KR101160881B1

KR101160881B1 - 방사각이 확장된 조명장치

Info

Publication number: KR101160881B1
Application number: KR1020110113671A
Authority: KR
Inventors: 심재봉; 이충영; 임병환; 강성모; 이주연
Original assignee: (주)대광라이텍
Priority date: 2011-11-03
Filing date: 2011-11-03
Publication date: 2012-06-28

Abstract

본 발명은 방사각이 확장된 조명장치에 관한 것으로서, 구체적으로 300° 이상의 방사각을 가지는 방사각이 확장된 조명장치에 관한 것으로서, 광원과; 상기 광원으로부터 조사되는 빛을 집광하는 집광렌즈와; 상기 집광렌즈로부터 집광된 빛을 상기 집광렌즈의 광축방향으로 도광시키기 위한 도광로드와; 상기 도광로드의 단부에 결합되어 집광된 빛을 확산시키는 광확산구를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

방사각이 확장된 조명장치{Illuminating device with extened emission angle}

본 발명은 방사각이 확장된 조명장치에 관한 것으로서, 구체적으로 300° 이상의 방사각을 가지는 방사각이 확장된 조명장치에 관한 것이다.

일반 가정이나 사무실 등의 실내를 밝게 하기 위해 사용되는 전구로는 백열전구(electric bulb)가 사용되고 있으며, 진공 또는 소량의 질소나 아르곤가스를 봉입한 유리구 내에 필라멘트라는 저항선을 넣고 전류를 흘려 가열하여 2,000℃ 이상의 고온에서 온도방사를 일으켜 발광하는 것으로서, 이러한 백열전구는 점등에 부속장치가 필요 없으므로 점등이 용이하고, 많은 전력소비에도 불구하고 단가가 저렴하며, 조명기구와의 조합이 손쉬워서 형광등의 급격한 보급에도 불구하고 널리 사용되고 있다.

백열전구는 필라멘트에 전류가 흐르면, 열이 발생하여 빛을 내는 구조이므로 장시간 사용시 몸체부에 과다한 열이 발생되어 이러한 과열로 인해 실내 온도를 상승시켜서 과부하에 따른 누전의 위험성이 증대되며, 내구수명이 1,000시간 밖에 되지 않으므로 사용 수명이 짧으며, 많은 소비전력에 의해 경제적인 부담을 야기시키고 있다.

또한, 백열전구는 파손시 인체에 대한 상해의 위험성이 있고, 재생이 불가능함에 따라 산업 폐기물로서 처리에 따른 비용이 소요되며, 다양한 광색을 갖지 못하는 한편, 상기 필라멘트를 통한 발광이 항상 90° 수직한 방향으로 비추게 되므로 보다 조광 범위를 높이는 데 한계로 작용하는 문제점이 있었다.

한편, 최근에는 에너지 절약 관련 고효율 광원과 함께 반도체 산업의 비약적 발전으로 고휘도 LED광원을 사용한 전구 등의 조명장치의 개발이 활발히 진행되고 있다.

엘이디(Light Emitting Diode)는 반도체(半導體)의 p-n 접합구조를 이용하여 주입된 소수 캐리어(전자 또는 양공)를 만들어 이들의 재결합(再結合)에 의해 발광시키는 반도체 소자로서, 통상의 텅스텐 필라멘트를 사용한 백열등의 램프에 비해 낮은 전압에서 발광하기 때문에 소비전력이 매우 낮고 수명이 길다는 장점을 가진다.

또한, 필라멘트를 가열하여 빛을 발산시키는 방식이 아니므로 발열이 거의 없고 반영구적으로 사용할 수 있기 때문에 각종 조명이나 표시용 소자로서 널리 활용되고 있다.

LED를 이용한 조명장치와 관련하여 공개특허 제2011-0029908호, 등록실용 제0364426호, 일본 특개2007-266515 및 일본 특개2006-339217 등이 제안된 바 있다.

공개특허 제2011-0029908호는 광 효율이 향상된 조명용 LED램프에 관한 것으로서, 알루미늄 등의 빛을 반사하는 소재로 이루어진 제1 및 제2 고정홀더와, 투명한 구 형상의 광 효율 향상 렌즈가 포함되어 구성된다. 그러나, 투명한 구 형상의 광 효율 향상 렌즈가 제1 및 제2 고정홀더에 의해 일부분에 한하여 노출되어 있어 180°이하의 방사각을 갖는다.

