KR20100110045A - 광 균일확산 엘이디 램프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 빛의 굴절 및 내부전반사 특성을 이용하여 광유도 발산체가 엘이디 빛을 균일하게 확산토록 구성됨으로써 눈부심 없는 고휘도를 구현하여 품질특성을 현저히 향상토록 하는 광 균일확산 엘이디 램프에 관한 것이다.

이를 실현하기 위한 본 발명은 피씨비 및 상기 피씨비에 실장되는 하나 이상의 엘이디로 이루어지는 광원부; 상기 광원부의 피씨비가 열교환가능하게 접합되는 방열수단; 내부공간에 상기 방열수단을 내설하고 상기 엘이디와 접하는 수광부와 수광된 빛을 내부전반사를 이용하여 유도 전송하는 주벽을 포함하고 선단부에 방열을 위한 통기공이 형성되는 광유도 발산체; 및 상기 광유도 발산체와 결합되며 전원접속 리셉터클(receptacle)이 구비되고 통기공이 형성되는 베이스케이싱;을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

광 균일확산 엘이디 램프{LED LAMP WITH UNIFORM LIGHT DIFFUSION}

본 발명은 빛의 굴절 및 내부전반사 특성을 이용하여 광유도 발산체가 엘이디 빛을 균일하게 확산토록 구성됨으로써 눈부심 없는 고휘도를 구현하여 품질특성을 현저히 향상토록 하는 광 균일확산 엘이디 램프에 관한 것이다.

엘이디(LED: Light Emitting Diode)는 종래의 광원에 비하여 소형이고 수명이 길뿐만 아니라 전기에너지가 빛에너지로 직접 변환되기 때문에 전력이 적게 소모되어 에너지 효율이 우수한 고광도를 발하는 특장점으로 조명기구의 광원으로 다양하게 개발되고 있다.

이러한 엘이디 조명기구 중 기존 사용하고 있는 전구용 소켓에 호환 가능하게 리셉터클이 구비된 벌브형 엘이디 램프가 개시되어 있다.

그런데, 엘이디는 휘도가 높으면서 빛이 직진 및 집중하는 특성으로 인하여 눈부심이 매우 심한 문제가 있으며, 점등시 열이 발생되고 방열이 원활하게 되지 못할 경우 조도가 급격히 저하되는 동시에 수명이 현저히 단축되는 단점이 있다.

종래기술에서는 엘이디 램프의 눈부심 방지를 위하여 투광커버에 코팅처리를 하거나 필터를 설치하고 있으나 휘도가 현저히 저하되는 문제점이 있다.

또한, 엘이디 설치공간이 폐쇄되어 있으므로 열기가 램프 내부에 가두어져 방열성능이 현저히 미흡하고 이에 따라 조도 저하 및 수명이 단축되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서,

본 발명의 목적은 광유도 발산체가 빛의 굴절 및 내부전반사 특성을 이용하여 빛을 균일하게 확산토록 하여 눈부심이 없는 고휘도를 구현함으로써 품질특성을 현저히 향상토록 하는 광 균일확산 엘이디 램프를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 자연대류 통풍을 이용하는 방열구조로 방열성능을 향상시키고 방열수단의 외부 노출을 배제하여 외관상 미려함 및 상품성을 높이는 광 균일확산 엘이디 램프를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하는 본 발명에 따른 광 균일확산 엘이디 램프는

피씨비 및 상기 피씨비에 실장되는 하나 이상의 엘이디로 이루어지는 광원부;

상기 광원부의 피씨비가 열교환가능하게 접합되는 방열수단;

내부공간에 상기 방열수단을 내설하고 상기 엘이디와 접하는 수광부와 수광된 빛을 내부전반사를 이용하여 유도 전송하는 주벽을 포함하고 선단부에 방열을 위한 통기공이 형성되는 광유도 발산체; 및

상기 광유도 발산체와 결합되며 전원접속 리셉터클(receptacle)이 구비되고 통기공이 형성되는 베이스케이싱;을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 구성을 지닌 본 발명에 따른 광 균일확산 엘이디 램프는 광유도 발산체가 빛의 굴절 및 내부전반사 특성을 이용하여 빛을 균일하게 확산시키므로 눈부심 없는 고휘도를 구현하는 뛰어난 효과가 있다.

또한, 자연대류 통풍을 이용하는 방열구조로 방열성능을 향상시키고 방열수단의 외부 노출을 배제하여 외관상 미려함 및 상품성을 현저히 높이는 이점이 있다.

