JP6956110B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明の実施例は照明装置に関するものである。

発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ；ＬＥＤ）は電気エネルギーを光に変換する半導体素子の一種である。発光ダイオードは蛍光灯、白熱灯などの既存の光源に比べ、低消費電力、半永久的な寿命、速い応答速度、安全性、環境親和性の長所を有する。これに伴い、既存の光源を発光ダイオードに変えるための多くの研究が進行されている。最近、発光ダイオードは室内および室外で使用される各種液晶表示装置、電光掲示板、街路灯などの照明装置の光源として使用が増加する趨勢である。

発光ダイオードを光源として使用する照明装置は、発光ダイオードが実装された印刷回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ；ＰＣＢ）を含む。しかし、照明装置をソケットに固定するために、一般的に印刷回路基板は中央部が開口された形態で形成される。

したがって、一般的な照明装置は中央部が周辺部より暗いため、輝度均一度が低下する。

実施例は輝度均一度が向上した照明装置を提供する。

本発明実施例の照明装置は、中央部に第１開口部を有する本体；前記本体上に配置され、複数個の発光素子が配置された回路基板を含む光源部材；および前記光源部材上に配置されて前記本体と結合されるカバーを含み、前記回路基板は前記第１開口部と垂直方向に重なる少なくとも一つの第２開口部と前記第２開口部の側面から前記第２開口部の内部方向に突出した一つ以上の第１突出部を含み、前記第１突出部に少なくとも一つの前記発光素子が実装される。

本発明の照明装置は中央部の輝度が向上し、照明装置の輝度均一度が向上され得る。

本発明の多様かつ有益な長所と効果は前述した内容に限定されず、本発明の具体的な実施形態を説明する過程でより容易に理解されるはずである。

本発明実施例の照明装置の下部斜視図。 本発明実施例の照明装置の上部斜視図。 本発明実施例の照明装置の下部分解斜視図。 本発明実施例の照明装置の上部分解斜視図。 図２ｂの光源部材の平面図。 図２ａのＩ−Ｉ‘の断面図。 本発明の他の実施例の光源部材の平面図。 一般的な光源部材の平面図。 照明装置を天井に設置するためのソケットと図２ａの第３カバーの配置を図示した平面図。 本発明のさらに他の実施例の光源部材の平面図。 一般的な照明装置の発光写真。 本発明実施例の照明装置の発光写真。 図６ａの輝度グラフ。 図６ｂの輝度グラフ。 本発明の一実施例に係る照明装置の斜視図。 本発明の一実施例に係る照明装置の分解斜視図。 基板に配置された発光素子を示す平面図。 本発明の一実施例に係る照明装置の光均一度を示す図面。 比較例に係る照明装置の光均一度を示す図面。 本発明の一実施例に係る照明装置の断面図。 図１３のＣ部分の拡大図。 図１３のＡ部分の拡大図。 図１３のＢ部分の拡大図。 縁部の構造を示す図面。 縁部によって光が拡散する状態を示す図面。 照明装置から出射した光の強度を測定したグラフ。 本発明の一実施例に係る照明装置の発光写真。 図２０の輝度グラフ。 一般的な照明装置の発光写真。 図２２の輝度グラフ。

本実施例は異なる形態に変形したり、複数の実施例を互いに組み合わせることができ、本発明の範囲は以下で説明するそれぞれの実施例に限定されるものではない。

特定の実施例で説明された事項が他の実施例で説明されずとも、他の実施例でその事項と反対または矛盾する説明がない限り、他の実施例に関連した説明と理解され得る。

例えば、特定の実施例で構成Ａに対する特徴を説明し、他の実施例で構成Ｂに対する特徴を説明したのであれば、構成Ａと構成Ｂが結合された実施例が明示して記載されておらずとも反対または矛盾する説明がない限り、本発明の技術的範囲に属するものと理解されるべきである。

実施例の説明において、いずれか一つのｅｌｅｍｅｎｔが他のｅｌｅｍｅｎｔの「上（うえ）または下（した）（ｏｎ ｏｒ ｕｎｄｅｒ）」に形成されるものと記載される場合において、上（うえ）または下（した）（ｏｎ ｏｒ ｕｎｄｅｒ）は二つのｅｌｅｍｅｎｔが互いに直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）接触するか一つ以上の他のｅｌｅｍｅｎｔが前記両ｅｌｅｍｅｎｔの間に配置されて（ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ）形成されるものをすべて含む。また「上（うえ）または下（した）（ｏｎ ｏｒ ｕｎｄｅｒ）」と表現される場合、一つのｅｌｅｍｅｎｔを基準として上側方向だけでなく下側方向の意味も含むことができる。

以下、添付した図面を参照して本発明実施例について、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。

図１ａは本発明実施例の照明装置の下部斜視図であり、図１ｂは本発明実施例の照明装置の上部斜視図である。図２ａは本発明実施例の照明装置の下部分解斜視図であり、図２ｂは本発明実施例の照明装置の上部分解斜視図である。そして、図２ｃは図２ｂの光源部材の平面図である。そして、図２ｄは図２ａのＩ−Ｉ‘の断面図であって、第３カバーと光源部材のみを図示した。

