KR100983383B1 - 형광 염색의 이용을 통한 네온 조명을 시뮬레이트 하기위한 조명 장치 - Google Patents

형광 염색의 이용을 통한 네온 조명을 시뮬레이트 하기위한 조명 장치 Download PDF

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Abstract

조명 장치는 네온 조명을 시뮬레이트하고 조명 장치로 빛 컬러 전환 시스템의 혼합을 통해 LED 만의 이용에 의해 일반적으로 획득될 수 없는 색깔 광의 발산을 허용한다. 이 빛 컬러 전환 시스템은 미리 정해진 하나 이상의 형광 염색과 함께 색칠해진 중개 광-투과 매체를 포함한다. 상기 조명 장치의 광원으로부터 발산된 빛은 중개 광-투과 매체를 향하고 그리고 그곳에 포함된 형광 염료와 상호작용한다. 이 광은 부분적으로 중개 광-투과 매체의 형광 염색 각각에 의해 흡수되고 그리고 더 낮은 에너지 광은 그 후 상기 형광 염색 각각으로부터 도파관의 광-수신 표면으로 발산된다. 따라서 다양한 색깔을 초래하는 염색의 적합한 합성의 선택이 상기 조명 장치로부터 발산된다.

Description

형광 염색의 이용을 통한 네온 조명을 시뮬레이트 하기 위한 조명 장치{ILLUMINATION DEVICE FOR SIMULATION NEON LIGHTING THROUGH USE OF FLUORESCENT DYES}
본 발명은 고 강도, 저-전압 광원을 이용하는 네온 조명을 시뮬레이트 하기 위한 조명 장치에 관한 것으로, 조명 장치는 이상적으로 채광, 도로표지 그리고 광고 이용에 적합하다.
저-압력 네온 가스로 채워진 유리 튜브 내의 전자들의 전기적 자극에 의해 생성되는 네온 조명이 수년간 채널 문자의 윤곽을 형성하고 구조를 세우기 위해 그리고 광고에 있어 주를 이뤄 왔다. 네온 조명의 특징은 가스를 포함하는 배관이 시각 각도와 무관하게 그것의 전체 길이에 대하여 심지어 백열(glow)을 지닌다. 이 특징은 네온 조명을 스크립트 기록 및 디자인을 포함하는 많은 광고 장치에 적합하도록 만든다. 왜냐하면, 상기 가스관은 스크립트 기록 및 복잡한 디자인을 시뮬레이트 하는 구부러지고 꼬인 구성으로 제조될 수 있기 때문이다. 심지어 네온 조명의 백열은 시각적 및 혼란스러움 없이도 광고하도록 핫 스팟 지역이 결여된다. 따라서 네온 조명의 효과를 되풀이하도록 개발된 어떠한 조명 장치도 그것의 영역과 그것의 길이에 대한 빛 분배를 지닌다. 이와 동일하게 중요한 것은, 그러한 조명 장치들은 네온 조명에 적어도 필적할 만한 광도를 지녀야만 한다는 점이다. 또한, 네온 조명이 잘-설립된 회사이기 때문에, 경쟁적인 조명 장치는 경량이어야 하며, 네온 조명 시장으로 침입을 위해 월등한 "관리성(handleability)" 을 지녀야만 한다. 네온 조명은 본질적으로 깨지기 쉬운 것으로 인식되었다. 상기 부서지기 쉬운 특성과 무거운 중량 때문에, 주로 그것의 지지 하부구조로 인해, 내온 조명은 패키지화하고 수송하기에 비싸다. 또한, 처음으로 다루거나, 설치하고, 그리고/또는 대체하기 위해서는 극도로 사용하기 어렵다. 네온 조명의 이전에 열거된 장점을 제공할 수 있는 어떠한 조명 장치는, 그것의 크기, 무게 그리고 관리적 단점을 최소화 하는 동안, 광 기술에서 상당한 진보를 제공할 것이다.
고강도 LED에 의해 제시된 것과 같은, 경량의 파손 저항 목적 광원들의 최근 도입은 그 방향에서 상당한 노력을 촉진하고 네온 조명을 시뮬레이트 하는 조명 장치에 큰 관심을 보이고 있다. 그러나 네온 조명, 균일성 및 밝기의 닮은 특징들은 극복하기 어려운 문제점이며, 네온 조명이 균일성 및 밝기를 진전시키기 위한 광 분배 간의 트레이드오프에 의해 상당히 방해되었다.
네온의 일부 결점을 다루기 위한 시도로, 참고자료로 여기에 통합된 함께 계류 중인 미국 특허 출원 번호 No 09/982,705는 하나의 측부 표면("광-수신 표면")에 들어가는 광을 선택적으로 산란시키는 도파관 성질을 지니는 물질의 긴 막대기(rod)를 포함하는 조명 장치를 설명하며, 상기 막대기("광-발생 표면")의 또 다른 측부 표면에 의해 발산되는 결과적인 광 강도 패턴은 막대기의 길이를 따라 연장된다. 광원은 확장되고 그리고 광-수신 표면에 인접하게 배치되며, 라드(rod)의 길이에 따른 주요 축과 광-발생 표면의 전체 주변 폭을 실질적으로 커버하는 길이를 지닌 보조 축을 지닌 연장된 광 강도 패턴을 생성하기에 충분한 거리만큼 광-발생 표면으로부터 떨어진다. 선호되는 실시예에서, 상기 광원은 라드로 각 포인트 광원에 의해 발산되는 광의 매핑을 허용하기에 충분히 떨어진 포인트 광원들의 일련으로서, 상기 표면의 주변과 빛-발광 표면을 따라 연장되고 오버래핑 광 강도 패턴을 생성하기 위해 상기 수집 광 강도 패턴은 전체 발광 표면에 대해 균일하게 인식된다.
미국 특허 출원 번호 No. 09/982,705에서 주장되고 설명된 조명 장치의 필수 특징들 중의 하나는 조명 장치에 의해 발산된 광 강도 및 균일성이다. 네온 조명의 단점이 제거된다는 점에서 중요한 반면, 조명 장치는 덜 상업적이거나 또는 상기 적합한 광 균일성 및 강도가 획득될 수 없는 경우 실용적인 값을 지닌다. 이 객체는 새기 쉬운 도파관 라드의 이용을 통해 주로 획득된다. "새기 쉬운" 도파관은 시각적 도파관 및 광 발산 부재로서 기능을 하는 구조적 부재이다. 도파관으로서, 광입력 도파관을 향하는 경향이 있고, 상기 도파관의 축방향을 따라 광입력 측부 표면을 포함하며, 광 산란 부재로서, 도파관의 반대 측부 표면의 바깥으로 빛을 강조한다. 결과적으로, 시각적으로 인식되는 것은 상기 도파관의 광-발생 측부 표면을 따라 발산되는 연장된 광 패턴이다.
그럼에도 불구하고, 새기 쉬운 도파관 및 LED를 이용하는 조명 장치가 지닌 문제점이 미국 특허 출원 번호 09/982,705에 설명된 것과 같이, 이용 가능한 시각적 컬러 스펙트럼이 LED 컬러의 제한된 이용 가능성에 의해 제한된다는 점이다.
본 발명의 주 목적은 조명 장치의 복잡성 또는 가격에 있어 상당한 증가 없이 LED 만을 이용함으로써 일반적으로 획득할 수 없는 컬러 광의 발산을 허용하는 조명 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 형광 염료의 이용을 통해 네온 조명을 시뮬레이트 하기 위한 조명 장치로서, 조명 장치의 복잡성 또는 가격에 있어 상당한 증가 없이 LED 만을 이용함으로써 일반적으로 획득할 수 없는 컬러 광의 발산을 허용하는 조명 장치를 제공하는 것이다.
