발광 장치{LIGHT EMITTING APPARATUS}

실시 예는 형광등 타입의 발광 장치에 관한 것이다.

일반적으로 조명기구에 대한 연구개발은 에너지 효율과 소비자의 욕구 충족이라는 측면을 고려하여 진행되고 있다. 현재 널리 보급되어 사용되는 백열등, 형광등 및 삼파장 전구 등과 같은 조명기구는 제작 및 사용상의 간편함으로 인하여 소비자들이 많이 사용하고 있으나 조명등의 수명이 짧고, 에너지가 다량으로 소요되어 에너지 비용이 증가되는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 최근에는 조명기구의 수명을 향상시키고, 에너지 효율을 대폭 향상시킨 LED 조명등이 개발되어 출시되고 있다.

상기 LED 조명등은 소비전력이 25W 미만이므로 전기 사용료를 30%이상 절감할 수 있으며, 수명은 반영구적이기 때문에 이용가치가 상당히 크다.

실시 예는 발광 다이오드를 이용한 형광등 타입의 발광 장치를 제공한다.

실시 예는 발광 다이오드로부터 발생된 열을 방열 커버로 효과적으로 방열시키고, 확산용 전면 커버로 광을 확산시켜 줄 수 있는 형광등 타입의 발광 장치를 제공한다.

실시 예는 발광 모듈의 실리콘 방열 패드와 방열 커버를 이용하여 방열시켜 줄 수 있는 형광등 타입의 발광 장치를 제공한다.

실시 예는 발광다이오드의 밝기 또는/및 색감을 변화시켜 줄 수 있는 형광등 타입의 발광 장치를 제공한다.

실시 예는 광 센서를 구비하여 센서 감지 신호에 따라 디밍을 제어할 수 있는 형광등 타입의 발광 장치를 제공한다.

실시 예에 따른 발광 장치는 형광등 길이에 대응되는 반구형 방열 커버; 상기 반구형 방열 커버에 대응되어 결합되는 투명한 재질의 반구형 전면 커버; 상기 반구형 방열 커버 및 상기 전면 커버의 내부에 결합되며, 발광 다이오드 및 기판을 포함하는 발광 모듈; 상기 발광 모듈의 기판 위에서 발생된 열을 전도하는 복수개의 방열 패드; 상기 반구형 방열 커버 및 상기 전면 커버의 양단에 결합되며, 전극 단자를 갖는 캡부를 포함한다.

실시 예는 LED를 이용한 발광 장치를 형광등 타입으로 제공함으로써, 형광등 소켓을 전원단자로 사용할 수 있는 효과가 있다.

실시 예는 안정기 없이도 AC 전원으로 구동될 수 있어, 안정기 설치에 따른 문제를 개선할 수 있다.

실시 예는 형광등 타입의 발광 장치에서 발광 다이오드의 색 온도를 가변시켜 줌으로써, 기존 형광등보다 편안한 느낌을 줄 수 있다.

실시 예는 발광장치의 광을 감지하여 디밍을 제어할 수 있다.

도 1은 실시 예에 따른 형광등 타입의 발광장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 결합 사시도이다.
도 3은 도 2의 측 단면도이다.
도 4는 실시 예에 따른 전면 커버에서 확산 구조의 다른 예를 나타낸 단면도이다.
도 5는 실시 예에 따른 방열 커버 및 전면 커버를 회전시켜 주기 위한 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 실시 예에 따른 발광 다이오드 어레이의 회로 구성도이다.
도 7은 실시 예에 따른 발광 다이오드 어레이의 다른 회로 구성도이다.
도 8은 실시 예에 따른 발광 장치의 회로 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 실시 예에 따른 형광등 타입의 발광 장치를 나타낸 분해 사시도이며, 도 2는 도 1의 결합 사시도이며, 도 3은 도 2의 측 단면도이다.

도 1을 참조하면, 발광장치(100)는 방열 커버(110), 전면 커버(120), 발광 모듈(130), 캡부(150)를 포함한다.

상기 방열 커버(110)는 형광등 길이를 갖고, 반구 형상으로 형성되며, 방열 재질 예컨대, 알루미늄 재질로 구현될 수 있다. 상기 방열 커버(110)의 내주변 또는/및 외주변에는 다수개의 방열 핀(111,112)이 요철 형태로 형성되며, 상기 방열 핀(111,112)의 형상은 동일하거나 서로 다를 수 있으며, 그 형상에 대해 한정하지는 않는다.

