JP2017103259A - Ｌｅｄ照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】灯器具サイズの変形なくても、低電力で均一な照明光を発散するＬＥＤ照明装置を提供すること。【解決手段】本発明は、ＬＥＤ照明装置に関し、反射空間を提供するように光放出口を除外した残りの部分を取り込み、設定された深さを有し、内側上部エッジが傾斜面であるケース部と、上記ケース部の側面部がケースの内側に折曲された定着面と、上記定着面上に固定され、複数のＬＥＤが実装された基板と、上記ケース部の内側上部の中央部に位置して上記ＬＥＤの光を反射させ、上記ケース部が提供する上記反射空間内で光の反射及び拡散がなされるようにする反射部と、を含む。本発明は、既存の埋込み形蛍光灯器具に容易に置き換えられるので、汎用性が容易であり、必要によって、複数で拡張設置が可能であり、設置位置に要求される照度の照明を容易に提供することができる効果がある。【選択図】図２

Description

本発明は、ＬＥＤ照明装置に関し、より詳細には、拡張性と汎用性を向上させることができるＬＥＤ照明装置に関する。

一般的に、ＬＥＤを用いた室内照明装置は、一般的なソケット形の電球に置き換えるバルブ形の照明装置と蛍光灯に置き換えるための面照明装置とに大別される。

その中、面照明装置は、一定面積の拡散板をカバーとして使用することが大部分であり、その例として、韓国登録特許１０−０９９８９８０号（登録日:２０１０年１２月１日、以下、‘特許文献１’と称する）が挙げられる。特許文献１の代表図面である図４には、上向きに光を放出するように複数のＬＥＤが配置された基板を実装し、その基板の上部側に少なくとも１層以上の拡散層が含まれるようにして、複数のＬＥＤから放出された光を拡散させて特定の大きさの面全体で一定の照度で照明できるようにした構成が示されている。

このような構成は、一般的な面照明装置で普通に使用する方法であり、拡散板は、光が一部で集中的に放出されることを防止して眩しさの発生を防止する効果があるが、光損失が多くて光効率が低下される問題点があった。

このような理由により、充分の照度の面光源を提供するためには、必要以上に多くの数のＬＥＤを使用しなければならないために、ＬＥＤ照明の低電力消耗という長点が低下し、ＬＥＤから放出される熱の処理が容易でないので、その熱によりＬＥＤの寿命が短縮される問題点があった。

さらに、特許文献１の図４に示された面発光装置の場合には、同一の出力のＬＥＤチップを使用するという仮定の下に、従来４０ワット（Ｗ）級の照明装置から２０ワット（Ｗ）級へ設計を変更するようになると、ケースの設計を必ず変更しなければならない問題点があった。

これは、２０ワット（Ｗ）級では、ＬＥＤの数が４０ワット（Ｗ）級の半分のみが使用され、そのＬＥＤの数が減ってそのＬＥＤ間の間隔はより広くなる。これによって、ＬＥＤ光放出口で直下方向の拡散板には、明るい領域と暗い領域が発生して、出射面の照明不均一が発生するようになる。

このような照明不均一を解消するためには、ＬＥＤと拡散板の間隔をより広く調整する設計変更をする。あるいは、発光部を半分の大きさで製作し、残りの半分部分を反射板で置換しなければならない問題点があった。

韓国登録特許１０−０９９８９８０号公報

上記のような問題点を勘案した本発明が解決しようとする技術的課題は、灯器具サイズの変形なくても、低電力で均一な照明光を発散するＬＥＤ照明装置を提供することにある。

なお、本発明が解決しようとする他の課題は、ＬＥＤの数を低減してＬＥＤから発される熱による問題を最小化し得るＬＥＤ照明装置を提供することにある。

さらに、本発明が解決しようとする他の課題は、拡散板を使用しないながらも眩しさの発生を防止し得るＬＥＤ照明装置を提供することにある。

またさらに、本発明が解決しようとする他の課題は、現在使用している室内の蛍光灯器具を容易に置き換えられるので、汎用性が優秀であり、設置位置の要求照度に符合するように優秀な拡張性を有するＬＥＤ照明装置を提供することにある。

上記のような課題を解決するための本発明のＬＥＤ照明装置は、反射空間を提供するように光放出口を除外した残りの部分を囲み、設定された深さを有し、内側上部エッジが傾斜面であるケース部と、上記ケース部の側面部がケース部の内側に折曲された定着面と、上記定着面上に固定され、複数のＬＥＤが実装された基板と、上記ケース部の内側上部の中央部に位置して上記ＬＥＤの光を反射させ、上記ケース部が提供する上記反射空間内で光の反射及び拡散がなされるようにする反射部と、を含む。

