KR20020091255A - 내부 추출기를 갖춘 광 파이프 설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광 가이드의 내부로 깊이 뻗어 있는 추출기(34)로 광을 전송 및/또는 분산시키는 조명 장치(40)에 관한 것이다. 이 조명 장치(40)는 내면(50) 및 구조화 외면(48)을 포함하는 중공 광 가이드(42)를 포함한다. 이 구조화 외면(48)은 광 가이드(42)의 길이 방향을 따라 뻗어 있는 홈들을 형성하는 복수의 프리즘 (52)을 포함한다. 추출기(36)는 광 가이드(42)의 길이 방향을 따라 실질적으로 연장하여, 그 내면(50)으로부터 광 가이드(42)의 내부쪽으로 깊이 돌출한다. 추출기 (36)는 광 가이드(42)의 벽을 통하여 광을 방출시키는 동작을 한다. 추출기(36)를 부착하는 방법도 또한 개시된다.

Description

내부 추출기를 갖춘 광 파이프 설비{LIGHT PIPE FIXTURE WITH INTERNAL EXTRACTOR}

광 가이드들(즉, 광 파이프, 광도관 또는 광 튜브)은 일반적으로 광원(예컨대, 고광도 전구)로부터 원격 위치로 전송 손실이 매우 적게 광을 전송하는데 이용된다. 광 가이드들은 또한 장식용 광 또는 기능성 광을 대영역에 걸쳐 효율적으로 분산시키는데 이용될 수도 있다.

프리즘 광 가이드 및 광 가이드 루미네어(luminaire)는 종래의 특허에 공지되어 있다. 예컨대, Whitehead의 미국 특허 제4,260,220에는 중앙 광원으로부터 원격 위치로 광을 전송 또는 파이핑(piping)하기 위하여, 투명 유전 물질, 예를 들면 아크릴 플라스틱 또는 광학 투명 유리로 만들어진 중공 종방향 광 가이드 구조가 개시되어 있다. 이 광 가이드는 "옥테쳐(octature)" 상태에 있는 거의 편평한 내면 및 외면을 포함한다. 이 광 가이드는 하나 이상의 종단면으로 형성되며, 이 각각의 종단면은 그 길이 방향으로 일정한 단면을 갖는 것이 바람직하다. 이 광 가이드는4개의 종벽 단면을 결합시켜 모서리를 형성한 중공 직사각형 단면 구조 또는 정사각형 단면 구조를 가질 수 있다. 이 광 가이드에는 외부 자켓(jacket) 또는 커버를 설치하여, 유전 물질의 외면이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 이 광 가이드의 모서리들은 모서리 각재(corner strip) 및 각재 스프링에 의해 보호 자켓 내에 유지된다.

Whitehead의 미국 특허 제4,615,579호에는 광 가이드의 길이 방향을 따라 광을 방출하는 광 방출 메커니즘을 포함하는 프리즘 광 가이드 시스템용 루미네어 (luminaire)가 개시되어 있다. 이 광 방출 메커니즘은 외부의 주름진 표면에 있는 비평면 표면, 거친 외부 표면 또는 외부 주름진 표면의 원형 모서리가 될 수 있다. Whitehead의 미국 특허 제4,787,708호에는 광 가이드로부터의 광 방출을 연속적으로 제어하는 다양한 추가 기술들이 개시되어 있는데, 예컨대 광 가이드를 따라 단위 길이당 이탈하는 광량을 일정하게 하여 균일한 조명을 제공하는 기술이 개시되어 있다. 어떤 이탈 광을 다시 루미네어로 반사시켜 소정의 표면을 통해 방출되도록 하기 위하여, 그를 통해 광이 이탈되지 않기를 바라는 모든 외면들은 고반사 확산 물질, 예컨대 거울, 백색 페이트, 백색 플라스틱, 백색 종이 또는 백색 직물로 덮여질 수 있다.

광 가이드 및 광 가이드 루미네어는 다양한 단면 형상으로 만들어 질 수 있으며, 이러한 형상들은 미국 특허 제4,260,220호(Whitehead), 미국 특허 제5,661,839호(Whitehead), 미국 특허 제5,715,347호(Whitehead) 및 미국 특허 제4,805,984호 (Cobb, Jr)에 개시되어 있다. 또한, 광 가이드는 다양한 물질, 예컨대 미국 특허 제4,260,220호(Whitehead)에 개시된 아크릴 플라스틱 또는 광학 투명 유리, 또는 미국 특허 제5,661,839호(Whitehead)에 개시된 다층 광학 필름을 포함하는 투명 유전 물질을 이용하여 만들어질 수 있다.

광학 점등막(OLF : optical lighting film)(이후 "OLF"라 칭함)은 통상적으로 미세한 막의 일측에 엠보싱 형태 또는 다른 형태로 형성된 프리즘을 일직선 상에 배열한 투명 물질(예컨대, 아크릴 또는 폴리카보네이트)의 미세한 막이다. 광 가이드를 제조에 사용하기 적합한 OLF는 미국 특허 제4,906,070호 및 미국 특허 제5,056,892호에 개시된다.

종래의 광 가이드 루미네어 시스템들은 통상적으로 소정의 길이로 만들어지며, 취급 및 운송을 용이하게 하기 위하여 개별 부분품으로 만들어질 수도 있다. 최근에는, 모듈식 광 가이드 루미네어 시스템은 미국 특허 제5,901,266호 (Whitehead)에 개시된 바와 같이 체인(chain)을 형성하기 위하여 결합되는 복수의 개별 모듈을 이용하여 개발되었다. 추출기의 크기가 체인 내의 모듈의 위치에 따라 각 모듈로부터 방출되는 광량을 적절히 확보할 수 있는 크기로 되어야 하는 것 이외에는 각 모듈과 동일하다. 광 분산 체인에 조립되기 전에 각 모듈이 만들어지기 때문에, 광 분산 시스템을 만들기 위하여는 특정 크기의 추출기를 각각 갖는 다양한 모듈 제품군을 보유하고 있어야 한다. 따라서, 현재의 광 가이드 루미네어 시스템들은 그들의 용도별 적용에 맞게 설계되어야 하고, 한번 조립되는 경우에는 쉽게 수정될 수 없다.

