KR20190064027A - 벌레 퇴치용 광원 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED 소자부터 발산되는 자외선 및 청색광을 벌레들이 기피하는 영역대의 파장으로 변환하여, 별도의 해충제나 퇴치 수단없이 벌레의 유인 현상을 방지할 수 있도록 구현한 벌레 퇴치용 광원 모듈에 관한 것으로, 전원을 공급받아 빛을 발산하기 위한 광원부, 상기 광원부에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부 및 상기 광원부에서 발산된 빛의 경로 상에 배치되고 투광성 소재로 이루어져, 상기 광원부로부터 발산된 빛의 파장 대역을 변환하여 투과하기 위한 파장 변환부를 포함한다.

Description

벌레 퇴치용 광원 모듈{Light module for repelling insects}
본 발명은 광원 모듈에 관한 것으로서, 보다 바람직하게는 벌레의 유인 현상을 방지할 수 있는 벌레 퇴치용 광원 모듈에 관한 것이다.
일반적으로, LED(Light Emitting Diode)란 빛을 발산하는 반도체 소자인 발광 다이오드를 말하는 것으로, 적색, 녹색, 청색, 황색 등의 다양한 색상의 광을 발산하여, 각종 전자 제품류, 계기판 등의 전자 표시판으로 활용되고 있다.
최근에는 가로등의 용도로 사용되는 LED를 이용한 조명 장치에 대한 연구 및 제품 개발이 이루어지고 있으며, 특히 가로등 용도의 LED를 이용한 조명 장치 중에서 주변 환경을 미화하면서 사람들에게 경관을 제공할 수 있는 야외 조명에 대한 연구와 제품이 활발하게 개발되고 있다. 예컨대, 이와 같은 야외 조명으로는 역사적인 건조물이나 교량을 투광 조명하는 라이트업(Light Up)이나, 도로, 광장, 공원, 아파트 단지 등에서 가로등이 존재한다.
이와 같은 야외 조명은 다양한 색상의 광을 발산하는데, 그 중에서도 블루 라이트(Blue light) 광은 하루살이, 나방과 같은 날벌레들을 유인하여 모이게 하는 특성이 있다. 이에 따라 야외 조명 장치 아래에서 야간 활동을 하는 사람들은 경관 조명 장치 주변에 집중되는 벌레들로 인하여 적절한 야간 활동에 방해를 받거나, 불쾌감을 느낄 뿐만 아니라, 심지어 모기와 같은 해충에 의하여 질병에 걸릴 수도 있다. 또한 야외 조명 장치 주변에 집중되는 벌레들을 퇴치하기 위하여, 살충제를 살포하거나, 벌레들이 선호하는 파장대의 광을 별도의 램프로 표출하여 벌레들을 유인한 후 고전압으로 태워 죽이거나 회전하는 팬으로 포충하는 방법들이 사용되어 왔다.
대한민국 등록특허 제10-0895503호(2009.04.30. 등록)에서는 거주지역에 빛을 제공하는 야외조명기에 결합되어 해출을 살충하는 야외조명기의 살충장치가 개시되어 있다. 상기 살충장치는, 외측으로 빛을 조사하는 야외 조명기와 결합되며, 상기 야외 조명기의 램프 주위로 유인된 해충을 향해 살충제를 분사하는 분사유닛과, 상기 분사유닛 측으로 상기 살충제를 공급하는 약제 공급유닛 및 풍속을 감지하는 풍속 감지부 및 풍향을 감지하는 풍향 감지부 중 적어도 어느 하나를 포함하여, 상기 분사유닛 의 살충제 분사모드를 제어하는 제어유닛을 포함한다.
대한민국 등록특허 제10-0970704호(2010.07.09. 등록)에서는 가정이나 사무실 및 관공서 등에 설치되어 초음파를 이용한 해충 퇴치 조명기구가 개시되어 있는데, 이는 램프와 안정기 및 소켓을 결합하여 실내의 천정에 고정 설치되는 고정본체와, 고정본체에 결합되어 실내를 향하는 반사커버와, 상기 고정본체의 중앙에는 반사커버와의 사이에 초음파발생수단을 내장하고, 상기 초음파발생수단은 고정본체 내의 전원수단의 제어에 의해 작동되게 하며, 상기 반사커버의 중앙에는 상기 전원수단과 연동하는 작동표시수단을 실내를 향하도록 결합 형성한 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 종래의 살충장치 및 야외 조명은 살충제와 발향식 기피제 등은 모두 소모성 약제이므로 수시로 이를 구매하여 사용하여야 하므로 매우 비경제적인 것이며, 잔존물이나 폐기물 등이 발생함에 따라 환경에도 좋지 않은 영향을 끼치게 되는 것이다. 또한 초음파를 사용하여 해충을 퇴치하는 경우, 초음파 발생을 위한 전력이 소모되어, 장시간 켜두었을 경우 상당량의 전기가 소요되며 이에 따른 경제적인 손실을 유발한다.
