KR200484024Y1

KR200484024Y1 - 프런트 조명

Info

Publication number: KR200484024Y1
Application number: KR2020150006829U
Authority: KR
Inventors: 윤준보; 윤건욱
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2015-10-21
Filing date: 2015-10-21
Publication date: 2017-07-21
Also published as: KR20170001509U

Abstract

고안의 실시 형태에 따른 프런트 조명은, 표시물로 빛을 출사하는 프런트 조명에 있어서, 도광판; 및 상기 도광판 측부에 배치되고, 상기 도광판으로 빛을 방사하는 광원;을 포함하고, 상기 도광판은 상기 도광판의 하면으로부터 상기 도광판의 하방으로 돌출되어 형성되는 패턴을 포함하고, 상기 광원으로부터 방사된 빛이 상기 패턴에 입사하여 상기 도광판의 하방에 위치한 상기 표시물로 출사되고, 상기 패턴은 패턴하면 및 상기 패턴하면과 상기 도광판의 하면을 연결하는 패턴측면을 포함하고, 상기 패턴측면과 상기 도광판의 하면이 이루는 각도가 90도보다 작거나 같고, 상기 패턴측면과 상기 도광판의 하면이 이루는 각도가 상기 도광판을 구성하는 물질의 임계각으로 상기 패턴에 입사된 빛의 굴절각의 여각보다 크거나 같다.

Description

프런트 조명{A Front Light}

본 고안은 프런트 조명에 관한 것으로, 더욱 구체적으로, 시인성을 향상시킬 수 있는 프런트 조명에 관한 것이다.

통상의 액자는 내부에 광원을 포함하고 있지 않으므로, 어두운 곳에서 시인성을 확보하기 위해 외부 조명이 필요하다. 그러나 외부의 광원을 이용하는 경우, 표시물에 균일한 밝기의 빛을 조사할 수 없고, 설치 및 이동이 어려운 문제가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 한국등록실용신안 제20-0473864호에 개시된 종래의 조명 액자는 표시물의 측면에 광원을 두는 방식으로, 이 경우 외부 광원을 사용할 때와 마찬가지로 마찬가지로 균일한 광 조사가 어렵다.

또한, 백라이트를 사용하는 경우는 표시물의 후면에 광원을 두는 방식으로, 이 경우 빛이 표시물을 통과해야 하므로 광효율이 좋지 않고 광 투과가 가능한 표시물만 이용할 수 있다는 단점이 있다.

또한, 프론트 라이트를 장착한 조명 액자는 표시물의 전면에 광원을 두는 방식으로, 표시물 전면을 향해 빛을 내보내는 도광판을 설치하여 표시물에 반사된 빛을 볼 수 있도록 하기 때문에, 표시물의 투과도에 영향이 없어 불투명한 캔버스, 두꺼운 그림 등에 적용할 수 있는 장점이 있다. 한국공개특허 제10-2014-0076680호에 개시된 종래의 프론트 라이트를 장착한 조명 액자는, 표시물의 움직임을 방지하기 위해 표시물과 도광판 사이에 아크릴판을 삽입하여 도광판이 아크릴판을 가압함으로써 표시물을 고정하는 장치를 포함하고 있다. 그러나 이와 같은 종래의 방법은 가압을 위한 추가 부재로 인해 액자의 제조 비용이 상승하고, 도광판에서 나온 빛이 아크릴판을 통과하므로 광효율이 저하되며, 액자의 두께가 두꺼워지는 단점을 가진다. 또한, 한국공개특허 제10-2003-0044194호에 개시된 추가 부재가 없는 조명 액자는, 표시물의 전면에 도광판을 삽입하여 표시물을 향해 빛이 발산되도록 설계되어 도광판이 조명 기능과 함께 표시물을 보호하는 보호 부재의 역할을 동시에 수행함으로써 제조 단가를 낮추는 효과가 있었다. 상기 특허에서 개시된 도광판은 상부에 산란을 위한 패턴을 두어 빛을 표시물을 향해 발산하는 구조를 가지고 있다. 그러나 이와 같은 구조는 상기 산란 구조가 투명한 경우, 빛이 표시물에 닿지 않고 산란 패턴을 통해 바로 밖으로 발산하여 눈부심을 유발하거나 표시물이 뿌옇게 보일 수 있다. 또한 상기 패턴이 불투명한 반사형 패턴인 경우 표시물을 가리는 문제가 있다. 또한 상기 특허에서 개시된 도광판은 상부에 배치된 산란 패턴이 외부에 노출되어 쉽게 손상될 수 있는 문제가 있어 도광판이 보호 부재를 대체하는 발명의 목적에 부합하지 않는다. 한편, 한국공개특허 제10-2011-0058925호에, 도광판의 이면에서 돌출되거나 요입된 구조로 형성되는 삼각프리즘패턴, 돗드프리즘 및 피라미드프리즘패턴이 구성된 조명 액자가 개시되어 있다. 하지만, 상기 특허의 프리즘패턴은 도 1에 도시된 바와 같이, 빛이 프리즘패턴(1) 에 반사된 후, 표시물로 빛이 출사되더라도, 빛의 출사 방향이 비스듬하게 되기 때문에, 실제 액자를 바라보는 방향이 아닌 측면에서 가장 밝게 빛나게 되므로 효율적이지 못하다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 프리즘패턴(1)으로 입사된 빛이 입사 각도에 따라 표시물로 출사되지 못하고 관찰자 방향으로 산란되어 출사될 수 있으므로, 이는 그림을 밝게 보는 데에는 영향을 주지 못하면서 눈부심을 유발하게 되는 문제점이 있다.

