KR101130972B1 - 반사갓을 이용한 ｌｅｄ 간접조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 SMPS를 내장하며 반사갓의 최적 형상과 LED 광조사방향과 반사갓과의 최적 교각을 통하여 반사율을 최대화하는 SMPS 일체형 LED 간접조명장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 함몰부와 한 쌍의 융기부를 가지는 "

" 형태의 반사갓 및 상기 반사갓의 능선면에 조사되는 LED 조사광과 반사갓 간의 교각이 125°내지 135°로 구성함으로써 간접조명장치 하부로 반사되어 진행하는 빛의 반사율을 극대화하여 간접조명방식의 낮은 반사율을 해결할 수 있는 SMPS 일체형 LED 간접조명장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 천정 또는 벽면에 고정되며 내부에 일정 수용공간을 가지되 하부가 개구된 육면체 형태의 바디부와; 상기 바디부의 개구된 하부측에 배치되어 바디부와 결합하는 확산판과; 상기 바디부 중앙부에 수평면상으로 배치되어 결합되는 반사갓과; 상기 바디부의 내측 하단부 내벽면상에 서로 마주하도록 한 쌍이 결합되며 상기 반사갓으로 빛을 조사하는 LED가 다수개 이격 배치되는 LED기판; 및 상기 바디부 내벽면에 결합되되 반사갓 상부에 배치되는 내부케이스에 수용되며 상기 LED기판으로 전원을 공급하는 SMPS;를 포함하여 이루어지되, 상기 반사갓은 중앙부에 하나의 함몰부를 가지며 상기 함몰부 양측으로 융기된 한 쌍의 융기부로 이루어지며, 상기 한 쌍의 융기부에서 연장형성되는 양 단부가 융기부에서 점차 하강하여 상기 바디부의 내벽면에 형성되는 수용홈로에 삽입되어 결합된다.

Description

반사갓을 이용한 ＬＥＤ 간접조명장치{LED Indirect Lighting Fixtures with Reflectors}

본 발명은 SMPS를 내장하며 반사갓의 최적 형상과 LED 광조사방향과 반사갓과의 최적 교각을 통하여 반사율을 최대화하는 반사갓을 이용한 LED 간접조명장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 함몰부와 한 쌍의 융기부를 가지는 "

" 형태의 반사갓 및 상기 반사갓의 능선면에 조사되는 LED 조사광과 반사갓 간의 교각이 125°내지 135°로 구성함으로써 간접조명장치 하부로 반사되어 진행하는 빛의 반사율을 극대화하여 간접조명방식의 낮은 반사율을 해결할 수 있는 반사갓을 이용한 LED 간접조명장치에 관한 것이다.

일반적으로, LED 광원은 반도체 소자의 특성상 점광원형태를 가지며 그 휘도가 아주 높은 특성이 있다.

이를 조명으로 활용하기 위하여 광원을 면광원 형태로 만들어야 하는데 이때 발생하는 빛의 솔림현상을 극소화하는 특성을 가진다.

기존의 간접조명장치는 이를 위해 LCD 디스플레이(Display)에서 사용하는 BLU(Back Light Unit)기술을 접목하거나 직접 확산판에 직각방향으로 조사하는 직광형태의 방식을 체택한 것이 일반적이다.

여기서 BLU 방식은 도광판 옆면에 빛을 조사하는 방식이라 빛의 누수 현상이 많고, 직광조사방식은 빛의 솔림현상을 피하기 위해 조명등 기구의 두께가 많이 두꺼워져야 하므로, 이는 결국 빛 효율을 낮추는 요인이 되었다.

그리고, 형광등을 대체하기 위한 기존의 LED 간접조명장치는 현재 평판등의 형태로 밝기나 효율면에서 기존의 형광등에 미치지 못하고 있다.

이는 LED 자체 광원의 효율은 형광등의 효율에 버금가나 형광등과 같은 면광원의 형태를 취하려고 보조 장치들을 이용하면서 그 본래의 밝기가 많이 줄어드는 현상이 있었다.

또한, 반사갓에 복수개의 LED를 설치하여 조사하는 장치가 개발되고 있으나, LED 빛의 직진성으로 인해 서로 간섭과 중첩되어 빛의 반사효율이 떨어지는 문제가 있다.

아울러 LED는 DC 전원을 사용함에 따라 직류 변환 효율이 우수한 SMPS를 통해 전원을 인가받는데 기존 LED 간접조명장치에는 이러한 SMPS의 설치 공간이 부족하여 LED 간접조명장치와 이격된 지점에 설치하여 연결하거나 간접조명장치 외부에 결합하여 SMPS가 노출되는 문제가 발생된다.

이에 따라 간접조명장치 설치시 작업공수가 증대되고 SMPS 파손 가능성 및 유지 보수시 작업이 곤란해지는 문제를 초래한다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 바디부 내측에 SMPS를 수용하기 위한 내부케이스와 함몰부와 한 쌍의 융기부를 가지는 반사갓 및 상기 반사갓의 능선면에 빛을 조사하는 LED기판을 모두 수용하여 LED 간접조명장치를 구성함으로써 LED 간접조명장치의 설치, 시공 및 유지보수가 용이하고 SMPS가 외부에 노출될 시 발생되는 문제를 제거할 수 있으며, 반사갓과 LED기판과의 광반사 최적 구조로 이루어짐에 따라 반사율을 극대화하여 간접조명 방식의 낮은 광효율 문제를 해결할 수 있으며, 높은 반사율로 인해 LED의 설치 개수를 줄임에 따라 전체 간접조명장치의 크기와 무게를 감소시킬 수 있는 반사갓을 이용한 LED 간접조명장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.

본 발명은 천정 또는 벽면에 고정되며 내부에 일정 수용공간을 가지되 하부가 개구된 육면체 형태의 바디부와; 상기 바디부의 개구된 하부측에 배치되어 바디부와 결합하는 확산판과; 상기 바디부 중앙부에 수평면상으로 배치되어 결합되는 반사갓과; 상기 바디부 하단부 양측의 내벽면상에 서로 마주하도록 한 쌍이 결합되며 상기 반사갓으로 빛을 조사하는 LED가 다수개 이격 배치되는 LED기판; 및 상기 바디부 내벽면에 결합되되 반사갓 상부에 배치되는 내부케이스에 수용되며 상기 LED기판으로 전원을 공급하는 SMPS;를 포함하여 이루어지되, 상기 반사갓은 중앙부에 하나의 함몰부를 가지며 상기 함몰부 양측으로 융기된 한 쌍의 융기부로 이루어지며, 상기 한 쌍의 융기부에서 연장형성되는 양 단부가 융기부에서 점차 하강하여 상기 바디부의 내벽면에 형성되는 수용홈로에 삽입되어 결합된다.

여기서 상기 반사갓의 양 단부의 높이는 상기 융기부의 높이보다는 낮고 함몰부의 높이보다는 높게 형성되되, 상기 융기부의 높이와 함몰부의 높이 사이의 중간 높이보다 크게 형성된다.

또한 상기 LED기판이 배치되는 바디부의 하단부는 LED의 조사방향을 상부측 반사갓으로 설정되도록 내측으로 10° 내지 30°절곡되며 상기 함몰부 및 융기부 간을 연결하는 능선면의 저면과 상기 LED기판에 배치된 LED의 조사방향 중심선과의 교각이 125°내지 135°인 것이 바람직하며, 상기 바디부의 외벽에는 내측의 열을 외부로 방출하기 위해 방열부가 하나 이상 형성되되, 상기 방열부는 외벽에 일정 깊이로 다수의 방열홈로를 형성하여 외부와의 접촉면적을 증대시키도록 이루어진다.

본 발명에 따르면 바디부 내측에 SMPS를 수용할 수 있는 형성공간을 마련하여 SMPS가 외부에 노출될 시 발생되는 문제를 제거할 수 있으며 LED 간접조명장치의 설치, 시공 및 유지보수가 용이한 효과가 있다.

아울러 반사갓의 형상을 함몰부와 한 쌍의 융기부를 가지는 "

" 형태로 구성하고 LED 조사광과 반사갓 간의 교각이 125°내지 135°로 이루어지도록 구성함에 따라 간접조명장치 하부로 반사되어 진행하는 빛의 반사율을 극대화하여 간접조명방식의 낮은 반사율을 해결할 수 있으며, 높은 반사율로 인해 간접조명장치의 크기와 무게를 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 LED 간접조명장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 LED 간접조명장치의 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 LED 간접조명장치의 내부 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4는 다양한 반사갓 형상에 따라 측정한 조도를 나타낸 그래프이다.
도 5는 다양한 반사갓 형상에 각각 반사갓과 LED 조사방향과의 교각을 달리하여 측정한 조도를 나타낸 그래프이다.

이하에서는 본 발명에 따른 LED 간접조명장치에 대해 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 LED 간접조명장치의 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 LED 간접조명장치의 측면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 LED 간접조명장치의 내부 구성을 나타내는 단면도이다.

아울러 도 4는 다양한 반사갓 형상에 따라 측정한 조도를 나타낸 그래프이며, 도 5는 다양한 반사갓 형상에 각각 반사갓과 LED 조사방향과의 교각을 달리하여 측정한 조도를 나타낸 그래프이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 LED 간접조명장치(100)는 크게 천정 또는 벽면에 고정되며 내부에 일정 수용공간을 가지되 하부가 개구된 육면체 형태의 바디부(10)와, 상기 바디부(10)의 개구된 하부측에 배치되어 바디부(10)와 결합하는 확산판(20)과, 상기 바디부(10) 중앙부에 수평면상으로 배치되어 결합되는 반사갓(30)과, 상기 바디부(10)의 내측 하단부 내벽면상에 서로 마주하도록 한 쌍이 결합되며 상기 반사갓(30)으로 빛을 조사하는 LED(41)가 다수개 이격 배치되는 LED기판(40)과, 상기 바디부(10) 내벽면에 결합되되 반사갓(30) 상부에 배치되는 내부케이스(60)에 수용되며 상기 LED기판(40)으로 전원을 공급하는 SMPS(50)로 이루어진다.

여기서 상기 바디부(10)는 육면체 형태로 내부에 수용공간이 형성되어 LED기판(40), 반사갓(30), SMPS(50)를 수용하며 개구된 하부측에는 반사갓(30)을 통해 반사된 LED 조사광이 확산되어 진행되도록 확산판(20)이 결합된다.

아울러 상기 바디부(10) 상부측에는 상부면에 결합되는 설치케이스(11)가 형성되어 천정 벽면과 설치케이스(11)가 결합되어 바디부(10)가 고정되도록 하며 바디부(10) 내측의 SMPS(50)에 전원을 인가하기 위해 연결되는 전원선을 보호한다.

또한 상기 바디부(10)의 내부 상측에는 SMPS(50)를 수용하기 위해 바디부(10) 천정 저면부에 결합되는 내부케이스(12)가 형성되며, 상기 바디부(10) 천정면에는 외부의 전원선이 바디부(10) 내측으로 내입되도록 관통홀(미도시)이 형성됨은 물론이다.

아울러 상기 바디부(10)에는 방열부가 하나 이상 형성되는데, 이러한 방열부(13)는 바디부(10)의 외벽면에 가로 또는 세로 방향의 방열홈로(13a)를 형성하여 외부와의 접촉면적을 증대시키도록 이루어지는데, 본 발명의 일실시예에서는 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이 바디부(10) 양측 중앙 외벽면상 및 LED기판(40)이 설치되는 바디부(10) 하단부 외벽에 각각 형성하였다.

이러한 방열홈로(13a)를 통해 방열부(13)를 형성하는 것 외에도 별도의 방열핀을 연장형성하거나 방열핀을 외벽에 결합하는 형식으로 구성할 수 있으며, 방열효과를 증대하기 위해 본 발명에 따른 바디부(10)의 재질은 열전도성이 우수한 금속재질인 것이 바람직하다.

또한 상기 바디부(10)의 전방 또는 후방측 벽면은 나사 또는 볼트와 같은 고정수단으로 개폐가능한 캡(14) 형태로 형성하여 유지 보수시 작업을 보다 용이하게 할 수 있다.

한편 상기 확산판(20)은 길이방향을 따라 양측이 라운드형태로 절곡되어 바디부(10)의 하단부에 결합되는데, 반사갓(30)을 통해 반사되는 LED(41) 광이 외부로 원활히 확산되도록 한다.

또한 상기 반사갓(30)은 본 발명에 따른 LED 간접조명장치가 간접 조명 방식을 채택함에 따라 구비되는데, 이러한 반사갓(30)은 상기 바디부(10) 내측 중앙부에 수평면상으로 배치되어 하부측에 위치하는 LED(41)로부터 조사된 빛을 반사시킨다.

본 발명에 따른 반사갓(30)은 반사율을 보다 증대시키기 위해 반사갓(30)의 형상과 반사갓(30)과 LED 광의 교각(A) 구성에 특징이 있는데, 반사갓(30)의 형상은 중앙부에 하나의 함몰부(31)를 가지며 상기 함몰부(31) 양측으로 융기된 한 쌍의 융기부(32)로 이루어지며, 상기 한 쌍의 융기부(32)에서 연장형성되는 양 단부(33)가 융기부(32)에서 점차 하강하여 상기 바디부(10)의 내벽면에 형성되는 수용홈로(15)에 삽입되어 결합되도록 형성된다.

아울러 상기 반사갓(30)의 양 단부(33)의 높이는 상기 융기부(32)의 높이보다는 낮고 함몰부(31)의 높이보다는 높게 형성되되, 상기 융기부(32)의 높이와 함몰부(31)의 높이 사이의 중간 높이보다 크게 형성되도록 형성한다.

이러한 상기 반사갓(30)의 형상구조는 도 2에 도시된 바와 같이 "

" 형태가 되며 이에 따라 반사갓(30)의 하부 좌우측에 배치되는 LED(41)의 광조사에 의해 평판형, 'U'자 형, 'V'자 형태의 형상구조보다 간접조명장치 하부방향으로 높은 반사율을 보이게 된다.

이는 반사갓 형상에 따라 조도(lx)를 측정한 아래의 [표 1] 및 [표 1]의 데이터를 통해 반사갓 형상에 따라 측정된 조도(lx)를 나타낸 도 4를 통해 명백하게 알 수 있다.

	평판	U	V	M
4	98	124	128	182
3	116	146	165	199
2	124	171	202	222
1	133	188	224	242
0	142	201	236	246
1	135	190	226	240
2	126	169	200	221
3	115	145	164	200
4	102	125	131	179

여기서 상기 측정된 조도를 살펴보면 평판 형상이 가장 낮게 나타났으며, U자 형태 또는 V자 형태는 평판 형상보다는 높게 나타났으나, 본 발명에 따른 M자 형태, 즉 "

" 형상보다는 낮게 나타났다.

아울러 상기 표 1의 좌측의 0~4는 간접조명장치 하부측으로 수직방향을 0으로 하고 이로부터 각각 좌측 및 우측으로 일정 간격 이격된 지점을 1, 2, 3, 4로 특정한 것으로 본 발명에 따른 M자 형태의 반사갓(30)의 경우 양 최외각에서 각각 182와 179로 측정되어 중심부의 246과 조도 차이가 64, 67로 나타났다.

이에 반해 U자 형태는 77, 76으로 나타났으며, V자 형태는 108, 105로 나타났다.

이를 통해 알 수 있듯이 본 발명에 따른 "

" 형상의 반사갓(30)은 절대 조도값이 여타 형상의 반사갓보다 높은 것은 물론 배치되는 간접조명장치의 수직 하부를 중심으로 그 주위에 골고루 빛이 분산됨을 알 수 있다.

아울러 본 발명에 따라 반사율을 증대시키는 특징적 구성으로 LED 조사방향과 반사갓(30)이 이루는 교각을 125°내지 135°로 이루어지도록 한다.

이러한 교각은 전술한 반사갓(30)의 형상을 "

" 형태로 특정한 후 상기 능선면(34)의 저면으로 조사하는 LED의 배치 방향을 조절함으로써 설정할 수 있다.

여기서 상기 LED 배치 방향 조절은 도 3에 도시된 B만큼 바디부(10)의 하단부를 내측으로 10° 내지 30°절곡함으로 이루어지는데, 반사갓의 능선면(34)의 배치 높이와 LED(41) 배치 높이 간의 편차에 따라 최적의 절곡각도는 달라질 수 있으며, 능선면(34)과 LED(41) 간의 거리에 따라서도 최적의 절곡각도는 달라질 수 있을 것이다.

즉, 바디부(10)의 하단부가 내측으로 10° 내지 30°절곡형성되어 그 상부에 LED기판(40)이 배치되고 반사갓(30)과 LED(41)의 조사방향과의 교각이 125°내지 135°로 이루어지도록 구성되면 본 발명에 따른 최적 교각 구성에 해당되는 것이다.

이는 단순히 반사갓(30)과 LED(41)의 조사방향과의 교각(A)이 125°내지 135°로 이루어진다 하더라도 LED(41)의 조사방향이 수평면상으로 이루어지거나 하부방향으로 이루어지며 간접조명장치 수직방향으로 반사된 빛이 진행되지 않으므로 간접조명장치로서의 광효율이 저하되기 때문이다.

아래의 [표 2]에서는 평판 형태, U자 형태, V자 형태 및 M자 형태의 반사갓 형상에 각각 교각을 100°, 110°, 120°, 130°, 140°, 150° 및 160°로 하여 측정된 조도(lx)를 나타낸 것이다.

	평판	U		V	M
100°	45	48		59	81
110°	75	132		148	157
120°	110	160		202	218
130°	122	182		223	242
140°	109	162		200	220
150°	78	130		151	158
160°	48	51		62	79

상기에서 알 수 있듯이 모든 반사갓 형태에서 교각이 130°일 경우 가장 높은 조도를 나타냈으며, M자 형태가 다른 반사갓의 형상에 비해 월등히 우수한 것으로 측정되었다.

한편 상기 LED기판(40)은 전술한 바와 같이 바디부(10)의 하단부 양측의 내벽면상에 서로 마주하도록 한 쌍이 결합되며, 길이방향으로 형성되어 다수의 LED(41)가 길이방향으로 일정간격 이격되어 배치된다.

또한 상기 LED기판(40)은 결합되는 LED(41)에 전원을 공급하여 빛이 조사되도록 하는데, 이러한 LED기판(40)으로의 전원 인가는 반사갓(30) 상부의 내부케이스(12)에 수용되는 SMPS(50)로부터 공급받게 됨은 물론이며, 이러한 SMPS(50)와 LED기판(40) 간의 전원연결구성은 공지된 기술이므로 별도로 이를 도시하지 않는다.

아울러 상기 SMPS(50)는 내부케이스(12)에 수용되어 LED기판(40)에 전원을 인가하기 위해 마련되는데, 이러한 SMPS(switched mode power supply, 50)는 AC 또는 DC 전원으로부터 DC 전원을 만들 때 효율을 높이기 위해 "Switched Mode"를 사용한 Power Supply(전원공급기)를 말한다.

본 발명에 따른 LED 간접조명장치는 DC 전원으로 동작되는 LED(41)를 광원으로 사용하기 때문에 상대적으로 변환 효율이 높은 SMPS로 전원을 공급하는 것이 유리하다.

또한 본 발명에 따른 SMPS(50)가 바디부(10) 내측으로 내장됨에 따라 기존의 SMPS가 간접조명장치 외측에 결합되어 외부충격으로 인한 SMPS의 파손 가능성 및 설치 시공시 작업의 곤란성 등이 해결될 수 있다.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10 : 바디부 11 : 설치케이스
12 : 내부케이스 13 : 방열부
13a : 방열홈로 14 : 캡
15 : 수용홈로 20 : 확산판
30 : 반사갓 31 : 함몰부
32 : 융기부 33 : 양 단부
34 : 능선면 40 : LED기판
41 : LED 50 : SMPS
100 : LED 간접조명장치

Claims (4)

1. 천정 또는 벽면에 고정되며 내부에 일정 수용공간을 가지되 하부가 개구된 육면체 형태의 바디부와;
   상기 바디부의 개구된 하부측에 배치되어 바디부와 결합하는 확산판과;
   상기 바디부 중앙부에 수평면상으로 배치되어 결합되고, 중앙부에 하나의 함몰부를 가지며 상기 함몰부 양측으로 융기된 한 쌍의 융기부로 이루어진 "

   

   "형상으로서, 상기 한쌍의 융기부에서 연장형성되는 양단부가 상기 융기부에서 점차 하강하여 바디부 내벽면에 형성된 수용홈로에 삽입되어 슬라이딩 결합되는 반사갓과;
   상기 바디부 하단부 양측의 내벽면상에 서로 마주하도록 한 쌍이 결합되며 상기 반사갓으로 빛을 조사하는 LED가 다수개 이격 배치되는 LED기판; 및
   상기 바디부 내벽면에 결합되되 반사갓 상부에 배치되는 내부케이스에 수용되며 상기 LED기판으로 전원을 공급하는 SMPS;를 포함하여 이루어지되,
   상기 LED기판이 배치되는 바디부의 하단부는 상기 반사갓의 함몰부 및 융기부 간을 연결하는 능선면의 저면과 LED의 조사방향 중심선과의 교각이 125°내지 135°를 이루도록 내측으로 10°내지 30°절곡 형성되고, 상기 바디부의 외벽에는 내측의 열을 외부로 방출하기 위해 외부와의 접촉면적을 증대시키도록 일정 깊이의 다수의 방열홈로가 형성된 방열부가 형성되며,
   상기 반사갓은 양 단부의 높이가 상기 융기부의 높이보다는 낮고 함몰부의 높이보다는 높게 형성되되, 상기 융기부의 높이와 함몰부의 높이 사이의 중간 높이보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 반사갓을 이용한 LED 간접조명장치.
   
   
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