KR102007216B1 - 플렉시블 조명기 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

플렉시블 조명기 및 그 제조 방법이 개시된다. 플렉시블 조명기는, 몸체의 내측에 복수의 관통홀이 서로 이격하도록 형성된 그물 구조 형상으로 제작되고, 미리 지정된 회로 패턴이 형성된 연성 인쇄회로기판(FPCB); 상기 연성 인쇄회로기판의 교점 위치 및 가지 위치 중 하나 이상으로 미리 지정된 장착 위치에 각각 장착되는 복수의 광원; 및 통공이 형성되고, 상기 연성 인쇄회로기판을 하부에서 지지하도록 부착되는 지지막을 포함한다.

Description

플렉시블 조명기 및 그 제조 방법{Flexible illumination device and manufacturing method thereof}
본 발명은 플렉시블(Flexible) 조명기 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
다수의 광원, 특히 발광 다이오드(LED)가 장착된 조명기가 무대 및 방송 조명, 사진 촬영 등의 용도로 다양하게 이용되고 있다. 발광 다이오드는 전류에 의해 구동되고, 적은 양의 에너지로 높은 발광 효율을 가지는 특징이 있다.
이러한 조명기는 디머(dimmer)와 전기적으로 연결되어 조명 연출의 목적에 따라 다양한 색 온도 및 밝기 등으로 조절되어 이용된다.
일반적으로 조명기는 조명이 요구되는 공간에 설치되기 때문에 해당 공간까지의 운반 편의성이 많이 요구되고 있다.
따라서, 기존에는 리지드(rigid)한 판형의 조명기가 일반적으로 이용되고 있었으나, 최근에는 각 발광 다이오드에 전류를 공급하기 위한 회로 패턴이 적용된 FPCB(연성 인쇄회로기판)를 이용함으로써 접거나 감는 등 자유롭게 변형할 수 있는 플렉시블 조명기도 개발되고 있다.
그러나, 기존의 플렉시블 조명기는 몸체 영역이 모두 폐쇄된(막혀있는) FPCB가 이용되기 때문에 동작 상태에서 발생되는 열이 효과적으로 방출되지 못하는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하고 조명기를 보호하기 위해, FPCB의 하부에 얇은 두께의 방열판을 위치시키고 있었으나, 방열판의 존재로 인해 플렉시블 조명기의 자유로운 변형 특성이 약화되는 문제점도 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
한국공개특허 10-2017-0019943 (조명 장치)
본 발명은 복수의 관통홀에 의해 그물 구조로 형성된 연성 인쇄회로기판(FPCB)과 통공을 가지는 직물 재질의 지지막을 이용하고, 방열판을 생략함으로써, 동작 상태에서 발생되는 열의 효과적인 발산 및 방출이 가능하고, 자유로운 변형 특성이 유지되며, 제작 비용을 절감할 수 있는 플렉시블 조명기 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 몸체의 내측에 복수의 관통홀이 서로 이격하도록 형성된 그물 구조 형상으로 제작되고, 미리 지정된 회로 패턴이 형성된 연성 인쇄회로기판(FPCB); 상기 연성 인쇄회로기판의 교점 위치 및 가지 위치 중 하나 이상으로 미리 지정된 장착 위치에 각각 장착되는 복수의 광원; 및 통공이 형성되고, 상기 연성 인쇄회로기판을 하부에서 지지하도록 부착되는 지지막을 포함하는 플렉시블 조명기가 제공된다.
플렉시블 조명기는, 수용 공간 내에 광원을 수용한 상태로 미리 지정된 장착 위치에 각각 고정되는 복수의 가드를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 관통홀은 상기 연성 인쇄회로기판의 미리 지정된 폭으로 지정된 테두리 영역과 회로 패턴이 형성된 영역 이외에 각각 형성되도록 미리 지정될 수 있다.