선호되는 조명 장치는 일반적으로 막대기-형태의 부재, 하우징 그리고 광원으로 구성된다. 선호되는 일 실시예에서, 상기 막대기 형태의 부재는 발광 표면으로서 역할 하는 외부 휘어진 측부 표면과 광-수신 표면으로서 역할 하는 내부 측부 표면을 지니며, 광-수신 표면 아래에 배치된 광원으로부터 도파관으로 광입력은 상기 휘어진 측부 표면의 바깥으로 확산되어 나가기 위해 도파관 내에서 산란된다.
상기 하우징은 실질적으로 상기 도파관의 길이로 확장되는 끝부분이-개방된(open-ended) 채널을 정의하는 일 측부벽 쌍을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 하우징은 일반적으로 광원 및 관련된 전기적 액세서리들을 수용하기 위한 기능을 하며, 또한 바람직하게 빛을 모으거나 반사시키는 역할을 하는 것이 바람직하다.
광원의 다양한 타입이 본 발명의 조명 장치로 통합되었음에도 불구하고, 고-강도 LED에 연속적으로 장착된 스트링은 선호되는 광원이다. 그러나 광원으로서 LED를 통합하는 조명 장치의 이용 가능한 시각적 컬러 스펙트럼이 LED 컬러의 제한된 이용성에 의해 제한되기 때문에, 본 발명의 조명 장치는 LED 그 자체와는 다른 인식된 컬러를 지닌 빛 발산을 위해 제공되도록 구성된다. 상세히, 이것은 조명 장치로 빛 색깔 전환 시스템의 통합을 통해, 보다 상세히 광원에 인접하게 배치되고 그것을 따라 확장하는 중간 광-투과 매체를 통해 수행된다. 이 중간 광-투과 매체는 하나 이상의 형광성 염료의 미리 지정된 조합에 의해 염색된 반투명 폴리우레탄 또는 유사한 물질로 실질적으로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 광원에 인접한 중간 광-투과 매체의 위치 때문에, 광원으로부터 발산된 빛은 중간 광-투과 매체를 향하고 그리고 그곳에 포함된 형광 염료와 상호 교환된다. 이 광은 매개적 광-투과 매체의 개개의 광 염료에 의해 부분적으로 흡수되고, 그리고 더 낮은-에너지 광은 그 후 개개의 형광 염료로부터 상기 도파관의 광-수신 표면으로 발산된다. 따라서 염료의 적합한 조합의 선택 및 중간 광-투과 매체 내의 염료의 밀도 변화를 통해, 지원인은 가시 스펙트럼, 도파관의 발광 표면을 따라 궁극적으로 관찰되는 색상에 대해 다양한 색깔을 산출한다.
도 1 은 본 발명에 따라 제조되는 선호되는 조명 장치의 단면도이다.
도 2 는 상기 조명 장치의 내부를 보이기 위해 부분적으로 부수어 떨어져 나간 도 1과 유사한 단면적이다.
도 3 은 도 1 의 조명 장치의 횡단도이다.
도 4 는 본 발명에 따라 제조되는 조명 장치의 대안적으로 선호되는 실시예의 횡단도이다.
도 5 는 본 발명에 따라 제조되는 조명 장치의 또 다른 대안적 실시예의 횡단도이다.
도 6 은 도 1 의 조명 장치의 메르카토르 형(Mecator-like) 상부 투사도로서, 오버래핑, 개개의 광 산란 패턴을 도시한다.
도 7A 는 보라(~400nm)에서 빨강(~700nm)까지 색의 연속으로서 가시 스펙트럼을 도시한다.
도 7B 는 원형 차트에서 가시 스펙트럼을 도시한다. 그리고
도 8 은 CIE 색도 다이어그램의 도시이다.
본 발명은 형광 염료의 이용을 통해 네온 조명을 시뮬레이트 하기 위한 조명 장치(illumination device)로서, 조명 장치의 복잡성 또는 가격에 있어 상당한 증가 없이 LED 만을 이용함으로써 일반적으로 획득할 수 없는 컬러 광의 발산을 허용하는 조명 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따라 제조된 선호되는 일 조명 장치(10)가 도 1-3에 도시되었다. 상기 조명 장치(10)는 일반적으로, 막대기형 부재(rod-like member, 12), 하우징(14) 그리고 길쭉한 광원(light source, 16)으로 구성된다. 선호되는 일 실시예에서, 상기 막대기형 부재(12)는 발광 표면으로서 역할 하는 외부 휘어진 측부 표면(18)과 광-수신 표면으로서 역할 하는 내부 측부 표면(20)을 지닌다. 이 도파관(12)의 특징이 아래에 보다 상세히 설명될 것이다. 그러나 일반적으로, 광-수신 표면 아래에 배치된 광원(16)으로부터 도파관(12)으로 광입력은 상기 휘어진 측부 표면(18)의 바깥으로 확산되어 나가기 위해 도파관(12) 내에서 산란된다.
도 3에 잘 도시되어 있는 것과 같이, 상기 하우징(14)은 실질적으로 상기 도파관(12)의 길이로 확장되는 끝부분이-개방된(open-ended) 채널(34)을 정의하는 일 측부벽 쌍(30,32)을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 하우징(14)은 일반적으로 광원 및 관련된 전기적 액세서리들을(예, 회로 보드) 수용하기 위한 기능을 하며, 또한 바람직하게 빛을 모으거나 반사시키는 역할을 하는 것이 바람직하다.
광원의 다양한 타입이 본 발명의 조명 장치로 통합되었음에도 불구하고, 도 1-3에 도시된 것과 같이, 출원인은 본 발명의 목적을 위한 최적의 이용 가능한 광원은 고-강도 LED에 연속적으로 장착된 스트링은 선호되는 광원을 결정한다. 그러나 위에서 언급된 광원으로서 LED를 통합하는 조명 장치(10)의 이용 가능한 시각적 컬러 스펙트럼이 LED 컬러의 제한된 이용성에 의해 제한된다. 게다가, 특정 LED 컬러는 다른 것보다 상당히 짧은 라이프 스팬을 지니거나 다른 것보다 상당히 비싸다. 따라서 본 발명의 조명 장치(10)는 LED 그 자체와는 다른 인식된 컬러를 지닌 빛 발산을 위해 제공되도록 구성된다.
이것은 조명 장치(10)로 빛 색깔 전환 시스템의 통합을 통해, 보다 상세히 상기 광원(16)으로부터 발산되는 빛을 수신하기 위한 광-수신 표면 및 상기 도파관(12)으로 빛을 발산하기 위한 발광 표면을 지닌 광원(16)에 인접하게 배치되고 그것을 따라 확장하는 중간 광-투과 매체(intermediate light-transmitting medium, 22)를 통해 수행된다. 이 중간 광-투과 매체(22)는 하나 이상의 형광 염료의 미리 지정된 조합에 의해 염색된 반투명 폴리우레탄 또는 유사한 물질로 실질적으로 구성되는 것이 바람직하다. 이 출원을 위해 선호되는 폴리우레탄은 EGA-202라는 상표 이름 하의 IPN 인더스트리, Inc. of Haverhill, Massachusetts에 의해 제조되고 분배된 폴리우레탄이다. 그러나 도 3A와 관련하여 보다 상세히 설명될 것이지만, 상기 중간 광-투과 매체(22)는 단일 부재일 필요는 없으며 다수의 단절된 레이어로 구성될 수 있다.
