KR101896958B1 - Ｌｅｄ 조명장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 LED 조명 장치는 평평한 상면을 갖는 상단부와, 내부에 수용 홈을 갖는 하단부를 포함하는 방열 프레임; 상기 상단부의 상면에 배치되고, 적어도 하나의 발광 소자가 부착된 기판; 상기 상단부의 상면에 배치되는 안테나; 및 상기 본체 프레임의 상단부와 결합하며, 내부에 상기 기판과 안테나를 수용하는 수용 홈이 형성된 확산 프레임을 포함한다.

Description

ＬＥＤ 조명장치{LED Lighting Apparatus}
본 발명은 LED 조명 장치에 관한 것으로, 특히 무선 제어 기능이 구비된 LED 조명 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종이다.
발광 다이오드는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비 전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안정성 및 환경 친화성 등의 장점을 가진다.
이에 기존의 재래식 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 발광 다이오드는 실내 또는 실외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서의 사용이 증가하고 있는 추세이다.
도 1은 종래 기술에 따른 LED 조명장치의 구조를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, LED 조명장치는, 방열 프레임(10)과, 상기 방열 프레임(10) 내부에 형성되며, 적어도 하나의 발광 소자(20)가 부착된 기판(30)과, 상기 방열 프레임(10) 위에 형성되어 상기 발광 소자가 부착된 기판(30)을 덮는 확산 프레임(40)을 포함한다.
또한, 상기 방열 프레임(10) 내부에는 수용 홈(도시하지 않음)이 형성되며, 상기 수용 홈에는 전원 모듈(도시하지 않음)이 구비된다.
상기 전원 모듈은 상기 기판(30)에 부착된 발광 소자(20)와 전기적으로 연결되며, 그에 따라 상기 발광 소자(20)를 구동시키기 위한 구동 전원을 공급한다.
상기 발광 소자(20)는 상기 전원 모듈을 통해 공급되는 구동 전원에 의해 빛을 발생하며, 상기 발생한 빛은 상기 확산 프레임(40)에 의해 외부로 방사된다.
그러나, 상기와 같은 LED 조명장치는 외부와의 통신을 통해 상기 발광 소자(20)에서 발생하는 빛의 세기를 조절하는 기능이 내장되어 있지 않다.
이때, 상기 빛의 세기를 자동으로 조절하는 기능을 내장하기 위해서는, 상기 방열 프레임(10) 내부의 수용 홈에 외부와의 통신을 위한 별도의 통신 모듈을 배치해야 한다.
그러나, 상기 방열 프레임(10)은 전파를 차폐하는 기능이 있으며, 상기 방열 프레임(10)의 전파 차폐 현상에 의해 상기 방열 프레임(10) 내부에 위치한 통신 모듈의 통신 성능이 현저히 저하되는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 실시 예에서는, 무선 제어 기능을 가진 LED 조명 장치를 제공하도록 한다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에서는, 신호 수신 성능을 향상시킬 수 있는 안테나 구조 및 상기와 같은 안테나가 구비된 LED 조명 장치를 제공하도록 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 LED 조명 장치는 평평한 상면을 갖는 상단부와, 내부에 수용 홈을 갖는 하단부를 포함하는 방열 프레임; 상기 상단부의 상면에 배치되고, 적어도 하나의 발광 소자가 부착된 기판; 상기 상단부의 상면에 배치되는 안테나; 및 상기 본체 프레임의 상단부와 결합하며, 내부에 상기 기판과 안테나를 수용하는 수용 홈이 형성된 확산 프레임을 포함한다.
본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 방열용 금속 케이스 내부에 장착된 RF 수신 모듈의 전파 차폐 현상을 제거하기 위해, 상기 방열용 금속 케이스 외부로 신호 수신을 위한 안테나를 노출시켜, 무선 제어 기능을 가진 LED 조명 장치에 내장된 안테나의 신호 수신 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 LED 조명 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 LED 조명 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 LED 조명장치의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 방열 프레임의 평면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 방열 프레임의 정면도이다.
제안되는 실시 예에 대해서 기술하여 본다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 사상이 제시되는 실시 예에 제한된다고 할 수 없으며, 또 다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서 퇴보 적인 다른 발명이나, 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀 두고자 한다.
즉, 이하의 설명에 있어서, 단어 '포함하는'은 열거된 것과 다른 구성요소들 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 LED 조명 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, LED 조명장치(100)는 방열 프레임(110), 기판(120), 안테나(130), 확산 프레임(140), 내부 케이스(150) 및 소켓부(160)를 포함한다.
방열 프레임(110)은 적어도 하나의 모듈(170,180)을 수용할 수 있는 수용 홈을 가진다.
또한, 상기 방열 프레임(110)은 상면이 평평한 평탄면을 갖는 상단부와, 상기 상단부의 평탄면의 외주를 따라 실질적으로 수직 방향으로 연장된 하단부를 포함한다.
