KR20120030456A

KR20120030456A - 조명 시스템

Info

Publication number: KR20120030456A
Application number: KR1020117030984A
Authority: KR
Inventors: 마르셀리너스 패트러스 카롤루스 미카엘 크리인; 팻제 피일만
Original assignee: 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2009-05-27
Filing date: 2010-05-21
Publication date: 2012-03-28
Also published as: WO2010136949A2; BRPI1008221A2; CN102449389A; JP2012528442A; EP2435758A2; RU2011153419A; WO2010136949A3; US20120120665A1

Abstract

본 발명은, 광을 방출하는 광원(1); 청색상 모드 액정 물질로 채워진 적어도 하나의 경계 공간(5)을 포함하는 투명 제1 광학 요소(3) - 방출된 광의 적어도 일부는 경계 공간의 제1 경계면(6) 및 제2 경계면(7)을 연속하여 지나고, 상기 제1 경계면은 상기 제2 경계면에 평행하지 않음 -; 및 적어도 하나의 경계 공간의 제1 경계면에 입사하는 방출된 광의 방향에 실질적으로 평행한 방향으로 경계 공간에 전기장을 인가하는 전기 수단(9-12)을 포함하는 조명 시스템에 관한 것이다.

Description

조명 시스템{LIGHTING SYSTEM}

본 발명은 조명 시스템의 분야에 관한 것이고, 더욱 구체적으로 다이렉터블 스포트라이트들(directable spotlights)의 분야에 관한 것이다.

조명 시스템들, 특히 스포트라이트들은 예를 들어 원하는 인테리어 스타일을 만들기 위해 최종 사용자들뿐만 아니라 인테리어 디자이너들, 건축가들에 의해 이용된다. 일반적으로 조명 시스템들에 의해 생성된 스폿(spot)이 방향 및 빔 발산(beam divergence)에 있어서 고정되기 때문에, 상기 조명 시스템들은 조명 시스템을 전체적으로 기울이고 회전하는 것에 의해 타겟에 겨냥됨으로써, 조명 시스템에 의해 방출된 광의 방향을 제어하기 위한 상당히 부피가 큰 기계적 배열이 되게 한다.

조명 기술에 있어, 특히 발광 다이오드(LED) 및 LED 기반 조명 기구의 분야에 있어서 최근의 진보들은 종래의 조명 시스템들보다 설치가 용이하고 덜 거슬리는 평평하고 콤팩트한 조명 시스템들을 가능하게 하였다.

그러나, 광의 방향을 제어하기 위한 부피가 큰 기계적 배열의 이용은 조명 시스템들이 실제로 평평하고 콤팩트하게 되는 것을 방지한다. 이 문제는 예를 들어 참고문헌 US 2008/0198280에 의해 해결되며, 이것은 액정 겔을 갖는 셀을 포함하는 전기적으로 조정가능한 광학 요소가 광원으로부터의 광의 빔을 조정하도록 배열되는 조명 시스템을 도시한다. 셀에 전기장을 인가함으로써, 액정 겔의 폴리머들의 배향(orientation)이 변경되어, 광의 빔의 산란 패턴이 변할 수 있다.

US 2008/0198280의 조명 시스템의 제한사항은, 단일 셀에 의해 특정 편광을 갖는 광의 방향만이 변경될 수 있다는 것이다. 수직 편광을 갖는 광의 방향은 인가된 전기장에 독립적이고 따라서 단일 셀에 의해 변경되지 않을 수 있다.

다른 단점은, 현재의 조명 시스템들은 셀들에 이용된 물질들의 분자들을 정렬하기 위해 정렬층을 요구한다는 것일 수 있다. 정렬층은 일반적으로 폴리이미드로 만들어지는 매우 얇은 층, 때때로 단층이고, 정렬층들의 분자들을 정렬하기 위해 러빙된다(rubbed). 셀을 위한 액정 물질이 정렬층의 최상부에 퇴적될 때, 액정 물질의 분자들은 정렬층에 대해 자체 정렬할 것이고, 전기장이 인가되지 않을 때 별개의 상태가 제공된다. 전기장이 인가될 때, 액정 물질의 분자들은 전기장에 대해 자체 정렬할 것이다. 정렬층을 제공하고 후속하여 그 층을 적응시키는 것은 복잡한 제조 단계이다.

