KR20080101748A - 평면 광원을 이용한 조명 간판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평면 광원을 이용한 조명 간판에 관한 것으로,

두 장의 평면 도광판의 에지를 사면(斜面)으로 절단하면서 그 사이에 표면의 반사율이 높은 불투명 판재를 끼워 두 도광판을 광학적으로 차단하도록 하며 도광판과 불투명 판재를 모두 접합 고정하여 제2 발광부를 형성하도록 하고,

LED 광원이 내장된 "U" 자형 프레임을 연결하면서 형성한 하우징 내에 상기의 제2 발광부가 내장되도록 조립한 다음, LED 광원에서 발사되어 도광판으로 진행하는 빛에너지가 도광판 후면에 페인트나 인쇄 잉크 또는 조각 등으로 설치해 놓은 빛의 산란기구에서 산란하여 산란된 빛이 도광판 전면으로 진행하며 투명판에 설치한 그래픽을 통과하면서 그래픽이나 천연색 그림이 빛나도록 하는 조명 간판의 구조로서 여러 가지 그래픽이나 천연색 그림을 빛나게 해 줄 수 있도록 한 것이다.

도광판, PCB, 발광부

Description

평면 광원을 이용한 조명 간판{ILLUMINATED SIGNBOARD USING PLANE LIGHT SOURCE}

본 발명은 평면 광원을 이용한 조명 간판에 관한 것으로, 상세하게는 투명한 도광판 에지에 LED 광원을 설치하고 그 광원에서 발사되는 빛에너지를 효과적으로 도광판으로 도입하여 그것이 반복된 전반사 현상으로 진행하다가 거친 면과 충돌하거나 그 평활한 반사면에 도포한 이물질과의 경계면과 만날 때에는 분산 현상이 일어나게 되어 그 분산된 광선이 여러 방향으로 진행하게 되도록 함으로써 하나의 광원과 같이 사용하도록 한 평면 광원을 이용한 조명 간판에 관한 것이다.

에지 조명의 원리는 컴퓨터의 모니터 조명이나 일반 점포에서 쓰이는 여러 가지 디스플레이 등에 많이 쓰이고 있으나 그 목적과 용도에 따라서 특유한 구조를 가지고 여러 가지 디스플레이에 원용되고 있다.

그 예로 본 출원인이 국내특허 제168711호(에지 조명 표시 장치)을 제안하였는 바,

이는 램프홀더에 의하여 지지되는 형광램프, 제1 및 제2 평활면을 갖는 투명 표시패널, 및 거울같은 내면벽을 갖는 관상형 고정 하우징으로 구성되며,

상기 표시패널의 자유 에지선은 경사지게 절단하고, 제 2 평활면에 압력 민감재료로 제조된 표지를 고착시키고, 투명한 고충격 저항 플라스틱 재료로 제조된 램프홀더를 상기 표시패널의 직선 사각절단 에지에 견고하게 결합하고,

상기 고정 하우징의 양단 개구부를 캡으로 폐쇄하고, 상기 고정 하우징에는 상기 표시패널의 직선 에지와 연결시키기 위한 종방향 연장개구부를 형성시켜 구성하였다.

그리고 본 출원인은 국내특허 제0787759호(에지 조명 디스플레이 시스템)도 제안하였는 바,

이는 다수의 도광판으로 입체적 구조를 가진 디스플레이 시스템을 만들어 여러 방향에서 동시에 관찰할 수 있게 하였고,

투명한 도광판 후면이 흑색 판재를 설치하여 그래픽 이외의 발광을 위한 기구등을 시야에서 차단하여 그래픽을 관찰하는 시각적 효과를 했을 뿐 아니라, 빛나는 그래픽이 그 흑색 바탕 위에서 보이게 하여 한층 돋보이게 하였고,

이와 같은 혁신적인 에지 조명 시스템을 실현하기 위하여 다수의 광원 또는 광원군을 끝부분이 절곡된 두 개의 도광판 에지에 동시에 근접하도록 설치하여 하나의 입체적 구조물을 형성하게 하고,

상기 도광판 내면 벽이나 외면 벽에 그래픽을 설치하여 다수의 에지조명 디스플레이 시스템 전체를 천정에서 현수 가설하거나, 벽면 또는 수평면상에 설치할 수 있도록 하여 저출력 장식용 내지는 광고 미디어를 겸할 수 있는 조명기구로도 병용할 수 있도록 하였으며,

더욱이 다수의 광원 또는 광원군의 색상을 서로 다른 색상으로 조합하여, 여러 가지 파장의 빛에너지가 도광판 내에서 상호 간섭하도록 함으로서 보다 더 미려한 시각적 효과를 연출할 수 있도록 구성하였다.

