KR20150043397A - 방열층을 가진 조명 조립체 - Google Patents

방열층을 가진 조명 조립체 Download PDF

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KR20150043397A
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마헨드라 다사나야케
제나로 페델레
스리니 드 멜
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이루미겐, 엘엘씨
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Abstract

조명 조립체가 광원 회로 기판, 광원 회로 기판 상에 배치된 다수의 광원, 광원 회로 기판에 열적으로 결합된 하우징, 및 렌즈 캡과 방열층을 포함하는 렌즈 캡 조립체를 포함한다. 상기 방열층은 광원 회로 기판으로부터 열을 렌즈 캡을 통해 조명 조립체 외부로 분산한다.

Description

방열층을 가진 조명 조립체{LIGHT ASSEMBLY WITH A HEAT DISSIPATION LAYER}
본 특허출원은 2013년 8월 8일자로 출원한 미국 특허출원 제 13/962,424호 및 2012년 8월 10일자로 출원한 미국 특허가출원 제61/681,945호에 대해 우선권을 주장한다. 위의 출원들의 모든 내용은 참고문헌으로 본 특허출원에 병합된다.
본 발명은 발광 다이오드(Light-Emitting Diode: 이하 LED라 함)나 레이저와 같은 고체 광원을 이용한 조명에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 그러한 광원에 이용하는 방열 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
대체 광원을 제공하는 것은 에너지 소비량을 삭감하기 위한 중요한 목표이다. 백열전구의 대체 방안은 전구형 형광등 또는 컴팩트형 형광 전구(compact fluorescent bulb; CFL)과 LED 전구를 포함한다. 이 형광 전구는 조명 용도로 아주 적은 전력을 사용한다. 그러나, 형광 전구에 사용되는 재료는 환경친화적이 아니다.
LED 조명을 위한 다양한 구성이 알려져 있다. LED 조명등은 컴팩트형 형광전구보다 수명이 길고 환경에 영향이 적다. LED 조명등은 컴팩트형 형광전구보다 적은 전력을 사용하고 있다. 이들은 또 비교적 고가이다. LED는 최대 수명을 달성하기 위해 그 주변으로부터 열이 제거되어야 한다. 많은 기존의 구성에서 LED 조명등이 조기에 고장을 겪게 되는 이유는 열과 빛 출력이 LED에서 온도 상승을 일으키기 때문이다.
이 부분에 기술된 내용은 본 발명의 일반적인 개요를 제공하며, 전체 범위 또는 그 전체 특징을 종합적으로 개시하지는 않는다.
본 발명은 방열층을 이용하여 광원 회로 기판으로부터 열을 외부로 배출할 수 있는 조명 조립체를 제공한다.
본 발명의 한 양상에서, 조명 조립체는 광원 회로 기판, 광원 회로 기판 상에 배치된 다수의 광원, 광원 회로 기판에 열적으로 결합된 하우징 및 하우징에 열적으로 결합되고 렌즈 캡과 방열층을 포함하는 렌즈 캡 조립체를 포함한다. 방열층은 광원 회로 기판으로부터 열을 렌즈 캡을 통해 조명 조립체 외부로 분배한다.
본 발명의 다른 양상에서, 렌즈 캡 조립체를 형성하도록 방열층을 렌즈 캡 안으로 결합하는 단계, 광원 회로 기판을 렌즈 캡에 결합하여 조명 조립체를 형성하는 단계, 광원 회로 기판에서 열을 발생시키는 단계, 및 광원 회로 기판으로부터 열을 렌즈 캡 조립체의 방열층을 통해 방산하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
다른 적용 분야는 여기에 제공된 설명에서 분명하게 될 것이다. 본 개요에 있는 설명과 특정한 예는 단지 예증을 목적으로 하고 있으며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
여기에 설명된 도면은 단지 선택된 실시예를 예증하기 위한 것으로, 가능한 모든 구현예를 나타낸 것이 아니며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아님을 밝혀둔다.
도 1a은 본 발명의 제1 실시예에 따른 조명 조립체의 단면도이다.
도 1b는 본 발명의 다른 실시예의 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따라 형성된 회로 기판의 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 회전 형성 부분 타원체에 의한 반사부(40)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4a는 도 1a의 렌즈 캡 또는 커버의 사시도이다.
도 4b는 도 1b의 커버 또는 렌즈 캡(18')의 사시도이다.
도 5는 하우징의 제1 부분의 사시도이다.
도 6은 렌즈 캡에 가장 인접한 하우징 제1 부분의 단면도(end view)이다.
도 7은 하우징의 사시도이다.
도 8은 램프 베이스의 사시도이다.
도 9는 제어 회로 기판을 내장한 조명 조립체 하부의 단면도이다.
도 10은 도 1a 및 도 1b의 예에 이용하기 적합한 광 변향 부재들의 단면도이다.
도 11은 예비 성형 매쉬(mesh)와 렌즈 캡 예비성형품이 있는 중공 성형 주형(blow molding mold)의 단면도이다.
도 12는 본 발명에 따라 형성된 렌즈 캡을 가진 제어 회로 기판을 내장한 컴팩트형 형광램프의 단면도이다.
도 12a는 도 12의 컴팩트형 형광램프의 나사부의 확대 단면도이다.
도 13은 본 발명에 따라 형성된 렌즈 캡을 가진 컴팩트형 형광 스포트 전구의 단면도이다.
대응하는 참조부호가 여러 도면에 걸쳐 대응하는 구성요소를 표시한다.
아래의 설명은 전적으로 단순히 예시이며, 본 발명이나 응용 또는 용도를 제한하기 위한 것은 아니다. 보다 명확히 하기 위해, 동일한 참조 번호가 유사한 구성요소를 식별하도록 도면에 사용된다. 여기에서 "A, B 및 C 중 적어도 하나"로 표현하는 것은 비배타적 논리합(OR)을 사용하여 (A 또는 B 또는 C) 논리를 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 방법에 포함되는 단계는 본 발명의 원리를 변경하지 않고 다른 순서로 실행될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
도면에서는, 다양한 구성요소가 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 제어 회로 기판과 광원 회로 기판의 여러 가지 다른 실시예가 구현된다. 다양한 조합의 히트 싱크, 제어 회로 기판, 광원 회로 기판 및 여러 조명 조립체 형상이 이용될 수 있다. 다양한 유형의 인쇄, 스탬핑, 산화물 코팅, 양극산화 처리 또는 레이저 커팅을 거친 전기 전도층들과 전기전도성 재료들 또한 조명 조립체의 여러 실시예에서 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다.
