KR20130031474A - 조명 장치 - Google Patents

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KR20130031474A
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Abstract

실시예는 방열체, 기판 상에 배치된 복수의 발광 소자를 포함하는 발광 모듈부, 상기 방열체의 일부와 결합하는 커버, 및 상기 방열체와 상기 기판 사이에 위치하며 상기 방열체와 상기 기판 사이의 거리를 조절하는 조절부를 포함하는 조명장치를 제공한다.

Description

조명 장치{LIGHTING DEVICE}
실시예는 조명 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종이다. 발광 다이오드는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다. 이에 기존의 재래식 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 발광 다이오드는 실내외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가되고 있는 추세이다.
일본 공개 특허 제2009-206104호 (공개일: 2009년 06월 15일)
실시예는 광원의 높이를 조절할 수 있는 조명 장치를 제공한다.
실시예는 배광 특성을 조절할 수 있는 조명 장치를 제공한다.
실시예에 따른 조명 장치는 방열체, 기판상에 배치된 복수의 발광 소자를 포함하는 발광 모듈부, 상기 방열체의 일부와 결합하는 커버, 및 상기 방열체와 상기 기판 사이에 위치하며 상기 방열체와 상기 기판 사이의 거리를 조절하는 조절부를 포함한다.
실시예에 따른 조명 장치를 사용하면, 조명 장치의 설치 환경 및 용도에 따라 광원의 높이를 조절할 수 있는 이점이 있다.
또한, 조명 장치의 배광 특성을 조절할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 실시 예에 따른 조명 장치의 단면도.
도 2a 내지 도2e는 도 1에 표시된 거리 A와 거리 B의 비율에 따른 배광 특성을 나타내는 그래프.
도 3은 제1 실시예에 따른 조명 장치의 단면도.
도 4는 제2 실시예에 따른 조명 장치의 단면도.
도 5는 제3 실시예에 따른 조명 장치의 단면도.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 구성요소(element)가 다른 구성요소의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 구성요소가 서로 직접(directly) 접촉되거나 하나 이상의 다른 구성요소가 상기 두 구성요소 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”으로 표현되는 경우 하나의 구성요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 따른 조명 장치에 대해 설명한다.
도 1은 실시예에 따른 조명 장치의 단면도이다. 조명 장치는 커버(100), 발광 모듈부(200), 방열체(300), 전원 제공부(400), 내부 케이스(500) 및 조절부(600)를 포함할 수 있다.
커버(100)는 벌브 또는 반구의 형상을 가질 수 있다. 또한, 커버(100)는 속이 비어 있고 일 부분이 개구된 형상을 가져, 그 내부에 방열체(300)의 상부와 발광 모듈부(200)를 포함할 수 있다. 커버(100)는 방열체(300) 또는 방열체(300)를 둘러싸는 외부 케이스(미도시)와 결합될 수 있다.
커버(100)는 발광 모듈부(200)와 광학적으로 결합한다. 예를 들어, 커버(100)는 발광 모듈부(200)로부터 생성된 빛을 확산, 산란 또는 여기 등을 시킬 수 있다.
커버(100)의 내면에는 유백색 도료가 코팅될 수 있다. 유백색의 도료는 빛을 확산시키는 확산재를 포함할 수 있다. 커버(100) 내면의 표면 거칠기는 커버(100) 외면의 표면 거칠기보다 크다. 이는 발광 모듈부(200)로부터의 빛을 충분히 산란 및 확산하여 외부로 방출시키기 위함이다.
커버(100)의 재질은 유리(glass), 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 등일 수 있다. 여기서, 폴리카보네이트는 내광성, 내열성, 강도가 뛰어나다. 커버(100)는 외부에서 발광 모듈부(200)가 보이도록 투명할 수 있고, 불투명할 수 있다. 커버(100)는 블로우(blow) 성형을 통해 형성될 수 있다.
발광 모듈부(200)는 기판(210)과 상기 기판(210) 상에 탑재되는 복수의 발광 소자(220)를 포함할 수 있다.
