KR20090035607A - 발광 장치 - Google Patents

발광 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20090035607A
KR20090035607A KR1020097003908A KR20097003908A KR20090035607A KR 20090035607 A KR20090035607 A KR 20090035607A KR 1020097003908 A KR1020097003908 A KR 1020097003908A KR 20097003908 A KR20097003908 A KR 20097003908A KR 20090035607 A KR20090035607 A KR 20090035607A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
shaped profile
light emitting
profile surface
edge
Prior art date
Application number
KR1020097003908A
Other languages
English (en)
Inventor
마르셀리누스 피. 씨. 엠. 크리즌
라몬 피. 반 고르콤
Original Assignee
코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. filed Critical 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Publication of KR20090035607A publication Critical patent/KR20090035607A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • 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
    • G02B6/0026—Wavelength selective element, sheet or layer, e.g. filter or grating
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems
    • G02B27/1006—Beam splitting or combining systems for splitting or combining different wavelengths
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • G02B27/145—Beam splitting or combining systems operating by reflection only having sequential partially reflecting surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/30—Collimators
    • 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
    • G02B6/0066—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
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133605—Direct backlight including specially adapted reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133603—Direct backlight with LEDs
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133609—Direct backlight including means for improving the color mixing, e.g. white

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

4개의 광원(101, 102, 103, 104), 및 광원들로부터의 광을 시준하고 혼합하기 위한 시준 소자(105)를 포함하는 발광 장치(100)가 제공된다. 광 시준 소자는 광원들을 향하는 에지들(115, 125, 135)을 갖도록 배열된 3개의 V자형 프로파일 표면들(110, 120, 130)을 포함한다. V자형 프로파일 표면들은 이들이 그 정면에 배열된 광원들로부터의 광은 투과시키고 나머지 광원들로부터의 광은 반사하는 이색성 필터들을 구비한다. 이러한 장치는 4개의 광원으로부터의 광을 시준하고 혼합할 수 있으며, 따라서 4개의 광원 모두에 대해 본질적으로 동일한 정도의 시준을 달성할 수 있다.
발광 장치, 광원, 발광 다이오드, 광 시준, 광 혼합, 시준 소자, V자형 프로파일 표면

Description

발광 장치{LIGHT-EMITTING DEVICE}
본 발명은 적어도 제2 광원에 인접하는 제1 광원, 제4 광원에 인접하는 제3 광원, 및 상기 광원들에 대면하는 수신측 및 대향 출력측을 갖는 광 시준 소자를 포함하는 발광 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 발광 장치들을 포함하는 디스플레이 장치들에 관한 것이다.
평면 광원들은 현재 환경 조명, 액정 디스플레이의 백라이트 및 프로젝션 디스플레이의 광원 등의 여러 상이한 응용을 위해 고려되고 있다.
발광 다이오드(LED)는 예를 들어 그 수명이 백열 전구, 형광등 및 방전 램프의 수명보다 길기 때문에 많은 응용에 있어서 바람직한 광원 선택일 수 있다.
또한, 발광 다이오드는 전력 소비 면에서 백열 전구보다 효율적이며, 가까운 미래에는 형광등보다 효율적일 것으로 예상된다. 이들 및 다른 여러 응용에 있어서는 종종 고휘도 및 칼라 가변성을 갖는 광을 얻는 것이 바람직하다.
휘도(B)는 단위 면적(A)당, 단위 입체각(Ω)당 방출되는 루멘(Φ)의 양으로 정의된다.
B = Φ/AΩ
종래에, 칼라 가변성은 다수의 적색, 녹색, 청색 및 황색 LED를 어레이(행 들, 열들 또는 2차원 행렬)로 배열하여, 칼라가 변할 수 있고 독립적으로 어드레스 가능한 픽셀들의 어레이를 형성함으로써 얻어진다.
일반적으로, 고휘도의 칼라 가변 광은 상이한 스펙트럼 부분들에서 발광하는 다수의 고휘도 LED를 행렬 내에 나란히 적층함으로써 얻어진다. 소정 영역에 더 많은 LED가 배열될수록, 비율 Ω/A가 더 높아진다.
그러나, 상이한 칼라들을 방출하는 LED들을 나란히 배치하는 것은 본질적으로, 가능한 한 많이 시준되는 광을 얻는 효율적인 방법이 아니다. 일반적으로, LED는 본질적 램버시안(Lambertian) 패턴의 광, 즉 관측각의 코사인에 비례하는 강도를 갖는 광을 방출한다. 상이한 칼라들의 LED들을 나란히 배치하는 것은 또한 램버시안 방사 패턴의 유발할 것이다. 따라서, Ω에 비례하는 각도 폭은 변하지 않는다.
종래에, 효율적인 시준은, 반사 내벽들을 갖고, 수신측에서 더 작은 단면을, 그리고 출력측에서 더 큰 단면을 갖는 깔때기 내로 시준되지 않은 광을 안내함으로써 얻어진다. 따라서, 시준기는 일반적으로 광원의 면적보다 큰 면적을 갖는다. 따라서, 종래의 시준기들을 사용함으로써, 광원들은 시준기들이 맞도록 이격 배열되어야 하는데, 이는 위의 공식에서 면적(A)을 증가시켜 휘도를 감소시킨다.
또한, 광원들을 이격 배열함으로써, 광 혼합에 부정적인 영향을 줄 것이다.
Sakada 등의 US2004/0120647 A1은 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드와 같은 3개의 인접하는 광원들로부터의 광을 혼합하기 위한 광학 소자를 설명하고 있다. 이 광학 소자는 제1 칼라 광이 입사하는 제1 입사면 및 상기 제1 입사면에 대향하 는 출사면을 갖는 제1 광 웨이브 가이드; 제2 칼라 광이 입사하는 제2 입사면을 갖는 제2 광 웨이브 가이드; 제3 칼라 광이 입사하는 제3 입사면을 갖는 제3 광 웨이브 가이드-상기 제2 광 웨이브 가이드 및 제3 광 웨이브 가이드는 상기 제1 광 웨이브 가이드에 연결됨-; 상기 제1 광 웨이브 가이드와 상기 제2 광 웨이브 가이드 사이의 연결면에 형성되어 상기 제1 칼라 광 및 제3 칼라 광을 반사하고 상기 제2 칼라 광을 투과시키는 제1 이색성 필터; 및 상기 제1 광 웨이브 가이드와 상기 제3 광 웨이브 가이드 사이의 연결면에 형성되어 상기 제1 칼라 광 및 상기 제2 칼라 광을 반사하고 상기 제3 칼라 광을 투과시키는 제2 이색성 필터를 포함하고, 상기 3개의 칼라 광은 상기 제1 광 웨이브 가이드의 출사면으로부터 출사된다.
