KR100541242B1 - 발광장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저면은 평평한 평면을 이루고 내면은 내부 광원의 빛을 투과시키는 코아층(11)을 이루고, 상면은 볼록면을 이루어 내부 광원의 빛을 표면에서 균일한 조도를 이루도록 반사각을 제공하는 클래드층(12)이 플랙시블한 열가소성(열경화성) 폴리머로 된 볼록렌즈형 볼록부(10);

볼록부(10) 저면 중앙에 축 방향으로 형성한 끼움공(20);

끼움공(20)에 끼워지는 내부광원인 발광램프(30); 및

볼록부(10) 저면의 평면에 일체로 결합된 반사층(40)으로 이루어진 발광장치이다.

발광장치,코아층,클래드층,투과광

Description

발광장치{Light emitter}

도 1 은 일반적인 발광체의 반사각도를 보인 도면,

도 2 는 본 발명의 분해 사시도,

도 3 은 도 2 의 A-A 선 단면도,

도 4 는 본 발명의 요부 확대 단면도,

도 5 는 본 발명의 다른 예를 보인 단면도,

도 6 은 본 발명의 또 다른 예를 보인 단면도,

도 7a 는 본 발명의 다른 예를 보인 평면도,

도 7b 는 본 발명의 또 다른 예를 보인 평면도,

도 8a 는 본 발명의 도 7a 의 B-B 선, 도 7b 의 C-C 선 단면도,

도 8b 는 본 발명의 도 7b 의 D-D 선 단면도이다.

도 9a 는 본 발명의 또 다른 예를 보인 평면도,

도 9b 는 본 발명의 또 다른 예를 보인 평면도,

도 10 은 도 9a 의 E-E 선 단면도,

도 11 은 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 평면도,

도 12 는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 평면도,

도 13 은 본 발명의 제어 회로도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10;볼록부 10-1;중심볼록부 10-2;주변볼록부 10-3;보조볼록부 11;코아층

12;클래드층 13;에지부 13-1;연결공 20;끼움홈 30;발광램프 40;반사층

50;반투명층 51;첨가입자 100;단위발광장치 110;기대 120;연결구

본 발명은 발광장치에 관한 것으로, 발광을 위한 광원으로부터의 빛을 전달하는 코아의 표면을 이루는 클래드층이 볼록면을 이루어 클래드층 표면이 균일한 조도를 이루도록 하는 발광장치에 관한 것이다.

일반적으로 광원의 빛을 전달하는 코아는 매질 내에서는 직진성이 있으나 다른 매질로의 이동시에는 입사각과 반사각이 있으며, 입사각이 임계각 이상일 때는 반사를 못 하는 실정이다. 이는 도 1 과 같이 발광다이오드 등의 광원(1)으로부터의 빛이 코아층(2)을 지나 표면의 클래드층(3)을 통하여 법선을 중심으로 입사각(∂1)과 반사각(∂2)을 이루면서 반사하여 코아층(2) 내부를 통과토록 하나, 입사각(∂1)이 임계각(∂c)보다 작으면 법선을 중심으로 굴절각(∂2)을 중심으로 투과한다. 그런데 광원(1)으로부터의 빛이 일정 거리를 지나 입사각(∂1)이 임계각(∂c)을 이루면 전반사를 이루게 된다. 따라서 일반적인 평판상의 코아층(2))을 통한 광원의 빛은 광원(1) 근방만 밝고 임계각(∂c)을 벗어나는 지역은 어두워, 균일한 조도를 원할 경우에는 많은 광원을 일정 간격을 두고 배치하여야 하기에 원가의 상승을 초래한다.

본 발명은 이를 해결코자 하는 것으로, 본 발명의 목적은 코아층을 통과한 빛이 어느 클래드층 위치에서도 메인광이 임계각을 이루지 못하도록 클래드층의 표면이 볼록면을 이루도록 함으로써 볼록면의 표면이 항상 균일한 조도를 이루도록 하는 발광장치를 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 볼록면을 가지는 볼록부에 광원을 일체로 결합하고 역시 광원의 빛이 클래드층의 볼록면에 의하여 반사토록 함으로서 표면이 균일한 조도를 이루도록 하여 광원의 초점을 넓히도록 하는 발광장치를 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 볼록부에 반투과층을 국부적이거나 전반적으로 도포하여 은은한 밝기나 다양한 모양의 연출을 가능토록 하는 발광장치를 제공하려는 것이다.