본 발명의 조명 장치(10)의 구조 및 기능을 보다 이해하기 위해, 형광성의 개념에 대해 논의 하는 것이 유용하다. 형광성은 물체상의 전자기 방사의 범위로부터 초래되는 물체의 특정 전자기 방사의 발산이다. 다른 말로, 광 에너지가 형광 물체를 향하는 경우, 그 물체는 상기 에너지의 일부를 흡수하고 그 후 더 적은에너지의 광을 발산한다. 예를 들어, 형광 물체로 파란 광이 향하는 경우는 더 낮은-에너지 녹색광을 발산할 수 있다.
본 발명의 조명 장치(10)로 돌아와서, 상기 중간 광-투과 매체(22) 및 여기에 포함된 형광 염료는 형광 물체로서 역할 한다. 보다 상세히, 광원(16)에 인접한 그것의 위치로 인해, 상기 광원(16)으로부터 발산된 광은 중간 광-투과 매체(22)를 향하고 그리고 그곳에 포함된 광 염료와 상호 작용한다. 이 광은 상기 중간 광-투과 매체(22)의 개개의 형광 염료에 의해 부분적으로 흡수되고, 상기 개개의 형광 염료로부터 상기 도파관(12)의 광-수신 표면(20)으로 발산된다. 따라서 상기 중간 광-투과 매체(22) 내의 염료의 밀도를 변화시키거나, 염료의 적합한 조합의 선택을 통해, 지원자는 가시 스펙트럼, 도파관(12)의 발광 표면(18)을 통해 궁극적으로 관찰되는 컬러에 대해 다양한 컬러를 산출할 수 있다.
예를 들어, 파랑 LED들은 흰색 LED 보다 상당히 덜 비싸나, 흰색 LED보다 상당히 더 오래 지속된다. 게다가, 파랑 광은 더 높은 에너지 광이기 때문에, 본 발명에 따라 형광 원리를 적용하면, 파랑 LED는 도 7A 및 7B에 설명된 것과 같이 파랑-녹색으로부터 빨강까지의 시각 가시광선을 가로질러 색상을 발생하기 위해 사용될 수 있다. 따라서 파랑 LED들이 본 발명 조명 장치(10)를 위해 선호되는 LED 컬러이다.
따라서 본 발명에 따라 구성된 파란 LED를 통합하는 조명 장치(10), 형광 염료의 다양한 조합은, 제한되는 것은 아니나, 빨강, 노랑, 그리고/또는 초록 염료들을 포함하고, 다른 색깔을 얻기 위해 중간 광-투과 매체(22)로 통합될 수 있다. 이런 관점에서, 선호되는 빨강 형광 염료는 상품 번호 ZQ-13("Rocket RedTM")Cleveland Ohio의 Day-Glo Color Corporation 에 의해 제조되고 분배되는 색소이다. 선호되는 노랑 형광 염료는 상품 번호 ZQ-17("Saturn YellowTM") Cleveland Ohio의 Day-Glo Color Corporation 에 의해 제조되고 분배되는 색소이다. 그리고 선호되는 초록 형광 염료는 상품 번호 ZQ-18("Signal GreenTM") Cleveland Ohio의 Day-Glo Color Corporation 에 의해 제조되고 분배되는 색소이다.
원하는 색깔을 생성하기 위한 특정 염료 조합을 설명하기 이전에, 시각광 및 컬러의 성질을 인식하는 것이 중요하다. 시작에서, 가시광은 사람 눈에 의해 인식될 수 있는 빛이다. 가시광은 약 400-700nm("가시 스펙트럼"이라 불리는) 간의 파형의 범위만큼 확장되고, 그리고 상기 광의 인식된 컬러는 이 범위 내의 특정 파형에 기초한다. 도 7A 및 7B에 설명된 것과 같이, 상기 가시 스펙트럼은 보라(~400nm)에서 빨강(~700nm)까지 컬러의 "무지개" 또는 연속으로서 표현될 수 있거나 또는, 상기 가시 스펙트럼은 원형 차트 내에 표현될 수 있다. 도 7A 및 7B와 관련하여, 많은 일반적인 색깔들이 가시 스펙트럼에 표현되지 않음을 인식하는 것이 중요하다. 예를 들어, 색깔 자홍색은 단일 파장에 의해 표현되지 않고, 사람 눈이 자홍색을 인식할 때, 그것은 실질적으로 가시 스펙트럼의 빨강과 보라 범위 내에서 파형의 조합을 실질적으로 인식하고 있는 것이다. 그리고 따라서, 그것은 도 7B의 원형 차트의 혼합 지역에서 표현된다. 유사하게, 일반적으로 흰색이라 불리는 색깔이 도 7A 또는 7B 내에 표현되지 않는다는 것을 인식하는 것은 중요하다. 사람 눈이 흰색을 인식할 때, 그것은 실질적으로 가시 스펙트럼에 대한 파형의 조합을 실질적으로 인식하고 있는 것이며, 그것의 중요성은 아래에 설명될 것이다.
따라서 가장 인식되는 "색깔들"은 단일 파형의 광으로 표현되지 않으며, 일부 파장의 결합으로 표현된다. 이런 관점에서, 일부 파형의 조합을 포함하는 빛에서 지배적인 색깔은 일반적으로 "휴(hue)"로 간주된다. 모든 가능한 인식된 색깔을 표현하고 인식하기 위한 체계를 제공하기 위해, CIE Chromaticity Diagram에 의해 구성된 Commission Internationalel'Eclairage(CIE)는, 빨강, 파랑 그리고 초록의 이상적인 주요 3색에 기초한다. 상기 CIE Chromaticity Diagram은 색깔을 식별하기 이한 잘-알려진 도구로서 당업자에게 잘 알려져 있다. 보다 상세히, 도 8에서 설명 과 같이, 이 차트의 x-축은 이상적인 파랑과 혼합될 수 있는 이상적 빨강의 양을 표현하고, 이 차트의 y-축은 이상적인 파랑과 혼합될 수 있는 이상적인 초록의 양을 표현한다. 따라서 CIE Chromaticity Diagram을 이용하여, 원하는 색깔은 그것의 x 및 y 좌표축에서 식별될 수 있다. 상기 색도 커브가, 가시 스펙트럼을 대표하고, 이는 일반적으로 차트에 대해 중첩되고 그에 따라 상기 가시 스펙트럼 이내의 파형들은 이 커브를 따라 표현된다는 것을 인식하는 것이 역시 중요하다.
상기 CIE Chromaticity Diagram은 또한 주요 색깔광의 혼합을 이해하는데 도움이 된다. 보다 상세히, 색도 커브에서 두 지점 사이에 직선 라인이 그려지는 경우, 예를 들어 510nm의 파장을 지닌 초록으로부터 700nm의 파장을 지닌 빨강까지, 상기 직선 라인은 사람 눈에 의해 인식되고 생성될 수 있는 색깔의 범위를 설명하며, 다양한 누르스름한-초록 색깔 및 오렌지색을 포함하는 주요 색깔광의 혼합의 양의 상대성에 의존한다.
CIE Chromaticity Diagram의 중앙 지역은 흰색을 대표하고, 3가지 이상적인 주요 색깔광의 혼합이라는 점을 주의하여야 한다. 색도 커브 상의 두 컬러 간에 직선 라인이 이 중앙 지역을 통과하는 경우, 그 두 가지 컬러는 인식된 흰색 컬러를 생성하기 위해 혼합될 수 있다.
다시, 중간 광-투과 매체(22) 내의 염료의 밀도의 변화와 염료의 적합한 혼합의 선택을 통해, 지원자들은 가시 스펙트럼, 도파관(12)의 발광 표면(18)을 따라 관찰되는 색깔에 대해 다양한 색깔을 산출할 수 있다.
