KR100924095B1

KR100924095B1 - 엘이디를 이용한 등기구

Info

Publication number: KR100924095B1
Application number: KR1020090034038A
Authority: KR
Inventors: 신한석
Original assignee: 씨에스텍 주식회사
Priority date: 2009-04-20
Filing date: 2009-04-20
Publication date: 2009-11-02

Abstract

본 발명은 사무실이나 주거공간 등의 실내 조명등용으로 PCB기판에 다수의 LED 소자를 실장한 모듈을 사용함으로써 전력소모를 현저하게 줄이면서도 조명효과를 극대화시킬 수 있는 LED를 이용한 조명등에 관한 것이다.

본 발명에 따른 LED를 이용한 조명등은, 상판과, 상기 상판에 대하여 외향으로 25°∼ 30°경사지게 형성된 측판으로 구성되어, 수직으로 자른 단면(斷面)이 사리꼴인 상협하광(上狹下廣) 형상의 본체; PCB 기판에 다수의 LED 소자가 균등하게 실장되고 그 이면에는 제어패턴과 저항이 배치된 모듈; 상기 모듈과 커넥터로 연결되어 전원을 공급하는 전원공급장치; 상기 본체의 하단(下端)에 배치되는 광확산판; 상기 광확산판을 본체의 하단에 고정 결합시키는 몰딩으로 구성되고, 상기 모듈은, 상기 본체의 길이방향을 따라 형성된 돌출부 사이에 삽입되어 고정되면서 본체 상판의 내측면과 맞닿도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

LED, 조명등, 모듈, SMPS

Description

엘이디를 이용한 등기구{Illumination lamp using LED}

본 발명은 엘이디를 이용한 등기구에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 사무실이나 주거공간 등의 실내 조명등용으로 PCB기판에 다수의 LED 소자를 실장한 모듈을 사용함으로써 전력소모를 현저하게 줄이면서도 조명효과를 극대화시킬 수 있는 LED를 이용한 조명등에 관한 것이다.

형광등은 우리 주변에서 가장 많이 사용되는 것으로 우리에게 가장 친숙한 광원이라고 할 수 있으며, 이러한 형광등은 형광램프와 안정기 등이 별도의 부품으로 구성되어 있다. 형광램프는 형광물질을 바르고 그 속에 아르곤 가스와 수은증기를 넣고 밀봉한 관이며, 전기가 공급되면 그 전기로 인하여 점등관(바이메탈)이 뜨겁게 달구어져 붙게 되고, 또 형광등은 방전이 시작되면 관전류가 점점 증가하여 전극을 파괴하여 버리므로, 전류를 어느 값 이하로 제한하기 위하여 초크코일 등의 안정기를 사용한다.

일반적으로 사용되고 있는 조명등용 등기구는 대부분 상기와 같은 형광등을 사용하고 있으며, 이러한 종래의 형광등은 주파수가 60Hz를 사용하여 구동하므로 형광등의 빛이 1초에 60회의 깜빡거림으로 인하여 장시간 사용시 사용자가 눈의 피로감을 많이 느끼고, 장시간 사용시 자체의 발열로 인해 주변온도를 상승시킴에 따라 높은 전력손실을 초래하며, 과열시에는 형광램프가 쉽게 파손되는 단점이 있다. 결국, 종래의 형광등과 같은 등기구는 온도상승 및 높은 전력손실로 인해 사용수명이 단축되고, 사용되는 부품이 많아 교체비용이 많이 드는 문제가 있었다.

또한, 근래들어 일반 형광등에 비해 길이가 1/2 ~ 1/3인 콤팩트형 램프가 사용되는데, 콤팩트 형광램프는 형광등과 밝기가 동일하면서도 전력소모가 절감되고, 삼파장 형광물질의 사용으로 물체의 색재현 특성이 우수하다. 이러한 콤팩트 형광램프는 직관형태의 형광등과는 달리 소켓의 일측에만 형광램프가 형성되는 관계로 콤팩트 형광램프의 설치 후 본체와의 고정력 및 체결력 등을 감안하여 제품을 성형하여야 한다.

