KR100988627B1 - 광학필름 및 이를 구비한 조명 장치 - Google Patents

광학필름 및 이를 구비한 조명 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광학 필름 및 이를 구비한 조명 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 광학 필름 및 이를 구비한 조명 장치는, 광학 필름이 복수의 산과 복수의 골을 포함하는 제1 면과, 제1 면에 대향하는 제2 면과, 제2 면 상의 복수의 도트 패턴을 포함하고, 복수의 도트 패턴 중 어느 하나는 제1 면의 3개 내지 6개의 산에 대응하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 빛을 효과적으로 산란시킴으로써, 광 파이프의 길이 방향에 따른 조도 및 휘도의 균일성을 유지할 수 있다.
Figure R1020080081479
광 파이프, 광학 필름, 도트 패턴

Description

광학필름 및 이를 구비한 조명 장치{An optical film and a illuminating device comprising the same}
본 발명은 광학필름 및 이를 구비한 조명 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구조화된 제1 면에 대향하는 제2 면에 도트 패턴이 형성된 광학필름 및 이를 구비한 조명장치에 관한 것이다.
빛을 원거리까지 비교적 적은 전송 손실로 전송시킬 수 있는 광 파이프를 이용한 조명 장치는 건물 내부 및 건물 외부에 다양하게 적용할 수 있다. 광 파이프는 광 도관(light conduit), 광 가이드(light guide) 또는 광 튜브(light tube)라고도 불리며, 장식용이나 기능성 광을 비교적 넓은 영역에 걸쳐 효과적으로 분배하는 데에 이용된다.
광 파이프는 특정 지점을 조명하기 위한 포인트 조명의 용도뿐만 아니라, 어떤 한 영역을 조명할 목적으로도 이용된다. 광 파이프의 내부에서 진행하는 빛은 외부로 분배되어 특정 영역을 조명하거나, 장식적 효과를 극대화하는데 이용할 수 있다.
그러나 일반적으로 광 파이프를 이용한 조명장치는 광원으로부터의 거리에 따라 조도의 차이가 생길 수 있어 광 파이프 길이 방향을 따라 균일한 휘도를 얻기 어려운 점이 있다.
본 발명의 목적은 빛을 효과적으로 산란시킬 수 있는 도트 패턴이 형성된 광학 필름 및 이를 구비한 조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 광학 필름은, 복수의 산과 복수의 골을 포함하는 제1 면과, 제1 면에 대향하는 제2 면과, 제2 면 상의 복수의 도트 패턴을 포함하고, 복수의 도트 패턴 중 어느 하나는 제1 면의 3개 내지 6개의 산에 대응하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 광학 필름을 구비한 조명 장치는, 빛을 출력하는 램프를 구비한 광원부와, 광원부와 연결되어 광원부가 출력하는 빛을 전송 및 분배하며, 광학필름을 구비하는 광 파이프를 포함하고, 광학필름은, 복수의 산과 복수의 골을 포함하는 제1 면과, 제1 면에 대향하는 제2 면과, 제2 면 상의 복수의 도트 패턴을 포함하고, 복수의 도트 패턴 중 어느 하나는 제1 면의 3개 내지 6개의 산에 대응하는 것을 특징으로 한다.
　본 발명에 따르면, 도트 패턴이 형성된 광학필름을 포함함으로써, 빛을 효과적으로 산란시켜 광원부로부터의 원거리와 근거리 간의 조도의 차이를 감소시킬 수 있게 되어, 광 파이프의 길이 방향에 따른 조도 및 휘도의 균일성을 유지할 수 있다.
도 1은 광 파이프에서 빛을 전송 및 반사하는 광학 필름의 일부분을 도시한 단면도이며, 도 2는 광 파이프에서 빛을 전송 및 반사하는 광학 필름의 일부분을 도시한 사시도이다. 다만, 이해의 편의상, 구조화되지 않은 내면을 상측으로 하고, 구조화된 외면을 하측으로 하여 도시하였다.
도 1 및 도 2를 참조하여 광 파이프에서 빛의 전송 및 반사를 살펴보면, 광원이 발생하는 빛은 화살표와 같이 광학 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 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.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 광학필름을 도시한 사시도이다.
도 3을 참조하면, 광학 필름(100)은, 복수의 산(P1~Pn)과 복수의 골(V1~Vn)을 포함하는 제1 면(105), 그에 대향하는 대체로 평탄한 제2 면(110), 및 제2 면(110) 상의 복수의 도트 패턴(120)을 포함한다. 한편, 복수의 도트 패턴 중 어느 하나는 제1 면의 3개 내지 6개의 산에 대응하는 것이 바람직하다.
