KR101167043B1 - 다중 리플렉터를 구비한 엘이디 전구 - Google Patents

Abstract

엘이디 전구가 개시된다.
본 발명에 따른 엘이디 전구는, 내측에 수용부를 가지며 외측에 방열핀이 구비되는 몸체와, 전원을 공급받는 베이스과, 상기 전원을 엘이디 정격전압으로 변환시키는 전원변환부와, 광을 발생시키는 엘이디가 배치되어 있는 피시비 기판을 포함하는 엘이디 모듈과, 상기 엘이디에서 발생되는 열을 전달받아 상기 몸체의 방열핀으로 전달하는 열전달체와, 상기 상기 엘이디에서 방출되는 광을 반사시키는 리플렉터 및 상기 엘이디에서 방출되는 광을 외측으로 출사시키는 투광커버를 포함하여 구성되고, 상기 리플렉터는 장착공이 형성되는 원형의 바닥부와 상기 바닥부의 외측 둘레를 따라 상측 방향으로 외벽부가 형성되며, 상기 장착공에는 엘이디가 배치되어 있다.

Description

다중 리플렉터를 구비한 엘이디 전구{ LED LIGHT WITH MULTI-REFLECTOR}

본 발명은 전구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방사상으로 배치되어 있는 엘이디의 중심과 외측에 리플렉터를 형성하여, 광의 직진성과 균일한 조도를 가질 수 있는 다중 리플렉터를 구비한 엘이디 전구에 관한 것이다.

일반적으로, 조명장치에서 사용되는 광원은 형광등이나 백열등을 사용하여 왔으나, 최근에는 엘이디가 주로 사용되고 있다. 엘이디는 인가되는 전기에너지가 직접 광에너지로 변환되므로 변환되므로 광효율, 소비전력 및 수명 측면에서 종래의 광원에 비해 상대적으로 우위를 가지고 있다.

엘이디(Light Emitting Diode: LED)는 순방향 전압을 인가하였을 때 광을 방출하는 PN접합 반도체 소자이다. 이때 방출되는 광의 파장은 사용되는 재료에 따라 결정되는데, 가시광 영역의 파장뿐만 아니라 자외선이나 적외선 영역의 파장 범위까지 선택적으로 방출할 수 있다.

한편 엘이디를 광원으로 사용하는 조명장치는 인쇄회로기판에 하나 이상의 엘이디가 실장되어 있다. 또한 엘이디로부터 출사되는 광의 균일한 확산을 위해 상기 인쇄회로기판상에 반사판이 설치되어 있고, 상기 엘이디의 전면에는 엘이디로부터 출사된 광을 원하는 방향으로 확산시키기 위한 확산판이 설치되어 있다.

이와 같은 엘이디를 광원으로 사용하는 조명장치는, 공개특허공보 제10-2011-0133386호에 개시된 바와 같이, 기판에 배치되는 복수의 발광 소자를 포함하는 발광 모듈부와, 상기 발광 모듈부 상에 배치된 반사체 및 개구부를 통해 상기 발광 모듈부와 상기 반사체를 내부에 수용하는 커버부를 포함하고, 상기 기판의 중심점을 기준으로 마주보는 두 개의 발광소자 간의 거리는 반사체 상면의 직경보다 크게 형성되어 있다.

