KR101723164B1 - Led 등기구 - Google Patents

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KR101723164B1
KR101723164B1 KR1020160162980A KR20160162980A KR101723164B1 KR 101723164 B1 KR101723164 B1 KR 101723164B1 KR 1020160162980 A KR1020160162980 A KR 1020160162980A KR 20160162980 A KR20160162980 A KR 20160162980A KR 101723164 B1 KR101723164 B1 KR 101723164B1
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성종제
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엘이디라이팅 주식회사
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Abstract

본 발명의 제1관점에 따른 LED 등기구는, 일면에 복수의 수용홈이 병렬로 형성되는 하우징; 상기 복수의 수용홈 중 하나 이상의 수용홈에 수용되고, 상호간 이격되어 병렬로 배치되는 복수의 방열핀을 포함하는 방열부; 상기 방열부에 결합되는 LED 회로기판과, 상기 LED 회로기판에 설치된 복수의 LED 소자를 포함하는 LED 모듈; 및 상기 LED 소자가 내부에 수용되어 상기 LED 소자에서 발생되는 배광을 소정 각도로 확산시키는 복수의 후광각 렌즈와, 상기 후광각 렌즈가 상기 LED 소자와 대응되게 일정 간격으로 배치되고 상기 후광각 렌즈가 상기 수용홈의 외측 방향을 향하도록 상기 방열부가 수용된 수용홈의 외측 테두리에 결합되는 렌즈 배열판으로 구성되는 렌즈 모듈;을 포함하여 이루어지고, 상기 후광각 렌즈의 테두리 상면과 하면은 편평하게 이루어지며, 상기 테두리를 기준으로 중심에 위치한 중심부의 하면은 상기 LED 소자가 수용되도록 오목하게 형성되고, 상기 중심부의 상면은 볼록하게 형성되며, 상기 LED 소자에서 발생되는 후사광을 차단할 수 있도록 상기 중심부의 하면 중 후사광이 향하는 방향에 위치한 면에는 함몰되어 형성된 함몰부가 마련되고, 상기 LED 소자에서 발생되는 후사광을 차단할 수 있도록 후사광이 향하는 방향에 위치한 상기 중심부의 상면 일측에는 벽 형태의 반사부가 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

LED 등기구 {LED LUMINAIRE}
본 발명은 LED 등기구에 관한 것으로, 구체적으로는 빛 공해를 유발하는 후사광을 감소시키고 필요한 부분의 광효율을 증가시킬 수 있는 LED 등기구용 후광각 렌즈를 포함하는 LED 등기구에 관한 것이다.
일반적으로 실내 또는 실외에 설치되어 조명하는 등기구는, 주로 나트륨 램프, 수은 램프 또는 메탈 할라이드 램프 등을 사용한다. 이러한 램프는 전력 소비량이 많고, 사용 수명이 짧아 유지보수의 비용이 높으며, 환경 오염 등의 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하고자 최근에는 LED를 광원으로 하는 등기구가 채택되어 사용되고 있다.
LED는 기존 광원에 비해 낮은 소비 전력으로 에너지 절약 효과가 크고, 긴 수명으로 인해 유지 보수의 비용이 절감되며, 크기가 작기 때문에 차지하는 공간이 작으면서 등기구의 설계 자유도를 증대시킬 수 있는 장점들이 있어 다양한 도시 조명에 응용되고 있다.
그러나, LED에서 발산되는 빛은 직진성이 강하여 LED는 다른 광원보다 좁은 배광 분포를 갖기 때문에, LED 등기구는 조도 균제도(uniformity ratio of illuminance)가 좋지 않지 않은 문제점이 있다.
한편, 광학적인 측면에서 조명 기구의 성능은 빛을 보내고자 하는 방향으로 적절한 양을 보내는지 여부에 따라 결정되는데, 이러한 성능은 조명 기구 설계시에 조명 기구의 배광 제어를 통해 구현된다.
