KR20070034952A - 축방향 정렬에서 직접 옵티칼 커플링을 갖는 led 램프 - Google Patents
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Abstract
LED 광원(10)은 전방면(16) 및 후방면(18)이 구비된 본체(14)를 갖는 히트싱크(12)를 포함하며, 상기 후방면은 열 소산기(20)를 갖는다. 상기 전방면(16)은 부품(24)을 수용하기 위한 포켓(22)을 포함하며, 상기 부품은 적어도 하나의 LED(25)와 이러한 LED를 위한 전기회로를 포함한다. 하우징(26)은 플랜지(28)와, 상기 부품(24)을 히트싱크(12)에 고정하는 방식으로 포켓(22)에 삽입되는 관형 돌출부(30)를 포함하며; 적어도 하나의 광파이프(34)를 갖는 옵티칼 광가이드(32)는 관형 돌출부(30)에 배치되며; 광 입력단부(34a)를 갖는 적어도 하나의 광파이프(34)는 1:1 관계로 적어도 하나의 LED(25)에 대응하여 광 수집장치에 고정된다.
광가이드, 포켓, 광파이프, 조정와셔, 커넥터, 보스, 코어, 윈도우
Description
도1은 본 발명의 실시예에 사용될 수 있는 하우징의 확대사시도.
도2는 본 발명의 제1실시예의 확대사시도.
도3은 본 발명의 다른 실시예의 확대사시도.
도4는 도2의 실시예의 확대단면도.
도5는 도3의 실시예의 확대단면도.
도6은 본 발명의 실시예에 사용될 수 있는 옵틱의 평면도.
도7은 본 발명의 설치된 실시예의 단면도.
도8은 광가이드-LED 인터페이스의 확대도.
도9는 광가이드의 다른 실시예의 단면도.
도10은 광가이드의 또 다른 실시예의 단면도.
[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]
12: 히트싱크 14: 본체
16: 전방면 18: 후방면
32: 광가이드 34: 광파이프
35: 코어 42: 커넥터
본 발명은 광원에 관한 것으로서, 특히 발광 다이오드(LED)를 사용하는 광원에 관한 것이다. 또한 본 발명은 옵틱에 직접 사용하기 위한 LED에 관한 것이며, 또한 차량의 인디케이터 광에 특정한 용도를 갖는 LED 광원에 관한 것이다.
자동차 산업에서의 자유경쟁 압력은 광원을 가능한한 경제적으로 소형으로 만들 필요성을 나타내고 있다. 이것은 재료비를 절감하고, 옵티칼 영상을 개선시킬 수 있다. 이에 따라, 넓은 면적이 조명될 것이 요구되고 있으며, 차량 조명에 의해 차량의 존재를 부각시키도록 차량의 표면에 실질적인 시각적 영향이 요망되고 있다. 이러한 목적들은 과거에는 대형의 백열 전구 및 반사기 시스템을 사용하여 부분적으로 달성되어 왔다. 발광 다이오드 등과 같이 고체상태의 발광은 그 수명을 증가시키면서 광원의 크기를 상당히 감소시키므로써 이러한 시스템들의 개선 방향에 촛점이 맞추어져 있으나, 차량을 더욱 양호하게 조명하기 위하여 넓은 영역에 걸쳐 비임 형성 조명을 펼칠 것이 요망된다. 만일 이러한 시스템이 반사기를 사용할 필요없이 제공된다면, 종래기술은 진보하게 될 것이다. 교체 광원을 사용할 수 있는 조명 시스템을 제공할 수 있다면, 종래기술은 보다 양호하게 진보될 것이다. 다양한 디스플레이로 고객이 설계할 수 있는 직접 조명 옵틱을 갖는 조합된 고체상태 광원을 제공한다면, 종래기술은 더욱 양호하게 진보될 것이다.
본 발명의 목적은 종래기술의 단점을 극복하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 광원을 강화하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 차량 인디케이터를 강화하는 것이다.
