KR101659505B1 - 전기 램프 - Google Patents

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빈센트 에스. 디. 기엘렌
요하네스 피. 엠. 안셈스
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코닌클리케 필립스 엔.브이.
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Abstract

전구형 LED 램프(1)는 소켓(5) 상에 탑재된 전구(3)를 갖는다. PCB(9) 상에 탑재된 복수의 LED를 포함하는 광원(7)은 전구(3) 내에 배치된다. PCB(9)는 냉각 수단(21)으로서 동작하고/거나 거기에 연결된다. 전구의 외측 표면(15)은 광 투과가능한 표면(22) 및/또는 그것의 부분영역들(23)과 냉각 수단(21) 둘 다에 의해 형성되고, 그 냉각 수단은 전구 내부로부터 전구의 외측 표면 내로 연장된다. 표면들은 냉각 수단과 광 투과가능한 부분영역 둘 다의 상기 표면들이 서로 접하는 전구의 외측 표면의 위치들에서 서로 동일 평면에 있다. 본 발명의 램프의 공간 광 강도 분포는 종래 기술의 전구형 LED 램프에 비해 상당히 개선된다.

Description

전기 램프{ELECTRIC LAMP}
본 발명은
- 소켓 상에 탑재된 전구(bulb),
- 동작 동안 램프를 냉각시키기 위한 냉각 수단,
- 전구 내부에 배치된 반도체 광원,
- 소켓의 중심 단부 및 전구의 중심 말단을 통해 연장되는 램프 축
을 포함하며, 전구는 램프의 동작 동안 광원으로부터 발생하는 광을 투과시키기 위한 광 투과가능한 표면을 포함하는 외측 표면을 갖는 전기 램프에 관한 것이다.
그러한 램프는 US-5806965로부터 알려져 있다. 공지된 램프에서, 개별 LED들의 실질적으로 전방향인(omnidirectional) 클러스터가 인쇄 회로 보드(PCB) 상에 전기적으로 탑재된다. 상기 LED들의 클러스터에 의해, 표준 백열 전구(GLS)의 전력 소모의 일부분으로 표준 GLS와 동일한 광 강도가 발생될 수 있다. 공지된 램프가 소비자에게 안전하도록 하기 위해, 그 램프는 보호 전구(즉, 돔(dome))를 구비하여, 소비자를 상기 돔 내의 전기 회로에의 노출로부터 보호한다. 결과적으로, 공지된 램프는 원하는 전방향의 광 분포가, 돔이 탑재되는 베이스 플레이트(하부 벽)에 의해 방해를 받는다는 단점을 갖는다. 또한, PCB 및 LED 위에 보호 돔을 제공하는 것은, 공지된 램프가 감소된/불충분한 냉각 효율이라는 단점을 갖게 한다.
<발명의 요약>
본 발명의 목적은 도입부에서 설명된 유형의 전구형 LED 램프로서, 단점들 중 적어도 하나가 제거된 전구형 LED 램프를 제공하는 것이다. 이를 달성하기 위해, 램프는 냉각 수단 및 광 투과가능한 표면 둘 다가 전구 외측 표면에 걸쳐 펼쳐져서, 축에 평행하게 연장하는 제1 평면과 축에 수직하게 연장하는 제2 평면인 2개의 평면의 가상 집합에 대하여, 상기 2개의 평면 중 적어도 하나가 냉각 수단과 광 투과가능한 표면 간의 경계를 적어도 2회 교차하게 되는 상기 평면들의 위치가 발견될 수 있는 것을 특징으로 한다. 이에 관련하여, "전구(bulb)"는 다양한 형상들, 예를 들어 둥근 구 형상(rounded spherical shape), 튜브형 형상, 또는 다면체 형상(예를 들어, 12면체, 6각형 또는 8면체)을 포함함을 이해해야 한다. 반도체 광원은 OLED, LED, 광전(opto-electrical) 장치를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 가상 평면들이 냉각 수단과 광 투과가능한 표면 간의 경계를 적어도 2회 교차한다는 것은, 상기 냉각 수단과 광 투과가능한 표면이 패치된다(patched)는 표시이다. 램프가 효율적으로 냉각되기 위해서, 즉 충분한 냉각 용량과 충분한 광 방출을 갖게 하기 위해서, 본 발명자들은 냉각 수단과 광 투과가능한 표면 둘 다가 전구 외측 표면을 형성해야만 하며, 전구 외측 표면에 걸쳐 펼쳐져야 한다, 예를 들어 패치되어야 한다는 통찰을 얻었다. 냉각 수단이 전구 외측 표면에 걸쳐 펼쳐지게 하면, 주변 대기에 노출되는 냉각 수단의 표면적이 증가되고, 따라서 램프의 냉각 용량이 증가/개선되면서도 램프의 크기의 증가는 전혀 또는 거의없게 된다. 공지된 램프에서, 냉각 수단의 증가는 대형의 부피가 큰 램프를 유발했을 것이다. 광 투과가능한 표면이 전구 외측 표면에 걸쳐 펼쳐지게 하면, 전방향 광 분포가 공지된 램프에 비해 개선되게 된다. 공지된 램프에서, 원하는 전방향 광 분포는, 돔이 탑재되는 베이스 플레이트(하부 벽)에 의해 방해를 받는다. 이러한 현상은 본 발명의 램프에서 제거된다.
