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KR102355254B1 - 조명 배열체 - Google Patents

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KR102355254B1
KR102355254B1 KR1020167002889A KR20167002889A KR102355254B1 KR 102355254 B1 KR102355254 B1 KR 102355254B1 KR 1020167002889 A KR1020167002889 A KR 1020167002889A KR 20167002889 A KR20167002889 A KR 20167002889A KR 102355254 B1 KR102355254 B1 KR 102355254B1
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lighting arrangement
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light
arrangement
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스테판 그뢰취
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오스람 옵토 세미컨덕터스 게엠베하
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Abstract

본 발명에 따른 조명 배열체는 광원, 테이퍼부 및 2-차원 이미징 발생기를 포함한다. 여기에서, 테이퍼부는 광원으로부터 2-차원 이미징 발생기로 광을 안내하도록 제공된다.

Description

조명 배열체{LIGHTING ARRANGEMENT}
본 발명은 특허 청구항 1에서 청구된 것과 같은 조명 배열체에 관한 것이다.
본 출원의 개시 내용의 일부를 명시적으로 형성하는 독일 우선권 출원 제DE 10 2013 215 374.0호는 마찬가지로 조명 배열체를 기재하고 있다.
종래 기술로부터, 그 광이 자동차의 각각의 주행 상황에 맞게 조정되는 전방 헤드램프(front headlamp)를 자동차에 갖추는 것이 공지되어 있다. 이러한 시스템은 또한 조정형 전방 조명 시스템(adaptive front lighting system)으로서 또는 능동형 전방 조명(AFS: active forward lighting)으로서 불린다. 이러한 헤드램프는 예컨대 굽이(bend)를 돌아 주행하는 동안에 굽이의 개선된 조명을 성취하는 가동 렌즈(mobile lens)를 가질 수 있다. 요구된 조명의 기하 구조에 따라 개별적으로 스위칭 온 및 오프될 수 있는 다수개의 별개로 구동되는 발광 다이오드 구성 요소로써 이러한 헤드램프를 구성하는 것이 마찬가지로 공지되어 있다.
본 발명의 목적은 조명 배열체를 제조하는 것이다. 이러한 목적은 청구항 1의 특징을 갖는 조명 배열체에 의해 성취된다. 다양한 개선예가 종속 청구항 내에 특정되어 있다.
조명 배열체는 광원, 테이퍼부(taper) 및 2-차원 이미지 발생기를 포함한다. 테이퍼부는 광원으로부터 2-차원 이미지 발생기로 광을 안내하도록 의도된다. 유리하게는, 조명 배열체의 2-차원 이미지 발생기는 광원에 의해 발생되는 광으로부터 가변 기하 구조를 갖는 공간 광 필드(spatial light field)를 발생시킬 수 있다. 2-차원 이미지 발생기는 이러한 경우에 발생될 광 필드의 큰 가변성 및 정확한 조정성을 가능케 한다. 광원의 변형은 이러한 경우에 조명 배열체에 의해 발생되는 광 필드를 변화시키는 데 요구되지 않는다. 이것은 경제적이거나 고-출력 지점 또는 표면 광원으로서 광원을 구성하는 것을 가능케 한다.
조명 장치의 하나의 실시예에서, 광원은 레이저 다이오드를 포함한다. 유리하게는, 조명 배열체의 광원은 그에 의해 높은 광속(luminous flux)을 발생시키도록 구성될 수 있다. 이러한 경우에, 광원은 치밀한 치수를 가질 수 있고, 비싸지 않게 제조 가능할 수 있다.
조명 배열체의 또 다른 실시예에서, 광원은 발광 다이오드를 포함한다. 유리하게는, 광원은 그에 의해 또한 높은 광속을 발생시키고 치밀한 치수를 갖고 비싸지 않게 제조 가능하도록 구성될 수 있다.
조명 배열체의 하나의 실시예에서, 다이어프램(diaphragm)이 광원과 테이퍼부 사이에 배열된다. 이러한 경우에, 테이퍼부에 가까운 다이어프램의 측면이 미러링(mirroring)을 갖는다. 이러한 방식으로, 광원의 방향으로 조명 배열체 내에서 재차 산란 또는 반사되는 광은 다이어프램의 미러링에서 재차 반사될 수 있고 그에 의해 사용을 위해 전달될 수 있다. 유리하게는, 광원의 방향으로 재차 반사 또는 산란되는 광으로 인한 조명 배열체 내에서의 밝기 손실이 그에 의해 감소 또는 제거될 수 있다. 이러한 방식으로, 조명 배열체는 유리하게는 높은 효율로써 그리고 높은 광학 출력을 사용하도록 구성될 수 있다.
조명 배열체의 하나의 실시예에서, 이것은 전자기 복사선의 파장을 변환하는 컨버터 재료(converter material)를 포함한다. 이러한 경우에, 컨버터 재료는 예컨대 제1 파장을 갖는 전자기 복사선을 흡수하여 제2 (전형적으로 더 긴) 파장을 갖는 전자기 복사선을 방출하도록 구성될 수 있다. 특히, 컨버터 재료는 조명 배열체의 광원에 의해 방출되는 전자기 복사선(예컨대, 가시 광)을 적어도 부분적으로 흡수하여 이것을 상이한 파장을 갖는 전자기 복사선으로 변환하도록 구성될 수 있다. 조명 배열체의 컨버터 재료는 그에 따라 조명 배열체의 광원에 의해 발생되는 광의 광 색상을 변형시키는 데 적절하다. 조명 배열체의 광원은 예컨대 청색 스펙트럼 범위 내의 파장을 갖는 전자기 복사선을 방출하도록 구성될 수 있다. 조명 배열체의 컨버터 재료는 이러한 전자기 복사선을 백색 광으로 변환하도록 구성될 수 있다.
조명 배열체의 하나의 실시예에서, 편광-의존 반사 시트(polarization-dependently reflecting sheet)가 테이퍼부와 2-차원 이미지 발생기 사이의 조명 배열체의 광학 빔 경로 내에 배열된다. 편광-의존 반사 시트는 그에 따라 제1 편광 방향을 갖는 광이 시트를 통과할 수 있고 한편 제2 편광 방향을 갖는 광이 시트에 의해 반사되도록 구성될 수 있다. 시트를 통과하는 광은 기본적으로 균일한 편광 방향을 가질 수 있다. 편광-의존 반사 시트에서 반사되는 광은 컨버터 재료로 복귀될 수 있고, 여기에서 산란 및/또는 재흡수될 수 있고, 후속적으로 편광-의존 반사 시트를 통한 투과를 가능케 하는 편광 방향을 갖는 편광-의존 반사 시트에 어떤 가능성으로써 도달될 수 있다. 유리하게는, 이러한 방식으로, 편광-의존 반사 시트를 타격하는 광의 1/2 초과의 광이 편광-의존 반사 시트를 통과할 수 있고, 시트를 통과한 후에, 기본적으로 균일한 편광 방향을 갖는다. 편광 방향은 예컨대 2-차원 이미지 발생기의 양호한 편광 방향에 정합될 수 있다.
