KR100816015B1 - 광 가이드를 이용한 조명 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광 가이드를 이용한 조명 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 시스템은 빛을 출력하는 램프를 구비한 광원부; 및 상기 광원부와 광학적으로 연결되며, 상기 광원부로부터 출력된 빛을 전송 및 분배하는 광 가이드를 포함한다. 상기 광 가이드는, 상호 나란히 배열된 복수의 선형 형상으로 구조화된 내면; 및 상기 내면에 대향하는 면으로서, 대체로 평탄한 외면을 포함하며 호 형상의 복수의 지지부재; 및 상기 지지부재들을 체결하여 상기 광 가이드를 원통 형상으로 구성하는 프레임을 포함한다. 본 발명에 따른 광 가이드를 이용한 조명 시스템은 길이 방향으로 미리 가공된 압출 몰드를 통해 호 형상의 지지부재들을 압출 성형한 후, 이를 원통 형상으로 조립하여 제작되므로, 대형 조명에 사용될 수 있는 광 가이드를 제조할 수 있고, 제작 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
광 가이드, 대형, 조명

Description

광 가이드를 이용한 조명 시스템{ILLUMINATING SYSTEM USING OPTICAL GUIDE}
도 1a는 종래의 조명 시스템에 사용되는 광 가이드에서의 빛의 전송 및 반사를 설명하기 위해 광학 라이팅 필름의 일부분을 도시한 단면도이다.
도 1b는 종래의 조명 시스템에 사용되는 광 가이드에서의 빛의 전송 및 반사를 설명하기 위해 광학 라이팅 필름의 일부분을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 조명 시스템의 사시도이다.
도 3은 도 2의 선 A-A를 따라 절취한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광 가이드의 개략 단면도이다.
도 4a는 도 2의 선 A-A를 따라 절취한 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 광 가이드의 개략 단면도이다.
도 4b는 도 2의 선 B-B를 따라 절취한 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 조명 시스템의 단면도이다.
도 4c는 도 2의 광 가이드의 P 영역에 해당하는 부분의 분해 사시도이다.
도 4d는 광 가이드의 외부로 빛이 출사되는 양상을 설명하기 위한 도 4b의 C 영역의 광 가이드에 대한 횡단면도이다.
도 5는 도 2의 선 A-A를 따라 절취한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광 가이드의 개략 단면도이다.
도 6a는 도 2의 선 A-A를 따라 절취한 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 광 가이드의 개략 단면도이다.
도 6b는 도 2의 선 B-B를 따라 절취한 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 조명 시스템의 단면도이다.
도 7 및 도 8은 도 2의 선 A-A를 따라 절취한 본 발명의 제 3 실시예에 따른 광 가이드의 개략 단면도들이다.
본 발명은 광 가이드를 이용한 조명 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대형으로 제조되는 광 가이드에 관한 것이다.
빛을 원거리까지 비교적 적은 전송 손실로 전송시킬 수 있는 광 가이드를 이요한 조명 장치가 종래에 공지되어 있다. 광 가이드는 광 도관(light conduit), 광 가이드(light pipe) 또는 광 튜브(light tube)라고도 불리며, 장식용이나 기능성 광을 비교적 넓은 영역에 걸쳐 효과적으로 분배하는 데에 이용된다.
한편, 광 가이드는 특정 지점을 조명하기 위한 포인트 조명의 용도뿐만 아니라, 어떤 한 영역을 조명할 목적으로도 이용된다. 종래에 광 가이드의 내부에서 진행하는 빛을 외부로 분배시키기 위해 다양한 기술이 이용되어 왔다.
이하, 종래의 광 가이드의 광 전송 및 반사 원리를 본 발명의 이해에 필요한 범위 내에서 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
도 1a는 종래의 조명 시스템에 사용되는 광 가이드에서의 빛의 전송 및 반사를 설명하기 위해 광학 라이팅 필름의 일부분을 도시한 단면도이고, 도 1b는 종래의 조명 시스템에 사용되는 광 가이드에서의 빛의 전송 및 반사를 설명하기 위해 광학 라이팅 필름의 일부분을 도시한 사시도이다. 다만, 이해의 편의상, 구조화되지 않은 내면을 상측으로 하고, 구조화된 외면을 하측으로 하여 도시하였다.