図１ａ、図１ｂ、図２ａ、図２ｂ、図２ｃおよび図２ｄのように、本発明実施例の照明装置は、本体１００と第１カバー１６０によって囲まれた構造である。具体的には、本発明実施例の照明装置は、中央部に第１開口部１００ａを有する本体１００、本体１００上に配置されて複数個の発光素子１４０ｂが実装された回路基板１４０ａを含む光源部材１４０、光源部材１４０上に配置されて本体１００と締結される第１カバー１６０を含む。

回路基板１４０ａは第１開口部１００ａと重なる少なくとも一つの第２開口部１４０ｃを含み、第２開口部１４０ｃの側面から第２開口部１４０ｃの内部方向に向かって突出した一つ以上の第１突出部１４０ｄに少なくとも一つの発光素子１４０ｂが配置され得る。

本体１００は縁が円形であり、外周と内周を有するリング状であり得る。この時、本体１００の形状はこれに限定されず、楕円形または多角形に形成され得る。

本体１００は中央部に第１開口部１００ａを有し、第１開口部１００ａにはソケット（図示されず）が配置され得る。ソケット（図示されず）は本体１００と物理的に締結され、照明装置と電気的および物理的に連結され得る。ソケット（図示されず）は照明装置に電源を提供するとともに照明装置を天井などに固定するためのものである。

本体１００はプラスチック材質であり得、射出方法を通じて形成され得る。例えば、本体１００はポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＰＣ）であり得る。本体１００がプラスチック材質であれば、本体１００が金属材質の場合より軽く、製造コストを減らすことができる。本体１００の材質はこれに限定されない。

駆動部１１０は本体１００に収納され、ソケット（図示されず）と電気的に連結されて発光素子１４０ｂを駆動させることができる。駆動部１１０は第１開口部１００ａの周辺を囲むように配置され得る。図面では駆動部１１０が本体１００のようにリング状のものを図示したが、駆動部１１０の形状はこれに限定されない。

駆動部１１０は外部電源から提供される交流電源を直流電源に変換する直流変換装置、光源の駆動を制御する駆動チップ、光源を保護するためのＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｓｔａｔｉｃ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）保護素子、外部信号を受信するためのレシーバー（ｒｅｃｅｉｖｅｒ）等を含むことができるが、これに限定しはしない。例えば、レシーバー（ｒｅｃｅｉｖｅｒ）は光源の明るさを制御するために使用者がリモコンを制御する時、リモコンの信号を受信することができる。

本体１００上には駆動部１１０を囲む第２カバー１２０が配置され得る。第２カバー１２０は駆動部１１０と光源部材１４０の間の電気的な短絡を防止することができる。また、第２カバー１２０は光源部材１４０で発生する熱が駆動部１１０に伝達されることを遮断し、同時に外部の異物などから駆動部１１０を保護することができる。前記のような第２カバー１２０は電気絶縁性と耐熱性を有する物質を含むことができる。例えば、第２カバー１２０はプラスチック材質であり得、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＰＣ）であり得る。第２カバー１２０は本体１００と同じ材質であり得るが、これに限定されない。

本体１００上には支持部材１３０、複数個の発光素子１４０ｂが実装された回路基板１４０ａを含む光源部材１４０および第３カバー１５０が順に配置され得る。

支持部材１３０は第２カバー１２０を囲むように本体１００上に配置される。前記のような支持部材１３０は、本体１００と光源部材１４０の間に配置されて光源部材１４０を支持することができる。

光源部材１４０は複数個の発光素子１４０ｂが実装された回路基板１４０ａを含むことができる。回路基板１４０ａは絶縁体に回路パターンが印刷された構造であり得る。例えば、回路基板１４０ａは、印刷回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ；ＰＣＢ）、メタルコア（Ｍｅｔａｌ Ｃｏｒｅ）ＰＣＢ、軟性（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ）ＰＣＢ、セラミックＰＣＢなどから選択され得るが、これに限定されない。特に、回路基板１４０ａは発光素子１４０ｂから放出される光を反射させるために、上部面に銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｇ）等のように光を反射させる物質などがコーティングされ得るが、物質はこれに限定されない。

回路基板１４０ａは楕円形、円形または多角形に形成され得るが、これに限定されない。実施例では縁が八角形の一つの回路基板１４０ａが支持部材１３０と第３カバー１５０の間に配置されたものを図示した。回路基板１４０ａは実施例のように一つで形成されるか二個以上で形成されて結合された構造であり得る。

回路基板１４０ａは本体１００の第１開口部１００ａと重なる少なくとも一つの第２開口部１４０ｃを含み、第２開口部１４０ｃの側面から第２開口部１４０ｃの内部方向に突出した一つ以上の第１突出部１４０ｄを含む。例えば、回路基板１４０ａが一つの場合、一つの回路基板１４０ａは第２開口部１４０ｃを含むリング状に形成されて第１突出部１４０ｄと一体に形成され得る。この時、第１突出部１４０ｄには少なくとも一つの発光素子１４０ｂが実装され得る。第１突出部１４０ｄに実装された発光素子１４０ｂは照明装置の中央部の輝度を向上させることができる。

