KR20110131600A - 천장 매립형 3차원 엘이디 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천장 매립형 3차원 엘이디 조명장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 천장의 일부를 내측으로 함몰하여 함몰부위가 형성되면, 함몰부위에 설치되는 일측이 개방된 형태로 이루어진 제1하우징과, 제1하우징의 개방된 부위를 통해 제1하우징 내부에 삽입되어 고정설치되며, 엘이디에서 발산하는 광을 반사시키기 위해 내면에 소정의 반사면이 구비되고 일측이 개방된 형태로 이루어진 제2하우징과, 제2하우징의 일측 개방부위를 통해 제2하우징 내부에 수용되고, 전원공급장치에 의해 전기적으로 연결되며 복수의 엘이디가 설치된 회로기판 및 제1하우징의 개방된 부위를 덮어 제1하우징에 고정설치되고, 중앙부위가 관통된 틀 형태이며, 관통된 중앙부위에는 일면에 이미지가 인쇄된 투광판과, 엘이디에서 발산되는 광이 투광판을 통과 시, 투광판에 인쇄된 이미지가 3차원 입체 형태로 구현되는 것을 가능하게 하는 렌티큘러 시트(Lenticular Sheet)가 설치된 프레임을 포함하는 천장 매립형 3차원 엘이디 조명장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 반사체 및 확산체를 이용하여 엘이디에서 발산하는 광을 반사, 굴절 및 회절시켜 음영지역을 방지함과 동시에 적은 수의 엘이디로서도 보다 넓은 면적에 광을 조사할 수 있어 조명장치를 제조하는데 소요되는 제조비용의 절감과 이에 소비되는 에너지를 절감하는 효과가 있다.

Description

천장 매립형 3차원 엘이디 조명장치{Recessed 3D led lighting fixtures}

본 발명은 실내의 천장에 매립하는 슬림형 엘이디 조명장치에 관한 것으로서, 특히 반사체를 이용하여 음영지역을 방지하면서 엘이디 광을 확산시킴과 동시에 엘이디에서 발산하는 광을 통한 3차원 입체이미지를 구현함으로써 고급의 인테리어 장식과 자연 친화적인 감성조명을 동시에 달성할 수 있는 천장 매립형 3차원 엘이디 조명장치에 관한 것이다.

조명장치는 전원을 공급받아 전기에너지를 빛에너지로 전환함으로써 사용자에게 어두운 곳에서도 물체를 식별할 수 있도록 하는 전기조명장치로서, 인간의 문명을 획기적으로 발전시키는 기폭제로서의 역할을 하였다.

이러한 전기조명장치는 여러 형태로 개발되어 사용되고 있는데, 최초 백열전구로부터 형광등으로 발전하였고, 특히 높은 조도를 요하는 전등으로는 질소나 헬륨 가스를 장입한 서치라이트 또는 나트륨 등 및 할라이트 램프와 같은 다양한 전등이 개발되어 왔다.

예를 들어, 전기조명장치를 배광(配光)에 따라 분류하면, 간접조명기구, 반간접조명기구, 전반확산조명기구, 반직접조명기구 및 직접조명기구 등으로 분류된다.

한편, 매입등이란 천장을 뚫어 함몰부위를 형성한 뒤, 제품 몸체를 상기 함몰부위 내부로 배치시켜 사용하는 조명으로, 실내 분위기를 아늑하게 연출할 때 주로 이용하는 보조 조명장치다.

일반 매장, 사무실 복도는 물론 요즘엔 아파트 거실에서도 이런 유형의 전등이 채택되고 있다.

하지만, 상기 매입등은 외간 상 깔끔하지만, 광원을 교체하는 작업이 용이하지 않기 때문에 비숙련자가 교체하기 어려운 문제점이 있다.

구체적으로, 매입등은 그 크기와 깊이가 제품마다 다르고, 주로 할로겐 램프, 백열 램프 및 형광 램프 등과 같은 광원을 사용하고 있기 때문에 열이 많이 발생하게 되어 광원의 수명을 단축하는 결정적인 원인을 제공하게 되며, 전기 소모율이 커 장시간 사용에 있어서 조명기구로 적합하지 않다.

그리고, 단순히 외부장식의 형태를 단순 변경함으로써 매입 조명등의 외부 장식 틀만으로 실내 인테리어를 구현할 수밖에 없는 문제점이 있었다.