대한민국 등록 실용신안 제20-0473864호 대한민국 공개 특허 제10-2003-0044194호 대한민국 공개 특허 제10-2014-0076680호 대한민국 공개 특허 제10-2011-0058925호

본 고안의 목적은 시인성을 향상시킬 수 있는 프런트 조명을 제공하는 데 있다.

고안의 실시 형태에 따른 프런트 조명은, 표시물로 빛을 출사하는 프런트 조명에 있어서, 도광판; 및 상기 도광판 측부에 배치되고, 상기 도광판으로 빛을 방사하는 광원;을 포함하고, 상기 도광판은 상기 도광판의 하면으로부터 상기 도광판의 하방으로 돌출되어 형성되는 패턴을 포함하고, 상기 광원으로부터 방사된 빛이 상기 패턴에 입사하여 상기 도광판의 하방에 위치한 상기 표시물로 출사되고, 상기 패턴은 패턴하면 및 상기 패턴하면과 상기 도광판의 하면을 연결하는 패턴측면을 포함하고, 상기 패턴측면과 상기 도광판의 하면이 이루는 각도가 90도보다 작거나 같고, 상기 패턴측면과 상기 도광판의 하면이 이루는 각도가 상기 도광판을 구성하는 물질의 임계각으로 상기 패턴에 입사된 빛의 굴절각의 여각보다 크거나 같을 수 있다.

본 고안의 실시형태에 따른 프런트 조명은 도광판을 표시물의 보호 부재로 사용하여 제작 비용을 절감할 수 있고, 광 효율이 높아 광원의 수를 줄여 제작 비용을 절감함과 동시에 전력 소모를 줄일 수 있고, 도광판 하부에 미소 패턴이 삽입되어 외부의 물리적 손상으로부터 패턴을 보호할 수 있고, 출광을 위한 미소 패턴으로 역프리즘 구조 또는 기둥 모양의 구조를 사용하여 산란을 줄일 수 있고, 패턴의 밀도 또는 크기를 조절하여 부분적인 밝기를 조절하거나 임의의 밝기로 글씨, 문양, 패턴 등을 삽입할 수 있다. 따라서, 액자뿐만 아니라, 간판, 조명 기기 등의 분야에도 응용이 가능하다.

도 1 내지 도 2는 종래의 도광판에 형성된 프리즘 패턴의 단면을 나타내는 도면이다.
도 3은 는 본 고안의 일 실시형태에 따른 조명 액자의 단면도이다.
도 4 내지 도 12는 도 3에 도시된 본 고안의 일 실시형태에 따른 도광판 및 패턴의 단면도이다.
도 13 및 도 14는 본 고안의 또다른 실시형태에 따른 조명 액자의 단면도이다.

