KR20170127283A - 간접조명방식의 led 조명장치 - Google Patents

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Abstract

광원인 LED로부터 조사되는 빛이 그 조사되는 방향과 동일한 방향으로 투광되어 조명되는 것이 아니라 LED로부터 조사되는 빛과 직교되는 방향으로 간접 조명이 이루어질 수 있도록 복수의 LED로 구성되는 LED 모듈; 상기 LED 모듈과 결합되어 LED로부터 조사되는 빛이 투광되는 투광패널; 및 상기 투광패널의 일면에 그 투광패널을 통하여 투광되는 빛을 LED 모듈로부터 조사되는 방향과 직교되는 방향으로 간접 조명되도록 구비되는 반사부재;를 포함하는 간접조명방식의 LED 조명장치를 제공한다.
그에 따라 눈부심이 발생하지 않으면서도 최대한의 광량으로 효율적인 조명이 이루어질 수 있는 효과를 가진다.

Description

간접조명방식의 LED 조명장치{LED lighting devices for indirect illumination}
본 발명은 LED를 이용한 간접조명방식의 LED 조명장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 간단한 기술적 구성을 가지면서 광원인 LED로부터 조사되는 빛이 그 조사되는 방향과 동일한 방향으로 투광되어 조명되는 것이 아니라 LED로부터 조사되는 빛과 직교되는 방향으로 간접 조명이 이루어질 수 있도록 한 간접조명방식의 LED 조명장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이 LED(Light Emitting Diode)는 낮은 소비전력과 긴 수명, 다양한 색상구현은 물론 친환경적인 장점으로 인해 새로운 광원으로의 크게 활용되고 있다.
특히 백색광을 방출하는 백색 LED는 LCD-TV용 백라이트, 자동차 헤드램프, 일반 조명 등으로 실용화되고 있으며, 기존의 백열등과 형광등을 대체하는 조명으로 사용되는 등, 그 용도가 점차 확대되고 있다.
아울러, LED는 화합물 반도체 단자에 전류를 흘러서 P-N 접합 부근이나 활성층에서 전자와 홀의 결합에 의해 빛을 방출하는 소자의 특성상 직진성이 강한 특성을 가진다.
그에 따라 LED를 사용한 조명장치는 상당히 강한 광도를 가짐에 따라 종래 LED 조명장치는 도광판이나 확산시트에 의해 빛을 분산시켜 조명이 이루어질 수 있도록 하는 방식이 적용됨에 따라 효율성이 떨어지는 단점을 가진다.
더욱이 종래 대부분의 LED 조명장치는 그 광원인 LED로부터 조사되는 빛이 그 조사되는 방향과 동일한 방향으로 직접 조사되도록 함으로써, 유리커버나 아크릴커버를 통하여 투광되는 조명 빛 자체도 사용자에게는 눈부심 등을 유발하는 단점을 가진다.
상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여, 종래에도 LED를 이용한 간접 조명방식의 조명장치가 제안된 바, 이러한 선행기술에는 대한민국 등록특허 제10-1198692호에 게시된 바와 같이 LED를 이용한 빛확산부를 이용한 간접 조명방식으로 구조개선함과 동시에 상기 빛확산부의 설치 배열을 투명관내에서 조명부에 맞게 배치 설계함으로써, 발광에 필요한 LED의 사용을 최소화할 수 있도록 한 기술이 제안된 바 있다(이하 '선행기술문헌 1'이라 한다).
또한, 대한민국 공개특허 제10-2013-0039982호 및 대한민국 등록특허 제10-1428796호에 게시된 바와 같이 LED에서 조사된 빛을 반사시켜 조명이 이루어질 수 있도록 하는 기술도 제안된 바 있다(이하 '선행기술문헌 2'라 한다).
대한민국 등록특허 제10-1198692호 대한민국 공개특허 제10-2013-0039982호 대한민국 등록특허 제10-1428796호
그러나 선행기술문헌 1은 LED를 적용하기 위한 복잡한 기술적 구성을 가지는 단점을 가진다.
