KR101877058B1 - 광 조립체 - Google Patents

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KR101877058B1
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배리 에스 카펜터
데이비드 에이 엔더
데이비드 제이 런딘
마크 이 나피에랄라
제니퍼 제이 사린
데이비드 에프 슬라마
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존 에이 휘틀리
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Abstract

반사기(16), 광원(18), 외측 광 커버(12) 및 만곡된 반투과형 표면(15)을 갖는 광 조립체(10)가 제공된다. 본 명세서에 기술된 광 조립체의 실시 형태들은, 예를 들어 간판, 백라이트, 디스플레이, 태스크 라이팅, 조명 기구, 및 차량(예를 들어, 자동차, 트럭, 항공기 등) 구성요소로서 유용하다. 광 조립체를 포함하는 차량은 광 조립체가 차량 미등 조립체인 것들을 포함한다.

Description

광 조립체{LIGHT ASSEMBLY}
광원 응용은 당업계에 잘 알려져 있으며, 요구되는 소정의 방향으로 소정의 영역에 걸쳐 광이 상대적으로 균일하게 방출되도록 구성된 것을 포함한다. 균일도(degree of uniformity) 및 지향도(degree of aiming)는 특정 응용에 의해 좌우되지만, 방출 영역은 일반적으로 조명되는 장치에 필적한다.
통상적인 조명 응용은 차량용 라이트(light)뿐만 아니라 디스플레이 및 간판용 백라이트를 포함한다. 랩탑 컴퓨터, 모니터 및 텔레비전에는 통상적으로 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD)가 사용된다. 액정은 그 자체의 광을 발생시키지 못하지만, 간단히 광을 조정하기 때문에, LCD의 후방에서 지향된 영역 조명(directed area lighting), 소위 백라이트(backlight)를 제공하는 것이 통례이다. 백라이트는 LCD와 대략 동일한 크기이고, LCD를 통해 관측자를 향해 지향되는 빔(beam)을 제공한다. 백라이트의 일 유형은 통상적으로 플라스틱 도광체(light guide)의 에지(edge)를 조사하는 적어도 하나의 형광 램프를 포함한다. 광은 도광체의 표면 상의 광 추출 특징부(예를 들어, 범프(bump), 피트(pit) 및 페인트 도트)를 통해 도광체로부터 추출된다.
내부 광원과, 텍스트 및/또는 그래픽이 상부에 형성된 반투명 외측 커버를 포함하는 유형의 조명 간판은 지향된 영역 조명의 다른 응용이다. 이러한 응용을 위한 하나의 통상적인 내부 광원은 형광 전구들과 외측 커버 사이에 확산판을 배치시킴으로써 균일성 요건이 충족되는 일렬의 형광 전구들이다.
차량용 라이트(예를 들어, 전조등 및 미등)가 또한 지향된 영역 조명의 예이다. 예를 들어, 문헌[SAE J586 JUL2007, Section 6.4.2, published July, 2007]은 브레이크 등에 대해서 50 ㎠의 최소 조명 영역을 요구하고, 이것이 어떻게 이해되어야 하는지에 대한 상세 사항을 제공한다. 게다가, 도 3 내지 도 5, 및 섹션 5.1.5의 관련 텍스트는 소정 방향으로 방출되는 것이 필요한 최소 및 최대 강도를 규정한다.
몇몇 유형의 적합한 광원이 입수가능하며, 백열전구, 형광등, 방전 램프 및 발광 다이오드(LED)를 포함한다. 최근의 LED 기술의 발전은 이들이 가장 효율적인 것 범위 안에 있게 하였다.
전술한 모든 응용들에 공통인 제한은, 이들이 어느 정도는 평판 디스플레이로 제한된다는 것이다. 자동차 라이트는 만곡된 외측 표면을 가짐으로써 이러한 제한을 피하는 듯이 보이지만, 광이 만곡부와 상관없이 여전히 지향성이 강하다는 점에서 여전히 제한된다. 예를 들어, 전형적인 미등은 포물선형 반사기 내에 백열전구를 포함한다. 이러한 반사기는 최소 편차로 렌즈의 외측 커버를 통해 광을 지향시키며, 거친 표면으로 인한 산란만이 소량의 광이 미등의 영역에 걸쳐 분포되게 한다. 간판 및 LCD의 평탄도는 더 현저하다. 이들 둘 모두는, 일부 예에서, 곡률로부터 이익을 얻을 수 있지만, 이용가능한 유형의 지향된 영역 광에 의해 실질적으로 평탄한 형태로 제한된다.
종래 기술의 다른 제한은 코너 주위에서 광을 방향전환시킬 수 없다는 점이다. 예를 들어, 지향된 영역 광이 'U' 또는 '7'의 형상이라면, 기존의 기술이 전체 광을 균일하게 조사하는 것은 어려울 것이다.
일 태양에서, 본 발명은
적어도 일부분이 만곡된 반투과형(transflective) 표면; 및
반투과형 표면의 만곡된 부분의 30 면적 퍼센트 이상(일부 실시 형태에서는, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85 면적 퍼센트 이상 또는 심지어 90 면적 퍼센트 이상)에 실질적으로 평행한 주 표면(major surface)을 갖는 반사기를 포함하는 물품을 기술한다. 전형적으로, 반사기의 대응하는 평행 부분뿐만 아니라, 반투과형 주 표면의 곡률은 볼록 곡률(예를 들어, 도 1a, 도 2, 도 3, 도 4 및 도 10에 도시된 바와 같음)이다. 일부 실시 형태에서, 반사기의 적어도 일부분은 또한 반투과형이다. 일부 실시 형태에서, 반투과형 표면은 반투과형 표면 및/또는 엠보싱된 표면을 갖는 필름이다. 이 물품은, 예를 들어 광 조립체를 제조하는 데 유용하다.
다른 태양에서, 본 발명은
외측 주 표면을 갖는 외측 광 커버;
만곡된 반투과형 표면;
반투과형 표면의 만곡된 부분의 30 면적 퍼센트 이상(일부 실시 형태에서는, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85 면적 퍼센트 이상 또는 심지어 90 면적 퍼센트 이상)에 실질적으로 평행한 내측 주 표면을 갖는 반사기 - 만곡된 반투과형 표면은 외측 광 커버의 외측 주 표면과 반사기의 내측 주 표면 사이에 배치됨 - ; 및
제1 광원을 포함하며,
외측 광 커버와 반사기 사이에 광학 공동(optical cavity)이 있고, 제1 광원은 광학 공동 내로 광을 도입하도록 위치되는, 제1 광 조립체를 기술한다. 일부 실시 형태에서, 외측 광 커버는 내측 주 표면을 추가로 포함하고, 외측 광 커버의 내측 주 표면의 30 면적 퍼센트 이상(일부 실시 형태에서는, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85 면적 퍼센트 이상 또는 심지어 90 면적 퍼센트 이상)은 반투과형 표면의 만곡된 부분이다(예를 들어, 도 1a, 도 2, 도 3, 도 4 및 도 10에 도시된 바와 같음). 전형적으로, 반사기의 대응하는 만곡된 부분뿐만 아니라, 반투과형 표면의 만곡된 부분은 볼록 곡률을 갖는다. 일부 실시 형태에서, 반사기의 적어도 일부분은 또한 반투과형이다.
다른 태양에서, 본 발명은
적어도 일부분이 반투과형인 내측 주 표면을 갖는 외측 (종종 만곡된) 광 커버 - 반투과형 표면의 적어도 일부분은 만곡됨 - ;
만곡된 내측 주 표면을 갖는 반사기; 및
제1 광원을 포함하며,
외측 광 커버와 반사기 사이에 광학 공동이 있고, 제1 광원은 광학 공동 내로 광을 도입하도록 위치되며, 반사기의 만곡된 내측 주 표면은 반투과형 표면의 만곡된 부분에 대해, 이 두 표면들 사이의 간격이 광원으로부터 멀어지는 거리를 따라 감소하도록 배향되고, 간격(깊이) 대 거리의 국부적인 최대 감소비가 0.8:1 미만(일부 실시 형태에서는, 0.7:1, 0.6:1, 0.5:1, 0.4:1, 0.35:1, 0.3:1, 0.25:1, 0.2:1, 0.15:1, 0.1:1 미만, 또는 심지어 0.05:1 미만)인, 제2 광 조립체를 기술한다. 전형적으로, 반사기의 대응하는 만곡된 부분뿐만 아니라, 반투과형 주 표면의 만곡된 부분은 볼록 곡률을 갖는다. 일부 실시 형태에서, 반사기의 적어도 일부분은 또한 반투과형이다.
본 명세서에 사용된 "만곡된 표면"은, 표면의 최장 치수의 2% 이상(일부 실시 형태에서는, 3%, 4% 이상 또는 심지어 5% 이상) (즉, 표면 상의 임의의 지점으로부터의 접평면(tangent plane)의 최대 거리(접평면의 법선에 의해 측정됨) 대 표면의 최장 치수의 퍼센트 비가 2% 이상임(일부 실시 형태에서는, 3%, 4% 이상 또는 심지어 5% 이상))만큼 평면으로부터 벗어난 표면을 의미한다.
본 명세서에 기술된 제1 광 조립체 및 제2 광 조립체의 일부 실시 형태에서, 외측 광 커버는 (예를 들어, 경질 플라스틱) 내측 부품에 고정되는 외측 부품을 포함하며, 내측 부품은 반투과형 표면을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 반투과형 표면은 반투과형 표면을 갖는 필름이다. 일부 실시 형태에서, 반투과형 표면은 외측 광 커버의 내측 표면에 성형 또는 엠보싱된다.
선택적으로, 본 명세서에 기술된 바와 같은 광 조립체는 외측 광 커버와 주 반투과형 표면 사이에 배치되는 확산기를 추가로 포함한다.
본 명세서에 기술된 제1 광 조립체 및 제2 광 조립체의 일부 실시 형태에서, 반투과형 표면은 제1 군의 구조물을 갖는 제1 구역, 및 상이한 제2 군의 구조물을 갖는 제2 구역을 포함한다. 본 명세서에 기술된 제1 광 조립체 및 제2 광 조립체의 일부 실시 형태에서, 반사기의 내측 표면은 제1 군의 구조물을 갖는 제1 구역, 및 상이한 제2 군의 구조물을 갖는 제2 구역을 포함한다.
본 명세서에 기술된 광 조립체의 실시 형태들은, 예를 들어, 간판, 백라이트, 디스플레이, 태스크 라이팅, 조명 기구, 차량(예를 들어, 자동차, 트럭, 항공기 등)의 구성요소로서 유용하다. 광 조립체를 포함하는 차량은 광 조립체가 차량 미등 조립체인 것을 포함한다.
<도 1 및 도 1a>
도 1 및 도 1a는 본 발명의 예시적인 광 조립체의 절결 사시도.
<도 2 내지 도 4>
도 2(도 2a 포함) 내지 도 4는 본 발명의 광 조립체의 예시적인 실시 형태의 단면 사시도.
<도 5 및 도 6>
도 5 및 도 6은 본 발명의 광 조립체의 예시적인 형상의 사시도.
<도 7>
도 7은 본 발명의 다른 예시적인 광 조립체의 사시도.
<도 8>
도 8은 예시적인 반투과형 표면의 여러 상이한 구조 형상에 대한 SAE J585에 의해 규정되는 19개 지점에서의 계산된 강도의 플롯.
<도 9>
도 9는 예시적인 반투과형 표면의 예시적인 구조의 사시도.
<도 10>
도 10은 본 발명의 광 조립체의 다른 예시적인 실시 형태의 단면 사시도.
도 1 및 도 1a를 참조하면, 본 발명의 예시적인 광 조립체가 도시되어 있다. 자동차 미등 조립체(10)는 만곡된 외측 광 커버(12), 내측 주 표면(17)을 갖는 반사기(16), 및 발광 다이오드(18)를 갖는다. 외측 광 커버(12)는 2개의 단편(piece)(13, 14)으로 구성되며, 전자(13)는 주 반투과형 표면(15)을 갖는다. 선택적으로, 확산기(19)가 외측 광 커버(12)와 주 반투과형 표면(15) 사이에 배치된다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 예시적인 광 조립체가 도시되어 있다. 광 조립체(20)는 만곡된 외측 광 커버(22), 내측 주 표면(27)을 갖는 반사기(26), 및 발광 다이오드(28)를 갖는다. 주 반투과형 표면(25)을 갖는 필름(24)이 외측 광 커버(22)의 내측 주 표면(23)에 부착된다.
도 2a를 참조하면, 본 발명의 다른 예시적인 광 조립체가 도시되어 있다. 광 조립체(220)는 만곡된 외측 광 커버(222), 내측 주 표면(227)을 갖는 반사기(226), 및 발광 다이오드(228)를 갖는다. 주 반투과형 표면(225)을 갖는 필름(224)이 외측 광 커버(222)의 내측 주 표면(223)에 부착된다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 예시적인 광 조립체가 도시되어 있다. 광 조립체(30)는 만곡된 외측 광 커버(32), 내측 주 표면(37)을 갖는 반사기(36), 및 발광 다이오드(38)를 갖는다. 주 반투과형 표면(35)을 갖는 필름(34)이 외측 광 커버(32)의 내측 주 표면(33)에 부착된다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 예시적인 광 조립체가 도시되어 있다. 광 조립체(40)는 내측에 성형된 반투과형 주 표면(45)을 갖는 만곡된 외측 광 커버(42), 내측 주 표면(47)을 갖는 반사기(46), 및 발광 다이오드(48)를 갖는다.
본 발명의 광 조립체의 다른 예시적인 형상이 도 5 및 도 6에 도시되어 있다. 도 5를 참조하면, 광 조립체(50, 60) 각각은 외측 광 커버(52, 62)를 각각 갖는다.