조명 배열체의 하나의 실시예에서, 지연 판(retardation plate)이 테이퍼부와 편광-의존 반사 시트 사이의 조명 배열체의 광학 빔 경로 내에 배열된다. 지연 판은 또한 광학 지연기로서 불릴 수 있다. 지연 판은 45˚만큼 지연 판을 통과하는 광의 편광을 회전시키도록 구성될 수 있다. 편광-의존 반사 시트에서 투과되는 이러한 광의 비율은 기본적으로 그에 의해 변화되지 않는다. 처음에 무작위로 분포된 편광 방향을 갖는 조명 배열체의 광원으로부터 편광-의존 반사 시트에 도달되는 광은 그 다음에 최초로 지연 판을 통과할 때에 45˚만큼의 그 편광의 회전을 경험한다. 편광-의존 반사 시트에서 투과되는 이러한 광의 비율은 기본적으로 그에 의해 변화되지 않는다. 편광-의존 반사 시트에서 반사되는 광은 한 번 더 지연 판을 통과하고, 예컨대 광원 내에서 또는 다이어프램의 미러링에서 반사될 수 있고, 여기에서 이것은 이것이 재차 편광-의존 반사 시트에 도달되기 전에 세 번째로 지연 판을 통과한다. 지연 판을 통한 2회의 추가 통과에 의해, 이러한 광의 편광 방향은 이제 이번에 이것이 편광-의존 반사 시트를 통과할 수 있도록 90˚만큼 회전되었다. 유리하게는, 편광-의존 반사 시트를 통과하는 광의 총 비율이 또한 이러한 방식으로 증가될 수 있고, 그에 의해 조명 배열체의 높은 효율이 얻어진다.
조명 배열체의 하나의 실시예에서, 2-차원 이미지 발생기는 액정 배열체로서 구성된다. 이러한 경우에, 액정 배열체는 2-차원 화소 매트릭스(pixel matrix)로서 구성될 수 있다. 유리하게는, 2-차원 이미지 발생기는 그에 따라 액정 배열체의 화소 매트릭스에 의해 미리 결정 가능한 기하 구조를 갖는 2-차원 광 필드를 조명 배열체의 광원에 의해 발생되는 광으로부터 발생시킬 수 있다.
조명 배열체의 하나의 실시예에서, 2-차원 이미지 발생기는 단색 즉 색상-선택 불가능한 액정 배열체로서 구성된다. 이러한 방식으로, 액정 배열체는 상이한 광 색상을 위한 별개의 셀을 가질 필요가 없다. 이것은 유리하게는 2-차원 이미지 발생기의 액정 배열체 내에서의 광 손실을 감소시킨다. 나아가, 2-차원 이미지 발생기는 그에 따라 비싸지 않게 제조 가능하다.
조명 배열체의 하나의 실시예에서, 2-차원 이미지 발생기는 투명 액정 배열체로서 구성된다. 2-차원 이미지 발생기는 그에 따라 또한 LCD로서 불릴 수 있다. 2-차원 이미지 발생기의 투명도는 이러한 경우에 유리하게는 투명 액정 배열체로서 구성되는 2-차원 이미지 발생기를 통과하는 광이 2-차원적으로 변조될 수 있도록 조정 가능하다.
조명 배열체의 하나의 실시예에서, 2-차원 이미지 발생기는 반사 액정 배열체로서 구성된다. 2-차원 이미지 발생기는 그에 따라 또한 LCOS로서 불릴 수 있다. 2-차원 이미지 발생기는 그에 따라 2-차원 이미지 발생기에서 반사되는 광의 편광 방향을 2-차원적으로 변조하는 것을 가능케 한다. 반사 액정 배열체로서 구성되는 2-차원 이미지 발생기의 화소 매트릭스의 각각의 화소에서, 반사될 광의 편광 방향이 그에 따라 선택적으로 회전될 수 있거나 회전되지 않는다.
조명 배열체의 하나의 실시예에서, 편광 빔 스플리터(polarization beam splitter)가 테이퍼부와 2-차원 이미지 발생기 사이의 조명 배열체의 광학 빔 경로 내에 배열된다. 유리하게는, 빔이 편광 빔 스플리터에 의해 편광-의존적으로 분리될 수 있다. 이것은 그 편광이 반사 액정 배열체로서 구성되는 2-차원 이미지 발생기에 의해 회전되지 않은 그 비율을 반사 액정 배열체로서 구성되는 2-차원 이미지 발생기에서 반사되는 광으로부터 제거하는 것을 가능케 한다. 이것은 2-차원 이미지 발생기가 편광 빔 스플리터로부터 나오는 광을 2-차원적으로 변조하는 것을 가능케 한다.
조명 배열체의 하나의 실시예에서, 2-차원 이미지 발생기는 마이크로미러 배열체(micromirror arrangement)로서 구성된다. 마이크로미러 배열체는 또한 디지털 마이크로미러 장치(DMD: digital micromirror device)로서 불릴 수 있다. 마이크로미러 배열체로서 구성되는 2-차원 이미지 발생기는 이러한 경우에 2-차원 어레이의 마이크로기계 미러(micromechanical mirror)를 가질 수 있다. 마이크로기계 미러의 각각은 마이크로미러 배열체로서 구성되는 2-차원 이미지 발생기를 타격하는 광이 조정 가능한 방향으로 반사되는 것을 가능케 한다. 이것은 마이크로미러 배열체로서 구성되는 2-차원 이미지 발생기에서 반사되는 광을 2-차원적으로 변조하는 것을 가능케 한다.
조명 배열체의 하나의 실시예에서, 프리즘(prism)이 테이퍼부와 2-차원 이미지 발생기 사이의 조명 배열체의 광학 빔 경로 내에 배열된다. 조명 배열체의 프리즘은 이러한 경우에 유리하게는 조명 배열체의 광원에 의해 발생되어 마이크로미러 배열체로서 구성되는 2-차원 이미지 발생기 상으로 조명 배열체의 테이퍼부에 의해 프리즘으로 안내되는 광을 이탈시키고 조명 배열체 내부측에서 마이크로미러 배열체로서 구성되는 2-차원 이미지 발생기에 의해 반사되는 광을 전달하는 데 사용될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 프리즘은 입사 각도에 따라 인터페이스(interface)를 타격하는 광을 전반사 또는 투과하는 인터페이스를 가질 수 있다.
조명 배열체의 하나의 실시예에서, 이것은 조명 배열체의 광학 빔 경로 내의 2-차원 이미지 발생기의 하류에 배열되는 광학 투사 요소를 포함한다. 광학 투사 요소는 이러한 경우에 예컨대 투사 렌즈를 포함할 수 있다. 조명 배열체의 광학 투사 요소는 조명 배열체에 의해 발생되고 조명 배열체에 의해 조명될 공간 영역 내로 2-차원적으로 변조되는 광을 투사하는 데 사용될 수 있다.
조명 배열체의 하나의 실시예에서, 이것은 자동차를 위한 헤드램프로서 구성된다. 유리하게는, 조명 배열체는 자동차의 환경의 가변 부분의 조명을 가능케 한다.
조명 배열체의 하나의 실시예에서, 2-차원 이미지 발생기는 제2 공간 방향으로보다 제1 공간 방향으로 높은 해상도를 갖는다. 예컨대, 2-차원 이미지 발생기는 예컨대 적어도 2배 또는 바람직하게는 적어도 3배만큼 높은 해상도로써 수평 방향으로보다 수직 방향으로 높은 해상도를 가질 수 있다. 이것은 조명 배열체가 수평 방향으로보다 수직 방향으로 조명 배열체에 의해 발생되는 조명의 미세한 변화를 가능케 한다는 장점을 갖는다. 조명 배열체가 자동차를 위한 헤드램프로서 구성되면, 이것은 높이 및 거리 방향으로의 방출된 광의 특히 미세한 변화를 가능케 한다.
