KR20080031671A - 전방향성 조명 - Google Patents

전방향성 조명 Download PDF

Info

Publication number
KR20080031671A
KR20080031671A KR20077028794A KR20077028794A KR20080031671A KR 20080031671 A KR20080031671 A KR 20080031671A KR 20077028794 A KR20077028794 A KR 20077028794A KR 20077028794 A KR20077028794 A KR 20077028794A KR 20080031671 A KR20080031671 A KR 20080031671A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
motor
optical axis
light
lighting device
hollow shaft
Prior art date
Application number
KR20077028794A
Other languages
English (en)
Inventor
샨 엘. 오엘케
Original Assignee
에스이오 프리시젼, 아이엔씨.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스이오 프리시젼, 아이엔씨. filed Critical 에스이오 프리시젼, 아이엔씨.
Publication of KR20080031671A publication Critical patent/KR20080031671A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S8/00—Lighting devices intended for fixed installation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S10/00—Lighting devices or systems producing a varying lighting effect
    • F21S10/06—Lighting devices or systems producing a varying lighting effect flashing, e.g. with rotating reflector or light source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/147—Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being angled to the optical axis of the illuminating device
    • F21S41/148—Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being angled to the optical axis of the illuminating device the main emission direction of the LED being perpendicular to the optical axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/151—Light emitting diodes [LED] arranged in one or more lines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32—Optical layout thereof
    • F21S41/321—Optical layout thereof the reflector being a surface of revolution or a planar surface, e.g. truncated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32—Optical layout thereof
    • F21S41/322—Optical layout thereof the reflector using total internal reflection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32—Optical layout thereof
    • F21S41/36—Combinations of two or more separate reflectors
    • F21S41/365—Combinations of two or more separate reflectors successively reflecting the light
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/67—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S45/00—Arrangements within vehicle lighting devices specially adapted for vehicle exteriors, for purposes other than emission or distribution of light
    • F21S45/10—Protection of lighting devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/04—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0933—Systems for active beam shaping by rapid movement of an element
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938—Using specific optical elements
    • G02B27/0977—Reflective elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0005—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
    • G02B6/0008—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type the light being emitted at the end of the fibre
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0018—Redirecting means on the surface of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0068—Arrangements of plural sources, e.g. multi-colour light sources
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/36—Mechanical coupling means
    • G02B6/3604—Rotary joints allowing relative rotational movement between opposing fibre or fibre bundle ends
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V3/00—Globes; Bowls; Cover glasses
    • F21V3/04—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2107/00—Use or application of lighting devices on or in particular types of vehicles
    • F21W2107/10—Use or application of lighting devices on or in particular types of vehicles for land vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2111/00—Use or application of lighting devices or systems for signalling, marking or indicating, not provided for in codes F21W2102/00 – F21W2107/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2131/00—Use or application of lighting devices or systems not provided for in codes F21W2102/00-F21W2121/00
    • F21W2131/10—Outdoor lighting
    • F21W2131/103—Outdoor lighting of streets or roads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)

Abstract

특정한 방향으로 집중된 광선을 생성하고, 상기 광선을 완전한 원형으로 고속 스윕함으로써 전방향성 광원으로 보이는 빛을 발생하는 조명장치에 관한 것이다. 상기 조명장치는 원가를 최소화하고 조립을 단순화하기 위하여 스냅-온 형태로 서로 짝을 이루어 끼워진 서브어셈블리를 포함한다.
조명, 전방향성, 집중 광선, 고속 스윕

