JP2012513087A - Led街灯 - Google Patents
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Abstract
本発明はLEDを光源とし、光が照射される全地域の輝度を高め、照射地域内での明るさの偏差を最小化することができるLED街灯に関し、本発明によるLED街灯は地柱の先端に設けられたケースと、前記ケースの内部に設けられ、複数のLEDが相互離間して装着される基板と、前記基板に密着されて、前記LEDの発光により発生された熱を放熱させる放熱部とを含み、前記複数のLEDは、互いに異なる輝度を有し、前記基板の中央部から前記基板の縁に行くほど漸進的に輝度が増加されるように設置され、前記LEDの間における対応する前記基板の部位には前記LEDの光を散乱させる散乱部材が設けられて形成される。本発明によるLED街灯は基板の凹凸曲面に互いに異なる輝度を有する複数のLEDを配列し、この時、曲面の中心部から縁に行くほど漸進的に輝度が増加されるように設置して、照射範囲を拡張させながらも輝度が減少されることを防止することができる效果を奏する。また、LEDの間でLED光の一部が散乱部材によって散乱されて照射範囲の輝度を向上させることができ、輝度が減少されないで照射範囲が拡張されて隣接する街灯の間に死角地帯が形成されることを防止することができる效果を奏する。同時に同じ輝度のLEDを装着してもLEDの間のビーム角を中央部から辺縁に行くほど漸次に狭くなるように形成することによって、照射範囲を拡張させながらも輝度が減少されることを防止することができる。
Description
本発明はLED街灯に関し、さらに詳しくは、LEDを光源とし、光が照射される全地域の輝度を高めて、照射地域内での明るさの偏差を最小化することができるLED街灯に関する。
一般に、街灯は街の交通安全と保安のために街に沿って設置した照明施設で、地柱と、この地柱の端部に街に向かって一体に設置された街灯ヘッドとで構成され、街灯ヘッドの内部に電灯が備えられて電灯の発光で街の照明が行われる。
電灯は一般的なバルブを使用する場合が多くて使用寿命が短く且つ耐衝撃性が低下するため、最近には使用寿命が大きく延長されながらも耐衝撃性が優れた高光度のLED(発光ダイオード)を光源として多く使用している。
このようなLEDを使用した街灯の従来技術としては、大韓民国登録特許公報第0767738号に開示されたLED発光照明などがある。
従来技術によるLED発光照明灯は、ケースと、ケースの内部に複数のLEDが装着されるアルミニウム基板と、アルミニウム基板に装着されて、LEDの発光によって発生された熱を放熱させるための複数の冷媒板、ヒートパイプ、放熱ピンなどが設けられている。
しかし、LEDは、配光特性上LEDの光が照射される地域の中心部が最も輝度が高く、中心部から縁に行くほど輝度が低いが、従来のLED発光照明灯は平板型のアルミニウム基板に複数のLEDが配列された構造からなっていて、隣接する街灯の間にはLEDの照明が高輝度で照射されることができずに死角地帯が発生される問題点があった。
本発明は前記問題点を解決するために創出されたもので、照射地域を広げながらも照射地域の全体輝度を高め、照射地域内での輝度の偏差が発生しないように形成されるLED街灯を提供することにその目的がある。
前記目的を達するための本発明によるLED街灯は、地柱の先端に設けられたケースと、前記ケースの内部に設けられ、複数のLEDが相互離間して装着される基板と、前記基板に密着されて、前記LEDの発光で発生された熱を放熱させる放熱部とを含み、前記複数のLEDは互いに異なる輝度を有し、前記基板の中央部から前記基板の縁に行くほど漸進的に輝度が増加されるように設置され、前記LEDの間における対応する前記基板の部位には前記LEDの光を散乱させる散乱部材が設けられて形成される。
前記基板は凸状に形成され、前記LEDが凸出した外面に設置されることができ、これとは異なって、前記基板は凹状に形成され、前記LEDが凹まれた内面に設置されることもできる。
前記散乱部材は、前記LED光の一部が散乱されるように透明材質で、且つ多面体に形成され、相互隣接する前記LED光が重なる位置まで突出されることが好ましい。
また、本発明のLED街灯、地柱の先端に設けられたケースと、前記ケースの内部に設けられ、複数のLEDが相互離間して装着される基板と、前記基板に密着されて前記LEDの発光で発生された熱を放熱させる放熱部とを含み、前記LEDから光照射角の中心を通る線を光中心線とし、隣接する二つのLEDの光中心線の間の角度をビーム角とする時、前記基板の中央部から外側に遠くなるほど隣接するLEDの間のビーム角が漸次に小さくなるように形成されることもできる。
本発明によるLED街灯は、基板の凹凸曲面に互いに異なる輝度を有する複数のLEDを配列し、この時、曲面の中心部から縁に行くほど漸進的に輝度が増加されるように設置して、照射範囲を拡張させながらも輝度が減少されることを防止することができる效果を奏する。
