KR20070099647A

KR20070099647A - 가변 리플렉터 장치

Info

Publication number: KR20070099647A
Application number: KR1020077018517A
Authority: KR
Inventors: 스타인 카이퍼; 베르나르더스 에이치. 더블유. 헨드릭스; 링리 왕; 크리스토프 지. 에이. 홀렌; 요하네스 피. 엠. 안셈스
Original assignee: 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2005-01-14
Filing date: 2006-01-09
Publication date: 2007-10-09
Also published as: US20080186709A1; EP1842094A1; TW200639426A; JP2008527454A; WO2006075279A1; CN101103295A

Abstract

본 발명은, 광원(7)으로부터의 광을 지향시키도록 구성되는 리플렉터(6) 및 리플렉터(6)를 보유하는 케이싱(5)을 포함하는 가변 리플렉터 장치에 관한 것이며, 여기서 이 케이싱(5)의 일부는 리플렉터(6)에 의해 지향된 광에 투명하다. 리플렉터(6)는 이 케이싱(5)에 보유되는 2개의 혼합될 수 없는 유체(3, 4) 사이의 계면에서의 메니스커스(2)에 의해 형성된다. 이 설계에 의하면, 광원으로부터의 광의 공간 분포가 2개의 유체 사이의 메니스커스의 형상을 변화시킴으로써 변경 가능하다. 메니스커스의 형상의 변화는 기계적인 부분보다는 유체의 변위에 의해 영향받기 때문에, 리플렉터 형상의 변화는 일반적으로 이전에 공지된 설계의 경우에 비해 빠르면서 낮은 에너지 소비에 의해 실행될 수 있다. 또한, 2개의 혼합될 수 없는 유체 사이의 메니스커스는 유체의 본질적인 특성 때문에 다수의 상이한 형상을 이용할 수 있는데, 고체 리플렉터가 사용되는 경우에는 그렇지 아니하다.

리플렉터, 메니스커스, 습윤성, 전기 습윤, 계면

Description

가변 리플렉터 장치{VARIABLE REFLECTOR DEVICE}

본 발명은, 광원으로부터의 광을 지향시키도록 구성되는 리플렉터 및 그 리플렉터를 보유하는 케이싱을 포함하는 가변 리플렉터 장치, 및 이러한 가변 리플렉터 장치를 포함하는 조명 장치에 관한 것이며, 여기서 이 케이싱의 일부는 리플렉터에 의해 지향된 광에 투명하다.

조명은 거실에 있든지 또는 공공 장소에 있든지 간에 공간을 인식하는데 중요한 요소이다. 방사된 광의 적절한 공간 분포(spatial distribution) 및 적당한 강도에 의하면, 특정한 공간에 원하는 애트머스피어(atmosphere)를 생성할 수 있다. 이를 달성하는 한가지 방식에 의하면 개별적으로 제어 가능한 광 강도를 갖는 다수의 광원을 배치시킬 수 있다. 동일한 목적을 달성하는 다른 방식은 광원의 수를 더 적게 하고, 그로부터 공간 광 분포가 가변될 수 있게 하는 것이다. 광원으로서는, LED가 소형이고 에너지 효율이 좋고 저온에서 동작하기 때문에, 점점 인기가 높아지고 있다.

US 6,561,678에는, 가변 포커스 간접 조명 고정물이 개시되어 있다. 이 조명 고정물은 광원을 각각 실질적으로 둘러싸는 한 쌍의 제1 리플렉터, 및 이 제1 리플렉터의 전방에 배치된 제2 가변 포커스 리플렉터를 포함한다. 제2 리플렉터의 중심선의 위치를 가변시킴으로써, 조명 고정물로부터 출력되는 광의 포커스가 가변될 수 있다. 이러한 변화는 스크류에 의해 수동으로 생길 수도 있고 또는 예컨대 전기 모터에 의해 자동으로 생길 수도 있다.

