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KR20230021080A - 굽힘가능한 조명 디바이스 - Google Patents

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KR20230021080A
KR20230021080A KR1020237000227A KR20237000227A KR20230021080A KR 20230021080 A KR20230021080 A KR 20230021080A KR 1020237000227 A KR1020237000227 A KR 1020237000227A KR 20237000227 A KR20237000227 A KR 20237000227A KR 20230021080 A KR20230021080 A KR 20230021080A
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KR
South Korea
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light emitting
light
flexfoil
emitting elements
lighting device
Prior art date
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Pending
Application number
KR1020237000227A
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English (en)
Inventor
크리스티안 클라이넨
플로리스 마리아 헤르만즈 크롬프보에츠
대니 드 크라이
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
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Abstract

조명 디바이스들, 조명 디바이스를 제조하는 방법들, 조명 디바이스를 포함하는 자동차 조명 시스템들이 설명된다. 조명 디바이스는 세장형 리세스를 갖는 적어도 하나의 광 가이드를 포함한다. 다수의 발광 요소들이 광 가이드의 리세스 내에 매립되고, 3개의 상이한 연결들로 굽힘가능한 플렉스포일 상에 배열되고, 필라멘트를 모방하기 위해 서로 연결된다. 적어도 하나의 캡슐화 물질은 적어도 하나의 광 가이드를 적어도 부분적으로 캡슐화한다. 적어도 하나의 캡슐화 물질은 적어도 하나의 개구부, 및 다수의 발광 요소들이, 개구부를 빠져나가는 광을 방출하도록, 적어도 하나의 광 가이드를 캡슐화 물질에 대해 정렬시키기 위한 적어도 하나의 기준 요소를 포함한다. 적어도 하나의 캡슐화 물질은 조명 디바이스가 3개의 상이한 방향들로 굽힘가능하도록 가요성이다.

Description

굽힘가능한 조명 디바이스
본 출원은 2020년 6월 3일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 63/034,188, 및 2020년 7월 29일자로 출원된 유럽 특허 출원 번호 20188390.7의 이익을 주장하며, 이로써 상기 출원들의 내용들은 본원에 참조로 포함된다.
발광 요소들, 예컨대, LED들은 발광 요소들의 전기적 연결을 위해 또한 사용되는 기판 상에 배열될 수 있다. 예를 들어, 발광 요소들에 전기 에너지를 제공하기 위해 전도성 트랙들을 포함하는 인쇄 회로 보드(PCB) 상에 발광 요소들이 배열될 수 있다. 그러나, PCB들과 같은 기판들은 조명 디바이스의 형상을, 예컨대, 간단한 보드의 경우에 본질적으로 평평한 형상으로 제한할 수 있다.
조명 디바이스들, 조명 디바이스를 제조하는 방법들, 조명 디바이스를 포함하는 자동차 조명 시스템들이 설명된다. 조명 디바이스는 세장형 리세스를 갖는 적어도 하나의 광 가이드를 포함한다. 다수의 발광 요소들이 광 가이드의 리세스 내에 매립되고, 3개의 상이한 연결들로 굽힘가능한 플렉스포일 상에 배열되고, 필라멘트를 모방하기 위해 서로 연결된다. 적어도 하나의 캡슐화 물질은 적어도 하나의 광 가이드를 적어도 부분적으로 캡슐화한다. 적어도 하나의 캡슐화 물질은 적어도 하나의 개구부, 및 다수의 발광 요소들이, 개구부를 빠져나가는 광을 방출하도록, 적어도 하나의 광 가이드를 캡슐화 물질에 대해 정렬시키기 위한 적어도 하나의 기준 요소를 포함한다. 적어도 하나의 캡슐화 물질은 조명 디바이스가 3개의 상이한 방향들로 굽힘가능하도록 가요성이다.
첨부 도면들과 함께 예로서 주어지는 다음의 설명으로부터 더 세밀한 이해를 얻을 수 있고, 도면들에서:
도 1은 예시적인 조명 디바이스의 개략적인 사시도이고;
도 2a 및 2b는 각각, 평면도(도 2a) 및 측면도(도 2b)의, 플렉스포일 필라멘트 및 반구형 방출을 갖는 플렉스포일의 개략도들이고;
도 3a는 조명 디바이스의 실시예의 분해도이고;
도 3b는 도 3a의 조명 디바이스의 단면도이고;
도 4는 조명 디바이스의 다른 실시예의 개략적인 사시도이고;
도 5는 3개의 상이한 방향들로 굽혀진 조명 디바이스의 사시도이고;
도 6은 조명 디바이스를 제조하는 예시적인 방법의 흐름도이고;
도 7은 본원에 설명된 실시예들 및 예들 중 하나 이상을 포함할 수 있는 예시적인 차량 헤드램프 시스템의 도면이고;
도 8은 다른 예시적인 차량 헤드램프 시스템의 도면이다.
상이한 광 조명 시스템들 및/또는 발광 다이오드("LED") 구현들의 예들이 첨부 도면들을 참조하여 이하에서 더 완전히 설명될 것이다. 이러한 예들은 상호 배타적이지 않고, 일 예에서 발견된 특징들은 추가적인 구현들을 달성하기 위해 하나 이상의 다른 예에서 발견된 특징들과 조합될 수 있다. 이에 따라, 첨부 도면들에 도시된 예들은 단지 예시적인 목적들을 위해 제공되고 그들은 본 개시내용을 어떤 방식으로든 제한하도록 의도된 것이 아니라는 것이 이해될 것이다. 전체에 걸쳐서 유사한 번호들은 유사한 요소들을 지칭한다.
다양한 요소들을 설명하기 위해 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 본원에서 사용될 수 있지만, 이러한 요소들은 이러한 용어들에 의해 제한되어서는 안 된다는 점이 이해될 것이다. 이러한 용어들은 하나의 요소를 다른 요소와 구별하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고, 제1 요소는 제2 요소로 명명될 수 있고 제2 요소는 제1 요소로 명명될 수 있다. 본원에 사용되는 바와 같이, "및/또는"이라는 용어는 연관된 열거된 항목들 중 하나 이상의 항목의 임의의 그리고 모든 조합들을 포함할 수 있다.
한 요소, 예컨대, 층, 영역 또는 기판이 다른 요소 "상에" 있거나 다른 요소 "상으로" 연장되는 것으로 언급될 때, 한 요소가 다른 요소 상에 직접 있거나 다른 요소 상으로 직접 연장될 수 있거나 개재 요소들이 또한 존재할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 반대로, 한 요소가 다른 요소 "상에 직접" 있거나 다른 요소 "상으로 직접" 연장되는 것으로 언급될 때, 개재 요소들이 존재하지 않을 수 있다. 한 요소가 다른 요소에 "연결" 또는 "결합"되는 것으로 언급될 때, 한 요소가 다른 요소에 직접 연결 또는 결합될 수 있고/있거나 하나 이상의 개재 요소를 통해 다른 요소에 연결 또는 결합될 수 있다는 것이 또한 이해될 것이다. 반대로, 한 요소가 다른 요소에 "직접 연결" 또는 "직접 결합"되는 것으로 언급될 때, 한 요소와 다른 요소 사이에 개재 요소들이 존재하지 않는다. 이러한 용어들은 도면들에 도시된 임의의 배향 외에 요소의 상이한 배향들을 포함하도록 의도된다는 것이 이해될 것이다.
상대적 용어들, 예컨대, "아래", "위", "상부", "하부", "수평" 또는 "수직"이, 도면들에 예시된 바와 같이 한 요소, 층, 또는 영역과 다른 요소, 층, 또는 영역의 관계를 설명하기 위해 본원에서 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면들에 도시된 배향 외에 디바이스의 상이한 배향들을 포함하도록 의도된다는 것이 이해될 것이다.
많은 응용들의 경우에, 다양한 형상들이 될 수 있고, 예를 들어, 가요성 특성들을 갖는 조명 디바이스를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 가요성 조명 디바이스는 물체의 형상을 따르는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 자동차 응용들에서, 가요성 조명 디바이스는 차체 또는 차 내부의 요소들, 예컨대, 패널들 또는 대시보드의 표면 또는 선들을 따를 수 있다. 유사하게, 가요성 조명 디바이스들은 아키텍처 또는 내부 장식에 사용될 수 있고 구조들 내에 쉽게 통합될 수 있다.