실시예 1
이 제 1 실시예에서, 조명 장치(10)는 도 3에 도시된 것과 같은 단명-분 및 약 4.75 인치의 길이 L로 구성된다. 상기 광원(16)은 9개가 연속적으로 장착된 일련으로, 약 0.50 인치 구간에서 배치된 고-강도 LED이다. 또한 그리고 보다 중요하게, 본 실시예의 상기 LED 들은 CIE Chromaticity Diagram 상에서 x＝0.111 그리고 y ＝ 0.058 의 컬러 좌표를 지닌 약 470nm의 파형을 지닌 발산 광으로서 파란색이다.
상기 LED 들은 약 20mA에서 작동한다. 제조 과정 및 조립 과정을 단순히 하기 위해, 상기 LED들은 실질적으로 일정 전류 및 전력에서 작동하는 것이 바람직하다. 그러나 상기 전류를 변화시킴으로써, 결과적으로 수신된 컬러는 영향을 받는다.
마지막으로, 도 3과 다시 관련하여, 이 실시예의 상기 중간 광-투과 매체(22)는 약 0.375인치의 폭 W, 약 0.625 인치의 높이 H 를 지니고, 길이는 실질적으로 조명 장치의 길이, 4.75 인치와 동일하다. 보다 중요한 것은, 상기 중간 광-투과 매체(22)는 실질적으로 형광 염료, 바람직하고 보다 상세하게는, 다음의 부분에서 Cleveland. Ohio의 Day-Glo Color Corporation에 의해 제조되고 배포된 빨강, 노랑 그리고 초록 염료로 염색된 반투명 폴리우레탄으로 구성된다.
Mass (g)
Polyurethane 246.0
Red Fluorescent Dye 0.11
Yellow Fluorescent Dye 0.17
Green Fluorescent Dye 0.02

도 1 과 관련하여(그리고 다른 실시예에 포함된 유사한 테이블), 상기 폴리우레탄 및 형광 염료들은 실질적으로 동일한 성분으로 혼합된다.) 일단 그렇게 혼합되면, 상기 합성은 적합한 차원의 중간 광-투과 매체(22)를 생성하기 위해 사용된다. 따라서 폴리우레탄 및 형광 염료의 전체 양은 중요하지 않으며, 단지 상기 합성물의 이러한 성분의 상대적 비율일 뿐이다.
선호되는 조명 장치(10)가 이런 방식으로 구성될 때, 상기 광원(16)(예, 파랑 LED)으로부터 발산된 광은 상기 중간 광-투과 매체(22)를 향하고 그리고 그 곳에 포함된 빨강, 노랑, 그리고 초록 염료와 상호 작용한다. 이 광은 상기 도파관(12)의 중간 광-투과 매체(22) 각각으로부터 발산된다. 따라서 상기 형광 염료 및 LED 그 자체로부터 다양한 파장의 빛의 혼합은 상기 도파관(12)의 광-수신 표면(20)을 향하고 궁극적으로 상기 도파관(12)의 발광 표면(18)을 따라 관찰된다.
특히, 본 실시예에서 설명되는 상기 조명 장치(10)는 도 8에 도시된 CIE Chromaticity Diagram에 의해 정의된 흰색 영역 이내의 x＝0.266 그리고 y＝0.237의 컬러 좌표축을 지닌 빛을 초래한다. 따라서 LED(16)로부터 발산된 파란 광은 궁극적으로 상기 도파관(12)의 발광 표면(18)을 따라 관찰되는 흰색광을 초래한다.
실시예 2
이 실시예에서, 조명 장치(10)는 도 3에 도시된 것과 유사한 단면을 지니며, 약 4.625의 길이 L로 구성된다. 상기 광원(16)은 9개의 연속적으로 장착된 일련으로, 약 0.50 인치 구간 떨어진 고-강도 LED이고, 약 20mA에서 작동한다. 또한, 본 실시예에서 상기 LED들은 CIE Chromaticity Diagram 상에서 x＝0.111 그리고 y ＝ 0.058 의 컬러 좌표를 지닌 약 470nm의 파형을 지닌 발산 광으로서 파란색이다.
도 3과 다시 관련하여, 이 실시예의 중간 광-투과 매체(22)는 0.375 인치의 높이 H, 약 0.1875 인치의 폭 W, 그리고 상기 조명 장치의 길이 4.625 인치와 동일한 길이를 지닌다. 상기 중간 광-투과 매체(22)는 다음의 비율에서 형광 염료의 혼합으로 염색된 반투명 폴리우레탄으로 구성된다.
Mass (g)
Polyurethane 245.0
Red Fluorescent Dye 0.12
Yellow Fluorescent Dye 0.17
Green Fluorescent Dye 0.02

조명 장치(10)가 이런 방식으로 구성될 때, LED(16)로부터 발산된 파랑 광은 x＝0.255 그리고 y＝0.211의 컬러 좌표축을 지닌 빛을 초래한다. 따라서 상기 관측 광은 도 8에 도시된 것과 같은 CIE Chromaticity Diagram 의 푸른빛의 자주색 및 자주색의 위쪽 경계 지점 가까이에 떨어진다.
실시예 3
이 실시예에서, 조명 장치(10)는 약 3.00 인치의 길이 L로 구성되고 그리고 도 3에 도시된 것과 같은 단면도를 지닌다. 상기 광원(16)은 6개가 연속적으로 장착된 스트링이며, 약 0.50 인치 구간에 배치된 고-강도 LED이고 약 20mA에서 작동한다. 또한, 본 실시예에서 상기 LED 들은 CIE Chromaticity Diagram 상에서 x＝0.111 그리고 y ＝ 0.058 의 컬러 좌표를 지닌 약 470nm의 파형을 지닌 발산 광으로서 파란색이다.
도 3과 다시 관련하여, 본 실시예의 중간 광-투과 매체(22)는 약 0.400 인치의 높이 H, 0.1875 인치의 폭 W, 그리고 상기 조명 장치의 길이 3.00 인치와 동일한 길이를 지닌다. 상기 중간 광-투과 매체(22)는 다음의 비율의 형광 염료로 합성되어 염색된 반투명 폴리우레탄으로 구성된다.
Mass (g)
Polyurethane 260.0
Red Fluorescent Dye 0.13
Yellow Fluorescent Dye 0.15
Green Fluorescent Dye 0.005

조명 장치(10)가 이런 방식으로 구성될 때, LED(16)로부터 발산된 파랑 광은 x＝0.327 그리고 y＝0.247의 컬러 좌표축을 지닌 빛을 초래한다. 따라서 상기 관측 광은 도 8에 도시된 것과 같은 CIE Chromaticity Diagram 의 빨간빛의 자주색 및 자주색 핑크의 위쪽 경계 지점 가까이에 떨어진다.
앞서 언급된 바와 같이, 상기 중간 광-투과 매체(22) 내에 포함된 형광 염료로부터 발산되는 광이 상기 중간 광-투과 매체(22)를 통과하여, 막대기형 부재(rod-like member, 12)의 광-수신 표면(light-receiving surface, 20)으로 도달한다. 이런 측면에서, 함께 계류 중인 미국 특허 출원 번호 No. 09/982,705에 설명된 조명 장치와 마찬가지로, 본 발명의 막대기형 부재(12)는 예를 들어, 광학 도파관 및 광 산란 부재 모두로서 역할하는 구조적 부재와 같은 "새기 쉬운" 도파관(12)이 바람직하다. 광학 도파관으로서, 광 산란 부재로서, 그것의 발광 표면(18)밖으로 빛을 강조하는 동안, 상기 도파관의 축 방향을 따라 도파관(12)으로 직접적으로 빛이 들어가는 경향이 있다. 다른 말로, 빛은 인접한 중간 광-투과 매체(22)로부터 도파관(12)의 광-수신 표면(20)으로 들어가고 상기 도파관(12)의 발광 표면(18)으로부터 발산되기 이전에, 상기 도파관(12)의 길이 부분을 따라 향하게 된다. 결과적으로, 시각적으로 인식되는 것은 도파관(12)의 발광 표면(18)을 따라 발산하고 있는 균일하고 발산된 광 패턴으로서, 조명 장치(10)가 네온 조명의 효과적 시뮬레이터가 되도록 한다.
