KR20050057420A - 광 발생 장치 및 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20050057420A
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요하네스 마라
티스버트 엠 에이치 크레메르스
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코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 2개의 평행한 측부(10, 11)와, 상기 측부(10, 11)의 표면을 연결하는 표면을 갖는 에지(12)를 포함하는 광 발생 장치에 관한 것이다. 넓은 범위에 걸쳐 사용되고, 광 안내부(1)가 광 완충기로서 작용하는 본 발명에 따른 광 발생 장치는 또한, 슬래브 광 안내부(1)의 적어도 한 측부(10)에 배열되고 적어도 하나의 광원(20)과 광을 상기 광 안내부(1)상에 커플링시키기 위한 광 인커플링 수단(21)을 포함하는 적어도 하나의 광 입력 유닛(2)과, 광 안내부(1)의 적어도 한 측부(11)상에 배열되고, 광 안내부(1)로부터 광을 커플링시키기 위한 광 아웃커플링 수단을 포함하는 적어도 하나의 광 출력 유닛(3)을 포함한다. 본 발명은 또한 본 발명에 따른 광 발생 장치를 포함하는 디스플레이 장치를 포함한다.

Description

광 발생 장치 및 디스플레이 장치{LIGHT GENERATING DEVICE COMPRISING LIGHT INPUT AND LIGHT OUTPUT UNITS}
본 발명은 2개의 평행한 측부와 측부의 표면을 연결하는 표면을 갖는 적어도 하나의 에지를 갖는 슬래브 광 안내부(slab light guide)를 포함하는 광 발생 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것이다.
박막 LCD 디스플레이 스크린의 후방 조명을 위해 사용되는 것과 같은 현재 사용되는 슬래브 광 안내부는, 반사기에 의해 부분적으로 둘러싸이는 광원이 광 안내부 에지중의 적어도 하나에 인접하여 위치되어 광이 에지를 경유하여 광 안내부로 편향되도록 하는 에지-라이트(소위 측부-라이트)형태가 일반적이다. 그러한 슬래브 광 안내부는 예를 들면, WO 01/63588 A1에 공지되었다. 광 안내부에 포획된 광은 전체 내부 반사부(TIR)를 경유하여 광 안내부를 통하여 전파되고, 일반적으로, 광 안내 표면에 제공된 분산 도트 또는 분산 표면 패턴 또는 다른 광학 "불규칙자" 와 같은 광 분산 및/또는 반사/굴절 수단으로 광 안내부의 내부에 전파된 광의 광학적 상호 작용을 경유하여, 또는 광 안내면에 특별히 제작된 지형도를 경유하여 광 안내부에서 커플링 아웃되고 멀리 편향되는데, 상기 모든 광 분산 및/또는 반사/굴절 수단은 내부 반사를 없애고 광 안내부로부터 광의 커플링 아웃을 유도한다. 또한, 특별히 직조된 광학 포일이 광 아웃커플링과 뒤이은 편향 목적으로 광 안내부와 광 접촉이 이루어진다. 그러한 준비를 통하여, 전체-에지 라이트(edge-lit) 백라이트가 작은 두께를 갖는 공간내에 포함되고, 얇은 노트 북 스크린 또는 얇은 LC 모니터 스크린을 포함하는 적용에 중요하다.
공지된 슬래브 광 안내부를 기본적으로 잘 작동하나, 작은 크기의 편평 디스플레이 스크린의 후방 조명에 대해서는, 일반적인 조명 목적을 위해서 큰 영역의 편평 디스플레이 스크린 또는 큰 영역의 조명 타일을 위해서 사용될 때에는 문제가 있다. 일반적인 광과 관련해서는, 공지된 해법은 일반적으로 사용되는 고정 광원과 함께 그들의 설비를 광 안내부 표면상에 분산 도트 또는 반사/굴절 표면 지형도와 같은 다수의 국부 광 재편향 수단을 구비한 큰 영역의 에지-라이트 슬래브 광 안내부로 대체하는 것이고, 인접한 광 재편향 수단 사이의 공간은 광원으로부터의 그들의 거리에 의존한다. 그러나, 실제적으로 사용되는 광 안내부의 두께는 10mm까지이고, 에지를 경유하여 광원으로부터 광 안내부내로 광을 효율적으로 커플링하는 것과, 임의의 광도 수준에서 전체 큰 영역 광 안내 아웃커플링 표면에 걸쳐서 아웃커플링된 광의 균질한 광도의 만족할 만한 정도를 유지하는 것이 힘들다는 것이 입증되었다. 루멘 인커플링 효율성은 일정하게 낮고, 그것은 주로 T5 또는 T8의 형광 램프와 같은 에너지 절감 관상 광원의 직경과 비교할 때에 광 안내 에지의 작은 두께 때문이다. 비-관상 고-강도 방전 램프(HID)로부터 광 안내부의 에지내로 커플링되는 광의 효율성은 더욱 나쁘다.
