KR20150108215A - 측면 반사를 이용하는 조명 부재 및 이를 이용하는 조명 장치 - Google Patents

측면 반사를 이용하는 조명 부재 및 이를 이용하는 조명 장치 Download PDF

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KR20150108215A
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Abstract

본 발명은 패턴 설계를 통해 원하는 형상의 광이미지를 구현할 수 있는 조명 부재 및 이를 이용하는 조명 장치에 관한 것으로, 조명 부재는, 제1면과 제1면의 반대측인 제2면을 구비하고 제1면과 제2면 사이에 소정 두께를 갖는 광가이드부, 광가이드부의 제2면 상에 마련되는 입체효과 형성부, 및 제1면과 제2면 사이를 연장하는 제1측면 상의 측면반사부를 포함하고, 입체효과 형성부는 제2면 상에 순차 배열되고 제2면에 대하여 경사각을 갖는 경사면을 구비하는 패턴을 포함하며, 여기서 패턴은 광가이드부 내의 제1입사광을 경사면에서의 굴절 또는 반사에 의해 제1면이 향하는 제1면 방향 또는 제2면이 향하는 제2면 방향으로 유도하여 제1경로의 제1선형광을 생성하고, 그리고 측면반사부는 제1입사광을 반사하여 광가이드부 내에 제2입사광를 생성하며, 여기서 패턴은 경사면에서 제2입사광을 제1면 또는 제2면 방향으로 굴절시키거나 반사시켜 제1경로와 다른 제2경로의 제2선형광을 생성한다.

Description

측면 반사를 이용하는 조명 부재 및 이를 이용하는 조명 장치{LIGHTING MEMBER USING SIDE REFLECTION AND LIGHTING DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 패턴 설계를 통해 원하는 형상의 광이미지를 구현할 수 있는 조명 부재 및 이를 이용하는 조명 장치에 관한 것이다.
일반적으로 조명 장치는 각종 광원을 이용하여 빛을 비춤으로써 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, LED 조명 장치 대부분은 LED 광원과 LED 광원에서 발산되는 빛을 확산시켜 발광면 전체에 균일한 광을 외부로 방출하는 확산판을 포함한다.
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 조명의 색상이나 모양에 의한 분위기 혹은 광이미지를 표현하기 위하여 간단한 구조를 갖고 설치나 조작이 간편한 조명 부재나 조명 장치가 요구되고 있다.
본 발명의 일실시예에서는 패턴 설계를 통해 입체효과를 갖는 다양한 광이미지를 구현할 수 있는 조명 부재 및 이를 이용하는 조명 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 실시예에서는 측면 반사부에 의해 더미 광원을 통해 다양한 광이미지를 구현하면서 효율을 높일 수 있는 조명 부재 및 이를 이용하는 조명 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는 연성인쇄회로기판과 레진층을 이용하여 유연성을 갖고 제품 디자인의 자유도를 향상시킬 수 있는 조명 부재 및 이를 이용하는 조명 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는 일반 조명, 디자인 조명, 차량 조명 등의 각종 조명 분야에서 입체효과를 갖는 다양한 형상의 광이미지를 구현할 수 있는 간단한 구조의 조명 부재 및 이를 이용하는 장치를 제공하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 조명 부재는, 제1면과 제1면의 반대측인 제2면을 구비하고 제1면과 제2면 사이에 소정 두께를 갖는 광가이드부, 광가이드부의 제2면 상에 마련되는 입체효과 형성부, 및 제1면과 제2면 사이를 연장하는 제1측면 상의 측면반사부를 포함한다. 입체효과 형성부는 제2면 상에 순차 배열되고 제2면에 대하여 경사각을 갖는 경사면을 구비하는 패턴을 포함하며, 여기서 패턴은 광가이드부 내의 제1입사광을 경사면에서의 굴절 또는 반사에 의해 제1면이 향하는 제1면 방향 또는 제2면이 향하는 제2면 방향으로 유도하여 제1경로의 제1선형광을 생성한다. 그리고, 측면반사부는 제1입사광을 반사하여 광가이드부 내에 제2입사광를 생성하고, 여기서 패턴은 경사면에서 제2입사광을 제1면 또는 제2면 방향으로 굴절시키거나 반사시켜 제1경로와 다른 제2경로의 제2선형광을 생성한다.
본 발명의 일측면에 따른 조명 장치는, 전술한 실시예의 조명 부재와 조명 부재 내에 빛을 조사하는 광원부를 포함한다.
일실시예에서, 광원부의 광원은 제1측면과 다른 광가이드부의 적어도 하나의 측면에 입사광(제1입사광)을 공급하도록 조명 부재 또는 광가이드부의 외부에 배치되거나 광가이드부 내에 매립될 수 있다.
일실시예에서, 광원부는 조명 부재의 일면 상에 결합하는 인쇄회로기판을 포함하며, 광원은 인쇄회로기판에 실장된다.
일실시예에서, 광원은 서로 동일한 방향, 서로 다른 방향 또는 반대 방향으로 빛을 조사하는 제1광원 및 제2광원을 포함하고, 광가이드부는 제1광원의 제1입사광을 제1선형광으로 변환하는 제1패턴 및 제2광원의 제2입사광을 제2선형광을 변환하는 제2패턴을 포함할 수 있다. 그리고, 제1패턴과 제2패턴은 서로 동일한 방향으로 배열되는 단일 패턴이거나 서로 다른 방향으로 배열되는 복수의 패턴들의 조합일 수 있다.
일실시예에서, 제2광원은 조명 부재에 구비된 측면반사부에 의한 더미 광원이며, 더미 광원은 제1입사광을 반사하여 광가이드부 내에 제2입사광을 생성한다.
일실시예에서, 조명 장치는 조명 부재를 덮는 아우터렌즈를 더 포함하고, 광원부는 차량 배터리의 전원에 연결되어 차량 배터리 전원에 의해 동작할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 패턴 설계를 통해 광경로, 광폭, 광도를 제어하여 입체효과를 갖는 다양한 광이미지를 구현할 수 있는 조명 부재 및 조명 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 입체효과를 갖는 광이미지의 구현시 측면 반사부에 의한 더미 광원을 이용함으로써 광효율을 증대시킬 수 있는 조명 부재 및 조명 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 입체효과를 갖는 다양한 광이미지의 구현시 연성인쇄회로기판 및 레진층을 이용하여 유연한 조명 부재 및 조명 장치를 구현할 수 있고, 그에 의해 다양한 곡면을 갖는 응용 제품에 용이하게 활용할 수 있으며, 제품 디자인에 대한 자유도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 일반 조명, 디자인 조명, 차량 조명 등의 각종 조명 분야에서 입체효과를 갖는 다양한 형상의 광이미지를 구현하면서 낮은 가격으로 대량 생산에 유용한 조명 부재 및 조명 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 조명 부재의 사시도
도 2는 도 1의 조명 부재의 변형예에 대한 부분 확대 단면도이다.
도 3은 도 1의 조명 부재의 작동 원리를 설명하기 위한 사시도
도 4는 도 3의 조명 부재의 부분 확대 평면도
도 5는 도 3의 조명 부재의 부분 확대 단면도
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 조명 장치의 사시도
도 7은 도 6의 조명 장치의 작동 원리를 설명하기 위한 사시도
도 8은 도 1의 조명 부재의 입체효과 형성부의 패턴 구조에 대한 예시도
도 9 및 도 10은 도 1의 조명 부재의 입체효과 형성부에 채용가능한 패턴 구조에 대한 다른 예시도들
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 부재의 단면도
도 12는 도 11의 조명 부재와 비교예의 조명 부재 간의 휘도 및 조도를 비교하여 나타낸 도면
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치의 단면도
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 부재의 부분 단면도
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치의 단면도
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 부재의 사시도이다. 도 2는 도 1의 조명 부재의 변형예에 대한 부분 확대 단면도이다. 도 2는 도 1의 조명 장치의 Ⅱ-Ⅱ선에 의한 횡단면에서 측면반사부가 위치한 부분을 확대한 부분 확대 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 부재(100)는, 광가이드부(10), 입체효과 형성부(20) 및 측면반사부(30)를 포함한다.
광가이드부(10)는 제1면(11) 및 제1면(11)의 반대측 면으로서 제1면과 대략 평행한 제2면을 포함하는 플레이트 또는 필름 형태를 구비한다. 광가이드부(10)는 투명한 재료, 예컨대 글라스(Glass) 또는 수지(Resin)로 마련될 수 있다. 투명한 재료의 광투과율은 약 50% 이상, 바람직하게는 약 80% 이상일 수 있다. 광가이드부(10)의 제2면을 가공하여 하기의 입체효과 형성부(20)의 패턴(22)을 마련하는 경우, 제2면은 가상의 평면이 되고, 제2면에 대응하는 광가이드부(10)의 실제 면은 패턴(22)이 배열되어 있는 요철 형상의 패턴배열면일 수 있다.
