KR20170102820A - 방현성 헤드램프 - Google Patents

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KR20170102820A
KR20170102820A KR1020170027044A KR20170027044A KR20170102820A KR 20170102820 A KR20170102820 A KR 20170102820A KR 1020170027044 A KR1020170027044 A KR 1020170027044A KR 20170027044 A KR20170027044 A KR 20170027044A KR 20170102820 A KR20170102820 A KR 20170102820A
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light emitting
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Abandoned
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KR1020170027044A
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토마스 캐논
람베르테리 앙투안 드
기욤 신
사미라 엠바타
올리비에-세바스티앙 르사프
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발레오 비젼
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Abstract

적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하는 차량 헤드램프가 제공되며, 상기 적어도 하나의 발광 다이오드는 광 소스의 검출기로서 동작하도록 구성된다.

Description

방현성 헤드램프{ANTI-DAZZLE HEADLAMP}
본 발명은 차량 헤드램프 분야에 관한 것이며, 특히 운전자가 경험하는 눈부심이 감쇠되게 하는 헤드램프 분야에 관한 것이다.
하향등 및 상향등과 같은 헤드램프에 의해 방출되는 광 빔은, 이러한 광 빔이 헤드램프에 의해 조명되는 장면(scene)의 요소들로부터 반사되기 때문에, 운전자의 눈을 부시게 할 수 있다고 오래 동안 알려져 왔다. 도 1은 이러한 문제를 예시한다. 특히 광을 반사하는 경향이 있는 장면의 조명을 받는 요소들은 빗방울 또는 눈송이와 같은 자연적 요소들을 포함한다. 또한, 기상 상태가 좋지 않은 기간 동안에는, 운전자의 차량이 방출한 광이 다수 회 반사되기 때문에 운전자의 가시성이 만족스럽지 못하다.
이러한 문제를 다루기 위한 공지된 장치가 도 2에 예시된다. 이 장치는 빗방울을 검출하는 영상 카메라를 포함하며, 검출된 빗방울들이 더 이상 조명되지 않도록 2 개의 헤드라이트의 광 빔이 수정된다. 그러나, 이러한 방식은 이러한 방식을 구현하는 수단이 충분하게 짧은 시간에 분석을 실현하지 못하며, 따라서 헤드램프에 대한 보정이 이루어질 때에 이러한 보정이 더 이상 유효하지 않게 되기 때문에 효과적이지 않다.
본 발명의 목적은 이러한 단점들을 약화시키는 해법을 제공하는 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 간단하고 효과적이면서 장면의 조명이 신속하게 보정되게 할 수 있는, 헤드램프에 의해 조명된 장면의 반사성 요소들을 검출하여 차폐(occluding)하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
이를 위해서, 본 발명은 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하는 차량 헤드램프를 제공하며, 상기 발광 다이오드 중 적어도 하나는 광 소스의 검출기로서 동작하도록 구성된다. 이러한 방식으로, 발광 다이오드의 물리적 특성들이 광을 방출할 뿐만 아니라, 광을 전류(또는 전압)로 변환시키는데에도 사용된다. 이로써, 빗방울 검출은 영상 카메라의 사용에 더 이상 의존하지 않으며 대신에 헤드램프의 적어도 하나의 발광 다이오드의 사용한다.
상기 헤드램프는 다음 특징들을 또한 포함한다:
상기 헤드램프는 제어부에 연결되도록 구성되며, 상기 제어부는 상기 적어도 하나의 발광 다이오드가 교번적으로(alternately) 광 소스의 검출기 및 발광기로서 동작하도록 하게 구성되며;
상기 제어부는 상기 적어도 하나의 발광 다이오드가 발광기로서 동작할지 또는 광 소스의 검출기로서 동작할지를 나타내는 동기화 신호를 전송하도록 더 구성되며;
상기 제어부는 상기 동기화 신호의 수신 시에 상기 적어도 하나의 발광 다이오드의 동작을 교번시키도록 더 구성되며;
상기 헤드램프는 상기 적어도 하나의 발광 다이오드가 광 소스의 검출기로서 마지막으로 동작한 때에 상기 적어도 하나의 발광 다이오드가 광 소스를 검출했는지를 기록한 제 1 메모리; 및 상기 적어도 하나의 발광 다이오드가 마지막 이전의 시간에(time-before-last) 광 소스의 검출기로서 동작한 때에 상기 적어도 하나의 발광 다이오드가 광 소스를 검출했는지를 기록한 제 2 메모리를 더 포함하며;
상기 헤드램프는 상기 제 1 및 제 2 메모리들의 기록사항들을 비교함으로써 상기 검출된 광 소스의 이동 속도 및 이동 방향을 컴퓨팅하는 컴퓨팅부(computational unit)를 더 포함하며;
상기 발광 다이오드 매트릭스 어레이는 상기 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하며;
미러들의 매트릭스 어레이가 상기 매트릭스 어레이의 상기 적어도 하나의 발광 다이오드에 의해 방출되거나 검출된 광 소스를 반사하며;
상기 매트릭스 어레이의 모든 발광 다이오드들은 발광기 및 하나 이상의 광 소스들의 검출기로서 교번적으로 동작하며;
미러들의 매트릭스 어레이가 상기 적어도 하나의 발광 다이오드에 의해 방출되거나 검출된 광 소스를 반사시키며, 상기 매트릭스 어레이의 미러들은 오직 단일 미러만이 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 광 소스를 반사시킬 수 있도록 구성된다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 적어도 2 개의 차량 헤드램프들을 포함하는 조명 장치를 제공한다.
상기 조명 장치를 다음과 같은 특징을 또한 포함한다:
제 1 헤드램프의 상기 적어도 하나의 발광 다이오드는 (i) 제 2 헤드램프의 상기 적어도 하나의 발광 다이오드가 광 소스의 검출기로서 구성되는 때에 발광기로 동작하고, (ii) 제 2 헤드램프의 상기 적어도 하나의 발광 다이오드가 발광기로서 구성되는 때에 광 소스의 검출기로서 동작하도록 구성되며;
각 헤드램프는 제어부를 포함하며, 상기 헤드램프들 중 하나의 제어부에 의해 전송된 동기화 신호가 다른 헤드램프의 제어부에 의해 수신되도록 제어부들은 서로 연결되며;
상기 적어도 2 개의 헤드램프들은 상기 동기화 신호를 상기 헤드램프들에 전송하는 제어부에 연결되며;
각 헤드램프는 컴퓨팅부를 포함하며;
상기 적어도 2 개의 헤드램프들은 동시에 광을 방출하도록 더 구성된다.
광 소스들을 검출 및 차폐하는 방법이 또한 제공되며; 이 방법은 전술한 조명 장치를 사용하여 구현된다. 이 방법은 다음의 단계들을 포함한다:
제 1 동기화 신호를 전송하는 단계;
상기 제 1 동기화 신호가 전송된 후에,
상기 제 2 헤드램프의 상기 적어도 하나의 발광 다이오드를 사용하여 광을 방출하는 단계; 및
상기 제 1 헤드램프의 상기 적어도 하나의 발광 다이오드가 광 소스의 검출기로서 동작하게 하는 단계;
상기 제 1 헤드램프의 상기 적어도 하나의 발광 다이오드가 광 소스를 검출했는지를 상기 제 1 헤드램프의 제 1 메모리 내에 기록하는 단계;
제 2 동기화 신호를 전송하는 단계;
상기 제 2 동기화 신호가 전송된 후에,
상기 제 1 헤드램프의 상기 적어도 하나의 발광 다이오드를 사용하여 광을 방출하는 단계; 및
상기 제 2 헤드램프의 상기 적어도 하나의 발광 다이오드가 광 소스의 검출기로서 동작하게 하는 단계;
상기 제 2 헤드램프의 상기 적어도 하나의 발광 다이오드가 광 소스를 검출했는지를 상기 제 2 헤드램프의 제 1 메모리 내에 기록하는 단계.
상기 방법은 상기 방법의 상술한 단계들을 반복하는 단계로서, 상기 제 1 헤드램프 또는 제 2 헤드램프의 제 2 메모리에 기록하는 단계들이 수행되는, 상기 반복하는 단계를 더 포함할 수 있으며; 상기 방법은 다음과 같은 단계들을 더 포함할 수 있다:
상기 제 1 헤드램프의 제 2 메모리에 기록한 후에, 컴퓨팅부를 사용하여 상기 제 1 헤드램프에 의해 검출된 광 소스의 이동 속도 및 방향을 컴퓨팅하고 상기 컴퓨팅 결과에 따라서 광을 방출하도록 허용된 상기 제 1 헤드램프의 매트릭스 어레이의 발광 다이오드들을 결정하는 단계;
상기 제 2 헤드램프의 제 2 메모리에 기록한 후에, 컴퓨팅부를 사용하여 상기 제 2 헤드램프에 의해 검출된 광 소스의 이동 속도 및 방향을 컴퓨팅하고 상기 컴퓨팅 결과에 따라서 광을 방출하도록 허용된 상기 제 2 헤드램프의 매트릭스 어레이의 발광 다이오드들을 결정하는 단계;
제 3 동기화 신호를 전송하는 단계; 및
상기 제 3 동기화 신호가 전송된 이후에, 상기 제 1 및 제 2 헤드램프들이 동시에 광을 방출하도록 상기 제 1 및 제 2 헤드램프들을 구성하는 단계로서, 오직 광을 방출하도록 허용된 것들로서 결정된 발광 다이오드들만이 활성화되는, 상기 구성하는 단계.