상기 방열 커버(110)는 전 영역에서 상기 발광 모듈(130)에서 발생된 광을 효과적으로 방열시켜 줄 수 있다.

상기 전면 커버(120)는 반 구형 형상으로 형성되며, 광이 투과될 수 있는 투명한 플라스틱 재질(예: PC)로 구현될 수 있다. 상기 전면 커버(120)의 내주변(121)에는 도 3에 도시된 바와 같이, 확산 부재(129)가 형성될 수 있다. 상기 확산 부재(129)는 상기 발광 모듈(130)에서 발생된 광을 확산시켜 상기 전면 커버(120)를 투과되도록 함으로써, 눈 부심을 방지하게 된다. 상기 확산 부재(129)는 확산 시트 또는 확산제로 코팅할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

상기 방열 커버(110)의 양 가장자리에는 걸림턱(115)이 형성되며, 상기 전면 커버(120)의 양 가장자리에는 상기 걸림턱(115)이 결합되는 걸림 홈(125)이 형성된다. 상기 걸림턱(115) 및 걸림홈(125)는 후크 결합 구조로 결합될 수 있으며, 각각이 형성되는 위치는 서로 바뀔 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

상기 방열 커버(110)의 양 가장자리의 내측에는 상기 내측으로 돌출된 지지대(114)가 형성되어 있으며, 상기 지지대(114)의 하부에는 상기 발광 모듈(130)이 고정될 수 있다.

상기 발광 모듈(130)은 기판(132) 및 발광 다이오드(133)를 포함한다. 상기 기판(132)은 방열 특성이 좋은 메탈 코어 PCB 등을 이용할 수 있으며, 복수개로 분리되어 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 기판(132)의 길이는 적어도 하나 이상이 전기적으로 연결되어 형광등 소켓의 길이에 대응되는 길이로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

상기 기판 위에는 회로 모듈(160)이 배치되며, 상기 회로 모듈(160)은 구동 회로 및 제어회로 등을 포함하며, 발광 다이오드(133)의 온/오프 제어, 디밍 제어, 색 온도 등을 제어할 수 있다. 상기 회로 모듈(160)은 상기 기판(132)에 형성된 복수개의 전원 라인을 통해 DC 전원을 입력받게 된다.

상기 기판(132) 아래에는 배선 패턴이 형성되며, 발광 다이오드(133)가 어레이 형태로 탑재된다.

상기 발광 다이오드(133)는 적어도 1열로 어레이될 수 있으며, 서로 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 여기서, 상기 발광 다이오드(133)의 연결 개수는 형광등 소켓의 종류나 입력 전원에 따라 달라질 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 기판(132)에는 상기 발광 다이오드(133)를 보호하기 위한 제너 다이오드(미도시)가 설치될 수도 있다.

상기 각각의 발광 다이오드(133)는 타켓 광 예컨대, 백색 광을 발광하거나, 복수개의 발광 다이오드의 광을 혼색하여 원하는 광으로 구현할 수 있으며, 이러한 발광 다이오드(133)의 발광 컬러와 타켓 광은 달라질 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 또한 상기 발광 다이오드(133)는 예컨대, WLP(Wafer Level Package)형 돔 타입 패키지 등 다양한 형태의 패키지를 적용할 수 있다.

상기 기판(132) 위에는 복수개의 방열 패드(137)가 형성될 수 있다. 상기 방열 패드(137)는 실리콘 재질을 이용한 열 전도성 패드로서, 상기 기판(132) 위에서 수직 상 방향으로 배치되며, 상기 기판(132)의 폭 보다 작은 폭을 갖고, 회로 모듈(160)이 없는 영역(135A)에 분산되어, 소정 간격으로 배치될 수 있다. 상기 방열 패드(137)는 상기 기판(132) 자체의 열을 상기 방열 커버(110)로 전도해 주는 기능을 하게 된다. 상기 방열 패드(137)는 상기 기판(132) 위에 전도성 테이프, 나사, 열전도성 수지 등을 이용하여 결합될 수 있다.

상기 방열 패드(137)와 방열 커버(110)는 상기 기판(132)에서 발생되는 열을 효과적으로 방열시켜 줄 수 있어, 상기 발광 다이오드(133)가 열에 의해 효율이 저하되는 문제를 개선시켜 줄 수 있다.

