KR20110118822A - Ｌｅｄ들， 광 가이드， 및 반사기를 갖는 광원 - Google Patents

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Abstract

광 가이드/광 파이프를 포함하는 LED 램프, 및 상기 광 가이드/광 파이프를 이용하여 광을 반사시키는 방법이 기재된다. LED 램프는 엔벨로프 내에서 둘러싸인 투명 광 파이프를 포함하고, 상기 광 파이프는 하부 섹션 및 상부 섹션을 갖는다. 램프는 또한 하부 섹션의 하부 단부에 있는 리세스 내의 LED, 및 상부 섹션의 상부 단면 내의 만입부에 의해 형성된 반사기를 포함한다. 하부 섹션은 복합 포물선형 집광기일 수 있고, 상부 섹션은 테이퍼드 실린더일 수 있다. 광 파이프의 하부 섹션은 LED로부터 방출된 광을 수집하고, 광 파이프의 상부 섹션은 시준된 광을 반사기로 지향하고, 반사기는 지향된 광을 방사 방향으로 반사한다.

Description

ＬＥＤ들， 광 가이드， 및 반사기를 갖는 광원{LIGHT SOURCE WITH ＬＥＤS, LIGHT GUIDE AND REFLECTOR}
본 출원은 "LED LAMP"로 명명되고 2009년 2월 18일자로 출원된 미국 임시 출원 시리얼 번호 61/153, 530에 대한 우선권을 주장하며, 이로써 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 통합된다.
본 발명은 조명에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고체 조명 기술을 포함하는 조명 디바이스들에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)들을 포함하는 고체 조명 기술은 종래의 백열 램프들보다 더 큰 에너지 효율성과, 종래의 콤팩트 형광 램프들보다 덜 부정적인 환경적 영향들을 갖는 램프들을 생산하는 방법으로서 오랫동안 보여져 왔다. 고체 조명 기술을 이용하는 다수의 소위 개장(retrofit) 램프들이 도입되어왔다. 그러나, 소비자의 관점에서 볼 때, 이들 종래의 개장 램프들에 대한 중요한 단점은 상기 종래의 개장 램프들이 종래의 백열 램프처럼 보이지 않는다는 점이다. 이는, 개장들이 종래의 B10 촛대-스타일 백열 램프들을 교체하는 것으로 의도되는 경우에 특히 그러하다. LED들 및/또는 다른 고체 조명 컴포넌트들은 열 관리 시스템(예컨대, 열 싱크)의 사용을 통해 소멸되어야 하는 많은 양의 열을 생성한다. 통상적으로, 이 열 관리 시스템은 LED/LED들을, 전구 쪽으로 돌출하는 금속성의 불투명 받침대 상에 장착함으로써 구현된다. 받침대는 LED들로부터 열을 빼내지만, 종래의 B10 개장 램프가 종래의 B10 백열 램프와 매우 다르게 보이도록 한다.
본 발명의 실시예들은 종래의 B10 개장 램프들과 관련하여 위에서 논의된 다양한 문제점들을 극복한다. 즉, 본 명세서에 설명된 바와 같은 실시예들은 종래의 백열 B10 램프의 스파킹(sparking) 외양과 유사한 스파킹 외양을 제공하는 방출 패턴을 생성하는 광학 설계를 제공한다. 하나 이상의 발광 다이오드(LED)들은 예컨대 종래의 백열 B10 램프에서 광의 모양을 모양짓는 엔벨로프를 갖는 램프의 베이스 내에 숨겨진다. 상기 LED/LED들에 의해 방출된 광은 내부전반사에 의해 광 파이프를 통해 반사기로 가이드되고, 상기 반사기는 빛을 원해지는 방출 패턴으로 지향한다. 광 파이프는 아크릴 플라스틱과 같은 투명 재료로 구성된다. 따라서, 관찰자에게는, 대체로 종래의 B10 백열 전구와 매우 유사하게, 반사기로부터 반사된 광이 램프의 엔벨로프 내부에 매달려 있는 지점으로부터 방출되는 것으로 보인다.
실시예에서, LED 램프가 제공된다. LED 램프는 엔벨로프 내에 넣어진 투명 광 파이프를 포함하고, 상기 광 파이프는 하부 섹션 및 상부 섹션을 갖는다. LED 램프는 또한 광 파이프의 하부 섹션의 하부 단부에 있는 리세스 내의 LED와, 광 파이프의 상부 섹션의 상부 단부 내의 만입부에 의해 형성된 반사기를 포함한다. 광 파이프의 하부 섹션은 LED로부터 방출된 광을 수집하고, 광 파이프의 상부 섹션은 상기 수집된 광을 반사기로 지향하고, 반사기는 상기 지향된 광을 방사 방향으로(in a radial direction) 반사한다.
