KR101601801B1 - 아크형 광확산 구조의 led 조명등 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광확산 구조를 지니는 LED 조명등에 있어서; 면광원을 구성하도록 형성되는 베이스(10); 상기 베이스(10) 상에 격자 형태로 LED소자(25)를 배열하고, 각각의 LED소자(25)를 직병렬회로(23)로 연결하는 발광부(20); 상기 베이스(10)의 변부에 결합되어 지지강도를 유지하는 프레임(30); 및 상기 발광부(20)를 면광원으로 기능하도록 프레임(30)에 광확산판(41)을 착탈 가능하게 구비하는 조광부(40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 광의 확산면적을 증대하여 그림자의 발생이 현저히 저하되고, 조명면적이 큰 경우에도 조명등의 설치개소를 축소하여 비용을 절감하며, 조명등 설치개소의 감소로 인한 전력소모를 도모하는 효과가 있다.

Description

아크형 광확산 구조의 LED 조명등{LED light with arc-shaped light diffusing construction}

본 발명은 LED 조명등에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 건축물 등에서 천장에 설치되어 조도 유지와 장식 기능을 수행하는 아크형 광확산 구조의 LED 조명등에 관한 것이다.

일반적으로, 조명등은 직접적인 광조사에 의한 눈부심 등을 방지하면서 외부의 충격으로부터 보호하기 위하여 전등커버를 설치하게 된다. 전등커버의 소재로는 반투명 플라스틱이나 간유리 등이 선호되고 있다. 다만 전등커버를 설치하는 경우 조명의 조도가 떨어질 수밖에 없고 조명의 확산면적이 크지 않아 그림자가 발생하는 경우가 많다. 이에 따라, 설치대상의 면적이 큰 경우에는 다수개의 조명등을 설치하여야 하므로 비용이 증가되는 문제점이 있다.

특히 지향성이 높은 LED 조명등에서 광학산을 이루기 위한 선행기술문헌으로서 한국 공개특허공보 제2013-0005035호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제0931266호는(선행문헌 2) 등이 알려져 있다.

선행문헌 1에 의하면, 프레임; 가요성 반사판으로 이루어지며 상기 프레임에 끼워지도록 휘어져 상하 방향으로 삽입 설치되는 곡면 반사 시트; 일측은 상기 곡면 반사 시트의 좌우 양측 가장자리에 부착되고 타측은 상면쪽으로 향하도록 이루어지는 엘이디 장착판; 등을 포함한다. 이에 따라, 도광판을 사용하지 않아 경량화되고 원가도 절감될 뿐만 아니라 조도가 증가하고 도광판의 경시 변화에 의한 열화를 방지하는 효과를 기대한다.

선행문헌 2는 LED가 서로 다른 방향으로 광을 방출하도록 소정의 각이 형성되는 PCB, 상기 PCB의 LED가 실장된 면에 대향되도록 절곡되고, 상기 LED에서 출사되는 광을 서로 다른 주 배광 방향으로 확산시키는 확산부재를 내부에 포함하는 확산판으로 형성된 투광부 등으로 구성된다. 이에 따라, 측면 광의 세기가 커서 배광이 넓고 균일하게 형성되며, 천정 근처로 광이 방출되어 조도 공간을 고려한 배광 곡선을 구현하는 효과를 기대한다.

그러나, 상기한 선행문헌 1에 의하면 일측과 타측에서 광의 확산량에 차이가 있고, 선행문헌 2에 의하면 투광부가 중심선을 기준으로 절곡된 상태로 반사하여 확산의 방향성이 크다. 이에 상기한 선행문헌은 조명등의 설치수량을 축소하는 설계로 적용하기 한계성을 드러낸다.

