KR20150076553A - 선형광을 이용하는 조명장치 - Google Patents

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KR20150076553A
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장재혁
김진수
백승종
이동현
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

본 발명은 패턴 설계를 통해 원하는 형상의 광이미지를 구현할 수 있는 조명장치에 관한 것으로, 조명 장치는, 광원을 갖는 광원부, 광원의 광출사면의 높이 이상의 두께를 갖고 광원의 입사광이 측면에서 조사되는 광가이드부, 광가이드부의 내부, 제1면 또는 제1면의 반대측인 제2면에 마련되는 입체효과 형성부, 및 광가이드부 또는 입체효과 형성부 상의 반사부를 포함하여 구성되며, 여기서 입체효과 형성부는 순차 배열되고 제1면에 대하여 경사각을 갖는 경사면을 구비하는 복수의 패턴들을 포함하고, 복수의 패턴들은 광가이드부를 지나는 광을 경사면에서의 굴절 및 반사에 의해 제1면이 향하는 제1면 방향 또는 제2면이 향하는 제2면 방향으로 유도하여 복수의 패턴들의 각 패턴 연장 방향과 직교하는 제1경로의 선형광을 구현한다.

Description

선형광을 이용하는 조명장치{LIGHTING DEVICE USING LINE SHAPED LIGHT}
본 발명은 패턴 설계를 통해 원하는 형상의 광이미지를 구현할 수 있는 조명장치에 관한 것이다.
일반적으로 조명 장치는 각종 광원을 이용하여 어두운 곳을 밝게 하는 장치이다. 조명 장치는 특정 대상이나 장소에 빛을 비추고 원하는 모양이나 색상으로 분위기를 표현하는데 이용되기도 한다.
최근, LED(Light Emitting Diode) 기술의 발전에 힘입어 LED를 이용한 다양한 형태의 조명 장치가 보급되고 있다. 예컨대, 종래기술의 조명 장치는 LED 광원과 LED 광원에서 발산되는 빛을 확산시켜 외부로 방출하는 확산판을 포함한다.
종래기술의 조명 장치 대부분은 발광면 전체에 균일한 광을 출력하도록 구성된다. 또한, 원하는 모양이나 색상으로 분위기를 표현하기 위하여, 종래기술의 일부 조명 장치에서는 컬러 필터를 사용하거나 원하는 모양의 투광구를 갖는 필터를 사용한다.
그러나, 종래기술의 조명 장치를 이용하여 원하는 모양이나 색상으로 분위기를 표현하는 경우, 장치의 구성이 기구적으로 복잡하게 되며, 그로 인하여 원하는 모양에 있어서 설계 자유도가 제한되고, 설치나 조작이 어려운 문제가 있다. 이와 같이, 원하는 모양이나 색상의 분위기나 광이미지를 표현하기 위하여 간단한 구조를 갖고 설치나 조작이 간편한 조명 장치가 요구되고 있다.
본 발명의 일실시예에서는 패턴 설계를 통해 광경로, 광폭, 휘도 변화를 제어하여 선형광을 생성하고 이러한 선형광을 이용하여 원하는 형상의 광이미지를 구현할 수 있는 조명 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 실시예에서는 장치의 전체 두께를 박형화할 수 있는 선형광을 이용하는 조명 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는 인쇄회로기판이나 광학 부재를 포함하는 조명 장치 자체가 유연성을 갖도록 하여 제품 디자인의 자유도를 향상시키면서도 신뢰성을 확보할 수 있는 조명 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는 일반 조명, 디자인 조명, 차량 조명 등의 각종 조명 분야에서 다양한 형상의 입체효과를 갖는 광이미지를 구현할 수 있는 조명 장치를 제공하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 조명 장치는, 광원을 갖는 광원부; 광원의 광출사면의 높이 이상의 두께를 갖고 광원의 입사광이 측면에서 조사되는 광가이드부; 광가이드부의 내부, 제1면 또는 제1면의 반대측인 제2면에 마련되는 입체효과 형성부; 및 광가이드부 또는 입체효과 형성부 상의 반사부를 포함하여 구성된다. 여기서, 입체효과 형성부는 순차 배열되고 제1면에 대하여 경사각을 갖는 경사면을 구비하는 복수의 패턴들을 포함하며, 복수의 패턴들은 광가이드부를 지나는 광을 경사면에서의 굴절 및 반사에 의해 제1면이 향하는 제1면 방향 또는 제2면이 향하는 제2면 방향으로 유도하여 복수의 패턴들의 각 패턴 연장 방향과 직교하는 제1경로의 선형광을 구현한다.
일실시예에서, 복수의 패턴들은 광원으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 광경로가 차례로 길어지는 간접 광원들로서 동작하여 광가이드부의 두께 방향에서 입체효과 선형광을 생성한다.
일실시예에서, 패턴 연장 방향들은 서로 평행하거나 서로 교차한다. 여기서, 패턴 연장 방향들이 서로 교차하는 경우, 제1경로는 패턴 연장 방향들이 서로 교차하는 측면으로 곡률을 갖고 휘어진다.
일실시예에서, 반사부는 코팅층 또는 반사필름으로 마련될 수 있다.
일실시예에서, 조명 장치는 반사필름상의 반사패턴, 접착패턴 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다.
일실시예에서, 반사부의 재료는 은(Ag), 알루미늄(Al), 이산화티탄(TiO2), 탄산칼슘(CaCO3), 황산바륨(BaSO4), 산화알루미늄(Al2O3), 실리콘(Silicon), 폴리스티렌(Polystyrene, PS), 백색 시트 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
일실시예에서, 조명 장치는, 반사부와 광가이드부와의 사이 또는 반사부와 입체효과 형성부와의 사이의 반사층이격부를 더 포함할 수 있다.
일실시예에서, 반사층이격부의 간격은 0 초과, 수 ㎛ 이하이다.
일실시예에서, 경사면은 경면 가공면이며, 경사면의 거칠기는 산술평균 거칠기(Ra) 0.02 이하 및 최대높이 거칠기(Ry) 0.30 이하이다.
일실시예에서, 복수의 패턴들 중 서로 이웃한 패턴들 사이의 간격은 약 10㎛ 내지 약 500㎛이다.
일실시예에서, 광가이드부의 재료는 열가소성, 광경화성 고분자 등의 레진(Resin)이나 글래스(Glass)일 수 있다. 광가이드부의 재료는 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethylmethacrylate), 폴리스티렌(Polystyrene) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate)일 수 있다.
일실시예에서, 광가이드부의 두께는 0.1㎜ 이상 10.0㎜ 이하일 수 있다. 광가이드부의 두께는 조명 장치의 용도에 따라서 250㎛ 이하이거나 250㎛를 초과할 수 있다.
일실시예에서, 입체효과 형성부는 광가이드부의 제1면의 일부가 제거된 형상으로 마련되거나, 제1면에 접합되는 패턴층으로 마련될 수 있다. 광원 및 입체효과 형성부는 광가이드부에 의해 매립될 수 있다.
일실시예에서, 입체효과 형성부는 광가이드부의 제1면의 서로 다른 영역에 마련되는 제1패턴들 및 제2패턴들을 포함하고, 여기서 제1패턴들 및 제2패턴들에 의해 서로 다른 방향으로 연장하는 선형광들을 구현할 수 있다.
일실시예에서, 광원부는 제1광원 및 제2광원을 포함하고, 여기서 제1광원 및 제2광원은 동일한 방향에서 서로 평행한 방향으로 빛을 조사하거나 동일한 방향에서 서로 교차하는 방향으로 빛을 조사할 수 있다.
일실시예에서, 광원부는 제1광원 및 제2광원을 포함하고, 여기서 제1광원 및 제2광원은 서로 반대 방향에서 일직선 방향 또는 서로 평행한 방향으로 빛을 조사하거나 제1광원 및 제2광원 사이에 90°초과 180°미만의 각도를 갖는 서로 다른 방향으로 빛을 조사할 수 있다.
일실시예에서, 광원은 하나 또는 둘 이상의 LED(Light Emitting Diode) 소자를 갖는 하나 이상의 LED 패키지를 포함하고, 광원의 광출사면을 중심으로 반구 영역에 광을 조사하며, 여기서 입체효과 형성부는 반구 영역 내에 선형광을 구현할 수 있다.
일실시예에서, 조명 장치는 광원부 또는 광가이드부를 지지하는 지지부재 또는 하우징을 더 포함할 수 있다.
일실시예에서, 조명 장치는 아우터 렌즈를 더 포함하고, 여기서 광가이드부 및 입체효과 형성부는 아우터 렌즈의 일면 상에 배치되며, 광원부는 차량 배터리의 전원에 의해 동작할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 패턴 설계를 통해 광경로, 광폭, 휘도 변화를 제어하여 선형광을 생성하고 이러한 선형광을 이용하여 원하는 형상의 광이미지를 구현할 수 있는 조명 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 필름 형상의 광학 부재를 채용하여 장치의 전체 두께를 박형화하여 조명과 관련된 다양한 응용 제품에 손쉽게 활용가능한 조명 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 연성인쇄회로기판 및 레진층을 이용하여 조명 장치에 유연성을 부여함으로써 제품 디자인에 대한 자유도를 향상시키면서도 신뢰성을 확보할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 일반 조명, 디자인 조명, 차량 조명 등의 각종 조명 분야에서 원하는 형상의 다양한 입체효과를 갖는 광이미지를 구현할 수 있고, 낮은 가격으로 대량 생산이 가능한 조명 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치의 사시도
도 2는 도 1의 조명 장치의 부분 확대 단면도
도 3은 도 1의 조명 장치의 다른 부분에 대한 확대 단면도
도 4는 도 1의 조명 장치의 부분 확대 평면도
도 5는 도 1의 조명 장치의 제1경로에서의 휘도 변화를 나타낸 그래프
도 6은 도 1의 조명 장치에 채용가능한 입체효과 형성부의 부분 확대 평면도
도 7은 도 1의 조명 장치의 입체효과 형성부의 패턴에 대한 도면
도 8은 도 7의 입체효과 형성부의 패턴의 다른 실시예에 대한 도면
도 9는 도 7의 입체효과 형성부의 패턴의 또 다른 실시예에 대한 도면
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치의 사시도
도 11은 도 10의 조명 장치에 대한 단면도
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치의 평면도
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치의 평면도
도 14는 도 13의 조명 장치의 작동 상태에 대한 평면도
도 15는 도 13의 조명 장치의 작동 상태의 도면
도 16은 도 15의 조명 장치의 휘도 그래프
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치의 작동 상태도
도 18은 도 17의 조명 장치에 채용가능한 구조의 부분 확대 단면도
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치의 작동 상태도
도 20은 도 19의 조명 장치에 채용가능한 구조의 부분 확대 단면도
도 21은 도 21의 조명 장치에 채용가능한 반사패턴에 대한 평면도
도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치의 단면도
도 23은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치의 평면도
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다. 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치의 사시도이다. 도 2는 도 1의 조명 장치의 부분 확대 단면도이다. 그리고, 도 3은 도 1의 조명 장치의 다른 부분에 대한 확대 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치(100)는, 광가이드부(10a), 반사부(12), 입체효과 형성부(21) 및 광원부(30)를 포함하여 구성된다.
광가이드부(10a)는 투명 기재로 마련된다. 광가이드부(10a)는 2% 이하의 헤이즈(Haze)를 갖는 플레이트 또는 필름 형상의 투명 부재로 마련될 수 있다. 또한, 광가이드부(10a)의 광투과율은 80% 이상인 것이 바람직하지만, 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 광가이드부(10a)의 광투과율은 선형광, 입체효과광 또는 입체효과선형광의 구현시 원하는 형상의 선형광이나 입체효과를 갖는 광이미지에 따라 약 60% 이상에서 선택될 수 있다. 광가이드부(10a)의 광투과율이 60%보다 작으면 선형광 또는 입체효과광을 적절하게 표현하기가 어려울 수 있다.
광가이드부(10a)는 제1면(도 8 또는 도 12의 101 참조)과 제1면의 반대측인 제2면(102)을 구비한다. 광가이드부(10a)는 플레이트 또는 필름 형상으로 마련될 때, 제1면과 제2면은 광가이드부(10a)의 다른 면들에 비해 상대적으로 면적이 넓고 대략 서로 평행한 두 개의 면들이 된다. 제1면은 제1주면(main surface) 또는 패턴배열면으로 지칭될 수 있다.
광가이드부(10a)는 글래스(Glass), 레진(Resin) 등으로 마련될 수 있다. 광가이드부(10a)의 재료로는 열가소성 고분자, 광경화성 고분자 등이 이용될 수 있다. 좀더 구체적으로, 광가이드부(10a)의 재료는 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethylmethacrylate), 폴리스티렌(Polystyrene), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate) 등일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
광가이드부(10a)의 두께(t1)는 약 0.1㎜ 이상, 약 10.0㎜ 이하일 수 있다. 광가이드부(10a)의 두께(t1)가 0.1㎜보다 작으면, 광원부(30)의 LED 소자의 광출사면의 높이를 100㎛보다 작게 제조하기가 어렵거나 제조 비용이 많이 소요된다. 또한, 광가이드부(10a)의 두께(t1)가 되며, 10.0㎜보다 크면 장치의 두께 및 무게가 증가하고 재료 비용이 증가할 수 있다.
좀더 구체적으로 설명하면, 광가이드부(10a)의 두께(t1)는 약 100㎛ 이상, 약 250㎛ 이하일 수 있다. 이 경우, 광가이드부(10a)는 롤(roll) 장치에 적절하게 감기는 정도의 유연성을 가질 수 있다. 또한, 구현에 따라서 광가이드부(10a)의 두께(t1)는 약 250㎛ 이상, 약 10.0㎜ 이하일 수 있다. 이 경우, 광가이드부(10a)는 롤(roll) 장치에 감기 어려우므로 플레이트 형상을 갖고 응용 제품에 적용될 수 있다.
반사부(12)는 광가이드부(12a)의 제1면 또는 제2면(102) 상에 마련될 수 있다. 본 실시예에서 반사부(12)는 제2면(102) 상에 소정 간격 이격되어 배치된다. 반사부(12)는 코팅층이나 반사필름 형태로 마련될 수 있다. 본 실시예에서 반사부(12)는 평평한 반사필름 형태로 마련된다.
반사부(12)를 이용하면, 후술하는 입체효과 형성부(21)의 복수의 패턴들(22)에 의해 반사 및 굴절되어 광가이드부(10a)의 제2면(102)를 통과하여 광가이드부(10a)의 외부로 진행하려는 빛을 반사시켜 광가이드부(10a) 내부로 되돌려보낼 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 입체효과 형성부(21)를 통해 표현하고자 하는 선형광이나 입체효과 선형광의 광이미지에 변화를 주어 광이미지를 더욱 뚜렷하게 표현하거나 더 뚜렷하지 않게 표현할 수 있다. 다만, 반사부(12)의 배치시, 상술한 이격부의 간격(g1)은 0 초과, 수 ㎛ 이하로 설계한다. 이것은 이격부에서의 빛의 원하지 않는 산란에 의해 입체효과 형성부(21)에서 선형광 또는 입체효과 선형광이 잘 구현되지 않는 것을 방지하기 위한 것이다. 물론, 구현에 따라서 반사부(12)는 이격부가 생략되도록 광가이드부(12a)의 제2면에 밀착 배치될 수 있다.
입체효과 형성부(21)는 광가이드부(10a)의 제1면 상에 마련되는 복수의 패턴들(22)을 포함하여 구성된다. 복수의 패턴들(22)은 광가이드부(10a)의 제1면에 대하여 경사진 경사면(221)을 갖고 제1면에 소정 방향(x방향)으로 순차 배열되는 오목부들 또는 볼록부들을 포함하여 구성된다. 본 실시예에서 복수의 패턴들(22)은 광가이드부(10a)의 제1면의 일부를 제거하여 마련되는 형상을 갖지만, 이에 한정되지는 않는다.
소정 방향(예컨대, y방향)으로 연장되는 각 패턴(22)의 경사면(221)은 광가이드부(10a) 내부에서 반사되는 입사광을 패턴 연장 방향에 의해 제1경로로 한정하며 경사면(221)에서의 굴절 및 반사를 통해 입사광을 제1면이 향하는 제1면 방향과 제2면이 향하는 제2면 방향으로 유도하고 또한 입사광을 제1경로상에서 광가이부(10a) 외부로 순차적으로 방출시키도록 기능한다. 본 실시예에서 선형광의 길이 방향은 x방향으로 연장할 수 있다.
전술한 경사면(221)은 입사광의 난반사를 제한하며 입사광이 입사각으로 되돌아가는 빛이 거의 없도록 마련된다. 즉, 경사면(221)은 입사광의 굴절 및 정반사에 의해 입사광을 미리 설정된 방향으로 유도하도록 마련된다.
광원부(30)는 광가이드부(10a)의 측면에 빛을 조사하여 광가이드부(10a)의 내부에서 반사하며 이동하는 입사광을 생성한다. 광원부(30)는 LED(Light Emitting Diode) 광원을 포함할 수 있다. LED 광원은 하나 또는 복수의 LED 소자를 포함한 LED 패키지나 LED 스트링 형태로 마련될 수 있다. LED 광원을 이용하는 경우, 광원부(30)의 광원은 LED 칩의 사이즈에 따라 소정 면적의 광출사면을 가질 수 있다.
광원부(30)는 광가이드부(10a)의 일측면과 소정 간격(w0) 이격되어 배치될 수 있다. 이 경우, 이들 사이의 이격 공간에는 레진 등의 투명 재질이 채워질 수 있다. 물론, 구현에 따라서 광원부(30)는 이격 간격 없이 광가이드부(10a)의 일측면에 밀착되거나 광가이드부(10a) 내측에 매립되는 형상으로 마련될 수 있다.
광원의 광출사면은 광가이드부(10a)의 측면과 마주하도록 배치되며, 원형, 타원형, 삼각형, 사각형 또는 오각형 이상의 다각형 형상을 가질 수 있다. 그 경우, 광출사면의 높이는 단면 형상에 상관없이 광가이드부(10a)의 두께 방향에서의 최대 길이로 정의하고, 광출사면의 폭은 광가이드부(10a)의 측면에서 두께 방향과 직교하며 광출사면과 평행한 방향에서의 최대 길이로 정의할 수 있다.
광가이드부(10a)의 두께 방향에서의 광원부(30)의 높이(t2)는 광가이드부(10a)의 두께(t1)보다 작다. 그것은 광원부(30)의 광출사면에서 나오는 빛이 광가이드부(10a)의 측면에 조사될 때, 광가이드부(10a)가 입사광을 받아들여 유도하는 부재로서 적절하게 동작할 수 있도록 하기 위한 것이다.
전술한 구성에 의하면, 광가이드부(10a) 내부에서 이동하는 빛(입사광)은 입체효과 형성부(21)의 복수의 패턴들(22)의 경사면(221)에서의 반사 및 굴절에 의해 광가이드부(10a)의 제1면이 향하는 제1면 방향과 제2면(102)이 향하는 제2면 방향으로 유도되고, 이러한 유도광에 의해 조명 장치(100)는 복수의 패턴들의 각 패턴 연장 방향과 직교하는 제1경로의 선형광(line shaped light)을 구현한다. 물론, 제2면 방향으로 유도되는 입사광은 반사부(12)에서 반사되어 다시 광가이드부(10a) 내부로 되돌아간 후 경사면(221)에서 다시 굴절되어 제1면 방향으로 방출될 수 있다.
즉, 순차 배열되고 경사면(221)을 갖는 복수의 패턴들(22)을 이용하면, 입체효과 형성부(21) 상에 선형광 또는 입체효과 선형광을 표현할 수 있다. 복수의 패턴들(22)의 각 패턴 연장 방향을 원하는 방향으로 설계하면, 입체효과 형성부(21)를 지나는 입사광의 광경로를 각 패턴 연장 방향과 직각인 경로(제1경로)로 한정하면서 제1경로상에서 입사광의 제1면 방향으로의 순차 방출을 유도하여 입사광의 광폭 및 광도를 원하는 형상으로 제어할 수 있다.
여기서, 선형광은 입체효과 형성부(21) 상의 반구 영역(광 유효 영역)에 조사되는 빛을 소정 폭(광폭)과 이 광폭보다 긴 길이를 갖고 제1경로로 유도할 때 생성되는 빛줄기를 지칭한다. 다시 말해서, 선형광은 광원의 광 유효 영역 내에서 기준점 또는 관측지점의 위치에 따라 제1경로의 빛이 주변 영역의 빛에 비해 상대적으로 뚜렷하게 보이는 빛줄기를 지칭한다.
패턴 연장 방향은 경사면 상의 특정 직선이 연장하는 방향이거나 또는 경사면상의 곡선에 접하는 특정 접선이 연장하는 방향이다. 패턴 연장 방향은 복수의 패턴들(22)에 빛을 비추는 광원의 출사광에 대한 광경로를 원하는 방향 즉 제1경로로 한정하고 유도하도록 설계된다. 즉, 각 패턴의 경사면의 연장 방향은 대략 패턴배열면과 평행하고 제1경로와 직교하는 방향으로 연장하도록 마련된다.
전술한 입체효과 형성부(21)에서의 선형광 및 입체효과 선형광의 구현 과정을 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 2를 참조하면, 입체효과 형성부(21)의 각 패턴(22)의 경사면(221)과 만나는 빛은 그 입사각에 따라 굴절되거나 반사된다. 즉, 입사각이 임계각(θc)보다 작으면, 광가이드부(10a)를 지나는 빛은 제2면(102) 또는 패턴(22)을 투과하면서 굴절률의 차이에 따라 굴절되어 진행한다. 또한, 광가이드부(10a)를 지나는 빛은 입사각이 임계각(θc) 이상일 때 제2면(102) 또는 패턴(22)의 경사면(221)에서 반사된다.
임계각(θc)은 굴절각이 90°가 되는 입사각을 지칭하는 것으로, 이때의 굴절률과 임계각의 관계를 나타내면 다음의 수학식 1 및 수학식 2와 같다.
Figure pat00001
Figure pat00002
여기서, n1이 공기의 굴절률이고 n2가 매질(광가이드부)의 굴절률이며, 공기의 굴절률을 약 1이라 하면, 임계각과 매질의 굴절률은 다음의 수학식 3과 같은 관계식으로 표현될 수 있다.
Figure pat00003
광가이드부(10a)를 지나는 입사광에 대한 적절한 굴절 및 반사를 위하여, 본 실시예에 따른 조명 장치는 각 패턴의 경사면이 소정의 표면 거칠기(surface roughness)를 갖도록 설계된다.
즉, 본 실시예에서 경사면(221)은 경면 가공면일 수 있다. 또한, 경사면(221)은 정밀 가공면일 수 있다. 일례로, 경사면(221)의 표면 거칠기는 가공 방법에 따라 약간의 차이가 있지만 대략 중심선 평균거칠기 또는 산술평균 거칠기(Ra) 0.02 이하이고, 최대높이 거칠기(maximum height roughmess, Rmax) 0.3 이하일 수 있다. 구현에 따라서, 경사면(221)의 표면 거칠기는 10점 평균거칠기(ten point median height, Rz) 0.8 이하일 수 있다. 여기서 거칠기의 단위는 마이크로미터(㎛)이고 기준길이는 0.25㎜일 수 있다.
전술한 경사면의 표면 거칠기는 경사면에서의 반사율을 일정값 이상으로 확보하기 위한 것으로, 상술한 값보다 표면 거칠기가 더 거칠면, 빛의 산란이나 경사면에서 광원 측으로 되돌아가는 일정량 이상의 빛에 의해 선형광을 제대로 구현하기가 어렵다.
특정 광폭은 패턴 구조, 서로 인접한 두 메인패턴들 사이의 거리 등의 패턴 조건을 제어하는 패턴 설계를 통해 원하는 형상으로 한정될 수 있다. 예를 들어, 특정 광경로 및 특정 광폭은 패턴 설계에 따라 일정한 폭을 갖고 제1길이만큼 연장하도록 구현되거나 점진적으로 좁아지는 광폭을 갖고 제1길이보다 짧은 제2길이만큼 연장하도록 구현되거나 혹은 점진적으로 넓어지는 광폭을 갖고 제1길이와 유사하거나 제1길이보다 짧거나 길게 구현될 수 있다.
본 실시예에 의하면, 입체효과 형성부(21)의 패턴들(22)에 대한 패턴 설계를 통해 복수의 패턴들(22)의 경사면(221)에서의 굴절 및 반사 성능을 조절함으로써 특정 광경로의 선형광 또는 입체효과광을 구현할 수 있다. 즉, 입체효과 형성부(21)의 복수의 패턴들(22)을 지나는 빛은 패턴 설계에 따라 패턴들의 각 패턴 연장 방향에 의해 특정 광경로 및 광폭으로 한정되며 경사면에서의 굴절 및 반사에 의해 제1면 방향으로 입사광을 순차적으로 방출됨으로써 원하는 형상의 선형광, 입체효과광 또는 입체효과 선형광으로 구현될 수 있다.
입체효과 선형광과 관련하여 도 3을 참조하여 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
입체효과 형성부의 복수의 패턴들에서 제1패턴(P1), 제2패턴(P2) 및 제3패턴(P3)을 선택한다. 제1패턴 내지 제3패턴(P1, P2, P3)은 광원으로부터 차례로 더 멀어지는 위치에 순차 배열된다. 제1패턴 내지 제3패턴(P1, P2, P3)은 연속 배치되는 패턴들이거나 서로 인접한 두 패턴들 사이에 또 다른 패턴이 배치되어 있는 패턴들일 수 있다. 이 경우, 광원에서 제2패턴까지의 제2광경로는, 제1패턴에 대한 제1광경로보다 길고, 제3패턴에 대한 제3광경로보다 작다.
전술한 입체효과 형성부의 제1패턴 내지 제3패턴(P1, P2, P3)을 외부의 제1면 방향에서의 소정 기준점이나 관측지점에서 볼 때, 제2패턴의 경사면에 의한 광원의 제2더미광원(LS2)에서 제2패턴의 경사면까지의 제2거리(L2)는, 제1패턴의 경사면에 의한 광원의 제1더미광원(LS1)에서 제1패턴의 경사면까지의 제1거리(L1)보다 길고, 제3패턴의 경사면에 의한 광원의 제3더미광원(LS3)에서 제3패턴의 경사면까지의 제3거리(L3)보다 짧다.
다시 말해서, 입체효과 형성부의 복수의 패턴들은 각 경사면에서의 굴절 및 반사에 의해 광가이드부(10a)의 외부에서 볼 때 광원부(30)로부터의 거리(L1, L2, L3에 대응함)가 증가함에 따라 소정의 기준점 또는 관측지점에서 멀리 위치하는 간접 광원들로 작용한다. 여기서, 복수의 패턴들의 광경로 상의 특정 부분이 간접 광원들로 작용하게 되는데, 이때 간접 광원들은 광경로를 따라 순차 배열되고 광원으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 기준점으로부터 멀리 위치하면서 빛의 세기가 작아지는 더미광원들(LS1, LS2, LS3)에 의해 마련된다.
전술한 입체효과광은 제1면 방향이나 제2면 방향 측에서 볼 때 패턴 설계에 의해 미리 정해진 광경로(제1경로)로 집광된 선형광의 일종으로서 광가이드부(10a)의 제1면에서 광가이드부(10a)의 제2면을 향해 광가이드부(10a) 속으로 점진적으로 들어가는 깊이감 또는 거리감을 갖는 광이미지를 지칭한다. 입체효과광은 선형광의 일실시예로서 선형광의 특정 광이미지에 대한 다른 이름일 수 있다.
본 실시예에 의하면, 입체효과 형성부의 복수의 패턴들은 각 패턴의 경사면에 의해 광원으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 광경로가 차례로 길어지면서 휘도가 낮아지는 간접 광원들로서 동작하며, 그에 의해 조명 장치는 광가이드부(10a)의 두께 방향에서 거리감 또는 깊이감이 있는 입체효과광(Three-dimensional effect beam)을 생성할 수 있다.
한편, 본 실시예에서 복수의 패턴들(22)은 광가이드부(10a)의 제1면의 일부를 요철 모양으로 제거한 형상으로 마련되지만, 본 발명은 그러한 구성으로 한정되지 않는다. 즉, 구현에 따라서 복수의 패턴들(22)은 광가이드부(10a)의 제1면 또는 제2면에 접합되는 별도의 패턴층에 의해 마련될 수 있다.
도 4는 도 1의 조명 장치의 부분 확대 평면도이다. 도 4는 도 1의 광가이드부(10a)의 입체효과 형성부(21)를 평면상에 놓고 마주하여 볼 때 복수의 패턴들에 대한 부분 확대도에 대응할 수 있다.
도 4를 참조하면, 복수의 패턴들(P1, P2, P3, P4)이 광원(LS)에 대하여 y방향으로 순차 배열되면, 광원(LS)으로부터 빛 중 일부(제1입사광)은 복수의 패턴들(P1, P2, P3, P4)의 각 패턴 연장 방향(x1, x2, x3, x4)에 대하여 직교하는 제1경로를 따라 진행하는 선형광(B1)으로 구현된다.
본 실시예에서 제1경로는 서로 평행하게 연장되는 복수의 패턴들의 배열 방향에 의해 y방향을 따라 진행한다. 이러한 광경로(제1경로)의 생성은 입체효과 형성부(21)를 지나는 빛 즉 매질을 지나는 빛이 최단 시간의 이동 경로를 따라 이동한다는 페르마(Fermat)의 원리에 근거한다.
또한, 패턴 설계에 의한 선형광(B1)의 구현에 있어서, 복수의 패턴들(P1, P2, P3, P4)은 광원(LS)로부터의 제2입사광을 경사면에서의 굴절 및 반사에 의해 제1경로 이외의 방향으로 유도한다.
제2입사광은 광원(LS)으로부터 각 패턴의 경사면으로 향하는 빛 중 패턴 연장 방향(x1, x2, x3, x4)과 y방향에 의해 정의되는 평면상에서 대략 +y방향과 +x방향 사이 및 +y방향과 -x방향 사이의 경사 방향으로 진행하여 경사면과 만나며 경사면에 의해 굴절되거나 정반사되어 나가는 광(이하, 주변광)일 수 있다.
그리고, 경사 방향은 예컨대, 광원(LS)으로부터 x-y 평면에서 +y축으로 진행하는 제1경로의 선형광(B1) 양측의 1사분면과 4사분면으로 향하는 방향으로 정의될 수 있다. x-y 평면은 광가이드부(10)의 제1면 또는 제2면에 대응할 수 있다.
전술한 구성에 의하면, 제2입사광은 입체효과 형성부의 패턴들의 각 경사면에서 상대적으로 넓은 범위로 분산되므로, x-y 평면과 교차하는 직선상의 임의의 기준점이나 관측지점에서 볼 때, 제1입사광에 의한 선형광 부분(이하, 명부)과 대비하여 선형광 주변의 상대적으로 휘도가 낮아 확연히 구별되는 주변부 또는 암부를 지나는 주변광(B2, B3)이 된다. 본 실시예에 의하면, 조명 장치는 광원으로부터의 입사광 중 일부를 제1경로로 한정하여 유도함으로써 선형광을 구현하고 입사광의 나머지를 선형광 주변의 암부를 지나는 주변광으로 분포시킬 수 있다.
본 실시예에 있어서, 서로 인접한 두 패턴들 사이의 간격(Lp)(피치 또는 평균 간격에 대응할 수 있음)은 약 10㎛ 내지 약 500㎛일 수 있다. 이 간격(Lp)은 선형광 또는 입체효과광의 구현을 위한 최소한의 간격과 최대한의 간격을 고려한 것으로 이 범위를 벗어나면 선형광 또는 입체효과광의 구현이 어려울 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서, 복수의 패턴들의 각 패턴 연장 방향(x1, x2, x3, x4)은 패턴들의 각 경사면 상에서 광가이드부(10a)의 제1면과 평행한 특정 직선의 연장 방향이거나 또는 각 경사면 상의 곡선에 접하는 특정 접선이 연장하는 방향일 수 있다. 각 패턴 연장 방향(x1, x2, x3, x4)은 광가이드부(10a)의 제1면과 평행할 수 있다.
일례로, 복수의 패턴들(P1, P2, P3, P4)의 각 패턴 연장 방향(x1, x2, x3, x4)을 서로 평행하도록 설계하면, 복수의 패턴들을 지나는 빛은 광원(LS)의 입사광이 처음 만나는 패턴(P1)에서부터 시작하여 복수의 패턴들(P2, P3, P4)의 패턴 연장 방향과 직교하는 특정 광경로(제1경로)로 진행하는 직선 형태의 선형광으로 표현된다. 선형광은 그 길이가 선형광의 폭보다 크고, 선형광의 광폭은 광원부의 광원의 광출사면의 폭 이하인 것으로 정의될 수 있다.
또한, 구현에 따라서 복수의 패턴들(P1, P2, P3, P4)의 각 패턴 연장 방향(x1, x2, x3, x4)이 서로 평행하지 않고 적어도 한 점에서 교차하거나 방사 방향으로 연장하도록 설계되면, 복수의 패턴들을 지나는 빛은 제1선형광(B1)이 진행하는 제1경로와 달리 서로 인접한 패턴들 사이의 간격이 좁은 측으로 휘어지는 곡선 형태의 선형광으로 표현될 수 있다(도 6 참조).
도 5는 도 1의 조명 장치의 제1경로에서의 휘도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치의 입체효과 형성부에 있어서, 광원 측으로부터 순차 배열되는 복수의 패턴들을 세 영역의 패턴들로 구분하고 각 영역에서의 패턴들의 반사 및 굴절에 의한 휘도를 살펴보면, 복수의 패턴들은 광원으로부터의 거리(L1, L2, L3)에 따라 서로 다른 범위의 휘도를 나타낸다.
즉, 입체효과 형성부의 복수의 패턴들을 광원으로부터의 거리에 의한 제1영역(L0-L1)의 제1패턴들, 제2영역(L1-L2)의 제2패턴들 및 제3영역(L2-L3)의 제3패턴들로 구분할 때, 제2패턴들의 제2휘도는 제1패턴들의 제1휘도보다 낮고 제3패턴들의 제3휘도보다 높다. 여기서 제2패턴들 중 광원에서 가장 멀리 위치한 특정 제2패턴과 광원과의 제2거리(L2)는, 제1패턴들 중 광원에서 가장 멀리 위치한 특정 제1패턴과 광원과의 제1거리(L1)보다 길고 제3패턴들 중 광원에서 가장 멀리 위치한 특정 제3패턴과 광원과의 제3거리(L3)보다 짧다.
좀더 구체적으로 설명하면, 광원에 가장 가까운 패턴 상에서의 최대 휘도를 레벨10(Lu10)이라 할 때, 광원으로부터 제1거리(L1)에 위치한 특정 제1패턴의 휘도는 제1 내지 제5 실시예의 서로 다른 패턴 설계에 따라 대략 레벨8(Lu8), 레벨7(Lu7), 레벨6(Lu6), 레벨5(Lu5) 또는 레벨4(Lu4)의 휘도값을 가질 수 있다. 광원으로부터 제2거리(L2)에 위치한 특정 제2패턴의 휘도는 패턴 설계에 따라 대략 레벨6(Lu6), 레벨4(Lu4), 레벨2(Lu2) 또는 레벨1(Lu1)의 휘도값을 가질 수 있다. 그리고, 광원으로부터 제3거리(L3)에 위치한 특정 제3패턴의 휘도는 패턴 설계에 따라 대략 레벨2(Lu2), 레벨1(Lu1) 또는 레벨0(휘도 없음)의 휘도값을 가질 수 있다.
즉, 복수의 패턴들은 경사면을 통해 입사광을 굴절 및 반사하고, 그에 의해 제1경로 상에 점진적으로 광경로가 길어지면서 광도가 낮아지는 선형광을 구현할 수 있다(도 1 내지 도 4의 복수의 패턴들 참조). 그것은 제1경로 상의 복수의 패턴들의 특정 부분들이 광원으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 거리감 또는 깊이감이 증가하고 빛의 세기가 줄어드는 순차 배열 간접 광원들로서 작용하기 때문이다.
도 5를 참조하여 좀더 구체적으로 설명하면, 제1실시예의 휘도 곡선(G1)으로 나타낸 바와 같이, 제1 실시예의 소정의 패턴 설계에 의하여 제1패턴은 레벨7, 제2패턴은 레벨4, 그리고 제3패턴은 레벨1 정도의 휘도값을 갖는 간접 광원들로서 각각 작용한다. 이러한 구성에 의하면, 광원으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 복수의 패턴들에서 거리감이 증가하면서 광도가 실질적으로 일정하게 감소하는 선형의 입체효과광을 구현할 수 있다. 이러한 입체효과광의 구현을 위해, 복수의 패턴들은 일정한 피치로 설계될 수 있다.
또한, 제2실시예의 패턴 설계에 의하면, 제2실시예의 휘도 곡선(G2)으로 나타낸 바와 같이, 제1패턴은 레벨6, 제2패턴은 레벨3, 그리고 제3패턴은 레벨0 정도의 휘도값을 갖는 간접 광원들로서 각각 기능한다. 이러한 구성에 의하면, 광원으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 복수의 패턴들에서 광가이드부의 두께 방향에서의 깊이감이 증가하면서 빛의 세기가 실질적으로 일정하게 급감하는 입체효과광을 구현할 수 있다. 이러한 입체효과광의 구현을 위해, 복수의 패턴들은 광원으로부터의 거리가 증가함에 따라 피치가 감소하거나 혹은 단위 길이당 패턴 밀도가 일정한 비율로 증가하도록 설계될 수 있다.
또한, 제3실시예의 패턴 설계에 의하면, 제3실시예의 휘도 곡선(G3)으로 나타낸 바와 같이, 제1패턴은 레벨5, 제2패턴은 레벨2, 그리고 제3패턴은 레벨1 정도의 휘도값을 갖는 간접 광원들로 각각 동작한다. 이러한 구성에 의하면, 광원으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 제1영역(L0-L1)과 제2영역(L1-L2) 사이의 휘도 감소율이 제2영역(L1-L2)과 제3영역(L2-L3) 사이의 휘도 감소율보다 큰 입체효과광을 구현할 수 있다. 이러한 입체효과광의 구현을 위해, 복수의 패턴들은 제1실시예의 피치보다 좁은 일정한 피치로 설계되거나 제1실시예의 피치보다 좁은 일정한 피치로 설계되면서 광원으로부터의 거리가 증가함에 따라 피치가 조금씩 증가하도록 마련될 수 있다.
또한, 제4실시예의 패턴 설계에 의하면, 제4실시예의 휘도 곡선(G4)으로 나타낸 바와 같이, 제1패턴은 레벨4, 제2패턴은 레벨1, 그리고 제3패턴은 레벨0 정도의 휘도값을 갖는 간접 광원들로 각각 작용한다. 이러한 구성에 의하면, 제3실시예의 경우에 비해 상대적으로 휘도가 더욱 급감하는 입체효과광을 구현할 수 있다. 이러한 입체효과광의 구현을 위해, 복수의 패턴들은 제3실시예의 피치보다 좁은 일정한 피치로 설계되거나 제3실시예의 피치보다 좁은 일정한 피치로 설계되면서 광원으로부터의 거리가 증가함에 따라 피치가 조금씩 감소하도록 마련될 수 있다.
또한, 제5실시예의 패턴 설계에 의하면, 제5실시예의 휘도 곡선(G5)으로 나타낸 바와 같이, 제1패턴은 레벨8, 제2패턴은 레벨6, 그리고 제3패턴은 레벨2 정도의 휘도값을 갖는 간접 광원들로 각각 동작한다. 이러한 구성에 의하면, 광원으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 제1영역(L0-L1)과 제2영역(L1-L2) 사이의 휘도 감소율이 제2영역(L1-L2)과 제3영역(L2-L3)의 휘도 감소율보다 작은 입체효과광을 구현할 수 있다. 이러한 입체효과광의 구현을 위해, 복수의 패턴들은 제1실시예의 피치보다 넓은 일정한 피치로 설계되거나 제1실시예의 피치보다 넓은 일정한 피치로 설계되면서 광원으로부터의 거리가 증가함에 따라 피치가 조금씩 감소하도록 마련될 수 있다.
전술한 제1 내지 제5실시예들은 각 실시예의 패턴 구조와 각 패턴의 경사면의 반사 성능이 동일하다고 가정한 것으로, 패턴 구조나 패턴들 간의 반사 성능에 차이가 있다면 이를 감안하여 패턴 설계를 조정함으로써 순차 배열되는 복수의 패턴들의 간접 광원 효과를 통해 자연스럽게 휘도가 감소하는 입체효과광을 얻을 수 있다.
본 실시예에 의하면, 전술한 휘도 감소 효과와 광원으로부터의 거리 차이 즉 광경로의 차이에 따른 패턴들의 간접 광원 효과에 의하여 선형광, 입체효과광 또는 입체효과선형광을 구현할 수 있다.
도 6은 도 1의 조명 장치에 채용가능한 입체효과 형성부의 부분 확대 평면도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치는 광가이드부(10), 반사부(도 1의 12 참조), 광가이드부(10)의 일면에 마련되는 입체효과 형성부 및 광원부(도 1의 30 참조)를 포함하여 구성된다.
입체효과 형성부는 광가이드부(10)의 제1면에 패턴 배열 방향들이 서로 교차하는 구조로 마련된 복수의 패턴들을 포함하여 구성된다. 복수의 패턴들은 광원 측에 가까이 위치한 순서대로 제1패턴(C1), 제2패턴(C2), 제3패턴(C3), 제n-2패턴(Cn-2), 제n-1패턴(Cn-1) 및 제n패턴(Cn)을 포함할 수 있다. 여기서, n은 6 이상의 자연수이다.
본 실시예에서, 복수의 패턴들은 서로 평행하지 않은 방향으로 연장되도록 배열된다. 즉, 복수의 패턴들의 각 패턴 연장 방향들에 있어서, 이들의 가상 연장선들은 하나의 교차점(C)에서 서로 만날 수 있다.
본 실시예에 의하면, 광원의 빛이 입체효과 형성부를 지날 때, 복수의 패턴들은 패턴 연장 방향들이 서로 교차하는 측면 즉 교차점(C)가 있는 측면으로 곡률을 갖고 휘어지는 제1경로(광경로)의 선형광(BL1)을 구현한다. 그것은 '매질 내에서 이동하는 빛은 최단 시간의 이동 경로를 따라 이동한다'는 페르마(Fermat)의 원리에 따라 복수의 패턴들의 각 패턴 연장 방향과 직교하는 방향을 따라 빛이 이동하기 때문이다.
또한, 본 실시예의 조명 장치는, 제1경로의 선형광(BL1)을 관측하는 관찰자(사람, 카메라 등)의 관측지점이나 소정의 기준점이 제1지점(Pa)에서 제2지점(Pb)으로 이동할 때, 제1경로를 따라 이동하던 선형광(BL1) 대신에 다른 광경로를 따라 진행하는 선형광(BL2)을 표현한다. 그것은 기준점의 변동에 따라 복수의 패턴들의 패턴 연장 방향과 직교하는 제1경로의 위치가 기준점의 이동 방향과 반대 방향으로 이동하기 때문이다.
전술한 바와 같이, 본 실시예의 조명 장치는 입체효과 형성부의 패턴 설계를 통해 기준점 또는 관측지점의 위치에 따라 복수의 패턴들의 패턴 연장 방향을 따라 이동하여 표현되는 다양한 광이미지(직선, 곡선 또는 이들의 조합 형상 등)의 선형광을 구현할 수 있다.
도 7은 도 1의 조명 장치의 입체효과 형성부의 패턴에 대한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 입체효과 형성부(21)의 각 패턴(22)은 삼각형 단면 형상의 패턴 구조를 갖도록 마련될 수 있다. 패턴(22)이 삼각형 단면 구조를 구비하면, 경사면(221)은 제1면 또는 패턴배열면(도 8의 101 참조)의 연장 방향(y방향)에서 소정의 경사각을 갖는다. 다시 말해서, 경사면(221)은 패턴배열면과 직교하는 방향(z방향)에 대하여 소정의 경사각(θ)만큼 기울어지도록 마련된다.
경사각(θ)은 약 5°보다 크고 약 85°보다 작다. 경사각(θ)은 광가이드부의 굴절률을 고려하여 좀더 한정될 수 있으나, 기본적으로 경사면(221)에서의 일정 수준 이상의 반사 및 굴절을 고려할 때 약 5° 내지 약 85°범위에서 설계될 수 있다.
일실시예에서, 광가이드부의 굴절률이 약 1.30 내지 약 1.80일 때, 각 패턴(22)의 일측 경사면(221)의 경사각은 기준 방향(z방향 또는 y방향)에 따라 33.7°보다 크고 50.3°보다 작은 범위를 갖거나 49.7°보다 크고 56.3°보다 작은 범위를 가질 수 있다.
또한, 다른 실시예에서, 광가이드부나 복수의 패턴들은 고굴절률 소재를 이용하여 마련될 수 있다. 예컨대, 고광도 LED 제조의 경우, 특정 입사각의 빛이 반도체 다이를 지나 캡슐 소재를 투과할 때 반도체 다이(n=2.50~3.50)와 통상의 고분자 캡슐소자(n=1.40~1.60)와의 사이의 n값(굴절률) 차이에 의해 내부 전반사되고 그에 의해 기기의 광추출 효율이 저하하게 되는데, 이를 적절히 해소하기 위하여 고굴절률 고분자(n=1.80~2.50)를 이용한다. 본 실시예에서는 고광도 LED 제조에 이용되는 고굴절률 고분자(n=1.80~2.50) 등을 활용하여 광가이드부나 복수의 패턴들을 마련할 수 있다. 그러한 경우, 본 실시예에 따른 각 패턴(22)의 경사면(221)의 경사각은 복수의 패턴들의 굴절률에 따라 23.6°보다 크고 약 56.3°보다 작은 범위를 갖거나 혹은 33.7°보다 크고 66.4°보다 작은 범위를 가질 수 있다.
또한, 구현에 따라서, 굴절률 조절을 위해 복수의 패턴들 상에는 적어도 하나의 고굴절률의 기능층이 코팅될 수 있다.
전술한 굴절률에 따른 경사각은 굴절각이 90°인 임계각을 기준으로 스넬의 법칙에 따라 다음의 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00004
수학식 4에서, sinθ1은 제1굴절률(n1)의 제1매질에서의 빛의 굴절각 또는 입사각이고, sinθ2는 제2굴절률(n2)의 제2매질에서의 빛의 입사각 또는 굴절각이다.
전술한 바와 같이, 본 실시예의 복수의 패턴들의 각 경사면은 입사광을 적절하게 반사시키거나 굴절시킬 수 있는 경사각으로서 작게는 약 5°정도, 크게는 약 85°의 경사각(θ)을 갖도록 마련될 수 있다.
또한, 본 실시예의 패턴(22)에 있어서, 전술한 경사면의 경사각에 더하여 폭(w) 대 높이(h)는 소정 비율로 한정될 수 있다. 패턴(22)의 폭(w)은 각 패턴의 밑면의 폭으로 인접한 패턴들 사이의 거리인 피치에 대응할 수 있다.
패턴(22)의 폭(w) 대 높이(h)의 한정에 있어서, 선형광의 입체효과를 강조하도록 패턴을 설계하는 경우, 패턴(22)의 폭(w)은 높이(h)와 같거나 작도록 마련될 수 있다. 또한, 입체효과를 갖는 선형광이 상대적으로 긴 이미지를 표현하도록 패턴을 설계하는 경우, 패턴(22)의 폭(w)은 높이(h)보다 크도록 마련될 수 있다.
다른 예로써, 복수의 패턴들(22)이 렌티귤러(lenticular) 모양을 가지는 경우, 각 패턴(22)의 폭(또는 지름) 대 높이의 비율(h/w)은 약 1/2 이하일 수 있다. 이때, 패턴(22)의 경사면의 경사각(θ)은 약 45°이상이 되도록 마련될 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에서는 각 패턴(22)의 폭(w)과 높이(h)를 특성조절용 인자로 이용하여 조명 장치를 통해 구현하고자 하는 선형광이나 입체효과광 등의 광이미지를 효과적으로 제어할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 입체효과 형성부(21) 내의 서로 인접한 두 패턴들 사이의 폭(w)은 10㎛ 내지 500㎛일 수 있다. 이러한 폭(w)은 제1경로 상에서 복수의 패턴들 사이의 평균 간격이며, 패턴 설계나 원하는 광이미지 형상에 따라 좀더 넓게 또는 좁게 설계될 수 있다.
도 8은 도 7의 입체효과 형성부의 패턴의 다른 실시예에 대한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예의 조명 장치의 입체효과 형성부(21)의 설계시, 복수의 패턴들(22)은 반원형 또는 반타원형 단면 형상의 패턴 구조를 갖도록 마련될 수 있다. 각 패턴(22)은 광가이드부의 두께 방향(z방향)이나 제1면 또는 패턴배열면(101)이 연장하는 방향(y)에서 소정 각도로 기울어진 경사면을 구비한다. 각 패턴(22)은 z방향의 중심선(미도시)을 기준으로 대칭 형태를 구비할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 실시예에서 패턴(22)의 경사면은 패턴의 반원형 구조에 의해 경사면 상에서의 위치에 따라 경사각이 변하는 구조를 가질 수 있다. 즉, 패턴(22)의 경사면은 원호 상의 임의의 점에 접하는 면이 되므로, 패턴(22) 상의 임의의 점에 접하는 접선이나 임의의 선에 접하는 면은 패턴배열면(101)과 직교하는 방향(z방향)에서 소정 경사각(θ)으로 놓일 수 있다. 경사각(θ)은 빛(BL)이 부딪히는 원형 단면상의 위치에 따라 0°보다 크고 90°보다 작을 수 있다.
또한, 본 실시예의 입체효과 형성부(21)는 서로 인접한 두 패턴들 사이에 마련되는 이격부(102)를 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 복수의 패턴들이 제1패턴(Cm-1), 제2패턴(Cm) 및 제3패턴(Cm+1)(여기서, m은 2 이상의 자연수임)을 포함할 때, 입체효과 형성부(21)는 제1패턴(Cm-1)과 제2패턴(Cm) 사이 및 제2패턴(Cm)과 제3패턴(Cm+1) 사이에 마련되는 패턴이격부(102)를 포함할 수 있다.
패턴이격부(102)는 광가이드부의 제1면(101)에서 오목한 패턴들이 형성되지 않은 부분으로서 인접한 두 패턴들 사이에 위치하는 제1면(101)의 일부분일 수 있다. 또한, 패턴이격부(102)는 서로 인접한 두 패턴들 사이의 유격으로서 제조공정의 편의를 위해 마련된 것일 수 있다. 패턴이격부(102)는 제조공정이나 특정 구현의 패턴 설계에 따라 생략가능하다.
패턴이격부(102)의 폭(w1)은 패턴(22)의 폭(w)보다 작다. 패턴이격부(102)의 폭(w1)은 패턴(22)의 폭(w)의 약 1/5 이하이거나 수㎛ 이하일 수 있다.
도 9는 도 7의 입체효과 형성부의 패턴의 또 다른 실시예에 대한 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치의 입체효과 형성부(21)의 설계시, 복수의 패턴들(22)은 다각형 단면 형상의 패턴 구조를 갖도록 마련될 수 있다. 각 패턴(22)의 경사면(221)은 꺽은선 그래프 형상을 가질 수 있다.
본 실시예에서 각 패턴(22)의 경사면(221)은 제1면 또는 패턴배열면(101)과 직교하는 방향(z방향)에서 꺽은선 그래프의 선분 개수에 따라 복수의 경사각(θ1, θ2)을 가지도록 마련된다. 제2경사각(θ2)은 제1경사각(θ1)보다 클 수 있다. 제1 및 제2 경사각(θ1, θ2)은 빛이 부딪히거나 지나는 위치에 따라 약 5°보다 크고 약 85°보다 작은 범위에서 설계될 수 있다.
또한, 입체효과 형성부(21)는 서로 인접한 두 패턴들 사이에 마련되는 패턴이격부(102)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 패턴이격부(102)의 폭(w1)은 입체효과 형성부(21)상에서의 자연스러운 선형광 또는 입체효과광의 구현을 위해 패턴의 폭(w)보다 작다. 복수의 패턴들의 설계를 통해 원하는 형상(단절 없는 형상 등)의 선형광 또는 입체효과광을 구현할 때, 패턴이격부(102)의 폭(w1)은 가능한 한 좁게 설계되거나 패턴이격부(102)는 그 자체가 생략되도록 설계될 수 있다. 패턴이격부(102)가 마련되는 경우, 이격부(102)의 폭(w1)은 수㎛ 이하로 설계된다.
또한, 입체효과 형성부(21)는 각 패턴 상에 패턴배열면(101)과 평행한 광단절면(223)을 구비할 수 있다. 광단절면(223)은 실질적으로 입사광의 반사나 굴절을 통해 빛이 외부로 방출되도록 작용하지 못하는 부분으로서, 복수의 패턴들에 의해 구현되는 선형광이 광단절면(223)에 대응하는 부분에서 단절되어 표현될 수 있으므로, 광단절면(223)의 폭(w2)은 원하는 형상의 선형광의 구현을 위해 수㎛ 이하에서 적절하게 설계될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치의 사시도이다. 도 11은 도 10의 조명 장치에 대한 단면도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치(100A)는, 광가이드부(10), 광가이드부(10)의 제1면에 마련되는 입체효과 형성부(21), 반사부(12) 및 광원부(30)를 포함하여 구성된다.
본 실시예의 조명 장치(100A)는 입체효과 형성부(21)가 광가이드부의 일면 일부를 제거한 형상으로 마련되지 않고 별도의 패턴층(20)을 접합하여 마련되는 것과, 패턴층(20)의 일면에 마련된 복수의 패턴들(22) 상에 반사부(12)가 마련되는 것을 제외하고 도 1 내지 도 3를 참조하여 설명한 조명 장치(100)와 실질적으로 동일할 수 있다.
패턴층(20)은 광가이드부(10)과 동일하거나 유사한 재료로 마련된다. 패턴층(20)은 일면에 복수의 패턴들(22)을 갖는 투명 부재로 마련될 수 있다. 복수의 패턴들(22)은 입체효과 형성부(21)를 구성한다.
패턴층(20)의 재료로는 열가소성 고분자, 광경화성 고분자 등의 수지 재료가 이용될 수 있다. 패턴층(20)의 재료는 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethylmethacrylate), 폴리스티렌(Polystyrene), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate) 등일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
패턴층(20)은 제조 공정에 따라서 별도의 접착 재료를 사용하지 않고 광가이드부(10)의 제1면에 직접 접합될 수 있다. 그 경우, 패턴층(20)은 열접착(heat sealable), 열융착 등의 열반응형 접착 특성을 갖는다.
한편, 광가이드부(10)의 일면에 패턴층(20)을 접합할 때 소정의 접착 재료가 이용될 수 있다. 이 경우, 도 11에 도시한 바와 같이, 광가이드부(10)와 패턴층(20) 사이에는 접착층(40)이 배치된다. 접착층(40)의 접착 재료로는 광학용 투명 점착제, 접착제 등이 이용될 수 있다. 접착 재료로는 에폭시 수지 등이 이용될 수 있다. 접착층(40)은 굴절률 조절을 위해 고굴절 물질인 PEA(Phenoxyethyl acrylate)를 이용하여 구현될 수 있다. 또한, 접착층(40)은 불소계 고분자, 불소계 모노머 등으로 구현가능하다.
반사부(12)는 복수의 패턴들(22) 상에 마련된다. 본 실시예에서 반사부(12)는 복수의 패턴들(22) 상의 코팅층을 포함하여 구성된다. 반사부(12)는 전반사 코팅층일 수 있다. 반사부(12)의 재료는 은(Ag), 알루미늄(Al), 백색 시트 등이 이용될 수 있다.
광원부(30)는 광가이드부(10)의 측면에 입사광을 공급한다. 광원부(30)의 높이(t2)는 광가이드부(10)의 두께(t1)와 동일하거나 작다.
광원부(30)는 도 1의 조명 장치의 광원부와 실질적으로 동일할 수 있다. 다만, 본 실시예의 광원부(30)는 서로 소정 간격 이격되는 복수의 광원들(30a, 30b, 30c)을 포함하여 구성된다. 그 경우, 광원부(30)는 광가이드부(10)의 서로 다른 영역에 서로 평행한 방향이나 서로 다른 방향으로 빛을 조사하거나 서로 마주하는 반대 방향으로 빛을 조사할 수 있다. 즉, 복수의 광원과 광가이드부(10)의 서로 다른 영역에 서로 다른 배열 방향으로 배열된 복수 그룹의 패턴들을 이용하면, 본 실시예의 조명 장치(100A)는 서로 다른 광경로의 복수의 선형광을 구현할 수 있다(도 17 참조).
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치의 평면도이다.
도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치(200)는, 광가이드부(10), 반사부(도 1의 12 참조), 패턴층(20) 및 광원부를 포함하여 구성된다. 광가이드부(10) 및 패턴층(20)은 단일 광학 부재를 형성하며, 광학 부재의 일면에는 반사부가 마련된다.
조명 장치(200)는 평면상에서 소정의 길이(LH)와 폭(WH)을 갖는 막대 형상으로 이루어진다. 길이(LH)와 폭(WH)은 20W 형광등 또는 40W 형광등의 길이 및 직경과 유사하거나 동일하게 마련될 수 있다.
패턴층(20)은 일면 상에 x방향으로 연장하며 y방향으로 순차 배열되는 복수의 패턴들을 포함한다. 복수의 패턴들은 입체효과 형성부로서 작용한다. 광가이드부(10)는 패턴층(20)을 매립하거나 포위하도록 마련될 수 있다. 본 실시예에서 광가이드부(10) 및 패턴층(20)은 도 10 및 도 11을 참조하여 앞서 설명한 실시예의 광가이드부 및 패턴층과 동일할 수 있다.
광원부는 광가이드부(10)의 길이 방향에서 양단부에 각각 배치되는 제1광원(30a) 및 제2광원(30b)를 포함하여 구성된다. 제1광원(30a) 및 제2광원(30b)은 백열등, 할로겐등, 방전등 등의 기존의 다양한 광원들 중 하나로 마련되거나 태양에 의한 자연광을 유도하거나 반사하는 가이드 부재 등의 간접 광원으로 마련될 수 있다. 또한, 제1광원(30a) 및 제2광원(30b)은 구현에 따라서 LED(Light Emitting Diode) 소자를 포함하여 마련될 수 있다. 이 경우, 광원부는 제1광원(30a) 및 제2광원(30b)과 이 광원들에 전원을 공급하는 구동회로가 탑재된 인쇄회로기판을 포함할 수 있다.
본 실시예에서 제1광원(30a) 및 제2광원(30b)은 광가이드부(10)의 길이 방향의 양단부에서 중앙부로 빛을 조사한다. 이러한 구성에 의하면, 조명 장치(200)는 입체효과 형성부의 패턴 설계를 통해 두 광원(30a, 30b)으로부터의 입사광을 광가이드부의 길이 방향의 양단부에서 시작하여 중심부를 향해 서로 마주하는 방향으로 연장하며 중앙부에서 사라지는 형태의 선형광(GL1, GL2)으로 각각 표현할 수 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 광가이드부의 서로 다른 영역에서 광원(또는 광원의 광출사면)을 중심으로 대략 반구 형상의 광이 조사될 때, 패턴 설계를 통해 광원의 입사광을 제어하여 서로 반대 방향으로 연장하는 선형광들이나 상기의 반대 방향에서 90° 초과 180° 미만의 각도를 갖는 방향 즉 서로 교차하는 방향으로 연장하는 선형광들을 구현할 수 있다(도 23의 y3 및 y4 참조).
또한, 구현에 따라서 패턴 설계를 통해 광원의 입사광을 제어하여 서로 동일한 방향으로 연장하는 선형광들이나 상기의 동일한 방향에서 서로 교차하는 방향으로 연장하는 선형광들을 구현할 수 있다.
한편, 본 실시예의 조명 장치(200)는 구현에 따라서 광가이드부(10)나 광원(30a, 30b)을 지지하는 지지 부재나 하우징을 더 포함하여 구성될 수 있다(도 22의 410 및 도 23의 510 참조).
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치의 평면도이다.
도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치(300)는 광가이드부, 반사부(도 10 및 도 11의 12 참조), 입체효과 형성부(21), 광원부(30) 및 지지 부재(310)를 포함하여 구성된다.
광가이드부는 지지 부재(310)의 일면에 소정 두께로 마련되고 지지 부재(310) 상에 입체효과 형성부(21)를 매립하도록 마련될 수 있다. 광가이드부는 서로 다른 영역들(R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, R11 및 R12)에 각각 마련되는 입체효과 형성부(21)와 서로 다른 영역들에 각각 빛을 비추는 12개의 광원들을 포함하는 것을 제외하고 도 1의 조명 장치의 광가이드부(10a)나 도 10 및 도 11의 조명 장치의 광가이드부(10)와 실질적으로 동일할 수 있다.
입체효과 형성부(21)는 광가이드부의 내부, 제1면 또는 제2면에 마련될 수 있다. 또한, 입체효과 형성부(21)는 광가이드부(10)의 일측에 배치되는 제1영역(R1)의 복수의 패턴들이 그 중간에 배치되는 제2영역 내지 제11영역(R2 내지 R11)의 복수의 패턴들을 경유하여 광가이드부(10)의 타측에 배치되는 제12영역(R12)의 복수의 패턴들까지 일체로 연속하여 연장하도록 마련될 수 있다. 이때, 입체효과 형성부(21)의 각 패턴은 서로 인접한 두 영역들 사이의 경계 부분에서 절곡부를 가질 수 있다.
본 실시예의 입체효과 형성부(21)는 광가이드부(10)의 서로 다른 영역들(R1 내지 R12)에 각각 순차 배열되는 복수의 패턴들을 포함하는 것을 제외하고 도 1 내지 도 12를 참조하여 앞서 설명한 조명 장치의 입체효과 형성부들 중 어느 하나의 입체효과 형성부와 실질적으로 동일할 수 있다.
광원부(30)는 광가이드부(10)의 서로 다른 영역들(R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, R11 및 R12)에 각각 마련되는 입체효과 형성부(21)의 복수 그룹의 패턴들에 각각 빛을 비추는 12개의 광원들을 포함한다. 본 실시예에서 각 광원은 LED 광원이다. 각 광원은 두 개의 LED 소자를 포함한 LED 패키지로서, 각 LED 소자에 의한 두 개의 빛을 방출하도록 마련된다.
또한, 광원부(30)가 제1광원 및 제2광원을 포함한다고 할 때, 제1광원 및 제2광원은 동일한 방향에서 서로 평행한 방향으로 빛을 조사하거나 동일한 방향에서 서로 교차하는 방향으로 빛을 조사하도록 배열될 수 있다. 또한, 구현에 따라서, 제1광원 및 제2광원은 반대 방향에서 일직선 방향이나 서로 평행한 방향으로 빛을 조사하거나 제1광원 및 제2광원 사이에 90°초과 180°미만의 각도를 갖는 서로 다른 방향으로 빛을 조사하도록 배열될 수 있다.
지지 부재(310)는 광가이드부 또는 광원부(30)를 지지한다. 지지 부재(310)는 조명 장치(300)의 하우징이나 케이스의 일부분이거나 조명 장치를 특정 위치에 부착하기 위한 기구물의 구조를 구비할 수 있다. 또한, 지지 부재(310)는 건물 내외의 벽이거나 물건 또는 장비의 일면일 수 있다. 지지 부재(210)는 광원부(30)의 빛이 조사되는 곳에 광학 부재를 배치할 수 있는 것이라면, 특별히 한정되지 않고 모든 장치나 물건을 이용하여 구현될 수 있다. 예컨대, 지지 부재(310)는 모자, 의류, 신발, 가방, 장식품(accessory), 실내외 인테리어 부품 등을 이용하여 구현될 수 있다.
도 14는 도 13의 조명 장치의 작동 상태에 대한 평면도이다. 도 15는 도 13의 조명 장치의 작동 상태의 도면이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치의 작동 시, 각 광원에서의 입사광은 광가이드부나 지지 부재(310)의 폭 방향의 양측면 가장자리에서 중간 부분(A0)을 향하여 조사되고, 광가이드부의 각 영역의 패턴들에 의해 소정 광폭으로 제1경로(D1, D2 등)로 이동하는 선형광(Beam)으로 변환된다. 여기서, 선형광의 광폭은 패턴들에 빛을 비추는 광원의 광출사면의 폭 이하일 수 있고, 선형광의 길이는 상기한 광폭보다 클 수 있다.
본 실시예에 의하면, 폭 방향의 길이(L)가 약 250㎜인 지지 부재(310) 상에 마련되는 입체효과 형성부의 복수의 패턴들을 이용하여 약 10W의 백색 LED 램프의 빛을 지지 부재(310)의 폭 방향에서의 대략 중간 부분(A0)에서 광원의 빛의 세기가 크게 약해지거나 사라지는 입체효과광 또는 입체효과선형광을 구현할 수 있다.
즉, 본 실시예에 의하면, 광가이드부 또는 입체효과 형성부를 지나는 입사광은 순차 배열된 패턴들에 의해 상대적으로 매우 짧은 거리(예컨대, 약 100㎜ 내지 약 200㎜ 정도)에서 빛의 세기가 급감하여 사라지는 입체효과광으로 표현될 수 있다. 여기서, 매우 짧은 거리는 메인패턴들이 마련되지 않은 비교예의 투명기재(베이스기재에 대응함)에 빛을 조사할 때 투명기재를 지나는 빛이 자연적으로 감쇄되어 사라지는 거리(예컨대, 수 내지 수십 미터)에 비해 '1/(수백 내지 수천)'배 이상의 짧은 거리에 해당한다.
한편, 본 실시예에서는 두 개의 LED 소자를 갖는 LED 패키지를 광원으로 이용함으로써 조명 장치의 각 광원마다 두 개의 빛이 조사되는 형태로 도시되어 있으나, 본 발명은 그러한 구성으로 한정되는 것이 아니며, 하나의 LED 소자를 갖는 LED 패키지를 광원으로 이용하여 각 광원마다 하나의 빛이 조사되는 형태로 마련될 수 있다.
도 16은 도 15의 조명 장치의 휘도 그래프이다.
본 실시예의 그래프는 도 15의 조명 장치의 전면 중앙부에 휘도 측정기를 배치하여 측정한 것이다.
도 16을 참조하면, 광원의 빛의 세기가 최대 Lu12일 때, 조명 장치(도 13의 300 참조)의 광원의 광출사면 전방의 중간 영역(A0)에서의 제1 휘도(약 Lu5 정도)는 광출사면 전방의 다른 영역에서의 제2 휘도(약 Lu7 내지 약 Lu12)에 비해 상대적으로 크게 작음을 알 수 있다. 특히, 중간 영역(A0)에서의 제1 휘도가 주변의 다른 영역의 제2 휘도에 의한 영향인 것을 감안하면, 실제로 조명 장치의 광출사면의 중간 영역(A0)에서의 빛의 세기는 0에 근접하다는 예상할 수 있다.
전술한 그래프의 측정 결과는 입체효과 형성부의 복수의 패턴들을 지나는 입사광이 패턴들의 경사면에서 차례로 굴절 및 반사되어 중간 영역(A0)에서 거의 빛의 세기를 갖지 않기 때문이며, 이러한 원리를 이용하면 패턴 설계를 통해 원하는 형상의 입체효과 선형광을 구현할 수 있다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치의 작동 상태도이다.
도 17을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치는 입체효과 형성부의 복수의 패턴들이 배열된 패턴배열면 상의 반사부(도 21의 12 참조)를 포함하여 구성된다.
본 실시예에서 반사부는 입체효과 형성부의 복수의 패턴들 상에 코팅된 전반사 코팅층이다. 반사부의 재료는 은(Ag), 알루미늄(Al), 백색 시트 등일 수 있다.
전술한 반사부를 이용하면, 도 20의 조명 장치에서 설명할 반사층이격부, 반사필름, 접착제 등의 구성요소를 생략할 수 있는 이점이 있다.
도 17(a)의 제1광이미지는 도 15의 조명 장치(300)의 일부를 이용하여 얻을 수 있다. 즉, 도 17(a)의 제1광이미지는 반사필름(도 20의 12 참조)를 포함한 조명 장치가 일렬 횡대로 배열되고 각각 2개의 LED 소자들을 포함하는 9개의 광원에서 조사되는 광을 입체효과 형성부의 패턴들에 의해 한정하고 유도하여 패턴들의 연장방향과 수직인 광경로(제1경로)에서 소정의 광폭을 갖고 제1경로로 각각 진행하는 다수의 입체효과 선형광으로 표현한 것에 대응한다.
여기서, 다수의 입체효과 선형광은 두 줄기의 광 9개가 우측에서 좌측으로 진행하며 그 광경로 길이가 점진적으로 멀어지는 형태 또는 그 광도가 그라데이션 형태로 감소하도록 표현되는 형태를 지칭한다.
도 17(b)의 제2광이미지는 도 20에서 설명할 반사필름을 생략하고 전술한 반사코팅층을 형성한 조명 장치를 통해 얻은 광이미지이다. 즉, 조명 장치는 일렬 횡대로 배열되고 각각 2개의 LED 소자들을 포함하는 9개의 광원에서 조사되는 광을 입체효과 형성부의 패턴들 및 반사코팅층에 의해 한정하고 유도하여 패턴들의 연장방향과 수직인 제1경로로 각각 진행하는 다수의 입체효과 선형광을 구현한다.
전술한 제2광이미지는, 그 빛줄기의 밝은 부분의 길이가 제1광이미지에서의 빛줄기의 밝은 부분의 길이보다 약간 짧은 것을 제외하고 제1광이미지와 실질적으로 동일하다. 실제로, 제2광이미지 특히 그 빛줄기의 밝은 부분의 길이는 반사코팅층 전체를 전반사 코팅층으로 마련하거나 소정의 투과율을 갖는 부분반사 코팅층으로 마련하는 반사부 설계에 따라 조절될 수 있다.
부분반사 코팅층은 반사부 전체가 소정의 투과율을 갖는 반사부로 마련되거나 반사부 일부를 전반사 코팅층으로 배치하고 나머지 일부를 부분반사 코팅층으로 배치하여 마련되거나 혹은 전반사 코팅층과 부분반사 코팅층을 규칙적으로 또는 불규칙적으로 혼합 배열하는 방식으로 마련될 수 있다.
도 18은 도 17의 조명 장치에 채용가능한 구조의 부분 확대 단면도이다.
도 18을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치(300A)는 광가이드부(10), 입체효과 형성부(21), 반사부(12) 및 광원부(30)를 포함하여 구성된다.
입체효과 형성부(21)는 별도의 패턴층(20)의 일면에 마련되는 복수의 패턴들(22)을 포함하여 구성된다. 복수의 패턴들(22)의 패턴 종류는 프리즘(prism) 외에 렌티큘러(Lenticular), 사면체, 원뿔 등의 다양한 형상이 이용될 수 있다.
입체효과 형성부(21)의 복수의 패턴들(22)이 패턴층(20)과 광가이드부(10) 사이에 배치되면, 광가이드부(10)를 형성하는 레진층에 의해 복수의 패턴들(22)은 경사면을 가진 패턴으로서 제대로 동작하지 못할 수 있다. 특히, 광가이드부(10)의 굴절률과 패턴층(20)의 굴절률이 유사한 경우, 예컨대 굴절률 차이가 0.2 이하인 경우, 이들 사이에 위치하는 패턴들의 각 경사면은 입사광의 굴절 및 반사 작용을 제대로 수행하지 못한다. 그것은 입체효과 형성부(21)의 복수의 패턴들(22)에 의해 광원부(30)의 빛을 광가이드부(10)의 상부측으로 유도할 수 없어 입체효과를 갖는 선형광을 구현하지 못할 수 있음을 나타낸다.
따라서, 조명 장치(300A)는 복수의 패턴들(22)의 경사면의 경사각과 입사광의 입사각에 따라 광원부(30)의 광이나 광가이드부(10) 내부를 이동하는 입사광을 복수의 패턴들(22) 상의 반사부(12)를 통해 효과적으로 순차 반사하여 광가이드부(10)의 상부측으로 유도한다.
반사부(12)은 복수의 패턴들(22) 상에 반사 재료로 얇게 코팅된 코팅층이다. 반사부(12)의 재료로는 은(Ag), 알루미늄(Al), 스테인리스 강(304SS) 등이 이용될 수 있다.
광원부(30)는 광원의 구동 및 전원 공급을 위한 인쇄회로기판을 더 포함할 수 있고, 인쇄회로기판은 지지 부재(310)에 마련될 수 있다.
본 실시예의 조명 장치(300A)는, 복수의 패턴들(22)이 패턴층(20)과 광가이드부(10) 사이에 마련되고, 복수의 패턴들(22) 상에 코팅층 형태의 반사부(12)를 마련하는 것을 제외하고, 후술하는 도 20의 조명 장치와 실질적으로 동일할 수 있다.
조명 장치(300A)의 두께(h2)는 100㎛ 내지 250㎛ 이하이다. 조명 장치(300A)의 두께가 100㎛보다 작으면, LED 광원을 레진층으로 매립하는 구조의 구현이 어렵고 내구성이 저하될 수 있다. 또한, 조명 장치(300A)의 두께가 250㎛보다 크면 두께가 두꺼워져 롤(roll)에 감기가 어려울 수 있다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치의 작동 상태도이다.
도 19를 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치는 광원으로서 규칙적으로 배열되는 다수의 LED 소자들을 포함하여 구성된다. 다수의 LED 소자들은 서로 인접한 제1배열라인의 제1 LED 소자들과 제2배열라인의 제2 LED 소자들을 포함하며, 여기서 제1 LED 소자들의 출광 방향과 제2 LED 소자들의 출광 방향은 서로 반대 방향을 향하도록 설정된다. 그리고, 제1 및 제2 LED 소자들 각각은 대략 광출사면을 중심으로 반구 영역에 빛을 조사한다고 가정한다.
전술한 조명 장치에 있어서, 각 LED 소자의 빛은 각 LED 소자로부터 순차적으로 멀어지도록 배열되는 입체효과 형성부의 패턴들에서의 반사 및 굴절에 의해 패턴들의 패턴배열면과 임계각 이상으로 교차하며 외부로 순차 방출된다. 이러한 구성에 의해 조명 장치는 각 LED 소자에 대응하는 입체효과 형성부 상에 입체효과를 갖는 선형광의 광이미지를 다수 개 형성한다.
전술한 입체효과 선형광은 관측자의 관측지점이나 소정의 기준점이 이동함에 따라 서로 다른 광경로의 서로 다른 광이미지를 표현한다. 일례로, 조명 장치를 평평한 바닥에 놓고 정면 상부 측에서 본 경우, 조명 장치의 광이미지는 도 19의 (a)에 도시한 바와 같이 표현된다.
즉, 도 19(a)의 광이미지는 서로 반대 방향으로 빛을 조사하는 두 그룹의 LED 소자들의 제1 선형광 그룹과 제2 선형광 그룹이 두 손을 깍지낀 형상과 유사하게 서로 마주하는 방향으로 교차하면서 중심 영역에서 좌우 양측 영역으로 가면서 교차 각도가 커지는 광이미지로 표현된다.
또한, 도 19(a)의 광이미지는, 각 LED 소자에 대한 시야각 차이에 따라 서로 이웃한 배열라인 상에 위치하는 LED 소자들의 출사광이 정반대 방향으로 조사되도록 표현되지 않고 정반대 방향에서 일정 부분 벗어난 각도(예컨대, 약 180°±45°)를 갖도록 표현된다.
조명 장치를 평평한 바닥에 놓고 바닥에 가까운 정면 하부 측에서 본 경우, 조명 장치의 광이미지는 도 19의 (b)에 도시한 바와 같이 표현된다. 즉, 도 19(b)의 광이미지는 도 19(a)의 광이미지와 대비할 때, 동일 배열라인 상의 복수의 LED 소자들의 선형광들이 패턴패열면과 대략 수직인 방향에서 서로 중첩되지 않고 분리되어 보임으로써 전체적으로 더 깊은 깊이감 또는 입체효과를 갖는 광이미지로 표현된다.
그리고, 조명 장치를 평평한 바닥에 놓고 바닥에 가까운 측면 하부 측에서 본 경우, 조명 장치의 광이미지는 도 19의 (c)에 도시한 바와 같이 표현된다. 즉, 도 19(c)의 광이미지는 가까운 영역의 빛들이 서로 교차하지 않다가 멀리 위치한 영역으로 가면서 복수 행의 지그재그 형상으로 나란히 연장하는 광이미지를 표현한다.
이와 같이, 본 실시예의 조명 장치는 관측자의 관측지점이나 소정의 기준점의 변화에 따라 서로 다른 광경로의 서로 다른 광이미지를 구현할 수 있다.
도 20은 도 19의 조명 장치에 채용가능한 구조의 부분 확대 단면도이다.
도 20을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치(300B)는, 광가이드부(10), 입체효과 형성부(21), 반사부(12) 및 광원부(30)를 포함하여 구성된다.
광가이드부(10)는 내부 입사광을 가이드할 수 있는 재료로 마련된다. 광가이드부(10)의 재료는 레진(resin)일 수 있다. 레진층을 이용하는 경우, 광가이드부(10)는 두께가 얇고 휘어지는 유연성을 가진 광가이드부가 될 수 있다.
레진층은 기본적으로 광을 가이드할 수 있는 재질의 수지로 이루어진다. 레진층은 올리고머를 포함하는 자외선 경화수지로 이루어질 수 있다. 또한, 레진층은 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 주원로 하는 레진으로 형성될 수 있다. 예컨대, 레진층은 합성올리고머인 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 폴리아크릴인 폴리머를 혼합한 수지를 이용하여 제조될 수 있다. 물론, 여기에 저비점 희석형 반응성 모노머인 IBOA(isobornyl acrylate), HPA(hydroxylpropyl acrylate), 2-HEA(2-hydroxyethyl arrylate) 등이 혼합된 모노머를 더 포함할 수 있다. 또한, 첨가제로서 광개시제 또는 산화방지제 등을 더 혼합할 수 있다.
입체효과 형성부(21)는 복수의 패턴들(22)을 포함하여 구성된다. 복수의 패턴들(22)은 경사면을 구비하고, 경사면은 소정 수준 이상의 매끈한 표면 거칠기를 갖는 경면 가공면이다. 본 실시예에서 입체효과 형성부(21)는 광가이드부(21)의 일면에 접합되는 별도의 패턴층(20)에 의해 마련된다. 패턴층(20)의 타면은 광가이드부(21)의 일면에 접합하고, 패턴층(20)의 일면은 복수의 패턴들(22)이 마련되는 패턴배열면이다.
반사부(12)는 패턴층(20)의 패턴배열면 상에 필름 형태의 반사필름으로 마련된다. 반사부(12)는 반사 효율이 높은 재질로 형성되어 광원부(30)로부터 입체효과 형성부(21)를 통해 나오는 광을 입체효과 형성부(21) 측으로 반사하여 광손실을 줄이고 입체효과를 갖는 선형광을 더욱 명확하게 표현하도록 동작한다.
반사부(12)의 재료로는 빛의 반사 특성 및 빛의 분산을 촉진하는 특성을 증가시키기 위해 백색 안료를 분산 함유하는 합성수지가 이용될 수 있다. 예를 들어, 백색 안료로는 산화티탄, 산화알루미늄, 산화아연, 탄산염, 황산바륨, 탄산칼슘 등이 이용될 수 있고, 합성수지 원료로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리올레핀, 셀루로오스 아세테이트, 내후성 염화비닐 등이 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
반사부(12)와 복수의 패턴들(22)과의 사이에는 반사층이격부(120)가 구비될 수 있다. 반사층이격부(120)는 공기로 채워지는 에어갭일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 반사층이격부(120)에는 구현에 따라서 패턴층(20)과 다른 굴절률의 재료가 삽입될 수 있다.
또한, 반사부(12)는 패턴층(20)과 적층 시 소정의 접착패턴(130)에 의해 접착될 수 있다. 이 경우, 반사부(12)는 접착패턴의 굴절률이나 반사 성능 또는 패턴 형태에 따라 반사부(12)에서 반사되는 빛의 양이나 위치를 제어하여 광이미지의 다양성에 기여할 수 있다.
또한, 본 실시예의 조명 장치(300B)는, 반사부(12) 상의 반사패턴(140)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 반사패턴(140)은 패턴층(20)과 마주하는 반사부(12)의 일면에 잉크패턴으로 마련될 수 있다. 반사패턴(140)의 재료로는 반사부(12)의 재료와 동일한 재료가 이용될 수 있다. 이러한 반사패턴(140)을 이용하면 반사부(12) 상에서 반사되는 빛의 강도를 조절할 수 있어 다양한 형상의 광이미지의 구현에 기여할 수 있다.
광원부(30)는 광원을 포함한다. 광원은 하나 또는 둘 이상의 발광다이오드(Light Emitting Diode: LED) 소자를 포함하여 구성될 수 있다. LED 소자는 측면형 또는 상부형 발광 구조를 가질 수 있다. 또한, 광원부(30)는 별도의 인쇄회로기판(32)을 포함하여 구성될 수 있다. 인쇄회로기판(32)은 유연한 절연 기판상에 도전성 회로 패턴이 마련되는 연성인쇄회로기판일 수 있다. 본 실시예에서 광원부(30)의 광원은 단면상에서 볼 때 패턴층(20)과 반사부(12)를 관통하는 형태로 인쇄회로기판(32)에 연결되고, 인쇄회로기판(32)을 통해 공급되는 전원과 제어신호에 의해 입체효과 형성부(21)로 빛을 조사하도록 구동될 수 있다.
본 실시예에 의하면, 조명 장치(300B)는 레진층으로 마련되는 광가이드부(10)에 의해 인쇄회로기판(32) 상의 반사부(12), 패턴층(20) 및 광원부(30)의 광원을 매립하고, 광원부(30)의 광은 광가이드부(10)에서 가이드하며 입체효과 형성부(21)의 복수의 패턴들(22)에서 반사 및 굴절에 의해 선형광을 표현할 때, 반사부(12)에서의 반사에 의해 선형광을 더욱 명확하게 구현할 수 있다.
또한, 반사부(12) 상의 반사패턴(140)이나 접착패턴(130)에 의해 반사부(12)의 광 반사 성능이나 반사 영역을 제어하여 다양한 형상의 선형광이나 선형광을 이용한 원하는 형상의 광이미지를 더욱 효과적으로 구현할 수 있다.
도 21은 도 20의 조명 장치에 채용가능한 반사패턴에 대한 평면도이다.
도 21을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치에 있어서, 반사패턴(140)은 육각형 링 모양의 단위패턴(141)을 다수 개 배열한 형태로 마련되나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 반사패턴(140)은 육각형 외의 다각형이나 원형, 타원형, 별모양, 구불구불한 링형, 스트라이프 모양, 메시 모양 또는 이들의 조합 모양으로 설계될 수 있다. 즉, 반사패턴(140)의 패턴 모양은 원하는 형상의 광이미지나 광이미지에 대한 원하는 입체효과(선명함, 흐릿함, 번짐 등)에 따라 설계될 수 있다.
반사패턴(140)은 반사부(12)의 일면에 반사재료를 포함하는 잉크를 인쇄하여 마련될 수 있다.
반사패턴(140)을 이용하면, 광원부(30)로부터 입체효과 형성부(도 20의 21 참조)를 경유하여 입체효과 형성부의 하부측으로 진행하는 일부 빛을 반사하여 입체효과 형성부로 되돌려 보냄으로써 광원부의 모든 빛이 입체효과 형성부의 복수의 패턴들을 경유하여 제1경로상에서 광가이드부(10)의 상부측으로 방출되도록 할 수 있다. 또한, 반사패턴(140)의 설계에 따라 빛의 반사량이나 반사영역을 조절하여 입체효과 선형광의 광이미지에 다양한 변형을 줄 수 있다.
한편, 반사패턴(140)과 함께 반사부(도 20의 12 참조)의 일면에 마련되는 접착패턴(130)은 상술한 반사패턴(140)과 중첩되거나 중첩되지 않는 별도의 패턴으로 마련될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 구현에 따라서 접착패턴(130)은 반사패턴(140)에 소정의 접착 성분을 함유한 것으로 마련될 수 있다. 그러한 경우, 반사패턴(140)은 곧 접착패턴(130)일 수 있다.
도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치의 단면도이다.
도 22를 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치(400)는, 광가이드부(10), 반사부(12), 입체효과 형성부(21), 광원부(30) 및 지지 부재(410)를 포함하여 구성된다. 광가이드부(10), 입체효과 형성부(21) 및 반사부(12)는 시트상의 단일 광학 부재로 마련될 수 있다.
입체효과 형성부(21)가 광가이드부(10)의 일면 일부를 제거한 요철 모양으로 마련되고, 광가이드부(10)의 일면 상에 시트상의 반사부(12)가 마련되는 것을 제외하고, 본 실시예에서 광가이드부(10), 입체효과 형성부(21) 및 반사부(12)는 전술한 실시예들 중 어느 하나의 광가이드부, 입체효과 형성부 및 반사부와 실질적으로 동일할 수 있다.
본 실시예에서 광가이드부(10)의 두께는 약 100㎛ 내지 약 250㎛ 이하이다. 광가이드부(10)의 두께가 100㎛보다 작으면, 100㎛보다 작은 광출사면의 높이를 갖는 LED 광원의 제조가 어렵고 내구성이 크게 떨어질 수 있다. 또한, 광가이드부(10)의 두께가 250㎛보다 크면 유연성이 떨어져 소정 곡률(2R)을 갖는 지지 부재(410)에 설치하기가 어려울 수 있다.
광원부(30)는 광가이드부(10)의 일측면에 배치되어 광가이드부(10)의 일측면으로 입사광을 공급한다. 광원부(30)는 하나 또는 둘 이상의 LED 소자를 포함하는 LED 패키지로 마련될 수 있다.
지지 부재(410)는 1/R 등의 소정 곡률을 가진 하우징이거나 굴곡부를 가진 건물 내외의 벽이거나 물건의 일면일 수 있다. 본 실시예에서 지지 부재(410)는 소정 직경(2R)의 중공형 원통 형상을 구비한다.
지지 부재(410)는 광원부(30)의 빛이 일측면에 조사되는 곳에 시트상의 광가이드부(10) 및 입체효과 형성부(21)를 배치할 수 있는 것이라면, 특별히 한정되지 않고 모든 장치나 물건을 이용하여 구현될 수 있다. 게다가, 지지 부재(410)는 시트상 광가이드부(10)가 부착될 수 있는 원형 또는 중공형의 모자, 의류, 신발, 가방, 장식품(accessory), 실내외 인테리어 부품 등을 이용하여 구현될 수 있다.
본 실시예에 의하면, 곡률을 갖는 응용 제품이나 물건이나 건물에 광가이드부와 입체효과 형성부를 배치하여 선형광이나 입체효과선형광에 의한 다양한 광디자인의 조명을 구현할 수 있다.
도 23은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치의 평면도이다.
도 23을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치(500)는, 광가이드부, 반사부, 입체효과 형성부, 광원부 및 아우터 렌즈(outer lens, 510)를 포함하여 구성된다.
광가이드부(10)는 평면상에서의 형상이 유선형이고 두께 방향에서 소정 부분에 곡률을 갖는 것을 제외하고 전술한 실시예의 조명 장치의 광가이드부와 실질적으로 동일할 수 있다.
입체효과 형성부는 광가이드부(10)의 서로 다른 영역에 마련되는 복수 그룹의 패턴들(22a, 22f, 22g 등)을 포함하여 구성된다. 복수의 패턴들은 유선형의 광가이드부(10)의 서로 다른 영역에 각각 마련되어 서로 다른 광경로(y1, y2, y3, y4, y5, y6, y7)의 선형광을 구현한다. 복수의 패턴들은 광가이드부(10)의 일면에 일체로 마련되는 요철 패턴 또는 별도의 패턴층에 의해 마련되는 요철 패턴으로 구현될 수 있다.
반사부는 광가이드부(10)의 일면에 일체로 마련되는 요철 패턴 상의 코팅층이나, 별도의 패턴층에 의해 마련되는 요철 패턴 상의 평평한 반사필름, 반사층 또는 반사 플레이트로 구현될 수 있다. 물론, 반사부는 평평한 반사필름 상의 반사패턴을 더 포함하여 구성될 수 있다.
광원부(30)는 광가이드부(10)의 유선형 모양에 따라 일면의 가장자리에 배열되는 복수의 광원들(30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f, 30g)을 포함한다.
광가이드부, 입체효과 형성부, 반사부 및 광원부는 광가이드부가 유선형 모양을 갖는 것을 제외하고 도 21의 조명 장치(300A) 또는 도 23의 조명 장치(300B)와 실질적으로 동일할 수 있다.
조명 장치(500)가 차량 조명으로 이용되는 경우, 광원부(30)의 광원은 차량 배터리(520)로부터 전원을 공급받아 동작할 수 있다.
전술한 광가이드부(10), 입체효과 형성부 및 반사부는 아우터 렌즈(510)의 일면에 배치된다. 광가이드부(10)는 아우터 렌즈(510)의 일면에 접합되거나 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 광원부(30)는 아우터 렌즈(510)의 일면이나 일면의 반대면인 타면에 배치될 수 있고, 광원부(30)의 광원은 광가이드부(10)에 매립될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
아우터 렌즈(510)는 차량용 조명 장치(헤드라이트, 후방라이트 등), 야외 조명 장치 등에서 조명 장치의 외표면에 배치되는 렌즈 형상의 커버를 지칭한다. 차량용으로 사용되는 경우, 아우터 렌즈(510)는 광가이드부(10)나 입체효과 형성부가 배치되는 일면에 차량 보디의 곡면에 이어지는 곡률을 갖도록 마련될 수 있다.
아우터 렌즈(510)는 투명한 플라스틱 재료 예컨대, 엔지니어링 플라스틱 등으로 마련될 수 있다.
본 실시예에 의하면, 입체효과 형성부의 패턴 설계를 통해 헤드라이트, 후방 라이트, 차량 실내 조명, 안개등, 도어스카프 등의 차량용 조명 장치에 유용한 조명 장치를 제공할 수 있다. 즉, 본 실시예의 조명 장치(500)는 기존 차량 램프에 비해 부피, 두께, 무게, 가격, 수명, 안정성, 설계 자유도, 설치 용이성 면에서 유리하게 적용할 수 있다.
한편, 본 실시예의 조명 장치(500)는 차량용 조명 장치로 한정되지 않으며, 필름 형태의 유연한 조명 장치로서 건물, 설비, 가구 등의 조명 설치 대상의 내외측 곡면부나 굴곡부에 적용될 수 있다. 그 경우, 아우터 렌즈(510)는 광가이드부, 광가이부와 입체효과 형성부 및 반사부가 조합된 광학 부재 및/또는 광원부를 지지하는 지지 부재 또는 하우징이 될 수 있다. 이 경우, 아우터 렌즈(510)는 외부에서 내부가 보이는 일정 수준 이상의 광투과율 또는 투명도를 가질 수 있다.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것은 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함 없이 본 발명에 대해 다수의 적절한 변형 및 수정이 가능함을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변형 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
10: 광가이드부
20: 패턴층
21: 입체효과 형성부
22: 패턴
221: 경사면
30: 광원부
100, 100A, 200, 300, 300A, 300B, 400, 500: 조명 장치

Claims (22)

  1. 광원을 갖는 광원부;
    상기 광원의 광출사면의 높이 이상의 두께를 갖고 상기 광원의 입사광이 측면에서 조사되는 광가이드부;
    상기 광가이드부의 내부, 제1면 또는 상기 제1면의 반대측인 제2면에 마련되는 입체효과 형성부; 및
    상기 광가이드부 또는 상기 입체효과 형성부 상의 반사부;
    를 포함하며,
    상기 입체효과 형성부는 순차 배열되고 상기 제1면에 대하여 경사각을 갖는 경사면을 구비하는 복수의 패턴들을 포함하고, 여기서 상기 복수의 패턴들은 상기 광가이드부를 지나는 광을 상기 경사면에서의 굴절 및 반사에 의해 상기 제1면이 향하는 제1면 방향 또는 상기 제2면이 향하는 제2면 방향으로 유도하여 상기 복수의 패턴들의 각 패턴 연장 방향과 직교하는 제1경로의 선형광을 구현하는 조명 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 패턴들은 광원으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 광경로가 차례로 길어지는 간접 광원들로서 동작하여 상기 광가이드부의 두께 방향에서 입체효과 선형광을 생성하는 조명 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 패턴 연장 방향들은 서로 평행하거나 서로 교차하며, 상기 교차의 경우, 상기 제1경로는 상기 패턴 연장 방향들이 서로 교차하는 측면으로 곡률을 갖고 휘어지는 조명 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 반사부는 코팅층 또는 반사필름으로 마련되는 조명 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 반사필름상의 반사패턴, 접착패턴 또는 이들의 조합을 더 포함하는 조명 장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 반사부의 재료는 은(Ag), 알루미늄(Al), 이산화티탄(TiO2), 탄산칼슘(CaCO3), 황산바륨(BaSO4), 산화알루미늄(Al2O3), 실리콘(Silicon), 폴리스티렌(Polystyrene, PS), 백색 시트 중 어느 하나를 포함하는 조명 장치.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 반사부와 상기 광가이드부와의 사이 또는 상기 반사부와 상기 입체효과 형성부와의 사이의 반사층이격부를 더 포함하는 조명 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 반사층이격부의 간격은 0 초과, 수 ㎛ 이하인 조명 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 경사면은 경면 가공면이며, 상기 경사면의 거칠기는 산술평균 거칠기(Ra) 0.02 이하 및 최대높이 거칠기(Ry) 0.30 이하인 조명 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 패턴들 중 서로 이웃한 패턴들 사이의 간격은 10㎛ 내지 500㎛인 조명 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 광가이드부의 재료는 열가소성 고분자 또는 광경화성 고분자를 포함하는 레진이거나 글래스인 조명 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 광가이드부의 재료는 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethylmethacrylate), 폴리스티렌(Polystyrene) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate)를 포함하는 조명 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 광가이드부의 두께는 0.1㎜ 이상 10.0㎜ 이하인 조명 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 광가이드부의 두께는 250㎛ 이하이거나 250㎛를 초과하는 조명 장치.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 입체효과 형성부는 상기 광가이드부의 상기 제1면의 일부가 제거된 형상으로 마련되거나, 상기 제1면에 접합되는 패턴층으로 마련되는 조명 장치.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 광원 및 상기 입체효과 형성부는 상기 광가이드부 내에 매립되는 조명 장치.
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 입체효과 형성부는 상기 광가이드부의 상기 제1면의 서로 다른 영역에 마련되는 제1패턴들 및 제2패턴들을 포함하고, 상기 제1패턴들 및 상기 제2패턴들에 의해 서로 다른 방향으로 연장하는 선형광들을 생성하는 조명 장치.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 광원부는 제1광원 및 제2광원을 포함하고, 여기서 상기 제1광원 및 상기 제2광원은 동일한 방향에서 서로 평행한 방향으로 빛을 조사하거나 상기 동일한 방향에서 서로 교차하는 방향으로 빛을 조사하는 조명 장치.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 광원부는 제1광원 및 제2광원을 포함하고, 여기서 상기 제1광원 및 상기 제2광원은 서로 반대 방향에서 일직선 방향 또는 서로 평행한 방향으로 빛을 조사하거나 상기 제1광원 및 상기 제2광원 사이에 90°초과 180°미만의 각도를 갖는 서로 다른 방향으로 빛을 조사하는 조명 장치.
  20. 청구항 17에 있어서,
    상기 광원은 하나 또는 둘 이상의 LED(Light Emitting Diode) 소자를 갖는 하나 이상의 LED 패키지를 포함하고, 상기 광원의 광출사면을 중심으로 반구 영역에 광을 조사하며, 상기 입체효과 형성부는 상기 반구 영역 내에 상기 선형광을 구현하는 조명 장치.
  21. 청구항 1에 있어서,
    상기 광원부 또는 상기 광가이드부를 지지하는 지지부재 또는 하우징을 더 포함하는 조명 장치.
  22. 청구항 1에 있어서,
    아우터 렌즈를 더 포함하고, 여기서 상기 광가이드부 및 상기 입체효과 형성부는 상기 아우터 렌즈의 일면 상에 배치되며, 상기 광원부는 차량 배터리의 전원에 의해 동작하는 조명 장치.
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