입체효과 형성부(20)는 경사면(221)을 갖는 패턴(22)을 포함한다. 입체효과 형성부(20)는 광가이드부(10)의 일면을 직접 가공하여 패턴(22)을 마련한 패턴가공면 또는 패턴배열면에 의해 형성된다. 본 실시예에서 패턴(22)은 광가이드부(10)의 제2면을 직접 가공한 형태로 마련되나, 이에 한정되지는 않으며, 별도의 패턴층을 이용하여 마련될 수 있다.
패턴(22)은 둔덕이나 삼각 기둥 형태로 그 길이 방향이 제1방향(y방향)으로 연장하는 볼록부 혹은 도랑이나 골짜기 형태로 제1방향으로 연장하는 오목부가 제2방향(x방향)으로 순차 배열되는 줄무늬(Stripe) 형상 또는 스트라이프 요철 형상을 가질 수 있다. 이러한 패턴 형상은 복수의 단위패턴들이 대략 평행하게 연장하는 직선 줄무늬 형상을 포함하나, 이에 한정되지는 않으며 곡선 줄무늬 형상을 포함할 수 있다.
경사면(221)은 광가이드부(10) 내부에서 전반사하여 이동하는 빛을 굴절 및 반사에 의해 광가이드부(10)의 제1면(11)이 향하는 방향(-z방향)이나 제2면이 향하는 방향(z방향)으로 방출한다. 경사면(221)은 광가이드부(10)의 제2면 또는 패턴배열면과 제1면(11) 사이에서 전반사하며 제2방향(x방향) 측으로 진행하는 입사광(제1입사광)을 한정하여 입체효과 형성부(20)의 패턴(22) 상에 특정 광폭의 선형광(이하, 제1선형광이라 함)을 생성한다.
측면반사부(30)는 광가이드부(10)의 제1면(11)과 제2면 사이에서 x-z평면에 대략 평행한 두 측면(13)(이하, 제1측면 또는 한 쌍의 제1측면이라 함) 상에 마련된다. 본 실시예에서 제1측면(13)은 x-z평면에 대략 평행한 것으로 설명하나, 이에 한정되지는 않으며 한 쌍의 제1측면 중 적어도 어느 한쪽 측면이 x-z평면에 평행하지 않을 수 있다. 그리고, 측면반사부(30)가 배치되는 광가이드부(10)의 제1측면(13)은 y방향으로 연장하는 패턴(22)의 볼록부나 오목부의 일측 또는 양측 말단면에 대응할 수 있다.
측면반사부(30)는 광가이드부(10) 내부를 이동하며 제1측면(13)의 특정 부분에 부딪히는 제1입사광을 반사하여 광가이드부(10) 내부에서 진행 방향이 제어된 제2입사광을 생성한다. 제2입사광은 측면반사부(30)에서 나오는 새로운 입사광처럼 패턴(22)의 경사면에서 반사 또는 굴절하여 제1면 방향과 제2면 방향으로 유도되고 패턴(22) 상에서 소정의 광폭으로 한정되어 선형광(이하, 제2선형광)을 형성한다.
제2선형광의 구현을 위해, 측면반사부(30)는 제1측면(13)의 특정 부분에 입사되는 광을 원하는 방향으로 반사할 수 있도록 배치된다. 이를 위해, 측면반사부(30)는 광가이드부(10)의 제1측면(13)의 특정 부분을 경면 가공하여 구현될 수 있다. 이 경우, 측면반사부(30)는 경면 가공면을 포함하여 구성되고, 제1측면(13)의 다른 부분에 비해 매끄러운 면으로 형성된다.
또한, 측면반사부(30)는 도 2에 나타낸 바와 같이 입사각에 관계없이 제1측면(13)의 특정 부분에 입사되는 대부분의 제1입사광을 원하는 방향이나 특정 지점으로 반사하도록 소정의 곡률을 갖는 곡면으로 마련될 수 있다. 곡면은 제1측면(13)에서 광가이드부(10) 외부로 돌출되는 외표면을 가질 수 있다. 게다가, 측면반사부(30)에서의 반사 효율을 극대화하기 위해 측면반사부(30)는 경면 가공면 상에 얇게 코팅되는 반사층(32)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 반사층(32)은 코팅층이나 접착 패드 형태를 구비할 수 있고, 그 재료로는 은(Ag), 알루미늄(Al), 스테인리스스틸 등이 이용될 수 있다.
또한, 도 2에 도시한 변형예의 조명 부재는 광가이드부(10)의 제1측면(13) 상에 광흡수층(34)을 더 포함할 수 있다. 광흡수층(34)은 측면반사부(30)가 배치된 부분을 제외하고 즉, 측면반사부(30)가 위치한 제1측면(13) 상의 제1영역과 다른 제1측면(13) 상의 제2영역에 마련된다. 광흡수층(34)을 이용하면, 광가이드부(10)의 제1측면에서 반사되어 제1선형광이나 제2선형광과 중첩되거나 그 주변을 진행하는 광을 제거하여 제1선형광과 제2선형광의 콘트라스트를 높일 수 있다.
광흡수층(34)은 스프레이 공법이나 프린팅 공법 등을 이용하여 광가이드부(10)의 제1측면에 차광 잉크를 코팅하거나 도포하여 마련될 수 있다. 또한, 구현에 따라서 광흡수층(34)은 광가이드부(10)의 제1측면에 광흡수물질이 표면이나 내부에 분산되어 있는 접착부재를 부착하는 공정을 통해 마련될 수 있다. 광흡수물질은 검정색 계열의 염료를 포함하는 물질이나 촉매에 의해 가시광을 흡수하는 물질 등이 이용될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 본 실시예에서 광가이드부(10)의 두께(t1)는 약 0.1㎜ 이상, 약 10.0㎜ 이하이다. 광가이드부(10)의 두께(t1)가 0.1㎜보다 작으면, 광원으로 LED 소자를 이용할 때, LED 소자의 광출사면의 높이를 약 100㎛보다 작게 제조해야 하는 어려움이 있고, 얇은 두께로 인하여 내구성이 저하될 수 있다. 광가이드부(10)의 두께(t1)가 10.0㎜보다 크면, 조명 부재(100)의 두께 및 무게가 증가하여 보관, 운송 및 취급이 어렵고 재료비 등의 비용 상승을 유발할 수 있다.
또한, 광가이드부(10)의 두께(t1)는 약 100㎛ 이상, 약 250㎛ 이하일 수 있다. 그 경우, 광가이드부(10)는 재료에 따라 롤(roll) 장치 등에 잘 감기는 정도의 유연성을 가질 수 있다. 또한, 구현에 따라서 광가이드부(10)의 두께(t1)는 약 250㎛ 이상, 약 10.0㎜ 이하일 수 있다. 그 경우, 광가이드부(10)는 롤(roll) 장치에 감기 어려우므로 플레이트 형태를 가질 수 있다.
본 실시예에 의하면, 패턴(22) 설계에 의해 입체효과를 갖는 선형광을 구현하는 조명 부재에서 광원을 추가하지 않고 측면반사부를 더미 광원으로 이용하여 제2선형광을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 측면반사부를 통해 장치의 휘도 또는 조도를 향상시킬 수 있다.
도 3은 도 1의 조명 부재의 작동 원리를 설명하기 위한 사시도이다.
도 3을 참조하면, 제1입사광(BL0)이 조명 부재(100)의 광가이드부(10) 내부를 이동할 때, 입체효과 형성부(20)는 패턴(22)의 경사면(221)에서 제1입사광(BL0)을 굴절시키거나 반사시키면서 제1입사광의 진행 방향을 패턴(22)의 순차 배열 방향을 따라 특정 경로(제1경로)로 한정하여 제1선형광(BL1)을 구현한다. 본 실시예에서 패턴(22)의 연장 방향은 제1방향 또는 y축 방향이고, 순차 배열 방향은 제2방향 또는 x축 방향이다.
제1선형광(BL1)의 구현에 있어서, 패턴(22)의 각 단위패턴은 제1경로를 따라 점진적으로 먼 거리에 위치하는 간접 광원으로 기능하며, 이러한 패턴(22)의 작용에 의해 제1선형광은 제1경로를 따라 간접 광원의 위치가 점진적으로 멀리 위치하는 것처럼 보이면서 그 휘도가 점진적으로 낮아져 기준점에서 상대적으로 가까이 위치하는 광가이드부(10)의 일면(예컨대, 제2면) 측에서 기준점에서 상대적으로 멀리 위치하는 광가이드부(10)의 타면(예컨대, 제1면) 측으로 들어가는 형상의 입체효과를 갖는다. 여기서, 기준점은 사용자, 관측자, 카메라 등이 위치하는 지점일 수 있다. 그리고, 단위패턴들은 광가이드부(10)의 제2면에서 제2방향(x방향)으로 순차 배열된다.
전술한 입체효과 선형광은 입체효과 형성부(20)의 패턴(22)에 의해 생성된 제1선형광(BL1)이 광가이드부(10)의 두께 방향(-z방향) 즉, 광가이드부(10)의 제2면이나 패턴배열면에서 광가이드부(10) 내부를 통해 광가이드부(10)의 제1면(11) 측으로 들어가는 발광 형태를 갖는 것을 지칭한다.