본 고안의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 고안을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 고안에 따른 프런트 조명에 대하여 조명 액자를 실시예로 들어 상세히 설명하기로 한다. 도 3은 본 고안의 일 실시형태에 따른 조명 액자의 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 고안의 일 실시형태에 따른 조명 액자(1000)는 도광판(100) 및 광원(200)을 포함할 수 있다.

본 고안의 일 실시형태에 따른 도광판(100)은 도광판(100)의 하면으로부터 도광판(100)의 하방으로 돌출되어 형성되는 패턴(110)을 포함할 수 있다. 이 때, 도광판(100)에 복수의 패턴(110)이 형성될 수 있다.

제작방법에 따라, 도광판(100)으로 준비된 기판을 깎아내거나 통으로 형성하여 패턴(110)이 도광판(100)과 일체형으로 형성될 수도 있고, 기 제작된 도광판(100)에 패턴(110)이 도광판(100)과 별개의 부재로서 형성될 수도 있다. 이 때, 패턴(110)은 도광판(100)을 구성하는 물질과 동일한 물질로 형성될 수도 있고, 도광판(100)을 구성하는 물질과 다른 물질로 형성될 수도 있다. 또한, 패턴(110)을 구성하는 물질의 굴절률은 도광판(100)을 구성하는 물질의 굴절률과 같을 수도 있고, 다를 수도 있다.

본 고안의 일 실시형태에 따른 광원(200)은 도광판(100)으로 빛을 방사하는 구성으로서, LED 일 수 있다.

도 4 내지 도 12는 도 3에 도시된 본 고안의 일 실시형태에 따른 도광판 및 패턴의 단면도로, 도광판 및 패턴에서 일어나는 빛의 반사 및 굴절을 설명하기 위한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 고안의 일 실시형태에 따른 조명 액자(1000)에 있어서, 패턴(110)이 패턴하면(111) 및 패턴하면(111)과 도광판(100)의 하면(120)을 연결하는 패턴측면(115)를 포함할 수 있다.

광원(200)으로부터 방사된 빛이 패턴(110)에 입사하여 도광판(100) 하방에 위치한 표시물로 출사될 수 있다. 이 때, 패턴측면(115)과 도광판(100)의 하면(120)이 이루는 각도(α)가 90도보다 작거나 같을 수 있다. 패턴측면(115)과 도광판(100)의 하면(120)이 이루는 각도(α)가 90도보다 작거나 같으면, 패턴(110)에 입사된 빛이 패턴측면(115)에 반사되는 경우, 반사된 빛이 관찰자 방향으로 출사되지 않고, 항상 도광판(100)의 하부에 배치되는 표시물 방향으로 출사되는 장점이 있다.

도 5a는 패턴(110)을 구성하는 물질의 굴절률이 도광판(100)을 구성하는 물질의 굴절률과 동일한 경우를 예시하는 도면이고, 도 5b 및 도 5c는 패턴(110)을 구성하는 물질의 굴절률이 도광판(100)을 구성하는 물질의 굴절률과 다른 경우를 예시하는 도면이다.

패턴(110)이 광원(200)과 매우 가까워 광원(200)으로부터 직접 방사된 빛이 패턴(110)에 입사되는 경우를 제외하면, 패턴(110)에 입사되는 빛은 모두 도광판(100)의 상면 또는 하면(120)에 반사된 빛이므로, 그 입사각이 도광판(100)을 구성하는 물질의 임계각(θc)보다 크거나 같다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 패턴(110)을 구성하는 물질의 굴절률이 도광판(100)을 구성하는 물질의 굴절률과 동일한 경우, 빛이 도광판(100)으로부터 패턴(110)에 입사될 때, 굴절되지 않으므로, 패턴(110)에 입사된 빛의 굴절각은 입사각과 같다. 다시 말해, 도광판(100)을 구성하는 물질의 임계각(θc)으로 패턴(110)에 입사된 빛의 굴절각(θcr)은 도광판(100)을 구성하는 물질의 임계각(θc)과 같다. 따라서, 도 5a에 도시된 패턴측면(115)과 도광판(100)의 하면(120)이 접하는 지점인 P 지점을 통과하여 패턴(110)에 입사되는 빛은 L1과 L3 사이 범위 내의 빛이며, 패턴(110)에 입사된 후, L2와 L4 사이 범위로 진행된다.