이러한 목적들은 LED 광원을 포함하는 본 발명의 특징에 따라 달성될 수 있으며; 상기 LED 광원은 전방면 및 후방면을 갖는 본체와, 부품을 본체에 고정하는 방식으로 포켓에 삽입되는 하우징과, 관형 돌출부에 배치된 적어도 하나의 파이프를 갖는 옵티칼 광가이드를 포함하며; 상기 전방면은 부품을 수용하기 위한 포켓을 포함하며, 상기 부품은 적어도 하나의 LED와 이를 위한 전기 회로를 포함하며; 상기 적어도 하나의 광파이프는 1:1 관계로 적어도 하나의 LED를 갖는 광 수집장치에 고정되는 광 입력단부를 포함한다.
상술한 바와 같은 목적들은 인디케이터를 포함하는 본 발명의 특징에 따라 달성될 수 있으며, 상기 인디케이터는 중앙에 배치된 광원 수용개구를 포함하며 본체에 형성된 제1면과 이에 대향하는 제2면을 갖는 수용영역과, 제1면에 대해 상기 수용영역에 작동가능하게 배치된 옵틱과, 상기 제2면에 대해 장착된 LED 광원을 포함하며; 상기 옵틱은 적어도 하나의 옵틱 입력 윈도우를 가지며; 상기 LED 광원은 적어도 하나의 광파이프를 갖는 옵티칼 광가이드를 포함하며, 상기 광파이프는 적어도 하나의 옵틱 입력 윈도우에 작동가능하게 연결된 적어도 하나의 출력 단부를 갖는다.
본 발명의 광원은 소형이며 경제적이다. 광원은 종래의 옵틱과 조합하였을 때 표준 S8 램프 소켓을 위해 설계된 위치에 물리적으로 삽입되도록 구성되며, 반사 코팅에 대한 필요성을 제거한다.
본 발명의 기타 다른 목적과 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조한 하기의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
도1 내지 도3에는 LED 광원의 제1실시예(10)(도2)와 제2실시예(10a)(도3)가 도시되어 있으며; 상기 LED 광원은 전방면(16) 및 후방면(18)이 구비된 본체(14)를 갖는 히트싱크(12)를 포함하며, 상기 후방면(18)은 방사방향 핀(fin) 형태의 열 소산기(20)를 포함한다. 상기 전방면(16)은 적어도 하나의 LED(25, 25a) 및 이를 위한 전기회로(도시않음)를 포함하는 부품(24)을 수용하기 위해 포켓(22)을 포함한다. 두 실시예에 공통적인 부품은 도1에 도시된 바와 같이 관형 돌출부(30)와 플랜지(28)를 포함하는 하우징(26)이다. LED 광원(10)이 장착되었을 때 밀봉 환경을 제공하기 위해 밀봉 가스켓(31)이 제공될 수도 있다. 상기 플랜지(28)는 하기에 서술되는 방식으로 부품(24)을 히트싱크(12)에 고정하기 위해, 포켓(22)에 삽입된다. 도2 및 도4에 도시된 실시예에서, LED(25)는 Advanced Power TOPLED®(APT)로 알려진 형태를 갖는다. 도3 및 도5에 도시된 실시예에서, LED(25a)는 OSTAT® 등과 같은 칩-온-보드 로 알려진 형태를 갖는다. 상기 APT 및 OSTAR® LED는 독일 로젠버그에 소재하는 오스람 오피티오 세미콘덕터즈에 의해 상용화되어 있다.