Description

전방향성 조명{OMNIDIRECTIONAL LIGHT}
본 발명의 실시예는, 일반적으로, 조명장치에 관련된 것으로서, 보다 특별하게는 정지 광원(stationary light source)을 구비한 전방향성 조명에 관한 것이다.
전형적인 전구(light bulb)는 전방향성이지만, 이러한 전구의 조명은 짧은 거리를 넘어서면 그 강도가 떨어진다. 보다 먼 거리까지 빛을 비추는 조명을 제공하기 위하여, 손전등(flashlight)과 조사등(spotlight)이 개발되어 왔다. 이러한 장치들은 보다 먼 거리를 나아갈 수 있도록 광선의 초점을 맞췄으나, 빛의 전방향성은 상실되었다.
이에 따라, 일축을 중심으로 고속 회전하는 초점이 맞춰진 광선을 구비하는 조명 설비에 관한 수많은 장치들이 개발되어 왔다. 이러한 고속으로 회전하는 빛은, 우선적으로 고정된 위치의 광원이 가지는 능력을 뛰어넘어 전방향성의 빛을 제공할 수는 있었으나, 상기 전구에 작용하는 기계적 힘은 이처럼 회전하는 전구의 수명을 단축시키킬 뿐만 아니라, 이러한 전구를 수용하기 어렵게 만들었다.
미국 등록특허 4,054,791호는 고속의 로터리 빔(rotary beam)을 구비하는 휴 대용 랜턴(portable lantern)에 대하여 설명하고 있다. 하나의 거울이 수직방향에 대하여 45도 각도로 기울어져 부착되고, 상기 거울은 고속으로 회전한다. 그 결과로써 강한 전방향성의 빛을 제공하는 고속 회전의 조사등(spotlight)이 나온다.
그러나 45도 각도로 부착된 평평한 평면체가 가지는 고유의 불안정성 때문에, 45도 각도로 배치된 고속회전 거울이 회전 문제에 영향을 받으리라는 것은 확정적이다. 따라서, 고속 회전에서는 진동이 발생되고, 보다 높은 회전 속도는 얻어질 수 없다.
미국 등록특허 5,126,923호는 초당 수백 회 회전하는 한 쌍의 거울 위로 광선이 향하는 단일 광원을 사용한 전방향성 조명에 대하여 설명하고 있다. 상기 거울들은, 무진동 동작을 제공하기 위하여, "X" 자 형태로 부착된다. 광선은 반으로 분리되고, 상기 거울에 의하여 서로 반대 방향으로 향하게 된다.
미국 등록특허 5,057,827호는 광학적 환영(optical illusion)을 만드는 장치에 대하여 개시하고 있다. 회전 부재가 회전하고, 상기 회전 부재로부터 반경 방향으로 광 이미지(light image)가 만들어진다. 일 실시예를 도시한 도 7을 보면, 상기 실시예에는 단일 광 이미지 부재(202)가 사용된다. 상기 단일 광 이미지 부재(202)는, 모터(206)로부터 연장되어 그 일단이 개방된 튜브(204)의 내측으로 상기 튜브(204)의 중심축을 따라 배치된다. 상기 개방된 튜브는, 상기 일단이 개방된 튜브의 내측으로 LED 또는 레이저 다이오드가 배치되는 것을 허용하되, 베이스(base) 안의 고정된 광원으로부터 나오는 광선이 외부로 투과되는 것은 허용하지 않는다. 그 다음으로 상기 개방된 튜브는 상기 모터의 실축(actual shaft)에 고정 되어 회전된다. 반사면(212)은 상기 중공축(204)의 축방향 일단의 힌지(210)에 힌지 가능하게 부착된다. 상기 반사면은 상기 부재(202)로부터 방출되는 빛이 발광면(214) 위로 방향을 바꾸는 데에 사용된다. 관측자는, 상기 빛이 충돌하는 곳이라면 그 어디라도, 상기 발광면(214) 위에서 빛나는 픽셀 또는 발광점을 관찰하게 된다. 상기 반사면(212)의 피봇 동작은, 로드(218) 및 캐리어(220)와 연결된 컨트롤러(216)에 의하여 제어된다. 상기 반사면(212)이 회전하는 중공축의 축단(軸端) 위에 부착되어 있기 때문에, 상기 장치는 균형상에 있어서 영향받기 쉽다. 또한, 상기 광원은 모터 위의 중공축에 부착되기 때문에, 상기 광원에 에너지를 공급하는 것이 복잡해진다.
무진동, 저전력 그리고 고출력의 조명 시스템을 제공하는 것이 바람직하며, 더 나아가 콤팩트하고 제조가 용이하며 상대적으로 저렴한 조명 시스템을 제공하는 것이 바람직하다. 또한 이제까지 알려진 광원에 비하여 환경에 대한 해(害)가 적고 안전성은 향상된 조명 시스템을 소개하는 것이 바람직하다.
일 실시예에 있어서, 조명장치는 베이스(base); 상기 베이스에 부착된 모터; 및 상기 모터에 부착된 회전 어셈블리;를 구비한다. 상기 베이스는 산란된 빛을 수용하고, 상기 산란된 빛의 초점을 맞춰 광선(beam of light)으로 바꾼다. 상기 모터는, 상기 광선을 수용하도록 배치된 회전가능한 중공축을 구비한다. 상기 회전 어셈블리는, 상기 모터의 중공축과 짝을 이루도록 결합된 회전가능한 광학축(optics shaft)을 포함하며, 상기 광학축은 상기 모터의 중공축과 함께 회전된다. 반사경(reflector)은, 상기 모터의 중공축을 통과하여 수용된 광선이 상기 반사경에 부딪쳐 상기 광학축의 측벽을 통하여 나가도록, 상기 광학축의 안쪽에 배치된다.
상기 베이스는 그 가운데에 부착된 광원을 구비할 수 있다. 상기 광원은 LED 열(array)일 수 있다. 상기 베이스는 상기 LED 열의 중심에 배치된 평행시준(collimation) 광학부재를 포함할 수 있으며, 상기 평행시준 광학부재는 원추형 반사경(cone reflector)일 수 있다. 상기 광학축 안에 배치된 반사경은, 약 35도 입사각(Angle of Incidence, AOI)으로부터 약 55도 입사각까지의 범위를 갖는 각도로 틸팅되며, 약 45도 입사각의 각도로 틸팅될 수도 있다.
본 발명의 일면에 따르면, 모터, 회전 어셈블리 및 반사경을 구비하는 조명장치가 제공된다. 상기 모터는 광선을 수용하도록 배치된 회전가능한 중공축을 구비한다. 상기 회전 어셈블리는 상기 모터 위에 부착되며, 상기 모터의 중공축과 짝을 이루도록 결합됨으로써 상기 모터의 중공축과 함께 회전되는 회전가능한 광학축을 포함한다. 상기 반사경은 상기 광학축의 안쪽에 배치되며, 상기 모터의 중공축을 통하여 수용된 광선은 상기 회전가능한 광학축을 따라 나아가고, 상기 반사경에 부딪쳐서 상기 광학축의 측벽을 통하여 나아간다.
본 발명의 다른 일면에 따르면, 모터, 회전 어셈블리 및 프라이머리 옵틱스(primary optics)를 구비하는 조명장치가 제공된다. 상기 모터는 광선을 수용하도록 배치된 회전가능한 중공축을 구비한다. 상기 회전 어셈블리는 상기 모터 위에 부착되며, 상기 모터의 중공축과 짝을 이루도록 결합됨으로써 상기 모터의 중공축과 함께 회전되는 회전가능한 광학축을 포함한다. 상기 프라이머리 옵틱스는 상기 광학축의 위에 배치되며, 상기 모터의 중공축을 통하여 수용된 광선은 상기 회전가능한 광학축을 따라 나아가고, 상기 프라이머리 옵틱스에 부딪쳐서 상기 광학축의 측벽을 통하여 나아간다.
본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 복수개의 LED를 사용하여 집중된 광선을 생성하고, 상기 집중된 광선을 약 3,000∼10,000 rpm의 범위의 속도로 360도 스윕(sweep)함으로써, 전방향성 조명을 만드는 방법을 제공한다.
도 1은 돔이 제거된 전방향성 조명장치에 대한 실시예의 정면을 투시한 도면이다.
도 2는 도 1에 돔이 설치된 전방향성 조명장치에 대한 실시예의 정면을 투시한 도면이다.
도 3은 베이스 서브어셈블리(base subassembly) 부분에 대한 평면도이다.
도 4는 전방향성 조명장치의 실시예에 대한 단면도이다.
도 5는 모터로부터 돔으로 연장된 회전 서브어셈블리에 대한 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 광학축 안에 끼워진 프라이머리 옵틱스에 대한 사시도이다.