한 영역을 조명하기 위해서 광 가이드로부터 광을 추출하는데 다양한 기술이 이용된다. 하나의 기술에서는 프리즘을 개조(예컨대, 프리즘 모서리를 둥글게 하거나, 프리즘을 연마시키거나, 선택된 프리즘을 완전히 제거하는 것 등에 의해)함으로써, 그 개조된 영역을 통하여 광을 방출시키는 것이다. 다른 기법은 광 가이드의 내면에 광 추출기를 위치시키는 것을 포함한다. 통상적으로, 추출기는 물질(예컨대, "SCOTCH-CAL EXTRACTOR FILM^TM")의 스트립 또는 막으로, 내부 전반사의 각도 범위 밖의 어떤 각도로 광 가이드 벽쪽으로 광을 반사시킬 수 있게 배치된다. 이러한 방법으로 광을 반사시키면, 광 가이드의 내부 반사율은 줄어들기 때문에, 광이 가이드의 벽을 통해 광이 이탈함으로써 장식용 광 또는 기능성 광을 제공할 수 있다.

일부의 광 파이프 설비들은 대부분의 광선속(luminous flux)을 위쪽으로 향하도록 하여, 그 설비의 천장에서 반사시켜 작업 공간(workspace) 아래쪽으로 보내도록 설계된다. 확산광은 컴퓨터 스크린들이 많은 사무실 공간과 같이, 눈부심이 있는 장소에서 매우 바람직하게 적용될 수 있다. 광 파이프의 하부에 후면 반사판 (back reflector)을 위치시킴으로써, 대부분의 광선속은 소프트 백열광(soft glow)으로써 후면 반사판을 떠나 위쪽으로 향할 것이다. 광 가이드의 상부면을 따라 추출기를 위치시키면 광선속의 상향 산란(scttering)을 방해하기 때문에, 간접 점등 (indirect lighting)은 발생되지 않는다. 광 가이드의 하부를 따라 추출기를 위치시키면 후면 반사판에 그림자(shadow)가 생길 것이다.

따라서, 바람직하게는 광 가이드 루미네어 상에 그림자를 생성하지 않는 간접 점등 용도에 추출기를 제공하는 것이 좋고. 또한, 바람직하게는 특정 용도별로충족시키기 위하여 손쉽게 수정되거나 맞춤 제작될 수 있는 광 가이드 루미네어를 생성하는 것이 바람직하며, 이것에 의해 여러가지 광 가이드 루미네어 시스템을 만드는데 필요한 모듈의 제품군을 줄이고, 용도별로 광 가이드 루미네어의 각 세그먼트 시스템을 개별적으로 설계할 필요가 없어진다.

본 발명은 일반적으로 광을 전송 및/또는 분산시키는 광 가이드에 관한 것으로써, 특히 내부 전반사에 의해 광을 운반하는 광 가이드용 내부 추출기에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 원리에 따른 간접 점등용 광가이드의 단면도.

도 2는 본 발명의 원리에 따른 광 가이드의 단면도.

도 3은 도 2의 광 가이드의 횡측단면도.

도 4는 본 발명의 원리에 따른 추출기의 평면도.

도 5는 본 발명의 원리에 따른 대안의 추출기의 평면도.

도 6은 본 발명의 원리에 따라 불균일 표면적을 갖는 추출기의 평면도.

도 7은 본 발명의 원리에 따라 복수의 표면을 갖는 추출기로 이루어진 대안의 광 가이드의 단면도.

도 8은 본 발명의 원리에 따라 윤곽 표면을 갖는 추출기로 이루어진 대안의 광 가이드의 단면도.

도 9는 본 발명의 원리에 따른 추출기를 갖춘 비원형 광 가이드의 단면도.

도 10은 본 발명의 원리에 따른 추출기를 갖춘 대안의 광 가이드의 단면도.

도 11은 공통 에지를 따라 보호 외피 및 광학 점등막을 계속 유지하기 위하여 채택된 조명 장치용 대안의 돌출부의 단면도.

도 12는 공통 에지를 따라 보호 외피 및 광학 점등막을 계속 유지하기 위하여 채택된 조명 장치용 대안의 돌출부의 단면도.

본 발명은 일반적으로 광 가이드의 내부로 깊숙히 뻗어있는 추출기를 이용하여 광을 전송 및/또는 분산시키는 조명 장치에 관한 것이다.

일 실시예에 있어서, 조명 장치는 내면과 구조화 외면을 갖는 벽으로 이루어진 중공 광 가이드를 포함한다. 이 구조화 외면은 광 가이드의 길이 방향을 따라 뻗어있는 홈을 형성하는 복수의 프리즘을 포함한다. 추출기는 실질적으로 광 가이드의 길이 방향을 따라 뻗어있고, 그 내면으로부터 광 가이드의 내부로 멀리 돌출되어 있다. 추출기는 광 가이드의 벽을 통하여 광을 발생시키는 동작을 한다.

