 차별화를 위해 슬림한 렌즈 광학계를 사용하여 디자인적인 측면을 요구하고 있는 추세이다. 본 논문에서는 모듈의 수치적 해석을 통해 프로젝션 타입의 자동차 헤드램프 광학계 최적의 렌즈 높이에 대하여 설명한다. 프로젝션 헤드램프 광학계를 크게 2가지로, LED 광원으로부터 타원 반사면을 통하여 집광된 이미지 패턴을 제 2초점(Shield 위치)에 형성하는 ‘집광 광학계’와 집광된 이미지를 렌즈에 의해 25m 전방으로 투사시켜주는 ‘투사 광학계’로 나누어 분석 진행하였다. 이를 분석하기 위하여 LED 광원(크기: 1 mm X 1 mm / 발산각도: ± 60° / 플럭스(flux): 200 lm)과 타원 반사면 크기(제 1초점: 10 mm / 장축: 120 mm / 단축: 47.958 mm(=48 mm))를 선정하였다. 헤드램프 광학계의 높이는 타원 반사면에 의해 형성되는 제 2초점 위치의 집광 이미지 크기와 발산각도(NA)에 의해 결정이 된다. 이미지 크기와 발산각도는 집광 광학계에서의 타원 반사면 ‘장축’, ‘단축’과 LED 광원의 ‘크기’, ‘발산각도’ 총 4가지 주요인자에 따라 변한다. 최종적으로 광학계 렌즈 높이는 좌표 상 Y축 즉, Vertical이므로 Y축으로 형성되는 집광이미지 패턴 크기와 발산각도를 수치적인 계산을 통하여 광학계 렌즈 높이 변화를 에너지 비율에 따라 확인하였다. 이후 배광법규인 Spot zone(±1°), Spread zone(-4.72°, -10.72°)으로 나누어 각각의 렌즈높이를 찾은 후 최적의 렌즈 높이 한계를 도출 하였다(NA 0.7이하만 고려). 그 결과 약 4 2mm정도의 값이 나왔으며 이는 기존의 제품이 55~60 mm를 감안하면 본 논문의 결과를 통하여 약 10mm 정도 감소할 수 있을 것이라고 예상된다.
헤드램프 광학계는 상황에 따라 더욱 멀리 광을 조사하거나 때로는 운전 상황에 맞추어 더 세분화된 기능을 구현해야 하고, 이와 더불어 디자인 차별화를 위해 슬림한 렌즈 광학계를 사용하여 디자인적인 측면을 요구하고 있는 추세이다. 본 논문에서는 모듈의 수치적 해석을 통해 프로젝션 타입의 자동차 헤드램프 광학계 최적의 렌즈 높이에 대하여 설명한다. 프로젝션 헤드램프 광학계를 크게 2가지로, LED 광원으로부터 타원 반사면을 통하여 집광된 이미지 패턴을 제 2초점(Shield 위치)에 형성하는 ‘집광 광학계’와 집광된 이미지를 렌즈에 의해 25m 전방으로 투사시켜주는 ‘투사 광학계’로 나누어 분석 진행하였다. 이를 분석하기 위하여 LED 광원(크기: 1 mm X 1 mm / 발산각도: ± 60° / 플럭스(flux): 200 lm)과 타원 반사면 크기(제 1초점: 10 mm / 장축: 120 mm / 단축: 47.958 mm(=48 mm))를 선정하였다. 헤드램프 광학계의 높이는 타원 반사면에 의해 형성되는 제 2초점 위치의 집광 이미지 크기와 발산각도(NA)에 의해 결정이 된다. 이미지 크기와 발산각도는 집광 광학계에서의 타원 반사면 ‘장축’, ‘단축’과 LED 광원의 ‘크기’, ‘발산각도’ 총 4가지 주요인자에 따라 변한다. 최종적으로 광학계 렌즈 높이는 좌표 상 Y축 즉, Vertical이므로 Y축으로 형성되는 집광이미지 패턴 크기와 발산각도를 수치적인 계산을 통하여 광학계 렌즈 높이 변화를 에너지 비율에 따라 확인하였다. 이후 배광법규인 Spot zone(±1°), Spread zone(-4.72°, -10.72°)으로 나누어 각각의 렌즈높이를 찾은 후 최적의 렌즈 높이 한계를 도출 하였다(NA 0.7이하만 고려). 그 결과 약 4 2mm정도의 값이 나왔으며 이는 기존의 제품이 55~60 mm를 감안하면 본 논문의 결과를 통하여 약 10mm 정도 감소할 수 있을 것이라고 예상된다.
