KR102241260B1 - 입체 표시장치 및 이를 이용하는 계기판 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시 예는 광원; 상기 광원의 출사면과 이격되어 배치되는 베이스기재; 및 상기 베이스기재의 제1면 상에 형성되는 입체효과 형성부를 포함하며, 상기 입체효과 형성부는 복수개의 패턴을 포함하고, 상기 복수개의 패턴의 배열은 서로 동심원을 형성하고, 상기 복수개의 패턴은 상기 제1면에 대하여 경사각을 갖는 경사면을 구비하고, 각각의 단면은 원 또는 타원 형상이며, 상기 광원은 상기 복수개의 패턴의 배열이 이루는 동심원의 중심에 배치되는 입체 표시장치를 개시한다.

Description

입체 표시장치 및 이를 이용하는 계기판{Geometric Dispaly Device and Dashboard Using the Same}

본 발명은 방향성을 갖는 입사광을 이용하여 입체효과를 갖는 선형광을 표시하는 입체 표시장치와 이를 이용하는 계기판에 관한 것이다.

LED(Light Emitting Diode)는 화합물 반도체를 이용하여 전기신호를 빛으로 변환하는 소자이다. LED 소자를 이용한 광원은 형광등과 같은 종래 광원 대비 저전력, 높은 색온도, 장수명 등의 장점이 있다.

LED 광원을 이용하는 종래의 조명장치의 일례가 한국공개특허공보 제10-2012-0009209호에 개시되어 있다. 이 공보의 조명장치는 도광판의 일측에 복수의 LED 광원이 배치되는 측면 조광형 백라이트 장치로서 반사필름과 도광판 사이에 게재되어 상향 누설되는 빛을 좌우 방향으로 확산시킴으로써 조광 평면에서의 휘도 편차를 최소화한다.

그러나, 상기 공보의 종래 기술은 도광판을 이용함으로써 도광판 자체의 두께로 인해 조명장치의 두께를 박형화하는데 한계가 있고 도광판 자체가 유연하지 않기 때문에 유연한 조명장치나 표시장치에는 적용하기 어려우며, 제품 설계 및 디자인 변형이 용이하지 못한 단점이 있다.

또한, 종래의 LED 광원을 이용하는 대부분의 조명장치는 단순한 평면 조명을 제공하는 장치로서, 시야각에 따라 빛의 형상과 입체감이 바뀌는 효과와 같은 새로운 기능의 조명장치로 적절하게 진화하고 있지 못한 실정이다. 즉, 오늘날의 조명장치 시장에서는 조명장치의 많은 수요와 제조사들의 경쟁 분위기하에서 새로운 기능을 가진 조명제품에 대한 요구가 상당하나, 아직까지 그러한 요구에 부응하고 있지 못한 실정이다.

이에 본 발명의 일실시예에서는 패턴 설계를 통해 입사광을 입체효과를 갖는 선형광으로 변환하고 이를 이용하여 다양한 광이미지를 구현할 수 있는 입체 표시장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 다른 실시예에서는 기하학적 형상의 광이미지를 표시하면서 유연하거나 굴곡이 있는 애플리케이션에 용이하게 적용할 수 있는 입체 표시장치와 이를 이용하는 계기판을 제공하고자 한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 입체 표시장치는, 광원; 상기 광원의 출사면과 이격되어 배치되는 베이스기재; 및 상기 베이스기재의 제1면 상에 형성되는 입체효과 형성부를 포함하며, 상기 입체효과 형성부는 복수개의 패턴을 포함하고, 상기 복수개의 패턴의 배열은 서로 동심원을 형성하고, 상기 복수개의 패턴은 상기 제1면에 대하여 경사각을 갖는 경사면을 구비하고, 각각의 단면은 원 또는 타원 형상이며, 상기 광원은 상기 복수개의 패턴의 배열이 이루는 동심원의 중심에 배치된다.
상기 출사광이 상기 패턴의 중심부에 입사될 때, 상기 패턴은 상기 출사광을 상기 경사면에서의 굴절 또는 반사에 의해 상기 제1면이 향하는 제1면 방향 또는 상기 제1면의 반대측인 제2면이 향하는 제2면 방향으로 유도하여 상기 복수개의 패턴의 배열 방향에 따른 제1경로에서 입체효과를 갖는 선형광을 가질 수 있다.
상기 복수개의 패턴 배열의 배열이 이루는 동심원 간의 폭 또는 피치는 10㎛ 내지 500㎛이며, 상기 출사광의 방향을 기준으로 상기 광원과 상기 광원에서 가장 인접한 상기 패턴까지의 거리는 상기 동심원 간의 폭 또는 피치보다 클 수 있다.
상기 광원을 회전시키는 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 베이스기재는 상기 출사광의 방향을 따라 막대 또는 바늘 형태로 형성될 수 있다.
상기 베이스기재에 결합하는 구동부를 더 포함하고, 상기 구동부는 상기 광원이 배치되는 상기 베이스기재의 일단부를 중심으로 상기 베이스기재를 원 또는 타원 형태로 회전시킬 수 있다.
상기 베이스기재는 막대 또는 바늘 형태의 제1베이스기재, 제2베이스기재 및 제3베이스기재를 포함하고, 상기 복수개의 패턴은 상기 제1베이스기재의 제1면 상에 배열된 제1패턴, 상기 제2베이스기재의 제1면 상에 배열된 제2패턴 및 상기 제3베이스기재의 제1면 상에 배열된 제3패턴을 포함하고, 상기 광원은 상기 제1패턴의 일단부에 배치되고 일단부에서 타단부를 향하여 제1입사광을 조사하는 제1광원, 상기 제2패턴의 일단부에 배치되고 일단부에서 타단부를 향하여 제2입사광을 조사하는 제2광원, 및 상기 제3패턴의 일단부에 배치되고 일단부에서 타단부를 향하여 제3입사광을 조사하는 제3광원을 포함하며, 상기 제1베이스기재, 상기 제2베이스기재 및 상기 제3베이스기재는 원 또는 타원 형상의 중심부에 상기 제1광원, 상기 제2광원 및 상기 제3광원을 설치하고 상기 중심부에서 서로 다른 방사 방향으로 입사광이 조사되도록 배치될 수 있다.
상기 제1광원, 상기 제2광원 및 상기 제3광원을 선택적으로 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

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본 발명에 의하면, 패턴 설계를 통해 입사광을 입체효과를 갖는 선형광으로 변환하고 이를 이용하여 다양한 광이미지를 표시하는 입체 표시장치를 제공할 수 있다. 이러한 입체 표시장치는 실내외 표시장치 혹은 조명장치, 차량용 계기판 등에 유용하다.

또한, 본 발명에 의하면, 기하학적 형상의 광이미지를 표시하면서 유연하거나 굴곡이 있는 애플리케이션에 적용가능하며 아울러 구조가 단순하여 제조 비용을 낮출 수 있고 내구성이 우수한 입체 표시장치와 이를 이용하는 계기판을 제공할 수 있다.

