CN106030201B - 光学构件以及使用光学构件的照明装置 - Google Patents

光学构件以及使用光学构件的照明装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及：光学构件，该光学构件能够借助于图案设计来实现具有期望形状的光学图像；以及照明装置，该照明装置使用该光学构件。光学构件包括：基础衬底；以及多个图案，该多个图案被相继布置在基础衬底的第一表面上并且包括具有相对于第一表面的倾斜角的倾斜面，其中，该多个图案通过借助于在倾斜面上的折射或反射而将第一入射光束引导到第一表面所朝向的第一表面方向或基础衬底的、与第一表面相反的第二表面所朝向的第二表面方向上，来实现与多个图案的图案延伸方向正交的第一路径的线状光束。

Description

光学构件以及使用光学构件的照明装置
技术领域
本发明的实施方式涉及一种光学构件以及使用该光学构件的照明装置，该光学构件能够通过借助于图案设计对光路、光宽度和发光强度进行控制来实现具有期望形状的光学图像。
背景技术
通常，照明装置是用于使用各种光源照亮暗处的装置。照明装置用于将光束照射在特定对象处或特定空间处，并且以期望形状或颜色来表示特定对象或特定空间的大气。
根据LED(发光二极管)的技术发展，使用LED的各种形状的照明装置近年来得到广泛的使用。例如，根据传统技术照明装置中的一种照明装置包括用于将从LED光源发出的光发射到外部的扩散板。
大部分根据传统技术的LED照明装置被配置成使得光在整个发光面上均匀地输出。另外，为了以期望形状或颜色来表示特定对象或特定空间的大气，在根据传统技术的一些照明装置中已经使用滤色器或具有成期望形状的透光孔的滤光器。
然而，当使用根据传统技术的LED照明装置以期望形状或颜色来表示特定对象或空间的大气时，装置的构造变得在机械上很复杂，从而，问题在于设计上的自由度是有限的并且难以安装或维护以及管理装置。因此，为了以期望形状或颜色或光学图像来表示大气，需要容易安装或维护以及管理的、具有简单结构的照明装置。
发明内容
本发明的实施方式的一方面提供了一种光学构件，该光学构件可以通过借助于图案设计对光路、光学宽度和发光强度进行控制来创建线状光束，并且可以使用该线状光束来实现具有期望形状的光学图像。
本发明的实施方式的另一方面可以提供一种光学构件以及使用该光学构件的照明装置，该光学构件使用使得装置的整体厚度能够变得更薄的线状光束。
本发明的实施方式的又一方面可以提供一种照明装置，该照明装置能够提高产品设计上的自由度并且确保可靠性，这是因为包括印刷电路板或光学构件的照明装置被配置成具有柔性。
本发明的实施方式的再一方面可以提供一种照明装置，该照明装置能够实现在诸如通用照明、设计照明、汽车照明等这样的各种照明领域中的、成各种形状并且具有三维效果的光学图案。
为了解决上述问题，根据本发明的一方面，一种光学构件可以包括：基础衬底；多个图案，其被相继布置在基础衬底的第一表面上并且具有倾斜面，倾斜面具有相对于第一表面的倾斜角；以及位于基础衬底或多个图案上的反射部，其中，多个图案通过借助于从倾斜面折射或反射而将第一入射光束引导到第一表面方向或第二表面方向中，来实现与多个图案的相应的图案延伸方向交叉成直角的第一路径的线状光束，其中，第一表面朝向第一表面方向，而基础衬底的与第一表面相反的第二表面朝向第二表面方向。
在一个实施方式中，反射部可以被设置为涂覆层或反射膜。
在一个实施方式中，光学构件还可以在反射膜上包括反射图案、黏合剂图案或二者的组合。
在一个实施方式中，反射部的材料可以包括：Ag(银)、AL(铝)、TiO2(二氧化钛)、CaCO3(碳酸钙)、BaSO4(硫酸钡)、Al2O3(氧化铝)、硅、聚苯乙烯(PS)和空白板中的任何一种。
根据本发明的另一方面，一种照明装置可以包括前述实施方式中的任一实施方式的光学构件以及将光照射到光学构件的光源部。
附图说明
附图用于提供对本发明的进一步理解，并且被纳入且构成本说明书的一部分。附图示出本发明的示例性实施方式并且与说明书一起用于说明本发明的原理。在附图中：
图1是根据本发明的实施方式的光学构件的透视图；
图2是图1的光学构件的截面图和局部放大图；
图3是用于说明根据图1的光学构件的图案而生成的入射光束的折射和反射的原理的图；
图4是用于说明利用图1的光学构件生成线状光束的的原理的图；
图5是示出了针对与图1的光学构件的线状光束有关的每个区域的亮度的图；
图6是用于说明图1的光学构件的图案结构的图；
图7是用于说明图1的光学构件的图案结构的另一示例的图；
图8是用于说明图1的光学构件的图案结构的又一示例的图；
图9是根据本发明的另一实施方式的光学构件的平面图；
图10是根据本发明的另一实施方式的光学构件的截面图；
图11是图10的光学构件的修改示例的截面图；
图12是根据本发明的实施方式的照明装置的平面图；
图13是根据本发明的另一实施方式的照明装置的平面图；
图14是图13的沿线XIV-XIV截取的照明装置的示意性截面图；
图15是示出了图13的照明装置的操作状态的图；
图16是示出了图15的照明装置的所测量的亮度的图形；
图17是根据本发明的另一实施方式的照明装置的操作状态图；
图18是可以应用于图17的照明装置的结构的局部放大截面图；
图19是可以应用于图18的照明装置的反射图案的平面图；
图20是可以应用于图17的照明装置的结构的局部放大截面图；
图21是根据本发明的又一实施方式的照明装置的截面图；以及
图22是根据本发明的再一实施方式的照明装置的平面图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图来描述本领域普通技术人员可以实现的本发明的各实施方式。本说明书中的实施方式和附图所示的构造被提供为本发明的优选实施方式，并且应当理解的是，可以存在可以在申请时替换的各种等同物和修改。此外，在涉及本发明的优选实施方式的工作原理的情况下，当已知的功能或功能似乎使本发明的主题不清楚时，它们将从本发明的描述中被省略。考虑本发明的功能来限定下文的术语，并且每个术语的含义应当通过判断本说明书的整体部分来解释，并且具有附图的类似的功能和操作的元素被给予相同的附图标记。
图1是根据本发明的实施方式的光学构件的透视图。图2是图1的光学构件的截面图和局部放大图。
参照图1和图2，根据本实施方式的光学构件100被配置成包括：基础衬底10；三维效果形成部11；以及反射部12。三维效果形成部11包括被相继布置在基础衬底10的第一表面上的多个图案111，并且多个图案中的每个图案具有倾斜面113，倾斜面113具有相对于第一表面的倾斜角。
基础衬底10由透明的衬底构成。基础衬底10可以由具有2％或更低的雾度的材料制成。另外，优选的是，基础衬底10的透光率是80％以上，但不限于此。例如，在实现线状光束、三维效果光束或具有三维效果的线状光束的光学图像的情况下，可以根据期望形状从约60％或更大的范围中选择基础衬底10的透光率。当基础衬底10的透光率小于60％时，可能难以适当地表示线状光束或三维效果光束。
基础衬底10具有第一表面和与第一表面相反的第二表面。当基础衬底10被设置成板形式或膜形式时，第一表面和第二表面是指与基础衬底10的其他表面相比具有更宽的面积的、大致相互平行的两个表面(两个面)。第一表面可以被称为第一主表面或图案布置表面112。
基础衬底10可以由如树脂、玻璃等聚合物材料例制成。基础衬底10的材料可以是热塑性聚合物或可光固化的聚合物。另外，基础衬底10的材料可以是聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或聚对苯二甲酸乙二酯，但不限于此。