또한, 광가이드부(10)의 제1측면(13) 상에 마련되는 측면반사부(30)는 제1입사광(BL0)을 반사시켜 제2입사광(BL0a)을 생성한다. 측면반사부(30)는 제1측면(13)의 반사각과 유사하게 제1입사광(BL0)를 반사시킬 수 있으나, 이에 한정되지 않고 제1측면(13)의 반사 방향과 다른 방향으로 빛을 반사시켜 광가이드부(10) 내에 제2입사광(BL0a)을 생성할 수 있다.
제2입사광(BL0a)은 입체효과 형성부(20)의 패턴(22)에 의해 제2경로로 진행하며 입체효과를 갖는 제2선형광(BL2)으로 변환된다. 제2경로는 패턴(22)의 설계에 따라 제1경로와 평행하거나 제1경로와 다른 광경로일 수 있다. 제2선형광(BL2)은 패턴 설계에 따라 제1선형광(BL1)의 일부분과 유사한 형태를 가질 수 있다.
본 실시예에 의하면, 조명 부재(100)는, 제1입사광(BL0)이 광가이드부(10)의 내부에서 제1면, 제2면 및 한 쌍의 제1측면에서 전반사하며 x방향 측으로 이동할 때, 제1측면에 입사되는 광을 반사하여 새로운 광경로의 제2입사광(BL0a)을 생성할 수 있고, 그에 의해 실제 광원의 추가 없이 광원의 수를 증가시켜 광효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 입체효과를 갖는 다양한 광이미지를 구현할 수 있다.
도 4는 도 3의 조명 부재의 부분 확대 평면도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 부재(100)에 있어서, 광가이드부(10)의 제2면상에 y방향으로 연장하며 x방향으로 순차 배열되는 패턴(22)을 설계하면, 광원(LS)으로부터의 제1입사광(BL0)은 입체효과 형성부(20) 상에서 단위패턴들(P1, P2, P3, P4)의 각 패턴 연장 방향(y방향)과 직교하는 제1경로의 광경로를 따라 진행하는 선형광(BL1)으로 구현된다. 본 실시예에서, 제1경로는 x방향에 대응한다.
본 실시예에서, 단위패턴들(P1 내지 P4)의 각 패턴 연장 방향은 단위패턴들의 각 경사면 상의 특정 직선이 연장하는 방향이거나 또는 각 경사면 상의 특정 곡선에 접하는 특정 접선이 연장하는 방향일 수 있다. 여기서, 특정 직선이나 곡선은 광가이드부(10)의 제1면 또는 제2면과 평행한 면에 포함된다.
즉, 패턴 설계시, 단위패턴들의 패턴 연장 방향 모두가 서로 평행하도록 설계하면, 패턴을 지나는 제1입사광이나 제2입사광의 광경로는 광원의 빛과 처음 만나는 단위패턴(P1)에서부터 시작하여 각 단위패턴의 패턴 연장 방향과 직교하는 방향으로 진행하는 직선 형태를 갖게 된다. 그것은 '매질 내에서 이동하는 빛은 최단 시간의 이동 경로를 따라 이동한다'는 페르마(Fermat)의 원리에 따라 단위패턴 상의 최단 시간의 광경로를 따라 빛의 이동이 집중되기 때문이다.
또한, 단위패턴들(P1, P2, P3, P4)은 측면반사부(30)에 의해 생성되는 제2입사광(BL0a)을 패턴 설계에 의해 미리 지정된 제2경로로 유도한다. 이때, 제2입사광(BL0a)은 단위패턴들 상에서 진행할 때 단위패턴들의 각 경사면에서의 굴절 또는 반사에 의해 제2경로 상에서 두께 방향으로 깊이감을 갖는 제2선형광(BL2)으로 제어된다.
또한, 단위패턴들(P1, P2, P3, P4)은 각 경사면에서의 굴절 및 반사에 의해 일부 제1입사광(BL0b)(이하, 주변광)을 제1경로 및 제2경로 이외의 방향으로 분산시킨다. 예컨대, 주변광(BL0b)은 광원(LS)으로부터 단위패턴의 경사면으로 향하는 빛 중 y방향(패턴 연장 방향)과 x방향의 축들에 의해 정의되는 평면상에서 제1경로상의 제1선형광(BL1)의 진행 방향(+x방향)을 중심으로 대략 +x방향과 +y방향 사이의 방향(제1경사방향) 및 +x방향과 -y방향 사이의 방향(제2경사방향)으로 진행하는 빛을 지칭한다. 즉, 주변광(BL0b)은 제1입사광이 단위패턴들(P1 내지 P4)의 각 경사면과 만날 때 각 경사면에서 제1경로와는 다른 경로로 굴절되거나 반사되어 흩어지는 광이다. 이러한 주변광(BL0b)은 광가이드부(10) 내부에서 선형광에 비해 상대적으로 넓은 범위로 분산되므로 제1선형광(BL1) 및 제2선형광(BL2) 부분(이하, 명부)과 대비하여 상대적으로 명부 주변의 휘도가 낮은 주변부 또는 암부를 형성한다.
본 실시예에 있어서, 입체효과 형성부(20)의 패턴 설계 시 서로 인접한 두 단위패턴들 사이의 간격(Lp)은 약 10㎛ 내지 약 500㎛일 수 있다. 간격(Lp)은 패턴의 피치 또는 평균 간격에 대응할 수 있다. 또한 간격(Lp)은 입체효과를 갖는 선형광의 구현을 위한 최소한의 간격과 최대한의 간격을 고려한 것으로 이 범위를 벗어나면 광경로 상에서 실질적으로 연속적으로 순차 배열되는 간접 광원들을 구현하기가 어려워 입체효과를 갖는 선형광의 구현이 제한될 수 있다.
한편, 구현에 따라서 단위패턴들의 패턴 연장 방향들이 서로 평행하지 않고 적어도 한점에서 교차하거나 대략 방사 방향으로 연장하도록 패턴을 설계하면, 페르마의 원리에 따라 패턴을 지나는 입사광에 의한 선형광의 광경로는 입사광과 처음 만나는 패턴에서부터 시작하여 서로 인접한 두 패턴들 사이의 거리(또는 간격)가 좁은 측으로 휘어지는 곡선 형태를 가질 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예의 조명 부재에 있어서, 패턴의 경사면에서의 굴절 및 반사에 의해 생성되는 선형광은 패턴 설계를 통해 소정 광폭과 소정 길이로 제어되어 구현될 수 있다. 예를 들어, 선형광의 특정 광폭 및 광경로는 소정 폭을 갖는 패턴 설계에 따라 일정한 광폭과 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.
도 5는 도 2의 조명 부재의 부분 확대 단면도이다. 도 5는 패턴이 배열된 광가이드부의 제2면이 도면 하부 측에 위치하고 광가이드부의 제1면이 도면 상부 측에 위치하도록 도 3의 조명 부재를 평면상에서 뒤집어 놓은 경우의 단면도에 대응한다.
도 5를 참조하면, 광원(LS)로부터 출사되어 광가이드부(10) 내부를 경유하는 제1입사광(BL0)은 광가이드부(10)의 굴절률과 외부 매질(대기)의 굴절률에 의해 정해지는 광가이드부(10)의 표면 경계에서의 임계각 이하의 입사각 범위 내에서 광가이드부(10)의 제1면(11)과 패턴배열면 사이에서 반사하며 광가이드부(11) 내부를 이동한다. 그리고, 제1입사광(BL0)이 패턴(22)의 경사면과 만나면, 제1입사광(BL0)은 패턴(22)의 경사면에서 굴절 또는 반사되고 그에 의해 광가이드부(10)의 제1면(11)이 향하는 제1면 방향 또는 제2면이 향하는 제2면 방향으로 진행하여 광가이드부(10)의 외부로 방출된다.
전술한 경우, 광가이드부(10)의 패턴(22)은 각 단위패턴의 경사면을 통해 입사광을 굴절시키거나 반사시켜 제1면 방향 또는 제2면 방향으로 입사광을 방출하는 간접 광원들로서 동작한다. 즉, 패턴(22)의 단위패턴들은 광가이드부(10) 외부의 소정의 기준점에서 볼 때 광원(LS)과의 거리가 멀수록 간접 광원(LS1, LS2, LS3)의 위치가 기준점으로부터 더 멀리 위치하는 형태를 나타낸다.
