KR101016096B1 - 확산형 ｌｅｄ 형광램프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 FPL등 타입의 방전관 내부에 LED 어레이를 장착하고, LED 어레이에서 방사되는 빛의 조사 각도를 증가시키는 것은 물론, LED 어레이에 의해 발생하는 열의 방열 효과를 증가시킨 확산형 LED 형광램프를 개시한다. 본 발명은 U자관 형상을 갖는 FPL등의 규격을 따라 외관의 치수가 결정되며, 내부 공간은 비어있는 방전관, 방전관 내부에 수납되며, 적어도 하나의 LED, 및 LED를 지지하는 기판으로 구성되는 LED 어레이, 및 방전관의 길이 방향 중심선을 기준으로 V 자로 꺽인 형태를 가지며, 꺽인 면에 LED 어레이를 고정하여, LED에서 빛을 방사하는 조사 각도를 증가시키는 조향판을 구비한다.

FPL, LED, 조향판, 방열

Description

확산형 ＬＥＤ 형광램프{FPL type LED fluorescent lamp}

본 발명은 확산형 LED 형광램프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, FPL등 타입의 방전관 내부에 LED 어레이를 장착하고, LED 어레이에서 방사되는 빛의 조사 각도를 증가시키는 확산형 LED 형광램프에 대한 것이다.

방전관 내에 주입된 수은과 같은 개스에 전자를 충돌시켜 자외선을 얻고, 자외선을 방전관 내벽에 도포된 형광물질과 충돌시켜 가시광선을 얻는 형광램프는 중금속에 대한 우려와 환경문제를 내재하며, 유리 재질로 구성되는 방전관은 내구성이 약하고, 파손의 위험이 상존한다.

반면, 전자제품의 상태를 알리는 인디케이터의 용도로 사용되던 LED는 와트당 광량이 대폭 증가하면서 종래의 형광램프의 지위를 대체하고 있다. LED는 종래의 형광램프와는 달리 개스가 삽입된 유리 재질의 방전관을 필요로 하지 않는다.

그러나, 지난 수십 년간 사용되어온 E26 베이스의 등 기구, MR16, PAR16과 같은 할로겐 램프의 등 기구, 2G11, G23, 및 G23X과 같은 FPL(Fluorescent P type Lamp) 램프의 등 기구, 및 기타 다양한 등 기구의 규격이 전 세계에 널리 사용되고 있다. 따라서, 사용자가 LED를 사용하기 위해 기존의 등 기구를 교체하고, 기존의 등 기구가 배치된 벽, 또는 천정을 개조하여 새로운 등 기구를 설치하는 것보다는 LED를 기존의 등 기구 규격에 맞추어 형성하고, 기존의 등 기구에서 그대로 사용하는 것이 효율적이다.

LED를 기존의 등 기구에 적용할 경우, LED의 특성과 기존의 등 기구에 장착되는 램프의 특성은 상이하다.

예컨대, 기존의 삼파장 FPL등의 경우 U자형 방전관의 외주면 전체가, 360도 전방향에 대해 빛을 방사하고, 유리 재질의 방전관 외주면이 방열을 담당하는 반면, LED는 별도의 방열이 필요하며, 방사되는 빛의 조사각이 통상 120 ∼ 160도 사이를 넘지 않는다. LED를 가정용, 또는 업무용 조명장치로 이용할 때, 조사각이 작으면 천정에 더 많은 LED를 배치하여야 한다.

더욱이, LED를 기존의 등 기구에 맞도록 형성할 경우, LED는 기존의 등 기구에 장착되는 램프의 형태를 가져야 한다. LED가 기존의 램프 구조물 내에 배치됨으로써 방열이 더욱 불리해지며, LED에서 방사되는 조사각은 더욱 제한되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 LED를 기존의 등 기구에 장착 가능한 램프의 형태로 만들며, 기존의 램프 구조에서도 빛이 방사되는 조사각을 최대한 확장하는 확장형 LED 형광램프를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 LED를 기존의 등 기구에 장착 가능한 램프의 형태로 만들면서, LED에 의해 발생하는 열을 효과적으로 방열 가능한 확장형 LED 형광램프를 제공함에 있다.

상기한 목적은 본 발명에 따라, U자관 형상을 갖는 FPL등의 규격을 따라 외관의 치수가 결정되며, 내부 공간은 비어있는 방전관, 상기 방전관 내부에 수납되며, 적어도 하나의 LED, 및 상기 LED를 지지하는 기판으로 구성되는 LED 어레이, 및 상기 방전관의 길이 방향 중심선을 기준으로 V 자로 꺽인 형태를 가지며, 꺽인 면에 상기 LED 어레이를 고정하여, 상기 LED에서 빛을 방사하는 조사 각도를 증가시키는 조향판에 의해 달성된다.

