KR20080008207A - 도광 구조체 - Google Patents

Abstract

적어도 키 입력부와 적어도 조명부가 장착된 휴대용 또는 포켓용 장치에 적용되는 도광 장치가 제공된다.

본 발명의 도광 장치는 도광 구조체; 상기 휴대용 기기의 키 입력부와의 결합을 위한 적어도 하나의 결합부; 상기 조명부에 의해 발생한 입사광을 수신하는 적어도 하나의 입사부; 및 적어도 하나의 도광부;를 포함한다.

도광 장치, 도광 구조체, 조명부, 키 입력부, 입사부, 도광부, 발광 다이오드

Description

도광 구조체{LIGHT GUIDING STRUCTURE}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도광 장치의 개략도이다.

도 2A 내지 도 2C는 본 발명의 제1 실시에 따른 도광부의 개략도이다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 도광 장치의 개략도이다.

도 4A는 도 3의 선 AA를 따라 자른 단면도이고, 도 4B는 도 4A의 부분 확대도이다.

도 5A 내지 도 5E는 본 발명의 제3 실시예에 따른 도광 장치의 개략도이다.

도 6A 내지 도 6H는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도광 장치 내의 각각의 변경된 입사부의 일부분에 대한 확대 개략도이다.

도 7A 내지 도 7E는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도광 장치의 도광 구조체를 나타내는 측면도이다.

본 발명은 도광 장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 적어도 키 입력부와 적어도 조명부가 장착된 휴대용 또는 포켓용 장치에 적용되는 도광 장치에 관한 것이다.

MP3 플레이어, 휴대 전화기, PDA(개인휴대정보단말기) 및 리모콘(원격 제어기)과 같은 화상회의 부문, 정보 부문, 통신 부문, 가전 부문 및 소비자 부문의 휴대용 또는 포켓용 전자 기기는 일상생활에 있어서 필수불가결한 요소가 되었다. 하지만, 충분한 조명이 없는 경우 이들 장치를 사용해야 하는 것은 성가신 일이다. 불충분한 조명에서 휴대용 또는 포켓용 전자 기기를 사용할 수 있도록 하거나 이들 기기의 디자인을 개선하기 위한 주요 개발 경향은 광원을 포켓용 전자 기기 안에 추가하는 것이었다.

일반적으로, 휴대용 또는 포켓용 전자 기기의 광원으로서 LED(발광다이오드)가 흔히 사용되고, LED에 의해 발생한 빛을 안내하도록 도광판이 사용된다. 또한, LED로부터의 광원이 점광원 형태이므로, LED로부터의 점광원이 전체 표면에서 균일하게 퍼질 수 있도록 하여, 조명이 균일하게 분포하도록 하는 것이 중요하다. 이 논제는 현 기술분야에서 당면한 주요 문제이며, 미국특허 제5,083,240호와 같은 다른 특허 문헌에 제시되어 있다.

미국특허 제5,083,240호에 따르면, 복수의 V자형 도광 트로프(trough)가 도광판의 도광 구조체의 각각의 측면에 배치되고, 복수의 LED 광원이 도광 구조체의 밑면 아래에 배치된다. 또한, 광원에서 나온 빛이 반사될 수 있도록 복수의 LED 광원 반대편의 도광 구조체의 밑면에 볼록 렌즈들이 배치된다. 하지만, 이 특허에서는 도광판용으로 다중 LED를 사용해야 하므로, 비용이 비교적 고가이고, LED가 대량의 전기를 소비하게 된다. 더욱이, 볼록 렌즈가 추가되면 제조 중에 상대적으로 더 많은 처리 과정이 필요하고, 그 결과 제조비용이 증가한다. 한편, 광원을 도광판 아래에 배치하면, 최종 기기의 전체 두께가 또한 증가하여, 기기의 소형화가 어려워진다.

또한, 미국특허 제5,083,240호는 도광판의 외주 둘레에 홈 모양의 반사체를 형성하고 일부 빛을 반사시키기 위해 모퉁이를 절단해야 하는데, 이러한 도광판은 제조가 어렵고, 하나의 특정한 모델에만 적합한 반면, 다른 기기에는 적용하기가 어려우므로, 제조 공정이 복잡하고, 제조비가 증가하며, 산업상의 적용 및 활용 범위가 좁아질 수 있다. 더욱이, 빛이 밑면의 광원에서 직접 방출되므로, 미국특허 제5,083,240호에 채용된 조명 방식은 유도 조명 방식이며, 이는 열점 효과(Hot Spot Effect)와 과조명(over-lighting)의 주요 원인이기도 하다. 미국특허 제5,083,240호와 같은 배치에서, 빛은 이 특허의 도광판의 중심 영역에 집중되어 과조명과 열점 효과(Hot Spot Effect)를 일으키며, 도광판의 주변 영역에는 빛이 거의 도달하지 않게 된다.

종래 기술에서는 빛 방출 실패, 불균일한 조명, 복잡한 구조, 제조의 어려움, 높은 비용 및 산업상의 적용의 어려움과 같은 문제점이 여전히 존재한다. 따라서, 산업계에서는 조명이 균일하게 퍼질 수 있도록 도광판을 개선할 수 있는 간단하고도 제조가 용이한 구조와 함께 비용을 낮추면서 산업상의 적용 가능성을 향 상하는 해결책을 안출하는 것이 시급하다. 종래 기술에서 비롯되는 문제점들을 처리하는 해결책을 찾는 것이 산업계의 가장 중요한 논제가 되었다. 이러한 문제점들에 대한 해결책을 오랫동안 모색했지만 종래의 개선책은 어떠한 해결책도 교시하거나 시사하지 못하였으므로, 이러한 문제점에 대한 해결책은 오랫동안 당업자가 발견하지 못한 것이다.

