KR20120046398A

KR20120046398A - 조명기구

Info

Publication number: KR20120046398A
Application number: KR1020100108017A
Authority: KR
Inventors: 김경현; 김시영; 김상천; 조한규
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2010-11-02
Filing date: 2010-11-02
Publication date: 2012-05-10
Also published as: US8733970B2; EP2447599A2; KR101191213B1; EP2447599B1; EP2447599A3; US20120106147A1

Abstract

본 발명은 조명기구에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 점 광원이 외부에서 직접적으로 관찰되는 것을 방지하여 조명의 균일성을 향상시키고, 특정 무늬로 주위환경을 조명할 수 있는 조명기구에 관한 것이다.

Description

조명기구{LIGHTING APPARATUS}

종래에 주변 환경에 조명 효과를 제공하기 위해 백열등, 형광등, 할로겐램프 등의 조명기구가 널리 사용되고 있었다.

최근에는 기존의 필라멘트 형식, 형광식 전구 또는 할로겐램프 등을 대신하여 발광다이오드를 광원으로 사용하는 조명기구의 이용이 점차 증가되는 추세이다. 즉, 발광다이오드를 직접 이용하여 가정이나 사무실 등 일반조명의 역할을 하는 것이다.

일반적으로 발광다이오드는 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 주입된 소수캐리어(전자 또는 정공)를 만들어내고, 이들의 재결합에 의하여 발광시키는 것으로, LED라고도 한다. LED는 종래의 광원에 비해 소형이고, 수명은 길며, 전기에너지가 빛에너지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율이 좋다. 또한 고속응답이라 자동차 계기류의 표시소자, 광통신용광원 등 각종 전자기기의 표시용 램프, 숫자표시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다.

LED를 광원으로 사용하는 조명기구로는 LED 가로등, LED 램프, LED 다운라이트, LED 평판조명, LED 튜브, LED 사인채널, LED 라이트바 등이 있으며, 이들을 총칭하여 LED 조명기구 또는 LED 조명장치라 부르기도 한다.

이와 같이, LED 조명기구는 사용되는 환경에 따라 LED의 종류, LED의 배치, LED의 개수, 요구되는 조명의 밝기 등이 각각 다르게 적용될 수 있는데, 실내 조명의 용도로 사용되기 위해서는 일반적으로 LED로부터 발생되는 광을 조명대상영역에 균일하게 제공하는 것이 바람직하다.

예를 들어, LED 평판조명의 경우, 평판 상에 복수 개의 LED가 배치되어 평판에 대해 대략 전면에 위치하는 영역을 조명하게 되는데, LED는 점 광원이기 때문에 LED와 조명대상영역 사이에 조명의 균일성을 담보하기 위한 구조를 채용하지 않게 되면, 조명대상영역의 특정 위치에 따라 도달하는 광의 세기가 달라지게 된다. 또한 육안으로 조명기구를 관찰하게 될 경우 LED로부터 발생되는 강한 광이 직접적으로 관찰되어 눈부심 현상이 발생될 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 종래에는 LED가 장착된 평판의 상부에 디퓨저(diffuser)와 같은 확산판을 배치한 구조가 사용되고 있다.

일반적인 디퓨저는 점 광원인 LED로부터 방사되는 광선을 입사받아 이를 산란시키고 확산시키는 과정에서 광 투과율의 손실을 초래하기 때문에 조명의 균일성을 중시하여 확산성을 높이면 광 투과율이 더욱 낮아지게 된다. 즉, 종래의 LED 평판조명에서는 디퓨저의 확산성을 증가시키는 데 한계가 있고, 따라서 만족스러울 정도의 균일한 조명을 얻지 못할 수 있다는 문제가 있다.

한편, 디퓨저를 광원인 LED로부터 이격시켜 설치할수록 조명의 균일성이 향상될 수 있으나, 이러한 경우 디퓨저와 LED 사이의 공간이 넓어져 조명기구의 부피 자체가 커진다는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 극복하여, 광원에 의한 눈부심 현상을 방지하고 조명의 균일성을 향상시킬 수 있는 조명기구를 제공하는 것을 해결하려는 과제로 한다.

또한, 본 발명은 특정한 무늬를 갖는 조명을 제공하여 조명에 의한 미감을 향상시킬 수 있는 조명기구를 제공하는 것을 해결하려는 과제로 한다.

그러나 본 발명이 해결하려는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 상부가 개방된 케이스, 상기 케이스의 내부에 구비되는 회로기판, 상기 회로기판에 전기적으로 연결되며 상기 케이스의 개방된 상부를 통하여 주위환경을 조명하기 위한 광원, 및 상기 케이스의 상부에 구비되며 상기 광원으로부터 조사된 광의 일부를 상기 케이스의 내부로 반사시켜 상기 광의 일부가 상기 케이스의 외부로 직접적으로 조사되는 것을 방지하는 광 제어층을 포함하는 조명기구를 제공한다.

여기서, 상기 광 제어층은 상기 광원으로부터 조사된 광의 일부를 반사시키는 반사부를 포함하며, 상기 반사부는 미리 결정된 패턴을 따라 형성될 수 있다.