発光素子１４０ｂは赤色、緑色、青色の光を放出する発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）であるか、紫外線光（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ ｌｉｇｈｔ）を放出する発光ダイオードであり得る。そして、発光ダイオードは水平型（Ｌａｔｅｒａｌ Ｔｙｐｅ）垂直型（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｔｙｐｅ）またはフリップチップ型（Ｆｌｉｐ−ｃｈｉｐ Ｔｙｐｅ）であり得る。

図面では発光素子１４０ｂが３列に配置されたものを図示したが、発光素子１４０ｂの配列はこれに限定されず、容易に変更可能である。

図３は一般的な光源部材の平面図である。

図３のように、一般的な光源部材１０は中央部に開口部１０ａが形成された回路基板を含むことができる。そして、発光素子は回路基板上に実装され得る。本体の開口部１０ａと締結されたソケットは、光源部材１０の中央部に形成された開口部１０ａに露出して駆動部などに連結され得る。したがって、一般的な光源部材１０が駆動部によって動作する場合、光源が配置されていない回路基板の開口部１０ａに暗部が形成され得る。

その反面、再び図１ａ、図１ｂ、図２ａ、図２ｂ、図２ｃおよび図２ｄを参照すると、本発明実施例は光源部材１４０の回路基板１４０ａの中央部に形成された第２開口部１４０ｃから第２開口部１４０ｃの内部方向に突出した第１突出部１４０ｄにも発光素子１４０ｂが実装される。したがって、光源部材１４０が駆動される場合、光源部材１４０の周辺部、すなわち回路基板１４０ａ上に実装された複数個の発光素子１４０ｂと第１突出部１４０ｄに実装された少なくとも一つの発光素子１４０ｂの発光によって、光源部材１４０の中央部の暗部が形成されることを防止し、中央部と周辺部の輝度均一度が向上することができる。

具体的には、第１突出部１４０ｄは第２開口部１４０ｃの側面から回路基板１４０ａの内部または中央部方向に向かって突出する。この時、第１突出部１４０ｄの幅Ｗが非常に広い場合、第２開口部１４０ｃを通じて露出するソケット（図示されず）の露出領域が不充分となり得る。したがって、ソケットと照明装置を電気的および物理的に連結することが困難であり得る。したがって、第１突出部１４０ｄの幅Ｗは最大３０ｍｍであり得、第１突出部１４０ｄに実装される発光素子１４０ｂの大きさが減少するほど第１突出部１４０ｄの幅Ｗも狭くなり得るが、これに限定されない。

図２ｅは本発明の他の実施例の光源部材の平面図である。

図２ｅのように、回路基板の第２開口部１４０ｃに第１突出部１４０ｄが形成され得る。この時、第１突出部１４０ｄは第２開口部１４０ｃの一側面の回路基板１４０ａから第２開口部１４０ｃの他側面の回路基板１４０ａまで延長され得る。例えば、第１突出部１４０ｄは向かい合う第２開口部１４０ｃの側面を互いに連結して形成することができる。第１突出部１４０ｄの形態は上からみると直線の形態であり得るがこれに限定されず、曲線の形態で形成されてもよい。

また、第１突出部１４０ｄは回路基板１４０ａから延長されて形成されたものではない別途の回路基板を回路基板１４０ａの第２開口部１４０ｃの間に配置して形成してもよいがこれに限定されない。

一方、再び図１ａ、図１ｂ、図２ａ、図２ｂ、図２ｃおよび図２ｄを参照すると、本発明実施例の照明装置は、光源部材１４０と本体１００の間に配置される支持部材１３０および光源部材１４０上に配置される第３カバー１５０をさらに含むことができる。

この時、支持部材１３０および第３カバー１５０も光源部材１４０の第２開口部１４０ｃを露出させるように中央部が貫通した開口部を有する構造であり得る。そして、光源部材１４０の下部に配置される支持部材１３０は光源部材１４０の第１突出部１４０ｄに対応するように突出した第３突出部１３０ａを含むことができる。また、光源部材１４０の上部に配置される第３カバー１５０も光源部材１４０の第１突出部１４０ｄに対応するように突出した第２突出部１３０ａ、１５０ａを含むことができる。

支持部材１３０は光源部材１４０の下部面を支持し、本体１００に収納された駆動部１１０を囲むように配置され得る。支持部材１３０の縁は第１カバー１６０が配置された上部方向に折り曲げられるように形成されて、支持部材１３０の内部に光源部材１４０を収納できる空間を形成することができる。この時、支持部材１３０の第３突出部１３０ａも縁が第１カバー１６０が配置された上部方向に折り曲げられるように形成されて、光源部材１４０の第１突出部１４０ｄが支持部材１３０の第３突出部１３０ａに収納され得る。

支持部材１３０は光源部材１４０の駆動により発生する熱を放出させるために、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）等のような熱伝導率が優秀な物質などを含んで形成されて、ヒートシンク（ｈｅａｔ ｓｉｎｋ）として機能することができるが、これに限定されない。