램프의 냉각 용량을 더 개선하기 위해, 전기 램프의 실시예는 냉각 수단이 전구의 내부로부터 전구의 외측 표면 내로 연장되어, 전구의 외측 표면의 일부를 형성하는 것을 특징으로 한다. 그러므로, 전구의 외측 표면은 폐쇄된 표면(closed surface)일 필요가 없고, 예를 들어 전구의 외측 표면에서 동일 평면을 이루는 구별가능한 부분들에 의해 형성될 수 있다. 선택적으로, 전구 외측 표면은 예를 들어 장식의 목적으로, 또는 냉각 수단의 방사 특성(radiative properties)을 개선하거나, 전구의 외측 표면을 평활화하기 위해, 코팅을 구비할 수 있다. 광원은 LED들의 클러스터를 포함할 수 있는데, 이 LED들의 클러스터는 본 발명의 램프 내에서 냉각 수단에 의해 LED들의 서브그룹들 내로 분산될 수 있다. 냉각 수단이 상당히 증가된 냉각 표면을 갖고, 냉각 표면이 (단열성의) 보호 커버 없이 주변 대기에 직접 노출되어, 자유롭게 흐르는 공기가 예를 들어 대류로 인해 냉각 영역들을 따라 흐르는 것이 허용되므로, 이러한 기술적 수단은 램프의 냉각 효율이 개선되는 것을 수반한다. 바람직하게, 냉각 수단은 전체 전구 외측 표면에 걸쳐서 균일하게 분포되어, 동작 동안 열적 성능(thermal performance)이 램프의 배향에 독립적이게 한다. 램프의 냉각을 촉진하기 위해, 냉각 수단은 바람직하게는 적어도 1W/mK, 더 바람직하게는 10W/mK, 훨씬 더 바람직하게는 20W/mK 이상, 100 또는 500W/mK까지의 열 전도 계수를 갖는다. 냉각 수단을 위한 적합한 재료는 알루미늄, 구리, 그들의 합금과 같은 금속들, 또는 Coolpoly®를 통해 입수할 수 있는 것과 같은 열 전도성 플라스틱, 예를 들어 1.5W/mK의 열 전도율을 갖는 백색/흑색 Coolpoly® D3606 또는 5W/mK의 열 전도율을 갖는 백색 Coolpoly® D1202이다.
실시예에서, 전기 램프는 광 투과가능한 표면이 냉각 수단에 의해 부분영역들(sub-areas)로 나누어지는 것을 특징으로 한다. 결과적으로, 램프는 부분영역들 및 LED들의 클러스터로부터의 관련된 LED들의 서브그룹의 배향을 설정하는 것을 통해 광 분포가 튜닝될 수 있다는 이점을 갖는다. 대안적인 실시예에서, 광 분포는 LED들의 서브그룹들의 강도를 제어하는 것을 통해 제어될 수 있고/거나, 심지어는 서브그룹 내에서도, 개별 LED들의 강도가 제어될 수 있을 것이다. 부분영역들의 배향 및/또는 강도를 설정함으로써, 램프가 관찰자에게 300°의 공간 각도 내에서 동등한 광도를 나타내는 것이 가능해지는데, 즉 전구 내부의 축 상에서 그 정점(apex)을 갖는 소켓 주위의 원뿔 내에서의 방향들로부터를 제외하고는 모든 방향들에서 동등한 광도가 관측되며, 그 원뿔은 60°의 정점 각도를 갖는다. 이와 관련하여, "동등한 광도(equal luminous intensity)"는 + 또는 - 15％의 편차를 갖는 평균 광 강도를 의미한다.