먼저, 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 광원(미도시)으로부터의 빛은 화살표와 같이 광학 라이팅 필름의 구조화되지 않는 내면에 입사하여 굴절되고(1 지점), 구조화된 외면의 프리즘의 양 측면에서 전반사 되고(2 및 3 지점), 이에 의해 외부로 향하던 빛은 상기 내면에서 굴절되어(4 지점) 다시 내부로 입력된다. 이러한 전반사 과정이 반복되는 과정에서 빛은 실질적으로 광 가이드의 길이 방향을 따라 진행하게 되는데, 광 가이드 내측의 공기에서는 빛의 손실이 거의 발생하지 않는다. 따라서, 빛은 광 가이드를 통해 근거리뿐만 아니라 원거리까지도 거의 손실 없이 전송될 수 있다.
종래의 광 가이드에 이용되는 광학 라이팅 필름은 일면이 구조화되고, 이와 대향 하는 면인 내면은 구조화되지 않은 평판 형태의 필름이며, 이러한 평판형 필름이 원통형의 투명 아크릴 하우징의 내부에 수용되면서 원통형으로 형상화된다.
그러나, 야외 등에 설치하기 위한 대형 조명 시스템의 경우, 광 가이드를 대형으로 제조하기가 어려웠다. 또한, 광 가이드 내부에서의 빛의 전달 및 외부로의 빛의 방출을 적절히 제어하기가 어려워 광 가이드의 길이 방향을 따라 균일한 휘도 를 얻기가 어려웠다.
따라서, 대형 광 가이드를 손쉽게 제조할 수 있고, 빛을 원거리까지 전송 및 출사할 수 있는 구조의 광 가이드가 요구된다.
본 발명의 목적은 대형으로 제조할 수 있는 구조를 갖는 광 가이드를 이용한 조명 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 광 가이드를 원하는 크기로 손쉽게 제작할 수 있는 조명 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 광 가이드의 길이 방향을 따라 균일한 휘도로 빛을 방출하는 광 가이드를 이용한 조명 시스템을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 시스템은 빛을 출력하는 램프를 구비한 광원부; 및 상기 광원부와 광학적으로 연결되며, 상기 광원부로부터 출력된 빛을 전송 및 분배하는 광 가이드를 포함한다. 상기 광 가이드는, 상호 나란히 배열된 복수의 선형 형상으로 구조화된 내면; 및 상기 내면에 대향하는 면으로서, 대체로 평탄한 외면을 포함하며 호 형상의 복수의 지지부재; 및 상기 지지부재들을 체결하여 상기 광 가이드를 원통 형상으로 구성하는 프레임을 포함한다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 시스템은 빛을 출력하는 램프를 구비한 광원부; 및 상기 광원부와 광학적으로 연결되며, 상기 광원부로부터 출력된 빛을 전송 및 분배하는 광 가이드를 포함한다. 상기 광 가이드는, 대체로 평탄한 외면과 내면을 포함하며 호 형상의 복수의 지지부재; 상기 지지부재들을 체결하여 상기 지지부재를 원통 형상으로 구성하는 프레임; 및 상기 지지부재의 내측에 배치되며, 상호 나란히 배열된 복수의 선형 형상으로 구조화된 면; 및 상기 구조화된 면에 대향하는 면으로서, 대체로 평탄한 면을 포함하는 광학 라이팅 필름을 포함한다.
본 발명에 따른 광 가이드를 이용한 조명 시스템은 광학 라이팅 필름을 이용한 종래의 광 가이드와 달리, 길이 방향으로 미리 가공된 압출 몰드를 통해 호 형상의 지지부재들을 압출 성형한 후, 이를 원통 형상으로 조립하여 제작되므로, 대형 조명에 사용될 수 있는 광 가이드를 제조할 수 있고, 제작 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명에 따른 광 가이드는 길이 방향을 따라 균일한 휘도로 빛을 방출하는 있는 장점이 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 광 가이드를 이용한 조명 시스템의 바람직한 실시예들을 자세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 조명 시스템의 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 시스템(200)은, 광원부(210), 광 가이드(220) 및 반사 캡(230)을 포함한다.