이 경우, 상기 반사부는, 상기 광원으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 상기 미리 결정된 패턴의 밀도가 점진적으로 감소하는 영역을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 반사부는, 상기 광원으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 상기 미리 결정된 패턴의 크기가 점진적으로 감소하는 영역을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 광 제어층은 광투과성 필름을 더 포함하고, 상기 반사부는 상기 광투과성 필름에 인쇄되는 잉크일 수 있다.

상기 조명기구는, 상기 케이스의 상부에 구비되며 상기 광원으로부터 조사된 광을 산란 및 분산시키는 확산부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 광 제어층은 상기 확산부재의 하면에 부착될 수 있다.

그리고, 상기 조명기구는 상기 확산부재의 상면에 증착처리된 증착부재를 더 구비할 수 있다.

나아가, 상기 케이스는 직육면체 형상으로 이루어지고, 상부를 제외한 모든 면이 차폐되어 상기 회로기판 및 상기 광원을 내부에 수용할 수 있다.

그리고, 상기 회로기판은, 상기 광원과 전기적으로 연결되기 위한 회로패턴으로 이루어진 도전층, 상기 도전층의 하측에 구비되며 상기 광원으로부터 발생되는 열을 외부로 전달하기 위한 베이스 기판, 및 상기 도전층과 상기 베이스 기판 사이에 구비되어 상기 도전층과 상기 베이스 기판의 전기적 접속을 방지하는 절연층을 포함하여 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 회로기판은, 상기 도전층의 상측에 적층되어 상기 광원으로부터 조사된 광 및/또는 상기 광 제어층에 의해 반사된 광을 상측으로 반사하는 반사층을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 베이스 기판은 금속 재질을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 광원은 LED(Light Emitting Diode)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 주위환경을 조명하기 위해 광을 발생시키는 광원, 상기 광원의 상측에 구비되며 상기 광원으로부터 조사된 광을 산란 및 분산시키는 확산부재, 및 상기 광원과 상기 확산부재 사이에 구비되고 상기 광원으로부터 조사되는 광의 일부를 반사시키며 미리 결정된 패턴을 따라 형성된 반사부를 구비하는 광 제어층을 포함하는 조명기구를 제공한다.

여기서, 상기 조명기구는 상기 광원으로부터 조사되어 측면으로 입사되는 광의 진행을 내부에서 안내하는 광 가이드 부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 광 가이드 부재의 하면에는 광 가이드 부재의 내부에서 진행하는 광을 반사시켜 상기 확산부재 측으로 공급하기 위한 복수 개의 스크래치 또는 복수 개의 도트가 형성될 수 있다.

단위 면적 당 상기 스크래치 또는 도트의 수는 상기 광원으로부터의 거리에 비례하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 조명기구는 상기 광원이 장착되는 회로기판 및 상기 광 가이드 부재와 상기 회로기판 사이에 구비되는 반사판을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 조명기구에 의하면, 광원으로부터 조사된 광의 일부가 외부로 직접 조사되는 것이 방지되기 때문에 점 광원에 의한 눈부심 현상을 방지할 수 있다.

또한, 광원으로부터 직접 조사되는 광을 일단 반사시켜 다시 외부로 제공할 수 있으므로 조명의 균일성이 향상될 수 있다.

나아가, 본 발명에 따른 조명기구에 의하면, 광 제어층을 통해 다채로운 무늬로 조명을 제공할 수 있으므로 조명에 의한 미감을 느낄 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명기구의 사시도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명기구를 분해하여 나타낸 분해사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 조명기구를 절단선(ⅢA-ⅢA, ⅢB-ⅢB)을 따라 자른 단면을 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 제어층을 상부에서 바라본 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 가이드 부재를 하부에서 바라본 저면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명기구의 일부 단면을 나타낸 측단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명기구의 작동상태를 나타내기 위한 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 조명기구의 여러 적용예를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

본 발명에 따른 조명기구는 광원을 조명의 용도로 사용하는 모든 종류의 조명기구에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 조명기구는 가로등, 램프, 다운라이트, 평판조명, 튜브형 조명, 간판/실내외 인테리어 조명, 라이트바 등 모든 종류에 적용될 수 있다.

이하에서는 설명의 간명함을 위해 상기와 같은 여러 종류의 조명기구 중 평판형 조명기구, 즉 평판조명을 예로 들어 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명기구의 사시도를 도시한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명기구(1000)는 외관을 형성하는 케이스(100), 케이스(100)의 상부에 구비되는 확산부재(500)를 포함할 수 있다.

케이스(100)의 내부에는 광원(미도시)이 구비되어 케이스(100)의 상부, 즉 확산부재(500) 측으로 조명을 제공하도록 구성된다. 상기 광원으로부터 조사된 광은 확산부재(500)를 통과하면서 산란 및 분산되어 조명기구(1000)의 외부를 향해 확산되어 제공될 수 있다.