본 발명은 전술한 종래기술의 단점들을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 기기의 키 입력부의 조명을 개선하기 위한 도광 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 기기에 더 상대적으로 균일한 광 분포를 주는 도광 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 광원의 사용과 저에너지 소비를 줄일 수 있는 도광 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 구조가 단순하고 제작이 용이하여 제조비용이 절감될 수 있는 도광 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 광범위한 응용분야에 적용될 수 있는 높은 산업적 가치를 갖는 저비용의 도광 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 여러 가지 목적과 관련하여, 본 발명은 어떤 장치에도 적용할 수 있는 도광장치를 제공하며, 이러한 도광 장치가 적용 가능한 주요 기기로는 리모 콘, 키보드, 마우스, 헤드셋, 휴대 전화기, 탁상용 전화기, 무선 전화기, 게임 컨트롤러, 게임 패드, 휴대용 화상 기기, 휴대용 음향기기, 계산기, PDA, 잠금장치, 알람 시스템 및 보안 시스템과 같은 휴대용 또는 포켓용 기기가 있다. 이러한 휴대용 또는 포켓용 기기는 적어도 하나의 키 입력부와 적어도 하나의 조명부가 있어서, 조명부에서 발생한 빛이 도광 장치를 통해 키 입력부에 전달되어 이를 조명할 수 있다. 도광 장치는 도광 구조체, 휴대용 기기의 해당 키 입력부와의 결합을 위한 적어도 하나의 결합부, 조명부에 의해 발생한 입사광을 수신하는 적어도 하나의 입사부 및 빛을 결합부에 보내 비교적 균일하게 분포시키는 적어도 하나의 도광부를 포함한다.

이러한 도광 구조체는 평판, 나팔꽃 모양의 판, 쐐기 모양 판, 일단이 압축된 판, 각각의 단부가 압축된 판, 일단이 쐐기 모양인 판, 2개의 단부가 각각 쐐기 모양인 판으로 이루어진 군에서 선택된 형태를 갖는다. 바람직한 실시예에서, 도광 구조체는 투명 재료로 구성될 수 있다. 예컨대, 도광 구조체는 유리, 플라스틱, 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리스티렌(PS), 폴리아미드(PA), 메틸메타크릴레이트-스티렌(MS), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 아크릴로니트릴-부타데인-스티렌 수지(ABS), 폴리에틸렌(PE) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 또한, 도광 장치의 도광 구조체가 빛의 굴절률 및/또는 반사율을 개선하거나 빛의 전반사를 달성할 수 있도록, 도광 구조체는 절삭, 면내기(faceting) 및 연마 공정과 같은 물리적 공정 또는 코팅, 스퍼터링 및 화학 기상 증착(chemical vapor deposition)과 같은 화학적 공정을 거칠 수 있다.

또한, 도광 장치의 입사부는 프리즘이 더 형성될 수 있다. 또한, 입사부는 평탄형, 만곡형, 삼각형, 직각삼각형, 역삼각형, 다각형, 오목, 볼록, 물결 모양, V자형, W자형, 역V자형, 역W자형 및 사다리꼴로 된 군에서 선택된 형태를 가질 수 있다. 하지만, 입사부의 모양과 크기는 다양할 수 있고 본원 명세서에 기재하고 도시한 것으로 한정되는 것은 아니다. 바람직한 실시예에서, 입사부는 도광 구조체를 관통하는 개구일 수 있다. 다른 바람직한 실시예에서, 입사부는 도광 구조체의 밑면 또는 측면들 중의 하나에 배치된 오목부일 수 있다. 또 다른 바람직한 실시예에서, 입사부는 결합부의 측면에 배치될 수 있다.

또한, 도광 장치는 적어도 하나의 커버 부재와 결합될 수 있고, 이 커버 부재는 유리, 플라스틱, 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리스티렌(PS), 폴리아미드(PA), 메틸메타크릴레이트-스티렌(MS), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 아크릴로니트릴-부타데인-스티렌 수지(ABS), 폴리에틸렌(PE) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 투명 재료로 구성될 수 있다. 바람직하게는, 커버 부재는 50%보다 높은 광 흡수율 및/또는 높은 광 반사율을 갖는 재료로 구성된다. 커버 부재는 적어도 일측이 접착 재료로 구성된다. 커버 부재는 단면 테이프 또는 양면 테이프일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 입사부의 적어도 측면은 커버 부재로 덮일 수 있다. 다른 바람직한 실시예에서, 도광 장치의 도광 구조체는 적어도 단턱 구조체를 포함할 수 있고, 단턱 구조체는 커버 부재와 결합된다. 또한, 단턱 구조체는 도광 장치의 도광 구조체의 가장자리(edge)에 배치된 적어도 2 개의 단턱을 가질 수 있고, 상부 단턱의 상면의 높이와 하부 단턱의 상면의 높이의 차이는 대략 커버 부재의 두께(d)가 된다.

