KR20120135859A - 세라믹 조명 장치 - Google Patents

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안토니우스 아드리아누스 마리아 마리누스
옴케 얀 티어링
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코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 광을 생성하도록 구성된 광원(110), 광원을 지지하도록 구성된 캐리어(120), 및 광원과 캐리어를 둘러싸는 엔벨로프(130)를 포함하는 조명 장치(100)를 제공한다. 또한, 캐리어는 엔벨로프와 열 접촉하도록 구성되고, 엔벨로프 및 캐리어 둘 다는 세라믹 물질로 만들어진다. 본 발명은 효과적인 열 전달을 제공하는 조명 장치를 제공한다는 점에서 유리하다.

Description

세라믹 조명 장치{CERAMIC ILLUMINATION DEVICE}
본 발명은 조명 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로는 세라믹 물질로 만들어진 조명 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED) 램프들은 본 기술분야에 알려져 있다. LED 램프는 LED를 광원으로서 이용하는 램프이다. 단일 LED는 좁은 대역의 파장들에서 방출하므로, 그러한 램프들에서, 램프의 출력(output power)을 증가시키거나 백색광을 제공하기 위해 복수의 다이오드가 이용될 수 있다. LED 램프들은 컬러 및 출력이 튜닝될 수 있으므로, 일반적인 조명 또는 훨씬 더 특정한 조명을 위해 이용될 수 있다.
일반적으로, 램프 또는 조명 장치는 광을 생성하도록 구성되고, 회로 보드 상에 탑재되거나 또는 적어도 거기에 접속된 광원을 포함한다. 광원은 통상적으로 전구(bulb)의 형상을 갖는 인캡슐레이팅 하우징(encapsulating housing) 내에 배치된다. 최대 광 출력 및/또는 특정한 광 컬러를 제공하는 것에 더하여, 조명 장치의 설계는 광원(들) 및/또는 광원(들)에 접속된 전자장치들에 의해 생성되는 열의 배출을 고려할 필요가 있다.
예를 들어, 미국 특허 출원 US2010/0008086은 고체 상태 발광 다이오드들의 그룹, 발광 다이오드들을 활성화하기 위한 전자장치들 및 인캡슐레이팅 하우징을 포함하는 백색 LED 기반 조명 장치를 개시하고 있다. 백색 조명 LED 장치 내부로부터 발생되는 열을 밖으로 전도 또는 전달하기 위해, 인캡슐레이팅 하우징은 환기구 및 히트 싱크 컴포넌트들을 포함한다.
일반적으로, 종래 기술의 시스템들의 단점은 열의 배출을 위한 특정한 컴포넌트들(예를 들어, 환기구 및 히트 싱크 컴포넌트들의 배열)을 필요로 하여, 시스템의 설계를 다소 복잡하게 하거나 고가의 시스템을 유발한다는 것일 수 있다.
그러므로, 본 발명의 목적은 위에서 언급된 단점을 경감시키고, 효과적인 열 전달 및 보다 더 단순한 설계를 제공하는 조명 장치를 제공하는 것이다.
이러한 것과 그 외의 본 발명의 목적들은 독립 청구항에 의해 정의된 대로의 조명 장치에 의해 달성된다. 본 발명의 다른 유리한 실시예들은 종속 청구항들에 의해 정의된다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 청구항 1에 정의된 대로의 조명 장치가 제공된다. 조명 장치는 광을 생성하도록 구성된 광원, 광원을 지지하도록 구성된 캐리어, 및 광원과 캐리어를 둘러싸는 엔벨로프를 포함한다. 광원은 캐리어와 열 접촉하고, 캐리어는 조명 장치의 밖으로 열을 소산시키기 위해 엔벨로프와 열 접촉하도록 구성된다. 엔벨로프 및 캐리어 둘 다는 세라믹 물질로 만들어진다.