1. 한국 공개특허공보 제2013-0005035호 "곡면 반사 시트를 이용한 면 조명기구" (공개일자 : 2013. 8. 22.) 2. 한국 등록특허공보 제0931266호 "넓고 균일한 배광을 가지는 실내용 LED 조명" (공개일자 : 2009. 12. 11.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 광의 확산면적을 증대하여 그림자의 발생이 현저히 저하되고, 조명면적이 큰 경우에도 조명등의 설치개소를 축소하여 비용을 절감하며, 조명등 설치개소의 감소로 인한 전력소모를 도모하는 아크형 광확산 구조의 LED 조명등을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 광확산커버를 조립하는 것은 물론 분해하여 점검이나 교체하기 용이한 구조를 채용하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 광확산 구조를 지니는 LED 조명등에 있어서; 면광원을 구성하도록 형성되는 베이스; 상기 베이스 상에 격자 형태로 LED소자를 배열하고, 각각의 LED소자를 직병렬회로로 연결하는 발광부; 상기 베이스의 변부에 결합되어 지지강도를 유지하는 프레임; 및 상기 발광부를 면광원으로 기능하도록 프레임에 광확산판을 착탈 가능하게 구비하는 조광부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 프레임은 다수의 고정대에 적어도 하나의 분리대를 결합하여 구성되고, 분리대는 착탈과 지지를 위한 물림요철을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 조광부의 광확산판은 프레임에 대한 돌출높이를 형성하는 X축곡면과 Y축곡면을 동시에 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변형예로서, 상기 조광부는 프레임과 인접한 부분에서 돌출높이 증가율이 최고로 유지되는 융기부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 변형예로서, 상기 베이스는 베이스 또는 프레임의 외부에서 광확산판의 돌출높이를 변동하도록 조절부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 광의 확산면적을 증대하여 그림자의 발생이 현저히 저하되고, 조명면적이 큰 경우에도 조명등의 설치개소를 축소하여 비용을 절감하며, 조명등 설치개소의 감소로 인한 전력소모를 도모하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 조명등의 주요부를 나타내는 구성도
도 2는 도 1에서 광학산판을 제거한 상태로 나타내는 구성도
도 3은 본 발명에 따른 프레임의 세부 구조를 나타내는 단면도
도 4는 본 발명에 따른 광학산판의 일예를 나타내는 구성도
도 5는 본 발명의 변형예에 따른 조명등을 나타내는 구성도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 광확산 구조를 지니는 LED 조명등에 관하여 제안한다. 광확산 구조의 LED 조명등은 호텔, 병원, 주차장, 발전소 등에서 24시간 점등되는 상시등을 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.

본 발명에 따르면 베이스(10)가 면광원을 구성하도록 형성되는 구조이다. 베이스(10)는 후술하는 발광부(20)를 지지하며 면광원을 구성하는 부분으로서 정방형이나 장방형의 사각형이 선호되지만 여타의 다각형, 원형, 타원형을 배제하는 것은 아니다. 베이스(10)의 소재는 알루미늄 합금판이 적절하지만 적어도 부분적으로 수지를 사용할 수 있다.

또, 본 발명에 따르면 발광부(20)가 상기 베이스(10) 상에 격자 형태로 LED소자(25)를 배열하고, 각각의 LED소자(25)를 직병렬회로(23)로 연결하는 구조이다. 발광부(20)는 기판(21) 상에 다수의 LED소자(25)를 교체 용이한 모듈 형태로 구비한다. LED소자(25) 사이의 간격은 동일하게 유지하지만 각열을 지그재그로 배치할 수도 있다. 도 1 및 도 2는 2개의 기판(21)을 수용하고 커넥터(27)로 연결한 상태를 예시한다. 기판(21)은 직병렬회로(23) 상에 LED소자(25)를 수용하도록 패턴을 구성한다. 이에, 어느 LED소자(25)가 불량이거나 수명을 다하여 오프되어도 급격한 조도 저하를 방지하여 상시등의 기능을 수행할 수 있다.

한편, 도 2는 기판(21)의 직병렬회로(23)를 상측의 2열만 도시하지만 각열에 대하여 모두 동일하게 형성된다.

