KR19980023990A - Lighting system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소형,경량화가 가능하며 면발광형 또는 선발광형 조명 시스템을 제공한다. 본 발명에서는 광도파관의 일측면에서 광을 입사하여 광도파판의 표면에서 면 발광시키는 조명 시스템에 있어서, 광도파판의 일측면에 대향하여 광도파관을 배치함과 동시에, 이 광도파관에, 광원에 접속된 광섬유를 접속시킴으로써, 소형 경량의 면 발광형 조명 시스템이 얻어진다. 본 발명의 다른 실시형태에 의하면 광도파관의 측면에서 한쪽 끝단에서 광을 입사하여 이 광도파관의 측면에서 띠모양으로 선 발광시키는 조명 시스템에 있어서, 광도파관의 발광면의 뒤쪽 측면에 마련된 광도파관의 한쪽 끝단에서 멀어질수록 면적비가 커지는 패턴의 광산란가공처리부와 광도파관의 다른쪽 끝단에 마련된 광반사부를 구비한 소형, 경량의 면발광형 조명 시스템이 얻어진다.The present invention provides a compact, lightweight and surface emitting type or linear emitting type lighting system. In the present invention, in an illumination system in which light is incident on one side of an optical waveguide and surface-emitted on the surface of the optical waveguide, the optical waveguide is disposed opposite to one side of the optical waveguide, and is connected to the light source at this optical waveguide. By connecting the optical fiber thus obtained, a small and light surface emitting type lighting system can be obtained. According to another embodiment of the present invention, in an illumination system in which light is incident at one end from the side of the optical waveguide and linearly radiates from the side of the optical waveguide, the optical waveguide provided on the rear side of the light emitting surface of the optical waveguide is provided. A small size and light weight surface emitting lighting system is provided having a light scattering processing portion having a pattern having a larger area ratio as it moves away from one end and a light reflecting portion provided at the other end of the optical waveguide.
Description
본 발명은 조명 시스템에 관한 것으로, 특히 광도파관을 사용한 조명 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an illumination system, and more particularly to an illumination system using an optical waveguide.
얇은 평면-방사 시스템들은 액정 표시를 위한 백라이트용, 방의 실내 조명용, 간판용, 각종 표시 조명용으로 다양한 영역에서 폭넓게 사용되기 시작하고 있다. 이러한 시스템들은 전면에서 발광하는 광도파판이라 불리우는 광확산판의 한쪽 측면에 형광관과 같은 띠모양의 광원을 배치하여 상기 광도파판의 전면에서 광을 방사시키는 구조로 되어있다.Thin planar-radiation systems are beginning to be widely used in a variety of areas for backlights for liquid crystal displays, for room lighting in rooms, for signboards, and for various display lighting. These systems have a structure in which a band-shaped light source, such as a fluorescent tube, is disposed on one side of a light diffusion plate called an optical waveguide that emits light from the front surface to emit light from the front surface of the optical waveguide.
종래의 시스템에서는 형광관에 의해 발생되는 열의 처리나 형광관의 기계적 보호 등과 같은 다양한 배려가 요구된다. 특히, 발열량이 큰 고휘도 광원을 사용한 종래의 조명 시스템에서는 파손이 일어나기 쉬우므로 기계적 보호가 요구된다. 나아가, 종래의 조명 시스템은 전기를 사용할 수 없는 곳이나 방폭이 필요한 곳에서는 사용이 불가능하다.Conventional systems require various considerations, such as the treatment of heat generated by fluorescent tubes, the mechanical protection of fluorescent tubes, and the like. In particular, in the conventional lighting system using a high-brightness light source with a large amount of heat generation, breakage is likely to occur, so mechanical protection is required. Furthermore, conventional lighting systems are not available where electricity is not available or where explosion protection is required.
따라서, 다수의 광섬유를 사용하여 광원으로부터 나온 광을 광도파관의 한 측면으로 유도하는 방법이 연구되었다.Therefore, a method of guiding light from a light source to one side of an optical waveguide using a plurality of optical fibers has been studied.
그러나, 다수의 광섬유를 이용하는 상기 방법은 다수의 광섬유가 광원쪽에서 한 묶음으로 집적되고, 광도파판에서는 광섬유들이 광도파판의 측면을 따라 분산되는 매우 복잡한 구조를 필요로 한다.However, the method using a plurality of optical fibers requires a very complicated structure in which a plurality of optical fibers are integrated in a bundle on the light source side, and in the optical waveguide, the optical fibers are dispersed along the side of the optical waveguide.
그런 이유로, 다수의 광섬유를 사용하는 종래의 방법은 다음과 같은 단점을 초래한다.For that reason, the conventional method using a plurality of optical fibers causes the following disadvantages.
(1)광섬유 케이블의 구조가 복잡하고, 광원과 광도파판을 광섬유 케이블로 연결시키는 것도 복잡하기 때문에, 비용이 비싸다.(1) Since the structure of the optical fiber cable is complicated and it is also complicated to connect the light source and the optical waveguide with the optical fiber cable, the cost is high.
(2)광 케이블의 휘는 성질을 이용하여 광도파판과 광섬유 케이블 사이에 있는 연결 부분 주위에 광섬유 케이블을 도입하기 위한 공간이 필요하기 때문에, 조명 시스템이 크고 무겁다. 나아가, 발광면보다 그외의 부분이 더 넓은 것도 외관상 바람직하지 않다.(2) The lighting system is large and heavy because of the bending property of the optical cable, which requires space for introducing the optical fiber cable around the connecting portion between the optical waveguide and the optical fiber cable. Furthermore, it is also undesirable in appearance that the other part is wider than the light emitting surface.
본 발명의 목적은 상기 문제들을 해결하여, 크기가 작고 가벼운 면발광형 또는 선발광형의 조명 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a light emitting or surface emitting type lighting system of small size and light weight.
도 1은 본 발명에 따르는 조명 시스템의 일실시예의 전체 시스템을 도시한 도면이다.1 shows an overall system of one embodiment of a lighting system according to the invention.
도 2는 화살표 A의 방향에서 본 도 1의 광도파관(light guide rod)의 평면도이다.FIG. 2 is a plan view of the light guide rod of FIG. 1 seen in the direction of arrow A. FIG.
도 3은 본 발명에 따르는 조명 시스템의 다른 실시예의 전체 시스템을 도시한 도면이다.3 shows an overall system of another embodiment of a lighting system according to the invention.
도 4는 화살표 C의 방향에서 본 도 3의 광도파관의 평면도이다.4 is a plan view of the optical waveguide of FIG. 3 seen in the direction of arrow C. FIG.
도 5는 도 3에 도시한 광도파관의 다른쪽 끝단 부근을 도시한 확대도면이다.5 is an enlarged view showing the vicinity of the other end of the optical waveguide shown in FIG.
도 6은 도 3에 도시한 광도파관의 확대 단면도이다.FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the optical waveguide shown in FIG. 3.
도 7은 본 발명에 따르는 조명 시스템의 또 다른 실시예의 전체 시스템을 도시한 도면이다.7 shows an overall system of another embodiment of a lighting system according to the invention.
도 8은 화살표 D의 방향에서 본 도 7의 광도파관의 평면도이다.FIG. 8 is a plan view of the optical waveguide of FIG. 7 seen in the direction of arrow D. FIG.
도 9는 광도파관의 다른쪽 끝단 부근을 도시한 확대도면이다.9 is an enlarged view showing the vicinity of the other end of the optical waveguide.
도 10a는 본 발명에 따르는 조명 시스템의 광도파관의 다른 실시예의 부분 측면도이며, 도 10b는 이 광도파관의 단면도이다.FIG. 10A is a partial side view of another embodiment of an optical waveguide of an illumination system according to the present invention, and FIG. 10B is a cross-sectional view of this optical waveguide.
도 11a는 본 발명에 따르는 조명 시스템의 광도파관의 또 다른 실시예의 부분 측면도이며, 도 11b는 이 광도파관의 단면도이다.FIG. 11A is a partial side view of another embodiment of an optical waveguide of an illumination system according to the present invention, and FIG. 11B is a cross-sectional view of this optical waveguide.
