WO2010117210A2 - 넓고 균일한 배광을 가지는 ｌｅｄ 조명 - Google Patents

넓고 균일한 배광을 가지는 ｌｅｄ 조명 Download PDF

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    • F21Y2115/20—Electroluminescent [EL] light sources

Definitions

  • the present invention relates to LED lighting, and more particularly to LED lighting having a wide and uniform light distribution.
  • LED (Light Emitting Diode) illumination is an illumination device using LED which emits light having a predetermined wavelength by supply of electricity.
  • LEDs have been used for signs of advertising, indoor and outdoor interiors, etc. in place of conventional lightings as their light emission lifespan increases.
  • LED lighting devices have been developed to replace the fluorescent lamps are widely used as indoor lighting.
  • currently developed LED lighting devices still do not show suitable light distribution characteristics as lighting.
  • the light distribution curve is a curve representing the intensity of light in a plane including a light source as a function of direction, and is usually represented using a polar coordinate system with the light source as the origin, and well reveals the characteristics of the lighting device.
  • an open fluorescent lamp as shown in Figure 1, a wide and uniform good light distribution is made.
  • FIG. 2 is a view showing a perspective view of the LED light and the light path emitted according to the prior art
  • Figure 3 is a view showing the light distribution curve of the LED light shown in FIG.
  • the LED light 1 is accommodated in the back box 5 and the printed circuit board (PCB) 2 on which the LED 3 is mounted, and the light emitting part 4 diffused through the light emitted from the LED 3. Include.
  • PCB printed circuit board
  • the length of the arrow indicating the direction of light emitted from the LED 3, which is a light source, is shown corresponding to the intensity of the light emitted from the LED 3.
  • Light from the LED 3 is emitted radially.
  • the light L1 in the downward direction is the strongest and the light L2 near the side or near the light box 5 is due to the beam angle from the LED 3 and the area occupied by the light box 5.
  • the light emitting area of (3) is limited and its intensity is relatively weak.
  • the illuminance of the irradiation surface is determined according to the distance between the light source and the irradiation surface, the illuminance of the irradiation surface is reduced in proportion to the square of the distance. Therefore, when considering the plane spaced apart from the light source, the point located in the waterline from the light source and the other point is different from the light source, so the illuminance is different.
  • the light distribution of the general LED light 1 has a high luminous intensity based on 0 degree and the illumination intensity of the irradiated light varies according to the angle of divergence because the distance from the light source is large depending on the divergence angle.
  • the illuminance of the irradiated surface becomes uneven. That is, the light emitted from the LED light 1 has a light distribution in the form of a sphere while having the largest luminous intensity in the vertical direction with respect to the LED 3 as a whole.
  • the PCB 2 is implemented in a plane, and the LED 3 mounted thereon also emits light in a horizontally arranged state along the surface of the PCB 2. Therefore, in the conventional LED lighting, even if the output light passes through the light-transmitting part 4 including the diffusing member, the overall light distribution is spatially spherical while having the largest luminance in the vertical direction with respect to the LED lighting 1 as described above. There is a problem with.
  • the present invention is to provide an LED light having a wide and uniform light distribution so as to uniformly irradiate a large area.
  • the present invention is to provide a LED light having a wide and uniform light distribution that can be easily and inexpensively used in the conventional facility because it is detachable to a conventional back box in the room, such as homes, offices.
  • the principle of the present invention is to widen the light distribution by forming a predetermined angle in the light transmitting part using the property that the average emission direction of the diffused light spreading through the light transmitting part in the flat or tube-shaped LED light toward the normal direction of the light emitting surface In order to make it even, and to reinforce it further, it is to adjust the angle of the PCB in which the LED is mounted in the direction of the light emitting surface.
  • a plurality of LEDs for emitting light are mounted, the surface of the PCB is mounted opposite to the surface on which the LED is mounted, and a predetermined angle is formed so that the light emitted from the LED corresponds to each other at a predetermined angle.
  • an LED light having a wide and uniform light distribution, including a light transmitting portion for diffusing in the other main light distribution direction, a PCB support for supporting the PCB, and a power supply means for supplying power to the LED.
  • the side surfaces of the cross section of the light-transmitting part are formed at an angle of 45 degrees to 175 degrees, and the PCB has a predetermined angle formed so that the LED emits the light in different directions, and a smaller angle of the angle formed by the PCB is 45 degrees. To 180 degrees.
  • the plurality of LEDs mounted on different surfaces of the PCB are arranged in a zigzag form with each other, the PCB support portion is formed with a predetermined angle parallel to the PCB, the power supply means is located in the groove formed by bending the PCB support portion.
  • the smaller angle of the angle formed by the PCB may be 45 degrees to 180 degrees.
  • the PCB supporter may include a first support arm accommodated in the transmissive part and protrude in one direction to support the PCB, and a second support arm accommodated in the transmissive part and protrude in the other direction to support the PCB.
  • one surface of the light transmitting portion may be an arc
  • the coupling portion between the side surfaces of the light emitting portion may be an arc shape
  • the side surface of the light emitting portion may have an arc shape having a concave direction facing the PCB
  • the cross section of the light transmitting portion may have a triangular or trapezoidal shape.
  • polygons including rectangles and pentagons.
  • the LED includes a blue spectrum
  • the light-transmitting part includes a phosphor for controlling the color temperature by converting the wavelength of the light of the LED
  • the PCB includes three or more sides
  • the luminance of the LED mounted on the PCB in both directions is both sides. It may be greater than the brightness of the LED mounted on the PCB in all directions located between the PCB in the direction.
  • the light transmitting part may be formed of a polymer material or glass, and at least one surface of one side and the other surface of the light transmitting part may have roughness or the light transmitting part may further include a diffusion member for diffusing the LED light.
  • the light transmitting unit may further include one or more diffusion sheets or prism sheets to be coupled to any one or more of one surface and the other surface.
  • the light-transmitting portion is formed of a polymer material or glass, at least one of one surface and the other surface is coupled to any one or more of the one surface and the other surface of the base surface and the base surface on which the pattern is formed to induce the diffusion of the LED light It may comprise a diffusion sheet.
  • the transmittance of the light transmission unit may be 30% to 88%
  • the haze of the light transmission unit may be 42% to 99.8%
  • the distance between adjacent LEDs of the plurality of LEDs may be 1mm to 125mm.
  • the length of one side of the LED may be 2mm to 9mm or the length of the diameter of the LED may be 2mm to 25mm.
  • the light-transmitting unit may be formed as a diffusion plate including a diffusion member therein for diffusing light emitted from the LED, in which case the diffusion member is formed of a polymer or oxide-based, or a glass, foamed microcell It may be formed into an embedded foam diffusion structure.
  • the angle formed by the normals of the surface where the PCB and the light emitting part face each other may be 0 degrees to 45 degrees, and the distance between the LED and the light emitting portion is 5 mm to 150 mm, and when the PCB or the light transmitting part is bent, the number of bent portions is It can be 1 to 4, the LED light can be flat or tube.
  • LED lighting according to the present invention is a predetermined between the PCB when the PCB on which the LED is mounted is attached to the attachment surface of the luminaire or mounted in another form of fixture to overcome the disadvantages of the distorted circular light distribution of the conventional LED lighting.
  • the angle can be formed, and when the PCB is placed in the luminaire in this manner and the lighting is turned on, the light distribution shape of the luminaire can be made wide and uniform illuminance, and the cross section of the light transmitting part is opposed to the PCB to make it wider and more uniform. It has the effect of forming light distribution.
  • 1 shows a preferred light distribution curve available in a lighting device.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of an LED light having a wide and uniform light distribution according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view showing a state of LED mounting on the PCB used in the LED lighting according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 11 illustrates various forms of LED lighting according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 12 to 14 are cross-sectional views of LED lighting having a wide and uniform light distribution according to another embodiment of the present invention.
  • 15 to 17 are schematic cross-sectional views of LED lighting having a wide and uniform light distribution according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of an LED light having a wide and uniform light distribution according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a view showing a light distribution curve of the LED light shown in FIG. 18;
  • FIG. 20 is a comparison diagram showing an experimental example of the LED lighting shown in FIG. 18.
  • FIG. 20 is a comparison diagram showing an experimental example of the LED lighting shown in FIG. 18.
  • 21 is a cross-sectional view of an LED light having a wide and uniform light distribution according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is an embodiment in which the LED lighting shown in FIG. 21 is produced.
  • 23 to 25 are various cross-sectional views of LED lighting having a wide and uniform light distribution according to an embodiment of the present invention.
  • 26 is an exploded perspective view of an LED light having a wide and uniform light distribution according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 27 shows a light distribution curve of an LED light having a wide and uniform light distribution according to FIG. 26.
  • FIG. 30 is a cross-sectional view of an LED light having a wide and uniform light distribution according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 31 is an exploded perspective view of the LED light according to FIG. 30.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a LED light having a wide and uniform light distribution according to an embodiment of the present invention
  • Figure 5 is a view showing a light distribution curve of the LED light shown in FIG.
  • a PCB support 210, a light projector holder 213, a PCB 220, an LED 230, a light projector 240, and a power supply unit 260 are illustrated.
  • the present invention can be applied to flat lighting and tubular lighting. That is, the light-transmitting part 240 may be applied to a flat lamp formed flat, such as a plane, and a tubular light formed in a tube shape such as 1 letter, V letter, circular shape, or U letter.
  • the flat lighting refers to a light having a generally flat shape, such as a flat plate.
  • the flat light may be a luminaire frame, that is, a light box formed entirely in a flat shape, such as a light used as indoor lighting in a home.
  • the light transmitting part 240 is a flat type will be described.
  • the PCB supporter 210 is a frame supporting the PCB 220, and each surface on which the PCB 220 is provided to support the PCB 220 at a predetermined angle may form the predetermined angle described above.
  • the PCB 220 may be coupled to the PCB support 210 using a predetermined fastening part, and the fastening part may include, for example, a screw, a clip, an adhesive (including a heat radiation adhesive), a spring, an adhesive pad, and the like.
  • the PCB 220 may include a plurality of PCBs individually coupled to each side of the PCB support 210 or may be one PCB bent corresponding to the surface of the PCB support 210. The following description will focus on the former case.
  • the PCB 220 applied to the present embodiment may be rigid or flexible.
  • the angle formed by the PCB 220 may be 45 degrees to 180 degrees (or 175 degrees). That is, a small angle (for example, an angle between the rear surfaces of the surface on which the LED 230 is mounted) among the angles formed by the plurality of PCB 220 surfaces meeting each other may be 45 degrees to 180 degrees. Light emitted from the LED 230 by the angle formed between the surface of the PCB 220 is irradiated to the side of the LED light can form a wide and uniform light distribution.
  • the PCB 220 When the angle formed by the PCB 220 is 180 degrees, the PCB 220 may be flat, and in this case, light distribution may be broadly formed by an angle formed by the light transmitting part 240. That is, the present embodiment includes a structure in which the PCB 220 is flat and the light transmitting part 240 is bent as described below.
  • One surface and / or the other surface of the light transmitting part 240 may have roughness. That is, any one or more of one surface and the other surface of the light transmitting unit 240 has a haze treatment, so that the light transmitting unit 240 may perform a diffusion function. In this case, the light transmitting part 240 may be haze treated in a state including or not including the aforementioned diffusion member.
  • the diffusion sheet is a functional sheet that allows the light emitted from the LED 230 to diffuse evenly and to propagate toward a direction perpendicular to the plane.
  • the number of diffusion sheets coupled to the light transmitting part 240 is not limited, and may be, for example, about 1 to 3 sheets.
  • the diffusion sheet may be bonded to both sides of the above-described plastic or glass, which is a main component of the light transmitting part 240, in a sandwich form.
  • the diffusion sheet is a sheet having a thickness of several tens to several hundreds, the diffusion member is included in the outer surface or the inside. According to the present exemplary embodiment, when the plurality of diffusion sheets are included in the light transmitting part 240, a wide and uniform light distribution may be realized as described above.
  • the transmittance of the light transmitting part 240 according to the present embodiment may be 30% to 88%, and the haze may be 42% to 99.8%.
  • the present embodiment is characterized in that the intensity of the side light is increased, so that the light distribution is wide and uniform.
  • the above-described diffusion member may be formed of an oxide-based or may be formed of a foamed diffusion structure including a microcell in a foamed form.
  • an oxide-based material used as the diffusion member may be, for example, Si powder, TiO, TiO 2 , SiO, SiO 2 , ZnOk, ZrO 2, or the like.
  • the diffusion member is not composed of a separate organic or inorganic diffusion agent, and the light transmitting part 240 itself is implemented as a continuous and irregular foamed microcell, and passes through the light transmitting part 240 by the micro cell. Light is diffused.