本発明のＬＥＤ照明装置は、反射を通して面照明が可能であるように反射空間を提供するケースと、上記ケースの出光面の側面側で傾斜するように位置し、発光面が反射空間に向けるように配置されたＬＥＤを使用してＬＥＤの放出光がケースで反射され面発光がなされるようにすることによって、既存に設置された灯器具のサイズを変形しなくても、低電力で均一した照明が可能な照明装置を提供することができる効果がある。

そして本発明の容積発光形照明装置は、ＬＥＤの光を反射面に一次反射及び拡散させて面照明をなすことによって、拡散板を使用しなくても眩しさの発生を防止することができる効果がある。また、拡散板を使用しないので、光効率を高めてＬＥＤの数を相対的に低減させることができる効果がある。

このようにＬＥＤの数を低減させ、消費電力を減少させることができる効果があり、製造費用を低くすることができて、熱の発生を最小化して別途の熱放出構造が要求されないことにより、照明装置の重量を減らして構造を単純化できる効果がある。

また本発明は既存の埋込み形蛍光灯器具に容易に置き換えられ、汎用性が容易であり、必要によって複数で拡張設置が可能であり、設置位置に要求される照度の照明を容易に提供することができる効果がある。

本発明の望ましい実施形態によるＬＥＤ照明装置の分解斜視図である。 本発明の望ましい実施形態によるＬＥＤ照明装置の断面構成図である。 本発明のＬＥＤ照明装置の光放出模式図である。 本発明の他の実施形態によるＬＥＤ照明装置の断面構成図である。 本発明の他の実施形態によるＬＥＤ照明装置の断面構成図である。 本発明のＬＥＤ照明装置を複数で連結して照度を高めた照明装置の断面構成図である。 本発明の他の実施形態によるＬＥＤ照明装置の断面構成図である。 本発明の他の実施形態によるＬＥＤ照明装置の断面構成図である。 本発明の他の実施形態によるＬＥＤ照明装置の断面構成図である。 本発明のＬＥＤ照明装置の設置状態の一例を示す図である。 図１０におけるＡ−Ａ断面構成図である。 図１０の一部側面を示した動作説明図である。

以下、本発明の望ましい実施形態によるＬＥＤ照明装置に対して添付した図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の望ましい実施形態によるＬＥＤ照明装置の分解斜視図であり、図２は、本発明の望ましい実施形態によるＬＥＤ照明装置の断面構成図である。

図１及び図２を各々参照すると、本発明の望ましい実施形態によるＬＥＤ照明装置は、底面に光放出口１３を有する箱形状であり、内側上部の一部が傾斜した傾斜面１１を有し、光放出口１３の両側面のエッジに傾斜した定着面１２を提供するケース部１０と、ケース部１０の内側上部の中央部に設けられた反射部２０と、定着面１２に安着し、複数のＬＥＤ３１を実装する基板３０と、を含んで構成される。

以下、上記のように構成される本発明の望ましい実施形態によるＬＥＤ照明装置の構成及び作用をより詳細に説明する。

まず、ケース部１０は、下部が開放された箱形の構造を有している。すなわち、底面に光放出口１３が形成され、その光放出口１３を除外した他の部分は密閉され、ＬＥＤ３１の光がケース部１０の内側で十分に反射され得る空間を提供する。

ケース部１０の側面は、地面と垂直であり、その側面の下部終端の一部は、ケース部１０の内側に向けて折曲され定着面１２をなす。定着面１２とケース部１０の側面とがなす内角は、９０度未満である鋭角をなす。

定着面１２は、光放出口１３に対して対向する２辺の位置に設けられることができ、必要によっては、一辺または４辺の全部に形成されることができる。

ケース部１０の内側上部面の中央部は、平坦な形状であり、その平坦な中央部から上記側面に連結される面は、傾斜面１１をなす。この傾斜面１１は、ケース部１０の側面側に行くほど低くなることにすることができる。

ケース部１０の平坦な面である内側上部面の中央部には反射部２０が位置する。反射部２０は断面形状が逆三角形であり、ケース部１０の傾斜面１１と境界をなす。

すなわち、ケース部１０と反射部２０とがなす空間は、ケース部１０の傾斜面１１と反射部２０の境界とがなす部分が最も高い空間になる。

定着面１２には、複数のＬＥＤ３１を実装する基板３０が固定設置される。従って、複数のＬＥＤ３１の光放出口は、定着面１２に垂直である方向となり、ＬＥＤ３１で放出された光は、直接ケース部１０の側面の内側に照射される。