따라서, 다수의 이들 조명 장치를 사용하여 공간 광 분포를 가변할 수 있기 위해서는, 각각의 개별적인 조명 장치의 리플렉터 형상을 수동으로 변경하거나 또는 각각의 조명 장치에 대해 개별적으로 제어 가능한 전기 모터를 설치하여야 할 것이다. 따라서, 우리는 공간 광 분포에 있어서 매우 느리고 드문 수동 변화로 한정되거나, 모든 조명 장치마다 개별적으로 제어 가능한 전기 모터 또는 이와 유사한 것을 사용하는 상대적으로 큰 초기 투자를 하도록 강요될 것이다. 또한, 공간 광 분포의 변화를 용이하게 하는 기계 부분의 이동에 의하면 이들 조명 장치가 기계적인 오동작에 의하여 마모되고 고장나기 쉬워진다.

종래의 기술의 위에서 언급한 결함 및 다른 결함의 관점에서, 본 발명의 일반적인 목적은 개선된 가변 리플렉터 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 리플렉터 형상의 빠른 변경을 가능케 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 가변하는 공간 광 분포를 갖는 조명 장치의 기계적인 고장의 위험성을 감소시키는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 가변하는 공간 광 분포를 가지면서 상대적으로 저렴한 조명 장치를 가능케 하는 것이다.

이들 목적 및 다른 목적은, 광원으로부터의 광을 지향시키도록 구성되는 리플렉터 및 그 리플렉터를 보유하는 케이싱을 포함하는 가변 리플렉터 장치에 의해 실현되고, 이 케이싱의 일부는 리플렉터에 의해 지향된 광에 투명하며, 여기서 리플렉터는 이 케이싱에 보유되는 2개의 혼합될 수 없는 유체 사이의 계면에서의 메니스커스(meniscus)에 의해 형성된다.

이 설계에 의하면, 광원으로부터의 광의 공간 분포는 2개의 유체 사이의 메니스커스의 형상을 변화시킴으로써 변경 가능하다. 광원은 적어도 하나의 LED를 포함하는 것이 바람직하다. 그러나, 적절한 동작 온도를 갖는 임의의 광원이 가변 리플렉터 장치와 접속되어 사용될 수 있다.

메니스커스의 형상의 변화는 기계적인 부분보다는 유체의 변위에 의해 영향받기 때문에, 리플렉터 형상의 변화는 이전의 공지된 설계를 갖는 경우에 비해 일반적으로 보다 빠르고 낮은 에너지 소비로 행해질 수 있다.

또한, 2개의 혼합될 수 없는 유체 사이의 메니스커스는 유체의 본질적인 특성 때문에 다수의 상이한 형상을 이용할 수 있는데, 고체 리플렉터가 사용되는 경우에는 그렇지 아니하다.

또한, 2개의 혼합될 수 없는 유체 사이의 계면에서의 메니스커스의 형상의 가변 리플렉터는 특히, 전기 모터가 금속 리플렉터의 형상을 가변시킬 필요가 있는 경우의 금속 리플렉터를 포함하는 기계적인 구성에 비해 보다 저렴할 수 있다.

"광"이란 용어는 가시광 영역의 전자기 복사 및 다른 파장의 전자기 복사 모두를 포함하는 것으로 이해될 것이다.

유체는 임의의 힘에 응답하여 그 형상을 바꾸고, 유체를 보유할 수 있는 챔버의 외곽선에 합치되거나 또는 이를 따라 흐르는 경향이 있는 물질이다. 따라서, "유체"란 용어는 가스, 액체, 증기, 및 고체와 액체의 흐를 수 있는 혼합물을 포함한다.

"혼합될 수 없는"이란 용어는 메니스커스를 형성할 수 있는 유체를 설명하기 위하여 사용된다.

일 실시예에 의하면, 가변 리플렉터 장치는 메니스커스의 경계의 일부에서 케이싱의 내면의 습윤성을 변화시키기 위한 수단을 더 포함한다.

2개의 유체가 상이한 습윤 특성을 갖고 있는 경우, 메니스커스의 경계 부근의 습윤성을 가변시킴으로써, 2개의 유체 사이의 메니스커스의 형상 및 위치, 즉 리플렉터의 형상이 변화될 수 있다.

습윤성을 변화시키기 위한 이러한 수단은 전기 습윤을 이용하는 것이 바람직하다.

