KR102285767B1 - 상호 접속 가능한 광 가이드 타일들 - Google Patents

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Abstract

연동하는 발광 다이오드("LED") 광 가이드 타일들이 개시된다. 타일들은, LED들의 전원이 켜지고 광을 방출하는 "온(on)" 상태와 LED들의 전원이 꺼지고 광을 방출하지 않는 "오프(off)" 상태 둘 모두에서, 타일들 사이에 물리적 연동 피팅(fitting)을 제공하고 연속적인 외관을 제시하는 연동하는 에지 피처들을 가진다. LED 광 가이드 타일들은 광 가이드의 표면들을 통해 광을 출력하기 위해 LED들과 인터페이싱한다(집적 회로 LED 패키지들에 하우징되거나 집적 회로 LED 패키지들로 구현됨). 광 가이드 타일들의 연동하는 에지 피처들은 광 가이드 타일들을 보는 관찰자들이 볼 수 없도록 LED 패키지들의 이미지를 보기 어렵게 하거나 차단하도록 형상화된다. 광 가이드 타일 조립체들 또는 설치물들은 타일들의 상대적 방향 정렬에 대한 요건이 거의 또는 전혀 없이 교체 가능한 타일들로부터 쉽게 형성될 수 있다.

Description

상호 접속 가능한 광 가이드 타일들
본 출원은 완전히 제시된 바와 같이 인용에 의해 통합된, 2016년 9월 12일에 출원된 미국 가특허 출원 번호 제 62/393,229호의 이익을 주장한다.
발광 다이오드("LED")들을 사용하는 조명 기구는 기존 조명 기술들에 비해 몇몇 이익들, 이를테면 감소된 전력 요건들, 더 작은 광원들, 조명 장치들의 유연성 및 다른 이익들을 제공한다. LED들의 물리적 특징들, 이를테면 LED들이 다른 타입들의 조명과 매우 상이한 형상 및 크기인 소형 집적 회로 패키지(package)들로 구현된다는 사실로 인해, LED들(예컨대, 조명 기구, 광 가이드(light guide)들 등)을 패키징하는 새로운 방식들은 끊임없이 개발되고 있다.
LED 모듈이 제공된다. LED 모듈은 LED 패키지를 포함하는 에지 부분(edge portion)을 포함한다. LED 모듈은 또한 에지 부분과 일체형으로 형성된 편평한 내부 부분을 포함하고, 편평한 내부 부분은 어떠한 LED 패키지들도 포함하지 않고 그리고 LED 패키지를 포함하는 에지 부분으로부터 광을 수신하는 광 가이드를 포함한다. 에지 부분은 제2 LED 모듈의 대응하는 에지 부분과 물리적으로 그리고 광학적으로 짝을 이루고, 그리고 LED 모듈 및 제2 LED 모듈로부터 연속적인 발광 외관을 제공하도록 LED 패키지에 의해 방출된 광의 적어도 일부를 방출하도록 구성된다.
LED 조립체가 제공된다. LED 조립체는 발광성의 패널을 형성하기 위해 함께 연동되는 복수의 LED 모듈을 포함한다. 복수의 LED 모듈 중 하나의 LED는 LED 패키지를 포함하는 에지 부분을 포함한다. 복수의 LED 모듈의 LED는 에지 부분과 일체형으로 형성된 편평한 내부 부분을 포함하고, 편평한 내부 부분은 어떠한 LED 패키지들도 포함하지 않고 그리고 LED 패키지를 포함하는 에지 부분으로부터 광을 수신하는 광 가이드를 포함한다. 에지 부분은 복수의 LED 모듈 중 제2 LED 모듈의 대응하는 에지 부분과 물리적으로 그리고 광학적으로 짝을 이루고, 그리고 LED 모듈 및 제2 LED 모듈로부터 연속적인 발광 외관을 제공하도록 LED 패키지에 의해 방출된 광의 적어도 일부를 방출하도록 구성된다.
프레임-지지형 LED 조립체가 제공된다. 프레임-지지형 LED 조립체는 발광성의 패널을 형성하기 위해 함께 연동되는 복수의 LED 모듈을 포함한다. 복수의 LED 모듈 중 하나의 LED 모듈은 LED 패키지를 포함하는 에지 부분을 포함한다. LED 모듈은 또한 에지 부분과 일체형으로 형성된 편평한 내부 부분을 포함하고, 편평한 내부 부분은 어떠한 LED 패키지들도 포함하지 않고 그리고 LED 패키지를 포함하는 에지 부분으로부터 광을 수신하는 광 가이드를 포함한다. 에지 부분은 복수의 LED 모듈 중 제2 LED 모듈의 대응하는 에지 부분과 물리적으로 그리고 광학적으로 짝을 이루고, 그리고 LED 모듈 및 제2 LED 모듈로부터 연속적인 발광 외관을 제공하도록 LED 패키지에 의해 방출된 광의 적어도 일부를 방출하도록 구성된다. 프레임은 복수의 LED 모듈의 LED 모듈의 에지 부분들과 짝을 이루도록 형상화된 단면을 가져서 복수의 LED 모듈을 지지한다.
도 1a-도 1c는 예시적인 광 가이드 타일 조립체들을 예시한다.
도 2a-도 2c는 예들에 따른, 광 가이드 타일 조립체들의 양상들을 예시하는 단면도들이다.
도 2d는 일 예에 따른, 광 가이드 타일 조립체에 사용될 광학 커플러(coupler)의 정사영도(orthographic view)이다.
도 2e-도 2f는 일 예에 따른, LED 모듈들의 각진-표면 중첩 인터페이스를 예시하는 단면도들이다.
도 2g는 일 예에 따른, 발광 스트립(luminescing strip)을 예시한다.
도 3은 일 예에 따른, LED 모듈의 곡선형 에지의 단면 상세도이다.
