KR101122162B1

KR101122162B1 - 엘이디 조명장치

Info

Publication number: KR101122162B1
Application number: KR1020090121715A
Authority: KR
Inventors: 김학규
Original assignee: 김학규
Priority date: 2009-12-09
Filing date: 2009-12-09
Publication date: 2012-03-16
Also published as: KR20110064930A

Abstract

서로 다른 각도로 배치되도록 연결되는 다수의 지지부를 가지는 프레임과; 각각의 프레임의 지지부별로 서로 다른 각도로 설치되는 다수의 엘이디 조명유닛을 포함하며, 엘이디 조명유닛은, 프레임의 배면에 설치되는 히트싱크와; 히트싱크에 지지되며, 프레임의 전면으로 노출되는 LED 모듈; 및 LED 모듈을 덮도록 LED 모듈에 착탈 가능하게 결합되는 렌즈 커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치가 개시된다.

조명, 프레임, 엘이지, 히트싱크, 렌즈

Description

엘이디 조명장치{LED LIGHT APPARATUS}

본 발명은 엘이디 조명장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원거리를 집중적으로 밝힐 수 있는 원거리 조명 집중을 위한 조명장치에 관한 것이다.

최근에는 기존의 조명기기에 비하여 저렴하면서도 그 효율이 좋은 엘이디(LED)를 이용한 조명장치의 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 이미 다양한 제품이 출시되어 다양한 분야에서 적용되고 있다.

일반적인 LED 조명장치는 여러 개의 LED를 하나의 보호용 커버(주로 아크릴이나 유리 글라스계열을 사용함)로 덮어서 보호하는 형태로 사용하고 있다. 그리고 각각의 LED의 후방에는 반사갓이 설치되어 LED에서 나오는 빛을 전방으로 반사시키도록 된 구성을 갖는 것이 일반적이다.

이와 같이 종래에는 반사갓과 보호용 커버가 별도로 제작되어 조립된 구조를 가짐으로써, 부품 수가 많아지게 되어 비용이 증가하는 문제점이 있었다.

또한, 다수의 LED를 하나의 보호용 커버로 덮게 되면, 각각의 LED에서 발생하는 빛을 효과적으로 분산시킬 수 없으므로, 그만큼 효율일 저하되는 문제점이 있다.

또한, 밝은 조명을 확보하기 위해서는 다수의 엘이디를 설치해야 하는데, 다수의 엘이디 각각의 조명방향과 조명거리가 조명장치의 설치 장소 및 환경에 따라서 서로 다를 수 있으므로, 이를 용이하게 조정할 수 있는 조명장치의 개발이 절실한 상태이다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 단일 엘이디(LED) 마다 개별적으로 대응되게 설치되어 LED를 보호하면서도 빛을 효과적으로 가이드하여 원거리로 향하도록 할 수 있는 원거리 조명 집중을 위한 엘이디 보호용 커버를 구비하는 조명장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엘이디 조명장치는, 서로 다른 각도로 배치되도록 연결되는 다수의 지지부를 가지는 프레임과; 상기 각각의 프레임의 지지부별로 서로 다른 각도로 설치되는 다수의 엘이디 조명유닛을 포함하며,