관련된 실시예에서, 반사기는 다중-부분 곡선에 의해 정의된 레볼루션(revolution)의 표면을 가질 수 있고, 상기 다중-부분 곡선의 제1 부분은 제1 길이의 반지름을 가질 수 있고, 상기 다중-부분 곡선의 제2 부분은 제2 길이의 반지름을 가질 수 있고, 제1 길이 및 제2 길이는 상이할 수 있다. 추가의 관련된 실시예에서, 다중-부분 곡선의 제1 부분은, 상기 다중-부분 곡선의 제2 부분과 비교하여, 더 많은 광을 상향으로 반사하기 위하여 수직 방향으로 더 큰 컴포넌트를 가질 수 있다. 다른 추가의 관련된 실시예에서, 다중-부분 곡선의 제2 부분은, 상기 다중-부분 곡선의 제1 부분과 비교하여, 더 많은 광을 하향으로 반사하기 위하여 수평 방향으로 더 큰 컴포넌트를 가질 수 있다. 아직도 다른 추가의 관련 실시예에서, 레볼루션의 표면은 베지어 곡선(Bezier curve)에 의해 형성될 수 있다.
다른 관련된 실시예에서, 반사기는 만입부의 외부 표면의 금속화에 의해 또는 만입부를 백색 재료로 충전함으로써 또는 만입부에 사출성형된 백색 부분의 초음파 용접에 의해 형성될 수 있다. 여전히 다른 관련된 실시예에서, 광 파이프의 하부 섹션은 복합 포물선형 집광기(CPC:compound parabolic concentrator)일 수 있고, 상기 복합 포물선형 집광기는 LED로부터 방출된 광을 시준(collimate)할 수 있다. 추가의 관련된 실시예에서, 광 파이프의 상부 섹션은 광 파이프의 상부 단부를 향해 좁아지는 테이퍼드(tapered) 실린더일 수 있고, 상기 테이퍼드 실린더는 복합 포물선형 집광기로부터 시준된 광을 반사기로 지향할 수 있다. 추가의 관련된 실시예에서, 테이퍼드 실린더는 부분적으로, 테이퍼 각도에 의해 정의될 수 있고, 테이프 각도의 증가는 반사기에 의한 광의 더욱 집중적인 반사를 야기할 수 있고, 테이퍼 각도의 감소는 반사기에 의한 광의 덜 집중적인 반사를 야기할 수 있다. 다른 추가의 관련된 실시예에서, 테이퍼드 실린더는 적어도 부분적으로 실린더 길이에 의해 정의될 수 있고, 실린더 길이의 증가는 테이퍼드 실린더의 측면을 통해 방출되는 광의 증가를 야기할 수 있다.
여전히 다른 관련된 실시예에서, 엔벨로프는 종래의 B10 백열 전구의 형상일 수 있다. 추가의 관련된 실시예에서, 광 파이프, LED, 및 반사기는 광 파이프가 종래의 B10 백열 전구-모양의 엔벨로프 내에 맞을 수 있도록 크기 결정(sizing)될 수 있다.
다른 실시예에서, LED 램프를 위한 광 가이드가 제공된다. 광 가이드는 하부 단부 및 상부 단부를 갖는 복합 포물선형 집광기 ― 상기 하부 단부는 LED에 가장 가까이 위치됨 ―; 넓은 단부 및 좁은 단부를 갖는 테이퍼드 실린더 ― 상기 넓은 단부는 복합 포물선형 집광기의 상부 단부에 결합됨 ―; 및 반사기 ― 상기 반사기는 테이퍼드 실린더의 좁은 단부에 있는 만입부에 의해 형성됨 ― 를 포함한다. 복합 포물선형 집광기 및 테이퍼드 실린더는 LED로부터 방출된 광을 반사기로 가이드하기 위하여 내부전반사를 사용하고, 반사기는 상기 가이드된 광을 방사 방향으로 반사한다.
관련된 실시예에서, 복합 포물선형 집광기는 LED로부터 방출된 광을 수신하여 시준할 수 있고, 테이퍼드 실린더는 복합 포물선형 집광기로부터 시준된 광을 반사기를 향해 지향할 수 있다. 다른 관련된 실시예에서, 복합 포물선형 집광기 및 테이퍼드 실린더는 투명할 수 있고, 광은 복합 포물선형 집광기 및 테이퍼드 실린더 모두의 외부 에지로부터 방출될 수 있다. 또 다른 관련된 실시예에서, 반사기는 다중-부분 곡선에 의해 정의된 레볼루션의 표면을 가질 수 있고, 상기 다중-부분 곡선의 제1 부분은 제1 길이의 반지름을 가질 수 있고, 상기 다중-부분 곡선의 제2 부분은 제2 길이의 반지름을 가질 수 있고, 제1 길이 및 제2 길이는 상이할 수 있다. 아직도 여전히 다른 관련된 실시예에서, 복합 포물선형 집광기, 테이퍼드 실린더, 및 반사기는 종래의 B10 백열 전구-모양의 엔벨로프 내에 맞을 수 있도록 전부 크기 결정될 수 있다.
