KR20180117149A - 루미너리로부터의 비대칭 광 세기 분포 - Google Patents

루미너리로부터의 비대칭 광 세기 분포 Download PDF

Info

Publication number
KR20180117149A
KR20180117149A KR1020187027743A KR20187027743A KR20180117149A KR 20180117149 A KR20180117149 A KR 20180117149A KR 1020187027743 A KR1020187027743 A KR 1020187027743A KR 20187027743 A KR20187027743 A KR 20187027743A KR 20180117149 A KR20180117149 A KR 20180117149A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
light guide
leds
grooves
emission
Prior art date
Application number
KR1020187027743A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102405126B1 (ko
Inventor
프레데릭 에스. 다이애나
그레고리 구스
예로엔 덴 브레옌
이아인 블랙
Original Assignee
루미레즈 엘엘씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 루미레즈 엘엘씨 filed Critical 루미레즈 엘엘씨
Publication of KR20180117149A publication Critical patent/KR20180117149A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102405126B1 publication Critical patent/KR102405126B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0038—Linear indentations or grooves, e.g. arc-shaped grooves or meandering grooves, extending over the full length or width of the light guide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/61—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using light guides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S8/00—Lighting devices intended for fixed installation
    • F21S8/08—Lighting devices intended for fixed installation with a standard
    • F21S8/085—Lighting devices intended for fixed installation with a standard of high-built type, e.g. street light
    • F21S8/086—Lighting devices intended for fixed installation with a standard of high-built type, e.g. street light with lighting device attached sideways of the standard, e.g. for roads and highways
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0018—Redirecting means on the surface of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0036—2-D arrangement of prisms, protrusions, indentations or roughened surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/004—Scattering dots or dot-like elements, e.g. microbeads, scattering particles, nanoparticles
    • G02B6/0043—Scattering dots or dot-like elements, e.g. microbeads, scattering particles, nanoparticles provided on the surface of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0045—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide
    • G02B6/0046—Tapered light guide, e.g. wedge-shaped light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0055—Reflecting element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0058—Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0068—Arrangements of plural sources, e.g. multi-colour light sources
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0073—Light emitting diode [LED]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2131/00—Use or application of lighting devices or systems not provided for in codes F21W2102/00-F21W2121/00
    • F21W2131/10—Outdoor lighting
    • F21W2131/103—Outdoor lighting of streets or roads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2103/00—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes
    • F21Y2103/10—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes comprising a linear array of point-like light-generating elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2103/00—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes
    • F21Y2103/30—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes curved
    • F21Y2103/33—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes curved annular
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2105/00—Planar light sources
    • F21Y2105/10—Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements
    • F21Y2105/14—Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements characterised by the overall shape of the two-dimensional array
    • F21Y2105/18—Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements characterised by the overall shape of the two-dimensional array annular; polygonal other than square or rectangular, e.g. for spotlights or for generating an axially symmetrical light beam
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/002—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces
    • G02B6/0021—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces for housing at least a part of the light source, e.g. by forming holes or recesses

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

한 실시예에서, 피크 세기가 거리의 방향을 따라서 가장 크고, 거리를 직접 가로질러서는 더 낮고, 거리의 하우스 측 상에서는 훨씬 더 낮은, 비대칭 광 세기 분포를 갖는 오버헤드 가로등(루미너리)이 형성된다. 원형의 투명한 광 가이드의 에지 주위에 광 가이드 내로 광을 주입하는 백색 광 LED들이 있다. 광 세기 분포의 비대칭을 제어하는 것에 도움을 주기 위해, 톱니형 홈들이 광 방출 표면에 대향하고 거리에 평행한 광 가이드 표면 내에 형성된다. 가우시안 확산기들은 광을 부분적으로 확산시키기 위해 사용된다. 홈들, 가우시안 확산기, 및 광 가이드 주위의 LED 세그먼트들에 의해 방출된 광의 상대적 양들의 적절한 선택에 의해, 광 출사 면의 직접 관찰이 균일한 광으로서 나타나면서 원하는 비대칭 광 세기 분포가 달성된다.