기판(210)은 절연체에 회로 패턴이 인쇄된 것일 수 있으며, 예를 들어, 일반 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB 등을 포함할 수 있다. 기판(210)의 표면은 빛을 효율적으로 반사하는 재질이거나, 빛이 효율적으로 반사되는 컬러, 예를 들어 백색, 은색 등으로 코팅될 수 있다.
발광 소자(220)는 적색, 녹색, 청색의 광을 방출하는 발광 다이오드(Lighting Emitting Diode) 칩(chip)이거나 자외선 광(Ultraviolet light)를 방출하는 발광 다이오드 칩일 수 있다. 여기서, 발광 다이오드는 수평형(Lateral Type) 또는 수직형(Vertical Type)일 수 있고, 청색(Blue), 적색(Red), 황색(Yellow) 또는 녹색(Green)을 발산할 수 있다. 적어도 하나의 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)를 포함할 수 있다.
방열체(300)는 발광 모듈부(200)와 전원 제공부(400)로부터 열을 전달받아 방열한다. 방열체(300)는 열 방출 효율이 뛰어난 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예를 들어, 방열체(300)의 재질은 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 주석(Sn) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
방열체(300)는 그 내부에 전원 제공부(400)를 수납할 수 있다. 전원 제공부(400)는 발광 모듈부(200)에 전원 신호를 전달한다. 전원 제공부(400)와 발광 모듈부(200) 사이는 전선으로 연결될 수 있다. 이러한 전선 통로를 위해 방열체(300) 및 조절부(600)의 중심에는 원통형의 홀(c1 및 c2)이 각각 형성되어 있을 수 있다.
방열체(300)는 그 상부에 발광 모듈부(200) 또는 조절부(600)가 안착될 수 있는 안착부(310)를 더 포함할 수 있다. 방열체(300)가 안착부(310)를 포함하는 경우, 실시예의 설명에서 방열체(300)는 안착부(310)를 포함하여 지칭될 수 있으며, 방열체(300)의 상면은 안착부(310)의 상면을 지칭한다. 예컨대, 안착부(310)는 발광 모듈부(200) 또는 조절부(600)가 고정될 수 있는 구조를 가질 수 있다.
내부 케이스(500)의 일부는 방열체(300)에 삽입될 수 있으며, 그 하단부에 외부 전원과 전기적으로 연결되는 연결단자를 포함할 수 있다. 연결 단자는 예를 들어, 소켓(socket) 방식으로 외부 전원에 연결될 수 있다. 내부 케이스(500) 및 연결 단자의 형태는 조명 장치의 설계에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
내부 케이스(500)는 절연성 및 내구성이 뛰어난 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 내부 케이스(500)는 수지 재질로 형성될 수 있다. 내부 케이스(500)는 방열체(300)와 전원 제공부(400) 사이의 전기적 쇼트 등을 방지함으로써 조명 장치의 내전압을 향상시킬 수 있다.
조절부(600)는 방열체(300)와 발광 모듈부(200) 사이의 거리를 조절할 수 있다. 조절부(600)에 의해 커버(100) 내부에서 발광 모듈부(200)의 상대적 위치를 변화시킬 수 있다. 이에 따라 조명 장치의 배광(light distribution) 특성이 사용자의 의도에 따라 변경될 수 있다. 조절부(600)는 기계적으로 높이가 조작되는 것도 가능하고 전자적으로 높이가 조절되는 것도 가능하다. 예컨대, 조절부(600)는 조명 장치의 외부에서 스위치 등을 동작시킴으로써 그 높이가 조절될 수 있다.
방열체(300) 및/또는 방열체(300)로부터 커버(100)의 정상까지의 거리(A)에 대한 조절부(600)의 높이(B)의 비율에 따른 배광 특성이 도2a 내지 도2e에 도시된다. 조절부(600)의 높이(B)는 방열체(300)로부터 발광 모듈부(200) 사이의 거리를 나타낸다.