자동차 조명 응용들의 경우, 단지 몇 가지 예를 들자면, 방향 지시등, 차폭등, 정지등 또는 제동등과 같은 후방 신호전달 기능들뿐만 아니라 차폭등 또는 주간 주행등(DRL)과 같은 전방 신호전달 기능들을 위해 램프의 신호전달 기능들의 스타일링을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 신호전달 응용들은 종종, 자동차 램프들에서 라인 방출기들로서 설계된다.
또한, 광의 스타일링을 요구하는 자동차 응용들은 차체 내로, 예컨대, 그릴에서, 헤드램프 밖으로, 또는 심지어 차의 내부로 이동하고 있다. 2축 굽힘가능 라인 방출기와 같이, 라인 소스들에 스타일링의 높은 자유를 제공하는 제품은 특정한 그러한 스타일링 요건들을 충족시킬 수 있다.
현재의 소위 3D LED 아키텍처는 자동차 신호전달 응용 사양들을 충족시킬 수 있지만, 또한, 그의 시스템 복잡성으로 인해, 실리콘, 배선, 및 보드들과 같은 높은 부품표를 가질 수 있다. 추가적으로, 모듈들에 대한 구축 및 조립 프로세스는, 특히, 와이어프레임 및 보드 배치들에서, 비교적 복잡할 수 있다. 또한, 열기계적 응력은, 특히, 시스템이 성형되고 고정구에 통합될 때, 수명 동안 강건성에 대한 도전 과제일 수 있다.
본원에 설명되는 실시예들은, 부품표를 단순화하고, 구축 및 조립 프로세스들을 단순화하고 열기계적 응력을 감소시키면서 원하는 3D 형상을 제공할 수 있는, 자동차 응용들과 같은 조명 디바이스, 및 대응하는 제조 방법들을 제공할 수 있다.
도 1은 예시적인 조명 디바이스(2)의 개략적인 사시도이다. 일부 실시예들에서, 조명 디바이스는, 예를 들어, 광학 시스템을 나타낼 수 있다. 도 1에 예시된 예에서, 조명 디바이스(2)는 전방 단부 부분, 플렉스포일 필라멘트(16), 후방 단부 부분, 광 가이드(4) 및 플렉스포일 필라멘트(16)의 캡슐화 물질(10)을 포함한다. 조립된 조명 디바이스(2)와 전방 단부 부분 및 후방 단부 부분 사이에 도시된 화살표들은 플렉스포일 필라멘트(16)를 캡슐화 물질(10)과 조합함으로써 조명 디바이스(2)가 제조될 수 있다는 것을 표시한다. 실시예들에서, 플렉스포일은 조명 디바이스가 3개의 방향들, 예를 들어, X, Y 및 Z 방향으로 굽힘가능하게 할 수 있다.
플렉스포일은, 본원에서 사용되는 바와 같이, 가요성 스트립을 지칭할 수 있고, 가요성 스트립은 가요성 스트립에 의해 제공된 다수의 전도체 트랙들을 포함할 수 있다. 전도체 트랙들에 의해, 하나 이상의 발광 요소가 서로 연결될 수 있다. 또한, 전원을 또한 연결함으로써, 하나 이상의 발광 요소는 광을 방출하도록 구동될 수 있다. 플렉스포일은 매우 얇을 수 있고 적어도 3개의 상이한 방향들로 굽혀질 수 있다. 플렉스포일은 발광 요소들이 배열될 수 있는 캐리어를 나타낼 수 있다.
플렉스포일은 복수의(예를 들어, 적어도 2개의) 발광 요소들이 플렉스포일 상에 배열될 수 있도록 세장형 형상을 가질 수 있다. 발광 요소는 필라멘트를 모방할 수 있다. 플렉스포일은, 단지 하나의 비제한적인 예를 들자면, 리드들을 갖는 폴리이미드 포일을 포함하거나 그것으로 만들어질 수 있다. 리드들은 플렉스포일 상에 배열된 하나 이상의 발광 요소들을 연결하기 위한 전도체 트랙들을 나타낼 수 있다. 플렉스포일은 20 ㎛ 내지 40 ㎛ 두께와 같이 매우 얇을 수 있다.
그러한 플렉스포일은 소형일 수 있다. 또한, 그것은 더 좁은 발광 영역을 허용할 수 있고, 이는 일반적으로 광학 설계에, 특히, 광학 통합에 유리할 수 있다. 그러한 플렉스포일의 폭은 2 mm 이하의 가는 저에너지 아키텍처(LEA)를 허용할 수 있고, 이는 광학 설계에 유리할 수 있다.
도 1에 예시된 예에서, 캡슐화 물질은 광학 요소, 예시된 예에서는 확산기(20)에 의해 커버된 개구부(14)를 포함한다. 플렉스포일 필라멘트(16)의, 미니 LED들일 수 있는 발광 요소들에 의해 방출된 광은 개구부(14)의 방향으로 방출될 수 있고 광학 요소(20)에 의해 확산될 수 있다. 광 가이드(4)는 세장형 리세스(6)(도 1에 도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 또한, 캡슐화 물질(10)은 기준 요소(12)를 포함할 수 있고, 기준 요소의 높이는 캡슐화 물질(10)의 바닥 측 내에서 그리고 바닥 측 상에서 연장될 수 있다. 기준 요소(12)는 플렉스포일 필라멘트(16)가 광 가이드(4) 내에 매립(예를 들어, 삽입)될 때 광 가이드(4)를 캡슐화 물질(10)에 대해 정렬하기 위한 것일 수 있다. 광 가이드(4)는 캡슐화 물질(10) 내에 매립(예를 들어, 삽입)될 수 있다. 광 가이드(4)는 캡슐화 물질(10)의 기준 요소(12)에 매칭되는 리세스(6)를 포함할 수 있다. 플렉스포일 필라멘트(16)의 발광 요소들(8)이 전원에 의해 구동될 때, 광은 캡슐화 물질(10)의 개구부(14)를 빠져나가는 방식으로 방출될 수 있다. 예시된 예에서, 광은 또한, 확산기(20)에 의해 확산된다.
광 가이드는 또한, 믹스 박스로 지칭될 수 있다. 적어도 하나의 광 가이드는 발광 요소들에 광학적으로 결합될 수 있다. 그러한 광 가이드는 한정된 발광 표면으로의 특정 경로를 통해 일정 거리에 걸쳐 광학 광을, 예를 들어, 최소한의 손실로 운반할 수 있다. 그러므로, 광 가이드로부터 방출된 광의 방사 특징은, 예를 들어, 법적 요건들을 충족시키도록 정밀하게 제어될 수 있다. 이를 위해, 광 가이드의 표면들의 적합한 투과율 및/또는 반사율이 조정될 수 있다. 광 가이드는 임의의 적합한 광학적으로 투명한 물질로 제조될 수 있고, 발광 요소들이 매립될 수 있는 리세스를 포함할 수 있다. 발광 요소들이 플렉스포일 상에 배열되는 경우, 플렉스포일은 리세스 내에 매립될 수 있다. 플렉스포일은 발광 요소들을 위한 캐리어일 수 있다. 이러한 방식으로, 발광 요소들에 의해 방출된 광은 하나 이상의 방향으로 광 가이드에 의해 안내될 수 있다. 예를 들어, 광 가이드는 발광 요소들에 의해 방출된 광을 광이 특정 방향으로 균등하게 분포되는 방식으로 혼합할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 캡슐화 물질은 실리콘이거나 실리콘을 포함할 수 있다. 캡슐화 물질은 가요성일 수 있다. 가요성인 것으로 인해, 조명 디바이스 및 조명 디바이스의 구성요소들은 최대 3개의 상이한 방향들로, 예를 들어, 동시에 굽혀질 수 있다. 이는, 조명 디바이스가, 단지 몇 가지 비제한적인 예를 들자면, 자동차 헤드램프 또는 후방 램프에 의해 그리고/또는 차량의 특정 내부 또는 외측 차체 부분에 의해 미리 한정된 것과 같은 요구된 형상에 대응하도록 형성되는 것을 가능하게 할 수 있다. 캡슐화 물질은 플렉스포일을 둘러쌀 수 있다.