도 4는 일 예에 따른, LED 패키지의 단면도이다.
연동하는 발광 다이오드("LED") 광 가이드 타일들이 개시된다. 타일들은 상이한 타일들을 물리적으로 연동시키는 능력을 제공하는 연동하는 에지 피처(interlocking edge feature)들을 가진다. 연동하는 에지 피처들은 또한, LED들의 전원이 켜지고 광을 방출하는 "온(on)" 상태와 LED들의 전원이 꺼지고 광을 방출하지 않는 "오프(off)" 상태 둘 모두에서, 연동되는 타일들 사이에 연속적인 시각적 외관을 제시하도록 형상화된다.
LED 광 가이드 타일들은 광 가이드 타일들의 다양한 표면들을 통해 광을 출력하는 LED들을 포함한다. 광 가이드 타일들의 연동하는 에지 피처들은 광 가이드 타일들을 보는 관찰자들이 볼 수 없도록 LED 패키지들의 이미지를 보기 어렵게 하거나 차단하도록 형상화된다. 따라서, LED 패키지들 - 생성된 광의 실제 광원 - 은 외측 관찰자에게 보이지 않는다.
다양한 실시예들에서, 연동하는 에지 피처들의 형상 및 LED 패키지들에 의해 생성된 광이 광 가이드 타일들에 커플링되는 방식으로 인해 "온" 상태 또는 "오프" 상태 중 어느 하나 또는 둘 모두에서 상이한 타일들 사이에서 거의 또는 전혀 심(seam)이 보이지 않는다. 다양한 타일 형상들 및 에지 피처 구성들이 예시되지만, 다른 형상들 및 에지 피처 구성들이 본 개시내용의 범위 내에 있다는 것이 통상의 기술자들에 의해 이해되어야 한다.
LED 모듈들 및 LED 조립체들의 다양한 실시예들이 도시되고 설명된다. 일반적으로, 이들 실시예들은 또한 광 가이드 타일 조립체들 또는 LED 조립체들로 지칭되고, 편평한 조립체 패널(panel)들을 형성하기 위해 결합되고 연동될 수 있는 실질적으로 얇고, 편평한 타일들을 포함한다. 타일들은 조립될 때 광 가이드 타일 조립체에 원하는 형상을 부여하기 위해 매우 다양한 기하구조들 중 임의의 기하구조를 가질 수 있다. 특정 기하구조들이 본원에 예시되지만, LED 패키지들을 가진 에지 부분들을 가진 타일들로부터 형성된 LED 조립체들을 포함하여, 본원에 제공된 교시들이 임의의 원하는 형상을 가지는 LED 조립체들을 생성하는 데 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 일부 조립체 형상들에서, 광 가이드 타일 조립체들 또는 설치물들은 타일들의 상대적 방향 정렬에 대한 요건이 거의 없거나 전혀 없이 교체 가능한 광 가이드 타일들로부터 쉽게 형성될 수 있다. 예컨대, 정사각형 또는 직사각형 LED 조립체 형상이 원해지면, 정사각형 형상을 가진 광 가이드 타일들은 타일들의 상대적 방향에 거의 또는 전혀 관련되지 않고 결합될 수 있다.
도 1a-도 1c는 몇몇 예시적인 광 가이드 타일 조립체들(또한 "LED" 조립체들(100)로 지칭됨)을 예시한다. 도 1a는 다수의 직사각형 LED 모듈들(102(1))로 구성된 선형 직사각형 LED 조립체(100(1))를 예시한다. 각각의 직사각형 LED 모듈(102(1))은 2개의 곡선형 주변 부분들(106) 및 내부 부분(108)을 가진다. 발광 다이오드들을 포함하는 LED 패키지들(110)은 곡선형 주변 부분들(106)에서 LED 모듈들(102)에 광학적으로 커플링된다. 단부 부분들(120)은 어떠한 커플링된 LED 패키지들(110)도 포함하지 않는 LED 모듈들(102(1))의 에지들을 표현한다.
곡선형 주변 부분들(106)은 관찰자에게 LED 패키지들(110)의 이미지를 보기 어렵게 하도록 형상화된다. 곡선형 주변 부분들(106)은 또한 LED 패키지들(110)로부터 균질화된 광을 방출하고 그리고 LED 모듈들(102)로부터의 방출을 위해 LED 모듈들(102)의 내부 부분들(108)로 그 광의 적어도 일부를 또한 균질화된 방식으로 반사시키도록 형상화된다. LED 모듈들(102(1))의 곡선형 주변 부분들(106) 및 내부 부분들(108)에 의한 광의 균질화된 방출은 각각의 LED 모듈(102)로부터 균일한 조명의 외관을 제공하고 그리고 또한 그런 LED 모듈들(102(1))의 선형 배열이 단일의 연속적인 균질한 광원으로서 보이게 하는 것을 허용한다. LED 모듈들(102)의 곡선형 주변 부분들(106) 사이의 인터페이스의 부가적인 세부사항들은 도 2a 및 관련 논의를 포함하여, 본원의 다른 곳에서 제공된다.
LED 모듈들(102) 및 LED 패키지들(110)을 포함하는 특정 수들의 엘리먼트들이 도 1a에 예시되지만, 그런 엘리먼트들의 수들의 변형들이 본 개시내용의 범위 내에 있고 그리고 임의의 이유 때문에, 이를테면 조도 세기, 조도 균일성, 또는 LED 조립체(100(1))의 임의의 다른 피처를 개선하기 위해 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 각각의 LED 모듈(102(1))은 또한 어떠한 LED 패키지들(110)도 포함하지 않는 2개의 단부 부분들(120)(도 1a에서 상단 및 하단 에지들)을 포함한다.
