KR100492859B1 - 조명원 및 조명시스템 - Google Patents

조명원 및 조명시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR100492859B1
KR100492859B1 KR10-1999-7000214A KR19997000214A KR100492859B1 KR 100492859 B1 KR100492859 B1 KR 100492859B1 KR 19997000214 A KR19997000214 A KR 19997000214A KR 100492859 B1 KR100492859 B1 KR 100492859B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
output
substrate
waveguide
light
reflector
Prior art date
Application number
KR10-1999-7000214A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20000023750A (ko
Inventor
웅거발트라우트로잘리
짐머맨스콧무어
쿠퍼제리더블유.
친팀
Original Assignee
얼라이드시그날 인코퍼레이티드
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 얼라이드시그날 인코퍼레이티드 filed Critical 얼라이드시그날 인코퍼레이티드
Publication of KR20000023750A publication Critical patent/KR20000023750A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100492859B1 publication Critical patent/KR100492859B1/ko

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • G02B6/0023—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed between the light guide and the light source, or around the light source
    • G02B6/0028—Light guide, e.g. taper
    • 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
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0055—Reflecting element, sheet or layer
    • 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
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4249—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details comprising arrays of active devices and fibres
    • G02B6/425—Optical features
    • 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
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

반사 확산층(139)과 정반사층(132)을 결합하여 기판(40)의 반사율을 항상시킬 수 있다. 각각의 광원(70)의 광출력은 월등히 우수한 조명원인 혼합 확산 및 정반사 기판(40)에 그들을 삽입하여 향상될 수 있다. 대형 입력 표면(212)을 가진 테이퍼된 연결 도파관(210)은 조명원을 비교적 소형의 입력 표면적(222)을 가진 얇은 도파관(220)으로 연결하는데 사용될 수 있다.