  • the prism sheet is a sheet that serves to collect scattered light to travel in a specific direction.
  • the number of prism sheets is not particularly limited either.
  • one surface and / or the other surface of the light transmitting part 240 may be formed with a pattern for inducing diffusion of the LED 230 light.
  • the pattern may be formed regularly.
  • a checkered pattern, an embossing pattern, or the like, in which a plurality of quadrangles are arranged, may be formed in the light transmitting part 240 to induce light diffusion.
  • the side surface of the cross section of the light transmitting part 240 may be formed to face the PCB 220. That is, since the side surface of the cross section of the light-transmitting part 240 is a surface in which light emitted from the PCB 220 is vertically incident, there is an effect that the side light distribution can be counted when this surface is formed to face the PCB 220. .
  • the side surface of the cross section of the light transmitting part 240 facing the PCB 220 may be flat or curved.
  • the formed so as to face is formed to be substantially parallel, including the case where the mathematically strictly parallel, according to the present embodiment, the normal of the surface that the PCB 220 and the light emitting unit 240 face each other This forming angle may be 0 to 45 degrees.
  • the cross section of the light emitting unit 240 may have various shapes such as a V-shape having one piece and a W-shape having two pieces and one valley according to the number of bendings. Further, the shape may be U-shaped or the like depending on whether the rounded edge is processed at the bent portion. Further, the shape may be a V-shaped repeating type (including a W shape) in which the V shape is repeated, or a U-shaped repeating type in which the U shape is repeated.
  • the light transmitting part 240 may be formed of a single integral member bent or may be formed of a coupling structure of different members.
  • the light transmitting part 240 may be formed by bending one flat member connected to each other.
  • the light transmitting part 240 may be formed by coupling a plurality of different planar members to each other.
  • the light transmitting part 240 is coupled to and fixed to the light transmitting part holder 213 coupled to the PCB support 210.
  • the side surface of the cross section of the light transmitting part 240 may be V-shaped.
  • the light transmissive part 240 forms predetermined angle
  • Sides of the cross section of the light-transmitting part 240 are respectively opposed to the PCB 220, each 1 between the sides may be 45 to 175 degrees.
  • the PCB support 210 may be formed in a flat or tubular shape including a predetermined angle so that the PCB 220 forms a predetermined angle.
  • the light transmitting unit 240 may include a fluorescent material for adjusting the color of the LED light. That is, the light emitter 240 converts a corresponding color when the LED 230 includes a blue spectrum, so as to realize white light or change a color temperature, for example, any one of red, green, and yellow phosphors. It may contain the above. The above phosphors may convert the wavelength of light emitted from the LED 230 to change its color temperature and also realize white light.
  • the interval that is the separation distance between the LED 230 and the light emitter 240 may be 5mm to 150mm.
  • the LED 230 may be displayed externally as a point light source, and when the separation distance is larger than the interval range, the entire lighting fixture is large.
  • the distance between the adjacent LEDs 230 in the plurality of LEDs 230 may be 1mm to 125mm.
  • the distance between adjacent LEDs 230 may be the distance between the centers of the LEDs 230 or the ends of the LEDs 230.
  • the LED 230 is rectangular, the length of one side thereof, that is, the horizontal length and the vertical length may be 2 mm to 9 mm, respectively.
  • the diameter or the length of the long axis in the case of an ellipse may be 2 mm to 25 mm.
  • the length and diameter of the LED 230 may be measured except for the lead frame.
  • the present embodiment may further include a heat dissipation unit (not shown).
  • the heat dissipation unit may be coupled to the PCB support unit 210 and / or the light transmitting unit 240 to receive heat generated by the LED 230 and to radiate it to the outside.
  • the heat dissipation unit may be implemented in various heat dissipation structures, including a plurality of heat dissipation fins.
  • the cross section of the heat dissipation unit may be a curved line, a straight line, or a shape in which these are mixed.
  • the heat dissipation part may be integrally formed with the PCB support part 210 or may be separately provided. In the latter case, the heat dissipation part may be coupled to the PCB support part 210 and the light transmitting part 240 by a predetermined fastening method, for example, screwing.
  • a power supply unit (including a PSU (Power Supply Unit, PSU board and PSU parts)) 260 is a component for supplying current to the LED 230 and converts an external alternating current into a DC current to the LED 230. It may include an AC-DC converter for supplying a direct current.
  • the position of the power supply means 260 may be implemented in various ways.
  • the power supply means 260 is located in a space (groove) formed by bending the PCB support portion 210, thereby improving space utilization and heat dissipation. I can do it efficiently.
  • the power supply means 260 may be a device that is integrally formed with or separate from the PCB 220.
  • LED lighting having the above-described structure has a light distribution curve shown in FIG. Referring to FIG. 5 in comparison with FIG. 3, since the light distribution curve has a shape spreading laterally, a wide and uniform light distribution curve is realized.
  • the light distribution curve according to the present embodiment is widely distributed due to the intensity of the LED 230 light toward the side of the main light distribution direction.
  • the light in the lateral direction is distributed above the central horizontal line, when the LED lighting of the present embodiment is installed on the indoor ceiling emits light on the ceiling also has the effect of indirect lighting.
  • both ends of the PCB support 210 may be easily protruded as shown.
  • a protrusion may be caught on the ceiling so that the illumination of the present embodiment can be installed on the ceiling.
  • the present embodiment may further include a reflecting plate 225 coupled to the PCB 220. That is, the reflective plate 225 prevents light emitted from the LED 230 from entering the PCB 220 and is coated with a reflective material.
  • the reflector plate 225 may be supported by the locking projection 215 protruding from the PCB supporter 210 to be coupled to the PCB supporter 210.
  • the PCB support part 210, the PCB 220, and the reflector plate 225 may be fastened to each other by the fastening part 227.
  • the fastening portion 227 may be a bolt.
  • 8 and 9 are cross-sectional views of LED lighting having a wide and uniform light distribution according to another embodiment of the present invention.
  • the present embodiments are characterized in that the housing 405 can be detachably coupled with the PCB support 410, the PCB 420, the LED 430, and the light emitting unit 440. That is, according to the present embodiment, the LED module is detachably coupled to the housing 405 which is conventionally used as a luminaire such as a fluorescent lamp or an incandescent lamp.
  • the PCB support part 410, the skin part 415, the PCB 420, and the light transmitting part 440 may be integrally formed. That is, the PCB support part 410, the skin part 415, the PCB 420, and the light emitting part 440 may be assembled in a separated state from each other, but may be fastened to the housing 405 in an integrally formed state.
  • the PCB support 410 may function as a skin of the lighting as a portion exposed to the outside, in this case, the PCB support 410 may be formed of a material having a variety of colors, textures.
  • the PCB supporter 410 is coupled to the housing 405 by the fastening part 427, the PCB 420 and the light transmitting part 440 may be formed flat without being bent. That is, the present embodiment is characterized in that the PCB support 410, the unbent PCB 420, the LED 430, and the unbent floodlight 440 may be detachably coupled to the housing 405.
  • the plurality of LEDs 230 mounted on each side are arranged in a zigzag form with respect to the LEDs 230 mounted on the other side.
  • a plurality of LEDs 230 are mounted in a line on the first surface, and FIG. 10B is shown on the second surface.
  • a plurality of LEDs 230 arranged in a zigzag form may be mounted on the LEDs 230 of the first surface.
  • the LEDs 230 arranged in a zigzag form may be a set including one or a plurality of LEDs 230.
  • 12 to 14 are cross-sectional views of LED lighting according to another embodiment of the present invention.
  • the PCB supporter 210 is formed with a plurality of surfaces to which different PCBs 220 are coupled, or the cross section of the PCB supporter 210 is coupled to both sides with different PCBs 220.
  • Various embodiments are presented, such as having an arc shape.
  • the dotted line represents the light distribution curve.
  • the arrangement and structure of the PCB support part 210, the PCB 220, the LED 230, and the light emitter 240 accommodated in the light emitter 240 will be described.
  • the first PCB support part 210a and the second PCB support part 210b form the aforementioned angles and are coupled to each other.
  • the LED 230 mounted on the PCB 220 coupled to the first PCB support 210a and the second PCB support 210b, respectively, is inclined by the angle so as to irradiate light to both sides of the LED 230 according to the present embodiment. Light distribution of light forms a wide distribution.
  • the first PCB support 210a, the third PCB support 210c, and the second PCB support 210b are sequentially connected to each other.
  • the PCB 220 and the LED 230 may be coupled to the first PCB support 210a and the second PCB support 210b to irradiate light more strongly to both sides.
  • the PCB 220 and the LED 230 may be coupled to the third PCB support part 210c.
  • the luminance of the LED 230 coupled to the first PCB support 210a, the third PCB support 210c and the second PCB support 210b may be adjusted so that the overall light distribution may be formed in a wide and uniform shape. .
  • light distribution is made by making the brightness of the LED 230 coupled to the first PCB support 210a and the second PCB support 210b greater than the brightness of the LED 230 coupled to the third PCB support 210c. It can be made wide and uniform. That is, when the PCB 220 includes three or more surfaces, the luminance of the LEDs 230 mounted on the PCB 220 in both lateral directions is the omnidirectional PCB 220 located between the PCB 220 in both lateral directions. It may be greater than the brightness of the LED 230 mounted on.
  • the brightness of the LED 230 may be controlled by controlling the input current or by varying the number of the LED 230.
  • the light transmitting part 240 has a trapezoidal cross section
  • a pattern is formed on a portion corresponding to the bottom of the trapezoid, or translucent or opaque to reduce light distribution in the direct direction, and light distribution inclined to both sides through the side surfaces of the trapezoid is reduced. It can also be formed so that the overall light distribution of the LED light is wide and uniform.
  • the first PCB support part 210a, the second PCB support part 210b, the fourth PCB support part 210d, and the fifth PCB support part 210e are sequentially coupled. Angles formed between each PCB support may be the same or different from each other. For example, when the angle formed by the first PCB support part 210a and the second PCB support part 210b is smaller than the angle formed by the second PCB support part 210b and the fourth PCB support part 210d, the first PCB support part Since the LED 230 coupled to 210a is inclined in the lateral direction of the drawing to emit light, the LED lighting according to the present exemplary embodiment may have a wide and uniform light distribution. Therefore, according to the present embodiment, the angles formed by the first PCB support 210a and the second PCB support 210b and the angles formed by the second PCB support 210b and the fourth PCB support 210d are relatively adjusted. To adjust the overall distribution curve.
  • one PCB support 210 is curved in an arc shape, and LED lights in which different PCBs 220 are coupled to both sides of the PCB support 210 are illustrated.
  • the arc shape includes various curved shapes such as circles, ellipses, and curves. According to this embodiment, there is an advantage that the LED lighting according to the present embodiment can be produced by a simple process of bending one PCB support 210.
  • the first PCB support part 210a and the second PCB support part 210b are bent and formed in opposite directions as described above. Therefore, the LED 230 coupled to the first PCB support 210a emits light to the left of FIG. 14A, and the LED 230 coupled to the second PCB support 210b is shown in FIG. 14A. Since light is emitted to the right, light distribution is widened.
  • a small angle (for example, an angle between the surfaces on which the LEDs 230 are mounted) among the angles at which the plurality of PCB 220 surfaces meet and form each other may be 45 to 180.
  • Light emitted from the LED 230 may be irradiated to the side of the LED light to form a wide and uniform light distribution.
  • the PCB support part 210 includes a predetermined structure, for example, a plurality of support arms to support the PCB 220.
  • the PCB support part 210 is formed in the form of a plurality of support arms which are spaced apart from each other.
  • the PCB support part 210 is formed to protrude in one direction from the body (ie, the upper support) and the body, and protrudes in the other direction from the body and the first support arm 210f supporting the PCB 220. It may include a second support arm (210g) for supporting the PCB 220.
  • the first support arm 210f and the second support arm 210g may be integrally formed or partially protruded in the extending direction of the light transmitting part 240 to support the PCB 220.
  • the first support arm 210f and the second support arm 210g may hold (eg, attach, screw, etc.) a specific portion of the PCB 220 or insert the entire PCB 220 into the PCB 220.
  • Can support eg, attach, screw, etc.
  • 15 to 17 are cross-sectional views schematically showing various LED lights according to another embodiment of the present invention.
  • a cross-sectional view of the LED lighting according to the present embodiment will be described by only showing the PCB 220, the LED 230, and the light transmitting part 240.
  • the traveling direction of the light forming the main light distribution is shown by the dotted arrow.
  • the PCB 220 is planar, and a cross section of the light transmitting part 240 may have a predetermined angle to increase the intensity of side light.
