KR20180081986A - 조명장치 - Google Patents

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KR20180081986A
KR20180081986A KR1020170002977A KR20170002977A KR20180081986A KR 20180081986 A KR20180081986 A KR 20180081986A KR 1020170002977 A KR1020170002977 A KR 1020170002977A KR 20170002977 A KR20170002977 A KR 20170002977A KR 20180081986 A KR20180081986 A KR 20180081986A
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Abstract

실시 예는, 제1플레이트; 제2플레이트; 상기 제1플레이트 상에 배치되는 광학패턴층을 포함하는 변환부; 및 상기 제2플레이트 상에 배치되어 상기 광학패턴층을 향해 광을 출사하는 광원부를 포함하고, 상기 광학패턴층은 제1방향으로 연장되고 제2방향으로 이격된 복수 개의 광학패턴을 포함하고, 상기 제1플레이트와 제2플레이트가 이루는 내각은 10도 내지 80도인 조명장치를 개시한다.

Description

조명장치{LIGHTING APPARATUS}
실시 예는 조명장치에 관한 것이다.
LED(Light Emitted Diode) 소자는 화합물 반도체 특성을 이용하여 전기신호를 적외선 또는 빛으로 변환시키는 소자로서, 형광등과 달리 수은 등의 유해물질을 사용하지 않아 환경오염 유발원인이 적고, 종래의 다른 광원에 비해 장수명인 장점이 있다. 또한, 종래의 다른 광원과 비교하여 높은 색온도로 인해 시인성이 우수하며 소비전력이 낮은 장점이 있다.
LED 기술의 발전과 보급에 힘입어 조명 장치는 종래의 형광등과 같은 전통적인 광원을 이용하는 형태에서 LED 광원을 이용하는 형태로 발전하고 있다. 예컨대, 한국공개특허 제10-2012-0009209호에 개시된 바와 같이, LED 광원과 도광판 등을 이용하여 면발광 기능을 수행하는 조명 장치가 제안되고 있다.
또한, 일부 종래 기술에서는 도광판 상에 확산시트, 프리즘시트, 보호시트 등의 광학시트를 부가하여 면발광 성능을 높인 조명 장치를 제안하고 있다.
그러나, LED 광원을 이용하는 종래의 조명 장치는 도광판 자체의 두께로 인해 전체적인 제품의 두께를 박형화하는데 한계를 가지며, 도광판 자체의 재질이 유연하지 못함에 따라 굴곡이 형성된 하우징이나 애플리케이션에 적용하기 어려운 단점이 있고, 도광판으로 인해 제품 설계 및 디자인 변형이 용이하지 못한 단점을 가진다. 이와 같이, 실내외 조명이나 차량 조명 등과 같은 다양한 응용 제품에 용이하게 적용할 수 있고 원하는 광이미지를 효과적으로 구현할 수 있는 방안이 요구되고 있다.
실시 예는 광도가 향상된 조명장치를 제공할 수 있다.
또한, 다양한 형상의 입체 이미지를 구현할 수 있는 조명장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 조명장치는, 제1플레이트; 제2플레이트; 상기 제1플레이트 상에 배치되는 반사층, 및 상기 반사층 상에 배치되는 광학패턴층을 포함하는 변환부; 및 상기 제2플레이트 상에 배치되어 상기 광학패턴층을 향해 광을 출사하는 광원부를 포함하고, 상기 광학패턴층은 제1방향으로 연장되고 제2방향으로 이격된 복수 개의 광학패턴을 포함하고, 상기 제1플레이트와 제2플레이트가 이루는 내각은 10도 내지 80도를 만족한다.
상기 광원부는, 상기 제2플레이트 상에 배치되는 기판; 상기 기판상에 배치되는 발광소자; 및 상기 기판상에 배치되어 상기 발광소자에서 출사되는 광을 집광하는 리플렉터를 포함할 수 있다.