Description

조명원 및 조명시스템{ILLUMINATION SOURCES AND SYSTEMS}
일정한 응용예에서는, 매우 얕은 심도를 가진 후광(back-lit) 조명 시스템이매우 바람직하다. 그러한 시스템은, 일 이상의 광원, 광원으로부터 빛을 모으고 분배하는 도파관, 및 도파관으로부터 광을 추출하는 조준 장치로 구성된다. 현저한 심도 보상은 도파관의 에지를 통해 광원과 연결되어 이루어진다.
시스템으로부터 추출된 광량은 도파관내에서 발생하는 반사 또는 반발수에 비례하고, 도파관의 두께에 반비례한다. 최대한의 광출력을 얻기 위해, 얇은 도파관이 바람직하다. 그러나, 작은 표면을 가진 에지로 인하여 도파관의 에지에 직접 인접할 수 있는 광원의 크기를 제한하는 한편, 에지의 표면 영역이 증가되면, 도파관의 추출 효과는 작아질 것이다.
아직도 최대 광원을 입력하는데는 얇은 도파관을 사용하는 것이 바람직하다.게다가, 높은 반사 및 강력한 광원이 또한 바람직하다.
본 발명은, 발명의 상세 설명과 첨부된 도면을 참조하면 충분히 이해될 수 있고 본 발명의 장점들이 명백해 질 것이다.
도 1은 반사재에 삽입된 광원 어레이를 가진 조명원의 구성도이다.
도 2는 도1의 조명원과 도파관을 사용한 조명 시스템의 단면도이다.
도 3은 반사재에 삽입된 2차원 광원 어레이를 가진 도1의 조명원을 도시한 도면이다.
도 4 내지 7은 두께가 변하는 확산 및 정반사재의 반사 작용 및 결합을 설명하는 도면이다. 도 8 및 도 9는 도 3의 조명원을 활용하는 조명 시스템에 관한각각의 단면도 및 평면도이다.
도 10은 도 3의 조명원을 사용한 대체 조명 시스템의 평면도이다.
얇은 도파관은 대형 광원, 또는 다중 광원을 광원으로부터 도파관 에지의 크기로 작아지는 연결 구조(즉, 제2 도파관)를 통해 도파관 에지에 연결되어 입력된 빛을 손실없이 사용할수 있다. 연결 구조로의 입력부의 넓은 면으로 인해 도파관으로 다중광원(또는 대형 광원)을 연결시킬수 있다.
조명 시스템의 효율은 확산 또는 정반사재의 반사특성을 합친 고 반사율을 가진 기판을 사용하여 더욱 향상될 수 있다. 결합상태로 사용될 때, 합성 기판의 두께는 상당히 줄일 수 있고 반사율은 증가된다. 게다가, 고효율의 고성능 조명 시스템은 기판에 플래너 광원을 삽입하여 이루어질 수 있다.
도1에 설명된 바와 같이, 여기서 설명된 조명 시스템으로 사용될 수 있는 조명원(1O)은, 발광 다이오드(LED), 플랫(flat) 형광 램프, 전광원, 또는 고반사율의확산재를 기판에 삽입한 응용에 적합한 기타 플래너 소스(planar source)와 같은 일 이상의 광원(30)을 가진 어레이(20)를 포함한다. 조명원(10)은 도2의 도파관(50)에 인접한 두 개의 조명원(10)의 단면도에 의해 도시된 바와 같이 도파관에 연결된다. 화살표(60)는 도파관(50)내의 조명원(10)으로부터 수신된 광선의 분산을 나타낸다.
전형적으로, 광원(30)은 기판(40의 총표면적의 비로서, 약 10% 내지 약 70%의 범위로서, 바람직하게는 약 10% 내지 약 30%이다. 도1 및 도2의 선형 배열에 부가되어, 광원(30)은 도3의 2차원 배열과 같은 다른 형태로 구성될 수 있다. 다른 형태 및 구성(즉, 삼각형, 원형, 팔각형 등)이 사용될 수 있고, 해당 분야에 익숙한 자에게는 쉽게 이해될 것이다. 비록 5mm 공간이 성공적으로 적용된다 하더라도, 사용된 광원의 밝기에 따라 약0.25mm 내지 약 3cm의 범위까지 할 수 있다.
광원은 동으로 코팅된 유리섬유 보드와 같이 원하는 밝기를 얻기 위해 이격되어 적절한 표면에 장착될 수 있다. 온도 관리 필요성에 따라, 다이아몬드 또는 사파이어 필름과 같은 기타 장착 구조가 사용될 수 있고, 해당 분야에 숙련된 자에게는 쉽게 이해될 것이다.
광원(30)은 해당 분야에 숙련된자가 쉽게 이해할 수 있는 납땜 또는 기타 적당한 수단에 의해 하부에 놓인 보드에 고정될 수 있다. 기판(40)은 광원(30)의 외형에 맞는 개구부가 제공되어 광원(30)에 의해 방사된 광을 기판(40)을 통해 통과시킨다. 선택적으로는, 광원(30)은 기판(40)의 상부에 위치해서 전기 접속이 이루어질 수 있다.
