KR20120087388A

KR20120087388A - 도광판을 이용한 표시부

Info

Publication number: KR20120087388A
Application number: KR1020110008542A
Authority: KR
Inventors: 김상주; 김정민; 이태훈; 김창환
Original assignee: 주식회사 코멧네트워크; (주)켐리치
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2012-08-07
Also published as: KR101173609B1

Abstract

본 발명은 속도, 압력, 변속 레버의 위치 등 기계장치의 상태를 발광을 통해서 표시하는 표시부에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도광판을 이용한 표시부에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 일면에 제1인쇄 패턴이 형성되어 있는 제1도광판; 상기 제1도광판으로 빛을 입사하는 제1광원; 상기 제1도광판의 하부에 배치되며, 제1도광판에 형성된 제1인쇄 패턴과 형태 또는 색상이 다른 제2인쇄 패턴이 형성되어 있는 제2도광판; 및 상기 제2도광판에 빛을 독립적으로 입사하는 제2광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판을 이용한 표시부가 제공된다. 본 발명에 따른 도광판을 이용한 표시부는 적은 수의 발광다이오드와 간단한 인쇄회로기판을 사용하므로, 재료비가 절감되며, 설치를 위해 필요한 공간도 줄어들어 슬림화가 가능하다. 또한, 시인성도 뛰어나다.

Description

도광판을 이용한 표시부{Indicator using light guide plate}

본 발명은 속도, 압력, 변속 레버의 위치 등 기계장치의 상태를 발광을 통해서 표시하는 표시부에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도광판을 이용한 표시부에 관한 것이다.

표시부는 기계장치의 상태를 나타내는 것으로서 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다. 이하에서는 자동차 변속 레버의 위치 표시부를 예로 들어서 설명한다. 도 1은 종래기술에 따른 자동차 변속 레버 위치 표시부의 분해사시도이다. 도 1에서 알 수 있듯이, 종래의 자동차 변속 레버 위치 표시부는 8개의 백색, 3개의 청색, 1개의 적색 발광다이오드가 설치되어 있는 인쇄회로기판(1)과 상기 인쇄회로기판(1)의 상부에 결합하며, 변속 레버 위치를 나타내는 P, R, N, D 및 이들을 연결하는 선이 투명하게 처리된 플라스틱 커버(2)를 포함한다. 백색 발광다이오드는 변속 레버 위치를 나타내는 문자들과 이들을 연결하는 선을 밝히는 역할을 한다. 청색과 적색 발광다이오드는 현재 변속 레버의 위치를 나타낸다.

종래의 자동차 변속 레버 위치 표시부는 다수의 발광다이오드를 사용하여야 하며, 또한, 다수의 발광다이오드를 사용하므로 이를 제어하기 위한 인쇄회로기판(1) 역시 크고, 복잡하다는 문제가 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 적은 수의 발광다이오드와 간단한 인쇄회로기판을 사용하며 시인성도 뛰어난 도광판을 이용한 표시부를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따르면, 일면에 제1인쇄 패턴이 형성되어 있는 제1도광판; 상기 제1도광판으로 빛을 입사하는 제1광원; 상기 제1도광판의 하부에 배치되며, 제1도광판에 형성된 제1인쇄 패턴과 형태 또는 색상이 다른 제2인쇄 패턴이 형성되어 있는 제2도광판; 및 상기 제2도광판에 빛을 독립적으로 입사하는 제2광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판을 이용한 표시부가 제공된다.

또한, 상기 제1도광판은, 명암비를 향상시키도록 그 상면에 형성된 스모그 인쇄 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판을 이용한 표시부가 제공된다.

또한, 상기 제2광원은 상기 제2도광판의 측면에서, 제2인쇄 패턴 방향으로 나란하게 빛을 입사하는 복수의 제3광원들을 포함하며, 상기 복수의 제3광원들은 직진성이 뛰어난 광원으로서 제2인쇄 패턴의 일부에만 선택적으로 빛을 입사하는 것을 특징으로 하는 도광판을 이용한 표시부가 제공된다.

또한, 상기 제2도광판은, 상기 복수의 제3광원들에서 입사한 빛이 서로 영향을 미치지 않도록, 상기 제3광원들의 입사 방향과 평행하게 형성되는 복수의 슬롯을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판을 이용한 표시부가 제공된다.

또한, 상기 제2도광판은, 상기 복수의 제3광원들에서 입사한 빛이 서로 영향을 미치지 않도록, 제2인쇄 패턴의 일부를 감싸는 복수의 슬롯을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판을 이용한 표시부가 제공된다.

본 발명에 따른 도광판을 이용한 표시부는 적은 수의 발광다이오드와 간단한 인쇄회로기판을 사용하므로, 재료비가 절감되며, 설치를 위해 필요한 공간도 줄어들어 슬림화가 가능하다. 또한, 시인성도 뛰어나다.