  • the side surface of the light-transmitting part 240 is formed obliquely with respect to the PCB 220.
  • the cross section of the light transmitting unit 240 may be a polygon (a, b, c, g) including a triangle, a trapezoid, a pentagon.
  • one surface of the light transmitting part 240 may be circular arcs d, e, and f.
  • each PCB 220 may be externally oriented in an outward direction, and a cross section of the light transmitting part 240 may have various shapes.
  • the side surface of the transmissive part 240 may be formed to face the PCB 220 as described above (a to h).
  • the cross section of the light transmitting unit 240 may be a polygon (a, b, c, g, h) including a triangle, a trapezoid, a rectangle, and a pentagon.
  • one surface of the light transmitting part 240 may be circular arcs d, e, and f as described above.
  • the case where one surface of the light transmitting part 240 is an arc includes a case where a cross section of the whole or part of the light transmitting part 240 is an arc.
  • the number of bent portions may be in the range of 1 to 4.
  • each PCB 220 may be inwardly directed toward the inside, and a cross section of the light transmitting part 240 may have various shapes.
  • the side surface of the cross section of the light transmitting part 240 may be formed to face the PCB 220 as described above (a to h).
  • the cross section of the light transmitting unit 240 may be a polygon (a, b, c, g, h) including a triangular, trapezoidal, rectangular, pentagonal and octagonal, and one surface of the light transmitting unit 240 is as described above. It may be the same arc (d, e, f).
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of a LED light having a wide and uniform light distribution according to an embodiment of the present invention
  • Figure 19 is a view showing a light distribution curve of the LED light shown in FIG.
  • a PCB support 210, a light projector holder 213, a PCB 220, a reflector 225, an LED 230, a light projector 240, and a power supply unit 260 are illustrated. The differences from the above will be explained mainly.
  • the present embodiment has a feature in which the PCB 220 and the light transmitting part 240 are inclined laterally to face each other so that the LED light has a uniform light distribution.
  • LED lighting according to the present embodiment is a predetermined angle with respect to the axis perpendicular to the vertical axis of the PCB 220 provided therein and the light transmitting portion 240 for transmitting the light replaces the conventional lighting fixture used in the fluorescent, incandescent, etc. It is attached to form, or bent or curved to have a feature that can have a wide and uniform light distribution.
  • the best light distribution curve of illumination includes, firstly, a butterfly-shaped surface light distribution curve in which the intensity of light is the highest at about 20 to 40 degrees, such as a conventional fluorescent lamp, so that the illuminance surface receiving the light is even without shadows.
  • a butterfly-shaped surface light distribution curve in which the intensity of light is the highest at about 20 to 40 degrees, such as a conventional fluorescent lamp, so that the illuminance surface receiving the light is even without shadows.
  • the flat type it is not a line light source or a point light source, so it is not necessary to sharply reduce the light quantity even at an angle of 30 degrees or more. Rather, at a light level of 80 to 90 degrees, a certain amount of light is enough to illuminate the ceiling next to the luminaire.
  • the light distribution curve that is, the light distribution considering the illuminance space rather than the illuminance plane is the best. This embodiment is a technique developed to more intensively implement the latter function.
  • the present embodiment may further include a reflector plate 225 coupled to the PCB 220. That is, the reflective plate 225 prevents light emitted from the LED 230 from entering the PCB 220 and is coated with a reflective material.
  • LED lighting having the above-described structure has a light distribution curve shown in FIG. Referring to FIG. 19 in comparison with FIG. 3, since the light distribution curve has a shape spreading laterally, a wide and uniform light distribution curve is realized. That is, the light distribution curve according to the present embodiment is widely distributed because the light of the LED 230 is intensityd to the side (for example, the 90 degree direction).
  • FIG. 20 is a comparison diagram showing an experimental example of the LED lighting shown in FIG. 18.
  • FIG. (A) is a case where the LED light according to the present embodiment emits light
  • (B) is a case where the light fixture according to the prior art emits light.
  • the LED lighting according to the present embodiment both the PCB 220 and the light emitting part 240 are inclined to face each other, the intensity of the side light is large, and there is an advantage of having a wide and uniform light distribution curve.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view of an LED light having a wide and uniform light distribution according to another embodiment of the present invention.
  • a PCB support 210, a PCB 220, an LED 230, a light emitter 240, and a power supply unit 260 are illustrated. The differences from the above will be explained mainly.
  • the PCB 220 is divided into three parts. That is, the PCB 220 is disposed in the center, left, and right, and the PCB 220 disposed on the left and right sides is inclined in different directions, and thus the main light distribution direction is different from each other. Therefore, by this structure, this embodiment has a wide and uniform light distribution.
  • FIG. 22 is an embodiment in which the LED lighting shown in FIG. 21 is produced.
  • (A) is a perspective view showing the LED light in the state that does not attach the light-transmitting part 240
  • (B) is a state in which the LED 230 is lit on the LED light shown in (A)
  • (C) is a LED light is turned on in the state which attached the light part 240.
  • the PCB 220 includes a plurality of bent portions (ie, the PCB 220 is bent several times), and at the same time the bright point of the LED 230
  • the heat generation of the LEDs 230 is naturally dispersed by the bending of the PCB 220 and the zigzag arrangement of the LEDs 230, and also formed of a wide metal.
  • the heat dissipation characteristics are excellent through the PCB support 210.
  • FIG. 23 to 25 are various cross-sectional views of LED lighting having a wide and uniform light distribution according to an embodiment of the present invention.
  • PCB support 210, PCB 220, LED 230, light emitter 240, heat dissipation 250, PSU substrate 260, and PSU component 265 are shown.
  • the drawings will be described in order, and the differences from the above-described embodiment will be mainly described.
  • LED lighting according to the present embodiment is characterized in that the tube 220 is formed in a tubular shape, such as a conventional fluorescent lamp attached to form a predetermined angle, or bent or bent to have a wide and uniform light distribution. That is, the LED lighting according to the present embodiment is provided with the PCB 220 maintaining a predetermined angle so that the LED 230 has a wide light distribution by irradiating different directions. LED lighting according to the present embodiment may be a bulb that is detachably coupled to the LED lighting device.
  • the PCB 220 is implemented in a plane, and may be applied to the case where the light transmitting part 240 is bent. Hereinafter, the case where the PCB 220 is bent will be described.
  • the PCB supporter 210 is a frame supporting the PCB 220, and each surface on which the PCB 220 is provided to support and support the PCB 220 at a predetermined angle has the predetermined angle described above. Can be formed.
  • the PCB 220 may include a plurality of PCBs individually coupled to each side of the PCB support 210 or may be one PCB bent corresponding to the surface of the PCB support 210. The following description will focus on the former case.
  • the PCB 220 applied to the present embodiment may be rigid or flexible.
  • the angle formed by the PCB 220 may be 45 degrees to 180 degrees. That is, a small angle (for example, an angle between the rear surfaces of the surface on which the LED 230 is mounted) among the angles formed by the plurality of PCB 220 surfaces meeting each other may be 45 degrees to 180 degrees. Light emitted from the LED 230 by the angle formed between the surface of the PCB 220 is irradiated to the side of the LED light can form a wide and uniform light distribution.
  • the light transmitting part 240 may extend in one direction and be implemented in a tube shape.
  • the light emitter 240 may include a diffusion member for diffusing light as described above because the light emitted from the LED 230 passes through and is irradiated to the outside.
  • the light-transmitting unit 240 may be symmetrical with respect to a virtual surface dividing the LED light according to the present embodiment.
  • the two side surfaces of the cross section of the light transmitting part 240 are symmetrically disposed with respect to the A line, which is a cross section of the imaginary surface.
  • the PCB supporter 210 forms a predetermined angle with respect to one direction in which the light transmitting part 240 extends so that the PCB 220 forms a predetermined angle, and may extend in the corresponding direction.
  • the PCB supporter 210 may support the PCB 220 by using a predetermined structure.
  • PCB support unit 210 is applicable to the present invention in various forms as long as it supports the PCB 220.
  • the PCB support part 210 is provided with protrusions (which may be referred to as support arms) supporting each PCB 220 on both sides.
  • the PCB 220 may face each other on which the LEDs 230 are mounted, and the light of the LEDs 230 may be emitted to cross each other.
  • a PCB support 210 with a support arm and a transmissive portion 240 having an arc-shaped concave shape in a direction in which a side surface of the cross section views the PCB 220 is illustrated.
  • the circular arc shape may inject light emitted from the PCB 220 vertically, the side light distribution may be counted.
  • the heat dissipation part 250 may be combined with the PCB support part 210 and / or the light transmitting part 240 to receive heat generated by the LED 230 and to emit the heat to the outside.
  • the heat dissipation unit 250 may be implemented in various heat dissipation structures, including a plurality of heat dissipation fins.
  • the cross section of the heat dissipation part 250 may be a curved line, a straight line, or a shape in which these are mixed.
  • the heat dissipation part 250 may be formed integrally with the PCB support part 210 or may be provided separately. In the latter case, the heat dissipation part 250 may be coupled to the PCB support part 210 and the light transmitting part 240 by a predetermined fastening method, for example, screwing.
  • LED lighting according to the present embodiment may be a straight (rod type), annular (round, curved), U-shaped extending in a predetermined direction. That is, the LED light may extend in a straight direction or may extend in a curved direction to be detachable from the lamp.
  • the LED lighting according to the present embodiment may further include a power socket 270 coupled to both ends of the light transmitting unit 240 and external power is applied.
  • 26 is an exploded perspective view of an LED light having a wide and uniform light distribution according to an embodiment of the present invention.
  • a PCB 220 an LED 230, a light emitter 240, a heat radiator 250, and a power socket 270 are illustrated.
  • the light transmitting part 240 may have a shape extending in a predetermined direction, and the shape may have various shapes such as a rod type, a circle type, a bent portion, and both ends thereof extend in the same direction.
  • the power socket 270 is coupled to both ends or one side of the LED light according to the present embodiment, and is a terminal to which an external power source is applied to input a current to the LED 230.
  • a cross section of the light transmitting part 240 corresponds to the drawing of FIG. 23, and a side surface thereof may face the PCB 220.
  • the plurality of LEDs 230 mounted on each side may be arranged in a zigzag form with respect to the LEDs 230 mounted on the other side.
  • the PCB 220 is bent to include adjacent first and second surfaces, a plurality of LEDs 230 are mounted in a line on the first surface, and the LEDs of the first surface on the second surface ( A plurality of LEDs 230 arranged in a zigzag form with respect to 230 may be mounted.
  • the heat dissipation unit 250 is combined with the light transmitting unit 240 to function to emit heat generated from the PCB 220 to the outside.
  • the heat dissipation part 250 extends along the direction in which the light transmitting part 240 extends, thereby efficiently dissipating heat of the PCB 220.
  • FIG. 27 is a diagram illustrating a light distribution curve of an LED light having a wide and uniform light distribution according to FIG. 26. Referring to FIG. 27, since the light distribution curve has a shape spreading laterally, a wide and uniform light distribution curve is shown.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view when the LED lighting is mounted on the luminaire frame according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 29 is a view showing a light distribution curve in the luminaire frame equipped with the LED lighting shown in FIG.
  • the luminaire frame 280 is made of a material having a reflective performance or a reflective material is coated on the inner surface of the luminaire frame 280, thereby changing the path of metering that does not travel downward from the LED light 200 in the downward direction. To face.
  • the luminaire frame 280 may contribute to the downward illuminance of the metering L3 which does not contribute to the downward illuminance with the LED lighting 200 alone. Therefore, as shown in FIG. 29, more uniform and excellent light distribution can be achieved at the irradiation surface.
  • FIG. 30 is a cross-sectional view of an LED light having a wide and uniform light distribution according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 31 is an exploded perspective view of the LED light according to FIG. 30,
  • FIG. 32 is a light distribution curve of the LED light according to FIG. 30.
  • Figure is a diagram. The differences from the above will be explained mainly.
  • a light transmitting part 240 having a circular cross section is shown.
  • Such a shape is concave in the direction of looking at the PCB 220 has the effect that the light distribution can be widened by increasing the side light as described above.
  • the light distribution curve of FIG. 32 has the effect that the side light becomes larger and the light distribution is wider and more uniform.
  • FIG. 33 is a view comparing side light of the LED light according to FIG. 30 with side light of the LED light according to the prior art.
  • FIG. 33A illustrates side light viewed from the direction S of FIG. 30, and
  • FIG. 33B corresponds to side light viewed between the light transmitting part 4 and the heat dissipating part 5 according to the related art. to be.
  • Each side light is light projected from the light transmitting parts 4 and 240 adjacent to the heat radiating parts 5 and 250.