그러나, 이러한 배열에서는, 제4 칼라를 갖는 제4 발광 다이오드를 추가하는 것이 간단하지 않다. 또한, 제4 칼라 없이도, 이미 상이한 칼라들 간의 시준의 정도에 명확한 차이가 존재한다.
<발명의 요약>
본 발명의 목적은 전술한 종래 기술의 문제를 해결하고, 4개의 광원, 및 4개의 광원으로부터의 광을 시준하고 양호한 칼라 혼합을 달성하여 각각의 칼라의 광을 본질적으로 동일한 정도로 시준할 수 있는 시준 구조물을 포함하는 발광 장치를 제공하는 데 있다.
따라서, 제1 양태에서, 본 발명은 제2 광원에 인접한 제1 광원, 제4 광원에 인접한 제3 광원, 및 상기 광원들에 대면하는 수신측과 이에 대향하는 출력측을 가진 광 시준 소자의 적어도 한 세트를 포함하는 발광 장치에 관한 것이다.
이러한 한 세트 내의 광 시준 소자는 상기 제1 및 제2 광원들의 정면에 배열되고, 즉 광 전파의 주 방향에 배치되고, 그 에지가 상기 수신측을 향하는 제1 V자형 프로파일 표면을 포함하며, 따라서 상기 제1 V자형 프로파일 표면의 제1 레그(leg)는 상기 제1 광원의 정면에 배열되고, 상기 제1 광원으로부터의 광에 대해서는 투과성을 갖고 상기 제2 광원의 광에 대해서는 반사성을 갖는 이색성 필터를 포함한다. 상기 제1 V자형 프로파일 표면의 제2 레그는 상기 제2 광원의 정면에 배열되며, 상기 제2 광원으로부터의 광에 대해서는 투과성을 갖고 상기 제1 광원의 광에 대해서는 반사성을 갖는 이색성 필터를 포함한다.
광 시준 소자는 상기 제3 및 제4 광원들의 정면에 배열되고 그 에지가 수신측을 향하는 제2 V자형 프로파일 표면을 더 포함하며, 따라서 상기 제2 V자형 프로파일 표면의 제1 레그는 상기 제3 광원의 정면에 배열되고, 상기 제3 광원으로부터 광에 대해서는 투과성을 갖고 상기 제4 광원의 광에 대해서는 반사성을 갖는 이색성 필터를 포함하며, 상기 제2 V자형 프로파일 표면의 제2 레그는 상기 제4 광원의 정면에 배열되고, 상기 제4 광원으로부터의 광에 대해서는 투과성을 갖고 상기 제3 광원의 광에 대해서는 반사성을 갖는 이색성 필터를 포함한다.
광의 주 방향으로의 연장부를 갖는 반사면이 상기 제1 및 제2 V자형 프로파일 소자들 사이에 배열된다.
광 시준 소자는 상기 제1 및 제2 V자형 프로파일 표면들의 정면에 배열되고 그 에지가 상기 수신측을 향하는 제3 V자형 프로파일 표면을 더 포함하며, 따라서 상기 제3 V자형 프로파일 표면의 제1 레그는 상기 제1 V자형 프로파일 표면의 정면 에 배열되고, 상기 제1 및 제2 광원들로부터 광에 대해서는 투과성을 갖고 상기 제3 및 제4 광원들로부터의 광에 대해서는 반사성을 갖는 이색성 필터를 포함하며, 상기 제3 V자형 프로파일 표면의 제2 레그는 상기 제2 V자형 프로파일 표면의 정면에 배열되고, 상기 제3 및 제4 광원들로부터의 광에 대해서는 투과성을 갖고 상기 제1 및 제2 광원들로부터의 광에 대해서는 반사성을 갖는 이색성 필터를 포함한다.
통상적으로, 상기 제3 V자형 프로파일 표면의 에지는 상기 제1 및 제2 V자형 프로파일 표면들 사이에 배열된다. 상기 제1 V자형 프로파일 표면의 에지는 일반적으로 상기 제1 및 제2 광원들 사이에 배열되고, 상기 제2 V자형 프로파일 표면의 에지는 일반적으로 상기 제3 및 제4 광원들 사이에 배열된다.
본 발명의 실시예들에서, 상기 제3 V자형 프로파일 표면의 에지는 광 전파의 주 방향을 가로지르는 반사면의 연장부와 평행하다.
본 발명의 실시예들에서, 상기 제1 V자형 프로파일 표면의 에지 및/또는 상기 제2 V자형 프로파일 표면의 에지는 상기 제3 V자형 표면의 에지와 평행하다.
제1 및 제2 V자형 프로파일 표면들 양자의 에지가 상기 제3 V자형 프로파일 표면의 에지와 본질적으로 평행할 때, 이것은 4개의 광원이 단일 행에 배열되는 길고 좁은 발광 장치를 가능하게 한다.
대안으로, 상기 제1 V자형 프로파일 표면의 에지 및/또는 상기 제2 V자형 프로파일 표면의 에지는 상기 제3 V자형 프로파일 표면의 에지에 수직이다.
상기 제1 및 제2 V자형 프로파일 표면 양자의 에지가 상기 제3 V자형 프로파일 표면의 에지에 본질적으로 수직일 때, 이는 예를 들어 4개의 광원을 2x2 사각형 으로 배열함으로써 발광 장치가 더 소형화되는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 실시예들에서, 시준 구조물은 측벽들을 포함하는 재킷 내에 배열될 수 있다. 각각의 개별 발광 장치를 하나의 재킷 내에 넣음으로써, 장치로부터 방출되는 모든 광이 시준 소자의 출력측에서 방출될 것이다. 따라서, 인접하는 발광 장치들 간의 광 누설이 최소화된다. 바람직하게는, 시준 구조물에 대면하는 재킷 측벽들의 표면들은 반사성을 갖는다. 재킷의 내면들이 반사성일 때, 본질적으로 광원들에 의해 방출되는 모든 광이 이용될 것이며, 시준 소자의 출력측에서 방출될 것이다.
