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KR101341419B1 - 고효율 도광판 및 이를 구비한 led조명기구 - Google Patents

고효율 도광판 및 이를 구비한 led조명기구 Download PDF

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KR101341419B1
KR101341419B1 KR1020130077758A KR20130077758A KR101341419B1 KR 101341419 B1 KR101341419 B1 KR 101341419B1 KR 1020130077758 A KR1020130077758 A KR 1020130077758A KR 20130077758 A KR20130077758 A KR 20130077758A KR 101341419 B1 KR101341419 B1 KR 101341419B1
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Abstract

본 발명은 고효율 도광판 및 이를 구비한 LED조명기구에 관한 것으로서, 도광판 일측에 반사도료를 더욱 구비하여 도광판의 모든 영역에서 균일한 조도를 갖도록 구성한 고효율 도광판 및 이를 구비한 LED조명기구에 관한 것이다.
본 발명에 따른 LED 도광판은 LED 칩이 배치되어 광을 입사받는 일측과, LED 칩으로부터 수직으로 입사된 광이 나아가는 타측과, 반사판이 배치되는 배면과, 확산판이 배치되는 전면을 포함하여 구성되고, 상기 도광판의 배면에는 광을 반사시키는 반사패턴부가 구비하고, 상기 반사패턴부는 LED 칩에서 멀어짐에 따라 점차적으로 크기를 증가시키도록 구성하여 도광판의 모든 영역에서 균일한 밝기를 갖는다.
본 발명에 따른 고효율 도광판 및 이를 구비한 LED조명기구는 광을 발생시키는 LED 칩; LED 도광판; 상기 LED 도광판의 전면에 배치되고, 광을 확산시키는 확산판; 및 상기 LED 도광판의 배면에 배치되고, 광을 전면으로 반사시키는 반사판;을 포함하여 구성된다.

