KR20100117674A - 광 파이프 조립체 - Google Patents

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KR20100117674A
KR20100117674A KR1020107020623A KR20107020623A KR20100117674A KR 20100117674 A KR20100117674 A KR 20100117674A KR 1020107020623 A KR1020107020623 A KR 1020107020623A KR 20107020623 A KR20107020623 A KR 20107020623A KR 20100117674 A KR20100117674 A KR 20100117674A
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KR1020107020623A
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가즈히로 고토
안드라스 자이메스
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타이코 일렉트로닉스 캐나다 유엘씨
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Abstract

광 파이프 조립체(100)는 램프 조립체(104)와 광 파이프(102)를 포함한다. 램프 조립체(104)는 발광하도록 구성된 광원(106)을 수용하는 하우징(108)을 갖는다. 광 파이프(102)는 연결단(112)과 말단(114) 간에 길게 연장된다. 연결단(112)은 램프 조립체(104)의 하우징(108) 내에 수용된다. 광 파이프(102)는 광원(106)에 의해 방출되는 광을 수용한다. 또한, 광 파이프(102)는 연결단과 말단 간의 광 파이프로부터 광이 방출될 수 있도록 구성된 표면 요소들(118)을 포함한다. 표면 요소들(118)은 광 파이프로부터 방출되는 광의 소정의 분포를 제공하는 패턴으로 배열된다.

Description

광 파이프 조립체{LIGHT PIPE ASSEMBLY}
광 파이프는 내부 전반사에 의해 광이 광 파이프의 길이 방향 축을 따라 채널링되거나 투과되는 통상적으로 원통형의 투명한 구조이다. 내부 전반사는 광이 광 파이프의 내측으로부터 광 파이프의 외측으로 투과되는 것을 방지한다. 내부 전반사는 광 파이프와 광 파이프를 둘러싸는 대기 간의 계면에 광이 임계각보다 큰 각도로 충돌할 때 발생한다. 임계각은 주변 대기의 매질에 대한 굴절률과 광 파이프의 매질에 대한 굴절률의 함수이다.
광 파이프에 의해 투과되는 광은 광원에 의해 발생한다. 광원은 일반적으로 광 파이프가 고정된 램프 조립체에 포함된다. 통상적인 램프 조립체는 발광 다이오드(LED)와 같은 광원을 포함하는 하우징을 포함한다. 광 파이프는 광 파이프가 램프 조립체로부터 뜻하지 않은 분리를 방지하도록 램프 조립체에 고정되어야 한다. 광 파이프를 이용하는 많은 적용 예에 있어서, 광 파이프 및 연관된 램프 조립체를 수용하기 위한 공간은 한정되어 있다. 예를 들어, 자동차 내부 조명에서 광 파이프와 램프 조립체를 위해 이용가능한 공간은 제한될 수 있다. 따라서, 통상적으로 광 파이프를 램프 조립체에 고정하는 피처(feature)와 구조를 위해 이용가능한 공간은 매우 작다. 현재 알려져 있는 고정 구조로는 클램프와 에폭시와 같은 메커니즘이 있다. 그러나, 광 파이프의 외형은 통상적으로 매끄럽고 원통형이기 때문에, 알려져 있는 고정 구조를 이용하여 광 파이프를 램프 조립체에 고정하는 경우 광 파이프가 램프 조립체로부터 쉽게 접속 해제될 수 있다.
알려져 있는 광 파이프는 표면 요소에 충돌하는 광을 반사하는 광 파이프 내에 또는 광 파이프 상에 백색 스트립 또는 기타 표면 요소를 포함한다. 반사된 광 중 적어도 일부는 광 파이프-대기 계면의 임계각보다 작은 각도로 광 파이프의 외면과 주변 대기 간의 계면과 충돌한다. 이러한 광은 방출된 광으로서 광 파이프로부터 방출된다. 반사광이 적절한 방향으로 향하도록, 스트립 또는 표면 요소를 램프 조립체에 대하여 적절히 정렬할 수 있다.
광이 광 파이프로부터 방출되면, 방출된 광의 강도는 광 파이프의 길이를 따라 감소될 수 있다. 예를 들어, 광원 근처의 위치에서 매우 많은 광이 광 파이프로부터 방출되면, 광 파이프의 반대 측 일단으로부터 방출되는 광은 광 파이프의 기타 부분들로부터 방출되는 광만큼 밝지 않거나 강렬하지 않을 수 있다. 문제는 방출된 광이 불균일하게 분포되는 등의 많은 적용 예가 바람직하지 않을 수 있다는 것이다.
그 해결책은 광 파이프의 길이를 따라 균일하게 광을 방출하는 광 파이프 및 램프 조립체에 대하여 광 파이프를 배향하는 광 파이프와 램프 조립체 간의 결합부를 포함하는 광 파이프 조립체에 의해 제공된다. 광 파이프 조립체는 램프 조립체와 광 파이프를 포함한다. 램프 조립체는 발광하도록 구성된 광원을 유지하는 하우징을 갖는다. 광 파이프는 연결단(attachment end)과 마주보는 말단(distal end) 간에 길게 연장된다. 연결단은 램프 조립체의 하우징 내에 수용된다. 광 파이프는 광원에 의해 방출되는 광을 수용한다. 또한, 광 파이프는 연결단과 말단 간의 광 파이프로부터 광이 방출될 수 있도록 구성된 표면 요소들을 포함한다. 표면 요소들은 광 파이프로부터 방출되는 광의 소정의 분포를 제공하는 패턴으로 배열된다.