본 발명의 실시예들에서, 이색성 필터들은 상이한 굴절률을 가진 재료들의 교대 층들의 간섭 스택을 포함할 수 있다. 간섭 스택들은 통상적으로 모든 관련 파장에 대해 거의 0의 흡수율을 가지므로, 이색성 필터로서 매우 효율적이다. 또한, 이들은 많은 자유도(예를 들어, 층들의 수, 층 두께, 재료 선택)를 갖고 설계될 수 있다.
본 발명의 실시예들에서, V자형 프로파일 표면은 자기 지지 벽 소자들로 구성될 수 있다. 이색성 필터들이 자기 지지 벽 소자들 상에 또는 자기 지지 벽 소자들로서 배열될 때, 광이 광원들로부터 시준 소자의 출력측으로 전파될 때 통과하는 전파 매체는 공기일 수 있다.
광원들로부터의 광이 필터를 만날 때까지 n~1인 매체를 통과하는 것이 유리한데, 이는 필터들이 통상적으로 1.4-1.8의 굴절률(즉, 공기보다 높음)을 가지므로 광이 매체와 필터 사이의 계면을 가로지를 때 광의 각도가 필터들의 층들에 대한 법선을 향해 굴절되는 것을 보장하기 때문이다. 즉, 이것은 광이 필터의 활성 층들을 가로지르는 법선에 대한 각도를 제한한다. 이것은 이색성 필터들의 거동이 광의 입사각에 상당히 크게 의존할 수 있기 때문에 중요하다. 따라서, 양호한 광학 품질을 갖는 공기 내의 필터가 쉽게 설계될 것이다.
제2 양태에서, 본 발명은 적어도 2개의 개별적으로 어드레스 가능한 본 발명의 발광 장치를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
이제, 본 발명의 이들 및 다른 양태들은 본 발명의 현재 바람직한 실시예를 도시하는 첨부 도면들을 참조하여 더 상세히 설명될 것이다.
도 1은 V자형 프로파일 표면들을 포함하는 발광 장치의 제1 실시예를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 발광 장치의 제2 실시예를 나타내는 도면.
도 3은 대안으로 구현된 V자형 프로파일 표면을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 발광 장치의 추가 실시예를 나타내는 도면.
본 명세서에서 사용될 때, "광원"이라는 용어는 이 분야의 기술자들에게 공지된 임의 종류의 광원과 관련된다. 예를 들어, 이 용어는 백열 전구, 방전 램프 및 발광 다이오드와 관련된다.
본 명세서에서 사용될 때, "발광 다이오드"는 동작 모드에서 자외선에서 적외선까지의 임의 파장 또는 파장 간격의 광을 방출하는 유기 기반 발광 다이오드(LED), 예를 들어 폴리머 기반 LED 및 무기 기반 LED를 포함하는 모든 상이한 타입의 LED들과 관련된다. 본 출원과 관련하여, 발광 다이오드는 또한 레이저, 예를 들어 레이저 광을 방출하는 발광 다이오드를 포함하는 것으로 간주된다. 본 발명에 사용하기에 적합한 발광 다이오드들은 상부 방출, 측부 방출 및 하부 방출 발광 다이오드들을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에서 사용될 때, 발광 다이오드의 칼라, 예를 들어 "녹색 발광 다이오드"는 동작 모드에서 발광 다이오드에 의해 방출되는 광의 칼라, 즉 파장 범위를 지칭한다.
본 명세서에서 사용될 때, "시준기"라는 용어 및 "시준 소자"와 같은 관련 용어들은 전자기(EM) 방사선, 예를 들어 UV 내지 IR의 사이 내의 광을 수신하고 수신된 EM 방사선의 시준 정도를 개선(즉, 각도 폭을 줄임)할 수 있는 소자를 지칭한다.
본 명세서에서 사용될 때, "파장"이라는 용어는 연속 파장 범위 및 불연속 파장 범위 양자를 지칭한다.
본 발명의 발광 장치(100)의 제1 실시예가 도 1에 도시되며, 단일 행에 배열된 제1 발광 다이오드(101), 제2 발광 다이오드(102), 제3 발광 다이오드(103) 및 제4 발광 다이오드(104)의 한 세트를 포함한다. 본 실시예에서, 4개의 광원은 상이한 칼라들, 예를 들어 적색, 녹색, 청색 및 황색의 광을 방출한다. 또한, 개별 광원들은 칼라 가변 발광 다이오드를 형성하기 위해 개별적으로 어드레스 가능할 수 있다.
제1 발광 다이오드(101)는 제2 발광 다이오드(102)에 인접 배열되고, 제3 발광 다이오드(103)는 제4 발광 다이오드(104)에 인접 배열된다.
발광 다이오드들 정면에는 발광 다이오드들에 대면하는 광 수신측(106) 및 이에 대향하는 출력측(107)을 갖는 광 시준 소자(105)가 배열된다. 광은 수신측(106)을 통해 광 시준 소자(105)에 입사되고, 출력측(107)을 통해 소자(105)로부터 출사된다.
본 발명의 목적들을 위해, 방향들 및 상대 위치들은 본 발명의 장치 내에서의 광 전파의 주 방향과 관련하여, 즉 광원들로부터 광 시준 소자의 출력측을 향하는 방향으로 지시된다. 따라서, "정면"은 광 시준 소자의 출력측에 더 가까운 것을 의미하며, "배면"은 광원들에 더 가까운 것을 의미한다. 또한, "정면" 및 이와 관련된 용어들은 또한 제1 객체가 제2 객체의 적어도 일부의 "정면"에 배치되는 것을, 예를 들어 제2 객체의 면적의 적어도 30%의 정면에 배열되는 것과 관련된다.
광 시준 소자(105)는 도 1에 분리해서도 도시된 3개의 V자형 표면(110, 120, 130)을 포함한다.
V자형 프로파일 표면들(110, 120, 130) 각각은 제1 레그(111, 121, 131) 및 제2 레그(112, 122, 132), 및 제1 레그(111, 121, 131)를 제2 레그(112, 122, 132)에 연결하는 연장 에지(115, 125, 135)를 포함한다.
본 명세서에서 사용될 때, "V자형 프로파일 표면"은 에지에 의해 연결된 2개의 레그로 이루어진 연장 표면이다. 에지의 연장부를 가로지르는 V자형 프로파일 표면의 단면은 V자 형태를 가지며, 여기서 제1 레그는 제2 레그에 대해 소정 각도를 형성한다.