광 조립체의 길이 대 깊이의 비는 광 조립체의 길이 및 깊이로부터 계산되는 것으로 이해된다. 길이는 외측 커버의 최장 치수를 측정함으로써 결정된다. 예를 들어, 도 5에서, 최장 치수는 굴곡부 주위의 외측 커버의 일 단부로부터 다른 단부까지 측정함으로써 알 수 있다. 도 6에서, 최장 치수는 "7"자의 밑면으로부터 우측 또는 좌측 중 더 긴 쪽의 상단까지이다. 깊이는 광 조립체의 하나 이상의 단면을 취하고, 외측 커버의 내측 표면으로부터 반사기의 내측 표면 상의 최근접 지점까지 측정함으로써 결정된다. 깊이는 그러한 측정치 중 최대의 것이다.
도 7을 참조하면, 외측 광 커버(71), 반사기(73), 광원(75)을 갖는 예시적인 광 조립체(70)는 반사기(73)의 내측 주 표면(74)과 외측 광 커버(71) 사이에서의 간격 감소를 나타낸다.
외측 광 커버는 당업계에 공지되어 있으며, 전형적으로, 예를 들어 사출성형, 열성형 등에 의해 제조될 수 있는 플라스틱 또는 다른 반-투명 물질을 포함하고, 여기서 반-투명이란 요구되는 파장의 광의 대부분이 투과되는 것을 의미한다. 예를 들어, 차량용 미등에 있어서, 폴리메틸메타크릴레이트 또는 폴리카르보네이트와 같은 적색 플라스틱이 그러한 응용에 대해 SAE J578에 의해 규정된 파장을 투과시키는 데 사용된다.
특정 응용들은 외측 커버의 요구되는 두께 및/또는 형상에 알맞을 수 있다. 전형적으로, 경질의 외측 커버의 두께는 약 0.5 ㎜ 내지 약 10 ㎜의 범위에 있지만, 다른 두께가 또한 유용할 수 있다. 외측 커버의 형상은 당업계에 알려진 것을 포함한 다양한 형상들 중 임의의 것일 수 있다. 외측 커버의 형상은 전형적으로, 심미적 또는 기능적 이유로 선택된다. 본 명세서에 기술된 예시적인 광 조립체를 위한 일부 예시적인 형상이 도 1 내지 도 7에 도시되어 있다.
본 명세서에 사용된 "반투과형"은 부분적으로 반사하고 부분적으로 투과하지만, 일부(즉, 광 조립체의 작동 파장에 있어서 5% 미만)의 흡수가 또한 있을 수 있음을 의미한다. 작동 파장은 장치가 작동하도록 설계된 파장이다. 예를 들어, 미등은 적색으로 설계되어서, 그 작동 파장은 일반적으로 610 ㎚ 초과이다. 보다 짧은 파장에서의 흡수는 작동 스펙트럼 내에 있지 않다. 다른 예는 다색 이미지가 상부에 있는 간판일 것이다. 그러한 간판은 일반적으로, 이미지 내의 모든 색상이 조사되도록 백색광으로 조사될 필요가 있어서, 흡수는 가시 스펙트럼에 걸쳐 5% 미만이어야 한다. 일부 실시 형태에서, (예를 들어, 특정 색상 또는 투과도를) 생성하는 흡수를 5% 초과로 증가시키는 염료 또는 다른 광 흡수재가 반투과형 구성요소에 추가될 수 있지만, 반투과 기능이 남아 있음을 이해해야 한다.
부가적으로, 모든 투명한 물질은 프레넬(Fresnel) 방정식에 의해 주어지는 바와 같이, 일부 광을 반사한다는 것을 인식해야 하며, 그래서 반투과형은 하기에 주어지는 수직 입사에서 프레넬 방정식에 의해 결정되는 것보다 큰 반사도를 갖는 것을 또한 이해해야 한다.
Figure 112011092312328-pct00001
,
여기서, R은 수직 입사에서의 반사율이며, n은 물질의 굴절률이다.
전형적으로, 반투과형 표면은 매끈한 부분 반사기 또는 구조화된 표면이다. 그러나, 일부 실시 형태에서, 내측 반투과형 표면은 텍스처 형성된(textured) 표면(들)을 가질 수 있거나, 적어도 일부분이 텍스처 형성된 표면(들)을 가질 수 있다. 텍스처 형성은 랜덤이거나, 규칙적인 대칭 배향을 가질 수 있다. 전형적으로, 텍스처 형성은 균질의 균일한 조명을 용이하게 하거나, 다르게는 광 분사 효과(들)를 제공한다. 반투과형 표면은, 예를 들어 별개의 단편(예를 들어, 플라스틱 등의 단편) 또는 필름으로서 제공될 수 있다. 반투과형 표면은 또한, 본 개시 내용을 읽은 후에 당업자에게 명백할 수 있는 다른 성형 기술뿐만 아니라, 예를 들어, 성형, 샌드 블라스팅, 비드 블라스팅, 화학 에칭, 엠보싱 및 레이저 융삭(laser ablating)을 포함한 많은 기술들 중 임의의 기술에 의해 제공될 수 있다.
매끈한 부분 반사기는 국부적인 기하학적 형상을 실질적으로 변화시키지 않고서, 표면의 반사 특성을 변경시킴으로써 그 기능성을 얻는 일 유형의 반투과형 표면이다. 예를 들어, 표면은 소량의 금속(예를 들어, 알루미늄)을 표면 상에 스퍼터링(sputtering)함으로써 얻어진다. 금속층의 두께가 증가함에 따라, 반사도는 프레넬 방정식에 의해 계산된 것으로부터 금속의 이론상 최대 반사율을 향해 상향 변화한다. 이러한 극치들 사이에 부분 반사의 구역이 존재한다.
매끈한 부분 반사기의 예는, 은(예를 들어, 미국 오하이오주 노스 리지빌 소재의 알라노드 웨스트레이크 메탈 인더스트리얼(Alanod Westlake Metal Ind.)로부터 상표명 "미로-실버(MIRO-SILVER)"로 입수가능함) 및 산화인듐주석(예를 들어, 미국 뉴욕주 발드윈 소재의 테크플라스트 코티드 프로덕츠, 인크.(Techplast Coated Products, Inc.)로부터 입수가능함)과 같은 금속/유전체 스택(stack), 편광 및 비-편광 다층 광학 필름(예를 들어, 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)로부터 상표명 "비퀴티 듀얼 브라이트니스 인핸스먼트 필름(VIKUITI DUAL BRIGHTNESS ENHANCEMENT FILM)"으로 입수가능함), 편광 및 비-편광 중합체 블렌드(예를 들어, 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "비퀴티 디퓨즈 리플렉티브 폴라라이저 필름(VIKUITI DIFFUSE REFLECTIVE POLARIZER FILM)"으로 입수가능함), 와이어 그리드 편광기(예를 들어, 미국 유타주 오렘 소재의 목스텍, 인크.(Moxtek, Inc.)로부터 입수가능함), 및 비대칭 광학 필름(예를 들어, 그 개시 내용이 본 명세서에 참고로 포함된, 미국 특허 제6,924,014호(오우더커크(Ouderkirk) 등) 및 2007년 5월20일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/939,084호(대리인 관리번호 63031US002), 및 PCT 특허 출원 제US2008/064133호(대리인 관리번호 63274WO004) 참조)을 포함한다. 천공된 부분 반사기 또는 미러(예를 들어, 전술된 것과 같은 임의의 편광의 98% 이상의 축상 평균 반사도를 갖는 천공 경면 반사성 필름(예를 들어, 쓰리엠 컴퍼니에 의해 상표명 "비퀴티 인핸스드 스페큘러 리플렉터 필름(VIKUITI ENHANCED SPECULAR REFLECTOR FILM)"으로 판매되는 것))가 부분 반사기로서 또한 유용하다. 부분 반사기는 또한, 예를 들어 광 산란 영역들의 패턴이 상부에 인쇄된 미러 또는 부분 미러일 수 있다. 교차형 편광기가 부분 반사기로서 사용될 수 있으며, 교차의 각도는 투과 대 반사의 비를 조정하는 데 사용될 수 있다. 또한, 폼(foam), 공극 형성된 구조물(voided structures), 또는 이산화티타늄(TiO2)과 같은 무기 미립자로 충전된 중합체가 사용될 수 있다.
선택적으로, 소정 구역에 걸쳐 중공 공동으로부터 우선적으로 광을 추출하여 이러한 안내된 광의 일부를 도광체로부터 백라이트의 출력 영역을 향해 방향전환시키도록 후방 반사기 상에 광 추출 특징부들이 제공될 수 있다. 이 특징부들은 균일하게 이격되거나 불균일하게 이격될 수 있다. 예를 들어, 반사기의 내측 표면은 제1 군의 광 추출 특징부를 갖는 제1 구역 및 상이한 제2 군의 광 추출 특징부를 갖는 제2 구역을 포함한다. 선택적으로, 반사기의 내측 표면은 광 추출 특징부들의 반복 패턴을 포함한다.
구배 추출(gradient extraction)은 광 추출량을 국부적으로 증가 또는 감소시키는 임의의 요소에 의해 달성될 수 있다. 내측 반사기가 일반적으로 어느 정도의 각 선택 투과성(angularly selective transmission)을 가지기 때문에, 추가 광을 고 투과율 각도 범위로 편향시키는 추출 요소가 그 구역 내 휘도를 증가시킬 것이다. 추출 구역은 일반적으로 법선 방향을 향하나 사각(oblique angles)에 존재하도록 디자인될 수 있다. 추출 요소를 위해 사용되는 물질은 경면형, 반경면형(semispecular) 또는 확산형, 반투명형, 반투과형, 굴절형, 회절형일 수 있다. 굴절형 요소는 프리즘, 소형 렌즈(lenslet), 렌티큘러(lenticular) 등일 수 있다. 추출 요소는 인쇄, 캐스팅, 에칭, 전사(예를 들어, 접착제 배킹된 도트(adhesive backed dot)), 적층 등에 의해 적용될 수 있다. 추출 요소는 엠보싱, 피닝(peening), 주름가공, 연마 또는 에칭과 같은 반사 표면에서의 국부적인 편차에 의해 형성될 수 있다.
요구되는 구배는, 예를 들어 표면 영역에 걸쳐 국부적으로 또는 점진적으로 확산 코팅의 광 방향전환 특성을 변경함으로써 달성될 수 있다. 이는 예를 들어 두께, 조성물, 또는 표면 특성의 변경에 의해 달성될 수 있다. 천공은 다른 옵션, 예를 들어 후방 반사기에 걸쳐 배치되는 천공들의 구배를 갖는 확산 필름일 것이다.
구배는 단조 방식으로 매끄럽게 변할 수 있다. 밝은 중심을 생성하기 위해, 경면형 백플레인(backplane) 상의 확산 반사기의 하나의 원형 패치의 경우에서와 같이 돌연적일 수 있다.
구조화된 반투과형 표면은 입사광의 상당한 부분을 반사하고 상당한 부분을 투과시키도록 배열된 복수의 미세 구조물을 갖는다. 표면의 반사도는 국부적인 기하학적 형상에서의 이러한 변화에 의해 주로 변경된다. 유용한 구조물에는, 선형 프리즘, 삼각형, 정사각형, 육각형 또는 다른 다각형 밑면을 갖는 피라미드형 프리즘, 원추 및 타원체가 포함되며, 이 구조물은 표면으로부터 외측으로 연장되는 돌출부 또는 표면 내로 연장되는 피트의 형태일 수 있다. 복수의 상이한 구조물(예를 들어, 상이한 크기, 형상, 기하학적 형상, 배향 등)의 사용뿐만 아니라, 구조물의 크기, 형상, 기하학적 형상, 배향 및 간격, 및 간격의 밀도는 모두 광 조립체의 성능을 최적화하거나 요구되는 효과를 달리 제공하도록 선택될 수 있다. 개별 구조물은 대칭 및/또는 비대칭일 수 있다. 구조화된 표면은 균일 및/또는 불균일할 수 있으며, 후자의 경우에 구조물의 위치 및 크기 둘 모두는 랜덤 또는 의사 랜덤일 수 있다. 이와 관련하여, "균일"은 구조화된 표면이 반복하는 구조적 패턴을 포함하는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 크기, 형상, 기하학적 형상, 배향 및/또는 간격의 주기적인 또는 의사 랜덤한 변화에 의해 규칙적인 특징부를 와해시키는 것은 광 조립체의 색상 및/또는 휘도 균일성을 조정하기 위해 사용될 수 있다. 일부 경우에, 보다 작은 구조물이 대체로 광원 위로 정렬되고 보다 큰 구조물이 다른 곳에 위치되도록, 작은 구조물 및 큰 구조물의 분포를 갖고 반투과형 표면을 위치시키는 것이 유익할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 구조물은 구조물들 사이에 최소한의 랜드(land)(실질적으로 랜드가 없는 배열을 포함)가 있도록 밀접하게 패킹(packing)될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 랜드 영역을 제어하여 반투과형 표면을 통과하는 광량을 조절하는 것이 바람직할 수 있다.
구조물의 높이 대 밑면 길이 비는 광 조립체의 성능에 어느 정도 중요하다. 구조물의 밑면은 어떠한 추가적인 형상도 제공되지 않을 경우 존재하는 표면이며, 그 밑면 길이는 밑면의 주연부 상의 임의의 지점으로부터 임의의 다른 지점까지의 최대 치수이다. 높이는 구조물의 밑면으로부터, 밑면으로부터 가장 먼 지점까지의 거리를 의미하는 것으로 이해된다.
바람직한 실시 형태에서, 구조물은 높이가 약 0.25 ㎜이고, 반투과 영역의 약 30%가 평탄하다.
전형적으로, 구조물은 높이가 약 0.01 ㎜ 내지 3 ㎜ (일부 실시 형태에서는, 약 0.05 ㎜ 내지 약 0.5 ㎜)의 범위이지만, 다른 크기가 또한 유용하다.