また、LEDの間でLED光の一部が散乱部材によって散乱されて照射範囲の輝度を向上させることができ、輝度が減少されないで照射範囲が拡張されて隣接する街灯の間に死角地帯が形成されることを防止することができる效果を奏する。
同時に、同じ輝度のLEDを装着してもLEDの間のビーム角を中央部から縁に行くほど漸次に狭くなるように形成することによって、照射範囲を拡張させながらも輝度が減少されることを防止することができる。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳しく説明する。
本発明によるLED街灯の一実施形態を添付した図1、図2に示した。
図1、図2によれば、本実施形態は地柱の先端に設けられたケース10と、ケースの内部に設けられ、複数のLED30が装着される基板20と、LED30の発光によって発生された熱を放熱させる放熱部40とで構成される。
ケース10は、内部に基板20及び放熱部40が内装される空間が形成され、一側面は開口されて形成される。また、開口部にはLED光が透過される硝子及び透明樹脂材からなるカバー50が結合される。
基板20は凸状に形成され、凸出した外面にLED30が相互離間して配列されて設置される。相互離間されたLED30の間にはLED30の光を散乱させる散乱部材60が設けられる。
LED30は輝度別に複数備えられ、基板20の中央部から縁に行くほど漸進的に輝度が増加されるように基板20に設置される。
即ち、図2によれば、基板20の中央部である第1地域21には1W(ワット)のLEDが設置され、基板20の中央部周囲である第2地域22には2W(ワット)のLEDが設置され、基板20の縁である第3地域23には3W(ワット)のLEDが設置される。
これは、複数配列されたLED30の配光特性が街灯の照射範囲の中心部に比べて縁部分が輝度が低い点を補完したものである。
LED30は50°〜60°の照射角を有するものを使う。
散乱部材60はLED光が透過される材質である硝子、透明樹脂等で製造され、平面多角形の面が複数設けられた多面体形状に基板に突出される。
散乱部材60はLED光が透過される材質である硝子、透明樹脂等で製造され、平面多角形の面が複数設けられた多面体形状に基板に突出される。
図3によれば、散乱部材60の突出高さは隣接するLED30の光が重なる位置まで突出される。そこで、散乱部材60に照射されたLED光は多面体を透過しながら表面によって複数回屈折されて散乱される。
放熱部40は、LED30の発光によって発生された熱を吸収して放熱させるもので、表面積を広げるために複数の放熱ピン41が形成された一般的な放熱板42が使われる。好ましくは、放熱板42の材質を発泡アルミニウムを使って表面積をさらに広げることによって、放熱效率を向上させることもできる。
以下では、このように構成された本実施形態の作用及び效果について説明する。
LED30は電源が供給されて発光される。複数のLED30が基板20の凸出した外面に配列されていて、凸出した外面の法線に垂直する方向に複数のLED光が照射されて街灯の照射範囲が拡張される。それにもかかわらず街灯の照射範囲の輝度が減少されない。
即ち、互いに異なる輝度を有する複数のLED30が基板20の中央部から縁に行くほど高輝度のLEDが配列されていて、拡張された街灯の照射範囲の中央部は、基板20の中央部に配列された低輝度のLEDの光が相互重なって照射されるので輝度が向上される。また、拡張された街灯の照射範囲の縁は基板20の端に配列された高輝度のLEDの光が照射されることによって輝度が向上される。
従って、街灯照射範囲が拡張されるにもかかわらず輝度が減少されないので、隣接する街灯の間に死角地帯を形成しない。
即ち、本発明は街灯が最も效果的な配光特性を有するように基板の縁に行くほど高輝度のLEDを配配列した。
また、所定の照射角で照射地域に照射されるLED照射光の縁の光がLEDの間に設けられた散乱部材60の複数の多角形面によって反射、屈曲されて散乱される。そして、照射地域を照射するのに有效でないLED照射角を逸脱した範囲で照射される光も散乱部材60によって散乱される。
従って、LED30の間でも散乱部材60によって光が散乱されて照射されるので、基板20に所定の間隔で配列されたLED30によって形成された点光源が面光源化されて輝度が向上される。
また、基板20に設置されるLED30の数を散乱部材の設置によって減少することができて、製造費を低減することができる。
一方、本発明のLED街灯でLEDが配列される基板の他の実施形態を添付した図4に示した。
図4によれば、基板の他の実施形態は、基板の表面が凹状に形成される。そして基板20の凹状内面にLED30が所定の間隔で複数配列される。
勿論、凹状内面の中央部から縁に行くほど高輝度のLEDが配列される。凹状内面に複数設置されたLED30によっても照射範囲が拡張される。即ち、LEDの光は凹状内面の法線に直交する方向と照射され、凹状内面の縁に位置されたLED30によって照射範囲が拡張される。
