WO2018084639A1 - 조명장치 - Google Patents

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WO2018084639A1
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light
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light emitting
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임의진
이동현
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엘지이노텍 주식회사
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    • H01L33/58—Optical field-shaping elements

Definitions

  • the embodiment relates to a lighting device that can implement linear light.
  • a lighting device is a device that brightens a dark place using various light sources. Lighting devices may be used to illuminate a specific object or place and express the atmosphere in a desired shape or color.
  • the lighting apparatus of the prior art includes a LED light source and a diffusion plate for diffusing light emitted from the LED light source to the outside.
  • Most of the prior art lighting devices are configured to output uniform light throughout the light emitting surface.
  • some conventional lighting devices use a color filter or a filter having a light-transmitting hole of a desired shape.
  • some prior arts propose lighting apparatuses having improved surface light emitting performance by adding optical sheets such as diffusion sheets, prism sheets, and protective sheets on the light guide plate.
  • the conventional lighting device using the LED light source has a limitation in reducing the thickness of the entire product due to the thickness of the light guide plate itself.
  • the material of the light guide plate itself is not flexible, it is difficult to be applied to a housing or an application in which a curved surface is formed.
  • the light guide plate has a disadvantage that the product design and design modification is not easy.
  • the embodiment provides an illumination device capable of adjusting the bending of linear light.
  • the lighting device itself including a printed circuit board or an optical member has a flexibility to provide a lighting device that can ensure reliability while improving the degree of freedom of product design.
  • the present invention provides a lighting device capable of realizing an optical image having a stereoscopic effect of various shapes in various lighting fields such as general lighting, design lighting, and vehicle lighting.
  • an illumination device that can implement a three-dimensional image of various shapes.
  • the light conversion module including one surface and the other surface; And a light source module disposed on a side of the light conversion module, wherein the light source module includes a plurality of light emitting elements spaced apart from each other in a first direction, and the first direction is a thickness direction of the light change module. At least one of the plurality of light emitting devices is disposed higher than one surface of the light conversion module in the first direction.
  • the optical conversion module the base substrate; An optical guide layer disposed on the base substrate; It may include a reflective pattern layer disposed between the base substrate and the light guide layer.
  • the reflective pattern layer may include a plurality of optical patterns, and the plurality of optical patterns may extend in a direction perpendicular to a traveling direction of light emitted from the plurality of light emitting devices.
  • At least one of the plurality of light emitting devices may be disposed to face a side surface of the light conversion module.
  • Light emitted from the light emitting device positioned higher than the light conversion module in the first direction may be incident on the upper surface of the light conversion module.
  • the reflective pattern layer may include a reflective layer disposed between the base substrate and the light guide layer, and a plurality of optical patterns disposed between the reflective layer and the light guide layer and protruding toward the reflective layer.
  • It may include a spacer disposed between the reflective layer and the optical layer.
  • the reflective pattern layer may be disposed between the base substrate and the light guide layer, and may include an optical layer including a plurality of optical patterns, and a reflective layer disposed on the plurality of optical patterns.
  • the light source module may include a first light source module including a first circuit board and a plurality of light emitting devices disposed on the first circuit board; And a second light source module including a second circuit board and a plurality of light emitting devices disposed on the second circuit board, wherein an extension direction of the first circuit board and the second circuit board may have a predetermined angle.
  • the bending of the linear light may be adjusted.
  • a thin three-dimensional lighting device can be manufactured.
  • a flexible lighting device can be manufactured.
  • a lighting device that can implement a light image having a stereoscopic effect of various shapes in various lighting fields, such as general lighting, design lighting, vehicle lighting.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 2A is a view for explaining a principle of bending light according to the height of the light emitting device.
  • 2B is a photograph showing linear light emitted from light emitting devices having different heights.
  • 3A is a front view of light emitted from two light emitting devices having different heights.
  • 3B is a photograph of light emitted from two light emitting devices having different heights viewed from an angle of 60 degrees.
  • 3C is a photograph of light emitted from two light emitting devices having different heights viewed from an angle of 75 degrees.
  • FIG. 4 is a front view of the lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view of the lighting apparatus according to an embodiment of the present invention seen from above.
  • FIG. 6 is a view illustrating a state in which the optical conversion module is removed in FIG. 5.
  • FIG. 7A is a front view of a stereoscopic image implemented by an illumination device according to an embodiment of the present invention.
  • 7B is a photograph of the stereoscopic image implemented in the lighting apparatus according to the embodiment of the present invention seen from the right side.
  • FIG. 7C is a photograph of a stereoscopic image implemented in an illumination device according to an embodiment of the present invention viewed from the left side.
  • FIG. 8 is a view illustrating a rear lamp of a motorcycle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram of a lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the light source unit of FIG. 9.
  • FIG. 11 is an image of linear light emitted from the lighting apparatus of FIG. 9.
  • FIG. 12 is a view illustrating a directing angle of light emitted from the lighting apparatus of FIG. 9.
  • FIG. 13 is a view illustrating a directing angle of light emitted from the light emitting device of FIG. 9.
  • FIG. 14 is a modification of the converter of FIG. 9.
  • 15 is a conceptual diagram of a lighting apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a perspective view of the light source unit of FIG. 15.
  • FIG. 17 is a view of the light source unit of FIG. 15 viewed from the R1 direction.
  • FIG. 17 is a view of the light source unit of FIG. 15 viewed from the R1 direction.
  • FIG. 19 is a view illustrating a directing angle of light emitted from the lighting apparatus of FIG. 15.
  • 20 is a conceptual diagram of a lighting apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a view of the light source unit of FIG. 20 viewed from the R1 direction.
  • FIG. 21 is a view of the light source unit of FIG. 20 viewed from the R1 direction.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a lighting apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2a is a view for explaining the principle of the light is bent according to the height of the light emitting device
  • Figure 2b is a linear light emitted from the light emitting device having a different height Is a picture showing.
  • the lighting apparatus includes a light conversion module 100 including one surface P1 and the other surface, and a light source module 200 disposed on the side of the light conversion module 100.
  • the light source module 200 includes a circuit board 210 and a plurality of light emitting devices 201, 202, and 203 spaced apart from each other in the first direction (Y direction).
  • the circuit board 210 may be disposed on the side of the light conversion module 100 and extend in the first direction.
  • the plurality of light emitting devices 201, 202, and 203 may be spaced apart along the first direction.
  • the first direction may be a thickness direction of the light conversion module 100 or a direction crossing the plane.
  • the light source module 200 and the light conversion module 100 are disposed at an angle of 90 degrees, but are not necessarily limited thereto.
  • the light source module 200 and the light conversion module 100 may be disposed to have an angle smaller than 90 degrees. That is, the angle may be appropriately adjusted so that light emitted from the light source of the light source module 200 may be incident on the light conversion module 100 and observed by the viewer.
  • the separation distance of the plurality of light emitting devices 201, 202, and 203 is not particularly limited.
  • the distance in the first direction of the plurality of light emitting devices 201, 202, and 203 may be 5 mm to 50 mm.
  • the separation distance is less than 5mm, it may be difficult to feel a three-dimensional feeling because the interval of the linear light is too narrow, and if it exceeds 50mm, it may be difficult to realize a unified stereoscopic image because the interval is too wide.
  • At least one of the plurality of light emitting devices 201, 202, and 203 may be disposed at a position higher than one surface P1 of the light conversion module 100 in the first direction.
  • At least one of the plurality of light emitting devices 201, 202, and 203 may be disposed to face the side surface of the light conversion module 100.
  • the first light emitting device 201 disposed at the bottom thereof may be disposed to face the side surface of the light conversion module 100, and the second light emitting device 202 and the third light emitting device 203 may be disposed in a first manner. It may be disposed at a position higher than the light conversion module 100 in the direction.
  • the light L1 emitted from the first light emitting device 201 may be incident to the side of the light conversion module 100.
  • the light L2 emitted from the second light emitting device 202 and the third light emitting device 203 may be incident on one surface P1 of the light conversion module 100.