아울러, 적어도 하나의 결합부는 공동일 수 있고, 적어도 하나의 안내부는 다각형 개구일 수 있다. 결합부의 크기는 휴대용 기기의 해당 키 입력부를 수용하기에 적절한 치수이다. 바람직한 실시예에서, 서로 다른 형태의 도광부로 필요한 도광 구조체를 구성할 수 있다. 예컨대, 도광부는 삼각형, 직사각형 원형 또는 다각형일 수 있다. 달리 말하면, 도광 장치의 도광 구조체는 서로 다른 모양의 도광부를 가질 수 있어서, 적어도 2 개의 도광부가 서로 다른 모양으로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 도광부의 측벽의 표면은 평탄면, 만곡면, 오목면, 볼록면, 뾰족 돌기 표면(spike-shaped surface), 물결 모양 표면, 격자면 및 자유 형태 표면으로 이루어진 군에서 선택된 표면일 수 있으며, 적어도 하나의 도광부는 서로 다른 형태의 적어도 2 개의 측벽을 가질 수 있다. 하나의 실시예로서, 도광부의 측벽의 일부는 입사광을 발산하기 위한 오목면일 수 있고, 측벽의 다른 부분은 입사광을 수렴하기 위한 볼록면일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 적어도 하나의 도광부의 적어도 하나의 측벽이 적어도 2 개의 서로 다른 굴절률을 갖는 재료 또는 반사율을 갖는 재료로 적용될 수 있다. 예컨대, 도광부의 측벽의 일부는 높은 굴절률 또는 반사율 재료로 코팅되고, 측벽의 다른 부분은 낮은 굴절률 재료로 코팅될 수 있다.

본 발명에 따르면, 빛의 굴절/전반사를 위한 복수의 다각형 도광부를 갖는 도광 장치가 제공된다. 따라서, 도광부의 특징을 이용하면, LED에서 직접 발생한 빛을 각각의 도광부에 균일하게 유도하고 분포시킬 수 있다. 그 결과, 빛을 필요한 조명 영역(각각의 결합부)에 집중시켜 충분한 광분할/광수집 효과를 제공함으로써, 불균일한 조명과 광 손실과 같은 종래기술의 문제점을 제거하여, 균일한 조명을 얻고자 하는 목적을 충족시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 종래기술의 복잡한 구조체 대신 단순화한 구조체를 사용하여 균일한 조명을 달성하므로, 제조의 곤란성, 고가의 비용 및 산업 적용의 어려움과 같은 종래기술의 문제점들을 극복할 수 있다. 달리 말하면, 본 발명은 종래기술과 같은 제조의 곤란성에서 벗어남으로써, 제조비를 낮추고 그 결과 산업상의 적용 범위를 넓힐 수 있다.

따라서, 본 발명의 도광 장치는 균일한 조명을 달성할 수 있을 뿐만 아니라 단순한 구조로 제조하기 쉽고 제조비가 저렴하므로, 광범위한 산업상의 범위에 사용될 수 있다. 달리 말하면, 본 발명의 도광 장치는 종래기술에서 야기되는 문제점들을 해소한 것이다.

본 발명의 특정한 실시예들은 전술한 것에 추가된 또는 이를 대신하는 여러 특징을 갖는다. 당업자라면 첨부 도면을 참조하여 후술하는 상세한 설명을 읽으면 이러한 특징들을 더 잘 이해할 수 있을 것이다.

이하, 당업자에 의해 본 발명의 실시가 가능하도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

아래의 상세한 설명에서, 본 발명의 이해를 돕기 위해 많은 특정 상세(specific details)가 주어지지만, 이러한 특정 상세가 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 물론이다. 본 발명을 흐리게 하지 않도록 일부 잘 알려진 구성 및 처리 단계에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

마찬가지로, 본 발명에 따른 구조의 실시예를 나타내는 도면은 개략적으로 도시한 것으로, 특히 설명의 명료성을 위해 일부의 치수는 다소 과장되게 도시되어 있다. 또한, 설명의 편의를 위하여 도면은 비슷한 방향으로 도시되어 있지만, 도면들의 묘사는 대부분 자의적인 것이다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "수평면"은 그 방향과 무관하게 기판의 평면 또는 표면에 평행한 평면으로 정의되며, 용어 "수직면"은 상기 수평면에 수직인 방향을 말한다. "아래", "위", "측", "상부", "하부" 등의 용어는 상기 수평면을 기준으로 정의된다.

아래의 실시예는 복수의 키 입력부를 갖는 휴대용 기기와 상기 장치 및 키 입력부를 비추는 적어도 하나의 광원에 적용하였지만, 이는 단지 설명을 위한 목적이고, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다.

<제1 실시예>

제1 실시예에 있어서, 도광 장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 복수의 키 입력부(keying unit)(미도시)와 복수의 조명부(illuminators)(3)를 갖는 휴대용 기 기에 설치될 수 있어, 상기 도광 장치(1)를 사용함으로써 조명부(3)에 의해 발생되는 입사광(incident light)이 각각의 키 입력부에 전달/분포될 수 있게 된다. 또한, 상기 키 입력부는 휴대용 기기의 케이싱의 일측으로부터 노출될 수 있다. 본 실시예에서, 도광 장치(1)는 도광 구조체(11); 대응하는 키 입력부와의 연결을 위한 도광 구조체(11) 상의 복수의 결합부(13); 조명부에 의해 발생되는 입사광을 받아들이기 위한 적어도 하나의 입사부(111); 및 각각의 결합부(13)에 입사광을 안내하기 위한 도광부(15)를 포함한다.

