KR20120037403A - 다중-구역 반사기를 갖는 조명 장치 - Google Patents

다중-구역 반사기를 갖는 조명 장치 Download PDF

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KR20120037403A
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폴 케네쓰 피카드
데 벤 안토니 폴 반
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크리, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 광원과 반사기를 포함하고, 반사기는 제1, 제2 및 제3 반사기 구역을 포함하는 조명 장치에 관한 것이다. 일부 장치에서, 광의 제1 부분은 제1 구역에 의해 반사되고 이후 제3 반사기 구역에 의해 반사되며, 광의 제2 부분은 제2 구역에 의해 반사되고 일차 광선을 형성하며, 제3 구역에 의해 반사되는 광의 제1 부분의 적어도 5%가 일차 광선 내에 있다. 일부 장치에서, 제1 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 5%는 제1 반사기 구역으로부터 직접 제3 반사기 구역으로 이동한다. 일부 장치에서, 제3 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 5%는 제1 반사기 구역으로부터 직접 제3 반사기 구역으로 이동된다. 일부 장치에서, 반사기는 상기 특징을 제공하기 위한 수단을 포함한다.

Description

다중-구역 반사기를 갖는 조명 장치{LIGHTING DEVICE WITH MULTIPLE-REGION REFLECTOR}
(관련 출원에 대한 상호-참조)
본 출원은, 2009년 5월 18일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허출원 제12/467,467호의 이익을 청구한다.
본 발명은 조명 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 다중-구역 반사기를 갖는 조명 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일부 실시예에서는, 적어도 하나의 고상(solid state) 발광기를 포함하는 조명 장치가 제공된다.
미국에서 매년 발생되는 전기의 상당 부분(일부 추정에 의하면 25퍼센트 정도)이 조명에 사용된다. 따라서, 보다 에너지-효율적인 조명의 제공이 지속적으로 요구되고 있다.
종래 라이트의 한 가지 형태는 후면-반사등(back-reflecting lamp)으로 지칭되는 것이다. 이러한 라이트에서, 광원(또는 복수의 광원)은 반사기를 향해서 광을 방출하도록 배향되며, 따라서 광원으로부터 방출된 광은 반사기에 의해 광원으로부터의 방출 방향과 대략 반대되는 방향으로 반사된다. 이러한 후면-반사등의 주지된 예로는 대부분의 PAR 램프와 대부분의 MR 램프가 포함된다.
PAR 램프는 콘서트, 나이트클럽 및 순회 공연 용으로 널리 사용된다. PAR 캔은 소형 PAR16 내지 1000와트 PAR64까지 다양한 크기와 형상으로 나온다.
"PAR"은 포물선 알루미늄화 반사기(parabolic aluminized reflector)의 두문자 약어이며, 자동차의 헤드라이트와 유사한 밀폐형-빔(sealed-beam) 램프를 지칭하기 위해 사용된다. PAR 램프는 와트수 및 빔 확산의 평가에 있어서도 유용하다. 예를 들어, PAR56 램프는 300 또는 500 와트로 구매될 수 있으며, 각각의 와트수는 협각(Narrow Spot), 중간각(Medium Flood) 또는 광각(Wide Flood)으로 이용될 수 있다.
통상적으로, PAR 캔은 램프 및 임의의 칼라 매체(겔)를 안전하게 적소에 유지하는 램프 하우징이다. 캔은 또한, 라이트 바 또는 트러스에 대한 볼트 체결 또는 파이프 클램프의 사용에 의한 볼트 체결을 가능하게 하는 장착 브래킷을 가질 수도 있다.
"MR"은 다수의 소면(facet)으로 구성되고 반사 코팅으로 커버되는 내측(반사측)면을 갖는 프레싱된 유리 반사기인 다면체 반사기(multifaceted reflector)를 나타낸다. 이들 소면은 필라멘트로부터 광을 수집하여 집중된 광선을 생성함으로써 광학 제어를 제공한다. 일부 MR 램프의 반사기는 소면 대신에 매끄러운 내표면을 갖지만, 관례상 여전히 MR 램프로 지칭된다.
MR 램프의 광원은 통상 싱글-엔드형(single-ended) 석영 할로겐 필라멘트 캡슐이다. MR16 램프의 반사성 코팅은 통상 이색(dichroic) 코팅 또는 알루미늄 코팅이다. 이색 코팅은, 필라멘트 캡슐로부터의 적외선(열)은 반사기를 통과할 수 있게 하는 한편 가시광선(광)은 전방으로 반사시키는 얇은 다층 유전체(비금속 필름)이다. 알루미늄 코팅은 이색 코팅과 달리 적외선과 가시광선을 모두 반사시키는 알루미늄 박막이다. 일부 MR16 램프는 반사기의 전방 단부에 커버 글래스를 갖는다. 이 커버는 램프가 고장날 때 산산조각나는 경우에 깨진 필라멘트 일체를 수습하도록 의도된 안전 대책이다.
도 1 및 도 2는 통상적인 후면-반사 PAR 램프(또는 "반사등")를 도시한다. 도 1은 평면도이며, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라서 취한 단면도이다. 도 1 및 도 2는 광원(11)과 반사기(12)를 포함하는 램프(10)를 도시한다. 광원(11)으로부터의 광이 반사기(12)의 개구(13)로부터 멀리 향하고 이후 반사기(12)에 의해 반사기(12)의 개구(13) 밖으로 반사되도록 광원(11)은 반사기(12)에 조준되어 있다. 광원(11)은 개구(13)를 가로질러 직경방향으로 연장되는 브릿지(14) 상에 현수된다[대안적으로, 브릿지(14)가 개구(13) 위에 반경방향으로 외팔 지지될 수 있다].
도 1 및 도 2에 도시된 것과 같은 후면-반사등이 갖는 한 가지 문제점은 광원이 반사기 위에 현수됨으로 인해 반사기의 일부를 가린다는 것이다. 또한, 광원 자체에 의해 가려지는 반사광은 일부 경우에 광원의 최고 출력 부분이다. 따라서, 광원에 의한 가려짐으로 인한 손실 정도가 광원의 전체 면적에 비해 지나치게 높을 수 있다. 반사기의 추가 부분을 가리는 브릿지가 구비됨으로 인해 라이트의 추가 손실이 발생할 수 있다.
전술한 손실을 회피하거나 저감하기 위해 다양한 시도가 이루어졌다. 예를 들어, 미국 특허 제7,131,760호('760 특허)에는, 광을 브릿지 주위로 인도하도록 설계된 "m"형상 반사기가 개시되어 있다. 그러나, '760 특허의 도 4에 도시하듯이, 브릿지 주위에서 반사되는 광은 계속 발산된다. 이러한 발산은 타이트하게 포커싱된 광선(예를 들면, 8도 또는 16도 광선)을 발생시키기 위한 '760 특허에 따른 장치의 효율을 제한할 수 있다. 이 문제는 대형 광원에서 악화될 수 있으며, 광원이 더 이상 점광원이 아닌 정도에 달할 수 있다.
본 발명은 상기 문제를 고려하여 이루어진 것이며, 일부 실시예에서는 광 손실을 감소시킨다. 일부 실시예에서, 본 발명에 따른 조명 장치는 타이트한 광선, 예를 들면 스포트 라이트(spot light)[플러드 라이트(flood light)와 대조됨]로서 기능할 수 있는 빔을 제공한다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 광원과 적어도 세 개의 프로파일, 즉 제1 프로파일을 갖는 제1 반사기 구역, 제2 프로파일을 갖는 제2 반사기 구역, 및 제3 프로파일을 갖는 제3 반사기 구역을 갖는 반사기를 포함하는 조명 장치가 제공된다.
본 발명에 따른 일부 실시예에서는, 제1 반사기 구역이 광원 아래에 제공되고 광(예를 들면, 그렇지 않을 경우 광원에 의해 가려질 광)을 제3 반사기 구역으로 반사하며, 광원에 의해 가려지지 않을 광은 제2 반사기 구역에 의해 고정구 밖으로 향하고, 제3 반사기 구역은 제2 반사기 구역에 의해 반사되는 광의 경로와 거의 평행한 경로에서 광을 재인도하는 후면-반사등이 제공된다. 일부 실시예에서, 제1 반사기 구역의 프로파일은 제1 반사기 구역으로부터의 광의 초점이 제3 반사기 구역 상에 떨어지도록 이루어진다. 이러한 실시예의 일부에서, 제3 반사기 구역은 광원으로부터 직접 광을 수광하지 않는다.
