KR20130085735A - 조명 장치 - Google Patents

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Abstract

실시 예는 조명 장치에 관한 것이다.
실시 예에 따른 조명 장치는, 속이 빈 관 형상이고, 개구된 측부를 갖고, 외면과 내면을 관통하는 통공을 갖는 도광부; 상기 도광부의 측부 상에 배치되어 상기 도광부의 내면으로 광을 방출하는 발광부; 및 상기 발광부를 수납하는 리세스를 갖고, 상기 도광부의 측부와 결합하는 캡부;를 포함한다.

Description

조명 장치{LIGHTING DEVICE}
실시 예는 조명 장치에 관한 것이다.
LED(Light Emitting Diode)란 발광다이오드를 칭하는 것으로, LED는 GaP, GaAs 등의 화합물 반도체에서 PN 접합에 전류가 흐를 때, 빛이 발생하는 현상을 이용한 소자로, 발광다이오드 제조시 반도체 화합물의 성분비를 조절함으로서, 일정한 파장의 빛을 발생시키는 발광다이오드를 제조할 수 있다. LED는 소비전력이 기존 백열등의 20% 수준으로 적어 고효율의 조명 수단으로 다방면에 활용되고 있다. 특히 전력 소모에 비하여 밝기가 밝아 전력 효율이 좋다는 장점이 있다.
기존에 실내조명 기구로서 많이 사용되고 있는 형광등은 수명이 제한되어 있어 일정 시간 후에는 탄화현상이 발생하여 조도가 떨어지고, 이후 급속히 수명이 다하게 되어, 주기적으로 형광 램프를 바꾸어 주어야 하므로, 이에 따른 유지 보수 비용이 많이 소요될 뿐만 아니라, 전력 소비가 많다는 문제점이 있어, 전력 효율이 높은 LED 조명기구로의 전환이 요구된다.
실시 예는 종래의 형광등을 대체할 수 있는 조명 장치를 제공한다.
또한, 실시 예는 사방으로 광을 방출할 수 있는 조명 장치를 제공한다.
또한, 실시 예는 방향에 따라서 방출되는 광량이 서로 다른 조명 장치를 제공한다.
실시 예에 따른 조명 장치는, 속이 빈 관 형상이고, 개구된 측부를 갖고, 외면과 내면을 관통하는 통공을 갖는 도광부; 상기 도광부의 측부 상에 배치되어 상기 도광부의 내면으로 광을 방출하는 발광부; 및 상기 발광부를 수납하는 리세스를 갖고, 상기 도광부의 측부와 결합하는 캡부;를 포함한다.
실시 예에 따른 조명 장치는, 속이 빈 관 형상을 갖고, 외면과 내면을 관통하는 통공을 갖는 도광부; 상기 도광부의 일 측부와 결합하는 제1 캡부; 상기 도광부의 타 측부와 결합하는 제2 캡부; 상기 제1 캡부에 배치되고, 상기 도광부의 내면으로 광을 방출하는 제1 발광부; 및 상기 제2 캡부에 배치되고, 상기 도광부의 내면으로 광을 방출하는 제2 발광부;를 포함한다.
실시 예에 따른 조명 장치를 사용하면, 종래의 형광등을 대체할 수 있는 이점이 있다.
또한, 사방으로 광을 방출할 수 있는 이점이 있다.
또한, 방향에 따라서 방출되는 광량이 서로 다른 형광등을 구현할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 실시 예에 따른 조명 장치의 정면도,
도 2는 도 1에 도시된 조명 장치의 사시도와 일부 확대도이고,
도 3은 도 2에 도시된 조명 장치의 분해 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 복수의 통공들의 배열 구조의 변형 예를 보여주는 사시도,
도 5는 도 3에 도시된 제1 캡부의 단면도,
도 6은 도 5에 도시된 광학부의 대체 예가 적용된 단면도,
도 7은 도 1 내지 도 3에 도시된 조명 장치의 배광 분포를 보여주는 그래프,
도 8은 도 1 내지 도 3에 도시된 조명 장치의 조도(illuminance) 분포와 휘도(luminance) 분포를 보여주는 도면.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
본 발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 " 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 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 실시 예에 따른 조명 장치를 설명한다.
