KR101535907B1 - 지향각 조절이 가능한 광 튜브 및 이를 구비하는 조명등 - Google Patents

지향각 조절이 가능한 광 튜브 및 이를 구비하는 조명등 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조명등의 전면으로 출사되는 빛의 지향각을 조절할 수 있는 광 튜브 및 이를 구비하는 조명등에 관한 것으로, 본 발명은의 광 튜브는, 소정의 길이를 갖는 백 프레임에 광원 모듈이 내설되고, 상기 광원 모듈의 전면(前面)에서 상기 백 프레임에 체결되어 전면으로 출사되는 빛의 광 특성을 제어하는 조명등용 광 튜브에 있어서, 상기 광 튜브의 내면 또는 외면에는 전면으로 출사되는 빛의 지향각을 제어하는 광 제어 패턴이 음각 또는 양각으로 형성되되, 상기 광 제어 패턴은 상기 광 튜브의 일 측(단면 구조에서의 좌측 또는 우측)과 타 측(단면 구조에서의 우측 또는 좌측)으로 갈수록 패턴의 크기를 달리하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성의 광 튜브에 의하여 전면으로 출사되는 빛을 집중 또는 확산시켜 조명 범위를 조절할 수 있다.

Description

지향각 조절이 가능한 광 튜브 및 이를 구비하는 조명등{Light Guide Device Capable of Controlling Light Directional Angle and Lamp Apparatus having the Same}
본 발명은 조명등에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조명등의 전면으로 출사되는 빛의 지향각을 조절할 수 있는 광 튜브 및 이를 구비하는 조명등에 관한 것이다.
일반적으로 전기스탠드는 책상이나 작업대 등에 설치되어 그 주위를 조명하여 독서나 작업이 가능하도록 하는 용도로 사용되며, 가로등은 차도나 인도의 도로변에 설치되어 그 주변을 조명하여 주행이나 보행이 가능하도록 하는 용도로 사용되는 조명 장치이다.
전기스탠드나 가로등과 같은 조명등은 특정 위치에 설치되어 하측으로 빛을 조명하며, 빛은 소정의 지향각으로 출사되어 일정 영역의 범위를 조명하게 된다. 특히, 전기스탠드의 경우 사용 용도에 따라 다양한 방향과 각도로 조명되어야 할 필요성이 있다. 즉, 독서를 위한 전기스탠드는 책이 펼쳐진 소정의 좁은 영역에 조명이 집중되는 것이 바람직하고, 작업을 위한 전기스탠드의 경우 상대적으로 넓은 영역으로 조명이 확산되는 것이 바람직하다.
최근에는 이러한 조명 특성을 고려하여 다양한 방향으로 조명이 가능한 조명등이 제안되고 있다. 일 예로, 등록특허공보 10-1225367호(이하, '선행기술1'이라 함)에는 바 타입의 조명등의 고정 각도를 조절하여 빛의 조사각을 자유로이 조절할 수 있는 LED 조명등에 대한 구성이 개시되어 있으며, 공개특허공보 10-2009-0038505호(이하, '선행기술2'라 함)에는 빛이 전등갓의 하측에 집중되도록 하는 전기스탠드에 대한 구성이 개시되어 있다.
상기 선행기술1의 LED 조명등은 도 1에 도시된 바와 같이, 소켓 본체(20)가 회전 가능하도록 상기 소켓 본체(20) 전면에 삽입 결합되는 전면 커버(30)에 의하여, 상기 소켓 본체(20)에 고정되게 조립되는 LED 조명등(12)이 회전 가능하도록 구성된다. 상기와 같은 구성에 의하여 선행기술1의 LED 조명등은, LED 조명등(12)의 고정 각도를 조절함으로써 출사되는 빛의 조사 방향을 자유로이 조절할 수 있는 효과를 나타낸다.
그러나 상기 선행기술1의 LED 조명등은 조명등 자체의 고정 각도를 조절하여 고정 각도에 따른 빛의 출사 방향만을 조절할 수 있을 뿐이며, 빛이 조사되는 범위를 좁히거나 넓히는 것과 같이 빛의 지향각을 조절하지는 못하는 문제점이 있다.