  • the light L2 emitted from the second light emitting device 202 and the third light emitting device 203 may be longer than the first light emitting device 201 by the distance incident to the upper surface of the light conversion module. That is, the higher the light emitting device is disposed, the longer the optical path.
  • the optical conversion module 100 may include a first base substrate 110, an optical guide layer 150 disposed on the first base substrate 110, and a space between the first base substrate 110 and the optical guide layer 150.
  • the reflective pattern layer 180 is disposed.
  • the first base substrate 110 may be a substrate having a predetermined thickness.
  • the first base substrate 110 may be a substrate supporting the light conversion module 100.
  • the first base substrate 110 may be made of plastic, but is not limited thereto.
  • the first base substrate 110 may be a bracket.
  • the light guide layer 150 may include a transparent substrate.
  • the light guide layer 150 may include a plate or film-shaped transparent member having a haze of 2% or less.
  • the light transmittance of the light guide layer 150 is preferably 80% or more, but is not limited thereto.
  • the light transmittance of the light guide layer 150 may be selected from about 60% or more according to an optical image having linear light or stereoscopic effect having a desired shape when implementing linear light, stereoscopic light, or stereoscopic effect linear light. When the light transmittance of the light guide layer 150 is less than 60%, it may be difficult to properly express linear light or three-dimensional light.
  • the light guide layer 150 may have one surface and the other surface.
  • one surface and the other surface may have two surfaces that are relatively larger in area and are substantially parallel to each other than other surfaces of the light guide layer 150.
  • One surface may be a light exit surface from which light is emitted.
  • the light guide layer 150 may include glass, resin, or the like.
  • a thermoplastic polymer, a photocurable polymer, or the like may be used as the material of the light guide layer 150.
  • the material of the light guide layer 150 may be, but is not limited to, polycarbonate, polymethylmethacrylate, polystyrene, polyethylene terephthalate, and the like.
  • the thickness of the light guide layer 150 may be 100 ⁇ m to 250 ⁇ m. In this case, the light guide layer 150 may be flexible enough to be appropriately wound on a roll device. In addition, depending on the implementation, the thickness of the light guide layer 150 may be 250 ⁇ m to 10.0 mm. In this case, since the light guide layer 150 is difficult to be wound on a roll device, the light guide layer 150 may have a plate shape and may be applied to an application product.
  • the protective layer 160 may be disposed on the light guide layer 150.
  • the protective layer may be a PET film.
  • the reflective pattern layer 180 is disposed between the first base substrate 110 and the light guide layer 150, and the reflective pattern layer 180 is disposed between the reflective layer 120 and the light guide layer 150 and is the reflective layer 120. It may include an optical layer 140 including a plurality of patterns 141 protruding toward the.
  • the spacer 130 may be formed between the reflective layer 120 and the optical layer 140.
  • the spacer 130 may be defined as the remaining empty space other than the space in which the adhesive layer 170 is disposed.
  • the reflection efficiency of light incident by the spacer 130 may increase, and it may be advantageous to implement linear light having a sense of depth.
  • the reflective layer 120 may be a coating layer or a reflective film.
  • the reflective layer 120 may be a flat reflective film, but is not limited thereto.
  • the light is reflected and refracted by the plurality of patterns 141 of the optical layer 140 to be described later and passes through one surface of the light guide layer 150 to the outside of the light guide layer 150. The light may be reflected back to the light guide layer 150.
  • the optical image can be more clearly expressed by changing the optical image of the linear light or the stereo effect linear light to be expressed through the optical layer 140.
  • the spacing of the spacer 130 may be designed to be greater than zero and several ⁇ m or less. This is to prevent the linear light or the stereo effect linear light from being well implemented in the optical layer 140 by undesired scattering of the light at the spacing 130.
  • the reflective layer 120 may be disposed in close contact with the other surface of the light guide layer 150 so that the spacer 130 is omitted.
  • the reflective pattern layer 180 may include a plurality of patterns 141 arranged in a third direction (X direction), and the plurality of patterns 141 may travel light emitted from the plurality of light emitting devices 201, 202, and 203. It may extend in a direction perpendicular to the direction (Z direction). Accordingly, the incident light may be reflected upward by the vertical pattern 141 to implement continuous line shaped light in the third direction.
  • the plurality of patterns 141 may be convex toward the reflective layer 120 and may have an inclined surface 141a.
  • the inclined surface 141a of each pattern 141 may sequentially emit incident light reflected from the inside of the light guide layer 150 to the outside of the light guide layer 150.
  • the inclined surface 141a limits the diffuse reflection of the incident light and may control the incident light to have almost no light returned to the incident angle. That is, the inclined surface 141a may induce incident light in a predetermined direction by refraction and specular reflection of the incident light.
  • the plurality of patterns 141 are described as being formed in the separate optical layer 140, but are not necessarily limited thereto and may be directly formed on the other surface of the light guide layer 150.
  • the pattern 141 of the optical layer 140 may protrude toward the light guide layer 150, and the reflective layer 120 may be disposed between the optical layer 140 and the light guide layer 150.
  • the reflective layer 120 may have a concave-convex shape along the pattern 141.
  • the light (incident light) moving inside the light guide layer 150 is reflected and refracted by the plurality of patterns 141 of the optical layer 140, and the illumination device generates a plurality of guide devices by the guided light.
  • a line shaped light of a first path orthogonal to the extending direction of the patterns 141 may be implemented.
  • each pattern 141 of the optical layer 140 Light that meets the inclined surface 141a of each pattern 141 of the optical layer 140 is refracted or reflected according to its incident angle. That is, when the incident angle is smaller than the critical angle ⁇ c, the light passing through the light guide layer 150 passes through one surface or the pattern 141 and is refracted according to the difference in refractive index. In addition, the light passing through the light guide layer 150 is reflected from one surface or the inclined surface 141a of the pattern 141 when the incident angle is greater than or equal to the critical angle ⁇ c.
  • linear light or stereo effect linear light may be expressed on the optical layer 140.
  • the optical path of the incident light passing through the optical layer 140 is defined as a path (first path) perpendicular to the pattern extension direction, and then on the first path.
  • the linear light may refer to a light stem in which the light of the first path is seen more clearly than the light of the surrounding area according to the position of the reference point or the observation point.
  • the pattern extension direction (z direction) is a direction in which a specific straight line on the inclined surface 141a extends or a direction in which a specific tangent tangent to the curve on the inclined surface 141a extends.
  • the pattern extension direction is designed to limit and guide an optical path of the light emitted from the light source illuminating the plurality of patterns 141 to a desired direction, that is, the first path. That is, the extending direction of the inclined surface 141a of each pattern 141 is provided to extend in a direction substantially parallel to the arrangement surface of the pattern and orthogonal to the first path.
  • the light emitted from the light emitting device is refracted by the refractive index difference between the light guide layer 150 and air.
  • ⁇ A is the angle at which the light from the light guide layer (In Air) enters the observer
  • ⁇ n is the angle of refraction of light in the light guide layer OC
  • OA is the distance from the center of the module to the point where light exits into the air.
  • the light emitted from the second light emitting device 202 disposed above the light conversion module 100 is light compared to the light emitted from the first light emitting device 201 disposed on the side of the light conversion module 100.
  • the path AC becomes long.
  • the second light emitted from the light emitting element 202 and the third light emitting device 203 light is be relatively small, ⁇ n is the deflection is small.
  • the bending of the linear light decreases as the height is disposed on the upper surface of the light conversion module 100.
  • the first linear fluorescent light LS1 emitted from the first light emitting device 201 disposed on the side of the light conversion module is most curved.
  • the second linear fluorescent light LS2 emitted from the second light emitting device 202 disposed above the optical conversion module is less curved than the first linear fluorescent light LS1.
  • the third linear fluorescent light LS3 emitted from the third light emitting device 203 disposed highest is the least curved.
  • the ends N1 of the first linear fluorescent light LS1, the second linear fluorescent light LS2, and the third linear fluorescent light LS3 may meet each other. Therefore, by using this, it is possible to implement linear light having various curvatures by adjusting the height of the light emitting device.