또한, 종래 매입등과 같은 경우 천장의 함몰부위 안으로 매입됨에 따라, 광원의 광량이 뛰어나다 해도 상기 함몰부위에 의해 광원의 광이 발산되는 범위가 작아지게 되어 충분한 밝기를 제공하지 못할 뿐더러, 상기 광원에서 발생되는 열의 배출이 용이하지 못해 마감재 내부의 온도가 상승하게 되고 이에 따라 조명기구의 수명이 단축되는 문제점이 발생하였다.

상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 과제는, 반사체 및 확산체를 이용하여 엘이디에서 발산하는 광을 반사, 굴절 및 회절시켜 음영지역을 방지함과 동시에 적은 수의 엘이디로서도 보다 넓은 면적에 광을 조사할 수 있는 슬림형의 천장 매립형 3차원 엘이디 조명장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 부수적인 과제는, 엘이디에서 발산하는 광을 통한 3차원의 입체이미지를 구현할 수 있는 천장 매립형 3차원 엘이디 조명장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 부수적인 과제는, 엘이디에 공급되는 전력을 사용자가 편리하게 원격으로 제어할 수 있는 천장 매립형 3차원 엘이디 조명장치를 제공하는 데 있다.

상술한 과제를 달성하기 위해 안출된 본 발명은, 천장의 일부를 내측으로 함몰하여 함몰부위가 형성되면, 상기 함몰부위에 설치되는 일측이 개방된 형태로 이루어진 제1하우징, 상기 제1하우징의 개방된 부위를 통해 상기 제1하우징 내부에 삽입되어 고정설치되며, 하기 엘이디에서 발산하는 광을 반사시키기 위해 내면에 소정의 반사면이 구비되고 일측이 개방된 형태로 이루어진 제2하우징, 상기 제2하우징의 일측 개방부위를 통해 상기 제2하우징 내부에 수용되고, 전원공급장치에 의해 전기적으로 연결되며 복수의 엘이디가 설치된 회로기판 및 상기 제1하우징의 개방된 부위를 덮어 상기 제1하우징에 고정설치되고, 중앙부위가 관통된 틀 형태이며, 관통된 중앙부위에는 일면에 이미지가 인쇄된 투광판과, 상기 엘이디에서 발산되는 광이 상기 투광판을 통과 시, 상기 투광판에 인쇄된 이미지가 3차원 입체 형태로 구현되는 것을 가능하게 하는 렌티큘러 시트(Lenticular Sheet)가 설치된 프레임을 포함한다.

상기 제2하우징의 반사면에는 적어도 하나 이상의 요철이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 프레임에는 상기 엘이디에서 발산하는 광을 확산시키기 위한 확산판이 더 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 전원공급장치는 상기 회로기판으로 공급되는 전류량을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 반사체 및 확산체를 이용하여 엘이디에서 발산하는 광을 반사, 굴절 및 회절시켜 음영지역을 방지함과 동시에 적은 수의 엘이디로서도 보다 넓은 면적에 광을 조사할 수 있어 조명장치를 제조하는데 소요되는 제조비용의 절감과 이에 소비되는 에너지를 절감하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 엘이디에서 발산하는 광을 통한 3차원의 입체이미지를 구현하여 화려하면서 고품격의 인테리어 장식을 나타내는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 엘이디에 공급되는 전력을 원격으로 제어하여 사용자에게는 편리성을 제공함과 동시에 불필요한 전력의 낭비를 방지하는 효과가 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 천장 매립형 3차원 엘이디 조명장치를 나타낸 분해 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 천장 매립형 3차원 엘이디 조명장치를 나타낸 개략적인 개념도 이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 천장 매립형 3차원 엘이디 조명장치의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 천장 매립형 3차원 엘이디 조명장치를 나타낸 분해 사시도 이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 천장 매립형 3차원 엘이디 조명장치를 나타낸 개략적인 개념도 이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 천장 매립형 3차원 엘이디 조명장치는 제1하우징(100), 제2하우징(200), 회로기판(300) 및 프레임(400)을 포함하는 구성요소로 이루어져 있으며, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 제1하우징(100)은 건물 실내의 천장의 일부를 내측으로 함몰하여 함몰부위가 형성되면, 그 함몰부위의 내측 방향으로 설치된다. 상기 제1하우징(100)의 형태는 일측이 개방되어 있고, 내부에는 소정의 수용공간이 형성된다.

이때, 상기 제1하우징(100)은 금속 또는 비금속의 재질로 이루어져 있으며, 상기 함몰부위에 용이하게 탈착되는 것이 바람직하다.