한편, 상기와 같은 특성을 갖는 형광등이나 형광램프의 대체용으로 사용되는 LED(Lighting Emitting Diode)는 전력을 빛으로 변환시키는 효율이 뛰어나고, 현재 사용되고 있는 일반적 조명기구인 백열등이나 형광등, 콤팩트 형광램프에 비해 단위 전력대비 빛의 효율이 월등히 높아 경제성이 뛰어나며, 또한 저전압으로도 고효율의 조도를 얻을 수 있고 눈부심이 발생하지 않으며 안정성이 뛰어나므로 조명용 으로서의 사용이 점차 증가하고 있는 추세이다.

지금까지 일반적으로 사용되어 오고 있는 실내 조명용 등기구는 내부에 직관이나 링 형상의 형광등 또는 직관 형태의 콤팩트 형광램프를 1∼2개 설치하고 그 하부에 반투명한 커버를 씌운 것으로, 이러한 종래의 등기구는 형광등이나 콤팩트 형광램프를 사용하기 때문에 전력소모가 크고, 형광등이나 램프의 수명이 짧기 때문에 형광등이나 램프를 자주 교체해줘야 하기 때문에 유지 보수비가 많이 들뿐만 아니라 형광등이나 램프가 위치하는 부분과 위치하지 않은 부분의 밝기의 차이가 확연히 나타나기 때문에 부분적으로 어두운 부분이 있어서 미관상은 물론 등기구 전체로도 조도가 낮다는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 사무실이나 주거공간 등의 실내 조명등용으로 PCB기판에 다수의 LED 소자를 실장한 모듈을 사용함으로써 전력소모를 현저하게 줄이면서도 조명효과를 극대화시킬 수 있고 유지 보수 비용이 절감되는 LED를 이용한 조명등을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 과제 해결을 위하여 본 발명에 따른 LED를 이용한 조명등은, 상판과, 상기 상판에 대하여 외향으로 25°∼ 30°경사지게 형성된 측판으로 구성되어, 수직으로 자른 단면(斷面)이 사리꼴인 상협하광(上狹下廣) 형상의 본체; PCB 기판에 다수의 LED 소자가 균등하게 실장되고 그 이면에는 제어패턴과 저항이 배치된 모듈; 상기 모듈과 커넥터로 연결되어 전원을 공급하는 전원공급장치; 상기 본체의 하단(下端)에 배치되는 광확산판; 상기 광확산판을 본체의 하단에 고정 결합시키는 몰딩으로 구성되고, 상기 모듈은, 상기 본체의 길이방향을 따라 형성된 돌출부 사이에 삽입되어 고정되면서 본체 상판의 내측면과 맞닿도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

삭제

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 LED를 이용한 조명등은, 같은 밝기의 형광등보다 30∼40%의 전력소모를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, PCB기판에 다수의 LED 소자를 실장한 모듈을 사용함으로써 모듈 전체가 하나의 면광원이 되어 조명등이 부분적으로 조도의 차이가 나지 않기 때문에 조명효과를 극대화시킬 수 있고, 유지 보수 비용도 현저하게 절감시킬 수 있다. 또한 LED로부터 발생되는 열이 백열등이나 형광등 또는 형광램프에 비해 대단히 적고, 직류 전원을 사용하기 때문에 누전이나 합선으로 인한 화재 등의 안전사고를 예방할 수 있다.

도 1 내지 3을 참조하여 본 발명에 따른 등기구에 대하여 설명한다. 본 발명에 따른 LED를 이용한 등기구는 사무실이나 주거공간의 실내 조명용으로 사용되는 것으로, 등기구의 케이스에 해당하는 본체(20)와, 다수의 LED 소자가 PCB 기판에 실장되어 면광원의 역할을 하게 되는 모듈(30)과, 전원공급장치(10)와, 상기 LED 소자로부터의 빛을 고르게 확산시켜 주는 광확산판(40) 및 상기 광확산판(40)을 본체(20)와 결합시키는 몰딩(50)으로 구성된다.

