KR100888446B1 - 콘 형상의 반사체를 포함하는 광 파이프 - Google Patents

콘 형상의 반사체를 포함하는 광 파이프 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘 형상의 반사체를 포함하는 광 파이프에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광 파이프는, 대체로 매끈한 외측면 및 상기 광 파이프의 길이 방향과 동일한 방향으로 연장되며, 상호 나란히 배열된 복수의 선형 형상으로 구조화된 내측면을 포함하는 지지 파이프; 및 상기 지지 파이프의 내부에 삽입되며, 빛을 반사시키는 콘 형상의 반사체를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 파이프는, 중공의 외측 파이프; 상기 중공의 외측 파이프 내부에 삽입되는 한편, 적어도 일면이 상기 외측 파이프의 길이 방향과 동일한 방향으로 연장되며, 상호 나란히 배열된 복수의 선형 형상으로 구조화된 삽입체; 및 상기 삽입체의 내부에 삽입되며, 빛을 반사시키는 콘 형상의 반사체를 포함한다. 본 발명의 광 파이프는 콘 형상의 반사체를 포함하므로, 빛의 반사를 이용하여, 빛을 원거리까지 균일하게 출사시킬 수 있는 장점이 있다.
광 파이프, 반사체

Description

콘 형상의 반사체를 포함하는 광 파이프 {LIGHT PIPE COMPRISING A CONE SHAPED REFLECTOR}
도 1a는 광 파이프에서의 빛의 전송 및 반사를 설명하기 위해 광학 라이팅 필름의 일부분을 도시한 단면도이다.
도 1b는 광 파이프에서의 빛의 전송 및 반사를 설명하기 위해 광학 라이팅 필름의 일부분을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 파이프를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 빛이 출사되는 양상을 설명하기 위한 본 발명의 광 파이프에 대한 횡단면도이다.
도 4a는 도 2에 도시한 지지체의 정면도이다.
도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지지체를 도시한 정면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 파이프를 도시한 분해 사시도들이다.
도 6a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 파이프를 도시한 분해 사시도이다.
도 6b는 도 6a에 도시한 지지 파이프를 A-A 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 6c는 도 6b의 B 부분을 확대 도시한 도면이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 산란 패턴이 형성된 필름을 도시한 평면도들이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 파이프를 도시한 분해 사시도이다.
도 9a는 도 8에 도시한 삽입체의 종단면도이다.
도 9b 및 도 9c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 삽입체를 도시한 종단면도들이다.
본 발명은 콘 형상의 반사체를 포함하는 광 파이프에 관한 것이다.
일반적으로, 광 파이프는 광원으로부터 배출되는 빛을 원거리까지 비교적 적은 전송 손실로 전송시키는데 이용되는 광학 부재로서, 광 도관(light conduit), 광 가이드(light guide) 또는 광 튜브(light tube)라고도 불린다. 광 파이프는 또한 장식용이나 기능성 광을 비교적 넓은 영역에 걸쳐 효과적으로 분배시키는 데에도 이용될 수 있다.
통상의 광 파이프 구조물은 투명한 중합체 물질로 구성되며, 미세한 구조물로 구조화된 외면과, 이와 대향 하는 구조화되지 않은 매끈한 내면을 구비한 관 형태의 벽을 포함한다. 상기 구조화되지 않은 내면은 실질적으로 평탄하며, 이에 반해, 상기 구조화된 외면은 상호 나란히 배열되어 광 파이프의 길이 방향으로 연장 된 복수의 삼각형 홈을 형성하는 선형의 프리즘 배열을 포함한다. 이러한 구조상의 특징으로 인해 광 파이프는 소정의 각도 범위 내에서 광 파이프 내로 입력된 빛을 내부 전반사에 의해 광 파이프의 내부에 구속함으로써 광 파이프의 길이 방향을 따라 빛을 전송한다. 상기한 바와 같은 전형적인 광 파이프는 미국특허 제 4,805,984호에 개시되어 있으며, 본원에 참고문헌으로 인용된다.