도면에서는 제1 면(105)의 형상을 선형으로 배열된 프리즘으로 도시하나, 이에 한정되지 않으며, 렌티큘러 렌즈(Lenticular Lens) 패턴 및 마이크로 렌즈 어레이(Micro Lens Array; MLA) 등 다양하게 적용될 수 있다. 또한, 도면에서는 복수의 도트 패턴의 개수가 5개로 도시되나, 이에 한정되지 않고 다양한 개수로 형성되는 것이 가능하다. 이하에서는 제1 면(105)의 형상이 선형으로 배열된 프리즘인 경우를 중심으로 기술한다.
광학필름(100)은 투과율이 좋고, 기계적 성질 및 전기적 성질을 균형 있게 갖춘 열가소성 수지, 예를 들면, 폴리카보네이트(PC), 신디오탁틱 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 아타틱 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리에테르에테르케론(PEEK), 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 물질로 형성될 수 있다.
복수의 산(P1~Pn)과 복수의 골(V1~Vn)을 포함하는 제1 면(105)에 대향하는 제2 면(110)에는, 빛을 효과적으로 산란시키기 위한 복수의 도트 패턴(120)이 형성될 수 있다. 도트 패턴(120)은 광학필름(100)의 제2 면(110)에 흰색 잉크 등으로 인쇄를 하여 형성할 수 있다.
한편, 복수의 도트 패턴(120)이 형성된 광학필름(100)에 의해, 빛을 효과적으로 산란시켜 광원부로부터의 원거리와 근거리 간의 조도의 차이를 감소시키도록 하기 위하여, 복수의 도트 패턴 중 어느 하나는 3개 내지 6개의 선형으로 배열된 프리즘의 산에 대응하는 것이 바람직하다.
도 3의 (a)는 복수의 도트 패턴(120) 중 어느 하나가 3개의 프리즘의 산에 대응하는 것을, 도 3의 (b)는 복수의 도트 패턴(120) 중 어느 하나가 4개의 프리즘의 산에 대응하는 것을, 도 3의 (c)는 복수의 도트 패턴(120) 중 어느 하나가 5개의 프리즘의 산에 대응하는 것을, 도 3의 (d)는 복수의 도트 패턴(120) 중 어느 하나가 6개의 프리즘의 산에 대응하는 것을, 각각 도시한다.
한편, 도면과 달리 복수의 도트 패턴(120) 중 어느 하나가 3개 내지 6개의 선형으로 배열된 프리즘의 골에 대응하는 것도 가능하다.
도트 패턴당 대응하는 구조화된 패턴의 개수에 대한 상세한 내용은, 도 5를 참조하여 후술한다.
도 4는 도 3의 광학필름의 빛이 이동하는 양상을 설명하기 위한 사시도이다.
도 4를 참조하면, 광학 필름(100)은, 복수의 산과 복수의 골을 포함하는 제1 면(105), 그에 대향하는 대체로 평탄한 제2 면(110), 및 제2 면 상의 복수의 도트 패턴(120)을 포함한다. 제1 면(105), 제2 면(110) 및 복수의 도트 패턴(120)은 전술한 도 3의 설명과 동일하여 이하에서는 생략한다.
광학필름(100)으로 입력된 빛이 광학필름(100)을 둘러싼 매질과 광학필름(100)과의 굴절율의 비에 의해 사전에 결정된 임계각(θ) 이상의 입사각을 가지면, 본 기술분야에 주지된 스넬의 법칙(Snell's Law)에 의한 전반사 조건에 의해 빛은 반사되고, 이에 의해 광학필름(100)의 제1 면(105)을 향해 진행하던 빛은 반사된다.
이때, 광학필름(100)을 둘러싼 매질은 공기이기 때문에 빛은 거의 손실 없이 광학필름(100)의 제2 면(110)에서 반사될 수 있다.
한편, 소정의 임계각(θ) 미만의 입사각으로 입사한 빛은 광학필름(100)을 통해 바로 배출된다. 또한, 광학필름(100)의 도트 패턴으로 입사한 빛은 효과적으로 산란 반사될 수 있다.
도 5는 도 3의 광학필름의 도트 패턴당 프리즘의 산의 개수에 대한 발산광속비율의 실험결과를 도시한 그래프이다.