전술한 조명 장치를 사용하여 광 소스들을 검출 및 차폐하는 방법이 제공되며, 헤드램프들 각각은 컴퓨팅부를 포함한다. 상기 방법은 본 발명에 따른 제 1 헤드램프(마스터(master) 헤드램프로 지칭됨)의 제 1 동기화 신호를 본 발명에 따른 제 2 헤드램프(슬레이브(slave) 헤드램프로 지칭됨)에 전송하는 단계를 포함한다. 제 2 헤드램프가 제 1 동기화 신호를 수신하면, 상기 제 2 헤드램프의 매트릭스 어레이의 상기 적어도 하나의 발광 다이오드는 광을 방출하며, 상기 제 1 헤드램프의 상기 적어도 하나의 발광 다이오드는 제 1 동기화 신호가 전송된 이후에 광 소스의 검출기로서 동작한다. 상기 제 1 헤드램프는 제 1 헤드램프의 상기 적어도 하나의 발광 다이오드가 광 소스를 검출했는지를 그의 제 1 메모리에 기록한다. 제 2 동기화 신호가 상기 제 1 헤드램프에 의해 상기 제 2 헤드램프로 전송된다. 상기 제 2 동기화 신호가 전송된 후에 상기 제 1 헤드램프의 적어도 하나의 발광 다이오드는 광을 방출하며, 상기 제 2 동기화 신호를 수신한 후에 상기 제 2 헤드램프의 상기 적어도 하나의 발광 다이오드는 광 소스의 검출기로서 동작한다. 상기 제 2 헤드램프는 제 2 헤드램프의 상기 적어도 하나의 발광 다이오드가 광 소스를 검출했는지를 그의 제 1 메모리에 기록한다.
본 발명의 다른 특징들 및 이점들이 첨부 도면들을 참조하여 예시적으로 제공되는, 본 발명의 다음의 상세한 설명을 독해하면 명백해질 것이다.
도 1 및 도 2는 헤드램프의 공지된 종래 기술 시스템들의 실례들을 도시한다.
도 3a는 본 발명에 따른 예시적인 헤드램프의 개략도를 도시한다.
도 3b는 본 발명에 따른 다른 예시적인 헤드램프의 개략도를 도시한다.
도 3c는 본 발명에 따른 다른 예시적인 헤드램프의 개략도를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 장치의 동작의 실례를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 헤드램프에서 사용될 수 있는 발광 다이오드들의 예시적인 매트릭스 어레이를 도시한다.
도 6은 도 5의 서브-매트릭스 어레이의 상세도를 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 프로젝터의 예시적인 제어부를 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 검출 및 차폐 방법을 사용하는 장치의 예시적인 기능적 블록도를 도시한다.
도 9a, 도 9b, 및 도 9c는 발광 다이오드들의 매트릭스 어레이의 실례들을 도시한다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명에 따른 장치의 예시적인 구성들을 도시한다.
도 3a, 도 3b, 및 도 3c를 참조하여, 본 발명에 따른 3 개의 예시적인 헤드램프들이 이제 기술될 것이다. 헤드램프는 지상 차량의 헤드램프, 예를 들어, 모터 차량 헤드라이트일 수 있다. 헤드램프는 좌측 헤드램프 또는 후측 헤드램프 어느 것일 수 있다; 예를 들어, 전방-좌측 또는 전방-후측 헤드램프 중 어느 것일 수 있다(광의 반사 문제는 이러한 구성에서 특히 문제가 됨). 헤드램프는 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)를 포함한다. 용어 LED 및 발광 다이오드(들)는 이하에서 동일한 대상을 의미한다.
도 3a의 실례에서, 헤드램프는 LED 매트릭스 어레이(30a)를 포함하며, 여기서 매트릭스 어레이의 LED들 중 적어도 하나가 광 소스의 검출기로서 동작하도록 구성된다. 검출된 광 소스는 헤드램프로 입사한 광 소스이다; 달리 말하면, 헤드램프에 의해 검출된 광 소스는 헤드램프 외측에 위치한다. 용어 LED 매트릭스 어레이(또한, 불어 용어“grille de DEL” 또는 LED 그리드로도 알려짐)는 규칙적일 수 있는 패턴으로 배열된 복수의 LED들의 어레이를 말한다. 이러한 어레이는 모터 차량이 안전성을 위해서 구비한 교통 등, 정지 등 및 표시수단 및 시인성 장치와 같은, 발광 장치의 백열 또는 형광 램프가 대체될 수 있게 한다.
도 3b의 실례에서, 헤드램프는 LED 매트릭스 어레이(30b)에 추가하여서, 매트릭스 어레이(30b)의 LED들에 의해 방출된 광을 반사하거나 실제로 (헤드램프 외부에 있는) 광 소스에 의해 방출된 광을 매트릭스 어레이의 적어도 하나의 발광 다이오드를 향해 반사시키는 미러들(34)의 매트릭스 어레이를 포함한다. 용어 미러들의 매트릭스 어레이(이러한 매트릭스는 또한 용어 디지털 마이크로미러 장치(DMD)로도 알려짐)는 (선택사양적으로 픽셀화된) 광 소스가 마이크로미러들 상으로 투사되는 것을 가능하게 하는 미세전기기계 시스템을 말한다. 각 미러는 2 개의 위치들을 취할 수 있다: 각 미러는 렌즈들(32)의 시스템을 향해 또는 LED 매트릭스 어레이(30b)의 표면을 향해 광을 반사시키도록 동일한 축을 따라서 기울어질 수 있다. 각 마이크로미러는 “온” 또는 “오프” 위치로 지칭되는 2 개의 상이한 위치들로 전환(또는 팁핑(tipped))될 수 있다. 매트릭스 어레이의 각 LED는 미러 매트릭스 어레이의 일 부분과 연관된다.
다시 도 3b를 참조하면, 매트릭스 어레이(30b)의 LED들의 수 및 매트릭스 어레이(34)의 미러들의 수는, 단일 또는 복수의 미러들이 매트릭스 어레이의 단일 LED에 의해 방출 또는 수광된 광을 반사시키도록, 동일할 수 있다. 따라서, 이는 하나의 LED 및 복수의 미러들 간의 전사 연관성(surjective association)으로 귀착될 수 있다. 하나의 LED에 의해 방출된 광이 하나 이상의 미러들에 의해 반사되고(광 소스의 검출기 기능을 하도록 구성된)하나의 LED에 의해 수광된 광이 복수의 미러들에 의해 반사되도록, 매트릭스 어레이(30b)의 LED들의 수는 매트릭스 어레이(34)의 미러들의 수보다 작을 수 있다. 이러한 특정 경우에, LED들 및 미러들 간의 관계는 매트릭스 어레이의 N 개의 LDE들이 단일 LED와 연관된 미러들의 그룹을 형성하도록 된다; 바람직하게는, 해당 그룹의 미러들 전부는 동일한 위치를 갖는다(모두가 실제로 “온” 또는 “오프” 위치를 갖는다). 마지막으로, 복수의 LED들에 의해 방출된 광이 단일 미러에 의해 반사되고(광 소스의 검출기로서 동작하도록 구성된)복수의 LED들에 의해 수광된 광이 하나의 미러에 의해 반사되도록, 매트릭스 어레이(30b)의 LED들의 수는 매트릭스 어레이(34)의 미러들의 수보다 클 수 있다. LED들 및 미러들 간의 관계는 매트릭스 어레이의 N 개의 LED들이 일 LED 그룹을 형성하고 단일 미러와 연관되도록 된다; 바람직하게는, 해당 그룹의 LED들은 모두가 광 소스의 검출기로서 동작하도록 구성되거나, 발광기로서 동작하도록 구성된다.
도 3b의 실례에서, 헤드램프는 또한 LED 매트릭스 어레이(30b)를 향해 광을 반사시키도록 위치하지 않은 미러들을 통한 헤드램프로 진입하는 광 소스의 반사를 제한하는 흡수 표면(36)을 포함할 수 있다.
도 3c의 실례에서, 헤드램프는 하나의 LED(30c), 및 LED(30c)에 의해 방출된 광을 반사시키거나 또는 실제로 헤드램프로 진입하는 광 소스를 LED(30c)를 향해 반사시키는 미러들(34)의 매트릭스 어레이를 포함한다. 해당 LED가 광을 방출할 때에, 매트릭스 어레이의 미러들은 방출된 광이 렌즈들(32)의 시스템으로 향하게 하도록 배치된다. 이로써, 미러들은 렌즈들(32)의 시스템에 이미지를 형성하고 이 이미지의 경로를 변경하도록 위치할 수 있다.
