KR101596892B1 - 선형 엘이디 모듈 및 이를 포함하는 엘이디 조명장치 - Google Patents

Abstract

여기에서는, 채널형 또는 튜브형의 엘이디 조명장치에 잘 부합되는 선형 엘이디 모듈이 개시된다. 개시된 선형 엘이디 모듈은, 유연성을 갖는 기다란 배선 부재와, 상기 배선 부재에 어레이되는 복수의 엘이디 부재들과, 상기 엘이디 부재들의 간격 조절을 위해, 상기 배선 부재의 일부를 입출 가능하게 보유하는 길이조절구를 포함한다. 길이조절구는 이웃하는 엘이디 부재들 사이에서 배선부재의 양방향 입출을 허용한다. 배선 부재는 상기 복수의 엘이디 부재들이 탑재되는 FPCB를 포함하거나, 상기 복수의 엘이디 부재들을 연결하는 도선들을 포함할 수 있다.

엘이디, 선형, 배선 부재, 엘이디 부재, 길이조절구, 간격

Description

선형 엘이디 모듈 및 이를 포함하는 엘이디 조명장치{LINEAR LED MODULE AND LED LIGHTING APPARATUS COMPRISING THE SAME}

본 발명은 채널형 또는 튜브형의 엘이디 조명장치 및 그에 부합되는 선형 엘이디 모듈에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 발명은 배선에 연결되어 있는 엘이디 부재들의 간격이 조절될 수 있는 선형 엘이디 모듈에 관한 것이다.

오랜 기간 동안, '형광등'이라 칭해지는 냉음극 형광램프가 상업용 빌딩 또는 주택의 실내공간, 비행기, 자동차, 선박, 기차, 전철 등 운송수단의 실내공간을 밝히는 조명장치로 이용되어 왔다. 그러나, 냉음극 형광램프는 짧은 수명, 열악한 내구성, 광의 제한된 컬러 선택 범위 및 낮은 에너지 효율과 같은 단점이 있다.

최근, 냉음극 형광램프와 유사하게 대략 원형의 기다란 튜브 또는 채널 포함하며, 그 튜브 또는 채널 내에는 복수의 엘이디들을 배치한 튜브형 또는 채널형의 엘이디 조명장치가 개발된 바 있다. 위와 같은 엘이디 조명장치는 실내공간을 밝히는 조명으로 많이 사용되고 있으며, 그 외에도, 로고, 심볼, 문자, 숫자, 기호 등의 형상으로 구성되어, 옥외 광고용으로도 많이 이용되고 있다.

채널형 또는 튜브형 엘이디 조명장치를 제조하는 기술로서, 유연성 있는 FPCB 상에 패키지 또는 모듈 구조의 엘이디들을 어레이하여 선형의 엘이디 모듈을 제작하고, 그 제작된 선형의 엘이디 모듈을 튜브 또는 채널에 길게 배치한 것이 있다. 그러나, 종래의 선형 엘이디 모듈은, 엘이디들 사이의 간격과 FPCB의 길이가 일정하게 정해지므로, 원하는 엘이디 간격 및/또는 원하는 길이의 조명장치를 제조하는 것을 어렵게 한다. 특히, '채널 라이팅(channel lighting)'으로 칭해지고 있고, 로고, 심볼, 문자, 숫자, 기호 등의 형상을 갖는 옥외 광고용 조명장치의 경우, 복잡한 형상을 구현하기 위해, 엘이디들의 간격, 엘이디들의 배치 형상 및/또는 FPCB(또는, 도선)의 길이 조절이 요구된다. 따라서, 엘이디 간격들과 그 엘이디들이 설치된 배선의 길이 조절이 자유로운 선형 엘이디 모듈 및 그것을 포함하는 조명장치에 대한 필요성이 당해 기술분야에 존재한다.

따라서, 본 발명의 하나의 기술적 과제는 배선에 연결되어 있는 엘이디 부재들의 간격이 조절될 수 있는 선형 엘이디 모듈을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 기술적 과제는, 엘이디 부재들의 간격 조절과 그에 따른 배선의 길이 조절이 가능한 선형 엘이디 모듈을 채용하여, 설계 자유도가 향상된 채널형 또는 튜브형의 엘이디 조명장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따라, 유연성을 갖는 기다란 배선 부재와, 상기 배선 부재에 어레이되는 복수의 엘이디 부재들과, 상기 엘이디 부재들의 간격 조절을 위 해, 상기 배선 부재의 일부를 입출 가능하게 보유하는 길이조절구를 포함한다. 상기 길이조절구는 이웃하는 엘이디 부재들 사이에서 상기 배선부재의 양방향 입출을 허용하도록 구성되는 것이 바람직하다.