基础衬底10的折射率的范围可以是从约1.30至1.80。另外，根据一些实施方式，基础衬底10的折射率的范围可以从约1.80至2.5。在这种情况下，多个图案111的倾斜面113中的每个倾斜面可以根据基础衬底10的每个折射率而被设置成具有固定的倾斜角。倾斜角可以是由基础衬底10的图案布置面112和倾斜面11形成的角，或者是由与图案布置面112垂直的直线或平面和倾斜面113形成的角。
三维效果形成部11的多个图案111通过利用多个图案的相应的倾斜面113的折射或反射将第一入射光引导到第一表面方向或第二表面方向上，来实现与多个图案的相应的图案延伸方向(x轴方向)垂直的第一路径的线状光束，其中，基础衬底10的第一表面朝向第一表面方向，并且第二表面朝向第二表面方向。
此处，前述倾斜面113被设置成基本上限制入射光束的漫反射并且几乎没有返回到入射角的光。也就是说，倾斜面113被设置成利用入射光束的折射和规则反射而将入射光束基本上引导到预定方向中。
前述线状光束是指被引导并且集中的光束，使得被照射至包括三维效果形成部11的半球形区域的光可以具有第一路径中的固定宽度(光学宽度)并且可以形成明亮的部分(线状明亮部分)，该明亮的部分具有比光学宽度更长的长度并且比周围区域明亮超过数十倍。被引导和集中的光束是指根据光源的光有效区域中的标准点或观测点的位置的、预定光路的光与周围区域的光相比更清晰。线状光束的长度方向可以与y轴方向平行。也就是说，在本实施方式中，第一路径可以指代在y轴方向上传播的光的光路。
另外，上述的第一表面方向和第二表面方向是指朝向基础衬底10的厚度方向上的彼此相反侧的两个方向，基础衬底10介于第一表面方向与第二表面方向之间。也就是说，第一表面方向可以指代朝向上方空间(地面的上方部分)的任意方向，而第二表面方向可以指代朝向下方空间(地面的下方部分)的方向，其中，上方空间在第一表面中朝向第一表面，而下方空间在第二表面中朝向第二表面。
另外，上述的图案延伸方向是倾斜面上的特定直线所延伸的方向，或者是与倾斜面上的曲线接触的特定切线所延伸的方向。图案延伸方向被设计成限制从用于将光照射至多个图案111的光源所发射的光的光路并且将该光路引导到期望方向上，即第一路径。也就是说，多个图案中的每个图案的图案延伸方向可以被设置成在与图案布置面大致平行的方向上延伸并且与第一路径相交成直角。
反射部12被设置在基础衬底10的第二表面上。反射部12可以被设置成完全地或部分地防止基础衬底10中的入射光束穿过第二表面而照射到第二表面的外部。也就是说，反射部12被操作成反射具有如下入射角的内部光：使得内部光能够通过被多个图案111折射并且反射而穿过基础衬底10的第二表面，使得内部光可以传播至基础衬底10的、多个图案111所位于的图案布置面112。
反射部12可以由涂覆层或具有折射功能的膜来形成。Ag、Al等可以用作反射部12的材料。
在使用反射部12的情况下，当通过三维效果形成部11来实现具有三维效果的线状光束时，线状光束的可见性可以被提高。另外，根据反射部12的图案设计，可以对线状光束的光学图像做出各种改变。
下文将参照图2更详细地描述具有三维效果的线状光束。
如图2所示，多个图案11作为间接光源工作，其中光路随着距光源LS的距离逐渐增大而依次变得更长，从而在基础衬底10的厚度方向(z轴方向)上创建三维效果光束。基础衬底10的厚度方向可以是与图案延伸方向(x轴方向)和第一方向(y轴方向)相交成直角的方向。
换言之，当多个图案111包括从光源LS被相继布置的第一区域A1中的第一图案、第二区域A2中的第二图案以及第三区域A3中的第三图案时，第二图案的第二光路比第一图案的第一光路更长并且比第三图案的第三光路更短。从通过第二图案的倾斜面所产生的、光源的第二虚拟光源LS2到第二图案的倾斜面的第二距离L2比从通过第一图案的倾斜面所产生的、光源的第一虚拟光源LS1到第一图案的倾斜面的第一距离L1更长，并且比从通过第三图案的倾斜面所产生的、光源的第三虚拟光源LS3到第三图案的倾斜面的第三距离L3更短。根据这样的配置，多个图案111实现呈现出下述形式的三维效果光束，在该形式中，光路在线状光束的长度方向上随着距光源的距离逐渐增大而增长，并且相应地，如从与第一表面或图案布置面大致垂直的方向上的任意点(标准点或观测点)所观察到的那样，距光源的距离随着光路逐渐增大而增大。
第二图案可以是如从光源LS观察的那样在图案布置面112上刚好在第一图案之后的图案，或者可以是与第一主图案和位于第二图案与第一主图案之间的预定数量的其他图案一起被定位的图案。类似地，第三图案可以是如从光源LS观察的那样在图案布置面上刚好在第二图案之后的图案，或者可以是与第二图案和位于第二图案与第三图案之间的预定数量的其他图案一起被定位的图案。
另外，前述三维效果光束可以指代具有下述形式(感知深度)的光学图像，在该形式中，预定光路(第一路径)的线状光束逐渐进入基础衬底10，即如从第一表面方向或第二表面方向观察的那样，从基础衬底10的第一表面朝向基础衬底10的第二表面。此外，三维效果光束可以是线状光束的一个示例，并且可以是针对线状光束的特定光学图像的另一名称。
另外，根据本实施方式，多个图案111通过去除基础衬底10的第一表面的一部分来设置，但本发明不限于该配置。也就是说，根据一些实施方式，多个图案111可以通过布置在基础衬底10的第一表面上的单独的图案层来设置。当使用用于通过经由具有预定表面粗糙度的倾斜面113对入射光进行折射和反射来将入射光束引导到第一表面方向或第二表面方向的多个图案111时，可以对入射光束的光路、光学宽度和发光强度进行控制，并且相应地，可以实现具有期望形状的线状光束、三维效果光束或与具有期望形状的三维效果光束一起的线状光束的光学图像。
为了通过图案设计来实现具有三维效果的线状光束的光学图像，多个图案111中的每个图案的倾斜面113可以被设置为镜状抛光表面或精加工表面。也就是说，倾斜面113如平滑表面一样具有超过固定标准的表面粗糙度。
在本实施方式中，即使在每种加工方法之间存在微小差异，但倾斜面113可以具有大致的中心线平均粗糙度或为0.02或更小的算术平均粗糙度Ra，和为0.3或更小的最大高度粗糙度Rmax。根据一些实施方式，倾斜面113的表面粗糙度可以是为0.8或更低的十点中值高度(ten point median height)Rz。此处，粗糙度的单位可以是μm，而标准长度可以是0.25mm。
倾斜面113的配置旨在保证倾斜面的反射率在超过预定值的范围中。当表面粗糙度呈现出比上述值更大的表面粗糙度时，由于光散射或超出固定量的光从倾斜面返回至光源，所以难以适当地实现线状光束。
根据本实施方式的光学构件100，基础衬底10的厚度t1可以是约250μm或更大且约500μm或更小。在这种情况下，光学构件10具有使得难以将光学构件卷绕在辊上的板形式。另外，基础衬底10的厚度t1可以是约几十μm或更大且约250μm或更小。在这种情况下，光学构件10具有使得能够将光学构件卷绕在辊上的膜形式。当基础衬底10的厚度小于约10μm时，可能难以在基础衬底10的一个表面上直接形成多个图案，并且当基础衬底10的厚度大于500μm时，可能难以实现线状光束并且用于生产和处理的成本可能会增加。
图3是说明从图1的光学构件的图案所生成的入射光束的折射和反射的原理的图。
参照图3，对于根据本实施方式的光学构件的多个图案而言，多个图案中的每个图案的倾斜面113根据入射光束的入射角对入射光束进行折射和反射。
也就是说，当大气或空气的折射率为n1并且基础衬底10的折射率为n2时，根据在每个图案中案的倾斜面113上的光束的倾斜角来对传播至外部的大气的基础衬底中的光进行折射或反射。
例如，当倾斜角与全反射的预定临界角θc相同时，入射光束沿倾斜面113传播，并且当倾斜角比全反射的临界角θc小时，入射光束根据基础衬底的折射率n2、以比倾斜角更大的角从倾斜面113被折射，从而在基础衬底内部传播。当倾斜角比全反射的临界角θc大时，入射光束从倾斜面113被反射，从而传播至图案布置面朝向的上侧方向(与第一表面方向对应)。
