JP5523620B1 - 光半導体照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】いかなる環境においても安価でディミング効果を得ることを可能にする光半導体照明装置を提供すること
【解決手段】本発明は、下部にソケットベースが備えられたハウジングと、前記ハウジングの上部に配置され、交流直結駆動方式の少なくとも１つ以上の半導体光素子を含む発光モジュールと、前記ハウジングの上側に配置される光学部材と、前記ハウジングに備えられ、前記半導体光素子の光束を可変する調光ユニットと、を含むことを特徴とし、光半導体を光源とする電球タイプの照明装置自体に調光機能を与えることで、いかなる環境においても安価で調光効果を得ることを可能にする光半導体照明装置に関する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光半導体照明装置に関し、さらに詳しくは光半導体を光源とする電球タイプの照明装置自体に調光機能を与えることで、いかなる環境においても安価でディミング効果を得ることを可能にする光半導体照明装置に関する。

ＬＥＤ（発光ダイオード）、有機発光ダイオード、レーザーダイオード、有機電界発光ダイオードなどのような光源を利用する光半導体をベースとする照明装置は、ハロゲンランプ又は白熱灯のような形状のソケットベースにヒートシンクを備えたハウジングを結合し、このようなハウジングに光源として光半導体をアレイしハウジングに光半導体を囲む光学部材が搭載された構造を有するものも発売されている。

このような電球タイプの照明装置は、オンオフ又はディミング（ｄｉｍｍｉｎｇ）制御方式で作動する。

そのうちディミング制御方式で作動する照明装置は、その明るさを調節するためにディマースイッチ（ｄｉｍｍｅｒ ｓｗｉｔｃｈ）、すなわち調光器が必要である。

このようなディミング制御方式で作動する照明装置は、ディマースイッチとともに提供されているため、値段が高い問題点があり、ディマースイッチの特性によっては特定の照明装置の明るさの調節ができないという問題点もあった。

特に、既存のディミング制御方式で作動する照明装置は、同じ容量の電球タイプの照明装置であるにもかかわらず、特定のメーカのディマースイッチには作動不能であるか、または作動が円滑ではないという問題があった。

したがって、簡単な構造で安価でありながらも、いかなる環境においてもディミング制御を具現できる装置の開発が切実に求められている。

韓国公開特許第１０−２００６−０００６８６９号公報 韓国公開特許第１０−２０１２−００３５４７６号公報

本発明は、上記のような問題点を改善するためになされたもので、光半導体を光源とする電球タイプの照明装置自体に調光機能を与えることで、いかなる環境においても安価でディミング効果を得ることを可能にする光半導体照明装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、下部にソケットベースが備えられたハウジングと、前記ハウジングの上部に配置され、交流直結駆動方式の少なくとも１つ以上の半導体光素子を含む発光モジュールと、前記ハウジングの上側に配置される光学部材と、前記ハウジングに備えられ、前記半導体光素子の光束を可変する調光ユニットとを含むことを特徴とする光半導体照明装置を提供できる。

ここで、前記調光ユニットは、前記発光モジュール及び前記ソケットベースと電気的に接続される可変抵抗部と、正逆回転する前記可変抵抗部の回動軸端部に結合され、前記調光ユニットと接続されるキー（ｋｅｙ）部と、を含むことを特徴とする。

このとき、前記光半導体照明装置は、前記調光ユニットと接続されて正逆回転可能な調光制御ユニットをさらに含み、前記調光制御ユニットは、前記光学部材に一体で形成されることを特徴とする。

そして、前記光半導体照明装置は、前記ハウジングの上側を構成するヒートシンクと前記ソケットベースの間に配置されるハウジングベースに装着され、前記調光ユニットと接続されて正逆回転可能な調光制御ユニットをさらに含むことを特徴とする。

そして、前記光半導体照明装置は、前記光学部材と前記ハウジングの間に配置され、前記調光ユニットと接続されて正逆回転可能な調光制御ユニットをさらに含むことを特徴とする。

そして、前記調光制御ユニットは、前記光学部材の下端部エッジと前記ハウジングの上部エッジの間に配置されて正逆回転するリング形状の調節部材と、前記調節部材の一側から前記調節部材の中心に向かって延長され、前記調光ユニットと接続される回動バーを含むことを特徴とする。

そして、前記光学部材は、前記光学部材の下端部の外周面に沿って前記調節部材が定着可能に陥没される案内溝と、前記光学部材の下端部の外周面に貫通されて前記回動バーが往復する所定の長さの回動スリットをさらに含むことを特徴とする。