第３カバー１５０は光源部材１４０から放出される光を拡散させるためのものである。第３カバー１５０は透明な樹脂等で形成されて光源部材１４０から放出される光を拡散させることができる。第３カバー１５０は発光素子１４０ｂを囲むように光源部材１４０上に配置され得る。第３カバー１５０は第１カバー１６０の形状に沿って縁が円形に形成され得るが、これに限定されず、楕円形または多角形に形成され得る。

第３カバー１５０は、回路基板１４０ａに実装された発光素子１４０ｂから放出される光および第１突出部１４０ｄに実装された発光素子１４０ｂから放出される光の光経路を変更させることができる。例えば第３カバー１５０は回路基板１４０ａに実装された発光素子１４０ｂから放出される光および第１突出部１４０ｄに実装された発光素子１４０ｂから放出される光を拡散させることができるが、これに限定されない。例示的に第３カバー１５０は図１３〜図１７で説明するレンズ構造を有してもよい。

第３カバー１５０は発光素子１４０ｂから放出される光を透過または拡散させる透光部１５０ｃと第３カバー１５０を回路基板１４０ａ上に配置するための固定部１５０ｄを含むことができる。

第３カバー１５０は第１カバー１６０が配置された上部方向に膨らんでいるか上面の一部が平たい形状であり得る。これに伴い、第３カバー１５０は回路基板１４０ａ上に実装された発光素子１４０ｂを覆う形態で配置され得るが、第３カバー１５０の形状はこれに限定されない。例えば、透光部１５０ｃは上面の一部が膨らんでいたり凹んでいてもよく、凹凸パターンがさらに形成され得る。

そして、第３カバー１５０の固定部１５０ｄは回路基板１４０ａの上部面の縁と接するように第３カバー１５０の外側方向に突出した構造であり得る。実施例では第３カバー１５０の固定部１５０ｄの一部が回路基板１４０ａの外側に突出した構造のものを図示した。第３カバー１５０の縁の形状はこれに限定されない。また、実施例では一体型の一つの第３カバー１５０を図示したが、第３カバー１５０は二個以上の第３カバー１５０が互いに締結された構造であってもよく、これに限定されない。

第３カバー１５０と支持部材１３０は光源部材１４０が内部に実装されるように互いに締結され得る。支持部材１３０の縁は第３カバー１５０と同じ形状で形成され得るがこれに限定されない。

第３カバー１５０の一領域に第１締結部１５０ｂが形成され、例えば、第１締結部１５０ｂは透光部１５０ｃと固定部１５０ｄの境界領域に形成され得る。具体的には、透光部１５０ｃと固定部１５０ｄの境界領域で透光部１５０ｃの内側方向の領域に溝が形成され得る。そして、支持部材１３０の縁には第２締結部１３０ｂが形成され得る。回路基板１４０ａの縁にも回路基板１４０ａの内側方向に凹んだ第３締結部１４０ｇが形成され得、図示はしていないが、スクリューなどの締結部材が第１カバー１６０の上部から第１、第２および第３締結部１５０ｂ、１３０ｂ、１４０ｇに挿入され得る。

実施例では第２締結部１３０ｂおよび第３締結部１４０ｇがそれぞれ支持部材１３０および回路基板１４０ａの内側方向に凹むように形成され、第１締結部１５０ｂが透光部１５０ｃと固定部１５０ｄの境界領域の一部に溝の形状に形成されたものを図示して説明したが、これに限定されず、多様な形態の締結部に形成することができる。例えば第１締結部１５０ｂは固定部１５０ｄの一領域から外側方向に延びて形成され、第２締結部１３０ｂ、第３締結部１４０ｇはそれぞれ支持部材１３０と回路基板１４０ａの外側方向に突出するように形成されて締結部材に結合され得る。

本発明実施例の光源部材１４０の回路基板１４０ａは第３開口部１４０ｅおよび第４開口部１４０ｆをさらに含むことができる。例えば、第３開口部１４０ｅは駆動部１１０の前述したレシーバーを露出させるためのものであり得る。

レシーバーが回路基板１４０ａの下部に配置された場合、レシーバーが外部の信号を無線で受信することが難しい。したがって、本発明実施例はレシーバーを露出させるための第３開口部１４０ｅをさらに含むことができる。そして、第４開口部１４０ｅは駆動部１１０と回路基板１４０ａを連結するためのものであり得る。

このために、光源部材１４０の下部に配置された支持部材１３０も第３開口部１４０ｅおよび第４開口部１４０ｆに対応する領域に開口部１３０ｃ、１３０ｄが形成され得る。例えば、回路基板１４０ａと駆動部１１０がワイヤー等を介して連結された場合、ワイヤーが支持部材１３０の開口部１３０ｄと回路基板１４０ａの第４開口部１４０ｅに挿入されて駆動部１１０と光源部材１４０が電気的に連結され得る。