이제, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 예를 들어 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 파이프 조립체의 등각도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 패턴으로 표면 요소들의 기울기(gradient)를 도시하는 그래프 및 표면 요소들의 패턴의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 배열된 표면 요소들의 다른 패턴의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 도 1에 도시한 광 파이프의 말단의 평면도 및 표면 요소들(402)의 다른 패턴의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 구현된 도 1에 도시한 광 파이프 조립체를 확대한 등각 부분 후면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 1에 도시한 광 파이프 조립체를 확대한 등각 부분 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 1에 도시한 램프 조립체의 하우징의 등각 정면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 1의 선 7-7을 따라 절취한, 도 1에 도시한 램프 조립체에 연결된 도 1에 도시한 광 파이프의 등각 단면도이다.
도 1은 일 실시예에 따라 구현된 광 파이프 조립체(100)의 등각도이다. 광 파이프 조립체(100)는 광 파이프(102)와 램프 조립체(104)를 포함한다. 광 파이프(102)는 연결단(112)과 말단(114) 간에 길이 방향 축(110)을 따라 길게 연장된다. 광 파이프(102)는 아크릴 재료와 같은 투광성 재료로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 광 파이프(102)는 반투명 아크릴 재료로 형성된 압출된 원통형 로드(rod)이다. 도 1에 도시한 광 파이프(102)의 일반적으로 길게 연장된 형상에서 굴곡부나 굽힘부를 갖는 형상을 비롯한 다른 형상의 광 파이프(102)를 이용해도 된다. 광 파이프(102)의 직경 또는 기타 단면 치수는 광 파이프(102)가 사용되는 특정한 적용 예에 의존할 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 설명하는 하나 이상의 실시예는 자동차 적용 예와 가전 제품에서의 사용에 특히 적합하다. 이러한 적용 예들에서는 직경이 비교적 작은 광 파이프(102)를 필요로 할 수 있다.
램프 조립체(104)는 하우징(108) 내에 수용되어 있는 광원(106)을 포함한다. 광원(106)은 광을 광 파이프(102) 내에 방출하는 하나 이상의 개별적인 광원을 포함한다. 예를 들어, 광원(106)은 단일 발광 다이오드일 수 있고 또는 복수의 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 단일 광원(106)은 하나보다 많은 유형의 광 발생 부품을 포함할 수 있다. 하우징(108)은 폴리머와 같은 유전 재료로 형성될 수 있다. 다른 방안으로, 하우징(108)은 금속으로 형성되어도 된다. 광 파이프(102)의 연결단(112)은 하우징(108) 내에 수용되어, 광 파이프(102)를 램프 조립체(104)에 고정시키고, 광 파이프(102)에 의해 방출되는 광이 필요로 하는 방향이나 소정의 방향으로 향하도록 램프 조립체(104)에 대하여 광 파이프(102)를 배향시킨다. 광원(106)은 광 파이프(102)의 연결단(112)을 향하여 광을 방출한다. 광은 일반적으로 말단(114)을 향하여 연결단(112)으로부터 광 파이프(102)를 투과한다.
개별적인 표면 요소들(118)의 밴드 또는 패턴(116)은 광 파이프(102) 상에 배치된다. 표면 요소들(118)은 상호 접속되지 않도록 서로 분리될 수 있다. 표면 요소들(118)은 광 파이프(102)의 외면(120)에 인쇄되거나 다른 방안으로 연결될 수 있다. 다른 방안으로, 표면 요소들(118)은 광 파이프(102)의 내측 상에 형성되어도 된다. 예를 들어, 표면 요소들(118)은 광 파이프(102)가 압출될 때 광 파이프(102) 내측에 형성되어도 된다. 일 실시예에서, 표면 요소들(118)은 표면 요소들(118) 상에 충돌하는 광을 반사한다. 예를 들어, 광 파이프(102)를 투과하는 광 중 적어도 일부는 표면 요소들(118)과 충돌할 수 있고 표면 요소들(118)에 의해 반사되거나 산란될 수 있다. 표면 요소들(118)은 광을 반사하고, 광이 광 파이프(102)로부터 방출 광(122)으로서 방출되게 할 수 있다. 광(122)은 길이 방향 축(110)을 가로지르는 방향으로 광 파이프(102)로부터 방출될 수 있다. 방출 광(122)은 표면 요소들(118)과 대향하는 측으로부터의 방향을 비롯한 다양한 방향으로 광 파이프(102)로부터 방출될 수 있다. 예를 들어, 방출 광(122)은 표면 요소들(118)과 대략 대향하는 방향으로 광 파이프(102)로부터 출사될 수 있다. 도 1에 도시한 예에서, 방출 광(122)은 광 파이프(102)의 대략 원형 단면 형상의 대향측 상에서 또는 표면 요소들(118)로부터 180도로 배치된 광 파이프(102)의 표면으로부터 방출되는 광을 포함한다.
표면 요소들(118)의 패턴(116)은 광 파이프(102)로부터 방출되는 광(122)의 원하는 분포를 제공하기 위해 형상과 분포 중 하나 이상에서 광 파이프(102)의 길이를 따라 제공될 수 있다. 예를 들어, 패턴(116)은 표면 요소들(118)이 투영 분포(124)로 광 파이프(102) 밖으로 광(122)을 반사하게 할 수 있다. 광(122)의 투영 분포(124)가 도 1에 개략적으로 도시되어 있으며 다른 크기 및/또는 형상을 취해도 된다. 투영 분포(124)는 길이(126)와 투영각(128)에 의해 정의될 수 있다. 분포(124)의 길이(126)는, 길이 방향 축(110)을 가로지르는 방향으로 광(122)이 광 파이프(102)로부터 방출되는 길이 방향 축(110)에 평행한 방향으로 광 파이프(102)를 따른 길이를 나타낸다. 투영각(128)은 분포(124)에 대한 각도이거나, 광 파이프(102)의 표면(120) 위로 투영각(128)이 연장되는 방사상 거리이다.
