JP7316808B2 - 発光モジュール、発光モジュール用ウインドーユニット及び街灯 - Google Patents

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Description

本発明は発光モジュールに係り、詳細には外部照明として使用される発光モジュールに係る。
発光ダイオードは印加された電流によってＰ－Ｎ半導体接合構造で電子と正孔とが再結合する時、電位差によって光を発する半導体発光装置である。このような発光ダイオードを利用する発光装置は環境にやさしく、低電圧、長寿命、及び低価等の長所を有する。
発光ダイオードは従来より表示用ランプや数字のような単純情報表示に多く応用されてきたが、最近では産業技術の発展、特に情報表示技術と半導体技術との発展によってディスプレイ分野や、照明分野、自動車ヘッドランプ、プロジェクター等多様な方面に亘って利用されており、特に街灯や信号灯のような外部設置物にも適用されている趨勢である。したがって、比較的過酷な環境に露出される外部設置物に発光ダイオードが使用される場合、さらに耐久性のある構造が要求される（特許文献１）。
国際公開２０１５／０５３５２７号
本発明の目的は容易に装着と脱着とが可能な発光モジュールを提供することにある。
本発明の一実施形態に係る発光モジュールは複数の発光領域を有する基板、各発光領域上に設けられて光を出射する発光素子、前記基板上に設けられ、前記各発光領域をカバーし、一方向に沿ってその形状が非対称であるウインドー、及び前記発光領域毎に前記ウインドーにそれぞれ対応して非対称形状に設けられた開口を有し、前記ウインドーを固定するホルダを含む。各ウインドーは前記開口に個別的に設けられ、前記ホルダに脱着できるように締結されることができる。
本発明の一実施形態において、各ウインドーは、前記光の進行方向を異方的に制御するための方向に沿って前記開口に設けられ、前記ホルダに脱着できるように締結されることができる。
本発明の一実施形態において、前記各ウインドー及び前記ホルダは締結の時、締結方向を決定する嵌合部材を含み、前記嵌合部材は一方向に対して非対称である。
本発明の一実施形態において、前記ウインドーは前記ホルダ方向に突出された嵌合突起をさらに含み、前記ホルダは前記嵌合突起が挿入される嵌合溝をさらに含むことができる。
本発明の一実施形態において、前記嵌合突起は前記ウインドーの両側に設けられた第１及び第２嵌合突起を含み、前記第１及び第２嵌合突起は互いに異なる長さに設けられることができる。
本発明の一実施形態において、前記発光素子から出射された光は異方性を有し、前記第１及び第２嵌合突起の突出方向は前記光の異方性に対応して設けられることができる。
本発明の一実施形態において、前記各発光領域に設けられたウインドーにおいて、前記第１及び第２嵌合突起の各々方向は各ウインドー毎に全て同一であることができる。
本発明の一実施形態において、前記ホルダは前記ウインドー方向に突出されたホルダ締結突起を有し、前記ウインドーは前記ホルダ方向に突出されたウインドー締結突起を有し、前記ホルダ締結突起と前記ウインドー締結突起は互いに嵌合することができる。
本発明の一実施形態において、前記ホルダは前記ホルダ締結突起に隣接し、前記ホルダの一面から陥没されたスロットを有することができる。
本発明の一実施形態において、前記スロットは前記一面から遠くなるほど、その幅が減少することができる。
本発明の一実施形態において、前記ウインドーは前記ホルダ方向に突出された支持突起をさらに含み、前記ホルダは前記支持突起に対応し前記ウインドーの所定方向への所定距離以上の移動を防止する支持溝を有することができる。
前記客ウインドーは前記発光領域に対応して設けられ、曲面を有するレンズ部、及び前記レンズ部の周囲に設けられ、前記基板の一面に平行である平坦部を含むことができる。
本発明の一実施形態において、前記発光領域にそれぞれ設けられた前記レンズ部は互いに同一な形状を有するか、互いに異なる形状を有することができる。
本発明の一実施形態において、前記ウインドーは前記発光素子から出射された光を所定方向に変更することができる。
本発明の一実施形態において、前記ホルダの幅と長さとの比は１：（０．８～１．２５）であり、前記ウインドーの幅と長さとの比は１：（０．５～１．３）である。
本発明の一実施形態に係る発光モジュールは街灯に採用されることができるが、本発明の一実施形態に係る街灯は一方向に延長されたポール、前記ポールの一側に設けられたアーム、及び前記アームの一端部に設けられた前記発光モジュールを含むことができる。
本発明の一実施形態は容易に装着と脱着が可能な発光モジュールを提供する。
本発明の一実施形態に係る発光モジュールを示した斜視図である。 図１の発光モジュールの分解斜視図である。 ウインドーユニットの平面図であって、開口を有するホルダと、開口に装着される１つのウインドーを各々示した平面図である。 図３のＡ－Ａ’線に沿う断面図である。 図３のＢ－Ｂ’線に沿う断面図である。 図３のＣ－Ｃ’線に沿う断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光モジュールのウインドーユニットにおいて、ウインドーをホルダに締結する形状を示した斜視図である。 ウインドーをホルダに締結する形状を順次的に示した断面図である。 ウインドーをホルダに締結する形状を順次的に示した断面図である。 ウインドーをホルダに締結する形状を順次的に示した断面図である。 図６ＢのＰ１部分を示した拡大図である。 本発明の一実施形態に係る街灯を示した側面図である。
本発明は多様な変更を行うことができ、様々な形態を有することができるので、特定の実施形態を図面に例示し、本文で詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に対して限定しようとすることではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての変更、均等物乃至代替物を含むこととして理解されるべきである。