そして、第１カバー１６０は第３カバー１５０を囲むように本体１００に締結されて照明装置の外観を形成することができる。すなわち、第１カバー１６０と本体１００の間に、駆動部１１０、第２カバー１２０、支持部材１３０、光源部材１４０および第３カバー１５０が配置され得る。

前述した通り、本発明実施例の照明装置は、本体１００上に順に配置された支持部材１３０、光源部材１４０および第３カバー１５０が、本体１００の第１開口部１００ａに対応する領域に開口部が形成されて中央部が貫通した形態である。したがって、使用者は支持部材１３０、光源部材１４０および第３カバー１５０の中央部に形成された開口部を通じて露出したソケット（図示されず）を照明装置と電気的および物理的に連結することができる。

図４は照明装置を天井に設置するためのソケットと図２ａの第３カバーの配置を図示した平面図である。

一般的に、天井にはソケット２００を連結するための配線が突出している。使用者は天井にソケット２００を設置した後、ソケット２００に照明装置を締結することができる。照明装置は本体（図２ａの１００）、駆動部（図２ａの１１０）、第２カバー（図２ａの１２０）、支持部材（図２ａの１３０）、光源部材（図２ａの１４０）および第３カバー１５０が結合された形態でソケット２００と電気的および物理的に連結され得る。ソケット２００は光源部材（図２ａの１４０）の第２開口部１４０ｃに対応して開口部が形成されて貫通した第３カバー１５０を通じて一部が露出され得、図４のように、使用者は第３カバー１５０の開口部に露出したソケット２００を照明装置に電気的および物理的に連結することができる。

したがって、本発明実施例は光源部材１４０の回路基板１４０ａの第２開口部１４０ｃで第１突出部１４０ｄが形成されても、第２開口部１４０ｃでソケット２００を照明装置に連結する十分な空間を確保することができる。したがって、本発明実施例の照明装置は、既存のソケット２００と本体１００を利用することができる。

一方、本発明の他の実施例の照明装置は光源部材１４０が第１、第２回路基板を含むことができる。

図５は本発明のさらに他の実施例の光源部材の平面図である。

図５のように、本発明のさらに他の実施例の光源部材１４０は、第２開口部１４０ｃの側面から回路基板１４０ａの内部または中央部方向に向かって少なくとも二つの第１突出部１４０ｄが突出する。実施例では二つの第１突出部１４０ｄを図示した。この時、二つの第１突出部１４０ｄは互いに向き合うように第２開口部１４０ｃの側面から回路基板１４０ａの内部または中央部方向に向かって突出され得るが、これに限定されない。

第１突出部１４０ｄ第１突出部１４０ｄ図６ａは一般的な照明装置の発光写真であり、図６ｂは本発明実施例の照明装置の発光写真である。

前述した通り、一般的な光源部材は中央部に光源がない。したがって、図６ａのように、一般的な光源部材は、照明装置の中央部と周辺部の発光程度が異なり、中央部に暗部が形成され得る。したがって、一般的な照明装置は中央部と周辺部の光均一度が異なり得る。

その反面、図６ｂのように、本発明実施例の光源部材は回路基板の第２開口部に突出した第１突出部を含み、第１突出部に少なくとも一つの光源が実装される。すなわち、本体の第１開口部に対応する領域にも光源が配置されるため、照明装置の中央部の輝度が向上することができる。したがって、照明装置の中央部と周辺部の輝度差が克服されて輝度均一度が向上することができる。

図７ａは図６ａの輝度グラフであり、図７ｂは図６ｂの輝度グラフである。そして、表１は一般的な照明装置の輝度と本発明実施例の照明装置の輝度を比較した表である。

図７ａのように、一般的な照明装置は中心（距離が０）の輝度が周辺部に比べて非常に低い。その反面、図７ｂのように、本発明実施例の照明装置は、中心（距離が０）の輝度が向上して中央部と周辺部の輝度差が殆どない。

したがって、本発明実施例の照明装置は、中央部の輝度が向上し、照明装置の全体輝度も向上することができる。下記の表１のように、一般的な照明装置の輝度が１００％である場合、本発明実施例の照明装置の輝度は１１４％である。

前述した通り、本発明実施例の照明装置は、光源部材が本体の第１開口部と重なる領域にも少なくとも一つの光源が実装された回路基板を含んで構成される。したがって、照明装置の暗部を除去して照明装置の輝度均一度が向上することができる。さらに、照明装置の中央部に配置された光源を通じて照明装置の全体輝度が向上することができる。

図８は本発明の一実施例に係る照明装置の斜視図、図９は本発明の一実施例に係る照明装置の分解斜視図、図１０は基板に配置された発光素子を示す平面図である。

図８および図９を参照すると、実施例に係る照明装置１は本体１０、本体１０上に配置される回路基板２０、回路基板２０上に配置される複数個の発光素子３０、複数個の発光素子３０を覆う第３カバー４０、および本体１０と結合する第１カバー５０を含む。

本体１０は円形、楕円形または多角形状を有することができる。本体１０の形状は特に制限されない。

本体１０は中央部に開口部１１が形成され得る。開口部１１にはソケット（図示されず）が挿入されてもよい。ソケットは照明装置に電源を提供するとともに照明装置を天井などに固定することができる。しかし、本体１０はソケットが挿入されない構造でもよい。