  • the boundaries of the heat dissipation parts 5 and 250 and the light transmitting parts 4 and 240 are indicated by dotted lines.
  • FIG. 34 is a perspective view of an LED light according to another embodiment of the present invention.
  • a circular tube-shaped LED light including a PCB support 1310, a light transmitting unit 1340, a heat radiating unit 1350, and a connecting unit 1370 is illustrated.
  • the PCB support part 1310 may be formed in various cross-sections as described above to extend or be arranged in the direction in which the light-transmitting part 1340 extends to replace the annular fluorescent lamp, thereby realizing LED lighting having a wide and uniform light distribution.
  • the connection unit 1370 is a member to which external power is applied as a source of current supplied to the LED.

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Abstract

넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명이 개시된다. 광을 방출하는 복수의 LED가 실장되는 PCB, PCB의 LED가 실장된 면에 대향되고, 소정의 각이 형성되어 LED에서 출사되는 광을 소정의 각에 상응하는 서로 다른 주 배광 방향으로 확산시키는 투광부, PCB를 지지하는 PCB 지지부, LED에 전원을 공급하는 전원 공급 수단을 포함하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명은 넓은 영역을 균일하게 조사할 수 있으므로, 가정, 사무실과 같은 실내뿐만 아니라 실외에서 종래의 조명을 대체하여 사용될 수 있는 효과가 있다.

Description

넓고 균일한 배광을 가지는 ＬＥＤ 조명
본 발명은 LED 조명에 관한 것으로, 특히 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명에 관한 것이다.
LED(Light Emitting Diode) 조명은 전기의 공급에 의해 소정의 파장을 가지는 광을 발광하는 LED를 이용한 조명 장치이다. 현재 LED는 그 발광 수명이 증가하면서 종래 조명등을 대체하여 광고를 위한 사인, 실내외 인테리어 등에 사용되고 있다. 특히, 실내 조명으로 많이 활용되고 있는 형광등을 대체하기 위한 LED 조명 장치가 많이 개발되고 있다. 하지만, 현재 개발된 LED 조명 장치는 아직도 조명으로서 적합한 배광 특성을 보여주지는 못하고 있는 실정이다.
도 1은 조명 장치에서 활용가능한 바람직한 배광 곡선을 나타낸 도면이다. 배광 곡선은 광원을 포함하는 어떤 면 안의 광도를 방향의 함수로 나타낸 곡선으로, 보통 광원을 원점으로 하는 극좌표계를 사용하여 나타내며, 조명 장치의 특성을 잘 드러낸다. 개방형 형광등의 경우 도 1에 도시된 것과 같이 넓고 균일한 좋은 배광이 이루어지고 있다.
도 2는 종래 기술에 따른 LED 조명의 사시도 및 방출되는 광 경로를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 LED 조명의 배광 곡선을 나타낸 도면이다.
LED 조명(1)은 등박스(5) 내에 수용되며 LED(3)가 실장되는 PCB(Printed Circuit Board)(2)와 LED(3)에 방출되는 광이 경유하여 확산되는 투광부(4)를 포함한다.
도 2에는 광원인 LED(3)로부터 방출되는 광의 방향을 나타내는 화살표의 길이가 LED(3)로부터 방출되는 광의 세기에 상응하여 도시되어 있다. LED(3)로부터의 광은 방사상으로 방출된다. 아래 방향으로의 광(L1)이 그 세기가 가장 세며, 측면 또는 등박스(5) 부근으로의 광(L2)은 LED(3)로부터의 빔 각도 및 등박스(5)가 차지하는 영역으로 인해 LED(3)의 발광 면적에 한계가 있어 그 세기가 상대적으로 약하다.
일반적으로 광원인 LED(3)의 배광을 분석하면, 조사면의 조도는 광원과 조사면의 거리에 따라 결정되며, 조사면의 조도는 거리의 제곱에 비례하여 감소하게 된다. 따라서 광원에서 일정 간격 이격된 면을 고려하면, 광원으로부터의 수선에 위치한 지점과 기타 지점은 광원과의 거리가 다르므로, 조도가 서로 다르다.
도 3에 도시된 바와 같이 일반적인 LED 조명(1)의 배광은 0도를 기준으로 높은 광도를 가지고 있고 발산각에 따라 광원과의 거리가 크기 때문에 발산각의 각도에 따라 조사되는 광의 조도가 달라져서, 조사면의 조도가 불균일하게 된다. 즉, LED 조명(1)로부터의 출사광은 전체적으로 LED(3)를 중심으로 수직 방향의 광도가 가장 크면서 공간적으로 구 형태를 띠는 배광을 가질 수 밖에 없다.
또한, 종래의 LED 조명(1)은 PCB(2)가 평면으로 구현되어 이에 실장되는 LED(3)도 PCB(2)의 면에 따라 수평 배치된 상태에서 발광한다. 따라서 종래의 LED 조명은 출력 광이 확산부재를 포함하는 투광부(4)를 통과하게 되더라도 전체적인 배광은 상술한 바와 같이 LED 조명(1)을 중심으로 수직 방향의 광도가 가장 크면서 공간적으로 구 형태를 가지는 문제점이 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 발명은 넓은 영역을 균일하게 조사할 수 있도록 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 가정, 사무실과 같은 실내에서 종래의 등박스에 탈부착가능하므로 종래 시설을 간편하고 저렴하게 이용할 수 있는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 제시하는 이외의 기술적 과제들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 원리는 평판형 또는 튜브형 LED 조명에서 투광부를 통과하여 퍼져나가는 확산된 빛의 평균출사 방향이 투광면의 법선방향으로 향하려는 성질을 이용하여 투광부에 소정의 각을 형성함으로써 배광을 넓고 균일하게 하며, 이를 더욱 강화하기 위해서 투광면 방향으로 LED가 실장된 PCB의 각도를 조절하는데 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 광을 방출하는 복수의 LED가 실장되는 PCB, PCB의 LED가 실장된 면에 대향되고, 소정의 각이 형성되어 LED에서 출사되는 광을 소정의 각에 상응하는 서로 다른 주 배광 방향으로 확산시키는 투광부, PCB를 지지하는 PCB 지지부, LED에 전원을 공급하는 전원 공급 수단을 포함하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명이 제공된다.
투광부의 단면의 측면이 서로 형성하는 각도는 45도 내지 175도이며, PCB는 LED가 서로 다른 방향으로 상기 광을 방출하도록 소정의 각이 형성되며, 상기 PCB가 형성하는 각 중 작은 각은 45도 내지 180도가 될 수 있다.
여기서, PCB의 서로 다른 면에 실장되는 복수의 LED는 서로 지그재그 형태로 배열되며, PCB 지지부는 PCB와 평행하도록 소정의 각이 형성되고, 전원 공급 수단은 PCB 지지부가 절곡되어 형성한 그루브에 위치하며, PCB가 형성하는 각 중 작은 각은 45도 내지 180도일 수 있다.
PCB 지지부는, 투광부에 수용되고, 일방향으로 돌출되어 PCB를 지지하는 제1 지지암과 투광부에 수용되고, 타방향으로 돌출되어 PCB를 지지하는 제2 지지암을 포함할 수 있다.
또한, 투광부의 일면은 원호(圓弧)이거나 투광부의 단면의 측면 간 결합 부분은 원호 형상이거나 투광부의 단면의 측면은 PCB에 대향하는 방향이 오목한 원호 형상일 수 있으며, 투광부의 단면은 삼각형, 사다리꼴, 직사각형 및 오각형을 포함하는 다각형일 수 있다.
또한, LED는 청색 스펙트럼을 포함하고, 투광부는 LED의 광의 파장을 변환하여 색온도를 조절하는 형광체를 포함하며, PCB가 세면 이상을 포함하는 경우 양 측방향의 PCB에 실장되는 LED의 휘도는 양 측방향의 PCB 사이에 위치하는 전방향의 PCB에 실장되는 LED의 휘도보다 클 수 있다.
투광부는 고분자 재료 또는 유리로 형성되며, 투광부의 일면과 타면 중 어느 하나 이상의 면은 조도가 거칠거나 투광부는 LED 광을 확산하는 확산부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 투광부는 일면과 타면 중 어느 하나 이상의 면과 결합하는 하나 이상의 확산 시트 또는 프리즘 시트를 더 포함할 수 있다.
또한, 투광부는, 고분자 재료 또는 유리로 형성되며, 일면과 타면 중 어느 하나 이상의 면은 LED 광의 확산을 유도하는 패턴이 형성된 베이스면 및 베이스면의 일면과 타면 중 어느 하나 이상의 면과 결합하는 하나 이상의 확산 시트를 포함할 수 있다.
여기서, 투광부의 투과도는 30% 내지 88%가 될 수 있고, 투광부의 헤이즈는 42% 내지 99.8%가 될 수 있으며, 복수의 LED의 인접 LED간 거리는 1mm 내지 125mm가 될 수 있다.
또한, LED의 일변의 길이는 2mm 내지 9mm이거나 또는 LED의 지름의 길이는 2mm 내지 25mm가 될 수 있다.
또한, 투광부는 LED에서 출사되는 광을 확산시키는 확산부재를 내부에 포함하는 확산판으로 형성될 수 있으며, 이 경우 확산부재는 고분자 또는 옥사이드(oxide) 계열로 형성되거나 또는 유리, 발포 형태의 마이크로 셀이 포함된 발포형 확산 구조로 형성될 수 있다.
또한, PCB와 투광부가 서로 대향하는 면의 법선이 형성하는 각은 0도 내지 45도가 될 수 있고, LED와 투광부의 간격은 5mm 내지 150mm이며, PCB 또는 투광부가 절곡된 경우 절곡된 부분의 개수는 1 내지 4가 될 수 있으며, LED 조명은 평판형 또는 튜브형이 될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 잇점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명에 따른 LED 조명은 종래의 LED 조명이 가지는 일그러진 원형 배광의 단점을 극복하기 위해 LED가 실장되어지는 PCB가 등기구의 부착면에 부착 또는 다른 형태의 고정물로 장착되었을 때 그 PCB들 간에 소정의 각이 형성될 수 있도록 하며, 그 PCB가 이러한 형태로 등기구내에 배치되어 점등이 되었을 때 등기구의 배광형태가 넓고 균일한 조도를 형성할 수 있고, 투광부의 단면이 PCB에 대향하도록 하여 보다 넓고 균일한 배광을 형성하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 LED 조명은 LED 모듈을 착탈식으로 구현하여 종래에 설치된 등기구에 용이하게 탈부착함으로써 LED 모듈의 교체를 편리하게 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 조명 장치에서 활용가능한 바람직한 배광 곡선을 나타낸 도면.
도 2는 LED 조명의 사시도 및 방출되는 광 경로를 나타낸 도면.
도 3은 도 2에 도시된 LED 조명의 배광 곡선을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명의 단면도.
도 5는 도 4에 도시된 LED 조명의 배광 곡선을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명의 단면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명의 평면도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명의 단면도.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명의 단면도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명에 사용되는 PCB 상의 LED 실장 모습을 나타낸 도면.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명의 다양한 형태를 도시한 도면.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명의 단면도.
도 15 내지 도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명을 개략적으로 도시한 단면도.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명의 단면도.
도 19는 도 18에 도시된 LED 조명의 배광 곡선을 도시한 도면.
도 20은 도 18에 도시된 LED 조명의 실험례를 나타낸 비교도.
도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명의 단면도.
도 22는 도 21에 도시한 LED 조명을 제작한 실시예.
도 23 내지 도 25는 본 발명의 실시예에 따른 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명의 여러 가지 단면도.
도 26은 본 발명의 실시예에 따른 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명의 분해 사시도.
도 27은 도 26에 따른 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명의 배광 곡선을 도시한 도면.
도 28은 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명을 등기구 프레임에 장착한 경우의 단면도.
도 29는 도 28에 도시된 LED 조명을 장착한 등기구 프레임에서의 배광 곡선을 나타낸 도면.
도 30은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명의 단면도.
도 31은 도 30에 따른 LED 조명의 분해 사시도.
도 32는 도 30에 따른 LED 조명의 배광 곡선을 도시한 도면.
도 33은 도 30에 따른 LED 조명의 측면광과 종래 기술에 따른 LED 조명의 측면광을 촬영하여 비교한 도면.
도 34는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LED 조명의 사시도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명의 단면도이며, 도 5는 도 4에 도시된 LED 조명의 배광 곡선을 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, PCB 지지부(210), 투광부 홀더(213), PCB(220), LED(230), 투광부(240), 전원 공급 수단(260)이 도시된다.