또한, 확산부재(500)의 하부에는 상기 광원으로부터 제공되는 조명을 보다 균일하게 제공하고, 특정 무늬로 조명을 제공할 수 있도록 광 제어층(400)이 제공될 수 있다. 상기 광 제어층(400) 및 조명기구(1000)의 보다 구체적인 구조에 대해서는 도 2를 참조하여 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명기구를 분해하여 나타낸 분해사시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명기구(1000)는, 상부가 개방된 케이스(100), 상기 케이스(100)의 내부에 구비되는 회로기판(200), 상기 회로기판(200)에 전기적으로 연결되며 케이스(100)의 개방된 상부를 통하여 주위환경을 조명하기 위한 광원(300), 상기 케이스(100)의 상부에 구비되며 광원(300)으로부터 조사된 광의 일부를 케이스(100)의 내부로 반사시켜 상기 광의 일부가 케이스(100)의 외부로 직접적으로 조사되는 것을 방지하는 광 제어층(400)을 포함할 수 있다.

상기 케이스(100)는 조명기구(1000)의 외관을 형성하는 것으로서, 광원(300), 상기 광원이 장착되는 회로기판(200) 등을 그 내부에 수용할 수 있다.

본 실시예에서 상기 케이스(100)는 직육면체 형상으로 이루어지고, 상부를 제외한 모든 면이 차폐되어 회로기판(200) 및 광원(300)을 내부에 수용하도록 구성된다. 구체적으로, 상기 케이스(100)는 회로기판(200) 및 광원(300) 등을 수용할 수 있도록 내부에 형성되는 공간인 수용부(110)를 구비한다.

이와 같이, 케이스(100)는 상부가 개방되고 그 이외의 면은 차폐된 직육면체 형상을 가지므로, 광원(300)으로부터 발생되는 광은 케이스(100)의 상부를 통해 외부로 제공될 수 있다. 여기서, 케이스(100)는 어떠한 재질로 형성되어도 무방하나, 광원(300)으로부터 조사되어 케이스(100)의 상부로 직접 제공되지 않는 광이 케이스(100)의 내부에서 반사되어 케이스(100)의 상부를 통해 방사될 수 있도록 광 반사율이 높은 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 나아가, 광원(300)이 작동함으로써 발생하는 열이 외부로 용이하게 방출될 수 있도록 열전도율이 높은 재질, 예를 들어 금속 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 케이스(100)에는 외부전원(미도시)으로부터 공급되는 전력을 광원(300)에 공급하기 위한 커넥터(미도시)가 구비될 수 있다. 또는, 외부전원과는 별도로 충전 가능하게 구성된 내부전원(미도시)이 광원(300)에 전력을 공급하기 위해 케이스(100)의 내부에 구비될 수 있다.

상기 회로기판(200)은 케이스(100)의 내부에 수용되고 복수 개의 광원(300)이 장착될 수 있도록 평판형상을 갖는 것이 바람직하다. 회로기판(200)은 광원(300)에 전기적으로 연결되어 상기 전원(미도시)로부터 공급되는 전력을 광원(300)으로 전달할 수 있다.

또한, 회로기판(200)에는 광원(300)의 디밍(dimming) 동작이나, 순차적 점멸/점등 등의 다채로운 조명효과로 광원(300)을 작동시키기 위한 제어부(미도시)가 구비될 수 있다. 이와 같은 제어부의 경우 공지의 것이 채용될 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.

상기 광원(300)은 조명기구(1000) 외부의 주위환경을 조명하기 위해 광을 발생시키는 것으로서, 본 실시예에서 광원(300)은 LED(Light Emitting Diode)를 포함하여 이루어질 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 광원(300)은 회로기판(200) 상에 복수 개 구비될 수 있다.

LED를 이용한 조명 방식으로는 케이스(100)의 개방된 상부로 광을 직접적으로 조사하는 직하형 방식, LED로부터 발생되는 광을 측면으로 입사시켜 광을 가이드함과 아울러 가이드되는 광을 케이스(100)의 개방된 상부로 제공하는 에지(edge)형 방식 등을 사용할 수 있다.

본 실시예에 따른 조명기구(1000)는 광원(300)으로부터 조사되어 측면으로 입사되는 광의 진행을 내부에서 안내하는 광 가이드 부재(600)를 구비한다. 즉, 본 실시예에 따른 조명기구(1000)는 광원(300)으로부터 발생되는 광이 광 가이드 부재(600)의 측면으로 입사하여 광 가이드 부재(600)의 내부에서 가이드됨과 아울러 광 가이드 부재(600)의 상측으로 방사되는 에지형 방식을 채용한다.

상기 광 가이드 부재(600)는 폴리카보네이트(polycarbonate) 또는 폴리우레탄(polyurethane) 재질로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 광 가이드 부재(600)는 폴리카보네이트 재질로 형성된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 광 가이드 부재(600)에는 회로기판(200)에 장착된 복수 개의 광원(300)이 관통하여 광 가이드 부재(600)의 측면으로 광을 입사시키기 위한 복수 개의 관통홀(610)이 상기 복수 개의 광원(300)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 조명기구(1000)는, 케이스(100)의 상부에 구비되며 광원(300)으로부터 조사된 광을 산란 및 분산시키는 확산부재(500)를 포함할 수 있다.