상기 연성 인쇄회로기판의 미리 지정된 장착 위치 각각에 제1형 광원 및 제2형 광원이 모두 장착될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 그물 구조로 형성된 연성 인쇄회로기판(FPCB)과 통공을 가지는 직물 재질의 지지막을 이용하고, 방열판을 생략함으로써, 동작 상태에서 발생되는 열의 효과적인 발산 및 방출이 가능하고, 자유로운 변형 특성이 유지되며, 제작 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 조명기를 포함하는 조명 시스템의 구성이 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 종래기술에 따른 플렉시블 조명기의 형상 및 구조를 예시한 도면.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 조명기의 형상 및 구조를 예시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 조명기의 제조 방법을 나타낸 순서도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈", "…기" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 다만, 첨부 도면은 본 발명의 실시예를 효과적으로 설명하기 위해 과장된 형상으로 도시될 수 있으며, 따라서 첨부 도면에서 도시된 치수로 조명기가 제작됨을 한정하지는 않는다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 종래기술에 따른 조명기를 포함하는 조명 시스템의 구성이 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 조명 시스템은 조명기(110)와 디밍 유닛(120)을 포함할 수 있다.
조명기(110)는 복수의 광원들을 포함하여 구성되며, 복수의 광원들은 예를 들어 상이한 색 온도 특성을 가지고 서로 교번하여 배치되는 제1형 광원(210)과 제2형 광원(220)으로 구분될 수 있다.
예를 들어 제1형 광원과 제2형 광원 각각은 냉감 광원 혹은 온감 광원일 수 있으며, 각 광원은 LED 광원일 수 있다. 여기서, 냉감 광원은 예를 들어 텅스텐 광을 조사하는 광원일 수 있고, 온감 광원은 예를 들어 주광색 광(태양광)을 조사하는 광원일 수 있다.
복수의 광원은 각 유형별로 독립 형성된 도전로를 통해 공급되는 구동 전류에 의해 구동된다. 도전로는 복수의 광원이 장착된 PCB 기판에 도전 패턴으로 형성될 수 있고, 각 도전로는 디밍 유닛(120)과 조명기(110)를 연결하는 케이블 내의 상응하는 와이어에 전기적으로 연결된다.
디밍 유닛(120)은 전원부(122), 구동부(124) 및 디머(dimmer)(126)를 포함할 수 있다.
전원부(122)는 조명기(110)에 구비된 각 광원을 발광시키기 위한 구동 전원을 공급한다.
구동부(124)는 디머(126)에서 제공되는 디밍 제어 신호에 상응하여 조명기(110)의 각 광원 및/또는 각 유형의 광원의 발광에 상응하는 구동 전류의 크기를 조절한다.
디머(126)는 사용자 조작에 의해 조명기(110)의 밝기 및 색 온도를 조절하기 위한 디밍 제어 신호를 생성한다.
즉, 사용자는 조명 연출 목적 등에 부합하도록 디머(126) 또는 디머(126)에 연결된 콘솔(도시되지 않음)의 조작 수단을 조작하면, 디머(126)에서 상응하는 디밍 제어 신호가 생성되고, 생성된 디밍 제어 신호에 상응하는 크기의 구동 전류가 조명기(110)의 각 광원에 공급되어 조명기(110)의 광량 및 색 온도가 조절된다. 다만, 디머(110) 등을 조작하여 조명기(120)의 밝기와 색 온도를 조절하는 구체적인 방법은 당업자에게 자명한 사항이므로 이에 대한 설명은 생략한다.
도 2는 종래기술에 따른 플렉시블 조명기의 형상 및 구조를 예시한 도면이다.
기존에는 디밍 제어 신호에 상응하도록 구비된 광원들이 발광되는 조명기(110)는 리지드(rigid)한 판형의 형상을 가지도록 제작되었으나, 최근에는 운반상의 편의를 위해 조명기(110)가 접히거나 감기는 등 자유로운 변형 특성을 가지도록 플렉시블 조명기로 제작되고 있다.