도면에서는, 다양한 파장을 가진 고체 레이저 및 LED와 같은 고체 광원을 포함한 다양한 실시예를 가진 조명 조립체를 도시하고 있다. 조명 조립체의 궁극적인 용도에 따라 상이한 수의 광원과 상이한 수의 파장이, 원하는 광 출력을 형성하도록 사용될 수 있다. 조명 조립체는 조명 장치에 대한 광학-열적 해결방안을 제공하며, 이러한 목적을 달성하기 위해 여러 형상을 이용한다.
이제 도 1을 참조로 하면, 조명 조립체(10)의 단면이 도시되어 있다. 조명 조립체(10)는 길이방향 축(12) 주위로 회전 대칭일 수 있다. 조명 조립체(10)는 램프 베이스(14), 하우징(16), 커버 또는 렌즈 캡 조립체(17) 및 캡 조립체에 있는 렌즈 캡(18)을 포함한다. 램프 베이스 또는 베이스(14)는 전구에 전기를 제공하는 데 이용된다. 베이스(14)는 용도에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다. 그 형상은 표준 에디슨 베이스, 또는 더 크거나 작은 베이스와 같이 다양한 다른 유형이 포함될 수 있다. 베이스(14)는 나사, 클립, 플러그인 등을 포함한 다양한 유형일 수 있다. 베이스(14)는 전기 접촉을 형성하기 위해 적어도 부분적으로 금속으로 만들어질 수 있으며, 또한 열의 전도 및 분산에 사용될 수 있다. 또한, 베이스(14)는 세라믹, 열전도성 플라스틱, 성형된 회로 커넥터가 있는 플라스틱, 또는 유사한 것 등에 제한되지 않는 재료로 만들어질 수 있다. 또한, 베이스(14)는 구동 회로 기판 같은 다른 제어회로들을 포함할 수 있다.
하우징(16)은 베이스(14)에 인접해 있다. 하우징(16)은 베이스(14)에 바로 인접하거나, 이들 사이에 중간부가 있을 수 있다. 하우징(16)은 금속, 열전도성 플라스틱, 플라스틱과 같은 열전도재료 또는 그 조합으로 형성될 수 있다. 하우징(16)은 스탬핑(stamping), 압출 방법, 또는 플라스틱 성형, 예를 들어 이중 사출(over-molding), 사출성형, 중공 성형(blow molding), 그 조합을 포함하는 다양한 방식으로 형성될 수 있다.
하우징(16)의 내부에는 제1 유지 링(retaining ring: 20)이 형성되어 있다. 제1 유지 링(20)은 하우징(16) 내의 리세스 채널(recessed channel)이다. 제1 유지 링(20)은 제1 벽(20A)과 제2 벽(20B)에 의해 한정된다. 유지 링(20)은 열전도성 슬리브(22)를 수용한다. 열전도성 슬리브(22)의 형상은 원통형일 수 있다. 벽들(20A 및 20B)은 열전도성 슬리브(22)와 같은 길이로 인접하여 뻗을 수 있다. 또한, 벽들(20A 및 20B)은 열전도성 슬리브(22)의 길이보다 작을 수 있다. 벽들(20A 및 20B)은 길이와 두께가 서로 다를 수도 있다. 열전도성 슬리브(22) 벽의 두께는 열전달의 효율을 변화시킨다.
하우징(16)에 있는 벽(24)은 하우징(16)의 벽(20A)과 함께 제2 유지 링(26)을 한정한다. 제2 유지 링(26)은 그 속에 렌즈 캡 조립체(17)를 유지하는 데 이용된다. 렌즈 캡 조립체(17)를 하우징(16) 내에 유지하기 위하여 링(26) 내에 열전도성 접착제를 이용할 수 있다. 금속 주입 폴리머를 그 접착재로 이용할 수 있다. 유지 링(20,26)은 일체적으로 하우징(16)에 형성될 수 있다.
하우징(16)은 또 그 안에 램프 베이스(14)를 수용하는 채널(28)을 포함할 수 있다. 램프 베이스(14)는 이중사출 또는 다른 체결 방법을 통해 하우징(16)에 고정될 수 있다.
하우징(16)은 조명 조립체(10) 내부에 제1 부피(29)를 한정할 수 있다. 제1 부피(29)는 발광 다이오드 또는 다른 광원을 제어하는 제어 회로 기판 또는 다른 회로를 수용하는 데 이용될 수 있으며, 이는 후술한다.
다른 예에서, 하우징(16)은 렌즈 캡 조립체(17)와 일체화할 수 있고, 같은 재료로 만든다. 하우징(16)은 광 투과성 재료, 광 시프트 재료 및/또는 열전달 층으로 제작될 수 있다. 하우징(16)은 쌍곡면 형상을 포함한 다양한 외형을 가질 수 있다. 하우징(16)은 또한 자유 형식의 형상이라도 좋다.
하우징(16)과 렌즈 캡 조립체는 광원들(32)이 얹혀 있는 기판 또는 회로 기판(30)의 둘레에 외함을 형성한다. 베이스(14)는 그 외함의 일부로 포함될 수 있다.
조명 조립체(10)에 포함된 기판 또는 회로 기판(30)은 고체 광원들(32)을 지지하는 데 이용된다. 회로 기판(30)은 열전도성일 수 있고 또한 히트 싱크 재료로 제작될 수 있다. 광원들의 솔더 패드(Solder Pad)는 플라스틱의 베이스에 이중 사출된 원형의 전도성 부재 또는 방사상으로 방위를 갖는 구리 섹터에 전기적으로 및/또는 열적으로 결합되어 열의 전도를 지원할 수 있다. 아래의 어떤 실시예에서도 회로 기판(30)이 히트 싱크의 일부가 될 수 있다.
