KR20090050394A - 광소자 조명장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 눈부심 현상을 없애고, 방열특성이 우수한 광소자 조명장치에 관한 것으로, 반사갓; 및 방열판을 포함하며, 상기 반사갓의 바닥면에 대하여 소정각(θ)이 기울어져 상기 반사갓을 향하도록 설치된 LED 모듈을 포함하여 구성된 광소자 조명장치를 제공하며, 상기 반사갓을 통해 LED 모듈로부터 반사된 광을 조명광으로 사용함으로써, 눈부심 현상을 없앨 수 있고, 방열판을 외부로 노출시킴으로써, 우수한 방열특성도 얻을 수 있다.
조명, 광소자, 눈부심, 반사갓, 방열판

Description

광소자 조명장치{LIGHTING APPARUTUS USING LIGHT EMISSION DIODE}
본 발명은 LED를 이용한 광소자 조명장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LED 칩의 빛을 반사갓에 반사시켜 사용하도록 함으로써, 눈부심을 현상을 줄이고, 방열판을 외부로 노출시켜, 방열효과를 극대화한 조명장치에 관한 것이다.
LED (light emission diode; LED)소자는 반도체의 p-n 접합 구조를 이용하여 주입된 소수 캐리어(전자 또는 정공)를 만들고 이들의 재결합에 의하여 소정의 빛을 발산하는 소자를 지칭하며, GaAsP 등을 이용한 적색 LED 칩, GaP 등을 이용한 녹색 LED 칩, InGaN/AlGaN 더블 헤테로(double hetero) 구조를 이용한 청색 LED 칩 등이 있다.
LED 칩은 소비 전력이 적고 수명이 길며, 협소한 공간에 설치 가능하고, 또한 진동에 강한 특성을 가진다. 이러한 LED 칩은 표시 소자 및 백라이트로 이용되고 있으며, 최근에는 조명분야까지 그 적용범위를 넓혀가고 있다.
일반 조명 용도로 이를 적용하기 위해, LED 칩 및 LED를 내장하는 패키지 구 조, 패키지를 실장한 모듈, 조명기구의 구조 및 설계에 대한 활발한 연구가 진행되고 있다.
그러나, 일반적으로 LED 칩을 이용한 조명장치는 LED 칩의 발광부분을 광 조사 방향으로 향하게 배치하여 광원으로부터 발생되는 빛을 직접 조사하도록 설계되어 있어서, 눈부심 현상(glare)이 발생하게 된다.
도 1은 종래의 LED 칩을 이용한 조명장치를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 LED를 이용한 조명장치(100)는 빛을 발생시키는 복수의 LED 칩(110)과, 상기 LED 칩(110)의 발광부를 광 조사방향으로 고정시켜 주는 기판(120)과, 상기 기판을 보호함과 아울러 고정시켜 주기 위한 케이스(150)를 포함하여 구성되어 있다.
이와 같이 구성되는 종래의 LED 칩을 이용한 조명장치는 상기 기판(120)에 형성되는 전원회로와 연결된 전원공급부(미도시)를 통해 LED 칩(110)으로 전원이 인가되고 이에 따라 발생되는 빛이 직접 광 조사 방향으로 조사된다.
그런데, 광원으로 사용되는 상기 LED 칩(110)은 직진성이 강하여 사람이 직접 LED를 보았을 때 눈부심이 강하고 잔상 또한 오래도록 남아 있게 된다. 더욱이, LED 칩은 그 특성상 전원이 인가된 이후 광 출력이 점점 향상되기 때문에 이에 따라 눈부심 현상도 더욱 가중되게 된다.
한편, LED 칩(110)에서 방출되는 빛은 직진성이 강하므로 종래의 LED 조명장치를 이용하여 빛을 비출 경우에는 좁은 지역만을 비출 수 있어서, 넓은 영역을 비추기 위한 조명장치를 제작하고자 할 경우에는 더 넓은 기판에 더 많은 LED 칩을 배열시켜야 하기 때문에 비용이 증가하는 문제가 생기게 된다.