일 실시예에 따라, 상기 배선 부재는 상기 복수의 엘이디 부재들이 탑재되는 FPCB를 포함한다.

다른 실시예에 따라, 상기 배선 부재는 상기 복수의 엘이디 부재들을 연결하는 도선들을 포함한다.

바람직하게는, 상기 길이조절구는 상기 배선 부재 일부가 감기는 보빈을 포함하며, 상기 배선 부재의 일부는 상기 보빈의 일방향 회전에 의해 양방향으로 풀어지도록 배치된다.

바람직하게는, 상기 길이조절구는 상기 보빈의 회전에 의해 압축 또는 복원되는 탄성부재와, 상기 탄성부재가 압축된 상태로 상기 보빈을 정지시키는 스토핑 수단을 더 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따라, 선형 엘이디 모듈과, 상기 선형 엘이디 모듈이 길게 배치되는 옵틱하우징을 포함하는 엘이디 조명장치가 제공되며, 이때, 상기 선형 엘이디 모듈은, 유연성을 갖는 기다란 배선 부재와, 상기 배선 부재에 어레이되는 복수의 엘이디 부재들과, 상기 엘이디 부재들의 간격 조절을 위해, 상기 배선 부재의 일부를 입출 가능하게 보유하는 길이조절구를 포함한다.

본 발명에 따르면, 배선부재에 연결되어 있는 엘이디 부재들 사이의 간격을 사용자 또는 제조자가 쉽게 조절할 수 있으며, 이에 따라, 엘이지 부재들의 간격, 그 엘이디 부재들이 설치되는 조명장치의 길이 및/또는 형상을 다양하게 그리고 쉽게 설계하여 제작할 수 있는 이점을 제공한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 선형 엘이디 모듈의 기본적인 구성을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 선형 엘이디 모듈(1)은 유연성을 갖는 기다란 배선 부재(10)와, 상기 배선 부재(10)에 어레이되는 복수의 엘이디 부재(20)들과, 상기 엘이디 부재(20)들의 간격 조절을 위한 복수의 길이조절구(30)들을 포함한다.

이때, 상기 배선 부재(10)는 복수의 엘이디 부재(20)들이 탑재되거나 및/또는 그 엘이디 부재(20)들 사이를 연결하는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)일 수 있다. 대안적으로, 상기 배선 부재(10)는 상기 엘이디 부재(20)들을 전기적으로 연결하는 도선(또는, 전선)들로 구성될 수 있다.

또한, 상기 엘이디 부재(20)들 각각은 모듈 타입, 패키지 타입 및/또는 배어칩(bare chip) 타입의 엘이디일 수 있다. 예컨대, 모듈 타입의 엘이디는 강성의 기판 또는 PCB 상에 복수의 엘이디 칩 또는 엘이디 패키지가 실장된 구조로 이루어질 수 있다. 또한, 패키지 타입의 엘이디는 예를 들면, 엘이디 칩이 리드단자들을 포함하는 패키지 몸체에 내장되어 이루어진 구조일 수 있다. 본 명세서의 '엘이디 부재'는 적어도 하나 이상의 엘이디를 포함하는 구조인 것으로 충분하다.

상기 길이조절구(30)는 이웃하는 두 엘이지 부재(20)들 사이에 배치되며, 그 엘이디 부재(20)들 사이의 간격 조절을 위해, 자체 내부에 상기 배선 부재(10)의 일부를 입출 가능하게 보유한다. 이때, 상기 길이조절구(30)는, 상기 배선부재(30)가 중간에서 끊어짐 없이, 자신이 보유하는 배선부재(10)의 양방향 입출을 허용할 수 있다. 따라서, 상기 길이조절구(30)가 배선 부재(10)를 밖으로 내보내 자체 보유한 배선 부재의 길이가 짧아지면, 이웃하는 두 엘이디 부재(20) 사이의 간격은 증가한다. 또한, 상기 길이조절구(30)가 배선부재(10)를 밖으로부터 들여와서 자체 보유한 배선 부재(10)의 길이가 길어지면, 이웃하는 엘이디 부재(20)들 사이의 간격은 감소된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 엘이디 모듈(1) 및 그것을 포함하는 엘이디 조명장치를 보여준다. 이를 참조하면, 본 실시예의 엘이디 조명장치는 그 내부에 선형 엘이디 모듈(1)이 길게 배치되는 옵틱 하우징(100)을 포함한다.

