KR101047313B1 - 조명 장치 - Google Patents

Abstract

실시예는 상면에 깊이를 갖는 안착부를 갖고, 상기 안착부는 안착면과 상기 안착면 상에 배치된 원형의 외주를 갖고, 상기 원형의 외주에 적어도 하나 이상의 홈을 갖는 방열체; 상기 안착부의 홈에 끼워지는 돌기부를 갖고, 상기 방열체의 안착부에 안착되는 기판; 상기 기판 상에 배치되고 적어도 하나의 색을 발광하는 복수의 발광 소자; 및 상기 방열체의 상부와 상기 복수의 발광소자를 둘러싸는 벌브를 포함하고, 상기 방열체와 상기 기판 사이에는 방열판이 배치되고, 상기 방열체는 방열몸체를 갖고 상기 방열몸체의 길이방향으로 표면에 복수의 그루브를 갖고, 상기 복수의 그루브는 상기 방열몸체의 표면을 따라 방사상으로 배치되는, 조명장치를 제공한다.

Description

조명 장치{LIGHTING DEVICE}

실시예는 조명 장치에 관한 것이다.

발광 다이오드(LED)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종이다. 발광 다이오드는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다. 이에 기존의 재래식 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 발광 다이오드는 실내외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가되고 있는 추세이다.

실시예는 재래식 광원을 대체할 수 있는 새로운 구조를 갖는 조명 장치를 제공한다.

실시예는 방열 특성이 양호한 조명 장치를 제공한다.

실시예는 배광 특성이 향상된 조명 장치를 제공한다.

실시예는 방열체와 기판의 얼라인먼트 특성이 향상된 조명 장치를 제공한다.

제 1 실시예에 따른 조명 장치는, 상면에 깊이를 갖는 안착부를 갖고, 상기 안착부는 안착면과 상기 안착면 상에 배치된 원형의 외주를 갖고, 상기 원형의 외주에 적어도 하나 이상의 홈을 갖는 방열체; 상기 안착부의 홈에 끼워지는 돌기부를 갖고, 상기 방열체의 안착부에 안착되는 기판; 상기 기판 상에 배치되고 적어도 하나의 색을 발광하는 복수의 발광 소자; 및 상기 방열체의 상부와 상기 복수의 발광소자를 둘러싸는 벌브를 포함하고, 상기 방열체와 상기 기판 사이에는 방열판이 배치되고, 상기 방열체는 방열몸체를 갖고 상기 방열몸체의 길이방향으로 표면에 복수의 그루브를 갖고, 상기 복수의 그루브는 상기 방열몸체의 표면을 따라 방사상으로 배치된다.

제 2 실시예에 따른 조명장치는, 상면에 깊이를 갖는 안착부를 갖고, 상기 안착부는 안착면과 상기 안착면 상에 배치된 원형의 외주를 갖고, 상기 원형의 외주에 외부 방향으로 적어도 하나 이상의 홈을 갖는 방열체; 외주면에 연장된 돌기부를 갖고, 상기 방열체의 안착부에 안착되는 기판; 상기 기판 상에 배치되고 복수의 발광 소자; 및 상기 방열체의 상부와 상기 복수의 발광소자를 둘러싸는 벌브를 포함하고, 상기 복수의 발광소자중 적어도 하나는 청색광 혹은 UV광를 발광하는 반도체로 구성된 광원을 포함하고 상기 방열체의 안착부의 외주면은 일부가 개구되고, 상기 방열체와 상기 기판 사이에는 방열판이 배치되고, 상기 방열체는 방열몸체를 갖고 상기 방열몸체의 길이방향으로 표면에 복수의 그루브를 갖고, 상기 복수의 그루브는 상기 방열몸체의 표면을 따라 방사상으로 배치된다.

제 3 실시예 따른 조명장치는, 상면에 깊이를 갖는 안착부를 갖고, 상기 안착부는 안착면과 상기 안착면 상에 배치된 원형의 외주를 갖고, 상기 원형의 외주 일부에 적어도 하나 이상의 직선부를 갖는 방열체; 상기 안착부에 삽입되는 기판;상기 기판 상에 배치되고 n형 반도체 및 p형 반도체를 포함하는 복수의 발광 소자; 및 상기 방열체의 상부와 상기 복수의 발광소자를 둘러싸는 벌브를 포함하고, 상기 방열체와 상기 기판 사이에는 방열판이 배치되고, 상기 방열체는 방열몸체를 갖고 상기 방열몸체의 길이방향으로 표면에 복수의 그루브를 갖고, 상기 복수의 그루브는 상기 방열몸체의 표면을 따라 방사상으로 배치된다.

제 4 실시예에 따른 조명장치는, 상면에 홈, 홀, 돌출부중 적어도 하나를 포함하는 제1가이드를 하나 이상 갖는 방열체; 일면에 상기 방열체의 제1가이드와 결합되는 제2가이드를 갖는 기판; 상기 기판의 타면에 배치된 복수의 발광 소자; 및상기 방열체의 상부와 상기 복수의 발광소자를 둘러싸는 벌브를 포함하고, 상기 방열체와 상기 기판 사이에는 방열판이 배치되고, 상기 방열체는 방열몸체를 갖고 상기 방열몸체의 길이방향으로 표면에 복수의 그루브를 갖고, 상기 복수의 그루브는 상기 방열몸체의 표면을 따라 방사상으로 배치된다.

실시예는 재래식 조명장치를 대체할 수 있는 새로운 구조를 갖는 조명 장치를 제공할 수 있다.

실시예는 배광 특성이 향상된 조명 장치를 제공할 수 있다.