当然，类似地，从基础衬底的内部传播至外部的光也根据来自每个图案中的倾斜面113的光的倾斜角而从倾斜面113被折射，并且传播至外部或者从倾斜面113被反射，以在基础衬底10的内部传播。
图4是用于说明利用图1的光学构件来生成线状光束的原理的图。图4关于如从上方观察的图2的基础衬底10的图案布置面112而与多个图案111的局部放大平面图对应。
参照图4，对于设置在基础衬底的第一表面上的三维效果形成部11而言，当多个图案P1、P2、P3、P4相对于光源LS被相继布置在y轴方向上时，光源LS的光被实现为在与多个图案的相应的图案延伸方向x1、x2、x3、x4交叉成直角的方向上传播的线状光束B1。这是因为相继地被布置以在预定方向上延伸的多个图案将光引导并且集中到光路中，该光路可以根据Fermat(费马)原理在最短的时间内被穿过，费马原理为在介质中传播的光线沿着可在最短时间内被穿过的运动路径传播。
两个相邻图案之间的距离Lp(该距离Lp可以与间距或平均距离对应)可以是大约10μm至500μm。该距离Lp基于用于形成线状光束或三维效果光束的的最小距离和最大距离，并且当该距离超出该范围时，可能难以实现具有三维效果的线状光束。
另外，根据借助于多个图案的设计的线状光束实现，多个图案将第二入射光束通过从倾斜面折射和反射而引导到除第一路径以外的方向上。此处，在来自朝向倾斜面的光源LS的光束之中，第二入射光束可以是与倾斜面相交的光束(在下文中被称为“环境光束”)并且通过倾斜面被折射或被有规律地反射，其中该光束具有与在由图案延伸方向和第一路径限定的平面上、大致在+y方向与+x方向之间和在+y方向与-x方向之间的方向(例如，朝向第一路径中的线状光束两侧的第一象限和第四象限的方向，其中该线状光束在基于光源的x-y平面上向+y轴方向传播)对应的入射角。在这种情况下，由于第二入射光束被倾斜面分散在相当宽的范围中，因此如从穿越(与基础衬底的第一表面或第二表面对应的)x-y平面的直线上的任意点(标准点、观测点等)所观察的那样，第二入射光束成为环境光束B2、B3，在环境光束B2、B3中，与从第一入射光束产生的线状光束部分(下文中称为“明亮部分”)的亮度相比，明亮部分周围的亮度比较低。
在本实施方式中，图案延伸方向x1、x2、x3、x4可以是每个倾斜面上的特定直线所延伸的方向，或者是与每个倾斜面上的曲线相接触的特定切线所延伸的方向。
当使用图案延伸方向时，通过将多个图案的相应的图案延伸方向设计成相互平行，沿多个图案传递的光被表示为成直线形式的、具有三维效果的线状光束，在直线形式中，光的光路(第一路径)从最先与光源LS的光相交的图案开始一直传播到位于相继布置的最后一个图案。
同时，当多个图案的相应的图案延伸方向被设计成从至少一个点相互交叉或在径向方向上延伸以不互相平行(参见图9)时，沿多个图案传递的光的光路(第一路径)可以被表示成曲线形式，在该曲线形式中，光路从最先与光源光束的光相交的点的图案开始、向相邻图案之间的距离逐渐减小的一侧弯曲。
图5是示出了由图1的光学构件的线状光束产生的每个区域的亮度的图。
参照图5，对于根据本实施方式的光学构件的三维效果形成部而言，从光源相继布置的多个图案被划分成三个部分的图案，并且回顾由相应区域中的图案的反射和折射产生的亮度，多个图案中每个图案根据距光源的每个距离而呈现出不同范围的亮度。
换言之，当多个图案被划分成第一区域A1的第一图案、第二区域A2的第二图案和第三区域A3的第三图案(参见图2)时，第二图案的第二亮度比第一图案的第一亮度低但是比第三图案的第三亮度高。此处，光源与第二图案之中的距光源最远的特定第二图案之间的第二距离L2比光源与第一图案之中的距光源最远的特定第一图案之间的第一距离L1长，但是比光源与第三图案中的距光源最远的特定第三图案之间的第三距离L3短。
更具体地，当距光源最近的主图案的最大亮度为10级Lu10时，位于距光源的第一距离L1处的特定第一主图案可以根据第一至第五实施方式的不同图案设计而具有约为8级Lu8、7级Lu7、6级Lu6、5级Lu5或4级Lu4的亮度。位于距光源的第二距离L2处的特定第二主图案可以根据图案设计而具有约为6级Lu6、4级Lu4、2级Lu2或1级Lu1的亮度。此外，位于距光源的第三距离L3处的特定第三主图案可以具有约2级Lu2、1级Lu1或0级(无亮度)的亮度。
也就是说，对于先前参照图1和图2所描述的多个图案而言，相应的图案充当通过折射和反射光源的光来发射具有预定亮度值的光的间接光源，并且此时多个图案可以被实现为具有不同亮度值的间接光源，不同亮度值是根据图案设计而相继减小的。
例如，如图5所示，如第一实施方式的亮度曲线G1所示，根据第一实施方式的预定图案设计，第一图案、第二图案和第三图案分别充当具有约为7级、4级和1级的亮度值的间接光源。根据该配置，多个图案可以实现三维效果光束，在三维效果光束中，亮度随着距光源的距离逐渐增大而从多个图案基本上有规律地减小。为了实现三维效果光束，可以以固定的间距来设计多个图案。
另外，根据第二实施方式的图案设计，如第二实施方式的亮度曲线G2所示，第一图案、第二图案和第三图案充当具有约为6级、3级和0级的相应的亮度值的间接光源。根据这样的配置，多个图案可以实现三维效果光束，在三维效果光束中，亮度随着距光源的距离逐渐增大而从多个图案基本上迅速地减小。为了实现三维效果光束，多个图案可以被设计成使得随着距光源的距离逐渐增大，间距减小或每单位长度的图案密度以固定的比率增大。
另外，根据第三实施方式的图案设计，如第三实施方式的亮度曲线G3所示，第一图案、第二图案和第三图案充当具有约为5级、2级和1级的相应的亮度值的间接光源。根据这样的配置，多个图案可以实现三维效果光束，在三维效果光束中，随着距光源的距离逐渐增大，第一区域A1与第二区域之间的亮度减小率大于第二区域A2与第三区域A3之间的亮度减小率。为了实现三维效果光束，多个图案可以被设计成具有比第一实施方式的间距更窄的固定间距，或者可以被设置成使得间距在被设计成比第一实施方式的间距更窄的固定间距的情况下随着距光源的距离的增大而逐渐地增大。
另外，根据第四实施方式的图案设计，如第四实施方式的亮度曲线G4所示，第一图案、第二图案和第三图案充当具有约为4级、1级和0级的相应的亮度值的间接光源。根据这样的配置，多个图案可以实现三维效果光束，在三维效果光束中，与第三实施方式的情况下相比，亮度进一步迅速减小。为了实现三维效果光束，多个图案可以被设计成具有比第三实施方式的间距更窄的固定间距，或者可以被设置成使得间距在被设计成比第三实施方式的间距更窄的固定间距的情况下随着距光源的距离增大而逐渐地减小。
另外，根据第五实施方式的图案设计，如第五实施方式的亮度曲线G5所示，第一图案、第二图案和第三图案充当具有约为8级、6级和2级的相应的亮度值的间接光源。根据这样的配置，多个图案可以实现三维效果光束，在三维效果光束中，随着距光源的距离逐渐增大，第一区域A1与第二区域A2之间的亮度减小率小于第二区域A2与第三区域A3之间的亮度减小率。为了实现三维效果光束，多个图案可以被设计成具有比第一实施方式的间距更宽的固定间距，或者可以被设置成使得间距在被设计成比第一实施方式的间距更宽的固定间距的情况下随着距光源的距离增大而逐渐地减小。
在前述第一至第五实施方式中，假设相应的实施方式关于图案结构和各个实施方式各自的图案的倾斜面的反射能力而彼此相同。当在图案之中的图案结构和反射能力存在差异时，通过考虑到该事实来调整图案设计，可以通过相继布置的多个图案的间接光源效应而获得亮度自然减小的三维效果光束。
根据本实施方式，由于亮度减小效应和由于距光源的距离差异即光路差异所产生的多个图案的间接光源效应，可以实现三维效果光束或具有三维效果的线状光束。