상기 도광 장치(1)의 도광 구조체(11)는 검(gum), 고무, 유리, 플라스틱, (폴리)실리콘, (폴리)살린, 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸 메타크릴레이트/아크릴레이트(PMMA), 폴리스티렌(PS), 폴리아미드(PA), 메틸메타크릴레이트스티렌/메틸아크릴레이트스티렌(MS), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 아크릴로니트릴-부타데인-스티렌 수지(ABS), 폴리에틸렌(PE), 페놀-포름알데히드 수지(PF) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 투명 재료로 이루어질 수 있다. 상기 도광 구조체(11)는 플라스틱, 유리 등의 광 투과성이 높은 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 본 실시예에서, 도광 구조체(11)는 사각형이고, 그 두께는 각각의 조명부(3)의 두께와 동일하거나 크지만, 이에 한정되지 아니한다. 즉, 상기 도광 구조체(11)는 휴대용 기기의 키 입력부와 꼭 들어맞는 것(fit)이 가능하다면, 어떠한 모양으로도 형성될 수 있다. 또한, 상기 조명부(3)에 대응하는 위치의 도광 구조체(11)의 일측에는 2개의 입사부(111)가 형성되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 입사부(111)는 발광 다이오드(LED)와 같은 2개의 조명부(3)에 대응하는 사각의 오목한 모양을 갖는다.

본 발명에 의한 도광 장치(1)는 에너지 소비를 줄이기 위해 대응하는 입사부에 하나의 조명부(3)가 구비될 수 있으나, 필요한 경우 조도(intensity of light)를 증가시키기 위해 대응하는 입사부에 2개 이상의 조명부가 구비될 수도 있다. 또한, 상기 조명부(3)는 발광 다이오드 이외의 다른 광원으로 구성될 수 있다. 상기 조명부의 위치와 양은 달라질 수 있으며, 본 명세서에서 설명/도시되는 것에 의해 한정되지 아니한다. 발광 다이오드는 당해 기술분야에서 잘 알려진 것이며 또한 본 발명의 기술적 특징이 아니므로, 더 이상의 설명은 하지 않기로 한다.

각각의 결합부는 개구일 수 있다. 본 실시예에서, 상기 결합부(13)는 휴대용 기기의 키 입력부의 모양에 따라 형성된 둥근 홀(holes) 또는 개구다. 즉, 각각의 결합부(13)의 모양과 크기는 키 입력부와 꼭 들어맞도록 형성된다. 따라서, 상기 결합부(13)의 모양과 크기는 다양한 휴대용 기기의 키 입력부의 배치와 설계에 따라 달라질 수 있는 것이다.

상기 도광부(15)는 다각형의 개구일 수 있는데, 적어도 2개의 도광부(15)가 도광 구조체(11) 상에 다양한 모양으로 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 도 1, 도 2A, 도 2B 및 도 2C에 도시된 바와 같이, 도광부(15)의 일부는 삼각형이고 다른 일부는 사각형이다. 또한, 각각의 도광부(15)의 측벽은 평탄면, 만곡면 및 자유 형태 표면 중의 적어도 하나를 갖는다. 그러나 다른 실시예에서, 도광부(15)는 굴절, 반사 또는 전반사(TIR, total internal reflection) 이론에 근거하여 빛을 굴절 또는 반사시킬 수 있다면 어떠한 구조도 가능하다. 그러므로 도광부(15)의 형태는 본 명세서에서 설명되고 도시된 것에 의해 한정되지 아니한다. 또한 도광부(15)는 제1 서브그룹(subgroup)과 제2 서브그룹을 포함할 수 있는데, 도광부(15)의 제1 서브그룹은 도광 구조체(11)의 주변부(perimeter)에 분포되고, 도광부(15)의 제2 서브그룹은 도광 구조체(11)의 중심 영역에 분포되므로, 본 발명의 도광 장치(1)는 조명 효과를 강화시키고 장치의 주변 영역의 휘도(brightness)를 증가시킬 수 있다.

평행하고 동일한 방향으로부터 흘러나오는 광선의 경우에도, 입사광선은 다양한 위치에서 각각의 도광부의 다양한 모양 또는 면(평탄면 또는 만곡면)과 만나게 되고, 이에 의해 다양한 입사각으로 도광부(111)로 진입하게 된다. 결과적으로, 광선은 다양한 방향으로 이동할 수 있으며 다양한 출현(emergent) 각도로 도광부를 떠나게 되므로, 광선은 도광 장치(1) 내에서 다양한 위치로 퍼지고 폭 넓게 분포될 수 있다.

즉, 도 2A 내지 도 2C에 도시된 바와 같이, 조명부(3)에 의해 발생되는 빛은 입사부(111)를 통해 도광 구조체(11)에 진입하여, 평탄면(151), 만곡면(153) 및 자유 형태 표면(155) 중의 적어도 하나를 포함하는 도광부(15)의 측벽에 부딪치는 입사광은 부분 또는 전체적으로 굴절 및/또는 반사되므로(빛의 이동 경로는 화살표로 표시됨), 휴대용 기기에 전 영역의 조명을 공급하도록 모든 결합부(13)와 키 입력부에 빛이 폭 넓게 퍼지게 된다. 또한, 도광부(15)의 일부 면을 일부 거친 부분을 갖는 물결(wave) 모양으로 할 수 있는데, 이러한 경우 광선은 다양한 반사각으로 반사될 수 있어 빛의 확산(diffuse) 반사가 가능하게 된다. 따라서, 더 많은 영역 에 빛을 전달할 수 있게 되므로, 본 발명의 도광 장치(1)는 휴대용 기기에 더 넓고 강한 조명을 제공할 수 있다.