실시예는 방열 특성이 양호한 조명 장치를 제공할 수 있다.

실시예는 방열체와 기판의 얼라인먼트 특성이 향상된 조명 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예를 나타낸 조명장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예를 나타낸 조명장치의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예를 나타낸 조명장치는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예로, 커버부와 반사체 간의 구조에 따른 전면 배광 특성을 설명하기 위한 도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 발광 모듈부와 반사체 간의 위치관계를 설명하기 위한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 발광 모듈부와 반사체 간의 위치관계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예로 반사체, 발광 모듈부 및 방열체 간의 위치에 따른 후면 배광 특성을 설명하기 위한 도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예로, 반사체의 높이, 반사체의 곡면의 곡률 반경에 따른 후면 배광 특성을 설명하기 위한 도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 방열체와 발광 모듈부의 결합구조를 설명하기 위한 사시도 이다.
도 10은 도 9의 일 실시예에 따른 방열체의 평면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 방열체와 발광 모듈부의 다른 결합구조를 설명하기 위한 사시도이다.
도 12는 도 11의 일 실시예에 따른 방열체의 평면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 방열체와 발광 모듈부의 또 다른 결합구조를 설명하기 위한 사시도이다.
도 14는 도 13의 변형된 실시예로, 방열체와 발광 모듈부의 결합구조를 설명하기 위한 사시도이다.
도 15a 내지 도 15c는 본 발명의 일 실시예로, 방열체와 발광 모듈부간의 결합구조를 나타낸 단면도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 조명장치를 나타낸 사시도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 조명장치의 분해 사시도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 조명장치의 단면도이다.
도 19는 본 발명의 실시예로, 커버부의 구조 및 커버부의 배광 특성을 설명하기 위한 도이다.
도 20은 본 발명의 실시예로, 커버부와 외부케이스의 구조에 따른 후면 배광 특성을 설명하기 위한 도이다.

도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 따른 조명 장치에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예를 나타낸 조명장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 실시예를 나타낸 조명장치의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 실시예를 나타낸 조명장치는 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 조명 장치(100)는 커버부(110), 반사체(120), 발광 모듈부(130), 방열체(140), 전원 제어부(150), 내부 케이스(160) 및 외부 케이스(170)를 포함한다. 커버부(110)는 발광 모듈부(130)와 반사체(120)를 감싸 보호하면서, 동시에 발광 모듈부(130)로부터 발생된 광이 반사, 굴절 등을 통하여 조명장치의 전면 혹은 후면으로 배광하도록 한다. 방열체(140)는 조명장치 구동시, 상기 발광 모듈부(130)로부터 발생된 열을 방출하기 위한 것으로, 발광 모듈부(130)와 가능한 면접촉을 통하여 방열 효율을 향상시키도록 한다. 외부 케이스(170)는 방열체(140), 전원 제어부(150), 내부 케이스(160) 등을 감싸 조명장치(100)의 외형을 결정한다.

이하, 실시예에 따른 조명 장치(100)에 대해 각 구성 요소를 중심으로 상세히 설명한다.

<커버부>

커버부(110)는 개구부(G1)를 갖는 벌브 형상을 갖고, 커버부(110)의 내면은 유백색 도료가 코팅된다. 도료는 커버부(110)를 통과할 때의 빛이 커버부의 내면에서 확산 되도록 확산재를 포함할 수 있다.

커버부(110)의 재질은 글라스를 사용할 수 있지만, 무게나 외부 충격에 약한 문제점이 있기 때문에 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 등을 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 내광성, 내열성, 충격강도 특성이 좋은 폴리카보네이트(PC) 등을 사용하는 것이 좋다.

<반사체>

반사체(120)는 베이스부(121)와 콘부(123)를 포함한다. 베이스부(121)와 콘부(123)는 일체를 이룰 수 있고, 따로 제작되어 접착제에 의해 기구적으로 연결될 수 있다.

베이스부(121)는 원판 형상을 갖고, 상기 콘부(123)는 상기 베이스부(121)의 일면으로부터 연장되어 상기 베이스부(121)의 수직 중심축(A)을 따라 직경이 증가하고, 콘부(123)의 상면은 평탄한 원형을 갖는다.

본 실시예에서 반사체(120)는 베이스부를 포함하도록 나타냈지만, 베이스부 없이 콘부만으로 이루어질 수 있다.

상기 반사체(120)의 재질은 반사 효율이 높은 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있다. 상기 수지 재질은 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 상기 금속 재질은 은(Ag), 은(Ag)을 포함한 합금, 알루미늄(Al) 또는 알루미늄(Al)을 포함한 합금 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

또한, 상기 반사체(120)의 곡면을 갖는 표면은 은(Ag), 알루미늄(Al), 백색의 PSR(Photo Solder Resist) 잉크, 확산 시트 등으로 코팅이 되거나, 아노다이징(anodizing) 처리에 의해 산화막이 형성될 수 있다.

다만, 상기 반사체(120)의 재질 및 색상에 대해 한정하지는 않으며, 이는 상기 조명 장치(100)가 구현하고자 하는 조명에 따라 다양하게 선택될 수 있다.

<발광 모듈부>

발광 모듈부(130)는 기판(131)과 상기 기판(131) 상에 탑재되는 복수의 발광 소자(133)를 포함할 수 있다.