상기 방열 프레임(110)은 열 방출 효율이 뛰어난 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다. 예를 들어, 상기 방열 프레임(110)의 재질은 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 주석(Sn) 및 마그네슘(Mg) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
도면에는 도시되지 않았지만, 상기 방열 프레임(110)의 상면에는 방열판이 배치될 수 있다. 방열판은 열 전도율이 뛰어난 열전도 실리콘 패드 또는 열전도 테이프 등으로 형성될 수 있으며, 상기 상면 위에 형성되는 기판(120)으로부터 생성된 열을 상기 방열 프레임(110)으로 효과적으로 전달할 수 있다.
기판(120)은 적어도 하나의 발광 소자(122)를 포함한다. 기판(120)은 사각 형상을 갖지만, 이에 한정되지 않는다.
기판(120)은 절연체에 회로 패턴이 인쇄된 것일 수 있으며, 예를 들어, 일반 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB 등을 포함할 수 있다. 또한, 인쇄회로기판 위에 패키지 하지 않은 LED 칩을 직접 본딩할 수 있는 COB(Chips On Board) 타입을 사용할 수 있다.
또한, 상기 기판(120)은 빛을 효율적으로 반사하는 재질로 형성되거나, 표면이 빛이 효율적으로 반사되는 컬러, 예를 들어 백색, 은색 등으로 형성될 수 있다.
발광 소자(122)는 상기 기판(120) 위에 적어도 하나 배치되며, 이는 적색, 녹색, 청색의 광을 방출하는 발광 다이오드 칩이거나, UV를 방출하는 발광 다이오드 칩일 수 있다.
발광 다이오드는 수평형(Lateral Type), 수직형(Vertical Type)일 수 있고, 발광 다이오드는 청색(blue), 적색(red), 황색(yellow) 및 녹색(green) 중 어느 하나의 빛을 발산할 수 있다.
도면상에 도시하지는 않았지만, 상기 발광 소자(122) 위에는 렌즈가 추가적으로 형성될 수 있다. 렌즈는 상기 발광 소자(122)를 덮도록 상기 기판(120) 위에 배치될 수 있다. 렌즈는 상기 발광 소자(122)로부터 방출하는 광의 지향각이나 광의 방향을 조절한다. 이때, 렌즈는 반구 타입으로 빈 공간 없이 내부가 전체적으로 실리콘 수지 또는 에폭시 수지와 같은 투광성 수지로 채워진다. 상기 투광성 수지는 전체적으로 또는 부분적으로 분산된 형광체를 포함할 수도 있다.
발광 소자(122)가 청색 발광 다이오드일 경우, 상기 렌즈의 투광성 수지에 포함된 형광체는 가넷(Garnet)계(YAG, TAG), 실리케이드(Silicate)계, 나이트라이드(Nitride)계 및 옥시나이트라이드(Oxynitride)계 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
투광성 수지에 황색 계열의 형광체만을 포함되도록 하여 자연광(백색광)을 구현할 수 있지만, 연색 지수의 향상과 색 온도의 저감을 위해 녹색 계열의 형광체나 적색 계열을 형광체를 더 포함할 수 있다
또한, 투광성 수지에 여러 종류의 형광체들이 혼합된 경우, 형광체의 색상에 따른 첨가 비율은 적색 계열의 형광체보다는 녹색 계열의 형광체를, 녹색 계열의 형광체보다는 황색 계열의 형광체를 더 많이 사용할 수 있다.
황색 계열의 형광체로는 가넷계의 YAG, 실리케이트계, 옥시나이트라이드계를 사용하고, 녹색 계열의 형광체로는 실리케이트계, 옥시나이트라이드계를 사용하고, 적색 계열의 형광체는 나이트라이드계를 사용할 수 있다.
투광성 수지에 여러 종류의 형광체들이 혼합된 것 이외에도, 적색 계열의 형광체를 갖는 층, 녹색 계열의 형광체를 갖는 층 및 황색 계열의 형광체를 갖는 층이 각각 별개로 나뉘어 구성될 수 있다.
상기 기판(120)은 상기 방열 프레임(110)의 상면에 형성되는데, 이때 기판(120)은 노출되어야 하는 외각 영역을 노출하며 형성된다.
상기 기판(120)에 의해 노출된 상면의 외각 영역에는 안테나(130)가 형성된다. 상기 안테나(130)는 외부로부터 전송되는 신호를 수신하거나, 내부에서 발생한 신호를 외부로 전송한다.
이때, 상기 안테나(130)가 상기 방열 프레임(110) 내부에 형성되는 경우, 상기 방열 프레임(110)의 전파 차폐 현상에 의해 상기 신호를 정상적으로 수신하거나 송신할 수 없으므로, 상기와 같이 방열 프레임(110)의 외부로 노출되도록 배치한다.