적절하게 배치된 전극과 유체들 중 하나 사이에 전압을 인가함으로써, 메니스커스의 습윤각(wetting angle) 및 위치가 변화될 수 있으므로, 리플렉터의 형상이 가변될 수 있다. 렌즈 및 광학 스위치에 사용되는 전기 습윤의 원리 및 이점은 잘 알려져 있으며, 본 발명에 따른 장치에서 전기 습윤을 사용하는데에도 동일한 기본 메커니즘의 전기 습윤이 적용될 수 있다.

또한, 케이싱에 보유되는 유체의 부피의 가변이 허용될 수 있는 리플렉터 장치를 사용하면 추가의 이점을 얻을 수도 있다.

케이싱에 보유되는 유체의 부피를 일정하게 유지하면서도 다수의 리플렉터 형상이 형성될 수 있긴 하지만, 케이싱에 보유되는 유체의 부피의 가변이 허용됨으로써 얻어지는 여분의 자유도에 의하면 훨씬 더 많은 형상이 형성될 수 있다.

다른 실시예에 의하면, 가변 리플렉터 장치는 유체의 운송에 의해 리플렉터 형상을 변화시키기 위한 흐름 제어 수단과 운송 채널을 더 포함한다. 이러한 유체 운송은 메니스커스의 형상 및/또는 위치를 변화시킴으로써, 장치의 리플렉터를 제어하는 대체적인 방식을 제공한다. 메니스커스를 제어하는데 흐름 제어만이 사용되는 경우, 전기 습윤에 적절한 유체 이외의 다른 유체가 사용될 수 있다. 그러나, 유체의 제어된 운송, 및 전기 습윤과 같이 케이싱의 내면의 습윤성의 제어 가능한 변화를 조합시킴으로써, 리플렉터의 형상을 변화시키는데 보다 많은 자유도가 도입된다.

리플렉터 장치는 외부 저장소에 대하여 흐름 제어 수단에 의해 유체가 운송될 수 있는 운송 채널을 더 포함할 수 있다. 이러한 외부 저장소에 의하면, 케이싱의 유체의 부피가 매우 넓은 범위에서 가변될 수 있으므로, 리플렉터의 형상도 매우 넓은 범위에서 가변될 수 있다.

흐름 제어 수단은 예컨대, 전기 습윤 펌프 또는 페로플루이드(ferrofluid) 펌프와 같은 펌프의 형태로 제공될 수 있다.

또한, 리플렉터는 메니스커스에 배치된 금속 액체형(metal liquid-like)의 막에 의해 형성될 수 있다.

액체의 상면 또는 2개의 액체 사이의 계면에 금속 액체형의 막(MELLF)을 형성하기 위하여 미세한 금속 입자를 사용하는 것이 문헌(2003년 4월 1일의 응용 광학/Vol.42, No.10)에 개시되어 있다. 예컨대, 유기 리간드에 의해 코팅된 다수의 금속 나노 입자를 액체 기판상에 확산시킬 수 있으며, 이 입자들은 자발 형성(self-assemble)하여 광학 품질 반사면을 부여한다.

메니스커스에 배치된 MELLF를 사용하여 리플렉터를 형성함으로써, 유체의 굴절률을 고려할 필요 없이 고품질의 리플렉터를 형성할 수 있다. 물론, 2개의 유체 사이의 메니스커스에 리플렉터를 형성할 수 있는 데에 MELLF의 도입이 결코 필요한 것은 아니지만, 이에 의하여 특정한 응용을 위하여 리플렉터 장치를 설계하는 엔지니어의 자율성이 다시 한번 크게 증가된다.

가변 리플렉터 장치의 다른 실시예에서, 메니스커스의 경계의 적어도 일부는 케이싱의 내면의 적어도 하나의 특성에서의 불연속점에 의하여 고정적으로 배치된다. 케이싱의 내면의 임의의 특성에 불연속점이 있도록 가변 리플렉터 장치를 위한 적절한 유체를 선택하고 케이싱을 설계함으로써, 메니스커스의 경계의 적어도 일부가 이 불연속점의 위치에 고정적으로 배치될 수 있다. 예컨대, 불연속점은 표면 형상의 갑작스런 변화 또는 습윤성의 급격한 변화일 수 있다. 그 메니스커스는 이 위치로부터 메니스커스를 변위시키는데 상대적으로 큰 힘이 필요한 케이싱 수단의 내면의 임의의 위치에 고정적으로 위치된다. 예컨대, 메니스커스는 케이싱 내의 유체의 부피의 충분히 큰 변화에 의하여 고정적으로 배치된 위치로부터 멀리 이동될 수 있다.