상기 선행기술2의 전기스탠드는 도 2에 도시된 바와 같이, 전등갓(7)의 내부 케이스(7a) 하단부에 빛의 확산을 차단하는 빛가림판(9.9a,9b)을 부착하여, 조명램프(8)에서 외측 방향으로 조명되는 불빛을 차단시킴과 동시에 불빛을 하측으로 반사시킴으로써, 전등갓(7)의 하측을 향하여 빛이 집중될 수 있도록 하는 효과를 나타낸다.
그러나 상기 선행기술2의 전기스탠드는 케이스의 외측을 따라 빛을 차단 및 반사시키기 위한 별도의 빛가림판을 체결하여야 하므로 전기스탠드의 구조가 복잡해지고, 빛가림판을 체결하고 분리하여야 함에 따라 사용이 불편한 문제점이 있다. 또한, 선행기술2는의 전기스탠드는 빛가림판을 체결하여 빛을 집중시키는 효과만 나타낼 뿐이며, 빛을 확산시키는 효과는 나타내지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 제반 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 조명등 장치에 있어서 전면으로 출사되는 빛의 지향각을 좁히거나 넓힐 수 있는 조명등을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 조명등의 전면에 체결되는 전면 튜브의 조절에 의하여 빛의 지향각이 조절되도록 함으로써, 간단한 구조와 조작으로 빛의 지향각을 조절할 수 있는 조명등을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 소정의 길이를 갖는 백 프레임에 광원 모듈이 내설되고, 상기 광원 모듈의 전면(前面)에서 상기 백 프레임에 체결되어 전면으로 출사되는 빛의 광 특성을 제어하는 조명등용 광 튜브에 있어서, 상기 광 튜브의 내면 또는 외면에는 전면으로 출사되는 빛의 지향각을 제어하는 광 제어 패턴이 음각 또는 양각으로 형성되되, 상기 광 제어 패턴은 상기 광 튜브의 일 측(단면 구조에서의 좌측 또는 우측)에서 타 측(단면 구조에서의 우측 또는 좌측)으로 갈수록 패턴의 크기를 달리하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 광 제어 패턴은, 상기 광 튜브의 일 측에서 타 측으로 갈수록 패턴의 크기가 연속적으로 가변하거나, 상기 광 튜브의 일 측에서 타 측으로 갈수록 복수의 단계로 구분되어 패턴의 크기가 불연속적으로 가변하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광 제어 패턴은, 길이 방향의 단면이 라운드 형상, 프리즘 형상 및 꼭지각이 둥근 프리즘 형상 중 어느 하나의 형상을 이루는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 조명등은, 길이를 갖는 백 프레임; 상기 백 프레임에 내설되는 광원 모듈; 및 상기 광원 모듈의 전면(前面)에서 상기 백 프레임에 체결되며, 내면 또는 외면에는 일 측(단면 구조에서의 좌측 또는 우측)에서 타 측(단면 구조에서의 우측 또는 좌측)으로 갈수록 패턴의 크기가 연속 또는 불연속적으로 가변하는 광 제어 패턴이 형성되는 광 튜브;를 포함하여, 길이 방향을 중심 축으로 상기 광 튜브의 회전에 따라 전면으로 출사되는 빛을 집광 또는 확산시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성의 조명등은 전면으로 출사되는 빛을 집중 또는 확산시켜 조명 범위를 좁히거나 넓힐 수 있는 효과를 나타낸다.
또한, 본 발명은 전면 튜브의 간단한 회전 조작으로 출사되는 빛의 조명 범위를 조절함으로써, 구조가 간단하고 조작이 용이한 지향각 조절이 가능한 조명등을 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 LED 조명등을 나타낸 분해 사시도,
도 2는 종래의 기술에 따른 전기스탠드를 나타낸 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기스탠드를 나타낸 사시도,
도 4는 도 3의 주요부인 조명부의 내구 구조를 나타낸 사시 단면도,
도 5는 도 4의 주요부인 광 튜브의 일 예를 나타낸 단면도,
도 6은 도 4의 주요부인 광 튜브의 다른 예를 나타낸 단면도,
도 7은 본 발명의 주요부인 광 튜브의 광 패턴에 따른 광 출사 경로를 나타낸 광 출사도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전기스탠드의 조명 특성을 나타낸 도면, 및
도 9 내지 도 11은 본 발명의 주요부인 광 튜브의 광 제어 패턴에 대한 다양한 예를 나타낸 도면이다.