본 발명은 조명 장치의 엔벨로프(또는 전구)가 히트 싱크로서 작용할 수 있고, (예를 들어, 광원, 또는 광원에 접속된 임의의 전자장치에 의해 생성된) 열을 조명 장치의 외부로 소산시키는 역할을 할 수 있다는 이해를 이용한다. 이러한 목적을 위해, 광원은 캐리어와 열 접촉하여 배치되며, 캐리어 자체는 엔벨로프와 열 접촉하고, 캐리어 및 엔벨로프 둘 다는 세라믹 물질(양호한 열 전도율을 갖는 종류의 물질)을 포함한다. 본 발명은 열 전달을 위한 어떠한 추가의(또는 특정한) 컴포넌트들도 필요로 하지 않는다는 점에서 유리한데, 왜냐하면 이러한 기능이 조명 장치의 주요 부분들, 즉 광원(들), 캐리어, 및 특히 엔벨로프의 특정한 구성(arrangement)에 의해 제공되기 때문이다. 또한, 본 발명을 이용하면, 조명 장치의 전체 표면, 즉 엔벨로프가 히트 싱크로서 작용하여, 열 전달을 위한 비교적 큰 표면을 제공한다. 따라서, 본 발명은 조명 장치의 외부 환경으로의 효과적인 열 전달이 제공된다는 점에서도 유리하다.
실시예에 따르면, 엔벨로프는 (특히, 광원이 가시 범위의 파장 스펙트럼, 즉 380-780㎚에서 방출할 때) 광원에 의해 생성되는 광의 적어도 일부를 투과시키도록 구성된 투과 영역을 포함할 수 있다. 투과 영역은 반투명(광의 투과 및 산란)하거나, 투명(실질적으로 방해받지 않는 투과)할 수 있다. 유리하게는, 투과 영역이 반투명하여, 사용자가 엔벨로프 내의 광원(들) 및 선택적인 전자장치들을 감지하지 못하게 한다. 따라서, 조명 장치의 엔벨로프 또는 인캡슐레이팅 하우징은 광학적 기능, 열적 기능 및 기계적 기능과 같은 다수의 기능성을 통합한다는 점에서 유리하다.
실시예에 따르면, 캐리어는 광원에 의해 생성되는 광의 적어도 일부를 투과시키도록 구성된 투과 영역을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 캐리어는 광원(들)에 의해 생성된 광의 적어도 일부를 반사시키도록 구성된 반사 영역을 포함할 수 있다. 이러한 실시예들은, 예를 들어 요구되는 광 분포가 달성되도록, 캐리어가 투과성이거나 반사성인 다수의 영역을 갖고서 설계될 수 있다는 점에서 유리하다.
실시예에 따르면, 세라믹 물질은 다결정질 산화 알루미늄(poly crystalline aluminium oxide, PCA)일 수 있는데, 이는 그것이 (약 20W/mK의 범위 내의) 양호한 열 전도율을 갖는 반투명한 세라믹 물질이라는 점에서 유리하다.
실시예에 따르면, 세라믹 물질은 적어도 약 5W/mK의 열 전도율을 가질 수 있다.
실시예에 따르면, 엔벨로프는 합쳐질 때 조명 장치의 엔벨로프 또는 인캡슐레이팅 하우징을 형성하는 적어도 2개의 엔벨로핑 부분을 포함할 수 있다. 본 실시예는 (램프 또는 스폿 라이트와 같은) 조명 장치의 조립을 용이하게 하는 편리한 설계를 제공한다는 점에서 유리하다. 2개의 엔벨로핑 부분을 이용하면, 광원 및 캐리어가 2개의 엔벨로핑 부분이 분리된 동안 편리하게 함께 실장된 다음, 그 2개의 엔벨로핑 부분을 합치는 것에 의해 엔벨로프 내에서 둘러싸일 수 있다. 둘보다 많은 엔벨로핑 부분이 이용될 수 있으며, 본 실시예는 단 2개의 엔벨로핑 부분으로 이루어진 엔벨로프를 포함하는 조명 장치로 제한되지 않음을 알 것이다.
실시예에 따르면, 엔벨로프는 전구(또는 램프 전구) 형상을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 실시예에 정의된 대로의 엔벨로프의 엔벨로핑 부분들은 2개의 전구 절반부일 수 있다.
