Korean Journal of Optics and Photonics (한국광학회지)

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Smart Headlamp Optics Design with Multi-array LEDs

멀티 어레이 엘이디를 이용한 지능형 전조등 광학 설계

  • Yu, Jin Hee (Department of Optical Engineering, Kongju National University) ;
  • Ro, Suk Ju (Department of Optical Engineering, Kongju National University) ;
  • Lee, Jun Ho (Department of Optical Engineering, Kongju National University) ;
  • Hwang, Chang Kook (SL Lighting Corporation) ;
  • Go, Dong Jin (SL Lighting Corporation)
  • 유진희 (공주대학교 광공학과, 기하광학 연구실) ;
  • 노석주 (공주대학교 광공학과, 기하광학 연구실) ;
  • 이준호 (공주대학교 광공학과, 기하광학 연구실) ;
  • 황창국 ((주)에스엘라이팅) ;
  • 고동진 ((주)에스엘라이팅)
  • Received : 2013.07.31
  • Accepted : 2013.10.01
  • Published : 2013.10.25
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Abstract

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 optical system, the multi-array LED system is a convenient and economical device for implementing beam patterns with the simple on/off modulation of the light sources. A single optical assembly module can be made by combining a multiple-LED array, optical system module, and electronic control with no need for any additional mechanical components. The present optical system was designed to include a secondary lens and a projection lens mounted at the front of each LED in the array to realize accurate lighting patterns as well as the required luminosity at a distance of 25 m in the forward direction. Finally, we identified and analyzed the patterns implemented by the designed optical system that produced satisfactory performance of high beams and adaptive driving beams (ADB).

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.

Keywords

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