조명 배열체의 하나의 실시예에서, 2-차원 이미지 발생기는 상이한 크기의 상점(image point)을 포함한다. 예컨대, 이미지 발생기의 중심 영역에서의 상점은 2-차원 이미지 발생기의 외부 영역에서보다 작은 크기를 갖고 그에 따라 서로에 치밀하게 배열될 수 있다. 이것은 조명 배열체가 조명 배열체에 의해 발생되는 조명의 외부 영역에서보다 조명 배열체에 의해 발생되는 조명의 중심 영역에서 미세한 변화를 가능케 한다는 장점을 갖는다. 조명 배열체가 자동차를 위한 헤드램프로서 구성되면, 이것은 광 원뿔(light cone)의 특히 중요한 중심 영역에서의 방출된 광의 특히 미세한 변화를 가능케 한다.
본 발명의 위에서-설명된 성질, 특징 및 장점 그리고 또한 이들이 성취되는 방식은 개략적으로 도시되어 있는 도면과 연계하여 더 상세하게 설명될 예시 실시예의 다음의 설명과 연계하면 더 명확하게 그리고 철저하게 이해 가능해질 것이다.
도 1은 제1 조명 배열체의 도면을 도시하고 있다.
도 2는 조명 배열체의 레이저 다이오드 광원의 도면을 도시하고 있다.
도 3은 조명 배열체의 발광 다이오드 광원의 도면을 도시하고 있다.
도 4는 제2 조명 배열체의 도면을 도시하고 있다.
도 5는 제3 조명 배열체의 도면을 도시하고 있다.
도 1은 제1 조명 배열체(10)의 상당히 개략화된 도면을 도시하고 있다. 제1 조명 배열체(10)는 예컨대 자동차의 헤드램프로서 특히 전방 헤드램프로서 기능할 수 있다. 제1 조명 배열체(10)는 예컨대 자동차의 주행 상황에 맞게 조정 가능할 수 있는 자동차의 환경의 조정형 조명을 가능케 한다. 조명의 조정은 예컨대 자동차의 환경에서 제1 조명 배열체(10)에 의해 조명되는 영역의 수평 및/또는 수직 변위 및/또는 크기 변화 및/또는 형상 변화를 포함할 수 있다. 조명의 조정은 예컨대 굽이를 돌아 주행하는 자동차의 주행 속도, 자동차의 피치(pitch) 또는 롤 운동(roll movement), 자동차가 주행 중인 도로의 형태의 함수로서, 다른 다가오거나 앞서가는 차량의 존재의 함수로서 및/또는 주변 광의 밝기의 함수로서 수행될 수 있다.
제1 조명 배열체(10)는 광원(100)을 갖는다. 광원(100)은 가시 광을 발생시키도록 의도된다. 바람직하게는, 광원(100)은 상이한 파장을 갖는 전자기 복사선을 포함하는 백색 광 색상을 갖는 가시 광을 발생시키도록 구성된다. 제1 조명 배열체(10)의 광원(100)에 의해 발생되는 광은 기본적으로 제1 빔 방향(110)으로 광원(100)을 떠난다.
제1 조명 배열체(10)는 광원(100)으로부터 제1 빔 방향(110)으로 나오는 광이 테이퍼부(200)에 도달되는 방식으로 제1 광원(100)의 하류에 배열되는 광학 테이퍼부(200)를 갖는다. 테이퍼부(200)는 광섬유 구성 요소로서 구성될 수 있다. 테이퍼부(200)는 광원(100)에 가까운 입력 측면(210) 그리고 광원(100)으로부터 멀리 떨어진 출력 측면(220)을 갖는다. 그 출력 측면(220)에서, 테이퍼부(200)는 그 입력 측면(210)에서보다 큰 직경을 갖는다. 그 입력 측면(210)과 그 출력 측면(220) 사이에서, 테이퍼부(200)는 그에 따라 절두 피라미드형 또는 절두 원뿔형으로 넓어진다.
테이퍼부(200)는 테이퍼부(200)의 입력 측면(210)으로부터 출력 측면(220)으로 광원(100)에 의해 발생되는 광을 안내하여 출력 측면(220)에서 이것을 방출하는 데 사용된다. 나아가, 테이퍼부(200)는 광원(100)에 의해 발생되는 광의 빔 발산각에 비해 테이퍼부(200)의 출력 측면(220)에서 방출되는 광의 빔 발산각을 감소시켜 테이퍼부(200)의 입력 측면(210)에서 테이퍼부(200) 내로 입력하는 데 사용된다. 이것은 테이퍼부(200)의 측방 표면에서의 반사에 의해 예컨대 전반사에 의해 또는 테이퍼부(200)의 측방 표면의 반사 코팅에서의 반사에 의해 수행될 수 있다. 광원(100)에 의해 발생되어 테이퍼부(200)의 입력 측면(210)에서 테이퍼부(200) 내로 입력되는 광은 예컨대 +/- 90˚의 발산각을 가질 수 있다. 테이퍼부(200)의 출력 측면(220)에서 출력되는 광은 예컨대 +/- 10˚의 발산각을 가질 수 있다.
제1 조명 배열체(10)의 광원(100)은 예컨대 광을 방출하도록 의도되는 1개 이상의 광전자 반도체 칩을 가질 수 있다. 도 2 및 3은 광원(100)의 있을 수 있는 구성을 도시하고 있다.
도 2는 레이저 다이오드 광원(1100)의 개략도를 도시하고 있다. 레이저 다이오드 광원(1100)은 레이저 다이오드(1110)를 갖는다. 레이저 다이오드(1110)는 특히 반도체 레이저 다이오드일 수 있다. 레이저 다이오드(1110)는 광 빔을 발생시키도록 구성된다. 예컨대, 레이저 다이오드(1110)는 청색 스펙트럼 범위 내의 파장을 갖는 광 빔을 발생시키도록 구성될 수 있다.
레이저 다이오드 광원(1100)은 추가로 다이어프램 개구(1140)를 갖는 다이어프램(1130)을 갖는다. 다이어프램 개구(1140)는 또한 구멍(aperture)으로서 불릴 수 있다. 다이어프램 개구(1140)는 예컨대 원형 디스크의 형상으로 구성될 수 있다. 레이저 다이오드(1110)와 다이어프램(1130) 사이에는 다이어프램 개구(1140) 내로 레이저 다이오드(1110)에 의해 방출되는 레이저 빔을 투사하도록 의도되는 광학 요소(1120)가 배열된다. 광학 요소(1120)는 예컨대 수렴 렌즈를 가질 수 있다. 대체예로서, 레이저 다이오드(1110)는 또한 레이저 다이오드(1110)에 의해 방출되는 레이저 빔이 직접적으로 다이어프램 개구(1140) 내로 진입될 정도로 다이어프램(1130)에 근접하게 배열될 수 있다. 이러한 경우에, 광학 요소(1120)가 생략될 수 있다.
다이어프램(1130)은 다이어프램(1130) 내에 형성되는 열을 소산하도록 냉각 판으로서 구성될 수 있거나 적절한 냉각 장치에 열 전도 가능하게 연결될 수 있다.
레이저 다이오드 광원(1100)은 또한 1개 초과의 레이저 다이오드(1110)를 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 다이어프램(1130)은 레이저 다이오드(1110)당 1개의 다이어프램 개구(1140)를 가질 수 있다. 대체예로서, 모든 레이저 다이오드(1110)의 레이저 빔은 공통의 다이어프램 개구(1140) 내로 투사될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 다이어프램 개구(1140)는 또한 긴 슬릿(elongate slit)으로서 구성될 수 있다.
