KR101993361B1 - 광 조명 기구의 블레이드 - Google Patents

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지이 라이팅 솔루션스, 엘엘씨
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Abstract

직사각형 도파관을 포함하는 조명 기구가 제공된다. 도파관은 4개의 측부 및 마주하는 평탄한 표면을 포함한다. 광 모듈은 광을 적어도 측부 중 하나 내로만 지향시킨다. 평탄한 표면 중 적어도 하나는 마주하는 평탄한 표면을 통해 빠져나오도록 광을 지향시키는 정반사 표면을 포함한다.

Description

광 조명 기구의 블레이드{BLADE OF LIGHT LUMINAIRE}
이 출원은 2011년 2월 8일자 출원된 미국 가특허출원 제61/440,805호의 장점을 청구하며, 그 내용이 여기에 참조인용된다.
예시적인 실시예는 조명 기구(luminaire)에 관한 것이다. 본 발명은 직사광(directed light)이 바람직한 일반적인 조명(illumination)을 위한 조명 기구와 함께 특정한 용도를 발견하며, 또한 특히 그것을 참조하여 서술될 것이다. 그러나, 예시적인 실시예는 다른 유사한 용도로도 적용할 수 있다.
사무실 및 상업용 건물에서 통상적으로 발견되는 라이팅 기구(lighting fixture)는 형광성 라이팅 패널이다. 흔히, 이런 라이팅 패널은 하나 이상의 형광 튜브 및 전방 확산 패널을 수용하는 포위부(enclosure)를 포함한다. 전형적으로, 확산 패널은 균일한 발광을 촉진시키기 위해 규칙적인 표면 패터닝(patterning)을 갖는 투명한 플라스틱 물질 또는 투광성(light transmissive) 플라스틱 물질이다. 대안적으로, 방출된 광을 확산시키는데 광반사 루버형(louvered) 전방 커버가 사용될 수도 있다. 이런 라이팅 패널은 지지 부재(T 바아)의 그리드가 케이블에 의해 천정으로부터 현수되고 또한 천정 타일(tile)이 지지 부재의 그리드에 의해 지지되는 현수된 천정에 사용하기 위한 것으로 자주 의도된다. 천정 타일은 정사각형이거나 직사각형 형상이며, 또한 라이팅 패널 모듈은 천정 타일을 대체하는 확산 패널을 갖는 그런 개구 내에 끼워지도록 구성된다.
그 긴 작동 기대 수명(30-50,000 시간) 및 높은 시감도(luminous efficacy)(와트 당 70루멘 이상)로 인해, 고 휘도(brightness) 백색 LED 가 종래의 형광등, 콤팩트(compact) 형광등, 및 백열 전구를 대체하는데 점증적으로 사용되고 있다. 오늘날, 많은 광 기구 디자인은 종래의 광원 부품을 대체하기 위해 백색 LED(더욱 전형적으로는 백색 LED 의 어레이)를 사용한다. 더욱이, 종래의 광원에 비해 그 소형 크기 및 오랜 수명으로 인해, LED 는 신규한 또한 콤팩트한 라이팅 기구를 구성하기 위한 잠재성을 제안하고 있다.
또한, 광이 평탄한 광 가이드(guide) 패널[도파관(waveguide) 매체]의 엣지 내에 연결되는 엣지-릿(edge-lit) 라이팅 패널 램프가 알려져 있다. 광은 매체의 체적을 통해 내부 전반사(total reflectanc)에 의해 안내되며, 그 후 발광 표면으로부터 방출된다. 패널의 후방 표면(즉, 발광 표면과 반대인 표면)으로부터 발광을 감소시키기 위해, 후방 표면은 자주 광 반사층을 포함할 것이다. 광의 균일한 방출을 장려하기 위해, 광 가이드 패널의 하나 또는 두 표면은 그 영역에서 광의 우선적인 방출로 나타내는 영역의 위치에서, 광 가이드 패널의 광 가이드 특성의 붕괴를 유발시키는 표면 거칠기(roughening)로 구성된 표면 패턴을 포함할 수 있다.