선행기술문헌 2는 반사되는 조명 빛 간의 난반사 등으로 인해 오히려 빛 산란이 심하게 발생하는 단점을 가진다.
상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 주된 해결과제는 간단한 기술적 구성을 가지면서 광원인 LED로부터 조사되는 빛이 그 조사되는 방향과 동일한 방향으로 투광되어 조명되는 것이 아니라 LED로부터 조사되는 빛과 직교되는 방향으로 간접 조명이 이루어질 수 있도록 한 간접조명방식의 LED 조명장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 해결하기 위한 다른 기술적 과제는 LED 조명장치의 디자인적인 가치를 높힘과 아울러 조명 빛의 확산 효율성을 높일 수 있도록 하는 데 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 LED로부터 조사되는 빛을 그 조사되는 방향과 직교되는 방향으로 간접조명이 이루어지도록 한 LED 조명장치로서, 복수의 LED로 구성되는 LED 모듈; 상기 LED 모듈과 결합되어 LED로부터 조사되는 빛이 투광되는 투광패널; 및 상기 투광패널의 일면에 그 투광패널을 통하여 투광되는 빛을 LED 모듈로부터 조사되는 방향과 직교되는 방향으로 간접 조명되도록 구비되는 반사부재;를 포함한다.
상기 투광패널은 3~5㎜의 두께를 가지는 폴리스틸렌(PS, Poly stylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, Poly ethylene terephthalate), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, Poly methyl methacrylate), 폴리카보네이트(PC, Poly carbonate), 백유리(Glass clear), 청유리(Glass green) 중의 어느 하나이다.
상기 반사부재는 투광패널의 일면으로 알루미늄 증착되는 알루미늄 증착면이다.
상기 반사부재가 형성된 반대 측 투광패널의 표면에는 투광되는 빛을 흡수하여 확산시키도록 마련된 패턴 인쇄부를 더 포함한다.
상기 패턴 인쇄부의 잉크는 광 확산잉크이다.
상기 광 확산잉크의 도막 두께는 5~10㎛이다.
상기 반사부재는 투광패널의 일면에 접합 또는 접착되는 거울이다.
본 발명은 간단한 기술적 구성을 가지면서 광원인 LED로부터 조사되는 빛이 그 조사되는 방향과 동일한 방향으로 투광되어 조명되는 것이 아니라 LED로부터 조사되는 빛과 직교되는 방향으로 간접 조명이 이루어질 수 있도록 함으로써, 눈부심이 발생하지 않으면서도 최대한의 광량으로 효율적인 조명이 이루어질 수 있는 효과를 가진다.
또한, 광 확상잉크의 패턴 인쇄로 인해 LED 조명장치의 디자인적인 가치를 높힘과 아울러 조명 빛의 확산 효율성을 높일 수 있도록 함으로써, 조명장치로의 입체감 표현은 물론 미적 표현을 자유롭게 할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 컬러로의 구현도 가능한 효과도 가진다.
도 1은 본 발명을 설명하기 위한 단면도,
도 2는 도 1에 따른 빛이 조사되는 상태를 설명하기 위한 단면도,
도 3은 도 1에 따른 패턴 인쇄부의 여러 실시 예를 도시한 정면도,
도 4는 본 발명의 다른 실시 예를 설명하기 위한 측단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 좀 더 상세하게 설명하면 다음과 같으며, 본 발명이 실시 예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명을 설명하기 위한 단면도이며, 도 2는 도 1에 따른 빛이 조사되는 상태를 설명하기 위한 단면도이고, 도 3은 도 1에 따른 패턴 인쇄부의 여러 실시 예를 도시한 정면도이다.
도시된 바와 같이 공지된 LED로부터 조사되는 빛을 그 조사되는 방향과 직교되는 방향으로 간접조명이 이루어지도록 한 LED 조명장치(1)를 제시한다.
본 발명은 간단한 기술적 구성을 가지면서 광원인 LED로부터 조사되는 빛이 그 조사되는 방향과 동일한 방향으로 투광되어 조명되는 것이 아니라 LED로부터 조사되는 빛과 직교되는 방향으로 간접 조명이 이루어질 수 있도록 하는 데 있다.