본 발명은 일부 실시예에서, 그렇지 않을 경우 광원에 의해 및/또는 광원용 지지 구조물(예를 들면, 상기 브릿지)에 의해 가려지게 될 광의 일부를 이용하는 후면-반사등을 제공할 수 있다. 이러한 실시예의 일부에서, 이 광은 비교적 타이트하게 포커싱된 광선을 제공하는 한편으로 이용될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 적어도 하나의 광원을 포함하는 조명 장치가 제공된다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 적어도 하나의 반사기를 포함하고, 상기 반사기는 적어도 제1 반사기 구역, 제2 반사기 구역 및 제3 반사기 구역을 포함하는 조명 장치가 제공된다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 광원이 조사될 때, 광원에 의해 방출된 광의 제1 부분이 제1 반사기 구역에 의해 반사되고 이후 제3 반사기 구역에 의해 반사되는 조명 장치가 제공된다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 광원에 의해 방출된 광의 제2 부분이 제2 반사기 구역에 의해 반사되고 조명 장치를 떠나는 일차(primary) 광선을 형성하며, 상기 일차 광선은 조명 장치로부터 제1 거리에서 최소 단면적을 갖고 제2 반사기 구역에 의해 반사되는 광의 적어도 90%를 포괄하는 형상이며, 제3 반사기 구역에 의해 반사되는 광의 제1 부분의 적어도 5%는 일차 광선 내에 있는 조명 장치가 제공된다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 광원이 조사될(illuminated) 때, 제1 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 5%가 제1 반사기 구역으로부터 직접 제3 반사기 구역으로 이동하는 조명 장치가 제공된다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 광원이 조사될 때, 제3 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 5%가 제1 반사기 구역으로부터 직접 제3 반사기 구역으로 이동하는 조명 장치가 제공된다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 광원에 의해 방출된 광의 제1 부분을 조명 장치를 떠나는 일차 광선으로서 조명 장치 밖으로 반사하기 위한 반사 수단을 포함하며, 상기 일차 광선은 조명 장치로부터 제1 거리에서 최소 단면적을 갖고 제2 반사기 구역에 의해 반사되는 광의 적어도 75%를 포괄하는 형상이며, 상기 반사기는 광원에 의해 방출된 광의 제2 부분의 적어도 5%를 일차 광선 내에 있도록 적어도 두 번 반사하기 위한 수단을 포함하는 조명 장치가 제공된다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 제1 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 5%를 직접 제3 반사기 구역으로 반사하기 위한 반사 수단을 포함하는 조명 장치가 제공된다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 제3 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 5%가 제1 반사기 구역으로부터 제3 반사기 구역으로 직접 이동되도록 광을 반사하기 위한 반사 수단을 포함하는 조명 장치가 제공된다.
본 발명의 제1 태양에 따르면, 적어도 하나의 광원과 적어도 하나의 반사기를 포함하는 조명 장치이며,
상기 반사기는 적어도 제1 반사기 구역, 제2 반사기 구역 및 제3 반사기 구역을 포함하고,
광원이 조사될 때,
상기 광원에 의해 방출된 광의 제1 부분은 제1 반사기 구역에 의해 반사되고 이후 제3 반사기 구역에 의해 반사되며,
상기 광원에 의해 방출된 광의 제2 부분은 제2 반사기 구역에 의해 반사되고 조명 장치를 떠나는 일차 광선을 형성하며, 상기 일차 광선은 조명 장치로부터 제1 거리에서 최소 단면적을 갖고 제2 반사기 구역에 의해 반사되는 광의 적어도 90%(또는 제2 반사기 구역에 의해 반사되는 광의 적어도 80%, 또는 제2 반사기 구역에 의해 반사되는 광의 적어도 75%, 적어도 50% 또는 적어도 25%)를 포괄하는 형상이며,
상기 제3 반사기 구역에 의해 반사되는 광의 제1 부분의 적어도 5%(일부 실시예에서는 이 광의 제1 부분의 적어도 10%, 그리고 일부 실시예에서는 이 광의 제1 부분의 적어도 15%, 적어도 20%, 적어도 25%, 적어도 30%, 적어도 35%, 적어도 40%, 적어도 45%, 적어도 50%, 적어도 55%, 적어도 60%, 적어도 65%, 적어도 70%, 적어도 75%, 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90% 또는 적어도 95%)가 일차 광선 내에 있는 조명 장치가 제공된다. 본 발명의 제1 태양은 (1) 조명 장치로부터 제1 거리에서 최소 단면적 내에 있는 제2 반사기 구역에 의해 반사되는 광의 백분율 및 (2) 제3 반사기 구역에 의해 반사되고 일차 광선 내에 있는 광의 제1 부분의 백분율의 임의의 조합을 갖고 상기 설명에 포함되는 조명 장치를 망라하며, 예를 들어 (a) 상기 일차 광선은 조명 장치로부터 제1 거리에서 최소 단면적을 갖고 제2 반사기 구역에 의해 반사되는 광의 적어도 50%를 포괄하는 형상이고, (b) 상기 제3 반사기 구역에 의해 반사되는 광의 제1 부분의 적어도 35%는 일차 광선 내에 있다.
본 발명의 제2 태양에 따르면, 적어도 하나의 광원과 적어도 하나의 반사기를 포함하는 조명 장치이며,
상기 반사기는 적어도 제1 반사기 구역, 제2 반사기 구역 및 제3 반사기 구역을 포함하고,
광원이 조사될 때, 상기 제1 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 5%(일부 실시예에서는 제1 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 10%, 그리고 일부 실시예에서는 제1 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 15%, 적어도 20%, 적어도 25%, 적어도 30%, 적어도 35%, 적어도 40%, 적어도 45%, 적어도 50%, 적어도 55%, 적어도 60%, 적어도 65%, 적어도 70%, 적어도 75%, 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90% 또는 적어도 95%)가 제1 반사기 구역으로부터 제3 반사기 구역으로 직접 이동하는 조명 장치가 제공된다.
본 발명의 제3 태양에 따르면, 적어도 하나의 광원과 적어도 하나의 반사기를 포함하는 조명 장치이며,
상기 반사기는 적어도 제1 반사기 구역, 제2 반사기 구역 및 제3 반사기 구역을 포함하고,
광원이 조사될 때, 상기 제3 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 5%(일부 실시예에서는 제3 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 10%, 그리고 일부 실시예에서는 제3 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 15%, 적어도 20%, 적어도 25%, 적어도 30%, 적어도 35%, 적어도 40%, 적어도 45%, 적어도 50%, 적어도 55%, 적어도 60%, 적어도 65%, 적어도 70%, 적어도 75%, 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90% 또는 적어도 95%)가 제1 반사기 구역으로부터 제3 반사기 구역으로 직접 이동하는 조명 장치가 제공된다.
본 발명은 또한, 일부 실시예에서,
광원을 조사하는 단계, 및
상기 광원으로부터의 광을 반사기의 적어도 일부를 향해서 인도하는 단계를 포함하는 방법이며,
상기 반사기는 적어도 제1 반사기 구역, 제2 반사기 구역 및 제3 반사기 구역을 포함하고,
상기 광원에 의해 방출된 광의 제1 부분은 제1 반사기 구역에 의해 반사되고 이후 제3 반사기 구역에 의해 반사되며,
상기 광원에 의해 방출된 광의 제2 부분은 제2 반사기 구역에 의해 반사되고 조명 장치를 떠나는 일차 광선을 형성하며, 상기 일차 광선은 조명 장치로부터 제1 거리에서 최소 단면적을 갖고 제2 반사기 구역에 의해 반사되는 광의 적어도 90%(또는 제2 반사기 구역에 의해 반사되는 광의 적어도 80%, 또는 제2 반사기 구역에 의해 반사되는 광의 적어도 75%, 적어도 50% 또는 적어도 25%)를 포괄하는 형상이며,
상기 제3 반사기 구역에 의해 반사되는 광의 제1 부분의 적어도 5%(일부 실시예에서는 제3 반사기 구역에 의해 반사되는 광의 제1 부분의 적어도 10%, 그리고 일부 실시예에서는 제3 반사기 구역에 의해 반사되는 광의 제1 부분의 적어도 15%, 적어도 20%, 적어도 25%, 적어도 30%, 적어도 35%, 적어도 40%, 적어도 45%, 적어도 50%, 적어도 55%, 적어도 60%, 적어도 65%, 적어도 70%, 적어도 75%, 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90% 또는 적어도 95%)가 일차 광선 내에 있는 방법이 제공된다.
본 발명은 또한, 일부 실시예에서,
광원을 조사하는 단계, 및
상기 광원으로부터의 광을 반사기의 적어도 일부를 향해서 인도하는 단계를 포함하는 방법이며,
상기 반사기는 적어도 제1 반사기 구역, 제2 반사기 구역 및 제3 반사기 구역을 포함하고,
상기 제1 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 5%(일부 실시예에서는 제1 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 10%, 그리고 일부 실시예에서는 제1 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 15%, 적어도 20%, 적어도 25%, 적어도 30%, 적어도 35%, 적어도 40%, 적어도 45%, 적어도 50%, 적어도 55%, 적어도 60%, 적어도 65%, 적어도 70%, 적어도 75%, 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90% 또는 적어도 95%)가 제1 반사기 구역으로부터 제3 반사기 구역으로 직접 이동하는 방법이 제공된다.
본 발명은 또한, 일부 실시예에서,
광원을 조사하는 단계, 및
상기 광원으로부터의 광을 반사기의 적어도 일부를 향해서 인도하는 단계를 포함하는 방법이며,
상기 반사기는 적어도 제1 반사기 구역, 제2 반사기 구역 및 제3 반사기 구역을 포함하고,
상기 제3 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 5%(일부 실시예에서는 제3 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 10%, 그리고 일부 실시예에서는 제3 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 15%, 적어도 20%, 적어도 25%, 적어도 30%, 적어도 35%, 적어도 40%, 적어도 45%, 적어도 50%, 적어도 55%, 적어도 60%, 적어도 65%, 적어도 70%, 적어도 75%, 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90% 또는 적어도 95%)가 제1 반사기 구역으로부터 제3 반사기 구역으로 직접 이동하는 방법이 제공된다.
본 발명에 따른 일부 실시예에서, 제3 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 75%는 제3 반사기 구역에 의해 반사된 직후에 조명 장치를 떠난다.
본 발명에 따른 일부 실시예에서, 제2 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 75%는 제2 반사기 구역에 의해 반사된 직후에 조명 장치를 떠난다.
본 발명에 따른 일부 실시예에서, 제2 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 75%는 광원으로부터 제2 반사기 구역으로 직접 이동한다.
본 발명에 따른 일부 실시예에서, 광원에 의해 방출되는 광 전체의 10% 이하는 광원으로부터 제3 반사기 구역으로 직접 이동한다.
본 발명에 따른 일부 실시예에서, 광원은 적어도 하나의 고상 발광기, 예를 들면 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함한다.