본체(20)는 수직으로 자른 단면(斷面)이 사리꼴인 상협하광(上狹下廣) 형상의 케이스인데, 천장측에 위치하게 되는 상판과, 상기 상판에 대하여 외향으로 수 직방향에 대하여 25°∼ 30°경사지게 형성된 측판으로 구성된다. LED 소자(31)는 빛이 확산되는 각도가 소자의 중심을 지나는 수직축을 중심으로 사방으로 30°정도이기 때문에 만일 본체의 측판을 수직으로 형성하면 측판에 가까이 배치되는 LED 소자로부터 나오는 빛의 일부는 활용할 수가 없게 되므로, 모든 LED 소자로부터 나오는 빛을 최대한 활용할 수 있도록 하기 위하여 본 발명에서는 측판의 경사각도를 수직방향에 대하여 25°∼ 30°로 특정하였다. 본체(20)의 평면 형상은 직사각형, 정사각형, 원형 또는 타원형 등 다양한 형태로 할 수 있을 것이다.

모듈(30)은 PCB 기판(32)에 다수의 LED 소자(31)가 균등하게 실장되고 그 이면에는 제어패턴과 저항이 배치된 것으로, 전원을 공급받았을 때 균등하게 배치된 다수의 LED 소자(31)가 하나의 면광원으로서의 역할을 하게 된다. 따라서 종래의 커버 내부에 형광등이나 콤팩트 형광램프가 구비된 등기구는 등기구 전체로 보아 부분적으로 밝기의 차이가 있어서 미관상은 물론 등기구의 밝기에도 문제가 있었으나, 본 발명에 따른 등기구는 모듈(30)이 하나의 광원으로서의 역할을 하게 되므로 종래와 같이 부분적으로 밝기에 차이가 나는 문제가 전혀 없고 조명효과를 극대화할 수 있다.

PCB 기판(32)은 저면에 전원 공급 및 제어 신호 전달을 위한 패턴이 각각 형성되고 저항이 배치되며, RGB(Red, Green, Blue)의 색상을 갖는 LED 소자(31)가 순차적으로 일렬로 상면에 실장되는데, LED 소자(31)를 일정 그룹별로 점등을 제어하 도록 복수의 컨트롤 IC를 실장시킬 수도 있다. 여기에서, PCB 기판(32)의 패턴은 LED 소자(31)에 전원을 공급하는 전원 패턴과, LED 소자(31)의 점등을 제어하는 제어 패턴으로 이루어진다.

본체 측판의 상단(上端)에는 본체의 길이방향을 따라 모듈(30)을 삽입 고정시키기 위하여 돌출부(22)가 형성되어 있는데, 등기구의 크기에 따라서는 본체의 폭방향으로 중간에 길이방향을 따라 모듈고정바(bar; 21)를 더 설치할 수도 있다. 물론 길이방향의 중간에 폭방향을 따라 모듈고정바를 설치할 수도 있다. 모듈고정바(21)는 단면(斷面)을 '┷' 형상으로 하여 상단면 전체를 양측으로 돌출되게 할 수도 있고, 몇 군데만 돌출되게 형성하여 모듈고정바(21) 양측으로 모듈(30)을 삽입할 수도 있다. 첨부된 도면에서는 돌출부(22)를 본체 측판에 몇 군데만 돌출되게 형성했지만, 본체 상판의 내측면에 모듈(30)이 삽입되어 안치될 수 있도록 몇 군데만 'ㄱ'자 형상으로 형성할 수도 있다.

모듈(30)은 본체(20)의 상판과 돌출부(22), 또는 상판과 돌출부(22) 및 모듈고정바(21) 사이에 삽입되어 본체(20) 상판 내측면에 맞닿게 설치되는데, 본체(20)는 0.7㎜ 정도의 철판으로 형성되어 있어서 등기구의 프레임 역할도 하지만, LED 소자(31)가 빛을 발할 때 발생하는 열이 본체(20)로 전달되므로, 본체(20)는 전달받은 상기 열을 발산시키는 기능도 하게 되므로 열전도율이 좋은 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

전원공급장치(10)는 조명등에 전원을 공급해주는 장치로, 모듈(30)과 커넥터(11)로 연결되어 전원을 공급하는 장치인데, 입력되는 상용 교류전원(AC 110V 또는 220V)을 DC 3.3V 정도로 다운시켜 공급하면서 LED 소자(31)를 점등시킬 수 있도록 약 200mA 이상의 전류를 안정적으로 공급해 줄 수 있는 SMPS(Switch Mode Power Supply)를 사용하는 것이 바람직하다. SMPS 자체가 본 발명의 대상이 아니고 기존의 SMPS를 본 발명의 전원공급장치로 사용하는 것이기 때문에 SMPS의 구체적인 구성 및 작동에 대한 설명은 생략한다.

