WO2014133266A1 - 단위 발광 블록, 조명 장치 키트 및 조명 장치 - Google Patents

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이건영
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Definitions

  • the unit light emitting block may further include an internal power supply unit which is built in the block body and converts AC power input through the first electrical connection unit into a low voltage DC power source and outputs the low voltage DC power to the electrical terminals.
  • the "low voltage DC power supply” means a DC power supply of a voltage that does not cause a safety problem to the human body, such as a shock due to electric shock, and may be, for example, a DC power supply having a voltage of 75V or less. Accordingly, the unit light emitting block can be safely used by directly connecting to the home AC power supply.
  • FIG. 5 is a view for explaining a light emitting device according to an embodiment of the present invention, (a) and (b) is a sectional view, (c) is a circuit diagram.
  • FIG. 7 shows an example of a lighting device assembled according to an embodiment of the present invention.
  • each pair of electrical terminals 57a and 57b is configured such that the light emitting device 60 is connected.
  • the electrical terminals 57a and 57b may be holes (outlets) capable of receiving electrode pins of the light emitting device 60.
  • the electrical terminals 57a and 57b may be pads in electrical contact with the leads of the light emitting device 60, and fixing means for fixing the light emitting device 60 may be provided in the block body 51. Can be.
  • the light emitting device 60 may be temporarily fixed to the block body 51 by fixing means (not shown), and may be electrically connected to the electrical terminals 57a and 57b.
  • the inlet of the housing 71 may have a variety of shapes, such as circular, polygonal, etc., according to the inlet shape of the housing 71, it is possible to implement various shapes of the light emitted from the light emitting device (60a).
  • the light emitting device 60 may further include a constant current circuit 75 in addition to the light emitting diode chip 67, and may further include a zener diode 77.
  • the zener diode 77 may be mounted in the package main body 65 to protect the light emitting diode chip 60 from high voltage such as electrostatic discharge.
  • the circuit board 131 may have a coupling mechanism for coupling the lens 140, for example, coupling grooves 137 or a coupling jaw.
  • the lens of FIG. 10 (b) has an overall hexahedral shape and may emit light to the side and the front surface.
  • the lens of Fig. 10 (c) has a triangular column shape, and both sides of the recess have a steep slope. Such lenses reduce the light emitted to the side and emit light primarily to the front. Therefore, it can be used suitably when installing a lighting device in the corner of a room.
  • FIG. 14 is a schematic view illustrating a rechargeable lighting device according to another embodiment of the present invention.
  • the above-described embodiments supply power to the light emitting device 130 from the outlet 10 using the wire 113. Therefore, when installing the lighting device, since the distance from the outlet 10 to the light emitting device 130 is connected by the wire 113, the installation position can be restricted.

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Abstract

단위 발광 블록 및 그것을 포함하는 조명 장치 키트가 제공된다. 단위 발광 블록은, 복수의 단위 발광 블록들이 상호 결합할 수 있는 것으로, 상면, 하면 및 측면을 갖는 블록 본체; 블록 본체에 위치하는 제1 전기 접속부; 및 블록 본체의 상면에 노출되며, 각각 제1 전기 접속부에 전기적으로 연결된 복수 쌍의 전기 단자들을 포함한다. 나아가, 전기 단자들의 각 쌍은 발광 장치가 접속되도록 구성되며, 복수 쌍의 전기 단자들에 접속되는 발광 장치들의 개수 및 위치를 변경하여 단위 발광 블록의 광 이미지를 변경할 수 있다. 또한, 사용자가 직접 조립하여 사용할 수 있는 조명 장치 키트 및 재충전이 가능한 조명 장치가 제공된다.

Description

단위 발광 블록, 조명 장치 키트 및 조명 장치
본 발명은 일반적으로 조명 장치 키트에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 사용자가 직접 조립하여 건물 내의 원하는 위치에 자유롭게 설치하고 또한 설치 위치를 자유롭게 변경할 수 있는 조명용 조명 장치 키트를 개시한다. 나아가, 본 발명은 상호 연결 가능한 단위 발광 블록들에 LED 모듈을 사용자가 원하는 형태로 조립하고, 또한, 사용자가 단위 발광 블록들을 원하는 형태로 조립함으로써, 사용자가 직접 조립하여 장식용이나 광고용으로 사용할 수 있는 조명 장치 키트를 개시한다.
발광 블록, 예컨대 LED 블록을 상호 결합하여 다양한 형태의 조명 장치를 구현하는 기술이 개발되고 있다. 예컨대, 대한민국 특허공개공보 제10-2010-0129844호는 마스터 블록과 슬레이브 블록들이 별도의 외부 전원선을 연결할 필요 없이 상호 연결되는 구성을 개시하고 있다.
마스터 블록이나 슬레이브 블록에는 발광 다이오드들이 설치되어 있으며, 이들 마스터 블록과 슬레이브 블록을 다양한 형태로 결합하여 광고용이나 장식용의 다양한 조명 장치를 구현할 수 있다.
그러나 종래 기술은, 발광 다이오드들이 미리 설치된 발광 블록을 이용하기 때문에, 사용자가 발광 블록의 광 이미지를 자유롭게 변형하기 어렵다. 이에 따라, 사용자가 구현할 수 있는 광 이미지가 상대적으로 제한된다. 나아가, 안정성 문제로, 어린 아이들이나 일반인이 가정용 고전압 교류 전원을 외부 전원으로 사용하는 것이 곤란하다.
한편, 전구나 형광등과 같은 조명 장치, 특히 실내의 메인 조명용 조명 장치는 일반적으로 미리 설치된 설비를 통해 전력을 공급받는다. 예컨대, 외부로부터 전력을 공급하는 전선 및 등기구가 실내의 특정 위치에 설치되고, 이러한 등기구에 전구나 형광등이 장착되어 조명 장치로 사용된다.
사용자는 일반적으로 등기구의 위치를 자유롭게 변경하기 어려우며, 다만, 전구나 형광등을 등기구로부터 교체할 수 있다. 이에 따라, 사용자가 필요에 따라 조명 위치를 자유롭게 변경하기 어렵다. 또한, 전구 및 형광등은 미리 설치된 등기구에 꼭 맞는 것을 사용해야 하므로, 전구나 형광등의 형상 및 크기가 등기구에 의해 제한된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 사용자가 원하는 형태의 광 이미지를 자유롭게 구현할 수 있는 단위 발광 블록을 제공함과 아울러, 이러한 단위 발광 블록들을 상호 결합하여 장식용이나 광고용으로 이용할 수 있는 장식용 조명 장치 키트를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 미리 설치된 등기구를 이용하는 것이 아니라, 사용자가 직접 조립해서 사용할 수 있는 일반 조명 장치 키트를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 어린아이들도 전기적으로 안전하게 조립할 수 있는 장식용 또는 일반 조명용 조명 장치 키트를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 복수의 단위 발광 블록들이 상호 결합할 수 있는 단위 발광 블록이 제공된다. 이 단위 발광 블록은, 상면, 하면 및 측면을 갖는 블록 본체; 상기 블록 본체에 위치하는 제1 전기 접속부; 및 상기 블록 본체의 상면에 노출되며, 각각 상기 제1 전기 접속부에 전기적으로 연결된 복수 쌍의 전기 단자들을 포함한다. 나아가, 상기 전기 단자들의 각 쌍은 발광 장치가 접속되도록 구성되며, 상기 복수 쌍의 전기 단자들에 접속되는 발광 장치들의 개수 및 위치를 변경하여 상기 단위 발광 블록의 광 이미지를 변경할 수 있다.
이에 따라, 사용자가 블록 본체 상에 발광 장치들을 실장하여 다양한 광 이미지를 구현할 수 있으며, 원하는 바에 따라, 발광 장치들의 개수나 위치를 변경함으로써 광 이미지를 다양하게 변경할 수 있다.
상기 블록 본체는 다양한 형상을 가질 수 있으며, 예컨대, 원형, 타원형 또는 다각형 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 다각형 형상은 정다각형뿐만 아니라, 별 형상과 같은 오목부를 갖는 다각형 형상을 포함할 수 있다.