광 빔의 편광에 독립적인 광의 빔의 방향을 변경할 수 있는 콤팩트 조명 시스템을 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 제조하기가 더 쉬운 콤팩트 조명 시스템을 제공하는 것이 바람직하다.

이들 관심사들 중 하나 이상을 더 잘 해결하기 위해, 본 발명의 제1 양태에서,

광을 방출하는 광원;

청색상 모드 액정 물질(blue phase mode liquid crystal material)로 채워진 적어도 하나의 경계 공간(bounded space)을 포함하는 투명 제1 광학 요소 - 방출된 광의 적어도 일부는 경계 공간의 제1 경계면 및 제2 경계면을 연속하여 지나고, 상기 제1 경계면은 상기 제2 경계면에 평행하지 않음 -; 및

적어도 하나의 경계 공간의 제1 경계면에 입사하는 방출된 광의 방향에 실질적으로 평행한 방향으로 경계 공간에 전기장을 인가하는 전기 수단

을 포함하는 조명 시스템이 제공된다.

본 발명의 제2 양태에서, 청색상 모드 액정 물질로 채워진 적어도 하나의 경계 공간을 포함하는 광학 요소가 제공되고, 광은 경계 공간의 제1 경계면 및 제2 경계면을 연속적으로 통과하고, 상기 제1 경계면은 상기 제2 경계면에 평행하지 않다.

본 발명의 제3 양태에서, 적어도 하나의 조명 시스템을 포함하는 전기자(armature)가 제공되고, 상기 조명 시스템은,

광을 방출하는 광원;

청색상 모드 액정 물질로 채워진 적어도 하나의 경계 공간을 포함하는 투명 제1 광학 요소 - 방출된 광의 적어도 일부는 경계 공간의 제1 경계면 및 제2 경계면을 연속하여 지나고, 상기 제1 경계면은 상기 제2 경계면에 평행하지 않음 -; 및

을 포함한다.

본 발명의 이들 및 다른 양태들은 다음의 상세한 설명을 참조하여 더 잘 이해되고 동일한 참조 기호들이 동일한 부분들을 지정하는 첨부 도면들과 결합하여 고려될 때 더 쉽게 알게 될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템의 개략도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 시스템의 개략도.
도 3은 도 2의 조명 시스템의 제1 광학 요소의 상세 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광학 요소를 도시한 도면.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템의 개략도를 도시한다. 조명 시스템은 광(광선 L로 표시됨)을 방출하는 광원(1), 및 청색상 모드 액정 물질(blue phase mode liquid crystal material)로 채워진 적어도 하나의 경계 공간(bounded space)(5)을 포함하는 투명 제1 광학 요소(3)를 포함하고, 방출된 광 L의 적어도 일부는 경계 공간(5)의 제1 평면 경계면(plane boundary surface)(6) 및 제2 평면 경계면(7)을 연속하여 지나고, 제1 및 제2 평면 경계면들(6, 7)은 서로에 대하여 각을 이룬다. 조명 시스템은 적어도 하나의 경계 공간(5)의 제1 평면 경계면(6)에 입사하는 방출된 광의 방향에 실질적으로 평행한 방향으로 경계 공간(5)에 전기장 E을 인가하는 전기 수단(9, 10, 11, 12)을 더 포함한다(제1 평면 경계면에 입사하는 방출된 광은 광선 Li에 의해 표시된다).

청색상 모드 액정 물질의 이용은 그것이 아래 설명되는 바와 같이 입사광 Li의 편광에 독립적인 굴절률을 변경할 수 있게 하기 때문에 유리하다. 굴절률을 변경함으로써, 경계 공간(5)을 지난 후의 광의 방향은 변할 수 있다.