실시예에 따르면, 엔벨로핑 부분 및 캐리어(또는 캐리어의 제1 부분 또는 제1 캐리어)의 적어도 일부는 단일의 통합된 부분을 형성할 수 있는데, 이것은 컴포넌트들의 수가 감소되어, 조명 장치의 조립이 훨씬 더 용이해진다는 점에서 유리하다. 본 실시예는 엔벨로핑 부분과 캐리어의 부분(예를 들어, 전구 절반부와 캐리어의 절반부)이 하나의 단일 몰드(single mould)로부터 하나의 단일 부분으로서 제조될 수 있다는 점에서도 유리하다. 엔벨로프 및 캐리어를 형성하기 위한 대응하는 엔벨로핑 부분(들)과 캐리어의 부분도 하나의 단일 몰드로부터, 바람직하게는 동일한 몰드로부터 제조될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 캐리어는 2개의 엔벨로핑 부분 사이의 접합부에 배치될 수 있다. 본 실시예에서, 캐리어와 엔벨로핑 부분들은 별개의 부분들이다.
실시예에 따르면, 엔벨로핑 부분들은 유리하게는 하나를 다른 하나에 맞추도록 구성되어, 조명 장치의 조립을 용이하게 한다.
실시예에 따르면, 캐리어는 조명 장치의 밑면(base)으로부터 그것의 최상단까지 연장되는 축을 따라서 배치될 수 있다. 대안적으로, 캐리어는 조명 장치의 밑면으로부터 그것의 최상단까지 연장되는 축을 가로지르는 방향을 따라서 배치될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 캐리어는 엔벨로프에 의해 정의되는 공간을 적어도 2개의 구획으로 분할한다. 그러면, 균일한 조명이 제공되도록, 복수의 광원이 유리하게 캐리어의 양 면에서 이용되고 분산될 수 있다.
실시예에 따르면, 광원은 적어도 하나의 발광 다이오드(LED) 또는 적어도 하나의 LED 패키지일 수 있다. 광원은 예를 들어 RGB LED(적색 녹색 청색 발광 다이오드), 또는 RGB 조합, 또는 청색 및 황색의 조합, 또는 청색, 황색 및 적색의 조합 등과 같이 백색 광을 제공하도록 구성된 복수의 다이오드를 포함할 수 있다. 선택적으로, 조명 장치는 컬러 광을 제공하도록 구성될 수 있다.
광원은 또한 구동 조건들에 따라, 상이한 미리 결정된 파장들에서 광을 제공할 수 있는 (복수의 LED와 같은) 복수의 광원을 포함할 수 있다. 그러므로, 특정한 실시예에서, 조명 장치는 센서 신호 또는 사용자 입력 장치 신호에 응답하여 조명 장치 광의 컬러를 제어하도록 구성된 제어기(조명 장치에 부착되거나 그 외부에 있음)를 더 포함할 수 있다.
이하에서, 본 발명은 광원의 바람직한 실시예로서 LED를 참조하여 더 설명될 수 있다. 그러므로, 이하에서, "LED"라는 용어는 다르게 나타내어지거나 문맥으로부터 명백하지 않은 한, 일반적으로는 광원(또는 복수의 광원)을 칭하는 것일 수도 있지만, 바람직하게는 LED를 칭하는 것이다. 또한, "LED"라는 용어는 특히 고체 상태 조명(고체 상태 LED)을 칭한다.
실시예에 따르면, 광원은 가시 범위의 광을 방출할 수 있지만, 다른 실시예에서는, 대안적으로 또는 추가적으로 UV 범위에서 방출할 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 광원은 LED를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 광원은 청색 광을 생성하도록 구성된 LED이다. 청색 발광원은 그 자체가 사용될 수 있거나, 예를 들어 백색광을 제공하기 위한 것과 같이 엔벨로핑 부분들 중 적어도 하나 또는 엔벨로프에 배치된 발광 물질와 조합되어 이용될 수 있거나, 다른 파장들에서 광을 생성하는 하나 이상의 다른 LED와 조합하여 이용될 수 있다. 그러한 실시예들의 조합들도 적용될 수 있다.
본 출원에서, "적어도"라는 용어는 실시예들에서 "전부" 또는 "완전하게"도 나타낼 수 있다.
본 발명은 청구항들에 인용된 특징들의 모든 가능한 조합들에 관한 것임에 유의해야 한다.