일부 실시 형태에서, 반투과형 표면은 0.6:1, 0.75:1, 0.8:1, 0.9:1 또는 심지어 1:1을 초과하는 높이 대 밑면 길이 비를 갖는 복수의 형상으로 구성된 구조물을 갖는다.
적합한 구조화된 반투과형 표면의 예에는, 종래의 렌티큘러 선형 렌즈 어레이뿐만 아니라, 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "비퀴티 브라이트니스 인핸스먼트 필름(VIKUITI BRIGHTNESS ENHANCEMENT FILM)", "비퀴티 트랜스미시브 라이트 앵글 필름(VIKUITI TRANSMISSIVE RIGHT ANGLE FILM)", "비퀴티 이미지 다이렉팅 필름(VIKUITI IMAGE DIRECTING FILM)" 및 "비퀴티 옵티컬 라이팅 필름(VIKUITI OPTICAL LIGHTING FILM)"으로 입수가능한 것과 같은 상업적인 1차원 (선형) 프리즘 중합체 필름이 포함된다. 이들 1차원 프리즘 필름이 본 명세서에 기술된 광 조립체에서의 반투과형 표면으로서 사용되는 경우, 전형적으로는 프리즘 구조화된 표면이 광원을 향하는 것이 바람직하다.
구조화된 표면이 2차원 특성을 갖는 적합한 구조화된 반투과형 표면의 추가적인 예에는, 미국 특허 제4,588,258호(후프만(Hoopman)), 제4,775,219호(어펠덤(Appeldom) 등), 제5,138,488호(스즈제크(Szczech)), 제5,122,902호(벤슨(Benson)), 제5,450,285호(스미스(Smith) 등) 및 제5,840,405호(슈스타(Shusta) 등)에서 보고된 것과 같은 큐브 코너 표면 구성; 미국 특허 제6,287,670호(벤슨 등) 및 제6,280,822호(스미스 등)에서 보고된 것과 같은 역 프리즘 표면 구성; 미국 특허 제6,752,505호(파커(Parker) 등) 및 미국 특허 공개 제2005/0024754호(엡스타인(Epstein) 등)에서 보고된 것과 같은 구조화된 표면 필름; 및 미국 특허 제6,771,335호(기무라(Kimura) 등)에서 보고된 것과 같은 비드 형성된 시트류(beaded sheeting)가 포함되며, 상기 문헌들의 개시 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.
본 명세서에 기술된 제1 광 조립체 및 제2 광 조립체의 일부 실시 형태에서, 반사기의 내측 주 표면의 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 99 면적 퍼센트 이상 또는 심지어 100 면적 퍼센트가 반투과형이다. 비-반투과형 영역은, 예를 들어 심미적, 미용적 또는 기능적인 이유로 인해 반사성 또는 흡수성일 수 있다.
도 8은 구조물 형상의 상이한 기하학적 형상들을 나타내는 몇몇 트레이스(trace)를 도시한다. 이는 SAE J585 표준에서 언급된 지점 각각에서의 계산된 강도의 플롯이다. 표준에 있어서 지점의 개수와 각도 사양 사이의 상호관계가 하기의 표 1에 주어져 있다.
Figure 112011092312328-pct00002
도 8의 플롯에서의 트레이스는 이하의 구조물에 대응한다: FullCC20k(81)은 코너 큐브(corner cube)들의 밀접-패킹된 어레이이고; HexPyrh1(82)는 육각형 밑면을 갖고 높이 대 밑면 길이 비가 0.5:1인 피라미드이며; HexPyrh2(83)은 육각형 밑면을 갖고 높이 대 밑면 길이 비가 1:1인 피라미드이고; HexPyrh3(84)는 육각형 밑면을 갖고 높이 대 밑면 길이 비가 1.5:1인 피라미드이며; Cone2h1(85)는 높이 대 밑면 길이 비가 0.5:1인 직원뿔이고; Cone2h2(86)은 높이 대 밑면 길이 비가 1:1인 직원뿔이며; Pyr2h1(88)은 정사각형 밑면을 갖고 높이 대 밑면 길이 비가 0.5:1인 피라미드이고; Pyr2h2(87)은 정사각형 밑면을 갖고 높이 대 밑면 길이 비가 1:1인 피라미드이다.
플롯의 종좌표(y-값)는 구조물이 없는 광 조립체의 강도의 분수로서 각 지점에서의 계산된 강도를 나타낸다. 그러한 구성이 현실적이지 않을 것이지만, 균일하게 조명되는 외관을 제공하지 않을 것이라는 점에서, 비교를 위한 합리적인 기준으로서 역할한다. 1 미만으로 떨어지는 모든 값은 기준에 비해 강도의 감소를 나타내는 반면, 1을 초과하는 값은 기준을 초과하는 강도를 나타낸다.
불충분한 샘플링으로 인해 데이터에 통계적인 "노이즈"가 있지만, 0.5:1의 종횡비를 갖는 다른 구조물 및 큐브 코너가 강도면에서 기준보다 못하다는 것이 명백하다. 내측 렌즈는 (다른 파장에서 흡수할 수 있지만) 설계 파장에서 미량의 광을 흡수하는 물질로 바람직하게는 구성되기 때문에, 감소된 강도는 광이 표준에 의해 규정된 검출기 위치로부터 멀리 안내됨을 의미한다. 이러한 방향전환의 2가지 가능성은, 광이 광학 공동(반투과형 표면과 반사기 사이의 체적)으로 다시 반사된다거나, 광이 규정된 검출기 위치 이외의 방향으로 반투과형 표면에 의해 투과된다는 것이다. 양자 모두의 가능성은 일반적으로 구조물의 정확한 형상에 의해 결정되는 반사와 투과 사이의 비에 의해 실현될 것이다. 일부 응용에 대해, 이러한 방향전환은 예를 들어 광이 용이하게 가시화되는 각도 범위를 넓히는 데 바람직할 수 있으며, 반면에 다른 응용에 대해서는, 바람직하지 않을 수 있다. 차량용 조명은 규정된 검출기의 위치를 향해 지향된 광의 강도에 역점을 두어서, 높이 대 밑면 길이 비가 0.6을 초과하는 것이 바람직하다.
높이 대 밑면 길이 비의 다른 범위 끝에서, 높이 대 밑면 길이 비가 1.5:1인 HexPyrh3(74)에 의한 규정된 검출기 위치에서의 강도는 종횡비가 1:1인 형상들 중 임의의 형상에 의해 생성되는 것보다 실질적으로 더 크지 않다. 그러나, 대부분의 지점에 대해서, 비교 기준을 여전히 초과하여서, 이는 높이 대 밑면 길이 비의 바람직한 범위 내에 있다. 일부 지점을 벗어나 높이 대 밑면 길이 비를 증가시키는 것(예를 들어, 3:1)은, 제조의 어려움을 증가시켜서, 이를 벗어난 비가 비현실적일 수 있다.
제조와 관련한 구조물의 다른 태양은 밑면으로부터 정점(예를 들어, 정면(91) 및 (융기된) 리브(rib)(93) 및 정점(95)을 갖는 구조물(90)을 도시하는 도 9 참조)까지, 또는 밑면으로부터 가장 멀리 떨어진 지점까지 (융기된) 리브를 포함할 수 있다는 것이다. 이러한 (융기된) 리브는 임의의 형상의 것일 수 있으나, 형상의 표면의 작은 부분에만, 예를 들어 영역의 최대 10%(일부 실시 형태에서는 최대 5%)에만 영향을 미쳐야 한다. (융기된) 리브의 기능은 성형 공정 시 공기 포착(air entrapment)을 방지하고, 주형으로부터의 부품의 분리를 용이하게 하는 것이다.
일부 실시 형태에서, 반투과형 표면은 적어도 부분적으로(예를 들어, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 97%, 98%, 99% 이상, 또는 심지어 100%) 반사성이다. 반사율은 반경면형일 수 있다. "반경면형" 반사기는 경면 및 확산 특성들의 균형을 제공한다. 반경면형 반사 표면은, 예를 들어 (1) 부분 투과 경면형 반사기 + 고 반사율 확산 반사기; (2) 고 반사율 경면형 반사기를 덮는 부분 램버시안(Lambertian) 확산기; (3) 전방 산란 확산기 + 고 반사율 경면형 반사기; 또는 (4) 주름진 고 반사율 경면형 반사기에 의해 제공될 수 있다. 반경면형 반사 물질에 관한 추가적인 상세 사항은, 예를 들어 그 개시 내용이 본 명세서에 참고로 포함된, PCT 출원 제US2008/864115호(대리인 관리번호 제63032WO003)에서 알게 될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 반투과형표면이 또한 재귀반사성인 것이 바람직할 수 있다. 이는 광학 공동 내에서 광을 투과 및 반사하는 것에 더해서, 반투과형은 또한 외측 렌즈 커버 외부로부터 입사하는 광의 상당한 부분을 그 광의 광원의 전반적인 방향으로 후방으로 반사한다는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 전통적으로, 이는 미세구조물의 형상에 대해 큐브 코너(3개의 직각을 갖는 4면체)를 사용함으로써 행해진다. 높은 재귀반사성이 요구되지 않는 일부 실시 형태에서, 감소된 재귀반사성은 큐브 코너들 사이에, 또는 이들의 군들 사이에 간격을 둔 큐브 코너를 사용하거나, 각도를 90°가 아닌 다른 각도로 변경함으로써 달성될 수 있다. 부분 재귀반사성은 입사광의 귀환하는 10%로부터, 예를 들어 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% 또는 심지어 90% 이상까지의 범위일 수 있다. 부분 재귀반사성은 또한, 예를 들어 재귀반사성 표면에서의 물리적인 개구(예를 들어, 구멍, 슬롯, 천공 등)에 의해, 또는 재귀반사성 기능을 달리 훼손시키는 것에 의해(예를 들어, 재귀반사성 구조화된 표면을 코팅 또는 접착제로 충전하는 것에 의해) 유도될 수 있다. 공간적으로 변형된 구조물이 또한 사용될 수 있다. "공간적으로 변형된 구조물"은, 구조물의 크기, 간격, 형상 또는 일부 다른 파라미터가 표면에 걸쳐 다르다는 것을 의미한다.
적합한 반사기가 당업계에 알려져 있다. 반사기의 반사 특성은, 예를 들어 기판(substrate) 재료(예를 들어, 연마된 알루미늄)의 고유 특성, 기판 재료 상의 코팅(예를 들어, 은 또는 다층 광학 코팅), 또는 기판에 부착된 반사 필름이다. 전형적으로, 반사기가 광 조립체용의 향상된 광 출력 효율을 위한 고 반사 표면을 갖는 것이 바람직하다. 전형적으로, 가시광에 대해 반사기의 반사 표면의 반사도는 90% 이상(일부 실시 형태에서는, 적어도 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% 또는 그 이상)이다. 반사기는 공간적으로 균일하든지 패턴화되든지 간에 현저한 경면형, 확산형, 또는 조합된 경면형/확산형 반사기일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 반사기는 적어도 부분적으로(예를 들어, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% 이상, 또는 심지어 100%) 반경면 반사성이다.
적합한 반사 필름은 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "비퀴티 인핸스드 스페큘러 리플렉터(VIKUITI ENHANCED SPECULAR REFLECTOR)"로 입수가능한 것을 포함한다. 다른 예시적인 반사 필름은 황산바륨 로딩된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(0.08 ㎜(2 mil) 두께)을 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "비퀴티 인핸스드 스페큘러 리플렉터"로 입수가능한 필름에 0.16 ㎜(0.4 mil) 두께의 아이소옥틸아크릴레이트 아크릴 산 감압 접착제를 사용하여 적층함으로써 제조된다. 다른 적합한 반사 필름에는, 일본 우라야스 소재의 토레이 인더스트리즈, 인크.(Toray Industries, Inc.)로부터 상표명 "E-60 시리즈 루미러(SERIES LUMIRROR)"로 입수가능한 것; 미국 델라웨어주 뉴어크 소재의 더블유. 엘. 고어 앤드 어소시에이츠, 인크.(W. L. Gore & Associates, Inc.)로부터의 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 필름; 미국 뉴햄프셔주 노스 서튼 소재의 랩스피어, 인크.(Labsphere, Inc.)로부터 상표명 "스펙트랄론 리플렉턴스 머티리얼(SPECTRALON REFLECTANCE MATERIAL)"로 입수가능한 것; 독일 엔네페탈 소재의 알란노드 알루미늄-페레트룽 게엠베하 앤드 컴퍼니(Alanod Aluminum-Veredlung GmbH & Co.)로부터 상표명 "미로 아노다이즈드 알루미늄 필름즈(MIRO ANODIZED ALUMINUM FILMS)"(상표명 "미로 2 필름(MIRO 2 FILM)"으로 입수가능한 것 포함)로 입수가능한 것; 일본 도쿄 소재의 후루까와 일렉트릭 컴퍼니, 리미티드(Furukawa Electric Co.,Ltd.)로부터 상표명 "맥펫 하이 리플렉티비티 폼드 시팅(MCPET HIGH REFLECTIVITY FOAMED SHEETING)"으로 입수가능한 것; 및 일본 도쿄 소재의 미쯔이 케미칼스, 인크.(Mitsui Chemicals, Inc.)로부터 상표명 "화이트 레프스타 필름스(WHITE REFSTAR FILMS)" 및 "엠티 필름스(MT FILMS)"로 입수가능한 것이 포함된다.