특히, 본 발명의 입체 표시장치를 이용하면, 차량 내부의 인테리어 디자인을 획기적으로 변경하여 표현할 수 있으며, LED(Light Emitting Diode) 광원을 통해 다양한 색상의 빛을 표현하는 계기판을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 입체 표시장치의 사시도
도 2는 도 1의 입체 표시장치의 평면도
도 3은 도 2의 입체 표시장치의 Ⅲ-Ⅲ선에 의한 단면도
도 4는 도 1의 입체 표시장치의 작동원리를 설명하기 위한 부분 확대 평면도
도 5는 도 1의 입체 표시장치의 작동원리를 설명하기 위한 부분 확대 단면도
도 6은 도 1의 입체 표시장치의 작동원리를 설명하기 위한 평면도
도 7은 도 1의 입체 표시장치의 변형예를 설명하기 위한 평면도
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 표시장치의 단면도
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 입체 표시장치의 단면도
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 입체 표시장치의 단면도
도 11 내지 도 13은 도 1의 입체 표시장치에 채용가능한 입체효과 형성부의 패턴에 대한 예시도들
도 14는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 입체 표시장치의 부분 확대 평면도
도 15는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 입체 표시장치의 부분 확대 평면도
도 16은 도 15의 입체 표시장치의 작동원리를 설명하기 위한 부분 평면도
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 입체 표시장치의 평면도

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다. 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 표시장치의 사시도이다. 도 2는 도 1의 입체 표시장치의 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 입체 표시장치(100)는, 베이스기재(10) 및 입체효과 형성부(20)를 포함한다. 베이스기재(10) 및 입체효과 형성부(20)는 입사광을 입체효과를 갖는 선형광으로 변환하는 표시장치 또는 광학 플레이트에 해당한다.

베이스기재(10)는 입사광을 투과시킨다. 베이스기재(10)는 입사광을 내부 반사에 의해 일측에서 타측으로 이동시킬 수 있다. 베이스기재(10)는 글라스(Glass), 레진(Resin) 등에 의해 플레이트 또는 필름 형태로 마련될 수 있다. 베이스기재(10)는 제1면과 제1면의 반대측인 제2면을 구비한다.

입체효과 형성부(20)는 다수의 오목부 또는 볼록부에 의해 형성되는 패턴(22)을 구비한다. 패턴(22)은 반원 형태의 패턴유닛이 동일 중심에서 방사 형태로 퍼져나가는 형태를 구비한다.

본 실시예에서 입체효과 형성부(20)는 일면에 패턴(22)이 마련되는 별도의 패턴층(20a)에 의해 이루어진다. 패턴층(20a)은 열가소성, 열경화성 혹은 광경화성 수지로 이루어질 수 있으며, 베이스기재(10)의 제2면에 응축력에 의해 접합되거나 접착부재에 의해 접합될 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 입체 표시장치(100)는 광원(30)을 더 포함할 수 있다. 광원(30)은 베이스기재(10)의 제1측면(이하, 입사면이라 함)에서 입사광을 베이스기재(10) 내부로 조사한다. 본 실시예에서, 입사면(101)은 일측면에서 반원 형태로 오목하게 들어간 측면이다.

광원(30)과 입사면(101) 사이에는 이격공간(103)이 마련될 수 있다. 이격공간(103)은 광원(30)의 회전 시를 고려하여 최소한의 이격 거리만을 갖도록 설치될 수 있다.

광원(30)은 적어도 하나의 LED 소자를 포함하는 LED 패키지일 수 있다. LED 소자를 이용하면 다양한 색상의 직진성이 강한 입사광을 용이하게 마련할 수 있고, 그에 의해 더욱 효과적으로 선형광을 구현할 수 있다.

본 실시예에서 광원(30)은 LED 소자의 동작을 제어하기 위한 신호나 구동 전원을 제공하는 인쇄회로기판에 실장되는데, 본 실시예 및 이하의 실시예 대부분에서는 설명의 편의상 광원(30)이 인쇄회로기판을 포함하는 것으로 가정하고 별도의 인쇄회로기판에 대한 도시는 생략하기로 한다.

또한, 본 실시예에 따른 입체 표시장치(100)는 광원(30)의 광 조사 방향을 변경하거나 광원(30)을 회전시키는 구동부(도 8의 참조부호 170 참조)를 더 포함할 수 있다. 구동부는 모터 등으로 구현될 수 있다. 구동부를 이용하면, 단일 광원(30)을 통해 반원 또는 반타원 형태의 패턴(22) 상에 서로 다른 조사 각도의 선형광을 순차적으로 표시할 수 있다.

도 3은 도 2의 입체 표시장치의 Ⅲ-Ⅲ선에 의한 단면도이다.

도 3을 참조하면, 광원(30)에서 조사되는 광이 입사면(101)을 통해 베이스기재(10) 내부로 들어오면, 입사광은 베이스기재(10)와 패턴층(20a)의 적층체 내부에서 반사하며 반원 형태로 배열되는 패턴(22)의 중심부에서 가장자리로 이동한다.

입사광이 경사면(221)을 구비하는 패턴(22)과 만날 때, 패턴(22)은 경사면(221)에서의 굴절 또는 반사에 의해 입사광을 베이스기재(10)의 제1면이 향하는 제1면 방향이나 제2면이 향하는 제2면 방향으로 유도하여 패턴 배열 방향(R)에 따른 제1경로에서 입체효과를 갖는 선형광을 구현한다. 제1경로는 입사광의 특정 광경로이다.

본 실시예에 의하면, 입체효과 형성부의 패턴 설계를 통해 LED 광원의 입사광을 입체효과를 갖는 선형광으로 구현하는 입체 표시장치를 구현할 수 있다. 이러한 입체 표시장치는 특히 실내의 디자인을 중시하는 차량의 계기판 등에 유용하다. 계기판의 경우, 입체효과를 갖는 선형광은 계기판에서 바늘 형태의 인디케이터를 입체적으로 구현한 것이 된다.

입체효과를 갖는 선형광에 대하여 도 4 및 도 5를 참조하여 좀더 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 도 1의 입체 표시장치의 작동원리를 설명하기 위한 부분 확대 평면도이다.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 입체 표시장치에 있어서, 입체효과 형성부(20)는 동일 중심에서 반원 또는 반타원 형태의 다수의 패턴유닛들이 방사상으로 배열되는 패턴(22)을 포함한다. 이러한 패턴 구조에서 광원(30)으로부터의 입사광(BL0)은 입사면(101)과 직교하는 광경로로 베이스기재에 입사하여 패턴을 지나간다.

이때, 입사광(BL0)은 볼록부(M)가 둔덕이나 산맥 형태로 연장하거나 혹은 오목부(V)가 도랑이나 골짜기 형태로 연장하는 패턴유닛들의 각 패턴 연장 방향과 직교하는 제1경로로 진행하게 된다. 그것은 '매질 내에서 이동하는 빛은 최단 시간의 이동 경로를 따라 이동한다'는 페르마(Fermat)의 원리에 따라 패턴상에서 입사광의 광경로가 최단 시간의 이동 경로를 따라 집중되기 때문이다.

