JP2012104479A - 照明装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、放熱性能に優れた、LEDを用いた照明装置を提供する。
【解決手段】本発明は、底面と内側面とを有するボディ、前記ボディの底面上に配置されて、少なくとも3個の反射面を有する多角錐形反射体、及び前記ボディの内側面上に配置され、少なくとも1つ以上の発光素子を有し、前記反射体の反射面と対応する領域に配置された光源部、を含む照明装置を提供する。
【選択図】図2

Description

本発明は、照明装置に関するものである。
LED(light emitting diode)は、電気エネルギを光エネルギに変換するエネルギ素子であって、白熱電球に比べて変換効率が高く、消費電力が少なく、かつ寿命が長いという長所がある。このような長所が広く知られることによって、現在LEDを用いた照明装置に対する関心が高まっている。そして、このような関心を反映して、照明分野の各会社はLEDを用いた照明装置をリリースしている。
LEDを用いる照明装置は、大いに直接照明装置と間接照明装置とに分けられる。直接照明装置は、LEDから放出された光の経路が変更されずに出射される照明装置を意味し、間接照明装置は、LEDから放出された光の経路が反射手段などを介して変更されて出射される装置を意味する。
そこで、本発明は、LEDを用いた間接照明装置を提供することができる。また、本発明は、放熱性能に優れており、内部及び外部構造が簡単であり、組み立て及び作業が容易である。また、本発明は、光効率が高く、ワイヤを必要としないことから、小型化が可能である。
本発明による照明装置は、底面と内側面とを有するボディ、前記ボディの底面上に配置され、少なくとも3個の反射面を有する多角錐形反射体、及び前記ボディの内側面上に配置され、少なくとも1つ以上の発光素子を有し、前記反射体の反射面と対応する領域に配置された光源部、を含む。
本発明による照明装置は、放熱性能に優れており、内部及び外部構造が簡単であり、組み立て及び作業が容易である。また、本発明は、光効率が高く、ワイヤを必要としないことから、小型化が可能である。
本発明の実施例による照明装置の斜視図である。 図1に示した照明装置の分解斜視図である。 図2に示した照明装置におけるボディの分解斜視図及び結合斜視図である。 図2に示した照明装置における光源部の分解斜視図である。 図2に示したレンズと反射体との関係を説明するための斜視図である。 図2に示した反射体の他の実施例を示す斜視図である。 図2に示した連結基板の上下部斜視図である。 図2に示した照明装置における連結基板の他の実施例を説明するための分解斜視図である。 図2に示した照明装置におけるカバーの斜視図である。
以下、添付された図面を参照しながら実施例について詳しく説明する。
図1は、本発明の実施例による照明装置の斜視図であり、図2は、図1に示した照明装置の分解斜視図である。
図1及び図2を参照すると、本発明の好ましい実施例による照明装置は、ボディ(Body)110、光源部120、反射体(Reflector)130、連結基板140、カバー(Cover)150、光学基板(Optic Plate)160、及び光学基板ホルダ(Optic Plate Holder)170を含む。以下、図面を参照しながら、各構成要素について具体的に説明する。
図3は、図2に示した照明装置におけるボディ110の分解斜視図及び結合斜視図である。
ボディ110は、少なくとも2つ以上のパートが結合されてなる。例えば、図3に示すように、ボディ110は、第1ボディ110−Aと第2ボディ110−Bとが結合してなる。ボディ110が少なくとも2つ以上のパートの結合によってなると、本発明の実施例による照明装置を組み立てる際、ボディ110の収納溝115に光源部120と反射体130を容易に取り付けることができる。
ボディ110は、光源部120及び反射体130を収納するための収納溝115を有する。ここで、収納溝115は、側面111及び底面113で定められる。
ボディ110の側面111には光源部120が装着される。さらに具体的に、図2を参照すると、ボディ110の側面111は、光源部120の基板121の一面と面接触する。ボディ110の側面111に光源部120が装着されると、ボディ110は光源部120から熱を容易に受けることができる。