상기 발광 모듈(130)은 상기 방열 커버(110) 및 전면 커버(120)의 원통형 내부에 배치되어 보호받게 되며, 상기 방열 커버(110) 및 전면 커버(120)는 상기 발광 모듈(130)에서 발생되는 열을 효과적으로 방열하므로, 열에 의해 외형이 변형되는 문제를 개선시켜 줄 수 있다.

상기 캡부(150)는 원통형 커버(110,120)의 양측에 결합되며, 절연 및 고온에 견딜수 있는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 상기 캡부(150)는 복수개의 전극 단자(153)가 외부로 돌출되고, 상기 전극단자(153)는 상기 발광 모듈(130)의 기판(132)과 전기적으로 연결된다. 여기서, 상기 캡부(150)의 전극단자(153)와 상기 발광모듈(130)의 기판(132)의 연결 방식은 와이어, 커넥터 방식로 접속되거나 직접 본딩될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

상기 캡부(150)의 외부변 내측에는 커버 가이드부(155)가 형성되며, 상기 커버 가이드부(155)는 상기 방열 커버(110) 및 전면 커버(120)의 외주변에 밀착 결합된다.

상기와 같은 형광등 타입의 발광 장치(100)의 결합을 보면, 상기 발광 모듈(130)의 기판(132) 아래에 발광 다이오드(133)를 배치하고, 상기 기판(132) 위에 방열 패드(137) 및 드라이버 등의 회로 모듈(160)을 탑재하게 된다.

상기 방열 패드(137)는 상기 기판(132)에 전도성 테이프, 나사, 열전도성 수지 등을 이용하여 고정될 수 있으며, 소정의 형상, 소정 면적 및 소정의 간격으로 배치된다.

상기 발광 모듈(130)의 기판(132)은 상기 방열 커버(110)의 내측 지지대(114)에 밀착되고, 접착제 또는 나사 등의 결합 부재 등을 이용하여 상기 지지대(114)에 고정될 수 있다. 이때 상기 발광 모듈(130) 위의 방열 패드(137)는 상기 방열 커버(110)의 내측 상단면(113)에 밀착될 수 있다.

상기 방열 커버(110)의 내부에 상기 발광 모듈(130)이 결합되면, 상기 방열 커버(110)와 전면 커버(120)가 하나의 원통형으로 결합하게 된다. 이때 상기 방열 커버(110)의 양 가장자리에 형성된 걸림 턱(115)을 상기 전면 커버(120)의 양 가장 자리에 형성된 걸림 홈(125)에 삽입함으로써, 상기 방열 커버(110)와 전면 커버(120)는 상기 걸림 턱(115) 및 걸림 홈(125)의 후크 결합 구조로 인해 원통형 발광 구조체(110,120)로 결합된다.

이때, 상기 전면 커버(120)의 걸림 홈(125)에는 도 3에 도시된 바와 같이, 탄성 밴드(127)가 배치된다. 상기 탄성 밴드(127)는 상기 걸림 홈(125)을 따라 하나 또는 복수개로 배치될 수 있다. 상기 방열 커버(110)의 걸림 턱(115)이 상기 걸림 홈(125)에 삽입될 때, 상기 탄성 밴드(127)는 압축되어 상기 걸림 턱(115)이 상기 걸림 홈(125)에 용이하게 삽입되게 해 주고, 삽입된 후 상기 탄성밴드(127)의 탄성력에 의해 상기 걸림 턱(115)이 이동하여 상기 걸림 홈(125)에 후크 구조로 결합됨으로써, 상기 걸림 턱(115)는 상기 걸림 홈(125)로부터 이탈되지 않게 된다.

상기 원통형 발광 구조체인 방열 커버(110) 및 전면 커버(120)의 양단에는 캡부(150)가 결합되어, 도 2와 같은 원통형 발광장치(100)가 된다. 상기 캡부(150)는 원통형 발광장치(100)의 양단을 밀폐시키고, 전극단자(153)를 외부에 돌출시켜 준다.

이때 상기 캡부(153)의 전극단자(153)는 상기 발광 모듈(130)의 기판(132)과 와이어, 컨넥터 구조, 직접 본딩되는 구조로 접속될 수 있다.