또 다른 실시예에서, LED에 의해 방출된 광을 방사 방향으로 반사하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 LED로부터 방출된 광을 수신하는 단계; 상기 수신된 광을, 테이퍼드 실린더에 결합된 복합 포물선형 집광기의 사용을 통해 내부전반사를 통하여 반사기에 전송하는 단계; 및 상기 전송된 광을 반사기를 이용하여 방사 방향으로 반사하는 단계를 포함한다.
관련된 실시예에서, 전송하는 단계는 수신된 광을 복합 포물선형 집광기 내에서 시준하는 단계, 및 테이퍼드 실린더 내부에서 상기 시준된 광을 반시기로 지향하는 단계를 포함한다. 다른 관련된 실시예에서, 반사하는 단계는, 테이퍼드 실린더의 좁은 단부에 있는 만입부에 의해 정의된 반사기를 통하여, 상기 전송된 광을 방사 방향으로 반사하는 단계를 포함할 수 있다.
같은 참조 부호들이 상이한 관점들을 통틀어 동일한 부분들을 지칭하는 동반된 도면에 도시된 바와 같이, 본 명세서에 기재된 전술된 목적들 및 다른 목적들, 특징들 및 장점들은 본 명세서에 기재된 특정한 실시예들의 아래의 설명으로부터 명백해질 것이다. 도면들은 반드시 스케일링되지 않으며, 대신에 본 명세서에 기재된 원리들을 설명하는 강조가 이루어진다.
도 1은 본 명세서에 기재된 실시예들에 따라 광 가이드를 포함하는 LED 램프의 컴포넌트 뷰를 나타낸다.
도 2는 본 명세서에 기재된 실시예들에 따라 광 가이드를 포함하는 LED 램프의 상부도를 나타낸다.
도 3은 본 명세서에 기재된 실시예들에 따른 광 가이드의 측면도를 나타낸다.
도 4는 본 명세서에 기재된 실시예들에 따라 광 가이드 및 엔벨로프를 포함하는 LED 램프의 측면도를 나타낸다.
도 5는 본 명세서에 기재된 실시예들에 따라 광 가이드에 의해 수행되는 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 1은 본 명세서에 기재된 실시예들에 따른, LED 램프(100)의 컴포넌트 뷰를 나타낸다. LED 램프(100)는 LED(102) 및 광 가이드(200)를 포함한다. 광 가이드(200)는 하부 섹션(106) 및 상부 섹션(108)을 갖는 광 파이프(107), 및 반사기(112)로부터 형성된다. 일부 실시예들에서, LED(102)가 칩 또는 다른 기판 재료 상에 고정된 단일 발광 다이오드인 반면에, 다른 실시예들에서는 LED(102)가 다수의 발광 다이오드들로 구성된다. 전체에 걸쳐서 사용된 바와 같이, 문구 "발광 다이오드" 또는 "LED"는, 종래의 LED들로 제한되지는 않지만, 유기 LED(OLED)들 등등과 같은 임의의 타입의 고체 광 에미터를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 파이프(107)는 베이스(104)를 갖는다. LED(102)는 광 파이프(107)의 하부 섹션(106)의 하부 단부(105)에 있는 리세스(150) 내에 안착된다. 리세스는 바람직하게도 반사 손실들을 줄이기 위하여 반구형이지만, LED를 포함하는 임의의 적절한 형상을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 리세스(150) 내부의 LED(102)는 광 파이프(107)의 베이스(104) 내에 감추어진다. 베이스(104)는 안정성 및 장착의 용이성을 제공하기 위해 플랜지(flange) 될 수 있다. 일부 실시예들에서, 열 싱크 또는 다른 열 관리 시스템 또는 디바이스(미도시)가 LED(102)로부터 멀리 열을 지향하기 위하여 LED 램프(100)의 베이스(104)의 일부를 형성한다. 상기 열 싱크 또는 다른 열 관리 시스템은 LED 램프(100)에 고정될 수 있거나 또는 그렇지 않으면 LED 램프(100)에 결합될 수 있으나, 이는 요구되지는 않는다.