도 12a는 본 발명에 따르는 조명 시스템의 광도파관의 또 다른 실시예의 부분 측면도이며, 도 12b는 이 광도파관의 단면도이다.12A is a partial side view of another embodiment of an optical waveguide of an illumination system according to the present invention, and FIG. 12B is a cross-sectional view of this optical waveguide.
도 13a는 광도파관의 광산란가공처리의 패턴을 도시한 도면이며, 도 13b는 이 광도파관의 단면도이고, 도 13c는 확산막을 통하여 본 광도파관에서 방사되는 빛을 도시한 도면이다.FIG. 13A is a view showing a pattern of light scattering processing of an optical waveguide, FIG. 13B is a cross-sectional view of this optical waveguide, and FIG. 13C is a view showing light emitted from the optical waveguide seen through the diffusion film.
도 14a와 도 14b는 확산 도료에 입사되는 각α가 변화함에 따른 광 방사각의 변화를 설명하는 도면들이다.14A and 14B are views for explaining the change in the light emission angle as the angle α incident on the diffusion paint changes.
도 15a는 본 발명에 따르는 조명 시스템의 광도파관의 변형예의 광산란가공처리의 패턴을 도시한 도면이며, 도 14b는 이 광도파관의 외관을 도시한 도면이다.Fig. 15A is a view showing a pattern of light scattering processing of a modification of an optical waveguide of the lighting system according to the present invention, and Fig. 14B is a view showing the appearance of this light waveguide.
도 16a는 본 발명에 따르는 조명 시스템의 광도파관의 다른 변형예의 광산란가공처리의 패턴을 도시한 도면이며, 도 16b는 이 광도파관의 외관을 도시한 도면이다.Fig. 16A is a view showing a pattern of light scattering processing of another modification of the optical waveguide of the illumination system according to the present invention, and Fig. 16B is a view showing the appearance of this light waveguide.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적은 광도파관의 끝단에 입사되는 광을 광섬유를 통하여 방사를 위한 광반사 수단으로 인도하며, 광도파관의 한 측면에 광산란가공처리부가 마련되며, 광도파관의 한쪽 끝단으로부터의 거리가 증가함에 따라 면적비가 커지는 패턴의 조명 시스템에 의해 달성된다.The object of the present invention as described above is to guide the light incident on the end of the optical waveguide to the light reflecting means for radiation through the optical fiber, a light scattering processing unit is provided on one side of the optical waveguide, from one end of the optical waveguide This is achieved by a patterned lighting system in which the area ratio increases with increasing distance.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 광반사 수단은 광도파관에 대향하는 광도파판의 한쪽 측면에서 광을 받아서 판 형상의 전면에서 광을 방사하는 광도파판을 포함하고 있다.According to another feature of the present invention, the light reflecting means includes an optical waveguide that receives light from one side of the optical waveguide facing the optical waveguide and emits light from the front surface of the plate shape.
본 발명의 또 다른 특성에 의하면, 광반사 수단은 광도파관의 다른쪽 끝단에 마련되어 광도파관의 한 끝단으로 입사되는 광을 광도파관의 한쪽 측면으로부터 띠 모양으로 방사하는 광반사부를 포함한다.According to still another feature of the present invention, the light reflecting means includes a light reflecting portion provided at the other end of the optical waveguide to radiate light incident on one end of the optical waveguide in a band shape from one side of the optical waveguide.
본 발명에서 사용되는 광섬유로는, 유연성, 가벼운 중량, 취급면에서 합성수지가 가장 적합하다. 광원에서 발생하는 열로 인하여 상승하는 온도를 고려하여 내열성이 강한 물질을 선택하는 것 또한 필요하다. 이러한 조건들을 만족시키는 합성 수지 광섬유로서는, 코어는 내열성이 강하고 잘 휘어지는 실리콘 수지가 적합하고, 클레딩에는 폴리-테트라-플루오로-에틸렌, 테트라-플루오로-에틸렌과 헥사-플루오로-에틸렌의 공중합체,에틸렌과 테트라-플루오로-에틸렌의 공중합체 또는 테트라-플루오로-에틸렌과 비닐리덴 플루오라이드의 공중합체와 같은, 굴절률이 낮고 내열성이 강한 불소계 수지가 적합하다.As the optical fiber used in the present invention, synthetic resin is most suitable in terms of flexibility, light weight, and handling. It is also necessary to select a material having high heat resistance in consideration of the rising temperature due to the heat generated from the light source. As a synthetic resin optical fiber that satisfies these conditions, the core is suitable for a heat-resistant, well-bending silicone resin, and the cladding of poly-tetra-fluoro-ethylene, tetra-fluoro-ethylene and hexa-fluoro-ethylene Fluorine resins having low refractive index and strong heat resistance, such as copolymers, copolymers of ethylene and tetra-fluoro-ethylene or copolymers of tetra-fluoro-ethylene and vinylidene fluoride, are suitable.
단심 광섬유와 다심 광섬유가 있지만, 광원으로부터의 광유입효율과 광도파관까지의 결합 효율면에서 단일 코어 광섬유가 바람직하며, 코어의 직경이 큰 것이 바람직하다. 이러한 이유로 코어의 직경은 2mm내지 30mm가 적당하다.Although there are single-core optical fibers and multi-core optical fibers, single core optical fibers are preferable in terms of light inflow efficiency from the light source and coupling efficiency to the optical waveguide, and a large core diameter is preferable. For this reason, the diameter of the core is 2 to 30 mm is appropriate.
즉, 코어의 직경이 2mm보다 작으면 광유입효율이 낮고, 직경이 30mm보다 크면 취급이 어렵다.That is, when the diameter of the core is smaller than 2mm, the light inflow efficiency is low, and when the diameter is larger than 30mm, handling is difficult.
또, 본 발명에서, 광도파판의 한측면을 통해 입사된 광을 광도파판의 전면을 향하여 산란시켜 광도파판의 전면에서 광을 방사하기 위한 광산란가공처리부는 광도파판의 후면에 있는 것이 바람직하다. 광도파관용 재료는 투명한 것이라면 특별한 제한이 없으며, 유리나 수지로 만들어진 광도파관을 생각할 수 있다. 유리로 만들어진 광도파관은 수지로 만든 광도파관에 비해 광투과율이 높고, 특히 광도파관이 긴 경우에 효율적이다. 광도파관에 사용하기에 좋은 수지로는 광투과성이 우수하고 다량 생산이 가능한 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리스틸렌 등이 있다. 광도파관으로 입사되는 광은 광도파관의 한쪽 끝단을 통하여 입사되는 것이 공간절약면에서 바람직하지만, 광도파관의 양끝을 통해 광을 입사하는 것도 가능하다.Further, in the present invention, it is preferable that the light scattering processing unit for scattering light incident through one side of the optical waveguide toward the front surface of the optical waveguide to emit light from the front surface of the optical waveguide is located at the rear side of the optical waveguide. The material for the optical waveguide is not particularly limited as long as it is transparent, and an optical waveguide made of glass or resin can be considered. An optical waveguide made of glass has a higher light transmittance than an optical waveguide made of resin, and is particularly effective when the optical waveguide is long. Suitable resins for use in optical waveguides include acrylic resins, polycarbonate resins, and polystyrene, which are excellent in light transmittance and capable of mass production. Although light incident on the optical waveguide is preferably incident on one end of the optical waveguide, it is also possible to enter light through both ends of the optical waveguide.