そして、前記光学部材は、前記光学部材の下端部の外周面に沿って前記調節部材が定着可能に陥没される案内溝と、前記光学部材の下端部エッジに沿って切り欠かれて前記回動バーが往復する所定の長さの回動切り欠きをさらに含むことを特徴とする。

そして、前記調光制御ユニットは、前記光学部材の下端部エッジと前記ハウジングの上部エッジの間に配置されて正逆回転するリング形状の調節部材と、前記調節部材の一側から前記ソケットベース側に向かって延長され、前記調光ユニットと接続される回動バーを含むことを特徴とする。

そして、前記光半導体照明装置は、前記光学部材の下端部から延長され、前記ハウジングの上部にエッジが固定される締結リング部と、前記ハウジングの上面に形成され、前記締結リング部の外周面に結合された前記調光制御ユニットの回動バーが回動する所定範囲の空間を提供する回動段差部をさらに含むことを特徴とする。

そして、前記発光モジュールは、前記ハウジングの上部に配置され、前記半導体光素子が配置される基板と、前記基板に配置される交流直結駆動ＩＣを含み、前記調光ユニットは、前記基板の下部に配置されることを特徴とする。

そして、前記調光制御ユニットは、前記回動バーの端部に形成され前記調光ユニットの上端部に備えられたキー部の形状に対応する締結溝が形成された締結ヘッドをさらに含むことを特徴とする。

そして、前記キー部は、円筒状のキー本体と、前記キー本体の外周面に沿って複数の頂部と溝部とが繰り返される締結パターンを含むことを特徴とする。

そして、前記キー部は、円筒状のキー本体と、前記キー本体の上面から上下長さ方向に切り欠かれてなる締結顎部を含むことを特徴とする。

そして、前記回動バーは、前記調節部材の一側から前記調節部材の中心部に向かって延長される第１バーと、前記第１バーの端部から前記ソケットベース側に向かって延長され、前記調光ユニットと接続される第２バーを含むことを特徴とする。

また、前記調光制御ユニットは、一端部は前記回動バーの端部に回動可能に結合され、他端部は前記調光ユニットの回動軸と回動可能に結合される回動リンクをさらに含むことを特徴とする。

なお、特許請求の範囲及び発明を実施するための形態に記載された「半導体光素子」は光半導体を含むか、または利用する発光ダイオードチップなどのようなもので、上記の発光ダイオードチップを含む様々な種類の光半導体を内部に含むパッケージレベルのものを含むと言える。

上記の構成の本発明によれば、次のような効果を図ることができる。

まず、本発明は、発光モジュールと電気的に接続されて半導体光素子の光束を可変する調光ユニットと、調光ユニットと機械的に接続されて光束可変動作を実施することによって簡単な構造かつ低コストでディミング制御の具現が可能になる。

したがって、本発明は、調光器の特性によって照明装置のディミング制御が行われない問題や、ディミング制御のためのディマースイッチ、すなわち調光器を別途備えなければならないという不便を解決できるようになる。

特に、本発明は、低コストでディミング制御が可能なので、ムードライトの具現も可能である。

本発明の一実施形態による光半導体照明装置の外観を示す斜視図である。 本発明の一実施形態による光半導体照明装置の全体的な構造を示す分解斜視図である。 本発明の他の実施形態による光半導体照明装置の主要部である調光ユニットと調光制御ユニットの相互結合関係を示す斜視図である。 本発明のさらに他の実施形態による光半導体照明装置の外観を示す斜視図である。

以下、添付された図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態による光半導体照明装置の外観を示す斜視図であり、図２は、本発明の一実施形態による光半導体照明装置の全体的な構造を示す分解斜視図である。

本発明は、図示のように、調光ユニット１００が、発光モジュール４００が備えられたハウジング３００に配置された構造であることが理解できる。

調光ユニット１００は、下部にソケットベース３０１が備えられたハウジング３００に備えられ、半導体光素子４０１の光束を可変するものである。

発光モジュール４００は、ハウジング３００の上部に配置され、交流直結駆動方式の少なくとも１つ以上の半導体光素子４０１を含むものである。

ここで、本発明の半導体光素子４０１は、上述のように、交流直結駆動方式で稼働するものであるので、調光ユニット１００は、抵抗によって消費電力を調節できるという前提に基づいて活用され得る本発明の主要な技術的手段であるといえる。

したがって、ユーザはハウジング３００のソケットベース３０１がソケット（以下、図示せず）に結合された通常の電球タイプの照明装置において半導体光素子４０１の光束を可変させる必要があるとき、調光ユニット１００を操作することでディミング制御を具現できるようになる。