비록 다른 형태 및 크기의 LED가 선택되더라도, 거의 1㎟ 크기의 표면 장착된 LED는 광원처럼 사용될 수 있고, 해당 분야의 숙련자에게는 명백한 것이다. 적당한 LED로는, Dialight Corporation of Manasquan, N.J., Hewlett-Packard, and Nichia Chemical사의 상용 제품을 사용할 수 있다. 응용예에 따라, 단일 컬러(즉, 적, 녹, 황, 청색) 또는 다중 컬러의 광원이 사용될 수 있다.
원하는 반사각을 얻기 위해, 기판(40)은 충분한 심도를 가져야만 한다. 가시광선에 대해 거의 100%에 가까운 매우 높은 반사율을 나타내는 물질은 가시 범위에서 거의 흡수되지 않는 확산 매체로 구성된다. 충분한 심도를 가진 기판의 일 예로서 도4의 단면도에 도시된 반사 확산재로 이루어진 두꺼운 층(100)이 있다. 확산재로 이루어진 층(100)의 두께가 약 0.51mm 또는 그 이상일 때, 빛의 최소한 약 95%는 표면(102)에서 반사된다.
확산재가 충분한 두께가 아닐 때, 광에너지의 일부는 반사되기 보다는 그 층을 관통해버린다. 예를 들면, 0.2mm 이하의 두께에서는, 확산재의 반사율이 낮아 일반적으로 90% 이하이다. 도4의 층과 비교할 때, 도5의 반사 확산재로 이루어진 상대적으로 얇은 반사층(110)이 더 적은 비율의 입사광선을 반사한다. 도6의 얇은 반사층(120)을 가진 정반사재가 입사광선의 거의 80 내지 90%를 반사하게 되더라도, 거울처럼 작용하여 입사광선을 확산시키는데 확산재가 바람직하다.
많은 응용예에서 공간이 제한되기 때문에, 정반사재의 협심도(shallow depth)와 확산재의 스캐터링 효과를 결합하는 것이 바람직하다. 이러한 하나의 결합에는 얇은 확산층(134) 밑에 얇은 전반사 지지층(132)을 가진 도7에 도시된 혼합 반사기(130)가 있다. 두 개의 층(132 및 134)은, 표면 장력, 결합력, 접착력, 또는 층상 구조로 재배치하여 서로 간단히 결합시킬 수 있으며, 후자는 두 개의 층을 결합하는 방법이 바람직하다. 선택적으로, 정반사층(132)은 확산층(134)상에 스퍼터링될 수 있거나 확산층(134)에 코팅되어 제공될 수 있다.
확산층(134)뒤에 정반사층(132)을 제공하는 이점은 확산층(134)의 두께가 0.5mm 이하일땐 언제나 얻어진다. 예를 들면, 특정 물질에 따라서, 정반사층(132)을 부가하여 최소한 약 97%로 반사율을 증가시킬수 있다. PTFE물질로 이루어진 0.2 mm 두께의 확산층과 은 박막으로 된 0.076mm의 두꺼운 정반사층을 가진 복합 반사기(130)가 유사한 결과를 나타낸다. 정반사층(132)의 두께는 제조 방법(예로서 스퍼터링)과 사용된 물질에 따라 약 0.25μm 내지 약 0.1mm의 범위에 있다.
해당 분야에 숙련된 자와 같이, 기타 두께 및 상대적인 비율이 적용될 수 있다는 것을 이해하게 될 것이다. 도7의 복합 반사기(130)는 도1 및 도2의 조명원(10)에서 기판(40)대신에 사용될 수 있어, 순전히 확산만 되는 기판과 비교할 때 기판에 필요한 물리적 심도는 감소된다.
여기서 논의된 응용예에 적당한 확산재로는 Labsphere, Inc.사의 스펙트랄론(spectralon) 및 Furon 또는 E.I.DuPont de Nemours & Co사의 PTFE(테플론)필름이있다. 정반사 물질로는 3M사의 Silverlux , 및 해당 분야에서 숙련자는 잘 알 수 있는 바와 같이 알루미늄, 금, 및 은과 같은 고반사율(예, 90% 이상)의 물질을 포함한다. 논의된 물질의 반사율은 New Windsor, N.Y,.의 Macbeth #7100 분광광도계(spectrophotometer) 또는 Danbury, CT의 Perkin Elmer #330 분광광도계와 같은 상용 장치를 사용하여 측정할 수 있다. 정반사재는 화학 증착, 전자빔 증착, 스퍼터링 등과 같은 기술에 의해 제2 표면 또는 확산재에 직접 부착될 수 있다.
도3의 조명원의 출력은 테이퍼된 연결 도파관을 통해 빛을 연결하여 조명 시스템에서 사용될 수 있다. 도8의 단면도에 도시된 조명 시스템(200)에서, 광원의 2차원 어레이를 가진 조명원(70)은 테이퍼된 결합 도파관(210)의 입력 표면(212)에 인접하여 위치한다. 빛은 출력 표면(214)을 통해 테이퍼된 연결 도파관(210)을 떠나고, 에지 입력 표면(222)을 통해 출력 도파관(220)으로 들어간다. 반대로, 출력도파관(220)은 광 조준 어셈블리(230)로 광 에너지를 제공한다. 도8의 도면은 일정비율로 그려진 것이 아니며, 실제 관련 치수는 적용예에 따라 달라질 수 있다.
