KR101119648B1 - 조명 기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투광판의 외면에는 외부로 출사되는 빛이 다양한 형상으로 나타나도록 하는 광 패턴이 형성되어 외관 품질을 향상시킬 수 있는 발광다이오드 조명 기구에 관한 것으로, 적어도 하나 이상의 점광원을 구비하는 조명 기구에 있어서, 상기 점광원은 가로 및 세로 방향으로 복수개 배열되며, 상기 점광원의 전방 일정 거리에는 복수개의 렌티큘러(Lenticular) 형상의 패턴이 형성된 형상 플레이트가 배치되어, 상기 점광원의 빛이 상기 패턴에 의해 반원형 또는 선형으로 외부로 출사되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의하여 LED의 빛이 형상 플레이트를 통과하면서 렌티큘러 형상의 패턴에 의해 전반사 및 굴절되고, 방향에 따라 반원형 또는 선형 형상의 빛이 외부로 출사되어 조명 기구의 외관을 개선하는 효과를 나타낸다.

Description

조명 기구{Lamp}

본 발명은 조명 기구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 투광판의 외면에는 외부로 출사되는 빛이 다양한 형상으로 나타나도록 하는 광 패턴이 형성되어 점광원에 의한 외관 품질을 향상시킬 수 있는 조명 기구에 관한 것이다.

LED는 전력을 빛으로 변환시키는 효율이 뛰어나 디스플레이나 인디케이터(indicator) 등의 용도로 많이 사용되고 있다. 최근에 들어서는 청색 LED와 적, 녹에 해당하는 발광 스펙트럼을 갖는 형광물질을 이용하여 백색광을 공급할 수 있는 백색 LED의 개발 등으로 인하여 LED를 조명으로 사용하는 장치에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

LED는 현재 사용되고 있는 일반적 조명기구인 백열등이나 형광등에 비해 단위 전력대비 빛의 효율이 월등히 높아 경제성이 뛰어나고, 또한 저전압으로도 원하는 만큼의 광량을 얻을 수 있어 안정성이 뛰어나므로 조명용으로서의 사용도 점차 증가하고 있는 추세이다.

특히, 백색 LED의 개발로 단위 출력이 나타내는 발광 밝기가 점점 향상됨에 따라, 밝기 부족의 문제를 해결하였고, 발광 밝기가 전통적인 백열등 전구의 발광 밝기를 초월하는 백광 LED가 이미 상품화되었고, 형광등 발광 밝기를 넘어서는 백광 LED의 상품화도 머지않아 실현될 것이다.

그러나 현재까지도 조명용으로 LED를 사용하는 경우, 하나의 LED를 통하여 얻을 수 있는 광량에는 그 한계가 있어 원하는 만큼의 충분한 광량을 얻기가 어려우므로, 조명용으로 사용할 만큼의 충분한 광량을 얻기 위해서는 많은 수의 LED 램프를 사용하여야 한다. 이 경우, 사용되는 LED의 수가 많아질수록 상대적으로 그 경제성이 떨어지게 되므로 단위 LED 당 보다 많은 전류를 흘려 줌으로써 가능한 한 적은 수의 LED를 사용하는 것이 훨씬 경제적이다.

한편, LED를 광원으로 하는 경우 복수개의 LED가 결합된 어레이 형태로 조명등에 적용되는데, 점광원인 특성에 의한 눈부심을 방지하거나 빛의 균일도를 확보하기 위하여 전방에는 투광판이 구비된다. 이러한 투광판은 단지 빛을 확산시키는 기능만 수행하는 것으로, 외부에 대하여 빛을 다양한 형상으로 현출시키지 못하고 있다.

즉, 종래의 기술에 따른 LED 조명등은 단순한 조명 기능만을 수행하고, 용도나 조명 위치에 따른 적절히 활용되지 못하고 있다. 특히, 전시나 장식을 위한 조명등으로 사용되거나 인테리어용 조명등으로 사용되기 위해서는 외부에서 다양한 형상과 모양으로 인식되어야 할 필요가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, LED에서 발광되는 점광원의 빛이 외부의 조광 방향을 향하여 다양한 형상으로 나타날 수 있도록 하는 LED 조명 기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 적어도 하나 이상의 점광원을 구비하는 조명 기구에 있어서, 상기 점광원은 가로 및 세로 방향으로 복수개 배열되며, 상기 점광원의 전방 일정 거리에는 복수개의 렌티큘러(Lenticular) 형상의 패턴이 형성된 형상 플레이트가 배치되어, 상기 점광원의 빛이 상기 패턴에 의해 반원형 또는 선형으로 외부로 출사되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