본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 바람직한 실시예들에 의해 명확해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기스탠드를 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3의 주요부인 조명부의 내구 구조를 나타낸 A-A 방향의 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 전기스탠드는 받침부(300), 받침부에서 소정의 높이로 연장되는 지지부(200) 및 지지부와 힌지 가능하도록 체결되어 특정 방향으로 빛을 조명하는 조명부(100)로 구성될 수 있으며, 조명부(100)에는 외부 전원이 연결된다. 특히, 조명부(100)는 도 4에 도시된 바와 같이, 백 프레임(110), 백 프레임의 내부 공간에 설치되는 광원 모듈(120) 및 광원 모듈의 전면(前面)에서 백 프레임에 체결되는 광 튜브(130)를 포함한다.
백 프레임(110)은 조명부(100)의 배면 커버를 구성하며, 일반적으로 소정의 길이를 갖는 반원통 형상으로 전면에는 광 출사 영역을 확보하기 위한 개구부가 형성된다. 이러한 백 프레임(110)의 외면에는 광원 모듈(120)에서 발생하는 열을 방출시키기 위한 방열 수단이 구비될 수 있고, 내면에는 광원 모듈(120)과 광 튜브(130)가 체결되기 위한 체결 수단이 구비된다.
광원 모듈(120)은 조명부(100)의 광원을 구성하며, 기판(121)의 전면에 다수의 LED(122)가 실장되는 LED 어레이 형태를 이룰 수 있으며, 기판의 배면에는 LED를 구동시키기 위한 다양한 구동 소자가 결합된다. 이러한 광원 모듈(120)로는 LED 광원외에도 형광램프와 같은 다양한 종류의 광원이 이용될 수 있다.
광 튜브(130)는 조명부(100)의 전면 커버를 구성함과 동시에 광원 모듈(120)에서 출사되는 빛의 광 특성을 향상시키기 위한 구성으로, 백 프레임(110)에 대응하는 소정의 길이를 갖는 원통 형상으로 백 프레임(110)에 체결되는 상측의 일부는 절개된다. 이러한 광 튜브(130)는 투명 또는 반투명의 수지로 구성되며, 일 예로 PMMA 수지로 구성될 수 있다.
특히, 본 발명에서의 광 튜브(130)는 내면 또는 외면에 빛의 출사 범위를 제어하는 광 제어 패턴(131)이 형성되고, 백 프레임(110)에 지지되면서 길이 방향의 내부 공간을 중심 축으로 소정의 각도록 왕복 회전이 가능하도록 체결된다. 여기서, 광 튜브 회전 수단은 다양한 공지의 수단이 적용될 수 있으며, 이하에서는 광 제어 패턴과 그에 따른 광 출사 특성에 대하여 상세히 살펴본다.
도 5 및 도 6은 도 4의 주요부인 광 튜브의 다양한 예를 나타낸 단면도이고, 도 7은 본 발명의 주요부인 광 튜브의 광 패턴에 따른 광 출사 경로를 나타낸 광 출사도이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광 튜브(130)는 상부의 일부가 절개된 통 형상으로, 단면은 구면 또는 비구면의 원형을 이루거나 다각형을 이룰 수 있다. 또한, 광 튜브(130)의 표면에는 광 제어 패턴(131)이 형성된다. 광 제어 패턴(131)은 도트 형상을 이루거나 길이 방향으로 나란한 실린더 형상 또는 프리즘 형상을 이룰 수 있다. 이때, 광 제어 패턴(131)의 길이 방향에 대한 단면은 도시된 바와 같이 반원형 또는 반타원형의 라운드 형상을 이루거나, 프리즘 형상, 꼭지각이 둥근 프리즘 형상을 이룰 수 있다.
특히, 본 발명에서의 광 제어 패턴(131)은 소정의 호(弧)의 길이를 갖는 원형의 광 튜브(130) 표면에 있어서, 일 측 표면과 타측 표면에서 패턴의 형상을 달리하도록 구성된다. 즉, 광 제어 패턴(131)은 튜브의 일 측(단면 구조에서의 좌측 또는 우측) 단부에서 타 측(단면 구조에서의 우측 또는 좌측) 단부로 갈수록 패턴의 깊이, 높이, 직경 및 간격 등이 가변된다.