통상적으로 배광 제어는 반사판, 렌즈, 프리즘 등의 광학부품을 이용하여 이루어지는데, LED 등기구의 경우에는 전술한 바와 같이 발산되는 빛이 직진성을 갖는 특성으로 인해, 기존 광원에 대하여 배광 제어용으로 적용되는 반사판 대신에 렌즈가 배광 제어 달성의 핵심 부품으로 기능한다.
도 1은 종래 기술에 따른 LED 등기구용 렌즈를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 LED 등기구용 렌즈의 평면도이며, 도 3은 도 2의 C-C선 단면도이고, 도 4는 도 3에서 하나의 렌즈부를 확대하여 도시한 단면도이다.
종래 기술에 따른 LED 등기구용 렌즈(10)의 둘레에는 렌즈 관통공(12)을 갖춘 사이드 프레임(11)이 설치되고, 나사(미도시)가 렌즈 관통공(12)을 관통하여 등기구에 고정되는 방식으로 렌즈(10)가 등기구에 설치된다.
또한, 렌즈(10)의 사이드 프레임(11)에는 다수의 위치고정 칼럼(13)이 구비되어, 등기구에 형성된 구멍(미도시)에 삽입되면서 렌즈(10)의 위치가 고정되게 된다.
렌즈(10)를 구성하는 각 렌즈부(20)는 도 4에 도시된 바와 같이, 제1측면의 중앙부에 LED를 설치할 수 있도록 하면서 벽면이 입사면(21)이 되는 요입부(22)가 형성되어 있다. 렌즈부(20)의 제2측면에는 대략 아크(Arc)형으로 돌출되는 출사면(23)이 형성되어 있다.
이러한 출사면(23)은 양쪽이 대체로 아크면이 되는 길쭉한 형상으로 되어 있는데, 길쭉한 형상부의 양쪽 중간부위는 안쪽으로 약간 함몰되고 상부 표면은 아크면을 이루면서 돌출되게 된다. 아울러, 렌즈부(20)의 제1측면에는 요입부(22)를 에워싸고 빛을 출사면(23)으로 반사시키는 완전 반사면(25)이 형성되어 있다. 이러한 렌즈는 투광성이 우수한 PC(polycarbonate) 또는 PMMA( poly(methylmethacrylate))와 같은 투명재를 사용한다.
렌즈(10)는 등기구에서 PCB 보드(미도시)에 설치되고, 이러한 PCB 보드는 기판(미도시)의 표면에 설치된다. 또, 기판 위의 각 LED(미도시)는 PCB 보드의 상응한 관통 구멍을 관통하여 렌즈(10)를 구성하는 하나의 렌즈부(20)에 형성된 요입부(22) 내 중심에 위치하게 된다.
이러한 LED 등기구용 렌즈를 사용하면, 유효 조명 범위 내의 발광 효율을 높일 수 있어서 빛 에너지의 손실을 최대한 줄이고 광원으로부터 발산된 빛을 충분히 이용할 수 있는 효과가 있다.
하지만, 여전히 필요한 위치에는 빛이 조사되지 않고 불필요한 위치로 빛이 조사되는 문제점이 있으며, 더욱이 필요한 위치에서는 배광 범위가 좁고 조명 영역의 가장자리가 불명확하며, 조도 균제도가 떨어지는 문제점이 있다.
KR 10-1264841 B1(2013.05.15.)