도 1은 실시 예에 따른 조명 장치의 정면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 조명 장치의 사시도와 일부 확대도이고, 도 3은 도 2에 도시된 조명 장치의 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 실시 예에 따른 조명 장치는 종래의 재래식 형광등을 대체할 수 있는 조명 장치이다. 따라서, 실시 예에 따른 조명 장치의 사이즈(size)는 종래의 재래식 형광등의 사이즈와 동일하다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 실시 예에 따른 조명 장치는 도광부(100), 캡부(300a, 300b), 발광부(500a) 및 광학부(700a)를 포함할 수 있다.
도광부(100)는 관 형상으로서, 좀 더 구체적으로 도광부(100)는 일 방향으로 길고, 속이 빈 관 형상일 수 있다. 본 명세서에서, 관 형상이란, 속이 비어 있는 것을 의미한다. 관의 단면은 원, 타원 및 다각형 중 어느 하나일 수 있다. 도광부(100)의 재질은 금속 또는 수지재질일 수 있다.
도광부(100)의 사이즈는 종래의 재래식 형광등과 동일 또는 유사한 사이즈(size)일 수 있다.
도광부(100)는 발광부(500a)로부터 방출된 광을 반사 및 방출한다. 구체적으로, 도광부(100)는 일 측부로 입사된 광 중 일부는 타 측부 방향으로 반사하고, 나머지는 외부로 방출한다.
도광부(100)는 속이 빈 관 형상으로서, 개구된 양 측부를 갖는다. 즉, 도광부(100)는 개구된 일 측부와 개구된 타 측부를 갖는다. 일 측부는 제1 캡부(300a)와 결합하고, 타 측부는 제2 캡부(300b)와 결합한다. 또한, 일 측부 상에는 제1 발광부(500a)가 배치되고, 타 측부 상에는 제2 발광부(미도시)가 배치된다. 또한, 일 측부와 제1 발광부(500a) 사이에는 제1 광학부(700a)가 배치되고, 타 측부와 제2 발광부(미도시) 사이에는 제2 광학부(미도시)가 배치된다.
도광부(100)는 내면과 외면을 갖는다. 도광부(100)의 내면은 발광부(500a)로부터 방출된 광을 반사한다. 이를 위해, 도광부(100)의 내면은 빛 반사가 용이한 재질로 코팅처리될 수 있다.
도광부(100)는 통공(150)을 갖는다. 통공(150)은 도광부(100)의 내면과 외면을 관통한다. 통공(150)으로는 도광부(100)의 내부를 따라 진행하는 광 중 일부의 광이 빠져나온다.
통공(150)의 형상은 도면에 도시된 바와 같이 원형일 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니고, 타원형 또는 다각형 등 다양한 형상일 수 있다.
통공(150)은 복수로 도광부(100)에 형성될 수 있다. 특히, 복수의 통공(150)들은 복수의 열들로 줄지어 배열될 수 있다. 여기서, 복수의 열들간 간격은, 도 3에 도시된 바와 같이, 서로 동일할 수 있다. 복수의 열들간 간격이 동일하면, 도광부(100)의 복수의 통공(150)들에서 방사되는 광의 양이 어느 방향에서나 일정하다. 여기서, 복수의 열들간 간격은 서로 다를 수도 있다. 도 4를 참조하여 설명하도록 한다.
도 4는 도 3에 도시된 복수의 통공(150)들의 배열 구조의 변형 예를 보여주는 사시도이다.
