KR20090114461A - 광 가이드 배향 커넥터 - Google Patents

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KR20090114461A
KR20090114461A KR1020097019486A KR20097019486A KR20090114461A KR 20090114461 A KR20090114461 A KR 20090114461A KR 1020097019486 A KR1020097019486 A KR 1020097019486A KR 20097019486 A KR20097019486 A KR 20097019486A KR 20090114461 A KR20090114461 A KR 20090114461A
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데이비드 제이 런딘
스콧 디 굴릭스
외르그 에르 푸르퓌르스트
귄터 엠 질리겐
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

본 출원은 광 가이드 조립체 및 이 조립체를 형성하는 방법을 개시하고 있다. 광 가이드 조립체는 길이부를 따라서 광을 전달하는 광학적으로 매끄러운 표면과 광 가이드 길이부의 적어도 일부를 따라서 연장하는 발광 영역을 갖는 긴 광 가이드를 포함한다. 발광 영역은 광 가이드로부터 광을 방사형으로 추출 또는 반사하기 위해 긴 광 가이드 안으로 연장하는 광 추출 구조체를 갖는다. 조립체는 또한 광 가이드의 광 입력 단부에 결합된 광원 커넥터를 포함한다. 광 입력 단부는 1차 인코딩 배향 형상부를 갖는다. 광원 커넥터는 1차 인코딩 배향 형상부와 정합하도록 구성된 2차 인코딩 배향 형상부를 갖는 제1 단부와 광원을 수용하도록 구성된 대향 제2 단부를 갖는다.
광 가이드, 발광 영역, 광원 커넥터, 광섬유, 인코딩

Description

광 가이드 배향 커넥터{LIGHT GUIDE ORIENTATION CONNECTOR}
본 발명은 광 가이드 배향 커넥터에 관한 것으로서, 특히 연결된 광섬유 또는 광 가이드의 조명 배향을 제공하는 광 가이드 커넥터에 관한 것이다.
유리 또는 중합체와 같은 투광성 재료는 광을 전달하는 광 가이드로서 사용될 수 있다. 광 가이드는 종종 광원으로부터의 광을 수용하도록 구성된 적어도 하나의 표면과, 광 가이드를 통하여 전달되는 광을 반사하는 광학적으로 매끄러운 표면(optically smooth surface)을 포함한다. 광 가이드의 통상적인 예로는 데이터 통신 산업에서 전통적으로 사용되는 광섬유와, 보다 최근에는 조명을 위해 사용되는 광 가이드를 포함한다. 예를 들어, 미국 특허 제5,432,876호는 광 가이드를 사용하는 하나의 그러한 조명 장치를 개시한다. 이 장치에서, 광은 광 가이드의 적어도 일 단부 안으로 입사될 수 있고 가이드의 길이를 따라서 소정 위치 또는 위치들에서 가이드로부터 방출이 허용될 수 있다. 광 추출 구조체 또는 노치가 가이드에 형성된다. 추출 구조체는 가이드를 통하여 축방향으로 전달되는 광의 일부를 반경 방향으로 반사하는 제1 및 제2 반사 표면을 한정한다. 반사 광은 내부 전반사의 원리에 따라 가이드를 따라서 연속 전달을 위해 필요한 임계각보다 작은 각도로 지향된다. 결과적으로, 반사 광은 가이드로부터 추출된다.
전술한 광 추출 구조체는 광학적으로 매끄러운 표면으로 형성되기 때문에, 이는 확산 반사보다는 내부 전반사에 의해 광을 반사한다. 결과적으로, 광은 가이드의 원하는 반경 방향으로 그리고 길이를 따르는 추출 구조체의 구성 및 배열에 의해 규정된 패턴으로 광 가이드로부터 방출된다.
이들 방사형 조명 광 가이드가 조명 조립체에 사용될 때, 조명 광의 정밀한 배향이 요구된다.
본 발명은 광 가이드 배향 커넥터에 관한 것으로서, 특히 연결된 광 가이드의 조명 배향을 제공하는 광 가이드 커넥터에 관한 것이다. 이들 광 가이드 조명 조립체는 광원 커넥터 배향 인코딩 형상부에 대응하는 인코딩 배향 형상부를 갖는 방사형 조명 광 가이드를 포함한다. 인코딩 배향 형상부는 광이 광 가이드로부터 적절한 반경 방향으로 방출되는 것을 보장하기 위해 소정 배향으로 광 가이드로부터의 방사형 조명을 갖는 조명 조립체를 제공한다.
제1 실시예에서, 광 가이드 조립체는 광 입력 단부 표면을 포함하는 광 입력 단부, 말단 단부 및 그들 사이의 길이부를 갖는 긴 광 가이드를 포함한다. 긴 광 가이드는 길이부를 따라서 광을 전달하는 광학적으로 매끄러운 표면과 광 가이드 길이부의 적어도 일부를 따라서 연장하는 발광 영역을 갖는다. 발광 영역은 긴 광 가이드로부터 광을 방사형으로 추출 또는 반사하기 위해 긴 광 가이드 안으로 연장하는 복수의 광 추출 구조체를 갖는다. 광 입력 단부는 1차 인코딩 배향 형상부를 갖는다. 조립체는 또한 긴 광 가이드의 광 입력 단부에 결합된 광원 커넥터를 포함한다. 광원 커넥터는 2차 인코딩 배향 형상부를 갖는 제1 단부 및 광원을 수용하도록 구성된 대향 제2 단부를 갖는다. 2차 인코딩 배향 형상부는 1차 인코딩 배향 형상부와 정합한다.