한편, 상기 단위 발광 블록은, 상기 블록 본체에 실장된 광 감지 센서 또는 동작 감지 센서를 더 포함할 수 있다. 상기 센서와 스위칭 소자를 결합하여 단위 발광 블록이 야간에 및/또는 주변에 사람이 있을 때 작동하도록 할 수 있다. 상기 광 감지 센서는 포토 다이오드를 포함할 수 있다. 상기 포토 다이오드는 블록 본체에 실장되어 주변 광을 감지할 수 있다.
한편, 상기 복수 쌍의 전기 단자들은 상기 제1 전기 접속부에 병렬 연결될 수 있다. 여기서 복수 쌍의 전기 단자들의 "병렬 연결"은 각 쌍의 전기 단자들에 발광 장치가 접속되었을 때, 서로 다른 전기 단자들의 쌍에 각각 연결된 발광 장치들이 서로 병렬 연결되는 것을 나타낸다.
그러나 본 발명은 복수 쌍의 전기 단자들이 서로 병렬 연결된 것에 한정되는 것은 아니다. 상기 복수 쌍의 전기 단자들은 직렬, 병렬, 직병렬 등 다양한 형태로 서로 연결될 수 있다. 예컨대, 복수 쌍의 전기 단자들이 몇 개의 그룹으로 나뉘고 각 그룹 내의 쌍들이 서로 직렬(또는 병렬) 연결되고, 그룹들은 서로 병렬(또는 직렬) 연결될 수도 있다.
한편, 상기 단위 발광 블록은 상기 블록 본체의 측면에 위치하는 적어도 하나의 제2 전기 접속부를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 전기 접속부 또한 블록 본체의 일 측면에 위치할 수 있다. 상기 제1 전기 접속부는 외부 전원으로부터 상기 단위 발광 블록에 전압이 공급되는 전기 입력부이고, 상기 제2 전기 접속부는 상기 단위 발광 블록으로부터 외부로 전압이 공급되는 출력부일 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 제2 전기 접속부는 상기 제1 전기 접속부에 직접 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 상기 제2 전기 접속부는 상기 제1 전기 접속부와 동일한 전압차를 가질 수 있다.
한편, 상기 단위 발광 블록은, 상기 블록 본체에 내장되고, 상기 제1 전기 접속부를 통해 입력된 교류 전원을 저전압 직류 전원으로 변환하여 상기 전기 단자들에 출력하는 내부 전원 장치를 더 포함할 수 있다. 본 명세서에 있어서, 상기 '저전압 직류 전원'은 감전에 의한 쇼크 등과 같은 인체에 안전 문제를 유발하지 않는 전압의 직류 전원을 의미하며, 예컨대 75V 이하의 전압의 직류 전원일 수 있다. 이에 따라, 상기 단위 발광 블록을 직접 가정용 교류 전원에 연결하여 안전하게 사용할 수 있다.
한편, 상기 블록 본체는 블록 본체를 벽에 고정하기 위한 고정 수단을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 블록 본체는 하면에 적어도 하나의 요홈을 가질 수 있으며, 상기 요홈을 이용하여 블록 본체를 벽에 걸어 고정할 수 있다. 이와 달리, 상기 블록 본체 하면에 접착 테이프가 구비될 수도 있으며, 상기 블록 본체에 나사 구멍이 형성되어 나사에 의해 벽에 고정될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 단위 발광 블록들을 갖는 조명 장치 키트가 제공된다. 이 조명 장치 키트는, 상호 결합될 수 있는 복수의 단위 발광 블록들; 및 각 단위 발광 블록들에 실장될 수 있는 발광 장치들을 포함한다. 또한, 상기 단위 발광 블록은, 상면, 하면 및 측면을 갖는 블록 본체; 상기 블록 본체의 측면에 위치하는 제1 전기 접속부; 및 상기 블록 본체의 상면에 노출되며, 각각 상기 제1 전기 접속부에 전기적으로 연결된 복수 쌍의 전기 단자들을 포함한다. 나아가, 상기 전기 단자들의 각 쌍은 상기 발광 장치가 접속되도록 구성되며, 상기 복수 쌍의 전기 단자들에 접속되는 발광 장치들의 개수 및 위치를 변경하여 각 단위 발광 블록의 광 이미지를 변경할 수 있다.
이에 따라, 사용자가 단위 발광 블록들에 발광 장치들을 자유롭게 실장하여 다양한 광 이미지를 구현하는 단위 발광 블록들을 조립하고 이들 단위 발광 블록들을 자유롭게 결합하여 전체 광 이미지를 구현할 수 있다. 또한, 사용자가 단위 발광 블록들에 실장되는 발광 장치들의 개수 및 위치를 자유롭게 변경하고 또한 단위 발광 블록들의 결합 방식을 변경할 수 있어 다양한 전체 광 이미지를 자유롭게 구현할 수 있다.
또한, 상기 조명 장치 키트는, 교류 전원을 저전압 직류 전원으로 변환하는 외부 전원 장치를 더 포함할 수 있다. 상기 외부 전원 장치를 가정용 교류 전원에 연결하고, 단위 발광 블록을 외부 전원 장치에 연결할 수 있다. 이에 따라, 사용자가 전기적 충격에 대한 걱정없이 안전하게 단위 발광 블록들을 결합할 수 있다.
또한, 상기 조명 장치 키트는 광 감지 센서, 동작 감지 센서 또는 적외선 감지 센서를 더 포함할 수 있다. 상기 센서는 상기 외부 전원 장치 또는 단위 발광 블록에 실장될 수 있다.
한편, 상기 발광 장치는, 발광 다이오드 칩을 포함하되, 상기 발광 다이오드 칩은 15V 이상 75V 이하의 전압에서 구동될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 다이오드 칩은 서로 직렬 연결된 복수의 발광 다이오드 요소들을 포함하며, 따라서 상대적으로 높은 전압에서 구동될 수 있다. 이에 따라, 상대적으로 높은 전압에서 구동되면서도 작은 외형 크기를 갖는 발광 장치가 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 발광 장치가 서로 직렬 연결된 복수개의 발광 다이오드 칩을 포함할 수도 있다.
상기 발광 장치는, 상기 발광 다이오드 칩이 실장된 패키지 본체를 더 포함할 수 있으며, 나아가, 패키지 본체가 실장된 회로 기판을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 발광 장치는 상기 회로 기판 및 패키지 본체를 수용하는 하우징을 더 포함할 수 있다.
상기 발광 장치들은 각각 다양한 색상의 광, 예컨대, 적색, 황색, 녹색, 청색 또는 백색의 광을 방출할 수 있다.
한편, 상기 조명 장치 키트는, 상기 단위 발광 블록들을 전기적으로 상호 접속하는 양방향 커넥터를 더 포함할 수 있다. 상기 양방향 커넥터를 이용함으로써, 상기 단위 발광 블록들이 상호 결합되는 접속부들을 동일한 구조로 형성할 수 있어, 단위 발광 블록들의 형상을 간소화할 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 단위 발광 블록들을 서로 전기적으로 연결하기 위한 다양한 구조가 채택될 수 있다. 예를 들어, 단위 발광 블록이 돌출된 접속부와 오목한 접속부를 가질 수 있으며, 돌출된 접속부를 다른 단위 발광 블록의 오목한 접속부에 끼워 결합할 수 있다. 이때, 나사를 이용하여 돌출된 접속부와 오목한 접속부를 견고하게 고정할 수도 있다.
한편, 상기 단위 발광 블록은, 상기 블록 본체에 내장되고, 상기 제1 전기 접속부를 통해 입력된 교류 전원을 저전압 직류 전원으로 변환하여 상기 전기 단자들에 출력하는 내부 전원 장치를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 외부 전원 장치를 사용하지 않고도 전기적으로 안전하게 단위 발광 블록들을 결합할 수 있다.
한편, 상기 발광 장치는 정전류 회로를 포함할 수 있다. 상기 정전류 회로에 의해 발광 다이오드 칩에 과전류가 입력되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 일반 조명용 조명 장치 키트가 제공된다. 상기 조명 장치 키트는, 교류 전원을 직류 전원으로 변환하기 위한 컨버터; 발광 다이오드 칩을 포함하는 발광 장치; 및 상기 컨버터와 상기 발광 장치를 전기적으로 연결하기 위한 적어도 하나의 전선을 포함한다. 나아가, 상기 조명 장치 키트는 상기 발광 장치에서 방출된 광의 경로를 변경하기 위한 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다.