따라서, 본 발명은 기존의 등 기구에 사용하면서도, LED에서 방사되는 빛이 넓게 확산되도록 한다.

또한, 본 발명은 기존의 등 기구에 수납하기 위해, LED가 기존의 램프형태의 하우징징에 수납될 때, LED에 의해 발생되는 열을 외부로 쉽게 방열한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 LED가 수납되는 램프의 외관을 나타낸다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 확산형 LED 형광램프는 기존의 FPL 타입 램프와 유사한 형태를 갖는다.

소켓(130)은 기존의 등 기구에 장착하는 2G11, GX23, 및 GX23X 중 어느 하나의 규격이 될 수 있으며, 도면에는 2G11 규격에 따른 소켓이 도시되어 있다.

방전관(110)은 LED로 구성된 LED 어레이를 수납하는 영역으로, 투명 재질의 폴리카보네이트를 압출하여 성형한다.

본 발명에서, 방전관(110)은 기존의 FPL 램프의 명칭을 차용한 것으로, 내부에 자외선 방전을 위한 개스가 삽입되지는 않는다. 따라서, 방전관(110)은 종래의 FPL 램프와는 달리, 고압의 개스를 봉입한 유리 재질로 형성할 필요가 없고, 폴리카보네이트로 형성되므로 외부 충격에도 강한 장점이 있다.

방전관(110)의 A 방향에서 바라볼 때, 본 발명에 따른 방전관(110)은 종래의 FPL등과는 달리 U자 형으로 형성되지 않는다.

종래의 FPL 등은 직관형 형광등을 U자 형태로 구부려서 짧고 슬림한 외관을 얻었으나, 본 발명에 따른 확산형 LED 형광램프에서 방전관(110)은 단순히 LED 어레이, 및 LED 어레이와 관련된 부품을 수납하는 역할을 한다. 또한, 방전관(110)은 내부에 LED 어레이, 및 LED 어레이와 관련된 부품을 수납하기 위한 충분한 공간을 확보하여야 한다. 따라서, 방전관(110)의 형태는 기존의 U자형 방전관을 하나 의 영역으로 통합한 형태를 갖는다.

다만, 본 발명에 따른 방전관(110)의 치수는 기존의 등 기구에 장착할 수 있도록 등 기구에 장착되는 램프의 규격을 만족하여야 한다.

이는 도 2 내지 도 4를 함께 참조하여 설명하도록 한다.

도 2 내지 도 3은 본 발명에 따른 확산형 LED 형광램프의 외관을 설명하기 위한 참조 도면을 나타낸다.

먼저, 도 2는 통상의 36W FPL 램프의 외관 치수를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 통상의 36W FPL 램프는,

- 2G11 소켓을 이용하고,

- 전체 길이는 415mm, 방전관의 길이는 411mm 이고,

- 방전관의 관경은 18mm 이며,

- 방전관의 너비 방향의 길이는 38mm 이다.

또한, 도 3을 참조하면, 36w FPL 등의 측면방향에서 바라보는 소켓의 높이는 23mm를 만족하여야 한다.

만일, 본 발명에 따른 확산형 LED 형광램프가 36W FPL 등을 대신하여 사용된다고 가정하면,

- 본 발명에 따른 확산형 LED 형광램프는 2G11 규격의 소켓을 사용하여야 하고,

- 측면 방향에서 바라보는 소켓의 높이가 23mm를 만족하며,

- 전체 길이는 415mm, 방전관(110)의 길이는 411mm를 만족하여야 한다.

이러한 조건을 충족하여 본 발명에 따른 확산형 LED 형광램프의 외관을 형성하면 도 4에 도시된 바와 같다.

도 4는 본 발명에 따른 확산형 LED 형광램프의 외관, 및 치수를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 확산형 LED 형광램프는 2G11 소켓, 및 2G11 소켓과 연결되는 방전관(110)으로 외관을 형성하며,

방전관의 너비방향 길이는 38mm이고, 전체 길이는 415mm 이며, 방전관(110)의 길이는 411mm를 만족한다. 방전관(110)의 형태는 도 2와 도 3에 도시된 것과 상이하나, 도시된 방전관(110)을 장착한 확산형 LED 형광램프는 기존의 36W FPL 등기구에 그대로 장착하여 사용할 수 있다. 기존의 36W FPL 타입의 등 기구는 소켓 타입이 2G11이고, 소켓(2G11)의 규격, 방전관의 관경, 방전관의 길이만 만족할 경우, 본 발명에 따른 확산형 LED 형광램프를 부착하여 사용할 수 있다.