광원(32)은 높은 루멘/와트의 출력을 갖는다. 광원들(32)은 동일한 파장의 빛을 생성하거나 상이한 파장들의 빛을 생성할 수 있다. 광원(32)은 고체 레이저로 할 수 있다. 고체 레이저는 평행광(collimated light)을 생성할 수 있다. 광원(32)은 또 기존의 또는 측면 발광 다이오드 같은 발광 다이오드일 수 있다. 상이한 파장들을 생성하는 다양한 광원의 조합이 원하는 스펙트럼을 얻기 위해 사용될 수 있다. 적합한 파장의 예로는 자외선 또는 청색(예를 들면 450 ~ 470 nm) 및 이들의 조합을 포함한다. 동일한 파장을 생성하는 다중 광원(32)도 사용될 수도 있다. LED 등의 광원(32)은 로우 앵글 빛(34)과 하이 앵글 빛(36)을 생성한다. 하이 앵글의 빛(36)은 렌즈 캡(18)을 통해 밖으로 도출된다. 측면 발광 다이오드는 로우 앵글 빛만을 생성할 수 있다.
렌즈 캡(18)은 형상이 부분 회전 타원체, 부분 타원체의 또는 이들의 조합일 수 있다. 이 예에서는 둘 다 이용해서 상부(38)가 회전 타원체 부분이고 부분 타원체 회전부분을 반사부(40)로 칭한다. 즉, 상이한 렌즈 캡 부분들(38, 40)은 단일체(monolithic)이거나 일체적으로 형성될 수 있다. 렌즈 캡(18)은 유리나 플라스틱과 같은 투명 또는 반투명재료로 형성될 수 있다. 한 예에서 렌즈 캡(18)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 형성된다. PET는 열이 그 자체를 통해 전달될 수 있게 해주는 결정 구조를 가지고 있다. 열은 하우징(16)으로부터 그와 직접 접촉하게 된 렌즈 캡(18)으로 전달될 수 있다. 열전도성 접착제를 이용하여 열전달을 증가시킬 수도 있다. 이 열전도성 접착제는 링(26) 내에 위치된다. 또한 열전도성 접착제를 링(26) 내에 사용하여 슬리브(22)를 하우징(16)에 고정한다.
렌즈 캡 조립체(17)은 또 방열층(39)를 포함할 수 있다. 방열층(39)은 방열층 재료를 내포하지 않은 공간 또는 빈틈을 가진 불연속층일 수 있다. 방열층(39)은 일체로 몰딩(molding) 또는 형성된 메시 소재일 수 있다. 하우징을 통과하는 광원의 열은 방열층을 가진 조명 조립체를 떠나 그 주위로 방출한다. 메시 소재는 스크린을 렌즈 캡(18)의 재료에 몰딩 일체화한 것일 수 있다. 메시는 알루미늄일 수 있다. 몰딩 방법은 중공 성형 또는 사출 성형일 수 있다. 성형 공정은 이하에 더욱 상세히 설명한다. 렌즈 캡(18) 내에 제시되고 있지만, 방열층(39)는 그 바깥쪽, 안쪽 또는 렌즈 캡(18) 내에 있어도 좋다.
방열층(39)은 또한 렌즈 캡(18)의 내측 또는 외측 코팅일 수도 있다. 코팅은 인쇄 코팅 또는 나노 입자 코팅일 수 있다. 나노 입자는 방열층을 형성하기 위해서 렌즈 캡(18)에 함침 시킬 수 있다.
방열층(39)은 렌즈 캡(18)의 표면 전반에 열을 분산하고 발산하도록 열전도성이다. 방열층(39)은 가시광선을 투과시킨다. 방열층(39)은 직접 입사하는 빛을 반사할 수 있다. 반사광은 변환 에너지일 수 있다(그 파장 시프트는 후술함). 최종적으로 시프트된 빛은 회로 기판 등의 조명 조립체 내 구성요소에서 반사하며 조명 조립체를 떠난다.
렌즈 캡(18)의 상부(38)는 빛을 확산시키고 조명 조립체(10) 내에 갇힌 후방 산란광(backscattered light)을 최소화하도록 될 수 있다. 상부(38)는 광원들에서 방출된 빛의 파장(에ㅈ너지)이나 확산과 같은 빛의 특성을 변경시키는 다양한 재료로 코팅될 수 있다. 반사 방지 코팅은 렌즈 캡(18)의 회전 타원체 부분(38)의 안쪽에도 적용될 수 있다. 광원들(32)에 의해 펌핑되는 자체 발광 재료도 사용될 수 있다. 따라서, 조명 조립체(10)는 높은 연색 평가 지수(color rendering index) 및 어둠 속에서의 색 지각(color perception)을 갖도록 형성될 수 있다. 또한 방열층(39)은 광학 특성을 변경하기 위한 다양한 재료로 피복되거나 그 재료를 포함할 수 있다. 예를 들면, 방열층(39)은 에너지 변환 재료로서 에너지 변환을 실시하는 발광(photo-luminescent) 재료를 포함할 수 있다. 이 에너지 변환 재료는 광원들의 에너지를 한 파장에서 다른 파장으로 변환할 수 있다. 상기와 같이, 발광 재료는 렌즈 캡(18)의 내면에 피복될 수도 있다. 방열층(39)은 그로부터 반사되는 빛의 색을 온도에 따라 변화시킬 수 있는 능력 때문에 열변색(thermo-chromic) 물질이라고 할 수 있다.
종종 일반적인 전구에서, 로우 앵글의 빛은 이용 가능한 방향으로 나아가지 않는 빛이다. 로우 앵글의 빛은, 이 빛이 조명 조립체가 결합되는 고정물의 밖으로 나아가지 않기 때문에 통상 낭비된다.
로우 앵글의 빛(34)은 반사부(40)를 사용하여 렌즈 캡(18)의 밖으로 변향(redirected)된다. 반사부(40)는 포물면, 타원체, 또는 프리-폼(free-form) 형상을 포함하는 다양한 모양으로 될 수 있다. 또한, 반사부(40)는 빛을 광원(32)으로부터 중심점 또는 공통점(42)으로 나아가게 하는 모양으로 될 수 있다. 반사부(40)는 파장 또는 에너지 바꾸기(shift)와 스펙트럼 선택을 위한 코팅부를 갖출 수 있다. 코팅은 렌즈 캡(18)과 반사부(40) 중 하나 또는 모두에 대해 이행될 수 있다. 다중 코팅도 이용될 수 있다. 공통점(42)은 렌즈 캡(18)의 회전 타원체 부분의 중심이 될 수 있다.