컨버터(1160)가 레이저 다이오드(1110)로부터 멀리 떨어진 다이어프램(1130)의 측면과 테이퍼부(200)의 입력 측면(210) 사이에 배열된다. 레이저 다이오드(1110)로부터 다이어프램(1130)의 다이어프램 개구(1140)를 통과하는 레이저 광은 그에 따라 컨버터(1160)를 타격한다. 컨버터(1160)는 컨버터(1160)를 타격하는 레이저 다이오드(1110)로부터의 레이저 광의 적어도 일부를 흡수하고 결국 상이한 (전형적으로, 더 긴) 파장을 갖는 광을 방출하도록 구성된다. 컨버터(1160)에 의해 방출되는 광과 레이저 다이오드(1110)에 의해 방출되어 컨버터(1160)에 의해 흡수되지 않은 광의 혼합물은 예컨대 백색 광 색상을 가질 수 있다. 컨버터(1160)는 예컨대 발광 재료 예컨대 유기 또는 무기 발광 재료를 가질 수 있다. 컨버터(1160)는 또한 양자점(quantum dot)을 가질 수 있다.
컨버터(1160)로부터 나오는 광은 테이퍼부(200)의 입력 측면(210)에서 테이퍼부(200) 내로 진입될 수 있다. 컨버터(1160)를 떠나는 광은 이러한 경우에 큰 빔 발산각 및 무작위로 분포된 편광을 가질 수 있다.
미러링(1150)이 바람직하게는 컨버터(1160)에 가까운 다이어프램(1130)의 측면 상에 배열된다. 미러링(1150)은 테이퍼부(200)의 방향으로 컨버터(1160)로부터 다이어프램(1130)의 방향으로 나오는 광을 반사하는 데 사용될 수 있다. 미러링(1150)은 또한 테이퍼부(200)로 재차 테이퍼부(200)로부터 다이어프램(1130)의 방향으로 재차 산란되는 광을 반사하는 데 사용될 수 있다. 다이어프램(1130)의 다이어프램 개구(1140)는 바람직하게는 테이퍼부(200)의 입력 측면(210)보다 훨씬 작은 단면적을 갖는다. 이러한 방식으로, 다이어프램(1130)의 방향으로 재차 산란되는 광으로 인한 광 손실이 작게 유지된다.
도 3은 발광 다이오드 광원(2100)의 개략도를 도시하고 있다. 발광 다이오드 광원(2100)은 도시된 예에서 테이퍼부(200)의 입력 측면(210)에 근접한 2-차원 어레이로서 배열되는 다수개의 발광 다이오드(2110)를 갖는다. 그러나, 발광 다이오드(2110)는 또한 상이한 방식으로 배열될 수 있다. 단지 단일의 발광 다이오드(2110)로써 발광 다이오드 광원(2100)을 구성하는 것이 또한 가능하다.
발광 다이오드(2110)는 전자기 복사선 예컨대 청색 스펙트럼 범위 내의 파장을 갖는 가시 광을 방출하도록 구성된다. 각각의 발광 다이오드(2110)는 발광 다이오드(2110)에 의해 방출되는 전자기 복사선의 광 색상을 변환하도록 구성되는 컨버터(2120)를 테이퍼부(200)의 입력 측면(210)에 가까운 그 측면 상에 갖는다. 예컨대, 컨버터(2120)는 발광 다이오드(2110)에 의해 방출되는 전자기 복사선으로부터 백색 광을 발생시키도록 구성될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 컨버터(2120)는 발광 다이오드(2110)에 의해 방출되는 전자기 복사선의 일부를 흡수하고 결국 상이한 파장을 갖는 전자기 복사선을 방출할 수 있다. 컨버터(2120)는 또한 도 2의 레이저 다이오드 광원(1100)의 컨버터(1160)와 유사한 방식으로 구성될 수 있다.
컨버터(2120)로부터 나오는 광은 테이퍼부(200)의 입력 측면(210)에서 테이퍼부(200) 내로 진입될 수 있다. 컨버터(2120)를 떠나는 광은 큰 빔 발산각 및 무작위로 분포된 편광 방향을 가질 수 있다.
발광 다이오드 광원(2100)의 각각의 발광 다이오드(2110)의 컨버터(2120)에 가까운 표면은 적어도 부분적으로 광학적으로 반사성이도록 구성될 수 있다.
도 1에 개략적으로 도시된 제1 조명 배열체(10)는 제1 2-차원 이미지 발생기(500)를 갖는다. 제1 2-차원 이미지 발생기(500)는 투명 액정 배열체로서 구성된다. 제1 2-차원 이미지 발생기(500)는 또한 LCD로서 불릴 수 있다. 바람직하게는, 제1 2-차원 이미지 발생기(500)는 단색 투명 액정 배열체로서 구성된다. 이러한 경우에, 제1 2-차원 이미지 발생기(500)는 단지 1개의 종류의 액정 셀을 갖고, 상이한 광 색상을 위한 별개의 액정 셀을 갖지 않는다. 이러한 방식으로, 단색 투명 액정 배열체로서 구성되는 제1 2-차원 이미지 발생기(500)는 높은 투과도를 가질 수 있다.
제1 2-차원 이미지 발생기(500)는 화소 매트릭스를 형성하는 2-차원 어레이의 액정 셀을 갖는다. 제1 2-차원 이미지 발생기(500)의 액정 셀에 의해 형성되는 화소는 또한 상점으로서 불릴 수 있다. 제1 2-차원 이미지 발생기(500)의 화소 매트릭스는 제1 빔 방향(110)에 직각으로 그리고 테이퍼부(200)의 출력 측면(220)에 평행하게 배열된다.
제1 2-차원 이미지 발생기(500)의 각각의 상점은 제1 2-차원 이미지 발생기(500)의 각각의 상점을 타격하는 미리 결정된 편광 방향을 갖는 테이퍼부(200)로부터의 광이 제1 2-차원 이미지 발생기의 관련된 상점을 통과할 수 있거나 흡수되는 방식으로 다른 상점과 독립적으로 조정될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 예컨대, 제1 2-차원 이미지 발생기(500)는 서로에 대해 90˚만큼 회전되는 제1 2-차원 이미지 발생기(500)의 양쪽 측면 상에 배열되는 2개의 편광 필터를 가질 수 있다. 제1 2-차원 이미지 발생기(500)의 각각의 상점은 그에 따라 90˚만큼 상점을 통과하는 광의 편광 방향을 조정 가능하게 회전시킬 수 있거나, 이것을 회전시키지 않는다.
투명 액정 배열체로서 구성되는 제1 2-차원 이미지 발생기(500)의 개별의 상점의 조정 가능한 투과와 독립적으로, 미리 결정된 편광 방향을 갖는 광만이 제1 2-차원 이미지 발생기(500)를 통과할 수 있다. 그러므로, 제1 조명 배열체(10)에서, 편광-의존 반사 시트(400)가 테이퍼부(200)의 출력 측면(220)과 제1 2-차원 이미지 발생기(500) 사이에 배열된다. 편광-의존 반사 시트(400)는 제1 빔 방향(110)에 직각으로 배향된다. 편광-의존 반사 시트(400)는 광의 편광 방향의 함수로서 편광-의존 반사 시트(400)를 타격하는 광을 반사 또는 투과하도록 구성된다. 이러한 경우에, 편광-의존 반사 시트(400)는 편광-의존 반사 시트(400)를 통과하는 광의 편광 방향이 또한 제1 2-차원 이미지 발생기(500)를 통과할 수 있는 편광 방향에 대응하는 방식으로 배향된다. 편광-의존 반사 시트(400)는 또한 필름으로서 불릴 수 있고, 예컨대 무기 필름으로서 구성될 수 있다.
