KR20130053322A - 엘이디 조명장치 - Google Patents

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Abstract

엘이디 조명장치가 개시된다. 이 엘이디 조명장치는, 길이 방향을 따라 복수의 엘이디 그룹이 배열되고, 각 엘이디 그룹은 길이 방향을 따라 배열된 복수의 엘이디를 포함하고, 상기 복수의 엘이디는 광량의 순서와 다른 순서로 배열된다.

Description

엘이디 조명장치{LED LIGHTING APPARATUS}
본 발명은 엘이디 조명장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 선형 또는 평판형의 엘이디 조명장치에 관한 것이다.
형광등과 백열등이 실내외 조명장치로 많이 이용되어 왔다. 그러나 백열등은 소비전력이 높아 효율 및 경제성이 떨어진다. 형광등은 백열등에 비해 소비전력이 낮아 상대적으로 효율이 높다. 하지만 형광등은 아르곤 가스와 함께 유해 중금속 물질인 수은이 주입된 진공 유리관을 이용하므로 환경 비친화적이라는 단점이 있다.
근래 들어 엘이디 조명장치의 수요가 급격히 증가하고 있다. 엘이디 조명장치는 수명이 길고 저 전력 구동의 장점을 갖는다. 또한, 엘이디 조명장치는 수은과 같은 환경 유해물질을 이용하지 않으므로 환경 친화적이다.
구조, 용도 및/또는 기능에 따라 다양한 종류의 엘이디 조명장치가 있다. 그 중 많이 알려진 조명장치로, 형광등과 유사한 구조를 포함하는 관형 엘이디 조명장치와 평판 형태를 갖는 평판형 조명장치가 있다. 이와 같은 조명장치 내에는 복수의 엘이디들이 일정 간격으로 배열된다.
엘이디 조명장치는, 점광원 형태를 갖는 엘이디들을 이용하기 때문에, 균일한 조명광을 얻기가 어려웠다. 종래에는 엘이디들 사이의 간격의 크고 작음으로 인해 조명광의 균일도가 결정된다는 단순한 생각으로, 엘이디들의 개수를 늘려 엘이디들 사이의 간격을 줄이는 방식으로 조명광의 불균일도 문제를 해결하고자 하였다. 그러나 위와 같은 방식은 경제성과 효율이 모두 떨어진다. 이에 대하여, 광 확산 렌즈를 이용하는 방식이 추가로 고려되고 있지만, 그럼에도 불구하고 조명광의 불균일도 문제를 해결하는데 있어서는 여전히 어려움이 있다.
본 발명의 발명자들은 앞에서 설명한 원인 외에 조명광의 균일도를 떨어뜨리는 다른 원인으로 엘이디들간 광량 차이 및/또는 엘이디의 다른 엘이디(들) 및 주변 환경에 대한 의존성 차이가 있음을 발견하고 이에 기초하여 조명광 균일도를 향상시키고자 하는 노력과 연구를 하였다.
본 발명이 해결하려는 하나의 과제는 조명광의 균일도가 향상된 엘이디 조명장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 엘이디 조명장치는 기판과, 상기 기판에 실장되는 복수의 엘이디를 포함하고, 상기 복수의 엘이디는 광량에 따라 위치가 결정되어 실장된다.
상기 복수의 엘이디 중 상대적으로 광량이 높은 엘이디 사이에 상대적으로 광량이 낮은 엘이디가 배열될 수 있다.
상기 복수의 엘이디는 광량이 낮아지는 순서에 따라 제1 내지 제4 레벨로 분류되고, 상기 제1 레벨 내지 제4 레벨의 엘이디 간의 적어도 하나의 간격은 다를 수 있다.
상기 엘이디 조명장치는 상기 기판이 바닥면에 배치되는 하우징과, 상기 하우징과 결합되고, 반사성 벽면을 가지는 프레임을 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 엘이디는 광량이 동일하고, 상기 복수의 엘이디 중 상기 반사성 벽면과 인접한 적어도 하나의 엘이디는 나머지 엘이디들 보다 상기 반사성 벽면과의 거리가 더 클 수 있다.