또한, 입사광이 패턴과 만나면, 패턴(22)은 패턴유닛의 경사면에서의 반사 및 굴절에 의해 입사광을 제1면 방향이나 제2면 방향으로 유도하여 입체 표시장치 외부로 방출한다. 이러한 방출광에 의하면 사용자는 입체 표시장치 외부에서 선형광을 볼 수 있게 된다.

도 5는 도 1의 입체 표시장치의 작동원리를 설명하기 위한 부분 확대 단면도이다.

도 5를 참조하면, 광원(30)에서 공급되는 광으로서 베이스기재(10) 내부를 이동하는 입사광(BL0)은 베이스기재(10)의 굴절률과 외부 매질(대기)의 굴절률에 의해 정해지는 임계각 이하에서 베이스기재와 패턴층(20a)의 적층체 내부에서 반사하며 일측에서 타측으로 이동한다.

입사광(BL0)이 패턴(22)의 경사면(221)과 만나면, 입사광(BL0)은 경사면(221)에서 굴절되거나 반사되며 그에 의해 임계각보다 큰 내부 입사각을 갖고 베이스기재(10)의 제1면 방향(z방향) 또는 제2면 방향(-z방향)에서 적층체 외부로 방출된다.

전술한 경우, 패턴(22)의 각 패턴유닛은 경사면(221)에 의해 입사광을 굴절시키거나 반사시켜 제1면 방향 또는 제2면 방향으로 입사광을 방출하는 간접 광원들로서 기능한다. 여기서, 패턴(22)의 각 패턴유닛들에 의해 형성되는 간접 광원들은 입체 표시장치 외부의 소정의 기준점에서 볼 때 간접 광원들이 패턴 상의 제1경로를 따라 기준점으로부터 점진적으로 더 멀리 위치하는 것처럼 보인다.

다시 말해서, 광원(30)을 기준으로 패턴유닛들이 패턴 배열 방향(x방향)으로 순차 배열되고, 그리고 패턴 배열 방향에서 광원에 가까운 순서대로 제1영역(a1)의 제1패턴유닛(P11), 제2영역(a2)의 제2패턴유닛(P12) 및 제3영역(a3)의 제3패턴유닛(P13)이 있을 때, 광원(30)에서 제2패턴유닛(P12)까지의 입사광의 제2광경로는, 광원(30)에서 제1패턴유닛(P11)까지의 제1광경로보다 길고, 광원(30)에서 제3패턴유닛(P13)까지의 제3광경로보다 작다. 즉, 제2간접광원(LS2)에서 제2패턴유닛(P12)까지의 제2거리(L2)는, 제1간접광원(LS1)에서 제1패턴유닛(P11)까지의 제1거리(L1)보다 길고, 제3간접광원(LS3)에서 제3패턴유닛(P13)까지의 제3거리(L3)보다 짧다. 그것은 입체 표시장치 외부의 기준점에서 볼 때 선형광이 패턴 상의 제1경로를 따라 기준점에서 점진적으로 더 멀리 위치하는 간접 광원들에 의해 베이스기재의 두께 방향에서 안쪽으로 들어가는 깊이감(입체효과)을 갖음을 나타낸다.

전술한 바와 같이, 패턴(22)의 다수의 패턴유닛들은 소정의 외부 기준점에서 볼 때 선형광의 제1경로를 따라 연속적으로 순차 배열되며 기준점에서 점진적으로 더 멀리 위치하는 간접 광원들로 각각 작용하며 그에 의해 패턴(22)은 제1경로 상에서 입체효과를 갖는 선형광 즉, 입체효과 선형광(Line shaped beam having three-dimensional effect)을 구현한다.

전술한 입체효과 선형광은 제1면 방향이나 제2면 방향 측에서 볼 때 패턴 설계에 의해 미리 정해진 제1경로에서 특정 광폭으로 한정되어 유도되는 선형광이 베이스기재(10)의 제1면이나 제2면(또는 패턴배열면)에서 베이스기재(10) 안쪽으로 점진적으로 들어가는 깊이감을 갖는 광이미지를 지칭한다. 입체효과 선형광은 제1경로를 따라가며 점진적으로 휘도가 낮아지는 형태를 가질 수 있다.

한편, 전술한 제1 내지 제3 패턴유닛들(P11, P12 및 P13)에 있어서, 제2패턴유닛(P12)은 광원(30) 측에서 볼 때 베이스기재(10)의 제2면 상에서 제1패턴유닛(P11)의 바로 다음에 위치하는 패턴유닛이거나 제1패턴유닛(P11)과 소정 개수의 다른 패턴유닛들을 사이에 두고 위치하는 패턴유닛일 수 있다. 이와 유사하게, 제3패턴유닛(P13)은 광원(30) 측에서 볼 때 제2패턴유닛(P12)의 바로 다음에 위치하는 패턴유닛이거나 제2패턴유닛(P12)과 소정 개수의 다른 패턴유닛들을 사이에 두고 위치하는 패턴유닛일 수 있다.

도 6은 도 1의 입체 표시장치의 작동원리를 설명하기 위한 평면도이다.

도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 입체 표시장치를 이용하여 계기판을 구현하는 경우, 광원(30)으로부터의 입사광은 패턴(22) 상에서 입체효과 선형광으로 변환되어 표시된다.

광원(30)을 회전가능하게 설계하면, 즉 광원(30)에 소정의 구동부(도 8의 참조부호 170 참조)를 결합하고, 구동부에 의해 광원(30)을 회전시키면, 반원 또는 반원형 패턴 상에 회전하는 입체효과 선형광(BL1)을 구현할 수 있다.

구동부가 소정의 입력 신호 또는 제어 신호에 응하여 미리 정해진 회전 각도로 회전하도록 설치되는 경우, 계기판은 각종 장비의 계기판이나 차량용 계기판으로 구현될 수 있다.

차량용 계기판으로 구현되는 경우, 구동부는 차량에 탑재되는 다수의 차량 제어기 중 어느 하나에 연결되어 차량 제어기의 제어 신호에 따라 구동하는 모터 또는 액추에이터일 수 있으며, 차량 배터리의 전원에 의해 동작할 수 있다.

또한, 계기판에 있어서, 광원(30)은 베이스기재(10)과 입체효과 형성부의 적층체 혹은 패턴(22)을 구비하는 광가이드부로 이루어지는 입체 표시장치(이 경우, 입체 표시장치는 광학 플레이트에 대응함)와 분리가능하게 설치되며, 광가이드부 또는 베이스기재(10)의 반원 또는 반타원 형태의 입사면(101)에 회전 운동하며 빛을 조사하도록 배치될 수 있다. 광원(30)은 구동부와 유사하게 차량 제어기 또는 차량 배터리에 연결될 수 있다.

