KR20130082074A - Ｌｅｄ 조명장치 및 장치용 지지 유닛 - Google Patents

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KR20130082074A
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유리 보리소비치 소콜로프
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소사이어티 위드 리미티드 라이어빌리티 "디아이에스 플러스"
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Abstract

LED 조명장치는 일반적인 실내 및 실외 조명을 위한 조명 시설의 제작에 사용될 수 있다. 본 발명의 기술적인 결과는 조명의 편안함을 증대시키고, 그리고 눈부심 인자의 세기를 조절할 수 있다는 점이다. 본 장치는, 2개의 부분으로 이루어진 광-분산 쉘을 포함하고, 상기 부분 중의 적어도 하나는 발광단(luminophore) 입자들을 포함하며; 상기 광-분산 쉘의 부분들 사이에 배치된 지지 유닛을 포함하고; 그리고 지지 부분의 표면 상에 배열된 판 상에 장착된 발광원을 포함한다. 상기 지지 유닛은 적어도 하나의 지지 부분을 포함하며, 이는 기계적인 연결 요소들이 장착되고, 여기서 상기 지지 부분의 표면 일부분은 상기 지지 부분의 축을 가로지르는 방향으로 배치된다.

Description

ＬＥＤ 조명장치 및 장치용 지지 유닛{ LIGHT-EMITTING DIODE LIGHTING DEVICE AND SUPPORT UNIT FOR SAID DEVICE}
본 발명은 조명 기술에 관한 것으로, 그리고 주위, 실외 및 실내 조명시설의 제작에 적용될 수 있다.
LED들은 에너지 효율적이고 그리고 수명이 긴 광원으로서 작은 각도 크기에서 고휘도를 갖는 다는 점에 그 특징이 있다. 특별한 눈부심 방지 장치들이 적용되지 않은 LED들 광원은 시각적 불편함을 초래하는 강렬한 부담을 발생시킬 수 있고, 그리고 이러한 조명장치들로서 조명된 방을 나가고자 하는 욕구를 발생시킨다.
많은 나라에서, 인간의 시력에 영향을 주는 백열 방사광의 허용가능한 비율을 규제하는 특별한 실명 기준이 도입되어 있다. 통상적으로, 이것의 문제점은 보호용 장식 및 광-확산 기능들을 조합하는 다양한 확산 장치의 적용에 의해서 해소된다. 다른 시도는 넓은 광-발산 표면 위에서 최초 방사의 분배를 제안하며, 그러한 표면의 휘도는 어떠한 불편함도 초래하지 않고, 표준화된 수준의 조명을 제공하기에 충분하다.
한편, 전기 에너지를 광으로 변환시키는 공정은 열 방출이 수반된다. 이와 같은 경우, LED 휘도의 안정성은 주로 LED 결정체의 온도 비율에 의존한다. 과도한 온도에서는, 양자(quantum) 결정체의 효율이 감소된다. 유효 범위의 온도내에서 작동하는 LED들의 효율은 반도체 결정체의 조성에 의존하며, 그 방열 성능은 냉각 장치의 특별한 설계에 의해서 얻어지는 열역학적 균형의 범위내에서 필요한 안정성을 유지한다.
열역학적 균형의 문제점은 광속(light flux) 동력에 관련한 그 특별한 관련성을 발생시키며, 표준화된 조명의 생산을 위하여 증가된다. 이러한 문제점은 주변 조명 유닛들 내에 LED들을 적용시키는 데에 관련하여 큰 우려를 발생시킨다.
종래 기술에 따르면, LED 램프가 제공되는데, 이는 하나의 방열기 측면 상에 설치되고, 그리고 팬에 의해서 생성된 공기 흐름에 의해서 다른 측면으로부터 냉각되는 LED-장착 카드를 갖는다(출원번호 제 US2004/0222516호, 국제 특허 분류 H01L27/15, 2004년 11월 11일 발간).
이와 같은 현재 적용된 해결책의 결점은 강제 냉각 시스템의 사용이며, 이는 열악하게 환풍되는 포위체 내측에서, LED들과 함께 열-발생원의 팬 구동부를 갖는 다는 점이다. 뿐만 아니라, 팬을 적용하는 것에 기인하여, 램프는 그 조립을 어렵게 하는 골치아픈 구조를 갖는다.
종래 기술에 따르면, LED 조명 시스템이 제공되며, 이는 평편한 또는 실린더형의 광학적으로 투명한 확산기에 반대방향으로 향하는 조명을 발생시키기 위하여 평편한 영역상에서 축을 따라서 위치된 LED-장착식 선형 카드들을 구비한 일정형상의 지지(bearing) 방열기를 포함한다.(특허번호 제EP1967699, IPC F21S8/10, 2008년 5월 11일 발간).