상기 방열 프레임(110) 위에는 상기 발광 소자(122)가 부착된 기판(120) 및 안테나(130)를 수용하기 위한 수용 홈이 형성된 확산 프레임(140)이 배치된다.
상기 확산 프레임(140)은 벌브 형상을 가지며, 내면은 유백색 도료가 코팅된다. 도료는 방열 프레임(110)을 통과하는 빛이 상기 확산 프레임(140)의 내면에서 확산되도록 하는 확산재를 포함할 수 있다.
상기 확산 프레임(140)의 재질은 유리를 사용할 수 있지만, 무게나 외부 충격에 약한 문제점이 있기 때문에, 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 등을 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게, 상기 방열 프레임(110)의 재질은 내광성, 내열성, 충격 강도 특성이 좋은 광 확산용 폴리카보네이트(PC)를 사용할 수 있다.
상기와 같은 확산 프레임(140)의 내면의 표면 거칠기는 외면의 표면 거칠기보다 크다. 즉, 발광 소자(122)에서 발생한 빛이 확산 프레임(140) 내면에 조사되어 외부로 방출될 때, 상기 확산 프레임(140) 내면에 조사된 빛이 충분히 산란 및 확산되어 외부로 방출되도록 하기 위함이다. 상기와 같은 특성으로 상기 확산 프레임(140)의 내면 거칠기 및 외면 거칠기를 형성하면, 발광 특성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 확산 프레임(140)은 성형 방법 중 빛의 지향각을 넓히도록 블로우(blow) 성형을 통해 형성시킴이 바람직하다.
내부 케이스(150)는 절연성 및 내구성이 뛰어난 재질로 형성될 수 있으며, 예를 들어 수지 재질로 형성될 수 있다.
내부 케이스(150)는 상기 방열 프레임(110) 내부에 삽입되는 전원 모듈(170)과 상기 방열 프레임(110) 사이에 형성되어, 상기 방열 프레임(110)과 전원 모듈(170) 사이에 발생할 수 있는 전기적인 쇼트 현상을 방지하여, LED 조명장치(100)의 내전압을 향상시킬 수 있도록 한다.
소켓부(160)는 외부 전원과 전기적으로 연결되며, 그에 따라 상기 외부 전원을 상기 전원 모듈(170)로 공급한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기와 같은 LED 조명장치(100)에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 도 2에 도시된 LED 조명장치의 분해 사시도이고, 도 4는 도 2에 도시된 방열 프레임의 평면도이며, 도 5는 도 2에 도시된 방열 프레임의 정면도이다.
방열 프레임(110) 내부에 형성된 수용 홈에는 전원 모듈(170)과 통신 모듈(180)이 배치된다.
상기 전원 모듈(170)과 통신 모듈(180)은 상기 수용 홈 내부에서 수직으로 세워져 배치될 수 있다. 상기 전원 모듈(170)과 통신 모듈(180)이 수직으로 배치될 경우, 수평 방향으로 배치되는 경우에 비해 상기 내부 케이스(150)의 내부에서 상,하 방향으로 대류 현상에 의한 공기 흐름이 발생하므로 상기 LED 조명 장치(100)의 방열 효율을 높일 수 있다.
상기 전원 모듈(170)은 +단자와, -단자의 배선이 연결되며, 상기 배선은 상기 상면에 배치된 기판(120)과 전기적으로 연결된다.
따라서, 상기 배선을 상기 방열 프레임(110)의 상면으로 노출시키기 위해, 상기 방열 프레임(110)의 상면에는 배선 홀이 형성된다. 상기 배선 홀은 + 배선을 위한 홀과, - 배선을 위한 홀을 포함한다.
상기 방열 프레임(110)의 상면에는 안테나(130)가 배치되는데, 상기 안테나(130)는 상기 기판(120)의 배치 영역과 일정 간격 이격된 영역에 배치된다.
즉, 상기 기판(120)은 상기 상면의 중앙 영역에 배치되고, 상기 안테나(130)는 상기 상면의 외주면을 따라 외각 영역에 배치된다. 이에 따라, 상기 기판(120)에 부착되는 발광 소자(122)의 동작에 의해 상기 안테나(130)의 수신 성능을 저하시키는 현상이 발생하지 않도록 한다.
이때, 상기 안테나(130)는 일단이 상기 방열 프레임(110)의 상면에 결합하고, 타단이 상기 방열 프레임(110)의 내부에 배치된 통신 모듈(180)과 연결된다.
이를 위해, 상기 방열 프레임(110)의 상면에는 상기 안테나(130)를 내부로 삽입시키기 위한 관통 홀(136)이 형성되며, 상기 형성된 관통 홀(136)에 의해 상기 안테나(130)의 타단은 상기 방열 프레임(110) 내부로 삽입되어 상기 통신 모듈(180)과 연결된다.