이에 따라, 사용자가 컨버터, 전선, 발광 장치 및 렌즈를 조립하여 조명 장치를 제작할 수 있으며, 다양한 위치에 조명 장치를 설치할 수 있다.
상기 컨버터는 100V 이상의 교류 전원을 15 내지 75V의 직류 전원으로 변환할 수 있다. 또한, 상기 발광 다이오드 칩은 15V 이상 75V 이하의 전압에서 구동될 수 있다.
한편, 상기 발광 장치는 상기 발광 다이오드 칩이 실장된 패키지 본체를 더 포함할 수 있다. 나아가, 상기 발광 장치는 상기 패키지 본체가 실장된 회로 기판을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 렌즈는 다리부들을 갖고, 상기 회로 기판은 상기 렌즈의 다리부들을 수용하기 위한 수용홈들을 가질 수 있다. 나아가, 상기 조명 장치 키트는 서로 다른 형상을 갖는 복수의 렌즈들을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 조명 장치 키트는, 상기 발광 장치를 장착하기 위한 베이스 기판을 더 포함할 수 있다. 상기 베이스 기판은 상기 전선을 연결하기 위한 전기 접속부 및 상기 전기 접속부에 전기적으로 연결된 적어도 한 쌍의 전기 단자들을 포함할 수 있다. 상기 발광 장치는 상기 한 쌍의 전기 단자들에 장착될 수 있다.
상기 조명 장치 키트는 실내 메인 조명용 조명 장치를 조립하기 위한 키트일 수 있다. 따라서, 사용자가 원하는 바에 따라 메인 조명 장치를 조립하여 제작할 수 있으며, 메인 조명 장치의 위치를 다양하게 변경할 수 있다.
한편, 상기 발광 장치 또는 상기 베이스 기판은 리모콘 또는 스마트폰을 이용한 제어 신호를 수신하여 발광 장치의 동작을 제어할 수 있는 무선 통신 회로를 포함할 수 있다. 이러한 기술은 예컨대 "스마트 전구" 기술로 알려져 있으며, 특히 스마트폰을 이용하여 WI-FI와 같은 무선 네트워크가 이용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면 축전지를 통해 전력을 공급받도록 구성된 실내의 메인 조명 장치가 제공된다. 이 메인 조명 장치는 재충전이 가능한 축전지를 포함한다.
또한, 상기 메인 조명 장치는, 적어도 한 쌍의 전기 단자들을 포함하는 베이스 기판; 및 발광 다이오드 칩을 포함하며, 상기 전기 단자들에 실장된 발광 장치를 더 포함할 수 있다. 상기 축전지는 상기 적어도 한 쌍의 전기 단자들에 전력을 공급하도록 상기 베이스 기판에 장착될 수 있다.
나아가, 상기 메인 조명 장치는 상기 발광 장치를 덮는 렌즈를 더 포함할 수 있다. 상기 렌즈를 이용하여 다양한 광 지향 패턴을 구현할 수 있다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 재충전이 가능한 조명 장치를 조립할 수 있는 조명 장치 키트가 제공된다. 이 조명 장치 키트는, 적어도 한 쌍의 전기 단자들을 포함하는 베이스 기판; 발광 다이오드 칩을 포함하며, 상기 전기 단자들에 실장될 수 있는 발광 장치; 상기 적어도 한 쌍의 전기 단자들에 전력을 공급하도록 상기 베이스 기판에 장착될 수 있는 축전지; 및 상기 축전지를 충전하기 위한 충전기를 포함한다.
나아가, 상기 조명 장치 키트는, 서로 다른 형상을 갖는 복수의 렌즈들을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 베이스 기판은 실내의 바닥, 천장 및 벽에 고정될 수 있는 고정 기구를 포함할 수 있다.
또한, 상기 조명 장치 키트는 상기 발광 장치에서 나온 광을 차단 또는 반사하는 갓을 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 발광 다이오드 칩은 15V 이상 75V 이하의 전압에서 구동될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 사용자가 원하는 형태의 광 이미지를 자유롭게 구현하고 또한 변경할 수 있는 단위 발광 블록을 제공할 수 있다. 또한, 이러한 단위 발광 블록들을 상호 결합하여 장식용이나 광고용으로 이용할 수 있는 장식용 조명 장치 키트를 제공할 수 있다. 나아가, 외부 전원 장치 또는 내부 전원 장치를 제공함으로써, 어린아이들도 전기적으로 안전하게 조립할 수 있는 장식용 조명 장치 키트를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 사용자가 직접 조립하여 실내의 메인 조명 장치로 사용할 수 있는 조명 장치 키트를 제공할 수 있다. 따라서, 종래 실내 조명을 위해 실내의 천장이나 벽에 설치하던 등기구를 제거할 수 있으며, 사용자가 필요에 따라 조명 위치를 자유롭게 변경할 수 있다. 나아가, 조명 장치의 형상이나 크기가 등기구에 의해 제한되지 않으므로, 사용자가 원하는 형상이나 크기의 조명 장치를 자유롭게 선택할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치를 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 발광 블록 및 양방향 커넥터를 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 발광 블록의 개략적인 배면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 발광 블록의 개략적인 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 도면들로서, (a) 및 (b)는 단면도를 나타내고, (c)는 회로도를 나타낸다.
도 6은 단위 발광 블록의 다양한 형상을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 조립된 조명 장치의 일 예를 도시한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치를 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시에에 따른 조명 장치 키트를 설명하기 위한 개략적인 도면들이다.
도 10은 도 9의 조명 장치 키트에 포함될 수 있는 다양한 렌즈들을 설명하기 위한 개략도들이다.
도 11, 도 12 및 도 13은 도 9의 조명 장치 키트를 사용하여 실내에 설치한 메인 조명 장치를 설명하기 위한 개략도들이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 재충전이 가능한 조명 장치를 설명하기 위한 개략도들이다.
(부호의 설명)
10: 콘센트 20: 플러그
30: 외부 전원 장치 50, 50a, 50b, 50c: 단위 발광 블록
35, 55, 55a, 55b: 커넥터 51: 블록 본체
53a: 제1 전기 접속부 53b: 제2 전기 접속부
57a, 57b: 전기 단자들 59: 요홈
60: 발광 장치 61: 회로 기판
63a, 63b, 73a, 73b: 리드 전극 65: 패키지 본체
67: 발광 다이오드 칩 69: 몰딩부
71: 하우징 75: 정전류 회로
77: 제너 다이오드 300 : 내부 전원 장치
110: 컨버터 120, 220: 베이스 기판
130: 발광 장치 140: 렌즈
210: 충전기 230: 축전지
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치를 설명하기 위한 개략적인 블록도이고, 도 2는 단위 발광 블록(50) 및 양방향 커넥터(55)를 설명하기 위한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 발광 블록(50)의 배면도이고, 도 4는 단위 발광 블록(50)의 회로도이다.
본 실시예에 따른 조명 장치는 사용자가 직접 조립하여 사용할 수 있는 조립 키트 형태로 제공되며, 도 1은 사용자에 의해 조립된 조명 장치를 도시하고 있다.
우선, 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치는, 플러그(20), 외부전원장치(30), 커넥터(35), 단위 발광 블록들(BLC 1~n; 50) 및 커넥터(55)를 포함한다.
상기 플러그(20)는 가정용 교류 전원의 출력부(10), 예컨대, 콘센트에 접속할 수 있는 구조를 갖는다. 상기 플러그(20)를 통해 가정용 교류 전원이 외부 전원 장치(30)에 입력된다.
외부 전원 장치(30)는 AC/DC 컨버터를 포함할 수 있으며, 고전압 교류전원, 예컨대 110V나 220V의 가정용 교류 전원을 저전압 직류 전원, 예컨대 75V 이하의 직류 전원으로 변환한다. 75V 이하의 직류 전원으로 변환하므로, 감전 등을 고려하지 않고도 안전하게 사용자들이 단위 발광 블록들(50)을 자유롭게 결합하여 사용할 수 있다.
또한, 외부 전원 장치(30)는 적어도 하나 이상의 직류 전압 출력 포트를 갖는다. 복수의 직류 전압 출력 포트가 제공될 경우, 이들 직류 전압 출력 포트들은 서로 동일한 직류 전압을 출력하도록 구성될 수 있으나, 필요에 따라, 서로 다른 직류 전압을 출력하도록 구성될 수도 있다.