图6是用于说明图1的光学构件的图案结构的图。
参照图6，对于根据本实施方式的光学构件的三维效果形成部而言，相应的图案111被配置成包括三角形截面形式。当每个图案111都具有三角形截面结构时，每个倾斜面113都具有图案布置面的y轴方向上的固定倾斜角。换言之，每个倾斜面113都被设置成相对于与图案布置面交叉成直角的方向(z轴方向)而弯曲到固定倾斜角θ的程度。
倾斜角θ为约5°或更大且约85°或更小。倾斜角θ旨在使从靠近y轴方向进入大致z轴方向或第一表面方向或第二表面方向的入射光束BL折射和反射。当倾斜角θ比约5°小并且比约85°大时，由于包括倾斜面113的图案111的折射和反射效应不大，因此可能难以实现线状光束或具有三维效果的线状光束。
另外，倾斜角θ可以根据介质即基础衬底的折射率而基本上适当地被设计在约5°至85°的范围中。例如，当基础衬底的折射率约为1.30至1.80时，每个图案111的倾斜面113的倾斜角可以大于33.7°并且小于50.3°，或者可以大于49.7°并且小于56.3°。
另外，基础衬底或多个图案可以由具有高折射率的材料制成。例如，可以采用在制造高亮度LED时使用的高折射率聚合物(n＝1.80至2.50)等。在这种情况下，根据多个图案的每个折射率，倾斜角θ可以大于23.6°并且小于约56.3°。
根据折射率的倾斜角基于Snell(斯涅尔)定律，并且参照图3，由下述等式1来表示斯涅耳定律。
【等式1】
在等式1中，sinθ1是第一折射率n1所示的光的传播角或入射角，而sinθ2是第二折射率n2所示的光的入射角或传播角。
根据本实施方式，除上面所看到的倾斜面的倾斜角以外，宽度w与间距或底面的高度h的比值也可以被设计成受固定比率的限制。例如，当图案被设计成强调三维效果光束的立体效果时，宽度w可以被设置成等于或小于高度h。另外，当图案被设计成使得三维效果光束可以表示相当长的图像时，宽度w可以被设置成大于高度h。另外，当多个图案111中的每个图案具有透镜状形式时，多个图案111中的每个图案的宽度与高度的比值(h/w)可以大约为1/2或更小，或者倾斜角可以大约为45°或更大。
图7是用于说明图1的光学构件的图案结构的另一示例的图。
参照图7，对于根据本实施方式的光学构件的三维效果形成部11而言，多个图案111中的每个图案可以被设置成包括具有半圆形截面或半椭圆形截面的图案结构。另外，间隔部102可以被设置在两个相邻的图案之间。
因此，在本实施方式中，通过使用每个图案111的宽度w和高速h作为用于调节特性的因子，可以有效地控制旨在由光学构件表示的、具有三维效果的线状光束的光学图像。
在本实施方式中，宽度w或两个相邻图案之间的距离(该距离可以与间距对应)可以是10μm至500μm。该距离可以指代第一路径的多个图案之中的平均距离，并且可以根据每个图案设计或光学图像的每个期望形状而有规律地或不规律地改变。
当多个图案包括第一图案Cm-1、第二图案Cm和第三图案Cm+1(其中，m是2或2以上的自然数)时，间隔部102可以被设置在第一图案Cm-1与第二图案Cm之间以及第二图案Cm与第三图案Cm+1之间。可以设置作为两个相邻图案之间的间隔的间隔部以便于制造加工。可以根据针对特定实现的图案设计而省略间隔部102。
在本实施方式中，图案111中的每个图案的倾斜面成为与图案表面的圆弧形中的任意点相接触的表面。可以在与图案布置面112交叉成直角的方向(z轴方向)上以固定倾斜角θ来布置与图案111中的每个图案上的任意点相接触的切线。根据光束BL照射的圆形截面的每个位置，倾斜角θ可以大于0°并且小于90°。
同时，根据本实施方式的光学构件，多个图案可以被配置成从基础衬底的第一表面或图案布置向基础衬底的外部呈凸状突出，但不限于此。多个图案可以被配置成从基础衬底的图案布置面凹进地插入内部。
图8是用于说明图1的光学构件的图案结构的又一示例的图。
参照图8，对于本实施方式的光学构件的三维效果形成部11而言，多个图案111中的每个图案可以被设置成具有多边形形状。多个图案111中的每个图案的倾斜面113可以具有折线图形式。
另外，间隔部102可以被设置在两个相邻图案之间。当多个图案包括第一图案Cm-1、第二图案Cm和第三图案Cm+1时，间隔部102可以分别被设置在第一图案Cm-1与第二图案Cm之间以及第二图案Cm与第三图案Cm+1之间。
在本实施方式中，图案111的每个倾斜面113都被设置成在与图案布置面112交叉成直角的方向(z轴方向)上根据折线图的分段数目而具有多个倾斜角θ1、θ2。第二倾斜角θ2可以大于第一倾斜角θ1。第一倾斜角θ1和第二倾斜角θ2可以根据光束BL照射的位置而被设计成在大于约5°并且小于约85°的范围内。
间隔部102的宽度w1比多个图案中的每个图案的宽度w小，以便借助于三维效果形成部11来实现自然的线状光束或三维效果光束。间隔部102的宽度w1可以是多个图案中的每个图案的宽度的1/10或更小。为了在设计图案时实现具有期望形状的线状光束，间隔部102的宽度w1可以被设置成最大程度地窄或者可以省略间隔部102。当设置间隔部102时，间隔部102的宽度被设计成几微米或更小。
另外，三维效果形成部11可以具有与相应的图案111中的第一表面或图案布置面112平行的不规则表面115。不规则表面115是不能使光基本上被发射到外部的那一部分。因此，由于由多个图案实现的线状光束可以具有与不规则表面115对应的不规则部分，因此不规则表面115的宽度w2可以适当地被限制在几微米或更小的范围内以便实现具有期望形状的线状光束。
图9是根据本发明的另一实施方式的光学构件的平面图。
参照图9，根据本实施方式的三维效果形成部11包括多个图案，多个图案被设置成其中图案布置方向从基础衬底10的图案布置面相互交叉的结构。多个图案包括按照距光源最近的位置的顺序设置的第一图案C1、第二图案C2、第三图案C3、n-第二图案Cn-2、n-第一图案和第n图案Cn。此处，n是6或6以上的自然数。
多个图案被布置成在不相互平行的方向上延伸。也就是说，对于多个图案的相应的图案延伸方向而言，图案延伸方向的虚延长线可以在一个交点C处相交。
根据本实施方式，当光源的光沿三维效果形成部11穿过时，多个图案可以实现沿第一路径(光路)传播的第一线状光束BL1，该第一路径以一个曲率向其中图案延伸方向相互交叉的一侧弯曲，即存在交点C的一侧。
同时，根据本实施方式的光学构件，当观测第一路径的第一线状光束BL1的观测者(人类、相机等)的观测点或固定标准点从第一点Pa移动至第二点Pb时，多个图案被操作成使得可以观测到另一路径的第二线状光束BL2而不是第一线状光束BL1。这是因为与多个图案的图案延伸方向交叉成直角的第一路径的位置随着标准点或观测点的移动而移向与标准点的移动方向相反的方向。因此，根据标准点或观测点的位置，多个图案可以实现沿多个图案的图案延伸方向传播的、具有各种光学图像(直线形式、曲线形式或直线和曲线的组合形式)的线状光束。
图10是根据本发明的又一实施方式的光学构件的截面图。
参照图10，根据本实施方式的光学构件100A被配置成包括基础衬底10、三维效果形成部12和反射部12。三维效果形成部12通过基础衬底10的第二表面上的单独的图案层110来设置。三维效果形成部12的多个图案111被设置在基础衬底10的第二表面上，并且反射部12被设置在多个图案111上。
除了通过使单独的图案层110与基础衬底的第二表面接合来设置多个图案111而不是通过去除基础衬底10的第二表面的一部分来设置多个图案111并且反射部12被设置在多个图案111上的事实以外，本实施方式的光学构件100A可以与参照图1至图6所说明的照明装置100基本上相同。
