KR20090128942A

KR20090128942A - 엘이디 광원을 이용한 조명 전구

Info

Publication number: KR20090128942A
Application number: KR1020080054940A
Authority: KR
Inventors: 김상화
Original assignee: 김상화
Priority date: 2008-06-12
Filing date: 2008-06-12
Publication date: 2009-12-16

Abstract

본 발명은 엘이디 광원을 이용한 조명 전구에 관한 것으로서, 다수개의 엘이디 소자를 기판상에 설치하여 직진성의 조사범위에서 조도를 얻는 기존의 엘이디 광원을 이용한 조명 전구를 개선한 것으로서, 기판을 크로스 형태로 결합하되, 기판상에 실장된 엘이디 소자가 상호 양측에서 경사지는 형태가 되거나, 외측으로 하향지게 위치되도록 전구를 구성하는 벌브캡 내에 경사지게 안내 설치함으로써, 전구가 설치되는 하부측과 그 주변의 외측에 광량을 넓혀 조사하여 기존과 대비하여 보다 많은 LED를 탑재하여 조명 전구로도 충분히 실내에 해당면적의 밝기를 구현할 수 있으며, 낮은 소비전력 사용으로 매우 경제적인 이점을 제공한다.

엘이디 소자, 조명전구, 기판, 제1광원조사부, 제2광원조사부

Description

엘이디 광원을 이용한 조명 전구{Lighting bulb using light emitting diode light source}

본 발명은 엘이디 광원을 이용한 조명 전구에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 빛의 직진 특성을 갖는 엘이디 소자의 배치를 유효 적절하게 하여 별도의 분광렌즈, 반사갓 등의 구성요소의 설치를 생략하면서도 빛의 확산성에 의한 광량을 높일 수 있도록 하여 엘이디 조명전구의 설치 수를 낮추어 경제적인 소비전력의 효과와 함께 각종 실내등으로 유용하게 사용할 수 있도록 한 엘이디 광원을 이용한 조명 전구에 관한 것이다.

일반적으로 램프는 필라멘트를 이용한 백열전구에서 형광체를 이용한 형광등 및 삼파장램프 등 다양한 형태로의 발전을 거듭하고 있다.

첨부된 도 1에서와 같이 일반적으로 가정이나 사무실, 인테리어를 추구하는 실내에서 사용되고 있는 삼파장램프(A)는 백열전구가 아니라, 형광등의 일종으로서 램프는 적, 녹, 청의 세가지 발광색 성분으로 이루어진 삼파장 형광물질을 이용한 다. 삼파장 물질은 열로 방출되는 에너지의 양을 줄여 온도가 상승되는 것을 억제하여 램프의 조도효율을 높임으로써 램프의 수명이 긴 것이 특징이다.

삼파장램프 사용상에 따르면, 삼파장의 광을 일정비율로 혼합, 자연광에 가까운 빛을 조사하여 사물의 색상 재현이 뛰어나면서 눈이 편안하다는 장점이 있어 실내 조명은 물론, 스텐드 조명에도 널리 보급되어 사용되고 있다.

빛의 광량을 높이기 위해 삼파장램프는 반사갓을 이용하여 광도를 높게 사용하는 예가 대부분이다.

한편, 상기한 기존 삼파장 램프의 광원에 비해 에너지 절감 효과가 뛰어나고, 거의 반영구적으로 사용할 수 있는 차세대 광원 발광다이오드(LED: Light Emittion Diode, 이하 '엘이디 소자'라 칭함)가 서서히 그 빛을 발하고 있다.

참고로, 엘이디 소자(L)는 기본적으로 p형와 n형이 접합된 반도체 양쪽에 전극 단자를 만들고 단자간에 전압을 가하면 전류가 흘러 p-n접합 부근에서 빛을 방출하는 소자를 말한다. 이러한 엘이디 소자의 시조는 1923년에 탄화규소 재료에서 직류전류를 흘렸을 때에 발광했던 최초의 물질로 보고되고 있다.

초기에는 적색계통의 엘이디 소자만 개발되었으나, 현재는 새로운 반도체 재료가 개발되면서 청색과 녹색의 엘이디 소자도 개발돼 천연색 및 백색의 빛을 구현할 수 있게 되었다. 이런 엘이디 소자는, 표면실장소자(SMD: Surface Mount Device, 이하 'SMD'라 칭함) 타입과 램프타입으로 되어 있다.

