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멀티 어레이 엘이디를 이용한 지능형 전조등 광학 설계
Smart Headlamp Optics Design with Multi-array LEDs 원문보기

한국광학회지 = Korean journal of optics and photonics, v.24 no.5, 2013년, pp.231 - 236  

유진희 (공주대학교 광공학과, 기하광학 연구실) ,  노석주 (공주대학교 광공학과, 기하광학 연구실) ,  이준호 (공주대학교 광공학과, 기하광학 연구실) ,  황창국 ((주)에스엘라이팅) ,  고동진 ((주)에스엘라이팅)

초록
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본 논문에서는 멀티 어레이 엘이디를 이용한 불연속적인 광원의 빔 패턴이 광학계만으로 연속적인 매트릭스 빔으로 형성되어 광원의 점 소등만으로 다양한 빔 패턴을 구현할 수 있는 지능형 전조등의 광학 설계를 연구하였다. 기존 지능형 전조등의 기술과 다르게 멀티 어레이 엘이디를 이용한 지능형 전조등은 다수의 광원 엘이디와 하나의 광학계 어셈블리 모듈 구성으로 전자 제어를 통해 별도의 기구적인 작동 없이 빔 패턴을 변화시킬 수 있다. 본 연구에서 광학 설계는 상향등과 자동 조정 주행등의 패턴 구현과 광도 값을 만족시키기 위해 LED 앞 단에 2차렌즈 설계와 측벽 설계, 투사렌즈 설계를 실시하였다. 그 결과 불연속적인 광원의 패턴이 광학계를 통해 전방 25 m에서 14개의 동일한 사이즈와 밝기를 갖는 셀들이 모여 연속적인 하나의 매트릭스 빔 패턴을 형성하는 설계 조건을 만족하였다. 또한 설계된 광학계의 제작 및 측정을 통해 상향등의 원거리 시인성을 위한 최대 45000 cd 이상의 배광 법규 조건을 약 50000 cd로 만족하였고, 자동 조정 주행 빔 패턴 구현 시 광원의 소등 영역이 0.32 lx로 측정되어 배광 법규 0.4 lx 이하를 만족하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

We investigated the optical design of a smart headlamp capable of producing various beam patterns through only on/off modulation of light sources. This was implemented by forming a continuous matrix of beams from discontinuous beam patterns by means of a multi-array LED optical system. As one such o...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 논문에서는 별도의 기구적인 작동 없이 불연속적인 광원의 빔 패턴을 광원의 나열과 하나의 광학 어셈블리 모듈만으로 다양한 빔 패턴을 연속적으로 구현할 수 있는 멀티 어레이 엘이디를 이용한 지능형 전조등의 광학 설계를 실시하고, 설계된 광학계의 시뮬레이션과 제작 및 측정을 통해 빔 패턴을 구현하고 분석하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
지능형 전조등이란? 지능형 전조등(Smart headlamp)이란 단순히 빛을 비추는 기능을 넘어 지능을 가지고 스스로 상황을 판단해 자동으로 빛을 바꾸어주는 시스템과 결합된 전조등이다.
결상 광학계의 투사렌즈의 역할은? 결상 광학계의 투사렌즈는 LED로부터 나온 빛이 2차렌즈통과 후 사각형 패턴으로 형성되면 전방 25 m 지점에서 연속적인 매트릭스 빔 패턴을 구현하는 동시에 수차를 제거하여 운전자에게 보다 뚜렷한 빔 패턴을 나타낼 수 있는 역할을 한다. 그림 6는 설계된 투사렌즈의 형상을 보여준다.
친환경 광원으로 LED(Light Emitting Diode)의 사용량이 증가하면서 자동차 전조등으로 각광을 받고 있는 이유는? 하지만 근래에는 친환경 광원으로 LED(Light Emitting Diode)의 사용량이 증가하면서 자동차 전조등으로 각광을 받고 있다. 타 광원과는 달리 순간 점등이 가능하고 최고 휘도를 바로 낼 수 있으며, 태양광에 가까운 색 온도를 갖기 때문에 빛이 조사되는 부분의 주변부를 어둡게 느끼는 현상이 적어 안정성에서 좋은 평판을 받고 있다.[4] 광원으로 LED의 적용 영역이 확대되면서 지능형 전조등의 기술 개발 시 대항차에게 눈부심을 주지 않으면서 선명한 빔 패턴을 형성하는 새로운 광학계의 개발이 요구된다.
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참고문헌 (10)

  1. C. M. Lee, T. Y. Lim, J. W. Min, J. C. Lim, O. H. An, H. J. Kim, and H. Kim, "A study on the discomfortable feeling's appraisals of driver for the instant brightness fluctuation of the vehicle's headlamps," KIIEE 2007, 17-21 (2007). 

  2. K. S. Park and B. D. Kang, "The new technology trend of vehicle safety," KSCE 53, 126-136 (2005). 

  3. B. D. Park, "The technology trend of automobile headlamp," J. of KSAE 28, 82-87 (2006). 

  4. D. H. Park and J. K. Yang, "Trend of a design technology for lighting LED," KIEEME 22, 18-25 (2009). 

  5. B. D. Kang, K. S. Park, H. S. Lee, and H. G. Kim, "Performance evaluations of led headlamps," J. of KSAE 11, 737-742 (2010). 

  6. T. Targosinski, "Adaptive driving beam-new concept of vehicle front-light," J. of KONES 17, 455-458 (2010). 

  7. Hella Corporation, "Lighting technology," Lippstadt Germany, 6-11 (1995). 

  8. M. Gotz and M. Kleinkes, "Headlamps for light based driving assistance," Proc. SPIE 7003, 70032B-1-70032B-10 (2008). 

  9. T. W. Lee and I. H. Park, "The introduction to the automotive headlamp using DMD," J. of KSAE 33, 21-25 (2011). 

  10. A. Cvetkovic, O. Dross, J. Chaves, P. Benitez, J. C. Minano, and R. Mohedano, "Etendue-preserving mixing and projection optics for high-luminance LEDs, applied to automotive headlamps," Opt. Express 14, 13014-13020 (2006). 

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