반사기는 실질적으로 매끄러울 수 있거나, 광 산란 또는 혼합을 향상시키기 위해 그와 관련된 구조화된 표면을 가질 수 있다. 그러한 구조화된 표면은 (a) 반사기의 반사 표면 상에, 또는 (b) 반사 표면에 도포된 투명 코팅 상에 부여될 수 있다. 전자의 경우에, 구조화된 표면이 앞서 형성된 기판에 고 반사성 필름이 적층될 수 있거나, 고 반사성 필름이 평탄한 기판(예를 들어, 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "비퀴티 듀러블 인핸스드 스페큘러 리플렉터-메탈(DESR-M) 리플렉터(VIKUITI DURABLE ENHANCED SPECULAR REFLECTOR-METAL (DESR-M) REFLECTOR)"로 입수가능함)에 적층되고 이어서 예를 들어 스템핑 작업에 의해 구조화된 표면이 형성될 수 있다. 후자의 경우에, 구조화된 표면을 갖는 투명 필름이 평탄한 반사 표면에 적층될 수 있거나, 투명 필름이 반사기에 적용되고 이어서 이후 구조화된 표면이 투명 필름의 상부에 부여될 수 있다.
반사기는 또한, 실질적으로 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "비퀴티 인핸스드 스페큘러 리플렉터"로 입수가능한 것과 같은 반사 필름으로 제조될 수 있다. 후자의 필름은 열성형 가능하며, 높은 경면형 반사도를 나타내는 다층 중합체 필름 구조물을 봉지하는 폴리메틸메타크릴레이트 스킨의 존재로 인한 것으로 여겨지는 향상된 UV 안정성을 갖는다. 이 필름은 광 조립체에 적합한 반사기 형상을 열성형하는 데 사용될 수 있다. 이 중합체 필름은, 예를 들어 사전-성형된 하우징 내의 삽입체로서, 또는 독립형 하우징 구성요소로서 사용될 수 있다.
대안적으로, 예를 들어, 구성물은 스킨들 중 하나가 폴리메틸메타크릴레이트에 비해 개선된 기계적 강도를 제공하는 상이한 중합체로 만들어지도록 수정될 수 있다. 예를 들어, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌/폴리카르보네이트의 중합체 블렌드 또는 폴리카르보네이트가 제2 스킨을 형성하도록 사용될 수 있다. 제2 스킨은 투명일 필요가 없다. 따라서, 이 필름은 반사 표면이 광 조립체의 내부를 향하고 제2 스킨이 외부 표면으로서 역할하도록 배향된 상태로, 요구되는 반사기 형상으로 열성형될 수 있다. 이러한 열성형된 부품은 독립형 하우징 구성요소로서 사용될 수 있다.
반사기는 광원이 상부에 장착되는 연속적인 단일 (그리고 중단되지 않은) 층일 수 있거나, 별개의 단편으로 불연속적으로 또는 광원이 통과하여 돌출할 수 있는 분리된 개구들을 달리 연속 층 내에 포함하는 한 불연속적으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 반사 물질의 스트립(strip)이 LED의 열이 상부에 장착되는 기판에 적용될 수 있고, 각각의 스트립은 LED의 하나의 열로부터 LED의 다른 열까지 연장되기에 충분한 폭을 가지며, 백라이트의 출력 영역의 대향 경계들 사이에 걸치기에 충분한 길이 치수를 갖는다.
선택적으로, 반사기는 상이한 반사도 영역들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반사기는 광원 부근의 모든 파장에 대해 높은 반사도를 가질 수 있지만, 광원(예를 들어, 단 하나의 광원만을 갖는 다색 광 조립체)으로부터 먼 적색, 녹색 또는 청색과 같은 하나의 색상을 주로 반사한다. 상이한 반사도의 구역들 사이의 전이는 또한 점진적일 수 있다.
또한, 반사기는 바람직하게 고 반사도의 수직 벽이 안에 대어지거나 달리 제공된 반사기의 외측 경계를 따라 위치된 측면 및 단부를 포함할 수 있어, 광 손실을 감소시키고 재순환 효율을 향상시킨다. 반사 표면에 사용된 동일한 반사 재료가 이들 벽을 형성하기 위해 사용되거나, 상이한 반사 재료가 사용될 수 있다. 예시적인 실시 형태에서, 측벽은 경면 반사성이다.
일부 실시 형태에서, 반사기의 내측 주 표면은 만곡된 외측 광 커버의 내측 주 표면의 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85 퍼센트 이상 또는 심지어 90 퍼센트 이상에 실질적으로 평행하다.
일부 실시 형태에서, 광이 광 조립체의 양 측면으로부터 투과되는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 반사기의 적어도 일부분(예를 들어, 1%, 2%, 5%, 10%, 20%, 50%, 75% 이상 또는 심지어 90% 이상)은 전술된 바와 같은 반투과형 표면을 포함할 수 있다.
예시적인 광원은 백열등, 발광 다이오드("LED") 및 아크 램프와 같은 당업계에 알려진 광원을 포함한다. 이들은 임의의 요구되는 출력 패턴을 가질 수 있으며, 요구되는 색상을 방출하거나 나중에 여과되는 광대역 광원으로서 작용할 수 있다. 본 명세서에 기술된 광 조립체는 하나 또는 그 이상(예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9개 또는 그 이상)의 광원(예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5개 등의 백열등, 할로겐등 및/또는 LED 등)을 가질 수 있다.
광원(들)은 반사기 벽 내의 구멍 또는 창을 통해 도입되도록 위치되거나, 임의의 측벽(들)을 포함한 광학 공동 내에 있거나 부분적으로 광학 공동 내에 있을 수 있다.
일부 실시 형태에서, LED는 광이 제한적이거나 부분적으로 시준된 각도 분포로 인클로저(enclosure) 내로 방출될 수 있도록 쐐기-형상의 반사기와 함께 사용될 수 있다. 또한, 일부 실시 형태에서, 방출된 광을 적어도 부분적으로 시준하는 광원이 바람직할 수 있다. 그러한 광원은 원하는 출력을 인클로저 내로 제공하기 위해 광학 요소의 렌즈, 추출기, 형상화된 봉지재, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 조명 출력원은 횡단면(조명 출력원의 출력 영역에 평행한 횡단면)에 근접하는 방향으로 전파하도록 초기에 인클로저 내로 입사된 광(예를 들어, 횡단면으로부터 0° 내지 45°, 또는 0° 내지 30°, 또는 심지어 0° 내지 15°의 범위의 평균 편향각을 갖는 입사 빔)을 부분적으로 시준하거나 한정하는 입사 광학계를 포함할 수 있다.
선택적으로, 광원은 적어도 부분적으로 공동 내에 있는 도광체(예를 들어, 광섬유)를 포함하며, 광섬유는 코어 및 코어의 주연부에서 코어의 굴절률보다 더 낮은 굴절률을 갖는 클래드(clad)를 포함하는데, 여기서 광섬유는 공압출에 의해 적어도 클래드의 내측 주연부에 형성되는 광 확산 및 반사 부분을 갖는다. 선택적으로, 확산 및 반사 부분은 코어와 접촉하게 된다. 선택적으로, 광 확산 및 반사 부분은 클래드로부터 종방향에 직각인 방향으로 적어도 클래드의 외측 주연부 부근으로 연장되는 두께를 갖는다. 선택적으로, 광 확산 및 반사 부분은 클래드의 종방향에 직각인 방향으로 클래드의 내측 주연부 표면으로부터 코어 부분까지 연장되는 미리 결정된 두께로 형성된다. 선택적으로, 광 확산 및 반사 부분은 코어 내로 연장된다. 선택적으로, 확산 및 반사 부분은 클래드의 종방향을 따라 선형 형상 또는 밴드형 형상으로 형성된다.
선택적으로, 광섬유는 단일 재료(도광체)일 수 있으며, 광을 추출하는 광 추출 구조물(광학 요소)을 포함할 수 있다. 섬유의 발광 구역을 따라 실질적으로 균일한 출력 조명을 유지하기 위해, 연속적인 광학 요소들의 형태, 패턴 및 간격이 앞선 요소들에 의해 섬유로부터 반사된 광을 보상하도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 연속적인 광학 요소들의 반사 표면(들)의 단면적이 의도된 광 진행의 방향으로 증가될 수 있다. 대안적으로, 연속적인 광학 요소들 사이의 간격이 감소되거나, 반사 표면(들)의 각도가 변경될 수 있거나, 이들 방법 중 임의의 방법 또는 모든 방법의 조합이 사용될 수 있다.
보다 넓은 각도에서 보다 많은 광을 제공하기 위해, 광학 요소들의 하나 초과의 열(축선(axis))을 통합시킬 수 있다. 당업자에게는, 최소 각변위 δ가 0°보다 약간 크고 - 이 경우에 축선들은 거의 일치함 - , 최대 각변위 δ가 180°이라는 것이 명백해질 것이다. 실제로, 제1 종방향 축선(20)과 제2 종방향 축선(22) 사이의 변위 δ는 기능적 고려사항에 의해 주로 지배된다. 보다 구체적으로, 각변위 δ는 측방향(예를 들어, 섬유 횡단) 치수에서의 반사된 광의 발산 원추(divergence cone)의 원하는 각퍼짐(angular spread)에 의해 결정되며, 당업자에게 알려진 광학 모델링 기술을 사용하여 결정될 수 있다. 광섬유가 사용되어 넓은 영역을 조명하는 많은 응용에 있어서, 최대 100°의 각변위는 출현 광을 넓은 각분포로 퍼지게 하는 데 유용하다. 그에 반해서, 예를 들어 차량 경고등과 같은, 광섬유가 직접 보이는 응용에서, 광을 요구되는 각도 범위로 집중시키기 위해 출현 광의 각분포의 측방향 치수를 좁히는 것이 바람직할 수 있다. 그러한 응용에 대해, 약 5° 내지 20°의 각변위 δ가 유용하다.
광섬유의 표면을 따라 연장되는 별개의 종방향 축선들을 중심으로 광학 요소들을 배치하는 것과 관련된 다른 이점은 섬유에서의 섀도잉 효과(shadowing effect)와 관련된다. 섀도잉 효과는 이하에서 상세하게 논의된다. 간략하게, 광섬유에서의 각각의 광학 요소는 인접한 광학 요소를 광섬유를 통해 전파되는 광선의 일부분으로부터 가린다. 섀도잉의 정도는 광학 요소가 광섬유 내로 연장되는 깊이에 비례한다. 광섬유의 표면에서 2개의 별개의 종방향 축선을 중심으로 배치되는 광학 요소들을 제공하는 것은, 단일 축선 실시 형태에서 요구되는 더 깊은 광학 요소에 의지하지 않고, 광이 보다 넓은 발산 원추로 퍼지게 함으로써 섀도잉과 관련된 악영향을 감소시킨다. 부가적으로, 광학 요소들이 서로로부터 변위되어 있기 때문에, 섀도잉 효과는 광섬유의 주연부 둘레에서 보다 고르게 퍼져, 이들 효과를 덜 두드러지게 한다.
일부 실시 형태에서, 수직 (y) 방향으로 상대적으로 좁게 한정되지만 수평 (x) 방향으로 대략 균일한 강도를 제공하는 x-z 평면에서의 조명 패턴을 생성하는 것이 요구된다. 예를 들어, 수평 방향으로의 광의 강도가 +/-45도에 걸쳐 대략 균일하게 되는 것이 바람직할 수 있다. 균일하게 구성된 일련의 광 추출 구조물(광학 요소)을 갖는 조명 장치는 그러한 강도 패턴을 생성하지 않을 것이다. 그러나, 다양한 상이한 강도 패턴들은 상이한 구성을 갖는 일련의 광 추출 구조물을 제공함으로써 생성될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 상이한 노치각(notch angle)을 갖는 복수의 광 추출 구조물을 제공함으로써, 강도 패턴은 주어진 응용에 맞춤될 수 있다. 즉, 노치각은 요구되는 조명 패턴을 생성하기 위해 변경될 수 있는 조정가능한 파라미터가 될 수 있다. 광섬유에 대한 추가적인 상세 사항을 위해, 미국 특허 제6,563,993호(이마무라(Imamura) 등)를 참조한다.
일부 실시 형태에서, 광원(들)은 반사기 내의 구멍을 통해 배치된다. 예를 들어, 이들은 외측 커버의 내측 표면에 실질적으로 평행한 반사기의 부분을 통해, 반사기와 외측 광 커버 사이의 간격이 감소하는 반사기의 부분의 측면 또는 단부를 통해 배치될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 만곡된 외측 광 커버의 외측 주 표면의 10% 이상(일부 실시 형태에서는, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85% 이상, 또는 심지어 90% 이상)이 재귀반사성이다.
20° 내지 30° 범위에서 광 추출 원추를 갖는 LED 및 램버시안 발광 패턴을 갖는 LED를 포함한, 적합한 발광 다이오드가 당업계에 알려져 있고 구매가능하다. LED는 LED 당 0.1 미만 내지 10 와트의 범위인 것을 포함한 다양한 전력 사용 정격(예를 들어, 최대 0.1, 0.25, 0.5, 0.75, 1, 2.5, 5, 또는 최대 10 와트의 전력 사용 정격)에서 이용가능하다. LED는 예를 들어 자외선(약 400 ㎚ 미만)으로부터 적외선(700 ㎚ 초과)의 범위인 색상에서 이용가능하다. LED의 기본 색상은 청색, 녹색, 적색 및 황색이지만, 기본 색상을 혼합하거나 인광체를 첨가함으로써 흰색뿐만 아니라 다른 색상도 얻어질 수 있다.
일부 실시 형태에서, 그리고 전형적으로 바람직하게는, 활성화된 때 발광 다이오드는 균일한 광속 발산도(luminous exitance)를 갖는다. 광속 발산도는 단위 면적 당 방출된 광량(루멘스 단위)을 말한다. 요구되는 균일성의 정도는 응용에 따라 변한다. LCD는 일반적으로 VESA-2001-6에서 규정된 바와 같이 균일성이 80%를 초과할 것을 요구한다. 간판 및 차량 라이트와 같은 다른 응용은 균일성의 정의를 명확한 것으로서 갖지 않지만, 가장 밝은 지점으로부터 가장 어두운 지점까지의 총 변화는 현저해서는 안되며, 또한 광속 발산도에 있어서 임의의 국부적인 구배가 두드러질 정도로 커서도 안된다. 일부 실시 형태에서, 본 명세서에서 기술된 광 조립체는 100 ㎠ 당 최대 5개의 발광 다이오드를 갖는다.
