JP2012064562A - ランプ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ランプ装置の駆動時に発生する熱を効率的に放出することができるようにすること。
【達成手段】実施例のランプ装置は、開口部を形成するように内面と外面を有する構造体と、前記構造体の外面から外部方向に延長された複数のピンを含む放熱体；前記放熱体の複数のピンの下部に配置され、一面に配置された複数の発光素子を有する基板を含む。
【選択図】図１

Description

実施例は、ランプ装置に関するものである。
ＬＥＤ(light emitting diode)は、電気エネルギーを光エネルギーに変換するエネルギー変換素子であって、発光素子は蛍光灯、白熱灯等の既存の光源に比べて低消費電力、半永久的な寿命、速い応答速度、安全性、環境親和性の長所を有する。
従って、既存の光源を発光素子に代替するための多くの研究が進行されており、既に発光素子は室内外で用いられる各種の液晶表示装置、電光板、街灯、表示灯、室内灯等の照明装置の光源として使用が増加されている成り行きである。
実施例のランプ装置の目的は、ランプ装置の駆動時に発生する熱を効率的に放出することである。
実施例のランプ装置の他の目的は、ランプ装置の部品に問題がある場合、容易に維持補修することがである。
実施例のランプ装置のさらに他の目的は、体積をスリム化して空間的な制約に係わらず、設置自由度を向上させることである。
一実施例によるランプ装置は、開口部を形成するように内面と外面を有する構造体と、前記構造体の外面から外部方向に延長された複数のピンを含む放熱体；前記放熱体の複数のピンの下部に配置され、一面に配置された複数の発光素子を有する基板を含む。
一実施例による他のランプ装置は、開口部を形成するように内面と外面を有する構造体と、前記構造体の外面から外部方向に延長された複数のピンと、前記複数のピンの一端が連結された平面部を含む放熱体；前記放熱体の平面部上に配置され、上面を有する基板；及び前記基板の上面と反対に位置する下面に配置された複数の発光素子を含む。
一実施例によるまた他のランプ装置は、開口部を形成するように内面と外面を有する構造体と、前記構造体の外面から外部方向に延長された複数のピンを含む放熱体；及び前記放熱体の複数のピンの下部に配置され、一面に配置された複数の発光素子と、複数のホールを有する基板を含み、前記放熱体の複数のピンのうち隣り合う二つのピンは間隔を置いて離隔されている。
実施例のランプ装置によれば、ランプ装置の駆動時に発生する熱を効率的に放出することができる。
実施例のランプ装置によれば、ランプ装置の部品に問題がある場合、容易に維持補修することができる。
実施例のランプ装置によれば、体積をスリム化して空間的な制約に係わらず、設置自由度を向上させることができる。
図１は、本発明の一実施例によるランプ装置の斜視図である。 図２は、図１に示された本発明の一実施例によるランプ装置の断面斜視図である。 図３は、図１に示された本発明の一実施例によるランプ装置の分解斜視図である。 図４は、本発明の一実施例による他のランプ装置の斜視図である。 図５は、図４に示された本発明の一実施例によるランプ装置の分解斜視図である。
本発明による実施例の説明において、各エレメントの“上又は下（on or under）”に形成されるものと記載される場合において、上又は下は、２つのエレメントが互いに直接（directly）接触されるか、１つ以上の他のエレメントが上記２つのエレメントの間に配置されて（indirectly）形成されることを全て含む。また、“上又は下”と表現される場合、１つのエレメントを基準に上方向だけでなく下方向の意味も含むことができる。
以下、添付された図面を参照して実施例を詳しく説明することとする。
図１は、本発明の一実施例によるランプ装置の斜視図であり、図２は、図１に示された本発明の一実施例によるランプ装置の断面斜視図であり、図３は、図１に示された本発明の一実施例によるランプ装置の分解斜視図である。
図１乃至図３を参照すると、本発明の一実施例によるランプ装置１００は、放熱体１１０、基板１３０、光源部１５０、光ガイド１７０、フランジ１９０、第１部材２１０、集光レンズ２２０、第２部材２３０及び固定部材２５０を含む。