도 5b에 도시된 바와 같이, 패턴(110)을 구성하는 물질의 굴절률이 도광판(100)을 구성하는 물질의 굴절률보다 큰 경우, 그 입사각이 도광판(100)을 구성하는 물질의 임계각(θc)보다 크거나 같은 모든 빛이 패턴(110)으로 입사될 수 있다. 또한, 빛이 도광판(100)으로부터 패턴(110)에 입사될 때, 굴절이 일어나게 되고, 패턴(110)에 입사된 빛의 굴절각은 입사각보다 작게 된다. 다시 말해, 도광판(100)을 구성하는 물질의 임계각(θc)으로 패턴(110)에 입사된 빛의 굴절각(θcr)은 도광판(100)을 구성하는 물질의 임계각(θc)보다 작게 된다. 따라서, 도 5b에 도시된 패턴측면(115)과 도광판(100)의 하면(120)이 접하는 지점인 P 지점을 통과하여 패턴(110)에 입사되는 빛은 L1과 L3 사이 범위 내의 빛이며, 패턴(110)에 입사된 후, L2와 L4 사이 범위로 굴절되어 진행된다.

도 5c에 도시된 바와 같이, 패턴(110)을 구성하는 물질의 굴절률이 도광판(100)을 구성하는 물질의 굴절률보다 작은 경우, 그 입사각이 도광판(100)을 구성하는 물질의 임계각인 제1 임계각(θc₁)보다 크거나 같고 제2 임계각(θc₂)보다 작은 빛만 패턴(110)으로 입사될 수 있다. 여기서 제2 임계각(θc₂)은 도광판(100)을 구성하는 물질에서 패턴(110)을 구성하는 물질로 빛이 입사할 때의 임계각이다. 도광판(100)에서 패턴(110)으로 입사되는 빛의 입사각이 제2 임계각(θc₂)보다 크게 되면, 빛이 패턴(110)에 입사되지 못하고 반사된다. 또한, 빛이 도광판(100)으로부터 패턴(110)에 입사될 때, 굴절이 일어나게 되고, 패턴(110)에 입사된 빛의 굴절각은 입사각보다 크게 된다. 다시 말해, 도광판(100)을 구성하는 물질의 임계각(θc₁)으로 패턴(110)에 입사된 빛의 굴절각(θc₁r)은 도광판(100)을 구성하는 물질의 임계각(θc₁)보다 크게 된다. 따라서, 도 5c에 도시된 패턴측면(115)과 도광판(100)의 하면(120)이 접하는 지점인 P 지점을 통과하여 패턴(110)에 입사되는 빛은 L1과 L3 사이 범위 내의 빛이며, 패턴(110)에 입사된 후, L2와 L4 사이 범위로 굴절되어 진행된다.

이하에서는, 패턴(110)을 구성하는 물질의 굴절률이 도광판(100)을 구성하는 물질의 굴절률과 동일한 경우를 예시하여 설명한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 패턴(110)에 입사된 빛이 패턴측면(115)에 반사되지 않고, 직접 패턴하면(111)에 도달하게 되면, 패턴하면(111)에 반사되고, 반사된 빛이 관찰자 방향으로 산란되어 출사되기 때문에 눈부심이 발생할 수 있다. 따라서, 패턴하면(111)을 통하여 출사되는 모든 빛이 패턴측면(115)에 반사된 후 패턴하면(111)에 도달하게되면, 패턴하면(111)에 반사되지 않으므로, 빛이 관찰자 방향으로 출사되지 않고, 항상 도광판(100)의 하부에 배치되는 표시물 방향으로 출사되는 장점이 있다.