또, 본 발명에서, 광도파판의 한측면을 통하여 광도파판의 전면을 향하여 입사된 광을 산란시켜 광도파판의 전면에서 광을 방사하기 위한 광산란가공처리부는 광도파판의 후면에 있는 것이 바람직하다. 광도파판의 재료는 투명한 것이라면 특별한 제한은 없으나, 성형 가능성과 후가공의 용이성 관점에서 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리스틸렌과 같이 투과성이 높은 합성수지 등이 바람직하다. 광도파판은 가공의 용이성 면에서 평평한 판 모양의 것이 바람직하지만, 조명과 설계의 관점에서 곡면일 수도 있다. 또한, 광도파판의 한쪽 측면을 통해서 광도파판으로 광을 입사시키는 것이 공간의 절약면에서 바람직하지만, 두 측면, 세 측면 또는 네 측면, 즉, 경우에 따라서는 광도파판의 모든 측면을 통해 광을 입사시키는 것도 가능하다. 또한, 광산란가공처리부의 패턴이 광도파판의 전면에서 보이지 않도록 하기 위하여 광도파판의 전면을 광확산 필름을 입힐 수 있고, 렌즈 기능을 하는 광 초점 필름으로 입힐 수도 있다. 이 외에도, 필요에 따라 광도파판의 후면을 광반사부로 덮을 수 있다.In addition, in the present invention, it is preferable that the light scattering processing unit for scattering light incident from the front side of the optical waveguide through one side of the optical waveguide to radiate light from the front side of the optical waveguide is located at the rear side of the optical waveguide. The material of the optical waveguide is not particularly limited as long as it is transparent, but synthetic resins having high permeability, such as acrylic resins, polycarbonate resins, and polystyrene, are preferable from the standpoint of moldability and ease of post processing. The optical waveguide is preferably a flat plate in terms of ease of processing, but may be curved in terms of lighting and design. Incidentally, although it is preferable to inject light into the optical waveguide through one side of the optical waveguide in terms of space saving, the light is incident through two, three or four sides, that is, all sides of the optical waveguide in some cases. It is also possible. In addition, in order to prevent the pattern of the light scattering processing portion from being visible from the front surface of the optical waveguide, the light diffusing film may be coated on the front surface of the optical waveguide, or may be coated with an optical focusing film having a lens function. In addition, if necessary, the rear surface of the optical waveguide may be covered with a light reflection part.
광도파관이나 광도파판에 설치되는 광산란가공처리부는 확산도료나 절삭긁힘에 의해서 적절한 패턴으로 형성된다. 그것에 의하여, 광도파관이나 광도파판으로 입사된 광은 입사광 방향에 수직으로의 방사, 즉, 광방사면쪽으로 광도파관의 측면이나 광도파판의 전면으로부터 방사를 위하여 광산란가공처리부에 의해 확산된다.The light scattering processing portion provided in the optical waveguide or the optical waveguide is formed in an appropriate pattern by diffusion paint or cutting scratches. As a result, the light incident on the optical waveguide or the optical waveguide is diffused by the light scattering processing unit for the radiation perpendicular to the incident light direction, that is, the radiation from the side of the optical waveguide or the front surface of the optical waveguide toward the light emitting surface.
본 발명의 상기 목적을 이루기 위하여, 광이 광도파관의 한쪽 끝단에서 들어가고 띠 모양으로 상기 광도파관의 한쪽 측면에서 방사되는 조명 시스템에, 광도파관의 한 끝단으로부터의 거리가 증가할수록 면적비가 커지는 광산란가공처리부와 광도파관의 다른쪽 끝단에 설치된 광반사부를 포함하는 조명 시스템을 제공하는 것이다. 이 경우에 있어서, 광도파관으로 방사되는 광의 강도는 한 쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 가면서 쇠약해지며, 광산란가공처리부가 광도파관의 한 쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 가면서 면적비가 커지는 패턴이므로 광도파관의 광방사면으로부터 방사되는 띠 모양의 광의 강도는 일정하다. 따라서, 광산란가공처리부에 의해 산란되거나 반사된 광의 휘도는 한 쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 가면서 증가한다. 더 나아가서, 이 경우에, 반사부로 반사경이나 확산방사면이 바람직하다.In order to achieve the above object of the present invention, in an illumination system in which light enters at one end of the optical waveguide and is radiated at one side of the optical waveguide in a band shape, light scattering processing in which the area ratio increases as the distance from one end of the optical waveguide increases. It is to provide an illumination system comprising a processing unit and a light reflection unit installed at the other end of the optical waveguide. In this case, the intensity of the light emitted by the optical waveguide is decayed from one end to the other end, and the light scattering processing part is a pattern in which the area ratio is increased from one end of the optical waveguide to the other end, so that the The intensity of the band-shaped light emitted from the light emitting surface is constant. Therefore, the brightness of the light scattered or reflected by the light scattering processing unit increases from one end to the other end. Furthermore, in this case, a reflecting mirror or a diffused radiation surface is preferable as the reflecting portion.
본 발명에 있어서, 광도파관의 굴절률의 근사치인 굴절률을 가지는 굴절률 정합 오일을 광도파관 표면에 바를 수도 있다. 이 경우에, 광도파관의 표면에 아주 작은 긁힘들이 있다하더라도, 상기 긁힘들은 평활화되기 때문에 광방사 특성에서의 저하가 방지되며 광방사면에서의 광의 산란도 방지된다.In the present invention, a refractive index matching oil having a refractive index which is an approximation of the refractive index of the optical waveguide may be applied to the optical waveguide surface. In this case, even if there are very small scratches on the surface of the optical waveguide, since the scratches are smoothed, the deterioration in the light emission characteristic is prevented and the scattering of light on the light radiation surface is also prevented.
본 발명에 있어서,굴절률 정합 오일의 굴절률과 광도파관의 굴절률사이에 다음의 관계식(1)을 만족하도록 하는 것이 바람직하다.In the present invention, the refractive index of the refractive index matching oil Index of refraction and optical waveguide It is preferable to satisfy the following relational expression (1) in between.
[수학식 1][Equation 1]
0.95＜＜ 1.05 0.95 < <1.05
본 발명에 있어서, 광도파관의 다른 쪽 끝의 단면은 경사면일 수 있다.In the present invention, the cross section of the other end of the optical waveguide may be an inclined surface.
본 발명에 있어서, 경사각는 91°내지 100°사이가 바람직하다. 경사각이 91°보다 작으면, 특히 90°보다 작을 때, 단면의 가공은 용이하나, 광섬유로 되돌아오는 광의 양은 커진다. 이에 반하여, 경사각이 100°보다 클 때에는 광도파관의 다른쪽 끝단 주변에서의 광방사만 커지고 따라서 광방사에 기복이 나타난다.In the present invention, the inclination angle Is preferably between 91 ° and 100 °. If the inclination angle is smaller than 91 °, especially when smaller than 90 °, the cross section is easy to process, but the amount of light returned to the optical fiber becomes large. In contrast, when the angle of inclination is greater than 100 °, only the light emission around the other end of the optical waveguide becomes large, and thus the undulation appears in the light emission.
본 발명에서, 상기 광도파관의 다른쪽 끝단의 면은 볼록면일 수 있다.In the present invention, the other end surface of the optical waveguide may be a convex surface.
본 발명에서, 가공의 관점에서 볼 때 상기 광산란가공처리부의 패턴은 직사각형인 것이 바람직하다.In the present invention, from the viewpoint of processing, the pattern of the light scattering processing portion is preferably rectangular.
이 점에서, 확산재로서, 칠하는 타입의 확산재가 취급이 용이하다. 광도파관을 위한 바람직한 재료들은 투명성이 있는 합성수지들이다. 특히 아크릴 수지는 높은 투명성, 성형 가능성, 저렴한 가격면에서 바람직하다.In this respect, the diffusion material of the type to be painted is easy to handle as the diffusion material. Preferred materials for optical waveguides are transparent resins. In particular, acrylic resins are preferable in view of high transparency, moldability, and low price.
본 발명에서, 광도파관의 발광면의 휘도를 길이방향에서 균일하게되도록 광산란가공처리부의 절삭 긁힘나 확산도료가 그 패턴에서 차지하는 면적비를 결정하는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable to determine the area ratio of the cutting scratches and the diffusion paints in the pattern so that the luminance of the light emitting surface of the optical waveguide is uniform in the longitudinal direction.