  • FIG. 3A is a front view of light emitted from two light emitting devices having different heights
  • FIG. 3A is a picture of light emitted from two light emitting devices having different heights viewed from an angle of 60 degrees
  • FIG. 3A is of a different height. The light emitted from the two light emitting devices is viewed from a 75 degree angle.
  • the front light emitting device 100 is disposed from the front side. Observation shows that the light 1 emitted from the first light emitting device 201 and the light 2 emitted from the second light emitting device 202 are almost in the same position.
  • the second linear fluorescent light LS2 emitted from the second light emitting device 202 is bent greatly according to the observer's eye, and the first light emitting device 201
  • the tilt angle has a limit value of about 42 degrees according to the refractive index of the resin. That is, when the light emitting device is disposed higher than the light conversion module 100, the first linear fluorescent light LS1 is larger than the predetermined angle (about 42 degrees) or less as shown in FIG. It can be seen that the bending angle of the second linear fluorescent light LS2 is greater.
  • FIG. 4 is a photograph of a lighting apparatus according to an embodiment of the present invention seen from the front
  • FIG. 5 is a view of the lighting apparatus according to an embodiment of the present invention from above
  • FIG. The figure shows the state.
  • the light source module 200 includes a first circuit board 211 and a second circuit board 212 disposed on the second base substrate 220.
  • the second base substrate 220 is formed with a semicircular groove 222 and slits 221 for fixing a circuit board are formed on the outer circumferential surface of the groove 222. Therefore, the angle ⁇ 2 between the first circuit board 211 and the second circuit board 212 can be adjusted.
  • a plurality of light emitting devices 201, 202, and 203 may be disposed on the first circuit board 211 and the second circuit board 212, respectively.
  • the first light emitting device 201 of the first circuit board 211 and the second circuit board 212 may be disposed on the side of the light conversion module 100.
  • the second and third light emitting devices may be disposed higher than one surface P1 of the light conversion module 100 in the first direction (Y direction).
  • the second and third light emitting devices 202 and 203 may be disposed higher than the light conversion module 100 to implement linear light having a curve different from that of the linear light generated by the first light emitting device 201.
  • FIG. 7A is a front view photograph of a stereoscopic image implemented in a lighting apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7B is a front view photograph of a stereoscopic image implemented in a lighting apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7C is a front view of a stereoscopic image implemented by a lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • light emitted from the plurality of light emitting devices 201, 202, and 203 may be bent upwards to form three-dimensional light that converges at the upper center end N1.
  • When viewed from the side of the three-dimensional image can be felt more three-dimensional.
  • FIG. 8 is a view illustrating a rear lamp of a motorcycle according to an embodiment of the present invention.
  • the lighting apparatus of the present embodiment is not limited to the lighting of the automobile, and may be applied to the inner and outer curved portions or the curved portions of the lighting installation target of buildings, facilities, furniture, etc. as a flexible lighting apparatus in the form of a film.
  • the outer lens 510 may be a support member or a housing for supporting the optical member and / or the light source unit in which the light guide portion, the light guide portion, the stereoscopic effect forming portion, and the reflecting portion are combined.
  • the outer lens 510 may have a light transmittance or transparency of a predetermined level or more visible from the outside.
  • the lighting apparatus of the embodiment may function as a tail light of a two-wheeled vehicle (motor cycle) 1000.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram of a lighting apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the light source unit of FIG. 9
  • FIG. 11 is an image of linear light emitted from the lighting apparatus of FIG. 9,
  • FIG. 12 is FIG. 9.
  • FIG. 13 is a view illustrating a directing angle of light emitted from an illumination device of FIG. 9, and
  • FIG. 13 is a view illustrating a directing angle of light emitted from the light emitting device of FIG. 9.
  • the lighting apparatus includes a first plate 310, a second plate 320, a conversion unit 330 disposed on the first plate 310, and a second.
  • the light source unit 314 is disposed on the plate 320 and emits light toward the converter 330.
  • the first plate 310 and the second plate 320 are not particularly limited as long as they can support the conversion unit 330 and the light source unit 314, respectively.
  • the first plate 310 and the second plate 320 may be brackets of a vehicle lamp, but are not limited thereto.
  • the first plate 310 and the second plate 320 may be manufactured integrally.
  • the converter 330 may include a reflective layer 322 disposed on the first plate 310 and an optical pattern layer 321 disposed on the reflective layer 322.
  • the converter 330 may perform a function of converting the light L1 emitted from the light source into linear light.
  • the linear light may have a three-dimensional (depth) feeling in the thickness direction (Y direction) of the converter 330. That is, the observer can recognize that the linear image is moving away from or closer to one direction.
  • the reflective layer 322 may be disposed on one surface of the first plate 310.
  • the reflective layer 322 may include a material having high reflection efficiency to reflect light emitted from the light source unit 314.
  • the illumination device can reduce the light loss and more clearly express the linear light having a three-dimensional effect.
  • the reflective layer 322 may be a synthetic resin containing dispersion of white pigments to increase the reflection properties of the light and properties that promote the dispersion of light.
  • the white pigment may include titanium oxide, aluminum oxide, zinc oxide, carbonate, barium sulfate, calcium carbonate and the like.
  • the synthetic resin raw material may include polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, acrylic, polycarbonate, polystyrene, polyolefin, cellulose acetate, weather resistant vinyl chloride, and the like, but is not limited thereto.
  • the reflective layer 322 may include silver (Ag), aluminum (Al), stainless steel, or the like.
  • the optical pattern layer 321 may include a plurality of optical patterns 321a extending in the second direction (Z-axis direction) and spaced apart in the third direction (X-axis direction).
  • the optical patterns 321a may be continuously arranged in the second direction or spaced at predetermined intervals.
  • the optical pattern 321a may have a semi-cylindrical shape extending in the second direction (Z-axis direction), but is not limited thereto.
  • the optical pattern 321a may have a prism shape in cross section.
  • the light source unit 314 includes a substrate 311 disposed on the first plate 310, at least one light emitting device 312 disposed on the substrate 311, and a reflector for collecting light emitted from the light emitting device 312. 313 may include.
  • the substrate 311 may be a circuit board capable of applying an external power source to the light emitting device 312.
  • a circuit pattern may be formed on the ceramic body of the substrate 311, but is not limited thereto.
  • the light emitting device 312 may be a light emitting diode or an organic light emitting diode.
  • the light emitting device 312 may emit light in the blue wavelength band, the green wavelength band, or the red wavelength band.
  • a wavelength conversion layer such as a phosphor may be disposed on the light emitting device 312.
  • the light emitting device 312 may have an inner angle ⁇ 1 formed by the first plate 310 and the second plate 320 to be 10 degrees to 80 degrees to irradiate light onto the optical pattern layer 321.
  • the angle ⁇ 1 is smaller than 10 degrees, the light emitting device 312 may be disposed too close to the optical pattern layer 321 so that no light may be observed from the outside.
  • the angle ⁇ 1 is larger than 80 degrees, the light emitting device may be Since the optical axis of 312 is not incident on the optical pattern layer 321, light may not be observed from the outside.
  • the light emitting device 312 may be disposed such that the emitted light crosses the second direction (Z direction) in which the optical pattern 321a extends. Therefore, the light emitted from most of the light emitting elements 312 crosses the second direction (Z direction).
  • the observer observes the light traveling in the third direction (X direction) perpendicular to the second direction (Z direction) among the light emitted from the light emitting device 312. If the distance between the optical patterns 321a is sufficiently narrow, the observer can observe a linear image. Referring to FIG. 11, the farther from the light source, the deeper the feeling of distance from the eye can be felt.
  • the reflector 313 may serve to condense the light emitted from the light emitting device 312.
  • the light emitted from the light emitting device 312 may be incident on the optical pattern layer 321 and then reflected back to the reflective layer 322 and may be emitted to the outside. In this process, the output of the final light may be lowered.
  • a predetermined brightness In order to function as a tail lamp or stop lamp of a vehicle, a predetermined brightness must be satisfied. Therefore, in the exemplary embodiment, the light emitted from the light emitting device 312 by the reflector 313 may be focused as much as possible to improve luminous intensity.
  • the reflector 313 may improve the brightness by narrowing the direction angle differently from the reflector 313 of the conventional lamp.
  • the reflector 313 may have a ratio of the diameter of the lower end (a point close to the substrate) and the diameter of the upper end of 1: 1.2 to 1: 3. If it satisfies this, it is possible to improve the brightness by narrowing the orientation angle.
  • the directing angle of the light finally emitted from the lighting apparatus according to the embodiment was 50 degrees or less (-22.5 to 22.5 degrees), and the luminance was measured to be 37.53 (cd).
  • the directing angle of the light emitted from the light emitting device 312 without the reflector was 120 degrees or more and the luminance was measured to be 7.586 (cd). That is, the reflector may convert the light of FIG. 13 into the light of FIG. 12.
  • the light distribution law of the vehicle may be satisfied using a small number of LEDs.
  • the converter 330 may include a reflective layer 322 and an optical pattern layer 321 including a plurality of optical patterns 321a.
  • a spacer 324 may be formed between the reflective layer 322 and the optical pattern layer 321.
  • the spacer 324 may be defined as the remaining empty space other than the space in which the adhesive layer is disposed.
  • the optical pattern layer 321 may include a plurality of optical patterns 321a.
  • the plurality of optical patterns 321a may be convex toward the reflective layer 322 and may have an inclined surface.
  • the optical pattern 321a may have a prism shape.
  • the inclined surface may be designed to guide the incident light in a preset direction by refraction and specular reflection of the incident light.
  • FIG. 15 is a conceptual diagram of a lighting apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • 16 is a perspective view of the light source unit of FIG. 15.
  • FIG. 17 is a view of the light source unit of FIG. 15 viewed from the R1 direction.
  • FIG. 18 is an image of linear light emitted from the lighting apparatus of FIG. 15.
  • FIG. 19 is a view illustrating a directing angle of light emitted from the lighting apparatus of FIG. 15.
  • a lighting apparatus may include a first plate 310, a second plate 320, a conversion unit 330 disposed on the first plate 310, and a second plate.
  • the light source unit 314 is disposed on the plate 320 to emit light toward the optical pattern layer 321.
  • the light source unit 314 includes a substrate 311 disposed on the second plate 320, a light emitting device 312 disposed on the substrate 311, and a reflector 313 for condensing light of the light emitting device 312. do.
  • the reflector 313 may have a slit S1 formed in a direction parallel to a first direction (Y direction), which is a thickness direction of the first plate 310. Therefore, the reflector 313 may be spaced apart from the first and second reflectors 313a and 113b.
  • the light emitted from the light emitting device 312 the light emitted in a direction parallel to the thickness direction may be emitted as it passes through the slit S1 without being reflected by the reflector 313.
  • the light emitted in a direction perpendicular to the thickness direction (Z-axis direction) may be collected by the reflector 313 to increase the intensity of the light. Therefore, linear light having a relatively thick line width can be realized.
  • the ratio of the width of the light emitting device 312 in the second direction (Z-axis direction) and the width of the slit S may be 1: 0.8 to 1: 3.
  • the ratio of the width is smaller than 1: 0.8 or larger than 1: 3
  • the intensity of light emitted in a direction perpendicular to the light emitted in a direction parallel to the thickness direction may be similar, and thus it may be difficult to implement linear light having a thick line width.
  • linear light having a thick line width may be implemented as shown in FIG. 18.
  • FIG. 20 is a conceptual diagram of a lighting apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a view of the light source unit of FIG. 20 viewed from the R1 direction.
  • FIG. 21 is a view of the light source unit of FIG. 20 viewed from the R1 direction.
  • the slit S2 may be disposed in a direction parallel to the second direction (Z direction). Therefore, the reflector 313 may be spaced apart from the first and second reflectors 313c and 113d.
  • the light emitted from the light emitting device 312 light emitted in a direction parallel to the second direction (Z direction) may be emitted without being reflected by the reflector 313.
  • the light emitted in a direction parallel to the thickness direction may be collected by the reflector 313 to increase the light intensity. Therefore, linear light having a relatively thin line width can be realized.
  • the lighting apparatus of the present embodiment is not limited to a vehicle lighting apparatus, and may be applied to inner and outer curved portions or curved portions of a lighting installation object such as a building, a facility, or a furniture as a flexible lighting apparatus in a film form.
  • the outer lens may be an optical member and / or a support member or a housing that supports the light source portion, and / or the light guide portion, the light guide portion, the stereoscopic effect forming portion, and the reflecting portion.
  • the outer lens may have a light transmittance or transparency of a predetermined level or more visible from the outside.
  • the lighting apparatus of the embodiment may also function as the tail light of the motorcycle.

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Abstract

실시 예는, 일면과 타면을 포함하는 광 변환모듈; 및 상기 광 변환모듈의 측면에 배치되는 광원모듈을 포함하고, 상기 광원모듈은 제1방향으로 이격 배치되는 복수 개의 발광소자를 포함하고, 상기 제1방향은 상기 광 변화모듈의 두께 방향이고, 상기 복수 개의 발광소자 중에서 적어도 하나는 상기 제1방향으로 상기 광 변환모듈의 일면보다 높게 배치된 조명장치를 개시한다.

Description

조명장치
실시 예는 선형광을 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.
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 가진다. 또한, 도광판 자체의 재질이 유연하지 못함에 따라 굴곡이 형성된 하우징이나 애플리케이션에 적용하기 어려운 단점이 있다. 또한, 도광판으로 인해 제품 설계 및 디자인 변형이 용이하지 못한 단점을 가진다.
따라서, 실내외 조명이나 차량 조명 등과 같은 다양한 응용 제품에 용이하게 적용할 수 있고 원하는 광이미지를 효과적으로 구현할 수 있는 방안이 요구되고 있다.
실시 예는 선형광의 휘어짐을 조절할 수 있는 조명장치를 제공한다.
또한, 두께가 얇은 입체 조명 장치를 제공한다.
또한, 인쇄회로기판이나 광학 부재를 포함하는 조명 장치 자체가 유연성을 갖도록 하여 제품 디자인의 자유도를 향상시키면서도 신뢰성을 확보할 수 있는 조명 장치를 제공한다.
또한, 일반 조명, 디자인 조명, 차량 조명 등의 각종 조명 분야에서 다양한 형상의 입체효과를 갖는 광 이미지를 구현할 수 있는 조명 장치를 제공한다.
또한, 광도가 향상된 조명장치를 제공한다.
또한, 다양한 형상의 입체 이미지를 구현할 수 있는 조명장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 조명장치는, 일면과 타면을 포함하는 광 변환모듈; 및 상기 광 변환모듈의 측면에 배치되는 광원모듈을 포함하고, 상기 광원모듈은 제1방향으로 이격 배치되는 복수 개의 발광소자를 포함하고, 상기 제1방향은 상기 광 변화모듈의 두께 방향이고, 상기 복수 개의 발광소자 중에서 적어도 하나는 상기 제1방향으로 상기 광 변환모듈의 일면보다 높게 배치된다.
상기 광 변환모듈은, 베이스 기판; 상기 베이스 기판상에 배치되는 광가이드층; 상기 베이스 기판과 광가이드층 사이에 배치되는 반사패턴층을 포함할 수 있다.
상기 반사패턴층은 복수 개의 광학패턴을 포함하고, 상기 복수 개의 광학패턴은 상기 복수 개의 발광소자의 출사되는 광의 진행 방향과 수직한 방향으로 연장될 수 있다.
상기 복수 개의 발광소자 중 적어도 하나는 상기 광 변환모듈의 측면과 마주보게 배치될 수 있다.
상기 제1방향으로 광 변환모듈보다 높이 위치한 발광소자에서 출사된 광은 상기 광 변환모듈의 상면으로 입사할 수 있다.
상기 반사패턴층은 상기 베이스 기판과 광가이드층 사이에 배치되는 반사층, 및 상기 반사층과 광가이드층 사이에 배치되고, 상기 반사층을 향해 돌출된 복수 개의 광학패턴을 포함할 수 있다.
상기 반사층과 광학층 사이에 배치되는 이격부를 포함할 수 있다.
상기 반사패턴층은, 상기 베이스 기판과 광가이드층 사이에 배치되고, 복수 개의 광학패턴을 포함하는 광학층, 및 상기 복수 개의 광학패턴 상에 배치되는 반사층을 포함할 수 있다.
상기 광원모듈은 제1회로기판 및 상기 제1회로기판상에 배치된 복수 개의 발광소자를 포함하는 제1광원모듈; 및 제2회로기판 및 상기 제2회로기판상에 배치된 복수 개의 발광소자를 포함하는 제2광원모듈을 포함하고, 상기 제1회로기판과 제2회로기판의 연장 방향은 소정 각도를 가질 수 있다.
실시 예에 따르면 선형광의 휘어짐을 조절할 수 있다.
또한, 두께가 얇은 입체 조명 장치를 제작할 수 있다.
또한, 플렉시블한 조명장치를 제작할 수 있다.
또한, 일반 조명, 디자인 조명, 차량 조명 등의 각종 조명 분야에서 다양한 형상의 입체효과를 갖는 광 이미지를 구현할 수 있는 조명 장치를 제작할 수 있다.
또한, 실시 예에 따르면 광도를 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 2a는 발광소자의 높이에 따라 광이 휘어지는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 2b는 높이가 다른 발광소자에서 출사된 선형광을 보여주는 사진이다.
도 3a는 높이가 다른 2개의 발광소자에서 출사된 광을 정면에서 본 사진이다.
도 3b는 높이가 다른 2개의 발광소자에서 출사된 광을 60도 각도에서 본 사진이다.
도 3c는 높이가 다른 2개의 발광소자에서 출사된 광을 75도 각도에서 본 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조명장치를 정면에서 본 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조명장치를 위에서 본 도면이다.
도 6은 도 5에서 광 변환모듈을 제거한 상태를 보여주는 도면이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조명장치에서 구현하는 입체 영상을 정면에서 본 사진이다.
도 7b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조명장치에서 구현하는 입체 영상을 우측에서 본 사진이다.
도 7c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조명장치에서 구현하는 입체 영상을 좌측에서 본 사진이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터사이클의 후방 램프를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조명장치의 개념도이다.
도 10은 도 9의 광원부의 단면도이다.
도 11은 도 9의 조명장치에서 출사된 선형광의 이미지이다.
도 12는 도 9의 조명장치에서 출사된 광의 지향각을 보여주는 도면이다.
도 13은 도 9의 발광소자에서 출사된 광의 지향각을 보여주는 도면이다.
도 14는 도 9의 변환부의 변형예이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 조명장치의 개념도이다.
도 16은 도 15의 광원부의 사시도이다.
도 17은 도 15의 광원부를 R1 방향에서 본 도면이다.
도 18은 도 15의 조명장치에서 출사된 선형광의 이미지이다.
도 19는 도 15의 조명장치에서 출사된 광의 지향각을 보여주는 도면이다.
도 20은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 조명장치의 개념도이다.
도 21은 도 20의 광원부를 R1방향에서 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 2a는 발광소자의 높이에 따라 광이 휘어지는 원리를 설명하기 위한 도면이고, 도 2b는 높이가 다른 발광소자에서 출사된 선형광을 보여주는 사진이다.
도 1을 참고하면, 실시 예에 따른 조명장치는 일면(P1)과 타면을 포함하는 광 변환모듈(100), 및 광 변환모듈(100)의 측면에 배치되는 광원 모듈(200)을 포함한다.
광원 모듈(200)은 회로기판(210) 및 제1방향(Y방향)으로 이격 배치되는 복수 개의 발광소자(201, 202, 203)를 포함한다. 회로기판(210)은 광 변환모듈(100)의 측면에 배치되고 제1방향으로 연장 배치될 수 있다. 복수 개의 발광소자(201, 202, 203)는 제1방향을 따라 이격 배치될 수 있다. 여기서, 제1방향은 광 변환모듈(100)의 두께 방향이거나 평면과 교차하는 방향일 수 있다.
도 1에서는 광원 모듈(200)과 광 변환모듈(100)이 90도 각도로 배치된 것을 예시하였으나 반드시 이에 한정하지 않는다. 예시적으로, 광원 모듈(200)과 광 변환모듈(100)은 90도 보다 작은 각도를 갖도록 배치될 수도 있다. 즉, 광원 모듈(200)의 광원에서 출사된 광이 광 변환모듈(100)에 입사되어 관찰자에게 관찰될 수 있도록 각도는 적절히 조절될 수 있다.
복수 개의 발광소자(201, 202, 203)의 이격 거리는 특별히 제한하지 않는다. 예시적으로 복수 개의 발광소자(201, 202, 203)의 제1방향 이격 거리는 5mm 내지 50mm일 수 있다. 이격 거리가 5mm이하인 경우에는 선형광의 간격이 너무 좁아져 입체감을 느끼기 어려울 수 있으며, 50mm를 초과하는 경우 간격이 너무 벌여져 통일된 입체 영상을 구현하기 어려울 수 있다.
실시 예에 따르면, 복수 개의 발광소자(201, 202, 203) 중에서 적어도 하나는 제1방향으로 광 변환모듈(100)의 일면(P1)보다 높은 위치에 배치될 수 있다.
또한, 복수 개의 발광소자(201, 202, 203) 중에서 적어도 하나는 광 변환모듈(100)의 측면과 마주보게 배치될 수 있다.
예시적으로 가장 하부에 배치된 제1발광소자(201)는 광 변환모듈(100)의 측면과 마주보도록 배치될 수 있고, 제2발광소자(202)와 제3발광소자(203)는 제1방향으로 광 변환모듈(100)보다 높은 위치에 배치될 수 있다.
제1발광소자(201)에서 출사된 광(L1)은 광 변환모듈(100)의 측면으로 입사될 수 있다. 이에 반해, 제2발광소자(202)와 제3발광소자(203)에서 출사된 광(L2)은 광 변환모듈(100)의 일면(P1)으로 입사될 수 있다.
제2발광소자(202)와 제3발광소자(203)에서 출사된 광(L2)은 광 변환모듈의 상면으로 입사하는 거리만큼 제1발광소자(201)보다 길어질 수 있다. 즉, 발광소자가 높이 배치될수록 광 경로는 길어지게 된다.
광 변환모듈(100)은 제1베이스 기판(110), 제1베이스 기판(110)상에 배치되는 광가이드층(150), 및 제1베이스 기판(110)과 광가이드층(150) 사이에 배치되는 반사패턴층(180)을 포함한다.
제1베이스 기판(110)은 소정 두께를 갖는 기판일 수 있다. 제1베이스 기판(110)은 광 변환모듈(100)을 지지하는 기판일 수 있다. 제1베이스 기판(110)은 플라스틱 재질일 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다. 제1베이스 기판(110)은 브라켓일 수 있다.
광가이드층(150)은 투명 기재를 포함할 수 있다. 광가이드층(150)은 2% 이하의 헤이즈(Haze)를 갖는 플레이트 또는 필름 형상의 투명 부재를 포함할 수 있다. 또한, 광가이드층(150)의 광투과율은 80% 이상인 것이 바람직하지만, 이에 한정되지는 않는다.
광가이드층(150)의 광투과율은 선형광, 입체광 또는 입체효과선형광의 구현시 원하는 형상의 선형광이나 입체효과를 갖는 광이미지에 따라 약 60% 이상에서 선택될 수 있다. 광가이드층(150)의 광투과율이 60%보다 작으면 선형광 또는 입체광을 적절하게 표현하기가 어려울 수 있다.
광가이드층(150)은 일면과 타면을 가질 수 있다. 광가이드층(150)은 플레이트 또는 필름인 경우, 일면과 타면은 광가이드층(150)의 다른 면들에 비해 상대적으로 면적이 넓고 대략 서로 평행한 두 개의 면을 가질 수 있다. 일면은 광이 방출되는 광출사면일 수 있다.
광가이드층(150)은 글래스(Glass), 레진(Resin) 등을 포함할 수 있다. 광가이드층(150)의 재료로는 열가소성 고분자, 광경화성 고분자 등이 이용될 수 있다. 구체적으로, 광가이드층(150)의 재료는 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethylmethacrylate), 폴리스티렌(Polystyrene), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate) 등일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
광가이드층(150)의 두께는 100㎛ 내지 250㎛일 수 있다. 이 경우, 광가이드층(150)은 롤(roll) 장치에 적절하게 감기는 정도의 유연성을 가질 수 있다. 또한, 구현에 따라서 광가이드층(150)의 두께는 250㎛ 내지 10.0mm일 수 있다. 이 경우, 광가이드층(150)은 롤(roll) 장치에 감기 어려우므로 플레이트 형상을 갖고 응용 제품에 적용될 수 있다. 보호층(160)은 광가이드층(150)의 상부에는 배치될 수 있다. 보호층은 PET 필름일 수 있다.
반사패턴층(180)은 제1베이스 기판(110)과 광가이드층(150) 사이에 배치되는 반사층(120), 및 반사층(120)과 광가이드층(150) 사이에 배치되고 반사층(120)을 향해 돌출된 복수 개의 패턴(141)을 포함하는 광학층(140)을 포함할 수 있다. 이때, 반사층(120)과 광학층(140) 사이에는 이격부(130)가 형성될 수 있다. 이격부(130)는 접착층(170)이 배치된 공간 이외의 나머지 빈 공간으로 정의할 수 있다. 이격부(130)에 의해 입사되는 광의 반사 효율이 증가할 수 있으며, 깊이감을 갖는 선형광을 구현하기 유리할 수 있다.
반사층(120)은 코팅층이나 반사필름일 수 있다. 본 실시 예에서 반사층(120)은 평평한 반사필름일 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다.
반사층(120)을 이용하면, 후술하는 광학층(140)의 복수의 패턴(141)에 의해 반사 및 굴절되어 광가이드층(150)의 일면을 통과하여 광가이드층(150)의 외부로 진행하려는 빛을 반사시켜 광가이드층(150) 내부로 다시 반사할 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 광학층(140)을 통해 표현하고자 하는 선형광이나 입체효과 선형광의 광이미지에 변화를 주어 광 이미지를 더욱 뚜렷하게 표현할 수 있다.
반사층(120)의 배치시, 이격부(130)의 간격은 0 초과, 수 ㎛ 이하로 설계할 수 있다. 이것은 이격부(130)에서의 빛의 원하지 않는 산란에 의해 광학층(140)에서 선형광 또는 입체효과 선형광이 잘 구현되지 않는 것을 방지하기 위한 것이다. 물론, 구현에 따라서 반사층(120)은 이격부(130)가 생략되도록 광가이드층(150)의 타면에 밀착 배치될 수도 있다.
반사패턴층(180)은 제3방향(X방향)으로 배열된 복수 개의 패턴(141)을 포함하고, 복수 개의 패턴(141)은 복수 개의 발광소자(201, 202, 203)에서 출사되는 광의 진행 방향과 수직한 방향(Z방향)으로 연장될 수 있다. 따라서, 입사된 광은 수직한 패턴(141)에 의해 상측으로 반사되어 제3방향으로 연속적인 선형광(line shaped light)을 구현할 수 있다.
복수의 패턴(141)은 반사층(120)을 향해 볼록하게 형성되고 경사면(141a)을 가질 수 있다. 각 패턴(141)의 경사면(141a)은 광가이드층(150) 내부에서 반사되는 입사광을 광가이드층(150) 외부로 순차적으로 방출시킬 수 있다.
경사면(141a)은 입사광의 난반사를 제한하며 입사광이 입사각으로 되돌아가는 빛이 거의 없도록 제어할 수 있다. 즉, 경사면(141a)은 입사광의 굴절 및 정반사에 의해 입사광을 미리 설정된 방향으로 유도할 수 있다.
본 실시 예에서 복수의 패턴(141)은 별도의 광학층(140)에 형성된 것으로 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 광가이드층(150)의 타면에 직접 형성될 수도 있다.
또한, 광학층(140)의 패턴(141)은 광가이드층(150)을 향해 돌출되고, 반사층(120)은 광학층(140)과 광가이드층(150) 사이에 배치될 수 있다. 따라서, 반사층(120)은 패턴(141)을 따라 요철 형상을 가질 수 있다.
전술한 구성에 의하면, 광가이드층(150) 내부에서 이동하는 빛(입사광)은 광학층(140)의 복수의 패턴(141)에서 의해 반사 및 굴절되고, 이러한 유도광에 의해 조명 장치는 복수의 패턴(141)들의 연장 방향과 직교하는 제1경로의 선형광(line shaped light)을 구현할 수 있다.
광학층(140)의 각 패턴(141)의 경사면(141a)과 만나는 빛은 그 입사각에 따라 굴절되거나 반사된다. 즉, 입사각이 임계각(θc)보다 작으면, 광가이드층(150)을 지나는 빛은 일면 또는 패턴(141)을 투과하면서 굴절률의 차이에 따라 굴절되어 진행한다. 또한, 광가이드층(150)을 지나는 빛은 입사각이 임계각(θc) 이상일 때 일면 또는 패턴(141)의 경사면(141a)에서 반사된다.
따라서, 순차 배열되고 경사면(141a)을 갖는 복수의 패턴(141)을 이용하면, 광학층(140) 상에 선형광 또는 입체효과 선형광을 표현할 수 있다. 복수의 패턴(141)의 각 패턴 연장 방향을 원하는 방향으로 설계하면, 광학층(140)을 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 기준점 또는 관측지점의 위치에 따라 제1경로의 빛이 주변 영역의 빛에 비해 상대적으로 뚜렷하게 보이는 빛 줄기를 지칭할 수 있다.
패턴 연장 방향(z방향)은 경사면(141a) 상의 특정 직선이 연장하는 방향이거나 또는 경사면(141a)상의 곡선에 접하는 특정 접선이 연장하는 방향이다. 패턴 연장 방향은 복수의 패턴(141)에 빛을 비추는 광원의 출사광에 대한 광경로를 원하는 방향 즉 제1경로로 한정하고 유도하도록 설계된다. 즉, 각 패턴(141)의 경사면(141a)의 연장 방향은 대략 패턴의 배열면과 평행하고 제1경로와 직교하는 방향으로 연장하도록 마련된다.
도 1 및 도 2a를 참고하면, 발광소자에서 출사된 광은 광가이드층(150)과 공기의 굴절률 차에 의해 굴절한다. 여기서, θA는 광가이드층에서 나온 빛(In Air)이 관찰자(Detector)로 들어가는 각도이고, θd 모듈의 중심과 관찰자 사이의 각도이고, θn은 광가이드층 내에서 빛의 굴절 각도이고, OC는 광원에서부터 모듈의 중심까지의 거리이고, OA는 모듈의 중심에서 빛이 공기 중으로 나가는 지점까지의 거리이다.
이때, 광 변환모듈(100)의 측면에 배치된 제1발광소자(201)에서 출사된 광에 비해 광 변환모듈(100)의 상부에 배치된 제2발광소자(202)에서 출사된 광은 광 경로(AC)가 길어지게 된다. 따라서, 제2발광소자(202) 및 제3발광소자(203)에서 출사된 광은 상대적으로 θn이 작아지게 되어 휘어짐이 작아진다.