이 때, 도 7a에 도시된 바와 같이, 패턴측면(115)과 도광판(100)의 하면(120)이 이루는 각도(α)가 일정한 경우, 패턴측면(115)과 도광판(100)의 하면(120)이 이루는 각도(α)가 도광판(100)을 구성하는 물질의 임계각(θc)으로 패턴(110)에 입사된 빛의 굴절각(θcr)의 여각(θcr')보다 크거나 같을 수 있다. 패턴(110)에 입사되는 빛의 입사각과 도광판(100)의 하면(120)이 이루는 각도(α)가 도광판(100)을 구성하는 물질의 임계각(θc)으로 패턴(110)에 입사된 빛의 굴절각(θcr)의 여각(θcr')보다 작은 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 패턴(110)으로 입사된 빛의 일부가 패턴하면(111)에 직접 도달하여, 반사된 빛이 관찰자 방향으로 산란되어 출사되기 때문에 눈부심이 발생할 수 있다. 따라서, 패턴측면(115)과 도광판(100)의 하면(120)이 이루는 각도(α)가 도광판(100)을 구성하는 물질의 임계각(θc)으로 패턴(110)에 입사된 빛의 굴절각(θcr)의 여각(θcr')보다 크거나 같은 경우, 패턴(110)에 입사된 빛이 패턴하면(111)에 직접 도달하는 것을 방지할 수 있다.

여기에서, 도 7b에 도시된 바와 같이, 패턴(110)의 높이(h)가 충분하지 않으면, 패턴측면(115)과 도광판(100)의 하면(120)이 이루는 각도(α)가 도광판(100)을 구성하는 물질의 임계각(θc)으로 패턴(110)에 입사된 빛의 굴절각(θcr)의 여각(θcr')보다 크더라도, 패턴(110)으로 입사된 빛의 일부가 패턴하면(111)에 직접 도달하여, 반사된 빛이 관찰자 방향으로 산란되어 출사되기 때문에 눈부심이 발생할 수 있다. 따라서, 패턴(110)의 높이(h)가 소정의 조건을 만족하여야만, 패턴(110)에 입사된 모든 빛이 패턴하면(111)에 직접 도달하는 것을 방지할 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 패턴하면(111)과 패턴측면(115)이 접하는 제1 지점(A)과 패턴측면(115)과 도광판(100)의 하면(120)이 접하는 제2 지점(B)에 있어서, 제1 지점(A)으로부터 제2 지점(B)를 포함하고 도광판(100)의 하면(120)과 수직한 직선(BC)까지의 수직 거리 중 가장 큰 값을 d라고 할 때, 패턴(110)의 높이(h)가 d*cot(θcr) 보다 크거나 같은 경우, 패턴(110)에 입사된 모든 빛이 패턴하면(111)에 직접 도달하는 것을 방지할 수 있다.

이 때, 도 9에 도시된 바와 같이, 패턴측면(115)과 도광판(100)의 하면(120)이 이루는 각도(α)가 일정하고, 패턴(110)의 단면이 좌우대칭으로 형성되고, 패턴(110)이 형성된 도광판(100)의 하면(120)의 폭이 d₁이고, 패턴하면(111)의 폭이 d₂인 경우, 패턴(110)의 높이(h)가 (d₁/2 + d₂/2)*cot(θcr) 보다 크거나 같은 경우, 패턴(110)에 입사된 모든 빛이 패턴하면(111)에 직접 도달하는 것을 방지할 수 있다.

이 때, 도 5c에 도시된 바와 같이, 패턴(110)을 구성하는 물질의 굴절률이 도광판(100)을 구성하는 물질의 굴절률보다 작은 경우, 도광판(100)을 구성하는 물질의 임계각(θc)으로 패턴(110)에 입사된 빛의 굴절각(θcr)이 도광판(100)을 구성하는 물질의 임계각(θc)보다 크기 때문에, 패턴(110)을 구성하는 물질의 굴절률이 도광판(100)을 구성하는 물질의 굴절률과 동일한 경우에 비하여 패턴(110)에 입사된 모든 빛을 패턴측면(115)에 도달시키기 위하여 필요한 패턴(110)의 높이(h)가 작은 장점이 있다.