본 발명에서, 확산 도료가 도포된 접착 테이프나 확산 수지 필름으로 만들어진 접착 테이프를 사용하여 광확산가공처리부를 만들 수 있다.In the present invention, the light diffusion processing portion can be made by using an adhesive tape coated with a diffusion paint or an adhesive tape made of a diffusion resin film.
본 발명에서, 접착 테이프의 접착제의 굴절률와 광도파관의 굴절률사이에 다음의 관계식(2)을 만족하도록 하는 것이 바람직하다.In the present invention, the refractive index of the adhesive of the adhesive tape And refractive index of optical waveguide It is desirable to satisfy the following relational expression (2) in between.
[수학식 2][Equation 2]
0.95＜＜ 1.05 0.95 < <1.05
접착제의 굴절률가 상기 수학식 2에 나타나 있는 범위를 벗어나면, 방사광의 강도가 감소한다.Refractive index of adhesive When is out of the range shown in Equation 2, the intensity of the emitted light decreases.
본 발명에서, 광도파관의 발광면의 전면에 반투명한 유백색 확산부가 배치될 수 있다.In the present invention, a translucent milky white diffuser may be disposed in front of the light emitting surface of the optical waveguide.
본 발명에서, 광도파관의 외주에 투명한 수지로 된 클레딩막을 입힐 수도 있으며, 상기 클레딩막의 외주에 가벼운 확산 시트를 입힐 수도 있다. 또, 광도파관을 기계적으로 보호하거나 굴절률 정합 오일막을 보호하기 위하여, 광도파관의 외주에 투명한 수지 튜브를 입힐 수도 있다.In the present invention, a cladding film made of a transparent resin may be coated on the outer circumference of the optical waveguide, and a light diffusion sheet may be coated on the outer circumference of the cladding film. In addition, in order to mechanically protect the optical waveguide or to protect the refractive index matching oil film, a transparent resin tube may be coated on the outer circumference of the optical waveguide.
코팅 후의 밀착성을 높이기 위해 상기 투명한 수지 튜브는 투명한 열수축튜브인 것이 바람직하다. 투명한 수지 튜브의 바람직한 재료로는 투명성이 높고 고밀착성의 폴리에틸렌, 에틸렌-비닐-아세테이트의 공중합체, 테트라-플루오로-에틸렌과 헥사-플루오로-프로필렌의 공중합체, 테트라-플루오로-에틸렌과 퍼-플루오로-알킬의 공중합체가 있다.In order to improve the adhesion after coating, the transparent resin tube is preferably a transparent heat shrink tube. Preferred materials for the transparent resin tube include high transparency and high adhesion polyethylene, copolymers of ethylene-vinyl acetate, copolymers of tetra-fluoro-ethylene and hexa-fluoro-propylene, tetra-fluoro-ethylene and fur Copolymers of -fluoro-alkyl.
광섬유는 직경이 3mm내지 30mm사이이며 합성섬유로 된 단일 코어의 것이 바람직하다. 유리다발섬유는 비용이 비싸고, 코어의 직경이 3mm보다 작으면 띠모양의 발광체로 충분한 광강도를 얻을 수 없으며, 코어의 직경이 30mm보다 크면 합성 수지 광섬유가 너무 딱딱해져 취급하기가 어렵다.The optical fiber is preferably between 3 mm and 30 mm in diameter and of a single core of synthetic fiber. Glass bundle fibers are expensive, and if the diameter of the core is less than 3mm, sufficient light intensity cannot be obtained with a band-shaped emitter, and if the diameter of the core is greater than 30mm, the synthetic resin optical fiber is too hard to handle.
본 발명에서, 광도파관의 단면 형상은 원이나 타원일 수 있다.In the present invention, the cross-sectional shape of the optical waveguide may be a circle or an ellipse.
본 발명에서, 광도파관의 단면 형상은 다각형일 수 있다. 특히, 광도파관의 모양은 각의 수가 4개 이상인 다각 기둥이 바람직하다. 삼각 기둥은 우수한 발광 강도 특성을 가지는 광도파관으로 적당하지 않다.In the present invention, the cross-sectional shape of the optical waveguide may be polygonal. In particular, the shape of the optical waveguide is preferably a polygonal column having four or more angles. The triangular pillar is not suitable as an optical waveguide having excellent luminescence intensity characteristics.
본 발명에서, 광도파관의 모양은 가늘고 한쪽 끝단에서 다른쪽 끝단으로 갈수록 점점 가늘어 질 수 있다.In the present invention, the shape of the optical waveguide may be thin and taper from one end to the other.
다음으로, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세하게 설명한다.Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(실시예)(Example)
도 1과 도 2는 본 발명의 실시예를 도시한 도면들이다. 도 1은 조명장치전체를 도시한 도면이다. 도 2는 도 1에서 화살표 A 의 지시방향에서 본 도 1의 광도파관의 평면도이다.1 and 2 illustrate an embodiment of the present invention. 1 is a view showing the entire lighting apparatus. FIG. 2 is a plan view of the optical waveguide of FIG. 1 seen in the direction indicated by arrow A in FIG.
도 1에서, 참조부호(1)은 100W의 할로겐 램프와 같은 광원을 나타내며, 광원(1)의 광은 광섬유(2)를 지나 도면의 오른 쪽에 도시한 광도파관의 한쪽 끝단(3a) 에 전달된다. 광도파관(3)으로부터 광도파판(4)의 한쪽 측면을 향하여 띠모양의 광선이 방사된다. 광도파판(4)로 입사된 광은 이면에 위치한 광산란가공처리부에서 산란되어 광도파판(4)의 전면에서 방사된다.In Fig. 1, reference numeral 1 denotes a light source such as a 100 W halogen lamp, and the light of the light source 1 is transmitted through the optical fiber 2 to one end 3a of the optical waveguide shown on the right side of the drawing. . A band-shaped ray is emitted from the optical waveguide 3 toward one side of the optical waveguide 4. The light incident on the optical waveguide 4 is scattered by the light scattering processing unit located at the rear side and radiated from the front surface of the optical waveguide 4.
광섬유(2)는 실리콘 고무로 된 코어와 테트라-플루오로-에틸렌과 헥사-플루오로-프로필렌의 공중합체로 된 클레딩으로 되어 있다. 코어의 직경은 10mm이고, 클레딩의 두께는 0.5mm, 광섬유의 길이는 2m이다.The optical fiber 2 has a cladding of a core made of silicone rubber and a copolymer of tetra-fluoro-ethylene and hexa-fluoro-propylene. The diameter of the core is 10 mm, the thickness of the cladding is 0.5 mm, and the length of the optical fiber is 2 m.
아크릴 수지로 된 광도파관(3)은 직경이 10mm이고, 두 끝단 (3a), (3b)사이의 길이가 대략 500mm인 실린더이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 광을 방사하는 면, 즉, 발광면의 반대쪽에 있는 광도파관의 이면에, 티타늄 옥사이드 미립자를 포함하는 확산 도료를 적절한 패턴으로 입힌 광산란가공처리부(11)가 위치한다. 광섬유의 광이 확산도료로 된 광산란가공처리부에 입사될 때, 광은 광산란가공처리부에서 산란되어 광도파판(4)을 향하여 방사된다. 도 2에서, 참조부호 12는 확산 도료가 입혀지지 않은 부분을 지시한다.The optical waveguide 3 made of acrylic resin is a cylinder having a diameter of 10 mm and a length of approximately 500 mm between the two ends 3a and 3b. As shown in Fig. 2, the light scattering processing portion 11 coated with a diffusion pattern containing titanium oxide fine particles in an appropriate pattern is disposed on the surface emitting light, that is, on the back surface of the optical waveguide opposite to the light emitting surface. . When the light of the optical fiber is incident on the light scattering processing portion made of the diffusion paint, the light is scattered in the light scattering processing portion and radiated toward the optical waveguide 4. In Fig. 2, reference numeral 12 denotes a portion where no diffusion paint is applied.