또한, 상기 기판(120)의 뒷부분에는 LED 칩(110)으로부터 발생되는 열을 외부로 방출시키는 방열판(미도시)도 실장되는데, 천정이나 기타 구조물 안에 조명장치가 설치될 경우, 공기의 흐름이 적어 방열판의 역할을 충분히 하지 못하게 되어, LED 칩의 수명이 저하되는 문제가 발생하게 된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 반사갓을 통해 반사되어 나오는 LED 칩의 광을 사용하여 눈부심 현상을 줄이고, 반사갓의 모양을 통해 반사각도를 조절함으로써, 빛의 확산을 유도하여 더 넓은 영역을 비추어 줄 수 있도록 한 LED 조명장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, LED 모듈을 구성하는 방열판을 외부로 노출시킴에 따라 방열효과를 향상시킬 수 있는 LED 조명장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 반사갓; 및 방열판을 포함하며, 상기 반사갓의 바닥면에 대하여 소정각(θ)이 기울어져 상기 반사갓을 향하도록 설치된 LED 모듈을 포함하여 구성된 광소자 조명장치를 제공한다.
상기 LED 모듈은, 상기 반사갓을 향해 광을 발생시키는 복수의 LED 칩; 및 상기 LED 칩을 실장하는 회로기판을 더 포함하여 구성된다.
상기 반사갓은 오목형상의 구면 또는 다각형면으로 형성될 수 있으며, 상기 반사갓의 모양 및 LED 모듈의 설치각에 따라, 조명광의 조도를 적절히 조절할 수 있다.
상기 LED 모듈은 반사갓의 일측 또는 양측에 설치될 수 있으며, 이때, 상기 LED 모듈은 정방형 구조의 설계가 가능하다.
또한, 본 발명은 반사갓; 및 상기 반사갓의 양측에 각각 형성되며, 회로기판, 상기 회로기판 상에 실장된 복수의 LED 칩, 상기 회로기판의 배면에 외부로 노출되도록 구비된 방열판을 포함하는 제1 및 제2LED 모듈을 포함하여 구성된 광소자 조명장치를 제공한다.
본 발명은, LED 모듈의 발광방향이 조명방향과 반대방향을 향하도록 설치하고, 상기 LED 모듈 상부에 반사갓을 설치하여, 상기 반사갓에 의해 반사된 광을 조명하도록 하므로, 눈부심 현상을 없애고, 이에 따라 눈의 피로를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, LED 모듈을 구성하고 있는 방열판을 외부로 노출시킴에 따라, 방열 효과를 높이고, 이로써, 조명장치의 수명을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부한 도면을 통하여 본 발명에 따른 광소자 조명장치에 대하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일례에 따른 광소자 조명장치를 나타낸 것으로, 도 2는 광소자 조명장치를 나타낸 분해도 이고, 도 3은 조립된 조명장치를 나타낸 것이며, 이해를 돕기 위해 반사갓의 일부를 생략하고, 그 내부를 나타내었다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 발광소자 조명장치(200)는 LED 모듈(260)과 상기 LED 모듈(260)로부터 발생된 광을 반사시키는 반사갓(250)을 포함한다.
상기 LED 모듈(260)은, 광을 발생시키는 복수의 LED 칩(230)과, 상기 LED 칩(230)에 전원을 공급하기 위한 회로가 배설된 회로기판(210) 및 상기 회로기판(210)의 배면에 설치되어, 상기 LED 칩(230)으로부터 발생된 열을 외부로 방출하는 방열판(220)으로 구성된다.
이때, 상기 LED 모듈(260)은 반사갓(250)의 구조를 따라 링 형태로 형성되어 있다. 즉, 반사갓(250)의 모양이 구면이므로, 회로기판(210) 및 방열판(220)은 링 형상으로 형성되어 있으며, 상기 회로기판(210) 상에 실장된 LED 칩(230)도 일정한 간격을 두고 링 배열을 이루고 있다.