테이퍼된 연결 도파관(210)과 출력 도파관(220)의 에지 입력 표면(222)사이에 위치한 광투과 접착층(240)은 최대 광 전송을 보장한다. 층(240)은 실제로 도파관(210 및 220)의 굴절율과 같은 지수를 가진 광학적으로 투명한 물질로 만들 수 있다. 대안적으로는, 두 개의 도파관(210 및 220)은 열에 의해 융해되거나 물질을 사용하는 용매에 의해 융해되고, 이것은 해당 분야에서는 잘 알려져 있다. 바람직하게는, 접착층은 조명 시스템(200)의 다른 부품사이에, 즉 출력 도파관(220)과 광조준 어셈블리(230)사이에 사용될 수 있다. 유사한 접착층(230)은 출력 도파관(220)과 광 조준 어셈블리(230)사이에 제공된다. 다시 말해서, 출력 도파관(220)과 광조준 어셈블리(230)는 열에 의해 융해되고 용매에 의해 융해된다.
조명원(70)과 테이퍼된 연결 도파관(210)의 접합부에서, 에어갭(260)은 테이퍼된 연결 도파관(210)으로 입사됨에 따라 최대 굴절율을 제공한다. 바람직하게는, 에어갭(260)은 두께에 있어 최소한 다양한 파장으로, 조명원(70)으로부터 테이퍼된 연결 도파관(210)으로 들어가는 광의 굴절율이 된다.
접착층을 포함하는 도파관(210 및 220) 및 관련 구조는, 1995년 3월 7일 "Backlighting Apparatus Employing an Array of Microprisms"로 Beeson 등에 특허된 미국 특허 번호 제5,396,350호, 1995년 6월 27일 "Illumination System Employing an Array of Microprisms"로 Zimmerman 등에 특허된 미국 특허 번호 제5,448,468호, 1995년 10월 31일 "Process for Making an Array of Tapered Photopolymerized Waveguides"로 Beeson 등에 특허된 미국 특허 번호 제5,462,700호, 및 1996년 1월 2일 "Direct View Display with Array of Tapered Wave guide"로 Zimmerman 등에 특허된 미국 특허 번호 제5,481,385호에 개시된, 폴리카보네이트, 아크릴, 폴리스틸렌, 유리, 투명 세라믹 및 단위체 혼합물과 같은 물질을 사용하거나 그 방법에 따라 조립될 수 있고, 상기 모두는 여기서 참조사항으로 인용된다.
출력 도파관(220)의 두께는 출력 표면(214)으로부터 입사되는 광의 반사 또는 반발 개수를 최대화 하기 위해 작게 유지된다. 두께(D)는 약 O.5 내지 약 1Omm의 범위이고, 일반적으로는 약 6내지 8mm의 두께가 사용된다. 만약 광이 한 개의 에지를 통해서만 입사된다면, 사람들은 반발 개수를 최대화하기 위해 조준 어셈블리(230)로부터 떨어진 표면의 출력 도파관(220)에 약간 테이퍼되도록 하고, 그러므로 출력 도파관의 출력량을 향상시킨다. 테이퍼각은 약 0.25°내지 2.0°범위이고; 실제각은 도파관(220)의 길이에 따른다.
[발명의 구성 및 작용]
임의적으로, 전내반사(TIR)는 테이퍼된 연결 도파관(210)에 들어오는 모든 빛을 출력 표면(214)으로 보낸다. 가장 많은 양의 빛을 받기 위해, 테이퍼된 연결 도파관(210)의 입력 표면(212)은 가능한 한 크게 만들어져 있다. 그러나, 입력 표면(212)의 면적이 출력 표면(214)에 대하여 증가함에 따라, 테이퍼 각(Θt)을 증가시키면, 증가하는 빛의 양은, 특히 개별 LED가 넓은 출력 각도 분포를 가지면, 테이퍼된 연결 도파관(210)의 데이퍼진 표면(216)중 하나를 관통할 것이다. 이것은 입사광선이 임계각보다 적게 그 표면을 때리기 때문이고, 임계각은 Θc로서 정의되고, 테이퍼진 표면(216)에서 Θc=sin-1(n1/n2)이고, n2는 테이퍼된 연결 도파관(210)의 굴절율이고, n1은 테이퍼된 연결 도파관(210)의 외부 물질(예, 공기)의 굴절율이다. TIR의 빛 관통 실패의 손실을 줄이기 위해, 데이퍼 각(Θt)은 충분한 면적의 입력 표면(212)을 여전히 제공하면서 가능한 한 최소화되어야 한다.