도 2b를 참조하면, 광 변환모듈(100)의 상면에서 높이 배치될수록 선형광의 휘어짐이 작아짐을 알 수 있다. 예시적으로 광 변환모듈의 측면에 배치된 제1발광소자(201)에서 출사된 제1선형광(LS1)이 가장 휘어져 있음을 알 수 있다. 광 변환 모듈의 위에 배치된 제2발광소자(202)에서 출사된 제2선형광(LS2)은 제1선형광(LS1)에 비해 덜 휘어지게 된다. 또한, 가장 높게 배치된 제3발광소자(203)에서 출사된 제3선형광(LS3)은 가장 덜 휘어짐을 알 수 있다. 이때, 제1선형광(LS1), 제2선형광(LS2), 제3선형광(LS3)의 끝단(N1)은 서로 만날 수 있다. 따라서, 이를 이용하면 발광소자의 높이를 조절하여 다양한 곡률을 갖는 선형광을 구현할 수 있다.
도 3a는 높이가 다른 2개의 발광소자에서 출사된 광을 정면에서 본 사진이고, 도 3a는 높이가 다른 2개의 발광소자에서 출사된 광을 60도 각도에서 본 사진이고, 도 3a는 높이가 다른 2개의 발광소자에서 출사된 광을 75도 각도에서 본 사진이다.
도 3a를 참고하면, 광 변환모듈(100)의 측면에 제1발광소자(201)를 배치하고, 제1발광소자(201)보다 10mm 높게 제2발광소자(202)를 배치한 경우, 정면에서 관찰하면 제1발광소자(201)에서 출사된 광(1)과 제2발광소자(202)에서 출사된 광(2)은 위치가 거의 동일함을 알 수 있다.
그러나, 도 3b 및 도 3c와 같이 측면에서 관찰하는 경우 제2발광소자(202)에서 출사된 제2선형광(LS2)은 관찰자의 시선에 따라 크게 휘어지게 되고, 제1발광소자(201)에서 출사된 제1선형광(LS1)의 경우 레진의 굴절률에 따라 기울기 각도는 약 42도 정도의 한계 값을 지님을 확인하였다. 즉, 발광소자를 광 변환모듈(100)보다 높게 배치하는 경우 일정 각도(약 42도) 이하에서는 도 2b와 같이 제1선형광(LS1)의 휘어짐이 더 크나, 일정 각도 이상 기울어진 각도에서 관찰하면 제2선형광(LS2)의 휘어짐 각도가 더 큰 것을 확인할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조명장치를 정면에서 본 사진이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조명장치를 위에서 본 도면이고, 도 6은 도 5에서 광 변환모듈을 제거한 상태를 보여주는 도면이다.
도 4 내지 도 6을 참고하면, 광원 모듈(200)은 제2베이스 기판(220) 상에 배치되는 제1회로기판(211)과 제2회로기판(212)을 포함한다. 제2베이스 기판(220)은 반원 형상의 홈(222)이 형성되고 홈(222)의 외주면에는 회로기판이 고정되는 슬릿(221)들이 형성된다. 따라서, 제1회로기판(211)과 제2회로기판(212)의 사이 각도(θ2)를 조절할 수 있다.
제1회로기판(211)과 제2회로기판(212)에는 각각 복수 개의 발광소자(201, 202, 203)가 배치될 수 있다. 이때, 제1회로기판(211)과 제2회로기판(212)의 제1발광소자(201)는 광 변환모듈(100)의 측면에 배치될 수 있다. 또한, 제2, 제3발광소자는 제1방향(Y방향)으로 광 변환모듈(100)의 일면(P1)보다 높이 배치될 수 있다.
이때, 제2, 제3발광소자(202, 203)는 광 변환모듈(100)보다 높게 배치되어 제1발광소자(201)에 의해 생성되는 선형광과 다른 곡선의 선형광을 구현할 수 있다.
도 7a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조명장치에서 구현하는 입체 영상을 정면에서 본 사진이고, 도 7b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조명장치에서 구현하는 입체 영상을 정면에서 본 사진이고, 도 7c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조명장치에서 구현하는 입체 영상을 정면에서 본 사진이다.
도 7a 내지 도 7c를 참고하면, 복수 개의 발광소자(201, 202, 203)에서 방출된 광은 상부로 갈수록 휘어져 상부 중심 끝단(N1)에서 수렴하는 입체광을 형성할 수 있다. 입체 영상은 측면에서 관찰하면 입체감을 더 느낄 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터사이클의 후방 램프를 보여주는 도면이다.
본 실시예의 조명 장치는 자동차의 조명으로 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.
도 8을 참고하면, 실시 예의 조명장치는 이륜 자동차(모터 사이클, 1000)의 후미등으로 기능할 수도 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조명장치의 개념도이고, 도 10은 도 9의 광원부의 단면도이고, 도 11은 도 9의 조명장치에서 출사된 선형광의 이미지이고, 도 12는 도 9의 조명장치에서 출사된 광의 지향각을 보여주는 도면이고, 도 13는 도 9의 발광소자에서 출사된 광의 지향각을 보여주는 도면이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 실시 예에 따른 조명장치는, 제1플레이트(310), 제2플레이트(320), 제1플레이트(310) 상에 배치되는 변환부(330), 및 제2플레이트(320) 상에 배치되어 변환부(330)를 향해 광을 출사하는 광원부(314)를 포함한다.
제1플레이트(310)와 제2플레이트(320)는 각각 변환부(330)와 광원부(314)를 지지할 수 있는 구조이면 특별히 제한하지 않는다. 예시적으로 제1플레이트(310)와 제2플레이트(320)는 차량 램프의 브라켓일 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다. 제1플레이트(310)와 제2플레이트(320)는 일체로 제작될 수도 있다.
변환부(330)는 제1플레이트(310)상에 배치되는 반사층(322), 및 반사층(322) 상에 배치되는 광학패턴층(321)을 포함할 수 있다. 변환부(330)는 광원에서 출사된 광(L1)을 선형광으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다. 이러한 선형광은 변환부(330)의 두께 방향(Y 방향)으로 입체감(깊이감)을 가질 수 있다. 즉, 관찰자는 선형 이미지가 일 방향으로 갈수록 멀어지거나 가까워지는 것으로 인지할 수 있다.
반사층(322)은 제1플레이트(310)의 일면 상에 배치될 수 있다. 반사층(322)은 반사 효율이 높은 재질을 포함하여 광원부(314)에서 출사된 광을 반사할 수 있다. 반사층(322)에 의해 조명장치는 광손실을 줄이고 입체효과를 갖는 선형광을 더욱 선명하게 표현할 수 있다.
반사층(322)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(322)은 은(Ag), 알루미늄(Al), 스테인리스 강 등을 포함할 수도 있다.
광학패턴층(321)은 제2방향(Z축 방향)으로 연장되고 제3방향(X축 방향)으로 이격된 복수 개의 광학패턴(321a)을 포함할 수 있다. 광학패턴(321a)은 제2방향으로 연속 배치되거나 소정 간격으로 이격 배치될 수 있다. 광학패턴(321a)은 제2방향(Z축 방향)으로 연장된 반원기둥 형상일 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다. 예시적으로 광학패턴(321a)은 단면이 프리즘 형상일 수도 있다.
광원부(314)는 제1플레이트(310)에 배치되는 기판(311), 기판(311)상에 배치되는 적어도 하나의 발광소자(312), 및 발광소자(312)에서 출사되는 광을 집광하는 리플렉터(313)를 포함할 수 있다.
기판(311)은 외부 전원을 발광소자(312)에 인가할 수 있는 회로기판일 수 있다. 예시적으로 기판(311)은 세라믹 몸체에 회로 패턴이 형성될 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다.
발광소자(312)는 발광 다이오드 또는 유기 발광 다이오드일 수 있다. 발광소자(312)는 청색 파장대, 녹색 파장대, 또는 적색 파장대의 광을 출사할 수 있다. 선택적으로 발광소자(312) 상에는 형광체와 같은 파장 변환층(미도시)이 배치될 수도 있다.
발광소자(312)는 광학패턴층(321)에 광을 조사할 수 있도록 제1플레이트(310)와 제2플레이트(320)가 이루는 내각(θ1)은 10도 내지 80도일 수 있다. 각도(θ1)가 10도 보다 작은 경우 발광소자(312)가 광학패턴층(321)에 너무 가까이 배치되어 외부에서 광이 관찰되지 않을 수 있으며, 각도(θ1)가 80도보다 큰 경우 발광소자(312)의 광축이 광학패턴층(321)에 입사되지 않아 외부에서 광이 관찰되지 않을 수 있다.