상기 도광부(15)의 모양은 당업자에 의해 광학 원리에 근거하여 변경될 수 있으므로, 본 명세서에서 더 이상의 설명은 하지 않기로 한다. 본 실시예는 각각의 결합부(13)가 각각의 도광부(15)로부터 떨어져 있는 구성을 갖지만, 다른 실시예에서 각각 또는 일부의 결합부(13)는 각각 또는 일부의 도광부(15)와 연결될 수도 있다.

종래 기술에 비해 본 발명의 도광 장치(1)의 복수의 도광부(15)의 설계는 조명이 필요한 영역에 빛을 집중/분포시키는 것이 가능하므로, 저렴한 생산비용 하에 단순한 구조에 의해 휴대용 기기 전체에 걸쳐 충분한 조명을 공급할 수 있게 된다.

<제2 실시예>

도 3, 도4A 및 도 4B는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 도광 장치(1)를 설명하기 위한 개략도이다. 상기 도광 장치(1)의 대부분의 구조는 전술한 제1 실시예의 구조와 유사하나, 제2 실시예의 도광 장치(1)는 커버 부재(113)를 더 포함한다는 점에서 차이가 있다. 본 실시예에서, 상기 커버 부재(113)는 조명부(3)에 대응하는 입사부(111)의 일측 위의 위치에서 도광 구조체(11) 상에 마련된다. 상기 커버 부재(113)는 고무, 유리, 플라스틱, 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리스티렌(PS), 폴리아미드(PA), 메틸메타크릴레이트-스티렌(MS), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리프로필 렌(PP), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 아크릴로니트릴-부타데인-스티렌 수지(ABS), 폴리에틸렌(PE) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 재료로 이루어질 수 있다. 상기 커버 부재(113)는 낮은 굴절률, 높은 반사율 또는 50% 이상의 광 흡수율을 갖는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 커버 부재(113)는 적어도 하나의 면에 접착제를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 커버 부재(113)는 단면 테이프이거나 양면 테이프일 수 있다.

또한, 다른 실시예에서, 도광 장치(1)의 도광 구조체(11)는 적어도 하나의 단턱 구조(115)를 더 포함할 수 있는데, 상부 단턱의 상면의 높이와 하부단턱의 상면의 높이의 차이가 커버 부재(113)의 두께(Y)와 같거나 크게 설정되므로, 커버 부재(113)의 상면은 커버 부재(113)의 상면과 도광 구조체(11)의 상면의 높이에 있어 차이가 발생하지 않으면서 도광 구조체(11)의 상면과 동일한 평면이 된다.

조명부(3) 부근의 위치에서 구성된 본 실시예의 커버 부재는 광원에서 방출되는 빛을 반사시키거나 흡수하여 결합부(13)의 과도한 조명을 방지할 수 있다. 이에 의해, 열점 효과(Hot Spot Effect)가 방지되고 광 분포가 더욱 원활해지므로, 휴대용 기기를 위한 더 높은 휘도의 조명을 공급할 수 있게 된다.

본 실시예의 커버 부재(113)는 사각형이지만, 이에 한정되지 아니한다. 즉, 상기 커버 부재(113)는 필요에 따라 다양한 모양으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 커버 부재(113)는 원형, 타원형 또는 다각형일 수 있다. 또한, 상기 커버 부재의 수량, 두께, 위치 및 재질은 실제적 적용에 따라 변경되고 달라질 수 있다.

<제3 실시예>

도 5A 내지 도 5E는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 도광 장치을 설명하는 개략도이다. 상기 도광 장치(1)의 대부분의 구조는 전술한 제1 실시예의 구조와 유사하나, 제3 실시예의 도광 장치(1)는 직접(directed) 조명부[도 5A 내지 도 5D에서 조명부(3')] 또는 직접 조명부 및 측면(sided) 조명부가 구비된다는 점에서 차이가 있다.

도 5A에 도시된 바와 같이, 도광 장치(1)의 입사부(111')는 LED와 같은 조명부(3')에 대응하는 위치에서 도광 구조체(11)의 밑면에 형성되어 있으며, 상기와 같은 배치는 높은 광도를 필요로 하는 특정 영역에 적용될 수 있다. 나아가 도광 장치(1)가 측면 조명부[도 1에서 조명부(3)]뿐만 아니라, 직접 조명부(3')를 구비하는 경우, 상기 직접 조명부(3')는 조명이 불충분한 영역에 조명을 보충할 수 있다.

도 5A 내지 도 5D에 도시된 바와 같이, 측면 조명부(3)는 도광 구조체(11)와 동일한 평면에 놓여 있고, 도광 구조체(11) 내에 부분 또는 전체적으로 삽입되거나, 도광 구조체(11)의 단턱 구조에 의해 덮어진다.