테이퍼 각(Θt)을 선택하기 위해, 설계자는 광원의 출력 각도 분포(±Θd), 테이퍼된 연결 도파관(210)과 주위 매개체의 굴절율, 및 최대 수용가능한 광 손실을 고려하여야 한다. 테이퍼 각(Θt)은 임계각에 대한 방정식과 스넬법칙(Snell's Law)에서 얻게 된다.
LED가 ±Θd의 출력을 가진다고 가정하자. LED로부터의 광선이 테이퍼된 연결 도파관(210)에 들어갈 때, 전달각은 스넬 법칙에 설명된 바와 같이, 상대적인굴절율에 따라서 변환(±Θd')되고,
n1sinΘd=n2sinΘd'
Θd'에 대하여 풀면
Θd'=sin-1(n1/n2sinΘd).
제한각(Θd')에서의 광선은 법선(테이퍼된 표면(216)에 대하여)으로부터 90°-(Θt+Θd')의 입사각으로 테이퍼된 표면(216)에 충돌한다. 반사후, 광선은 법선(다른 테이퍼된 표면(216)에 대하여)으로부터 90°-(2Θt+Θd')의 입사각으로 반대편 테이퍼된 표면(216)에 충돌한다. 두 가지 경우에, 입사각은 반사하기 위해 임계각보다 커야 한다.
전술한 것을 근거로 하여, 입사각을 결정하는 다음의 일반적인 방정식을 설명할 수 있다.
Θi=90°-[(2(r-1)+1)·Θt+Θd']
여기서, r는 광선의 반사수이다.
Θi에 대한 방정식이 주어지면, 광선은 테이퍼된 연결 도파관(Θt)에 남아 있고, Θt는
Θi 〉Θc
또는
90°-[(2(r-1)+1)·Θt +Θd' ] 〉sin-1 (n1/n2)
Θt에 대하여 풀면,
Θt〈 [90°-Θd' - sin-1 (n1/n2)/[2(r-1)+1)]
이도록 선택되어야 한다.
이러한 최종 관계로, 테이퍼 각은 사용되는 LED, 상대적인 굴절율, 일어날 수 있는 반사수에 의거하여 선택될 수 있다.
트레이드오프로서, 입력 표면의 사이즈는, LED 방사 패턴의 외부 제한의 특정 부분이 상실되는 지점으로 확대될 수 있다. 따라서, 특정 퍼센트의 LED의 광 출력은 테이퍼된 연결 도파관(210)으로부터 직접 통과하고, TIR은 테이퍼된 연결 도파관(210)에서 대부분의 광선을 유지하고, 광선을 출력 도파관(220)으로 보낸다.상기 관계는 임계각 손실에 대항하여, 테이퍼된 연결 도파관(210)의 입력 표면(212)의 사이즈를 증가시켜서 얻어지는 광 입력을 최적화하는데 사용될 수 있다.
조명 시스템(200)은 도 9의 평면도에 다시 도시되어 있다. 관련 테이퍼된 연결 도파관(210) 및 하나에서 3개만큼의 추가 조명원(70)을 추가함으로써, 광 에너지조차도 도 10에 예시된 바와 같이, 출력 도파관(220)에 제공될 수 있다. 테이퍼된 연결 도파관(210)는 하나이상의 방향으로, 예, x와 y 양방향으로 테이퍼될 수 있다는 것을 도 8, 9, 10으로부터 알 수 있다. LED의 분포각은 수속 렌즈(converging lense)를 LED위에 배치하여 최소화될 수 있다. 이러한 렌즈는 LED 제조자에 의해 전형적으로 제공된다; 일부 경우에, 렌즈는 LED 패키지의 내부 부품이다.
도 8, 9, 10의 조명 시스템의 바람직한 실시예에서, 테이퍼된 연결 도파관(210)은 도파관(210)내에서 반사를 얻을 수 있는 반사경 표면을 가진 중공 구조가 될 수있다. 그 표면은 코팅 프로세스 또는 스퍼터링 프로세스, 또는 당업자에 의해 쉽게 고려될 수 있는 다른 방법을 통해 제조될 수 있다. 다른 대체 실시예에서, 상업적으로 이용가능한 테이퍼된 광섬유 다발은 고체 또는 중공 테이퍼된 연결 도파관(210)으로 대체될 수 있다.
본 발명은 상업용, 사무용, 주거용, 야외용, 자동차용, 및 가전 제품용 조명을 포함한 직접 조명 디바이스와 같은 광범위한 디바이스에 응용가능하다는 것을 알 수 있다. 본 발명은 또한 컴퓨터, 자동차, 군사, 항공, 소비자, 상업, 및 산업용 애플리케이션용 디스플레이 및, 효과적인 조명원을 얻기 위해 개량된 반사 물질을 필요로 하는 다른 디바이스에 응용될 수 있다.
확실한 것은 본 발명의 바람직한 실시예라고 예시되어 있지만, 당업자는 본발명의 사상에서 벗어나지 않고 다른 추가 수정이 가능하다는 것과, 본 발명의 진정한 범위에 해당하는 이러한 모든 실시예를 청구하고자 한다는 것을 알 것이다.

