KR101797480B1 - 조명 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 조명 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LED를 사용한 간접 조명 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시 형태에 따른 조명 장치는, 기판과 상기 기판의 일 면에 배치된 LED를 포함하는 광원부; 속이 빈 원통형이고, 상부 개구와 하부 개구를 가지며, 상기 광원부의 기판의 다른 일 면이 접하는 내부 곡면을 포함하는 방열체; 상기 방열체의 상부 개구에 배치되고, 상기 방열체의 내부에 배치되어 상기 광원부의 LED에서 방출되는 광을 반사시키는 반사체를 포함하는 내면을 갖는 상판; 상기 방열체의 하부 개구에 배치되고, 상기 반사체에서 반사된 광들이 통과하는 광 출사개구를 가지며, 상기 광 출사개구에 설치된 렌즈를 포함하는 하판; 및 속이 빈 원통형이고, 상기 광원부와 상기 반사체 사이에 배치되고, 상기 반사체를 둘러싸고, 하단부가 상기 하판에 결합되고, 상단부가 상기 상판의 내면에 결합되고, 상기 LED로부터의 광을 확산하여 상기 반사체로 입사시키는 광학체;를 포함한다.

Description

조명 장치{LIGHTING APPARATUS}
본 발명은 조명 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LED를 사용한 간접 조명 장치에 관한 것이다.
LED(light emitting diode)는 전기 에너지를 빛 에너지로 변환하는 에너지 소자로서, 백열전구에 비해 변환 효율이 높고 소비전력이 적으며 수명이 길다는 장점이 있다. 이러한 장점이 널리 알려짐에 따라, 현재 LED를 이용한 조명 장치에 대한 관심이 높아지고 있다. 그리고 이러한 관심을 반영하여 조명 분야의 기업들에서는 LED를 사용한 조명 장치들을 출시하고 있다.
LED를 사용하는 조명 장치는 크게 직접 조명 장치와 간접 조명 장치로 나눌 수 있다. 직접 조명 장치는 LED에서 방출된 빛의 경로가 변경되지 않고 출사되는 조명 장치를 의미하고, 간접 조명 장치는 LED에서 방출된 빛의 경로가 반사 수단 등을 통해 변경되어 출사되는 장치를 의미한다. 간접 조명 장치는 직접 조명 장치에 비해, LED에서 방출되는 강한 빛을 어느 정도 감쇠시켜주어 사용자의 눈을 보호하는 장점이 있다.
본 발명은 LED를 이용한 간접 조명 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 LED의 광학 특성을 향상시킬 수 있는 조명 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 조명 장치는, 기판과 상기 기판의 일 면에 장착된 LED를 갖는 광원부; 속이 빈 원통형으로서 상부 개구와 하부 개구를 가지며, 내부 곡면에 상기 광원부의 기판의 다른 일 면이 접하는 방열체; 상기 방열체의 상부 개구를 막고, 상기 방열체의 내부에 설치되어 상기 광원부의 LED에서 방출되는 광을 상기 하부 개구로 반사시키는 반사체를 갖는 상판; 및 상기 방열체의 하부 개구에 설치되며, 상기 반사체에서 반사된 광들이 통과하는 광 출사개구를 가지며, 상기 광 출사개구에 설치된 렌즈를 갖는 하판;을 포함한다.
여기서, 상기 하판의 렌즈는 입사되는 광을 확산하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 하판의 렌즈는 입사되는 광을 집광하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 하판의 렌즈는 반구형 렌즈인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 하판의 렌즈는 적어도 하나 이상의 형광체를 포함하여 입사되는 광을 백색광으로 변경시키는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 반사체는 원뿔형인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 원뿔형 반사체의 원뿔면은 내부 방향으로 만곡된 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 조명 장치를 사용하면, LED의 광학 특성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 조명 장치의 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 조명 장치의 정면도,
도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 조명 장치의 분해 사시도.
도 4는 도 1에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 조명 장치의 단면 사시도.
도 5는 도 3에 도시된 조명 장치에 포함되는 렌즈들의 사시도.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 따른 조명 장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 조명 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 조명 장치의 정면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 조명 장치의 분해 사시도, 도 4는 도 1에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 조명 장치의 단면 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 형태에 따른 조명 장치는 상판(110), 복수의 광원부(120)들, 광학체(130), 방열체(140), 하판(150) 및 커버(160)를 포함할 수 있다.
상판(110)은 방열체(140)의 상부 개구를 덮도록 설치되어 방열체(140) 내부에서 발생된 광이 밖으로 빠져나가지 못하게 한다. 상판(110)은 외면(111)과 내면(113)으로 구성된다. 상판(110)의 외면(111)은 일반적인 플랫(flat)한 형상을 갖는다.
상판(110)의 내면(113)은 복수의 광원부(120)들로부터 입사된 광을 광 출사경로(도 2에서의 아래 방향)으로 반사하기 위한 반사체를 포함한다.
