KR20100016586A

KR20100016586A - 조명 장치

Info

Publication number: KR20100016586A
Application number: KR1020097023867A
Authority: KR
Inventors: 기오바니 센니니; 휴고 제이. 코르넬리센; 코르넬리스 알. 론다; 야동 리우
Original assignee: 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2007-04-17
Filing date: 2008-04-14
Publication date: 2010-02-12
Also published as: RU2472066C2; US8353616B2; CN101680647B; CN101680647A; TW200905135A; JP5376339B2; RU2009142205A; WO2008126048A1; US20100110720A1; EP2147250A1; JP2010525513A

Abstract

본 발명은 표면(101)을 조명하기 위한 조명 장치(10)로서, 적어도 하나의 조명 요소(20) 및 조명 본체(30)를 구비하고, 조명 요소(20)는 인공 광(21, 21')을 방출하고, 하우징 요소(40)가 조명 요소(20)를 포함하고 조명 본체(30)를 지지하며, 조명 본체(30)는 아래에 위치하는 표면(101)을 조명하기에 적합한 투명한 광 전도 재료를 포함한다. 본 발명은 조명 본체(30)가 표면(101)을 광학적으로 확대하기 위한 프레넬 타입 렌즈를 형성하는 표면 패턴(80)을 포함하는 것을 개시한다.

조명 장치, 조명 요소, 조명 본체, 광 전도 재료, 프레넬 타입 렌즈, 표면 패턴

Description

조명 장치{ILLUMINATION DEVICE}

본 발명은 적어도 하나의 조명 요소 및 조명 본체를 이용하여 표면을 조명하기 위한 조명 장치에 관한 것으로서, 조명 요소는 인공 광을 방출하고, 하우징 요소가 조명 요소를 포함하고, 조명 본체를 지지하며, 조명 본체는 투명한 광 전도 재료를 포함하고, 일반적으로 조명되는 표면 위에 배치된다.

US 6,951,403 B2에는, 대체로 편평한 표면을 조명하기 위한 장치가 설명되어 있는데, 이 장치는 투명한 광 전도 조명 본체가 실장된 하우징 내에 포함된 배터리 구동식 광원을 포함한다. 장치는 투명 조명 본체를 통해 조명되는 관찰을 위해 조명 본체가 책 또는 다른 편평면들 상에 놓이도록 배치될 수 있다. 조명 본체는 전도되는 광을 하부 표면 상으로 편향시키기 위해 웨지(wedge) 형상으로 테이퍼(taper)진다. 불행하게도, 설명되는 장치는 일반적으로 곡선 판독 영역을 갖는 책들을 읽는 데 덜 편리하다. 곡선 판독 영역과 테이퍼 형상의 조명 본체의 상호작용은 조명되는 페이지의 변형된 이미지를 유발한다. 또한, 장치는 비교적 두꺼운 웨지 형상의 광 가이드(guide)인데, 그 두께는 비교적 큰 중량으로 이어지고, 이는 사용의 편리함을 감소시킨다. 이것은 또한 비교적 큰 기계적 강도로 이어져, 곡선 판독 영역에 걸쳐 장치를 구부리는 것을 매우 어렵게 한다.

또한, 전술한 조명 장치들 상에 클립될 수 있는 공지의 확대 렌즈들이 존재한다. 불행하게도, 그러한 확대 요소들은 비교적 낮은 배율을 갖는다. 표면을 광학적으로 확대하기 위한 다른 옵션은 막대 확대기를 사용하는 것이다. 이러한 막대 확대기는 종종 아크릴 본체로서, 곡선 상면을 가지며, 따라서 막대 확대기가 놓여 있는 표면을 광학적으로 확대한다. 이러한 막대 확대기의 단점은 그 중량 및 이미지의 왜곡이다.

<발명의 요약>

따라서, 본 발명은 전술한 단점들을 제거하는 것을 목적으로 한다. 특히, 본 발명은 편리한 판독에 충분한 배율과 작은 전체 두께를 겸비하는 효율적이고 값싼 조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적은 적어도 하나의 조명 요소 및 조명 본체를 이용하여 표면을 조명하는 조명 장치에 의해 달성되는데, 조명 요소는 인공 광을 방출하고, 하우징 요소가 조명 요소를 포함하고, 조명 본체를 지지하며, 조명 본체는 아래에 위치하는 표면을 조명하는 데 적합한 투명 광 전도 재료를 포함하고, 조명 본체는 표면을 광학적으로 확대하기 위한 프레넬 타입의 렌즈를 형성하는 표면 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다. 표면을 조명하기 위한 조명 장치의 이로운 실시예들은 종속항들에 정의되어 있다.

본 발명의 범위 내에서, 조명 요소 및 조명 본체가 개시되며, 조명 본체는 프레넬 타입의 렌즈를 포함한다. 렌즈를 한 세트의 굴절기 수단들로 분해함으로써, 프레넬 타입 렌즈들은 종래의 구면 렌즈들에 비해 필요한 재료의 양을 줄이면 서 높은 배율을 달성한다. 각각의 굴절기 수단 자체가 구면 렌즈를 형성함에 따라, 모든 굴절기 수단들의 조합은 작은 두께를 갖는 대면적 확대 렌즈가 된다. 표준 렌즈의 유효 연속 표면을 한 세트의 동일 또는 상이한 곡률의 표면들로 분해함으로써, 렌즈의 전체 두께가 감소하며, 따라서 렌즈의 실질적인 두께 감소가 가능하게 된다. 이러한 굴절기 수단들은 일정 또는 무작위 간격을 갖는 직선 또는 곡선 프로파일을 가질 수 있으며, 마이크로미터 내지 밀리미터 치수로 변할 수도 있다. 굴절기 수단들의 구성 및 따라서 표면 패턴의 구성은 원형, 선형 또는 불균일 패턴을 가질 수 있다.

또한, 굴절기 수단들은 작은 삼각형, 그네 또는 평행 사변형의 라인업과 동일한 단면을 가질 수 있다. 굴절기 수단들은 조명 본체의 표면 전반에서 균일한 설계를 가질 수 있다. 다른 바람직한 실시예에서, 굴절기 수단들의 설계는 조명 본체의 주축을 따라 변할 수 있다.

다른 바람직한 실시예에서, 각각의 굴절기 수단은 톱니형 단면을 포함한다. 필요한 배율을 달성하기 위하여, 각각의 굴절기 수단은 패싯(facet) 표면 및 릴리프(relief) 표면을 포함한다. 패싯 표면은 광축에 대한 거리가 감소함에 따라 위로 경사진다. 이어서, 릴리프 표면은 표면 패턴의 베이스를 향해 예리하게 하강한다. 따라서, 삼각 형상을 갖는 톱니형 구조가 형성된다. 표면 패턴의 베이스와 패싯 표면 사이의 각도는 0도 내지 30도일 수 있으며, 더 큰 직경의 렌즈들을 이용할 경우에는 40도, 심지어 50도로 커질 수 있다. 톱니형 구조의 피치는 사람의 눈에 보이지 않게 하기 위해 1mm 내지 10 마이크로미터, 더 바람직하게는 200 내지 50 마이크로미터일 수 있다.