보통 엘이디 소자는 아래에는 두발이 달려있는데, 이 두 발은 전극의 역할을 한다. 몰드 내부에는 반도체 칩에 전원을 공급하기 위한 음전극과 양전극이 있으 며, 반도체 칩은 그 중 한 전극 위에 올려져 있다. 이 전극과 반도체 칩을 연결하기 위해 금으로 된 가는 전선을 사용한다.

상기 SMD은 표면실장 소자의 약자로 부품의 다리를 기판의 구멍에 끼워서 납땜하기 않고, 부품을 회로기판에 단지 얹어 놓은 상태로 납땜 사용하는 타입으로서 SMD 타입을 이용한 엘이디 소자는 주로 휴대폰, 모바일 기기, 후레쉬용 랜턴으로도 개발되고 있다.

또한, 엘이디 소자는 램프용으로 자체 렌즈를 사용하는 오벌(oval) 타입이 주로 사용되는데, 빛의 직진성이 강해 빛을 멀리 까지 보낼 수 있지만 확산성이 낮은 것이 흠이라면 흠이다.

상기와 같은 엘이디 소자(L)를 이용한 조명 전구(1)의 경우, 빛이 직진성을 같기 때문에 구형의 벌브캡을 사용하지 않고, 첨부된 도 2에서 도시한 일 예와 같이 설치된다.

이는 본체(1-1) 내에 DC변환장치(1-2)를 구비하고, 그 하부에 기판(2)이 설치된다. 상기 기판(2)상에 다수개의 고휘도 엘이디 소자(L)를 실장하고, 경사진 반사갓(2-1)과, 분광렌즈(2-2)를 이용하여 직진성인 빛을 확산시켜 사용하도록 하고 있다.

따라서, 기존의 엘이디 조명 전구 타입은, 도 2에서와 같이 반사갓(2-1)과 분광렌즈(2-2)를 이용한 빛의 확산을 높이고 있다. 하지만 실질적으로 광범위하게 도달하는 빛의 광도의 차이는 그 편차가 심하게 나타나 엘이디 조명전구(1)의 설치되는 지점 간격을 좁혀야 하고, 이는 엘이디 조명전구의 수가 늘어남으로써 사 용되는 소비전력이 높아지는 비경제적인 문제점이 있었다.

즉, 엘이디 소자를 이용한 조명 전구는 기본적으로 빛의 직진성과 확산성을 동시에 만족시켜야 하며, 현재까지 나와 있는 엘이디 타입의 조명전구는 확산성 보다는 직진성의 가시거리가 높은 제품이 대다수인 실정이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 빛의 직진 특성성을 갖는 엘이디 소자의 배치를 유효 적절하게 하여 별도의 분광렌즈, 반사갓 등의 구성요소의 설치를 생략하면서도 빛의 확산성에 의한 광량을 높일 수 있도록 하여 엘이디 조명전구의 설치 수를 낮추어 경제적인 소비전력의 효과와 함께 각종 실내등으로 유용하게 사용할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 일측에 전기 접속을 위한 접속부가 마련되고, 내부에 DC변환장치가 구비되며, 일측에 투명소재의 벌브캡이 설치된 본체와, 상기 본체측 DC변환장치로부터 전기적으로 연결 설치되며, 일면 상에 엘이디 소자가 다수개 배열, 실장된 기판으로 구성된 엘이디 조명 전구에 있어서, 상기 기판은 한 쌍으로 이루어지며, 각각 가장자리로부터 중앙을 향해 일직선상의 결합홈이 형성되어 상호 열십자 형태로 결합되는 구조를 갖도록 하여 실장된 엘이디 소자로부터 조사되는 빛이 상호 겹쳐지게 조사하는 제1광원조사부와 빛이 외향으로 경사지게 조사되는 제2광원조사부가 형성되도록 한 엘이디 광원을 이용한 조명 전구를 제공함으로써 달성된다.

본 발명에 따른 엘이디 조명 전구는 다수개의 엘이디 소자를 기판상에 설치하여 직진성의 조사범위에서 조도를 얻는 기존의 엘이디 광원을 이용한 조명 전구를 개선한 것으로서, 기판을 크로스 형태로 결합하되, 기판상에 실장된 엘이디 소자가 상호 양측에서 경사지는 형태가 되거나, 외측으로 하향지게 위치되도록 전구를 구성하는 벌브캡 내에 경사지게 안내 설치함으로써, 전구가 설치되는 하부측과 그 주변의 외측에 광량을 넓혀 조사하여 기존과 대비하여 보다 많은 LED를 탑재하여 조명 전구로도 충분히 실내에 해당면적의 밝기를 구현할 수 있으며, 낮은 소비전력 사용으로 매우 경제적인 이점을 제공하는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세히 설명한다.