当利用单独的图案层110来设置多个图案111时，基础衬底10和图案层110可以具有相同的折射率。另外，根据一些实施方式，基础衬底10和图案层110可以具有预定的折射率差异。作为一个示例，基础衬底10的折射率可以在约0.2或更小的范围内小于图案层110的折射率。
这个折射率差异旨在防止针对相应的图案的倾斜面的倾斜角的设计由于在设计多个图案时的折射率差异而变得复杂，并且防止设计自由度受限。
根据本实施方式的光学构件100A，通过多个图案111实现的线状光束可以是如下表示的光学图像：使得从光源相继布置的区域A1、A2、A3中的、随着距将光BL照射到光学构件100A的光源的距离的增大即光路的增长而具有逐渐减小的不同亮度值的光束B11、B12、B13被照射向第一表面方向。
图11是图10的光学构件的修改示例的截面图。
参照图11，根据本实施方式的光学构件100B被配置成包括：基础衬底10；黏合剂层120；三维效果形成部11和反射部12的多个图案。多个图案111由与基础衬底10的第二表面接合的单独的图案层来设置。黏合剂层120被设置在基础衬底10与图案层110之间。此外，反射部12被设置在图案层110的一个表面上并且被设置成埋置暴露于基础衬底10的第二表面的多个图案111。
除了基础衬底10与图案层110之间的黏合剂层120以及用于埋置多个图案111的反射部12以外，本实施方式的光学构件100B可以与先前参照图10所描述的光学构件100A基本上相同。
可以利用环氧黏合剂膜或环氧黏合剂来设置黏合剂层120。另外，为了调节基础衬底10与图案层110之间的折射率差异，黏合剂层120可以由PEA(苯氧基乙基丙烯酸酯)制成或者可以由含氟聚合物、含氟单体等制成，其中PEA是用于调节折射率的高折射率材料。
黏合剂层120的折射率可以大于基础衬底10的折射率和图案层110的折射率。在这种情况下，当基础衬底10与图案层110之间的折射率差异更小时，从基础衬底10沿黏合剂层120传递的光以预定角度被折射并且在再次传播向图案层110时在与预定角度相反的方向上被折射，从而在与初始传播方向类似的方向上传播。当然，当黏合剂层的厚度很薄时，可以忽略折射角。
另外，根据一些实施方式，黏合剂层120可以被设置成具有预定图案。在这种情况下，连同反射部12一起，黏合剂层120可以通过从基础衬底10的第二表面改变或限制被多个图案111折射和反射的光来促进具有各种形状的光学图像的实现。
由于反射部12被设置成通过多个图案111而被填充不均匀的部分，因此光学构件100B可以具有两个平坦的表面。该反射部12可以用来防止多个图案111被外部的冲击损坏。与图10的光学构件相比，具有两个平坦表面的光学构件100B可以容易地维护、运输和处理。
图12是根据本发明的实施方式的照明装置的平面图。
参照图12，本实施方式的照明装置200被配置成包括：光学构件100；光源部30；以及支承构件210。光学构件100可以是参照图1至图11所描述的光学构件中的任意一个光学构件。光学构件100具有反射部(参见图2的附图标记12)。
照明装置200具有平面上的预定长度LH和宽度WH。长度LH和宽度WH可以被形成为与20W荧光灯或40W荧光灯的直径的长度相似或相同。
光源部被布置成分别在支承构件210的长度方向上的两端处，以使具有半球形区域的光有效面积的光朝向矩形条形状的支承构件210的中心部分照射。光源部30包括第一光源和第二光源，并且第一光源和第二光源可以被布置成使光朝向相反的方向(+y方向和-y方向)照射。
当然，本实施方式的照明装置可以被实现成包括用于使光向具有第一光源与第二光源(参见图23的30c和30d)之间的、大于90°并且小于180°的不同方向照射。
在本实施方式中，光源部30可以被设置有诸如白炽灯、卤素灯、放电灯等这样的各种现有光源中的任意一个光源，或者可以被设置有用于引导或反射从太阳产生的自然光的引导构件或反射构件。另外，根据一些实施方式，光源部30可以被设置有包括LED(发光二级管)元件的光源。在这种情况下，光源部30可以包括LED光源和其中安装有对光源供电的驱动电路的印刷电路板。为了便于描述，在下文中将提及其中光源部30的每个光源是具有一个、两个或更多个LED元件的LED封装件这样的情况。
支承构件210可以是照明装置200的壳体、建筑物内部或外部的壁或特定产品或仪器的一个表面中的至少一部分。如果任何装置或产品使得片状(sheet phase)的光学构件100能够被布置在光源部30的光照射向一侧的位置处，则支承构件210可以由该装置和产品在不进行特别限制的情况下实现。此外，支承构件210可以利用帽子、衣服、鞋、包、配饰、室内或室外的内饰部件等来实现。
根据本实施方式，从两个光源向支承构件210的中心部分照射的光可以被实现为具有三维效果的两条线状光束GL1、GL2，在两条线状光束中，光通过从多个图案进行折射和反射而从支承构件210的两端开始，直到消失在支承构件210的中心部分处。另外，在一些实施方式中，当使用被布置成与三维效果形成部交叠的多个效果形成部时，具有三维效果的单条线状光束可以被转换并且显示为具有三维效果的多条线状光束。
也就是说，当光学部件100被布置在支承构件210上并且光从光学构件的一侧照射到光学构件时，照明装置200经由光学构件的多个图案来实现特定光路的线状光束，并且通过由距光源的距离引起的光路差异来实现具有三维效果的线状光束GL1、GL2，三维效果具有图案布置面的垂直方向(与x-y平面交叉成直角的方向)上的感知深度。
图13是根据本发明的其他实施方式的照明装置的平面图。图14是沿线XIV-XIV截取的图13的照明装置的示意性截面图。
参照图13和图14，根据本实施方式的照明装置300被配置成包括照明板31；反射部12和光学构件100C。
照明板31可以是板状的单独构件并且可以连接至装置、仪器、建筑物等，或者可以被设置为装置、仪器和建筑物的一部分。另外，照明板31可以整体地包括在其一个表面上的光源部30。在这种情况下，照明板31可以被配置成包括绝缘衬底和该绝缘衬底上的印刷电路板。除照明板包括印刷电路板这一事实以外，照明板31可以基本上是图12的光学部件。
在本实施方式中，光源部30包括被布置成从上侧和下侧的侧面部分被划分成两组的状态下的十二个光源，使得光可从照明板31向大致彼此相反的方向照射。每个光源包括作为单个封装件的两个LED元件，并且照射两条光线。另外，在光源部30中，属于第一组的第一光源和属于第二组的第二光源向相同的方向照射光束，或从相同的方向向彼此交叉的方向照射光束。
反射部12被设置在照明板31的、布置有光源部30的一个表面上。除反射部12与光学构件100c没有形成为一体这一事实以外，反射部12可以与参照图1和图2所描述的反射部基本相同。
光学构件100C被配置为包括基础衬底和三维效果形成部。除反射部12以及其中反射部12没有被一体地包括在光学构件中的元件以外，光学构件100C的配置可以与参照图1至图11所描述的光学构件的配置相同。
然而，光学构件100C的三维效果形成部包括与光源部30的多个光源对应的、设置在多个图案区域中的十二组的多个图案，并且相应组的多个图案具有用于将光源的路径限制到第一路径(D1等)并且在与第一路径交叉成直角的方向上延伸的图案延伸方向。
根据本实施方式，线状光束的光学宽度可以小于将光照射至相应区域的多个图案的LED光源的发光面的宽度。此处，光学宽度和发光面宽度可以与两条光束BL的最大宽度和发射光的光源部30的侧面的宽度对应。作为参照，在不存在本实施方式的多个图案的情况下，光源部可以基于光源部的发光面将具有光有效面积的光照射到大致为半球形的区域，但在本实施方式中，光源部30的相应的光源似乎由于多个图案而照射比光有效面积中的发光面宽度更小的线状光束。
根据本实施方式，当光学构件100被布置在其中设置有多个LED光源的照明板31上并且LED光源的光被照射到光学构件100时，照明可以通过具有三维效果的各种线状光束来实现，在各种线状光束中，光通过被设置在光学构件100的相应图案区域中的多个图案的折射和反射操作而从照明装置300的、其中布置有相应光源的两个边缘开始，直到消失于大致中心区域A0。特别地，由于反射部12的反射操作，与存在反射部的情况下相比，可以更清楚地实现线状光束。
图15是示出了图13的照明装置的工作状态的图。图16是示出了图15的照明装置的所测量的亮度的曲线图。
如图15所示，在光源部30的十二个光源的光BL分别被照射到光学构件的多个图案的情况下，根据本实施方式的照明装置300经由设置在光学构件的不同区域中的图案来实现十二条线状光束。
此外，照明装置300可以实现下述三维效果光束，在该三维效果光束中，从光源发射的光BL沿多个图案的布置方向传播并且消失在其中布置有图案的图案区域的中心部分(参见图13的A0)处。
因此，照明装置300可以通过光学构件的图案设计，利用在十分短的距离(例如，约100mm至200mm)的光路中实现的三维效果光束来提供照明。
此处，十分短的距离可以对应于与下述距离(例如数米至数十米)相比超过1/数百至数千倍的短距离，在该距离中，光自然地减少并且在从对比示例的光学构件照射LED光源的光时消失，在该对比示例中没有设置根据本实施方式的三维效果形成部的主图案。
当利用布置在照明装置的中心部分中的预定亮度测量装置来测量照明装置300的亮度时，可以获得图16所示的亮度曲线图。
参照图16，当十二个光源的光的强度最大为Lu12时，照明装置的光源的发光面前方的中心区域A0中的第一亮度大约为Lu5，该第一亮度与其他区域中的约Lu7至约Lu12的第二亮度相比相当非常小。此外，考虑到中心区域A0中的第一亮度受周围其他区域中的第二亮度的影响这一事实，照明装置的发光面的中心区域A0中的光强度可以实际上被预测为接近Lu0(无亮度)。
根据本实施方式，通过使用大致在彼此面对的方向上延伸的两组具有三维效果的线状光束，可以提供在矩形照明区域中的边缘部分处呈现出高亮度而在中心部分处呈现出低亮度的照明。
图17是根据本发明的另一实施方式的照明装置的工作状态图。
参照图17，根据本实施方式的照明装置被配置成包括被规律地布置为光源的各种LED元件。各种LED元件包括第一布置线的第一LED元件和第二布置线的第二LED元件，其中，第一LED元件的发光方向和第二LED元件的发光方向被设定为彼此相反。此外，假设第一LED元件和第二LED元件基于发光面而大致将光照射到半球形区域。
根据前述的照明装置，相应的LED元件的光相继被发射到外部，同时通过从被布置成相继远离相应的LED元件的三维效果形成部的图案反射和折射而超过临界角与图案的图案布置面交叉。由于这样的配置，照明装置经由与相应的LED元件对应的三维效果形成部来形成具有三维效果的线状光束的各种光学图像。
具有三维效果的线状光束根据观测者的观测点或预定标准点的移动来表示具有不同光路的不同光学图像。作为一个示例，如在照明装置被放置在平坦底部中的状态下从上侧所观察的，照明装置的光学图像如图17的(a)所示的那样被表示。
也就是说，图17(a)的光学图像被表示为下述光学图像，在该光学图像中，用于在相反的方向上照射光的两组LED元件中的第一线状光束组和第二线状光束组，在彼此面对的方向上像交叉两只手一样交叉，并且交叉角从中心区域到左右两侧的区域逐渐增大。另外，图17(a)的光学图像被表示成使得根据相对于相应的LED元件的观测角差异而从位于相邻的布置线的LED元件发射的光具有超过从相反方向的预定部分的角度(例如，大约为180°±45°)，而不是在相反的方向上被照射。
当从与照明装置所位于的平坦底部接近的前方下侧观察照明装置时，照明装置的光学图象如图17的(b)所示的那样被表示。也就是说，当图17(b)的光学图像与图17(a)的光学图像相比时，相同布置线中的多个LED元件的线状光束在大致与图案布置面垂直的方向上呈现为彼此分隔开，而不是彼此交叠，使得线状光束可以被表示为总体上具有较高的感知深度或三维效果的光学图像。
此外，当从接近照明装置所位于的平坦底部那一侧的下部观察照明装置时，照明装置的光学图像如图17的(c)所示的那样被表示。也就是说，图17(c)的光学图像被表示为下述光学图像，在该光学图像中，相邻区域中的光线不相互交叉并且随着光线逐渐传播至远方区域而以成多条并排线的z字形延伸。
因此，本实施方式的照明装置可以根据观测者的观测点或预定的标准点的变化来实现具有不同光路的不同光学图像。
图18是可以应用于图17的照明装置的结构的局部放大截面图。
参照图18，根据本实施方式的照明装置300A被配置成包括：基础衬底10a；三维效果形成部11；反射部12以及光源部30。
基础衬底10a由使得内部入射光束能够被引导的材料制成。基础衬底10a的材料可以是树脂。当使用树脂层时，基础衬底10a可以是具有展现出薄的厚度和弯曲的柔性的光引导部。
树脂层基本上是由能够引导光的树脂材料制成。树脂层可以由包括低聚物的紫外线可固化树脂制成。另外，树脂层可以由包括聚氨酯丙烯酸酯低聚物作为主材料的树脂制成。例如，树脂层可以通过使用聚氨酯丙烯酸酯低聚物作为合成低聚物和聚丙烯的聚合物来制成。当然，树脂层还可以包含与为低沸点和稀释型反应性单体的IBOA(丙烯酸异冰片酯)、HPA(丙烯酸羟丙酯)，2-HEA(2-丙烯酸羟乙酯)等混合的单体。另外，光引发剂或抗氧化剂可以进一步被混合作为添加剂。
三维效果形成部11被配置成包括多个图案111。每个图案111都具有倾斜面，并且倾斜面是具有超过预定水平的光滑的表面粗糙度的镜状抛光表面。在本实施方式中，三维效果形成部11是通过接合至基础衬底11a的一个表面的单独的图案层110来设置的。图案层20的另一表面接合至基础衬底11a的一个表面，而图案层的一个表面是其上设置有多个图案111的图案布置表面。
反射部12在图案层111的图案布置表面上被设置成以膜的形式反射。反射部12是由具有高反射率的材料制成的，以将从光源部30发射的光经由三维效果形成部11反射到三维效果形成部21上的一侧，使得光损失可以减少并且具有三维效果的线状光束可以更清楚地被表示。
为了增大光的反射特性和光的分散特性，其中白色颜料被扩散并被包含的合成树脂可以用作反射部12的材料。例如，钛氧化物、铝氧化物、锌氧化物、碳酸铅、硫酸钡、碳酸钙等可以用作白色颜料。聚对苯二甲酸乙酯、聚乙烯、丙烯酸树脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚烯烃、乙酸纤维素、耐候性氯乙烯等可以用作合成树脂，但本发明不限于此。
间隔部120可以被设置在反射部12与多个图案111之间。反射层间隔部120可以是填充有空气的空气间隙，但不限于此。根据一些实施方式，反射层间隔部120可以填充有具有与图案层20不同的折射率的材料。
另外，反射部12可以在层压在图案层110上的情况下经由预定的粘合剂图案130而被黏合至图案层110。在这种情况下，反射部12可以通过根据折射率、黏合剂图案的反射能力控制从反射部12反射的光的量或位置，来促进光学图像的多样性。
另外，根据本实施方式的照明装置300A还可以包括反射部120上的反射图案140。可以利用墨图案而将反射图案140设置在反射部12的、朝向图案层110的一个表面上。与反射部12的材料相同的材料可以用作反射图案140的材料。当使用反射图案140时，可以调节从反射部12反射的光的强度，从而有助于实现具有各种形状的光学图像。
光源部30包括光源。每个光源可以被配置成包括一个、两个或更多个发光二极管(LED)元件。LED元件可以具有侧视型或上视型发光结构。光源部30也可以被配置成包括单独的印刷电路板32。印刷电路板32可以是柔性印刷电路板，在该柔性印刷电路板中，导电电路图案被设置在柔性绝缘衬底上。在本实施方式中，如从光源部的横截面所观察到的，光源部30的光源可以以经过图案层110和反射部12这样一种形式连接至印刷电路板32，并且可以被驱动以利用通过印刷电路板32供给的电力和控制信号来将光照射到三维效果形成部11。
根据本实施方式，在照明装置300A中，当印刷电路板32上的反射部12、图案层110和光源部30的光源被使用树脂层设置的基础衬底10a埋置时，光源部30的光由光引导部10来引导。此外，当通过从三维效果形成部11的多个图案111进行反射和折射来表示线状光束时，可以通过从反射部12进行反射来更清楚地实现线状光束。
另外，可以通过利用反射部12上的反射图案140或黏合剂图案130对反射部12的光反射能力或反射面积进行控制，来更高效地实现具有各种形状的线状光束或利用线状光束而具有期望形状的光学图像。
图19是可以应用于图18的照明装置的反射图案的平面图。
参照图19，根据本实施方式的照明装置，反射图案140可以被设置成下述形式，在该形式中，具有六边形环形形状的单位图案141以复数被布置，但不限于此。例如，除六边形形状以外，反射图案140可以被设计成多边形形状、圆形形状、椭圆形形状、星形形状、卷绕环状形状、条形形状、网格形形状或上述形状的组合。也就是说，可以根据具有期望形状或具有关于光学图像的期望三维效果(清晰度、模糊度、扩展性等)的光学图像来设计每个反射图案140的图案形状。
可以通过利用包括反射材料的墨来执行在反射部12的一个表面上的印刷来形成反射图案140。
当使用反射图案140时，通过对从光源30经由三维效果形成部(参见图18的附图标记11)传播到三维效果形成部的下侧的一些光束进行反射并且使反射光束返回到三维效果形成部，光源部的所有光束可以经由三维效果形成部的多个图案而被发射到第一路径中的光引导部10的上侧。另外，可以通过根据反射图案140的设计对光的反射量或反射面积进行调节，来不同地改变具有三维效果的线状光束的光学图像。
同时，沿反射图案140被设置在反射部(图18的附图标记12)的一个表面上的黏合剂图案130可以被设置成与反射图案140交叠或不交叠的单独的图案，但不限于此。根据一些实施方式，可以通过将预定黏合剂成分纳入反射图案140中来设置黏合剂图案130。在这种情况下，反射图案140可以是黏合剂图案(参见图18的附图标记130)。
图20是可以应用于图17的照明装置的结构的局部放大截面图。
参照图20，根据本实施方式的照明装置300B被配置成包括：基础衬底10a；三维效果形成部11；反射部12以及光源部30。三维效果形成部11被设置在单独的图案层110的一个表面上，该单独的图案层110被设置在光源部30的印刷电路板32上。
当三维效果形成部11的多个图案111被设置在图案层110与基础衬底10a之间时，多个图案111可能由于形成基础衬底10a的树脂层而被不适当地操作为具有倾斜面的图案。特别地，当基础衬底10a的折射率与图案层110的折射率相似时，例如，当在基础衬底10a与图案层110之间的折射率差异为0.2或更小时，基础衬底10a与图案层110之间的介质界限不清楚，并且相应地，光不被适当地从图案的相应的倾斜面反射。这表明光源部30的光可能不通过从三维效果形成部11的多个图案折射和反射而被引导到基础衬底10a的上侧，从而可能不会实现具有三维效果的线状光束。
因此，在本实施方式的照明装置300B中，反射部12被设置在多个图案111上，多个图案111被设置在图案层110的一个表面上，使得根据多个图案111的倾斜面的倾斜角和入射光束的入射角，经由多个图案111上的反射部12来有效地相继反射光源部30的光束或传播到基础衬底10a内部的入射光，以将其引导到基础衬底10a的上侧。
反射部12是其中多个图案111被很薄地涂覆有反射材料的涂覆层。Ag、Al、不锈钢(304SS)等可以用作反射部12的材料。
除多个图案111被设置在图案层110与基础衬底10a之间这一事实以外，本实施方式的照明装置300B与图18的照明装置基本上相同，并且替代图18的照明装置的膜形式的反射部、间隔部120、黏合剂图案130和反射图案140，以涂覆层形式的反射部12被设置在多个图案111上，并且因此，为了避免重复的描述，省略与图18的照明装置的构成元件相同或相似的构成元件的详细描述。
多个图案111的图案类型可以具有各种形状，例如棱柱形状、透镜形状、四面体形状，圆锥形状等。
在本实施方式中，照明装置300B的厚度h2为100μm至250μm或至250μm以下。当照明装置300B的厚度小于100μm时，难以实现具有其中埋置有树脂层的结构的LED光源，并且耐久性可能会降低。另外，当照明装置300B的厚度大于250μm时，厚度变厚，并且因此可能难以将照明装置卷绕在辊上。
图21是根据本发明的再一实施方式的照明装置的截面图。
参照图21，根据本实施方式的照明装置被配置成包括：基础衬底10；三维效果形成部11；光源部30；以及支承构件410。光学构件100包括基础衬底10和三维效果形成部11。三维效果形成部11包括被相继布置在基础衬底10的图案布置面上的多个图案。
光学部件100被设置成膜的形式。光学构件100的厚度大约为25μm至250μm或至250μm以下。当光学构件100的厚度小于25μm时，可能难以制造该光学部件并且耐久性可能大幅度降低。另外，当光学构件100的厚度大于250μm时，柔性降低，使得可能难以将光学构件安装在具有预定曲率的支承构件410处。
除了光学构件具有膜的形式和柔性这一事实以外，光学构件100可以与先前参照图1至图11所描述的光学部件中的任何一个光学构件基本上相同。也就是说，在本实施方式中，由于特定的因素，例如设置在基础衬底10的图案布置面上的图案的结构、图案的间距以及图案密度，是被适当地设计的，因此光学构件100可以通过将从光源部30照射到三维效果形成部的光的光路指定成第一路径并且限制第一路径的宽度，根据距第一路径中的光源的距离的差异来实现具有三维效果的线状光束，三维效果具有感知深度。
光源部30由支承构件410支承并且被布置成将光照射到光学构件100的一侧。光源部30可以被设置为包括一个、两个或更多个LED元件的LED封装件或LED串。当光源部包括多个LED元件时，从光源部30照射的若干种光可以通过光学构件100被显示为多条线状光束。
支承构件410可以是具有曲率的壳体、具有弯曲部分的建筑物内部或外部的壁或产品的一个面。在本实施方式中，支承构件410包括具有预定直径2R的中空型圆柱体形状。
如果任何装置或产品使得片状的光学构件100能够被布置在其中光源部30的光被照射到一侧的位置处，则在不被特别限制的情况下支承构件410可以由该装置和产品来实现。此外，支承构件410可以利用片状的光学构件100可以附接的帽、服装、鞋、包、配饰、室内和室外的内饰部件等来实现。
根据本实施方式，由于光学构件被接合至应用产品、产品或具有弯曲部分或曲率的建筑物，因此具有各种设计的照明可以通过线状光束或具有三维效果的线状光束来实现。
图22是根据本发明的又一实施方式的照明装置的平面图。
参照图22，根据本实施方式的照明装置500被配置成包括：光学构件100；多个光源部30a至30g；外部透镜510。
光学构件100包括被布置在基础衬底的多个区域12a、12f、12g等中的单独的方向上的多个图案。除了光学构件具有柔性以被布置在具有曲率的外部透镜510的一个面(内侧等)上这一事实以外，光学构件100可以与先前参照图1至图11所描述的光学部件中的任何一个光学构件基本上相同，并且因此，为了避免重复的描述，省略对光学构件的详细描述。
多个光源部30a至30g被布置在外部透镜510的边缘部分处，以从被设置在光学构件10的多个区域中的图案的一侧照射光。每个光源部都包括光源，每个光源包括一个、两个或更多个LED元件。另外，当照明装置500被用作汽车的照明时，相应的光源部的光源可以借由车载电池530所供给的电力工作。