図３は、本発明のＬＥＤ照明装置で光が反射される形態を示した模式図である。

図３を参照すると、ＬＥＤ３１の光は、ケース部１０の側面側に反射され、その反射角度によってケース部１０の傾斜面１１と反射部２０で反復的に反射がなされる。

従って、ＬＥＤ３１から放出された光は、ケース部１０の内側空間で複数回反射されながら、そのケース部１０の内側空間に閉じ込められる現像が発生する。

このように取り囲まれた光は、光放出口１３を通して下方に放出され、照明をするようになる。

上記のように本発明は、ＬＥＤの光を直接照明に使用することなく、ケース部１０がなす空間に光を閉じ込めてこれを面照明として提供するために、レンズまたは拡散板を使用しなくても眩しさが減少するようになる。

上述したように拡散板を使用しないことで、光効率を高めることができ、従って、同一の照度を提供する基準からみる時、ＬＥＤ３１の数量を減らすことができ、より低電力の照明装置を提供することができる。

またＬＥＤ３１の数を減らすことによって、ＬＥＤ３１で発生する熱による問題点の発生も減少される。すなわち、別途の放熱構造を使用しなくても熱の発生によるＬＥＤの寿命短縮を防止することができる。

このように放熱構造を使用しなくてもよい理由の一つとして、通常のＬＥＤ照明装置はＬＥＤが天井に設置され、対流による放熱が容易でないため、別途の放熱構造を使用する方向に技術が開発されたが、本発明は、ＬＥＤ３１を天井の外側に位置させた構造であり、これは対流の容易性により熱放出がより容易になる。

図４及び図５の各々は、本発明の他の実施形態によるＬＥＤ照明装置の断面構成図である。

図４及び図５を参照すると、図２を参照して反射部２０の形状を説明した例とは異なり、断面上半円形（図４）とするか、逆三角形構造で反射面が複数の段差または凹凸を有するように形成して、不均一な照度を有する形態に変形することができる。

図５の不均一な照度も有する反射面は、図４の反射部２０の形状にも適用することができる。

図４の断面上半円形構造の反射部２０と図５の複数の段差とを有する逆三角形構造は、光の反射角度をより多様化し、ケース部１０がなす空間内で光の反射と拡散とがより多様であり、不規則に発生するようにすることができる。

このような多様で不規則的な光の反射は、より均一な拡散が起こるようにして、光放出口１３を通して放出される光が面光源とより類似になるようにすることができる。

本願明細書には、反射部２０の全ての形状を図示せずかつ説明していないが、ＬＥＤ３１から放出される光をケース部１０の内側空間で拡散させることができる構造であれば、その構造に関係なく本発明に適用されることができる。

図６は、本発明を利用して照度を高める構造の一実施断面の構成図である。

図６を参照すると、上述の図２に示した構造の本発明を複数で結合して照度要求値が高い分野に適用することができる。

照度要求値が高い分野は、工場の照明灯や街灯など、設置高さが相対的に高い分野であり得る。

上記図６の構成は、ケース部１０の側面外側が相互接するように連結したもので、照度要求値に符合するように複数のＬＥＤ照明装置を結合したものである。これは照度要求値によってケース部１０の設計を変更する不都合さがなく、単一のＬＥＤ照明装置をユニットとして同一の設計を適用することができることを示す。

図７は、本発明の他の実施形態によるＬＥＤ照明装置の断面構成図である。

図７を参照すると、本発明の他の実施形態によるＬＥＤ照明装置は、上述した実施形態で反射部２０を使用せずに、ケース部１０の上部中央部を反射部２０の形状で折曲して、そのケース部１０の内側上部の中央部を上述した実施形態の反射部２０のようにＬＥＤ３１の光をケース部１０内で反射及び拡散が十分に起こるようにすることができる。

このような例は、反射部２０がケース部１０と分離された構成品であり得るか、ケース部１０の形状変更でそのケース部１０と一体である反射部を提供することができることを示唆する。

図８は、本発明の他の実施形態によるＬＥＤ照明装置の断面構成図である。

図８を参照すると、本発明は図７の実施形態とは異なり、ケース部１０の内側上部中央部が平坦な構造を有している。

このような構造では、定着面１２とケース部１０の内側側面とがなす角度とケース部１０の内側上部エッジである傾斜面１１の傾斜とにのみ依存して、ＬＥＤ３１の光をケース部１０内側で反射及び拡散させて面発光をなすことができる。

図９は、本発明の他の実施形態によるＬＥＤ照明装置の断面構成図である。

図９を参照すると、本発明は、図７の実施形態とは異なり、ケース部１０と一体である反射部２０を使用せずに、傾斜面１１がケース部１０の上部中央側で相互に接するように構成することができる。