Description

루미너리로부터의 비대칭 광 세기 분포
관련 출원들과의 상호 참조
본 출원은 2016년 2월 22일자 출원된 미국 가 특허 출원 번호 62/298,355호, 2016년 4월 27일자 출원된 미국 가 특허 출원 번호 62/328,402호, 및 2016년 6월 7일자 출원된 유럽 특허 출원 번호 16173295.3호를 우선권 주장한다. 미국 가 특허 출원 번호 62/298,355호, 미국 가 특허 출원 번호 62/328,402호, 및 유럽 특허 출원 번호 16173295.3호는 본 명세서에 포함된다.
발명의 분야
본 발명은 발광 다이오드(light emitting diode)(LED) 램프를 사용하는 일반적인 조명 디바이스에 관한 것으로, 특히, 거리, 좁은 길, 벽, 또는 다른 영역을 조명하기에 적합한 비대칭 광 세기 분포를 발생하는 루미너리에 관한 것이다.
종래의 가로등들은 보다 효율적이고 보다 신뢰성 있는 LED 루미너리들로 대체되고 있다. 원하는 광 세기 분포는 거리를 따라서는 가장 높은 피크 광 세기를 제공하고 거리에 대향하는 방향에서는 매우 작은 광 세기를 제공한다. 거리로부터 멀리 향하는 루미너리의 측은 여기서 "하우스 측(house side)"이라고 하고, 거리에 향하는 루미너리의 측은 여기서 "거리 측(street side)"이라고 한다. 하우스 측 방향에서의 광 세기는 거리를 따르는 인도 또는 연석을 조명하기에만 충분하여야 한다.
LED들을 사용하는 최신의 가로등들은 고 전력 LED들 위의 비대칭 렌즈들을 사용하여 광 세기 분포를 제어한다. 대안적으로, 종래의 보조 광학계들은 광이 하우스 측 방향으로 방출되는 것을 차단하면서 광을 아래로 및 옆으로 지향시키기 위해 사용된다. 이러한 가로등들은 관찰자가 루미너리를 직접 볼 때 심한 눈부심을 준다. 예를 들어, 한가지 유형의 가로등은 각각의 LED 위에 별도의 렌즈가 있는 8개의 고 전력 백색 광 LED의 2개의 평행한 열을 사용한다. 직접 보여질 때, 16개의 매우 밝은 점 광원이 보여진다. 이것은 픽셀화된 조명이라고 하고 미학적으로 바람직하지 않다.
필요한 것은 직접 보여질 때 루미너리가 비픽셀화된 패턴을 갖는, 오버헤드 가로등을 위해 최적화되는 것과 같은, 제어가능한 비대칭 광 세기 분포를 갖는 LED들을 사용하는 효율적인 루미너리이다.
한 실시예에서, 피크 세기가 거리의 방향을 따라서 가장 높고, 거리를 직접 가로질러서는 더 낮고, 거리의 하우스 측 상에서는 훨씬 더 낮은, 비대칭 광 세기 분포를 갖는 오버헤드 가로등(루미너리)이 형성된다. 세기 분포는 거리에 수직인 미러 영상일 수 있다.
루미너리는 직경이 약 15인치(38㎝) 및 두께가 약 0.5㎝와 같은, 원형의 투명한 광 가이드를 포함한다. 원형의 금속 프레임은 광 가이드를 지지한다. 광 가이드의 에지 주위에는 지향성을 유지하기 위해 광 가이드의 연마된 에지 내로 광을 주입하는 가요성 스트립 상의 백색 광 LED들이 있다.
스트립 상의 LED들은 (루미너리의 크기에 따라) 12개의 세그먼트와 같은, 세그먼트들로 분할된다. 세그먼트들은 원하는 비대칭 광 세기 분포를 생성하는 데 도움을 주기 위해 상이한 양들의 광을 방출하도록 설계 또는 제어될 수 있다. 각각의 세그먼트에 의해 방출된 광의 양은 각각의 세그먼트 내의 LED들의 수를 변화시키거나 각각의 세그먼트에의 전류를 변화시킴으로써 제어될 수 있다. 또 하나의 실시예에서, 각각의 세그먼트로부터의 광 방출은 동일하다. 각각의 세그먼트는 직렬로 접속된 LED들을 포함할 수 있고, 세그먼트들은 병렬로 접속될 수 있다.
또 하나의 실시예에서, LED들은 원하는 방위각의 광 세기 분포를 (즉, 수평 각도 평면에서) 달성하기 위해, 가변 피치 또는 밀도로 배치되고, 필요한 집중도에 따라 잠재적으로 하나 이상의 행의 LED들이 배치된다.
광 가이드 내로 주입된 광은 광의 추출될 때까지 내부적으로 반사하여, 광은 일부 지향성을 여전히 가지면서 광 가이드 내에서 어느 정도 혼합된다.
광 세기 분포의 비대칭을 또한 제어하기 위해, 평행한 톱니형 홈들이 발광 표면에 대향하는 광 가이드 표면 내에 형성된다. 홈들은 거리에 평행하다.
한 실시예에서, 모든 홈들은 동일하고 그들의 각도들 및 간격은 방출 표면 위의 광 분포 및 휘도 균일성을 미세 조정하도록 설계될 수 있다. 홈들의 각이 진 표면들은 일반적으로 하우스 측 LED들에 향하고, 홈들의 수직 표면들은 일반적으로 거리 측 LED들에 향하므로, 하우스 측 LED들과 거리 측 LED들 둘 다로부터 나오는 광선들은 일반적으로 홈 표면들로부터 반사된 후에 거리를 향해 지향된다. 홈들 간의 간격들은 광 가이드의 광 출사 면을 가로질러 보다 균일하게 광을 분산시키기 위해 광 가이드를 따라 변화될 수 있다.
또 하나의 실시예에서, 톱니형 홈들의 각도들 및 깊이들은 하우스 측을 향해 되반사(reflect back)되는 광의 양을 감소시키기 위해 거리 측을 향해 점차적으로 증가하고 방출 표면 위의 휘도 균일성을 더욱 개선시킨다.
광 가이드의 발광 측 상에는 광 추출 효율을 증가시키고 거리 측 빔을 넓히는 데 도움을 줄 수 있는, 에폭시 기반 도트들과 같은 반투명 도트들이 프린트될 수 있다. 도트들은 직경이 약 1㎜이고 (램버시안과는 대조적으로) 가우시안 광 방출을 가질 수 있다. 가우시안 도트들은 12도 반치 반폭 분산(12 degree half width, half maximum spread)을 제공하는 것과 같이, 입사 광선의 방향을 따라 입사 광선을 어느 정도 확산시킨다. 도트들은 광 가이드의 표면 상에 균일하게 배열되고 발광 표면의 면적의 약 반을 차지할 수 있다. 대안적으로, 도트들은 전체 발광 표면 위의 휘도 균일성을 개선시키기 위해 가변 크기 분포 또는 가변 밀도 분포를 가질 수 있다.
(다소의 "젖빛의 유리" 마감과 같은) 가우시안의 연속하는 확산 층 또는 표면 조직이 또한 도트들 대신에 사용될 수 있다.
이들 확산 요소는 또한 광 가이드들의 후방 표면 상에 배치되고 홈들과 번갈아 있을 수 있다. 확산 요소들로부터의 광은 균일성을 증가시키기 위해 광 가이드 내에서 더욱 혼합될 것이다.
반사기는 광 가이드에서 빠져나온 임의의 상향 광을 후방으로 반사시키기 위해 광 가이드 위에 배치된다.
광 가이드의 출사 면 아래에 삽입된 추가의 투명 광학 플레이트는 예를 들어 눈부심을 감소시키도록 높은 각도 광선들을 필터링 제거하기 위해, 광 가이드를 보호하고 일부 추가적인 광 분포 제어를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 조직이 하우스 측을 향해 지향되는 광을 감소 또는 억제하기 위해 광 가이드 표면에 추가로 부가될 수 있다.
홈들의 적절한 선택에 의해, 거리 측 조명 및 하우스 측 조명의 상대적 양들이 제어될 수 있다. 각각의 LED 세그먼트에 의해 방출되는 광의 양을 제어함으로써, 비대칭 광 세기 분포가 더욱 제어될 수 있다. 가우시안 도트들(또는 다른 적합한 확산기들)을 사용함으로써, 광 가이드에서 나가는 광은 지향성으로 남지만 광 가이드의 발광 표면을 직접 보는 관찰자가 일반적으로 균일한 쾌적한 광을 보도록 충분히 확산된다.