커넥터(35)는 외부 전원 장치(30)와 단위 발광 블록(50)을 전기적으로 연결한다. 커넥터(35)는 외부 전원 장치(30) 및 단위 발광 블록(50)에 각각 접속되는 접속부를 갖는 양방향 커넥터일 수 있다.
한편, 외부 전원 장치(30)에 복수의 단위 발광 블록들(50)이 연결되며, 이들 단위 발광 블록들(50)은 커넥터(55)에 의해 상호 접속된다. 단위 발광 블록(50) 및 커넥터(55; 55a, 55b)에 대해서는 도 2에 더 자세히 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 단위 발광 블록(50)은, 블록 본체(51), 제1 전기 접속부(53a), 제2 전기 접속부(53b), 및 복수 쌍의 전기 단자들(57a, 57b)을 포함한다.
블록 본체(51)는 상면, 하면 및 측면을 가지며, 절연 물질, 예컨대 플라스틱으로 형성될 수 있다. 블록 본체(51)는 또한 인쇄 회로를 가질 수 있는데, 예를 들어, 블록 본체(51) 내부에 회로 패턴이 형성된 인쇄 회로 보드가 내장될 수 있다. 한편, 블록 본체(51)는 단위 발광 블록(50)을 실내 벽 등에 고정할 수 있는 고정수단을 가질 수 있다. 예컨대, 도 3에 도시한 바와 같이, 블록 본체(51)의 하면에 벽 걸이용 요홈(59)이 마련될 수 있으며, 이 요홈들(59)을 이용하여 블록 본체(51)를 벽에 걸 수 있다. 이와 달리, 블록 본체(51) 하면에 접착 테이프가 제공될 수도 있다.
제1 및 제2 전기 접속부(53a, 53b)는 블록 본체(51)의 측면에 위치할 수 있다. 도 2에 도시된 제2 전기 접속부(53b) 이외에 더 많은 전기 접속부들이 블록 본체(51)의 측면에 위치할 수 있으며, 이에 따라, 단위 발광 블록(50)의 다양한 측면에 또 다른 단위 발광 블록들(50)을 결합할 수 있다.
전기 접속부들(53a, 53b)은 특정 구조에 한정되는 것은 아니며, 다양한 구조를 가질 수 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 전기 접속부들(53a, 53b)이 핀형으로 형성될 수 있으며, 핀들을 양방향에서 수용하는 양방향 커넥터(55a, 55b)에 의해 복수의 단위 발광 블록들(50)이 서로 전기적으로 접속될 수 있다.
양방향 커넥터(55a)는 상대적으로 짧아 두 개의 단위 발광 블록들(50)을 근접하도록 결합하고, 양방향 커넥터(55b)는 케이블형으로 두 개의 단위 발광 블록들(50)을 멀리 떨어지도록 결합할 수 있다. 특히, 커넥터(55b)에 사용되는 케이블은, 저전압의 직류가 흐르기 때문에, 고전압 교류 전류용 케이블과 달리, 그 굵기가 매우 얇을 수 있다. 따라서, 유연한 케이블이 사용될 수 있으며, 또한, 케이블을 벽면 등에 부착하거나 벽에 형성된 홈 내에 삽입하여 고정할 수도 있다.
이와 달리, 상기 전기 접속부들(53a, 53b)은 돌출된 접속부와 오목한 접속부를 포함할 수 있으며, 하나의 단위 발광 블록(50)의 돌출된 접속부가 다른 단위 발광 블록(50)의 오목한 접속부에 삽입되어 전기적으로 접속될 수 있다. 이 경우, 나사를 이용하여 돌출된 접속부와 오목한 접속부를 견고하게 고정할 수도 있다.
또한, 전기적 접속과 물리적 접속을 분리하여 단위 발광 블록들(50)을 상호 결합할 수도 있다. 예컨대, 단위 발광 블록(50)의 측면에 전기 접속부들(53a, 53b)과 함께 돌출부 및 오목부를 형성할 수 있다. 이에 따라, 단위 발광 블록들(50)을 돌출부와 오목부를 이용하여 물리적으로 결합하고, 전기 접속부들(53a, 53b)을 이용하여 전기적으로 접속할 수 있다.
한편, 복수 쌍의 전기 단자들(57a, 57b)이 블록 본체(51)의 상면에 노출된다. 전기 단자들(57a, 57b)의 각 쌍은 발광 장치(60)가 접속되도록 구성된다. 예를 들어, 전기 단자들(57a, 57b)은 발광 장치(60)의 전극 핀들을 수용할 수 있는 홀들(콘센트)일 수 있다. 이와 달리, 상기 전기 단자들(57a, 57b)은 발광 장치(60)의 리드들에 전기적으로 접촉하는 패드들일 수 있으며, 발광 장치(60)를 고정시키는 고정 수단이 블록 본체(51)에 마련될 수 있다. 발광 장치(60)는 고정 수단(도시하지 않음)에 의해 일시적으로 블록 본체(51)에 고정됨과 아울러, 전기 단자들(57a, 57b)에 전기적으로 접속될 수 있다.
또한, 전기 단자들(57a, 57b)은 발광 장치(60)를 분리할 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 전기 단자들(57a, 57b)이 콘센트와 같은 구성인 경우, 발광 장치(60)는 전기 단자들(57a, 57b)로부터 쉽게 분리될 수 있다. 전기 단자들(57a, 57b)은 발광 장치(60)가 실장 및 분리되기 쉬운 구조를 가지며, 따라서, 사용자는 발광 장치(60)를 단위 발광 블록(50)에 자유롭게 실장 및 분리할 수 있어 원하는 광 이미지를 자유롭게 변경할 수 있다.
한편, 도 4는 전기 단자들(57a, 57b)과 전기 접속부들(53a, 53b)의 연결 구조의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 각 쌍의 전기 단자들(57a, 57b)은 제1 전기 접속부(53a)에 회로 패턴을 통해 연결된다. 상기 회로 패턴은 블록 본체(51) 내에 내장된 인쇄회로보드에 형성될 수 있다. 또한, 상기 인쇄회로보드는 다층 구조의 회로 배선을 가질 수 있다.
복수 쌍의 전기 단자들(57a, 57b)은 제1 전기 접속부(53a)에 서로 병렬 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 전기 단자들(57a, 57b)에 실장된 발광 장치들(60)은 서로 병렬 연결되며, 따라서, 단위 발광 블록(50)에 실장되는 발광 장치들(60)은 모두 동일한 전압에 의해 동작할 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 복수 쌍의 전기 단자들(57a, 57b)이 서로 직렬, 직병렬 등 다양한 형태로 전기적으로 연결될 수도 있다.
한편, 적어도 하나의 제2 전기 접속부들(53b)은 제1 전기 접속부(53a)에 직접 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 제2 전기 접속부들(53b)은 제1 전기 접속부(53)와 동일한 전압을 출력할 수 있다. 여기서, "제1" 전기 접속부(53a)는 외부 전원으로부터 전력이 입력되는 접속부를 나타내고, "제2" 전기 접속부(53b)는 단위 발광 블록(50)으로부터 전력이 출력되는 접속부를 나타내는 것으로 단위 발광 블록들(50)의 결합 순서에 따라 서로 뒤바뀔 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 발광 장치(60)를 설명하기 위한 도면들로서, (a) 및 (b)는 단면도를 나타내고, (c)는 회로도를 나타낸다.
도 5(a)를 참조하면, 발광 장치(60)는 회로 기판(61), 패키지 본체(65), 발광 다이오드 칩(67), 몰딩부(69), 리드 전극들(63a, 63b)을 포함할 수 있다. 발광 장치(60)는 발광 다이오드 모듈 형태로 제공될 수 있으며, 전기 단자들(57a, 57b)에 접속할 수 있는 구조를 가진다. 예컨대, 상기 리드 전극들(63a, 63b)이 핀형으로 형성되어 전기 단자들(57a, 57b)에 끼워질 수 있다.