반사기(112)는 광 파이프(107)의 상부 섹션(108)의 상부 단부(111) 내의 만입부(110)에 의해 형성된다. 광 파이프(107)의 하부 섹션(106)은 LED(102)로부터 방출된 광을 수집한다. 광 파이프(107)의 상부 섹션(108)은 상기 수집된 광을 반사기(112)로 지향한다. 그런 다음에 반사기(112)는 상기 지향된 광을 방사 방향으로 반사한다. 반사기(112)는 백열 전구 내의 필라멘트와 유사한 스파킹 외양을 생성하도록 충분히 작다.
반사기(112)는 만입부(110)의 표면의 곡률에 따라 다양한 형상들을 취할 수 있고, 상기 만입부(110)의 표면은 또한 레볼루션(113)의 표면으로서 본 명세서에서 지칭될 수 있다. 즉, 만입부(110)의 표면(즉, 레볼루션(113)의 표면)의 곡률은 반사기(112)의 곡률을 결정한다. 이 방식으로 반사기(112)의 곡률을 가변하는 것은, 상이한 애플리케이션들에 적절한 상이한 방출 패턴들의 생성을 야기한다. 예컨대, 일부 애플리케이션들에서, 더 많은 전면(forward) 방출을 갖는 것이 더욱 원해질 수 있는 반면에, 월 스콘스(wall sconce) 애플리케이션에서는 월-워싱(wall-washing) 효과를 위해 벽과 천장을 비추기 위하여 더 많은 측면 방출을 갖는 것이 더욱 원해질 수 있다. 대안적으로, 높이 장착된 샹들리에에서는, 관찰자 ― 상기 관찰자의 눈들은 샹들리에의 높이 상당히 아래에 있음 ― 를 향하여 더 많은 광이 하향으로 지향되도록 하는 것이 더욱 원해질 수 있다. 따라서, 예컨대, 일부 실시예들에서, 레볼루션(113)의 표면은 그 형상이 원뿔이어서, 원뿔-형 반사기를 야기한다. 다른 실시예들에서, 레볼루션(113)의 표면은 만곡된-형상을 갖는 반사기(112)를 야기할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이 곡선 형상은 베지어 곡선일 수 있다. 일부 실시예들에서, 레볼루션(113)의 곡선은 다중-부분 곡선(130)에 의해 정의된다. 다중-부분 곡선(130)은 적어도 두 개의 부분들을 갖는다. 일부 실시예들에서, 다중-부분 곡선(130)의 제1 부분(131)은 제1 길이의 반지름을 갖는 반면에, 다중-부분 곡선(130)의 제2 부분(132)은 제2 길이의 반지름을 갖는다. 이들 길이들은 도 1에 도시된 다중-부분 곡선(130)과 같이, 다중-부분 곡선의 생성을 야기하는 임의의 사이즈를 가질 수 있고, 일부 실시예들에서 이들 길이들은 상이하다.
다중-부분 곡선(130)의 하나의 부분 또는 부분들 모두의 길이를 가변하는 것은(만입부(113)의 표면을 가변시킴으로써) LED 램프(100)의 방출 패턴에 대한 변경들을 야기할 것이다. 다중-부분 곡선(130)의 각각의 부분은 수평 컴포넌트 및 수직 컴포넌트 모두를 갖는 것으로 생각될 수 있고, 상기 수평 컴포넌트는 LED 램프(100)의 중심(125)(도 2에 도시)에 관련하여 수평 방향에 있고, 수직 컴포넌트는 LED 램프(100)의 중심(125)에 관련하여 수직 방향에 있다. 예컨대, 다중-부분 곡선(130)의 제1 부분(131)의 수직 컴포넌트를 증가(increase)시키는 것은, LED 램프(100)와 비교하여, 위로 그리고 축방향으로 외부의 방향으로 더 많은 광이 반사되게 야기할 것이다. 유사하게, 다중-부분 곡선(130)의 제2 부분(132)의 수평 컴포넌트를 증가시키는 것은, LED 램프(100)와 비교하여, 아래로 그리고 축방향으로 외부의 방향으로 더 많은 광이 반사되게 야기할 것이다.
반사기(112)는 임의의 알려진 방식으로 형성될 수 있다. 예컨대, 반사기(112)는 광 파이프(107) 내에서 만입부(110)에 초음파 용접되는 사출성형된 부분일 수 있다. 대안적으로, 만입부(110)는 반사기(112)를 형성하기 위해 백색 재료로 충전될 수 있다. 대안적으로, 만입부(110)의 외부 표면이, 은으로 제한되지는 않지만 은과 같은 반사 재료로 코팅될 수 있어서, 만입부(110)의 외부 표면의 금속화를 야기한다.