하지만, 종래기술에 따른 조명장치는 발광 모듈부에서 방출되는 광을 발광소자의 배치형태에 따라 형성되는 것이 아니라 광의 집중도가 현저히 저하될 수 있다. 또한, 사용자가 원하는 방향으로 집광하지 못하여 피조광 영역에서의 광효율이 낮다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 엘이디 전구의 크기를 대형화하지 않으면서 피조명 영역에 균일한 조도와 고휘도를 갖는 엘이디 전구를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 엘이디에서 방출되는 방향에 대응하여 광로를 변경하는 리플렉터를 제공하여 광효율을 향상시킬 수 있는 엘이디 전구를 제공하려는데 그 목적이 있다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 엘이디 전구는, 내측에 수용부를 가지며 외측에 방열핀이 구비되는 몸체와, 전원을 공급받는 베이스, 상기 전원을 엘이디 정격전압으로 변환시키는 전원변환부와, 광을 발생시키는 엘이디가 배치되어 있는 피시비 기판을 포함하는 엘이디 모듈과, 상기 엘이디에서 발생되는 열을 전달받아 상기 몸체의 방열핀으로 전달하는 열전달체와, 상기 엘이디에서 방출되는 광을 반사시키는 리플렉터 및 상기 엘이디에서 방출되는 광을 외측으로 출사시키는 투광커버를 포함하여 구성되고, 상기 리플렉터는 장착공이 형성되는 원형의 바닥부와 상기 바닥부의 외측 둘레를 따라 상측 방향으로 외벽부가 형성되며, 상기 장착공에는 엘이디 모듈이 배치되어 구성된다.

또한, 상기 리플렉터는 제1 열에 배치되는 엘이디를 둘러싸도록 형성되는 제1 내측 리플렉터와, 제2 열에 배치되는 각각의 엘이디를 둘러싸도록 형성되는 제2 내측 리플렉터와, 상기 리플렉터의 중앙에 형성되고 다각형의 각뿔 형상의 중앙 리플렉터 및 상기 몸체의 외벽부의 내측에 형성되는 방사 리플렉터를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 다각형의 각뿔의 각각의 면은 만곡되어 형성되어 있다.

또한, 상기 제1 내측 리플렉터의 외측 반경은 내측 반경보다 높고, 상기 제2 내측 리플렉터의 내측 반경은 외측 반경보다 높게 형성되어 구성된다.

한편, 상기 제1 열은 상기 제2 열 보다 외측에 배치되어 있다.

본 발명에 따른 엘이디 전구에 의하면, 광원의 배치에 대응하여 광의 진로를 변경할 수 있도록 구성함으로써 광의 직진성을 확보하여 광효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 엘이디로부터 방출되는 광이 하나 이상의 리플렉터에 의해 다중 반사 구조를 형성하여 난반사가 방지된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 전구의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 전구의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 전구의 리플렉터를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 전구의 리플렉터의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 전구의 다중 리플렉터 구조에서의 광의 진로를 나타낸 도면이다.
도 6은 일반적인 방사 리플렉터만을 구비한 엘이디 전구를 나타낸 도면이다.
도 7은 일반적인 방사 리플렉터만을 구비한 엘이디 전구의 광특성 곡선을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 다중 리플렉터 구조를 갖은 엘이디 전구를 나타낸 도면이다.
도 9는 다중 리플렉터 구조를 갖는 엘이디 전구의 광특성 곡선을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명한다. 도면에서는 설명의 편의를 위해 다소 과장되어 도시될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 전구의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 전구의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 전구의 리플렉터를 나타낸 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 전구는, 내측에 수용부(V)를 가지며 외측에 방열핀(110)이 구비되는 몸체(100)와, 전원을 공급받는 베이스(200)과, 상기 전원을 엘이디 정격전압으로 변환시키는 전원변환부(300)와, 광을 발생시키는 엘이디(410)가 배치되어 있는 피시비 기판(420)을 포함하는 엘이디 모듈(400)과, 상기 엘이디에서 발생되는 열을 전달받아 상기 몸체의 방열핀으로 전달하는 열전달체(500)와, 상기 상기 엘이디에서 방출되는 광을 반사시키는 리플렉터(600) 및 상기 엘이디에서 방출되는 광을 외측으로 출사시키는 투광커버(700)를 포함하여 구성된다.