하기의 표 1은 도트 패턴당 프리즘의 산의 개수에 대한 발산광속비율(luminance exitance)의 실험결과를 나타낸다.
도트 패턴당 프리즘 패턴 개수 발산광속비율 조도 균일성
0 1.00 ×
1 1.40 ×
2 1.62 ×
3 3.45 ○
4 4.01 ○
5 4.58 ○
6 5.02 ○
7 2.47 ×
여기서, 발산광속비율은, 광원부에서 1m 떨어진 지점에서, 도트 패턴의 미사용시의 발산광속 대비 도트 패턴 사용시의 발산되는 광속의 비율을 나타내며, 광속이라 함은 빛이 진행하는 방향에 수직인 단위 면적을 단위 시간에 지나가는 빛의 양을 나타내며 단위는 루멘(lumen)을 사용한다.
도 5 및 표 1을 참조하면, 도트 패턴당 프리즘의 산의 개수가 3개 이상일 경우에는 빛의 산란 효과가 좋아져 발산광속비율이 높아지므로, 광학필름 전체를 통한 균일한 빛을 방출하기가 쉬워진다.
또한, 도트 패턴당 프리즘의 산의 개수가 6개 이하인 경우에는 빛의 과산란을 방지하여 발산광속비율이 낮아지는 것을 방지할 수 있으므로, 광학필름 전체를 통한 균일한 빛을 방출하기가 쉬워진다.
따라서, 도트 패턴당 프리즘의 산의 개수가 3개 내지 6개를 가지는 것이 바람직하다. 이 범위 내에서 발산광속비율은 증가하게 되어 광학필름의 일단에서 타단까지 효율적으로 빛을 전달할 수 있으며, 광 투과율도 좋아지게 되어 조도 균일성이 좋아질 수 있다.
도 6는 본 발명의 일실시예에 따른 광학 필름을 도시한 사시도이다.
도 6을 참조하면, 광학필름(200)은, 복수의 산과 복수의 골을 포함하는 제1 면(205), 그에 대향하는 대체로 평탄한 제2 면(210), 및 제2 면(210) 상에 복수의 도트 패턴(220)을 포함한다. 제1 면(205), 제2 면(210) 및 도트 패턴(220)은 전술한 도 3의 설명과 동일하며, 이하에서는 그 차이점만을 설명한다.
광학필름(200)의 제2 면(210)에 형성되는 복수의 도트 패턴(220)은 광학필름(200)의 일단에서 타단으로 갈수록 그 면적이 증가할 수 있다.
광학 필름(200)의 일단에 광원부(미도시)가 배치되는 경우, 광원부로부터 멀어질수록 빛이 방출되는 양이 줄어들게 되므로, 광원부로부터 멀어질수록 빛을 효과적으로 산란시키기 위하여 도트패턴(220)은 그 면적이 증가하는 것이 바람직하다.
도면에서는, 광원부에 가장 가까운 도트 패턴 보다 광원부에서 가장 먼 도트 패턴의 면적이 더 큰 것으로 도시한다. 즉, 광원부에 가장 가까운 도트 패턴에 대응하는 프리즘의 산의 개수는 3개이고, 광원부에서 가장 먼 도트 패턴에 대응하는 프리즘의 산의 개수는 6개인 것으로 도시된다.
즉, 광원부에서 멀어질수록 도트 패턴당 대응되는 프리즘의 산의 개수를 증가시켜, 광원부에 가장 가까운 도트 패턴에 대응하는 프리즘의 산의 개수를 3개로 형성하고, 광원부로부터 가장 먼 도트 패턴에 대응하는 프리즘의 산의 개수는 6개로 형성한다. 이에 의해, 빛을 보다 효과적으로 산란시킬 수 있으며, 광원부에서 멀어질수록 광원부에서 가까운 곳과 비교하여, 빛이 방출되는 양이 적어져 저하된 빛의 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 도면에서는 도시하지 않았지만, 광학필름의 일단에서 타단으로 갈수록 도트 패턴(220)의 개수가 증가하는 것도 가능하다. 이때의 도트 패턴(220)의 크기가 일정할 수 있다.
이와 같이, 단위 구조화된 패턴에 대응하는 도트 패턴(220)의 개수가 광학필름(200)의 일단에서 타단으로 갈수록 증가하는 것은, 도 6에서 도시된 바와 같이, 광원부로부터 멀리 떨어진 광학필름(200)에 입사되는 빛을 효과적으로 산란시켜 빛의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 조명 장치를 도시한 부분 절개 사시도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 조명 장치(400)는 광원부(410), 광 파이프(420) 및 반사캡(450)을 포함할 수 있다.