Description

고효율 도광판 및 이를 구비한 LED조명기구{LIGHT GUIDE PLATE FOR ENHANCED LIGHT EFFICIENCY AND LED ILLUMINATING DEVICE HAVING THEREOF}
본 발명은 고효율 도광판 및 이를 구비한 LED조명기구에 관한 것으로서, 도광판 일측에 반사도료를 더욱 구비하여 도광판의 모든 영역에서 균일한 조도를 갖도록 구성한 고효율도광판 및 이를 구비한 LED조명기구에 관한 것이다.
일반적으로, 조명장치에는 야간에 조명 효과를 갖기 위해 광원이 내부에 구비된다. 종래의 광원으로서는 백열등 또는 형광등이 주로 사용되었으나, 낮은 광효율과 높은 소비전력으로 인해 점차 LED(Light Emitting Diode)로 대체되고 있다. LED는 P-N접합 구조로서 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 발생시키는 광원으로서, 전기 에너지를 빛에너지로 변환되는 효율이 높은 장점을 가지고 있다.
도 1은 종래 기술의 LED를 광원으로 사용하는 직하 조명 방식의 평판등 기구를 나타내 도면이다. 도 1을 참조하면, PCB 기판 상에 일정 간격으로 이격되도록 LED 칩을 배치하여 LED 모듈을 형성한 후, 상기 LED 모듈의 상측에 확산판을 배치하여 광을 확산시키도록 형성되어 있다.
상기 확산판은 LED 소자가 휘도가 높은 특성을 극복하고 확산판의 모든 영역에서 균일한 조도를 갖도록 하는 이점이 있다. 다시 말하면, LED 칩의 강열한 빛에 의해 눈부심(휘도)이 강하여, 확산판에서 광원이 배치되어 있는 인근 영역은 휘도가 강하고 광원이 배치되어 있지 않은 주변 영역은 상대적으로 휘도가 약하다. 결국 오랜 시간동안 조명장치를 보게 되면, 보는 이로 하여금 강한 휘도로 인하여 심한 피로감을 느끼게 할 수 있다. 이러한 현상은 조명장치의 용량이 클수록 더욱 강하게 된다. 이와 같은 문제점을 극복하기 위하여 사이드조명 방식의 평판등 기구가 제안되었다.
도 2는 종래 기술의 LED를 광원으로 사용하는 사이드 조명 방식의 평판등 기구를 나타내 도면이고, 도 3은 종래 기술의 사이드 조명 방식의 평판등 기구에서 광원에서 출사되는 광의 경로에 따라 도광판의 밝기를 나타낸 도면이다.
도 2을 참조하면, PCB 기판 상에 일정 간격으로 이격되도록 LED 칩을 배치하여 LED 모듈을 형성한 후, 상기 LED 칩으로부터 출사되는 광은 도광판의 일측 모서리를 통하여 도광판의 타측으로 나아간 후, 광은 도광판의 배면에 장착되는 반사판에 의해 반사된 후 도광판의 전면으로 출사된 다음, 확산판을 거쳐 광의 휘도가 다소 낮아지는 이점이 있다.
그러나 도 3을 살펴보면, LED 칩이 설치되어 있는 도광판의 일측과 빛이 나아가는 방향에 위치한 도광판의 타측으로 갈수록 빛의 밝기가 낮아진다는 단점이 존재한다. 도면의 하측에 도시된 숫자는 LED 칩에서 출사되는 광을 100으로 하였을 때, 도광판의 일측으로부터 타측으로까지의 밝기를 상대적 수치로 나타낸 것이고, 도광판 내부의 화살표는 광의 진행 방향을 나타낸 것이다.
따라서 도광판의 모든 영역에서 균일한 밝기를 갖는 도광판 구조가 요구된다.
등록실용신안공보 제20-0413480호 공개특허공보 제10-2009-0076324호 공개특허공보 제10-2012-0013013호
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, LED 칩을 광원으로 사용하는 조명장치에서 도광판의 모든 영역에서 균일한 밝기를 얻을 수 있는 조명장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 LED 도광판은 LED 칩이 배치되어 광을 입사받는 일측과, LED 칩으로부터 수직으로 입사된 광이 나아가는 타측과, 반사판이 배치되는 배면과, 확산판이 배치되는 전면을 포함하여 구성되고, 상기 도광판의 배면에는 광을 반사시키는 반사패턴부가 구비하고, 상기 반사패턴부는 LED 칩에서 멀어짐에 따라 점차적으로 크기를 증가시킴과 동시에 반사패턴부들 사이의 거리를 줄이도록 구성하여 도광판의 모든 영역에서 균일한 밝기를 갖는다.
한편, 상기 반사패턴부는 반사도료로 이루어지는 원형 형상으로 구성된다.
본 발명에 따른 고효율 도광판 및 이를 구비한 LED조명기구는 광을 발생시키는 LED 칩; LED 도광판; 상기 LED 도광판의 전면에 배치되고, 광을 확산시키는 확산판; 및 상기 LED 도광판의 배면에 배치되고, 광을 전면으로 반사시키는 반사판;을 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 조명장치는 도광판의 배면에 반사패턴부를 구비되며, 반사패턴부를 광원에서 멀어짐에 따라 점차적으로 크기를 증가시킴과 동시에 반사패턴부들 사이의 거리를 줄이도록 구성하여 반사판과 반사패턴부에서 반사되는 광이 확산판의 모든 영역에서 균일한 밝기를 갖을 수 있는 이점이 있다. 이로 말미암아, 조명장치의 광특성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술의 LED를 광원으로 사용하는 직하 조명 방식의 평판등 기구를 나타내 도면이다.
도 2는 종래 기술의 LED를 광원으로 사용하는 사이드 조명 방식의 평판등 기구를 나타내 도면이다.
도 3은 종래 기술의 사이드 조명 방식의 평판등 기구에서 광원에서 출사되는 광의 경로에 따라 도광판의 밝기를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 도광판을 사용한 조명장치의 측면도이다.
도 5 및 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 도광판의 배면에 형성된 반사패턴부를 나타낸 도면이다.