본 발명에 따른 LED 조명장치(1)는 통상적인 복수의 LED로 구성되는 LED 모듈(10)과; 상기 LED 모듈(10)과 결합되어 LED로부터 조사되는 빛이 투광되는 투광패널(20); 및 상기 투광패널(20)의 일면에 그 투광패널(20)을 통하여 투광되는 빛을 LED 모듈(10)로부터 조사되는 방향과 직교되는 방향으로 간접 조명되도록 구비되는 반사부재(30);를 포함한다.
여기서, 도시하지 않았지만, 상기 LED 모듈과 투광패널은 테두리가 통상적인 케이스나 프레임 등에 의해 감싸지도록 결합하는 것이 바람직하다.
LED 모듈(10)의 각 LED는 투광패널의 폭과 대응되는 적어도 1줄 이상 나란하게 배치하는 것이 바람직하며, 상기 투광패널의 폭과 대응되는 폭의 통상적인 케이스에 공지된 방식에 의해 마련되는 것이 바람직하다.
투광패널(20)은 3~5㎜의 두께를 가지는 폴리스틸렌(PS, Poly stylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, Poly ethylene terephthalate), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, Poly methyl methacrylate), 폴리카보네이트(PC, Poly carbonate), 백유리(Glass clear), 청유리(Glass green) 중의 어느 하나인 것이 바람직하다.
여기서, LED의 광량을 효율적으로 활용하고 에너지 효율을 높일 수 있도록 하기 위해서는 하기 표 1를 참조하여, 투과율이 최소 90%이상인 것이 바람직한 것으로, 고투과율을 가지는 상기한 투광패널 중 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, Poly methyl methacrylate), 폴리카보네이트(PC, Poly carbonate), 백유리(Glass clear)를 사용하는 것이 바람직하다.
* 소재별 투과율(가시광선투과율, 반사율)
항목 PS PET PMMA PC Glass
Clear		 Glass
Green
가시광선투과율(%) 62 82~85 90~93 75~90 89~91 81~87
확산도 80 73 75 72
아울러, 투광패널의 두께가 5㎜ 이상의 두께가 두꺼울수록 가시광선 투과율이 떨어지므로 에너지 효율이 감소함은 물론 조도 또한 감소한다. 이때, 유리의 경우 두께가 두꺼울수록 중량이 무겁고 가격도 상승 됨에 따라 5mm 이하가 적정하다 할 것이다.
또한, 투광패널의 두께가 3㎜ 이하의 두께로 얇을 경우 가시광선 투과율은 높아질 수 있으나 직진성이 있는 LED 광원이 얇은 두께로 인해, 특히 유리의 경우 옆으로 분산되어 직진하는 빛의 효율이 낮아지며, 가공성 및 패널의 휨 현상 등으로 인해 조명장치로서의 사용이 극히 제한되는 단점을 가진다.
또한, 투광패널을 유리로 사용할 경우에는 3㎜ 이하의 유리는 가격이 매우 비싸서 경제적인 가치가 없는 단점을 가진다.
그에 따라 투광패널은 고투과율을 가지면서 3~5㎜의 두께를 가지는 것이 이상적이라 할 것이다.
반사부재(30)는 투광패널(20)의 일면으로 LED 모듈(10)의 LED로부터 조사되는 빛이 투광패널을 통하여 투광되는 과정에서 효율적인 광량을 유지하면서 조사되는 빛을 직교되는 방향으로 반사시켜 간접조명이 이루어질 수 있도록 공지된 방식에 의해 알루미늄 증착되는 알루미늄 증착면인 것이 바람직하다. 즉, 상기 알루미늄 증착은 공지된 거울을 제조시 사용하는 방법이 적용된다.
그로 인해 LED 모듈의 LED로부터 조사되는 빛이 투광패널로 투광되는 과정에서 반사부재로 인해 그 조사되는 방향과 직교되는 방향으로 간접조명이 이루어질 수 있도록 함으로써, LED로부터 빛이 직접 조사되어 눈부심 등으로 인한 불편함을 해소하면서 효율적인 조명이 이루어질 수 있는 장점을 가진다.