상기 원통형 발광 장치(100)는 양 캡부(150)에 형성될 전극단자(153)를 형광등 소켓(미도시)에 접속시켜 줌으로써, 전원을 공급받아 발광할 수 있게 된다.

상기 원통형 발광 장치(100)의 전극단자(153)를 통해 전원이 공급되면, 상기 발광 모듈(130)의 발광 다이오드(133)는 발광하게 된다.

상기 전면 커버(120)는 상기 발광 다이오드(133)에서 발생된 광을 확산시켜 외부로 투과시켜 준다. 이때 상기 전면 커버(120)의 내주변(121)에 형성된 확산 부재(129)는 상기 발광 다이오드로부터 방출된 광을 전체 조사 영역으로 균일하게 확산시켜 준다. 상기 방열 패드(147) 및 요철 구조의 방열 커버(110)는 상기 발광 다이오드(133)로부터 발생된 열을 방열시켜 준다.

도 4는 실시 예에 따른 전면 커버에서 확산 구조의 다른 예를 나타낸 단면도이다.

도 4를 참조하면, 전면 커버(120)의 내측에는 시트 홈(121A)이 형성되며, 상기 시트 홈(121A)에 확산 시트(129A)가 삽입된다. 상기 확산 시트(129A)를 상기 전면 커버(120)의 내부에 결합시켜 줌으로써, 확산 시트(129A)를 별도로 결합하여야 하는 번거로운 문제를 해결할 수 있다.

도 5는 실시 예에 따른 방열 커버 및 전면 커버를 회전시켜 주기 위한 구조를 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 상기 방열 커버(110)의 양단 외주변에 회전 가이드 돌기(117)를 형성하고, 상기 캡부(150)의 커버 가이드부(155)에 회전 가이드 홈(157)을 형성시켜 준다. 상기 방열 커버(110) 및 전면 커버(120)의 양단에 상기 캡부(150)를 결합하면, 상기 방열 커버(110)의 회전 가이드 돌기(117)는 상기 캡부(150)의 회전 가이드 홈(157)에 끼워진다. 이때 상기 캡부(150)의 전극단자(153)는 기판(132)과 전기적으로 연결된다.

상기 회전 가이드 돌기(117)는 전면 커버(120)에도 형성될 수 있으며, 상기 회전 가이드 홈(157)은 상기 캡부(150)의 하단부에도 형성될 수 있다. 또한 상기 캡부(150)에 대해 상기 방열 커버(110) 및 전면 커버(120)가 결합된 발광 구조체가 회전하게 된다.

상기 캡부(150)의 전극 단자(153)는 형광등 소켓에 결합될 수 있다. 이때 상기 캡부(150)는 고정되며, 상기 캡부(150)를 기준으로 상기 방열 커버(110) 및 전면 커버(120)의 구조체가 상기 회전 가이드 돌기(117) 및 회전 가이드 홈(157)에 의해 소정 각도 (예 : 0<회전각도<±90°) 정도로 회전할 수 있다. 이에 따라 상기 발광 장치에서 조사되는 광의 방향을 ±90°이내에서 회전시켜 줄 수 있다.

여기서, 상기와 같은 발광 장치의 회전 구조는 회전 가이드 돌기(117) 및 회전 가이드 홈(157)의 락 구조뿐만 아니라, 베어링 등을 이용할 수 있다.

도 6은 실시 예에 따른 발광 다이오드 어레이의 회로 구성도이다.

도 6을 참조하면, 발광 모듈에는 복수개의 발광 다이오드 어레이(133A,133B)를 포함한다.

상기 복수개의 발광 다이오드 어레이(133A,133B)는 전원단(P1,P2)을 기준으로 발광 다이오드(133)들이 순 방향으로 병렬 연결된 구조이다. 상기 각 발광 다이오드 어레이(133A,133B)에 연결된 발광 다이오드(133)의 개수는 소켓 사이즈 또는 입력 전원에 따라 조절될 수 있다.

또한 복수개의 발광 다이오드 어레이(133A,133)는 서로 다른 색 온도로 광을 출력할 수 있다. 예컨대, 제1발광 다이오드 어레이(133A)는 5000~8000K 색 온도 범위의 백색 광을 발광하게 하고, 제2발광 다이오드 어레이(133B)는 2000~3000K 색온도 범위의 백색 광을 발광하게 된다.