도 1b는 LED 모듈들(102(2))의 2차원 배열을 포함하는 다른 예시적인 LED 조립체(100(2))를 예시한다. LED 조립체(100(2))를 이루는 LED 모듈들(102(2))은 직사각형 형상이고 각각 3개의 곡선형 주변 부분들(106) 및 하나의 단부 부분(120)을 포함한다. 연속적인 발광 표면의 외관을 제공하기 위해, LED 모듈들(102(2))은 서로를 향하는 곡선형 주변 부분들(106)이 함께 접합된다. 단부 부분들(120)은 LED 조립체(100(2))로부터 외향을 향한다. 좌측 및 우측이 LED 패키지들(110)을 가진 곡선형 주변 부분들(106)을 가지는 것으로 예시되지만, 이들 좌측 및 우측이 대안적으로 LED 패키지들(110)이 거의 또는 실질적으로 전혀 없는 단부 부분들(120)을 가질 수 있다는 것을 주목하라. 좌측 및 우측 상의 곡선형 주변 부분들(106)로 인해, LED 조립체(100(2))는 더 많은 LED 모듈들(102(2))의 부가로 임의의 길이로 좌측 또는 우측 방향으로 연장될 수 있다. 특정 수의 LED 모듈들(102(2))이 도 1b에 예시되지만, 다양한 수의 행들 또는 열들의 LED 모듈들(102(2))이 본 개시내용의 교시들에 속할 것이라는 것이 이해되어야 한다. LED 조립체(100(2))의 기하구조의 다른 변화들은 또한 본 개시내용의 범위내에 있다.
도 1c는 원형 형상을 생성하도록 형상화된 LED 모듈들(102)을 가진 다른 예시적인 LED 조립체(100(3))를 예시한다. LED 조립체(100(3))는 링의 4분의 1로서 각각 형상화된 4개의 LED 모듈들(102(3))을 포함한다. LED 조립체(100(3)) 내에서, 이들 4개의 LED 모듈들(102(3))은 링 형상으로 배열된다. LED 조립체(100(3))는 또한 LED 조립체(100(3))의 4개의 LED 모듈들(102)에 의해 형성된 링의 공간을 채우는 내부 원형 LED 모듈(102(4))을 포함한다.
4분의 1-링 LED 모듈들(102(3))은 4분의 1-링 LED 모듈들(102(3)) 사이의 경계들에 발광 연속성을 제공하기 위해 단부들(즉, 접선 방향 - 링에 의해 정의된 원형 경로를 따른 방향 - 으로의 단부들)에 2개의 곡선형 주변 부분들(106)을 각각 포함한다. 4분의 1-링 LED 모듈들(102(3))은 또한 내부 원형 LED 모듈(102(4))의 곡선형 주변 부분들(106)과 짝을 이루도록 내부 에지들에 2개의 곡선형 주변 부분들(106)을 각각 포함한다. 4분의 1-링 LED 모듈들(102(3))의 외부 에지들은 단부 부분들(120)이고 LED 패키지들(110)을 가지지 않는다.
도 2a 및 도 2b는 일 예에 따른, LED 조립체들(100)의 양상들을 예시하는 단면도들이다. 도 2a는 2개의 이웃하는 LED 모듈들(102)을 예시하는 단면도이고, 2개의 이웃하는 LED 모듈들(102)의 대향 측들은 곡선형 주변 부분들(106)을 가진다. 일 예에서, 도 1a는 나란히 포지셔닝된 적어도 2개의 LED 모듈들(102(1))을 포함하고, 곡선형 주변 부분들(106)은 서로 짝을 이룬다. 도 2a는 2개의 그런 LED 모듈들(102(1))의 단면을 예시한다(예컨대, 라인 2A-2A에 의해 표시됨). 다른 예에서, 도 2a는 도 1b의 라인들 2A-2A을 따라 취해진 2개의 LED 모듈들(102(2))의 단면을 예시한다. 도시된 LED 모듈들(102)의 각각은 도 1a-도 1c의 모듈들(예컨대, LED 모듈(102(1)) 또는 LED 모듈(102(2))의 모듈들과 상이할 수 있고, 따라서 도 2a의 LED 모듈을 지칭하는 데 사용되는 참조 번호는 괄호 없이 102이다.
예시된 바와 같이, LED 모듈(102)의 단면은 본원에서 이전에 설명된 곡선형 주변 부분들(106)뿐 아니라, 실질적으로 편평한 상단 표면(111) 및 하단 표면(113)을 가진 내부 부분(108)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 내부 부분(108)의 하단 표면(113)은 조명될 관찰자들 및 객체들을 향하도록 의도된다. 그런 실시예들에서, 내부 부분(108)의 상단 표면(111)은 관찰자들로부터 멀어지게 향하고 그리고 장착 표면, 이를테면 벽, 천장, 고정물 등을 향한다. 다른 실시예들에서, 상단 표면(111) 및 하단 표면(113)은 다른 객체들을 향한다.
곡선형 주변 부분(106)은 상단 표면(111)의 방향으로 상향으로 곡선을 이룬다. 발광 다이오드를 포함하는 하나 이상의 LED 패키지(110)는 곡선형 주변 부분 상에 또는 그에 가깝게 배치된다. LED 패키지(110)는 곡선형 주변 부분에 광학적으로 커플링되고 광을 LED 모듈(102)에 제공한다. 곡선형 주변 부분(106)은 LED 패키지(110)의 이미지를 보기 어렵게 하고 그리고 LED 패키지(110)로부터의 광을 LED 모듈(102)로 반사 및 분배하여, 광은 LED 모듈(102)의 내부 부분(108)의 하단 표면(113)으로부터 방출할 수 있다. 이들 임무들은 곡선형 주변 부분(106)의 형상에 의한 광의 내부 전반사를 통해 달성된다.