도 5C에 도시된 바와 같이, 측면 조명부(3')에 대응하는 위치에서 도광 구조체(11) 상에는 커버 부재(113')가 마련되어 있는데, 도광 구조체(11)의 밑면은 도광 구조체(11)로부터 방출되는 반사된 빛을 방지하도록 물리적 또는 화학적 공정을 추가로 행할 수 있다. 또한, 도 5D에 도시된 바와 같이 입사부의 일측에 커버 부재(113')가 부착될 수도 있다.

또한, 도 5E에서 화살표(M1)는 도광 구조체(11)로부터 방출되는 빛을, 화살표(M2)는 도광 구조체(11)에 의해 가로막혀 반사되는 빛을, 화살표(M3)는 빛의 전반사를 나타낸다. 상기 커버 부재(113')는 도광 구조체(11)로부터 빛이 방출되지 않고 대부분의 빛이 반사되도록, 가능한 한 이상적으로 제조될 수 있다. 그러나, 2개의 매질, 예를 들어 공기와 도광 구조체 사이의 경계면을 따라 굴절된 빛이 이동하는 스넬의 법칙(Snell's law)에 따라 입사각이 임계각보다 크면 빛이 전반사(화살표 M3로 도시)되기 때문에, 커버 부재를 너무 크게 제조 설계하는 것은 불필요하고 생산 비용을 증가시킬 수 있다. 따라서 커버 부재(113')에 의한 불필요한 간섭을 피하고 생산 비용을 낮추기 위해, 커버 부재(113')의 길이는 아래의 수식에 의해 정해진다.

여기서, L은 커버 부재의 길이를, D는 조명부(3')로부터 방출되는 입사광의 입사 지점과 도광 구조체(11)의 상면 사이의 거리를, n은 도광 구조체(11)의 굴절률 값을 나타낸다.

또한, 입사부(111, 111')의 크기와 모양은 도 6A 내지 도 6H에 도시된 바와 같이 변경될 수 있으나, 본 명세서에서 설명되거나 도시된 것에 의해 한정되지 아니한다. 예를 들어, 상기 입사부(111, 111')는 만곡형, 오목 모양(도 6A에 도시) 또는 볼록 모양(도 6B에 도시)일 수 있는데, 상기 오목 모양의 입사부는 빛을 분산시킬 수 있고, 상기 볼록 모양의 입사부는 빛을 집중시킬 수 있다. 또한, 만곡형의 입사부는 많은 구배(gradient)값을 갖는 것을 특징으로 하기 때문에, 만곡형의 입사부의 면은 분산 또는 집중 효과를 원활하게 한다.

더 나아가, 상기 입사부(111, 111')는 사다리꼴 모양(도 6C에 도시) 또는 역 사다리꼴 모양(도 6D에 도시)일 수 있다. 사다리꼴 또는 역 사다리꼴 모양으로 형성된 입사부(111, 111')는 만곡형의 입사부와 유사한 효과를 가진다. 그러나, 사다리꼴의 일측(사변, hypotenuse)은 일정한 구배를 갖기 때문에, 빛의 분산 또는 집중이 상당히 통일된 방향성을 가지게 된다.

또한, 도 6G 및 도 6H에 도시된 바와 같이, 입사부(111, 111')는 도광 구조체(11) 상에 또 다른 입사부(111")를 더 포함할 수 있고, 상기 입사부(111")는 프리즘 또는 삼각형 개구가 될 수 있다. V자형 입사부와 비교하여 보면, 빛이 보다 다양한 방향으로 진행되도록 함으로써 보다 많은 광경로를 발생시키고 광분배 효과를 향상시키기 위하여, 조명부(3, 3')에 의해 발생되는 입사광이 제1 입사부(111, 111')를 지난 후 삼각형 입사부(111")에 의해 굴절 또는 반사된다. 본 발명에 적용되는 입사부의 모양은, 평판형, 만곡형, 삼각형, 정삼각형, 역삼각형, 다각형, 볼록형, 오목형, 웨이브형, V형, W형, 역 V형, 역 W형 및 사다리꼴형으로 이루어진 그룹 중 어느 하나로 형성될 수 있음이 이해될 수 있어야 한다.

상기와 같은 실시예에서, 도광 구조체(11)의 두께는 조명부(3)의 두께보다 크거나 같게 형성되나, 상기 도광 구조체(11)의 두께는 이에 한정되지 아니한다. 도광 구조체는 도 7A 내지 도 7E에 도시된 바와 같이 변경될 수 있다.

도 7A를 참조하면, 도광 구조체(11)는 두께가 조명부(3)의 두께와 동일한 평 판 형상으로 형성된다. 또한, 도 7B를 참조하면, 도광 구조체(11)는 조명부(3)와 대응되는 측의 일단이 조명부(3)와 동일한 두께가 되도록 압축되고, 반대측의 타단은 조명부(3)의 두께보다 두껍게 형성된다. 도 7C를 참조하면, 도광 구조체(11)는 조명부(3)와 대응되는 측의 일단이 조명부(3)보다 두껍거나 또는 동일한 두께를 갖도록 확장되고, 반대측의 타단은 조명부(3)보다 얇거나 또는 동일한 두께를 갖도록 형성된다. 도 7D를 참조하면, 도광 구조체(11)는 쐐기형 판 형상으로 이루어지고, 조명부(3) 주변의 끝단은 조명부의 끝단과 동일하거나 크게 형성되며, 반대측의 타단으로 갈수록 점차적으로 두께가 감소되도록 이루어진다. 또한, 도 7E를 참조하면, 도광 구조체(11)는 역시 쐐기형 판 형상으로 형성되며, 조명부(3)측의 일단은 조명부(3)와 동일한 두께를 가지며, 반대측의 타단으로 갈수록 점차적으로 두께가 증가되도록 이루어진다.