일 실시예에 있어서, 추출기는 광 가이드의 벽을 통하여 광을 방출시키는 적도 하나의 처리된 면(treated surface)을 포함한다. 이 처리된 면은 확산 반사면이 될 수 있다. 대안으로, 이 처리된 면은 추출기 표면의 적어도 일부분으로부터 제거 및/또는 일부분에 부가된 물질을 포함한다. 다른 실시예에 있어서, 이 처리된 면은 추출기의 최소의 일부분에 적용된 필름이다. 이 필름의 한쪽 표면은 확산 반사 특성을 갖고, 다른쪽 표면에는 접착제를 부착할 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 이 처리된 면은 추출기의 적어도 일부분에 인쇄된 패턴이 될 수 있다. 이 인쇄된 패턴은 잉크, 염료 또는 페인트를 이용하여 형성될 수 있다.

추출기는 광 가이드의 벽을 통하여 방출된 광량을 점진적으로 증가시킬 수 있다. 이 추출기는 반투명 물질이 될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 추출기는 하나 이상의 처리된 면을 갖는 투명 물질을 포함하고, 단지 하나의 처리된 표면 또는 다양하게 처리된 표면들의 조합으로 불균일한 표면적을 가질 수 있다.

추출기는 내면 윤곽의 일부분을 따르는 형상이 될 수 있다. 추출기는 광 가이드에 영구적으로 부착되거나 착탈 가능하게 부착될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 광 가이드는 추출기가 부착되는 탑재면을 포함한다. 다른 실시예에서는 동기가 광 가이드의 길이 방향을 따라 뻗어있다. 추출기는 이 돌출부에 착탈 가능하게 부착될 수 있다.

본 발명의 원리는 또한 내면 및 구조화 외면을 갖는 벽으로 이루어진 중공 광 가이드를 제공하는 단계를 포함한다. 추출기는 실질적으로 광 가이드의 길이 방향을 따라 부착되어, 그 내면으로부터 광 가이드 내부쪽으로 깊숙히 돌출한다.

본 발명의 원리는 또한 복수의 중공 광 가이드를 갖춘 조명 장치를 형성하는 방법을 포함한다. 추출기는 실질적으로 광 가이드의 길이 방향을 따라 부착되고, 그 내면으로부터 광 가이드의 내부쪽으로 깊숙히 돌출한다. 복수의 광 가이드는 바람직하게는 거의 동일하지만, 추출기는 특정 시공 현장에서 설계된다. 일 실시예에 있어서, 복수의 광 가이드는 추출기가 부착되기 전에 함께 부착된다. 다른 실시예에 있어서, 복수의 광 가이드는 추출기가 부착되기 전에 시공 현장에서 설치된다.

이제부터, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 예시적인 특징들을 상세히 설명할 것이다. 가능하면 동일한 참조 번호는 도면 전체를 통하여 동일한 번호 또는 동일 부분에 이용될 것이다.

도 1은 간접 점등에 적용하기 위한 광 가이드(20)(또한, "광 가이드 루미네어"로 칭함)를 도시한다. 이 광 가이드(20)는 원형 횡단면이고, 외피(22)와 이 외피(22)의 내면의 일부분에 밀착 설치된 반투명 또는 불투명(광 차단) 후면 반사판 (24)과, 이 후면 반사판(24)에 인접하게 배열된 광학 점등막(26)을 포함한다. 반투명이란 너무 확산하여 물체를 명확하게 볼 수 없게 광을 전송하는 물질을 말한다.

광학 점등막(26)은 미세한 연속적으로 배열된 필름이고, 조립전에 이 필름 (26)의 내면(30)에 직접 적용된 추출기 물질(28)을 포함한다. 이 추출기 물질(28)은 후면 반사판 상에 그림자를 생성할 것이다. 광학 점등막(26)은 이 막을 구부려 외피(22)에 삽입함으로써 발생되는 힘으로 인하여 적소에 마찰로 유지된다. 허용 각도의 범위 내에서 광 가이드(20)로 들어가는 광은 광 가이드의 길이 방향을 따라 진행하기 때문에 총내부 반사에 의해 포함된다. 다른 예시적인 광 가이드는 미국 특허 제4,805,984호에 개시된다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 원리에 따라 만들어진 조명 장치(40)를 도시한다. 이 조명 장치(40)는 플레시블하거나 거친 보호용 외부 슬리브관(44)으로 둘러싸인 중공 관형 광 가이드(42)를 포함한다. 이 중공 관형 광 가이드(42)는 구조화 외면 (48) 및 일반적으로 완만한 내면(50)을 갖는 원통의 벽(46)을 포함한다. 이 구조화 외면(48)은 광 가이드(42)의 길이를 움직이는 복수의 홈(54)을 형성하기 위하여 평행 관계로 나란히 일직선으로 배열된 프리즘(52)(예컨대, 우각 이등변 프리즘 또는 다른 타입의 프리즘)을 포함한다.

간접 점등에 적용하기 위하여, 후면 반사판(49)은 선택적으로 광을 위쪽으로 향하게 하는데 포함될 수 있다. 직접 점등에 적용하기 위하여, 후면 반사판은 그설비로부터 아래쪽으로 광을 향하게 하기 위하여 상부에 위치될 수 있다. 이 후면 반사판은 반투명 물질, 반투명이나 광 차단 물질로 될 수 있다.

광 가이드(42)는 소정의 각도 범위 내에서 광 가이드(42)를 통해 이동하는 입사광이 광 가이드(42) 내에서 내부적으로 완전히 반사될 수 있도록 배치된다. 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이,미만의 각도에서 광 가이드(42)의 내면(50)을 때리는 광은 광 가이드(42) 내에서 모두 내부적으로 반사될 것이다. 각도는 주변 매체(통상적으로 "공기")의 굴절률과 벽 물질의 굴절률의 비율을 아크 사인(arc sine)으로 정의된다. 아크릴 플라스틱의 경우에, 유전 물질의 굴절률이 1.5이면,는 대략 27.5도 이다.