本発明は、上記の実施形態の適用が可能であり、以下の様々な実施形態の適用も可能であることは勿論である。

まず、発光モジュール４００は、上記のように、半導体光素子４０１を含むもので、基板４１０及び交流直結駆動ＩＣ４２０を含む。

基板４１０は、ハウジング３００の上部に配置され、半導体光素子４０１が配置されるもので、交流直結駆動ＩＣ４２０は、基板４１０に配置されるもので、既存のＳＭＰＳ又はＰＳＵなどを含む電源供給装置を省略し交流直結型で半導体光素子４０１を駆動させる回路が集積されたものである。

したがって、既存の照明装置のようなＡＣ及びＤＣ変換装置や体積や荷重を多く占める電源供給装置を全て省略できるので、上記した不要な構成部品が占める空間を調光ユニット１００が装着されるハウジング３００の設置空間３１０で代替できるようになる。

また、調光ユニット１００は、円滑な動作に支障が出ないように基板４１０の下部に配置させる。

しかし、調光ユニット１００が必ずしも基板４１０の下部に配置されなければならないということではなく、場合によっては調光ユニット１００を基板４１０の上部に配置できることは勿論である。

一方、調光ユニット１００は、上記のように半導体光素子４０１の光束を可変するためのもので、可変抵抗部１１０及びキー（ｋｅｙ）部１２０を含む構造であることが理解できる。

具体的に述べると、可変抵抗部１１０は、発光モジュール４００及びソケットベース３０１と電気的に接続されるもので、ダイヤル方式で抵抗値を調節することによって半導体光素子４０１の稼動に必要な消費電力を可変させることができるようにしたものである。

キー部１２０は、正逆回転する可変抵抗部１１０の回動軸１１１の端部に結合され、調光ユニット１００と機械的に接続させるためのものである。

キー部１２０は、さらに詳しく説明すると、円筒状のキー本体１２１の外周面に沿って複数の頂部と溝部とが繰り返される締結パターン１２２を含む構造のものを使用するか、または円筒状のキー本体１２１の上面から上下長さ方向に切り欠かれてなる締結顎部１２３を含む構造のものを選択的に使用することができることは勿論である。

すなわち、キー部１２０は、後述する調光制御ユニット２００と接続されて調光制御ユニット２００が正逆回転する回転力が調光ユニット１００の回動軸１１１に正確に伝達されるようにする形状であれば、上記の２つの構造の実施形態に限定されることなく様々な応用及び変形設計が可能である。

一方、本発明は、ハウジング３００の上側に配置される光学部材５００とハウジング３００の間に配置され、調光ユニット１００と接続されて正逆回転可能な調光制御ユニット２００をさらに含むことができる。

調光制御ユニット２００は、具体的には正逆回転によって調光ユニット１００の光束制御、すなわち、半導体光素子４０１の光束を可変させる制御動作を機械的に行うためのもので、調節部材２１０及び回動バー２２０を含む構造であることが理解できる。

調節部材２１０は、光学部材５００の下端部エッジとハウジング３００の上部エッジの間に配置されて正逆回転するリング形状の部材である。

回動バー２２０は、調節部材２１０の一側から調節部材２１０の中心に向かって延長され、調光ユニット１００と接続されるものである。

ここで、調節部材２１０の外面には回動バー２２０の延長が始まる地点を基準にして回転方向による半導体光素子４０１の光束変化を肉眼で把握できるように目盛りの表示又は光束をステップ毎に把握できる数字などの認識手段２１１をさらに形成することもできることは勿論である。

このとき、調光制御ユニット２００は、光学部材５００の下端部の外周面に沿って調節部材２１０が定着可能に案内溝２０１が陥没して形成されるようにすることができる。

そして、調光制御ユニット２００は、光学部材５００の下端部の外周面に貫通されて回動バー２２０が往復する所定の長さの回動スリット２０２をさらに含むことができる。

また、調光制御ユニット２００は、光学部材５００の下端部エッジに沿って切り欠かれて回動バー２２０が往復する所定の長さの回動切り欠き２０３をさらに含むこともできる。

光学部材５００は、このような案内溝２０１、回動スリット２０２及び回動切り欠き２０３を形成するために、光学部材５００の下端部から延長され、第１ハウジング３００の上部にエッジが固定される締結リング部５１０をさらに備えることが好ましい。

また、ハウジング３００には調光制御ユニット２００の円滑な動作のために、ハウジング３００の上面３０４に形成され、締結リング部５１０の外周面に結合された調光制御ユニット２００の回動バー２２０が回動する所定範囲の空間を提供する回動段差部５２０をさらに形成することが好ましい。