이를 위하여 본원 발명은 코아층을 볼록하게 하고, 볼록한 코아층의 표면의 클래드층은 임계각을 벗어나지 않도록 볼록부를 이루고, 볼록부에는 광원인 발광램프를 끼워 수장토록 하여, 광원의 빛이 클래드층 표면에 균일한 조도를 제공토록 하는 발광장치를 제공한다. 또한, 볼록부는 플렉시블한 열가소성 폴리머로 구성하여 플렉시블한 옷이나 밴드 등에 용이하게 설치 사용 가능토록 한다.

즉 본 발명은 저면은 평평한 평면을 이루고 내면은 내부 광원의 빛을 투과시키는 코아층을, 상면은 볼록면을 이루어 내부 광원의 빛을 표면에서 균일한 조도를 이루도록 반사각을 제공하는 클래드층이 플렉시블한 열가소성 폴리머로된 볼록렌즈형 볼록부;

볼록부 저면 중앙에 축 방향으로 형성한 끼움공;

끼움공에 끼워지는 내부광원인 발광램프; 및

볼록부 저면의 평면에 일체로 결합된 반사층으로 이루어진 발광장치를 제공하려는 것이다.

본 발명은 또한 일정길이의 플렉시블한 폴리머로된 기대에 일정 간격을 두고 단위발광장치를 일체로 형성하고,

단위발광장치는 저면은 평평한 평면을 이루고 내면은 빛을 투과시키는 코아층을 이루고, 상면은 볼록면을 이루어 내부 광원의 빛을 표면에서 균일한 조도를 이루도록 반사각을 제공하는 클래드층이 플렉시블한 열가소성(열경화성) 폴리머로된 볼록렌즈형 볼록부;

볼록부 저면 중앙에 축 방향으로 형성한 끼움공;

끼움공에 끼워지는 내부광원인 발광램프; 및

볼록부 저면의 평면에 일체로 결합된 반사층을 포함하여 구성한 발광장치를 제공하려는 것이다.

본 발명은 또한 일정 형상의 단위 발광장치와,

각 단위 발광체를 각각 이어 밴드형상을 이루도록 하는 연결구로 이루어지 며;

상기 각 단위 발광체는 저면은 평평한 평면을 이루고 내면은 빛을 투과시키는 코아층을 이루고, 상면은 내부 광원의 빛을 표면을 따라 균일한 조도를 이루도록 반사각을 제공하는 클래드층이 볼록면을 이룬 플렉시블한 열가소성(열경화성) 폴리머로된 볼록렌즈형 볼록부;

볼록부 저면 중앙에 축 방향으로 형성한 끼움공;

끼움공에 끼워지는 광원인 발광램프;

상기 볼록부의 테두리에서 연결구와의 연결을 가능토록 연장된 연결 에지부및;

볼록부 저면의 평면에 일체로 결합된 반사층을 포함하여 구성한 발광장치를 제공하려는 것이다.

이하 본원 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2 는 본원 발명의 사시도 이고, 도 3 은 도 2 의 A-A 선단면도이며, 도 4 는 본 발명의 기술적 원리를 나타내는 요부 부분 단면도로, 본 발명의 단위발광장치(100)는 저면이 평평한 평면을 이루고 내면은 내부광원의 빛을 투과시키는 코아층(11)을 이루고, 상면은 볼록면을 이루어 내부 광원의 빛을 표면에서 균일한 조도를 이루도록 반사각을 제공하는 클래드층(12)이 플렉시블한 열가소성(열경화성) 폴리머로된 볼록렌즈형 볼록부(10);

볼록부(10) 저면 중앙에 축 방향으로 형성한 끼움공(20);

끼움공(20)에 끼워지는 내부광원인 발광램프(30); 및

볼록부(10) 상면의 평면에 일체로 결합된 반사층(40)으로 이루어진다.

상기 볼록부(10)의 테두리에는 지지용 링판 상의 에지부(13)가 일체로 결합하도록 구성할 수도 있다.

도 5 는 본 발명의 다른 실시예로, 단위발광장치(100)는 볼록부(10) 표면의 클래드층(12)에 반투명층(50)을 부가한 것을 예시할 수 있다. 반투명층(50)은 반투명수지나 도료의 코팅으로 구성할 수도 있고, 클래드층(12)의 표면을 미세 요철로 부식하여 반투명을 이루도록 구성할 수 있다.

도 6 은 본 발명의 또 다른 실시예로, 단위발광장치(100)는 볼록부(10) 내면의 코아층(11)에 반투명용 첨가 입자(51)를 분산 첨가한 것을 예시할 수 있다.