다시 도 3c의 실례에서, 해당 LED가 광 소스의 검출기로서 동작하도록 구성되는 때에, 매트릭스 어레이(34)의 단일 미러가 LED(30c)에 의해 검출되어야 하는 광 소스를 반사시킬 수 있도록 매트릭스 어레이의 미러들은 구성된다. 이로써, 해당 LED가 광 소스의 검출기로서 동작하도록 구성되는 때에, 매트릭스 어레이의 각 미러는 차례로 배치되어서 광이 광 소스로부터 LED로 향하게 할 수 있다. 매트릭스 어레이의 다른 미러들(즉, 광이 광 소스로부터 LED로 향하게 하도록 위치한 미러들을 제외한 모든 미러들)이 광 소스의 광이 LED를 향해 반사되지 않도록 하게 하는 위치에 위치한다. 헤드램프는 또한 광을 LED(30c)로 향해 반사시키도록 위치하지 않은 미러들을 통한 헤드램프로 진입하는 광 소스의 반사를 제한하는 흡수 표면(36)을 더 포함할 수 있다.
도 3a의 실례가 3 개의 실례들 중 구현하기 가장 간단한데 그 이유는 해당 실례에서는 LED 매트릭스 어레이가 직접적으로 조명하고 검출하기 때문이다. 도 3b의 실례는 특히 도 3a에서의 LDE들의 수보다 작은 LED들의 수를 갖는 LED 매트릭스 어레이가 도 3a의 검출 입도와 유사한 검출 입도(granularity)를 유지하면서 사용되게 할 수 있다; LED 매트릭스 어레이의 관리가 단순화되고 장면의 이미지의 취득(및 장면의 광 소스들의 취득)이 보다 신속해진다. 도 3c의 실례는 단일 LED가 발광기/광 검출기 역할을 하게 하며, 이로써 LED의 관리를 용이하게 하며(예를 들어, 오직 단일 ASIC만이 요구됨) 헤드램프의 제조 비용을 저감시킨다.
본 발명에서, 적어도 하나의 LED가 광 소스 역할을 하는데, 즉, 하나 이상의 LED들이 LED(들)의 P-N 접합부에 인가된 전압의 작용 하에서 광(광자들)을 방출한다. 헤드램프 내에 포함된 적어도 하나의 LED는 또한 광 소스의 검출기를 역할을 하는데, 즉, 광 소스가 방출한 광자들이 매트릭스 어레이의 하나 이상의 LED들로 대등하게(level) 포획되고, LED들은 전류를 결과로서 생성한다. 이로써, LED들의 물리적 특성들이 (교번적으로) 광을 방출하고 장면의 요소들에 의해 방출된 광을 검출하는데 사용된다. 장면은 헤드램프에 의해 조명을 받아야 하는 공간인데, 즉, 예를 들어, 차량의 운전자에게 보이게 되어야 하는 공간의 적어도 일부이다. 장면은 예를 들어, 차량이 이동 중일 때에 변화될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 장면의 요소에 의해 방출된 광은 광 소스를 형성한다; 예를 들어, 빗방울이 광을 반사하는 장면의 요소이며 이로써 광 소스를 형성한다. 따라서, 장면의 광 소스들은 헤드램프 외부에 있다.
도 5 및 도 6은 도 3a 및 도 3b의 실례들에서 사용될 수 있는 LED 매트릭스 어레이의 예시적인 구성을 도시한다.
도 5의 실례에서, 매트릭스 어레이는 LED 어레이 어셈블리(또는 LED 서브-매트릭스)로 구성되며, 이의 LED들은 2 개의 열들(510, 512) 또는 서브-매트릭스 어레이들(50)로 정렬되며, 이로써 캐리어(60)(또한 기판(60)으로 지칭됨) 상에 배열된 서브-매트릭스 어레이 그리드(50)를 형성한다. 각 서브-매트릭스 어레이(50)는 각 서브-매트릭스 어레이의 LED들을 관리하도록 구성된 ASIC(application-specific integrated circuit)를 포함한다. 이러한 관리는 특히 광을 방출하거나 광 검출기로서 동작하도록 서브-매트릭스 어레이의 하나 이상의 LED들을 구성시키는 것을 포함한다. ASIC가 도 9a를 참조하여서 논의될 바와 같이, 하나 이상의 서브-매트릭스 어레이들을 관리할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
서브-매트릭스 어레이들의 중앙식 관리는 버스들(1560, 1562, 1564, 1566)에 의해 각 서브-매트릭스 어레이의 ASIC와 통신하는, FPGA(field-programmable gate array)일 수 있는 제어부(54)를 사용하여 달성되며, 버스(1560)는 서브-매트릭스 어레이의 ASIC로/로부터 데이터를 전송/수신하기 위한 버스이며, 어드레스 버스(1562)는 통신할 ASIC를 선택하기 위한 버스이며, 버스(1564)는 서브-매트릭스 어레이의 상태를 트리거하기 위한 버스이며, 버스(1566)는 서브-매트릭스 어레이의 ASIC로/로부터 기록/판독하기 위한 버스이다. 제어부는 특정화된 영상 인터페이스; 예를 들어, HDMI(high-definition multimedia interface) 또는 DVI(digital visual interface)를 통해서 영상 소스(예를 들어, 영상 카메라)에 연결될 수 있다. 이는 제어부가 수신된 영상 신호에 따라서 LED 매트릭스 어레이를 재구성하게 한다. 영상 소스는 또한 종래 기술에서 공지된 바와 같은 ADAS(advanced driver assistance system)에 의해서 제공될 수 있다.
각 서브-매트릭스 어레이는 공급 라인(514)의 전압을 저 전압으로 변환하는 전압 컨버터(52)에 의해서 전력을 공급받는다. 전압 컨버터는 벅(BUCK) 컨버터일 수 있다. 전압 컨버터는 각 LED 서브-매트릭스 어레이의 ASIC가 전력을 공급받을 수 있게 한다. 각 서브-매트릭스 어레이는 또한 제 1 라인의 전압과 상이한 전압을 갖는 제 2 공급 라인(512)을 통해 전력을 공급받는다; 예를 들어, LED가 장면을 조명하도록(즉, 광을 방출하도록) 제 2 라인은 각 서브-매트릭스 어레이의 LED들이 요구하는 전류를 전달한다.
도 6은 서브-매트릭스 어레이들(50)의 상세한 실례를 도시한다. 각 서브-매트릭스 어레이는 병렬로 장착된 복수의 LED들을 포함하며, 각 LED는 전류 소스(502)에 의해 개별적으로 전력을 공급 받는다. 서브-매트릭스 어레이의 LED들의 관리는 특히, 버스, 전력 공급 및 온도를 관리하는 기능 및 LED들에서의 문제들을 검출하는 기능을 포함하는 ASIC(504)에 의해 보장된다.
도 5 및 도 6의 실례들은 도 9a, 도 9b, 및 도 9c에서 예시된 바와 같이, 기술적 선정사항들에 따라서 또는 LED 매트릭스 어레이들에 대한 기술적 변경사항들에 따라서 수정될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 매트릭스 어레이는 서브-매트릭스 어레이들로 구성되지 않고, 오직 하나의 LED 매트릭스 어레이를 포함하며, 이 경우에 각 LED가 교번적으로 광 센서 및 발광기 역할을 할 수 있다.
도 9a, 도 9b, 및 도 9c는 LED 매트릭스 어레이들의 다른 실례들을 도시한다. 도 9a는 하나의 ASIC가 복수의 서브-매트릭스 어레이들을 관리한다는 점을 제외하면, 도 5를 참조하여 기술된 바와 유사한 실례를 도시한다. 하나의 ASIC가 LED 매트릭스 어레이를 형성하도록 함께 조립된 복수의 독립적 LED들을 또한 관리할 수 있다. 도 9b는 매트릭스 어레이가 서브-매트릭스 어레이들을 포함하지 않고 오직 단일 매트릭스 어레이를 포함하는 실례를 도시한다. 본 실례에서도, ASIC(LED 매트릭스 어레이를 제어함)는 캐리어(60) 및 LED 매트릭스 어레이 간에 위치한다. 도 9c는 도 9b의 실례와 유사한 실례를 도시하지만, 이 실례에서는 ASIC 및 LED 매트릭스 어레이 양자는 캐리어(60) 상에 직접적으로 위치한다.
도 3a를 돌아가면, 미리 선정된 구성으로 배열되며 LED들의 P-N 접합부들의 어레이를 제어하는 ASIC를 포함하는 절연 캐리어 요소 상에 위치하는 접속 랜드들(connection lands) 상에 반도체들이 배치되도록 LED 매트릭스 어레이는 ASIC 상에 배치된다.
도 3b에서, LED 매트릭스 어레이(30b)는 캐리어(60) 상에 직접 위치한 미러들(34)의 매트릭스 어레이를 조명하도록 위치된다.