본 발명에 따른 일부 실시예에서, 제1 반사기 구역, 제2 반사기 구역 및 제3 반사기 구역 중 하나 이상의 적어도 일부는 실질적으로 타원형, 실질적으로 포물선형 및 실질적으로 쌍곡선형 중에서 선택되는 형상을 갖는다.
본 발명에 따른 일부 실시예에서, 광원에 의해 방출되는 광의 적어도 90%는 제1 반사기 구역 또는 제2 반사기 구역으로 직접 이동한다.
본 발명의 (상기) 제1 및 제2 태양에 따른 일부 실시예에서, 제3 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 75%(일부 실시예에서는 제3 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 5%, 그리고 일부 실시예에서는 제3 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 10%, 적어도 15%, 적어도 20%, 적어도 25%, 적어도 30%, 적어도 35%, 적어도 40%, 적어도 45%, 적어도 50%, 적어도 55%, 적어도 60%, 적어도 65%, 적어도 70%, 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90% 또는 적어도 95%)는 제1 반사기 구역으로부터 제3 반사기 구역으로 직접 이동한다.
본 발명의 (상기) 제1 및 제3 태양에 따른 일부 실시예에서, 제1 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 75%(일부 실시예에서는 제1 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 5%, 적어도 10%, 그리고 일부 실시예에서는 제1 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 15%, 적어도 20%, 적어도 25%, 적어도 30%, 적어도 35%, 적어도 40%, 적어도 45%, 적어도 50%, 적어도 55%, 적어도 60%, 적어도 65%, 적어도 70%, 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90% 또는 적어도 95%)는 제1 반사기 구역으로부터 제3 반사기 구역으로 직접 이동한다.
본 발명의 일부 실시예에서, 제3 반사기 구역은 광원으로부터의 광의 직접 경로 외부에 있으며 그 결과 광원에 대한 지지 구조물은 제3 반사기 구역에 부착될 수 있고, 따라서 광원으로부터의 광이 지지체와 직접 접촉하지 않는다. 더욱이, 일부 실시예에서, 제3 반사기 구역에 의해 반사되는 광은 제1 반사기 구역에 의해 이전에 반사된 광만이 지배적이며, 따라서 이러한 실시예에서 제1 반사기 구역은 제3 반사기 구역(지지체가 부착되어 있는)에 의해 반사되는 광의 대부분이 제3 반사기 구역에 있어서 지지체가 부착되는 부분(또는 부분들)을 제외한 부분으로 향하도록 성형될 수 있다. 유사한 크기의 반사기에 있어서, 이러한 배치는 반사기의 뒤쪽(즉, 광원으로부터의 광을 반사하는 측과 반대되는 쪽)에 제공될 수 있는 히트 싱크까지 보다 짧은 경로를 가능하게 할 수 있다.
광원이 부착되는 지지체를 구비하는 본 발명의 일부 실시예에서, 제1 반사기 구역, 제2 반사기 구역 및 제3 반사기 구역 중 하나 이상은 이러한 구역(또는 구역들)으로부터 지지체로의 광 반사를 감소 또는 제거하도록 프로파일링될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 제1 반사기 구역, 제2 반사기 구역 및 제3 반사기 구역 중 하나 이상의 하나 이상의 부분은 이러한 부분(또는 부분들)으로 이동하는 광, 예를 들어, 그렇지 않으면 장애물로 직접 반사될 광(즉, 그렇지 않으면 조명 장치를 떠나는 것이 차단될 광)을 확산하기 위해 어느 정도 조면화(roughen)될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 반사기의 축과 광원의 발광축은 동일 장소에 배치(co-locate)된다.
본 발명은 본 발명의 첨부도면 및 하기 상세한 설명을 참조하여 보다 완전하게 이해될 수 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 후면-반사 PAR 램프를 도시하며, 도 1은 평면도이고 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 라인을 따라서 취한 단면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 조명 장치의 제1 실시예를 도시한다. 도 3은 평면도이고 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 라인을 따라서 취한 단면도이다.
도 5는 참조 부호의 일부가 도시되지 않고 광로의 도시에 있어서 명료함을 위해 일부 구조물과 부품이 생략되어 있는 것을 제외하고 도 4와 동일하다.
도 6은 참조 부호의 일부가 도시되지 않고 다른 광로의 도시에 있어서 명료함을 위해 일부 구조물과 부품이 생략되어 있는 것을 제외하고 도 4와 동일하다.
도 7은 참조 부호의 일부가 도시되지 않고 거리(d1 내지 d4)의 도시에 있어서 명료함을 위해 일부 구조물과 부품이 생략되어 있는 것을 제외하고 도 4와 동일하다.
도 8은 참조 부호의 일부가 도시되지 않고 거리(d5 내지 d8)의 도시에 있어서 명료함을 위해 일부 구조물과 부품이 생략되어 있는 것을 제외하고 도 4와 동일하다.
도 9는 참조 부호의 일부가 도시되지 않고 거리(d9 내지 d12)의 도시에 있어서 명료함을 위해 일부 구조물과 부품이 생략되어 있는 것을 제외하고 도 4와 동일하다.
이제 본 발명의 실시예를 도시하는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 자세히 설명할 것이다. 그러나, 본 발명이 여기에 제시되는 실시예에 한정되는 것으로 간주되어서는 안 될 것이다. 오히려, 이들 실시예는 본 명세서가 철저하고 완전해지도록 또한 당업자에게 본 발명의 범위를 완전히 전달하도록 제공된다. 유사한 참조번호는 명세서 전체에 걸쳐서 유사한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "및/또는"은 연관된 열거된 항목의 하나 이상의 일체의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에 사용되는 용어는 특정 실시예를 기술하기 위한 것에 불과하며, 본 발명을 제한하려는 것이 아니다. 본 명세서에 사용되는 단수 형태의 관사 및 정관사는 달리 명시되지 않는 한 복수 형태도 포함하도록 의도된다. 또한 "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는 본 명세서에 사용될 때 언급되는 특징부, 정수, 단계, 작동, 요소 및/또는 부품의 존재를 특정하지만 하나 이상의 다른 특징부, 정수, 단계, 작동, 요소, 부품 및/또는 그 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해될 것이다.
본 명세서에서 층, 구역 또는 기판과 같은 요소가 다른 요소 "상에(on)" 존재하거나 다른 요소 "상으로(onto)" 연장되는 것으로 지칭될 때, 이는 다른 요소 상에 직접 존재하거나 그것 상으로 연장될 수 있거나 또는 중개 요소가 존재할 수 있다. 대조적으로, 본 명세서에서 하나의 요소가 다른 요소 "상에 직접" 존재하거나 다른 요소 "상으로 직접" 연장되는 것으로 지칭될 때는 중개 요소가 전혀 존재하지 않는다. 또한, 본 명세서에서 하나의 요소가 다른 요소에 "연결"되거나 "결합"되는 것으로 지칭될 때, 이는 다른 요소에 직접 연결되거나 결합될 수 있거나 또는 중개 요소가 존재할 수 있다. 대조적으로, 본 명세서에서 하나의 요소가 다른 요소에 "직접 연결"되거나 "직접 결합"되는 것으로 지칭될 때는 중개 요소가 전혀 존재하지 않는다. 또한, 제1 요소가 제2 요소 "상에" 존재한다는 기재는 제2 요소가 제1 요소 "상에" 존재한다는 기재와 동일한 의미이다.
다양한 요소, 부품, 구역, 층, 섹션 및/또는 파라미터를 기술하기 위해 본 명세서에서 "제1", "제2" 등의 용어가 사용될 수 있지만, 이들 요소, 부품, 구역, 층, 섹션 및/또는 파라미터는 이들 용어에 의해 제한되지 않아야 한다. 이들 용어는 하나의 요소, 부품, 구역, 층 또는 섹션을 다른 구역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 후술하는 제1 요소, 부품, 구역, 층 또는 섹션은 본 발명의 교시를 벗어나지 않는 한도 내에서 제2 요소, 부품, 구역, 층 또는 섹션으로 지칭될 수 있다.
"하위", "하부", "아래", "상위", "상부" 또는 "위"와 같은 상대적 용어는 본 명세서에서 도면에 도시된 다른 요소에 대한 한 요소의 관계를 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 상대적 용어는 도면에 도시된 배향뿐 아니라 장치의 다양한 배향을 망라하도록 의도된다. 예를 들어, 도면에서의 장치가 뒤집히면, 다른 요소의 "하위" 측에 있는 것으로 기술된 요소가 다른 요소의 "상위" 측에 배향되게 될 것이다. 예시적인 용어 "하위"는 따라서 도면의 특정 배향에 따라서 "하위" 및 "상위"의 배향을 모두 망라할 수 있다. 마찬가지로, 하나의 도면에서의 장치가 뒤집히면, 다른 요소의 "아래" 또는 "하위"로 기술된 요소는 다른 요소의 "위"에 배향될 것이다. 따라서 예시적인 용어 "아래" 또는 "하위"는 위와 아래의 배향을 모두 망라할 수 있다.
광원을 지칭할 때 본 명세서에서 사용되는 "조사되는"(또는 "조사" 등)이라는 표현은 광원이 광을 연속적으로 또는 단속적으로 방출하는 상황을 망라한다. 일부 경우에, 광원은 사람의 눈이 광을 연속적으로 방출하는 것으로 인지하는 속도로 광을 단속적으로 방출한다.
하나 이상의 고상 발광기를 포함하는 조명 장치에서, "조사되는"(또는 "조사" 등)이라는 표현은, 고상 발광기가 적어도 일부 광을 방출하도록 고상 발광기에 적어도 일부 전류가 공급되는 것을 의미한다. 따라서 "조사되는"이라는 표현은, 고상 발광기가 연속적으로 또는 단속적으로 발광하는 상황 또는 동일한 색상 또는 상이한 색상의 다수의 고상 발광기가 단속적으로 및/또는 교호적으로 (정기적으로 중첩되거나 중첩되지 않으면서) 발광하는 상황을 망라한다.