편광-의존 반사 시트(400)에서 반사되는 제1 2-차원 이미지 발생기(500)에 적절하지 않은 편광 방향을 갖는 광은 테이퍼부(200)로 복귀되고, 출력 측면(220)으로부터 입력 측면(210)으로 테이퍼부를 통과하고, 광원(100)의 컨버터(1160, 2120) 내에 적어도 부분적으로 흡수되어 종종 변형된 편광 방향으로써 재방출될 수 있다. 재방출된 광은 결국 테이퍼부(200)를 통과하여 편광-의존 반사 시트(400)로 진행되고, 여기에서 이것은 편광-의존 반사 시트(400)를 통과하여 제1 2-차원 이미지 발생기(500)에 도달될 또 다른 기회를 갖는다. 이러한 방식으로, 편광-의존 반사 시트(400)는 제1 2-차원 이미지 발생기(500)에 적절한 편광 방향을 갖는 제1 2-차원 이미지 발생기(500)에 도달되는 광원(100)에 의해 발생되는 광의 비율을 증가시킨다.
제1 조명 배열체(10)에서, 지연 판(300)이 테이퍼부(200)의 출력 측면(220)과 편광-의존 반사 시트(400) 사이에 배열된다. 지연 판(300)은 또한 광학 지연기로서 불릴 수 있다. 지연 판(300)은 제1 빔 방향(110)에 직각으로 그에 따라 테이퍼부(200)의 출력 측면(220)에 그리고 편광-의존 반사 시트(400)에 평행하게 배향된다.
지연 판(300)은 45˚만큼 지연 판(300)을 통과하는 광의 편광 방향을 회전시키도록 구성된다. 이러한 방식으로, 지연 판(300)은 제1 2-차원 이미지 발생기(500)에 적절한 편광 방향을 갖는 제1 2-차원 이미지 발생기(500)에 도달되는 제1 조명 배열체(10)의 광원(100)에 의해 발생되는 광의 비율을 더욱 증가시킬 수 있다.
지연 판(300)을 통한 제1 통과 중에, 광원(100)에 의해 발생되는 광은 45˚만큼의 그 편광 방향의 회전을 경험한다. 광원(100)으로부터 나오는 광의 편광 방향이 기본적으로 무작위로 분포되므로, 편광-의존 반사 시트(400)를 통과할 수 있는 광의 비율의 크기는 기본적으로 그에 의해 변화되지 않는다.
편광-의존 반사 시트(400)에서 반사되는 광의 비율은 한 번 더 지연 판(300)을 통과하여 45˚만큼의 그 편광 방향의 추가 회전을 경험한다. 편광-의존 반사 시트(400)에서 반사되는 광은 테이퍼부(200)를 재차 통과하여 광원(100)으로 진행된다. 이것이 컨버터(1160, 2120) 내의 여기에서 흡수되지 않으면, 광은 레이저 다이오드 광원(1100)의 다이어프램(1130)의 미러링(1150)에서 또는 발광 다이오드 광원(2100)의 발광 다이오드(2110)의 상부 측면에서 반사될 수 있고, 이 때에 편광 방향은 그에 의해 변화되지 않는다. 이러한 방식으로 반사되는 광은 테이퍼부(200) 및 지연 판(300)을 한 번 더 통과하고, 그 중에 이것은 45˚만큼의 그 편광 방향의 추가 회전을 경험한다. 이러한 광의 편광 방향이 이제 이것이 편광-의존 반사 시트(400)를 타격한 지난번에 비해 90˚만큼 회전되었으므로, 광은 이번에 제1 2-차원 이미지 발생기(500)에 적절한 편광 방향으로써 편광-의존 반사 시트(400)를 통과하여 제1 2-차원 이미지 발생기(500)에 도달될 수 있다.
편광-의존 반사 시트(400) 및 지연 판(300)은 그에 따라 50% 초과까지 제1 2-차원 이미지 발생기(500)에 적절한 편광 방향을 갖는 제1 2-차원 이미지 발생기(500)에 도달되는 광원(100)에 의해 발생되는 광의 비율을 증가시킬 수 있다. 그러나, 지연 판(300)이 또한 생략될 수 있다. 편광-의존 반사 시트(400)가 또한 생략될 수 있다.
제1 2-차원 이미지 발생기(500)는 제1 2-차원 이미지 발생기(500)를 타격하는 광의 일부만을 투과한다. 이러한 경우에, 제1 2-차원 이미지 발생기(500)의 각각의 상점에 대해, 각각의 상점을 타격하는 광이 제1 2-차원 이미지 발생기(500)를 통과할 수 있을지를 개별적으로 조정하는 것이 가능하다. 이러한 방식으로, 제1 2-차원 이미지 발생기(500)는 광 분포의 2-차원 변조를 유도한다.
제1 조명 배열체(10)는 제1 조명 배열체(10)의 광학 빔 경로 내의 제1 2-차원 이미지 발생기(500)의 하류에 배열되는 광학 투사 요소(600)를 갖는다. 광학 투사 요소(600)는 예컨대 투사 렌즈 및/또는 1개 이상의 미러를 포함할 수 있다. 광학 투사 요소(600)는 제1 2-차원 이미지 발생기(500)를 통과하여 제1 조명 배열체(10)에 의해 조명될 공간 영역 내로 2-차원적으로 변조되는 광을 투사하도록 구성된다. 예컨대, 광학 투사 요소(600)는 자동차의 전방의 도로 상으로 제1 2-차원 이미지 발생기(500)에 의해 변조되는 광을 투사하도록 구성될 수 있다. 제1 조명 배열체(10)의 간략화된 구성에서, 광학 투사 요소(600)가 생략될 수 있다.
제1 조명 배열체(10)에서 일어나는 모든 손실을 고려하면, 광원(100)에 의해 발생되는 광속의 예컨대 20% 내지 25%가 도로 상으로 투사될 수 있다.
도 4는 제2 조명 배열체(20)의 개략도를 도시하고 있다. 제2 조명 배열체(20)는 도 1의 제1 조명 배열체(10)와 유사성을 갖는다. 또한 제2 조명 배열체(20) 내에 존재하는 제1 조명 배열체(10)의 구성 요소 부품에는 도 4에서 도 1에서와 동일한 도면 부호가 제공되고, 아래에서 상세하게 재차 설명되지 않을 것이다. 다음에, 제2 조명 배열체(20)와 제1 조명 배열체(10) 사이의 차이만이 설명될 것이다.
제2 조명 배열체(20)는 제1 빔 방향(110)으로 광을 방출하여 테이퍼부(200) 내로 입력 측면(210)에서 이것을 입력하도록 의도되는 광원(100)을 갖고, 테이퍼부는 출력 측면(220)으로 이것을 반송한다. 광원(100)은 예컨대 도 2의 레이저 다이오드 광원(1100) 또는 도 3의 발광 다이오드 광원(2100)과 유사한 방식으로 구성될 수 있다.