광원부(410)는 빛을 발생하여 광 파이프(420)에 입력하는 모듈로서, 빛을 발생하는 적어도 하나 이상의 램프를 포함할 수 있다. 광원부(410)에서 발생하는 빛은 광 파이프(420)로 입력되어 외부로 출력된다.
광 파이프(420)는 광원부(410)가 발생하는 빛을 입력받아 전송 및 분배함으로써 외부로 빛을 출력한다.
광 파이프(420)는, 빛을 반사 또는 굴절시켜 광원부(410)가 발생하는 빛을 고르게 분배하는 광학필름(430), 및 광학필름(430)을 둘러싸는(surrounding) 지지부재(440)를 포함할 수 있다.
광학필름(430)은 복수의 산과 복수의 골을 포함하는 제1 면, 그에 대향하는 대체로 평탄한 제2 면, 및 제2 면 상의 복수의 도트 패턴을 포함한다. 한편, 복수의 도트 패턴 중 어느 하나는 제1 면의 3개 내지 6개의 산에 대응하는 것이 바람직하다.
도면에서는 제1 면의 형상을 선형으로 배열된 프리즘으로도 도시하나, 이에 한정되지 않는다. 이하에서는 제1 면의 형상이 선형으로 배열된 프리즘인 경우를 중심으로 기술한다.
또한, 광학필름(430)은, 선형으로 배열된 프리즘의 길이 방향(y 방향)을 따라 연장되는 중공(hollow)을 가지도록 둥글게 말아서 사용되어 진다. 이러한 광학 필름(430)은, 광원부(410)가 발생하는 빛을 반사 또는 굴절시킴으로써, 광원부(410)와 이격되는 영역까지 빛을 전송할 수 있다.
반사 캡(450)은 광 파이프(420)의 일단에 부착되어 광 파이프(420)가 전송 및 분배하는 빛을 반사한다.
반사 캡(450)은 광원부(410)와 연결되지 않는 광 파이프(420)의 일단에 부착되는 것이 바람직하며, 광 파이프(420)와 연결되는 내부에 빛을 반사할 수 있는 반사 경을 구비하여 광 파이프(420)가 전송한 빛을 광 파이프(420) 내부로 반사한다.
반사 캡(450)을 이용하여 광 파이프(420) 내에 빛을 가둠으로써, 조명 장치(400)가 출력하는 빛의 밝기를 높일 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 조명 장치의 외부로 빛이 배출되는 양상을 설명하기 위한 조명 장치의 일부분에 대한 횡단면도이다.
도 8을 참조하면, 외부의 전원 공급 수단을 통해 인가된 전원을 이용하여 광원(미도시)은 광 파이프(420)의 내부로 빛을 제공한다.
광 파이프(420)의 내부로 입력된 빛이 지지부재(미도시)와 지지부재(미도시)를 둘러싼 매질 및 광학필름(미도시)과의 굴절율의 비에 의해 사전에 결정된 임계각(θ) 이상의 입사각을 가지면, 본 기술분야에 주지된 스넬의 법칙(Snell's Law)에 의한 전반사 조건에 의해 빛은 반사되고, 이에 의해 광 파이프(420)의 외부를 향해 진행하던 빛은 다시 광 파이프(420)의 내부에 구속되어 실질적으로 광 파이프(420)의 길이 방향으로 진행한다.
이때, 광 파이프(420)의 내부인 중공(480)을 채우고 있는 매질은 공기이기 때문에 빛은 거의 손실 없이 광 파이프(420)의 내부에서 도파될 수 있다.
한편, 소정의 임계각(θ) 미만의 입사각으로 입사한 빛은 지지부재(미도시)의 외측면을 통해 바로 배출된다.
전술한 바와 같이, 광 파이프(420)의 내부로 입력된 빛은 광 파이프(420)의 길이 방향으로 전송되면서 한편으로는 그 외부로 배출된다.
도 9는 도 7에 도시한 조명장치 A-A' 단면을 도시한 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치(400)는 구조화되는 면(430a)을 포함하는 광학필름(430) 및 광학필름(430)을 둘러싸는(surrounding) 지지부재(440)를 포함할 수 있다.