상기 제2하우징(200)은 상기 제1하우징(100)의 일측 개방된 부위를 통해 제1하우징(100)의 내부 수용공간에 삽입되고, 제1하우징(100)에 볼트와 같은 소정의 체결수단에 의해 고정설치된다. 즉, 상기 제2하우징(200)은 상기 제1하우징(100)에 용이하게 탈착되게끔 설치된다.

그리고, 상기 제2하우징(200)은 상기 제1하우징(100)의 형태와 마찬가지로 일측이 개방되고 내부에는 소정의 수용공간이 마련된 형태로 이루어진다.

이때, 상기 제2하우징(200)의 내면은 상기 회로기판(300)에 설치된 엘이디(310)에서 발산하는 광을 반사시키기 위한 반사면이 구비되는데, 이러한 반사면은 엘이디(310)에서 발산하는 광의 반사효율을 높이기 위해 금속의 반사면으로 이루어지는 것이 바람직하다. 일례로 상기 제2하우징(200)의 내면에 마련된 반사면을 도금 광택처리된 금속 재질의 반사면으로 하여 엘이디(310)에서 발산하는 광의 반사효율을 극대화할 수 있게 할 수 있다.

이때, 상기 제2하우징(200)의 재질은 플라스틱, 유리 및 금속 중 어느 하나 또는 어느 하나 이상의 재질의 조합으로 이루어진 것이 바람직하며, 상기 엘이디(310) 및 엘이디(310)가 설치된 회로기판(300)에서 발생하는 열을 외부로 배출하기 위한 통공이 더 형성될 수 있다.

덧붙여, 상기 제1하우징(100)과 제2하우징(200)의 일측 개방부위는 개방된 방향을 향해 그 폭이 점차 넓어지는 형태로 이루어지는 것이 바람직하다. 이와 같은 형태는 엘이디(310)에서 발산하는 광의 광폭을 넓게 유도할 수 있게 함으로써, 적은 수의 엘이디(310)를 사용하더라도 실내로 보다 넓게 광을 조사할 수 있어 에너지를 절감할 수 있게 된다. 또한, 상기 제2하우징(200)의 반사면에 의해서 이러한 효과를 더욱 극대화할 수 있게 한다.

이때, 상기 제2하우징(200)의 반사면에는 적어도 하나 이상의 엠보싱 형태의 요철(210)이 형성된 것이 바람직하다. 여기서 상기 요철(210)은 상기 반사면과 같은 도금 광택처리된 금속의 재질인 것이 바람직하다.

이는 상기 엘이디(310)에서 발산하는 광을 반사, 굴절 및 회절시켜 상기 엘이디(310)에서 발산하는 광이 더욱 확산되는 것을 가능하게 한다.

즉, 상기 엘이디(310)에서 발산하는 광이 상기 반사면에 의해 반사, 굴절 및 회절되어 자연스럽게 엘이디(310)의 광의 각이 넓어져 광이 조사하는 면적 또한 넓어지게 되는데, 여기에 요철(210)이 더 형성됨으로써 광의 확산보다는 직진성이 우수한 엘이디를 사용하여 실내 조명으로 사용하게 되었을 때, 기존의 엘이디 직접조명에 비해 엘이디 광의 특성상 발생하는 음영지역을 해소할 수 있고, 나아가 조사되는 광의 각도가 확장되어 적은 수의 엘이디가 사용되면서도 넓은 면적으로 광을 확산할 수 있어 조명장치의 제작 비용 및 이에 소비되는 전력을 절감할 수 있다.

상기 회로기판(300)은 상기 제2하우징(200)의 일측 개방부위를 통해 상기 제2하우징(200)의 내부에 수용되며, 소정의 전원공급장치(P)와 전기적으로 연결된다.

상기 회로기판(300)은 박판형 인쇄회로기판인 것이 바람직하다. 상기 박판형 인쇄회로기판은 전자제품이 소형화 경량화되면서 개발된 전자부품으로 작업성이 뛰어나고 내열성 및 내약품성이 강하며, 특히 열에 강하므로 모든 전자제품의 핵심부품으로서 카메라, Computer 및 주변기기 Hand Held Phone, Audio기기, Camcorder, Printer, DVD, TFT, LCD, 위성장비, 군사장비 및 의료장비 등에서 널리 사용되고 있다.