또한, 도 10b에 도시된 바와 같이, 패턴측면(115)이 도광판(100)의 하면(120)과 접하는 제1 패턴측면(116) 및 패턴하면(111)과 접하는 제2 패턴측면(117)을 포함하는 경우, 제1 패턴측면(115)과 도광판(100)의 하면(120)이 이루는 각도(α)가 도광판(100)을 구성하는 물질의 임계각(θc)으로 패턴(110)에 입사된 빛의 굴절각(θcr)의 여각(θcr')보다 작더라도, 제2 패턴측면(117)과 패턴하면(111)이 이루는 각도(β)가 상기 도광판을 구성하는 물질의 임계각(θc)으로 패턴(110)에 입사된 빛의 굴절각(θcr)의 여각(θcr')보다 크거나 같게 되면, 패턴(110)에 입사된 모든 빛이 패턴하면(111)에 직접 도달하는 것을 방지할 수 있다. 이 경우, 도 10a에 도시된 패턴(110)과 비교할 때, 도 10a에 도시된 패턴(110)의 상부에 입사된 빛 중 일부는 패턴측면(115)으로 입사되는 입사각(θ)이 패턴(110)을 구성하는 물질의 임계각보다 작아지기 때문에, 패턴측면(115)에 반사되지 못하고 굴절되어 출사되게 된다. 이에 반해, 도 10b에 도시된 패턴(110)의 경우, 도광판(100)의 하면(120)과 접하는 제1 패턴측면(116)에 입사된 모든 빛은 그 입사각이 패턴(110)을 구성하는 물질의 임계각보다 크도록 구성하면, 제1 패턴측면(116)에서 제2 패턴측면(117) 또는 패턴하면(111)으로 반사된다. 또한, 제2 패턴측면(117)에 도달하는 빛 중 일부는 그 입사각(θ)이 패턴(110)을 구성하는 물질의 임계각보다 작아지기 때문에, 제2 패턴측면(117)에 반사되지 못하고 굴절되어 출사되게 되지만, 출사되는 위치가 도 10b에 도시된 패턴(110)의 경우보다 표시물에 가까운 하부에서 출사되므로, 광효율을 좀 더 높일 수 있다.

또한, 도 10c에 도시된 바와 같이, 패턴측면(115)이 도광판(100)의 하방을 향해 오목한 곡면으로 형성될 수 있다. 마찬가지로, 패턴측면(115)과 도광판(100)의 하면(120)이 이루는 각도(α)가 도광판(100)을 구성하는 물질의 임계각(θc)으로 패턴(110)에 입사된 빛의 굴절각의 여각(θc')보다 작더라도, 패턴측면(115)과 패턴하면(111)이 이루는 각도(β)가 상기 도광판을 구성하는 물질의 임계각(θc)으로 패턴(110)에 입사된 빛의 굴절각의 여각(θc')보다 크거나 같게 되면, 패턴(110)에 입사된 모든 빛이 패턴하면(111)에 직접 도달하는 것을 방지할 수 있으며, 패턴(110)에 입사된 빛이 패턴측면(115)에 반사되지 못하고 굴절되어 출사되는 위치가 도 10b에 도시된 패턴(110)의 경우보다 표시물에 가까운 하부에서 출사되므로, 광효율을 좀 더 높일 수 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 패턴측면(115)과 도광판(100)의 하면(120)이 이루는 각도(α)가 90도일 수 있다. 도 3내지 도 10에 도시된 패턴(110)의 경우, 패턴측면(115)이 곡면이거나 경사면이기 때문에, 관찰자에게 보여지는 표시물의 상에 왜곡이 생길 수 있다. 하지만 도 11에 도시된 패턴(110)의 패턴측면(115)은 곡면이거나 경사면이 아니기 때문에, 표시물의 왜곡을 최소화할 수 있다.