확산부재(500)는 평판형상으로 이루어질 수 있으며, 케이스(100)의 개방된 상부에 틈 없이 들어맞도록 구성되는 것이 바람직하다.

도 2에 도시된 바와 같이, 확산부재(500)는 광원(300)의 상측에 구비되며, 광 가이드 부재(600)의 상측에 구비되어 광 가이드 부재(600)의 상측으로 방사되는 광을 산란 및 분산시킨다. 이와 같이, 확산부재(500)를 구비함으로써 점 광원인 LED로부터 조사되는 광이 확산되어 제공되므로, 어느 정도 균일한 조명을 얻을 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 조명기구(1000)는, 광원(300)과 확산부재(500) 사이에 구비되고 상기 광원(300)으로부터 조사되는 광의 일부를 반사시키며 미리 결정된 패턴을 따라 형성된 반사부(410)를 구비하는 광 제어층(400)을 포함할 수 있다. 상기 광 제어층(400)에 대한 구체적인 설명은 도 3을 참조하여 자세히 설명한다.

도 3은 도 1에 도시된 조명기구를 절단선(ⅢA-ⅢA, ⅢB-ⅢB)을 따라 자른 단면을 나타낸 단면도이다. 구체적으로, 도 3(a)는 도 1에 도시된 조명기구(1000)를 절단선(ⅢA-ⅢA)를 따라 자른 단면을 나타내며, 도 3(b)는 도 1에 도시된 조명기구(1000)를 절단선(ⅢB-ⅢB)을 따라 자른 단면을 나타낸다.

도 3(a)에 도시된 바와 같이, 케이스(100)의 내부에는 회로기판(200), 광원(300), 광 가이드 부재(600) 등을 수용하기 위한 수용부(110)가 형성되며, 개방된 상부는 확산부재(500)에 의해 차폐된다.

회로기판(100)의 상에는 광원(300)이 복수 개 구비되어 장착되며, 또한 광 가이드 부재(600)가 구비된다. 광 가이드 부재(300)에 형성되는 관통홀(610, 도 2 참조)에는 복수 개의 광원(300)이 삽입 관통될 수 있다.

상기 광원(300) 및 광 가이드 부재(600)의 상측에는 확산부재(500)가 구비되며, 상기 확산부재(500)와 광원(300) 사이에는 광 제어층(400)이 구비될 수 있다.

도 3(b)에 도시된 바와 같이, 광 제어층(400)은 광원(300)으로부터 조사된 광의 일부를 반사시키는 반사부(410; 410a, 410b, 410c, 410d)를 포함하며, 상기 반사부(410)는 미리 결정된 패턴을 따라 형성될 수 있다. 광 제어층(400)에 대해서는 도 3(b) 및 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 제어층을 상부에서 바라본 평면도이다.

본 발명에서 광 제어층(400)은 광원(300)으로부터 발생되는 광의 일부를 케이스(100)의 내부로 반사시킴으로써 상기 광이 케이스(100)의 외부로 직접적으로 조사되는 것을 방지한다. 즉, 도 3(b)에 점선 화살표로 도시된 바와 같이, 광원(300)으로부터 조사된 광의 일부는 광 가이드 부재(600)의 측면으로 입사되어 광 가이드 부재(600)의 내부를 따라 진행되다가 광원(300)에 가장 근접한 반사부(410a)에 의해 케이스(100) 내부로 반사되고, 이후 반사부(410b) 등에 의해 재차 반사되다가 반사부(410b)와 반사부(410c) 사이의 공간을 통해 외부로 제공된다.

이와 같이, 반사부(410)를 구비한 광 제어층(400)을 채용함으로써 점 광원에 의한 눈부심 현상을 방지할 수 있게 된다. 점 광원인 LED에 의해 발생되는 빛은 일반적으로 높은 휘도를 갖기 때문에 광원(300)에서 조사되는 광이 직접적으로 관찰자에게 관찰될 경우, 눈부심을 유발할 수 있다. 여기서, 본 발명은 광원(300)에서 조사되는 빛을 광 제어층(400)의 반사부(410)에서 케이스(100) 내부로 반사시키고, 이렇게 반사된 광이 케이스(100) 내부에서 수차례 재반사되어 에너지를 일정량 소비한 상태에서 휘도가 다소 낮아진 상태로 광의 케이스(100)의 외부를 향해 방사되기 때문에 눈부심 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이 광 제어층(400)의 반사부(410)를 미리 결정된 패턴을 따라 형성함으로써 특정 무늬로 조명 대상 영역을 조명할 수 있다. 본 실시예에서는 반사부(410)가 가운데로부터 외부로 퍼져나가는 물방울 무늬를 따라 형성된다. 물론, 이러한 미리 결정된 패턴은 도 4에 도시된 패턴으로 한정되지 않고 환경 또는 취향에 따라 다양한 패턴으로 구성될 수 있다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 반사부(410)는 광원(300)으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 미리 결정된 패턴의 밀도가 점진적으로 감소하는 영역을 포함하는 것이 바람직하다.

