CN106030203A - 照明设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种使用具有三维效果的线性光的照明设备，包括：导光单元，具有第一侧以及与第一侧相反的第二侧，并且在第一侧与所述第二侧之间具有预定厚度；三维效果形成单元，布置在导光单元内侧或表面上并且具有图案；第一光源，布置在图案的第一区域中，用于向所述图案辐射第一颜色的入射光；以及第二光源，布置在所述图案的第二区域中，用于向图案辐射不同于所述第一颜色的第二颜色的入射光，其中，图案顺序地布置在与所述第二侧平行的图案布置表面上、具有相对于图案布置表面形成倾斜角的倾斜表面，并且通过倾斜表面处的折射或反射在面对所述第一侧的第一侧方向上或在面对所述第二侧的第二侧方向上引导入射光，从而产生第一路径的线性光。

Description

照明设备
技术领域
本发明涉及一种照明设备，更具体地讲，涉及一种使用具有三维效果的线性光的照明设备。
背景技术
发光二极管(LED)指的是使用化合物半导体的特性将电信号转换成红外线或光的器件，并且在下述方面是有利的，即，与常规的其他光源相比较而言具有长的使用寿命以及由于与使用汞等的荧光灯不同，发光二极管不使用有害物质，因此引起很小的环境污染。此外，LED的优点在于，由于高色温而具有出色的可见性，并且与其他光源相比具有低的功耗。
由于LED技术的发展和供应，照明设备具有从使用常规光源——如荧光灯等——向使用LED光源发展的趋势。例如，如韩国专利公开号10-2012-0009209所公开的，提出了使用LED光源和导光板执行表面发光功能的照明设备。
此外，在一些常规技术中，已经提出了下述照明设备，在所述照明设备中，通过将光学片材——诸如漫射片材、棱镜片材、保护片材等——增加到导光板而增强了表面发光性能。
然而，使用LED光源的常规照明设备由于其导光板的厚度而在整个产品的厚度减薄方面被限制、存在因导光板的材料不是柔性的而难以应用到其中形成有曲面的外壳或应用的缺点，并且由于导光板而存在设计产品和修改设计的缺点。因此，需要能够应用到多种应用如室内和室外照明、车辆照明等并且能够根据需要有效地实施光图像的方案。
发明内容
技术问题
本发明涉及提供一种能够组合地使用不同类型的光源实施具有三维效果的多种光图像的照明设备。
本发明还涉及提供一种能够减小光源大小并且获得设计方面的益处的用于车辆应用的照明设备。
技术方案
本发明的一方面包括：导光部分，所述导光部分具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面，并且在所述第一表面与所述第二表面之间具有预定厚度；三维效果形成部分，所述三维效果形成部分设置在所述导光部分中或导光部分的表面上并且包括图案；第一光源，所述第一光源布置在所述图案的第一区域中并且朝向所述图案辐射第一颜色的入射光；以及第二光源，所述第二光源布置在所述图案的第二区域中并且朝向所述图案辐射与所述第一颜色不同的第二颜色的入射光，其中，所述图案包括倾斜表面，所述倾斜表面顺序地布置在与所述第二表面平行的图案布置表面上并且相对于所述图案布置表面具有倾斜角，并且通过所述倾斜表面处的折射和反射而在面对所述第一表面的第一表面方向上或在面对所述第二表面的第二表面方向上引导所述入射光来产生第一路径的线性光。
有益效果
根据本发明，可以提供一种能够组合地使用不同类型的光源实施具有三维效果的多种光图像的照明设备。
根据本发明，可以提供一种能够减小光源大小并且获得设计益处的用于车辆应用的照明设备。此外，可以提供一种减少材料并且在单个模块中实施两种或更多种功能的照明设备。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的照明设备的平面图。
图2是图1的照明设备的示意性前视图。
图3是图1的照明设备的部分放大的示意性横截面图。
图4和图5是用于描绘图1的照明设备的三维效果形成部分的工作原理的视图。
图6是图1的照明设备的第一工作状态的视图。
图7是图1的照明设备的第二工作状态的视图。
图8是根据本发明的另一个实施例的照明设备的横截面图。
图9是图8的照明设备的反射图案的示例视图。
图10是根据本发明的又另一个实施例的照明设备的示意性横截面图。
图11至图13是用于描绘可应用于图1的照明设备的三维效果形成部分的图案结构的视图。
具体实施方式
现在将在下文中参照附图更加完整地描述根据本发明的示例性实施例，使得本领域的普通技术人员可以容易实施该示例性实施例。然而，由于说明书中描述的本发明的实施例以及附图中示出的构造仅仅是优选实施例，所以应当理解，在本申请时存在可以替代这些实施例的多种等效形式或修改。此外，在本发明的优选实施例的工作原理的详细描述中，将省略可能会不必要地使本发明的主题模糊的已知的功能或构造的详细描述。此外，由于下述术语是考虑本发明的功能进行定义的，所以在整个说明书的内容的基础上可以对这些术语进行定义。在整个附图中，用相同的附图标记代表执行类似功能和动作的元件。