한편, 상기 반사부재(30)가 형성된 반대 측 투광패널(20)의 표면에는 디자인적인 가치를 높이면서 조명장치의 입체감 표현은 물론 미적 표현이 자유롭고 다양한 컬러를 구현할 수 있도록 투광되는 빛을 흡수하여 확산시키도록 마련된 패턴 인쇄부(40)를 더 포함한다. 이때, 상기 패턴 인쇄부(40)의 잉크는 공지된 광 확산잉크인 것이 바람직하다.
그리고 상기 패턴 인쇄부는 도시된 바와 같이 원형 도트패턴은 물론 세로 직선 패턴, 가로 직선패턴 등은 물론 원하는 다양한 형상 모양으로 형성할 수 있다.
여기서, 바람직한 패턴 인쇄부로는 LED로부터 조사되는 광량이 그 LED의 반대 측 투광패널의 끝단까지 전달되는 광량을 비교해 보면 패턴 인쇄부가 없는 것이 제일 많이 도달하게 되고, 각 패턴 인쇄부가 서로 떨어져 있는 원형 도트패턴, 세로직선 패턴, 가로 직선패턴 순으로 광량 도달이 적어진다.
즉, 투광패널의 일면으로 형성되는 패턴 인쇄부로 인해 직광성이 있는 LED의 빛이 그 패턴 인쇄부에 의해 간섭이 받는 관계로, 끝단까지도달하는 광량의 변화가 일어나게 되는 것이다.
그에 따라 광 확산잉크에 의해 형성된 패턴 인쇄부는 LED로부터 조사되는 빛을 흡수한 후 전면으로 확산시키는 역할을 함으로서, 간접조명에 따른 빛 또한 최대한 효율적으로 방사하여 에너지 효율을 극대화할 수 있는 역할을 한다.
더욱이, 패턴 인쇄부는 디자인적인 가치를 높이면서 조명장치의 입체감 표현은 물론 미적 표현이 자유롭고 다양한 컬러를 구현할 수 있는 조건 또한 충족한다.
아울러, 상기 광 확산잉크(Diffusion ink)는 공지된 인쇄기법 또는 코팅방식에 인쇄 또는 코팅하는 것이 바람직하다. 즉, 광 확산잉크는 광원으로부터 조사되는 빛이 선광원에서 면광원으로 조사가 이루어질 수 있도록 하기 위한 것이다. 다시 말해서, 투광패널에서 투광되면서 반사부재에 의해 그 조사되는 직교되는 방향으로 조명되는 빛이 은은하면서 균일하게 면광원으로 조사가 이루어질 수 있도록 하는 것이다.
이러한, 광 확산잉크와 관련된 선행기술에는 PCT/KR2012/003271, 대한민국 등록특허 제10-0466091호, 대한민국 등록특허 제10-0943233호, 대한민국 등록특허 제0972845호, 및 대한민국 등록특허 제10-1128342호 등에 게시된바, 상세한 설명은 생략함은 물론 상기한 선행기술 이외에 공지된 어떠한 광 확산잉크를 적용하여도 무방하다.
또한, 상기 광 확산잉크는 패턴 인쇄시 그 패턴 인쇄의 폭이 넓으면 넓을수록 빛의 흡수량에 대비 확산량이 줄어들어 조조가 떨어지고, 패턴 인쇄의 폭이 너무 좁으면 패턴 인쇄부에서의 빛의 흡수량이 적어 광원으로부터 나오는 빛이 투광패널의 끝단까지 전달되는 빛이 많아서 전면부로 방출되는 조도가 떨어진다. 그로 인해 패턴 인쇄부의 패턴 폭은 대략 1~2㎜로, 각 패턴 간의 간격은 1~3㎜로 형성하는 것이 바람직하다.
특히, 광 확산잉크의 도막 두께 또한 높을수록 빛의 흡수량 대비 확산량이 줄어들어서 조도가 떨어지므로 가능하면 낮은 도막 두께로 형성하는 것이 바람직한 것으로, 가장 적정한 상기 광 확산잉크의 도막 두께는 5~10㎛로 흡수량 대비 확산량의 효율이 가장 높도록 하는 것이 바람직하다. 이때, 상기한 두께로의 인쇄를 위한 인쇄제판 규격은 대략 90~150 mesh가 적당하다 할 것이다. 아울러, 5㎛ 이하의 두께를 가질 경우는 빛 전체가 투과되는 단점으로 인해 상기한 두께가 적정하다 할 것이다.