플랙시블 조명기로 제작되는 조명기(110)는 도 2의 (c)에 예시된 바와 같이, 회로 패턴이 형성된 FPCB(연성 회로 기판)(210)의 상부 미리 지정된 위치들 각각에 광원(220)이 부착되어 형성된다. 각각의 광원(220)에 구동 전류가 공급되도록 하기 위해 회로 패턴은 조명기(110)와 디밍 유닛(120)을 연결하는 단자선 케이블(270) 내의 와이어에 전기적으로 연결된다.
광원(220)이 부착된 FPCB(210)의 상부에는 예를 들어 라미네이트 필름(240) 등을 이용하여 코팅 처리가 실시되고, FPCB(210)의 하부에는 예를 들어 알루미늄 등의 재질로 형성된 미리 지정된 두께의 방열판(250)이 배치되며, 방열판(250)의 하부에는 예를 들어 통공을 가지는 직조물 재질의 지지막이 배치된다. 도시된 바와 같이, FPCB(210)의 테두리 영역은 예를 들어 직물이나 테이프를 이용하여 실링(sealing) 처리된다.
이와 같이 형성된 조명기(110)는 도 2의 (a)와 같이 펼쳐져 고정된 상태로 이용될 수 있고, 운반상의 편의성을 위해 도 2의 (b)와 같이 접혀지거나 감겨질 수 있다.
그러나, 종래기술에 따른 플렉시블 조명기는 도 2의 (a)에 예시된 바와 같이, 몸체 영역이 모두 폐쇄된(막혀있는) 상태의 FPCB(210)가 이용되기 때문에 조명기(110)의 동작 상태에서 발생되는 열이 효과적으로 외부로 방출되지 못하는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하고 조명기(110)를 보호하기 위해, FPCB의 하부에 얇은 두께의 방열판(250)을 위치시키고 있으나, 방열판(250)의 존재와 모두 폐쇄된 형상의 FPCB(210)로 인하여 조명기(110)의 자유로운 변형 특성이 약화되는 문제점이 있었다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 조명기의 형상 및 구조를 예시한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 플랙시블 조명기로 제작되는 조명기(110)는 몸체의 내측에 복수의 관통홀(310)이 서로 이격하도록 형성된 그물 구조 형상의 FPCB(210)를 이용하고(도 4의 (a) 참조), FPCB(210)에는 조명기(110)에 구비되는 복수의 광원 각각에 구동 전류를 공급하기 위한 회로 패턴이 형성된다. 예를 들어, 테두리 영역과 회로 패턴이 형성되지 않는 영역은 모두 제거되어 관통홀(310)로 형성될 수도 있다.
각각의 광원(220)은 FPCB(210)의 그물 구조의 교점 또는 가지(즉, 교점 사이를 연결하는 FPCB 구간)의 미리 지정된 장착 위치에 각각 장착된다. 다만, 본 명세서에서는 교점 위치로 장착 위치가 지정된 경우를 가정하여 설명한다.
제1형 광원(320)(예를 들어 냉감 광원과 온감 광원 중 어느 하나)과 제2형 광원(330)(예를 들어 냉감 광원과 온감 광원 중 다른 하나)이 각각 교번하도록 상응하는 장착 위치에 장착될 수도 있으나, 도 3에 예시된 바와 같이 하나의 장착 위치에 복수의 유형의 광원이 모두 장착되도록 구성될 수 있다.
여기서, 종래의 조명기(110)에서는 몸체 영역 모두가 폐쇄된 형상의 FPCB(210)가 이용되었으나, 본 실시예에 따른 조명기(110)는 그물 구조 형상의 FPCB(210)가 이용되고 또한 상대적으로 작은 공간에 광원(220)이 장착되기 때문에 장착되는 광원(220)의 고정 안정성이 상대적으로 약할 수 있다.
따라서, 장착되는 광원(220)이 안정적으로 고정 유지될 수 있도록 하기 위해, 예를 들어 PVC 재질로 형성되고, 광원(220)을 위치시키기 위한 내측 공간이 구비된 가드(340)가 이용될 수 있으며, 가드(340)의 하부는 접착제 등을 이용하여 FPCB(210)의 상면에 부착될 수 있다.