즉, 광원(300)에 가까운 반사부(410)일수록 단위면적당 패턴의 개수가 높고 광원(300)으로부터 먼 반사부(410)일수록 단위면적당 패턴의 개수가 적어지는 것이 바람직하다. 이와 같이, 광원(300)으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 미리 결정된 패턴의 밀도가 점진적으로 감소하도록 구성할 경우, 보다 균일한 조명을 얻을 수 있다.

미리 결정된 패턴의 밀도가 높을수록 광원(300)에서 발생되어 반사부(410)에 의해 케이스(100) 내부로 반사되는 광의 양이 더 많아지게 되므로, 휘도가 높은 광원(300) 부근의 광의 경우 케이스(100)의 상부를 통하여 직접적으로 방사되는 것이 어려워지고, 반대로 미리 결정된 패턴의 밀도가 낮을수록 반사부(410)에 의해 케이스(100) 내부로 반사되는 광의 양은 적어지게 되므로, 광원(300)으로부터 거리가 멀어 상대적으로 휘도가 낮은 광의 경우 케이스(100)의 상부를 통하여 직접적으로 방사되는 것이 보다 용이해지기 때문이다.

나아가, 도 3(b) 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 반사부(410)는 광원(300)으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 미리 결정된 패턴의 크기가 점진적으로 감소하는 영역을 포함하는 것이 바람직하다.

도 3(b) 및 도 4에는 반사부(410)를 구성하는 패턴의 크기가 광원(300)으로부터 멀어질수록 작아지는 것이 도시되어 있다. 즉, 광원(300)과 가장 가까운 반사부(410a)의 크기가 가장 크고, 광원(300)과 먼 반사부(410b, 410c, 410d, 410e)일수록 그 크기가 점차 작아진다.

이와 같이 구성될 경우, 휘도가 높은 광원(300) 부근의 광이 케이스(100)의 상부를 통하여 직접적으로 방사되는 것은 어려워지고, 반대로 광원(300)으로부터 거리가 멀어 상대적으로 휘도가 낮은 광이 케이스(100)의 상부를 통하여 직접적으로 방사되는 것은 보다 용이해진다. 광원(300)으로부터 멀어질수록 광을 반사하는 영역의 면적이 작아짐과 동시에 광을 투과시키는 면적은 반대급부적으로 넓어지기 때문이다. 따라서, 상기와 같이 구성되는 조명기구(100)에 의하면, 보다 균일한 조명을 얻을 수 있다.

이와 같이, 반사부(410)는 광원(300)으로부터의 광을 케이스(100) 내부로 반사하는 반면, 반사부(410) 사이에 형성되는 공간으로는 광이 방사될 수 있어야 하므로, 광 제어층(400)은 광투과성 필름(430)을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 반사부(410)는 광투과성 필름(430)에 인쇄되는 잉크일 수 있다. 특히, 광원(300)에 가장 근접한 반사부(410a)의 경우, 광원(300) 근처의 높은 휘도를 갖는 광을 반사하면서도 적절히 흡수할 수 있도록, 어두운 색 계열의 잉크로 형성될 수도 있다.

한편, 상기 광 제어층(400)은 확산부재(500)의 상면 또는 하면 중 어느 한 면에 구비될 수 있으나, 확산부재(500)의 하면에 부착되는 것이 바람직하다. 광원(300)으로부터 발생된 광은 확산부재(500)로 입사되어 여러 방향으로 산란 및 분산되는데, 광 제어층(400)이 확산부재(500)의 상측에 구비되면 광의 방향성을 예측하기 어려워져 광을 원하는 대로 제어하기 어렵기 때문이다.

도 3(b)에는 회로기판(200)의 상측 및 광 제어층(400)과 확산부재(500)의 하측에 구비된 광 가이드 부재(600)가 도시된다.

전술한 바와 같이, 광원(300)으로부터 조사되는 광은 광 가이드 부재(600)의 측면으로 입사되어, 광 가이드 부재(600)의 내부를 따라 진행한다. 즉, 광 가이드 부재(600)는 광의 진행을 안내하는 역할을 수행한다. 이를 위해 광 가이드 부재(600)는 폴리카보네이트 수지 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

도 3(b)에 도시된 바와 같이 광원(300)에서 조사되는 광은 광 가이드 부재(600)의 내부에서 전반사되며 진행된다. 광원(300)이 직접 상측을 향해 조사되는 직하형 방식과는 달리 본 실시예와 같은 에지형 방식은 광 가이드 부재(600)를 채용하여 광원(300)의 개수를 보다 감소시킬 수 있다는 이점이 있다. 즉, 직하형 방식의 경우 상측으로 조사되는 광의 방사각도가 한정되어 있으므로 조명 대상 영역을 확실히 조명하기 위해서는 인접하는 광원 간의 간격이 크게 벌어지지 않도록 광원의 개수를 되도록 많이 구비할 것이 요구되지만, 본 실시예와 같이 광 가이드 부재(600)를 사용하는 경우 광원(300)으로부터 광 가이드 부재(600)의 측면으로 입사시켜 광 가이드 부재(600)의 길이 방향을 따라 가이드시킬 수 있으므로 요구되는 광원(300)의 개수를 대폭 줄일 수 있다.