발광 다이오드 칩(67)은 직렬 연결된 복수의 발광 다이오드 요소들을 포함할 수 있으며, 따라서, 15V 내지 75V의 직류 전압으로 구동될 수 있다. 이러한 발광 다이오드 칩(67)을 탑재한 발광 다이오드 패키지가 예컨대 Acrich MJT 시리즈로서, 서울반도체 주식회사로부터 입수 가능하다.
이와 달리, 복수의 발광 다이오드 칩(67)이 패키지 본체(65) 내에서 직렬 연결될 수도 있다. 다만, 복수의 발광 다이오드 요소들을 갖는 단일의 발광 다이오드 칩(67)을 실장함으로써, 패키지 및 발광 다이오드 모듈의 크기를 감소시킬 수 있어 유리하다.
한편, 발광 다이오드 칩(67)에서 방출된 광은 형광체와 같은 파장변환기에 의해 파장변환될 수 있다. 상기 형광체는 발광 다이오드 칩(67)에서 방출된 광의 경로 상에 다양하게 배치될 수 있으며, 예를 들어 몰딩부(69) 내에 분포될 수 있다. 발광 다이오드 칩(67)과 형광체의 조합에 의해 발광 장치(60)는 다양한 색상의 광, 예컨대, 적색광, 녹색광, 오렌지색광, 청색광 또는 백색광을 구현할 수 있다. 따라서, 조명 키트로 제공되는 발광 장치들(60)은 적색광을 방출하는 발광 장치, 오렌지색광을 방출하는 발광 장치, 녹색광을 방출하는 발광 장치, 청색광을 방출하는 발광 장치 및 백색광을 방출하는 발광장치들을 포함할 수 있다.
도 5(b)의 발광 장치(60a)는 도 5(a)를 참조하여 설명한 발광 장치(60)와 대체로 유사하나, 하우징(71)을 더 포함하며, 리드 전극들(73a, 73b)이 하우징(71)에 마련된 것에 차이가 있다.
회로기판(61) 및 패키지 본체(65)는 하우징(71) 내에 위치한다. 또한, 리드 전극들(73a, 73b)은 하우징(71)의 측면 및 하면에 형성되며, 회로 기판(61)에 전기적으로 접속되어 발광 다이오드 칩(67)에 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 상기 하우징(71)의 입구는 원형, 다각형 등 다양한 형상을 가질 수 있으며, 하우징(71)의 입구 형상에 따라, 발광 장치(60a)에서 방출되는 광의 형상을 다양하게 구현할 수 있다.
한편, 도 5(c)를 참조하면, 발광 장치(60)는 발광 다이오드 칩(67)에 더하여 정전류 회로(75)를 더 포함할 수 있으며, 또한 제너 다이오드(77)를 더 포함할 수 있다. 제너 다이오드(77)는 패키지 본체(65) 내에 실장될 수 있으며, 정전 방전 등의 고전압으로부터 발광 다이오드 칩(60)을 보호한다.
한편, 정전류 회로(75)는 회로 기판(61) 상에 실장될 수 있다. 상기 정전류 회로(75)는 정전류 다이오드와 같이 일반적으로 잘 알려진 임의의 정전류 회로일 수 있으며, 단순히 저항일 수도 있다. 정전류 회로(75)는 발광 다이오드 칩(75)에 과전류가 입력되는 것을 방지하여 발광 다이오드 칩(75)을 보호한다.
한편, 상기 단위 발광 블록들(50)은 도 6(a)에 도시한 바와 같이, 상면이 사각형 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 6(b)에 도시한 바와 같이, 원형일 수도 있으며, 도 6(c)에 도시한 바와 같이 삼각형 형상일 수도 있다. 또한, 단위 발광 블록(50)은 상면이 다른 다각형 형상일 수도 있으며, 예컨대, 도 6(d)에 도시한 별 모양과 같이 오목부를 포함하는 다각형 형상일 수도 있다.
도 7은 도 4의 회로도로 도시된 단위 발광 블록을 이용하여 구성한 조명 장치의 일 예를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 각각의 단위 발광 블록(50a, 50b, 50c) 내의 발광 장치들(60)은 서로 병렬 연결된다. 또한, 단위 발광 블록들(50a, 50b, 50c) 또한 서로 병렬 연결된다. 즉, 단위 발광 블록들(50a, 50b, 50c) 내의 모든 발광 장치들(60)은 외부 전원 장치(30)에 병렬 연결되며, 동일한 전압하에서 구동될 수 있다.
앞서 설명한 다양한 색상 및 형상의 발광 장치들(60)이 다양한 형상의 단위 발광 블록들(50; 50a, 50b, 50c)에 실장되어 다양한 광 이미지를 구현하는 단위 발광 블록들(50)이 구성될 수 있으며, 이들 단위 발광 블록들(50)을 다양하게 결합함으로써 다양한 전체 광 이미지를 구현할 수 있다. 또한, 상호 결합된 단위 발광 블록들(50)은 실내 벽 등에 고정되거나 옥외 광고용으로 사용될 수 있다.
한편, 단위 발광 블록들(50)에 또는 외부 전원 장치(30)에 광 감지 센서, 동작 감지 센서 또는 적외선 감지 센서(도시하지 않음) 등의 센서가 장착될 수 있다. 상기 광 감지 센서는 포토 다이오드를 포함할 수 있다. 상기 센서는 스위칭 소자와 결합되어, 단위 발광 블록들(50)의 작동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 광 감지 센서는 단위 발광 블록(50)들 주위의 광량을 감지하여, 주로 어두운 시간에 단위 발광 블록들(50)이 작동하도록 할 수 있다. 또한, 동작 감지 센서나 적외선 감지 센서는 실내에 사람이 있는 경우에 단위 발광 블록들(50)이 작동하도록 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치를 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치는 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 조명 장치와 대체로 유사하나, 외부 전원 장치(30) 대신에 단위 발광 블록(50) 내에 내부 전원 장치(300)가 마련된 것에 차이가 있다.
즉, 외부 전원은 외부 전원 장치(30)를 거치지 않고 직접 단위 발광 블록(50)에 입력되며, 입력된 전원은 내부 전원 장치(300)에서 75V 이하의 저전압 직류 전원으로 변환된다. 이 변환된 전압이 단위 발광 블록(50) 내에 실장된 발광 장치들에 인가된다.
또한, 외부 전원은 모든 단위 발광 블록들(50)에 동일하게 입력될 수 있으며, 각 단위 발광 블록(50)은 내부 전원 장치(300)를 포함할 수 있다. 이와 달리, 마스터 블록과 슬레이브 블록을 구분하고, 마스터 블록에만 내부 전원 장치(300)를 마련할 수도 있다. 이 경우, 외부 전원은 마스터 블록에만 연결되며, 마스터 블록에서 직류 전압으로 변환된 전원이 마스터 블록 내의 발광 장치들 및 슬레이브 블록 내의 발광 장치들에 인가된다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시에에 따른 조명 장치 키트를 설명하기 위한 개략적인 도면들이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치 키트는, 컨버터(110), 전선(113, 또는 케이블), 베이스 기판(120), 발광 장치(130) 및 렌즈(140)를 포함할 수 있다.
컨버터(도 9(a)의 110)는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하기 위한 AC/DC 컨버터로, 110V 또는 220V와 같이 100V 이상의 고전압 교류 전원을 75V 이하, 예컨대 15V 내지 75V의 저전압 직류 전원으로 변환한다. 특히, 컨버터(110)는 100V 이상의 교류 전원을 40V 이상의 직류 전원으로 변환할 수 있는데, 상대적으로 높은 전압의 직류 전원으로 변환함으로써, 컨버터(110)의 크기를 줄일 수 있으며, 또한, 컨버터(110) 비용을 절감할 수 있다. 또한, 75V 이하의 직류 전원으로 변환함으로써, 감전 등을 고려하지 않고도 안전하게 사용자들이 조명 장치를 조립할 수 있다. 컨버터(110)는 전선(113)을 연결하기 위한 연결 홈(111)을 가질 수 있다.
한편, 전선(도 9(b)의 113)은 컨버터(110)로부터 출력된 전력을 발광 장치(130)에 입력하기 위한 것으로, 내부 도선(112)이 절연물(114)로 피복된 구조를 갖는다. 전선(113)은 양의 단자와 음의 단자에 연결되기 위해 두 개의 도선(112)이 쌍을 이루어 제공될 수 있다.