도2의 실시예에 있어서, 아크릴 또는 폴리카보네이트 등과 같이 적절한 투명 물질의 옵티칼 광가이드(32)는 코어(35)를 둘러싸는 적어도 하나의 광파이프(34)를 갖는다. 본 발명에 설명된 모든 양호한 실시예에서, 광파이프 및 LED의 갯수는 8개 이다. 그러나, 통상적으로 나선형 부착 또는 이와 유사한 부착을 위한 보어(39)가 형성된 중앙 코어(35)상에는 갯수가 다른 LED가 지지될 수도 있다. 옵티칼 광가이드(32)는 관형 돌출부(30)에 배치되므로, 광 입력단부(34a)를 갖는 적어도 하나의 광파이프(34)는 1:1 관계로 적어도 하나의 LED(25)에 대응하여 광 수집장치에 고정된다. 이러한 관계는 도8에 상세히 도시되어 있다. 광파이프(34)와 지지체(35a) 사이에는 슬롯(32a)이 형성되어, 서로에 대해 또한 중앙 코어(35)에 대해 광파이프(34)의 굴곡을 허용하므로써, LED(25)의 패키징시 공차를 수용할 수 있다. 돌기(58)는 옵티칼 광가이드(32)의 바닥으로부터 연장되며, 내부에 보어(37a)를 갖는다.
적어도 하나의 광파이프(34)는 옵틱(37) 등과 같은 적절한 위치로 광을 지향시키도록 형성된 광 입력단부(34a)에 대향하는 광 출력단부(36)를 갖는다. 옵틱(37)은 도4 및 도5에 부분적으로 도시되어 있으며, 도6 및 도7에 더욱 상세히 도시되어 있다.
부품(24)은 전기회로(도시않음)를 이송하는 인쇄회로기판(38)(PCB)과, 상기 인쇄회로기판(38)의 중앙에 배치된 조정와셔(40)를 포함한다. 상기 인쇄회로기판(38)은 전원으로의 연결을 위해 인쇄회로기판을 지나 연장되도록 배치된 다수의 커넥터(42)와 중앙 개구(38a)를 포함한다. 상기 커넥터(42)는 히트싱크(12)에서 격벽(42b)에 삽입되는 전기절연 와셔(42a)를 통해 돌출된다.
LED 광원(10)의 조립을 위하여, 상기 전기절연 와셔(42a)는 히트싱크(12)에서 격벽(42b)에 삽입되며, 인쇄회로기판(38)은 전원으로의 부착을 위해 절연 와셔(42a)를 관통하여 이로부터 연장되는 커넥터(42)를 갖는 포켓(22)에 배치된다. 와셔(40)는 PCB에 배치되며, 광가이드(32)는 조정와셔(40) 및 개구(38a)를 통해 포켓(22)의 중앙에 형성된 웰(well)(60)내로 연장되는 돌기(58)에 의해 삽입된다. 볼트(62)는 돌기(58)의 개구를 통해 웰(60)의 나선부와의 결합부내로 삽입된다. 파이프(34) 사이에 형성된 가요성 슬롯(32a)과 함께 웰(60)내로의 볼트(62)의 관통량을 제어하므로써, LED 또는 광가이드에 손상을 가하지 않고 각각의 LED 다이에 밀착된 상태로 접하게 되므로써, 광가이드(32)로의 최대 광 입력을 보장하게 된다.
그후, 광가이드(32)를 둘러싸는 관형 돌출부(30)와 포켓(22)내에 삽입된 플랜지(28)에 하우징(26)이 가해진다. 도4 및 도5에 상세히 도시된 바와 같이, 나선형 볼트 형태를 취할 수 있는 고정구(66)는 히트싱크(12)의 기부로부터 삽입되어, 플랜지(28)의 하부측에 형성되어 있는 나선부(68)와 결합된다.
도3 및 도5에 있어서, 히트싱크(12a)는 포켓(22)의 중앙 보스(44)를 포함하며, PCB(38a)는 보스(44)를 둘어싸는 중앙 개구(46)를 포함한다. 금속으로 피복된 인쇄회로기판(48)은 적어도 하나의 LED(25)를 장착하며, 보스(44)에 배치된다. 이러한 실시예에서, LED(25a)는 OSTAT® 등과 같은 칩-온-보드 로 알려진 형태를 가지며, 따라서, 광가이드(33)는 가요성 슬롯을 필요로 하지 않으며, 고형이 될 수 있는데; 그 이유는 이러한 패키지가 없어서 다이 패키지에서 발생할 수 있는 여러 공차를 수용할 필요가 없기 때문이다. 또한, 조정와셔도 제거된다.
