KR20220132177A - 살균 조명 장치 - Google Patents

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Abstract

살균 조명 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 살균 조명 장치는, 제1 광을 발광 가능한 제1 LED; 상기 제1 LED와 나란하게 이격 마련되고 제2 광을 발광 가능한 제2 LED; 및 상기 제1 LED와 상기 제2 LED 상에 배치되고, 상기 제1 광을 투과시키는 투명부와 상기 제2 광을 투과시키는 불투명부로 분할 구획된 커버를 포함할 수 있다.

Description

살균 조명 장치{DISINFECTANT ILLUMINATING APPARATUS}
본 발명은 살균 조명 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조명 기능과 함께 살균 기능을 구현 가능한 살균 조명 장치에 관한 것이다.
LED(light emitting diode)는 전기에너지를 빛 에너지로 변환 가능한 반도체로 이루어진 발광 소자이다. 발광 소자는 수명이 길고 저전력 구동이 가능해 다양한 분야에서 광범위하게 이용되고 있다.
LED 조명 장치는, LED 광원을 외부로 발광하여 조명으로 사용 가능하다. 직진성을 가지는 LED의 빛을 조명 장치로 사용하기 위해, 확산 경로상 감쇠가 일어나는 공간으로 빛을 산란시키기 위해 확산 시트(diffuser sheet)를 마련하고 있다. 일정한 방향으로 조사되는 LED 빛을 확산 시트로 확장 산란시켜 공간 내 빛을 퍼지게 해 광휘도 균일화를 일으키기 위함이다.
조명 장치는 광의 파장에 따라 적외선과 가시광선, 자외선으로 나뉘는데, 그 중 자외선 LED는 DNA나 RNA를 가진 세균을 제거 가능해 살균 효과가 뛰어나나, 인체가 자외선에 노출시 진피층까지 투과해 광노화를 일으키거나 홍반 또는 수포 등과 같은 피부 손상, DNA 변화는 물론 피부암을 유발하는 문제점이 있었다.
한국공개공보 제10-2020-0108734호와 같은 조명 장치에서는 살균 성능을 높이고 인체에 해를 입히지 않기 위해 400~430nm 파장대의 LED를 이용하고 있으나, 400~430nm 파장대의 LED와 함께 확산 시트를 사용할 경우, 살균 효과를 가지는 400~430nm 파장대의 확산 시트 투과율 저하로 살균 기능이 현저히 떨어지는 문제점이 있었다.
한국공개공보 제10-2020-0108734호(공개일자: 2020.09.21.)
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 선명한 밝기의 조명을 제공하는 동시에 유해한 세균을 살균해 청정한 환경을 제공 가능한 살균 조명 장치에 관한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 살균 조명 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 살균 조명 장치는, 제1 광을 발광 가능한 제1 LED; 상기 제1 LED와 나란하게 이격 마련되고 제2 광을 발광 가능한 제2 LED; 및 상기 제1 LED와 상기 제2 LED 상에 배치되고, 상기 제1 광을 투과시키는 투명부와 상기 제2 광을 투과시키는 불투명부로 분할 구획된 커버를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 투명부는 상기 불투명부에 비해 상대적으로 협폭을 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 LED와 상기 제2 LED 상부에 제공되며, 상기 제1 광과 상기 제2 광의 각도를 측방으로 분산시키는 렌즈를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 렌즈는, 상기 제1 LED 상에 제공되어 상기 제1 LED에서 출사된 상기 제1 광을 광각으로 분산시키는 광각 렌즈; 및 상기 제2 LED 상에 제공되어 상기 제2 LED에서 출사된 상기 제2 광을 협각으로 분산시키는 협각 렌즈를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 휘도가 높은 제1 LED 상에 커버의 불투명부가 마주하도록 배치되고 상대적으로 휘도가 낮아 빛 번짐이 적은 제2 LED 상에 투명부가 마주하도록 배치됨으로써, 제1 광과 제2 광의 경로를 달리함에 따라 눈의 피로는 최소화하면서도 피조명 영역의 살균 효과를 극대화할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 일정 조도 이상의 광량 확보가 가능한 제1 LED와 살균 효과를 가지는 제2 LED를 선택적으로 호환하여 발광시킴으로써, 피조명 영역을 환하게 비추면서도 피조명 영역을 청정하게 조성할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 커버에서 선택적으로 불투명부가 제1 광을 확산시킴으로써, 별도 확산 시트를 별도로 필요로 하지 않아, 일정 두께 이하의 박형 살균 조명 장치를 구현 가능한 이점이 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 컨트롤러에 의해 조명 모드와 살균 모드, 조명-살균 혼합 모드로 제1 LED와 제2 LED를 선택적 점등 가능함으로써, 하나의 장치로 복합 기능을 구현 가능한 이점이 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 커버의 투명부가 투명성을 유지함으로써, 제2 LED에서 발광된 제2 광을 그대로 피조명 영역에 조사하여 효과적인 살균력을 가지는 이점이 있다.
