KR101206990B1

KR101206990B1 - 이중 확산커버가 구비된 후배광형 엘이디 조명 장치

Info

Publication number: KR101206990B1
Application number: KR1020120004992A
Authority: KR
Inventors: 김재경; 김형태; 김근하; 윤진식; 허봉현; 박원민; 전대익; 안재현
Original assignee: 네오마루 주식회사; 김근하; 김형태; 김재경
Priority date: 2012-01-16
Filing date: 2012-01-16
Publication date: 2012-11-30

Abstract

본 발명은 이중 확산커버가 구비된 후배광형 엘이디 조명 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 직진특성을 갖는 엘이디모듈에서 조사되는 빛을 내확산커버 및 외확산커버를 통해 이중으로 확산시켜 눈부심을 방지함은 물론 빔각도를 크게함으로써 사방으로 빛이 확산되는 성질을 갖는 기존의 백열전구를 대체할 수 있도록 한 이중 확산커버가 구비된 후배광형 엘이디 조명 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 이중 확산커버가 구비된 후배광형 엘이디 조명 장치는, 후단부가 전구소켓에 결합되며 전기적으로 접속되는 베이스와; 상기 베이스의 전단부에 안착되어 전원을 인가받아 전방을 향하여 빛을 조사하는 엘이디모듈과; 돔형상으로 형성되어 상기 엘이디모듈을 감싸는 내확산커버와; 돔형상으로 형성되어 상기 내확산커버를 감싸는 외확산커버를; 포함하되, 상기 내확산커버 및 상기 외확산커버는 빛이 투과되는 투과면에 전체적으로 확산제가 분포되고, 상기 베이스는 상기 엘이디모듈이 상기 외확산커버의 중심부에 위치되도록 전단부에 전방으로 돌출된 돌출부가 구비되어 상기 엘이디모듈이 상기 돌출부의 전면에 안착되며, 상기 내확산커버는 상기 투과면이 3분의 2 구형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

이중 확산커버가 구비된 후배광형 엘이디 조명 장치{LED LAMP HAVING DOUBLE LIGHT DIFFUSION COVER}

본 발명은 이중 확산커버가 구비된 후배광형 엘이디 조명 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 직진특성을 갖는 엘이디모듈에서 조사된 빛을 내확산커버 및 외확산커버를 통해 이중으로 확산시켜 눈부심을 방지함은 물론 빔각도를 크게함으로써 사방으로 빛이 확산되는 성질을 갖는 기존의 백열전구를 대체할 수 있도록 한 이중 확산커버가 구비된 후배광형 엘이디 조명 장치에 관한 것이다.

엘이디(LED; Light Emitting Diode)는 반도체 장치로서 전기에너지를 빛으로 변화하는 것으로, 반도체에 전압을 가할 때 생기는 발광현상(전기장 발광)을 이용한다.

상기 엘이디는 1923년 탄화규소 결정의 발광 관측에서 비롯되었으며, 1923년에 비소화 갈륨 p-n 접합에서의 고발광 효율이 발견되면서부터 그 연구가 활발하게 진행되어, 1960년대 말 이후에는 실용화되기에 이르렀다.

또한, 상기 엘이디는 에폭시 레진 엔클로져로 둘러싸인 매우 작은 칩을 사용하므로 소형화가 가능하고, 엘이디 1개 기준으로 2 ~ 3.6V와 0.02 ~ 0.03A에서 작동 및 전력이 0.1W이하만 소비되는 절전형이고, 부품 손상이 적어 최대 100,000시간까지 사용 가능하고, 대부분의 에너지를 빛으로 전환하므로 높은 조명효율과 낮은 열을 발산시키는 장점이 있다.

하지만, 엘이디는 빛이 한 점에서 점광되는 직진특성으로 인하여 사방으로 빛이 확산되는 성질을 갖는 종래의 백열등을 대체하기 곤란한 문제점이 있었다.

이에, 조사되는 빛을 넓게 확산시켜 빔각도를 크게 한 후배광형 엘이디 벌브가 연구 및 개발되고 있다.