도 7 은 본 발명의 볼록부의 다른 실시예를 나타낸 평면도이고 도 8 은 그 단면도로, 본 발명의 단위발광장치(100)를 이루는 볼록부(10)는 도 7a 와 같이 끼움홈(20)을 중심으로 적어도 2개 포함하도록 구성할 수도 있다. 바람직한 예로는 도 7a의 B-B 선 단면도인 도 8a 도면과 같이 끼움홈(20)을 중심으로 중앙의 중심 볼록부(10-1)와, 볼록부(10-1) 둘레에서 역시 일정한 반사각을 가지며 별개의 볼록 반경을 가지는 주변볼록부(10-2)를 이루는 것을 예시할 수 있다. 이 경우 각 볼록부(10-1)(10-2) 사이의 경계부분에는 반경이 상이한 경계부를 이루고, 이 부분은 빛의 밝기가 상대적으로 어두워, 새로운 조명 효과를 제공한다.

도 7b 는 본 발명의 볼록부의 또 다른 실시예로, 중앙의 작은 직경의 중심볼록부(10-1)와, 그 둘레를 경계부(10-4)에서 이어지는 주변볼록부(10-2)와, 주변 볼록부(10-2)에서 일정 간격을 두고 역시 직경이 작은 보조 볼록부(10-3)를 두어 빛 의 밝기가 부분마다 달라지도록 구성할 수 있다. 이 경우 D-D 선 단면도는 도 8a 와 같은 구성을 이루는 것을 예시할 수 있고, C-C 선 단면도의 경우는 도 8b 와 같이 주변볼록부(10-2)에 보조볼록부(10-3)를 이루고, 필요에 따라서 각볼록부에 끼움홈(20)을 형성하여 발광램프(30)를 각각 결합토록 할 수도 있고, 끼움홈(20)은 중심볼록부(10-1)에만 두고 나머지 볼록부(10-2, 10-3)에는 끼움홈(20) 및 발광램프(30)없이 구성할 수도 있다.

본 발명에 사용하는 코아층(11)은 플렉시블한 열경화성 수지나 열 가소성 수지를 들 수 있고, 바람직한 예로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 플렉시블한 에틸렌비닐 아세테이트 플라스틱을 들 수 있다.

도 9 는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 평면도로, 도 9a 는 태극형상으로 좌측에만 반투명층(50)을 이루도록 한 구성을 예시하며, 도 9b 는 독특한 형상을 이루는 반투명층(50)을 이룬 것을 예시할 수 있다. 본 발명에서의 반투명층(50)은 두께가 점차 얇아지거나 두꺼워지는 형태로 도포할 수도 있고, 일정 구간마다 도포할 수도 있는바, 이는 밝기의 형상을 달리 나타내는 범위 내에서 구현 가능하다.

도 10 은 도 9a의 E-E 선 단면도로, 볼록부(10)를 이루는 클래드층(12)의 일부 표면에만 반투명층(50)을 이룬다.

도 11 은 본 발명의 또 다른 실시예로, 띠상의 플렉시블한 열경화성(가소성)기대(110)에 각 단위발광장치(100)를 일체로 연장토록 형성한 발광장치이다. 이 경우 각각의 단위발광장치(100)의 끼움홈(20)에 끼워지는 발광램프(30)는 하나의 제 어회로(예를들어 쉬프트 레지스터를 이용한 순차 발광이나, 발광램프(30)의 색상을 달리하거나 복수로 설치하거나, 점멸작동을 가능토록 하는 공지의 제어회로)를 통하여 제어되도록 한다. 이러한 회로의 예로는 도 13 과 같이 발광을 제어하는 제어부(130)의 작동은 스위치(131)에 의하여 바테리(132)의 전원을 인가받고, 인가받은 전원은 발광램프(30)를 간헐적이거나 지속적으로 작동토록 하고, 각 램프는 각각 또는 동시에 아니면 선택적으로 구동토록 기능하는 것을 예시할 수 있다.

도 12 는 본 발명의 또 다른 실시예로, 각각의 단위 발광장치(100)의 에지부(13)의 연결공(13-1)에 끼움 결합되는 연결구(120)로 연결하여 길이를 연장함으로써 각종 밴드 등으로 사용 가능한 발광장치의 예를 나타낸다. 물론 이 경우에도 각각의 단위 발광장치(100)의 발광램프(30)는 도 13 과 같은 구동 제어회로의 제어를 받도록 전선(133)으로 결선하여야 한다.