바람직하게, 조명 장치(40)는 또한이상의 각도로 광을 반사 또는 굴절시킬 수 있는 하나 이상의 확산 반사 추출기(36)를 포함하여, 광 가이드(42)의 원통의 벽(46)을 통해 광을 전송 또는 방출시킨다. 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 추출기(36)는 원통의 벽(46)의 내면(50)으로부터 광 가이드(42)의 내부쪽으로 거의 깊숙히 연장하여, 거의 내면(50)과 접촉하지 않도록 한다. 추출기(36)와 내면 (50) 사이의 접촉 표면적을 줄여서 전송된 광의 그림자를 최소화하거나 제거한다. 현재의 추출기(36)는 직접 또는 간접 점등 적용에 이용될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 추출기(36)는 일반적으로 직사각형이다. 그러나, 추출기(36)가 어떤 다른 형상들을 가질 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 다른 타입의 형상들의 예로는 다이어몬드, 8각형, 삼각형, 직사각형, 십자형, 타원형, 비대칭 형상 등을 포함한다. 추출기(36)는 다양한 기법, 예컨대 접착제, 죄는 금속구, 채널 또는 콘텐트 금속 돌기 커넥터 등의 기계적인 연동 또는 간섭 설비 등을 이용하여 광 가이드(42)에 바람직하게 부착할 수 있다. 결과적으로, 복수의 동일하거나 거의 동일한 광 가이드(42)는 공장에서 또는 시공 현장에서 적합하게 추출기(36)를 부착하는 특별한 적용으로 제조될 수 있다.

추출기(36)는 미네소타 마이닝 매뉴팩춰링 컴퍼니로부터 구매할 수 있는 SCOTCH-CAL EXTRACTOR FILM^TM등의 소정의 광 산란 특성을 갖는 재료로 만들어질 수 있다. 추출기(36)는 광 산란 특성이 최소인 투명 재료, 또는 광을 산란하는 하나 이상의 확산 반사 처리된 표면(38)을 갖는 반투명 또는 불투명 재료가 될 수 있다. "처리된 표면"이란 용어는 광을 산란하는 확산 반사면을 의미한다. 광 가이드(42)로부터 추출될 소정의 광량에 따라, 추출기(36)의 처리된 표면 (38)은 변할 것이다. 그 처리된 표면(38) 및/또는 추출기(36)의 광 산란 특성 및/또는 표면적을 증가시킴으로써, 광 가이드(42)로부터 더 많은 광이 추출된다. 광 산란 특성 및/또는 표면적을 감소시킴으로써, 광 가이드(42)로부터 광이 적게 추출된다.

추출기(36)의 광 산란 특성의 수정은 다양한 기법으로 수행될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 그 처리된 표면(38)은 추출기(36)에 직접 형성된다. 그 처리된 표면(38)은 예컨대, 마모, 샌드 블래스팅(sand blasting), 기계 변형, 화학 에칭에 의해 추출기(36)로부터 재료를 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 대안으로, 그 처리된 표면(38)은 추출기(36) 상에 확산 반사 물질을 직접 적용하거나, 분무하거나, 증착 및/또는 프린팅함으로써 준비될 수 있다. 예컨대, 구성 요소 또는 패턴들은추출기(36)에 직접 프린팅될 수 있다(예컨대, 레이저 프린팅, 인크젯 프린팅, 디지털 프린팅, 실크 스크린 프린팅 등)(도 4 및 도 5를 보아라). 열 전달 프린터 및 열 잉크젯 프린터도 이용될 수 있다. 이 열처리된 표면(38)도 또한 물질을 제거하고 부가하는 조합에 의해 형성될 수 있다.

다른 실시예에 있어서, 그 열처리된 표면(38)은 추출기(36)에 적용된 연속 필름 또는 불연속 필름, 얇은 금속판 또는 아플리케(applique)(총체적으로 " 필름"으로 칭함)를 포함할 수 있다. 이 필름은 추출기(36)에 적용하기 전에 확산 반사 특성을 포함할 수 있다. 대안으로, 이 필름은 추출기(36)에 필름을 적용하기 전에 확산 반사 특성을 제공하기 위해 처리될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 이 필름은 한쪽 표면에 확산 반사 특성을 갖고, 다른쪽 표면에는 압력 감지 접착제를 포함한다. 전술한 기법들 중에 하나는 필름에 확산 반사 특성을 발생시키는데 이용될 수 있다.

일부의 적용에 대하여, 광 가이드(42)의 길이 방향을 따라 실질적으로 일정한 광 밝기를 만드는데 바람직하다. 광 가이드(42)의 길이 방향을 따라 특정점에서의 방출 광의 밝기는 그 점에서 광 가이드(42)의 광 세기의 작용이다. 광 가이드(42)를 통해 광이 이동함으로써 광이 방출되기 때문에, 광의 세기는 광 가이드(42)의 길이 방향을 따라 감소한다. 광 세기와 일치하여 광 가이드(42)의 길이 방향을 따라 광 산란 특성이 증가함으로써, 광 가이드 길이 방향을 따라 일정한 밝기를 유지할 수 있다. 본 발명의 원리들은 또한 광 가이드의 길이에 따른 불균일한 밝기 또는 불규칙한 밝기를 포함한다. 예컨대, 현재의 추출기(36)는 광도관의 길이방향을 따라 다양한 간격에서 보다 커다란 광 세기를 제공하기 위해서 채택될 수 있다.