광도파판(4)은 아크릴 수지로 만들어지며 폭 500mm, 높이 300mm, 두께 10mm인 판이다. 도 1에서 도시된 바와 같이, 광도파판(4)의 광을 방사하는 전면(7)의 반대쪽에 있는 면, 즉, 후면(6)에 티타늄 옥사이드 미립자를 포함하는 확산 도료를 적절한 패턴으로 입힌 광산란가공처리부(5)가 위치한다.The optical waveguide 4 is made of acrylic resin and has a width of 500 mm, a height of 300 mm, and a thickness of 10 mm. As shown in FIG. 1, light scattering processing in which a diffusive coating containing titanium oxide fine particles is coated on the surface opposite to the front surface 7 that emits light of the optical waveguide 4, that is, on the rear surface 6, in an appropriate pattern. The processing unit 5 is located.
이상에 있어서, 본 발명으로, 광도파판(4)과 광섬유사이에 광도파관(3)을 배치하고 어떤 경우에는 광도파판(4)과 광도파관을 함께 포함시켜서 광원으로부터 격리된 면방사형의 작고 가벼운 조명 시스템을 실현할 수 있다.In the above description, according to the present invention, the optical waveguide 3 is disposed between the optical waveguide 4 and the optical fiber, and in some cases, the optical waveguide 4 and the optical waveguide are included together so as to be isolated from the light source and are small and light illumination. The system can be realized.
도 3은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면이다. 도 4는 도 3에서 화살표 C 의 지시방향에서 본 도 3의 광도파관의 평면도이다. 도 5는 도 3에 도시한 광도파관의 다른쪽 끝단(3b)의 부근을 도시한 확대도이다.3 is a view showing another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a plan view of the optical waveguide of FIG. 3 seen in the direction indicated by arrow C in FIG. 3. FIG. 5 is an enlarged view showing the vicinity of the other end 3b of the optical waveguide shown in FIG.
도 3의 조명 시스템이 도 1의 것과 다른 점은, 광도파판이 없고 도파관의 다른쪽 끝단(3b)에 반사부(20)가 설치되어 있다는 점이다. 그러나, 광도파판을 도 1의 조명 시스템에서와 같은 방식으로 배치할 수 있다. 이들 도면에서, 도 1의 조명 시스템에서와 같은 류의 부분들은 같은 참조부호를 사용한다.The lighting system of FIG. 3 differs from that of FIG. 1 in that there is no optical waveguide and a reflector 20 is provided at the other end 3b of the waveguide. However, the optical waveguide can be arranged in the same manner as in the illumination system of FIG. In these figures, parts of the same type as in the lighting system of FIG. 1 use the same reference numerals.
도 3을 참조하면, 참조부호 1a는 60W의 금속성 할로겐 램프인 광원을 나타내며, 광원(1)의 광은 광섬유를 통하여 도면의 우측에 보이는 한쪽 끝단(3a)로 전달된다. 참조부호(25)는 고정된 반사판을 지시한다. 광섬유(2)는 실리콘 고무로 된 코어와 테트라-플루오로-에틸렌과 헥사-플루오로-프로필렌의 공중합체로 된 클레딩으로 되어 있다. 코어의 직경은 10mm이고, 클레딩의 두께는 0.5mm, 섬유의 길이는 2m이다.Referring to Fig. 3, reference numeral 1a denotes a light source which is a 60W metallic halogen lamp, and the light of the light source 1 is transmitted to one end 3a shown on the right side of the drawing through the optical fiber. Reference numeral 25 denotes a fixed reflector. The optical fiber 2 has a cladding of a core made of silicone rubber and a copolymer of tetra-fluoro-ethylene and hexa-fluoro-propylene. The diameter of the core is 10 mm, the thickness of the cladding is 0.5 mm and the length of the fiber is 2 m.
도 4에 도시된 바와 같이, 광도파관의 발광면의 이면에, 즉, 그림이 있는 지면의 이면에는, 티타늄 옥사이드 미립자를 포함하는 확산도료가 사각형으로 도포된 광산란가공처리부가 위치한다. 광도파관의 한쪽 끝단(3a)으로부터의 거리가 증가할수록 확산도료가 입혀지는 면적비는 커진다. 그러나, 도면의 좌측에 있는 상기 광도파관의 다른쪽 끝단(3b)에 가까운 광산란가공처리부의 확산도료가 입혀지는 면적비는 다른쪽 끝단면으로부터의 반사를 고려하여 작게 되어 있다. 광도파관(3)의 다른쪽 끝단(3b)의 단면은 광도파관(3)의 길이 방향에 수직이 아니라, 도 5와 같이 93˚의 경사각만큼 기울어져 있다.As shown in Fig. 4, on the back side of the light emitting surface of the optical waveguide, that is, on the back side of the drawing surface, a light scattering processing portion in which a diffusion coating containing titanium oxide fine particles is applied in a square is located. As the distance from one end 3a of the optical waveguide increases, the area ratio on which the diffusion coating is applied increases. However, the area ratio to which the diffusion coating of the light scattering processing portion close to the other end 3b of the optical waveguide on the left side of the figure is made small in consideration of reflection from the other end surface. The cross section of the other end 3b of the optical waveguide 3 is not perpendicular to the longitudinal direction of the optical waveguide 3 but is inclined by an inclination angle of 93 ° as shown in FIG. 5.
광도파관(3)의 다른쪽 끝단(3b)의 단면에는, 은을 0.1mm의 두께로 증착시킨 PET(폴리에틸렌-테레프탈레이트) 필름인 광반사부(20)가 있다. 광도파관(3)은 굴절률이 1.49인 아크릴 수지로 되어 있고, 직경이 대략 10mm이고, 길이가 대략 300mm인 원기둥이다. 아크릴 수지로 만들어진 광도파관(3)의 표면상에 있는 매우 작은 긁힘들에 의해 광방사가 저하되는 것을 방지하기 위하여 광도파관(3)의 주위에 굴절률 1.50인 실리콘 오일로 된 굴절률 정합 오일(21)을 바른다. 도 3의 광도파관의 확대 단면도인 도 6에 도시된 바와 같이, 광도파관(3)과 굴절률 정합 오일(21)을 보호하기 위하여 굴절률 정합 오일(21)의 외부를 테트라-플루오로-에틸렌과 헥사-플루오로-프로필렌의 공중합체로 된 열수축 튜브(22)로 피복한 광섬유(2)로부터 광도파관의 다른쪽 끝단(3b)으로 입사될 때, 상기 광도파관으로 입사되는 광의 휘도는 한 단(3a)에서 다른쪽 끝단(3b)으로 갈수록 점차적으로 감쇄된다. 그러나, 광도파관(3)의 발광면에서 방사되는 띠모양의 광의 강도는 광도파관의 한쪽 끝단(3a)에서 다른쪽 끝단(3b)으로 갈수록 상기 면적비가 커지는 패턴을 가지는 광산란가공처리부(11)때문에 일정하게 유지되며, 따라서 광산란가공처리부(11)에서 산란되거나 반사된 광의 강도는 한쪽 끝단(3a)에서 다른쪽 끝단(3b)으로 갈수록 증가된다.At the end surface of the other end 3b of the optical waveguide 3, there is a light reflection portion 20 which is a PET (polyethylene-terephthalate) film in which silver is deposited to a thickness of 0.1 mm. The optical waveguide 3 is made of an acrylic resin having a refractive index of 1.49 and is a cylinder having a diameter of about 10 mm and a length of about 300 mm. Refractive index matching oil 21 of silicone oil having a refractive index of 1.50 around the optical waveguide 3 to prevent light radiation from deteriorating by very small scratches on the surface of the optical waveguide 3 made of acrylic resin Apply As shown in FIG. 6, which is an enlarged cross-sectional view of the optical waveguide of FIG. 3, the outside of the refractive index matching oil 21 is covered with tetra-fluoro-ethylene and hexa to protect the optical waveguide 3 and the refractive index matching oil 21. When incident from the optical fiber 2 coated with a heat-shrink tube 22 made of a copolymer of -fluoro-propylene to the other end 3b of the optical waveguide, the brightness of the light incident on the optical waveguide is one stage (3a). ) Gradually decayed toward the other end 3b. However, the intensity of the band-shaped light emitted from the light emitting surface of the optical waveguide 3 is due to the light scattering processing part 11 having a pattern in which the area ratio increases from one end 3a to the other end 3b of the optical waveguide. It is kept constant, and thus the intensity of the light scattered or reflected by the light scattering processing unit 11 increases from one end 3a to the other end 3b.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의해, 상기 광원으로부터 격리된 선방사형의 작고 가벼운 조명 시스템이 실현될 수 있다.As described above, by the present invention, a linear and small, light illumination system isolated from the light source can be realized.