도 1(a) 내지 도 1(g)는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 조명 장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1(a)에서 제1 LED와 제2 LED의 배치관계를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1(c)의 A-A' 단면을 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1(c)에서 제1 LED와 제2 LED의 배치관계를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 1(c)에서 제1 LED와 제2 LED의 배치관계를 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 형상 및 크기는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서 어느 한 실시예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시예는 그것의 상보적인 실시예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1(a) 내지 도 1(g)는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 조명 장치(10)를 보여주는 도면이고, 도 2는 도 1(a)에서 제1 LED(100)와 제2 LED(200)의 배치관계를 보여주는 도면이고, 도 3은 도 1(c)의 A-A' 단면을 보여주는 도면이고, 도 4는 도 1(c)에서 제1 LED(100)와 제2 LED(200)의 배치관계를 보여주는 도면이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 1(c)에서 제1 LED(100)와 제2 LED(200)의 배치관계를 보여주는 도면이다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 조명 장치(10)를 구성하는 각 구성요소에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1(a) 내지 도 5)를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 조명 장치(10)는, 피조명 영역을 밝게 비추기 위해 제1 광을 발광 조사하되, 인체에 무해하면서도 살균 효과가 우수한 가시광선 영역대의 제2 광을 발광 가능한 조명 장치이다. 살균 조명 장치(10)는, 제1 LED(100)와 제2 LED(200), 커버(300)를 포함하고, 렌즈(400)와 컨트롤러(500)를 더 포함할 수 있다.
도 1(a) 내지 도 1(g)에 도시된 대로 살균 조명 장치(10)는, 판형 조명 장치일 수 있다. 살균 조명 장치(10)는, 소정 두께를 이루며 원형, 정사각형, 타원형 또는 직사각형 등 다양한 형태의 단면 형상을 가질 수 있다.
다시 도 2 내지 도 5를 참조하면 제1 LED(100)는, 특정 공간을 밝히기 위한 조명으로 사용될 수 있다. 제1 LED(100)는, 제1 광을 발광할 수 있다.
제1 LED(100)는, 직하형 타입의 조명 장치로 이용될 수 있다. 제1 LED(100)는, 기판(S) 상에 복수개가 배열 마련될 수 있다. 제1 LED(100)는, 기판(S) 상에 제2 LED(200)와 서로 이격되어 마련될 수 있다. 제1 LED(100)는, 임의 단위로 묶여 배열되거나, 일정 간격을 따라 서로 간섭이 일어나지 않도록 제2 LED(200)와 순차적으로 나란히 마련될 수 있다.
제1 LED(100)는, 기판(S) 상에 마련되며, 기판(S) 상에 복수개가 구비됨으로써 일정 수준 이상의 광량을 확보해 주 조명으로 기능할 수 있다.
다시 도 2 내지 도 5를 참조하면 제2 LED(200)는, 특정 공간을 살균하기 위해 제2 광을 발광시킬 수 있다. 제2 LED(200)는, 제1 LED(100)와 서로 간섭이 일어나지 않도록 제1 LED(100)와 나란하게 이격 마련될 수 있다. 제2 LED(200)는, 기판(S)의 일면 상에 복수개가 배열 마련될 수 있다. 제2 LED(200)는, 제2 광을 발광할 수 있다.
제2 LED(200)는, 직하형 조명 장치로 피조명 영역과 마주하도록 배치 마련될 수 있다. 제2 LED(200)는, 전방의 피조명 영역으로 직접 조명 방식에 의해 제2 광을 발광할 수 있다.