도 7은 도 1의 입체 표시장치의 변형예를 설명하기 위한 평면도이다.

도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 입체 표시장치는 계기판에 이용될 수 있다. 입체 표시장치는 패턴(22)이 그 배열 방향에서 일부 패턴유닛이 생략된 패턴 비형성부(24)를 구비할 수 있다.

패턴 비형성부(24)는 입체효과 선형광이 단절되는 부분을 구현하여 선형광이 변형된 광이미지를 갖도록 기능한다. 패턴 비형성부(24)는 베이스기재(10)의 제1면에 접합되는 패턴층의 일면이나 이들의 단일체인 광가이드부의 일면에 볼록부 혹은 오목부 형태의 패턴유닛이 마련되지 않는 부분에 해당한다. 패턴 비형성부(24)는 상기한 일면 또는 베이스기재(10)의 제1면과 평행할 수 있다.

한편, 베이스기재(10)의 제2면에는 숫자나 기호 등의 부호층(미도시)이 마련될 수 있다. 부호층은 반원 또는 반타원 형태의 패턴(22)과 중첩되거나 패턴(22) 가장자리 외측에 위치하도록 색상을 갖는 잉크를 인쇄하여 마련될 수 있다.

본 실시예에 의하면, 광원(30)에서 입사면(101)을 통해 입사된 입사광을 패턴(22) 상에서 입체효과 선형광으로 변환할 때, 점선 형태의 입체효과 선형광을 구현할 수 있다. 또한, 구동부에 결합된 광원(30)의 회전 각도에 따라 반원 또는 반원형 패턴(22) 상에 회전하는 점선 형태의 입체효과 선형광(BL1)을 구현할 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 표시장치의 단면도이다.

도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 입체 표시장치는, 베이스기재(10), 패턴에 의해 입체효과 형성부를 형성하는 패턴층(20a), 광원(30) 및 반사층(40)을 포함한다. 또한, 입체 표시장치는 패턴층(20a)과 반사층(40) 사이에 반사패턴(120), 접착패턴(130) 및 이격영역(140)을 포함할 수 있다. 또한, 입체 표시장치는 광원(30)이 실장되는 인쇄회로기판(150), 인쇄회로기판(150)을 지지하는 프레임 등의 지지부(160), 광원(30)에 연결되어 광원을 회전시키는 구동부(170) 및 인쇄회로기판을 통해 광원(30)에 전원을 공급하는 전원부(180)를 포함할 수 있다.

반사층(40)은 인쇄회로기판(150)와 패턴층(20a) 사이에 배치된다. 반사층(40)은 반사 효율이 높은 재질로 마련되어 광원(30)으로부터 패턴층(20a)을 통과하여 나오는 광을 반사하여 패턴층(20a)으로 다시 되돌려 보낸다. 반사층(40)을 이용하면, 입체 표시장치의 광손실을 줄이고 입체효과를 갖는 선형광을 더욱 명확하게 표현할 수 있다.

반사층(40)의 재료로는 빛의 반사 특성이 우수한 백색 안료를 분산 함유하는 합성수지가 이용될 수 있다. 백색 안료로는 산화티탄, 산화알루미늄, 산화아연, 탄산염, 황산바륨, 탄산칼슘 등이 이용될 수 있고, 합성수지 원료로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리올레핀, 셀루로오스 아세테이트, 내후성 염화비닐 등이 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 구현에 따라서 반사층(40)은 은(Ag), 알루미늄(Al), 스테인리스 강(304SS) 등으로 구현될 수 있다.

반사층(40)의 반사 효율과 반사 영역의 제어를 위해 반사층(40) 상에는 반사패턴(120)이 마련될 수 있다. 반사패턴(120)은 패턴층(20a)과 마주하는 반사층(40)의 일면에 잉크 재료로 인쇄된 패턴으로 구현될 수 있다. 반사패턴(120)은 육각형 모양의 패턴유닛이 벌집 모양으로 배열된 형태를 구비할 수 있다.

반사패턴(120)의 재료로는 반사층(40)의 재료가 이용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 반사패턴(120)의 재료로는 TiO₂, CaCO₃, BaSO₄, Al₂O₃, Silicon, PS(Poly Stylen) 등이 이용될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 패턴층(20a)은 입체효과 형성부의 패턴이 반사층(40)과 마주하도록 배치된다. 그러한 배치는 패턴층(20a) 상에 레진층을 도포하여 베이스기재(10)를 형성하는 경우, 레진층에 의해 덮여지는 패턴이 그 고유의 기능(반사 및 굴절 기능)을 상실하는 것을 방지한다. 즉, 패턴은 입사광을 경사면에서 굴절 및 반사하여 장치 외부로 유도하도록 기능해야 하는데, 패턴층(20a)의 굴절률과 유사한 굴절률을 갖는 레진층으로 패턴을 덮으면 실질적으로 패턴의 경사면이 사라져 패턴이 제기능을 수행할 수 없게 된다. 하지만, 본 실시예에서는 패턴이 베이스기재(10)의 제1면과 마주하지 않고 반사층(40)과 마주하도록 패턴층(20a)을 배치함으로써 전술한 문제의 발생을 방지한다.

패턴층(20a)과 반사층(40)을 적층 배치할 때, 접착패턴(130)이 이용될 수 있다. 그 경우, 접착패턴(130)은 소정의 패턴(벌집 모양 등)을 갖고 반사층(40)의 반사율이나 반사 영역을 한정하도록 이용될 수 있다. 이러한 접착패턴(130)은 구현에 따라서 접착물질을 함유한 반사패턴(120)에 의해 일체로 구현될 수 있다.

또한, 패턴층(20a)과 반사층(40)을 적층 배치할 때, 패턴층(20a)의 패턴이나 이들 사이의 접착패턴(130)에 의해 패턴층(20a)과 반사층(40) 사이에는 이격영역(140)이 형성될 수 있다. 접착패턴(130)을 패턴층(20a)의 패턴배열면 전체에 배치하여 이격영역의 형성을 방지할 수 있으나, 그렇게 하지 않고 이격영역(140)을 형성하여 이용하는 경우, 이격영역(140)은 입체효과 선형광 자체나 그 주변의 광의 미세한 산란을 유도하여 입체효과 선형광이 또 다른 느낌의 광이미지를 표현하도록 기능할 수 있다. 이격영역(140)은 공기층이나 진공층일 수 있다.

인쇄회로기판(150)은 광원(30)에 연결되어 전원이나 구동 신호를 광원(30)에 공급한다. 인쇄회로기판(150)은 리지드(Rigid) 또는 플렉시블(Flexible) 타입을 포함할 수 있다. 인쇄회로기판(150)에 실장된 광원(30)은 반사층(40)의 개구부(41)와 패턴층(20a)의 개구부를 통해 베이스기재(10)의 입사면(101) 상에 배치될 수 있다.