(실시예 1)(Example 1)
도 7은 본 발명의 조명 시스템의 한 실시예를 도시한 도면이다. 도 8은 도 7에서 화살표 D 의 지시방향에서 본 도 3의 상기 광도파관의 도면이다. 이들 도면에 있어서, 도 3의 조명 시스템에서와 같은 류의 부분들은 같은 참조부호를 사용한다.7 shows an embodiment of a lighting system of the invention. FIG. 8 is a view of the optical waveguide of FIG. 3 seen in the direction indicated by arrow D in FIG. In these figures, parts of the same type as in the lighting system of FIG. 3 use the same reference numerals.
도 3의 상기 조명 시스템이 도 7의 것과 다른 점은 반사판으로서의 A 측면 반사거울(23)이 광도파관의 후면의 측면에 있으며 확산부(24)는 광도파관의 전면에 있다는 점이다. 그러나, 확산부(24)대신에 도 1의 광도파판을 배치시키는 것도 가능하다.The illumination system of FIG. 3 differs from that of FIG. 7 in that the A side reflecting mirror 23 as a reflector is on the side of the rear of the optical waveguide and the diffuser 24 is in front of the optical waveguide. However, it is also possible to arrange the optical waveguide of FIG. 1 instead of the diffusion portion 24.
광도파관(3)의 다른쪽 끝단(3b)의 단면에 있어서, 은을 증착시킨 필름(26) 은 반사판고정용판(25)을 따라서 위치한다. 반사판고정용판(25)에서 광도파관(3)의 한쪽 끝단(3a)으로 광을 방사하는 면을 제외한 측면을 덮어 싸도록 측면반사거울(23)을 배치한다. 광도파관(3)의 발광면의 전면에, 광도파관(3)의 후면에 있는 광산란가공처리부(11)의 패턴으로 방사된 광이 균일하도록, 아크릴로 된 두께 2mm의 유백색판(스미펙스 030 오팔; 스미또모 화학공업회사의 상표)으로 되어 있는 반사부(24)가 위치한다.In the cross section of the other end 3b of the optical waveguide 3, the film 26 on which silver is deposited is located along the reflecting plate fixing plate 25. The side reflection mirror 23 is disposed so as to cover the side surface except for the surface from which the light is radiated from the reflecting plate fixing plate 25 to one end 3a of the optical waveguide 3. A milky white plate of 2 mm thickness (Smipex 030 Opal) made of acrylic so that the light emitted in the pattern of the light scattering processing part 11 on the rear side of the optical waveguide 3 is uniform on the front surface of the light emitting surface of the optical waveguide 3. The reflector 24, which is a trademark of Sumitomo Chemical Industries, Ltd., is located.
광이 광도파관(3)의 한 단(3a)으로 입사될 때, 확산부(24)의 평균 휘도는 6500cd/㎡이었다.When light was incident on one end 3a of the optical waveguide 3, the average brightness of the diffuser 24 was 6500 cd / m 2.
(실시예 2)(Example 2)
이 실시예는 광도파관(3)의 다른쪽 끝단(3b)의 단면의 경사각가 95˚인 실시예 1의 조명 시스템이다.This embodiment is the inclination angle of the cross section of the other end 3b of the optical waveguide 3. Is an illumination system of Example 1 having a angle of 95 °.
(실시예 3)(Example 3)
이 실시예는 도 9와 같이 광도파관(3)의 다른쪽 끝단(3b)의 단면이, 반지름 50mm인 볼록면인 실시예 1의 조명 시스템이다. 도 9는 광도파관(3)의 다른쪽 끝단(3b)주변의 확대측면도이다.This embodiment is the illumination system of Embodiment 1, wherein the cross section of the other end 3b of the optical waveguide 3 is a convex surface having a radius of 50 mm as shown in FIG. 9 is an enlarged side view of the periphery of the other end 3b of the optical waveguide 3.
(실시예 4)(Example 4)
이 실시예는 광도파관(3)의 굴절률 정합 오일(21)의 굴절률이 1.52인 실시예 1의 조명 시스템이다.This embodiment shows the refractive index of the refractive index matching oil 21 of the optical waveguide 3. This is the illumination system of Example 1 which is 1.52.
(실시예 5)(Example 5)
이 실시예는 광도파관(3)의 굴절률 정합 오일(21)의 굴절률이 1.40인 실시예 1의 조명 시스템이다.This embodiment shows the refractive index of the refractive index matching oil 21 of the optical waveguide 3. This is the illumination system of Example 1 which is 1.40.
(실시예 6)(Example 6)
이 실시예는 광도파관(3)의 광산란가공처리부로 A형 테이프를 사용하고 굴절률이 1.50인 접착제를 사용한 실시예 1의 조명 시스템이다.This embodiment is the illumination system of Example 1 using an A-type tape as the light scattering processing portion of the optical waveguide 3 and an adhesive having a refractive index of 1.50.
(실시예 7)(Example 7)
이 실시예는 광도파관(3)의 광산란가공처리부로 A형 테이프를 사용하고 굴절률이 1.53인 접착제를 사용한 실시예 1의 조명 시스템이다.This embodiment is the illumination system of Example 1 using an A-type tape as the light scattering processing portion of the optical waveguide 3 and an adhesive having a refractive index of 1.53.
(실시예 8)(Example 8)
이 실시예는 광도파관(3)의 광산란가공처리부로 B형 테이프를 사용하고 굴절률이 1.50인 접착제를 사용한 실시예 1의 조명 시스템이다.This embodiment is the illumination system of Example 1 using a B-type tape as the light scattering processing portion of the optical waveguide 3 and an adhesive having a refractive index of 1.50.
(실시예 9)(Example 9)
이 실시예는 도 10에 도시한 바와 같이, 단면 형상이, 한 변의 길이가 9mm인 사각형인 광도파관(3)을 사용한 실시예 1의 조명 시스템이다. 도 10(a)는 상기 광도파관의 부분측면도이고, 도 10(b)는 상기 광도파관의 단면도이다.As shown in Fig. 10, this embodiment is the illumination system of the first embodiment using the optical waveguide 3 having a rectangular cross-sectional shape of 9 mm in length on one side. Fig. 10A is a partial side view of the optical waveguide, and Fig. 10B is a sectional view of the optical waveguide.
(실시예 10)(Example 10)
이 실시예는 도 11에서 도시한 바와 같이, 단면 형상이 한 변의 길이가 5mm인 정육각형인 광도파관(3)을 사용한 실시예 1의 조명 시스템이다. 도 11(a)는 상기 광도파관의 부분측면도이고, 도 11(b)는 상기 광도파관의 단면도이다.This embodiment is the illumination system of the first embodiment using the optical waveguide 3 of a regular hexagon having a cross-sectional shape of 5 mm in length on one side as shown in FIG. Fig. 11A is a partial side view of the optical waveguide, and Fig. 11B is a sectional view of the optical waveguide.
(비교예 1)(Comparative Example 1)
이 예는 광도파관(3)의 다른쪽 끝단(3b)의 단면의 경사각가 90˚인 실시예 1의 조명 시스템이다.This example shows the inclination angle of the cross section of the other end 3b of the optical waveguide 3. Is an illumination system of Example 1 having a 90 ° angle.