예를 들면, 광원(LS)을 기준으로 단위패턴들이 일방향(x방향)으로 순차 배열되는 패턴(22)에 있어서 제1영역(A1)의 제1단위패턴(P1), 제2영역(A2)의 제2단위패턴(P2) 및 제3영역(A3)의 제3단위패턴(P3)이 있다고 가정할 때, 광원(LS)으로부터 제2단위패턴(P2)에 도달하는 입사광의 이동거리인 제2광경로는, 광원(LS)에서 제1단위패턴(P1)까지의 제1광경로보다 길고, 광원(LS)에서 제3단위패턴(P3)까지의 제3광경로보다 작다. 즉, 제2단위패턴(P2)에 의해 생성되는 제2간접광원(LS2)에서 제2단위패턴(P2)까지의 제2거리(L2)는, 광원(LS)의 제1간접광원(LS1)에서 제1단위패턴(P1)까지의 제1거리(L1)보다 길고, 광원(LS)의 제3간접광원(LS3)에서 제3단위패턴(P3)까지의 제3거리(L3)보다 짧다.
이와 같이, 패턴(22)은 기준점에서 볼 때 제1경로 상에 순차 배열되는 간접 광원들에 의해 제1경로 상에서 점진적으로 더 멀리 위치하거나 점진적으로 휘도가 낮아지는 입체효과 선형광(Line shaped beam having three-dimensional effect)을 생성한다.
전술한 입체효과 선형광은 제1면 방향이나 제2면 방향 측에서 볼 때 패턴 설계에 의해 미리 정해진 광경로(제1경로)로 한정되는 선형광이 광가이드부(10)의 제1면에서 제2면을 향하여(혹은 그 반대로) 광가이드부(10) 속으로 점진적으로 들어가는 깊이감을 갖는 광이미지를 지칭한다.
한편, 전술한 패턴(22)의 제1 내지 제3 단위패턴들(P1, P2 및 P3)에 있어서, 제2단위패턴(P2)은 광원(LS) 측에서 볼 때 광가이드부(10)의 제2면 상에서 제1단위패턴(P1)의 바로 다음에 위치하는 단위패턴이거나 제1단위패턴(P1)과 소정 개수의 다른 단위패턴들을 사이에 두고 위치하는 단위패턴일 수 있다. 이와 유사하게, 제3단위패턴(P3)은 광원 측에서 볼 때 제2단위패턴(P2)의 바로 다음에 위치하는 단위패턴이거나 제2단위패턴(P2)과 소정 개수의 다른 단위패턴들을 사이에 두고 위치하는 단위패턴일 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 조명 장치의 사시도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치(200)는, 광가이드부(10), 입체효과 형성부(20), 측면반사부(30), 지지부(40) 및 광원부(50)를 포함한다.
광가이드부(10)는 제1면(11), 제2면(12) 및 제1측면(13)을 갖는 원판 형태를 구비하고 지지부(40) 상에 광원부(50)의 광원을 매립하도록 마련된다. 광가이드부(10)는 레진층으로 구현될 수 있다. 제2면(12)은 제1면(11)의 반대측 면이며, 제1측면(13)은 제1면(11)과 제2면(12)을 연결하는 측면이다. 제1측면(13)은 원판 형태의 광가이드부(10)의 가장자리를 둘러싸는 띠 또는 고리 형태를 갖는다.
입체효과 형성부(20)는 광가이드부(10)의 제2면(12)에 배치된다. 입체효과 형성부(20)는 복수의 단위패턴들을 구비한 패턴(22)으로 이루어진다. 입체효과 형성부(20)의 패턴(22)은 사진 및 인쇄 공정, 임프린트 공정, 식각 공정 등을 이용하여 마련될 수 있다. 일례로, 패턴(22)의 단위패턴들은 광가이드부(10)의 제2면(12)에 V자 형상의 선형 홈(도 1 참조)을 직접 가공하여 마련될 수 있다.
본 실시예에서 패턴(22)은 광가이드부(10)의 제2면(12) 상의 제1영역에 배열되는 제1패턴과 광가이드부(10)의 제2면(12) 상의 제2영역에 배열되는 제2패턴을 포함하고, 제1패턴과 제2패턴은 하트 모양의 광경로를 형성하도록 하트 모양의 광경로와 직교하는 방향으로 연장하는 소정 길이의 선분 형태의 단위패턴들을 각각 구비한다.
측면반사부(30)는 광가이드부(10)의 일측 가장자리에서 제1측면(13) 상에 마련된다. 측면반사부(30)의 반대측에는 광원부(50)가 광가이드부(10)에 의해 매립되어 있다.
지지부(40)는 광가이드부(10)와 광원부(50)를 지지한다. 지지부(40)는 광원부(50)의 광원에 전원을 공급하는 배선이나 구동회로를 포함할 수 있다. 이 경우, 지지부(40)는 인쇄회로기판으로 구현될 수 있다. 지지부(40)가 연성 인쇄회로기판으로 구현되는 경우, 조명 장치(200)는 광가이드부(10)를 형성하는 레진층과 연성 인쇄회로기판에 의해 두께 방향으로 휘어지거나 반구 형상으로 휘어지는 유연성을 가질 수 있다.
광원부(50)는 적어도 하나 이상의 LED(Light Emitting Diode) 소자를 포함하는 LED 광원일 수 있다. 본 실시예에서 LED 광원은 양방향으로 제1입사광을 방출하도록 구현된다. 이 경우, LED 광원의 일부 제1입사광은 LED 광원 앞에 배열되는 제1영역의 제1패턴(22a)에 의해 제1경로의 제1선형광(BL1)으로 구현되고, 다른 일부 제1입사광은 측면반사부(30)에서 반사되어 제2입사광을 형성하며, 그리고 제2입사광은 측면반사부(30)의 일측에 배열되는 제2영역의 제2패턴(22b)에 의해 제2경로의 제2선형광(BL2)으로 구현될 수 있다.
광원부(50)에서, LED 광원은 지지부(40)에 마련된 인쇄회로기판을 통해 제어신호 또는 구동전원을 공급받을 수 있다. 인쇄회로기판 상에 실장되며 레진층에 매립되는 LED 광원은 LED 기술 분야에 이미 잘 알려져 있으므로 그에 대한 상세 설명은 생략한다.
도 7은 도 6의 조명 장치의 작동 원리를 설명하기 위한 사시도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치(200)에서 광원부(50)에 전원이 공급되면, 광원부(50)의 LED 광원은 측면반사부(30) 측과 그 반대측으로 제1입사광을 조사한다. 제1입사광은 LED 광원 앞에 배열된 제1영역의 제1패턴(22a)에 의해 유도되어 제1선형광(BL1)으로 생성된다. 제1선형광(BL1)은 제1패턴(22a)의 단위패턴들의 각 패턴 연장 방향과 직교하는 방향을 따라 진행하며 단위패턴의 경사면에서 굴절되거나 반사되어 제1면 방향이나 제2면 방향으로 방출된다.
그리고, 측면반사부(30)에 도달하는 제1입사광은 측면반사부(30)의 설계에 따라 소정 진행 경로의 제2입사광으로 전환된다. 제2입사광은 측면반사부(30) 앞에서부터 LED 광원까지 배열되는 제2패턴(22b)에 의해 한정되고 유도되어 제2경로의 제2선형광을 생성한다.
전술한 제1선형광(BL1)과 제2선형광(BL2)에 의하면, 광가이드부 내부에 별도의 광가이드 유로를 형성하지 않고도 광가이드부 상의 패턴 설계를 통해 단일 LED 광원으로 하트 모양의 광이미지를 간단히 구현할 수 있다.
한편, 위의 설명에서는 LED 광원의 제1입사광이 제1패턴(22a) 측으로만 입사되고, 측면반사부(30)의 제2입사광이 제2패턴(22b) 측으로만 입사되는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 그러한 구성으로 한정되지 않고, LED 광원의 광출사면의 구조와 측면반사부의 반사 구조에 따라 LED 광원의 제1입사광이 제1패턴(22a)의 일측과 제2패턴(22b)의 일측으로 입사되고, 측면반사부(30)의 제2입사광이 제1패턴(22a)의 타측과 제2패턴(22b)의 타측으로 입사되어 각 패턴의 중간 부분에서 중첩되도록 구현될 수 있다.
본 실시예에 의하면, 하트 모양의 광이미지를 구현할 때, 입사광을 가이드하기 위한 구성으로서 단위패턴들을 하트 모양의 광경로를 따라 배열하고, 광원의 반대측에 측면반사부를 배치하여 추가적인 광원을 사용하지 않고 광경로를 연장함으로써 입체효과를 갖는 광이미지를 우수한 광효율로 손쉽게 구현할 수 있다.
도 8은 도 1의 조명 부재의 입체효과 형성부의 부분 확대 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 입체효과 형성부(20)의 패턴(22)은 삼각형 단면 형상의 패턴 구조를 갖는다. 패턴(22)이 삼각형 단면 구조를 구비하면, 삼각형 단면 구조상에 형성되는 경사면(221)은 x방향에 대하여 소정의 경사각을 갖는다. 다시 말하면, 경사면(221)은 광가이드부의 제1면 또는 제2면(12)과 직교하는 방향(z방향)에 대하여 소정의 경사각(θ)만큼 기울어지도록 설계될 수 있다.