상기 복수의 엘이디는 서로 다른 광량을 가지고, 상기 복수의 엘이디 중 상대적으로 가장 낮은 광량을 갖는 엘이디는 상기 하우징의 중심 영역에 배치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 조명광의 균일도가 향상된 엘이디 조명장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관형 엘이디 조명장치를 도시한 정면도.
도 2는 도 1에 도시된 조명장치 내 엘이디들의 배치 및 배열을 설명하기 위한 도면.
도 3은 도 2에 도시된 실시예의 조명장치와 비교하기 위한 비교예의 조명장치를 시뮬레이션 테스트한 결과를 보여주는 그래프.
도 4는 도 2에 도시된 실시예의 조명장치를 시뮬레이션 테스트한 결과를 보여주는 그래프.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 평판형 엘이디 조명장치를 도시한 분해사시도.
도 6은 도 5에 도시된 엘이디 광원을 분해하여 도시한 분해 사시도.
도 7은 종래 평판형 조명장치의 엘이디 광원 배열을 비교예로 설명하기 위한 도면.
도 8은 도 7에 도시된 엘이디 배열을 갖는 비교예의 조도 균일도를 테스트한 결과를 보여주는 도면.
도 9는 본 발명이 제안하는 평판형 조명장치 내 광량이 같은 엘이디들의 배열의 한 실시예를 보여주는 도면.
도 10은 도 9에 도시된 엘이디 배열의 실시예를 이용할 경우의 조도 균일도 테스트 결과를 보여주는 도면.
도 11은 본 발명이 제안하는 평판형 조명장치 내 엘이디 배열의 다른 실시예를 보여주는 도면.
도 12는 평판형 조명장치 내에 광량이 다른 엘이디 광원들을 등간격 배열한 실시예를 설명하기 위한 도면.
도 13은 도 12에 도시된 실시예에 따른 평판형 엘이디 조명장치의 광량 분포를 보여주는 도면.
도 14는 평판형 조명장치 내에 광량이 다른 엘이디 광원들을 비등간격 배열한 실시예를 설명하기 위한 도면.
도 15는 도 14에 도시된 배열을 포함하는 평판형 엘이디 조명장치의 광량 분포를 보여준다.
도 16은 평판형 조명장치 내에 광량이 다른 엘이디 광원들을 비등간격 배열한 다른 실시예를 설명하기 위한 도면.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들을 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관형 엘이디 조명장치를 도시한 정면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 조명장치 내 엘이디들의 배치 및 배열을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 관형 조명장치는 종방향으로 기다란 바형 인쇄회로기판(2) 상에 복수의 엘이디(4)들이 가상의 종방향 직선 라인을 따라 기다랗게 배열되어 있다. 또한, 상기 관형 조명장치는 교류 전원에 연결되어 구동되며, 구동 IC(3)를 포함한다. 본 실시예에서, 구동 IC(3)는 인쇄회로기판(2) 상에 설치되어 있지만 다른 위치에 있을 수도 있다. 예컨대, 본 실시 예에서 구동 IC(3)가 교류 전원에 의해 복수의 엘이디(4)를 구동하고, 복수의 엘이디(4)가 직렬 연결된 경우, 구동 IC(3)는 복수의 엘이디(4)에 흐르는 전류를 동일하게 제어하고, 교류 전원의 반주기 또는 한주기 내에서 순차적으로 점등되도록 제어할 수 있다. 한편, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 관형 조명장치가 직류 전원에 의해 구동될 수도 있다. 또한, 상기 관형 조명장치는 종방향으로 기다란 투광성의 관형 광학 부재(5)를 포함한다. 상기 관형 광학 부재(5)는, 도시된 바와 같이, 상기 복수의 엘이디(4)들을 덮도록 설치된다.