본 발명에서의 회로기판(300)은 일면 또는 양면에 전기회로용 패턴층이 형성되며, 그 두께가 얇은 슬림형 회로기판인 것이 바람직하다.

또한, 일반적인 인쇄회로기판(PCB)을 얇게 가공하여 사용하며, 그 재질로는 글라스 에폭시(RF-4) 또는 메탈(Metal)일 수 있다.

그리고, 상기 회로기판(300)의 일면 또는 양면에는 복수의 엘이디(310)가 설치된다.

일반적으로 엘이디(LED : Light Emitting Diode)는 종래의 광원에 비하여 소형이고 수명이 길뿐만 아니라 전기에너지가 빛에너지로 직접 변환되기 때문에 전력이 적게 소모되어 에너지 효율이 우수하며 고속응답 특성을 지니고 있으며 고광도를 발하는 특성이 있다.

특히, 이와 같은 엘이디(310)는 일반 전구(Bulb)에 비해 높은 광학 효율, 작은 크기 및 긴 수명을 갖는다. 또한 일반 전구에 비해 발열이 적고, 광의 컨트롤이 쉬우며 전류 소모가 적고 사용효율이 좋다.

또한, 엘이디(310)는 종래의 광원보다 긴 수명을 갖고 내구성이 뛰어나며 견고한 특성이 있다.

여기서 상기 엘이디(310)는 소모 전력이 적고 휘도가 우수한 표면 실장형(Surface Mounting Type) 엘이디인 것이 바람직하다.

상기 표면 실장형 엘이디는 통상 에스엠디(SMD) 타입의 엘이디 라고 칭하며, 표면실장 기술은 부품의 다리를 회로기판의 구멍에 끼워서 납땜하지 않고, 부품을 회로기판에 단지 얹어 놓은 상태로 납땜하여 형성하는 기술을 말한다.

이렇게 표면실장기술은 소자의 크기와 무게를 1/4에서 1/10까지 감소시킬 수 있고 비용면에서도 매우 유리하다.

또한, 표면 실장형 엘이디는 에폭시 몰딩 처리를 하지 않아 과열로 인한 모듈 손상이 없으며, 일반 엘이디에 비해 상대적으로 휘도가 뛰어난 특징이 있기 때문에 적은 수량으로도 충분한 조명 효율을 얻는데에는 무리가 없다 하겠다.

한편, 상기 프레임(400)은 투광판(410) 및 렌티큘러 시트(420)(Lenticular Sheet)를 구비한다.

상기 프레임(400)은 중앙부위가 넓게 관통된 형태이며, 사각, 원 등과 같은 다각형의 틀 형태로 이루어진다.

상기 프레임(400)은 상기 제1하우징(100)의 개방된 부위를 덮으며, 상기 제1하우징(100)에 볼트와 같은 소정의 결합수단을 통해 설치되어 용이하게 분리 결합할 수 있다.

그리고, 상기 투광판(410)은 상기 프레임(400)의 관통된 중앙부위에 설치되는데, 일면 또는 양면에 텍스트, 그림, 도형 및 문자 등과 같은 다양한 이미지가 인쇄된다.

상기 렌티큘러 시트(420)(Lenticular Sheet)는 상기 엘이디(310)에서 발산하는 광이 상기 투광판(410)을 통과할 때, 상기 투광판(410)에 인쇄된 이미지를 3차원 입체 형태로 구현되는 것을 가능하게 한다.

즉, 상기 투광판(410)에 인쇄된 2차원의 이미지가 상기 렌티큘러 시트(420)의 빛의 굴절 특성에 의해 2차원의 평면 이미지가 3차원의 입체 이미지로 나타나게 된다.

이는 보는 각도에 따라 다른 이미지가 인쇄된 투광판(410)을 교체 설치함으로써 움직이는 이미지를 구현할 수 있게 한다. 이와 같은 렌티큘러 시트(420)를 설치함으로써 상당한 시각효과를 통해 고급스러운 인테리어 장식효과와 더불어 감성조명효과를 동시에 구현할 수 있게 된다.

한편, 프레임(400)에는 상기 엘이디(310)에서 발산하는 광을 더욱 넓게 확산시키기 위한 확산판(430)이 더 설치될 수 있다.

그리고, 상기 전원공급장치(P)는 상기 회로기판(300)으로 공급되는 전류량을 제어하는 컨트롤러(C)를 더 포함한다.

본 발명에서의 상기 전원공급장치(P)는 스위칭 모드 파워 서플라이(Switched-Mode Power Supply : SMPS)인 것이 바람직하다.