도1에 도시된 조명장치의 단면에서 발광 모듈부(200)의 중심을 지나는 수선(P)을 그었을 때, 상기 수선(P)이 커버(100)와 교차되는 지점으로의 방향을 O°라고 정의하여 상기 단면에서의 배광 특성이 도시된다. 예컨대, 발광 모듈부(200)의 후면 방향, 즉 상기 수선(P)이 방열체(300)와 교차되는 지점으로의 방향은 도2a 내지 도 2e에서 180°로 표시된다.
도2a에 도시된 바와 같이, 발광 모듈부(200)와 방열체(300) 사이의 거리(B)가 0인 경우에는 빛이 발광 모듈부(200)의 후면 방향으로는 거의 분포하지 않는다. 이는 발광 소자(220)의 빛 지향 특성에 따른 것이다.
도2b 내지 도2e에 도시된 바와 같이, B/A 비율이 0.1, 0.2, 0.4 및 0.5로 변함에 따라 발광 모듈부(200)의 후면 방향의 빛의 분포가 증가함을 알 수 있다. 이는 발광 모듈부(200)가 커버(100)에 가까워질수록 커버(100)로부터 반사, 산란 또는 확산되는 빛의 양이 증가하기 때문이다.
조절부(600)를 통해 커버(100) 내에서 발광 모듈부(200)의 높이를 상대적으로 조절함으로써, 조명 장치의 사용 환경 및 용도에 따라 조명 장치의 배광 특성을 선택할 수 있다.
조절부(600)는 발광 모듈부(200)와 방열체(300) 사이에 위치하므로, 열전도율이 높은 물질로 형성될 수 있다. 이에 따라, 조절부(600)는 발광 모듈부(200)의 열을 방열체(300)에 빠르게 전달할 수 있다. 예컨대, 조절부(600)는 방열체(300)와 동일한 물질로 구성될 수 있다.
조절부(600)는 방열체(300)로부터 발광 모듈부(200)까지의 거리를 조절할 수 있는 어떠한 구성이라도 가능하다.
조절부(600)를 구현한 일 예가 적용된 제1 실시예에 따른 조명 장치가 도3에 도시된다.
도3에 도시된 바와 같이, 조절부(600a)는 나사의 형태를 가질 수 있다. 예컨대, 조절부(600a)의 측면에는 나사산이 형성되어 있고, 방열체(300)에는 상기 나사산과 맞물리도록 홈이 형성되어 있을 수 있다.
나사 형태의 조절부(600a)를 돌려 방열체(300)에 대해 조이거나 풀어서 발광 모듈부(200)의 방열체(300)로부터의 상대적인 높이를 조절할 수 있다. 이때, 방열체(300) 내부의 전원 제공부(400)는 방열체(300)로부터 적어도 조절부(600a)의 높이(h)만큼 떨어져서 위치할 수 있다. 이는 나사 형태의 조절부(600a)가 방열체(300)에 완전히 조여진 때를 대비하기 위한 것이다. 방열체(300)로부터 발광 모듈부(200)까지의 거리가 0인 때, 조절부(600a)의 높이 전체가 방열체(300) 내부에 위치하게 된다. 따라서, 전원 제공부(400)는 방열체(300)로부터 조절부(600a)의 높이(h) 이상 떨어져 위치할 수 있다.
조절부(600)를 구현한 다른 예가 적용된 제2 실시예에 따른 조명 장치가 도4에 도시된다.
도4에 도시된 바와 같이, 조절부(600b)는 하나 이상의 조절 유닛(610b, 620b, 630b)을 포함할 수 있다. 조절 유닛(610b, 620b, 630b) 각각은 개별적으로 탈착 가능하다. 예컨대, 조절 유닛(610b, 620b, 630b) 각각은 발광 모듈부(200)와 방열체(300) 사이에 삽입 또는 제거될 수 있다.