도 3c에서, LED(30c)는 LED 매트릭스 어레이(30b)는 캐리어(60) 상에 직접 위치한 미러들(34)의 매트릭스 어레이를 조명하도록 위치된다.
도 3a, 도 3b, 및 도 3c의 헤드램프들은 하나 이상의 LED들의 동작을 제어하는 제어부에 연결되게 구성될 수 있다. 제어부는 예를 들어, 도 5 및 도 6에서 제공된 FPGA(54)일 수 있다. 제어부는 하나 이상의 LED들이 광을 방출하도록 하나 이상의 LED들을 제어할 수 있는데, 즉, 제어부는 각 발광 다이오드의 전력 공급을 개별적으로 제어한다. 이러한 제어는 종래 기술에서와 같이 달성된다; 예를 들어, FPGA가 하나 이상의 버스들을 통해서 해당 ASIC(들)에게 명령을 전송하며, 이어서 ASIC는 발광을 해야 하는 LED들을 전압 하에 둘 수 있다. 제어부는 또한 하나 이상의 LED들이 광 소스를 검출하였다는 정보를 수신할 수 있다: 제어부는 광 소스를 검출한 LED에 의해 생성된 전류를 판독할 수 있다. 실제로, 광 소스를 검출한 LED가 연관된 서브-매트릭스 어레이의 ASIC가 메시지를 하나 이상의 버스를 통해 제어부에 전송하며 제어부는 해당 LED를 식별하도록 구성된다. 이로써, 제어부는 (교번적으로 발광기 또는 실제 광 소스의 검출기로서의) 각 LED의 동작을 개별적으로 명령할 수 있으며, 제어부는 또한 임의의 LED들이 광 소스를 검출하였는지를 결정하도록 구성된다. 하나의 동작 모드에서 다른 동작 모드로의 변화는 광을 방출 중인 LED 또는 실제로 검출기 역할을 하는 LED에서 발생할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
제어부는 통상적인 수단(예를 들어, 전기 회로)을 사용하여 헤드램프에 연결된다. 본 발명에 따른 헤드램프는 제어부를 포함할 수 있다.
제어부는 또한 본 발명에 따라 제 1 헤드램프의 동작을 제 2 헤드램프의 동작과 동기화시키는 역할을 하는 동기화 신호를 전송할 수 있다. 동기화 신호는 제어부에 의해 제어되는 하나 이상의 LED들의 동작 모드가 무엇일지를 표시한다. 동기화 신호는 통상적으로 동기화 펄스이다; 예를 들어, 사전 설정된 높이 및 사전 설정된 높이를 갖는 직사각형 전기 신호, 또는 CAN(controller area network), Ethernet, CAN FD(flexible data-rate) 또는 FlexRay 버스와 같은 통신 버스 상의 명령. 동기화 신호는 (이러한 기능에 전용되거나 전용되지 않을 수 있는) 버스를 사용하여 제어부로부터 제 2 헤드램프로 전달되며, 이 버스는 다음으로 한정되지 않지만, 물리적 링크(예를 들어, 전기 와이어) 또는 무선(예를 들어, Bluetooth®) 링크일 수 있다는 것이 이해된다. 실제로, 버스는 물리적 링크일 수 있으며, 이는 동기화 신호의 보다 양호한 전파 속도를 획득하며 양호한 전송을 보다 확실하게 보장한다.
제어부는 또한 동기화 신호를 수신하면 하나 이상의 LED들의 동작을 변경할 수 있다. 이로써, 외부 신호 수신 시에, 제어부는 하나 이상의 LED들에 의한 발광을 트리거하거나, 광 소스의 검출기로서의 하나 이상의 LED들의 동작을 트리거할 수 있다. 수신된 동기화 신호는 동기화 신호를 전송하는데 사용된 수단들과 유사한 수단들을 사용하여 반송된다.
제어부는 동기화 신호를 전송만하거나 실제로 동기화 신호를 수신만하거나, 동기화 신호를 전송 및 수신하도록 구성될 수 있다. 실제로, 제어부는 동기화 신호를 전송 및 수신하도록 구성되는데, 이는 이렇게 하는 것이 예를 들어, 도 4를 참조하여 이하에서 기술되는 바와 같이, 본 발명에 따른 적어도 2 개의 헤드램프들을 사용하는 장치의 어셈블리 및 구성을 용이하게 할 수 있기 때문이다.
동기화 신호의 전송 및/또는 수신은 제어부에 의해 관리되는 동기화 서브-유닛 자체에 의해서 관리도리 수 있다.
제어부는 또한 영상 입력부를 포함할 수 있으며, 이 영상 입력부는 제어부로 하여금 수신된 영상 신호에 따라서, 도 3a 및 도 3b의 LED 매트릭스 어레이 또는 실제로 도 3b 및 도 3c의 미러들의 매트릭스 어레이를 재구성하게 할 수 있다. 예를 들어, 영상 카메라가 본 발명에 따른 헤드램프들을 구비한 차량을 향해서 다가오는 차량을 검출하면(촬영하면), 다가오는 차량을 조명하지 않도록 또는 다가오는 차량의 일부(예를 들어, 윈드쉴드)를 조명하지 않도록 하기 위해서 제어부는 도 3a 및 도 3b의 매트릭스 어레이의 하나 이상의 LED들이 턴 오프되게 명령할 수 있다; 또는 도 3b 및 3c의 미러들이 LED 매트릭스 어레이(30b) 또는 LED(30c)에 의해서 방출된 광을 다가오는 차량의 방향으로 또는 다가오는 차량의 일부(예를 들어, 윈드쉴드)의 방향으로 반사시키지 않도록 도 3b 및 3c의 미러들 중 하나의 위치를 명령할 수 있다. 영상 신호 수신 이후에, 헤드램프 광 소스를 차폐하기 위한 공지된 수단 또는 미러들의 위치들을 관리하기 위한 공지된 수단을 구현함으로써 하나 이상의 LED들이 차폐되거나 하나 이상의 미러들이 위치조절될 수 있다. 제어부는 또한 예를 들어, 다른 도로 사용자들에게 보행자의 횡단, 위험 등의 존재를 알리기 위한 정보를 다른 도로 사용자에게 전송하는데 사용될 수 있다.
도 3a, 도 3b, 및 도 3c의 헤드램프는 또한 LED들의 발광이 변경되게 할 수 있는 렌즈들(32)의 시스템을 포함할 수 있다. LED 렌즈들은 광의 각도를 증가시켜서 조명된 시야 필드(FoV)를 증가시키는데 자주 사용된다.
도 3a 및 도 3b의 제어부는 적어도 하나의 메모리를 가질 수 있으며, 이 메모리는 제어부로 하여금 어느 LED가 광 소스를 검출하였는지를 기록하게 할 수 있다. 메모리는 표를 저장할 수 있으며, 이 표의 각 셀은 매트릭스 어레이의 단일 LED와 연관되며, 셀 내에 저장된 값은 해당 LED가 광 소스를 검출했는지(예를 들어, 값이 "1"임) 또는 광 소스를 검출하지 못했는지(예를 들어, 값이 "0"임)를 표시할 수 있다. 검출된 광 소스를 기록하는 다른 방식들이 가능하다. 예를 들어, 메모리는 간단하게 광 소스가 검출되었는지를 나타내는 정보와는 다른 추가 정보를 저장할 수 있다. 다른 실례로서, 메모리는 검출된 광속의 값을 저장할 수 있거나(LED에 의해 생성된 전류는 검출된 광량에 비례하여 변함), 또는 검출된 발광 물체의 타입(예를 들어, 빗방울, 물웅덩이, 도로 표시부(road sign), 등)을 저장할 수 있다.
도 3c의 제어부는 적어도 하나의 메모리를 가지며, 이 메모리는 해당 제어부가, LED(30c)가 광 소스를 검출할 수 있게 광이 LED를 향해 반사되게 하는 위치에 있는 미러들이 어떤 것인지를 기록하게 할 수 있다. 메모리는 표를 저장할 수 있으며, 이 표의 각 셀은 매트릭스 어레이의 단일 미러와 연관되며, 셀 내에 저장된 값은 광 소스가 LED를 향해 반사되게 하는 위치에 미러가 있을 때에 LED가 광 소스를 검출하였는지를 표시한다. 도 3a 및 도 3b를 참조하여 논의된 바와 같은 정보, 타입 및 값을 저장하는 예시적인 방식들이 도 3c의 제어부에도 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 제어부는 2 개의 메모리들을 포함할 수 있다. 제 1 메모리는 하나 이상의 LED들이 광 소스의 검출기로서 마지막으로 동작했을 때에, 매트릭스 어레이 중 어느 LED들이 광 소스를 검출했는지를, 또는 어느 미러들이 광 소스를 LED를 향해 반사시켰는지를, 해당 기록이 이루어지는 시간에 대해서, 기록(또는 실제로 저장)한다. 제 2 메모리는 마지막 이전의 시간에 해당 LED가 광 소스의 검출기로서 동작 중일 때에, 매트릭스 어레이 중 어느 LED들이 광 소스를 검출했는지를, 또는 어느 미러들이 광 소스를 LED를 향해 반사시켰는지를, 해당 기록이 이루어지는 시간에 대해서, 기록(또는 실제로 저장)한다. 하나 이상의 LED들이 광 소스의 검출기로서 동작하는 마지막 이전의 시간은 발광기 및 광 소스의 검출기로서의 동작 이전의 시간을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 제 1 메모리는 가장 최신의 검출 결과를 포함하며, 제 2 메모리는 가장 최신의 검출에 선행하는 검출 결과를 포함한다. 새로운 검출 결과가 제어부에 의해 판독되면(또한 달리 말하면 획득되면), 2 개의 메모리들은 다음과 같이 관리도리 수 있다: 제 1 메모리 내에 저장된 결과들이 제 2 메모리로 전송되어 제 2 메모리에 전송된 결과로 구 결과들을 대체한다; 이후에, 새로운 검출 결과가 제 1 메모리에 기록된다.