함께 계류 중인 미국 특허 출원 번호 No. 09/982,705에 설명된 것과 같이, 출원인은 아크릴 물질이 빛이 도파관(12)을 위해 하나의 선호되는 물질이 되도록 빛을 산란하도록 적합하게 다루어지는 것을 발견할 수 있다. 또한, 그러한 아크릴 물질은 특정 조명 장치를 위해 원하는 모양을 지닌 라드로 쉽게 주형되거나 또는 사출성형(extrude)되고 매우 가벼우며, 거친 수송 및 처리에 강하다. 원하는 특징을 지닌 아크릴 물질이 일반적으로 이용 가능한 동안, 예를 들어, 부가된 동결 특징을 지닌 주문 번호 DR66080 하의 펜실베이니아, 필라델피아의 A 로부터 Haas까지 획득될 수 있다. 대안적으로, 베드-블래스트(bead-blasted) 아크릴 또는 폴리카보네이트, 또는 채색 아크릴 또는 폴리카보네이트와 같은 다른 물질들은 본 발명의 기술적 사상을 벗어남 없이 도파관(12)을 위해 사용될 수 있다.
대안으로서, 출원인은 필터가 폴리우레탄 물질에 원하는 광 산란 특징을 제공하기 위해 그곳으로 통합되어야 하는 지와 적합한 새기 쉬운 도파관(12)으로 역할 하는지를 결정하여야 한다. 바람직하게, "마이크로 벌룬(balloon)" 이라 불리는 속이 빈 구체들이 산란을 촉진하기 위해 사용된다. 상기 마이크로 벌룬은 사람의 머리와 동일한 직경을 지니고, 그들의 내부는 비어 있고, 폴리우레탄의 반사 지표와 동일한 반사 지표를 지닌 다른 물질 또는 유리로부터 구성되는 껍질(shell) 을 지닌다. 반사 지표들이 매치되고, 일단 상기 마이크로 벌룬들이 폴리우레탄 내에 배치되면, 인터페이스들에서 프레넬 손실은 최소가 된다. 빛이 마이크로 벌룬으로 채워진 폴리우레탄 물질을 통해 통과할 때, 각각의 마이크로 벌룬 이내의 공간들은 네거티브 포커싱 렌즈와 같이 역할하고, 빛을 편향시킨다. 따라서 일단 적합한 마이크로 벌룬으로 채워지면, 폴리우레탄 합성은 본 발명의 상기 조명 장치(10)를 위한 새기 쉬운 도파관(12)으로서 역할하기에 필요한 광 산란 속성들을 지닐 것이다. 도 6에 도시된 것과 같은 상기 도파관(12)의 구조를 위해 선택된 특정 물질과 관계없이, 상기 도파관(12)은 그것의 길이를 따라 빛을 선택적으로 산란시키나 궁극적으로 빛-발산 표면(18)을 통해 빛이 나가도록 한다. 그러한 도파관(12)은 각 LED를 위해 시각의, 연장된 또는 타원형의 빛 패턴을 제공하고, 중앙에서 가장 밝으며 패턴의 주요 및 보조 축을 따라 중앙으로부터 연속적으로 감소된다. LED들을 특정 거리만큼 떨어지게 배치함으로써, 각 LED는 도파관(12)의 발광 표면(18)으로부터 적합한 거리만큼 떨어지고, 상기 도파관(12)의 발광 표면(18)상의 광 강도 분배 패턴들은 상기 패턴 내의 변화들이 균일해지는 정도까지 오버랩 되도록 한다. 이것은 상기 도파관(12)의 길이를 따라 균일하게 보이는 도파관(12)의 발광 표면(18) 상의 수집광 패턴을 발생한다. 도파관(12)의 길이를 따라 광 발산이 균일하게 나타나도록 일으키기 위하여, 상기 중간 광-투과 매체(22)가 역시 광원(16)으로부터 발산된 빛의 산란을 일으키는 경향이 있다는 점을 주의하여야 한다. 따라서 상기 중간 광-발생 매체(22)의 통합은 광원(16)과는 다른 인식된 컬러 광의 원하는 발산을 제공할 뿐만 아니라, 광의 일부 발생을 일으키고 따라서, 상기 도파관(12)의 발광 표면(18) 상의 수집 광 패턴이 균일하다는 것을 확신시키는데 도움을 준다.
위에서 언급된 바와 같이, 상기 하우징(14)은 일반적으로 광원(16) 및 관련 전기 액세서리들을 간수하기 위한 기능을 하고, 역시 중간 광-투과 매체(22)의 광-수신 표면으로 직접적으로 발산되지 않는 수집광의 역할을 하며, 아래에 설명될 것과 같이, 상기 중간 광-투과 매체(22)로 상기 하우징을 재방향 설정한다. 특히, 상기 하우징(14)은 중간 광-투과 매체(22)로 상기 하우징(14)의 내부 표면에 기초한 빛에 부대하여 반사함으로써 광 수집 효율성을 증가시킨다. 이런 관점에서, 도 3에 가장 잘 도시된 것과 같이, 상기 조명 장치(10)는 상기 중간 광-투과 매체(22)로 직접적으로 발산되지 않는 빛을 반사하고 수집하기 위해 하나 이상의 수집 표면(40,42,44)과 함께 제공되는 것이 바람직하다. 상기 수집 표면들(40,42,44)은 테이프, 페인트, 금속 또는 다른 광-반사 물질, 바람직하게는 흰색 컬러를 이용하여 형성될 수 있다. 그러한 광 수집 표면(40,42,44)은 채널(34)의 내부 표면상에 제공되는 것이 바람직하다, 즉, 상기 측부 벽면(30,32) 및 상기 채널의 마루 부분이다. 상기 측부 벽면(30,32)의 외부 표면이 광-흡수 물질(50), 예를 들어, 테이프, 페인트, 또는 , 바람직하게 검은 색의 다른 코팅과 함께 제공되는 것이 부가적으로 바람직하다. 따라서 상기 하우징(14)의 외부 표면은 시각적으로 관찰자에게 어둡거나 또는 그렇지 않으면, 광원(16)으로부터 발산되는 빛의 "누출"을 방지한다.
보다 정교하게, 도 3에 도시된 것과 같이, 개방 단부형 도관(open-ended channel, 34)의 볼륨 부분은 반투명 용기용 복합재(52)에 채워지고 그 결과 상기 LED(16)는 부분적으로 상기 용기용 복합재(52)로 보호된다. 그러한 용기용 복합재(52)가 본 발명에 따라 구성된 조명 장치(10)로 통합될 때, 상기 용기용 복합재(52)는 인터페이스에서 프레넬 손실을 최소화하기 위해 광원(16)의 굴절 지표를 매치하는 굴절 지표를 지녀야 한다.
또한, 상기 용기용 복합재(52)는 채널(34)내에서 LED(16)의 적합한 배치를 유지하고 더 큰 견고함을 지닌 조명 장치(10)를 제공하기 위해 측부 벽면(30,32)에 의해 정의된 채널(34)을 완전히 채울 수 있음을 생각해 본다.