상기 옵틱 하우징(100)은 기다란 채널부재(102)와 상기 채널부재(102)의 상부에 설치된 옵틱부재(104)를 포함한다. 상기 채널부재(102)와 상기 옵틱부재(104) 사이에는 기다란 공간이 형성되며, 상기 공간 내에서 상기 선형 엘이디 모듈(1)이 상기 채널부재(102)의 내부 바닥면에 길게 배치된다.

이때, 전술한 것과 같은 채널부재(102)와 투광성의 옵틱부재(104)로 구성된 옵틱 하우징(100) 대신에, 내부에 기다란 중공을 갖는 투광성 튜브로 된 옵틱하우징이 본 발명에 적용될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 선형 엘이디 모듈(1)은, 배선 부재로서 FPCB(10)를 포함한다. 그리고, 상기 선형 엘이디 모듈(1)은 복수의 엘이디 부재(20)를 포함하되, 각 엘이디 부재(20)는 강성 PCB(Printed Circuit Board; 22) 상에 적어도 하나의 엘이디 패키지(24)가 실장된 구조로 이루어질 수 있다. 상기 엘이디 부재(20)들은 상기 FPCB(10) 상에 일정 간격으로 이격되어 있다. 또한, 상기 선형 엘이디 모듈(1)은 이웃하는 엘이디 부재(20)들 사이에서 FPCB(10)의 길이를 조절하는 길이조절구(30)를 포함한다. 상기 길이조절구(30)는, 이하 자세히 설명되는 바와 같이, 보빈에 감겨져 보유된 FPCB(10)를 그 보빈으로부터 양방향으로 풀거나 감아 상기 FPCB(10)의 길이를 조절하도록 구성된다.

도 3a 및 도 3b는 엘이디 부재(20)들 사이의 간격을 조절하는 길이조절구(30)의 한 예를 보여준다. 본 발명에는 다양한 구조의 길이조절구(30)가 적용될 수 있는 바, 이하에서 설명되는 길이조절구(30)는 하나의 예시일 뿐 다른 변경 또는 변형된 구조의 길이조절구가 본 발명에 적용될 수 있다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 길이조절구(30)는 이웃하는 두개의 엘이지 부재들(20, 20) 사이에 배치되어 있다. 상기 길이조절구(30)는 케이싱(31), 보빈(32), 축(33), 탄성부재(34), 그리고, 스토핑 수단(35) 등을 포함한다.

상기 케이싱(31)의 양측에는 FPCB(10)의 입출입을 허용하는 개구부(312, 312)가 형성된다. 또한, 상기 보빈(32)은 상기 케이싱(31) 내에 설치된 축(33)에 대하여 회전가능하게 설치된다.

상기 보빈(32)에는 이웃하는 두 엘이디 부재들(20, 20) 사이에 있는 FPCB(10)의 일부가 감긴다. 이때, 상기 FPCB(10)는 상기 보빈(32)의 일방향 회전에 의해 양방향으로 풀어지도록 배치된다. 그와 같은 배치를 위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 FPCB(10)를 두겹으로 겹쳐 그 겹쳐진 부분을 상기 보빈(32)의 일 지점(320)에 고정하고, 그 두겹의 FPCB(10)를 상기 보빈(32)에 한 방향으로 감되, 한겹은 전술한 케이싱의 일측 개구부로 보내고 다른 한 겹은 전술한 케이싱의 타측 개구부로 보낸다. 그러나, 상기 겹져진 부분이 반드시 보빈(32)에 고정되어야 하는 것은 아니며, FPCB가 보빈에 두겹으로 감겨져서 그 보빈에서 한 겹씩 다른 방향으로 나누어 풀리는 것만으로 족하다. 도 4에서는 두겹의 FPCB(10)가 상기 보빈(32)에 1회 감긴 것으로 도시되어 있지만, 이는 도면의 쉬운 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것이 아님에 유의한다.

다시 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 상기 엘이디 부재(10)들 사이의 간격을 늘리기 위해, 상기 길이조절구(30)의 외측에서 상기 FPCB(10)를 양측으로 잡아당기면, 상기 FPCB(10)는 상기 길이조절구(30)의 양측으로 더 뻗어나가며, 이에 의해, 엘이지 부재(20, 20)들 사이의 FPCB(10) 길이 및 엘이지 부재(20, 20)들의 간격은 증가된다. 한편, 전술한 탄성부재(34)는 상기 FPCB(10)에 텐션 및 탄성 복원력을 제공하는 역할을 한다.

본 실시예에서, 상기 탄성부재(34)는, 코일형의 텐션 스프링으로서, 내측의 일단은 상기 축(33)에 고정되고, 외측의 타단은 상기 보빈(32)에 고정된다. 따라서, 상기 보빈(32)이 상기 FPCB(10)를 푸는 방향으로 회전하면, 상기 탄성부재(34)는 탄성적으로 압축되며, 이에 의해, 상기 FPCB(10)에는 텐션과 역방향으로의 탄성 복원력이 부여된다.