첨부된 도 3은 본 발명인 엘이디 광원을 이용한 조명 전구를 도시한 종단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 엘이디 소자가 실장되는 기판의 결합상태를 보여주는 사시도이다.

본 발명은, 일측에 전기 접속을 위한 접속부(11)가 마련되고, 내부에 DC변환장치(12)가 구비되며, 일측에 투명소재의 벌브캡(13)이 설치된 본체(10)와, 상기 본체(10)측 DC변환장치(12)로부터 전기적으로 연결 설치되며, 일면 상에 엘이디 소자(L)가 다수개 배열, 실장된 기판(20)으로 구성된 엘이디 조명 전구(100)에 있어서,

상기 기판(20)은 한 쌍으로 이루어지며, 각각 가장자리로부터 중앙을 향해 일직선상의 결합홈(21)이 형성되어 열십자 형태로 결합되는 구조를 갖도록 하여 실장된 엘이디 소자(L)로부터 조사되는 빛이 상호 겹쳐지게 조사하는 제1광원조사부(30)와 함께 빛이 외향으로 경사지게 조사되는 제2광원조사부(40)가 형성되도록 구성된다.

상기 기판(20)은 첨부된 도 4에서 도시하고 있는 바와 같이, 기판에 형성된 결합홈(21)은 기판(20)을 원판형으로 형성된 것을 기준으로 하여 도시하고 있지만, 정사각형 및 직사각형 또는 그외 다각형으로도 상호 열십자 형태가 되도록 크로스 되는 형태이면 모두 가능하다.

즉, 본 발명에 따른 엘이디 소자(L)를 경사지게 설치함으로써, 엘이디 소자가 향하는 방향이 경사지는 형태가 되도록 구성한 것으로, 빛이 겹쳐지는 형태, 외향지는 형태의 광원으로 조시될 수 있도록 한 것이 주요부분이라 할 수 있다.

한편, 첨부된 도 5는 본 발명에 따른 조명 전구(100)에 적용되는 기판의 일 실시예를 발췌하여 도시한 정면도로서, 상기 기판(20)은 실장된 엘이디 소자(L)가 상호 경사지는 형태로 대응되게 빛이 조사되도록 절곡 형성되어 제1광원조사부(30)만 갖도록 구성하여 DC변환장치(12)에 연결 설치되는 구조로도 가능하다.

또한, 도 6은 본 발명에 따른 조명 전구에 적용되는 기판의 일 실시예를 발췌하여 도시한 정면도로서, 상기 기판(20)은 실장된 엘이디 소자(L)가 상호 경사지는 형태로 외측으로 경사지게 빛이 조사되도록 절곡 형성되어 제2광원조사부(40)만 갖도록 구성하여 DC변환장치(12)에 연결 설치되도록 한 것이다.

도 3을 참조하여 본 발명에 따른 조명 전구(100)의 작용을 살피면, 주어진 기판은 열십자 형태로 경사지게 설치되며, 기판의 양단은 본체 내에 마련되는 고정구에 삽입하여 고정되도록 한다.

이와 같이 삽입 고정된 기판(20)은 그 외측에 벌브캡(13)을 씌워 본체(10)에 결합시켜 줌으로써, 완성된 조명 전구(100)의 본체(10)측 접속부(11)를 소켓에 체결하여 전류의 제어로서 점등시키거나 소등시킬 수 있도록 한다.

점등된 상태에서 상기 기판(20)상의 제1광원조사부(30)는 대응되게 위한 엘이디 소자(L)로부터 빛이 경사지게 비추어지되, 이들은 빛이 상호 직진성을 갖되 빛이 합쳐지는 효과로서 종래기술에서와 같이 별도의 반사갓이나 분광렌즈의 사용 없이도 충분한 광량을 발생할 수 있다.

그리고, 상기 제1광원조사부(30)의 상부에 구획된 제2광원조사부(40)측 엘이디 소자(L)에서 발생하는 빛은 외측방향으로 하향 경사지게 비추어줌으로써, 제1광원조사부(30)측과 제2광원조사부(40)측의 엘이디 소자는 상호 다른 광량의 빛을 조사한다.