따라서, 본원에 설명된 조명 디바이스는, 예를 들어, 세장형 광학 시스템을 나타내도록 조립될 수 있는, 미니 LED들 또는 다이들과 같은, 발광 요소들의 고집적을 갖는 초소형 플렉스포일을 사용함으로써 굽힘가능 조명 디바이스를 가능하게 할 수 있다. 그러한 광학 시스템은, 캡슐화 물질에 의해 표현되는 후방 단부 시스템에 의해 제공되는 한정된 계면에 의한 더 쉬운 통합을 가능하게 할 수 있는 기계적 계면을 추가할 수 있고, 이는, 단지 몇 가지 비제한적인 예를 들자면, 광학적 및 기계적 기준 및 고정을 위한 추가의 피쳐들을 보유할 수 있다. 예를 들어, 그러한 광학적 및 기계적 기준 및 고정은 조명 디바이스를 내부 요소, 또는 차체 부분에, 또는 차량의 헤드라이트 또는 후방등 내에 장착하는 것을 가능하게 할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 적어도 하나의 기준 요소는 조명 디바이스의 종방향으로 개구부를 따라 연장되는 세장형 높이일 수 있다. 이는 캡슐화 물질을 기본적으로 반제품으로서 무한 또는 1차원 방식으로 구성하는 것을 가능하게 할 수 있다. 따라서, 높이는 캡슐화 물질 전체에 걸쳐 일정하게 위치될 수 있다. 높이는, 캡슐화 물질 및 광 가이드가 조립될 때, 미리 정의된 방식으로 양쪽 모두가 서로 참조될 수 있도록 광 가이드와의 결합을 허용하는 방식으로 성형될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 적어도 하나의 기준 요소는 적어도 하나의 광 가이드 및 캡슐화 물질의 밀봉을 더 가능하게 할 수 있다. 따라서, 조명 디바이스는 일종의 방수 능력을 가질 수 있다. 또한, 이는, 캡슐화 물질이 적어도 실리콘 기재인 경우에, 온도 변화들 동안, 조명 디바이스는, 특히, 플렉스포일 필라멘트 또는 반구형 방출을 갖는 플렉스포일이 차량의 외측 부분에 장착될 때, 전형적으로 팽창 및 수축할 수 있기 때문에, 열기계적 응력을 또한 감소시킬 수 있다. 조명 디바이스의 밀봉은 온도 변화가 조명 디바이스의 성능에 영향을 미치지 않을 수 있게 할 수 있다.
도 2a 및 2b는 각각, 평면도(도 2a) 및 측면도(도 2b)의, 플렉스포일 필라멘트 및 반구형 방출을 갖는 플렉스포일의 개략도들이다. 도 2a는 인광체 코팅(18)으로 코팅된 플렉스포일(16)을 예시한다. 플렉스포일(16)은 플렉스포일 스트립의 형태일 수 있다. 다수의 발광 요소들(8)은 플렉스포일 스트립 상에 배열될 수 있고 전도성 트랙들(24)에 의해 연결될 수 있다. 인광체 코팅(18)은 플렉스포일 스트립의 최상부 측 상에 도포(예를 들어, 몰딩 또는 분배)될 수 있다. 이는 다수의 발광 요소들(8)이 전력을 공급받을 때 광의 반구형 방출을 가능하게 할 수 있다. 전원(도 2a 및 2b에 도시되지 않음)은 전도성 트랙들(24)을 통해 연결될 수 있다. 광은 바닥 측 상에서 방출되지 않을 수 있다. 광의 차단을 향상시키기 위해, 선택적으로, 바닥 측 상에서 방출될 광을 차단하는 추가의 코팅이 플렉스포일 스트립 상에 도포될 수 있다.
도 2b에 예시된 예에서, 플렉스포일(16)은 그의 양쪽 측들 상에 인광체 코팅(18)으로 코팅된다. 이는 도 2b에서 2개의 대응하는 참조 부호들로 표시된 인광체 코팅(18)에 의해 표시된다. 도 2a의 플렉스포일(16)에 따라, 도 2b의 플렉스포일 스트립 상에, 다수의 발광 요소들(8)이 배열될 수 있다. 다수의 발광 요소들(8)은 전도성 트랙들(24)에 의해 연결될 수 있다. 예를 들어, 인광체 코팅(18)으로 양 측들 상의 플렉스포일 스트립을 커버하는 것은 다수의 발광 요소들(8)이 구동될 때 광의 전방향 방출을 가능하게 할 수 있다. 그러므로, 도 2b의 플렉스포일 스트립은 모든 측들에 광을 방출할 수 있고 광은 균등하게 분포될 수 있다. 인광체 코팅이 위에 설명되었지만, 플렉스포일 스트립을 특정한 광학 요건들 및/또는 응용들에 적응시키기 위해 플렉스포일 스트립의 다른 코팅들이 가능할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
발광 요소들, 및 선택적으로 플렉스포일 및 다른 부분들, 예컨대, 발광 요소들을 커버하는, 플렉스포일 상의 코팅은 조명 디바이스의 전방 단부 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들어, LED들(L0, 다이 레벨)이 플렉스포일 캐리어 상에 직접 통합되거나 배열되는 전방 단부 부분의 더 심층적인 시스템 통합을 가짐으로써, 위에서 언급된 3D LED 시스템과 같은 3D 굽힘가능 광학 시스템들의 주요 이점들을 유지하면서 제조 동안 큰 비용 이점들을 갖는 소형화를 달성할 수 있다. 주요 이점들은 조명 디바이스가 굽혀질 형상에 관계없이 조명 디바이스의 소형화 및 조명 디바이스에 의해 방출된 광의 높은 균일성으로 여겨질 수 있다. 감소될 수 있는, 조명 디바이스의 가요성 및/또는 굽힘가능성에 관해 일부 절충이 이루어질 수 있고, 플럭스가 또한, 광 가이드 내에 매립된 플렉스포일 및 적어도 하나의 발광 요소의 활용으로 인해 감소될 수 있다. 그러나, 본원에 설명된 응용들은 이러한 사소한 절충들을 쉽게 허용할 수 있다.
조명 디바이스는 조명 디바이스의 가장 긴 치수에 대응할 수 있는 종방향을 가질 수 있다. 발광 요소들은 서로에 대해 종방향을 따라 적어도 부분적으로 배열될 수 있다. 발광 요소들은, 예를 들어, 규칙적 또는 불규칙적 간격들로 종방향을 따르는 간격들로 배열될 수 있다. 예를 들어, 조명 디바이스는, 예를 들어, 실질적으로 일정한 단면을 갖는 스트립의 형상을 실질적으로 포함할 수 있다. 발광 요소들의 이러한 배열로, 조명 디바이스는 무한 또는 1차원 방식의 반제품으로 구성될 수 있고, 제조 비용들을 상당히 감소시키고 반제품의 제조 후에 조명 디바이스의 길이를 선택하는 것을 허용한다.
일부 실시예들에서, 다수의 발광 요소들은, 적어도 하나의 발광 요소가 플렉스포일의 종방향을 따라 1 내지 3 mm마다 배열되는 밀도로 배열될 수 있다. 대안적으로, 약 10개 내지 100개의 발광 요소들이 플렉스포일의 cm2 면적 당 배열될 수 있다. 발광 요소들은 일렬로 배열될 수 있다. 추가적으로, 발광 요소들은 플렉스포일의 폭에 걸쳐 배열될 수 있다.
발광 요소들을 그러한 밀도로 배열함으로써, 소형 발광 요소들(예를 들어, 미니 LED 다이들) 및 낮은 전류들이 발광 요소들에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있다. 이는 최소 20 내지 40 미크론의 작은 전도체 트랙들의 사용을 가능하게 할 수 있다. 전도체 트랙들의 라우팅을 위해 요구되는 더 적은 공간 소비로 인해, 플렉스포일은 더 많은 전도체 트랙들을 쉽게 용이하게 할 수 있다. 심지어 플렉스포일의 총 폭이 1.5 mm 이하로 제한될 수 있다. 플렉스포일의 폭에 걸쳐 분포된 더 많은 양의 라우팅 전도체 트랙들은, 적어도 부분적으로 서로 분리된 발광 요소들을 제어하기 위한 그러한 다이내믹이 바람직하거나 특정 조명 기구 사양들에 의해 요구되는 경우에, 발광 요소들의 더 많은 어드레싱가능한 세그먼트들을 제공할 수 있다.