등록실용 제0364426호는 램프 어셈블리에 관한 것으로서, 내부 벽에 커팅면을 갖는 렌즈 요소를 구비하는 것으로 광원을 지지하는 상,하부 홀더 쉘과, 빛을 반사시키거나 굴절시키기 위해 복수개의 커팅면을 구비한 내부렌즈 및 외부렌즈를 포함하여 구성된다. 외부렌즈가 상부 홀더 쉘에 일부분 수용된 상태로 고정되어 있어 역시 180°이하의 방사각을 갖는다.

그리고 일본 특개2007-266515는 조명장치에 관한 것으로서, 발광된 빛을 집광하여 전달하는 반사부재, 집광렌즈, 원통 형상의 컬러부 및 입력된 빛을 확산하는 각주 형태의 도광로드를 포함하여 구성된다. 발광다이오드로부터 조사되는 빛은 최종적으로 도광로드를 통하여 출사되기 때문에 방사각은 도광로드의 선단면에 의해 결정되고, 도광로드의 선단면이 평면상태이기 때문에 방사각이 매우 좁다.

또한, 일본 특개2005-158897은 발광다이오드 및 그 제조방법에 관한 것으로서, LED칩 상부에 위치하는 돔(굴곡)형태의 렌즈부, LED칩 상부에 위치하는 돔(굴곡)형태의 렌즈 하부에 형광체층이 형성된다. 돔형태의 렌즈가 지지체에 삽입고정되기 때문에 180°이하의 방사각을 갖는다.

이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 300° 이상의 방사각을 가지는 방사각이 확장된 조명장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

광원과;

상기 광원으로부터 조사되는 빛을 집광하는 집광렌즈와;

상기 집광렌즈로부터 집광된 빛을 상기 집광렌즈의 광축방향으로 도광시키기 위한 도광로드와;

상기 도광로드의 단부에 결합되어 집광된 빛을 확산시키는 광확산구를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방사각이 확장된 조명장치를 제공한다.

특히, 상기 광원은 LED인 것이 바람직하다. 상기 광원인 LED는 LED기판에 하나 이상 실장되고, 상기 LED기판의 저면에 형성되는 알루미늄 박막과, 상기 알루미늄 박막으로부터 전달되는 열을 방열시키는 방열판이 구비되는 것이 좋다.

상기 도광로드는 상기 집광렌즈를 통해 입사되는 빛이 통과되는 코어와, 상기 코어의 외주면에 형성되어 상기 코어로 입사된 빛을 전반사시키는 클래드층으로 구성되는 것이 좋다.

또한, 상기 도광로드는 관체로 이루어질 수 있고, 상기 관체의 내주면에 전반사층이 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 광확산구는 투명 또는 반투명 재질로 이루어지고, 상기 광확산구는 구, 타원구, 다면구체 중 선택된 어느 하나로 이루어지는 것이 좋다.

특히, 상기 광확산구의 저면에 상기 도광로드를 통과한 빛이 입사되는 입광홈이 형성되고, 상기 입광홈의 바닥에 난반사층이 구비되고, 나아가, 상기 입광홈의 바닥이 만곡하여 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 방사각이 확장된 조명장치는 300° 이상의 방사각을 가지고, 광효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

특히, 본 발명은 광원의 빛을 집광렌즈를 통하여 집광한 후 도광로드를 통하여 폭광시킨 후 광확산구를 통하여 300° 이상의 방사각으로 빛을 방사시킬 수 있어, 광효율이 향상된 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예인 방사각이 확장된 조명장치를 개략적으로 나타내는 사시도이고,
도 2는 방사각이 확장된 조명장치의 일부분의 단면상태를 나타내는 종단면도이다.
도 3은 도광로드가 관체로 이루어진 방사각이 확장된 조명장치의 일부분의 단면상태를 나타내는 종단면도이다.
도 4 및 도 5는 다른 형태의 광확산구의 단면상태를 나타내는 종단면도이고,
도 6은 입광홈의 바닥이 만곡하게 형성된 광확산구의 단면상태를 나타내는 종단면도이다.