또한, 단면에서, V자형 프로파일 표면들의 레그들은 곡선형일 수 있어서, 통상적으로 레그들은 서로 대면하는 2개의 볼록면을 형성하며, 따라서 단면은 "U"자를 더 닮게 될 수 있다.
제1 V자형 프로파일 소자(110)는 제1 및 제2 발광 다이오드들(101, 102)의 정면에 배열되며, 따라서 그의 제1 레그(111)는 제1 발광 다이오드(101)의 정면에 배열되고, 그의 제2 레그(112)는 제2 발광 다이오드(102)의 정면에 배열된다. 제1 V자형 프로파일 소자의 에지(115)는 제1 및 제2 발광 다이오드들 사이에 배열된다.
제1 V자형 프로파일 표면(110)의 제1 레그(111)는 제1 발광 다이오드(101)에 의해 방출되는 광에 대해서는 투과성이지만 제2 발광 다이오드(102)에 의해 방출되는 광에 대해서는 반사성인 제1 이색성 필터를 구비한다. 제1 V자형 프로파일 표면(110)의 제2 레그(112)는 제2 발광 다이오드(102)에 의해 방출되는 광에 대해서는 투과성이지만 제1 발광 다이오드(101)에 의해 방출되는 광에 대해서는 반사성인 제2 이색성 필터를 구비한다.
제2 V자형 프로파일 소자(120)는 제3 및 제4 발광 다이오드들(103, 104)의 정면에 배열되며, 따라서 그의 제1 레그(121)는 제3 발광 다이오드(103)의 정면에 배열되고, 그의 제2 레그(122)는 제4 발광 다이오드(104)의 정면에 배열된다. 제2 V자형 프로파일 소자의 에지(125)는 제3 및 제4 발광 다이오드들 사이에 배열된다.
제2 V자형 프로파일 표면(120)의 제1 레그(121)는 제3 발광 다이오드(103)에 의해 방출되는 광에 대해서는 투과성이지만 제4 발광 다이오드(104)에 의해 방출되는 광에 대해서는 반사성인 제3 이색성 필터를 구비한다. 제2 V자형 프로파일 표면(120)의 제2 레그(122)는 제4 발광 다이오드(104)에 의해 방출되는 광에 대해서는 투과성이지만 제3 발광 다이오드(103)에 의해 방출되는 광에 대해서는 반사성인 제4 이색성 필터를 구비한다.
반사면(140)이 제1 및 제2 V자형 프로파일 표면들(110, 120) 사이에 배열되며, 광 전파의 주 방향을 따르는 연장부를 갖고, 제1 V자형 프로파일 표면(110)에 대면하는 제1 표면 및 제2 V자형 프로파일 표면(120)에 대면하는 제2 표면을 갖는다.
광 전파의 주 방향을 가로지르는 반사면(140)의 연장부는 본질적으로 제1 및 제2 V자형 프로파일 표면들의 에지들(115, 125)에 평행하고, 발광 다이오드들(101, 102, 103, 104)에 의해 형성되는 행의 연장선에 수직이다. 따라서, 제2 및 제3 발광 다이오드들은 반사면(140)에 의해 서로 분리된다.
반사면(140)은 제2 발광 다이오드(102)로부터의 광이 제2 V자형 프로파일 표면의 제1 레그(121)를 만나는 것을 방지하고, 제3 발광 다이오드(103)로부터의 광이 제1 V자형 프로파일 표면의 제2 레그(112)와 만나는 것을 방지하도록 배열된다.
제3 V자형 프로파일 표면(130)은 제1 및 제2 V자형 프로파일 표면들(110, 120)의 정면에 배열되며, 따라서 제3 V자형 프로파일 표면(130)의 제1 레그(131)는 제1 V자형 프로파일 표면(110)의 정면에 배열되고, 제3 V자형 프로파일 표면의 제2 레그(132)는 제2 V자형 프로파일 표면의 정면에 배열된다.
제3 V자형 프로파일 표면의 에지(135)는 제1 및 제2 V자형 프로파일 표면들 사이에 배열된다. 제3 V자형 프로파일 표면(130)의 에지(135)는 또한 본질적으로 반사면(140)의, 광 전파의 주 방향을 가로지르는 연장부와 평행하다. 제3 V자형 프로파일 표면(130)의 에지(135)는 또한 본질적으로 제1 및 제2 V자형 프로파일 표면들(110, 120)의 에지들(115, 125)과 평행하다.
제3 V자형 프로파일 소자의 제1 레그(131)는 제1 및 제2 발광 다이오드들로부터의 광에 대해서는 투과성이고 제3 및 제4 발광 다이오드들로부터의 광에 대해서는 반사성인 제5 이색성 필터를 구비한다.
제3 V자형 프로파일 소자의 제2 레그(132)는 제3 및 제4 발광 다이오드들로부터의 광에 대해서는 투과성이고 제1 및 제2 발광 다이오드들로부터의 광에 대해서는 반사성인 제6 이색성 필터를 구비한다.
본 실시예에서, V자형 프로파일 표면들의 레그들(111, 112, 121, 122, 131, 132)은 얇은 자기 지지 벽 소자들로 구성되며, 이색성 필터들은 이들 벽 소자의 표면들 상에 배열된다.
따라서, 광이 광원에서 이색성 필터들까지, 이색성 필터들 사이 그리고 이색성 필터들에서 시준 소자의 출력측까지 통과하는 매체는 통상적으로 공기, 진공 또는 임의의 다른 기체 분위기이다.
제1 발광 다이오드(101)로부터의 광은 제1 V자형 프로파일 표면(110)의 제1 레그(111) 상에 배열된 이색성 필터 및 제3 V자형 프로파일 표면(130)의 제1 레그(131) 상에 배열된 이색성 필터를 통과하지만, 제1 V자형 프로파일 표면(110)의 제2 레그(112) 및 제3 V자형 프로파일 표면(130)의 제2 레그(132) 상에 배열된 이색성 필터들 상에서는 반사될 것이다. 제1 V자형 프로파일 표면(110)의 제2 레그(112) 및 제3 V자형 프로파일 표면(130)의 제2 레그(132)는 제1 발광 다이오드(101)로부터 떨어져 경사지므로, 그 광은 시준 소자(105)의 출력측(107)을 향해 반사되며, 따라서 이 발광 다이오드로부터의 광은 이들 표면에서의 반사로 인해 시준될 것이다. 위의 설명으로부터 이 분야의 기술자들이 인식하듯이, 본 발명의 발광 장치의 제2, 제3 및 제4 발광 다이오드로부터의 광에 대해서도 유사한 추론이 행해질 수 있다.
따라서, 4개의 발광 다이오드 모두로부터의 광은 시준되어, 광 시준 소자(105)로부터 그의 출력측(107)을 통해 출사될 것이다. 따라서, 시준 및 혼합이 동일 구조물, 즉 시준 소자(105)에서 얻어질 수 있다.
시준 소자(105)로부터 출력측(107)을 통해 출사하지 않는 광의 양을 줄이기 위해, 장치의 수직 측부들 상에 측벽들이 재킷(150)으로서 배열될 수 있다. 따라서, 장치로부터 출사되는 본질적으로 모든 광은 출력측(107)을 통해 출사될 것이다. 장치의 광 이용 효율을 더 향상시키기 위해, 재킷(150)의 내면들은 반사성일 수 있으며, 따라서 그러한 측벽과 만나는 광은 시준 소자(105) 내로 다시 반사되어, 결국에는 출력측(107)을 통해 장치로부터 출사될 것이다. 이러한 반사성 내면들은 최고 효율을 위해 전체 스펙트럼을 반사하는 것이 바람직하다.
재킷은 원통형, 즉 평행 측벽들을 갖거나, 특히 재킷(150)의 단면적이 시준 소자(105)의 수신측(106)에서 더 작고 시준 소자(105)의 출력측(107)에서 더 큰 테이퍼 형상일 수 있다. 이것은 광의 시준을 더 향상시킬 것이다. 또한, 재킷(150)의 측벽들은 시준 소자(105)의 수신측에서 출력측으로의 그의 연장에 관해 직선 또는 곡선일 수 있다. 측벽들이 곡선일 때, 재킷(150)의 내면들은 통상적으로 볼록면을 형성한다.
본 발명의 제2 실시예가 도 2에 도시되며, 4개의 발광 다이오드(201, 202, 203, 204), 및 발광 다이오드들의 정면에 배열되고, 발광 다이오드들에 대면하는 수신측과 대향 출력측을 갖는 광 시준 소자의 한 세트를 포함한다. 광 시준 소자는 3개의 V자형 프로파일 표면(210, 220, 230)을 포함하며, 이들의 에지들(215, 225, 235)은 시준 소자의 수신측을 향한다.
제1 발광 다이오드(201)는 제2 발광 다이오드(202)에 인접한다. 제3 발광 다이오드(203)는 제4 발광 다이오드(204)에 인접한다. 제1 및 제2 발광 다이오드는 함께, 제3 및 제4 발광 다이오드들(203, 204)에 의해 형성된 광원들의 제2 행에 인접하고 평행하게 배열되는 광원들의 제1 행을 형성한다.
제1 V자형 프로파일 소자(210)는 제1 및 제2 발광 다이오드(201, 202)의 정면에 배열되며, 따라서 그의 제1 레그(211)는 제1 발광 다이오드(201)의 정면에 배열되고, 그의 제2 레그(212)는 제2 발광 다이오드(202)의 정면에 배열된다. 제1 V자형 프로파일 소자의 에지(215)는 제1 및 제2 발광 다이오드들 사이에 배열된다.
제2 V자형 프로파일 소자(220)는 제3 및 제4 발광 다이오드(203, 204)의 정면에 배열되며, 따라서 그의 제1 레그(221)는 제3 발광 다이오드(203)의 정면에 배열되고, 그의 제2 레그(222)는 제4 발광 다이오드(204)의 정면에 배열된다. 제2 V자형 프로파일 소자(220)의 에지(225)는 제3 및 제4 발광 다이오드들 사이에 배열된다.
제1 V자형 프로파일 표면(210)의 제1 레그(211)는 제1 발광 다이오드(201)에 의해 방출되는 광에 대해서는 투과성이고 제2 발광 다이오드(202)에 의해 방출되는 광에 대해서는 반사성인 제1 이색성 필터를 구비한다. 제1 V자형 프로파일 표면(210)의 제2 레그(212)는 제2 발광 다이오드(202)에 의해 방출되는 광에 대해서는 투과성이고 제1 발광 다이오드(201)에 의해 방출되는 광에 대해서는 반사성인 제2 이색성 필터를 구비한다.
제2 V자형 프로파일 소자(220)는 제3 및 제4 발광 다이오드(203, 204)의 정면에 배열되며, 따라서 그의 제1 레그(221)는 제3 발광 다이오드(203)의 정면에 배열되고, 그의 제2 레그(222)는 제4 발광 다이오드(204)의 정면에 배열된다. 제2 V자형 프로파일 소자(220)의 에지(225)는 제3 및 제4 발광 다이오드들 사이에 배열된다.
제2 V자형 프로파일 표면(220)의 제1 레그(221)는 제3 발광 다이오드(203)에 의해 방출되는 광에 대해서는 투과성이고 제4 발광 다이오드(204)에 의해 방출되는 광에 대해서는 반사성인 제3 이색성 필터를 구비한다. 제2 V자형 프로파일 표면(220)의 제2 레그(222)는 제4 발광 다이오드(204)에 의해 방출되는 광에 대해서는 투과성이고 제3 발광 다이오드(203)에 의해 방출되는 광에 대해서는 반사성인 제4 이색성 필터를 구비한다.
반사면(240)이 제1 및 제2 V자형 프로파일 표면들(210, 220) 사이에 배열되며, 광 전파의 주 방향을 따르는 연장부를 구비하고, 제1 V자형 프로파일 표면(210)에 대면하는 제1 표면 및 제2 V자형 프로파일 표면(220)에 대면하는 제2 표면을 구비한다.
광 전파의 주 방향을 가로지르는 반사면(240)의 연장부는 본질적으로 제1 및 제2 V자형 프로파일 표면들의 에지들(215, 225)의 연장부에 수직이고, 제1 및 제2 발광 다이오드들(201, 202)과 제3 및 제4 발광 다이오드들(203, 204)에 의해 각각 형성되는 행들에 평행하고 이들 사이에 배열된다.
제3 V자형 프로파일 표면(230)은 제1 및 제2 V자형 프로파일 표면들(210, 220)의 정면에 배열되며, 따라서 제3 V자형 프로파일 표면(230)의 제1 레그(231)는 제1 V자형 프로파일 표면(210)의 정면에 배열되고, 제3 V자형 프로파일 표면의 제2 레그(232)는 제2 V자형 프로파일 표면의 정면에 배열된다.
제3 V자형 프로파일 표면의 에지(235)는 제1 및 제2 V자형 프로파일 표면들 사이에 배열된다. 제3 V자형 프로파일 표면(230)의 에지(235)는 또한 본질적으로 반사면(240)의, 광 전파의 주 방향을 가로지르는 연장부에 평행하다. 따라서, 제3 V자형 표면(230)의 에지(235)는 본질적으로 제1 및 제2 V자형 프로파일 표면들(210, 220)의 에지들(215, 225)에 수직이다.
제3 V자형 프로파일 소자의 제1 레그(231)는 제1 및 제2 발광 다이오드들로부터의 광에 대해서는 투과성이고 제3 및 제4 발광 다이오드들로부터의 광에 대해서는 반사성인 제5 이색성 필터를 구비한다.
제3 V자형 프로파일 소자의 제2 레그(232)는 제3 및 제4 발광 다이오드들로부터의 광에 대해서는 투과성이고 제1 및 제2 발광 다이오드들로부터의 광에 대해서는 반사성인 제6 이색성 필터를 구비한다.
본 발명의 대안 실시예들에서, 본 발명의 광 시준 소자에 포함된 V자형 프로파일 표면들의 레그들의 전부 또는 일부는 단면도에서 도 2의 제1 V자형 프로파일 표면의 곡선 변형을 보여주는 도 3에 도시된 바와 같이 곡선 단면을 가질 수 있다.
곡선 단면을 갖는 레그들을 구비하는 그러한 프로파일 표면들을 사용함으로써, 평면 레그들을 구비하는 프로파일 표면들을 사용하는 시준 소자보다 낮은 프로파일을 갖는 시준 소자로부터 소정의 시준 정도가 달성될 수 있다는 점에서 시준 효율이 향상될 수 있다.
본 발명의 발광 장치는 전술한 4개의 광원 및 3개의 V자형 프로파일 표면의 둘 이상의 세트를 더 포함할 수 있다. 그러한 4개의 세트들을 포함하는 실시예가 도 4에 도시되어 있다. 이 실시예에서, 제1 세트(401, 제2 세트(402), 제3 세트(403) 및 제4 세트(404)는 모두 도 2와 관련하여 전술한 바와 같이 모든 4개 세트 주위에 배열된 공통 재킷(450)과 함께 본 발명의 발광 장치를 공동으로 형성한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 그러한 장치 내의 광원들의 일부는 둘 이상의 세트에 대해 공통일 수 있다. 예를 들어, 광원(412)은 제1 세트(401) 및 제2 세트(402)에 대해 공통이고, 광원(413)은 제1 세트(401) 및 제3 세트(403)에 대해 공통이며, 광원(414)은 모든 4개 세트(401, 402, 403, 403)에 대해 공통이다.
본 발명의 발광 장치의 바람직한 실시예에서, 광원들(411, 411', 411'', 411''')은 녹색 발광 다이오드들이고, 광원들(412, 412')은 적색 발광 다이오드들이고, 광원들(413, 413')은 청색 발광 다이오드들이며, 광원(414)은 황색 발광 다이오드이다. 현재 이용 가능한 통상의 발광 다이오드들을 사용하여 적색, 녹색, 청색 및 황색 발광 다이오드들로부터의 백색광을 생성하기 위해서는 청색 및 적색을 방출하는 영역들 각각보다 큰 녹색 광 방출 영역이 필요하다. 도 4에 제안된 설계는 대칭 구조 및 높은 설계 자유도를 제공한다.
본 명세서에서 사용될 때, "이색성 필터"라는 용어는 하나 이상의 파장 또는 파장 범위의 전자기 방사선을 반사하고 다른 파장들 또는 파장 범위들을 투과시키면서 모든 관련 파장에 대해 낮은, 통상적으로 거의 0인 흡수율을 유지하는 필터와 관련된다.
이색성 필터는 고역 통과, 저역 통과, 대역 통과 또는 대역 거부 타입일 수 있다.
따라서, 이색성 필터는 제1 칼라 또는 칼라 시리즈들의 광을 반사하는 반면, 제2 칼라 또는 칼라 시리즈들의 광을 투과시키도록 설계될 수 있다.
본 발명의 휘도 향상 수단에 사용하기에 적합한 이색성 필터들은 이 분야의 기술자들에게 공지된 이색성 필터들을 포함하며, 굴절률이 다른 재료들의 다층을 포함한다.
그러한 이색성 필터들의 예는 "간섭 스택들"로서 널리 알려진 필터들을 포함하며, 상이한 굴절률을 가진 둘 이상의 재료의 교대 층들을 포함한다. 예를 들어, 각각의 층의 두께는 통상적으로 굴절률로 나눈 공기 내의 파장의 1/4과 거의 같을 수 있는데, 공기 내의 파장은 이색성 필터가 적응되는 광의 주 파장과 동일하다. 그러한 간섭 스택의 일례는 Ta2O5 및 SiO2의 교대 층들로 이루어지지만, 다른 재료 조합들도 이 분야의 기술자들에게 알려져 있다.
이 분야의 기술자들에게 공지되고, 본 발명에 사용하기에 적합한 이색성 필터들의 다른 예는 콜레스테릭 액정, 소위 광결정 또는 홀로그래픽 층에 기초하는 필터들이다.
본 발명과 관련하여 사용될 때, 이색성 필터는 조명 유닛에 의해 방출되는 파장 범위 내의 파장들을 반사하는 반면 상이한 파장 범위의 광을 투과시키는 경우에 그 조명 유닛과 매칭된다.
예를 들어, 녹색 광에 대해 적응되는 이색성 필터는 녹색 광을 반사하는 반면, 청색 및 적색 광을 투과시킬 수 있다.
방출 파장 범위 및 반사 파장 범위는 동일할 필요가 없다. 반사 파장 범위는 예를 들어 방출 파장 범위보다 좁거나, 방출 파장 범위보다 넓을 수 있다.
또한, 이색성 필터들은 이상적이 아닐 수 있으며, 즉 필터가 광을 반사할 파장 범위 내의 광의 100%를 반사하지 않고, 그리고/또는 필터가 광을 투과시킬 파장 범위 내의 광의 100%를 투과시키지 못할 수 있다. 그러나, 약 90%와 같은 약 80% 위의 반사 및 투과 효율이 달성될 수 있다.
이 분야의 기술자는 본 발명이 전술한 바람직한 실시예들로 결코 제한되지 않는다는 것을 안다. 그 반대로, 첨부된 청구항들의 범위 내에서 많은 수정 및 변경이 가능하다. 예를 들어, 본 발명은 V자형 프로파일 표면들의 레그들이 자기 지지 벽 구조로 구성되는 것으로 한정되지 않는다. 대안 실시예들에서, 이색성 필터들이 배열되는 이러한 표면들은 솔리드 웨이브 가이드(solid wave guide)의 표면들일 수 있으며, 이들 표면은 웨이브 가이드와 분위기 사이의 계면을 형성하거나 인접한 솔리드 웨이브 가이드에 대한 계면을 형성할 수 있다.
또한, 제조의 편의를 위해, 작은 구멍들이 필터 내에 존재하거나, 작은 갭들이 필터들 사이에 존재할 수 있다.
제1 V자형 프로파일 표면의 에지는 제2 V자형 프로파일 표면의 에지에 대해 임의의 각도를 형성할 수 있다. 상기 실시예들에서, 에지들은 평행, 즉 0도의 각도를 형성하지만, 0도에서 180도까지의 임의 각도가 에지들에 의해 형성될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 V자형 프로파일 표면들 사이에 배열된 반사면과 V자형 프로파일 표면들의 에지들 간의 각도는 0도(평행)에서 90도(수직)까지의 임의 각도일 수 있고, 제1 및 제2 V자형 프로파일 표면들에 대해 독립적으로 선택될 수 있으며, 따라서 예를 들어 제1 프로파일 표면은 반사면에 평행한 반면, 제2 프로파일 표면은 반사면에 수직일 수 있다.
또한, 본 발명의 발광 장치로부터의 광을 더 시준하기 위해 시준 소자의 출력측에 추가 시준기가 배열될 수 있다.
또한, 상기 시준 구조물로부터의 광을 더 혼합하기 위해 시준 소자의 출력측의 형상에 적응되는 형상을 갖는 통상적으로 혼합 로드(mixing rod) 형태인 광 혼합 수단이 시준 소자의 출력측에 배열될 수 있다.
본 발명의 발광 장치는 예를 들어 일반 조명 기구, 교통 신호등, 차량 조명등 및 디스플레이 장치를 포함하지만 이에 한정되지 않는 많은 응용에서 광원으로서 사용될 수 있다.
특히 고려되는 양태에서, 본 발명은 전술한 발광 장치들 중 둘 이상을 포함하는 디스플레이 장치와 관련된다. 통상적으로, 그러한 디스플레이 장치에서, 발광 장치들은 독립적으로 어드레스 가능하며, 따라서 예를 들어 각각의 발광 장치 또는 발광 장치들의 그룹은 디스플레이 장치의 개별 픽셀을 나타낸다. 본 발명의 발광 장치들은 또한 프로젝팅 디스플레이 장치의 광원으로서 기능할 수 있다.
요컨대, 본 발명은 4개의 광원, 및 광원들로부터의 광을 시준하고 혼합하기 위한 시준 소자의 적어도 한 세트를 포함하는 발광 장치를 제공한다. 광 시준 소자는 3개의 V자형 프로파일 표면을 포함하며, 이들의 에지들은 광원들을 향한다. V자형 프로파일 표면들은 이들이 그 정면에 배열된 광원들로부터의 광은 투과시키고 나머지 광원들로부터의 광은 반사하는 이색성 필터들을 구비한다.
이러한 장치는 4개의 광원으로부터의 광을 시준하고 혼합할 수 있으며, 따라서 4개의 광원 모두에 대해 본질적으로 동일한 정도의 시준이 달성될 수 있다.

Claims (9)

  1. 제2 광원(102)에 인접한 제1 광원(101) 및 제4 광원(104)에 인접한 제3 광원(103), 및 상기 광원들에 대면하는 수신측(106)과 이에 대향하는 출력측(107)을 가진 광 시준 소자(105)의 적어도 한 세트를 포함하는 발광 장치(100)에 있어서, 상기 광 시준 소자(105)는,
    상기 제1 및 제2 광원들(101, 102)의 정면에 배열되고, 상기 수신측(106)을 향하는 에지(115)를 갖는 제1 V자형 프로파일 표면(110)-상기 제1 V자형 프로파일 표면(110)의 제1 레그(111)는 상기 제1 광원(101)의 정면에 배열되며, 상기 제1 광원(101)으로부터의 광에 대해서는 투과성이고 상기 제2 광원(102)의 광에 대해서는 반사성인 이색성 필터(dichroic filter)를 포함하고, 상기 제1 V자형 프로파일 표면(110)의 제2 레그(112)는 상기 제2 광원(102)의 정면에 배열되며, 상기 제2 광원(102)으로부터의 광에 대해서는 투과성이고 상기 제1 광원(101)의 광에 대해서는 반사성인 이색성 필터를 포함함-;
    상기 제3 및 제4 광원들(103, 104)의 정면에 배열되고, 상기 수신측(106)을 향하는 에지(125)를 갖는 제2 V자형 프로파일 표면(120)-상기 제2 V자형 프로파일 표면(120)의 제1 레그(121)는 상기 제3 광원(103)의 정면에 배열되며, 상기 제3 광원(103)으로부터의 광에 대해서는 투과성이고 상기 제4 광원(104)의 광에 대해서는 반사성인 이색성 필터를 포함하고, 상기 제2 V자형 프로파일 표면(120)의 제2 레그(122)는 상기 제4 광원(104)의 정면에 배열되며, 상기 제4 광원(104)으로부터의 광에 대해서는 투과성이고 상기 제3 광원(103)의 광에 대해서는 반사성인 이색성 필터를 포함함-;
    광의 주 방향으로의 연장부를 갖고, 상기 제1 및 제2 V자형 프로파일 표면들(110, 120) 사이에 배열되는 반사면(140); 및
    상기 제1 및 제2 V자형 프로파일 표면들(110, 120)의 정면에 배열되고, 상기 수신측(106)을 향하는 에지를 갖는 제3 V자형 프로파일 표면(130)-상기 제3 V자형 프로파일 표면(130)의 제1 레그(131)는 상기 제1 V자형 프로파일 표면(110)의 정면에 배열되고, 상기 제1 및 제2 광원들(101, 102)로부터의 광에 대해서는 투과성이고 상기 제3 및 제4 광원들(103, 104)로부터의 광에 대해서는 반사성인 이색성 필터를 포함하고, 상기 제3 V자형 프로파일 표면(130)의 제2 레그(132)는 상기 제2 V자형 프로파일 표면(120)의 정면에 배열되고, 상기 제3 및 제4 광원들(103, 104)로부터의 광에 대해서는 투과성이고 상기 제1 및 제2 광원들(101, 102)로부터의 광에 대해서는 반사성인 이색성 필터를 포함함-
    을 포함하는 발광 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제3 V자형 프로파일 표면(130)의 에지(135)는 상기 반사면(140)의, 광 전파의 주 방향을 가로지르는 연장부에 평행한 발광 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 V자형 프로파일 표면(110)의 에지(115) 및/또는 상기 제2 V자형 프로파일 표면(120)의 에지(125)는 상기 제3 V자 형 프로파일 표면(130)의 에지(135)와 평행한 발광 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 V자형 프로파일 표면(210)의 에지(215) 및/또는 상기 제2 V자형 프로파일 표면(220)의 에지(225)는 상기 제3 V자형 프로파일 표면(230)의 에지(235)와 수직인 발광 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시준 소자는 측벽들을 포함하는 재킷(150; 250) 내에 배열되는 발광 장치.