도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 확산형 LED 형광램프의 조향판 구조를 설명하기 위한 정면도, 측면도, 및 배면도를 나타낸다.

먼저, 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 확산형 LED 형광램프는 방전관(110)의 표면에 조향판(140)이 방전관(110)의 길이 방향을 따라 배치되고, 조향판(140)의 배면은 대기로 노출된다.

여기서, 조향판(140)은 두 개의 영역(A, B)으로 구분하였으나, 조향판(140)은 하나의 금속 재질로 이루어진 것이며, 다만, 방전관 내에 위치하는 LED 어레이에서 방사되는 빛의 조향각에 따라 그 영역을 구분한 것이다. 이는 추후 상세히 설명하도록 한다.

다음으로 도 6을 참조하면, 조향판(140)은 방전관(110)의 상단부에 위치하며, 방전관(110)의 표면과 평행하게 형성되도록 함으로써 방전관(110)의 높이(예컨대, 36W FPL등의 경우 18mm)를 증가시키지 않는다.

다음으로, 도 7은 방전관(110)의 배면을 도시한다.

도 7을 참조하면, 방전관의 배면은 투명 재질로서, 방전관(110) 내부에 수납되는 LED 어레이(미도시)에서 방사되는 빛을 외부로 통과시킨다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 확산형 LED 형광램프의 외관 치수는 통상의 FPL 램프의 치수를 만족하며, 통상의 FPL 램프를 장착하는 등 기구에 그대로 적용 가능함을 알 수 있다. 이하, 본 출원인은 앞서 도 1 ∼ 도 7을 통해 설명된 구조를 바탕으로 방전관(110)의 내부 구조를 상세히 설명하도록 한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 방전관의 단면도를 나타낸다.

도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 방전관(110)은 한 쌍의 기판(161, 162)을 구비하고 각각의 기판(161, 162)에는 복수의 LED(150a ∼ 150f)가 둘로 나뉘어 배치된다.

기판(161)에는 LED(150a ∼ 150c)가 배치되고, 기판(162)에는 LED(150d ∼ 150f)가 배치된다. 도면에는 각 기판(161, 162) 마다 3개의 LED가 배치된 것을 도시하고 있으나, 이는 설명과 이해의 편의를 위한 것일 뿐, 각 기판(161, 162)에 배치되는 LED의 개수는 이보다 더 많을 수 있다.

조향판(140)과 기판(161, 162)이 대면하는 위치에서, 조향판(140)은 v자 형태로 꺽이는 형태를 갖는다. 조향판(140)이 v자 형태로 꺽이게 되면, 조향판(140) 과 평행하게 배치되는 기판(161, 162)도 조향판(140)이 꺽이는 각도와 동일한 각도로 꺽이게 된다. 이 상태에서 LED 어레이가 빛을 방사하게 되면, LED 어레이는 D2, D3의 방향으로 빛을 방사하게 된다. 즉, LED 어레이가 빛을 방사하는 조사각이 더 증가한다.

도 8에서, 조향판(140)의 상단부(C)는 방전관의 외주면과 수평을 이룬다. 상단부(C)와 방전관의 외주면과 수평을 이룸으로써 본 실시예에 따른 방전관(110)을 구비한 확산형 LED 형광램프는 통상의 FPL 램프를 장착하는 등 기구에 그대로 장착하여 활용할 수 있다. 또한, 상단부(C)는 효과적인 방열을 위해 주름 구조를 갖는다. 상단부(C)에 형성된 주름 구조는 외부 대기와의 접촉 면적을 늘리기 위한 것으로 주름의 조밀함이 커질수록 방열의 효과가 늘어난다.

도면에는 도시되지 않았으나, 방전관 내에는 소켓(130)을 통해 인가되는 상용 교류(AC)를 LED가 필요로 하는 전압과 전류로 변환하는 전원회로가 포함될 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방전관의 단면도를 나타낸다.

도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 방전관(110)은, 기판(160a)과 복수의 LED(150a ∼ 150n)로 구성되는 LED 어레이를 구비하며, LED 어레이의 일 측은 금속 재질의 조향판(140)에 연결된다. 조향판(140)의 D 영역은 주름 구조로 형성되며, 방전관(110)의 외부로 돌출된다. 돌출된 D 영역은 LED 어레이에서 발생하는 열을 대기로 방열함으로써 LED 어레이의 전기적 안정성을 향상시킨다.