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施形態をより詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る発光モジュールを示した斜視図であり、図２は図１の発光モジュールの分解斜視図である。
図１及び図２を参照すれば、本発明の一実施形態に係る発光モジュール１００は基板１０、基板１０上に設けられた発光素子２０、基板１０と発光素子２０とをカバーするウインドーユニットを含む。
基板１０はその上部に１つ以上の発光素子２０を実装するために設けられる。基板１０には発光素子２０が実装されて光が出射される発光領域１１が１つ以上設けられ、各発光領域１１毎に１つ以上の発光素子２０が設けられる。
本発明の一実施形態において、基板１０の上面には複数の発光領域１１が設けられ、発光領域の数にしたがって、発光モジュール１００のサイズ及び光量が決定される。例えば、発光領域１１は２Ｘ２行列形状に配列される。但し、これは例示的なものであり、発光領域は３Ｘ４、２Ｘ６等のような多様な形状に配列されてもよい。
基板１０は多様な形状に設けられる。例えば、基板１０は平面視で、方形であり、所定の高さを有する板状で設けられる。しかし、基板１０の形状はこれに限定されることはなく、楕円形や円形に設けられてもよい。
基板１０には発光素子２０に電源を供給するための配線及び端子部が設けられる。本発明の一実施形態において、基板１０は印刷回路基板１０であってもよい。しかし、基板１０の種類はこれに限定されることはなく、多様な材料と多様な形状にすることができる。
例えば、基板１０は少なくとも一部に熱伝導率が高い材料を用いることができる。基板１０は、例えば銅、鉄、ニッケル、クロム、アルミニウム、銀、金、チタニウム、これらの合金等のような金属を含むことができる。あるいは、基板１０はセラミック、高分子樹脂、ガラス、又はこれらの複合材料（例えば、複合樹脂又は複合樹脂と導電材料との混合材）のような非伝導性材料を含むことができる。
発光素子２０は基板１０上の各発光領域１１毎に少なくとも１つ以上設けられる。例えば、各発光領域１１には１つの発光素子２０が設けられることができる。
本発明の一実施形態において、発光素子２０は基板１０の上面の方向に光を出射する。例えば、発光素子２０は基板１０面上で放射状に光を出射する。この場合、発光素子２０は全角度に対して均一に等方的に光を出射する。しかし、本発明の実施形態に係る発光素子２０の光出射方向はこれに限定されない。例えば、発光素子２０の光出射方向を一部の角度以内に制限することができ、この場合に所定方向に沿って異方的に光を出射することができる。したがって、特定方向への指向性がある光が要求される場合、異方的に光を出射する発光素子２０を使用することによって容易に特定方向への光出射を具現化することができる。
本発明の一実施形態において、発光素子２０は発光ダイオードチップで具現化することができる。図示しないが、発光素子２０は発光構造体及び電極部を含むことができる。
発光構造体は順次的に設けられた第１半導体層、活性層、及び第２半導体層を含む。
第１半導体層は第１導電型ドーパントがドーピングされた半導体層である。第１導電型ドーパントはｎ型ドーパントである。第１導電型ドーパントはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、又はＣである。本発明の一実施形態において、第１半導体層は窒化物系の半導体材料を含む。例えば、第１半導体層はＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料を用いることができる。活性層は第１半導体層上に設けられ、発光層に相当する。
活性層は第１導電型半導体層を通じて注入される電子（又は正孔）と第２半導体層を通じて注入される正孔（又は電子）とが互いに結合して、活性層の形成物質におけるエネルギーバンド（Ｅｎｅｒｇｙ Ｂａｎｄ）のバンドギャップ（Ｂａｎｄ Ｇａｐ）に相当するエネルギーを光として放出する層である。活性層は紫外線、青色、緑色、及び赤色の中で少なくとも１つのピーク波長を発光することができる。活性層は化合物半導体を用いて具現化することができる。活性層は、例として３族－５族又は２族－６族の化合物半導体の中で少なくとも１つを用いて具現化することができ、ＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する材料を用いることができる。
第２半導体層は活性層上に設けられる。第２半導体層は第１導電型ドーパントと反対の極性を有する第２導電型ドーパントを有する半導体層である。第２導電型ドーパントはｐ型ドーパントであるが、第２導電型ドーパントは、例えばＭｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等を含むことができる。本発明の一実施形態において、第２半導体層は窒化物系の半導体材料を含むことができる。第２半導体層はＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料を用いることができる。
本発明の一実施形態において、第１半導体層と第２半導体層の上には第１半導体層及び第２半導体層の各々に連結されるカソードとアノードが設けられ、カソードとアノードは基板１０の配線や端子部に連結されることによって、電源が印加されることができる。
