KR20100101438A

KR20100101438A - Ｌｅｄ 조명장치

Info

Publication number: KR20100101438A
Application number: KR1020090019931A
Authority: KR
Inventors: 송주영; 박종관
Original assignee: 주식회사 하나비젼
Priority date: 2009-03-09
Filing date: 2009-03-09
Publication date: 2010-09-17

Abstract

본 발명은 LED 조명장치에 관한 것으로서, 하나 이상의 LED와; 상기 LED의 광이 입사되는 광 입사면과, 상기 광 입사면에 대해 직각을 이루는 표면에 상기 광 입사면으로부터 입사된 광을 굴절시키는 복수의 프리즘 열을 형성하고, 상기 LED의 광을 확산시켜 발광하는 도광부재와; 상기 복수의 프리즘 열을 둘러싸며, 상기 복수의 프리즘 열에 의해 굴절되어 상기 도광부재로부터 출사되는 광을 상기 도광부재로 반사시키는 반사부재를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, LED의 광의 눈부심 현상을 해소하고, LED의 광을 넓게 확산시켜 조명할 수 있다.

Description

ＬＥＤ 조명장치{LIGHT EMITTING DIODE LIGHTING APPARATUS}

본 발명은 LED 조명장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, LED의 점 광원을 확산시켜 면 발광하는 LED 조명장치에 관한 것이다.

일반적으로 야간 또는 실내에서 빛을 제공하기 위한 다양한 조명장치가 이용되고 있다.

이러한 조명장치는 전기에너지를 빛에너지로 변환하여 빛을 제공하는 것으로서, 백열전구, 수은등, 형광등의 광원이 널리 사용되고 있다.

그러나, 종래의 백열전구, 수은등, 형광등을 이용한 조명장치는 비교적 많은 전력이 소비되는 문제점 있다.

이에, 근래에는 에너지 절약을 도모하기 위해, 조명장치의 광원으로서 형광등보다 훨씬 적은 전력을 소모하는 LED(LIGHT EMITTING DIODE, 발광다이오드)의 이용이 제안되고 있다.

LED는 종래의 조명장치의 광원에 비하여 발열량이 적고, 적은 소비 전력과 긴 수명, 내충격성의 장점을 가지고 있다. 또한, 제조과정에서 형광등과 같이 수은이나 방전용 가스를 사용하지 않으므로, 환경오염을 유발하지 않는 장점이 있다.

그러나, LED는 점 광원 형태로 지향성이 강하고, 휘도가 너무 커서 섬광과 같이 눈부시게 느껴져 보급이 지연되고 있는 실정이다.

이에, 본 출원인은 LED 광원의 눈부심 현상을 해소하여 조명장치의 광원으로서 널리 사용할 수 있도록, LED의 점 광원을 확산시켜 면 발광하는 LED 조명장치를 개발하기에 이르렀다.

상기 배경기술의 문제점에서 해결하고자 하는 과제는, 본 발명에 따라, LED 광의 눈부심 현상을 해소하고, LED 광을 넓게 확산시켜 조명할 수 있는 LED 조명장치를 제공하는 것이다.

상기 과제의 해결 수단은, 본 발명에 따라, 하나 이상의 LED와; 상기 LED의 광이 입사되는 광 입사면과, 상기 광 입사면에 대해 직각을 이루는 표면에 상기 광 입사면으로부터 입사된 광을 굴절시키는 복수의 프리즘 열을 형성하고, 상기 LED의 광을 확산시켜 발광하는 도광부재와; 상기 복수의 프리즘 열을 둘러싸며, 상기 복수의 프리즘 열에 의해 굴절되어 상기 도광부재로부터 출사되는 광을 상기 도광부재로 반사시키는 반사부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치를 제공한다.

여기서, 상기 도광부재는 상기 LED로부터 멀어질수록 단면적이 축소되는 단면형상을 갖는 것이 바람직하다.

상기 복수의 프리즘 열은 브이 컷(V-cut) 단면형상을 갖는 것이 바람직하다.

상기 프리즘 열은, 상기 광 입사면에 대해 평행을 이루는 제1프리즘 면과, 상기 제1프리즘 면에 대해 예각을 가지며 경사를 이루는 제2프리즘 면을 포함한다.

상기 제1프리즘 면과 상기 복수의 프리즘 열의 상방에 위치한 상기 반사부재의 판면은 직각을 이루며 배치되는 것이 바람직하다.

상기 복수의 프리즘 열은 상기 도광부재의 광 입사면에 대해 평행하게 일정 간격을 두고 배열되는 것이 바람직하다.