기판(131)은 원판 형상을 갖고, 상기 기판(131) 상면의 중앙부에 상기 반사체(120)의 베이스부(121)가 안착되어 결합될 수 있는 안착홈(131a)을 가질 수 있다. 기판(131)은 절연체에 회로 패턴이 인쇄된 것일 수 있으며, 예를 들어, 일반 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB 등을 포함할 수 있지만, 바람직하게는 인쇄회로기판 위에 패키지 하지 않은 LED 칩을 직접 본딩할 수 있는 COB(Chips On Board) 타입을 사용하는 것이 좋다. 또한, 상기 기판(131)은 빛을 효율적으로 반사하는 재질로 형성되거나, 표면이 빛이 효율적으로 반사되는 컬러, 예를 들어 백색, 은색 등으로 형성될 수 있다.

복수의 발광 소자(133)는 기판 상에 방사상으로 배치되어 조명장치 동작 시 상기 발광소자로부터 발생되는 열을 효율적으로 방출할 수 있다. 이러한 복수의 발광 소자(133) 각각은 적어도 하나의 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)를 포함할 수 있다. 상기 발광 다이오드는 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 빛을 각각 발광하는 적색, 녹색, 청색 또는 백색 발광 다이오드일 수 있으나, 그 종류나 수에 대해 한정하지는 않는다.

<방열체>

방열체(140)는 전원 제어부(150)와 내부 케이스(160)가 삽입되기 위한 수납 홈(140a)을 갖고, 상기 발광 모듈부(130)가 배치되는 원형 면을 갖고, 상기 원형 면의 중심축을 따라 상기 원형 면의 직경이 증가되는 상단 원통부(141)와 상기 상단 원통부(141)에 연장되어 상기 원형 면의 중심축(A)을 따라 직경이 감소하는 하단 원통부(143)를 포함한다.

상기 상단 원통부(141)는 상기 상단 원통부(141)의 원형 면을 관통하는 홀(141a)을 갖고, 홀(141a)은 상기 상단 원통부(141)의 원형 면 중앙부에 위치됨이 바람직하다. 이러한 홀(141)은 상기 방열체의 내부에 설치되는 상기 전원 제어부(150)로부터 인출된 배선이 상단 원통부(141) 상에 배치된 발광 모듈부(130)에 전기적으로 연결될 수 있도록 하기 위한 연결 통로이다.

한편, 상기 상단 원통부(141)의 원형 면의 넓이 혹은 상기 상단 원통부(141)의 높이는 상기 발광 모듈부(130)의 전체 넓이나 전원 제어부(150)의 전체 길이에 따라 변화 될 수 있다.

상기 하단 원통부(143)는 상기 하단 원통부(143)의 길이 방향으로 표면에 복수의 그루브(143a)를 갖는다. 상기 복수의 그루부(143a)는 상기 하단 원통부의 표면을 따라 방사상으로 배치된다. 이러한 하단 원통부(143)의 그루브 형상은 표면적이 증가하여 방열 효율을 향상시킬 수 있다.

본 실시예에서는 복수의 그루부가 하단 원통부(143)에 형성되는 것으로만 나타냈지만, 상단 원통부 표면(141)에 상기 하단 원통부의 형상과 같이 복수의 그루브를 가질 수 있다. 즉, 하단 원통부의 표면에 형성된 복수의 그루브는 상기 상단 원통부까지 연장될 수 있다.

방열체(140)는 열 방출 효율이 뛰어난 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예를 들어, 상기 방열체(140)의 재질은 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 주석(Sn) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

도면에는 도시되어 있지 않지만, 상기 발광 모듈부(130)와 상기 방열체(140) 사이에는 방열판이 배치될 수 있다. 방열판은 열 전도율이 뛰어난 열전도 실리콘 패드 또는 열전도 테이프 등으로 형성될 수 있으며, 상기 발광 모듈부(130)에서 생성된 열을 상기 방열체(140)로 효과적으로 전달할 수 있다.

<전원 제어부>

전원제어부(150)는 지지기판(151)과, 상기 지지기판(151) 상에 탑재되는 다수의 부품(153)을 포함할 수 있는데, 상기 다수의 부품(153)은 예를 들어, 외부 전원으로부터 제공되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 직류변환장치, 상기 발광 모듈부(130)의 구동을 제어하는 구동칩, 상기 발광 모듈부(130)을 보호하기 위한 ESD(ElectroStatic discharge) 보호 소자 등을 포함할 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.

<내부 케이스>

내부 케이스(160)는 상기 방열체(140)의 수납홈(140a)에 삽입되는 삽입부(161), 외부 전원과 전기적으로 연결되는 연결 단자(163)를 포함할 수 있다.

상기 내부 케이스(160)는 절연성 및 내구성이 뛰어난 재질로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 수지 재질로 형성될 수 있다.

삽입부(161)는 속이 비어있는 원통형상을 갖고, 상기 삽입부(161)는 상기 방열체의 수납홈(140a)에 삽입되어 상기 전원 제어부(150)와 상기 방열체(140) 사이의 전기적 쇼트 등을 방지함으로써 상기 조명 장치(100)의 내전압을 향상시킬 수 있다.

연결 단자(163)는 예를 들어, 소켓(socket) 방식으로 외부 전원에 연결될 수 있다. 즉, 상기 연결 단자(163)는 정점에 제1 전극(163a), 측면부에 제2 전극(163b) 및 상기 제1 전극(163a) 및 제2 전극(163b) 사이로 절연부재(163c)를 포함할 수 있으며, 상기 제1,2 전극(163a, 163b)은 외부 전원에 의해 전원을 제공받을 수 있다. 다만, 상기 연결 단자(163)의 형태는 상기 조명 장치(100)의 설계에 따라 다양하게 변형될 수 있으므로, 이에 대해 한정하지는 않는다.

<전원 제어부와 내부 케이스의 기구 및 전기적 연결 구조>

전원 제어부(150)는 상기 방열체(140)의 수납 홈(141)에 안착되어 배치될 수 있다.