도 2b는 곡선형 주변 부분(106) 및 단부 부분(120)을 각각 가지는 2개의 이웃하는 LED 모듈들(102)의 단면도를 예시한다. 2개의 곡선형 주변 부분들(106)은 서로를 향하고 본원의 다른 곳에서 설명된 바와 같이 형상화된다. 단부 부분들(120)은 단부 표면들(121)을 포함한다. 단부 표면들(121)은 적어도 일부 광을 커플링 아웃(couple out)하도록 표면 처리될 수 있거나 또는 하단 표면들(113)을 통해 커플링 아웃하도록 LED 모듈(102)로 다시 광을 반사시키기 위해 실질적으로 완전히 반사성일 수 있다. 도 2b는 도 1b의 라인들 2B-2B을 따라 취해진 단면을 예시하고 또한 대향 단부 부분들(120)을 가지도록 배열된 2개의 이웃하는 LED 모듈들(102)의 단면을 표현할 수 있다.
도 2c는 일 예에 따라, 광학 커플러들(230)이 이웃하는 LED 모듈들(102)의 곡선형 주변 부분들(106) 사이에 위치되는 대안적인 실시예의 단면도를 예시한다. 광학 커플러(230)는 LED 모듈들(102)의 곡선형 주변 부분들(106)과 물리적으로 짝을 이루도록 형상화된 짝 표면들(mating surfaces)(232)을 포함한다. 짝을 이루기 위해, 짝 표면들(232)은 곡선형 주변 부분들(106)의 형상을 실질적으로 또는 완전히 보완할 수 있다. 광학 커플러들(230)은 하나의 LED 모듈(102)로부터 다른 하나의 LED 모듈(102)로 광을 커플링하는 LED 모듈들(102) 사이의 광학 인터페이스를 개선하는 역할을 하며, 이는 LED 모듈들(102)의 발광 특징들을 개선시킨다. 광학 커플러들(230)의 하단 표면들(231)은 또한 LED 모듈들(102)과 광학 커플러들(230) 사이의 연속적인 발광 외관을 제시하기 위해 일부 광을 하향으로 커플링하도록 (예컨대, 적합한 표면 처리, 이를테면 하단 표면(231)의 거칠기로) 구성될 수 있다.
광학 커플러들(230)은 LED 모듈들(102)의 곡선형 주변 부분들(106) 사이에 배치된 프레임으로서 구현될 수 있다. 도 2d는 일 예에 따라, LED 모듈들(102)을 지지하는 프레임의 적어도 일부를 포함하는 광학 커플러(230)의 적어도 하나의 섹션의 정사영도를 제공한다. 도시된 바와 같이, 광학 커플러(230)는 LED 모듈들(102)의 곡선형 주변 부분들(106)과 정합하는 프로파일을 가진 세장형 부재(elongated member)이다. 특정 3차원 형상을 가지는 것으로 예시되지만, 광학 커플러(230) 프레임이 다양한 형상들의 LED 모듈들(102)을 지지하기 위한 프레임으로서 작용할 임의의 3-차원 형상을 가지는 것으로 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 일 예에서, 광학 커플러(230) 프레임은 도 1a의 LED 모듈들(102(1)) 사이의 갭(gap)들에 예시되고 배치된 단면 형상을 가진 다수의 세장형 부재들을 포함할 것이다. 일 변형에서, 그런 프레임은 또한 LED 조립체(100(1))의 둘레 주위에 배치된 주변 섹션들을 포함할 것이다. 그런 상황에서, 광학 커플러(230) 프레임의 외향-지향 부분들은 예시된 짝 표면(232)을 가질 수 있거나 일부 다른 표면 형상을 가질 수 있지만, 내향-지향 부분들은 LED 모듈들(102)의 곡선형 주변 부분들 또는 다른 에지 형상과 짝을 이루도록 형상화된 짝 표면(232)을 가질 수 있다. 다른 예에서, 광학 커플러(230) 프레임은 도 1b의 LED 모듈들(102(2)) 사이, 그리고 선택적으로 LED 조립체(100(2))의 주변 둘레에 들어맞도록 형상화된다. 또 다른 예에서, 그런 프레임은 도 1c의 LED 모듈들(102) 사이, 및 선택적으로 LED 조립체(100(3))의 주변 둘레에 들어맞도록 형상화될 수 있다. 본원의 교시들이 임의의 기술적으로 실현가능한 형상의 LED 모듈들(102)을 유지하도록 형상화된 프레임을 고려하고, 여기서 프레임이 LED 모듈들(102)의 단부 부분들(예컨대, 곡선형 주변 부분들(106))에 상보적인 짝 표면들을 가질 수 있거나 가지지 않을 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 2e 및 도 2f는 LED 패키지들(110)로부터의 광을 인-커플링(in-coupling)하기 위해 LED 모듈들(102) 사이의 중첩 인터페이스 및 에지-프로파일링된 표면이 아닌 각진 표면들을 예시하는 단면도들이다. 도 2e 및 도 2f에 예시된 구성에서, LED 모듈들(102)은 각진 에지들을 가진다. LED 모듈들 사이의 인터페이스는 각진 짝 표면들(260)에서 발생한다. 이들 각진 짝 표면들(260)은 이음매 없는 전이부(seamless-appearing transition)를 제공하기 위해 서로 중첩하도록 형상화된다.
도 2e의 외부 LED 각진 구성 조립체(245)에서, 예시된 2개의 LED 모듈들(102)은 LED 모듈들(102)의 단부에서 외측이지만 각진 표면들에 가까운 LED 패키지들(110)을 가진다. 이들 LED 패키지(110)는 자신들의 광을 이들 각진 표면을 통해 LED 모듈들(102)에 커플링한다. 광은 또한 하나의 LED 모듈(102)로부터 짝이 지어진 중첩 단부(250)에 있는 각진 짝 표면들(260)을 통해 다른 LED 모듈(102)로 전달될 수 있다.