続いて、図１及び図２を参照すれば、ウインドーユニットは基板１０上に設けられ、発光領域１１と発光領域１１を除外した基板１０の残る部分をカバーすることができる。例えば、平面視で、ウインドーユニットは実質的に基板１０の大部分をカバーする。しかし、ウインドーユニットは基板１０上の一部領域に設けられ、基板１０の上面の一部を露出することもできる。
ウインドーユニットは発光素子２０からの光を透過させるウインドー４０、及びウインドー４０を固定するホルダ３０を含む。
ホルダ３０は基板１０上に設けられ、ウインドー４０を固定するためのフレーム形状に設けられる。したがって、ホルダ３０は発光領域１１を除外した基板の残りの領域に対応する。各発光領域１１に対応する部分に開口３９が設けられ、開口３９にはウインドー４０が設けられる。
開口３９はウインドー４０の形状に応じて多様に設けられることができる。例えば、ウインドー４０が方形である場合に、開口３９はこれに対応する方形に設けられる。他の例として、ウインドー４０が楕円形状である場合、開口３９はこれに対応する楕円形状に設けられる。
ホルダ３０は基板１０のサイズ及びこれに設けられる発光領域１１の数等に応じて多様な形状に変更されることができる。ホルダ３０はウインドー４０を安定的に固定し、支持するための構成要素を有し、これは以下でさらに詳細に説明される。
ウインドー４０は各発光領域１１上に一対一に設けられ、発光領域をカバーする。ウインドー４０は発光素子２０を保護することと同時に、発光素子２０から出射された光を透過するが、光出射方向を所定方向に導く光学要素としても使用される。
ウインドー４０は平面視で、多様な形状に設けられることができる。例えば、ウインドー４０は長方形に設けられる。しかし、ウインドー４０の形状はこれに限定されることはなく、他の多角形や楕円形等に設けられてもよい。
本発明の一実施形態において、ウインドー４０の形状及びこれに対応するホルダ３０の開口３９の形状は所定方向に対して非対称的な形状に設けられることができる。例えば、ウインドー４０の形状はウインドー４０の中心を通る線に対して両側が非対称である形状に設けられることができる。例えば、発光モジュール１００での光の指向性にしたがって、ウインドー４０の形状は多様に変更されることができる。
ウインドー４０は発光領域１１の形状に対応し、少なくとも一部が曲面に形成されたレンズ部４０ａと、前記レンズ部４０ａの周囲に設けられ、前記基板１０面に平行である上面を有する平坦部４０ｂを含む。
レンズ部４０ａは上部方向に突出された楕円球形状を有する。平坦部４０ｂは下部に設けられた基板１０の上面に対して概ね平行である板状でレンズ部４０ａの周囲に設けられる。しかし、レンズ部４０ａの形状はこれに限定されることはなく、これ以外に光出射効率及び光出射方向等に応じて異なる形状に設けられることができる。
また、平坦部４０ｂの上面は基板１０の上面に対して概ね並行に設けられる。但し、これは例示的なものであり、他の構成要素との締結が容易になるように、平坦部４０ｂの下面の一部は平行であり、一部は傾くように設けられてもよい。本発明の一実施形態において、レンズ部４０ａと平坦部４０ｂは分離されない一体に形成されることができる。
レンズ部４０ａは発光素子２０から出射された光のプロフィールに対応して、進行する光の経路を変更するように多様な形状を有することができる。
本発明の一実施形態に係る発光モジュール１００が使用される用途に応じて、光の集光や分散が必要であれば、これにしたがって、互いに異なる形状のレンズ部４０ａを設けることができる。例えば、レンズ部４０ａは板状で設けることもできるが、凸レンズや凹レンズ形状を有してもよい。その他に、レンズ部４０ａは球形、楕円形、半球形、半楕円球形、二重焦点形等の多様な形状を有してもよい。
レンズ部４０ａは発光素子２０から光を透過させるため透明な絶縁材料が用いられ、発光素子２０を保護することと同時に発光素子２０から出射された光を透過させる。
また、レンズ部４０ａは発光素子２０から出射される光によって変形されないか、或いは変色されない材料を用いる。例えば、発光素子２０から出射される光が紫外線である場合、レンズ部４０ａは紫外線に変形されないか、或いは変色されない材料が用いられる。
レンズ部４０ａは上述した機能を満足する多様な材料を用いることができ、その材料は限定されない。例えば、レンズ部４０ａは石英や高分子有機材料を用いることができる。ここで、高分子ガラス材料の場合、モノマーの種類、成形方法、条件に応じて吸収／透過させる波長が異なるので、発光素子２０から出射される波長を考慮して高分子有機材料を選択することができる。例えば、ポリ（メチルメタクリラート）（ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）；ＰＭＭＡ）、ポリビニールアルコール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ；ＰＶＡ）、ポリプロピレン（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ；ＰＰ）、低密度ポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ；ＰＥ）のような有機高分子は紫外線を概ね吸収しないが、ポリエステル（ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）のような有機高分子は紫外線を吸収することができる。
本発明の一実施形態において、各ウインドー４０はホルダ３０の開口３９毎に個別的に脱着できるように締結される。
ウインドー４０はホルダ３０との締結のためのウインドー締結突起４１を具備し、ホルダ３０はウインドー締結突起４１に対応するホルダ締結突起３１を具備する。
ホルダ３０にはウインドー４０との締結の時、ウインドー４０が所定距離以上には移動しないように、安定的に特定位置で締結されるようにする支持溝３３が設けられる。