반사기의 어떤 구역을 지칭하기 위해 사용될 때의 "실질적으로 타원형"이라는 표현은, 그 구역의 단면의 적어도 50%(일부 실시예에서는 적어도 75% 그리고 일부 실시예에서는 적어도 90%)를 따라서 연속적으로 연장되는 그 구역의 부분 상의 지점의 적어도 90%(일부 실시예에서는 적어도 95% 그리고 일부 실시예에서는 적어도 99%)가 가상 타원으로부터 그 단면의 길이의 백분의 일(일부 실시예에서는 천분의 일) 이하의 거리 만큼 이격되어 있음을 의미한다.
반사기의 어떤 구역을 지칭하기 위해 사용될 때의 "실질적으로 포물선형"이라는 표현은, 그 구역의 단면의 적어도 50%(일부 실시예에서는 적어도 75% 그리고 일부 실시예에서는 적어도 90%)를 따라서 연속적으로 연장되는 그 구역의 부분 상의 지점의 적어도 90%(일부 실시예에서는 적어도 95% 그리고 일부 실시예에서는 적어도 99%)가 가상 포물선으로부터 그 단면의 길이의 백분의 일(일부 실시예에서는 천분의 일) 이하의 거리 만큼 이격되어 있음을 의미한다.
반사기의 어떤 구역을 지칭하기 위해 사용될 때의 "실질적으로 쌍곡선형"이라는 표현은, 그 구역의 단면의 적어도 50%(일부 실시예에서는 적어도 75% 그리고 일부 실시예에서는 적어도 90%)를 따라서 연속적으로 연장되는 그 구역의 부분 상의 지점의 적어도 90%(일부 실시예에서는 적어도 95% 그리고 일부 실시예에서는 적어도 99%)가 가상 쌍곡선으로부터 그 단면의 길이의 백분의 일(일부 실시예에서는 천분의 일) 이하의 거리 만큼 이격되어 있음을 의미한다.
본 명세서에 사용되는 "조명 장치"라는 표현은 이 장치가 발광할 수 있음을 나타내는 것을 제외하고는 한정되지 않는다. 즉, 조명 장치는 면적 또는 체적, 예를 들면, 건물, 수영장 또는 온천, 방, 창고, 지시계, 도로, 주차장, 차량, 예를 들어 도로 신호와 같은 신호계, 광고판, 선박, 장난감, 거울, 용기, 전자 기기, 보트, 비행기, 스타디움, 컴퓨터, 원격 오디오 장치, 원격 비디오 장치, 휴대폰, 나무, 창, LCD 디스플레이, 동굴, 터널, 운동장, 가로등을 비추는 장치이거나, 또는 인클로저를 비추는 장치 또는 장치들의 어레이, 또는 에지 또는 후면-조명에 사용되는 장치(예를 들면, 백라이트 포스터, 신호계, LCD 디스플레이), 전구 대용물(예를 들면, AC 백열등, 저전압등, 형광등 등을 대체하기 위한), 실외 조명을 위해 사용되는 라이트, 옥외 조명(월 마운트, 포스트/칼럼 마운트), 천정 고정구/벽 촛대, 캐비넷 하부 조명, 램프(플로어 및/또는 테이블 및/또는 데스크), 조경 조명, 트랙 조명, 태스크 조명, 특수 조명, 천정 팬 조명, 기록보관/아트 전시 조명, 고진동/충격 조명 - 작업등 등, 거울/화장실 조명을 위한 라이트, 또는 임의의 다른 발광 장치일 수 있다.
본 발명은 또한, 포위된 공간과 본 발명에 따른 적어도 하나의 조명 장치를 포함하는 (그 체적이 균일하게 또는 불균일하게 조명될 수 있는) 피조명 인클로저로서, 상기 조명 장치는 포위된 공간의 적어도 일부를 (균일하게 또는 불균일하게) 조명하는 피조명 인클로저에 관한 것이다.
본 발명은 또한, 그 내부에 또는 그것 상에 본 명세서에 기재되는 적어도 하나의 조명 장치가 장착되는 예를 들어 건물, 수영장 또는 온천, 방, 창고, 지시계, 도로, 주차장, 차량, 예를 들어 도로 신호와 같은 신호계, 광고판, 선박, 장난감, 거울, 용기, 전자 기기, 보트, 비행기, 스타디움, 컴퓨터, 원격 오디오 장치, 원격 비디오 장치, 휴대폰, 나무, 창, LCD 디스플레이, 동굴, 터널, 운동장, 가로등 등으로 구성되는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 항목을 포함하는 피조명 영역에 관한 것이다.
달리 규정되지 않는 한, 본 명세서에 사용되는 모든 용어(기술 용어 및 과학 용어를 포함)는 당업자가 통상 이해하는 것과 같은 의미를 갖는다. 또한, 보편적으로 사용되는 사전에서 정의되는 것과 같은 용어는 관련 기술 및 본 발명에서의 그 의미에 부합되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명시하지 않는 한 이상적이거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않을 것임을 알 것이다. 당업자는 또한, 다른 특징부에 "인접하여" 배치되는 구조물 또는 특징부에 대한 참조가 인접한 특징부와 중첩되거나 그 아래에 배치되는 부분을 가질 수 있음을 알 것이다.
전술했듯이, 본 발명은 적어도 하나의 광원과 적어도 하나의 반사기를 포함하고, 상기 반사기는 적어도 제1 반사기 구역, 제2 반사기 구역 및 제3 반사기 구역을 포함하는 조명 장치에 관한 것이다.
당업자는 다양한 광원에 익숙하며, 임의의 소정 광원이 본 발명에 따라 채용될 수 있다. 광원의 대표적인 예로는 백열등, 형광등, 고상 발광기, 레이저 다이오드, 박막 전계발광 장치, 발광 폴리머(LEP), 할로겐 램프, 고휘도 방전 램프, 전자-자극 발광 램프 등이 포함된다.
다양한 고상 발광기가 주지되어 있으며, 이러한 발광기 중 임의의 것이 본 발명에 따라 채용될 수 있다. 고상 발광기의 대표적인 예로는 발광 물질을 갖거나 갖지 않는 발광 다이오드[폴리머 발광 다이오드(PLED)를 포함하는 무기 또는 유기]가 포함된다.
발광 다이오드는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 소자이다. 다양한 발광 다이오드가, 계속 확장되는 사용 범위에서, 증가하는 다양한 분야에 사용된다.
보다 구체적으로, 발광 다이오드는 p-n 접합 구조를 가로질러 전위차가 인가될 때 광(자외선, 가시광선 또는 적외선)을 방출하는 반도체 소자이다.
본 발명은 특히 광원으로서 발광 다이오드(또는 다수의 발광 다이오드)의 사용과 관련하여 효과적인데, 그 이유는 발광 다이오드의 많은 실시예가 하나의 반구에서 광을 발광하여 이들 발광 다이오드가 방출된 광이 반사되는 조명 장치, 예를 들면 후면-반사등에 특히 적용되게 만들기 때문이다.
본 명세서에서 "발광 다이오드"라는 표현은 기본 반도체 다이오드 구조물(즉, 칩)을 지칭하기 위해 사용된다. 전자기기에서 고체(예를 들어)인 일반적으로 인식되고 시판되는 "LED"는 통상적으로, 다수의 부품으로 구성되는 "패키지(packaged)" 장치를 나타낸다. 이들 패키지 장치는 통상적으로, 미국 특허 제4,918,487호, 제5,631,190호 및 제5,912,477호에 기재된 것과 같은(그러나 이것에 한정되지는 않는) 반도체 기반의 발광 다이오드, 각종 결선, 및 발광 다이오드를 봉지(encapsulate)시키는 패키지를 구비한다.
본 발명에 따른 조명 장치의 일부 실시예는 두 개 이상의 발광기를 구비한다. 이러한 조명 장치에서, 각각의 발광기는 상호 유사하거나, 상호 상이하거나, 또는 임의의 조합일 수 있다(즉, 한 가지 형태의 발광기가 다수 제공되거나 두 가지 이상의 형태 각각의 하나 이상의 발광기가 제공될 수 있다).
본 발명에 따른 조명 장치는 임의의 소정 개수의 발광기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 조명 장치는 단일의 발광 다이오드, 오십 개 이상의 발광 다이오드, 1000개 이상의 발광 다이오드, 오십 개 이상의 발광 다이오드와 두 개의 백열등, 100개의 발광 다이오드와 하나의 형광등 등을 구비할 수 있다. 발광기가 하나 이상의 고상 발광기를 포함하는 실시예에서는, 임의의 소정의 단수 또는 복수의 고상 발광기가 채용될 수 있다.
전술했듯이, 고상 발광기는 필요할 경우, 그 다양한 종류가 당업자에게 주지되어 있고 이용가능한 하나 이상의 발광 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인은 여기 방사선 공급원에 의해 여기될 때 반응 방사선(예를 들면, 가시광선)을 방출하는 발광 물질이다. 많은 경우에, 반응 방사선은 여기 방사선의 파장과는 다른 파장을 갖는다. 발광 물질의 다른 예로는 신틸레이터(scintillator), 주간 대기광(day glow) 테이프, 및 자외선이 조사되면 가시광선 스펙트럼에서 빛나는 잉크가 포함된다.
발광 물질은 다운-컨버팅, 즉 광자를 낮은 에너지 레벨(긴 파장)로 변환시키는 물질 또는 업-컨버팅, 즉 광자를 높은 에너지 레벨(짧은 파장)로 변환시키는 물질로 분류될 수 있다.