상기에서 언급한 바와 같이, 도광 장치(1)의 도광 구조체(11)는, 평판, 물결형 판, 쐐기형 판, 일단이 압축된 판, 양단이 모두 압축된 판 중 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 도광 구조체(11)는 폴리싱(polishing), 절단 및 면내기(faceting)와 같은 물리적 공정 또는, 코팅, 피막형성 및 화학 기상 증착과 같은 화학적 공정에 의해 가공될 수 있으며, 이에 따라 도광 장치(1)의 가공된 도광 구조체(11)는 빛의 굴절 및/또는 반사, 빛의 전반사가 개선될 수 있다. 그러나, 상기와 같은 물리적 공정 또는 화학적 공정 이외에 상기와 같은 효과를 발생시킬 수 있다면 다른 물리적 공정 또는 화학적 공정도 적용될 수 있다.

따라서, 본 발명은 도광부 사용을 통해 보다 균일한 조명을 제공할 수 있을뿐만 아니라, 입사광을 휴대용 또는 포켓용 장치의 여러 지점으로 입사광을 투과시키고 방향을 가이드할 수 있게 된다. 따라서, 생산 상의 어려움, 높은 제조비용 및 어려운 산업상 적용과 같은 종래 기술의 문제점들이 극복될 수 있다. 즉, 본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있을 뿐만 아니라 제조원가를 절감시키고, 산업상 이용 범위 및 활용성을 증대시킬 수 있게 된다.

본 발명은 바람직한 실시예에 따라 서술되었으나, 상기 언급한 광학 기술의 당업자에 의해 대체, 개량 및 변화가 가능함을 이해하여야 한다. 따라서, 상기와 같은 대체, 개량 및 변화는 첨부된 청구항의 범위 내에 포함될 것이다. 따라서, 청구항의 범위는 상기와 같은 개량 및 유사 장치를 포함하도록 가장 넓게 해석되어야 할 것이다. 본 명세서에 기재되고 도면에 도시된 모든 제품은 하나의 예로 해석될 것이며, 의미를 한정하지 아니한다.

Claims (27)

1. 휴대용 기기에 적용되는 도광 장치에 있어서, 상기 휴대용 기기는 상기 기기의 동작을 제어하는 적어도 하나의 키 입력부, 상기 기기를 조명하도록 빛을 발생하는 적어도 하나의 조명부 및 상기 키 입력부로부터의 입력을 수신하고 수신된 입력에 기초하여 상기 기기를 제어하는 제어 신호를 발생시키는 적어도 하나의 동작부로 구성되고, 상기 도광 장치는,

   상면, 밑면 및 측면들이 있는 도광 구조체;

   상기 휴대용 기기의 키 입력부와 결합되도록 상기 도광 구조체에 배치된 적어도 하나의 결합부;

   상기 조명부에 의해 발생한 입사광을 수신하여 입사광이 상기 도광 장치 안으로 들어가게 해주는 적어도 하나의 입사부; 및

   복수의 도광부를 포함하며,

   상기 도광부는 상기 결합부와 다른 도광부로 입사광을 전달하고 분산시키기 위해 입사광을 굴절 및 반사할 수 있는 것을 특징으로 하는 도광 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 도광 구조체의 측면들과 밑면은 선택적으로 상대적으로 광 굴절률이 낮거나 광 반사율이 높도록 물리적 공정과 화학적 공정 중의 적어도 하나로 처리되는 것을 특징으로 하는 도광 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 물리적 공정은 절삭, 면내기(faceting) 및 연마 공정 중의 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 도광 장치.
4. 제2항에 있어서,

   상기 화학적 공정은 화학 기상 증착(chemical vapor deposition) 공정, 스퍼터링 공정 및 코팅 공정 중의 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 도광 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 도광 구조체는 평판, 나팔꽃 모양의 판, 쐐기 모양 판, 일단이 압축된 판, 각각의 단부가 압축된 판, 일단이 쐐기 모양인 판, 2개의 단부가 각각 쐐기 모양인 판으로 이루어진 군에서 선택된 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 도광 장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 도광 구조체는 검(gum), 고무, 유리, 플라스틱, (폴리)실리콘, (폴리)살린, 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸 메타크릴레이트/아크릴레이트(PMMA), 폴리스티렌(PS), 폴리아미드(PA), 메틸메타크릴레이트-스티렌/메틸아크릴레이트-스티렌(MS), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 아크릴로니트릴-부타데인-스티렌 수지(ABS), 폴리에틸렌(PE), 페놀-포름알데히드 수지(PF) 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 투명 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 도광 장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 도광 구조체의 가장자리(edge)에는 적어도 하나의 상부 단턱과 적어도 하나의 하부 단턱이 있고, 상기 상부 단턱의 상면과 상기 하부 단턱의 상면 사이의 높이 차(X)는 상기 조명부의 두께 이상인 것을 특징으로 하는 도광 장치.
8. 제1항에 있어서,

