KR100966274B1 - 방출 광계가 보상되는 광 가이드 플레이트 - Google Patents

Abstract

광 가이드 플레이트가 광 입사 표면, 광 반사 표면, 및 광 방출 표면을 포함한다. 상기 광 방출 표면은 광원의 길이방향에 실질적으로 수직한 방향을 따라 연장하는 다수의 광-가이드 구조물을 형성한다. 상기 광-가이드 구조물들은 실질적으로 V-자 형상인 단면을 가지며, 상기 광-가이드 구조물들 중에서, 상기 길이방향에서 광 방출 표면의 대향 단부 영역들에 정렬된 광-가이드 구조물들은 단부를 향하는 긴 경사 측면 및 짧은 경사 측면에 의해 형성되는 불규칙적인 V-자 형상 단면을 가진다. 상기 긴 경사 표면 및 짧은 경사 표면은 각각 상기 광 방출 표면에 대해 제 1 경사 각도 및 제 2 경사 각도를 형성하며, 상기 제 1 경사 각도는 상기 제 2 경사 각도 보다 작으며, 길이방향 단부에 보다 더 가까운 광-가이드 구조물들일수록 상기 제 1 경사 각도가 작아진다.

광 가이드, 광 안내, 광 방출

Description

방출 광계가 보상되는 광 가이드 플레이트{LIGHT GUIDE PLATE WITH COMPENSATED EMISSION LIGHT FIELD}

본 발명은 광 가이드 플레이트에 관한 것으로서, 특히 광 방출의 균일성을 보강하기 위해 내부에서 생성되는 광계(light field)를 보상(compensate)하고 교정(correct)하는 광 가이드 플레이트에 관한 것이다.

첨부 도면의 도 1에 도시된 바와 같이, 종래에는, 광 가이드 플레이트(1)가 광 입사 표면(11), 광 반사 표면(12), 및 광 방출 표면(13)을 포함한다. 광 입사 표면(11)은 짝을 이루는(mated) 광원(A)의 입사 광을 수용하고, 상기 광원은 주로 광 가이드 플레이트(1)의 광 입사 표면(11)과 동일한 범위에 걸쳐지는(coextensive) 선형 광원이 될 것이다. 광은 광 입사 표면(11)을 통해 광 가이드 플레이트(1) 내로 들어가고 광 가이드 플레이트(1)의 내부로 깊숙이 전달된다. 광 가이드 플레이트(1) 내로 전달된 광의 일부는 광 반사 표면(12)에 도달하며, 그러한 광 반사 표면에서 광의 일부가 광 방출 표면(13)으로 반사된다. 광의 수렴(convergence)을 강화하기 위해, 광 방출 표면(13) 및 광 반사 표면(12)에는 평행하고 긴 광-가이드 구조물(131, 121)이 제공되며, 그러한 광-가이드 구조물은 V- 자형 단면의 상승된 리브(ribs)를 구비한다. 광 방출 표면(13)의 광-가이드 구조물(131)은 선형 광원(A)에 실질적으로 수직인 방향으로 연장하는 한편, 광 반사 표면(12)의 광-가이드 구조물(121)은 광원(A)에 대해 실질적으로 평행하다. 이러한 구성에서, 리브-형 광-가이드 구조물(121, 131)의 측면을 통해 전달되거나 또는 그러한 측면에 의해 반사되거나 또는 그러한 측면과 다른 상호작용을 하여 광 가이드 플레이트(1)로부터 벗어나게 될 때, 다중-방향(multi-directional) 광 수렴이 구현될 수 있을 것이다.

그러한 광 가이드 플레이트의 종래 구조는, 다중-방향 광 수렴을 구현하는데 있어서 효과적일 수 있으나, 여전히 단점을 가지고 있다. 이는, 광원(A)이 광을 방출할 때, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 광원(A)의 양 단부들에서 광의 발산(divergence) 각도가 발생되고, 그에 따라 광이 광 가이드 플레이트(1)로 들어갈 때 광원(A)의 단부들에 대응하는 광 가이드 플레이트(1)의 양 단부들에 인접한 광 계의 분포가 단부들을 향해서 천이(shift)되기 때문이다. 이는, 광 반사 표면(12)의 V-자형 광-가이드 구조물(121)이 천이된 광계에 걸쳐 최적의 성능을 제공하는 것을 방해하며, 결과적으로 우수한 광 방출을 보장하기 위한 광 반사 표면(12)과 광 방출 표면(13) 사이의 정합(coordination)이 달성될 수 없게 되며, 그에 따라 광 가이드 플레이트(1)의 전체적인 광 방출이 우수하지 못하게 된다.

본 발명의 주요 목적은, 광 가이드 플레이트로 광을 제공하고 광 가이드 플레이트내에서 광계의 단부 부분을 단부쪽으로 천이시켜 광 가이드 플레이트로부터 방출되는 빛의 기능을 저하시키는, 광원의 길이방향 단부들에서 유도되는 발산 각도의 문제를 극복하는 광 가이드 플레이트를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 광 가이드 플레이트는 그 내부에서 생성되는 광계를 보상하고 교정한다.