개시되는 조명 장치는 표면을 조명하고 광학적으로 확대하는 능력을 포함한다. 판독 및 확대 램프로서 사용될 때, 조명 장치의 조명 본체는 프레넬 타입 렌즈가 표면을 광학적으로 확대하는 동안 조명되고 있는 표면상에 대체로 위치한다. 따라서, 다른 바람직한 실시예에서, 표면 패턴은 조명 본체의 표면들 중 하나 위에 구성된다. 바람직하게는, 표면 패턴은 조명 본체의 상부 또는 하부 표면을 커버한다. 예를 들어, 사용자가 책을 읽기를 원하는 경우, 조명 본체는 텍스트가 광학적으로 확대될 수 있도록 페이지들 위에 유지되어야 한다. 배율은 물체, 예를 들어 텍스트와 렌즈 사이의 거리 및 렌즈의 초점 거리의 함수이므로, 렌즈가 50 mm 내지 300 mm의 초점 거리를 갖는 경우, 조명 본체는 1.15 내지 8배의 배율을 달성하기 위해 10 mm 내지 100 mm의 거리에서 물체 위에 유지되어야 한다. 다른 바람직한 실시예에서, 조명 본체 및 표면 패턴은 한 부품이다.

다른 바람직한 실시예에서, 표면 패턴은 한편으로는 표면을 광학적으로 확대하고, 다른 한편으로는 조명 요소에 의해 표면 위로 방출되는 인공 광을 수신하여 편향시키도록 구성된다. 개시되는 조명 장치는 표면을 조명하는 능력과 표면을 확대하는 능력을 겸비한다. 개시되는 조명 장치의 조명 요소가 조명 본체의 측면들 중 하나 상에 구성되는 경우, 조명 요소는 인공 광을 조명 본체 내로 주입한다. 표면 패턴을 구성하는 그루브들은 광 추출 특징으로서 작용한다. 인공 광은 표면 패턴의 릴리프 표면을 통해 조명 본체 내에 모이고, 그로부터 출사된다. 따라서, 조명 본체 아래에 위치하는 표면의 균일한 조명이 가능하다. 이러한 능력은 표면 의 확대와 결부된다.

정상 광원이 예를 들어 책을 읽는 데 사용되는 경우, 이 광원은 특히 침실에서 사용되는 경우에 다른 사람들을 방해할 수 있다. 다른 사람들에 대한 방해를 방지하기 위해, 본 발명에서 설명되는 조명 장치는 독서용 광원으로 사용될 수 있다. 따라서, 방출되는 인공 광은 주위가 아니라 책의 페이지만을 조명하는 것이 중요하다. 따라서, 조명 요소는 조명 본체의 측면들 중 하나에 장착되어야 한다. 측면들 중 하나로 주입되는 광은 편향되어야 하며, 따라서 가능한 많은 광이 예를 들어 책의 시트 위인 조명 본체의 하측을 통해 출사되어야 한다. 따라서, 인공 광을 편향시키는 표면 패턴은 시트의 표면에 의해 반사되는 광에 대해 투명해야 하며, 따라서 조명 본체에 의해 커버되는 텍스트가 조명되어 사람이 쉽게 볼 수 있게 된다. 또한, 표면 패턴은 광 추출 층 위로 방출되는 주변 광에 대해 투명할 수 있다.

설명된 바와 같이, 조명 요소는 조명 본체의 측면들 중 하나 상에 구성될 수 있다. 조명 요소에 의해 조명 본체 내로 방출되는 인공 광의 크로스오버를 낮은 감쇠로 달성하기 위하여, 조명 요소는 조명 본체의 측면 상에 접착될 수 있다. 바람직하게는, 사용되는 접착제는 조명 본체의 재료와 동일한 굴절률을 갖는다. 따라서, 산란, 편향 또는 감쇠가 발생하지 않을 것이다. 다른 바람직한 실시예에서, 조명 요소는 조명 본체의 측면에 인접하게 구성되지만, 조명 요소와 측면 사이에는 조명 갭이 구성된다. 이러한 구성에서, 인공 광의 일부는 조명 본체 내로 주입되는 반면, 다른 부분은 조명 장치 아래에 위치하는 표면을 직접 조명한다. 조명 본 체 내로 주입되지 않고 표면을 직접 조명하는 광의 양은 조명 갭의 크기에 의해 결정된다. 또한, 표면을 직접 조명하는 인공 광의 양을 증가 또는 감소시키기 위해, 조명 요소 내에 추가 렌즈가 장착될 수 있다. 이러한 렌즈는 인공 광을 집속 또는 산란시킬 수 있다.

바람직하게는, 조명 요소는 LED, OLED, 백열 램프 또는 형광 램프 중 적어도 하나이다. 조명 장치의 이용 타입에 따라, 단일 또는 복수의 조명 요소가 사용될 수 있다. 발광 다이오드(LED)는 전기적으로 순방향으로 바이어스될 때 비간섭성의 좁은 스펙트럼의 광(통상적으로 10-20 nm 정도)을 방출하는 반도체 장치이다. 방출되는 광의 칼라는 사용되는 반도체 재료의 조성 및 조건에 의존한다. 더욱이, 형광체 변환(phosphor converted) LED들이 사용될 수 있다. 그러한 경우, 형광체(들)는 방출되는 광의 칼라 및 스펙트럼에 영향을 미치기도 한다. 또한 이용할 수 있는 유기 발광 다이오드(OLED)는 발광 층이 소정의 유기 성분들의 박막을 포함하는 특수 타입의 LED이다. OLED의 이점은 잠재적으로 낮은 비용 및 높은 효율을 갖는 균일한 대면적 광원이라는 점이다. OLED들은 유기 재료의 박막을 통해 흐르는 전류를 이용하여 광을 생성한다. 방출되는 광의 칼라 및 전류에서 광으로의 에너지 변환 효율은 유기 박막 재료의 조성에 의해 결정된다.

바람직한 실시예에서, 조명 본체는 많아야 300 cm², 바람직하게는 100 cm²의 크기를 갖는 면적을 커버한다. 조명 장치가 독서용 광원으로서 사용되는 경우, 조명 장치는 편리하게 사용될 수 있도록 작고 가벼워야 한다. 지각 연구가 보여주는 바와 같이, 약 1 cm x 5 cm의 조명 면적이 독서에 편리하다. 결과적으로, 50 mW보다 작은, 바람직하게는 10 mW보다 작은 전력 소비를 갖는 LED들이 바람직하게는 25-2000 럭스, 더 바람직하게는 50-250 럭스, 가장 바람직하게는 75 럭스보다 큰 조명 레벨을 달성하는 데 충분하다.

다른 바람직한 실시예에서, 조명 요소는 조명 본체의 아래에 구성된다. 이러한 구성에서, 인공 광은 조명 본체 내로 주입되지 않고, 표면을 직접 조명한다. 인공 광을 표면 위에 집속시키기 위하여, 조명 요소 내에 렌즈가 삽입될 수 있다. 이러한 실시예는 조명 요소와 조명 본체 간의 광학적으로 어려운 접속이 이루어질 필요가 없는 이익을 갖는다. 또한, 표면 패턴을 위해 사용되는 재료는 인공 광을 수신하고 편향시키는 능력과 관련하여 선택될 필요가 없다. 따라서, 큰 표면도 광학적으로 확대하고 조명하는 데 사용될 수 있는 값싸고 간단한 조명 장치가 얻어진다.