위에서 언급된 바와 같이, 광 파이프(107)는 하부 섹션(106) 및 상부 섹션(108)을 갖는다. 일부 실시예들에서, 하부 섹션(106)은 복합 포물선형 집광기(CPC)이다. 복합 포물선형 집광기는 LED로부터 방출된 광을 시준한다. 즉, LED(102)에서의 광의 방출의 각도는 복합 포물선형 집광기의 상단에서의 방출의 각도와 상이하다(즉, 복합 포물선형 집광기는 광 파이프(107)의 상부 섹션(108)과 만난다). 그 이름이 암시하는 바와 같이, 복합 포물선형 집광기의 수직 단면의 외부 에지의 형상은 포물선이다, 즉 포물선처럼 형상화된다. 따라서, 복합 포물선형 집광기의 폭은 포물선의 각각의 측면의 상승율에 따라 좌우된다.
일부 실시예들에서, 광 파이프(107)의 상부 섹션(108)은 테이퍼드 실린더이다. 테이퍼드 실린더는 하부 섹션(106)/복합 포물선형 집광기로부터 시준된 광을 반사기(112)로 지향한다. 테이퍼드 실린더는 하부 섹션(106)/복합 포물선형 집광기로부터 광 파이프(107)의 상부 단부(111)를 향하여 좁아진다. 이 테이퍼링은 시준된 광이 반사기(112)로 지향되도록 유발한다. 일부 실시예들에서, 테이퍼드 실린더는 부분적으로 테이퍼 각도에 의해 정의된다. 테이퍼 각도는 테이퍼드 실린더의 수직 단면의 외부 에지와, 테이퍼드 실린더 및 복합 포물선 집광기가 만나는 지점으로부터 도출된 수직선 사이의 각도이다. 테이퍼 각도의 증가는 반사기(112)에 의한 광의 더욱 집중적인 반사를 야기하고, 테이퍼 각도의 감소는 반사기(112)에 의한 광의 덜 집중적인 반사를 야기한다. 즉, 테이퍼드 실린더의 상부 단부를 더 많이 테이퍼링(즉, 좁힘) 할수록, 반사기(112)에 의한 광의 반사가 더욱 집중적이 된다. 일부 실시예들에서, 부가하여 또는 대안적으로, 테이퍼드 실린더는, 부분적으로 실린더 길이에 의해 정의된다. 실린더 길이는 테이퍼드 실린더 및 복합 포물선 집광기가 테이퍼드 실린더의 최상부 에지와 만나는 지점 ― 반사기(112)와 만남 ― 으로부터 테이퍼드 실린더의 높이의 측정치이다. 테이퍼드 실린더의 길이에서의 증가는 테이퍼드 실린더의 측면을 통해 방출되는 광의 증가를 야기한다.
일부 실시예들에서, 광 파이프(107)는 도 4에 도시된 바와 같이 엔벨로프(190) 내에 넣어진다. 일부 실시예들에서, 광 파이프(107)는 투명하다. 대안적으로, 또는 부가하여, 일부 실시예들에서, 광 파이프(107)는 전체적으로 또는 부분적으로 반-투명(semi-transparent) 또는 반투명(translucent)일 수 있다. 추가로, 일부 실시예들에서, 광 파이프(107)의 전체 또는 일부는 투명, 반-투명(semi-transparent), 반투명(translucent), 또는 불투명 재료, 또는 그들의 조합들에 의해 둘러싸일 수 있다. 광 파이프(107)는 아크릴로 제한되는 것은 아니지만 아크릴과 같은 다이아렉트릭(dialectric) 재료로 이루어질 수 있다. 엔벨로프(190)는 임의의 형상을 가질 수 있고, 일부 실시예들에서, 엔벨로프(190)는 종래의 B10 백열 전구의 형상(예컨대, 촛대형)이다. 일부 실시예들에서, 엔벨로프(190)는 또한 LED(102)(도 4에는 미도시), 베이스(104), 및 반사기(112)를 둘러싼다. 일부 실시예들에서, 광 파이프(107), LED(102), 및 반사기(112)는 엔벨로프(190) 내부에 맞을 수 있도록 전부 크기 결정된다.
