KR20220013156A - 항균조명 led 등기구 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 UV405 LED 모듈로부터 발산된 빛과 백색 LED 모듈로부터 발산된 빛을 분리하도록 UV 반사체를 설치하도록 하여 UV405 LED모듈로부터 발산된 빛이 외부에서 청색 빛을 볼 수 있도록 하며, UV405 LED 모듈 빛의 살균력을 계속 유지할 수 있도록 하는 것이다.

Description

항균조명 LED 등기구{Antibacterial LED light}
본 발명은 자외선(UV:ultraviolet) 및 가시광선을 동시에 출사하는 살균 및 조명장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인체에 안전하면서도 살균효과가 있는 장파장대인 중심파장이 405nm인 401~410 nano meter 파장의 UV를 출사하는 LED (이하, ‘LED’라 함)들과 가시광선을 출사하는 LED들을 혼합하여 살균 및 조명을 위한 항균조명 LED 등기구에 관한 것이다.
등록특허공보 제10-1338130호(발명의 명칭: 실내공기 살균기능을 겸비한 조명장치, 그리고 실내 공기 살균 및 조광방법)(이하, ‘종래기술’이라 함)는 조명 장치가 실내에 사람이 존재하는지 감지하고, 해당 감지 결과 실내에 사람이 존재하지않는 경우, 조명 장치가 내부로 인입된 공기에 UV-A(320~360nm), UV-B(280~320nm) 또는 UV-C(250~280nm) 중 하나 이상의 파장의 자외선을 조사하여 실내로 배출하고, 실내로의 조명광 조사를 중단하며, 해당 감지 결과 실내에 사람이 존재하는 경우, 조명 장치가 자외선 조사를 중단하거나 내부로 인입된 공기에 UV-A(320~360nm) 파장의 자외선을 조사하여 실내로 배출하고, 실내로 조명광을 조사하는 동작을 수행하며, 이를 통해, 실내에 사람이 존재하는지 여부에 따라, 살균을 위해 조사하는 자외선의 파장을 달리하거나 자외선 조사 여부를 결정함으로써, 자외선의 유해성으로부터 사용자를 보호하도록 하는 구성이 개시되어 있다.
그러나, 이러한 종래기술은 물체에 직접 자외선을 조사하지 않고, 간접적으로 물체에 조사하기 때문에 자외선의 살균효과가 미미하고, 장치만 복잡한 구조를 이루고 있다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로 UV 405 LED를 백색광을 출사하는 일반 LED들과 같이 배열함으로써 살균 대상물에 직접 UV가 조사됨으로써 살균효과를 증진시키기 위한 것이다.
또한 본 발명은 UV 405 LED로부터 출사되는 UV가 일반 LED들과 혼합되지 않도록 하는 UV 발산각 제한판을 설치하도록 함으로써 확산판 내에 UV에 의하여 특정한 색이 나타나도록 하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 해결과제들은 실시예를 설명하는 과정에서 기술하기로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 케이스; 상기 케이스 내부에 수평으로 설치되는 회로기판; 상기 회로기판의 일면에 UV-405 LED 모듈들과, 상기 UV-405 LED 모듈들과 상기 회로기판의 일면에 상기 UV-405 LED 모듈들과 분리되어 설치되는 백색 LED 모듈들; 상기 회로기판으로부터 수직으로 설치되되 UV-405 LED 모듈들로부터 발산되는 빛이 내면에서 반사되고 외부로 발산되지 않도록 하는 관체 형상으로 이루어진 UV 반사체를 포함하는 것이다.
또한 본 발명에서 상기 UV 반사체의 내측면은 알루미늄 증착이 이루어진 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 케이스에는 일단면에는 확산판이 설치되고, 상기 UV-405 LED 모듈들로부터 발산되는 빛은 상기 확산판의 중심에 청색으로 표출되는 것이 바람직하다.
상기 과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면 UV-405 LED 모듈들로부터 발산된 빛이 UV 반사체에 의하여 백색 LED들로부터 발산된 빛과 중첩되지 않도록 함으로써 UV-405 LED 모듈들로부터 발산된 빛의 살균력을 감소시키지 않게 되어 항균효과를 증진시킨다.
또한 UV 반사체에 의하여 UV-405 LED 모듈들로부터 발산된 청색 빛을 백색 LED들의 빛과 중첩되지 않도록 함으로써 외부에서 등기구를 볼 때 청색 빛이 표출되도록 함으로써 자외선 살균이 이루어짐을 인식할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 적용되는 UV 405 LED의 파장영역을 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예의 LED 등기구의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예인 항균조명 LED 등기구의 조명촬영사진이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 분해사시도이다.