이러한 조절 유닛(610b, 620b, 630b)은 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 예컨대, 방열체(300)의 상면에는 조절 유닛(610b, 620b, 630b) 또는 발광 모듈부(200)를 고정할 수 있도록 홈이 형성되어 있을 수 있다. 이때, 조절 유닛(610b, 620b, 630b) 각각의 하면에는 상기 홈에 대응하는 돌기가 형성되고 그 상면에는 상기 홈과 동일함 홈이 형성되어 있을 수 있다. 또한, 발광 모듈부(200)의 하면에도 상기 홈에 대응하는 돌기가 형성되어 있을 수 있다. 따라서, 방열체(300)의 상면, 조절 유닛(610b, 620b, 630b) 및 발광 모듈부(200)는 서로 개별적으로 결합되어 고정될 수 있다. 어떠한 조절 유닛(610b, 620b, 630b)도 포함하지 않는 경우, 발광 모듈부(200)는 방열체(300)와 접촉하여 고정될 수 있다.
실시예에 따라 조명장치는 방열체(300) 상에 조절부(600)를 둘러싸는 반사체(700)를 더 포함할 수 있으며, 이는 도5에 도시된다. 발광 모듈부(600)와 방열체(300) 사이의 거리가 0인 경우에, 반사체(700)는 방열체(300)의 상면에 막 또는 코팅된 형태로 형성되어 있을 수 있다. 또한, 발광 모듈부(600)와 방열체(300) 사이의 거리가 조절부(600)에 의해 0보다 큰 경우에는 반사체(700)는 상면이 잘린 원뿔 형태를 가질 수 있다. 도5에 도시된 바와 같이, 원뿔 형태의 반사체(700)에 조절부(600)가 관통한 형태를 가질 수 있다. 이때, 반사체(700)는 상기 기판(210)의 외주로부터 상기 방열체까지 이어지는 반사면을 가질 수 있다.
이와 같이, 반사체(700)를 더 포함함으로써 발광 모듈부(200)로부터 발광 모듈부(200)의 후면으로 향하는 빛의 방향을 효율적으로 변경할 수 있다.
반사체(700)의 재질은 반사 효율이 높은 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있다. 상기 수지 재질은 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 상기 금속 재질은 은(Ag), 은(Ag)을 포함한 합금, 알루미늄(Al) 또는 알루미늄(Al)을 포함한 합금 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
반사체(700)의 재질 및 색상에 대해 한정하지는 않으며, 이는 조명 장치가 구현하고자 하는 조명에 따라 다양하게 선택될 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 커버
200: 발광 모듈부
300: 방열체
400: 전원 제공부
500: 내부 케이스
600: 조절부
700: 반사체

Claims (9)

  1. 방열체;
    기판 상에 배치된 복수의 발광 소자를 포함하는 발광 모듈부;
    상기 방열체의 일부와 결합하는 커버; 및
    상기 방열체와 상기 기판 사이에 위치하며 상기 방열체와 상기 기판 사이의 거리를 조절하는 조절부
    를 포함하는 조명장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 조절부를 조절함으로써 배광 특성이 변경될 수 있는,
    조명장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 방열체로부터 상기 커버의 정상까지의 거리에 대한 상기 방열체와 상기 기판 사이의 거리의 비율이 커짐에 따라 후배광 특성이 향상되는 조명장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 조절부의 측면에는 나사산이 형성되어 있고, 상기 방열체에는 상기 나사산과 맞물리도록 홈이 형성되어 있는 조명장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 방열체는 그 내부에 전원 제공부를 포함하며, 상기 방열체로부터 상기 전원 제공부까지의 거리는 상기 조절부의 높이와 같거나 큰 조명장치.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 조절부는 하나 이상의 조절 유닛을 포함하며, 상기 조절 유닛은 개별적으로 탈착가능한 조명장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 방열체 상에 상기 조절부의 측면에 반사체를 더 포함하는 조명장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 반사체는 상기 기판의 외주로부터 상기 방열체까지 이어지는 반사면을 갖는 조명장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 방열체로부터 상기 커버의 정상까지의 거리에 대한 상기 방열체와 상기 기판 사이의 거리의 비율이 커짐에 따라 후배광 특성이 향상되는 조명장치.
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