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 여러 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 빛 공해를 유발하는 후사광을 감소시키고 필요한 부분의 광효율을 증가시킬 수 있는 LED 등기구를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 빛 공해를 유발하는 후사광을 억제하여 보행자 및 운전자에게 눈부심이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 도로주변의 농작물 재배에 미치는 빛 공해를 개선할 수 있는 LED 등기구를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제1관점에 따른 LED 등기구는, 일면에 복수의 수용홈이 병렬로 형성되는 하우징; 상기 복수의 수용홈 중 하나 이상의 수용홈에 수용되고, 상호간 이격되어 병렬로 배치되는 복수의 방열핀을 포함하는 방열부; 상기 방열부에 결합되는 LED 회로기판과, 상기 LED 회로기판에 설치된 복수의 LED 소자를 포함하는 LED 모듈; 및 상기 LED 소자가 내부에 수용되어 상기 LED 소자에서 발생되는 배광을 소정 각도로 확산시키는 복수의 후광각 렌즈와, 상기 후광각 렌즈가 상기 LED 소자와 대응되게 일정 간격으로 배치되고 상기 후광각 렌즈가 상기 수용홈의 외측 방향을 향하도록 상기 방열부가 수용된 수용홈의 외측 테두리에 결합되는 렌즈 배열판으로 구성되는 렌즈 모듈;을 포함하여 이루어지고, 상기 후광각 렌즈의 테두리 상면과 하면은 편평하게 이루어지며, 상기 테두리를 기준으로 중심에 위치한 중심부의 하면은 상기 LED 소자가 수용되도록 오목하게 형성되고, 상기 중심부의 상면은 볼록하게 형성되며, 상기 LED 소자에서 발생되는 후사광을 차단할 수 있도록 상기 중심부의 하면 중 후사광이 향하는 방향에 위치한 면에는 함몰되어 형성된 함몰부가 마련되고, 상기 LED 소자에서 발생되는 후사광을 차단할 수 있도록 후사광이 향하는 방향에 위치한 상기 중심부의 상면 일측에는 벽 형태의 반사부가 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 반사부는, 상기 중심부의 상면 중 후사광이 향하는 방향에 위치한 부분을 에워싸는 형태로 상기 후광각 렌즈의 테두리 상면과 직각되게 형성되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 함몰부는, 후사광이 향하는 방향의 좌우 양측 방향으로 상향 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 후광각 렌즈의 테두리 상면과 평행한 상기 중심부 상면의 단면은 타원 형태로 이루어지고, 상기 타원 형태의 중심부에서 길이가 긴 부분에 반사부가 돌출 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 제2관점에 따른 LED 등기구용 후광각 렌즈는, LED 소자가 내부에 수용되고 상기 LED 소자에서 발생되는 배광을 소정 각도로 확산시키는 LED 등기구용 후광각 렌즈에 있어서, 상기 LED 등기구용 후광각 렌즈의 테두리 상면과 하면은 편평하게 이루어지며, 상기 테두리를 기준으로 중심에 위치한 중심부의 하면은 상기 LED 소자가 수용되도록 오목하게 형성되고, 상기 중심부의 상면은 볼록하게 형성되며, 상기 LED 소자에서 발생되는 후사광을 차단할 수 있도록, 상기 중심부의 하면 중 후사광이 향하는 방향에 위치한 면에는 함몰되어 형성된 함몰부가 마련되고, 상기 LED 소자에서 발생되는 후사광을 차단할 수 있도록 후사광이 향하는 방향에 위치한 상기 중심부의 상면 일측에는 벽 형태의 반사부가 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 반사부는, 상기 중심부의 상면 중 후사광이 향하는 방향에 위치한 부분을 에워싸는 형태로 상기 LED 등기구용 후광각 렌즈의 테두리 상면과 직각되게 형성되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 중심부의 하면에는 엠보싱 형태의 요철(凹凸)이 형성되고, 상기 함몰부는 후사광이 향하는 방향의 좌우 양측 방향으로 상향 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 LED 등기구용 후광각 렌즈의 테두리 상면과 평행한 상기 중심부 상면의 단면은 타원 형태로 이루어지고, 상기 타원 형태의 중심부에서 길이가 긴 부분에 반사부가 돌출 형성되는 것이 바람직하다.
전술한 과제의 해결수단에 의하면 본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.
본 발명은 LED 등기구용 후광각 렌즈의 내부에 수용된 LED 소자에서 발생되는 후사광을 차단할 수 있도록 후광각 렌즈의 중심부 하면 중 후사광이 향하는 방향에 위치한 면에 함몰되어 형성된 함몰부를 마련하고, 후광각 렌즈의 중심부 상면 일측에 벽 형태의 반사부를 돌출 형성함으로써, 빛 공해를 유발하는 후사광을 감소시키고 필요한 부분의 광효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
이에 따라, 도로 노면에 투사되는 전사광량이 후사광이 감소되는 만큼 증가하게 되므로 광효율이 개선되고, 전기 에너지가 절약되는 장점이 있다.