이와 달리, 새로운 검출 결과는 가장 오래된 결과를 저장하는 메모리 내에 포함된 결과들 상에 기록된다. 본 변형예에서, 제 1 메모리는 가장 최신의 검출 결과를 포함하는 메모리로서 더 이상 규정되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 이로써, 2 개의 메모리들 간에 데이터를 전달해야만 하는 것을 피할 수 있으며, 이렇게 2 개의 메모리들 간에 데이터를 전달해야만 하는 것은 비용이 들며 제어부가 2 개의 메모리들 중 어느 것이 가장 오래된 검출 결과를 포함하는지를 알아야 하는 것을 요구한다. 메모리가 (특히, 그 내에 저장된 데이터의 기록/판독/삭제와 관련하여서) 관리되는 방식은 메모리의 타입 및/또는 그의 기술, 및/또는 제어부에 의존할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
제어부는 또한 제 1 메모리 및 제 2 메모리의 기록사항들을 비교함으로써 검출된 광 소스의 이동 속도 및 방향을 컴퓨팅하는 컴퓨팅부를 포함할 수 있다. 메모리 내에 저장된 데이터의 비교는 LED들의 각 신규 검출 사이클에서, 이전에 검출된 광 소스의 새로운 위치가 결정되게 할 수 있다. 검출된 광 소스들의 개수는 클 수 있다: 통상적으로, 차량의 헤드라이트의 광을 반사하는 요소들이 빗방울인 경우에(이 경우에, 각 빗방울은 광 소스로서 고려됨), 반사 요소들(예를 들어, 빗방울)의 통계적으로 측정된 거동을 표현하는 가설들이 사용될 수 있다: 이러한 가설들은, 2 개의 메모리들의 데이터의 비교 동안에 측정될 수 있는 특정 움직임들을 제거하기 위해서, 2 개의 검출들 간의 빗방울의 가장 확률이 높은 위치들이 결정되게 할 수 있다.
예를 들어, 빗방울의 이동 속도는 예를 들어, 물체의 변형(재료의 강도)을 측정하는데 사용되는 것과 같은 이미지-상관(교차 상관 또는 전역 상관) 소프트웨어 패키지들을 사용하여 2 개의 상이한 시간들에서 촬영된 2 개의 이미지들을 상관시킴으로써 컴퓨팅될 수 있다. 이와 관련하여, 용어 이미지는 매트릭스 어레이의 LED들의 검출 결과들의 메모리들 중 하나 내의 기록사항 또는 이와 달리, 광 소스가 LED를 향해 반사되게 되도록 하는 위치에 미러들이 있을 때에 LED가 광 소스를 검출하는 것에 대한 이러한 미러들의 검출 결과들의 메모리들 중 하나 내의 기록사항을 의미한다. 이미지(헤드램프의 메모리들 중 하나에 저장됨)는 해당 장면의 하나 이상의 검출된 광 소스들이 해당 장면의 나머지 부분과 상이한 표현을 갖는, 해당 장면의 표현이다. 문헌 R. Cintron , V. Saouma , "Strain Measurements with the Digital Image Correlation System Vic -2D", 2008은 응력 하의 물체의 변형 동안에 스폿-변형 측정(spot-deformation measurement)에 적용된 상관 방법의 실례를 기술한다. 다른 방법들이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 이러한 방법들은 ILS(iterative least square) 알고리즘 또는 PLS(pointwise least square) 알고리즘에 기초할 수 있다.
또한, 이전에 검출된 광 소스들의 새로운 위치가 결정되게 할 수 있는 컴퓨팅(computation)은 헤드램프에 의해서 이루어지는 측정들에 대해 외부적인 인자들을 고려할 수 있다. 이러한 외부 인자들은 예를 들어, 차량의 이동 속도일 수 있다(제어부는 차량의 속도에 대한 정보를 실시간으로 수신하도록 구성될 수 있다). 다른 예시적인 외부 인자는 제어부에 의해 수신된 영상 신호 내에 포함된 정보이다; 통계적으로 측정된 거동을 나타내는 상이한 가설을 각 그룹에 적용하고자, 차량의 보드 상의 영상 카메라는 검출된 광 소스들이 하나 이상의 기준들, 예를 들어, 그들의 근원(빗방울, 접근하는 차량의 헤드라이트)을 따라서 그룹화되게 할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 헤드램프의 제어부(54)의 실례를 도시한다. 제어부는 동기화부(700)를 포함하며 이 동기화부는 동기화 신호가 예를 들어, 케이블(704)을 통해 전송되게 할 수 있다. 제어부는 타이머(702)와 연관될 수 있으며, 타이머는 예를 들어, 광 소스의 이동 속도 및 이동 방향이 예를 들어, 컴퓨팅부(710)에 의해 컴퓨팅되어야 하는 때를 설정하는 것을 가능하게 하거나; 또는 타이머는 이하에서 설명되는 바와 같은 헤드램프 상의 마스크를 사용할 때를 설정하는 것을 가능하게 한다. 컴퓨팅부(710)가 또한 새로운 검출 결과(이러한 결과들은 N으로 지칭됨)가 기록되는 제 1 메모리(720) 및 이전의 검출 결과(이러한 결과들은 N-1로 지칭됨)가 기록되는 제 2 메모리(722)에 연결된다. 기록되기 이전에, 새로운 검출 결과는 필터링부(730)에 의해서 필터링될 수 있다. 필터링은 예를 들어, 광 소스들의 근원에 따라서 광 소스들의 그룹들을 생성하는 것을 포함할 수 있다. 컴퓨팅부의 출력부는 컴퓨팅-보정부(740)에 연결될 수 있으며, 이 보정부는 예를 들어, 상술한 외부 인자들에 따라서 보정들을, 상기 컴퓨팅부에 의해 전달된 결과들에 적용하는 역할을 한다. 컴퓨팅부(710), 또는 적절하다면, 컴퓨팅-보정부(740)의 출력부로부터, 마스크-컴퓨팅부(750)는 매트릭스 어레이 중 어느 LED들 또는 실제로 매트릭스 어레이의 어느 미러들이 해당 장면의 조명에 기여하도록 될 수 있는지를 결정한다. 이를 위해서, 마스크-컴퓨팅부는 LED 매트릭스 어레이 또는 매트릭스 어레이에 적용될 수 있는 마스크를 컴퓨팅한다. 마스크는 LED들 또는 미러들의 매트릭스 어레이에서, LED들의 서브세트가 광을 방출하도록 활성화될 수 있게 하거나, 미러들의 서브세트가 적어도 하나의 LED에 의해 방출된 광을 반사시키도록 위치되게 할 수 있거나, 이와 반대로, LED들의 서브세트가 비활성화될 수 있게 하거나, 미러들의 서브세트가 적어도 하나의 LED에 의해 방출된 광을 반사시키지 않도록 하는 위치에 위치되게 할 수 있다. 활성화될 LED들을 선택하는 것 또는 설정 위치에 위치할 미러들을 선택하는 것은 컴퓨팅부(710) 또는 컴퓨팅-보정부(740)에 의해 전달된 데이터에 따라서 이루어진다; 마스크 컴퓨팅은 컴퓨팅부(710), 또는 적절하다면, 컴퓨팅-보정부(740)에 의해 컴퓨팅된 이동 속도 및 이동 방향을 각 최근에 검출된 광 소스(즉, 메모리(720)의 기록사항들)에 적용하는 것을 포함한다.