상기 관형 광학 부재(5)는 상기 엘이디(4)들과 상기 인쇄회로기판(2)의 둘레를 전체적으로 덮도록 완전한 환형의 단면을 가질 수 있다. 그러나, 상기 관형 부재(4)가 인쇄회로기판(2)의 상부 영역만을 덮도록 대략 호 형태의 단면을 가질 수도 있다. 도시하지는 않았지만, 상기 인쇄회로기판(2)은 히트싱크와 같은 방열부재 상에 배치될 수 있다. 상기 광학 부재(5)는 광의 확산시키는 기능을 할 수 있다.
도 2를 참조하면, 관형 조명장치 내 엘이디(4)들을 배열을 볼 수 있다. 이 엘이디(4)들은 전술한 바형 인쇄회로기판(2) 상에 일렬로 실장되어 있다. 한편, 본 발명의 실시 예에서는 엘이디(4)들이 일렬로 실장되어 있는 경우를 예를 들어 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 지그재그 또는 다른 배열을 가질 수 있다.
도 2에서는 복수의 엘이디(4)들 중 하나의 엘이디만을 부재번호 4로 지시하며, 그 대신에, 각 엘이디들의 광량 및 실장 영역에 따라 A1, B1, C1, D1, A2, B2, C2, D2, …, An, Bn, Cn, Dn,의 별도의 부호들로 엘이디 각각을 지시한다. 이때, 알파벳 A, B, C 및 D는 엘이디들의 광량을 기준으로 분류한 레벨들을 나타내고 아래차수 1, 2, …, n은 엘이디들의 영역 이름 또는 차례를 나타낸다.
본 실시예에 있어서는, 구동 IC(3; 도 1 참조)의 회로, 또는 구동회로에 의해, 하나의 그룹 내에 있는 엘이디들의 레벨 조합과 다른 그룹 내에 있는 엘이디들의 레벨 조합이 같게 정해질 수 있다.본 실시예에 있어서는, 정의된 레벨이나 그룹에 관계없이, 엘이디들의 구조는 동일하며, 광량의 차이는 엘이디(4)들에 인가되는 전압 또는 전류의 크기와 발광 시간 중 적어도 어느 하나에 의해 발생하는 것으로 예를 들어 설명한다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 복수의 엘이디(4)는 광량에 따라 4개의 레벨A, B, C 및 D로 나누어 설명한다. 구체적으로, A 레벨의 엘이디들(A1, A2,…, An) 각각의 광량을 100%라 할 때, B 레벨의 엘이디들(B1, B2,…, Bn) 각각의 광량은 95%, C 레벨의 엘이디들(C1, C2,…, Cn) 각각의 광량은 88%, D 레벨의 엘이디들(D1, D2,…, Dn) 각각의 광량은 65%인 것으로 가정하여 설명한다.
본 발명의 실시 예에서는 엘이디들(A1, B1, C1, D1)을 제1 그룹(G1)으로 하고, 엘이디들(A2, B2, C2, D2 )을 제2 그룹(G2)으로 하여 설명한다. 즉, 본 발명은A, B, C 및 D 레벨의 광량을 갖는 엘이디(4)들이 하나의 그룹을 구성하고, 각 그룹들이 순차적으로 배치된 경우를 예를 들어 설명한다. 제1 그룹 엘이디들(A1, B1, C1, D1)은 일단 측으로부터 타단 측으로 A 레벨 엘이디(A1), D 레벨 엘이디(D1), B 레벨 엘이디(B1) 및 C 레벨 엘이디(C1)의 순으로 배열된다. 또한, 제1 그룹 엘이디들의 다음 영역에 배열되는 제2 그룹 엘이디들(A2, B2, C2, D2)은 제1 그룹 타단의 C 레벨 엘이디(C1)와 인접하는 일단 측으로부터 타단 측으로 A 레벨 엘이디(A2), D 레벨 엘이디(D2), B 레벨 엘이디(B2) 및 C 레벨 엘이디(C2)의 순으로 배열된다. 그 다음의 그룹들에서도 위와 동일한 방식의 배열을 따른다.