제2 조명 배열체(20)의 광학 빔 경로에서, 테이퍼부(200)의 출력 측면(220)에 후속하여, 제2 조명 배열체(20)는 편광-의존 반사 시트(400)를 갖는다. 예컨대 도 4에 도시된 제2 조명 배열체(20) 내에는 지연 판(300)이 없지만, 테이퍼부(200)의 출력 측면(220)과 편광-의존 반사 시트(400) 사이에 하나가 있을 수 있다. 대체예로서, 지연 판(300) 이외에, 편광-의존 반사 시트(400)가 또한 제2 조명 배열체(20)로부터 생략될 수 있다.
제1 2-차원 이미지 발생기(500) 대신에, 제2 조명 배열체(20)에서 제2 2-차원 이미지 발생기(1500)가 제공된다. 제2 2-차원 이미지 발생기(1500)는 반사 액정 배열체로서 바람직하게는 단색 반사 액정 배열체로서 구성된다. 반사 액정 배열체로서 구성되는 제2 2-차원 이미지 발생기(1500)는 또한 LCoS 디스플레이로서 불릴 수 있다.
제2 2-차원 이미지 발생기(1500)는 화소 또는 상점의 매트릭스를 형성하는 2-차원 어레이의 광학 반사 액정 셀을 갖는다. 제2 2-차원 이미지 발생기(1500)의 각각의 상점에 대해, 각각의 상점에서 반사되는 광의 편광 방향이 90˚만큼 회전될지를 개별적으로 조정하는 것이 가능하다.
제2 2-차원 이미지 발생기(1500)는 제1 빔 방향(110)에 평행하게 즉 테이퍼부(200)의 출력 측면(220)에 직각으로 배향된다.
편광 빔 스플리터(700)가 테이퍼부(200)의 출력 측면(220)과 제2 2-차원 이미지 발생기(1500) 사이의 제2 조명 배열체(20)의 광학 빔 경로 내에 배열된다. 편광 빔 스플리터(700)는 테이퍼부(200)의 출력 측면(220)으로부터 제1 빔 방향(110)으로 스플리터 평면(710)에 도달되는 광이 제2 2-차원 이미지 발생기(1500)의 방향으로 직각으로 이탈되는 스플리터 평면(710)을 갖는다.
제2 2-차원 이미지 발생기(1500)에 도달되는 광은 제2 2-차원 이미지 발생기(1500)의 상점에서 반사되고, 반사된 광의 편광 방향이 개별의 상점의 설정의 함수로서 90˚만큼 회전되거나 변화되지 않는 상태로 남아 있다.
제2 빔 방향(720)으로 제2 2-차원 이미지 발생기(1500)에 의해 반사되는 광은 편광 빔 스플리터의 스플리터 평면(710)을 재차 타격한다. 그 편광 방향이 제2 2-차원 이미지 발생기(1500)에서의 반사 중에 회전되지 않은 편광 빔 스플리터(700)의 스플리터 평면(710)을 재차 타격하는 그 비율의 광은 편광 빔 스플리터(700)의 스플리터 평면(710)에서 재차 반사되고 그에 따라 테이퍼부(200)의 출력 측면(220)의 방향으로 직각으로 이탈된다. 그러나, 그 편광 방향이 제2 2-차원 이미지 발생기(1500)에서의 반사 중에 회전된 제2 2-차원 이미지 발생기(1500)에서 반사되는 그 비율의 광은 편광 빔 스플리터(700)에 의해 재차 이탈되어 편광 빔 스플리터(700)로부터 제1 빔 방향(110)에 직각으로 배향되는 제2 빔 방향(720)으로 나온다.
편광 빔 스플리터(700)를 통한 제2 통과 중에 이탈되지 않고 편광 빔 스플리터(700)로부터 제2 빔 방향(720)으로 나오는 광은 제2 2-차원 이미지 발생기(1500)의 상점에 의해 2-차원적으로 변조된다. 제2 빔 방향(720)으로 편광 빔 스플리터(700)에 후속되는 광학 투사 요소(600)에 의해, 2-차원적으로 변조된 광은 제2 조명 배열체(20)에 의해 조명될 공간 내로 예컨대 자동차 전방의 도로 상으로 이탈될 수 있다.
편광 빔 스플리터(700)를 통한 제2 통과 중에 테이퍼부(200) 내로 재차 반사되는 제2 2-차원 이미지 발생기(1500)에서 반사되는 그 일부의 광은 테이퍼부(200) 내부측에서 균질하게 혼합되고 즉 이것은 제2 2-차원 이미지 발생기(1500)에 의해 유도되는 그 2-차원 변조가 제거되게 한다. 광은 입력 측면(210)을 거쳐 제2 조명 배열체(20)의 광원(100)으로 이동되고, 여기에서 이것은 반사 또는 재흡수되어 재차 방출될 수 있다. 재흡수 및 재방출은 예컨대 컨버터(1160, 2120) 내에서 일어날 수 있다. 반사는 예컨대 다이어프램(1130)의 미러링(1150)에서 또는 발광 다이오드(2110)의 반사 표면에서 일어날 수 있다. 반사 또는 재방출된 광은 후속적으로 테이퍼부(200)의 입력 측면(210)으로 재차 이동되고, 테이퍼부(200)에 의해 제2 2-차원 이미지 발생기(1500)로 재차 안내된다.
제2 조명 배열체(20)에서, 그에 따라, 제2 2-차원 이미지 발생기(1500)의 스위칭-오프된 상점의 요구되지 않는 광의 적어도 일부가 회수되어 재차 제2 2-차원 이미지 발생기(1500)로 보내진다. 이러한 방식으로, 제2 조명 배열체(20)는 특히 높은 효율을 가질 수 있다.
조명될 환경 내로 제2 조명 배열체(20)에 의해 투사되는 광의 광속 밀도가 제2 2-차원 이미지 발생기(1500)의 활성 상점의 개수에 따라 변화되는 것을 방지하기 위해, 제2 조명 배열체(20)의 광원(100)은 제2 2-차원 이미지 발생기(1500)의 활성 즉 스위칭-온된 상점의 개수의 함수로서 조절될 수 있다. 이러한 경우에, 예컨대, 광원(100)의 밝기 및 색상 궤적은 PWM 주파수 및 동작 전류를 변화시킴으로써 별개로 보정될 수 있다.
도 5는 제3 조명 배열체(30)의 개략도를 도시하고 있다. 제3 조명 배열체(30)는 도 1의 제1 조명 배열체(10)와 유사성을 갖는다. 또한 제3 조명 배열체(30) 내에 존재하는 제1 조명 배열체(10)의 구성 요소 부품에는 도 5에서 도 1에서와 동일한 도면 부호가 제공되고, 아래에서 상세하게 재차 설명되지 않을 것이다. 다음에, 제3 조명 배열체(30)와 제1 조명 배열체(10) 사이의 차이만이 설명될 것이다.
제3 조명 배열체(30)는 또한 제1 빔 방향(110)으로 광을 방출하도록 의도되는 광원(100)을 갖는다. 광원(100)은 이러한 경우에 예컨대 도 2의 레이저 다이오드 광원(1100) 또는 도 3의 발광 다이오드 광원(2100)과 유사한 방식으로 구성될 수 있다. 제1 빔 방향(110)으로 광원(100)에 의해 방출되는 광은 입력 측면(210)에서 테이퍼부(200) 내로 진입되어 출력 측면(220)으로 그에 의해 안내된다. 지연 판(300) 및 편광-의존 반사 시트(400)는 바람직하게는 제3 조명 배열체(30)로부터 생략된다.