경사면(221)의 경사각(θ)은 약 5°이상 약 85°이하일 수 있다. 경사각(θ)은 광가이드부의 굴절률을 고려하여 한정될 수 있으나, 기본적으로 경사면(221)에서 반사 및 굴절 가능한 최소 및 최대 각도를 고려할 때 약 5° 내지 약 85°범위를 가질 수 있다.
일례로써, 광가이드부의 굴절률이 약 1.30 내지 약 1.80 범위에 존재할 때, 경사면(221)의 경사각은 기준 방향(z방향 또는 x방향)에 따라 약 33.7°보다 크고 약 50.3°보다 작은 범위를 갖거나 약 49.7°보다 크고 약 56.3°보다 작은 범위를 가질 수 있다.
또한, 구현에 따라서, 광가이드부 또는 입체효과 형성부(20)는 고굴절률 소재를 이용하여 마련될 수 있다. 예컨대, 고광도 LED(Light Emitting Diode) 제조의 경우, 특정 입사각의 빛이 다이(Die)를 지나 캡슐소재를 투과할 때 다이(n=2.50~3.50)와 통상의 고분자 캡슐소재(n=1.40~1.60) 사이의 n값(굴절률) 차이에 의해 내부 전반사가 발생하고 그에 의해 기기의 광추출 효율이 저하되는데, 이를 적절히 해소하기 위하여 고굴절률 고분자(n=1.80~2.50)를 이용한다. 즉, 본 실시예에서, 고광도 LED 제조에 이용되는 고굴절률 고분자를 활용하여 패턴(22)을 마련하는 경우, 패턴(22)의 경사면(221)의 경사각은 패턴의 굴절률에 따라 약 23.6°보다 크고 약 56.3°보다 작은 범위를 가질 수 있다.
전술한 굴절률에 따른 경사각은 스넬의 법칙에 따른 것으로, 이를 수식으로 나타내면 다음의 수학식 1과 같다.
Figure pat00001
수학식 1에서 sinθ1은 제1굴절률(n1)을 갖는 제1매질에서의 빛의 입사각 또는 굴절각이고, sinθ2는 제2굴절률(n2)에서의 빛의 굴절각 또는 입사각일 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예의 조명 부재에 있어서, 입체효과 형성부를 구성하는 패턴의 경사면은 입사광을 적절하게 반사시키거나 굴절시킬 수 있는 경사각으로서 작게는 약 5°정도, 크게는 약 85°정도로 마련될 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서, 패턴(22)은 제조 공정의 편의 등을 위해 인접한 단위패턴들 간의 폭(w) 대 높이(h)를 소정 비율로 한정할 수 있다. 폭(w)은 인접한 두 단위패턴들 사이의 일정 간격 즉 피치(pitch)일 수 있다. 예를 들어, 선형광의 깊이감이 강조되도록 조명 부재의 패턴을 설계하는 경우, 폭(w)은 높이(h)와 같거나 작도록 마련된다. 또한, 선형광에서 상대적으로 긴 이미지가 표현되도록 패턴을 설계하는 경우, 폭(w)은 높이(h)보다 크도록 마련될 수 있다.
전술한 패턴(22)의 폭(w)은 약 10㎛ 내지 약 500㎛일 수 있다. 이러한 폭(w)은 x방향에서 서로 인접한 두 단위패턴들 사이의 평균 간격일 수 있으며, 패턴 설계나 배열 구조 혹은 원하는 광이미지 형상에 따라서 조정될 수 있다.
한편, 패턴(22)이 렌티귤러(lenticular) 모양을 가지는 경우, 선형광의 구현을 위해 패턴(22)의 폭(w)(또는 직경) 대 높이의 비율(h/w)은 약 1/2 이하이거나 그 경사면의 경사각(θ)이 약 60°이하가 되도록 설계될 수 있다.
또한, 패턴(22)의 폭 대 높이의 비율(h/w)을 1보다 작게 설계하면, 패턴(22)의 폭 대 높이의 비율(h/w)이 1 이상인 것에 비해 오목부의 깊이가 낮아 패턴 제조가 용이할 수 있다.
본 실시예에 의하면, 패턴(22)의 폭(w)과 높이(h)를 특성조절용 인자로 이용하여 광학 부재를 설계함으로써 구현하고자 하는 입체효과 선형광에 의한 다양한 광이미지를 효율적으로 그리고 용이하게 제어할 수 있다.
도 9 및 도 10은 도 1의 조명 부재의 입체효과 형성부에 채용가능한 패턴 구조를 설명하기 위한 부분 확대 단면도들이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예의 조명 부재에 있어서, 입체효과 형성부(20)의 패턴(22)은 반원형 단면, 반타원형 단면 또는 렌티귤러 형태를 구비한다. 패턴(22)은 광가이드부의 두께 방향 또는 광가이드부의 제1면의 반대면인 제2면(12)과 직교하는 방향(z방향)에서 소정 각도로 기울어진 경사면(221)을 구비한다. 패턴(22)은 z방향의 패턴 중심선(미도시)을 기준으로 대칭 형태를 가질 수 있다.
패턴(22)의 경사면(221)은 반원형 단면 구조로 인하여 입사광(BL0)이 만나는 경사면 상에서의 위치가 입사광(BL0)의 위치에 따라 변하는 구조를 가질 수 있다. 즉, 본 실시예의 패턴(22)의 경사면(221)은 원호 상의 임의의 점에 접하는 면이 되므로, 패턴(22) 상의 임의의 점에 접하는 접선은 광가이드부의 제2면(12)과 직교하는 방향(z방향)에서 소정 경사각(θ)으로 놓일 수 있다. 경사각(θ)은 입사광(BL0)이 부딪히는 반원형 단면상의 위치에 따라 0°보다 크고 90°보다 작을 수 있다.
본 실시예에서 입체효과 형성부(20)의 패턴(22)은 서로 인접한 두 단위패턴들 사이에 마련되는 이격부(222)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 패턴(22)이 제1단위패턴(Cm-1), 제2단위패턴(Cm) 및 제3단위패턴(Cm+1)(여기서, m은 2 이상의 자연수임)을 포함할 때, 입체효과 형성부(20)는 제1단위패턴(Cm-1)과 제2단위패턴(Cm) 사이 및 제2단위패턴(Cm)과 제3단위패턴(Cm+1) 사이에 마련되는 이격부(222)를 포함할 수 있다.
이격부(222)는 광가이드부의 제2면(12)에서 오목한 단위패턴이 형성되지 않은 부분으로서 인접한 두 단위패턴들 사이에 위치하는 제2면(12)의 일부분일 수 있다. 또한, 이격부(222)는 서로 인접한 두 단위패턴들 사이의 유격으로서 제조공정의 편의를 위해 마련된 것일 수 있다. 이격부(222)는 패턴 설계에 따라 생략가능하다.
한편, 이격부(222)를 포함하는 경우, 이격부(222)의 폭(w1)은 패턴(22)의 단위패턴의 폭(w)보다 작게 설계된다. 이격부(222)의 폭(w1)은 패턴(22)의 폭(w)의 약 1/5 이하이거나 수㎛ 이하일 수 있다. 이격부(222)의 폭(w1)이 패턴(22)의 폭(w) 이상이면, 패턴(22)에서 자연스런 선형광 구현이 어려울 수 있다.
도 10을 참조하면, 본 실시예의 조명 부재에 있어서, 입체효과 형성부(20)의 패턴(22)은, 다각형 단면 형상의 패턴 구조를 구비한다. 패턴(22)의 경사면(221)은 꺽은선 그래프 형상을 가진다.
패턴(22)의 경사면(221)은 광가이드부의 두께 방향 또는 광가이드부의 제2면(12)과 직교하는 방향(z방향)에서 꺽은선 그래프의 선분 개수에 따라 복수의 경사각(θ1, θ2)을 가질 수 있다. 제2경사각(θ2)은 제1경사각(θ1)보다 클 수 있다. 제1 및 제2 경사각(θ1, θ2)은 입사광(BL0)과 만나는 위치에 따라 약 5°보다 크고 약 85°보다 작은 범위 내에서 설계될 수 있다.
또한, 본 실시예의 입체효과 형성부(20)는 서로 인접한 두 단위패턴들 사이에 마련되는 이격부(222)를 포함할 수 있다. 이격부(222)의 폭(w1)은 입체효과 형성부(20) 상에서의 자연스러운 선형광 구현을 위해 패턴의 폭(w)보다 작다. 이격부(222)의 폭(w1)은 수㎛ 이하이거나 패턴의 폭(w)의 약 1/5 이하로 설계될 수 있다.
또한, 본 실시예의 입체효과 형성부(20)는 광가이드부의 제1면 또는 제2면(12)과 거의 평행한 단절면(223)을 패턴(22) 상에 구비할 수 있다. 단절면(223)은 실질적으로 입사광의 반사나 굴절에 의해 빛이 외부로 방출되도록 작용하지 못하는 부분으로서, 패턴(22)에 의해 구현되는 선형광이 단절면(223)에 대응하는 단절 부분을 가질 수 있으므로, 단절면(223)의 폭(w2)은 연속적인 형상의 선형광 구현을 위해 수㎛ 이하에서 적절하게 설계될 수 있다. 한편, 연속적인 선형광 구현시, 단절면(223)은 생략될 수 있으나, 불연속적인 선형광 구현시 단절면(223)을 이용할 수 있음은 물론이다.