도 9를 참조하면, 광학필름(430)은 복수의 산과 복수의 골을 포함하는 제 1 면(430a), 및 제 1 면(430a)에 대향하는 제 2 면(430b)을 포함할 수 있다. 광학 필름(430)은 중공(480)을 가지도록 둥글게 말려진다.
제 1 면(430a) 형상은 선형으로 배열된 프리즘일 수 있다. 선형으로 배열된 프리즘은 조명 장치(400)의 길이 방향(도 7의 y 방향)으로 연장될 수 있다. 선형으로 배열된 프리즘의 단면은, 이등변 삼각형, 정삼각형 또는 사다리꼴의 형상을 가질 수 있다. 한편, 광학필름(430)의 제 1 면(430a)은 지지부재(440)와 대향하도록 배치될 수 있다.
지지부재(440)는 광학필름(430)의 외부에 배치되어 광학필름(430)을 둘러싸며(surrounding), 외부에서 유입될 수 있는 먼지 또는 외부에서 가해질 수 있는 충격 등으로부터 광학필름(430)을 보호한다.
광학필름(430)은, 광 투과율이 우수하고, 내충격성과 내열성 등이 우수한 열가소성 수지 물질을 포함하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 광학필름(430)은, 폴리카보네이트(PC), 신디오탁틱 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 아타틱 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리에테르에테르케론, 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 물질로 형성될 수 있다.
특히, 폴리카보네이트는 강도가 높아 잘 깨지지 않고 쉽게 변형되지 않으며, 가시광선 투과율이 높아서 광학필름(430)의 재료로 적합하다.
한편, 지지부재(440)는 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸 메타아크릴레이트(PMMA), 아크릴, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 및 폴리염화비닐로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 중합체성 물질로 형성될 수 있다.
도 10은 도 7에 도시한 조명 장치의 B-B' 단면을 도시한 단면도이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치(400)는 하우징(412), 광원(414), 및 반사체(416)를 포함하는 광원부(410), 광학필름(430)과 지지부재(440)를 포함하는 광 파이프(420) 및 캡부(452)와 반사체(454)를 포함하는 반사캡(450)을 포함할 수 있다.
광원부(410)는 빛을 출력하는 광원(414)과 광원(414)이 출력하는 빛을 반사하여 광 파이프(420)로 안내하는 반사경(416) 및 광원(414)과 반사경(416)을 수납하는 하우징(212)을 포함할 수 있다.
광원(414)은 빛을 발생하는 램프로서, 조명 장치(400)가 배치되는 환경에 따라 다양한 종류의 램프를 이용할 수 있다.
예를 들어, 할로겐 램프, 발광 다이오드, 메탈할라이드 램프, 또는 플라즈마 라이팅 소스 등을 광원(414)으로 이용할 수 있다.
반사경(416)은 광원(214)의 후방에 배치되며, 반사율이 우수한 알루미늄 또는 은과 같은 금속 물질을 표면에 구비할 수 있다.
반사경(416)의 구조는 특별한 제한이 없으나, 조명 장치(400)의 길이에 대응하여 결정되는 것이 바람직하며, 비구면 반사경으로 형성할 수 있다.
예를 들어, 반사경(416)을 비구경 반사경으로 형성하고, 광원(414)에 대응하는 반사경(416)의 표면에 알루미늄 또는 은과 같은 금속 물질을 포함하는 피막을 형성함으로써 반사율을 높일 수 있다.
하우징(412)은 광원(414) 및 반사경(416)을 수납하는 공간을 내부에 포함하며, 외부에서 가해지는 충격 또는 이물질 등으로부터 광원(414)과 반사경(416)을 보호할 수 있다.
광원(414)과 반사경(416)을 보호하기 위해, 하우징(412)은 강도, 방열 특성, 및 가공성이 우수한 물질로 형성하는 것이 바람직하다.
광 파이프(420)는 광원부(410)와 광학적으로 연결되며, 광원부(410)가 발생하는 빛을 입력받아 전송 및 분배한다.
광 파이프(420)는 지지부재(440) 및 지지부재(440)에 의해 둘러싸여지며(surrounded) 빛을 반사 또는 굴절시키는 구조화된 면을 포함하는 광학필름(420)을 포함할 수 있다.
광학필름(420)은 지지부재(440)와 대응하는 면이 구조화될 수 있으며, 중공(480)을 가지도록 둥글게 말려질 수 있다. 광학필름(420)은 광원부(410)에서 출력하는 빛을 전송 및 분배하여 광 파이프(420)에서 빛이 고르게 출력되도록 한다.