도 7은 그 내부에 프라이머리 옵틱스가 결합된 광학축의 변형례에 대한 도면 이다.
도 8은 전방향성 조명장치의 다른 실시예에 대한 개략도이다.
도 9는 도 8에 도시된 조명장치가 완전히 조립되었을 때의 개략도이다.
도 10 내지 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명장치에 대한 개략도이다.
본 발명의 실시예를 충분히 이해할 수 있도록, 수반되는 도면을 함께 고려하여, 이하의 상세한 설명이 참조되어야 한다.
광자가 연속적인 방식으로 넓은 영역에 걸쳐 분배되는 전통적인 방사조명(flood illumination)과는 다르게, 본 발명에 따른 조명장치의 실시예는 집중된 광선, 예를 들면 조사등(spot light)을 특정한 방향으로 향하게 하고, 상기 광선을 완전한 원형으로 고속 스윕한다. 사람의 눈이 대략 초당 30 프레임을 샘플링한다는 사실을 활용한다면, 상기 광선은 적어도 완전한 360도 1회전의 스윕이 사람의 눈이 한 번 샘플링하는 시간 동안에 이루어지게 되고, 이리하여 상기 조명이 연속적이라는 느낌을 주게 된다.
도 1은 돔(32, 도 2 참조)이 제거된 전방향성 조명장치(10)에 대한 실시예의 정면을 투시한 도면이다. 상기 조명장치(10)는 세 개의 주요 부품, 즉 베이스 서 브어셈블리(11)와 몸체(12) 안에 배치된 모터(14) 및 회전 서브어셈블리(16)로 이루어져 있다. 상기 베이스 서브어셈블리(11)는 하우징(18)과, LED 열(20, LED array) 및 광향 광학체(22, beam direction optics)를 포함하는 몇 가지 부품을 포함한다. 상기 모터(14)는, 도시된 바와 같이, 베이스 서브어셈블리 하우징(18)을 향하여 아래쪽으로 연장된 중공축(24)을 포함한다. 상기 회전 서브어셈블리(16)는 상기 모터(14)의 중공축(24)과 짝을 이루도록 결합된 광학축(26)과, 상기 광학축(26) 안에 배치된 프라이머리 옵틱스(도면 미도시)를 포함한다. 상기 광학축(26)에 형성된 창(30)은, 이하에서 상세히 기술되는 바와 같이, 빛의 방향을 외부 환경으로 향하도록 한다.
도 2는 도 1에 돔(32)이 설치된 전방향성 조명장치(10)에 대한 실시예의 정면을 투시한 도면이다. 상기 돔(32)은, 투명한 것이 바람직하며, 플라스틱 또는 유리로 만들어진다. 대안적으로는, 상기 돔(32)은 전형적인 기술을 이용하여 채색될 수도 있다. 상기 돔(32)은 상기 조명장치(10)가 놓여진 환경으로부터 광학축(26)과 광학체를 보호한다. 더불어 상기 돔(32)은, 사전에 선택된 방향으로의 복사 전달을 막기 위하여, 대부분은 투명하되 일부분에는 불투명 가리개를 포함할 수 있다. 또한 상기 돔(32)은 사전에 선택된 영역의 조명을 강화하기 위한 반사경을 포함할 수도 있다.
이제 상기 조명장치(10)의 작동에 관하여 설명한다. 상기 LED 열(20)은 12 볼트의 직류 전원에 의하여 전력이 공급된다. 상기 LED 열(20)로부터 방출되는 빛은 광선제어 광학체(beam control optics)에 의하여 모이고, 초점이 맞춰지며, 시준(視準)된다. 바람직한 실시예에 있어서, 상기 광선제어 광학체는 상기 모터(14)의 중공축(24) 안에 배치되고, 원추 프리즘과 집속기(focusing) 및 시준렌즈(도면 미도시)의 형태로 상기 베이스 서브어셈블리(11) 안에 배치된 광향 광학체(22)를 포함한다. 시준된 빛은 상기 모터(14)의 중공축(24) 및 상기 모터(14)에 짝을 이루어 결합된 회전 서브어셈블리(16)를 향하는 위쪽으로 방향이 바뀌고, 주반사경(primary reflector)에 부딪쳐서 상기 광학축(26) 안에 형성된 창(30)을 통과하고, 다음으로 상기 돔(32)의 바깥으로 나오게 된다. 상기 모터(14)는 약 3,000∼10,000 rpm의 범위에서 회전한다. 상기 조명장치(10)가 놓여진 곳으로부터 외부로 방출되는 상기 빛은 연속적인 것처럼 보이게 된다. LED가 사용되기 때문에, 상기 조명장치(10)는 전형적인 광원, 예를 들면 수은 램프보다 안전하다.
도 3은 하우징(18) 안에 배치된 베이스 서브어셈블리(11) 부분에 대한 평면도이다. 앞에서 언급한 바와 같이, 상기 베이스 서브어셈블리(11)는 하우징(18), LED 열(20) 및 광선제어 광학체의 일부를 포함한다. 바람직하게는 상기 하우징(18)은, 꼭 그럴 필요는 없지만, 플라스틱으로 만들어진다. 광선제어 광학체의 일부가 그 안에 배치된 부분인 상기 하우징(18)의 내면은, 자동차 헤드라이트의 반사경의 구성으로부터 알려진 알루미늄 섬광체(aluminum flashing)와 같은 반사물질로 도포된다. 상기 하우징(18)은, 특히 그것이 적용될 어플리케이션에 좌우되는 다른 형상을 가질 수도 있으나, 바람직하게는 원통 형상을 가진다. 하나의 실시예에 있어서, 상기 LED 열(20)은 상기 하우징(18)의 내부 원주벽(interior perimeter wall)을 감싸는 링 형태이고, 상기 하우징(18)의 기저부에 배치된다. 상기 LED 열(20)은, 각각의 LED에 대한 개별적인 고정구조를 가지는 링에 의하여 형성된다.
상기 고정구조는, 예를 들어 구멍(hole)이나 슬롯(slot)일 수 있으며, 또는 LED를 잡을 수 있도록 설계된 다른 어떠한 구조일 수 있다. 각각의 LED는 자기 자신만의 배선을 가진다. 이러한 LED를 가지는 상기 LED 열(20)은, 베이스 서브어셈블리(11)의 바닥면에 고정된다. 상기 LED 열(20)은, 도 8을 참고로 하여 설명될 바와 같이, 상기 베이스 서브어셈블리(11)의 다른 부분에도 고정될 수 있으며, 링의 형태를 가질 필요도 없다. 집광체(collection optics)는 상기 하우징(18)의 기저부, 바람직하게는 그 중앙에 배치된다. 초점 및 시준기(focusing and collimating optics, 도면 미도시)는 상기 모터의 중공축(24)의 안쪽에 배치된다.
도 4는 전방향성 조명장치의 실시예에 대한 단면도이다. 빛의 경로는 빗금친 선으로 나타나 있다. 상기 모터(14)의 중공축(24)은, 집광체(22) 바로 위쪽으로 하여 상기 베이스 서브어셈블리(11)의 안으로 연장된다. 바람직하게는 상기 모터는 브러쉬레스(brushless) 모터이다. 바람직하게는 상기 모터(14)는 상기 베이스 어셈블리(11) 안으로 스냅(snap)된다. 회전 서브어셈블리(16)는 상기 모터(14)의 상부에 끼워지고, 바람직하게는 상기 위치에 스냅된다. 세 개의 부품이 이러한 스냅-온(snap-on) 형식에 의하여 끼워지기 때문에 비용은 최소화되고, 조립 라인에 세 개 부품이 완성된 조립체로 배급되기 때문에 조립이 단순화된다. 바람직한 실시예에 있어서, 상기 회전 서브어셈블리(16)는, 꼭 그럴 필요는 없지만, 플라스틱으로 만들어진다. 상기 회전 서브어셈블리(16)는, 상기 모터의 중공축(24)와 함께 회전하도록 상기 중공축(24)에 부착된, 광학적으로 전달가능한 광학축을 포함한다. 추가로 상기 프라이머리 옵틱스(28)가, 도 5를 참고로 하여 설명될 바와 같이, 상기 광학축의 안쪽으로 끼워진다. 상기 광학축은, 하나의 실시예에서, 관성을 고려하여 바람직하게는 플라스틱으로 만들어진 중공 튜브로 형성되나, 꼭 플라스틱일 필요는 없다. 도 4의 단면도에는 도시되어 있지 않은 돔(32)은 정지되어 있을지라도, 상기 회전 서브어셈블리(16)의 광학축(26)은 상기 모터(14)의 축과 함께 회전한다.