다른 실시예에서, 광 가이드 조립체를 형성하는 방법은 광 입력 단부 표면을 포함하는 광 입력 단부, 말단 단부 및 그들 사이의 광 가이드 길이부를 갖는 긴 광 가이드를 제공하는 단계를 포함한다. 긴 광 가이드는 가이드 길이부를 따라서 광을 전달하는 광학적으로 매끄러운 표면과 가이드 길이부의 적어도 일부를 따라서 연장하는 발광 영역을 갖는다. 발광 영역은 긴 광 가이드로부터 광을 방사형으로 추출 또는 반사하기 위해 긴 광 가이드 안으로 연장하는 복수의 광 추출 구조체를 갖는다. 본 방법은 긴 광 가이드의 광 입력 단부에 1차 인코딩 배향 형상부를 형성하는 단계와, 2차 인코딩 배향 형상부를 갖는 제1 단부 및 광원을 수용하도록 구성된 대향 제2 단부를 갖는 광원 커넥터를 제공하는 단계를 포함한다. 2차 인코딩 배향 형상부는 1차 인코딩 형상부와 정합한다. 그 다음, 본 방법은 광원 커넥터의 2차 인코딩 배향 형상부를 긴 광 가이드의 1차 인코딩 배향 형상부에 결합하여 광 가이드 조립체를 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명은 첨부 도면과 관련하여 본 발명의 다양한 실시 형태에 대한 하기의 상세한 설명을 고려하여 더욱 완벽하게 이해될 수 있다.
도 1은 긴 광 가이드의 부분 사시도.
도 2는 긴 광 가이드 조립체의 개략도.
도 3은 예시적인 광 가이드 조립체의 전개 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 조립된 광 가이드 조립체의 단면도.
도 5는 예시적인 1차 인코딩 배향 형상부의 사시도.
도 6은 2차 인코딩 배향 형상부를 갖는 예시적인 광원 커넥터에 결합된 도 5에 도시된 1차 인코딩 배향 형상부의 사시도.
도 7은 2차 인코딩 배향 형상부를 갖는 다른 예시적인 광원 커넥터의 사시도.
도 8 및 도 9는 도 7에 도시된 광원 커넥터를 포함하는 광 가이드 조립체의 사시도.
도 10은 다른 예시적인 광 가이드 조립체의 사시도.
도면들은 반드시 축척으로 도시되지 않는다. 도면에 사용된 동일 도면 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다. 그러나, 주어진 도면에서 구성요소를 나타내기 위한 도면 부호의 사용이 동일한 도면 부호가 부여된 다른 도면의 구성요소를 한정하고자 하는 의도가 아님을 이해할 것이다.
이하의 설명에서, 본 명세서의 일부를 구성하고 몇몇 구체적인 실시예가 예로서 도시된 첨부 도면을 참조한다. 본 발명의 범주 또는 사상을 벗어나지 않고 다른 실시예가 고려되고 실시될 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 이하의 상세한 설명은 한정적인 의미로 받아들여서는 안된다.
본 명세서에 사용된 모든 과학 및 기술적 용어는 달리 기술되지 않는 한 당 업계에서 통상적으로 사용되는 의미를 갖는다. 본 명세서에 제공된 정의는 본 명세서에서 빈번하게 사용되는 일정 용어의 이해를 돕기 위한 것이며 본 발명의 범주를 제한하려는 것은 아니다.
달리 지시되지 않는다면, 본 명세서 및 청구의 범위에 사용되는 특징부 크기, 양 및 물리적 특성을 표현하는 모든 숫자는 모든 경우에 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 지시되지 않는다면, 상기 명세서 및 첨부된 청구의 범위에 기술된 수치적 파라미터들은 본 명세서에 개시된 교시 내용을 이용하는 당업자들이 얻고자 하는 원하는 특성에 따라 달라질 수 있는 근사치이다.
종점(endpoint)들에 의한 수치 범위의 설명은 범위 내에 포함되는 모든 숫자를 포함하며(예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4 및 5를 포함함), 범위 내의 임의의 범위를 포함한다.
본 명세서 및 첨부된 청구의 범위에 사용될 때, 단수형은 그 내용이 명백하게 달리 지시하지 않으면 복수의 지시 대상을 갖는 실시예를 포함한다.
본 발명은 광 가이드 배향 커넥터에 관한 것으로서, 특히 연결된 광 가이드의 조명 배향을 제공하는 광 가이드 커넥터에 관한 것이다. 이들 광 가이드 조명 조립체는 광원 커넥터 배향 인코딩 형상부에 대응하는 인코딩 배향 형상부를 갖는 방사형 조명 광 가이드를 포함한다. 인코딩 배향 형상부는 광이 광 가이드 배향 커넥터에 대해 긴 광 가이드로부터 적절한 반경 방향으로 방출되는 것을 보장하기 위해 소정 배향으로 광 가이드로부터의 방사형 조명을 갖는 조명 조립체를 제공한 다. 본 발명은 이로 제한되지 않으며, 본 발명의 다양한 태양에 대한 이해는 이하에 제공된 예들의 논의를 통해 얻을 수 있다.