다른 실시예들에서, 광 가이드는 직사각형, 둥근 모서리들을 갖는 직사각형, (가능하면 둥근 모서리들을 갖는) 평행사변형, 또는 타원형일 수 있다. 이들 광 가이드는 톱니형 홈들의 필요성을 없애 주는, 웨지들로서 또한 형성될 수 있다. 가우시안 도트들 또는 다른 확산기들이 이용될 수 있다.
또 하나의 직사각형 루미너리에서, 루미너리는 거리에 대해 각이 지고, LED 스트립들은 단지 광의 대부분이 거리를 따라 지향되게 하기 위해 2개의 하우스 측 에지를 따라 배치된다. 광 가이드의 후면 내로 몰드된 프리즘들은 광 세기 분포의 비대칭을 더욱 제어한다. 가우시안 도트들 또는 다른 확산기들이 이용될 수 있다.
LED들은 광 가이드의 측면들 내로 에지 주입된 LED 광보다는 광 가이드의 둘레 가까이에 형성된 홀들 내부에 배치될 수 있다.
루미너리는 비대칭 광 세기 분포가 요구되는 기타 목적을 위해 사용될 수 있다.
다른 실시예들이 개시된다.
도 1은 오버헤드 가로등으로서 사용되는 본 발명(루미너리)의 실시예의 사시도이다.
도 2는 거리를 따라 지향된 가장 높은 세기, 거리를 가로질러 지향된 더 낮은 광 세기, 및 (거리 측에 대향하는) 하우스 측을 향해 지향된 가장 낮은 광 세기를 도시한, 방출된 광도(칸델라)가 최대인 수직 각도를 교차하는 수평 콘 내의, 도 1의 램프의 테스트로부터의 광 세기 분포이다.
도 3은 약간 아래로 향하는 각도로 거리를 따라 지향된 가장 높은 광 세기 및 하우스 측을 향해 지향된 훨씬 더 낮은 광 세기를 도시한, 방출된 광도(칸델라)가 최대인 수평 각도를 교차하는 수직 평면 내의, 도 1의 램프의 테스트로부터의 광 세기 분포이다.
도 4는 상부 위에 반사기 시트가 있는 원형 광 가이드를 둘러싸는 LED 세그먼트들을 도시한, 상부 커버가 제거된 루미너리의 상면도(top down view)이다.
도 5는 발광 표면 상에 프린트된 가우시안 도트들(약 1㎜ 직경)을 도시한 광 가이드의 하면도(bottom up view)이다. 한 실시예에서, 도트들은 광 가이드의 하부 표면의 약 1/2을 차지한다.
도 6a는 세그먼트가 5개의 LED를 포함하는, 가요성 인쇄 회로 스트립 또는 강성 인쇄 회로 보드 상의 직렬 접속된 LED들의 한 세그먼트의 전면도(front view)이다.
도 6b는 세그먼트가 감소된 광 출력을 위해 단지 2개의 LED를 포함하는, 가요성 인쇄 회로 스트립 또는 강성 인쇄 회로 보드 상의 직렬 접속된 LED들의 또 하나의 세그먼트의 전면도이다.
도 7은 도트들을 포함하는 표면에 대향하는, 광 가이드의 후면 상에 형성된 평행한 톱니형 홈들의 어레이를 도시한다.
도 8은 광을 광 가이드의 에지들 내로 방출하는 LED들, 발광 표면 상의 가우시안 도트들(지향성이지만 확산), 후면 내의 평행한 톱니형 홈들, 및 광 가이드 위의 반사기를 도시한 도 7의 루미너리의 부분의 단면도이다.
도 9는 홈들은 동일하고 그들의 간격이 변화되는 도 8의 루미너리를 도시한다.
도 10은 홈들은 동일하고 확산 도트들이 홈들 사이에 프린트된 도 8의 루미너리를 도시한다.
도 11은 웨지 형상이 도 8-10의 홈들 대신에 사용될 수 있고, 가우시안 도트들이 또한 사용되는, 직사각형 루미너리의 부분의 단면도이다.
도 12는 LED들이 웨지형 광 가이드의 대향하는 에지들을 따라 단지 어떻게 배치될 필요가 있는지를 도시한 도 11의 루미너리의 상면도이다.
도 13은 광 가이드가 거리에 대해 각이 지게 배치되고, 변화하는-깊이 프리즘들의 어레이가 비대칭 광 세기 분포(하우스 측을 향해 더 낮은 세기)를 제어하기 위해 후면 내에 형성되고(예를 들어, 몰드되고), LED들의 스트립들이 단지 거리의 방향에서 광을 주로 주입하기 위해 광 가이드의 하우스 측 상에 배치된 평탄한 직사각형 루미너리의 상면도이다.
도 14는 어떻게 2개의 LED 세그먼트로부터의 광선들이 거리를 향해 내부적으로 그리고 하우스 측으로부터 멀리 반사되는지를 도시한 도 13의 광 가이드의 후면 내로 몰드된 단일 프리즘을 도시한다. 다른 형상들이 반사기들이 사용될 수 있다.
도 15는 도 1에 도시한 것과 같은, 원형 루미너리 내의 LED 세그먼트들이 원하는 비대칭 광 세기 분포를 달성하기 위해 세그먼트에의 전류들을 제어함으로써 어떻게 상이한 광 전력을 출력할 수 있는지를 도시한다.
도 16은 LED들의 링을 수용하기 위해, 15인치 루미너리에 대해 168개의 홀과 같이, 그것의 둘레를 따라 홀들을 갖는 원형 광 가이드의 하면도이다.
도 17은 홀들 내의 LED들 및 LED들 위의 반사기 링을 추가로 도시한 도 16의 광 가이드의 단면도이다. 광 가이드는 앞서 설명된 가우시안 도트들 및 홈들 또는 프리즘들을 포함한다.
동일한 또는 유사한 요소들은 동일한 번호로 라벨링된다.
본 발명이 광범위하게 다양한 응용들에서 사용될 수 있지만, 가로등으로서 사용하기 위해 최적화된 예가 도시된다. 도 1은 거리(14) 위에 지지 구조(12)에 의해 지지된 루미너리(10)를 도시한다. 루미너리(10)의 비대칭 광 세기 분포가 거리 측과 하우스 측에 대해 설명된다. 원하는 광 세기 분포는 거리의 소정 길이를 따라서는 높은 세기 광이고, 거리를 가로질러 연장하는 더 낮은 세기 광이고, 하우스 측을 향해 반대 방향으로 방출된 훨씬 더 낮은 광 세기이다. 거리의 길이를 따르는 광은 전체 거리의 꽤 균일한 조명을 제공하기 위해 인접한 가로등으로부터의 광과 혼합한다.
아래에 설명되는 예는 관찰자에 의해 직접 보여질 때 높은 휘도의 픽셀화된 광 패턴을 나타내지 않는다. 오히려, 광은 픽셀화된 광 패턴보다 훨씬 더 쾌적한 실질적으로 균일한 확산된 광을 생성하기 위해 루미너리의 발광 부분의 전체 하부 표면 위에 분산된다.
도 2는 루미너리(10)가 축들의 교점에 있는, 방출된 광도(칸델라)가 최대인 수직 각도를 교차하는 수평 콘 내에, 도 1의 램프의 테스트로부터 획득된, (칸델라로 측정된) 바람직한 광 세기 분포(16)의 예를 도시한다. 많은 다른 유사한 분포들이 달성가능하고 최적한 분포는 조명될 거리의 특정한 특성들에 의존할 수 있다. 예를 들어, 더 좁은 거리들에 대해, 거리에 수직으로 지향된 거리-측 세기 분포는 오목할 수 있다. 도시한 예에서, 거리를 따라(거리에 일반적으로 평행하게) 지향된 피크 광 세기는 거리에 직접 수직으로 지향된 피크 광 세기보다 약 2-3배 높고, 하우스 측을 향해 지향된 피크 광 세기는 거리에 수직으로 직접 지향된 광 세기의 1/3보다 적다. 이러한 하우스 측 광은 루미너리가 거리 안으로 잘 매달려 있다면, 거리를 따르는 또는 연석 영역을 위한 좁은 길들을 조명하기 위해 사용될 수 있다.
도 3은 루미너리(10)가 축들의 교점에 있는, 방출된 광도(칸델라)가 최대인 수평 각도를 교차하는 수직 평면 내의, 도 1의 램프의 테스트로부터 획득된, (칸델라로 측정된) 바람직한 광 세기 분포(18)의 예를 도시한다. 도시한 예에서, 가장 높은 피크 광 세기가 약간 하향 각도로 거리를 따라 지향되고 훨씬 더 낮은 피크 광 세기가 하우스 측을 향해 지향된다. 거리 측 피크 광 세기는 하우스 측을 향해 지향된 피크 세기의 3배보다 크다.