한편, 상기 안테나(130)는 상기 방열 프레임(110)의 상면에서 일정 간격 이격되어 배치된다.
이를 위해, 상기 방열 프레임(110)의 상면(A)에는 복수 개의 돌출부(132,134)가 형성되어 있다.
제 1 돌출부(132)는 상기 방열 프레임(110)의 상면에 상기 안테나(130)의 일단을 연결하기 위해 형성되며, 상기 안테나(130)의 일단은 상기 제 1 돌출부(132) 위에 부착된다.
상기 관통 홀(136)도 상기 방열 프레임(110)의 상면에서 일정 높이 돌출되어 형성된다. 이에 따라, 상기 안테나(130)는 상기 방열 프레임(110)과 실질적으로 접촉하지 않고, 상기 방열 프레임(110)의 외부로 노출되어 배치된다.
한편, 상기 안테나(130)를 상기 상면(A)의 외각 영역에 배치하기 위해, 상기 제 1 돌출부(132)와 관통 홀(136) 사이에는 제 2 돌출부(134)가 추가적으로 형성되며, 상기 방열 프레임(110)의 상면으로 노출된 안테나의 중간 지점은 상기 제 2 돌출부(134) 위에 배치된다.
본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 방열용 금속 케이스 내부에 장착된 RF 수신 모듈의 전파 차폐 현상을 제거하기 위해, 상기 방열용 금속 케이스 외부로 신호 수신을 위한 안테나를 노출시켜, 무선 제어 기능을 가진 LED 조명 장치에 내장된 안테나의 신호 수신 성능을 향상시킬 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: LED 조명장치
110: 방열 프레임
120: 기판
130: 안테나
140: 확산 프레임
150: 내부 케이스
160: 소켓부

Claims (8)

  1. 상면이 편평한 상단부와, 상기 상단부의 상기 상면의 외주를 따라 하측 방향으로 연장되며 내부에 제 1 수용 홈을 갖는 하단부를 포함하는 방열 프레임;
    상기 방열 프레임의 상기 상단부 위에 배치되고, 적어도 하나의 발광 소자가 부착된 기판;
    상기 방열 프레임 위에 배치되며, 상호 일정 간격 이격된 제 1 및 2 돌출부;
    상기 제 1 및 2 돌출부 위에 배치되는 안테나;
    상기 방열 프레임 위에 배치되며, 내부에 상기 기판과 안테나를 수용하는 제 2 수용 홈이 형성된 확산 프레임;
    상기 방열 프레임의 상기 제 1 수용 홈 내에 수직으로 세워진 상태로 배치되고, 상기 발광 소자에 전원을 공급하는 전원 모듈;
    상기 방열 프레임의 상기 제 1 수용 홈 내에 수직으로 세워진 상태로 배치되고, 상기 안테나와 전기적으로 연결된 통신 모듈; 및
    상기 제 1 수용 홈 내에 삽입되는 상기 전원 모듈과 상기 방열 프레임 사이에 배치되는 내부 케이스를 포함하며,
    상기 제 1 돌출부는,
    상면 및 하면을 관통하는 제 1 관통 홀을 포함하고,
    상기 방열 프레임의 상기 상단부는,
    상기 제 1 관통 홀과 동일 수직 선상에서 정렬되며, 상기 상단부의 상기 상면 및 하면을 관통하는 제 2 관통 홀을 포함하며,
    상기 안테나는,
    상기 제 1 및 2 돌출부에 지지되고, 상기 방열 프레임의 상기 상단부의 외곽 영역에 배치되는 제 1 영역과,
    상기 제 1 영역으로부터 절곡되어 연장되며, 상기 제 1 및 2 관통 홀 내에 삽입되어 상기 제 1 수용 홈 내에 배치된 상기 통신 모듈과 연결되는 제 2 영역을 포함하며,
    상기 제 1 영역은,
    상기 제 1 및 2 돌출부와 접촉하는 제 1 부분과,
    상기 상단부의 상기 외곽 영역의 상부에 부유하는 제 2 부분을 포함하는 LED 조명.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 안테나는, 상기 방열 프레임의 외부로 노출되어 형성되는 LED 조명.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 기판은 상기 방열 프레임의 상기 외곽 영역을 제외한 중앙 영역에 배치되는 LED 조명.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 돌출부는,
    상기 안테나의 상기 제 1 영역의 일단과 연결되고,
    상기 제 2 돌출부는,
    상기 안테나의 상기 제 1 영역의 타단과 연결되며,
    상기 제 1 돌출부 및 제 2 돌출부 사이에 배치되어, 상기 안테나의 상기 제 1 영역의 중앙 지점과 연결되는 제 3 돌출부를 더 포함하는 LED 조명.
  8. 삭제
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