KR101341835B1

KR101341835B1 - 엘이디램프용 광확산판

Info

Publication number: KR101341835B1
Application number: KR1020120062478A
Authority: KR
Inventors: 원종만
Original assignee: 주식회사 크린세븐
Priority date: 2012-06-12
Filing date: 2012-06-12
Publication date: 2013-12-16

Abstract

본 발명은 LED램프용 광확산판에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, LED로부터 조사되는 광을 효과적으로 확산시켜 LED를 광원으로 적용한 조명기구의 조명효율이 향상되도록 하고, LED로부터 방출되는 열기를 효과적으로 발산시켜 수명을 연장시킬 수 있고, 조명기구 내부의 불순물을 제거하여 청결도를 향상시킬 수 있는 LED램프용 광확산판에 관한 것이다.
본 발명에 따른 LED램프용 광확산판은 LED를 광원으로 하는 램프에 설치되는 광확산판에 있어서, 상기 광확산판은, 상기 램프에 설치되고 LED로부터 방출되는 광이 투과되는 광확산판베이스; 상기 광확산판베이스에 관통, 형성되는 복수의 열방출공; 및 상기 열방출공의 형성부위에 해당되는 상기 광확산판베이스의 내면 연부에 돌출되고, 상기 열방출공과 연통되는 유동공이 형성된 광확산부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따르면, LED로부터 생성된 광이 광확산부재에 마련된 제1 및 제2 반사면과 경사반사면에서 반사 및 굴절된 후 광확산판베이스를 투과하게 되므로 광의 확산성이 뛰어나 조명효율이 향상되고 핫 스팟을 저감할 수 있는 효과가 있다.
그리고, LED의 점등시 발생되는 열기는 유동공을 경유한 후 열방출공으로 방출되므로 냉각효율이 향상되어 별도의 방열판을 설치할 필요가 없게 되므로 램프의 제작비용을 절감할 수 있고, 에너지의 효율을 향상시킬 수 있으며, LED 광원의 수명을 연장시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 광확산부재에 형성된 이물질제거 코팅층은 유동공 및 열방출공을 통해 유동되는 공기 중에 포함된 유기물, 수분 등을 분해, 제거하게 되므로 램프 내부를 보다 청결하게 유지할 수 있다.

Description

엘이디램프용 광확산판{LIGHT DIFFUSED PLATE FOR LED LIGHTING DEVICE}

본 발명은 LED램프용 광확산판에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, LED로부터 조사되는 광을 효과적으로 확산시켜 LED를 광원으로 적용한 조명기구의 조명효율이 향상되도록 하고, LED로부터 방출되는 열기를 효과적으로 발산시켜 수명을 연장시킬 수 있고, 조명기구 내부의 불순물을 제거하여 청결도를 향상시킬 수 있는 LED램프용 광확산판에 관한 것이다.

일반적으로, 전기에너지를 이용하는 조명등으로는 색감이 따듯하고 점등에 부속장치가 요구되지 않은 백열전구나, 백열전구에 비해 효율이 높고 수명이 긴 형광등이 주로 사용되고 있다.

형광등은 백열전구에 여러 가지 면에서 우수한 조명등이지만 여전히 수명이 한정되어 있고 소비 전력이 매우 높아 최근에는 발광다이오드(LED)를 광원으로 하는 조명등이 개발되고 있다.

발광다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고, 수명이 길며 적은 전기에너지로도 빛에너지로의 변환율이 좋아 이를 적용한 램프의 사용이 확대되고 있다.

이러한 발광다이오드를 적용한 조명기구로는 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2009-0124626호에 나타난 바와 같은 엘이디 평판램프형 조명기구가 개시되어 있다.

이러한 엘이디 평판램프형 조명기구는 도1에 도시된 바와 같이 램프하우징(1), 램프결합체(2), 램프고정부재(3), 및 커버프레임(4)을 구비한 것으로, 램프결합체(2)는 저면에 LED(211)들이 노출되도록 LED모듈이 설치되고 가장자리 둘레로 끼움홈(213)이 형성된 LED장착판(21)과, 이 LED장착판(21)의 저면을 덧씌우는 형태로 형성되어 설치되는 투광케이스(22)로 구성되어 있다.