긴 광 가이드 또는 광섬유 안으로 입사된 광은 긴 가이드 또는 섬유의 종축과 실질적으로 일치하는 전달축을 따라서 가이드를 통하여 전달된다. 광은 내부 전반사를 위해 필요한 임계각에 의해 결정되는 전달축으로부터 측정된 최대 원뿔각으로 긴 가이드 또는 섬유를 통하여 전달된다. 최대 원뿔각은 잘 알려진 바와 같이 스넬의 법칙(Snell's law)으로부터 내부 전반사를 위해 필요한 임계각을 계산함으로써 얻어질 수 있다. 최대 원뿔각은 임계각의 여각(complement)이다. 광은 광이 임계각을 초과하게 함으로써 긴 광 가이드로부터 (광 가이드의 길이를 따라서) 방사형으로 방출될 수 있다.
도 1은 광의 방사형 방출을 위한 예시적인 긴 광 가이드(20)의 부분 사시도이다. 긴 광 가이드(20)는 제1 단부 또는 광 입력 단부(24), 제2 단부 또는 말단 단부(26), 및 긴 광 가이드(20)의 길이를 따라서 종방향으로 연장하는 광학적으로 매끄러운 표면(28)을 갖는 긴 본체(22)를 포함한다. 긴 광 가이드(20)는 소정 실시예에서 실질적으로 원통형 형상일 수 있다. 광학적으로 매끄러운 표면(28)은 긴 광 가이드(20)의 길이를 따라서 광을 전달한다. 본 실시예에서, 광학적으로 매끄러운 표면(28)은 긴 광 가이드(20)의 원주 표면에 대응한다. 광학적으로 매끄러운 표면은 최소의 산란 또는 확산으로 표면에 입사하는 광을 반사한다. 하나 이상의 클래딩 층(도시되지 않음)이 원하는 대로 광학적으로 매끄러운 표면 둘레에 배치될 수 있다.
긴 광 가이드(20)는 긴 광 가이드(20) 안으로 연장하는 복수의 광 추출 구조체(30, 40)를 포함한다. 복수의 광 추출 구조체(30, 40)는 광이 임계각을 초과하게 하고 긴 광 가이드(20)로부터 광을 방사형으로 추출 또는 반사하는 반사 또는 추출 표면을 제공한다. 일부 실시예에서, 제1 세트의 광 추출 구조체(30)는 긴 광 가이드(20)의 광학적 반사 표면(28)을 따라서 연장하는 제1 종축(38)을 중심으로 하고, 제2 복수의 광 추출 구조체(40)는 긴 광 가이드(20)의 광학적 반사 표면(28)을 따라서 연장하는 제2 종축(48)을 중심으로 한다. 제1 종축(38)은 제2 종축(48)에 인접할 수 있다. 광 추출 구조체(30, 40)의 이러한 배열은 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제5,845,038호에 기재된 바와 같이 긴 광 가이드로부터 광의 제어된 방사형 방출을 제공할 수 있다. 다른 실시예에서, 광 추출 구조체(30, 40)는 단일 종축(38, 48)을 중심으로 한다.
도 2는 도 1에 도시된 방사형 발광 긴 광 가이드를 사용하는 긴 광 가이드 조립체(110)의 개략도이다. 광 가이드 조립체(110)는 긴 광 가이드(114)에 결합된 광원 조립체(112)를 포함한다. 광원 조립체(112)는 광을 긴 광 가이드(114) 안으로 지향시킬 수 있는 광원(도시되지 않음)을 포함한다. 긴 광 가이드(114)는 긴 광 가이드(114) 길이의 적어도 일부분을 따라서 연장하는 발광 영역(116)을 포함한다. 발광 영역(116)은 전술된 바와 같이 긴 광 가이드(114) 안으로 연장하는 복수의 광 추출 구조체(118, 120)를 포함한다. 복수의 광 추출 구조체(118, 120)는 도 2에 도시되고 위에서 도 1과 관련하여 기재된 바와 같이 긴 광 가이드로부터 광을 방사형으로 추출 또는 반사한다. 일부 실시예에서, 발광 영역(116)은 도 2에 도시 된 바와 같이 광 가이드(114) 길이의 일부분만을 따라서 연장한다. 본 명세서에 기재된 긴 광 가이드(114)는 예를 들어 성형 또는 압출과 같은 임의의 유용한 방법에 의해 형성될 수 있다.
긴 광 가이드는 다양한 위치에서 장식 및 기능적인 발광 목적으로 사용되며, 다양한 위치의 일부는 긴 광 가이드가 그의 길이를 따라서 선택적으로 발광하는 것(예를 들어, 방사형 발광)을 필요로 한다. 이러한 유형의 긴 광 가이드는 종종 선형 조명 장치로 일컬어진다. 이들 선형 조명 장치는 예를 들어 LED(발광 다이오드) 광원과 같은 저전압 광원의 사용 및 광원을 조명 영역으로부터 분리시키는 능력을 비롯하여 다수의 이점을 제공한다.