광 파이프는 통상적으로 광학 라이팅 필름(OLF : Optical Lighting Film)을 사용하여 제조된다. 전형적인 광학 라이팅 필름은 일면에 엠보싱 가공되거나 또는 그 반대로 성형된 선형의 프리즘 배열을 갖는 비교적 얇은 시트 형태의 투명 물질, 예를 들면 아크릴 또는 폴리카보네이트로 제조된다. 이러한 시트 형태의 물질은 충분한 가요성이 있기 때문에 광학 라이팅 필름을 롤링 가공하여 관형 광 파이프를 제작하는 것이 가능하다. 광 파이프 제조용으로 적합한 광학 라이팅 필름은 미국특허 제 4,906,070호 및 제 5,056,892호에 개시되어 있으며, 이들 특허문헌은 전체가 본원에 참고문헌으로 인용된다.
이하, 상기한 바와 같은 구조를 갖는 광 파이프의 광 전송 및 반사 원리를 본 발명의 이해에 필요한 범위 내에서 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
도 1a는 광 파이프에서의 빛의 전송 및 반사를 설명하기 위해 광학 라이팅 필름의 일부분을 도시한 단면도이며, 도 1b는 광 파이프에서의 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 전반사되고(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 파이프의 길이 방향을 따라 진행하게 되는데, 광 파이프 내측의 공기에서는 빛의 손실이 거의 발생하지 않는다. 따라서, 빛은 광 파이프를 통해 근거리뿐만 아니라 원거리까지도 거의 손실 없이 전송될 수 있다.
그러나, 종래의 광 파이프의 경우, 광원이 배치된 광 파이프의 일단에서 출사되는 빛의 양이 상대적으로 많아서, 광 파이프 전체를 통해 출사되는 빛의 휘도가 균일하지 못하다는 문제점이 있었다. 따라서, 빛을 원거리까지 균일하게 출사시킬 수 있는 구조를 갖는 광 파이프의 대한 요구가 있다.
본 발명의 목적은 빛의 반사 또는 굴절을 이용하여 빛을 원거리까지 균일하게 출사시킬 수 있는 구조를 갖는 광 파이프를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 파이프는, 대체로 매끈한 외측면 및 상기 광 파이프의 길이 방향과 동일한 방향으로 연장되며, 상호 나란히 배열된 복수의 선형 형상으로 구조화된 내측면을 포함하는 지지 파이프; 및 상기 지지 파이프의 내부에 삽입되며, 빛을 반사시키는 콘 형상의 반사체를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 광 파이프는, 중공의 외측 파이프; 상기 중공의 외측 파이프 내부에 삽입되는 한편, 적어도 일면이 상기 외측 파이프의 길이 방향과 동일한 방향으로 연장되며, 상호 나란히 배열된 복수의 선형 형상으로 구조화된 삽입체; 및 상기 삽입체의 내부에 삽입되며, 빛을 반사시키는 콘 형상의 반사체를 포함한다.
본 발명의 광 파이프는 콘 형상의 반사체를 포함하므로, 빛의 반사를 이용하여, 빛을 원거리까지 균일하게 출사시킬 수 있는 장점이 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 광 파이프의 바람직한 실시예들을 자세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 파이프를 도시한 분해 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 광 파이프(200)는 지지 파이프(210) 및 콘 형상의 반사체(220)를 포함한다. 바람직하게는, 콘 형상의 반사체(220)의 모서리부에 결합하는 지지체(230)를 더 포함한다.
지지 파이프(210)의 내측면(214)은 광 파이프(200)의 길이 방향과 동일한 방향으로 연장되며, 상호 나란히 배열된 복수의 선형 형상으로 구조화된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 선형 형상은 프리즘 형상, 즉, 삼각형, 이등변 삼각형, 정삼각형 또는 부등변 삼각형의 형상이 될 수 있다. 바람직하게는, 이등변 삼각형의 형상이 될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 선형 형상은 프리즘 형상의 모서리 부분이 마모된 형상, 즉, 사다리꼴과 같은 형상이 될 수 있다.
외측면(212)은 내측면(214)에 대향하는 면으로서, 대체로 평탄하게 구성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 지지 파이프(210)의 재질은 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 아크릴, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 및 폴리염화비닐로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 중합체성 물질이 될 수 있다.