여기서, 광원(300)으로부터 발생되는 광이 광 가이드 부재(600)의 내부에서 진행하는 것만으로는 조명기구(1000)의 외부로 조명을 제공할 수 없기 때문에 광 가이드 부재(600) 내부의 광을 외부로 반사시킬 필요가 있다.

이를 위해, 도 5 및 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 광 가이드 부재(600)의 하면에는 광 가이드 부재(600)의 내부에서 진행하는 광을 반사시켜 확산부재(500) 측으로 공급하기 위한 복수 개의 스크래치(630a) 또는 복수 개의 도트(630b)가 형성될 수 있다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 가이드 부재를 하부에서 바라본 저면도이다.

상기 복수 개의 스크래치(630a) 및 복수 개의 도트(630b)는 광 가이드 부재(600) 내부에서 진행하는 광을 상측으로 반사시킨다는 점에서 반사패턴(630)이라 불릴 수 있다.

도 3(b)에 도시된 바와 같이, 광 가이드 부재(600)의 내부에서 진행하는 광은 상기 반사패턴(630)에 의해 반사되어 광 가이드 부재(600)의 상측, 즉 케이스(100)의 상부로 공급된다. 여기서, 반사패턴(630)에 의해 반사된 광이 광 제어층(400)에서 반사부(430)가 형성된 영역으로 진행하면 다시 하측으로 반사되고, 반사부(430)가 형성되지 않은 영역으로 진행하면 확산부재(500) 측으로 진행하게 된다.

나아가, 도 3(b) 및 도 5에 도시된 바와 같이, 단위 면적 당 상기 스크래치(630a) 또는 도트(630b)의 수는 광원(300)으로부터의 거리에 비례하는 것이 바람직하다. 광원(300)으로부터 멀어질수록 광의 세기가 약해지기 때문이다. 즉, 높은 휘도를 갖는 광원(300) 부근의 광보다 광원(300)에서 멀리 떨어진 광을 보다 많이 케이스(100)의 상부로 반사시키기 위해, 광원(300)으로부터 멀리 떨어진 위치에 있을수록 단위 면적 당 상기 스크래치(630a) 또는 도트(630b)의 수를 증가시키는 것이다. 이와 같이 구성함으로써, 보다 균일한 조명을 얻을 수 있다.

도 5(a)에는 상기 반사패턴(630)의 예로써, 복수 개의 스크래치(630a)가 광 가이드 부재(600)의 하면에 형성된 것이 도시되어 있으며, 도 5(b)에는 복수 개의 도트(630b)가 광 가이드 부재(600)의 하면에 인쇄된 것이 도시되어 있다. 도 5(a) 및 도 5(b) 모두 광원(300)이 삽입 관통되기 위한 관통홀(610)로부터의 거리에 멀어짐에 따라 스크래치(630a) 또는 도트(630b)의 밀도가 증가하는 것이 도시된다.

이하에서는 도 3(b)를 참조하여, 본 실시예에 따른 회로기판(200)의 구조에 대해 구체적으로 설명한다.

도 3(b)에 도시된 바와 같이, 상기 회로기판(200)은, 광원(300)과 전기적으로 연결되기 위한 회로패턴으로 이루어진 도전층(250), 상기 도전층(250)의 하측에 구비되며 광원(300)으로부터 발생되는 열을 외부로 전달하기 위한 베이스 기판(210), 및 도전층(250)과 베이스 기판(210) 사이에 구비되어 도전층(250)과 베이스 기판(210)의 전기적 접속을 방지하는 절연층(230)을 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 도전층(250)에는 광원(300)에 전기적으로 연결되어 상기 광원(300)에 구동신호를 인가하기 위한 회로패턴이 형성된다. 즉, 도전층(250)은 회로의 도전 배선의 역할을 수행할 수 있다. 따라서 도전층(250)은 전기전도성이 좋도록 구리(Cu) 층을 형성하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 회로기판(200)은 기판 상에 회로패턴이 인쇄되어 이루어지므로, 인쇄회로기판(PCB; Printed Circuit Board)이라 칭할 수 있다.

상기 베이스 기판(210)은 광원(300)에서 발생되는 열을 흡수하여 방열 효과를 갖는 방열판으로서 작용한다. 따라서, 베이스 기판(210)은 금속 재질을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 특히, 열전도성이 높은 알루미늄(Al)을 사용하여 광원(300)에서 발생되는 열을 흡수하도록 구성하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 회로기판(200)은 알루미늄이나 구리 등의 메탈 소재를 채용하므로 메탈 PCB라 칭할 수 있다.

그러나, 본 발명에 따른 베이스 기판은 금속 재질로 한정되는 것은 아니며, 열전도성이 높은 여러 가지 물질로 형성할 수 있다. 예를 들어, 기존의 일반 플라스틱에 비해 약 5~100배에 달하는 열전달계수를 갖는 열전도성 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.