本体１０はプラスチック材質であり得、射出を通じて形成され得る。例えば、本体１０はポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＰＣ）であり得る。本体１０がプラスチック材質であれば、本体１０が金属材質の場合よりも軽く、製造コストを減らすことができる。しかし、本体１０の材質はこれに限定されない。

本体１０には光源を駆動させる駆動部（図示されず）が含まれ得る。駆動部の装着位置は特に限定しない。

駆動部は外部電源から提供される交流電源を直流電源に変換する直流変換装置、光源の駆動を制御する駆動チップ、光源を保護するためのＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｓｔａｔｉｃ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）保護素子、外部信号を受信するための受信モジュールなどを含むことができる。

回路基板２０は本体１０上に配置され得る。回路基板２０は印刷回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ；ＰＣＢ）、メタルコア（Ｍｅｔａｌ Ｃｏｒｅ）ＰＣＢ、軟性（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ）ＰＣＢ、セラミックＰＣＢなどから選択され得るが、これに限定されない。

回路基板２０は光を反射させるために銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｇ）等のように光を反射させる物質などがコーティングされ得るが必ずしもこれに限定されるものではない。

回路基板２０は楕円形、円形または多角形に形成され得るが、これに限定されない。実施例では縁が八角形の回路基板２０を図示した。

回路基板２０は実施例のように一体に形成したり二個以上で形成して結合した構造であり得る。回路基板２０は中央にホール２１が形成されてもよいが必ずしもこれに限定されるものではない。

発光素子３０は回路基板２０上に複数個配置され得る。発光素子３０の種類は制限されない。発光素子３０は赤色、緑色、青色の光を放出する発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）であるか、紫外線光（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ ｌｉｇｈｔ）を放出する発光ダイオードであり得る。

発光素子３０は水平型（Ｌａｔｅｒａｌ Ｔｙｐｅ）、垂直型（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｔｙｐｅ）、またはフリップチップ型（Ｆｌｉｐ−ｃｈｉｐ Ｔｙｐｅ）であり得るが、発光素子の構造は特に制限しない。光源部材は回路基板２０に配置された複数個の発光素子３０を含む概念であり得る。

図１０を参照すると、発光素子３０は回路基板２０の中心Ｃを囲む複数個の第１発光素子３１、および複数個の第１発光素子３１を囲む複数個の第２発光素子３２を含むことができる。

複数個の第１発光素子３１は中心ホール２１と第１仮想円Ｃ１の間に配置され得る。複数個の第２発光素子３２は第２仮想円Ｃ２と回路基板２０の縁２３の間に配置され得る。この時、中心ホール２１、第１仮想円Ｃ１、および第２仮想円Ｃ２の中心は回路基板２０の中心Ｃと一致し得る。

複数個の第１発光素子３１は回路基板２０の中心Ｃを基準として最内側の発光素子であり得る。複数個の第２発光素子３２は回路基板２０の中心Ｃを基準として最外側発光素子であり得る。以下では基板の中心Ｃに向かう方向を内側と定義し、基板の中心Ｃから遠ざかる方向を外側と定義する。

複数個の第３発光素子３３は第１仮想円と第２仮想円の間に配置され得る。図面上では３個の発光素子ラインを図示したが、これに限定されない。発光素子３０の配置および配置されるラインの個数は適切に調節され得る。

例えば、実施例での発光素子３０は基板の形状に応じて８角形の形態で配置されているがこれに限定されない。発光素子３０は円形、楕円形または多角形の形態で配置されてもよい。

図９を参照すると、第３カバー４０は回路基板２０に結合して複数個の発光素子３０を覆うことができる。第３カバー４０は光を透過させる材質であれば特に限定しない。第３カバー４０は回路基板２０の形状と対応する形状を有することができる。

第３カバー４０は発光素子３０と向かい合う透光部４１、透光部４１の外側に連結される第１レンズ部４３、透光部４１の内側に連結される第２レンズ部４２を含む。透光部４１は中央に第１ホール４６が形成された環状を有することができる。

第１カバー５０は本体１０と結合して回路基板２０、発光素子３０、および第３カバー４０を収容することができる。第１カバー５０は第３カバー４０を通じて出射した光を拡散させることができる。第１カバー５０は照明装置の外観を形成することができる。

図１１は本発明の一実施例に係る照明装置の光均一度を示す図面であり、図１２は比較例に係る照明装置の光均一度を示す図面である。

図１１を参照すると、第１発光素子３１から放出された光は内側に拡散され、第２発光素子３２から放出された光は外側に拡散され得る。したがって、第１〜第３発光素子３１、３２、３）が配置された領域を含む前面Ｗに光が出射するので、中央部と縁の輝度が改善され得る。すなわち、第３カバー４０の縁部は拡散レンズ機能を遂行することができる。

図１２のように、カバー４が単に発光素子を保護する機能だけを遂行するのであれば、各発光素子３０が配置された領域Ｗにのみ光が出射して中央部と縁は暗部Ｂが形成され得る。