本発明の一実施形態において、ホルダ３０とウインドー４０にはウインドー４０が所定方向に合わせて締結されるようにするための構成要素が具備される。ウインドー４０は光出射方向に合わせて組立が容易になるように、ホルダ３０方向に突出された嵌合突起４５を含む。これに対応して、ホルダ３０は嵌合突起４５が挿入される嵌合溝３５を有する。嵌合突起４５と嵌合溝３５は互いに噛み合わせる形状に設けられることによって、ウインドー４０の９０°、１８０°回転等の誤配列や覆すこと無しで容易にウインドー４０をホルダ３０に装着することができるようになる。
本発明の一実施形態において、ウインドー締結突起４１、支持突起４３、及び嵌合突起４５は多様な数を設けることができ、ウインドー締結突起４１、支持突起４３、及び嵌合突起４５の位置は実施例によって変更することができる。例えば、ウインドー締結突起４１は２対に設けられて各ウインドー４０毎に互いに対向する辺に配置されることができる。支持突起４３は互いに隣接するウインドー締結突起４１の間に設けられる。また、嵌合突起４５はウインドー締結突起４１が設けられない他の２辺上に非対称的に設けられることができる。しかし、ウインドー締結突起４１、支持突起４３、及び嵌合突起４５の数及び配置位置はこれに限定されることはなく、必要に応じて多様に形成及び配置されることができる。
また、ウインドー４０は基板１０との締結の時、所定距離に離隔されるようにするスペーサー４７を具備する。
上述したウインドーユニットと基板１０はメーン締結部材５０に全体的に連結される。メーン締結部材５０はウインドーユニットと基板１０を締結するものであって、特別にその種類は限定されることではない。
本発明の一実施形態において、メーン締結部材５０はネジであり、ウインドーユニットのホルダ３０にはネジが挿入されるホルダホール３７が、基板１０にはネジが挿入される基板ホール１３が形成されることができる。ホルダホール３７と基板ホール１３は平面視で、重畳する位置に設けられ、互いに異なる直径を有するか、又は実質的に同一の直径を有することができる。また、ホルダホール３７と基板ホール１３にはネジ山が設けられるか、或いは設けられなくともよい。図示しないが、ホルダホール３７と基板ホール１３にネジ山が設けられない場合、基板１０の下部にメーン締結部材５０と締結されることができるベースプレートのような追加的な構成要素がさらに設けられることができる。この場合、メーン締結部材５０はホルダホール３７と基板ホール１３を経てベースプレートとネジ締結されることもできる。したがって、１つのネジを利用して基板１０とウインドーユニット及びベースプレートを堅固に締結させることができる。
一方、上述した図１及び図２において、平面視で、ホルダ３０の周囲に半円形に設けられた溝は以後に他の構成要素との締結のために設けられてもよく、省略されてもよい。
説明を簡易にするために、本発明の実施形態においては、１つの基板上に１つのウインドーユニットが設けられたものを図示したが、これに限定されない。本発明の一実施形態では１つの基板上に２つ以上のウインドーユニットが設けられてもよい。例えば、本実施形態では２ｘ２行列の発光領域を有する基板上に、１つのホルダに２ｘ２に配列されたウインドーを含むウインドーユニットが配置されたものが図示されている。しかし、本発明の他の実施形態では、２ｘ４行列の発光領域を有する基板上に、１つのホルダに２ｘ２に配列された客ウインドーを含むウインドーユニット２つが配置されてもよい。本発明の他の一実施形態では１つの基板上に、互いに異なるサイズの行列に配列された客ウインドーを含むウインドーユニットが２つ以上が配列されてもよい。本発明の一実施形態では、このような多様な配列を通じて、多様なサイズのモジュールを形成することができる。
本発明の一実施形態に係る発光モジュールは既存の発光モジュールに比べて維持補修が容易である。既存の発光モジュールでは複数の発光領域が設けられる場合にもホルダとウインドーを一体形に形成することが一般的であるので、１つのウインドーに欠陥が発生する場合にウインドーユニットの全体を同時に交替しなければならない問題があった。これに比べて、本発明の一実施形態に係る発光モジュールでは複数のウインドーを個別的にホルダに脱着可能に締結することによって、発光モジュールの欠陥発生の時に問題になったウインドーのみを分離して交替することができるので、容易に修理が可能である。
また、本発明の一実施形態によれば、ウインドーがホルダに脱着可能であるので、発光モジュールから出射される光プロフィールを多様に設定することができ、必要の時、一部又は全部のウインドーの交替を通じて出射される光プロフィールを容易に変更することができる。例えば、光の進行方向を考慮して、光の進行方向が互いに同一な方向に向かうウインドーをホルダに配置し、ウインドーをホルダに装着することもできるが、発光領域によって光の進行方向が互いに異なる方向に向かうウインドーを配置し、これを装着することによって使用者が望む多様な方向に光を出射させることができる。本発明の一実施形態において、異なる発光素子を使用することにより、或いは異なるレンズを使用することによって、光の進行方向を容易に変更することができる。特に、レンズの形状や曲率を発光領域に応じて変更することによって、使用者が望む方向に光を容易に進行させることができる。
これに加えて、本発明の一実施形態に係る発光モジュールはウインドーをホルダに締結する時、嵌合突起と嵌合溝を提供することによって、特定方向のみに締結されることができる。したがって、ウインドーが９０°や１８０°回転する等の特定方向と合わないように配置される場合を防止することができる。
以下では、ホルダ及び脱着可能なウインドーを含むウインドーユニットに対して図面を参照してさらに詳細に説明する。