다른 바람직한 실시예에서, 조명 본체는 조명 요소로부터의 인공 광을 수신하여 표면 위로 편향시키도록 구성되는 광 추출 층을 포함한다. 이러한 실시예에서, 인공 광을 수신하여 편향시키는 표면 패턴의 능력은 광 추출 층에 의해 향상된다. 바람직하게는, 광 추출 층은 표면에 면하지 않는 조명 본체의 상면을 커버하는 반면, 표면 패턴은 조명될 표면에 이웃하는 조명 본체의 하측을 커버한다. 이러한 구성에서, 표면 패턴은 표면을 광학적으로 확대하는 반면, 광 추출 층은 조명 본체의 측면들 중 하나로부터 주입되는 인공 광을 편향시킨다. 개별 작업들의 할당으로 인해, 표면 패턴은 물론, 광 추출 층도 최적으로 설계될 수 있다. 조명 장 치를 독서용 광원으로서 사용하기 위해, 인공 광을 편향시키는 광 추출 층은 시트의 표면에 의해 반사되는 광에 대해 투명해야 한다.

다른 바람직한 실시예에서, 조명 본체는 제1 섹션 및 제2 섹션을 포함하며, 제1 섹션의 적어도 일부는 표면 패턴으로 커버되고, 제2 섹션의 적어도 일부는 광 추출 층으로 커버된다. 전술한 실시예들과 달리, 광 추출 층 및 표면 패턴으로 커버되는 조명 본체의 부분들은 분리된다. 독서용 광원으로서 사용되는 경우, 조명 본체는, 표면 패턴으로 커버되고, 따라서 조명 장치 아래에 배치되는 표면을 확대하는 제1 섹션인 내측 세그먼트를 포함할 수 있다. 이러한 제1 섹션은 제2 섹션에 의해 둘러싸여, 조명 요소에 의해 방출되는 인공 광을 수신하고 편향시키는 데 사용될 수 있다. 표면의 균일한 조명을 달성하기 위해, 광 추출 층의 표면 구조는 인공 광이 조명 본체의 중심을 지향하여 제1 섹션 아래에 위치하는 표면을 조명하는 각도로 조명 본체로부터 출사되는 방식으로 인공 광을 편향시킬 수 있다. 이러한 실시예는 제1 및 제2 섹션 각각에 대해 상이한 재료들이 사용될 수 있는 이익을 갖는다.

다른 바람직한 실시예에서는, 복수의 조명 요소가 조명 본체의 외측 에지 상에 배치된다. 따라서, 조명 본체 및/또는 표면의 균일한 조명이 달성될 수 있다. 조명 요소들 각각에 의해 방출되는 인공 광은 표면 위로 직접 방출되거나, 조명 본체 내로 주입된 후에 표면 상으로 편향될 수 있다. 이러한 실시예들은 많은 수의 조명 요소를 사용함으로 인해 조명 요소들 각각이 적은 광 출력만을 가질 수 있는 이익을 갖는다. 따라서, 각각의 조명 요소의 생성 열 및 필요 에너지가 적다. 또 한, 조명 요소들의 감소된 크기로 인해, 조명 본체를 지지하고 조명 요소들을 포함하는 림(rim)이 작을 수 있다. 따라서, 조명 장치의 편리한 조작이 가능하다.

본 발명의 목적은 또한, 설명되는 실시예들에 따른 조명 장치를 지지하기 위한 마운팅에 의해 달성되는데, 이 마운팅은 조명 장치를 표면으로부터 이격하여 배치하며, 따라서 표면은 확대 관측될 수 있다. 따라서, 마운팅은 조명 장치가 접속되는 마운팅 수단을 구비해야 한다. 마운팅 수단은 조명 장치가 필요에 따라 마운팅 수단에 접속되고 분리될 수 있게 하는 클립형 접속일 수 있다. 또한, 마운팅 수단은 조명 장치를 관측될 물체로부터 소정 거리 내에 배치하는 거리 요소를 포함할 수 있으며, 따라서 표면 패턴에 의해 원하는 확대가 달성된다.

조명 장치를 토치(torch)형 장치로 개조하기 위하여, 본 발명은 콘덴서 요소를 개시한다. 콘덴서 요소는 표면에 도달하지 않고 그리고/또는 표면으로 지향되지 않는 인공 광의 부분을 이용한다. 따라서, 콘덴서 요소는 조명 본체로부터 출사되는 인공 광의 적어도 일부를 수신하고 지향시키도록 구성된다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 콘덴서 요소는 단일 또는 복수의 렌즈 및/또는 미러로 구성될 수 있는 광학 시스템이다. 조명 본체로부터 그의 외측면들 중 하나를 통해 출사되는 인공 광은 확산 분포를 가질 수 있다. 콘덴서 요소는 인공 광속을 재정형(reshape)하여 집속되고 그리고/또는 평행한 빔을 얻을 수 있다. 콘덴서 요소의 도움으로, 개시되는 조명 장치는 독서용 광원으로서 뿐만 아니라, 토치로서 사용될 수 있다.

이용 타입에 따라, 콘덴서 요소는 조명 본체의 상이한 외측면들 상에 구성될 수 있다. 바람직하게는, 콘덴서 요소는 조명 본체의 세로 측 상에 구성되며, 따라서 이러한 세로 측들로부터 출사되는 인공 광이 재정형될 수 있다. 조명 본체로부터 하측을 통해 출사되는 인공 광은 조명 장치에 대해 작은 편향 각도만을 가질 수 있으므로, 콘덴서 요소는 이러한 광의 부분들을 모아 재정형하는 것도 가능하다. 따라서, 콘덴서 요소는 조명 본체의 높이보다 큰 크기를 가질 수 있다.

인공 광의 광속의 재정형을 달성하기 위하여, 콘덴서 요소는 표면 형성물(formation)을 포함할 수 있다. 표면 형성물은 콘덴서 요소의 큰 부분들, 특히 조명 본체와 직접 접촉하지 않는 콘덴서 요소의 부분들을 커버할 수 있다. 따라서, 조명 본체로부터 세로 측을 통해 출사하는 인공 광은 콘덴서 요소 내로 직접 가로지를 수 있다. 바로 전에 언급된 요소는 광 전도 재료를 포함할 수 있으며, 따라서 인공 광은 감쇠 없이 안내된다. 콘덴서 요소의 광 전도 재료는 조명 본체용으로 사용되는 재료와 동일할 수 있다.

표면 형성물은 인공 광을 평행 방식으로 집속하거나 정형할 수 있다. 이러한 목적을 달성하기 위하여, 표면 형성물은 콘덴서 요소의 중심으로부터의 거리가 증가함에 따라 아래로 경사지는 톱니형의 단면을 포함할 수 있다. 표면 형성물의 각각의 요소는 10 마이크로미터 내지 10 mm, 바람직하게는 30 마이크로미터 내지 3 mm, 가장 바람직하게는 100 마이크로미터 내지 1 mm의 폭을 가질 수 있다. 콘덴서 요소와 표면 형성물의 하향 경사 측 사이의 형성 각도는 0.1도 내지 5도, 바람직하게는 0.2도 내지 3도, 더 바람직하게는 0.25도 내지 2도일 수 있다. 이러한 표면 형성물은 프레넬 타입 렌즈를 형성하는 방식으로 구성될 수도 있다.