반사부(40)는 반사부의 반사율을 높이기 위해 사용되는 반사 코팅(44)을 가질 수 있다. 그러나, 성형 시 특정 재료는 반사 코팅(44)을 필요로 하지 않을 수 있다. 예를 들면, 어떤 플라스틱은 중공 성형 시 광택 있는, 또는 반사면을 제공하며, 예를 들어 PET가 있다. 반사부(40)는 플라스틱을 중공 성형할 때 생성되는 자연 형성 반사면으로 형성될 수 있다.
타원체, 포물면 또는 쌍곡면과 같은 다양한 원뿔 영역을 적용할 때 축을 중심으로 회전하는 원뿔 영역의 일부만 특정한 표면에 대해 사용될 수 있음에 주목한다. 유사한 방식으로, 회전 타원체의 부분들이 사용될 수 있다.
회로 기판(30)은 열전도성 슬리브(22)와 직접 (또는 계면층(50)을 통해 간접적으로) 접촉될 수 있다. 광원들(32)로부터의 열전달 경로는 계면층(50)을 통하거나 직접 열전도성 슬리브(22)로 이어질 수 있다. 열전도성 슬리브(22)는 열을 하우징(16)으로 전도한다. 하우징(16')은 역시 열전도성을 가져서 열을 렌즈 캡 조립체(17)로 전도하면 거기에서 스크린 또는 메시(39)를 통해 방열한다. 열은 조명 조립체(10)의 말단을 향해 위로, 베이스(14)의 반대 방향으로 전달된다. 상술한 바와 같이, 하우징(16')과 렌즈 캡 조립체(17') 및 열전도 슬리브(22)와 하우징(16') 사이의 열전달을 촉진하기 위해 열전도성 접착제가 사용될 수 있다.
이제 도 1b를 참조하여 제2 예의 조명 조립체(10')를 설명한다. 이 예에서 도 1a에 제시된 것과 동일한 구성요소에는 동일한 부호가 첨부된다.
이 예에서 하우징(16')에 포함되는 다수의 핀(52)이 길이 방향 및 반경 방향 외측으로 연장하여 채널들(78)을 형성할 수 있다. 핀(52)은 서로 이격되어 열이 거기에서 방산되도록 할 수 있다. 더 후술하겠지만, 채널들(78)은 내벽(54)과, 외벽(56)과, 하우징(16')의 제1 부분(84) 및 제2 부분(82) 양쪽의 조합으로 형성될 수 있는 핀(52)과의 사이에 형성될 수 있다.
도 1b에서 하우징(16')은 유지 링(70)을 가진다. 유지 링(70)은 예를 들면, 다수의 핀(52)이나 벽(54 또는 56)에 결합할 수 있다. 유지 링(70)은 렌즈 캡 조립체(17')를 하우징(16')에 결합하는 데 이용된다. 유지 링(70)에는 나사산(72)이 있어서 렌즈 캡(18')의 나사산(74)과 치합 또는 결합하도록 된다. 렌즈 캡 조립체(17')는 회로 기판(30)과 열전도성 슬리브(22)에 인접해 있다. 당연히, 도 1a와 같이, 열전도성 접착제가 나사산을 대체할 수 있다. 회로 기판(30)에서 나온 열은 유지 링(70)을 향해 전도할 수 있고 유지 링(70)에서 핀(52)으로 전도되고 채널들(78)에 방산된다. 열은 또한 회로 기판(30)과 열전도성 슬리브(22)로부터 렌즈 캡 조립체(17')로도 전달되고, 거기서 메시(39)를 통해 전도된다.
렌즈 캡 조립체(17')가 적합하게 위치 조정되는 가운데 회로 기판(30)에 맞춰지게 되어, 렌즈 캡 조립체(17')가 회로 기판(30)을 확고하게 고정할 수 있다.
회로 기판(30)은 렌즈 캡(18')내 제1 부피(29)와 제2 부피(61) 사이에 공기 유통을 위한 선택적 포트(60)를 포함할 수도 있다. 렌즈 캡(18')내에 있는 가열 공기는 제1 부피(29) 안으로 전달 또는 유통하고 하우징(16')의 제1 포트(20) 내 개구(62)를 통과하여 채널들(78) 안으로 배기하게 된다. 개구(62)는 이후 더 설명된다. 렌즈 캡(18)내 가열 공기는 포트(60)를 통해 유통할 뿐 아니라 렌즈 캡(18')과 회로 기판(30)을 통해 하우징(16')으로 전도된다.
하우징(16')은 이렇게 회로 기판의 광원들(32)의 열을 전도하여 조명 조립체의 바깥쪽 주위 분위기로 방산할 수 있다. 열은 하우징과 핀(52) 내에 방산될 수 있다. 열은 또한 전도를 이용하여 하우징(16')으로부터 직접 렌즈 캡 조립체(17') 안으로 전달될 수 있다. 이렇게 열은 하우징(16')에 의해 정반대의 두 길이 방향으로 이송될 수 있다.
채널(78)의 단면적 중 렌즈 캡(18')에 인접한 제1 단면적은 램프 베이스(14)에 인접한 단면적보다 넓다. 이처럼 테이퍼 형으로 된 단면적은 채널(78)의 좁아짐에 따라 채널(78)을 통한 공기 흐름을 가속하는 노즐효과를 제공한다. 채널(78)의 입구(80)는 외측 부분(82)과 내측 부분(84) 사이에 마련된다. 출구(86)는 공기가 들어가는 입구(80)에 비해 공기가 더 빠른 속도로 이동하도록 한다. 화살표 A는 공기가 입구(80)를 지나 진입하여 채널들을 통해 가는 방향을 나타내고 화살표 B는 공기가 채널들(78)로부터 유출하는 방향을 제시한다.