또한, (저전력의) 앞서 언급된 미니 LED 다이들과 조합하여 1 내지 3 mm 피치 범위의 매우 높은 밀도의 LED들을 갖고 플렉스포일의 종방향을 따라 0.1 x 0.5 mm 이하의 크기를 갖는 것은 더 작은 체적에서, 방출된 광의 높은 균일성을 달성하는 것을 더 쉽게 만들 수 있다. 이는 전용 확산기에 대한 필요성을 무효화할 수 있다. 추가적으로, 이는 조명 디바이스의 크기를 감소시킬 수 있고, 그에 의해, 여러 자동차 응용들(예를 들어, 후방등, 차폭등, 차체등 등)에 대한 매력을 증가시킨다. 전용 확산기를 사용하지 않는 것은 하나 이상의 다른 요소들(예를 들어, 차체 또는 자동차 램프)로의 조명 디바이스의 광학적 통합을 더 쉽게 만들 수 있는데, 왜냐하면 광원으로서 사용되는 조명 디바이스가 작을 수 있고 광의 균일한 방출을 제공할 수 있기 때문이다. 에텐듀가 또한 작을 수 있으며, 따라서, 단지 하나의 비제한적인 예를 들자면, 예를 들어, 이는 시준 광학계들에 사용될 수 있다. 또한, 이는 그의 잠재적인 증가된 소형화로 인해 부품표(BOM)에 대한 비용을 또한 감소시킬 수 있다.
발광 요소들(예를 들어, 미니 LED 다이들)의 높은 집단은, 특히, 실리콘이 적어도, 캡슐화 물질로 구성되는 경우에, 라인 방출기의 표면에 걸쳐 열을 분산시키는 것을 더 쉽게 만들 수 있는데, 왜냐하면 실리콘은 열악한 열 전도 특성들을 갖기 때문이다. 저전력(예를 들어, 청색 미니 LED 다이들의 경우 10 mA, 2.68 V)을 사용함으로써, 발광 요소들에 의해 생성된 국부적 열이 제한될 수 있다.
인광체 코팅은, 예를 들어, 가시적인 광의 주파수를 변화시킬 수 있게 하는 파장 변환기로서 작용할 수 있다. 인광체 코팅에 추가적으로 또는 대안적으로, 특정 방향의 광을 차단하고/거나 방출된 광이 변환되는 특정 파장 및/또는 강도를 정의하는 각각의 코팅이 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
방출 광의 색 또는 광 분포를 위해, 실리콘 내의 인광체 또는 실리콘 내의 금속 산화물(예를 들어, TiO2)이, 광학적 기능을 위한 코팅으로서, 플렉스포일 상의 발광 요소들 상에 도포될 수 있다. 코팅(예를 들어, 실리콘 내의 인광체 또는 실리콘 내의 금속 산화물)은 플렉스포일의 일 측 또는 양 측들 상에 배열될 수 있다. 이는 일 측 상에서 행해져 반구형 방출을 갖는 소스를 제공할 수 있다. 투명 또는 반투명 플렉스포일이 사용되고 실리콘 내의 인광체 또는 실리콘 내의 금속 산화물이 양 측들 상에 도포되는 경우에, 전방향 방출 플렉스포일 필라멘트가 달성될 수 있다. 따라서, 플렉스포일이, 그의 측들 양쪽 모두에 배열된 적어도 하나의 발광 요소를 갖는 경우, 광의 방출은 전방향성일 수 있다. 플렉스포일은 투명하거나 불투명할 수 있다. 광의 그러한 전방향성 방출은 또한, 플렉스포일이 투명하고, 양쪽 측들이 아니라, 일 측 상에 적어도 하나의 발광 요소를 갖는 경우에 가능하게 될 수 있다. 그 다음, 적어도 하나의 발광 요소가 플렉스포일의 일 측 상에 배열되더라도, 광의 방출은, 그것이 투명 플렉스포일을 관통할 수 있기 때문에 전방향성일 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 광의 전방향 방출을 제공하는 적어도 하나의 발광 요소 및 플렉스포일은 또한, 플렉스포일 필라멘트로 지칭될 수 있다. 그러한 유형의 플렉스포일 필라멘트는 전형적으로, 개장 전구들에서 그 응용을 찾는다.
대안적으로, 반구형 방출을 제공하는 적어도 하나의 발광 요소 및 플렉스포일은 또한, 반구형 방출을 갖는 플렉스포일로 지칭될 수 있다. 반구형 방출을 갖는 그러한 플렉스포일은 플렉스포일의 일 측에 광을 방출할 수 있다. 따라서, 반구형 방출을 갖는 그러한 플렉스포일은 대향 측에 차단 층을 가질 수 있거나, 불투명할 수 있거나(예를 들어, 고체 층) 투명하지 않을 수 있으며, 이로써 광의 방출은 플렉스포일의 일 측으로 지향될 수 있다. 차단 층 또는 고체 층은 이상적으로, 효율의 이유들로 반사성일 수 있다. 이러한 방식으로, 가능한 한 적은 광이 손실될 수 있고, 반사된 광의 적어도 일부가, 의도된 방향으로 방출될 수 있다.
일부 실시예들에서, 인광체 코팅은 플렉스포일의 양 측들을 커버하고, 적어도 하나의 발광 요소는 플렉스포일의 양 측들 상에 배열가능할 수 있다. 다수의 발광 요소들의 경우에, 적어도 하나의 발광 요소는 일 측 상에 배열될 수 있고, 적어도 하나의 추가의 발광 요소는 플렉스포일의 대향 측 상에 배열될 수 있다. 그러한 플렉스포일 필라멘트 또는 반구형 방출을 갖는 플렉스포일은, 예컨대, 플렉스포일 필라멘트 또는 반구형 방출을 갖는 플렉스포일을 리세스 내에 삽입함으로써, 광 가이드의 리세스 내에 매립될 수 있다. 리세스는 플렉스포일 필라멘트 또는 반구형 방출을 갖는 플렉스포일, 및 선택적으로 코팅들의 단면 직경에 대응하는 형상일 수 있다. 대안적으로, 리세스는 플렉스포일 필라멘트 또는 반구형 방출을 갖는 플렉스포일의 단면 직경보다 더 큰 형상일 수 있어서, 플렉스포일 필라멘트 또는 반구형 방출을 갖는 플렉스포일을 둘러싸는 에어 챔버가 확립될 수 있다.
반구형 방출을 갖는 플렉스포일 또는 플렉스포일 필라멘트의 소형화로 인해, 발광 요소들의 비틀림 및 전력 공급으로 인한 열기계적 응력이 감소될 수 있는데, 왜냐하면 발광 요소들 또는 플렉스포일 필라멘트 또는 반구형 방출을 갖는 플렉스포일이 에어 챔버 내에 위치될 수 있기 때문이다. 이는, 발광 요소들 또는 플렉스포일 필라멘트 또는 반구형 방출을 갖는 플렉스포일과, 조명 디바이스에 의해 상보될 광학 시스템의 후방 단부를 나타내는 광 가이드 및/또는 캡슐화 물질 사이의 열기계적 분리를 허용할 수 있다. 에어 챔버는 광학적 장점들을 가질 수 있는데, 왜냐하면 양호한 광학적 성능을 위해, 종종 높은 비굴절률차가 바람직하고 에어 갭으로 가능한 가장 높은 차이를 달성할 수 있기 때문이다(예를 들어, 에어 대 실리콘 = 1 : ~1.4).