LED 광원(10)은 수용영역(52)을 포함하는 인디케이터(50)(도7)에 사용하기에 이상적으로 적합하며; 상기 수용영역은 본체(54)에 형성된 제1면(52a) 및 이에 대향하는 제2면(52b)을 가지며, 중앙에 배치된 광원 수용 개구(56)를 갖는다. 상기 본체(54)는 후방 쿼터 패널 등과 같이 차량의 일부일 수도 있으며, 인디케이터(50)는 꼬리등 또는 정지등일 수도 있다.
옵틱(37)의 입력 단부는 제1면(52a)에 대해 수용영역(52)에 작동가능하게 장착된다. 상기 옵틱(37)은 LED 광원(10)의 대응의 출력 윈도우와 결합되는 N개의 옵틱 입력 윈도우(37a)를 포함한다.
LED 광원(10)은 대향의 제2면(52b)에 형성된 적절한 결합 슬롯에 의해, 예를 들어 관형 돌출부(30)에 형성된 러그(70)와 결합하도록 유니트를 회전시키므로써 제2면(52b)에 대해 해제가능하게 장착된다. 이러한 배열은 자동차 산업에서는 매우 표준적인 배열이다.
도6 및 도7에 도시된 실시예에서, 옵틱(37)은 중앙지점으로부터 연장되는 다수의 출력부(37b)를 갖지만, 그러나 옵틱의 입력 윈도우가 광가이드의 출력 윈도우에 대응되는한 실제로 어떠한 형태라도 제공될 수 있다. 또한, 필요할 경우, 광 출력부를 증가시키거나 그렇지 않을 경우 변형시키기 위해 적절한 렌싱(lensing)으로 레그 단부의 한쪽 또는 양쪽이 제공될 수 있다.
이러한 시스템의 부가된 장점으로는 반사면이 제거되어, 수용영역(52)이 본체(54)와 동일한 컬러를 갖게 되고 이에 따라 디자인 옵션을 상당히 증가시킬 수 있다는 점이다.
유용한 광 출력부를 최대화하기 위한 광원 및 옵틱의 정렬은 LED(또는 기타 다른 광원) 및 옵틱을 포함하는 시스템의 사용에 있어서 매우 중요하다. 이것이 달성될 수 있는 한가지 방법은 상술한 바와 같은 조정와셔 및 조정 나사를 사용하는 것이다. 또 다른 접근방식이 도8에 도시되어 있으며, 이에 따르면 LED 다이(100)는 LED를 둘러싸는 내측 돌출부(102)를 갖는다. 이러한 내측 돌출부는 매우 정밀하게 제어된 높이를 가지므로, 입력 윈도우(34a)와 돌출부(102) 사이에 접촉을 허용하므로써, 그 접촉되어 있는 광파이프(34)의 광 입력 윈도우(34a)를 매우 정밀하게 위치조정할 수 있다.
도9에는 또 다른 광가이드(33a)가 도시되어 있으며, 출력 윈도우(36b)는 입력 윈도우(34a)에 대해 설정의 각도로 형성되므로, 이로부터 발산되는 광은 광가이드 위의 지점(P)에 집중된다. 상기 지점(P)에 집중된 광은 옵틱이나 렌즈 또는 기타 다른 적절한 장치로 지향될 수 있다.
도10에 있어서, 광가이드(32a)는 발산된 광을 지점(P)에 집중시키기 위하여 각진 출력 윈도우(36b)를 가질 수도 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 (17)
- 전방면 및 후방면을 갖는 본체와,부품을 본체에 고정하는 방식으로 포켓에 삽입되는 하우징과,관형 돌출부에 배치된 적어도 하나의 파이프를 갖는 옵티칼 광가이드를 포함하며,상기 전방면은 부품을 수용하기 위한 포켓을 포함하며, 상기 부품은 적어도 하나의 LED와 이를 위한 전기 회로를 포함하며; 상기 적어도 하나의 광파이프는 1:1 관계로 적어도 하나의 LED를 갖는 광 수집장치에 고정되는 광 입력단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 광원.