このような構造も上記図８の実施形態でのように定着面とケース部１０の内側側面がなす角度と傾斜面１１の角度を利用して反射及び空間内での拡散が起こるようにして、光放出口１３で面発光が起こるようにする。

図１０は、本発明の望ましい実施形態によるＬＥＤ照明装置の設置状態図であり、図１１は、図１０におけるＡ−Ａ断面構成図であり、図１２は、図１０の一部側面を示した動作説明図である。

図１０乃至図１２を各々参照すると、本発明の望ましい実施形態によるＬＥＤ照明装置１は、底面にソケット部３が設けられた一対の支持フレーム２の両端底面に複数が固定設置される。

この時、各ＬＥＤ照明装置１の交換が容易であるように上記一対の支持フレーム２の外側の側面には、回動軸部４１を中心にして回転しながらＬＥＤ照明装置１の両端に各々設けられた固定突起部４２に結合され、ＬＥＤ照明装置１が着脱容易な状態に固定する回転固定部４０を含んで構成される。

回転固定部４０は、板状構造であり、回動軸部４１によりその位置が固定された状態で回転可能であり、その回転方向に切開された溝が設けられ、固定突起部４２がその切開された溝に挿入されるようにして支持フレーム２にＬＥＤ照明装置１を結合固定することができる。

ＬＥＤ照明装置１の支持フレーム２と接する部分には突出されたプラグ５を含み、プラグ５は、支持フレーム２に設けられたソケット部３に挿入されて電源の供給を受けることができ、そのプラグ５には電線が接続され定着面１２に位置する基板３０に電源を供給する。

ソケット部３は、プラグ５が容易に離脱されなく、安定した電源の供給が可能であるように、プラグ５の側面側に弾性復原力を有する形状で構成することが望ましい。

上記図１２に示したように、回転固定部４０によって本発明によるＬＥＤ照明装置１が容易に着脱され得ることを示す。回転固定部４０により複数のＬＥＤ照明装置１を、必要によって支持フレーム２に固定して使用目的に符合する照度の照明装置を提供できるようになり、損傷したＬＥＤ照明装置１を容易に交換して使用するようになる。

説明しない符号６は、上記一対の支持フレーム２の上部一部を連結して固定する固定フレームを示す。固定フレーム６には、天井やその他の位置に固定フレーム６を設置することができるワイヤーが提供されることができ、図示しないが、外部の交流電源の入力を受けて直流電源に変換して、上記一対の支持フレーム２のうちの少なくとも一つに設けられた基板４を通してソケット部３に電源を供給する電源供給部が設けられることができる。

このような構成によって、本発明は、着脱が容易になり、交換が必要なＬＥＤ照明装置１を一つのユニットごとに交換可能であり、維持補修及び管理費用を低減することができる長所がある。

本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の技術的要旨を逸脱しない範囲内で多様に修正、変形されて実施できることは、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者において自明なものである。

例えば、ケース部１０の内面全体は、光反射効率を高めるために反射面で処理されるか、反射シートが付着されたものであり得る。

本発明は、低電力を使用しながらも均一した照明が可能であり、他のＬＥＤ照明装置に比べて眩しさを大幅減少させることができ、既存の蛍光灯器具に容易に置き換えられるもので、産業上の利用可能性がある。

１０：ケース部
１１：傾斜面
１２：定着面
１３：光放出口
２０：反射部
３０：基板
３１：ＬＥＤ

Claims (5)

1. 反射空間を提供するように光放出口を除外した残りの部分を取り囲み、設定された深さを有し、内側上部に傾斜面が形成されたケース部と、
   前記ケース部の側面部が当該ケース部の内側に折曲された定着面と、
   前記定着面上に固定され、複数のＬＥＤが実装される基板と、
   前記ケース部の内側上部の中央部に位置して前記ＬＥＤの光を反射させ、前記ケース部が提供する前記反射空間内で光の反射及び拡散がなされる反射部と、を含むことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
2. 前記定着面は、
   前記ケース部の側面部の内側との内角が鋭角であることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
3. 前記反射部は、前記ケース部の上部中央部が下方折曲されたことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
4. 前記ケース部の内側上部の前記傾斜面は、
   前記反射部から前記ケース部の側面まで位置し、前記ケース部の側面側が低いように傾斜したことを特徴とする請求項１又は３に記載のＬＥＤ照明装置。
5. 前記ケース部の内側上部の前記傾斜面は、
   前記ケース部の内側上部中央で相互接し、前記ケース部の側面まで位置し、前記ケース部の側面側が低いように傾斜したことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。

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