또한, 통상 관상 광원이 위치되어야 하는 광 안내부 에지 근처의 공간은 제한되고 광 안내부의 표면 영역을 계산할 수 없다. 광 안내 아웃커플링 표면상의 임의 위치에서 아웃커플링된 광의 국부적으로 얻어진 강도는 따라서 일반적으로 제한된다. 광 안내부로부터 아웃커플링된 광의 적절한 조준은 매우 비싼 광 포일의 추가적인 사용을 요구한다.
발명의 요약
따라서 본 발명의 목적은 상이한 적용에 사용될 수 있고 전수한 문제점을 해결할 수 있는 광 발생 장치를 제공하는 것에 관한 것으로서, 사용되는 광원의 수가 광 안내부의 전체 영역에 맞추어 계산되고, 높은 광도 수준에서 제어된 측방향 광도 균질성으로 방출된 광의 조준 비임의 생성이 가능한 장치이다.
본 발명의 목적은 청구항 1에 청구된 광 발생 장치에 의해 달성되는데, 그 장치는 두 평행한 측부와 상기 측부의 표면을 연결하는 표면을 갖는 적어도 하나의 에지를 갖는 슬래브 광 안내부와; 상기 슬래브 광 안내부의 적어도 한 측부에 배열되고 적어도 하나의 광원과 광을 상기 광 안내부상에 커플링시키기 위한 광 인커플링 수단을 포함하는 적어도 하나의 광 입력 유닛과; 광 안내부의 적어도 한 측부상에 배열되고, 광 안내부로부터 광을 커플링 아웃시키기 위한 광 아웃커플링 수단을 구비하는 적어도 하나의 광 출력 유닛을 포함한다.
본 발명은, 적용에 의존하고 공지된 장치와는 대조적으로 광 안내부의 적어도 한측부의 어떤 곳에도 배열될 수 있는 적어도 하나의 광 입력 유닛과 적어도 하나의 광 출력 유닛을 제공하는 아이디어에 기초한다. 이것은 광 안내부가 서로 각각 광학적으로 직접 커플링되지 않은 광 입력 유닛과 광 출력 유닛 사이에서 광 완충기 역할을 하도록 할 수 있다. 광 안내부 내측의 광 완충기는 적어도 하나의 광 출력 유닛에 의해 덮인 광 안내부의 적어도 하나의 측부의 표면에 걸쳐서 광 강도를 균일하게 하는 것을 촉진시키고, 이것은 균일하지 않은 측방향 광도 수준의 아웃커플링 광을 얻는데 유리하다. 광 안내부를 경유하는 광 입력 유닛과 광 출력 유닛 사이의 커플링 간접도(indirect degree)는 광 안내부와의 접촉 영역, 즉 그들의 개구에 비례하고, 추가적으로 광 안내부의 적어도 한측부상의 광 입력 유닛과 광 출력 유닛의 위치에 의존한다.
광 입력 유닛에 사용된 광원, 즉, 램프의 숫자는 광 안내부의 측면 영역에 따라서 계산되고 조명되어야 하는 디스플레이 스크린 표면 영역에 따라서 계산되거나 또는 광 방출 발광 타일의 표면 영역에 따라서 계산된다. 이것은 그들의 구성에 따라 제조될 수 있고, 광 안내부의 적어도 하나의 측부상에 배열된 적어도 하나의 광 출력 유닛으로부터 방출된 광에 대해 높은 광도로 얻어지는 측방향 광도 균질성의 정도를 높일 수 있거나 또는 광 농도 또는 광희석을 얻게 할 수 있다. 또한, 적어도 하나의 광 출력 유닛의 구성 변수에 따라서 어느 정도의 조준성을 갖는 광이 광 발생 장치로부터 방출될 수 있다. 이것은 적어도 하나의 광 출력 유닛에 직접 인접하여 위치된 LCD 스크린을 조명하는데 유용하다. 또한 디스플레이 조명 또는 일반적 광의 조명에 대한 적용을 차치하고라도 본 발명에 따른 광 발생 장치는 스폿 조명에 사용될 수도 있다.