다른 실시예에서, 전기 램프는 부분영역들이 동일한 형상 및/또는 크기를 갖는 것을 특징으로 한다. 그 결과, 램프는 상이한 램프 부분들의 개수가 감소되므로 제조하기가 비교적 쉽다는 이점을 갖는다.
또 다른 실시예에서, 전기 램프는 부분영역들이 완전한(integral) 광 투과가능한 표면을 형성하고, 부분영역들 및 냉각 수단은 서로 맞물린(interdigitated)/포오크형(forked)/교대하는(alternating) 구성으로 배열되어 있는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 램프는 광 투과가능한 표면 및/또는 냉각 수단이 각각 단 하나의 완전한 램프 부분을 형성하며, 따라서 램프 부분들의 개수가 상당히 감소된다는 이점을 갖는다.
다른 실시예에서, 전기 램프는 각각의 부분영역이 냉각 수단의 개별 부분에 의해 둘러싸이는 것을 특징으로 한다. 결과적으로, 램프는 비교적 매우 효율적인 냉각이 획득된다는 이점을 갖는데, 예를 들어, 광원이 LED들의 서브그룹들을 포함하는 경우에서, LED들의 각 서브그룹은 그것의 관련 냉각 수단에 근접하여 있다. 바람직한 실시예들은, 부분영역들이 적어도 2개의 축방향으로 연장하는 냉각 아치(cooling arches), 예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6 또는 8개의 아치에 의해 분리되는 전기 램프들이다. 구체적으로, 냉각 아치들이 전구의 외측 표면의 둘레에 걸쳐서 균일하게 분포되고, 광 투과가능한 부분영역들이 동일한 형상을 갖는 경우에서, 예를 들어, 4중(four-fold) 또는 7중(seven-fold) 회전축 대칭을 갖는 회전 대칭 전구가 얻어진다. 대안적인 실시예들은 부분영역들이 축 둘레의 적어도 하나의 환형(annular) 또는 링 형상 냉각 수단, 예를 들어 2, 3 또는 4개의 링에 의해 분리되는 전기 램프들이다. 그러면, 전구는 예를 들어 2중, 3중 또는 4중 회전축을 갖는 유리한 회전 대칭을 갖는다. 위에 언급된 실시예들에서, 부분영역들의 개수는 2 내지 8의 범위 내에 있지만, 상기 개수는 예를 들어 8개보다 많고 36 또는 144개의 부분영역들까지, 또는 훨씬 더 많은 개수의 부분영역들로까지, 쉽게 달리 선택될 수 있다.
다른 바람직한 실시예에서, 전기 램프는 각각의 부분영역이 냉각 수단 상에 해제가능하게(releasably) 고정되는 광 투과가능한 부분인 것을 특징으로 한다. 특히 편리한 실시예는, 광 투과가능한 부분들이 쉽게 교환되는 것을 가능하게 하는 클릭(click)/스냅(snap) 연결을 통해 해제가능한 고정이 이루어지는 전기 램프이다. 교체가능성 특징(replaceability feature)에 의해, 램프는 광 투과가능한 부분들의 바람직한 속성들이 선택될 수 있고, 램프 빔 속성이 자유로이 조절될 수 있다는 이점을 갖는다. 광 투과가능한 부분들은 예를 들어, 선택적으로 반사 패턴을 구비하는 확산 투명(diffusely transparent) 또는 반투명한 부분, 또는 예를 들어 램프의 컬러 또는 컬러 온도를 설정하기 위한 원격 인광체 재료의 선택된 조합을 구비하는 투명한 부분을 구비할 수 있다. 광 투과가능한 부분이 그를 통하여 광선들의 방향이 제어될 수 있게 하는 광학 소자인 경우, 빔 특성 또는 광 분포가 비교적 쉽게 조절될 수 있다.