도 3A는 도 3의 것과 유사한 단면도이나, 그곳에서 상기 중간 광-투과 매체(22)는 다수의 분절된 레이어들을 포함한다. 특히, 도 3A에 설명된 실시예는 상기 중간 광-투과 매체(22)가 3개의 분리된 레이어(22a, 22b, 22c)로 구성되는 것을 제외하고 도 3에 설명된 것과 같다. 상기 개개의 레이어(22a, 22b, 22c)는 단일 염료(예, 빨강 레이어(22a), 노랑 레이어(22b), 그리고 초록 레이어(22c))로 염색될 수 있으나, 일단 쌓이면, 상기 레이어들(22a, 22b, 22c)은 원하는 결과- 광원(16)과는 다른 인식된 컬러광의 발산-를 획득하기 위해 함께 작동한다. 이런 관점에서, 위에서 설명된 상기 중간 광-투과 매체(22)가 실질적으로 반투명 폴리우레탄으로 구성되는 것이 바람직함에도 불구하고, 다른 물질들이 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않고 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 중간 광-투과 매체(22)는 원하는 형광을 획득하기 위해 상기 도파관(12)의 광-수신 표면에 적용되는 상기 중간 광-투과 매체(22)가 광-투과 형광 페인트 또는 페이스트를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예의 경우, 실질적으로 반투명 그리고 컬러 플라스틱 스트립(strip)들은 원하는 형광을 위해 도파관(12)의 광-수신 표면(20)에 적용될 수 있다.
도 4 는 본 발명에 따라 만들어진 조명 장치의 대안적 선호되는 실시예의 측면도이다. 도 3과 관련하여 설명된 것과 같이, 상기 조명 장치(110)는 일반적으로 막대기형 부재(112), 하우징(114), 그리고 광원(116)(예를 들어, 연속적으로 장착된 고-강도 LED)으로 구성된다. 상기 막대기형 부재는 광-수신 표면으로서 역할 하는 내부 측부 표면(120)과 발광 표면으로서 역할 하는 외부의 휘어진 표면(118)을 지니는 것이 바람직하다. 상기 막대기형 부재(112)는 광학 도파관 및 광투과 특징을 지니며, 그 결과 광-수신 표면(120) 아래에 배치된 도파관으로 들어가는 빛(112)은 상기 휘어진 측부 표면(118)의 바깥으로 확산된 분배를 하기 위해 상기 도파관(112) 이내에서 흩어진다.
상기 조명 장치(110)는 또한 광 컬러 전환 시스템, 특히 하나 이상의 형광 염료의 미리 지정된 조합으로 염색된 중간 광-투과 매체(122)를 포함한다. 그러나 도 3과 관련하여 위에서 설명된 실시예와 달리, 상기 LED(116)들은 중간 광-투과 매체(122)와 인접하지 않을 뿐만 아니라, 실질적으로 상기 중간 광-투과 매체(122)로 확장된다.
도 3과 관련되어 설명된 실시예에 따라, 상기 하우징(114)은 도파관(112)의 길이를 따라 실질적으로 확장하는 개방 단부형 도관(134)을 정의하는 측부 벽면(130,132) 쌍을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 하우징(114)은 일반적으로 광원(116) 및 관련 전기적 액세서리를 장착하는 기능을 하고 또한 빛을 수집하거나 반사시키는 역할을 한다. 특히, 상기 하우징(114)은 상기 하우징(114)의 내부 표면에 따라 발생하는 빛의 반사에 의한 빛 수집 효율성을 증가시킨다. 이런 관점에서, 상기 조명 장치(110)는 바람직하게, 상기 중간 광-투과 매체(122)로 직접적으로 방사하지 않는 빛을 수집하고 반영하기 위한, 하나 이상의 수집 표면(140,142,144)과 함께 제공되는 것이 바람직하다. 상기 측부 벽면(130,132)의 외부 표면이 광-흡수 물질(150)과 함께 제공되는 것이 바람직하다.
어느 경우에서든지, 광원(116)에 인접한 중간 광-투과 매체(112)의 부분 때문에, 상기 광원(116)으로부터 발산된 광은 광-투과 매체(122)를 향하고 그리고 그곳에 포함된 형광 염료와 상호 작용한다. 이 광은 상기 중간 광-투과 매체(122)의 형광 염료에 의해 부분적으로 흡수되고, 더 낮은-에너지 광은 그 후 형광 염료로부터 발산되고 상기 도파관(112)의 광-수신 표면(120)을 향한다. 따라서 적합한 염료의 혼합 및 염료 밀도의 변화를 통해, 다양한 컬러들이 도파관(112)의 빛-발산 표면(118)을 따라 생성되고 관찰될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따라 제조된 조명 장치(210)의 또 다른 실시예의 단면도이다. 도 3과 4에서 설명된 실시예와 같이, 상기 조명 장치(210)는 일반적으로 내부 채널을 정의하는 막대기형 부재(212), 하우징(214), 그리고 광원(216)으로 구성된다. 상기 막대기형 부재는 발광 표면으로서 역할 하는 외부 휘어짐 측부 표면(218)과 광-수신 표면으로서 역할 하는 내부 측부 표면(220)을 지니는 것이 바람직하다. 상기 막대기형 부재(212)는 광학적 도파관과 광 산란 특징을 지니며, 그로 인해 상기 광-수신 표면(220)하에 배치되는 도파관(212)으로 들어가는 빛은 상기 휘어진 측부 표면(218)의 외부로 산란되기 위해 도파관(212)내에서 산란된다.
상기 조명 장치(210)는 또한 광 컬러 변환 시스템(light color conversion system)을 추가적으로 포함하고, 상기 도파관(212)에 의해 정의된 내부 채널 내에서 수신되고, 하나 이상의 형광 염료의 미리 지정된 혼합 내에서 염색된다. 도 3의 실시예에서와 같이, 상기 LED(216)들은 부분적으로 용기용 복합재(252)내에서 부분적으로 보호되고 상기 중간 광-투과 매체(222)의 광-수신 표면에 인접하게 배치된다. 그러나 이 특정 실시예에서, 상기 중간 광-투과 매체(222)는 "더 높은"프로필(profile)을 지니고, 상기 도파관(212)은 설명된 다른 실시예보다 더욱 얇다.
마지막으로, 도 3 및 4와 관련하여 위에서 설명된 실시예에서, 상기 하우징(214)은 도파관(212)의 길이로 확장하는 개방 단부형 도관(234)을 정의하는 한 쌍의 측부 벽면(230,232) 한 쌍을 포함한다. 상기 하우징(214)은 일반적으로 광원(216) 및 관련 전기 액세서리를 장착하기 위한 기능을 하고 광을 수집하거나 반사하기 위한 역할을 한다. 특히, 상기 하우징(214)은 중간 광-투과 매체(222)로 하우징(214)의 내부 표면에 따라 입사하는 빛을 반사시킴으로써 광 수집 효율성을 증가시킨다. 이 점에서, 상기 조명 장치(210)는 중간 광-투과 매체(222)로 직접적으로 발산되지 않는 빛을 수집하고 반사하기 위해 하나 이상의 수집 표면(240,242,244)을 제공하는 것이 바람직하다. 또한 상기 측부 벽면의 외부 표면은 광-흡수 물질(250)과 함께 제공되는 것이 바람직하다.