また、照射範囲が拡張されても、凹状内面の縁には高輝度のLEDが設置されていて、拡張された照射範囲の輝度が減少されない。
また、散乱部材60も上述した機能をする。
図5にはLED街灯のまた他の実施形態が示されている。
図面によれば、本実施形態のLED街灯も、基板20と、基板20に設置される複数のLED30と、LED30の間に設置される散乱部材60とを含み、図示しないが、基板20の上面には放熱のための放熱部が設けられている。
本実施形態のLED街灯は、LED30が全部同じ輝度を有するものが装着されているが、それぞれLED30の間のビーム角が相互異なるように形成されている。
さらに詳しく説明すれば、まず、LED30から光が照射される光照射角の中心を通る線を光中心線34とし、隣接する二つのLED30の光中心線34の間の角をビーム角θとする時、本実施形態のLED街灯は基板20の中央部から縁に向けて遠くなるほどLED30の間のビーム角θが漸次に狭くなるように形成されている。
図面上で、基板の中央に設置されたLEDを第1LED30aとし、縁に向けて遠くなる方向に配列されたLEDをそれぞれ第2LED30b、第3LED30c、第4LED30dとすると、前記基板20が下方に凸状に形成されており、LED街灯全体の光照射角を120〜150°に形成するためにそれぞれのLED30の光中心線34は縁に位置するほど垂直線に対して広がる角度が大きく形成される。
それぞれのLED30a、30b、30c、30dの光中心線をそれぞれ第1光中心線34a、第2光中心線34b、第3光中心線34c、第4光中心線34dとすると、第1光中心線34aと第2光中心線34bとの間のビーム角を第1ビーム角θ1、第2光中心線34bと第3光中心線34cと間のビーム角を第2ビーム角θ2、第3光中心線34cと第4光中心線34dとの間のビーム角を第3ビーム角θ3とすることができ、ビーム角の大きさは第1ビーム角θ1が最も大きく、第2ビーム角θ2、第3ビーム角θ3が漸次に小さくなる。
ビーム角が小さくなると、LED30で照射される光の重なる領域が広くなるので、光が照射される地域の輝度が大きくなる。従って、光が照射される領域全体で輝度の偏差がなくなる效果を期待することができる。
本実施形態では図示しないが、前記基板にはそれぞれのLEDで発光する光角を調節するための別途の反射板をさらに備えることができ、この反射板を回動させて前記LEDによって照射される光角を調節してLEDによって照射される地域の輝度を調節することができる。
即ち、反射板を通じて光角を狭くすれば、照射領域が狭くなるに従って照射地域の輝度が高くなり、反対に反射板を通じて光角を広げれば照射領域が広くなるに従って照射地域の輝度を低めることができる。
また、図6に示すように、基板20の下部に拡散レンズ70を設置してLED30から照射された光が照射地域全体に均一に拡散されるようにすることによって、光照射地域全体での輝度が全体的に均一になるようにすることもできる。
図7〜図9にはユニット化された複数のLEDモジュール40を含むLED街灯100の他の実施形態が示されている。
本実施形態のLED街灯100は地面に固定される地柱110の先端に設けられたケース120と、ケース120に設置されて、電源が供給される第2基板141と、第2基板141から電源が供給されて発光するLED142が具備された複数のLEDモジュール140からなる。
特に、LEDモジュール140は、第1基板130に着脱可能に分離型に備えられる。
このようなLEDモジュール140は、LED142が複数配列されて装着された第2基板141と、第2基板141に備えられ、第1基板130に結合されて電源を前記第2基板141に供給されるようにする固定用電極端子143と、第2基板141の後方に備えられて、LED142から発生される熱を放出させる放熱板144と、第2基板141の前方に備えられて、LED光の照射範囲を調節する反射笠145と、LED142の前方に位置されてLED光を集光または散乱させることができるレンズ146とからなる。
第2基板141は、矩形に形成されてもよく、添付した図10のように円形に形成されてもよい。勿論、上記した形状に限定されない。
また、反射笠145、レンズ146、放熱板144は、第2基板141の形状に対応して形成される。
反射笠145は、第2基板141の周辺に密着されて、前記ケース120に結合される結合部145bと、前記結合部145bの縁から放射状に延長されて、内側距離が漸次に拡張されるように形成され、LED光を反射させる反射部145cとからなる。
反射部145cは、内面にLED光が反射して散乱されるように凹凸部145aが形成される。また、反射部145cは結合部145bに所定角度に回動可能に設置される。それによって、反射部145cを結合部145bに対して回動させて、反射部145cの間の内側距離を制御することによってLED光のビーム角を調節して地面の照度を制御することができる。(図9参照)