전기 램프 내의 냉각 수단은 전구 내부로부터 냉각 수단의 외부 표면으로의, 그리고 전구의 외부 표면으로의 열 전도가 재료의 벌크를 통해서만 발생하는 거대한(massive) 고체의 벌크 구조물로서 구현될 수 있다. 그러나, 대안적으로, 냉각 수단은 내측으로, 즉 전구의 외측 표면으로부터 축을 향해 연장되는 오목부들(recesses)로서 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 냉각 수단은 비교적 큰 외측 표면을 갖는데, 열 전도는 열이 냉각 수단의 외측 표면에 도달한 다음 자유로이 흐르는 주변 공기로 소산될 수 있기 전에, 냉각 수단의 재료의 벌크를 통해 비교적 짧은 거리에 걸쳐서만 발생한다. 따라서, 램프의 효율적인 냉각이 달성된다.
전기 램프의 또 다른 실시예는, 냉각 수단이 수동 냉각 수단 및 능동 냉각 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. 수동 냉각 수단은 주로 자연적인 대류에 의해, 본질적으로 전력 소모 없이 냉각을 수행하는 것을 의미한다. 능동 냉각은 예를 들어 공기, 오일 또는 물인 열 수송 유체의 강제 흐름을 통해 열 소산을 제어하는 것을 의미하며, 따라서 전력을 소비한다. 그러나, 능동 냉각은 더 많이, 그리고 더 양호하게 제어되는 냉각이라는 이점을 만들어낸다. 예를 들어, 능동 냉각 수단은 팬, 합성 제트(synjet), 음향 냉각(acoustic cooling) 및 이온 냉각(ionic cooling)으로 이루어진 그룹으로부터의 적어도 하나의 수단을 포함할 수 있다.
전기 램프의 또 다른 실시예는, 램프가 DC-구동(DC-driven) 램프이고, 램프는 램프 드라이버가 배치되는 중심 축 방향으로 연장되는 공동을 갖는 것을 특징으로 하며, 상기 공동은 드라이버를 램프 내부에 수용하기 위한 편리한 위치인데, 이는 램프들의 냉각 수단에 인접하기 때문이다. 대안적으로, 램프는 AC-구동(AC-driven) 램프이며, 이 경우 드라이버가 생략될 수 있고, 램프는 표준의 에디슨 피팅(Edison-fitting)을 구비하여, 표준 GLS 램프들을 위한 레트로피트 램프로서 적절하게 사용되는 것이 가능해질 수 있다. 소비자의 편의를 위하여, 대안적인 전구 형상들이 동등하게 가능하긴 하지만, 전구 형상은 종래의 GLS 전구의 형상을 따르는 것이 바람직하다.
이러한 것들과 그 외의 본 발명의 양태들은 이하에서 개략적인 도면에 의해 더 분명해질 것이다.
도 1a는 종래 기술에 따른 전기 램프를 도시한 것이다.
도 1b는 종래 기술에 따른 다른 램프를 도시한 것이다.
도 1c는 도 1b의 종래 기술 램프의 광 분포를 도시한 것이다.
도 2a는 본 발명에 따른 전기 램프의 제1 실시예의 측면도를 도시한 것이다.
도 2b는 도 2a의 램프의 상면도이다.
도 2c는 도 2a의 램프에 의해 획득되는 광 분포를 도시한 것이다.
도 2d는 본 발명에 따른 램프의 제2 실시예의 부분적으로 분해된 사시도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 램프의 제3 실시예의 측면도이다.
도 3b는 도 3a의 램프의 수직 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 램프의 제4 실시예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 램프의 제5 실시예를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 램프의 제6 실시예를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 램프의 제7 실시예를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 램프의 제8 실시예를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 램프의 제9 실시예를 도시한 것이다.