불연속점에 의하여 메니스커스의 경계의 위치를 고정적으로 배치시킬 가능성은 복잡한 리플렉터 형상을 설계할 가능성을 열어 둔다.

본 발명의 이들 실시 태양 및 다른 실시 태양은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 첨부 도면을 참조하여 상술된다.

도 1의 (a)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광원 및 제1 상태에 있는 리플렉터 장치에 의하여 제공되는 조명 장치의 개략적인 도면.

도 1의 (b)는 제2 상태에 있는 도 1의 (a)의 장치의 개략적인 도면.

도 2a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광원 및 제1 상태에 있는 리플렉터 장치에 의하여 제공되는 조명 장치의 개략적인 도면.

도 2b는 제2 상태에 있는 도 2a의 장치의 개략적인 도면.

도 3은 전기 습윤 펌프의 개략적인 도면.

도 4는 "물 슬러그(water slug)"를 이용한 전기 습윤 펌프의 개략적인 도면.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광원 및 리플렉터 장치에 의하여 제공되는 조명 장치의 개략적인 도면.

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 광원 및 리플렉터 장치에 의하여 제공되는 조명 장치의 개략적인 도면.

도 7a는 본 발명의 제5 실시예에 따른 광원 및 제1 상태에 있는 리플렉터 장치에 의하여 제공되는 조명 장치의 개략적인 도면.

도 7b는 제2 상태에 있는 도 7a의 장치의 개략적인 도면.

도 1의 (a) 및 (b)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가변 리플렉터 장치를 갖 는 조명 장치(1)를 도시하며, 여기서 케이싱(5)에 보유되는 2개의 유체(3, 4) 사이의 계면에서의 메니스커스(2)가 리플렉터(6)를 형성하고, 이 리플렉터는 케이싱(5) 내의 윈도우(8)를 통해 광원(7)으로부터의 광을 지향시키도록 구성된다. 본 예에서, 2개의 유체는 물(n = 1.34)과 오일(n = 1.70)이고, 케이싱은 실린더 형상이고, 케이싱의 내면은 절연된 소수성 코팅(9)에 의해 부분적으로 코팅된다. 물과 오일 사이의 귤절율의 차가 다소 크기 때문에, 리플렉터 장치는 내부 전반사율(TIR)에 따라 설계될 수 있다. 이 경우, 물과 오일을 사용하면, TIR에서의 임계각은 52°이다.

리플렉터 장치의 반사율을 향상시키고, 굴절율 차가 보다 작은 유체의 사용을 용이하게 하기 위하여, 금속 액체형의 막(MELLF)이 2개의 유체 사이의 메니스커스에 배치될 수 있다.

전극(10, 11)은 케이싱(5)의 내면의 절연된 소수성 표면 코팅(9) 상에 전압의 인가를 허용하도록 구성된다. 따라서, 하나의 전극(11)은 물(3)과 접촉되고(직접 접촉되거나 또는 축전 결합되고), 다른 전극- 케이싱 전극(10) -은 전기장이 소수성 코팅(9)에 주로 존재하도록 배치된다.

전극(10, 11) 상에 전압이 인가되지 않으면, 중력, 및 유체와 케이싱의 내면의 물질 특성과 같은 외력의 영향에 의해 각각 평형 조건이 결정된다. 전압이 인가되면, 정전기적 항(~CV², 여기서 C는 물, 소수성 절연체 및 케이싱 전극에 의해 형성되는 평행판 캐패시터의 전기 용량)이 에너지 밸런스에 부가된다. 이 정전기 적 항은 유체(3, 4)와 케이싱(5)의 내면의 소수성 코팅(9) 간의 세 부분의 접촉선(12)에서의 평형 조건을 변화시키고, 에너지 측면에서 물에 보다 유리하여 보다 많은 소수성 코팅(9)과 접촉되게 된다. 따라서, 접촉선(12)이 이동되고, 이에 의하여 리플렉터 형상이 변경된다.