본 실시예는 LED 조명이 균일한 배광을 가지도록 PCB(220)와 투광부(240) 중 어느 하나 이상이 절곡되어 형성되는 특징이 있다. 본 실시예에 따른 LED 조명은 종래의 형광등, 백열등 등이 사용되는 등박스를 대체하여 내부에 마련된 PCB(220) 또는 광을 투과시키는 투광부(240)가 소정의 각도를 형성하도록 부착되거나, 절곡 또는 휘어져서 배광을 넓고 균일하게 가질 수 있는 특징이 있다. 즉, 본 실시예에 따른 LED 조명은 LED(230)가 서로 다른 방향을 조사하여 넓은 배광을 가지도록 PCB(220) 및/또는 투광부(240)가 소정의 각도를 유지하여 구비된다.
본 발명은 평판형 조명 및 튜브형 조명에 적용될 수 있다. 즉, 투광부(240)가 평면과 같이 평평하게 형성된 평판형 조명과 1자, V자, 원형, U자 등과 같이 튜브 형상으로 형성된 튜브형 조명에 적용될 수 있다. 여기서, 평판형 조명은 평판과 같이 전체적으로 평면 형상을 가진 조명을 지칭한다. 예를 들면, 평판형 조명은 가정의 실내 조명으로 사용되는 조명등과 같이 등기구 프레임, 즉, 등박스가 전체적으로 평판형으로 형성된 조명이 될 수 있다. 이하에서는 투광부(240)가 평판형인 경우를 중심으로 설명한다.
PCB 지지부(210)는 PCB(220)를 지지하는 프레임이며, PCB(220)가 소정의 각도를 이루고 지지되기 위해 PCB(220)가 구비되는 각 면이 상술한 소정의 각도를 형성할 수 있다. PCB(220)는 소정의 체결부를 이용하여 PCB 지지부(210)에 결합가능하며, 체결부는 예를 들면, 나사, 클립, 접착제(방열 접착제 포함), 스프링, 접착 패드 등을 포함할 수 있다.
PCB(220)는 PCB 지지부(210)의 각 면에 개별적으로 결합하는 복수의 PCB를 포함하거나 또는 PCB 지지부(210)의 면에 상응하여 절곡된 하나의 PCB가 될 수 있다. 이하에서는 전자의 경우를 중심으로 설명한다. 또한, 본 실시예에 적용되는 PCB(220)는 리지드하거나 플렉서블할 수 있다.
여기서, PCB(220)가 형성하는 각도는 45도 내지 180도(또는 175도)가 될 수 있다. 즉, 복수의 PCB(220) 면이 서로 만나서 형성하는 각도 중 작은 각도(예를 들면, LED(230)가 실장된 면의 배면 간의 각도)가 45도 내지 180도가 될 수 있다. PCB(220) 면 간 형성된 이러한 각도에 의해 LED(230)에서 출사된 광은 LED 조명의 측면으로 조사되어 넓고 균일한 배광이 형성될 수 있다.
PCB(220)가 형성하는 각도가 180도인 경우 PCB(220)는 평면이며, 이 경우 투광부(240)가 형성하는 각에 의해 배광이 넓게 형성될 수 있다. 즉, 본 실시예는 PCB(220)가 평면이며, 투광부(240)는 후술할 바와 같이 절곡되는 구조를 포함한다.
투광부(240)는 전체적으로 평판형 또는 튜브형으로 형성되며, PCB(220)의 각면에 대향하도록 절곡될 수 있다. 투광부(240)는 LED(230)에서 출사되는 광이 통과하여 외부로 조사되는 영역이므로, 광을 확산시키는 확산부재를 포함할 수 있다. 확산부재는 광 확산 비드(light diffusive bead)가 될 수 있으며, 투광부(240)는 광 확산 비드가 첨가된 플라스틱(고분자 재료), 예를 들면, 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리스티렌(polystyrene, PS), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리에스터(polyester, PES), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리메틸메타크릴(poly methyl methacrylate, PMMA), 스티렌 아크릴로니트릴 코폴리머(styrene-acrylonitrile copolymer, SAN) 등으로 형성되거나 유리로 형성될 수 있다.
투광부(240)의 일면 및/또는 타면은 조도(roughness)가 거칠게 형성될 수 있다. 즉, 투광부(240)의 일면과 타면 중 어느 하나 이상의 면은 헤이즈(haze) 처리됨으로써 투광부(240)는 확산 기능을 수행할 수 있다. 이 경우 투광부(240)는 상술한 확산부재를 포함하거나 또는 포함하지 않은 상태에서 헤이즈 처리될 수 있다.
또한, 투광부(240)의 일면 및/또는 타면은 확산 시트와 결합할 수 있다. 확산 시트는 LED(230)에서 방출되는 광이 고르게 확산되며 면에 수직이 되는 방향을 향해 광이 진행하도록 하는 기능 시트이다. 투광부(240)에 결합하는 확산 시트의 개수는 한정되지 않으며, 예를 들면, 1 ~ 3장 정도가 될 수 있다. 확산 시트는 투광부(240)의 주요 성분인 상술한 플라스틱 또는 유리의 양면에 샌드위치 형태로 결합할 수도 있다. 여기서, 확산 시트는 두께가 수십 내지 수백 이며, 외면 또는 내부에 상술한 확산부재가 포함된 시트이다. 본 실시예에 따르면, 투광부(240)에 이러한 복수의 확산 시트가 포함되는 경우 상술한 바와 같이 넓고 균일한 배광이 구현될 수 있는 효과가 있다.
이 경우 투광부(240)는 상술한 바와 같이 고분자 재료 또는 유리로 형성되며, 일면과 타면 중 어느 하나 이상의 면이 엠보싱 처리된 베이스면과, 베이스면의 일면과 타면 중 어느 하나 이상의 면과 결합하는 하나 이상의 확산 시트를 포함할 수 있다.
또한, 투광부(240)는 확산부재를 내부에 포함하는 확산판으로 형성될 수 있다. 확산판은 유백색이 될 수 있으며, 두께가 수 mm 내지 수십 mm이고, 내부에 상술한 확산부재를 포함한다. 본 실시예에 따른 확산판의 두께는 예를 들면, 0.5 내지 15mm가 될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 투광부(240)의 투과도는 30% 내지 88%이고, 헤이즈는 42% 내지 99.8%가 될 수 있다. 이러한 수치 범위 내에서 본 실시예는 상술한 바와 같이 측면광의 세기가 커져서 넓고 균일한 배광을 가지는 특징이 있다.
또한, 상술한 확산부재는 옥사이드(oxide) 계열로 형성되거나 또는 발포 형태의 마이크로 셀이 포함된 발포형 확산 구조로 형성될 수도 있다. 여기서, 전자의 경우 확산부재로 사용되는 옥사이드 계열의 물질은, 예를 들면, Si 파우더(Si base powder), TiO, TiO2, SiO, SiO2, ZnOk, ZrO2 등이 될 수 있다. 또한, 후자의 경우 확산부재는 별도의 유기 또는 무기 확산제로 구성되지 않고, 투광부(240) 자체가 연속되고 불규칙한 발포형 마이크로셀로 구현되며, 이러한 마이크로 셀에 의해 투광부(240)내부를 통과하는 빛이 확산된다.
또한, 투광부(240)의 일면 및/또는 타면은 프리즘 시트와 결합할 수도 있다. 프리즘 시트는 흩어진 광을 특정 방향으로 진행하도록 모아주는 역할을 하는 시트이다. 프리즘 시트의 개수도 특별히 한정되지 않는다.
또한, 투광부(240)의 일면 및/또는 타면은 LED(230) 광의 확산을 유도하는 패턴이 형성될 수 있다. 패턴은 규칙적으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 복수의 사각형이 배열되는 바둑판 모양의 패턴, 엠보싱 패턴 등이 투광부(240)에 형성되어 광의 확산을 유도할 수 있다.
투광부(240)의 단면의 측면은 PCB(220)에 대향되도록 형성될 수 있다. 즉, 투광부(240)의 단면의 측면은 PCB(220)에서 출사된 광을 수직으로 입사하는 면이므로, 이 면이 PCB(220)에 대향되게 형성되는 경우 측면 배광이 세질 수 있는 효과가 있다. PCB(220)에 대향하는 투광부(240)의 단면의 측면은 평면 또는 곡면이 될 수 있다. 여기서, 대향되도록 형성된다는 의미는 수학적으로 엄밀하게 평행한 경우를 포함하여 대략적으로 평행하게 형성된다는 의미이며, 본 실시예에 따르면, PCB(220)와 투광부(240)가 서로 대향하는 면의 법선이 형성하는 각은 0도 내지 45도가 될 수도 있다.
투광부(240)의 단면은 절곡된 횟수에 따라 하나의 곡을 가지는 V자형, 두 개의 곡과 하나의 골을 가지는 W자형 등 다양한 형상일 수 있다. 또한, 절곡된 부분에서의 둥근 모서리 처리 여부에 따라 U자형 등의 형상일 수도 있다. 또한, V자형이 반복되는 V자 반복형(W자형 포함), U자형이 반복되는 U자 반복형 등의 형상일 수도 있다.
또한, 투광부(240)는 절곡된 일체의 부재로 형성되거나 또는 서로 다른 부재의 결합 구조로 형성될 수 있다. 예를 들면, 전자의 경우 투광부(240)는 서로 연결되는 하나의 평면 부재를 절곡하여 형성될 수 있다. 후자의 경우 투광부(240)는 서로 다른 복수의 평면 부재를 서로 결합하여 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 투광부(240)는 PCB 지지부(210)에 결합되는 투광부 홀더(213)에 결합 및 고정된다. 투광부(240)의 단면의 측면은 V자형이 될 수 있다. 투광부(240)는 그 단면의 측면이 서로 소정의 각 1을 형성하고 있다. 투광부(240)의 단면의 측면은 PCB(220)에 각각 대향되며, 그 측면 사이의 각 1은 45도 내지 175도일 수 있다.
PCB 지지부(210)는 PCB(220)가 소정의 각을 형성하도록 소정의 각을 포함하는 평판형 또는 튜브형으로 형성될 수 있다.
또한, 투광부(240)는 LED 조명의 색상을 조절하기 위한 형광물질을 포함할 수 있다. 즉, 투광부(240)는 LED(230)가 청색 스펙트럼을 포함하는 경우 해당 색을 변환하여, 백색광을 구현하거나 또는 색온도를 변화시키기 위한 형광체, 예를 들면, 적색, 녹색 및 황색 형광체 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 위 형광체들은 LED(230)에서 방출되는 광의 파장을 변환시켜서 그 색온도를 변화시키고 또한 백색광을 구현할 수 있다.
여기서, LED(230)와 투광부(240)의 이격 거리인 간격은 5mm 내지 150mm가 될 수 있다. 이격 거리가 이러한 간격 범위보다 작은 경우 LED(230)가 점광원으로 외부에 표시될 수 있으며, 간격 범위보다 큰 경우 전체적인 조명 기구가 커지는 문제점이 있다.
또한, 복수의 LED(230)에서 인접 LED(230)간의 거리는 1mm 내지 125mm가 될 수 있다. 여기서, 인접 LED(230)간의 거리는 LED(230)의 중심간 거리 또는 LED(230)의 끝단간 거리가 될 수 있다. LED(230)가 사각형인 경우 그 일변의 길이, 즉, 가로 길이와 세로 길이는 각각 2mm 내지 9mm가 될 수 있다. 또한, LED(230)가 원형인 경우 그 지름 또는 타원인 경우 그 장축의 길이는 2mm 내지 25mm가 될 수 있다. 여기서, LED(230)의 길이 및 지름은 리드 프레임을 제외하고 측정된 것이 될 수 있다. LED(230)가 위와 같은 크기를 가지며, 상술한 거리를 유지하는 경우 상술한 투광부(240)의 투과도와 헤이즈에 상응하여 LED(230)는 점광원으로 표시되지 않으며 외부에 균일한 광을 방출할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 실시예는 방열부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 방열부는 PCB 지지부(210) 및/또는 투광부(240)와 결합하여 상기 LED(230)에서 발생하는 열을 전달받아 외부로 방출할 수 있다. 이를 위해 방열부는 복수의 방열핀을 포함하는 등 다양한 방열 구조로 구현될 수 있다. 예를 들면, 방열부의 단면은 곡선, 직선 또는 이들이 혼합된 형상 등이 될 수 있다.
방열부는 PCB 지지부(210)와 일체로 형성되거나 또는 별도로 마련될 수 있다. 후자의 경우 방열부는 소정의 체결방식, 예를 들면, 나사 결합에 의해 PCB 지지부(210) 및 투광부(240)와 결합할 수 있다.