콘 형상의 반사체(220)는 지지 파이프(210)의 내부에 삽입되며, 빛을 반사시킨다. 반사체(220)의 길이는 지지 파이프(210)의 길이와 동일하거나 작을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 콘 형상의 반사체(220)는 SUS, Brass, 알루미늄, PET 등으로 이루어진 시트 위에 은(Ag)을 입히고, 열이 미세하게 발생한다 해도 장시간 흡열로 인한 변형을 막기 위해 티타늄 코팅하여 제작될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 반사체(220)는 PET와 같은 합성수지로 된 시트에 광을 산란시키기 위한 기포를 분산시켜 제작될 수 있다. 상기한 바와 같이 제작된 시트를 콘 형상으로 말아서, 지지 파이프(210)의 내부에 삽입하여, 반사체(220)로 사용할 수 있다.
도 3은 빛이 출사되는 양상을 설명하기 위한 본 발명의 광 파이프에 대한 횡단면도이다.
도 3을 참조하면, 광원(100)에서 출사된 빛이 지지 파이프(210)의 내부로 입 사된다.
지지 파이프(210)의 내부로 입사된 빛이 지지 파이프(210)와 지지 파이프(210)를 둘러싼 매질과의 굴절율의 비에 의해 사전에 결정된 임계각(θ) 이하의 입사각을 가지면, 본 기술분야에 주지된 스넬의 법칙(Snell's Law)에 의한 전반사 조건에 의해 빛은 반사되고, 이에 의해 광 파이프(200)의 외부를 향해 진행하던 빛은 다시 광 파이프(200)의 내부에 구속되어 실질적으로 광 파이프(200)의 길이 방향으로 진행한다.
이때, 광 파이프(200)의 내부를 채우고 있는 매질은 공기이기 때문에 빛은 거의 손실 없이 광 파이프(200)의 내부에서 도파될 수 있다.
이어서, 내부에 구속되어 진행하던 빛이 반사체(220)로 입사하면, 반사체(220)에 의해 진행 경로가 변경된다. 이에 따라, 빛이 임계각(θ)보다 큰 각도로 지지 파이프(210)로 입사하고, 빛은 지지 파이프(210)의 외부로 출사된다.
광원(100)이 배치된 광 파이프(200)의 일단에서 타단으로 갈수록 반사체(220)가 차지하는 면적은 넓어지므로, 광원(100)으로부터 멀어질 수록 반사가 일어날 확률이 커진다. 이에 따라, 광원(100)으로부터 먼 거리에 있더라도 반사에 의해 출사되는 빛의 양이 증가할 수 있다. 따라서, 본 발명의 광 파이프(200)는 길이 방향을 따라, 빛이 균일하게 출사될 수 있다.
한편, 상기 임계각(θ)을 초과한 입사각으로 입사한 빛은 지지 파이프(210)의 외측면(212)을 통해 바로 출사된다.
상기한 바와 같이, 광 파이프(200)의 내부로 입력된 빛은 광 파이프(200)의 길이 방향으로 전송되면서 한편으로는 그 외부로 출사된다.
도 4a는 도 2에 도시한 지지체의 정면도이며, 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지지체를 도시한 정면도이다.
도 4a를 참조하면, 본 발명의 지지체(230)는 결합부(232), 연결부(234) 및 받침부(236)를 포함한다.
결합부(232)는 콘 형상의 반사체(220)의 모서리부에 결합하며, 연결부(234) 및 받침부(236)는 결합부(232)에 결합한 콘 형상의 반사체(220)의 하중을 분산시킨다.
본 발명의 일 실시예에서, 지지체(230)는 콘 형상의 반사체(220)의 모서리부가 위치한 지지 파이프(210)의 일단에 결합한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 콘 형상의 반사체(220)의 길이가 지지 파이프(210)의 길이보다 작은 경우에, 지지체(230)는 지지 파이프(210)의 내부에서 콘 형상의 반사체(220)의 모서리와 결합한다.
지지체(230)는 광원(100)으로부터 출사된 빛의 진행 경로를 방해하지 않도록 투명한 재질로 구성하는 것이 바람직하며, 얇게 가공된 금속 재질로 구성할 수도 있다.
도 4b를 참조하면, 본 발명의 지지체(430)는 원판 형상으로 구성되며, 개구(432)가 형성된다. 콘 형상의 반사체(220)의 모서리부는 개구(432)에 결합하며, 반사체(220)는 지지 파이프(210)의 내부에 수납된다.