이하에서는, 이러한 것과 그 외의 본 발명의 양태들이 본 발명의 다양한 예시적인 실시예들을 보여주는 첨부 도면들을 참조하여 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 조명 장치의 분해도이다.
도 2는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 조명 장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 조명 장치의 개략도이다.
도 4a-4c는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 조명 장치의 어셈블리를 위한 프로세스 흐름을 개략적으로 도시한 것이다.
도 1을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예가 설명된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치(100)의 분해도를 도시한 것이다. 조명 장치는 광을 생성하도록 구성된 광원(110)을 포함한다. 본 예에서, 광원(110)은 복수의 LED 패키지(111, 112, 113 및 114)에 대응한다. 도 1은 광원(110)을 형성하기 위한 복수의 LED 패키지를 도시하지만, 단일의 LED 또는 LED 패키지도 이용될 수 있다.
조명 장치(100)는 도 1에서 2개의 캐리어 부분(121 및 122)(또는 제1 캐리어(121) 및 제2 캐리어(122))에 의해 표현되는 캐리어(120)(도 4c 참조)를 포함한다. 캐리어(120)는 광원(110) 또는 LED 패키지들(111-114)을 지지하도록 구성된다. 이하에서, 2개의 캐리어 부분(121 및 122)은, 도 4c에서와 같이 그 2개의 부분이 실제로 합쳐질 때, 단일 캐리어(120)라고도 칭해질 수 있다.
조명 장치(100)는 광원(110) 및 캐리어(120)를 둘러싸기 위한 엔벨로프(130)를 더 포함한다. 도 1에서, 엔벨로프(130)는, 도 4c에 도시된 바와 같이 합쳐질 때 엔벨로프 또는 인캡슐레이팅 하우징(130)을 형성하는 2개의 엔벨로핑 부분(131 및 132)에 의해 표현된다. 엔벨로프가 2개의 엔벨로핑 부분으로 만들어질 수 있긴 하지만, 본 발명은 그러한 설계로 제한되지 않으며, 단일 부분 또는 둘보다 많은 부분으로 만들어진 엔벨로프도 예상될 수 있다.
광원들(111-114)(또는 광원(110))은 캐리어(120)(또는 도 1의 캐리어 부분들(121 및 122))와 열 접촉하여 배치되며, 캐리어(120)는 엔벨로프(130)(또는 도 1의 엔벨로핑 부분들(131 및 132) 각각)와 열 접촉하여 배치된다.
일반적으로, 캐리어(120)는 엔벨로프(130) 내에 삽입될 수 있다. 캐리어는 임의의 형상을 가질 수 있다. 도 1에서, 엔벨로프(130)는 표준 전구 형상을 가지며, 그러면, 캐리어(120)는 디스크 또는 디스크의 일부분의 형상을 갖는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 캐리어(120)와 엔벨로프(130) 사이의 접촉 표면은 유리하게는 점(punctual)이 아니라, 대신에 엔벨로프(130)의 내부의 한 부분을 따라 연장할 수 있다. 효율적인 열 전달이 제공되도록, 접촉 표면은 예를 들어 엔벨로프의 둘레(또는 둘레의 일부분)를 따라 연장할 수 있다.
그러한 설계를 이용하면, 조명 장치의 전원이 켜질 때, 열이 광원(들)(111-114)에 의해 생성될 수 있고, 캐리어(120) 및 엔벨로프(130)를 경유하여 조명 장치(100)의 밖으로 소산될 수 있다. 엔벨로프 및 캐리어 둘 다는 조명 장치의 밖으로의 열 전달을 개선하기 위한 세라믹 물질을 포함한다.
"세라믹"이라는 용어는 본 기술분야에 알려져 있으며, 특히 가열 및 후속 냉각 동작에 의해 준비되는 무기질의 비금속 고체를 칭할 수 있다. 세라믹 물질들은 결정질 구조 또는 부분적으로 결정질인 구조를 가질 수 있거나, 또는 비정질, 즉 유리일 수 있다. 가장 흔한 세라믹은 결정질이다. 세라믹이라는 용어는 특히 함께 소결되어 (분말과는 대조적으로) 단편들(pieces)을 형성한 물질에 관련된 것이다. 여기에서 이용되는 세라믹은 바람직하게는 다결정질 세라믹이다.
