KR101071727B1 - 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조명장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제1 기판 상단에 직경이 다른 원형 홀을 형성한 복수개의 제2 기판을 적층하여 구비하고, 상기 각각 제2 기판의 원형 홀에 근접하는 제2 기판 단차면 상단에 발광소자를 구성하는 받침부; 및 구 형상 렌즈의 하부 외면을 감싸며 하부 방향으로 복수개의 단차면을 형성하는 반사부를 갖는 렌즈부로 구성하되, 상기 원형 홀에 근접하는 제2 기판 단차면과 반사부의 단차면을 서로 결합하여 형성한 조명장치에 관한 것이다.
따라서, 본 발명은 광원을 렌즈의 굴절에 의해 제어함으로써, 사용자가 용이하게 다양한 색상 및 광량을 방향성을 가지는 조명으로 조절할 수 있는 효과가 있다.

Description

조명장치{LIGHTING DEVICE}

본 발명은 발광소자를 이용한 조명장치에 관한 것이다.

일반적으로 조명장치는 할로겐, 네온, 형광등, 엘이디를 단독 또는 클러스터를 이루어 조명하고자 하는 위치에 설치하여 사용되어 왔다.

기존의 엘이디 조명장치의 형태는 평판에 어레이 형태나 벌브형태로 사용되었으며 배열된 조명형태와 색상이 바뀔 수 있는 경우 전광판의 형태로 사용되는 것이 일반적이었다.

그러나, 기존의 엘이디 조명장치는 입체적으로 색상이 바뀌는 경우 조명보다는 디스플레이의 성격이 강했으며, 일반적인 조명의 경우 그 색상을 입체적으로 제어하는 것이 불가능하였다.

따라서, 색상 및 밝기를 입체적으로 구동 가능하도록 제작된 엘이디 어레이 상부에 렌즈를 부착하여 조명의 효과를 증대하고 광원을 임의로 조절이 가능하도록 하였다.

이러한 렌즈를 구비한 어레이 형태의 조명장치는 빛의 세기나 조명패턴을 사용자 취향대로 조절할 수 있으나, 렌즈가 구형 또는 반구형인 경우 렌즈의 초점거리에 맞추어 엘이디를 배열하지 못하는 단점 때문에 각각의 조명패턴이 방향성을 갖기에는 문제가 있었다.

도 1은 종래의 조명장치를 나타낸 단면도이다.

도 1에 도시한 엘이디 어레이 상부에 반구형 렌즈를 구비하여 방향성을 가지는 조명으로 사용하기 위해서는 광원(엘이디)의 거리가 정확히 초점거리에 위치해야 방향성을 가지는 빛의 조사가 가능한데, 엘이디 어레이의 경우 평판형이기 때문에 엘이디 어레이 중 일부만 초점이 맞아 모든 엘이디 어레이의 초점을 유지하기에 어려운 단점이 있었다.

또한, 초점을 맞추기 위해 광원과 렌즈의 거리를 띄워 배치하는 방법이 있으나, 조명장치의 경우 광원과 렌즈의 거리가 멀게 되면, 광원이 인접한 영역의 다른 렌즈에 침범하여 원하는 색상을 도출해 낼 수 없는 단점이 있고, 광원과 렌즈의 거리가 가까우면, 광원이 해당하는 렌즈로 출력하고 넓은 범위로 광원을 확산시킬 수 있으나, 광원의 초점이 흐려지는 단점이 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 구 형상 렌즈에 하부 외면을 감싸는 반사부를 갖는 형태인 렌즈를 형성하는 것이다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 렌즈와 일정간격 이격하여 초점거리를 유지하기 위해 입체적으로 배열된 발광소자를 구비하는 것이다.

본 발명의 한 특징에 따른 조명장치는 구 형상 렌즈의 하부 외면을 감싸며 하부 방향으로 복수개의 단차면을 형성하는 반사부를 갖는 렌즈부; 및 제1 기판 상단에 직경이 다른 원형 홀을 형성한 복수개의 제2 기판을 적층하여 구비하고, 상기 각각 제2 기판의 원형 홀에 근접하는 제2 기판 단차면 상단에 발광소자를 구성하는 받침부;로 구성하되,

상기 원형 홀에 근접하는 제2 기판 단차면과 반사부의 단차면을 서로 결합하는 것을 특징으로 한다.