상기 스토핑 수단(35)은 상기 엘이디(20, 20)들 사이의 간격이 조절된 상태로 상기 FPCB(10)를 고정하여 주는 역할을 한다. 이 스토핑 수단(35)은, 외력이 가해진 경우에만, FPCB(10)의 이동 및 길이 조절을 허용하도록 구성된다. 이를 위해, 상기 스토핑 수단(35)은, 상기 보빈(32)의 하부에 연속적으로 형성된 다수의 래치(352; 두 개만이 도시됨)와, 상기 래치(352)들에 맞물리도록 상기 케이싱(31) 내벽에 탄성적으로 마련된 탄성 맞물림편(354)을 포함한다. 상기 래치(352)들과 상기 탄성 맞물림편(354)의 맞물림에 의해 상기 보빈(32)이 고정되므로, 상기 FPCB(10)는 길이 조절된 상태로 고정 유지될 수 있다.

상기 스토핑 수단(35)은, 상기 탄성 맞물림편(354)이 탄성적으로 변위될 때, 래치(352)와 탄성 맞물림편(354) 간의 맞물림이 해제되도록 되어 있다. 상기 FPCB(10)가 풀리는 방향으로는, 보빈(32)의 일방향 회전에 의해, 하나의 래치(352)와 탄성 맞물림편(354) 사이의 맞물림이 해제되고, 그 다음 래치(352)와 탄성 맞물림편(354) 사이의 맞물림이 이루어지도록 되어 있다.

반면, FPCB(10)가 보빈(32)에 감기는 방향으로는, 상기 탄성 맞물림편(354) 이 외력에 의해 크게 변위되어, 상기 탄성 맞물림편(354)과 상기 래치(352) 사이의 맞물림이 해제된다. 도 3b에 잘 도시된 바와 같이, 축(33)이 외부에서 버튼식으로 눌려지도록 구성되고, 그 축(33)이 상기 탄성 맞물림편(354)을 밀도록 구성되어, 상기 축(33)을 누르는 것, 그리고, 상기 탄성 맞물림편(354)의 변위에 의해, 상기 래치와 탄성 맞물림편(354)의 맞물림 해제가 이루어진다.

위에서 설명된 것과 다른 다양한 구조의 길이조절구가 본 발명에 적용될 수 있으며, 도 5는 길이조절구의 다른 예를 보여준다.

도 5를 참조하면, FPCB 또는 도선과 같은 배선 부재(10)가 길이조절구(30)에 구비된 두개의 보빈(32a, 32b)에 연속적으로 감겨 있다. 그리고, 두 보빈(32a, 32b) 사이에는 여유분의 길이를 갖고서 배선부재(10) 일부가 느슨한 상태로 존재한다. 따라서, 길이조절구(30)의 외부 양측에서 배선 부재(10)를 양 방향으로 당기면, 두 보빈(32a, 32b)이 서로 다른 방향의 회전되고, 이에 따라, 상기 배선부재(10)는 상기 여유분의 범위 내에서 양측으로 더 나아갈 수 있다. 이때, 상기 보빈(32a, 32b)들에 대하여 앞선 예에서 설명된 것과 같은 탄성부재 및/또는 스토핑 수단이 제공될 수 있다.

위에서 설명된 것들 외에도 다양한 구조의 길이조절구(30)가 본 발명에 적용될 수 있다는 것을 주목하여야 할 것이다.

도 6은 본 발명에 따른 선형 엘이디 모듈이 복잡한 형상의 채널형 엘이디 조명장치에 적용된 예를 보여준다.

도 6에 도시된 바와 같이, 채널형 조명장치는, "S"형의 옵틱 하우징(100)을 포함하며, 상기 옵틱 하우징(100) 내에는 선형 엘이디 모듈(1)이 상기 옵틱 하우징(100)의 형상에 대응되게 "S"형으로 장착되어 되어 있다. 상기 선형 엘이디 모듈(1)은 배선 부재(10)와, 상기 배선 부재(10)에 어레이된 복수의 엘이디 부재(20)와, 상기 엘이디 부재(20)들의 간격 조절을 위한 복수의 길이조절구(30)를 포함한다. 이때, 상기 엘이디 부재(20)들 사이의 여러 간격들은, 상기 옵틱 하우징(100)의 복잡한 형상에 따라, 다양하게 가변될 수 있다. 즉, 선형 엘이디 모듈(1)을 직선으로 배치하는 경우에 비해, 복잡한 선형으로 배치하는 경우가 각 엘이디 부재(20)들 사이의 간격들을 다양하게 변화시킬 필요가 있다. 상기 복수의 길이조절구(30)들 각각은 그것이 위치된 엘이디 부재(20)들 사이의 여러 간격들을 독립적으로 조절할 수 있으며, 따라서, 다양한 형상을 갖는 채널형 조명장치에 매우 잘 부합될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 선형 엘이디 모듈의 기본적인 구성을 설명하기 위한 도면.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 엘이디 모듈이 적용된 엘이디 조명장치를 도시한 부분 절개 평면도.