일반적으로, 가정용 교류 전원에 연결되는 전선(케이블)은 고전압 교류 전류를 전송하기 때문에 안정성 및 신뢰성을 위해 그 굵기가 상대적으로 굵다. 그러나, 본 실시예에 있어서, 가정용 교류 전원은 컨버터(110)에 의해 75V 이하의 직류 전원으로 변환되므로, 종래의 전선에 비해 상대적으로 가는 전선(113)이 컨버터(110)와 발광 장치(130)를 연결하기 위해 사용될 수 있다. 이에 따라, 전선(113)을 벽면 등에 부착하기 용이하며, 특히, 벽이나 바닥면에 형성된 홈 내에 전선(113)을 삽입하여 외부에 노출되는 것을 완화할 수 있다.
한편, 일 실시예에 있어서, 조명 장치 키트 내에 다양한 길이의 복수의 전선(113)이 제공될 수 있다. 따라서, 필요에 따라, 적당한 길이의 전선(113)을 선택하여 컨버터(111)와 발광 장치(130)를 연결하여 사용할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 조명 장치 키트 내에 상대적으로 긴 전선(113)이 제공되고, 필요에 따라 사용자가 적당한 길이로 잘라서 사용할 수도 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 조명 장치 키트 내에 적당한 길이의 복수의 전선들(113)이 제공되고, 필요에 따라, 이들 전선들(113)을 서로 연결하여 사용할 수도 있다. 이 경우, 각 전선들(113)은 내부 도선(112)이 외부로 노출된 일 단부와 함께, 다른 전선(113)의 내부 도선(113)을 수용하기 위한 수용 홈들이 형성된 다른 단부를 가질 수 있다. 이와 달리, 각 전선들(113)의 양 단부에 전선(113)들을 서로 결합하기 위한 커넥터들(예컨대, 도 2의 55b 참조)이 제공되고, 이 커넥터들을 이용하여 전선(113)들이 상호 연결될 수 있다. 따라서, 컨버터(110)와 발광 장치(130) 사이의 거리에 따라, 복수의 전선들(113)을 서로 결합하여 기다란 전선을 구성할 수 있다.
나아가, 전선(113)을 벽이나 바닥에 쉽게 부착하기 위해, 전선(113)의 길이 방향을 따라 양면 테이프가 미리 전선(113)에 부착되어 제공될 수 있다. 따라서, 사용시, 양면 테이프를 이용하여 전선(113)을 벽이나 바닥에 쉽게 부착할 수 있다. 이와 달리, 일반적인 테이프 등을 이용하여 전선(113)을 벽이나 바닥에 부착할 수도 있으며, 또는 전선(113)을 벽면이나 바닥면에 형성된 홈 내에 삽입하여 고정할 수도 있다.
베이스 기판(도 9(c)의 120)은 발광 장치(130)를 지지하고, 전선(113)과 발광 장치(130)를 전기적으로 연결하는 회로 패턴을 가질 수 있다. 베이스 기판(120)은 전선(113)을 연결하기 위한 전기 접속부(121)와 발광 장치(130)를 접속하기 위한 적어도 한 쌍의 전기 단자들(123)을 포함할 수 있다. 베이스 기판(120)은 실내의 바닥, 천장 또는 벽 등에 고정되기 위한 고정 기구, 예컨대, 도 3을 참조하여 설명한 바와 같은 벽걸이용 요홈 또는 나사 결합을 위한 나사홈 등을 포함할 수 있다. 또는 상기 베이스 기판(120)은 접착 테이프 등을 이용하여 실내의 바닥, 천장 또는 벽 등에 일시적으로 고정될 수 있다.
한편, 다른 실시예들에 있어서, 전선(113)은 직접 발광 장치(130)에 연결될 수 있다. 이 경우, 베이스 기판(120)은 단지 발광 장치(130)를 지지하기 위한 역할을 수행하며, 따라서 전기 접속부(121)나 전기 단자들(123)은 생략될 수도 있다. 나아가, 베이스 기판(120)이 생략될 수도 있다.
발광 장치(도 9(d)의 130)는 회로 기판(131), 회로 기판(131)에 실장된 발광 다이오드 패키지(133)를 포함한다. 발광 장치(130)는 도 5를 참조하여 설명한 발광 장치(60)와 유사하게 리드 전극들(135)을 포함할 수 있다. 또한, 발광 다이오드 패키지(133)는, 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이, 패키지 본체(도 5의 65), 발광 다이오드 칩(도 5의 67) 및 몰딩부(도 5의 69)를 포함한다.
발광 장치(130)는 발광 다이오드 모듈 형태로 제공될 수 있으며, 베이스 기판(120)의 전기 단자들(123)에 접속할 수 있는 구조를 가진다. 예컨대, 상기 리드 전극들(135)이 핀형으로 형성되어 베이스 기판(120)의 전기 단자들(123)에 끼워질 수 있다.
발광 다이오드 패키지(133)는 직렬 연결된 복수의 발광 다이오드 요소들을 포함할 수 있으며, 따라서, 15V 내지 75V의 직류 전압으로 구동될 수 있다. 이러한 발광 다이오드 패키지가 예컨대 Acrich MJT 시리즈로서, 서울반도체 주식회사로부터 입수 가능하다.
또한, 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이, 형광체와 같은 파장변환기가 발광 장치(130) 내에서 발광 다이오드 칩과 조합되어 다양한 색상의 광을 구현하는 발광 장치가 제공될 수 있으며, 특히 메인 조명을 위해 백색광을 방출하는 발광 장치(130)가 제공될 수 있다. 나아가, 다양한 색상의 발광 장치들(130)이 함께 제공되고, 이들 발광 장치들(130)이 베이스 기판(120)에 조립됨으로써 다양한 색상의 광을 구현할 수 있는 조명 장치가 조립될 수 있다.
한편, 상기 회로 기판(131)은 렌즈(140)를 결합하기 위한 결합 기구, 예컨대, 결합 홈들(137) 또는 결합 턱을 가질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 발광 장치(130)가 도 5(a)의 발광 장치(60)와 유사한 것으로 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태의 발광 장치, 예컨대 도 5(b)를 참조하여 설명한 발광 장치(60a)가 사용될 수도 있다
도 9(e)의 렌즈(140)는 발광 장치(130)에서 방출된 광의 경로를 변경하기 위한 형상을 갖는다. 특히, 렌즈(140)는 오목부(142)를 둘러싸는 하부면(141) 및 상부면(143)을 가질 수 있다. 하부면(141)은 평평한 면일 수 있으나, 도면에 도시한 바와 같이, 경사진 면일 수 있다. 또한, 오목부(142)의 형상 및 상부면(143)의 형상을 제어함으로써 오목부(142) 내로 입사된 광의 경로를 요구되는 방향으로 다양하게 변경할 수 있다.
도 9(e)에 도시된 렌즈(140)는 오목부(142)가 위로 올라갈수록 좁아지는 폭을 갖고, 또한 상부면이 중심 영역의 오목부와 그것에 이어진 볼록부를 포함함으로써 오목부(142)로 입사된 광을 넓은 면적으로 확산시킬 수 있다. 따라서, 이러한 렌즈(140)는, 광을 실내의 넓은 영역으로 확산시키기 때문에, 조명 장치를 실내의 천장에 설치할 경우에 특히 적합하게 사용될 수 있다. 상기 렌즈(140)는 또한 다리부(145)를 포함할 수 있으며, 다리부(145)가 발광 장치(130)의 결합 홈들(137)에 끼워질 수 있다.
도 10은 조명 장치 키트에 포함될 수 있는 다양한 렌즈들을 설명하기 위한 개략도들이다.
도 10(a)의 렌즈는 도 9(e)를 참조하여 설명한 렌즈(140)와 대체로 유사하나, 상부면이 전체적으로 볼록한 형상을 갖는 것에 차이가 있다. 상부면을 전체적으로 볼록하게 함으로서 렌즈 외부로 방출되는 광이 상대적으로 좁은 지향각을 가질 수 있다.
도 10(b)의 렌즈는 전체적으로 육면체 형상을 가지며, 측면 및 앞면으로 광을 방출할 수 있다. 도 10(c)의 렌즈는 삼각 기둥 형상을 가지며, 오목부의 양 측면이 상대적으로 급경사를 갖는다. 이러한 렌즈는 측면으로 방출되는 광을 감소시키고 주로 앞면으로 광을 방출한다. 따라서, 조명 장치를 실내의 모서리에 설치할 경우에 적합하게 사용될 수 있다.