전원 공급 수단(PSU : Power Supply Unit, PSU 기판과 PSU 부품을 포함함)(260)은 LED(230)에 전류를 공급하기 위한 구성요소로서 외부 교류 전류를 직류 전류로 변환하여 LED(230)에 직류 전류를 공급하기 위한 AC-DC 컨버터를 포함할 수 있다. 전원 공급 수단(260)의 위치는 다양하게 구현될 수 있으며, 예를 들면, 전원 공급 수단(260)은 PCB 지지부(210)가 절곡되어 형성하는 공간(그루브)에 위치함으로써 공간 활용 및 방열을 보다 효율적으로 할 수 있다. 이 경우 전원 공급 수단(260)은 PCB(220)와 일체로 형성되거나 또는 이와 별도로 분리되는 장치가 될 수 있다.
상술한 구조의 LED 조명은 도 5에 도시된 배광 곡선을 가진다. 도 5를 도 3과 비교하여 참조하면, 배광 곡선이 측면으로 퍼지는 형상을 가지므로 넓고, 균일한 배광 곡선이 구현된다. 본 실시예에 따른 배광 곡선은 LED(230) 광이 주 배광 방향인 측면으로 세기 때문에 넓게 분포한다. 또한, 측면 방향의 광은 중심의 수평선보다 위쪽으로 분포되어 본 실시예의 LED 조명이 실내 천정에 설치되는 경우 천정에도 광을 방출하여 간접 조명의 효과도 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명의 단면도이며, 도 7은 도 6에 도시된 LED 조명의 평면도이다. 도 6과 도 7를 참조하면, PCB 지지부(210), 걸림턱(215), PCB(220), 반사판(225), 체결부(227), LED(230), 투광부(240), 전원 공급 수단(260)이 도시된다.
도 6을 참조하면, PCB 지지부(210)의 양단은 도시된 바와 같이 돌출 형성되어 용이하게 설치될 수 있다. 예를 들면, 이러한 돌출부는 천정에 걸림으로써 본 실시예의 조명이 천정에 설치될 수 있도록 할 수 있다.
또한, 본 실시예는 PCB(220) 상에 결합하는 반사판(225)을 더 포함할 수 있다. 즉, 반사판(225)은 LED(230)에서 방출되는 광이 PCB(220)에 입사되지 않도록 하며, 반사물질이 도포된다. 반사판(225)은 PCB 지지부(210)에 돌출 형성된 걸림턱(215)에 의해 지지되어 PCB 지지부(210)와 결합할 수 있다. 또한, PCB 지지부(210), PCB(220) 및 반사판(225)은 각각 서로 체결부(227)에 의해 체결될 수 있다. 예를 들면, 체결부(227)는 볼트가 될 수 있다.
도 8과 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명의 단면도이다. 도 8과 도 9를 참조하면, 하우징(405), PCB 지지부(410), 스킨부(415), PCB(420), 체결부(427), LED(430), 투광부(440), 전원 공급 수단(460)이 도시된다. 상술한 바와의 차이점을 위주로 설명한다.
본 실시예들은 하우징(405)을 PCB 지지부(410), PCB(420), LED(430) 및 투광부(440)와 분리 가능하도록 결합할 수 있는 특징이 있다. 즉, 본 실시예에 따르면, 종래에 형광등 또는 백열등의 등기구로 사용되는 하우징(405)에 LED 모듈을 착탈가능하도록 결합함으로써, 교체가 간편한 구조를 가지는 특징이 있다.
도 8을 참조하면, PCB(420)와 투광부(440)는 서로 대향되도록 절곡된다. PCB(420)는 PCB 지지부(410)에 결합 고정되고, 투광부(440)는 스킨부(415)에 결합 고정된다. 스킨부(415)는 하우징(405)의 테두리에 결합하여 미감을 불러일으키는 재질, 형상 등을 가질 수 있다. PCB 지지부(410)와 스킨부(415)는 서로 다른 부재이거나 또는 일체로 형성될 수 있다.
PCB 지지부(410)는 상술한 바와 같이 나사와 같은 체결부(427)에 의해 하우징(405)에 결합한다. 체결부(427)는 용이하게 조작가능하므로 사용자는 LED(430)의 수명이 다하거나 별도의 수리가 필요한 경우 PCB 지지부(410)를 하우징(405)으로부터 분리함으로써 조치를 취할 수 있다.
하우징(405)은 종래 설치되거나 새로 설치될 수 있다. 예를 들면, 사용자의 선택에 따라 종래 천장에 설치되어 있는 조명의 하우징(405)에 본 실시예에 따른 LED 모듈만을 교체하여 설치하거나 또는 하우징(405)을 포함한 조명 전체를 교체할 수 있다.
여기서, PCB 지지부(410), 스킨부(415), PCB(420) 및 투광부(440)는 일체로 형성될 수 있다. 즉, PCB 지지부(410), 스킨부(415), PCB(420) 및 투광부(440)는 서로 분리된 상태에서 조립될 수도 있지만, 일체로 형성된 상태에서 하우징(405)에 체결될 수도 있다. 또한, PCB 지지부(410)는 외부에 노출되는 부위로서 조명의 스킨으로서 기능할 수도 있으며, 이 경우 PCB 지지부(410)는 다양한 색상, 다양한 질감을 가지는 소재로 형성될 수 있다.
도 9를 참조하면, PCB 지지부(410)는 체결부(427)에 의해 하우징(405)에 결합하면서, PCB(420)와 투광부(440)는 절곡되지 않고 평평하게 형성될 수 있다. 즉, 본 실시예는 PCB 지지부(410), 절곡되지 않은 PCB(420), LED(430) 및 절곡되지 않은 투광부(440)가 하우징(405)과 분리가능하도록 결합할 수 있는 특징이 있다.
또한, 도 10을 참조하면, PCB(220)의 일면에는 다수의 LED(230)가 일렬로(도 10의 (A) 참조) 혹은 둘 이상의 열(도 10의 (B) 참조)에 따라 실장된다. 둘 이상의 열로 실장되는 경우에 평행하게 배열되거나 혹은 지그재그로 배열될 수 있다.
또한, 다른 실시예에 따르면, PCB(420)가 상술한 바와 같이 절곡되어 형성되는 경우 각 면에 실장되는 복수의 LED(230)는 다른 면에 실장되는 LED(230)에 대해 서로 지그재그 형태로 배열될 수 있다. 예를 들면, PCB(420)가 절곡되어 인접한 제1 면 및 제2 면을 포함하는 경우, 제1 면에 일렬로 복수의 LED(230)가 실장되고, 제2 면에 도 10의 (B)와 같이 제1 면의 LED(230)에 대해 지그재그 형태로 배열되는 복수의 LED(230)가 실장될 수 있다. 여기서, 지그재그 형태로 배열되는 LED(230)는 하나 또는 복수의 LED(230)를 포함하는 집합이 될 수 있다. 후자의 경우 10개 이하로 이루어진 복수의 LED(230)가 집합을 형성하고 서로 다른 집합들이 지그재그 형태로 배열될 수 있다. 이러한 실시예에 따르면, 복수의 LED(230)가 지그재그 형태로 배열되므로, 전체적으로 외부에 균일한 광을 조사할 수 있는 장점이 있다.
또한, 도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명은 좌우 양방향뿐만 아니라 4방향 또는 원형(타원형 포함)의 넓고 균일한 배광분포를 가지는 구조를 가질 수 있다. 즉, PCB(220) 및/또는 투광부(240)의 절곡 형태가 좌우뿐만 아니라 4방향 또는 원형에 대해서도 형성될 수 있다. (A)는 양방향으로 광이 확산되는 구조이며, (B)는 원형으로 광이 확산되는 구조이고, (C)는 4방향으로 광이 확산되는 구조이다.
본 실시예에 따른 조명의 평면이 원형(B)인 경우 중심으로부터 원주로 향하는 방향에 대해 PCB(220) 및/또는 투광부(240)가 절곡되어 형성될 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 조명의 평면이 4각형(C)인 경우 중심으로부터 각변으로 향하는 방향에 대해 PCB(220) 및/또는 투광부(240)가 절곡되어 형성될 수 있다.
이상에서 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명을 일반적으로 도시한 단면도를 설명하였으며, 이하에서는 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명을 구체적인 실시예를 기준으로 설명하기로 한다. 이하에서 실시예를 차례대로 설명하며, 본 발명이 이러한 실시예에 한정되지 않음은 당연하다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 조명의 단면도이다. 도 12 내지 도 14를 참조하면, PCB 지지부(210)는 서로 다른 PCB(220)가 결합하는 복수의 면이 형성되거나 또는 PCB 지지부(210)의 단면은 서로 다른 PCB(220)가 양측부에 결합하는 원호(圓弧) 형상을 가지는 등 다양한 실시예가 제시된다. 점선은 배광 곡선을 나타낸다. 이하에서는 설명의 편의상 투광부(240)에 수용되는 PCB 지지부(210), PCB(220), LED(230) 및 투광부(240)의 배치 및 구조를 중심으로 설명한다.
도 12(A)를 참조하면, 제1 PCB 지지부(210a)와 제2 PCB 지지부(210b)는 상술한 각도를 형성하여 서로 결합된다. 제1 PCB 지지부(210a)와 제2 PCB 지지부(210b)에 각각 결합된 PCB(220)에 실장된 LED(230)는 상기 각도만큼 기울어져 양 측면에 광을 조사하기 때문에 본 실시예에 따른 LED 조명의 배광은 넓은 분포를 형성한다.
도 12(B)를 참조하면, 제1 PCB 지지부(210a), 제3 PCB 지지부(210c) 및 제2 PCB 지지부(210b)가 서로 순차적으로 연결된 상태가 도시된다. PCB(220) 및 LED(230)는 제1 PCB 지지부(210a)와 제2 PCB 지지부(210b)에 결합하여 양 측면에 광을 보다 세게 조사할 수 있다. 또한, 제3 PCB 지지부(210c)에도 PCB(220) 및 LED(230)가 결합할 수 있다. 이 경우 전체적인 배광이 넓고 균일한 형태로 형성될 수 있도록 제1 PCB 지지부(210a), 제3 PCB 지지부(210c) 및 제2 PCB 지지부(210b)에 결합하는 LED(230)의 휘도를 조절할 수도 있다.
예를 들면, 제1 PCB 지지부(210a)와 제2 PCB 지지부(210b)에 결합하는 LED(230)의 휘도를 제3 PCB 지지부(210c)에 결합하는 LED(230)의 휘도보다 크게 함으로써, 배광이 넓고 균일하도록 할 수 있다. 즉, PCB(220)가 세면 이상을 포함하는 경우 양 측방향의 PCB(220)에 실장되는 LED(230)의 휘도는 양 측방향의 PCB(220) 사이에 위치하는 전방향의 PCB(220)에 실장되는 LED(230)의 휘도보다 클 수 있다. 여기서, LED(230)의 휘도는 입력되는 전류를 제어하거나 또는 LED(230)의 개수를 달리하여 조절할 수 있다.
또한, LED(230)의 휘도는 투광부(240)의 단면에 상응하여 조절될 수도 있다. 즉, PCB(220)가 세면 이상을 포함하고, 투광부(240)의 단면이 PCB(220)에 대향하는 경우, 투광부(240)의 단면의 측면과 대향되는 PCB(220)의 면에 실장되는 LED(230)의 휘도는 투광부(240)의 단면의 정면과 대향되는 PCB(220)의 면에 실장되는 LED(230)의 휘도 보다 클 수 있다.
또한, 투광부(240)가 사다리꼴 단면을 가지는 경우에 사다리꼴의 밑면에 해당하는 부분에 패턴을 형성하거나 반투명 혹은 불투명하게 하여 직하 방향으로의 배광을 줄이고, 사다리꼴의 옆면을 통해 양측으로 경사진 배광이 형성되도록 하여 LED 조명의 전체적인 배광이 넓고 균일하도록 할 수도 있다.
도 13(A)를 참조하면, 제1 PCB 지지부(210a), 제2 PCB 지지부(210b), 제4 PCB 지지부(210d) 및 제5 PCB 지지부(210e)가 순차적으로 결합하고 있다. 각 PCB 지지부간 형성되는 각도는 서로 동일하거나 또는 다를 수 있다. 예를 들면, 제1 PCB 지지부(210a)와 제2 PCB 지지부(210b)가 형성하는 각도가 제2 PCB 지지부(210b)와 제4 PCB 지지부(210d)가 형성하는 각도보다 작은 경우 제1 PCB 지지부(210a)에 결합된 LED(230)는 도면의 측면 방향으로 기울어져 광을 방출하므로 전체적으로 본 실시예에 따른 LED 조명은 넓고 균일한 배광을 가질 수 있다. 따라서 본 실시예에 다르면, 제1 PCB 지지부(210a)와 제2 PCB 지지부(210b)가 형성하는 각도 및 제2 PCB 지지부(210b)와 제4 PCB 지지부(210d)가 형성하는 각도를 상대적으로 조절하여 전체적인 배광 곡선을 조절할 수 있다.