청색상 모드 액정 물질들은 전기장이 없을 때에 그것들이 등방성 광학 특성들을 가지고, 전기장이 물질에 인가될 때 복굴절이 되는 특성을 갖는다. 복굴절은 물질의 굴절률이 물질을 통과하는 광의 편광에 의존하는 특성이다. 굴절률의 2개의 극한(extreme)을 n_o 및 n_e라고 하고, 각각의 극한은 다른 편광에 수직인 편광에 속한다. 복굴절 특성은 보통 광선을 별개의 편광들을 갖는 2개의 광선으로 분리하는 데 이용된다. 그러나, 광학 축, 즉, 비등방성의 축이 광의 전파 방향에 평행한 경우, 굴절률은 편광에 독립적이다. 전형적으로, 굴절률은 전기장이 인가되지 않는 경우에 n=((2n₀ ²+n_e ²)/3)^1/2이다. 광의 전파 방향에 실질적으로 평행한 전기장을 인가함으로써, 물질의 광학 축은 또한 광의 전파 방향에 실질적으로 평행이고, 그 다음에 결과적으로 n=n_o의 통상적인 굴절률이 된다. 따라서, 굴절률은 전기장에 의존하고, 그러므로 그것이 경계 공간을 통과한 후에 광의 방향에 영향을 주는 데 이용될 수 있다.

부가적인 이점은, 수직 편광을 갖는 광을 위한 편광 필터들도, 편광 교환기들도, 부가적인 광학 요소도 광학 요소(들)를 통과하는 모든 광의 방향을 변경하도록 요구되지 않기 때문에, 청색상 모드 액정 물질의 이용은 더 적은 성분들이 모든 방출된 광의 방향을 변경하도록 요구하고 따라서 제조가 더 용이하다는 것일 수 있다. 또한, 광학 요소는 경계 공간 내부의 물질의 분자들을 정렬하기 위한 정렬층을 포함하지 않는데, 그 이유는 청색상 모드 액정 물질의 분자들은 정렬될 필요가 없고, 이것은 제조 프로세스를 더욱 간단하게 한다.

도 1에서, 경계 공간(5)이 측면도로 도시된다. 경계 공간(5)은 삼각형 단면을 갖고, 바람직하게는 제1 및 제2 평면 경계면들(6, 7)은 상기 삼각형 단면에 수직이어서, 경계 공간은 일정한 삼각형 단면을 갖는 기하학적 각기둥(prism) 모양을 갖는다. 다른 타입의 광학 각기둥이 또한 그 대신에 이용될 수 있다.

전기 수단은 경계 공간(5)의 어느 한 측면에 배치되고 제1 평면 경계면(6)에 입사하는 방출된 광(Li)의 방향에 수직인, 2개의 투명 전극들(9, 10)을 포함한다. 전기 수단은 이 실시예에서 배터리로서 도시된 전압원(11), 및 스위치(12)를 더 포함한다. 스위치(12)는 전극들(9, 10) 사이의 전기장 E을 제어한다. 스위치(12)가 도 1에 도시된 위치에 있는 경우, 두 전극들(9, 10)은 접지에 접속되어, 어떠한 전기장 E도 전극들(9, 10) 사이에 존재하지 않을 것이다. 경계 공간(5)의 물질은 그 다음에 등방성 특성들 및 굴절률 n=((2n₀ ²+n_e ²)/3)^1/2을 갖고, 이로써 광 Li은 경계 공간(5)을 통과하게 되고 광 경로 Lo1에 의해 표시된 방향으로 편향된다. 스위치(12)의 점선으로 표시된 바와 같이 스위치(12)가 전극(9)에 전압원(11)의 포트를 접속할 때, 전극들(9, 10)은 배터리(11)에 둘다 접속되고, 전기장 E이 구축된다. 이것은 굴절률을 n=n₀로 변경하고, 광 Li은 이제 예를 들어 광 경로 Lo2를 따라 편향된다. 이점은, 모든 광의 방향이 광의 편광에 독립적으로 광 경로 Lo1로부터 Lo2로 변경된다는 것이다.

