KR101372136B1 - 직접 옵티칼 광 가이드 - Google Patents

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Abstract

옵티칼 광 가이드는 입력창과 말단부와 전방측 및 후방측을 갖는 단단한 광전송체를 갖는다. 상기 광전송체는 전방측에 부드러운 외측면과, 투명하고 단단한 내부를 갖는다. 상기 입력창은 광을 상기 광전송체로 전달하고, 발광 다이오드(LED) 광원의 길이방향 축을 가로질러 신장된다. 상기 광전송체는 전방측과 후방측 사이에서 측정하였을 때 일정한 두께를 갖는다. 광전송체는 입력창으로부터 60 내지 120°의 아치를 통해 신장부로 신장되어 말단부를 향해 신장되는 출력 영역을 형성한다. 적어도 출력 영역에서 상기 후방측에는 포착된 광을 전방측을 향해 지향시키는 다수의 내측 반사용 계단부가 형성되어 있다.
발광 다이오드, 계단부, 핑거, 입력창, 광원

Description

직접 옵티칼 광 가이드{DIRECT OPTICAL LIGHT GUIDE}
본 발명은 2005년 6월 23일자 출원되고 발명의 명칭이 "LED 광원을 갖는 대체가능한 차량 램프"인 미국 가출원 제60/693.254호와 2005년 6월 24일자 출원되고 발명의 명칭이 "직접 옵티칼 광 가이드"인 미국 가출원 제60/693.999호의 우선권을 청구한다.
본 발명은 옵티칼 광 가이드에 관한 것으로서, LED 광원을 사용하는 차량 램프 조립체에 사용하기 위한 옵티칼 광 가이드에 관한 것이다.
광원을 가능한 한 작게 제조할 필요성이 산업 표준으로 처리되고 있다. 이것은 재료 비용을 절감시키며, 광학적인 영상을 개선시킬 수 있다. 이러한 요구에 부응하여, 대형 필드 영역이 조명될 필요가 있으며; 차량 조명에 의해 차량의 존재를 나타내기 위하여 차량 표면에는 실질적인 시각적 영상이 필요하다. 이러한 목적은 과거에는 매우 큰 백열광 램프 및 반사기 시스템을 사용하여 만족되었다. 고형상태의 점등의 도래는 광원의 크기를 과감하게 감소시키므로써 이러한 시스템을 개선시키는 방향에 지향되었지만, 그러나 차량을 더욱 양호하게 조명하기 위해 넓은 영역에 걸쳐 비임형성 조사를 펼치려는 필요성이 아직까지도 존재한다. 본 기술분야는 반사기를 사용할 필요없이 이러한 시스템이 제공될 수 있도록 진보되었다. 또한, 본 기술분야는 대체 광원을 사용할 수 있는 점등 시스템이 제공될 수 있도록 진보되었다.
이러한 목적은 본 발명의 특징에 따르면, 옵티칼 광 가이드에 있어서, 입력창과 말단부와 전방측 및 후방측을 갖는 단단한 광전송체를 가지며; 상기 광전송체는 전방측의 평활한 외측면과, 깨끗하고 중실의 내부를 가지며; 상기 입력창은 광을 상기 광전송체로 전송하고, 발광 다이오드(LED) 광원의 길이방향 축을 가로질러 신장되며; 상기 광전송체는 전방측과 후방측 사이에서 측정된 일정한 두께를 가지며, 상기 광전송체는 입력창으로부터 60 내지 120°의 아치를 통해 신장부로 신장되어 말단부를 향해 신장되는 출력 영역을 형성하며; 적어도 출력 영역에서 상기 후방측에는 포착된 광을 전방측을 향해 지향시키는 다수의 반사용 계단부가 형성된 옵티칼 광 가이드의 제공에 의해 달성된다.
본 발명에 따라 형성된 옵티칼 광 가이드는 차량에 영구적으로 장착되어 대체가능한 광원으로 사용될 수 있다. 장식적인 및/또는 실용적인 응답을 달성하기 위해 다양한 광 출력 디자인이 가능하다.
본 발명의 양호한 이해를 위하여, 본 발명의 기타 다른 목적과 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조한 하기의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
도1은 본 발명에 사용될 수 있는 광원의 평면도.
도2는 본 발명에 사용될 수 있는 또 다른 광원의 평면도.
도3은 도1의 선3-3을 따른 단면도.
도4는 본 발명의 실시예의 평면도.
도5는 도4의 선5-5를 따른 단면도.
도6은 본 발명의 다른 실시예의 평면도.
도7은 도6의 선7-7을 따른 단면도.
도8은 본 발명의 또 다른 실시예의 평면도.
도9는 도8의 선9-9를 따른 단면도.
도10은 본 발명의 옵티칼 광 가이드에 사용될 수 있는 광검출 영역의 부분 사시도.
도1에는 본 발명의 옵티칼 광 가이드(100)에 사용하기에 적합한 대체가능한 LED 램프 조립체(10)가 도시되어 있다. 상기 램프(10)는 길이방향 축(14) 주위에 횡단방향으로 배치된 평탄한 하우징(12)을 가지며, 제1표면에 관통 구멍(16)을 갖는다. 구리나 알루미늄을 갖는 또는 열도전성 플라스틱을 갖는 금속 등과 같은 적절한 재료의 열도전성 지지체(18)는 하우징(12)의 내부에 배치된다. 상기 평탄한 열도전성 지지체(18)는 전방측(20)과, 후방측(22)과, 길이방향 축(14)과 동축인 중앙 포인트(24)를 갖는다.