광 가이드(200)는 도 3에서 더욱 상세하게 도시된다. 광 가이드(200)는 복합 포물선 집광기(202)(도 1에 도시된 광 파이프(107)의 하부 섹션(106)에 대등하고, 도 1에 관하여 위에서 설명된 특성들 전부를 가짐), 테이퍼드 실린더(204)(도 1에 도시된 광 파이프(107)의 상부 섹션(108)에 대등하고, 도 1에 관하여 위에서 설명된 특성들 전부를 가짐), 및 반사기(206)(도 1에 도시된 반사기(112)에 대등하고, 도 1에 관하여 위에서 설명된 특성들 전부를 가짐)를 포함한다. 복합 포물선 집광기(202)는 하부 단부(210) 및 상부 단부(212)를 갖는다. 하부 단부(210)는 LED(도 3에는 미도시)에 가장 가까이 위치된다. 테이퍼드 실린더(204)는 넓은 단부(214) 및 좁은 단부(216)를 갖는다. 넓은 단부(214)는 복합 포물선형 집광기(202)의 상부 단부(212)에 결합된다. 반사기(206)는 테이퍼드 실린더(204)의 좁은 단부(216)에 있는 만입부에 의해 형성된다. 복합 포물선형 집광기(202) 및 테이퍼드 실린더(204)의 조합은 LED로부터 방출된 광을 반사기(206)로 가이드하기 위하여 내부전반사를 사용한다. 그런 다음에 반사기(206)는 가이드된 광을 방사 방향으로 반사한다. 더욱 상세하게는, 복합 포물선형 집광기(202)는 LED로부터 방출된 광을 수신하여 시준하고, 테이퍼드 실린더(204)는 시준된 광을 복합 포물선형 집광기(202)로부터 반사기(206)를 향하여 지향한다.
도 1에 도시되고 위에서 설명된 광 파이프(107)를 이용하는 것과 같이, 일부 실시예들에서, 복합 포물선 집광기(202) 및 테이퍼드 실린더(204)는 투명하다. 따라서, 일부 실시예들에서, 광은 복합 포물선형 집광기(202) 및 테이퍼드 실린더(204)(즉, 광 파이프(107) 모두의 외부 에지(114)(도 2에 도시)로부터 방출된다. 대안적으로, 일부 실시예들에서, 광은 테이퍼드 실린더(204)의 외부 에지(114)(도 2에 도시)로부터만 방출되거나, 또는 복합 포물선 집광기(204)의 외부 에지(114)(도 2에 도시)로부터만 방출된다. 일부 실시예들에서, 복합 포물선형 집광기(202) 및 테이퍼드 실린더(204)가 각각 투명하거나; 반-투명(semi-transparent)하거나; 반투명(translucent)하거나; 투명, 반-투명(semi-transparent), 반투명(translucent), 또는 불투명한 재료나 이들의 조합에 의해 둘러싸이거나; 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다는 것을 주의된다. 추가로, 일부 실시예드에서, 광 가이드(200)는 종래의 B10 백열 전구-모양의 엔벨로프로 제한되지는 않지만 종래의 B10 백열 전구-모양의 엔벨로프와 같은 엔벨로프 내에 넣어진다. 이러한 실시예들에서, 복합 포물선형 집광기(202), 테이퍼드 실린더(204), 및 반사기(206)는 엔벨로프 내부에 맞을 수 있도록 전부 크기 결정된다.
도 5는 도 1에 도시된 LED 램프(100) 및/또는 도 3에 도시된 광 가이드(200)에 의해 수행되는 방법의 흐름도를 나타낸다. 방법은 도 1에 도시된 LED(102)와 같은 LED에 의해 방출된 광이 방사 방향으로 반사되도록 야기한다. 먼저, 단계(501)에서, 도 1에 도시된 LED(102)와 같은 LED로부터 방출된 광이 수신된다. 그런 다음에, 단계(502)에서, 상기 수신된 광은 테이퍼드 실린더(예컨대, 도 1에 도시된 엘리먼트(108))에 결합된 복합 포물선형 집광기(예컨대, 도 1에 도시된 엘리먼트(106))의 사용을 통해 내부전반사를 통하여 반사기(예컨대, 도 1에 도시된 엘리먼트(112))에 전송된다. 마지막으로, 단계(503)에서, 반사기를 이용하여 상기 반사기에 의해 상기 전송된 광이 방사 방향으로 반사된다. 일부 실시예들에서, 전송하는 단계는, 단계(504)에서, 복합 포물선형 집광기 내에서 상기 수신된 광을 시준하는 단계, 및 단계(505)에서, 테이퍼드 실린더 내부에서 상기 시준된 광을 반사기로 지향하는 단계를 포함할 수 있다. 부가하여, 또는 대안적으로, 일부 실시예들에서, 반사하는 단계는, 단계(506)에서, 테이퍼드 실린더의 좁은 단부에 있는 만입부에 의해 정의된 반사기를 통하여, 상기 전송된 광을 방사 방향으로 반사하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 반사기는 필수가 아닐 수 있으며, 따라서 포함되지 않는다. 이러한 실시예들에서, 광 파이프(107)/테이퍼드 실린더(204)의 상부 섹션(108)의 단부에 있는 만입부(110)는 : 매끄러운(smooth) 표면 ― 그러한 경우, LED(102)에 의해 방출된 광은 내부전반사를 통하여 전송됨 ―; 또는 거친(rough) 표면 ― 그러한 경우, LED(102)에 의해 방출된 광은 만입부(110)에서 산란됨 ―; 또는 그들의 조합(예컨대, 만입부의 제1 부분은 매끄러운 표면을 갖는 반면에, 만입부의 나머지 부분은 거친 표면을 가질 수 있음)을 갖는다.