한편, 전술한 실시예의 각 패턴의 경사면의 단면은 직선, 곡선 및 꺽은선 그래프 형상 외에 이들의 조합 형상 등과 같이 광가이드부(10) 내부를 진행하는 빛을 굴절 또는 반사하여 제1면 방향이나 제2면 방향으로 방출하는 구조라면, 어떠한 구조라도 적용가능하다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 부재의 단면도이다.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 부재(300)는, 광가이드부(10), 입체효과 형성부(20), 측면반사부(30), 지지부(40) 및 반사부(42)를 포함한다.
광가이드부(10)는 레진층으로 마련될 수 있다. 광가이드부(10)는 반사부(42) 상에 입체효과 형성부(20)를 매립한다. 이 경우, 조명 부재(300)는 연성인쇄회로기판으로 마련된 지지부(40)와 소정 두께의 레진층에 의해 소정 곡률로 휘어지는 유연성을 가질 수 있다.
입체효과 형성부(20)는 광가이드부(10)의 제2면에 접합되는 별도의 투명한 패턴층(20a)에 의해 마련된다. 패턴층(20a)은 일면에 패턴(22)을 구비한다.
측면반사부(30)는 광가이드부(10)의 제1측면에 배치된다. 측면반사부(30)는 패턴층(20a)을 포위하도록 광가이드부(10)에서 반사부(42)까지 연장될 수 있다. 측면반사부(30)는 패턴(22)의 배열 방향(x방향)과 직교하는 방향(y방향)의 제1측면에 배치되나, 이에 한정되지는 않는다.
측면반사부(30)는 제1측면이 아닌 다른 측면에 배치될 수 있고, 제1측면과 다른 측면 모두에 배치될 수 있다. 이러한 측면반사부(30)는 광가이드부(10)의 제1측면 상에 스프레이 공정, 침지 공정, 인쇄 공정, 접합 공정 등으로 은(Ag), 알루미늄(Al), 스테인리스스틸 등의 광반사율이 높은 반사 물질을 표면이나 내부에 포함한 재료를 이용하여 마련될 수 있다.
지지부(40)는 단단하거나 유연한 지지부재 또는 하우징을 포함한다. 지지부(40)는 단단한 인쇄회로기판이나 연성 인쇄회로기판일 수 있다. 본 실시예에서는 연성 인쇄회로기판인 것으로 설명하고 있다.
반사부(42)는 지지부(40) 상에 마련되는 반사필름이나 반사층일 수 있다. 반사부(42)는 광가이드부(10)에서 패턴층(20a)을 통해 나오는 빛을 반사하여 다시 패턴층(20a)로 되돌려보낸다. 반사부(42)의 재료로는 은, 알루미늄, 스테인리스스틸 등이 이용될 수 있다.
반사부(42)의 반사 효율과 반사 영역의 제어를 위해 반사부(42) 상에는 반사패턴(140)이 마련될 수 있다. 반사패턴(140)은 패턴층(20a)과 마주하는 반사부(42)의 일면에 잉크패턴으로 구현될 수 있다. 반사패턴(140)의 재료로는 반사부(42)의 재료와 동일한 재료가 이용될 수 있다. 이러한 반사패턴(140)을 이용하면 반사부(42) 상에서 반사되는 빛의 강도를 조절할 수 있어 다양한 형상의 광이미지의 구현에 기여할 수 있다.
본 실시예의 입체효과 형성부(20)에 있어서, 패턴(22)은 반사부(42)와 마주하도록 배치된다. 이 경우, 패턴층(20a) 상에 레진층을 도포하여 광가이드층(10)을 형성할 때, 레진층에 의해 덮여지는 패턴(22)이 그 고유의 기능을 상실하는 되는 것을 방지한다. 즉, 패턴(22)은 광가이드부(10) 내부를 이동하는 입사광을 경사면에서의 굴절 및 반사에 의해 일정 광폭과 광경로로 가이드하면서 광가이드부(10)의 제2면(12) 방향으로 방출하도록 기능하는데, 굴절률이 유사한 레진층으로 덮이는 경우 경사면이 사라져 제기능을 수행할 수 없게 될 수 있으나, 본 실시예에서는 패턴배열면이 광가이드부(10)의 반대측인 반사부(42)와 마주하도록 패턴층(20a)을 배치함으로써 전술한 문제의 발생을 방지한다.
패턴층(20a)은 접착패턴층(130)에 의해 반사부(42) 상에 고정될 수 있다. 접착패턴층(130)은 소정의 패턴(벌집 모양 등)을 갖고 반사부(42)의 반사율이나 반사 영역을 한정하도록 이용될 수 있다. 접착패턴층(130)의 접착 기능과 관련하여, 반사부(42) 상에 레진층을 접합 또는 접착하는 것에 의해 패턴층(20a)을 지지하거나 고정할 수 있는 경우, 접착패턴층(130)의 접착 기능은 생략가능하다. 이러한 접착패턴층(130)은 구현에 따라서 접착물질을 함유한 반사패턴(140)에 의해 일체로 마련될 수 있다.
한편 구현에 따라서 패턴층(20a)은 접착패턴층(130)에 의해 고정되지 않고, 레진층 중간에 매립될 수 있다. 이러한 구조에 의하면 패턴층(20a)은 반사부(42)와의 사이에 레진층을 게재하고 배치될 수 있다.
또한, 패턴층(20a)이 레진층을 게재하면서 광가이드부(10)의 제1면(10)에 마련되는 경우로서, 패턴층(20a)은 반사부(42)와의 사이에 광가이드부(10)를 게재하고 광가이드부(10)의 제1면(10)을 직접 가공한 패턴층(도 1의 참조부호 22 참조)이나 제2면이 아닌 제1면(11) 상에 접합되는 별도의 패턴층으로 마련될 수 있다.
또한, 구현에 따라서, 패턴층(20a)과 반사부(42) 사이에 이격영역(120)이 마련될 수 있다. 이격영역(120)은 공기층이나 진공층일 수 있다.
본 실시예에 의하면, 유연한 조명 부재의 구현이 가능할 뿐만 아니라 유연한 조명 부재에서 패턴(22)에 의한 입체효과 선형광의 구현시 이격영역(120), 접착패턴층(130), 반사패턴(140) 또는 이들의 조합을 이용하여 빛의 반사, 산란 또는 분산에 대한 성능이나 영역을 제어함으로써 더욱 다양한 광이미지를 구현할 수 있다.
한편, 전술한 조명 부재는 LED 광원을 이용하는 것으로 한정되지 않고, 자연 광원(태양광 등)이나 다른 광원(할로겐 램프, 메탈 램프 등)의 광을 집광하는 장치를 광원으로 이용하여 입체효과 선형광을 생성하는 조명 장치로 구현될 수 있다. 이 경우, 광원 모두가 더미 광원으로 장치의 광효율을 높이고 그린 에너지 환경에 기여할 수 있다.
도 12는 도 11의 조명 부재와 비교예의 조명 부재 간의 휘도 및 조도를 비교하여 나타낸 도면이다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 따른 조명 부재는 휘도 약 11,980[nit]와 조도 약 22,613[lux]를 나타내었고, 비교예의 조명 부재는 휘도 약 9,076[nit]와 조도 약 16,386[lux]를 나타내었다.
본 측정 실험에서 본 실시예와 비교예는 동일한 LED 광원을 이용하였다. 다만, 본 실시예의 조명 부재는 측면반사부가 장착된 것을 제외하고 비교예의 조명 부재는 동일하다.
전술한 바와 같이, 측면반사부를 이용하면 입체효과를 갖는 선형광 구현 시 장치효율과 광효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 장치의 구조도 간소화할 수 있고, 간소화된 구조로 다양한 광이미지를 효과적으로 구현할 수 있다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치의 단면도이다.
도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치(400)는, 광가이드부(10), 입체효과 형성부(20), 광흡수부(30), 지지부(40), 반사부(42), 분리부(44) 및 광원부(50)를 포함한다. 광원부(50)는 레진층으로 마련되는 광가이드부(10)에 의해 입체효과 형성부(20)와 함께 지지부(40) 상에 매립될 수 있다.
본 실시예의 조명 장치(400)는, 입체효과 형성부(20)의 패턴(22)이 광가이드부(10)와 마주하도록 마련되고, 패턴(22)과 광가이드부(10) 사이에 코팅층 형태의 분리부(44)가 마련되는 것을 제외하고, 도 11을 참조하여 앞서 설명한 조명 부재(200)를 이용하는 조명 장치와 실질적으로 동일할 수 있다.