도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 패턴(110)은 제1 패턴(112) 및 제1 패턴(112) 하부에 배치된 제2 패턴(113)을 포함할 수 있다. 광원(200)으로부터 방사된 빛이 제1 패턴(112)에 입사되고, 다시 제2 패턴(113)에 입사되어, 도광판(100) 하방에 위치한 표시물로 출사될 수 있다. 이 때, 제1 패턴(112)를 구성하는 물질의 굴절률은 도광판(100)을 구성하는 물질 및 제2 패턴(113)을 구성하는 물질의 굴절률보다 클 수 있다. 이와 같이, 제1 패턴(112)를 구성하는 물질의 굴절률이 도광판(100)을 구성하는 물질 및 제2 패턴(113)을 구성하는 물질의 굴절률보다 큰 경우, 도광판(100)으로부터 제1 패턴(112)로 입사되는 빛의 입사각이 도광판(100)을 구성하는 물질의 임계각(θc)보다 크거나 같은 모든 빛이 제1 패턴(112)으로 입사될 수 있다. 이 때, 도 12a에 도시된 바와 같이, 90도의 임계각으로 입사한 빛(L4)의 굴절각(θ)이 제1 패턴(112)을 구성하는 물질에서 제2 패턴(113)을 구성하는 물질로 빛이 입사할 때의 임계각보다 작도록 구성하거나, 도 12b에 도시된 바와 같이, 제1 패턴(112)으로 입사된 빛의 굴절각 중 제1 패턴(112)을 구성하는 물질에서 제2 패턴(113)을 구성하는 물질로 빛이 입사할 때의 임계각보다 큰 빛에 대하여는, 제1 패턴측면(116)에 반사되도록 구성하게 되면, 제1 패턴(112)으로부터 제2 패턴(113)으로 빛이 입사할 때, 반사되는 빛 없이 모두 굴절되어 제2 패턴(113)으로 빛이 입사될 수 있다. 즉, 도 12a 및 도 12b의 L1으로 입사된 빛이 L2를 거쳐 L3로 진행되고 L4로 입사된 빛이 L5를 거쳐 L6로 진행되므로, L1과 L4 사이 범위 내의 빛이 패턴(110)에 입사된 후, L3와 L6 사이 범위로 굴절되어 진행된다. 이 경우, 도 5c에 도시된 패턴에 비하여 많은 빛을 패턴(110)에 입사시킬 수 있으므로, 광효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

도 13 및 도 14는 본 고안의 또다른 실시형태에 따른 조명 액자의 단면도이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 본 고안의 또다른 실시형태에 따른 도광판(100)은 제1 영역(130) 및 제2 영역(140)을 포함할 수 있다.

이 때, 제1 영역(130)에 형성된 패턴(110)의 밀도가 제2 영역(140)에 형성된 패턴(110)의 밀도와 다를 수 있다. 도 13에 도시된 바와 같이, 제1 영역(130)에 형성된 패턴(110)의 밀도가 제2 영역(140)에 형성된 패턴(110)의 밀도보다 크기 때문에, 제1 영역(130)에 형성된 패턴(110)을 통해 출사되는 빛의 양이 제2 영역(140)에 형성된 패턴(110)을 통해 출사되는 빛의 양보다 크게 된다. 따라서, 제1 영역(130) 하부에 배치되는 표시물의 영역이 제2 영역(140) 하부에 배치되는 표시물의 영역보다 더 밝게 조명될 수 있다.

도 14에 도시된 바와 같이, 본 고안의 또다른 실시형태에 따른 도광판(100)은 제1 영역(130) 및 제2 영역(140)을 포함할 수 있다.

이 때, 제1 영역(130)에 형성된 패턴(110)의 크기가 제2 영역(140)에 형성된 패턴(110)의 크기와 다를 수 있다. 도 14에 도시된 바와 같이, 제1 영역(130)에 형성된 패턴(110)의 크기가 제2 영역(140)에 형성된 패턴(110)의 크기보다 크기 때문에, 제1 영역(130)에 형성된 패턴(110)을 통해 출사되는 빛의 양이 제2 영역(140)에 형성된 패턴(110)을 통해 출사되는 빛의 양보다 크게 된다. 따라서, 제1 영역(130) 하부에 배치되는 표시물의 영역이 제2 영역(140) 하부에 배치되는 표시물의 영역보다 더 밝게 조명될 수 있다.

이와 같이, 도광판의 위치에 따라 패턴의 밀도 또는 크기를 조절하여, 균일한 빛을 발산하거나, 특정 위치의 밝기를 조절하여 점차 어두워지거나 밝아지는 조명효과 또는 디자인된 문양, 글씨, 패턴 등을 표현할 수 있다.