图1是根据本发明的一个实施例的照明设备的平面图。
参照图1，根据本发明的一个实施例的照明设备100包括导光部分10、三维效果形成部分20、第一光源50a和第二光源50b。
以板或膜的形式设置导光部分10，所述导光部分包括第一表面(参见图3的附图标记11)和第二表面(参见图12的附图标记12)，所述第二表面与第一表面相对并且与其大致平行。在本实施例中，第二表面可以对应于图案布置表面，其中，三维效果形成部分20的图案22设置在该图案布置表面上。
导光部分10包括透明材料，例如，玻璃、树脂等。透明材料的透光率可以是约50％或更大，并且可以优选地是约80％或更大。当使用树脂时，导光部分10可以设置成包含低聚物的紫外线(UV)固化树脂。低聚物包括选自聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯和丙烯酸丙烯酸酯(acrylicacrylate)的任意一种材料。
三维效果形成部分20包括如特定区域B1的放大视图所示的图案22。图案22可以具有包括凸起部分和凹陷部分的条纹形状，在凸起部分中，长度方向以圆丘(knoll)或壁形状在第一方向上延伸，在凹陷部分中，长度方向以沟槽或山谷形状在第一方向上延伸，其中，凸起部分和凹陷部分顺序地布置在与第一方向相交的第二方向上。在本实施例中，图案22设置有凸起和凹陷形状的直线条纹，其中多个图案单元大致平行延伸，但是不限于此，并且可以设置有凸起和凹陷形状的弯曲条纹。
此外，在本实施例中，图案22包括在不同的图案区域A1、A2等中设置成具有不同的图案布置方向的图案P1、P2、P3、P4和P5。当在每个图案区域处的图案单元一体延伸时，弯曲图案部分21可以形成在彼此相邻的图案区域的图案单元之间。
图案22包括相对于第二表面倾斜的倾斜表面(参见图3的附图标记221)或与第二表面平行的图案布置表面。图案22通过在倾斜表面中的折射和反射将在导光部分10内侧反射和移动的光引导到面对第一表面的方向(参见图3的z方向)或面对第二表面的方向(参见图3的-z方向)。此外，图案22产生第一线性光，所述第一线性光从第一入射光在与图案延伸方向垂直的图案布置方向上移动，所述第一入射光经由导光部分10的第一表面11移动并且在图案布置表面之间移动。第一线性光根据设计的图案在光学路径中具有预定宽度的光并且在导光部分10的厚度方向上具有可感知的深度。
在本实施例中，关于在平面上具有圆形形状的导光部分10，图案22包括：多边形最外侧图案单元，所述多边形最外侧图案单元内接于导光部分10的第二表面或与第二表面对应的内侧圆形平面；以及同心圆形状的多个图案单元，所述多个图案单元布置成朝向中心与最外侧图案单元均匀地间隔开。因此，图案22实施从导光部分10的中心朝向边缘径向辐射的多个第一线性光，或者从导光部分10的边缘朝向中心径向辐射的多个第一线性光。
在本实施例中，根据每个图案区域处的图案P1、P2、P3、P4和P5的设计，第一线性光的宽度、长度和光学路径可以相同或不同。此外，通过布置在导光部分10的第二表面上的单独的图案层(参见图3的附图标记20a)来设置图案22，但是不限于此，并且可以通过直接处理导光部分10的第二表面以形成凸起和凹陷形状的图案来实施图案22。
第一光源50a布置成位于导光部分10的边缘。第一光源50a可以由单独的支撑部分或印刷电路板(PCB)支撑，并且可以耦接至导光部分10和三维效果形成部分20的堆叠结构并且根据实施方式由导光部分10掩埋(buried)。
第二光源50b布置成位于导光部分10的中央部分。与第一光源50a相似地，第二光源50b可以由支撑部分或PCB(参见图3的附图标记40)支撑或者由导光部分10掩埋。PCB可以耦接至堆叠结构的一个表面以面对插设三维效果形成部分20的导光部分10。
图2是图1的照明设备的示意性前视图。
参照图2，根据本实施例的照明设备100可以弯曲以具有预定曲率或者通过限制导光部分的厚度并且提供连接至第一光源和第二光源的PCB作为柔性PCB而具有柔性，以根据需要弯曲。
例如，照明设备100可以具有以下形状的曲率，其中，盘状结构的中央部分与表面F1间隔开预定量的距离并且盘状结构的边缘与表面F1接触。当然，照明设备100不限于具有固定曲率的结构，而是可以具有设置有下述柔性的结构，所述结构待附接至具有预定曲率的一个表面如支撑部分、外壳或用于车辆灯具的外透镜、具有对应的曲率。
图3是图1的照明设备的部分放大的示意性横截面图。图3对应于沿着III-III线截取的图1的照明设备的横截面图。
参照图3，根据本发明的照明设备100包括导光部分10、三维效果形成部分20、第一光源50a和第二光源50b。此外，照明设备100还可以包括反射层30。