제2 LED(200)는, 수직방향에서 후술할 불투명부(320)와 이격되도록 배치 마련될 수 있다. 이로 인해 제2 LED(200)의 제2 광 경로상 불투명부(320)에 의해 광 경로에 있어 간섭을 일으키지 않을 수 있다. 피조명 영역을 향해 제2 광이 정면 발광하며 휘도 감소, 광 경로 간섭 등을 일으키지 않고 제2 광의 살균 기능을 저해되지 않은 채 피조명 영역에 조사될 수 있다.
제2 LED(200)는, 피조명 영역에서 균일한 살균 기능이 발현될 수 있도록 일정한 배열을 이루며 배치 마련될 수 있다. 제2 LED(200)는, 제1 LED(100)에 비해 상대적으로 휘도가 적고 빛 번짐이 일어나지 않아 피조명 영역과 마주보도록 배치된 기판(S) 상에 마련될 수 있다.
일 실시예에 따르면 제2 광은, 가시광 영역대 광의 파장 중 400~430nm 파장대일 수 있다. 제2 광은 바람직하게 405nm의 근자외선 파장의 광일 수 있다. 제2 광은, 박테리아 내 포피린과 반응해 활성산소를 유발, 세포를 파괴해 사멸, 불활성화시킬 수 있고, 나아가 악취발생원을 제거할 수 있다. 일 실시예에 따른 박테리아에는 포도구균, CONS, 연쇄구균, 장구균 등이 있다.
다시 도 5를 참조하면 일 실시예에 따른 제1 LED(100)와 제2 LED(200)는, 영역별 개수와 피치가 서로 다를 수 있다. 제1 LED(100)와 제2 LED(200)는, 서로 다른 피치로 배열되어 기판(S) 상에 특정한 배열 구조로 배치될 수 있다.
기판(S)은, 제1 평면을 이룰 수 있다. 기판은, 제1 LED(100)와 제2 LED(200)를 지지하고, 제1 LED(100)와 제2 LED(200)에 전원을 공급할 수 있는 PCB일 수 있다.
다시 도 1(a) 내지 도 5를 참조하면 커버(300)는, 제1 LED(100)와 제2 LED(200) 상부에 제공되어 외부 환경으로부터 제1 LED(100)와 제2 LED(200)를 분리 보호할 수 있다. 커버(300)는, 제1 광과 제2 광을 피조명 영역으로 투과시 광의 특성을 저하시키지 않을 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 광은, 커버(300)를 투과함에 따라 제2 LED(200)의 제2 광이 파장 변화 없이 피조명 영역으로 전달되도록 할 수 있다.
일 실시예에 따른 커버(300)는, 투명부(310)와 불투명부(320)로 분할 구획될 수 있다.
투명부(310)는, 제1 광을 투과시키도록 제2 LED(200)과 수직방향에서 나란하게 마련될 수 있다. 불투명부(320)는, 제2 광을 투과시키도록 제1 LED(100)과 수직방향에서 나란하게 마련될 수 있다. 불투명부(320)는, 제1 광의 조사 경로 상 제1 광을 확산시켜 제1 광의 지향각을 넓히기 위한 확산재를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면 커버(300)는, 유리, 아크릴, 폴리카보네이트(polycarbonate), 쿼츠(quartz) 또는 폴리스티렌(polystyrene) 중 적어도 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다. 커버(300)은, 제1 광 및 제2 광을 투과하여 피조명 영역에 조사되도록 할 수 있다.
일 실시예에 따른 투명부(310)는, 불투명부(320)에 비해 상대적으로 협폭을 가질 수 있다. 투명부(310)에 비해 불투명부(320)가 넓은 영역을 차지하고, 이에 대응되어 제1 LED(100)가 제2 LED(200)에 비해 넓은 면적으로 배치 마련됨으로써, 조명으로서 주기능을 할 수 있기 위함이다.
다시 도 2 또는 도 4를 참조하면 일 실시예에 따른 투명부(310)는, 하나의 판형으로 이루어지고, 불투명부(320)는 임의 영역에 추가 적층되도록 마련될 수 있다.
일 실시예에 의한 불투명부(320)는, 투명부(310) 상에 확산제가 첨가된 잉크를 프린팅해 추가 적층하여 마련될 수 있다. 다른 실시예에 의한 투명부(310)와 불투명부(320)는, 이중 압출 방식에 의해 형성될 수 있다. 또 다른 실시예에 의한 투명부(310)와 불투명부(320)는, 일정 깊이로 식각하는 레이저 가공 등에 의한 임프린팅(imprinting) 방식으로 가공 형성될 수 있다.