지지부(160)는 광원(30)이 실장되는 인쇄회로기판(150) 뿐만 아니라 베이스기재(10), 반사층(40), 구동부(170) 등을 지지하도록 마련할 수 있다. 지지부(160)는 스테인리스스틸 등의 금속성 재료로 제조될 수 있다.

구동부(170)는 광원(30)에 결합하여 광원(30)을 회전시키거나 광원(30)의 광출사면 앞에 배치되어 광원(30)의 출사광의 조사방향이 반원이나 반타원 상에서 자유로이 변경되도록 마련될 수 있다. 광원을 회전시키는 경우, 구동부(170)는 광원(30)이 실장된 일부 인쇄회로기판(제1PCB부)을 회전시키도록 구현될 수 있다. 이 경우, 제1PCB부는 반원이나 반타원 상에서 왕복 회전 운동이 가능하면서 전원이나 신호의 전달이 가능하도록 별도의 배선(미도시)이나 접동 배선 구조를 통해 나머지 인쇄회로기판(제2PCB부)과 연결될 수 있다.

전원부(180)는 광원(30)이나 구동부(170)에 연결되어 전원을 공급한다. 전원부(180)는 배선 및 커넥터 등을 통해 연결되는 상용 전원을 포함할 수 있으나, 구현에 따라서 차량 배터리로 마련될 수 있다. 차량 배터리로 마련되는 경우, 광원(30)이나 구동부(170)는 차량 배터리에 연결되어 차량 배터리의 전원에 의해 구동하게 된다.

본 실시예에 의하면, 패턴 설계에 의한 입체효과 선형광 구현시 반사패턴(120), 접착패턴(130) 또는 이격영역(140)을 이용하여 광이미지에 변화를 줄 수 있는 입체 표시장치를 제공할 수 있으며, 이러한 입체 표시장치를 차량 계기판 등의 다양한 표시장치나 조명장치 등의 애플리케이션에 효과적으로 적용할 수 있다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 입체 표시장치의 단면도이다.

도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 입체 표시장치는 광가이드부(10a) 및 광가이드부(10a)의 제1면에 마련되는 패턴(22), 및 반원 또는 반타원 형태의 패턴(22) 중심부에 배치되어 가장자리 측으로 입사광을 조사하는 광원(30)을 포함한다. 패턴(22)은 입체효과 형성부를 구성한다.

광가이드부(10a)는 도 8의 입체 표시장치의 베이스기재와 패턴층의 적층체를 단일 부재로 구현한 것이다. 본 실시예에서 광가이드부(10a)는 베이스기재 및 패턴층의 적층체와 실질적으로 동일한 기능을 수행한다. 광가이드부(10a)의 재료로는 글라스, 레진 등이 이용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 다만, 소정 두께의 특정 레진으로 이루어지는 경우, 광가이드부(10a)는 소정 곡률의 롤에 감길 수 있는 정도의 유연성을 가질 수 있다.

본 실시예에 의하면, 광가이드부를 레진층으로 형성하고 인쇄회로기판을 연성 인쇄회로기판으로 마련하는 경우, 소정 곡률을 갖고 휘어지는 유연한 입체 표시장치를 구현할 수 있다.

한편, 광가이드부 대신에 전술한 베이스기재와 패턴층을 각각 레진층으로 형성하여 유연한 입체표시장치를 구현할 수 있음은 물론이다. 베이스기재와 패턴층의 적층체나 광가이드부는 유연한 장치 구현에 적합한 두께(약 250㎛ 이하)를 구비하고, 베이스기재와 패턴층의 재료는 동일하거나 서로 다를 수 있다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 입체 표시장치의 단면도이다.

도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 입체 표시장치는, 베이스기재(10), 패턴층(20a), 광원(30), 반사층(40) 및 분리층(50)을 포함한다.

본 실시예의 입체 표시장치는 전술한 패턴층(20a)의 배치 방향과 분리층(50)을 제외하고, 도 8을 참조하여 앞서 설명한 실시예의 입체 표시장치와 실질적으로 동일할 수 있다.

본 실시예에서, 패턴층(20a)은 입체효과 형성부(20)의 패턴(22)이 베이스기재(10)를 형성하는 레진층에 의해 매립되도록 배치된다. 전술한 경우, 패턴층(20a)과 레진층 간의 굴절률 차이가 작으면, 패턴(22)의 반사 및 굴절 기능은 거의 상실될 수 있다. 이를 방지하기 위하여 본 실시예에서는 패턴층(20a)의 패턴(22)과 베이스기재(10) 사이에 분리층(50)을 배치한다.

다시 말해서, 베이스기재(10)의 굴절률과 패턴층(20a)의 굴절률 차이가 0.2 이하인 경우, 이들 사이에 위치하는 패턴(22)의 경사면은 입사광의 굴절 및 반사 작용을 제대로 수행하지 못한다. 그러한 경우, 입체효과 형성부(20)의 패턴(22)에서 광원(30)의 입사광을 장치 외부로 유도할 수 없어 입체효과 선형광을 구현하기 어렵다. 따라서, 본 실시예에 따른 입체 표시장치에서는 패턴(22)과 베이스기재(10) 사이에 분리층(50)를 두어 레진층으로 형성되는 베이스기재(10)와 패턴(22)을 명확하게 분리함으로써 패턴(22)의 경사면에서 입사광의 반사 및 굴절 동작이 원활하게 수행될 수 있도록 구성된다.

분리층(50)은 베이스기재(10)와 패턴층(20a) 간의 굴절률 차이가 일정 값 이하가 되는 것을 방지하도록 이들 사이에 배치되는 금속성 코팅층일 수 있다.

본 실시예에 의하면, 입체효과 형성부(20)의 패턴(22)을 레진층으로 이루어지는 베이스기재나 광가이드부 내부에 배치하는 것이 가능하다.

도 11 내지 도 13은 도 1의 입체 표시장치에 채용가능한 입체효과 형성부의 패턴에 대한 예시들이다.

도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 입체효과 형성부(20)의 패턴(22)은 프리즘 또는 삼각형 단면 형상의 패턴 구조를 갖는다. 패턴(22)이 프리즘 형태를 구비하면, 패턴(22) 경사면(221)은 x방향으로 연장하는 패턴배열면에 대하여 소정의 경사각을 갖는다. 즉, 경사면(221)은 패턴층 또는 광가이드부의 제1면(12)과 직교하는 방향(z방향)에 대하여 소정의 경사각(θ)만큼 기울어지도록 설계될 수 있다. 상기의 제1면(12)와 관련하여 광가이드부 또는 베이스기재와 패턴층의 적층체에서의 패턴층을 간단히 광가이드부로 지칭한다.

경사면(221)의 경사각(θ)은 약 5°이상 약 85°이하일 수 있다. 경사각(θ)은 광가이드부의 굴절률을 고려하여 한정될 수 있으나, 기본적으로 경사면(221)에서 반사 및 굴절을 제대로 수행할 수 있는 최소 및 최대 각도를 고려할 때 약 5° 내지 약 85°범위를 가질 수 있다.