광 가이드(42)의 벽(46)에 이용된 특정 재료는 변할 수 있지만, 대부분의 적용에는 일반적으로 플렉시블하고 투명한 재료가 바람직하다. 예시적인 재료 타입은 중합 재료 또는 유리를 포함한다. 유용한 중합 재료는 1.49 및 1.58의 굴절률을 각각 갖는 아크릴 및 폴리카보네이트를 포함한다. 다른 유용한 중합체는 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 폴리스틸렌, 폴리비닐 염화물 등이다. 그 선택된 특정 물질은 그 기재된 기능을 제공하는 한 본 발명에 중요한 것은 아니다. 원통의 벽(46)을 만들 때 이용하기에 적합한 생산물의 한가지 타입의 예는 미국 미네소타주 세인트 폴 스트리트에 소재하는 쓰리엠 주식회사로부터 구매할 수 있는 광학 점등막(OLF)이다.

광 가이드(42)의 원통의 벽(46)을 대량 생산할 수 있는 많은 다양한 방법들이 있다. 예컨대, 미국 특허 제3,689,346호, 제4,244,683호 및 제4,576,850호는 모두 원통의 벽(46)을 제조하는데 적합한 기법들을 개시하고 있다. 특정 제조 공정은 본 발명에서는 필수적인 것은 아니며, 경제적인 측면 및 이용가능 측면에서 선택할 문제이다.

OLF를 이용하는 광 가이드(42)를 제조하기 위하여, OLF는 초음파 용접, 접착제, 접착 테이프, 클립 또는 돌출부 등의 종래의 기법으로 고정되는 튜브의 세로 방향 이음매를 갖는 관형 형상으로 둥글게 감기는 것이 바람직하다 (도 10을 보아라). 일부의 실시예에 있어서, 튜브의 세로 방향 에지는 중첩될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 원통의 벽(46)은 보호 슬리브관(44)과 접촉을 통하여 관형 형상으로 유지될 수 있다. 플렉시블 OLF로부터 광도관(42)을 만들기 편리한 반면에, 다른 구조들도 이용될 수 있다. 예컨대, 광 가이드(42)는 플렉시블 단일 부재 또는 거친 단일 부재 중 하나를 제공하기 위하여 압출 또는 성형될 수 있다.

광 가이드(42)의 원통의 벽(46)의 두께는 특히 본 발명에 필수적인 것은 아니다. 그러나, 하나의 무한 실시예에 있어서, 그 원통의 벽(46)은 1 인치의 대략 0.015의 공칭 두께를 갖고, 인치당 대략 70개 프리즘을 포함한다. 이러한 실시예는 대략 3 인치의 최소 직경을 갖는 원통의 광 가이드로 둥글게 감길 수 있는 충분한 유연성을 나타낸다. 또한, 그러한 필름은 적어도 18 인치의 직경을 갖는 원통의 광 가이드로 둥글게 감길 때 그 형상을 유지할 수 있도록 충분히 강하게 지탱될 것이다.

도 4는 본 발명에 따라 광 가이드(42)에 이용될 수 있는 추출기(62)에 대하여 처리된 하나의 표면(60)을 도시한다. 이 처리된 표면(60)은 구성 요소(64)의 패턴을 포함한다. 여기에 이용된 바와 같이, "구성 요소"란 광을 산란하는 동작을 하는 임의 형상 또는 크기의 점 또는 구조를 칭한다. 이 구성 요소는 필연적으로 2차원 또는 3차원이 될 수 있다. 도 4의 특정 패턴은 하나의 광원(66)에 이용될 때 광 가이드(42)의 길이 방향을 따라 균일한 밝기를 제공하기 위해 채택된다. 추출기 (62)는 광원(66) 근처의 제1 단부(68) 및 제2 단부(70)를 갖는다. 이 구성 요소의 집중(64)은 제1 단부(68)로부터 제2 단부(70)로 길이(L)를 따라 뻗어있는 기울기를 따라 점차적으로 증가한다. 균일한 광 밝기는 광 가이드(42) 내의 광 세기의 감소에 비례하는 길이(L)를 따라 구성 요소의 집중을 증가시킴으로써 제공된다.

도 5는 본 발명의 원리에 따른 추출기(82)에 대하여 처리된 다른쪽 표면(80)을 도시한다. 구성 요소(84)의 패턴은 추출기(82)의 길이(L)를 따라 뻗어있는 집중 기울기를 갖는다. 그 기울기는, 광원(86, 88)이 각각의 단부(90, 92)에 위치될 때, 광 가이드(42)의 길이(L)에 따라 균일한 밝기를 제공하기 위하여 채택된다. 균일한 밝기를 제공하기 위하여, 그 구성 요소 집중은 단부(90, 92)로부터 길이(L)의 중심쪽으로 점차적으로 또는 점진적으로 증가한다. 따라서, 구성 요소(84)의 가장 큰 집중은 추출기(82)의 중심에 위치된다.