도 7은 LED 도광판을 사용한 조명장치에서 광의 진행 방향을 광의 경로를 따라 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 도광판을 사용한 조명장치에서 광원에서 출사되는 광의 경로에 따라 도광판의 밝기를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로하여 설명한다. 도면에 있어서 구성요소의 크기 및 두께 등은 설명의 편의를 위하여 다소 과장하여 표현될 수 있다. 또한 ‘LED 도광판’이라는 표현은 LED 칩을 광원으로 사용한다는 것을 의미한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 도광판을 사용한 조명장치의 측면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 조명장치는 광을 발생시키는 LED 모듈(100), 광을 전송하는 도광판(200), 광을 전면으로 반사시키는 반사판(300) 및 광을 확산시키는 확산판(400)을 포함하여 구성된다.
상기 LED 모듈(100)은 광을 발생시키는 것으로, 하나 이상의 LED 칩(111)과 상기 LED 칩이 일정 간격으로 이격되도록 배치되는 인쇄회로기판(PCB)를 포함하여 구성된다.
상기 도광판은 확산판으로 인도하는 것으로, 아크릴 사출물로 이루어진다. 바람직하게는 PMMA(폴리메틸메타그릴레이트)로 형성될 수 있다. 도광판은 상기 LED 모듈이 배치되어 광을 입사받는 일측과, 수직으로 입사되는 광이 나아가는 타측을 구비된다.
또한 도광판의 배면에는 도광판 내부에서 배면으로 출사되는 광을 전면으로 반사시키는 반사판이 구비되며, 도광판의 전면에는 도광판에서 출사되는 광을 확산시켜는 확산판이 더욱 구비된다.
도면을 참조하면, 도광판의 배면에는 하나 이상의 반사패턴부가 형성되어 있다. 상기 반사패턴부는 원형 형상으로 이루어져 있으며, 반사도료를 페인팅하여 형성할 수 있다. 예컨대, 반사도료는 반사페일트일 수 있다. 본 발명에서는 원형으로 형성하는 것을 실시예로 하였으나, 그 모양을 원형 형상으로 한정하지 아니하고, 사각형, 오각형, 육각형 등 크기 또는 면적이 동일하다면 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
도 5 및 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 도광판의 배면에 형성된 반사패턴부를 나타낸 도면이다. 도 5는 반사패턴부를 일렬로 배치한 것을 나타낸 것이고, 도 6은 복수개의 렬로 배치한 것을 나타낸 것이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 반사패턴부는 LED 모듈의 LED 칩에 형성되어 있는 위치로부터 도광판의 일측 방향에서 타측 방향으로 갈수록 그 크기 및 면적이 증가되도록 배치되어 있다. 또한 일측 방향에서 타측 방향으로 갈수록 반사패턴부들 사이의 거리는 점차 가까워 지도록 배치된다.
이하, 도 7을 참조하여, LED 칩에서 출사되는 광의 광 경로에 따른 반사패턴부의 형성 위치를 설명한다. 도 7은 LED 도광판을 사용한 조명장치에서 광의 진행 방향을 광의 경로를 따라 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, LED 칩이 배치되어 있는 도광판의 일측으로부터 입사되는 광은 타측으로 나아간다. 입사된 광은 일측에서 타측으로 나아갈 때 도광판의 배면 방향으로 광의 경로가 형성될 수 있다. 도광판의 배면 방향으로 나아가는 광은 반사패턴부와 반사판에서 반사가 이루어져 확산판이 형성되어 있는 전면 방향으로 나아간다.
반사패턴부는 LED 칩으로부터 가장 가깝에 배치되어 있는 반사패턴부는 가장 작은 크기 또는 면적으로 이루어져 있다. 그리고 도광판의 타측으로 갈수록 큰 크기(넓은 면적)로 형성된다. 도면에서 화살표의 개수는 반사되는 광량과 비례하는 것을 도식화한 것이다.
도광판의 일측에서 타측으로 갈수록 반사패턴부의 크기는 증가하고, 이에 따라 반사패턴부에서 반사되는 광량은 더욱 많아지게 된다. 다시 말하면 도광판의 일측에서 타측으로 갈수록 반사되는 광량이 많아지게 되어 균일한 밝기가 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 반사 패턴부와 반사판의 반사률을 달리 설정된다. 반사패턴부에서 이루어지는 반사량은 반사판에서 이루어지는 반사량보다 많게 형성할 수 있다. 따라서 도광판의 모든 영역에서 균일한 밝기를 얻을 수 있는 이점이 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 도광판을 사용한 조명장치에서 광원에서 출사되는 광의 경로에 따라 도광판의 밝기를 나타낸 도면이다.
도면을 참조하면, LED 칩에서 출사되는 광은 LED 칩에서 출사되는 광을 100으로 하였을 때, 도광판의 일측으로부터 타측으로까지의 밝기는 80으로 일정하다. 여기서, 도면의 하측에 도시된 숫자는 LED 칩에서 출사되는 광을 100으로 하였을 때, 도광판의 일측으로부터 타측으로까지의 밝기를 상대적 수치로 나타낸 것이고, 도광판 내부의 화살표는 광의 진행 방향을 나타낸 것이다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
100 : LED 모듈
111 : LED 칩
200 : 도광판
222 : 반사 패턴부
300 : 반사판
400 : 확산판
PCB : 인쇄회로기판

Claims (3)

  1. 조명장치에 있어서,
    상기 조명장치는,
    광을 발생시키는 LED 칩;
    상기 LED 칩에서 발생되는 광을 확산시키는 도광판;
    상기 도광판의 전면에 배치되고, 광을 확산시키는 확산판; 및
    상기 도광판의 배면에 배치되고, 광을 전면으로 반사시키는 반사판; 을 포함하여 구성되고,
    상기 도광판은 LED 칩이 배치되어 광을 입사받는 일측과, LED 칩으로부터 수직으로 입사된 광이 나아가는 타측과, 반사판이 배치되는 배면과, 확산판이 배치되는 전면을 포함하여 구성되고,
    상기 도광판의 배면에는 광을 반사시키는 반사패턴부가 구비되되, 상기 반사 패턴부는 반사도료로 이루어지는 원형 형상이며, LED 칩에서 멀어짐에 따라 점차적으로 크기를 증가시키도록 구성하고,
    상기 반사 패턴부에서 반사되는 반사율은 상기 반사판에서 반사되는 반사량보다 많게 구성하여, 도광판의 모든 영역에서 균일한 밝기를 갖는 것을 특징으로 하는 조명장치.


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