상기 도광부재는 아크릴레이트(acrylate), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylen terephthalate) 중 어느 하나의 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 과제의 해결 수단에 따르면, LED의 점 광원을 확산하여 면 발광함으로써, LED 광의 눈부심 현상을 해소하고, LED 광을 넓게 확산시켜 조명할 수 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 3에는 본 발명의 제1실시예에 따른 LED 조명장치가 도시되어 있다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 LED 조명장치(5)는 하나의 LED(10)와, LED(10)의 광을 확산시켜 발광하는 도광부재(20)와, 반사부재(40)를 포함한다.

LED(10)는 LED하우징(50)에 수용되어, 도광부재(20)의 일 측면 즉, 후술할 도광부재(20)의 광 입사면(21)에 배치되어 도광부재(20)에 광을 입사시킨다.

도광부재(20)는 판 형상을 가지며, LED(10)로부터 멀어질수록 단면적이 축소되는 단면형상, 즉 사다리꼴 단면형상을 가진다. 도광부재(20)는 LED(10)의 광이 입사되는 광 입사면(21)과, 광 입사면(21)에 대해 직각을 이루며 광을 굴절시키는 광 굴절면(23)과, 광 굴절면(23)에 대해 경사지게 형성되며 광이 출사되는 광 출사면(33)을 가진다.

광 굴절면(23)은 반사부재(40)를 향하며, 광 굴절면(23)의 일 영역에는 광 입사면(21)으로부터 입사된 LED(10)의 광을 굴절시키는 복수의 프리즘 열(25)이 형성되어 있다. 복수의 프리즘 열(25)은 브이 컷(V-cut) 단면형상을 가지며, 광 입사면(21)에 대해 평행하게 광 굴절면(23)을 따라 일정 간격을 두고 배열되어 있다. 프리즘 열(25)은 광 입사면(21)과 평행을 이루는 제1프리즘 면(27)과, 제1프리즘 면(27)에 대해 예각을 가지며 경사를 이루는 제2프리즘 면(29)을 포함한다.

제1프리즘 면(27)은 광의 전파방향에 대해 수직하게 즉, 광 입사면(21)에 대해 평행하게 배열되어 있다. 이것은 광 입사면(21)으로부터 입사된 LED(10) 광의 전파방향에 대하여 제1프리즘 면(27)이 직교한 상태가 가장 효율적으로 광 출사면(33)으로 출사되기 때문이다.

제2프리즘 면(29)은 제1프리즘 면(27)에 대해 예각을 가지며 경사를 이룬다. 제2프리즘 면(29)은 광 입사면(21)으로부터 입사된 LED(10)의 광을 전반사하여 광 출사면(33)으로 향하게 한다.

여기서, 제1프리즘 면(27)과 제2프리즘 면(29)이 이루는 경사각은 40∼50°인 것이 바람직하며, 특히 제1프리즘 면(27)과 제2프리즘 면(29)이 이루는 경사각은 제2프리즘 면(29)이 최대 반사효율을 갖는 45°로 하는 것이 보다 효과적이다.

이러한 도광부재(20)는 투명성을 가지며, 그 재질로는 아크릴레이트(acrylate), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylen terephthalate) 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.

반사부재(40)는 복수의 프리즘 열(25)을 둘러싸며, 도광부재(20)의 상단부에 결합된다. 반사부재(40)는 복수의 프리즘 열(25)의 양측부를 차폐하는 한 쌍의 측판(41)과, 한 쌍의 측판(41)을 상호 연결하며 복수의 프리즘 열(25)의 상부를 차폐하는 상부판(43)과, LED(10)와 대향하는 도광부재(20)의 자유단부의 단면 즉, 광 입사면(21)과 대향하는 단면을 차폐하는 차폐판(45)을 가진다.

반사부재(40)는 도광부재(20)의 광 굴절면(23)으로부터 출사되는 광을 다시 도광부재(20)로 반사시키는 역할을 한다. 복수의 프리즘 열(25)을 향하는 반사부재(40)의 각 판면에는 반사재가 코팅되어 있다. 반사부재(40)는 아연도금강판이나 알루미늄판으로 이루어지는 것이 바람직하며, 특히 반사성을 향상시키기 위해, 복수의 프리즘 열(25)을 향하는 반사부재(40)의 각 판면에는 반사재로서 알루미늄을 코팅하거나, 고조도용 도료조성물을 코팅하는 것이 보다 효과적이다.

한편, 복수의 프리즘 열(25)의 상방에 위치한 반사부재(40)의 판면 즉, 반사부재(40)의 상부판(43)과 제1프리즘 면(27)은 직각을 이루며 배치된다.