도 2f의 내부 LED 각진 구성 조립체(255)에서, LED 패키지들(110)이 LED 모듈들(102)과 더 가깝게 통합된 도 2e에 대한 대안적인 실시예가 제공된다. 구체적으로, LED 패키지들(110)은 LED 모듈들(102)의 단면 영역 내에 위치된 것으로 예시된다. 일부 실시예들에서, 절단 부분 또는 웰(well)이 LED 모듈들(102) 내에 존재하고 LED 패키지(110)는 그 절단 부분 내에 배치된다. 다른 실시예들에서, LED 패키지(110)는 LED 모듈(102)의 몸체 내에(즉, LED 모듈(102)을 포함하는 재료 내에) 배치된다.
도 2e 및 도 2f에 예시된 각도-에지형 단면들은 도 1a-도 1c 및 도 2a-도 2c에 예시된 것들에 대한 대안적인 실시예들을 표현할 수 있다. 더 구체적으로, 곡선형 주변 부분들(106) 대신, 하나 이상의 LED 모듈(102)은 대신에 도 2e 및 도 2f에 예시된 각진 단부들을 가질 수 있다. 광학 커플러(230) 프레임을 포함하는 실시예들에서, 그런 프레임의 단면은 LED 모듈들(102)의 각진 짝 표면들(260)과 짝을 이루도록 형상화될 것이다.
대안으로, 도 2e 및 도 2f에 예시된 각도-에지형 단면들은 도 2g에 예시된 것 같은 발광 스트립(100(4))의 단면들이다. 발광 스트립(100(4))은 도 2e 또는 도 2f에 예시된 단면을 각각 가진 2개의 LED 모듈(102(5))을 가진다. 2개의 LED 모듈(102)은 짝이 지어진 중첩 단부(250)에서 접합된다. 스트립(100)은 상이한 단부들에 다수의 LED 패키지(110)를 포함한다.
도 3은 다른 도면들에 예시된 곡선형 주변 부분(106)의 확대이다. 곡선형 주변 부분(106)은 LED 패키지(110)로부터 방출된 광을 LED 모듈(102) 광 가이드의 몸체로 반사시키고 그리고 또한 LED 패키지의 이미지를 보기 어렵게 하는 역할을 하는 기하학적 피처들을 가진다. 외향 지향 볼록부(bulge)(302)는, 외향 지향 볼록부(302) 상에 입사하는 LED 패키지(110)에 의해 방출된 광이 LED 모듈(102)의 몸체 내로 반사되도록(예시적인 광선들(310)에 의해 예시된 바와 같음) 형상화된다. 유사하게, 내향 지향 얕은 곡선(304)은, LED 패키지(110)로부터 발생하고 내향 지향 얕은 곡선(304) 상에 입사하는 광선들이 LED 모듈(102)의 몸체 내로 반사되도록 형상화된다. 곡선형 주변 부분(106)의 상단 상의 광학 커플링 표면(306)은 LED 패키지(110)에 의해 방출된 광을 인-커플링하도록 포지셔닝 및 구성된다. 광학 커플링 표면(306)은 광의 인커플링을 허용하도록 적합한 표면 피처들, 이를테면 거칠기를 가질 수 있다. 광학 커플링 표면(306)은 LED 모듈(102)의 하단 표면(113)으로부터 멀어지게 향한다.
도 4는 예시적인 LED 패키지(110)의 단면도이다. 예시된 바와 같이, LED 패키지(110)는 광을 방출하도록 구성된 LED 칩(404), LED 칩(404)의 단자들에 외부 전기를 커플링하게 하는 리드 프레임(lead frame)(408), LED 칩(404)이 배치되는 공간을 형성하는 몰딩(molding)(406) 및 LED 칩(404)에 물리적 보호를 제공하는 캡슐화제(402)를 포함한다. 도 4에 예시된 LED 패키지(110)는 단지 일 예이고 임의의 다른 LED 패키지는 본원에 설명된 LED 조립체들(100) 중 임의의 조립체에 포함될 수 있다.
본 발명을 상세히 설명하였지만, 통상의 기술자들은, 본 개시내용이 주어지면, 본원에 설명된 본 발명의 개념의 사상으로부터 벗어나지 않고 본 발명에 대해 수정들이 이루어질 수 있다는 것을 인식할 것이다. 특히, 본원에 설명된 상이한 디바이스들의 상이한 피처들 및 컴포넌트들은 다른 디바이스들 중 임의의 다른 디바이스에 사용될 수 있거나, 피처들 및 컴포넌트들은 디바이스들 중 임의의 디바이스로부터 생략될 수 있다. 일 실시예의 맥락에서 설명된 구조의 특징은 임의의 실시예에 적용가능할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 범위가 예시되고 설명된 특정 실시예들로 제한되도록 의도되지 않는다.
[예시 1]
디바이스로서,
제1 표면 및 상기 제1 표면에 대향하는 제2 표면을 포함하는 제1 도파관을 포함하고,
상기 제1 표면은 평면인 부분(예컨대, 하단 표면(113)) 및 상기 평면인 부분에 접선으로 인접한 곡선형 에지 부분을 포함하고,
상기 곡선형 에지 부분은, 단면에서 볼 때:
상기 곡선형 에지 부분은, 상기 평면인 부분에 바로 인접한 볼록 부분(예컨대, 외향 지향 볼록부(302))을 포함하고,
상기 볼록 부분은, 상기 볼록 부분이 상기 평면인 부분에 직교하는 위치로 연장되고,
상기 볼록 부분은, 상기 볼록 부분이 상기 평면인 부분에 직교하는 상기 위치를 넘어 볼록하게 연장되고,
상기 곡선형 에지 부분은, 상기 볼록 부분에 접선으로 인접한 오목 부분을 더 포함하도록
형상화되고,
상기 디바이스는, 상기 제1 도파관에 인접하여 위치된 제2 도파관 - 상기 제2 도파관은 제2 볼록 부분을 포함함 -, 및
상기 제1 도파관의 상기 제1 표면의 볼록 부분과 상기 제2 도파관의 상기 제2 볼록 부분 사이에 위치된 프레임 요소(예컨대, 광학 커플러(230))를 더 포함하고, 상기 프레임 요소는 상기 제1 도파관의 상기 제1 표면의 볼록 부분 및 상기 제2 도파관의 상기 제2 볼록 부분을 향하는 대향 오목 표면들을 갖는, 디바이스.