다른 바람직한 실시예에서, 콘덴서 요소는 조명 장치에 가역적으로 부착될 수 있다. 이것은 사용자가 2개의 상이한 목적으로 조명 장치를 사용할 수 있게 한다. 한편으로, 조명 장치는 책의 페이지를 조명하는 독서용 광원으로서 사용될 수 있다. 다른 한편으로는, 주변의 임의 지점을 조명할 수 있는 토치형 장치를 얻도록 콘덴서 요소를 조명 장치에 부착할 수 있다. 바람직하게는, 콘덴서 요소는 클립 수단을 포함하며, 이 클립 수단은 콘덴서 요소를 조명 본체에 부착하기 위해 조명 본체의 제2 클립 수단과 협력한다. 이러한 2개의 클립 수단을 이용함으로써, 콘덴서 요소를 조명 본체에 쉽게 부착할 수 있다. 사용자는 도구 또는 다른 요소들의 필요 없이 콘덴서 요소를 부착 및/또는 분리할 수 있다.

다른 바람직한 실시예에서, 콘덴서 요소는 가변 렌즈 요소를 포함한다. 가변 렌즈 요소의 도움으로, 인공 광의 적어도 일부의 수신 및 지향이 조정될 수 있다. 따라서, 인공 광속을 상이한 방식들로 정형하는 것이 가능하다. 필요한 경우, 집속된 광 스폿이 얻어질 수 있거나, 더 큰 영역을 조명하기 위해 광속이 평행하게 구성될 수 있다. 바람직하게는, 가변 렌즈 요소는 LC(액정) 구조에 의해 형성된다.

조명 장치의 위치와 무관한 조합으로 균일한 조명을 달성하기 위해, 본 발명의 다른 실시예는, 조명 장치가 적어도 제1 조명 수단 및 제2 조명 수단을 포함하고, 제1 조명 수단 및 제2 조명 수단이 표면의 적어도 부분적으로 상이한 섹션들을 조명하도록 구성되는 것을 개시한다. 제1 조명 수단 및 제2 조명 수단은 표면을 조명하는 데 사용된다. 이러한 목적을 달성하기 위하여, 이들은 조명 요소에 의해 방출되는 인공 광을 안내하거나, 이들은 조명 요소를 형성하고, 그들 자신이 인공 광을 방출한다. 표면으로부터 조명 장치의 거리를 변경하기를 원하는 사용자는 2개의 조명 수단 중에서 표면을 조명할 것을 선택할 수 있다. 제1 및 제2 조명 수단들은 프레넬 렌즈의 중심으로부터 가변 거리들에 구성되므로, 이들은 표면의 적어도 부분적으로 상이한 섹션들을 조명한다. 이것은 광원들이 조명될 물체에 관한 렌즈의 상이한 위치들에 대해 균일한 광 분포를 제공하는 이익을 갖는다. 사용자가 조명 장치를 구성하는 거리에 따라, 사용자는 제1 및/또는 제2 조명 수단을 선택할 수 있다.

이로운 실시예에서, 제1 조명 수단 및 제2 조명 수단은 굴절기 수단들 사이에 구성된다. 조명 본체는 투명한 광 전도 재료를 포함하지만, 조명 요소에 의해 방출되는 인공 광속을 감쇠시킬 수 있다. 따라서, 제1 조명 수단 및 제2 조명 수단을 굴절기 수단들 내에 통합하는 것일 적절할 수 있다. 전체 이미지 품질의 저하를 방지하기 위해, 제1 및/또는 제2 조명 수단은 작은 직경을 가져야 하며, 프레넬 타입 렌즈의 초점으로부터 멀리 떨어진 굴절기 수단들 내에 구성되어야 한다. 1 마이크로미터 내지 1 mm 범위의 직경이 이로운 것으로 판명되었다.

다른 실시예에서, 제1 조명 수단 및 제2 조명 수단은 조명 본체 내에 구성된다. 이러한 실시예는 제1 및 제2 조명 수단들에 대한 크기 및 위치에 관한 요구들이 전술한 실시예에 비해 덜 엄격하다는 이익을 갖는다. 따라서, 표면으로부터의 조명 장치의 거리에 따라, 표면의 상이한 섹션들을 조명하기 위해 거시적인 제1 및 제2 조명 수단들도 조명 본체 내에 내장될 수 있다.

다른 바람직한 실시예에 따르면, 제1 조명 수단 및/또는 제2 조명 수단은 광섬유들이다. 이러한 실시예에서, 광 섬유들은 원격 배치된 조명 요소에 의해 방출되는 인공 광을 전도하는 데 사용된다. 광섬유들은 작은 직경을 가지므로, 프레넬 렌즈의 그루브들을 따라 감길 수 있다. 조명 요소는 조명 시스템을 구비할 수 있으며, 따라서 제1 및/또는 제2 조명 수단 내로의 인공 광의 주입이 제어될 수 있다. 표면까지의 조명 장치의 거리에 따라, 인공 광은 제1 또는 제2 조명 수단 내로 주입된다. 광섬유의 내측 코어를 둘러싸는 클래딩(cladding)은 불완전할 수 있으며, 따라서 인공 광은 표면을 조명하기 위해 광섬유로부터 전용 스폿들 상에 출사될 수 있다.

사용되는 광섬유는 내부 전반사 프로세스에 의해 그의 광축을 따라 광을 투과시키는 원통형 유전체 도파관일 수 있다. 광섬유는 클래딩 층으로 둘러싸인 코어로 구성된다. 코어와 클래딩 사이의 경계는 계단형 굴절률 광섬유(step-index fiber)에서 급격하거나, 언덕형 굴절률 광섬유(graded index fiber)에서 점진적일 수 있다. 사용되는 광섬유의 동작 원리는 다중 모드 광섬유들 또는 단일 모드 광섬유들을 포함하는 다수의 변형들에 적용된다. 조명 장치의 이용 타입에 따라, 광섬유는 유리 또는 폴리머로 제조될 수 있다. 플라스틱으로 제조되는 광섬유는 일반적으로 1 mm 이상의 코어 직경을 갖는 계단형 굴절률 다중 모드 광섬유이다. 플라스틱 광섬유들은 종종 유리 광섬유들보다 훨씬 더 큰 감쇠를 겪는데, 이는 그러한 종류의 광섬유들을 사용하는 장치의 범위를 제한한다. 종종, 광섬유의 내측 코어는 폴리메틸 메타크릴레이트(아크릴)로 제조되며, 클래딩 재료는 불화 폴리머이 다. 또한, 광섬유들은 과불화 폴리머(주로 폴리퍼플루오로부테닐비닐에테르) 계열이다.

독서에 더 편한 광을 얻기 위해, 제1 조명 수단 및/또는 제2 조명 수단은 칼라 수단이 도핑될 수 있으며, 이러한 칼라 수단은 흡수 또는 재방출에 의해 인공 광의 파장을 변화시킨다. 칼라 수단은 광섬유에 의해 전달되는 청색 광을 다른 파장으로 변화시키는 형광체를 포함할 수 있다. 또한, 동일 목적을 달성하기 위해 광섬유들은 형광체 층으로 클래딩될 수 있다. 대안으로, 칼라 수단은 조명 본체 내측의 작은 공동들 내에 구성될 수 있다.

눈부심 효과를 최소화하고, 사용자를 직접 조명하는 인공 광의 일부를 억제하기 위하여, 반사 수단이 사용될 수 있다. 반사 수단은 제1 및/또는 제2 조명 수단에 의해 방출되는 인공 광을 표면 조명에 이르지 않는 방향으로 반사하도록 형성된다. 반사 수단은 미러 및/또는 반사 코팅일 수 있다. 코팅은 광섬유들 상에 중첩될 수 있으며, 따라서 제1 및/또는 제2 조명 수단에 의해 방출되는 인공 광은 표면 위로 반사된다. 또한, 반사 수단은 굴절기 수단들 내에 내장된 광섬유들에 의해 방출되는 인공 광이 조명 본체 내로 주입되는 것을 방지하는데, 그 이유는 이것이 조명 장치의 사용자를 자극할 수 있기 때문이다.