다른 방안으로, 표면 요소들(118)은 광 파이프(102)의 굴절률과는 다른 굴절률을 갖는 투광 요소들을 포함할 수 있다. 표면 요소들(118)과 광 파이프(102) 간의 계면들은 내면 전반사를 위해 필요한 임계각을 변경할 수 있다. 예를 들어, 표면 요소들(118)은 광 파이프(102)와 표면 요소들(118) 간의 계면에서 임계각을 증가시키는 굴절률을 가질 수 있다. 임계각을 증가시킴으로써 광 파이프(102)의 내부에서 반사되는 광량을 저감시킬 수 있고 광 파이프(102)로부터 방출되는 광량을 증가시킬 수 있다. 표면 요소들(118)에 의해 굴절되는 광은 표면 요소들(118)을 통해 광 파이프(102)로부터 방출될 수 있다. 예를 들어, 방출되는 굴절 광은 표면 요소들(118)이 배치되어 있는 광 파이프(102)의 동일 측에 인접하는 광 파이프(102)로부터 출사할 수 있다.
일 실시예에서, 표면 요소들(118)의 크기 및/또는 공간 밀도는 패턴(116)에서 변경될 수 있다. 예를 들어, 표면 요소들(118)의 크기 및/또는 공간 밀도는 연결단(112)과 말단(114) 간의 패턴(116)에서 증가될 수 있다. 표면 요소들(118)의 공간 밀도는 광 파이프(102)의 표면 면적 단위당 표면 요소들(118)의 개수로서 정의될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 말단(114)에 인접한 위치에 있는 표면 요소들(118)의 크기 및/또는 공간 밀도와 비교할 때, 연결단(112)에 인접하는 위치에서 패턴(116)에 배치된 표면 요소들(118)은 보다 작을 수 있고, 및/또는 표면 요소들(118)의 밀도는 보다 작을 수 있다. 패턴(116)의 표면 요소들(118)의 크기 및/또는 밀도를 제어함으로써, 광 파이프(102)의 길이 방향 축(110)을 따라 방출 광(122)의 양을 제어할 수 있다. 예를 들어, 표면 요소들(118)이 보다 작고 및/또는 보다 작은 공간 밀도로 배치되어 있는 연결단(112)에 가까운 위치에서 광 파이프(102)로부터 광이 보다 적게 방출될 수 있다. 표면 요소들(118)의 크기 및/또는 밀도는 각 표면 요소(118)에 충돌하는 광의 저감량을 보상하도록 말단(114)을 향하여 광 파이프(102)의 길이 방향 축(110)을 따라 증가한다. 예를 들어, 광 파이프(102) 내에서 투과되는 보다 적은 양의 광은 표면 요소들(118)에 의해 반사될 수 있고, 말단(114) 근처의 표면 요소들(118)보다 연결단(112) 근처의 광 파이프(102)로부터 방출될 수 있다. 표면 요소들(118)의 크기 및/또는 밀도는 연결단(112)과 말단(114) 간의 길이 방향 축(110)을 따라 광 파이프(102)로부터 방출되는 광(122)의 대략 균일한 분포를 제공하도록 맞춰질 수 있다. 예를 들어, 광(122)은 방출 광(122)의 강도(intensity)에 있어서 상당한 기울기(gradient)가 존재하지 않도록 광 파이프(102)로부터 방출될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따라 배열된 표면 요소들(202)의 패턴(200)의 평면도이다. 표면 요소들(202)의 패턴(200)은 (도 1에 도시한) 표면 요소들(118)의 (도 1에 도시한) 패턴(116)과 유사해도 된다. 패턴(200)은 (도 1에 도시한) 광 파이프(102)의 (도 1에 도시한) 곡선형 외면(120) 상에 배치될 수 있다. 패턴(200)은 대향 단들(204, 206) 간에 연장된다. 일 실시예에서, 패턴(200)은 제1 단(204)이 연결단(112)에 인접하여 위치하고 제2 단(206)이 말단(114)에 인접하여 위치하도록 광 파이프(102) 상에 배치될 수 있다. 제1 단(204)과 연결단(112) 간의 및/또는 제2 단(20)과 말단(114) 간의 광 파이프(102)의 외면(120) 상의 영역은 어떠한 표면 요소들(202)도 포함하지 않을 수 있다. 예를 들어, 패턴(200)은 (도 1에 도시한) 길이 방향 축(110)에 평행한 방향으로 연결단(112)과 말단(114) 간의 거리보다 작은 길이(208)를 따라 연장될 수 있다. 패턴(200)의 길이(208)를 조절함으로써 (도 1에 도시한) 방출 광(122)의 (도 1에 도시한) 투영 분포(124)의 (도 1에 도시한) 길이(126)를 변경할 수 있다. 예를 들어, 길이(208)를 증가시키면 광(122)의 투영 분포(124)의 길이(126)를 증가시킬 수 있는 한편 길이(208)를 감소시키면 투영 분포(124)의 길이(126)를 감소시킬 수 있다.