回動段差部５２０の上面に基板４１０のエッジが定着することによって調光ユニット１００の装着空間を確保し、調光制御ユニット２００、すなわち回動バー２２０の回動動作に必要な空間を確保できるようになる。

このとき、回動段差部５２０は、図２のＢ視点から見た拡大平面図のように切り欠き部を形成するものの、回動段差部５２０の開放された切り欠き部の長さｌは上記の回動スリット２０２及び回動切り欠き２０３の長さに対応するようにすれば、自然に回動バー２２０の回動範囲を制限できるようになる。

なお、調光制御ユニット２００は、回動バー２２０の端部に形成され調光ユニット１００の上端部に備えられたキー部１２０の形状に対応する締結溝（以下、図示せず）が形成された締結ヘッド２２２をさらに含むことが好ましい。

ここで、締結溝の形状は回動バー２２０が調光ユニット１００のキー部１２０に対して空回りしない構造であれば、上記のような様々なキー部１２０の形状に対応するように陥没して形成されるべきであることは勿論である。

本発明においては調光制御ユニット２００が光学部材５００の締結リング部５１０に着脱可能に結合された構造を図示しているが、必ずしもこのような構造に限定されるものではなく、光学部材５００と一体で形成されるようにすることもできる。

すなわち、ユーザが調光ユニット１００と接続された光学部材５００を直接把持し正逆回転させて光束を可変できる。

このような光束の可変操作は、照明装置の電源が切れている状態で実施しなければならない場合において有用であり得る。

通常の白熱電球であれば、光学部材に該当するガラス球体（ｂｕｌｂ）部分の発熱程度が高く素手で接触した場合は火傷をする程度であるが、半導体光素子を採用した照明装置の場合、光学部材５００は一般に耐熱性及び耐久性に優れた材質で製作されるため、発熱程度が通常の白熱電球に比べて顕著に低い。

しかし、発熱程度が通常の白熱電球に比べて低いとはいえ、安全のために調光制御ユニット２００の操作を行う際は、電源が切れている状態で実施することが好ましい。

一方、本発明は、図３のように、調光ユニット１００と調光制御ユニット２００とが互いに結合されるようにすることができることは勿論である。

すなわち、調光制御ユニット２００は、調節部材２１０の一側からソケットベース３０１側に向かって延長され、調光ユニット１００と接続される回動バー２２０を含み、回動バー２２０は、第１バー２２０ａ及び第２バー２２０ｂを含む構造の実施形態を適用するものである。

第１バー２２０ａは、調節部材２１０の一側から調節部材２１０の中心部に向かって延長されるものである。

第２バー２２０ｂは、第１バー２２０ａの端部からソケットベース３０１側に向かって延長され、調光ユニット１００と接続されるものである。

また、調光制御ユニット２００は、一端部は回動バー２２０の端部に回動可能に結合され、他端部は調光ユニット１００の回動軸１１１と一体で固定結合される回動リンク２３０をさらに含むことができる。

上記の調光制御ユニット２００の第１バー２２０ａは、上記の光学部材５００の締結リング部５１０に形成された回動スリット２０２又は回動切り欠き２０３を介して貫通されて回動スリット２０２又は回動切り欠き２０３の長さだけ往復しながら調光ユニット１００の光束制御、すなわちディミング制御を具現できるようになる。

なお、調光制御ユニット２００は、上記の実施形態の他にも、図４のように、ハウジング３００の上側を構成するヒートシンク３０３とソケットベース３０１の間に配置されるハウジングベース３０２に装着されるか、またはハウジングベース３０２自体が調光ユニット１００と接続されて正逆回転可能な構造の実施形態を適用することもできることは勿論である。

以上のように、本発明は、光半導体を光源とする電球タイプの照明装置自体に調光機能を与えることで、いかなる環境においても安価で調光効果を得ることを可能にする光半導体照明装置を提供することを基本的な技術的思想としていることが理解できる。

そして、本発明の基本的な技術的思想の範疇内で当該分野の通常の知識を有する者は、他の多くの変形及び応用も可能であることは勿論である。

１００：調光ユニット
２００：調光制御ユニット
３００：ハウジング
３０１：ソケットベース
４００：発光モジュール
４０１：半導体光素子
５００：光学部材

Claims (16)