세라믹 물질은 예를 들어 Al2O3, AlN, SiO2, Y3Al5O12(YAG), Y3Al5O12 유사체(analogue), Y2O3 및 TiO2, 및 ZrO2로 구성되는 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 물질에 기초할 수 있다. Y3Al5O12 유사체라는 용어는 실질적으로 YAG와 동일한 격자 구조를 갖지만 Y 및/또는 Al 및/또는 O, 특히 Y 및/또는 Al이 각각 Sc, La, Lu 및 G 중 하나 이상과 같은 다른 이온에 의해 적어도 부분적으로 치환된 가넷 시스템을 칭한다.
실시예에 따르면, 세라믹 물질은 반투명한 물질인 Al2O3일 수 있다. Al2O3는 약 1300-1700℃의 범위 내의, 예를 들어 1300-1450℃와 같은 약 1300-1500℃의 범위 내의 온도에서 소결될 때, 고반사성으로도 만들어질 수 있다. 이 물질은 본 기술분야에서 "브라운" PCA(polycrystalline alumina)라고도 알려져 있다.
"기초한다"라는 용어는 세라믹 물질을 만들기 위한 출발 물질(starting material)이 실질적으로, 예를 들어 Al2O3 또는 Y3Al5O12(YAG)와 같은 여기에 나타난 물질들 중 하나 이상으로 구성된다는 것을 나타낸다. 그러나, 이것은 예를 들어 Al2O3에 대한 Ti, 또는 일 실시예에서는 YAG에 대한 Ce와 같이, 소량의 (남아있는) 바인더 물질 또는 도펀트의 존재를 배제하지 않는다.
세라믹 물질은 비교적 양호한 열 전도율을 가질 수 있다. 바람직하게는, 열 전도율은 적어도 약 5W/mK, 예를 들어 적어도 약 15W/mK, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 약 100W/mK이다. YAG는 약 6W/mK의 범위 내의 열 전도율을 갖고, 다결정질 알루미나(PCA)는 약 20W/mK의 범위 내의 열 전도율을 갖고, AlN(질화 알루미늄)은 약 150W/mK 이상의 범위 내의 열 전도율을 갖는다.
엔벨로프(130)는 특히 광원(들)(111-114)으로부터의 모든 광을 수신하도록 구성될 수 있다. 또한, 엔벨로프(130)는 특히 광원(들)(111-114)의 광의 탈출을 허용하도록 구성될 수 있다.
따라서, 복수의 광원이 이용되고, 그 광원들이 상이한 파장들에서 광을 방출할 때, 엔벨로프(130)는 또한 혼합 챔버로서도 나타내어질 수 있다. 광원으로부터 멀리 떨어져서 배치된, 예를 들어 엔벨로프 또는 엔벨로프의 일부분에 배치된 발광 물질(광원으로부터 광의 일부분을 흡수하여 발광 물질 광을 제공함)이 이용될 때, 혼합이 관련성을 가질 수 있다.
유리하게는, 엔벨로프(130)는 광원들(111-114)에 의해 생성된 광의 적어도 일부를 투과시키도록 구성된 투과 영역을 포함할 수 있다. 구체적으로, 엔벨로프(130)는 엔벨로프를 통한 광의 효율적인 투과가 달성되도록, 광 투과 특성들을 갖는 재료로 만들어질 수 있다.
실시예에 따르면, 캐리어(120)도 투과 영역을 포함할 수 있는데, 이는 엔벨로프의 한 구획으로부터 캐리어의 방향으로 오는 광이 캐리어를 통과하여 투과된 다음, 엔벨로프(130)를 통해 조명 장치 밖으로 투과될 수 있다는 점에서 유리하다. 대안적으로 또는 추가적으로, 캐리어(120)는 광원(들)에 의해 생성된 광의 적어도 일부를 반사시키도록 구성된 반사 영역을 포함할 수 있는데, 이는 엔벨로프의 한 구획에서 방출되어 캐리어를 향해 지향된 광이 캐리어에 반대로 반사되어, 엔벨로프의 동일 구획을 경유하여 조명 장치 밖으로 투과될 수 있다는 점에서 유리하다. 예를 들어, 원하는 광 분포가 달성되도록, 캐리어는 투과성이거나 반사성인 다수의 영역을 가지고서 설계될 수 있음을 알 것이다.