이들 선형 조명 장치는 종종 광 가이드의 요구되는 위치를 유지하고 광이 적절한 방향으로 방사형으로 방출되는 것을 보장하도록 어떤 방식으로든 긴 광 가이드를 지지할 필요가 있다. 이들 선형 조명 장치는 한정된 발광 영역을 갖고 지향된 광을 제공하도록 의도된다. 따라서, 긴 광 가이드를 올바른 배향으로 설치하는 것은 적정 방향의 조명을 달성하기 위해 중요하다. 일정 상황에서, 긴 광 가이드의 발광 영역의 위치가 항상 뚜렷하게 보이는 것은 아니기 때문에, 이들 긴 광 가이드를 적절하게 설치하는 것은 어렵다. 1차 인코딩 배향 형상부가 광 추출 구조체에 대해 적절하게 위치되고 광원 커넥터 상의 2차 인코딩 형상부와 정합하는 긴 광 가이드의 광 입력 단부에 1차 인코딩 배향 형상부를 제공하는 것은 편리한 조립을 제공하여 긴 광 가이드의 한정된 발광 영역이 적정 방향으로 광을 지향시키는 것을 보장한다.
도 3은 예시적인 광 가이드 조립체(200)의 전개 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 조립된 광 가이드 조립체(200)의 단면도이다. 광 가이드 조립체(200)는 광 입력 단부 표면(214)을 포함하는 광 입력 단부(212), 말단 단부 및 그들 사이의 길이부를 갖는 (전술된) 긴 광 가이드(210)를 포함한다. 긴 광 가이드(210)는 길이부를 따라서 광을 전달하는 광학적으로 매끄러운 표면(216)과 광 가이드 길이부의 적어도 일부를 따라서 연장하는 발광 영역(116)(도 2)을 갖는다. 발광 영역은 전술된 바와 같이 긴 광 가이드로부터 광을 방사형으로 추출 또는 반사하기 위해 긴 광 가이드 안으로 연장하는 복수의 광 추출 구조체(118, 120)(도 2)를 포함한다. 광 입력 단부(212)는 제1 인코팅 배향 형상부(220)를 포함한다.
도시된 1차 인코딩 배향 형상부(220)는 긴 광 가이드(210)의 원주의 일부 안으로 연장하는 노치 또는 리세스를 포함한다. 도시된 1차 인코딩 배향 형상부(220)의 노치 또는 리세스는 또한 긴 광 가이드(210)의 광 입력 단부 표면의 일부 안으로 연장한다. 일부 실시예에서, 1차 인코딩 배향 형상부(220)는 긴 광 가이드(210)의 원주의 일부 안으로만 연장하는 노치 또는 리세스(도시되지 않음)를 포함한다. 다른 실시예에서, 1차 인코딩 배향 형상부(220)는 긴 광 가이드(210)의 광 입력 단부 표면의 일부 안으로만 연장하는 노치 또는 리세스(도시되지 않음)를 포함한다. 단일 노치 또는 리세스가 도시되어 있지만, 1차 인코딩 배향 형상부(220)가 원하는 대로 긴 광 가이드(210)의 원주의 일부 안으로 연장하고 그리고/또는 긴 광 가이드(210)의 광 입력 단부 표면의 일부 안으로 연장하는 두 개 이상의 노치를 포함할 수 있음은 물론이다.
일부 실시예에서, 1차 인코딩 형상부는 도시된 하나 또는 둘 이상의 노치 또는 리세스에 추가하여 또는 그에 대신하여, 긴 광 가이드의 원주로부터 멀리 연장하는 하나 또는 둘 이상의 돌기(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 추가 실시예에서, 1차 인코딩 형상부는 도시된 하나 또는 둘 이상의 노치 또는 리세스에 추가하여 또는 그에 대신하여, 긴 광 가이드의 광 입력 단부 표면으로부터 멀리 연장하는 하나 또는 둘 이상의 돌기(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 많은 실시예에서, 1차 인코딩 배향 형상부(220)는 긴 광 가이드(210)의 광 입력 단부(212)에만 배치된다. 많은 실시예에서, 1차 인코딩 배향 형상부(220)는 복수의 광 추출 구조체(118, 120)(도 2)로부터 분리된다.
광원 커넥터(230)는 긴 광 가이드(210)의 광 입력 단부(212)에 결합된다. 광원 커넥터(230)는 2차 인코딩 배향 형상부(240)를 갖는 제1 단부(232)와 광원(250)을 수용하도록 구성된 대향 제2 단부(234)를 포함한다. 2차 인코딩 배향 형상부(240)는 1차 인코딩 배향 형상부(220)와 정합한다. 도시된 실시예에서, 광원 커넥터(230)의 제1 단부(232)는 긴 광 가이드(210)의 광 입력 단부(212)의 원주 둘레에 배치된다. 광원 커넥터(230)는 광 가이드 조립체(200)를 장착 기재(도시되지 않음)에 장착하기 위해 장착 플랜지(236)를 포함할 수 있다.
광원(250)은 예를 들어 발광 다이오드와 같은 고상 광원과 같은 임의의 유용한 광원(250)일 수 있다. 광원(250)에 의해 방출된 광은 긴 광 가이드(210)의 광 입력 표면(214) 안으로 결합되고, 전술된 바와 같이, 긴 광 가이드(210)의 발광 영역 내의 복수의 광 추출 구조체에 의해 적정 방향으로 방사형으로 방출될 때까지 긴 광 가이드(210)의 길이를 따라서 전달된다. 따라서, 광원 커넥터(230)는 기재 상에 장착될 수 있고, 긴 광 가이드(210)는 배향 형상부(220, 240)를 거쳐 광원 커넥터(230)에 결합될 수 있으며, 배향 형상부(220, 240)가 긴 광 가이드(210)와 장착된 광원 커넥터(230) 사이에 단일 각방향 연결을 허용(또는 제공)하기 때문에 배향 형상부(220, 240)는 발광 영역이 적정 배향으로 지향되는 것을 보장한다.