図１３は本発明の一実施例に係る照明装置の断面図、図１４は図１３のＣ部分の拡大図、図１５は図１３のＡ部分の拡大図、図１６は図１３のＢ部分の拡大図である。

図１３および図１４を参照すると、第３カバー４０は発光素子３０と向かい合う透光部４１、透光部４１の内側面に連結される第２レンズ部４２、透光部４１の外側面に配置される第１レンズ部４３、第１レンズ部４３を基板に固定する第１固定部４５、および第２レンズ部４２を回路基板２０に固定する第２固定部４４を含むことができる。

透光部４１は中央に第１ホール４６が形成された環状構造であり得る。しかし、必ずしもこれに限定されず、透光部４１は全体的にドーム（ｄｏｍｅ）状であってもよい。以下では透光部４１が環状構造であるものとして説明する。

第２レンズ部４２は第１発光素子３１から放出される光を内側に拡散させることができる。第２レンズ部４２は入射する光を拡散させることができるように厚さが調節され得る。第２レンズ部４２の厚さは透光部４１の厚さより厚く形成され得る。すなわち、第２レンズ部４２は拡散機能を有することができる。例えば第２レンズ部４２は拡散レンズであり得る。しかし、必ずしもこれに限定されず、第２レンズ部４２に拡散フィルムを付着したり拡散粒子を分散させてもよい。

第１レンズ部４３は第２発光素子３２から放出される光を外側に拡散させることができる。例示的に第１レンズ部４３は厚さを調節して入射する光を拡散させることができる。第１レンズ部４３の厚さは透光部４１の厚さより厚く形成され得る。すなわち、第１レンズ部４３は拡散機能を有することができる。例えば第１レンズ部４３は拡散レンズであり得る。しかし、必ずしもこれに限定されず、第１レンズ部４３に拡散フィルムを付着したり拡散粒子を分散させてもよい。

第２レンズ部４２と第１レンズ部４３は第３発光素子３３の光軸を基準として互いに対称となる形状であり得る。すなわち、第１レンズ部４３と第２レンズ部４２は同じ形状のレンズであり得る。しかし、第１レンズ部４３と第２レンズ部４２はそれぞれ異なる形状を有してもよい。

第１レンズ部４３と第２レンズ部４２が拡散機能を遂行しない場合、照明器具の中心と縁で発生する暗部を除去するために追加的に光源を配置しなければならない。例示的に基板の中心に光源をさらに配置して照明器具の中心に発生した暗部を除去することができる。しかし、実施例によると、第１レンズ部４３と第２レンズ部４２が光を拡散させるため、発光素子の個数を減らすことができる。

実施例によると、図１５のように縁の輝度を高めるために第１レンズ部４３の形状のみを制御し、図１６のように中央部の輝度を高めるために第２レンズ部４２の形状のみを制御するため、カバーの製作が容易となる。すなわち、発光素子の個数が多くなってカバーが大きくなる場合にも両縁部４２、４３の形状のみを考慮すればよいため、製作が容易となる。

例示的にカバーに各発光素子に対応するレンズを形成する場合、発光素子上に正確にマッチングするようにレンズを形成しなければならないため、製作コストが上昇する問題がある。

図１７は縁部の構造を示す図面、図１８は縁部によって光が拡散する状態を示す図面、図１９は照明装置から出射した光の強度を測定したグラフである。

図１７を参照すると、第２レンズ部４２は透光部４１から遠ざかるほど厚くなる第１領域４２ａおよび第１領域４２ａから遠ざかるほど薄くなる第２領域４２ｂを含むことができる。透光部４１と第１領域４２ａの境界は第１発光素子３１の中心から垂直な方向の光軸Ｐ１であり得る。

透光部４１は一定の厚さｄ１を有し、平坦な第１透光領域４１ａ、および第１透光領域４１ａと第１領域４２ａを連結する連結部４１ｂを含むことができる。連結部４１ｂの厚さは第１透光領域４１ａから遠ざかるほど次第に増加し得る。

以下では例示的に第２レンズ部４２を基準として説明するが、前述した通り、第２レンズ部４２は第１レンズ部４３と同じ構造を有し得る。

第１領域４２ａと第２領域４２ｂの境界地点の厚さｄ２は透光部４１の厚さｄ１より厚くてもよい。第１領域４２ａと第２領域４２ｂの境界地点と透光部４１の厚さ比ｄ２：ｄ１は２：１〜３：１であり得る。

縁部の厚さは第１領域４２ａと第２領域４２ｂの境界地点で最も厚くなり得る。この時、境界地点を延長した仮想線Ｓは第１発光素子３１の上部面と３３度〜５５度の角度θを有し得る。前記角度範囲を満足する場合、照明装置の中央と縁に発生する暗部を効果的に除去することができる。拡散効果のために縁部の外面には凹凸形状が形成され得る。

第２固定部４４は螺子などによって回路基板２０に結合されることによって、第３カバー４０を回路基板２０に固定することができる。内側縁部４２と第２固定部４４の境界の厚さｄ３は第１透光領域４１ａの厚さｄ１より厚くてもよい。