추출기(62, 82) 상의 구성 요소의 집중은 다양한 다른 기법에 의해 변경될 수 있다. 예컨대, 구성 요소의 집중은 단위 영역당 구성 요소를 일정하게 유지하고, 그 구성 요소의 상대적인 크기를 증가시킴으로써 증가될 수 있다. 대안으로, 그 구성 요소의 집중은 균일한 구성 요소의 크기를 유지하고, 단위 영역당 구성 요소의 갯수를 증가시킴으로써 증가될 수 있다. 또한, 구성 요소의 크기 또는 두께와 단위 영역당 구성 요소의 갯수는 소정의 점등 장치를 구현하기 위하여 동시에 변경될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 그 구성 요소들은 광의 반사 및 굴절(즉, 투과) 모두를 할 수 있는 반투명 재료로 만들어진다. 그 구성 요소들은 다양한 다른 종류의 반사/굴절 코팅, 잉크, 염료 또는 페인트로 만들어 질 수 있다. 티타늄 이산화물과 같은 확산 반사 백색 물질이 바람직하다. 그 구성 요소들은 바람직하게는 특정 반투명도를 갖도록 충분히 얇은 것이 좋다. 예컨대, 티타늄 이산화물을 이용할 때, 그 구성 요소들의 두께는 바람직하게는 10-15 미크론의 범위 내에 있는 것이 좋다.광 가이드(42)를 이탈하는 반사광 및 굴절광의 결합은 더욱 균일한 조명을 제공할 때 도움을 준다. 추출기의 광 산란 특성을 수정하는 다양한 기법들은 2000년 3월 16일에 발명의 명칭이 "조명 장치"로 출원된 미국 특허 출원 번호 제 호(변호사 문서 번호 제55364USA9A호)에 개시되어 있다.

그 처리된 표면의 광 산란 특성을 수정하는 것 이외에, 추출기의 표면적도 또한 수정될 수 있다. 도 6은 컬러(collar)(102)를 이용하여 접속된 광 가이드의 복수의 단면(100a, 100b, 100c)(통합하여 "100"으로 칭함)의 측단면도이다. 이러한 목적에 적합한 컬러는 1999년 2월 12일에 발명의 명칭이 "광도관용 커플링 시스템"으로 출원된 미국 특허 출원 번호 제09/248,807호(변호사 문서 번호 제54519USA1A호)에 개시되어 있다. 불균일 표면적의 추출기(104)는 광 가이드(100) 안으로 깊숙히 뻗어 있다. 추출기(104)의 점진적으로 증가하는 표면적은 광원(106)으로부터 멀리 떨어져 광 산란 특성을 증가시킨다. 불균일 표면적의 현재의 추출기는 이 자체가 이용되거나, 본원에 개시된 다양한 처리 표면과 조합하여 이용될 수 있다.

도 7은 본 발명의 원리에 따른 조명 장치(110)의 단면도이다. 추출기(112)는 광 점등막(116)의 내면(114)으로부터 멀리 뻗어 있다. 추출기(112)는 복수의 세그먼트(118, 120, 122)를 포함한다. 세그먼트(118)는 처리된 표면(124, 126)을 포함한다. 세그먼트(122)는 처리된 표면(128, 130)을 포함한다. 그러나, 세그먼트(120)는 어떠한 처리된 표면도 포함하지 않는다. 세그먼트(120)가 투명 물질로 만들어지는 일 실시예에서는 최소의 광 산란이 발생할 것이다. 추출기(112)의 멀티 세그먼트화 구조는 도 2에 도시된 추출기(36)보다 훨씬 큰 표면을 제공하고, 이것에 의해광 가이드의 매우 긴단부를 통해 광 산란 특성이 점차적으로 증가될 수 있다. 대안으로, 광 산란 특성은 조명 장치(110)의 특정 단부를 따라 극적으로 증가될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 그 세그먼트들(118, 120, 122)이 각각 투명 물질로 만들어지기 때문에, 적합한 처리된 표면들이 제공될 때까지 최소의 광 산란이 발생할 것으로 예상된다.

도 8은 내면(148)으로부터 깊숙히 뻗어 있는 2개의 세그먼트(144, 146)를 추출기(142)가 포함하는 대안의 조명 장치(140)의 단면도이다. 처리된 표면(152, 154)은 동일하거나 다른 표면적을 가질 수 있다. 유사하게, 세그먼트(144, 146)는 동일하거나 다른 표면적을 가질 수 있다. 도 8에 도시된 실시예에 있어서, 세그먼트(144, 146)는 일반적으로 내면(148)의 윤곽을 따르지만, 내면(148)으로부터 작은 갭(150)만큼 분리된다.

도 9는 본 발명의 원리에 따른 대안의 조명 장치(160)를 도시한다. 보호 외피(162)는 직사각형 또는 정사각형이다. 후면 반사판(164)은 선택적으로 외피의 하부를 따라 뻗어 있다. 광학 점등막(166)은 곡선 형상으로 배열되고, 내부(170)쪽으로 멀리 뻗어 있는 추출기(168)를 포함한다.

도 10은 보호 외피(202) 및 광학 점등막(204)이 공통 에지를 따라 돌출부 (206)에 의해 결합되는 다른 조명 장치(200)의 단면도를 도시한다. 이 돌출부(206)는 추출기(210)가 영구적으로 부착되거나 착탈 가능하게 결합되는 경계면(208)을 포함한다. 이 경계면(208)은 간단한 슬롯, 열쇠 구멍, 복합 형상, 금속 돌기형 커넥터를 수납하기 위한 리셉터클, 또는 추출기(210)가 부착되는 간단한 평면이 될수 있다. 조명 장치(200)의 복수의 동일 부분들은 조립되고 제품군에 비축될 수 있다. 특정 시공 현장에서 설계된 추출기(210)는 제조 설비에서 또는 시공 현장에서 경계면(208)과 연동될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 복수의 거의 동일한 조명 장치(200)는 시공 현장에서 조립된다. 그 다음에, 주문 생산 추출기 (210)는 복수의 이전에 결합된 조명 장치(200)의 경계면(208)과 연동된다. 현재 멀리 뻗어 있는 추출기(210)는 결과적으로 수리하기 위하여 제거되거나, 조명 장치(200)로부터 광 분산을 변경하기 위하여 제거된다.