상기 제1발광 다이오드 어레이(133A)와 상기 제2발광 다이오드 어레이(133B)는 서로 다른 상관 색온도(CCT : Correlated Color Temperature)로 배치함으로써, 색감 가변이 가능하게 된다. 상기 제1발광 다이오드 어레이(133A)와 상기 제2발광 다이오드 어레이(133B)는 서로 혼합되는 구조로 배치됨으로써, 각 발광 다이오드(133)의 광 출력을 조절하여 색 온도를 2000~8000K 범위까지 가변시켜 줄 수 있다.

도 7은 실시 예에 따른 발광 다이오드 어레이의 다른 회로 구성도이다.

도 7을 참조하면, 제1발광 다이오드 어레이(133C)와 제2발광 다이오드 어레이(133D)는 전원단(P3,P4)을 기준으로 역방향으로 병렬 연결된다. 상기 제1발광 다이오드 어레이(133C)와 상기 제2발광 다이오드 어레이(133D)는 역 병렬로 연결시켜 줌으로써, AC 전원으로 구동이 가능하게 된다. 이때 상기 제1발광 다이오드 어레이(133C) 및 상기 제2발광 다이오드 어레이(133D)에 연결된 발광 다이오드의 개수는 AC전원 및 구동 전압에 따라 변경될 수 있다.

도 8은 실시 예에 따른 발광 장치의 회로 구성도이다.

도 8을 참조하면, 회로 모듈(160)에는 안정기(181) 또는 AC 전원단(183)의 전원이 입력된다. 상기 회로 모듈(130)은 형광등 소켓과 연결된 안정기(181)를 통해 일정한 전류를 입력받거나, 안정기 없이 AC 전원단(183)에 직접 연결되어 공급받을 수 있다.

상기 회로 모듈(160)은 제1정류부(161) 및 제2정류부(162), 전압 안정화부(163), LED 제어부(164)를 포함한다.

상기 제1정류부(161) 및 제2정류부(162)는 브리지 정류회로로 구현될 수 있으며, 상기 안정기(181) 또는 AC 전원단(183)의 입력 전원을 정류하여 DC 전원으로 출력하게 된다. 상기 제1정류부(161) 및 제2정류부(162)는 정류 다이오드, 콘덴서, 저항 등을 이용하여 정류회로를 구현할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

상기 전압 안정화부(163)는 상기 제1정류부(161) 및 제2정류부(162)로부터 입력되는 DC 전원을 원하는 전원으로 안정화시켜 준다. 상기 전압 안정화부(163)는 상기 제1정류부(161) 및 제2정류부(162)를 통해 입력되는 전원을 일정 DC 전압으로 LED 제어부(164)에 공급하게 된다.

상기 LED 제어부(164)는 상기 전압 안정화부(163)의 입력 전압을 상 전류로 변환하여 발광 모듈(130)에 공급하여, 발광 다이오드를 구동시켜 줄 수 있다.

한편, 발광 장치에는 센서부(170)를 포함하게 된다. 상기 센서부(170)는 상기 기판(도 1의 132) 아래에 설치되거나 광을 수광할 수 있는 위치에 설치될 수 있다. 상기 센서부(170)는 광 센서로서, 상기 발광 다이오드(도 1의 133)로부터 방출된 광 세기 및 광량 등의 정보를 감지하게 된다. 이때 상기 센서부(170)는 발광 다이오드(도 1의 133)로부터 방출된 광의 정보를 LED 제어부(164)로 전달해 줌으로써, 상기 LED 제어부(164)는 상기 발광 다이오드(도 1의 133)의 밝기 및 색감을 제어할 수 있다. 즉, 상기 LED 제어부(164)는 광 정보를 이용하여 디빙을 조절할 수 있다.

또한 실시 예는 적외선부 또는 블루투스 등이 배치될 수 있으며, 상기 적외선부 또는 블루투스는 상기 형광등 타입의 발광 장치를 원격으로 점등 또는 소등시켜 줄 수 있는 스위치로 동작할 수 있다.

이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100:발광 장치, 110:방열 커버,120: 전면 커버, 130: 발광 모듈. 150: 캡부, 115: 걸림 턱, 125: 걸림 홈, 114: 지지대, 132: 기판, 133: 발광 다이오드, 129: 확산 부재, 137: 방열 패드