광원부(210)는 외부의 전원장치(미도시)로부터 전원을 공급받아 빛을 방출하며, 광원부(210)에서 방출된 빛은 광원부(210)와 광학적으로 연결된 광 가이 드(220)에 제공된다.
광원부(210)에서 발생한 빛은 광 가이드(220)의 내부에 입력되며, 광 가이드(220)는 입력된 빛을 그 길이 방향을 따라 전송하는 한편 빛을 외부로 분배한다.
광 가이드(220)의 타측 종단에는 반사 캡(230)이 착탈 가능하도록 설치된다. 반사 캡(230)은 광 가이드(220)의 종단까지 전달된 빛을 반사시켜 빛을 재사용함으로써 빛의 이용 효율을 향상시키며, 광 가이드(220)의 종단부에서의 휘도를 향상시켜 조도 분포의 균일성을 향상시킨다.
이하, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 조명 시스템에 대해 상술한다.
도 3은 도 2의 선 A-A를 따라 절취한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광 가이드의 개략 단면도이다. 도 4a는 도 2의 선 A-A를 따라 절취한 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 광 가이드의 개략 단면도이고, 도 4b는 도 2의 선 B-B를 따라 절취한 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 조명 시스템의 단면도이고, 도 4c는 도 2의 광 가이드의 P 영역에 해당하는 부분의 분해 사시도이다.
도 3, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 광원부(210)는 빛을 발생시키는 램프(212), 램프(212)의 후방에 배치된 반사경(214), 그리고 램프(212) 및 반사경(214)이 수납되는 하우징(216)을 포함한다.
램프(212)는 외부로부터 인가되는 전원(미도시)을 공급받아, 소정 파장의 빛을 제공한다.
램프(212)로서는 조명 시스템(200)이 설치되는 환경을 고려하여 종래에 공지된 다양한 종류의 광원을 사용할 수 있다. 예를 들어, 램프(212)에는 할로겐 램프, 발광 다이오드, 메탈할라이드 램프 또는 플라즈마 라이팅 소스를 채용할 수 있다.
반사경(214)은 램프(212)의 후방에 배치되며, 램프(212)로부터 입사하는 빛을 반사시켜 광 가이드(220)로 입사시킨다.
반사경(214)의 구조는 빛이 입력되는 광 가이드(220)의 길이에 따라 변할 것이나, 일반적으로는 비구면 반사경이다.
반사경(214)은 가공성이 우수한 금속 또는 플라스틱 재질로부터 제작될 수 있다. 이때, 적어도 반사경(214)의 표면은 알루미늄이나 은과 같이 광 반사율이 우수한 금속 물질로 이루어진 피막을 구비하는 것이 바람직하다.
하우징(216)은 이상 설명한 램프(212) 및 반사경(214)을 수납하기 위한 공간이 내부에 형성되어 있으며, 외부 환경으로부터 이들을 보호한다.
하우징(216)은 강도가 우수하며, 방열 특성 및 가공성이 우수한 재질, 예를 들면 금속을 사용하여 제작되는 것이 바람직하다.
하우징(216)의 종단에는 광 가이드(220)가 착탈 가능하게 설치되며, 이에 의해 광원부(210)와 광 가이드(220)는 광학적으로 연결된다.
다음으로, 제 1 실시예에 따른 광 가이드(220)는 도 3에 도시된 바와 같이, 지지부재(222) 및 프레임(Frame, 224)을 포함한다. 또한, 도 4a에 도시된 바와 같이, 도트 패턴 필름(226)을 선택적으로 더 포함할 수 있다.
지지부재(222)는 호 형상으로서, 지지부재(222)의 일단에는 광원부(210)가 위치하며, 타단에는 반사 캡(230)이 위치한다.