제1 2-차원 이미지 발생기(500) 대신에, 제3 조명 배열체(30)는 제3 2-차원 이미지 발생기(2500)를 갖는다. 제3 2-차원 이미지 발생기(2500)는 마이크로미러 배열체로서 구성된다. 마이크로미러 배열체로서 구성되는 제3 2-차원 이미지 발생기(2500)는 화소 또는 상점의 매트릭스를 형성하는 2-차원 어레이의 마이크로미러 배열체를 갖는다. 각각의 마이크로기계 마이크로미러는 적어도 2개의 상이한 공간 방향 중 하나로 각각의 마이크로미러를 타격하는 광을 반사하도록 다른 마이크로미러와 독립적으로 조정될 수 있다.
제3 조명 배열체(30)의 마이크로미러 배열체로서 구성되는 제3 2-차원 이미지 발생기(2500)의 2-차원 어레이의 마이크로미러는 제1 빔 방향(110)에 평행하게 그에 따라 테이퍼부(200)의 출력 측면(220)에 직각으로 배향된다.
프리즘(800)이 테이퍼부(200)의 출력 측면(220)과 제3 2-차원 이미지 발생기(2500) 사이의 제3 조명 배열체(30)의 광학 빔 경로 내에 배열된다. 프리즘(800)은 제3 2-차원 이미지 발생기(2500)의 방향으로 테이퍼부(200)의 출력 측면(220)에서 제1 빔 방향(110)으로 방출되는 광을 이탈시키는 데 사용된다. 이러한 목적을 위해, 프리즘(800)은 제3 2-차원 이미지 발생기(2500)의 방향으로 테이퍼부(200)의 출력 측면(220)으로부터 나오는 광을 전반사하는 인터페이스(810)를 갖는다.
제3 2-차원 이미지 발생기(2500)에서, 프리즘(800)으로부터 나오는 광은 프리즘(800)의 방향으로 재차 제2 빔 방향(820)으로 또는 상이한 방향으로 마이크로미러에 의해 각각 형성되는 각각의 상점에 의해 이탈되면서 반사된다. 상이한 방향으로 이탈되는 광은 예컨대 흡수기 내에 흡수될 수 있다. 그러나, 프리즘(800)으로 제2 빔 방향(820)으로 반사되는 광은 프리즘(800)을 통과할 수 있고, 이것은 전반사가 일어나지 않는 각도로 인터페이스(810)를 타격한다. 제2 빔 방향(820)으로 제3 2-차원 이미지 발생기(2500)에 의해 반사되는 광은 2-차원 어레이의 마이크로미러에 의해 2-차원적으로 변조된다.
제2 빔 방향(820)으로 프리즘(800)에 후속하여, 제3 조명 배열체(30)는 재차 제3 조명 배열체(30)에 의해 조명될 제3 조명 배열체(30)의 환경 내로 예컨대 자동차 부근의 도로 상으로 제3 2-차원 이미지 발생기(2500)에 의해 제2 빔 방향(820)으로 반사되는 광을 투사하는 광학 투사 요소(600)를 갖는다.
제1 조명 배열체(10), 제2 조명 배열체(20) 및 제3 조명 배열체(30)는 자동차의 헤드램프로서 특히 전방 헤드램프로서 사용될 수 있다. 이러한 적용 분야는 단색 광의 방출만을 요구한다. 이것은 유리하게는 단색 이미지 발생기로서 제1 조명 배열체(10)의 제1 2-차원 이미지 발생기(500), 제2 조명 배열체(20)의 제2 2-차원 이미지 발생기(1500) 및 제3 조명 배열체(30)의 제3 2-차원 이미지 발생기(2500)를 구성하는 것을 가능케 한다. 이러한 방식으로, 이미지 발생기(500, 1500, 2500)는 유리하게는 특히 간단하게, 강력하게, 치밀하게 그리고 비싸지 않게 구성될 수 있다. 단색 이미지 발생기(500, 1500, 2500)의 또 다른 장점은 이들이 단지 낮은 광 손실로 이어진다는 것이다.
제1 조명 배열체(10), 제2 조명 배열체(20) 및 제3 조명 배열체(30)의 광원(100)은 또한 유리하게는 광원(100)이 또한 간단하게, 치밀하게 그리고 비싸지 않게 구성될 수 있도록 조명 배열체(10, 20, 30)가 자동차의 헤드램프로서 사용될 때에 단색 광만을 발생시킬 필요가 있다.
제1 조명 배열체(10), 제2 조명 배열체(20) 및 제3 조명 배열체(30)의 2-차원 이미지 발생기(500, 1500, 2500)는 양쪽 모두 상호 직각 공간 방향으로 동일한 해상도를 각각 가질 수 있다. 2-차원 이미지 발생기(500, 1500, 2500)의 개별의 상점(화소)은 이러한 경우에 예컨대 정사각형 형상으로써 구성될 수 있다. 그러나, 2개의 상호 직각 공간 방향으로 상이한 해상도로써 2-차원 이미지 발생기(500, 1500, 2500)를 각각 구성하는 것이 또한 가능하다. 이러한 경우에, 2-차원 이미지 발생기(500, 1500, 2500)의 상점은 예컨대 정사각형 및 비-정사각형 형상으로써 구성될 수 있다.
조명 배열체(10, 20, 30)가 자동차의 조정형 헤드램프로서 사용될 때에, 이것은 예컨대 수평 방향으로보다 수직 방향으로 높은 해상도로써 예컨대 적어도 2배 또는 바람직하게는 적어도 3배만큼 높은 해상도로써 2-차원 이미지 발생기(500, 1500, 2500)를 구성하는 데 선호될 수 있다. 수직 방향은 이러한 경우에 광학 투사 요소(600)를 통한 투사에서 자동차로부터 멀어지는 방향에 대응하는 2-차원 이미지 발생기(500, 1500, 2500)의 그 방향을 말한다.
제1 조명 배열체(10), 제2 조명 배열체(20) 및 제3 조명 배열체(30)의 2-차원 이미지 발생기(500, 1500, 2500)는 그 전체 표면에 걸쳐 일정한 해상도를 각각 가질 수 있다. 이러한 경우에, 2-차원 이미지 발생기(500, 1500, 2500)의 개별의 상점은 모두가 동일한 크기를 갖는다. 그러나, 그 표면에 걸쳐 가변 해상도로써 조명 배열체(10, 20, 30)의 2-차원 이미지 발생기(500, 1500, 2500)를 구성하는 것이 또한 가능하다. 이러한 경우에, 2-차원 이미지 발생기(500, 1500, 2500)의 상점은 예컨대 2-차원 이미지 발생기(500, 1500, 2500)의 외부 영역에서와 상이한 2-차원 이미지 발생기(500, 1500, 2500)의 중심 영역에서의 크기를 가질 수 있다. 특히, 2-차원 이미지 발생기(500, 1500, 2500)의 상점은 중심 영역 내에 더 높은 해상도가 있도록 2-차원 이미지 발생기(500, 1500, 2500)의 외부 영역에서보다 작은 2-차원 이미지 발생기(500, 1500, 2500)의 중심 영역에서의 크기를 가질 수 있다. 조명 배열체(10, 20, 30)가 자동차의 헤드램프로서 사용될 때에, 이러한 방식으로 조명 배열체(10, 20, 30)에 의해 발생되는 조명의 중심 영역이 조명 배열체(10, 20, 30)에 의해 발생되는 조명의 모서리 영역보다 미세하게 변화될 수 있다.