도 11은 공통 에지를 따라 보호 외피(224) 및 광학 점등막(226)을 계속 유지하기 위하여 채택된 조명 장치(222)용 대안의 돌출부(220)의 단면도이다. 이 돌출부 (220)는 멀리 뻗어 있는 추출기(230)가 슬라이딩 할 수 있게 부착되는 열쇠 구멍 경계면(228)을 포함한다. 이 추출기(230)는 조명 장치(222)의 하나의 단부로 슬라이딩되거나, 제조 설비에서 또는 시공 현장에서 복수의 단부로 슬라이딩될 수 있다. 추출기(230)의 설치 및 제거의 용이하기 때문에 조명 장치(222)를 쉽게 수선하거나, 다른데 쉽게 적용될 수 있다. 예컨대, 조명 장치(222)의 소정의 단부를 따라 방출된 광 세기는 기존의 추출기(230)를 제거하고, 다른 광 산란 특성을 갖는 다른 추출기(230)에서 슬라이딩함으로써 증가 또는 감소될 수 있다.

도 12는 공통 에지를 따라 보호 외피(244) 및 광학 점등막(246)을 계속 보유하기 위하여 채택된 조명 장치(242)용 대안의 돌출부(240)의 단면도이다. 이 돌출부 (240)는 멀리 뻗어 있는 추출기(250)가 다양한 기법, 예컨대 접착제, 죄는 금속구, 자기 스트립 등을 이용하여 부착되는 평면 경계면(248)을 포함한다. 실시예를설명하면, 추출기(250)는 평면 경계면(248)에 부착하기 위하여 적용된 "T"형의 커다란 부분(252)이다. 경계면이(248)이 평면일 필요는 없다. 오히려, 추출기 (250)가 돌출부(240)에 정렬 및 부착될 수 있는 임의의 다양한 형상이 될 수 있다. 추출기 (250)는 제조 설비에서 또는 시공 현장에서 조명 장치(222)의 하나의 단부에 부착되거나, 복수의 단부에 부착될 수 있다.

본 발명의 배경을 포함하여 본원에 개시된 모든 특허 및 특허 출원은 참조용으로 본원에 포함된다. 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 보다 상세히 변경될 수 있고, 특히 적용된 제조 물질 및 부분의 형상, 크기 및 배열을 변경할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 명세서 및 도시된 특징들은 단지 설명을 위한 것으로, 본 발명의 범위 및 사상은 첨부한 청구 범위의 넓은 의미에 의해 지시된다.

Claims (46)

1. 내면 및 구조화 외면을 갖는 벽을 구비하는 중공 가이드로서, 상기 구조화 외면이 광 가이드의 길이 방향을 따라 뻗어 있는 홈을 형성하는 복수의 프리즘을 포함하는 중공 광 가이드와,

   실질적으로 상기 광 가이드의 길이 방향을 따라 뻗어 있고, 상기 내면으로부터 상기 광 가이드의 내부쪽으로 깊이 돌출해 있으며, 상기 광 가이드의 벽을 통하여 광을 방출시키는 동작을 실행하는 추출기를 포함하는 조명 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 추출기는 상기 광 가이드의 벽을 통하여 광을 방출시키는 동작을 하는 적어도 하나의 처리된 표면을 포함하는 조명 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 추출기는 확산 반사면을 구비하는 적어도 하나의 처리된 표면을 포함하는 조명 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 추출기는 상기 추출기의 표면의 적어도 일부분으로부터 물질이 제거되어 있는 적어도 하나의 처리된 표면을 포함하는 조명 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 추출기는 상기 추출기의 표면의 적어도 일부분에 물질이 부가되어 있는 적어도 하나의 처리된 표면을 포함하는 조명 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 추출기는 상기 추출기의 적어도 일부분에 필름이 부착되어 있는 적어도 하나의 처리된 표면을 포함하는 조명 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 필름은 한쪽 표면에 확산 반사 특성을 갖고 다른쪽 표면에 접착제를 포함하는 조명 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 추출기는 상기 추출기의 적어도 일부분에 프린팅 패턴을 구비하는 적어도 하나의 처리된 표면을 포함하는 조명 장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 추출기는 잉크, 염료 및 페인트 중 하나를 포함하는 적어도 하나의 처리된 표면을 포함하는 조명 장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 추출기는 상기 광 가이드의 벽을 통하여 방출되는 광량이 점차적으로 증가하는 적어도 하나의 처리된 표면을 포함하는 조명 장치.
11. 제1항에 있어서, 상기 추출기는 반투명 물질을 갖는 하나 이상의 처리된 표면을 포함하는 조명 장치.
12. 제1항에 있어서, 상기 추출기는 하나 이상의 처리된 표면에 투명 물질을 포함하는 조명 장치.
13. 제1항에 있어서, 상기 추출기는 일반적으로 상기 내면의 윤곽의 일부분을 따라 있는 조명 장치.
14. 제1항에 있어서, 상기 추출기는 상기 중공 광 가이드에 착탈 가능하게 부착되는 조명 장치.
15. 제1항에 있어서, 상기 광 가이드는 상기 추출기가 부착되는 탑재 표면을 포함하는 조명 장치.
16. 제1항에 있어서, 상기 광 가이드의 길이 방향을 따라 뻗어 있고, 상기 추출기가 부착되는 경계면을 갖는 돌출부를 포함하는 조명 장치.
17. 제16항에 있어서, 상기 추출기는 상기 돌출부에 착탈 가능하게 부착되는 것인 조명 장치.
18. 제16항에 있어서, 상기 경계면은 상기 돌출부의 길이 방향을 따라 뻗어 있는 열쇠 구멍(key way)을 포함하는 조명 장치.
19. 제18항에 있어서, 상기 추출기는 상기 열쇠 구멍과 슬라이딩 결합될 수 있는 기하적인 형상을 포함하는 조명 장치.
20. 제1항에 있어서, 상기 추출기는 비균일 표면적을 포함하는 조명 장치.
21. 제1항에 있어서, 상기 추출기는 점진적으로 증가하는 표면적을 갖는 것인 조명 장치.
22. 제1항에 있어서, 상기 광 가이드는 후면 반사판을 포함하는 조명 장치.
23. 제22항에 있어서, 상기 후면 반사판은 상기 광 가이드의 하부면을 따라 위치되는 조명 장치.
24. 제22항에 있어서, 상기 후면 반사판은 불투명 물질 또는 반투명 물질 중 하나를 포함하는 조명 장치.
25. 내면 및 구조화 외면을 갖는 벽을 구비하는 중공 광 가이드로서, 상기 구조화 외면이 광 가이드의 길이 방향을 따라 뻗어 있는 홈을 형성하는 복수의 프리즘을 포함하는 중공 광 가이드를 제공하는 단계와,