ボディ110の底面113には、反射体130が装着される。
ボディ110の側面111は、円柱のように所定の曲面を有してもよく、または多角柱のように曲面がなくてもよい。ボディ110の側面111が曲面を有する場合には、ボディ110の側面111において基板121が配置される部分は平坦である。または、ボディ110の側面111は、図3に示すように、光源部120の基板121が挿入できる装着溝117を有し、装着溝117の底面は平坦である。ボディ110の側面111が装着溝117を有すると、ボディ110の側面111は光源部120の基板121の側面とも面接触されるため、ボディ110は光源部120からの熱をさらに容易に受けることができる。また、光源部120の基板121がボディ110の側面111に容易に装着できる利点がある。
ボディ110は、光源部120から熱を伝達され、伝達された熱を有しているかまたは外部に放熱する。よって、ボディ110は、熱伝導性を有する金属材質である方がよい。例えば、ボディ110は、アルミニウム(Al)またはアルミニウム合金である。
ボディ110の外観は円筒状であることが好ましいが、これに限定されずに多様な形態の立体も可能である。例えば、ボディ110の外観は、多角筒であってもよい。
ボディ110は放熱ピン(図示せず)を有することができる。放熱ピン(図示せず)は、ボディ110の外面で外方に延長される構造であって、複数であってもよい。また、放熱ピン(図示せず)は、ボディ110と独立してボディ110に結合できる。放熱ピン(図示せず)はボディ110の外面の表面積を広くして、放熱效果をさらに向上させることができる。
図4は、図2に示した照明装置における光源部120の分解斜視図である。
図2ないし図4を参照すると、光源部120はボディ110の側面111に装着される。
光源部120は、基板121、LED(Light Emitting Diode)123、レンズ(Lens)125、レンズホルダ(Lens Holder)127及びコネクタ129を含む。
基板121の一面には、少なくとも1つ以上のLED123、レンズ125、レンズホルダ127及びコネクタ129が装着される。基板121の他の一面は、ボディ110の側面111と面接触する。
基板121には、LED123とコネクタ129とが電気的に連結されるための印刷された回路パターンが備えられる。したがって、基板121は、PCB(Printed Circuit Broad)であってもよい。
基板121が平坦で、ボディ110の側面111が曲面を有する場合、基板121はボディ110の側面111と面接触することは容易でない。したがって、図面に示されてはいないが、基板121はボディ110の側面111の曲面に沿って所定の屈曲を有してもよい。
LED123は光を発光する発光素子であって、基板121の一面に少なくとも1つ以上装着される。LED123は水平型(Lateral Type)または垂直型(Vertical Type)である。LED123は、青色(Blue)、赤色(Red)、黄色(Yellow)及び緑色(Green)の少なくとも1つ以上のLEDである。ここで、発光素子は、LED123に限定されるのではない。LED123だけでなく、LED123のように、光を発光する全ての発光素子である。
LED123が自然光(白色光)ではない特定色の光を発光する場合、LED123は少なくとも1つ以上の蛍光体を有する蛍光層(図示せず)をさらに含む。すなわち、LED123を取り囲む蛍光層(図示せず)をさらに含む。
特に、LED123が青色LEDの場合、蛍光層(図示せず)に含まれる蛍光体は、ガーネット(Garnet)系(YAG、TAG)、ケイ酸塩(Silicate)系、ナイトライド(Nitride)系及びオキシナイトライド(Oxynitride)系の少なくとも1つ以上を含む。前記蛍光層(図示せず)に黄色系列の蛍光体が含まれると、自然光(白色光)を具現することができるが、演色指数の向上及び色温度の低減のために緑色系列の蛍光体や赤色系列の蛍光体をさらに含むことが好ましい。
前記蛍光層(図示せず)に様々な種類の蛍光体が混合された場合、蛍光体の色による添加割合は赤色系列の蛍光体よりは緑色系列の蛍光体を、緑色系列の蛍光体よりは黄色系列の蛍光体をさらに多く使用する方がよい。