도 1의 (a)는 임의의 전압이 인가될 때의 제1 상태를 도시하고, 도 1의 (b)는 이보다 높은 전압이 인가될 때의 제2 상태를 도시한다. 이들 2가지 상태에서, 리플렉터 장치는 도면에 나타낸 바와 같이 2개의 상이한 공간 분포를 갖는 광을 반사한다.

리플렉터 형상의 실질적인 변화를 가능케 하기 위하여 요구되는 실제의 전압차는 케이싱의 내면의 소수성 재료 및 유체의 물질 특성에 의존할 뿐만 아니라, 케이싱 전극과 케이싱의 내면 사이의 거리에도 의존한다. 이 거리가 작을수록, 전압도 낮아지는데, 이는 2개의 전극(물(3)과 케이싱 전극(10)) 간의 임의의 전기장을 획득하는데 필요하다. 케이싱(5)의 외부에 배치된 케이싱 전극(10)을 갖는 것이 가능함에도 불구하고, 소수성 절연체(9)로 덮힌, 케이싱의 내면에 배치된 전극을 갖는 것이 선호된다. 이에 의하여, 리플렉터 형상의 저전압 제어가 용이하게 된다. 따라서, 소수성 절연체(9)를 가능한 한 얇게 제조하는 한편, 소수성 절연체(9)의 정전기적 파괴를 회피하여야 한다.

추가적인 케이싱 전극이 리플렉터 형상의 다른 변경을 가능케 하기 위하여 부가될 수 있다.

도 2a 및 도 2b에는, 본 발명의 제2 실시예에 따른 리플렉터 장치를 포함하 는 조명 장치(1)가 도시되어 있다. 여기서는, 제1 실시예의 전극은 제거되어 있고, 운송 채널(13) 및 펌프 형태의 흐름 제어 수단(14)이 추가되었다. 채널(13) 및 펌프(14)는 케이싱(5)에 보유되는 유체(3, 4)의 부피를 변화시키기 위하여 구성된다. 메니스커스(18)는 채널(13) 내부의 유체(3, 4) 사이의 계면에 형성된다. 이 예에서는, 케이싱(5)에 보유되는 물(3)의 부피의 증가에 의해 케이싱(5)에 보유되는 오일(4)의 부피가 동일한 크기만큼 감소된다. 그 결과, 리플렉터(6)의 형상이 변화된다. 리플렉터 형상의 이와 같은 변화는 도 2a 및 도 2b에 도시되어 있다.

이 실시예에 따른 구성에서 리플렉터 형상이 가변될 수 있는 정도는, 물(3)이 오일(4)로 펌핑(pumping)되거나 또는 그 반대로 되지 않아야 하기 때문에, 주로 운송 채널(13)의 부피에 의해 결정된다.

유체의 펌핑은 예컨대, 기계 펌프, 전기 습윤 펌프 또는 페로플루이드 펌프 등에 의한 다양한 방식으로 행해질 수 있다. 적절한 펌프의 일례로서, 전기 습윤 펌프가 도 3에 도시되어 있다. 여기서, 펌프(14)는 시스템의 "물 측"(15)에 일 접속되고 "오일 측"(16)에 일 접속된 채널(13)로서 제공된다. 소수성의 전기적으로 절연된 코팅(17)이 채널(13)의 내면에 도포된다. 채널(13)을 따라, 물과 오일이 만나고, 메니스커스(18)가 형성된다. 또한, 채널(13)에는, 2개의 전극(19, 20)이 있다. 하나의 전극(20)은 물과 접촉되도록 배치되고, 하나의 전극(19)은 채널의 일부를 둘러싼다. 이와 같이, 소수성 코팅(17) 상에 전압이 인가될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 전압의 변화는 메니스커스와 채널 벽 사이의 접촉선(21)에서 의 에너지 밸런스의 변화를 야기하므로, 유체의 변위와 등가인 메니스커스(18)의 이동을 야기한다.