좀 더 구체적으로 내면(113)의 구조는, 도 4에 도시된 바와 같이, ‘원뿔형 반사체’로 구성된다. 여기서, 이하 본 명세서 상에서 ‘원뿔형’이란 기하하적으로 완벽한 원뿔뿐만 아니라, 도 4에 도시된 바와 같이, 원뿔면이 원뿔의 안쪽 방향으로 활처럼 굽은 만곡된 형태를 포함한다. 뿐만 아니라 원뿔면이 원뿔의 바깥쪽 방향으로 만곡된 형태도 포함할 수 있음은 당연하다.
상판(110)의 외면(111)이 방열체(140)의 상부 개구를 덮으면, 원뿔형 반사체를 갖는 내면(113)은 방열체(140)의 내부 공간에 삽입되어 위치할 수 있다.
광원부(120)은 LED(121)와 상기 LED(121)가 장착된 기판(123)을 포함한다. 여기서, 광원부(120)는 LED(121)가 장착되지 않은 기판(123)의 일 면과 접하는 방열판(125)을 더 포함할 수 있다.
방열판(125)의 일 면은 기판(123)의 다른 일 면과 접하고, 다른 일 면은 방열체(140)의 내면과 접한다. 따라서, 방열판(125)은 LED(121)로부터의 열을 일부 방열함과 나머지 열을 방열체(140)로 전달할 수 있다.
또한, 방열판(125)은 방열체(140)의 내부 곡면에 장착될 수 있는 구조를 갖는다. 좀 더 구체적으로, 방열판(125)은 방열체(140)의 안착홈(143)에 끼워져 방열체(140)의 내면에 장착될 수 있다.
복수의 광원부(120)들은 방열체(140)의 내부 곡면에 장착된다. 따라서 복수의 광원부(120)들의 배열은 방열체(140)의 내부 곡면 형상에 따른다. 도면에서, 방열체(140)는 속이 빈 원통형이므로, 복수의 광원부(120)들은 원형으로 배열되며, 원통형 방열체(140)의 내부 중심으로 빛을 방출할 수 있다.
광학체(130)는 방열체(140) 내의 복수의 광원부(120)들과 상판(110)의 내면(113)의 원뿔형 반사체 사이에 배치되어 복수의 광원부(120)들로부터 방출된 청색광을 백색광으로 변환할 수 있다. 이 경우 광학체(130)는 적어도 하나 이상의 형광체를 포함하는 PLF(Photo Luminescent Film)인 것이 바람직하다. 여기서, PLF는 입사되는 광의 연색 지수(Color Rendering Index, CRI)를 높여 백색광으로 변화시키는 필름을 말한다. 여기서, PLF로서의 광학체(130)는 입사되는 광을 확산시키는 기능을 가질 수 있다.
한편, 광학체(130)는 방열체(140) 내의 복수의 광원부(120)들과 상판(110)의 내면(113)의 원뿔형 반사체 사이에 배치되어 복수의 광원부(120)들로부터 방출된 백색광을 확산시킬 수 있다. 이 경우 광학체(130)는 일반적인 확산판인 것이 바람직하다.
PLF 또는 확산판으로서의 광학체(130)는 방열체(140)의 형상에 따라 상부 개구와 하부 개구를 갖는 원통형인 것이 바람직하다. 이 경우 광학체(130)의 하부 개구를 정의하는 밑단이 하판(150)의 고정홈(151)에 수용될 수 있다. 광학체(130)가 하판(150)의 고정홈(151)에 끼워지면, 광학체(130)는 방열체(140)의 내부에 견고하게 고정 설치될 수 있다.
방열체(140)는 상부 개구와 하부 개구를 갖는 속이 빈 원통형이다. 이러한 원통형 방열체(140)는 외면과 내면으로 구성된다.
방열체(140)의 외면은 복수의 방열핀(141)들과 연결된다. 복수의 방열핀(141)들 각각은 방열체(140)의 외면으로부터 바깥쪽 방향으로 연장된다.
방열체(140)의 내면, 즉 내부 곡면에는 복수의 광원부(120)들이 장착된다. 이를 위해, 방열체(140)의 내면은 복수의 광원부(120)들이 각각 장착되기 위한 안착홈(143)을 갖는다.
방열체(140)의 안착홈(143)의 바닥면은 광원부(120)의 방열판(125)의 다른 일 면과 면 접촉하기 위해, 플랫(Flat)하도록 형성되는 것이 바람직하다. 안착홈(143)의 바닥면이 플랫하면, 방열판(125)과 완벽하게 면 접촉할 수 있고, 이에 따라 방열 특성이 향상될 수 있다.
방열체(140)의 상부 개구는 상판(110)에 의해 밀폐된다. 방열체(140)의 하부 개구는 하판(150)에 의해 막히지만, 하판(150)의 광 출사개구(153)에 의해 밀폐되지는 않는다.
방열체(140), 상판(110) 및 하판(150)에 의한 내부 공간에는 상판(110)의 내면(113)의 원뿔형 반사체와 광학체(130)가 설치된다.