그러나 상기와 같은 본 출원인의 에지 조명 표시 장치와 에지 조명 디스플레이 시스템은 모두 백열 전등이나 관상 광원을 내장하여 배면에서 조사하면서 그래픽이 밝게 보이도록 조명 간판을 제작하였으므로 그래픽이 설치된 면의 밝기를 고르게 하기 위하여 광원과 그래픽 사이의 거리를 상당히 설정하지 않을 수 없기 때문에 그 부피와 중량이 커지고, 제작은 물론 설치와 유지에 있어서 상당한 비용이 들게 된다는 근원적 문제점이 있었다.

이에 따라 본 발명은 종래에 백열전등이나 관상 광원 즉 형광등 등을 이용해서 제작하던 암등이나 무거운 라이트 박스 등의 배면 조사형 간판을 LED 광원을 이용한 에지 조명의 원리를 응용하여 설치와 유지 보수가 용이하고 유지비가 저렴한 조명 간판을 제작할 수 있도록 고안하여 성능이 좋고 가격이 저렴한 광원을 공급할 수 있도록 한 평면 광원을 이용한 조명 간판을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 평면 광원을 이용한 조명 간판은,

두 평면 도광판의 사이에 그 표면의 반사율이 높고 불투명 판재를 끼우면서 다수의 나사로 연결 접착하여 하나의 판형 이차광원을 이루도록 하고,

상기 판형 이차광원의 4면에는 "U"자형 프레임을 조립하여 프레임 하우징에 의해 에워싸인 구조를 갖도록 하고,

상기의 노출된 판형 이차광원의 외면에 그래픽이나 천연색 그림이 담긴 투명 판재를 조합하고,

PCB와 그 표면에 고정 설치된 LED 광원은 상기 프레임 하우징의 내부에 설치하여 상기 LED 광원에서 발생하는 빛에너지기 도광판의 끝에 형성한 사면으로 진입하여 전반사 현상으로 도광판을 진행하도록 하고,

상기의 반복된 전반사 현상으로 도광판을 진행하던 빛에너지는 페인트 표면과 조각된 거친 면에서 빛의 분산현상이 발생하게 되어 그 분산된 빛 에너지는 여 러 방향으로 흐트러지면서 일부는 도광판 밖으로 비추면서 그래픽이 설치된 투명 판재를 통과하여 사람들의 눈에 보이도록 구성함으로써 두께가 얇고 가벼우면서도 그 밝기에 있어서는 종전의 라이트 박스보다 우월하고 미려하며 유지 보수가 용이함은 물론, 간판 제작을 함에 있어서도 편리하며 색채의 혼합이나 동적인 조명의 변화 등의 추가적 기능까지 부여할 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 날로 그 광도가 향상되고 생산 가격은 저렴해지고 있는 LED 생산 기술의 발달에 따라 실내에 있는 작은 현수식 간판부터 재래식 라이트 박스의 대체를 시작하여 점차로 옥외의 대형 조명 간판들까지 대체하면서 현저한 전력 소비량의 감소와 제작비 설치비 유지비를 대폭 감축할 수 있는 경제적 효과가 있게 된다.

또한 색다른 여러 가지 색채의 LED를 조합하여 사용함으로써 훨씬 더 아름다운 색상을 가진 조명 간판을 보급하게 되어 도시 미화에도 크게 기여하게 될 뿐 아니라 시간 구동 장치와 간단히 결합하여 조명 시계로 사용할 수 있는 효과가 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 구성을 도시한 것으로서,

두 평면 도광판(11)(12)의 사이에 그 표면의 반사율이 높고 불투한 판재(13)를 끼우면서 다수의 나사(16)로 연결 접착하여 하나의 판형 이차광원(10)을 이루도록 하고,

상기 판형 이차광원(10)의 4면에는 "U"자형 프레임(21)(22)(23)(24)을 조립하여 프레임 하우징(20)에 의해 에워싸인 구조를 갖도록 하고,