아울러, 본 발명은 가로등 또는 보안등에 채용되는 경우 가로등 또는 보안등의 후사광이 억제되어 도시 빛 공해가 감소하며 보행자 및 운전자에게 발생하는 눈부심이 감소되어 도로 안전도가 개선될 수 있고, 도로 주변의 농업 용지에서 경작되고 있는 농작물의 성장 저해 요인을 효과적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 터널등에 채용되는 경우 운전자의 도로 진행 방향에서의 눈부심을 제거할 수 있고, 전사광 배광효율이 개선되어 도로 진행 방향에서의 조도가 개선되는 효과가 있다. 이에 따라, 도로 운전 환경이 개선되어 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.
아울러, 본 발명은 후사광이 감소되는 만큼 전사광량이 증가하여 광효율이 개선됨으로써, 도시 경관미가 향상되고 범죄를 예방할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 LED 등기구용 렌즈를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 LED 등기구용 렌즈의 평면도이다.
도 3은 도 2의 C-C선 단면도이다.
도 4는 도 3에서 하나의 렌즈부를 확대하여 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1관점에 따른 LED 등기구를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1관점에 따른 LED 등기구에 채용되는 방열부, LED 모듈 및 렌즈 모듈이 결합된 상태를 나타낸 도면이다.
도 7의 (a)는 본 발명의 제1관점에 따른 LED 등기구에 채용되는 렌즈 모듈의 평면도이고, (b)는 (a)의 반대쪽 면을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2관점에 따른 LED 등기구용 후광각 렌즈를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8의 LED 등기구용 후광각 렌즈를 뒤집어서 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2관점에 따른 LED 등기구용 후광각 렌즈의 단면도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 제1관점에 따른 LED 등기구의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 13은 일반적인 LED 등기구에 대한 배광 측정을 통해 얻어진 배광 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 14는 본 발명의 제2관점에 따른 LED 등기구용 후광각 렌즈를 행열로 배열한 렌즈 모듈을 채용한 LED 등기구의 배광특성을 나타낸 그래프이다.
도 15는 본 발명의 제1관점에 따른 LED 등기구의 배광 시뮬레이션 결과를 나타낸 도표이다.
도 16 내지 도 24는 본 발명의 제1관점에 따른 LED 등기구의 배광 시뮬레이션 설정 및 진행 과정을 나타낸 도면들이다.
이하, 본 발명에 따른 LED 등기구의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들에 의거하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어와 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석해야만 한다. 또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 제1관점에 따른 LED 등기구를 나타낸 도면이고, 도 8 내지 도 10은 본 발명의 제2관점에 따른 LED 등기구용 렌즈를 나타낸 도면이다.
본 발명의 제1관점에 따른 LED 등기구는, 하우징(10), 방열부(20), LED 모듈(30) 및 렌즈 모듈(40)을 포함하여 이루어진다.
이러한 LED 등기구는 가로등, 보안등, 터널등에 주로 사용된다.
하우징(10)은 도 5에 도시된 바와 같이 일면에 복수의 수용홈(12)이 병렬로 형성되는데, 이러한 수용홈(12)에는 후술할 방열부(20) 및 LED 모듈(30)이 수용되고 수용홈(12)의 외측 테두리에는 후술할 렌즈 모듈(40)의 렌즈 배열판(48)이 체결된다.
또한, 하우징(10)에 형성된 수용홈(12) 중 어느 하나의 수용홈에는 카메라 모듈(CM) 등이 설치될 수도 있다.
방열부(20)는 하우징(10)에 형성된 복수의 수용홈(12) 중 하나 이상의 수용홈에 수용되어 LED 모듈(30)에서 발생되는 열이 전달되어 방열시키도록 도 6에 도시된 바와 같이 상호간 이격되어 병렬로 배치되는 복수의 방열핀(23)과, 복수의 방열핀(23)이 수직으로 배치되는 지지판(21)으로 구성된다.
이러한 방열핀(23)은 구리, 알루미늄, 흑연 또는 세라믹 등 방열 소재를 이용하여 형성된다.
LED 모듈(30)은 방열부(20)의 지지판(21)에 결합되는 도 10에 도시된 바와 같이 LED 회로기판(31)과, LED 회로기판(31)에 설치된 복수의 LED 소자(33)를 포함한다.
SMPS와 같은 전원공급부로부터 공급되는 전원에 의해 LED 모듈(30)의 LED 회로기판(31)에 설치된 LED 소자(33)가 점등되면 후술할 후광각 렌즈(41)를 통해서 빛이 모여져서 조명을 하게 되고, 이때 발생되는 열은 방열부(20)를 통해 방출되게 된다.
렌즈 모듈(40)은 도 7에 도시된 바와 같이 LED 소자(33)가 내부에 수용되어 LED 소자(33)에서 발생되는 배광을 소정 각도로 확산시키는 복수의 후광각 렌즈(41)와, 후광각 렌즈(41)가 LED 소자(33)와 대응되게 일정 간격으로 배치되고 후광각 렌즈(41)가 수용홈(12)의 외측 방향을 향하도록 수용홈(12)의 외측 테두리에 결합되는 렌즈 배열판(48)으로 구성된다.
이때, 후광각 렌즈(41)의 테두리(42) 상면과 하면은 도 8에 도시된 바와 같이 편평하게 이루어지며, 테두리(42)를 기준으로 중심에 위치한 중심부(44)의 하면(46)은 LED 소자(33)가 수용되도록 오목하게 형성되고, 중심부(44)의 상면(45)은 볼록하게 형성된다.
또한, LED 소자(33)에서 발생되는 후사광을 차단할 수 있도록 중심부(44)의 하면(46) 중 후사광이 향하는 방향(화살표 방향)에 위치한 면에는 도 9에 도시된 바와 같이 함몰되어 형성된 함몰부(46a)가 마련되고, LED 소자(33)에서 발생되는 후사광을 차단할 수 있도록 후사광이 향하는 방향(화살표 방향)에 위치한 중심부(44)의 상면(45) 일측에는 도 8에 도시된 바와 같이 벽 형태의 반사부(45a)가 돌출 형성된다.
이처럼 후광각 렌즈(41)의 내부에 수용된 LED 소자(33)에서 발생되는 후사광을 차단할 수 있도록 후광각 렌즈(41)의 중심부(44) 하면(46) 중 후사광이 향하는 방향에 위치한 면에 함몰되어 형성된 함몰부(46a)를 마련하고, 후광각 렌즈(41)의 중심부(44) 상면(45) 일측에 벽 형태의 반사부(45a)를 돌출 형성함으로써, 빛 공해를 유발하는 후사광을 감소시키고 필요한 부분의 광효율을 증가시킬 수 있게 된다.
이와 같은 후광각 렌즈(41)는 LED 소자(33)가 내부에 수용되고 LED 소자(33)에서 발생되는 배광을 소정 각도로 확산시키는 것으로서, 폴리카보네이트 등의 플라스틱 또는 유리 등으로 제조될 수 있다.
아울러, 반사부(45a)는 중심부(44)의 상면(45) 중 후사광이 향하는 방향(화살표 방향)에 위치한 부분을 에워싸는 형태로 후광각 렌즈(41)의 테두리(42) 상면과 직각되게 형성되는데, 이와 같은 반사부(45a)는 필요에 따라 반사율이 우수한 재질로 형성할 수 있고, 이러한 경우 반사율을 증가시키기 위해서 은과 같이 반사율이 우수한 재질로 코팅을 할 수도 있다.
또한, 함몰부(46a)는 후사광이 향하는 방향(화살표 방향)의 좌우 양측 방향으로 상향 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.
구체적으로, 후광각 렌즈(41)의 테두리(42) 상면과 평행한 상기 중심부 (44) 상면(45)의 단면은 타원 형태로 이루어질 수 있는데, 이때 타원 형태의 중심부(44)에서 길이가 긴 부분에 반사부(45a)가 돌출 형성된다.