도 1a에는, 종래 기술에 따른 전구형 LED 램프가 도시되어 있다. 램프(1)는 소켓(5)에 탑재된 전구(3)를 갖는다. PCB(9) 상에 탑재된 복수의 LED를 포함하는 광원(7)이 전구(3)의 내부에 배열된다. PCB(9)는 냉각 수단으로서 기능하는 통기 구멍들(도시되지 않음)을 구비한다. PCB의 일부는 베이스 플레이트(13)로서 형성되고, 그 위에 보호 돔(protective dome)으로서 구현되는 전구(3)가 탑재되고, 상기 돔은 광원과 냉각 수단 및 PCB의 부분들을 둘러싼다. 돔은 램프의 동작 동안 광원으로부터 나오는 광을 투과시키기 위한 반투명한 외측 표면(15)을 갖는다. 램프 축(11)은 소켓의 중심 단부(17) 및 전구의 중심 말단(19)을 통해 연장된다.
도 1b는 종래 기술에 따른 다른 전구형 LED 램프(1)의 측면도를 도시한 것이다. 이러한 종래 기술의 램프에서, 전구(3)는 전구 외측 표면(15)의 광 투과가능한 표면(22)으로부터 분리된 냉각 수단(21) 상에 탑재된다. 전구(3)는 냉각 수단을 경유하여 소켓(5) 내에 탑재된다. 냉각 수단은 다소 부피가 크지만, 적당한 양의 냉각 용량을 달성하기 위해서는 이것이 요구된다. 냉각 수단은 광원에 의해 광 투과가능한 표면(22)을 통해 방출되는 광의 분포를 방해하여, 약 220°의 방출 공간 각도 α를 만들어낸다. 각도 β의 함수로서의 도 1b의 램프의 공간 광 강도 분포가 도 1c에 도시되어 있다. 도 1c에 도시된 플롯에서, 각도 β=0°는 소켓(5)으로부터 전구(3)를 향하는 방향으로 축(11)을 따라 측정된 광 강도를 참조한다. 도 1c에 분명하게 나타나 있는 바와 같이, 광 강도는 70°를 넘는 각도 β에서만 요구되는 레벨에 있고, 더 작은 각도 β에서는 광 강도가 너무 낮은데, 즉 평균 광 강도 출력보다 15％ 넘게 낮다. 도 1b에는, 축(11)에 평행한 제1 평면 P1 및 축(11)에 수직한 제2 평면 P2에 대하여, 상기 평면들 P1, P2 중 적어도 하나가 냉각 수단과 광 투과가능한 표면 간의 경계(10)와 적어도 2회 교차하는 어떠한 위치도 발견될 수 없다는 것도 도시되어 있다. 평면 P1은 경계(10)와 단 1회만 교차하는 한편, 평면 P2는 어떠한 경계도 교차하지 않는다.
도 2a에는, 본 발명에 따른 램프(1)의 제1 실시예의 측면도가 도시되어 있다. 램프는 냉각 수단(21)을 포함하는 전구(3)가 탑재되는 편리한 E27 에디슨 피팅의 소켓(5)을 갖는다. 전구(3)의 외측 표면(15)은 광 투과가능한 표면 부분영역들(23)과, 냉각 수단의 4개의 아치(25)(이들 중 2개만 도시되어 있음) 및 접합 상단(27) 둘 다에 의해 형성되는데, 그 모습은 축(11)을 따라 도 2b에 도시된 상면도에서 더 분명하게 볼 수 있다. 냉각 수단은 전구의 내부로부터 전구의 외측 표면 내로 연장되고, 고체 아치들로서 형성된다. 도 2a의 실시예에서, 표면들은 냉각 수단과 광 투과가능한 부분영역들 둘 다의 상기 표면들이 서로 접하는 전구의 외측 표면의 위치들에서 상호 동일평면에 있다. 냉각 수단은 광원(도시되지 않음)에 의해 광 투과가능한 표면(15)을 통해 방출되는 광의 분포를 적은 범위로만, 그리고 도 1b에 도시된 것과 같은 종래 기술의 램프보다 훨씬 더 적은 정도로 방해한다. 각도 β의 함수로서의 도 2a의 램프의 공간 광 강도 분포는 도 2c에 도시되어 있다. 도 2c에 도시된 플롯에서, 각도 β=0°는 소켓(5)으로부터 전구(3)를 향하는 방향으로 축(11)을 따라 측정된 광 강도를 참조한다. 도 2c에 분명하게 나타나 있는 바와 같이, 광 강도는 30°의 각도 β에서 이미 요구되는 레벨에, 즉 평균 광 강도 출력보다 15％ 넘게 적은 레벨에 있어서, 약 300°의 방출 공간 각도를 만들어내며, 적합한 광 투과가능한 부분영역들을 선택함으로써, 또는 광원의 서브그룹들의 배향을 조절함으로써, 다른 각도 α, 예를 들어 α=280° 또는 α=310°도 동등하게 가능하다. 각도 β는 소켓(5) 주위의 원뿔(6)의 정점(8)의 각도의 절반 각도를 형성한다 (도 2a 참조).