전술한 조명 장치는 물론, 청구되는 컴포넌트들 및 설명되는 실시예들에서 본 발명에 따라 사용되는 컴포넌트들은 크기, 형상, 재료 선택에 관하여 어떠한 특별한 예외도 갖지 않는다. 선택 기준들이 관련 분야에 공지되게 하는 기술적 개념이 제한 없이 적용될 수 있다. 본 발명의 목적의 추가 상세, 특성 및 이익은 종속 항들 및 본 발명에 따른 조명 장치의 다수의 바람직한 실시예를 단지 예시적인 방식으로 도시하는 각각의 도면들에 대한 아래의 설명에서 개시된다.

도 1은 조명 본체 및 조명 요소를 구비한 조명 장치를 나타내는 도면.

도 2는 조명 요소와 조명 본체 사이에 조명 갭을 갖는 조명 장치를 나타내는 도면.

도 3은 도 2의 조명 본체의 절단도.

도 4는 조명 장치의 다른 실시예를 나타내는 도면.

도 5는 도 4의 조명 장치의 평면도.

도 6은 조명 장치의 다른 실시예를 나타내는 도면.

도 7은 조명 요소들의 2개 열을 갖는 조명 본체를 나타내는 도면.

도 8은 복수의 조명 요소에 의해 둘러싸인 조명 본체를 나타내는 도면.

도 9는 콘덴서 요소를 갖는 조명 본체를 나타내는 도면.

도 10은 콘덴서 요소를 갖는 조명 본체의 추가 실시예를 나타내는 도면.

도 11은 제1 조명 수단 및 제2 조명 수단을 갖는 조명 본체를 나타내는 도면.

도 12는 제1 및 제2 조명 수단들의 추가 실시예를 나타내는 도면.

도 13은 제1 및 제2 조명 수단들이 내장된 조명 본체의 다른 실시예를 나타내는 도면.

도 1에는, 물체(100)의 표면(101)을 조명하기 위한 조명 장치(10)가 도시되어 있다. 조명 장치(10)는 조명 요소(20) 및 조명 본체(30)를 포함한다. 조명 요소(20)는 조명 본체(30)를 지지하는 하우징 요소(40)의 아래에 구성된다. 도시된 실시예에서, 조명 장치(10)는 조명 본체(30)의 아래에 위치하는 책의 페이지와 같은 물체(100)의 대체로 편평한 표면(101)을 조명하는 데 사용되는 독서용 광원이다. 표면(101)을 광학적으로 확대하기 위하여, 조명 본체(30)는 프레넬 타입 렌즈를 형성하는 표면 패턴(80)을 포함한다. 이러한 프레넬 타입 렌즈들은 상당히 두꺼운 조명 본체(30)의 필요 없이 큰 배율을 얻을 수 있다.

조명 요소(20)는 인공 광(21)을 조명 본체(30) 내로 주입하는 LED이다. 조명 요소(20)는 인쇄 회로 보드(PCB)일 수 있는 하우징 요소(40)와 접속된다. 이러한 인쇄 회로 보드들은 비도전성 기판 상에 적층된 구리 시트들로부터 에칭된 도전성 통로들을 이용하여 전자 컴포넌트들을 기계적으로 지지하고 전기적으로 접속하는 데 사용된다. 이러한 구조들은 값싸고 매우 신뢰성 있는 것으로 알려져 있다. 또한, LED는 PCB의 도움으로 전자 컴포넌트들에 직접 접속될 수 있다. 조명 요소(20)에 대향하여 하우징 요소(40) 상에 드라이버(62) 및 배터리(61)가 설치된다. 배터리(61)는 바람직하게도 재충전 가능하며, 조명 요소(20)에 필요한 전류를 전달한다. 드라이버(62)는 전류 증폭 회로 및 원하는 파형을 출력하는 파형 생성 및 제어 회로를 포함할 수 있다. 또한, 파형의 진폭, 주파수 및 듀티비가 파형 생성 및 제어 회로에 의해 조정된다.

전력이 얻기 어렵거나 비싼 지역들에서 조명 장치(10)를 사용하기 위해, 태양 전지(60)가 하우징 요소 상에 배치될 수 있다. 태양 전지(60)는 태양 광으로부터의 광량자들을 충전식 배터리에 저장되는 전기로 변환한다. 따라서, 조명 장치(10)가 낮 동안에 태양 광에 노출되는 경우, 조명 장치(10)는 어둠 속에서 사용될 수 있다. 태양 전지(60)에도 불구하고 장시간 동안 표면을 조명할 수 있는 조명 장치(10)를 얻기 위해, 전력 소비가 적은 조명 요소(20)가 필요하다. LED들이 적절한 것으로 입증되었는데, 이는 LED들이 낮은 전력을 소비하면서 충분한 광 레벨을 얻기 때문이다.

실험적으로 측정된 바와 같이, 표면 패턴(80)은 표면(101)을 광학적으로 확대할 뿐만 아니라, 조명 요소(20) 내로 주입되는 인공 광(21)을 안내한다. 따라서, 조명 본체(30)의 표면 패턴(80)은 2개의 작업을 충족시킨다. 한편으로, 표면 패턴(80)은 표면(101)을 광학적으로 확대한다. 다른 한편으로, 표면 패턴(80)은 광 추출 특징을 갖는 복수의 굴절기 수단(81)에 의해 형성된다. 인공 광(21)은 굴절기 수단들(81)을 향해 모아져 표면(101) 위로 방출된다. 따라서, 언급된 표면(101)은 조명되는 동시에 광학적으로 확대된다.

표면(101) 상으로 편향되지 않고 주변으로 산란되는 인공 광(21)의 양을 줄이기 위해, 본 발명은 광 추출 층(50)을 개시한다. 광 추출 층(50)의 구성은 도 2 및 3에 도시되며, 도 3은 조명 본체(30)만을 도시한다. 인공 광(21)은 좌측으로부터 조명 본체(30) 내로 주입된다. 인공 광(21)을 조명 본체(30) 아래에 위치하는 표면(101) 상으로 편향시키기 위하여, 광 추출 층(50)은 표면 구조를 갖는다. 이러한 표면 구조는 연속적으로 구성되는 복수의 편향 수단(51)을 포함한다. 각각의 편향 수단(51)은 조명 본체(30)로부터 예리하게 상승하는 플랜지(53)를 갖는 톱니형 단면을 가질 수 있다. 이어서, 편향 수단들(51)은 조명 요소(20)까지의 거리가 증가함에 따라 하향으로 경사지는 면(52)을 갖는다. 면(52)은 조명 본체(30)의 세로 연장에 관하여 측정되는 각도(54)를 갖는다. 인공 광(21)의 파장 및 조명 본체(30)에 사용되는 재료의 굴절률에 따라, 각도(54)는 0.1도 내지 5도, 바람직하게는 0.25도 내지 2도이어야 한다.