黄色系列の蛍光体としては、ガーネット系のYAG、ケイ酸塩系及びオキシナイトライド系を用い、緑色系列の蛍光体としては、ケイ酸塩系、オキシナイトライド系を用い、赤色系列の蛍光体は、ナイトライド系を用いる。
蛍光層(図示せず)は、様々な種類の蛍光体が混合されたもののほかにも、赤色系列の蛍光体を有する層、緑色系列の蛍光体を有する層及び黄色系列の蛍光体を有する層が、それぞれ別々に分けられて構成される。
レンズ125は、LED123を覆うように基板121の一面上に装着される。
レンズ125は、LED123からの光の指向角を狭める。つまり、LED123から放出される光を集束する。一般的なLEDは、略120度程度の指向角を有して光を放出するが、レンズ125は、LED123から放出される光が略5〜15度程度の指向角を有するように集束する。
レンズ125は反射体130と関連がある。具体的に、図5を参照しながら説明する。
図5は、図2に示されたレンズ125と反射体130との関係を説明するための斜視図である。
図5を参照すると、反射体130とレンズ125との間に所定の仮想面200を設定し、前記仮想面200に反射面131及びレンズ125を投映させると、レンズ125と反射体130との関係が分かる。
具体的に、仮想面200に映るレンズ125の正射影210は、仮想面200に映る反射面131の正射影230に含まれる。また、レンズ125が複数の場合、全体レンズ125の正射影210も反射面131の正射影230に含まれる。このように、レンズ125の正射影210が反射面131の正射影230に含まれると、レンズ125から放出される全ての光はレンズ125と対向する反射面131にほとんど到達される。したがって、本発明の実施例による照明装置の光効率が向上する。
再度図4を参照すると、レンズ125は上述した蛍光層(図示せず)を含むことができる。LED123が蛍光層(図示せず)を有しない場合だけでなく、LED123が蛍光層(図示せず)を有する場合に、レンズ125は蛍光層(図示せず)を含むことができる。蛍光層(図示せず)に関する具体的な説明は、上述した蛍光層(図示せず)の説明と同様である。
レンズホルダ127は、基板121の一面上に装着され、レンズ125を取り囲んで固定し、レンズ125が基板121に堅く固定されるようにする。
レンズホルダ127は、少なくとも2つ以上のレンズ125を取り囲むことが好ましい。レンズホルダ127が複数のレンズ125を一度に取り囲むと、レンズ125を通じて損失される光の量を減らすことができる。また、LED123の間の間隔を減らすことのできる利点があり、全体照明装置のサイズを減らすことができる。
コネクタ129は基板121の一側に配置され、基板121の外側方向に突出された突出部129−1を有する。前記突出部129−1は、基板121の外側方向に作用する弾性を有する。よって、前記突出部129−1は、基板121の内側方向へ所定の力を受けると、基板121の内側に挿入される。以下、図2、図4及び図7を参照しながら、コネクタ129と連結基板140との関係を説明する。
図2に示された連結基板140がボディ110に装着されると、突出部129−1は、図7に示された連結基板140のパッド141によって押される。つまり、図4に示されたコネクタ129と図7に示されたパッド141は、互いに圧着される。したがって、図4に示されたコネクタ129は、図7に示された連結基板140のパッド141と別途のワイヤ(wire)なしに電気的に連結できる。別途のワイヤが要らないため、半田付け等のような手作業は必要としない。また、前記ワイヤによる光効率の劣化を防止することができ、照明装置の内部にワイヤがないことから、内部構成が簡単であるという利点がある。
反射体130は、図2を参照すると、ボディ110の収納溝115の底面113に装着されて、ボディ110の側面111に装着された光源部120からの光を所定方向、具体的に図2における上部方向に反射する。
反射体130は多角錐形を有してもよい。具体的に図6を参照する。図6は、図2に示された反射体130の他の実施例を示す斜視図である。
本明細書において多角錐形とは、図2に示された幾何学的に完璧な四角錐または多角錐だけでなく、図6の上部(top)に示された第1反射体130Aの反射面131Aが多角錐の内側に湾曲されたものを含む。また、図6の中間(intermediate)に示された第2反射体130Bの反射面131Bが多角錐の外側に湾曲されたものも含む。また、図6の下部(bottom)に示された第3反射体130Cの角部分が所定部分除去された形態を含む。図6の下部に示された第3反射体130Cの上部は、図2に示された反射体130の角部分が除去された場合と同一である。ここで、第3反射体130Cの上部は、図面に示すように、平面であってもよく、曲面であってもよい。