도 2d에는, 본 발명에 따른 램프(1)의 제2 실시예의 부분적으로 분해된 사시도가 도시되어 있는데, 즉 광 투과가능한 부분영역들은 해제가능하게(releasably) 고정된 광 투과가능한 부분들에 의해 형성되며, 그들 중 둘은 생략되었고, 이 광 투과가능한 부분들은 클릭/스냅 요소들을 구비하여, 냉각 수단(21) 상에 제공된 클릭 요소들(32)과 상호연결하는 것에 의한 램프 상으로의 쉬운 조립을 가능하게 한다. PCB(9) 상에 탑재된 복수의 LED(7a, 7b)로 이루어진 광원(7), 및 전구 내부의 PCB들로부터 전구의 외측 표면(15)으로 연장되는 냉각 수단(21)을 포함하여, 전구(3) 내부의 컴포넌트들 중 일부가 보여진다. PCB들은 축(11) 주위에 배치된다. 냉각 수단은 전구 외측 표면으로부터 축을 향해 연장되는 오목부들로서 성형되고, LED들을 향하는 면(29) 상에서 반사성 코팅(31)으로 코팅되어, 냉각 수단에 의한 광 손실에 대응하고, 그에 따라 램프의 효율을 증가시킨다. 각각의 PCB 및 LED들의 서브그룹들은 그 각각의 냉각 수단에 근접해 있으며, 결과적으로 비교적 매우 효율적인 냉각이 얻어진다. LED들은 - 적색, 녹색, 청색, 백색(RGBW) LED들, - RGBW-황색(amber) LED들, - 상이한 컬러 온도의 LED들, 모두 동일한 컬러를 갖는 LED들, 또는 광 투과가능한 부분들 상에 또는 그 내부에 제공되는 원격 인광체와 결합된 청색/UV LED들의 조합을 포함할 수 있다. 도 2d의 램프에서, LED들은 상이한 컬러 온도, 즉 2500K 및 7000K을 가지며, 램프의 방출 컬러 온도를 조정하기 위해, 이들의 방출 강도는 독립적으로 제어될 수 있다.
도 3a는 본 발명에 따른 램프(1)의 제3 실시예의 측면도를 도시한 것이다. 램프는 냉각 수단(21)을 포함하는 전구(3)가 탑재되는 편리한 E27 에디슨 피팅의 소켓(5)을 갖는다. 전구의 외측 표면(15)은 동일한 형상의 6개의 광 투과가능한 표면 부분영역(23)과, 냉각 수단의 6개의 주름진(corrugated) 아치(25)(이들 중 4개만이 도시되어 있음) 및 접합 상단(27) 둘 다에 의해 형성된다. 도 3a의 램프에서, 광 투과가능한 부분영역들 각각은 개별 냉각 수단에 의해 둘러싸인다. 냉각 수단은 광 투과가능한 표면과 동일 평면을 이루지는 않지만, 부분적으로 상기 표면 위에 놓여져서, 냉각 수단이 광 투과가능한 표면과 함께 물결 모양의(undulated) 전구 외측 표면을 형성하게 된다. 이 램프에서의 냉각 수단은 전구 내부로부터 전구의 외측 표면(15) 내로 및 그를 넘어서까지 연장하지 않고, 단지 전구 외측 표면의 일부를 형성한다. 도 3b는 도 3a의 램프(1)의 수직 단면을 도시한다. 램프가 DC 램프이므로, 교류 본선 전압을 적합한 DC 전압으로 변환하는 전자 드라이버 회로(33)가 전구(3) 내의 공동(35)의 내부에 제공된다. 공동(35)은 축(11) 주위에 열 전도성 재료의 PCB(9)에 의해 형성된 환형 외측 벽을 갖고, 따라서 냉각 수단으로서 기능하며, 그 PCB들 위에 LED들(도시되지 않음)이 탑재되며(탑재될 것이며), 6개의 아치가 전구 외측 표면에서 상기 벽에 열적으로 접속되고, 전기 절연성 벽(36)이 드라이버를 PCB들로부터 차폐시킨다. 따라서, LED들과 드라이버 회로 둘 다의 효율적인 냉각이 얻어진다. 도 3b의 램프는 청색 LED를 포함하는데, 그것의 방사(radiation)는 광 투과가능한 부분영역들(23)의 내측 표면(24) 상에 제공된 원격 인광체 YAG-Ce 코팅(37)에 의해 가시광으로 변환된다.
