초록 ▼

□ 연구개요
자동배광 가변형 전조등 시스템(AFLS)는 스텝 모터 기반의 소형 구동부를 구성하여 전조등 자체를 회전시키는 방법과 Matrix LED형태로 배열구성을 통해 원하는 구간만 비추는 방법이 연구되고 있다. 하지만 스텝 모터 기반의 AFLS는 전조등 전체를 회전시키기 때문에 조향 및 조사범위가 몇 가지 모드로 한정되어 있고 다양한 기능을 수행하기 어렵다. 또한 조향속도가 매우 느린 한계점이 있기 때문에 고속주행 중 특이점 포착 및 집광, 우천시 차선 집광 등 매우 빠른 조향 및 집광 속도를 필요로 하는 복잡한 기능을 구

□ 연구개요
자동배광 가변형 전조등 시스템(AFLS)는 스텝 모터 기반의 소형 구동부를 구성하여 전조등 자체를 회전시키는 방법과 Matrix LED형태로 배열구성을 통해 원하는 구간만 비추는 방법이 연구되고 있다. 하지만 스텝 모터 기반의 AFLS는 전조등 전체를 회전시키기 때문에 조향 및 조사범위가 몇 가지 모드로 한정되어 있고 다양한 기능을 수행하기 어렵다. 또한 조향속도가 매우 느린 한계점이 있기 때문에 고속주행 중 특이점 포착 및 집광, 우천시 차선 집광 등 매우 빠른 조향 및 집광 속도를 필요로 하는 복잡한 기능을 구현하기 어렵다. Matrix LED는 1열로 구성되어 있기 때문에 운전자의 시야를 2차원 공간으로 구분하여 조명할 수 없다. 본 연구진은 앞에서 언급한 문제점들을 근본적으로 해결하는 복잡한 기능과, 광학해상도, 전력소비 효율, 구동속도가 높은 초소형 유리 프레넬렌즈가 내장된 마이크로스캐너를 개발하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1. 유리 열 재흐름 공정을 이용한 밀리미터 크기의 유리 양면-볼록 마이크로렌즈의 설계 및 제작
○ 유리 열 재흐름 공정을 이용한 양면-볼록 마이크로렌즈 제작방법 특허 등록
○ 유리 열 재흐름 공정 변수 최적화 및 수치적 해석 완료
2. 열 재흐름 공정을 이용한 유리 프레넬 마이크로렌즈 개발
○ LED 광원 빛의 효율적 사용이 가능한 지름 1.4 mm, 개구수 0.453의 대면적 마이크로렌즈를 성공적으로 제작
○ 계산한 곡률반지름과 실제 제작된 곡률반지름 사이의 오차 4% 미만
○ 평균 표면 거칠기 36 nm로 광학소자로서의 성능 입증
3. 마이크로렌즈의 X-축, Y-축 이동이 가능한 구동부 설계
○ 유리 프레넬 마이크로렌즈와 X-축, Y-축 실리콘 구동부의 일체형 제작 및 batch 공정 방법 개발
○ 스캐너 제작 및 특성 측정
4. 마이크로렌즈의 광축 상 이동이 가능한 Z-축 구동부 설계
○ 유리 프레넬 마이크로렌즈와 Z-축 실리콘 구동부의 일체형 제작 및 batch 공정 개발.
○ 스캐너 설계 및 시뮬레이션 검증.
5. A-AFLS 적용을 위한 마이크로렌즈 스캐너 어레이의 설계 및 제작
○ 2×2의 마이크로렌즈 스캐너 어레이 제작
○ 광학 시연을 통한 기계적/광학적 특성 평가 완료.

□ 연구개발결과의 중요성
기존 방식으로는 기계 가공된 유리 렌즈를 마이크로스캐너에 결합하는 방식과 액체 물방울을 주입하는 방식을 사용하고 있었다. 하지만 기계가공된 유리렌즈는 구동부에 비해 상대적으로 무거워 빠른 속도를 가지기 어렵다. 액체 방울을 주입하는 방법은 폴리머의 양을 정확히 조절하기 어렵기 때문에 렌즈 특성을 정밀하게 설계하기 어렵다. 본 연구에서는 빠른 구동속도와 큰 광처리 부분(마이크로렌즈)를 가지며 물리적, 화학적으로 안정되면서 플랫폼과 집적된 구조를 대량으로 생산이 가능한 초소형 렌즈 제작 공정 개발에 의의를 두고있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 3
• 2.1. 유리 열 재흐름 공정을 이용한 밀리미터 크기의 유리 양면-볼록 마이크로렌즈의 설계 및제작 ... 3
• 2. 대면적 마이크로렌즈의 경량화 방법 개발 – Fresnel 렌즈의 설계 ... 4
• 2.3. 마이크로렌즈의 X-축, Y-축으로 이동 가능한 구동부 설계 ... 4
• 2.4. 마이크로렌즈의 광축 상 이동이 가능한 Z-축 구동부 설계 ... 5
• 2.5. A-AFLS 적용을 위한 마이크로렌즈 스캐너 어레이의 설계 및 제작 ... 5
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 6
• 4. 참고문헌 ... 6
• 5. 연구성과 ... 7
• 끝페이지 ... 7