이로써, 제 2 메모리 내에 저장된 이미지는 검출된 광 소스들의 움직임 예측사항들에 따라서 수정되고, 이러한 수정된 이미지는 해당 장면의 하나 이상의 공간이 차폐되게 하는 마스크 역할을 한다. 마스크는 헤드라이트의 하나 이상의 LED들이 헤드램프에 의해 방출된 광을 반사시키는 경향이 있으며 따라서 차량의 운전자를 눈부시게 하는 경향이 있는 요소들을 포함하는 장면의 구역들을 조명하지 못하게 한다. 따라서, 마스크는 그의 각각의 셀들이 매트릭스 어레이의 LED 또는 매트릭스 어레이의 미러와 대응하는, 그리드(grid)이다. 이러한 그리드의 셀들은 헤드램프에 의해 방출된 광을 반사시키는 경향이 있는 요소들에 대해 컴퓨팅된 후속 위치들에 대응하며, 이러한 위치들은 헤드램프 활성화의 사전 설정된 기간 동안에 컴퓨팅되며, 이러한 그리드의 셀들은 헤드램프가 광을 방출 중일 때에 대응하는 LED들이 턴온되지 않거나 대응하는 미러들이 LED의 광을 반사시키지 않도록 위치하게 되는 셀들이다. 이로써, 광을 반사시키는 경향이 있는 이러한 요소들은 헤드램프에 의해 방출된 광을 반사시키지 않을 것이다.
헤드램프에 의해 방출된 광을 반사시키는 경향이 있는 요소들을 포함하는 구역들과는 다른, 해당 장면의 추가 구역들도 또한 조명을 받지 않도록 마스크는 또한 컴퓨팅될 수 있다. 예를 들어, 마스크-컴퓨팅부(750)는 상술한 바와 같은 특정화된 영상 인터페이스를 통해서 영상 소스(예를 들어, 영상 카메라)에 연결될 수 있다. 마스크-컴퓨팅부는 수신된 영상 정보를 해석하여 조명하지 않을 장면의 구역들을 결정한다. 이를 위해서 공지된 수단 및 알고리즘이 사용될 수 있다. 예를 들어, 간단한 방법은 컴퓨팅된 마스크 및 영상 소스에 의해 전달된 이미지를 추가하는 것에 있을 수 있다.
도 4는 도 3a의 실례에 따른 2 개의 헤드램프들을 포함하는 장면을 조명하는 장치의 실례를 기술한다. 본 실례에서, 헤드램프들은 빗방물의 이동 속도 및 이동 방향을 검출하며, 빗방울로부터 차량의 헤드라이트의 반사를 줄이기 위해서 검출 결과에 따라서 헤드라이트들이 제공하는 조명을 수정하는, 자동차의 전방 헤드라이트들이다. 본 장치는 또한 예를 들어, 후방 영상 카메라가 촬영한 숏을 최적하기 위해서 차량의 후방에 위치한 라이트들에 적용될 수 있다. 2 개의 헤드램프들 각각은 그의 매트릭스 어레이의 LED들의 동작을 구성하며 동기화 신호가 전송 및 수신되게 하는 제어부, 및 검출 결과가 기록되게 하는 2 개의 메모리를 포함한다. 장치는 제 1 헤드램프(402)를 포함하며, 헤드램프(402)의 제어부가 제 2 헤드램프(404)가 광을 방출하거나 광 소스를 실제로 검출해야 하는 것을 지시하는 동기화 신호를 제 2 헤드램프(404)에 전송하기 때문에, 제 1 헤드램프(402)는 마스터 헤드램프로 지칭된다. 제 2 헤드램프는 슬레이브 헤드램프로서 지칭되는데, 그 이유는 제 2 헤드램프가 동기화 신호를 수신한 후에만 동작 모드를 변화시키기 때문이다. 본 실례에서, 헤드램프의 매트릭스 어레이의 모든 LED들은 동일한 동작 모드를 채택한다. 이로써, 장치(40)에서 도시된 바와 같이, 마스터 헤드램프(402)의 매트릭스 어레이의 모든 LED들이 검출기로 동작하는 때에, 슬레이브 헤드램프(404)의 모든 LED들은 광을 방출한다. 반대로, 장치(42)에서 도시된 바와 같이, 마스터 헤드램프가 동기화 신호를 전송한 후에, 마스터 헤드램프의 모든 LED들은 광을 방출하며 슬레이브 헤드램프의 모든 LED들은 광 소스들(즉, 마스터 헤드램프에 의해 방출된 광을 반사하며 광 소스들을 형성하는 빗방울)을 검출한다. 2 개의 헤드램프들은 동기화 신호들이 자신을 통해서 전달되는 버스, 예를 들어, 2 개의 헤드램프들의 동기화에 전용된 전기 케이블(또는 와이어)을 통해 연결된다.
마스터 헤드램프 및 슬레이브 헤드램프 간의 협동 및 각 헤드램프의 내부 동작의 실례가 도 8의 기능적 블록도를 참조하여 이제 기술된다.
단계(S10)에서, 2 개의 헤드램프들 광을 방출하여 통상적으로 도로 및 도로의 에지부분을 조명한다; 이들은 예를 들어, 상향등 또는 하향등 헤드라이트 역할을 한다. 이전의 검출 결과에 따라서, 2 개의 헤드램프들의 매트릭스 어레이들은 다음과 같은 2 개의 구성들을 가질 수 있다:
(i) 마지막 검출이 광 소스를 나타내지 않으면, 각 헤드램프의 LED들은 광을 방출하여 장면을 조명한다. 이와 달리, 사전 설정된 방식에 따라서 LED들의 수가 줄어들 수 있다; 예를 들어, 헤드램프들은 상향등으로 동작하는 동일한 헤드램프들과 동일한 발광 능력을 산출하지 말야야 하는 하향등으로서 동작하도록 될 수 있다.
(ii) 마지막 검출이 하나의 헤드램프 및/또는 다른 헤드램프에 대해 광 소스들을 나타내면, 각 헤드램프에서 광을 방출한 LED들이 이전에 검출된 광 소스들의 이동 속도 및 이동 방향의 선행하는 컴퓨팅으로부터 획득된 마스크에 의해서 선택된다.
단계(S10)는 마스터 헤드램프를 슬레이브 헤드램프와 동기화하는 동기화 메시지가 전송되는 때에 트리거된다: 일단 동기화 메시지가 전송되면, 마스터 헤드램프는 광을 방출하며, 동기화 신호를 수신하면 슬레이브 헤드램프는 광을 방출한다. 실제로, 동기화 신호의 전송 시간은 수 밀리초이며, 이로써 운전자는 2 개의 헤드램프들의 시프트된 턴 온을 관찰할 수 없다.
단계(S20)에서, 타이머가 트리거된다. 타이머는 동기화 신호가 단계 S10에서 전송된 때에 동일한 시간에 트리거될 수 있다. 타이머는 지나간 시간의 양을 측정하는 역할을 한다. 해당 시간량이 지나가지 않았다면, 2 개의 헤드램프들은 조명 모드로, 예를 들어, 상향 조명 모드로 유지된다. 이러한 시간은 사전 설정될 수 있다; 예를 들어, 측정된 지속기간은 0.5 내지 5 초일 수 있으며, 바람직하게는 약 1 초일 수 있다. 이러한 시간은 동적으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 이전의 검출이 광 소스들로서 작용하는 매우 많은 빗방울을 나타내며, 이는 비가 많이 내리고 따라서 검출을 보다 자주 반복할 필요가 있음을 의미한다.
해당 시간이 지나면(S22), 마스터 헤드램프는 동기화 신호를 슬레이브 헤드램프에 전송한다. 이러한 신호는 슬레이브 헤드램프의 제어부에 의해 그의 매트릭스 어레이의 모든 LED들을 턴온하라는 명령으로서 해석된다(S24). 슬레이브 헤드램프의 제어부는 자신이 관리하는 모든 LED들로의 전류의 공급을 트리거한다(S32).
테스트(S22)에 후속하여, 마스터 헤드램프는 다음과 같은 2 개의 동작을 수행한다.
제 1 동작은 다음과 같은 3 개의 연속하는 하위-동작을 포함한다: (i) 마스터 헤드램프의 매트릭스 어레이의 LED들의 전부 또는 일부가 광 소스의 검출기로서 동작하게 하는 하위-동작(S30); 마스터 헤드램프의 어떠한 LED들도 더 이상 광을 방출하지 않음; (ii) 마스터 헤드램프의 제어부에 의해, 광 소스를 검출한 LED들인 것들을 마스터 헤드램프의 매트릭스 어레이로부터 판독하는 하위-동작(S34); 및 (iii) 동기화 신호를 슬레이브 헤드램프로 전송하며, 슬레이브 헤드램프의 제어부가 동기화 신호를 슬레이브 헤드램프의 매트릭스 어레이의 모든 LED들을 스위칭 오프(S60)하라는 명령으로서 해석하는 하위-동작(S36): 마스터 헤드램프의 매트릭스 어레이의 검출이 완료됨.
제 2 동작은 제 1 메모리 내에 포함된 정보를 제 2 메모리로 카피하는 동작(S40)을 포함한다. 이후에, 제 2 메모리는 마스터 헤드램프의 LED들의 마지막 이전의 시간의 동작의 기록사항을 저장한다.
