KR20020021115A - 조명 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광 반사 입자(light reflective articles)(10) 및 바인더(a binder)(11)를 갖고 기판측(a substrate side)(12) 및 외부 표면(an outer surface)(13)을 구비한 반사 코팅(a reflective coating)(3)을 포함하는 몰딩된 반사기 바디(a molded reflector body)(1)를 갖는 조명 장치(a luminaire)에 관한 것이다. 코팅(3)은 코팅의 외부 표면(13)에 입자(10)가 없고 바인더(11)의 광 전송 특성(light-transmission properties)으로 인해 매끄러운 광 유도 표면(a smooth optical waveguiding surface)을 갖는다. 이러한 특성들 때문에 코팅(3)은 높은 정반사도(a high degree of specular reflection)를 갖고, 그로 인해 루멘 출력 비(lumen output ratio)가 증가되고 조명 장치의 광 지향 특성(light directional properties)이 개선된다.

Description

조명 장치{LUMINAIRE}

그러한 조명 장치는 미국 특허 5,905,594 호로부터 알려져 있다. 알려진 조명 장치의 반사부에는 가령, 폴리테트라플루오로에틸렌 입자(polytetrafluoroethylene particles)와 같은 백색 반사 입자를 포함하는 코팅이 제공된다. 코팅은 예를 들어, 광원으로부터의 가시 광(visible light)의 대략 95%를 전반사(a total reflection)시킨다. 코팅이 제공된 조명 장치의 제조는 상대적으로 까다롭고 어려운 공정이다. 알려진 코팅의 특성은 코팅이 실질적으로 확산 반사(diffuse reflection)만 한다는 것이다. 확산 반사는 광이 산란된다는 것을 의미한다. 그 결과, 광의 상당 부분은 코팅에 대한 다중 반사 후까지도 조명장치으로부터 외부로 방출되지 못한다. 코팅의 높은 전반사에도 불구하고, 코팅에 대한 광 입사 시에는 항상 광을 반사할 뿐만 아니라 흡수도 하기 때문에 매번 반사할 때마다 광 손실(a light loss)이 발생할 것이다. 이러한 흡수는 코팅이 주변 환경에 노출되는 경우에 광 흡수 먼지 입자(light-absorbing dust particles)가 코팅 상에 쌓이기 때문에 비교적 클 수 있다.

다중 반사의 조합 및 먼지 입자에 의해 증가된 광 흡수는 광 손실을 더 증가시킨다. 그 결과, 알려진 조명 장치는 특히, 코팅이 소정의 시간 동안 그 주변 환경에 노출되고 난 후에 비교적 낮은 광 출력 비(light output ratio)를 갖게 된다. 조명 장치의 광 출력 비는 조명 장치로부터 방출되는 광량(quantity of light) 대 광원에 의해 생성된 광량의 비이다. 확산 산란된 광(diffusely scattered light)은 빔(a beam)으로 반들어 비추기가 비교적 어렵기 때문에 그러한 확산 반사 코팅(a diffusely reflecting coating)을 갖는 알려진 조명 장치는 집중 조명(accent lighting)으로 사용하기에는 다소 부적절한 단점이 있다.

발명의 개요

본 발명의 목적은 본 명세서의 전술한 단점을 방지한, 전제부에 기술된 종류의 조명 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 전제부에 기술된 종류의 조명 장치는 코팅이 광 전송 바인더(light-transmission binder)를 포함하고 코팅의 외부측에는 광 반사 입자가 실질적으로 없다는 점을 특징으로 하기 때문에 이러한 목적이 달성된다. 외부측에는 광 반사 입자가 없지만, 그 입자는 코팅 내에 존재하는 바인더에 의해 형성된 층 내에 완전히 수용되기 때문에, 코팅의 외부측은 비교적 평탄한 표면을 갖게된다. 가시 광을 전송하는 바인더는 광 반사 입자 및 광 반사부 위에 투명한 광 유도 층(light-guiding layer)을 형성한다. 놀랍게도, 투명 광 유도 층으로 인해 확산 반사뿐만 아니라 가시 광의 높은 정반사도(a high degree of specular reflection)가 코팅에서 발생한다는 것이 알려졌다. 높은 정반사도는 실질적으로 광원으로부터의 모든 광이 조명 장치로부터 직접적으로 또는 단 한 번의 반사 후에 외부로 방출된다는 것을 의미한다. 그 결과, 알려진 조명 장치와 같이 코팅에 대한 반사로 인한 광 손실이 거의 없고, 본 발명에 따른 조명 장치는 비교적 높은 광 출력 비를 갖게 된다. 코팅의 외부 표면이 비교적 매끄럽기 때문에 광 흡수 먼지 입자는 코팅에 쉽게 달라붙지 못하므로 조명 장치의 광 출력 비도 동작 수명(operational life) 동안 더 적게 감소한다는 것이 알려졌다. 게다가, 본 발명에 따른 조명 장치는 높은 정반사도를 갖는 코팅 때문에 집중 조명에 사용하기에 적절하다.