도 2a를 참조하면, 회로 기판(30)의 한 예가 도시되어 있다. 회로 기판(30) 상에는 다수의 광원(32)이 포함되어 있다. 도해의 단순화를 위해 단 하나의 광원(32)만 나타나 있다. 상기와 같이, 광원은 LED, 측면 발광 LED, 레이저 또는 다른 광원일 수 있다. 회로 기판(30)은 광원(32)을 장착하는 솔더 패드(210)를 다수 포함한다. 음극 솔더 패드(210)와 함께 양극 솔더 패드(212)도 도시되어 있다. 이 예에서는 음극 솔더 패드(210)와 양극 솔더 패드(212)가 방사상 위치로 서로 인접 배치된다. 따라서, 기다란 광원(32)이 솔더 패드(210, 212) 상에 배치될 때 광원들(32)은 방사상으로 배치된다. 즉, 광원(32)의 길이 방향 축선은 회로 기판(30)과 반경 방향으로 정렬한다. 음극 솔더 패드들(210)은 회로 기판(30)에 이용되는 구조 유형에 따라 여러 가지 방법으로 접속될 수 있다. 음극 솔더 패드(210)의 상호 연결은 도시되지 않았다. 음극 솔더 패드들은 열전도를 높이기 위해 노출 상태로(코팅이나 커버 없이) 있을 수 있다. 마찬가지로 양극 솔더 패드들(212)의 내부 접속도 사용되는 구조 유형에 의존하고, 따라서 도시되지 않았다.
회로 기판(30)은 다수의 방열 비아(thermal via: 220)를 상면에 포함할 수 있다. 방열 비아(220)는, 광원(32)에서 일으키는 열이 상위층으로부터 회로 기판(30)의 저부로 전도하여 최종적으로 하우징(16)에 진입하도록 한다. 광원들(32)은 링(230) 내에 배치된다. 이 링과 반사부(40)의 상호작용은 도 3에서 추가 기재된다. 회로 기판(30)의 표면은 반사성 재료로 피복(또는 반사성 재료로 제작)되거나 빛 시프트 재료로 피복될 수 있다. 열전도성 슬리브(22)의 벽의 두께는 열전달의 효율을 규정한다.
이제 도 2b를 참조하면, 회로 기판(30)의 저면도가 도시되어 있다. 회로 기판(30)은 회로 기판(30)과 하우징(16) 사이의 열전달을 향상시키기 위해 이용되는 열전도성 경계부(50)를 포함한다. 열전도성 경계부(50)는 열전달의 대상인 하우징(16) 표면의 형상에 일치하여 성형될 수 있다.
개구부들(242)은 도 1b의 하우징(16')의 개구부(62)를 지나는 흐름을 증가시키기 위해 열전도성 부분(240)에 열린 채 있을 수 있다. 이는 열린 부분이기 때문에 회로 기판(30)과 하우징(16') 간의 열전도는 이 지역에서 직접 이루어지지 않는다. 그러나 열전도성 부분(240)은 회로 기판(30) 둘레 전체에 뻗어 있을 수 있다.
이제 도 3a를 참조하여, 반사부(40)를 형성하는 방법이 기술된다. 반사부(40)는 전술한대로 시프트된 또는 오프셋 타원체이다. 타원체는 두 초점 F1, F2를 갖는다. 타원체는 또한 중심점(C)을 갖는다. 타원(308)의 장축(310)은 초점 F1과 F2를 포함하는 선이다. 단축(312)은 장축(310)에 직각이고, 중심점(C)에서 장축(310)과 교차한다. 시프트 타원체를 형성하기 위해, 광원들(32)에 해당하는 초점들 장축(310)에서 바깥쪽으로 이동하고, 초점 F1을 중심으로 시프트하거나 회전한다. 다음으로, 타원체가 회전하며, 타원체의 일부 표면이 반사 표면으로 사용된다. 각도(312)는 장치의 원하는 전체 기하학적 구조에 대응하는 다양한 각도로 될 수 있다. 타원에서, 초점 F2에서 생성된 빛은 타원의 외부면(314)에 있는 반사부로부터 반사되며, 초점 F1에서 교차한다. 반사부의 형상은 도 10에서 부호 1010으로 나타낸 것과 같은 독립형의 반사부 형상에 대응할 수도 있다.
이제 도 3b를 참조하면, 시프트 또는 오프셋 타원체는 초점 F2', F2"에서 빛을 반사하여 초점 F1에서 교차하도록 한다. 초점 F2', F2"는 고리를 이루는 광원들(32)에 위치하고, 그들의 로우 앵글 빛은 시프트 타원체 표면으로부터 반사되고, 이 빛은 초점 F1으로 나아간다. 따라서, 이제 초점 F2가 초점 F2', F2"를 포함하는 링으로 되기 때문에, 타원체의 구조가 도 3b처럼 될 수 있다.
반사부(40)는 이처럼 렌즈 캡(18)내의 제1 초점과, 다수 광원과 교차하는 제1 링과 일치하는 연속 제2 링에 배치된 다수의 제2 초점들을 포함하는 타원형 단면을 가진 부분으로 설명할 수 있다. 제1 초점은 렌즈 캡(18)의 중심점(42)과 일치할 수 있다. 이 부분 연속 회전 타원 반사체는 다수 광원의 로우 앵글 빛을 제1 초점으로 그리고 렌즈 캡을 통하도록 반사한다. 반사부(40)는 타원 장축을 제2 링 둘레로 연속적으로 제1 초점과 교차하며 회전시킴으로써 형성된다.
도 4a를 참조하면, 렌즈 캡 조립체(17)가 더욱 상세히 제시되고 있다. 렌즈 캡 조립체(17)의 상부에는 메시(39)의 작은 조각이 나타나 있다. 메시(39)는 렌즈 캡(18) 또는 상부(38)의 전체 또는 거의 전체에 존재할 수 있다. 렌즈 캡(18)은 또한 점선으로 도시된 반사부(40)를 봉입 상태로 포함할 수 있다. 저면(408)은 도 1a에 도시된 것과 같은 하우징(16)의 유지 링(26) 바로 안쪽에 배치될 수 있다.