   상기 도광 구조체의 가장자리에는 적어도 하나의 상부 단턱과 적어도 하나의 하부 단턱이 있고, 상기 상부 단턱의 상면과 상기 하부 단턱의 상면 사이의 높이 차(Y)는 커버 부재의 두께 이하인 것을 특징으로 하는 도광 장치.
9. 제1항에 있어서,

   상기 입사부는 상기 도광 구조체의 밑면, 상기 도광 구조체의 가장자리 또는 상기 결합부의 측면에 형성된 것을 특징으로 하는 도광 장치.
10. 제1항에 있어서,

    상기 입사부는 입사광을 발산시키도록 프리즘이 더 형성된 것을 특징으로 하는 도광 장치.
11. 제1항에 있어서,

    상기 입사부는 평탄형, 만곡형, 삼각형, 직각삼각형, 역삼각형, 다각형, 오목형, 볼록형, 물결 모양, V자형, W자형, 역V자형, 역W자형 및 사다리꼴로 된 군에서 선택된 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 도광 장치.
12. 제1항에 있어서,

    입사광을 반사하는 상기 입사부에 해당하는 위치에서 상기 도광 구조체에 장착된 적어도 하나의 커버 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도광 장치.
13. 제12항에 있어서,

    상기 커버 부재는 비교적 높은 굴절률 재료 또는 비교적 높은 반사율 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 도광 장치.
14. 제12항에 있어서,

    상기 커버 부재는 접착제인 것을 특징으로 하는 도광 장치.
15. 제12항에 있어서,

    상기 커버 부재는 적어도 일측에 접착제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도광 장치.
16. 제12항에 있어서,

    상기 커버 부재는 검(gum), 고무, 유리, 플라스틱, (폴리)실리콘, (폴리)살린, 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸 메타크릴레이트/아크릴레이트(PMMA), 폴리스티렌(PS), 폴리아미드(PA), 메틸메타크릴레이트-스티렌/메틸아크릴레이트-스티 렌(MS), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 아크릴로니트릴-부타데인-스티렌 수지(ABS), 폴리에틸렌(PE), 페놀-포름알데히드 수지(PF) 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 도광 장치.
17. 제1항에 있어서,

    상기 결합부는 관통형 개구인 것을 특징으로 하는 도광 장치.
18. 제1항에 있어서,

    상기 도광부는 다각형의 개구인 것을 특징으로 하는 도광 장치.
19. 제1항에 있어서,

    상기 도광부의 측벽은 평탄면, 만곡면, 오목면, 볼록면, 뾰족 돌기 표면, 물결 모양 표면, 직사각형 표면, 격자면 및 자유 형태 표면으로 이루어진 군에서 선택된 표면인 것을 특징으로 하는 도광 장치.
20. 제1항에 있어서,

    상기 도광 구조체는 서로 다른 모양을 갖는 적어도 2 개의 도광부를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 도광 장치.
21. 휴대용 기기에 적용되는 도광 장치에 있어서, 상기 휴대용 기기는 상기 기기의 동작을 제어하는 적어도 하나의 키 입력부, 상기 기기를 조명하도록 빛을 발생하는 조명부 및 상기 키 입력부로부터의 입력을 수신하고 수신된 입력에 기초하여 상기 기기를 제어하는 제어 신호를 발생시키는 적어도 하나의 동작부로 구성되고, 상기 도광 장치는,

    상면, 밑면 및 측면들이 있고, 상기 조명부 이상의 두께를 갖는 도광 구조체;

    상기 휴대용 기기의 키 입력부와 결합되도록 상기 도광 구조체에 배치된 적어도 하나의 결합부;

    상기 조명부에 의해 발생한 입사광을 수신하여 입사광이 상기 도광 장치 안으로 들어가게 해주는 적어도 하나의 입사부;

    복수의 도광부; 및

    상기 입사부의 적어도 일측을 덮고 입사광을 반사하도록 상기 입사부의 측벽에 장착된 적어도 하나의 커버 부재;를 포함하며,

    상기 도광부는 상기 결합부와 다른 도광부로 입사광을 전달하고 분산시키기 위해 입사광을 굴절 및 반사할 수 있는 것을 특징으로 하는 도광 장치.
22. 제21항에 있어서,

    상기 도광 구조체는 상기 도광 구조체의 가장자리에 형성된 적어도 하나의 상부 단턱과 적어도 하나의 하부 단턱을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도광 장치.
23. 제21항에 있어서,

    상기 입사부는 입사광을 발산시키도록 프리즘이 더 형성된 것을 특징으로 하는 도광 장치.
24. 제21항에 있어서,

    상기 입사부는 상기 도광 구조체의 밑면에 형성된 것을 특징으로 하는 도광 장치.
25. 제21항에 있어서,

    상기 커버 부재는 적어도 일측에 형성된 접착제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도광 장치.
26. 제21항에 있어서,

    상기 커버 부재는 적어도 비교적 높은 굴절률 재료와 비교적 높은 반사율 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 도광 장치.
27. 제21항에 있어서,

    상기 도광부들은 제1 및 제2 서브그룹을 포함하며, 상기 도광부들의 제1 서브그룹은 상기 도광 구조체의 주변부에 분포되고, 상기 도광부들의 제2 서브그룹은 상기 도광 구조체의 중심 영역에 분포된 것을 특징으로 하는 도광 장치.

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