상기 반사층에 의해 반사된 광의 지향각은 50도보다 작을 수 있다.
상기 발광소자는 출사되는 광이 상기 제1방향과 교차하도록 배치될 수 있다.
상기 광학패턴은 상기 발광소자에서 출사되는 광을 선형광으로 변환될 수 있다.
상기 리플렉터는 상기 제1방향과 교차되는 방향으로 형성된 슬릿을 포함할 수 있다.
상기 리플렉터는 상기 제1방향과 평행한 방향으로 형성된 슬릿을 포함할 수 있다.
상기 발광소자의 제1방향 폭과 상기 슬릿의 폭의 비는 1:0.8 내지 1:3을 만족할 수 있다.
상기 제1플레이트와 제2플레이트를 덮는 아우터 렌즈를 포함할 수 있다.
실시 예에 따르면 광도가 향상시킬 수 있다. 따라서, 자동차의 램프로서 유럽의 배광 법규를 만족할 수 있다.
또한, 다양한 형상의 입체 이미지를 구현할 수 있는 조명장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 조명장치의 개념도이다.
도 2는 도 1의 광원부의 단면도이다.
도 3은 도 1의 조명장치에서 출사된 선형광의 이미지이다.
도 4는 도 1의 조명장치에서 출사된 광의 지향각을 보여주는 도면이다.
도 5는 도 1의 발광소자에서 출사된 광의 지향각을 보여주는 도면이다.
도 6은 도 1의 변환부의 변형예이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 조명장치의 개념도이다.
도 8은 도 7의 광원부의 사시도이다.
도 9는 도 7의 광원부를 P1 방향에서 본 도면이다.
도 10은 도 7의 조명장치에서 출사된 선형광의 이미지이다.
도 11은 도 7의 조명장치에서 출사된 광의 지향각을 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 조명장치의 개념도이다.
도 13은 도 12의 광원부를 P1방향에서 본 도면이다.
본 실시 예들은 다른 형태로 변형되거나 여러 실시 예가 서로 조합될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 각각의 실시 예로 한정되는 것은 아니다.
특정 실시 예에서 설명된 사항이 다른 실시 예에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 실시 예에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 실시 예에 관련된 설명으로 이해될 수 있다.
예를 들어, 특정 실시 예에서 구성 A에 대한 특징을 설명하고 다른 실시 예에서 구성 B에 대한 특징을 설명하였다면, 구성 A와 구성 B가 결합된 실시 예가 명시적으로 기재되지 않더라도 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 조명장치의 개념도이고, 도 2는 도 1의 광원부의 단면도이고, 도 3은 도 1의 조명장치에서 출사된 선형광의 이미지이고, 도 4는 도 1의 조명장치에서 출사된 광의 지향각을 보여주는 도면이고, 도 5는 도 1의 발광소자에서 출사된 광의 지향각을 보여주는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시 예에 따른 조명장치는, 제1플레이트(110), 제2플레이트(120), 제1플레이트(110) 상에 배치되는 변환부(120), 및 제2플레이트(120) 상에 배치되어 변환부(120)를 향해 광을 출사하는 광원부(114)를 포함한다.
제1플레이트(110)와 제2플레이트(120)는 각각 변환부(120)와 광원부(114)를 지지할 수 있는 구조이면 특별히 제한하지 않는다. 예시적으로 제1플레이트(110)와 제2플레이트(120)는 차량 램프의 브라켓일 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다. 제1플레이트(110)와 제2플레이트(120)는 일체로 제작될 수도 있다.
변환부(120)는 제1플레이트(110)상에 배치되는 반사층(122), 및 반사층(122) 상에 배치되는 광학패턴층(121)을 포함할 수 있다. 변환부(120)는 광원에서 출사된 광(L1)을 선형광으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다. 이러한 선형광은 변환부(120)의 두께 방향(Y 방향)으로 깊이감을 가질 수 있다. 즉, 관찰자는 선형 이미지가 일 방향으로 갈수록 멀어지거나 가까워지는 것으로 인지할 수 있다.