표면(101)의 외관을 확대하는 데 필요한 표면 패턴(80)은 복수의 굴절기 수단(81)을 포함한다. 각각의 굴절기 수단(81)은 연속적으로 구성되어, 조명 본체(30)의 저면(35)을 커버한다. 도시된 실시예에서, 각각의 굴절기 수단(81)은 조명 본체(30)로부터 예리하게 상승하는 플랜지(83)를 갖는 톱니형 단면을 갖는다. 이어서, 굴절기 수단들(81)은 조명 요소(20)까지의 거리가 감소함에 따라 하향으로 경사지는 패싯 표면(82)을 갖는다. 따라서, 톱니형 구조는 추출 층(50)의 구조와 반대이다. 표면(101)의 균일한 확대를 달성하기 위하여, 굴절기 수단들(81)은 균일하지 않은 방식으로 구성될 수 있다. 또한, 패싯 표면(82)과 조명 본체(30)의 세로축 사이의 각도(84)는 조명 요소(20)까지의 거리와 관련하여 변할 수 있다. 굴절기 수단들(81)은 선형 구조로 구성될 수 있으며, 따라서 표면 패턴(80)은 복수의 열의 굴절기 수단들(81)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 표면 패턴(80)은 복수의 동심 고리형으로 구성된 굴절기 수단들(81)을 포함할 수 있다. 이렇게 형성된 프레넬 렌즈는 구면 수차에 대해 교정될 수도 있다.

도 2에 도시된 조명 요소(20)는 조명 본체(30)와 직접 접촉하지 않는다. 그보다는, 조명 요소(20)와 조명 본체의 측면(36) 사이에 조명 갭(15)이 구성된다. 따라서, 인공 광의 일부(21')가 조명 본체(30) 내로 주입될 것이다. 인공 광의 다른 부분(21)은 표면(101) 위로 직접 방출될 것이다. 이러한 실시예는 직접 광(21)은 물론, 간접 광(21')이 표면을 조명하는 데 사용되는 이익을 갖는다. 이것은 매우 균일한 조명으로 이어져, 조명 장치(10) 아래에 위치하는 책의 콘트라스트 및 판독성을 향상시킨다.

도 4에는, 조명 장치(10)의 다른 실시예가 도시되어 있다. 조명 본체(30)는 제1 섹션(37) 및 제2 섹션(38)으로 분할된다. 조명 본체(30)의 제1 섹션(37)의 하측은 프레넬 타입 렌즈를 형성하는 표면 패턴(80)으로 커버된다. 따라서, 제1 섹션(37) 아래에 위치하는 물체(100)는 광학적으로 확대된다. 물체(100)의 표면(101)을 조명하기 위하여, 조명 본체(30)의 제2 섹션(38)은 광 추출 층(50)을 포함한다. 조명 본체(30) 내로 주입되는 인공 광(21)은 광 추출 층(50)에 의해 수신 및 편향되어 표면(101) 상으로 안내된다. 표면(101)은 제2 섹션(38)의 아래가 아니라 제1 섹션(37) 아래에 위치하므로, 인공 광(21')은 비스듬히 편향된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 편향된 인공 광(21')은 제2 섹션(38)으로부터 방출되지만, 제1 섹션(37) 아래에 위치하는 표면(101)을 조명한다. 이러한 구성은 도 4의 조명 장치(10)의 평면도를 나타내는 도 5에 의해 명확해진다. 표면(101)을 갖는 물체(100)는 조명 본체(30)의 제1 섹션(37) 아래에 위치한다. 조명 본체(30) 상에 그리고 그 안에는, 표면 패턴(80)의 굴절기 수단들(81)이 동심 고리형으로 구성된다. 조명 본체(30)는 표면(101)의 크기보다 작은 폭(33)을 가지므로, 아래 위치하는 표면(101)의 부분만이 프레넬 타입 렌즈에 의해 광학적으로 확대된다. 표면(101)을 조명하기 위하여, 제2 섹션(38)은 광 추출 층(50)으로 커버된다.

도 6에 도시된 조명 장치(10)는 하우징 요소(40)에 인접 구성된 조명 요소(20)를 포함한다. 조명 요소(20)에 의해 방출되는 인공 광(21)은 조명 본체(30) 내로 주입되지 않는다. 그보다는, 인공 광(21)은 표면(101)을 직접 조명한다. 따라서, 인공 광(21)의 흡수를 방지하기 위한 조명 요소(20)와 조명 본체(30) 간의 어떠한 적응도 행해질 필요가 없다. 또한, 조명 요소(20)의 교환이 쉽게 이루어질 수 있으며, 전체 조명 장치 및 조명 본체(30)의 어떠한 분해도 필요하지 않다.

도 7 및 8에 도시된 바와 같이, 조명 장치(10)는 복수의 조명 요소(20)를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 이러한 조명 요소들(20)은 측면들(36, 36')에 인접 구성된다. 도 7에서, 조명 요소들(20)은 측면들(36, 36') 상에서 서로 대면하는 2개 행으로 구성된다. 도 8에는 조명 요소들(20)이 전체 조명 본체(30)를 둘러싸고 있는 다른 실시예가 도시되어 있다. 필요한 전체 광속이 하나가 아니라 복수의 조명 요소(20)에 의해 방출된다는 사실로 인해, 개별 광 출력, 따라서 각각의 조명 요소(20)의 크기가 감소될 수 있다. 따라서, 조명 장치(10) 및 조명 본체(30)의 얇은 설계가 실현된다.

조명 장치(10)를 토치로서 사용하기 위한 능력을 달성하기 위하여, 콘덴서 요소(90)가 개시된다. 도 9에는, 조명 본체(30)의 세로 측(36)에 접속되는 콘덴서 요소(90)의 단면이 도시되어 있다. 조명 본체(30) 내로 주입되고 광 추출 층(50)에 의해 편향되지 않거나 약간만 편향되는 인공 광(21)은 의도된 대로 표면(101)을 조명하지 않고 조명 본체(30)로부터 출사될 수 있다. 인공 광(21)의 이러한 부분을 사용하기 위하여, 콘덴서 요소(90)는 인공 광(21)의 적어도 일부를 수신하고 지향시키도록 구성되는 광 전도 재료를 포함한다. 따라서, 콘덴서 요소(90)는 도시된 예에서 톱니형 구조를 갖는 표면 형성물(91)을 포함한다. 이러한 표면 형성물(91)은 또한 콘덴서 요소(90)로부터 출사되는 인공 광을 집속하기 위한 프레넬 타입 렌즈를 형성할 수 있다. 또한, 콘덴서 요소(90)는 클립 수단(92)을 포함할 수 있는데, 이러한 클립 수단(92)은 조명 본체(30)의 제2 클립 수단(93)과 협력한다. 클립 수단(92)과 제2 클립 수단(93)의 접속을 통해, 콘덴서 요소(90)는 조명 본체(30)에 가역적으로 부착될 수 있다.

도 10에는 콘덴서 요소(90)의 효과가 도시되어 있다. 인공 광(21)이 좌측으로부터 조명 본체(30) 내로 들어가고 있다. 인공 광(21)의 부분들은 광 추출 층(50)을 통과하여 조명 본체(30)의 상측을 통해 조명 본체(30)로부터 벗어날 것이다. 인공 광(21)의 다른 부분들은 광 추출 층(50)에 의해 약간 편향되어 저면(35)을 통해 작은 각도 아래로 조명 본체(30)를 벗어날 것이다. 인공 광(21)의 제3 부분은 측면(36)을 통해 조명 본체(30)를 벗어날 것이다. 따라서, 최종 언급된 부분 및 콘덴서 요소(90)의 크기에 따라 인공 광(21)의 최종 그러나 하나의 언급된 부분의 일부가 콘덴서 요소(90) 내로 들어갈 것이다. 콘덴서 요소(90)는 광 전도성 재료를 포함하므로, 인공 광(21)은 감쇠되지 않을 것이다. 콘덴서 요소(90)의 외측면은 수집된 인공 광(21)을 수신하고 편향시키도록 구성되는 표면 형성물(91)을 포함한다. 표면 형성물(91)은 콘덴서 요소(90)로부터 집속된 또는 도시된 바와 같이 평행한 광속으로서 출사하는 인공 광속(21')을 정형하기 위한 능력을 갖는다. 따라서, 조명 장치(10)는 토치로서 사용될 수 있다.