일부 실시예들에서, 조명 디바이스의 비틀림은 플렉스포일의 모든 방향들에서 동일하게 방출되는 광에 의해 광학적으로 보상될 수 있다. 전방향성 방출 플렉스포일 필라멘트를 통합하고/거나 매립함으로써, 조명 디바이스의 비틀림은 플렉스포일의 모든 방향들에서 동일할 수 있는 광의 방출에 의해 광학적으로 보상될 수 있다. 그러한 이유로, 3개의 상이한 방향들 중 어느 하나, 또는 그들 모두에서의 조명 디바이스의 비틀림 및 그에 따른 굽힘은 광학적으로 중요하지 않게 될 수 있다. 방출된 광은 또한, 캡슐화 물질의 바닥으로 직접 탈출할 수 있으므로, 캡슐화 물질의 높은 반사 특성들이 요구될 수 있다. 예를 들어, 캡슐화 물질은 적절한 캡슐화 물질(예를 들어, 믹스 박스) 효율을 달성하기 위해 반사율이 적어도 부분적으로 95%보다 높은 반사율을 가질 수 있다. 금속 산화물, 예를 들어, TiO2로 채워질 수 있는 고반사성 실리콘 물질들이 사용될 수 있다. 이러한 물질들의 하중은 5 내지 30 중량%의 범위일 수 있다. 너무 많은 양의 입자 하중은 실리콘을 덜 유연하게 하고 심지어 부서지기 쉽게 만들 수 있다.
예를 들어, 플렉스포일을 각각의 축(예를 들어, 조명 디바이스의 종방향, 예를 들어, y 축)의 3개의 굽힘 방향들 중 하나와 평면 내 통합함으로써, 플렉스포일의 굽힘 영역에서의 비틀림을 허용하는 것을 획득할 수 있다. 이는, 발광 요소들이, 비틀림의 경우에, 플렉스포일의 직선 영역에 배열된 발광 요소들과 다른 방향으로 국부적으로 회전할 수 있다는 것을 의미한다. 그러나, 캡슐화 물질 및 광 가이드 내의 플렉스포일의 매립 및 소형화로 인해, 플렉스포일의 비틀림으로 인해 측들에 더 지향되는 광은 혼합될 수 있고 캡슐화 물질의 발광 영역으로부터 탈출할 수 있다. 이는 반구형 방출을 갖는 플렉스포일이, 캡슐화된 물질 내에 조립된다고 가정한다. 그것은, 캡슐화 물질의 개구부에 의해 한정된 바와 같은 발광 영역으로 광이 지향되도록 플렉스포일이 장착될 수 있다는 것을 의미한다.
일부 실시예들에 따르면, 적어도 하나의 발광 요소는 적어도 하나의 광 가이드의 리세스와 적어도 부분적으로 접촉할 수 있다. 대안적으로, 에어 챔버에 대해, 발광 요소들 또는 플렉스포일 필라멘트 또는 반구형 방출을 갖는 플렉스포일은 광 가이드 및/또는 캡슐화 물질과 직접 접촉할 수 있다. 열기계적 응력은 위에서 개시된 에어 챔버의 사용과 비교하여 더 높을 수 있지만, 이는 조명 디바이스의 비틀림에 대한 더 많은 허용오차를 가능하게 할 수 있다.
도 3a는 조명 디바이스의 실시예의 분해도이다. 도 3a에 예시된 예에서, 조명 디바이스(2)는 플렉스포일 필라멘트(16)가 매립된 광 가이드(4)를 포함한다. 조명 디바이스(2)는 또한, 매립된 플렉스포일 필라멘트(16)를 갖는 광 가이드(4)를 수용하도록 구성될 수 있는, 기준 요소(12)를 갖는 캡슐화 물질(10)을 포함할 수 있다. 광 가이드(4)의 최상부 상에서, 조명 디바이스(2)는 예시된 예에서 광학 요소(20), 확산기를 포함할 수 있다. 전술된 구성요소들 모두는 함께 조립되어 조명 디바이스(2)를 형성할 수 있다. 예컨대, 층의 형태의 간단한 확산기를 추가하는 것은, 광학 요소에 의해 지정되는 바와 같이, 오프 상태 백색(또는 다른 색) 외관을 생성할 수 있다. 따라서, 조명 디바이스는 요구되는 바에 따라 특정 응용들/고객들에 적응될 수 있다.
도 3b는 도 3a의 조명 디바이스의 단면도이다. 전술된 구성요소들 모두가 어떻게 함께 조립되어 조명 디바이스(2)를 형성하는지를 알 수 있다.
도 4는 조명 디바이스의 다른 실시예의 개략적인 사시도이다. 도 4에 예시된 예에서, 광 가이드(4)는 이전의 예들에서 도시된 광 가이드와 상이한 형상을 갖는다. 또한, 이전 도면들에 도시된 조명 디바이스들의 예시적인 실시예들과 달리, 도시된 바와 같은 도 4의 조명 디바이스(2)는, 단지 하나의 비제한적인 예를 들면, 자동차 램프와 같은 광학 요소에 부착되지 않는다. 도 4에 예시된 예에서, 광 가이드(4)는, 따라서 플렉스포일 필라멘트(16)를 나타내는, 플렉스포일 상에 배열된 발광 요소들에 의해 방출된 광이 하나 이상의 특정 방향으로 안내되는 방식으로 성형된다. 또한, 광 가이드(4)는 광이 방출되는 강도를 적응시키는 것을 가능하게 할 수 있다. 캡슐화 물질(10)에 대한 광 가이드(4)의 정렬을 허용하기 위한 광 가이드(4)의 각각의 리세스 및 기준 요소(12)는 이전 도면들에 도시된 예시적인 실시예들의 각각의 요소들에 대응할 수 있다.
도 5는 3개의 상이한 방향들로 굽혀진 조명 디바이스의 사시도이다. 도 5에 예시된 예에서, 3개의 축들, 즉, X 축 - D1, Y 축 - D2 및 Z 축 - D3이 예시된다. Y 축은 조명 디바이스(2)의 종방향에 대응한다. 따라서, Y 축은 조명 디바이스(2)의 도시된 하단부에서 연장된다. 조명 디바이스(2)의 상단부는 하단부에 비해 높아질 수 있다. 조명 디바이스(2)는 도시된 3개의 방향들 모두에서, 도시된 상단부로부터 도시된 하단부까지 굽혀질 수 있다. 처음에 그의 상단부로부터, 하방으로 그리고 그의 좌측으로 굽혀질 수 있다. 그 다음, 이는 더 하방으로 굽혀질 수 있고 거의 90 ° 우회전을 한다. 조명 디바이스(2)의 하단부에서 끝나면, 조명 디바이스(2)는 그 아래의 평평한 표면까지 평탄하게 되고 거의 90 °의 또 다른 좌회전을 할 수 있다. 따라서, 조명 디바이스(2), 및 조명 디바이스(2)의 적어도 캡슐화 물질(10)은 조명 디바이스(2)가 굽힘가능할 수 있도록 가요성일 수 있다. 도 5에서, 이는, 예를 들어, 참조 부호들(D1, D2, 및 D3)에 의해 표시된 바와 같이, 3개의 상이한 방향들로 굽혀진다.
플렉스포일(16)의 발광 요소들(8)이 도 5에 도시된 바와 같이 구동될 때, 높은 가요성의 조명 디바이스(2)는, 예를 들어, 발광 요소들 중 하나로서의 전용 LED의 통합 및 전도성 트랙들(24)에 의해 표현된 바와 같은 온 와이어 레벨 2(L2) 솔루션으로 인해, 플럭스들, 균일성 및 소형화를 갖는 것을 가능하게 할 수 있다.
플렉스포일 필라멘트 또는 반구형 방출을 갖는 플렉스포일의 그러한 설명된 전방 단부 기술은 추가적인 광학 시스템과 조합될 수 있다. 이는, 예를 들어, 플렉스포일 필라멘트 또는 반구형 방출을 갖는 플렉스포일을 캡슐화하는 실리콘 기재의 세장형 광 가이드(예를 들어, 믹스 박스)일 수 있다. 또한, 발광 영역으로부터 균일한 휘도를 제공하는 전용 확산기가 포함될 수 있다. 그러한 조립은, 예를 들어, 차 램프에서뿐만 아니라, 그의 굽힘성으로 인해 차체 또는 차 내부 요소들에서도 구현될 수 있는 세장형 LED 모듈을 초래할 수 있다.