패턴층(20a)을 반사부(42) 상에 적층할 때, 패턴층(20a)은 그 일면의 반대측인 타면이 반사부(42) 상에 놓이도록 배치된다. 그리고, 패턴층(20a) 상에 레진으로 광가이드부(10)를 형성하는 경우, 이들 간의 굴절률 차이가 작아 패턴(22)의 기능이 상실되는 것을 방지하기 위하여 패턴층(20a)의 패턴(22) 상에 층간 분리용 소재를 얇게 코팅하여 분리부(44)를 마련한 후 그 상부에 광가이드부(10)를 형성할 수 있다. 분리부(44)는 광가이드부(10)와 패턴층(20a) 간의 굴절률 차이가 일정 값 이상을 유지하도록 이들 사이에 배치되는 금속성 코팅층일 수 있다.
즉, 입체효과 형성부(20)의 패턴(22)이 레진층과 마주하도록 적층되는 경우, 광가이드부(10)를 형성하는 레진층에 의해 패턴(22)의 경사면은 반사 및 굴절 기능을 제대로 수행하지 못할 수 있다. 특히, 광가이드부(10)의 굴절률과 패턴층(20a)의 굴절률이 유사한 경우, 예컨대 굴절률 차이가 0.2 이하인 경우, 이들 사이에 위치하는 패턴(22)의 경사면은 입사광의 굴절 및 반사 작용을 제대로 수행하지 못한다. 전술한 경우, 입체효과 형성부(20)의 패턴(22)에서의 굴절 및 반사에 의해 광원부(50)의 입사광을 광가이드부(10)의 상부 측으로 유도할 수 없어 입체효과를 갖는 선형광을 구현하지 못할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 조명 장치(400)에서는 패턴(22)과 광가이드부(10) 사이에 분리부(44)를 두어 광가이드부(10)의 레진층과 패턴(22)을 명확하게 분리함으로써 패턴(22)의 경사면에서 입사광의 반사 및 굴절 동작을 원활하게 수행할 수 있도록 한다. 전술한 분리부(44)는 반사부(42)와 동일하거나 유사한 재료로 마련될 수 있다.
측면반사부(30)는, 도 11의 조명 부재(200)의 측면반사부와 실질적으로 동일하다.
반사부(42)는 지지부재(40)와 패턴층(20a) 사이에 배치된다. 반사부(42)는 지지부(40)의 일면 상에 필름 형태로 마련될 수 있다. 반사부(42)는 반사 효율이 높은 재질로 마련되어 광원부(50)로부터 입체효과 형성부의 패턴(22)을 경유하여 광가이드부(10)의 제1면 방향으로 나오는 광을 패턴(22) 측으로 다시 반사하여 되돌려 보낸다. 이러한 반사부(42)에 의하면, 조명 장치(400)의 광손실을 줄이고 입체효과를 갖는 선형광을 더욱 명확하게 표현할 수 있다.
반사부(42)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. 또 다른 실시예에서, 반사부(42)는 은(Ag), 알루미늄(Al), 스테인리스 강(304SS) 등으로 구현될 수 있다.
본 실시예에서 광원부(50)의 LED 광원은 단면상에서 볼 때 패턴층(20a)과 반사부(42)를 관통하는 형태로 지지부(40)에 연결된다. 지지부(40)가 연성인쇄회로기판인 경우, 광원부(50)는 연성인쇄회로기판을 통해 공급되는 전원과 제어신호에 의해 광원에서 빛이 조사되도록 구동될 수 있다.
본 실시예에서 조명 장치(400)의 두께(t2)는 약 100㎛ 내지 약 250㎛ 이하일 수 있다. 조명 장치(400)의 두께가 100㎛보다 작으면, LED 광원을 레진층으로 매립하는 구조의 구현이 어렵고 내구성이 저하될 수 있다. 또한, 조명 장치(500)의 두께가 250㎛보다 두꺼우면 두꺼운 두께로 인해 롤(Roll)에 감기가 어려워 취급, 운반, 보관 및 설치 작업시 비용이 증가하고 곡률을 갖는 장소나 애플리케이션에 적용하기가 쉽지 않다.
본 실시예에 의하면, 조명 장치(400)는 레진층으로 마련되는 광가이드부(10)에 의해 지지부(40) 상에 반사부(42), 패턴층(20a), 분리층(44) 및 광원부(50)의 광원을 매립하고, 광가이드부(10) 내에서 조사되는 광원부(50)의 광을 입체효과 형성부(20)의 패턴(22)에서의 반사 및 굴절에 의해 입체효과를 갖는 선형광으로 변환하여 표시할 수 있다. 여기서, 조명 장치(400)는 측면반사부(30)에 의해 광원의 수를 줄이고 광효율을 높일 수 있다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 부재의 부분 단면도이다.
도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 부재는 광가이드부(10), 제1입체효과 형성부(20) 및 제2입체효과 형성부(70)를 포함한다.
물론, 조명 부재는 적어도 일측면에 측면반사부를 구비한다. 측면반사부는 도 11 또는 도 13을 참조하여 앞서 상세히 조명 부재 또는 조명 장치의 대응 구성요소와 실질적으로 동일하다.
제1입체효과 형성부(20)는 그 패턴(22)이 광가이드부(10)의 제1면을 가공하여 광가이드부(10)와 일체로 형성되는 것을 제외하고 전술한 실시예들의 대응 구성요소와 실질적으로 동일하며, 따라서 중복을 피하기 위해 그것들에 대한 상세 설명은 생략한다.
제2입체효과 형성부(70)은 광가이드부(10)의 제1면의 반대측인 제2면을 가공하여 광가이드부(10)와 일체로 형성된다. 제2입체효과 형성부(70)는 광가이드부(10)를 게재하고 적어도 그 일부분이 제1입체효과 형성부(20)와 마주하도록 배치된다. 제2입체효과 형성부(70)는 광가이드부(10)의 소정의 중심면에 대하여 면대칭하도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
제2입체효과 형성부(70)를 구성하는 패턴(72)은 제1입체효과 형성부(20)의 패턴(20)과 동일한 단위패턴 단면 형태를 가질 수있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 실시예에서, 조명 부재는 적어도 일부분이 서로 중첩되는 제1입체효과 형성부(20)와 제2입체효과 형성부(70)를 통해 제1입체효과 형성부(20)의 패턴(22)에 의해 생성되는 입체효과 선형광의 집광 성능을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1입체효과 형성부(20)와 제2입체효과 형성부(70)가 중첩되는 부분의 집광 성능은 제1입체효과 형성부(20)만 위치하는 부분의 집광 성능보다 상당히 클 수 있다.
본 실시예에 의하면, 광가이드부 내의 제1입사광을 반사하여 제2입사광을 생성하는 측면반사부를 통해 조명 부재의 광효율을 높이면서 입체효과 선형광을 이용한 또 다른 형태의 광이미지를 구현하고, 게다가 제2입체효과 형성부를 통해 집광 성능을 제어하여 광효율을 더욱 향상시킬 수 있고 다양한 광이미지를 구현할 수 있는 효과가 있다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치의 단면도이다.
도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치(500)는, 광가이드부(10), 입체효과 형성부(20), 측면반사부(30), 광원부(50) 및 아우터 렌즈(outer lens, 510)를 포함한다. 또한, 조명 장치(500)는 광흡수층(34)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
광가이드부(10)는 평면상에 볼 때 그 형상이 유선형이고 두께 방향에서 소정 부분에 곡률을 갖는 것을 제외하고 전술한 실시예의 조명 장치의 광가이드부와 실질적으로 동일할 수 있다.
입체효과 형성부(20)는 광가이드부(10)의 제2면의 서로 다른 영역에 마련되는 복수의 패턴들(22)을 포함한다. 복수의 패턴들(22)은 유선형의 광가이드부(10)의 서로 다른 영역에 각각 마련되어 서로 다른 광경로의 선형광을 생성한다. 복수의 패턴들(22)은 광가이드부(10)의 제2면에 마련되고 제2면에 대하여 경사진 경사면을 갖는 단위패턴들을 각각 구비한다. 입체효과 형성부(20)는 유선형의 광가이드부(10)의 서로 다른 영역에 배치되는 복수의 패턴(22)을 구비하는 것을 제외하고 도 11 또는 도 13의 입체효과 형성부와 실질적으로 동일할 수 있다.
측면반사부(30)는 복수의 LED 광원과 지그재그 형태로 배치될 수 있다. 이러한 측면반사부(30)의 배치에 의하면, 측면반사부(30)를 더미 광원으로 이용하여 광원의 개수를 줄일 수 있다.
광흡수층(34)은 유선형의 광가이드부(10)의 일면 상에 배치된 패턴(22)의 가장자리를 따라 마련된다. 광흡수층(34)은 광원부(50)의 각 광원의 광출사면에 대응하는 개구부(33)를 구비할 수 있다. 개구부(33)는 광흡수층(34)이 생략된 부분이거나 광흡수물질이 배치되지 않는 부분으로서, LED 광원에서 조사되는 광이 광흡수층(33)을 통과하여 입체효과 형성부(20)의 패턴(22)에 전달되도록 기능한다.
도면에 도시하지는 않았지만, 본 실시예의 조명 장치는 도 11이나 도 13의 지지부나 반사부를 포함할 수 있다.
광원부(50)는 광가이드부(10)의 유선형 모양에 따라 일면의 가장자리 상에 배열된다. 광원부(50)는 복수의 LED 광원을 포함할 수 있다. 광원부(50)는 입체효과 형성부(20)의 패턴(22) 가장자리 외측에 배치되는 것을 제외하고 도 13의 광원부와 실질적으로 동일할 수 있다.
아우터 렌즈(510)는 차량용 조명 장치(헤드라이트, 후방라이트 등), 야외 조명 장치 등에서 조명장치의 외표면에 배치되는 렌즈 형상의 커버를 지칭한다. 아우터 렌즈(510)는 투명한 플라스틱 재료 예컨대, 엔지니어링 플라스틱 등으로 마련될 수 있다. 이때, 아우터 렌즈(510)는 외부에서 내부가 보이는 일정 수준 이상의 광투과율 또는 투명도를 가질 수 있다.
차량용으로 사용되는 경우, 아우터 렌즈(510)는 광가이드부(10)가 배치되는 일면에 차량 보디의 곡면에 이어지는 곡률을 갖도록 마련될 수 있다. 또한, 조명 장치(500)가 차량 조명으로 이용되는 경우, 광원부(50)의 광원은 차량 배터리(520)로부터 전원을 공급받아 동작할 수 있다.
전술한 광가이드부(10), 입체효과 형성부(20), 측면반사부(30) 및 광원부(50)는 아우터 렌즈(510)의 일면에 배치된다. 광가이드부(10)는 아우터 렌즈(510)의 일면에 접합되거나 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 광원부(50)는 아우터 렌즈(510)의 일면에서 광가이드부(10)에 매립될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 실시예에 의하면, 입체효과 형성부의 패턴 설계를 통해 헤드라이트, 후방 라이트, 차량 실내 조명, 안개등, 도어스카프 등의 차량용 조명 장치에 적용하기 용이하며 새로운 광이미지의 구현이 용이하고 저렴한 조명 장치를 제공할 수 있다. 즉, 본 실시예에 의하면, 기존 차량 램프에 비해 부피, 두께, 무게, 가격, 수명, 안정성, 설계 자유도, 설치 용이성 면에서 유리한 새로운 조명 장치를 제공할 수 있다.
한편, 본 실시예의 조명 장치는 차량용 조명 장치로 한정되지 않으며, 필름 형태의 유연한 조명 장치로서 건물, 설비, 가구 등의 조명 설치 대상의 내외측 곡면부나 굴곡부에 용이하게 적용될 수 있다. 그 경우, 아우터 렌즈(510)는 광가이드부, 입체효과 형성부 및 광흡수부를 구비한 조명 부재를 지지하거나 광원부를 지지하는 지지부 또는 하우징에 대응할 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: 입체효과 형성부
22: 패턴
30: 측면반사부
40: 지지부
42: 반사부
44: 분리부
50: 광원부
221: 경사면

Claims (21)

  1. 제1면과 상기 제1면의 반대측인 제2면을 구비하고 상기 제1면과 상기 제2면 사이에 소정 두께를 갖는 광가이드부;
    상기 광가이드부 상의 입체효과 형성부; 및
    상기 제1면과 상기 제2면 사이를 연장하는 제1측면 상의 측면반사부;
    를 포함하며,
    상기 입체효과 형성부는, 상기 제2면 상에 순차 배열되고 상기 제2면에 대하여 경사각을 갖는 경사면을 구비하는 패턴을 포함하고, 여기서 상기 패턴은 상기 광가이드부 내의 제1입사광을 상기 경사면에서의 굴절 또는 반사에 의해 상기 제1면이 향하는 제1면 방향 또는 상기 제2면이 향하는 제2면 방향으로 유도하여 제1경로의 제1선형광을 생성하며,
    상기 측면반사부는 상기 제1입사광을 반사하여 상기 광가이드부 내에 제2입사광를 생성하고, 여기서 상기 패턴은 상기 경사면에서 상기 제2입사광을 상기 제1면 또는 제2면 방향으로 굴절시키거나 반사시켜 상기 제1경로와 다른 제2경로의 제2선형광을 생성하는 조명 부재.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 광가이드부는 플레이트 또는 필름 형상을 구비하고, 상기 제1측면은 상기 제1경로 또는 상기 패턴의 순차 배열 방향을 따라 연장하는 조명 부재.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 측면반사부는 상기 제1측면 상에 일체형으로 가공된 경면인 조명 부재.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 경면 상의 반사층을 더 포함하는 조명 부재.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 측면반사부는 상기 제1측면에서 상기 광가이드부 외부로 돌출되는 곡면을 구비하는 조명 부재.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 측면반사부가 위치한 상기 제1측면 상의 제1영역과 다른 상기 제1측면 상의 제2영역에 마련되는 광흡수층을 더 포함하는 조명 부재.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 패턴의 경사면은 경면을 포함하는 조명 부재.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 경사면의 거칠기는 산술평균 거칠기(Ra) 0.02 이하 및 최대높이 거칠기(Ry) 0.30 이하인 조명 부재.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 입체효과 형성부는 상기 광가이드부의 상기 제1면 및 상기 제2면 중 적어도 어느 하나를 직접 가공하여 상기 패턴을 형성한 상기 광가이드부의 패턴배열면을 포함하거나 또는 상기 광가이드부의 상기 제1면 및 상기 제2면 중 적어도 어느 하나에 접합되며 그 일면에 상기 패턴을 구비하는 패턴층을 포함하는 조명 부재.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 패턴층 또는 광가이드부를 지지하는 지지부; 및
    상기 지지부와 상기 패턴층 또는 광가이드부 사이의 반사부;
    를 더 포함하는 조명 부재.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 패턴층 또는 광가이드부와 상기 반사부와의 사이의 반사패턴, 접착패턴층, 이격영역 또는 이들의 조합을 포함하는 조명 부재.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 패턴층의 상기 패턴을 덮는 상기 광가이드부와 상기 패턴 사이의 분리부를 더 포함하는 조명 부재.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 분리부는 금속성 코팅층인 조명 부재.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 광가이드부의 재료는 글래스 또는 레진을 포함하고, 상기 레진은 열가소성 고분자 또는 광경화성 고분자를 포함하는 조명 부재.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 광가이드부의 두께는 0.1㎜ 이상 10.0㎜ 이하인 조명 부재.
  16. 청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 한 항의 조명 부재; 및
    상기 조명 부재 내에 빛을 조사하는 광원부;
    를 포함하는 조명 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 광원부의 광원은 상기 제1측면과 다른 상기 광가이드부의 측면에 상기 입사광을 공급하도록 상기 조명 부재의 외부에 배치되거나 상기 광가이드부 내에 매립되는 조명 장치.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 광원부는 상기 조명 부재의 일면 상에 결합하는 인쇄회로기판을 포함하며, 상기 광원은 상기 인쇄회로기판에 실장되는 조명 장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 광원은 서로 동일한 방향, 서로 다른 방향 또는 반대 방향으로 빛을 조사하는 제1광원 및 제2광원을 포함하고,
    상기 광가이드부는 상기 제1광원의 제1입사광을 제1선형광으로 변환하는 제1패턴 및 상기 제2광원의 제2입사광을 제2선형광을 변환하는 제2패턴을 포함하고,
    상기 제1패턴과 상기 제2패턴은 서로 다른 방향으로 배열되는 조명 장치.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 제2광원은 상기 조명 부재에 구비된 측면반사부에 의한 더미 광원이며, 상기 더미 광원은 상기 제1입사광을 반사하여 상기 제2입사광을 생성하는 조명 장치.
  21. 청구항 16에 있어서,
    상기 조명 부재를 덮는 아우터렌즈를 더 포함하고,
    상기 광원부는 차량 배터리의 전원에 연결되는 조명 장치.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH05142538A (ja) * 1991-11-21 1993-06-11 Hitachi Ltd 液晶表示装置
JPH0682631A (ja) * 1992-09-07 1994-03-25 Seiko Epson Corp 面照明装置
KR100818280B1 (ko) * 2006-10-25 2008-04-01 삼성전자주식회사 면발광장치 및 이를 채용한 디스플레이 장치
KR20110033850A (ko) * 2008-07-10 2011-03-31 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 점탄성 도광체를 갖는 재귀반사성 용품 및 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05142538A (ja) * 1991-11-21 1993-06-11 Hitachi Ltd 液晶表示装置
JPH0682631A (ja) * 1992-09-07 1994-03-25 Seiko Epson Corp 面照明装置
KR100818280B1 (ko) * 2006-10-25 2008-04-01 삼성전자주식회사 면발광장치 및 이를 채용한 디스플레이 장치
KR20110033850A (ko) * 2008-07-10 2011-03-31 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 점탄성 도광체를 갖는 재귀반사성 용품 및 장치

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