KR20170116001A - 고형이며 중공인 광 파이프를 가진 광의 재활용 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 히트 싱크 상에 장착된 하나 이상의 LED를 구비하는 LED 광원으로부터 방출된 광을 재활용하기 위한 장치이다. 상기 장치는 직사각형 또는 원형이고 출력단보다 작은 입력단을 구비하는 테이퍼진 광 파이프를 포함하고, 상기 LED는 상기 입력단에 결합된다. 상기 출력단은 중공 터널에 결합되고, 상기 중공 터널은 상기 중공 터널의 내부면을 향하는 미러에 의해 덮힌 상기 중공 터널의 타단과 함께 반사 내부면을 가지고, 상기 미러는 중간에 출력 조리개를 구비하고, 상기 반사 내부면은 상기 LED로부터 방출된 광을 상기 출력 조리개 방향으로 안내한다. 상기 미러는 상기 LED로부터 방출되고 상기 출력 조리개로 빠져나가지 않은 상기 광의 일부를 반사시킴으로써 상기 광을 재활용하고, 상기 출력 조리개를 통해 방출되는 광의 밝기를 증가시킨다.
Description
본 발명은, 고형이며 중공인 광 파이프를 가진 광의 재활용에 관한 것이다.
LED의 밝기를 높이기 위해, 비용 및 난이도가 다른 여러 가지 방법이 사용되었다.
본 발명에서는 고형(solid)이며 중공(hollow)인 광 파이프의 조합을 사용하여 간단하고, 비용에서 효과적인 재활용 수단을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면 LED 광원으로부터 방출된 광을 재활용하기 위한 장치로서, 히트 싱크 상에 장착된 하나 이상의 LED; 입력단 및 출력단를 구비하되, 상기 입력단은 상기 출력단보다 작고, 상기 출력단은 작은 면적, 큰 각을 구비하는 상기 입력단에서 큰 면적, 작은 각을 구비하는 상기 출력단으로 광 출력을 변환시키는 테이퍼진 광 파이프, 테이퍼진 광 파이프; 반사 내부면을 구비하는 중공 광 터널 및 중간부에 출력 조리개를 구비하는 미러를 포함하고, 이 때, 상기 테이퍼진 광 파이프는 직사각형 또는 원형이고, 상기 출력단은 편평하거나 볼록하고, 상기 하나 이상의 LED는 상기 입력단과 결합되고, 상기 중공 광 터널은 제1 단(one end)은 상기 광 파이프의 상기 출력단에 결합되고, 제2 단(a second end)은 상기 중공 광 터널의 상기 내부면을 향하는 상기 미러에 의해 덮히며, 이 때, 상기 반사 내부면은 상기 하나 이상의 LED로부터 방출되는 광을 상기 출력 조리개 방향으로 안내하고, 상기 미러는, 상기 하나 이상의 LED로부터 방출되되 상기 출력 조리개를 빠져나가지 않은 상기 광의 일부를 상기 중공 광 파이프로 반사하고, 그 결과, 상기 테이퍼진 광 파이프 및 상기 광원은 상기 광을 재활용하고, 상기 재활용된 광은 상기 방출된 광과 결합되어 상기 출력 조리개를 통해 방출되는 광의 밝기를 증가시키는, LED 광원으로부터 방출된 광을 재활용하기 위한 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광원으로부터 방출된 광을 재활용하기 위한 장치는 LED의 밝기를 높이기 위해, LED 칩으로 광이 돌아가게 재활용하여 사용될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광원으로부터 방출된 광을 재활용하기 위한 장치는 고형(solid)이며 중공(hollow)인 광 파이프의 조합(combination)을 사용하여 간단하고, 비용에서 효과적인 재활용 수단을 제공할 수 있다.
도면 1은 본 발명의 일 실시예를 도시한다.
도 2a는 광 조합(combination) 시스템에 적용된 본 발명의 일 실시예를 도시한다.
도 2b는 사용되는 조리개 및 반사 표면을 나타내는(indicating) X-큐브를 도시한다.
도 3a는 재활용되어 조합된 출력을 생성하는 2개 이상의 RLSM이 함께 조립된 실시예를 도시한다.
도 3b는 도 3a의 A의 단면도를 도시한다.
도 2a는 광 조합(combination) 시스템에 적용된 본 발명의 일 실시예를 도시한다.
도 2b는 사용되는 조리개 및 반사 표면을 나타내는(indicating) X-큐브를 도시한다.
도 3a는 재활용되어 조합된 출력을 생성하는 2개 이상의 RLSM이 함께 조립된 실시예를 도시한다.
도 3b는 도 3a의 A의 단면도를 도시한다.
도면 1은 본 발명의 일 실시예를 도시한다. 여기에는 히트 싱크(heatsink)에 장착되는 하나 이상의 LED인 광원을 포함한다. 광원의 출력은 큰 면적을 갖는 출력을 구비한 테이퍼진 광 파이프(tapered light pipe; TLP)의 입력 단에 결합된다. 상기 TLP의 단면은 정사각형, 직사각형, 원형 또는 다른 모양일 수 있다. 상기 TLP는 광을 입력에서 좁은 영역, 큰 각도로부터 출력에서 넓은 영역, 작은 각도로 변환시킨다. 상기 TLP의 출력 면은 평면일 수 있지만 보다 효과적인 변환을 위해서는 상기 출력 면이 볼록하게 된다. 그 후에, 상기 TLP의 출력은 내부에 반사 벽을 가진 중공 광 파이프에 결합된다. 상기 중공 광 파이프는 상기 출력 단으로 상기 광을 안내한다. 상기 출력 단에서 미러(mirror)는 재활용하기 위한 중공 광 파이프, TLP 및 상기 광원에 상기 광의 일부를 다시 반사시키는데 사용된다. 상기 반사되지 않은 광은 상기 시스템의 출력 조리개(the aperture)를 통해 빠져 나간다. 상기 출력 조리개는 정사각형, 직사각형, 원형 등일 수 있다. 상기 광원으로 다시 반사되는 광은 방출된 광과 함께 상기 출력으로 재지정되어 시스템의 밝기를 증가시킨다.