도 5는 모터(14)로부터 돔(32) 안으로 연장된 광학축(26)에 대한 사시도이다. 이러한 실시예에서, 상기 광학축(26)은 상단(top end)이 개방된 중공의 원통형 축이다. 창(30)은, 이하에서 상세히 설명될 바와 같이, 광선이 관통하여 전달되는 광학축(26)의 측면에 형성된다. 상기 광학축(26)의 내부에는 상기 창(30)의 바로 아래에 배치된 림(rim, 도면 미도시)이 설치되어 있으며, 상기 림은, 도 6을 참고로 하여 설명될 바와 같이, 상기 광학축의 안으로 삽입되는 프라이머리 옵틱스(28)가 정확히 위치를 잡는 것을 보조하며, 또 이를 지지한다.
도 6은 도 5에 도시된 광학축(26) 안에 끼워진 프라이머리 옵틱스(28)에 대 한 사시도이다. 앞서 설명한 바와 같이, 도 5에 도시된 상기 광학축(26)은 중공이고 상단이 개방되어 있다. 상기 프라이머리 옵틱스(28)는, 그 하부가 약 35도 입사각(Angle of Incidence, AOI)으로부터 약 55도 입사각까지의 범위, 보다 바람직하게는 약 45도 입사각의 각도로 절단된 원통 형상을 가진다. 상기 프라이머리 옵틱스(28)의 바닥 경사면은, 반사경을 형성하도록, 알루미늄이나 은과 같은 반사 물질로 코팅된다. 또한 상기 반사경은 특정 파장에서 좋은 반사효율을 갖는 물질, 예를 들면 적외선 파장에 대한 금과 같은 물질로도 코팅될 수 있다. 이러한 실시예에서, 상기 반사경은 평판 부재로 나타나 있으나, 꼭 그럴 필요는 없다. 상기 반사경은, 예를 들어 오목한(concave) 또는 볼록한(convex) 반사면을 갖도록 만곡될 수 있다. 상기 프라이머리 옵틱스(28)는 상기 중공축의 상부로 삽입되고, 상기 중공축의 내부에 형성된 림(도면 미도시)에 의하여 위치를 잡게 되고, 그리고 지지된다. 상기 프라이머리 옵틱스(28)는, 에폭시 및/또는 나사나 핀과 같은 기계적 조임기구를 이용하여, 상기 중공축의 내부에 단단히 고정된다. 따라서 상기 회전 서브어셈블리(16)는 하나의 반사면을 구비하게 된다.
도 7은 프라이머리 옵틱스에 대한 변형례이며, 균형을 고려한 점을 보여준다. 앞서 언급된 바와 같이, 상기 광학축은 광학적으로 전달가능하다. 본 실시예에서, 상기 프라이머리 옵틱스(28)는 투명한 아크릴 봉(또는 다른 어떠한 광학적으로 전달가능한 물질)을 이용하여 형성된다. 상기 봉은, 상기 봉의 일단을 기준으로 하여 약 35도 각도로부터 약 55도 각도까지의 범위, 보다 바람직하게는 약 45도 각도로 중간에서 절단된다. 원통형 봉 상반부의 경사면에는 반사 코팅이 적용되고, 그리고 두 조각이 바람직하게는 에폭시를 이용하여 원래대로 서로 접착된다. 이러한 실시예는 단단한(solid) 원통이 사용되었기 때문에 균형잡힌 시스템(10)을 제공하게 된다. 미국 등록특허 4,054,791호를 참조하여 논의된 바와 같이, 대칭적인 두 개의 거울 시스템이 설치된 것은, 단일한 하나의 반사면을 사용해서는 균형잡힌 시스템을 얻을 수 없다고 생각되기 때문이다.
도 8은 전방향성 조명장치(10)의 다른 실시예에 대한 개략도이다. 베이스 서브어셈블리를 위한 하우징과 모터는, 본 실시예에 대한 설명을 단순화시키기 위하여 나타나 있지 않다. 본 실시예에서, 상기 LED 열(20)은, 서브어셈블리의 바닥쪽으로 향하는 LED를 구비하고, 상기 베이스 서브어셈블리의 하우징 상부내에 부착된 배열이다. 상기 베이스 서브어셈블리의 바닥에 위치하는 것은, LED를 향하여 위쪽으로 집중시키는 반사형 포물면 접시(34)이다. 상기 포물면 접시(34)는 광 집속기(beam collector)로서의 기능을 가진다. 상기 광 집속기는 광선을 모으고, 광선을 시준하는 광 시준기(33) 위로 상기 집속된 광이 향하도록 하며, 상기 모터의 중공축(24) 안으로 상기 광이 향하도록 한다. 상기 모터(14)의 중공축(24)에 위치하는 것은 광감쇄 광학체(beam reduction optics)로서, 바람직하게는 이격된 두 개의 렌즈의 형태를 가진다. 상기 광선은 그 다음에 상기 프라이머리 옵틱스(28)로 향한다.
도 9는 도 8에 도시된 조명장치가 완전히 조립되었을 때의 개략도이다.
바람직한 실시예에서, 본 발명의 실시예에 사용된 상기 LED 열은, 도 1 또는 도 8에 나타난 배치 중의 어느 하나일 수 있다. 보다 바람직하게는, 본 발명에 따른 조명장치(10)로부터 나오는 빛으로서 진정한 백색광을 얻기 위하여, 때에 따라 필요하다면, 적색, 녹색 및 청색 LED가, 50%의 청색(470nm)과 25%의 적색(635nm) 및 25%의 녹색(525nm)의 비율로 사용될 수 있다. 대안적으로는, 사용자가 원하는 색상의 조명으로 제어할 수 있도록, 각 색상의 단일 출력을 변경할 수 있는 컨트롤러가 설치될 수 있다. 상기 LED는 링 또는 잘 알려진 배열로서 도처에 균일하게 분포된다. 본 발명의 실시예에 따른 상기 조명장치(10)는 모든 전자장치들을 베이스 서브어셈블리 안에 수납하며, 이에 따라 상기 장치의 구성과 제조는 단순화된다.
열(array)을 이루는 LED는, 매우 적은 열을 발생시키면서 고효율로 전류를 빛으로 변화시키기 때문에 선택되었다. 바람직한 실시예에서, 상기 LED 열은 단지 90 와트의 전력을 소모할 뿐이다. 고정구조는, 바람직하게는, 각각의 LED를 수용하도록 열을 이루는 구멍들을 구비하고, 이에 따라 개별적인 LED에서 나오는 열을 전체 열(array)의 보다 넓은 전도면(conducting surface)으로 포집하고 방출하게 되며, 상기 전도면은 하우징(18)의 외면을 향하여 상기 LED로부터 흡수한 열을 멀리 방사한다.
선행기술에 설명된 것처럼 반사면의 상부에 광원이 위치하는 것과는 반대로, 여기에서 설명된 다양한 실시예에서는 프라이머리 옵틱스의 반사면 아래에 광원이 위치하고 있기 때문에, 광학체가 LED 열(array) 및 모터로부터 발생되는 열(heat)에 의하여 손상을 입는 것을 경감하거나 방지할 수 있도록, 광원으로부터 발생되는 열을 격리할 수 있다는 잇점이 있다. 특히 필라멘트 전구에 의하여 생성되는 과도한 열은, 만일 신중하게 격리되지 않는다면, 광학면(optical surface)과 모터(14) 그 자체를 신속히 열화시킬 수 있다. 여기에 설명된 실시예는 모터(14)와 광학부재로부터 광원에서 발생되는 열을 품어서 격리할 수 있다. 발생된 어떤 열도, 잘 알려진 히트 싱크 기술을 이용하여, 광학체와 모터(14)로부터 격리하여 멀리 방출시키기 때문에, 긴 수명을 가지는 시스템(10)이 제공되는 것이다. 이와 같이 베이스(base)에 LED를 배치하는 것은, LED의 열 격리와 열 전도는 물론, 기계적 보호를 가능하게 한다. 또한 이러한 배치는, LED 열(array)로부터 나오는 전반적인 조명 출력을, 어느 특정한 방향에 대하여 조절하는 것을 가능하게 한다.
상기 모터의 중공축은, LED로부터 나오는 전체 조명이 프라이머리 옵틱스, 예컨대 거울을 관통하도록 하는 도관(conduit)이다. 상기 중공축은 프라이머리 옵탁스로부터 LED 및 상기 LED로부터 생성되는 열을 격리시킨다.
보다 특별하게는, 상기 조명장치(10)는, 베이스 서브어셈블리(12)가 어느 구 조물에 장착되고 상기 모터(14)는 다른 구조물에 장착될 수 있도록 설치될 수 있다. LED 링과 모터(14)는 각각 그 자신만의 공간에 담길 수 있다. 각각의 LED는, LED 용으로 만들어진 구멍에 장착됨으로써 LED 링에 둘러싸일 수 있다. 상기 LED 링은 베이스 서브어셈블리(12)에 곧바로 붙을 수 있고, LED에 의하여 발생된 열은 곧바로 베이스 서브어셈블리(12)의 하우징으로 포집되고 옮겨져, 상기 베이스 서브어셈블리(12)가 장착된 구조물로 나가게 된다. 마찬가지로 모터 역시 그 자신만의 공간에 담겨 있고, 상기 모터(14)의 상부가 구조물에 고정된다. 상기 모터(14)에서 발생되는 열은 상기 구조물의 상면과 측면에 의하여 포집되고, 상기 구조물의 표면으로부터 방사되는 것은 물론 동일한 바닥판(base plate)으로 옮겨 내려간다.