패턴(200)은 길이 방향 축(110)을 가로지르는 방향으로 폭(212)을 따라 연장될 수 있다. 패턴(200)의 폭(212)은 광 파이프(102)의 외면(120)의 전체 외주(outer circumference)보다 작게 이 외주 둘레로 연장될 수 있다. 예를 들어, 폭(212)은 광 파이프(102)의 외면(120) 둘레로 다수의 패턴(200)이 배치될 수 있도록 충분히 작을 수 있다. 다른 방안으로, 폭(212)은 광 파이프(102)의 전체 외주 둘레로 연장될 수 있다. 일 실시예에서, 폭(212)은 패턴(200)의 길이(208) 전체와 대략 동일하다. 다른 일 실시예에서, 폭(212)은 광 파이프(102)로부터 방출되는 (도 1에 도시한) 광(122)의 분포를 조절하도록 패턴(200)의 길이(208)를 가로질러 변경될 수 있다. 패턴(200)의 폭(212)을 조절함으로써 광(122)의 (도 1에 도시한) 투영 분포(124)의 (도 1에 도시한) 투영각(128)을 변경할 수 있다. 예를 들어, 폭(212)을 증가시킴으로써 광(122)의 투영각(128)을 증가시킬 수 있다. 폭(212)을 감소시킴으로써 투영각(128)을 감소시킬 수 있다.
표면 요소들(202)의 공간 밀도는 패턴(200)의 길이(208)를 따라 패턴(200) 전체에 걸쳐 증가할 수 있다. 다른 방안으로, 공간 밀도는 패턴(200)의 일부분만을 통해 또는 그 패턴의 전부보다는 작은 부분을 통해 변경될 수 있다. 그래프(214)는 패턴(200)의 표면 요소들(202)의 공간 밀도의 변화 또는 분포를 나타낼 수 있는 기울기(216)의 일례를 도시한다. 그래프(214)의 수평 축(218)은 패턴(200)의 길이(208)에 따른 거리를 나타낸다. 수직 축(220)은 패턴(200)의 표면 요소들(202)의 공간 밀도를 나타낼 수 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 표면 요소들(202)의 공간 밀도는 기울기(216)에 따라 패턴(200) 전체에 걸쳐 변경될 수 있다. 예를 들어, 기울기(216)는 패턴(200)의 표면 요소들(202)의 패킹(packing) 밀도를 정의할 수 있다. 기울기(216)는 단위 면적당 패턴(200)에 제공된 표면 요소들(202)의 수의 단계적 변화를 나타낸다. 도 2에 도시한 예에서는, 제1 단(204)보다 제2 단(206)에 가까운 위치에서 패턴(200)의 표면 면적의 제곱 단위당 보다 많은 표면 요소들(202)이 패턴(200)에 제공된다. 다른 일례에서, 하나의 표면 요소(202)와 이웃하는 표면 요소들(202) 간의 거리는 제2 단(206)보다 제1 단(204)을 향하여 보다 클 수 있다. 기울기(216)는 도 2에서 직선으로 도시되어 있지만, 기울기(216)는 곡선 또는 곡선과 직선의 조합과 같은 하나 이상의 다른 형상을 취해도 된다.
일 실시예에서, 표면 요소들(202)의 크기들은 패턴(200)의 길이(208)를 따라 패턴(200) 전체에 걸쳐 증가할 수 있다. 예를 들어, 표면 요소들(202)의 크기들은 기울기(216)에 따라 패턴(200)에 분포될 수 있다. 다른 방안으로, 표면 요소들(202)의 크기들은 패턴(200)의 일부분만을 통해 또는 그 패턴의 전부보다는 작은 부분을 통해 변경되어도 된다. 도 2에 도시한 실시예에서, 표면 요소들(202)의 외측 치수(210)는 제1 단(204)으로부터 제2 단(206)으로 패턴(200) 전체에 걸쳐 증가한다. 외측 치수(210)는 표면 요소들(202)을 가로질러 연장되는 가장 큰 거리일 수 있다. 일례로만 볼 때, 외측 치수들(210)은 표면 요소들(202)의 외측 직경들이어도 된다. 도시한 실시예에서, 외측 치수(210)는 (도 1에 도시한) 광 파이프(102)의 (도 1에 도시한) 길이 방향 축(110)에 평행한 방향으로 측정된다. 선택 사항으로, 패턴(200) 전체에 걸쳐 표면 요소들(202)의 크기들 및 공간 밀도 중 하나만이 변경되어도 된다. 예를 들어, 기울기(216)에 따라 패턴(200)에서 표면 요소들(202)의 크기들 및 공간 밀도 중 하나만이 변경되어도 된다. 다른 방안으로, 서로 다른 기울기들(216)에 따라 패턴(200) 전체에 걸쳐 표면 요소들(202)의 크기들 및 공간 밀도의 각각이 변경되어도 된다.
도 3은 일 실시예에 따라 배열된 표면 요소들(302)의 패턴(300)의 평면도이다. 표면 요소들(302)의 패턴(300)은 (도 1에 도시한) 표면 요소들(118)의 (도 1에 도시한) 패턴(116)과 유사해도 된다. 패턴(300)은 (도 1에 도시한) 광 파이프(102)의 (도 1에 도시한) 곡선형 외면(120) 상에 배치될 수 있다. 패턴(300)은 대향 단들(304, 306) 간에 연장된다. 일 실시예에서, 패턴(300)은 제1 단(304)이 연결단(112)에 인접하여 위치하고 제2 단(306)이 말단(114)에 인접하여 위치하도록 광 파이프(102) 상에 배치될 수 있다. 패턴(300)은 (도 1에 도시한) 길이 방향 축(110)에 평행한 방향으로 연결단(112)과 말단(114) 간의 거리보다 작은 길이(308)를 따라 연장될 수 있다. 패턴(300)의 길이(308)를 조절함으로써, (도 1에 도시한) 방출 광(122)의 (도 1에 도시한) 투영 분포(124)의 (도 1에 도시한) 길이(126)를 변경할 수 있다. 예를 들어, 길이(308)를 증가시키면 광(122)의 투영 분포(124)의 길이(126)를 증가시킬 수 있는 한편 길이(308)를 감소시키면 투영 분포(124)의 길이(126)를 감소시킬 수 있다. 패턴(300)은 길이 방향 축(110)을 가로지르는 방향으로 폭(312)을 따라 연장될 수 있다. 패턴(200)의 폭(312)은 광 파이프(102)의 외면(120)의 전체 외주 둘레로 또는 전체 외부보다 작게 둘레로 연장될 수 있다. 패턴(300)의 폭(312)을 조절함으로써 광(122)의 투영 분포(124)의 투영각(128)을 변경할 수 있다. 예를 들어, 폭(312)을 증가시키면 광(122)의 투영각(128)을 증가시킬 수 있다. 폭(312)을 감소시키면 투영각(128)을 감소시킬 수 있다.