상기 전원제어부(150)의 지지기판(151)은 상기 내부 케이스(160) 내의 공기 흐름을 원활히 하기 위해 상기 기판(131)의 일면에 대해 수직 방향으로 세워져 배치될 수 있다. 따라서, 상기 지지기판(151)이 상기 기판(131)의 일면에 대해 수평 방향으로 배치되는 경우에 비해, 상기 내부 케이스(160)의 내부에서 상, 하 방향으로 대류 현상에 의한 공기 흐름이 발생할 수 있게 되므로, 상기 조명 장치(100)의 방열 효율이 향상될 수 있다.

한편, 상기 지지기판(151)은 상기 내부 케이스(160) 내에 상기 내부 케이스(160)의 길이 방향에 대해 수직 방향으로 배치될 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

상기 전원 제어부(150)는 상기 내부 케이스(160)의 연결 단자(163) 및 상기 발광 모듈부(130)와 각각 제1 배선(150a) 및 제2 배선(160a)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.

구체적으로는, 상기 제2 배선(160a)은 상기 연결단자(163)의 제1 전극(163a) 및 제2 전극(163b)과 연결되어, 외부 전원으로부터 전원을 공급받을 수 있다.

또한, 상기 제1 배선(150a)은 상기 방열체(140)의 관통홀(141a)을 통과하여 상기 전원 제어부(150) 및 상기 발광 모듈부(130)를 서로 전기적으로 연결할 수 있다.

<외부 케이스>

외부 케이스(170)는 상기 내부 케이스(160)와 결합되어 상기 방열체(140), 발광 모듈부(130), 전원 제어부(150) 등을 수납한다.

외부 케이스(170)에 의해 상기 방열체(140)가 노출되지 않으므로 화상 사고 및 감전 사고를 방지될 수 있으며, 사용자가 상기 조명 장치(100)를 용이하게 취급할 수 있다.

외부 케이스(170)는 링 구조체(174), 내부가 개구된 콘 형상의 바디부(173), 상기 링 구조체(171)와 바디부(173)를 물리적으로 연결하는 연결부(175)를 포함한다. 바디부(173)는 콘 형상을 갖을 수 있지만, 바람직하게는 상기 방열체의 하단 원통부(143)와 대응되는 형상을 갖는게 좋다. 연결부(175)는 복수의 립을 포함하고, 복수의 립들 사이엔 개구부(G2)가 형성된다.

이러한 외부 케이스(170)는 절연성 및 내구성이 뛰어난 재질로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 수지 재질로 형성될 수 있다.

위와 같은 조명장치(100)는 구조적으로 종래 재래식 배열전구를 대체할 수 있는 구조로 이루어져 있기 때문에, 새로운 조명장치에 따른 기구적 연결구조나 어셈블리의 개선없이 종래 재래식 배열전구를 위한 설비를 이용할 수 있는 장점이 있다.

도 4는 본 발명의 실시예로, 커버부와 반사체 간의 구조에 따른 전면 배광 특성을 설명하기 위한 도이다.

도 4를 살펴보면, 커버부(110)의 개구면(S1)의 직경은 커버부(110)의 중심점(O)를 지나는 면(S2)의 직경보다 작고, 상기 반사체의 콘부 상면의 면적(S3)보다 더 크다. 또한, 상기 반사체의 콘부 상면의 면적(S3)은 커버부의 중심점(O)을 지나는 면(S2)의 면적보다 작다. 따라서 발광 모듈부에서 방출 된 광은 반사체에 의해 가리지 않게 되어 커버부 방향의 전면으로 배광 특성이 향상된다.

또한, 반사체의 콘부 상면이 커버부의 중심점을 지나는 면보다 낮은 곳에 위치할 경우, 발광 모듈부로부터 발생된 광이 커버부 전면으로 조사될 때, 상기 반사체의 콘부에 가리게 되어 콘부 전면에 암부가 생성되는 문제점이 있다. 따라서, 반사체(120)는 상기 커버부(110)의 개구부(G1)의 중심에 위치하여, 상기 커버부(110)의 중심점(O) 방향으로 배치하고, 상기 반사체(120)의 콘부 상면은 상기 커버부의 개구부(G1)와 평행하고, 커버부(110)의 중심점(O)을 지나는 면(S2)보다 높은 곳에 위치하도록 한다. 이에 따라 커버부의 전면에서 발생될 수 있는 암부(D)를 개선할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 발광 모듈부와 반사체 간의 위치관계를 설명하기 위한 평면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 발광 모듈부와 반사체 간의 위치관계를 설명하기 위한 단면도이다.

도 5 및 도 6을 살펴보면, 기판(131) 상에 배치된 발광소자(133)는 기판 원주를 따라 방사상으로 배열되어 있지만, 발광 소자가 광을 방출할 때, 전면으로 수직하게 방출하는 광이 상기 반사체(120)에 가리게 될 경우, 커버부(110)의 전면 중앙부에 암부(D)가 나타나 실질적으로 배광 특성을 저하시키는 결과를 가져온다. 따라서, 반사체(120)와 기판(131)에 배열된 복수의 발광소자(133)의 위치관계가 중요한 쟁점이 되는데, 본 발명의 실시예에서는 상기 반사체의 콘부 상면의 외곽 끝단에서 수직방향으로 바라볼 때, 적어도 기판에 방사상으로 배열된 복수의 발광 소자가 반사체의 콘부 상면에 의해 가려지지 않도록 발광소자가 기판에 배열되도록 한다.