일부 실시 형태에서, 본 명세서에 기술된 광 조립체는 최대 15 와트, 10 와트 또는 심지어 최대 5 와트의 총 전력 사용을 갖는다.
일부 실시 형태에서, 본 명세서에 기술된 광 조립체는 2:1, 3:1, 5:1, 10:1, 15:1, 20:1, 25:1, 50:1, 75:1 또는 심지어 80:1 초과의 길이 대 깊이 비를 갖는다.
일부 실시 형태(예를 들어, 차량 구성요소)에서, 광 조립체(예를 들어, 광학 공동)가 예를 들어 먼지 및/또는 수분 침투에 대해 밀봉되는 것이 바람직하다.
선택적으로, 본 명세서에 기술된 광 조립체는 반투과형 표면과 반사기 사이에 배치되는 착색된 투과 요소(들)(예를 들어, 필름(들))(즉, 요소에 부딪히는 광의 적어도 하나의 파장(예를 들어, 가시 스펙트럼에서)에 대해 광자의 20% 이상(선택적으로, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 70%, 75%, 80%, 85% 이상, 또는 심지어 90% 이상)이 요소를 통해 투과되고 요소를 빠져나감)를 추가로 포함한다. 투명한 착색된 요소는 예를 들어 만곡된 외측 광 커버의 내측 주 표면과 반사기 사이, 만곡된 외측 광 커버의 내측 주 표면과 제1 광원 사이, 및/또는 제1 광원과 반사기 사이에 있을 수 있다. 일부 실시 형태에서, 투명한 착색된 요소는 광학 공동에 위치되어 제1 색상의 제1 구역 및 상이한 제2 색상의 제2 구역을 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 예시적인 광 조립체가 도시되어 있다. 광 조립체(100)는 만곡된 외측 광 커버(102), 내측 주 표면(107)을 갖는 반사기(106), 발광 다이오드(108), 투명한 착색된 요소(111), 및 구역(109, 110)을 갖는다. 주 반투과형 표면(105)을 갖는 필름(104)이 외측 광 커버(102)의 내측 주 표면(103)에 부착된다.
투명한 착색된 요소들의 하나 이상의 색상이 사용될 수 있다. 적합한 필름이 당업계에 알려져 있으며, 착색된(예를 들어, 염색되거나 안료 처리된) 필름 및 색상 전이 필름(color shifting film)을 포함한다. 투과성의 착색된 필름 및 색상 전이 필름은, 예를 들어 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "스카치칼(SCOTCHCAL) 3630"으로 약 60개의 상이한 색상으로 입수가능하다.
본 명세서에 사용된 바와 같은 "색상 전이 필름"은 적어도 제1 층 유형 및 제2 층 유형의 교번하는 층들을 포함하는 필름을 말하며, 여기서 제1 층 유형은 변형 경화(strain hardening) 중합체(예를 들어, 폴리에스테르)를 포함하고, 필름은 스펙트럼의 가시 영역 내의 적어도 하나의 투과 대역 및 하나의 반사 대역을 가지며, 투과 대역은 평균 투과도가 적어도 70%이고, 상기 투과 대역 및 반사 대역 중 적어도 하나는 수직 입사에서 6.45 ㎠ (1 제곱 인치)에 걸쳐 약 25 ㎚ 미만만큼 변한다. 선택적으로, 필름은 적어도 제1 층 유형 및 제2 층 유형의 교번하는 중합체 층들을 포함하고, 여기서 필름은 스펙트럼의 가시 영역 내의 적어도 하나의 투과 대역 및 적어도 하나의 반사 대역을 가지며, 투과 대역과 반사 대역 중 적어도 하나는 수직 입사에서, 필름의 평면에서의 2개의 직교 축선 각각을 따라 5.08 cm(2 인치) 이상의 거리에 걸쳐 8 ㎚ 이하만큼 변하는 대역 에지를 갖는다. 선택적으로, 투과 대역 및 반사 대역 중 적어도 하나는 수직 입사에서 10 ㎠ 이상의 표면적에 걸쳐 2 ㎚ 이하만큼 변하는 대역폭을 갖는다. 선택적으로, 필름은 스펙트럼의 가시 영역에서 정확하게 하나의 투과 대역을 갖는다. 선택적으로, 필름은 스펙트럼의 가시 영역에서 정확하게 하나의 반사 대역을 갖는다. 색상 전이 필름은, 예를 들어 그 개시 내용이 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제6,531,230호(웨버(Weber) 등)에 기술되어 있는 바와 같이 제조될 수 있으며, 그러한 필름에 관한 추가적인 상세 사항이 또한 상기 미국 특허에서 알게 될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 반경면형 요소가 공동 내에(예를 들어, 반사기와 만곡된 외측 광 커버의 내측 주 표면 사이, 만곡된 외측 광 커버의 내측 주 표면과 제1 광원 사이, 및/또는 제1 광원과 반사기 사이에 배치될 수 있다(즉, 도 10을 참조하여 전술된 투명한 착색된 요소와 유사함).
선택적으로, 본 명세서에 기술된 광 조립체는 예를 들어 광원(들)으로부터 광의 휘도 및/또는 색상을 검출 및 제어하기 위해 광 센서(들) 및 피드백 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서가 광원(들) 근방에 위치되어 휘도 및/또는 색상을 제어, 유지 및/또는 조정하도록 출력을 모니터링하고 피드백을 제공할 수 있다. 예를 들어, 혼합 광을 샘플링하기 위해 에지를 따라 그리고/또는 공동 내에 센서(들)를 위치시키는 것이 유리할 수 있다. 일부 예에서, 예를 들어 낮이든 밤이든 관찰 환경(예를 들어, 디스플레이가 있는 공간 또는 자동차 미등을 위한 공간)에서 주변광을 검출하도록 센서(들)를 제공하는 것이 유리할 수 있다. 예를 들어, 주변 관찰 조건에 기초하여 광원(들)의 출력을 적절하게 조정하는 데 제어 로직이 사용될 수 있다. 적합한 센서(들)가 당업계에 알려져 있으며(예를 들어, 광-대-주파수 또는 광-대-전압 센서), 예를 들어 미국 텍사스주 플라노 소재의 텍사스 어드밴스트 옵토일렉트로닉 솔루션즈(Texas Advanced Optoelectronic Solutions, Plano)로부터 구매가능하다. 추가적으로 또는 대안적으로, 광원(들)의 출력을 모니터링하고 제어하는 데 열 센서(들)가 사용될 수 있다. 이들 센서 기술은, 예를 들어 시간에 따른 구성요소의 노화에 대한 보상 및 작동 조건에 기초하여 광 출력을 조정하는 데 사용될 수 있다.
선택적으로, 본 명세서에 기술된 광 조립체는 광학 공동의 일부분 내에 포함되는 추가적인 지지 특징부(예를 들어, 로드(rod) 등)를 추가로 포함한다.
본 명세서에 기술된 광 조립체의 실시 형태들은, 예를 들어 간판, 백라이트, 디스플레이, 태스크 라이팅, 조명 기구 및 차량(예를 들어, 자동차, 트럭, 항공기 등)의 구성요소로서 유용하다. 광 조립체를 포함하는 차량은 광 조립체가 차량 미등 조립체인 것을 포함한다.
예시적인 실시 형태
1. 적어도 일부분이 만곡된 반투과형 표면; 및
반투과형 표면의 만곡된 부분의 30 면적 퍼센트 이상에 실질적으로 평행한 주 표면을 갖는 반사기를 포함하는 물품.
2. 실시 형태 1에서, 반투과형 표면이 볼록 곡률을 갖는 물품.
3. 실시 형태 1 또는 실시 형태 2에서, 반사기는 적어도 부분적으로 경면 반사성인 물품.
4. 임의의 상기 실시 형태에서, 반사기는 적어도 부분적으로 반경면 반사성인 물품.
5. 임의의 상기 실시 형태에서, 반투과형 표면은 적어도 부분적으로 경면 반사성인 물품.
6. 임의의 상기 실시 형태에서, 반투과형 표면은 적어도 부분적으로 반경면 반사성인 물품.
7. 임의의 상기 실시 형태에서, 반사기의 주 표면은 반투과형 표면의 만곡된 부분의 40 면적 퍼센트 이상에 실질적으로 평행한 물품.
8. 실시 형태 1 내지 실시 형태 6 중 어느 하나에서, 반사기의 주 표면은 반투과형 표면의 만곡된 부분의 50 면적 퍼센트 이상에 실질적으로 평행한 물품.
9. 실시 형태 1 내지 실시 형태 6 중 어느 하나에서, 반사기의 주 표면은 반투과형 표면의 만곡된 부분의 60 면적 퍼센트 이상에 실질적으로 평행한 물품.
10. 실시 형태 1 내지 실시 형태 6 중 어느 하나에서, 반사기의 주 표면은 반투과형 표면의 만곡된 부분의 70 면적 퍼센트 이상에 실질적으로 평행한 물품.
11. 실시 형태 1 내지 실시 형태 6 중 어느 하나에서, 반사기의 주 표면은 반투과형 표면의 만곡된 부분의 80 면적 퍼센트 이상에 실질적으로 평행한 물품.
12. 임의의 상기 실시 형태에서, 반사기의 내측 주 표면은 반사율이 90 퍼센트 이상인 물품.
13. 실시 형태 1 내지 실시 형태 11 중 어느 하나에서, 반사기의 내측 주 표면은 반사율이 98.5 퍼센트 이상인 물품.
14. 임의의 상기 실시 형태에서, 반투과형 표면은 제1 군의 구조물을 갖는 제1 구역 및 상이한 제2 군의 구조물을 갖는 제2 구역을 포함하는 물품.
15. 임의의 상기 실시 형태에서, 반투과형 표면은 구조물들의 반복 패턴을 포함하는 물품.
16. 임의의 상기 실시 형태에서, 반투과형 표면은 0.6:1 초과의 높이 대 밑면 길이 비를 갖는 복수의 형상으로 구성되는 구조물을 구비하는 물품.
17. 실시 형태 1 내지 실시 형태 15 중 어느 하나에서, 반투과형 표면은 0.75:1 초과의 높이 대 밑면 길이 비를 갖는 복수의 형상으로 구성되는 구조물을 구비하는 물품.
18. 실시 형태 1 내지 실시 형태 15 중 어느 하나에서, 반투과형 표면은 0.9:1 초과의 높이 대 밑면 길이 비를 갖는 복수의 형상으로 구성되는 구조물을 구비하는 광 조립체.
19. 실시 형태 17 또는 실시 형태 18에서, 구조물들 중 적어도 하나의 구조물의 형상이 표면 영역을 가지며, 구조물의 표면 영역의 10% 이하를 덮는, 구조물의 밑면으로부터 정점까지의 리브(rib)를 반투과형 표면 상에서 포함하는 광 조립체.
20. 실시 형태 17 또는 실시 형태 18에서, 구조물들 중 적어도 하나의 구조물의 형상이 표면 영역을 가지며, 구조물의 표면 영역의 5% 이하를 덮는, 구조물의 밑면으로부터 정점까지의 리브를 반투과형 표면 상에서 포함하는 광 조립체.
21. 임의의 상기 실시 형태에서, 반투과형 표면은 반투과형 표면을 갖는 필름인 물품.
22. 실시 형태 1 내지 실시 형태 21 중 어느 하나에서, 반투과형 표면은 엠보싱된 물품.
23. 외측 주 표면을 갖는 외측 광 커버;
만곡된 반투과형 표면;
반투과형 표면의 만곡된 부분의 30 면적 퍼센트 이상에 실질적으로 평행한 내측 주 표면을 갖는 반사기 - 만곡된 반투과형 표면은 외측 광 커버의 외측 주 표면과 반사기의 내측 주 표면 사이에 배치됨 - ; 및
제1 광원을 포함하며,
외측 광 커버와 반사기 사이에 광학 공동이 있고, 제1 광원은 광학 공동 내로 광을 도입하도록 위치되는 광 조립체.
24. 실시 형태 23에서, 반투과형 표면의 만곡된 부분 및 반사기의 내측 주 표면의 만곡된 부분은 볼록 곡률을 갖는 광 조립체.
25. 실시 형태 23 또는 실시 형태 24에서, 외측 광 커버는 내측 주 표면을 추가로 포함하고, 외측 광 커버의 내측 주 표면의 30 면적 퍼센트 이상이 반투과형 표면의 만곡된 부분인 광 조립체.
26. 실시 형태 23 또는 실시 형태 24에서, 외측 광 커버는 내측 주 표면을 추가로 포함하고, 외측 광 커버의 내측 주 표면의 40 면적 퍼센트 이상이 반투과형 표면의 만곡된 부분인 광 조립체.
27. 실시 형태 23 또는 실시 형태 24에서, 외측 광 커버는 내측 주 표면을 추가로 포함하고, 외측 광 커버의 내측 주 표면의 50 면적 퍼센트 이상이 반투과형 표면의 만곡된 부분인 광 조립체.
28. 실시 형태 23 또는 실시 형태 24에서, 외측 광 커버는 내측 주 표면을 추가로 포함하고, 외측 광 커버의 내측 주 표면의 60 면적 퍼센트 이상이 반투과형 표면의 만곡된 부분인 광 조립체.
29. 실시 형태 23 또는 실시 형태 24에서, 외측 광 커버는 내측 주 표면을 추가로 포함하고, 외측 광 커버의 내측 주 표면의 70 면적 퍼센트 이상이 반투과형 표면의 만곡된 부분인 광 조립체.