광 세기들은 거리에 수직인 중심 선에 대한 실질적으로 미러 영상들이다.
많은 다른 비대칭 광 세기 분포들이 아래에 설명되는 구조들을 사용하여 달성될 수 있다.
도 4는 상부 커버가 제거된 도 1의 루미너리(10)의 부분의 상면도이다. 하부 개구를 갖는 원형의 금속 프레임(20)이 그것의 내부 둘레 주위에 백색 광 LED들의 선형 어레이를 포함하는 가요성 회로 테이프를 장착하였다. 백색 광 LED들은 백색 광을 생성하기 위해 YAG 인광체(황색 광을 발생함)를 갖는 고 전력, GaN-기반, 청색 방출 LED들일 수 있다. 다른 인광체들이 원하는 색 온도 또는 연색 지수(color rendition index)(CRI)를 획득하기 위해 부가될 수 있다.
한 실시예에서, 프레임(20)은 직경이 약 15인치이고, 약 168개의 LED가 있다. LED들은 12개의 세그먼트와 같은, 세그먼트들(22)로 분할되고, 여기서 단일 세그먼트(22) 내의 LED들은 직렬로 접속되고, 세그먼트들(22)은 병렬로 접속된다. LED가 3.5볼트의 순방향 전압을 가지면, 루미너리(10)의 동작 전압은 약 42볼트이다.
도 5의 원형 광 가이드(24)는 거리를 향해 아래로 향하는 프린트된 도트들(26)이 있는 프레임(10) 내에 놓인다. 광 가이드(24)는 약 4-5㎜ 두께의 PMMA와 같은, 투명한 폴리머일 수 있다. 프린트된 도트들(26)은 도 8과 관련하여 나중에 보다 완전히 설명될 것이다.
반사기 시트(28)(도 4)는 모든 광을 아래로 반사시키기 위해 광 가이드(24) 및 LED들 위에 배치된다(반사기 시트(28)는 LED들을 불명하게 하지 않기 위해 더 작게 도시된다). 한 실시예에서, 반사기 시트(28)는 반사성이거나, 광 세기 분포의 비대칭을 보다 잘 제어하기 위해 광선들의 지향성을 실질적으로 유지하지 위해, 약간 확산성의 미러 시트일 수 있다. 또 하나의 실시예에서, 반사기 시트(28)는 광의 확산을 크게 증가시키기 위해 백색 표면을 가질 수 있다. 반사기 시트(28)는 광 가이드(24)와 분리될 수 있거나 광 가이드 표면 바로 위에 있을 수 있다.
금속 커버(도시되지 않음)가 루미너리(10) 위에 부착된다.
한 실시예에서, 광 세기 분포의 비대칭에 대한 더 많은 제어를 제공하기 위해, LED 세그먼트들(22)이 상이한 양들의 광을 방출하도록 설계된다. 도 6a는 높은 휘도가 거리를 따라 그리고 하우스 측으로부터 멀리 지향되도록, 도 4에 도시한 위치들에서와 같이, 루미너리(10)의 후방 부분(하우스 측)을 따라 배치되기 위해 높은 휘도를 방출하도록 설계된 LED 세그먼트(30)를 도시한다. 5개의 LED(32)가 가요성 회로(36) 상에 도체(34)에 의해 직렬로 접속되는 것으로 도시된다. 실제 실시예에서, 세그먼트(22) 내에 약 14개의 LED가 있을 수 있다. LED들(32)은 일반적으로 램버시안 방출을 갖는다.
도 6b는 감소된 휘도를 출력하는 루미너리(10)에서 또한 사용될 수 있는 또 하나의 LED 세그먼트(38)를 도시한다. 이 예에서, 단지 2개의 LED(32)가 세그먼트(38) 내에 있다. 세그먼트(38)는 하우스 측의 방향에 낮은 휘도를 제공하기 위해 도 4에 도시한 위치들에 배치될 수 있다.
광 가이드(24) 주위의 다른 위치들 내의 LED 세그먼트들(22)은 광 세기 분포를 더욱 맞춤화하기 위해 상이한 광 출력들을 갖도록 설계될 수 있다. 대안적으로, 상이한 전류들이 세그먼트들(22)로부터의 광 출력을 맞춤화하기 위해 동일한 LED 세그먼트들(22)에 인가될 수 있다.
한 실시예에서, 광 가이드 주위의 각각의 세그먼트(22)는 동일하고 동일한 전류를 수신하고, 램프의 광 세기 분포는 아래에 설명되는 것들과 같은 다른 기술들을 사용하여 맞춤화될 수 있다.
도 7은 도트들(26)을 갖는 표면에 대향하는 광 가이드(24)의 표면 내로 몰드 또는 가공된 평행한 홈들(40)을 도시한 도 5의 광 가이드(24)를 도시한다. 홈들(40)은 톱니형으로 되어 있다. 각각의 홈(40)의 폭은 0.5-4㎜일 수 있다. 홈들(40)은 충돌 광을 거리 측을 향해 아래로 재지향시키고 광 가이드(24)의 에지들로부터 내부적으로 되반사되는 광의 양을 감소시킨다.
도 8은 홈들(40)과 프린트된 도트들(26)의 한 실시예를 도시한 루미너리(10)의 단면도이다. 가요성 회로(36) 상에 장착된 LED들(32)은 광 가이드(24) 내로 백색 광을 방출하는 것으로 도시된다. 광은 일반적으로 광이 각이 진 홈(24)에 의해 아래로 반사되고 또는 반투명 도트(26)에 충돌할 때까지 TIR에 의해 광 가이드(24)의 매끄러운 내부 표면들로부터 반사한다. 도트들(26)은 에폭시-기반이고, 예를 들어, 충돌 광선(42)의 방향 주위에 집중된 약 12도의 HWHM으로 광을 분산시킴으로써, 광을 단지 약간만 확산시키는 확산 입자들(예를 들어, TiO2, 하이 인덱스 마이크로-비드들(high index micro-beads) 등)을 포함할 수 있다. 이것은 충돌 광의 일부 지향성을 유지하지만 관찰자에게 루미너리가 균일하게 백색을 나타내도록 광을 충분히 확산시킨다. 도트(26)로부터의 확산된 광의 일부는 또한 광 가이드(24) 내로 되반사되어 궁극적으로 빠져나간다.
홈들(40)은 거리에 평행한 길이를 갖고, 홈들(40)의 경사진 표면들은 (좌측 상의) 하우스 측 LED들로부터의 입사 광의 대부분을 수신하기 위해 아래로 각이 져 있다. 홈들(40)이 루미너리의 하우스 측으로부터 나오는 광선이 홈(40)에 의해 아래로 반사되는 기회들을 점차적으로 증가시키기 위해 증가하는 각도들로 광 가이드(24) 내로 어떻게 점점 더 깊어지는지를 주목한다. 이것은 하우스 측을 향해 방출되는 광의 양을 감소시키기 위해 하우스 측을 향해 광 가이드(24)의 우측 에지로부터 다시 반사할 광의 양을 크게 감소시킨다. 또한, 홈들(40)의 변화하는 깊이들/각도들은 하우스 측 LED들로부터의 광이 광 가이드(24)의 광 출사 면을 향해 더 균일하게 지향되게 하는데, 왜냐하면 광 가이드(24) 내의 하우스 측 LED들로부터의 광의 양이 변화하는 깊이/각도 홈들(40)에 의해 점점 더 차단되면서 광 가이드(24)의 길이를 따라 방출됨으로써 점차적으로 감소되기 때문이다. 따라서, 도 2 및 3에 도시한 비대칭 광 세기 분포를 여전히 유지하면서, 광 가이드(24)의 광 출사 면에 광의 양호한 균일성이 있다.
반대로, 각이 진 홈들(40)의 일반적으로 수직인 표면들은 거리 측 LED 광의 더 많은 것이 거리 측으로부터의 광 방출을 증가시키기 위해 거리 측을 향해 되반사되게 한다. 거리 측 LED들은 광 가이드(24)의 전면 180도 주위에 배치되기 때문에, 거리 측 LED들로부터의 광은 하우스 측으로부터 멀리 반사되고 거리를 향해 방출될 것이다. 또 하나의 실시예에서, 홈들(40)은 모두 동일한 각도를 갖고 점점 더 깊어질 것이고, 홈들(40)의 폭들은 거리 측을 향해 점차적으로 증가한다.