전술한 구성에 있어서, 상기 점광원과 상기 형상 플레이트 사이의 간격(d)은 1mm ≤ d ≤ 40mm 를 이루도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

전술한 구성에 있어서, 상기 레티큘러 형상의 패턴 크기는 패턴의 간격(P)에 대하여 높이(H)는 0.3*P ≤ H ≤ 0.8*P를 이루도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 LED 조명 기구는 LED 모듈의 전방에 렌티큘러 형상의 패턴이 형성된 형상 플레이트가 배치됨으로 인하여, LED의 빛이 형상 플레이트를 통과하면서 렌티큘러 형상의 패턴에 의해 전반사 및 굴절되고, 방향에 따라 반원형 또는 선형 형상의 빛이 외부로 출사되어 조명 기구의 외관을 개선하는 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 기구를 개략적으로 나타낸 분리 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 기구를 상세히 나타낸 측단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 기구의 형상 플레이트를 나타낸 저면 사시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 형상 플레이트의 패턴을 나타낸 확대도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 일 측 방향에서의 형상 플레이트를 나타낸 도면,
도 6은 도 5의 방향에서의 빛이 출사되는 외관을 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 타 측 방향에서의 형상 플레이트를 나타낸 도면,
도 8은 도 7의 방향에서의 빛이 출사되는 외관을 나타낸 도면,
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 LED 모듈과 형상 플레이트의 간격 변화에 따른 외관 특성을 나타낸 도면.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 바람직한 실시예들에 의해 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 살펴보기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 기구를 개략적으로 나타낸 분리 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 기구를 상세히 나타낸 측단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 기구의 형상 플레이트를 나타낸 저면 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 형상 플레이트의 패턴을 나타낸 확대도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 기구는 커버 플레이트(10), LED 모듈(30) 및 형상 플레이트(40)가 지지 프레임(20)에 의해 체결되는 구조를 이룬다.

여기서 커버 플레이트(10)는 외부 전원을 이용하여 LED 칩(31)을 구동시키기 위한 구성으로, 컨버터(11)와 같은 소자가 구비된 인쇄회로기판으로 이루어질 수 있다. 또한, LED 모듈(30)은 기판의 일면에 복수개의 LED 칩(31)이 소정 간격으로 가로 및 세로 방향으로 배치되도록 구성되며, LED 모듈(30)과 일정 간격으로 이격된 전방에는 LED 칩(31)의 빛을 굴절시키기 위한 형상 플레이트(40)가 배치된다. 이러한 커버 플레이트(10)와 LED 모듈(30), 형상 플레이트(40)는 도 2에 도시된 바와 같이 지지 프레임(20)에 의하여 고정 체결된다.

특히, 본 발명의 실시예에 따른 형상 플레이트(40)에는 조광 방향을 따라 빛이 출사되는 외면에 렌티큘러(Lenticular) 형상의 광 패턴이 형성된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 복수개의 렌티큘러 패턴(41)이 연속적으로 형성되며, 그 단면은 원형 또는 타원형을 이룬다. 이러한 렌티큘러 패턴(41)에 의하여 형상 플레이트(40)를 통과하는 빛은 내부에서 전반사 및 굴절되어 외부로 출사되고, 패턴(41) 경계면의 특정 부위에서 빛이 집중되어 외부에서는 다양한 형상으로 조광된다.

이때, 레티큘러 패턴(41)은 간격과 높이가 상호 조화를 이루면서 형성되어야 하는데, 도 4에 도시된 바와 같이 간격(P)에 대하여 높이(H)는 0.3*P 내지 0.8*P 사이가 되도록 형성된다. 이러한 범위에서 패턴(41)을 통하여 출사되는 빛을 적절한 크기로 형성할 수 있으며, 그 범위를 벗어나는 경우 점광원의 빛이 본 발명에서 목적으로 하는 형상으로 나타나지 않고 왜곡되어 나타난다.

한편, 외부로 출사되는 빛은 렌티큘러 패턴(41)의 방향에 따라서 조광되는 형상이 달라지며, LED 모듈(30)과 형상 플레이트(40) 사이의 간격에 따라서도 달라지는 것으로, 이하에서 살펴본다.

도 5 및 도 6은 'A' 방향에서의 렌티큘러 패턴과 빛이 출사되는 외관을 나타낸 도면이고, 도 7 및 도 8은 'B' 방향에서의 렌티큘러 패턴과 빛이 출사되는 외관을 나타낸 도면이다.