즉, 방사상으로 배치된 복수의 발광소자 중, 기판의 중심점을 기준으로 마주보는 적어도 두개의 발광소자 간의 거리(D2)가 상기 반사체의 콘부 상면의 직경(D1)보다 더 크도록 발광소자를 기판에 배열하고, 이때, 기판의 중심축(A)과 반사체의 중심축(A)은 동일하게 한다. 이에 따라 커버부(110)의 전면에서 발생될 수 있는 암부(D)를 더욱 개선할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예로 반사체, 발광 모듈부 및 방열체 간의 위치에 따른 후면 배광 특성을 설명하기 위한 도이다.

도 7를 살펴보면, 발광 모듈부(130)에서 발생된 광은 일부가 반사체(120)에서 반사되어 커버부(110)의 후면으로 조사된다. 이 경우, 커버부(110)의 후면으로 조사되는 광 경로상에 적어도 장애물이 없어야 커버부 후면에서 충분한 배광 특성을 갖게 된다.

따라서, 도 7에서 보는 바와 같이, 방열체(140)의 상단 원통부(141)의 외주면이 방열체의 중심축(A)에 대해 기울어지도록 한다. 이에 따라 반사체에서 반사된 광이 장애물 없이 후면으로 조사되어 후면 배광특성을 향상시킬 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예로, 반사체의 높이, 반사체의 곡면의 곡률 반경에 따른 후면 배광 특성을 설명하기 위한 도이다.

도 8를 살펴보면, 반사체(120)의 높이(H)가 일정한 상태에서, 발광 모듈부(130)에서 발생된 광의 경로는 반사체(120)의 콘부(123)의 곡면의 곡률 반경(R)에 따라 달라질 수 있다.

즉, 반사체의 콘부의 곡률 반경(R)이 커지게 되면, 반사체의 콘부에서 반사된 광은 커버부 후면에서의 배광 분포가 커지는 반면, 반사체의 콘부의 곡률 반경(R)이 작아지면, 반사체의 콘부에서 반사된 광은 상대적으로 커버부 후면에서의 배광 분포가 작아진다. 따라서, 반사체의 높이가 일정한 조건에서 후면 배광특성을 개선시키기 위해선 반사체의 콘부의 곡률 반경을 크게 함이 바람직하다.

반면, 반사체(120)의 콘부(123)의 곡면의 곡률 반경(R)이 일정한 상태에서, 발광 모듈부에서 발생된 광의 경로는 반사체의 높이(H)에 따라 달라질 수 있다.

즉, 반사체의 높이(H)가 커지게 되면, 반사체의 콘부에서 반사된 광은 커버부 후면에서의 배광 분포가 커지는 반면, 반사체의 높이(H)가 작아지면, 반사체의 콘부에서 반사된 광은 상대적으로 커버부 후면에서의 배광 분포가 작아진다. 따라서, 반사체의 콘부의 곡면의 곡률 반경이 일정한 조건에서, 후면 배광특성을 개선시키기 위해선 반사체의 높이를 크게 함이 바람직하다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 방열체와 발광 모듈부의 결합구조를 설명하기 위한 사시도 이고, 도 10은 도 9의 일 실시예에 따른 방열체의 평면도이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 방열체(140)는 상단 원통부(141)의 상면에 깊이를 갖는 안착부(143)를 포함하고, 안착부(143)의 외주에는 적어도 하나 이상의 홈(143a)이 형성된다. 안착부(143)의 형상은 실시예서처럼, 원형상을 갖지만, 기판의 형상과 대응될 수 있는 형상이면 어느 형상이든 가능하다. 안착부의 외주에 형성된 홈은 안착부의 외주를 기준으로 내, 외측 방향 어느 곳으로든지 배치될 수 있다.

발광 모듈부의 구조에 대한 설명은 이전에 상술하였으므로 생략하기로 한다. 다만, 원판 형상을 갖는 기판(131)은 외주면에 상기 방열체의 안착부(143)의 외주 홈(143a)에 끼워져 상기 방열체의 안착부에 배치되기 위한 돌기부(131a)가 연장된다.

한편, 기판(131)은 외주면에 돌기부를 포함하지만, 상기 방열체의 안착부의 외주 홈이 안착부의 중심방향으로 형성될 경우, 상기 기판의 외주면은 상기 방열체의 안착부와 대응되게 내측 방향으로 홈이 형성될 수 있다.

위와 같은 결합구조는 기판의 회전이나 고정되어야 할 위치에서 이탈되는 것을 방지하여 방열체와 발광 모듈부 간의 얼라인먼트 특성을 향상시킬 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 방열체와 발광 모듈부의 다른 결합구조를 설명하기 위한 사시도이고, 도 12는 도 11의 일 실시예에 따른 방열체의 평면도이다.

도 11 및 12를 참조하면, 발광 모듈부의 구조는 도 9에서의 발광 모듈부의 구조와 동일함으로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 방열체 역시 도 9 및 도 10에서의 방열체 구조와 동일하지만, 안착부의 외주면 일부가 개구부(143b)를 갖는다.

이와 같은 결합구조는 방열체와 발광 모듈부 간의 얼라인먼트 특성을 향상 시킬 뿐만 아니라, 발광 모듈부의 보수가 필요할 경우, 방열체로부터의 분리 작업에 있어서, 작업성의 편의를 더할 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 방열체와 발광 모듈부의 또 다른 결합구조를 설명하기 위한 사시도이고, 도 14는 도 13의 변형된 실시예로, 방열체와 발광 모듈부의 결합구조를 설명하기 위한 사시도이다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 방열체(140)는 상단 원통부(141)의 상면에 깊이를 갖는 안착부(143)를 포함하고, 안착부(143)의 외주 일부는 적어도 하나 이상의 직선부(143c)를 갖는다. 또한, 발광 모듈부의 기판(131)은 상기 안착부(143)의 형상과 대응되는 구조로 기판의 외주 일부 역시 하나 이상의 직선부(131b)를 갖는다. 이러한 기판(131)은 상기 방열체의 안착부(143)에 안착되어 배치된다.