상기 특징에 따른 조명장치의 상기 제2 기판은 원형 홀이 작은 순서로 하부에서 상부로 쌓아 상부방향으로 계단 형식의 제2 기판 단차면을 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 조명장치는 구 형상 렌즈의 하부 외면을 감싸며 하부 방향으로 복수개의 단차면을 형성하는 반사부를 갖는 렌즈부; 및 발광소자 및 발광소자의 광원을 외부로 전달하는 광전달부를 수용하는 수용부를 구비하되, 상단은 렌즈부의 반사면과 대응되는 단차면을 형성한 받침부;로 구성하되,

상기 받침부 상단과 반사부의 단차면을 결합하는 것을 특징으로 한다.

상기 특징에 따른 조명장치의 상기 받침부의 단면은 높이가 큰 순서의 기판을 바깥쪽에서 안쪽으로 배열하여 안쪽으로 집중되는 계단 형식의 기판 단차면을 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 특징에 따른 조명장치의 상기 배열된 기판을 고정하는 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 특징에 따른 조명장치는 상기 반사부를 단차면 방향으로 절단한 반사부의 단면은 사다리꼴 형상을 이루는 것을 특징으로 한다.

상기 특징에 따른 조명장치에서 상기 렌즈부의 저면은 원판형인 것을 특징으로 한다.

상기 특징에 따른 조명장치의 상기 렌즈부는 반사부 상단의 지름을 렌즈의 하부 외면 지름보다 크게 형성하되, 반사부 상단의 외주면과 렌즈 하부의 외주면을 서로 연결하여 형성하는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 특징에 따르면,

본 발명은 광원의 굴절을 구역별로 제공할 수 있어, 구역 내에 사용자가 원하는 다양한 색상과 광량을 유연하게 조절 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 렌즈의 다층기판을 이용하여 엘이디를 배치함으로써 렌즈의 초점거리에 광원이 정확히 위치하도록 하여 조명이 방향성을 가질 수 있는 효과가 있다. 즉 원하는 방향으로 원하는 색의 조명을 원하는 광량으로 제어하는 것이 가능하다.

또한, 렌즈하단부의 반사판을 구비하여 가장자리에 위치한 엘이디가 렌즈 안쪽으로 빛이 렌즈 안쪽으로 조사되도록 하는 것이 가능하다.

본 발명은 렌즈의 화각 차이를 통해 광원을 다양한 방향으로 조사할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 조명장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 조명장치를 나타낸 분리 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 조명장치를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 조명장치의 받침부를 나타낸 평면도이다.
도 5는 실시 예 1의 광원 출력을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 조명장치를 나타낸 분리 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 조명장치를 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 조명장치의 받침부를 나타낸 평면도이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시 예 및 제2 실시 예에 따른 조명장치의 렌즈부를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 조명장치를 나타낸 분리 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 조명장치를 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 조명장치의 받침부를 나타낸 평면도이고, 도 5는 실시 예 1의 광원 출력을 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 조명장치는 받침부(100)와 렌즈부(200)로 구성하되, 상기 받침부(100)는 제1 기판(110), 제2 기판(120), 및 발광소자(130)를 구성한다.

상기 제1 기판(110)은 평판형으로 형성한다.

상기 제2 기판(120)은 직경이 다른 원형 홀을 갖는 복수의 기판으로, 받침부(100)를 형성하기 위해 제1 기판(110) 상단에 복수의 제2 기판(120)을 적층하여 구비한다.

이때, 상기 제2 기판(120)은 원형 홀이 작은 순서로 하부에서 상부로 쌓아져 원형 홀 주위에 제2 기판 단차면(121)이 상부 방향으로 형성하도록 계단 형식으로 형성한다.

상기 발광소자(130)은 광원을 발생하는 소자로써, RGB를 한꺼번에 갖는 구성이거나 단일 색상을 갖는 구성으로 형성한다.

상기 발광소자(130)는 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 제2 기판 단차면(121) 둘레에 배열하며, 제2 기판(120)의 원형 홀로 인해 적층되지 않은 부위의 제1 기판(110) 상단에도 발광소자(130)을 배열하여 형성한다.

상기 발광소자의 배열 형태 및 사용되는 수는 사용자 또는 사용하는 용도에 따라 달라 질 수 있어 한정하지 아니한다.

또한, 상기 발광소자(130)는 제1 기판(110) 또는 제2 기판(120) 사이를 통해 전기적으로 연결되어 있는 것은 자명하며, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 발광소자(130)을 제어하기 위한 제어회로는 통상적으로 사용되는 발광소자의 제어회로와 차이를 나타내지 않아 본 발명의 실시 예에서는 상세한 설명을 생략 하도록 한다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 복수의 제2 기판(120)을 적층한 경우 렌즈의 초점거리에 맞추어 입체적으로 발광소자(130)의 배치가 가능하므로 입체적인 조명 구현이 가능하다.

또한, 발광소자(130)의 배선을 용이하게 연결할 수 있으며 발광소자(130)에서 발생하는 열로 인한 조명장치의 고장을 줄일 수 있다.