이하, 본 발명의 방사각이 확장된 조명장치를 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같고, 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일실시예인 방사각이 확장된 조명장치를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 방사각이 확장된 조명장치의 일부분의 단면상태를 나타내는 종단면도이다.

본 발명의 방사각이 확장된 조명장치는 도 1과 같이 소켓(10)과, 상기 소켓(10)의 상부에 구비되는 방열판(20)(방열판 대신에 방열파이프가 사용될 수 있음)과, 상기 방열판(20)의 상부에 구비되는 유리재질의 캡(30)으로 이루어지는 등 소켓베이스의 백열등 형태로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 다른 형태로 이루어질 수 있음은 물론이다.

본 발명의 방사각이 확장된 조명장치는 도 2와 같이 크게 광원(50), 집광렌즈(60), 도광로드(70) 및 광확산구(80)를 포함하여 이루어진다.

상기 광원(50)은 소켓(10) 등에 의해 전원을 공급받아 전기에너지를 빛에너지로 전환하는 것으로서, 고효율인 LED를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 광원(50)인 LED는 도 2와 같이 LED기판(410)에 2개 실장될 수 있으나, 소망하는 조명장치의 광출력, LED소자의 광출력 등에 따라 하나 이상 실장될 수 있다.

그리고 상기 LED기판(410)의 저면에는 상기 LED로부터 발생되는 열을 흡수하여 상기 방열판(20)으로 효과적으로 전달하기 위하여 알루미늄 박막(420)이 형성되는 것 좋다. 상기 알루미늄 박막(420)은 상기 기판의 저면에 에폭시수지 등의 바인더 등에 의해 물리적, 화학적으로 접착될 수 있다.

상기 알루미늄 박막(420)과 상기 방열판(20)은 직접 연결될 수 있으나, 열전달판 등을 통해 연결될 수 있다.

상기 알루미늄 박막(420)의 저면에는 별도의 기판(430)이 구비되고, 상기 기판(430)에는 컨버터, 정류기 등이 구비될 수 있다.

다음으로 상기 집광렌즈(60)는 상기 광원(50)으로부터 조사되는 빛을 집광하기 위한 것으로서, 상기 광원(50)의 상측에 배치된다.

그리고 상기 도광로드(70)는 상기 집광렌즈(60)로부터 집광된 빛을 상기 집광렌즈(60)의 광축방향으로 도광시키기 위한 것으로서, 광섬유 등으로 이루어질 수 있다.

구체적으로 상기 도광로드(70)는 도 2와 같이 상기 집광렌즈(60)를 통해 입사되는 빛이 통과되는 코어(730)와, 상기 코어(730)의 외주면에 형성되어 상기 코어(730)로 입사된 빛을 전반사시키는 클래드층(710)으로 구성되는 광섬유 등으로 이루어진다.

도 3은 도광로드가 관체로 이루어진 방사각이 확장된 조명장치의 일부분의 단면상태를 나타내는 종단면도이다.

상기 도광로드(70)는 도 2와 같이 광섬유와 같은 구조로 이루어지는 것이 바람직하나, 도 3과 같이 관체의 구조로 이루어질 수 있다. 상기 관체의 내주면에는 상기 관체의 공간(770)으로 통과되는 빛 중 상기 관체의 내주면으로 입사되는 빛을 전반사시키는 전반사층(710)이 구비되는 것이 좋다.

상기 도광로드(70)는 상기 기판에 도 2와 같이 상기 집광렌즈(60)를 수용한 상태로 고정브라켓(90)에 의해 고정될 수 있다. 상기 고정브라켓(90)은 상기 기판에 형성된 체결공을 관통하여 걸림고정되는 걸림고정부(910)가 형성되고, 상기 고정브라켓(90)의 내주면에는 상기 도광로드(70)의 하부 외주면과 나사결합되는 암나사부(930)가 형성된다.

상기 도광로드(70)의 하부의 외주면에는 상기 고정브라켓(90)의 암나사부(930)와 나사결합되는 숫나사부가 형성되고, 상기 도광로드(70)의 상부의 내주면에는 암나사부(750)가 형성된다.