通过在导光部分10的第二表面的一个表面处布置具有图案22的图案层20a来设置三维效果形成部分20。热塑性聚合物、光聚合物等可以用作图案层20a的材料。图案22设置在图案层20a的一个表面处，但是不限于此。
在本实施例中，图案22被设置成面对反射层40。在这种情况下，当图案层20a涂覆有树脂以形成导光部分10时，防止了由树脂覆盖的图案22丧失其功能。也就是说，图案22通过图案的倾斜表面处的折射和反射将移动到导光部分10中的入射光引导成在特定光学路径处具有一定量的光宽度的线性光，虽然在图案22的倾斜表面处的折射和反射动作在所述倾斜表面由具有类似折射率的树脂覆盖时不可行，通过将图案层20a中的图案22布置成面对布置在导光部分10的相反侧处的反射层30，在本实施例中避免了上述问题。
图案层20a可以通过粘合剂图案130固定在反射层30上。粘合剂图案130设置在第一光源50a和第二光源50b的外周上以稳定布置并且确保图案层20a的可靠性。通过粘合剂图案130的布置，可以防止光源的外周上的图案层20a由于布置成穿过图案层20a的第一光源50a和第二光源50b而比其他区域容易分离。
反射层30布置在PCB 40与图案层20a之间。当将图案层20a布置在反射层30上时，图案22布置成面对反射层30，而不是导光部分10。
反射层30可以以膜的形式布置在PCB 40的一个表面上。反射层30设置有具有高反射效率的材料，并且将经由三维效果形成部分20的图案22从光源50a和50b进入导光部分10的第一表面方向的光朝向图案22的一侧反射回来。通过反射层30的动作，照明设备100可以减少光损耗，并且更清楚地显示具有三维效果的线性光。
包含分散的白色颜料的合成树脂可以用作反射层30的材料以增强光反射的性能并且促进光散射。例如，氧化钛、氧化铝、氧化锌、碳酸盐、硫酸钡、碳酸钙等可以用作白色颜料，并且聚对苯二甲酸乙酯、聚萘二甲酸、丙烯酸、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的材料，但是不限于此。在又另一个实施例中，反射层30可以实施为银(Ag)、铝(Al)、不锈钢(304SS)等。
根据本实施例的照明设备100可以包括在图案层20a与反射层30之间的分离区域120。分离区域120可以是空气层或真空层，并且可以由粘合剂图案130包围。
当利用反射层30、分离区域120和粘合剂图案130时，通过根据设计图案控制在单个模块中实施的具有不同颜色的线性光或者通过控制对线性光周围的暗的部分的光散射或光聚焦的执行，可以实施更多的多种光图像。
图4是用于描绘图1的照明设备的三维效果形成部分的工作原理的示意性平面图。
参照图4，在根据本实施例的照明设备中，当第一图案P1被设计成在图案层20a的第一图案区域A1处在x方向上延伸并且在与x方向垂直的第一方向(-y方向)上顺序地布置，并且第二图案P2被设计成在图案层20a的第二图案区域A2处在D2方向上延伸并且在与D2方向垂直的第二方向上顺序地布置时，布置成面对第一图案区域A1的第二光源的第一入射光被转换成第一线性光BL1，所述第一线性光沿着与第一图案P1中的图案单元的每个图案的延伸方向(x方向)垂直的第一路径移动。此外，布置成面对第二图案区域A2的另一个第二光源的第一入射光被转换成另一第一线性光BL1，所述另一第一线性光移动穿过与第二图案P2中的图案单元的每个图案的延伸方向(D2方向)垂直的光学路径。
在本实施例中，在三维效果形成部分20的图案22中，图案延伸方向(x方向或D2方向)可以是每个图案区域处的图案单元的倾斜表面上的特定直线延伸的方向或者每个倾斜表面上的特定曲线的特定切线延伸的方向。这里，特定的直线或曲线可以与导光部分10的第一表面和第二表面平行。
就设计图案而言，当图案单元的所有图案延伸方向被设计成彼此平行时，图案所形成的第一线性光BL1具有在与每个图案单元的图案延伸方向垂直的方向上前进(advance)的直线形式。这是因为光的运动根据费马原理(Fermat’s principle)沿着图案的最短移动路径会聚，该原理表述成“在介质中的两点之间移动的光沿着能够花费最短时间横穿的路径移动”。
在本实施例中，三维效果形成部分20的图案22上的一些入射光无法转变成第一线性光BL1。也就是说，图案22在除第一路径(线性光的光学路径)之外的方向上分散一些入射光BL0(以下称为外周光)。
外周光BL0指的是被折射、反射和散射到除图案22上的第一路径之外的其他路径的入射光。由于外周光BL0与线性光相比而言被散射到导光部分10的相对较宽的范围中并且不是前往(heading toward)参考点的光，外周光BL0形成外周部分或者暗的部分，在该外周部分或暗的部分中，亮度与亮的部分周围的第一线性光BL1的一部分(以下称为亮的部分)相比较而言相对较低。参考点可以是观察者、照相机等所位于的点。