대한민국 등록특허 제10-0895503호(2009.04.30. 등록) 대한민국 등록특허 제10-0970704호(2010.07.09. 등록)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전술한 바와 같은 단점을 해결하기 위한 것으로, 빛을 따라 벌레가 모여드는 현상을 방지하고 향상된 LED 광효율을 가지는 벌레 퇴치용 광원 모듈을 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하는 수단으로는, 본 발명의 한 특징을 따르면, 전원을 공급받아 빛을 발산하기 위한 광원부, 상기 광원부에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부 및 상기 광원부에서 발산된 빛의 경로 상에 배치되고 투광성 소재로 이루어져, 상기 광원부로부터 발산된 빛의 파장 대역을 변환하여 투과하기 위한 파장 변환부를 포함하는 벌레 퇴치용 광원 모듈을 제공한다.
일 실시예에서, 상기 파장 변환부는, 상기 광원부로부터 발산되는 빛 중 320 내지 470nm 파장의 빛을 570 내지 630nm 파장으로 변환시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 광원부는, 상기 전원 공급부로부터 전원을 공급받아, 빛을 발산하기 위한 적어도 하나 이상의 LED 소자; 및 판상으로 형성되어 일면에 상기 LED 소자(110)가 정렬 결합되고, 상기 전원 공급부로부터 공급받은 전원을 상기 LED소자에 공급하기 위한 전기회로가 배치되는 LED 소자 어레이를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 파장 변환부는, 상기 LED 소자를 감싸도록 상기 LED 소자 어레이와 결합하는 투명 케이스; 및 상기 투명 케이스의 외벽에 도포되어, LED 소자로부터 발산된 빛의 파장 대역을 넓히기 위한 파장 변환 코팅층을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 파장 변환 코팅층은, 상기 LED 소자로부터 발산되는 빛의 파장을 변환하기 위한 양자점 또는 형광체를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 파장 변환 코팅층은, 투광성을 가지는 고분자 수지 또는 금속 산화물을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 투명 케이스는, 상기 LED 소자의 배치에 대응하여 상기 LED 소자를 감싸도록 돔(Dome) 형상으로 형성되어 투명 돔; 및 평평한 판상으로 형성되어 상기 LED 소자 어레이의 일면과 접합하는 투명 플레이트를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 파장 변환 코팅층은, 상기 투명 플레이트의 외벽보다 상기 투명 돔의 외벽에 더 두껍게 도포되는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기와 같은 벌레 퇴치용 광원 모듈은, 상기 파장 변환 코팅층의 일면에 형성되어, 벌레 기피 향을 발산하기 위한 발향층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 광원부는, 570 내지 630nm 파장의 빛을 발산하는 보조LED 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 벌레 퇴치용 광원 모듈은 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.
첫째, LED 소자부터 발산되는 자외선 및 청색광을 벌레들이 기피하는 영역대의 파장으로 변환하여, 별도의 해충제나 퇴치 수단없이 벌레의 유인 현상을 방지할 수 있다.
둘째, LED 소자의 빛 세기를 유지하면서 벌레 퇴치를 구현할 수 있어, 자외선 및 청색광을 제거함에 따라 광효율이 저감되는 현상을 방지할 수 있다.
셋째, 정렬된 LED 소자의 배치에 대응하여 파장 변화부의 구조를 설계하여, 보다 효율적인 파장 변화 효과를 가진다.
넷째, 파장 변환 소자를 이용하여 LED 소자 내부에서 자외선 및 청색광의 발산을 일차적으로 억제하고, 파장 변환 코팅층을 이용하여 LED 외부로 유출된 청색광을 자외선 및 청색광을 재차 제거함으로써, 벌레가 유인되는 현상을 완벽하게 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 벌레 퇴치용 광원모듈의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에서 나타낸 파장 변환부의 단면을 도시한 절단면도이다.
도 3은 도 1에서 나타낸 LED 소자의 내부 구조를 도시한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 벌레 퇴치용 광원모듈에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 벌레 퇴치용 광원모듈의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 벌레 퇴치용 광원 모듈은, 전력에 의하여 빛을 발산하되 벌레가 빛을 향해 유인되는 현상을 방지하기 위한 것이다. 이를 위해, 상기 벌레 퇴치용 광원 모듈은 광원부(100), 전원 공급부(200) 및 파장 변환부(300)를 포함한다. 또한, 상기 벌레 퇴치용 광원 모듈은, 광원부(100), 전원공급부(200) 및 파장 변환부(300)를 일체로 구현하기 위한 체결 부재(500)를 더 포함할 수 있다.