전술한 바와 같은 종래 엘이디 조명기구는 형광등에 비해 수명이 길고 조도가 높은 장점은 있지만 광원을 광의 직진특성이 우수한 LED(211)로 적용하고 있으므로 광이 특정 영역에 집중되고 이에 따라 투광케이스(22)의 표면(222)에 광의 조도 또는 휘도가 서로 달라서 빛 자국(이하, 핫 스팟(hot spot)이라 한다)이 형성되는 문제점을 유발하게 된다. 이에 따라 투광케이스(22)에 수많은 핫 스팟이 발생되어 조도가 낮고 광분포가 불균일하여 미관 또한 매우 불량해지게 된다.

그리고, LED(211) 광원은 에너지 효율이 뛰어나지만 많은 열이 방출되는 특성이 있고 특히 투광케이스(22) 내부에 밀폐되어 있으므로 장시간 열기에 노출될 경우 광량이 현저히 줄어들고 수명이 단축되는 단점이 있다.

본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, LED로부터 조사되는 광을 효과적으로 확산시켜 LED를 광원으로 적용한 조명기구의 조명효율이 향상되도록 한 LED램프용 광확산판을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, LED로부터 방출되는 열기를 효과적으로 발산시켜 수명을 연장시킬 수 있고, 조명기구 내부의 불순물을 제거하여 청결도를 향상시킬 수 있는 LED램프용 광확산판을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 LED램프용 광확산판은 LED를 광원으로 하는 램프에 설치되는 광확산판에 있어서, 상기 광확산판은, 상기 램프에 설치되고 LED로부터 방출되는 광이 투과되는 광확산판베이스; 상기 광확산판베이스에 관통, 형성되는 복수의 열방출공; 및 상기 열방출공의 형성부위에 해당되는 상기 광확산판베이스의 내면 연부에 돌출되고, 상기 열방출공과 연통되는 유동공이 형성된 광확산부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 광확산부재는, 상기 광확산판베이스의 내면에 돌출되는 돌출부; 및 상기 돌출부의 단부에 상기 광확산판베이스의 내표면과 평행하게 연장, 형성되는 반사부를 구비하고, 상기 유동공은 상기 돌출부에 형성될 수 있다.

그리고, 상기 돌출부는 상기 광확산판베이스의 표면을 기준으로 대각방향으로 돌출되어 내면에 경사반사면이 형성되고, 상기 반사부는 평판형으로 형성되어 상면에 제1 반사면과 저면에 제2 반사면이 구성될 수 있다.

한편, 상기 돌출부는 상협하광 구조의 원추형으로 형성되고, 상기 유동공은 상기 돌출부의 둘레 면에 천공되는 복수의 슬릿 형태로 형성되고, 상기 유동공 사이사이에 해당되는 상기 돌출부의 내면에 복수의 경사반사면이 형성되며, 상기 반사부는 평판형으로 형성되어 상면에 제1 반사면과 저면에 제2 반사면이 구성될 수 있다.

아울러, 상기 광확산부재의 표면에 이산화티탄(TiO2)를 포함하는 이물질제거 코팅층이 형성되도록 함으로써 광촉매 반응을 통해 램프 내부의 유기물, 수분 등을 분해, 제거하여 램프 내부를 보다 청결하게 유지할 수 있도록 구현할 수 있다.

또한, 상기 열방출공을 통해 내부로 이물질의 유입을 차단하도록 상기 광확산판베이스의 저면에 배치되는 여과망을 더 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 LED램프용 광확산판에 의하면, LED로부터 생성된 광이 광확산부재에 마련된 제1 및 제2 반사면과 경사반사면에서 반사 및 굴절된 후 광확산판베이스를 투과하게 되므로 광의 확산성이 뛰어나 조명효율이 향상되고 핫 스팟을 저감할 수 있는 효과가 있다.

그리고, LED의 점등시 발생되는 열기는 유동공을 경유한 후 열방출공으로 방출되므로 냉각효율이 향상되어 별도의 방열판을 설치할 필요가 없게 되므로 램프의 제작비용을 절감할 수 있고, 에너지의 효율을 향상시킬 수 있으며, LED 광원의 수명을 연장시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 광확산부재에 형성된 이물질제거 코팅층은 유동공 및 열방출공을 통해 유동되는 공기 중에 포함된 유기물, 수분 등을 분해, 제거하게 되므로 램프 내부를 보다 청결하게 유지할 수 있다.