Headlamp optics are required to emit light farther depending on the situation, or to implement a more granular function depending on the driving situation. In addition, the design aspect using the slim lens optics is required to differentiate the design. In this paper, describes the optimal lens hei...
Headlamp optics are required to emit light farther depending on the situation, or to implement a more granular function depending on the driving situation. In addition, the design aspect using the slim lens optics is required to differentiate the design. In this paper, describes the optimal lens height of the projection type automotive headlamp optics through numerical analysis of the module. Projection headlamp optics are largely divided into two types: 'Light collection optical system' and the focused images, which form a beam pattern focused on an ellipse type from an LED light source at a second focus point (Shield position). The analysis was carried out by dividing it into a 'projection optical system' which projects 25m forward by the lens. To analyze this, the LED light source (size: 1 mm X 1 mm / spread angle: ± 60 ° / flux: 200 lm) and the elliptical reflector size (first focus: 10 mm / major axis: 120 mm / minor axis: 47.958 mm ( = 48 mm)). The height of the headlamp optical system is determined by the Light collection image size and the spread angle NA of the second focal position formed by the elliptical reflecting surface. Image size and divergence angle vary according to four main factors: elliptical reflecting surface 'major axis', 'minor axis' in Light collection optical system, 'size' and 'spread angle' of LED light source. Finally, since the lens height of the optical system is vertical in the Y axis, that is, the optical lens height change was confirmed according to the energy ratio through numerical calculation of the light collection image pattern size and the spread angle formed in the Y axis. Afterwards, the spot zone (±1°) and spread zone (-4.72°, -10.72°), which are the light distribution ECE regulation, were divided to find the height of each lens.(< NA 0.7) The result was a value of about 42mm. This is expected to be reduced by about 10 mm through the results of this paper, given that the existing product is 55 to 60 mm.
Headlamp optics are required to emit light farther depending on the situation, or to implement a more granular function depending on the driving situation. In addition, the design aspect using the slim lens optics is required to differentiate the design. In this paper, describes the optimal lens height of the projection type automotive headlamp optics through numerical analysis of the module. Projection headlamp optics are largely divided into two types: 'Light collection optical system' and the focused images, which form a beam pattern focused on an ellipse type from an LED light source at a second focus point (Shield position). The analysis was carried out by dividing it into a 'projection optical system' which projects 25m forward by the lens. To analyze this, the LED light source (size: 1 mm X 1 mm / spread angle: ± 60 ° / flux: 200 lm) and the elliptical reflector size (first focus: 10 mm / major axis: 120 mm / minor axis: 47.958 mm ( = 48 mm)). The height of the headlamp optical system is determined by the Light collection image size and the spread angle NA of the second focal position formed by the elliptical reflecting surface. Image size and divergence angle vary according to four main factors: elliptical reflecting surface 'major axis', 'minor axis' in Light collection optical system, 'size' and 'spread angle' of LED light source. Finally, since the lens height of the optical system is vertical in the Y axis, that is, the optical lens height change was confirmed according to the energy ratio through numerical calculation of the light collection image pattern size and the spread angle formed in the Y axis. Afterwards, the spot zone (±1°) and spread zone (-4.72°, -10.72°), which are the light distribution ECE regulation, were divided to find the height of each lens.(< NA 0.7) The result was a value of about 42mm. This is expected to be reduced by about 10 mm through the results of this paper, given that the existing product is 55 to 60 mm.
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