도 4 내지 도 8은 각각 본 발명에 따른 램프(1)의 제4, 제5, 제6, 제7 및 제8 실시예를 도시한 것으로, 전구(3)의 외측 표면(15) 상에는 냉각 수단(21) 및 광 투과가능한 부분영역들(23)의 대안적인 구성들이 도시되어 있다. 모든 실시예들은 우수한 냉각 속성을 갖는다. 도 4의 램프는 냉각 수단의 평행한 환형 링들을 가지고 있으며, 도 5의 램프는 냉각 수단(21)과 광 투과가능한 부분영역들(23)의 맞물린 구조(interdigitated structure)(손가락형 또는 빗형 구조)를 갖는다. 3개의 손가락형 냉각 영역이 광 투과가능한 표면의 3개의 부분영역과 함께 맞물린 구조를 형성한다. 도 6의 램프(1)는, 냉각 수단(21)이 하나의 완전한 광 투과가능한 표면(22)(즉, 중간의 부분영역들이 없음)을 포함하는 램프의 상단(27) 및 소켓(5)에 인접하여 배치되는 실시예를 도시한 것이다. 도 7 및 도 8은 전구의 형상의 대안적인 실시예를 도시한 것인데, 즉 도 7에서 전구는 튜브 형상이고, 도 8에서 전구는 냉각 수단 및 광 투과가능한 표면(22)의 부분영역들(23)에 의해 형성되는 패치된 구조(patched structure)를 갖는 6면 다각형(6각형)이다. 또한, 상기 도 4 내지 도 8의 각각에서, 축(11)에 평행한 평면 P1과 상기 축에 수직한 평면 P2가 도시되어 있다. 축(11)은 소켓(5)의 단부(17) 및 전구(3)의 말단(19)을 통해 연장된다. 도 4 내지 도 8에 도시된 모든 실시예들에서, 평면 P1이든 평면 P2이든 평면 P1 및 평면 P2 둘 다이든 간에, 적어도 하나의 평면은 냉각 수단(21)과 광 투과가능한 표면(22) 또는 그것의 부분영역들(23) 사이의 경계(10)와 2회 이상 교차한다. 도 4에서, 평면 P1은 상기 경계와 3회 교차하고, 평면 P2는 경계(10)와 교차하지 않는다. 도 5에서, 평면 P1은 경계와 교차하지 않는 반면에, 평면 P2는 상기 경계(10)와 6회 교차한다. 도 6에서, 평면 P1은 상기 경계와 2회 교차하고, 평면 P2는 경계(10)와 교차하지 않는다. 도 7에서, 평면 P1은 상기 경계(10)와 1회 교차하고, 평면 P2는 상기 경계(10)와 6회 교차한다. 도 8에서, 평면 P1과 평면 P2 둘 다가 상기 경계(10)와 8회 교차한다. 도 7의 램프에서, 전구 외측 표면(15)은 냉각 수단(21) 및 광 투과가능한 표면(22)의 부분영역들(23)의 맞물린 구조를 갖는다. 맞물린 구조는 전구 외측 표면(15)에 걸쳐서 축방향으로 길이 L에 걸쳐 연장된다. 바람직하게는, 길이 L은 전구(3)의 축방향 높이 H의 적어도 1/4이어야 한다.