본 발명의 양호한 실시예가 종속항에 기술되어 있다. 하나의 디스플레이 스크린과 본 발명에 따른 광 발생 장치를 포함하는 디스플레이 장치가 청구항 14 및 청구항 15에 청구되었다.
광 입력 유닛의 광 인커플링 수단은 양호하게는 적어도 하나의 광 입력 유닛이 배열되는 광 안내부의 측부면과 광 접촉하는 다수의 인커플링 광 소자를 포함한다. 그러한 인커플링 광소자는 청구항 2 내지 5에 기술된 바와 같이 상이한 단부와 표면을 갖는 리브 또는 정사면체 또는 둥근 또는 타원형 단면을 갖는 실린더일 수 있다.
유사하게는, 광 출력 유닛의 광 아웃커플링 수단은 적어도 하나의 광 출력 유닛이 배열되는 광 안내부의 측부면과 광 접촉하는 다수의 아웃커플링 광 소자를 포함한다. 또한, 아웃커플링 광소자는 리브 또는 정사면체 또는 둥근 또는 타원형 단면을 갖는 실린더일 수 있다. 양호한 실시예가 청구항 6 및 7에 기술되어 있다. 상기 아웃커플링 광 소자는 양호하게는 일정 간격으로, 광 반사 수단이 배열된 아웃커플링 광 소자 사이에, 특히, 광원으로부터 멀리 접하고 아웃커플링 광소자의 투명면 단부에 대해서 경사지는 반사면을 갖는 포일 형상으로 배열되는데, 아웃커플링 광 소자의 투명면 단부와 상기 포일 형상의 반사면 사이의 분리가 광 안내부에서 멀어지는 방향으로 넓어진다. 그러한 포일 형상은 일반적으로 플라스틱 또는 금속 시트의 열적 딥(deep)-인발을 통하여 얻어지고, 그 시트는 이어서 플라스틱 또는 금속 벽상에 은 또는 알루미늄층의 전착에 의해서 반사벽이 구비되고, 이어서 아웃커플링 소자 사이에 위치된다.
특징적인 실시예에 따르면, 광 안내부는 그것의 에지에서 광 반사 수단, 특히, 반사 또는 발산 반사기를 구비하는데, 상기 발산 반사기는 광 안내부와 광 접촉을 하지 않는다. 따라서, 광선은 광 입력 유닛을 경유하거나 또는 광 출력 유닛을 경유하거나 그들이 광 안내부를 나갈 때까지 TIR을 경유하여 광 안내부를 통하여 전파되도록 된다. 추가적인 반사면이, 적어도 하나의 광 입력 유닛에서 적어도 하나의 광원 뒤 및/또는 주위에, 즉, 광 인커플링 수단에서 멀리 떨어지는 방향으로 광 인커플링 수단을 향하여 광 인커플링 수단으로부터 멀어져 전파되는 광선을 다시 방향설정을 하기 위하여 구비된다. 추가적인 반사면의 존재는 광 입력 유닛내에서 광 재순환이 이루어지도록 한다.
양호하게는, 큰 영역의 액정 디스플레이 스크린의 균질한 광 방출 후방-광으로서의 사용을 위하여, 광 입력 유닛이 배열되는 광 안내부의 측부 영역의 전체 표면에 걸쳐서 분산된다. 또한, 개개의 광원이 광 입력 유닛내의 이 측부를 따라서 규칙적으로 배열된다. 유사하게, 광 출력 유닛이 광 출력 유닛이 배열되는 광 안내부의 측부 전체 표면에 걸쳐서 분산된다.
광 집선기로서의 사용을 위하여 다른 실시예가, 적어도 하나의 광 입력 유닛에 의해 덮이는 광 안내부의 적어도 하나의 표면 영역이 적어도 하나의 광 출력 유닛에 의해 덮이는 광 안내부 적어도 하나의 표면 영역보다 큰, 즉, 광 출력 유닛에 의해 덮이는 표면 영역이 광 입력 유닛에 의해 덮이는 영역보다 작은 경우에 적용된다. 이 실시예는 일반적인 발광 목적, 즉, 고 강도의 조준된 광 비임 방출을 위해 또는 스폿 발광을 위해 또는 광 입력 유닛에 의해 포획된 태양광의 선광을 위한 목적으로 사용된다.
또 다른 실시예에서, 설비가 거꾸로 구비되는데, 즉, 광 출력부에 의해 덮이는 광원의 적어도 한 측부의 표면 영역이 광 입력부에 의해 덮이는 광 안내부의 적어도 한측부의 표면 영역보다 크도록 만들어질 수 있다. 그러한 실시예는 양호하게는, 광 희석기 및/또는 예를 들면 일반적인 발광 영역에서 측방향 광 강도 동질기(homogeniser)로서 적용될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 광 편광 수단이 광, 특히 태양광 및/또는 외부 광원에서의 광을 광 입력 유닛내로 편광하기 위해서 적어도 하나의 광 입력 유닛에 구비된다. 따라서, 추가적인 광이 광 안내부내로 커플링되고 태양이 광원으로서 사용될 수 있다.
장식적인 발광으로서의 사용을 위해서, 광 발생 장치의 양호한 실시예가 광 안내부의 측부상의 임의의 위치에 광 출력 유닛을 비-영구적으로 고정하기 위한 투명 고정 수단이 구비된 적어도 하나의 광 출력 유닛을 포함한다. 이것은 예를 들면, 광 안내부의 반대편에 배열된 몇 개의 구별되는 광 출력 유닛에서 방출되는 광 입력 유닛을 구비한 광 안내부와 접촉하는 하나의 TL 광원에서 광이 방출되게 한다. 이들 몇개의 광 출력 유닛은 이어서 구별되는 스폿으로서 보이는데, 그 각각은 광 출력 유닛이 고정되고 광 안내부와 광학 접촉하는 투명 고정 수단의 형상에 대응하는 스폿 형상으로 조준된 광을 방출한다. TL 광원의 형상은 광 출력 유닛이 구비된 광 안내부의 측부와 접촉하는 보는 사람에게 보이지 않는다. 광 발생 장치의 이 실시예에서, TL 광원에서 방출된 광은 광 인커플링 수단에 의해 포획되고 광 안내부내로 커플링되며, TIR 을 통하여 광 동질성이 발생하고, 이것은 접촉 표면 영역, 즉, 임의적 2차원 형상을 하는 투명 고정 수단의 접촉 영역에 걸쳐서 광 안내부와 광 접촉되는 여러개의 광 출력 유닛에 걸쳐 포획된 광의 재분배를 가능하게 한다. 적절한 고정 수단이, 광 안내부의 완만한 표면이 가압될 때에, 실린콘 고무층 광 안내부 사이에 부착과 광 접촉을 이루어 광 안내부와 광 출력 유닛의 광 아웃커플링 수단 사이에 광 접촉을 형성하는 투명 실리콘 고무 층이 설치된다. 따라서, 적어도 하나의 광 출력 유닛이 사용자에 의해 변화될 수 있는 가변적 위치에 광 안내부의 측부상에 장착된다.
본 발명이 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명된다.
도 1은 광 선광기로서 사용되기에 적합한 광 발생 장치의 제 1 실시예에 대한 도면,
도 2는 백-라이트 유닛으로서 사용에 적합한 광 발생 장치의 제 2 실시예에 대한 도면,
도 3은 광 희석기/동질기로서 사용에 적합한 광 발생 장치의 제 3 실시예에 대한 도면,
도 4는 스폿조명 생성에 적합한 광 발생 장치에 대한 제 4 실시예에 대한 도면,
도 5는 태양광을 사용하는 광 발생 장치에 대한 제 5 실시예에 대한 도면.
도 1은 본 발명에 따른 광 발생 장치에 대한 제 1 실시예를 도시한다. 그러한 장치는 슬래브 광 안내부(1)와, 상기 광 안내부(1)의 한 측부에 배열된 광 입력 유닛(2)과, 상기 슬래브 광 안내부의 다른 측부에 배열된 광 출력 유닛(3)을 포함한다. 광 안내부(1)는 거의 평행한 두 측부(10, 11)와 그 측부(10, 11)의 표면을 연결하는 표면을 갖는 에지(12)를 갖는다. 광 입력부(2)는 광 안내부(1)의 전체 측부(10)를 커버하고, 광 출력부(3)는 광 안내부(1)의 측부(11)의 단지 일부만을 커버한다.
광 입력 유닛(2)내에, 광 발생을 위하여 동일한 간격으로 4 개의 램프(20)가 구비된다. 발생된 광을 광 안내부(1)내로 인커플링하기 위해서 광 입력 유닛(2)은 또한 편평한 광 안내부 표면(10)과의 광학 접촉을 위해서 리브 또는 정육면체 형태 또는 둥근 직립 원통형 또는 타원 단면형의 다수의 인커플링 광 소자(22)를 구비하는 인커플링 수단(21)을 포함한다. 광 안내면(10)에 거의 수직으로 배열된 광 소자(22)의 직립표면(23)은 완만하고 광 입력 유닛(2)으로부터 광 안내부(1)의 내부로 광을 커플링하도록 작용한다. 광 안내 표면(10)에 평행으로 배열된 광 소자(22)의 표면(24)은 반사층으로 덮이고, 양호하게는, TIR에 의해서 광 안내부를 통하여 전파되지 않는 어떤 광도 광 안내부(1)로 유입되는 것을 방지하기 위해서 거의 100%의 반사율을 갖는다. 양호하게는, 광 소자(22)의 표면(24)은 광 안내부(1)로부터 멀리 접하는 상기 표면(24)의 측부에서 발산 반사성을 갖는다.
인접한 광 소자(22) 사이의 광 안내면은, 광원(20)에 접하는 측부상의 발산 또는 반사층을 갖는 포일형상 또는 마스크(25)에 의해 광원(20)에 의해 발생된 광에의 직접 노출로부터 차폐된다. 이 차폐 포일(25)은 양호하게는 광 안내부(1)와 광학 접촉을 하지 않으므로 공동(26)이 포일(25)과 광 안내면(10) 사이에 형성된다.
광 원(20)을 포함하는 광 입력 유닛(2)은, 태양 또는 외부 광원이 광 안내부(1)로 커플링되는 광(4) 발생을 위한 광원으로서 사용되는 때를 제외하고는 발산 반사기(27)에 의해서 적어도 부분적으로 둘러싸인다. 상기 발산 반사기(27)는 양호하게는 광 입력 유닛(2)내에서 루멘 출력과 광 재순환 효율을 최대화하도록 100%의 반사도를 갖는다.
포획된 광선(5)은 TIR을 경유하여 광 안내부(1)를 통하여 전파된다. 그들은, 광선이 재순환되고 광 안내부(1)내로 다시 커플링되는, 광원(20)을 포함하는 광 입력 유닛(2)의 공동으로 다시 들어가는 광 인커플링 수단(21)의 인커플링 광 소자(22) 직립 벽(23)을 경유하여 나가거나, 또는 그들은 광 출력 유닛(3)의 아웃커플링 광 소자(32)의 직립 투명 표면(33)을 경유하여 나간다.
아웃커플링 광 소자(32)는 또한 도시된 바와 같이 리브 또는 정사면체 또는 둥근 또는 타원형 단부의 직립 실린더 형태일 수 있고, 나가는 광(6)이 구조 포일(35)의 경사면으로부터 적어도 하나의 반사부를 경유하는 조준도를 얻도록 하는 아웃커플링 광 소자(32)의 투명 표면(33)에 대한 반사 경사면을 갖는 구조 포일(35)에 의해 둘러싸인다. 구조 포일(35)의 반사면과 아웃커플링 소자(32)의 투명면 사이의 분리 거리는 양호하게는 광 안내면(11)으로부터 멀어지는 방향으로 넓어진다.
슬래브 광 안내부와 광 입력 유닛과 광 출력 유닛을 포함하는 본 발명에 따른 광 발생장치는 광 입력 유닛과 광 출력 유닛 사이에서 광 완충기로서 역할을 한다. 이들 유닛(2, 3)은 서로 각각에 대해서 광학적으로 직접 커플링되지 않으며, 그들 사이의 광 커플링의 (간접)도는 그들의 개구, 즉, 광 안내부(1)와의 각각의 광접촉 영역에 비례성을 갖는다. 광 입력 유닛(2)과 광 출력 유닛(3) 사이의 광 완충의 정도는 따라서 양 유닛(2, 3)의 개구에 역비례성을 갖는다. 유닛(2, 3) 사이의 광 커플링의 (간접)도는 또한 광 안내부(1) 측부상의 서로 각각에 대한 각 유닛(2, 3)의 위치에 의존한다.
광 안내부(1)의 에지(12)에서, 한 방향으로 전파되는 TIR 광은 반사 또는 양호하게는 발산 반사기(13) 수단에 의해 후방-반사되고, 발산 반사기는 광 안내부(1)와 광학 접촉을 하지 않는다. 이것은 광 안내부(1)에 걸쳐서 광 강도를 완만하게 한다.
도 1에 도시된 실시예에 따르면, 광 출력 유닛(3)에 의해 광 안내부(1)의 측부(11)상에 덮이는 표면 영역이 광 입력 유닛(2)에 의해 광 안내부(1)의 측부(10)상에 덮이는 영역보다 작으므로, 도 1에 도시된 광 발생 장치는 광 선광기로 작용한다.
큰 영역 액정 디스플레이(LCD) 스크린을 위한 동질성 광 방출 후방-광으로서 사용되는 본 발명에 따른 광 발생 장치의 다른 실시예가 도 2에 도시되었다. 그곳에서, 광 입력 유닛(2)이 광 안내부(1)의 전체 측부(11)에 걸쳐서 분산되고 있는 반면에, 광 출력 유닛(3) 또한 광 안내부(1)의 전체 측부(11)에 걸쳐 분산된다. 광 입력 유닛(3)내에 개개의 광원(20)이 측부(10)를 따라서 규칙적으로 위치된다. 그들의 숫자는 디스플레이 스크린 표면 영역과 동일한 광 안내부(1)의 측부 표면 영역에 따른 계산으로 결정된다. 이 광은 이어서 광 안내부(1)의 전체 반대측부(11)를 커버하는 광 출력 유닛(3)을 나간다. 이 유출광(6)은 측방향으로 균질하게 광 출력 유닛(3)에서 방출되고 광 출력 유닛(3)의 아웃커플링 광 소자(32)의 구성 변수에 따른 정도로 조준된다. 광 입력과 광 출력 유닛(2, 3) 각각에서 인커플링 광 소자(22)와 아웃커플링 광소자(32)의 공간과 크기와 모양 변수에 대한 적절한 값을 선택하는 것은 측방향으로 균질한 광 방출이 광 출력 유닛(3)(즉, 측방향으로 균질한 광도 수준)으로부터 얻어지게 하는 추가적인 광 커튼 및/또한 광 분산기의 사용을 피할 수 있다.
본 발명에 따른 광 발생 장치는 광 선광기로서 사용될 수 있다. 이것은 도 1에 도시된 바와 같이 광 출력 유닛(3)에 의해 덮인 영역이 광 입력 유닛(2)에 의해 덮인 영역보다 작을 때에 가능하다. 이것은 일반적인 발광 영역, 즉, 조준된 광의 고강도를 방출하는 광 안내부(1)상에 하나 또는 그 이상의 국부적 스폿을 생성시키기 위해서 적용될 수 있다. 다른 적용은 광 안내부(1)의 큰 표면 영역에 걸쳐 포획되는 부수적 태양 광의 운송과 선광에 적용된다. 따라서, 광 입력 유닛은 또한 태양광의 광 인커플링 광 소자(22)를 향한 편향을 위한 편향 수단을 포함한다. 그러한 적용에서, 광 출력 유닛은 광 안내부(1)의 측부(11) 상의 어떤 곳뿐 아니라 광 안내부(1)의 에지(12)상에도 위치될 수 있다.
본 발명에 따른 광 발생 장치는 또한 도 3에 도시된 바와 같이 광 희석기 및/또는 동질기로서도 사용될 수 있다. 이것은 일반적인 발광 영역, 즉, HID 램프에서 방출되는 강한 광이 동질화되고 큰 방출 표면 영역에 걸쳐서 분산될 때에 적용될 수 있다. 이것은 이들 램프에서 방출되는 광(4)이 국부적으로 광 안내부(1)의 광 입력 유닛(2)내로 공급될 때에 가능하다. 광 안내부(1)의 내부에서는 TIR과 광 안내부(1)의 에지(12)에서 반사기(13)로부터 멀티 발산 반사를 통하여 광(5)이 연속적으로 균질화된다. 이어서, 조준 광(6)이 입력 유닛(2)보다 큰 영역을 갖는 하나 또는 그 이상의 출력 유닛(3)을 통하여 방출된다.
장식 발광 목적에 사용되는 본 발명에 따른 광 발생 장치의 다른 특징적인 실시예가 도 4에 도시되었다. 그곳에서, 광원(20)과 합체된 다양한 (고정) 광 입력 유닛(2)이 광 안내부(1)의 한 측부(10) 상에 존재할 수 있는 반면에, 광 안내부(1)의 표면(11)을 갖는 광 출력 유닛(3)의 광 접촉 영역은 소비자 요구에 따라서 모양과 크기가 결정되고 위치된다. 이것은 주어진 출력 유닛(3)의 아웃커플링 광 소자(32)를 아래에 연성 투명 실리콘 고무층(37)이 구비된 투명 유리 또는 플라스틱 판(36)의 상부에 장착시킴으로써 이루어진다. 광 안내부(1)의 표면(11)에 대하여 가압될 때에, 고무층(37)은 완만한 표면(11)에 부착되고 광 접촉을 이룬다. 비슷하게, 국부 광 출력 유닛(3)은 광 안내부(1)로부터 벗겨지고 광 안내 표면(11) 상의 어떤 곳에 위치되거나 또는 완전히 제거된다.
광 안내부(1)의 한 측부(11)상의 아웃커플링 광 소자(32)의 광 접촉 인터페이스의 모양과 영역뿐 아니라 광 출력 유닛(3)과 그들의 위치는 임의적으로 선택될 수 있다. 그와 같이, 소비자는 그가 조정 가능한 스폿 크기와 스폿 모양으로 어떤 원하는 위치에서 광을 인발할 수 있는 광 안내부(1)가 장착된 천장 또는 벽에 광의 완충된 저장 용기를 소유할 수 있다. 따라서, 멀티 스폿으로부터의 스폿 조명이 이루어질 수 있다. 광 입력 유닛(2)은 하나 또는 몇개의 TL 튜브를 포함할 수 있음을 이해하여야 한다.
광 입력 유닛(2)의 인커플링 광 소자(22) 사이에 반사층이 광 안내부(1)와 광 접촉하는 상태로 구비되고, 상기 반사층은 광 안내부와 접촉하는 측부상에서 반사될 수 있음을 이해하여야 한다. 그곳에서, 광 입력 유닛은 부수의 태양광(40)을 광 인커플링 수단(21)을 경유하여 광 안내부(1)내로 편향시키기 위한 구성을 한다. 또한, 태양 광선(41)을 광 안내부(1)내로 재편향하기 위한 반사경(7)이 태양광 사용의 효율성을 개선시키기 위해서 구비된다. 물론, 추가적인 광원이 광 입력 유닛에 구비될 수 있다.
본 발명은 광 안내부가 광 완충기로 작동하는 광 발생 장치를 제공한다. 그 장치의 구성은 단순하고 상이한 실시에 넓은 범위에 걸쳐 사용된다.

Claims (15)

  1. 광 발생 장치에 있어서,
    두 평행한 측부(10, 11)와 상기 측부(10, 11)의 표면을 연결하는 표면을 갖는 적어도 하나의 에지(12)를 갖는 슬래브 광 안내부(1)와; 상기 슬래브 광 안내부(1)의 적어도 한 측부(10)에 배열되고 적어도 하나의 광원(20)과 광을 상기 광 안내부(1)상에 커플링시키기 위한 광 인커플링 수단(21)을 포함하는 적어도 하나의 광 입력 유닛(2)과; 광 안내부(1)의 적어도 한 측부(11)상에 배열되고, 광 안내부(1)로부터 광을 커플링 아웃시키기 위한 광 아웃커플링 수단을 구비하는 적어도 하나의 광 출력 유닛(3)을 포함하는 것을 특징으로 하는
    광 발생 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 인커플링 수단(21)이 상기 광 안내부(1)의 적어도 한 측부(10)에서 표면과 광 접촉하는 다수의 인커플링 광 소자(22-24)를 포함하고, 상기 인커플링 광 소자(22-24)가, 광원(20)과 접촉하고 광 안내부(1)의 측부(10)의 표면에 평행하게 배열된 반사 면부(24)와, 광 안내부(1)의 측부(10) 표면에 대해서 0°로부터 특히 거의 90°의 각의 상이한 각도로 배열된 적어도 하나의 투명 표면부(23)를 갖는 것을 특징으로 하는
    광 발생 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 인커플링 광 소자(22-24)가 일정한 간격으로 그리고 인커플링 광소자(22-24)와 광 반사 수단(25) 사이에, 특히, 광 안내부(1)와 광 접촉을 하지 않고 광원(20)과 접촉하는 측부에서 반사되는 반사 포일 또는 반사 마스크 구조로 배열되는 것을 특징으로 하는
    광 발생 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 인커플링 광 소자(22-24)가 일정 간격으로, 그리고 인커플링 광소자(22-24)와 광 반사 수단(25) 사이에, 특히, 광 안내부(1)와 접촉하는 측부상에서 반사되는 광 안내부(1)와 광 접촉하는 반사층으로 배열되는 것을 특징으로 하는