더 나아가, 상기 프라이머리 옵틱스와 회전 서브어셈블리(16)는 모터에 최소한의 하중을 가하도록 설계된다. 대략적으로 인치 당 1온스의 하중이라면, 상기 모터(14)에는 적은 토크가 가해져 최소한의 열을 발생하면서 운전될 수 있다. 브러쉬레스 모터(14)는 총 10와트도 안되는 전력을 소모하면서도 연속적으로 운전될 수 있다. 열 상승을 고려하여, 모터(14)로부터 생성되고 방사되는 어떤 열도, 외부 공기로 방사하는 장소인 하우징의 외면에 흡수되고 방출될 수 있도록, 상기 모터(14)는 그 상부가 고정구조에 장착된다. 이러한 히트 싱크 기술은, 광학체를 급속도로 열화시키는 결과는 낳는 과도한 열에 좌우되지 않도록 하는 것은 물론 모터에 의하여 생성된 어떤 열도 광학체와 모터로부터 벗어나도록 하는 것을 보장한다. 이는 30,000 시간을 초과하는 성능수명기간(performance life span)을 충족시켜야 하는 긴 제품수명을 가능하게 한다.
이제 상기 시스템(10)의 동작에 대하여 설명한다. 상기 모터(14)의 중공축이 회전하도록 전류가 공급되고, 이에 따라 회전 서브어셈블리(16)의 광학축이 회전한다. 프라이머리 미러(primary mirror)은 상기 광학축의 상단에 위치하고, 상기 모터에 의하여 회전한다. 상기 미러 표면의 특정한 설계를 통하여, 상기 프라이머리 미러는 매우 한정되고 특정된 영역으로 출사광을 분배할 수 있다. 이것은 필요한 영역을 제외한 다른 어떠한 영역으로 분배되는 빛을 제거한다. 또한 회전하는 광학체는 다른 어떠한 고정식의 조명광원도 줄 수 없는 특성을 제공한다. 회전하는 빛(light engine)은, 과도하게 밝은 점(hot spot)이나 조명이 비추지 않는 영역(dead zone)이 없이, 균일한 패턴으로 빛을 분배한다. 상기 광원(10)에 전류가 공급되어 발생된 빛은, 광선제어 광학체(beam control optics)에 의하여 상기 중공축(24)을 통과하도록 위쪽으로 방향이 바뀌게 되고, 그 빛은 프라이머리 옵틱스의 반사면과의 충돌이 일어나는 상기 회전 서브어셈블리(16)의 광학축 안으로 진입하게 되고, 상기 빛은 상기 광학축의 창(30, 도 5) 밖으로 나아가거나, 또는 상기 광학축의 측면(도 7)을 통과하여 나아간다.
상기 장치는 어떤 구조물, 예를 들면 차량과 같은 구조물에 영구적으로 부착되도록 구축될 수도 있으며, 또는 여기저기로 옮겨질 수 있는 휴대용일 수도 있다. 상기 장치의 구조는, 바람직하게는 약 12×12×12 인치보다 크지 않고 무게는 10 파운드를 초과하지 않는 기계적 외피(envelope)로 콤팩트하게 포장된다. 바람직하게는 LED 기술을 사용하기 때문에, 내구성 역시 뛰어나다. 상기 장치는, 100 와트 전구보다 적은 전력을 소모하는 반면에, 10,000 ft2의 영역에 "경기장 조명(stadium lighting)" 조사할 수 있음이 확인되었다.
상기 장치는, 예를 들면 12 볼트 배터리에 의하여 전력이 공급될 수 있고, 또는 차량의 시가라이터(cigarette lighter)나 벽에 플러그된 교류/직류 변환기와 같은 전력원(power source)에 끼워질 수도 있다. 대안적으로는 상기 장치는, 충분한 전류가 공급될 수 있는 한, 태양광 에너지와 같은 다른 전원으로부터 전력을 공급받을 수 있다. 바람직하게는 상기 장치(10)의 전력시스템은 저전력, 저전압이다. 중공축 모터를 사용함으로써, 광원과 배터리와 같은 광원의 전력원은 함께 배치될 수 있다. 상기 광원은 모터의 상부로 옮겨갈 필요가 없기 때문에 모든 작동 전자부품은 고정된 플랫폼 위에 놓일 수 있고, 따라서 보다 신뢰적이고 영구적인 기초 위에서 전력을 공급하는 것이 가능해진다.
상기 광원은, 예를 들어 안개가 낀 상황에서의 황색과 같이, 어떤 환경하에서 사용되도록 특정한 파장을 갖는 것으로 선택될 수 있다. 더불어, 상기 광원은, 예를 들어 적외선 레이저의 극초단파(microwave) 방사원으로 대체될 수도 있다.
상기 돔(32)은 투명할 수 있으며, 혹은 상기 장치가 사용되는 어플리케이션에 좌우되는 색상을 가질 수도 있다. 더불어 상기 돔(32)은 일부 어플리케이션에서는 필요하지 않을 수도 있다. 또한 상기 돔은 투명하고, 그 일부분은 불투명한 그림자가 부분적으로 덮여질 수도 있다.
도 10 내지 도 13은, 본 발명에 따른 조명장치(50)의 또 다른 실시예에 대한 개략도이다. 본 실시예에는 베이스 서브어셈블리(52)와, 병합된 모터 및 회전 어셈블리(54)가 있다. 상기 베이스 서브어셈블리(52)는, 각각의 출력부에 부착된 광섬유케이블(58)을 구비하는 복수개의 LED를 포함한다. 상기 광섬유케이블(58)의 출력측은 상기 베이스 서브어셈블리(52)의 중심을 향하게 되고, 제1 렌즈(60)에서 초점이 맞춰진다. 상기 모터/회전 어셈블리(54)는 베이스 서브어셈블리(52)의 상부에 안착되고, 상기 베이스 서브어셈블리(52) 내의 제1 렌즈(60)에 대해 정렬된 제2 렌즈(62)를 구비한다. 광섬유케이블(64)은 상기 제2 렌즈(62)로부터 반사경(66)으로 연장된다. 상기 모터와 회전 어셈블리는 함께 회전한다. 상기 LED에 의하여 생성된 광원은, 상기 광섬유케이블(64)을 거쳐서 상기 반사경(66) 위로 향하게 되고, 상기 반사경(66)에서 반사된 광원은 상기 회전 어셈블리에서 외부로 출사된다.
상기 장치는 조명을 넓게 방사하는 데에 이용될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 모터(14) 및 회전 서브어셈블리(16)의 회전을 정지시킴으로써 매우 집중된 영역을 조명하는 데에도 이용될 수 있다. 또한 상기 장치는, 광선을 위 아래로 기울이고 조명 영역을 넓게 또는 좁게 할 수 있는 능력을 가질 수도 있다. 광선의 수직 조향(vertical steering)은, 틸팅 미러(tilting mirror)와 같은 추가적인 광학체가 구비된 베이스 서브어셈블리(12) 안의 광선제어 광학체를 조작함으로써 이루어질 수 있다. 바람직하게는 모터의 정지/작동으로부터 광선의 틸팅에 이르기까지의 모든 제어는, 상기 장치로부터 원격에서, 예를 들면 무선으로 제어될 수 있다.
상기 장치의 어플리케이션은, 농업 기계장치(farm machinery) 주변의 조명을방사하는 것에서부터 빌딩 구조물, 예를 들어 헛간, 창고, 주차장의 건설 장비에까지 이를 수 있다. 더불어 상기 장치는 전통적인 자동차의 조명 시스템을 대체할 수 있다. 군사 용도로는, 항공기나 육상 차량 또는 고정된 물체의 주변을 적외선(IR)으로 충만시킴으로써, 상기 물체를 표적으로서 인식하는 것을 시도하는 적외선 감지 시스템을 무력화시키는 것을 포함할 수 있다. 또한 상기 장치는 해양 어플리케이션에도 이용될 수 있다. 물론 방수를 위한 다양한 구성 요소가 필요할 것이다.
상기 장치는 고정된 LED 광원과 비교할 때, 활용되는 루멘(lumen)을 증배시킴으로써 그 가치가 향상된 조명장치이다. LED의 루멘 출력은 증가하고 입력되는 전력은 감소함에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 장치는, 향후의 향상된 LED를 장치 내에 결합시키기만 하면, 상기 LED의 고정된 열(array)로부터 가용할 수 있는 총 루멘 출력보다 언제나 앞설 수 있다는 여지를 가진다. 특히 본 발명의 실시예에 따른 조명장치의 루멘 출력은, 전통적인 고정된 광원보다 적어도 10배 이상이다.