위의 배열에 따르면, 각 그룹 내에서 가장 높은 광량을 갖는 A 레벨 엘이디(A1, A2 또는 An)와 그 다음 높은 광량을 갖는 B 레벨 엘이디(B1, B2 또는 Bn) 사이에 가장 낮은 광량을 갖는 D 레벨 엘이디(D1, D2 또는 Dn)가 위치하므로, D 레벨 엘이디(D1, D2 또는 Dn)의 광량 부족이 보상될 수 있다.
한편, 해당 그룹 내에서, A 레벨 엘이디(A1, A2 또는 An)와 D 레벨 엘이디(D1, D2 또는 Dn) 사이의 간격을 d1 이라 하고, D 레벨 엘이디(D1, D2 또는 Dn)와 B 레벨 엘이디(B1, B2 또는 Bn) 사이의 간격을 d2라 하고, B 레벨 엘이디(B1, B2 또는 Bn)와 C 레벨 엘이디(C1, C2 또는 Cn) 사이의 간격을 d3라 하고, 이웃하는 두 그룹의 마주하는 단부에 위치한 C 레벨 엘이디(C1, C2 또는 Cn)와 A 레벨 엘이디(A1, A2 또는 An) 사이의 간격을 d4라 하면, 전술한 간격들의 관계는 아래의 관계식 (1), (2) 및 (3)으로 표현된다.
d1 ≤ d2 .................................(1)
d3 = d4 ..................................(2)
d1 < d3 ..................................(3)
위의 관계식들에 따르면, D 레벨 엘이디(D1, D2 또는 Dn)의 적은 광량을 보상하는 A 레벨 엘이디(A1, A2 또는 An)와 B 레벨 엘이디(B1, B2 또는 Bn)를 D 레벨 엘이디(D1, D2 또는 Dn)에 가깝게 근접시켜, 충분한 광량 보상이 이루어지도록 하고 있다. 이때, B 레벨 엘이디(B1, B2 또는 Bn)보다 광량이 많은 A 레벨 엘이디(A1, A2 또는 An)를 D 레벨 엘이디(D1, D2 또는 Dn)에 더 근접시킬 수 있다. 전체적으로 조광의 균일도를 높이기 위해서는, 이웃하는 두 그룹 사이에서 마주하는 엘이디들의 배열 및 간격도 고려되는 것이 좋다. 본 실시예에서는, 이웃하는 두 그룹의 마주하는 단부들에 C 레벨 엘이디(C1, C2 또는 Cn)와 A 레벨 엘이디(A1, A2 또는 An)가 위치되며, 이들 사이의 간격 d4는 전술한 간격 d1 및 d2 보다 크게 하였다. 또한, 상기 간격 d4는 B 레벨 엘이디(B1, B2 또는 Bn)와 C 레벨 엘이디(C1, C2 또는 Cn) 사이의 간격 d3과 같게 하였다. 모든 그룹들을 포함하는 엘이디 어레이의 양 단부 중 적어도 한 단부는 광의 흡수 및 그로 인한 광 손실이 많은 영역이므로 A 레벨의 엘이디를 배치하는 것이 좋다.
전술한 배열 구조를 포함하는 관형 조명 장치의 조도 및 휘도 균일도 테스트를 하였다.
전술한 테스트에서는 각 그룹 내에 엘이디들이 A 레벨 엘이디(A1, A2 또는 An), B 레벨 엘이디(B1, B2 또는 Bn), C 레벨 엘이디(C1, C2 또는 Cn) 및 D 레벨 엘이디(D1, D2 또는 Dn)의 순서로 배치되고, 엘이디들간 간격도 일정한 경우를 비교예로 하였다.
도 3은 비교예의 조명장치를 시뮬레이션 테스트한 결과를 보여주는 그래프이고, 도 4는 실시예의 조명장치를 시뮬레이션 테스트한 결과를 보여주는 그래프이다. 도 3 및 도 4의 그래프에서 x축은 거리(mm)를 나타내며, y축은 광량(%)을 나타낸다.