1. 下部にソケットベースが備えられたハウジングと、
   前記ハウジングの上部に配置され、少なくとも１つ以上の半導体光素子を含む発光モジュールと、
   前記ハウジングの上側に配置される光学部材と、
   前記ハウジングに備えられ、前記半導体光素子の光束を可変する調光ユニットと、
   前記調光ユニットと接続されて正逆回転可能な調光制御ユニットと、を含み、
   前記調光ユニットは、
   前記発光モジュール及び前記ソケットベースと電気的に接続され、前記調光制御ユニットの回転軸線上に位置して当該調光制御ユニット接続する回動軸を有する可変抵抗部を含むことを特徴とする光半導体照明装置。
2. 前記調光ユニットは、前記回動軸の端部に結合され、前記調光制御ユニットと接続されるキー（ｋｅｙ）部を含むことを特徴とする請求項１に記載の光半導体照明装置。
3. 前記調光制御ユニットは、前記光学部材と前記ハウジングの間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の光半導体照明装置。
4. 前記調光制御ユニットは、前記光学部材に一体で形成されることを特徴とする請求項１に記載の光半導体照明装置。
5. 下部にソケットベースが備えられたハウジングと、
   前記ハウジングの上部に配置され、少なくとも１つ以上の半導体光素子を含む発光モジュールと、
   前記ハウジングの上側に配置される光学部材と、
   前記ハウジングに備えられ、前記半導体光素子の光束を可変する調光ユニットと、
   前記ハウジングの上側を構成するヒートシンクと前記ソケットベースの間に配置されるハウジングベースに装着され、前記調光ユニットと接続されて正逆回転可能な調光制御ユニットと、
   を含むことを特徴とする光半導体照明装置。
6. 前記調光制御ユニットは、
   前記光学部材の下端部エッジと前記ハウジングの上部エッジの間に配置されて正逆回転するリング形状の調節部材と、
   前記調節部材の一側から前記調節部材の中心に向かって延長され、前記調光ユニットと接続される回動バーと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の光半導体照明装置。
7. 前記光学部材は、
   前記光学部材の下端部の外周面に沿って前記調節部材が定着可能に陥没される案内溝と、
   前記光学部材の下端部の外周面に貫通されて前記回動バーが往復する所定の長さの回動スリットと、をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の光半導体照明装置。
8. 前記光学部材は、
   前記光学部材の下端部の外周面に沿って前記調節部材が定着可能に陥没される案内溝と、
   前記光学部材の下端部エッジに沿って切り欠かれて前記回動バーが往復する所定の長さの回動切り欠きと、をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の光半導体照明装置。
9. 前記調光制御ユニットは、
   前記光学部材の下端部エッジと前記ハウジングの上部エッジの間に配置されて正逆回転するリング形状の調節部材と、
   前記調節部材の一側から前記ソケットベース側に向かって延長され、前記調光ユニットと接続される回動バーと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の光半導体照明装置。
10. 前記光学部材の下端部から延長され、前記ハウジングの上部にエッジが固定され、前記調光制御ユニットが外周面に結合された締結リング部と、
    前記ハウジングの上面に形成され、前記調光制御ユニットの回動バーが回動する所定範囲の空間を提供する回動段差部と、をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の光半導体照明装置。
11. 前記発光モジュールは、
    前記ハウジングの上部に配置され、前記半導体光素子が配置される基板を含み、
    前記調光ユニットは、前記基板の下部に配置されることを特徴とする請求項１に記載の光半導体照明装置。
12. 前記調光ユニットは、前記回動軸の上端部に結合され、前記調光制御ユニットと接続されるキー部を含み、
    前記調光制御ユニットは、
    前記回動バーの端部に形成され、前記キー部の形状に対応する締結溝が形成された締結ヘッドをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の光半導体照明装置。
13. 前記キー部は、
    円筒状のキー本体と、
    前記キー本体の外周面に沿って複数の頂部と溝部とが繰り返される締結パターンと、を含むことを特徴とする請求項１２に記載の光半導体照明装置。
14. 前記キー部は、
    円筒状のキー本体と、
    前記キー本体の上面から上下長さ方向に切り欠かれてなる締結顎部と、を含むことを特徴とする 請求項１２に記載の光半導体照明装置。
15. 前記回動バーは、
    前記調節部材の一側から前記調節部材の中心部に向かって延長される第１バーと、
    前記第１バーの端部から前記ソケットベース側に向かって延長され、前記調光ユニットと接続される第２バーと、を含むことを特徴とする請求項９に記載の光半導体照明装置。
16. 前記調光制御ユニットは、
    一端部は前記回動バーの端部に回動可能に結合され、他端部は前記調光ユニットの回動軸と結合される回動リンクをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の光半導体照明装置。
    

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