도면에는 도시되지 않았지만, 방열체의 안착부의 외주면은 방열체와 발광 모듈부간의 얼라인먼트 특성을 더욱 향상시키기 위해 직선부 뿐만 아니라 홈부를 더 포함할 수 있다.

도 15a 내지 도 15c는 본 발명의 일 실시예로, 방열체와 발광 모듈부간의 결합구조를 나타낸 단면도이다.

먼저, 도 15a 내지 도 15c에서 방열체와 발광 모듈부의 구조에 있어서, 이전에 설명한 방열체와 발광모듈부의 구조와 동일 유사한 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다.

도 15a를 살펴보면, 방열체의 상단 원통부(141)는 상부면에 적어도 하나 이상의 홈(미도시)이나 홀(142a)을 갖는다. 발광 모듈부의 기판(131)은 발광 소자(133)가 배치되지 않은 일면에 연장된 돌출부(131c)를 갖고, 이러한 돌출부(131c)는 상기 방열체의 상부면에 형성된 홈(미도시) 혹은 홀(142a)에 삽입되어 방열체와 발광 모듈부간에 결합시킨다. 따라서, 방열체와 발광 모듈부는 서로 움직임 없이 고정되어 얼라인먼트 특성이 향상된다.

또한, 기판(131)의 일면에 배치된 발광 소자(133)는 기판의 타면에서 연장된 돌출부(131c)보다 기판(131)의 중심축(A)으로부터 더 멀리 배치된다. 즉, 기판의 중심축(A)으로부터 상기 돌출부(131c)에 이르는 직선 거리(d1)는 상기 기판의 중심축(A)으로부터 상기 복수의 발광 소자(133)에 이르는 직선 거리(d2)보다 짧다. 이와 같이 배치할 경우, 발광 모듈부와 방열체간의 결합 작업성이 편리하기 때문이다.

도 15b 및 도 15c를 살펴보면, 방열체는 상부면에 적어도 하나 이상의 돌출부(142b)를 갖는다. 발광 모듈부의 기판(131)은 도 15b 와 같이, 상기 방열체의 돌출부(142b)가 삽입되어 고정되기 위해 홀(131d)을 갖거나 도 15c와 같이, 상기 방열체의 돌출부(142b)가 삽입되어 고정되기 위한 홈(131e)을 갖는다. 따라서, 도 15a의 구조와 같이 방열체와 발광 모듈부는 서로 움직임 없이 고정되어 얼라인먼트 특성이 향상된다.

또한, 기판에 배치된 발광소자와 홈 또는 홀의 위치관계는 도 15a에 나타난 위치관계와 동일함으로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 조명장치를 나타낸 사시도이고, 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 조명장치의 분해 사시도이고, 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 조명장치의 단면도이다.

도 16 내지 도 18를 참조하면, 조명 장치(200)는 커버부(210), 발광 모듈부(230), 전원 제어부(250), 내부 케이스(260) 및 외부 케이스(270)를 포함한다. 커버부(210)는 발광 모듈부(230)를 감싸 보호하면서, 동시에 발광 모듈부(230)로부터 발생된 광이 반사, 굴절 등을 통하여 조명장치의 전면 혹은 후면으로 배광하도록 한다. 외부 케이스(270)는 전원 제어부(250), 내부 케이스(260) 등을 감싸 조명장치(200)의 외형을 결정한다.

<커버부>

커버부(210)는 벌브 형상을 갖고, 밀폐된 상부 커버부(211)와 개구부(G1)를 갖는 하부 커버부(213)를 포함한다.

상부 커버부와 하부 커버부는 동일한 재질로 이루어지고, 재질은 글라스를 사용할 수 있지만, 무게나 외부 충격에 약한 문제점이 있기 때문에 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 등을 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 내광성, 내열성, 충격강도 특성이 좋은 폴리카보네이트(PC) 등을 사용하는 것이 좋다.

커버부(210)의 내면은 유백색 도료가 코팅된다. 도료는 커버부(210)를 통과할 때의 빛이 커버부의 내면에서 확산 되도록 확산재를 포함할 수 있다.

<발광 모듈부>

발광 모듈부(230)는 기판(231)과 상기 기판(231) 상에 탑재되는 복수의 발광 소자(233)를 포함할 수 있다.

기판(231)은 원판 형상을 갖고, 상기 하부 커버부(213)의 개구부(G1)에 안착된다. 기판(231)은 절연체에 회로 패턴이 인쇄된 것일 수 있으며, 예를 들어, 일반 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB 등을 포함할 수 있지만, 바람직하게는 인쇄회로기판 위에 패키지 하지 않은 LED 칩을 직접 본딩할 수 있는 COB(Chips On Board) 타입을 사용하는 것이 좋다. 또한, 상기 기판(231)은 빛을 효율적으로 반사하는 재질로 형성되거나, 표면이 빛이 효율적으로 반사되는 컬러, 예를 들어 백색, 은색 등으로 형성될 수 있다.

복수의 발광 소자(233)는 기판 상에 방사상으로 배치되어 조명장치 동작 시 상기 발광소자로부터 발생되는 열을 효율적으로 방출할 수 있다. 이러한 복수의 발광 소자(233) 각각은 적어도 하나의 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)를 포함할 수 있다. 상기 발광 다이오드는 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 빛을 각각 발광하는 적색, 녹색, 청색 또는 백색 발광 다이오드일 수 있으나, 그 종류나 수에 대해 한정하지는 않는다.

