KR20120014324A - 조명 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광원에서 방출된 빛을 발광면 전체로 균일하게 확산시킬 수 있는 광원의 효과적인 배치를 이용하여 발광면 전체에서 균일한 휘도를 얻을 수 있는 조명 장치를 제공한다. 보다 자세하게는, 바 형상의 기판, 상기 기판의 일면에 상기 기판의 길이 방향을 따라 배열된 복수의 발광 소자를 포함하며, 상기 복수의 발광 소자는 상기 일면의 중심을 지나는 길이 방향의 중심 라인으로부터 상기 기판의 제 1 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 것과 상기 제 1 폭 방향과 반대되는 제 2 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치를 제공한다.

Description

조명 장치{Light Apparatus}
본 발명은 효과적인 광원의 배치를 통하여 암부가 제거되고 발광면 전체에서 균일한 휘도를 얻을 수 있는 조명 장치에 관한 것이다.
반도체 광원의 일종인 발광 다이오드(LED)는 전류가 가해지면 p, n형 반도체의 접합 부분에서 전자와 정공의 재결합에 기하여, 다양한 색상의 빛을 발생시킬 수 있는 반도체 장치이다. 이러한 발광 다이오드는 필라멘트에 기초한 광원에 비해 긴 수명, 낮은 전원, 우수한 초기 구동 특성, 높은 진동 저항 등의 여러 장점을 갖기 때문에 그 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 특히, 청색 계열의 단파장 영역의 빛을 발광할 수 있는 III족 질화물 반도체가 각광을 받고 있다.
최근에는 이러한 발광 다이오드를 이용하여 백열등이나 형광등과 같은 종래의 실내 조명 장치를 대체하기 위한 시도가 있다. 그러나, 발광 다이오드의 경우에는 빛이 모든 방향으로 균일하게 방출되기보다는 특정 방향으로만 빛이 방출되며, 통상적으로 지향각은 120°정도의 수준이다. 따라서 발광 다이오드를 사용하여 조명 장치를 구성하는 경우 발광면 전체에서 휘도가 고르지 못한 문제가 있으며, 따라서 다수의 발광 다이오드를 사용하여야만 하는 문제점이 있다. 이러한 배광 특성은 모든 방향으로 빛을 방출하는 백열등이나 형광등과 비교하여 큰 차이를 보이는 것으로서 조명 장치로 사용되기에 제약이 된다. 따라서, 발광 다이오드를 이용한 조명 장치의 경우, 적절한 수의 발광 다이오드를 사용하면서도 발광 다이오드로부터 방출된 빛을 발광면 전체로 확산하여 균일한 휘도를 얻을 수 있도록 설계할 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명은 일 목적은 광원에서 방출된 빛을 발광면 전체로 균일하게 확산시킬 수 있는 광원의 효과적인 배치를 이용하여 발광면 전체에서 균일한 휘도를 얻을 수 있는 조명 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치는, 바 형상의 기판, 상기 기판의 일면에 상기 기판의 길이 방향을 따라 배열된 복수의 발광 소자를 포함하며, 상기 복수의 발광 소자는 상기 일면의 중심을 지나는 길이 방향의 중심 라인으로부터 상기 기판의 제 1 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 것과 상기 제 1 폭과 반대되는 제 2 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제 1 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자와 상기 제 2 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자의 각각의 갯수는 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제 1 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자와 상기 제 2 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자가 각각 1 개씩 교대로 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 복수의 발광 소자는 상기 중심 라인과 쉬프트된 거리가 일정할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제 1 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자와 상기 제 2 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자간의 거리가, 0.6mm 이상 1.3mm 이하가 되도록 배열될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제 1 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자들 간의 간격이 일정할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제 2 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자들 간의 간격이 일정할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 광원에서 방출된 빛이 반사되도록 하는 반사판을 더욱 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 반사판은 상기 중심 라인과 평행한 반포물면 형태를 가질 수 있다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따르면, 광원에서 방출된 빛을 발광면 전체로 균일하게 확산시킬 수 있는 광원의 효과적인 배치를 이용하여, 발광 다이오드의 빛이 넓은 면적으로 퍼져나가 고르게 확산됨과 동시에, 우수한 광효율을 얻을 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치의 대략적인 사시도이다.
도 2 는 도 1 의 조명 장치의 A 방향 측면도이다.
도 3 은 도 1 의 조명 장치의 B 방향 평면도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치의 대략적인 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1 내지도 3 은 본 발명에서 제안한 조명 장치를 개략적으로 나타낸 것으로서, 각각 사시도 및 측면도에 해당한다. 이 경우, 도 2 는 도 1 을 A방향에서 바라본 측면도이고, 도 3 은 도 1 을 B방향에서 바라본 평면도이다.