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 조명원에 있어서,
    (a) 반사재로 이루어진 기판; 및
    (b) 기판에 고정된 적어도 하나의 플래너 광원을 포함하고,
    상기 기판은 확산,반사재의 제1층, 및 상기 제1층에 인접한 정반사,반사재의 제2층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명원.
  3. 조명 시스템에 있어서,
    (a) (i) 반사재로 이루어진 기판; 및 (ii) 기판에 고정된 적어도 하나의 플래너 광원을 포함하는 조명원; 및
    (b) 출력 표면과 출력 표면에 수직인 적어도 하나의 에지 입력 표면을 가진도파관;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 광원은 발광 다이오드, 플랫 형광 램프, 또는 전광원인 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 플래너 광원이 2차원 어레이로 배열된 복수의 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  6. 조명 시스템에 있어서,
    (a) (i) 반사재로 이루어진 기판; 및 (ii) 표면적을 가진 기판에 고정된 적어도 하나의 플래너 광원;을 포함하는 조명원;
    (b) 출력 표면, 및 상기 출력 표면에 수직이고 상기 조명원의 기판의 표면적보다 작은 표면적을 갖는 적어도 하나의 에지 입력 표면을 구비한 플래너 출력 도파관; 및
    (c) 조명원의 출력을 출력 도파관의 에지 입력 표면에 연결하며, (i) 조명원의 출력을 받아들이고, 조명원의 기판의 표면적의 적어도 일부에 대하여 거의 같고 대칭인 표면적을 가진 입력 표면; 및 (ii) 출력 도파관의 에지 입력 표면에 빛을 발하고, 출력 도파관의 에지 입력 표면의 표면적의 적어도 일부에 대하여 거의 같고 대칭인 표면적을 가진 출력 표면;을 포함하는 테이퍼된 연결 도파관;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 플래너 광원이 2차원 어레이로 배열된 복수의 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 기판이 확산,반사재의 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  9. 조명 시스템에 있어서,
    (a) (i) 표면을 가지고 있으며, 확산,반사재로 이루어진 층 및 상기 확산,반사재로 이루어진 층에 인접한 정반사,반사재로 이루어진 부가층을 포함하는 반사재로 조립되는 기판; 및 (ii) 기판에 삽입되고 2차원으로 배열된 복수의 발광 다이오드;를 포함하는 조명원;
    (b) 출력 표면, 및 상기 출력 표면에 수직이고 상기 조명원의 기판의 표면적보다 작은 표면적을 갖는 적어도 하나의 에지 입력 표면을 구비한 플래너 출력 도파관; 및
    (c) 조명원의 빛을 출력 도파관의 에지 입력 표면에 연결하며, (i) 조명원의 출력을 받아들이고, 조명원의 기판의 표면적에 대하여 거의 동일치수 및 대칭인 표면적을 가진 입력 표면; 및 (ii) 출력 도파관의 에지 입력 표면에 빛을 발하고, 출력 도파관의 에지입력 표면의 표면적에 대하여 동일치수 및 대칭인 표면적을 가진 출력 표면;을 포함하는 테이퍼된 연결 도파관;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  10. 제 2 항에 있어서, 상기 기판이 확산,반사재로 이루어진 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 기판이 상기 확산,반사재로 이루어진 층에 인접한 정반사,반사재로 이루어진 부가층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
KR10-1999-7000214A 1996-07-12 1997-07-01 조명원 및 조명시스템 KR100492859B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/679,047 US6164789A (en) 1996-07-12 1996-07-12 Illumination sources and systems
US8/679,047 1996-07-12
US08/679,047 1996-07-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000023750A KR20000023750A (ko) 2000-04-25
KR100492859B1 true KR100492859B1 (ko) 2005-05-31