도면에는 도시되어 있지 않지만, 상기 발광 모듈부(230)의 후면에 방열판이 배치될 수 있다. 방열판은 열 전도율이 뛰어난 열전도 실리콘 패드 또는 열전도 테이프 등으로 형성될 수 있다.

<전원 제어부>

전원제어부(250)는 지지기판(251)과, 상기 지지기판(251) 상에 탑재되는 다수의 부품(253)을 포함할 수 있는데, 상기 다수의 부품(253)은 예를 들어, 외부 전원으로부터 제공되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 직류변환장치, 상기 발광 모듈부(230)의 구동을 제어하는 구동칩, 상기 발광 모듈부(230)을 보호하기 위한 ESD(ElectroStatic discharge) 보호 소자 등을 포함할 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.

<내부 케이스>

내부 케이스(260)는 외부 케이스에 삽입되는 삽입부(261), 외부 전원과 전기적으로 연결되는 연결 단자(263)를 포함할 수 있다.

상기 내부 케이스(160)는 절연성 및 내구성이 뛰어난 재질로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 수지 재질로 형성될 수 있다.

삽입부(261)는 속이 비어있는 원통형상을 갖고, 상기 삽입부(261)는 상기 외부 케이스의 수납홈(270a)에 삽입되어 상기 전원 제어부(250)를 보호한다.

연결 단자(263)는 예를 들어, 소켓(socket) 방식으로 외부 전원에 연결될 수 있다. 즉, 상기 연결 단자(263)는 정점에 제1 전극(263a), 측면부에 제2 전극(263b) 및 상기 제1 전극(263a) 및 제2 전극(263b) 사이로 절연부재(263c)를 포함할 수 있으며, 상기 제1,2 전극(263a, 263b)은 외부 전원에 의해 전원을 제공받을 수 있다. 다만, 상기 연결 단자(263)의 형태는 상기 조명 장치(200)의 설계에 따라 다양하게 변형될 수 있으므로, 이에 대해 한정하지는 않는다.

<외부 케이스>

외부 케이스(270)는 상기 내부 케이스(260)와 결합되어 상기 발광 모듈부(230), 전원 제어부(250) 등을 수납한다.

외부 케이스(270)는 링 구조체(271), 내부가 개구된 콘 형상의 바디부(273), 상기 링 구조체(271)와 바디부(273)를 물리적으로 연결하는 연결부(275)를 포함한다. 바디부(273)는 콘 형상을 갖고, 연결부(275)는 복수의 립을 포함하고, 복수의 립들 사이엔 개구부(G3)가 형성된다. 링 구조체(271)는 상기 하부 커버부(213)를 감싸 안고, 링 구조체(271)의 직경은 상기 바디부(273)의 직경보다 크다. 또한 바디부(273)의 개구부(G2)는 발광 모듈부가 안착된다.

이러한 외부 케이스(270)는 절연성 및 내구성이 뛰어난 재질로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 수지 재질로 형성될 수 있다.

위와 같은 조명장치(200)는 구조적으로 종래 재래식 배열전구를 대체할 수 있는 구조로 이루어져 있기 때문에, 새로운 조명장치에 따른 기구적 연결구조나 어셈블리의 개선없이 종래 재래식 배열전구를 위한 설비를 이용할 수 있는 장점이 있다.

도 19는 본 발명의 실시예로, 커버부의 구조 및 커버부의 배광 특성을 설명하기 위한 도이다.

도 19를 살펴보면, 커버부(210)는 상부 커버부(211)와 하부 커버부(213)를 포함하고, 하부 커버부(213)는 상부 커버부(211)에 연장될때, 연장되는 부분에 단차를 갖게 된다.

이러한 구조를 갖는 커버부(210)는 하부 커버부(213)가 발광 모듈부(230)에서 발생된 광은 상부 커버부(211)를 통하여 전면으로 조사되는 광과 상부 커버부(211)에서 반사되어 하부 커버부(213)를 통하여 후면으로 조사되는 광을 갖는다.

이러한 광은 커버부(210)의 전면과 후면의 배광 특성에 영향을 주는데, 특히 커버부(210)의 후면으로의 배광 분포는 하부 커버부의 형상이나 구조에 따라 달라진다.

본 실시예에서는, 하부 커버부(213)의 어느 곡면에서 곡률 반경(R2)은 모두 일정하고, 상기 하부 커버부(213)의 곡면에서의 곡률 반경(R2)은 상부 커버부(211)의 곡면에서의 곡률 반경(R1)보다 더 크도록 형성한다. 이에 따라, 도시된 바와 같이 하부 커버부(213)에서의 광 경로가 후면으로 확장된 배광분포를 갖게 되어 후면 배광 특성을 향상시킬 수 있다.

도 20은 본 발명의 실시예로, 커버부와 외부케이스의 구조에 따른 후면 배광 특성을 설명하기 위한 도이다.

도 20을 살펴보면, 발광 모듈부(230)에서 발생된 광은 하부 커버부을 통해 커버부(210)의 후면으로 조사된다. 이 경우, 커버부(210)의 후면으로 조사되는 광 경로상에 적어도 장애물이 없어야 커버부 후면에서 충분한 배광 특성을 갖게 된다.

따라서, 도 20에서 보는 바와 같이, 외부 케이스의 바디부(273) 중 상부(273a) 외주면이 외부 케이스의 중심축(A)에 대해 기울어지도록 한다. 이때, 외부 케이스의 바디부 중 하부(273b)는 상기 외부 케이스의 바디부의 상부를 지나는 광의 장애물이 되지 않도록 적어도 상기 외부 케이스의 바디부의 상부의 기울어짐보다 작게 기울어지거나 기울어짐 방향이 다르게 형성될 수 있다.

이에 따라 반사체에서 반사된 광이 장애물 없이 후면으로 조사되어 후면 배광특성을 향상시킬 수 있다.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (13)

1. 상면에 깊이를 갖는 안착부를 갖고, 상기 안착부는 안착면과 상기 안착면 상에 배치된 원형의 외주를 갖고, 상기 원형의 외주에 적어도 하나 이상의 홈을 갖는 방열체;
   상기 안착부의 홈에 끼워지는 돌기부를 갖고, 상기 방열체의 안착부에 안착되는 기판;
   상기 기판 상에 배치되고 적어도 하나의 색을 발광하는 복수의 발광 소자; 및
   상기 방열체의 상부와 상기 복수의 발광소자를 둘러싸는 벌브
   를 포함하고,
   상기 방열체와 상기 기판 사이에는 방열판이 배치되고,
   상기 방열체는 방열몸체를 갖고 상기 방열몸체의 길이방향으로 표면에 복수의 그루브를 갖고, 상기 복수의 그루브는 상기 방열몸체의 표면을 따라 방사상으로 배치되는,
   조명장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 복수의 발광 소자는 상기 기판의 중심축을 중심으로 방사상으로 배치되는 조명장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 안착부의 외주 일부는 개구부를 갖는 조명장치.
4. 상면에 깊이를 갖는 안착부를 갖고, 상기 안착부는 안착면과 상기 안착면 상에 배치된 원형의 외주를 갖고, 상기 원형의 외주에 외부 방향으로 적어도 하나 이상의 홈을 갖는 방열체;
   외주면에 연장된 돌기부를 갖고, 상기 방열체의 안착부에 안착되는 기판;
   상기 기판 상에 배치되고 복수의 발광 소자; 및
   상기 방열체의 상부와 상기 복수의 발광소자를 둘러싸는 벌브를 포함하고,
   상기 복수의 발광소자중 적어도 하나는 청색광 혹은 UV광를 발광하는 반도체로 구성된 광원을 포함하고
   상기 방열체의 안착부의 외주면은 일부가 개구되고,
   상기 방열체와 상기 기판 사이에는 방열판이 배치되고,
   상기 방열체는 방열몸체를 갖고 상기 방열몸체의 길이방향으로 표면에 복수의 그루브를 갖고, 상기 복수의 그루브는 상기 방열몸체의 표면을 따라 방사상으로 배치되는,
   조명장치.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 기판의 돌기부는 상기 홈에 끼워지는 것을 특징으로 하는 조명장치.
6. 상면에 깊이를 갖는 안착부를 갖고, 상기 안착부는 안착면과 상기 안착면 상에 배치된 원형의 외주를 갖고, 상기 원형의 외주 일부에 적어도 하나 이상의 직선부를 갖는 방열체;
   상기 안착부에 삽입되는 기판;
   상기 기판 상에 배치되고 n형 반도체 및 p형 반도체를 포함하는 복수의 발광 소자; 및
   상기 방열체의 상부와 상기 복수의 발광소자를 둘러싸는 벌브를 포함하고,
   상기 방열체와 상기 기판 사이에는 방열판이 배치되고,
   상기 방열체는 방열몸체를 갖고 상기 방열몸체의 길이방향으로 표면에 복수의 그루브를 갖고, 상기 복수의 그루브는 상기 방열몸체의 표면을 따라 방사상으로 배치되는,
   조명장치.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 방열체의 안착부는 상기 안착부의 외주의 외부 방향으로 홈을 갖는 것을 특징으로 하는 조명장치.
8. 상면에 홈, 홀, 돌출부중 적어도 하나를 포함하는 제1가이드를 하나 이상 갖는 방열체;
   일면에 상기 방열체의 제1가이드와 결합되는 제2가이드를 갖는 기판;
   상기 기판의 타면에 배치된 복수의 발광 소자; 및
   상기 방열체의 상부와 상기 복수의 발광소자를 둘러싸는 벌브를 포함하고,
   상기 방열체와 상기 기판 사이에는 방열판이 배치되고,
   상기 방열체는 방열몸체를 갖고 상기 방열몸체의 길이방향으로 표면에 복수의 그루브를 갖고, 상기 복수의 그루브는 상기 방열몸체의 표면을 따라 방사상으로 배치되는,
   조명장치.
9. 제 8항에 있어서,
   상기 복수의 발광 소자는 상기 기판의 중심축을 중심으로 방사상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 조명장치.
10. 제 8항에 있어서,
    상기 기판의 중심축으로부터 상기 돌출부에 이르는 직선 거리는 상기 기판의 중심축으로부터 상기 복수의 발광 소자에 이르는 직선 거리보다 짧은 것을 특징으로 하는 조명장치.
11. 제 8항에 있어서,
    상기 방열체의 상면은 실질적으로 원형인 것을 특징으로 하는 조명장치.
12. 제 8항에 있어서,
    상기 제2가이드는 홈, 홀, 돌출부중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 제1가이드와 결합되도록 대응되는 구조를 가는 조명장치
13. 제 8항에 있어서,
    상기 제1가이드는 홀 또는 홈이고 상기 제2가이드는 돌출부이거나, 상기 제1가이드는 돌출부이고 상기 제2가이드는 홀 또는 홈인 조명장치.

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