광 경로들 Lo1 및 Lo2 사이의 방향들이 또한 가능하고 전기장 E의 세기에 의해 제어될 수 있다. 전기 수단은 따라서 바람직하게는 전기장 E의 세기를 조절하기 위한 조절기(도시되지 않음)를 포함하고, 이로써 포화가 일어나고 전기장 E의 세기의 증가에도 불구하고 굴절률이 더 이상 변하지 않을 때까지, 전기장 E의 세기에 따라, 슬라이딩 편향 범위가 Lo1로부터 Lo2로 되게 할 수 있다. 조절기는 인가된 전압을 조절할 수 있고 및/또는 전극들(9, 10) 사이의 거리를 조절할 수 있다.

또한 전기장이 반대로 향해지는 경우, 이것은 작동 원리에 영향을 주지 않는다는 것에 주목한다. 따라서, 구형파 파형을 갖는 AC 전기장을 인가하는 것이 가능하다. 이것은 그것이 청색상 모드 액정 물질에서의 이온들의 원하지 않는 전도를 방지한다는 이점을 갖는다. 통상적으로, 50-1,000Hz의 주파수들이 이용된다.

조명 시스템은 광 경로들 Lo1 및/또는 Lo2를 따라, 또는 이들 광 경로들 Lo1 및 Lo2 사이에서 이동하는 광이 제2 광학 요소를 지나도록 배치된 투명 제2 광학 요소(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 제2 광학 요소는 바람직하게는 제1 광학 요소와 동일하고 대응하는 전기 수단을 갖는다. 제1 광학 요소의 경계 공간(5)으로서 도 1의 면에서 광을 편향시킬 수 있도록, 제2 광학 요소의 경계 공간이 동일한 방식으로 지향되는 경우, 조명 시스템의 총 편향 범위는 증가할 수 있다. 제2 광학 요소의 경계 공간은 또한 도 1의 면에서 나오는 방향으로 광을 편향시키기 위해 제2 광학 요소의 경계 공간의 제1 평면 경계면에 입사하는 광에 평행한 축에 대해 예를 들어, 완전히(through) 90도 회전될 수 있다. 이것은 제1 및 제2 광학 요소의 편향 범위 내에서 모든 방향들로 광이 향해질 수 있다는 이점을 갖는다.

광원의 모든 방출된 광 L이 제1 광학 요소를 통과하고, 적용가능하다면, 제2 광학 요소를 통과하는 경우, 조명 시스템은 광의 방향이 전기적으로 적응가능한 스포트라이트로서 이용될 수 있다. LED와 같이, 광원이 평평한 콤팩트 광원인 경우, 부피가 큰 기계적 배열들 없이 콤팩트 조명 시스템이 실현될 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 시스템(20)을 도시한다. 조명 시스템은 LED 형태의 광원(21), 및 2개의 가능한 광 경로들 L1 및 L2에 대해 표시되는 바와 같이 광원(21)에 의해 방출된 광을 시준하기 위한 시준기(22)를 포함한다. 광 경로 L1은 광 경로 L2와 실질적으로 동일한 방향으로 이동하도록 시준기(22)로부터 반사된다.

시준기(22)의 일단에서, 광원에 의해 방출된 실질적으로 모든 광이 제1 광학 요소(23)를 지나도록 투명 제1 광학 요소(23)가 제공된다. 제1 광학 요소(23)는 청색상 모드 액정 물질로 채워진 복수의 경계 공간들(25)을 포함하고, 그 중 2개가 참조 번호를 지닌다. 복수의 경계 공간들(25)은 어레이로 제공되어, 각각의 경계 공간은 시준기(22)의 끝의 일부분을 커버한다. 제1 광학 요소(23)는 도 3을 참조하여 아래에서 더 상세히 설명될 것이다.

전기 수단(도시되지 않음)은 복수의 경계 공간들(25)의 제1 평면 경계면에 입사하는 방출된 광의 방향에 실질적으로 평행한 방향으로 복수의 경계 공간들(25)에 전기장을 인가하기 위해 제공된다. 전기장은 제1 광학 요소(23)를 지나는 광의 방향이 광 경로들 L1 및 L2에 대해 각각 광 경로들 L1A 및 L1B 사이, 그리고 L2A 및 L2B 사이에서 달라질 수 있도록, 복수의 경계 공간 내부의 청색상 모드 액정 물질의 굴절률을 변경할 수 있다.