실시예에서는 조명 장치의 코팅 내의 광 반사 입자가 바인더의 양에 대해 체적으로 75% 이하의 양만큼 존재한다. 바인더에 대해 입자의 비교적 낮은 체적 백분율로 인해, 가령, 입자가 바인더보다 더 높은 비의 특정 질량(specific mass)을 갖기 때문에, 입자는 코팅의 건조 공정 동안 기판측 상 또는 그 기판에 인접하여 침착할 수 있다. 따라서, 비교적 단순한 방식으로 코팅 내에 존재하는 바인더에 의해 형성되는 층 내에 입자를 완전히 둘러싸일 수 있다. 투명 광 유도 층을 광반사 입사 위에서 획득하는 또 다른 적절한 가능성은 예를 들어, 광 반사 입자가 실질적으로 없는 외부측에 있는 광 전송 층 및 이 광 전송 층과 코팅의 기판측 사이에 광 반사 입자를 포함하는 또 다른 층을 갖는 이중 층 또는 다수 층 코팅에 의해 형성된다.

조명 장치의 또 다른 실시예에서, 광 반사 입자는 색소 외피(a pigment skin)에 의해 둘러싸인다. 이는 코팅의 정반사를 한층 더 개선한다는 것이 알려졌다. 정반사를 더욱 더 개선하기 위해서, 색소 외피 및 광 반사 입자는 상이한 굴절률을 갖는 것이 바람직하다. 색소 외피로는 알루미늄 산화물이 적절하다는 것이 알려져 있다.

실험은 할로포스페이트(halophosphates), 칼슘 피로포스페이트(calcium pyrophosphate) 및 티타늄 이산화물(titanium dioxide)에 의해 형성된 그룹으로부터 선택된 광 반사 입자가 코팅에 매우 적절하다는 것을 나타낸다. 이러한 광 반사 입자는 가령, 실리콘 바인더, 플루오로폴리머(fluoropolymer)(예를 들면, THV 200) 또는 아크릴레이트(acrylate)와 같은 광 전송 바인더(light-transmitting binder)와 매우 적절하게 결합될 수 있다. 조명 장치의 반사부 상에 그러한 입자 및 바인더의 조성(composition)의 코팅이 제공되는 조명 장치는 매우 우수한 광 반사 및 빔 형성 특성을 갖는다.

분명히, 전기 램프의 유형은 본 발명에 중요하지 않다. 그러한 램프는 전기 방전 램프(an electric discharge lamp) 또는 백열광 램프(an incandescent lamp)일 수 있다. 백열광 램프의 경우에서의 백열광 바디와 같은 전기 요소(electricelement)는 램프 용기(lamp vessel)의 내부 엔벨로프(an inner envelope) 내에 수용될 수 있다. 할로겐 백열광 램프의 경우, 램프 용기는 할로겐 함유 충진(a halogen-containing filling)을, 내부 엔벨로프가 존재하는 경우 그 안에 포함할 것이다. 통상적으로, 전기 요소가 이온화가능 가스(an ionizable gas) 내의 전극 쌍인 경우에는 내부 엔벨로프가 존재한다.

국제 출원 제 99/13013 호는 자체 상에 투명 코팅이 제공되는 알루미늄과 같은 금속으로부터 제조된 광 반사 캐리어를 갖는 반사기 바디를 개시한다. 반사기 바디의 코팅은 예를 들어, 이산화물의 투명 바인더 및 투명 입자를 포함한다. 코팅의 입자성 표면 구조(granular surface structure)는 알려진 반사기 바디가 알루미늄 캐리어 재료로 인한 정반사뿐만 아니라 코팅으로 입사하는 광은 어느 정도 확산 산란시킨다는 효과가 있다. 알려진 반사기 바디는 대략 83%의 비교적 낮은 전반사를 갖는 단점이 있다.

본 발명은 광 반사 입자(light-reflecting particles), 기판측(a substrate side) 및 외부측(an outer side)을 포함하는 코팅(a coating)이 제공된 반사부(a reflector portion)를 구비한 반사기 바디(a reflector body)와, 광원(a light source)을 전기적으로 접속시키는 접촉 수단(contact means)을 포함하는 조명 장치(a luminarie)에 관한 것이다.

본 발명에 따른 조명 장치의 실시예는 도면에 도식적으로 도시된다.

도 1은 실시예의 투시도,

도 2는 도 1의 조명 장치의 코딩의 단면을 세부적으로 나타낸 단면도.