도 5는 긴 광 가이드(310)에 배치된 예시적인 1차 인코딩 배향 형상부(320)의 사시도이다. 도 6은 2차 인코딩 배향 형상부(340)를 갖는 예시적인 광원 커넥터(330)에 결합된 도 5에 도시된 1차 인코딩 배향 형상부(320)의 사시도이다.
광 가이드 조립체(300)는 광 입력 단부 표면(314)을 포함하는 광 입력 단부(312), 말단 단부 및 그들 사이의 길이부를 갖는 (전술된) 긴 광 가이드(310)를 포함한다. 긴 광 가이드(310)는 길이부를 따라서 광을 전달하는 광학적으로 매끄러운 표면(316)과 광 가이드 길이부의 적어도 일부를 따라서 연장하는 발광 영역(116)(도 2)을 갖는다. 발광 영역은 전술된 바와 같이 긴 광 가이드로부터 광을 방사형으로 추출 또는 반사하기 위해 긴 광 가이드 안으로 연장하는 복수의 광 추출 구조체(118, 120)(도 2)를 포함한다. 광 입력 단부(312)는 1차 인코딩 배향 형상부(320)를 포함한다.
도시된 1차 인코딩 배향 형상부(320)는 긴 광 가이드(310)의 광 입력 단부(312)의 원주 둘레에 배치된 칼라(collar)(325)이다. 도시된 1차 인코딩 배향 형상부(320)는 칼라(325)로부터 멀리 연장하는 돌기(327)를 포함한다. 칼라(325)는 중합체 및/또는 금속과 같은 임의의 유용한 재료로 형성될 수 있다. 일부 실시 예에서, 칼라(325)는 금속 재료로 형성되고 긴 광 가이드(310)는 중합체 재료로 형성된다. 칼라(325)는 긴 광 가이드(310)의 광 입력 단부(312)의 원주에 크림핑(crimping)되거나 그렇지 않다면 고정될 수 있고, 긴 광 가이드(310)의 광 입력 단부(312)의 원주 둘레에 위치된 1차 인코딩 배향 형상부(320)는 전술한 바와 같이 긴 광 가이드 안으로 연장하는 광 추출 구조체의 위치와 관계하여 설정된다. 단일 돌기(327)가 도시되어 있지만, 1차 인코딩 배향 형상부(320)가 칼라(325)로부터 멀리 연장하는 두 개 이상의 돌기를 포함할 수 있음은 물론이다. 많은 실시예에서, 1차 인코딩 배향 형상부(320)는 긴 광 가이드(310)의 광 입력 단부(312)에만 배치된다. 많은 실시예에서, 1차 인코딩 배향 형상부(320)는 복수의 광 추출 구조체(118, 120)(도 2)로부터 분리된다.
광원 커넥터(330)는 긴 광 가이드(310)의 광 입력 단부(312)에 결합된다. 광원 커넥터(330)는 2차 인코딩 배향 형상부(340)를 갖는 제1 단부(332)와 광원(350)을 수용하도록 구성된 대향 제2 단부(334)를 포함한다. 2차 인코딩 배향 형상부(340)는 1차 인코딩 배향 형상부(320)와 정합한다. 도시된 실시예에서, 광원 커넥터(330)의 제1 단부(332)는 긴 광 가이드(310)의 광 입력 단부(312)의 원주 둘레에 배치되고 칼라(325) 둘레에 배치된다. 광원 커넥터(330)는 광 가이드 조립체(300)를 장착 기재(도시되지 않음)에 장착하기 위해 장착 플랜지(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
칼라(325)는 긴 광 가이드(310)의 단면적에 영향을 미치지 않는다. 따라서, 긴 광 가이드(310)를 통하여 전달되는 광은 1차 인코딩 배향 형상부(320)에 의해 영향을 받지 않는다. 더욱이, 칼라는 긴 광 가이드에 적용될 수 있고 그 다음에 긴 광 가이드는 예를 들어 긴 것을 원하는 길이로 절단함으로써 추가로 처리될 수 있기 때문에, 칼라(325)는 편리한 1차 인코딩 배향 형상부(320)를 제공한다. 그 다음, 절단된 긴 광 가이드는 최종 광 가이드 조립체로 조립될 수 있다.
광원(350)은 전술한 바와 같이 임의의 유용한 광원(350)일 수 있다. 광원(350)에 의해 방출된 광은 긴 광 가이드(310)의 광 입력 표면(314) 안으로 결합되고, 긴 광 가이드(310)의 발광 영역 내의 복수의 광 추출 구조체에 의해 적정 방향으로 방사형으로 방출될 때까지 긴 광 가이드(310)의 길이를 따라서 전달된다. 따라서, 광원 커넥터(330)는 기재 상에 장착될 수 있고, 긴 광 가이드(310)는 배향 형상부(320, 340)를 거쳐 광원 커넥터(330)에 결합될 수 있으며, 배향 형상부(320, 340)가 긴 광 가이드(310)와 장착된 광원 커넥터(330) 사이에 단일 각방향 연결을 허용하기 때문에 배향 형상부(320, 340)는 발광 영역이 적정 배향으로 지향되는 것을 보장한다.