그리고, 상기 반사갓(250)은 LED 모듈(260) 상부에 마련되어, 상기 LED 칩(230)으로부터 발생된 광을 반사시켜, 광의 조사방향을 바꾸어준다. 상기 반사갓(250)은 다양한 형상으로의 설계가 가능하며, 구면의 경우, LED 모듈로부터 발생된 광을 전체적으로 균등하게 반사시킬 수 있는 장점이 있다.
그러나, 본 발명에서는 상기 반사갓(250)의 구조(형상)를 구면형상으로 한정하지 않으며, 오목형태를 갖는다면, 어떠한 다각형면이라도 다 포함할 것이다.
또한, 상기 LED 칩(230)을 실장한 회로기판(210)은 그 하부에 마련된 방열판 (220)에 고정되며, 상기 방열판(220)은 나사못(240)과 같은 체결수단을 통해 상기 반사갓(250)과 체결된다.
상기 반사갓(250)과 방열판(220)을 체결하는 방식은 나사못 이외에, 공지된 다양한 체결방식을 통해 체결할 수 있으며, 예를 들어, 상기 방열판(220) 상에 상기 반사갓(250)을 끼워 넣을 수 있는 홈부를 형성하여, 두 구조물을 결합시킬 수도 있다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 광소자 조명장치(200)는 상기 회로기판(210)에 전원을 인가함으로써 상기 LED 칩(230)이 광을 방출하게 된다. 방출된 광은 상기 반사갓(250)에서 반사됨으로써 조명장치 전면으로 광을 조사하게 된다.
이렇게 반사된 광을 조명장치 전면에 조사함으로써 눈부심 현상을 줄일 수 있고 반사에 의한 빛의 확산 때문에 동일 개수의 발광소자를 사용한 경우에도 종래의 조명장치 보다 더 넓은 영역을 비추어 줄 수 있게 된다.
더욱이, 방열판(220)이 외부로 노출되어 있어서, 천정이나 기타 구조물 안에 조명장치가 설치될 경우라도, 종래에 비해 우수한 방열특성을 얻을 수가 있다.
한편, 도 2 및 도 3에는 반구면을 갖는 반사갓과, 그 하부에, 링 형상을 갖는 LED 모듈이 도시되어 있으나, 상기 반사갓의 형상에 따라 상기 LED 모듈은 다양한 형태로 구성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예로, 반사갓의 일측에 장방형의 LED 모듈이 설치된 조명장치를 나타낸 것이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 광소자 조명장치(300)는 반사갓(350)과, 상기 반사갓(350)의 측면에 반사갓(350)을 향해 광을 발생시키는 LED 모듈(360)을 포함한다.
상기 LED 모듈(360)은 장방형의 회로기판(310)과, 상기 회로기판(310) 상에 일정한 간격을 두고 규칙적으로 배열된 복수의 LED 칩(330) 및 상기 회로기판(310)의 배면에 설치되어 LED 칩(330)에서 나오는 열을 방출시키는 방열판(320)으로 구성된다.
그리고, 상기 LED 모듈(360)은 상기 반사갓(350)의 바닥면(370)에 대하여 소정각(θ) 기울어지도록 설치되어 있으며, 여기서, 상기 반사갓의 바닥면(370)은 오픈된 영역으로, LED 칩(330)으로부터 발생된 광이 반사갓(350)을 통해 반사되어 나오는 영역을 의미한다.
이와 같이, LED 모듈이 반사갓(350)의 바닥면(370)에 대하여 소정각(θ) 기울어지도록 하는 것은, 상기 반사갓(350)에 반사되는 광의 양을 늘임으로써, 반사갓의 바닥면(370)을 통해 나오는 광효율을 높이고자 하는 것이다.
상기 LED 모듈(360)의 기울각(θ)은 반사갓(350)의 형상에 따라 조절될 수 있다.
아울러, 조명광의 밝기를 균일하게 하기 위해, 상기 LED 모듈(360)을 반사갓(350)의 양측에 형성하는 것도 가능하다.
도 3에 도시된 바와 같이, LED 모듈(360)이 반사갓(350)의 일측에만 형성되는 경우, 상기 LED 모듈(360)과 대향하는 영역에 광이 집중되기 때문에, 이 영역을 통해 반사되어 조명되는 영역이 다른 영역에 비해 상대적으로 밝게 나타난다.