본 발명의 일 실시예에서, 지지체(430)는 빛을 잘 투과시키는 재질, 예를 들 면, 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 아크릴, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 및 폴리염화비닐로 구성된다.
지지체(430)는 지지 파이프(210)의 일단 또는 그 내부에 결합할 수 있다. 지지 파이프(210)의 내부에 결합하는 경우, 원판 형상의 끝 단이 지지 파이프(210)의 구조화된 내측면에 대응하도록 가공될 수 있다.
지지체(230 및 430)의 형상은 상기한 바에 한정되지 않으며, 반사체(220)를 지지하여, 지지 파이프(210)의 내부에 수납시키고, 빛의 진행의 방해를 최소화할 수 있는 어떠한 구성도 가능하다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 파이프를 도시한 분해 사시도들이다. 이하에서는, 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면 부호를 사용하며, 상세한 중복 설명을 생략한다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명의 광 파이프(500A 및 500B)는 지지 파이프(510A 및 510B) 및 반사체(220)를 포함한다.
지지 파이프(510A 및 510B)의 외측면(512A 및 512B)은 대체로 매끈하게 구성되며, 외측면(512A 및 512B)의 적어도 일부 영역에는 확산 입자(516A 및 516B)가 부착된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 확산 입자(516A 및 516B)는 비드로 구성된다.
광원(100)에서 제공된 빛이 광 파이프(500A 및 500B)의 내부를 진행하는 과정에서, 빛이 지지 파이프(510A 및 510B)의 외측면(512A 및 512B)에 부착된 확산 입자(516A 및 516B)로 입사하면, 빛은 확산 입자(516A 및 516B)를 통해 산란되어, 광 파이프(500A 및 500B)의 외부로 출사된다.
도 5a를 참조하면, 확산 입자(516A)는 광 파이프(500A)의 외측면(512A)의 전체에 비교적 균일하게 부착된다.
도 5b를 참조하면, 확산 입자(516B)는 광 파이프(500B)의 일단에서 타단으로 갈수록 밀집한 형상으로 부착된다.
도 5b와 같이, 광량이 많이 제공되는 일단에는 확산 입자(516B)를 산재시키고, 광량이 적게 제공되는 타단으로 갈수록 확산 입자(516B)의 밀집도를 증가시키면, 광 파이프(500B) 전체면을 통해 균일하게 빛이 출사될 수 있다.
따라서, 본 발명의 광 파이프(500A 및 500B)는 지지 파이프(510A 및 510B)의 외측면(512A 및 512B)에 부착되는 확산 입자(516A 및 516B)의 밀집도를 조절하는 것에 의해, 광 파이프(500A 및 500B)의 외부로 출사되는 광량을 용이하게 조절할 수 있는 장점이 있다.
도 6a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 파이프를 도시한 분해 사시도이며, 도 6b는 도 6a에 도시한 지지 파이프를 A-A 선을 따라 절개한 단면도이다. 또한, 도 6c는 도 6b의 B 부분을 확대 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 본 발명의 광 파이프(600)는 지지 파이프(610) 및 콘 형상의 반사체(220)를 포함한다.
지지 파이프(610)의 외측면(612)은 대체로 매끈하게 구성된다.
지지 파이프(610)의 내측면(614)은 광 파이프(600)의 길이 방향과 동일한 방 향으로 연장되며, 상호 나란히 배열된 복수의 선형 형상으로 구조화된다. 여기서, 구조화된 내측면(614)의 일부에는 광 파이프(600)의 내부를 진행하는 빛을 외부로 출사시키는 출사부(616)가 형성된다.
출사부(616)는 구조화된 내측면(614)의 다른 영역과는 달리 선형 형상이 제거된 대체로 매끈한 구조를 갖는다. 따라서, 전반사를 일으키도록 선형 형상으로 구조화된 내측면(614)의 다른 영역에 비해 출사부(616)에서 더 많은 빛이 출사될 수 있다.
출사부(616)를 제외한 나머지 내측면(614)은 단면이 프리즘 형상으로 구조화될 수 있다. 여기서, 출사부(616)가 형성된 영역에 대응하는 외측면(612)의 일부에 확산 입자(516A 및 516B)가 부착될 수 있으며, 도 5b에서와 같이, 광 파이프(600)의 일단에서 타단으로 갈수록 확산 입자(516B)가 밀집한 형상으로 부착될 수 있다.