이러한 현재 적용된 해결책을 고려하면, 그 양 측면상에 장착된 2개의 LED 그룹들을 위하여 하나의 공통적인 방열기를 사용하는 것이 합리적이다. 그러나 서로 분리된 LED들은 고온에 관련된 어떠한 문제점들도 발생시키지 않고, 그리고 이러한 구조는 LED 작동 온도의 요구되는 비율을 유지할 수 있도록 하여 준다. 투명하고, 좁은 확산기들은, 첫번 째로 작은 광-발산 표면을 갖고, 그리고 두번 째로 밝은 LED 방사가 사실상 상기 표면을 통하여 그대로 통과되도록 하며, 그에 따라서 시각적 불편함을 사용자에게 초래한다.
특허번호 제EP1967699호의 현재 적용중인 해결책은 특허 청구된 본 발명에 대해서, 그 기본적인 설계특징 및 그 목적 측면에서 가장 근접한 유사기술이다.
특유의 엔지니어링 특징들이 활용되어서, 본 발명은 조명 환경을 개선하고, 실명 기준을 표준화하며, 광원의 열적 조건들을 개선하고, 뿐만 아니라 조명장치 제작 및 그래프적 의사소통 역량을 증진시킨다.
본 발명은 개선된 LED 조명장치 및 장치용 지지 유닛을 제공한다.
본 발명은 아래와 같은 일련의 현저한 특징들을 갖는다:
LED 조명장치는, 적어도 하나의 카드상에 장착된 발광원을 포함하고; 2개의 섹션들로 이루어지고, 적어도 하나의 섹션이 발광 파장 변환제로 코팅된 광-확산 포위체를 포함하며; 상기 광-확산 포위체의 섹션들 사이에 배치된 적어도 하나의 지지 부품을 갖는 지지 유닛을 포함하고, 그리고 상기 발광원 카드는 상기 열-교환의 지지 부품 상에 장착된다.
상기 조명장치 지지 유닛은 기계적 연결 요소들이 장착된 적어도 하나의 지지 부품을 포함하고, 여기서, 적어도 표면의 일부분은 상기 지지 부품의 중앙선을 가로질러 연장한다.
"지지 유닛"은 내부 유닛으로서 특별히 사용되는 장치의 일부분을 의미하며, 여기서 모든 기능적인 요소들은 특정 공간내에 배열된다.
이하에서 상호 보완적인 그리고 진보된 특징들이 기재되어 있다:
- 발광원들은 2개의 LED 군집(clusters)으로 그룹지어지고, 각각 하나는 상기 확산기의 하나의 섹션들의 내부 표면을 조명하며;
- 상기 지지 부품은 중공형의 원형 방열기로서 설계되어 내부 실린더형의 공간 및 확장된 외부 표면을 갖고; 상기 방열기의 끝면은 장착 표면으로서 사용되며;
- 상기 방열기 외부 표면은 상기 지지 유닛 중앙선의 길이방향 또는 가로지르는 방향으로 각각 배치된 냉각 핀들을 갖고;
- 상기 방열기의 관통형 통풍구는 상기 공간과 그 외부 표면을 연결시키며;
- 상기 방열기의 내부 실린더형 표면 가이드는 자유로운 선(free line)으로서, 예를 들면, n≥3의 꼭짓점 수를 갖는 n 측면의 다각형으로 설계되며;
- 상기 지지 부품은 하나의 그 표면이 발광원을 장착시키기 위하여 의도된 판의 형태로서 설계되고;
- 상기 판에는 기계적 연결 요소들이 장착되고, 그리고 적어도 하나의 관통-구멍의 보어(bore)가 구비되어 통풍 또는 전기 전도체의 배선을 위하여 특별하게 사용되며;
- 지지 유닛은 판으로서 설계된 상기 지지 부품을 포함하고, 그 위에는 상기 원형 방열기가 그 끝면에 고정되며; 상기 판 표면은 발광원을 장착시키기 위하여 사용될 수 있고;
- 지지 유닛은 판들로서 설계된 2개의 지지 부품들을 포함하고, 그 위에는 상기 원형 방열기가 그 끝면들에 고정되며; 모든 판의 외부 표면들은 발광원 및 확산 포위체를 장착시키기 위하여 사용될 수 있으며;
- 지지 부품들의 결합 표면들은 열-전도성 페이스트로 처리되어 열-교환 표면의 영역을 확대시키고;
- 발광원 군집들은 모든 카드 측면에 장착되고, 그에 따라서 선택적으로 장치의 규격을 줄이며;
- 상기 발광원 카드는 내부 온도 구배의 균형을 유지시키기 위하여 사용되는 적어도 하나의 관통형 통풍구를 갖고;
- 상기 발광원 카드는 직접적으로 상기 중공형의 원형 방열기의 끝면 상에 장착되며; 이와 같은 경우, 그 표면들 사이의 열적 접촉은 열-전도성 페이스트에 의해서 개선될 수 있으며;
- 상기 발광원 카드는 직접적으로 상기 원형 방열기의 끝면 내측에 장착된다. 열-전도성 페이스트가 상기 카드, 판 및 방열기들 사이의 열-교환 성능을 개선시키기 위하여 사용될 수 있고;
- 발광제(luminescent agents)가 표면 상에, 그리고/또는 상기 투명한 광-확산 포위체 재료내에 사용되어 발광 파장을 변환시킨다. 자외선 또는 남색 방출(indigo emission)을 발생시키는 LED들이 사용될 수 있으며;
- 파장 변환 재료는 가변적으로 발산하는 발광제 입자들을 포함한다. 이러한 선택 예가 적용되어, 광-발산 표면은 내부 조명 및 그래프적 의사소통 시설을 설계할 때 모두 사용될 수 있다. 후자의 경우에, 이러한 종류의 효과는 각각의 발광제 색상을 갖는 코팅 패턴에 의해서 얻어지고;
- 파장 변환 재료는 잔광성(long persistence) 발광제 입자들을 포함한다. 따라서, 광-발산 표면들은 비상용 또는 탈출용 조명 시설에 설치될 수 있으며;
- 상기 광학적으로 투명한-기반의 광-확산 포위체에는 발광제가 코팅되어 조명장치의 실명 기준 비율을 감소시키도록 사용될 수 있다. 반도체 결정체들의 적용의 경우에, 발광제 입자들은 확산 매체로서 사용될 수 있다. 백색 LED들이 사용될 때, 상기 광-확산 포위체는 확산 전송 인자(factor)를 구비한 재료로부터 제작될 수 있고;
- 광-확산 포위체의 임의의 섹션은 평편한 광-발산 및 이차(second-degree) 표면을 가질 수 있고;
- 전자식 변환기가 상기 베이스 지지 유닛의 공간 내측 또는 상기 광-확산기 외측의 전원 공급 기판 상에 장착될 수 있다.
본 발명의 LED 조명장치 및 장치용 지지 유닛은 조명 환경을 개선하고, 실명 기준을 표준화하며, 광원의 열적 조건들을 개선하고, 뿐만 아니라 조명장치 제작 및 그래프적 의사소통 역량을 증진시킨다.
본 발명은 이하의 첨부 도면들에 의해서 지지된다:
도 1은 중공형의 원형 방열기로서 설계된 지지 부품을 포함하는 지지 유닛의 평면도;
도 2는 도 1에 도시된 상기 부품의 축방향 단면도;
도 3은 판으로서 설계된 지지 부품들을 포함하고, 원형 방열기가 그 사이에 위치된 지지 유닛의 축방향 단면도;
도 4는 도 3에 도시된 지지 유닛의 평면도;
도 5 및 도 6은 도 3에 도시된 수평(도 5 참조) 및 수직(도 6 참조) 지지 유닛들을 포함하는 LED 조명장치의 단면도;
도 7 및 도 8은 판으로서 설계된 지지 부품을 포함하는 수평(도 7 참조) 및 수직(도 8 참조) 지지 유닛들을 갖는 LED 조명장치의 단면도;
도 9, 10, 11, 12 및 13은 스크류 베이스를 통하여 동력이 공급되는 LED 조명장치의 선택적인 예;
도 14 및 도 15는 광-확산 포위체가 평편하게 설계되고, 그리고 지지 유닛이 방열기(도 14 참조) 및 판(도 15 참조)으로서 설계된 LED 조명장치의 선택적인 예.
LED 조명장치의 특정 예에 적용 가능한 지지 유닛이 도 3 및 도 4에 도시되어 있으며, 그리고 판(2)들 및 그 끝면에서 그것들에 부착된 중공형의 원형 방열기(1), 발광원(4)을 구비한 카드(3), 상기 방열기(1)의 공간에 장착된 전자식 변환기(6)를 포함한다. 판(2)들 및 카드(3)들은 중첩된 개구부(7)를 가질 수 있으며, 통풍구들 그리고/또는 전도체 배선용으로서 사용될 수 있다.
2개의 매달린 LED 조명장치 예들은 지지 유닛, 및 이와 같은 경우, 2개의 5' 및 5"의 반-구들로서 이루어진 광-확산 포위체들을 포함하고, 각각 하나가 각각의 판(2)에 장착된 상태로 도 5 및 도 6에 도시되어 있다. 전자식 변환기(6)는, 조명장치 바닥 고정구(8)와 마찬가지로 발광원(4)을 연결하는 전도체들을 전원 회로에 고정시키도록 사용되며, 상기 방열기(1)의 공간내에 장착될 수 있다. 상기 도면에는 기재되어 있지 않은 몇가지 선택 예에서는, 전자식 변환기(6)를 상기 광-확산 포위체의 외측에 설치하는 것이 바람직하다. 방열기(1) 및 광-확산 포위체의 공간들은 다수의 통풍구(9)들을 가지며, 이것들은 상기 공간들 및 주위와의 사이에서 효과적인 열교환을 제공하는 방식으로 배열되어 있다. 5' 및 5" 열-확산 포위체 섹션들의 광학적 특성은 발광원(4)의 본질에 관련하여 특정될 것이다. 예를 들면, 남색 방출 결정체들에 파장 변환이 적용되면, 표면들상에 그리고/또는 상기 광-확산 포위체내에 코팅된 발광제 입자들은 광학적으로 투명한 재료가 사용된다. 백색 LED들이 발광원(4)으로서 사용될 때, 광-확산 포위체는 확산 전송 인자가 갖춰진 재료로 이루어질 것이다.
지지 부품으로서 설계된 판(2)을 포함하는 2개의 매달린 LED 조명장치들이 도 7 및 도 8에 도시되어 있다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같은 조명장치 예들에 비교하여 보면, 이러한 예들은 다른 주요한 차이점들을 갖지는 않는다. 도 7 및 도 8에 도시된 예들은 보다 적은 재료를 소비하지만, 그러나 열-교환 영역의 보다 정확한 배열을 필요로 함을 알아야 한다.
방열기(1) 및 판(2)들 및 장치-전력공급용 스크류 베이스(10)로 이루어진 지지 유닛을 포함하는 LED 조명장치 예들이 도 9, 11 및 12에 도시되어 있다. 특정한 광-확산 포위체 예들도 또한 상기 도면들에 도시되어 있다. 스크류 베이스(10)가 장착된 모든 상기 예들은 슬리브(11) 내에, 또는 카드(3)의 장치 중앙선-결합 표면 상에 설치된 전자식 변환기(6)를 포함할 수 있다.
스크류 베이스(10) 및 지지 부품으로서 설계된 판(2)들을 포함하는 조명장치 예들이 도 10 및 도 13에 도시되어 있다. 뿐만 아니라, 지지판(2)(도 13 참조)은 큰 중앙 요홈을 가지며, 이는 그 양측면 상에 발광원(4)들이 장착된 카드(3)를 고정시키도록 사용된다.
상기 5' 및 5" 광-확산 포위체 섹션들(도 14 및 도 15 참조)이 평편하게 설계되어 있다. 상기 장치의 지지 벽(13)의 내부 표면(12), 5' 및 5" 광-확산 포위체의 지지 섹션은 반사 코팅이 처리되거나, 또는 발광 파장 변환제를 포함하는 광학적으로 투명한 재료로 이루어질 수 있다.
본 발명의 상업적 이용
상기 특정된 조명장치 예들은 모든 것을 포괄하는 것으로 간주되지 않을 수 있다. 그것들은 특정한 조명 요구 사항들에 따라서 갱신 가능하다. 조명장치의 구성 요소들은 간단한 디자인을 가질 수 있고, 그리고 광범위하게 사용되는 자동 제어 장치에 의해서 생산가능하다.

Claims (25)

  1. 2개의 군집으로 그룹지어지는 발광원을 포함하고, 2개의 부분으로 이루어지고, 그것들 중 적어도 하나에 따르면 방사 파장 변환 수단이 장착된 광-분산 쉘을 포함하며, 그리고 상기 언급된 군집 각각은 광-분산 쉘 부분의 하나의 내표면을 조명하기 위하여 장착되고, 지지 유닛은 기계적 수단의 부착구가 구비되고, 그리고 상기 광-분산 쉘의 부분들 사이에 위치되는 LED 조명장치.
  2. 제1항에 있어서, 열-전도성 판으로서 설계되고, 공기와의 열교환을 위하여 그 둘레를 따라서 확장된 표면을 갖는 지지 부품에 의해서 다른 것임을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  3. 제1항에 있어서, 중공형의 원형 방열기로서 설계되고, 내부 실린더형의 표면 및 확장된 외부 표면을 갖는 지지 부품에 의해서 다른 것임을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 장치의 중앙선에 대한 길이방향 또는 가로지르는 방향으로 향하는 방열기 냉각 핀 외부 표면에 의해서 다른 것임을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  5. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 공간과 그 외부 표면을 연결시키는 관통형 통풍구를 갖는 방열기에 의해서 다른 것임을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 자유로운 선으로서, 특별히, n≥3의 꼭짓점 수를 갖는 n 측면의 다각형으로서 설계된 방열기의 내부 실린더형 표면 가이드에 의해서 다른 것임을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  7. 제1항에 있어서, 열-전도성 판이 그 모든 끝면 상에 고정된 중공형의 원형 방열기를 갖는 지지 유닛에 의해서 다른 것임을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  8. 제2항에 있어서, 모든 판의 측면 상에 장착된 발광원 군집들에 의해서 다른 것임을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  9. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 관통-구멍의 보어(bore)를 갖는 발광원 카드에 의해서 다른 것임을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  10. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 중공형의 원형 방열기 끝면에 장착된 발광원 카드에 의해서 다른 것임을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 판 표면과 열교환을 하는 방식으로 장착된 발광원 카드에 의해서 다른 것임을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  12. 제1항에 있어서, 하나의 표면 그리고/또는 상기 확산기의 광학적으로 투명한 재료 내에 코팅된 발광제 입자들로서 준비된 광-발산 파장 변환 재료에 의해서 다른 것임을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  13. 제1항에 있어서, 가변적으로 발산하는 발광제 입자들을 포함하는 파장 변환 재료에 의해서 다른 것임을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  14. 제1항 또는 제13항 또는 제14항에 있어서, 잔광성 발광제 입자들을 포함하는 파장 변환 재료에 의해서 다른 것임을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  15. 제1항에 있어서, 광-발산 그리고/또는 이차 표면을 갖는 광-확산 포위체 섹션들에 의해서 다른 것임을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 전자 유닛은 발광원의 기판상에 또는 유닛 지지대의 공간 내부에 또는 상기 광-분산 쉘의 외측에 장착된 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  17. 기계적 연결 요소들이 장착된 적어도 하나의 지지 부품을 갖고, 표면 일부분은 상기 지지 부품의 중앙선을 가로지르는 방향으로 연장하는 LED 조명장치 지지 유닛.
  18. 제17항에 있어서, 중공형의 원형 방열기로 설계되고, 내부 실린더형의 표면 및 확장된 외부 표면을 갖는 지지 부품에 의해서 다르며; 상기 방열기 끝면은 LED 기판을 장착하기 위하여 설계된 것을 특징으로 하는 지지 유닛.
  19. 제18항에 있어서, 상기 지지 부품의 중앙선에 대해 길이방향 또는 가로지르는 방향으로 배치된 외부 냉각 핀 표면에 의해서 다른 것을 특징으로 하는 방열기.
  20. 제18항 및 제19항에 있어서, 상기 공간 및 방열기 외부 표면을 연결시키는 관통형 통풍구에 의해서 다른 것임을 특징으로 하는 방열기.
  21. 제18항, 제19항 및 제20항에 있어서, 자유로운 선으로서, 특별히, n≥3의 꼭짓점 수를 갖는 n 측면의 다각형으로서 설계된 내부 실린더형 표면 가이드에 의해서 다른 것임을 특징으로 하는 방열기.
  22. 제18항에 있어서, 판으로서 설계되고, 그것의 적어도 하나의 표면은 광 방사 발광원을 장착시키기 위한 지지 부품에 의해서 다른 것임을 특징으로 하는 지지 유닛.
  23. 제22항에 있어서, 적어도 하나의 관통 구멍을 갖는 판에 의해서 다른 것임을 특징으로 하는 지지 유닛.
  24. 제17항에 있어서, 첫번째 것은 중공형의 원형 방열기로서 설계되고, 그리고 두번째 것은 상기 방열기 끝면 상에 장착된 판으로서 설계된 2개의 지지 부품들에 의해서 다르고; 이와 같은 경우, 판 표면들중의 하나는 발광원을 장착시키기 위한 것임을 특징으로 하는 지지 유닛.
  25. 제17항에 있어서, 첫번째 것은 중공형의 원형 방열기로서 설계되고, 그리고 두번째 및 세번째 것들은 판으로서, 상기 방열기 끝면들 중의 어느 하나에 각각 고정되도록 설계된 3개의 지지 부품들에 의해서 다르고; 이와 같은 경우, 각각의 판의 외표면은 발광원들을 장착시키기 위한 것임을 특징으로 하는 지지 유닛.


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