도 13(B)를 참조하면, 하나의 PCB 지지부(210)가 원호(圓弧) 형상으로 휘어지며, 서로 다른 PCB(220)가 PCB 지지부(210)의 양측부에 결합되는 LED 조명이 도시된다. 여기서, 원호(圓弧) 형상은 원, 타원, 곡선 등 다양하게 휘어지는 형상을 포함한다. 이러한 실시예에 따르면, 하나의 PCB 지지부(210)를 휘게 하는 간편한 공정에 의해 본 실시예에 따른 LED 조명이 제작될 수 있는 장점이 있다.
도 14(A)를 참조하면, 제1 PCB 지지부(210a)와 제2 PCB 지지부(210b)는 상술한 바와 반대 방향으로 절곡되어 형성된다. 따라서 제1 PCB 지지부(210a)에 결합된 LED(230)는 도 14(A)의 좌측으로 광을 방출하며, 제2 PCB 지지부(210b)에 결합된 LED(230)는 도 14(A)의 우측으로 광을 방출하기 때문에 배광이 넓어지는 효과가 있다.
여기서, 상술한 바와 같이 복수의 PCB(220) 면이 서로 만나서 형성하는 각도 중 작은 각도(예를 들면, LED(230)가 실장된 면 간의 각도)가 45 내지 180 일 수 있으며, 이러한 각도에 의해 LED(230)에서 출사된 광은 LED 조명의 측면으로 조사되어 넓고 균일한 배광이 형성될 수 있다.
도 14(B)를 참조하면, PCB 지지부(210)는 소정의 구조물, 예를 들면, 복수의 지지암을 구비하여 PCB(220)를 지지한다. PCB 지지부(210)는 서로 이격되어 돌출되는 복수의 지지암(support arm) 형태로 형성된다. 예를 들면, PCB 지지부(210)는 몸체(즉, 상부 지지대)와 몸체로부터 일방향으로 돌출되어 형성되며 PCB(220)를 지지하는 제1 지지암(210f) 및 몸체로부터 타방향으로 돌출되어 형성되며 PCB(220)를 지지하는 제2 지지암(210g)을 포함할 수 있다. 제1 지지암(210f)과 제2 지지암(210g)은 투광부(240)가 연장된 방향으로 연속되어 일체로 형성되거나 또는 부분적으로 돌출 형성되어 PCB(220)를 지지할 수 있다. 제1 지지암(210f)과 제2 지지암(210g)은 PCB(220)의 특정 부위를 홀딩(예를 들면, 부착, 나사결합 등)하거나 또는 PCB(220) 전체를 삽입하여 PCB(220)를 지지할 수 있다.
도 15 내지 도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다양한 LED 조명을 개략적으로 도시한 단면도이다. 설명의 편의상 PCB(220), LED(230) 및 투광부(240)만을 도시하여 본 실시예에 따른 LED 조명의 단면도를 설명한다. 주 배광을 형성하는 광의 진행 방향은 점선의 화살표로 도시한다.
도 15를 참조하면, PCB(220)는 평면이며, 투광부(240)의 단면은 소정의 각이 형성됨으로써 측면 광의 세기를 크게 할 수 있다. 투광부(240) 단면의 측면은 PCB(220)에 대하여 비스듬하게 형성된다. 또한, 투광부(240)의 단면은 삼각형, 사다리꼴, 오각형을 포함하는 다각형(a, b, c, g)이 될 수 있다. 또한, 투광부(240)의 일면은 원호(圓弧)(d, e, f)가 될 수도 있다.
도 16을 참조하면, 각 PCB(220)는 외부 방향을 향하는 외부 지향형이며, 투광부(240)의 단면은 다양한 형상이 될 수 있다. 이를 보다 구체적으로 분류하면, 투광부(240) 단면의 측면은 상술한 바와 같이 PCB(220)와 대향되도록 형성(a 내지 h)될 수 있다. 또한, 투광부(240)의 단면은 삼각형, 사다리꼴, 직사각형 및 오각형을 포함하는 다각형(a, b, c, g, h)이 될 수 있다. 또한, 투광부(240)의 일면은 상술한 바와 같은 원호(圓弧)(d, e, f)가 될 수도 있다. 여기서, 투광부(240)의 일면이 원호인 경우는 투광부(240)의 전체 또는 그 일부분의 단면이 원호인 경우를 포함한다. 여기서, 도시된 바와 같이 PCB(220) 또는 투광부(240)가 절곡된 경우 절곡된 부분의 개수는 1 내지 4의 범위에 있을 수 있다.
도 17을 참조하면, 각 PCB(220)는 내부 방향을 향하는 내부 지향형이며, 투광부(240)의 단면은 다양한 형상이 될 수 있다. 구체적으로, 투광부(240) 단면의 측면은 상술한 바와 같이 PCB(220)와 대향되도록 형성(a 내지 h)될 수도 있다. 또한, 투광부(240)의 단면은 삼각형, 사다리꼴, 직사각형, 오각형 및 팔각형을 포함하는 다각형(a, b, c, g, h)이 될 수 있으며, 투광부(240)의 일면은 상술한 바와 같은 원호(圓弧)(d, e, f)가 될 수도 있다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명의 단면도이며, 도 19는 도 18에 도시된 LED 조명의 배광 곡선을 도시한 도면이다. 도 18을 참조하면, PCB 지지부(210), 투광부 홀더(213), PCB(220), 반사판(225), LED(230), 투광부(240), 전원 공급 수단(260)이 도시된다. 상술한 바와의 차이점을 위주로 설명한다.
본 실시예는 LED 조명이 균일한 배광을 가지도록 PCB(220)와 투광부(240)가 서로 대향되도록 측면으로 기울어져 형성되는 특징이 있다. 본 실시예에 따른 LED 조명은 종래의 형광등, 백열등 등이 사용되는 조명 기구를 대체하여 내부에 마련된 PCB(220) 및 광을 투과시키는 투광부(240)가 하방 수직한 축에 대하여 소정의 각도를 형성하도록 부착되거나, 절곡 또는 휘어짐으로써 배광을 넓고 균일하게 가질 수 있는 특징이 있다.
조명의 가장 좋은 배광 곡선은 첫째, 종래의 형광등과 같이 약 20도 내지 40도 정도에서 광의 세기가 가장 높아 빛을 받는 조도면이 암부가 없이 고르게 되는 버터플라이 형태의 면 배광 곡선을 포함하고, 둘째, 평판형인 경우 선광원 또는 점광원이 아니므로 30도 이상의 각도에서도 빛의 광량을 급격히 줄도록 만들지 않아도 되며, 오히려 80도 내지 90도 정도에서도 등기구 바로 옆의 천정을 비춰줄 정도로 어느 정도의 광량이 살아있는 배광 곡선, 즉, 조도면이 아닌 조도공간을 고려한 배광이 가장 좋다. 본 실시예는 후자의 기능을 보다 중점적으로 구현하기 위해 개발된 기술이다.
본 실시예는 PCB(220) 상에 결합하는 반사판(225)을 더 포함할 수 있다. 즉, 반사판(225)은 LED(230)에서 방출되는 광이 PCB(220)에 입사되지 않도록 하며, 반사물질이 도포된다.
상술한 구조의 LED 조명은 도 19에 도시된 배광 곡선을 가진다. 도 19를 도 3과 비교하여 참조하면, 배광 곡선이 측면으로 퍼지는 형상을 가지므로 넓고, 균일한 배광 곡선이 구현된다. 즉, 본 실시예에 따른 배광 곡선은 LED(230) 광이 측면(예를 들면, 90도 방향)으로 세기 때문에 넓게 분포한다.
도 20은 도 18에 도시된 LED 조명의 실험례를 나타낸 비교도이다. (A)는 본 실시예에 따른 LED 조명이 발광하는 경우이며, (B)는 종래 기술에 따른 조명 기구가 발광하는 경우이다. 이러한 비교도를 살펴보면, 본 실시예에 따른 LED 조명은 PCB(220)와 투광부(240)가 모두 기울어져 서로 대향하고 있으므로, 측면광의 세기가 커서 넓고 균일한 배광 곡선을 가지는 장점이 있다.
도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명의 단면도이다. 도 21을 참조하면, PCB 지지부(210), PCB(220), LED(230), 투광부(240), 전원 공급 수단(260)이 도시된다. 상술한 바와의 차이점을 위주로 설명한다.
도 21을 참조하면, PCB(220)가 크게 세부분으로 나뉘어 있다. 즉, PCB(220)는 중앙, 좌측, 우측으로 배치되며, 좌측과 우측에 배치되는 PCB(220)는 서로 다른 방향으로 기울어져 있으므로, 주배광 방향이 서로 다르다. 따라서 이러한 구조에 의해 본 실시예는 넓고 균일한 배광을 가진다.
도 22는 도 21에 도시한 LED 조명을 제작한 실시예이다. (A)는 투광부(240)를 부착하지 않은 상태에서 LED 조명을 나타낸 사시도이며, (B)는 (A)에 도시된 LED 조명에 LED(230)를 점등한 상태이고, (C)는 투광부(240)를 부착한 상태에서 LED 조명을 점등한 상태이다.
본 실시예에 따르면, 상술한 바와 같이 넓고 균일한 배광을 갖기 위해 PCB(220)는 복수의 절곡부를 포함하며(즉, PCB(220)가 여러 번 꺽이며), 동시에 LED(230)의 휘점이 외부에 표시되지 않도록 하기 위해 LED(230)를 지그재그 형태로 배치함으로써, PCB(220)의 꺽임과 LED(230)의 지그재그 배치에 의해 자연스럽게 LED(230)의 발열이 분산되며 또한 넓은 금속으로 형성되는 PCB 지지부(210)를 통해 열방출 특성이 우수한 장점이 있다.
도 23 내지 도 25는 본 발명의 실시예에 따른 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명의 여러 가지 단면도이다. PCB 지지부(210), PCB(220), LED(230), 투광부(240), 방열부(250), PSU 기판(260), PSU 부품(265)이 도시된다. 이하에서는 도면을 차례대로 설명하며, 상술한 실시예와의 차이점을 위주로 설명한다.
본 실시예에 따른 LED 조명은 종래의 형광등과 같이 튜브형으로 형성되어 내부에 마련된 PCB(220)가 소정의 각도를 형성하도록 부착되거나, 절곡 또는 휘어져서 배광을 넓고 균일하게 가질 수 있는 특징이 있다. 즉, 본 실시예에 따른 LED 조명은 LED(230)가 서로 다른 방향을 조사하여 넓은 배광을 가지도록 PCB(220)가 소정의 각도를 유지하여 구비된다. 본 실시예에 따른 LED 조명은 LED 조명 기기에 탈부착가능하도록 결합하는 전구가 될 수 있다. 본 실시예에서는 PCB(220)는 평면으로 구현되고, 투광부(240)가 절곡되는 경우에도 적용될 수 있으며, 이하에서는 PCB(220)가 절곡된 경우를 중심으로 설명한다.
도 23을 참조하면, PCB 지지부(210)는 PCB(220)를 지지하는 프레임이며, PCB(220)가 소정의 각도를 이루고 지지되기 위해 PCB(220)가 구비되는 각 면이 상술한 소정의 각도를 형성할 수 있다. PCB(220)는 PCB 지지부(210)의 각 면에 개별적으로 결합하는 복수의 PCB를 포함하거나 또는 PCB 지지부(210)의 면에 상응하여 절곡된 하나의 PCB가 될 수 있다. 이하에서는 전자의 경우를 중심으로 설명한다. 또한, 본 실시예에 적용되는 PCB(220)는 리지드하거나 플렉서블할 수 있다.
여기서, PCB(220)가 형성하는 각도는 45도 내지 180도가 될 수 있다. 즉, 복수의 PCB(220) 면이 서로 만나서 형성하는 각도 중 작은 각도(예를 들면, LED(230)가 실장된 면의 배면 간의 각도)가 45도 내지 180도가 될 수 있다. PCB(220) 면 간 형성된 이러한 각도에 의해 LED(230)에서 출사된 광은 LED 조명의 측면으로 조사되어 넓고 균일한 배광이 형성될 수 있다.