상기 몸체는 내측에 엘이디가 포함하는 광 발광 구성들이 실장되는 수용부가 형성되어 있으며, 외측에는 엘이디에서 광을 방출할 때 나오는 열을 외부 공기로 방출시키기 위한 방열핀이 둘레를 따라 형성되어 있다. 따라서 상기 몸체는 열전도율이 좋은 재료, 즉 알루미늄이나 알루미늄 합금으로 제조된다. 그리고 전체적인 외형은, 도 1에 도시된 바와 같이, 광이 출사되는 상측은 원형의 단면으로 형성되고 하측은 상측에 비해 좁은 원형의 단면으로 형성되어 있다. 상기 몸체의 상측 단부에는 투광커버가 결합되고 하측 단부에는 전원을 공급받는 소켓이 결합된다.

상기 소켓은 외형은 일반적인 백열전구의 베이스와 동일한 형상으로 소켓에 회전 결합될 수 있도록 나선의 돌부가 형성되어 있다. 상용 전원의 공급되는 소켓 내부에 구비되는 단자로부터 전기를 공급받는다. 도 2에서 몸체(100)과 베이스(200) 사이에 형성되는 있는 원형의 고리는 베이스와 몸체를 전기적으로 절연시키기 위한 절연체이다.

상기 베이스로부터 인입되는 전기는 전원변환부(300)로 공급된다. 상기 전원공급부는 상용전원을 광원인 엘이디의 구동에 적합한 전격전압으로 변환시킨다. 이를 위해 회로기판 상에 정전류 공급회로를 구성하는 회로부품이 실장된다. 또한 상기 몸체와 전기적 절연을 위해 절연체이다.

상기 전원변환부에서 변환된 전기는 엘이디 모듈에 공급되어 엘이디를 발광시킨다. 한편, 상기 몸체에는 엘이디 모듈을 위치 고정하고, 엘이디가 발광할 때 발생되는 열을 전달하기 위한 열전달체(500)가 설치된다. 상기 열전달체의 바닥에는 절개부(미도시)가 형성되어 있어 상기 전원변환부와 엘이디 모듈을 전기적으로 연결하기 위한 전선이 배설된다.

상기 열전달체에는 흡열판(510)을 사이에 두고 엘이디 모듈이 장착된다. 상기 엘이디에서 발생되는 열은 흡열판에서 흡수된 후 상기 열전달체(500)를 이동되고, 이 후 상기 몸체(100)의 외측에 형성된 방열핀(110)으로 방출된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 엘이디 모듈(400)은 피시비 기판(420)에 하나 이상의 엘이디(410)가 방사상으로 2열 배치되어 있다. 상기 엘이디에서 방출되는 광은 상기 피시비 기판의 상측 방향으로 방사상으로 출사된다. 사용자가 원하는 방향으로 광이 출사되는 방향을 제한하기 위하여 상기 엘이디 모듈 상에는 리플렉터가 결합된다.

이하, 광을 반사하는 리플렉터를, 도 3 및 도 4를 참조하여, 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 전구의 리플렉터를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 전구의 리플렉터의 단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 전구의 리플렉터는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 리플렉터의 하측에는 엘이디 모듈이 결합되어 있고, 상기 엘이디 모듈에 배치되어 있는 엘이디의 위치에 대응하는 부분에 장착공이 형성되어 있다. 상기 리플렉터를 전면에서 바라보면 상기 장착공에는 엘이디가 보여진다. 상기 리플렉터(600)는 상기 장착공이 형성되어 있는 원형의 바닥부(666)와 상기 바닥부의 외측 둘레를 따라 상측 방향으로 외벽부(667)가 형성되어 있다. 그리고 상기 외벽부의 단부에는 플레이트(668)가 마련되어 있어서, 상기 몸체부의 상측 단부와 플레이트 하측면과 면접촉하도록 배치된다. 상기 장착공은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 바닥부의 중앙에서 일정 거리 이격된 곳에서 원형을 이루도록 배치된다. 본 실시예에서는 상기 리플렉터의 가장자리로부터 외부 원에 해당하는 제1 열과 내부 원에 해당하는 제2 열 즉, 2열로 배치되어 있다.

