KR101798034B1

KR101798034B1 - Ｌｅｄ 어레이를 위한 옵틱

Info

Publication number: KR101798034B1
Application number: KR1020110004179A
Authority: KR
Inventors: 토마스 테쓰나우
Original assignee: 오스람 실바니아 인코포레이티드
Priority date: 2010-01-14
Filing date: 2011-01-14
Publication date: 2017-11-15
Also published as: JP5703036B2; US20110170286A1; US8931920B2; JP2011146386A; EP2354633A2; KR20110083562A; EP2354633A3

Abstract

광을 광 가이드로 지향시키기 위한 광 어셈블리(100)는 발광 다이오드들(140)의 선형 어레이를 포함하는 광원(120)을 사용한다. 선형 어레이는 장축(162)에 관하여 균등하게 배치된 두 개의 마주보는 긴 측면들(160, 180) 및 두 개의 마주보는 짧은 측면들(200, 220)을 갖고, 장착 평면(240)에 포지셔닝된다. 어레이는 장착 평면(240)에 직각인 평면에 놓이는 광학 평면(250)을 갖는다. 반사 표면(270)을 갖는 1차 옵틱(260)이 그에 연관되고, 이때 반사 표면(270)은 포물선 단면과 초점(280) 그리고 포물선 단면의 이등분선(282)을 갖고, 여기서 초점(280)은 어레이(140)의 긴 측면들(160, 180) 중 하나에 배치되고, 포물선 단면의 이등분선(282)은 광학 평면(250)에 있어서 기울여지는 축(283)을 갖는다. 바람직한 실시예에서, 포물선 단면의 이등분선(282)의 축(283)은 약 8 도 기울여진다. 이러한 구조는 어레이로부터 광 가이드로 광을 피딩하기 위한 어레인지먼트를 제공한다.

Description

ＬＥＤ 어레이를 위한 옵틱{OPTIC FOR AN ＬＥＤ ARRAY}

본 발명은 어떠한 정부 계약 하에서 이루어지지 않았으며, 미합중국은 본 발명에 대해 아무런 권리가 없다.
본 발명은 광원들에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발광 다이오드들(LED 또는 LED들)을 사용하는 광원들에 관한 것이다. 여전히 더욱 상세하게는, 본 발명은 상기 LED들로부터 방출된 광을 원격 위치로의 분배를 위한 광 가이드로 포커싱 하기 위한 옵틱(optic)을 사용하는 광원에 관한 것이다.

증가하는 개수의 조명 애플리케이션들은 LED들의 튼튼함(그들은 고체 상태 디바이스들이다), LED들의 콤팩트함, LED들의 저전력 요구사항들 및 LED들의 긴 수명 때문에 LED들을 사용하여 개발되어왔다. 이러한 광 애플리케이션들 중 가장 중요한 것은 자동차에 사용되는 광원들이었다; 즉, CHMSL(center high mount stop lights) 그리고 미등 및 브레이크 등들. 일부 애플리케이션들에서, LED들은 상기 LED들이 교체해 온 S8 필라멘트 램프들과 비교할 때 직시 광원들로서의 사용에 적절하다. 그러나, 다른 애플리케이션들에서는, 광원으로부터의 광을 수집하고, 상기 광이 예컨대 광 가이드를 통해 원격 위치로 지향될 수 있도록 상기 광을 집중화시키거나 그리고/또는 포커싱 하는 것이 원해진다. 광 가이드들은 상기 광 가이드들에 의해 수신된 광을 포커싱 하거나 집중화시키지 않고, 단지 상기 광을 다른 위치로 지향시킨다. PAR 램프들에서 사용되는 바와 같이, 표준식 Z=1/4fㆍR²에 의해 생성되는 포물선 표면을 갖는 옵틱이 광의 효율적인 집광기이고 이러한 디바이스들이 과거에 발광 다이오드들과 함께 사용되어왔다는 것이 오랫동안 알려져 왔다; 그러나, 일반적으로, 각각의 발광 다이오드는 개별 옵틱과 함께 사용되고, 비싸고 어려운 절차가 정렬 문제들에 의해 만들어졌다. 자동차 헤드램프들을 위해 LED들의 어레이(array)를 갖는 단일 옵틱을 사용하는 것이 제안되었으며, 여기서 고휘도, 좁은 방사 각도 및 방사선의 잘-정의된 형태가 사용된다. 미국 공개공보 번호 2009/0001490 A1(보그너 등)를 참조하라. 또한, LED들로부터의 광의 광 가이드 또는 광 가이드들로의 직접적인 전파(importation)가 미국 공개공보 번호 2009/0185389 A1(테스노우 등)에서 알려져 있고, 상기 출원은 본 발명의 양수인에게 양도된다.
그러나, 광을 광 가이드들로 유도하기 위한 포물선 옵틱들의 채택은 특히 LED들의 선형 어레이를 동반할 때 어렵다는 것이 증명되었다. 예컨대, 2×3 칩 어레이 내의 각각의 LED를 위해 단일 유리 CPC(compound parabolic concentrator)를 사용하는 것이 알려져 왔다; 그러나, 이러한 시스템은 촘촘하게 이격된 선형 어레이와 함께 잘 동작하지 않는다.
부가하여, LED들의 선형 어레이를 사용하는 것이 또한 어렵다는 것이 증명되었다. 선형 어레이를 이용하여 시작하면, 선형 어레이는 일반적으로 특정 입구로 제한되며, 물론 상기 입구의 사이즈는 어레이 자체의 물리적 크기(dimension)들에 의해 좌우된다. 종래에 기원된 CPC를 이용하여, 이러한 어레이를 위한 특정 출구 구경을 개발하는 것은 실용적이지 않은 것으로 밝혀졌다.