발광 물질을 고상 발광기에 포함시키는 것은 다양한 방법으로 이루어질 수 있는 바, 한 가지 대표적인 방법은 발광 물질을 예를 들어 혼합 또는 코팅 공정에 의해 전술한 선명하거나 투명한 봉지 물질(예를 들면, 에폭시계, 규소계, 유리계 또는 금속산화물계 물질)에 추가하는 것이다.
예를 들어, 종래의 발광 다이오드 램프의 한 가지 대표적인 예는 발광 다이오드 칩, 상기 발광 다이오드 칩을 커버하기 위한 총탄-형상 투명 하우징, 상기 발광 다이오드 칩에 전류를 공급하기 위한 리드, 및 상기 발광 다이오드 칩의 발광을 균일한 방향으로 반사하기 위한 컵 반사기를 구비하며, 상기 발광 다이오드 칩은 제1 수지 부분에 의해 봉지되고, 상기 제1 수지 부분은 추가로 제2 수지 부분에 의해 봉지된다. 제1 수지 부분은, 컵 반사기를 수지 재료로 충전하고, 발광 다이오드 칩이 컵 반사기의 바닥에 장착되고 이후 그 음극 및 양극 전극이 와이어에 의해 리드에 전기 접속된 후에 컵 반사기를 경화시킴으로써 얻어질 수 있다. 발광 물질은 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 광 A에 의해 여기되도록 제1 수지 부분에 분산될 수 있으며, 여기된 발광 물질은 광 A보다 긴 파장을 갖는 형광("광 B")을 발생하고, 광 A의 일부는 발광 물질을 포함하는 제1 수지 부분을 통해서 투과되며, 그 결과 광 A와 광 B의 혼합물인 광 C가 조명으로서 사용된다.
조명 장치가 하나 이상의 발광 물질을 구비하는 실시예에서, "조사되는"(또는 "조사" 등)이라는 표현은 하나 이상의 발광 물질에 의해 업-컨버팅 또는 다운-컨버팅되는 광을 포함할 수 있다.
적합한 발광 다이오드, 발광 물질, 봉지재 등을 구비하는 적합한 고상 발광기의 대표적인 예가 이하의 문헌에 기재되어 있다:
2006년 12월 21일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제11/614,180호(현재 미국 특허 공개 제2007/0236911호);
2007년 1월 19일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제11/624,811호(현재 미국 특허 공개 제2007/0170447호);
2007년 5월 22일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제11/751,982호(현재 미국 특허 공개 제2007/0274080호);
2007년 5월 24일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제11/753,103호(현재 미국 특허 공개 제2007/0280624호);
2007년 5월 22일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제11/751,990호(현재 미국 특허 공개 제2007/0274063호);
2007년 4월 18일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제11/736,761호(현재 미국 특허 공개 제2007/0278934호);
2007년 11월 7일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제11/936,163호(현재 미국 특허 공개 제2008/0106895호);
2007년 8월 22일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제11/843,243호(현재 미국 특허 공개 제2008/0084685호);
2007년 10월 11일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제11/870,679호(현재 미국 특허 공개 제2008/0089053호);
2008년 5월 8일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제12/117,148호(현재 미국 특허 공개 제2008/0304261호); 및
2008년 1월 22일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제12/017,676호(현재 미국 특허 공개 제2009/0108269호)(대리인 정리 번호 P0982; 931-079 NP).
반사기는 하나 이상의 반사기 요소를 포함할 수 있으며(각각의 반사기 요소는 분리되는 일체형 구조물인 바, 즉 임의의 다른 반사기 요소와 일체적이지 않음), 각각의 반사기 요소는 임의의 소정 재료 또는 재료들로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1, 제2 및 제3 반사기 구역을 포함하는 조명 장치는 제1 반사기 구역, 제2 반사기 구역 및 제3 반사기 구역을 갖는 제1 반사기 요소를 포함할 수 있다. 대안적으로, 제1, 제2 및 제3 반사기 구역을 포함하는 조명 장치는 제1 반사기 구역과 제2 반사기 구역을 갖는 제1 반사기 요소, 및 제3 반사기 구역을 갖는 제2 반사기 요소를 포함할 수 있다. 대안적으로, 제1, 제2 및 제3 반사기 구역을 포함하는 조명 장치는 제1 반사기 구역과 제3 반사기 구역을 갖는 제1 반사기 요소, 및 제2 반사기 구역을 갖는 제2 반사기 요소를 포함할 수 있다. 대안적으로, 제1, 제2 및 제3 반사기 구역을 포함하는 조명 장치는 제2 반사기 구역과 제3 반사기 구역을 갖는 제1 반사기 요소, 및 제1 반사기 구역을 갖는 제2 반사기 요소를 포함할 수 있다. 대안적으로, 제1, 제2 및 제3 반사기 구역을 포함하는 조명 장치는 제1 반사기 구역을 갖는 제1 반사기 요소, 제2 반사기 구역을 갖는 제2 반사기 요소, 및 제3 반사기 구역을 갖는 제3 반사기 요소를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 제1, 제2 및 제3 반사기 구역 이상을 포함하는 조명 장치는 그 각각이 반사기 구역의 임의의 소정 조합을 갖는 임의 개수의 반사기 장치를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 특정 반사기 구역은 임의의 소정 개수의 반사기 요소를 포함할 수 있다(예를 들어, 제1 반사기 구역이 제1 및 제2 반사기 요소를 포함할 수 있거나; 또는 제1 반사기 구역이 제1 반사기 요소의 제1 부분 및 제2 반사기 요소의 제1 부분을 포함할 수 있고, 제2 반사기 구역이 제1 반사기 요소의 제2 부분 및 제2 반사기 요소의 제2 부분을 포함할 수 있거나; 또는 각각의 셋 이상의 반사기 구역이 하나 이상의 반사기 요소(들)의 부분 또는 전체의 임의의 다른 조합을 포함한다).
반사기가 광을 반사하는 능력은 그 다양한 방법이 당업자에게 주지되어 있는 임의의 소정 방법으로 부여될 수 있다. 예를 들어, 반사기(들)는 반사성(및/또는 정반사성)(용어 "반사성"은 본 명세서에서 반사성이고 경우에 따라서는 정반사성이기도 한 것을 지칭하기 위해 사용됨)이거나, 및/또는 반사성이도록 처리(예를 들면, 연마)될 수 있는 하나 이상의 재료를 포함할 수 있거나, 또는 비반사성 또는 단지 부분 반사성이며 반사 물질로 코팅되거나, 반사 물질에 적층되거나 및/또는 그렇지 않으면 반사 물질에 부착되는 하나 이상의 재료를 포함할 수 있다. 당업자는 반사성인 다양한 재료, 예를 들어, 알루미늄이나 은과 같은 금속, 브래그 반사기(Bragg Reflector), 유리 상의 이색 반사기 코팅(예를 들면, www.lumascape.com/pdf/literature/C1087US.pdf에 기재되어 있는 것과 같은), 임의의 다른 박막 반사기 등을 형성하는 재료들의 유전체 스택에 익숙하다. 당업자는 반사성 재료로 코팅되거나 반사성 재료에 적층되거나 아니면 반사성 재료에 부착될 수 있는 비반사성 또는 부분 반사성 구조물의 제조에 적합하며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 천연 고무 또는 합성 고무, 폴리카보네이트 또는 폴리카보네이트 코폴리머, PAR(폴리(4,4'-이소프로필리덴디페닐렌 테레프탈레이트/이소프탈레이트) 코폴리머), PEI(폴리에테르이미드), 및 LCP(액정 폴리머)와 같은 플라스틱 재료를 포함하는 다양한 재료에 익숙하다. 반사기(들)는 Alanod(http://www.alanod.de/opencms/alanod/index.html_2063069299.html.)와 같은 회사로부터의 은을 포함하는 다양한 코팅을 갖는 고반사성 알루미늄 시트로 형성될 수 있거나, 반사기(들)는 유리로 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 조명 장치가 하나보다 많은 반사기를 포함하는 경우에, 반사성 반사기는 동일한 재료로 제조될 수 있거나, 임의의 반사기(들)는 상이한 재료로 제조될 수 있다.
적합한 반사기(및 그 배치)의 대표적인 예가 많은 특허, 예를 들면 미국 특허 제6,945,672호, 제7,001,047호, 제7,131,760호, 제7,214,952호 및 제7,246,921호(그 전체가 본 명세서에 원용됨)에 기재되어 있으며, 이들 특허의 각각은 특히 후면-반사기를 기재하고 있다.
본 발명에 따른 일부 실시예에서, 제3 반사 구역은 광원에 의해 방출된 광의 10% 이하(일부 실시예에서는 5% 이하, 그리고 일부 실시예에서는 실질적으로 제로)가 광원으로부터 제3 반사 구역으로 직접 이동하도록 배치된다. 본 발명에 따른 일부 실시예에서, 제3 반사기 구역의 전체는 광원의 방출면에 의해 형성되는 평면에 있어서 광원에 의해 광이 방출되는 측과 반대되는 측에 배치된다. 본 발명에 따른 일부 실시예에서, 광원은 광을 180도 미만의 각도로 방출하며(광원의 형상 및/또는 광원의 속성의 결과로서, 및/또는 광원에 대해 배치되는 음영의 결과로서, 및/또는 광원으로부터 나오는 광의 일부 다른 각도 제어의 결과로서), 이러한 실시예의 일부에서 제3 반사 구역은 어떤 광도 광원으로부터 제3 반사 구역으로 직접 이동함이 없이 광원의 방출면의 평면에 있어서 광이 향하는 측에 배치될 수 있다(또는 이 평면의 상기 측으로 연장될 수 있다).