2개의 공간 방향으로 상이한 크기로써 또는 2-차원 어레이의 표면에 걸쳐 가변 크기로써 제1 조명 배열체(10), 제2 조명 배열체(20) 및 제3 조명 배열체(30)의 발광 다이오드 광원(2100)의 2-차원 어레이로서 배열되는 발광 다이오드(2110)를 구성하는 것이 또한 가능하다. 예컨대, 발광 다이오드(2110)는 수평 방향으로보다 발광 다이오드 광원(2100)의 2-차원 어레이의 발광 다이오드(2110)의 수직 방향으로 작은 크기 및 높은 밀도를 가질 수 있다. 추가예에서 또는 대체예로서, 발광 다이오드(2110)는 2-차원 어레이의 발광 다이오드 광원(2100)의 외부 영역에서보다 2-차원 어레이의 발광 다이오드 광원(2100)의 중심 영역에서 작은 크기 및 높은 밀도를 가질 수 있다.
제1 조명 배열체(10), 제2 조명 배열체(20) 및 제3 조명 배열체(30)의 발광 다이오드 광원(2100)의 동작 중에, 발광 다이오드 광원(2100)의 2-차원 어레이의 발광 다이오드(2110)의 모든 발광 다이오드가 동시에 동작되지는 않는 것이 가능하다. 이것은 특히 제1 조명 배열체(10), 제2 조명 배열체(20) 및 제3 조명 배열체(30)가 자동차의 헤드램프로서 특히 전방 헤드램프로서 사용될 때의 경우일 수 있다. 이러한 경우에, 자동차의 현재의 주행 상황에 따라, 발광 다이오드 광원(2100)의 2-차원 어레이의 발광 다이오드(2110)의 상이한 부분이 사용되지만 발광 다이오드 광원(2100)의 모든 발광 다이오드가 결코 동시에 사용되지 않는 자동차의 환경의 상이한 조정형 조명이 발생될 수 있다. 이것은 이것이 동시에 발광 다이오드 광원(2100)의 모든 발광 다이오드를 결코 공급할 수 없는 방식으로 발광 다이오드 광원(2100)의 전기 공급을 치수 조정하는 것을 가능케 한다. 이러한 방식으로, 전기 공급은 특히 치밀하게, 비싸지 않게 그리고 경제적으로 구성될 수 있다.
본 발명은 양호한 예시 실시예의 도움으로써 상세하게 예시 및 설명되었다. 본 발명은 그럼에도 불구하고 개시된 예에 제한되지 않는다. 그 대신에, 다른 변형예가 본 발명의 보호 범주로부터 벗어나지 않으면서 통상의 기술자에 의해 그로부터 유도될 수 있다.
도면 부호의 목록
10: 제1 조명 배열체
20: 제2 조명 배열체
30: 제3 조명 배열체
100: 광원
110: 제1 빔 방향
200: 테이퍼부
210: 입력 측면
220: 출력 측면
300: 지연 판
400: 편광-의존 반사 시트
500: 제1 2-차원 이미지 발생기
600: 광학 투사 요소
700: 편광 빔 스플리터
710: 스플리터 평면
720: 제2 빔 방향
800: 프리즘
810: 인터페이스
820: 제2 빔 방향
1100: 레이저 다이오드 광원
1110: 레이저 다이오드
1120: 광학 요소
1130: 다이어프램
1140: 다이어프램 개구
1150: 미러링
1160: 컨버터
2100: 발광 다이오드 광원
2110: 발광 다이오드
2120: 컨버터
1500: 제2 2-차원 이미지 발생기
2500: 제3 2-차원 이미지 발생기

Claims (19)

  1. 조명 배열체(10, 20, 30)로서,
    광원(100, 1100, 2100);
    테이퍼부(200); 및
    2-차원 화소 매트릭스를 갖는 2-차원 이미지 발생기(500, 1500, 2500)
    를 갖고,
    테이퍼부(200)는 광원(100, 1100, 2100)으로부터 2-차원 이미지 발생기(500, 1500, 2500)로 광을 안내하고,
    조명 배열체(10, 20, 30)는 자동차를 위한 헤드램프로서 구성되어 있고,
    테이퍼부(200)가 광섬유 구성 요소로서 구성되어 있고,
    2-차원 이미지 발생기(500, 1500, 2500)는 제2 공간 방향으로보다 제1 공간 방향으로 높은 해상도를 갖는, 조명 배열체(10, 20, 30).
  2. 제1항에 있어서, 광원(100, 1100)은 레이저 다이오드(1110)를 포함하는 조명 배열체(10, 20, 30).
  3. 제1항에 있어서, 광원(100, 2100)은 발광 다이오드(2110)를 포함하는 조명 배열체(10, 20, 30).
  4. 제1항에 있어서, 다이어프램(1130)이 광원(100, 1100)과 테이퍼부(200) 사이에 배열되고, 테이퍼부(200) 쪽으로 향한 다이어프램(1130)의 측면이 미러링(1150)을 갖는, 조명 배열체(10, 20, 30).
  5. 제1항에 있어서, 조명 배열체(10, 20, 30)는 전자기 복사선의 파장을 변환하는 컨버터 재료(1160, 2120)를 포함하는 조명 배열체(10, 20, 30).
  6. 제1항에 있어서, 편광-의존 반사 시트(400)가 테이퍼부(200)와 2-차원 이미지 발생기(500, 1500) 사이의 조명 배열체(10, 20)의 광학 빔 경로 내에 배열되는 조명 배열체(10, 20).
  7. 제6항에 있어서, 지연 판(300)이 테이퍼부(200)와 편광-의존 반사 시트(400) 사이의 조명 배열체(10)의 광학 빔 경로 내에 배열되는 조명 배열체(10).
  8. 제7항에 있어서, 지연 판(300)은 45˚만큼 지연 판(300)을 통과하는 광의 편광을 회전시키도록 구성되는 조명 배열체(10).
  9. 제1항에 있어서, 2-차원 이미지 발생기(500, 1500)는 액정 배열체로서 구성되는 조명 배열체(10, 20).
  10. 제9항에 있어서, 2-차원 이미지 발생기(500, 1500)는 단색 액정 배열체로서 구성되는 조명 배열체(10, 20).
  11. 제9항에 있어서, 2-차원 이미지 발생기(500)는 투명 액정 배열체로서 구성되는 조명 배열체(10).
  12. 제9항에 있어서, 2-차원 이미지 발생기(1500)는 반사 액정 배열체로서 구성되는 조명 배열체(20).
  13. 제12항에 있어서, 편광 빔 스플리터(700)가 테이퍼부(200)와 2-차원 이미지 발생기(1500) 사이의 조명 배열체(20)의 광학 빔 경로 내에 배열되는 조명 배열체(20).
  14. 제1항에 있어서, 2-차원 이미지 발생기(2500)는 마이크로미러 배열체로서 구성되는 조명 배열체(30).
  15. 제14항에 있어서, 프리즘(800)이 테이퍼부(200)와 2-차원 이미지 발생기(2500) 사이의 조명 배열체(30)의 광학 빔 경로 내에 배열되는 조명 배열체(30).
  16. 제1항에 있어서, 조명 배열체(10, 20, 30)는 조명 배열체(10, 20, 30)의 광학 빔 경로 내의 2-차원 이미지 발생기(500, 1500, 2500)의 하류에 배열되는 광학 투사 요소(600)를 포함하는 조명 배열체(10, 20, 30).
  17. 삭제
  18. 제1항에 있어서, 2-차원 이미지 발생기(500, 1500, 2500)는 상이한 크기의 상점을 포함하는 조명 배열체(10, 20, 30).
  19. 삭제
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