발광소자(312)는 출사된 광이 광학패턴(321a)이 연장된 제2방향(Z방향)과 교차되도록 배치될 수 있다. 따라서, 대부분의 발광소자(312)에서 출사된 광은 제2방향(Z방향)과 교차하게 된다. 관찰자는 발광소자(312)에서 출사된 광 중에서 제2방향(Z방향)과 수직한 제3방향(X방향)으로 진행하는 광을 관찰하게 된다. 광학패턴(321a)의 간격이 충분히 좁다면 관찰자는 선형의 이미지를 관찰할 수 있다. 도 11을 참조하면, 광원에서 멀어질수록 눈에서 멀어지는 깊이감을 느낄 수 있다.
리플렉터(313)는 발광소자(312)에서 출사된 광의 집광하는 역할을 수행할 수 있다. 실시 예에 따르면, 발광소자(312)에서 출사된 광은 광학패턴층(321)에 입사된 후 반사층(322)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(313)에 의해 발광소자(312)에서 출사되는 광을 최대한 집광하여 광도(Luminous Intensity)를 향상시킬 수 있다.
리플렉터(313)는 종래 램프의 리플렉터(313)와 다르게 지향각을 좁혀 광도를 향상시킬 수 있다. 예시적으로 리플렉터(313)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 12를 참조하면, 실시 예에 따른 조명장치에서 최종적으로 출사된 광의 지향각은 50도 이하(-22.5 내지 22.5도)이고, 광도는 37.53(cd)로 측정되었다. 이에 반해 도 13을 참조하면 리플렉터가 없는 발광소자(312)에서 출사된 광의 지향각은 120도 이상이고 광도는 7.586(cd)로 측정되었다. 즉, 리플렉터는 도 13의 광을 도 12의 광으로 변환시킬 수 있다.
실시 예에 따르면, 리플렉터(313)에 의해 지향각이 줄어드는 반면 광도가 향상되었음을 알 수 있다. 따라서, 적은 개수의 LED를 이용하여 차량의 배광 법규를 만족할 수 있다.
도 14를 참조하면, 변환부(330)는 반사층(322), 및 복수 개의 광학패턴(321a)을 포함하는 광학패턴층(321)을 포함할 수 있다. 이때, 반사층(322)과 광학패턴층(321) 사이에는 이격부(324)가 형성될 수 있다. 이격부(324)는 접착층이 배치된 공간 이외의 나머지 빈 공간으로 정의할 수 있다.
광학패턴층(321)은 복수의 광학패턴(321a)을 포함할 수 있다. 복수의 광학패턴(321a)은 반사층(322)을 향해 볼록하게 형성되고 경사면을 가질 수 있다. 예시적으로, 광학패턴(321a)은 프리즘 형상을 가질 수 있다. 경사면은 입사광의 굴절 및 정반사에 의해 입사광을 미리 설정된 방향으로 유도하도록 설계될 수 있다.
도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 조명장치의 개념도이다. 도 16은 도 15의 광원부의 사시도이다. 도 17은 도 15의 광원부를 R1 방향에서 본 도면이다. 도 18은 도 15의 조명장치에서 출사된 선형광의 이미지이다. 도 19는 도 15의 조명장치에서 출사된 광의 지향각을 보여주는 도면이다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 다른 실시 예에 따른 조명장치는 제1플레이트(310), 제2플레이트(320), 제1플레이트(310) 상에 배치되는 변환부(330), 및 제2플레이트(320) 상에 배치되어 광학패턴층(321)을 향해 광을 출사하는 광원부(314)를 포함한다.
광원부(314)는 제2플레이트(320) 상에 배치되는 기판(311), 기판(311)에 배치되는 발광소자(312), 및 발광소자(312)의 광을 집광하는 리플렉터(313)를 포함한다.
리플렉터(313)는 제1플레이트(310)의 두께 방향인 제1방향(Y 방향)과 평행한 방향으로 슬릿(S1)이 형성될 수 있다. 따라서, 리플렉터(313)는 제1, 제2리플렉터(313a, 113b)로 이격될 수 있다. 발광소자(312)에서 출사되는 광 중에서 두께 방향과 평행한 방향으로 출사된 광은 리플렉터(313)에 의해 반사되지 않고 슬릿(S1)을 통과하여 그대로 방출될 수 있다. 이와 달리 두께 방향과 수직한 방향(Z축 방향)으로 출사된 광은 리플렉터(313)에 의해 집광되어 광의 세기가 세질 수 있다. 따라서, 상대적으로 선폭이 두꺼운 선형광을 구현할 수 있다.
도 17을 참조하면, 발광소자(312)의 제2방향(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 18과 같이 선폭이 두꺼운 선형광을 구현할 수 있다.
도 20은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 조명장치의 개념도이다. 도 21은 도 20의 광원부를 R1방향에서 본 도면이다.
리플렉터(313)는 제2방향(Z방향)과 평행한 방향으로 슬릿(S2)이 배치될 수 있다. 따라서, 리플렉터(313)는 제1, 제2리플렉터(313c, 113d)로 이격될 수 있다. 발광소자(312)에서 출사되는 광 중에서 제2방향(Z방향)과 평행한 방향으로 출사된 광은 리플렉터(313)에 의해 반사되지 않고 그대로 방출될 수 있다. 이와 달리 두께 방향과 평행한 방향으로 출사된 광은 리플렉터(313)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 (10)

  1. 일면과 타면을 포함하는 광 변환모듈; 및
    상기 광 변환모듈의 측면에 배치되는 광원모듈을 포함하고,
    상기 광원모듈은 제1방향으로 이격 배치되는 복수 개의 발광소자를 포함하고,
    상기 제1방향은 상기 광 변화모듈의 두께 방향이고,
    상기 복수 개의 발광소자 중에서 적어도 하나는 상기 제1방향으로 상기 광 변환모듈의 일면보다 높게 배치된 조명장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광 변환모듈은,
    베이스 기판;
    상기 베이스 기판상에 배치되는 광가이드층;
    상기 베이스 기판과 광가이드층 사이에 배치되는 반사패턴층을 포함하는 조명장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 반사패턴층은 복수 개의 광학패턴을 포함하고,
    상기 복수 개의 광학패턴은 상기 복수 개의 발광소자의 출사되는 광의 진행 방향과 수직한 방향으로 연장되는 조명장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 발광소자 중 적어도 하나는 상기 광 변환모듈의 측면과 마주보게 배치되는 조명장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1방향으로 광 변환모듈보다 높이 위치한 발광소자에서 출사된 광은 상기 광 변환모듈의 일면으로 입사하는 조명장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 반사패턴층은
    상기 베이스 기판과 광가이드층 사이에 배치되는 반사층, 및
    상기 반사층과 광가이드층 사이에 배치되고, 상기 반사층을 향해 돌출된 복수 개의 광학패턴을 포함하는 광학층을 포함하는 조명장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 반사층과 광학층 사이에 배치되는 이격부를 포함하는 조명장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 반사패턴층은,
    상기 베이스 기판과 광가이드층 사이에 배치되고, 복수 개의 광학패턴을 포함하는 광학층, 및
    상기 복수 개의 광학패턴 상에 배치되는 반사층을 포함하는 조명장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 광원모듈은,
    제1회로기판 및 상기 제1회로기판상에 배치된 복수 개의 발광소자를 포함하는 제1광원모듈; 및
    제2회로기판 및 상기 제2회로기판상에 배치된 복수 개의 발광소자를 포함하는 제2광원모듈을 포함하고,
    상기 제1회로기판과 제2회로기판의 연장 방향은 소정 각도를 갖는 조명장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 발광소자에서 출사되는 광을 집광하는 리플렉터를 포함하고,
    상기 리플렉터는 상기 제1방향과 평행한 방향으로 형성된 슬릿을 포함하는 조명장치.
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