백-릿(back-lit) 패널 램프와 비교되는 엣지-릿 라이팅 패널 램프의 장점은 그 콤팩트한 특성, 특히 깊이가 50 mm 미만의 램프를 구성할 수 있게 하는 광 가이드 패널의 두께와 비교할 수 있는 램프의 전체적인 깊이(두께)이다.
일 실시예에 따라, 직사각형 도파관을 포함하는 조명 기구가 제공된다. 도파관은 4개의 측부(side) 및 마주하는 평탄한 표면을 포함한다. 광 모듈은 광을 오직 하나의 측부 내로만 지향시킨다. 평탄한 표면 중 하나는 마주하는 평탄한 표면을 통해 빠져나가도록 광을 지향시키는 반사 표면을 포함한다.
다른 실시예에 따라, 영역을 조명하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 다수의 조명 기구를 제공하는 단계를 포함하며, 각각의 조명 기구는 4개의 엣지 및 마주하는 평탄한 표면을 포함하는 직사각형 도파관을 포함한다. 각각의 도파관은 광을 엣지 중 오직 하나 내로만 지향시키는 광 모듈을 포함한다. 각각의 도파관은 내부 전반사를 가지며 또한 도파관을 통해 광을 분배한다. 각각의 도파관은 평탄한 평면 중 하나 모두로부터 광의 선택된 방출을 추가로 포함한다. 적어도 하나의 조명 기구가 각도를 이루어, 수직한, 또는 수평한 방향으로 장착되며, 또한 적어도 하나의 제2조명 기구가 상이한 각도로, 수직 또는 수평 방향으로 장착되도록, 조명 기구가 영역에 배치된다.
제3실시예에 따라, 직사각형 도파관을 포함하는 조명 기구가 제공된다. 도파관은 4개의 엣지 및 마주하는 평탄한 표면을 포함한다. 광을 엣지 중 오직 하나 내로만 지향시키는 광 모듈이 제공된다. 평탄한 표면 중 적어도 하나는 도파관을 빠져나가도록 광을 지향시키는 다수의 마이크로렌즈를 포함한다.
도1는 본 발명의 조명 기구의 사시도이다.
도2는 다른 조명 기구의 사시도이다.
도3은 본 발명의 조명 기구의 직사광의 개략적인 조명을 도시하고 있다.
도4는 본 발명의 조명 기구의 지향된 조명의 다른 조명을 도시하고 있다.
대표적인 실시예에 따라, "광의 블레이드(blade)" 개념에 기초하는 조명 기구가 제공된다. 광의 블레이드 개념은 도파관으로 불리우는 직사각형 형상의 투명한 또는 반투명한 물질의 큰 표면(들) 중 하나 또는 모두로부터 광이 방출되는, 얇은 프로필 조명기구를 지칭한다. 도파관 이라는 용어는 내부 전반사를 통해 광을 안내하는 투명한 또는 반투명한 물질의 부재를 지칭한다. 광은 도파관의 전체 체적을 채우려는 경향을 갖는다. 도파관 두께는 그 다른 치수에 비해 작다. 도파관 및 광원 모듈 조립체의 두께는 50 mm 미만일 수 있다. 전형적인 도파관 물질은 유리(실리카, 불소) 또는 아크릴레이트 또는 폴리카보네이트와 같은 플라스틱(코팅된 또는 코팅되지 않은)을 포함한다.