그렇지 않다고 언급되지 않는 한, 용어 "사실상"의 사용은 당업자 중 한 사람에 의해 이해되는 바와 같이 정확한 관계, 조건, 어레인지먼트, 방향, 및/또는 다른 특성, 및 그들의 편차들을, 이러한 편차들이 기재된 방법들 및 시스템들에 심각하게 영향을 주지 않는 범위에서, 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
본 기재의 전체를 통틀어, 명사를 수정하기 위한 "단수"들의 사용은, 구체적으로 그렇지 않다고 언급되지 않는 한, 편의를 위해 사용되는 것으로, 그리고 수정된 명사의 한 개, 또는 하나보다 많은 개수를 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
통신하기 위한, 연관된, 및/또는 기초로 하고 있는, 또 다른 것을 위한 도면들을 통틀어서 설명되거나 그리고/또는 그렇지 않으면 표현되는 엘리먼트들, 컴포넌트들, 모듈들, 및/또는 그들의 일부분들은, 그렇지 않다고 본 명세서에서 규정되지 않는 한, 직접적인 및/또는 간접적인 방식으로 그렇게 통신하거나, 연관되거나, 그리고/또는 기초로 하고 있는 것으로 이해될 수 있다.
비록 방법들 및 시스템들이 상기 방법들 및 시스템들의 특정 실시예에 대하여 설명되었으나, 상기 방법들 및 시스템들이 그렇게 제한되지는 않는다. 명백하게도, 많은 수정들 및 변형들이 위의 설명의 관점에서 분명해질 수 있다. 본 명세서에서 설명되고 실례된, 세부적인 많은 부가적인 변경들, 자료들, 및 일부분들의 어레인지먼트는 당업자에 의해 만들어질 수 있다.

Claims (20)

  1. LED 램프로서,
    엔벨로프 내에 넣어진 투명 광 파이프 ― 상기 광 파이프는 하부 섹션 및 상부 섹션을 가짐 ―;
    상기 광 파이프의 상기 하부 섹션의 하부 단부에 있는 리세스 내의 LED; 및
    상기 광 파이프의 상기 상부 섹션의 상부 단부 내의 만입부에 의해 형성된 반사기
    를 포함하고,
    상기 광 파이프의 상기 하부 섹션은 상기 LED로부터 방출된 광을 수집하고, 상기 광 파이프의 상기 상부 섹션은 상기 수집된 광을 상기 반사기 상으로 지향하고, 상기 반사기는 상기 지향된 광을 방사 방향으로 반사하는,
    LED 램프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사기는 다중-부분(multi-part) 곡선에 의해 정의된 레볼루션(revolution)의 표면을 갖고, 상기 다중-부분 곡선의 제1 부분은 제1 길이의 반지름을 갖고, 상기 다중-부분 곡선의 제2 부분은 제2 길이의 반지름을 갖고, 상기 제1 길이 및 상기 제2 길이는 상이한,
    LED 램프.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 다중-부분 곡선의 상기 제1 부분은, 상기 다중-부분 곡선의 상기 제2 부분에 비하여, 상향으로 더 많은 광을 반사하기 위해 수직 방향으로 더 큰 컴포넌트를 갖는,
    LED 램프.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 다중-부분 곡선의 상기 제2 부분은, 상기 다중-부분 곡선의 상기 제1 부분에 비하여, 하향으로 더 많은 광을 반사하기 위해 수평 방향으로 더 큰 컴포넌트를 갖는,
    LED 램프.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 레볼루션의 표면은 베지어 곡선(Bezier curve)에 의해 형성되는,
    LED 램프.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사기는 상기 만입부의 외부 표면의 금속화에 의해, 또는 상기 만입부를 백색 재료로 충전함으로써, 또는 상기 만입부에 사출성형된 백색 부분의 초음파 용접에 의해 형성되는,
    LED 램프.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 파이프의 상기 하부 섹션은 복합 포물선형 집광기(compound parabolic concentrator)이고, 상기 복합 포물선형 집광기는 상기 LED로부터 방출된 광을 시준(collimate)하는,
    LED 램프.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 광 파이프의 상기 상부 섹션은 상기 광 파이프의 상기 상부 단부를 향하여 좁아지는 테이퍼드(tapered) 실린더이고, 상기 테이퍼드 실린더는 상기 시준된 광을 상기 복합 포물선형 집광기로부터 상기 반사기로 지향하는,
    LED 램프.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 테이퍼드 실린더는 부분적으로 테이퍼 각도에 의해 정의되고, 상기 테이퍼 각도의 증가는 상기 반사기에 의한 광의 더욱 집중적인 반사를 야기하고, 상기 테이퍼 각도의 감소는 상기 반사기에 의한 광의 덜 집중적인 반사를 야기하는,
    LED 램프.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 테이퍼드 실린더는 부분적으로 실린더 길이에 의해 정의되고, 상기 실린더 길이의 증가는 상기 테이퍼드 실린더의 측면을 통해 방출되는 광의 증가를 야기하는,
    LED 램프.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 엔벨로프는 종래의 B10 백열 전구의 형상인,
    LED 램프.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 광 파이프, 상기 LED, 및 상기 반사기는, 상기 광 파이프가 상기 종래의 B10 백열 전구-모양의 엔벨로프 내에 맞을 수 있도록 크기 결정(sizing)되는,
    LED 램프.