도 3a 및 도 3b는 엘이디 부재들 사이의 간격 조절에 이용될 수 있는 길이조절구의 한 예를 설명하기 위한 도면들.

도 4는 도 3a 및 도 3b에 도시된 길이조절구의 보빈에 배선 부재를 배치하는 방식을 설명하기 위한 도면.

도 5는 엘이디 부재들 사이의 간격 조절에 이용될 수 있는 길이조절구의 한 예를 설명하기 위한 도면.

도 6은 본 발명에 따른 선형 엘이디 모듈이 복잡한 형상의 채널형 조명장치에 적용된 예를 보여주는 부분 절개 평면도.

Claims (10)

1. 유연성을 갖는 기다란 배선 부재;

   상기 배선 부재에 어레이되는 복수의 엘이디 부재들; 및

   상기 엘이디 부재들의 간격 조절을 위해, 상기 배선 부재의 일부를 입출 가능하게 보유하는 길이조절구를 포함하고, 상기 길이조절구는,

   케이싱;

   상기 배선 부재 일부가 감기는 보빈;

   축부재;

   상기 보빈이 상기 축부재를 회전축으로 회전하여 압축 또는 복원되는 탄성부재; 및

   외력이 가해질 때, 상기 탄성부재가 압축된 상태로 상기 보빈을 정지시키는 스토핑 수단을 포함하며, 상기 스토핑 수단은,

   상기 보빈의 하부에 연속적으로 형성된 둘 이상의 래치; 및

   상기 둘 이상의 래치에 맞물리도록 상기 케이싱 내벽에 탄성적으로 마련된 탄성 맞물림편을 포함하며,

   상기 길이조절구는 이웃하는 엘이디 부재들 사이에서 상기 배선부재의 양방향 입출을 허용하되, 상기 배선부재의 일부는 상기 보빈의 일방향 회전에 의해 양방으로 풀어지도록 배치된 선형 엘이디 모듈.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서, 상기 배선 부재는 상기 복수의 엘이디 부재들이 탑재되는 FPCB를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 엘이디 모듈.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 배선 부재는 상기 복수의 엘이디 부재들을 연결하는 도선들을 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 엘이디 모듈.
5. 삭제
6. 삭제
7. 선형 엘이디 모듈과, 상기 선형 엘이디 모듈이 길게 배치되는 옵틱하우징을 포함하는 엘이디 조명장치에 있어서, 상기 선형 엘이디 모듈은,

   유연성을 갖는 기다란 배선 부재;

   상기 배선 부재에 어레이되는 복수의 엘이디 부재들; 및

   상기 엘이디 부재들의 간격 조절을 위해, 상기 배선 부재의 일부를 입출 가능하게 보유하는 길이조절구를 포함하고, 상기 길이조절구는,

   케이싱;

   상기 배선 부재 일부가 감기는 보빈;

   축부재;

   상기 보빈이 상기 축부재를 회전축으로 회전하여 압축 또는 복원되는 탄성부재;

   외력이 가해질 때, 상기 탄성부재가 압축된 상태로 상기 보빈을 정지시키는 스토핑 수단을 포함하며, 상기 스토핑 수단은,

   상기 보빈의 하부에 연속적으로 형성된 둘 이상의 래치;

   상기 둘 이상의 래치에 맞물리도록 상기 케이싱 내벽에 탄성적으로 마련된 탄성 맞물림편을 포함하며,

   상기 길이조절구는 이웃하는 엘이디 부재들 사이에서 상기 배선부재의 양방향 입출을 허용하되, 상기 배선부재의 일부는 상기 보빈의 일방향 회전에 의해 양방으로 풀어지도록 배치된 엘이디 조명장치.
8. 삭제
9. 청구항 7에 있어서, 상기 배선 부재는 상기 복수의 엘이디 부재들이 탑재되는 FPCB를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
10. 청구항 7에 있어서, 상기 배선 부재는 상기 복수의 엘이디 부재들을 연결하는 도선들을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.

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