도 6a 및 도 6b에는 하나의 출사부(616)가 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며, 본 발명에 따른 광 파이프가 허용되는 각도 또는 직경 범위 내에서 2개 이상의 출사부가 구비될 수 있음은 물론이다.
도 6c를 참조하면, 내측면(614)의 프리즘 형상의 내측 방향 모서리의 각도(α)는 180°이하로 형성된다. 상기 프리즘 형상의 내측 방향 모서리의 각도(α)를 예각으로 형성하는 경우, 광 파이프(600)의 내부에서 진행하는 광의 전반사 효과를 향상시킬 수 있다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 산란 패턴이 형성된 필름을 도시한 평면도들이다.
산란 패턴이 형성된 필름은, 확산 효율이 우수한 입자를 사용하여 빛을 균일하게 확산시키는 기능을 갖는 필름이다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 상기 산란 패턴이 도트 형태로 구성된 필름에 대해 설명하나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 7a를 참조하면, 필름(700A)에 프린트된 산란 패턴(722A)은 일정한 직경을 가지며, 필름(700A)의 일단에서 타단으로 갈수록 산란 패턴(722A) 사이의 간격이 좁아진다.
필름(700A)은 제 1 단부(724)와 제 2 단부(726)가 접착되면서, 롤 형태로 구성되어, 지지 파이프(210 및 610)의 외측면(212 및 612) 또는 내측면(214 및 614)에 배치된다. 필름(700A)이 롤 형태가 되는 경우, 각 라인에 형성된 산란 패턴(722A)은 원주 방향으로 배치된다.
본 발명의 광 파이프(200 및 600)에 필름(700A)을 롤 형태로 지지 파이프(210 및 610)의 외측면(212 및 612) 또는 내측면(214 및 614)에 배치하면, 산란 패턴(722A) 사이의 간격이 광 파이프(200 및 600)의 일단에서 타단으로 갈수록 좁아지므로, 광 파이프(200 및 600)의 길이 방향을 따라 빛이 균일하게 출사될 수 있다.
도 7b를 참조하면, 필름(700B)의 일단에서 타단으로 가면서 산란 패턴(722B)이 형성된 라인 간의 거리는 일정하나, 산란 패턴(722B)의 크기는 커진다.
본 발명의 광 파이프(200 및 600)에 필름(700B)을 롤 형태로 지지 파이프(210 및 610)의 외측면(212 및 612) 또는 내측면(214 및 614)에 배치하면, 산란 패턴(722B)이 광 파이프(200 및 600)의 일단에서 타단으로 갈수록 크기가 커지므로, 광 파이프(200 및 600)의 길이 방향을 따라 빛이 균일하게 출사될 수 있다.
도 7c를 참조하면, 필름(700C)의 일단에서 타단으로 가면서 산란 패턴(722C)사이의 간격 및 산란 패턴(722C)의 크기가 변한다. 산란 패턴(722C)의 크기가 커지면서, 산란 패턴(722C) 사이의 간격이 조밀하게 형성되면, 산란 패턴(722C)으로 입사한 빛이 산란을 일으킬 수 있는 영역이 넓어지므로, 더 많은 광량이 출사될 수 있다.
본 발명의 광 파이프(200 및 600)에 필름(700C)을 롤 형태로 지지 파이프(210 및 610)의 외측면(212 및 612) 또는 내측면(214 및 614)에 배치하면, 산란 패턴(722C)이 광 파이프(200 및 600)의 일단에서 타단으로 갈수록 크기가 커지며, 산란 패턴(722C) 사이의 간격이 좁아지므로, 광 파이프(200 및 600)의 길이 방향을 따라 빛이 균일하게 출사될 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 파이프를 도시한 분해 사시도이며, 도 9a는 도 8에 도시한 삽입체의 종단면도이다.
도 8 및 도 9a를 참조하면, 본 발명의 광 파이프(800)는 외측 파이프(810), 삽입체(820) 및 콘 형상의 반사체(220)를 포함한다. 바람직하게는, 콘 형상의 반사체(220)의 모서리부에 결합하는 지지체(230)를 더 포함하며, 도 4b에 도시한 지지체(430)가 사용될 수 있다.