상기 절연층(230)은 회로 패턴을 포함하는 도전층(250)과 방열층인 베이스 기판(210)의 전기적 접속을 방지하기 위해 도전층(250)과 베이스 기판(210) 사이에 구비되고, 절연 재질로 형성된다. 여기서, 절연층(230)은 방열 효과를 높이기 위해 절연을 달성하는 한도 내에서는 가능한 한 얇은 층으로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 상기 회로기판(200)은, 도전층(250)의 상측에 적층되어 광원(300)으로부터 조사된 광 및/또는 광 제어층(400)에 의해 반사된 광을 상측으로 반사하는 반사층(290)을 포함할 수 있다.

상기 반사층(290)은 금(Au) 또는 은(Ag) 층으로 형성되어, 광원(300)으로부터 하측으로 방사되거나 광 제어층(400)에 의해 반사된 광을 상측으로 반사시켜 효율적으로 방출할 수 있다. 즉, 광 반사율이 높은 금속을 사용하여 광을 케이스(100)의 개방된 상부를 향해 방출시킴으로써 고휘도 발광이 가능하게 된다. 상기 반사층(290)은 금 또는 은 층 이외에 광 반사율이 높은 다른 금속으로 형성될 수도 있다.

또한, 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 상기 회로기판(200)은 도전층(250)의 상면에 적층되는 니켈(Ni) 층(270)을 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 니켈 층(270)은 금속과 반도체 사이에서 전류의 운반체(전자 또는 양공)를 저지하여 한쪽으로 쉽게 흐르지 못하도록 하는 장벽층의 역할을 수행할 수 있다.

이상과 같이 구성되는 본 실시예의 조명기구(1000)에 따르면, 광원(300)으로부터 조사된 광의 일부가 케이스(100)의 외부로 직접 조사되는 것이 방지되기 때문에 점 광원에 의한 눈부심 현상을 방지할 수 있다.

또한, 광원(300)으로부터 직접 조사되는 광을 일단 반사시켜 다시 외부로 제공할 수 있으므로 조명의 균일성이 향상될 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명기구의 일부 단면을 나타낸 측단면도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 조명기구(1000')는 광 가이드 부재(600)와 회로기판(200) 사이에 구비되는 반사판(700)을 포함한다. 상기 반사판(700) 이외의 다른 구성은 도 3(b)에 도시된 구성과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

상기 조명기구(1000')는 광 가이드 부재(600)의 하면에 구비되어 광 가이드 부재(600) 내부에서 진행하는 광을 광 가이드 부재(600)의 상측으로 제공하기 위한 반사패턴(630)과는 별도로 광 가이드 부재(600)의 하측에 반사판(700)을 더 구비하고 있다. 따라서 광원(300)으로부터 조사되어 전반사에 의해 광 가이드 부재(600) 내부를 진행하는 광의 일부가 광 가이드 부재(600)의 하측을 통하여 이탈되는 것이 철저히 방지될 수 있으며, 광 가이드 부재(600)의 하측으로 빠져나가는 광이 다시 광 가이드 부재(600)의 내부로 입사될 수 있다.

이와 같이, 본 실시예의 조명기구(1000')에 따르면 상기 반사판(700)을 구비함으로써 광이 광 가이드 부재(600)의 하측으로 이탈되는 것이 방지되어, 보다 높은 휘도로 조명 대상 영역을 조명할 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명기구의 작동상태를 나타내기 위한 사시도이다. 도 7(a)는 조명기구(1000'') 내부의 광원이 소등된 상태를 나타내는 사시도이며, 도 7(b)는 조명기구(1000'') 내부의 광원이 점등된 상태를 나타내는 사시도이다.

본 실시예에 따른 조명기구(1000'')는 확산부재(500)의 상면에 증착처리된 증착부재(800)를 구비한다. 상기 증착부재(800) 이외의 다른 구성은 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 실시예들과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

상기 증착부재(800)는 광투과성 재질의 필름 또는 플레이트에 금속성 증착처리를 하여, 그 하부의 물체의 밝기에 따라 관찰가능 여부가 달라진다.

상기 증착부재(800)는 확산부재(500)와는 별도의 부재로 구비될 수도 있으며, 상기 확산부재(500)의 상면에 직접 코팅되는 방법이 사용될 수도 있다.

따라서, 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 광원을 구성하는 LED가 소등된 상태에서는 그 하부에 위치한 확산부재나 광 제어층, 특히 광 제어층에 미리 결정된 패턴을 따라 형성된 반사부 등이 잘 관찰되지 않지만, 도 7(b)에 도시된 바와 같이, LED가 점등된 상태에서는 상기 증착부재(800)에도 불구하고 광 제어층(400)에 형성된 특정 형태의 패턴을 관찰할 수 있다.

즉, 본 실시예에 따른 조명기구(1000'')에 의하면, 광원이 소등된 상태에서는 마치 거울과 같은 거울효과를 얻을 수 있으며, 광원이 점등된 경우에는 화려한 패턴의 문양을 관찰하여 신비로운 느낌을 제공할 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 조명기구의 여러 적용예를 설명하기 위한 도면이다.

도 8(a)에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 조명기구(1000a)의 광 제어층(400')에 구비되는 반사부는 크기가 다른 동심원이 복수 개 배치된 패턴을 따라 형성된다. 이는 도 4에 도시된 실시예의 반사부(410)의 패턴과는 다른 것으로서, 이와 같이 본 발명에 따른 조명기구는 그 광 제어층에 구비되는 반사부의 패턴을 수요자의 기호나 주변환경의 특성에 맞게 변경할 수 있다.