図３はウインドーユニットを示す平面図である。具体的に、図３は開口３９を有するホルダ３０と、開口３９に装着される１つのウインドー４０を各々示した平面図である。図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃは各々図３のＡ－Ａ’線、Ｂ－Ｂ’線、及びＣ－Ｃ’線に沿う断面図である。
説明を簡易にするために、図３ではホルダ３０とウインドー４０とを別個に図示したが、図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃではウインドー４０がホルダ３０に締結されたことの断面を図示した。また、図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃではウインドー４０とホルダ３０との締結過程を考慮して、図１のウインドーユニットが反転された様子に図示されている。
先ず、図３を参照すれば、ホルダ３０は基板１０と実質的に同一な形状に設けられる。例えば、図示されたように、ホルダ３０は正方形状に設けられる。但し、これは例示的なものであり、本発明に係るホルダ３０の形状はこれに限定されない。
説明を簡易にするために、地面上で横に延長される方向を第１方向とし、縦に延長される方向を第２方向とすれば、第１方向と第２方向の辺は各々ホルダ３０の幅Ｈ１と長さＨ２になる。
本実施形態において、全て４つの開口３９はまた各々所定の幅と長さを有することができる。
各開口３９にウインドー４０が締結されるように、ウインドー４０は幅Ｗ１と長さＷ２が開口３９の幅と長さに対応するように設けられる。例えば、ウインドー４０は幅Ｗ１と長さＷ２が開口３９の幅と長さより若干小さくように設けられ、したがってウインドー４０は対応する開口３９に容易に挿入されることができる。挿入の時、ウインドー４０とホルダ３０に設けられた締結部材によって、ウインドー４０はホルダ３０に堅固に締結される。
本発明の一実施形態において、ホルダ３０の幅Ｈ１と長さＨ２はウインドー４０の数や配置形状に応じて異なることができる。例えば、図３に図示されたように、４つの開口３９を具備する正方形状のホルダ３０が設けられると仮定する。
この場合、ホルダ３０の幅Ｈ１と長さＨ２は約１：（０．８～１．２５）の比を有する。一実施形態において、ホルダ３０の幅Ｈ１が５０ｍｍである場合、ホルダ３０の長さＨ２は４５ｍｍ乃至５５ｍｍである。又はホルダ３０の長さＨ２が５０ｍｍである場合、ホルダ３０の幅Ｈ１は４５ｍｍ乃至５５ｍｍである。ここで、ホルダ３０の幅Ｈ１とホルダ３０の長さＨ２は多様に設けられることができるが、ホルダ３０の幅Ｈ１は約４５ｍｍ乃至約５５ｍｍ、ホルダ３０の長さＨ２は約４５ｍｍ乃至約５５ｍｍである範囲内で互いに適切な組合でマッチングされることができる。具体的に、ホルダの幅Ｈ１は５０ｍｍであり、ホルダの長さＨ２は５０ｍｍである。
ウインドー４０の幅Ｗ１と長さＷ２はホルダ３０のサイズ、ウインドー４０の数や配置の形状、発光素子２０からの光の指向方向等に応じて変化されることができる。例えば、図３に図示されたように、４つの開口３９を具備する正方形状のホルダ３０に対応するウインドー４０が設けられると仮定する。
この場合、ウインドー４０の幅Ｗ１と長さＷ２は約１：（０．５～１．３）の比を有する。特に、ホルダ３０の幅Ｈ１と長さＨ２が定まれた場合、脱着構造の複雑性及び発光素子から出射された光の照射角を考慮する時、ウインドー４０は幅Ｗ１と長さＷ２が所定範囲内に設けられることができる。
一実施形態において、ウインドー４０の幅Ｗ１が１９ｍｍである場合、ウインドー４０の長さＷ２は１５ｍｍ乃至２３ｍｍである。又はウインドー４０の長さＷ２が１６ｍｍである場合、ウインドー４０の幅Ｗ１は１２ｍｍ乃至２０ｍｍである。ここで、ウインドー４０の幅Ｗ１とウインドー４０の長さＷ２は多様な程度に変更されることができるが、ウインドー４０の幅Ｗ１は約１５ｍｍ乃至約２３ｍｍ、ウインドー４０の長さＷ２は約１２ｍｍ乃至約２０ｍｍである範囲内で互いに適切な組合でマッチングされることができる。具体的に、ウインドーの幅Ｗ１は１９ｍｍであり、ウインドーの長さＷ２は１６ｍｍである。
本発明の一実施形態において、ホルダ３０やウインドー４０の幅や長さが上述した範囲内に設けられる場合、ホルダ３０の剛性やウインドー４０の剛性が維持されることができる。
図３、図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃを参照すれば、ウインドー４０は一方向に膨らんでいる形状に設けられる。
一実施形態において、ウインドー４０のレンズ部４０ａは平坦部４０ｂの一面から膨らんでいるように突出された第１面と、前記第１面に反対になる第２面を有する。レンズ部４０ａの第１面と第２面は各々少なくとも一部が曲面に形成される。例えば、図示されたように、レンズ部４０ａの全体が曲面に形成される。
レンズ部４０ａの形状は発光モジュールの使用目的、使用された発光素子２０の種類、及び光プロフィール、レンズ部４０ａを通じて出る最終的な光のプロフィール等を考慮して多様に選択されることができる。
ウインドー４０のレンズ部４０ａの形状は、ウインドー４０の中心を通る線、例えば、Ｂ－Ｂ’に対して非対称的な形状で設けられることができる。特に、レンズ部４０ａの第１面と第２面は異なる形状を有することができる。一例として、レンズ部４０ａの第１面と第２面はレンズ部４０ａの中心を通る線に非対称であり、互いに異なる曲率を有することができる。
レンズ部４０ａの第１面と第２面は発光素子２０からの出射された光の進行方向を制御するためのものであって、多様な形状を有することができる。例えば、発光素子２０から出射された光が等方的であっても、レンズ部４０ａを透過した最終的な光はレンズ部４０ａの形状に応じて多様なプロフィールを有することができる。又はこれと反対に、発光素子２０から出射された光が異方的である場合、レンズ部４０ａの形状を異なりに設定することによって、最終的な光は等方的なプロフィールを有することができる。