도 5는 도 4의 A-A’선의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 도 4의 실시예의 확산판의 촬영사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명에 적용되는 UV 405 LED의 파장영역을 나타내는 그래프이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 자외선은 100~280 nm의 UV-C, 289~320 nm의 UV-B, 320~400nm의 UV-C 타입으로 분류하고 있으나, 이러한 자외선은 살균력을 갖고 있으며 265nm를 중심으로 가장 강한 살균력을 갖으며, 310nm를 초과하는 자외선은 약한 살균력을 갖는다. 그러나 UV-C가 아닌 자외선과 가시광선의 경계영역인 405nm 파장인 속칭 ‘’는 인체에 해가 없지만 살균력을 갖는다(https://blog.naver.com/illumino2019/222030392516).
살균은 세균 속 포피린(porphyrin)이라는 물질이 햇빛 속 특정 가시광선 파장과 반응하여 세균의 세포를 파괴하는 "포피린반응분해"가 원인이며, 405nm는 포피린과 크게 반응하는 파장으로, 포피린반응분해를 강하게 일으키게 된다. 이러한 원리로 살균력을 갖는 405nm는 가시광 영역에 포함되기 때문에 사람을 포함한 생명체에게 노출하여도 무해하게 살균 효과를 가질 수 있다는 장점이 있다. 하지만, UV-C 파장에 비해 약한 살균력을 가지고 있기 때문에 살균을 위해서 상당한 시간과 광량이 필요하다는 단점이 있다. 따라서 조명 및 살균 목적으로 LED 등기구를 제조하기 위해서는 다수개의 UV-405 LED와 일반 가시광선 백석 LED들을 혼용하여 제작하게 된다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예의 LED 등기구의 사시도이다.
도 2에 LED 등기구(100)는 하부가 개방된 원통형상의 케이스(101)의 내부에는 복수개의 UV-405 LED 모듈(105) 와 백색 LED 모듈(115)들이 설치된 회로기판(102)과, UV-405 LED 모듈(105), LED 모듈들(115)을 점등시키기 위한 전기회로와 방열구조(미도시)가 설치된다. 또한 케이스(101)의 일단면에는 반투명의 확산판(103)이 설치된다. 이때 UV-405 LED 모듈(105)들은 원판형상의 회로기판(102)의 중앙을 중심으로 동심원상으로 중앙에 인접하게 배치되게 되고, 백색 LED 모듈(115)들은 UV-405 LED 모듈(105)들의 외측에 배치되게 된다. 이때 UV-405 LED 모듈(105)로부터 발산되는 빛은 개별적으로 볼 때 청색을 띄게 되지만, 사용자가 외부에서 확산판을 보게 되는 경우에는 단순히 한가지의 색상인 백색만을 보게 된다.
도 2에 도시된 UV-405 LED 모듈(105)의 배치는 회로기판(102)의 중심에 군집되게 배치되어 있고, 백색 LED 모듈(115)들은 UV-405 LED 모듈(105)과 분리되어 UV-405 LED 모듈(105)의 외측에 동심원상으로 배치되어 있으나, 이는 하나의 예시적인 것으로 다양한 형태로 배열될 수 있다. 격자무늬형상으로 4각형 영역에 UV-405 LED 모듈(105)들이 설치되고, 연속되는 4각형 영역에는 백색 LED 모듈(115)들이 설치될 수 있다.
이와 같이 UV-405 LED 모듈(105)과 백색 LED 모듈(115)의 배치는 다양하게 이루어질 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예인 항균조명 LED 등기구의 조명촬영사진이다.
UV-405 LED 모듈(105)로부터 발산된 빛은 독자적으로는 청색을 뜨게 되지만 백색 LED 모듈(115)들에 비하여 빛의 세기가 약하고, 회로기판의 중심에 설치되어 설치된 모듈의 개수가 일반 백색 LED 모듈(115)들에 비교하여 적고, 백색 LED 모듈(115)에는 UV-405 파장이 이미 포함되어 있기 때문에 UV-405 LED 모듈(105)과 백색 LED 모듈(115)의 중첩된 빛은 백색을 띄게 되고, 확산판을 통하여 발산되는 빛은 백색이 주류를 이루게 되어 확산판 외부에서 확산판을 촬영하게 되면 도 2의 사진과 같다.