또, 본 발명에 따르면 프레임(30)이 상기 베이스(10)의 변부에 결합되어 지지강도를 유지하는 구조이다. 도 1 및 도 2에서 프레임(30)이 베이스(10)의 4변부에 긴밀하게 결합된 상태를 예시한다. 프레임(30)은 알루미늄 합금의 프로파일로 형성할 수 있으며 베이스(10)와 함께 건물의 천장에 매립될 수도 있다. 프레임(30)의 높이는 면광원 기능 및 원가절감을 위해 최소로 설계함이 유리하다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 프레임(30)은 다수의 고정대(31)에 적어도 하나의 분리대(32)를 결합하여 구성되고, 분리대(32)는 착탈과 지지를 위한 물림요철(35)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 도 3(a)는 고정대(31) 상에 베이스(10)와 광확산판(41)이 맞물린 상태를 나타내고, 도 3(b)는 분리대(32) 상에 광확산판(41)이 분리 가능하게 맞물린 상태를 나타낸다. 분리대(32)는 고정대(31)를 이분할한 구조이며 상호 접촉되는 부분에 각각 물림요철(35)을 구비한다. 분리대(32)의 물림요철(35)은 대향하는 한쌍의 리브상에 형성하여 탄성변형으로 상호간의 거리가 변동하기 쉽도록 한다.

작동의 일예를 설명하면, 도 1의 3변을 이루는 고정대(31)의 일측에서 분리대(32)를 들어서 물림요철(35)의 맞물림을 해제하면 광확산판(41)의 분리가 가능하여 도 2의 상태로 된다. 반대로 도 2의 상태에서 광확산판(41)을 고정대(31) 사이에 끼우고 분리대(32)를 밀어 넣으면 물림요철(35)이 다시 맞물려 도 1의 상태로 된다. 이러한 구조에 의하면 광확산판(41), 기판(21), LED소자(25)에 대한 점검과 보수를 용이하게 한다.

또, 본 발명에 따르면 조광부(40)가 상기 발광부(20)를 면광원으로 기능하도록 프레임(30)에 광확산판(41)을 착탈 가능하게 구비하는 구조이다. 조광부(40)는 LED소자(25)의 점광원을 면광원으로 구현하는 부분으로서 광확산판(41)을 요체로 한다. 광확산판(41)은 폴리카보네이트 또는 아크릴에 광확산 성분을 분산시킨 형태가 바람직하지만 광확산 필름을 부착하거나 도료를 도포한 형태를 배제하는 것은 아니다. 물론 광확산판(41)은 광확산 기능 외에 고열전도 열가소성 엘라스토머, 알루미늄나트라이드 기재의 고분자수지, 카본 나노튜브 등을 부가할 수 있다. 어느 경우에나 광확산판(41)의 내충격성, 내열성, 내한성은 기본적으로 요구된다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 조광부(40)의 광확산판(41)은 프레임(30)에 대한 돌출높이를 형성하는 X축곡면(42)과 Y축곡면(43)을 동시에 구비하는 것을 특징으로 한다. 도 4처럼 광확산판(41)은 X축곡면(42)과 Y축곡면(43)을 동일한 곡률 또는 상호 다른 곡률로 형성한다. X축과 Y축은 이해를 돕기 위한 설정으로서 2축으로 제한되는 것은 아니다. 어느 경우에나 광확산판(41)이 프레임(30)으로부터 돌출되므로 프레임(30)의 높이를 축소하여도 LED소자(25)의 발광을 사방으로 확산할 수 있다. 실험에 의하면 광확산판(41)의 돌출높이는 LED소자(25) 간의 거리의 1/3 내지 1/2로 유지하는 것이 바람직한 것으로 나타났다. 돌출높이가 너무 작으면 프레임(30)의 높이 증가를 유발하고 너무 크면 광확산판(41)의 재료비가 상승하므로 기능과 원가 측면에서 불리하다.