우선, 도 1 및 도 2 를 참조하면, 본 실시 형태에서는, 바 형상의 기판(1)과, 이 기판 상에, 기판의 길이 방향을 따라 배열된 복수의 발광 소자를 포함하는 조명 장치를 제공한다. 이 경우, 상기 복수의 발광 소자는 상기 일면의 중심을 지나는 길이 방향의 중심 라인으로부터 각각 상기 기판의 제 1 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자(10)와 상기 제 1 폭과 반대되는 제 2 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자(20)으로 제공된다. 또한, 상기 복수의 발광 소자들(10, 20)의 상면과 일측면을 둘러싸도록 형성되는 반포물면 형태의 반사판(30)을 포함하는 조명 장치를 제공한다. 또한, 본 실시 형태에서 제안하는 조명 장치는 종래의 형광등과 유사한 형상을 가지며, 그 일 예를 나타낸 것일 뿐 필요에 따라 다양한 형상으로 변형될 수 있을 것이다.
구체적으로, 도 1 을 참조하면, 기판(10)은 길이 방향으로 길게 바 형상으로형성되는 것이 바람직한데, 이와 같이 하면 후술할 복수의 발광 소자(10, 20)가 이루는 직선 방향과 일치되도록 형성할 수 있으므로 기판(10) 상에 광원들을 길이방향으로 용이하게 배치할 수 있다.
또한, 도시하지는 않았으나, 기판(10)에는 광원에 전류를 인가하기 위한 배선이 형성될 수 있고, 예를 들어,이러한 지지부재는 인쇄회로기판(PCB)의 일종으로 에폭시, 트리아진, 실리콘, 폴리이미드 등을 함유하는 유기 수지 소재 및 기타 유기 수지 소재로 형성되거나, AlN, Al2O3 등의 세라믹 소재, 또는 금속 및 금속화합물을 소재로 하여 형성될 수 있으며, 광원을 작동시키기 위한 구동 회로부 및, 이와 연결되도록 전기 접속부가 추가로 형성될 수 있다.
앞서 설명하였듯이 본 실시 형태에서 제안하는 조명 장치는 종래의 형광등과 유사한 형상을 가지며, 따라서 본 실시예에서는, 바 형상으로 형성된 기판(1)의 길이방향을 따라 가상의 중심선을 생각하고, 이 중심선에서 제 1 및 제 2 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자(10, 20)를 서로 평행한 형태로 배열하여, 조명 장치가 종래의 형광등과 같이 길이 방향으로 형성될 수 있게 하였다. 구체적으로, 기판의 제 1 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자(10)는 기판 상의 일면에 기판의 길이 방향을 따라 배열되고, 기판의 제 2 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자(20)는 역시 기판의 길이 방향을 따라 배열되되, 기판 상면의 중심을 지나는 중심 라인을 가운데 두고 서로 대향하는 위치에 형성된다. 이 경우, 제 1 및 제 2 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자(10, 20)는 조명 장치가 형성되는 길이방향의 중심축으로부터 각각 소정 간격 이격되도록 하되, 그 이격되는 거리가 동일하도록 하는 것이 바람직하다. 즉. 제 1 및 제 2 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자(20)는, 서로 나란히 배치된다. 이는, 최종적으로 조명 장치에서 발광되는 빛이 기판의 제 1 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자(10)가 형성된 쪽이나 또는 기판의 제 2 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자(20)가 형성된 쪽 어느 쪽으로도 치우치지 않고 균일한 빛 분산이 되도록 하기 위함이다. 또한 기판의 제 1 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자(10)를 이루는 광원과 기판의 제 2 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자(20)는 간격으로 교호 배치되면서 지그재그 형상을 이루도록 배치된다.
이와 같이, 기판의 제 1 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자(10) 이외에 기판의 제 2 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자(20)를 두고 같은 간격으로 교호 배치되면서 지그재그 형상을 이루도록 배치하는 것은, 발광면 전면에서 암선부를 제거하고 보다 효율적으로 발광면 전체에 빛을 고르게 분산시킬 수 있기 위함이다. 즉, 기판 상에 발광 소자를 일직선으로 1 열만 배치하는 경우, 기판상의 중심 라인의 직상부와 그 주변 영역에서는 높은 휘도를 얻을 수 있지만, 직선의 직상부로부터 멀어져 발광면의 주변부로 갈수록 휘도가 떨어지고, 암선부가 형성된다. 따라서, 본 실시예에서와 같이 하나의 직선상에 광원을 형성하는 것이 아니라, 두 개의 직선상에 광원을 번갈이 지그재그 형태로 형성하는 경우, 발광면의 중심선에 광이 집중되는 것을 막고 결과적으로 균일한 광 분포를 얻을 수 있다.