패턴(300)은 패턴(300)의 길이(308)를 따라 표면 요소들(302)의 크기 및 공간 밀도가 증가할 수 있다는 점에서 (도 2에 도시한) 패턴(200)과 유사하다. 예를 들어, 표면 요소들(302)의 크기들과 공간 밀도들 중 하나 이상은, (도 2에 도시한) 기울기(216)와 동일하거나 유사한 기울기에 따라 패턴(300) 전체에 걸쳐 또는 그 패턴 전부보다는 작은 부분에 걸쳐 변경될 수 있다. (도 2에 도시한) 패턴(200)과 패턴(300) 간의 한 가지 차이점은 (도 2에 도시한) 표면 요소(202)와 표면 요소(302)의 형상에 있다. 표면 요소들(302)은 높이(314)와 폭(316)을 갖는 길게 연장된 형상들을 포함한다. 도시한 실시예에서, 표면 요소들(302)은 높이(314)와 폭(316) 치수들에 의해 정의되는 스트립들이다. 표면 요소들(302)의 높이(314)는 (도 1에 도시한) 광 파이프(102)의 (도 1에 도시한) 길이 방향 축(110)을 가로지르는 방향으로 측정될 수 있다. 예를 들어, 표면 요소들(302)의 높이(314)는 패턴(300)의 폭(312)이 측정되는 방향에 평행한 방향으로 측정될 수 있다. 표면 요소들(302)의 폭(316)은 길이 방향 축(110)에 평행한 방향으로 측정될 수 있다. 다른 방안으로, 표면 요소들(302)은 스트립이 아닌 형상으로 제공되어도 된다. 예를 들어, 표면 요소들(302)은 타원형, 정사각형, 삼각형 등으로 제공되어도 된다.
도 3에 도시한 바와 같이, 표면 요소들(302)의 공간 밀도는 패턴(200)의 길이(308)를 따라 패턴(300) 전체에 걸쳐 증가한다. 예를 들어, 인접하는 표면 요소들(302) 간의 분리 거리(318)는 패턴(300)의 길이(308)를 따라 감소한다. 표면 요소들(302)의 공간 밀도는 분리 거리(318)가 감소할 때 증가한다. 또한, 표면 요소들(302)의 크기는 패턴(300)의 길이(308)를 따라 패턴(300) 전체에 걸쳐 증가한다. 예를 들어, 표면 요소들(302)의 폭(316)은 제1 단(304)으로부터 제2 단(306)으로 패턴(300) 전체에 걸쳐 증가할 수 있다. 다른 방안으로, 폭(316)은 패턴(300)의 전체 또는 적어도 일부에 걸쳐 대략 동일하게 유지되어도 된다. 다른 예에서, 표면 요소들(302)의 높이(314)는 제1 단(304)으로부터 제2 단(306)으로 패턴(300) 전체에 걸쳐 증가할 수 있다.
도 4는 다른 일 실시예에 따라 표면 요소들(424)의 평면도(406) 및 광 파이프(102)의 말단(114)의 평면도를 도시한다. 광 파이프(102)의 일부가 도 4에 도시되어 있다. 광 파이프(102)는 라인(404)에 의해 서로 상호 접속된 스트립들(402)을 포함하는 표면 요소들(424)을 포함한다. 라인(404)은 스트립들(402)을 서로 상호 접속하도록 다른 스트립들(402) 간에 위치한 표면 요소(424)일 수 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 스트립들(402)은 광 파이프(102)의 길이 방향 축(110)을 가로지르는 방향으로 배치된 대략 선형의 스트립들이다. 예를 들어, 개별적인 스트립들(402)은 길이 방향 축(110)에 수직일 수 있다. 다른 방안으로, 스트립들(402)은 길이 방향 축(110)에 대하여 둔각 또는 예각으로 배치될 수 있다. 스트립들(402)의 각각은 광 파이프(102)의 길이 방향 축(110)에 평행한 방향으로 측정되는 폭 치수(418)를 갖는다. 스트립들(402)의 폭(418)은 패턴(400)의 모든 스트립들(402)에 대하여 대략 동일할 수 있고 또는 (도 1에 도시한) 패턴(116), (도 2에 도시한) 패턴(200), (도 3에 도시한) 패턴(300)에 관하여 설명한 바와 마찬가지로 패턴(400) 전체에 걸쳐 변경될 수 있다. 스트립들(402)은 분리 거리(420)에 의해 서로 분리된다. 분리 거리(420)는 길이 방향 축(110)에 평행한 방향으로 측정될 수 있다. 각 쌍의 스트립들(402) 간의 분리 거리(420)는 패턴(400) 전체에 걸쳐 동일하거나 변경될 수 있다.