광학필름(420)의 제2 면에는 빛을 효과적으로 산란시킬 수 있는 도트 패턴이 형성될 수 있으며, 도트 패턴의 그 면적 및 밀도는 광원부(410)로부터 멀어질수록 증가할 수 있다.
광학필름(420)의 도트 패턴당 대응되는 프리즘의 산의 개수, 그 면적 및 밀도는 전술한 도 3 내지 도 5와 동일하여 이하에서는 생략하고, 조명 장치에 적용되는 광학필름에 대해서는 도 11에서 후술하기로 한다.
반사캡(450)은 광 파이프(420)의 일단에 부착되는 캡부(452)와 캡부(452) 내에 배치되어 광 파이프(220)가 전송하는 빛을 반사시키는 반사체(454)를 포함할 수 있다.
반사체(454)는 광 파이프(220)가 전송하는 빛을 효율적으로 반사할 수 있도록 알루미늄 또는 은과 같이 반사율이 높은 금속 물질을 포함하는 코팅막을 포함할 수 있다.
반사체(454)는 평면 또는 구면 형태를 가질 수 있으며, 구면 형태로 형성되는 경우, 곡률이 0.001 이하인 오목 거울인 것이 바람직하다.
도 11은 도 7의 조명장치의 일부분을 도시한 사시도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 조명 장치(400)는 하우징(미도시), 광원(414), 및 반사체(미도시)를 포함하는 광원부(미도시), 광학필름(430)과 지지부재(440)를 포함하는 광 파이프(420) 및 캡부(미도시)와 반사체(미도시)를 포함하는 반사캡(미도시)을 포함할 수 있다.
광원부, 광 파이프, 반사캡은 전술한 도 10의 설명과 동일하여 이하에서는 생략하고 광학필름(430)에 형성된 도트 패턴(460,465)에 관하여 설명하도록 한다.
광학필름(430)의 제2 면에는 빛을 산란시킬 수 있는 도트 패턴(460,465)이 형성될 수 있다. 도트 패턴(460,465)은 광학필름(430)의 제2 면에 흰색 잉크 등으로 인쇄를 하여 형성할 수 있다.
광학필름(430)의 제2 면에 형성되는 도트 패턴(460)은 광원(414)으로부터 멀어질수록 그 면적이 증가할 수 있다.
광 파이프(420)의 일단에 광원(414)이 배치되는 경우, 광원(414)으로부터 먼 곳의 광 파이프 면일수록 빛이 방출되는 양이 줄어들게 되므로, 광원(414)으로부터 멀어질수록 빛을 보다 효과적으로 산란시키기 위하여 도트 패턴(460)은 그 면적이 증가하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 광원(414)으로부터 가장 가까운 도트 패턴에 대응하는 프리즘의 산의 개수는 3개이고, 광원(414)으로부터 가장 먼 도트 패턴에 대응하는 프리즘의 산의 개수는 6개일 수 있다.
도면에서는, 광원(414)에 가장 가까운 도트 패턴 보다 광원부에서 가장 먼 도트 패턴의 면적이 더 큰 것으로 도시한다. 즉, 광원(414)에 가장 가까운 도트 패턴에 대응하는 프리즘의 산의 개수는 3개이고, 광원부에서 가장 먼 도트 패턴에 대응하는 프리즘의 산의 개수는 6개인 것으로 도시된다.
즉, 도트 패턴(460)에 대응하는 프리즘의 산의 개수는 3개 내지 6개일 수 있으며, 광원(414)으로부터 멀어질수록 도트 패턴(460)에 대응하는 프리즘의 산의 개수를 증가시킬 수 있다.
광원(414)으로부터 멀어질수록 도트 패턴(460)에 대응하는 프리즘의 산의 개수를 증가시킴으로써, 광원(414)으로부터 멀리 떨어진 곳의 빛을 보다 효과적으로 산란시켜 광원(414)으로부터의 거리에 따른 광 파이프(420)의 조도의 차이를 감소시켜, 광원(414)으로부터 먼 곳의 빛의 방출되는 양을 증가시켜 균일한 조도 및 휘도를 가진 조명 장치를 제공할 수 있다.
한편, 도면에서는 도시하지 않았지만, 광학필름(430)이 광원(414)으로부터 멀어질수록 도트 패턴(460)의 개수를 증가시켜 전술한 효과와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 이때의 도트 패턴(60)의 사이즈는 동일할 수 있다.