[예시 2]
예시 제1항에 있어서, 상기 제1 도파관은 상기 제1 표면의 상기 곡선형 에지 부분에 인접하고 상기 오목 부분과 함께 코너를 형성하는 입사 표면(예컨대, 광학 커플링 표면(306))을 더 포함하는, 디바이스.
[예시 3]
예시 제2항에 있어서, 상기 입사 표면은 상기 제1 표면의 상기 평면인 부분에 평행한, 디바이스.
[예시 4]
예시 제2항에 있어서, 상기 제2 표면은 상기 제1 표면의 상기 평면인 부분에 평행한 제2의 평면인 부분(예컨대, 상단 표면(111))을 포함하는, 디바이스.
[예시 5]
예시 제4항에 있어서, 상기 제2 표면은 상기 입사 표면에 인접하는 제2 곡선형 에지 부분을 더 포함하는, 디바이스.
[예시 6]
예시 제5항에 있어서, 상기 제2 곡선형 에지 부분은, 상기 단면에서 볼 때, 상기 제2의 평면인 부분과 상기 입사 표면 사이의 제2 오목 부분(예컨대, 내향 지향 얕은 곡선(304))을 포함하는, 디바이스.
[예시 7]
예시 제2항에 있어서, 광을 상기 입사 표면을 통해 실질적으로 상기 제1 도파관 내로 지향시켜, 상기 제1 표면의 상기 곡선형 에지 부분이 상기 광의 적어도 일부를 내부 전반사를 통해 반사하고, 상기 제1 표면의 상기 평면인 부분에 근접한 상기 제1 도파관의 일부를 향해 상기 반사된 부분을 지향시키게 하도록 위치된 제1 발광 다이오드를 더 포함하는, 디바이스.
[예시 8]
예시 제7항에 있어서, 상기 제1 도파관의 상기 제1 표면의 상기 평면인 부분은 상기 광의 적어도 일부가 상기 평면인 부분을 통해 상기 제1 도파관을 빠져나가게 하도록 구성되는, 디바이스.
[예시 9]
예시 제1항에 있어서,
상기 제2 도파관은 제3 표면 및 상기 제3 표면에 대향하는 제4 표면을 포함하고,
상기 제3 표면은 상기 제1 도파관의 상기 제1 표면의 상기 평면인 부분에 평행한 제2의 평면인 부분을 포함하고,
상기 제3 표면은 상기 제2의 평면인 부분에 접선으로 인접한 제2 곡선형 에지 부분을 더 포함하고,
상기 제2 곡선형 에지 부분은, 단면에서 볼 때,
상기 제2 곡선형 에지 부분은 상기 제2의 평면인 부분에 바로 인접한 상기 제2 볼록 부분을 포함하고,
상기 제2 볼록 부분은, 상기 제2 볼록 부분이 상기 제2의 평면인 부분에 직교하는 제2 위치로 연장되고,
상기 제2 볼록 부분은, 상기 제2 볼록 부분이 상기 제2의 평면인 부분에 직교하는 상기 제2 위치를 넘어 볼록하게 연장되도록
형상화되는, 디바이스.
[예시 10]
예시 제9항에 있어서, 상기 제2 볼록 부분의 상기 제2 위치는 상기 볼록 부분의 상기 위치로 향하는, 디바이스.
[예시 14]
예시 제9항에 있어서, 상기 곡선형 에지 부분은 상기 제2 곡선형 에지 부분에 평행하게 연장되는, 디바이스.
[예시 15]
예시 제9항에 있어서, 상기 곡선형 에지 부분 및 상기 제2 곡선형 에지 부분은 서로 평행한 각자의 라인들을 따라 연장되는, 디바이스.
[예시 16]
예시 제9항에 있어서, 상기 제1 도파관 및 상기 제2 도파관은 형상이 직사각형인, 디바이스.
[예시 17]
방법으로서,
제1 발광 다이오드로부터의 광을 제1 도파관의 에지 내로 지향시키는 단계 - 상기 제1 도파관은 제1 표면 및 상기 제1 표면에 대향하는 제2 표면을 포함하고, 상기 제1 표면은 평면인 부분 및 상기 평면인 부분에 접선으로 인접한 곡선형 에지 부분을 포함하고, 상기 곡선형 에지 부분은, 단면에서 볼 때:
상기 곡선형 에지 부분은 상기 평면인 부분에 바로 인접한 볼록 부분을 포함하고,
상기 볼록 부분은, 상기 볼록 부분이 상기 평면인 부분에 직교하는 위치로 연장되고,
상기 볼록 부분은, 상기 볼록 부분이 상기 평면인 부분에 직교하는 상기 위치를 넘어 볼록하게 연장되고,
상기 곡선형 에지 부분은 상기 볼록 부분에 접선으로 인접한 오목 부분을 더 포함하도록 형상화됨 -;
상기 제1 표면의 상기 곡선형 에지 부분으로부터의 내부 전반사를 통해, 상기 제1 도파관의 상기 에지로부터 상기 광의 적어도 일부를 상기 제1 도파관의 내부를 향해 반사시키는 단계; 및
제2 발광 다이오드로부터의 광을 제2 도파관의 에지 내로 지향시키는 단계 - 상기 제2 도파관은 상기 제1 도파관에 인접하여 위치되고, 상기 제2 도파관은 제2 볼록 부분을 포함하고, 상기 제1 도파관의 상기 제1 표면의 볼록 부분과 상기 제2 도파관의 상기 제2 볼록 부분 사이에 프레임 요소가 위치되고, 상기 프레임 요소는 상기 제1 도파관의 상기 제1 표면의 볼록 부분 및 상기 제2 도파관의 상기 제2 볼록 부분을 향하는 대향 오목 표면들을 가짐 -;
를 포함하는, 방법.