상기 광원부(100)는 전원을 공급받아 빛을 발산한다.
일 실시예에서, 상기 광원부(100)는, LED 소자(110) 및 LED 소자 어레이(120)를 포함할 수 있다.
상기 LED 소자(110)는, 적어도 하나 이상으로 구비되어 상기 전원 공급부(200)로부터 전원을 공급받아 빛을 발산한다.
상기 LED 소자(110)는, 내부에 PN 접합구조로 이루어진 발광 다이오드를 구비하며, 상기 발광 다이오드를 구성하는 원소의 종류와 혼정비율에 따라 발광 파장이 결정된다. 예컨대, GaAsP, GaP 및 GaAlAs 원소로 이루어진 발광 다이오드의 경우, 녹색, 황색 및 적색 저휘도 색상을 발광하고, AlInGaP 원소로 이루어진 발광 다이오드의 경우 녹색, 황색 및 적색 고휘도 색상을 발광하며, InGaN 원소로 이루어진 발광 다이오드의 경우, 청색 및 녹색의 고휘도 색상을 발광한다.
상기 LED 소자(110)에서 발산되는 320 내지 470nm 파장의 자외선 및 청색광(Blue light)은 나방, 하루살이 등의 날벌레들에게 감지가 가능하다.
상기 LED 소자 어레이(120)는, 판상으로 형성되어 일면에 상기 LED 소자(110)가 정렬 결합된다,
상기 LED 소자 어레이(120)는, 상기 전원 공급부(200)로부터 공급받은 전원을 상기 LED 소자(110)에 공급하기 위한 전기 회로가 배치된다.
상기 전원 공급부(200)는 상기 광원부(110)에 연결되어, 상기 광원부(110)가 빛을 발산하기 위한 전원을 공급한다.
일 실시예에서, 상기 전원 공급부(200)는 AC 직결형 방식으로 구비되어, AC 출력전원 직접입력받아 공급할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전원 공급부(200)는 SMPS(AC/DC converter)를 이용하여 DC 출력전원을 이용할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전원 공급부(200)는 충전식 배터리(미도시)에 의하여 전력이 입력될 수 있다.
상기 파장 변환부(300)는 상기 광원부(100)에서 발산되는 빛의 경로 상에 배치되고 투광성 소재로 이루어져, 상기 광원부(100)로부터 발산된 빛의 파장 대역을 변환한다.
도 2는 도 1에서 나타낸 파장 변환부(300)의 단면을 도시한 절단면도이다.
일 실시예에서, 상기 파장 변환부(300)는, 도 2와 같이 투명 케이스(310) 및 파장 변환 코팅층(320)을 포함할 수 있다.
상기 투명 케이스(310)는 상기 LED 소자(110)를 감싸도록 상기 LED 소자 어레이(120)와 결합한다.
일 실시예에서, 상기 투명 케이스(310)는, 상기 LED 소자의 배치에 대응하여 상기 LED 소자를 감싸도록 돔(Dome) 형상으로 형성되어 투명 돔(311) 및 평평한 판상으로 형성되어 상기 LED 소자 어레이의 일면과 접합하는 투명 플레이트(312)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 투명 케이스(310)는 유리, 세라믹 또는 Si 중 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 투명 케이스(310)와 LED 소자 어레이(120)는, 테두리에 복수의 천공홀이 형성되고, 상기 천공홀 사이로 삽입 고정되는 체결부(500)에 의하여 상호 고정될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 체결부(500)는 상기 투명 케이스(310)와 LED 소자 어레이(120)의 테두리를 관통하여 상호 체결되는 복수의 볼트 및 너트를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 투명 케이스(310)는, 도면에는 도시하지 아니하였지만, 선단에 상기 LED 소자 어레이(120)의 테두리에 걸림 고정하기 위한 걸림턱을 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 벌레 퇴치용 광원 모듈은, 상술한 바와 같이 투명 케이스(310)가 상기 LED 소자 어레이(120)에 착탈 가능하게 결합하여, 필요에 따라 일반적인 투명 케이스로 교환하여 실내용 조명으로도 적용 가능하다.
상기 파장 변환 코팅층(320)은 상기 투명 케이스(310)의 일면에 도포되어, LED 소자(110)로부터 발산된 빛의 파장 대역을 넓힌다.
일 실시예에서, 상기 파장 변환 코팅층(320)은 상기 LED 소자(110)로부터 발산되는 빛 중 320 내지 470nm 파장의 자외선 및 청색광을 570 내지 630nm 파장으로 변환하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 변환된 570 내지 630nm 파장의 빛은 적색 계열의 가시광선으로 날벌레들이 기피하는 파장 영역에 해당한다.