再度図2を参照すると、反射体130は反射面131及び非反射面を有する。非反射面は、ボディ110の底面113と面接触し、反射面131は光源部120からの光を所定方向に反射する。
反射体130の反射面131は光源部120と一対一対応する。すなわち、反射面131の個数と光源部120の個数が同一であり、反射面1つ当り光源部120一つが対向する。
図2において、光源部120の個数が4個であるため、これに対応して、反射体130の反射面131も4面を有する。したがって、反射体130は四角錐形を有する。反射体130が四角錐形の場合、4個の三角面131が反射面131となり、底の四角面が非反射面となる。一方、図2では、光源部120の個数が4個であり、反射体130が四角錐形であることを示しているが、これに限定しない。光源部120の数によって反射体130の形態が変わることがある。例えば、光源部120の数が3個であれば、反射体130は三角錐形となる。
反射体130は反射率を高めるために、反射面131が鏡面であってもよい。
連結基板140はボディ110に連結される。具体的に、連結基板140はボディ110の収納溝115を覆うように連結される。図7を参照しながら、具体的に説明する。
図7は、図2に示された連結基板140の上下部斜視図である。下部斜視図は上部斜視図を裏返したものである。
図7を参照すると、連結基板140は、反射体130から反射された光が貫通する開口145を有する。
連結基板140は、図4に示された光源部120のコネクタ129と電気的に連結されるパッド141を有し、外部から電源提供を受けるためのコネクタ143を有する。パッド141とコネクタ143は、連結基板140に印刷された回路パターンによって電気的に連結される。つまり、連結基板140は、光源部120の基板121のようにPCBであってもよい。したがって、コネクタ143を通じて入力された電源はパッド141へ伝達され、パッド141は光源部120のコネクタ129と電気的に連結されるため、パッド141に伝達された電源は光源部120へ伝達できる。
連結基板140によって、光源部120に電源を伝達するための別途のワイヤは必要としない。したがって、組み立てが簡単であり、ワイヤによる照明装置の内部構成の複雑性を解消することができる。
連結基板140の開口145の面積は、反射体130の非反射面の面積よりも広ってもよい。なぜなら、連結基板140の開口145が反射体130の非反射面よりも小さければ、反射体130から反射された光が連結基板140によって反射されて、光効率が劣るからである。
図8は、図2に示した照明装置における連結基板140の他の実施例を説明するための分解斜視図である。
図8を参照すると、連結基板140Aは、互いに隣接する2つの基板121a、121bを電気的に連結する。ここで、図8では、連結基板140Aが互いに隣接する2つの基板121a、121bを電気的に連結することと示しているが、これに限定されず、互いに対向する2つの基板、121aと121cまたは121bと121dを連結することができる。また、連結基板140Aは3以上の基板を電気的に連結することができる。
連結基板140Aが互いに隣接する2つの基板121a、121bを電気的に連結する場合、連結基板140Aの両端は、第1基板121aのコネクタ129aと第2基板121bのコネクタ129bに、それぞれ連結される。
連結基板140Aは、ボディ110の側面111に接するように設けられる。この場合、連結基板140Aは、ボディ110との絶縁のために絶縁物質で取り囲まれることが好ましい。なぜなら、ボディ110は主にアルミニウムのような放熱物質から構成されるが、アルミニウムは電気を通すため、ボディ110と連結基板140Aとの電気的短絡を防止することができるためである。一方、ボディ110の側面111が絶縁物質でコーティングされた場合には、連結基板140Aが絶縁物質で取り囲まれる必要はない。