반사층(122)은 제1플레이트(110)의 일면 상에 배치될 수 있다. 반사층(122)은 반사 효율이 높은 재질을 포함하여 광원부(114)에서 출사된 광을 반사할 수 있다. 반사층(122)에 의해 조명장치는 광손실을 줄이고 입체효과를 갖는 선형광을 더욱 선명하게 표현할 수 있다.
반사층(122)은 빛의 반사 특성 및 빛의 분산을 촉진하는 특성을 증가시키기 위해 백색 안료를 분산 함유하는 합성수지가 이용될 수 있다. 예를 들어, 백색 안료는 산화티탄, 산화알루미늄, 산화아연, 탄산염, 황산바륨, 탄산칼슘 등을 포함할 수 있다. 합성수지 원료로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리올레핀, 셀루로오스 아세테이트, 내후성 염화비닐 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또 다른 실시예에서, 반사층(122)은 은(Ag), 알루미늄(Al), 스테인리스 강 등을 포함할 수도 있다.
광학패턴층(121)은 제1방향(Z축 방향)으로 연장되고 제2방향(X축 방향)으로 이격된 복수 개의 광학패턴(121a)을 포함할 수 있다. 광학패턴(121a)은 제2방향으로 연속 배치되거나 소정 간격으로 이격 배치될 수 있다. 광학패턴(121a)은 제1방향(Z축 방향)으로 연장된 반원기둥 형상일 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다. 예시적으로 광학패턴(121a)은 단면이 프리즘 형상일 수도 있다.
광원부(114)는 제1플레이트(110)에 배치되는 기판(111), 기판(111)상에 배치되는 적어도 하나의 발광소자(112), 및 발광소자(112)에서 출사되는 광을 집광하는 리플렉터(113)를 포함할 수 있다.
기판(111)은 외부 전원을 발광소자(112)에 인가할 수 있는 회로기판일 수 있다. 예시적으로 기판(111)은 세라믹 몸체에 회로 패턴이 형성될 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다.
발광소자(112)는 발광 다이오드 또는 유기 발광 다이오드일 수 있다. 발광소자(112)는 청색 파장대, 녹색 파장대, 또는 적색 파장대의 광을 출사할 수 있다. 선택적으로 발광소자(112) 상에는 형광체와 같은 파장 변환층(미도시)이 배치될 수도 있다.
발광소자(112)는 광학패턴층(121)에 광을 조사할 수 있도록 제1플레이트(110)와 제2플레이트(120)가 이루는 내각(θ1)은 10도 내지 80도일 수 있다. 각도(θ1)가 10도 보다 작은 경우 발광소자(112)가 광학패턴층(121)에 너무 가까이 배치되어 외부에서 광이 관찰되지 않을 수 있으며, 각도(θ1)가 80도보다 큰 경우 발광소자(112)의 광축이 광학패턴층(121)에 입사되지 않아 외부에서 광이 관찰되지 않을 수 있다.
발광소자(112)는 출사된 광이 광학패턴(121a)이 연장된 제1방향(Z방향)과 교차되도록 배치될 수 있다. 따라서, 대부분의 발광소자(112)에서 출사된 광은 제1방향(Z방향)과 교차하게 된다. 관찰자는 발광소자(112)에서 출사된 광 중에서 제1방향(Z방향)과 수직한 방향(X방향)으로 진행하는 광을 관찰하게 된다. 광학패턴(121a)의 간격이 충분히 좁다면 관찰자는 선형의 이미지를 관찰할 수 있다. 도 3을 참조하면, 광원에서 멀어질수록 눈에서 멀어지는 깊이감을 느낄 수 있다.