먼저 도 3을 참조하면, 복수의 상승 피크들과 복수의 하강 피크들이 확연히 나타난다. 상승 피크가 존재하는 각 영역에 해당 그룹의 엘이디들이 존재한다. 이때,비교예에 따르면, 모든 그룹 내 엘이디 배열 순서와 배열 간격이 동일하므로, 상승 피크의 패턴 및 크기는 거의 동일하다는 것을 확인할 수 있다. 또한, 하강 피크는 이웃하는 두 엘이디 그룹 사이에 해당된다. 상승 피크들 각각이 첨예한 패턴을 갖는 것은 각 엘이디 그룹의 영역에서 발광 영역에서 조도 균일도가 나쁨을 나타낸다. 또한, 하강 피크들 각각이 첨예한 패턴을 가지며 하강 피크의 최소치가 낮은 것은 이웃하는 엘이디 그룹 사이의 조도 균일도가 나쁘다는 것을 보여준다. 이 테스트 결과로부터 비교예의 조명장치는 조도 균일도가 매우 나쁘다는 것을 확인할 수 있다.
다음 도 4를 참조하면, 대략 95% 조도 레벨에서 피크들이 미세하게 보이지만 상승 피크와 하강 피크를 거의 확인할 수 없고, 피크의 최대치와 최소치도 거의 분간하기 어렵다. 이는 각 엘이디 그룹 내에서 그리고 이웃하는 엘이디 그룹 사이에서 엘이디들 사이에 충분한 광량 보상이 이루어지고, 전체적으로 조도의 균일도가 향상된것을 보여준다.
이제 본 발명의 다른 실시예에 따른 평판형 엘이디 조명장치에 대해 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 평판형 엘이디 조명장치를 도시한 분해사시도이며, 도 6은 도 5에 도시된 엘이디 광원을 분해하여 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 평판형 엘이디 조명장치는 상부 개방형 하우징(10)과, 상기 하우징(10)의 바닥에 수평으로 배치된 인쇄회로기판(20)과, 상기 인쇄회로기판(20) 상에 배열된 복수의 엘이디 광원(40)과, 상기 복수의 엘이디 광원(40)들을 덮도록 배치된 광학 부재(50)를 포함한다. 상기 평판형 엘이디 조명장치는 교류 전원에 연결되어 구동되며, 구동 IC(미도시됨)를 포함한다. 한편, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 평판형 엘이디 조명장치가 직류 전원에 의해 구동될 수도 있다. 본 발명의 실시 예에서는 평판형 엘이디 조명장치가 정사각형의 형태를 갖는 것을 예를 들어 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 원형, 직사각형 및 다른 다각형 등의 형태를 가질 수 있다.
상기 광학 부재(50)는 프레임(52)에 결합되며, 상기 프레임(52)의 하우징(10)의 상부에 조립됨으로써 상기 인쇄회로기판(20) 및 상기 복수의 엘이디 광원(40) 상부에 수평으로 배치된다. 상기 인쇄회로기판(20)의 상면에는 반사시트 또는 반사막(미도시)이 형성될 수 있다.
상기 프레임(52)은 적어도4개의 반사성 벽면(524)들을 포함하며, 이 4개의 벽면(524)들이 결합되어, 그 내측에 사각형의 인쇄회로기판(20)이 배치되고 복수의 엘이디 광원(40)이 배열되는 대략 정사각형의 공간을 한정한다.