    광 발생 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    인커플링 광소자의 반사 표면부(24)가 광 안내부(1)에서 멀어지며 접촉하는 반사 표면부(24)의 측부에서 100%의 반사도를 갖고 발산 반사되는 것을 특징으로 하는
    광 발생 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 인커플링 수단이 광 안내부(1)의 적어도 한 측부(11)의 표면과 광 접촉하는 다수의 아웃커플링 광 소자(32, 33)를 포함하고, 상기 아웃커플링 광소자(32, 33)는 광 안내부(1)의 측부(11) 표면에 대해서 0°로부터 특히, 90°각의 상이한 각도로 배열된 적어도 하나의 투명 표면부(33)를 갖는 것을 특징으로 하는
    광 발생 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 아웃커플링 광소자(32, 33)가 일정 간격으로 배열되고, 그리고 아웃커플링 광소자(32, 33)와 광 반사 수단(35) 사이에, 광 반사 수단(35)이, 아웃 커플링 광 소자의 투명 표면(33)에 대하여 경사지고 광 안내부(1)에서 멀어지며 접촉하는 반사부를 갖는 포일 형태로 배열되고, 아웃커플링 광 소자의 투명 표면부(33)와 포일 형태(35)의 반사 표면 사이의 간격이 광 안내부(1)에서 멀어지는 방향으로 넓어지는 것을 특징으로 하는
    광 발생 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 안내부(1)가 에지(12)에서, 반사 또는 광 안내부(1)와 광 접촉하지 않는 발산 반사기(13) 형태의 반사 수단(13)을 구비하는 것을 특징으로 하는
    광 발생 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    단지 하나의 광 입력 유닛(2) 및/또는 하나의 광 출력 유닛(3)을 포함하고, 광 입력 유닛(2) 및/또는 광 출력 유닛(3)은 상기 광 안내부(1)의 한 측부(10, 11)의 전체 표면 영역에 걸쳐서 연장되는 것을 특징으로 하는
    광 발생 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 광 입력 유닛(2)에 의해 덮이는 적어도 한 측부(10)의 표면 영역이 적어도 하나의 광 출력 유닛(3)에 의해 덮이는 적어도 한 측부(11)의 표면 영역보다 큰 것을 특징으로 하는
    광 발생 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 광 입력 유닛(2)에 의해 덮이는 적어도 한 측부(10)의 표면 영역이 적어도 하나의 광 출력 유닛(3)에 의해 덮이는 적어도 한 측부(11)의 표면 영역보다 작은 것을 특징으로 하는
    광 발생 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광 입력 유닛(2)이 태양광(40, 41) 및/또는 외부 광원에서 발생한 광을 적어도 하나의 광 입력 유닛(2)내로 편향시키기 위한 광 편향 수단(7)을 포함하는 것을 특징으로 하는
    광 발생 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광 출력 유닛(3)은 광 출력 유닛(3)을 광 안내부(1)의 측부(11)상의 임의의 위치에 비-영구적으로 고정시키기 위한 투명 고정 수단(37)을 구비하는 것을 특징으로 하는
    광 발생 장치.
  14. 디스플레이 스크린, 특히 액정 디스플레이 스크린과, 제 1 항에 청구된 광 발생 장치를 포함하는
    디스플레이 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 광 발생 장치는 하나의 광 입력 유닛(2)과 하나의 광 출력 유닛(3)을 포함하고, 광 입력 유닛(2)은 액정 디스플레이 스크린에서 멀어지며 접촉하는 광 안내부(1)의 측부(10)의 전체 표면 영역에 걸쳐서 연장되고, 상기 광 출력 유닛(3)은 액정 디스플레이 스크린과 접하는 광 안내부(1)의 측부(11)의 전체 표면 영역에 걸쳐 연장되며, 액정 디스플레이 스크린과 접하는 광 안내부(1)의 측부(11)의 크기와 구성이 액정 디스플레이 스크린의 크기와 구성에 일치하는 것을 특징으로 하는
    디스플레이 장치.
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