[예시 18]
예시 제17항에 있어서, 상기 제1 도파관의 상기 제1 표면의 상기 평면인 부분을 통해 상기 제1 도파관을 빠져나가도록 상기 광의 적어도 일부를 지향시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
[예시 19]
디바이스로서,
제1 도파관 - 상기 제1 도파관은,
제1의 평면인 출사 표면(예컨대, 하단 표면(113)) - 상기 제1의 평면인 출사 표면은 제1 볼록 부분을 갖는 제1 곡선형 에지 부분으로 연장됨 -; 및
상기 제1의 평면인 출사 표면에 대향하고 평행한 제1 대향 표면(예컨대, 상단 표면(111))을 포함함 -; 및
상기 제1 도파관에 인접하여 위치된 제2 도파관을 포함하고, 상기 제2 도파관은,
상기 제1의 평면인 출사 표면과 동일 평면 상에 있는 제2의 평면인 출사 표면(예컨대, 하단 표면(113)) - 상기 제2의 평면인 출사 표면은 제2 볼록 부분을 갖는 제2 곡선형 에지 부분으로 연장됨 -; 및
상기 제2의 평면인 출사 표면에 대향하고 평행한 제2 대향 표면(예컨대, 상단 표면(111))을 포함하고,
상기 제1 곡선형 에지 부분 및 상기 제2 곡선형 에지 부분은 상기 제1의 평면인 출사 표면과 일치하는 제1 평면에서 제1 값만큼 이격되고,
상기 제1 곡선형 에지 부분 및 상기 제2 곡선형 에지 부분은 상기 제1 평면과 상기 제1 대향 표면 사이에 위치된 제2 평면에서 상기 제1 값보다 작은 제2 값만큼 이격되고,
상기 제1 곡선형 에지 부분 및 상기 제2 곡선형 에지 부분은 상기 제2 평면과 상기 제1 대향 표면 사이에 위치된 제3 평면에서 상기 제2 값보다 큰 제3 값만큼 이격되고,
상기 디바이스는 상기 제1 도파관의 제1 볼록 부분과 상기 제2 도파관의 제2 볼록 부분 사이에 위치된 프레임 요소를 더 포함하고, 상기 프레임 요소는 상기 제1 도파관의 제1 볼록 부분 및 상기 제2 도파관의 제2 볼록 부분을 향하는 대향 오목 표면들을 갖는, 디바이스.

Claims (20)

  1. 디바이스로서,
    제1 표면 및 상기 제1 표면에 대향하는 제2 표면을 포함하는 제1 도파관을 포함하고,
    상기 제1 표면은 평면인 부분 및 상기 평면인 부분에 접선으로 인접한 곡선형 에지 부분을 포함하고,
    상기 곡선형 에지 부분은, 단면에서 볼 때:
    상기 곡선형 에지 부분은, 상기 평면인 부분에 바로 인접한 볼록 부분을 포함하고,
    상기 볼록 부분은, 상기 볼록 부분이 상기 평면인 부분에 직교하는 위치로 연장되고,
    상기 볼록 부분은, 상기 볼록 부분이 상기 평면인 부분에 직교하는 상기 위치를 넘어 볼록하게 연장되고,
    상기 곡선형 에지 부분은, 상기 볼록 부분에 접선으로 인접한 오목 부분을 더 포함하도록
    형상화되고,
    상기 디바이스는, 상기 제1 도파관에 인접하여 위치된 제2 도파관 - 상기 제2 도파관은 제2 볼록 부분을 포함함 -, 및
    상기 제1 도파관의 상기 제1 표면의 볼록 부분과 상기 제2 도파관의 상기 제2 볼록 부분 사이에 위치된 프레임 요소를 더 포함하고, 상기 프레임 요소는 상기 제1 도파관의 상기 제1 표면의 볼록 부분 및 상기 제2 도파관의 상기 제2 볼록 부분을 향하는 대향 오목 표면들을 갖는, 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 도파관은 상기 제1 표면의 상기 곡선형 에지 부분에 인접하고 상기 오목 부분과 함께 코너를 형성하는 입사 표면을 더 포함하는, 디바이스.
  3. 제2항에 있어서, 상기 입사 표면은 상기 제1 표면의 상기 평면인 부분에 평행한, 디바이스.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제2 표면은 상기 제1 표면의 상기 평면인 부분에 평행한 제2의 평면인 부분을 포함하는, 디바이스.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2 표면은 상기 입사 표면에 인접하는 제2 곡선형 에지 부분을 더 포함하는, 디바이스.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2 곡선형 에지 부분은, 상기 단면에서 볼 때, 상기 제2의 평면인 부분과 상기 입사 표면 사이의 제2 오목 부분을 포함하는, 디바이스.