일례로써, 광가이드부의 굴절률이 약 1.30 내지 약 1.80 범위에 존재할 때, 경사면(221)의 경사각은 기준 방향(z방향 또는 x방향)에 따라 약 33.7°보다 크고 약 50.3°보다 작은 범위를 갖거나 약 49.7°보다 크고 약 56.3°보다 작은 범위를 가질 수 있다.

또한, 구현에 따라서, 광가이드부는 고굴절률 소재를 이용하여 마련될 수 있다. 예컨대, 고광도 LED(Light Emitting Diode) 제조의 경우, 특정 입사각의 빛이 다이(Die)를 지나 캡슐소재를 투과할 때 다이(n=2.50~3.50)와 통상의 고분자 캡슐소재(n=1.40~1.60) 사이의 n값(굴절률) 차이에 의해 내부 전반사가 발생하고 그에 의해 기기의 광추출 효율이 저하되는데, 이를 적절히 해소하기 위하여 고굴절률 고분자(n=1.80~2.50)를 이용한다. 즉, 본 실시예에서 고광도 LED 제조에 이용되는 고굴절률 고분자를 활용하여 광가이드부를 마련하는 경우, 패턴(22)의 경사면(221)의 경사각은 광가이드부의 굴절률에 따라 약 23.6°보다 크고 약 56.3°보다 작은 범위를 가질 수 있다.

전술한 굴절률에 따른 경사각은 스넬의 법칙에 따른 것으로, 이를 수식으로 나타내면 다음의 수학식 1과 같다.

수학식 1에서 sinθ₁은 제1굴절률(n1)을 갖는 제1매질에서의 빛의 입사각 또는 굴절각이고, sinθ₂는 제2굴절률(n2)에서의 빛의 굴절각 또는 입사각일 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 실시예의 입체 표시장치의 광가이드부에 있어서, 입체효과 형성부의 패턴의 경사면은 입사광을 적절하게 반사시키거나 굴절시킬 수 있는 경사각으로서 작게는 약 5°정도, 크게는 약 85°정도로 마련될 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서, 패턴(22)은 인접한 패턴유닛들 간의 폭(w) 대 높이(h)를 소정 비율로 한정할 수 있다. 폭(w)은 인접한 두 패턴유닛들 사이의 일정 간격 즉 피치(pitch)일 수 있다. 예를 들어, 선형광의 깊이감이 강조되도록 패턴을 설계하는 경우, 폭(w)은 높이(h)와 같거나 작도록 마련된다. 또한, 선형광에서 상대적으로 긴 이미지가 표현되도록 패턴을 설계하는 경우, 폭(w)은 높이(h)보다 크도록 마련될 수 있다.

패턴(22)의 폭 대 높이의 비율(h/w)을 1보다 작게 설계하면, 패턴(22)의 폭 대 높이의 비율(h/w)이 1 이상인 것에 비해 오목부의 깊이가 낮아 패턴 제조가 용이할 수 있다.

전술한 패턴(22)의 폭(w)은 약 10㎛ 내지 약 500㎛일 수 있다. 이러한 폭(w)은 x방향에서 서로 인접한 두 패턴유닛들 사이의 평균 간격일 수 있으며, 패턴 설계나 배열 구조 혹은 원하는 광이미지 형상에 따라서 조정될 수 있다.

본 실시예에 의하면, 패턴(22)의 폭(w)과 높이(h)를 특성조절용 인자로 이용하여 패턴(22)을 설계함으로써 구현하고자 하는 입체효과 선형광에 의한 다양한 광이미지를 효율적으로 그리고 용이하게 제어할 수 있다.

도 12를 참조하면, 본 실시예의 광학 부재에 있어서, 입체효과 형성부(20)의 패턴(22)은 다각형 단면 형상의 패턴 구조를 구비한다. 즉, 패턴(22)의 경사면(221)은 꺾은선 그래프 형상을 가진다.

패턴(22)의 경사면(221)은 광가이드부의 두께 방향 또는 광가이드부의 제1면(12)과 직교하는 방향(z방향)에서 꺽은선 그래프의 선분 개수에 따라 복수의 경사각(θ1, θ2)을 가질 수 있다. 제2경사각(θ2)은 제1경사각(θ1)보다 클 수 있다. 제1 또는 제2 경사각(θ1, θ2)은 약 5°보다 크고 약 85°보다 작은 범위 내에서 설계될 수 있다.

본 실시예의 입체효과 형성부(20)는 서로 인접한 두 패턴유닛들 사이에 마련되는 이격부(222)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 패턴(22)이 제1패턴유닛(Cm-1), 제2패턴유닛(Cm) 및 제3패턴유닛(Cm+1)(여기서, m은 2 이상의 자연수임)을 포함할 때, 입체효과 형성부(20)는 제1패턴유닛(Cm-1)과 제2패턴유닛(Cm) 사이 및 제2패턴유닛(Cm)과 제3패턴유닛(Cm+1) 사이에 마련되는 이격부(222)를 포함할 수 있다.

이격부(222)의 폭(w1)은 패턴(22)의 폭(w)보다 작다. 입체효과 형성부(20) 상에서의 자연스러운 선형광 구현을 위해 이격부(222)의 폭(w1)은 수㎛ 이하이거나 패턴의 폭(w)의 약 1/5 이하로 설계될 수 있다.

또한, 본 실시예의 입체효과 형성부(20)는 광가이드부의 제1면(12)과 거의 평행한 단절면(223)을 패턴(22) 상에 구비할 수 있다. 단절면(223)은 실질적으로 입사광의 반사나 굴절에 의해 빛이 외부로 방출되도록 작용하지 못하는 부분으로서, 패턴(22)에 의해 구현되는 선형광이 단절면(223)에 대응하는 단절 부분을 가질 수 있으므로, 단절면(223)의 폭(w2)은 자연스럽고 연속적인 형상의 입체효과 선형광의 구현을 위해 수㎛ 이하에서 적절하게 설계될 수 있다.

도 13을 참조하면, 본 실시예의 입체 표시장치에 있어서, 입체효과 형성부(20)의 패턴(22)은 렌티큘러(Lenticular), 반원형 단면 또는 반타원형 단면 형태를 구비한다. 패턴(22)은 광가이드부의 두께 방향 또는 광가이드부의 제1면(12)과 직교하는 방향(z방향)에서 소정 각도로 기울어진 경사면(221)을 구비한다. 패턴(22)은 z방향의 패턴 중심선(미도시)을 기준으로 대칭 형태를 가질 수 있다.