此外，当设计三维效果形成部分20的图案时，彼此相邻的两个图案单元之间的间距Lp可以在约10至500μm的范围内。间距Lp可以对应于图案的节距或平均间距。此外，对间距Lp考虑用于实施具有三维效果的线性光的最小和最大间距，因此当间距偏离最小和最大范围时，实施线性光可能被限制。也就是说，当间距偏离范围时，由于顺序地布置在图案22上的倾斜表面，难以实施与参考点的距离顺序地减小的间接光源，由此无法实施具有三维效果的线性光。
根据本实施例的照明设备100，在图案22的倾斜表面处通过折射和反射产生的线性光可以实施为通过设计图案而被控制成预定光宽度和预定长度。例如，通过设计具有预定宽度的图案，线性光的特定的光宽度和光学路径可以实施为具有均匀的光宽度，并且延伸多达第一长度的程度，实施为具有逐渐减小的光宽度并且延伸多达比第一长度短的第二长度的程度，或者实施为具有逐渐增大的光宽度并且延伸与第一长度类似或比第一长度短或长的程度。
同时，基于以条纹形式扩展的图案结构描述上述实施例，该条纹形式至少在每个图案区域处具有直线，但是不限于此，并且图案22的图案单元的图案延伸方向可以根据实施方式被设计成至少在点处交叉，但是不彼此平行。在这种情况下，穿过图案的线性光的光学路径朝向彼此相邻的两个图案单元之间的距离(或间距)较小的一侧弯曲并且可以是根据费马原理的弯曲形式。
图5是用于描绘图1的照明设备的三维效果形成部分的工作原理的部分放大的示意性横截面图。
参照图5，在根据本实施例的照明设备100中，当光从特定光源LS入射到导光部分10上时，穿过导光部分10的入射光BL0通过在由导光部分10的折射率和外部介质(空气)的折射率确定的临界角度之下在导光部分10中反射而移动。
当入射光BL0接触(meet)图案22的倾斜表面221时，倾斜表面221折射并反射入射光BL0以在面对导光部分10的第一表面11的第一表面方向(z方向)上或在面对第二表面的第二表面方向(-z方向)上前进，并且辐射到导光部分10外侧。
在上述情况下，图案22的每个图案单元作为间接光源工作，该间接光源通过倾斜表面折射或反射入射光并且在第一表面方向或第二表面方向上辐射入射光。这里，当从照明设备外侧的某个参考点观察时，根据与光源LS的距离，图案22的每个图案单元形成的间接光源看起来定位成逐渐后退。
例如，当根据光源LS将图案单元顺序地布置在图案布置方向(-x方向)上并且包括第一区域a1处的第一图案单元P11、第二区域a2处的第二图案单元P12以及在图案布置方向上沿着光学路径最靠近光源的第三区域a3处的第三图案单元P13，作为从光源LS到第二图案单元P12的入射光的行进距离的第二光学路径比从光源LS到第一图案单元P11的第一光学路径长，并且比从光源LS到第三图案单元P13的第三光学路径短。也就是说，第二距离L2比第一距离L1长并且比第三距离L3短，其中，所述第二距离L2是从第二间接光源LS2朝向参考点的第二图案单元P12的光的光学路径，所述第一距离L1是从第一间接光源LS1朝向参考点的第一图案单元P11的光的光学路径，所述第三距离L3是从第三间接光源LS3朝向参考点的第三图案单元P13的光的光学路径。
如上所述，当从某个参考点观察时，图案22的每个图案单元作为间接光源工作，该间接光源顺序地布置在特定的光学路径上、定位成逐渐后退并且亮度逐渐减小，从而由图案22的结构实施在光学路径上具有三维效果的线性光。
如上所述的具有三维效果的线性光指的是具有可感知的深度的光图像，其中，当从第一表面方向或第二表面方向观察时，被引导并限制于通过图案预设的特定光宽度的线性光从导光部分10的第一表面朝向导光部分10的第二表面(或图案布置表面)逐渐移动到导光部分10中(或者相反)。
同时，在如上所述的第一图案单元至第三图案单元P11、P12和P13的图案单元中，当从光源LS观察时，第二图案单元P12可以是定位成紧接在导光部分10的第二表面上的第一图案单元P11后的图案单元，或者是插设在第一图案单元P11与预定数量的其他图案单元之间的图案单元。类似地，当从光源观察时，第三图案单元P13可以是定位成紧接在第二图案单元P12后的图案单元，或者是插设在第二图案单元P12与预定数量的其他图案单元之间的图案单元。
图6是图1的照明设备的第一工作状态的视图。图7是图1的照明设备的第二工作状态的视图。
在本实施例的圆形照明设备中，由面对中央部分的白色发光二极管(LED)封装形成的多个第一光源布置成在设备的外部均匀地间隔开，并且由面对外部的红色LED封装形成的四个第二光源布置成使得在设备的中央部分处，所述四个光源的背部彼此相对。
参照图6，来自每个红色LED封装的光被转换成线性光并且由于每个图案区域的图案而显示。在本实施例中，由于两个图案区域布置成在一个红色LED封装的发光表面处彼此相对，每个红色LED封装被图示为朝向两个图案区域提供两个线性光的形式。