도 1에는 일반 엘이디 벌브 및 후배광형 엘이디 벌브에서 조사되는 빛의 빔각도를 도시하였는데 특히, 후배광형 엘이디 벌브에서 빔각도를 보다 크게할 수 있는 구성에 대한 많은 연구 및 개발이 필요하다 하겠다.
한편, 엘이디 벌브에서 조사되는 빛의 빔의 각도를 크게 하기 위한 선행기술로 공개특허 제10-2011-0021334호(공개일자: 2011.03.04)에는 "고 굴절 엘이디 램프 벌브"가 제안된 바 있고, 사용자의 눈부심을 방지하고자 이중 커버(렌즈)를 사용한 선행기술로 등록특허 제10-0976528호(등록일자: 2010.08.11)에는 "눈 부심 방지 LED 조명 장치"가 제안된 바 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고, 후배광형 엘이디 벌브에서 빔각도를 보다 크게할 수 있는 구성에 대한 연구 및 개발 필요성에 의해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 직진특성을 갖는 엘이디모듈에서 조사되는 빛을 내확산커버 및 외확산커버를 통해 이중으로 확산시켜 눈부심을 방지함은 물론 빔각도를 크게함으로써 사방으로 빛이 확산되는 성질을 갖는 기존의 백열전구를 대체할 수 있도록 한 이중 확산커버가 구비된 후배광형 엘이디 조명 장치를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하고자 본 발명에 따른 이중 확산커버가 구비된 후배광형 엘이디 조명 장치는, 후단부가 전구소켓에 결합되며 전기적으로 접속되는 베이스와; 상기 베이스의 전단부에 안착되어 전원을 인가받아 전방을 향하여 빛을 조사하는 엘이디모듈과; 돔형상으로 형성되어 상기 엘이디모듈을 감싸는 내확산커버와; 돔형상으로 형성되어 상기 내확산커버를 감싸는 외확산커버를; 포함하되, 상기 내확산커버 및 상기 외확산커버는 빛이 투과되는 투과면에 전체적으로 확산제가 분포되고, 상기 베이스는 상기 엘이디모듈이 상기 외확산커버의 중심부에 위치되도록 전단부에 전방으로 돌출된 돌출부가 구비되어 상기 엘이디모듈이 상기 돌출부의 전면에 안착되며, 상기 내확산커버는 상기 투과면이 3분의 2 구형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 이중 확산커버가 구비된 후배광형 엘이디 조명 장치는, 전협후광형태의 원뿔형으로 형성되어 상기 베이스의 돌출부를 감싸되, 표면으로 조사되는 빛을 반사시키는 리플렉터를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 이중 확산커버가 구비된 후배광형 엘이디 조명 장치는 엘이디를 사용하여 종래의 백열등에 비해 수명이 길고 전력소모량이 적기 때문에 전기료를 절감할 수 있고, 직진특성을 갖는 엘이디모듈에서 조사되는 빛을 내확산커버 및 외확산커버를 통해 이중으로 확산시켜 눈부심을 방지함은 물론 빔각도를 크게할 수 있으며, 리플렉터를 통해 광속을 상승시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 직배광형 엘이디 벌브 및 후배광형 엘이디 벌브의 개념도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이중 확산커버가 구비된 후배광형 엘이디 조명 장치의 분해 사시도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이중 확산커버가 구비된 후배광형 엘이디 조명 장치의 정면도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이중 확산커버가 구비된 후배광형 엘이디 조명 장치의 배광 상태를 시뮬레이션한 도면
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이중 확산커버가 구비된 후배광형 엘이디 조명 장치에 대한 빔각도 실험 결과 도면

이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 이중 확산커버가 구비된 후배광형 엘이디 조명 장치를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이중 확산커버가 구비된 후배광형 엘이디 조명 장치의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이중 확산커버가 구비된 후배광형 엘이디 조명 장치의 정면도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이중 확산커버가 구비된 후배광형 엘이디 조명 장치의 배광 상태를 시뮬레이션한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이중 확산커버가 구비된 후배광형 엘이디 조명 장치에 대한 빔각도 실험 결과 도면이다.