図１８および図１９を参照すると、第１発光素子３１から出射するビームのパターンは縁部が厚くなる方向に３５度〜５５度を最大強度とするビーム状を有し、最大強度を基準として次第に強度が減少する形状を有する。

すなわち、第１発光素子３１から放出された光のうち、相当部分が第２レンズ部４２によりカバーの内側に屈折および／または拡散したことが分かる。

図１３および図１７を参照すると、第１領域４２ａと第２領域４２ｂの境界地点を延長した仮想線Ｓは第１カバー５０の高さと下記の関係式を満足することができる。

ここで、θは仮想線Ｓが発光素子の上部面となす角度であり、Ｈは第１カバー５０の高さ、Ｗは第１発光素子３１の中心の間の距離である。境界地点を延長した仮想線Ｓは基板と第１カバー５１の中心を連結する仮想軸Ｏ上で交差することができる。例示的に仮想線Ｓは第１カバー５０の中心５１で交差することができる。

第１領域４２ａと第２領域４２ｂの境界地点を延長した仮想線Ｓの角度θが前記範囲を満足する場合、照明装置の発光面に全体的に光が均一に分布して光均一度が向上することができる。

しかし、仮想線Ｓの角度θが０．８（２Ｈ／Ｗ）未満であるか１．２（２Ｈ／Ｗ）を超過する場合には、照明装置の中心部と縁に光を十分に拡散させることができないため、輝線または暗部が発生し得る。

図２０は本発明の一実施例に係る照明装置の発光写真、図２１は図２０の輝度グラフ、図２２は一般的な照明装置の発光写真、図２３は図２２の輝度グラフである。

図２０を参照すると、実施例に係る照明装置は、発光素子３０から出射した光が拡散して中央部と縁の輝度が向上したことを確認することができる。図２１を参照すると、中央部（距離０）の輝度が約６０００ｃｄ／ｍ^２であって、周辺とあまり差がないことが分かる。したがって、中央部の暗部が改善されたことが分かる。

これに比べ、図２２および図２３を参照すると、一般的な照明装置は、周辺部の輝度が約１００００ｃｄ／ｍ^２である反面、中央部（距離０）の輝度は約４０００ｃｄ／ｍ^２であって発光の程度に大きな差があることが分かる。したがって、中央部に暗部が形成され得る。

実施例によると、第１レンズ部４３により縁の輝度が上昇し、第２レンズ部４２により中心部の輝度を向上させることができる。したがって、照明装置の全体的な光均一度を向上させることができる。

以上で説明した通り、本発明は前述した実施例および添付された図面に限定されず、実施例の技術的思想を逸脱しない範囲内で多様な置換、変形および変更が可能であることが、本発明が属する技術分野での従来の知識を有する者に明白に理解できるはずである。

Claims (5)

1. 中央に第１開口部を有する本体；
   前記本体上に配置される回路基板、および前記回路基板上に配置される複数個の発光素子を含む光源部材；および
   前記光源部材上に配置されて前記本体と結合されるメインカバーを含み、
   前記回路基板は前記第１開口部と垂直方向に重なる少なくとも一つの第２開口部、および前記第２開口部の側面から前記第２開口部の内部方向に突出した一つ以上の第１突出部を含み、
   前記第１突出部に少なくとも一つの前記発光素子が実装され、
   前記光源部材と前記メインカバーの間に配置された第３カバーをさらに含み、
   前記第３カバーは前記第１突出部と垂直方向に重なるように突出した第２突出部を含む、照明装置。
2. 前記本体と前記光源部材の間に配置された支持部材をさらに含み、
   前記支持部材は前記第１突出部と垂直方向に重なるように突出した第３突出部を含む、請求項１に記載の照明装置。
3. 前記第３カバーは、透光部と固定部、および前記透光部と前記固定部の境界領域に形成されて前記光源部材と締結される締結部を含み、
   前記固定部が前記回路基板の上部面に装着される、請求項１に記載の照明装置。
4. 前記第３カバーは、
   複数個の発光素子と向かい合う透光部、前記透光部の外側面に配置される第１レンズ部、および第１レンズ部を前記回路基板に固定する第１固定部を含み、
   前記透光部は前記複数個の発光素子上に配置される第１透光領域、および前記第１透光領域と第１レンズ部を連結する連結部を含み、
   前記第１透光領域は同じ厚さを有する平坦領域であり、
   前記第１レンズ部の厚さは前記第１透光領域の厚さより厚い、請求項１に記載の照明装置。
5. 前記第３カバーは前記透光部の内側面に配置される第２レンズ部を含み、
   前記第２レンズ部は前記透光部から遠ざかるほど厚くなる第１領域および前記第２レンズ部の第１領域から遠ざかるほど薄くなる第２領域を含み、
   前記第２レンズ部の第１領域と第２領域の境界線は第１発光素子の上部面と３３度〜５５度の角度を有し、
   前記第１発光素子は前記回路基板の中心に最も近く配置された発光素子である、請求項４に記載の照明装置。

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