(비교예 2)(Comparative Example 2)
이 예는 광도파관(3)의 다른쪽 끝단(3b)의 단면의 경사각가 105˚인 실시예 1의 조명 시스템이다.This example shows the inclination angle of the cross section of the other end 3b of the optical waveguide 3. Is the illumination system of Example 1 having a angle of 105 °.
(비교예 3)(Comparative Example 3)
이 예는 광도파관(3)의 굴절률 정합 오일(21)의 굴절률이 1.59인 실시예 1의 조명 시스템이다.This example shows the refractive index of the refractive index matching oil 21 of the optical waveguide 3. This is the illumination system of Example 1 which is 1.59.
(비교예 4)(Comparative Example 4)
이 예는 광도파관(3)에 굴절률 정합 오일(21)을 바르지 않은 실시예 1의 조명 시스템이다.This example is the illumination system of Embodiment 1, in which the refractive index matching oil 21 is not applied to the optical waveguide 3.
(비교예 5)(Comparative Example 5)
이 예는 광도파관(3)의 광산란가공처리부로 A형 테이프를 사용하고 굴절률이 1.39인 접착제를 사용한 실시예 1의 조명 시스템이다.This example is the illumination system of Example 1 using an A-type tape as the light scattering processing portion of the optical waveguide 3 and an adhesive having a refractive index of 1.39.
(비교예 6)(Comparative Example 6)
이 예는 광도파관(3)의 광산란가공처리부로 A형 테이프를 사용하고 굴절률이 1.60인 접착재를 사용한 실시예 1의 조명 시스템이다.This example is the illumination system of Example 1 using an A-type tape as the light scattering processing portion of the optical waveguide 3 and an adhesive having a refractive index of 1.60.
(비교예 7)(Comparative Example 7)
이 예는 도 12에 도시한 바와 같이, 단면 형상이, 한 변의 길이가 13mm인 정삼각형인 광도파관(3)을 사용한 실시예 1의 조명 시스템이다. 도 12a는 상기 광도파관의 부분측면도이고, 도 12b는 상기 광도파관의 단면도이다.This example is the illumination system of Example 1 using the optical waveguide 3 of the equilateral triangle whose cross-sectional shape is 13 mm in length of a side as shown in FIG. 12A is a partial side view of the optical waveguide, and FIG. 12B is a sectional view of the optical waveguide.
표 1내지 표 4에 상기 실시예 열 가지와 상기 비교예 일곱 가지가 요약되어 있다.Tables 1 to 4 summarize the ten examples and seven comparative examples.
[표 1]TABLE 1
[표 2]TABLE 2
[표 3]TABLE 3
[표 4]TABLE 4
표 1은 광도파관(3)의 다른쪽 끝단(3b)의 단면 형상과 경사각 θ의 변화에 따른 예를 나타낸 것이다. 평균 휘도는 단면 형상과 경사각 θ를 제외한 다른 조건들을 실시예 1에서와 같은 상태에서 측정하였다.Table 1 shows an example according to the change of the cross-sectional shape and the inclination angle θ of the other end 3b of the optical waveguide 3. The average luminance was measured under the same conditions as in Example 1 except for the cross-sectional shape and the inclination angle θ.
표2는 굴절률 정합 오일(21)의 굴절률의 변화에 따른 예를 보여준다.Table 2 shows an example according to the change of the refractive index of the refractive index matching oil 21.
표3은 광도파관(3)의 발광면의 후면에 위치한 광산란가공처리부의 굴절률과 종류의 변화에 따른 예를 보여준다.Table 3 shows an example in accordance with the change of the refractive index and type of the light scattering processing portion located on the rear side of the light emitting surface of the optical waveguide (3).
표 4는 광도파관(3)의 형상의 변화에 따른 예를 보여준다.Table 4 shows an example in accordance with the change of the shape of the optical waveguide (3).
표 1내지 표 4로 부터, 광도파관(3)의 다른쪽 끝단(3b)의 단면의 경사각 θ는 91˚에서 100˚사이로 설정하는 것이 바람직하며, 굴절률 정합 오일(21)의 굴절률은 관계식(1)을 만족하도록 선택하는 것이 바람직하고, 접착 테이프의 굴절률은 관계식(2)를 만족하도록 선택하고, 광도파관(3)의 단면 형상은 4개 이상의 각을 가지는 다각형이나 원이 바람직함을 알 수 있다.From Tables 1 to 4, it is preferable that the inclination angle θ of the cross section of the other end 3b of the optical waveguide 3 be set between 91 ° and 100 °, and the refractive index of the refractive index matching oil 21 Is preferably selected to satisfy relation (1), the refractive index of the adhesive tape is selected to satisfy relation (2), and the cross-sectional shape of the optical waveguide 3 is preferably a polygon or circle having four or more angles. It can be seen.
위에서 언급한 바와 같이, 본 발명애 의하면, 취급이 용이하고 안정성이 우수한 선방사형의 작고 가벼운 조명 시스템을 제공하는 것이 가능하다. 상기 조명 시스템은 또한 단면입력형 방식의 후광원으로도 이용할 수 있다.As mentioned above, according to the present invention, it is possible to provide a small and light illumination system of linear radiation type which is easy to handle and excellent in stability. The lighting system can also be used as a back light source of a cross-sectional input type.
도 2와 도 4에 도시한 바와 같이, 광산란가공처리부(11)는 광산란가공처리부(11)의 면적비가 한쪽 끝단(3a)에서 다른쪽 끝단(3b)으로 갈수록 커지도록 광도파관(3)에 만들어진다. 이러한 구성에 의하여, 광도파관(3)의 측면에서 방사되는 광의 강도는 일정하게 유지된다. 그러나, 상기 조명 시스템이 형광 램프 등의 대용품으로 씌일 때, 조명 시스템은, 도 13a에 도시한 바와 같이, 광방사부, 즉, 광산란가공처리(11)가 없는 부의 패턴이 직접적으로 빛을 내기 때문에, 완전한 선방사형 조명 시스템은 아니다. 여기서, 도 13a는 상기 광도파관의 광산란가공처리의 패턴을 도시한 도면이다.2 and 4, the light scattering processing unit 11 is made in the optical waveguide 3 so that the area ratio of the light scattering processing unit 11 increases from one end 3a to the other end 3b. . By this configuration, the intensity of light emitted from the side of the optical waveguide 3 is kept constant. However, when the lighting system is used as a substitute for a fluorescent lamp, as shown in Fig. 13A, since the light emitting part, that is, the negative pattern without the light scattering processing 11, directly emits light, It is not a complete linear radiation system. 13A is a diagram showing a pattern of light scattering processing of the optical waveguide.
따라서, 본 발명의 발명가들은 이러한 광도파관(3)의 불완전한 광방사 상태를 해결하기 위하여 변형예를 제안하였다.Therefore, the inventors of the present invention proposed a modification to solve the incomplete light emission state of the optical waveguide (3).
본 발명의 조명 시스템의 변형예는 아래에 설명한다.A variant of the lighting system of the present invention is described below.