도 2a는 광 결합 시스템에 적용된 본 발명의 일 실시예를 도시한다. 상기 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 두 개 이상의 재활용 광 시스템 모듈(RLSM, recycling light system module)을 포함한다. 각 RLSM은 다른 LED와는 색상이 다른 LED로 구성된다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 시스템은 3개의 RLSM, 하나는 빨간색, 하나는 녹색, 하나는 파란색으로 구성된다. 이들은 3가지 기본색상을 결합하여 컬러 디스플레이를 생성한다. 4-색 시스템은 예를 들어, 빨간색, 녹색, 파란색 및 노란색인 4개의 RLSM를 사용하여 만들 수 있다. 도 2a에 도시된 바와 같이 3개의 RLSM의 출력은 X-큐브를 사용하여 결합된다. X-큐브는 RLSM의 모든 3개의 색상 출력이 최소 손실을 가진 출력으로 보내지도록 적절한 색상을 전송 및 반사하는 두 개의 대각선(diagonal )색상 필터로 구성된다. 도 2b는 사용되는 조리개 및 반사면을 나타내는(indicating) X-큐브를 도시한다. 상기 반사면과 조리개는 X-큐브의 일부로 만들거나, 또는 RLSM이 있는 중공 광 파이프의 일부가 될 수 있다.
도 3a는 재활용되어 조합된 출력을 생성하는 2개 이상의 RLSM이 함께 조립된 실시예를 도시한다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 도 3b에 도시된 단면도와 함께 직사각형 TLP를 가진 4개의 RLSM으로 구성된 2 x 2 시스템이다. 4개의 독립적인 중공 광 파이프가 사용될 수 있다. 실용적인 구현을 위해서, 하나의 중공 광 파이프는 상기 출력을 위해서 단일 조리개와 함께 사용된다. 하나의 광 파이프로부터 나오는 광의 작은 부분은 재활용 과정에서 인접한 광 파이프로 반사될 수 있고, 이는 상기 광이 인접한 LED에 의해 재활용될 때 좋다.
상기 TLP는 유리 또는 플라스틱으로 만들 수 있다. 상기 TLP는 연마되거나 성형될 수 있고, A.R코팅이 단부면에 추가될 수 있다. 상기 중공 광 파이프는 내부에 반사 코팅된 유리, 플라스틱 또는 금속으로 만들 수 있다.
조리개를 갖는 출력 미러는 유리, 플라스틱 또는 금속으로 만들 수 있다.
상기 테이퍼진 광 파이프는 어플리케이션의 요구 사항을 충족하기 위해 설계된 큰 각도에서 작은 각도로 광을 변환시킨다.
상기 테이퍼진 광 파이프는 RLSM의 출력을 평행하게 하거나 렌즈를 사용하여 발산을 변경할 수 있는 플래쉬라이트, 서치라이트 또는 스포트라이트 어플리케이션에 사용될 수 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, X-큐브의 조합된 출력은 프로젝터, 엔터테인먼트 조명 시스템 및 스포트라이트에 사용될 수 있다.
Claims (1)
- LED 광원으로부터 방출된 광을 재활용하기 위한 장치로서,
히트 싱크 상에 장착된 하나 이상의 LED;
입력단 및 출력단를 구비하되, 상기 입력단은 상기 출력단보다 작고, 상기 출력단은 작은 면적, 큰 각을 구비하는 상기 입력단에서 큰 면적, 작은 각을 구비하는 상기 출력단으로 광 출력을 변환시키는 테이퍼진 광 파이프, 테이퍼진 광 파이프;
반사 내부면을 구비하는 중공 광 터널 및
중간부에 출력 조리개를 구비하는 미러를 포함하고,
이 때, 상기 테이퍼진 광 파이프는 직사각형 또는 원형이고, 상기 출력단은 편평하거나 볼록하고, 상기 하나 이상의 LED는 상기 입력단과 결합되고,
상기 중공 광 터널은 제1 단(one end)은 상기 광 파이프의 상기 출력단에 결합되고, 제2 단(a second end)은 상기 중공 광 터널의 상기 내부면을 향하는 상기 미러에 의해 덮히며,
이 때, 상기 반사 내부면은 상기 하나 이상의 LED로부터 방출되는 광을 상기 출력 조리개 방향으로 안내하고, 상기 미러는, 상기 하나 이상의 LED로부터 방출되되 상기 출력 조리개를 빠져나가지 않은 상기 광의 일부를 상기 중공 광 파이프로 반사하고,
그 결과, 상기 테이퍼진 광 파이프 및 상기 광원은 상기 광을 재활용하고, 상기 재활용된 광은 상기 방출된 광과 결합되어 상기 출력 조리개를 통해 방출되는 광의 밝기를 증가시키는, LED 광원으로부터 방출된 광을 재활용하기 위한 장치.
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