一方、第2基板141が、図10に示すように、円形である場合には、結合部145bが円形に形成され、反射部145cは円錐状に形成され、反射部145cは複数分けられて結合部145bの縁に円形に配列されて回転可能に設置されることが好ましい。
ケース120は前面に第2基板141の固定用電極端子143が貫通されて第1基板130に結合されるように貫通孔(図示しない)が形成され、一側面が凸状に突出されるように形成される。
第1基板130は湾曲されたケース120の内部に装着することができるように、ケース120に対応して湾曲されている。そして、LEDモジュール140は湾曲するように形成された第1基板130の凸部に結合される。従って複数のLEDモジュール140が付着された街灯の照射範囲が広くなる。
勿論、ケース120と第1基板130が湾曲するように形成されていなので、凸部を備えなくても良い。この場合には、LEDモジュール140を第1基板130に結合する時、第1基板130の中央部を中心にLED光が放射状に照射されるように、LEDモジュール140を第1基板130に対して傾斜して結合させれば良い。
一方、街灯の照射範囲が広くなる反面、ケース120の縁に行くほどLEDモジュール140の照射距離が長くなり、照射される範囲が広くなるに従ってLED街灯の全体照射範囲の縁は輝度が中心部より減少される。
このような短所を補完するために、複数のLEDモジュール140は、前記実施形態のように、互いに異なる輝度を有するLEDを配列して備え、第1基板130の中央部から第1基板130の縁に行くほど漸進的に輝度が増加されるように、第1基板130に配列される。そして広くなった照射範囲に均一な輝度でLED光が照射されることができる。
勿論、照射範囲全体の光の輝度を均一にさせるために、図5に示す実施形態のように、前記LEDモジュール140の間の角度が第1基板130の中央部から縁に行くほど漸次に小さくなるようにすることによって光の重る領域を広げて縁の輝度が減少されることを防止することもできる。
前述した本発明の実施形態は、本発明の技術思想を限定するものと解釈されてはならない。本発明の保護範囲は特許請求の範囲に記載された事項によって制限されるものであって、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば本発明の技術思想を多様な形態に改良変更することが可能である。従って、このような改良及び変更は通常の知識を有する者にとっては自明であり、本発明の保護範囲に属するべきである。
(産業上の利用の可能性)
(産業上の利用の可能性)
本発明によるLED街灯は、街の照明として使われる街灯に適用することができ、従来の街灯でランプ構造のみを取り替えて使用することができるので産業上の利用可能性が非常に高い。
10:ケース
20:基板
30:LED
40:放熱部
50:カバー
60:散乱部材
20:基板
30:LED
40:放熱部
50:カバー
60:散乱部材
Claims (6)
- 地柱の先端に設けられたケースと;
前記ケースの内部に設けられ、複数のLEDが相互離間して装着される基板と;
前記基板に密着されて、前記LEDの発光で発生された熱を放熱させる放熱部と;を含み、
前記複数のLEDは互いに異なる輝度を有し、前記基板の中央部から前記基板の縁に行くほど漸進的に輝度が増加されるように設置され、
前記LEDの間における対応する前記基板の部位には前記LEDの光を散乱させる散乱部材が設けられることを特徴とするLED街灯。 - 前記基板は凸状に形成され、前記LEDが凸出した外面に設置されることを特徴とする請求項1に記載のLED街灯。
- 前記基板は凹状に形成され、前記LEDが凹まれた内面に設置されることを特徴とする請求項1に記載のLED街灯。
- 前記散乱部材は、前記LED光の一部が散乱されるように透明材質で、且つ多面体に形成されて、相互隣接する前記LED光が重なる位置まで突出されることを特徴とする請求項2または3に記載のLED街灯。
- 地柱の先端に設けられたケースと;
前記ケースの内部に設けられ、複数のLEDが相互離間して装着される基板と;
前記基板に密着されて、前記LEDの発光で発生された熱を放熱させる放熱部と;を含み、
前記LEDから光照射角の中心を通る線を光中心線とし、隣接する二つのLEDの光中心線の間の角度をビーム角とする時、前記基板の中央部から外側に遠くなるほど隣接するLEDの間のビーム角が漸次に小さくなるように形成されることを特徴とするLED街灯。 - 前記基板の下部に設置されて、前記LEDから発光する光を集光した後、照射地域に向かって均一に拡散させる拡散レンズを備えることを特徴とする請求項1または請求項5の中の何れか一項に記載のLED街灯。
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