광학필름(430)의 도트 패턴(460)당 대응하는 프리즘의 산의 개수에 대한 발산광속비율은 전술한 도 5와 동일하여 이하에서는 생략한다.
한편, 도면에서는 광 파이프(420)가 평면 형태의 구조를 가지는 것으로 도시하나, 이에 한정되지 않고, 광 파이프(420)가 둥글게 말린 형태, 즉 광학필름(430)과 지지부재(440)가 모두 둥글게 말린 형태의 구조를 가질 수 있다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 조명 장치를 도시한 사시도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 도 12의 조명장치는 도 7의 조명장치와 유사하나, 다만 광 파이프(1020)의 지지부재의 표면에 돌기(1040)가 형성된다는 점에서 그 차이가 있다. 그 외의 도 12의 광원부(1010), 광 파이프(1020) 및 반사캡(1030)에 대한 설명은 도 7을 참조하여 생략한다.
광 파이프(1020)의 지지부재의 표면에 복수의 돌기(1040)가 형성됨으로써, 광 파이프(1020) 전체를 통해 균일한 빛이 방출될 수 있게 된다. 한편, 이러한 돌기(1040)는 광 파이프(1020)의 지지부재와 일체형으로 형성될 수 있다.
한편, 도면과 달리, 광 파이프(1020)의 지지부재의 표면에 복수의 홈이 형성되는 것도 가능하다. 이때의 홈은 광 파이프(1020)의 지지부재와 일체형으로 형성될 수 있다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 조명 장치를 도시한 사시도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 도 13의 조명장치는 도 7의 조명장치와 유사하나, 다만 광 파이프(1020)의 지지부재의 표면에 돌기(1040) 및 홈(1050)이 형성된다는 점에서 그 차이가 있다. 그 외의 도 13의 광원부(1010), 광 파이프(1020) 및 반사캡(1030)에 대한 설명은 도 7을 참조하여 생략한다.
광 파이프(1020)의 지지부재의 표면에 돌기(1040) 및 홈(1050)이 형성됨으로써, 광 파이프(1020) 전체를 통해 균일한 빛이 방출될 수 있게 된다. 한편, 이러한 돌기(1040) 및 홈(1050)은 광 파이프(1020)의 지지부재와 일체형으로 형성될 수 있다.
도 14는 도 13에 도시한 광 파이프의 B-B' 단면의 다른 예를 나타낸 단면도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 도 14의 광 파이프(1020)의 단면도는 도 7의 광 파이프(420)의 단면도와 거의 유사하다. 도 14의 지지부재(1024), 프리즘으로 구조화되는 제1 면(1022a)과 제1 면(1022a)에 대향하는 제2 면(1022b)을 구비하는 광학 필름(1022)에 대한 설명은 도 7에서 설명한 바와 동일하다.
다만, 지지부재(1024)의 내면 및 외면 중 적어도 한 면에 돌기(1040) 및 홈(1050) 중 적어도 하나가 형성된다는 점에서 그 차이가 있다. 이러한 돌기(1040) 및 홈(1050)은, 사출, 압출, 몰딩 가공, 롤 가공, 열경화 또는 UV 경화을 통해 지지부재(1024)의 표면에 형성되도록 표면 처리될 수 있다.
예를 들어, 돌기(1040) 및/또는 홈(1050)이 새겨진 롤(roll) 이나 판(plate) 을 지지부재(1024)의 일 표면에 압착(pressing)함으로써, 지지부재(1024)의 표면에 돌기(1040) 및/또는 홈(1050)이 형성된 지지부재(1024)를 만들 수 있다.
다른 방법으로는 돌기(1040) 및/또는 홈(1050)이 새겨진 평판형 몰드에 수지(resin)를 주입한 후 수지(resin)을 경화시켜 돌기(1040) 및/또는 홈(1050)이 형성된 지지부재를 만들 수 있다. 이외에 다양한 방법으로 지지부재(1024)의 표면에 돌기(1040) 및/또는 홈(1050)을 형성할 수 있다.
이러한, 돌기(1040) 및 홈(1050)이 지지부재(1024)의 내면 및 외면 중 적어도 하나에 형성됨으로써, 광원부의 위치에 상관없이 광 파이프 전체를 통해 균일한 빛이 방출되게 된다. 이는 돌기(1040) 및 홈(1050)에 의해 빛이 산란 또는 전반사되기 때문이다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.
도 1은 광 파이프에서 빛을 전송 및 반사하는 광학 필름의 일부분을 도시한 단면도이다.