광 가이드(24)의 상부로부터 빠져나온 어떤 광은 반사기 시트(28)에 의해 광 가이드(24) 내로 되반사된다. 앞서 언급된 바와 같이, 반사기 시트(28)는 반사성(최대 지향성용), 확산 반사성, 또는 백색(최소 지향성용)일 수 있다.
한 실시예에서, 광 가이드(24)로 들어간 광의 약 50퍼센트는 도트(26)에 의해 확산되지 않고 나가고, 나머지 50%는 도트(26)에 의해 확산되는데, 왜냐하면 도트들(26)은 광 가이드(24)의 하부 표면의 약 반을 덮기 때문이다. 도트들(26)은 둥근 직사각형, 둥근 삼각형, 평탄한 상부 원들, 평판한 측면의 프리즘들, 또는 확산된 가우시안 방출을 생성하는 다른 적합한 형상들과 같은 반구형 이외일 수 있다.
홈들(40)의 깊이들 및 그들의 각도들을 제어함으로써, 도 2 및 3의 광 세기 분포들이 획득될 수 있다. 분포들에 대한 추가적인 제어는 다양한 LED 세그먼트들(22)(도 4)의 상대적 광 출력 전력을 제어함으로써 획득될 수 있다.
도 9는 광 가이드(44) 내의 홈들(43)은 동일하고 그들의 간격이 변화되는 도 8의 루미너리를 도시한다. 홈들(43)은 홈들(43)이 보다 많은 광을 아래로 반사시키기 위해 거리 측에 접근함에 따라 함께 가까워진다. 하우스 측 LED들로부터의 광은 광 가이드(44)를 따라 점차적으로 감소되기 때문에, 홈들(43)의 증가된 밀도는 광 가이드(44)의 광 출사 표면을 따르는 광이 직접 보여질 때 더 균일하게 되게 한다.
또 하나의 실시예에서, 홈들(43)은 도 2 및 3의 비대칭 광 세기 분포를 여전히 달성하면서 고르게 이격되는데, 왜냐하면 하우스 측 LED들로부터의 광은 일반적으로 홈들(43)의 각이 진 표면들에 의해 아래로 지향되는 반면, 거리 측 LED들로부터의 광은 일반적으로 거리 측 LED들에 향하는 홈들(43)의 수직 표면들에 의해 뒤로 (및 궁극적으로 아래로) 반사되기 때문이다.
도 10은 도 8의 루미너리를 도시하지만, 여기서는, 광 가이드(46) 내의 홈들(45)은 동일하고, 확산 가우시안 도트들(26)이 홈들(45) 사이에 프린트된다. 도트들(26)은 입사 광선들을 확산/지향성 방식으로 위와 아래로 재지향시킨다. 위로 재지향된 광은 반사기 시트(28)에 의해 아래로 되반사된다. 광 가이드(46)의 광 출사 면은 적층된 시트를 갖는 것과 같이, 확산 층(47)을 가질 수 있거나 광 가이드(46)를 가공 또는 몰드함으로써 형성될 수 있다. 확산의 양은 도 2 및 3의 비대칭 광 세기 분포를 달성하기 위해서 제한되어야 한다.
다른 확산 요소들이 표면을 거칠게 하거나 표면 내로 프리즘들을 몰드하는 것과 같이, 홈이 진 표면 상에 형성될 수 있다.
원형 루미너리들이 직사각형 루미너리들보다 일부 장점들을 갖지만, 양호한 비대칭 광 세기 분포들이 직사각형 루미너리들을 사용하여 여전히 달성될 수 있다. 도 11은 반사 시트(52)로 덮여진 각이 진 상부 표면(웨지 형상)을 갖는 직사각형 광 가이드(50)의 단면도이다. 도 12는 도 11의 루미너리의 상면도이다. 각이 진 상부 표면은 하우스 측 LED들(좌측)에 의해 방출된 광의 대부분이 하우스 측으로부터 멀리 광 가이드(50)에서 나가게 한다. 광은 광 가이드(50)에서 직접 나가거나 도트(26)에 의해 약간 확산될 수 있다. 거리 측 LED들에 의해 방출된 광의 많은 것은 광 가이드(50)의 대향하는 평탄한 벽으로부터 반사되고 각이 진 상부 표면 및 도트들(26)에 의해 밖으로 재지향된다.
도 13은 그것의 전방 측들이 거리에 대해 45도 각도에 있도록, 거리에 대해 각이 진 평탄한(비웨지형) 광 가이드(56)의 상면도이다. LED들(58 및 60)의 스트립들은 하우스 측 상의 광 가이드(56)의 인접한 측들을 따라 배치된다. LED들로부터의 광은 거리의 방향에서 지향된다. 광을 거리 내의 아래로 및 옆으로 재지향시키기 위해, 도 14에 도시한 프리즘들(62)의 어레이가 광선들(63)을 거리를 향해 재지향시키기 위해 광 가이드(56)의 후면 내로 몰드된다. LED(58/60)의 스트립들의 위치는 거리를 향해 그리고 하우스 측으로부터 멀리 지향성을 주로 제어한다. 일부 광은 광 가이드(56)의 대향 에지들로부터 되반사되고 작은 하우스 측 방출을 생성한다. 프리즘 벽들의 각도들은 도 2 및 3의 비대칭 광 세기 분포, 또는 다른 원하는 분포들을 생성하도록 제어될 수 있다. 가우시안 도트들은 광 가이드(56)의 발광 표면 상에 프린트될 수 있다.
도 15는 LED 세그먼트들(64)이 전류 제어 회로(66)를 사용하여 세그먼트들(64)에 대한 상이한 전류들을 선택함으로써 제어되는 그들의 휘도를 갖는 도 4의 일반적인 루미너리를 도시한다. 회로(66)는 수동 회로(예를 들어, 저항기들 또는 금속 상호접속 패턴) 또는 루미너리의 원하는 광 세기 분포를 달성하도록 전자적으로 제어될 수 있는 디바이스일 수 있다.
공기 갭에 의해 분리되거나 보다 직접적으로 광학적으로 결합되는, 광 가이드의 에지 주위에 LED들을 장착하는 것 대신에, 가요성 회로 상의 LED들이 도 16 및 17에 도시한 것과 같이, 광 가이드의 둘레 주위에 형성된 홀들 내부에 배치될 수 있다. 도 16은 광 가이드(72)의 둘레 주위에 형성된 관통 홀들(70)을 도시한다. 한 실시예에서, LED들(74)(도 17)이 도 4에 도시한 것들과 유사한 세그먼트들 내에 배열될 수 있다. LED들(74)을 지지하는 가요성 회로(76)는 링 내에 형성된다. 반사 링(78)은 홀들(70)의 상부 위에 배치되고 광 가이드(72)를 또한 덮을 수 있다. 광 가이드(72)는 도 2 및 3의 비대칭 광 세기 분포를 생성하기 위해 앞서 설명된 홈들(도 8-10) 및 가우시안 도트들(26)을 포함할 수 있다.
도 17의 홀들(70) 내의 LED들(74)는 측면 방출일 수 있고, 여기서 반사 층이 인광체 위의 LED 다이들의 상부 표면 바로 위에 형성된다.
타원형 루미너리들이 또한 상상된다.
많은 다른 루미너리 설계들이 또 하나의 원호보다 다른 원호 주위에서 훨씬 더 많은 광이 방출되는 분포를 갖는 광을 발생하기 위해 여기에 설명된 기술들을 사용하여 고려된다. 예를 들어, 루미너리들이 좁은 인도를 조명하기 위해 사용되고 지상으로부터 단지 약 1피트에 배치되면, 그들은 비교적 작을 수 있고(예를 들어, 직경이 4인치), 그들은 매우 넓고 좁은 사이드 로브들, 좁은 인도에 대해 훨씬 더 짧은 프론트 로브를 갖고, 본질적으로 하우스 측 방출이 없는 광 세기 분포를 가질 수 있다. 벽들을 보다 균일하게 강조하도록 방을 조명하기 위해 유사한 루미너리들이 사용될 수 있고, 여기서 광이 벽을 따라 보다 고르게 분산된다.
본 발명의 특정한 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 기술 분야의 통상의 기술자들에게는 본 발명에서 벗어나지 않고서 그것의 더 넓은 양태들에서 변화들 및 수정들이 이루어질 수 있고, 그러므로, 첨부된 청구범위는 본 발명의 진정한 취지 및 범위 내에 드는 모든 그러한 변화들 및 수정들 내에 포함시키고자 한다는 것이 명백할 것이다.