또한 지지부재(222)의 내면(222b)은 다수의 미소 프리즘이 그 길이 방향을 따라 미세한 피치로 배열된 미소 프리즘 형상으로 구조화되어 있다. 이때, 각 프리즘의 단면은 부등변 삼각형, 이등변 삼각형 또는 정삼각형일 수 있으며, 바람직하게는 대략 꼭지각이 90도인 이등변 삼각형일 수 있다.
지지부재(222)의 외면(222a)은 구조화되지 않은 매끈한 면으로서, 광 가이드(220)에 입력된 빛이 출사되는 면이 된다.
본 발명에 따른 광 가이드(220)는 길이 방향으로 미세 가공된 압출 몰드를 통해 호 형상의 지지부재(222)를 연속적으로 대량 생산하고, 복수의 지지부재(222)를 프레임(224)으로 연결하여 원통 형상으로 형성한다.
더욱 상세하게는, 지지부재(222)는 도 4c에 도시된 바와 같이, 호 형상의 지지부재들(222)이 프레임(224)으로 연결되어 원통 형상을 이룬다. 지지부재들(222)은 일정한 길이로 제작되며, 호의 길이에는 일정한 제한이 없다. 호의 길이에 따라 하나의 원통 형상을 이루기 위해 필요한 지지부재(222)의 개수가 변할 수 있음은 물론이다.
프레임(224)은 금속 재질로 제작하는 것이 바람직하다.
도 4c에 도시된 바와 같이 프레임(224)에 체결되어 원통 형상을 이룬 단위 길이의 지지부재들(222)을 광 가이드(220)의 길이 방향과 동일한 방향으로 여러 개 적층하면, 도 2에 도시한 바와 같이 광 가이드(220)의 전체 길이가 연장되고, 이에 따라 원하는 크기의 조명 시스템(200)을 형성할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 광 가이드(220)를 제작할 경우, 광 가이드(220)의 크기가 대형화되어도 지지부재들(222)을 압출 형식으로 제조할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 지지부재(222)의 외면(222a)에는 광 산란 패턴들(미도시)이 형성될 수 있다. 이때, 복수의 광 산란 패턴들은 지지부재(222)의 외면(222a)에 입사하는 빛을 산란시킬 수 있도록 일정한 형상 및 크기를 가지는 도트 패턴으로 형성될 수 있다. 이러한 광 산란 패턴들은 지지부재(222)의 외면(222a)에 입사되는 빛을 산란시켜 빛이 광 가이드(220)의 외부로 방출되도록 한다.
이에 따라, 지지부재(222)를 거치면서 빛의 일부는 광 가이드(220)를 따라 도광되고, 일부는 광 가이드(220)의 외부로 출사되어 광 가이드(220)의 전면에서 빛이 출사될 수 있다.
바람직하게는, 상기 광 산란 패턴은 빛의 양이 많은 광원부(210)에 인접한 영역에는 적게 형성되고, 빛의 양이 적은 반사 캡(230)에 인접한 영역에는 많이 형성된다. 이에 의해, 광 가이드(220) 전체에서 균일하게 빛이 방출될 수 있다.
지지부재(222)의 재질은 광 투과율이 양호하고, 기계적 성질(특히 내충격성), 내열성 및 전기적 성질을 균형 있게 갖춘 열가소성 수지 물질인 것이 바람직하다. 더 바람직하게는, 지지부재(222)는, 제한됨이 없이, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylen Terephthalate; PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC) 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate; PMMA)로 구성된다. 가장 바람직하게는, 지지부재(222)는 폴리카보네이트로 구성된다. 폴리카보네이트는 강도가 높아 잘 깨지지 않고 쉽게 변형되지 않는다. 또한, 가시광선 투과율이 높아서 광원 소재로 적합하다.