도 3은 도 2의 조명 시스템의 제1 광학 요소(23)의 단면의 상세도를 도시한다. 도 3에서, 광원(21)(도시되지 않음)은 제1 광학 요소(23)의 왼쪽에 배치되지만, 대안적으로 광원이 오른쪽에 배치되는 실시예가 또한 가능하다.

제1 광학 요소(23)는 복수의 경계 공간들(25)을 포함하고, 그 중 하나가 완전하게 도시되고, 2개의 인접한 것들이 부분적으로 도시된다. 경계 공간들(25)은 청색상 모드 액정 물질로 채워진다.

제1 광학 요소(23)는 또한 다른 물질, 바람직하게는 인가된 전기장에 독립적인 굴절률을 갖는 물질로 채워지는 영역들(36)을 포함한다. 영역들은 균일한 두께를 갖는 층을 형성하기 위해 경계 공간들(25)에 대해 상호보완적이다.

경계 공간(25)은 삼각형 단면, 제1 평면 경계면(26), 및 제2 평면 경계면(27)을 갖는다. 제1 및 제2 평면 경계면들(26, 27)은 서로에 대하여 각을 이루고 삼각형 단면에 수직이다. 제1 평면 경계면(26)은, 청색상 모드 액정 물질의 굴절률과 영역들(36)의 물질의 굴절률 사이에 차이가 있는 경우에 광의 굴절이 제2 평면 경계면(27)에서만 일어나도록, 제1 평면 경계면(26)에 입사하는 광에 실질적으로 수직으로 지향된다. 경계 공간들(25)의 모양으로 인해, 경계 공간들(25)을 지나는 광의 방향이 오직 도면의 평면(plane)에서 변경될 수 있다.

경계 공간들(25) 및 영역들(36)은 경계 공간들(25)에 전기장을 인가하기 위한 전기 수단의 부분인, 2개의 투명 전극들(29, 30) 사이에 끼워진다. 전극들(29, 30)은 따라서 제1 광학 요소(23)와 통합된다. 전극들(29, 30)은 각각의 커버층들(34, 35)에 의해 보호된다. 바람직하게는, 가능한 편향이 오직 제2 평면 경계면(27)에서 일어나도록, 커버층들(34, 35), 전극들(29, 30), 및 영역들(36)의 굴절률은 실질적으로 동일하다.

복수의 경계 공간들(25)의 제1 평면 경계면들(26, 27)은, 인접하는 제1 평면 경계면들의 둘레들이 서로 접하도록, 서로 인접한다. 이런 식으로, 광이 경계 공간을 지나지 않고 제1 광학 요소를 지나는 것이 방지되고, 따라서 그 광의 방향은 전기장의 인가에 의해 제어될 수 없다.

제1 평면 경계면들의 둘레는 또한 제1 평면 경계면들의 둘레에서 반사층(37)을 제공함으로써 보호될 수 있고, 상기 반사층은 광원을 마주본다. 반사층(37)은 둘레에서 광원으로부터 방출된 광을 반사하고, 이로써 광이 제3 경계면(28)을 통과하거나 그로부터 반사하는 것을 방지하며, 제3 경계면은 제1 및 제2 평면 경계면들을 통과하는 광의 것과 다른 광의 전파 방향이 생기게 한다. 그 다음, 인접하는 제1 평면 경계면들 사이에 갭이 존재하는 것이 또한 가능하고, 반사층은 그 갭을 커버한다. 반사층(37)에 의해 반사된 광은 그것이 시준기에 의해 다시 반사될 것이기 때문에 결국 제1 광학 요소를 지날 것이다.

또한 반사층을 생략하고 청색상 모드 액정 물질의 굴절률이 둘러싸는 물질의 굴절률보다 크도록 물질들을 선택하여, 제3 경계면(28)에 실질적으로 평행한 광에 대해 제3 경계면(28)에서 내부 전반사(total internal reflection)가 일어나게 함으로써, 이 경계면의 교란(disturbing) 효과를 최소화하는 것이 가능하다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 요소(53)를 도시한다. 광학 요소는 청색상 모드 액정 물질로 채워진 경계 공간(55)을 포함하고, 광은 연속적으로 경계 공간(55)의 제1 경계면(56) 및 제2 경계면(57)을 지나고, 상기 제1 경계면(56)은 상기 제2 경계면(57)에 평행하지 않다.