参照图7，来自每个白色LED封装的光被转换为并且被看到为下述形式的线性光，在所述形式中，光宽度在从外部朝向中央部分移动的同时减小，并且由于每个图案区域的图案而从设备的厚度方向朝向中央部分的下部移动。
根据上述的本实施例，通过将发出具有不同颜色的光的LED封装混合，具有不同颜色和形状的光图像可以实施为单个照明模块，从而不仅减小光源的大小和材料成本，而且能够在不安装两个或更多个单独的照明模块的情况下实现设计方面的优点。
同时，在上述本实施例中使用具有白色和红色的两种LED封装，但是实施例不限于此，并且可以通过用其他颜色如琥珀色等替代或增加LED封装来实施本实施例。
图8是根据本发明的另一个实施例的照明设备的横截面图，并且图9是图8的照明设备的反射图案的示例视图。
参照图8，根据本发明的一个实施例的照明设备200包括导光部分10、三维效果形成部分20、第一光源50a和第二光源50b。此外，照明设备200还可以包括反射层30上的反射图案140和保护层60。
照明设备200中的导光部分10、三维效果形成部分20、反射层30、PCB40、第一光源50a、第二光源50b、分离区域120和粘合剂图案130与以上参照图3描述的照明设备100的相应的部件基本上相同，因此将省略其详细描述。
反射图案140被设置在反射层30上以控制反射层30的反射效率和反射区域。反射图案140可以通过使用印刷方法在反射层30的面对图案层20a的一个表面上涂覆包含反射物质的材料来实施。
反射图案140可以设置成下述形式，在所述形式中，具有六边形横截面的图案单元141布置在图9所示的蜂窝图案中。反射图案140可以使用与反射层30的材料相同的材料。例如，TiO2、CaCO3、BaSO4、Al2O3、硅、聚苯乙烯(PS)等可以用作反射图案140的材料。
保护层60布置在导光部分10上以保护导光部分10。当导光部分10是树脂层时，保护层60适当地用于保护柔性导光部分10。保护层60由具有透明度和耐久性的膜材料形成，并且例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等可以用作膜材料。
根据本实施例，可以实施柔性照明设备，并且当通过使用分离区域120、粘合剂图案130、反射图案140或它们的组合控制光漫射和光散射的区域和性能，在使用图案22和不同的光源的柔性照明设备中实施具有三维效果的线性光时，可以实施更多种光图像。
同时，根据实施为与粘合剂图案130分离的图案的反射图案140描述了上述实施例，但是不限于此，并且反射图案140和粘合剂图案130也可以一体地形成。例如，粘合剂图案130可以包含反射物质、形成为预定图案(蜂窝形状等)，并且可以用于限制反射层30的反射率和反射区域。此外，当不形成粘合剂图案130并且图案层20a通过附接或结合至树脂层而被支撑并固定在反射层30上时，可以根据实施方式不形成粘合剂图案130，并且仅反射图案140可以形成在反射层30上。
图10是根据本发明的又另一个实施例的照明设备的示意性横截面图。
参照图10，根据本实施例的照明设备300包括导光部分10、三维效果形成部分20、第一光源50a和第二光源50b。照明设备300还可以包括在图案层20a与导光部分10之间的分离膜70。此外，照明设备300可以包括经由PCB 40连接至第一光源50a和第二光源50b的控制单元310和电源单元320，并且可以包括支撑导光部分10、三维效果形成部分20和PCB 40的支撑部分330。
尽管通过PCB 40与导光部分10之间的图案层20a设置照明设备300的三维效果形成部分20，但是本实施例具有的主要特征是布置在图案层20a的一个表面处并且面对导光部分10而不是面对PCB 40的图案22。
照明设备300中的导光部分10、三维效果形成部分20、PCB 40、第一光源50a、第二光源50b与以上参照图3或图8描述的照明设备的相应的部件基本上相同，因此将省略其详细描述。
分离膜70使得设置在图案层20a的一个表面处的图案22与覆盖图案22的导光部分10分离以清晰地限定两者之间的边界。也就是说，当图案层20a布置在反射层30上并且导光部分10布置在图案层20a上时，分离膜70防止用于光折射和光反射的图案22的边界因为图案层20a的图案22由导光部分10掩埋而变得模糊。当图案层20a与导光部分10之间的折射率之间的差较小时发生这种现象。
也就是说，当三维效果形成部分20的图案22由树脂层掩埋时，由于形成导光部分10的树脂层，图案22的倾斜表面无法适当地执行反射和折射功能。特别地，当导光部分10的折射率和图案层20a的折射率彼此相似时，例如，当折射率差为0.2或更小时，位于两者之间的图案22的倾斜表面无法对入射光适当地执行折射和反射动作。