이와 같이 구성한 본원 발명은 도 3 및 도 4 와 같이 코아층(11)의 표면을 이루는 클래드층(12)에서 광원인 발광램프(30)가 빛을 전방 및 측방(옆광(side lobe))을 발생하면, 클래드층(12)의 표면을 이루는 볼록면의 각 지점마다의 법선을 기준으로 입사각(∂10)과 굴절각(∂20)으로 빛을 투과시키므로 볼록부(10) 표면이 균일하게 조도를 이루도록 기능 한다. 이는 코아층(11)에서는 광원인 발광램프(30)의 빛이 직진하지만 클래드층(12)이 만곡면을 이루므로 대부분의 법선 지점에서의 입사각(∂10)(∂10')(∂50)이 임계각(∂c)을 넘지 않아 볼록면의 각 법선 지점에서의 굴절각(∂20)(∂20')(∂60)을 이루어 빛을 투과하므로 볼록부 표면에서 균일한 조도를 이루게 된다. 물론 각 입사각(∂10)(∂10')(∂50)은 반사각(∂30)(∂30')(∂40)을 이루어 코아층(11) 내면으로 빛을 반사하여 어느 지점에서는 빛을 투과하기도 하여 조도를 향상시키는 요인이 된다. 본 발명에서의 클래드층(12)은 코아층(11)을 이루는 열가소성(경화성) 합성수지 폴리머를 통하여 균일한 빛의 직진성을 제공받아 굴절률을 달리한 매질(예를 들어 공기층)임을 나타낸다.

아울러 본원 발명은 클래드층(12)의 표면에 반투명의 반투명층(50)을 부가하여 은은한 밝기를 제공토록 할 수도 있고, 코아층(11) 내에 지당 등과 같은 미세 광물입자(51)를 첨가하여 반투명 상태로 빛을 투과토록 구성할 수도 있다.

또한, 본원 발명은 도 7a 및 도 7b 와, 도 8a 및 도 8b 와 같이, 중심 볼록부(10-1)와 주변 볼록부(10-2) 그리고 필요에 따라 보조 볼록부(10-3)를 구성하는 경우 볼록부(10) 표면이 균일한 조도를 유지하기는 하지만, 각 볼록부(10-1)(10-2)(10-3) 사이의 계면에서 빛의 조도가 볼록부보다는 약간씩 상대적으로 어두운 효과를 제공하여 어두운 모양이 전체적으로 무늬 모양을 이루는 효과를 제공한다.

아울러 본원발명은 각 볼록부(10-1)(10-3)에 각각의 끼움홈(20)을 형성하고 각기 다른 색깔의 광원을 결합시키면 다양한 부분 색상의 발광장치를 구현 가능하고, 같은 색깔의 광원을 이용할 경우 넓은 면적의 볼록부를 이루는 장치에 이용 가능하다. 특히 본원 발명은 에지부(13)를 이루도록 하여 옷이나 모자, 밴드, 가방, 신발, 완구 등에 끼움 결합하는 부위로 작용토록 하고 볼록부만 노출토록 하여 볼록부의 손상 없이 고정시켜 사용 가능토록 하는 효과를 제공한다.

이상과 같이 본원 발명은 볼록부를 이루도록 하고 볼록부의 중앙 저면에는 발광램프를 끼우는 끼움홈을 두어 쉽게 끼움 결합시키고, 볼록부를 이루는 코아층을 통하여 빛을 직진토록 전달하지만, 표면의 클래드층을 통한 각 지점에서는 볼록부 표면이 법선 방향으로 투과하여 균일한 조도를 이루므로 빛의 발산 면적을 증대시키는 효과를 제공하여, 하나의 발광램프를 이용하여도 수 개의 램프를 사용한 발광면적의 효과를 제공하고 단위면적당 램프 사용 개수를 줄여 원가 절감에 기여한다. 이는 발광램프의 전방으로의 발산광과 발광램프의 측방으로의 옆광(side lobe)을 최대한 활용하는 발광장치를 제공한다.

또한, 볼록부를 플랙시블한 폴리머를 사용하므로, 발광안전조끼, 암밴드, 모자, 의류나 가방, 신발 등과 같이 각 지점이 움직이는 물건에도 고정시켜 사용 가능토록 함으로써 발광장치의 사용 용도를 넓히고 내구성을 향상시켜, 교통안전 사고 예방시설 및 장비, 장치 등에 넓게 응용할 수 있다.