리플렉터(113)는 발광소자(112)에서 출사된 광의 집광하는 역할을 수행할 수 있다. 실시 예에 따르면, 발광소자(112)에서 출사된 광은 광학패턴층(121)에 입사된 후 반사층(122)에 다시 반사되어 외부로 출사될 수 있다. 이 과정에서 최종 광의 출력이 낮아질 수 있다. 차량의 테일 램프(Tail lamp)나 스톱 램프(Stop lamp)로 기능하기 위해서는 소정의 광도를 만족하여야 한다. 따라서, 실시 예에서는 리플렉터(113)에 의해 발광소자(112)에서 출사되는 광을 최대한 집광하여 광도(Luminous Intensity)를 향상시킬 수 있다.
리플렉터(113)는 종래 램프의 리플렉터(113)와 다르게 지향각을 좁혀 광도를 향상시킬 수 있다. 예시적으로 리플렉터(113)는 하단부(기판에 가까운 지점)의 직경과 상단부의 직경의 비가 1:1.2 내지 1:3일 수 있다. 이를 만족하는 경우 지향각을 좁혀 광도를 향상시킬 수 있다.
도 4를 참조하면, 실시 예에 따른 조명장치에서 최종적으로 출사된 광의 지향각은 50도 이하이고, 광도는 37.53(cd)로 측정되었다. 도 5를 참조하면 발광소자(112)에서 출사된 광의 지향각은 120도 이상이고 광도는 7.586(cd)로 측정되었다. 즉, 리플렉터는 도 5의 광을 도 4의 광으로 변환시킬 수 있다.
실시 예에 따르면, 리플렉터(113)에 의해 지향각이 줄어드는 반면 광도가 향상되었음을 알 수 있다. 따라서, 적은 개수의 LED를 이용하여 차량의 배광 법규를 만족할 수 있다.
도 6을 참조하면, 변환부(120)는 반사층(122), 및 복수 개의 광학패턴(121a)을 포함하는 광학패턴층(121)을 포함할 수 있다. 이때, 반사층(122)과 광학패턴층(121) 사이에는 이격부(124)가 형성될 수 있다. 이격부(124)는 접착층이 배치된 공간 이외의 나머지 빈 공간으로 정의할 수 있다.
광학패턴층(121)은 복수의 광학패턴(121a)을 포함할 수 있다. 복수의 광학패턴(121a)은 반사층(122)을 향해 볼록하게 형성되고 경사면을 가질 수 있다. 예시적으로, 광학패턴(121a)은 프리즘 형상을 가질 수 있다. 경사면은 입사광의 굴절 및 정반사에 의해 입사광을 미리 설정된 방향으로 유도하도록 설계될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 조명장치의 개념도이다. 도 8은 도 7의 광원부의 사시도이다. 도 9는 도 7의 광원부를 P1 방향에서 본 도면이다. 도 10은 도 7의 조명장치에서 출사된 선형광의 이미지이다. 도 11은 도 7의 조명장치에서 출사된 광의 지향각을 보여주는 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 다른 실시 예에 따른 조명장치는 제1플레이트(110), 제2플레이트(120), 제1플레이트(110) 상에 배치되는 변환부(120), 및 제2플레이트(120) 상에 배치되어 광학패턴층(121)을 향해 광을 출사하는 광원부(114)를 포함한다.
광원부(114)는 제2플레이트(120) 상에 배치되는 기판(111), 기판(111)에 배치되는 발광소자(112), 및 발광소자(112)의 광을 집광하는 리플렉터(113)를 포함한다.
리플렉터(113)는 제1플레이트(110)의 두께 방향(Y 방향)으로 슬릿(S)이 형성될 수 있다. 따라서, 리플렉터(113)는 제1, 제2리플렉터(113a, 113b)로 이격될 수 있다. 발광소자(112)에서 출사되는 광 중에서 두께 방향과 평행한 방향으로 출사된 광은 리플렉터(113)에 의해 반사되지 않고 그대로 방출될 수 있다. 이와 달리 두께 방향과 수직한 방향(Z축 방향)으로 출사된 광은 리플렉터(113)에 의해 집광되어 광의 세기가 세질 수 있다. 따라서, 상대적으로 선폭이 두꺼운 선형광을 구현할 수 있다.