도1은 종래 엘이디 조명기구를 설명하기 위한 도면,
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED램프용 광확산판의 전체적인 형태를 나타내는 사시도,
도3a 및 도3b는 도2의 A부 확대 사시도 및 확대 단면도,
도4는 본 발명의 일 실시예의 제1 변형예에 따른 LED램프용 광확산판의 전체적인 형태를 나타내는 사시도,
도5a 및 도5b는 도4의 B부 확대 사시도 및 확대 단면도,
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED램프용 광확산판의 제2 변형예를 나타낸 분리 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED램프용 광확산판의 전체적인 형태를 나타내는 사시도, 도3a 및 도3b는 도2의 A부 확대 사시도 및 확대 단면도이다.

도2 내지 도3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED램프용 광확산판(1)은 LED(미도시)를 광원으로 하는 램프(미도시)에 장착되어 조사되는 광을 조명공간에 확산시키기 위해 설치되는 것으로, 램프의 광방출 부위에 설치되는 광확산판베이스(11), 이 광확산판베이스(11)에 구비되는 복수의 열방출공(12) 및 광확산부재(13)가 구비되어 있다.

광확산판베이스(11)는 램프의 하우징(미도시)에 마련된 개구부측에 설치되는 것으로, 아크릴(MMA: Methy methacrylate), 폴리카보네이트, 실리콘, PET 등의 소재를 판형으로 성형하여 구성한다.

그리고, 광확산판베이스(11)의 형상은 설치되는 램프의 하우징 형상에 따라 다양한 형태로 구성된다.

또한, 광확산판베이스(11)는 광을 더욱 확산시킬 수 있도록 하기 위해 성형시에 굴절율이 서로 다른 소재로서 유리, 실리콘, 광섬유, 크리스탈 등의 소재 중에서 적어도 한 가지 이상의 소재를 이용하여 0.1 내지 1mm 범위의 입경을 갖는 구체로 형성한 반사체(14)가 투입되어 일체로 성형 될 수 있다.

이와 같이 반사체(14)가 형성되면 광확산판베이스(11)의 입사면으로 불규칙하게 광이 입사되더라도 출사면으로 광선이 이동되는 과정에서 서로 다른 굴절율을 갖는 반사체(14)를 통과하면서 무수한 경계면의 조건에 따라 다양한 굴절, 반사, 및 전반사를 반복하게 되므로 입사면으로 불규칙하게 집중된 광은 출사면에서 고르게 확산된 후 조명공간을 향해 조사된다.

또한, 광확산판베이스(11)는 램프의 하우징에 장착하기 위한 장착구조가 마련되어 있다. 이 장착구조는 램프의 구조, 형태에 따라 제한 없이 다양하게 구성할 수 있는 것으로, 가장 대표적인 장착구조로는 도2에 나타난 바와 같이 광확산판베이스(11)의 가장자리 부위에 체결공(15)을 천공하고, 이 체결공(15)을 통해 삽입되어 램프의 하우징에 체결되는 스크류(16)로 구성할 수 있다.

열방출공(12)은 광확산판베이스(11)에 상하로 관통되게 형성되는 다수의 홀로서, 램프에 배치되는 LED의 수량, 형상, 크기에 따라 수량, 모양 및 직경을 다양화하여 구성할 수 있다. 이러한 열방출공(12)은 에너지 효율이 뛰어나지만 점등시 열이 방출되는 LED 광원의 특성을 고려한 것으로 열기를 방출하는 기능을 수행한다.

광확산부재(13)는 열방출공(12)의 형성부위에 해당되는 광확산판베이스(11)의 내면 연부에 돌출되고, 열방출공(12)과 연통되는 유동공(131)이 형성된 구조로 되어 있다.

그리고, 광확산부재(13)는 광확산판베이스(11)의 내면에 돌출되는 돌출부(132)와, 이 돌출부(132)의 단부에 광확산판베이스(11)의 내표면과 평행하게 연장, 형성되는 반사부(133)로 구성되는 한편, 유동공(131)은 돌출부(132)에 관통되게 형성되어 있다.