유리하게는, 세라믹 물질은 다결정질 산화 알루미늄(PCA)일 수 있는데, 이는 그것이 양호한 열 전도율(약 20W/mK)을 갖는 반투명한 세라믹 물질이라는 점에서 유리하다.
일 실시예에 따르면, 효율적인 열 전달이 제공되도록, 세라믹 물질은 적어도 약 150W/mK의 열 전도율을 가질 수 있다.
도 1을 참조하면, 엔벨로프(130)는 전구 형상(bulb-shape)을 가질 수 있고, 엔벨로핑 부분들(131 및 132)은 2개의 전구 절반부일 수 있으며, 그에 의해 표준 램프 형상을 갖는 조명 장치를 제공한다.
캐리어(120)는 조명 장치(100)를 2개의 구획으로 분할하므로, 조명 장치의 광원(들)(111-114)은 조명 장치(100)로부터 방출되는 광의 균일성을 개선하기 위해, 유리하게는 캐리어(120)(또는 도 1의 제1 및 제2 캐리어(121 및 122))의 각 면에 분산될 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 조명 장치(100)는 엔벨로핑 부분들(131 및 132)을 유지하고, 접속 보드(183)를 통해 LED 패키지들(111-114)에 전기를 제공하기 위한 소켓(180)도 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 예를 들어 도 1 및 도 4a를 참조하면, 엔벨로핑 부분(131) 및 캐리어의 부분(121)은 단일의 통합된 부분을 형성할 수 있다. 그러한 실시예는, 조명 장치를 조립하기 위한 컴포넌트들의 개수를 더 감소시켜서, 그것의 조립을 훨씬 더 용이하게 한다는 점에서 유리하다.
도 2를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예가 설명된다.
도 2는 광을 생성하도록 구성된 LED일 수 있는 광원(210), 광원(210)을 지지하도록 구성된 캐리어(220), 및 광원(210) 및 캐리어(220)를 둘러싸는 엔벨로프(230)를 포함하는 조명 장치(200)의 개략도이다. 캐리어(220)는 광원(210) 및 엔벨로프(230)와 열 접촉하여 배치된다. 캐리어 및 엔벨로프는, 광원(210)에 의해 생성된 열이 캐리어(220)를 경유하고 엔벨로프(230)를 통하는 열 전달에 의해 조명 장치(200)의 밖으로 소산될 수 있도록, 세라믹 물질로 만들어진다.
계속하여 도 2를 참조하면, 다른 실시예에 따라, 엔벨로프는 합쳐질 때, 엔벨로프 또는 인캡슐레이팅 하우징(230)을 형성하는 2개의 엔벨로핑 부분(231 및 232)을 포함할 수 있다. 그 다음, 캐리어(220)는 2개의 엔벨로핑 부분(231 및 232) 사이의 접합부(250)에 배치될 수 있고, 그에 따라 접합부(250)에서 캐리어(220)와 엔벨로핑 부분들(231 및 232) 간의 기계적 및 열적 계면을 제공한다.
도 1 및 도 2를 참조하여 위에서 설명된, 엔벨로프가 하나보다 많은 부분을 포함하는 임의의 실시예들을 참조하면, 조명 장치들(100 및 200)의 엔벨로프(130 또는 230)의 엔벨로핑 부분들 각각은 하나를 다른 하나에 맞추도록 구성될 수 있다.
도 3을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예가 설명된다.
도 3은 광을 생성하도록 구성된 2개의 광원(311 및 312), 예를 들어 2개의 LED를 포함하는 조명 장치(300)의 개략적인 상면도이다. 2개의 LED(311 및 312)는 각각 LED들(311 및 312)을 지지하도록 구성된 2개의 캐리어(321 및 322)(또는 캐리어의 2개의 부분) 상에 탑재된다. 본 실시예에서, 단일의 LED 패키지가 캐리어 상에 탑재되거나 거기에 부착된다. 대안적으로, 복수의 LED 패키지가 제1 캐리어 상에 탑재될 수 있다.