광속 및 굽힘 파라미터들에 대한 보다 완화된 사양들을 갖는 응용들의 경우, 플렉스포일 필라멘트 또는 반구형 방출을 갖는 플렉스포일에 대한 대안들이, 비용을 감소시키기 위해, 적어도 하나의 발광 요소를 포함하고 광 가이드 내의 코팅 및 캡슐화 물질로 커버될 수 있는 얇은 캐리어를 매립하는 원리에 기초하여 고려될 수 있다. 또한, 플렉스포일 필라멘트 또는 반구형 방출을 갖는 플렉스포일을 사용함으로써, 그러한 세장형(예를 들어, 3D LED) 조명 디바이스의 조립 복잡성은 더 쉬운 조립 프로세스에 의해 감소될 수 있다. 또한, 전도성 트랙들을 활용함으로써 플렉스포일 상의 다수의 발광 요소들의 일부의 어드레싱으로 인해, 예를 들어, 2색 또는 다색 플렉스포일 필라멘트 또는 반구형 방출을 갖는 플렉스포일을 달성할 수 있다. 상이한 파장의 광을 방출하는 발광 요소들이 플렉스포일 상에 배열될 수 있다. 또한, 그들은 그들이 개별적으로 구동될 수 있는 방식으로 라우팅될 필요가 있을 수 있다.
때때로 광의 양방향 또는 심지어 전방향 방출이 (예를 들어, 면 방출기의 일부로서) 선호될 수 있다. 이는 플렉스포일 상에 도포될 특정 코팅들에 의해 행해질 수 있다.
예를 들어, 자동차 램프들(전방 또는 후방 조명), 내부 요소들(예를 들어, 문들 또는 대시보드), 및/또는 차체의 요소들(예를 들어, 그릴 및 휠 하우징) 내의 조명 디바이스들의 용이한 광학적 통합이 가능해질 수 있다. 또한, 제1 양상에 따른 조명 디바이스는 더 큰 광원이 가능하게 될 수 있도록 스케일 업될 수 있다. 이는 또한, 광학 경로에서와 같이, 광학 설계 가능성들을 더 크게 만들 수 있다. 이는 또한, 특정 설계 기준 및/또는 제시된 요건들(예를 들어, 충족되어야 할 표준들)을 충족하는 것이 바람직할 수 있다.
도 1 및 3a는 조명 디바이스의 굽힘가능한 세장형 모듈이 플렉스포일 필라멘트(16)를 사용하여 어떻게 제조될 수 있는지를 도시하기 위해 고려될 수 있다. 플렉스포일 필라멘트(16)는, 미니 LED들(8)(예를 들어, 플립 칩들)의 어레이를 어드레싱하기 위해 전극(전도성) 트랙들(24)이 배치되는 플렉스포일(예를 들어, 폴리이미드 기재)로 만들어진다. 이러한 미니 LED들(8)은 청색 방출기들일 수 있고 가깝게 이격될 수 있다(플렉스포일 스트립 상에 높은 밀도로 배열된다). 다른 색의 LED 방출기들이 또한, 응용 요구들에 따라 사용될 수 있다.
청색 미니 LED들(8)은 청색 광을 백색으로(또는 대안적으로, 상이한 코팅에 의해 가능해지고 요구되는 다른 색으로) 변환하기 위해 인광체 몰드(18)로 커버될 수 있다. 플렉스포일의 대향 측 상에는, 청색 광이 투명 플렉스포일을 통해 바닥 측으로 통과할 수 있으므로, 인광체 몰드(18)가 또한 존재할 수 있다. 최상부 및 바닥 측 상의 인광체 코팅들(18)의 인광체 농도들은 각도에 따른 올바른 색 거동(right color over angle behavior)을 달성하기 위해 서로 조정될 수 있다. 또한, 인광체 코팅(18)은 산란 특성들을 가질 수 있다. 미니 LED들(8)의 높은 밀도와 조합하여, 이는 플렉스포일 필라멘트(16)의 매우 균일한 휘도 외관을 초래할 수 있다. 다른 색들이 방출되면, 인광체가 사용되지 않을 수 있지만, 대안들로서, 예컨대, 베어 실리콘 또는 일부 확산, 착색 특성들을 갖는 실리콘이 각각의 코팅으로서 도포될 수 있다.
도 6은 조명 디바이스를 제조하는 예시적인 방법의 흐름도이다. 도 6에 예시된 예에서, 방법은 세장형 리세스를 포함하는 광 가이드를 제공하는 단계(602)를 포함한다. 다수의 발광 요소들이 제공될 수 있다(604). 다수의 발광 요소들은 플렉스포일 상에 배열될 수 있다(606). 플렉스포일은 3개의 상이한 방향들로 굽힘가능할 수 있다. 다수의 발광 요소들은 필라멘트를 모방하기 위해 서로 연결될 수 있다(608). 발광 요소들은 광 가이드의 리세스 내에 매립될 수 있다(610).
캡슐화 물질이 제공될 수 있다(612). 적어도 하나의 광 가이드는 캡슐화 물질을 이용하여 적어도 부분적으로 캡슐화될 수 있다(614). 캡슐화 물질은 광을 방출하기 위한 적어도 하나의 개구부를 포함할 수 있다. 캡슐화 단계는 또한, 다수의 발광 요소들이, 광 가이드의 세장형 리세스와 맞물리는 적어도 하나의 기준 요소에 의해, 개구부를 빠져나가는 광을 방출하도록 적어도 하나의 광 가이드를 캡슐화 물질에 대해 정렬하는 단계를 포함할 수 있다. 조명 디바이스가 제공될 수 있다(616). 조명 디바이스는 제조 후에 선택될 길이를 갖는 무한 반제품으로서 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 플렉스포일은, 플렉스포일 필라멘트 또는 반구형 방출을 갖는 플렉스포일이 광 가이드 내에 매립될 때 플렉스포일 필라멘트 또는 반구형 방출을 갖는 플렉스포일과 광 가이드 사이에 확립된 에어 챔버(예를 들어, 에어 갭)를 갖는 실리콘과 같은 캡슐화 물질에 매립될 수 있다. 일부 실시예들에서, 매립은 백색 박스 또는 백색 믹스 박스를 리세스를 갖는 광 가이드로서 압출(예를 들어, 1K 압출)하는 단계를 포함할 수 있다. 캡슐화 물질(예를 들어, 에어 튜브)이 압출(예를 들어, 1K 압출)될 수 있다. 전방 단부 플렉스포일 조립체가 광 가이드에 삽입될 수 있다. 광 가이드 및 플렉스포일의 길이는 서로 대응할 수 있다.
광 가이드는 백색 박스에 접착될 수 있고 선택적으로 경화될 수 있다. 접착 프로세스는 과도한 접착제가 에어 챔버에 들어가지 않도록 제어될 수 있다. 광 가이드는 플렉스포일 필라멘트가 매립될 수 있거나, 반구형 방출을 갖는 플렉스포일이 캡슐화 물질에 의해 캡슐화될 수 있다. 선택적으로, 확산기는 광 가이드의 최상부 상에 장착되거나 분배될 수 있다. 확산기는 고정을 위해 경화될 수 있다.
위의 단락들에서 설명된 조립 단계들은 간소화될 수 있으며, 프로세스 단계들의 순서는 이러한 예들과 상이할 수 있다. 일부 실시예들에서, 예를 들어, 백색 박스는, 예를 들어, 믹스 박스에 대해 백색을 사용하고, 예를 들어, 발광 영역에 대해 투명 실리콘을 사용하여 2K 프로세스에서 압출될 수 있다. 이 압출 프로세스는 각각의 광학 요소로서 시준기들과 같은 추가적인 광학계를 통합하도록 확장될 수 있다.