도면을 살펴보면, 본 발명의 일실시예에 따른 이중 확산커버가 구비된 후배광형 엘이디 조명 장치는 베이스(10)와, 엘이디모듈(20)과, 내확산커버(30)와, 외확산커버(40)와, 리플렉터(50)를 포함하여 구성된다.

상기 베이스(10)는 후단부가 전구소켓에 나사 결합되며 전기적으로 접속되는 구성으로 본 발명에 일실시예에서는 제작의 용이를 위하여 전구소켓에 결합되는 소켓 베이스(11)와, 그 전면에 상기 엘이디모듈(20)이 안착되고 상기 엘이디모듈(20)로부터 발생된 열을 외부로 발산하기 위한 방열판의 역할을 하는 방열판 베이스로(12)로 나누어 구성하였다.

한편, 상기 베이스(10)의 내부에는 도 2에 도시된 바와 같이 외부 교류전원을 직류전원으로 변환하여 상기 엘이디모듈(20)로 안정적인 전원을 공급하기 위한 정 전류 방식의 스위칭모드 파워서플라이(SMPS)가 구비된다.

또한, 본 발명의 일실시예에서는 상기 베이스(10)는 상기 엘이디모듈(20)이 상기 외확산커버(40)의 중심부에 위치되도록 전단부에 전방으로 돌출된 돌출부(10a)가 구비되어 상기 엘이디모듈(20)이 상기 돌출부(10a)의 전면에 안착되도록 구성되고, 상기 돌출부(10a)의 외측은 상기 리플렉터(50)로 감싸여지도록 구성된다.

상기 엘이디모듈(20)은 상기 베이스(10)의 전단부 즉, 상기 돌출부(10a)의 전면에 안착되어 상기 베이스(10)의 내부에 구비된 스위칭모드 파워서플라이(SMPS)로부터 전원을 인가받아 전방을 향하여 빛을 조사하는 구성으로 본 발명의 일실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이 원판형의 기판에 6개의 엘이디칩을 방사대칭형으로 실장하여 구성하였다.

상기 내확산커버(30)는 돔형상으로 형성되어 상기 엘이디모듈(20)을 감싸는 구성이고, 상기 외확산커버(40)는 돔형상으로 형성되어 상기 내확산커버(30)를 감싸는 구성이다. 즉, 본 발명에서는 조사되는 빛의 빔각도를 보다 크게 하기 위해 이중의 확산커버(30, 40)를 채택한 것이다.

한편, 상기 내확산커버(30) 및 상기 외확산커버(40)는 상기 엘이디모듈(20)로부터 조사되는 빛이 투과되며 확산되도록 빛이 투과되는 투과면에 전체적으로 확산제가 분포된다.

상기 내확산커버(30) 및 상기 외확산커버(40)에 분포되는 확산제로는 은(Ag), 알루미늄(Al), 미세한 실리카, 수산화 알루미늄(Al(OH)₃), 탈크, 글라비드 파우더 및 PMMA 비드로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다할 것이다.

또한, 본 발명의 일실시예에서 상기 내확산커버(30)는 빛이 투과되는 투과면이 3분의 2 구형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.

도 5에는 상기 내확산커버(30)를 본 발명의 일실시예에 따른 3분의 2 구형상으로 형성된 내확산커버(A)와, 반구형상으로 형성된 내확산커버(B)를 적용하였을 경우 각각의 빔각도를 실험한 결과를 도시한 것이다.

도 5를 살펴보면, 상기 내확산커버(30)의 형상이 3분의 2 구형상(A)으로 형성되었을 경우 조사되는 빛의 빔각도가 200~205도로서, 상기 내확산커버(30)가 반구형상(B)으로 형성된 경우의 빔각도인 160~165보다 훨씬 크게 됨을 확인할 수 있다.