다시 도 2와 도 4를 참조하면 렌즈(400)는, 제1 LED(100)의 제1광과 제2 LED(200)의 제2 광 각각의 각도를 독립적으로 측방 분산 조절할 수 있다. 렌즈(400)는, 제1 LED(100)와 제2 LED(200) 상부에 각각 제공될 수 있다. 렌즈(400)는, 제1 렌즈(410)와 제2 렌즈(420)를 포함할 수 있다.
제1 렌즈(410)는, 제1 LED(100) 상에 제공될 수 있다. 제1 렌즈(410)는, 제1 LED(100)에서 출사된 제1 광을 광각으로 분산시킬 수 있다. 바람직하게 제1 렌즈(410)는, 제1 광이140도 내지 170도의 지향각을 가질 수 있도록 분산시킬 수 있다.
제2 렌즈(420)는, 제2 LED(200) 상에 제공될 수 있다. 제2 렌즈(420)는, 제2 LED(200)에서 출사된 제2 광을 협각으로 분산시킬 수 있다. 바람직하게 제2 렌즈(200)는, 제2 광이20도 내지 100도의 지향각을 가질 수 있도록 분산시킬 수 있다.
렌즈(400)는, 중심축을 기준으로 방사상 대칭을 이루는 반구형 렌즈일 수 있다.
다시 도 2와 도 4를 참조하면 컨트롤러(500)는, 제1 LED(100)와 제2 LED(200)의 온/오프(ON/OFF)를 독립적으로 조절 가능하다. 컨트롤러(500)는, 제1 LED(100)와 제2 LED(200)의 광량을 독립적으로 조절할 수 있다. 컨트롤러(500)는, 선택적으로 제1 LED(100)를 구동시키는 조명 모드와 제2 LED(200)를 구동시키는 살균 모드, 제1 LED(100)와 제2 LED(200)를 구동시키는 조명-살균 혼합 모드, 제1 LED(100)와 제2 LED(200) 모두를 점멸하는 소등 모드로 살균 조명 장치(10)를 선택적으로 구동 제어할 수 있다.
반사층(미도시)은, 기판(S) 상에 제1 LED(100) 및 제2 LED(200)와 나란하게 기판(S) 상에 도포 형성될 수 있다. 반사층(미도시)은, 제1 LED(100) 및 제2 LED(200)가 노출된 상태에서 기판(S) 상에 도포되도록 형성될 수 있다. 반사층(미도시)은, 피조명 영역 방향으로 기판(S)의 표면이 노출되지 않도록 하고, 제1 광 및 제2 광이 피조명 영역 방향으로 집중되도록 반사시킬 수 있다.
또한 반사층(미도시)은, 방열 성능이 우수한 재질로 이루어져 제1 LED(100)과 제2 LED(200)에서 발생되는 열을 외부로 배출시키는 히트 싱크(heat sink)로 기능할 수 있다. 반사층(미도시)은, 열전도성이 우수한 재질로 이루어질 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
10 : 살균 조명 장치
100 : 제1 LED
200 : 제2 LED
300 : 커버 310 : 투명부
320 : 불투명부 330 : 경계영역
400 : 렌즈 410 : 제1 렌즈
420 : 제2 렌즈
500 : 컨트롤러
S : 기판

Claims (4)

  1. 제1 광을 발광 가능한 제1 LED;
    상기 제1 LED와 나란하게 이격 마련되고 제2 광을 발광 가능한 제2 LED; 및
    상기 제1 LED와 상기 제2 LED 상에 배치되고, 상기 제1 광을 투과시키는 투명부와 상기 제2 광을 투과시키는 불투명부로 분할 구획된 커버를 포함하는, 살균 조명 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명부는 상기 불투명부에 비해 상대적으로 협폭을 가지는, 살균 조명 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 LED와 상기 제2 LED 상부에 제공되며, 상기 제1 광과 상기 제2 광의 각도를 측방으로 분산시키는 렌즈를 더 포함하는, 살균 조명 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 렌즈는,
    상기 제1 LED 상에 제공되어 상기 제1 LED에서 출사된 상기 제1 광을 광각으로 분산시키는 광각 렌즈; 및
    상기 제2 LED 상에 제공되어 상기 제2 LED에서 출사된 상기 제2 광을 협각으로 분산시키는 협각 렌즈를 포함하는, 살균 조명 장치.
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