다만, D 영역의 돌출 영역은 LED 어레이에서 발생하는 열을 더욱 효과적으로 방열할 수 있는 장점을 가지는 반면, 경우에 따라서는 통상의 FPL 등기구 중 장착이 어려운 호환성 문제를 야기할 수도 있다.

여기서, D 영역은 방전관(110)의 외부로 돌출되는 것을 예시하고 설명하였으나, D 영역이 방전관(110)의 외주면과 수평을 이루도록 할 수도 있음은 물론이다.

도 9의 실시예는 조향판(140)이 LED 어레이에서 방사되는 빛의 조사각을 늘리는 대신에 LED 어레이에서 발생하는 열을 더욱 효과적으로 감소시키는데 주안점을 두었다. 도 9의 실시예는 LED 어레이를 구성하는 단위 LED가 조사각이 매우 큰 경우에 적합하다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방전관의 단면도를 나타낸다.

도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 방전관(110)은 제1커버(111), 및 제2커버(112)로 구성되며, 제1커버(111)는 한 쌍의 반구 형성이 이웃하여 연결된 형태를 가진다. 제2커버(112)는 제1커버(111)의 외주면에 형성되며, 제1커버(111)의 외관을 표준 FPL 램프의 외관 치수에 맞도록 보정한다.

반구 형상의 구조(E, F)는 각각 기판(161)과, 기판(162)에 배치된 LED 어레이에서 방사되는 빛에 대해 오목렌즈로 기능한다.

예컨대, 반구 형상의 구조(E)는 기판(161)에 형성된 LED 어레이에서 방사되는 빛의 조사각을 W 방향으로 확대시키는 효과가 있다. 마찬가지로, 반구 형상의 구조(F)는 기판(162)에 배치된 LED에서 D5 방향으로 방사되는 빛의 조사각을 확대할 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지 만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 LED가 수납되는 램프의 외관을 나타내는 도면,

도 2 내지 도 3은 본 발명에 따른 확산형 LED 형광램프의 외관을 설명하기 위한 참조 도면,

도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 확산형 LED 형광램프의 조향판의 구조를 설명하기 위한 정면도, 측면도, 및 배면도,

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 방전관의 단면도,

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방전관의 단면도, 그리고

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방전관의 단면도를 나타낸다.

110 : 방전관 111 : 제1커버

112 : 제2커버 130 : 소켓

140 : 조향판

Claims (8)

1. 적어도 하나의 LED, 및 상기 LED를 지지하는 기판으로 구성되는 LED 어레이;

   상기 LED 어레이를 수납하는 방전관; 및

   상기 방전관의 길이 방향 중심선을 기준으로 'V' 자로 꺽인 형태를 가지며, 꺽인 면에 상기 LED 어레이를 고정하여, 상기 LED에서 빛을 방사하는 조사 각도를 증가시키며, 일 측이 상기 방전관의 외부로 노출되고, 금속 재질로 형성되어 상기 LED 어레이에서 발생하는 열을 방열하는 조향판을 구비하고,

   상기 방전관은, U자관 형상을 갖는 FPL등의 규격을 따라 외관의 치수가 결정되며,

   상기 조향판은, 상기 LED 어레이의 방열을 위해, 상기 방전관의 외부로 노출된 일 측이 주름 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 확산형 LED 형광램프.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 방전관은,

   상기 LED 어레이, 및 상기 조향판을 수납하며, 일 측에 상기 조향판이 노출되는 제1커버; 및

   상기 제1커버의 외주면을 따라 형성되며, 상기 제1커버를 보호하는 제2커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 확산형 LED 형광램프.
5. 제1항에 있어서,

   상기 방전관은,

   반구 형성이 이웃하여 연결되며, 상기 반구 형상의 돌출부는 상기 LED 가 빛을 방사하는 방향인 제1커버; 및

   상기 제1커버 외부를 보호하며, 외관의 치수는 표준 FPL 등의 규격을 만족하는 제2커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 확산형 LED 형광램프.
6. 제5항에 있어서,

   상기 제1커버는,

   상기 LED 어레이에서 방사되는 빛에 대해 오목렌즈로 기능 하며, 상기 LED 어레이에서 방사되는 빛의 조사각도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 확산형 LED 형광램프.
7. 제1항에 있어서,

   상기 방전관은,

   폴리카보네이트로 형성되는 것을 특징으로 하는 확산형 LED 형광램프.
8. 삭제

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