패턴(22)의 경사면(221)은 반원형 단면 구조로 인하여 입사광(BL0)이 만나는 경사면 상에서의 위치가 입사광(BL0)의 입사 위치에 따라 변하는 구조를 가질 수 있다. 즉, 본 실시예의 패턴(22)의 경사면(221)은 원호 상의 임의의 점에 접하는 면이 되므로, 패턴(22) 상의 임의의 점에 접하는 접선은 광가이드부의 제1면(12)과 직교하는 방향(z방향)에서 소정 경사각(θ)으로 놓일 수 있다. 경사각(θ)은 입사광(BL0)이 부딪히는 경사면상의 위치에 따라 0°보다 크고 90°보다 작을 수 있다.

본 실시예에서 입체효과 형성부(20)의 패턴(22)은 서로 인접한 두 패턴유닛들 사이에 마련되는 이격부(222)를 더 포함할 수 있다. 이격부(222)는 패턴층 또는 광가이드부의 제1면(12)에서 오목하게 들어간 형태의 두 인접한 패턴유닛들 사이의 패턴 비형성부로서 제1면(12)의 일부분으로 제1면(12)과 평행하게 연장할 수 있다. 이격부(222)는 패턴 설계나 제조공정의 편의를 위해 마련된 패턴유닛들 사이의 유격으로서 광가이드부의 재료나 제조공정 또는 패턴 설계에 따라 생략가능하다.

한편, 이격부(222)를 배치하는 경우, 이격부(222)의 폭(w1)은 패턴(22)의 패턴유닛의 폭(w)보다 작게 설계된다. 이격부(222)의 폭(w1)은 패턴(22)의 폭(w)의 약 1/5 이하이거나 수㎛ 이하일 수 있다. 이격부(222)의 폭(w1)이 패턴(22)의 폭(w) 이상이면, 패턴(22)에서 단절 부분을 갖는 선형광이 구현될 수 있다.

특히, 패턴(22)이 렌티귤러 형태인 경우, 선형광의 용이한 구현을 위해 패턴(22)의 폭(w)(또는 직경) 대 높이의 비율(h/w)은 약 1/2 이하이거나 그 경사면의 경사각(θ)이 약 60°이하가 되도록 설계될 수 있다.

한편, 전술한 실시예의 각 패턴의 단면은 삼각형, 다각형 또는 반원형인 경우를 중심으로 설명하였지만, 본 발명을 그러한 구성으로 한정되지 않고, 패턴이 광가이드부 내부를 진행하는 빛을 굴절 또는 반사하여 제1면 방향이나 제2면 방향으로 방출하는 구조라면, 전술한 직선, 곡선 및 꺾은선 그래프 형상의 단면 구조 외에 이들의 조합 형상이나 기타 어떠한 구조라도 적용가능하다.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 입체 표시장치의 부분 확대 평면도이다.

도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 입체 표시장치는, 제1면에 패턴(22)이 마련된 광가이드부 및 다수의 광원(31, 32, 33, 34)을 포함한다.

패턴(22)은 동일 중심에서 방사상으로 퍼져나가는 물결 모양과 같이 배열되는 반원형 패턴유닛들을 포함한다. 패턴유닛은 반원 형태의 원호 상에서 볼록부(M) 혹은 오목부(V)가 연장하는 형태를 구비한다.

광원은 패턴(22)의 중심부에 배치되는 제1광원(31), 제2광원(32), 제3광원(33) 및 제4광원(34)을 구비한다. 제1 내지 제4 광원들은 패턴(22)의 중심부에서 방사상의 서로 다른 방향으로 광을 조사하도록 배열된다. 제1 내지 제4 광원들은 광원의 서브광원에 해당한다.

제1 내지 제4 광원들은 소정의 배선과 커넥터를 통해 제어부에 연결될 수 있다. 이 경우, 제1 내지 제4 광원들은 제어부의 제어 신호에 응하여 선택적으로 턴온 동작할 수 있다. 이러한 구조는 광원을 회전시키거나 광원의 광 경로를 변경하기 위한 구동부(도 8의 참조부호 170 참조)를 생략할 수 있다.

제어부에 의해 제1 내지 제4 광원들(31 내지 34)을 선택적으로 제어하면, 계기판과 같은 애플리케이션에 입체 표시장치를 용이하게 적용할 수 있다. 계기판은 차량 계기판일 수 있으며, 그 경우, 제어부는 차량 제어기의 일부 기능부나 이러한 기능부에 상응하는 기능을 수행하는 일부 구성부일 수 있다.

본 실시예에 의하면, 복수의 서브광원을 이용하여 방사형 패턴 상에 바늘 형태의 인디케이터로 동작하는 입체효과 선형광을 구현할 수 있다.

도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 입체 표시장치의 부분 확대 평면도이다. 도 16은 도 15의 입체 표시장치의 작동 상태를 보여주는 부분 평면도이다.

도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 입체 표시장치는, 베이스기재(10), 베이스기재(10)의 제1면 상에 마련되는 입체효과 형성부(20), 광원(30) 및 구동부(170)를 포함한다.

베이스기재(10)는 제1면, 제1면의 반대측인 제2면, 및 제1면과 제2면 사이의 소정 두께의 측면을 구비하며 바늘 또는 긴 막대 형태를 갖는다. 베이스기재(10)는 입사광을 투과시키는 광투과성을 구비한다. 베이스기재(10)는 하부의 계기판 모양의 인쇄부(60) 상에서 계기판 바늘과 같이 왕복 운동할 수 있다.

입체효과 형성부(20)는 패턴(22)을 구비한다. 패턴(22)은 제1방향으로 배열되는 다수의 패턴유닛을 구비하며, 각 패턴유닛은 제1면에 대하여 경사각을 갖는 경사면을 구비한다.

입사광이 패턴의 중심부에 입사되어 베이스기재(10) 내부를 이동할 때, 패턴(22)은 입사광을 패턴의 경사면에서의 굴절 또는 반사에 의해 제1면 방향 또는 제2면 방향으로 유도하여 패턴 배열 방향에 따른 제1경로에서 입체효과를 갖는 선형광을 표시한다.

광원(30)은 베이스기재(10) 상에서 패턴(22)의 일단부에 배치된다. 광원(30)은 베이스기재(10)에 의해 지지된다.

구동부(170)는 베이스기재(10)에 결합하며, 광원(30)이 배치되는 베이스기재의 일단부를 중심으로 베이스기재(10)를 반원 또는 반타원 형태로 회전시킨다. 구동부(170)는 차량 제어기(190)에 연결되어 차량 속도에 따른 기설정 회전 각도로 베이스부재(10)를 회전시킬 수 있다.

본 실시예에 의하면, 입체 표시장치는 도 16에 도시한 바와 같이 구동부(170)의 작동에 의해 기계판 모양의 인쇄부(60) 상에서 바늘 형태의 인디케이터와 같이 회전 왕복 운동하며 입체효과 선형광을 표시할 수 있다.

도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 입체 표시장치의 평면도이다.

도 17을 참조하면, 본 실시예에 따른 입체 표시장치는 베이스기재, 입체효과 형성부, 광원 및 제어부(190)를 구비한다.

베이스기재는 막대 또는 바늘 형태의 제1베이스기재, 제2베이스기재 및 제3베이스기재를 포함한다.