이제 도 4b를 참조하면, 도 1b의 렌즈 캡(18')이 더욱 상세히 제시되고 있다. 렌즈 캡(18')은 상부(38)와 그 안에 형성된 반사부(40)를 가지고 있다. 렌즈 캡 조립체(17')는 반사부(40)로부터 뻗는 플랜지(410)를 포함할 수도 있다. 플랜지(410)에는 저면 또는 선단(412)이 있다. 플랜지(410)의 외면은 회로 기판(30) 및 슬리브(22)와 접촉할 수 있다. 이 상황은 도 1b에 나타나 있다. 한 예에서는, 플랜지(410)가 나사산(74)에 의해 유지 링(70)에 고정된다.
방열층(39)의 일부가 렌즈 캡(18) 내에 도시되어 있다. 방열층(39)은 렌즈 캡(18') 전체를 완전히 채우거나 거의 채우면서 그와 같은 공간에 걸쳐 있을 수 있다.
도 5를 참조하면, 도 1b의 하우징(16')의 제1 부분(84)이 더욱 상세히 제시되고 있다. 제1 부분(84)은 형상이 원통형일 수 있다. 원통 형상은 압출 또는 다른 유형의 공정으로 간단한 제조를 가능하게 한다. 하나의 구성예에서 제1 부분(84)은 열전도성 재료이면서 전기전도성도 갖는 알루미늄으로 구성된다. 제1 부분(84)의 관형 구조는 도 1에 나타낸 제1 부피(29)를 정의하는 내벽(54)을 포함한다. 이 관형 벽에는 상술한 바와 같이 개구부들(62)이 있어서 부피(29) 내의 열을 채널들로 배출한다.
내벽(54)은 돌출하는 제1 핀 부분들(510)이 있을 수 있다. 제1 핀 부분들(510)은 전술한 채널들(78)을 형성하는 데 이용된다. 제1 핀 부분(510)은 내벽(54)의 길이 방향의 전장에 걸쳐 있지 않을 수 있다. 참조 부호 512로 나타낸 핀 부분들(510) 사이 공간들은 결국 채널들의 일부가 된다.
도 6을 참조하면, 도 1b의 하우징(16')의 더 상세한 상면도가 나타나 있다. 이 하우징은 제1 부피(29)를 둘러싼다. 하우징(16')에는 제1 부분(84)과 제2 부분(82)이 있을 수 있다. 상술한 것처럼 제1 부분(84)은 압출 알루미늄을 포함한 다양한 재료로 이루어질 수 있다. 제1 부분(84)에는 핀(52)을 형성하는 데 부분적으로 이용되는 제1 핀부분들(510)도 포함될 수 있다. 핀(52)은 하우징(16')의 외벽(56)으로부터 연장하는 제2 부분(610)을 가질 수도 있다. 제2 핀 부분들(610)은 반경 방향 안쪽으로 연장하고 그 선단으로써 핀(52)의 제1 부분(510)의 선단과 직접 맞닿거나 형태상 인접하게 된다. 다수의 채널(78)이 핀(52)의 제1 부분들(510), 제2 부분들(610)과 하우징(16')의 내벽(54)과 외벽(56) 사이에 형성되는 것으로 도시되어 있다. 도에서 보듯 상부 또는 렌즈 캡(18')에 인접하는 부분은 도 1에 나타내는 램프 베이스(14)에 인접한 채널의 아래 부분보다 큰 단면적을 가진다. 이 예에서, 외벽은 테이퍼 면을 이루어서 채널(78)의 단면적을 감소시킨다. 복수의 채널 i가 있을 때, 거기에서 공기의 밀도(ρ), 공기의 속도(v) 및 채널의 면적(a)의 내외(in to out) 관계는 다음 식에 의해 결정된다:
Figure pct00001
따라서, 공기가 낮은 밀도로 (가열)될 때 채널(78) 내 속도는 높아진다. 좁아진 출구에서의 공기는 입구에서보다 빨라져서 채널이 노즐 효과를 갖게 된다.
외벽(56)에는 채널들(620)도 있어서 하우징(16')의 방열 능력의 유효성을 증가시킬 수 있다. 조명 조립체를 교체할 때 그립을 향상시킬 수 있음은 물론이다.
도 7을 참조하면, 도 1b의 하우징(16')의 외관이 제시되고 있다. 이 도에서는 채널(78)의 출구들(86)이, 조립 후 램프 베이스(14)에 가장 근접해지는 하우징(16') 부분들에 분명히 나타나 있다. 채널(78) 내의 공기는 채널을 통해 진행하는 과정에서 가열되고 출구(86)에서 방출된다.
도 8을 참조하면, 도 1a및 1b의 예시 모두에서 사용에 적합한 램프 베이스(14)를 더욱 상세히 제시한다. 본 예시에서 램프 베이스(14)는 나사산(810)을 포함한다. 예시된 램프 베이스(14)는 에디슨 베이스라 불린다. 그러나 본 장치에서 다른 유형의 베이스가 포함될 수 있다.
램프 베이스(14)에는 플랜지(820)도 포함된다. 플랜지(820)는 하우징(16)(또는 16')에 램프 베이스(14)를 고정하기 위해 이용될 수 있다. 이처럼 램프 베이스(14)는 하우징(16)에 고착된다. 물론 접착제 또는 체결 기구를 포함한 다른 종류의 고착 방법을 실행할 수 있다.
도 9를 참조하면, 제어 회로 기판(910)은 조명 조립체(10 또는 10')의 부피(29) 내에 포함시킬 수 있다. 도 9는 도 1b의 조명 조립체(10')에서 제시되고 있지만, 회로 기판(910)의 구성을 도 1a의 조명 조립체(10) 내에 맞출 수 있다. 제어 회로 기판(910)은 평면으로 도시되어 있다. 회로 기판(910)의 다른 구현예로서는, 원통형 또는 길이 방향으로 배향된 회로 기판 등이 있을 수 있다. 회로 기판(910)의 형상은 다양할 수 있다.