도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 2개의 엔벨로핑 부분이 합쳐질 때, 엔벨로프의 제1 엔벨로핑 부분(331)에 부착된 제1 캐리어(321)는 엔벨로프의 제2 엔벨로핑 부분(332)에 의해 정의되는 부피 내로 연장할 수 있다. 마찬가지로, 2개의 엔벨로핑 부분이 합쳐질 때, 엔벨로프의 제2 엔벨로핑 부분(332)에 부착된 제2 캐리어(322)는 엔벨로프의 제1 엔벨로핑 부분(331)에 의해 정의되는 부피 내로 연장할 수 있다. 즉, 제1 캐리어(321) 및 제2 캐리어(322)는 정확하게 서로의 앞이 아니라, 약간 옮겨질 수 있다.
본 실시예에서, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 실시예들에 관련하여, 캐리어들(321 및 322)은 조명 장치의 밑면으로부터 그것의 최상단까지 연장되는 축(170; 도 1)을 따라 배치된다. 대안적으로, 캐리어는 조명 장치의 밑면으로부터 그것의 최상단까지 연장되는 축(170)을 가로지르는 방향을 따라 배치될 수 있다. 어느 경우에서든, 캐리어들은 조명 장치의 엔벨로프 내에 구획들을 정의한다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치의 조립을 위한 처리 흐름(4000)이 개시된다.
도 4a 내지 도 4c는 제1 광원(111)이 탑재되는 제1 캐리어(121)를 구비하는 제1 전구 절반부(131), 및 제2 광원(112)이 탑재되는 제2 캐리어(122)를 구비하는 제2 전구 절반부(132)를 포함하는 조명 장치의 조립을 개략적으로 설명한다.
도 4a는 제1 캐리어(121)를 포함하는 제1 엔벨로핑 부분 또는 전구 절반부(131)를 도시한 것이다. 제1 전구 절반부(131) 및 제1 캐리어(121)는 예를 들어 단일 몰드(single mould)로 만들어진 단일의 통합된 부분일 수 있다. 대안적으로, 제1 캐리어(121) 및 제1 전구 절반부는 2개의 별개의 부분이고, 제1 캐리어(121)는 제1 전구 절반부(131)의 내측에 접착될 수 있다. 유리하게는, 열이 제1 캐리어(121)로부터 제1 전구 절반부(131)로 효과적으로 전달될 수 있도록, 접착제가 양호한 열 전도 특성을 갖는다.
제1 단계(4100)에서, 광원(111)은 제1 캐리어(121)와 열 접촉하여 탑재된다. 광원(111)은 예를 들어 클립의 도움으로 캐리어에 부착될 수 있다.
그 다음, 제2 광원(112)이 열 접촉하여 탑재되는 제2 캐리어(122)에 유사한 단계가 적용될 수 있다.
제2 단계(4200)에서, 제1 광원(111), 제1 캐리어(121), 제2 광원(112) 및 제2 캐리어(122)는 도 4b에 도시된 바와 같이 2개의 엔벨로핑 부분(131 및 132)을 합치는 것에 의해 둘러싸인다.
대안적으로, 열 소산을 위해 캐리어와 엔벨로핑 부분들 사이에 양호한 열 접촉이 제공되도록, 캐리어는 2개의 엔벨로핑 부분 사이의 접합부에 삽입되고, 2개의 엔벨로핑 부분 사이에 기계적 압력에 의해 고정될 수 있다.
결과적으로, 도 4c에 도시된 것과 같은 엔벨로프(130)가 형성된다. 그 다음, 엔벨로프(130)(또는 엔벨로프(130)의 밑면)는 2개의 엔벨로핑 부분(131 및 132)을 유지하기 위한 소켓(180) 내에 삽입될 수 있다. 또한, 광원들(111 및 112)에 전력이 전송될 수 있도록, 소켓(180)은 조명 장치에 전기를 제공하도록 구성될 수 있다.
이와 관련하여, 광원은 유리하게는 고전압(HV) LED일 수 있으며, HV LED들은 어떠한 드라이버도 필요로 하지 않으므로, 이는 조명 장치를 형성하는 데에 필요한 컴포넌트들의 개수가 더 감소된다는 점에서 유리하다.