  6. 제5항에 있어서, 시준 구조물에 대면하는 상기 재킷의 측벽들의 표면들은 반사성을 갖는 발광 소자.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이색성 필터들은 상이한 굴절률들을 갖는 재료들의 교대 층들의 간섭 스택들을 포함하는 발광 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 V자형 프로파일 표면들(110, 120, 130)은 자기 지지 벽 소자들에 의해 구성되는 발광 장치.
  9. 적어도 2개의 독립적으로 어드레스 가능한 제1항에 따른 발광 장치를 포함하는 디스플레이 장치.
KR1020097003908A 2006-07-31 2007-07-13 발광 장치 KR20090035607A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06118148.3 2006-07-31
EP06118148 2006-07-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090035607A true KR20090035607A (ko) 2009-04-09

Family

ID=38895762

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097003908A KR20090035607A (ko) 2006-07-31 2007-07-13 발광 장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7866849B2 (ko)
EP (1) EP2049936A2 (ko)
JP (1) JP5008209B2 (ko)
KR (1) KR20090035607A (ko)
CN (1) CN101495905B (ko)
TW (1) TW200813550A (ko)
WO (1) WO2008015601A2 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008015617A2 (en) * 2006-07-31 2008-02-07 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light- combining and collimating device
CN101815960B (zh) * 2007-08-10 2012-06-13 皇家飞利浦电子股份有限公司 照明设备
US9810942B2 (en) 2012-06-15 2017-11-07 Apple Inc. Quantum dot-enhanced display having dichroic filter
US20130335677A1 (en) * 2012-06-15 2013-12-19 Apple Inc. Quantum Dot-Enhanced Display Having Dichroic Filter

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4535394A (en) * 1983-12-08 1985-08-13 Dugre Michael A Variable color floodlight
US5951150A (en) * 1997-09-11 1999-09-14 Eaton Corporation Display system
US6264346B1 (en) * 1999-09-24 2001-07-24 Philips Electronics North America Corp. Apparatus for mixing light from different color LEDs
US6527411B1 (en) * 2000-08-01 2003-03-04 Visteon Corporation Collimating lamp
CN1179217C (zh) * 2002-07-22 2004-12-08 无锡湖光星源光电技术有限责任公司 一种光学混色棱镜
JP3551187B2 (ja) * 2002-11-28 2004-08-04 セイコーエプソン株式会社 光学素子及び照明装置並びに投射型表示装置
CN1259589C (zh) * 2003-02-17 2006-06-14 台达电子工业股份有限公司 合光装置
US7004602B2 (en) * 2003-02-25 2006-02-28 Ryan Waters LED light apparatus and methodology
WO2004107018A1 (en) 2003-06-02 2004-12-09 Koninklijke Philips Electronics N.V. Led illumination system
US7083304B2 (en) * 2003-08-01 2006-08-01 Illumination Management Solutions, Inc. Apparatus and method of using light sources of differing wavelengths in an unitized beam
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
US7212344B2 (en) * 2004-02-27 2007-05-01 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Illumination system with aligned LEDs
GB2414127A (en) * 2004-05-12 2005-11-16 Sharp Kk Time sequential colour projection
JP4535835B2 (ja) * 2004-10-18 2010-09-01 Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 照明装置及び投写型表示装置
WO2006129220A1 (en) 2005-05-30 2006-12-07 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light-emitting device with brightness enhancing layer
TW200743223A (en) * 2006-05-01 2007-11-16 Coretronic Corp Light-emitting diode light source system
WO2008015617A2 (en) * 2006-07-31 2008-02-07 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light- combining and collimating device
WO2008065597A1 (en) * 2006-11-28 2008-06-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. Projection display with led-based illumination module

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008015601A3 (en) 2008-04-03
US7866849B2 (en) 2011-01-11
JP5008209B2 (ja) 2012-08-22
CN101495905A (zh) 2009-07-29
JP2009545846A (ja) 2009-12-24
EP2049936A2 (en) 2009-04-22
US20090284984A1 (en) 2009-11-19
TW200813550A (en) 2008-03-16
CN101495905B (zh) 2011-01-26
WO2008015601A2 (en) 2008-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5049272B2 (ja) 輝度改善層を有する発光装置
KR100771324B1 (ko) 면 조명 장치 및 그것을 구비한 액정 표시 장치
JP4959491B2 (ja) Ｌｅｄパッケージ及びこれを設けた液晶表示装置用バックライトアセンブリー
JP4273002B2 (ja) 小型の照明システムおよび表示デバイス
US7883238B2 (en) Light collimation and mixing of remote light sources
JP2010040296A (ja) アレイ光源用光学素子及びそれを用いた発光装置
JP2007080595A (ja) 照明装置及び表示装置
KR20040010117A (ko) 면형상 광원장치 및 이를 이용한 액정표시장치
US8118467B2 (en) Light guide plate and edge-lighting type backlight module
KR20080080325A (ko) 조명 장치
JP6391360B2 (ja) 面光源装置および液晶表示装置
JP2010507245A (ja) コリメート化構造体を有する発光デバイス
TW202020491A (zh) 背光模組
KR20090035607A (ko) 발광 장치
JP2010086670A (ja) 面光源装置
US20090316397A1 (en) Light-emitting device
JP2003197015A (ja) 面光源

Legal Events

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