Family

ID=24725368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-1999-7000214A KR100492859B1 (ko) 1996-07-12 1997-07-01 조명원 및 조명시스템

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6164789A (ko)
EP (1) EP1012500B1 (ko)
JP (2) JP4031533B2 (ko)
KR (1) KR100492859B1 (ko)
AT (1) ATE236377T1 (ko)
DE (1) DE69720549T2 (ko)
TW (1) TW384402B (ko)
WO (1) WO1998002690A1 (ko)

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3585097B2 (ja) * 1998-06-04 2004-11-04 セイコーエプソン株式会社 光源装置，光学装置および液晶表示装置
JP4656444B2 (ja) * 1998-06-04 2011-03-23 セイコーエプソン株式会社 プロジェクタ
CH690247A5 (de) * 1999-03-24 2000-06-15 Gerhard Staufert Leuchtkörperaufbau.
JP4049486B2 (ja) * 1999-08-11 2008-02-20 三洋電機株式会社 ショーケース
US7027691B1 (en) * 1999-10-05 2006-04-11 Visteon Global Technologies, Inc. Light coupling and distribution system
JP2001184927A (ja) * 1999-12-28 2001-07-06 Minebea Co Ltd 面状照明装置
US6869427B1 (en) * 2000-06-15 2005-03-22 Kamran K. Shokoohi LED fixation device for topical anesthesia eye surgery
US6663262B2 (en) * 2001-09-10 2003-12-16 3M Innovative Properties Company Backlighting transmissive displays
JP2004095390A (ja) * 2002-08-30 2004-03-25 Fujitsu Display Technologies Corp 照明装置及び表示装置
JP4216577B2 (ja) * 2002-12-20 2009-01-28 シチズン電子株式会社 導光板
US20090185392A1 (en) * 2003-03-26 2009-07-23 Optim, Inc. Detachable illumination system
JP4379786B2 (ja) * 2003-11-11 2009-12-09 株式会社エンプラス 面光源装置
JP4042687B2 (ja) * 2003-12-15 2008-02-06 ソニー株式会社 照明装置及びバックライト装置
US20050136200A1 (en) * 2003-12-19 2005-06-23 Durell Christopher N. Diffuse high reflectance film
US7591563B2 (en) * 2004-01-15 2009-09-22 Au Optronics Corporation Backlight device for display system providing enhanced peripheral illumination
DE102004012541A1 (de) * 2004-03-15 2005-10-06 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Leuchtmodul zur Montage in einem Haushaltgerät und Haushaltgerät mit einem solchen
TW200602585A (en) * 2004-03-16 2006-01-16 Koninkl Philips Electronics Nv High brightness illumination device with incoherent solid state light source
KR100649162B1 (ko) * 2004-10-14 2006-11-28 주식회사 삼성산업 Ｍｓｐｃ 제품용 몰드의 탈형 방법
KR100665707B1 (ko) * 2004-12-13 2007-01-09 주식회사 보림에쓰에쓰 Ｍｓｐｃ 조성물 타설 방법
US7296916B2 (en) * 2004-12-21 2007-11-20 3M Innovative Properties Company Illumination assembly and method of making same
US7285802B2 (en) * 2004-12-21 2007-10-23 3M Innovative Properties Company Illumination assembly and method of making same
US20060131601A1 (en) * 2004-12-21 2006-06-22 Ouderkirk Andrew J Illumination assembly and method of making same
JP4442766B2 (ja) * 2005-02-18 2010-03-31 株式会社エンプラス 導光板、面光源装置及び表示装置
US20060243379A1 (en) * 2005-04-29 2006-11-02 E-Beam & Light, Inc. Method and apparatus for lamination by electron beam irradiation
US7360905B2 (en) * 2005-06-24 2008-04-22 Texas Instruments Incorporated Compact optical engine for very small personal projectors using LED illumination
TW200722850A (en) * 2005-12-02 2007-06-16 Innolux Display Corp Backlight module and liquid crystal display device
KR100770602B1 (ko) * 2005-12-30 2007-10-29 서울반도체 주식회사 광가이드 디바이스 및 이를 포함하는 ｌｃｄ용 백라이팅모듈
WO2008042360A1 (en) * 2006-10-02 2008-04-10 Luminit, Llc Backlight assembly with thin film light pipe
TWI330240B (en) * 2006-11-03 2010-09-11 Chimei Innolux Corp Light emitting diode and backlight module using the same
US8662727B2 (en) * 2008-03-19 2014-03-04 I2Ic Corporation Apparatus for efficiently coupling light from a light source into a thin object
WO2010049912A2 (en) * 2008-10-31 2010-05-06 Udayan Kanade A light source with light recovery mechanism
WO2010060029A1 (en) * 2008-11-24 2010-05-27 3M Innovative Properties Company Input edge coupler
EP2320125A1 (en) 2009-11-04 2011-05-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. Lighting device
US8845171B2 (en) * 2011-05-19 2014-09-30 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. LED light-source structure and backlight module
CN103827572B (zh) * 2011-09-15 2017-02-15 三菱电机株式会社 光强度分布转换元件、面光源装置和液晶显示装置
CN104238186A (zh) * 2013-06-20 2014-12-24 扬升照明股份有限公司 背光模块
DE102015206298B3 (de) * 2015-04-09 2016-08-11 BSH Hausgeräte GmbH Wäschepflegegerät mit einem Beleuchtungselement
US9823411B2 (en) 2015-09-25 2017-11-21 Snaptrack Inc. Etendue-preserving light coupling system having light output aperture smaller than light input aperture
TW201903444A (zh) * 2017-04-21 2019-01-16 美商康寧公司 光耦合器
GB2578854B (en) 2017-08-01 2023-02-15 Technical Consumer Products Inc Edge-lit light fixture having capabilities for a secondary service