상기 광확산구(80)는 상기 도광로드(70)의 상단부에 결합되어 상기 도광로드(70)를 통과하는 빛을 확산시킨다.

상기 광확산구(80)는 도 1과 같이 외주면이 다면으로 형성된 다면구체로 형성되는 것이 바람직하다.

도 4 및 도 5는 다른 형태의 광확산구의 단면상태를 나타내는 종단면도이다.

상기 광확산구(80)는 도 4 및 도 5와 같이 구, 타원구 등의 형태로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 광확산구(80)는 유리, 폴리카보네이트 등의 투명한 재질로 이루어질 수 있고, 사용용도에 따라 반투명 재질로 이루어질 수도 있다.

상기 광확산구(80)의 하부에는 하측으로 연장형성되는 돌출부(820)가 형성되고, 상기 돌출부(820)의 외주면에는 상기 도광로드(70)의 암나사부(750)와 나사결합되는 숫나사부(830)가 형성된다. 그리고 상기 광확산구(80)의 돌출부(820)의 저면에는 상기 도광로드(70)를 통과한 빛이 입사되는 입광홈(810)이 형성되고, 상기 입광홈(810)의 바닥에 미세한 유리입자 등으로 이루어진 난반사층(850)이 형성되는 것이 바람직하다.

상기 광확산구(80)에 입광홈(810)이 형성되고, 상기 입광홈(810)에 난반사층(850)이 형성됨에 따라 상기 도광로드(70)를 통과한 빛을 300°이상의 방사각으로 방사할 수 있는 이점이 있다.

도 6은 입광홈의 바닥이 만곡하게 형성된 광확산구의 단면상태를 나타내는 종단면도이다.

나아가, 도 6과 같이 넓은 방사각에 균일하게 빛이 확산될 수 있도록 상기 입광홈(810)의 바닥이 만곡하여 형성되고, 상기 입광홈(810)의 바닥에 난반사층(850)이 형성되는 것이 바람직하다.

10: 소켓,
20: 방열판,
30: 캡,
50: 광원(LED),
60: 집광렌즈,
70: 도광로드,
80: 광확산구

Claims

광원과; 상기 광원으로부터 조사되는 빛을 집광하는 집광렌즈와; 상기 집광렌즈로부터 집광된 빛을 상기 집광렌즈의 광축방향으로 도광시키기 위한 도광로드와; 상기 도광로드의 단부에 결합되어 집광된 빛을 확산시키는 광확산구를 포함하여 이루어지고,
상기 도광로드는 상기 집광렌즈를 통해 입사되는 빛이 통과되는 코어와, 상기 코어의 외주면에 형성되어 상기 코어로 입사된 빛을 전반사시키는 클래드층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 방사각이 확장된 조명장치.
광원과; 상기 광원으로부터 조사되는 빛을 집광하는 집광렌즈와; 상기 집광렌즈로부터 집광된 빛을 상기 집광렌즈의 광축방향으로 도광시키기 위한 도광로드와; 상기 도광로드의 단부에 결합되어 집광된 빛을 확산시키는 광확산구를 포함하여 이루어지고,
상기 도광로드는 관체로 이루어지고, 상기 관체의 내주면에 전반사층이 형성되는 것을 특징으로 하는 방사각이 확장된 조명장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 광원은 LED로 이루어지고, 상기 LED는 LED기판에 하나 이상 실장되고,
상기 LED기판의 저면에 형성되는 알루미늄 박막과, 상기 알루미늄 박막으로부터 전달되는 열을 방열시키는 방열판이 구비되는 것을 특징으로 하는 방사각이 확장된 조명장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 광확산구는 투명 또는 반투명 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방사각이 확장된 조명장치.
제4항에 있어서,
상기 광확산구는 구, 타원구, 다면구체 중 선택된 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방사각이 확장된 조명장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 광확산구의 저면에 상기 도광로드를 통과한 빛이 입사되는 입광홈이 형성되고, 상기 입광홈의 바닥에 난반사층이 구비되는 것을 특징으로 하는 방사각이 확장된 조명장치.
제6항에 있어서,
상기 입광홈의 바닥이 만곡하여 형성되는 것을 특징으로 하는 방사각이 확장된 조명장치.
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