투광부(240)는 일방향으로 연장되어 튜브 형상으로 구현될 수 있다. 투광부(240)는 LED(230)에서 출사되는 광이 통과하여 외부로 조사되는 영역이므로, 상술한 바와 같이 광을 확산시키는 확산부재를 포함할 수 있다.
또한, 투광부(240)는 본 실시예에 따른 LED 조명을 이분하는 가상의 면을 중심으로 대칭일 수 있다. 이러한 가상의 면의 단면인 A선을 기준으로 투광부(240) 단면의 두 측면은 서로 대칭으로 배치된다.
PCB 지지부(210)는 PCB(220)가 소정의 각을 형성하도록 투광부(240)가 연장되는 일방향을 축으로 소정의 각을 형성하며 해당 방향으로 연장될 수 있다.
도 24를 참조하면, PCB 지지부(210)는 소정의 구조물을 이용하여 PCB(220)를 지지할 수 있다. PCB 지지부(210)는 PCB(220)를 지지하는 형태라면 다양한 형태로 본 발명에 적용가능하다. 예를 들면, PCB 지지부(210)는 양쪽에서 각각의 PCB(220)를 지지하는 돌출부(이를 지지암이라 표현할 수 있다)가 형성된다. 이 경우 상술한 도 23과 달리 PCB(220)는 LED(230)가 실장된 면이 서로 마주보며, LED(230)의 광은 서로 교차하여 출사될 수 있다.
도 25를 참조하면, 지지암이 구비된 PCB 지지부(210)와 단면의 측면이 PCB(220)를 보는 방향으로 오목한 원호 형상인 투광부(240)가 도시된다. 이러한 원호 형상도 상술한 바와 같이 PCB(220)에서 출사된 광을 수직으로 입사시킬 수 있으므로, 측면 배광이 세질 수 있는 효과가 있다.
방열부(250)는 PCB 지지부(210) 및/또는 투광부(240)와 결합하여 상기 LED(230)에서 발생하는 열을 전달받아 외부로 방출할 수 있다. 이를 위해 방열부(250)는 복수의 방열핀을 포함하는 등 다양한 방열 구조로 구현될 수 있다. 예를 들면, 방열부(250)의 단면은 곡선, 직선 또는 이들이 혼합된 형상 등이 될 수 있다.
방열부(250)는 PCB 지지부(210)와 일체로 형성되거나 또는 별도로 마련될 수 있다. 후자의 경우 방열부(250)는 소정의 체결방식, 예를 들면, 나사 결합에 의해 PCB 지지부(210) 및 투광부(240)와 결합할 수 있다.
본 실시예에 따른 LED 조명은 소정의 일방향으로 연장되는 직관형(막대 타입), 환형(원형, 곡선형 포함), U자형이 될 수 있다. 즉, LED 조명이 직선 방향으로 연장되거나 또는 곡선 방향으로 연장되어 조명등에 탈부착될 수 있다. 여기서, 본 실시예에 따른 LED 조명은 투광부(240)의 양단에 결합하며 외부 전원이 인가되는 전원소켓(270)을 더 포함할 수 있다.
도 26은 본 발명의 실시예에 따른 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명의 분해 사시도이다. 도 26을 참조하면, PCB(220), LED(230), 투광부(240), 방열부(250), 전원소켓(270)이 도시된다.
투광부(240)는 소정의 방향으로 연장된 형상이며, 그 형상은 막대 타입, 원 타입, 절곡부를 가지며 양단이 같은 방향으로 연장되는 형태 등 다양한 형상이 될 수 있다. 전원소켓(270)은 본 실시예에 따른 LED 조명의 양단 또는 일측에 결합하며, LED(230)에 전류를 입력하기 위해 외부 전원이 인가되는 단자이다. 투광부(240)의 단면은 도 23의 도면과 대응되며, 그 측면은 PCB(220)과 대향될 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 PCB(220)가 상술한 바와 같이 절곡되어 형성되는 경우 각 면에 실장되는 복수의 LED(230)는 다른 면에 실장되는 LED(230)에 대해 서로 지그재그 형태로 배열될 수 있다. 예를 들면, PCB(220)가 절곡되어 인접한 제1 면 및 제2 면을 포함하는 경우, 제1 면에 일렬로 복수의 LED(230)가 실장되고, 제2 면에 제1 면의 LED(230)에 대해 지그재그 형태로 배열되는 복수의 LED(230)가 실장될 수 있다.
방열부(250)는 투광부(240)와 결합하여 PCB(220)에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 기능을 한다. 방열부(250)는 투광부(240)가 연장되는 방향을 따라 연장됨으로써, PCB(220)의 열을 효율적으로 방열할 수 있다.
도 27은 도 26에 따른 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명의 배광 곡선을 도시한 도면이다. 도 27을 참조하면, 배광 곡선이 측면으로 퍼지는 형상을 가지므로 넓고, 균일한 배광 곡선을 나타낸다.
도 28은 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명을 등기구 프레임에 장착한 경우의 단면도이고, 도 29는 도 28에 도시된 LED 조명을 장착한 등기구 프레임에서의 배광 곡선을 나타낸 도면이다.
등기구 프레임(280)은 반사 성능을 가지는 재질로 구성되거나 등기구 프레임(280)의 내표면에 반사 물질이 도포되어 있어 LED 조명(200)으로부터 아래 방향으로 진행하지 않는 측광의 경로를 변경시켜 아래 방향으로 향하도록 한다.
이 경우 LED 조명(200)만으로는 아래 방향의 조도에 기여하지 못하는 측광(L3)을 등기구 프레임(280)이 아래 방향의 조도에 기여할 수 있도록 한다. 따라서, 도 29에 도시된 것과 같이 조사면에서 보다 균일하면서도 우수한 배광이 이루어지도록 할 수 있다.
도 30은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명의 단면도이고, 도 31은 도 30에 따른 LED 조명의 분해 사시도이며, 도 32는 도 30에 따른 LED 조명의 배광 곡선을 도시한 도면이다. 상술한 바와의 차이점을 위주로 설명한다.
도 30과 도 31을 참조하면, 단면 전체가 원호 형상인 투광부(240)가 도시된다. 이와 같은 형상은 PCB(220)를 보는 방향이 오목하므로 상술한 바와 같이 측면광이 커져서 배광이 넓어질 수 있는 효과가 있다. 도 32의 배광 곡선은 종래 기술과 비교하면, 측면광이 보다 커져서 배광이 넓고 균일하게 되는 효과가 있다.
도 33은 도 30에 따른 LED 조명의 측면광과 종래 기술에 따른 LED 조명의 측면광을 촬영하여 비교한 도면이다. 도 33의 (a)는 도 30의 (S) 방향에서 바라본 측면광이며, 도 33의 (b)는 이에 대응하여 종래 기술에 따른 투광부(4)와 방열부(5) 사이를 바라본 측면광이다. 각 측면광은 방열부(5, 250)에 근접한 투광부(4, 240)에서 투사되는 광이다. 방열부(5, 250)와 투광부(4, 240)의 경계는 점선으로 표시하였다.
도 33을 참조하면, (b)에서는 LED 간격에 따른 휘점이 보이며 측면 광의 강도가 작은 반면, (a)에서는 LED 간격에 따른 휘점이 보이지 않아서 균일하며 측면 광의 강도가 커서 배광에 유리하다. 즉, (a)에서의 측면광이 (b)에서의 측면광보다 밝고 선명하며, 이는 본 실시예에 따른 LED 조명의 측면광이 세며 따라서 배광 곡선이 넓음을 의미한다.
도 34는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LED 조명의 사시도이다. 도 34를 참조하면, PCB 지지부(1310), 투광부(1340), 방열부(1350) 및 접속부(1370)를 포함하는 원형의 튜브 형상의 LED 조명이 도시된다. PCB 지지부(1310)는 상술한 바와 같은 다양한 단면으로 형성되어 투광부(1340)가 연장되는 방향으로 연장 또는 배열됨으로써 환형의 형광등을 대체하여 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명을 구현할 수 있다. 접속부(1370)는 LED에 공급되는 전류의 소스로서 외부 전원을 인가받는 부재이다.
해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (30)

  1. 광을 방출하는 복수의 LED가 실장되는 PCB;
    상기 PCB의 LED가 실장된 면에 대향되고, 소정의 각이 형성되어 상기 LED에서 출사되는 광을 상기 소정의 각에 상응하는 서로 다른 주 배광 방향으로 확산시키는 투광부;
    상기 PCB를 지지하는 PCB 지지부; 및
    상기 LED에 전원을 공급하는 전원 공급 수단을 포함하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 투광부의 단면의 측면이 서로 형성하는 각도는 45도 내지 175도인 것을 특징으로 하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 PCB는 상기 LED가 서로 다른 방향으로 상기 광을 방출하도록 소정의 각이 형성되며, 상기 PCB가 형성하는 각 중 작은 각은 45도 내지 180도인 것을 특징으로 하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 PCB의 서로 다른 면에 실장되는 상기 복수의 LED는 서로 지그재그 형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 PCB 지지부는 상기 PCB와 평행하도록 소정의 각이 형성되는 것을 특징으로 하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전원 공급 수단은 상기 PCB 지지부가 절곡되어 형성한 그루브에 위치하는 것을 특징으로 하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 PCB 지지부는,
    상기 투광부에 수용되고, 일방향으로 돌출되어 상기 PCB를 지지하는 제1 지지암; 및
    상기 투광부에 수용되고, 타방향으로 돌출되어 상기 PCB를 지지하는 제2 지지암을 포함하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 투광부의 일면은 원호(圓弧)인 것을 특징으로 하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 투광부의 단면의 측면 간 결합 부분은 원호 형상인 것을 특징으로 하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 투광부의 단면의 측면은 상기 PCB에 대향하는 방향이 오목한 원호 형상인 것을 특징으로 하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 투광부의 단면은 삼각형, 사다리꼴, 직사각형 및 오각형을 포함하는 다각형인 것을 특징으로 하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 LED는 청색 스펙트럼을 포함하고, 상기 투광부는 상기 LED의 광의 파장을 변환하여 색온도를 조절하는 형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 PCB가 세면 이상을 포함하는 경우 양 측방향의 PCB에 실장되는 상기 LED의 휘도는 상기 양 측방향의 PCB 사이에 위치하는 전방향의 PCB에 실장되는 상기 LED의 휘도보다 큰 것을 특징으로 하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 투광부는 고분자 재료 또는 유리로 형성되는 것을 특징으로 하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 투광부의 일면과 타면 중 어느 하나 이상의 면은 조도가 거친 것을 특징으로 하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 투광부는 상기 LED 광을 확산하는 확산부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 투광부는 일면과 타면 중 어느 하나 이상의 면과 결합하는 하나 이상의 확산 시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 투광부는,
    상기 고분자 재료 또는 유리로 형성되며, 일면과 타면 중 어느 하나 이상의 면은 상기 LED 광의 확산을 유도하는 패턴이 형성된 베이스면; 및
    상기 베이스면의 일면과 타면 중 어느 하나 이상의 면과 결합하는 하나 이상의 확산 시트를 포함하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명.
  19. 제14항 또는 제17항에 있어서,
    상기 투광부는 일면과 타면 중 어느 하나 이상의 면과 결합하는 프리즘 시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 투광부의 투과도는 30% 내지 88%인 것을 특징으로 하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 투광부의 헤이즈는 42% 내지 99.8%인 것을 특징으로 하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 LED의 인접 LED간 거리는 1mm 내지 125mm인 것을 특징으로 하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 LED의 일변의 길이는 2mm 내지 9mm인 것을 특징으로 하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명.
  24. 제1항에 있어서,
    상기 LED의 지름의 길이는 2mm 내지 25mm인 것을 특징으로 하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명.
  25. 제1항에 있어서,
    상기 투광부는 상기 LED에서 출사되는 광을 확산시키는 확산부재를 내부에 포함하는 확산판으로 형성되는 것을 특징으로 하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 확산부재는 고분자 또는 옥사이드(oxide) 계열, 유리, 발포 형태의 마이크로 셀이 포함된 발포형 확산 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명.
  27. 제3항에 있어서,
    상기 PCB와 상기 투광부가 서로 대향하는 면의 법선이 형성하는 각은 0도 내지 45도인 것을 특징으로 하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명.
  28. 제1항에 있어서,
    상기 LED와 상기 투광부의 간격은 5mm 내지 150mm인 것을 특징으로 하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명.
  29. 제3항에 있어서,
    상기 PCB 또는 상기 투광부가 절곡된 경우 절곡된 부분의 개수는 1 내지 4인 것을 특징으로 하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명.
  30. 제1항에 있어서,
    상기 LED 조명은 평판형 또는 튜브형인 것을 특징으로 하는 넓고 균일한 배광을 가지는 LED 조명.
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