입체효과 형성부는 제1베이스기재의 제1면 상에 배열된 제1패턴을 구비하는 제1입체효과 형성부, 제2베이스기재의 제1면 상에 배열된 제2패턴을 구비하는 제2입체효과 형성부, 및 제3베이스기재의 제1면 상에 배열된 제3패턴을 구비하는 제3입체효과 형성부를 포함한다.

광원은 제1패턴의 일단부에 배치되고 일단부에서 타단부를 향하여 제1입사광을 조사하는 제1광원, 제2패턴의 일단부에 배치되고 일단부에서 타단부를 향하여 제2입사광을 조사하는 제2광원, 및 제3패턴의 일단부에 배치되고 일단부에서 타단부를 향하여 제3입사광을 조사하는 제3광원을 포함한다.

제1베이스기재, 제2베이스기재 및 제3베이스기재는 반원 또는 반타원 형상의 인쇄부(60)의 중심부에 제1광원, 제2광원 및 제3광원이 배치되고 중심부(C)에서 서로 다른 방사 방향으로 입사광이 조사되도록 방사 형태로 배치된다.

제어부(190)는 제1광원, 제2광원 및 제3광원에 연결되고, 이들의 턴온 동작을 선택적으로 제어한다. 제어부(190)는 차량에 탑재되는 다수의 차량 제어기 중 어느 하나일 수 있다. 입체 표시장치는 차량 배터리에 연결되고 차량 배터리의 전원에 의해 동작한다.

본 실시예에 의하면, 다수의 바늘 형태의 입체 표시장치를 계기판 모양으로 배열하고, 각 입체 표시장치를 선택적으로 제어함으로써 차량 속도에 대응하는 입력 제어 신호에 따라 특정 위치의 입체 표시장치를 작동시킴으로써 차량 계기판을 구현할 수 있다.

전술한 실시예들의 입체 표시장치는 차량 계기판 외에 각종 계기판에 이용될 수 있다. 또한, 입체 표시장치는 계기판 외에 온도계, 시계, 방향 안내 표시판 등에 활용가능하다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것은 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함 없이 본 발명에 대해 다수의 적절한 변형 및 수정이 가능함을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변형 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10: 베이스기재
10a: 광가이드부
20: 입체효과 형성부
20a: 패턴층
22: 패턴
221: 경사면
30: 광원
40: 반사층
50: 분리층
60: 인쇄부

Claims (18)

1. 광원;
   상기 광원의 출사면과 이격되어 배치되는 베이스기재;
   상기 베이스기재의 제1면 상에 형성되는 입체효과 형성부; 및
   상기 광원을 회전시키는 구동부를 포함하며,
   상기 입체효과 형성부는 복수개의 패턴을 포함하고,
   상기 복수개의 패턴의 배열은 서로 동심원을 형성하고,
   상기 복수개의 패턴은 상기 제1면에 대하여 경사각을 갖는 경사면을 구비하고,
   상기 제1면과 수직하고 상기 동심원의 중심을 지나는 방향으로 자른 상기 복수개의 패턴 각각의 단면은 원 또는 타원 형상이며,
   상기 광원으로부터의 출사광은 상기 경사면에서 입사각에 따라 굴절 또는 반사되고,
   상기 광원은 상기 복수개의 패턴의 배열이 이루는 동심원의 중심에 배치되는 입체 표시장치.
   
2. 광원;
   상기 광원의 출사면과 이격되어 배치되는 베이스기재;
   상기 베이스기재의 제1면 상에 형성되는 입체효과 형성부; 및
   상기 광원을 회전시키는 구동부를 포함하며,
   상기 입체효과 형성부는 복수개의 패턴을 포함하고,
   상기 복수개의 패턴의 배열은 서로 동심원을 형성하고,
   상기 복수개의 패턴은 상기 제1면에 대하여 경사각을 갖는 경사면을 구비하고,
   상기 제1면과 수직하고 상기 동심원의 중심을 지나는 방향으로 자른 상기 복수개의 패턴 각각의 단면은 원 또는 타원 형상이며,
   상기 광원은 상기 복수개의 패턴의 배열이 이루는 동심원의 중심에 배치되고,
   상기 광원에서 출사된 출사광이 상기 패턴의 중심부에 입사될 때, 상기 패턴은 상기 출사광을 상기 경사면에서의 굴절 또는 반사에 의해 상기 제1면이 향하는 제1면 방향 또는 상기 제1면의 반대측인 제2면이 향하는 제2면 방향으로 유도하여 상기 복수개의 패턴의 배열 방향에 따른 제1경로에서 입체효과를 갖는 선형광을 표시하는 입체 표시장치.
   
3. 청구항 1항 또는 2항에 있어서,
   상기 복수개의 패턴 배열의 배열이 이루는 동심원 간의 폭 또는 피치는 10㎛ 내지 500㎛이며,
   상기 출사광의 방향을 기준으로 상기 광원과 상기 광원에서 가장 인접한 상기 패턴까지의 거리는 상기 동심원 간의 폭 또는 피치보다 큰 입체 표시장치.
   
4. 삭제
5. 청구항 1항 또는 2항에 있어서,
   상기 베이스기재는 상기 출사광의 방향을 따라 막대 또는 바늘 형태로 형성되는 입체 표시장치.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 베이스기재에 결합하는 구동부를 더 포함하고,
   상기 구동부는 상기 광원이 배치되는 상기 베이스기재의 일단부를 중심으로 상기 베이스기재를 원 또는 타원 형태로 회전시키는 입체 표시장치.
   
7. 청구항 1항 또는 2항에 있어서,
   상기 베이스기재는 막대 또는 바늘 형태의 제1베이스기재, 제2베이스기재 및 제3베이스기재를 포함하고,
   상기 복수개의 패턴은 상기 제1베이스기재의 제1면 상에 배열된 제1패턴, 상기 제2베이스기재의 제1면 상에 배열된 제2패턴 및 상기 제3베이스기재의 제1면 상에 배열된 제3패턴을 포함하고,
   상기 광원은 상기 제1패턴의 일단부에 배치되고 일단부에서 타단부를 향하여 제1입사광을 조사하는 제1광원, 상기 제2패턴의 일단부에 배치되고 일단부에서 타단부를 향하여 제2입사광을 조사하는 제2광원, 및 상기 제3패턴의 일단부에 배치되고 일단부에서 타단부를 향하여 제3입사광을 조사하는 제3광원을 포함하며,
   상기 제1베이스기재, 상기 제2베이스기재 및 상기 제3베이스기재는 원 또는 타원 형상의 중심부에 상기 제1광원, 상기 제2광원 및 상기 제3광원을 설치하고 상기 중심부에서 서로 다른 방사 방향으로 입사광이 조사되도록 배치되는 입체 표시장치.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 제1광원, 상기 제2광원 및 상기 제3광원을 선택적으로 제어하는 제어부를 더 포함하는 입체 표시장치.
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14. 삭제
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