도 7은 2차 인코딩 배향 형상부(440)를 갖는 다른 예시적인 광원 커넥터(430)의 사시도이다. 도 8 및 도 9는 도 7에 도시된 광원 커넥터(430)를 포함하는 광 가이드 조립체(400)의 사시도이다.
광 가이드 조립체(400)는 광 입력 단부 표면(414)을 포함하는 광 입력 단부(412), 말단 단부 및 그들 사이의 길이부를 갖는 (전술된) 긴 광 가이드(410)를 포함한다. 긴 광 가이드(410)는 길이부를 따라서 광을 전달하는 광학적으로 매끄러운 표면(416)과 광 가이드 길이부의 적어도 일부를 따라서 연장하는 발광 영 역(116)(도 2)을 갖는다. 발광 영역은 전술한 바와 같이 긴 광 가이드(410)로부터 광을 방사형으로 추출 또는 반사하기 위해 긴 광 가이드 안으로 연장하는 복수의 광 추출 구조체(418)를 포함한다. 광 입력 단부(412)는 전술한 바와 같이 1차 인코딩 배향 형상부(420)를 포함한다.
도시된 1차 인코딩 배향 형상부(420)는 긴 광 가이드(410)의 원주로부터 멀리 연장하는 돌기를 포함한다. 도시된 1차 인코딩 배향 형상부(420)의 돌기는 또한 긴 광 가이드(410)의 광 입력 단부 표면(414)의 일부 안으로 연장할 수 있다. 1차 인코딩 배향 형상부(420)는 본 명세서에 기재된 실시예들 중 임의의 것일 수 있다.
힌지식 광원 커넥터(430)는 긴 광 가이드(410)의 광 입력 단부(412)의 원주 둘레에 배치된다. 광원 커넥터(430)는 2차 인코딩 배향 형상부(440)를 갖는 제1 단부(432)와 광원(450)을 수용하도록 구성된 대향 제2 단부(434)를 포함한다. 2차 인코딩 배향 형상부(440)는 1차 인코딩 배향 형상부(420)와 정합한다. 광원 커넥터(430)는 광원 커넥터(430) 안에 긴 광 가이드를 보유하기 위해 광 가이드 보유 리브(438)를 포함한다.
힌지식 광원 커넥터(430)는 제2 단부(434)에 리빙 힌지(living hinge)(439)를 포함한다. 긴 광 가이드(410)의 광 입력 단부(412)는 힌지식 광원 커넥터(430) 안에 배치되고 인코딩 배향 형상부(420, 440)는 정합된다. 그 다음, 힌지식 광원 커넥터(430)는 긴 광 가이드(410)의 광 입력 단부(412)를 둘러싸서 긴 광 가이드(410)를 힌지식 광원 커넥터(430) 안에 고정한다. 힌지식 광원 커넥터(430)는 광원 하우징(454) 상의 장착 탭(452)과 정합하는 장착 플랜지 또는 장착 탭(436)을 포함한다. 힌지식 광원 커넥터(430)는 광원 하우징(454)에 의해 형성된 개구(455) 안에 배치된다.
광원(도시되지 않음)은 광원 하우징(454) 안에 배치되고 긴 광 가이드(410)의 광 입력 표면(414)에 인접한다. 베이스 탭(456)이 광원 하우징(454) 상에 배치되고 베이스 기재의 유지 클립(470) 안으로 클립고정되도록 구성된다. 많은 실시예에서, 베이스 기재는 광원 하우징(454) 안에 배치된 광원에 전력을 제공하는 평탄 케이블이다. 광원은 전술한 바와 같은 임의의 유용한 광원일 수 있다. 광원에 의해 방출된 광은 긴 광 가이드(410)의 광 입력 표면(414) 안으로 결합되고, 긴 광 가이드(410)의 발광 영역 내의 복수의 광 추출 구조체(418)에 의해 적정 방향으로 방사형으로 방출될 때까지 긴 광 가이드(410)의 길이를 따라 전달된다. 따라서, 광원 커넥터(430)는 베이스 기재에 장착된 광원 하우징(454)에 장착될 수 있고, 긴 광 가이드(410)는 배향 형상부(420, 440)를 거쳐 광원 커넥터(430)에 결합될 수 있으며, 배향 형상부(420, 440)가 긴 광 가이드(410)와 장착된 광원 커넥터(430) 사이에 단일 각방향 연결을 허용(또는 제공)하기 때문에 배향 형상부(420, 440)는 발광 영역이 적정 배향으로 지향되는 것을 보장한다.
도 10은 다른 예시적인 광 가이드 조립체(500)의 사시도이다. 광 가이드 조립체(500)는 광 입력 단부 표면(514)을 포함하는 광 입력 단부(512), 말단 단부 및 그들 사이의 길이부를 갖는 (전술된) 긴 광 가이드(510)를 포함한다. 긴 광 가이드(510)는 길이부를 따라서 광을 전달하는 광학적으로 매끄러운 표면(516)과 광 가 이드 길이부의 적어도 일부를 따라서 연장하는 발광 영역(116)(도 2)을 갖는다. 발광 영역은 긴 광 가이드로부터 광을 방사형으로 추출 또는 반사하기 위해 긴 광 가이드 안으로 연장하는 복수의 광 추출 구조체(118, 120)(도 2)를 포함한다. 광 입력 단부(512)는 1차 인코딩 배향 형상부(520)를 포함한다.