또한, 상기 내확산커버(30)가 반구형상(B)으로 형성되었다고 하더라도, 상기 외확산커버(40)가 결합되어 이중 확산커버(30, 40) 구조를 갖는 경우 조사되는 빛의 빔각도가 내확산커버(30)만을 채택하였을 경우보다 크게 됨을 확인할 수 있다.

상기 리플렉터(50)는 전협후광형태의 원뿔형으로 형성되어 상기 베이스(10)의 돌출부(10a)를 감싸도록 구비되어 표면으로 조사되는 빛을 반사시키는 구성이다.

즉, 상기 리플렉터(50)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 외확산커버(40)를 투과하지 못하고 내측으로 반사된 빛을 재반사시켜 외측방향으로 조사되도록 함으로써 상기 외확산커버(40)의 외부로 조사되는 가시광의 총량(이하 '광속'이라고 한다)을 상승시키기 위한 구성인 것이다.

광속의 단위는 루멘(lm)으로서 1루멘(ml)은 모든 방향에 대하여 1칸델라(cd)의 광도를 갖는 표준점 광원에서 단위 체적당 방출하는 광량이다.

아래의 표 1은 2M 적분구를 이용하여 온도 21.1℃, 습도 25%의 조건에서 50분동안 상기 엘이디모듈(20)에 6개의 엘이디칩을 배치하였을 경우 상기 리플렉터(50)를 적용하지 않은 일반의 경우와, 상기 리플렉터(50)를 적용한 경우의 광속을 측정한 결과이다.

전류(A)	일반(lm)	리플렉터 적용(lm)	상승율(%)
0.35	453.40	490.67	108.2

한편, 아래의 표 2는 상기 표 1과 다른 조건은 동일하고 상기 엘이디모듈(20)에 7개의 엘이디칩을 배치하였을 경우 측정 결과이다.

전류(A)	일반(lm)	리플렉터 적용(lm)	상승율(%)
0.31	472.69	501.47	106.1
0.33	486.05	525.10	108.0
0.35	499.17	542.05	108.6

상기 표 1 및 표 2를 살펴보면 상기 리플렉터(50)가 적용되었을 경우 일반의 경우보다 광속이 상승됨을 확인할 수 있다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 이중 확산커버가 구비된 후배광형 엘이디 조명 장치는 직진특성을 갖는 있는 엘이디모듈(20)에서 조사되는 빛을 내확산커버(30) 및 외확산커버(40)를 통해 이중으로 확산시켜 눈부심을 방지함은 물론 빔각도를 크게할 수 있고 리플렉터(50)를 통해 광속을 상승시킬 수 있게 되는 것이다.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 이중 확산커버가 구비된 후배광형 엘이디 조명 장치는 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.

10 베이스
10a 돌출부
11 소켓 베이스
12 방열판 베이스
20 엘이디모듈
30 내확산커버
40 외확산커버
50 리플렉터

Claims

후단부가 전구소켓에 결합되며 전기적으로 접속되는 베이스와; 상기 베이스의 전단부에 안착되어 전원을 인가받아 전방을 향하여 빛을 조사하는 엘이디모듈과; 돔형상으로 형성되어 상기 엘이디모듈을 감싸는 내확산커버와; 돔형상으로 형성되어 상기 내확산커버를 감싸는 외확산커버를; 포함하되,
상기 내확산커버 및 상기 외확산커버는 빛이 투과되는 투과면에 전체적으로 확산제가 분포되고,
상기 베이스는 상기 엘이디모듈이 상기 외확산커버의 중심부에 위치되도록 전단부에 전방으로 돌출된 돌출부가 구비되어 상기 엘이디모듈이 상기 돌출부의 전면에 안착되며,
상기 내확산커버는 상기 투과면이 3분의 2 구형상으로 형성되고,
전협후광형태의 원뿔형으로 형성되어 상기 베이스의 돌출부를 감싸되, 표면으로 조사되는 빛을 반사시키는 리플렉터를; 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 확산커버가 구비된 후배광형 엘이디 조명 장치.
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