상호접속 라인(404)은 개별적인 스트립들(402)을 가로지르는 방향으로 광 파이프(102)를 따라 연장된다. 예를 들어, 상호접속 라인(404)은 길이 방향 축(110)에 대략 평행하게 연장될 수 있다. 다른 방안으로, 상호접속 라인(404)은 길이 방향 축(110)에 대하여 횡단 각으로 배치되어도 된다. 상호접속 라인(404)은 길이 방향 축(110)을 가로지르는 방향으로 측정되는 두께 치수(422)를 갖는다. 예를 들어, 상호접속 라인(404)의 두께(422)는 길이 방향 축(110)에 수직인 방향으로 측정될 수 있다. 두께(422)는 상호접속 라인(404) 전체에 걸쳐 대략 동일할 수 있고 또는 패턴(400) 전체에 걸쳐 변경될 수 있다.
상호접속 라인(404)은 스트립들(402)과 라인(404)이 광 파이프(102) 상에 연속 광 산란면을 형성하도록 스트립들(402)을 접속한다. 표면 요소들(424)은 광 파이프(102)에 의해 투과되는 광이 투영부(412)에서 방출 광(410)으로서 광 파이프(102)로부터 출사할 수 있게 한다. 광(410)의 투영부(412)는 광 파이프(102)에 대하여 각지거나 경사진 표면(414) 상에 보다 균일한 분포의 광 강도를 제공할 수 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 표면(414)은 광 파이프(102)에 대하여 경사지게 배치된다. 일 실시예에서, 표면(414)에 대한 법선 방향(416)은 광 파이프(102)의 길이 방향 축(110)을 횡단한다. 도(406, 408)의 각각에서의 상호접속 라인(404)의 위치는 점선 "a"로 표시되고, 도 (406, 408)에서의 스트립들(402)의 위치는 점선 "b"로 표시된다. 도시한 예에서, 상호접속 라인(404)과 스트립들(402)은 상호접속 라인(404)이 스트립들(402)보다 도시된 면(416)에 가깝도록 광 파이프(102) 상에 배치된다.
상호접속 라인(404)의 연속되는 성질로 인해, 또는 스트립들(402)보다 많은 총 표면적을 커버하도록 광 파이프(102)의 길이 방향 축(110)을 따라 상호접속 라인(404)이 연장됨으로 인해, 상호접속 라인(404)은 광 파이프(102)로부터 출사되는 광을 스트립들(402)보다 많이 반사할 수 있다. 그 결과, 상호접속 라인(404)에 의해 광 파이프(102)로부터 반사되는 광(410)은 광 파이프(102)로부터 출사될 때 스트립들(402)에 의해 반사되는 광(410)보다 집약될 수 있다. 스트립들(402)에 의해 반사되는 덜 집약된 광은 광 파이프(102)에 더 가까운 경사면(414)의 일부를 향할 수 있는 한편 상호접속 라인(404)에 의해 반사되는 보다 많이 집약된 광은 광 파이프(102)로부터 더 멀리 떨어진 경사면(414)의 일부를 향할 수 있다. 예를 들어, 상호접속 라인(404)에 의해 광 파이프(102)로부터 반사되는 광(410)은 도시된 영역 "A"에서의 표면(414)과 충돌할 수 있고 스트립들(402)에 의해 광 파이프(102)로부터 반사되는 광(410)은 도시된 영역 "B"에서의 표면(414)과 충돌할 수 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 표면(414)의 "A" 영역은 "B" 영역보다 광 파이프(102)로부터 더 멀리 떨어져 있다. 광 파이프(102) 상의 패턴(400)을 정렬시키고 표면(414)에 대하여 광 파이프(102)를 정렬시킴으로써, 상호접속 라인(404)에 의해 반사되는 보다 집약된 광(410)은, 스트립들(402)에 의해 반사되며 표면(414)의 "B" 영역으로 더 가깝게 향하는 덜 집약된 광(410)보다 표면(414)의 더 멀리 떨어진 영역 "A"을 향할 수 있다. 이러한 식으로 패턴(400)으로부터의 반사광을 제어함으로써 표면(414) 상에 보다 균일한 분포의 광 강도를 제공할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따라 구현된 광 파이프 조립체(100)를 확대한 등각 부분 후면도이다. 도 6은 일 실시예에 따라 광 파이프 조립체(100)를 확대한 등각 부분 정면도이다. 도 7은 일 실시예에 따라 램프 조립체(104)의 하우징(108)의 등각 정면도이다. 도 5와 도 6에 도시한 바와 같이, 광 파이프 조립체(100)의 하우징(108)은 광 파이프(102)를 램프 조립체(104)에 연결하기 위한 결합부(512)(도 5)를 포함한다. 결합부(512)는 램프 조립체(104)에 광 파이프(102)를 장착하도록 광 파이프(102)의 연결단(112)이 로딩되는 개구부(500)(도 6)를 포함한다. 개구부(500)의 내측 치수(502)(도 6)는 광 파이프(102)와 램프 조립체(104) 간에 간섭 피트(interference fit)를 제공하도록 광 파이프(102)의 외측 치수(504)(도 6)보다 작을 수 있다. 광 파이프(102)의 연결단(112)이 하우징(108)의 결합부(512) 내에 로딩되면, 개구부(500)는 광 파이프(102)를 수용하도록 확장될 수 있다. 결합부(512)에 하나 이상의 슬릿(514)(도 5)을 제공하여 개구부(500)의 확장을 허용할 수 있다.
