멀티 어레이 엘이디를 이용한 지능형 전조등 광학 설계
Smart Headlamp Optics Design with Multi-array LEDs
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초록
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 제어 를 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
We investigated the optical design of a smart headlamp capable of producing various beam patterns through only on/offmodulation of light sources. This was implemented by forming a continuous matrix of beams from discontinuous beam patternsby means of a multi-array LED optical system. As one such optical system, the multi-array LED system is a convenient andeconomical device for implementing beam patterns with the simple on/off modulation of the light sources. A single opticalassembly module can be made by combining a multiple-LED array, optical system module, and electronic control with no needfor any additional mechanical components. The present optical system was designed to include a secondary lens and a projectionlens mounted at the front of each LED in the array to realize accurate lighting patterns as well as the required luminosity ata distance of 25 m in the forward direction. Finally, we identified and analyzed the patterns implemented by the designed opticalsystem that produced satisfactory performance of high beams and adaptive driving beams (ADB).
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