상기의 노출된 판형 이차광원(10)의 외면에 그래픽이나 천연색 그림이 담긴 투명 판재(14)(15)를 조합하고,

PCB(31)와 그 표면에 고정 설치된 LED 광원(32)은 프레임 하우징(20)의 내부에 설치하여 상기 LED 광원(32)에서 발사되는 빛에너지기 도광판(11)(12)의 끝에 형성한 사면으로 진입하여 전반사 현상으로 도광판(11)(12)을 진행하도록 하고,

상기의 반복된 전반사 현상으로 도광판(11)(12)을 진행하던 빛에너지는 내면에 형성한 페인트 표면(110)과 조각된 거친 면(111)에서 빛의 분산현상이 발생하게 되어 그 분산된 빛 에너지는 여러 방향으로 흐트러지면서 일부는 도광판(11)(12) 밖으로 비추면서 그래픽이 설치된 투명 판재(14)(15)를 통과하여 사람들의 눈에 보이도록 구성한 것이다.

상기와 같이 구성한 본 발명의 평면 광원을 이용한 조명 간판은,

프레임 하우징(20) 내부에 설치된 PCB(31)의 표면에 고정한 LED 광원(32)에서 발사되는 빛에너지는 도광판(11)(12)의 끝에 형성한 사면으로 진입하여 전반사 현상으로 판형 이차광원(10)인 도광판(11)(12)의 내부를 진행하게 된다.

반복된 전반사 현상으로 도광판(11)(12)을 진행하던 빛에너지는 도 2a에 도시한 것과 같은 페인트나 인쇄용 잉크를 도광판(11)(12)의 내면에 도포한 페인트 표면(110)에서 빛의 분산현상이 발생하게 되고, 또한 도 2b에 도시한 것과 같이 도광판(11)(12)의 내면에 형성한 조각된 거친 면(111)과 만날 때에도 그 표면에서 분산현상이 일어나면서 그 분산된 빛 에너지는 여러 방향으로 흐트러지게 된다.

상기의 분산된 빛의 일부는 판형 이차광원(10)인 도광판(11)(12)의 밖으로 비취면서 그래픽이 설치된 투명 판재(14)(15)를 통과하여 양쪽에 위치한 사람들의 눈에 보이게 된다.

LED 광원(32)에서 발생한 빛 에너지가 도광판(11)(12)으로 진행하며 분산현상이 생기게 되는 판형 이차광원(10)의 물리적 구조는, 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이 두 장의 평면 도광판(11)(12) 사이에 그 표면의 반사율이 높고 불투명 판재(13)를 끼워 그 세 장의 판재를 다수의 나사(16)로 결합하여 하나의 판형 이차광원(10)을 이루도록 한다.

상기 그 불투명 판재(13)의 역할은 투명한 두 장의 도광판(11)(12) 위에 나타나게 될 두 개의 조명 그래픽들이 반대편에서 보이지 않도록 광학적으로 차단하는 역할을 할 뿐 아니라 그 반사율이 높은 양 표면에서는 도광판(11)(12)에서 진행하는 빛에너지를 사람에게 보이는 외면으로 반사시키는 역할도 하게 된다.

도광판(11)(12)의 에지에 설치된 LED 광원(32)에서 발사되는 빛 에너지가 도광판(11)(12)을 통과하는 중에 그 빛 에너지를 분산시켜 평면 광원을 얻고자 할 경우, 그 평면 광원의 밝기를 고르게 유지할 수 있는데에는 분산의 정도를 조절할 수 있는 장치와 배려가 필요하게 된다.

즉, 판형 이차광원(10)의 광도를 고르게 하기 위해서는 다음가 같은 배려가 필요하다. 즉, LED 광원(32)에서 발사되어 도광판(11)(12)의 내부에서 진행하는 빛에너지는 내면에 페인트나 인쇄용 잉크를 도포한 페인트 표면(110)이나 조각된 면(111)에서 분산될 때마다 그 에너지가 감소하여 LED 광원(32)에서부터의 거리가 멀어질수록 약해지게 되므로, 도광판(11)(12) 전면의 광도를 균일하게 하기 위해서 는 LED 광원(32)에서부터의 거리가 멀어짐에 따라 분산될 수 있는 기회를 증가시켜 주어야 한다.

그 수단으로서 페인트나 인쇄 잉크 또는 조각으로 빛 에너지가 분산될 수 있는 면을 만들 때 그 넓이와 간격을 도 2a와 도 2b에 표시한 것과 같이 페인트 표면(110)의 넓이나 사이의 간격 그리고 조각된 면(111)의 넓이 또는 조각된 부분간의 간격을 LED 광원(32)에서 멀어질수록 굵고 넓어지도록 도광판(11)(12)의 내면에 적절하게 형성해야 한다.