개시되는 조명 장치(10)는 표면(101)을 조명하는 동시에 광학적으로 확대할 수 있는 이익을 갖는다. 잠재적인 사용자는 프레넬 타입 렌즈를 형성하는 표면 패턴(80)을 포함하는 조명 본체(30)를 통해 본다. 표면(101)이 항상 균일하게 조명되는 것을 보장하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예는, 조명 장치(10)가 적어도 제1 조명 수단(110) 및 제2 조명 수단(120)을 포함하고, 제1 조명 수단(110) 및 제2 조명 수단(120)이 표면(101)의 적어도 부분적으로 상이한 섹션(102, 102')을 조명하도록 구성되는 것을 개시한다. 이러한 실시예는 프레넬 타입 렌즈의 중심(84)으로부터 가변 거리들에 설치된 적어도 2개의 조명 수단을 이용한다. 제1 및 제2 조명 수단들의 위치들을 명확히 하기 위해, 프레넬 타입 렌즈의 중심(84)이 도 10에 표시되어 있다. 제1 조명 수단(110) 및 제2 조명 수단(120)을 렌즈의 중심(84)으로부터 상이한 거리들에 배치함으로써, 표면(101)은 물체(100)에 대한 조명 본체(30)의 거리에 관계없이 항상 균일하게 조명될 것이다.

도 11에는 조명 본체(30)의 일부의 단면이 도시되어 있다. 렌즈(84)의 중심은 수직선으로 개략 도시되어 있다. 제1 조명 수단(110)은 표면 패턴(80)의 2개의 굴절기 수단(81) 내에 내장된 2개의 광섬유에 의해 형성된다. 또한, 제2 조명 수단(120)은 조명 본체의 다른 굴절기 수단(81) 내에 내장된 하나의 광섬유에 의해 형성된다. 제2 조명 수단(120)의 위치는 제1 조명 수단(110)의 위치보다 프레넬 타입 렌즈의 중심(84)에 더 가깝다. 제1 조명 수단(110) 및 제2 조명 수단(120)에 의해 방출되는 인공 광(21, 21')은 조명 요소(20) 내에서 생성되어 광섬유들로 주입된다. 광섬유들은 인공 광(21, 21')을 전송하고, 물체(100)의 방향을 향한 인공 광(21, 21')의 제어된 아웃 커플링을 허가한다. 제1 및 제2 조명 수단들(110, 120)을 형성하는 광섬유들 각각은 개별 조명 요소(20)에 접속될 수 있다. 사용자는 푸시 버튼으로 원하는 조명 요소(20)를 활성화할 수 있다. 표면(101)까지의 조명 장치(10)의 거리에 따라, 사용자는 표면(101)의 균일한 조명을 달성하기 위해 조명 수단들(110, 120)에 각자 접속되는 2개의 조명 요소(20) 중에서 선택할 수 있다.

도 11에서, 제1 조명 수단(110) 및 제2 조명 수단(120)은 복수의 광섬유에 의해 형성된다. 광섬유들은 프레넬 타입 렌즈의 굴절기 수단들(81)을 형성하는 그루브들 내에 쉽게 내장될 수 있는 이익을 갖는다. 또한, 광섬유들은 작은 직경을 가지며, 렌즈의 중심(84)으로부터 멀리 떨어져 배치될 수 있다. 또한, 인공 광(21, 21')을 생성하는 조명 요소(20)는 조명 본체(30)에 대해 원격 배치될 수도 있다. 도 12에 도시된 대안 실시예에서, 제1 및 제2 조명 수단들(110, 120)은 광섬유가 아니라 광원들에 의해 형성된다. 이러한 목적을 달성하기 위하여, 제1 조명 수단(110) 및/또는 제2 조명 수단(120)은 조명 요소 자체이다. 따라서, 인공 광(21, 21')은 제1 및 제2 조명 수단들(110, 120)에 의해서만 생성된다. 또한, 양 조명 수단(110, 120)은 굴절기 수단들(81)에 의해 형성된 조명 본체(30)의 표면 상에 배치될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 조명 수단들(110, 120)은 반사 수단(130) 상에 장착된다. 반사 수단(130)은 눈부심을 방지하는 이익을 갖는다. 물체(100)를 향해 전파되지 않는 인공 광(21, 21')은 조명 본체(30)로 들어갈 수 있으며, 따라서 조명 장치(10)의 사용자를 자극할 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 반사 수단(130)은 물체(100)만이 조명되는 방식으로 인공 광(21, 21')을 반사한다. 반사 수단(130)은 미러 및/또는 반사 코팅에 의해 형성될 수 있다.

도 13에는 조명 장치(10)의 다른 실시예가 도시되어 있다. 이 실시예에서, 제1 조명 수단(110) 및 제2 조명 수단(120)은 낮은 반사율의 접착제를 이용하여 조명 본체(30) 내에 내장되는 광섬유들에 의해 형성된다. 눈부심을 방지하기 위하여, 광섬유들은 광섬유들의 상부에 장착된 포일형 시트에 의해 형성되는 반사 수단(130)에 의해 차폐된다. 도 13은 표면(101)의 적어도 부분적으로 상이한 섹션들(102, 102')을 조명하기 위한 개조된 조명 장치(10)의 능력을 나타낸다. 표면(101)까지의 조명 장치(10)의 거리에 따라, 사용자는 제1 조명 수단(110)만을 활성화하기로 결정할 수 있다. 조명 요소(20)에 의해 방출되는 인공 광(21)은 조명 수단(110)으로 주입되고, 표면(101)의 큰 섹션(102)이 조명되는 방식으로 방출된다. 사용자가 표면(101)에 대한 조명 장치(10)의 거리를 줄이기로 결정하는 경우, 사용자의 시야는 더 이상 균일하게 조명되지 않을 수 있다. 특히 렌즈의 중심(84)을 향해 광속이 감소할 수 있다. 따라서, 사용자는 추가로 또는 대안으로, 제2 조명 수단(120) 내로 인공 광(21')을 주입하는 제2 조명 요소를 활성화할 수 있다. 인공 광(21')은 표면(101)의 부분적으로 상이한 섹션(102)을 조명한다. 따라서, 사용자는 조명 장치(10)의 도움으로 표면(101)의 지점에 대해 계속 균일한 조명을 갖는다.