Claims (12)

  1. 비대칭 광 세기 분포를 발생하는 조명 디바이스(illuminating device)(10)로서,
    둘레(perimeter)를 갖는 평탄한 원형 광 가이드(24, 44, 46, 72);
    상기 광 가이드 내로 광을 주입하도록 상기 광 가이드 둘레의 적어도 일부에 근접하게 장착된 복수의 발광 다이오드들(LED들)(32);
    상기 광 가이드의 표면 상의 가우시안 확산기(Gaussian diffuser)(26) - 상기 확산기는 충돌 광선(impinging light ray)을 확산시키면서 상기 충돌 광선의 지향성(directionality)을 유지하는 가우시안 방출(Gaussian emission)을 발생함 - ; 및
    상기 원형 광 가이드의 폭을 따라 연장하는 평행한 선형 홈들(linear grooves)(40, 43, 45)
    을 포함하고,
    각각의 홈은 상기 광 가이드의 광 출사 면을 향해 광을 지향시키기 위해, 각이 진 표면을 갖고, 각각의 홈은 상기 광 가이드의 발광 표면에 실질적으로 수직인 표면을 갖고,
    상기 홈들은 상기 광 가이드의 전방 방출(front emission) 및 후방 방출(back emission)에 실질적으로 수직이고,
    상기 광 가이드의 상기 둘레를 따르는 제1 원호(arc) 내에 장착된 제1 LED들은 상기 광 가이드의 전방 방출 및 측면 방출들(side emissions)에 주로 기여하기 위해 상기 발광 표면을 향해 상기 홈들의 상기 각이 진 표면들에 의해 지향되는 제1 입사 광선들을 발생하고,
    상기 광 가이드의 상기 둘레를 따르는 제2 원호 내에 장착된 제2 LED들은 상기 광 가이드의 전방 방출 및 측면 방출들에 또한 주로 기여하기 위해 상기 발광 표면에 실질적으로 수직인 상기 홈들의 상기 표면들에 의해 상기 제2 LED들을 향해 되반사(reflect back)되는 제2 입사 광을 발생하고,
    상기 복수의 LED들, 상기 확산기, 및 상기 평행한 선형 홈들은 전방 방출, 후방 방출, 및 측면 방출들을 포함하는 비대칭 광 세기 분포를 발생하도록 구성되고, 상기 측면 방출들은 상기 전방 방출의 것의 적어도 2배인 피크 세기를 갖고, 상기 후방 방출의 피크 세기는 상기 전방 방출의 것보다 적은, 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 홈들(40)의 상기 각이 진 표면들은 상기 홈들이 상기 제1 LED들로부터 멀리 연장함에 따라 상기 광 가이드(24) 내로 점차적으로 더 깊어지는, 디바이스.
  3. 제1항에 있어서, 상기 홈들(40, 43, 45)은 0.5-4㎜의 폭을 갖는, 디바이스.
  4. 제1항에 있어서, 상기 홈들(43)은 상기 홈들이 상기 제1 LED들로부터 멀리 연장함에 따라 작아지는 변화하는 간격을 갖는, 디바이스.
  5. 제1항에 있어서, 상기 가우시안 확산기는 상기 광 가이드(24, 44, 72)의 발광 표면 상에 형성된 반투명 도트들(translucent dots)(26)을 포함하고, 상기 도트들은 충돌 광선을 확산시키면서 상기 충돌 광선의 지향성을 유지하는 가우시안 방출을 발생하는, 디바이스.
  6. 제1항에 있어서, 상기 가우시안 확산기는 상기 광 가이드의 발광 표면에 대향하는 상기 광 가이드(46)의 후면 상에 형성된 반투명 도트들(26)을 포함하고, 상기 도트들은 충돌 광선을 확산시키면서 상기 충돌 광선의 지향성을 유지하는 가우시안 방출을 발생하는, 디바이스.
  7. 제1항에 있어서, 상기 가우시안 확산기는 상기 광 가이드(46) 상에 반투명 표면(47)을 포함하고, 상기 확산기는 충돌 광선을 확산시키면서 상기 충돌 광선의 지향성을 유지하는 가우시안 방출을 발생하는, 디바이스.
  8. 제1항에 있어서, 상기 가우시안 확산기는 상기 광 가이드(24, 44, 46, 72)의 제1 표면 상에 형성된 반투명 도트들(26)을 포함하고, 상기 반투명 도트들은 광 산란 입자들을 포함하는, 디바이스.
  9. 제8항에 있어서, 상기 도트들(26)은 상기 광 가이드(24, 44, 46, 72)의 상기 발광 표면의 2/3 미만을 포함하는, 디바이스.
  10. 제1항에 있어서, 상기 LED들(32)은 세그먼트들(22, 30, 38)로 분할되고, 상기 세그먼트들은 상기 광 가이드(24, 44, 46, 72)의 상기 둘레를 따르는 상기 세그먼트들의 위치에 따라 다양한 광 세기들을 출력하는, 디바이스.
  11. 제1항에 있어서, 상기 LED들(32)은 상기 광 가이드(24, 44, 46)의 상기 둘레 외부에 배열되는, 디바이스.
  12. 제1항에 있어서, 상기 LED들(32)은 상기 광 가이드(72)의 상기 둘레 주위의 홀들(holes)(70) 내에 배열되는, 디바이스.
KR1020187027743A 2016-02-22 2017-02-21 루미너리로부터의 비대칭 광 세기 분포 KR102405126B1 (ko)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662298355P 2016-02-22 2016-02-22
US62/298,355 2016-02-22
US201662328402P 2016-04-27 2016-04-27
US62/328,402 2016-04-27
EP16173295 2016-06-07
EP16173295.3 2016-06-07
PCT/US2017/018700 WO2017147066A1 (en) 2016-02-22 2017-02-21 Asymmetrical light intensity distribution from luminaire