在上述情况下，具有三维效果的线性光可能难以实施，因为通过三维效果形成部分20的图案22处的折射和反射无法朝向导光部分10的上部引导光源50a和50b的入射光。因此，在根据本实施例的照明设备300中，分离膜70布置在图案22与导光部分10之间以使导光部分10与图案22之间的边界清晰，从而允许在图案22处平滑地执行入射光的反射和折射功能。
根据上述内容，三维效果形成部分20的图案22具有布置在导光部分10中间的形式。也就是说，当图案层20a设置有与导光部分10相同的材料或设置有两者之间的折射率差为0.2或更小的导光材料(特定的树脂)时，图案22基本上掩埋在由图案层20a和导光部分10设置的导光树脂层中，但是由图案上的分离膜70维持其功能。
分离膜70可以是设置在导光部分10与图案层20a之间的金属涂层以维持两者之间的折射率差为某一值或更大。例如，分离膜可以设置有与反射层(参见图3的附图标记30)的材料相同或相似的材料。
控制单元310经由PCB 40连接至第一光源50a和第二光源50b并且控制第一光源50a和第二光源50b的操作。控制单元310选择性地控制第一光源50a和第二光源50b的操作，以发挥作用从而使得通过照明设备辐射具有每个电源的LED封装预设的颜色的光。
控制单元310可以安装在PCB 40上，其中驱动电路或驱动装置安装在PCB 40上，以控制第一光源50a和第二光源50b，但是不限于此，并且可以通过使用照明设备300或执行与其对应的功能的组成部分而实施为应用的控制单元的至少一个功能部分。当照明设备用作车辆灯具(后组合灯具、后灯等)时，应用的控制单元可以是安装在车辆中的多个车辆控制单元之一。
电源单元320经由PCB 40或控制单元310连接至第一光源50a和第二光源50b，并且向第一光源50a和第二光源50b供应电力。根据来自控制单元310的控制，电源单元320可以工作以向第一光源50a和第二光源50b中的任意一个供应电力，并且向第一光源50a和第二光源50b中的另一个停止供应电力。
电源单元320安装在照明设备300中，并且可以实施为连接至PCB 40或控制单元310的电池电源，但是不限于此。例如，电源单元320可以是将PCB40或控制单元310连接至商用电力的配线或连接器。在这种情况下，电源单元供应单元320可以包括将商用电力转换成驱动电力的功率转换器(未示出)。
支撑部分330可以是支撑照明设备300的部件的框架、外壳或壳体。根据使用照明设备300的照明应用，支撑部分330可以设置有多种结构、形式或材料。例如，支撑部分330可以实施为照明安装目标的一部分，如建筑、设施、家具等。此外，当照明设备300用作车辆灯具时，支撑部分330可以是车辆灯具的外透镜。
图11至图13是用于描绘可应用于图1的照明设备的三维效果形成部分的图案结构的视图。
参照图11，三维效果形成部分20的图案22具有三角形横截面形状的图案结构。当图案22具有三角形横截面结构时，形成在三角形横截面结构上的倾斜表面221具有相对于x方向预定的倾斜角。换句话讲，倾斜表面221可以被设计成相对于与导光部分的第一表面或第二表面12垂直的方向(z方向)倾斜预定的倾斜角θ。
倾斜表面221的倾斜角θ可以是约5°或更大以及约85°或更小。考虑到导光部分的折射率，可以限制倾斜角θ，但是当考虑到在倾斜表面221处可得到的反射和折射的最小和最大倾斜角时，该倾斜角可以基本在约5°至85°的范围内。
例如，当导光部分的折射率落入约1.30至约1.80的范围内时，倾斜表面221的倾斜角根据参考方向(z方向或x方向)可以在大于约33.7°并且小于50.3°的范围内，或者可以在大于约49.7°并且小于56.3°的范围内。
此外，根据实施方式，可以通过使用具有高折射率的材料设置导光部分或三维效果形成部分20。例如，在制造高发光强度LED的情况下，当具有特定的入射角的光穿过模具并且透过源盒材料(capsule material)时，由于模具(n＝2.50～3.50)与普通聚合物源盒材料(n＝1.40～1.60)之间的n(折射率)的值之间的差值而发生总的内部反射，从而导致光提取效率降低，因此具有高折射率的聚合物用于适当地解决这个问题。也就是说，在本实施例中，当使用在制造高发光强度LED中使用的具有高折射率的聚合物来设置图案22时，根据图案的折射率，图案22的倾斜表面的倾斜角可以在大于约23.6°并且小于56.3°的范围内。
根据上述折射率的倾斜角符合斯涅尔定律(Snell’slaw)并且可以表示成以下等式1。
[等式1]
sinθ 1 sinθ 2 = n 2 n 1
在等式1中，sinθ1表示具有第一折射率(n1)的第一介质中的光的入射角或折射角，并且sinθ2表示具有第二折射率(n2)的介质中的光的折射角或入射角。