한편, LED소자(25)의 발광 경로 상에 위치하는 프레임(30)의 내면에는 반사시트(도시 생략)를 부착하는 것이 좋다.

본 발명의 변형예로서, 상기 조광부(40)는 프레임(30)과 인접한 부분에서 돌출높이 증가율이 최고로 유지되는 융기부(45)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 도 3을 참조하면 광확산판(41)에서 다수의 곡률로 급격하게 돌출높이가 증가하는 융기부(45)를 알 수 있다. 융기부(45)는 LED소자(25)의 광확산 기능을 높이기 때문에 결과적으로 프레임(30)의 높이를 축소하는 작용을 한다. 물론 광확산판(41)의 변부에 융기부(45)를 구성하더라도 전체적인 프레임(30)에 대한 돌출높이는 동일하게 유지하는 것이 좋다.

본 발명의 또 다른 변형예로서, 상기 베이스(10)는 베이스(10) 또는 프레임(30)의 외부에서 광확산판(41)의 돌출높이를 변동하도록 조절부(50)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 도 5에서 조절부(50)가 베이스(10)의 외면 중앙에 투명봉(52)과 노브(55)를 지닌 상태를 예시한다. 투명봉(52)은 베이스(10)와 기판(21)을 관통하여 광확산판(41)의 중앙에 접촉하고, 노브(55)는 베이스(10)에 나선운동 가능하게 장착되는 동시에 투명봉(52)과 연결된다. 이에 노브(55)를 돌리면 광확산판(41)의 탄성변형이 유발되어 돌출높이의 변동이 가능하다.

사용에 있어서, 건물의 상시등을 설치할 위치에 조명등을 지지할 홀을 형성하고, 프레임(30)의 고정대(31)에 광확산판(41)을 끼우고 분리대(32)를 압착하여 조립을 완료하고, 조립된 조명등을 천장 홀에 가설치한 상태에서 발광 상태를 확인하여 조절부(50)로 조절하고, 다시 광확산판(41)을 일시 분리한 상태에서 천장 홀에 조명등을 고정한 다음 광확산판(41)을 끼워 설치를 완료한다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 베이스 20: 발광부
21: 기판 23: 직병렬회로
25: LED소자 27: 커넥터
30: 프레임 31: 고정대
32: 분리대 35: 물림요철
40: 조광부 41: 광확산판
42: X축곡면 43: Y축곡면
45: 융기부 50: 조절부
52: 투명봉 55: 노브

Claims (5)

1. 광확산 구조를 지니는 LED 조명등에 있어서;
   면광원을 구성하도록 형성되는 베이스(10);
   상기 베이스(10) 상에 격자 형태로 LED소자(25)를 배열하고, 각각의 LED소자(25)를 직병렬회로(23)로 연결하는 발광부(20);
   상기 베이스(10)의 변부에 결합되어 지지강도를 유지하는 프레임(30); 및
   상기 발광부(20)를 면광원으로 기능하도록 프레임(30)에 광확산판(41)을 착탈 가능하게 구비하는 조광부(40);를 포함하여 이루어지되,
   상기 프레임(30)은 다수의 고정대(31)에 적어도 하나의 분리대(32)를 결합하여 구성되고, 분리대(32)는 착탈과 지지를 위한 물림요철(35)을 구비하며,
   상기 조광부(40)의 광확산판(41)은 프레임(30)에 대한 돌출높이를 형성하는 X축곡면(42)과 Y축곡면(43)을 동시에 구비하는 것을 특징으로 하는 아크형 광확산 구조의 LED 조명등.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 조광부(40)는 프레임(30)과 인접한 부분에서 돌출높이 증가율이 최고로 유지되는 융기부(45)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 아크형 광확산 구조의 LED 조명등.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 베이스(10)는 베이스(10) 또는 프레임(30)의 외부에서 광확산판(41)의 돌출높이를 변동하도록 조절부(50)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 아크형 광확산 구조의 LED 조명등.

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