また、本発明の一実施形態において、レンズ部４０ａが凹んだ第２面を有することによって発光素子２０からの光をさらに効率的に第１面方向に進行させる。即ち、レンズ部４０ａの凹んだ部分に発光素子２０が配置されることによって、発光素子２０が側面発光が多い場合にもレンズ部４０ａ内に光を最大に進行させるので、光取り出し効率が高くなることができる。
図３及び図４Ａを参照すれば、本発明の一実施形態において、ウインドー４０とホルダ３０にはウインドー４０とホルダ３０の締結のための締結突起が設けられる。
ウインドー締結突起４１はウインドー４０の両側に設けられ、ウインドー４０からホルダ３０方向に突出される。ホルダ締結突起３１はウインドー４０の両側に面するホルダ３０からウインドー４０の方向に突出される。ウインドー締結突起４１とホルダ締結突起３１は互いに噛み合わせる形状に設けられる。
ホルダ３０にはホルダ締結突起３１に隣接してホルダ３０の一面から陥没されたスロット３１ｓが具備される。ホルダ３０にスロット３１ｓが設けられることによって、ホルダ締結突起３１が形成された部分が変形されることができる空間が設けられる。
図３及び図４Ｂを参照すれば、ウインドー４０とホルダ３０にはウインドー４０が締結される時、ホルダ３０を通り過ぎて再び分離されることを防止するための部材が設けられる。即ち、ウインドー４０が一方向に移動しながら、ホルダ３０に締結される時、ウインドー４０がホルダ３０を通らないように防ぐストッパーとして支持溝３３が設けられる。ウインドー４０には、ウインドー４０が一方向に所定距離を移動する場合に支持溝３３に掛けられてさらに以上移動しないようにする支持突起４３が設けられる。支持突起４３はウインドー４０からホルダ３０の方向に突出され、支持溝３３はウインドー４０の支持突起４３の形状に対応して噛み合うように形成される。
図３及び図４Ｃを参照すれば、ウインドー４０とホルダ３０にはウインドー４０が締結される時、ウインドー４０の方向を決定する部材が設けられる。即ち、各々のウインドー４０は締結の時、締結方向を決定する嵌合突起４５が設けられる。嵌合突起４５は一方向に対して非対称に設けられる。
嵌合突起４５はウインドー４０の両側に設けられた第１及び第２嵌合突起４５ａ、４５ｂを含む。ホルダ３０には第１及び第２嵌合突起４５ａ、４５ｂに対応する嵌合溝３５を含む。ここで、前記第１及び第２嵌合突起４５ａ、４５ｂは互いに異なる長さに設けられ、これに対応する嵌合溝３５もまた互いに異なる長さに設けられる。例えば、図３に図示されたように第１嵌合突起４５ａは第１長さＬ１に設けられ、第２嵌合突起４５ｂは第２長さＬ２に設けられ、第１長さＬ１は第２長さＬ２より大きい値を有することができる。また、嵌合溝３５は第１嵌合突起４５ａに対応することは長く、第２嵌合突起４５ｂに対応することは短く形成される。したがって、第１嵌合突起４５ａ部分が第２嵌合突起４５ｂに噛み合わせる状況又はその反対の状況は生じなく、互いに対応するもの同士のみに噛み合わせるようになる。
本発明の一実施形態において、発光素子２０から出射された光は異方性を有することができる。この場合、所定方向に光が出射されるようにウインドー４０を整列する必要がある。第１及び第２嵌合突起４５ａ、４５ｂの方向は光の異方性に対応して所定方向に光が出射されるようにウインドー４０を整列する役割をする。これを通じて、ウインドー４０が回転しなく、所定方向のみに装着することが可能であることだけでなく、ウインドー４０が開口３９に正確に一致して整列されることが可能になる。
本発明の一実施形態において、多数のウインドー４０が設けられる時、各発光領域に設けられたウインドー４０の第１嵌合突起４５ａは全て同一な方向に向かうことができるし、第２嵌合突起４５ｂも全て同一な方向に向かうことができる。しかし、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の一実施形態に係る他の発光モジュールでは多数のウインドー４０の第１嵌合突起４５ａ及び第２嵌合突起４５ｂが互いに異なる方向に向かうことができることは勿論である。
また、本発明の一実施形態によれば、発光素子２０及びウインドー４０が光を異方的に進行させなく、等方的に進行させることもできる。この場合、本実施形態によれば、第１及び第２嵌合突起４５ａ、４５ｂによってウインドー４０が開口３９に正確に一致して整列されることが可能になることによって、発光モジュールに信頼性ある構造を提供するようになる。
本発明の一実施形態において、ウインドー４０の平坦部４０ｂの面は完全に平坦である必要はない。平坦部４０ｂの上面や下面は基板１０の上面と並行に設けられることもできるが、図示されたように、一部領域で傾くように設けられることができる。このような平坦部４０ｂの変形を通じてウインドー４０とホルダ３０との締結が容易になるが、これに限定されない。
上述した構造を有するウインドーユニットのウインドーがホルダに一方向に装着されるか、或いは脱着されることによって容易に交換が可能である。
図５は本発明の一実施形態に係る発光モジュールのウインドーユニットのウインドー４０をホルダ３０に締結する形状を示した斜視図である。図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃは図３のＢ－Ｂ’に対応する断面図であって、ウインドー４０をホルダ３０に締結する形状を順次的に示した断面図である。図７は図６ＢのＰ１部分を示した拡大図である。
先ず、図５と図６Ａに図示されたように、ウインドー４０は締結突起の方向に沿って、ホルダ３０との締結の時、上部から下部方向に、又は下部から上部方向に挿入締結されることができる。本発明の一実施形態においてはウインドー４０の膨らんでいる方向が下部方向に向かうように反転した後に上部から下部方向に力を加えることによって、ウインドー４０をホルダ３０に締結させることができる。