도시된 1차 인코딩 배향 형상부(520)는 광 입력 표면(514) 안으로의 리세스 또는 그로부터 멀어지는 돌기이며 광 입력 표면(514)을 형성한다. 도시된 1차 인코딩 배향 형상부(520)는 또한 광 입력 표면(514)을 형성하는 반구형 노치 또는 반구형 단차로서 설명될 수 있다. 1차 인코딩 배향 형상부(520)는 긴 광 가이드(510)의 광 입력 단부(512)의 원주 안에 배치된다. 1차 인코딩 배향 형상부(520)는 긴 광 가이드(510)를 형성하는 재료와 동일한 재료로 형성된다. 많은 실시예에서, 1차 인코딩 배향 형상부(520) 및 긴 광 가이드(510)는 단일 몸체를 형성한다. 1차 인코딩 배향 형상부(520) 및 긴 광 가이드(510)는 중합체 재료, 유리 등과 같은 고체 재료로 형성될 수 있다.
광원 커넥터(530)는 긴 광 가이드(510)의 광 입력 단부(512)에 결합된다. 광원 커넥터(530)는 2차 인코딩 배향 형상부(540)를 갖는 제1 단부(532)와 광원(550)을 수용하도록 구성된 대향 제2 단부(534)를 포함한다. 2차 인코딩 배향 형상부(540)는 1차 인코딩 배향 형상부(520)와 정합한다. 도시된 2차 인코딩 배향 형상부(540)는 광 입력 표면(514)과 정합하는 광 출력 표면을 형성하는 반구형 노치 또는 반구형 단차로서 설명될 수 있다.
도시된 실시예에서, 광원 커넥터(530)의 제1 단부(532)는 긴 광 가이드(510) 의 광 입력 표면(514)과 접촉한다. 광원 커넥터(530)의 제1 단부(532)의 원주는 긴 광 가이드(510)의 광 입력 단부(512)의 원주와 동일하거나 그보다 작다. 도시된 실시예에서, 2차 인코딩 배향 형상부(540) 및 정합하는 1차 인코딩 배향 형상부(520)는 긴 광 가이드(510)의 광 입력 단부(512)의 원주 안에 배치된다. 도시된 광원 커넥터(530)는 중합체 또는 유리 재료로 형성된 고체이고 광원(550)을 수용하도록 구성된 리세스를 포함한다. 많은 실시예에서, 광원 커넥터(530)는 고체 재료이고, 긴 광 가이드(510)와 고체 재료 둘 모두는 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는다. 많은 실시예에서, 광원 커넥터(530)는 접착제로 긴 광 가이드(510)에 고정된다. 광원 커넥터(530)는 광 가이드 조립체(500)를 장착 기재(도시되지 않음)에 장착하기 위해 장착 플랜지(536)를 포함할 수 있다.
광원 커넥터(530)의 고체 재료와 긴 광 가이드(510)의 고체 재료가 실질적으로 동일한 굴절률을 갖고 적합한 접착제, 액체 또는 겔로 광학적으로 결합될 때, 인코딩 배향 형상부(520, 540)는 긴 광 가이드(510)의 단면적에 영향을 미치지 않는다. 따라서, 긴 광 가이드(510)를 통하여 전달되는 광은 인코딩 배향 형상부(520, 540)에 의해 영향을 받지 않는다.
광원(550)은 전술한 바와 같이 임의의 유용한 광원(550)일 수 있다. 광원(550)에 의해 방출된 광은 긴 광 가이드(510)의 광 입력 표면(514) 안으로 결합되고, 긴 광 가이드(510)의 발광 영역 내의 복수의 광 추출 구조체에 의해 적정 방향으로 방사형으로 방출될 때까지 긴 광 가이드(510)의 길이를 따라서 전달된다. 따라서, 광원 커넥터(530)는 기재 상에 장착될 수 있고, 긴 광 가이드(510)는 배향 형상부(520, 540)를 거쳐 광원 커넥터(530)에 결합될 수 있으며, 배향 형상부(520, 540)가 긴 광 가이드(510)와 장착된 광원 커넥터(530) 사이에 단일 각방향 연결을 허용하기 때문에 배향 형상부(520, 540)는 발광 영역이 적정 배향으로 지향되는 것을 보장한다.
본 명세서에 기재된 광 가이드 조립체는, 전술한 긴 광 가이드를 제공하고, 긴 광 가이드의 광 입력 단부에 1차 인코딩 배향 형상부를 형성하고, 1차 인코딩 형상부와 정합하는 2차 인코딩 배향 형상부를 갖는 광원 커넥터를 제공하고, 광원 커넥터의 2차 인코딩 배향 형상부를 긴 광 가이드의 1차 인코딩 배향 형상부에 결합하여 광 가이드 조립체를 형성함으로써 형성될 수 있다.