그로 인해 패턴 인쇄부는 상기한 조건을 충족하도록 마련함으로써, 간접조명과 함께 전면부로의 확산시켜 에너지 효율을 극대화할 수 있는 장점을 가진다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예를 설명하기 위한 측단면도이다.
도시된 바와 같이 상기한 구성에서, 투광패널의 일면에 형성되는 반사부재를 알루미늄 증착하는 알루미늄 증착면 대신에 그 알루미늄 증착면과 같은 역할을 대신할 수 있도록 한다.
반사부재(30)는 투광패널(20)의 일면에 접합 또는 접착되는 거울(32)인 것이 바람직하다. 상기 거울은 공지된 기술적 구성을 가지는 것으로, 유리, 증착면 및 백페인트로 구성된다.
접합이란 둘 이상의 것을 한데 맞붙임의 의미로, 서로 맞닿아 브래킷이나 프레임, 테이핑 등이나 투명의 접착제 등을 사용하여 접합하는 것을 의미한다.
접착이라 하면, 어떤 것이 다른 것에 달라붙게 하는 것을 의미하는 것으로, 이 또한 서로 맞닿게 브래킷이나 프레임, 테이핑 등이나 투명의 접착제 등을 사용하는 접착하는 것을 의미할 수 있다.
그에 따라 본 발명의 다른 실시 예는 투광패널에 반사부재인 거울을 접합 또한 접착하고, 상기 투광패널의 측면 일단에 LED 모듈을 구비함으로써, 전술한 투광패널에 별도의 증착 공정을 통하여 알루미늄 증착면을 형성하는 작업 없이도 동일한 조건을 가질 수 있도록 제작할 수 있는 장점을 가진다.
이는, 기존의 각 물품을 서로 간단하게 조립이나 접합 또는 접착에 의해 간단하게 이루어질 수 있는 편리성을 제공한다.
그리고 본 발명의 다른 실시 예 또한 도시하지 않았지만, 반사부재인 거울과 투광패널 및 LED 모듈의 테두리에 공지된 방식에 의해 마감부재로 마감하는 것이 바람직하다.
1 : LED 조명장치
10 : LED 모듈 20 : 투광패널
30 : 반사부재 32 : 거울
40 : 패턴 인쇄부

Claims (7)

  1. LED로부터 조사되는 빛을 그 조사되는 방향과 직교되는 방향으로 간접조명이 이루어지도록 한 LED 조명장치로서,
    복수의 LED로 구성되는 LED 모듈;
    상기 LED 모듈과 결합되어 LED로부터 조사되는 빛이 투광되는 투광패널; 및
    상기 투광패널의 일면에 그 투광패널을 통하여 투광되는 빛을 LED 모듈로부터 조사되는 방향과 직교되는 방향으로 간접 조명되도록 구비되는 반사부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 간접조명방식의 LED 조명장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 투광패널은 3~5㎜의 두께를 가지는 폴리스틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 백유리, 청유리 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 간접조명방식의 LED 조명장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반사부재는 투광패널의 일면으로 알루미늄 증착되는 알루미늄 증착면인 것을 특징으로 하는 간접조명방식의 LED 조명장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사부재가 형성된 반대 측 투광패널의 표면에는 투광되는 빛을 흡수하여 확산시키도록 마련된 패턴 인쇄부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 간접조명방식의 LED 조명장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 패턴 인쇄부의 잉크는 광 확산잉크인 것을 특징으로 하는 간접조명방식의 LED 조명장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 광 확산잉크의 도막 두께는 5~10㎛인 것을 특징으로 하는 간접조명방식의 LED 조명장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 반사부재는 투광패널의 일면에 접합 또는 접착되는 거울인 것을 특징으로 하는 간접조명방식의 LED 조명장치.
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