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180117149A true KR20180117149A (ko) 2018-10-26
KR102405126B1 KR102405126B1 (ko) 2022-06-07

Family

ID=56413461

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187027743A KR102405126B1 (ko) 2016-02-22 2017-02-21 루미너리로부터의 비대칭 광 세기 분포

Country Status (4)

Country Link
US (2) US10416370B2 (ko)
EP (1) EP3420266B1 (ko)
KR (1) KR102405126B1 (ko)
WO (1) WO2017147066A1 (ko)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10416370B2 (en) 2016-02-22 2019-09-17 Lumileds Llc Asymmetrical light intensity distribution from luminaire
WO2018029042A1 (en) * 2016-08-10 2018-02-15 Philips Lighting Holding B.V. Indirect luminaire
US11105972B2 (en) * 2016-08-12 2021-08-31 Sharp Kabushiki Kaisha Light-emitting device, lighting device, and display device
KR20210059039A (ko) * 2016-09-12 2021-05-24 루미레즈 엘엘씨 비대칭 배광 패턴을 갖는 조명 기구
KR102463204B1 (ko) * 2017-12-18 2022-11-03 현대자동차 주식회사 광 가이드
WO2019222465A1 (en) * 2018-05-17 2019-11-21 Amerlux Llc Linear optic and led lighting fixture
US10739513B2 (en) 2018-08-31 2020-08-11 RAB Lighting Inc. Apparatuses and methods for efficiently directing light toward and away from a mounting surface
US10801679B2 (en) 2018-10-08 2020-10-13 RAB Lighting Inc. Apparatuses and methods for assembling luminaires
US11007931B2 (en) 2018-12-26 2021-05-18 Lumileds Llc Vehicle interior lighting and illumination
CN110030505B (zh) * 2019-03-22 2021-03-23 厦门立达信照明有限公司 一种导光透镜及灯罩亮度均匀的面罩灯
IT201900016877A1 (it) 2019-09-20 2021-03-20 Artemide Spa Lampada di illuminazione a led
US11754255B2 (en) 2019-12-20 2023-09-12 Lumileds Llc Curved light-guide optics for LED street lighting
CN212961077U (zh) * 2020-05-14 2021-04-13 昕诺飞控股有限公司 光学透光板及具有其的led照明灯具
US11846798B2 (en) * 2022-04-01 2023-12-19 Valve Corporation Head-mounted display devices with non-rectangular backlight
WO2024002838A1 (en) * 2022-06-29 2024-01-04 Signify Holding B.V. Light guide plate design for asymmetric lighting

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040017341A (ko) * 2001-07-19 2004-02-26 솔리드 스테이트 옵토 리미티드 광 재지향 막 및 광 재지향 막 시스템
JP2007220347A (ja) * 2006-02-14 2007-08-30 Citizen Electronics Co Ltd 可変プリズム導光板
US20100118218A1 (en) * 2008-11-07 2010-05-13 Dimension Technologies, Inc. Backlighting system for a 2d/3d autostereoscopic multiview display
JP2010210672A (ja) * 2009-03-06 2010-09-24 Ricoh Co Ltd 原稿照明装置および画像読取装置
WO2012050121A1 (ja) * 2010-10-15 2012-04-19 シャープ株式会社 バックライトユニット
US20130308336A1 (en) * 2006-10-16 2013-11-21 Koninklijke Philips N.V. Flat and thin led-based luminaire
WO2013190919A1 (ja) * 2012-06-18 2013-12-27 コニカミノルタ株式会社 照明装置
KR20160138984A (ko) * 2014-04-01 2016-12-06 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 다중 광원을 갖는 비대칭적 터닝 필름