상하에 LED 광원(32)을 설치한 "U"자형 프레임(20)을 설치할 경우에는, 그 판형 이차광원(10)의 LED 광원(32)의 균일한 광도를 유지하는데 있어서 상기 판형 이차광원(10)의 수직 방향의 높이에는 제한이 있겠으나 수평 방향의 길이에는 제한이 있을 수 없기 때문에, 본 발명은 양면에서 모두 볼 수 있는 장방형 간판이나 디스플레이를 제작하여 천정에서 현수식으로 설치하는 디스플레이나 조명 간판 제작에 있어서 가장 적합한 대안이라고 할 수 있다.

상기의 판형 이차광원(10)의 외면에 설치한 그래픽이나 천연색 사진을 담은 투명 판재(14)(15)는 상기의 도광판(11)(12)에서 분산되어 진행하는 빛에너지가 이를 통하여 외면으로 비춰지게 된다.

상기 도광판(11)(12)의 외면에 설치한 투명 판재(14)(15)에는 불투명한 페인트나 필름으로 그래픽을 제작하여 상기 투명 판재(14)(15)의 표면에 부착하여 사용할 경우에는 그 불투명체로 차단되지 않은 부분으로 통과해 나오는 광선으로 그 그래픽이 빛나게 될 것이다.

밖에서 보는 사람들의 눈에는 LED 광원(32)에서 발생한 파장의 색깔로 빛나는 투명 판재(14)(15)에 부착된 불투명한 그래픽을 더욱 선명하게 관찰할 수 있게 된다.

상기의 투명 판재(14)(15)에 형성한 그래픽을 천연색 그림을 인쇄하여 형성할 경우에는 그 천연색 그림의 바탕으로 반투명 백색 페인트로 빛의 분산막을 만든 다음 그 위에 천연색 그림을 인쇄해야 그 색상의 재생 효과가 더 좋을 것이다.

상기의 투명 판재(14)(15)에 다양한 기법으로 어떤 그래픽이나 그림을 설치하느냐에 따라 단조로운 배경색 위에 빛나는 그래픽을 볼 수도 있지만, 빛나는 천연색 그림을 관찰하게 될 수도 있을 것이며, 그 그래픽이 형성된 투명 판재(14)(15)는 간단히 교체할 수 있도록 하여 수시로 바꾸어 낄 수 있도록 한다.

본 발명의 조립된 상태는 도 3에 도시한 것과 같이, 밑면과 양쪽 측면에 "U"자형 프레임(22)(23)(24)을 조립한 상태에서 판형 이차광원(10)를 끼워 맞추고 나머지 "U"자형 프레임(21)으로 상단부를 조립하면 하나의 견고한 평면 광원이 완성되며, 여기에 그래픽이나 천연색 그림이 담긴 투명 판재(14)(15)를 조합하면 하나의 간판이나 디스플레이가 완성된다.

평면 광원의 한 면만이 필요한 경우에는 한 장의 도광판(11)만 사용하여 다른 도광판(12)과 두께나 크기와 모양이 같고 값이 싸고 재질이 다른 판재를 같은 방식으로 다수의 나사(16)로 접착 고정하여 사용하면 전체로서의 기계적 강도도 강한 단면용 평면 광원을 얻을 수 있을 것이다. 이 경우에 양면용에 사용하는 같은 부품들을 모두 그대로 사용할 수 있어서 새로운 부품이 필요하지 않아서 편리할 것 이다.

또한 LED 광원(32)이 유연하고 얇은 테이프 모양의 PCB(31) 표면에 선형으로 설치된 것을 사용할 경우에는 직선이 아닌 곡선의 윤곽을 갖은 판형 광원을 제작하여 도 4에 표시한 바와 같은 양면 원형 조명 간판이나 타원형 간판 등 곡선 윤곽을 가진 조명 간판도 제작할 수 있게 된다.

또한 원형 조명 간판에 시간 구동 장치(41)와 시침(42) 분침(43)을 도 5에서와 같이 조합하고 도광판(11)의 후면에 적절한 그래픽을 조각이나 페인트 혹은 잉크 등으로 형성하여 시간을 읽을 수 있게 하면 밝게 조명된 시계로서의 역할을 하게 된다.

또한 색상이 다른 두 가지 이상의 LED 광원(32)을 적절한 순서로 배열해서 일차 광원으로 사용할 경우에는 그 상이한 색상들이 도광판 안에서 서로 간섭하여 이름다운 배색의 연출을 할 수도 있으며, 점멸기를 사용하여 미리 설계된 순서로 순차적인 점멸을 하게 될 경우에는 그 평면 광원의 광도와 색상의 동적인 변화를 일으키는 시각적 변화를 연출할 수도 된다.

도 1a는 본 발명의 구성을 나타낸 단면도

도 1b는 도 1의 일부 확대 단면도.

도 2a는 본 발명 도광판의 내면에 페인트 표면을 형성한 평면 이차광원의 구성을 상세히 도시한 분리도.

도 2b는 본 발명 도광판의 내면에 조각된 거친 면을 형성한 평면 이차광원의 구성을 상세히 도시한 분리도.

도 3은 본 발명의 판형 이차광원을 프레임 하우징에 결합하는 상태를 도시한 분리도.

도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따라 도광판을 원형으로 형성한 상태를 도시한 ㄷ다단면도.

도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따라 도광판을 원형으로 형성한 상태를 도시한 정면도.

도 5a는 본 발명의 조명 간판을 시계로 구성한 상태를 도시한 정면도.

도 5b는 상기 도 5a의 단면도.

도 5c는 상기 도 5a의 일부 확대도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 판형 이차광원 11, 12 : 도광판

13 : 불투명 판재 20 : 프레임 하우징

21, 22, 23, 24 : "U"자형 프레임 32 : LED 광원

14, 15 : 그래픽 판재 110 : 페인트 표면

111 : 조각된 거친 면

Claims (5)

1. 모서리를 사면으로 절단한 두 투명한 평면 도광판(11)(12)의 사이에 표면의 반사율이 높은 불투명 판재(13)를 끼워 넣고 다수의 나사(16)로 결합 고정하여 제작한 판형 이차광원(10)와,

   "U"자형 프레임(21)(22)(23)(24)의 내부에 PCB(31)에 부착된 다수의 LED 광원(32)을 설치한 프레임 하우징(20)으로 구성하되,

   상기 LED 광원(32)을 설치한 "U"자형 프레임(21)(22)을 판형 이차 광원(10)의 상하에 설치하면서 LED 광원을 설치하지 않은 "U"자형 프레임(23)(24)을 좌우에 서로 연결 설치하여 판형 이차광원(10)을 프레임 하우징(20)이 에워싸도록 하고,

   상기 판형 이차광원(10)의 도광판(11)(12)의 외면에 그래픽이나 천연색 사진을 설치한 투명성 그래픽 판재(14)(15)를 설치하여 구성한 것을 특징으로 하는 평면 광원을 이용한 조명 간판.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기의 평면 도광판(11)(12)의 내면에 수평방향으로 광원에서 멀어지고 중앙부에 접근할수록 넓고 사이가 좁아지도록 페인트 표면(110)을 형성하면서 그 외면에 그래픽이나 천연색 그림이 담긴 투명 판재(14)(15)를 조합하여 구성한 것을 특징으로 하는 평면 광원을 이용한 조명 간판.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 평면 도광판(11)(12)의 내면에 수평방향으로 광원에서 멀어지고 중앙부에 접근할수록 조밀하게 조각된 거친 면(111)을 형성하면서 그 외면에 그래픽이나 천연색 그림이 담긴 투명 판재(14)(15)를 조합하여 구성한 것을 특징으로 하는 평면 광원을 이용한 조명 간판.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 도광판(11)(12)의 외곽 모양을 곡선으로 형성하면서 그 에지는 사면으로 절단하고,

   유연하고 얇은 테이프 모양의 PCB(31)에 다수의 LED 광원(32)을 선형으로 설치하고,

   상기 도광판(11)(12)의 외면에 그래픽이나 천연색 사진을 설치한 투명 판재(14)(15)를 형성하여 원형 조명 간판으로 구성한 것을 특징으로 하는 평면 광원을 이용한 조명 간판.
5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기의 원형 조명 간판에 시간 구동 장치(41)와 시침(42) 분침(43)을 조합하고 도광판(11)의 후면에 그래픽을 조각이나 페인트나 잉크로 형성하여 시간을 읽을 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 평면 광원을 이용한 조명 간판.

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