실제로, 이러한 2 개의 동작은 동일한 시간에 시작한다. 이러한 2 개의 동작들을 시간 차가 나게 시작시키는 것 또는 실제로 2 개의 동작들을 차례로 수행하는 것도 고려될 수 있다. 단계(S34)의 판독 결과가 마스터 헤드램프의 제 1 메모리에 신속하게 기록(S38)될 수 있도록 카피 동작(S40)이 가능한 한 신속하게 이루어지는 것이 바람직하다.
단계(S50)에서, 마스터 헤드램프의 제어부는 도 7을 참조하여 논의된 바와 같은 마스크를 컴퓨팅한다.
단계(S52)에서, 마스터 헤드램프의 제어부는 매트릭스 어레이의 모든 LED들이 턴 온되게 명령하며, 이들은 마스터 헤드램프가 슬레이브 헤드램프에 의해 전송된 동기화 신호를 수신할 때까지 턴온 상태로 유지된다.
단계(36) 이후에, 즉, 슬레이브 헤드램프가 슬레이브 헤드램프의 제어부에 의해 모든 LED들을 턴 오프하라는 명령으로서 해석되는 동기화 신호르 수신(S36)한 후에, 슬레이브 헤드램프는 다음과 같은 2 개의 동작을 수행한다.
제 1 동작은 슬레이브 프로젝터의 매트릭스 어레이의 LED들의 전부 또는 일부를 동작시키는 것을 중지시켜서 더 이상을 광을 방출하지 않게 하는 동작(S60)을 포함한다. 이어서, LED들은 광 소스의 검출기로서 동작한다.
제 2 동작은 슬레이브 헤드램프의 제 1 메모리 내에 포함된 기록사항을 슬레이브 헤드램프의 제 2 메모리로 카피하는 동작(S70)을 포함한다. 카피가 완료되면, 이로써 제 2 메모리는 슬레이브 헤드램프의 LED들의 마지막 이전의 시간의 동작의 기록사항을 저장한다. 따라서, 이러한 단계(S70)는 단계(S40)에서 마스터 헤드램프에 의해 수행된 바와 유사하다.
실제로, 이러한 2 개의 동작은 동일한 시간에 시작한다. 이들은 시간 차를 두고서 시작되게 되거나 이들은 실제로 차례로 수행될 수 있다. 단계(S64)의 판독 결과가 슬레이브 헤드램프의 제 1 메모리에 신속하게 기록(S68)될 수 있도록 카피 동작(S70)이 가능한 한 신속하게 이루어지는 것이 바람직하다.
이로써, 모든 LED들이 정지된 이후에, 슬레이브 헤드램프의 제어부는 자신이 제어하는 매트릭스 어레이의 LED들을 판독하여 광 소스를 검출한 LED들이 어떠한 것들인지를 결정한다(S64).
제어부에 의해 판독된 결과들이 제 1 메모리에 기록된다(S68). 이러한 단계 (S68)는 단계(S38)에서 마스터 헤드램프에 의해 수행된 바와 유사하다.
이어서, 단계(S80)에서, 슬레이브 헤드램프는 마스터 헤드램프에 의해 단계 (S50)에서 이전에 수행된 바와 동일한 방식으로 마스크 컴퓨팅을 수행한다.
단계(S64)의 판독이 종결되면, 슬레이브 헤드램프는 동기화 신호를 마스터 헤드램프에 전송하며 마스터 헤드램프는 상기 동기화 신호를, 슬레이브 헤드램프의 제어부가 검출기로 동작하는 매트릭스 어레이의 LED들의 판독을 종료시킨 것을 의미하는 것으로 해석한다.
이로써, 검출 사이클이 완료되며, 검출 결과를 고려한 도로 조명 사이클이 이제 구현된다.
단계(S20)에서 활성화된 타이머는 단계(S80)가 끝나자마자 제로로 된다. 리셋(S90) 이후에, 2 개의 헤드램프들은 광을 방출하며 각 헤드램프는 각기 단계들(S50 및 S80)에서 컴퓨팅된 마스크를 적용한다(S10).
타이머가 측정한 시간이 지나면(S20, S22), 본 방법의 새로운 검출 국면이 차량의 헤드램프들이 장면을 조명해야 하는 한 반복된다.
이로써, 빗방울과 같은 헤드램프에 의해 방출된 광을 반사하는 장면의 요소들이 각 헤드램프에 의해 국부적으로 검출되며, 그 검출 결과가 또한 각 헤드램프에 의해 국부적으로 사용된다. 따라서, 헤드램프들 내에 위치하지 않은 단일 영상 카메라를 사용하는 방식의 경우에 반해서, 검출이 발생하는 위치와 헤드램프의 위치 간의 위치 차를 보상하고자 하는 것을 목적으로 하는 추가 컴퓨팅이 필요 없게 된다. 또한, 이러한 컴퓨팅을 수행하는데 필요한 데이터의 컴퓨팅 및 준비를 요구하는 모든 동작이 각 헤드램프에 의해 그리고 각 헤드램프에 대해 수행된다: 예를 들어, 데이터 전달에 의해 도입된 레이턴시가 존재하지 않거나, 아무리 못해도 레이턴시는 헤드램프에서의 국부적 전달로 감소된다. 헤드램프부터 전달되는 데이터는 오직 전송된 동기화 메시지일 뿐이며, 구현과 관련하여 기술적 어려움이 존재하지 않는다; 동기화 메시지 전달은 또한 매우 신속하며 실시간 시간 제약사항들을 받을 수 있으며, 이로써 특히 검출과 관련하여서, 본 발명에 따른 장치가 매우 신속하게 동작할 수 있다. 또한, 하나의 동일한 LED 매트릭스 어레이가 이로써 검출 구성요소 및 조명 구성요소 역할을 할 수 있으며: 이로써 구성요소의 수의 감소는 검출된 요구된 기능들의 통합을 용이하게 하며, 본 발명에 따른 장치의 헤드램프의 신뢰성이 보장된다.
도 4는 본 발명에 따른 장치에 의해서 실행될 수 있는 바와 같은 방법의 단계들의 타이밍을 실례를 도시한다. 이 방법의 하나 이상의 단계들은 하나의 사전 설정된 주기에서 실행될 수 있도록 함께 그룹화될 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 예를 들어, 도 4에서, 약 10 ms의 지속 기간을 갖는 일 주기 동안에 데이터가 판독되며 마스크가 컴퓨팅되며, 주기의 지속 기간은 (다음으로 한정되지 않지만) 매트릭스 어레이의 크기, 컴퓨팅부의 컴퓨팅 능력, 등과 같은 기준에 따라서 변할 수 있다는 것이 이해된다. 유리하게는, 본 발명에 따른 방법의 각 단계는 방법이 사전 설정된 시간 내에 실행되도록 시퀀스들 중 일 시퀀스에 속한다. 따라서, 본 발명에 따른 장치의 동작은 실시간 시간 제약조건을 만족할 수 있다. 따라서, 도로 조명은 검출에 의해 영향을 받지 않으며 차량의 안전이 떨어지지 않는다.
기술된 방법의 변형들이 구현될 수 있다. 예를 들어, 단계(S64)가 종료되면 슬레이브 헤드램프가 동기화 신호를 마스터 헤드램프에 전송하기 보다는, 그의 매트릭스 어레이의 LED들이 판독되어야 함을 슬레이브 헤드램프에 알리기 위해서, 마스터 헤드램프가 단계(S66)에서 동기화 신호를 슬레이브 헤드램프에 전송할 수 있다. 이러한 경우에, 슬레이브 헤드램프가 광 소스를 검출하기에 충분한 시간량을 남기기 위해서, 마스터 헤드램프는 단계(S34) 이후에 마스터 헤드램프가 동기화 신호를 전송한 순간으로부터 지나간 시간을 측정하는 타이머를 포함할 수 있다. 이러한 변형예에서, 오직 헤드램프만이 다양한 단계들의 트리거링을 관리한다.
검출기들이 그들의 제 1 검출을 수행할 때에, 통상적으로 자동차의 헤드라이트들이 제 1 시간 동안에 턴온되도록 요청되는 때에, 2 개의 메모리들은 정보를 포함하지 않는다. 2 개의 메모리들이 검출 결과를 포함하기 위해서, 컴퓨팅 단계들 (S50 및 S80)을 수행할 필요가 있다. 2 개의 메모리들이 LED들에 의해 취해진 검출 측정치들로 로딩되도록, 2 개의 검출 동작들(S22 내지 S80)이 연속하여 수행될 수 있다. 검출 시간은 약 수십 밀리초이며, 이로써 운전자는 헤드램프들을 턴온하라는 명령과 헤드램프들의 실제 턴온 간의 어떠한 시간차도 관찰할 수 없다.