광원 모듈은 도파관의 오직 하나의 엣지에만 부착된다. 광원 모듈은 LED 기반일 수 있다. 광원 모듈은 조명 기구를 벽 또는 천정에 부착하기에 적합한, 브래킷(bracket), 포스트(post), 아암, 숄더, 브레이스(brace), 계단부, 또는 오목부와 같은 장착 메카니즘을 포함할 수 있다. 장착 메카니즘은 광모듈의 분리된 부품일 수 있으며, 또는 그것과 함께 일체로 형성될 수 있다. 도파관의 인접한 또한 반대쪽 엣지들은 공중에 떠 있는 채로 남겨지므로, 따라서 "광의 블레이드" 라는 용어가 채택되었다. 엣지는 광이 그것으로부터 방출되도록 노출될 수 있거나 또는 반사 물질로 덮일 수 있다.
광원은 광원 모듈에 숨겨져 있으며, 이것은 도파관의 엣지에 고정된다. 광은 모듈로부터 도파관 내로 지향된다. 일단 광이 도파관에 들어가면, 광은 그 내부에서 이동할 것이다. 광원 모듈에 노출된 것이 아니라 엣지상에 설치된 반사기 및/또는 확산기는 도파관의 엣지로부터 나올 수 있는 광의 양을 제어하는데 사용될 수 있다. 도파관상의 특징부(feature)는 광을 도파관으로부터 확산 방식으로 또는 도파관의 평탄한 주 평면으로부터 각도를 이루어 지향시키는데 사용될 수 있다.
레이저 에칭, 화학 에칭 및 형상 페인팅(sharp painting)이 확산 광 추출 특징부로서 현재 사용되고 있다. 대안적으로, 마이크로렌즈 배광(light distribution) 특징부가 더욱 잘 맞추어진(tailored) 및 주문된(customized) 광 출력을 제공하는데 사용될 수도 있다. 광 가이드 또는 필름의 마이크로렌즈 특징부 및 그 패턴은 전체 조명 표면을 가로질러 광을 효과적으로 펼치거나 또는 적용 및 조명 요구에 따라 이것을 특정의 위치에 집중(focus)시키도록 주문될 수 있다. 마이크로렌즈 특징부는 균일도(uniformity), 출구각(exit angle) 및 광의 펼쳐짐의 제어를 가능하게 하며, 또한 매우 반복 가능한 패터닝 프로세스, 고-체적 부여, 주문-설계된 광 가이드 및 필름을 통해 실행될 수 있다. 마이크로렌즈 배광 특징부는 엣지-릿 LED 기반 라이팅 기구를 위한 최적의 배광을 제공하기 위해, 경쟁 기술의 확산 반사에 비해 고효율의 정반사(specular reflection)의 장점을 취한다. 예를 들어, 주문된 광 전달 패턴을 형성하기 위해 방출된 광을 포함하는 것이 실현될 수 있다.
도1에 있어서, 조명 기구(10)가 도시되어 있다. 조명 기구(10)는 벽 또는 천정에 고정하기 위한 지지 장착부(12)를 포함한다. 장착부(12)는 LED(도시되지 않은) 및 방열판(heat sink)(16)을 포함하는 광 모듈(14)을 수용한다. 브래킷(18)은 광 모듈(14)을 도파관의 하나의 엣지(20)에 접합한다. 도파관(20)은 각각의 주 표면(22/24)의 하나 또는 모두로부터 광을 방출한다. 통로(29)를 포함하는 장착 아암(27)은 벽 또는 천정 장착 브래킷(도시되지 않음)의 포스트를 수용하도록 제공된다.
도2에 있어서, 대안적인 조명 기구(30)가 도시되어 있다. 조명 기구(30)는 광원 모듈 수용 하우징(34)과 일체로 형성된 도파관(32)을 포함한다. 하우징(34)은 천정, 벽, 또는 임의의 구조물에의 고정을 위한 장착 메카니즘(도시되지 않음)을 추가로 포함할 수 있다. 이 특징부는 일반적으로 조명을 위해 또는 광을 벽, 선반(shelf), 또는 작업대(counter top) 또는 디스플레이 등과 같은 표면 또는 물체로 지향시키기 위해 조명 기구의 사용을 허용할 수 있다. 광의 블레이드 개념에 기초한 조명 기구는 수직으로, 수평으로, 또는 임의의 각도로 설치될 수 있다. 방, 현관과 같은 넓은 영역 또는 창고나 사무실과 같은 넓은 공간의 조명을 형성하기 위해 복수의 조명 기구가 그룹화될 수 있다.