광 파이프(102)와 램프 조립체(104) 중 하나 또는 모두는 램프 조립체(104)에 대하여 광 파이프(102)를 정렬하기 위한 배향 피처들(orientation features)을 포함할 수 있다. 광 파이프(102)를 램프 조립체(104)와 정렬함으로써, 광 파이프(102)로부터 방출되는 광이 원하는 방향이나 소정의 방향으로 향하게 할 수 있다. 일 실시예에서, 램프 조립체(104)에 대하여 광 파이프(102)를 정렬하는 배향 피처들은 광 파이프(102)에 노치(518)(도 5) 및 램프 조립체(104)에 단차(510)(도 6)를 포함한다. 다른 방안으로, 노치(518)는 램프 조립체(104)의 하우징(108)에 포함될 수 있고 단차(510)는 광 파이프(102)에 제공될 수 있다. 단차(510)는 단차(510)의 내측을 따라 일반적으로 평평한 립(lip; 600)(도 7)을 포함한다. 노치(518)는 광 파이프(102)의 연결단(112)에 단차(510)와 결합되도록 성형된 리세스를 포함한다. 노치(518)는, 노치(518)를 포함하며 길이 방향 축(110)에 수직하는 면에서 측정되는 부분에서의 광 파이프(102)의 단면적이 노치(518)를 포함하지 않고 길이 방향 축(110)에 수직하는 면에서 측정되는 부분에서의 광 파이프(102)의 단면적보다 작도록 형성될 수 있다.
단차(510)와 노치(518)는 광 파이프(102)가 하우징(108) 내로 로딩될 때 단차(510)와 노치(518)가 서로 네스팅(nest)되도록 상보 형상들을 가질 수 있다. 광 파이프(102)와 램프 조립체(104)의 배향 피처들 간의 맞물림은 램프 조립체(104)의 하우징(108)에 대한 광 파이프(102)의 회전을 제한하거나 억제한다. 광 파이프(102)의 회전을 방지함으로써, 표면 요소들(118)의 패턴(116)이 원하는 방향으로 배향되는 것을 보장할 수 있다. 예를 들어, 노치(518)와 단차(510)는 (도 1에 도시한) 광(122)이 필요로 하는 방향이나 경로를 따라 광 파이프(102)로부터 방출되도록 패턴(116)에 대하여 필요로 하는 위치에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 배향 피처들은 광 파이프(102)를 램프 조립체(104)에 고정한다. 예를 들어, 배향 피처들은 광 파이프(102)에 슬롯(516)(도 5) 및 램프 조립체(104)의 하우징(108)에 리브(rib; 506)(도 6)를 포함할 수 있다. 슬롯(516)과 리브(506)는 서로 맞물려 광 파이프(102)의 길이 방향 축(110)에 평행한 방향으로 광 파이프(102)가 하우징(108)으로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다. 슬롯(516)은 연결단(112) 근처의 광 파이프(102)의 외주를 따라 연장된다. 도 5에 도시한 바와 같이, 광 파이프(102)의 노치(518)와 슬롯(516)은 광 파이프(102)의 외면(120)을 따라 서로 원주 방향으로 오프셋될 수 있다. 슬롯(516)은 길이 방향 축(110)에 평행한 방향으로 서로 이격된 전면 벽(800) 및 후면 벽(802)을 포함할 수 있다. 리브(506)는 래치면(604)(도 7)에 결합된 램프면(ramp surface; 602)(도 7)을 포함할 수 있다. 램프면(602)은 래치면(604)을 가로질러 위치할 수 있고, 래치면(604)과 하우징(108)의 내면(508)(도 6) 간에 연장될 수 있다. 래치면(604)은 램프면(602)과 내면(508) 간에 연장될 수 있다. 다른 방안으로, 램프면(602)과 래치면(604)은 램프면(602)과 래치면(604)을 상호 접속하는 제3 면(도시하지 않음)과 함께 서로 평행하게 배치되어도 된다. 예를 들어, 램프면(602)과 래치면(604)은 서로 평행할 수 있으며 각각은 내면(508)과 제3 면 간에 연장될 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따라 도 1에 도시한 선 7-7을 따라 절취한 램프 조립체(104)에 연결된 광 파이프(102)의 등각 단면도이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 리브(506)는 전면 벽(800)과 후면 벽(802) 간의 슬롯(516)에 수용되어 광 파이프(102)를 램프 조립체(104)의 하우징(108)에 고정시킨다. 램프면(602)은 광 파이프(102)가 하우징(108) 내로 로딩되면 슬롯(516)의 전면 벽(800)을 따라 슬라이딩한다. 래치면(604)은 전면 벽(800)과 맞물려 광 파이프(102)가 램프 조립체(104)로부터 분리되는 것을 방지한다. 슬롯(516)의 깊이(700)는 광 파이프(102)의 외면(120)으로부터 광 파이프(102) 내로 슬롯(516)이 연장되는 방사상 거리를 나타낸다. 리브(506)의 높이(702)는 하우징(108)의 내면(508)으로부터 돌출되는 리브(506)의 거리를 나타낸다. 슬롯(516)의 깊이(700) 및 리브(506)의 높이(702)는 리브(506)가 슬롯(516) 내에 완전히 수용되도록 서로 대략 일치할 수 있다. 예를 들어, 리브(506)의 높이(702)는 슬롯(516)의 깊이(700)와 대략 동일할 수 있다. (도 1에 도시한) 광 파이프 조립체(100)를 위해 다양한 재료를 이용해도 된다. 예를 들어, 광 파이프(102)를 하우징(108) 내로 삽입하는 데 충분히 탄성적이고 일단 광 파이프(102)가 하우징 내에 삽입되면 충분한 유지력을 제공하고 및/또는 광 파이프(102)가 하우징(108)에 연결될 수 있도록 충분한 양을 확장 및 회수하는 재료가 가능하다.