- 제1항에 있어서, 적어도 하나의 광파이프는 광을 옵틱으로 지향시키도록 형성된 상기 광 입력단부와 대향하는 광 출력단부를 갖는 것을 특징으로 하는 LED 광원.
- 제1항에 있어서, 상기 부품은 전기회로를 이송하는 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판의 중앙에 배치된 조정와셔와, 전원으로의 연결을 위해 인쇄회로기판을 지나 연장되는 인쇄회로기판상에 배치된 다수의 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 광원.
- 제1항에 있어서, 상기 포켓은 중앙 보스와, 상기 보스에 배치된 적어도 하나의 LED를 장착하는 금속피복된 인쇄회로기판을 포함하며; 상기 인쇄회로기판은 보스를 둘러싸는 중앙 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 광원.
- 중앙에 배치된 광원 수용개구를 포함하며, 본체에 형성된 제1면과 이에 대향하는 제2면을 갖는 수용영역과,제1면에 대해 상기 수용영역에 작동가능하게 배치된 옵틱과,상기 제2면에 대해 장착된 LED 광원을 포함하며,상기 옵틱은 적어도 하나의 옵틱 입력 윈도우를 가지며; 상기 LED 광원은 적어도 하나의 광파이프를 갖는 옵티칼 광가이드를 포함하며, 상기 광파이프는 적어도 하나의 옵틱 입력 윈도우에 작동가능하게 연결된 적어도 하나의 출력 단부를 갖는 것을 특징으로 하는 인디케이터.
- 제5항에 있어서, 상기 본체는 차량의 일부를 포함하며, 상기 수용영역은 오목부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인디케이터.
- 제6항에 있어서, 상기 본체는 비반사성 컬러를 가지며, 상기 수용영역도 비반사성 컬러를 갖는 것을 특징으로 하는 인디케이터.
- 중앙 코어와,다수의 광파이프와,상기 중앙 코어로부터 연장되는 다수의 광파이프 지지체를 포함하며,상기 다수의 광파이프 지지체는 각각의 광파이프를 지지하며; 각각의 광파이프는 광전달 물질로 형성되고, 광 입력 윈도우 및 광 출력 윈도우와 상기 입력 윈도우로부터 출력 윈도우로 연장되는 일체형의 반사벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 옵티컬 광가이드.
- 제8항에 있어서, 상기 중앙 코어는 장착 보어를 포함하는 것을 특징으로 하는 광가이드.
- 제8항에 있어서, 상기 입력 윈도우는 동일 평면상에 존재하는 것을 특징으로 하는 광가이드.
- 제8항에 있어서, 상기 출력 윈도우는 동일 평면상에 존재하는 것을 특징으로 하는 광가이드.
- 제8항에 있어서, 적어도 하나의 광파이프는 대응의 광파이프 지지체에 대해 굴곡가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 광가이드.
- 제8항에 있어서, 적어도 하나의 광파이프는 상기 중앙 코어에 대해 굴곡가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 광가이드.
- 제8항에 있어서, 상기 광파이프는 입력 윈도우로부터 각각의 출력 윈도우로 연장되는 축선을 각각 가지며, 상기 축선은 평행한 것을 특징으로 하는 광가이드.
- 제8항에 있어서, 상기 광파이프는 입력 윈도우로부터 출력 윈도우로 연장되는 축선을 각각 가지며, 출력 윈도우로부터의 광은 지점(P)에서 수렴되는 것을 특징으로 하는 광가이드.
- 제8항에 있어서, 광파이프는 코어를 위한 공통 축선 주위로 정렬되는 것을 특징으로 하는 광가이드.
- 제8항에 있어서, 다수의 광파이프와, 이에 대응하는 다수의 광가이드 지지체와, 코어는 일체형 부재로 형성되는 것을 특징으로 하는 광가이드.
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