放熱体１１０は、リング形状の構造体１１１と、複数のピン１１３、平面部１１５が有機的に結合されて全体形状がドーナツ形態をなす。しかし、放熱体は実施例に限定されず、例えば、構造体の場合、多角形状やその他の多様な形状を有することができる。
リング構造体１１１は、中心軸Ａを有する開口部Ｇ１が中央に形成されるように内面と外面を有する。複数のピン１１３はリング構造体１１１の外面に結合され、前記リング構造体１１１の外面から外部方向に放射状に延長される。複数のピン１１３は、後述する光源部１５０から発生した熱が全体的に均一に外部に放出されるように一定の間隔で維持され得る。平面部１１５は前記リング構造体１１１の外面の一端に結合され、前記リング構造体１１１の外面に垂直延長され、前記リング構造体１１１の外面に結合された複数のピン１１３の一端と結合される。
基板１３０は、放熱体の平面部１１５と隣接した上面と光源部１５０が配置される下面を有する。このような基板１３０は、一般的に用いられる金属印刷回路基板(Printed Circuit Board)を主に用いることが望ましいが、その他、光源部が配置され得る基板であれば、いずれでも使用可能である。
基板１３０は、開口部Ｇ１を有するリング構造体１１１を密閉するように一つの円板形状を有することができるが、光源部１５０から発生した熱が空気の循環を通じて外部に放出され得るように、中央に開口部Ｇ２を有することが望ましい。また、基板中央の開口部Ｇ２は同一の中心軸Ａを有するように放熱体の開口部Ｇ１と対応するように位置される。この時、基板中央の開口部Ｇ２と放熱体の開口部Ｇ１は、ランプ装置の組み立て性や放熱特性を向上させるために同一の面積を有することが望ましい。
光源部１５０は複数の発光ダイオード(ＬＥＤ)を含み、複数の発光ダイオードは基板の下面に放射状に配置される。即ち、複数の発光ダイオードは、複数のピン１１３の配列方法のように等間隔で基板１３０の下面に配列され得る。
このように、複数の発光ダイオードが基板に放射状に配置されると、発光ダイオードが動作時に発生する熱の放出面積が広くなり、熱放出効率が高くなる。また、発光ダイオードの熱は放熱体の平面部と基板の上面と接触されて放出され、放熱体の複数のピンを通じて放出されることで放熱表面積の増大により熱伝逹特性が向上する。
また、図面には示されていないが、基板１３０と放熱体１１０の平面部１１５との間に放熱のための伝導性シートがさらに加えられて、基板１３０と放熱体１１０との間の熱的伝達特性を向上させることができる。
また、複数の発光ダイオードが個別基板ではなく一つの基板に実装されて配置され、必要時に光源部を含む基板の維持補修が容易である。
光ガイド１７０は複数の光ファイバーからなり、各光ファイバーの一端は前記複数の発光ダイオード１５０に光学的に結合される。本実施例では光ガイド１７０は光ファイバーを例示として挙げたが、光学装置のようなプリズムのように光源部から発生した光を所望の方向に切り替えることができる装置であれば、いずれでも可能である。
フランジ１９０は、前記複数の光ファイバーが挿入されてその末端を結合するための複数のホール１９１を有し、全体外形は円板形状を有する。よって、フランジ１９０によって前記複数の発光ダイオードが結合されることにより、放射状に配置された複数の発光ダイオードから発生した光出射領域が減るようになって、光が特定の方向に集光される。
フランジ１９０のホール１９１に挿入された前記複数の光ファイバーの末端は、同一平面に位置されるようにフランジのホール１９１に位置決めされる。これは、光が入射される特定の面で均一な光強度を有するようにするためである。また、フランジは、後で説明する第１部材２１０の開口部Ｇ３に安着されて第１部材２１０の調節角度によって、発生する光について特定の指向面を形成することができるようになる。
第１部材２１０は、中心軸を有する円形開口部Ｇ３が中央に形成されるように内面と外面を有する第１リング構造体２１１と第１突出部２１２及び第２突出部２１３を含む。第１突出部２１２と第２突出部２１３は互いに向かい合うように第１リング構造体２１１の外面に結合され、第１突出部２１２と第２突出部２１３は第１リング構造体２１１の外面で外部方向に延長されて配置される。第１部材の第１突出部２１２と第２突出部２１３それぞれは、後で説明する第２部材２３０の第１ホール２３１ａと第２ホール２３１ｂにそれぞれ挿入され、第１部材２１０は第２部材２３０に挟んで結合される。
このような第１部材２１０は、第１突出部２１２と第２突出部２１３が軸になり、角度を有して回転可能に傾く。従って、使用者が所望の方向に第１部材２１０の傾斜角を調節して光源部１５０から発生した光について特定の指向性を設定することができるようになる。
集光レンズ２２０は第１部材２１０と光学的に結合され、フランジ１９０が安着される第１部材の円形開口部の反対側の開口部を覆う。このような集光レンズは、フランジによって物理的に集光された光を光学的にさらに集光するようになる。
第２部材２３０は、第１部材２１０と同様に、中心軸を有する円形開口部Ｇ４が中央に形成されるように内面と外面を有する第２リング構造体２３１と第１突出部２３２及び第２突出部２３３を含む。また、第２部材２３０は、前記第１部材２１０の第１突出部２１２と第２突出部２１３が挿入されるために第２リング構造体２３１の内面と外面を貫通し、互いに向かい合う第１ホール２３１ａと第２ホール２３１ｂを含む。第１突出部２３２と第２突出部２３３は、第２リング構造体２３１の外面で外部方向に延長されて配置される。
このような第２部材２３０は、第１突出部２３２から水平延長されて第２突出部２３３に水平に至るまでの第１仮想ラインと、第２部材の第１ホール２３１ａの中心軸が延長されて第２ホール２３１ｂの中心軸に至るまでの第２仮想ラインが交差される時、二つの仮想ラインが交差されてなす角は直角をなす構造である。
第２部材２３０の内面の円周の長さは第１部材２１０の外面の円周の長さよりさらに大きく形成されて第１部材２１０が第２部材２３０に挿入される。
固定部材２５０は、中心軸を有する円形開口部Ｇ５が形成されるように内周部２５１を有し、前記内周部２５１から間隔を置いて前記内周部に沿って配置された外周部２５３及び前記内周部の末端で垂直方向に延長されて前記外周部の末端に連結される平面部２５５を含む。
固定部材２５０の内周部２５１は、前記第２部材２３０の第１突出部２３２と第２突出部２３３が挿入されるために互いに向かい合う第１ホール２５１ａと第２ホール２５１ｂを含む。第２部材２３０の第１突出部２３２と第２突出部２３３が前記固定部材２５０の第１ホール２５１ａと第２ホール２５１ｂにそれぞれ挿入され、前記第２部材２３０は前記固定部材２５０の内周部２５１の内面に挟んで結合される。
固定部材２５０の外周部２５３は前記光源部１５０と光ガイド１７０を囲む。
上記のようなランプ装置は、駆動時に発光ダイオードから発生した熱を空間的に上下方向ではなく水平方向に放出できる構造を有する放熱体を含んでおり、実質的にランプ装置全体の体積スリム化を来たし得る。従って、ランプ装置の設置時、上下方向に熱を放出する従来の放熱体に比べて空間的な制約をより少なく受けるようになる。従って、設置自由度を向上させることができる。
図４は、本発明の一実施例による他のランプ装置の斜視図であり、図５は、図４に示された本発明の一実施例によるランプ装置の分解斜視図である。
図４乃至図５を参照すると、本発明の一実施例による他のランプ装置３００は、放熱体３１０、放熱板３３０、基板３５０、光源部３７０、光ガイド３９０、フランジ４１０、第１部材４３０、第２部材４５０及び固定部材４７０を含む。
放熱体３１０はリング形状を有する構造体３１１と、複数のピン３１３が有機的に結合されて全体形状がドーナツ形態をなす。しかし、放熱体は実施例に限定されず、例えば、構造体の場合、多角形状やその他の多様な形状を有し得る。リング構造体３１１は、中心軸Ａを有する開口部Ｇ１’が中央に形成されるように内面と外面を有する。複数のピン３１３は、リング構造体３１１の外面に結合され、前記リング構造体３１１の外面から外部方向に放射状に延長される。後述する光源部３７０から発生した熱が全体的に均一に外部に放出されるように複数のピン３１３の間隔は一定に維持される。即ち、隣り合う二つのピンは一定の間隔を置いて配置され得る。
放熱板３３０は、複数のピン３１３のうち隣り合う二つのピンの間の間隔に対応する領域にホール３３１を有し、放射状に配置された複数のピン３１３と隣接して配置される。また、放熱板３３０は前記放熱体３１０の中央開口部Ｇ１’に対応するように中央に開口部Ｇ２’を有する。放熱板３３０のホール３３１は、前記放熱体の上部で外部空気の流入がさらに円滑になるように前記ピンの長さ方向に実質的に平行な長方形構造を有する。このような放熱板３３０は、基板が直接放熱体の複数のピンと接触する場合、省略され得る。また、放熱板３３０と放熱体３１０が一体型をなして実質的に図３に示された放熱体１１０からなり得る。即ち、放熱板３３０は図３の放熱体１１０の平面部１１５の役割をすることができる。
基板３５０は、放熱板３３０と隣接した上面と光源部３７０が配置される下面を有する。このような基板３５０は、一般的に用いられる金属印刷回路基板(Printed Circuit Board)を主に用いることが望ましいが、その他、光源部が配置され得る基板であれば、いずれでも使用可能である。
基板３５０は、開口部Ｇ２’を有する放熱板３３０を密閉するように密閉された一つの円板形状を有し得るが、光源部３７０から発生した熱が外部空気の循環を通じて外部に放出され得るように、中央に開口部Ｇ３’を有することが望ましい。この時、基板３５０の中央の開口部Ｇ３’は、放熱板３３０の開口部Ｇ２’と対応するように位置される。また、基板３５０は複数のホール３５１を有し、前記複数のホール３５１は、基板の下面に配置される光源部３７０の間に位置する。
さらに望ましくは、基板のホール３５１は、光源部３７０の間に配列されながら前記放熱板３３０のホール３３１と対応する位置に配列される。基板のホール３５１も放熱板３３０のホール３３１のような長方形構造を有する。
図面には示されていないが、基板３５０は、放熱板なしに前記放熱体の複数のピンに直接接触して熱伝達をすることができ、放熱体と放熱板との間、あるいは放熱板と基板との間に放熱のための伝導性シートが加えられて、放熱体と放熱板あるいは放熱板と基板との間の熱的伝達特性を向上させることができる。
光源部３７０は複数の発光ダイオード(ＬＥＤ)を含み、複数の発光ダイオードは基板の下面に放射状に延長されて配置される。即ち、複数の発光ダイオードは、前記放熱体３１０の複数のピン３１３の配列方法と対応するように基板３５０の下面に配列される。
このように、複数の発光ダイオードが基板に放射状に配置されると、発光ダイオードが動作時に発生する熱の放出面積が広くなり、熱放出効率が高くなる。また、発光ダイオードの熱は、基板のホールや放熱板のホールを通じて空気の循環により放熱され得、放熱体の複数のピンを通じて放熱表面積の増大により熱伝逹特性が向上する。また、図面には示されていないが、基板と放熱板との間に放熱のための伝導性シートがさらに加えられて基板と放熱板との間の熱的伝達特性を向上させることができる。
また、複数の発光ダイオードが個別基板ではなく一つの基板に実装されて配置され、必要時に光源部を含む基板の維持補修が容易である。
残りの光ガイド３９０、フランジ４１０、第１部材４３０、集光レンズ４４０、第２部材４５０及び固定部材４７０は、前の本発明の一実施例で説明した内容と類似するため、これについての説明は省略することとする。
以上において実施例に説明された特徴、構造、効果等は、本発明の少なくとも一つの実施例に含まれ、必ずしも一つの実施例のみに限定されるものではない。延いては、各実施例において例示された特徴、構造、効果等は、実施例の属する分野における通常の知識を有する者によって他の実施例に対しても組み合わせ又は変形されて実施可能である。従って、このような組み合わせと変形に係る内容は、本発明の範囲に含まれるものと解釈されなければならない。
また、以上において実施例を中心に説明したが、これは単に例示であるだけで本発明を限定するものではなく、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、本実施例の本質的な特性から外れない範囲で以上に例示されていない様々な変形と応用が可能なことが分かる。例えば、実施例に具体的に示された各構成要素は変形して実施できるものである。そして、このような変形と応用に係る相違点は、添付された請求の範囲において規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されなければならない。

Claims (20)

  1. 開口部を形成するように内面と外面を有する構造体と、前記構造体の外面から外部方向に延長された複数のピンを含む放熱体；
    前記放熱体の複数のピンの下部に配置され、一面に配置された複数の発光素子を有する基板を含むことを特徴とするランプ装置。
  2. 前記基板は、前記放熱体の開口部と対応した開口部を有することを特徴とする請求項１に記載のランプ装置。
  3. 前記放熱体の開口部と基板の開口部は、同一の中心軸を有することを特徴とする請求項２に記載のランプ装置。
  4. 前記構造体は、リング形状を有することを特徴とする請求項１に記載のランプ装置。
  5. 前記放熱体の複数のピンと前記基板との間に前記放熱体の開口部に対応する開口部を有する放熱板をさらに含み、
    前記放熱板は、前記基板と面接触することを特徴とする請求項１に記載のランプ装置。
  6. 前記放熱体と前記放熱板は、一体型をなすことを特徴とする請求項５に記載のランプ装置。
  7. 前記放熱体の複数のピンのうち隣り合う二つのピンは、所定の間隔を置いて離隔され、
    前記放熱板は、前記二つのピンの間の間隔に対応する領域にホールを有し、一面が前記複数のピンと接触することを特徴とする請求項５に記載のランプ装置。
  8. 前記放熱板のホールは、前記ピンの長さ方向に実質的に平行な長方形であることを特徴とする請求項７に記載のランプ装置。
  9. 前記基板は、前記複数の発光素子の間にホールを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のランプ装置。
  10. 前記複数の発光素子に一端がそれぞれ光学的に結合された複数の光ファイバーをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のランプ装置。
  11. 前記複数の光ファイバーの他端は、互いに結合されていることを特徴とする請求項１０に記載のランプ装置。
  12. 前記放熱体の複数のピンは、互いに一定の間隔を置いて配置されたことを特徴とする請求項１に記載のランプ装置。
  13. 前記放熱体の複数のピンは、前記基板の一面と直接接触することを特徴とする請求項１に記載のランプ装置。
  14. 前記複数の発光素子は、前記基板の一面に放射状に配置されたことを特徴とする請求項１に記載のランプ装置。
  15. 前記複数の発光素子は、前記基板の一面に等間隔で配置されたことを特徴とする請求項１又は請求項１４に記載のランプ装置。
  16. 開口部を形成するように内面と外面を有する構造体と、前記構造体の外面から外部方向に延長された複数のピンと、前記複数のピンの一端が連結された平面部を含む放熱体；
    前記放熱体の平面部上に配置され、上面を有する基板；及び
    前記基板の上面と反対に位置する下面に配置された複数の発光素子を含むことを特徴とするランプ装置。
  17. 前記基板は、前記放熱体の開口部と対応するように開口部を有することを特徴とする請求項１６に記載のランプ装置。
  18. 開口部を形成するように内面と外面を有する構造体と、前記構造体の外面から外部方向に延長された複数のピンを含む放熱体；及び
    前記放熱体の複数のピンの下部に配置され、一面に配置された複数の発光素子と、複数のホールを有する基板を含み、
    前記放熱体の複数のピンのうち隣り合う二つのピンは間隔を置いて離隔されていることを特徴とするランプ装置。
  19. 前記基板は、前記放熱体の開口部と対応した開口部を有することを特徴とする請求項１８に記載のランプ装置。
  20. 前記基板の複数の発光素子から発生した熱を前記放熱体に伝導させるために、前記基板と前記放熱体との間に位置する放熱板をさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載のランプ装置。

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