如上所述，在本实施例的照明设备中，形成三维效果形成部分的图案的倾斜表面可以设置有倾斜角，该倾斜角可以适当地反射或折射在约5°至约85°范围内的入射光。
此外，在本实施例中，为了图案22的制造过程的便利等，可以通过预定比来限制相邻的单元图案之间的宽度W与高度H的比。宽度W可以是两个相邻单元图案之间的某个间距，也就是，节距。例如，当照明设备的图案被设计成强调线性光的可感知的深度时，宽度W被设置成与高度H相同或更小。此外，当图案被设计成表达线性光的相对长的图像时，宽度W被设置成大于高度H。
上述图案22的宽度W可以在约10μm至约500μm的范围内。宽度W可以是在x方向上彼此相邻的两个单元图案之间的平均间距，并且可以根据光图像的图案设计布置结构或期望形式进行调节。
同时，当图案22具有透镜状形状时，图案22的宽度W(或直径)与高度的比(h/w)可以被设计成约1/2或更小，或者图案22的倾斜表面的倾斜角θ可以被设计成约60°或更小以实施线性光。
此外，当图案22的宽度与高度的比(h/w)被设计成小于1时，凹陷部分的深度小于当图案22的宽度与高度的比(h/w)为1或更大时的凹陷部分的深度，从而更容易制造图案。
根据本实施例，通过使用图案22的宽度W和高度H作为用于控制性能的因素来设计光学构件，可以高效且容易地控制通过具有三维效果的线性光实施所期望的多种光图像。
参照图12，在本实施例的照明设备中，三维效果形成部分20的图案22设置成半圆形截面形状、半椭圆形截面形状或透镜形状。图案22设置有倾斜表面221，该倾斜表面在导光部分的厚度方向上或者在与导光部分的第一表面相对的第二表面垂直的方向(z方向)上以预定角度倾斜。图案22可以基于图案的z方向上的中心线而具有对称形状。
图案22的倾斜表面221可以具有下述结构，在所述结构中，倾斜表面上的与入射光BL0相交的位置由于半圆形截面结构而根据入射光BL0的位置变化。也就是说，由于本实施例中的图案22的倾斜表面221是与圆弧上的任意点接触的表面，所以与图案22上的任意点接触的切线可以位于与导光部分的第二表面12垂直的方向(z方向)的预定倾斜角θ处。倾斜角θ可以根据半圆形截面上的与入射光BL0接触的位置而大于0°并且小于90°。
在本实施例中，三维效果形成部分20的图案22还可以包括设置在彼此相邻的两个单元图案之间的分离部分222。例如，当图案22包括第一单元图案Cm-1、第二单元图案Cm和第三单元图案Cm+1(这里，m是大于等于2的自然数)时，三维效果形成部分20可以包括第一单元图案Cm-1与第二单元图案Cm之间以及第二单元图案Cm与第三单元图案Cm+1之间的分离部分222。
分离部分222是凹陷单元图案不形成在导光部分的第二表面12上的部分，并且可以是位于相邻的两个单元图案之间的第二表面12的一部分。此外，分离部分222是彼此相邻的两个单元图案之间的分离间距，并且可以设置成为了方便制造过程。可以根据图案设计而省略分离部分222。
同时，在包括分离部分222的情况下，分离部分222的宽度W1被设计成小于单元图案的宽度W。分离部分222的宽度W1可以是约图案22的宽度W的1/5或几个微米或更小。当分离部分222的宽度W1大于图案22的宽度W时，可能会难以在图案22处实施平滑的线性光。
参照图13，在本实施例的照明设备中，三维效果形成部分20的图案22设置有多边形横截面形状的图案结构。图案22的倾斜表面221的横截面具有折线图形的形状。
图案22的倾斜表面221可以根据折线图形的区段的数量而具有与导光部分的厚度方向或与导光部分的第二表面12垂直的方向(z方向)的多个倾斜角θ1和θ2。第二倾斜角θ2可以大于第一倾斜角θ1。根据入射光BL0相交的位置，第一倾斜角θ1和第二倾斜角θ2可以被设计成在大于5°并且小于85°的范围内。
此外，本实施例的三维效果形成部分20可以包括设置在彼此相邻的两个单元图案之间的分离部分222。分离部分222的宽度W1小于用于在三维效果形成部分20上实施平滑的线性光的图案的宽度W。分离部分222的宽度W1可以是几个微米或更小或图案的宽度W的约1/5或更小。
此外，本实施例的三维效果形成部分20可以包括与第一表面或第二表面接近平行的图案22上的隔断表面(served surface)223。隔断表面223是通过入射光的反射或折射基本上不允许光辐射到外侧的部分，并且因为图案22实施的线性光可以具有与隔断表面223对应的隔断部分，隔断表面223的宽度W2可以适当地被设计成几个微米或更小以便连续实施线性光。同时，当实施连续的线性光时可以省略隔断表面223，并且理所当然的是，当实施不连续的线性光时，可以使用隔断表面223。
同时，包括可以通过折射或反射而使在导光部分10内侧前进的光朝向第一表面或第二表面辐射光的形状如直线、曲线、折线图形的任何结构可以适用于上述实施例的每个图案的倾斜表面的横截面。