제어 회로 기판(910)은 광원(32)의 다양한 기능을 제어하는 데 사용할 수 있는 다양한 제어 칩(912)을 포함할 수 있다. 제어 칩(912)으로는 교류를 직류로 변환시키는 변환기, 디밍(dimming)회로, 원격 제어 회로, 저항기 및 커패시터 등의 개별 구성요소들, 및 전원 회로를 포함할 수 있다. 다양한 기능은 주문형 반도체(application-specific integrated circuit: ASIC)에 포함될 수 있다. 단지 하나의 제어 회로 기판(910)이 도시되어 있지만, 다중 회로 기판이 조명 조립체(10, 10') 내에 구비될 수 있다.
회로 기판(910)은 커넥터(914)를 포함할 수 있다. 커넥터(914)는 교류 입력 기판(918)의 커넥터(916)와 결합할 수 있다. 교류 입력 기판(918)은 램프 베이스 회로 트레이스(trace, 920, 922) 내에 위치될 수 있고 교류전압을 커넥터(916)에 공급할 수 있으며 그로부터 교류전압이 커넥터(914)와 회로 기판(910)에 공급된다.
도 10을 참조하면 회로 기판(30)이나 회로 기판(30)을 위한 대안이 제시되고 있다. 이 예에서는 광 변향 부재(1010)들은 거울로 예시된다. 이들 거울은 타원형 또는 포물선일 수 있다. 광 변향 부재(1010)는 중심점(42)을 향해 빛을 보낼 수 있다. 광 변향 부재들의 형상은 도 3a및 도 3b의 교시에 따라 형성할 수 있다.
그에 더하여 또는 대안으로, 다른 광 변향 부재(1012)가 격리부(standoff: 1014)를 이용하여 조명 조립체 내에 배치할 수 있다. 이 예에서 광 변향 부재(1012)는 구형 부재이다. 광원들(32)로부터 직접 방출된 빛은 적어도 부분적으로 중심점(42)을 향해 보내지고, 따라서 광 변향 부재(1010)로 보내진다. 광 변향 부재(1010, 1012)의 일부 또는 전부는 발광(photo-luminescent) 재료 또는 에너지 시프트 재료로 피복될 수 있다. 즉, 광원(32)에서 나오는 빛은 광 변향 부재(1010, 1012)의 필름 또는 코팅으로써 파장으로 변환할 수 있다. 상기와 같이 렌즈 캡 조립체(17) 내의 메시(39) 역시 빛 시프트를 실행할 수 있다.
도 11을 참조하여 조명 조립체를 만드는 방법을 설명한다. 이 예에서는 렌즈 캡 모재(preform, 1110)가 금형(1112)의 금형 공동(1116) 내에 삽입될 수 있다. 방열층으로 이용되는 스크린 또는 메시 모재(1114)도 금형 공동(1116) 내 모재(1110)의 내측 또는 외측으로 삽입될 수 있다. 도시된 것은, 메시 모재는 렌즈 커버 모재의 외측에 있고 렌즈 캡 모재(1110)와 금형(1112) 사이에 배치된 경우이다. 금형(1112)이 가열되면서 모재(1110) 역시 가열되어 중공 성형법으로 금형 공동(1116) 내에서 팽창한다. 메시(1114)도 팽창하고 중공 성형법에 의해 제자리에 들어가면서 모재(1110)와 일체로 형태를 갖춘다. 중공 성형법의 가열량과 시간은 모재(1110)와 메시 모재(1114)의 재료에 따른다. 메시 모재(1114)의 팽창과 렌즈 캡 모재(1110)의 팽창은 같이 일어난다. 도 1b에서 사용하기 위한 렌즈 캡 조립체(17')용 모재의 경우에는 이 공정의 일부로서 나사산을 미리 성형할 수 있다. 도 1a의 예에서는 나사산의 사용을 필요로 하지 않는다.
금형 공동(1116)의 형상은 렌즈 캡(18, 18')의 소망 형상대로 만든다. 최종적으로, 메시(39)는 도 1a, 도 1b, 도 4a및 도 4b와 같은 최종 렌즈 캡의 두께 내에 삽입 된다.
상기와 같이, 렌즈 캡 조립체(17')는 성형 등을 포함한 다양한 방법으로 형성할 수 있다. 렌즈 캡 조립체(17')의 형성 방법이 어떠하든, 회로 기판을 그 안쪽에 삽입할 수 있는 상태가 된다. 회로 기판의 폭은 렌즈 캡의 바닥 개구부를 통해 삽입할 수 있게 정해질 수 있다.
도 12를 참조하면, 렌즈 캡(1210)을 가진 렌즈 캡 조립체(1208)가 콤팩트 형광전구(1214)에 인접한 상태를 설명한다. 컴팩트 형광전구(CFL, 1214)는 베이스(1216) 및 하우징(1218)을 가진다. 유지 장치(1220)가 하우징(1218) 둘레로 뻗어 있다. 유지 장치(1220)의 나사산(1232)과 하우징(1218)에 형성된 나사산(1234)이 결합하여 공동(1240)을 밀봉한다. 나사산(1232, 1234)의 밀봉 계합을 제공함으로써 CFL 전구 조립체(1214)의 광소자(1242)로부터의 배기가스가 포획되어 환경 노출을 방지한다. 도 12a는 나사산(1232, 1234)의 확대도를 나타낸다.
렌즈 캡(1210)에 메시 층(1212)을 두는 것에 의해, 광소자(1242)에서 발출하는 빛을 시프트 또는 변경할 수 있다.
도 13을 참조하면, 스포트 라이트(1310)는 렌즈 캡(1312)을 가지는 것으로 나타난다. 이 구성에서는 CFL을 도 12에 제시된 것과 마찬가지로 구성하되, 다른 형상의 렌즈 캡을 가지도록 하였다.
도 12 및 도 13에 예시한 렌즈 캡 조립체들은 도 11의 장치를 사용하고 적절한 형상의 공동을 사용하여 중공 성형법으로 성형할 수 있음에 유의해야 한다.
도 12 및 13의 양쪽 예에서 방열층으로 층(1250)을 포함할 수 있다. 층(1250)은 열방산의 유무에 관계없이 빛의 시프트를 생성하도록 작용할 수 있다. 일예에서 CFL 광소자(1242)는 UV 빛을 생성하고 이것이 층(1250)에 의해 가시광선으로 전환되도록 할 수 있다.