조명 기구(30)는 예를 들어 50 mm 이하의 두께의 도파관(32)을 가질 수 있다. 또한, 가장 긴 엣지(31)는 예를 들어 적어도 500 mm 의 길이를, 가장 짧은 엣지는 적어도 500 mm 의 길이를 가질 수 있어서, 하나의 평탄한 표면(35)이 250,000 mm 의 표면을 가지므로, 엣지의 두께에 관해 적어도 5,000:1 의 비율로 나타난다.
도3에 있어서, 마이크로렌즈 기술은 직사광이 조명 기구(40)로부터 방출되게 할 수 있는 것을 인식해야 한다. 더욱이, 조명 기구(40)로부터의 배광은 수직으로 지향된 도파관(41)의 오직 한쪽 측부에만 있으며 또한 원추부(cone)(42)에 의해 형성된 출구각 내에 포함된다. 이 방식으로, 조명 기구는 천장으로부터 수직 방향으로 현수되며 또한 한정된 양의 광을 선반(44)과 같은 물제 또는 위치상으로 지향시킬 수 있다. 더욱이, 본 발명의 조명 기구는 광을 벽, 바닥, 또는 천정의 특정 영역상으로 지향시키는데 사용될 수 있다. 이 접근방법은 특정한 시각적 효과가 생성되게 하며 또한 이것은 광원에의 직접 노출로 인한 눈부신 빛(glare)을 피한다.
도4에 있어서, 조명 기구(50)의 어레이가 도시되어 있다. 조명 기구(50)는 벽에 장착되어 있으며, 도파관(52)을 수평 방향으로 포함한다. 배광은 월 워시(wall wash) 효과를 제공하기 위해 벽을 향해 지향된 원추부 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 45°이하의 원추부가 바람직할 수 있다. 조명될 공간의 요구에 따라 많거나 또는 적은 광량이 상향으로 또한 하향으로 방출되도록, 배광을 주문하는 것이 실현 가능하다.
유사하게, 넓은 공간을 효과적으로 조명하기 위해 다수의 조명 기구가 사용될 수 있는 것을 인식해야 한다. 예를 들어, 벽에 장착된 수평으로 지향된 조명 기구는 월 워싱 광을 제공할 수 있는 반면에, 단일의 평탄한 표면으로부터 방출된 광을 갖는 천정에 장착된 수직으로 지향된 조명 기구는 디스플레이를 조명할 수 있으며, 천정에 대해 각도를 이루어 지향된 천정에 장착된 조명 기구는 바닥의 탁월한 하향 조명을 제공할 수 있다. 이들은 본 발명의 조명 기구 실시예에 의해 제공된 단지 기본적인 가능성들이다. 본 기술분야의 숙련자에게 그것에 대한 많은 수정이 용이한 것이 명백할 것이다.
예시적인 실시예가 바람직한 실시예를 참조하여 서술되었다. 명백히, 앞서의 상세한 설명의 판독 및 이해에 따라 다른 것에 수정 및 변경이 발생할 것이다. 예시적인 실시예는 수정 및 변경들이 첨부의 청구범위 또는 그 등가물의 범위 내에 있는 한 이런 모든 수정 및 변경을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
10: 조명 기구 12: 장착부
14: 광 모듈 16: 방열판
18: 브래킷 20: 엣지
27: 장착 아암

Claims (20)

  1. 직사각형 도파관 및 광 모듈을 포함하는 조명 기구로서,
    상기 도파관은 4개의 엣지 및 마주하는 평탄한 표면을 포함하고 상기 마주하는 평탄한 표면이 수평으로 향하여 설치되도록 구성되며,
    상기 광 모듈은 광을 상기 엣지 중 하나 내로만 지향시키고,
    나머지 엣지들 각각은 반사기를 포함하며,
    상기 평탄한 표면들의 각각은 광을 방출하는 마이크로렌즈 특징부(microlens feature)를 포함하고,
    상기 광은 상향 또는 하향으로 더 많은 양이 방출되는,
    조명 기구.