또한, 상기 리플렉터(600)는 다각형의 각뿔 형상으로 바닥부의 중앙에 장착되는 중앙 리플렉터(620)와, 상기 몸체의 외벽부의 내측에 형성되는 방사 리플렉터(630)와, 제1 열에 배치되는 엘이디를 둘러싸도록 형성되는 제1 내측 리플렉터(611)와, 제2 열에 배치되는 각각의 엘이디를 둘러싸도록 형성되는 제2 내측 리플렉터(612)를 포함하여 이루어진다.

상기 제1 외측 리플렉터는 제1 열에 원형으로 배치되어 있는 엘이디들의 중심을 기준으로 가상의 원을 그렸을 때 외측, 즉 외벽부 인근의 절반에 해당하는 부분은 내측 절반에 해당하는 부분보다 높게 형성되어 있다. 상기 엘이디로부터 나오는 광이 내측 방향으로 출사되어 상기 바닥부의 중앙에 형성되어 있는 중앙 리플렉터로 나아간다. 따라서 중앙 리플렉터로 나아간 광은 상기 엘이디 전구의 전면측으로 나아갈 수 있도록 하여, 광의 불필요한 확산을 방지할 수 있다. 아룰러, 외측 반경과 내측 반경에 해당하는 부분의 높이를 달리하는 것은 광의 집중도를 높여줄 수 있다. 또한, 내측 절반으로 나아간 광은 외벽부에 형성된 방사 리플렉터로 나아간다.

상기 중앙 리플렉터의 크기와 면적은 상기 제1 내측 리플렉터의 외측 반경의 크기와 기울기에 기초로 하여 정하여지고, 그 형상은 각각의 엘이디의 개수에 따라

결정된다. 상기 중앙 리플렉터의 형상은 다각형의 각뿔 형상으로 마련된다. 본 발명에 일 실시예에 따르면 중앙 리플렉터의 형상은 제2 열에 배치된 엘이디의 개수와 동일한 각뿔 형상이다. 상기 각뿔의 반사면은 도 3에 도시된 바와 같이, 내측으로 만곡부가 형성되어 있다. 상기 만곡부에 의해 반사되는 광이 엘이디 전구의 전면측으로 일정하게 출사될 수 있다.

상기 제2 열에 형성되는 제2 내측 리플렉터는 상기 제1 내측 리플렉터와 달리, 내측 반경이 외측 반경에 비해 높게 형성되어 있다. 여기서, 상기 제2 열에 장착된 엘이디에서 출사되는 광의 진로는 이전에 설명한 제1 내측 리플렉터의 광의 진로와 상반된다. 따라서 이에 관해서는 자세한 설명은 생략한다.

이에 더하여, 또 다른 광의 진로 방향을 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 전구의 다중 리플렉터 구조에서의 광의 진로를 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 제1 열에 배치된 엘이디에서 출사되는 광은 a1의 광로와 a2의 광로를 따라 나아갈 수 있다. 이는 엘이디에서 출사되는 광이 엘이디 전구 중심방향 또는 외측방향으로 정확히 나아가지 않은 광을 의미한다. 그리고 b1의 광로와 b2의 광로는 제2 내측 리플렉터의 내측 반경과 외측 반경으로 나아가지 않는 광로를 의미한다.

엘이디에서 출사되는 광은 다양한 방향으로 방사상으로 나아갈 수 있다. 따라서 엘이디에서 출사되는 광은 광로 a1, a2, b1 및 b2를 포함한 광들이 혼합되어진다. 중앙 리플렉와 방사 리플렉터의 설명 부분에서 기재한 바와 같은 광이 포함될 수 있다.

한편, 상기 제1 외측 리플렉터, 제2 내측 리플렉터, 방사 리플렉터 및 중앙 리플렉터는 반사물질을 코팅하거나 반사 재료를 사용하여 성형할 수 있다. 이들 물질과 재료에 관한 것은 일반적으로 조명분야에서 사용되는 물질과 재료를 사용할 수 있음은 자명하다.