FPCB(210)의 하부에는 예를 들어 통공을 가지는 직조물 재질의 지지막(260)이 배치된다.
즉, FPCB(210)가 복수의 관통홀(310)을 가지는 그물 구조 형상으로 형성되고, 관통홀(310) 영역에는 통공을 가지는 지지막(260)이 직접 위치되기 때문에 장착 위치들 각각에 장착된 광원(220)이 동작 상태에서 발생하는 열이 지지막(260)을 통해 직접적으로 배출될 수 있는 구조적 특징을 가진다. 여기서, FPCB(210)와 지지막(260)이 예를 들어 접착제 등을 이용하여 서로 고정될 수 있음은 당연하다.
따라서, 본 실시예에 따른 조명기(110)는 우수한 열 방출 특성을 가지기 때문에 종래의 조명기(110)가 구비하는 방열판(250)을 생략할 수 있는 장점이 있다.
광원(220)이 장착된 FPCB(210)의 상부는 예를 들어 라미네이트 필름(240) 등으로 코팅 처리되고, FPCB(210)의 테두리는 예를 들어 직물이나 테이프를 이용하여 실링(sealing) 처리될 수 있다.
물론, FPCB(210)의 상부는 라미네이트 필름(240) 등에 의한 코팅 처리 외에 투명 천으로 덮도록 하거나 예를 들어 우레탄, 실리콘 등의 투명 재료로 코팅 처리할 수도 있음은 당연하다.
도 4의 (c)와 (d)에 각각 예시된 바와 같이, 광원(220)이 그물 구조 형상의 FPCB(210)의 장착 위치에 가드(340)를 이용하여 장착되기 때문에, 조명기(110) 내의 각 위치에서의 단면 형상은 서로 상이해지게 된다.
즉, 도 4의 (b)에서 광원(220)이 부착된 영역인 A-A 영역의 단면 형상이 예시된 도 4의 (c)를 참조하면, FPCB(210)의 미리 지정된 장착 위치에 광원(220)이 장착되고, 광원(220)이 장착된 FPCB(210)의 상부는 코팅을 위한 예를 들어 라미네이트 필름(240)이 위치되며, FPCB(210)의 하부에는 지지막(260)이 위치된다.
그러나, 도 4의 (b)에서 광원(220)이 부착되지 않은 영역인 B-B 영역의 단면 형상이 예시된 도 4의 (d)를 참조하면, 미리 지정된 폭을 가지는 FPCB(210)가 이격되도록 배치되고, FPCB(210)의 상부면은 코팅을 위한 예를 들어 라미네이트 필름(240)이 위치되며, FPCB(210)의 하부에는 지지막(260)이 위치된다.
전술한 바와 같이, 교점 영역 이외에는 관통홀(310)을 사이에 두고 미리 지정된 폭을 가지는 FPCB(210)가 이격되도록 배치되기 때문에, 조명기(110)가 동작 상태에서 발생되는 열이 효과적으로 방출됨은 앞서 설명한 바와 같다.
이외에도, FPCB(210)가 그물 구조로 형성되고 방열판이 생략되는 전술한 조명기(110)의 구조는 몸체 영역이 모두 폐쇄된 FPCB(210)를 이용하는 종래의 조명기(110)에 비해 접거나 감는 등의 자유로운 변형 특성이 상대적으로 우수해지는 장점도 있다.
또한 상대적으로 작은 면적의 FPCB(210)가 이용되기 때문에 상대적으로 적은 비용으로 조명기(110)를 제작할 수 있는 장점도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 조명기의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5를 참조하면, 단계 510에서 몸체의 내측에 복수의 관통홀(310)이 서로 이격하도록 형성된 그물 구조 형상으로 제작되고, 미리 지정된 회로 패턴이 형성된 FPCB(210)가 마련된다.
