광섬유 조명은 광섬유 도체를 통해 광원을 원하는 곳으로 전달할 수 있는 기술을 말합니다. 이는 최근 몇 년간 첨단 조명 기술의 발전으로 볼 수 있습니다.
광섬유는 Optical Fiber의 약자로, 광섬유 응용이 성숙 단계에 이르러 고속 통신 전송 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 광섬유의 초기 응용 분야는 광섬유로 만든 장신구 카테터가 가장 널리 사용되고 있습니다.
간략한 소개
광섬유 자체의 도체는 주로 유리 재료(SiO2)로 만들어지며, 그 전송은 매질의 높은 굴절률을 통해 빛을 사용하고, 임계각 이상의 낮은 굴절률 매질로 들어가면 전반사 원리를 발생시켜 이 매질 내의 빛은 광파형의 특성을 유지한 채 전송합니다. 높은 굴절률의 코어 부분은 빛 전송의 주요 채널입니다. 낮은 굴절률의 쉘은 전체 코어를 덮습니다. 코어의 굴절률이 쉘보다 훨씬 높기 때문에 완전 반사가 발생하고 빛은 코어에서 전송될 수 있습니다. 보호층의 목적은 주로 쉘과 코어를 보호하는 것입니다. 코어는 쉽게 손상되지 않지만 광섬유의 강도를 증가시킵니다.
발광 모드
조명에 광섬유를 적용하는 방식은 두 가지로 나뉘는데, 하나는 종단면광이고 다른 하나는 본체광입니다. 빛은 주로 광학 투영 호스트와 광섬유, 두 가지 구성 요소로 구성됩니다. 투영 호스트는 광원, 반사 후드, 그리고 컬러 필터를 포함합니다. 반사 커버의 주요 목적은 빛의 강도를 높이는 것이고, 컬러 필터는 색상을 변화시키고 다양한 효과를 변형할 수 있습니다. 본체광은 광섬유 자체가 빛의 본체이며, 유연한 빛줄기를 형성합니다.
조명 분야에 사용되는 광섬유는 대부분 플라스틱 광섬유입니다. 다양한 광섬유 소재 중에서 플라스틱 광섬유의 생산 비용은 석영 광섬유에 비해 가장 저렴하며, 종종 생산 비용의 1/10에 불과합니다. 플라스틱 소재 자체의 특성, 즉 후가공이나 제품 자체의 가변성 때문에 모든 광섬유 소재 중에서 플라스틱 광섬유가 가장 적합합니다. 따라서 조명에 사용되는 광섬유의 경우, 플라스틱 광섬유가 전도 매질로 선택됩니다.
주요 특징
1. 단일 광원은 동시에 동일한 발광 특성을 가진 여러 개의 발광점을 가질 수 있어 넓은 영역의 구성에 사용하기에 적합합니다.
2. 광원 교체가 간편할 뿐만 아니라 수리도 용이합니다. 앞서 언급했듯이 광섬유 조명은 프로젝션 호스트와 광섬유, 두 가지 구성 요소를 사용합니다. 광섬유의 수명은 최대 20년이며, 프로젝션 호스트는 분리가 가능하여 교체 및 수리가 용이합니다.
3. 투사 호스트와 실광점은 광섬유를 통해 전송되므로 투사 호스트를 안전한 위치에 배치할 수 있으며 손상을 방지하는 기능을 합니다.
4. 발광점의 빛은 광섬유를 통해 전달되고, 광원의 파장은 필터링됩니다. 방출되는 빛에는 자외선과 적외선이 없으므로 특정 품목의 손상을 줄일 수 있습니다.
5. 소형의 가벼운 점, 가벼운 무게, 교체 및 설치가 용이하며 매우 작게 만들 수 있습니다.
6. 전자파 간섭의 영향을 받지 않으며, 핵자기공명실, 레이더 제어실 등 전자파 차폐가 요구되는 특수한 장소에 적용할 수 있으며, 다른 조명 장비에서는 달성할 수 없는 특성을 가지고 있습니다.
7. 빛과 전기가 분리되어 있습니다. 일반 조명 장비의 가장 큰 문제점은 전력 공급과 전송이 필요하다는 것입니다. 또한, 전력 에너지 변환 과정에서 상대적으로 가벼운 물체가 열을 발생시킵니다. 그러나 석유, 화학, 천연가스, 수영장, 수영장 등 많은 공간의 특성상 안전을 고려하여 빛과 전기를 분리할 수 있기를 바라는 사람들이 많습니다. 이러한 공간들은 모두 전기적인 부분을 피하고자 합니다. 따라서 광섬유 조명은 이러한 분야에 매우 적합합니다. 또한, 열원을 분리할 수 있어 공조 시스템의 부하를 줄일 수 있습니다.
8. 빛을 유연하게 분산시킬 수 있습니다. 일반 조명 장비는 빛의 선형적 특성을 가지므로 빛의 방향을 변경하려면 다양한 차폐 설계를 활용해야 합니다. 광섬유 조명은 광전도에 광섬유를 사용하므로 조사 방향을 쉽게 변경할 수 있는 특성을 가지고 있으며, 설계자의 특수한 설계 요구에도 적합합니다.
9. 조명 색상을 자동으로 변경할 수 있습니다. 컬러 필터 설계를 통해 프로젝션 호스트는 다양한 색상의 광원을 쉽게 변경할 수 있어 조명 색상을 다양하게 표현할 수 있습니다. 이는 광섬유 조명의 특징 중 하나입니다.
10. 플라스틱 광섬유 소재는 부드럽고 접기 쉽지만 쉽게 끊어지지 않아 다양한 패턴으로 쉽게 가공할 수 있습니다.
광섬유는 위와 같은 특성을 가지고 있기 때문에 설계에 있어서 가장 가변적인 재료이며, 따라서 설계자가 설계 개념을 실천하는 데 가장 적합한 방법이라고 생각합니다.
응용 분야
광섬유의 응용 환경은 점점 더 대중화되고 있으며, 우리는 이를 간단히 5가지 영역으로 분류합니다.
1. 실내 조명
실내 조명에서 광섬유는 가장 널리 사용되는 응용 분야이며, 천장 별빛 효과를 내는 것이 일반적입니다. 스와로브스키처럼 크리스털과 광섬유를 결합하여 독특한 별빛 조명 제품을 개발했습니다. 천장 별빛 조명 외에도 광섬유 바디라이트를 사용하여 실내 공간을 디자인하는 디자이너들도 있습니다. 광섬유의 유연한 조명 효과를 활용하여 빛의 커튼이나 기타 특별한 장면을 쉽게 연출할 수 있습니다.
2.수경 조명
광섬유의 친수성 및 광전 분리 특성 덕분에 수경 조명을 사용하면 디자이너의 의도를 쉽게 구현할 수 있으며, 감전 사고가 없어 안전성을 확보할 수 있습니다. 또한, 광섬유 자체의 구조를 수영장과 조화롭게 적용하여 광섬유 본체가 수경 조명의 일부가 되도록 할 수 있습니다. 이는 다른 조명 디자인에서는 달성하기 어려운 효과입니다.
3. 수영장 조명
수영장 조명이나 최근 인기 있는 SPA 조명에는 광섬유를 적용하는 것이 최선의 선택입니다. 이곳은 인간 활동이 이루어지는 곳이기 때문에 안전에 대한 고려가 수영장이나 다른 실내 공간보다 훨씬 높습니다. 광섬유 자체의 색상과 더불어 다양한 색상 효과를 통해 이러한 공간의 요구를 충족할 수 있습니다.
4. 건축 조명
건물에서 광섬유 조명은 대부분 건물의 윤곽을 강조하는 데 사용됩니다. 또한 광전 분리 특성 덕분에 전체 조명의 유지 보수 비용을 효과적으로 절감할 수 있습니다. 광섬유 본체의 수명이 최대 20년이므로, 광학 투사기를 내부 배전함 내에 설계할 수 있으며, 유지 보수 인력이 광원을 쉽게 교체할 수 있습니다. 반면 기존 조명 장비는 설치 장소가 특수한 경우 유지 보수를 위해 많은 기계와 설비를 사용해야 하므로 광섬유 조명보다 소비 비용이 훨씬 높습니다.
5. 건축 및 문화유적 조명
일반적으로 고대 문화재나 고대 건축물은 자외선과 열로 인해 노화가 촉진되기 쉽습니다. 광섬유 조명은 자외선과 열 문제가 없기 때문에 이러한 장소의 조명에 매우 적합합니다. 또한, 현재 가장 널리 사용되는 상업용 조명은 다이아몬드 주얼리나 크리스털 주얼리의 상업 조명입니다. 이러한 상업용 조명 설계에서는 주요 조명 방식을 채택하여 주 조명을 통해 상품 자체의 특징을 강조합니다. 광섬유 조명은 열 문제가 없을 뿐만 아니라 주 조명의 요구 사항도 충족할 수 있기 때문에 이러한 상업 공간 또한 광섬유 조명이 널리 사용되는 부분입니다.
게시 시간: 2024년 7월 29일