상기 엘이디 조명유닛은, 상기 프레임의 배면에 설치되는 히트싱크와; 상기 히트싱크에 지지되며, 상기 프레임의 전면으로 노출되는 LED 모듈; 및 상기 LED 모듈을 덮도록 상기 LED 모듈에 착탈 가능하게 결합되는 렌즈 커버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 LED 모듈은, 상기 히트싱크에 결합되는 하우징과; 상기 하우징의 전면에 결합되는 기판; 및 상기 기판 상에 설치되는 LED;를 포함하며, 상기 하우징의 외측면을 감싸서 끼워지도록 상기 렌즈 커버가 결합되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 렌즈 커버는, 상기 하우징을 덮도록 결합되며, 하면으로 인입되어 상기 하우징 및 LED 모듈이 삽입되어 결합되는 LED 장착부를 가지는 커버 몸체부와; 상기 커버 몸체부의 중앙 부분에서 상부로 돔 형상으로 돌출되게 형성되어 상기 LED 모듈에서 나오는 광을 원거리로 향하도록 가이드하는 렌즈부와; 상기 렌즈부의 내부로 인입되게 형성된 공동 홈의 내주면에 형성되어 상기 LED 모듈에서 나오는 광을 상기 렌즈부로 모이도록 반사시키는 반사부;를 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 렌즈부는, 외측에 돔형상으로 형성된 구형 렌즈면과; 상기 구형 렌즈면에 대응되게 상기 공동 홈 내부의 천정에 원뿔형으로 형성된 원뿔형 렌즈면;을 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 렌즈커버의 LED 장착부 내면과 상기 하우징의 외측면 각각에는 서로 대응되는 위치에 마련되어 상보적으로 결합되는 스토퍼홈 및 스토퍼돌기가 각각 형성되며, 상기 스토퍼홈 및 스토퍼돌기 중 어느 하나는 복수개가 상기 렌즈커버의 결합방향으로 일정 간격으로 배치되어 상기 렌즈 커버의 결합위치를 조절하여 결합 가능한 것이 좋다.

본 발명의 엘이디 조명장치에 따르면, 엘이디 보호용 렌즈 커버에 구형 렌즈면과 원뿔형 렌즈면을 가지는 렌즈부와, 반사부를 일체로 형성시킴으로써, LED 모듈에서 발생하는 광이 옆으로 확산(분산)되지 않게 중심으로 모아주어 광이 보다 멀리 조사될 수 있도록 함은 물론, 광을 집중적으로 모아서 멀리까지 보내지도록 가이드함으로써, 밝은 빛이 원거리까지 유지되어 전달되도록 할 수 있다.

또한, 렌즈 커버를 용이하게 분리 및 결합할 수 있으므로, LED 모듈의 교환 장착이 편리한 이점이 있다.

그리고 렌즈 커버의 조립 위치를 쉽게 조절할 수 있으므로, 현장 상황에 맞게 설치자가 렌즈 커버의 조립 높이를 조절함으로써 각각 다른 방향으로 나가는 조명의 집중 조명위치를 쉽게 조절할 수 있는 이점이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 조명장치를 자세히 설명하기로 한다.

도 1, 도 2, 도 3, 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 조명장치는, 프레임(100)과, 상기 프레임(100)에 설치되는 다수의 엘이디 조명유닛(200)을 구비한다.

상기 프레임(100)은 금속 플레이트로서, 서로 다른 각도로 연결되는 제1 내지 제4지지부(110,120,130,140)를 가지며, 제1 내지 제4지지부(110,120,130,140) 주변에 체결공(150)을 가지는 체결부(160)가 일체로 연결된 구성을 가진다.

상기 제1 내지 제4지지부(110,120,130,140)는 그 면적 및 그 각도가 서로 다르게 형성됨으로써, 각각의 지지부에 설치된 엘이디 조명유닛(200)의 조명 방향을 서로 다르게 하여 제공할 수 있게 된다.

상기 엘이디 조명유닛(200)은 상기 프레임(100)에 설치되는 것으로서, 각각이 독립적으로 온/오프 구동제어될 수도 있고, 동시에 온/오프 구동될 수도 있다.

이러한 엘이디 조명유닛(200)은 도 2, 도 3, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 히트싱크(20)와, 상기 히트싱크(20)에 지지되는 LED 모듈(30) 및 LED 모듈을 덮도록 상기 히트싱크(20)에 결합되는 렌즈 커버(40; 이하 '보호용 커버'라 함)를 구비한다.

상기 히트싱크(20)는 LED 모듈(30)을 지지하며, LED 모듈(30)에서 발생되는 열을 방열시킬 수 있도록 금속재질로 형성되며, 외측에는 다수의 방열편(22)을 구비할 수 있다. 이러한 히트싱크(20)는 다양한 형상 및 사이즈로 형성될 수 있으며, 그 형상이나 재질 및 사이즈가 본 고안을 한정하는 것은 아니다.

