KR20150108213A - 조명 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단순한 면광원 형태의 광이미지에 변화를 주면서 광효율을 높일 수 있는 조명 장치에 관한 것으로, 조명 장치는 제1면, 제1면의 반대측인 제2면 및 제1면과 제2면 사이의 경사진 측면을 구비하는 광가이드부, 광가이드부의 제1면 상의 인쇄회로기판, 및 인쇄회로기판에 실장되며 광가이드부 내부에 내부광을 공급하는 광원을 포함하며, 경사진 측면은 내부광을 반사하여 제2면이 향하는 제2면 방향으로 진행하는 출사광을 생성한다.

Description

조명 장치{Lighting Device}

본 발명은 단순한 면광원 형태의 광이미지에 변화를 주면서 광효율을 높일 수 있는 조명 장치에 관한 것이다.

LED(Light Emitting Diode)는 화합물 반도체를 이용하여 전기신호를 빛으로 변환하는 소자이다. LED 소자를 이용한 광원은 형광등과 같은 종래 광원 대비 저전력, 높은 색온도, 장수명 등의 장점이 있다.

LED 광원을 이용하는 종래의 조명 장치의 일례가 한국공개특허공보 제10-2012-0009209호에 개시되어 있다. 이 공보의 조명 장치는 도광판의 일측에 복수의 LED 광원이 배치되는 측면 조광형 백라이트 장치로서 반사필름과 도광판 사이에 게재되어 상향 누설되는 빛을 좌우 방향으로 확산시킴으로써 조광 평면에서의 휘도 편차를 최소화한다.

그러나, 상기 공보의 종래 기술은 도광판을 이용함으로써 도광판 자체의 두께로 인해 조명 장치의 두께를 박형화하는데 한계가 있고 도광판 자체가 유연하지 않기 때문에 유연하거나 곡면을 갖는 조명장치 등에는 적용하기 어려우며, 제품 설계 및 디자인 변형이 용이하지 못한 단점이 있다.

게다가, 일부 종래 기술의 조명 장치는 단순한 면광원 형태를 가지므로, 단조로운 분위기의 광이미지만을 표현하는 한계가 있다. 또한, 일부 종래 기술의 조명 장치는 도광판 측면의 배광부에 의해 빛 손실이 많아 광효율이 떨어지는 단점이 있다.

본 발명의 일실시예에서는 기존 조명 장치의 단순한 면광원 이미지에 변화를 주어 다양한 광이미지의 조명을 구현할 수 있는 조명 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 다른 실시예에서는 도광판이나 레진층으로 이루어진 광가이드부의 측면 배광부에서 광 손실이 발생하는 것을 방지하면서 광효율을 높일 수 있는 조명 장치를 제공하고자 한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 조명 장치는, 제1면, 제1면의 반대측인 제2면 및 제1면과 제2면 사이의 경사진 측면을 구비하는 광가이드부, 광가이드부의 제1면 상의 인쇄회로기판, 및 인쇄회로기판에 실장되며 광가이드부 내부에 내부광을 공급하는 광원을 포함한다. 경사진 측면은 내부광을 반사하여 제2면이 향하는 제2면 방향으로 진행하는 출사광을 생성한다.

일실시예에서, 경사진 측면은 광가이드부의 적어도 하나의 외측면 가장자리부에 마련된다.

일실시예에서, 광원은 상기 제1면과 상기 제2면 사이를 연장하며 경사진 측면(제1경사측면)의 반대측인 중앙부, 다른 경사진 측면(제2경사측면) 또는 제1측면 부근에 배치되며, 중앙부, 제2경사측면부 또는 제1측면에서 제1경사측면을 향하여 내부광을 조사한다.

일실시예에서, 조명 장치는 광가이드부의 제2면 상의 패턴을 더 포함한다. 패턴은 광원을 형성하는 다수의 LED 소자의 배열 사이에 배치되며, 제2면 방향으로 나오는 출사광의 일부를 가리도록 기능한다.

일실시예에서, 조명 장치는 광가이드부 상의 확산 렌즈를 더 포함한다. 확산 렌즈는 경사진 측면에서 반사되어 오는 출사광을 제2면의 전면으로 확산시킨다.

일실시예에서, 조명 장치는 광가이드부 내부로 돌출되며 중앙부와 경사진 측면 사이에 배치되는 반사패턴을 더 포함한다. 반사패턴은 내부광 일부를 제2면 방향으로 반사한다.

일실시예에서, 광원은 가장자리부에 배치되는 복수의 LED 소자들을 구비하고, 복수의 LED 소자들은 가장자리부에서 중심부를 경유하는 내부광을 각각 생성한다. 여기서, 조명 장치는 광가이드부 상의 확산 렌즈를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 기존 조명 장치의 단순한 면광원 이미지에 변화를 주어 다양한 광이미지의 조명을 구현하는 조명 장치를 제공할 수 있다.

즉, 본 실시예에 의하면, 배광부에 일정 수준의 경사 또는 곡률을 적용하여 조명 장치의 외곽선을 따라 광원 이미지를 구현할 수 있고, 배광부의 경사 및 곡률 방향을 변경하여 다양한 이미지를 구현하며 빛 세기 수준을 조절할 수 있다. 아울러, LED 소자의 배열 및 인쇄회로기판의 형상에 의해 연속 혹은 불연속인 선 혹은 면 형태의 광이미지를 구현할 수 있다. 게다가, 광가이드부 상부의 패턴을 통해 발광면 내의 선 혹은 면 조합의 광이미지를 효과적으로 구현할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 도광판이나 레진층으로 이루어진 광가이드부의 측면 배광부에서 광 손실이 발생하는 것을 방지하면서 우수한 광효율 특성을 갖는 조명 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 조명 장치의 사시도
도 2는 도 1의 조명 장치의 평면도
도 3은 도 1의 조명 장치의 A1 부분에 대한 부분 단면도
도 4는 도 1의 조명 장치의 작동 상태에서의 조도 및 휘도를 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치의 평면도
도 6은 도 5의 조명 장치의 작동 상태에서의 조도 및 휘도를 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치의 평면도
도 8은 도 7의 조명 장치의 Ⅷ-Ⅷ선에 의한 부분 단면도
도 9는 도 7의 조명 장치의 작동 상태에서의 조도 및 휘도를 나타낸 도면
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치의 사시도
도 11은 도 10의 조명 장치의 ⅩⅠ-ⅩⅠ선에 의한 단면도
도 12는 도 10의 조명 장치의 작동 상태에서의 조도 및 휘도를 나타낸 도면
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치의 사시도
도 14는 도 13의 조명 장치의 ⅩⅣ-ⅩⅣ선에 의한 단면도
도 15는 도 13의 조명 장치의 작동 상태에서의 조도 및 휘도를 나타낸 도면

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 일실시예에 따른 조명 장치의 사시도이다. 도 2는 도 1의 조명 장치의 평면도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치(100)는, 광가이드부(10), 인쇄회로기판(20) 및 광원(30)을 포함한다.

광가이드부(10)는 일측의 내부광을 전반사에 의해 타측으로 유도한다. 본 실시예에서, 광가이드부(10)는 중심부가 빈 원반 형태를 구비한다. 광가이드부(10)는 제1면과 제1면의 반대측인 제2면을 구비한다. 그리고, 제1면과 제2면 사이에 측면과 경사진 측면(14)을 구비한다. 측면은 중심부의 가장자리에 배치되고, 경사진 측면(14)은 원반 구조에서 중심부와 마주하는 가장자리부에 배치된다. 이하, 경사진 측면을 경사측면이라 지칭한다.

경사측면(14)의 횡단면은 직선, 꺾은선 혹은 곡선 형태를 가질 수 있다. 다만, 경사측면(14)은 광가이드부(10)의 제1면 또는 제2면 사이에서 이동하는 내부광을 반사하여 광가이드부(10)의 제1면(도 3의 참조부호 11 참조)이 향하는 방향(이하, 제1면 방향이라 함) 또는 광가이드부(10)의 제2면(도 3의 참조부호 12 참조)이 향하는 방향(이하, 제2면 방향이라 함)으로 내부광의 진행 방향을 굴절시키도록 기능할 수 있는 구조라면, 직선, 꺾은선, 곡선 형태 외에 이들의 조합이나 기타 다른 단면 형상을 가질 수 있고, 특정 단면 형상으로 한정될 필요가 없다.

광가이드부(10)는 투명한 재료, 예컨대 글라스(Glass), 레진(Resin) 등으로 마련될 수 있다. 투명한 재료의 광투과율은 광효율을 고려하여 약 50% 이상, 바람직하게는 약 80% 이상일 수 있다. 레진을 이용하는 경우, 광가이드부(10)는 올리고머를 포함하는 자외선 경화수지로 마련될 수 있다. 올리고머는, 우레탄 아크릴레이트(Urethane Acrylate), 에폭시 아크릴레이트(Epoxy Acrylate), 폴리에스테르 아크릴레이트(Polyester Acrylate), 아크릴 아크릴레이트(Acrylic Acrylate) 중에서 선택되는 어느 하나의 물질을 포함한다.

광가이드부(10)의 두께는 약 0.1㎜ 이상, 약 10.0㎜ 이하이다. 두께는 제1면과 제2면 사이의 최소 두께 또는 최대 두께에 대응할 수 있다. 광가이드부(10)의 두께가 0.1㎜보다 작으면, 광원으로 LED 소자를 이용할 때, LED 소자의 높이를 약 100㎛보다 작게 제조해야 하는 어려움이 있고, 얇은 두께로 인하여 LED 소자의 광출사량이 줄어들고 장치의 광효율 또는 조명 성능이 저하될 수 있다. 그리고, 광가이드부(10)의 두께가 10.0㎜보다 크면, 조명 장치(100)의 크기나 면적에 따라 장치의 두께 및 무게가 증가하여 보관, 운송 및 취급이 어렵고 재료비 등의 비용 상승을 유발할 수 있다.

인쇄회로기판(20)은 광원(30)에 연결되어 전원이나 구동 신호를 공급한다. 인쇄회로기판(20)은 리지드(Rigid) 또는 플렉시블(Flexible) 타입으로 마련될 수 있다. 인쇄회로기판(20)은 광가이드부(10)의 제1면의 중심부 부근에 배치된다. 또한, 인쇄회로기판(20)은 구현에 따라서 광가이드부(10)의 제1면의 가장자리부까지 연장되도록 배치될 수 있다.

광원(30)은 인쇄회로기판(20) 상에 실장된다. 광원(30)은 광가이드부(10)의 원 형상의 중심부에 돌기 또는 톱니바퀴 형태로 배치되는 8개의 LED 소자를 구비한다. 8개의 LED 소자는 광가이드부(10)의 중심부에서 경사측면(14)이 위치한 가장자리부를 향하여 방사상으로 내부광을 조사하도록 배치된다.

광원(30)의 LED 소자는 상부형(top view type)이나 측면형(side view type)일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. LED 소자를 이용하면, 광원은 직진성이 강한 빛을 내부광으로 출력할 수 있다.

한편, 광원으로 LED 소자를 이용하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다. 구현에 따라서 광원은 다른 광원(할로겐 램프, 메탈 램프 등)이거나 또 다른 광원(태양광 등)의 빛을 유도하여 광가이드부(10)의 중심부에서 가장자리부를 향하여 조사하는 도광파이프의 말단부(또는 노즐)일 수 있다.

본 실시예에 의하면, 광가이드부(10)의 경사측면(14)에 의해 광가이드부(10)의 중심부에 배치된 광원(30)의 내부광을 광가이드부(10)의 가장자리부에서만 제2면 방향으로 반사하여 표시하는 링 형상 또는 달무리 형상의 조명을 구현할 수 있다.

본 실시예의 도 1 및 도 2에서는 광가이드부(10)의 중심부를 오목하게 들어간 빈 형태로 도시하였으나, 이에 한정되지는 않으며, 광가이드부(10)의 중심부를 제2면을 연장하여 빈 부분을 채운 형태로 구현할 수 있다.

도 3은 도 1의 조명 장치의 A1 부분에 대한 부분 단면도이다.

도 3을 참조하면, 본 실시예의 조명 장치에 있어서, 광가이드부(10)의 경사측면(14)은 제1면(11) 또는 제2면(12)에 대하여 소정 각도(θ1)로 경사질 수 있다. 이 경우, 광가이드부(10)의 내부에서 중심부로부터 가장자리부로 유도되는 내부광(L1)은 경사측면(14)에 부딪혀 제2면 방향으로 진행하는 출사광(L2)으로 변환된다.

전술한 경사측면(14)에 의하면, 광가이드부(10)는 대부분의 영역에서 내부광(L1)을 외부로 출사하지 않고 오직 경사측면(14)에서만 내부광(L1)을 외부로 출사하여 특정 광이미지를 구현할 수 있다.

본 실시예에 의하면, 원형, 삼각형, 사각형, 오각형 이상의 다각형, 별 모양, 반달 모양, 사람 모양, 동물 모양, 식물 모양, 산 모양, 물건 모양 등의 다양한 모양의 실루엣 형상을 조명으로 용이하게 구현할 수 있다.

도 4는 도 1의 조명 장치의 작동 상태에서의 조도 및 휘도를 나타낸 도면이다.

본 실시예의 조명 장치(100)의 조도를 측정하면, 도 4(a)에 나타낸 바와 같이, 적색 링 또는 고리 형태의 광이미지를 확인할 수 있다. 적색 링 형태의 광이미지 부분은 광가이드부(10)의 경사측면(14)에 조사되는 빛이며, 나머지 부분은 빛을 출사하지 못하여 검은색으로 보인다.

적색의 광이미지는 적색 LED 소자를 광원(30)으로 이용하기 때문이며, 황색이나 청색을 발하는 LED 소자를 이용하면 황색 또는 청색 링 형상의 광이미지를 구현할 수 있다. 또한, 황색, 청색 및 적색 중 적어도 두 가지 색상의 LED 소자를 이용하면 백색이나 백색에 가까운 색상의 광이미지를 구현할 수 있다.

또한, 본 실시예의 조명 장치(100)의 조도를 측정하면, 도 4(b)에 도시한 바와 같이, 적색의 달무리 형태 혹은 개기일식 형태의 광이미지를 확인할 수 있다.

여기서, 조도는 광원이 광가이드부 내부에 조사하는 빛의 양이고, 휘도는 광가이드부의 경사측면에 닿은 광원의 빛이 반사되는 빛의 양을 나타낸다. 이러한 조도와 휘도의 측정 기준에 따라 조명 장치의 광이미지는 조도나 휘도 측정에 따라 서로 다른 형태의 광이미지를 구현할 수 있다.

본 실시예에서, 조도는 조명 장치(100)의 정면 1미터에서 조도기를 이용하여 측정한 것이며, 휘도는 조명 장치(100)의 정면 1미터에서 휘도기를 이용하여 측정한 것이다.

본 실시예에 의하면, 광가이드부 내 광원의 배열에 따라 광가이드부의 경사측면을 따라 연속적인 선 형태의 광이미지를 구현할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치의 평면도이다.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치(200)는 광가이드부(10), 인쇄회로기판 및 광원(30)을 포함한다.

본 실시예의 조명 장치(200)의 광가이드부(10), 인쇄회로기판 및 광원(30)은 원반 형태의 광가이드부(10)의 가장자리부에 광원(30)이 배치되는 것을 제외하고 도 1 내지 도 3을 참조하여 앞서 설명한 조명 장치(100)의 대응 구성수단과 실질적으로 동일하다.

광원(30)은 원반 형태의 광가이드부(10)의 가장자리부에서 중심부를 향하여 배치된다. 광원(30)은 광가이드부(10)의 가장자리부에 소정 간격 이격되어 등각격으로 배치되는 12개의 LED 소자를 구비한다. 12개의 LED 소자는 광가이드부(10)의 일측 경사측면(14)이 위치한 가장자리에서 중심부를 지나 타측 경사측면(14)이 위치하는 반대측 가장자리를 향하여 내부광을 조사하도록 배치된다. 여기서, 일측 경사측면은 원반 구조의 광가이드부(10)의 일측에 위치하는 경사측면을 지칭하고, 타측 경사측면은 일측의 반대측인 광가이드부(10)의 타측에 위치하는 경사측면을 지칭한다. 일측 경사측면과 타측 경사측면은 원반 형태의 광가이드부(10)의 가장자리부를 따라 연속적으로 배치될 수 있다.

도 6은 도 5의 조명 장치의 작동 상태에서의 조도 및 휘도를 나타낸 도면이다.

본 실시예의 조명 장치(200)의 조도를 측정하면, 도 6(a)에 나타낸 바와 같은 적색 링 형상의 광이미지를 확인할 수 있다. 이러한 링 형상의 광이미지는 일측 가장자리부에 위치한 광원(30)의 내부광이 광가이드부(10)의 중심부를 경유하여 타측 가장자리부에 위치한 광원(30) 옆을 지나 타측 경사측면(14)에서 반사하여 광가이드부(10)의 가장자리부에서 출사광을 형성하기 때문이다. 즉, 1시 내지 12시 방향에서 원판 형상의 광가이드부(10)의 가장자리부에 위치하는 LED 소자들이 광가이드부(10)의 중심부를 향하여 내부광을 조사하면, 내부광은 서로 교차하면서 일측에서 중심부를 경유하여 타측으로 이동한 후 광가이드부(10)의 경사측면(14)에 부딪혀 굴절되고, 광가이드부(10)의 제2면 방향으로 출사되어 링 형상의 광이미지로 변환된다.

또한, 본 실시예의 조명 장치(200)의 휘도를 측정하면, 도 6(b)에 나타낸 바와 같은 점선 링 형상의 광이미지를 확인할 수 있다. 이러한 점선 링 형상의 광이미지는 일측 가장자리부에 위치한 광원(30)의 내부광이 광가이드부(10)의 중심부를 경유하여 타측 가장자리부에 위치한 광원(30) 옆을 지나 타측 경사측면(14)에서 반사하여 광가이드부(10)의 가장자리부에서 출사광을 형성하기 때문이다. 여기서, 점선 링 형상의 광이미지의 적색 점들은 서로 인접하게 배치되는 LED 소자들 사이의 제1영역에 대응하여 위치하며, 적색 점들 사이의 검은색 부분은 내부광이 LED 소자에 의해 가려지거나 차단된 부분으로서 LED 소자가 위치하는 제2영역에 대응하여 위치한다.

본 실시예에 의하면, 광가이드부 내 광원의 배열에 따라 광가이드부의 경사측면에 불연속적인 선 형태의 광이미지를 구현할 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치의 평면도이다.

도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치(300)는 광가이드부(10), 인쇄회로기판, 광원(30) 및 패턴층(310)을 포함한다.

본 실시예의 조명 장치(200)에서 광가이드부(10), 인쇄회로기판 및 광원(30)은 원반 형태의 광가이드부(10) 내 다수의 LED 소자들의 배열 사이에 패턴층(310)을 배치하는 것을 제외하고 도 1 내지 도 3을 참조하여 앞서 설명한 조명 장치(100)의 대응 구성수단과 실질적으로 동일하다.

패턴층(310)은 제조 공정의 편의상 광가이드부(10)의 상부에 배치되나, 이에 한정되지는 않으며, 광가이드부(10) 내부에 매립되는 형태로 마련될 수 있다.

도 8은 도 7의 조명 장치의 Ⅷ-Ⅷ선에 의한 부분 단면도이다.

도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 패턴층은 제1필름기재(41), 제2필름기재(42) 및 패턴(43)을 포함한다. 또한, 패턴층은 접착패턴(44)를 더 포함할 수 있다.

패턴층은 광가이드부(10)의 경사측면(14)에 구현되는 연속적인 선 형상의 광이미지를 불연속적인 선 형상의 광이미지로 변경하기 위한 것이다.

본 실시예에서 패턴층은 제1필름기재(41), 제2필름기재(42) 및 제1필름기재와 제2필름기재 사이의 패턴(43)을 구비한다. 패턴(43)은 제1필름기재(41)와 제2필름기재(42) 사이에 배치되어 이들에 의해 보호된다. 패턴(43)은 조명 장치(300)의 전면인 출광면에서 볼 때 서로 인접한 LED 소자들 사이의 일부 광이미지를 가리도록 배치된다.

제1필름기재(41) 또는 제2필름기재(42)의 재료로는 PET(Polyethylene Terephthalate) 또는 PES(Poly Ether Sulfones)가 이용될 수 있다.

패턴(43)은 제1필름기재(41)와 제2필름기재(42) 사이의 접착패턴으로 마련될 수 있다. 그 경우, 패턴(43)은 접착패턴이 되며, 별도의 접착패턴(44)은 생략될 수 있다. 또한, 다른 구현에서 패턴(43)은 제1필름기재(41) 또는 제2필름기재(42)의 일면 상에 소정 잉크로 인쇄하여 마련될 수 있다. 그 경우, 제1필름기재(41) 및 제2필름기재(42) 중 어느 하나를 생략하는 것이 가능하며, 두 필름기재를 사용하는 경우, 별도의 접착패턴(44)이나 접착층이 제1필름기재(41)와 제2필름기재(42) 사이에 추가될 수 있다.

도 9는 도 7의 조명 장치의 작동 상태에서의 조도 및 휘도를 나타낸 도면이다.

본 실시예의 조명 장치(300)의 조도를 측정하면, 도 9(a)에 나타낸 바와 같은 적색의 불연속적인 링 형상의 광이미지를 확인할 수 있다. 이러한 불연속적인 링 형상의 광이미지는 광가이드부(10)의 중앙부에 위치한 광원(30)의 내부광이 광가이드부(10)의 가장자리부에 위치한 경사측면(14)에서 반사하여 광가이드부(10)의 가장자리부에서 제2면 방향으로 출사광을 형성하며, 이때 링 형상의 출사광의 일부 영역이 패턴(43)에 의해 드문드문 가져지기 때문이다.

또한, 본 실시예의 조명 장치(300)의 휘도를 측정하면, 도 9(b)에 나타낸 바와 같은 불연속적인 달무리 형상 또는 개기일식 형상의 광이미지를 확인할 수 있다. 이러한 광이미지는 광원(30)의 다수의 LED 소자들 사이의 패턴(43)에 의해 광가이드부(10)의 가장자리부에서 반사하는 빛이 부분적으로 가려지고, 패턴(43)의 재료에 따라 패턴(43)에 의해 유도되어 패턴(43)의 일단부에서 출사되는 광에 의해 형성된다. 여기서, 패턴(43)의 일단부는 광가이드부(10)의 중심부에 위치하고, 일단부의 반대측인 패턴(43)의 타단부는 광가이드부(10)의 가장자리부에 위치한다.

본 실시예에 의하면, 광가이드부 내 광원의 배열에 의해 광가이드부의 경사측면에 연속적인 선 형태의 광이미지를 구현하면서, 광가이드부의 상부에 패턴을 배치하여 연속적인 선 형태의 광이미지를 불연속적인 선 형태의 광이미지로 변환하여 표현할 수 있다. 또한, 패턴을 이용하여 링 형상의 광이미지 내부에 다수의 점 형상의 광이미지가 포함되는 변형된 형태의 조명 장치를 구현할 수 있다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치의 사시도이다. 도 11은 도 10의 조명 장치의 ⅩⅠ-ⅩⅠ선에 의한 단면도이다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치(400)는 광가이드부(10), 인쇄회로기판(20), 광원(30) 및 확산 렌즈(50)를 포함한다.

광가이드부(10)는 경사측면(14a)의 단면이 곡면 형상을 구비하는 것을 제외하고 도 1 및 도 2의 조명 장치(100), 도 5의 조명 장치(200) 또는 도 7 및 도 8의 조명 장치(300)의 광가이드부와 실질적으로 동일하다. 이러한 곡선 단면 형상의 경사측면(14a)은 전술한 실시예의 조명 장치(100, 200 또는 300)의 광가이드부에 적용가능하다. 물론, 본 실시예의 광가이드부(10)의 경사측면은 곡선 단면 형상 외에 직선 단면 형상 예컨대, 45°경사진 경사측면으로 구현될 수 있다.

인쇄회로기판(20) 및 광원(30)은 전술한 조명 장치(100, 200 또는 300)의 인쇄회로기판 및 광원과 실질적으로 동일하다. 즉, 본 실시예에서는 광원(30)이 광가이드부(10)의 가장자리부에 배치되나, 이에 한정되지 않으며, 도 1이나 도 7에서와 같이 광원(30)이 광가이드부(10)의 중심부에 배치되는 경우에도 유사한 효과를 얻을 수 있다.

확산 렌즈(50)는 광가이드부(10)의 가장자리부에 위치한 경사측면(14a)에서 반사되어 광가이드부(10)의 제2면 방향으로 출사되는 출사광을 광가이드부(10)의 제2면 전면에 확산시킨다.

확산 렌즈(50)는 출사광의 반사율 및 확산율을 증가시켜 원 형태의 광이미지를 구현하고, 그에 의해 조명 장치의 휘도를 향상시킨다. 이를 위해, 확산 렌즈(50)는 렌즈 구조를 가질 수 있으며, 그 내부에 광확산체(미도시)가 소정량 분산 배치될 수 있다. 광확산체로는 실리콘(sillicon), 실리카(silica), 클라스버블(glass bubble), PMMA, 우레탄(urethane), Zn, Zr, Al2O3, 아크릴(acryl) 중에서 선택되는 어느 하나로 구성될 수 있다. 광확산체가 비드 구조를 가지는 경우, 비드의 입경은 약 1㎛ 내지 약 20㎛의 범위를 가질 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

도 12는 도 10의 조명 장치의 작동 상태에서의 조도 및 휘도를 나타낸 도면이다.

본 실시예의 조명 장치(400)의 조도를 측정하면, 도 12(a)에 나타낸 바와 같은 적색의 연속적인 링 형상의 내부에 출사광이 확산되어 있는 광이미지를 확인할 수 있다. 이러한 광이미지는 광가이드부(10)의 가장자리부에 위치한 경사측면(14a)에서 반사하여 광가이드부(10)의 제2면 방향으로 나오는 출사광을 확산 렌즈(50)가 제2면 전면으로 확산하는 구조에 의해 얻어진다.

또한, 본 실시예의 조명 장치(300)의 휘도를 측정하면, 도 12(b)에 나타낸 바와 같은 원형 버튼 형상 또는 속이 빈 반구 형상의 광이미지를 확인할 수 있다.

본 실시예에 의하면, 광가이드부에 적층되는 확산 렌즈를 통해 광가이드부에서 출사되는 출사광을 출광면 전면에 확산시킴으로서, 선 형태의 광이미지를 면 형태의 광이미지로 변환하여 표현할 수 있다. 이때, 면 형태의 광이미지는 경사측면이 위치한 가장자리부와 중심부가 다른 부분에 비해 명도가 높은 광이미지 구조를 가질 수 있다.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치의 사시도이다. 도 14는 도 13의 조명 장치의 ⅩⅣ-ⅩⅣ선에 의한 단면도이다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치(500)는 광가이드부(10), 인쇄회로기판(20), 광원(30) 및 반사패턴(510)을 포함한다.

본 실시예의 조명 장치(500)에서 광가이드부(10), 인쇄회로기판(20) 및 광원(30)은 광가이드부(10) 내의 입광부와 배광부 사이에 반사패턴(510)이 배치하는 것을 제외하고 도 1 내지 도 3을 참조하여 앞서 설명한 조명 장치(100)의 대응 구성수단과 실질적으로 동일하다.

광가이드부(10)의 중심부는 속이 빈 중공부(16)로 마련될 수 있는데, 그 경우, 광가이드부(10)의 제1면상에 배치되는 인쇄회로기판(20)도 중공부(16)에 대응하는 개구부를 구비할 수 있다. 물론, 인쇄회로기판(20)은 도 1에서와 같이 개구부를 구비하지 않고 중공부(16)를 막는 형태로 배치될 수 있다.

반사패턴(510)은 입광부와 배광부 사이에 배치된다. 입광부는 광원(30)의 출사면에 대응하고, 배광부는 광가이드부(10)의 경사측면(14)에 대응할 수 있다. 반사패턴(510)은 입광부에서 배광부로 이동하는 내부광의 일부를 이들 사이에서 반사하여 반사광이 제2면 방향으로 출사되도록 기능한다.

반사패턴(510)은 광가이드부(10)의 제1면 일부를 제거한 형태로 마련된다. 이 경우, 반사패턴(510)은 광가이드부(10)의 제1면과 제2면 사이에서 진행하는 내부광을 제2면 방향으로 반사할 수 있도록 소정의 경사측면을 갖는 형태로 마련된다. 예컨대, 반사패턴(510)은 원반 형태의 광가이드부(10)의 제1면에 V-컷 단면을 갖는 링 형태로 마련될 수 있다. 이러한 반사패턴(510)에 의하면, 광가이드부(10)의 중심부에 위치하는 광원(30)에서 나온 내부광의 일부는 반사패턴(510)에서 반사되어 제2면 방향으로 출사되고, 내부광의 나머지는 반사패턴(510) 상부를 경유하여 경사측면(14)에서 반사된 후 제2면 방향으로 출사될 수 있다.

한편, 반사패턴(510)은 광가이드부(10)의 제1면 일부를 제거한 형태로 한정되지는 않는다. 예를 들어, 반사패턴(510)은 원호 형상의 단면이나 렌티큘러 형상을 갖고 광가이드부(10)의 중심부에 위치한 광원(30)을 연속적으로 혹은 간헐적으로 둘러싸는 형태로 마련될 수 있다.

도 15는 도 13의 조명 장치의 작동 상태에서의 조도 및 휘도를 나타낸 도면이다.

본 실시예의 조명 장치(500)의 조도를 측정하면, 도 15(a)에 나타낸 바와 같은 적색의 연속적인 이중 링 형상의 광이미지를 확인할 수 있다. 이러한 광이미지는 광가이드부(10)의 가장자리부에 위치한 경사측면(14)에서 반사하여 광가이드부(10)의 제2면 방향으로 나오는 제1출사광과 반사 패턴(510)에 의해 반사되어 광가이드부(10)의 제2면 방향으로 나오는 제2출사광에 의해 얻어진다.

또한, 본 실시예의 조명 장치(500)의 휘도를 측정하면, 도 15(b)에 나타낸 바와 같이 달무리 형상 혹은 개기일식 형상의 제1이미지 내부에 연속적인 링 형상의 제2이미지가 추가된 광이미지를 확인할 수 있다.

본 실시예에 의하면, 입광부와 배광부 사이에 배치되는 반사패턴과 광가이드부의 배광부(경사측면)에 의해 연속적인 이중 선 형태의 광이미지 혹은 내부 링 이미지를 갖는 개기일식 형태의 광이미지를 구현할 수 있다.

한편, 전술한 실시예에서는 설명의 편의상 광가이드부가 원반 형태를 갖는 것을 중심으로 설명하였지만, 본 발명은 그러한 구성을 한정되지 않고, 육면체 형태나 다양한 모양의 플레이트 형태를 가질 수 있으며, 그 경우 광원은 광가이드부의 여러 측면들 중 경사진 측면과 마주하는 다른 경사진 측면이나 경사진 측면이 아닌 측면들 중 적어도 어느 하나의 제1측면 부근에 배치되어 경사진 측면으로 광을 조사하도록 배치될 수 있다. 여기서, 경사진 측면은 제1경사측면으로, 다른 경사진 측면은 제2경사측면으로 지칭될 수 있고, 제1측면은 제1면 또는 제2면과 직교하는 면으로서 제1면 또는 제2면에 대하여 예각으로 경사진 경사각을 갖지 않는 평면일 수 있다.

전술한 실시예에 의하면, 조명 장치는 실내외 일반 조명, 디자인 조면, 차량용 램프, 계기판 등에 이용가능하다. 차량용 램프로 이용하는 경우, 조명 장치는 헤드라이트, 후방 라이트, 차량 실내 조명, 안개등, 도어 스카프, 대시보드(Dashboard) 조명 등의 차량용 램프에 용이하게 적용될 수 있다. 즉, 본 실시예에 의하면, 기존 차량 램프에 비해 부피, 두께, 무게, 가격, 수명, 안정성, 설계 자유도, 설치용이성 면에서 유리한 새로운 차량용 조명 장치를 제공할 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 14, 14a: 경사측면
20: 인쇄회로기판 30: 광원
43: 패턴 50: 확산 렌즈
100, 200, 300, 400, 500: 조명 장치
310: 패턴층 510: 반사패턴

Claims (11)

1. 제1면, 상기 제1면의 반대측인 제2면 및 상기 제1면과 상기 제2면 사이의 경사진 측면을 구비하는 광가이드부;
   상기 광가이드부의 제1면 상의 인쇄회로기판; 및
   상기 인쇄회로기판에 실장되며 상기 광가이드부 내부에 내부광을 공급하는 광원;을 포함하고,
   상기 경사진 측면은 상기 내부광을 반사하여 상기 제2면이 향하는 제2면 방향으로 진행하는 출사광을 생성하는 조명 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 경사진 측면은 상기 광가이드부의 적어도 일측면 가장자리부에 마련되는 조명 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 광원은 상기 제1면과 상기 제2면 사이를 연장하며 상기 경사진 측면의 반대측인 중앙부에 배치되며, 상기 중앙부에서 상기 경사진 측면을 향하여 방사 방향으로 내부광을 조사하는 조명 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 광가이드부의 제2면 상의 패턴을 더 포함하며,
   상기 패턴은 상기 제2면 방향으로 나오는 출사광의 일부를 가리는 조명 장치.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 광가이드부 상의 확산 렌즈를 더 포함하며,
   상기 확산 렌즈는 상기 경사진 측면에서 반사되어 오는 출사광을 상기 제2면의 전면으로 확산시키는 조명 장치.
6. 청구항 3에 있어서,
   상기 광가이드부 내부로 돌출되며 상기 중앙부와 상기 경사진 측면 사이에 배치되는 반사패턴을 더 포함하며,
   상기 반사패턴은 상기 내부광 일부를 상기 제2면 방향으로 반사하는 조명 장치.
7. 청구항 2에 있어서,
   상기 광원은 상기 가장자리부에 배치되는 복수의 LED 소자들을 구비하고,
   상기 복수의 LED 소자들은 상기 가장자리부에서 상기 중심부를 경유하는 내부광을 각각 생성하는 조명 장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 광가이드부 상의 확산 렌즈를 더 포함하며,
   상기 확산 렌즈는 상기 경사진 측면에서 반사되어 오는 출사광을 상기 제2면의 전면으로 확산시키는 조명 장치.
9. 청구항 2에 있어서,
   상기 광원은 상기 경사진 측면의 반대측인 제1측면 상에 배치되며, 상기 제1측면에서 상기 경사진 측면을 향하여 내부광을 조사하는 조명 장치.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 광가이드부는 글라스 또는 레진층인 조명 장치.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 광원은 LED(Light Emitting Diode) 소자를 포함하는 조명 장치.

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