어느 경우에서든지, 상기 광원(216)에 인접한 중간 광-투과 매체(222)의 위치 때문에, 상기 광원(216)으로부터 발산된 광은 중간 광-투과 매체(222)를 향하고 그곳에 포함된 형광 염료와 상호 작용한다. 이 빛은 광-투과 매체(222)의 형광 염료에 의해 부분적으로 흡수되고, 더 낮은-에너지 광은 그 후 상기 도파관(212)의 광-수신 표면(220)으로 형광 염료각각으로부터 발산된다. 따라서 염료의 적합한 혼합의 선택 및 상기 중간 광-투과 매체(222) 내의 염료의 밀도의 변화로부터, 다양한 색깔들이 상기 도파관(212)의 빛-발산 표면(218)을 따라 생성되고 관찰될 수 있다.
마지막으로, 경험의 일부로서, 출원인은 LED(16)로부터 일반적으로 발산되는 자외선이 역으로 상기 중간 광-투과 매체(22)의 형광 염료의 수행에 영향을 미친다는 것을 발견해 왔다. 따라서 본 문제에 대한 해결책은 용기용 복합재(52) 그리고/또는 중간 광-투과 매체(22)를 포함하는 폴리우레탄 혼합에서 자외선 저 해물을 이용하는 것이다. 대안적으로, 아크릴 쉴드(shield) 상기 중간 광-투과 매체(22)로 들어가는 것을 방지하고 어떠한 자외선 방사를 흡수하는 중간 광-투과 매체(22) 및 LED 간에 배치될 수 있는 점을 숙고하여야 한다.

Claims (47)

  1. 조명 장치에 있어서, 상기 조명 장치는
    - 미리 지정된 제 1 휴(hue)의 광을 발산하는 광원(light source)
    - 상기 광원에 인접하게 배치되고 미리 지정된 길이를 지닌 막대기형 부재(rod-like member)로서, 상기 막대기형 부재는 상기 막대기형 부재의 길이를 따라 광을 선택적으로 산란시키기 위해 광학적 도파관(optical waveguide) 성질 및 광 산란(light scattering) 성질을 모두 지닌 물질로 구성되는, 상기 막대기형 부재(rod-like member), 그리고
    - 하나 이상의 광-형광 염료(light-fluorescing dye) 및 광-투과 물질(light-transmitting material)의 매트릭스로 구성되는 중간 부재(intermediate member)로서, 상기 중간 부재는 상기 광원으로부터 발산된 광을 수신하기 위한 광-수신 표면(light-receiving surface)과, 상기 막대기형 부재로 광을 발산하기 위한 발광 표면(light-emitting surface)을 포함하고, 이때, 상기 각각의 광-형광 염료는 상기 광원으로부터의 광을 흡수한 후, 미리 지정된 파장의 광을 발산하며, 이때 상기 막대기형 부재로부터 궁극적으로 발산되는 수집광(collective light)이 상기 막대기형 부재의 길이에 따라 균일한 강도(intensity)를 갖고, 제 2 휴(hue)를 갖는 상기 중간 부재(intermediate member)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 이때 상기 광원의 미리 지정된 휴는 청색(blue)인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 이때 상기 제 2 휴는 백색(white)인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 막대기형 부재의 지정된 길이만큼 뻗어 있으며, 상기 광원 및 이에 관련된 전기적 액세서리를 내장하는 하우징
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 이때 상기 하우징은 개방 단부형 도관(open-ended channel)을 형성하는 한 쌍의 측벽을 포함하며, 상기 광원이 상기 개방 단부형 도관에 수용되고 내장되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 하우징의 내부 표면 상으로 제공되는 하나 이상의 광 수집 표면(light collection surface)
    을 더 포함하며, 이때, 상기 광 수집 표면은 광을 수집하고, 상기 중간 부재로 반사시키는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 측벽의 내부 표면 상에서 제공되는 하나 이상의 광 수집 표면
    을 더 포함하며, 이때, 상기 광 수집 표면은 광을 수집하고, 상기 중간 부재로 반사시키는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 조명 장치(illumination device)에 있어서, 상기 조명 장치는
    - 미리 지정된 제 1 컬러의 광을 발산하는 다수의 발광 다이오드, 그리고
    - 광 컬러 변환 시스템(light color conversion system)을 포함하며,
    상기 광 컬러 변환 시스템은,
    상기 발광 다이오드에 인접하게 배치된 광-수신 표면(light-receiving surface),
    발광 표면(light-emitting surface), 그리고
    하나 이상의 형광 염료(fluorescent dye)로서, 상기 각각의 염료가 상기 발광 다이오드로부터의 광과 나머지 형광 염료로부터의 광을 흡수한 후 하나 이상의 지정된 파장의 광을 발산하며, 이때, 상기 광 컬러 변환 시스템의 발광 표면을 따라 관찰되는 광은, 상기 발광 다이오드에 의해 발산되는 미리 지정된 제 1 컬러의 광과는 다른 컬러를 갖는 것처럼 관찰되는 상기 하나 이상의 형광 염료(fluorescent dye),
    광-수신 표면(light-receiving surface)과 발광 표면(light-emitting surface)을 갖는 지정된 길이의 막대기형 부재(rod-like member)로서, 상기 막대기형 부재의 광-수신 표면은 상기 광 컬러 변환 시스템의 발광 표면에 인접하게 배치되는 상기 막대기형 부재(rod-like member)를 포함하되,
    상기 막대기형 부재는 광학 도파관(optical waveguide) 성질과 광 산란(light scattering) 성질을 모두 갖는 물질로 구성되어, 상기 지정된 길이를 따라 상기 막대기형 부재의 발광 표면 상에 연장된(elongated), 균일한 광 강도 패턴을 도출하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 이때 상기 미리 지정된 제 1 컬러는 청색(blue)인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 이때 상기 광 컬러 변환 시스템의 발광 표면을 따라 관찰되는 광은 관찰자에 의해 백색(white light) 광으로 인식되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  15. 삭제
  16. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 이때 상기 광 컬러 변환 시스템의 발광 표면을 따라 관찰되는 광은 CIE 색도 다이어그램에 의해 정의된 백색 지역 내의 컬러 좌표를 갖는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 막대기형 부재의 미리 지정된 길이만큼 뻗어 있고, 상기 다수의 발광 다이오드와 이와 관련된 전기 악세서리를 내장하는 하우징
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  20. 제 19 항에 있어서, 이때 상기 하우징은 일반적으로 개방 단부형 도관(open-ended channel)을 형성하는 한 쌍의 측벽을 포함하고, 상기 다수의 발광 다이오드는 상기 개방 단부형 도관에 수용되고 내장되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 하우징의 내부 표면 상에 제공되는 하나 이상의 광 수집 표면(light collection surface)
    을 더 포함하며, 상기 광 수집 표면은 광을 수집하여 상기 광 컬러 변환 시스템으로 반사시키는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 측벽의 내부 표면 상에 제공되는 하나 이상의 광 수집 표면
    을 더 포함하며, 상기 광 수집 표면은 광을 수집하여 상기 광 컬러 변환 시스템으로 반사시키는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 제 12 항에 있어서, 상기 광 컬러 변환 시스템은 다수의 광-투과 형광 레이어(light-transmitting fluorescent layer)들로 구성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  26. 조명 장치(illumination device)에 있어서, 상기 조명 장치는
    - 광원(light source),
    - 상기 광원에 인접하게 배치되고, 상기 광원을 따라 뻗어 있는 중간 광-투과 매체(intermediate light-transmitting medium)로서, 상기 중간 광-투과 매체는 하나 이상의 형광 염료의 미리 지정된 조합으로 염색되는 상기 중간 광-투과 매체(intermediate light-transmitting medium), 그리고