상기 히트싱크(20)는 프레임(100)의 후방에 설치되며, 프레임(100)을 사이에 두고 전방에 배치되는 LED 모듈(30)과 결합된다.

상기 LED 모듈(30)은 기판(31)과, 상기 기판(31)에 설치되는 LED(32) 및 모듈 하우징(33)을 구비한다. 상기 히트싱크(20)에 하나의 LED(32)를 가지는 기판(31)이 설치된다.

상기 렌즈 커버(40)는 LED 모듈(30)을 덮도록 상기 하우징(33) 외측에 끼워져 결합된다.

이러한 렌즈 커버(40)는 소정 두께를 가지며 하우징(33)을 덮도록 결합되는 커버 몸체부(41)와, 커버 몸체부(41)의 중앙 부분에서 상부로 돔 형상으로 돌출되게 형성되는 렌즈부(42)와, 상기 렌즈부(42)의 내부에 형성되는 반사부(43)를 가지며, 상기 커버 몸체부(41)의 하부 내측에는 상기 LED 모듈(30)이 삽입되어 결합되는 LED 장착부(44)가 형성된다.

상기 커버 몸체부(41)는 사각 평면 형상을 가지며, 상기 LED 모듈(30)을 덮도록 하우징(33)에 결합된다. 이 커버 몸체부(41)의 내측면 즉, 상기 LED 장착 부(44)의 내면에는 다수의 스토퍼홈(41a)이 형성된다. 이 스토퍼홈(41a)은 상하 방향으로 복수가 일정 간격으로 형성되며, LED 장착부(44)의 서로 마주하는 내면에 각각 대칭되게 형성된다.

상기 스토퍼홈(41a)에 대응되게 하우징(33)의 양측 외측면에는 스토퍼돌기(33a)가 돌출되게 각각 하나씩 형성된다. 상기 구성에 의하면, 상기 렌즈 커버(40)를 이용하여 하우징(33)을 덮개 되면, 렌즈 커버(40)를 덮는 깊이에 따라서 다수의 스토퍼홈(41a) 중에서 어느 하나에 상기 스토퍼돌기(33a)가 상보적으로 끼워져 결합된다. 이와 같이 렌즈 커버(40)와 하우징(33) 각각에 서로 결합되는 스토퍼홈(41a)과 스토퍼돌기(33a)를 형성시킴으로써, LED(32)에 대한 렌즈부(42)의 거리를 조정하여 조립할 수 있게 된다. 따라서 도 1과 같이 프레임(110)에 다수의 엘이디 조명유닛(200)을 설치할 경우, 설치위치에 따라서 각각의 렌즈 커버(40)의 조립 위치를 다르게 함으로써, LED 광의 조사 범위 및 거리를 조절할 수 있는 이점이 있으며, 작업자가 현장에서 현장 상황에 맞춰서 쉽게 조절할 수 있게 된다.

상기 렌즈부(42)는 상기 커버 몸체부(41)의 중앙 부분에서 상부로 돔형상으로 돌출되며, 외측의 구형 렌즈면(42a)과, 내부에 형성되는 원뿔형 렌즈면(42b)을 구비한다. 상기 원뿔형 렌즈면(42b)은 커버 몸체부(41)의 내부면 중앙부분으로부터 상기 렌즈부(42) 까지 소정 형상으로 인입되게 형성된 공동 홈(45)의 천정에 해당되는 것으로서, 중심에서 외측으로 원뿔형상으로 형성된다. 이러한 구성의 원뿔형 렌즈면(42b)은 반사부(43)에서 반사되는 광과 LED 모듈(30)에서 직접 나오는 광을 집중적으로 모아지도록 한 뒤, 확산되지 않고 상기 구형 렌즈면(42a)을 통해 보다 멀리 집중적으로 광이 조사될 수 있도록 가이드 한다.

상기 반사부(43)는 상기 공동 홈(45)의 내측벽면에 해당되는 것으로서, 상기 LED 모듈(30) 쪽에서 상기 렌즈부(42) 쪽으로 갈수록 그 내경이 점진적으로 확산되게 역 원추형 형상으로 형성된 구조를 갖는다. 따라서 상기 반사부(43)에서는 LED 모듈(30)에서 상기 원뿔형 렌즈면(42b)으로 직접 조사되지 않고 옆으로 확산되는 광을 반사시켜 원추형 렌즈면(42b)으로 모아주는 역할 즉, 반사갓의 역할을 하게 된다. 이러한 반사부(43)의 표면에는 크롬 등과 같은 금속물질로 도금한 도금층(43a)이 구비되는 것이 바람직하며, 상기와 같이 반사부(43)에 도금층(43a)을 마련함으로써, LED 모듈(30)에서 나오는 광을 보다 효과적으로 반사시킬 수 있게 된다.

상기 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 조명장치는, 반사갓의 기능과, 렌즈 및 보호커버의 기능을 하나의 렌즈 커버(40)로 일체화하여 구성함으로써, 부품 수를 줄일 수 있고, 따라서 조립 및 분해가 용이하며, 비용을 줄일 수 있는 이점이 있다.

또한, 렌즈 커버(40)에 구형 렌즈면(42a)과 원뿔형 렌즈면(42b)을 가지는 렌즈부(42)와, 반사부(43)를 일체로 형성시킴으로써, LED 모듈(30)에서 발생하는 광이 옆으로 확산(분산)되지 않게 중심으로 모아주어 광이 보다 멀리 조사될 수 있도록 함은 물론, 광을 집중적으로 모아서 멀리까지 보내지도록 가이드함으로써, 밝은 빛이 원거리까지 유지되어 전달되도록 할 수 있다. 즉, LED 모듈(30)에서 발생한 광은 역 원추형상의 반사부(43)에 의해 산란하는 빛과 분산하는 빛이 모아져서 원 뿔형 렌즈부(42b;확산 렌즈)를 통과하게 되면서, 집중된 빛이 예를 들어 돋보기를 통과한 것처럼 크게 확장되면서 먼 거리까지 밝은 빛을 그대로 유지하여 전달되도록 할 수 있게 된다. 따라서 하나의 LED(32)를 가지는 LED 모듈(30)을 적용하더라도 밝은 빛을 멀리까지 제공할 수 있게 되어, 부품수의 절감을 통한 비용 및 에너지 절감효과를 기대할 수 있다. 따라서 높은 곳에 설치되는 투광등이나 가로등, 보안등에 매우 적합하며, 감시용 카메라 앞에 설치하게 되면, 사물의 분별이 보다 확실해지므로 감시효과를 향상시킬 수 있게 된다.

또한, LED 모듈의 고장시에도 렌즈 커버(40) 만을 분리한 뒤, LED 모듈(30)을 쉽고 간단하게 교체할 수 있어서, 유지 관리가 편리한 이점이 있다.

다음의 비교예와 실험예를 통해서 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 조명장치가 종래의 기술에 비하여 원거리 집중 조명이 가능한 작용효과에 대해 알아보기로 한다.

비교예

본 발명과는 달이 엘이디 보호용 렌즈커버가 없는 상태(A1타입), 일반적인 커버만을 설치한 상태(A2 타입) 각각에서의 LED 1구에 대한 거리별 조도를 실험을 통해 측정하였으며, 이때 사용된 소모전력은 4W이다. 그 실험결과는 다음의 표 1과 같다.

측정위치(단위:M)	A1타입의 측정조도(LUX)	A2타입의 측정조도(LUX)
1	35	108
2	11	43
3	7	22
4	5	10
5	3	7
6	1.8	4.4

실험예

본 고안의 실시예와 같은 구성을 가지는 엘이디 보호용 커버를 구비한 조명장치를 4W의 소비전력으로 LED 1구를 기준으로 하여 거리별로 조도를 측정한 것으로서, B1 타입은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같은 엘이디 보호용 커버를 장착한 상태를 나타내고, B2 타입은 B1 타입에서 반사부의 각도(기울기)를 줄인 상태를, B3 타입은 B1 타입에서 반사부의 각도(기울기)를 늘린 상태를 나타낸다. 그 실험결과는 다음의 표 2와 같다.

측정위치(단위:M)	B1타입의 측정조도 (LUX)	B2타입의 측정조도 (LUX)	B3타입의 측정조도 (LUX)
1	320	229	157
2	80	76	56
3	50	40	33
4	25	21	19
5	16	11	11
6	10	5	7

이상의 비교예 및 실험예를 통해 본 바와 같이, 본 고안의 실시예에 따른 엘이디 보호용 커버를 이용할 경우에는 종래기술에 비하여 특히 원거리의 조명을 집중적으로 밝게 할 수 있음을 알 수 있다.

또한, 본 발명의 조명장치의 경우에는 프레임(110)에 다수의 엘이디 조명유닛(200)을 설치하되, 서로 다른 각도를 향하도록 배열하여 설치할 수 있으며, 각각의 조명유닛(200)의 렌즈 커버(30)의 결합 위치를 다르게 조절함으로써, 조명광의 확산 및 집중정도를 조절함으로써, 다양한 거리의 장소를 집중 조명할 수 있는 이점이 있으며, 이러한 짐중조명을 위한 거리를 렌즈커버(40)를 조립위치를 간단히 조절함을써 쉽게 조절할 수 있는 이점이 있다.

이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 및 수정 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경 및 수정은 본 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 조명장치를 나타내 보인 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 엘이디 조명유닛을 발췌하여 보인 사시도.

도 3은 도 2에 도시된 엘이디 조명유닛의 분리 사시도.

도 4는 도 2에 도시된 엘이디 조명유닛의 단면 구성도.

도 5는 도 4에 도시된 렌즈 커버를 발췌하여 보인 정면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

20..히트싱크 30..LED 모듈

40..렌즈 커버 100..프레임

200..엘이디 조명유닛

Claims

삭제
삭제
서로 다른 각도로 배치되도록 연결되는 다수의 지지부를 가지는 프레임과;

상기 각각의 프레임의 지지부별로 서로 다른 각도로 설치되는 다수의 엘이디 조명유닛을 포함하며,

상기 엘이디 조명유닛은,

상기 프레임의 배면에 설치되는 히트싱크와;

상기 히트싱크에 지지되며, 상기 프레임의 전면으로 노출되는 LED 모듈; 및

상기 LED 모듈을 덮도록 상기 LED 모듈에 착탈 가능하게 결합되는 렌즈 커버;를 포함하고,

상기 LED 모듈은,

상기 히트싱크에 결합되는 하우징과;

상기 하우징의 전면에 결합되는 기판; 및

상기 기판 상에 설치되는 LED;를 포함하며,

상기 하우징의 외측면을 감싸서 끼워지도록 상기 렌즈 커버가 결합되고,

상기 렌즈 커버는,

상기 하우징을 덮도록 결합되며, 하면으로 인입되어 상기 하우징 및 LED 모듈이 삽입되어 결합되는 LED 장착부를 가지는 커버 몸체부와;

상기 커버 몸체부의 중앙 부분에서 상부로 돔 형상으로 돌출되게 형성되어 상기 LED 모듈에서 나오는 광을 원거리로 향하도록 가이드하는 렌즈부와;

상기 렌즈부의 내부로 인입되게 형성된 공동 홈의 내주면에 형성되어 상기 LED 모듈에서 나오는 광을 상기 렌즈부로 모이도록 반사시키는 반사부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
제3항에 있어서, 상기 렌즈부는,

외측에 돔형상으로 형성된 구형 렌즈면과;

상기 구형 렌즈면에 대응되게 상기 공동 홈 내부의 천정에 원뿔형으로 형성된 원뿔형 렌즈면;을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
제3항 또는 제4항에 있어서,

상기 렌즈커버의 LED 장착부 내면과 상기 하우징의 외측면 각각에는 서로 대응되는 위치에 마련되어 상보적으로 결합되는 스토퍼홈 및 스토퍼돌기가 각각 형성되며,

상기 스토퍼홈 및 스토퍼돌기 중 어느 하나는 복수개가 상기 렌즈커버의 결합방향으로 일정 간격으로 배치되어 상기 렌즈 커버의 결합위치를 조절하여 결합 가능한 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.