ホルダ３０の外側辺と締結突起との間には締結突起と隣接するようにスロット３１ｓが設けられる。スロット３１ｓはホルダ３０から突出された締結突起が外側方向に動くことができる空間を設ける。
次に、図５及び図６Ｂに図示されたように、ホルダ締結突起３１とウインドー締結突起４１とが互いに接触する。ウインドー締結突起４１とホルダ締結突起３１は平面視で、互いに重畳する位置に設けられる。
ここで、ホルダ締結突起３１とウインドー締結突起４１は断面が曲線形状に設けられる。したがって、上部から下部方向に力が加えられる時、ホルダ締結突起３１が滑りながら、後方にもまれる。その結果、図６Ｃに図示されたように、ウインドー締結突起４１がホルダ締結突起３１の下方に超えて行く。一実施形態で、ホルダ締結突起３１の一側にはスロット３１ｓが設けられるので、ホルダ締結突起３１はホルダ３０の外側方向に容易に動くことができ、ウインドー締結突起４１が下方に超えた後には弾性力によって再び元の位置に復元される。
スロット３１ｓは、図７に図示されたように、上部での幅Ｄ１と下部での幅Ｄ２が互いに異なりに設けられ、ホルダ３０の上面から遠くなるほど、その幅が減少する。このようなスロット３１ｓの幅はホルダ締結突起３１の剛性を向上させるためのものである。スロット３１ｓの幅が同一である場合、構造的に剛性が弱化され、復元力があまり強くない。
本発明の一実施形態において、上述した方法でウインドー４０とホルダ３０が装着され、上述した方向と反対方向に力を加えれば、脱着される。
上述した本発明の一実施形態に係る発光モジュールは多様な種類の照明装置に採用されることができる。発光モジュールは、例えば室内灯のような室内用照明や、街灯のような室外用照明である。
図８は本発明の一実施形態に係る発光モジュールが街灯に採用されたことを示した図面である。
図８を参照すれば、街灯１０００は一方向に延長されたポール２００、前記ポール２００の一側に設けられたアーム３００、及び前記アーム３００の一端部に設けられた発光モジュール１００を含む。
ポール２００は地面から上部方向に延長された棒形状を有する。ポール２００は地面に対して多様な角度に設けられることができ、地面に対して垂直に設けられることが一般的である。
ポール２００の上部にはアーム３００が設けられる。アーム３００は一方向に延長された棒形状を有する。アーム３００の一端はポール２００の上部に連結される。アーム３００の他端には発光モジュール１００が設けられる。発光モジュール１００には発光モジュール１００を保護することと同時に、出射された光が下部及び／又は側部方向に進行するようにするカバーが設けられる。
本実施形態ではおいて、アーム３００がポール２００から一側に延長された形状に図示されたが、これは説明を簡易にするためのものであって、多様な形状を有し、状況にしたがって省略されてもよい。アーム３００が省略された場合、発光モジュール１００はポール２００に直接連結される。
発光モジュール１００はアーム３００の一端部に連結されて下部及び／又は側部方向に光を提供することができる。発光モジュール１００から設けられた光の方向は街灯１０００の高さ、街灯１０００の配置位置等に応じて異なりに設定されることができる。
本発明の一実施形態において、ポール２００の下部側にはポール２００を安定的に支持するための支持台及び発光モジュール１００を制御するための制御部４００が設けられることができる。制御部４００は発光モジュール１００と電気的に連結されており、使用者によって又は自動に発光モジュール１００内の発光素子のオン／オフを制御することができる。
本発明の一実施形態に係る発光モジュールは街灯を図示したが、これに限定されることはなく、上述した実施形態以外の装置に採用されることによって多様な用途として使用されることができる。
以上では本発明の望ましい実施形態を参照して説明したが、該当技術分野の熟練された当業者又は該当技術分野に通常の知識を有する者であれば、後述される特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び技術領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることを理解させることができる。
したがって、本発明の技術的範囲は明細書の詳細な説明に記載された内容に限定されることなく、特許請求の範囲によって定まれなければならない。
１００ 発光モジュール
１０ 基板
１１ 発光領域
１３ 基板ホール
２０ 発光素子
３０ ホルダ
３１ ホルダ締結突起
３３ 支持溝
３５ 嵌合溝
３７ ホルダホール
３９ 開口
４０ ウインドー
４１ ウインドー締結突起
４３ 支持突起
４５ 嵌合突起
４０ａ レンズ部
４０ｂ 平坦部
５０ メーン締結部材

Claims (14)

  1. 複数の発光領域を有する基板と、
    前記複数の発光領域の各々の上に設けられて光を出射する発光素子と、
    前記複数の発光領域の各々において、前記発光素子をカバーし、平面視において矩形状を有し、前記矩形状の第１側端に平行であり前記矩形状の中心を通る中心線に対してその形状が非対称であるウインドーと、
    前記基板の上に配置され、前記複数の発光領域の各々に対応する開口を有するホルダと、を含み、
    前記ウインドーは、前記開口に脱着可能に前記ホルダと締結され、
    前記ウインドーは、嵌合突起を含み、
    前記ホルダは、前記嵌合突起が挿入される嵌合溝を含み、
    前記嵌合突起は、第１嵌合突起及び第２嵌合突起を含み、
    前記第１嵌合突起は、前記ウインドーの前記第１側端に設けられ、
    前記第２嵌合突起は、前記ウインドーの前記第１側端と反対の第２側端に設けられ、
    前記第１側端に沿った前記第１嵌合突起の長さは、前記第２側端に沿った前記第２嵌合突起の長さと異なる発光モジュール。