제1 조명 수단(110) 및 제2 조명 수단(120)은 조명 수단들(110, 120)로부터 방출되는 광의 칼라를 변경하기 위해 발광 재료로 채워지는 공동들을 동시에 형성할 수 있다. BASF의 Lumogen과 같은 유기 발광 재료가 선호되는 발광 재료인데, 이는 유기 재료가 조명 수단 및/또는 조명 본체(30) 내에 쉽게 분산될 수 있기 때문이다. 조명 본체는 조명 수단들(110, 120)로부터 이격되어 발광 재료로 채워지는 공동들을 포함할 수 있다. 이러한 공동들 내의 발광 재료로부터 방출되는 광은 조명 물체(100)의 관측을 방해하지 않기 위해 사용자에게 직접 도달하지 않아야 한다. 따라서, 사용자를 향하여 방출되는 광을 조명될 물체(100)를 향해 반사시키기 위하여 사용자에 대면하는 측에서 공동들을 반사 층으로 커버하는 것이 바람직하다.

도면 부호들의 리스트

10: 조명 장치

15: 조명 갭

20: 조명 요소

21, 21': 인공 광

30: 조명 본체

33: 조명 본체(30)의 폭

34: 조명 본체(30)의 상면

35: 조명 본체(30)의 저면

36, 36': 조명 본체(30)의 측면

37: 제1 섹션

38: 제2 섹션

40: 하우징 요소

50: 광 추출 층

51: 편향 수단

52: 편향 수단(51)의 면

53: 편향 수단(51)의 플랜지

54: 광 추출 층의 각도

60: 태양 전지

61: 배터리

62: 드라이버

80: 표면 패턴

81: 굴절기 수단

82: 굴절기 수단(81)의 패싯

83: 굴절기 수단(81)의 플랜지

84: 프레넬 타입 렌즈의 중심

100: 물체

101: 물체(100)의 표면

102, 102': 표면(101)의 섹션

110: 제1 조명 수단

120: 제2 조명 수단

130: 반사 수단

Claims

표면(101)을 조명하기 위한 조명 장치(10)로서,

적어도 하나의 조명 요소(20) 및 조명 본체(30)를 구비하고,

상기 조명 요소(20)는 인공 광(21, 21')을 방출하고,

하우징 요소(40)가 상기 조명 요소(20)를 포함하고, 상기 조명 본체(30)를 지지하며,

상기 조명 본체(30)는 아래에 위치하는 상기 표면(101)을 조명하는 데 적합한 투명한 광 전도 재료를 포함하고,

상기 조명 본체(30)는 상기 표면(101)을 광학적으로 확대하기 위한 프레넬(Fresnel) 타입의 렌즈를 형성하는 표면 패턴(80)을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제1항에 있어서, 상기 표면 패턴(80)은 복수의 굴절기 수단(81)을 포함하고, 바람직하게는 상기 표면 패턴(80)은 상기 조명 본체(30)의 표면들(34, 35, 36, 36') 중 하나의 표면을 커버하고, 더 바람직하게는 상기 조명 본체(30) 및 상기 표면 패턴(80)은 한 부품(one piece)인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제2항에 있어서, 각각의 굴절기 수단(81)은 한편으로는 상기 표면(101)을 광학적으로 확대하고, 다른 한편으로는 상기 조명 요소(20)로부터 인공 광(21, 21') 을 수신하여 상기 표면(101) 상으로 편향시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표면 패턴(80)은 상기 표면(101)에 의해 반사되는 인공 광(21, 21')에 대해 투명하고, 상기 표면 패턴(80)은 상기 표면 패턴(80) 위로 향하는 주변 광에 대해 투명한 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조명 요소(20)는 상기 조명 본체(30)의 측면(36, 36')에 인접 구성되고, 바람직하게는 상기 조명 요소(20)와 상기 조명 본체(30)의 측면(36, 36') 사이에 조명 갭(15)이 구성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조명 요소(20)는 상기 조명 본체(30) 아래에 구성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조명 본체(30)는 상기 조명 요소(20)로부터 인공 광(21, 21')을 수신하여 상기 표면(101) 상으로 편향시키도록 구성되는 광 추출 층(50)을 포함하고, 바람직하게는 상기 광 추출 층(50)은 표면 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제7항에 있어서,

상기 조명 본체(30)는 제1 섹션(37) 및 제2 섹션(38)을 포함하고, 상기 제1 섹션(37)의 적어도 일부는 상기 표면 패턴(80)으로 커버되고, 상기 제2 섹션(38)의 적어도 일부는 상기 광 추출 층(50)으로 커버되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조명 장치(10)는 상기 조명 본체(30)의 측면들(36, 36')에 인접 구성되는 복수의 조명 요소(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조명 장치(10)는 마운팅에 구비되고, 상기 마운팅(mounting)이 상기 조명 장치(10)를 상기 표면(101)으로부터 이격되게 배치하며, 따라서 상기 표면(101)이 확대 관측될 수 있는 조명 장치.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조명 장치(10)는 콘덴서 요소(90)를 포함하고, 상기 콘덴서 요소(90)는 상기 조명 본체(30)를 떠나는 인공 광(21, 21')의 적어도 일부를 수신하여 지향시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제11항에 있어서, 상기 콘덴서 요소(90)는 상기 조명 본체(30)의 세로 측(longitudinal side) 상에 구성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 콘덴서 요소(90)는 표면 형성물(surface formation)(91)을 포함하고, 바람직하게는 상기 표면 형성물(91)은 0.1도 내지 5도, 바람직하게는 0.2도 내지 3도, 더 바람직하게는 0.25도 내지 2도의 형성 각도를 포함하는 톱니 형상이며, 더 바람직하게는 상기 표면 형성물(91)은 프레넬 타입 렌즈를 형성하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 콘덴서 요소(90)는 상기 조명 본체(30)에 가역적으로 부착가능하고, 바람직하게는 상기 콘덴서 요소(90)는 클립 수단(92)을 포함하고, 상기 클립 수단(92)은 상기 조명 본체(30)의 제2 클립 수단(93)과 협력하여 상기 콘덴서 요소(90)를 상기 조명 본체(30)에 부착시키는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 콘덴서 요소(90)는 가변 렌즈 요소를 포함하고, 바람직하게는 상기 가변 렌즈 요소는 액정(LC) 구조에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조명 장치(10)는 적어도 제1 조명 수단(110) 및 제2 조명 수단(120)을 포함하고, 상기 제1 조명 수단(110) 및 제2 조명 수단(120)은 상기 표면(101)의 적어도 부분적으로 상이한 섹션들(102, 102')을 조명하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제16항에 있어서, 상기 제1 조명 수단(110) 및 제2 조명 수단(120)은 상기 굴절기 수단들(81) 사이에 구성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제16항에 있어서, 상기 제1 조명 수단(100) 및 상기 제2 조명 수단(120)은 상기 조명 본체(30) 내에 구성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 조명 수단(110) 및/또는 상기 제2 조명 수단(120)은 광섬유들이고, 바람직하게는 상기 제1 조명 수단(110) 및/또는 상기 제2 조명 수단(120)은 칼라 수단으로 도핑되며, 상기 칼라 수단은 흡수 또는 재방출에 의해 상기 인공 광(21, 21')의 파장을 시프트시키는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 조명 수단(110) 또는 상기 제2 조명 수단(120) 중 적어도 하나의 조명 수단은 상기 조명 요소(20)인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제16항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조명 장치(10)는 적어도 하나의 반사 수단(130)을 포함하고, 상기 반사 수단(130)은 상기 인공 광(21, 21')을 반사하고, 더 바람직하게는 상기 반사 수단(130)은 상기 제1 조명 수단(110) 및/또는 상기 제2 조명 수단(120)에 인접 구성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제21항에 있어서, 상기 반사 수단(130)은 미러 및/또는 반사 코팅인 것을 특징으로 하는 조명 장치.