본 발명에 따른 임의의 조명 장치는 하나 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 당업자는 렌즈를 제조할 수 있는 다양한 재료에 익숙하며, 이러한 렌즈가 가질 수 있는 다양한 형상에 익숙하고, 이러한 재료와 형상 중 임의의 것이 렌즈(또는 복수의 렌즈)를 구비하는 본 발명에 따른 실시예에 채용될 수 있다. 당업자라면 알고 있듯이, 본 발명에 따른 조명 장치에서의 렌즈는 입사광에 대해 포커싱, 디포커싱 등과 같은 임의의 소정 효과를 가질 수 있다(또는 아무런 효과를 갖지 않을 수 있다).
렌즈(또는 복수의 렌즈)를 구비하는 본 발명에 따른 실시예에서, 렌즈(또는 렌즈들)는 임의의 소정 위치와 배향으로 배치될 수 있다. 본 발명에 따른 일부 실시예(예를 들면, 후술하는 도 3 및 도 4에 도시된 실시예)에서, 렌즈는 반사기의 개구에 인접하여 배치되어 이를 커버한다.
본 발명에 따른 임의의 조명 장치는 그 안에 배치되는 하나 이상의 매체를 포함할 수 있으며, 광은 광원에서 반사기 구역으로, 하나의 반사기 구역에서 다른 반사기 구역으로 또는 반사기 구역에서 조명 장치 밖으로 이동할 때 상기 매체를 관통한다. 이러한 매체(또는 매체들)는 필요에 따라 고체, 액체 및/또는 기체일 수 있다. 복수의 매체가 구비되는 경우, 각각의 매체는 각각 독립적으로 고체, 액체 및/또는 기체일 수 있다(예를 들어, 모든 매체가 고체일 수도 있고 또는 하나의 매체는 고체이고 다른 매체는 액체일 수 있는 등). 예를 들어, 반사기와 반사기의 개구를 커버하는 렌즈를 포함하는 실시예에서, 반사기와 렌즈에 의해 둘러싸이는 구역은 공기 또는 실질적으로 투명한 유리와 같은 임의의 소정 매체로 (완전히 또는 부분적으로) 충전될 수 있다. 복수의 매체가 제공되는 경우, 각각의 매체는 필요에 따라 동일한 굴절율 또는 상이한 굴절율을 가질 수 있다.
본 발명의 조명 장치에는 전기가 임의의 소정 방식으로 공급될 수 있다. 숙련자는 다양한 급전 장치에 익숙하며, 임의의 이러한 장치는 본 발명과 관련하여 채용될 수 있다. 본 발명의 조명 장치는 임의의 소정 전원에 전기적으로 연결(또는 선택적으로 연결)될 수 있으며, 당업자는 다양한 이러한 전원에 익숙하다.
조명 장치에 전기를 공급하기 위한 장치 및 조명 장치용 전원(모두 본 발명의 조명 장치에 적합하다)의 대표적인 예가 이하의 문헌에 기재되어 있다:
2007년 1월 24일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제11/626,483호(현재 미국 특허 공개 제2007/0171145호);
2007년 5월 30일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제11/755,162호(현재 미국 특허 공개 제2007/0279440호);
2007년 9월 13일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제11/854,744호(현재 미국 특허 공개 제2008/0088248호);
2008년 5월 8일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제12/117,280호(현재 미국 특허 공개 제2008/0309255호); 및
2008년 12월 4일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제12/328,144호(현재 미국 특허 공개 제2009/0184666호)(대리인 정리 번호 P0987; 931-085 NP).
본 발명의 제1 태양에 따른 조명 장치는 예를 들어 에디슨 커넥터(에디슨 소켓에 삽입하기 위한), GU-24 커넥터 등과 같은 당업자에게 익숙한 임의의 소정 전기 커넥터를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 일부 실시예에서, 조명 장치는 안정기 내장형(self-ballasted) 장치이다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 조명 장치는 (예를 들면, 벽 리셉터클에 직접 플러그 연결됨으로써, 에디슨 소켓에 나사연결됨으로써, 회로에 배선 접속됨으로써 등) AC 전류에 직접 연결될 수 있다. 안정기 내장형 장치의 대표적인 예가, 2007년 11월 29일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제11/947,392호(현재 미국 특허 공개 제2008/0130298호)에 기재되어 있다.
본 발명의 하우징은 임의의 소정 하우징 또는 고정구일 수 있다. 당업자는 다양한 하우징 및 고정구에 익숙하며, 그 임의의 것이 본 발명과 관련하여 채용될 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 실시에 사용될 수 있는 고정구, 기타 장착 구조물, 장착 스킴(mounting scheme), 하우징 및 완전한 조명 조립체가 이하의 문헌에 기재되어 있다:
2006년 12월 20일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제11/613,692호(현재 미국 특허 공개 제2007/0139923호);
2006년 12월 20일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제11/613,733호(현재 미국 특허 공개 제2007/0137074호);
2007년 5월 3일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제11/743,754호(현재 미국 특허 공개 제2007/0263393호);
2007년 5월 30일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제11/755,153호(현재 미국 특허 공개 제2007/0279903호);
2007년 9월 17일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제11/856,421호(현재 미국 특허 공개 제2008/0084700호);
2007년 9월 21일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제11/859,048호(현재 미국 특허 공개 제2008/0084701호);
2007년 11월 13일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제11/939,047호(현재 미국 특허 공개 제2008/0112183호);
2007년 11월 13일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제11/939,052호(현재 미국 특허 공개 제2008/0112168호);
2007년 11월 13일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제11/939,059호(현재 미국 특허 공개 제2008/0112170호);
2007년 10월 23일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제11/877,038호(현재 미국 특허 공개 제2008/0106907호);
2006년 11월 30일자로 출원되고 발명의 명칭이 "액세서리 부속이 달린 LED 다운라이트"이며 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제60/861,901호(발명자: Gary David Trott, Paul Kenneth Pickard, Ed Adams; 대리인 정리 번호 931_044 PRO);
2007년 11월 30일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제11/948,041호(현재 미국 특허 공개 제2008/0137347호);
2008년 5월 5일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제12/114,994호(현재 미국 특허 공개 제2008/0304269호);
2008년 5월 7일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제12/116,341호(현재 미국 특허 공개 제2008/0278952호);
2008년 5월 7일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제12/116,346호(현재 미국 특허 공개 제2008/0278950호); 및
2008년 5월 7일자로 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 미국 특허 출원 제12/116,348호(현재 미국 특허 공개 제2008/0278957호).
본 발명에 따른 실시예는 본 명세서에서 본 발명의 이상적인 실시예의 개략도인 단면도(및/또는 평면도)를 참조하여 기재된다. 따라서, 예를 들어 제조 기술 및/또는 공차의 결과로서 도시 형상의 변경이 예상된다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 구역의 특정 형상에 제한되는 것으로 간주되지 않아야 하며, 예를 들어 제조에 기인하는 형상의 변경을 포함해야 한다. 예를 들어, 리셉터클로서 도시되거나 기재되는 몰딩(molded) 구역은 통상 라운드형 또는 곡선형 특징부를 가질 것이다. 따라서, 도면에 도시된 구역은 속성상 개략적이며, 그 형상은 장치의 구역의 정확한 형상을 나타내도록 의도되지 않고 본 발명의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 조명 장치의 제1 실시예를 도시한다. 도 3은 평면도이고, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 라인을 따라서 취한 단면도이다(도 4는 도 3과는 스케일이 다르다). 도 3 및 도 4는 광원(31)과 반사기(32)를 포함하는 조명 장치(30)를 도시한다. 반사기(32)는 제1 반사기 구역(32a), 제2 반사기 구역(32b) 및 제3 반사기 구역(32c)을 포함한다. 광원(31)은 반사기(32)에 조준되어 있으며, 이 광원은 개구(33)를 가로질러 직경방향으로 연장되는 브릿지(34) 상에 현수될 수 있다. 조명 장치(30)는 개구(33)를 커버하는 투명 렌즈(35)를 더 포함할 수 있다.
광원(31)은 사람이 백색광으로 인식하는 광을 방출하는 멀티-칩 LED 패키지를 포함할 수 있다. 멀티-칩 LED 패키지는, 혼합되었을 때 백색광[또는 백색에 가까운 광, 예를 들면 1931 CIE 색도도(Chromaticity Diagram) 상의 흑체 궤적의 4 맥아담 편차 타원(MacAdam ellipse) 내에 있는]으로서 인식되는 각 색조의 광을 방출하는 복수의 발광 다이오드 칩을 구비할 수 있다. 대안적으로, 광원(31)은 동일 색상을 갖는 멀티-칩 LED 패키지(예를 들면, 청색광을 방출하는 발광 다이오드 및 청색광의 일부를 보다 긴 파장으로 변환시켜 백색인 광의 혼합물을 생성하는 인을 구비하는 LED) 또는 (MR16 또는 PAR20과 유사한) 소형 스케일 반사기 내의 대형 칩일 수 있다.