이때, 돌출부(132)는 내면에 광의 굴절 및 반사를 위한 경사반사면(132a)이 형성되도록 광확산판베이스(11)의 표면을 기준으로 대각방향으로 돌출되게 형성되고, 반사부(133)는 평판형으로 형성되어 상면에 제1 반사면(133a)과 저면에 제2 반사면(133b)이 형성되도록 구성되어 있다.

한편, 광확산부재(13)는 램프 내부의 이물질을 제거하기 위해 표면에 이산화티탄(TiO2)를 포함하는 이물질제거 코팅층(17)이 형성되어 있다. 바람직하게 이산화티탄을 포함하는 이물질제거 코팅층(17)은 돌출부(132) 및 반사부(133)의 내면에 형성되어 광촉매 반응을 통해 램프 내의 이물질 중 유기물 등을 분해, 제거하게 된다.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 LED램프용 광확산판의 작용을 간략하게 설명한다.

전술한 바와 같이 구성된 LED램프용 광확산판(1)을 램프의 하우징 개구부에 설치한 상태에서 전원을 공급하게 되면, LED 광원의 점등으로 광이 방출되어 조명공간으로 광선이 조사된다.

이와 같이 조명공간으로 조사되는 광은 광확산판베이스(11)를 투과한 후 배출되는데, 이때 광의 일부는 광확산판베이스(11)의 내 표면에서 굴절되어 광확산부재(13)의 경사반사면(132a) 및 제2 반사면(133b)에 의해 반사 및 굴절된 후 광확산판베이스(11)를 투과하게 되고, 광확산부재(13)의 제1 반사면(133a)으로 조사되는 광은 일부가 그 표면에서 굴절 및 반사되어 열방출공(12) 및 광확산판베이스(11)로 투과하게 되므로 광의 확산성이 뛰어나 조명효율이 향상되고 핫 스팟을 저감할 수 있다.

이와 같이 광확산판베이스(11)를 통해 조명공간으로 투과되는 광선은 서로 다른 굴절율을 갖는 반사체(14)를 통과하면서 무수한 경계면의 조건에 따라 다양한 굴절, 반사, 및 전반사를 반복하게 되므로 입사면으로 불규칙하게 집중된 광은 출사면에서 다시 한번 더 확산 된 후 조명공간을 향해 조사된다.

그리고, LED 광원의 점등시 발산되는 열기는 유동공(131)을 경유한 후 열방출공(12)으로 방출되므로 냉각효율이 향상되어 별도의 방열판을 설치할 필요가 없게 되므로 램프의 제작비용을 절감할 수 있고, 에너지의 효율을 향상시킬 수 있으며, LED 광원의 수명을 연장시킬 수 있는 장점이 있다.

아울러, 광확산부재(13)에 형성된 이물질제거 코팅층(17)은 광촉매 반응을 수행하는 이산화티탄(TiO2)를 포함하고 있으므로 유동공(131) 및 열방출공(12)을 통해 유동되는 공기중에 포함된 유기물, 수분 등을 분해, 제거하게 되므로 램프 내부를 보다 청결하게 유지할 수 있는 효과가 발휘된다.

도4는 본 발명의 일 실시예의 제1 변형예에 따른 LED램프용 광확산판의 전체적인 형태를 나타내는 사시도, 도5a 및 도5b는 도4의 B부 확대 사시도 및 확대 단면도이다.

도5a 및 도5b를 참조하면, LED램프용 광확산판(1)은 광확산판베이스(11), 복수의 열방출공(12), 및 광확산부재(13)를 구비하고, 광확산부재(13)는 광확산판베이스(11)의 내면에 돌출되는 돌출부(132), 돌출부(132)의 단부에 광확산판베이스(11)의 내표면과 평행하게 연장, 형성되는 반사부(133), 및 열방출공(12)과 연통되게 돌출부(132)에 형성되는 유동공(131)을 구비하되, 돌출부(132)는 상협하광(上狹下廣) 구조의 원추형으로 형성되어 있다.

그리고, 돌출부(132)는 둘레 면에 슬릿 형태로 복수의 유동공(131)이 천공되고 내면에 복수의 경사반사면(132a)이 형성되며, 돌출부(132)의 상단에 제1 및 제2 반사면(133a,133b)을 갖는 반사부(133)가 일체로 형성되어 있다.