도 4를 참조하면, 복수의 통공(150)들은 도광부(100)에 복수의 열들(1열, 2열 및 3열 등)로 배열된다. 여기서, 제1 열과 제2 열간 간격은 제2 열과 제3 열간 간격과 다를 수 있다. 복수의 열들간 간격이 다르면, 도광부(100)에서 방사되는 광의 양이 방향에 따라 다를 수 있다. 즉, 도광부(100)에서 열들이 많이 존재하는, 즉 열들간 간격이 좁은 부분에서는 많은 광이 방출되고, 열들이 적게 존재하는, 즉 열들간 간격이 넓은 부분에서는 열들간 간격이 좁은 부분보다 적은 광이 방출된다.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 하나의 열 위에 형성된 복수의 통공(150)들간 간격은 서로 다를 수 있다. 구체적으로, 도광부(100)의 중심부에 배치된 통공(150)들간 간격은 도광부(100)의 양 측부에 배치된 통공(150)들간 간격보다 좁다. 즉, 도광부(100)의 일 측부에서 도광부(100)의 중심부로 갈수록 통공(150)들간 간격은 좁아진다. 이는 도광부(100)의 양 측부로 입사되는 광이 도광부(100)의 내면에 반사되어 최대한 중심부까지 도달하기 위함이다.
한편, 도면에 도시하지는 않았으나, 하나의 열 위에 형성된 복수의 통공(150)들의 크기는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 도광부(100)의 양 측부에 배치된 통공(150)의 크기는 도광부(100)의 중심부에 배치된 통공(150)의 크기보다 작을 수 있다. 즉, 도광부(100)의 양 측부에서 도광부(100)의 중심부로 갈수록 통공(150)의 크기가 커질 수 있다. 이는 도광부(100)의 양 측부로 입사되는 광이 도광부(100)의 내면에 반사되어 최대한 중심부까지 도달하기 위함이다.
캡부(300a, 300b)는 도광부(100)의 양 측부와 결합한다. 구체적으로, 제1 캡부(300a)는 도광부(100)의 일 측부와 결합하고, 제2 캡부(300b)는 도광부(100)의 타 측부와 결합한다. 제2 캡부(300b)의 형상은 제1 캡부(300a)와 동일하므로, 이하에서는 제1 캡부(300a)를 중심으로 설명하도록 한다.
제1 캡부(300a)는 발광부(500a)로부터 전달되는 열을 방열한다. 이를 위해, 제1 캡부(300a)는 열 전도율이 좋은 금속 또는 수지 재질일 수 있다. 예를 들면, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등일 수 있다.
제1 캡부(300a)는 방열 면적을 넓히기 위해 둘 이상의 방열핀(350a)들을 가질 수 있다.
제1 캡부(300a)는 전극핀(390a)을 갖는다. 전극핀(390a)은 종래 재래식 형광등에서 사용되는 핀과 동일한 것일 수 있다. 전극핀(390a)은 발광부(500a)와 전기적으로 연결되어 전원을 제공한다.
제1 캡부(300a)는 리세스(recess, 310a)를 갖는다. 리세스(310a)는 발광부(500a), 광학부(700a) 및 도광부(100)의 일 측부를 수납한다. 구체적으로, 도 5를 함께 참조하여 설명하도록 한다.
도 5는 도 3에 도시된 제1 캡부(300a)의 단면도이다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 리세스(310a)에는 발광부(500a)와 광학부(700a)가 수납된다. 리세스(310a)의 바닥면에 발광부(500a)가 배치된다.
발광부(500a)는 리세스(310a)의 바닥면의 중앙부에 배치된다. 도면에서는 발광부(500a)가 하나만 도시되어 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며 발광부(500a)는 둘 이상일 수 있다.
발광부(500a)는 기판(510a), 발광 소자(530a) 및 수지부(550a)를 포함할 수 있다.
기판(510a)은 리세스(310a)의 바닥면에 배치되는데, 특히 바닥면의 중심부에 배치될 수 있다. 기판(510a)은 절연체에 회로 패턴이 인쇄된 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board)일 수 있고, 뿐만 아니라 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB 중 어느 하나일 수 있다.
기판(510a)의 표면은 빛을 효율적으로 반사하는 재질이거나, 빛이 효율적으로 반사되는 컬러, 예를 들어 백색, 은색 등으로 코팅될 수 있다.
발광 소자(530a)는 기판(510a) 상에 적어도 하나 이상 배치된다. 발광 소자(530a)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 다이오드 칩은 수평형(Lateral Type), 수직형(Vertical Type) 및 플립 형(Flip Type) 중 어느 하나일 수 있다.
수지부(550a)는 발광 소자(530a) 상에 배치된다. 구체적으로, 수지부(550a)는 발광 소자(530a)를 덮도록 기판(510a) 상에 배치될 수 있다.
수지부(550a)는 발광 소자(530a)로부터 방출하는 광의 지향각이나 광의 방향을 조절할 수 있다. 수지부(550a)는 반구 타입으로서, 빈 공간 없이 실리콘 수지 또는 에폭시 수지와 같은 투광성 수지일 수 있다. 투광성 수지는 전체적으로 또는 부분적으로 분산된 형광체를 포함할 수도 있다.
발광 소자(530a)가 청색 발광 다이오드일 경우, 투광성 수지에 포함된 형광체는 가넷(Garnet)계(YAG, TAG), 실리케이드(Silicate)계, 나이트라이드(Nitride)계 및 옥시나이트라이드(Oxynitride)계 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 투광성 수지에 황색 계열의 형광체만을 포함되도록 하여 자연광(백색광)을 구현할 수 있지만, 연색지수의 향상과 색온도의 저감을 위해 녹색 계열의 형광체나 적색 계열을 형광체를 더 포함할 수 있다. 투광성 수지에 여러 종류의 형광체들이 혼합된 경우, 형광체의 색상에 따른 첨가 비율은 적색 계열의 형광체보다는 녹색 계열의 형광체를, 녹색 계열의 형광체보다는 황색 계열의 형광체를 더 많이 사용할 수 있다. 황색 계열의 형광체로는 가넷계의 YAG, 실리케이트계, 옥시나이트라이드계를 사용하고, 녹색 계열의 형광체로는 실리케이트계, 옥시나이트라이드계를 사용하고, 적색 계열의 형광체는 나이트라이드계를 사용할 수 있다. 투광성 수지에 여러 종류의 형광체들이 혼합된 것 이외에도, 적색 계열의 형광체를 갖는 층, 녹색 계열의 형광체를 갖는 층 및 황색 계열의 형광체를 갖는 층이 각각 별개로 나뉘어 구성될 수 있다.
발광부(500a)는 기판(510a)과 제1 캡부(300a)의 리세스(310a)의 바닥면 사이에 배치되는 방열패드(미도시)를 더 포함할 수 있다. 방열 패드는 발광부(500a)에서 방출되는 열을 빠르게 제1 캡부(300a)로 전달할 수 있다.
광학부(700a)는 제1 캡부(300a)의 리세스(310a)에 배치되고, 발광부(500a) 상에 배치된다. 광학부(700a)는 발광부(500a)와 광학적으로 결합한다.
광학부(700a)는 발광부(500a)로부터 방출된 광을 반사하는 반사체일 수 있다. 반사체(700a)는 깔때기 형상을 가지며, 발광부(500a)를 둘러싸는 반사면을 갖는다. 반사면은 곡면일 수도 있고, 평면일 수도 있다. 반사면은 발광부(500a)로부터 입사되는 광을 도광부(100)의 일 측부로 반사한다. 반사체(700a)에 의해, 도광부(100)의 내면으로 입사되는 광의 양이 증가하게 된다.
광학부(700a)는 반사체로 한정되는 것은 아니다. 광학부(700a)는 반사체가 아닌 렌즈일 수 있다. 도 6을 참조하여 설명하도록 한다.
도 6은 도 5에 도시된 광학부(700a)의 대체 예가 적용된 단면도이다.
도 3 및 도 6을 참조하면, 광학부(700a’)는 렌즈일 수 있다. 렌즈(700a’)는 제1 캡부(300a)의 리세스(310a)에 수납되고, 발광부(500a) 상에 배치된다. 렌즈(700a’)는 발광부(500a)로부터 방출된 광을 집광 또는 평행광으로 변환할 수 있다.
렌즈(700a’)는 형광체를 가질 수 있다. 형광체는 황색, 녹색 및 적색 형광체 중 어느 하나일 수 있다. 형광체를 가짐으로써, 렌즈(700a’)에서 방출되는 광의 연색지수는 향상될 수 있다.
도 7은 도 1 내지 도 3에 도시된 조명 장치의 배광 분포를 보여주는 그래프이고, 도 8은 도 1 내지 도 3에 도시된 조명 장치의 조도(illuminance) 분포와 휘도(luminance) 분포를 보여주는 도면이다.
도 7은 도 1 내지 도 3에 도시된 조명 장치의 통공(150)들의 복수의 열들간 간격이 동일한 경우의 배광 분포이다. 여기서, 만약, 복수의 열들이 도 4와 같다면, 배광 분포는 달라질 것이다. 즉, 복수의 열들간 간격이 좁은 부분에서 많은 양의 광이 방출되고, 간격이 넓은 부분에서 적은 양의 광이 방출될 것이다. 따라서, 방향에 따라 방출되는 광량이 서로 다른 형광등을 구현할 수 있다.
이상에서 실시 예를 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, 실시 예에 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: 도광부
300a, 300b: 제1 및 제2 캡부
500a: 발광부
700a: 광학부

Claims (14)

  1. 속이 빈 관 형상이고, 개구된 측부를 갖고, 외면과 내면을 관통하는 통공을 갖는 도광부;
    상기 도광부의 측부 상에 배치되어 상기 도광부의 내면으로 광을 방출하는 발광부; 및
    상기 발광부를 수납하는 리세스를 갖고, 상기 도광부의 측부와 결합하는 캡부;
    를 포함하는 조명 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 캡부의 리세스에 배치된 광학부를 더 포함하고,
    상기 광학부는 상기 발광부와 상기 도광부의 측부 사이에 배치된 조명 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 광학부는 상기 발광부로부터 방출된 광을 상기 도광부의 내면으로 반사하는 반사체인 조명 장치.
  4. 속이 빈 관 형상을 갖고, 외면과 내면을 관통하는 통공을 갖는 도광부;
    상기 도광부의 일 측부와 결합하는 제1 캡부;
    상기 도광부의 타 측부와 결합하는 제2 캡부;
    상기 제1 캡부에 배치되고, 상기 도광부의 내면으로 광을 방출하는 제1 발광부; 및
    상기 제2 캡부에 배치되고, 상기 도광부의 내면으로 광을 방출하는 제2 발광부;
    를 포함하는 조명 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 발광부와 상기 도광부의 일 측부 사이에 배치된 광학부를 더 포함하는 조명 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 광학부는 상기 제1 발광부로부터 방출된 광을 상기 도광부의 내면으로 반사하는 반사체인 조명 장치.
  7. 제 2 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 광학부는 렌즈인 조명 장치.
  8. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 도광부의 내면은 입사되는 광을 반사하는 조명 장치.
  9. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 통공은 복수이고,
    상기 복수의 통공들은 복수의 열들로 배열된 조명 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 열들간 간격은 같거나 서로 다른 조명 장치.
  11. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 통공은 복수로 일렬 배열되고,
    상기 복수의 통공들간 간격은 같거나 서로 다른 조명 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 통공들간 간격은 상기 도광부의 중심부로 갈수록 좁아지는 조명 장치.
  13. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 통공은 복수로 일렬 배열되고,
    상기 복수의 통공들의 크기는 같거나 서로 다른 조명 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 복수의 통공들의 크기는 상기 도광부의 중심부로 갈수록 커지는 조명 장치.
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