이 실시예에서, 광원(31)이 조사될 때, 광원(31)에 의해 방출되는 광의 제1 부분은 제1 반사기 구역(32a)에 의해 반사되고 이후 제3 반사기 구역(32c)에 의해 반사되며[참조 부호의 일부가 도시되지 않고 광로의 도시에 있어서 명료함을 위해 일부 구조물과 부품이 생략되어 있는 것을 제외하고 도 4와 동일한 도 5에 도시된 광로(100, 101) 참조], 광원(31)에 의해 방출되는 광의 제2 부분은 제2 반사기 구역(32b)에 의해 반사되어[참조 부호의 일부가 도시되지 않고 다른 광로의 도시에 있어서 명료함을 위해 일부 구조물과 부품이 생략되어 있는 것을 제외하고 도 4와 동일한 도 6에 도시된 광로(102, 103, 104) 참조] 조명 장치를 떠나는 일차 광선을 형성한다. 일차 광선은 조명 장치로부터 (도 6에 도시된 방위에서 대략 상방으로) 연장되는 가상 절두원추형 구역에 의해 규정되며, 이 실시예에서는 제2 반사기 구역(32b)에 의해 반사되는 광의 거의 전체가 일차 광선 내에 있다. 제2 반사기 구역(32b)에 의해 반사되는 광이 더 산란되는 실시예에서, 일차 광선은 제2 반사기 구역(32b)에 의해 반사되는 광의 적어도 75%를 포괄하는 최소 크기인[즉, 개구(33) 위의 임의의 소정 높이에서 최소 원주를 형성하는] 절두원추 형상에 의해 규정될 것이다.
이 실시예에서, 제3 반사기 구역에 의해 반사되는 광의 제1 부분의 거의 전체가 일차 광선 내에 있다. 전술했듯이, 본 발명의 제1 태양에 따른 조명 장치에서, 제3 반사기 구역에 의해 반사되는 광의 제1 부분의 적어도 5%가 일차 광선 내에 있다.
이 실시예에서, 제1 반사기 구역(32a)에 의해 반사되는 광의 거의 전체는 제1 반사기 구역(32a)으로부터 제3 반사기 구역(32c)으로 직접 이동한다. 전술했듯이, 본 발명에 따른 조명 장치의 일부 실시예에서, 제1 반사기 구역(32a)에 의해 반사되는 광의 적어도 5%는 제1 반사기 구역(32a)으로부터 제3 반사기 구역(32c)으로 직접 이동한다. 본 명세서에서 예를 들어 광이 제1 구조물에서 제2 구조물로 직접 이동함을 나타내는 표현으로 사용되는 "직접"이라는 용어는 광이 제1 구조물을 떠날 때와 광이 제2 구조물에 도착할 때의 사이에 광이 반사되지 않음을 의미한다. 예를 들어, "광이...제1 반사기 구역(32a)으로부터 제3 반사기 구역(32c)으로 직접 이동한다"는 표현은 광이 제1 반사기 구역(32a)에 의해 반사된 후 제3 반사기 구역(32c)에 도착하기 전에 광이 반사되지 않음을 의미한다. 이것은 그러나, 광이 제1 구조물을 떠날 때와 제2 구조물에 도착할 때의 사이에 광이 어떤 매체(또는 매체들)도 통과하지 않는다거나 광이 제1 구조물을 떠날 때와 제2 구조물에 도착할 때의 사이에 광이 굴절되지 않는 것을 의미하지는 않는다. 전술했듯이, 매체(또는 매체들)는 광이 광원으로부터 반사기 구역으로, 하나의 반사기 구역에서 다른 반사기 구역으로, 또는 반사기 구역으로부터 조명 장치 밖으로 이동할 때 이러한 매체(또는 매체들)를 통과하도록 배치될 수 있다.
이 실시예에서, 제3 반사기 구역(32c)에 의해 반사되는 광의 거의 전체는 제3 반사기 구역(32c)에 의해 반사된 직후에 조명 장치(30)를 떠난다. 전술했듯이, 본 발명에 따른 조명 장치의 일부 실시예에서, 제3 반사기 구역(32c)에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 75%는 제3 반사기 구역(32c)에 의해 반사된 직후에 조명 장치(30)를 떠난다.
이 실시예에서, 제2 반사기 구역(32b)에 의해 반사되는 광의 거의 전체는 제2 반사기 구역(32b)에 의해 반사된 직후에 조명 장치(30)를 떠난다. 전술했듯이, 본 발명에 따른 조명 장치의 일부 실시예에서, 제2 반사기 구역(32b)에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 75%는 제2 반사기 구역(32b)에 의해 반사된 직후에 조명 장치(30)를 떠난다.
이 실시예에서, 제2 반사기 구역(32b)에 의해 반사되는 광의 거의 전체는 이전에 광원(31)으로부터 제2 반사기 구역(32b)으로 직접 이동하였다. 전술했듯이, 본 발명에 따른 조명 장치의 일부 실시예에서, 제2 반사기 구역(32b)에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 75%는 이전에 광원(31)으로부터 제2 반사기 구역(32b)으로 직접 이동하였다.
이 실시예에서, 제3 반사기 구역(32c)에 의해 반사되는 광의 거의 전체는 제1 반사기 구역(32a)으로부터 제3 반사기 구역(32c)으로 직접 이동하였다. 전술했듯이, 본 발명에 따른 조명 장치의 일부 실시예에서, 제3 반사기 구역(32c)에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 5%는 제1 반사기 구역(32a)으로부터 제3 반사기 구역(32c)으로 직접 이동하였다.
이 실시예에서, 광원에 의해 방출되는 광의 거의 전체가 광원으로부터 제3 반사기 구역으로 직접 이동하지 않는다. 전술했듯이, 본 발명에 따른 조명 장치의 일부 실시예에서, 광원에 의해 방출되는 광 전체의 10% 이하가 광원으로부터 제3 반사기 구역으로 직접 이동한다.
이 실시예에서, 제1 반사기 구역(32a)은 타원형 프로파일을 가질 수 있고, 제2 반사기 구역(32b)은 소정의 빔 각도와 균일도를 달성하기 위해 포물선, 타원형 또는 기타 프로파일을 가질 수 있으며, 제3 반사기 구역(32c)은 포물선 프로파일을 가질 수 있다.
이 실시예에서, 제1 반사기 구역(32a)은 광원의 최대 치수, 즉 발광면(도 4에 도시된 배향에서 바닥면)을 따르는 대각선 거리보다 약간 큰 직경을 가질 수 있다.
이 실시예에서, (a) 제1 반사기 구역 제1 위치(52)에서 광원(31)의 발광축(40)으로부터 제1 반사기 구역(32a) 까지의 거리(d2)[참조 부호의 일부가 도시되지 않고 거리(d1 내지 d4)의 도시에 있어서 명료함을 위해 일부 구조물과 부품이 생략되어 있는 것을 제외하고 도 4와 동일한 도 7 참조]는 (b) 제1 반사기 구역 제2 위치(51)에서 광원(31)의 발광축(40)으로부터 제1 반사기 구역(32a) 까지의 거리(d1)(도 7 참조)보다 크고, 제1 반사기 구역 제1 위치(52)는 (광원을 통과하고 광원의 발광축에 거의 수직하게 연장되는) 평면(41)으로부터, 제1 반사기 구역 제2 위치(51)가 상기 평면(41)으로부터 이격되는 거리(d4)(도 7 참조)보다 큰 거리(d3)(도 7 참조) 만큼 이격되어 있다. 사실, 이 실시예에서, 제1 반사기 구역을 따라서, 축(40)으로부터의 거리가 클수록, 평면(41)으로부터의 거리가 커진다.
이 실시예에서, 광원(31)의 발광축(40)은 광원(31)의 축 및 반사기(32)의 축이기도 하며, 즉 광원(31)의 축과 반사기(32)의 축은 동일 장소에 배치된다[광원(31)의 발광축(40), 광원(31)의 축 및 반사기(32)의 축이 동일 장소에 배치된다].
이 실시예에서, 축(40)에서 제2 반사기 구역(32b) 까지의 거리(d5)[참조 부호의 일부가 도시되지 않고 거리(d5 내지 d8)의 도시에 있어서 명료함을 위해 일부 구조물과 부품이 생략되어 있는 것을 제외하고 도 4와 동일한 도 8 참조]는 제2 반사기 구역 제1 위치(53)에서 축(40)으로부터 제2 반사기 구역 제2 위치(54)까지의 거리(d6)(도 8 참조)보다 작고, 제2 반사기 구역 제1 위치(53)는 제2 반사기 구역 제2 위치(54)가 평면(41)으로부터 이격되는 거리(d8)(도 8 참조)보다 큰 거리(d7)(도 8 참조) 만큼 평면(41)으로부터 이격되어 있다. 사실, 이 실시예에서, 제2 반사기 구역을 따라서, 축(40)으로부터의 거리가 클수록, 평면(41)으로부터의 거리가 작아진다.
이 실시예에서, 축(40)에서 제3 반사기 구역(32c) 까지의 거리(d9)[참조 부호의 일부가 도시되지 않고 거리(d9 내지 d12)의 도시에 있어서 명료함을 위해 일부 구조물과 부품이 생략되어 있는 것을 제외하고 도 4와 동일한 도 9 참조]는 제3 반사기 구역 제1 위치(55)에서 축(40)으로부터 제3 반사기 구역 제2 위치(56)까지의 거리(d10)(도 9 참조)보다 크고, 제3 반사기 구역 제1 위치(55)는 제3 반사기 구역 제2 위치(56)가 평면(41)으로부터 이격되는 거리(d12)(도 9 참조)보다 큰 거리(d11)(도 9 참조) 만큼 평면(41)으로부터 이격되어 있다. 사실, 이 실시예에서, 제3 반사기 구역을 따라서, 축(40)으로부터의 거리가 클수록, 평면(41)으로부터의 거리가 커진다.
이 실시예에서, 광원(31)에 의해 방출되는 광의 거의 전체가 제1 반사기 구역(32a) 또는 제2 반사기 구역(32b)으로 직접 이동할 수 있다. 전술했듯이, 본 발명에 따른 조명 장치의 일부 실시예에서, 광원에 의해 방출되는 광의 적어도 90%가 제1 반사기 구역 또는 제2 반사기 구역으로 직접 이동한다.