이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 고안의 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 고안의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 고안을 한정하는 것이 아니며, 본 고안이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 고안의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 도광판
110: 패턴
111: 패턴하면
112: 제1 패턴
113: 제2 패턴
115: 패턴측면
116: 제1 패턴측면
117: 제2 패턴측면
120: 도광판 하면
130: 제1 영역
140: 제2 영역
200: 광원
1000: 조명 액자

Claims

표시물로 빛을 출사하는 프런트 조명에 있어서,
도광판; 및
상기 도광판 측부에 배치되고, 상기 도광판으로 빛을 방사하는 광원;을 포함하고,
상기 도광판은 상기 도광판의 하면으로부터 상기 도광판의 하방으로 돌출되어 형성되는 패턴을 포함하고,
상기 광원으로부터 방사된 빛이 상기 패턴에 입사하여 상기 도광판의 하방에 위치한 상기 표시물로 출사되고,
상기 패턴은 패턴하면 및 상기 패턴하면과 상기 도광판의 하면을 연결하는 패턴측면을 포함하고,
상기 패턴측면과 상기 도광판의 하면이 이루는 각도가 90도보다 작거나 같고,
상기 패턴측면과 상기 도광판의 하면이 이루는 각도가 상기 도광판을 구성하는 물질의 임계각으로 상기 패턴에 입사된 빛의 굴절각의 여각보다 크거나 같은,
프런트 조명.
표시물로 빛을 출사하는 프런트 조명에 있어서,
도광판; 및
상기 도광판 측부에 배치되고, 상기 도광판으로 빛을 방사하는 광원;을 포함하고,
상기 도광판은 상기 도광판의 하면으로부터 상기 도광판의 하방으로 돌출되어 형성되는 패턴을 포함하고,
상기 광원으로부터 방사된 빛이 상기 패턴에 입사하여 상기 도광판의 하방에 위치한 상기 표시물로 출사되고,
상기 패턴은 패턴하면 및 상기 패턴하면과 상기 도광판의 하면을 연결하는 패턴측면을 포함하고,
상기 패턴측면과 상기 도광판의 하면이 이루는 각도가 90도보다 작거나 같고,
상기 패턴하면과 상기 패턴측면이 접하는 제1 지점과 상기 패턴측면과 상기 도광판의 하면이 접하는 제2 지점에 있어서,
상기 제1 지점으로부터 상기 제2 지점을 포함하고 상기 도광판 하면과 수직한 직선까지의 수직 거리 중 가장 큰 값이 d 이고, 상기 도광판을 구성하는 물질의 임계각으로 상기 패턴에 입사된 빛의 굴절각이 θcr일 때,
상기 패턴의 높이 h는,
h ≥ d*cot(θcr) 조건을 만족하는,
프런트 조명.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 패턴하면을 통하여 출사되는 모든 빛이 상기 패턴측면에 반사된 후 상기 패턴하면에 도달하는,
프런트 조명.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 패턴측면은 상기 도광판의 하면과 접하는 제1 패턴측면 및 상기 패턴하면과 접하는 제2 패턴측면을 포함하고,
상기 제1 패턴측면과 상기 도광판의 하면이 이루는 각도가 상기 도광판을 구성하는 물질의 임계각으로 상기 패턴에 입사된 빛의 굴절각의 여각보다 작고,
상기 제2 패턴측면과 상기 패턴하면이 이루는 각도가 상기 도광판을 구성하는 물질의 임계각으로 상기 패턴에 입사된 빛의 굴절각의 여각보다 크거나 같은,
프런트 조명.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 패턴측면은 상기 도광판의 하방을 향하여 오목한 곡면으로 형성되고,
상기 패턴측면과 상기 도광판의 하면이 이루는 각도가 상기 도광판을 구성하는 물질의 임계각으로 상기 패턴에 입사된 빛의 굴절각의 여각보다 작고,
상기 패턴측면과 상기 패턴하면이 이루는 각도가 상기 도광판을 구성하는 물질의 임계각으로 입사된 빛의 굴절각의 여각보다 크거나 같은,
프런트 조명.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 도광판은 제1 영역 및 제2 영역을 포함하고,
상기 제1 영역에 형성된 상기 패턴의 밀도가 상기 제2 영역에 형성된 상기 패턴의 밀도보다 큰,
프런트 조명.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 도광판은 제1 영역 및 제2 영역을 포함하고,
상기 제1 영역에 형성된 상기 패턴의 크기가 상기 제2 영역에 형성된 상기 패턴의 크기보다 큰,
프런트 조명.
삭제