또한, 도 6을 참조하면, 상기 엘이디 광원(40)은 패키지 구조를 갖는 엘이디(42)와, 상기 엘이디(42) 상에 배치되는 광확산 렌즈(44)를 포함한다. 도시하지는 않았지만, 상기 광확산 렌즈(44)는 하부에 인쇄회로기판(20)에 부착되는 복수의 다리를 구비할 수 있으며, 이 복수의 다리에 의해, 광확산 렌즈(44)의 렌즈 부분이 인쇄회로기판(20)으로부터 이격될 수 있다. 상기 이격된 구조는 인쇄회로기판(20) 상의 반사막 또는 반사시트와 함께 광의 지향각을 넓히는데 기여한다. 상기 엘이디(42)는 네 모서리에 홈들이 형성되어 대략 십자가 형상을 갖는데, 상기 광확산 렌즈(44)의 네 개의 다리가 상기 네 개의 홈들 각각에 맞추어져 정확하게 정렬될 수 있다.
이하에서는 엘이디 광원(40)들의 배열과 관련된 본 발명의 실시예들이 자세히 설명될 것이다. 이하 설명되는 엘이디 광원(40)들의 배열이 실제로는 엘이디(42)들의 배열과 같음은 물론이다.
본 발명은 엘이디 광원(40)들의 광량이 전체적으로 거의 같거나 유사한 경우와 그렇지 않은 경우 모두에 대하여 엘이디 광원(40)들의 배열 구조를 제안한다. 엘이디 광원(40)들의 광량이 동일하거나 유사한 경우는 광량비 100~80% 내에 있는 것으로 정의한다.
먼저, 엘이디 광원(40)들의 광량이 동일한 경우에 대한 엘이디 광원 배열에 대해 설명한다. 본 발명에서 제안하는 엘이디들의 배열을 설명하기에 앞서 도 7에 도시된 엘이디 광원 배열을 비교예로서 설명하면 다음과 같다.
도 7에 도시된 바와 같이, 4개의 벽면(524)에 의해 한정된 정사각형 공간의 바닥 평면(또는, 인쇄회로기판 상면)에 엘이디 광원(40)들이 배열된다. 바닥 평면에 16개의 엘이디 광원(40)들이 일정한 간격으로 배열된다. 도시된 바와 같이, 상기 바닥 평면은 가상선으로 표시한 16개의 정사각형 영역으로 분할될 수 있는데, 16개의 엘이디 광원(40)들은, 엘이디 광원들 사이의 상호 의존성 차이와 벽면과의 거리 차이에 대한 고려 없이, 16개의 정사각형 영역 각각의 중앙에 각각 위치하고 있다. 이에 따라, 모든 엘이디 광원(40)들은 이웃하는 다른 엘이디 광원(40)과 일정한 간격을 유지한다.
도 8은 비교예의 조도 균일도를 테스트한 결과를 보여준다. 도 8을 참조하면, 비교예는 전체적으로 균일도가 나쁘다는 것을 확인할 수 있다. 구체적으로 살펴보면, 중심 영역과 각 벽면 중간 일정 길이 영역에 걸쳐 과도하게 밝고, 네 개의 모서리모서리 영역이 상대적으로 많이 어둡다는 것을 확인할 수 있다. 또한, 밝은 영역과 어두운 영역이 명확하게 관찰되는데 이는 밝은 영역과 어두운 영역 사이의 조도 차이가 크다는 것을 의미한다.
도 9는 본 발명이 제안하는 평판형 조명장치 내 엘이디 배열의 한 실시예를 보여준다.
구체적으로, 엘이디 광원들이 전체적으로 등간격이 되도록 배열되었던 것과 달리, 도 9에 도시된 본 발명의 일 예에서는 엘이디 광원(40)들이 외곽 영역에서 비등간격으로 배열된다. 기존에는 외곽의 엘이디 광원(40)들이 반사성 벽면(524)들 각각에 대하여 평행하게 배열되었던 것에 반해, 본 발명의 일 예에서는 외곽 영역의 엘이디 광원(40)들 중 벽면(524) 중간 영역을 따라 존재하는 엘이디 광원(40)들이 중심 영역과 가까워지는 방향으로 일정 거리 이동되도록 배치할 수 있다. 상기와 같은 엘이디 광원(40)들이 일정 거리 이동되어 배치된 것 외 나머지 구성은 앞선 비교예와 동일하다.
이 이동에 의해, 과도하게 밝았던 벽면(524) 중간 영역의 밝기가 감소됨과 동시에, 과도하게 어두웠던 벽면(524) 모서리 영역의 밝기가 증가된다. 모서리 영역의 밝기 증가는 벽면(524)으로부터 일정 거리 이동하여 배치된 엘이디 광원(40)들이 지향각 특성에 의해 벽면(524)에 대하여 더 넓은 광을 보낼 수 있게 되어 가능하다. 이때에도 16개의 엘이디 광원(40)들 각각은 바닥 평면의 16개 분할 영역 각각의 내측에 위치하고 있다. 상기 엘이디 광원(40)들의 이동 거리가 분할 영역의 경계를 넘을 경우, 특정 한 영역에 밝기가 증가함과 동시에 그 인접 영역의 밝기는 과도하게 감소되어 조도의 균일성을 해칠 우려가 있다.
본 발명이 제안하는 도 9에 도시된 엘이디 배열의 실시예를 이용할 경우의 조도 균일도 테스트 결과가 도 10에 보여진다. 도 10을 참조하면, 실시예는 전체적으로 균일도가 좋다는 것을 확인할 수 있다. 구체적으로 살펴보면, 중심 영역과 외곽 영역 사이의 밝기가 비교예와 비교하여 더 밝아졌음을 확인할 수 있고, 벽면 모서리 영역이 어두웠던 비교예와 달리, 벽면 모서리 영역이 밝기가 증가하여 벽면의 중간 영역과의 사이에 밝기 차이를 거의 발견할 수 없다.
도 11은 본 발명이 제안하는 평판형 조명장치 내 엘이디 배열의 다른 실시예를 보여준다.
앞선 실시예에서는 외곽 영역의 엘이디 광원(40)들 중 벽면(524) 중간 영역을 따라 존재하는 엘이디 광원(40)들을 중심 영역과 가까워지도록 이동하되 그 이동 하는 방향을 1축 방향이었다. 본 실시예에서는, 벽면(524) 중간 영역의 엘이디 광원(40)들을 2축 방향으로 이동하여 그 엘이디 광원(40)들이 중심 영역과 가까워짐과 동시에 벽면(524)의 양측 모서리와 가까워지도록 할 수 있다. 이와 같은 배열은 모서리 부분의 광량을 더 늘려주는데 기여하므로, 모서리 영역에서의 조도 균일도가 많이 떨어지는 경우 유용하게 이용될 수 있다. 이 경우에도, 이동되는 엘이디 광원(40)들이 전술한 분할 영역들의 경계를 넘지 않도록 하는 것이 좋다.
이제 평판형 조명장치에 적용되는 엘이디 광원들의 광량이 다른 경우의 실시예에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예에서는 광량값이 다른 16개의 엘이디 광원들에 대하여 광량에 따라 3개의 레벨, 즉, a, b 및 c 레벨로 분류하였다. 이하, a 레벨에 속한 엘이디들이 가장 광량이 높고, c 레벨에 속한 엘이디들은 가장 광량이 낮고, b 레벨에 속한 엘이디들이 중간 레벨을 갖는 것으로 예를 들어 설명한다.
도 12는 엘이디 광원들이 배열된 평판형 조명장치의 내부를 도시한 도면이다.
도 12를 참조하면, 중심 영역에는 광량이 가장 낮은 4개의 c 레벨 엘이디들이 대략 정사각형의 배열로 위치한다. 또한, 가장자리 영역에는 12개의 a 레벨 엘이디들과 b 레벨 엘이디들이 대략 정사각형의 배열로 위치한다. 이때, 가장 광량 레벨이 높은 a 레벨 엘이디들끼리만 모여 있는 경우, 그 부근에서 조도 및 휘도가 높아져 조도의 균일성을 해치므로 2개의 a 레벨 엘이디와 2개의 다른 a 레벨 엘이디를 떨어뜨려 배치하였다. 본 실시예에서는 좌측 반사성 벽면의 중간 부분에 인접하고 있고, 나머지 2개의 a 레벨 엘이디가 위치하고 하측 반사성 벽면의 모서리 부분에 인접하고 있는 경우를 예를 들어 도시하였다. 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않고, 중심 영역을 기준으로 좌우 영역이 균일한 광량을 가지도록 2개의 a 레벨 엘이디가 서로 대칭되는 위치에 배치될 수도 있다.
한편, 본 발명의 b 레벨의 엘이디들은 서로 다른 2개의 레벨, 즉 b1, b2 레벨로 분류될 수도 있다. 예컨대, b1 레벨은 a보다는 광량이 낮고, b2 보다는 광량이 높을 수 있다. 이 경우, b1 레벨의 엘이디가 중심 영역을 기준으로 좌측 영역에 배치되고, b2 레벨의 엘이디가 중심 영역을 기준으로 우측 영역에 배치될 수 있다.
도 13은 도 12에 도시된 배열을 포함하는 평판형 엘이디 조명장치의 광량 분포를 보여준다.
도 13를 참조하면, 중심 영역과 가장자리 영역 사이에 밝기 차이가 거의 확인되지 않을 정도로 조도 균일도가 좋다는 것을 확인할 수 있다.
도 14는 도 12의 엘이디 배열로부터 외곽 영역의 엘이디 광원들 중 벽면(524) 중간 영역을 따라 존재하는 엘이디 광원들이 중심 영역과 가까워지는 방향으로 이동 된 엘이디 광원들의 배열을 보여준다. 도 14에 도시된 엘이디 광원들의 배열은 벽면 중간 부분이 벽면 모서리 부분보다 더 밝아 생기는 조도 균일도의 저하를 줄이기 위한 것이다.
도 15는 도 14에 도시된 배열을 포함하는 평판형 엘이디 조명장치의 광량 분포를 보여준다.
도 15를 참조하면, 도 13에 보여지는 것과 비교할 때, 벽면 중간 영역과 벽면 모서리 영역 사이에 밝기 차이에 의해 생기는 경계가 거의 없어졌음을 확인할 수 있다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 평판형 조명장치의 엘이디 배열을 도시한다.
도 16을 참조하면, 앞선 실시예들과 마찬가지로, 4개의 c 레벨의 엘이디들이 중심 영역에 배치된다. 4개의 a 레벨 엘이디들은 4개의 모서리들 각각에 배열된다. b레벨의 엘이디들은 벽면 중간 영역에 인접하게 위치하되, 중심 영역과 가까워지도록 이동되어 있다. 이때에도, 16개의 엘이디 광원들 모두는 16개의 분할 영역 내에 위치한 채 분할 영역 사이의 경계를 넘지 않는다.

Claims (6)

  1. 기판; 및
    상기 기판에 실장되는 복수의 엘이디를 포함하고,
    상기 복수의 엘이디는 광량에 따라 위치가 결정되어 실장되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 복수의 엘이디 중 상대적으로 광량이 높은 엘이디 사이에 상대적으로 광량이 낮은 엘이디가 배열된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 복수의 엘이디는 광량이 낮아지는 순서에 따라 제1 내지 제4 레벨로 분류되고, 상기 제1 레벨 내지 제4 레벨의 엘이디 간의 적어도 하나의 간격은 다른 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판이 바닥면에 배치되는 하우징; 및
    상기 하우징과 결합되고, 반사성 벽면을 가지는 프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 복수의 엘이디는 광량이 동일하고, 상기 복수의 엘이디 중 상기 반사성 벽면과 인접한 적어도 하나의 엘이디는 나머지 엘이디들 보다 상기 반사성 벽면과의 거리가 더 큰 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 복수의 엘이디는 서로 다른 광량을 가지고, 상기 복수의 엘이디 중 상대적으로 가장 낮은 광량을 갖는 엘이디는 상기 하우징의 중심 영역에 배치된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
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