따라서, 반사갓의 양측에 각각 LED 모듈을 설치함으로써, 균일한 조명광을 얻을 수 있다.
도 5는 광 균일도가 향상된 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로, 본 실시예에 따른 광소자 조명장치(400)는, 반사갓(450)과, 상기 반사갓(450)의 일측에 설치된 제1LED 모듈(420a) 및 상기 제1LED 모듈(420a)과 대향하는 상기 반사갓(450)의 타측에 설치된 제2LED 모듈(430)로 구성된다.
이때에도, 상기 제1 및 제2LED 모듈(420a, 420b)은, 반사갓(450)의 바닥면(470)에 대해 반사갓(450)을 향하도록 소정각(θ) 기울어져 설치되어 있으며, 각각이 회로기판(410), 상기 회로기판(410) 상에 실장된 복수의 LED 칩(430) 및 상기 회로기판(410)의 배면에 외부로 노출되도록 설치된 방열판(420)을 포함한다.
상기한 바와 같이 구성된 본 실시예는, 반사갓(450)의 양측에, LED 모듈(420a, 420b)이 설치되어 있으므로, 이전 실시예(도 3)에 비해, 광의 균일도를 향상시킬 수가 있으며, 이전 실시예들(도 3, 도 4)과 마찬가지로, 반사갓(450)을 통해 반사된 광을 조명광으로 사용하기 때문에, 종래에 비해 눈부심 현상을 없애고, 방열판(420)이 외부로 노출되어 있어서, 종래에 비해 방열특성을 더욱 향상시킬 수가 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 LED 모듈에서 광이 발생하는 광을 직접적으로 사용하지 않고, 반사갓을 통해 반사시켜 간접적으로 사용하도록 함으로써, 눈부심 현상을 없애 눈의 피로를 줄이고, 상기 방열판을 외부로 노출시킴에 따라 방열특성을 향상시킨 것으로, 반사갓을 구비하고, 외부로 노출된 방열판을 구비하며 상기 반사갓을 향해 광이 조사되는 LED 모듈을 포함하는 조명장치라면, LED 모듈의 종 류, 예를 들면, 회로기판 상에 배열되는 LED 칩의 배열 및 회로기판의 형상 등에 상관없이 모두 본 발명에 포함될 것이다.
이에 따라, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 종래 광소자 조명장치를 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 일례에 따른 광소자 조명장치를 나타낸 분해도.
도 3은 조립된 광소자 조명장치를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
200, 300, 400 : 광소자 조명장치 210, 310, 410 : 회로기판
220, 320, 420 : 방열판 230, 330, 430 : LED 칩
250, 350 ,450 : 반사갓 260, 360, 460 : 방열판

Claims (8)

  1. 반사갓; 및
    방열판을 포함하며, 상기 반사갓의 바닥면에 대하여 소정각(θ)이 기울어져 상기 반사갓을 향하도록 설치된 LED 모듈;
    을 포함하여 구성된 광소자 조명장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 LED 모듈은,
    상기 반사갓을 향해 광을 발생시키는 복수의 LED 칩;
    상기 LED 칩을 실장하는 회로기판을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광소자 조명장치
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반사갓은 오목형상의 구면 또는 다각형면으로 형성된 것을 특징으로 하는 광소자 조명장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 LED 모듈은, 링 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 광소자 조명장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 LED 모듈은 반사갓의 일측에 설치된 것을 특징으로 하는 광소자 조명장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 LED 모듈은 반사갓의 양측에 각각 설치된 것을 특징으로 하는 광소자 조명장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 LED 모듈은 정방형 구조인 것을 특징으로 하는 광소자 조명장치.
  8. 반사갓; 및
    상기 반사갓의 양측에 각각 형성되며, 회로기판, 상기 회로기판 상에 실장된 복수의 LED 칩, 상기 회로기판의 배면에 외부로 노출되도록 구비된 방열판을 포함하는 제1 및 제2LED 모듈;
    을 포함하여 구성된 광소자 조명장치.
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