단계 520에서 그물 구조 형상을 가지는 FPCB(210)의 미리 지정된 장착 위치(예를 들어, 교점 위치 및/또는 가지 위치 등) 각각에 광원(220)이 장착된다. 이때, 제1형 광원(320)과 제2형 광원(330)이 각각 교번하도록 상응하는 장착 위치에 장착될 수도 있고, 도 3에 예시된 바와 같이 하나의 장착 위치에 복수의 유형의 광원이 모두 장착될 수도 있다.
또한 상대적으로 작은 공간인 장착 위치에 장착될 광원(220)의 고정 안정성을 향상시키기 위해, 광원(220)을 수용하기 위한 내측 공간이 구비된 가드(340)가 이용될 수 있으며, 가드(340)의 하부는 접착제 등을 이용하여 FPCB(210)의 상면에 부착될 수 있다. 이때, 필요시 저항기 등이 더 장착될 수도 있다.
단계 530에서 광원(220)이 장착된 FPCB(210)의 하부에 통공을 가지는 지지막(260)이 배치되고, FPCB(210)와 지지막(260)을 예를 들어 접착제 등을 이용하여 서로 부착된다. 이때, 지지막(260)의 바깥쪽 표면은 방수 코팅처리될 수도 있다.
단계 540에서 하부에 지지막(260)이 부착되고, 장착 위치에 광원(220)이 장착된 FPCB(210)의 상부에서 예를 들어 라미네이트 필름(240) 등을 이용하여 코팅 처리가 실시되고, FPCB(210)의 테두리 영역은 실링 처리된다. 이때, 광원(220)에 구동 전류가 공급되도록 하기 위해 회로 패턴이 조명기(110)와 디밍 유닛(120)을 연결하는 단자선 케이블(270) 내의 와이어에 전기적으로 연결 처리하는 작업이 더 실시될 수 있다.
이제까지 관련 도면을 참조하여 구체적으로 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 조명기는 그물 구조로 형성된 연성 인쇄회로기판(FPCB)과 통공을 가지는 직물 재질의 지지막을 이용하고, 방열판을 생략함으로써, 동작 상태에서 발생되는 열의 효과적인 발산 및 방출이 가능하고, 자유로운 변형 특성이 유지되며, 제작 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 : 조명기 120 : 디밍 유닛
122 : 전원부 124 : 구동부
126 : 디머 210 : FPCB
220 : 광원 240 : 라미네이터 필름
250 : 방열판 260 : 지지막
270 : 단자선 케이블 310 : 관통홀
320 : 제1형 광원 330 : 제2형 광원
340 : 가드

Claims (4)

  1. 미리 지정된 회로 패턴이 형성되고, 내측에 복수의 관통홀이 서로 이격하도록 형성되어 그물 구조 형상의 몸체를 가지도록 제작되는 연성 인쇄회로기판(FPCB);

    복수의 관통홀이 서로 이격하도록 형성된 상기 연성 인쇄회로기판의 상기 몸체의 교점 영역 및 가지 영역 중 하나 이상으로 미리 지정된 장착 위치들에 각각 장착되는 복수의 광원; 및
    통공이 형성되고, 그물 구조 형상의 상기 연성 인쇄회로기판을 하부에서 지지하도록 부착되는 직조물 재질의 지지막을 포함하되,
    그물 구조 형상으로 이루어진 상기 몸체의 상기 가지 영역은 인접된 관통홀에 비해 상대적으로 짧은 폭 길이를 가지도록 형성되고,
    상기 광원은 가드에 구비된 수용 공간 내에 수용되고, 상기 가드를 이용하여 상기 연성 인쇄회로기판의 상부의 미리 지정된 장착 위치에 고정되는 플렉시블 조명기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 관통홀은 상기 연성 인쇄회로기판의 미리 지정된 폭으로 지정된 테두리 영역과 회로 패턴이 형성된 영역 이외에 각각 형성되도록 미리 지정되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 조명기
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가드에 구비된 수용 공간 내에는 제1형 광원 및 제2형 광원이 모두 수용되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 조명기.
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