Claims (34)

  1. 광선을 수용하도록 배치된 회전가능한 중공축을 구비한 모터;
    상기 모터의 중공축과 함께 회전하도록 상기 모터의 중공축과 짝을 이루도록 결합된 회전가능한 광학축을 포함하고, 상기 모터 위에 부착된 회전 어셈블리; 및
    상기 광학축의 안쪽에 배치된 반사경;
    을 포함하고, 상기 모터의 중공축에 의하여 수용된 광선이 상기 회전가능한 광학축을 따라 나아가고, 상기 반사경에 부딪쳐서 상기 광학축의 측벽을 통하여 나아가는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 모터에 결합된 베이스를 더 포함하고, 상기 베이스는 상기 광선을 생성하는 광원을 수납하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 광원은 LED 링인 것을 특징으로 하는 조명장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 광원은 LED 열(array)인 것을 특징으로 하는 조명장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 LED 링의 중심에 배치된 시준 광학 요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 시준 광학 요소는 원추형 반사경인 것을 특징으로 하는 조명장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 반사경은 약 35도 입사각(Angle of Incidence, AOI)으로부터 약 55도 입사각까지의 범위에서 틸팅되는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 반사경은 약 45도 입사각으로 틸팅되는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 회전 어셈블리를 덮는 돔을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 돔은 플라스틱으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 돔은 유리로 만들어지는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  12. 제9항에 있어서, 상기 돔은 채색된 물질로 만들어지는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  13. 제9항에 있어서, 상기 돔은 투명한 물질로 만들어지는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  14. 제9항에 있어서, 상기 돔의 대부분은 투명한 물질로 만들어지되, 그 일부분을 덮는 불투명한 그림자를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  15. 제1항에 있어서, 베이스(base)를 더 포함하고,
    상기 베이스는 하우징;과 상기 하우징의 내부 원주를 따라 배치된 LED 열(array); 및 상기 하우징의 중심에 배치된 광향 광학체(beam direction optics);를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 광학축은 중공이고, 상기 광학축의 측벽에 형성된 창을 구비하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  17. 제1항에 있어서, 상기 광학축은 단단한(solid) 투명 아크릴 봉인 것을 특징으로 하는 조명장치.
  18. 제1항에 있어서, 상기 모터는 약 3,000∼10,000 rpm 범위의 속도로 상기 중공축을 회전시키는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  19. 제15항에 있어서, 상기 LED 열은 각 LED에 대한 개별적인 장착 지점을 구비한 링으로 형성되는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  20. 제1항에 있어서, 상기 반사경이 평면인 것을 특징으로 하는 조명장치.
  21. 제1항에 있어서, 상기 반사경이 곡선을 이루는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 반사경이 볼록면인 것을 특징으로 하는 조명장치.
  23. 제21항에 있어서, 상기 반사경이 오목면인 것을 특징으로 하는 조명장치.
  24. 제1항에 있어서, 상기 회전가능한 광학축이 중공인 것을 특징으로 하는 조명장치.
  25. 제1항에 있어서, 상기 회전가능한 광학축이 단단한(soild) 투명 물질로 만들어지는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 물질이 아크릴인 것을 특징으로 하는 조명장치.
  27. 제1항에 있어서, 베이스(base)를 더 포함하고,
    상기 베이스는 하우징;과 상기 하우징의 바닥면으로 조명이 향하도록 상기 하우징의 상부에 배치된 LED 열; 및 상기 하우징의 바닥면 위에 배치된 광 집속기(beam collector);를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  28. 제27항에 있어서, 상기 광 집속기는 반사형 포물면 접시인 것을 특징으로 하는 조명장치.
  29. 제1항에 있어서, 상기 광학축은 광학적으로 전달가능한 것을 특징으로 하는 조명장치.
  30. 광선을 수용하도록 배치된 회전가능한 중공축을 구비한 모터;
    상기 모터의 중공축과 함께 회전하도록 상기 모터의 중공축과 짝을 이루도록 결합된 회전가능한 광학축을 포함하고, 상기 모터 위에 부착된 회전 어셈블리; 및
    상기 광학축의 안쪽에 배치된 프라이머리 옵틱스(primary optics);
    을 포함하고, 상기 모터의 중공축에 의하여 수용된 광선이 상기 회전가능한 광학축을 따라 나아가고, 상기 프라이머리 옵틱스에 부딪쳐서 상기 광학축의 측벽을 통하여 나아가는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  31. 제30항에 있어서, 상기 프라이머리 옵틱스는 반사경인 것을 특징으로 하는 조명장치.
  32. 제30항에 있어서, 상기 프라이머리 옵틱스는 단단한 투명 아크릴 봉을 이용하여 형성되되, 상기 봉은 사선방향을 따라 두 개의 조각으로 절단되고, 상기 사선으로 절단된 면에는 반사 코팅이 형성되고, 상기 하나의 조각이 나머지 단단한 투명 아크릴 봉 조각에 접착되는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  33. 제30항에 있어서, 상기 광학축은 광학적으로 전달가능한 것을 특징으로 하는 조명장치.
  34. 복수개의 LED를 이용하여 집중된 광선을 생성하는 단계; 및
    상기 집중된 광선을 약 3,000∼10,000 rpm 범위의 속도로 360도 스윕(sweep)하는 단계;
    를 포함하는 전방향성 조명을 제공하는 방법.
KR20077028794A 2005-05-09 2006-05-09 전방향성 조명 KR20080031671A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US67913905P 2005-05-09 2005-05-09
US60/679,139 2005-05-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080031671A true KR20080031671A (ko) 2008-04-10