그러므로, 본 발명의 목적은 LED 광원들을 향상시키는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 광을 광 가이드로 피딩하기 위한 LED 광원들의 향상이다.
본 발명의 또 다른 목적은 LED들의 선형 어레이와 사용하기 위한 옵틱의 제공이다.
이러한 목적은 본 발명의 일 양상에서 광을 광 가이드로 지향시키기 위한 광 어셈블리의 제공에 의해 달성되며, 상기 광 어셈블리는 발광 다이오드들의 선형 어레이를 갖는 광원을 포함하고, 상기 선형 어레이는 장축을 중심으로 균등하게 배치된 두 개의 마주보는 긴 측면들 및 두 개의 마주보는 짧은 측면들을 갖고, 장착 평면 상에 포지셔닝되고, 상기 장착 평면에 직각인 평면에 놓인 광축을 갖는다. 1차 옵틱일 수 있는 옵틱이 LED들에 관하여 제공되고, 그와 연관된 반사 표면을 갖는다. 상기 반사 표면은 포물선 단면과 초점 그리고 포물선 단면의 이등분선을 갖고, 여기서 초점은 선형 어레이의 긴 측면들 중 하나에 배치되고 포물선 단면의 이등분선은 광축에 있어서 기울여지는(tilt) 축을 갖는다. 이러한 구조는 광을 광 가이드로 도입시키기 위한 CPC 디바이스를 제공한다. 부가하여, 이러한 구조는 광축에 직각인 방향들 전부로 20 도(degree) 방출을 갖는 옵틱을 제공하고, 이는 광 가이드들로의 방출을 위해 매우 효율적이다. 이러한 포물선 단면은 실제로 매끄러운 포물선일 필요가 없으나, 포물선 단면에 접하여 집합적으로 놓이는 다각형 또는 선형의 세그먼트들에 의해 근사화될 수 있다.

도 1은 본 발명의 양상에 따른 광 어셈블리의 평면도이다.
도 2는 광 어셈블리의 입면도이다.
도 3은 도 1의 선 3-3을 따라 잘린 단면도이다.
도 4는 도 1의 선 4-4를 따라 잘린 단면도이다.
도 5는 LED 어레이의 투시도이다.
도 6-도 12는 본 발명의 양상에 따른 포물선 표면을 준비하는 단계들의 도면이다.
도 13은 종래에 개발된 포물선 단면과 본 발명의 양상을 사용하여 개발된 포물선 단면의 비교도이다.
도 14는 본 발명의 대안적인 실시예의 도면이다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 특정 실시예의 도면이다.

다른 추가 목적들, 그들의 장점들 및 능력들과 함께, 본 발명의 더 나은 이해를 위해, 하기의 상세한 설명 및 첨부된 청구범위가 위에서 기술된 도면들과 함께 참조된다.
매우 자세한 도면들을 이제 참조하면, 도 1 및 도 5에는 광을 광 가이드(101)로 지향시키기 위한 광 어셈블리(100)가 도시된다. 광원(120)은 다수의 LED들(140)의 선형 어레이로 구성되고, 상기 선형 어레이는 장축(162)을 중심으로 배치된, 바람직하게는 균등하게 배치된 두 개의 마주보는 긴 측면들(160, 180)과 두 개의 마주보는 짧은 측면들(200, 220)을 갖고, 장착 평면(240)에 포지셔닝되고, 상기 장착 평면(240)에 직각인 평면에 놓인 광학 정중면(median optical plane)(250)을 갖는다. 도 5에 도시된 실시예에서, L1-Ln으로 라벨링된 다섯 개의 LED들이 한 개의 행에 존재한다. 장착 평면(240)은 바람직하게 독일 뮌헨의 오스람 게엠베하에 의해 상용화된 JFL2와 같은 상용 광원의 상부 표면(241)이다. LED들에 인접하게 옵틱(260)이 제공되며, 상기 옵틱(260)은 그와 연관된 반사 표면(270)을 갖고, 상기 반사 표면(270)은 포물선 단면과 초점(280) 그리고 포물선 단면의 이등분선(282)을 갖고, 여기서 초점(280)은 긴 측면들(160, 180) 중 하나에 배치되고, 포물선 단면의 이등분선(282)은 광축(250)에 대해 기울여지는 축(283)을 갖는다. 이러한 특징이 도 8에 도시된다.
바람직한 실시예에서, 포물선 단면의 이등분선(282)의 축(283)은 약 8 도 기울여지고, LED들(140)의 선형 어레이는 5개의 LED들을 갖는다.
옵틱(260)은 적절한 금속, 예컨대 알루미늄 또는 스테인리스 스틸로 형성되거나, 또는 ABS 수지(acrylonitrile butadiene styrene) 재료와 같은 고온 플라스틱으로 형성될 수 있으며, 이때 포물선 표면(270)은 적절하게 광을 반사시킨다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 옵틱(260)은 알루미늄으로 제작된다; 그러나, 옵틱을 위한 재료의 궁극적인 선택은 많은 요소들에 따라 좌우될 것이며, 이는 적어도 재료들의 가격 및 옵틱이 사용되고 있는 현재의 환경적 조건은 아니라는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다.
바람직한 실시예에서, 옵틱(260)이 위에서 기술된 광원과 함께 사용될 때, 옵틱(260)은 각각 축들(263, 265)을 따라서 약 10mm 곱하기 약 14.40mm의 출구 윈도우 크기들을 각각 가질 수 있다.
특히 도 3 및 도 4를 참조하면, 옵틱(260)은 입구 윈도우(262) 및 출구 윈도우(264)를 갖고, 상기 윈도우들 각각은 일반적으로 타원형이고, 단축(263) 및 장축(265)을 가지며, 출구 윈도우(264)의 단축은 입구 윈도우(262)의 단축보다 3.046 내지 3.05배 더 크고, 출구 윈도우(264)의 장축(265)은 입구 윈도우(262)의 장축보다 약 1.875배 더 크다.
다수의 LED들(140)(L1-Ln)의 선형 어레이와 함께 이용하기 위한 낮은 프로파일 옵틱(260)과 함께 이용하기 위한 포물선 표면(270)을 생성하는 방법이 도 5-도 12에서 순차적으로 설명된다.
이제 도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, L1 내지 최종(또는 마지막) LED(Ln)로 표시된 다섯 개의 LED 칩들(140)의 선형 어레이가 도시되며, 여기서 "n"은 5이다. 상기 칩들은 각각 1mm×1mm의 사이즈이고, 그들 사이에 0.1mm 갭을 갖는다. LED들은 한 개의 행에 배열된다. 상기 행은 도시된 다섯 개의 LED들보다 더 많거나 또는 더 적은 개수의 LED들을 가질 수 있다. 이러한 칩들로부터 방출된 광은 Z 축을 향해 지향되는 랑베르 패턴을 제공한다. 본 명세서에 도시된 구조의 경우, 두 개의 Z 축들, 즉 Z1 및 Z2가 정의되고, 상기 두 개의 Z 축들은 칩들의 중심(L1) 및 어레이 내의 최종 LED(Ln)에 각각 위치된다.
포물선 단면의 이등분선(282)은 LED(L1)의 중심에서 초점(280) 및 1mm의 초점 거리를 갖는 Z-Y 평면에서 생성되고, 포물선 단면의 이등분선의 축(283)은 도 6에 도시된 바와 같이 축(Z1)에 평행하게 정렬된다.
포물선 단면의 이등분선(282)의 축(283)은 축(Z1)으로부터 멀어지는 방향으로 내부를 향해 초점(280)에 관하여 기울여지고, 바람직한 실시예에서 상기 기울기는 도 7에 도시된 바와 같이 8 도이다.
그런 다음에 포물선 단면의 이등분선(282)의 축(283)은 LED(L1)의 폭의 절반만큼 Y 축을 따라서 시프트 되어서, 초점(280)이 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 LED 어레이(120)의 길이방향 에지(180) 상에 놓인다.
포물선 단면의 이등분선(282)은 LED(L1)의 중심으로부터 마지막 또는 최종 LED(Ln)의 중심까지 X 축을 따라서 스위핑(sweep)되고, 상기 LED(Ln)는 LED 칩(Ln)의 중심으로 화살표(284)(도 10) 방향으로 축(Z2)을 갖고, 그런 다음에 도 11에 도시된 바와 같이 다듬어진 하부 일부분을 가지며, 그럼으로써 하부 에지(285)가 LED들(140)의 상부 표면과 균등한 높이(even height)에 있게 된다.
포물선 단면의 이등분선(282)은 표면(270)의 절반을 형성하기 위해 축(Z2) 주변에서 회전된다. 이러한 동작들은 포물선 표면(270)을 완성시키기 위해 다른 긴 측면(160) 및 축(Z1)을 따라서 중복되고, 이는 도 1, 도 3, 및 도 4에 완전하게 도시된다.
도 13은 최초 발생과 비교할 때 본 발명에 의해 제공되는 상이한 부분들의 도면을 제공한다. 도 13에서, 최초 발생은 실선들로 도시되고, 본 발명의 양상의 포물선 단면의 이등분선은 점선들로 도시된다.
본 명세서에서 구성된 바와 같은 옵틱(260)은 다른 능력들 중에서 광축에 직각인 방향들 전부로 20 도 방출과 출구 구경의 폭에서의 대략 30% 감소를 제공할 것이고, 이는 광 가이드로의 최적 커플링을 제공하기에 편리하다.
본 발명의 실시예는 도 15 및 도 16에서 종래의 기울여지지 않았고 시프트 되지 않은 포물선 CPC와 비교되어 도시되며, 여기서 옵틱(260)은 12.61mm의 높이 "h", 1mm의 초점 거리 "f", 1.64mm의 입구 반경 및 5.0mm의 목적되는 출구 반경을 갖는다. 각각의 단부에 있는 5.00의 두 개의 반경들 사이의 직선 부분의 길이(L)는 4.40mm이다. 그러므로, 출구 윈도우는 2ㆍR2ㆍL + πㆍ(R2)²와 동일한 영역 "A"를 갖는다.
따라서, 도 15는 본 발명의 실시예에서 세 개의 프로파일들, 즉 R2 = 5mm; 동일한 초점 거리를 사용하지만 R2 = 7.51mm를 갖는(또한 더 큰 입구 영역을 제공함) 종래-타입의 기울여지지 않은/시프트되지 않은 포물선; 및 종래-타입의 기울여지지 않았고/시프트되지 않았지만 F = 0.64를 갖는 포물선을 도시한다.
따라서, 이러한 예를 사용하여, 본 발명의 실시예에 따른 설계 그리고 R2 = 5mm 및 L = 4.40mm을 이용하여, 출구 윈도우 영역 A = 122.5mm²이 계산될 수 있다. 출구 구경은 10mm 곱하기 14.4mm의 사이즈를 갖는다. 부가하여, 입구 윈도우는 영역 R1 = 1.64mm과 L = 4.4mm 그리고 입구 영역 A = 22.88mm²을 갖는다; 높이(h) = 12.61mm의 경우 출구 영역이 입구 영역보다 5.35배 더 크거나 또는 일반적으로 약 5.2 내지 약 5.4배의 범위에서 입구 영역보다 더 크게 되는 영역비가 제공된다. 이러한 비율은 상기 높이의 경우 본 발명의 기울임 및 시프트 없이 달성될 수 없다.
대조적으로, 동일한 길이 및 초점 거리 그리고 R2 = 7.51mm를 갖는 기울여지지 않은/시프트되지 않은("직선적"으로 불릴 수 있음) 포물선의 경우, 출구 윈도우 영역 A = 243.3mm²이고 동일한 입구 영역 그리고 R2 = 5.92mm를 갖는 기울여지지 않은/시프트되지 않은 포물선의 경우 11.84mm 곱하기 16.24mm의 출구 구경이 유도되어 출구 윈도우 영역 A = 162.2mm²이다. 따라서, 본 발명의 포물선 축의 시프트 및 기울임을 사용하는 것이 종래 포물선보다 30% 내지 50% 더 작은 출구 윈도우 영역을 허용함을 볼 수 있을 것이다.
대략 10mm×15mm 플라스틱 CPC ― 상기 CPC의 포물선 반사기 표면은 위에서 기술된 바와 같이 기울여지지 않았고 병진되지 않는다, 즉 예컨대 Z=0에서 칩 표면에 대한 중심을 둔 0.434mm의 초점 거리를 갖는다 ― 를 이용함으로써, LED들의 어레이로부터의 광 입구로서 작은 영역 및 방출 구역으로서 큰 영역을 사용할 수 있음이 고려되었으나, 입구에서의 큰 빔 확산각으로부터 방출 측 상에서의 작은 확산각까지 관련되고 및 1차 옵틱은 광 가이드로의 엔트리와 조심스럽게 정렬되어야 할 것이고 광 가이드의 크기들이 엄격한 허용치들까지 조심스럽게 제어되었어야 했다; 반대로, 만일 광 입구와 같은 큰 개구부를 사용하고 광을 더 작은 영역으로 전달한다면, 광의 확산이 작은 각도로부터 큰 각도로 진행하고, 만일 광이 큰 각도에서 광 가이드로 송신된다면, 광은 광 가이드로의 엔트리를 잃어버릴 수 있다. 광 엔트리가 45 도에 있을 때의 약 20% 손실과 비교하여, 표면에 직각으로 광이 진행할 때 약 4% 손실을 동반하여 더욱 효율성이 달성된다는 것이 알려진다. 위에서 설명된 바와 같이 기울여지고 병진되는 CPC가 사용되지 않는다면, 광 방출을 더욱 엄격히 제어하기 위하여, 플라스틱 몰딩된 CPC는 단순히 더 작게 만들어질 수 있으나, 광을 광 가이드의 통상적인 10mm×15mm 단면 엔트리 영역으로 광을 주입시키기 위해 여기서 수반된 사이즈 스케일 상에서 저렴한 1-샷 몰드 프로세스의 사용이 광 손실을 유도하는 플라스틱의 싱크(sink)들을 유발할 수 있다; 대안적으로, 주의깊게 제어된 몰딩은 소위 2-층 몰딩을 이용하여 만들어질 수 있으나, 상기 프로세스는 비싸다. 기술된 바와 같이 기울여지고 병진된 CPC의 사용은 통상적으로 저렴한 비용으로 대량으로 생산된 자동차 램프들에 대해 몰딩된 플라스틱으로 이루어지는 광 가이드 상에서의 더 큰 허용치들을 참을 수 있거나 광 가이드로의 CPC의 방출 구역의 정렬 상에서 더 큰 허용치들을 참을 수 있는 놀라운 장점을 가져왔다.
본 발명의 바람직한 실시예들이 될 것으로 현재 고려된 것이 도시되고 기술되었으나, 첨부된 청구범위에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 범위로부터 벗어남 없이, 다양한 변경들 및 수정들이 본 명세서에서 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다.

100 광 어셈블리
101 광 가이드
120 광원
140 발광 다이오드들
L1 제1 다이오드
L2 제2 다이오드
L3 제3 다이오드
L4 제4 다이오드
Ln 제5 다이오드
160 다이오드 어레이의 제1 긴 측면
180 다이오드 어레이의 제2 긴 측면
200 다이오드 어레이의 제1 짧은 측면
220 다이오드 어레이의 제2 짧은 측면
240 장착 평면
250 광학 정중면
260 1차 옵틱(primary optic)
262 입구 윈도우
264 출구 윈도우
270 260의 반사 표면
280 초점
282 포물선 단면의 이등분선
283 포물선 단면의 축
284 제1 방향의 스위핑을 표시하는 화살표
285 282의 하부 에지

Claims

광 어셈블리(100)로서,
복수의 발광 다이오드들(140)의 선형 어레이를 포함하는 광원(120) ― 상기 선형 어레이는 장축(162)을 중심으로 배치된 두 개의 마주보는 긴 측면들(160, 180) 및 두 개의 마주보는 짧은 측면들(200, 220)을 갖고, 장착 평면(240)에 포지셔닝되고, 상기 장착 평면(240)에 직각인 광학 정중면(median optical plane)(250)을 가짐 ―; 및
반사 표면(270)을 갖는 1차 옵틱(optic)(260) ― 상기 반사 표면(270)은 두 개의 서로 기울어진 부분들을 포함하고, 각각의 부분은 포물선 단면을 근사화하고 초점(280) 및 상기 포물선 단면의 이등분선(282)을 가짐 ―
을 포함하고,
상기 초점(280)은 상기 긴 측면들(160, 180) 중 하나에 배치되고, 상기 포물선 단면의 상기 이등분선(282)은 상기 광학 정중면(250)으로부터 멀어지도록 기울어지는 축(283)을 갖는,
광 어셈블리.
제 1 항에 있어서,
상기 반사 표면(270)의 각각의 부분은 포물선과 일치하는 표면을 포함하는,
광 어셈블리.
제 1 항에 있어서,
상기 반사 표면(270)의 각각의 부분은 포물선 단면에 접하는 선형 세그먼트들을 포함하는,
광 어셈블리.
제 1 항에 있어서,
상기 반사 표면의 각각의 부분은 공식 b = 1/4fㆍa²을 갖는 포물선에 의해 정의되고, 여기서 b는 입구 구경(entrance aperture)에 직각이면서 상기 입구 구경에 중심이 맞춰진 수직 b축에 따른 거리를 표현하고, f는 초점 거리를 표현하고, a는 상기 b축에 직교인 축에 따른 거리를 표현하는,
광 어셈블리.
제 1 항에 있어서,
상기 반사 표면(270)은 상기 장착 평면(240)에 직각인 최종 LED(Ln)의 중심을 통과해 구성되는 축(Z2)을 중심으로 한 상기 포물선 단면의 상기 기울어진 이등분선(282)의 회전의 트레이스(trace)에 의해 정의된 상기 짧은 측면(200, 220)에 인접한 부분을 포함하고,
상기 최종 LED(Ln)는 상기 복수의 발광 다이오드들(140)의 일 단부에 배치되는,
광 어셈블리.
제 5 항에 있어서,
상기 짧은 측면(200, 220)에 인접한 부분은 상기 어레이의 각각의 긴 측면들(160, 180)을 따라서 배치되는 상기 반사 표면(270)의 마주보는 부분들과 만나는,
광 어셈블리.
제 1 항에 있어서,
제1 LED(L1) 및 최종 LED(Ln)의 선 연결 중심들은 상기 광학 정중면(250)의 평면에 놓이고,
상기 최종 LED(Ln)는 상기 복수의 발광 다이오드들(140)의 일 단부에 배치되며, 상기 제1 LED(L1)는 상기 복수의 발광 다이오드들(140)의 타 단부에 배치되는,
광 어셈블리.
제 1 항에 있어서,
포물선 단면의 상기 이등분선(282)의 상기 축(283)은 8 도(degree) 기울어지는,
광 어셈블리.
제 1 항에 있어서,
상기 선형 어레이는 다섯 개의 LED들을 포함하는,
광 어셈블리.
제 1 항에 있어서,
상기 1차 옵틱(260)은 금속을 포함하는,
광 어셈블리.
제 1 항에 있어서,
상기 1차 옵틱(260)은 반사 표면(270)을 갖는 플라스틱 재료를 포함하는,
광 어셈블리.
광 어셈블리(100)로서,
발광 다이오드들(140)의 선형 어레이로 구성된 광원(120) ― 상기 선형 어레이는 두 개의 마주보는 긴 측면들(160, 180) 및 두 개의 마주보는 짧은 측면들(200, 220)을 갖고, 장착 평면(240)에 포지셔닝되고, 상기 장착 평면(240)에 직각인 평면에 놓이는 광학 정중면(250)을 가짐 ―; 및
초점(280)을 갖고, 상기 초점(280)이 상기 광학 정중면(250)으로부터 오프셋되고 상기 긴 측면들(160, 180) 중 일 측면에 배치되도록 상기 광원(120)에 대해 포지셔닝되는 옵틱(260)
을 포함하는,
광 어셈블리.
장착 평면(240)에 배치된 LED들(140)(L1-Ln)의 선형 어레이와 함께 사용되기 위해 적응된 낮은 프로파일 옵틱(260)을 위한 반사 표면(270)을 생성하는 방법으로서,
제1 LED(L1)의 중심을 통과해 구성되고 상기 장착 평면(240)에 직각인 축(Z1)과 포물선 단면의 이등분선(282)의 축(283)이 정렬될 때, 상기 제1 LED(L1)의 중심에서의 초점(280) 및 초점 거리을 갖는 Z-Y 평면 내에서 상기 포물선 단면의 이등분선(282)을 정의하는 단계;
상기 축 Z1으로부터 멀어지도록 상기 포물선 단면의 이등분선(282)의 상기 축(283)을 기울이는 단계;
상기 초점(280)이 상기 LED 어레이의 길이방향으로의 제1 에지(180)에 인접하도록 Y 축을 따라서 상기 포물선 단면의 이등분선(282)의 상기 축(283)을 병진시키는 단계;
상기 LED 어레이에서 상기 제1 LED(L1)의 중심으로부터 최종 LED(Ln)의 중심으로 X 축을 따라서 상기 포물선 단면의 이등분선(282)을 스위핑(sweep)하는 단계 ― 상기 최종 LED는 상기 장착 평면(240)에 직각인 상기 최종 LED(Ln)의 중심을 통과해 구성되는 축 Z2를 가짐 ―; 및
상기 축 Z2를 중심으로 상기 포물선 단면의 이등분선을 회전시키는 단계
를 포함하는,
반사 표면을 생성하는 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 병진시키는 단계는,
LED(L1)의 폭의 절반만큼 상기 Y 축을 따라서 상기 포물선 단면의 이등분선(282)의 상기 축(283)을 병진시키는 단계
를 포함하는,
반사 표면을 생성하는 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 LED 어레이의 길이방향으로의 제2 에지(160)에 대해 상기 기울이는 단계, 상기 병진시키는 단계, 상기 스위핑 하는 단계, 상기 회전시키는 단계를 반복하는 단계들
을 더 포함하는,
반사 표면을 생성하는 방법.
광원(120)을 갖는 광 어셈블리(100)를 위한 옵틱(260)으로서,
입구 윈도우 및 상기 옵틱(260)을 이등분하면서 상기 입구 윈도우에 직각인 정중면(median plane)을 갖고,
반사 표면(270)을 더 갖고,
상기 반사 표면(270)은 두 개의 서로 기울어진 부분들을 포함하고, 각각의 부분은 포물선 단면을 근사화하고 초점(280) 및 상기 포물선 단면의 이등분선(282)을 갖고,
상기 포물선 단면의 상기 이등분선(282)은 상기 정중면으로부터 멀어지도록 기울어지는 축(283)을 갖고, 상기 초점(280)이 상기 광원(120)에서 발광 다이오드들의 선형 어레이의 긴 측면들(160, 180) 중 일 측면에 배치되는,
광 어셈블리를 위한 옵틱.
제 16 항에 있어서,
상기 반사 표면(270)의 각각의 부분은 상기 반사 표면(270)의 마주보는 부분을 향하는 방향으로 상기 정중면으로부터 멀어지는 방향으로 측방향으로 배치된 상기 초점(280)을 더 갖는,
광 어셈블리를 위한 옵틱.
제 16 항 또는 제17항에 있어서,
상기 옵틱(260)은, 입구 윈도우 영역을 갖는 입구 윈도우(262) 및 출구 윈도우 영역을 갖는 출구 윈도우(264), 그리고 상기 입구 윈도우로부터 상기 출구 윈도우로 지향된 축을 따라 연장되는 높이를 갖는 반사 표면을 포함하고,
상기 출구 윈도우(264) 영역은 상기 입구 윈도우(262) 영역보다 5.2배 내지 5.4배의 범위에서 더 큰,
광 어셈블리를 위한 옵틱.