이러한 광 제어 패턴(131)은 광 튜브(130) 표면의 좌측 단부에서 우측 단부로 갈수록 패턴의 깊이와 직경 등이 도 5에 도시된 바와 같이 연속적으로 증가(또는 감소)하거나, 도 6에 도시된 바와 같이 불연속적으로 증가(또는 감소)한다. 이때, 불연속적으로 가변하는 광 제어 패턴(131)은, 광 튜브(130)의 표면이 호의 길이에 대하여 2 영역 또는 3 영역으로 구분되고, 각 영역에서 단계적으로 가변하도록 구성된다.
한편, 광 튜브(130)의 하측 출광부로 출사되는 빛은 광 튜브(130)의 표면에 형성되는 광 제어 패턴(131)의 형상(특히, 깊이나 높이)에 따라 출사되는 지향각이 달라진다. 즉, 도 7의 (a)와 같이 광 제어 패턴(131)이 미세한 크기로 형성되는 경우 광 튜브(130)의 표면을 통과하는 빛은 좁은 지향각(θ1)으로 집중되어 출사되며, (b)와 같이 광 제어 패턴(131)이 상대적으로 크게 형성되는 경우 광 튜브(130)의 표면을 통과하는 빛은 넓은 지향각(θ2)으로 굴절되어 출사된다(θ1〈 θ2). 따라서, 본 발명에서는 광 제어 패턴(131)의 가변적인 분포에 의하여 하측으로 출사되는 출광부에 특정 깊이를 갖는 광 제어 패턴(131)이 배치되도록 광 튜브(130)의 회전 각을 조절함으로써, 빛의 조명 범위를 조절할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전기스탠드의 조명 특성을 나타낸 도면이다. 본 발명의 전기스탠드는 조명부를 구성하는 통 형상의 광 튜브(130)는 길이 방향의 중심 축에 대하여 회전 가능하도록 백 프레임(110)에 체결된다.
이때, (a)에 도시된 바와 같이 미세한 광 제어 패턴(131)이 하측의 출광부에 위치하도록 광 튜브(130)를 조절하는 경우 광원 모듈(120)에서 출사되는 빛은 광 튜브(130)를 통과하면서 좁은 지향각으로 출사되어, 좁은 영역에 집중되는 조명 범위를 형성한다. 이러한 좁은 영역의 조명 범위 조절은 전기스탠드를 독서와 같은 환경에 이용하는데 적합하다.
그리고, (b)에 도시된 바와 같이 상대적으로 큰 광 제어 패턴(131)이 하측의 출광부에 위치하도록 광 튜브(130)를 조절하는 경우 광원 모듈(120)에서 출사되는 빛은 광 튜브(130)를 통과하면서 넓은 지향각으로 출사되어, 넓은 영역으로 확산되는 조명 범위를 형성한다. 이러한 넓은 영역의 조명 범위 조절은 전기스탠드를 작업을 위한 용도로 사용하는데 적합하다.
따라서, 본 발명의 전기스탠드는 광 튜브를 조절함으로써, 출사되는 조명 범위를 간단히 조절할 수 있다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 주요부인 광 튜브의 광 제어 패턴에 대한 다양한 예를 나타낸 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 광 튜브 표면에 형성되는 광 제어 패턴은 라운드 형상, 프리즘 형상 및 꼭지각이 둥근 프리즘 형상을 이룰 수 있다. 또한, 이러한 광 제어 패턴(131)은 광 튜브(130)의 외면 또는 내면에 형성될 수 있으며, 양각 또는 음각으로 형성될 수 있다.
구체적으로 살펴보면, 광 제어 패턴(131)은 도 9에 도시된 바와 같이 라운드 형상을 이룰 수 있다. 라운드 형상의 광 제어 패턴(131)은 직경(L1)이 10㎛ 내지 5000㎛ 범위를 갖고, 높이(H1, 또는 깊이)가 5㎛ 내지 5000㎛ 범위를 갖도록 형성된다. 이러한 라운드 형상의 광 제어 패턴(131)은 상기 범위 내에서 직경(L1)나 높이(H1)이 가변된다.