즉, 제1광원조사부(30)측은 조명 전구(100)가 설치된 하부측을 집중적으로 밝히고, 그 주변은 제2광원조사부(40)측의 엘이디 소자(L)가 발생하는 빛으로서 조도의 범위를 보다 확대시킬 수 있게 된다.

따라서 실내등으로 사용함에 있어, 조명전구의 설치되는 간격을 넓힐 수 있는 이유에서 전구의 사용 갯수를 기존의 엘이디 광원을 이용한 조명전구의 수보다 현저히 줄여서 사용할 수 있고, 그만큼 전력소모를 낮출 수 있는 이중효과를 갖는 다.

한편, 본 발명에 따른 일 실시예의 기판(20)은 첨부된 도 5에서 도시된 바와 같이 절곡 형성하여 상술한 바의 제1광원조사부(30)만이 설치되는 효과를 별도로 가질 수 있도록 한다.

또는 첨부된 도 6에서 도시된 바와 같이 기판(20)의 형상을 반대로 절곡 형성하여 상술한 제2광원조사부(40)와 같이 빛이 경사지면서 하향지게 빛을 조사하는 형태로 조도의 범위를 개별적으로 가질 수도 있다.

이와 같은 빛의 발산은 엘이디 소자의 직진성 빛을 경사지게 위치시키는 간단한 기술로 이루지지만, 실질적으로 이와 같은 효과로서 인테리어 장식 및 실내분위기를 연출하는 다용도의 조명 전구로서 활용성이 매우 높으며, 실내에 있어 중앙측 조사와 외측 하향부분의 조사부분 필요로 하는 조도범위를 갖도록 함으로써, 다양한 실시예의 조명 전구의 설치위치에 따른 광량을 얻을 수 있다.

따라서, 상기와 같이 엘이디 소자가 경사지는 형태로 빛을 일방향 혹은 겹쳐지게 조사되도록 하여 풍부한 광량 및 조도범위를 다양하게 실시할 수 있는 이유에서 실내는 물론 실외 등지의 행사, 무대장치 등에도 효율적으로 이용할 수 있는 장접이 있다.

도 1은 종래 삼파장 램프를 도시한 사시도,

도 2는 종래 엘이디 소자를 이용한 전구를 일 예로 도시한 종단면도,

도 3은 본 발명인 엘이디 광원을 이용한 조명 전구를 도시한 종단면도,

도 4는 본 발명에 따른 엘이디 소자가 실장되는 기판의 결합상태를 보여주는 사시도,

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 조명 전구에 적용되는 기판의 일 실시예를 발췌하여 도시한 정면도.

◎ 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ◎

10: 본체 11: 접속부

12: DC변환장치 13: 벌브캡

20: 기판 21: 결합홈

30: 제1광원조사부 40: 제2광원조사부

L: 엘이디 소자

Claims

일측에 전기 접속을 위한 접속부(11)가 마련되고, 내부에 DC변환장치(12)가 구비되며, 일측에 투명소재의 벌브캡(13)이 설치된 본체(10)와, 상기 본체(10)측 DC변환장치(12)로부터 전기적으로 연결 설치되며, 일면 상에 엘이디 소자(L)가 다수개 배열, 실장된 기판(20)으로 구성된 엘이디 조명 전구(100)에 있어서,

상기 기판(20)은 한 쌍으로 이루어지며, 각각 가장자리로부터 중앙을 향해 일직선상의 결합홈(21)이 형성되어 열십자 형태로 결합되는 구조를 갖도록 하여 실장된 엘이디 소자(L)로부터 조사되는 빛이 상호 겹쳐지게 조사하는 제1광원조사부(30)와 함께 빛이 외향으로 경사지게 조사되는 제2광원조사부(40)가 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 엘이디 광원을 이용한 조명 전구.
제1항에 있어서, 상기 기판(20)은 실장된 엘이디 소자(L)가 상호 경사지는 형태로 대응되게 빛이 조사되도록 절곡 형성되어 제1광원조사부(30)만 갖도록 구성하여 DC변환장치(12)에 연결 설치도록 한 것을 특징으로 하는 엘이디 광원을 이용한 조명 전구.
제1항에 있어서, 상기 기판(20)은 실장된 엘이디 소자(L)가 상호 경사지는 형태로 외측으로 경사지게 빛이 조사되도록 절곡 형성되어 제2광원조사부(40)만 갖도록 구성하여 DC변환장치(12)에 연결 설치되도록 한 것을 특징으로 하는 엘이디 광원을 이용한 조명 전구.