在上述实施例中，照明设备适用于需要照明的各种照明领域，如车辆灯具、家用照明设备和工业用照明设备。在用作车辆灯具的情况中，其适用于后组合灯具、车内照明、后灯等。此外，其可以适用于已经开发并商业化的与照明相关的所有领域，或者可以根据将来的技术进步实施。
尽管图示并描述优选实施例以示例本发明的发明构思，但是本发明并非限于图示并描述的构造和操作，并且本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明的技术精神的范围内可以做出多种合适的变化和修改。因此，所有这些合适的变化、修改及其等效形式应当被视为包括在本发明的范围内。

Claims (19)

1.一种照明设备，包括：
导光部分，所述导光部分包括第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面，并且在所述第一表面与所述第二表面之间具有预定厚度；
三维效果形成部分，所述三维效果形成部分布置在所述导光部分中或所述导光部分的表面上并且包括图案；
第一光源，所述第一光源布置在所述图案的第一区域中并且朝向所述图案辐射第一颜色的入射光；以及
第二光源，所述第二光源布置在所述图案的第二区域中并且朝向所述图案辐射与所述第一颜色不同的第二颜色的入射光，
其中，所述图案包括倾斜表面，所述倾斜表面顺序地布置在与所述第二表面平行的图案布置表面上并且具有相对于所述图案布置表面的倾斜角，并且通过所述倾斜表面处的折射和反射在面对所述第一表面的第一表面方向上或在面对所述第二表面的第二表面方向上引导所述入射光来产生第一路径的线性光。
2.根据权利要求1所述的照明设备，其中，所述图案包括在图案布置方向上布置的多个图案单元，并且所述多个图案单元包括所述倾斜表面、基于所述倾斜表面处的反射或折射通过间接光源的操作逐渐减小所述线性光的光宽度并且产生具有三维效果的线性光，所述具有三维效果的线性光从所述导光部分的厚度方向上的一个表面朝向另一个表面内侧进入。
3.根据权利要求1所述的照明设备，其中，所述导光部分的材料是玻璃或树脂。
4.根据权利要求3所述的照明设备，其中，所述图案的倾斜表面是镜面抛光表面，并且所述倾斜表面的粗糙度的算术平均粗糙度(Ra)为0.02或更小，并且最大高度粗糙度(Ry)为0.30或更小。
5.根据权利要求4所述的照明设备，其中，所述图案的宽度或节距在10μm至500μm的范围内。
6.根据权利要求4所述的照明设备，其中，所述图案的倾斜表面的横截面设置有直线、曲线或折线的形状。
7.根据权利要求3所述的照明设备，其中，所述三维效果形成部分包括图案层，所述图案层在一侧处具有所述图案并且布置在所述导光部分的所述第二表面上。
8.根据权利要求7所述的照明设备，还包括反射层，所述反射层插设所述图案层并且面对所述导光部分。
9.根据权利要求8所述的照明设备，还包括在所述图案层与所述反射层之间的分离区域、反射图案、粘合剂图案或其组合。
10.根据权利要求3所述的照明设备，其中，所述三维效果形成部分包括图案层，所述图案层在一个表面处具有所述图案并且布置在所述导光部分的第二表面上，以使得所述一个表面面对所述导光部分。
11.根据权利要求10所述的照明设备，还包括在所述图案与所述导光部分之间的分离膜。
12.根据权利要求3所述的照明设备，还包括柔性印刷电路板(PCB)，所述第一光源和所述第二光源安装在所述柔性印刷电路板上并且所述导光部分或所述三维效果形成部分堆叠在所述柔性印刷电路板上。
13.根据权利要求12所述的照明设备，其中，所述导光部分的厚度在100μm或更大至250μm或更小的范围内。
14.根据权利要求13所述的照明设备，其中，所述第一光源和所述第二光源包括由所述导光部分掩埋的发光二极管(LED)封装。
15.根据权利要求14所述的照明设备，还包括用于车辆灯具的外透镜，所述导光部分和所述三维效果形成部分堆叠并布置在所述车辆灯具中。
16.根据权利要求15所述的照明设备，其中，所述第一光源和所述第二光源连接至用于车辆的电池并且通过所述车辆的电池电力操作。
17.根据权利要求1至16的任一项所述的照明设备，其中，所述图案包括布置在所述三维效果形成部分的第一图案区域中的第一图案以及布置在不同于所述第一图案区域的第二图案区域中的第二图案，并且设置有弯曲图案部分，在所述弯曲图案部分中，图案延伸方向在所述第一图案与所述第二图案之间的边界部分处变化，其中，所述第二图案的图案布置方向不同于所述第一图案的图案布置方向。
18.根据权利要求17所述的照明设备，其中，所述第一光源和所述第二光源布置在所述第一图案的图案布置方向的相反侧上。
19.根据权利要求18所述的照明设备，还包括控制单元，所述控制单元选择性地操作所述第一光源和所述第二光源，并且所述控制单元是车辆控制单元。
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