    실질적으로 상기 광 가이드의 길이 방향을 따라 뻗어 있고, 상기 내면으로부터 상기 광 가이드의 내부쪽으로 깊이 돌출해 있으며, 상기 광 가이드의 벽을 통하여 광을 방출시키는 동작을 실행하는 추출기를 부착하는 단계를 포함하는 조명 장치 형성 방법.
26. 제25항에 있어서, 상기 광 가이드의 벽을 통하여 광을 방출시키는 동작을 하는 상기 추출기의 적어도 하나의 표면을 처리하는 단계를 포함하는 조명 장치 형성 방법.
27. 제25항에 있어서, 상기 추출기의 적어도 하나의 처리된 표면을 확산 반사면이 되도록 처리하는 단계를 포함하는 조명 장치 형성 방법.
28. 제25항에 있어서, 상기 추출기의 표면의 적어도 일부분으로부터 물질을 제거하는 단계를 포함하는 조명 장치 형성 방법.
29. 제25항에 있어서, 상기 추출기의 표면의 적어도 일부분에 물질을 부가하는 단계를 포함하는 조명 장치 형성 방법.
30. 제25항에 있어서, 상기 추출기의 적어도 일부분에 필름을 부착하는 단계를 포함하는 조명 장치 형성 방법.
31. 제30항에 있어서, 상기 필름을 한쪽 표면에 확산 반사 특성을 갖고 다른쪽 표면에 접착제를 부착하도록 처리하는 단계를 포함하는 조명 장치 형성 방법.
32. 제25항에 있어서, 상기 추출기의 적어도 일부분에 패턴을 프린팅하는 단계를 포함하는 조명 장치 형성 방법.
33. 제25항에 있어서, 상기 추출기에 잉크, 염료 및 페인트를 도포하는 단계를 포함하는 조명 장치 형성 방법.
34. 제25항에 있어서, 상기 광 가이드의 벽을 통하여 방출된 광량이 점차적으로 증가하도록 상기 추출기를 처리하는 단계를 포함하는 조명 장치 형성 방법.
35. 제25항에 있어서, 상기 추출기는 일반적으로 상기 내면의 윤곽의 일부분을 따르도록 구성되는 것인 조명 장치 형성 방법.
36. 제25항에 있어서, 상기 광 가이드에 상기 추출기를 착탈 가능하게 부착하는 단계를 포함하는 조명 장치 형성 방법.
37. 제25항에 있어서, 상기 추출기가 부착되는 탑재 표면을 상기 광 가이드에 제공하는 단계를 포함하는 조명 장치 형성 방법.
38. 제25항에 있어서, 상기 광 가이드의 길이 방향을 따라 뻗어 있고, 상기 추출기가 부착되는 경계면을 포함하는 돌출부를 제공하는 단계를 포함하는 조명 장치 형성 방법.
39. 제25항에 있어서, 불균일 표면적을 갖는 추출기를 제공하는 단계를 포함하는 조명 장치 형성 방법.
40. 제25항에 있어서, 상기 추출기는 복수의 표면을 포함하고,

    상기 방법은 상기 표면들 중 하나 이상을 처리하는 단계를 포함하는 조명 장치 형성 방법.
41. 제25항에 있어서, 상기 광 가이드에 후면 반사판을 위치시키는 단계를 포함하는 조명 장치 형성 방법.
42. 제25항에 있어서, 상기 광 가이드의 하부면을 따라 후면 반사판을 위치시키는 단계를 포함하는 조명 장치 형성 방법.
43. 내면 및 구조화 외면을 갖는 벽을 각각 구비하는 중공 광 가이드로서, 상기 구조화 외면이 광 가이드의 길이 방향을 따라 뻗어 있는 홈을 형성하는 복수의 프리즘을 포함하는 복수의 중공 광 가이드를 제공하는 단계와,

    실질적으로 상기 광 가이드의 길이 방향을 따라 뻗어 있고, 상기 내면으로부터 상기 광 가이드의 내부쪽으로 깊이 돌출해 있으며, 상기 광 가이드의 벽을 통하여 광을 방출시키는 동작을 실행하는 추출기를 부착하는 단계를 포함하는 조명 장치 형성 방법.
44. 제43항에 있어서, 상기 복수의 광 가이드는 실질적으로 동일한 것인 조명 장치 형성 방법.
45. 제43항에 있어서, 상기 추출기를 부착하기 전에 복수의 중공 광 가이드를 동시에 부착하는 단계를 포함하는 조명 장치 형성 방법.
46. 제43항에 있어서, 상기 추출기를 부착하기 전에 시공 현장에서 복수의 중공 광 가이드를 탑재하는 단계를 포함하는 조명 장치 형성 방법.