30. 실시 형태 23 또는 실시 형태 24에서, 외측 광 커버는 내측 주 표면을 추가로 포함하고, 외측 광 커버의 내측 주 표면의 80 면적 퍼센트 이상이 반투과형 표면의 만곡된 부분인 광 조립체.
31. 실시 형태 23 또는 실시 형태 24에서, 외측 광 커버는 내측 주 표면을 추가로 포함하고, 외측 광 커버의 내측 주 표면의 85 면적 퍼센트 이상이 반투과형 표면의 만곡된 부분인 광 조립체.
32. 실시 형태 23 또는 실시 형태 24에서, 외측 광 커버는 내측 주 표면을 추가로 포함하고, 외측 광 커버의 내측 주 표면의 90 면적 퍼센트 이상이 반투과형 표면의 만곡된 부분인 광 조립체.
33. 실시 형태 23 또는 실시 형태 24에서, 외측 광 커버는 내측 주 표면을 추가로 포함하고, 외측 광 커버의 내측 주 표면의 99 면적 퍼센트 이상이 반투과형 표면의 만곡된 부분인 광 조립체.
34. 실시 형태 23 또는 실시 형태 24에서, 외측 광 커버는 내측 주 표면을 추가로 포함하고, 외측 광 커버의 내측 주 표면의 100 면적 퍼센트가 반투과형 표면의 만곡된 부분인 광 조립체.
35. 실시 형태 23 내지 실시 형태 34 중 어느 하나에서, 반사기는 적어도 부분적으로 경면 반사성인 광 조립체.
36. 실시 형태 23 내지 실시 형태 35 중 어느 하나에서, 반사기는 적어도 부분적으로 반경면 반사성인 광 조립체.
37. 실시 형태 23 내지 실시 형태 36 중 어느 하나에서, 만곡된 반투과형은 적어도 부분적으로 경면 반사성인 광 조립체.
38. 실시 형태 23 내지 실시 형태 36 중 어느 하나에서, 외측 광 커버의 만곡된 반투과형 표면은 적어도 부분적으로 반경면 반사성인 광 조립체.
39. 실시 형태 23 내지 실시 형태 38 중 어느 하나에서, 반사기의 내측 주 표면은 반투과형 표면의 만곡된 부분의 40 면적 퍼센트 이상에 실질적으로 평행한 광 조립체.
40. 실시 형태 23 내지 실시 형태 38 중 어느 하나에서, 반사기의 내측 주 표면은 반투과형 표면의 만곡된 부분의 50 면적 퍼센트 이상에 실질적으로 평행한 광 조립체.
41. 실시 형태 23 내지 실시 형태 38 중 어느 하나에서, 반사기의 내측 주 표면은 반투과형 표면의 만곡된 부분의 60 면적 퍼센트 이상에 실질적으로 평행한 광 조립체.
42. 실시 형태 23 내지 실시 형태 38 중 어느 하나에서, 반사기의 내측 주 표면은 반투과형 표면의 만곡된 부분의 70 면적 퍼센트 이상에 실질적으로 평행한 광 조립체.
43. 실시 형태 23 내지 실시 형태 38 중 어느 하나에서, 반사기의 내측 주 표면은 반투과형 표면의 만곡된 부분의 80 면적 퍼센트 이상에 실질적으로 평행한 광 조립체.
44. 실시 형태 23 내지 실시 형태 43 중 어느 하나에서, 반사기의 내측 주 표면은 반사율이 90 퍼센트 이상인 광 조립체.
45. 실시 형태 23 내지 실시 형태 43 중 어느 하나에서, 반사기의 내측 주 표면은 반사율이 98.5 퍼센트 이상인 광 조립체.
46. 실시 형태 23 내지 실시 형태 45 중 어느 하나에서, 반사기의 내측 주 표면과 외측 커버 사이에 배치된 확산기를 추가로 포함하는 광 조립체.
47. 실시 형태 23 내지 실시 형태 46 중 어느 하나에서, 반사기의 내측 표면은 제1 군의 광 추출 특징부를 갖는 제1 구역 및 상이한 제2 군의 광 추출 특징부를 갖는 제2 구역을 포함하는 광 조립체.
48. 실시 형태 23 내지 실시 형태 47 중 어느 하나에서, 반사기의 내측 표면은 광 추출 특징부들의 반복 패턴을 포함하는 광 조립체.
49. 실시 형태 23 내지 실시 형태 48 중 어느 하나에서, 반투과형 표면은 제1 군의 구조물을 갖는 제1 구역 및 상이한 제2 군의 구조물을 갖는 제2 구역을 포함하는 광 조립체.
50. 실시 형태 23 내지 실시 형태 49 중 어느 하나에서, 반투과형 표면은 구조물들의 반복 패턴을 포함하는 광 조립체.
51. 실시 형태 23 내지 실시 형태 50 중 어느 하나에서, 2:1 초과의 길이 대 깊이 비를 갖는 광 조립체.
52. 실시 형태 23 내지 실시 형태 51 중 어느 하나에서, 3:1 초과의 길이 대 깊이 비를 갖는 광 조립체.
53. 실시 형태 23 내지 실시 형태 51 중 어느 하나에서, 5:1 초과의 길이 대 깊이 비를 갖는 광 조립체.
54. 실시 형태 23 내지 실시 형태 51 중 어느 하나에서, 10:1 초과의 길이 대 깊이 비를 갖는 광 조립체.
55. 실시 형태 23 내지 실시 형태 51 중 어느 하나에서, 25:1 초과의 길이 대 깊이 비를 갖는 광 조립체.
56. 실시 형태 23 내지 실시 형태 51 중 어느 하나에서, 50:1 초과의 길이 대 깊이 비를 갖는 광 조립체.
57. 실시 형태 23 내지 실시 형태 51 중 어느 하나에서, 75:1 초과의 길이 대 깊이 비를 갖는 광 조립체.
58. 실시 형태 23 내지 실시 형태 57 중 어느 하나에서, 반투과형 표면은 0.6:1 초과의 높이 대 밑면 길이 비를 갖는 복수의 형상으로 구성되는 구조물을 구비하는 광 조립체.
59. 실시 형태 23 내지 실시 형태 57 중 어느 하나에서, 반투과형 표면은 0.75:1 초과의 높이 대 밑면 길이 비를 갖는 복수의 형상으로 구성되는 구조물을 구비하는 광 조립체.
60. 실시 형태 23 내지 실시 형태 57 중 어느 하나에서, 반투과형 표면은 0.9:1 초과의 높이 대 밑면 길이 비를 갖는 복수의 형상으로 구성되는 구조물을 구비하는 광 조립체.
61. 실시 형태 58 내지 실시 형태 60 중 어느 하나에서, 구조물의 적어도 하나의 구조물의 형상이 표면 영역을 가지며, 구조물의 표면 영역의 10% 이하를 덮는, 구조물의 밑면으로부터 정점까지의 리브를 반투과형 표면 상에서 포함하는 광 조립체.
62. 실시 형태 58 내지 실시 형태 60 중 어느 하나에서, 구조물의 적어도 하나의 구조물의 형상이 표면 영역을 가지며, 구조물의 표면 영역의 5% 이하를 덮는, 구조물의 밑면으로부터 정점까지의 리브를 반투과형 표면 상에서 포함하는 광 조립체.
63. 실시 형태 23 내지 실시 형태 62 중 어느 하나에서, 반투과형 표면은 반투과형 표면을 갖는 필름인 광 조립체.
64. 실시 형태 23 내지 실시 형태 62 중 어느 하나에서, 반투과형 표면은 외측 광 커버의 내측 표면에 성형되는 광 조립체.
65. 실시 형태 23 내지 실시 형태 62 중 어느 하나에서, 반투과형 표면은 외측 광 커버의 내측 표면에 엠보싱되는 광 조립체.
66. 실시 형태 23 내지 실시 형태 65 중 어느 하나에서, 광원이 활성화될 때, 광 조립체는 균일한 광속 발산도를 나타내는 광 조립체.
67. 실시 형태 24 내지 실시 형태 66 중 어느 하나에서, 광원은 적어도 하나의 발광 다이오드인 광 조립체.
68. 실시 형태 67에서, 적어도 하나의 발광 다이오드는 0.25 와트 내지 5 와트 범위의 전력 사용 정격을 갖는 광 조립체.
69. 실시 형태 67 또는 실시 형태 68에서, 적어도 하나의 발광 다이오드는 램버시안 발광 패턴을 갖는 광 조립체.
70. 실시 형태 67 내지 실시 형태 69 중 어느 하나에서, 2개의 발광 다이오드를 갖는 광 조립체.
71. 실시 형태 67 내지 실시 형태 69 중 어느 하나에서, 3개의 발광 다이오드를 갖는 광 조립체.
72. 실시 형태 67 내지 실시 형태 69 중 어느 하나에서, 4개의 발광 다이오드를 갖는 광 조립체.
73. 실시 형태 67 내지 실시 형태 69 중 어느 하나에서, 5개의 발광 다이오드를 갖는 광 조립체.
74. 실시 형태 23 내지 실시 형태 73 중 어느 하나에서, 100 ㎠ 당 최대 5개의 발광 다이오드를 갖는 광 조립체.
75. 실시 형태 23 내지 실시 형태 74 중 어느 하나에서, 제1 광원은 적어도 부분적으로 광학 공동 내에 위치된 도광체를 포함하는 광 조립체.
76. 실시 형태 23 내지 실시 형태 75 중 어느 하나에서, 반사기와 만곡된 외측 광의 내측 주 표면 사이에서 투명한 착색된 요소를 추가로 포함하는 광 조립체.
77. 실시 형태 23 내지 실시 형태 76 중 어느 하나에서, 만곡된 외측 광의 내측 주 표면과 제1 광 사이에서 투명한 착색된 요소를 추가로 포함하는 광 조립체.
78. 실시 형태 23 내지 실시 형태 77 중 어느 하나에서, 제1 광원과 반사기 사이에서 투명한 착색된 요소를 추가로 포함하는 광 조립체.
79. 실시 형태 23 내지 실시 형태 78 중 어느 하나에서, 투명한 착색된 요소는 광학 공동에 위치되어 제1 색상의 제1 구역 및 상이한 제2 색상의 제2 구역을 제공할 수 있는 광 조립체.
80. 실시 형태 23 내지 실시 형태 79 중 어느 하나에서, 공동 내에 배치된 반경면형 요소를 추가로 포함하는 광 조립체.
81. 실시 형태 23 내지 실시 형태 80 중 어느 하나에서, 반사기는 또한 반투과형인 광 조립체.
82. 실시 형태 23 내지 실시 형태 81 중 어느 하나에서, 만곡된 외측 광 커버는 10% 이상 재귀반사성인 외측 주 표면을 갖는 광 조립체.
83. 실시 형태 23 내지 실시 형태 81 중 어느 하나에서, 만곡된 외측 광 커버는 25% 이상 재귀반사성인 외측 주 표면을 갖는 광 조립체.
84. 실시 형태 23 내지 실시 형태 81 중 어느 하나에서, 만곡된 외측 광 커버는 50% 이상 재귀반사성인 외측 주 표면을 갖는 광 조립체.
85. 실시 형태 23 내지 실시 형태 81 중 어느 하나에서, 만곡된 외측 광 커버는 75% 이상 재귀반사성인 외측 주 표면을 갖는 광 조립체.
86. 실시 형태 23 내지 실시 형태 81 중 어느 하나에서, 만곡된 외측 광 커버는 90% 이상 재귀반사성인 외측 주 표면을 갖는 광 조립체.
87. 실시 형태 23 내지 실시 형태 86 중 어느 하나에서, 반사기는 제1 반사도 영역 및 제2 반사도 영역을 포함하고, 제1 반사도 영역은 광의 제1 파장에 대해 제2 반사도 영역보다 더 반사성이며, 제2 반사도 영역은 광의 상이한 제2 파장에 대해 제1 반사도 영역보다 더 반사성인 광 조립체.
88. 실시 형태 24 내지 실시 형태 87 중 어느 하나에서, 반투과형 표면은 제1 반투과 영역 및 제2 반투과 영역을 포함하며, 제1 반투과도 영역은 광의 제1 파장에 대해 제2 반투과도 영역보다 더 반투과성이며, 제2 반투과도 영역은 광의 상이한 제2 파장에 대해 제1 반투과 영역보다 더 반투과성인 광 조립체.
89. 실시 형태 23 내지 실시 형태 88 중 어느 하나에서, 광 센서를 추가로 포함하는 광 조립체.
90. 실시 형태 23 내지 실시 형태 89 중 어느 하나에서, 열 센서를 추가로 포함하는 광 조립체.
91. 실시 형태 23 내지 실시 형태 90 중 어느 하나의 광 조립체를 포함하는 간판.
92. 실시 형태 23 내지 실시 형태 90 중 어느 하나의 광 조립체를 포함하는 백라이트.
93. 실시 형태 23 내지 실시 형태 90 중 어느 하나의 광 조립체를 포함하는 디스플레이.
94. 실시 형태 23 내지 실시 형태 90 중 어느 하나의 광 조립체를 포함하는 태스크 라이팅.
95. 실시 형태 23 내지 실시 형태 90 중 어느 하나의 광 조립체를 포함하는 조명 기구.
96. 실시 형태 23 내지 실시 형태 90 중 어느 하나에서, 차량 구성요소인 광 조립체.
97. 실시 형태 23 내지 실시 형태 90 중 어느 하나에서, 차량 미등 조립체인 광 조립체.
98. 실시 형태 23 내지 실시 형태 90 중 어느 하나의 광 조립체를 포함하는 차량.
99. 외측 주 표면을 갖는 외측 광 커버;
만곡된 반투과형 표면;
만곡된 내측 주 표면을 갖는 반사기 - 만곡된 반투과형 표면은 외측 광 커버의 외측 주 표면과 반사기의 만곡된 내측 주 표면 사이에 배치됨 - ; 및
제1 광원을 포함하며,
외측 광 커버와 반사기 사이에 광학 공동이 있고, 제1 광원은 광학 공동 내로 광을 도입하도록 위치되며, 반사기의 만곡된 내측 주 표면은 반투과형 표면에 대해, 이 두 표면들 사이의 간격이 광원으로부터 멀어지는 거리를 따라 감소하도록 배향되고, 간격 대 거리의 국부적인 최대 감소비가 0.8:1 미만인 광 조립체.