또한 UV-405 LED 모듈(105)과 백색 LED 모듈(115)을 혼합될 때 UV-405 LED 모듈로부터 발산되는 자외선은 파장변이가 발생하게 되어 살균효과가 감소되게 된다.
또한 도 2, 도 3에 도시된 항균조명 LED 등기구는 살균효과를 갖으며, 조명장치를 갖추고 있으나, 사용자는 백색만을 보게되므로 살균효과가 발생되고 있는지에 대하여 의구심을 갖게 된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 분해사시도이고, 도 5는 도 4의 A-A’선의 단면도이고, 도 6은 본 발명의 도 4의 실시예의 확산판의 촬영사진이다.
도 4, 5에 도시된 본 발명의 실시예는 UV-405 LED 모듈들로부터 발산된 빛을 내측으로 반사시키도록 회로기판에 수직으로 설치된 원통형상의 UV 반사체가 설치된 점을 제외하고는 도 2에 도시된 실시예와 동일하고, 동일한 구성에 대하여는 동일부호를 부여하고 설명을 생략한다.
도 4, 5에 도시된 실시예에서 원판형상의 회로기판(102)의 중앙점을 중심으로 동심원상으로 UV-405 LED 모듈(115)들이 군집되게 설치되고, UV-405 LED 모듈(115)들의 외측에 UV-405 LED 모듈(115)들과 분리되게 백색 LED 모듈(115)들이 설치되고, UV-405 LED 모듈(115)들과 백색 LED 모듈(115)들 사이에는 회로기판(102)에 대하여 수직으로 원통형상의 관체로 이루어진 UV 반사체(110)이 설치된다.
따라서 UV-405 LED 모듈(115)들로부터 발산된 빛은 UV 반사체(110)의 내측면에 반사되어 UV-405 LED 모듈(115)들로부터 발산된 빛은 결국 확산판(103)의 중앙을 중심으로 원판형상의 푸른색을 띄게 되고, 결국 외부에서 확산판(103)을 촬영하게 되면 도 6과 같은 영상을 형성하게 된다.
이때 UV 반사체(110)은 도 4, 5에 도시된 바와 같이 길이를 갖는 원통형상으로 형성되되 한쪽은 회로기판에 설치되고, 확산판 쪽을 향하는 다른 쪽은 개방되도록 하여 UV-405 LED 모듈(115)들로부터 발산된 빛을 확산판 쪽으로 반사시킨다. 이때 반사효율을 높이기 위하여 UV 반사체(110)의 내측면(1101)은 알루미늄 증착이 이루어진 상태로 설치되도록 하는 것이 바람직하다.
또한 UV 반사체(110)의 형태는 원통형태로 국한되는 것이 아니라 405 LED 모듈(115)들이 설치된 형태에 따라서, 즉 사각형면에 설치된다면 4각 원통형상으로 이루어질 수 있음은 당연하다 할 수 있다.
또한 UV-405 LED 모듈(105)과 백색 LED 모듈(115)들의 배치는 격자무늬 형상으로 이루어질 수 있으며, UV-405 LED 모듈(105)들로부터 발산된 빛을 외부로 방출되지 않도록 하기 위하여 관체, 바람직하기로는 4각관체로 이루어진 UV 반사체가 다수개 설치된다.
또한 UV-405 LED 모듈(105)의 배치는 다양하게 이루어질 수 있고, UV 반사체는 UV-405 LED 모듈(105)들로부터 발산되는 빛을 확산판에 가이드하기 때문에 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
100: LED 등기구
101: 케이스
102: 회로기판
103: 확산판
105: UV-405 LED 모듈
110: UV 반사체
115: 백색 LED 모듈

Claims (3)

  1. 케이스;
    상기 케이스 내부에 수평으로 설치되는 회로기판;
    상기 회로기판의 일면에 설치되는 UV-405 LED 모듈들과, 상기 회로기판의 일면에 상기 UV-405 LED 모듈들과 분리되어 설치되는 백색 LED 모듈들;
    상기 회로기판으로부터 수직으로 설치되되 UV-405 LED 모듈들로부터 발산되는 빛이 내면에서 반사되고 외부로 발산되지 않도록 하는 관체 형상으로 이루어진 UV 반사체를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균조명 LED 등기구.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 UV 반사체의 내측면은 알루미늄 증착이 이루어진 것을 특징으로 하는 항균조명 LED 등기구.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 케이스의 일단면에는 확산판이 설치되고, 상기 UV-405 LED 모듈들로부터 발산되는 빛은 상기 확산판의 중심에 청색으로 표출되는 것을 특징으로 하는 항균조명 LED 등기구.
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