도 9를 참조하면, 발광소자(112)의 제1방향(Z축 방향) 폭과 슬릿(S)의 폭의 비는 1:0.8 내지 1:3일 수 있다. 폭의 비가 1:0.8보다 작아지거나 1:3보다 커지는 경우 두께 방향과 평행한 방향으로 출사된 광과 수직한 방향으로 출사된 광의 세기가 비슷해져 선폭이 두꺼운 선형광을 구현하기 어려울 수 있다. 폭의 비가 1:0.8보다 작아지거나 1:3을 만족하는 경우 도 10과 같이 선폭이 두꺼운 선형광을 구현할 수 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 조명장치의 개념도이다. 도 13은 도 12의 광원부를 P1방향에서 본 도면이다.
리플렉터(113)는 제1방향(Z방향)과 평행한 방향으로 슬릿(S)이 배치될 수 있다. 따라서, 리플렉터(113)는 제1, 제2리플렉터(113c, 113d)로 이격될 수 있다. 발광소자(112)에서 출사되는 광 중에서 제1방향(Z방향)과 평행한 방향으로 출사된 광은 리플렉터(113)에 의해 반사되지 않고 그대로 방출될 수 있다. 이와 달리 두께 방향과 평행한 방향으로 출사된 광은 리플렉터(113)에 의해 집광되어 광의 세기가 세질 수 있다. 따라서, 상대적으로 선폭이 얇은 선형광을 구현할 수 있다.
본 실시예의 조명 장치는 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 렌즈는 광가이드부, 광가이부와 입체효과 형성부 및 반사부가 조합된 광학 부재 및/또는 광원부를 지지하는 지지 부재 또는 하우징이 될 수 있다. 이 경우, 아우터 렌즈는 외부에서 내부가 보이는 일정 수준 이상의 광투과율 또는 투명도를 가질 수 있다. 실시 예의 조명장치는 모터 사이클의 후미등으로 기능할 수도 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.

Claims (9)

  1. 제1플레이트;
    제2플레이트;
    상기 제1플레이트 상에 배치되는 광학패턴층을 포함하는 변환부; 및
    상기 제2플레이트 상에 배치되어 상기 광학패턴층을 향해 광을 출사하는 광원부를 포함하고,
    상기 광학패턴층은 제1방향으로 연장되고 제2방향으로 이격된 복수 개의 광학패턴을 포함하고,
    상기 제1플레이트와 제2플레이트가 이루는 내각은 10도 내지 80도인 조명장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광원부는,
    상기 제2플레이트 상에 배치되는 기판;
    상기 기판상에 배치되는 발광소자; 및
    상기 기판상에 배치되어 상기 발광소자에서 출사되는 광을 집광하는 리플렉터를 포함하는 조명장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 변환부는 상기 제1플레이트와 광학패턴층 사이에 배치되는 반사층을 포함하고,
    상기 반사층에 의해 반사된 광의 지향각은 50도보다 작은 조명장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 발광소자는 출사되는 광이 상기 제1방향과 교차하도록 배치되는 조명장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 광학패턴은 상기 발광소자에서 출사되는 광을 선형광으로 변환하는 조명장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 리플렉터는 상기 제1방향과 교차되는 방향으로 형성된 슬릿을 포함하는 조명장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 리플렉터는 상기 제1방향과 평행한 방향으로 형성된 슬릿을 포함하는 조명장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 발광소자의 제1방향 폭과 상기 슬릿의 폭의 비는 1:0.8 내지 1:3인 조명장치.
  9. 제1항에 따른 조명장치를 포함하는 차량 램프.
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