  2. 제1항에 있어서, 각각의 평탄한 표면은 마주하는 평탄한 표면을 통해 광을 빠져나가도록 지향시키는 반사 표면을 포함하는, 조명 기구.
  3. 제1항에 있어서, 상기 도파관은 마주하는 평탄한 표면들 사이에 50 mm 미만의 두께를 갖는, 조명 기구.
  4. 제1항에 있어서, 상기 광 모듈은 다수의 발광 다이오드(LED)를 포함하는, 조명 기구.
  5. 제1항에 있어서, 상기 직사각형은 정사각형인, 조명 기구.
  6. 제1항에 있어서, 광은 실질적으로 오직 하나의 평탄한 표면으로부터 방출되는, 조명 기구.
  7. 제3항에 있어서, 도파관 두께에 대한 하나의 평탄한 표면의 표면적의 비율은 적어도 5,000:1 인, 조명 기구.
  8. 제1항에 있어서, 상기 광 모듈을 포함하는 엣지와 관련된 장착 구조물을 포함하는, 조명 기구.
  9. 제8항에 있어서, 상기 장착 구조물을 포함하는 상기 엣지와 마주하는 엣지는 장착된 상태에서 자유롭게 떠 있는, 조명 기구.
  10. 제8항에 있어서, 상기 장착 구조물 및 상기 광 모듈은 일체형 본체를 포함하는, 조명 기구.
  11. 제1항에 있어서, 광은 상기 평탄한 표면을 확산되어 빠져나오는, 조명 기구.
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서, 하나의 평탄한 표면은 광 반사층을 포함하는, 조명 기구.
  14. 삭제
  15. 제5항에 있어서, 평탄한 제1표면은 마주하는 평탄한 표면보다 광을 더욱 방출하는, 조명 기구.
  16. 다수의 조명 기구를 제공하는 단계; 및
    적어도 제1조명 기구를 수직한 또는 수평한 각도를 이루는 방향 중 하나로 배치하고 제2조명 기구를 수직한 또는 수평한 각도를 이루는 방향 중 다른 하나로 배치하는 단계;
    를 포함하는 영역 조명 방법으로서,
    상기 각각의 조명 기구는 4개의 엣지 및 마주하는 평탄한 표면을 포함하는 직사각형 도파관을 포함하고,
    각각의 도파관은 상기 엣지 중 하나 내로만 광을 지향시키는 광 모듈을 가지며,
    각각의 도파관은 도파관을 통해 광을 분배하는 내부 전반사 및 상기 평탄한 표면 중 하나 또는 모두로부터 광의 선택된 방출을 갖는
    영역 조명 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1조명 기구는 벽에 장착되고 상기 제2조명 기구는 천정에 장착되는, 영역 조명 방법.
  18. 제16항에 있어서, 각각의 조명 기구는 실질적으로 동일한 길이, 폭, 및 두께를 갖는, 영역 조명 방법.
  19. 직사각형 도파관 및 광 모듈을 포함하는 조명 기구로서,
    상기 도파관은 4개의 엣지 및 마주하는 평탄한 표면을 포함하고,
    상기 광 모듈은 광을 상기 엣지들 중 하나 내로만 지향시키며,
    광은 평탄한 표면 중 적어도 하나로부터 45° 미만의 원추각 내로 상기 도파관을 빠져나오도록 지향되는,
    조명 기구.

  20. 삭제
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