본 발명의 제2관점에 따른 LED 등기구용 후광각 렌즈는, LED 광원이 COB(chip on board) 형인 경우와 멀티배열 Collimator 렌즈에 채용될 수 있는데, LED 소자가 내부에 수납되고 LED 소자에서 발생되는 배광을 소정 각도로 확산시키는 것이다.
이하, 본 발명의 제2관점에 따른 LED 등기구용 후광각 렌즈는 상술한 후광각 렌즈와 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.
본 발명의 제2관점에 따른 LED 등기구용 후광각 렌즈(41)는, LED 등기구용 후광각 렌즈(41)의 테두리(42) 상면과 하면은 편평하게 이루어지며, 상기 테두리(42)를 기준으로 중심에 위치한 중심부(44)의 하면(46)은 LED 소자(33)가 수용되도록 오목하게 형성되고, 중심부(44)의 상면(45)은 볼록하게 형성된다.
또한, LED 소자(33)에서 발생되는 후사광을 차단할 수 있도록 중심부(44)의 하면(46) 중 후사광이 향하는 방향(화살표 방향)에 위치한 면에는 함몰되어 형성된 함몰부(46a)가 마련되고, LED 소자(33)에서 발생되는 후사광을 차단할 수 있도록 후사광이 향하는 방향(화살표 방향)에 위치한 중심부(44)의 상면(45) 일측에는 벽 형태의 반사부(45a)가 돌출 형성된다.
이와 같은 반사부(45a)는 중심부(44)의 상면(45) 중 후사광이 향하는 방향(화살표 방향)에 위치한 부분을 에워싸는 형태로 LED 등기구용 후광각 렌즈(41)의 테두리(42) 상면과 직각되게 형성된다.
아울러, 중심부(44)의 하면(46)에는 LED 소자(33)에서 발광되는 빛의 확산 범위를 확대시키기 위해서 엠보싱 형태의 요철(凹凸)이 형성되고, 함몰부(46a)는 후사광이 향하는 방향(화살표 방향)의 좌우 양측 방향으로 상향 경사지게 형성된다.
구체적으로, LED 등기구용 후광각 렌즈(41)의 테두리(42) 상면과 평행한 중심부(44) 상면(45)의 단면은 타원 형태로 이루어지고, 타원 형태의 중심부(44)에서 길이가 긴 부분에 반사부(45a)가 돌출 형성된다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 제1관점에 따른 LED 등기구의 다른 예를 나타낸 도면이다.
카메라 모듈의 사용이 필요한 경우 LED 등기구에 선택적으로 장착할 수 있고, 등기구 내에 장착된 LED 모듈의 개수, 배치 등을 필요에 따라 선택적으로 구성할 수 있다.
도 13은 일반적인 LED 등기구에 대한 배광 측정을 통해 얻어진 배광 곡선을 나타낸 그래프이고, 도 14는 본 발명의 제2관점에 따른 LED 등기구용 후광각 렌즈를 행열로 배열한 렌즈 모듈을 채용한 LED 등기구의 배광특성을 나타낸 그래프이며, 도 15는 본 발명의 제1관점에 따른 LED 등기구의 배광 시뮬레이션 결과를 나타낸 도표이다.
도 13에서 빨간색으로 표시된 곡선(90도 ~ 270도 면)은 바닥면을 비추고 있는 등기구를 위에서 평면으로 바라볼 때 전사광 및 후사광에 관여하는 배광 곡선이고, 청녹색으로 표시된 양 날개 곡선(0도 ~ 180도 면)은 같은 평면에서 좌우측 배광 분포를 나타내는 배광 곡선이다.
이때, 빨간색으로 표시된 곡선 중에서 좌측 부분이 후사광에 관여하는 곡선이다.
도 14와 도 13을 비교해 보면, 빨간색으로 표시된 곡선 중 후사광에 관여하는 좌측 부분이 현저하게 감소되었음을 알 수 있고, 이 배광곡선을 이용하여 조도시뮬레이션에 의해 후사광 특성을 평가하였다.(도 15 참고)
도 16 내지 도 24는 본 발명의 제1관점에 따른 LED 등기구의 배광 시뮬레이션 설정 및 진행 과정을 나타낸 도면들이다.
본 발명의 제1관점에 따른 LED 등기구의 배광 시뮬레이션 설정 및 진행 과정을 설명하면 다음과 같다.
(1) 광학 렌즈 형상과 기구 부품의 3D 형상을 설계한다.
(2) 렌즈 부품과 기구 부품에 대한 광원 소스의 발광면을 설정한다. 이때, 광원을 정의하는 시뮬레이션 소스는 LED 제조업체에서 제공하는 Ray file로 정의된다.(도 16)
(3) 렌즈 부품과 기구 부품에 대한 시물레이션 센서의 원점을 설정한다.(도 17)
(4) 광원 소스의 배광 특징을 Lambertian 으로 지정한다.(도 18)
(5) 부품별 물성값 지정과 특성 지정을 계속한다.(도 19)
(6) 시뮬레이션을 실행하기 위한 소스( source )를 지정하고(도 20), 센서( sensor )를 지정한다.(도 21)
(7) 시뮬레이션을 진행하면서 사용할 Ray의 수를 정한다. 이때, ray의 수가 증가되면 시간이 많이 걸리며 자세한 배광특성을 얻을 수 있다.(도 22)
(8) 시뮬레이션을 실행한다. 이때, 실행바가 나타난다.(도 23)
(9) 시뮬레이션이 완료되면, IES 배광과 3D 배광 특성을 확인한다.(도 24)
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면들에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형, 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10 : 하우징 20 : 방열부
23 : 방열핀 30 : LED 모듈
31 : LED 회로기판 33 : LED 소자
40 : 렌즈 모듈 41 : 후광각 렌즈
44 : 중심부 45a : 반사부
46a : 함몰부 48 : 렌즈 배열판

Claims (8)

  1. 일면에 복수의 수용홈이 병렬로 형성되는 하우징;
    상기 복수의 수용홈 중 하나 이상의 수용홈에 수용되고, 상호간 이격되어 병렬로 배치되는 복수의 방열핀을 포함하는 방열부;
    상기 방열부에 결합되는 LED 회로기판과, 상기 LED 회로기판에 설치된 복수의 LED 소자를 포함하는 LED 모듈; 및
    상기 LED 소자가 내부에 수용되어 상기 LED 소자에서 발생되는 배광을 소정 각도로 확산시키는 복수의 후광각 렌즈와, 상기 후광각 렌즈가 상기 LED 소자와 대응되게 일정 간격으로 배치되고 상기 후광각 렌즈가 상기 수용홈의 외측 방향을 향하도록 상기 방열부가 수용된 수용홈의 외측 테두리에 결합되는 렌즈 배열판으로 구성되는 렌즈 모듈;을 포함하여 이루어지고,
    상기 후광각 렌즈의 테두리 상면과 하면은 편평하게 이루어지며, 상기 테두리를 기준으로 중심에 위치한 중심부의 하면은 상기 LED 소자가 수용되도록 오목하게 형성되고, 상기 중심부의 상면은 볼록하게 형성되며,
    상기 LED 소자에서 발생되는 후사광을 차단할 수 있도록 상기 중심부의 하면 중 후사광이 향하는 방향에 위치한 면에는 함몰되어 형성된 함몰부가 마련되고,
    상기 LED 소자에서 발생되는 후사광을 차단할 수 있도록 후사광이 향하는 방향에 위치한 상기 중심부의 상면 일측에는 벽 형태의 반사부가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 등기구.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 반사부는,
    상기 중심부의 상면 중 후사광이 향하는 방향에 위치한 부분을 에워싸는 형태로 상기 후광각 렌즈의 테두리 상면과 직각되게 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 등기구.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 함몰부는,
    후사광이 향하는 방향의 좌우 양측 방향으로 상향 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 등기구.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 후광각 렌즈의 테두리 상면과 평행한 상기 중심부 상면의 단면은 타원 형태로 이루어지고, 상기 타원 형태의 중심부에서 길이가 긴 부분에 반사부가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 등기구.
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