  2. 前記複数の発光領域の各々に配列された前記ウインドーは、前記第１及び第２嵌合突起の方向が全て同一である請求項１に記載の発光モジュール。
  3. 前記ホルダは、ホルダ締結突起を含み、
    前記ウインドーは、ウインドー締結突起を含み、
    前記ウインドーが前記開口に装着されるとき、前記ウインドー締結突起が前記ホルダ締結突起を乗り越えて前記ホルダ締結突起と噛み合い、前記ウインドーが前記ホルダと締結される請求項１に記載の発光モジュール。
  4. 前記ホルダは、前記ホルダ締結突起に隣接し、前記ホルダの前記基板と対向する面から陥没されたスロットを有する請求項３に記載の発光モジュール。
  5. 前記スロットは、前記基板と対向する面から遠くなるほど、その幅が減少する請求項４に記載の発光モジュール。
  6. 前記ウインドーは、支持突起を含み、
    前記ホルダは、前記支持突起に対応し、前記ウインドー締結突起が前記ホルダ締結突起を乗り越えたときに前記ウインドーが前記ホルダを通り抜けることを制止する支持溝を有する請求項３に記載の発光モジュール。
  7. 前記ウインドーは、
    曲面を含むレンズ部と、
    前記レンズ部の周囲に設けられ、少なくとも上面が前記基板の一面に平行である、前記嵌合突起を含む平坦部と、を含む請求項１に記載の発光モジュール。
  8. 前記複数の発光領域の各々に配列された前記ウインドーは、前記レンズ部が、互いに同一な形状を有する請求項７に記載の発光モジュール。
  9. 前記複数の発光領域の各々に配列された前記ウインドーは、前記レンズ部が、互いに異なる形状を有する請求項７に記載の発光モジュール。
  10. 前記ウインドーは、前記発光素子から出射された光を所定方向に変更する請求項９に記載の発光モジュール。
  11. 前記ホルダは、平面視において矩形状を有し、
    前記ホルダの前記第１側端と直交する第１方向における幅と前記第１側端と平行な第２方向における長さとの比は、１：（０．８～１．２５）であり、
    前記ウインドーの前記第１方向における幅と前記第２方向における長さとの比は、１：（０．５～１．３）である請求項１に記載の発光モジュール。
  12. 発光モジュール用ウインドーユニットにおいて、
    発光素子が設けられた発光領域の各々において、前記発光素子をカバーし、平面視において矩形状を有し、前記矩形状の第１側端に平行であり前記矩形状の中心を通る中心線に対してその形状が非対称である１つ以上のウインドーと、
    前記発光領域の各々に対応する開口を有するホルダと、を含み、
    前記ウインドーは、前記開口に脱着可能に前記ホルダと締結され、
    前記ウインドーは、嵌合突起を含み、
    前記ホルダは、前記嵌合突起が挿入される嵌合溝を含み、
    前記嵌合突起は、第１嵌合突起及び第２嵌合突起を含み、
    前記第１嵌合突起は、前記ウインドーの前記第１側端に設けられ、
    前記第２嵌合突起は、前記ウインドーの前記第１側端と反対の第２側端に設けられ、
    前記第１側端に沿った前記第１嵌合突起の長さは、前記第２側端に沿った前記第２嵌合突起の長さと異なる発光モジュール用ウインドーユニット。
  13. 複数の発光領域を有する基板と、
    前記複数の発光領域の各々の上に設けられて前記基板と反対方向に光を出射する発光素子と、
    前記複数の発光領域の各々において、前記発光素子をカバーし、平面視において矩形状を有し、前記矩形状の第１側端に平行であり前記矩形状の中心を通る中心線に対してその形状が非対称であるウインドーと、
    前記基板の上に配置され、前記複数の発光領域の各々に対応する開口を有するホルダと、を含み、
    前記ウインドーは、前記開口に脱着可能に前記ホルダと締結され、
    前記ウインドーは、嵌合突起を含み、
    前記ホルダは、前記嵌合突起が挿入される嵌合溝を含み、
    前記嵌合突起は、第１嵌合突起及び第２嵌合突起を含み、
    前記第１嵌合突起は、前記ウインドーの前記第１側端に設けられ、
    前記第２嵌合突起は、前記ウインドーの前記第１側端と反対の第２側端に設けられ、
    前記発光素子から前記ウインドーを介して出射された光は異方性を有し、
    前記第１嵌合突起及び前記第２嵌合突起の突出方向は前記光の異方性の方向と対応して設けられ、
    前記第１側端に沿った前記第１嵌合突起の長さは、前記第２側端に沿った前記第２嵌合突起の長さと異なる発光モジュール。
  14. 一方向に延長されたポールと
    前記ポールの一側に設けられたアームと、
    前記アームの一端部に設けられた発光モジュールと、を含み、
    前記発光モジュールは、
    複数の発光領域を有する基板と、
    前記複数の発光領域の各々の上に設けられて光を出射する発光素子と、
    前記複数の発光領域の各々において、前記発光素子をカバーし、平面視において矩形状を有し、前記矩形状の第１側端に平行であり前記矩形状の中心を通る中心線に対してその形状が非対称であるウインドーと、
    前記基板の上に配置され、前記複数の発光領域の各々に対応する開口を有するホルダと、を含み、
    前記ウインドーは、前記開口に脱着可能に前記ホルダと締結され、
    前記ウインドーは、嵌合突起を含み、
    前記ホルダは、前記嵌合突起が挿入される嵌合溝を含み、
    前記嵌合突起は、第１嵌合突起及び第２嵌合突起を含み、
    前記第１嵌合突起は、前記ウインドーの前記第１側端に設けられ、
    前記第２嵌合突起は、前記ウインドーの前記第１側端と反対の第２側端に設けられ、
    前記第１側端に沿った前記第１嵌合突起の長さは、前記第２側端に沿った前記第２嵌合突起の長さと異なる街灯。
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