삽입체(820)는 중공의 외측 파이프(810) 내부에 삽입되는 한편, 적어도 일면이 상기 외측 파이프의 길이 방향과 동일한 방향으로 연장되며, 상호 나란히 배열 된 복수의 선형 형상으로 구조화된다.
도 8에 도시된 삽입체(820)는 내측면(824) 및 외측면(822)이 모두 프리즘 형상으로 구조화된 경우로써, 광 파이프(800)의 내부로 입사된 광선은 삽입체(820)의 구조화된 내측면(824)에서 전반사를 일으키며, 삽입체(820)를 통과한 빛은 삽입체(820) 및 외측 파이프(810) 사이의 공간으로 출사된다.
여기서, 구조화된 삽입체(820)의 내부 및 삽입체(820)의 외측면(822)과 외측 파이프(810) 사이에 전반사가 다시 발생하면서, 빛은 원거리로 전송될 수 있다. 따라서, 삽입체(820)의 일면만 구조화된 경우보다 더 많은 양의 빛을 광 파이프 내부에 가둘 수 있으며, 이로 인하여 빛은 원거리로 균일하게 전송될 수 있는 효과가 있다.
구조화된 프리즘 형상 각각의 높이는 0.05 ~ 0.25mm인 것이 바람직하며, 0.1 ~ 0.2mm 인 것이 가장 바람직하다. 상기와 같은 수치 범위를 갖는 경우에 입사된 빛이 광 파이프(800)의 내부에 가장 많이 포함된다는 사실이 실험에 의해 증명되었다.
프리즘 형상의 높이가 0.25mm 이상인 경우, 프리즘 현상이 발생하지 않기 때문에 전반사에 의해 빛을 내부에 가둘 수 없게 된다. 또한, 0.05mm 이하의 높이를 갖는 경우, 내측면(824)의 하나의 프리즘 형상에서 산란이 발생하기 때문에 빛이 원거리로 전송되는데 장애가 된다. 따라서, 상기 수치 범위 내에게 가장 유리한 효과가 발생한다.
본 발명의 일 실시예에서, 삽입체(820)는 양면이 구조화된 중공의 내측 파이 프로 구성된다. 상기 삽입된 내측 파이프의 외측면도 구조화되었기 때문에 민자형 외측 파이프(810)를 사용하는 것이 바람직하다. 양면이 모두 구조화된 내측 파이프는 압축 몰드를 이용한 압출 방식으로 제조될 수 있다.
중공의 외측 파이프(810) 및 내측 파이프는 폴리카보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 아크릴, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 및 폴리염화비닐로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 중합체성 물질로 제조될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 삽입체(820)는 필름으로 구성된다. 필름의 양면은 모두 구조화될 수 있으며, 상기 필름은 두 개의 맞물려진 롤러를 이용하여, 필름을 롤러 사이에 통과시켜서 제조하는 방법(여기서, 필름의 재질에 영향을 주지 않는 범위 내에서 열을 가할 수도 있다.)과 물결 무늬를 갖는 평판을 이용하여 필름의 양면에 물결 형상을 만드는 핫 프레스(hot press) 방법으로 제조할 수 있다.
여기서, 필름은 편광 필름(polarizer film)을 이용할 수 있는데, 광 파이프(800)의 길이 방향으로 연신된 편광 필름을 이용하는 경우, 빛이 보다 원거리로 전송될 수 있다.
필름의 양면이 모두 구조화된 삽입체(820)를 이용하는 경우, 필름의 내측면 또는 외측면이 광 파이프(800)의 원주 방향으로 레이저 가공, 인쇄 라미네이팅, 홀로그램 처리 또는 스크레칭 가공되어 빛을 외부로 출사시키는 구조의 패턴을 포함할 수 있다. 입사된 빛을 광 파이프(800)의 일단으로부터 타단까지 균일하게 출사시키기 위한 목적으로, 상기와 같은 패턴이 이용된다. 상기 패턴은 광원(100)으로부터 멀어질수록 넓어지는 것이 바람직한데, 광원(100)에서 가까운 부분의 빛은 상 기 패턴에 적게 반사되어 출사되며, 광원(100)에서 먼 부분의 빛은 넓은 영역의 패턴에 반사되어 많이 출사되므로, 광 파이프(800) 전체를 통해 빛이 균일하게 출사될 수 있기 때문이다.