또한, 클래드층에 불투명층을 이루도록 하거나 코아층에 불투명용 첨가입자를 사용할 경우에는 유사한 효과 내지는 은은한 조명 효과를 제공한다.

또한, 불투명층을 클래드층의 표면에 부분적으로 형성하여 다양한 무늬 형태로 디자인이 가능토록 하여 사용자의 기호에 맞는 인위적인 발광조도를 이루는 발광장치를 구현 가능토록 한다.

아울러 본원발명은 볼록부를 적어도 2개 이루도록 할 경우 빛의 조도가 국부적으로만 균일하여 역시 다양한 연출을 가능토록 하는 발광장치를 제공하여 사용자 의 호기심을 유발토록 함으로써 제품판매 신장에 기여한다.

또한, 본원발명은 클래드층 위에 반투명층을 다양한 형상으로 구현할 수 있어 화살표 형상으로 나타낼 수도 있고, 태극 모양 등으로도 구현 가능하여 다양한 디자인 구현을 가능토록 하는 발광장치를 제공한다.

또한, 본원발명은 단위발광장치를 플렉시블한 띠상의 기대 위에 구현할 경우 각종 사물에 길이가 연장된 형태로 결합하여 쉽게 설치할 수 있고, 연결구를 이용하여 각각의 단위발광장치를 연속하여 연결하면, 방식밴드 등으로 사용가능하다.

Claims (7)

1. 저면은 평평한 평면을 이루고 내면은 내부 광원의 빛을 투과시키는 코아층(11)을 이루고, 상면은 볼록면을 이루어 내부 광원의 빛을 표면에서 균일한 조도를 이루도록 반사각을 제공하는 클래드층(12)이 플렉시블한 열가소성(열경화성) 폴리머로된 볼록렌즈형 볼록부(10);

   볼록부(10) 저면 중앙에 축 방향으로 형성한 끼움공(20);

   끼움공(20)에 끼워지는 내부광원인 발광램프(30); 및

   볼록부(10) 저면의 평면에 일체로 결합된 반사층(40)으로 이루어지고;

   볼록부(10)의 테두리에는 지지용 링판 상의 에지부(13)가 일체로 결합된 것을 특징으로 하는 발광장치.
2. 제 1 항에 있어서, 볼록부(10) 상면의 클래드층(12)이 반투명층(50)을 이룬 것을 특징으로 하는 발광장치.
3. 제 1 항에 있어서, 볼록부(10) 내면의 코아층(11)에 반투명용 첨가 입자(51)를 첨가한 것을 특징으로 하는 발광장치.
4. 제 1 항에 있어서, 볼록부(10)가 적어도 2개 포함하도록 구성한 것을 특징으로 하는 발광장치.
5. (삭제)
6. 일정길이의 플렉시블한 폴리머로된 기대(110)에 일정 간격을 두고 단위발광장치(100)를 일체로 형성하고;

   단위발광장치(100)는 저면은 평평한 평면을 이루고 내면은 빛을 투과시키는 코아층(11)을 이루고, 상면은 볼록면을 이루어 내부 광원의 빛을 표면에서 균일한 조도를 이루도록 반사각을 제공하는 클래드층(12)이 플렉시블한 열가소성(열경화성) 폴리머로된 볼록렌즈형 볼록부(10);

   볼록부(10) 저면 중앙에 축 방향으로 형성한 끼움공(20);

   끼움공(20)에 끼워지는 내부광원인 발광램프(30); 및

   볼록부(10) 저면의 평면에 일체로 결합된 반사층(40)을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 발광장치.
7. 일정 형상의 단위 발광장치(100)와,

   각 단위 발광체(100)를 이어 밴드체를 이루도록 하는 연결구(120)로 이루어지며;

   상기 각 단위 발광체(100)는 저면은 평평한 평면을 이루고 내면은 내부 광원의 빛을 투과시키는 코아층(11)을 이루고, 상면은 볼록면을 이루어 내부 광원의 빛을 표면에서 균일한 조도를 이루도록 반사각을 제공하는 클래드층(12)이 플렉시블한 열가소성(열경화성) 폴리머로된 볼록렌즈형 볼록부(10);

   볼록부(10) 저면 중앙에 축 방향으로 형성한 끼움공(20);

   끼움공(20)에 끼워지는 내부광원인 발광램프(30);

   상기 볼록부(10)의 테두리에서 연결구(120)와의 연결을 가능토록 연장된 연결 에지부(13);및

   볼록부(10) 저면의 평면에 일체로 결합된 반사층(40)을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 발광장치.

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