LED(26)는 전방측(20)에 장착되어, 중앙 포인트(24)의 주위에 배치된다. 도1에 도시된 실시예에서, 어레이는 원형이며, 도2에 도시된 실시예에서 어레이는 선형이다. 양호한 모드에서는 각각의 어레이에 8개의 LED(26)가 배치되지만, 실제 갯수는 광원의 최종 사용과 각각의 LED의 광 출력에 의존할 것이다.
베이스(28)는 평탄한 열도전성 지지체(18)를 지지하며, 필요에 따라 하우징(12)에 고정된다. 상기 베이스(28)는 열도전성이므로, 작동중 LED에 의해 발생된 열은 베이스(28)를 통해 히트싱크(30)를 통과하며, 상기 히트싱크는 베이스와 접촉하여 하우징의 외측으로 신장된다. 히트싱크(30)는 다수의 금속 로드(30a)를 포함하며, 그 갯수는 광원의 크기와 파워에 따라 변한다. 양호한 실시예에서, 광원 하우징은 2.5인치의 직경을 가지며, 약 100개의 금속 로드가 있다. 상기 로드는 0.5인치의 길이를 갖는다. 필요할 경우 로드(30a) 대신에 핀(fin)이 사용될 수도 있다. LED로의 전기 입력을 수용하기 위해 하우징(12)에는 커넥터(32)가 형성되고, 상기 커넥터는 본 기술분야에 공지된 바와 같이 다수의 전기 접점을 포함할 수 있다.
상술한 바의 광원(10)은 완벽한 유니트로 여겨지지만, 그 공공적인 수용을 개선하기 위해 부가적으로 수정이 가해질 수 있다.
예를 들어, 광원(10)이 수용체에 결합될 때 장착 요구사항을 용이하게 하기 위하여 커플러(34)가 표면(17)에 제공될 수도 있다. 양호한 실시예에서, 커플러는 회전 결합에 적합하다.
프라이머리 옵틱(primary optic)이 제공될 수 있다. 예를 들어 도1 내지 도3에서 프라이머리 옵틱(36)(도1 및 도3의 원형 어레이인 경우) 또는 옵틱(36a)(도2의 선형 어레이인 경우)은 광학 접합제에 의해 LED(36)에 의해 직접 접합될 수 있다.
도4에는 대체가능한 램프 조립체(10)에 사용될 수 있는 옵티칼 광 가이드(100)가 도시되어 있다. 상기 도파체(100)는 광전송체(120)를 가지며; 이러한 광전송체는 입력창(140)과, 말단부(160)와, 전방측(180)과, 후방측(200)을 갖는다. 상기 광전송체(120)는 전방측(180)의 평활한 외측면과, 깨끗하고 중실의 내부를 갖는다. 도파체에 양호한 재료는 아크릴처럼 투명 손실이 낮은 투명한 플라스틱이지만; 만일 기계적 및 열적 강도가 중요할 경우에는 폴리카보네이트가 제안된다.
입력창(140)은 LED(26)로부터 수신된 광을 광전송체(120)로 전달하고, 발광 다이오드(LED) 광원(26)의 길이방향 축(121)을 가로질러 신장된다.
광전송체(120)는 전방측(180)과 후방측(200) 사이에서 측정하였을 때 일정한 두께를 가지며, 입력창(140)으로부터 60 내지 120°, 양호하기로는 90°의 아치를 통해 신장부(210)로 신장되며; 상기 신장부는 말단부(160)를 향해 신장되는 출력 영역(220)을 형성한다.
적어도 출력 영역(220)에서의 후방측(200)에는 포착된 광을 전방측(180)을 향해 지향시키는 다수의 반사용 계단부(240)가 형성되어 있다.
출력 영역(220)의 전방측(180)에는 반사용 계단부(240)로부터 수신된 광을 원하는 방향으로 지향시키는 굴절성 특징부(280)가 형성될 수 있다. 명확성을 기 하기 위하여, 굴절성 특징부(280)는 도10에만 도시되었다.
출력 영역(220)의 신장부는 입력창(140)으로부터 말단부(160) 까지 표면 거리의 약 1/3을 포함하며, 입력창(140)으로부터 말단부(160) 까지의 전체 거리는 평균 두께의 10배 이상이다.
도4 및 도5에 도시된 실시예에서, 광전송체(120)는 길이방향 축(121) 주위에서 방사방향으로 배치된 다수의 핑거(120a)로 구성되어 있다. 핑거(120a)의 갯수는 램프 조립체(10)에 제공된 LED의 갯수와 배치에 대응하며, 이 경우 도1의 램프 조립체(1)에서의 LED 갯수처럼 원형에서는 8개의 LED가 배치된다.
선택적으로, 상기 핑거(120a)는 도6 및 도7에 도시된 바와 같이 평행한 열(row)로 배치될 수도 있다. 이 경우, 옵티칼 광 가이드(100)는 도2에 도시된 램프 조립체(10)에 사용될 수 있으며, LED는 평행한 열로 배치된다.
또 다른 실시예가 도시된 도8 및 도9에 따르면, 광전송체(120)는 길이방향 축(121) 주위로 회전하는 회전체로 형성된 원형 어레이를 포함한다.
따라서, 특정의 설계에 적합한 구성으로 다양하게 변경된 옵티칼 광 가이드가 제공된다. 많은 광원에 적용될 수 있지만, 특히 대체가능한 LED 광원에 적용될 수 있다. 출력 영역은 안정된 디자인의 LED 램프에 사용될 수 있는 다수의 광 출력을 제공하도록 변화될 수 있다.
본 발명은 양호한 실시예를 참조로 서술되었기에 이에 한정되지 않으며, 본 기술분야의 숙련자라면 첨부된 청구범위로부터의 일탈없이 본 발명에 다양한 변형과 수정이 가해질 수 있음을 인식해야 한다.