100. 실시 형태 99에서, 외측 광 커버는 만곡된 반투과형 표면인 내측 주 표면을 추가로 포함하는 광 조립체.
101. 실시 형태 99 또는 실시 형태 100에서, 간격 대 거리의 국부적인 최대 감소비는 0.7:1 미만인 광 조립체..
102. 실시 형태 99 또는 실시 형태 100에서, 간격 대 거리의 국부적인 최대 감소비는 0.6:1 미만인 광 조립체.
103. 실시 형태 99 또는 실시 형태 100에서, 간격 대 거리의 국부적인 최대 감소비는 0.5:1 미만인 광 조립체.
104. 실시 형태 99 또는 실시 형태 100에서, 간격 대 거리의 국부적인 최대 감소비는 0.4:10 미만인 광 조립체.
105. 실시 형태 99 또는 실시 형태 100에서, 간격 대 거리의 국부적인 최대 감소비는 0.35:1 미만인 광 조립체.
106. 실시 형태 99 또는 실시 형태 100에서, 간격 대 거리의 국부적인 최대 감소비는 0.3:1 미만인 광 조립체.
107. 실시 형태 99 또는 실시 형태 100에서, 간격 대 거리의 국부적인 최대 감소비는 0.25:1 미만인 광 조립체.
108. 실시 형태 99 또는 실시 형태 100에서, 간격 대 거리의 국부적인 최대 감소비는 0.2:1 미만인 광 조립체.
109. 실시 형태 99 또는 실시 형태 100에서, 간격 대 거리의 국부적인 최대 감소비는 0.15:1 미만인 광 조립체.
110. 실시 형태 99 또는 실시 형태 100에서, 간격 대 거리의 국부적인 최대 감소비는 0.1:1 미만인 광 조립체.
111. 실시 형태 99 또는 실시 형태 100에서, 간격 대 거리의 국부적인 최대 감소비는 05:1 미만인 광 조립체.
112. 실시 형태 99 또는 실시 형태 100에서, 만곡된 외측 광 커버의 내측 주 표면은 볼록 곡률을 갖는 광 조립체.
113. 실시 형태 99 내지 실시 형태 112 중 어느 하나에서, 외측 광 커버는 내측 주 표면을 추가로 포함하고, 외측 광 커버의 내측 주 표면의 50 면적 퍼센트 이상이 반투과형인 광 조립체.
114. 실시 형태 99 내지 실시 형태 112 중 어느 하나에서, 외측 광 커버는 내측 주 표면을 추가로 포함하고, 외측 광 커버의 내측 주 표면의 60 면적 퍼센트 이상이 반투과형인 광 조립체.
115. 실시 형태 99 내지 실시 형태 112 중 어느 하나에서, 외측 광 커버는 내측 주 표면을 추가로 포함하고, 외측 광 커버의 내측 주 표면의 70 면적 퍼센트 이상이 반투과형인 광 조립체.
116. 실시 형태 99 내지 실시 형태 112 중 어느 하나에서, 외측 광 커버는 내측 주 표면을 추가로 포함하고, 외측 광 커버의 내측 주 표면의 80 면적 퍼센트 이상이 반투과형인 광 조립체.
117. 실시 형태 99 내지 실시 형태 112 중 어느 하나에서, 외측 광 커버는 내측 주 표면을 추가로 포함하고, 외측 광 커버의 내측 주 표면의 85 면적 퍼센트 이상이 반투과형인 광 조립체.
118. 실시 형태 99 내지 실시 형태 112 중 어느 하나에서, 외측 광 커버는 내측 주 표면을 추가로 포함하고, 외측 광 커버의 내측 주 표면의 90 면적 퍼센트 이상이 반투과형인 광 조립체.
119. 실시 형태 99 내지 실시 형태 112 중 어느 하나에서, 외측 광 커버는 내측 주 표면을 추가로 포함하고, 외측 광 커버의 내측 주 표면의 99 면적 퍼센트 이상이 반투과형인 광 조립체.
120. 실시 형태 99 내지 실시 형태 112 중 어느 하나에서, 외측 광 커버는 내측 주 표면을 추가로 포함하고, 외측 광 커버의 내측 주 표면의 100 면적 퍼센트가 반투과형인 광 조립체.
121. 실시 형태 99 내지 실시 형태 120 중 어느 하나에서, 반사기는 적어도 부분적으로 경면 반사형인 광 조립체.
122. 실시 형태 99 내지 실시 형태 121 중 어느 하나에서, 반사기는 적어도 부분적으로 반경면 반사형인 광 조립체.
123. 실시 형태 99 내지 실시 형태 122 중 어느 하나에서, 외측 광 커버의 내측 주 표면은 적어도 부분적으로 경면 반사형인 광 조립체.
124. 실시 형태 99 내지 실시 형태 123 중 어느 하나에서, 외측 광 커버의 내측 주 표면은 적어도 부분적으로 반경면 반사형인 광 조립체.
125. 실시 형태 99 내지 실시 형태 124 중 어느 하나에서, 반사기의 주 표면은 반사율이 90 퍼센트 이상인 광 조립체.
126. 실시 형태 99 내지 실시 형태 125 중 어느 하나에서, 반사기의 주 표면은 반사율이 적어도 98.5 퍼센트인 광 조립체.
127. 실시 형태 99 내지 실시 형태 126 중 어느 하나에서, 만곡된 외측 커버와 내측 주 표면 사이에 배치된 확산기를 추가로 포함하는 광 조립체.
128. 실시 형태 99 내지 실시 형태 127 중 어느 하나에서, 반사기의 내측 표면은 제1 군의 광 추출 특징부를 갖는 제1 구역 및 상이한 제2 군의 광 추출 특징부를 갖는 제2 구역을 포함하는 광 조립체.
129. 실시 형태 99 내지 실시 형태 128 중 어느 하나에서, 반사기의 내측 표면은 광 추출 특징부들의 반복 패턴을 포함하는 광 조립체.
130. 실시 형태 99 내지 실시 형태 129 중 어느 하나에서, 반투과형 표면은 제1 군의 구조물을 갖는 제1 구역 및 상이한 제2 군의 구조물을 갖는 제2 구역을 포함하는 광 조립체.
131. 실시 형태 99 내지 실시 형태 130 중 어느 하나에서, 반투과형 표면은 구조물들의 반복 패턴을 포함하는 광 조립체.
132. 실시 형태 99 내지 실시 형태 131 중 어느 하나에서, 2:1 초과의 길이 대 깊이 비를 갖는 광 조립체.
133. 실시 형태 99 내지 실시 형태 131 중 어느 하나에서, 3:1 초과의 길이 대 깊이 비를 갖는 광 조립체.
134. 실시 형태 99 내지 실시 형태 131 중 어느 하나에서, 5:1 초과의 길이 대 깊이 비를 갖는 광 조립체.
135. 실시 형태 99 내지 실시 형태 131 중 어느 하나에서, 10:1 초과의 길이 대 깊이 비를 갖는 광 조립체.
136. 실시 형태 99 내지 실시 형태 131 중 어느 하나에서, 25:1 초과의 길이 대 깊이 비를 갖는 광 조립체.
137. 실시 형태 99 내지 실시 형태 131 중 어느 하나에서, 50:1 초과의 길이 대 깊이 비를 갖는 광 조립체.
138. 실시 형태 99 내지 실시 형태 131 중 어느 하나에서, 75:1 초과의 길이 대 깊이 비를 갖는 광 조립체.
139. 실시 형태 99 내지 실시 형태 138 중 어느 하나에서, 반투과형 표면은 0.6:1 초과의 높이 대 밑면 길이 비를 갖는 복수의 형상으로 구성되는 구조물을 구비하는 광 조립체.
140. 실시 형태 99 내지 실시 형태 138 중 어느 하나에서, 반투과형 표면은 0.75:1 초과의 높이 대 밑면 길이 비를 갖는 복수의 형상으로 구성되는 구조물을 구비하는 광 조립체.
141. 실시 형태 99 내지 실시 형태 138 중 어느 하나에서, 반투과형 표면은 0.9:1 초과의 높이 대 밑면 길이 비를 갖는 복수의 형상으로 구성되는 구조물을 구비하는 광 조립체.
142. 실시 형태 137 내지 실시 형태 141 중 어느 하나에서, 구조물들 중 적어도 하나의 구조물의 형상은 표면 영역을 가지며, 구조물의 표면 영역의 최대 10%를 덮는, 구조물의 밑면으로부터 정점까지의 리브를 반투과형 표면 상에서 포함하는 광 조립체.
143. 실시 형태 137 내지 실시 형태 141 중 어느 하나에서, 구조물들 중 적어도 하나의 구조물의 형상은 표면 영역을 가지며, 구조물의 표면 영역의 최대 5%를 덮는, 구조물의 밑면으로부터 정점까지의 리브를 반투과형 표면 상에서 포함하는 광 조립체.
144. 실시 형태 99 내지 실시 형태 143 중 어느 하나에서, 외측 광 커버는 내측 부품에 고정되는 외측 부품을 포함하고, 내측 부품은 반투과형 표면을 포함하는 광 조립체.
145. 실시 형태 99 내지 실시 형태 144 중 어느 하나에서, 반투과형 표면은 반투과형 표면을 갖는 필름인 광 조립체.
146. 실시 형태 99 내지 실시 형태 144 중 어느 하나에서, 반투과형 표면은 외측 광 커버의 내측 표면에 성형되는 광 조립체.
147. 실시 형태 99 내지 실시 형태 144 중 어느 하나에서, 반투과형 표면은 외측 광 커버의 내측 표면에 엠보싱되는 광 조립체.
148. 실시 형태 99 내지 실시 형태 147 중 어느 하나에서, 광원이 활성화될 때, 광 조립체는 균일한 광속 발산도를 나타내는 광 조립체.
149. 실시 형태 99 내지 실시 형태 147 중 어느 하나에서, 광원은 적어도 하나의 발광 다이오드인 광 조립체.
150. 실시 형태 149에서, 적어도 하나의 발광 다이오드는 0.25 와트 내지 5 와트 범위의 전력 사용 정격을 갖는 광 조립체.
151. 실시 형태 149 또는 실시 형태 150에서, 적어도 하나의 발광 다이오드는 램버시안 발광 패턴을 갖는 광 조립체.
152. 실시 형태 150 또는 실시 형태 151에서, 2개의 발광 다이오드를 갖는 광 조립체.
153. 실시 형태 150 또는 실시 형태 151에서, 3개의 발광 다이오드를 갖는 광 조립체.
154. 실시 형태 150 또는 실시 형태 151에서, 4개의 발광 다이오드를 갖는 광 조립체.
155. 실시 형태 150 또는 실시 형태 151에서, 5개의 발광 다이오드를 갖는 광 조립체.
156. 실시 형태 99 내지 실시 형태 155 중 어느 하나에서, 100 ㎠ 당 최대 5개의 발광 다이오드를 갖는 광 조립체.
157. 실시 형태 99 내지 실시 형태 156 중 어느 하나에서, 반사기와 만곡된 외측 광의 내측 주 표면 사이에서 투명한 착색된 요소를 추가로 포함하는 광 조립체.
158. 실시 형태 99 내지 실시 형태 157 중 어느 하나에서, 만곡된 외측 광의 내측 주 표면과 제1 광 사이에서 투명한 착색된 요소를 추가로 포함하는 광 조립체.
159. 실시 형태 99 내지 실시 형태 158 중 어느 하나에서, 제1 광원과 반사기 사이에서 투명한 착색된 요소를 추가로 포함하는 광 조립체.
160. 실시 형태 99 내지 실시 형태 159 중 어느 하나에서, 투명한 착색된 요소는 광학 공동에 위치되어 제1 색상의 제1 구역 및 상이한 제2 색상의 제2 구역을 제공할 수 있는 광 조립체.
161. 실시 형태 99 내지 실시 형태 160 중 어느 하나에서, 제1 광원과 반사기 사이에서 반경면형 요소를 추가로 포함하는 광 조립체.
162. 실시 형태 99 내지 실시 형태 161 중 어느 하나에서, 반사기는 또한 반투과형인 광 조립체.
163. 실시 형태 99 내지 실시 형태 162 중 어느 하나에서, 만곡된 외측 광 커버는 10% 이상 재귀반사성인 외측 주 표면을 갖는 광 조립체.
164. 실시 형태 99 내지 실시 형태 162 중 어느 하나에서, 만곡된 외측 광 커버는 25% 이상 재귀반사성인 외측 주 표면을 갖는 광 조립체.
165. 실시 형태 99 내지 실시 형태 162 중 어느 하나에서, 만곡된 외측 광 커버는 50% 이상 재귀반사성인 외측 주 표면을 갖는 광 조립체.
166. 실시 형태 99 내지 실시 형태 162 중 어느 하나에서, 만곡된 외측 광 커버는 75% 이상 재귀반사성인 외측 주 표면을 갖는 광 조립체.
167. 실시 형태 99 내지 실시 형태 162 중 어느 하나에서, 만곡된 외측 광 커버는 90% 이상 재귀반사성인 외측 주 표면을 갖는 광 조립체.
168. 실시 형태 99 내지 실시 형태 167 중 어느 하나에서, 반사기는 제1 반사도 영역 및 제2 반사도 영역을 포함하고, 제1 반사도 영역은 광의 제1 파장에 대해 제2 반사도 영역보다 더 반사성이며, 제2 반사도 영역은 광의 상이한 제2 파장에 대해 제1 반사도 영역보다 더 반사성인 광 조립체.