도 4a 및 도 4b를 다시 참조하면, 도트 패턴 필름(226)은 지지부재(222)의 내면(222b)이 형성하는 영역에 수납되며, 적어도 일면에 복수의 도트(228)가 프린트된다. 광 가이드(220)에는 도트 패턴 필름(226)이 선택적으로 사용될 수 있으나, 바람직하게는, 도트 패턴 필름(226)을 포함하여 구성한다.
도트 패턴 필름(226)은 편평한 필름을 제조한 후, 상기 필름의 일면 또는 양면에 백색 도트를 프린트함으로써 제조된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 반사율 및 광 가이드(220) 내부를 진행하는 빛의 파장 등을 고려하여, 백색 이외의 유색 또는 무색의 도트가 프린트될 수 있다.
계속하여, 도트(228)가 프린트된 도트 패턴 필름(226)의 일단과 타단이 접착되어, 롤 형태로 지지부재(212)의 내부에 수납된다.
도트 패턴 필름(226)의 일단과 타단을 접착하기 위하여, 본 기술 분야에 주지된 테이핑(taping) 또는 실링(sealing) 등의 방법이 사용된다.
접착 과정에서, 일단과 타단의 면이 겹쳐지는 경우, 광 끊어짐 현상 또는 겹쳐진 면을 통한 광의 과다 출사 현상이 발생할 수 있으므로, 테이핑 또는 실링 등에 있어, 주의가 요구된다.
도트 패턴 필름(226)의 재질은 투명한 재질이 사용되며, 바람직하게는, 등질(homogeneous)이며 등방성(isotropic)의 재질이 사용된다. 예를 들면, 아크릴 또는 폴리카보네이트가 될 수 있다.
도트 패턴 필름(226)의 재질에 있어, 상기 사항 이외에 가요성이 고려되어야 하는데, 도트 패턴 필름(226)을 롤 형태로 구성할 수 있을 정도의 가요성이 요구된다.
상기 가요성은 도트 패턴 필름(226)의 두께와 상호 연관성을 가지므로, 도트 패턴 필름(226)은 광 가이드(220)의 직경 등을 고려하여, 적절한 두께를 갖도록 선택되어야 한다.
광 가이드(220)의 타측 종단에는 반사 캡(230)이 착탈 가능하도록 설치된다. 반사 캡(230)은 광 가이드(220)의 종단까지 전달된 빛을 반사시켜 빛을 재사용함으로써 빛의 이용 효율을 향상시키며, 광 가이드(220)의 종단부에서의 휘도를 향상시켜 조도 분포의 균일성을 향상시킨다.
반사 캡(230)은 캡부(234)와 캡부(234)의 내측에 고정된 반사경(232)을 포함한다.
캡부(234)는 반사경(232)이 광 가이드(220)의 종단에 위치하도록 광 가이드(220)와 착탈 가능하게 결합된다.
반사경(232)은 반사 캡(230)의 내측에 배치되며, 광 가이드(220)의 종단에 도달된 빛을 반사시킨다. 이를 위해, 반사경(232)의 표면은 광 반사도가 우수한 물질, 예를 들면, 알루미늄이나 은과 같은 금속 물질로 이루어진 코팅막을 구비할 수 있다.
반사경(232)은 평면 또는 구면 반사경의 형태로 구성될 수 있다. 반사경(232)이 구면 반사경으로 구성될 경우, 곡률이 0.001 이하인 오목 거울이 바람직하다.
도 4d는 광 가이드의 외부로 빛이 출사되는 양상을 설명하기 위한 도 4b의 C 영역의 광 가이드에 대한 횡단면도이다.
도 4d를 참조하면, 광 가이드(220)의 내부로 입력된 빛이 지지부재(222)와 지지부재(222)를 둘러싼 매질 또는 도트 패턴 필름(226)과의 굴절율의 비에 의해 사전에 결정된 소정 각도(θ) 이하의 입사각을 가지면, 본 기술분야에 주지된 스넬의 법칙(Snell's Law)에 의한 전반사 조건에 의해 빛은 반사되고, 이에 의해 광 가이드(220)의 외부를 향해 진행하던 빛은 다시 광 가이드(220)의 내부에 구속되어 실질적으로 광 가이드(220)의 길이 방향으로 진행한다.