실시예들의 전술한 설명은 예시와 설명의 목적으로 제공되었다. 이는 본 발명을 망라하거나 한정하기 위한 것이 아니다. 특정한 실시예의 개별적인 구성요소 또는 기능은 그 특정한 실시예에 한정되지 않고, 구체적으로 표시하거나 설명하지 않은 경우에도, 적용 가능할 때 호환되며 선택된 실시예에서 사용될 수 있다. 또한, 여러 가지 방식으로 변경될 수 있다. 이러한 변경은 본 발명으로부터 벗어난 것으로 간주하지 않으며, 이러한 모든 변형 예는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 한다.
10: 조명 조립체 12: 길이방향 축
14: 램프 베이스 16: 하우징
17: 렌즈 캡 조립체 18: 렌즈 캡
20: 제1유지 링 20A: 제1벽
20B: 제2벽 22: 열전도성 슬리브
24: 벽 26: 제2유지 링
29: 제1부피 30: 회로 기판
32: 광원 34: 로우 앵글 빛
36: 하이 앵글 빛 38: 상부
39: 방열층/메시 40: 반사부
42: 공통점/중심점 44: 반사코팅
50: 계면층/경계부 52: 핀(fin)
54: 내벽 56: 외벽
60: 선택적 포트 61: 제2부피
62: 개구 70: 유지 링
74: 나사산 78: 채널
80: 입구 82: 외측부분/제2부분
84: 내측부분/제1부분 86: 출구
210: 음극 솔더 패드 212: 양극 솔더 패드
220: 비아(via) 230: 링
240: 열전도성 부분 242: 개구부
308: 타원 310: 장축
312: 단축 314: 외부면
408: 저면 410: 플랜지
412: 선단 510: 제1핀 부분
610: 제2부분 620: 채널
820, 829: 플랜지 1010, 1012: 광 변향 부재
1014: 격리부(standoff) 1110: 렌즈 캡 모재(preform)
1112: 금형 1114: 메시 모재
1116: 금형 공동 1208: 렌즈 캡 조립체
1210: 렌즈 캡 1214: 콤팩트 형광전구 조립체
1216: 베이스 1218: 하우징
1220: 유지 장치 1232, 1234: 나사산
1242: 광소자 1250: 메시 층
1310: 스포트 라이트 1312: 렌즈 캡
1910: 제어 회로 기판 1912: 제어 칩
1914, 1916: 커넥터 1920, 1922: 회로 트레이스

Claims (23)

  1. 광원 회로 기판;
    상기 광원 회로 기판 상에 배치된 다수의 광원;
    상기 광원 회로 기판에 열적으로 결합된 하우징; 및
    상기 하우징에 열적으로 결합되고, 렌즈 캡과 방열층을 포함하는 렌즈 캡 조립체로서, 상기 방열층은 상기 광원 회로 기판으로부터 열을 상기 렌즈 캡을 통해 조명 조립체 외부로 분산하는, 렌즈 캡 조립체
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방열층이 상기 렌즈 캡 내에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 조명 조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 방열층이 상기 렌즈 캡 내에 형성되는 메시(mesh)를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하우징이 상기 방열층에 열을 전도하는 열전도성 슬리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 조립체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하우징이 상기 하우징에 상기 렌즈 캡을 유지하기 위한 유지 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 조립체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 유지 링이 상기 하우징에 상기 렌즈 캡을 유지하도록 상기 렌즈 캡의 제2 나사산과 결합하는 제1 나사산을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 조립체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 방열층 상에 배치되어 상기 광원으로부터의 제1에너지를 제2에너지로 변환하는 에너지 변환 재료를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 조립체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 방열층이 열변색(thermo-chromic) 부재인 것을 특징으로 하는 조명 조립체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 광원 회로 기판이 적어도 부분적으로 상기 렌즈 캡 내에 배치되고, 또한 적어도 부분적으로 상기 렌즈 캡 내에 배치되는 제어 회로 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 조립체.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어 회로 기판이 상기 방열층에 열적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 조명 조립체.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 하우징이 상기 하우징에 열을 전도하는 열전도성 슬리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 조립체.
  12. 렌즈 캡 조립체를 형성하도록 방열층을 렌즈 캡 안으로 결합하는 단계;
    광원 회로 기판과 하우징을 상기 렌즈 캡에 결합하여 조명 조립체를 형성하는 단계;
    상기 광원 회로 기판에서 열을 발생시키는 단계; 및
    상기 광원 회로 기판으로부터 상기 열을 상기 렌즈 캡 조립체의 상기 방열층을 통해 방산하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 방열층을 상기 렌즈 캡 조립체로 형성하는 단계가 상기 방열층을 상기 렌즈 캡 내에 중공 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    제어 회로 기판을 열전도성 슬리브 내에 조립하는 단계와 상기 제어 회로 기판을 상기 광원 회로 기판에 전기적으로 결합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 열전도성 슬리브로부터 열을 상기 방열층으로 전도하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 열전도성 슬리브로부터 열을 상기 하우징을 통해 상기 방열층으로 전도하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 렌즈 캡 조립체를 상기 하우징에 결합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 렌즈 캡 상의 제1나사산과 상기 하우징의 유지 링 상의 제2나사산을 이용하여 상기 렌즈 캡 조립체를 상기 하우징에 결합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 하우징의 유지 링을 이용하여 상기 렌즈 캡 조립체를 상기 하우징에 결합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 광원 회로 기판의 광원들에서 빛을 생성하는 단계와 상기 빛의 제1에너지를 제2에너지로 변환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제12항에 있어서,
    상기 광원 회로 기판의 광원들에서 빛을 생성하는 단계와 상기 방열층을 이용하여 상기 빛의 제1에너지를 제2 에너지로 변환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제12항에 있어서,
    상기 결합하는 단계가,
    메시를 주형에 삽입하는 단계;
    렌즈 캡 모재(preform)를 상기 주형에 삽입하는 단계; 및
    상기 렌즈 캡 모재를 확장하여 상기 메시가 적어도 부분적으로 상기 렌즈 캡 내에 있도록 하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제12항에 있어서,
    상기 결합하는 단계가,
    상기 렌즈 캡을 나노 입자로 피복하여 메시를 형성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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