또한, 도 2 를 참조하면, 기판 위에 형성된 제 1 및 제 2 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자(10, 20)가 소정 거리 어긋난 상태로 서로 평행한 직선상에 배열되어 있음을 알 수 있다. 특히 이 경우, 실험 결과에 따르면, 기판의 제 2 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자(20)가, 기판의 제 1 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자(10)로부터 어긋난 거리(T)가, 0.6mm 이상 1.3mm 이하가 되도록 배열되는 경우에 최상의 결과를 얻을 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자(10, 20)를 구성하는 광원으로서는, 특별히 이에 한정하는 것은 아니지만, 발광 다이오드를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 제시하는 조명 장치는, 발광 소자가 특별히 하나씩 교호 배치되는 것에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 도 4를 참조하면, 기판의 제 1 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자(10)에서 동일 간격으로 두 개의 광원이 배치되고, 이어서 소정 거리 이격되어 기판의 제 2 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자(20)에서 동일 간격으로 두 개의 광원이 배치되는 방식으로 구성될 수도 있다. 즉, 제 1 및 제 2 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자(10, 20)의 광원들 간의 간격은 모두 동일한 것이 아니고, 필요에 따라 일정한 규칙성을 이루면서 배열될 수 있으며, 이러한 규칙성이 제 1 및 제 2 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자(10, 20)에 서로 다르게 적용되는 것을 통하여, 다양한 조합의 광원 배열을 구현할 수 있다.
위와 같은 광원의 배치는, 본 발명에서 제시하는 조명 장치를 사용하는 목적, 장소등 다양한 여건에 따라서 적절히 실시될 수 있다. 즉, 조도를 높이면서 발광면에서 더욱 균일한 광분포를 얻고자 하는 경우에는 예를 들면, 도 5에서 나타나는 바와 같이, 교호 배치하거나 지그재그 형상을 이루는 일 없이, 제 1 및 제 2 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자(10, 20) 사이의 간격과 각 군 사이의 광원의 간격이 일정하도록 광원을 좁은 간격에 집중적으로 배치할 수도 있다.
한편, 본 실시예에서는 제 1 및 제 2 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자(10, 20)의 2 열을 가진 조명 장치를 제시하고 있지만, 특별히 이에 한정할 필요는 없다. 예를 들어 도 6에서 볼 수 있듯이, 조명 장치의 폭이 넓어서 2 열의 광원군만으로는 균일한 휘도의 확보가 곤란한 경우에는 3열 이상의 광원군을 배치할 수도 있다.
그리고, 도 1 및 도 2 를 참조하면, 본 실시예에서 제공하는 조명 장치는, 제 1 및 제 2 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자(10, 20)의 측면 방향으로부터 상부에 걸쳐 기판(10)상에 배치되는 반사판(30)을 구비한다. 반사판(30)은, 반드시 이에 한정하는 것은 아니지만, 그 단면이 광원을 초점으로 하는 반포물면의 형태로 형성되며, 전체적으로 제 1 및 제 2 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자(10, 20)가 배열되는 방향과 평행하고 양 끝단이 개방된 포물면의 형태를 가진다. 이와 같이 함으로서, 광원에서 방출된 빛이 반사판에서 반사되어 조명 장치의 측면 방향으로 진행할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 서술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 점은 당 기술분야의 통상의 지식을 가지는 자에게는 자명할 것이다.
1: 기판
10: 제 1 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자
20: 제 2 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자
30: 반사판
T: 발광 소자간의 어긋난 거리

Claims (9)

  1. 바 형상의 기판;
    상기 기판의 일면에 상기 기판의 길이 방향을 따라 배열된 복수의 발광 소자; 를 포함하며,
    상기 복수의 발광 소자는 상기 일면의 중심을 지나는 길이 방향의 중심 라인으로부터 상기 기판의 제 1 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 것과 상기 제 1 폭 방향과 반대되는 제 2 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자와 상기 제 2 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자의 갯수는 서로 동일한 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자와 상기 제 2 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자가 각각 1 개씩 교대로 배치되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 발광 소자는 상기 중심 라인과 쉬프트된 거리가 일정한 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자와 상기 제 2 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자간의 어긋난 거리가, 0.6mm 이상 1.3mm 이하가 되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자들 간의 간격이 일정한 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 폭 방향으로 쉬프트되어 배치된 발광 소자들 간의 간격이 일정한 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 광원에서 방출된 빛이 반사되도록 하는 반사판을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 반사판은 상기 중심 라인과 평행한 반포물면 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
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