반사기 내로 쏘아지는 현수형 발광기를 사용하는 반사기 시스템에서, 임의의 단일 프로파일(포물선형, 타원형, 쌍곡선형 등) 반사기는 반사광의 특정 백분율이 발광기 보디에 의해 가려질 것이다. 본 발명에 따른 일부 실시예는, 발광기의 축상(on-axis) 광을 재인도(redirect)하기 위해 적어도 발광기와 같은 직경을 갖는 반사기 구역(타원형 또는 임의의 다른 소정 형상일 수 있음)을 발광기 바로 아래에 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 일부 실시예에서, 제2 반사기 구역은 소정의 빔 각도 및 균일도 파라미터를 달성하기 위해 포물선형, 타원형 또는 일부 다른 형상일 수 있으며, 따라서 제2 반사기 구역의 형상은 발광기 아래로부터 반사된 광을 제1 반사기 구역에 의해 재인도하기에 최적하지 않을 것인 바, 이는 제1 반사기 구역에 의해 이전에 반사된 광을 제2 반사기 구역에 반사시키는 것이 조명 장치의 유용한 광도 분포 밖에 떨어질 것이기 때문이다. 본 발명에 따른 일부 실시예에서, 발광기 아래로부터 전환된 광을 수용하여 재인도하도록 특수 설계된 프로파일을 갖는 제3 반사기 구역(일부 실시예에서는 발광기의 평면 위에서 연장될 수 있음)을 제공함으로써, 이러한 재인도된 광은 조명 장치의 유용한 광도 분포의 부분일 수 있다.
전술했듯이, 본 발명에 따른 일부 실시예에서, 제1 반사기 구역에 대한 프로파일은 실질적으로 타원형일 수 있다. 이러한 실시예에서는, 제1 반사기 구역에 의해 반사되는 광의 발산이 최소화되며, 따라서 제3 반사기 구역의 크기가 최소화될 수 있다.
PAR 램프와 MR 램프에서, 중심 광선 촉광(candlepower)은 극히 중요한 값이다(즉, 중심 광선 촉광을 최대화하는 것이 매우 중요함). 본 발명에 따른 일부 실시예에서, 제3 반사기 구역은 제1 반사기 구역에 의해 반사된 광을 가능한 한 많이 출력 광선의 중심으로 재인도하기 위해 실질적으로 포물선형이다.
본 명세서에 기재되는 조명 장치의 임의의 둘 이상의 구조 부분은 통합될 수 있다. 본 명세서에 기재되는 조명 장치의 임의의 구조 부분은 필요할 경우, 함께 유지되는 둘 이상의 부분으로 제공될 수 있다. 마찬가지로, 임의의 둘 이상의 기능이 동시에 수행될 수 있거나 및/또는 임의의 기능이 일련의 단계로 수행될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예를 요소들의 특정 조합을 참조하여 설명했지만, 본 발명의 교시 내용을 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 다른 조합도 제공될 수 있다. 따라서, 본 발명의 요지는 본 명세서에 기재되고 도면에 도시된 특정한 예시적 실시예에 한정되는 것으로 간주되지 않아야 하며, 다양한 도시된 실시예의 요소들의 조합도 망라할 수 있다.
본 발명의 이점이 제공되면 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 많은 변경 및 수정이 당업자에 의해 이루어질 수 있다. 따라서, 도시된 실시예는 단지 예시적으로 제공된 것이며, 하기 청구범위에 의해 한정되는 본 발명의 요지를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 함을 알아야 한다. 따라서, 하기 청구범위는 문자로 제시된 요소들의 조합뿐 아니라 거의 동일한 결과를 얻기 위해 거의 동일한 방식으로 거의 동일한 기능을 수행하기 위한 모든 등가의 요소를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 따라서 청구범위는 앞서 구체적으로 도시되고 기술된 것, 개념적으로 등가의 것, 및 본 발명의 요지의 필수 사상이 통합된 것을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (21)

  1. 적어도 하나의 광원과 적어도 하나의 반사기를 포함하는 조명 장치이며,
    상기 반사기는 적어도 제1 반사기 구역, 제2 반사기 구역 및 제3 반사기 구역을 포함하고,
    광원이 조사될 때,
    상기 광원에 의해 방출된 광의 제1 부분은 제1 반사기 구역에 의해 반사되고 이후 제3 반사기 구역에 의해 반사되며,
    상기 광원에 의해 방출된 광의 제2 부분은 제2 반사기 구역에 의해 반사되고 조명 장치를 떠나는 일차 광선을 형성하며, 상기 일차 광선은 조명 장치로부터 제1 거리에서 최소 단면적을 갖고 제2 반사기 구역에 의해 반사되는 광의 적어도 75%를 포괄하는 형상이며,
    상기 제3 반사기 구역에 의해 반사되는 광의 제1 부분의 적어도 5%가 일차 광선 내에 있는 조명 장치.
  2. 적어도 하나의 광원과 적어도 하나의 반사기를 포함하는 조명 장치이며,
    상기 반사기는 적어도 제1 반사기 구역, 제2 반사기 구역 및 제3 반사기 구역을 포함하고,
    광원이 조사될 때, 제1 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 5%가 제1 반사기 구역으로부터 제3 반사기 구역으로 직접 이동하는 조명 장치.
  3. 적어도 하나의 광원과 적어도 하나의 반사기를 포함하는 조명 장치이며,
    상기 반사기는 적어도 제1 반사기 구역, 제2 반사기 구역 및 제3 반사기 구역을 포함하고,
    광원이 조사될 때, 제3 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 5%가 제1 반사기 구역으로부터 제3 반사기 구역으로 직접 이동되는 조명 장치.
  4. 적어도 하나의 광원과 적어도 하나의 반사기를 포함하는 조명 장치이며,
    상기 반사기는 적어도 제1 반사기 구역, 제2 반사기 구역 및 제3 반사기 구역을 포함하고,
    상기 반사기는 제1 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 5%를 직접 제3 반사기 구역으로 반사하기 위한 반사 수단을 포함하는 조명 장치.
  5. 적어도 하나의 광원과 적어도 하나의 반사기를 포함하는 조명 장치이며,
    상기 반사기는 적어도 제1 반사기 구역, 제2 반사기 구역 및 제3 반사기 구역을 포함하고,
    상기 반사기는 제3 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 5%가 제1 반사기 구역으로부터 직접 제3 반사기 구역으로 이동되도록 광을 반사하기 위한 반사 수단을 포함하는 조명 장치.
  6. 제1항, 제3항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 75%가 제1 반사기 구역으로부터 직접 제3 반사기 구역으로 이동하는 조명 장치.
  7. 제1항, 제2항, 제4항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 제3 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 75%는 제1 반사기 구역으로부터 직접 제3 반사기 구역으로 이동되는 조명 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제3 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 75%는 제3 반사기 구역에 의해 반사된 직후에 조명 장치를 떠나는 조명 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 75%는 제2 반사기 구역에 의해 반사된 직후에 조명 장치를 떠나는 조명 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 반사기 구역에 의해 반사되는 광 전체의 적어도 75%는 광원으로부터 직접 제2 반사기 구역으로 이동되는 조명 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 광원에 의해 방출되는 광 전체의 10% 이하는 광원으로부터 직접 제3 반사기 구역으로 이동하는 조명 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원은 적어도 하나의 고상 발광기를 포함하는 조명 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 광원은 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하는 조명 장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 반사기 구역은 적어도 광원의 최대 치수만큼 큰 적어도 하나의 치수를 갖는 조명 장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 광원의 발광축으로부터 제1 반사기 구역까지의 거리는 제1 반사기 구역 제2 위치에서보다 제1 반사기 구역 제1 위치에서 더 크며, 제1 반사기 구역 제1 위치는, 광원을 통과하고 광원의 발광축에 거의 수직하게 연장되는 평면으로부터 제1 반사기 구역 제2 위치보다 더 멀리있는 조명 장치.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 광원의 발광축으로부터 제2 반사기 구역까지의 거리는 제2 반사기 구역 제2 위치에서보다 제2 반사기 구역 제1 위치에서 더 작으며, 제2 반사기 구역 제1 위치는, 광원을 통과하고 광원의 발광축에 거의 수직하게 연장되는 평면으로부터 제2 반사기 구역 제2 위치보다 더 멀리있는 조명 장치.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 광원의 발광축으로부터 제3 반사기 구역까지의 거리는 제3 반사기 구역 제2 위치에서보다 제3 반사기 구역 제1 위치에서 더 크며, 제3 반사기 구역 제1 위치는, 광원을 통과하고 광원의 발광축에 거의 수직하게 연장되는 평면으로부터 제3 반사기 구역 제2 위치보다 더 멀리있는 조명 장치.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 광원에 의해 방출되는 광의 적어도 90%는 제1 반사기 구역과 제2 반사기 구역 중 하나로 직접 이동하는 조명 장치.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 반사기 구역, 제2 반사기 구역 및 제3 반사기 구역은 단일의 일체 구조물의 모든 부분인 조명 장치.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 반사기의 축과 광원의 발광축은 동일 장소에 배치되는 조명 장치.
  21. 적어도 하나의 광원과 적어도 하나의 반사기를 포함하는 조명 장치이며,
    상기 반사기는 광원에 의해 방출된 광의 제1 부분을 조명 장치를 떠나는 일차 광선으로서 조명 장치 밖으로 반사하기 위한 반사 수단을 포함하고, 상기 일차 광선은 조명 장치로부터 제1 거리에서 최소 단면적을 갖고 제2 반사기 구역에 의해 반사되는 광의 적어도 75%를 포괄하는 형상이며,
    상기 반사기는 광원에 의해 방출된 광의 제2 부분의 적어도 5%를 일차 광선 내에 있도록 적어도 두 번 반사하기 위한 수단을 포함하는 조명 장치.
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