ここで、連結基板140Aは容易に曲げられるフレキシブル基板であってもよい。ボディ110の側面111が所定の曲面を有するかまたは角を有する場合、連結基板140Aが柔軟性を有すると、ボディ110の側面111に面接触することが容易である。
連結基板140Aを用いると、組み立てが簡単で、別途のワイヤを用いる半田付け作業が不要となる。また、照明装置の内部をシンプルに構成することができ、照明装置のサイズを小さくすることもできる。
図9は、図2に示した照明装置におけるカバー150の斜視図である。
図2、図4及び図9を参照すると、カバー150は、光源部120のレンズ125を収容するための結合溝153−1を有し、反射体130を取り囲んでボディ130の収納溝115に挿入される支持部153を有する。以下で、具体的な例について説明する。
カバー150は、蓋部151、支持部153、開口155及び締結孔157を有する。
蓋部151は、収納溝115があるボディ110の一面を覆う。
蓋部151は、支持部153の一端でボディ110の収納溝115の深み方向と垂直する方向に延長される。よって、蓋部151とボディ110が本発明の一実施例による照明装置の外観を形成することができる。
支持部153はボディ110の収納溝115に挿入されて、ボディ110の底面113と接触し、カバー150全体を支持する。したがって、支持部153の長さは、ボディ110の収納溝115の深みに対応されることが良い。
支持部153は、ボディ110に装着された反射体130を取り囲む。したがって、支持部153は、反射体130から反射された光が外に出るように導く光の移動経路として用いられる。支持部153は、反射体130から反射された光がボディ110の内部で消失されることを防止することができる。よって、照明装置の光効率を高めることができる。ここで、支持部153の内面153−3は、光効率をさらに極大化するために光反射物質でコーティングしてもよい。
支持部153は、光源部120のレンズ125との結合時、光源部120のレンズ125を収容する結合溝153−1を有する。そして、支持部153の内面153−3は、レンズ125の光放出面(表面)と同一平面上に位置することができる。支持部153の結合溝153−1に光源部120のレンズ125が挿入されると、支持部153の内面153−3と光源部120のレンズ125の光放出面とが、反射体130から反射された光の移動通路を形成する。したがって、反射体130から反射された光は、ボディ110内部で消失されることなく、支持部153の内面153−3に全部反射されて、カバー150の開口155を通じて外部に放出される。
締結孔157は光学基板ホルダ170の締結部173を収容し、収容された締結部173を固定させる。締結孔157によって、光学基板ホルダ170は光学基板160をカバー150に固定させる。
再度図2を参照すると、光学基板160は、カバー150の開口155を覆い、カバー150の蓋部151に取り付けられる。光学基板160は、カバー150の開口155を通じて出射される光に光学的変換を行うことができる。例えば、光学基板160は、カバー150の開口155を通じて出射される光を拡散することができる。または、光学基板160は蛍光層(図示せず)を含むことができる。ここで、蛍光層に関する説明は、上述した蛍光層の説明と同様である。つまり、光学基板160は、拡散機能及び蛍光層を全て備えることができる。
光学基板ホルダ170はカバー150に締結されて光学基板160を固定させる。光学基板ホルダ170は、蓋部171、締結部173及び開口175を有する。
蓋部171は、光学基板160を覆い、カバー150の開口155を貫通した光が貫通するための開口175を有する。
締結部173は蓋部171で外部方向に延長される。このような締結部173は、カバー150の締結孔157に挿入されて挟まれる。
以上で、実施例を中心として説明したが、これは、単なる例示であるだけであって、本発明を限定することではなく、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、本実施例の本質的な特性から外れない範囲で、以上に例示されていない様々な変形及び応用が可能なことが分かるだろう。例えば、実施例において具体的に示した各構成要素は変形して実施することができるものである。そして、このような変形と応用に係る相違点は、添付の特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈しければならない。
110 ボディ
120 光源部
130 反射体
140 連結基板
150 カバー
160 光学基板
170 光学基板ホルダ

Claims (17)

  1. 底面と側面とを有するボディ、
    前記ボディの底面上に配置されて、少なくとも3個の反射面を有する多角錐形反射体、及び
    前記ボディの側面上に配置され、少なくとも1つ以上の発光素子を有し、前記反射体の少なくとも一つ以上の反射面と対応する領域に配置された光源部、
    を含むことを特徴とする照明装置。
  2. 前記ボディの側面は、前記光源部が装着されるための装着溝を有することを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
  3. 前記反射体の反射面は湾曲されるか、または、前記反射体の上部が平面あるいは曲面を有することを特徴とする請求項2に記載の照明装置。
  4. 前記ボディの外面で外方に延長されるか、または、前記ボディの外面に連結された放熱ピンを含むことを特徴とする請求項2に記載の照明装置。
  5. 前記光源部は、基板、前記基板上に配置された前記発光素子、及び前記基板に配置されたコネクタを含み、
    前記ボディに連結され、前記コネクタと電気的に連結されるパッドを有する連結基板を含むことを特徴とする請求項2に記載の照明装置。
  6. 前記光源部のコネクタは、前記基板の外側方向に作用する弾性を有する突出部を有し、
    前記連結基板が前記ボディに連結されると、前記突出部は、前記連結基板のパッドに直接接触されることを特徴とする請求項5に記載の照明装置。
  7. 前記光源部は、基板、前記基板上に配置された前記発光素子、及び前記基板に配置されたコネクタを含み、
    前記光源部は、第1光源部及び第2光源部を有し、
    両端が前記第1光源部のコネクタ及び前記第2光源部のコネクタにそれぞれ連結され、前記ボディの側面上に配置された連結基板を含むことを特徴とする請求項2に記載の照明装置。
  8. 前記連結基板は、絶縁物質で取り囲まれることを特徴とする請求項7に記載の照明装置。
  9. 前記連結基板は、フレキシブル基板であることを特徴とする請求項7に記載の照明装置。
  10. 前記ボディは、前記ボディの底面及び側面で定められる収納溝を有し、
    前記光源部は、基板、前記基板上に配置された前記発光素子、及び前記発光素子上に配置されたレンズを含み、
    前記光源部のレンズを収容するための結合溝を有し、前記反射体を取り囲み、前記ボディの収納溝に配置されるカバーを含むことを特徴とする請求項2に記載の照明装置。
  11. 前記カバーの内面は、前記レンズの光出射面と同一平面上に位置することを特徴とする請求項10に記載の照明装置。
  12. 前記カバーは、
    前記ボディの収納溝に挿入され、前記結合溝を有する支持部、及び
    前記支持部の一端で前記ボディの収納溝の深み方向及び垂直した方向に延長されて前記ボディを覆う蓋部、
    を含むことを特徴とする請求項10に記載の照明装置。
  13. 前記カバーの開口に配置されて光を拡散または励起させる光学基板、
    前記光学基板上に配置されて前記光学基板を前記カバーに固定させ、前記ボディ方向に突出された締結部を有する光学基板ホルダ、を含むことを特徴とする請求項10に記載の照明装置。
  14. 前記光源部は、前記レンズを取り囲むレンズホルダを含み、
    前記カバーの結合溝は、前記レンズホルダを収容することを特徴とする請求項10に記載の照明装置。
  15. 前記レンズは、蛍光層を含むことを特徴とする請求項10に記載の照明装置。
  16. 前記光源部は、基板、前記基板上に配置された前記発光素子、及び前記発光素子上に配置されたレンズを含み、
    前記反射体の反射面と前記レンズとの間の仮想面に映る前記レンズの正射影は、前記仮想面に映る前記反射面の正射影に含まれることを特徴とする請求項2に記載の照明装置。
  17. 前記レンズは複数設けられ、
    前記仮想面に映る前記複数のレンズの正射影は、前記仮想面に映る前記反射面の正射影に含まれることを特徴とする請求項16に記載の照明装置。

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