이와 같이 형성된 엘이디 전구는 다중 리플렉터를 마련하여 균일한 확산을 이룰 수 있다. 이로 말미암아 투광커버가 필요치 않을 수 있다.

한편, 상기 리플렉터의 전면측에는 필요하다면 투광커버(700)가 장착될 수 있다. 상기 투광커버는 엘이디를 외부 환경에 야기될 수 있는 물리적 파손으로부터 보호하기 위하여 장착된다. 상기 투광커버의 가장자리에는 나사홀이 형성되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 몸체부의 상측 단부와, 플레이트 하측면과, 상기 투광커버의 가장자리를 면접촉하도록 배치한 후, 별도로 마련된 나사를 투광커버의 나사홀에 위치시킨 후, 몸체 방향으로 나사 결합한다.

도 6은 일반적인 방사 리플렉터만을 구비한 엘이디 전구를 나타낸 도면이고, 도 7은 일반적인 방사 리플렉터만을 구비한 엘이디 전구의 광특성 곡선을 나타낸 도면이다.

그리고 도 8은 본 발명의 다중 리플렉터 구조를 갖은 엘이디 전구를 나타낸 도면이고, 도 9는 다중 리플렉터 구조를 갖는 엘이디 전구의 광특성 곡선을 나타낸 도면이다.

도 7과 도 9를 비교해 보면, 광특성 곡선에서 방사되는 광도가 방사 리플렉터만 갖는 엘이디 전구에 비해 향상된 광도를 가져온다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

100 : 몸체
110 : 방열핀
200 : 베이스
300 : 전원변환부
400 : 엘이디 모듈
410 : 엘이디
420 : 피시비 기판
500 : 열전달체
510 : 흡열판
600 : 리플렉터
611 : 제1 내측 리플렉터
612 : 제2 내측 리플렉터
620 : 중앙 리플렉터
630 : 방사 리플렉터
666 : 바닥부
667 : 외벽부
668 : 플레이트
700 : 투광커버
V : 수용부

Claims (5)

1. 삭제
2. 내측에 수용부를 가지며 외측에 방열핀이 구비되는 몸체와, 전원을 공급받는 베이스, 상기 전원을 엘이디 정격전압으로 변환시키는 전원변환부와, 광을 발생시키는 엘이디가 배치되어 있는 피시비 기판을 포함하는 엘이디 모듈과, 상기 엘이디에서 발생되는 열을 전달받아 상기 몸체의 방열핀으로 전달하는 열전달체와, 상기 엘이디에서 방출되는 광을 반사시키는 리플렉터 및 상기 엘이디에서 방출되는 광을 외측으로 출사시키는 투광커버를 포함하여 구성되고,
   상기 리플렉터는 장착공이 형성되는 원형의 바닥부와 상기 바닥부의 외측 둘레를 따라 상측 방향으로 외벽부가 형성되며, 상기 장착공에는 엘이디 모듈이 배치되고, 다각형의 각뿔 형상으로 바닥부의 중앙에 장착되는 중앙 리플렉터와, 상기 몸체의 외벽부의 내측에 형성되는 방사 리플렉터와, 제1 열에 배치되는 엘이디를 둘러싸도록 형성되는 제1 내측 리플렉터와, 제2 열에 배치되는 각각의 엘이디를 둘러싸도록 형성되는 제2 내측 리플렉터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘이디 전구.
   
3. 제2 항에 있어서, 상기 다각형의 각뿔의 각각의 면은 만곡되는 것을 특징으로 하는 엘이디 전구.
   
4. 제3 항에 있어서, 상기 제1 내측 리플렉터의 외측 반경은 내측 반경보다 높고, 상기 제2 내측 리플렉터의 내측 반경은 외측 반경보다 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 엘이디 전구.
5. 제2 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 열은 상기 제2 열 보다 외측에 배치되는 것을 특징으로 하는 엘이디 전구.
   

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