Claims (11)

  1. 옵티칼 광 가이드에 있어서,
    입력창과 말단부와 전방측 및 후방측을 갖는 단단한 광전송체를 가지며,
    상기 광전송체는 길이방향 축 주위로 회전하는 회전체를 포함하며, 상기 광전송체는 전방측의 평활한 외측면과, 깨끗하고 중실의 내부를 가지며; 상기 입력창은 광을 상기 광전송체로 전송하고, 발광 다이오드(LED) 광원의 길이방향 축을 가로질러 신장되며; 상기 광전송체는 전방측과 후방측 사이에서 측정된 일정한 두께를 가지며, 상기 광전송체는 입력창으로부터 60 내지 120°의 아치를 통해 신장부로 신장되어 말단부를 향해 신장되는 출력 영역을 형성하며; 적어도 출력 영역에서 상기 후방측에는 포착된 광을 전방측을 향해 지향시키는 다수의 반사용 계단부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 옵티칼 광 가이드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 출력 영역에서 전방측에는 반사용 계단부로부터 수신된 광을 원하는 방향으로 지향시키는 굴절성 특징부가 형성되는 것을 특징으로 하는 옵티칼 광 가이드.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광전송체는 90°의 아치를 통해 신장되는 것을 특징으로 하는 옵티칼 광 가이드.
  4. 제1항에 있어서, 출력 영역의 신장부는 입력창으로부터 말단부까지 표면 거리의 1/3 을 포함하는 것을 특징으로 하는 옵티칼 광 가이드.
  5. 제1항에 있어서, 입력창으로부터 말단부 까지의 경로 거리는 경로를 가로지르는 도파체의 평균 두께의 10배 이상인 것을 특징으로 하는 옵티칼 광 가이드.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 반사용 계단부는 전방측에 형성된 적어도 하나의 굴절 소자를 향해 광을 지향시키도록 지향된 반사면을 갖는 것을 특징으로 하는 옵티칼 광 가이드.
  8. 옵티칼 광 가이드에 있어서,
    길이방향 축 주위에서 정렬되는 다수의 도파용 핑거를 포함하며,
    상기 각각의 핑거는 입력창과 말단부와 전방측 및 후방측을 갖는 단단한 광전송체를 가지며, 상기 도파용 핑거는 평활한 외측면과 깨끗하고 중실의 내부를 가지며;
    상기 입력창은 입력 광을 도파용 핑거로 전송하며, 상기 입력창은 적어도 하나의 LED 광원에 걸쳐지는 형상 및 크기를 가지며; 상기 도파용 핑거는 전방측과 후방측 사이에서 측정된 일정한 두께를 가지며, 상기 도파용 핑거는 입력창으로부터 60 내지 120°의 아치를 통해 말단부를 향해 신장하는 출력 영역을 형성하며;
    적어도 출력 영역의 상기 후방측에는 포착된 광을 전방측을 향해 지향시키는 다수의 반사용 계단부가 형성되어 있으며; 상기 출력 영역의 상기 전방측에는 반사용 계단부로부터 수신된 광을 설정의 방향으로 지향시키는 굴절성 특징부가 형성되며; 상기 각각의 출력 영역은 공통의 평면에 정렬되는 것을 특징으로 하는 옵티칼 광 가이드.
  9. 제8항에 있어서, 상기 핑거는 평행한 열로 배치되는 것을 특징으로 하는 옵티칼 광 가이드.
  10. 삭제
  11. 제8항에 있어서, 상기 핑거는 길이방향 축에 대해 방사방향으로 등간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 옵티칼 광 가이드.
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