이미 언급한 바와 같이, 굴절율의 차이가 크면 TIR에 따른 리플렉터 장치를 설계하는데 용이하다. 견고한 장치를 설계하기 위하여, 우리는 본질적으로 밀도가 동일한 2개의 유체를 갖는 것에 관심을 갖기도 한다. 이들 및 다른 이유 때문에, 유체의 선택이 중요하고, 선택되는 유체의 세트가 증가될 가능성은 매우 유용하다. 일례로서, 펌프의 사용은 굴절율이 매우 낮은 플루오르화된 오일, 및 탄화수소 오일과 같이 전기 습윤에 직접적으로 적합한 유체 이외에 다른 유체를 선택할 가능성을 열어 둔다. 이들 유체의 조합은 유체 중 어느 것도 도전성이지 않기 때문에 전기 습윤의 직접적인 응용에는 적절하지 않다.

도 4에 도시된 바와 같이, 이들 유체의 변위를 위해 여전히 전기 습윤 펌프를 사용할 수 있음을 알 수 있다. 도 4에 개략적으로 도시된 전기 습윤 펌프(14)에서는, "물 슬러그"(22)가 부가된다. 그 후, 이 "슬러그"(22)는 도 3과 연관하여 설명된 것과 동일한 방식으로 상이한 전압을 인가함으로써 이동된다. 물 슬러그의 이동은 전기 습윤에 직접적으로 적절하지 않은 유체, 이 경우에는 플루오르화된 오일 및 탄화수소 오일의 변위로 이어진다.

본 발명에 따른 리플렉터 장치(1)의 제3 실시예가 도 5에 개략적으로 도시되어 있다. 여기서는, 각각 운송 채널(36, 37)과 연관되어 있는 2개의 외부 저장소(23, 24), 및 펌프(38, 39)가 부가되어 있고, 이에 의하여 2개의 유체(3, 4)가 의도치않게 혼합될 위험성이 실질적으로 제거된다.

도 6에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 리플렉터 장치(1)의 제4 실시예에서는, 케이싱(5)은 제1 실린더형 엔벨로프(25), 윈도우(8)를 갖는 상측부(26) 및 LED 소켓(28)을 갖는 하측부(27)를 포함한다. 제1 엔벨로프(25)는 제2 실린더형 엔벨로프(29)에 의해 둘러싸여져 있고, 그 위에는 상측부(26)와 하측부(27)가 부착되어 있다. 실린더형 엔벨로프(25, 29) 사이에는, 실린더형 용기의 형상의 운송 채널(30)이 형성된다. 이 운송 채널의 내부에는, 메니스커스(31)가 형성되고, 이는 예컨대 채널(30) 내에 배치된 전기 습윤 펌프(14)를 사용함으로써 변위될 수 있다.

도 7a 및 도 7b에 개략적으로 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 리플렉터 장치(1)의 제5 실시예에서, 리플렉터(6)를 형성하는 메니스커스(2)는 LED 소켓(28)을 둘러싸는 제1 부분(32), 및 윈도우(8)에 가까이 위치되고 케이싱(5)의 내면과 접촉되는 제2 부분(33)이 있는 경계를 갖는다. 경계의 이들 부분(32, 33) 사이의 메니스커스(2)는 리플렉터(6)를 규정한다. 제1 내지 제4 실시예에서, 리플렉터 형상은 일반적으로 경계의 제2 부분(33)의 이동에 의해 변경되는 반면, 경계의 제1 부분(32)은 본질적으로 고정되어 위치되어 있다.