일 실시예에서, 상기 파장 변환 코팅층(320)은 단파장의 광을 흡수하여 장파장으로 가능한 파장 변환 물질로 이루어질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 파장 변환 코팅층(320)은, 상기 LED 소자(110)로부터 발산되는 빛의 파장을 변환하기 위한 양자점 또는 형광체를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 파장 변환 코팅층(320)은, 투광성을 가지는 고분자 수지 또는 금속 산화물을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 파장 변환 코팅층(320)은, 상기 투명 플레이트(312)의 일면보다 상기 투명 돔(311)의 일면에 더 두껍게 도포되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 파장 변환부(300)는, 정렬된 LED 소자의 배치에 대응하여 보다 효율적인 파장 변화 효과를 가진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 벌레 퇴치용 광원 모듈은, 벌레 퇴치 효과를 높이기 위하여, 발향층(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 발향층은 상기 투명 케이스(310)의 외면에 도포되어, 벌레들이 기피하는 향을 발산한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 벌레 퇴치용 광원 모듈은, 자외선 제거 효율을 높이기 위하여, LED 소자(110)의 내부에서 자외선을 일차적으로 제거하기 위한 파장 변환 소자(400)를 더 포함할 수 있다.
도 3은 도 1에서 나타낸 LED 소자(110)의 내부 구조를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 파장 변환 소자(400)는 상기 LED 소자(110)의 발광 다이오드(111)와 렌즈(112) 사이에 배치된다.
상기 파장 변환 소자(400)는 상기 발광다이오드(111)로부터 발산된 빛 중 320 내지 470nm 파장의 자외선 및 청색광을 적어도 500nm 이상의 파장 영역대로 변환한다.
일 실시예에서, 상기 파장 변환 소자(400)는 양자점(QD, Quantum Dot)일 수 있다. 또한 상기 양자점은, Ⅱ족 화합물 반도체, Ⅲ족 화합물 반도체, Ⅴ족 화합물 반도체 그리고 VI족 화합물 반도체 중에서 적어도 한가지 물질로 구성된 나노결정을 포함할 수 있다. 또한 상기 양자점은, Cdse, InGaP, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 또는 HgS를 포함할 수 있다.
상기와 같은 파장 변환 소자는(400)는, 일차적으로 LED 소자(110) 내부에서 상기 파장 변환 소자(400)를 이용하여 자외선 및 청색광의 발산을 억제하고, LED 소자 외부로 유출된 청색광을 파장 변환 코팅층(320)을 이용하여 자외선 및 청색광을 재차 제거함으로써, 벌레가 유인되는 현상을 완벽하게 방지할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 예는 상술한 장치 및/또는 운용방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. 이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 광원부
110: LED 소자
120: LED 소자 어레이
200: 전원 공급부
300: 파장 변환부
310: 유리 케이스
320: 파장 변환 코팅층
400: 파장 변환 소자
500: 체결부

Claims (5)

  1. 전원을 공급받아 빛을 발산하기 위한 광원부;
    상기 광원부에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부; 및
    상기 광원부에서 발산된 빛의 경로 상에 배치되고 투광성 소재로 이루어져, 상기 광원부로부터 발산된 빛의 파장 대역을 변환하여 투과하기 위한 파장 변환부를 포함하는 벌레 퇴치용 광원 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파장 변환부는,
    상기 광원부로부터 발산되는 빛 중 320 내지 470nm 파장의 빛을 570 내지 630nm 파장으로 변환시키는 것을 특징으로 하는 벌레 퇴치용 LED 모듈
  3. 제1항에 있어서, 상기 광원부는,
    상기 전원 공급부로부터 전원을 공급받아, 빛을 발산하기 위한 적어도 하나 이상의 LED 소자; 및
    판상으로 형성되어 일면에 상기 LED 소자가 정렬 결합되고, 상기 전원 공급부로부터 공급받은 전원을 상기 LED소자에 공급하기 위한 전기회로가 배치되는 LED 소자 어레이를 포함하는 벌레 퇴치용 LED 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 파장 변환부는,
    상기 LED 소자를 감싸도록 상기 LED 소자 어레이와 결합하는 투명 케이스; 및
    상기 투명 케이스의 일면에 도포되어, LED 소자로부터 발산된 빛의 파장 대역을 넓히기 위한 파장 변환 코팅층을 포함하는 벌레 퇴치용 광원 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 파장 변환 코팅층은,
    상기 LED 소자로부터 발산되는 빛의 파장을 변환하기 위한 양자점 또는 형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 벌레 퇴치용 광원 모듈.

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