여기서, 상기 패턴 사이의 간격은 광원(100)으로부터 멀어질수록 좁아지는 것이 더욱 바람직하다. 즉, 필름의 일단에서 타단까지 패턴의 크기는 동일하게 유지하되 광원(100)에서 멀어질수록 패턴의 밀도를 높임으로써, 패턴이 넓어지는 것과 동일한 효과를 갖게 할 수 있다.
콘 형상의 반사체(220)는 삽입체(820)의 내부에 삽입되며, 도 3에서 설명한 바와 같은 원리에 의해, 광 파이프(800)의 길이 방향을 따라, 균일하게 빛을 출사시킨다.
본 발명의 광 파이프(800)에 있어서, 외측 파이프(810)의 외측면(812)의 적어도 일부 영역에는 확산 입자(516A 및 516B)가 부착될 수 있다. 여기서, 확산 입자(516A 및 516B)는 광 파이프(800)의 일단에서 타단으로 갈수록 밀집한 형상으로 부착될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 확산 입자(516A 및 516B)는 비드로 구성된다.
본 발명의 광 파이프(800)에 있어서, 도 7a 내지 도 7c에 도시한 산란 패턴(722A, 722B 및 722C)이 형성된 필름(700A, 700B 및 700C)이 외측 파이프(810)의 외측면(812) 또는 내측면(814)에 배치될 수 있다. 또는, 삽입체(820)의 내측면(824)에 산란 패턴(722A, 722B 및 722C)이 형성된 필름(700A, 700B 및 700C)이 배치될 수 있다.
도 9b 및 도 9c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 삽입체를 도시한 종단면도들이다.
도 9b 및 도 9c의 삽입체(920 및 930)는 일면만 구조화된 경우로써, 도 9b를 참조하면, 본 발명의 삽입체(920)는 외측면(922)이 매끈하게 구성되며, 내측면(924)이 외측 파이프(810)의 길이 방향과 동일한 방향으로 연장되며, 상호 나란히 배열된 복수의 선형 형상으로 구조화된다.
도 9c를 참조하면, 본 발명의 삽입체(930)는 내측면(934)이 매끈하게 구성되며, 외측면(922)이 외측 파이프(810)의 길이 방향과 동일한 방향으로 연장되며, 상호 나란히 배열된 복수의 선형 형상으로 구조화된다.
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 발명의 광 파이프는 콘 형상의 반사체를 포함하므로, 빛의 반사를 이용하여, 빛을 원거리까지 균일하게 출사시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (24)

  1. 빛을 전송 및 분배하기 위한 광 파이프에 있어서,
    대체로 매끈한 외측면 및 상기 광 파이프의 길이 방향과 동일한 방향으로 연장되며, 상호 나란히 배열된 복수의 선형 형상으로 구조화된 내측면을 포함하는 지지 파이프; 및
    상기 지지 파이프의 내부에 삽입되며, 빛을 반사시키는 콘 형상의 반사체를 포함하고,
    상기 광 파이프는,
    상기 콘 형상의 반사체의 모서리부에 결합하여, 상기 콘 형상의 반사체를 지지하는 지지체;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 파이프.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 선형 형상은 프리즘 형상인 것을 특징으로 하는 광 파이프.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 외측면의 적어도 일부 영역에는 확산 입자가 부착된 것을 특징으로 하는 광 파이프.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 내측면에는 상기 광 파이프의 내부를 진행하는 빛을 외부로 출사시키는 하나 이상의 출사부가 형성되어 있되, 상기 출사부는 상기 광 파이프의 길이 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 광 파이프.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 출사부가 형성된 영역에 대응하는 상기 외측면에 확산 입자가 부착된 것을 특징으로 하는 광 파이프.
  7. 제 4 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 확산 입자는 상기 광 파이프의 일단에서 타단으로 갈수록 밀집한 형상으로 부착되는 것을 특징으로 하는 광 파이프.