이때, 광 가이드(220)의 내부를 채우고 있는 매질은 공기이기 때문에 빛은 거의 손실 없이 광 가이드(220)의 내부에서 도파될 수 있다.
여기서, 빛이 소정 각도(θ) 이하의 입사각을 갖더라도, 도트 패턴 필름(226)의 도트(228)에 입사하는 경우, 빛은 산란을 일으키면서, 광 가이드(220)의 외부로 출사된다. 일부 빛은 도트(228)에서 반사되어 광 가이드(220)의 내부로 재진행한다.
한편, 상기 소정 각도(θ)를 초과한 입사각으로 입사한 빛은 도트 패턴 필름(226)의 도트(228)가 프린트되지 않은 영역 및 지지부재(222)를 통해 바로 출사된다.
본 발명의 광 가이드(220)는 그 내부에 도트 패턴 필름(226)을 수납하여, 도트(228)로 입사한 빛을 산란시킴으로써, 더 많은 광량을 광 가이드(220)의 외부로 출사할 수 있다. 따라서, 광 가이드(220)의 외부로 출사되는 빛의 조도가 향상된 다.
또한, 도트(228)가 많이 형성될수록, 도트(228)를 통하여 빛이 산란될 가능성이 커지므로, 도트(228)의 개수를 조절하여, 광 가이드(220)의 외부로 출사되는 빛의 조도를 조절할 수 있다.
이하, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 조명 시스템에 대해 상술한다.
도 5는 도 2의 선 A-A를 따라 절취한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광 가이드의 개략 단면도이다. 도 6a는 도 2의 선 A-A를 따라 절취한 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 광 가이드의 개략 단면도이고, 도 6b는 도 2의 선 B-B를 따라 절취한 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 조명 시스템의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광 가이드(320)는 지지부재(322), 프레임(324) 및 광학 라이팅 필름(340)을 포함한다. 바람직하게는, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 도트 패턴 필름(326)을 더 포함한다.
지지부재(322)는 호 형상으로서, 지지부재(322)의 일단에는 광원부(310)가 위치하며, 타단에는 반사 캡(330)이 위치한다.
지지부재(322)의 외면과 내면은 구조화되지 않은 매끈한 면이다.
본 발명에 따른 광 가이드(320)는 길이 방향으로 미세 가공된 압출 몰드를 통해 호 형상의 지지부재(322)를 연속적으로 대량 생산하고, 복수의 지지부재(322)를 프레임(324)으로 연결하여 원통 형상으로 형성한다.
더욱 상세하게는, 지지부재(322)는 호 형상의 지지부재들(322)이 프레임(324)으로 연결되어 원통 형상을 이룬다. 지지부재들(322)은 일정한 길이로 제작 되며, 호의 길이에는 일정한 제한이 없다. 호의 길이에 따라 하나의 원통 형상을 이루기 위해 필요한 지지부재(322)의 개수가 변할 수 있음은 물론이다.
프레임(324)에 체결되어 원통 형상을 이룬 단위 길이의 지지부재들(322)을 광 가이드(320)의 길이 방향과 동일한 방향으로 여러 개 적층하면, 도 2에 도시한 제 1 실시예에 따른 조명 시스템과 같이 광 가이드(320)의 전체 길이가 연장되고, 이에 따라 원하는 크기의 조명 시스템(300)을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 지지부재(322)의 외면(322a)에는 광 산란 패턴들(미도시)이 형성될 수 있다. 이때, 복수의 광 산란 패턴들은 지지부재(322)의 외면(322a)에 입사하는 빛을 산란시킬 수 있도록 일정한 형상 및 크기를 가지는 도트 패턴으로 형성될 수 있다. 이러한 광 산란 패턴들은 지지부재(322)의 외면(322a)에 입사되는 빛을 산란시켜 빛이 광 가이드(320)의 외부로 방출되도록 한다.