광확산판(40)은 다수의 LED 소자(31)로부터 나오는 광원을 하나의 면광원으로 나타나게 하기 위한 판으로, 조명등의 외부에서는 LED 소자(31)가 보이지 않으면서 조명등 전체가 균일한 밝기를 나타내도록 높은 확산도를 갖는 것이어야 한다. 광확산판(40)은 본체(20) 측판의 하단(下端)에 배치된다.

합성수지로 된 광확산판(40)에는 합성수지에 광확산제를 첨가하는데, 공지되어 있는 광확산제로 여러 가지가 있으나, 본 발명에서는 수지 100중량부에 평균 입경 5∼200㎛인 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 주성분으로 하는 비드상 광확산수지 1.5 중량부, 대전방지제 나트륨도데실 설포네이트 1.0 중량부 및 비스-(스티릴)비페닐계(bis-(styryl)biphenyls) 형광증백제 0.005 중량부를 포함하는 광확산제를 사용했지만, 광확산제는 필요에 따라 사용자가 얼마든지 선택하여 사용할 수 있고, 재질에 큰 기술적 특징이 있는 것이 아니라면 설령 광확산제의 재질이 다르더라도 모두 단순한 재질변경에 해당한다 할 것이다.

몰딩(50)은 조명등의 외관을 미려하게 하기 위하여 알루미늄 등과 같은 가벼운 재질로 제작되어 본체(20) 측판의 하단 단부(端部)에 결합되는 것으로, 측판의 단부와 결합수단에 의해 결합되면서 상기 광확산판(40)을 본체의 하부에 결합 고정시키게 된다. 결합수단은 여러 가지가 있을 수 있겠으나 모듈(30)의 교체 등을 위해서는 볼트로 체결하는 것이 바람직하다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 등기구를 도시한 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 등기구의 평면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 등기구의 단면도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 전원공급장치

11 : 커넥터(connector)

20 : 본체

21 : 모듈고정바(bar) 22 : 돌출부

30 : 모듈

31 : LED 소자 32 : PCB 기판

40 : 광확산판

50 : 몰딩

Claims

실내 조명용으로 사용되는 LED를 이용한 등기구에 있어서,

상판과, 상기 상판에 대하여 외향으로 25°∼ 30°경사지게 형성된 측판으로 구성되어, 수직으로 자른 단면(斷面)이 사리꼴인 상협하광(上狹下廣) 형상의 본체;

PCB 기판에 다수의 LED 소자가 균등하게 실장되고 그 이면에는 제어패턴과 저항이 배치된 모듈;

상기 모듈과 커넥터로 연결되어 전원을 공급하는 전원공급장치;

상기 본체의 하단(下端)에 배치되는 광확산판;

상기 광확산판을 본체의 하단에 고정 결합시키는 몰딩;

으로 구성되고, 상기 모듈은, 상기 본체의 길이방향을 따라 형성된 돌출부 사이에 삽입되어 고정되면서 본체 상판의 내측면과 맞닿도록 설치되는 것을 특징으로 하는 엘이디를 이용한 등기구.
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제1항에 있어서,

상기 본체의 상면 하단에는 폭방향으로 중간에 길이방향을 따라 상기 모듈을 삽입 고정시키기 위한 모듈고정바(bar)가 더 설치되어 있어서, 상기 모듈이 돌출부와 모듈고정바 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는 엘이디를 이용한 등기구.
제1항에 있어서,

상기 전원공급장치는 SMPS(Switch Mode Power Supply)인 것을 특징으로 하는 엘이디를 이용한 등기구.
삭제