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7364341B2 (en) * 1999-02-23 2008-04-29 Solid State Opto Limited Light redirecting films including non-interlockable optical elements
JP3944816B2 (ja) * 2001-01-31 2007-07-18 ミネベア株式会社 面状照明装置
JP2002298628A (ja) * 2001-03-30 2002-10-11 Minebea Co Ltd 面状照明装置
KR20030043112A (ko) 2001-11-27 2003-06-02 주식회사 파인옵틱스 백라이트용 도광판 제작을 위한 직접 표면 성형 금형 장치
EP1574780B1 (en) * 2002-12-18 2008-05-21 Sharp Kabushiki Kaisha Light guide plate, illuminating device using same, area light source and display
JP2005044744A (ja) * 2003-07-25 2005-02-17 Clariant Internatl Ltd 面光源装置
US8033706B1 (en) 2004-09-09 2011-10-11 Fusion Optix, Inc. Lightguide comprising a low refractive index region
US7674018B2 (en) 2006-02-27 2010-03-09 Illumination Management Solutions Inc. LED device for wide beam generation
TW200835887A (en) 2006-10-16 2008-09-01 Koninkl Philips Electronics Nv Luminaire with LEDs
US20090067178A1 (en) 2007-09-11 2009-03-12 Kismart Corporation Method of forming light-scattering dots inside the diffusion plate and light guide plate by laser engraving
KR20110021898A (ko) * 2008-06-23 2011-03-04 소니 주식회사 면 광원 장치 및 표시 장치
JP2010114028A (ja) 2008-11-10 2010-05-20 Panasonic Electric Works Co Ltd 誘導灯装置および誘導灯器具
US8783898B2 (en) 2009-05-01 2014-07-22 Abl Ip Holding Llc Light emitting devices and applications thereof
EP2452218A1 (en) 2009-07-09 2012-05-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Free form lighting module
DE102010019051A1 (de) * 2010-05-03 2011-11-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Flächenlichtleiter und Beleuchtungseinrichtung
TWI428533B (zh) 2011-03-14 2014-03-01 Young Lighting Technology Corp 發光二極體燈具
WO2013024812A1 (ja) * 2011-08-12 2013-02-21 株式会社フジクラ 発光装置
KR101911439B1 (ko) 2012-01-30 2019-01-07 삼성전자주식회사 초점길이 가변형 마이크로 렌즈와 이를 포함하는 마이크로 렌즈 어레이 및 이를 포함하는 3ｄ 디스플레이와 그 동작 방법
US9322976B2 (en) 2012-02-17 2016-04-26 Sharp Kabushiki Kaisha Lighting device, display device and television device
US9229151B2 (en) * 2012-05-10 2016-01-05 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Light guide
DE102012109145A1 (de) * 2012-09-27 2014-03-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Ringlichtmodul
WO2014076914A1 (ja) * 2012-11-14 2014-05-22 パナソニック株式会社 光源装置
US9568662B2 (en) 2013-03-15 2017-02-14 Cree, Inc. Optical waveguide body
US20150177439A1 (en) 2013-03-15 2015-06-25 Cree, Inc. Optical Waveguide Bodies and Luminaires Utilizing Same
DE102013211311A1 (de) 2013-06-17 2014-12-18 Zett Optics Gmbh Flächenlichtquelle
JPWO2014208291A1 (ja) 2013-06-27 2017-02-23 コニカミノルタ株式会社 照明装置
US9791612B1 (en) * 2014-04-04 2017-10-17 Cooper Technologies Company Lighting apparatus
US9703031B2 (en) * 2014-04-28 2017-07-11 Rambus Delaware Llc Light guide and lighting assembly with array of rotated micro-optical elements
CN103995312A (zh) 2014-05-19 2014-08-20 京东方科技集团股份有限公司 一种导光板、双视背光模组和双视显示装置
WO2016133008A1 (ja) * 2015-02-19 2016-08-25 シャープ株式会社 照明装置及び表示装置
KR102473305B1 (ko) * 2015-12-30 2022-12-01 엘지디스플레이 주식회사 백라이트 유닛과 이를 포함하는 모바일 전자 기기
US10416370B2 (en) 2016-02-22 2019-09-17 Lumileds Llc Asymmetrical light intensity distribution from luminaire
CN112524500B (zh) 2016-02-22 2023-07-28 亮锐控股有限公司 来自照明设备的不对称光强分布
JP7117544B2 (ja) * 2016-06-15 2022-08-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 多色表示装置、多色表示装置の階調値の設定方法、および多色表示装置の製造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040017341A (ko) * 2001-07-19 2004-02-26 솔리드 스테이트 옵토 리미티드 광 재지향 막 및 광 재지향 막 시스템
JP2007220347A (ja) * 2006-02-14 2007-08-30 Citizen Electronics Co Ltd 可変プリズム導光板
US20130308336A1 (en) * 2006-10-16 2013-11-21 Koninklijke Philips N.V. Flat and thin led-based luminaire
US20100118218A1 (en) * 2008-11-07 2010-05-13 Dimension Technologies, Inc. Backlighting system for a 2d/3d autostereoscopic multiview display
JP2010210672A (ja) * 2009-03-06 2010-09-24 Ricoh Co Ltd 原稿照明装置および画像読取装置
WO2012050121A1 (ja) * 2010-10-15 2012-04-19 シャープ株式会社 バックライトユニット
WO2013190919A1 (ja) * 2012-06-18 2013-12-27 コニカミノルタ株式会社 照明装置
KR20160138984A (ko) * 2014-04-01 2016-12-06 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 다중 광원을 갖는 비대칭적 터닝 필름

Also Published As

Publication number Publication date
US10890709B2 (en) 2021-01-12
EP3420266A1 (en) 2019-01-02
KR102405126B1 (ko) 2022-06-07
WO2017147066A1 (en) 2017-08-31
US20170242182A1 (en) 2017-08-24
EP3420266A4 (en) 2019-01-02
US10416370B2 (en) 2019-09-17
EP3420266B1 (en) 2020-02-05
US20190361166A1 (en) 2019-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10890709B2 (en) Asymmetrical light intensity distribution from luminaire
US10352549B2 (en) LED luminaire tertiary optic system
US10215911B2 (en) Lighting assembly
CN110325787B (zh) 具有光导的灯具
US10345509B2 (en) Luminaire having an asymmetrical light distribution pattern
US9140420B2 (en) Edge-lit light panel having a downlight within a lined indentation in the panel
US20120020082A1 (en) Light emitting device and bulb-type led lamp
JP7042962B2 (ja) 照明器具からの非対称光強度分布
US11940144B2 (en) Curved light-guide optics for LED lighting
US20200386936A1 (en) Luminaire having an asymmetrical light distribution pattern
JP2005251720A (ja) 足元灯
CN111947069B (zh) 利用波导的发光体
CN113825945A (zh) 减少眩光的照明
WO2019219520A1 (en) Light panel and lighting kit

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant