KR101135690B1

KR101135690B1 - 큐브타입 조명장치

Info

Publication number: KR101135690B1
Application number: KR1020110100658A
Authority: KR
Inventors: 장영식; 오광호; 박성훈; 장승근; 정종혁; 김현중
Original assignee: (주)바오스
Priority date: 2011-10-04
Filing date: 2011-10-04
Publication date: 2012-04-13

Abstract

본 발명은 큐브타입 조명장치에 관한 것으로서, 육면체 형상을 형성하도록 서로 이웃하게 결합된 복수개의 조명모듈과; 상기 복수개의 조명모듈로 전원을 공급하는 전원공급부와; 상기 복수개의 조명모듈 각각의 전원공급여부와 조도 및 색온도를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 조명모듈은, 육면체 형상의 외부프레임과, 상기 외부프레임의 내부에 구비된 육면체 형상의 내부프레임을 갖는 프레임부와; 상기 내부프레임의 결합되며 판면에 복수개의 LED가 구비되는 기판과; 상기 외부프레임에 결합되어 상기 LED에서 발생된 광을 면발광되도록 외부로 조사하는 커버부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

큐브타입 조명장치{CUBE TYPE LIGHT SOURCE APPARATUS}

본 발명은 조명장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수개의 조명모듈이 조합되어 배치된 큐브타입 조명장치에 관한 것이다.

최근 기후변화에 의한 환경위기와 고유가에 의한 자원위기가 맞물려 저탄소녹색성장에 대한 요구와 관심이 증가되고 있어 조명 산업에서도 저전력, 친환경적인 새로운 광원의 필요성이 높아지고 있다. 이에 발광 반도체인 LED에 대한 요구와 관심이 커지면서 이를 이용한 조명장치의 개발 소요가 증가하고 있다.

종래 조명장치는 등록특허 0407359호에 개시된 바와 같이 백열램프를 이용해 제조되었다. 개시된 바와 같은 종래 조명장치는 백열램프의 낮은 효율로 인하여 사용이 규제되고 있는 추세이다. 또한, 이 외에 수은과 납이 함유되어 있는 형광등을 이용한 조명장치도 중금속 사용규제로 인하여 형광등의 사용이 점차 제한되고 있다.

이에 최근 조명장치는 낮은 소비전력과 3無 (무수은, 무연납, 무카드뮴), 미려한 디자인, 5~10만 시간에 이르는 수명을 가지고 있는 LED를 이용하고 있다.

그런데, LED를 이용한 조명장치는 몇 가지 단점이 존재한다. 첫 번째로 LED는 직류전압으로 구동되기에 직류변환 컨버터를 사용해야한다. 최근에 교류에서도 구동되는 LED가 개발되었지만 직류구동 LED보다 가격이 비싸 시장성이 떨어지는 문제가 있다. 또한, LED의 발열에 의한 문제가 있다. LED에서 나오는 빛은 피조사면을 향해 조사되지만, 열은 그 반대인 회로기판으로 발산이 되기에 장시간 LED를 사용할 경우 열로 인해 기판의 변형이 생길 수 있는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 전자기 유도현상을 이용하여 무선전력송신이 가능한 큐브타입 조명장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 복수의 LED를 사용하여 색온도를 조절할 수 있는 큐브타입 조명장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 LED에서 발생된 열을 빠르게 외부로 발산시켜 기판의 변형을 줄일 수 있는 큐브타입 조명장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명의 목적은 큐브타입 조명장치에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 큐브타입 조명장치는, 육면체 형상을 형성하도록 서로 이웃하게 결합된 복수개의 조명모듈과;상기 복수개의 조명모듈로 전원을 공급하는 전원공급부와; 상기 복수개의 조명모듈 각각의 전원공급여부와 조도 및 색온도를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 조명모듈은,육면체 형상의 외부프레임과, 상기 외부프레임의 내부에 구비된 육면체 형상의 내부프레임을 갖는 프레임부와; 상기 내부프레임의 결합되며 판면에 복수개의 LED가 구비되는 기판과; 상기 외부프레임에 결합되어 상기 LED에서 발생된 광을 면발광되도록 외부로 조사하는 커버부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 프레임부는 상기 외부프레임과 상기 내부프레임을 연결하는 연결프레임을 더 포함하고, 상기 연결프레임에는 상기 LED에서 발생된 광을 반사시키는 반사판이 결합된다.

일 실시예에 따르면, 상기 조명모듈의 내부에 구비되어 이웃하는 조명모듈에 전자기유도를 이용해 무선으로 전원을 공급하는 무선전원공급유닛을 더 포함하고, 상기 무선전원공급유닛은 상기 외부프레임과 상기 내부프레임 사이에 배치되는 마그네트바와, 상기 마그네트바에 권취된 코일을 포함한다.

상기 제어부와 무선통신을 통해 상기 복수개의 조명모듈에 대한 전원공급여부와 조도 및 색온도를 입력받는 리모콘을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 큐브타입 조명장치.

본 발명에 따른 큐브타입 조명장치는 서로 다른 색상의 LED가 배치된 조명모듈이 복수개 결합되어 큐브타입으로 형성된다. 이에 따라 복수개의 조명모듈의 전원공급여부 및 LED의 색상을 조절하여 사용자가 희망하는 다양한 형태로 조명을 제어할 수 있다.

특히, 리모콘을 이용하여 각각의 조명 모듈에 대한 개별제어가 가능하기 때문에, strobe 조명, 레크리에이션 조명 및 감성조명의 일환으로 사용 될 수도 있다.

또한, 리모콘을 통해 색온도를 조절하여 사용자의 심리상태와 사용환경에 따라 배광 제어가 용이하며, 실내에서 사용자의 바이오리듬에 맞는 조명을 선택 및 조명할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 큐브타입 조명장치는 반사판이 복수개 설치되어 LED에서 발생된 열을 빠르게 외부로 발산시켜 기판을 비롯한 내부 구성의 열적변형을 감소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 큐브타입 조명장치의 구성을 도시한 개략도이고,
도 2는 본 발명에 따른 큐브타입 조명장치의 조명모듈의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도이고,
도 3은 본 발명에 따른 큐브타입 조명장치의 조명모듈의 내부구성을 도시한 단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 큐브타입 조명장치의 리모콘의 일례를 도시한 예시도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1은 본 발명에 따른 큐브타입 조명장치(1)의 외부구성을 도시한 개략도이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 큐브타입 조명장치(1)는 큐브형태로 배치된 복수개의 조명모듈(100)과, 조명모듈(100)이 천정에 설치되도록 구비된 설치모듈(200)과, 복수개의 조명모듈(100)로 전원을 공급하는 전원공급부(300)와, 리모콘(500)과 복수개의 조명모듈(100) 사이를 통신하는 통신부(400)와, 복수개의 조명모듈(100)에 대한 제어신호를 입력받는 리모콘(500)과, 리모콘(500)을 통해 입력받은 제어신호로 복수개의 조명모듈(100)이 구동되도록 제어하는 제어부(600)를 포함한다.

복수개의 조명모듈(100)은 도시된 바와 같이 큐브타입으로 배치된다. 복수개의 조명모듈(100)은 정육면체 형태 또는 직육면체 형태로 배치된다. 각각의 조명모듈(100)은 이웃하는 조명모듈(100)과 기구적으로 결합되어 외부형태가 고정되도록 배치된다.

여기서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 큐브타입 조명장치(1)는 3×3 형태로 조명모듈(100)이 배치된 정육면체 형태로 구비된다. 이 때, 정육면체의 가운데 영역에는 설치모듈(200)이 배치되므로 큐브타입 조명장치(1)는 총 26개의 조명모듈(100)이 조합되어 외관을 형성한다.

도 2는 각각의 조명모듈(100)의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도이고, 도 3은 이웃하는 조명모듈(100)의 결합구성을 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이 한 개의 조명모듈(100)은 프레임부(110)와, 프레임부(110)에 결합되며 판면에 LED(123)가 구비된 기판부(120)와, 프레임부(110)에 결합되며 LED(123)에서 발생된 광을 외부로 고르게 투과시키는 커버부재(140)와, 전자기유도현상에 의해 이웃하는 조명모듈(100) 간에 무선전력송신이 가능하도록 하고, 복수개의 조명모듈(100)을 상호 연결하여 위치가 고정되도록 하는 무선전원공급유닛(150)을 포함한다.

프레임부(110)는 정육면체 형태의 외부프레임(111)과, 외부프레임(111)의 내부에 일정간격 이격되게 배치된 내부프레임(115)과, 외부프레임(111)과 내부프레임(115)을 서로 연결하는 연결프레임(113)으로 구성된다. 외부프레임(111)은 조명모듈(100)의 외곽형태를 형성한다. 외부프레임(111)의 판면에는 커버부재(140)가 부착된다. 외부프레임(111)은 이웃하는 조명모듈(100)의 외부프레임(111)과 체결부재(미도시)에 의해 체결되어 위치가 고정된다.

내부프레임(115)은 외부프레임(111)의 내부에 배치된다. 내부프레임(115)은 외부프레임(111)에 비해 작은 크기로 구비되며 판면에 기판부(120)가 결합된다.

연결프레임(113)은 외부프레임(111)의 각 꼭지점과 내부프레임(115)의 각 꼭지점을 연결하여 외부프레임(111)와 내부프레임(115)의 위치를 서로 고정한다. 연결프레임(113)의 테두리에는 반사판(130)이 결합된다.

기판부(120)는 내부프레임(115)의 각 면에 결합된다. 이에 따라 기판부(120)는 정육면체의 각 면을 따라 6개가 구비된다. 각 기판부(120)는 전원공급부(300) 또는 무선전원공급유닛(150)으로부터 전원을 공급받고 제어부(600)의 제어를 받는다. 기판부(120)는 기판(121)과, 기판(121)에 결합된 복수개의 LED(123)를 포함한다. 기판(121)은 내부프레임(115)의 테두리의 크기에 대응되게 구비된다. LED(123)는 R,G,B의 서로 다른 색상이 한 세트, 또는 2세트 이상으로 구비된다. 하나의 기판(121)에 결합되는 LED(123)의 개수는 조명모듈(100)의 크기와 전체 큐브타입 조명장치(1)의 크기 및 용도를 고려하여 결정될 수 있다.

반사판(130)은 외부프레임(111)과 내부프레임(115) 사이의 이격공간에 배치된다. 반사판(130)은 연결프레임(113)의 외측에 결합되어 LED(123)에서 발생된 광을 반사시킨다. 통상 LED(123)는 직진성이 강하므로 반사판(130)은 LED(123)에서 발생된 광이 커버부재(140)의 전영역으로 고르게 조사되도록 반사한다. 반사판(130)은 알루미늄 재질로 구비되어 광을 분산시키는 역할과 함께 LED(123)에서 발생된 열을 빠르게 외부로 전달시키는 히트싱크의 역할도 수행한다.

커버부재(140)는 LED(123)에서 발생된 광을 외부로 투과시킨다. 커버부재(140)는 광투과성 재질로 투명하게 마련되거나, 경우에 따라 불투명한 재질로 마련될 수도 있다. 커버부재(140)는 외부프레임(111)의 외측에 결합된다. 이 때, 서로 다른 면에 결합되는 커버부재(140)는 서로 다른 색상 또는 투명재질과 불투명재질이 혼합되어 사용될 수 있다.

무선전원공급유닛(150)은 외부프레임(111)과 내부프레임(115) 사이의 공간에 배치되어 이웃하는 조명모듈(100)들이 서로 결합되어 위치가 고정되도록 하고, 무선으로 전원공급이 이루어지도록 한다. 이에 의해 복수개의 조명모듈(100)의 결합구조와 전원공급구조를 간단하게 할 수 있다.

무선전원공급유닛(150)은 전자기유도원리를 이용하여 무선으로 전원을 공급한다. 전자기유도원리는 자기장의 변화에 따라 전류가 발생하는 현상으로, 자기장을 발생시키는 영구자석, 솔리노이드 등에 의해 생성된다.

본 발명에 따른 무선전원공급유닛(150)은 마그네트바(151)와, 마그네트바(151)에 권취된 코일(153)로 이루어지는 솔레노이드에 의해 구현된다. 마그네트바(151)는 인접한 조명모듈(100)의 마그네트바(151)와 자석 결합을 가능하게 하며, 자석의 극성과 관련없이 사용이 가능하다. 코일(153)은 AC전원과 연결되어 인접한 무선전원공급유닛(150)의 코일(153)에 AC전원을 공급한다.

무선전원공급유닛(150)은 Ni-Zn 합금의 솔레노이드를 사용하며 여기에 전류를 흘려주어 자기장을 발생시킨다. 솔레노이드는 모듈당 2개씩 배속되며, 마주보기 형태로 배열한다. 코일(153)의 권선 턴 수는 N회 감을 때마다 자기장의 세기도 N배 커지기 때문에 일정 횟수로 권취시켜 사용하면 된다. 선 간격의 너비는 인덕턴스의 값과 반비례 관계가 있으므로 코일(153) 두께의 2%씩 변화를 주어 조절하는 것이 바람직하다. 코일(153)은 AC 전원이 인가되어, 각각의 조명모듈(100)들이 결합되면 전자기 유도에 의한 무선전력송신이 가능하다.

각각의 조명모듈(100)들은 모두 독립적인 전원공급라인을 통해 전원공급부(300)로부터 전원을 공급받아 사용할 수 있다. 그러나, 각각의 조명모듈(100) 모두가 별도의 전원공급라인을 가질 경우 전원공급부(300)의 연결구조가 복잡해지게 된다.

본 발명에서와 같이 무선전원공급유닛(150)을 사용할 경우 마그네트바(151)의 자력에 의해 각각의 조명모듈(100)이 서로 결합되어 위치가 고정됨과 동시에 전원을 공급할 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 이웃하는 조명모듈(100a,100b)들이 별도의 체결부재나 기구적인 연결구조 없이 마그네트바(151)의 자력에 의해 상호 위치가 고정된다.

또한, 복수개의 조명모듈(100a,100b)들 중 어느 하나만 전원공급부(300)와 전원공급라인(미도시)을 통해 연결되면, 마그네트바(151)의 외측에 권취된 코일(153)을 이용하여 무선전력 이송이 가능하므로 나머지 조명모듈(100a,100b)로 전원을 공급할 수 있다. 이에 의해 전체 큐브타입 조명장치(1)의 전원공급구조를 간단히 할 수 있다.

설치모듈(200)은 큐브타입 조명장치(1)가 설치면에 설치되도록 한다. 설치모듈(200)은 큐브타입 조명장치(1)가 설치되는 장소와 용도 및 디자인에 따라 다양하게 구비될 수 있다. 일례로, 본 발명에서와 같이 천정에 설치되는 경우, 설치모듈(200)은 큐브형상의 가운데 영역에 배치될 수 있다. 이 때, 설치모듈(200)은 소켓형상으로 구비되어 천정에 간편하게 탈부착이 가능할 수 있다.

전원공급부(300)는 복수개의 조명모듈(100)로 전원을 공급한다. 전원공급부(300)는 AC전원 또는 DC전원에 연결되어 복수개의 조명모듈(100)에 구비된 LED(123)가 발광되도록 한다. 본 발명에 따른 큐브타입 조명장치(1)는 전원공급부(300)가 한 개의 조명모듈(100)에만 전원을 공급하면, 나머지 조명모듈(100)들은 무선전원공급유닛(150)에 의해 무선으로 전원을 공급받도록 구비된다.

통신부(400)는 리모콘(500)을 통해 입력되는 제어신호가 제어부(600)와 기판부(120)로 전송되도록 한다. 본 발명에 따른 통신부(400)는 RFID에 의해 통신이 구현된다. 이를 위해 리모콘(500)에는 송신태그(미도시)가 부착되고, 각각의 조명모듈(100)의 기판(121)에는 수신태그(미도시)가 부착된다.

리모콘(500)은 사용자로부터 큐브타입 조명장치(1)와 관련된 제어신호를 입력받는다. 리모콘(500)을 통해 사용자는 복수개의 조명모듈(100)의 개별적인 전원공급여부를 제어하여 조도를 조절할 수 있고, 색온도를 입력하여 큐브타입 조명장치(1)의 조명색상을 원하는 색으로 조절할 수 있다.

리모콘(500)은 통신을 위해 RFID 송신태그(미도시)가 내장되고, 각각의 조명모듈(100)을 선택할 수 있는 선택버튼(520)과, 현재의 조명모듈(100)의 상태를 표시하는 표시창(530)과, 색온도 전환스위치(540)가 구비된다. 9개의 선택버튼(520)을 이용하여, 사용자가 원하는 곳의 숫자를 입력함으로써 조명모듈(100)의 전원입력여부를 제어할 수 있다. 색온도 전환스위치(540)는 사용자가 원하는 색을 얻기 위해 회전시키면 그에 맞는 색이 표시부(530)에 색온도로 표시되며, 각각의 조명모듈(100)에 적용된다.

색온도는 발광되는 빛이 온도에 따라 색상이 달라지는 것을 흰색을 기준으로 절대 온도 °K로 표시한 것이다. 색온도가 낮을수록 붉은색 계통의 포근하고 따스한 빛이 나오고, 색온도가 높을 수록 청색 계통의 차갑고 시원한 빛이 나온다.

색온도 전환스위치(540)의 조절에 의해 사용자는 본인의 심적변화에 맞게 조명장치(1)를 조광을 조절하여 사용할 수 있다. 즉, 사용자의 심적변화와 개인의 취향, 바이오리듬에 따라 조명에 변화를 주어 사용할 수 있다. 일례로 스트레스와 피곤에 지쳤을 때는 마음의 평안함과 안정을 주는 은은한 녹색 빛의 조명을 선택할 수 있고, 안락하게 잠을 청하고 싶을 때는 전구색 빛의 취침 조명을 선택할 수 있다.

색온도 전환스위치(540)는 각각의 조명모듈(100)의 설정을 개별적으로 수행하기 위한 것으로, 사용자의 필요에 따라 다양하게 설정하여 사용하는 것이 가능하다.

제어부(600)는 리모콘(500)을 통해 입력된 제어신호에 따라 각각의 조명모듈(100)이 구동되도록 제어한다. 제어부(600)는 기판(121) 상에 칩의 형태로 구현되며, PWM제어와 RFID기술의 접목으로 인해 각각의 조명모듈(100)의 제어가 가능하다. 제어부(600)는 PWM제어의 펄스폭의 변화를 주어 각각의 조명모듈(100)의 조광제어가 가능하다. 또한, 제어부(600)는 R, G, B 컬러의 LED(123)의 색조합 구현도 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 큐브타입 조명장치는 서로 다른 색상의 LED가 배치된 조명모듈이 복수개 결합되어 큐브타입으로 형성된다. 이에 따라 복수개의 조명모듈의 전원공급여부 및 LED의 색상을 조절하여 사용자가 희망하는 다양한 형태로 조명을 제어할 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 큐브타입 조명장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 큐브타입 조명장치 100 : 조명모듈
110 : 프레임부 111 : 외부프레임
113 : 연결프레임 115 : 내부프레임
120 : 기판부 121 : 기판
123 : LED 130 : 반사판
140 : 커버부재 150 : 무선전원공급유닛
151 : 마그네트바 153 : 코일
200 : 설치모듈 300 : 전원공급부
400 : 통신부 500 : 리모콘
510 : 리모콘본체 520 : 선택버튼
530 : 표시부 540 : 색온도전환스위치
600 : 제어부

Claims

큐브타입 조명장치에 있어서,
육면체 형상을 형성하도록 서로 이웃하게 결합된 복수개의 조명모듈과;
상기 복수개의 조명모듈로 전원을 공급하는 전원공급부와;
상기 복수개의 조명모듈 각각의 전원공급여부와 조도 및 색온도를 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 조명모듈은,
육면체 형상의 외부프레임과, 상기 외부프레임의 내부에 구비된 육면체 형상의 내부프레임을 갖는 프레임부와;
상기 내부프레임의 결합되며 판면에 복수개의 LED가 구비되는 기판과;
상기 외부프레임에 결합되어 상기 LED에서 발생된 광을 면발광되도록 외부로 조사하는 커버부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 큐브타입 조명장치.
제1항에 있어서,
상기 프레임부는 상기 외부프레임과 상기 내부프레임을 연결하는 연결프레임을 더 포함하고,
상기 연결프레임에는 상기 LED에서 발생된 광을 반사시키는 반사판이 결합되는 것을 특징으로 하는 큐브타입 조명장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 조명모듈의 내부에 구비되어 이웃하는 조명모듈에 전자기유도를 이용해 무선으로 전원을 공급하는 무선전원공급유닛을 더 포함하고,
상기 무선전원공급유닛은 상기 외부프레임과 상기 내부프레임 사이에 배치되는 마그네트바와, 상기 마그네트바에 권취된 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 큐브타입 조명장치.
제3항에 있어서,
상기 제어부와 무선통신을 통해 상기 복수개의 조명모듈에 대한 전원공급여부와 조도 및 색온도를 입력받는 리모콘을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 큐브타입 조명장치.