메니스커스의 경계는 케이싱의 내면의 하나의 특성 또는 여러 특성에서의 불연속점에 의해 고정적으로 위치될 수 있다. 도 7a 및 도 7b에 의해 도시된 예에는, 고정된 위치 또는 "피닝(pinning)"의 2가지 상이한 방식이 도시되어 있다. LED 소켓(28)을 둘러싸는 경계의 제1 부분(32)은 내면, 이 경우에는 코너(34)의 형상의 갑작스러운 변화에 의해 피닝된다. 본 예에서, 경계의 제2 부분(33)은 내면 의 습윤성의 급격한 변화에 의해 피닝된다. 경계의 이 일부가 배치되어야 하는 위치의 LED 측에서는, 소수성 코팅(9)이 케이싱(5)의 내면에 도포된다. 경계의 원하는 위치로부터 윈도우(8)까지, 케이싱(5)의 내면은 친수성으로 제조된다. 그 후, 메니스커스(2)의 경계의 제2 부분(33)은 소수성 표면 조건으로부터 친수성 표면 조건으로의 급격한 전이를 규정하는 선(35)으로 피닝된다. 케이싱(5)의 유체(3, 4)의 부피가 펌프(14)에 의해 변경되면, 메니스커스 형상이 변경되지만, 케이싱의 내면과 메니스커스 사이의 접촉선의 위치는 본질적으로 불변한 채로 유지된다. 부피의 변화로부터 기인되는 접촉선에 대한 힘이 피닝 힘보다 크면, 접촉선은 물론 변위될 것이다.

당업자는 본 발명이 앞서 설명한 바람직한 실시예에 결코 한정되지 않음을 이해할 것이다. 반대로, 첨부된 청구 범위 내에서는 많은 변형과 개조가 가능하다. 예컨대, 리플렉터를 보유하는 케이싱은 특정한 구현에 가장 적합한 방식으로 형성될 수 있으며, 예컨대 원추형으로 형성될 수 있다. 또한, 리플렉터는 회전 방향에 대하여 비대칭으로 제조되어, 광원으로부터의 광을 포커스에 모을 뿐만 아니라 원하는 빔 형상으로 할 수도 있다.

Claims

광원(7)으로부터의 광을 지향시키도록 구성되는 리플렉터(6) 및 상기 리플렉터(6)를 보유하는 케이싱(5)을 포함하고, 상기 케이싱(5)의 일부는 상기 리플렉터(6)에 의해 지향되는 광에 투명하며, 상기 리플렉터(6)는 상기 케이싱(5)에 보유되는 2개의 혼합될 수 없는 유체(3, 4) 사이의 계면에서의 메니스커스(meniscus)(2)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 리플렉터 장치.
제1항에 있어서,

상기 메니스커스(2)의 경계의 부분들에서 상기 케이싱의 내면의 습윤성을 변경시킴으로써, 상기 리플렉터(6) 형상을 변화시키기 위한 수단(10, 11)을 더 포함하는 가변 리플렉터 장치.
제2항에 있어서,

습윤성을 변경시키기 위한 상기 수단(10, 11)은 전기 습윤을 이용하는 가변 리플렉터 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 2개의 유체(3, 4)의 부피는 가변이 허용되는 것을 특징으로 하는 가변 리플렉터 장치.
제4항에 있어서,

상기 유체(3, 4)의 운송에 의해 상기 리플렉터(6) 형상을 변화시키기 위하여 적어도 하나의 운송 채널(13) 및 적어도 하나의 흐름 제어 수단(14)을 더 포함하는 가변 리플렉터 장치.
제5항에 있어서,

적어도 하나의 외부 저장소(33, 34)로의 적어도 하나의 운송 채널(36,37)을 더 포함하고, 상기 유체(3, 4) 중 적어도 하나는 상기 적어도 하나의 흐름 제어 수단(38, 39)에 의해 상기 적어도 하나의 외부 저장소로, 및 상기 적어도 하나의 외부 저장소로부터 운송될 수 있는 가변 리플렉터 장치.
제5항 또는 제6항에 있어서,

상기 적어도 하나의 흐름 제어 수단(14)은 예컨대, 전기 습윤 펌프 또는 페로플루이드(ferrofluid) 펌프와 같은 펌프의 형태로 제공되는 것을 특징으로 하는 가변 리플렉터 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리플렉터(6)는 상기 메니스커스(2)에 배치된 금속 액체형(metal liquid-like)의 막에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 리플렉터 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 메니스커스(2)의 경계의 적어도 일부는 상기 케이싱(5)의 내면의 적어도 하나의 특성에서의 불연속점에 의해 고정적으로 위치되는 것을 특징으로 하는 가변 리플렉터 장치.
광원(7) 및 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 가변 리플렉터 장치를 포함하는 조명 장치(1).