하판(150)은 앞서 설명한 바와 같이, 안전판으로서의 기능을 담당한다. 이러한 하판(150)은 광 출사경로 상에 설치되는데, 구체적으로 하판(150)은 방열체(140)의 하부 개구에 설치되며, 플랫(flat)한 판 형상을 갖는다.
이러한 하판(150)은 광학체(130)를 고정시키기 위한 고정홈(151)을 가지며, 상판(110)의 내면(113)의 원뿔형 반사체에서 반사된 광이 통과하기 위한 광 출사개구(153)를 갖는다. 광 출사개구(153)은 엣지부(155)에 의해 정의된다.
커버(160)는 하판(150)의 광 출사개구(153)를 통과하는 광을 광 출사경로(도 4에서의 아래 방향)로 한 번 더 모아준다. 이러한 커버(160)는 상측부(161), 하측부(163) 및 집광부(165)를 포함할 수 있다.
커버(160)의 상측부(161)는 커버(160)의 상부 개구를 정의하고, 하판(150)의 엣지부(155)에 끼워져 고정될 수 있는 구조를 갖는다.
커버(160)의 하측부(163)는 커버(160)의 하부 개구를 정의한다. 하측부(163)의 최외각 원주는 상기 상측부(161)의 최외각 원주보다 큰 것이 바람직하다. 즉, 커버(160)의 하부 개구가 커버(160)의 상부 개구보다 큰 것이 바람직하다.
커버(160)의 집광부(165)는 하판(150)의 광 출사개구(153)를 통해 출사되는 광을 광 출사경로로 모아주기 위해 커버(160)의 외측방향으로 만곡된 형상을 갖는 것이 바람직하다.
도 5는 도 3에 도시된 조명 장치에 포함되는 렌즈들의 사시도이다.
도 5에 도시된 여러 렌즈들(171, 173, 175) 각각은 도 3에 도시된 하판(150)의 광 출사개구(153)에 설치된다. 이러한 렌즈들(171, 173, 175) 각각이 하판(150)의 광 출사개구(153)에 설치되면, 광원부(120)의 LED(121)에서 방출되어 원뿔형 반사체에 의해 반사된 광들을 광학적으로 변형시킬 수 있다. 예를 들면, 하판(150)의 광 출사개구(153)으로 입사되는 광을 확산하거나 집광할 수 있다.
도 5에서 제일 위에 도시된 제 1 렌즈(171)는 반구형 렌즈로서, 반구면이 상판(110)의 내면(113)의 원뿔형 반사체와 마주보도록 설치된다.
도 5에서 중간에 도시된 제 2 렌즈(173)도 제 1 렌즈(171)와 마찬가지로 반구형 렌즈이나, 반구면이 커버(160)의 하부 개구쪽 방향으로 설치된다.
도 5에서 제일 밑에 도시된 제 3 렌즈(175)는 소정의 두께를 갖는 플랫한 렌즈이다. 상기 제 3 렌즈(175)는 내부에 소정의 패턴이 포함되어 입사되는 광을 확산 또는 집광할 수 있다. 또한, 제 3 렌즈(175)는 내부에 적어도 하나 이상의 형광체를 포함하여 입사되는 광을 백색광으로 변경할 수 있다.
이상에서 실시 형태들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 형태에 포함되며, 반드시 하나의 실시 형태에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 형태에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 형태들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 형태들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시 형태를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 형태의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 형태에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 상판
120: 광원부
130: 광학체
140: 방열체
150: 하판
160: 커버
170: 렌즈

Claims (8)

  1. 기판과 상기 기판의 일 면에 배치된 LED를 포함하는 광원부;
    속이 빈 원통형이고, 상부 개구와 하부 개구를 가지며, 상기 광원부의 기판의 다른 일 면이 접하는 내부 곡면을 포함하는 방열체;
    상기 방열체의 상부 개구에 배치되고, 상기 방열체의 내부에 배치되어 상기 광원부의 LED에서 방출되는 광을 반사시키는 반사체를 포함하는 내면을 갖는 상판;
    상기 방열체의 하부 개구에 배치되고, 상기 반사체에서 반사된 광들이 통과하는 광 출사개구를 가지며, 상기 광 출사개구에 설치된 렌즈를 포함하는 하판; 및
    속이 빈 원통형이고, 상기 광원부와 상기 반사체 사이에 배치되고, 상기 반사체를 둘러싸고, 하단부가 상기 하판에 결합되고, 상단부가 상기 상판의 내면에 결합되고, 상기 LED로부터의 광을 확산하여 상기 반사체로 입사시키는 광학체;
    를 포함하는 조명 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하판의 렌즈는 입사되는 광을 확산하거나 집광하며,
    상기 하판은 상기 광학체의 하단부를 고정하는 고정홈을 가지며,
    상기 반사체는 원뿔형인 조명 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광학체는 상기 LED로부터의 광을 백색광으로 변환하며,
    상기 하판의 렌즈는 적어도 하나 이상의 형광체를 포함하여 입사되는 광을 백색광으로 변경시키며,
    상기 반사체의 원뿔면은 내부 방향으로 만곡된 조명 장치.
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