  13. LED 램프를 위한 광 가이드로서,
    하부 단부 및 상부 단부를 갖는 복합 포물선형 집광기 ― 상기 하부 단부는 LED에 가장 가까이 위치됨 ―;
    넓은 단부 및 좁은 단부를 갖는 테이퍼드 실린더 ― 상기 넓은 단부는 상기 복합 포물선형 집광기의 상기 상부 단부에 결합됨 ―; 및
    반사기 ― 상기 반사기는 상기 테이퍼드 실린더의 상기 좁은 단부에 있는 만입부에 의해 형성됨 ―;
    를 포함하고,
    상기 복합 포물선형 집광기 및 상기 테이퍼드 실린더는 상기 LED로부터 방출된 광을 상기 반사기로 가이드하기 위하여 내부전반사를 사용하고, 상기 반사기는 상기 가이드된 광을 방사 방향으로 반사하는,
    LED 램프를 위한 광 가이드.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 복합 포물선형 집광기는 상기 LED로부터 방출된 광을 수신하여 상기 광을 시준하고, 상기 테이퍼드 실린더는 상기 시준된 광을 상기 복합 포물선형 집광기로부터 상기 반사기를 향하여 지향시키는,
    LED 램프를 위한 광 가이드.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 복합 포물선형 집광기 및 상기 테이퍼드 실린더는 투명하고, 상기 복합 포물선형 집광기 및 상기 테이퍼드 실린더 둘 다의 외부 에지로부터 광이 방출되는,
    LED 램프를 위한 광 가이드.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 반사기는 다중-부분 곡선에 의해 정의되는 레볼루션의 표면을 갖고, 상기 다중-부분 곡선의 제1 부분은 제1 길이의 반지름을 갖고, 상기 다중-부분 곡선의 제2 부분은 제2 길이의 반지름을 갖고, 상기 제1 길이 및 상기 제2 길이는 상이한,
    LED 램프를 위한 광 가이드.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 복합 포물선형 집광기, 상기 테이퍼드 실린더, 및 상기 반사기는 종래의 B10 백열 전구-모양의 엔벨로프 내에 맞을 수 있도록 전부 크기 결정되는,
    LED 램프를 위한 광 가이드.
  18. LED에 의해 방출된 광을 방사 방향으로 반사하는 방법으로서,
    LED로부터 방출된 광을 수신하는 단계;
    상기 수신된 광을 테이퍼드 실린더에 결합된 복합 포물선형 집광기의 사용을 통해 내부전반사를 통하여 반사기에 전송하는 단계; 및
    상기 전송된 광을 상기 반사기를 이용하여 방사 방향으로 반사하는 단계
    를 포함하는,
    LED에 의해 방출된 광을 방사 방향으로 반사하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 전송하는 단계는,
    상기 복합 포물선형 집광기 내에서 상기 수신된 광을 시준하는 단계; 및
    상기 테이퍼드 실린더 내에서 상기 시준된 광을 상기 반사기로 지향하는 단계
    를 포함하는,
    LED에 의해 방출된 광을 방사 방향으로 반사하는 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 반사하는 단계는,
    상기 테이퍼드 실린더의 좁은 단부에 있는 만입부에 의해 정의된 반사기를 통하여, 상기 전송된 광을 방사 방향으로 반사하는 단계
    를 포함하는,
    LED에 의해 방출된 광을 방사 방향으로 반사하는 방법.
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