이 실시예의 경계 공간(55)은 광학 렌즈, 특히 네거티브 광학 렌즈의 모양을 갖고, 제1 경계면(56)의 볼록한 측면은 제2 경계면(57)의 볼록한 측면을 마주본다. 다른 렌즈 모양들, 예를 들어, 제1 경계면의 오목한 측면이 제2 경계면의 오목한 측면을 마주보는 포지티브 렌즈들이 또한 예상된다. 경계 공간(55)은 서로 평행한 외부 측면들 및 균일한 두께를 갖는 층을 형성하기 위해 2개의 상호 보완적(complementary) 공간들(66) 사이에 끼워진다.

도 1-3의 실시예들과 유사하게, 광학 요소(53)는 본 발명에 따른 조명 시스템에 적절하다. 이 실시예에서, 청색상 모드 액정 물질의 굴절률은 전기장이 인가되지 않을 때 공간들(66) 내부의 물질의 굴절률과 실질적으로 동일하도록 선택된다. 이 경우, 광학 요소(53)를 지나는 광은 방향을 변경하지 않을 것이다(실선들 참조). 바람직하게는, 공간들(66) 내부의 물질의 굴절률은 인가된 전기장에 독립적이다.

전기장이 인가될 때, 청색상 모드 액정 물질의 굴절률은 광의 방향이 예를 들어, 점선들로 변경되도록 변할 것이다. 따라서, 인가된 전기장을 조절함으로써 실질적으로 좁은 빔을 갖는 스포트라이트 타입의 시스템으로부터 실질적으로 넓은 빔을 갖는 확산기 타입의 시스템으로 또는 그 반대로 조명 시스템을 변경하는 것이 가능하다. 이점은 광의 방향이 광의 편광에 독립적으로 변경될 수 있다는 것이다.

본 발명의 실시예에서, 전기 수단을 제어함으로써 인가된 전기장을 제어하기 위해 제어 시스템이 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 복수의 조명 시스템들을 수용하도록 전기자(armature)가 구성될 수 있고, 각각의 조명 시스템은 그 자신의 제어 시스템을 가질 수 있지만, 또한 조명 시스템들의 개별 전기 수단을 제어하기 위해 복수의 조명 시스템들에 의해 공유되는 단일 제어 시스템이 제공되는 것이 가능하다.

광학 요소의 다양한 컴포넌트들의 굴절률을 선택함으로써, 편향 범위가 설정될 수 있다. 예에 따르면, 물질들은 전기장이 인가되지 않을 때, 광학 요소의 모든 컴포넌트들의 굴절률이 동일하도록 선택됨으로써, 전기장이 인가되지 않을 때 광이 편향되지 않고 광학 요소를 통과하게 된다. 또한, 청색상 모드 액정 물질이 광학 요소의 다른 컴포넌트들에 대하여 전기장이 인가되지 않을 때 상이한 굴절률을 갖도록 굴절률을 선택하는 것이 가능하다. 물질들의 선택은 편향 범위에 영향을 미칠 것이고 따라서 원하는 편향 범위는 적절한 물질들을 선택함으로써 얻어질 수 있다는 것을 이 기술분야의 통상의 기술자는 쉽게 이해할 것이다.

요구되는 바와 같이, 본 발명의 상세한 실시예들이 본원에 개시되지만, 개시된 실시예들은 단지 본 발명의 예시이고, 본 발명의 범위 내에서 많은 변형들이 가능하다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본원에 개시된 특정 구조 및 기능 상세들은 한정하는 것으로서 해석되어서는 안 되고, 단지 청구항을 위한 기초로서, 그리고 이 기술분야의 통상의 기술자가 사실상 임의의 적절하게 상세한 구조에서 본 발명을 다양하게 이용하도록 알려주기 위한 대표적인 기초로서 해석되어야 한다. 또한, 본원에 이용된 용어들 및 구들은 한정하는 것으로 의도되지 않고, 오히려 발명의 이해가능한 설명을 제공하기 위한 것으로 의도된다.

본원에 이용된 바와 같이, 용어들 "a" 또는 "an"은 하나 또는 하나보다 많은 것으로서 정의된다. 본원에 이용된 바와 같이, "복수"라는 용어는 2 또는 2보다 많은 것으로서 정의된다. 본원에 이용된 바와 같이, "다른"이라는 용어는 적어도 제2 또는 더 많은 것으로서 정의된다. 본원에 이용된 바와 같이, "포함하는" 및/또는 "갖는"이라는 용어는 구성하는 것으로서 정의된다(즉, 다른 요소들 또는 단계들을 배제하지 않는 개방형 언어(open language)). 청구항들에서의 임의의 참조 부호들은 청구항들 또는 발명의 범위를 한정하는 것으로서 이해되어서는 안 된다.

특정 척도들(measures)이 서로 상이한 종속 청구항들에 기재된다는 단순한 사실이 이들 척도들의 결합이 유익하게 하는 데 이용될 수 없음을 표시하지 않는다.

단일 프로세서 또는 다른 유닛은 청구항들에 기재된 몇 개의 항목들의 기능들을 이행할 수 있다.

Claims

조명 시스템으로서,
광을 방출하는 광원;
청색상 모드 액정 물질(blue phase mode liquid crystal material)로 채워진 적어도 하나의 경계 공간(bounded space)을 포함하는 투명 제1 광학 요소 - 상기 방출된 광의 적어도 일부는 상기 경계 공간의 제1 경계면 및 제2 경계면을 연속하여 지나고, 상기 제1 경계면은 상기 제2 경계면에 평행하지 않음 -; 및
상기 적어도 하나의 경계 공간의 상기 제1 경계면에 입사하는 상기 방출된 광의 방향에 실질적으로 평행한 방향으로 상기 경계 공간에 전기장을 인가하는 전기 수단
을 포함하는 조명 시스템.
제1항에 있어서, 상기 경계 공간의 상기 제1 경계면 및 상기 제2 경계면은 평면이고 서로에 대하여 각을 이루는 조명 시스템.
제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 경계 공간은 삼각형 단면을 갖는 기하학적 각기둥(prism) 모양을 갖고, 상기 제1 경계면 및 상기 제2 경계면은 상기 단면에 수직인 조명 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 경계 공간 이외의 상기 제1 광학 요소의 부분들은 상기 전기장에 독립적인 굴절률을 갖는 조명 시스템.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 경계 공간 이외의 상기 제1 광학 요소의 부분들은 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 조명 시스템.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 실질적으로 모든 방출된 광이 상기 적어도 하나의 경계 공간을 지나는 조명 시스템.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 경계 공간이 어레이(array)로 제공되고, 상기 복수의 경계 공간의 배향(orientation)은 유사한 조명 시스템.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 수단은 상기 적어도 하나의 경계 공간의 어느 한 측면에 배열되고 상기 제1 경계면에 입사하는 상기 방출된 광의 방향에 수직인 2개의 투명 전극을 포함하는 조명 시스템.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 수단은 구형파 파형의 AC 전기장을 인가하도록 구성되는 조명 시스템.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 광학 요소에 입사하기 전에 상기 방출된 광을 시준하는 시준기(collimator)를 포함하는 조명 시스템.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 반사층을 포함하고, 상기 층은 상기 광원과 마주보고, 상기 제1 경계면의 둘레에서 상기 방출된 광을 반사하도록 상기 광원과 상기 적어도 하나의 경계 공간의 상기 제1 경계면 사이에 배열되는 조명 시스템.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 광학 요소와 유사한 투명 제2 광학 요소는, 상기 방출된 광이 먼저 상기 제1 광학 요소를 지나고 나서 상기 제2 광학 요소를 지나도록, 상기 제1 광학 요소 다음에 대응하는 전기 수단을 구비하는 조명 시스템.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 수단을 제어하기 위한 제어 시스템을 포함하는 조명 시스템.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 조명 시스템에 적절한 투명 광학 요소.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 조명 시스템을 포함하는 전기자(armature).