상기 스위칭 모드 파워 서플라이는 상용 전원으로부터 공급되는 교류(AC) 전기를 컴퓨터, 통신 기기, 가전 기기 등 각종 기기에 맞도록 변환시켜 주는 모듈형의 전원공급장치(P)로서, 한국전력에서 공급하는 교류전기가 가정, 사무실, 공장 등에 있는 컴퓨터, 통신기기, 가전제품으로 흘러들어갈 때 이 전자기기에 맞는 직류로 변환시켜주는 장치를 말한다.

이는 모든 전자기기에 필수적으로 들어가는 제품이기 때문에 LCD TV, 개인용컴퓨터(PC) 등 전자산업의 업황을 따라간다.

여기서 전기는 발전소에서 집까지 가는 동안 전압이 불규칙적으로 변해 전자기기의 고장을 일으키거나 성능을 떨어뜨리기 쉬운데, 스위칭 모드 파워 서플라이는 입력전압이 변하더라도 출력전압은 일정하게 유지시켜주는 역할을 한다. 예를 들어 LCD TV의 화면이 찌그러지지 않고 고르게 유지되도록 하거나, PC가 뜨거워지는 열을 줄이거나, 프린터가 고르게 찍어낼 수 있도록 관리하는 것이다.

스위칭 모드 파워 서플라이는 이를 위해 반도체로 안정된 직류전압을 유지하는데, 직류전원장치는 리니어형과 스위치 모드형으로 구분된다. 이 중에서도 스위치 모드형은 제품의 경량화, 소형화에 적합해 PC나 가전기기에 많이 쓰인다. 최근에는 원가절감을 위해 인버터(inverter)와 어답터(adapter)를 합친 IP보드(Integrated power board) 생산이 증가하고 있다.

즉, 본 발명에서의 전원공급장치(P)에 상기 회로기판(300)으로 공급되는 전류량을 제어하는 컨트롤러(C)를 더 포함하여 엘이디(310)에서 발산하는 광량을 조절할 수 있는 것이다.

이때, 상기 전원공급장치(P)와 상기 컨트롤러(C)는 각각 분리된 상태로 그 기능을 수행할 수 있고, 사용자가 편리하게 조작할 수 있도록 실내의 벽면과 같은 사용자가 원하는 위치에 설치하여 사용자가 용이하게 조작할 수 있다.

이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 아니하고 청구항에 기재된 범위 내에서 변형이나 변경 실시가 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부된 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

100: 제1하우징 200: 제2하우징
210: 요철 300: 회로기판
310: 엘이디 400: 프레임
410: 투광판 420: 렌티큘러 시트
430: 확산판 P: 전원공급장치
C: 컨트롤러

Claims (4)

1. 천장의 일부를 내측으로 함몰하여 함몰부위가 형성되면, 상기 함몰부위에 설치되는 일측이 개방된 형태로 이루어진 제1하우징;
   상기 제1하우징의 개방된 부위를 통해 상기 제1하우징 내부에 삽입되어 고정설치되며, 하기 엘이디에서 발산하는 광을 반사시키기 위해 내면에 소정의 반사면이 구비되고 일측이 개방된 형태로 이루어진 제2하우징;
   상기 제2하우징의 일측 개방부위를 통해 상기 제2하우징 내부에 수용되고, 전원공급장치에 의해 전기적으로 연결되며 복수의 엘이디가 설치된 회로기판; 및
   상기 제1하우징의 개방된 부위를 덮어 상기 제1하우징에 고정설치되고, 중앙부위가 관통된 틀 형태이며, 관통된 중앙부위에는 일면에 이미지가 인쇄된 투광판과, 상기 엘이디에서 발산되는 광이 상기 투광판을 통과 시, 상기 투광판에 인쇄된 이미지가 3차원 입체 형태로 구현되는 것을 가능하게 하는 렌티큘러 시트(Lenticular Sheet)가 설치된 프레임을 포함하는 천장 매립형 3차원 엘이디 조명장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2하우징의 반사면에는 적어도 하나 이상의 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 천장 매립형 3차원 엘이디 조명장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 프레임에는 상기 엘이디에서 발산하는 광을 확산시키기 위한 확산판이 더 설치된 것을 특징으로 하는 천장 매립형 3차원 엘이디 조명장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 전원공급장치는 상기 회로기판으로 공급되는 전류량을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 천장 매립형 3차원 엘이디 조명장치.

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