본 발명에 따른 광 가이드 플레이트에서는 광 방출의 균일성이 강화된다.

첨부 도면, 특히 도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따라 구성된 광 가이드 플레이트가 전체적으로 도면부호 '2'로 도시되어 있으며, 그러한 광 가이드 플레이트는 광 입사 표면(21), 광 반사 표면(22), 그리고 광 방출 표면(23)을 포함한다.

광 입사 표면(21)은 광원(A)으로부터 방출되는 광을 수용하도록 정렬되고, 도시된 실시예에서 그러한 광원은 길이방향으로 연장되는 긴 램프 튜브이다. 광원(A)으로부터의 광이 광 입사 표면(21)을 통해 광 가이드 플레이트(2)로 입사되고 광 가이드 플레이트(2) 내부로 깊이 전달된다.

광 반사 표면(22)은 광 가이드 플레이트(2)의 주요 표면들 중 하나를 구성하고, 광 입사 표면(21)에 인접하여 위치된다. 광 반사 표면(22) 상에는 다수의 광-가이드 구조물(221)이 형성되며, 그러한 광-가이드 구조물은 실질적으로 V-자형인 단면을 가지는 길고 상승된 돌출부 또는 리브이고, 서로 반대로 경사진 측면들을 가지며, 광원(A)의 길이 방향에 실질적으로 평행한 방향을 따라 연장하며, 바람직하게는 서로 평행하게 배치된다.

광 방출 표면(23)은 광 가이드 플레이트(2)의 주요 표면들 중 하나를 구성하며, 그 광 방출 표면은 광 반사 표면(22)에 대향되며 광 입사 표면(21)에 인접하여 배치된다. 광 방출 표면(23) 상에는 다수의 광-가이드 구조물(231)이 형성된다. 상기 광-가이드 구조물은, 각 단면이 실질적으로 V-자형이고 대향하는 경사 측면들을 구비하고 광원(A)의 길이방향에 실질적으로 수직인 방향으로 연장되며 바람직하게는 서로 평행한 길고 상승된 돌출부들 또는 리브들이다. 그에 따라, 광 방출 표면(23)의 광-가이드 구조물들 또는 리브들(231)이 광원(A)의 길이방향에 평행한 방향을 따라 중앙 리브(231)가 위치된 중간 위치로부터 가장 끝쪽 단부 리브(231)가 위치된 길이방향 대향 단부들을 향해서 분포된다. V-자 형상의 광-가이드 구조물들 또는 리브들(231) 사이에서, 중앙 리브(231)는 규칙적인 V-자 형상의 단면을 가지며, 다시 말해 이등변 측면을 가지며, 중앙 리브(231)로부터 편향된 단부 쪽의 기타 리브들(단부방향 리브들)(231)은 불규칙적인 V-자 형상의 단면을 가지며, 그러한 불규칙적인 V-자 형상은 긴 경사 측면(231a) 및 짧은 경사 측면(231b)을 포함하며(이하에서는, 각각 긴 측면 및 짧은 측면이라 한다), 이때 짧은 측면(231b)은 중앙 리브(231)를 향하고 긴 측면(231a)은 광 방출 표면(23)의 길이방향 단부를 향한다. 각 리브(231)의 긴 측면(231a) 및 짧은 측면(231b)은 광 가이드 플레이트(2)의 광 방출 표면(23)에 대해 경사 각도(θ1 및 θ2)를 각각 형성하며, 광-가이드 구조물들 또는 리브들(231)은 상기 경사 각도(θ1)가 상기 경사 각도(θ2) 보다 작아 지도록 그리고 중앙 리브에 대한 거리가 증대될수록 경사 각도(θ1)가 작아지도록 정렬된다. 다시 말해, 리브(231)가 중앙 리브로부터 멀리 위치되고 광 방출 표면(23)의 길이방향 단부에 접근할수록 경사 각도(θ1)는 작아진다.

실제 적용에 있어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 광이 광원(A)으로부터 방출되고 광 입사 표면(21)을 통해 광 가이드 플레이트(2) 내로 들어간다. 광 가이드 플레이트(2)로 들어가는 광의 일부가 광 반사 표면(22)을 향해 전파되고 광 방출 표면(23)을 향해 반사된다. 광 방출 표면(23)의 광-가이드 구조물들 또는 리브들(231)이 광원(A)의 길이방향에 실질적으로 수직이고 광 반사 표면(22)의 광-가이드 구조물들 또는 리브들(221)이 광원(A)의 길이방향에 실질적으로 평행함으로써, 광이 V-자형 광-가이드 구조물들 또는 리브들(231, 221)의 경사진 측면을 통해 전달되거나 또는 그러한 측면에 의해 반사되거나 또는 그러한 측면과 다른 상호작용을 하여 광 가이드 플레이트(2)로부터 벗어나게 될 때, 광의 다중-방향(multi-directional) 수렴이 구현될 수 있을 것이다.

또한, 광이 광 가이드 플레이트(2) 내로 들어갈 때, 광 가이드 플레이트(2) 내부의 광계가 광 가이드 플레이트(2)의 길이방향 단부들을 향해서 천이된다. 광 방출 표면(23)의 길이방향 단부를 향하는 긴 측면(231a)과 짧은 측면(231b)으로 이 루어진 불규칙적인 V-자 형상을 가지는 광 방출 표면(23)의 대향 단부 영역들 상의 광-가이드 구조물(231)들의 정렬로 인해, 광이 통과하여 전달되고 각각의 불규칙적인 V-자 형상 광-가이드 구조물(231)의 긴 측면(231a)에 의해 굴절되어 광 가이드 플레이트로부터 벗어날 때, 광은 긴 측면(231a)의 법선(L)으로 부터 멀어지는 방향으로 지향되며, 그에 따라 광 방출 표면(23)으로부터 광의 방출은 원하는 광 방출 방향으로 전달된다. 또한, 광-가이드 구조물(231)의 긴 측면(231a)의 경사 각도(θ1)가 광 방출 표면(23)의 길이방향 단부로 접근할수록 작아지는 즉, 긴 측면(231a)을 구성하는 표면의 보다 작은 경사에 대응하는 그러한 구성에서, 길이방향 단부를 향하는 방향을 따라 점차적으로 감소되는 경사도를 가지는 긴 측면(231a)에 의해서 서로 상이한 정도의 굴절이 구현될 수 있으며, 이는 도 6에 도시된 바와 같이 광 가이드 플레이트(2)로부터의 광 방출의 균일성을 개선한다.

본 발명의 효과는, 광 가이드 플레이트(2)의 광 방출 표면(23)이 중앙 리브와, 불규칙적인 V-자 형상의 단면을 각각 가지고 상기 중앙 리브의 대향 측면들 상에 위치되는 다수의 단부방향 리브 또는 다수의 광-가이드 구조물들을 구비하며, 상기 V-자 형상의 단면은 긴 측면(231a) 및 짧은 측면(231b)을 구비하며, 상기 긴 측면(231a)은 광 방출 표면(23)에 대해 경사 각도(θ1)를 형성하며, 상기 경사 각도(θ1)는 광 방출 표면(23)의 길이방향 단부에 접근할수록 작아지며, 그에 따라 단부방향 리브들(231)의 긴 측면(231a)이 서로 상이한 각도로 셋팅되며, 이는 광을 여러 방향으로 굴절시켜 광계의 천이를 보상하고 광 방출 방향을 교정하며, 그에 따라 광 방출의 균일성이 개선된다.

도 1은 광 가이드 플레이트로 광을 제공하는 광원과 함께 종래의 광 가이드 플레이트를 도시한 사시도이다.

도 2는 종래의 광 가이드 플레이트 내에서 광의 전달을 개략적으로 도시한 평면도이다.

도 3은 종래의 광 가이드 플레이트에 의해 생성되는 방출 광계를 도시한 사시도이다.

도 4는 광 가이드 플레이트로 광을 제공하는 광원과 함께 본 발명에 따라 구성된 광 가이드 플레이트를 도시한 사시도이다.

도 5는 본 발명에 따른 광 가이드 플레이트의 측면도로서, 광 가이드 플레이트를 통한 광의 전달을 개별적으로 확대하여 일부를 도시한 측면도이다.

도 6은 본 발명의 광 가이드 플레이트에 의해 생성된 방출 광계를 도시한 사시도이다.

Claims (2)

1. 다수의 광-가이드 구조물이 형성되는 광 반사 표면 및 광 방출 표면을 포함하는 광 가이드 플레이트로서:

   상기 광 반사 표면에 형성되는 광-가이드 구조물은 광원에 평행하게 정렬되며, 상기 광 방출 표면에 형성되는 광-가이드 구조물은 광 가이드 플레이트로 광을 제공하도록 정렬된 광원의 길이방향에 수직한 방향을 따라 연장하며 V-자 형상인 단면을 가지며, 상기 광 방출 표면의 길이방향을 따라 대향하는 단부에 접근할수록 긴 경사 측면 및 짧은 경사 측면에 의해 형성되는 불규칙적인 V-자 형상 단면을 각각 가지며, 상기 긴 경사 측면 및 짧은 경사 측면은 각각 상기 광 방출 표면에 대해 제 1 경사 각도 및 제 2 경사 각도를 형성하며, 상기 제 1 경사 각도가 상기 제 2 경사 각도 보다 작으며,

   연관된 광-가이드 구조물들이 상기 광 방출 표면의 길이방향을 따라 대향하는 단부에 접근할수록 상기 단부방향 광-가이드 구조물들의 제 1 경사 각도가 작아지도록, 상기 단부방향 광-가이드 구조물들이 정렬되는,

   광 가이드 플레이트.
2. 삭제

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