이에, 광 입사면(21)으로부터 입사된 LED(10) 광의 일부는 복수의 프리즘 열(25)의 각 제1프리즘 면(27)에 의해 광 출사면(33)으로 향하고, LED(10) 광의 나머지는 각 제2프리즘 면(27)에 의해 전반사되어, 광 출사면(33)으로 향하게 된다.

LED하우징(50)은 도광부재(20)의 광 입사면(21)과 반사부재(40)의 양 측판(41)을 둘러싸도록 양측이 개구된 사각통형상을 가진다. LED하우징(50)과 도광부재(20)와 반사부재(40)는 접착제 또는 점착제에 의해 서로 접합된다. LED하우징(50)은 LED(10)의 광이 LED(10)의 둘레를 따라 빠져나가는 것을 방지함과 동시에, 도광부재(20)의 광 입사면(21)으로 입사되도록 하는 역할을 한다. 여기서, 도광부재(20)와 반사부재(40)는 끼워맞춤결합되는 것이 바람직하다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 LED 조명장치(5)의 LED(10)의 광은 도광부재(20)의 광 입사면(21)으로 입사하여, LED(10) 광의 일부는 복수의 프리즘 열(25)의 각 제1프리즘 면(27)에 의해 광 출사면(33)으로 향하고, LED(10) 광의 나머지는 각 제2프리즘 면(27)에 의해 전반사되어, 광 출사면(33)으로 향하게 된다. 한편, 광 입사면(21)으로 입사된 LED(10) 광 중 도광부재(20)의 광 굴절면(23)으로부터 출사된 광은 반사부재(40)에 의해 다시 제2프리즘 면(29)으로 입사되어, 광 출사면(33)으로 향하게 된다.

이에, LED(10)의 점 광원이 면 발광하여, LED(10) 광의 눈부심 현상을 해소하며 LED(10) 광을 넓게 확산시켜 조명할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 LED 조명장치로서, 전술한 제1실시예와는 달리, 전술한 제1실시예에 따른 LED 조명장치(5)가 대향 배치되어 있다. 이에, LED 조명장치(5)의 길이를 길게 하여 조도를 조절할 수 있게 된다.

또한, 도 5에는 본 발명의 제3실시예에 따른 LED 조명장치가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 LED 조명장치(5')는 전술한 제1실시예와는 달리, 복수의 LED(10)가 도광부재(20)의 광 입사면(21)을 따라 일정 간격으로 배치되어 있으며, 이에 LED 조명장치(5')의 조도를 조절할 수 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서, 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 LED 조명장치의 사시도,

도 2는 도 1의 분해사시도,

도 3은 도 1의 종단면도,

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 LED 조명장치의 사시도,

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 LED 조명장치의 사시도이다.

＊도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＊

5,5' : LED 조명장치 10 : LED

20 : 도광부재 21 : 광 입사면

23 : 광 굴절면 25 : 프리즘 열

27 : 제1프리즘 면 29 : 제2프리즘 면

33 : 광 출사면 40 : 반사부재

50 : LED하우징

Claims

하나 이상의 LED와;

상기 LED의 광이 입사되는 광 입사면과, 상기 광 입사면에 대해 직각을 이루는 표면에 상기 광 입사면으로부터 입사된 광을 굴절시키는 복수의 프리즘 열을 형성하고, 상기 LED의 광을 확산시켜 발광하는 도광부재와;

상기 복수의 프리즘 열을 둘러싸며, 상기 복수의 프리즘 열에 의해 굴절되어 상기 도광부재로부터 출사되는 광을 상기 도광부재로 반사시키는 반사부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
제1항에 있어서,

상기 도광부재는 상기 LED로부터 멀어질수록 단면적이 축소되는 단면형상을 갖는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
제1항에 있어서,

상기 복수의 프리즘 열은 브이 컷(V-cut) 단면형상을 갖는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
제3항에 있어서,

상기 프리즘 열은,

상기 광 입사면에 대해 평행을 이루는 제1프리즘 면과,

상기 제1프리즘 면에 대해 예각을 가지며 경사를 이루는 제2프리즘 면을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
제4항에 있어서,

상기 제1프리즘 면과 상기 복수의 프리즘 열의 상방에 위치한 상기 반사부재의 판면은 직각을 이루며 배치되는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
제1항에 있어서,

상기 복수의 프리즘 열은 상기 도광부재의 광 입사면에 대해 평행하게 일정 간격을 두고 배열되는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
제1항에 있어서,

상기 도광부재는 아크릴레이트(acrylate), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylen terephthalate) 중 어느 하나의 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.