도 4 및 도 8은 도 3a의 실례에 따른 헤드램프들을 사용하여 기술되었다. 도 3b 및 도 3c의 실례들이 마스터 헤드램프 및 슬레이브 헤드램프가 협동하는 상술한 방식을 수정하지 않는다는 것이 이해될 것이다. 구체적으로, 도 3a, 도 3b 및 도 3c 간의 차는 광이 방출 및 수광되는 방식인데, 도 3a에서는 직접적으로 이루어지며, 도 3b 및 도 3c에서는 간접적으로 이루어진다. 이로써, (매트릭스 어레이의 LED들로부터 직접적으로 유래되거나 미러들에 의해 반사된) 헤드램프에 의해 방출된 광 소스들이 제어되는 방식은 상이하다. 도 3b의 실례는 LED 매트릭스 어레이 및 미러 매트릭스 어레이를 포함하는 "혼성" 모드이다. 마스크를 컴퓨팅하기 위해 광 소스를 검출한 발광 다이오드들의 리스트 및 미러들의 위치 모두를 사용하고 마찬가지로 마스크가 적용되는 방식을 사용하는 것이 가능하다는 것이 이해될 것이다.
위의 실례들에서, 2 개의 헤드램프들 간의 동기화는 “마스터” 헤드램프로 지칭되는 헤드램프에 의해 지시되는데, 즉, 동기화 신호들은 도 10a의 도면에서 도시된 바와 같이, 마스터 헤드램프에 의해 슬레이브 헤드램프로 전송된다. 실제로, 2 개의 헤드램프들은 컴퓨팅부를 포함한다. 다른 실례에서, 2 개의 헤드램프들 간의 동기화는 2 개의 헤드램프들에 연결된 제어부에 의해 제어되는데, 즉, 도 10b의 도면에서 도시된 바와 같이, 2 개의 헤드램프들에 공통된 하나의 제어부가 존재한다. 이러한 경우에, 2 개의 헤드램프들은 슬레이브로서 동작한다. 후자의 경우에, 각 헤드램프에 특정된 제어부 내에 포함될 수 있는 요소들 중 일부는 2 개의 헤드램프들에 공통된 제어부에서 구현되지 않는다는 것이 주목될 것이다. 특히, 각 헤드램프는 그의 제 1 및 제 2 메모리들 및 그의 컴퓨팅부를 보유하며, 이로써 제어부는 동기화 신호를 전송하는 역할만 하며 동기화 신호를 전송할 때를 결정하기 위해서 하나 이상의 타이머를 포함할 수 있다. 이로써, 각 헤드램프에 의해 포획된 데이터는 네트워크를 통해 전달될 필요가 없으며, 이로써 컴퓨팅들이 보다 신속하게 수행되게 할 수 있다.

Claims (17)

  1. 적어도 하나의 발광 다이오드(30a, 30b, 30c)를 포함하는 차량 헤드램프로서,
    상기 적어도 하나의 발광 다이오드는 광 소스의 검출기로 동작하도록 구성되는
    차량 헤드램프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량 헤드램프는 제어부(54)에 연결되도록 구성되며,
    상기 제어부(54)는 상기 적어도 하나의 발광 다이오드로 하여금 광 소스의 검출기 및 발광기로서 교번적으로(alternately) 동작하게 하도록 구성되는
    차량 헤드램프.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부(54)는 또한, 상기 적어도 하나의 발광 다이오드가 발광기로서 동작할지 또는 광 소스의 검출기로서 동작할지를 나타내는 동기화 신호(700, 704)를 전송하도록 구성되는
    차량 헤드램프.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는 또한, 상기 동기화 신호의 수신 시에 상기 적어도 하나의 발광 다이오드의 동작을 교번시키도록 구성되는
    차량 헤드램프.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 발광 다이오드가 광 소스의 검출기로서 마지막으로 동작한 때에 상기 적어도 하나의 발광 다이오드가 광 소스를 검출했는지 여부를 기록하는 제 1 메모리(720)와,
    상기 적어도 하나의 발광 다이오드가 마지막 이전의 시간에(time before last) 광 소스의 검출기로서 동작한 때에 상기 적어도 하나의 발광 다이오드가 광 소스를 검출했는지 여부를 기록하는 제 2 메모리(722)를 더 포함하는
    차량 헤드램프.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 메모리의 기록과 상기 제 2 메모리의 기록을 비교함으로써 상기 검출된 광 소스의 이동 속도 및 이동 방향을 컴퓨팅하는 컴퓨팅부(710)를 더 포함하는
    차량 헤드램프.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    다이오드 매트릭스 어레이는 상기 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하는
    차량 헤드램프.
  8. 제 7 항에 있어서,
    미러들의 매트릭스 어레이는 상기 다이오드 매트릭스 어레이의 상기 적어도 하나의 발광 다이오드에 의해 방출되거나 검출되는 광 소스를 반사하는
    차량 헤드램프.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 다이오드 매트릭스 어레이의 모든 다이오드는 발광기 및 하나 이상의 광 소스의 검출기로서 교번적으로 동작하는
    차량 헤드램프.
  10. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    미러들의 매트릭스 어레이는 상기 적어도 하나의 발광 다이오드에 의해 방출되거나 검출되는 광 소스를 반사시키며, 상기 매트릭스 어레이의 미러들은 오직 단일 미러만이 상기 적어도 하나의 발광 다이오드를 향해 광 소스를 반사시킬 수 있도록 구성되는
    차량 헤드램프.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 2 개의 차량 헤드램프를 포함하는 조명 장치(40, 42).
  12. 제 11 항에 있어서,
    각 헤드램프는 제 4 항에 따른 제어부를 포함하며,
    헤드램프들 중 하나의 제어부에 의해 전송된 동기화 신호가 다른 헤드램프의 제어부에 의해 수신되도록 제어부들은 서로 연결되는(704)
    조명 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 2 개의 헤드램프는 상기 동기화 신호를 상기 헤드램프에 전송하는 제 3 항 또는 제 4 항에 따른 제어부에 연결되는
    조명 장치.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 헤드램프는 제 6 항에 따른 컴퓨팅부를 포함하는
    조명 장치.
  15. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 2 개의 헤드램프는 또한 동시에 광을 방출하도록 구성되는
    조명 장치.
  16. 제 14 항에 따른 조명 장치를 사용하여 광 소스를 검출 및 차폐하는 방법으로서,
    제 1 동기화 신호를 전송하는 단계(S24)와,
    상기 제 1 동기화 신호가 전송된 후에,
    제 2 헤드램프의 상기 적어도 하나의 발광 다이오드를 사용하여 광을 방출하는 단계(S32)와,
    제 1 헤드램프의 상기 적어도 하나의 발광 다이오드로 하여금 광 소스의 검출기로서 동작하게 하는 단계(S30, S34)와,
    상기 제 1 헤드램프의 상기 적어도 하나의 발광 다이오드가 광 소스를 검출했는지 여부를 상기 제 1 헤드램프의 제 1 메모리 내에 기록하는 단계(S38)와,
    제 2 동기화 신호를 전송하는 단계(S36)와,
    상기 제 2 동기화 신호가 전송된 후에,
    상기 제 1 헤드램프의 상기 적어도 하나의 발광 다이오드를 사용하여 광을 방출하는 단계(S52)와,
    상기 제 2 헤드램프의 상기 적어도 하나의 발광 다이오드로 하여금 광 소스의 검출기로서 동작하게 하는 단계와,
    상기 제 2 헤드램프의 상기 적어도 하나의 발광 다이오드가 광 소스를 검출했는지 여부를 상기 제 2 헤드램프의 제 1 메모리 내에 기록하는 단계(S68)를 포함하는
    광 소스 검출 및 차폐 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    제 16 항에 따른 방법의 상기 단계들을 반복하는 단계 ― 상기 제 1 헤드램프 또는 상기 제 2 헤드램프의 제 2 메모리에 기록하는 단계들이 수행됨 ― 와,
    상기 제 1 헤드램프의 제 2 메모리에 기록한 후에, 컴퓨팅부를 사용하여 상기 제 1 헤드램프에 의해 검출된 광 소스의 이동 속도 및 이동 방향을 컴퓨팅하고(S50) 상기 컴퓨팅 결과에 따라서 광을 방출하도록 허용된 제 1 프로젝터의 매트릭스 어레이의 다이오드들을 결정하는 단계와,
    상기 제 2 헤드램프의 제 2 메모리에 기록한 후에, 상기 컴퓨팅부를 사용하여 상기 제 2 헤드램프에 의해 검출된 광 소스의 이동 속도 및 이동 방향을 컴퓨팅하고(S70) 상기 컴퓨팅 결과에 따라서 광을 방출하도록 허용된 상기 제 2 헤드램프의 매트릭스 어레이의 다이오드들을 결정하는 단계와,
    제 3 동기화 신호를 전송하는 단계(S90)와,
    상기 제 3 동기화 신호가 전송된 이후에, 상기 제 1 헤드램프 및 상기 제 2 헤드램프가 동시에 광을 방출하도록 상기 제 1 헤드램프 및 상기 제 2 헤드램프를 구성하는 단계 ― 오직 광을 방출하도록 허용되는 것으로 결정된 발광 다이오드들만이 활성화됨 ― 를 더 포함하는
    광 소스 검출 및 차폐 방법.
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X701 Decision to grant (after re-examination)
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