外部透镜510包括被布置在诸如用于车辆的照明装置(前灯、后灯等)这样的照明装置的外表面上的盖或透镜。当照明装置被用作汽车灯时，外部透镜510可以被设置在其中布置有光学构件100的一个面上，以具有导致车体的弯曲表面的曲率。外部透镜510可以由透明塑料材料制成，例如工程塑料等。
根据本实施方式，从相应的光源部照射的光经由设置在光学构件100的多个区域中的图案而分别被照射向从外部透镜510的边缘朝向中心部分的方向(y1至y7)，并且被表示为线状光束或具有三维效果的线状光束。
另外，如基于前述特定实施方式(参见图9)所描述的，本实施方式可以提供一种照明装置，该照明装置能够根据标准点或观测点的移动来实现具有三维效果的多条线状光束，该线状光束是通过沿相应区域中的图案的图案延伸方向传播而表示的。也就是说，照明装置500可以用作车灯，例如车量的前灯、后灯、车内照明灯、雾灯、车门灯等。另外，在体积、厚度、重量、价格、寿命、稳定性、设计自由度以及安装容易度方面，与现有的车灯相比，发光装置500可以作为车灯而有益地应用作。
同时，即使本实施方式主要基于其中本实施方式的照明装置500被用于车灯这一情况，但照明装置500不限制于这样的配置，并且可以作为以膜的形式的柔性照明装置而被应用于针对安装说明的对象内部或外部的曲线部分或弯曲部分，所述对象例如是建筑物、设备、家具等。在这种情况下，外部透镜510可以是透明的支承构件或用于支承光学构件或光源部的壳体。
如上面所阐述的，本发明的一些实施方式可以提供一种光学构件，该光学构件能够通过借助于图案设计而对光路、光学宽度以及发光强度进行控制以创建线状光束并且使用该线状光束来实现具有期望形状的光学图像。
根据本发明的一些实施方式，使用线状光束的、以膜的形式的光学构件的整体厚度或使用光学构件的照明装置的整体厚度变得更薄，使得光学构件和照明装置可以容易地用于与照明有关的各种应用产品。
根据本发明的一些实施方式，照明装置通过使用柔性印刷电路板和树脂层而具有柔性，使得可以提高照明装置的产品设计自由度并且能够确保可靠性。
根据本发明的一些实施方式，在诸如通用照明、设计照明、车辆照明等的各种照明领域中，可以实现具有期望的三维效果和各种形状的光学图像，并且可以以低成本批量生产照明装置。
如先前所述，在本发明的具体实施方式中已经描述了本发明的详细的示例性实施方式，但显而易见的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以由本领域技术人员做出修改和变化。因此，可以理解的是，前述内容只是本发明的说明，而不应当被解释为限于所公开的特定实施方式，并且对所公开的实施方式以及其他实施方式的修改旨在被包括在所附权利要求以及其等同方案的范围内。

Claims (21)

1.一种光学构件，包括：
基础衬底；
图案层，包括在第一方向上被相继布置在所述基础衬底的第一表面上的多个图案以及被布置在相邻图案之间的多个间隔部；和
被直接布置所述多个图案上的反射部，
其中，所述多个图案为圆形或椭圆形，并且在与所述第一方向相交的第二方向上延伸，
其中，所述多个间隔部中的每个间隔部的宽度小于所述多个图案中的每个图案的宽度，
其中，所述反射部包括与所述多个图案的形状相对应的形状。
2.根据权利要求1所述的光学构件，其中，所述反射部被设置为覆盖层或反射膜。
3.根据权利要求2所述的光学构件，还包括被形成在黏合剂层上的黏合剂图案，所述黏合剂层被设置在所述基础衬底与所述图案层之间。
4.根据权利要求1所述的光学构件，其中，所述多个图案通过借助于从所述多个图案的倾斜面折射或反射而将第一入射光束引导到第一表面方向或第二表面方向中来实现与所述多个图案的相应的图案延伸方向交叉成直角的第一路径的线状光束，其中，所述第一表面朝向所述第一表面方向，所述基础衬底的与所述第一表面相反的第二表面朝向所述第二表面方向，
其中，所述线状光束的光宽度小于将光照射到所述多个图案的光源的发光面的宽度，并且所述线状光束的长度大于所述光宽度。
5.根据权利要求4所述的光学构件，其中，所述多个图案的所述图案延伸方向相互平行或相互交叉，并且当所述图案延伸方向相互交叉时，所述第一路径以一定的曲率向所述图案延伸方向相互交叉的那一侧弯曲。
6.根据权利要求4所述的光学构件，其中，所述倾斜面是镜状抛光表面并且具有0.02或更小的算术平均粗糙度和0.30或更小的最大高度粗糙度。
7.根据权利要求1所述的光学构件，其中，所述多个图案之中的两个相邻图案之间的距离范围是从10μm到500μm。
8.根据权利要求4所述的光学构件，其中，所述线状光束的光宽度小于将光照射到所述多个图案的光源的发光面的宽度，并且所述线状光束的长度大于所述光宽度。
9.根据权利要求1所述的光学构件，其中，所述基础衬底是用于引导入射光到内部的光引导部。
10.根据权利要求9所述的光学构件，其中，所述基础衬底的厚度是25μm或更大且250μm或更小，或者是250μm或更大且500μm或更小。
11.根据权利要求9所述的光学构件，其中，所述基础衬底的材料为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或玻璃。
12.根据权利要求1所述的光学构件，其中，所述多个图案是通过去除所述第一表面的一部分来设置的，或者是通过接合至所述基础衬底的所述第一表面的图案层来设置的。
13.根据权利要求1所述的光学构件，其中，所述多个图案用作间接光源，其中光路随着距光源的距离增大而依次变得更长，从而在所述基础衬底的厚度方向上创建三维效果光束。
14.根据权利要求13所述的光学构件，其中，所述多个图案包括：第一图案，所述第一图案被相继布置并且具有来自所述光源的第一光路；第二图案，所述第二图案具有比所述第一光路长的第二光路；以及第三图案，所述第三图案具有比所述第二光路长的第三光路，其中，从通过所述第二图案的倾斜面所产生的、所述光源的第二虚拟光源到所述第一图案的倾斜面的第二距离大于从通过所述第一图案的倾斜面所产生的、所述光源的第一虚拟光源到所述第一图案的倾斜面的第一距离，并且小于从通过所述第三图案的倾斜面所产生的、所述光源的第三虚拟光源到所述第一图案的倾斜面的第三距离。
15.根据权利要求4所述的光学构件，其中，根据标准点或观测点的移动，所述多个图案实现了显示为在与所述标准点或所述观测点的移动方向相反的方向上沿所述图案延伸方向传播的线状光束。
16.一种照明装置，包括：
根据权利要求1至15中任一项所述的光学构件；以及
光源部，所述光源部将光照射到所述光学构件。
17.根据权利要求16所述的照明装置，其中，所述光源部包括第一光源和第二光源，其中，所述第一光源和所述第二光源将光照射到同一方向或者将来自同一方向的光照射到相互交叉的方向。
18.根据权利要求16所述的照明装置，其中，所述光源部包括第一光源和第二光源，其中，所述第一光源和所述第二光源将光照射到相反的方向，或者将光照射到具有所述第一光源与所述第二光源之间的大于90°且小于180°的角度的不同方向。
19.根据权利要求16所述的照明装置，其中，所述光源部包括作为光源的发光二极管元件和连接至所述光源的印刷电路板，并且所述光源部基于所述光源的发光面而将光照射到所述发光面前方的半球形区域，并且所述光学构件在所述半球形区域中实现线状光束。
20.根据权利要求19所述的照明装置，还包括光引导部，所述光引导部用于埋置所述光学构件和所述光源并且具有一定的曲率或弯曲表面。
21.根据权利要求16所述的照明装置，还包括外透镜，其中，所述光学构件被布置在所述外透镜的一个面上，并且所述一个面具有一定的曲率，并且所述光源部借由从车载电池供给的电力工作。
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