  8. 제 4 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 확산 입자는 비드로 구성되는 것을 특징으로 하는 광 파이프.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 지지 파이프는 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 아크릴, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 및 폴리염화비닐로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 중합체성 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 광 파이프.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 광 파이프는,
    상기 지지 파이프의 외측면 또는 내측면에 배치되며, 빛을 산란시키는 산란 패턴이 형성된 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 파이프.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 산란 패턴은 상기 광 파이프의 일단에서 타단으로 갈수록 크기가 커지는 것을 특징으로 하는 광 파이프.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 산란 패턴 사이의 간격이 상기 광 파이프의 일단에서 타단으로 갈수록 좁아지는 것을 특징으로 하는 광 파이프.
  13. 빛을 전송 및 분배하기 위한 광 파이프에 있어서,
    중공의 외측 파이프;
    상기 중공의 외측 파이프 내부에 삽입되는 한편, 적어도 일면이 상기 외측 파이프의 길이 방향과 동일한 방향으로 연장되며, 상호 나란히 배열된 복수의 선형 형상으로 구조화된 삽입체; 및
    상기 삽입체의 내부에 삽입되며, 빛을 반사시키는 콘 형상의 반사체;를 포함하고,
    상기 광파이프는,
    상기 콘 형상의 반사체의 모서리부에 결합하여, 상기 콘 형상의 반사체를 지지하는 지지체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 파이프.
  14. 삭제
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 삽입체는 중공의 내측 파이프로 구성되는 것을 특 징으로 하는 광 파이프.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 삽입체는 필름으로 구성되는 것을 특징으로 하는 광 파이프.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 필름의 내측면 또는 외측면은 상기 광 파이프의 원주 방향으로 레이저 가공, 인쇄 라미네이팅, 홀로그램 처리 또는 스크레칭 가공되어 빛을 외부로 출사시키는 구조의 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 파이프.
  18. 제 13 항에 있어서, 상기 선형 형상은 프리즘 형상인 것을 특징으로 하는 광 파이프.
  19. 제 13 항에 있어서, 상기 외측 파이프의 외측면의 적어도 일부 영역에는 확산 입자가 부착된 것을 특징으로 하는 광 파이프.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 확산 입자는 상기 광 파이프의 일단에서 타단으로 갈수록 밀집한 형상으로 부착되는 것을 특징으로 하는 광 파이프.
  21. 제 13 항에 있어서, 상기 광 파이프는,
    상기 외측 파이프의 외측면 또는 내측면에 배치되며, 빛을 산란시키는 산란 패턴이 형성된 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 파이프.
  22. 제 13 항에 있어서, 상기 광 파이프는,
    상기 삽입체의 내측면에 배치되며, 빛을 산란시키는 산란 패턴이 형성된 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 파이프.
  23. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서, 상기 산란 패턴은 상기 광 파이프의 일단에서 타단으로 갈수록 크기가 커지는 것을 특징으로 하는 광 파이프.
  24. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서, 상기 산란 패턴 사이의 간격이 상기 광 파이프의 일단에서 타단으로 갈수록 좁아지는 것을 특징으로 하는 광 파이프.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS56135821A (en) 1980-03-28 1981-10-23 Sumitomo Electric Ind Ltd Observing device
US6031958A (en) * 1997-05-21 2000-02-29 Mcgaffigan; Thomas H. Optical light pipes with laser light appearance
JP2002237203A (ja) 2001-02-09 2002-08-23 Japan Storage Battery Co Ltd 照明器具
US6533446B2 (en) 2001-02-16 2003-03-18 Dialight Corporation Omnidirectional light with protected in-ground light source
KR20050022041A (ko) * 2003-08-25 2005-03-07 김태효 중공의 광 파이프

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56135821A (en) 1980-03-28 1981-10-23 Sumitomo Electric Ind Ltd Observing device
US6031958A (en) * 1997-05-21 2000-02-29 Mcgaffigan; Thomas H. Optical light pipes with laser light appearance
JP2002237203A (ja) 2001-02-09 2002-08-23 Japan Storage Battery Co Ltd 照明器具
US6533446B2 (en) 2001-02-16 2003-03-18 Dialight Corporation Omnidirectional light with protected in-ground light source
KR20050022041A (ko) * 2003-08-25 2005-03-07 김태효 중공의 광 파이프

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