본 명세서에서 설명하는 치수, 재료의 유형, 다양한 부품의 배향 및 다양한 부품들의 위치는 소정의 실시예들의 매개변수들을 정의하려는 것이며 한정적이지 않고 단지 예시적인 실시예들이다. 청구범위의 사상과 범위 내의 다른 많은 실시예들 및 수정예들은 전술한 설명을 읽음으로써 당업자에게는 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 이러한 청구범위의 등가물의 전체 범위와 함께 청구범위를 참조하여 결정되어야 한다. 청구범위에서, "포함"(including) 및 "여기서"(in which)와 같은 용어들은 "포함"(comprising) 및 "여기서"(wherein)라는 각 용어들을 쉽게 표현한 등가 용어들로서 사용된다. 또한, 이하의 청구범위에서, "제1", "제2", 제3" 등의 용어들은 단지 라벨로서 사용될 뿐이며, 이들의 대상에 수치 요건을 가하려는 것은 아니다. 또한, 이하의 청구항들의 한정 사항들은 수단 플러스 기능 형식으로 기재되지 않으며, 이러한 청구항의 한정사항들이 추가 구조 없이 기능 선언문이 뒤따르는 "하기 위한 수단"이라는 구를 명백하게 이용하지 않는 한, 35 U.S.C $1102 6절에 따라 해석되지 않는다.

Claims (13)

  1. 광 파이프 조립체(100)로서,
    광을 방출하도록 구성된 광원(106)을 수용하는 하우징(108)을 갖는 램프 조립체(104)와,
    연결단(112)과 말단(distal end; 114) 간에 길게 연장된 광 파이프(102)를 포함하고,
    상기 연결단(112)은 상기 램프 조립체(104)의 상기 하우징(108) 내에 수용되고, 상기 광 파이프(102)는 상기 광원(106)에 의해 방출되는 광을 수용하고, 상기 광 파이프는 광이 상기 연결단(112)과 상기 말단(114) 간에 상기 광 파이프(102)로부터 방출될 수 있도록 구성된 표면 요소들(118)을 포함하고,
    상기 표면 요소들(118)은 상기 광 파이프로부터 방출되는 광의 소정의 분포를 제공하는 패턴(116, 200, 300, 400)으로 배열된, 광 파이프 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결단(112)에 인접하는 상기 패턴의 상기 표면 요소들의 분포는 상기 말단(114)에 인접하는 상기 패턴의 상기 표면 요소들의 분포와 다른, 광 파이프 조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 표면 요소들(202, 302)은 서로 분리되어 있는 개별적인 표면 요소들인, 광 파이프 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연결단(112)에 인접하는 상기 패턴의 상기 표면 요소들(202, 302)의 크기(210, 314, 316)는 상기 말단(114)에 인접하는 상기 패턴의 상기 표면 요소들의 크기와 다른, 광 파이프 조립체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연결단(112)에 인접하는 상기 패턴의 상기 표면 요소들(202, 302)의 공간 밀도는 상기 말단(114)에 인접하는 상기 패턴의 상기 표면 요소들의 공간 밀도와 다른, 광 파이프 조립체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광 파이프는 길이 방향 축을 따라 배향되고, 상기 표면 요소들은 상기 길이 방향 축을 가로지르도록 배향된 길게 연장된 스트립들(302)을 포함하는, 광 파이프 조립체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 표면 요소들은 상기 길이 방향 축을 따른 방향으로 서로 상호 접속된 상기 스트립들(402)을 포함하는, 광 파이프 조립체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 표면 요소들은 상기 광 파이프의 외면 상에 배치된 광 산란 요소들을 포함하는, 광 파이프 조립체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 램프 조립체(104)는 상기 광 파이프(102)의 상기 연결단(112)과 결합하도록 구성된 결합부(mating portion; 512)를 갖는 하우징(108)을 포함하고,
    상기 연결단은 상기 램프 조립체에 대하여 소정의 방향으로 상기 광 파이프로부터 방출되는 광의 분포를 배향시키는 배향 피처들(orientation features; 510, 518, 506, 516)을 갖는, 광 파이프 조립체.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 연결단의 상기 배향 피처들은 상기 하우징(108)에 대한 상기 광 파이프(102)의 회전을 억제하는, 광 파이프 조립체.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 배향 피처들은 상기 광 파이프의 길이 방향 축에 평행한 방향으로 상기 광 파이프가 상기 하우징으로부터 분리되는 것을 방지하는, 광 파이프 조립체.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 광 파이프의 상기 연결단(112)과 상기 하우징의 상기 결합부(512) 중 적어도 하나는 노치(518)를 포함하고, 상기 연결단과 상기 결합부 중 나머지 하나는 단차(510)를 포함하고,
    상기 단차와 상기 노치는 서로 네스팅(nest)되어 상기 하우징에 대하여 상기 광 파이프를 정렬시키도록 성형된, 광 파이프 조립체.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 광 파이프의 상기 연결단(112)과 상기 하우징의 상기 결합부(512) 중 적어도 하나는 래치(506)를 포함하고, 상기 연결단과 상기 결합부 중 나머지 하나는 슬롯(516)을 포함하고,
    상기 래치는 상기 광 파이프의 길이 방향 축에 평행한 방향으로 상기 광 파이프가 상기 하우징으로부터 분리되는 것을 방지하도록 상기 슬롯 내에 수용되는, 광 파이프 조립체.
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