이에 따라, 지지부재(322)를 거치면서 빛의 일부는 광 가이드(320)를 따라 도광되고, 일부는 광 가이드(320)의 외부로 출사되어 광 가이드(320)의 전면에서 빛이 출사될 수 있다.
제 1 광학 라이팅 필름(340)은 지지부재(322)의 길이에 상응하는 크기를 갖도록 절단하여 지지부재(322)의 내부에 롤 형태로 말려 삽입된다.
또한, 도 5 및 도 6a에 도시된 바와 같이, 제 2 실시예에 따른 광학 라이팅 필름(340)의 내면(340b)은 다수의 미소 프리즘이 그 길이 방향을 따라 미세한 피치로 배열된 미소 프리즘 형상으로 구조화되어 있다. 이때, 각 프리즘의 단면은 부등변 삼각형, 이등변 삼각형 또는 정삼각형일 수 있으며, 바람직하게는 대략 꼭지각 이 90도인 이등변 삼각형일 수 있다.
광학 라이팅 필름(340)의 외면(340a), 즉 지지부재(322)와 인접한 면은 구조화되지 않은 매끈한 면으로서, 빛이 출사되는 면이 된다.
도트 패턴 필름(326)은 지지부재(322)의 내면(322b)이 형성하는 영역에 광학 라이팅 필름(340)의 내측에 수납되며, 적어도 일면에 복수의 도트(328)가 프린트된다.
도트 패턴 필름(326)은 편평한 필름을 제조한 후, 상기 필름의 일면 또는 양면에 백색 도트를 프린트함으로써 제조된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 반사율 및 광 가이드(320) 내부를 진행하는 빛의 파장 등을 고려하여, 백색 이외의 유색 또는 무색의 도트가 프린트될 수 있다.
계속하여, 도트(328)가 프린트된 도트 패턴 필름(326)의 일단과 타단이 접착되어, 롤 형태로 지지부재(322)의 내부, 광학 라이팅 필름(340)의 내측에 수납된다.
그 외, 광원부(310) 및 반사캡(330)의 구성은 제 1 실시예에 따른 조명 시스템과 동일하므로 이하 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 조명 시스템에 대해 상술한다.
도 7 및 도 8은 도 2의 선 A-A를 따라 절취한 본 발명의 제 3 실시예에 따른 광 가이드의 개략 단면도들이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 광 가이드(420)는 지지부 재(422), 프레임(424) 및 광학 라이팅 필름(440)을 포함한다. 바람직하게는, 도 8에 도시된 바와 같이, 도트 패턴 필름(426)을 더 포함한다.
광학 라이팅 필름(440)의 외면(440a), 즉 지지부재(422)와 인접한 면은 다수의 미소 프리즘이 그 길이 방향을 따라 미세한 피치로 배열된 미소 프리즘 형상으로 구조화되어 있다. 이때, 각 프리즘의 단면은 부등변 삼각형, 이등변 삼각형 또는 정삼각형일 수 있으며, 바람직하게는 대략 꼭지각이 90도인 이등변 삼각형일 수 있다.
광학 라이팅 필름(440)의 내면(440b)은 구조화되지 않은 매끈한 면으로서, 광 가이드(420)에 입력된 빛이 입사되는 면이다.
그 외 광 가이드(420)의 구성, 광원부 및 반사캡(미도시)의 구성은 제 2 실시예에 따른 조명 시스템과 동일하므로 이하 설명을 생략한다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
본 발명에 따른 광 가이드를 이용한 조명 시스템은 광학 라이팅 필름을 이용한 종래의 광 가이드와 달리, 길이 방향으로 미리 가공된 압출 몰드를 통해 호 형상의 지지부재들을 압출 성형한 후, 이를 원통 형상으로 조립하여 제작되므로, 대 형 조명에 사용될 수 있는 광 가이드를 제조할 수 있고, 제작 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 조명 시스템은 광 가이드를 원하는 크기로 손쉽게 제작할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 광 가이드를 이용한 조명 시스템은 길이 방향을 따라 균일한 휘도로 빛을 방출하는 있는 장점이 있다.