훨씬 더 유리하게는, 어떠한 스트로보 효과도 방지하기 위해, 위상 시프트된 HV LED가 이용되어 캐리어(130)(또는 캐리어들(131 및 132)) 상에 분산될 수 있다.
본 발명은 스폿라이트 또는 표준 램프와 같은 임의의 종류의 램프에 유용할 수 있다. 본 발명은 가정, 병원, 실외, 사무실, 제조업 및 소매업에서 이용되는 조명 장치들에 적용될 수 있다.
본 발명이 그것의 특정한 예시적인 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 본 기술분야의 숙련된 자들이라면, 많은 상이한 대안, 수정 및 그와 유사한 것들을 분명하게 알 것이다. 그러므로, 설명되는 실시예들은 첨부되는 청구항들에 의해 정의되는 대로의 본 발명의 범위를 제한하도록 의도된 것이 아니다.
예를 들어, 위에서 설명된 실시예들은 표준 전구 형상을 갖는 조명 장치에 관한 것이지만, 임의의 다른 적합한 형상이 예상될 수 있다.
또한, 위에서 설명된 실시예들 중 일부는 제1 및 제2 캐리어를 포함하지만, 조명 장치가 엔벨로프 또는 엔벨로핑 부분들 중 적어도 하나와 열 접촉하는 단 하나의 캐리어만을 포함할 수 있음을 알 것이다. 또한, 조명 장치는 둘보다 많은 캐리어 또는 캐리어 부분들을 포함할 수 있다.
또한, LED 또는 광원의 개수, 및 그들 각각의 파장은 원하는 응용에 따라 선택될 것임을 알 것이다.

Claims (13)

  1. 조명 장치(100)로서,
    광을 생성하도록 구성된 광원(110),
    상기 광원을 지지하도록 구성된 캐리어(120) - 상기 광원은 상기 캐리어와 열 접촉하고 있음 -, 및
    상기 광원과 상기 캐리어를 둘러싸는(enclosing) 엔벨로프(130)
    를 포함하고,
    상기 캐리어는 상기 조명 장치로부터 열을 소산시키기 위해 상기 엔벨로프와 열 접촉하도록 구성되고, 상기 엔벨로프 및 상기 캐리어는 세라믹 물질을 포함하는 조명 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 엔벨로프는 상기 광원에 의해 생성되는 광의 적어도 일부를 투과시키도록 구성된 투과 영역을 포함하는 조명 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 캐리어는 상기 광원에 의해 생성되는 광의 적어도 일부를 투과시키도록 구성된 투과 영역 및/또는 상기 광원에 의해 생성되는 광의 적어도 일부를 반사시키도록 구성된 반사 영역을 포함하는 조명 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세라믹 물질은 반투명한 다결정질 산화 알루미늄인 조명 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세라믹 물질은 적어도 약 5W/mK의 열 전도율을 갖는 조명 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 엔벨로프는 전구(bulb) 형상을 갖는 조명 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 엔벨로프는 합쳐질 때 상기 엔벨로프를 형성하는 적어도 2개의 엔벨로핑 부분(enveloping parts)(131, 132)을 포함하는 조명 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 엔벨로핑 부분들은 2개의 전구 절반부인 조명 장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    엔벨로핑 부분(131, 132) 및 상기 캐리어(121, 122)의 적어도 일부는 단일의 통합된 부분을 형성하는 조명 장치.
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 캐리어는 2개의 엔벨로핑 부분 사이의 접합부(250)에 배치되는 조명 장치.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 엔벨로핑 부분들은 하나를 다른 하나에 맞추도록 구성되는 조명 장치.
  12. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐리어는 상기 조명 장치의 밑면으로부터 그것의 최상단까지 연장되는 축(170)을 따라서, 또는 상기 조명 장치의 밑면으로부터 그것의 최상단까지 연장되는 축(170)을 가로지르는 방향을 따라서 배치되는 조명 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원은 적어도 하나의 발광 다이오드(LED) 또는 적어도 하나의 LED 패키지를 포함하는 조명 장치.
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