169. 실시 형태 99 내지 실시 형태 168 중 어느 하나에서, 반투과형 표면은 제1 반투과 영역 및 제2 반투과 영역을 포함하며, 제1 반투과도 영역은 광의 제1 파장에 대해 제2 반투과도 영역보다 더 반투과성이며, 제2 반투과도 영역은 광의 상이한 제2 파장에 대해 제1 반투과 영역보다 더 반투과성인 광 조립체.
170. 실시 형태 99 내지 실시 형태 169 중 어느 하나에서, 광 센서를 추가로 포함하는 광 조립체.
171. 실시 형태 99 내지 실시 형태 170 중 어느 하나에서, 열 센서를 추가로 포함하는 광 조립체.
172. 실시 형태 99 내지 실시 형태 171 중 어느 하나의 광 조립체를 포함하는 간판.
173. 실시 형태 99 내지 실시 형태 171 중 어느 하나의 광 조립체를 포함하는 백라이트.
174. 실시 형태 99 내지 실시 형태 171 중 어느 하나의 광 조립체를 포함하는 디스플레이.
175. 실시 형태 99 내지 실시 형태 171 중 어느 하나의 광 조립체를 포함하는 태스크 라이팅.
176. 실시 형태 99 내지 실시 형태 171 중 어느 하나의 광 조립체를 포함하는 조명 기구.
177. 실시 형태 99 내지 실시 형태 171 중 어느 하나에서, 차량 구성요소인 광 조립체.
178. 실시 형태 99 내지 실시 형태 171 중 어느 하나에서, 차량 미등 조립체인 광 조립체.
179. 실시 형태 99 내지 실시 형태 171 중 어느 하나의 광 조립체를 포함하는 차량.
본 발명의 이점 및 실시 형태는 하기 실시예에 의해 추가로 예시되지만, 이들 실시예에서 언급되는 특정 재료 및 그 양과, 기타 조건 및 상세 사항은 본 발명을 지나치게 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 모든 부 및 비율은 달리 지시되지 않는 한 중량 기준이다.
실시예 1
바람직한 기하학적 형상(preferred geometry, PG)의 큐브 코너 요소를 포함하는 미세구조화된 큐브 코너 폴리카르보네이트 필름을, 박판 상에 형성된 PG 큐브의 다세대 복제물로부터 만들어진 공구로 압출 공정을 사용하여 제조하였다. 압출 공정을 사용하여 미세구조화된 공구로부터 미세구조화된 필름을 생성하는 것은 당업계에 알려져 있고, 그 개시 내용이 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제5,450,235호(스미스(Smith) 등) 및 미국 특허 제7,364,421호(에릭슨(Erickson) 등)에 전반적으로 기술되어 있다. 이 실시예에 사용된 공구는 미국 특허 제7,329,012호(스미스)에 전반적으로 기술되어 있는데, 그 상세 구성은 다음과 같다. 미국 특허 제7,329,012호(스미스)의 도 11에 도시된 것과 같은 전방 경사형 큐브를 사용하였다. 전방 경사형 PG 큐브를 0.173 ㎜ (0.0068 인치)의 두께를 갖는 박판 상에 형성하였다. 측면 홈(groove)들 사이의 간격은 0.104 ㎜ (0.00408 인치)였다. 측면 홈 끼인각은 공칭으로 90도였으며, 홈들은 각각의 박판의 상단 표면(미국 특허 제7,329,012(스미스)의 도 3의 기준면(26))에 대해 공칭으로 45도로 배향되었다. 각각의 측면 홈은 2개의 인접한 PG 큐브 코너 상에 큐브 면을 형성하였다. 측면 홈에 의해 형성된 큐브 면은 주 홈 면과 공칭으로 직교(90도 각도를 형성함)하였다. 각각의 박판 상의 주 홈 면은 또한 상단 표면(미국 특허 제7,329,012(스미스)의 도 3의 기준면(26))에 대해 공칭으로 45도로 배향되었다. 피크로부터 최저 지점까지 z-방향(미국 특허 제7,329,012(스미스)에서 정의된 바와 같음)으로의 큐브의 높이는 0.160 ㎜(0.00628 인치)였다. 재귀반사 성능을 제어하도록 약간의 2면각 오차를 도입하기 위해 박판 상에서의 큐브의 형성 동안에 비스듬함(skew) 및 기울어짐(inclination)을 사용하였다. 복수의 박판 - 여기서, 인접한 박판들의 큐브들은 대향 배향들을 가졌음 - 으로부터 마스터 주형을 형성하였다. 미국 특허 제7,329,012호(스미스)에 기술된 것처럼, 원본의 PG 큐브 마스터 주형의 복수의 네거티브 복제물을 함께 타일링(tiling)하여 최종 공구를 형성하였다. 이들 복제물을, 네거티브 카피를 형성하도록 마스터 주형의 표면을 전기도금하고, 후속적으로 포지티브 카피를 형성하도록 네거티브 카피를 전기도금하며, 제2 세대 네거티브 카피를 형성하도록 포지티브 카피를 전기도금하고, 충분한 복제물들을 만들어 공구를 조립할 때까지 계속함으로써 형성하였다.
이어서, 미세구조화된 큐브 코너 폴리카르보네이트 필름의 단편 상에 육각형 어레이를 형성하도록 포토레지스트를 노출 및 현상하기 위해 포토리소그래피를 사용하여 새로운 공구를 제작하도록 폴리카르보네이트 필름을 개질하였다. (각각) 0.05 ㎜(2 mil) 두께의 건식-필름 포토레지스트(미국 코네티컷주 워터베리 소재의 맥더미드(MacDermid)로부터 상표명 "MP520"으로부터 입수됨)의 3개의 층을 기판의 구조화된 면에 적층하였다. 처음 2개의 층을 위한 라이너를 후속 층의 적층 전에 제거하였다. 이어서, 생성된 재료를 UV 플러드(flood) 노출 시스템(미국 뉴저지주 파필드 소재의 콜라이트(Colight)로부터 상표명 "콜라이트"로 입수됨)을 사용하여 35% 개방 면적의 육각형 패턴화된 마스크를 통해 플러드 노출시켰다. 이어서, 생성된 재료를 인쇄 테이프(쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "플렉스마운트 프린팅 테이프(FLEXMOUNT PRINTING TAPE)"로 입수됨)를 사용하여 스테인레스강 플레이트에 적층하였으며, 포토레지스트를 현상하여 개방된 육각형 영역에서 큐브 코너 패턴을 노출시켰다. 이어서, 패턴화된 표면을 종래 방식으로 전기 주조하여 평탄한 Ni 공구를 제조하였다. 결과적인 공구(주형) 패턴은 1.75 ㎜의 육각형 에지 길이 및 약 0.12 ㎜의 특징부 깊이를 갖는다. 이어서, 1.5 ㎜(1/16 인치) 두께의 투명한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 공중합체(PETG) 시트(미국 일리노이주 시카고 소재의 맥마스터-카(McMaster-Carr)로부터 입수됨)로부터 반투과형 시트를 제조하였다. 이 시트를 150℃ (300℉)까지 가열하고 주형에 대항하여 가압함으로써 시트를 주형의 구조물에 의해 엠보싱하였다.
외측 커버, 개별적인 강성 반투과형 시트, 만곡된 반사기, 및 반사기 내의 구멍을 통해 장착된 발광 다이오드를 갖는, 대체로 도 1 및 도 1a에 도시된 바와 같은 광 조립체를 구성하였다. 발광 다이오드를 미국 캘리포니아주 산타클라라 소재의 오스람 옵토 세미컨덕터스, 인크(Osram Opto Semiconductors, Inc)로부터 상표명 "오스람 다이아몬드 드래곤(OSRAM DIAMOND DRAGON)" (부품 번호 LA W5AP)으로 입수하였으며, 1.5 A 전류 제한 전원에 의해 급전하였다. 외측 커버는 미국 미시간주 디트로이트 소재의 제너널 모터스(General Motors)로부터 입수가능한 2008 뷰익 인클레브(Buick Enclave)로부터의 외측 렌즈였다.
구조물을 PETG 시트 상에 엠보싱한 후에, 열성형 장비를 사용하여 시트의 전체적인 기하학적 형상을 생성하였다. 이러한 전체적인 기하학적 형상은, 주연부에서 시트가 외측 커버의 장착 플랜지와 고른 접촉을 이루도록 하는 것이었다. 또한, 주연부의 내측은 180 ㎜ 및 300 ㎜의 반경을 갖는 원환체로 근사화되었다. 열성형 공정에 사용된 형태는 종래의 스테레오리소그래피를 사용하여 이루어졌다. 동일한 공정을 사용하여 반사기를 위한 기판을 제조하였다. 반사기는 3 ㎜의 블렌드 반경으로 연결된 2 ㎜ 두께의 배면 및 측면들을 가졌다. 측면들은 외측 커버의 플랜지에서 외측 커버와 반투과형 시트를 연결하였으며, 이 플랜지로부터 직각으로 후방으로 연장되었다. 반사기의 배면은 반투과형 시트와 동일한 반경을 갖는 원환체여서, 둘 사이의 거리는 반사기의 배면과 그 측면 사이의 블렌드를 제외하고 어디든 일정하다. 반사기 기판의 내측 표면을 반사 필름(쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "비퀴티 인핸스드 스페큘러 리플렉터 필름(VIKUITI ENHANCED SPECULAR REFLECTOR FILM)"으로 입수가능함)으로 덮었는데, 이 반사 필름을 기판의 내측 표면에 감압 접착제(쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "쓰리엠 어드헤시브 트랜스퍼 테이프(3M ADHESIVE TRANSFER TAPE) 9471LE"로 입수가능함)를 사용하여 적층시켰다.
발광 다이오드를 반사기 기판을 통해 장착하였는데, 이때 광은 반사 필름 내의 2 ㎜ 구멍을 통해 반사기와 반투과형 필름 사이의 체적 내로 진입하였다. 구멍은 외측 커버의 타원형 평탄 부분 아래에 배치되었다.
실시예 2
실시예 2를, 도 3에 도시된 바와 같이 측벽에 발광 다이오드가 있는 것을 제외하고는, 실시 형태 1에 대해 설명된 바와 같이 제조하였다.
본 발명의 범주 및 사상을 벗어나지 않고도 본 발명에 대한 예측가능한 변형 및 변경이 당업자에게 명백하게 될 것이다. 본 발명은 예시 목적으로 본 출원에 개시된 실시 형태들에 한정되지 않아야 한다.

Claims (19)

  1. 광 출력을 갖는 광 조립체이며,
    적어도 일부분이 만곡된 반투과형(transflective) 표면;
    상기 반투과형 표면을 대면하는 내측 주 표면(inner major surface)을 갖는 반사기;
    상기 반사기와 상기 반투과형 표면 사이의 광학 공동; 및
    광학 공동 내로 광을 도입하도록 위치되는 제1 광원을 포함하고,
    광 조립체는 5:1 초과의 길이 대 깊이 비를 가지며,
    상기 반투과형 표면은 반경면 반사성이고 입사광의 소정의 정도의 각 선택 투과성(a degree of angularly selective transmission)을 나타내서 광 조립체의 광 출력이 상기 광학 공동의 길이를 따라 균질하고 균일하게 하고,
    상기 반사기의 내측 주 표면은 반투과형 표면의 만곡된 부분에 대해, 이 두 표면들 사이의 간격이 광원으로부터 멀어지는 거리를 따라 감소하도록 배향되고, 간격(깊이) 대 거리의 국부적인 최대 감소비(a maximum local ratio of decrease)가 0.8:1 미만인, 광 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반투과형 표면은 법선 방향을 향하거나 사각(oblique angles)에 존재하는 고 투과율 각도 범위를 갖는 광 조립체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 반사기는 상기 반투과형 표면의 선택적인 투과 각도에서 추가 광을 편향시키는 추출 요소를 포함하는 광 조립체.
  4. 제2항에 있어서, 상기 반사기는 상기 반투과형 표면의 고 투과율 각도 범위 내로 추가 광을 편향시켜 그 구역 내 광 출력의 휘도를 증가시키는 추출 요소를 포함하는 광 조립체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사기의 내측 주 표면은 반투과형 표면의 만곡된 부분에 대해 이 두 표면들 사이의 간격이 광원으로부터 멀어지는 거리를 따라 감소하도록 배향되고, 간격(깊이) 대 거리의 국부적인 최대 감소비가 0.2:1 미만인 광 조립체.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    외측 주 표면을 갖는 외측 광 커버를 더 포함하고,
    상기 반투과형 표면은 상기 외측 광 커버의 외측 주 표면과 상기 반사기의 내측 주 표면 사이에 배치되는 광 조립체.
  7. 제6항에 있어서, 외측 광 커버와 주 반투과형 표면 사이에 배치되는 확산기를 추가로 포함하는 광 조립체.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반투과형 표면은 제1 군의 구조물을 갖는 제1 구역, 및 상이한 제2 군의 구조물을 갖는 제2 구역을 포함하는 광 조립체.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반사기는 제1 반사도 영역 및 제2 반사도 영역을 포함하고, 제1 반사도 영역은 광의 제1 파장에 대해 제2 반사도 영역보다 더 반사성이며, 제2 반사도 영역은 광의 상이한 제2 파장에 대해 제1 반사도 영역보다 더 반사성인 광 조립체.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반투과형 표면은 제1 반투과도 영역 및 제2 반투과도 영역을 포함하며, 제1 반투과도 영역은 광의 제1 파장에 대해 제2 반투과도 영역보다 더 반투과성이며, 제2 반투과도 영역은 광의 상이한 제2 파장에 대해 제1 반투과도 영역보다 더 반투과성인 광 조립체.
  11. 삭제
  12. 제6항에 있어서, 상기 외측 광 커버와 상기 반사기 사이에 위치된 또 다른 광학 공동을 더 포함하는 광 조립체.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
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