도 9는 본 발명에 따른 램프(1)의 제9 실시예의 수직 단면도를 도시한 것이다. 램프는 능동 냉각식 및 수동 냉각식 둘 다인 램프이다. 도면에서 두 횡방향으로 작동하는 더블 팬(double fan)인 능동 냉각 수단(41)이 전구(3) 내의 공동(35) 내에 제공되며, 이는 냉각 용량을 증대시키고, 램프의 냉각을 더 양호하게 제어한다. 화살표들(45)에 의해 나타난, 공동을 통한 공기의 강제 흐름을 가능하게 하기 위해, 그레이트(grates)(43)가 제공된다. 공동(35)은 열 전도성 재료의 PCB들(9)에 의해 형성되는 외측 벽을 가지며, 따라서 이것은 수동 냉각 수단의 역할을 하며, 그 PCB 상에 광원(7)으로서 LED들(7a, 7b, 7c)이 탑재된다. 따라서, 램프의 효율적인 냉각이 얻어진다.

Claims (19)

  1. 전기 램프로서,
    소켓 상에 탑재된 전구(bulb),
    동작 동안 상기 램프를 냉각시키기 위한 냉각 수단,
    상기 전구 내부에 배치된 반도체 광원,
    상기 소켓의 중심 단부 및 상기 전구의 중심 말단을 통해 연장되는 램프 축
    을 포함하고, 상기 전구는 상기 램프의 동작 동안 상기 광원으로부터 발생하는 광을 투과시키기 위한 광 투과가능한 표면(light transmittable surface)을 포함하는 외측 표면을 가지며,
    상기 냉각 수단 및 상기 광 투과가능한 표면 둘 다가 전구 외측 표면에 걸쳐 펼쳐져서, 상기 축에 평행하게 연장하는 제1 평면과 상기 축에 수직하게 연장하는 제2 평면인 2개의 평면의 가상 집합에 대하여, 상기 2개의 평면 중 적어도 하나가 상기 냉각 수단과 상기 광 투과가능한 표면 간의 경계와 적어도 2회 교차하게 되는 상기 평면들의 위치가 발견될 수 있고,
    상기 광 투과가능한 표면은 상기 냉각 수단에 의해 부분영역들(sub-areas)로 나누어지는 것을 특징으로 하는 전기 램프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 수단은 상기 전구의 내부로부터 상기 전구의 상기 외측 표면 내로 연장되는 것을 특징으로 하는 전기 램프.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 부분영역들은 동일한 형상 및/또는 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 전기 램프.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 부분영역들이 하나의 완전한(integral) 광 투과가능한 표면을 형성하고, 상기 부분영역들 및 상기 냉각 수단은 서로 맞물린(interdigitated) 구성으로 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 램프.
  6. 제1항에 있어서,
    각각의 부분영역은 상기 냉각 수단의 개별 부분에 의해 둘러싸이는 전기 램프.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 부분영역들은 적어도 2개의 축방향으로 연장하는 냉각 아치(cooling arches)에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 전기 램프.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 부분영역들은 상기 축 둘레의 적어도 하나의 환형 냉각 수단(annular cooling means)에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 전기 램프.
  9. 제6항에 있어서,
    각각의 부분영역은 상기 냉각 수단 상에 해제가능하게(releasably) 고정되는 광 투과가능한 부분인 전기 램프.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 부분은 상기 광원을 향하는 표면 상에서, 원격의 인광체(remote phosphor) 코팅 또는 인광체 컴파운드를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 램프.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 부분은 광학 소자인 것을 특징으로 하는 전기 램프.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 냉각 수단은 상기 축을 향해 연장되는 오목부들(recesses)로서 형성되는 전기 램프.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 냉각 수단은 수동 냉각 수단 및 능동 냉각 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 램프.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 능동 냉각 수단은 팬, 합성 제트(synjet), 음향 냉각(acoustic cooling) 및 이온 냉각(ionic cooling)으로 이루어진 그룹으로부터의 적어도 하나의 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 램프.
  15. 제1항에 있어서, 상기 부분영역들의 개수가 2 내지 8의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 전기 램프.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
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