따라서, 광 가이드 배향 커넥터의 실시예가 개시된다. 개시된 실시예와 다른 실시예가 구상됨을 당업자는 이해할 것이다. 개시된 실시예는 제한이 아닌 예시의 목적으로 제시된 것이며, 본 발명은 청구의 범위 및 그 동등물에 의해서만 제한되어야 한다.

Claims (20)

  1. 광 입력 단부 표면을 포함하는 광 입력 단부, 말단 단부 및 그들 사이의 길이부를 갖는 긴 광 가이드-긴 광 가이드는 길이부를 따라서 광을 전달하는 광학적으로 매끄러운 표면과 광 가이드 길이부의 적어도 일부를 따라서 연장하는 발광 영역을 갖고 발광 영역은 긴 광 가이드로부터 광을 방사형으로 추출 또는 반사하기 위해 긴 광 가이드 안으로 연장하는 복수의 광 추출 구조체를 포함하며 광 입력 단부는 1차 인코딩 배향 형상부를 포함함-와,
    2차 인코딩 배향 형상부를 갖는 제1 단부와 광원을 수용하도록 구성된 대향 제2 단부를 포함하고 긴 광 가이드의 광 입력 단부에 결합된 광원 커넥터를 포함하고, 2차 인코딩 배향 형상부는 1차 인코딩 배향 형상부와 정합하는 광 가이드 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 광 입력 단부 표면에 인접한 광원을 추가로 포함하고, 광원은 고상 광원을 포함하는 광 가이드 조립체.
  3. 제1항에 있어서, 광 가이드는 중합체 재료를 포함하는 광 가이드 조립체.
  4. 제1항에 있어서, 1차 인코딩 배향 형상부는 긴 광 가이드의 원주 둘레에 배치된 칼라 요소를 포함하는 광 가이드 조립체.
  5. 제1항에 있어서, 1차 인코딩 배향 형상부는 긴 광 가이드의 원주의 일부 안으로 연장하는 리세스를 포함하는 광 가이드 조립체.
  6. 제1항에 있어서, 1차 인코딩 배향 형상부는 긴 광 가이드의 원주로부터 멀리 연장하는 돌기를 포함하는 광 가이드 조립체.
  7. 제1항에 있어서, 1차 인코딩 배향 형상부는 긴 광 가이드의 광 입력 단부 표면의 일부 안으로 연장하는 리세스를 포함하는 광 가이드 조립체.
  8. 제1항에 있어서, 1차 인코딩 배향 형상부는 긴 광 가이드의 광 입력 단부 표면으로부터 멀리 연장하는 돌기를 포함하는 광 가이드 조립체.
  9. 제1항에 있어서, 광원 커넥터는 긴 광 가이드의 원주 둘레에 배치되는 광 가이드 조립체.
  10. 제1항에 있어서, 광원 커넥터의 제1 단부는 긴 광 가이드의 광 입력 단부의 원주와 동일하거나 그보다 작은 원주를 갖는 광 가이드 조립체.
  11. 제1항에 있어서, 광원 커넥터는 장착 플랜지를 추가로 포함하는 광 가이드 조립체.
  12. 제1항에 있어서, 광원 커넥터 및 광 가이드는 고체이고, 광원 커넥터 및 광 가이드는 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 광 가이드 조립체.
  13. 제1항에 있어서, 긴 광 가이드는 실질적으로 원통형인 광 가이드 조립체.
  14. 광 입력 단부 표면을 포함하는 광 입력 단부, 말단 단부 및 그들 사이의 광 가이드 길이부를 갖는 긴 광 가이드-긴 광 가이드는 가이드 길이부를 따라서 광을 전달하는 광학적으로 매끄러운 표면과 가이드 길이부의 적어도 일부를 따라서 연장하는 발광 영역을 갖고 발광 영역은 긴 광 가이드로부터 광을 방사형으로 추출 또는 반사하기 위해 긴 광 가이드 안으로 연장하는 복수의 광 추출 구조체를 포함함-를 제공하는 단계와,
    긴 광 가이드의 광 입력 단부에 1차 인코딩 배향 형상부를 형성하는 단계와,
    2차 인코딩 배향 형상부를 갖는 제1 단부와 광원을 수용하도록 구성된 대향 제2 단부를 포함하고 2차 인코딩 배향 형상부는 1차 인코딩 형상부와 정합하는 광원 커넥터를 제공하는 단계와,
    광원 커넥터의 2차 인코딩 배향 형상부를 긴 광 가이드의 1차 인코딩 배향 형상부에 결합하여 광 가이드 조립체를 형성하는 단계를 포함하는 광 가이드 조립체 형성 방법.
  15. 제14항에 있어서, 광원 커넥터의 제2 단부 안에 고상 광원을 배치하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  16. 제14항에 있어서, 1차 인코딩 배향 형상부를 형성하는 단계는 긴 광 가이드의 원주 둘레에 칼라 요소를 배치하는 단계를 포함하는 방법.
  17. 제14항에 있어서, 1차 인코딩 배향 형상부를 형성하는 단계 후에 긴 광 가이드를 절단하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  18. 제14항에 있어서, 긴 광 가이드를 제공하는 단계는 압출에 의해 긴 광 가이드를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  19. 제14항에 있어서, 긴 광 가이드를 제공하는 단계는 성형에 의해 긴 광 가이드를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  20. 제14항에 있어서, 광원 커넥터를 장착 기재에 장착하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
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