    - 광-수신 표면(light-receiving surface)과 발광 표면(light-emitting surface)을 갖는 미리 지정된 길이의 막대기형 부재(rod-like member)로서, 상기 막대기형 부재는 광학 도파관(optical waveguide) 성질과 광 산란(light scattering) 성질을 모두 갖는 물질로 구성되고, 상기 막대기형 부재의 광-수신 표면은 상기 중간 광-투과 매체에 인접하게 배치되는 상기 막대기형 부재(rod-like member)
    를 포함하며,
    이때, 상기 광원으로부터 발산되고, 제 1 인식된 컬러를 갖는 광이 상기 중간 광-투과 매체의 형광 염료의 미리 지정된 조합에 의해 부분적으로 흡수되어, 상기 중간 광-투과 매체를 투과하여, 상기 막대기형 부재의 광-수신 표면에 도달한 광은 다수의 파장의 수집광(collective light)으로부터 도출되는 제 2 인식되는 컬러를 가지며,
    상기 막대기형 부재의 광학적 성질 및 광 산란 성질에 의해, 상기 지정된 길이를 따르는 상기 막대기형 부재의 발광 표면 상에 연장된(elongated) 광 강도 패턴이 도출되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  27. 삭제
  28. 제 26 항에 있어서, 이때 상기 제 1 인식된 컬러는 청색(blue)인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  29. 제 26 항 또는 제 28 항에 있어서, 이때 상기 제 2 인식된 컬러는 백색(white)인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  30. 삭제
  31. 제 26 항 또는 제 28 항에 있어서, 이때 상기 제 2 인식된 컬러는 CIE 색도 다이어그램에 의해 정의된 백색 지역 내의 컬러 좌표를 갖는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  32. 삭제
  33. 삭제
  34. 삭제
  35. 삭제
  36. 제 26 항에 있어서, 이때 상기 중간 광-투과 매체는 다수의 광-투과 형광 레이어(light-transmitting fluorescent layer)로 구성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  37. 제 36 항에 있어서, 이때 각각의 광-투과 형광 레이어는 형광 염료 중 개별적인 것과, 하나 이상의 미리 지정된 조합으로 염색되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  38. 조명 장치(illumination device)에 있어서, 상기 조명 장치는
    - 광원(light source),
    - 상기 광원에 인접하게 배치되며, 상기 광원을 따라 뻗어 있는 중간 광-투과 매체(intermediate light-transmitting medium)로서, 하나 이상의 형광 염료의 미리 지정된 조합으로 염색되는 상기 중간 광-투과 매체(intermediate light-transmitting medium), 그리고
    - 광-수신 표면(light-receiving surface)과 발광 표면(light-emitting surface)을 갖는 미리 지정된 길이의 막대기형 부재(rod-like member)로서, 상기 막대기형 부재는 광학 도파관(optical waveguide) 성질과 광 산란(light scattering) 성질을 모두 갖는 물질로 구성되며, 상기 막대기형 부재의 광-수신 표면은 상기 중간 광-투과 매체에 인접하게 배치되는 상기 막대기형 부재(rod-like member)
    를 포함하며,
    미리 지정된 파장의 광이 상기 광원으로부터 발산되며, 상기 중간 광-투과 매체의 염료의 미리 지정된 조합에 의해 부분적으로 흡수되며, 각각의 염료가 특정 파장의 광을 발산하여, 상기 중간 광-투과 매체를 통해 투과되어 상기 막대기형 부재의 광-수신 표면으로 도달하는 광은 다수의 파장의 수집광(collective light)이며,
    상기 막대기형 부재의 광학적 성질 및 광 산란 성질에 의해, 상기 미리 지정된 길이를 따르는 상기 막대기형 부재의 발광 표면 상에 연장된(elongate) 광 강도 패턴이 도출되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  39. 제 1 항, 또는 제 26 항, 또는 제 38 항에 있어서, 이때 상기 광원은 다수의 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  40. 제 38 항에 있어서, 이때 다수의 파장의 수집광(collective light)은 관찰자에게 백색(white) 광으로 인식되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  41. 제 26 항 또는 제 38 항에 있어서,
    상기 막대기형 부재의 미리 지정된 길이만큼 뻗어 있는 하우징
    을 더 포함하며, 이때 상기 하우징은 개방 단부형 도관(open-ended channel)을 형성하는 한 쌍의 측벽을 포함하고, 광원이 상기 개방 단부형 도관에 수용되고 내장되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  42. 제 41 항에 있어서,
    상기 하우징의 내부 표면 상에 제공되는 하나 이상의 광 수집 표면(light collection surface)으로서, 광을 수집하고, 상기 중간 광-투과 매체로 반사시키는 상기 하나 이상의 광 수집 표면(light collection surface)
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  43. 삭제
  44. 네온 조명을 시뮬레이트(simulate)하기 위해 조명 장치(illumination device)를 구성하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은,
    - 광원(light source)을 제공하는 단계,
    - 상기 광원에 인접하게 광-투과 매체(light-transmitting medium)를 배치하는 단계로서, 상기 광-투과 매체는 하나 이상의 형광 염료(fluorescent dye)로 염색되어, 미리 지정된 파장의 광이 상기 광원으로부터 방출되어, 상기 광-투과 매체의 염료에 의해 부분적으로 흡수되고, 각각의 염료는 특정 파장의 광을 발산하여, 상기 광-투과 매체로부터 발산된 광은 다수의 파장의 수집광(collective light)인 단계, 그리고
    - 광-수신 표면(light-receiving surface)과 발광 표면(light-emitting surface)을 갖는 미리 지정된 길이의 막대기형 부재(rod-like member)를 상기 광-투과 매체에 인접하게 배치하여, 다수의 파장의 수집광이 상기 광-투과 매체를 통해 투과되어, 상기 막대기형 부재의 광-수신 표면에 도달할 때, 연장된, 균일한 광 강도 패턴이 상기 지정된 길이를 따라 상기 막대기형 부재의 발광 표면 상에서 관찰되는 단계
    를 포함하되,
    상기 막대기형 부재는 광학 도파관(optical waveguide) 성질과 광 산란(light scattering) 성질을 모두 갖는 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 네온 조명을 시뮬레이트하기 위한 조명 장치를 구성하는 방법.
  45. 삭제
  46. 조명 장치(illumination device)에 있어서, 상기 조명 장치는
    - 미리 지정된 제 1 컬러의 광을 발산하는 다수의 발광 다이오드, 그리고
    - 광 컬러 변환 시스템(light color conversion system)
    을 포함하며, 이때, 상기 광 컬러 변환 시스템은,
    광-수신 표면(light-receiving surface)과 발광 표면(light-emitting surface)를 갖는 미리 지정된 길이의 막대기형 부재(rod-like member)로서, 상기 막대기형 부재의 광-수신 표면은 상기 발광 다이오드에 인접하게 배치되는 상기 막대기형 부재(rod-like member)
    상기 막대기형 부재에 내포되는 하나 이상의 형광 염료(fluorescent dye)로서, 각각의 염료는 상기 발광 다이오드로부터의 광과 나머지 형광 염료로부터의 광을 흡수한 후에 하나 이상의 미리 지정된 파장의 광을 발산하는 상기 하나 이상의 형광 염료(fluorescent dye)
    를 포함하고,
    상기 막대기형 부재의 발광 표면을 따라 관찰되는 광은 상기 발광 다이오드에 의해 발산되는 광의 미리 지정된 제 1 컬러와는 다른 컬러를 갖는 것처럼 관찰되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  47. 제 46 항에 있어서, 상기 막대기형 부재는 광학 도파관(optical waveguid) 성질과 광 산란(light scattering) 성질을 모두 갖는 물질로 구성되며, 상기 미리 지정된 길이를 따르는 상기 막대기형 부재의 발광 표면 상에 연장되고 균일한 광 강도 패턴을 도출하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
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