상기 렌즈부(200)는 구 형상의 렌즈(210)를 구비하고, 상기 렌즈(210)의 하부 외면을 감싸며 하부 방향으로 복수개의 반사부 단차면(221)을 형성한 반사부(220)로 구성한다.

이때, 상기 반사부(220)는 제2 기판 단차면(121) 상단에 위치한 발광소자(130)의 조사각을 확보하기 위해 반사부 단차면(221)을 평평하게 형성한다. 따라서, 반사부 단차면(221)에 닿은 광원은 렌즈(210) 안쪽으로 보내진다.

이때, 상기 반사부(220)의 반사부 단차면(221) 방향으로 각각을 절단하면 반사부(220)는 각각을 원판형으로 형성할 수 있으며, 상기 반사부 단차면 절단 방향을 기준으로 90도로 절단하면 즉, 원판형의 측면의 단면은 사다리꼴 형상이며, 이와 같이 사다리꼴 형상으로 이루어진 반사부(220)의 형상에 의해 렌즈부(200)를 거치지 않고 외부로 노출되는 발광소자(130)의 광원을 막는다.

또한, 상기 렌즈부(200)의 저면은 원판형 형상이며, 렌즈부(200)는 투명한 소재인 에폭시 수지, 유리, 또는 투명 실리콘으로 이루어져, 조사 범위 및 용도에 따라 다양한 재료로 형성할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 굴절률이 2인 소재를 이용하는 것이다.

도 5와 같이 받침부(100) 상단의 발광소자(130)가 렌즈부(210)를 통해 외부로 출력되는 빛의 경로를 살펴보면, 발광소자(130)는 반사부(220)를 통해 렌즈(210) 안쪽의 중심을 지나고 빛이 퍼짐은 빛의 중앙을 기준으로 일정한 반경을 형성한다.

도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 조명장치를 나타낸 분리 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 조명장치를 나타낸 단면도이고, 도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 조명장치의 받침부를 나타낸 평면도이다.

도 6 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 조명장치는 받침부(500)와 렌즈부(600)로 구성하되,

상기 렌즈부(600)는 구 형상 렌즈(610)의 하부 외면을 감싸며 하부 방향으로 복수개의 반사부 단차면(621)을 형성하는 반사부(620)를 갖는다.

이때, 상기 반사부(620)의 반사부 단차면(621) 방향으로 각각을 절단하면 반사부(620)는 각각을 원판형으로 형성할 수 있으며, 상기 반사부 단차면(621) 절단 방향을 기준으로 90도로 절단하면 즉, 원판형의 측면의 단면은 사다리꼴 형상이며, 이와 같이 사다리꼴 형상으로 이루어진 반사부(620)의 형상에 의해 렌즈부(600)를 거치지 않고 외부로 노출되는 발광소자(530)의 광원을 막는다.

또한, 상기 렌즈부(600)의 저면은 원판형 형상이며, 상기 렌즈부(600)는 투명한 소재인 에폭시 수지, 유리, 또는 투명 실리콘으로 이루어져 있으며, 조사 범위 및 용도에 따라 다양한 재료로 형성할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 굴절률이 2인 소재를 이용하는 것이다.

상기 받침부(500)는 발광소자(530) 및 발광소자(530)의 광원을 외부로 전달하는 광 전달부(540)를 수용하는 수용부(550)를 구비하되, 상단은 렌즈부(600)의 반사부 단차면(621)과 대응되는 받침부 단차면(521)을 형성한다.

이때, 상기 받침부(500)의 단면은 높이가 큰 순서의 기판(520)을 바깥쪽에서 안쪽으로 배열하여 안쪽으로 집중되는 계단 형식의 받침부 단차면(521)을 형성한다.

더욱 바람직하게는 기판(520)을 배열하되 발광소자(530) 및 광 전달부(540)를 수용하는 수용부(550)를 구비하여 기판(520)을 배열하되 상면에는 렌즈부(600)의 반사부 단차면(621)에 대응되는 받침부 단차면(521)을 형성하여 렌즈부(600)를 결합하도록 한다.

또한, 고정부(510)를 이용하여 수용부(550)를 구비하여 배열된 기판(520)을 고정하며 고정부(510) 내부로 발광소자의 배선을 정리 할 수 있다.

상기와 같이, 받침부(500)와 렌즈부(600)로 구성하는 조명장치는 반사부 단차면(621)과 상기 반사부 단차면(621)에 대응하는 받침부 단차면(521)을 결합하여 일체화함으로써, 상기 반사부 단차면(621)은 광 전달부(540)와 맞닿게 형성되어 발광소자(530)에서 발광하는 광원을 전달하는 광 전달부(540)에 의해 출력한다.

이때, 반사부(620)의 굴절을 통해 다양한 방향으로 조명이 가능하도록 한다.

또한, 발광소자(530) 및 광 전달부(540)는 수용부(550)에 배열하여 설치하며 그 형상은 도 8과 같이 배열하여 다양한 조명을 연출 할 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 발광소자(530)는 본 발명의 제1 실시 예와 같이 단차부 상단에 배열하여 형성할 수 있는 것이 바람직하며, 본 발명의 실시 예에서 언급하지 않았으나, 높이 및 지름이 다른 원기둥 형태의 기판을 복수개 구비하여 제1 실시 예와 같이 단차부를 형성하여 발광소자를 배열하거나, 제2 실시 예와 같이 원기둥과 원기둥 사이에 수용부를 구비하여 발광소자 및 광전달부를 구비하여 형성할 수 있다.

도 9는 본 발명의 제1 실시 예 및 제2 실시 예에 따른 조명장치의 렌즈부를 나타낸 도면으로써, 본 발명의 제1 실시 예 및 제2 실시 예는 굴절율이 2인 재료를 이용하는 경우 나타낼 수 있는 렌즈부 구조이며, 굴절율이 2가 아닌 2 이하인 재료를 이용하는 경우는 도 9와 같이 나타낼 수 있다.

도 9에 도시한 바와 같이, 상기 렌즈부(400)는 구 형상 렌즈(410)의 하부 외면을 감싸며 하부 방향으로 복수개의 반사부 단차면(421)을 형성하는 반사부(420)를 갖도록 형성하되, 반사부(421) 상단의 지름을 렌즈(410)의 하부 외면 지름보다 크게 형성하여, 반사부(421) 상단의 외주면과 렌즈 하부의 외주면을 서로 연결하여 형성한다.

도 9와 같이 형성된 렌즈부는 제1 실시 예 및 제2 실시 예의 받침부(100, 500)와 결합하여 사용할 수 있다.

또한, 구 형상의 렌즈를 타원체로 형성할 수 있으며, 이때, 타원체의 형상의 렌즈 초점거리를 유지하기 위해 받침부(100, 500)에 형성하는 단차면을 렌즈부에 대응 하도록 형성한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100, 500 : 받침부 110, : 제1 기판
120 : 제2 기판 121 : 제2 기판 단차면
130, 530 : 발광소자 200, 400, 600 : 렌즈부
210, 410, 610 : 렌즈 220, 420, 620 :반사부
221, 421, 621 :반사부 단차면 510 : 고정부
520 : 기판 521 : 받침부 단차면
540 : 광 전달부 550 : 수용부

Claims (8)

1. 조명장치에 있어서,
   구 형상 렌즈의 하부 외면을 감싸며 하부 방향으로 복수개의 단차면을 형성하는 반사부를 갖는 렌즈부; 및
   제1 기판 상단에 직경이 다른 원형 홀을 형성한 복수개의 제2 기판을 적층하여 구비하고, 상기 각각 제2 기판의 원형 홀에 근접하는 제2 기판 단차면 상단에 발광소자를 구성하는 받침부;로 구성하되,
   상기 원형 홀에 근접하는 제2 기판 단차면과 반사부의 단차면을 서로 결합하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 기판은 원형 홀이 작은 순서로 하부에서 상부로 쌓아 상부방향으로 계단 형식의 제2 기판 단차면을 형성하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
3. 조명장치에 있어서,
   구 형상 렌즈의 하부 외면을 감싸며 하부 방향으로 복수개의 단차면을 형성하는 반사부를 갖는 렌즈부; 및
   발광소자 및 발광소자의 광원을 외부로 전달하는 광전달부를 수용하는 수용부를 구비하되, 상단은 렌즈부의 반사면과 대응되는 단차면을 형성한 받침부;로 구성하되,
   상기 받침부 상단과 반사부의 단차면을 결합하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 받침부의 단면은 높이가 큰 순서의 기판을 바깥쪽에서 안쪽으로 배열하여 안쪽으로 집중되는 계단 형식의 기판 단차면을 형성하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 배열된 기판을 고정하는 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 반사부를 단차면 방향으로 절단한 반사부의 단면은 사다리꼴 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 조명장치.
7. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 렌즈부의 저면은 원판형인 것을 특징으로 하는 조명장치.
8. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 렌즈부는 반사부 상단의 지름을 렌즈의 하부 외면 지름보다 크게 형성하되, 반사부 상단의 외주면과 렌즈 하부의 외주면을 서로 연결하여 형성하는 것을 특징으로 하는 조명장치.

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