도 1은 종래기술에 따른 자동차 변속 레버 위치 표시부의 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 도광판을 이용한 표시부의 분해사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 도광판을 이용한 표시부의 제1도광판의 측면도이다.
도 4는 도 3의 일부를 확대한 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 도광판을 이용한 표시부의 제2도광판의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광판을 이용한 표시부의 분해사시도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도광판을 이용한 표시부의 제2도광판의 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 도광판을 이용한 표시부의 일실예를 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 도광판을 이용한 표시부의 분해사시도이다. 도 2를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 도광판을 이용한 표시부는 제1도광판(10), 제1도광판(10)으로 빛을 입사하는 제1광원(15), 제1도광판(10)의 하부에 배치되는 제2도광판(20), 제2도광판(20)에 독립적으로 입사하는 제2광원(25)을 포함한다.

제1도광판(10)은 투광성의 폴리카보네이트(Polycarbonate: PC) 또는 폴리우레탄(Polyurethane: PU)를 사용하는 것이 바람직하나, 폴리 메타크릴산 메틸이나 메타크릴-스티렌 공중합체와 같은 아크릴계 수지 등 투광성이 우수한 것이면 특별한 제한 없이 사용이 가능하다.

제1광원(15)으로부터 제1도광판(10)에 빛이 입사되면, 입사된 빛은 제1도광판(10)의 상면 및 하면에서 전반사를 일으킨다. 전반사는 밀한 매질에서 소한 매질로 빛이 진행할 때, 임계각보다 큰 각으로 빛이 입사하면 일어난다. 이러한 전반사는 매질 사이의 굴절률의 차이가 클수록 쉽게 일어난다. 공기는 굴절률이 가장 낮기 때문에 어떠한 매질과 접촉하여도 쉽게 전반사를 일으킨다. 따라서 제1도광판(10)으로 입사된 빛이 제1도광판(10)의 상면이나 하면을 통해서 공기로 입사할 때 입사각이 임계각 이상이면 전반사가 일어난다. 제1도광판(10)의 두께는 충분히 얇기 때문에 측면에서 입사된 빛은 공기로 입사할 때 입사각이 임계각 이상이므로 쉽게 전반사를 일으킨다.

도 3은 도 2에 도시된 도광판을 이용한 표시부의 제1도광판의 측면도이다. 도 3을 참고하면, 제1도광판(10)의 하면에는 제1인쇄 패턴(11)이 형성되어있다. 제1인쇄 패턴은 도 4에 도시된 바와 같이 도광판 내부에서 전반사를 일으키면서 진행하는 빛이 난반사를 일으켜 일부가 제1도광판(10)의 상면 방향으로 반사되도록 한다. 제1인쇄 패턴(11)은 스크린 인쇄, 옵셋 인쇄, 패드 인쇄 등 통상의 인쇄방법에 의해서 형성된다. 제1인쇄 패턴(11)은 도트 형태로 이루어지며, 상면의 밝기를 균일하게 하기 위해서 광원으로부터 멀어질수록 밀도가 높아지도록 인쇄된다. 본 실시예에 있어서 제1인쇄 패턴(11)은 자동차 변속 레버 위치를 나타내는 P, R, N, D 영문자이다. 제1인쇄 패턴(11)은 입사된 빛을 그대로 반사할 수 있는 백색안료가 사용된다.

제1도광판(10)의 상면에는 일정한 크기로 빛을 굴절시켜주는 스모그(Black Smog) 코팅층(12)이 형성되어 있다. 빛을 굴절시켜주는 스모그 코팅층(12)을 형성하는 이유는, 명암비를 향상시키고, 도광판 아래의 구조들이 보이는 것을 방지하는 것이다.

제1광원(15)은 제1도광판(10)의 측면 가장자리에 배치되어 제1도광판(10)에 빛을 입사한다. 제1광원(15)은 제1광원(15)에서 입사된 빛이 제1도광판(10) 내에서 전반사를 일으킬 수 있도록 설치된다. 제1광원(15)은 발광다이오드 등이 사용될 수 있다. 제1도광판(10)에는 제1광원(15)에서 입사된 빛이 제1인쇄 패턴(11)인 영문자 방향으로 반사될 수 있도록 경사면(13)이 형성되어 있다.

제2도광판(20)은 제1도광판(10)의 하부에 배치된다. 도 5는 도 2에 도시된 도광판을 이용한 표시부의 제2도광판의 단면도이다. 도 5를 참고하면, 제2도광판(20)의 하면에는 제2인쇄 패턴(21)이 형성되어 있다. 제2인쇄 패턴(21)은 제2도광판(20) 내에서 전반사를 일으키며 진행하는 빛이 제1도광판(10) 방향으로 반사되도록 한다. 제2인쇄 패턴(21)은 제1인쇄 패턴(11)과 마찬가지로 스크린 인쇄, 옵셋 인쇄, 패드 인쇄 등 통상의 인쇄방법에 의해서 형성된다. 제2인쇄 패턴(21)은 도트 형태로 이루어지며, 상면의 밝기를 균일하게 하기 위해서 광원으로부터 멀어질수록 밀도가 높아지도록 인쇄된다. 본 실시에에 있어서, 제2인쇄 패턴(21)은 제1인쇄 패턴(11)과 동일한 P, R, N, D 영문자이다. 그러나 제1인쇄 패턴(11)과 달리 P, N, D는 입사된 빛의 파장을 변경하여 청색 빛을 방출하는 형광안료를 포함하며, R은 적색 빛을 방출하는 형광안료를 포함한다. 제2인쇄 패턴(21)은 제1인쇄 패턴(11)과 위?아래로 겹칠 수 있도록 같은 위치에 형성된다.

제2도광판(20)의 각각의 영문자 사이에는 슬롯(22)이 형성되어 있다. 슬롯(22)은 광원으로부터 입사된 빛이 각각의 영문자 인쇄 패턴에 반사된 후 다른 영문자에 영향을 주는 것을 최소화하기 위한 것이다. 슬롯(22)을 향하는 빛은 공기로 입사되어 전반사를 일으킨다.

제2광원(25)은 제2도광판(20)의 각각의 영문자를 향하여 빛을 입사하는 4개의 발광다이오드(25-1, 25-2, 25-3, 25-4)를 포함한다. 상술한 바와 제2도광판(20)의 영문자 사이에는 슬롯(22)이 형성되어 있으므로, 각각의 발광다이오드(25-1, 25-2, 25-3, 25-4)에서 입사된 빛은 다른 영문자 방향으로 반사되지 않는다. 제2광원(20)으로 사용되는 발광다이오드(25-1, 25-2, 25-3, 25-4)는 직진성이 뛰어난 것을 사용하는 것이 바람직하다.

제1광원(15)과 제2광원(25)은 인쇄회로기판(미도시)에 설치되며, 인쇄회로기판에서 전달된 전기신호에 의해서 발광한다.

이하, 상술한 구성의 도광판을 이용한 표시부의 작용에 대해서 설명한다.

사용자가 자동차에 시동을 걸면, 제1광원(15)에 전기신호가 가해지고, 이에 따라 제1광원(15)으로부터 빛이 발생한다. 제1광원(15)에서 발생한 빛은 제1도광판(10)에 입사되고, 입사된 빛은 제1도광판(10)의 상면과 하면에서 전반사를 일으키며, 제1도광판(10) 내를 진행한다. 제1도광판(10) 내에서 진행되던 빛은 제1도광판(10)의 하면에 형성된 제1인쇄 패턴(11)에 의해서 난반사된다. 이때 반사된 일부 빛의 공기로의 입사각이 임계각 이하가 되며, 이 빛에 의해서 제1도광판(10)의 상면에 P, R, N, D 부분이 밝게 표시된다.

제2광원(25) 중 제2도광판(20)의 제2인쇄 패턴(21) 중 P 부분에 빛을 조사하는 발광다이오드(25-1)에 전기가 가해지고, P 부분에 입사된 빛은 제2인쇄 패턴(21)에 의해서 빛의 파장이 청색 빛을 내는 파장으로 바뀌고 난반사되어 제2도광판(20)의 상면에 청색으로 P를 표시한다. 이 청색 빛은 제1도광판(10)의 하면을 통과한 후 제1도광판(10)의 상면에 P부분에 표시된다. 제1도광판(10) 하면으로의 입사는 소한 매질에서 밀한 매질로의 진행이므로 전반사가 일어나지 않는다. 제1도광판(10)이 빛과 제2도광판(20)의 청색 빛이 합쳐지면 사용자에게는 청색 빛으로 보이게 된다.

사용자가 변속 레버 위치를 R로 변경하면, 제1광원(15)은 계속 제1도광판(10)에 빛을 조사한다. 그러나 제2광원(25) 중 P 부분에 빛을 조사하는 발광다이오드(25-1)에는 전기신호가 더 이상 가해지지 않으며, R 부분에 빛을 조사하는 발광다이오드(25-2)에 전기가 가해진다. R 부분에 입사된 빛은 제2인쇄 패턴(21)에 의해서 빛의 파장이 적색 빛을 내는 파장으로 바뀌고 난반사되어 제2도광판(20)의 상면에 적색으로 R을 표시한다. 이 적색 빛은 제1도광판(10)의 하면을 통해서 제1도광판(10)의 상면의 R 부분에 표시된다.

같은 방법으로 변속 레버 위치 D, N으로 변경되면 제1도광판(10)의 상면에 청색의 D, N 이 표시된다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광판을 이용한 표시부의 분해사시도이다. 제2도광판(20) 및 제2광원(25)에 차이가 있으므로 이 부분에 대해서 상세히 설명한다. 본 실시예에 따른 도광판을 이용한 표시부는, 총 4장의 제2도광판(20-1, 20-2, 20-3, 20-4)을 포함한다. 각각의 제2도광판(20-1, 20-2, 20-3, 20-4)에는 P, R, N, D 영문자 인쇄 패턴이 컬러로 인쇄되어 있다. P, N, D는 청색으로 인쇄되어 있으며, R은 적색으로 인쇄되어 있다. 제2도광판(20)들에는 독립적으로 빛을 입사하는 각각의 제2광원(25-1, 25-2, 25-3, 25-4)들에 의해서 빛이 입사된다.

도 2에 도시된 실시예와 마찬가지로, 제1광원(15)은 변속 레버 위치와 관계없이 항상 제1도광판(10)에 빛을 입사하며, 제1도광판(10)의 상면에는 P, R, N, D가 영문자가 백색으로 표시된다. 변속 레버 위치가 D로 변경되면, 영문자 D가 인쇄되어 있는 도광판(20-4)에 빛이 입사되고, 이 도광판(20-4)의 제2인쇄 패턴(21)에 의해서 빛의 파장이 청색 빛을 내는 파장으로 바뀌고 반사되어 제2도광판(20-4)의 상면에 청색으로 D를 표시한다. 이 청색 빛은 상부에 있는 3장의 제2도광판(20-1, 20-2, 20-3)을 통과한 후 제1도광판(10)의 상면에 D 부분에 표시된다.

이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서 설명된 실시예에서는 도광판을 이용한 표시부가 자동차 변속 레버의 위치 표시부인 것으로 설명하였으나, 이는 단순한 예시에 불과한 것으로서, 본 발명에 따른 도광판을 이용한 표시부는 자동차의 계기판 등 자동차용 표시부, 가전제품용 표시부 등 발광을 이용하여 장치의 상태를 표시하는 다양한 표시부에 적용될 수 있음은 자명하다.

또한, 도광판의 하면에 인쇄 패턴을 형성하여 문자를 표시하는 것으로 설명하였으나, 도광판의 하면에 빛을 반사할 수 있는 도트 패턴을 형성하고, 도광판의 상면에 백색이나 컬러 인쇄 패턴을 형성하여 문자를 표시할 수도 있다.

또한, 도 2에 도시된 실시예에서 광원들의 입사 방향과 평행하게 형성되는 복수의 슬롯(22)를 포함하는 것으로 설명하였으나, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2인쇄 패턴(21)의 일부를 감싸는 복수의 슬롯(23)을 이용하여 광원들을 분리시키는 것도 가능하다.

10: 제1도광판 11: 제1인쇄 패턴
12: 스모그 코팅층 15: 제1광원
20: 제2도광판 21: 제2인쇄 패턴
22, 23: 슬롯 25: 제2광원

Claims

일면에 제1인쇄 패턴이 형성되어 있는 제1도광판;
상기 제1도광판으로 빛을 입사하는 제1광원;
상기 제1도광판의 하부에 배치되며, 제1도광판에 형성된 제1인쇄 패턴과 형태 또는 색상의 적어도 일부가 다른 제2인쇄 패턴이 형성되어 있는 제2도광판; 및
상기 제2도광판에 빛을 독립적으로 입사하는 제2광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판을 이용한 표시부.
제1항에 있어서,
상기 제1도광판은,
명암비를 향상시키도록 그 상면에 형성된 스모그 인쇄 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판을 이용한 표시부.
제1항에 있어서,
상기 제2광원은 상기 제2도광판의 측면에서, 제2인쇄 패턴 방향으로 나란하게 빛을 입사하는 복수의 제3광원들을 포함하며,
상기 복수의 제3광원들은 직진성이 뛰어난 광원으로서 제2인쇄 패턴의 일부에만 선택적으로 빛을 입사하는 것을 특징으로 하는 도광판을 이용한 표시부.
제3항에 있어서,
상기 제2도광판은,
상기 복수의 제3광원들에서 입사한 빛이 서로 영향을 미치지 않도록, 상기 제3광원들의 입사 방향과 평행하게 형성되는 복수의 슬롯을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판을 이용한 표시부.
제3항에 있어서,
상기 제2도광판은,
상기 복수의 제3광원들에서 입사한 빛이 서로 영향을 미치지 않도록, 제2인쇄 패턴의 일부를 감싸는 복수의 슬롯을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판을 이용한 표시부.