먼저, 도 5를 참조하면, 'A' 방향에서 바라본 형상 플레이트(40)의 패턴(41)은 보는 방향과 나란한 수평을 이루며, 복수개의 렌티큘러 패턴(41)이 좌우로 연속적으로 배열된다. 수평 형상의 패턴(41)을 통하여 출사되는 빛은 도 6에 도시된 바와 같이, 단면이 반원 형상을 이루는 빛이 각 패턴(41)에 대하여 길이 방향으로 반복적으로 나타난다.

또한, 도 7을 참조하면, 'B' 방향에서 바라본 형상 플레이트(40)의 패턴은 보는 방향과 직교하는 수직을 이루며, 복수개의 렌티큘러 패턴(41)이 상하로 연속적으로 배열된다. 수직 형상의 패턴(41)을 통하여 출사되는 빛은 도 8에 도시된 바와 같이 이웃하는 패턴(41)을 소정 간격으로 연결하는 선형으로 나타난다.

즉, 점광원인 LED 칩(31)이 조명 기구 내부에서 일정 간격으로 배치되고, 각 점광원의 빛이 각 렌티큘러 패턴(41)의 표면을 통과하면서 굴절 및 전반사되어 렌티큘러 패턴(41)의 단면 형상으로 빛이 출사되고, 이러한 형상의 빛이 이웃하는 패턴에서 출사되는 빛과 겹쳐지기 때문에 외부에서는 보는 방향에 따라 다양한 형상으로 나타나는 것이다.

도 9는 LED 모듈과 형상 플레이트 사이의 간격 변화에 따라 출사되는 빛의 외관 특성을 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시예에 있어서, 광원인 LED 칩(31)과 형상 플레이트(40) 사이가 임의의 간격(d)을 이루도록 체결될 수 있으며, 일 예로 가깝게는 1mm의 간격을 이루고 멀게는 40mm의 간격을 이루도록 체결될 수 있다. 간격(d)이 증가하면, 그에 비례하여 반원형 또는 선형으로 출사되는 빛의 형상의 크기가 증가하게 되는데, 간격(d)을 약 20mm 내외로 유지하는게 바람직하다.

도 9를 참조하면, LED 모듈(30)과 형상 플레이트(40) 사이의 간격이 멀어질수록 (가)에 도시된 바와 같이 수평 방향에서 반원 형상으로 출사되는 빛은 곡률이 점점 증가하는 형상으로 변하게 되고, (나)에 도시된 바와 같이 수직 방향에서 선형으로 출사되는 빛은 직선의 길이가 점점 증가하여 연속된 선형으로 변하게 된다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 조명 기구는 LED 칩을 이용한 복수개의 점광원과 형상 플레이트에 형성되는 복수개의 렌티큘러 패턴을 이용하여, 외부로 출사되는 빛이 다양한 형상으로 인식되도록 할 수 있으며, 동시에 LED 모듈과 형상 플레이트의 간격을 조절함으로써, 더욱 다양한 형상으로 조명 기구의 외관을 화려하게 할 수 있다. 또한, 광원으로 LED 칩이 일 예로 사용되었으나, LED 칩 외에도 점광원을 출사하는 종류의 광원이 사용될 수 있다.

이상에서 본 발명에 있어서 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

10 : 커버 플레이트 11 : 컨버터
20 : 지지 프레임 30 : LED 모듈
31 : LED 칩 40 : 형상 플레이트
41 : 렌티큘러 패턴

Claims (3)

1. 판상의 기판 상에 가로 및 세로 방향으로 복수개 배열되는 LED 광원;
   외면에는 높이(H)가 간격(P)에 대하여 0.3*P ≤ H ≤ 0.8*P를 이루는 복수개의 렌티큘러(Lenticular) 형상의 패턴이 형성되어, 상기 LED 광원의 전방 일정 거리에 배치되는 판 상의 형상 플레이트; 및
   상기 기판과 형상 플레이트를 고정하는 지지 프레임;을 포함하여,
   상기 LED 광원의 빛이 상기 패턴을 통과하면서 반원형 또는 선형 형상으로 외부로 출사되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 조명 기구.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 점광원과 상기 형상 플레이트 사이의 간격(d)은 1mm ≤ d ≤ 40mm 를 이루도록 배치되는 것을 특징으로 하는 조명 기구.
   
3. 삭제

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