도5a 및 도5b에 도시된 형태의 LED램프용 광확산판(1)은 다수의 LED가 광원으로 배치된 경우에 더 적합한 형태로서 360° 모든 방향에서 열기를 방출할 수 있고, 원추형 돌출부(132)의 내면에 여러 가지 각도로 복수의 경사반사면(132a)이 형성되므로 다양한 굴절, 반사, 및 전반사를 반복하게 되므로 광이 보다 고르게 확산된 후 조명공간을 향해 조사되는 장점이 있다.

도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED램프용 광확산판의 제2 변형예를 나타낸 분리 사시도이다.

도6을 참조하면, LED램프용 광확산판(1)은 광확산판베이스(11), 복수의 열방출공(12), 및 광확산부재(13)를 구비하되, 열방출공(12)을 통해 램프 내부로 이물질의 유입되지 않도록 광확산판베이스(11)의 저면에 배치되는 여과망(18)을 더 구비한다.

여과망(18)은 조도에 미치는 악영향을 최소화하기 위해 투명 재질이고, 내열 특성을 갖는 소재로 형성된 메쉬망을 설치하여 구성할 수 있다. 예컨대, 여과망은 투명한 모노필라멘트사를 이용하여 면상체로 제직한 것을 적용할 수 있다.

이때, 메쉬망의 모서리 부분에는 열방출공(12)에 끼워져 설치된 상태를 유지할 수 있는 고정돌기(181)가 돌출, 형성되어 있다.

전술한 바와 같이 제2 변형예에 따른 LED램프용 광확산판(1)은 열방출공(12)의 여과망(18)이 설치되어 있으므로 통기성이 확보되어 냉각효율은 향상시킬 수 있으면서도 이물질의 유입을 방지할 수 있어서 램프를 보다 청결하게 유지할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 LED램프용 광확산판를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.

1:LED램프용 광확산판 11:광확산판베이스
12:열방출공 13:광확산부재
131:유동공 132:돌출부
132a:경사반사면 133:반사부
133a:제1 반사면 133b:제2 반사면
14:반사체 17:이물질제거 코팅층
18:여과망

Claims

LED를 광원으로 하는 램프에 설치되는 광확산판에 있어서,
상기 광확산판은,
상기 램프에 설치되고 LED로부터 방출되는 광이 투과되는 광확산판베이스;
상기 광확산판베이스에 관통, 형성되는 복수의 열방출공; 및
상기 열방출공의 형성부위에 해당되는 상기 광확산판베이스의 내면 연부에 돌출되고, 상기 열방출공과 연통되는 유동공이 형성된 광확산부재를 포함하되,
상기 광확산부재는 상기 광확산판베이스의 내면에 돌출되는 돌출부, 및 상기 돌출부의 단부에 상기 광확산판베이스의 내표면과 평행하게 연장, 형성되는 반사부를 구비하고, 상기 유동공은 상기 돌출부에 형성되는 것을 특징으로 하는 LED램프용 광확산판.
삭제
제1항에 있어서,
상기 돌출부는 상기 광확산판베이스의 표면을 기준으로 대각방향으로 돌출되어 내면에 경사반사면이 형성되고,
상기 반사부는 평판형으로 형성되어 상면에 제1 반사면과 저면에 제2 반사면이 구성된 것을 특징으로 하는 LED램프용 광확산판.
제1항에 있어서,
상기 돌출부는 상협하광 구조의 원추형으로 형성되고,
상기 유동공은 상기 돌출부의 둘레 면에 천공되는 복수의 슬릿 형태로 형성되고, 상기 유동공 사이사이에 해당되는 상기 돌출부의 내면에 복수의 경사반사면이 형성되며,
상기 반사부는 평판형으로 형성되어 상면에 제1 반사면과 저면에 제2 반사면이 구성된 것을 특징으로 하는 LED램프용 광확산판.
제1항, 제3항, 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광확산부재의 표면에 이산화티탄(TiO2)를 포함하는 이물질제거 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 LED램프용 광확산판.
제5항에 있어서,
상기 열방출공을 통해 내부로 이물질의 유입을 차단하도록 상기 광확산판베이스의 저면에 배치되는 여과망을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED램프용 광확산판.