  7. 제2항에 있어서, 광을 상기 입사 표면을 통해 실질적으로 상기 제1 도파관 내로 지향시켜, 상기 제1 표면의 상기 곡선형 에지 부분이 상기 광의 적어도 일부를 내부 전반사를 통해 반사하고, 상기 제1 표면의 상기 평면인 부분에 근접한 상기 제1 도파관의 일부를 향해 상기 반사된 부분을 지향시키게 하도록 위치된 제1 발광 다이오드를 더 포함하는, 디바이스.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 도파관의 상기 제1 표면의 상기 평면인 부분은 상기 광의 적어도 일부가 상기 평면인 부분을 통해 상기 제1 도파관을 빠져나가게 하도록 구성되는, 디바이스.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 도파관은 제3 표면 및 상기 제3 표면에 대향하는 제4 표면을 포함하고,
    상기 제3 표면은 상기 제1 도파관의 상기 제1 표면의 상기 평면인 부분에 평행한 제2의 평면인 부분을 포함하고,
    상기 제3 표면은 상기 제2의 평면인 부분에 접선으로 인접한 제2 곡선형 에지 부분을 더 포함하고,
    상기 제2 곡선형 에지 부분은, 단면에서 볼 때,
    상기 제2 곡선형 에지 부분은 상기 제2의 평면인 부분에 바로 인접한 상기 제2 볼록 부분을 포함하고,
    상기 제2 볼록 부분은, 상기 제2 볼록 부분이 상기 제2의 평면인 부분에 직교하는 제2 위치로 연장되고,
    상기 제2 볼록 부분은, 상기 제2 볼록 부분이 상기 제2의 평면인 부분에 직교하는 상기 제2 위치를 넘어 볼록하게 연장되도록
    형상화되는, 디바이스.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제2 볼록 부분의 상기 제2 위치는 상기 볼록 부분의 상기 위치로 향하는, 디바이스.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제9항에 있어서, 상기 곡선형 에지 부분은 상기 제2 곡선형 에지 부분에 평행하게 연장되는, 디바이스.
  15. 제9항에 있어서, 상기 곡선형 에지 부분 및 상기 제2 곡선형 에지 부분은 서로 평행한 각자의 라인들을 따라 연장되는, 디바이스.
  16. 제9항에 있어서, 상기 제1 도파관 및 상기 제2 도파관은 형상이 직사각형인, 디바이스.
  17. 방법으로서,
    제1 발광 다이오드로부터의 광을 제1 도파관의 에지 내로 지향시키는 단계 - 상기 제1 도파관은 제1 표면 및 상기 제1 표면에 대향하는 제2 표면을 포함하고, 상기 제1 표면은 평면인 부분 및 상기 평면인 부분에 접선으로 인접한 곡선형 에지 부분을 포함하고, 상기 곡선형 에지 부분은, 단면에서 볼 때:
    상기 곡선형 에지 부분은 상기 평면인 부분에 바로 인접한 볼록 부분을 포함하고,
    상기 볼록 부분은, 상기 볼록 부분이 상기 평면인 부분에 직교하는 위치로 연장되고,
    상기 볼록 부분은, 상기 볼록 부분이 상기 평면인 부분에 직교하는 상기 위치를 넘어 볼록하게 연장되고,
    상기 곡선형 에지 부분은 상기 볼록 부분에 접선으로 인접한 오목 부분을 더 포함하도록 형상화됨 -;
    상기 제1 표면의 상기 곡선형 에지 부분으로부터의 내부 전반사를 통해, 상기 제1 도파관의 상기 에지로부터 상기 광의 적어도 일부를 상기 제1 도파관의 내부를 향해 반사시키는 단계; 및
    제2 발광 다이오드로부터의 광을 제2 도파관의 에지 내로 지향시키는 단계 - 상기 제2 도파관은 상기 제1 도파관에 인접하여 위치되고, 상기 제2 도파관은 제2 볼록 부분을 포함하고, 상기 제1 도파관의 상기 제1 표면의 볼록 부분과 상기 제2 도파관의 상기 제2 볼록 부분 사이에 프레임 요소가 위치되고, 상기 프레임 요소는 상기 제1 도파관의 상기 제1 표면의 볼록 부분 및 상기 제2 도파관의 상기 제2 볼록 부분을 향하는 대향 오목 표면들을 가짐 -;
    를 포함하는, 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제1 도파관의 상기 제1 표면의 상기 평면인 부분을 통해 상기 제1 도파관을 빠져나가도록 상기 광의 적어도 일부를 지향시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  19. 디바이스로서,
    제1 도파관 - 상기 제1 도파관은,
    제1의 평면인 출사 표면 - 상기 제1의 평면인 출사 표면은 제1 볼록 부분을 갖는 제1 곡선형 에지 부분으로 연장됨 -; 및
    상기 제1의 평면인 출사 표면에 대향하고 평행한 제1 대향 표면을 포함함 -; 및
    상기 제1 도파관에 인접하여 위치된 제2 도파관을 포함하고, 상기 제2 도파관은,
    상기 제1의 평면인 출사 표면과 동일 평면 상에 있는 제2의 평면인 출사 표면 - 상기 제2의 평면인 출사 표면은 제2 볼록 부분을 갖는 제2 곡선형 에지 부분으로 연장됨 -; 및
    상기 제2의 평면인 출사 표면에 대향하고 평행한 제2 대향 표면을 포함하고,
    상기 제1 곡선형 에지 부분 및 상기 제2 곡선형 에지 부분은 상기 제1의 평면인 출사 표면과 일치하는 제1 평면에서 제1 값만큼 이격되고,
    상기 제1 곡선형 에지 부분 및 상기 제2 곡선형 에지 부분은 상기 제1 평면과 상기 제1 대향 표면 사이에 위치된 제2 평면에서 상기 제1 값보다 작은 제2 값만큼 이격되고,
    상기 제1 곡선형 에지 부분 및 상기 제2 곡선형 에지 부분은 상기 제2 평면과 상기 제1 대향 표면 사이에 위치된 제3 평면에서 상기 제2 값보다 큰 제3 값만큼 이격되고,
    상기 디바이스는 상기 제1 도파관의 제1 볼록 부분과 상기 제2 도파관의 제2 볼록 부분 사이에 위치된 프레임 요소를 더 포함하고, 상기 프레임 요소는 상기 제1 도파관의 제1 볼록 부분 및 상기 제2 도파관의 제2 볼록 부분을 향하는 대향 오목 표면들을 갖는, 디바이스.
  20. 삭제
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