또한, 광 제어 패턴(131)은 도 10에 도시된 바와 같이 프리즘 형상을 이룰 수 있다. 프리즘 형상의 광 제어 패턴(131)은 프리즘의 꼭지각(α2)이 80° 내지 130°의 범위를 갖고, 프리즘의 폭(L2)이 5㎛ 내지 5000㎛ 범위를 가지며, 높이(H2)가 5㎛ 내지 5000㎛ 범위를 갖도록 형성된다. 이러한 프리즘 형상의 광 제어 패턴(H2)은 상기 범위 내에서 꼭지각(α2), 폭(L2) 및 높이(H2)가 가변된다.
또한, 광 제어 패턴(131)은 도 11에 도시된 바와 같이 꼭지각이 둥근 프리즘 형상을 이룰 수 있다. 꼭지각이 둥근 프리즘 형상의 광 제어 패턴(131)은 프리즘의 꼭지각(α3)이 80° 내지 130°의 범위를 갖고, 프리즘의 폭(L3)이 5㎛ 내지 5000㎛의 범위를 갖고, 높이(H3)가 5㎛ 내지 5000㎛의 범위를 갖고, 프리즘 선단의 곡률 반경(R3)이 1㎛ 내지 5000㎛의 범위를 갖도록 형성된다. 이러한 꼭지각이 둥근 프리즘 형상의 광 제어 패턴(131)은 상기 범위 내에서 꼭지각(α3), 폭(L3), 높이(H3) 및 곡률 반경(R3)이 가변된다.
이상에서 본 발명에 있어서 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 특히, 본 발명의 설명에 있어서 전기스탠드에 적용되는 광 튜브를 예시하였으나, 본 발명의 구성에 따른 광 튜브는 가로등과 같은 다양한 종류의 조명등 장치에서 전면 커버로 적용될 수 있다.
110 : 백 프레임
120 : 광원 모듈
130 : 광 튜브
131 : 광 제어 패턴

Claims (5)

  1. 길이를 갖는 백 프레임에 광원 모듈이 내설되고, 상기 광원 모듈의 전면(前面)에서 상기 백 프레임에 체결되어 전면으로 출사되는 빛의 광 특성을 제어하는 조명등용 광 튜브에 있어서,
    상기 광 튜브의 내면 또는 외면에는 전면으로 출사되는 빛의 지향각을 제어하는 광 제어 패턴이 음각 또는 양각으로 형성되되,
    상기 광 제어 패턴은 상기 광 튜브의 일 측(단면 구조에서의 좌측 또는 우측)에서 타 측(단면 구조에서의 우측 또는 좌측)으로 갈수록 패턴의 크기가 증가하거나 감소하여, 상기 광원 모듈의 전방에 위치되는 광 제어 패턴에 따라 출사되는 빛이 집광 또는 확산되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 조명등용 광 튜브.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광 제어 패턴은,
    상기 광 튜브의 일 측에서 타 측으로 갈수록 패턴의 크기가 연속적으로 가변하는 것을 특징으로 하는 조명등용 광 튜브.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광 제어 패턴은,
    상기 광 튜브의 일 측에서 타 측으로 갈수록 복수의 단계로 구분되어 패턴의 크기가 불연속적으로 가변하는 것을 특징으로 하는 조명등용 광 튜브.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 제어 패턴은,
    길이 방향의 단면이 라운드 형상, 프리즘 형상 및 꼭지각이 둥근 프리즘 형상 중 어느 하나의 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 조명등용 광 튜브.
  5. 길이를 갖는 백 프레임;
    상기 백 프레임에 내설되는 광원 모듈; 및
    상기 광원 모듈의 전면(前面)에서 상기 백 프레임에 체결되며, 내면 또는 외면에는 일 측(단면 구조에서의 좌측 또는 우측)에서 타 측(단면 구조에서의 우측 또는 좌측)으로 갈수록 패턴의 크기가 연속 또는 불연속적으로 가변하는 광 제어 패턴이 형성되는 광 튜브;를 포함하여,
    길이 방향을 중심 축으로 상기 광 튜브의 회전에 따라 전면으로 출사되는 빛을 집광 또는 확산시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 조명등.

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