이하, 본 발명의 광 균일확산 엘이디 램프에 대한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 구성을 보이는 분해 사시도, 도 2는 도 1의 결합 사시도, 도 3은 도 2의 종단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일 실시예의 광 균일확산 엘이디 램프(1)는 피씨비(13) 및 상기 피씨비에 실장되는 하나 이상의 엘이디(11)로 이루어지는 광원부(10), 상기 광원부의 피씨비(13)가 열교환가능하게 접합되는 방열수단(30), 내부공간(51)에 상기 방열수단(30)을 내설하고 상기 엘이디(11)와 접하는 수광부(52)와 수광된 빛을 내부전반사를 이용하여 유도 전송하는 주벽(54)을 포함하고 선단부(57)에 방열을 위한 통기공(53)이 형성되는 광유도 발 산체(50) 및 상기 광유도 발산체(50)와 결합되며 전원접속 리셉터클(receptacle)(71)이 구비되고 통기공(73)이 형성되는 베이스케이싱(70)을 포함하여 구성되는 것이다.

여기서, 상기 광유도 발산체(50)는 선단부(57)가 만곡면 또는 평탄면 또는 빗면으로 형성됨이 바람직하며 여기에 통기공(53)이 형성된다(도 4, 5 참조).

또한, 상기 광유도 발산체(50)는 벌브에 해당되는 것으로서, 아크릴 등의 투광체로 형성되고, 수광부(52)는 빛 손실 방지를 위하여 엘이디(11)의 상면 전부를 덮으며 접하도록 형성됨이 바람직하다.

본 발명에 따른 일 실시예로서. 상기 광유도 발산체(50)는 외표면에 스크래치(56)가 형성됨이 바람직하며, 스크래치 형성은 샌딩블라스트 처리가 바람직하다.

또한, 상기 광유도 발산체의 주벽이 내부전반사에 의한 빛 전송을 수행하기 위하여는 주벽(54)의 내면 및 외표면이 미세 스크래치가 전혀 발생되지 않게 매끈하게 형성되어야 된다.

그러나, 실제 가공과정에서 미세 스크래치 발생을 완전히 방지하기는 어려우며 이 미세 스크래치를 통하여 빛이 내부로 누설된다.

이러한 빛의 누설을 방지하기 위하여 상기 광유도 발산체(50)는 내면에 반사시트(41)가 설치됨이 바람직하다.

상기 광유도 발산체(50)는 도 3 등에 도시된 바와 같은 하방이 개방되고 반경이 상향하여 점차 작아지는 캔들라이트 형태 외에 다양한 형태로 구성할 수 있다.

한편, 상기 방열수단(30)은 광원부의 피씨비(13)가 열교환가능하게 접합되는 광원부탑재대(31)와 상향 통풍로(32)를 형성하여 자연대류를 유도하는 동시에 방열을 수행하는 통풍방열부(33)가 구비됨이 바람직하다.

상기 방열수단(30)은 통풍방열부(33)가 상하 방향으로 관통하는 중공관으로 되고 중공관의 내부에 방열핀(35)이 형성되며, 상기 광원부 탑재대(31)는 통풍방열부(33)의 하방에 플랜지형태로 형성됨이 바람직하다.

또한, 상호 결합을 위하여 광유도 발산체(50)와 베이스케이싱(70)에 각각 구비되는 결합부(55)(75)는 결합단턱으로 형성되는 외에 나사결합 방식 등 다양하게 구성될 수 있다.

또한, 상기 베이스케이싱(70)에는 전원구동부(20)가 설치되며, 상기 전원구동부(20)는 피씨비에 통기공(21)이 하나 이상 관통 형성됨이 바람직하다.

도면 중 미설명 부호 '81'은 광유도 발산체(50)와 베이스케이싱(70)의 결합부에 구비되는 결속링이다.

이와 같은 구성을 지닌 본 발명에 따른 광 균일확산 엘이디 램프(1)의 작용상태를 살펴본다.

본 발명에서 광유도 발산체를 형성하는 일 재질인 아크릴의 빛 굴절 특성을 도 6을 참고하여 살펴보면,

아크릴의 빛 굴절률 n=1.49이며,

아크릴의 전반사각은 이론적으로 θc=42.155 °가 산출되고, 내부전반사 조 건은 θ>θc이다. 즉 전반사는 굴절각이 42.155 °보다 클 경우에 일어난다.

도 5에서 입사각을 α라 할때 '면1'에서의 굴절 법칙은

sin(90-α)= n sin(90-θ)

⇒ cosα= n cosθ

⇒ θ= cos^-1(1/nㆍcosθ)

위 식에서 θ의 범위는 0°≤α≤90°에 따라

47.84°≤θ≤90°

따라서 반드시 θ>θc 조건을 만족하므로 아크릴의 경우 항상 내부전반사가 이루어져 입사된 빛이 '면2'로는 절대로 발산되지 않는다. 단 표면에 스크래치가 형성된 경우에는 스크래치 부분을 통하여 빛이 발산된다.

본 발명의 광유도 발산체(50)는 이러한 빛의 굴절 및 내부전반사 특성을 이용하는 것이다.

즉, 아크릴 등으로 이루어진 상기 광유도 발산체(50)는 수광부(52)를 통하여 입사된 엘이디(11)의 빛이 내부전반사에 의하여 주벽(54)을 통하여 유도되고 광발산부를 통하여 발산된다.