Family

ID=37397233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20077028794A KR20080031671A (ko) 2005-05-09 2006-05-09 전방향성 조명

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20060268549A1 (ko)
EP (1) EP1886178A4 (ko)
JP (1) JP2008541384A (ko)
KR (1) KR20080031671A (ko)
CN (1) CN101213482A (ko)
AU (1) AU2006244118A1 (ko)
WO (1) WO2006122110A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220089929A (ko) * 2020-12-22 2022-06-29 주식회사 다인자동차 차량용 실내 조명 장치

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6543911B1 (en) * 2000-05-08 2003-04-08 Farlight Llc Highly efficient luminaire having optical transformer providing precalculated angular intensity distribution and method therefore
US8360615B2 (en) * 2000-05-08 2013-01-29 Farlight, Llc LED light module for omnidirectional luminaire
JP2008016314A (ja) * 2006-07-06 2008-01-24 Fukushima Ship Seisakusho:Kk Ｌｅｄを用いた光源及びこれを用いた照明装置
US8950900B2 (en) 2007-10-25 2015-02-10 Martin A. Stuart Laser energy source device
WO2009055687A2 (en) * 2007-10-25 2009-04-30 Stuart Martin A Laser energy source device and method
ITBO20080678A1 (it) * 2008-11-11 2010-05-12 A M A S P A Lampeggiatore a led
CN101858541B (zh) * 2010-05-06 2012-06-20 深圳市方剑科技有限公司 一种红外灯照射装置
KR101772628B1 (ko) * 2010-08-18 2017-08-29 엘지이노텍 주식회사 램프 장치
US8926148B2 (en) 2012-07-12 2015-01-06 Spx Corporation Beacon light having a lens
CN102767766A (zh) * 2012-08-01 2012-11-07 长春美泰科技有限公司 阵列式led面光源
EP2888522B1 (en) 2012-08-22 2018-07-18 SPX Corporation Light having an omnidirectional ambient light collector
CN104568980A (zh) * 2014-12-30 2015-04-29 苏州巨能图像检测技术有限公司 Aoi检测装置
CN106151966A (zh) * 2015-04-04 2016-11-23 艾道全 一种多粒led组合聚焦远程投光灯具
GB2546747B (en) * 2016-01-26 2021-04-07 Ev Offshore Ltd Optical cap
JP2019515233A (ja) * 2016-04-29 2019-06-06 ホボイ，ローレン，ピー．ＨＯＢＯＹ， Ｌｏｒｅｎ， Ｐ． 走査型照明装置および光学的無能力化の方法および装置
JP2018169546A (ja) * 2017-03-30 2018-11-01 日本電産株式会社 ハウジング、ハウジングユニット、およびケーシングユニット
JP2019012105A (ja) * 2017-06-29 2019-01-24 日本電産株式会社 ケーシングユニット
US10146047B1 (en) * 2017-10-11 2018-12-04 Htc Corporation Optical base station
CN108730879B (zh) * 2018-06-08 2021-01-08 宁波亿鑫诚电器有限公司 调光大功率led太阳能路灯及调光使用方法
FR3089641B1 (fr) * 2018-12-07 2021-05-28 Arteffect Dispositif optique destiné à un dispositif lumineux permettant de créer des effets de lumière
US11202410B2 (en) * 2019-04-30 2021-12-21 Deere & Company Light-emitting mechanism on crop divider rod of harvesting header
FR3101439B1 (fr) * 2019-09-26 2021-10-29 Arteffect Dispositif optique et module comportant un tel dispositif optique, destinés à un dispositif d’éclairage, permettant de créer des effets de lumière.
FR3142792A1 (fr) * 2022-12-05 2024-06-07 Obsta Système de balisage lumineux