대안적으로, 플렉스포일은 플렉스포일 필라멘트 또는 반구형 방출을 갖는 플렉스포일과 캡슐화 물질 사이에 에어 계면을 갖지 않는 캡슐화 물질(예를 들어, 실리콘)에 매립될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 백색의 믹스 박스 또는 백색 박스는 광 가이로서 압출(예를 들어, 1K 압출)될 수 있다. 하나 이상의 발광 요소를 포함하는 전방 단부 플렉스포일 조립체는 백색 박스 내에 매립(예를 들어, 삽입)될 수 있다. 백색 박스는 플렉스포일 필라멘트 또는 반구형 방출을 갖는 플렉스포일을 광학 시스템의 내부에 고정하는 투명 실리콘으로 채워질 수 있다. 플렉스포일 필라멘트가 매립된 광 가이드는 캡슐화 물질에 의해 캡슐화될 수 있다. 선택적으로, 확산기는 플렉스포일 필라멘트 또는 반구형 방출을 갖는 플렉스포일이 매립되는(예를 들어, 삽입되는) 광 가이드의 최상부 상에 장착되거나 분배될 수 있다. 그 다음, 이는 그 고정을 위해 경화될 수 있다.
도 7은 본원에 설명된 실시예들 및 예들 중 하나 이상을 포함할 수 있는 예시적인 차량 헤드램프 시스템(700)의 도면이다. 도 7에 예시된 예시적인 차량 헤드램프 시스템(700)은 전력 선들(702), 데이터 버스(704), 입력 필터 및 보호 모듈(706), 버스 송수신기(708), 센서 모듈(710), LED 직류 대 직류(DC/DC) 모듈(712), 로직 로우 드롭아웃(LDO) 모듈(714), 마이크로 제어기(716) 및 능동 헤드램프(718)를 포함한다.
전력 선들(702)은 차량으로부터 전력을 수신하는 입력들을 가질 수 있고, 데이터 버스(704)는 차량과 차량 헤드램프 시스템(700) 사이에서 데이터가 교환될 수 있는 입력들/출력들을 가질 수 있다. 예를 들어, 차량 헤드램프 시스템(700)은 차량 내의 다른 위치들로부터의 명령들, 예컨대, 방향 지시등을 켜거나 헤드램프들을 켜라는 명령들을 수신할 수 있고, 원하는 경우 차량 내의 다른 위치들에 피드백을 전송할 수 있다. 센서 모듈(710)은 데이터 버스(704)에 통신가능하게 결합될 수 있고, 예를 들어, 환경 조건들(예를 들어, 하루 중 시간, 비, 안개, 또는 주변 광 레벨들), 차량 상태(예를 들어, 주차됨, 이동 중, 이동 속도, 또는 이동 방향), 및 다른 물체들(예를 들어, 차량들 또는 보행자들)의 존재/위치와 관련된 추가적인 데이터를 차량 헤드램프 시스템(700) 또는 차량 내의 다른 위치들에 제공할 수 있다. 차량 데이터 버스에 통신가능하게 결합된 임의의 차량 제어기와 별개인 헤드램프 제어기가 또한, 차량 헤드램프 시스템(700)에 포함될 수 있다. 도 7에서, 헤드램프 제어기는 마이크로 제어기, 예컨대, 마이크로 제어기(μc)(716)일 수 있다. 마이크로 제어기(716)는 데이터 버스(704)에 통신가능하게 결합될 수 있다.
입력 필터 및 보호 모듈(706)은 전력 선들(702)에 전기적으로 결합될 수 있고, 예를 들어, 전도 방출들을 감소시키고 전력 내성을 제공하기 위해 다양한 필터들을 지원할 수 있다. 추가적으로, 입력 필터 및 보호 모듈(106)은 정전기 방전(ESD) 보호, 로드 덤프 보호, 교류발전기 필드 감쇠 보호, 및/또는 역극성 보호를 제공할 수 있다.
LED DC/DC 모듈(712)은, 필터링된 전력을 수신하고 능동 헤드램프(718)의 조명 디바이스의 LED들에 전력을 공급하기 위한 구동 전류를 제공하기 위해 입력 필터 및 보호 모듈(706)과 능동 헤드램프(718) 사이에 결합될 수 있다. LED DC/DC 모듈(712)은 대략 13.2 볼트의 공칭 전압으로 7 내지 18 볼트의 입력 전압, 및 (예를 들어, 로드, 온도 또는 다른 인자들로 인한 인자 또는 국부 교정 및 작동 조건 조정들에 의해 결정되는 바와 같이) 조명 디바이스의 발광 요소들에 대한 최대 전압보다 약간 더 높을 수 있는(예를 들어, 0.3 볼트) 출력 전압을 가질 수 있다.
로직 LDO 모듈(714)은 필터링된 전력을 수신하기 위해 입력 필터 및 보호 모듈(706)에 결합될 수 있다. 로직 LDO 모듈(714)은 또한, 마이크로 제어기(716) 및/또는 능동 헤드램프(718)의 전자장치들, 예컨대, CMOS 로직에 전력을 제공하기 위해 마이크로 제어기(716) 및 능동 헤드램프(718)에 결합될 수 있다.
버스 송수신기(708)는, 예를 들어, 만능 비동기 송수신기(UART) 또는 직렬 주변장치 인터페이스(SPI) 인터페이스를 가질 수 있고, 마이크로 제어기(716)에 결합될 수 있다. 마이크로 제어기(716)는 센서 모듈(710)로부터의 데이터에 기초하여 또는 이를 포함하는 차량 입력을 변환할 수 있다. 변환된 차량 입력은 능동 헤드램프(718)의 이미지 버퍼로 전달가능한 비디오 신호를 포함할 수 있다. 추가적으로, 마이크로 제어기(716)는 디폴트 이미지 프레임들을 로딩하고, 시동 동안 개방/단락 픽셀들에 대해 시험할 수 있다. 실시예들에서, SPI 인터페이스는 CMOS의 이미지 버퍼를 로딩할 수 있다. 이미지 프레임들은 풀 프레임, 차동 또는 부분 프레임들일 수 있다. 마이크로 제어기(716)의 다른 특징들은 로직 LDO 출력뿐만 아니라, 다이 온도를 포함해, CMOS 상태의 제어 인터페이스 모니터링을 포함할 수 있다. 실시예들에서, LED DC/DC 출력은 헤드룸을 최소화하도록 동적으로 제어될 수 있다. 이미지 프레임 데이터를 제공하는 것에 추가적으로, 다른 헤드램프 기능들, 예컨대, 차폭등 또는 방향 지시등과 함께 상보적 사용 및/또는 주간 주행등들의 활성화가 또한 제어될 수 있다.
도 8은 다른 예시적인 차량 헤드램프 시스템(800)의 도면이다. 도 8에 예시된 예시적인 차량 헤드램프 시스템(800)은 응용 플랫폼(802), 2개의 조명 디바이스들 또는 시스템들(806 및 808), 및 2차 광학계들(810 및 812)을 포함한다.
조명 시스템 또는 디바이스(808)는 (도 8에서 화살표들(814a 및 814b) 사이에 도시된) 광 빔들(814)을 방출할 수 있다. 조명 시스템 또는 디바이스(806)는 (도 8에서 화살표들(816a 및 816b) 사이에 도시된) 광 빔들(816)을 방출할 수 있다. 도 8에 도시된 실시예에서, 2차 광학계(810)는 조명 시스템 또는 디바이스(808)에 인접하고, 조명 시스템 또는 디바이스(808)로부터 방출된 광은 2차 광학계(810)를 통과한다. 유사하게, 2차 광학계(812)는 조명 시스템 또는 디바이스(806)에 인접하고, 조명 시스템 또는 디바이스(806)로부터 방출된 광은 2차 광학계(812)를 통과한다. 대안적인 실시예들에서, 2차 광학계들(810/812)은 차량 헤드램프 시스템에 제공되지 않는다.
포함되는 경우, 2차 광학계들(810/812)은 하나 이상의 광 가이드일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 하나 이상의 광 가이드는 에지형(edge lit)일 수 있거나, 광 가이드의 내부 에지를 한정하는 내부 개구부를 가질 수 있다. 조명 시스템들 또는 디바이스들(808 및/또는 806)은, 위에서 상세히 설명된 바와 같이, 그들이 하나 이상의 광 가이드의 내부 에지(내부 개구부 광 가이드) 또는 외부 에지(에지형 광 가이드) 내로 광을 주입하도록 하나 이상의 광 가이드의 내부 개구부들에 삽입될 수 있다. 실시예들에서, 하나 이상의 광 가이드는 조명 시스템들 또는 디바이스들(808 및 806)에 의해 방출된 광을 원하는 방식으로, 예컨대, 예를 들어, 기울기, 챔퍼링된 분포, 좁은 분포, 넓은 분포 또는 각도 분포로 성형할 수 있다.
응용 플랫폼(802)은 도 7의 전력 선들(702) 및 데이터 버스(704) 중 하나 이상 또는 일부를 포함할 수 있는 선들(804)을 통해 조명 시스템들 또는 디바이스들(806 및/또는 808)에 전력 및/또는 데이터를 제공할 수 있다. 하나 이상의 센서(차량 헤드램프 시스템(700)의 센서들 또는 다른 추가적인 센서들일 수 있음)는 응용 플랫폼(802)의 하우징의 내부 또는 외부에 있을 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 도 7의 예시적인 차량 헤드램프 시스템(700)에 도시된 바와 같이, 각각의 조명 시스템 또는 디바이스(808 및 806)는 그 자신의 센서 모듈, 연결 및 제어 모듈, 전력 모듈, 및/또는 LED 어레이를 포함할 수 있다.
실시예들에서, 차량 헤드램프 시스템(800)은, 조향가능한 광을 제공하기 위해 LED들이 선택적으로 활성화될 수 있는, 조향가능한 광 빔들을 갖는 자동차를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 이미터들 또는 LED들의 어레이는 도로의 선택된 섹션들만을 조명하거나 형상 또는 패턴을 한정하거나 투영하는 데 사용될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 조명 시스템들 또는 디바이스들(806 및 808) 내의 적외선 카메라들 또는 검출기 픽셀들은 조명을 필요로 하는 장면(예를 들어, 도로 또는 횡단보도)의 부분들을 식별하는 센서들(예를 들어, 도 7의 센서 모듈(710)의 센서들과 유사함)일 수 있다.
실시예들을 상세히 설명하였지만, 관련 기술분야의 통상의 기술자는, 본 설명이 주어지면, 본원에 설명된 실시예들에, 본 발명의 개념의 사상으로부터 벗어나지 않고 수정들이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위가, 예시되고 설명된 특정한 실시예들로 제한되는 것으로 의도되지 않는다.

Claims (16)

  1. 조명 디바이스로서,
    세장형 리세스를 포함하는 적어도 하나의 광 가이드;
    상기 광 가이드의 상기 리세스 내에 매립되고, 3개의 상이한 연결들로 굽힘가능한 플렉스포일 상에 배열되고, 필라멘트를 모방하기 위해 서로 연결된 다수의 발광 요소들; 및
    상기 적어도 하나의 광 가이드를 적어도 부분적으로 캡슐화하는 적어도 하나의 캡슐화 물질
    을 포함하고, 상기 캡슐화 물질은:
    적어도 하나의 개구부, 및
    상기 다수의 발광 요소들이 상기 개구부를 빠져나가는 광을 방출하도록, 상기 적어도 하나의 광 가이드를 상기 캡슐화 물질에 대해 정렬시키기 위한 적어도 하나의 기준 요소를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 캡슐화 물질은 상기 조명 디바이스가 3개의 상이한 방향들로 굽힘가능하도록 가요성인, 조명 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조명 디바이스는 제조 후에 선택될 길이를 갖는 무한 반제품으로서 구성되는, 조명 디바이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 발광 요소들은 상기 조명 디바이스의 종방향을 따라 배열되는, 조명 디바이스.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 다수의 발광 요소들은, 적어도 하나의 발광 요소가 상기 종방향을 따라 1 내지 3 mm마다 배열되는 밀도로 배열되는, 조명 디바이스.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 플렉스포일은, 상기 다수의 발광 요소들이 광을 방출하는 적어도 하나 이상의 방향을 한정하는 인광체 코팅으로 적어도 부분적으로 코팅되는, 조명 디바이스.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 인광체 코팅은 상기 플렉스포일의 양 측들을 커버하고, 상기 다수의 발광 요소들은 상기 플렉스포일의 양 측들 상에 배열가능한, 조명 디바이스.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 조명 디바이스의 비틀림은 상기 플렉스포일의 모든 방향들에서 동등하게 방출되는 광에 의해 광학적으로 보상되는, 조명 디바이스.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 발광 요소들에 의해 방출된 광의 확산을 가능하게 하는 적어도 하나의 광학 요소를 더 포함하는, 조명 디바이스.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 발광 요소들은, 상기 다수의 발광 요소들이 상기 적어도 하나의 광 가이드에 매립될 때 상기 다수의 발광 요소들과 상기 리세스 사이에 에어 챔버가 존재하는 방식으로 상기 적어도 하나의 광 가이드 내에 매립되는, 조명 디바이스.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 발광 요소들은 상기 적어도 하나의 광 가이드의 상기 리세스와 적어도 부분적으로 접촉하는, 조명 디바이스.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기준 요소는 상기 조명 디바이스의 종방향으로 상기 개구부를 따라 연장되는 세장형 높이인, 조명 디바이스.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기준 요소는 상기 적어도 하나의 광 가이드 및 상기 캡슐화 물질의 밀봉을 더 가능하게 하는, 조명 디바이스.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 캡슐화 물질은 실리콘이거나 실리콘을 포함하는, 조명 디바이스.
  14. 조명 디바이스를 제조하는 방법으로서,
    세장형 리세스를 포함하는 적어도 하나의 광 가이드를 제공하는 단계;
    다수의 발광 요소들을 제공하는 단계;
    3개의 상이한 방향들로 굽힘가능한 플렉스포일 상에 상기 다수의 발광 요소들을 배열하는 단계;
    필라멘트를 모방하기 위해 상기 다수의 발광 요소들을 서로 연결하는 단계;
    상기 다수의 발광 요소들을 상기 광 가이드의 상기 리세스 내에 매립하는 단계;
    적어도 하나의 캡슐화 물질을 제공하는 단계;
    상기 적어도 하나의 광 가이드를 상기 적어도 하나의 캡슐화 물질로 적어도 부분적으로 캡슐화하는 단계 - 상기 캡슐화 물질은 광을 방출하기 위한 적어도 하나의 개구부를 포함하고, 상기 캡슐화 단계는 상기 다수의 발광 요소들이, 상기 광 가이드의 상기 세장형 리세스와 맞물리는 상기 적어도 하나의 기준 요소에 의해, 상기 개구부를 빠져나가는 광을 방출하도록, 상기 적어도 하나의 광 가이드를 상기 캡슐화 물질에 대해 정렬하는 단계를 포함함 -; 및
    제조 후에 선택될 길이를 갖는 무한 반제품으로서 구성된 상기 조명 디바이스를 제공하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  15. 자동차 조명 시스템으로서,
    적어도 하나의 조명 디바이스 -
    상기 적어도 하나의 조명 디바이스는:
    세장형 리세스를 포함하는 적어도 하나의 광 가이드,
    상기 광 가이드의 상기 리세스 내에 매립되고, 3개의 상이한 연결들로 굽힘가능한 플렉스포일 상에 배열되고, 필라멘트를 모방하기 위해 서로 연결된 다수의 발광 요소들, 및
    상기 적어도 하나의 광 가이드를 적어도 부분적으로 캡슐화하는 적어도 하나의 캡슐화 물질을 포함하고, 상기 캡슐화 물질은:
    적어도 하나의 개구부, 및
    상기 다수의 발광 요소들이 상기 개구부를 빠져나가는 광을 방출하도록, 상기 적어도 하나의 광 가이드를 상기 캡슐화 물질에 대해 정렬시키기 위한 적어도 하나의 기준 요소를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 캡슐화 물질은 상기 조명 디바이스가 3개의 상이한 방향들로 굽힘가능하도록 가요성임 -;
    상기 적어도 하나의 조명 디바이스에 구동 전류를 제공하도록 구성된 적어도 하나의 발광 요소 구동기; 및
    적어도 하나의 신호를 수신하고, 상기 수신된 적어도 하나의 신호에 따라 상기 적어도 하나의 발광 요소를 켜고 끄기 위해 적어도 하나의 제어 신호를 상기 구동기에 제공하도록 구성된 제어기
    를 포함하는, 자동차 조명 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 자동차 조명 시스템은 차량의 차체에 포함되는 차체등, 실내등, 후방등, 또는 헤드라이트 중 하나인, 자동차 조명 시스템.
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