Claims (22)

  1. 빛을 출력하는 램프를 구비한 광원부; 및
    상기 광원부와 광학적으로 연결되며, 상기 광원부로부터 출력된 빛을 전송 및 분배하는 광 가이드를 포함하되,
    상기 광 가이드는,
    상호 나란히 배열된 복수의 선형 형상으로 구조화된 내면; 및 상기 내면에 대향하는 평탄한 외면을 포함하는 호 형상의 복수의 지지부재; 및
    상기 지지부재들을 체결하여 상기 광 가이드를 원통 형상으로 구성하는 프레임을 포함하는 조명 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 조명시스템은,
    상기 프레임에 체결되어 원통 형상을 이룬 단위 길이의 지지부재들이 상기 광 가이드의 길이 방향과 동일한 방향으로 복수개 적층되어 상기 광 가이드의 전체 길이를 연장하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 가이드의 내면이 형성하는 영역에 수납되며, 적어도 일면에 복수의 도트가 프린트된 도트 패턴 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 선형 형상은 프리즘 형상인 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 광원부는,
    상기 램프의 후방에 배치되며 상기 램프에서 출력되는 빛을 상기 광 가이드로 반사시키는 반사경을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 가이드의 일단에 착탈 가능하게 설치되며, 상기 광 가이드를 통해 전송된 빛을 반사시키는 반사캡을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 반사캡의 표면에는 알루미늄 또는 은으로 이루어진 코팅막이 형성된 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부재는, 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 아크릴, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 및 폴리염화비닐로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 중합체성 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부재의 외면에는 빛을 산란시킬 수 있는 복수의 광 산란 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 램프는, 할로겐 램프, 발광 다이오드, 메탈할라이드 램프 또는 플라즈마 라이팅 소스인 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  11. 빛을 출력하는 램프를 구비한 광원부; 및
    상기 광원부와 광학적으로 연결되며, 상기 광원부로부터 출력된 빛을 전송 및 분배하는 광 가이드를 포함하되,
    상기 광 가이드는,
    평탄한 외면 및 내면을 포함하는 호 형상의 복수의 지지부재;
    상기 지지부재들을 체결하여 상기 지지부재를 원통 형상으로 구성하는 프레임; 및
    상기 지지부재의 내측에 배치되며, 상호 나란히 배열된 복수의 선형 형상으로 구조화된 면; 및 상기 구조화된 면에 대향하는 평탄한 면을 포함하는 광학 라이팅 필름을 포함하는 조명 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 광학 라이팅 필름은, 상기 지지부재와 대응하는 면이 상기 구조화된 면인 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 광학 라이팅 필름은, 상기 지지부재와 대응하는 면이 상기 평탄한 면인 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 조명시스템은,
    상기 프레임에 체결되어 원통 형상을 이룬 단위 길이의 지지부재들이 상기 광 가이드의 길이 방향과 동일한 방향으로 복수개 적층되어 상기 광 가이드의 전체 길이를 연장하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 광 가이드의 내면이 형성하는 영역에 수납되며, 적어도 일면에 복수의 도트가 프린트된 도트 패턴 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 선형 형상은 프리즘 형상인 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  17. 제 11 항에 있어서, 상기 광원부는,
    상기 램프의 후방에 배치되며 상기 램프에서 출력되는 빛을 상기 광 가이드로 반사시키는 반사경을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 광 가이드의 일단에 착탈 가능하게 설치되며, 상기 광 가이드를 통해 전송된 빛을 반사시키는 반사캡을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 반사캡의 표면에는 알루미늄 또는 은으로 이루어진 코팅막이 형성된 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 지지부재는, 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 아크릴, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 및 폴리염화비닐로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 중합체성 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  21. 제 11 항에 있어서,
    상기 지지부재의 외면에는 빛을 산란시킬 수 있는 복수의 광 산란 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  22. 제 11 항에 있어서,
    상기 램프는, 할로겐 램프, 발광 다이오드, 메탈할라이드 램프 또는 플라즈마 라이팅 소스인 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
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