도 10에 도시된 도면들은 다양한 형상의 렌즈들이 사용될 수 있다는 것을 보여주기 위해 예시적으로 도시된 것으로, 실제 사용되는 렌즈들은 필요에 따라 오목부의 형상, 상부면의 형상, 측면의 형상을 다양하게 변형하여 제작될 수 있다.
도 11, 도 12 및 도 13은 도 9의 조명 장치 키트를 사용하여 각각 실내의 천장, 바닥 및 벽에 설치한 메인 조명 장치를 설명하기 위한 개략도들이다.
도 11을 참조하면, 컨버터(110)가 콘센트(10)에 결합되고, 베이스 기판(120)이 천장에 고정된다. 상기 베이스 기판(120) 상에 발광 장치(130)가 실장되고, 발광 장치(130) 상에 렌즈(140)가 결합된다.
한편, 전선(113)은 컨버터(110)와 발광 장치(130)를 연결한다. 하나의 전선(113)이 컨버터(113)와 발광 장치(130)를 연결할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 전선들(113)이 서로 결합하여 컨버터(110)와 발광 장치(130)를 연결할 수 있다. 또한, 상기 전선(113)은 벽면에 양면 테이프나 테이프를 이용하여 쉽게 부착될 수 있으며, 또는, 벽면에 형성된 홈에 삽입되어 고정될 수도 있다.
여기서, 렌즈(140)는 광을 넓은 분포로 확산하여 실내의 넓은 영역으로 광이 분산되도록 한다.
도 12를 참조하면, 베이스 기판(120)이 바닥면에 고정되고, 렌즈(140a)는 광을 상대적으로 좁은 분포의 지향각 내로 방출한다. 전선(113)은 컨버터(110)와 발광 장치(130)를 연결한다. 전선(113)은 바닥면에 양면 테이프나 테이프를 이용하여 쉽게 부착될 수 있으며, 또는, 바닥면에 형성된 홈에 삽입되어 고정될 수도 있다.
도 13을 참조하면, 베이스 기판(120)이 벽면에 고정되고, 렌즈(140b)는 광을 측면 및 앞면의 하향으로 넓은 지향 분포로 방출한다. 한편, 베이스 기판(120)이 실내의 모서리 부분에 고정될 수 있으며, 이 경우, 렌즈(140b)는 광을 대체로 앞면 하향으로 방출한다.
사용자는 조명 장치를 설치하는 위치에 따라 다양한 렌즈들 중에서 적합한 렌즈를 선택하여 실내 조명에 적합한 조명 장치를 스스로 제작할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 조명 장치가 실내의 천장, 바닥 또는 벽에 설치되는 것으로 설명하였으나, 조명 장치는 예컨대 스텐드 형태로 조립될 수도 있다.
본 실시예에 있어서, 렌즈(140)가 회로 기판(131)에 결합되는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 렌즈(140)는 베이스 기판(120)에 결합될 수도 있다.
또한, 본 실시예에 있어서, 베이스 기판(120)이 실내의 천장, 바닥 또는 벽에 고정되는 것으로 설명하였으나, 베이스 기판(120)이 생략되고, 회로 기판(131)이 고정될 수도 있다.
본 실시예에 있어서, 하나의 발광 장치(130)가 하나의 컨버터(110)에 연결되는 것으로 도시 및 설명하였으나, 복수의 발광 장치(130)들이 하나의 컨버터(110)에 연결될 수도 있다.
한편, 베이스 기판(120) 또는 발광 장치(130)는 리모콘 또는 스마트폰을 이용한 제어 신호를 수신하여 발광 장치의 동작을 제어할 수 있는 무선 통신 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 베이스 기판(120) 또는 발광 장치(130)에 무선 네트워크에 접속할 수 있는 통신 회로가 설치될 수 있으며, 동일한 무선 네트워크에 접속한 스마트폰을 이용하여 발광 장치(130)의 동작, 즉, 턴온, 턴오프 또는 광의 세기나 색상이 제어될 수 있다. 이에 따라, 실내에 다수의 조명 장치를 배치하고 리모콘이나 스마트폰을 이용하여 개별 조명 장치를 제어함으로써 다양한 조명 연출을 할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 사용자가 조명 장치 키트를 사용하여 직접 메인 조명 장치를 조립할 수 있으며, 이것을 원하는 위치에 자유롭게 배치할 수 있고 또한 그 위치를 자유롭게 변경할 수 있다. 나아가 조명 장치 내에 무선 통신 회로를 내장함으로써 리모콘이나 스마트폰을 이용하여 조명 장치를 제어할 수 있다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 재충전이 가능한 조명 장치를 설명하기 위한 개략도들이다.
도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치는 베이스 기판(220), 발광 장치(130) 및 축전지(230)를 포함하며, 또한 렌즈(140)를 포함할 수 있다.
상기 베이스 기판(220)은 도 9를 참조하여 설명한 베이스 기판(120)과 대체로 유사하나, 축전지(230)를 구비하는 것에 차이가 있다. 따라서, 베이스 기판(220)은, 베이스 기판(120)과 달리, 전선(113)을 접속하기 위한 전기 접속부(121)를 필요로 하지 않는다. 다만, 상기 축전지(230)를 충전하기 위해 충전기를 연결하기 위한 연결부(도시하지 않음)가 베이스 기판(220)에 제공될 수 있다. 나아가, 축전지(230)를 베이스 기판(220)으로부터 분리하여 충전할 경우, 연결부 또한 생략될 수 있다.
한편, 앞서 설명한 실시예들에 있어서, 광의 일부를 차단하거나 반사하기 위한 갓(도시하지 않음)이 함께 제공될 수 있다. 갓을 사용함으로써 불필요한 곳으로 광이 진행하는 것을 방지할 수 있다.
앞서 설명한 실시예들은 전선(113)을 이용하여 콘센트(10)로부터 전원을 발광 장치(130)에 공급한다. 따라서, 조명 장치를 설치할 경우, 콘센트(10)로부터 발광 장치(130)까지의 거리를 전선(113)으로 연결하게 되므로, 그 설치 위치를 제약할 수 있다.
본 실시예에서는 전선(113)에 의한 공간적인 제약을 없앰으로써 조명 장치를 설치하는 위치를 더욱 자유롭게 선택할 수 있다.
본 발명에 따른 조명 장치의 구성 부품들은 또한 키트 형태로 제공될 수 있으며, 이러한 키트는 축전지(230)를 충전하기 위한 충전기(210)를 포함할 수 있다. 충전기(210)는 또한 커넥터(211) 및 연결 잭(213)을 포함할 수 있으며, 연결 잭(213)이 베이스 기판(220)의 연결부에 연결되어 축전지(240)를 충전할 수 있다. 이와 달리, 축전지(240)를 베이스 기판(220)으로부터 분리하여 충전기(210)에서 충전할 수도 있다.
이상에서 본 발명의 다양한 실시예들에 대해 설명하였지만, 이들 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공된 것으로 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 각 실시예에서 설명된 사항은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한 다른 실시예에도 적용될 수 있다.

Claims (41)

  1. 복수의 단위 발광 블록들이 상호 결합할 수 있는 단위 발광 블록으로서,
    상면, 하면 및 측면을 갖는 블록 본체;
    상기 블록 본체에 위치하는 제1 전기 접속부; 및
    상기 블록 본체의 상면에 노출되며, 각각 상기 제1 전기 접속부에 전기적으로 연결된 복수 쌍의 전기 단자들을 포함하고,
    상기 전기 단자들의 각 쌍은 발광 장치가 접속되도록 구성되고,
    상기 복수 쌍의 전기 단자들에 접속되는 발광 장치들의 개수 및 위치를 변경하여 광 이미지를 변경할 수 있는 단위 발광 블록.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 블록 본체는 원형, 타원형 또는 다각형 형상을 갖는 단위 발광 블록.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 다각형 형상은 오목부를 갖는 다각형 형상을 포함하는 단위 발광 블록.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 블록 본체에 실장된 광 감지 센서, 동작 감지 센서 또는 적외선 감지 센서를 더 포함하는 단위 발광 블록.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 광 감지 센서는 포토 다이오드를 포함하는 단위 발광 블록.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수 쌍의 전기 단자들은 상기 제1 전기 접속부에 병렬 연결된 단위 발광 블록.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전기 접속부는 상기 블록 본체의 일 측면에 위치하고,
    상기 블록 본체의 측면에 위치하는 적어도 하나의 제2 전기 접속부를 더 포함하는 단위 발광 블록.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2 전기 접속부는 상기 제1 전기 접속부에 직접 전기적으로 연결된 단위 발광 블록.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 블록 본체에 내장되고, 상기 제1 전기 접속부를 통해 입력된 교류 전원을 저전압 직류 전원으로 변환하여 상기 전기 단자들에 출력하는 내부 전원 장치를 더 포함하는 단위 발광 블록.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 블록 본체는 블록 본체를 벽에 고정하기 위한 고정 수단을 갖는 단위 발광 블록.