도 8(b)는 복수 개의 조명기구(1000b)가 일정한 규칙에 따라 배치되어 조명시스템(10000)을 이루고, 상기 조명기구(1000b)의 광 제어층에 구비되는 반사부의 패턴들의 조합이 특정한 문양을 형성하는 것을 도시한다.

이와 같이, 본 발명에 따른 조명기구에 의하면, 광 제어층을 통해 다채로운 무늬로 조명을 제공할 수 있으므로 조명에 의한 미감을 느낄 수 있다.

100 : 케이스 200 : 회로기판
300 : 광원 400 : 광 제어층
410 : 반사부 430 : 광투과성 필름
500 : 확산부재 600 : 광 가이드 부재
700 : 반사판 800 : 증착부재
1000 : 조명기구

Claims

상부가 개방된 케이스;
상기 케이스의 내부에 구비되는 회로기판;
상기 회로기판에 전기적으로 연결되며, 상기 케이스의 개방된 상부를 통하여 주위환경을 조명하기 위한 광원; 및
상기 케이스의 상부에 구비되며, 상기 광원으로부터 조사된 광의 일부를 상기 케이스의 내부로 반사시켜 상기 광의 일부가 상기 케이스의 외부로 직접적으로 조사되는 것을 방지하는 광 제어층;을 포함하는 조명기구.
제1항에 있어서,
상기 광 제어층은 상기 광원으로부터 조사된 광의 일부를 반사시키는 반사부를 포함하며, 상기 반사부는 미리 결정된 패턴을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 조명기구.
제2항에 있어서,
상기 반사부는, 상기 광원으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 상기 미리 결정된 패턴의 밀도가 점진적으로 감소하는 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명기구.
제2항에 있어서,
상기 반사부는, 상기 광원으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 상기 미리 결정된 패턴의 크기가 점진적으로 감소하는 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명기구.
제2항에 있어서,
상기 광 제어층은 광투과성 필름을 더 포함하고,
상기 반사부는 상기 광투과성 필름에 인쇄되는 잉크인 것을 특징으로 하는 조명기구.
제1항에 있어서,
상기 케이스의 상부에 구비되며, 상기 광원으로부터 조사된 광을 산란 및 분산시키는 확산부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명기구.
제6항에 있어서,
상기 광 제어층은 상기 확산부재의 하면에 부착되는 것을 특징으로 하는 조명기구.
제6항에 있어서,
상기 확산부재의 상면에 증착처리된 증착부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 조명기구.
제1항에 있어서,
상기 케이스는 직육면체 형상으로 이루어지고, 상부를 제외한 모든 면이 차폐되어 상기 회로기판 및 상기 광원을 내부에 수용하는 것을 특징으로 하는 조명기구.
제1항에 있어서,
상기 회로기판은,
상기 광원과 전기적으로 연결되기 위한 회로패턴으로 이루어진 도전층;
상기 도전층의 하측에 구비되며, 상기 광원으로부터 발생되는 열을 외부로 전달하기 위한 베이스 기판; 및
상기 도전층과 상기 베이스 기판 사이에 구비되어 상기 도전층과 상기 베이스 기판의 전기적 접속을 방지하는 절연층;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 조명기구.
제10항에 있어서,
상기 회로기판은, 상기 도전층의 상측에 적층되어 상기 광원으로부터 조사된 광 및/또는 상기 광 제어층에 의해 반사된 광을 상측으로 반사하는 반사층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명기구.
제10항에 있어서,
상기 베이스 기판은 금속 재질을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 조명기구.
제1항에 있어서,
상기 광원은 LED(Light Emitting Diode)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 조명기구.
주위환경을 조명하기 위해 광을 발생시키는 광원;
상기 광원의 상측에 구비되며, 상기 광원으로부터 조사된 광을 산란 및 분산시키는 확산부재; 및
상기 광원과 상기 확산부재 사이에 구비되고, 상기 광원으로부터 조사되는 광의 일부를 반사시키며 미리 결정된 패턴을 따라 형성된 반사부를 구비하는 광 제어층;을 포함하는 조명기구.
제14항에 있어서,
상기 광원으로부터 조사되어 측면으로 입사되는 광의 진행을 내부에서 안내하는 광 가이드 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명기구.
제15항에 있어서,
상기 광 가이드 부재의 하면에는 광 가이드 부재의 내부에서 진행하는 광을 반사시켜 상기 확산부재 측으로 공급하기 위한 복수 개의 스크래치 또는 복수 개의 도트가 형성되는 것을 특징으로 하는 조명기구.
제16항에 있어서,
단위 면적 당 상기 스크래치 또는 도트의 수는 상기 광원으로부터의 거리에 비례하는 것을 특징으로 하는 조명기구.
제15항에 있어서,
상기 광원이 장착되는 회로기판 및 상기 광 가이드 부재와 상기 회로기판 사이에 구비되는 반사판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명기구.