도 1은 길게 늘어지고 반사기 축(a reflector axis)(4)에 대해 비대칭인 오목한 반사부(a concave reflector portion)(2)를 구비한 반사기 바디(1)를 갖는 조명 장치를 도시하는데, 전술한 반사부(2)에는 광 유도/반사 코팅(3)이 제공된다. 오목 반사부(2) 내에는 광원(7)과 전기 램프(6)의 전기적 접속을 위한 접촉 수단(5)이 제공된다. 도 1의 전기 램프(6)는 본 발명에 따라 코팅(3)이 제공된 예컨대, 필립스 MPF 211 유형과 같은 조명 장치 내에 위치하는 가령, HPI-T 250W 유형과 같은 고압 가스 방전 램프(a high-pressure gas discharge lamp)이다. 광원(7)은 반사부(2)의 반사기 축(4) 상에 위치한다. 코팅(3)은 95% 이상으로 전반사한다. 본 발명에 따른 조명 장치는 대략 89%의 광 출력 비를 갖지만, 필립스 MPF 211과 같이, 대응하는 통상의 조명 장치는 대략 74%의 광 출력 비를 갖는다. 일정 기간 후, 즉, 800 시간의 동작 수명 순간에는 대략 88%의 광출력 비가 측정되었는데, 이는 그 기간 동안 본 발명에 따른 조명 장치의 출력 비가 대략 1% 감소한 것이다. 본 발명에 따른 조명 장치의 반사는 부분적으로 확산되고, 부분적으로 반사한다. 그 결과, 본 발명에 따른 조명 장치는 비교적 잘 규정된 외형과, 비교적 협소한 빔과, 예를 들어, 상위 값이 값인 대략 800인 비교적 높은 강도로 광 분산을 제공한다. 동일한 척도로 표준화 된 경우, 대응하는 통상의 조명 장치에서 얻을 수 있는 상위 값은 대략 650이다. 도 1에 도시된 조명 장치는 가령, 가스 충전소(gas filling stations)와 같이 폐쇄된 천장 내의 덮개 조명(canopy lighting)으로 매우 적합하다.

도 2는 도 1의 코팅(3)의 단면을 세부적으로 도시한다. 코팅은 광 반사 입자(10), 광 전송 바인더(11), 기판측(12) 및 외부측(13)을 갖는다. 광 반사입자(10)는 코팅(3) 내의 기판측에 인접하여 위치하고, 코팅은 광 전송 층(15)이 외부측(13)에 있기 때문에 외부면에는 광 반사 입자(10)가 실질적으로 없다. 도 2에서는 코팅(3)이 주로 바인더(11)에 의해 형성되고 광 반사 입자(10)는 코팅(3)의 체적에 대해 대략 25%만큼 차지한다는 것을 볼 수 있다. 광 반사 입자(10)는 알루미늄 산화물의 색소 외피(14)가 제공된 티타늄 산화물 입자인데, 그러한 코팅된 입자는 상표명 케미라 675(Kemira 675)로서 상업적으로 입수가능하다. 바인더는 가령 RTV 615와 같은 실리콘 바인더이다. 바인더(11), 광 반사 입자(10) 및 시크로헥산(cyclohexane)과 같은 용매(a solvent)를 포함하는 현탁액(a suspension)을 뿌림으로써 반사부 상에 코팅(3)을 제공한다. 그런 다음, 코팅은 대략 45분 동안 공기 중에서 대략 130 ℃의 온도로 건조된다. 광 반사 입자(10)는 건조하는 동안 코팅(3)의 기판측(12)에 증착된다.

Claims (7)

1. 광 반사 입자(light-reflection particles)(10), 기판측(a substrate side)(12) 및 외부측(an outer side)(13)을 포함하는 코팅(a coating)(3)이 제공되는 반사부(a reflection portion)(2)를 포함하는 반사기 바디(a reflector body)(1)와,

   광원(7)을 전기적으로 접속시키는 접촉 수단(contact means)(5)

   을 포함하고,

   상기 코팅(3)은 광 전송 바인더(a light-transmitting binder)(11)를 포함하고 상기 외부측(13)에는 상기 광 반사 입자(10)가 없는 것

   을 특징으로 하는 조명 장치(a liminaire).
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 코팅(3)은 상기 광 반사 입자(10) 및 상기 광 바인더(11)를 체적으로 75% 이하의 비율로 포함하는

   조명 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 코팅(3)은 상기 외부측(13)에 상기 광 반사 입자(10)가 실질적으로 없는 광 전송 층(15)과, 상기 광 반사 입자(10)를 상기 광 전송 층(15)과 상기 기판측(12) 사이에 포함하는 또 다른 층을 포함하는 것을 특징으로 하는

   조명 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 광 반사 입자(10)는 색소 외피(a pigment skin)(14)에 의해 둘러싸이는 것을 특징으로 하는

   조명 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 색소 외피(14) 및 상기 광 반사 입자(10)는 상이한 굴절률(refractive indices)을 갖는 것을 특징으로 하는

   조명 장치.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 광 반사 입자(10)는 할로포스페이트(halophosphates), 칼슘 피로포스페이트(calcium pyrophosphate), 스트론튬 피로포스페이트(strintium pyrophosphate) 및 티타늄 이산화물(titanium dioxide)의 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는

   조명 장치.
7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 광 전송 바인더(11)는 실리콘 바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는

   조명 장치