  11. 상호 결합될 수 있는 복수의 단위 발광 블록들; 및
    각 단위 발광 블록들에 실장될 수 있는 발광 장치들을 포함하되,
    상기 각각의 단위 발광 블록은,
    상면, 하면 및 측면을 갖는 블록 본체;
    상기 블록 본체에 위치하는 제1 전기 접속부; 및
    상기 블록 본체의 상면에 노출되며, 각각 상기 제1 전기 접속부에 전기적으로 연결된 복수 쌍의 전기 단자들을 포함하고,
    상기 전기 단자들의 각 쌍은 상기 발광 장치가 접속되도록 구성되고,
    상기 복수 쌍의 전기 단자들에 접속되는 발광 장치들의 개수 및 위치를 변경하여 각 단위 발광 블록의 광 이미지를 변경할 수 있는 조명 장치 키트.
  12. 청구항 11에 있어서,
    교류 전원을 저전압 직류 전원으로 변환하는 외부 전원 장치를 더 포함하는 조명 장치 키트.
  13. 청구항 12에 있어서,
    광 감지 센서, 동작 감지 센서 또는 적외선 감지 센서를 더 포함하는 조명 장치 키트.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 센서는 상기 외부 전원 장치 또는 단위 발광 블록에 실장된 조명 장치 키트.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 발광 장치는, 발광 다이오드 칩을 포함하되, 상기 발광 다이오드 칩은 15V 이상 75V 이하의 전압에서 구동되는 조명 장치 키트.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 발광 장치는, 상기 발광 다이오드 칩이 실장된 패키지 본체를 더 포함하는 조명 장치 키트.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 발광 장치는 상기 패키지 본체가 실장된 회로 기판을 더 포함하는 조명 장치 키트.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 발광 장치는 상기 회로 기판 및 패키지 본체를 수용하는 하우징을 더 포함하는 조명 장치 키트.
  19. 청구항 11에 있어서,
    상기 발광 장치들은,
    적색광을 방출하는 발광장치;
    녹색광을 방출하는 발광장치;
    청색광을 방출하는 발광장치; 및
    백색광을 방출하는 발광 장치를 포함하는 조명 장치 키트.
  20. 청구항 11에 있어서,
    상기 단위 발광 블록들을 전기적으로 상호 접속하는 양방향 커넥터를 더 포함하는 조명 장치 키트.
  21. 청구항 11에 있어서,
    상기 단위 발광 블록은, 상기 블록 본체에 내장되고, 상기 제1 전기 접속부를 통해 입력된 교류 전원을 저전압 직류 전원으로 변환하여 상기 전기 단자들에 출력하는 내부 전원 장치를 더 포함하는 조명 장치 키트.
  22. 청구항 11 내지 21의 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광 장치는 정전류 회로를 더 포함하는 조명 장치 키트.
  23. 교류 전원을 직류 전원으로 변환하기 위한 컨버터;
    발광 다이오드 칩을 포함하는 발광 장치; 및
    상기 컨버터와 상기 발광 장치를 전기적으로 연결하기 위한 적어도 하나의 전선을 포함하는 조명 장치 키트.
  24. 청구항 23에 있어서,
    상기 컨버터는 100V 이상의 교류 전원을 15 내지 75V의 직류 전원으로 변환하는 조명 장치 키트.
  25. 청구항 23에 있어서,
    상기 발광 다이오드 칩은 15V 이상 75V 이하의 전압에서 구동되는 조명 장치 키트.
  26. 청구항 25에 있어서,
    상기 발광 장치는 상기 발광 다이오드 칩이 실장된 패키지 본체; 및
    상기 패키지 본체가 실장된 회로 기판을 더 포함하는 조명 장치 키트.
  27. 청구항 23에 있어서,
    상기 발광 장치에서 방출된 광의 경로를 변경하기 위한 적어도 하나의 렌즈를 더 포함하는 조명 장치 키트.
  28. 청구항 27에 있어서,
    상기 렌즈는 다리부들을 갖고,
    상기 회로 기판은 상기 렌즈의 다리부들을 수용하기 위한 수용홈들을 갖는 조명 장치 키트.
  29. 청구항 27에 있어서,
    서로 다른 형상을 갖는 복수의 렌즈들을 포함하는 조명 장치 키트.
  30. 청구항 23에 있어서,
    복수의 전선들을 포함하되, 상기 복수의 전선들은 서로 전기적으로 결합될 수 있는 결합 구조를 가지는 조명 장치 키트.
  31. 청구항 23에 있어서,
    상기 발광 장치를 장착하기 위한 베이스 기판을 더 포함하되,
    상기 베이스 기판은 상기 전선을 연결하기 위한 전기 접속부 및 상기 전기 접속부에 전기적으로 연결된 적어도 한 쌍의 전기 단자들을 포함하고,
    상기 발광 장치는 상기 한 쌍의 전기 단자들에 장착될 수 있는 조명 장치 키트.
  32. 청구항 23에 있어서,
    상기 조명 장치 키트는 실내 메인 조명용 조명 장치를 조립하기 위한 키트인 조명 장치 키트.
  33. 청구항 23 내지 청구항 32의 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광 장치 또는 상기 베이스 기판은 리모콘 또는 스마트폰을 이용한 제어 신호를 수신하여 발광 장치의 동작을 제어할 수 있는 무선 통신 회로를 포함하는 조명 장치 키트.
  34. 실내의 메인 조명 장치에 있어서,
    축전지를 통해 전력을 공급받도록 구성된 메인 조명 장치.
  35. 청구항 34에 있어서,
    적어도 한 쌍의 전기 단자들을 포함하는 베이스 기판; 및
    발광 다이오드 칩을 포함하며, 상기 전기 단자들에 실장된 발광 장치를 더 포함하고,
    상기 축전지는 상기 적어도 한 쌍의 전기 단자들에 전력을 공급하도록 상기 베이스 기판에 장착되며 재충전이 가능한 메인 조명 장치.
  36. 청구항 35에 있어서,
    상기 발광 장치를 덮는 렌즈를 더 포함하는 메인 조명 장치.
  37. 적어도 한 쌍의 전기 단자들을 포함하는 베이스 기판;
    발광 다이오드 칩을 포함하며, 상기 전기 단자들에 실장될 수 있는 발광 장치;
    상기 적어도 한 쌍의 전기 단자들에 전력을 공급하도록 상기 베이스 기판에 장착될 수 있는 축전지; 및
    상기 축전지를 충전하기 위한 충전기를 포함하는 조명 장치 키트.
  38. 청구항 37에 있어서,
    서로 다른 형상을 갖는 복수의 렌즈들을 더 포함하는 조명 장치 키트.
  39. 청구항 38에 있어서,
    상기 베이스 기판은 실내의 바닥, 천장 및 벽에 고정될 수 있는 고정 기구를 포함하는 조명 장치 키트.
  40. 청구항 37에 있어서,
    상기 조명 장치 키트는 상기 발광 장치에서 나온 광을 일부 차단 또는 반사하는 갓을 더 포함할 수 있다.
  41. 청구항 37에 있어서,
    상기 발광 다이오드 칩은 15V 이상 75V 이하의 전압에서 구동되는 조명 장치 키트.
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US20080259632A1 (en) * 2004-07-06 2008-10-23 Tseng-Lu Chien LED light device with changeable features of geometric dimension
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