그리고, 광발산부는 광유도 발산체의 선단부(57) 및 외표면의 스크래치(56) 부분이 되므로 주벽(54)을 포함하는 광유도 발산체(50)의 전체 외표면에 스크래치(56)가 균일하게 형성될 경우 엘이디의 빛이 전체적으로 균일하게 확산되어 눈부심 없는 부드러운 고휘도를 구현하게 됨으로써 엘이디 램프의 조명품질을 현저히 향상시킨다.

또한, 주벽(54)의 내면과 외표면이 모두 미세 스크래치 없이 매끈하게 형성될 경우에는 광섬유처럼 선단부(57)로 빛이 발산되고, 도 5에 도시된 바와 같이 선단부(57)를 기울기를 갖는 빗면으로 형성할 경우 일정 조사방향을 갖는다.

즉, 광유도 발산체(50)에서 선단부(57) 형성방향에 따라 램프의 조사방향이 결정될 수 있다.

또한, 광유도 발산체(50)의 내면에 반사시트(41)가 설치됨으로써 빛 손실을 막아 조도를 증대시킨다.

또한, 방열수단(30)이 베이스케이싱(70)과 광유도 발산체(50)가 결합 형성하는 램프의 내부공간에 설치되면서 상향 통풍로(32)를 형성하는 통풍방열부(33)가 자체 형성되어 방열수행을 위한 자연대류를 유도하고, 상부의 광유도 발산체(50)와 하부의 베이스케이싱(70)에 각각 통기공(53)(73)이 형성되어 전체적으로 자연대류 방열시스템을 조성한다.

따라서, 엘이디 점등시 발생되는 열은 방열수단(30)의 통풍방열부(33)를 스치는 공기로 열교환되며 데워진 공기가 통풍로(32)를 통하여 상승하고 광유도 발산체의 통기공(53)을 통하여 외부로 방출되는 동시에 베이스케이싱의 통기공(73)을 통하여 상온의 공기가 하방에서 유입되는 자연대류 공기이동이 연속되면서 방열이 신속 원활하게 이루어져 방열성능을 획기적으로 향상시킨다.

또한, 방열수단(30)이 외부에 노출되지 않음으로써 외관상으로도 미려한 엘이디 램프를 구현하게 된다.

이상과 같이 본 발명은 광유도 발산체가 빛의 굴절 및 내부전반사 특성을 이용하여 빛을 균일하게 확산시키므로 눈부심이 없는 고휘도를 구현함과 아울러 자연대류 통풍을 이용하는 방열구조로 방열성능을 향상시켜 품질특성을 현저히 향상시키고 방열수단의 외부 노출을 배제하여 외관상 미려함 및 상품성을 높인다.

이상의 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 도면에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 구성을 보이는 분해 사시도

도 2는 도 1의 결합 사시도

도 3은 도 2의 종단면도

도 4는 본 발명에 따른 일 실시예의 구성도

도 5는 본 발명에 따른 일 실시예의 구성도

도 6은 빛의 반사 굴절 및 내부전반사 설명도,

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 본 발명에 따른 자연대류 방열 엘이디 램프

10: 광원부 11: 엘이디 13: 피씨비

20: 전원구동부 21: 통기공 30: 방열수단

31: 광원부탑재대 32: 통풍로 33: 통풍방열부

35: 방열핀 41: 반사시트 50: 광유도 발산체

51: 내부공간 52: 수광부 53,73: 통기공

54: 주벽 55,75: 결합부 56: 스크래치

57: 선단부 70: 베이스케이싱 71: 리셉터클

Claims (4)

1. 피씨비(13) 및 상기 피씨비에 실장되는 하나 이상의 엘이디(11)로 이루어지는 광원부(10);

   상기 광원부의 피씨비(13)가 열교환가능하게 접합되는 방열수단(30);

   내부공간(51)에 상기 방열수단(30)을 내설하고 상기 엘이디(11)와 접하는 수광부(52)와 수광된 빛을 내부전반사를 이용하여 유도 전송하는 주벽(54)을 포함하고 선단부(57)에 방열을 위한 통기공(53)이 형성되는 광유도 발산체(50); 및

   상기 광유도 발산체(50)와 결합되며 전원접속 리셉터클(receptacle)(71)이 구비되고 통기공(73)이 형성되는 베이스케이싱(70);을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 광 균일확산 엘이디 램프.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 광유도 발산체(50)는 선단부(57)가 만곡면 또는 평탄면 또는 빗면으로 형성됨을 특징으로 하는 광 균일확산 엘이디 램프.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 광유도 발산체(50)는 외표면에 스크래치(56)가 형성됨을 특징으로 하는 광 균일확산 엘이디 램프.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 광유도 발산체(50)는 내면에 반사시트(41)가 설치됨을 특징으로 하는 광 균일확산 엘이디 램프.

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