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT397639B (de) * 1992-03-09 1994-05-25 Zizala Lichtsysteme Gmbh Fahrzeugbeleuchtungssystem
US4054791A (en) * 1975-02-06 1977-10-18 Shane Harold P Du Portable lantern with high speed rotatory beam
US4104615A (en) * 1976-12-16 1978-08-01 R. E. Dietz Company Flashing signal light
EP0115843B1 (en) * 1983-02-04 1989-06-28 Kei Mori Apparatus for time-sharing light distribution
JPS60105101A (ja) * 1983-11-10 1985-06-10 森　敬 投光器
GB8505754D0 (en) * 1985-03-06 1985-04-11 Tomlinson E V Directing beam of light
US4745526A (en) * 1987-01-12 1988-05-17 American Sterilizer Company Spinning light
JPH0241325A (ja) * 1988-08-01 1990-02-09 Toshiba Silicone Co Ltd ポリウレタン−ポリシロキサンブロック共重合体
US5057827A (en) * 1988-10-17 1991-10-15 Nobile Fred E Means and method for producing an optical illusion
JPH0675123B2 (ja) * 1989-03-13 1994-09-21 敬 森 光ラジエータ
JPH0362011A (ja) * 1989-07-31 1991-03-18 Takashi Mori 光反射装置
US5126923A (en) * 1990-07-27 1992-06-30 Illumitech, Inc. Omnidirectional light
ES2068302T3 (es) * 1990-09-25 1995-04-16 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Procedimiento para el mecanizado de piezas con una maquina de control numerico.
CA2051986C (en) * 1990-10-04 1998-06-30 Joseph F. Bader Programmable emergency signalling device and system
US5452188A (en) * 1992-04-14 1995-09-19 Green; Timothy M. Modular strobe bar
DE4302313C2 (de) * 1993-01-28 1996-12-05 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Mehrkoordinaten-Meßeinrichtung
DE4304216C2 (de) * 1993-02-12 1995-01-19 Bosch Gmbh Robert Rundumkennleuchte
DE4329016A1 (de) * 1993-08-30 1995-03-09 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Verfahren zur Erstellung und/oder Änderung von NC-Programmen
DE4428590C2 (de) * 1994-08-12 1996-06-20 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Positionsmeßeinrichtung
DE19507613C2 (de) * 1995-03-04 1997-01-23 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Längen- oder Winkelmeßeinrichtung
US6183100B1 (en) * 1997-10-17 2001-02-06 Truck-Lite Co., Inc. Light emitting diode 360° warning lamp
DE19757532A1 (de) * 1997-12-23 1999-06-24 Hilti Ag Baulaser
DE19831902C2 (de) * 1998-07-16 2000-11-30 Bosch Gmbh Robert Rundumkennleuchte
JP4426026B2 (ja) * 1998-08-07 2010-03-03 シスメックス株式会社 マルチ光源ユニットおよびそれを用いた光学システム
JP3026967B1 (ja) * 1998-12-18 2000-03-27 スタンレー電気株式会社 車両用灯具
US6705745B1 (en) * 1999-06-08 2004-03-16 911Ep, Inc. Rotational led reflector
US6755554B2 (en) * 2000-05-25 2004-06-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Color wheel assembly and color sequential display device using the same, color wheel unit and color sequential display device using the same, and color sequential display device
US6416183B1 (en) * 2000-12-04 2002-07-09 Barco N.V. Apparatus and method for three-dimensional movement of a projected modulated beam
US20020114161A1 (en) * 2001-02-22 2002-08-22 Barnett Thomas J. Rotating warning lamp having a planar light source
US6972904B2 (en) * 2001-12-14 2005-12-06 Bratt Nicholas E Pointable optical transceivers for free space optical communication
US7273309B2 (en) * 2002-07-26 2007-09-25 Siemens Ag Display device comprising a luminous element with an emission characteristic of controllable solid angle
JP2004286791A (ja) * 2003-03-19 2004-10-14 Noritsu Koki Co Ltd 光源装置
JP2005038831A (ja) * 2003-07-03 2005-02-10 Olympus Corp 光学装置、照明装置、及びカラー照明装置
JP2005070443A (ja) * 2003-08-25 2005-03-17 Olympus Corp 光学装置、照明装置及びプロジェクタ
US7144131B2 (en) * 2004-09-29 2006-12-05 Advanced Optical Technologies, Llc Optical system using LED coupled with phosphor-doped reflective materials

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220089929A (ko) * 2020-12-22 2022-06-29 주식회사 다인자동차 차량용 실내 조명 장치

Also Published As

Publication number Publication date
AU2006244118A1 (en) 2006-11-16
WO2006122110A2 (en) 2006-11-16
EP1886178A4 (en) 2008-11-12
WO2006122110A3 (en) 2007-11-01
JP2008541384A (ja) 2008-11-20
US20060268549A1 (en) 2006-11-30
EP1886178A2 (en) 2008-02-13
CN101213482A (zh) 2008-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20080031671A (ko) 전방향성 조명
US7246917B2 (en) Apparatus and method for using emitting diodes (LED) in a side-emitting device
US6364506B1 (en) Adjustable up-angle led lantern utilizing a minimal number of light emitting diodes
JP4954288B2 (ja) 反射投光器
US7850345B2 (en) Optic for LEDs and other light sources
US8919994B2 (en) Illumination system and lamp utilizing directionalized LEDs
US6637921B2 (en) Replaceable LED bulb with interchangeable lens optic
CN1993826B (zh) Led灯***
DK2467635T3 (en) LED flashlight, especially LED floodlight
US10794550B2 (en) Multi-directional flashlight
JP2013502679A5 (ko)
US9804321B1 (en) LED optics for bulbs and luminaires
JP2007507846A (ja) 発光ダイオードを用いた改良された光源および発光ダイオードから放射するエネルギを集める改良された方法
JP2003031005A (ja) 発光ダイオード照明装置
US5230560A (en) Anti-collision light assembly
JP2016224366A (ja) 光束制御部材、発光装置および照明装置
JP6497497B2 (ja) 照明装置
FI122909B (fi) Valaisinelementti
CN214038252U (zh) 一种配光组件和照明装置
JP6705174B2 (ja) 光源装置および照明装置
JP4361931B2 (ja) 照明装置
US20060023452A1 (en) Scanning illumination module
HUT73895A (en) Light generator with reflective enclosure for a lighting or illuminating system using light guides
CN114901991A (zh) 照明装置集光器和会聚光学***
CN213177921U (zh) 一种新型铝塑led泛光灯

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid