KR20140104716A - 광원 모듈 및 이를 구비하는 조명 장치 - Google Patents

광원 모듈 및 이를 구비하는 조명 장치 Download PDF

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KR20140104716A
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light
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구원회
장준
민경익
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명의 실시 형태에 따른 광원 모듈은, 광원; 상기 광원 상에 배치되며, 상면과 하면을 관통하는 관통홀을 구비하는 제1 렌즈; 및 상기 관통홀 내에 상기 광원과 마주하며 배치되며, 광축 방향을 따라서 이동하며 상기 광원에서 발생되는 광의 상기 제1 렌즈로 입사되는 양을 조절하는 제2 렌즈;를 포함할 수 있다.

Description

광원 모듈 및 이를 구비하는 조명 장치{LIGHT SOURCE MODULE AND LIGHTING APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 광원 모듈 및 이를 구비하는 조명 장치에 관한 것이다.
종래의 조명 장치에서 배광의 형태를 조절할 수 있는 광학적 부품은은 반사판 또는 렌즈이다. 그러나, 일반적으로 반사판 및 렌즈의 형태는 제품의 구조상 하나의 배광 형태만을 가질 수 있도록 고정되어 있다.
따라서, 조명 설계에 따라서 배광 형태를 변경하고자 하는 경우에는 설치된 조명 장치를 교체해야 하는 문제가 있다.
당 기술분야에서는, 배광 형태를 조절할 수 있어 조명 설계에 따라 다양한 응용처에 사용할 수 있는 광원 모듈 및 이를 구비하는 조명 장치가 요구되고 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 광원 모듈은,
광원; 상기 광원 상에 배치되며, 상면과 하면을 관통하는 관통홀을 구비하는 제1 렌즈; 및 상기 관통홀 내에 상기 광원과 마주하며 배치되며, 광축 방향을 따라서 이동하며 상기 광원에서 발생되는 광의 상기 제1 렌즈로 입사되는 양을 조절하는 제2 렌즈;를 포함할 수 있다.
상기 제1 렌즈는, 상기 하면보다 큰 크기를 갖는 상면에 의해 정의되는 광출사면; 및 상기 상면과 하면 사이의 측면에 의해 정의되며, 상기 관통홀의 둘레에 구비되어 상기 제2 렌즈에서 입사된 광을 상기 광출사면으로 안내하는 반사면;을 포함할 수 있다.
상기 제1 렌즈는 상기 관통홀의 표면에 광축 방향을 따라서 형성된 복수의 홈을 더 포함하고, 상기 제2 렌즈는 상기 복수의 홈 중 어느 일측에 선택적으로 삽입되도록 그 외측면에 형성된 돌기를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 렌즈는 외측면 중 일부가 부분적으로 절개되어 상기 관통홀을 노출시키는 가이드홈을 더 포함하고, 상기 제2 렌즈는 상기 가이드홈을 통해 상기 제1 렌즈의 외측면 바깥쪽으로 돌출되는 연장부를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 렌즈는 상기 관통홀과 대응되는 단면 형상을 갖는 기둥 구조를 가지며, 상기 관통홀로부터 외부로 노출되는 양 단면 중 상기 광원과 마주하는 면에 의해 정의되는 광입사면을 포함할 수 있다.
상기 제2 렌즈는 상면에 돌출되어 형성된 파지 수단을 더 포함할 수 있다.
상기 광원은 기판, 및 상기 기판 상에 실장된 적어도 하나의 발광소자를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 조명 장치는,
본체; 상기 본체의 일면에 장착되는 광원; 상기 본체의 상기 일면에 장착되어 상기 광원 상에 배치되는 렌즈 유닛;을 포함하고, 상기 렌즈 유닛은, 상기 광원 상에 배치되며 상면과 하면을 관통하는 관통홀을 구비하는 제1 렌즈 및 상기 관통홀 내에 상기 광원과 마주하며 배치되며 광축 방향을 따라서 이동하며 상기 광원에서 발생되는 광의 상기 제1 렌즈로 입사되는 양을 조절하는 제2 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 제1 렌즈는 상기 본체에 고정되고, 상기 제2 렌즈는 상기 관통홀 내에서 이동하며 상기 광원과의 거리를 변화시켜 상기 렌즈 유닛을 통해 외부로 조사되는 광의 배광을 조절할 수 있다.
상기 렌즈 유닛을 보호하도록 상기 렌즈 유닛 둘레를 감싸는 하우징을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 배광 형태를 조절할 수 있어 조명 설계에 따라 다양한 응용처에 사용할 수 있는 광원 모듈 및 이를 구비하는 조명 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 광원 모듈을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 광원 모듈을 개략적으로 나타내는 단면도 및 평면도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 광원 모듈에서 제1 렌즈의 변형예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 1의 광원 모듈에서 제2 렌즈의 변형예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 1의 광원 모듈에서 제2 렌즈의 위치가 변형된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 6a는 도 5a의 광원 모듈에서 광 경로를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 6b는 배광 곡선을 개략적으로 나타내는 그래프이다.
도 7a는 도 5b의 광원 모듈에서 광 경로를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 7b는 배광 곡선을 개략적으로 나타내는 그래프이다.
도 8a 및 도 8b는 도 6a 및 도 7a에서의 조도 분포를 각각 나타내는 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 도 1의 제1 및 제2 렌즈에 대한 다른 실시 형태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 10a 내지 도 10c는 도 9의 렌즈에 대한 변형된 실시 형태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 11a 및 도 11b는 제1 및 제2 렌즈에 대한 또 다른 실시 형태를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 12a 및 도 12b는 도 11a 및 도 11b의 제1 및 제2 렌즈를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 13a 및 도 13b는 도 1의 렌즈에 대한 또 다른 실시 형태를 개략적으로 나나타내는 단면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 조명 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 15는 도 14의 조명 장치가 건물의 천장에 장착되어 실내 조명으로 사용되는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 광원 모듈을 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 광원 모듈을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2a 및 도 2b는 도 1의 광원 모듈을 개략적으로 나타내는 단면도 및 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 광원 모듈(1)은 광원(10), 제1 렌즈(20) 및 상기 제1 렌즈(20) 내에 배치되는 제2 렌즈(30)를 포함할 수 있다.
상기 광원(10)은 기판(11), 및 상기 기판(11) 상에 실장된 적어도 하나의 발광소자(12)를 포함할 수 있다.
상기 기판(11)은 일반적인 FR4 타입의 인쇄회로기판(PCB)일 수 있고, 에폭시, 트리아진, 실리콘, 및 폴리이미드 등을 함유하는 유기 수지 소재 및 기타 유기 수지 소재로 형성되거나, 실리콘 나이트라이드, AlN, Al2O3 등의 세라믹 소재, 또는 금속 및 금속화합물을 소재로 하여 형성될 수 있으며, MCPCB 등을 포함할 수 있다.
상기 기판(11) 상에는 발광소자(12)가 단일로 실장되거나 복수개가 실장되어 배열될 수 있다. 상기 발광소자(12)는 외부에서 인가되는 전원에 의해 소정 파장의 빛을 발생시키는 반도체 소자의 일종이며, 발광다이오드(LED)를 포함할 수 있다. 상기 발광소자(12)는 함유되는 물질에 따라서 청색광, 녹색광 또는 적색광을 발광할 수 있으며, 백색광을 발광할 수도 있다.
본 실시 형태에서 상기 발광소자(12)는 LED 칩을 내부에 구비하는 패키지 단품을 예시하고 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 발광소자(12)는 LED 칩 자체일 수 있다. 이 경우, LED 칩은 COB 타입으로 상기 기판(11) 상에 실장되어 플립칩 본딩 방식 또는 와이어 본딩 방식으로 상기 기판(11)과 직접 전기적 연결을 이룰 수 있다.
상기 발광소자(12)는 복수개로 구비되어 상기 기판(11) 상에 배열될 수 있다. 이 경우, 상기 발광소자(12)는 동일한 파장의 빛을 발생시키는 동종(同種)일 수 있다. 또한, 서로 상이한 파장의 빛을 발생시키는 이종(異種)으로 다양하게 구성될 수도 있다.
상기 제1 렌즈(20)는 상기 광원(10) 상에 배치되며, 하부로 입사된 상기 광원(10)의 광을 상부로 방출할 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 렌즈(20)는 하면과 상면을 관통하는 관통홀(21)을 중앙에 구비할 수 있다. 상기 관통홀(21)은 단면적이 상기 광원(10)의 면적과 대응되는 크기로 형성될 수 있으며, 광축(X)을 따라서 평행한 기둥 구조를 가질 수 있다.
상기 제1 렌즈(20)의 하면은 상기 관통홀(21)의 일측 개구 영역에 해당할 수 있으며, 상기 하면보다 큰 크기를 갖는 상면은 상기 관통홀(21)의 타측 개구 영역과 함께 광출사면(22)을 정의할 수 있다.
상기 광출사면(22)은 중앙의 상기 관통홀(21)을 향해 하향 경사진 경사면을 가질 수 있다. 이러한 경사진 광출사면(22)은 집속 형태의 배광을 구현할 수 있으며, 광출사면(22)의 경사 각도에 따라서 집속 배광의 형태는 변경될 수 있다.
상기 제1 렌즈(20)는 상기 상면과 하면 사이의 측면에 의해 정의되는 반사면(23)을 가질 수 있다. 상기 반사면(23)은 상기 관통홀(21)의 둘레에 구비되어 상기 관통홀(21)을 감싸며, 상기 하면에 해당하는 상기 광원(10)에 인접한 관통홀(21)의 일단과 연결될 수 있다. 따라서, 상기 제1 렌즈(20)는 전체적으로 상부를 향해 넓어지는 컵 구조의 형상을 가질 수 있다.
상기 반사면(23)은 상기 광원(10)의 광을 상기 광출사면(22)으로 안내하고, 상기 광출사면(22)은 상기 안내된 광을 외부로 방출한다.
본 실시 형태에서는 상기 제1 렌즈(20)의 광출사면(22)이 중앙을 향해 경사진 구조를 가지는 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 도 3a 및 도 3b에서는 상기 제1 렌즈(20)의 변형예를 각각 예시하고 있다.
도 3a에서와 같이, 상기 제1 렌즈(20)의 상면인 광출사면(22')은 평평한 형태 평면을 가질 수 있다. 그리고, 도 3b에서와 같이, 상기 제1 렌즈(20)의 광출사면(22')은 상부로 볼록한 형태의 볼록면을 가질 수 있다. 이러한 광출사면(22,22')은 조명 설계에 따라서 다양하게 변형될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 '상부', '하부', '상면', '하면' 등의 용어는 도면을 기준으로 한 것이며, 실제로는 렌즈 유닛이 배치되는 방향에 따라 그 용어는 달라질 수 있을 것이다.
상기 제2 렌즈(30)는 상기 제1 렌즈(20)와 분리된 구조로 구비되며, 상기 관통홀(21) 내에 상기 광원(10)과 마주하며 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제2 렌즈(30)는 상기 관통홀(21) 내에서 광축(X) 방향을 따라서 상하로 수직하게 이동할 수 있다.
상기 제2 렌즈(30)는 상기 관통홀(21)과 대응되는 단면 형상을 갖는 기둥 구조를 가질 수 있다. 본 실시 형태에서는 상기 제2 렌즈(30)가 도 1 및 도 2에서 도시하는 바와 같이 원통형 기둥 구조를 가지는 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈(30)는 사각형, 오각형, 육각형, 팔각형 등의 다양한 단면 형상의 구조를 가질 수 있다.
상기 제2 렌즈(30)의 양 단면, 즉 상면과 하면은 각각 상기 관통홀(21)로부터 외부로 노출될 수 있으며, 상기 제2 렌즈(30)는 상기 외부로 노출되는 양 단면 중 상기 광원(10)과 마주하는 면인 하면에 의해 정의되는 광입사면(31)을 가질 수 있다.
상기 광입사면(31)은 상기 광원(10)을 향해 볼록한 곡면을 가질 수 있다. 또한, 상기 광입사면(31')은 도 4a에서와 같이 평탄면을 가지거나, 도 4b에서와 같이 오목면을 가질 수도 있다. 이러한 광입사면(31)의 구조는 구현하고자 하는 조명 설계에 따라서 선택적으로 채용할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 상기 제2 렌즈(30)의 광입사면(31)과 대향하는 상면이 평면을 가지는 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈(30)의 상면은 상부로 볼록한 볼록면을 가질 수도 있다.
상기 제2 렌즈(30)는 도 5a 및 도 5b에서 도시하는 바와 같이, 고정된 상기 제1 렌즈(20)의 상기 관통홀(21) 내에서 광축(X) 방향을 따라서 상하로 이동하며, 상기 제2 렌즈(30)의 상하 이동을 통해 상기 제1 렌즈(20)로 입사되는 광의 양을 조절하여 배광 형태를 다양하게 변형시킬 수 있다. 도 6a 내지 도 7b를 참조하여 이에 대해 설명한다.
도 6a는 도 5a의 광원 모듈에서 광 경로를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 6b는 배광 곡선을 개략적으로 나타내는 그래프이고, 도 7a는 도 5b의 광원 모듈에서 광 경로를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 7b는 배광 곡선을 개략적으로 나타내는 그래프이다.
도 5a 및 도 6a에서 도시하는 바와 같이, 제2 렌즈(30)가 광원(10)에 인접하여 위치하는 경우, 상기 광원(10)에서 발생된 광은 대부분 상기 제2 렌즈(30)의 광입사면(31)을 통해 상기 제2 렌즈(30) 내부로 입사되고, 상기 제1 렌즈(20)로 입사되는 광은 상대적으로 적은 양이 입사되는 것을 확인할 수 있다.
상기 제2 렌즈(30)로 입사된 대부분의 광은 상기 광출사면(22)에서 넓은 조사각을 가지며 외부로 조사되며, 이에 대한 배광 곡선은 도 6b에서 확인할 수 있다.
한편, 도 5b 및 도 7a에서 도시하는 바와 같이, 제2 렌즈(30)가 광원(10)으로부터 멀리 떨어져 위치하는 경우, 상기 광원(10)에서 발생된 광은 제2 렌즈(30)와 제1 렌즈(20)로 입사하게 되며, 상기 도 6a의 경우에 비해 제1 렌즈(20)로 입사되는 광이 증가됨을 확인할 수 있다.
상기 제2 렌즈(30)로 입사된 일부 광은 상기 제2 렌즈(30)의 이동에 따른 위치 변화로 상기 광원(10)으로부터의 초점이 변화함에 따라 상기 도 6a에 비해 상대적으로 좁은 조사각을 가지며 외부로 조사된다. 그리고, 상기 제1 렌즈(20)로 입사된 나머지 광은 상기 반사면(23)에서 반사되어 상기 광출사면(22)을 통해 외부로 조사되되 조사각이 좁은 집속 형태로 조사된다. 이에 대한 배광 곡선은 도 7b에서 확인할 수 있다.
도 6a 및 도 7a에서 확인할 수 있듯이, 제2 렌즈(30)의 위치 변화에 따라서 각각 상이한 배광 형태를 얻을 수 있으며, 단일의 고정된 배광 형태가 아니라 제2 렌즈(30)의 위치를 조절함을 통해 배광 형태를 다양하게 조절할 수 있다.
도 8a 및 도 8b에서는 각각 도 6a 및 도 7a에 대한 조도 분포를 도시하고 있다. 배광 형태의 차이에 따라서 분포의 크기도 변화됨을 확인할 수 있다.
상기 제1 렌즈(20)와 제2 렌즈(30)는 투광성을 갖는 수지 재질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등을 포함할 수 있다. 또한, 글라스 재질로 이루어질 수도 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
도 9a 및 도 9b에서는 상기 제1 및 제2 렌즈에 대한 다른 실시 형태를 도시하고 있다. 도 9a 및 도 9b에서 도시하는 실시 형태에 따른 렌즈를 구성하는 구조는 상기 도 1 내지 도 5에 도시된 실시 형태와 기본적인 구조는 실질적으로 동일하다. 다만, 제1 렌즈(20')와 제2 렌즈(30') 사이에 홈과 돌기를 구비하는 점에서 상기 도 1 내지 도 5에 도시된 실시 형태와 다르기 때문에 이하에서는 앞서 설명한 실시 형태와 중복되는 부분에 관한 설명은 생략하고, 제1 및 제2 렌즈의 변형된 구조를 위주로 설명한다.
도 9a 및 도 9b에서 도시하는 바와 같이, 상기 제1 렌즈(20')는 상기 관통홀(21)의 표면에 광축(X) 방향을 따라서 형성된 복수의 홈(24)을 더 포함할 수 있다. 상기 복수의 홈(24)은 상기 관통홀(21) 내에서 이동하는 상기 제2 렌즈(30')의 위치를 조정하기 위한 것이며, 광축(X) 방향을 따라서 일정한 간격으로 이격되어 형성될 수 있다. 그리고, 상기 복수의 홈(24)이 각각 형성된 위치는 상기 제2 렌즈(30')가 배치될 위치를 정의할 수 있다.
본 실시 형태에서는 상기 홈(24)이 상하로 2개 구비되는 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 상기 복수의 홈(24)은 3개 이상으로 구비될 수 있으며, 홈의 이격된 간격에 따라서 상기 제2 렌즈(30')의 위치를 보다 미세하게 조정할 수 있다.
상기 제2 렌즈(30')는 상기 복수의 홈(24) 중 어느 일측에 선택적으로 삽입되도록 그 외측면에 형성된 돌기(32)를 더 포함할 수 있다. 상기 돌기(32)는 상기 제2 렌즈(30')가 상기 관통홀(21) 내에서 광축(X) 방향을 따라 수직하게 이동하는 과정에서 어느 일측의 홈(24)에 삽입됨으로써 상기 제2 렌즈(30')가 상기 관통홀(21) 내에서 설정된 위치에 올바르게 배치될 수 있도록 한다.
이와 같이, 본 실시 형태에서는 상기 제1 렌즈(20')의 관통홀(21)에 형성된 홈(24)과 상기 제2 렌즈(30')에 형성된 돌기(32)를 통해 상기 제2 렌즈(30')의 위치가 일정하게 조정될 수 있으며, 상기 제2 렌즈(30')는 상기 홈(24) 사이의 간격을 이동 범위로 하여 제한된 범위 내에서 이동할 수 있다.
한편, 본 실시 형태에서는 상기 홈(24)과 돌기(32)의 맞물림 구조를 예시하고 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈(20')의 관통홀(21)의 표면과 상기 제2 렌즈(30')의 표면에는 각각 나사산이 형성되어 스크류 체결 방식을 통해 맞물리는 것도 가능하다.
도 10a 내지 도 10c에서는 상기 도 9의 렌즈에 대한 변형된 실시 형태를 도시하고 있다. 도 10a 내지 도 10c에서 도시하는 실시 형태에 따른 렌즈의 구조는 상기 도 9에 도시된 실시 형태와 기본적인 구조는 실질적으로 동일하다. 다만, 제2 렌즈가 파지 수단을 구비하는 점에서 상기 도 9에 도시된 실시 형태와 차이가 있다.
도 10a 내지 도 10c에서 도시하는 바와 같이, 상기 제2 렌즈(30')는 상면에 돌출되어 형성된 파지 수단(33)을 더 포함할 수 있다.
상기 파지 수단(33)은 사용자가 직접 상기 제2 렌즈(30')를 파지하여 상기 제2 렌즈(30')의 위치를 조절할 수 있도록 하는 기능을 수행한다. 이를 위해, 상기 파지 수단(33)은 상기 제2 렌즈(30')의 상면으로부터 돌출되는 구조로 형성되어 사용자가 상기 제2 렌즈(30')를 용이하게 파지할 수 있도록 한다.
상기 파지 수단(33)은 도 10a에서와 같이 상기 제2 렌즈(30')의 상면 가장자리에 단차 구조로 형성될 수 있다. 또한, 도 10b에서와 같이 상기 파지 수단(33)은 상기 제2 렌즈(30')의 상면 가장자리에 돌출되어 구비될 수도 있다. 또한, 도 10c에서와 같이 상기 파지 수단(33)은 상기 제2 렌즈(30')의 상면 중앙에 돌출되어 구비될 수도 있다.
본 실시 형태에서는 상기 제1 렌즈(20')와 제2 렌즈(30')에 각각 홈(24)과 돌기(32)가 구비된 실시 형태를 예시하고 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 도 1 내지 도 5에서와 같이 상기 제1 렌즈(20)와 제2 렌즈(30)는 홈(24)과 돌기(32)가 생략될 수도 있다.
도 11a 내지 도 12b에서는 상기 제1 및 제2 렌즈에 대한 또 다른 실시 형태를 도시하고 있다. 도 11a 내지 도 12b에서 도시하는 실시 형태에 따른 렌즈의 구조는 상기 도 1 내지 도 10에 도시된 실시 형태와 기본적인 구조는 실질적으로 동일하다. 다만, 제1 렌즈와 제2 렌즈가 각각 가이드홈과 연장부를 구비하는 점에서 상기 도 1 내지 도 10에 도시된 실시 형태와 다르기 때문에 이하에서는 앞서 설명한 실시 형태와 중복되는 부분에 관한 설명은 생략하고, 제1 및 제2 렌즈의 변형된 구조를 위주로 설명한다.
도 11a 내지 도 12b에서 도시하는 바와 같이, 상기 제1 렌즈(20'')는 외측면 중 일부가 부분적으로 절개되어 상기 관통홀(21)을 외부로 노출시키는 가이드홈(25)을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 가이드홈(25)은 상기 제1 렌즈(20'')의 외측면인 반사면(23)의 일부가 광축(X) 방향을 따라서 상기 관통홀(21)과 나란하게 일정 두께로 부분적으로 절개된 구조로 형성될 수 있다. 상기 가이드홈(25)에 의해 상기 관통홀(21)은 상기 제1 렌즈(20'')의 반사면(23)으로부터 부분적으로 외부로 노출될 수 있다.
상기 제2 렌즈(30'')는 상기 가이드홈(25)을 통해 상기 제1 렌즈(20'')의 외측면 바깥쪽으로 돌출되는 연장부(34)를 더 포함할 수 있다. 상기 연장부(34)는 상기 제2 렌즈(30'')의 외측면으로부터 돌출되어 상기 가이드홈(25)을 관통하는 구조로 구비될 수 있다. 상기 연장부(34)는 상기 제2 렌즈(30'')와 일체로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 연장부(34)는 접착제 등을 통해 상기 제2 렌즈(30'')의 외측면에 부착될 수 있다. 이 경우, 상기 연장부(34)는 상기 제2 렌즈(30'')와 동일한 재질로 이루어질 수 있다.
상기 연장부(34)는 상기 가이드홈(25)과 함께 상기 제2 렌즈(30'')의 위치를 미세하게 조정할 수 있도록 하는 기능을 수행한다. 즉, 상기 연장부(34)는 외부에서 가해지는 힘에 의해 상기 가이드홈(25)을 따라서 수직하게 이동할 수 있고, 이에 따라 상기 제2 렌즈(30'')는 상기 관통홀(21) 내에서 이동하며 위치가 조정될 수 있다. 상기 연장부(34)는, 예를 들어, 사용자에 의해 이동될 수 있다. 즉, 사용자가 직접 상기 연장부(34)를 이동시킴으로써 상기 제2 렌즈(30'')의 위치를 조정할 수 있다. 또한, 상기 연장부(34)는, 예를 들어, 액츄에이터 등과 같은 구동 수단과 연결되어 자동적으로 위치가 조정될 수 있다. 이 경우, 원격 제어 수단을 통해 상기 액츄에이터의 작동을 제어하는 것이 가능하다.
도 13a 및 도 13b에서는 상기 렌즈에 대한 또 다른 실시 형태를 도시하고 있다. 도 13a 및 도 13b에서 도시하는 실시 형태에 따른 렌즈의 구조는 상기 도 1 내지 도 12에 도시된 실시 형태와 기본적인 구조는 실질적으로 동일하다. 다만, 제1 렌즈가 지지부를 구비하는 점에서 상기 도 1 내지 도 12에 도시된 실시 형태와 다르기 때문에 이하에서는 앞서 설명한 실시 형태와 중복되는 부분에 관한 설명은 생략하고, 제1 렌즈의 변형된 구조를 위주로 설명한다.
도 13a 및 도 13b에서 도시하는 바와 같이 상기 제1 렌즈(20''')는 지지부(26)를 구비할 수 있다. 상기 지지부(26)는 상기 제1 렌즈(20''')의 하면으로부터 방사상으로 연장되어 상기 제1 렌즈(20''')와 일체를 이룰 수 있다. 상기 지지부(26)는 상기 광원(10)의 기판(11) 상에 부착될 수 있으며, 따라서 상기 제1 렌즈(20''')는 상기 광원(10)에 직접적으로 고정될 수 있다.
도 14를 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 조명 장치에 대해 설명한다. 도 14는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 조명 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 조명 장치(0)는 본체(300), 상기 본체의 일면에 장착되는 광원(100), 상기 본체의 상기 일면에 장착되어 상기 광원 상에 배치되는 렌즈 유닛(200)을 포함하며, 상기 렌즈 유닛을 보호하도록 상기 렌즈 유닛 둘레를 감싸는 하우징(400)을 더 포함할 수 있다.
본체(300)는 광원(100)과 렌즈 유닛(200)을 일면을 통해 지지하고 고정시키는 기본 프레임으로서 기능을 하며, 광원(100)에서 발생된 열을 외부로 방출시키는 히트 싱크로서 기능을 수행한다. 상기 본체(300)는 열전도율이 높고 견고한 재질, 예컨대 금속 재질로 이루어질 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 본체(300) 내에는 상기 광원(100)으로 전원을 공급하기 위한 전원공급장치(PSU) 등이 내장될 수 있다. 그리고, 방열 효율의 향상을 위해 상기 본체에는 방열핀이 구비될 수 있다.
상기 본체(300)의 타면에는, 예컨대 소켓에 체결되어 전기적으로 연결될 수 있도록 단자부(310)가 마련될 수 있다. 본 실시 형태에서는 상기 단자부(310)가 나사모양을 갖는 에디슨 타입(Edison type)인 것을 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
광원(100)은 기판(110)과 상기 기판(110) 상에 실장되는 적어도 하나의 발광소자(120)를 포함할 수 있다. 상기 광원(100)은 상기 도 1의 광원 모듈에 개시된 광원(10)과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
렌즈 유닛(200)은 제1 렌즈(210) 및 상기 제1 렌즈(210) 내에 배치되는 제2 렌즈(220)를 포함할 수 있다.
상기 제1 렌즈(210)는 상기 광원(100) 상에 배치되며, 상면과 하면을 관통하는 관통홀(211)을 구비할 수 있다. 그리고, 상기 제2 렌즈(220)는 상기 관통홀(211) 내에 상기 광원(100)과 마주하며 배치되며, 광축 방향을 따라서 이동하며 상기 광원(100)에서 발생되는 광의 상기 제1 렌즈(210)로 입사되는 양을 조절할 수 있다.
상기 제1 및 제2 렌즈(210,220)를 포함하는 상기 렌즈 유닛(200)은 상기 도 1 내지 도 13에 개시된 광원 모듈의 렌즈(20,30)와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
하우징(400)은 상기 본체(300)의 상기 일면에 장착되어 상기 렌즈 유닛(200)을 보호하도록 상기 렌즈 유닛(200) 둘레를 감싸는 구조로 구비될 수 있다.
도면에서 도시하는 바와 같이, 상기 렌즈 유닛(200)의 제1 렌즈(210)는 상기 광원(100)의 기판(110)상에 직접 고정될 수 있으며, 제1 렌즈(210)의 광출사면은 상기 하우징(400)의 중앙에 구비되는 개구(410)를 통해 외부로 노출될 수 있다. 본 실시 형태에서는 상기 렌즈 유닛(200)의 제1 렌즈(210)가 상기 기판(110) 상에 직접 고정되는 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈(210)는 상기 하우징(400)의 개구(410)에 끼움고정되는 방식으로 체결되어 고정될 수 있다.
상기 하우징(400)은 투명 또는 불투명 재질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 수지재를 사출성형하여 형성될 수 있다. 또한, 방열 측면을 고려하여 금속 재질로 이루어지는 것도 가능하며, 기타 세라믹을 소재로 하여 형성될 수도 있다.
도 15에서는 상기 조명 장치가 건물의 천장에 장착되어 실내 조명으로 사용되는 상태를 개략적으로 도시하고 있다.
상기 조명 장치(0)는 다운 라이트(down light)로 사용될 수 있으며, 상기 제1 렌즈(210)와 제2 렌즈(220)로 구성되는 렌즈 유닛(200)을 통해 배광 형태를 조절함으로써 상황에 따라서 원하는 조명을 구현할 수 있다.
예를 들어, 도 13a에서 도시하는 바와 같이, 특정 부분만을 집중하여 조명할 필요가 있는 경우에는 제2 렌즈(220)의 위치를 조절하여 좁은 배광이 형성되도록 한다. 좁은 배광은 도 5b에서와 같이 제2 렌즈(220)의 위치를 광원(100)으로부터 멀리 떨어진 위치로 이동시킴으로써 구현할 수 있다.
또한, 도 13b에서 도시하는 바와 같이, 전체적으로 넓은 영역으로 조명할 필요가 있는 경우에는 제2 렌즈(220)의 위치를 반대로 조절하여 넓은 배광이 형성되도록 한다. 넓은 배광은 도 5a에서와 같이 제2 렌즈(220)의 위치를 광원(100)과 가까운 위치로 이동시킴으로써 구현할 수 있다.
이러한 제2 렌즈(220)의 위치 조정은 사용자가 직접 제2 렌즈(220)를 파지한 상태에서 조절하거나, 제2 렌즈(220)와 연결된 액츄에이터등을 원격으로 작동시킴을 통해 용이하게 수행할 수 있다.
본 실시 형태에서는 상기 조명 장치가 실내 조명으로 사용되는 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 조명 장치는 실외 조명으로 사용될 수 있고, 자동차와 같은 이동 수단에도 사용될 수 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에 따른 조명 장치는 렌즈의 위치 조정을 통해 배광 형태를 조절함으로써 다양한 조명을 연출하는 것이 가능하다. 따라서, 종래와 같이 상황에 맞는 조명을 구현하기 위해 원하는 배광을 갖는 조명 장치로 매번 교체해야 하는 문제가 해소될 수 있다.
특히, 렌즈 전체가 이동하는 구조가 아니라 고정된 렌즈 내에 배치된 또 다른 렌즈가 이동하는 2중 렌즈 구조를 가짐으로 보다 미세하게 배광을 조절할 수 있고, 또한 렌즈 전체를 이동시키기 위한 별도의 이동 수단이 생략될 수 있어 제품의 소형화 구현에 보다 용이하다는 장점을 갖는다.
이상에서 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
0... 조명 장치 1... 광원 모듈
10, 100... 광원 11, 110... 기판
12, 120... 발광소자 20, 210... 제1 렌즈
21... 관통홀 22... 광출사면
23... 반사면 24... 홈
25... 가이드홈 26... 지지부
30, 220... 제2 렌즈 31... 광입사면
32... 돌기 33... 파지 수단
34... 연장부 300... 본체
400... 하우징

Claims (10)

  1. 광원;
    상기 광원 상에 배치되며, 상면과 하면을 관통하는 관통홀을 구비하는 제1 렌즈; 및
    상기 관통홀 내에 상기 광원과 마주하며 배치되며, 광축 방향을 따라서 이동하며 상기 광원에서 발생되는 광의 상기 제1 렌즈로 입사되는 양을 조절하는 제2 렌즈;
    를 포함하는 광원 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는,
    상기 하면보다 큰 크기를 갖는 상면에 의해 정의되는 광출사면; 및
    상기 상면과 하면 사이의 측면에 의해 정의되며, 상기 관통홀의 둘레에 구비되어 상기 제2 렌즈에서 입사된 광을 상기 광출사면으로 안내하는 반사면;
    을 포함하는 광원 모듈.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 상기 관통홀의 표면에 광축 방향을 따라서 형성된 복수의 홈을 더 포함하고,
    상기 제2 렌즈는 상기 복수의 홈 중 어느 일측에 선택적으로 삽입되도록 그 외측면에 형성된 돌기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 외측면 중 일부가 부분적으로 절개되어 상기 관통홀을 노출시키는 가이드홈을 더 포함하고,
    상기 제2 렌즈는 상기 가이드홈을 통해 상기 제1 렌즈의 외측면 바깥쪽으로 돌출되는 연장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 렌즈는 상기 관통홀과 대응되는 단면 형상을 갖는 기둥 구조를 가지며, 상기 관통홀로부터 외부로 노출되는 양 단면 중 상기 광원과 마주하는 면에 의해 정의되는 광입사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 렌즈는 상면에 돌출되어 형성된 파지 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 기판, 및 상기 기판 상에 실장된 적어도 하나의 발광소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  8. 본체;
    상기 본체의 일면에 장착되는 광원;
    상기 본체의 상기 일면에 장착되어 상기 광원 상에 배치되는 렌즈 유닛;
    을 포함하고, 상기 렌즈 유닛은,
    상기 광원 상에 배치되며 상면과 하면을 관통하는 관통홀을 구비하는 제1 렌즈 및 상기 관통홀 내에 상기 광원과 마주하며 배치되며 광축 방향을 따라서 이동하며 상기 광원에서 발생되는 광의 상기 제1 렌즈로 입사되는 양을 조절하는 제2 렌즈를 포함하는 조명 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 상기 본체에 고정되고, 상기 제2 렌즈는 상기 관통홀 내에서 이동하며 상기 광원과의 거리를 변화시켜 상기 렌즈 유닛을 통해 외부로 조사되는 광의 배광을 조절하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 렌즈 유닛을 보호하도록 상기 렌즈 유닛 둘레를 감싸는 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
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