도 2는 광 파이프에서 빛을 전송 및 반사하는 광학 필름의 일부분을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 광학필름을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 광학필름의 빛이 이동하는 양상을 설명하기 위한 사시도이다.
도 5는 도 3의 광학필름의 도트 패턴당 프리즘의 산의 개수에 대한 발산광속비율의 실험결과를 도시한 그래프이다.
도 6는 본 발명의 일실시예에 따른 광학 필름을 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 조명 장치를 도시한 부분 절개 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 조명 장치의 외부로 빛이 배출되는 양상을 설명하기 위한 조명 장치의 일부분에 대한 횡단면도이다.
도 9는 도 7에 도시한 조명장치 A-A' 단면을 도시한 단면도이다.
도 10은 도 7에 도시한 조명 장치의 B-B' 단면을 도시한 단면도이다.
도 11은 도 7의 조명장치의 일부분을 도시한 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 조명 장치를 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 조명 장치를 도시한 사시도이다.
도 14는 도 13에 도시한 광 파이프의 B-B' 단면의 다른 예를 나타낸 단면도 이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
200: 광학필름 205: 제1 면
210: 제2 면 220: 도트 패턴

Claims (17)

  1. 복수의 산과 복수의 골을 포함하는 제1 면;
    상기 제1 면에 대향하는 제2 면; 및
    상기 제2 면 상의 복수의 도트 패턴;을 포함하고,
    상기 복수의 도트 패턴 중 어느 하나는 상기 제1 면의 3개 내지 6개의 산에 대응하는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 면은, 선형으로 배열된 프리즘인 것을 특징으로 하는 광학필름.　
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광학 필름은 상기 선형으로 배열된 프리즘의 길이 방향을 따라 연장된 중공을 가지도록 말려진 것을 특징으로 하는 광학 필름.
  4. 제1항에 있어서,　　　
    상기 도트 패턴의 각 영역은, 상기 도트 패턴이 상기 광학 필름의 일단에서 타단으로 갈수록 증가하는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 도트 패턴의 개수는 상기 도트 패턴이 상기 광학 필름의 일단에서 타단으로 갈수록 증가하는 것을 특징으로 하는 광학 필름. 　
  6. 제5항에 있어서,
    상기 도트 패턴의 크기는 일정한 것을 특징으로 하는 광학 필름.
  7. 광원부; 및
    상기 광원부와 연결되어 상기 광원부가 출력하는 빛을 전송 및 분배하는 광 파이프;를 포함하고,
    상기 광 파이프는, 광학 필름을 구비하고, 일방향에 따라 연장된 중공을 가지며,
    상기 광학필름은,
    복수의 산과 복수의 골을 포함하는 제1 면;
    상기 제1 면에 대향하는 제2 면; 및
    상기 제2 면 상의 복수의 도트 패턴;을 포함하고,
    상기 복수의 도트 패턴 중 어느 하나는 상기 제1 면의 3개 내지 6개의 산에 대응하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.　　　
  8. 제7항에 있어서,　
    상기 제1 면은, 선형으로 배열된 프리즘인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  9. 제8항에 있어서,　
    상기 광학 필름은 상기 선형으로 배열된 프리즘의 길이 방향을 따라 연장된 중공을 가지도록 말려진 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  10. 제7항에 있어서,　　　
    상기 도트 패턴의 각 영역은, 상기 도트 패턴이 상기 광학 필름의 일단에서 타단으로 갈수록 증가하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.　
  11. 제7항에 있어서,
    상기 도트 패턴의 개수는 상기 도트 패턴이 상기 광학 필름의 일단에서 타단으로 갈수록 증가하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 도트 패턴의 크기는 일정한 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  13. 제7항에 있어서,　
    상기 광 파이프는, 상기 광학 필름을 둘러싸는 지지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.　　　
  14. 제13항에 있어서,　　　
    상기 지지부재는, 상기 지지부재와 일체형으로 형성된 복수개의 돌기를 포함 하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.　
  15. 제13항에 있어서,　　　
    상기 지지부재는, 상기 지지부재와 일체형으로 형성된 복수개의 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.　
  16. 제13항에 있어서,　　　　
    상기 지지부재는, 상기 지지부재와 일체형으로 형성된 복수개의 돌기 및 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  17. 제7항에 있어서,　　
    상기 광원부는, 할로겐 램프, 발광 다이오드, 메탈할라이드 램프 및 플라즈마 라이팅 소스 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
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