(변형예 1)(Modification 1)
광도파관(3)의 외주에 확산 시트가 접착되어 있는 것을 고려할 수 있지만, 확산 시트(30)가 광도파관(3)의 외주에 직접 붙어있을 때에는 확산 시트(30)와 발광부 사이의 공유 영역에서 광의 확산이 일어나며, 따라서 광이 불필요한 방향들로 산란되어 광손실이 발생한다. 그러므로, 광도파관(3)에 클레딩(31)으로 둘러싸고, 클레딩은 확산 시트로 피복한다［도 13b 참조］. 그렇게 함으로써, 광산란가공처리부(11)에 의해 산란되는 광만이 광도파관(3)의 외부로 방사되고, 광이 확산 시트(30)를 통과하여 지나가서 발광부의 상기 패턴이 직접적으로 보이지 않게 된다［도 13c 참조］. 그 결과, 밝은 점들이 없는 형광 램프와 같은 선방사형 조명 시스템을 얻을 수 있다. 상기 클레딩(31)의 재질은 굴절률이 1.34인 테트라-플루오로-에틸렌과 헥사-플루오로-프로필렌의 공중합체이다. 도 13b는 확산 시트를 통하여 본 광도파관(3)에서 외부로 방사되는 광(32)을 도시한 도면이다.It may be considered that the diffusion sheet is adhered to the outer circumference of the optical waveguide 3, but when the diffusion sheet 30 is directly attached to the outer circumference of the optical waveguide 3, the diffusion sheet 30 is formed in the shared area between the diffusion sheet 30 and the light emitting portion. Diffusion of light occurs and thus light is scattered in unnecessary directions, resulting in light loss. Therefore, the optical waveguide 3 is surrounded by a cladding 31, and the cladding is covered with a diffusion sheet (see FIG. 13B). By doing so, only the light scattered by the light scattering processing part 11 is radiated to the outside of the optical waveguide 3, and the light passes through the diffusion sheet 30 so that the pattern of the light emitting part is not directly seen [Fig. 13c]. As a result, a linear radiation lighting system such as a fluorescent lamp without bright spots can be obtained. The material of the cladding 31 is a copolymer of tetra-fluoro-ethylene and hexa-fluoro-propylene having a refractive index of 1.34. FIG. 13B is a view showing light 32 radiated outward from the optical waveguide 3 seen through the diffusion sheet.
(변형예 2)(Modification 2)
광도파관(3)의 가장 좋은 단면 형상은 원이나 타원이다. 그 이유는 광산란가공처리부(11)로서의 확산 도료의 도포각를 변화시켜 발광각을 쉽게 조정할 수 있기 때문이다［도 14a, 14b 참조］. 도 14a, 14b는 도포각가 변화됨에 따른 상기 발광면에서의 변화를 설명하는 도면들이다.The best cross-sectional shape of the optical waveguide 3 is a circle or an ellipse. The reason is the coating angle of the diffusion paint as the light scattering processing section 11 This is because the light-emitting angle can be easily adjusted by changing the shape (see FIGS. 14A and 14B). 14A and 14B are application angles Are diagrams for explaining a change in the light emitting surface as.
그러나, 광도파관(3)이 매우 길면, 광도파관(3)의 한쪽 끝단(3a)에서 먼 위치까지 광을 전송하기 위하여 광산란가공처리부(11)의 면적은 감소해야한다. 그러므로, 도포각를 작게 해야 한다. 따라서, 발광각은 작은 값으로 제한되며, 발광각을 크게 하기 위하여 렌즈 시스템을 사용하는 등의 몇 가지 변형예들이 요구되며, 조명 시스템은 복잡하게 만들어졌다. 단면이 다각형인 광도파관(3)을 사용할 때, 다각형의 모양에 의해 발광각의 범위로 결정되고 발광각을 통하여 광도파관(3)의 한쪽 끝단(3a)에서 멀리 떨어진 위치까지 광이 전송될 수 있다.However, if the optical waveguide 3 is very long, the area of the light scattering processing section 11 should be reduced in order to transmit the light from the one end 3a of the optical waveguide 3 to a distant position. Therefore, the application angle Should be small. Therefore, the light emission angle is limited to a small value, and several modifications such as using a lens system to increase the light emission angle are required, and the lighting system is made complicated. When using the optical waveguide 3 having a polygonal cross section, it is determined by the shape of the polygon in the range of the light emission angle and light can be transmitted to a position far from one end 3a of the optical waveguide 3 through the light emission angle. have.
광도파관(3)에 입사된 광을 효율적으로 사용하기 위한 두 가지 방법이 있는데, 상술된 바와 같이, 한 가지는 광을 고효율로 반사시키기 위하여 광도파관(3) 의 다른쪽 끝단(3b)의 단면에 금속을 증착시키거나 확산 도료를 입히는 방법이다.There are two methods for efficiently using the light incident on the optical waveguide 3, as described above, one is in cross section of the other end 3b of the optical waveguide 3 to reflect the light with high efficiency. It is a method of depositing a metal or coating a diffusion paint.
(변형예 3)(Modification 3)
다른 한 가지 방법은 광도파관(3)을 한 단(3a)에서 다른쪽 끝단(3b)으로 갈수록 단면적이 감소하여 점차적으로 가늘어지는 모양으로 만드는 것이다. 광도파관(3)이 점차 가늘어지는 모양일 때, 어떠한 반사부를 사용하지 않고도 모든 광을 상기 측면에서 방사되는 띠모양의 광으로서 이용될 수 있다(도 15 참조). 도 15a는 본 발명의 조명 시스템의 광도파관의 변형예에서 광산란가공처리패턴을 도시한 도면이고, 도 15b는 광도파관의 외형을 도시한 도면이다.Another method is to make the optical waveguide 3 gradually decrease in cross section from one end 3a to the other end 3b. When the optical waveguide 3 is tapered, all the light can be used as the band-shaped light emitted from the side without using any reflecting portion (see Fig. 15). Fig. 15A is a view showing a light scattering processing pattern in a modification of the optical waveguide of the lighting system of the present invention, and Fig. 15B is a view showing the appearance of the optical waveguide.
상술된 실시예의 광원으로 할로겐 램프나 금속성 할로겐 램프뿐 아니라, LED나 태양광도 사용될 수 있다. 광섬유는 수지로 만들어진 것만으로 제한되지 않으며, 유리다발섬유도 광원의 광을 효율적으로 받아들일 수 있는 한 사용될 수 있다. 광도파관의 형상은 원기둥으로 제한되지 않으며, 타원기둥, 사각기둥, 오각기둥일 수 있다. 광도파관의 재료는 폴리카보네이트 수지, 실리콘 수지, 유리등이 있다. 확산 도료의 도포 모양은 사각형과 달리, 원, 또는 도 16의 변형예 4와 같이 타원일 수 있다. 또한, 확산 도료의 도포 모양은 다각형일 수 있다. 확산 도료의 재료들은 마그네슘 옥사이드이다. 반사부로 사용되는 물질들은 은박막 필름 외에도 알루미늄박막 필름, 알루미늄박, 스테인레스박이 있다. 여기서, 도 16a는 본 발명의 조명 시스템의 광도파관의 또 다른 변형예에서의 광산란가공처리패턴을 도시한 도면이고, 도 16b는 상기 광도파관의 외형을 도시한 도면이다.As the light source of the above-described embodiment, not only halogen lamps or metallic halogen lamps, but also LEDs or sunlight can be used. The optical fiber is not limited to only being made of resin, and glass fiber can be used as long as it can efficiently receive light from the light source. The shape of the optical waveguide is not limited to a cylinder, and may be an elliptic cylinder, a square pillar, or a pentagonal pillar. The material of the optical waveguide is polycarbonate resin, silicone resin, glass, or the like. The application shape of the diffusion paint may be an ellipse, as in the case of the fourth embodiment of FIG. In addition, the application shape of the diffusion coating may be polygonal. The materials of the diffusion paints are magnesium oxide. Materials used as reflectors include aluminum thin film, aluminum foil, and stainless foil, in addition to silver thin film. Here, FIG. 16A is a view showing a light scattering processing pattern in another modification of the optical waveguide of the lighting system of the present invention, and FIG. 16B is a view showing the external shape of the optical waveguide.
상술한 바와 같은, 본 발명은 다음의 우수한 효과를 가진다. 즉, 본 발명은 작고 가벼운 면광방사형 또는 선광방사형의 조명 시스템의 실현을 가능하게 했다. 따라서, 본 발명에 의해, 작고 가벼운 면광방사형 또는 선광방사형의 조명 시스템을 실현할 수 있다.As described above, the present invention has the following excellent effects. That is, the present invention has made it possible to realize a small and light surface light emission type or a beneficiation type illumination system. Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a small and light surface light emission type or a beneficiation type illumination system.
Claims (21)
Applications Claiming Priority (2)
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