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0500089A1 (en) * 1991-02-21 1992-08-26 Tosoh Corporation Back lighting device

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US33722A (en) * 1861-11-12 Improved mode of treating drying-oils for manufacture of varnish and other purposes
JPS61188509A (ja) * 1985-02-16 1986-08-22 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 光結合装置
USRE33722E (en) * 1987-04-28 1991-10-22 Spectra Diode Laboratories, Inc. Optical system with bright light output
US4935665A (en) * 1987-12-24 1990-06-19 Mitsubishi Cable Industries Ltd. Light emitting diode lamp
JP2730310B2 (ja) * 1991-02-21 1998-03-25 東ソー株式会社 パネル用バックライト
JPH0545652U (ja) * 1991-11-21 1993-06-18 信越ポリマー株式会社 面状光源装置
JPH0715045A (ja) * 1992-05-11 1995-01-17 Susumu Kurokawa 面発光照明装置
US5481385A (en) * 1993-07-01 1996-01-02 Alliedsignal Inc. Direct view display device with array of tapered waveguide on viewer side
US5428468A (en) * 1993-11-05 1995-06-27 Alliedsignal Inc. Illumination system employing an array of microprisms
US5396350A (en) * 1993-11-05 1995-03-07 Alliedsignal Inc. Backlighting apparatus employing an array of microprisms
US5462700A (en) * 1993-11-08 1995-10-31 Alliedsignal Inc. Process for making an array of tapered photopolymerized waveguides
US5613751A (en) * 1995-06-27 1997-03-25 Lumitex, Inc. Light emitting panel assemblies

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0500089A1 (en) * 1991-02-21 1992-08-26 Tosoh Corporation Back lighting device

Also Published As

Publication number Publication date
JP4031533B2 (ja) 2008-01-09
ATE236377T1 (de) 2003-04-15
EP1012500B1 (en) 2003-04-02
WO1998002690A1 (en) 1998-01-22
EP1012500A1 (en) 2000-06-28
JP2008004558A (ja) 2008-01-10
KR20000023750A (ko) 2000-04-25
DE69720549T2 (de) 2003-12-24
DE69720549D1 (de) 2003-05-08
TW384402B (en) 2000-03-11
US6164789A (en) 2000-12-26
JP2000514949A (ja) 2000-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100492859B1 (ko) 조명원 및 조명시스템
US11231547B2 (en) Slim waveguide coupling apparatus and method
JP4087864B2 (ja) 平面発光装置
US5608550A (en) Front-lit liquid crystal display having brightness enhancing film with microridges which directs light through the display to a reflector
US6824285B2 (en) Light source and liquid crystal display device using this light source
US8301002B2 (en) Slim waveguide coupling apparatus and method
US4642736A (en) Light diffuser
CN101095077A (zh) 具有带凹入的棱锥形结构的结构化表面的光学薄膜
US5136479A (en) Device and method for creating an areal light source
CN111665591A (zh) 一种导光板、背光模组和液晶显示模组
TWI255356B (en) Light guide plate and plane light source using the same
KR20010098683A (ko) 반사형 화면조명장치
TW201804228A (zh) 光源模組及顯示裝置
JP2009123361A (ja) 導光板および液晶表示装置用バックライトユニット
JP2001108835A (ja) 導光板および平面照明装置
JP2002197916A (ja) 面光源
KR20070117885A (ko) 도광판 및 그 제조방법 그리고 이를 이용한 백라이트 유닛
JP2005285390A (ja) 照明装置及びこれを用いた表示装置
JPH09159834A (ja) 照明装置
JPH09189908A (ja) 液晶表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130429

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140430

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160330

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170330

Year of fee payment: 13

EXPY Expiration of term