KR100768242B1 - 발광다이오드를 이용한 조명기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수의 발광다이오드가 배치된 LED기판이 내장된 조명기기의 몸체에 인접 조명기기로 전원을 전달하기 위한 전원커넥터를 설치하고 상기 전원커넥터를 통해 인접 조명기기와 상호 결합함으로써, 조명기기는 인접 조명기기의 전원커넥터를 통해 전원을 공급받음에 따라 각 조명기기까지 전원공급용 전원케이블을 연장 설치할 필요가 없는 발광다이오드를 이용한 조명기기에 관한 것으로, 그 구성은 다수의 발광다이오드가 상호 직병렬로 장착되는 LED기판과, 상기 LED기판의 상단과 측면에 설치되어 상기 발광다이오드에서 나오는 빛을 하단으로 반사시키는 반사판과, 상기 LED기판과 반사판이 내장되며 상기 LED기판과 반사판이 고정 설치되는 램프몸체와, 상기 램프몸체의 일측에 형성되되 인접하는 조명기기와 상호 물리적으로 결합되어 인접 조명기기의 발광다이오드로 구동 전원을 인가하는 전원커넥터, 및 외부에서 공급된 전원을 제공받아 LED기판에서 필요로 하는 전원으로 변환하여 공급함과 아울러 발광다이오드의 점등 및 소등을 제어하는 제어수단을 포함한다.

Description

발광다이오드를 이용한 조명기기{TUNNEL LAMP USING LIGHT EMITTING DIODE}

도 1은 종래기술에 의한 LED를 이용한 터널등을 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명에 의한 LED를 이용한 조명기기를 도시한 단면도이다.

도 3은 본 발명에 의한 조명기기의 외관을 나타낸 사시도이다.

도 4는 본 발명에 의한 인접 조명기기와의 결합 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 의한 LED기판 및 발광다이오드를 나타낸 사시도이다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 도 5a 및 도 5b의 회로 구성을 나타낸 도면이다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 도 5a 및 도 5b의 회로 구성을 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

110: LED기판 120: 발광다이오드

130: 반사판 140: 램프몸체

150: 전원커넥터 151: 제 1 커넥터

155: 제 2 커넥터 160: 회로기판(제어수단)

170: 금속캡 180: 지지부재

본 발명은 터널과 지하도 등에 설치되는 조명기기에 관한 것으로, 특히 다수의 발광다이오드가 배치된 LED기판이 내장된 조명기기의 몸체에 인접 조명기기로 전원을 전달하기 위한 커넥터를 설치하여 커넥터를 통해 인접 조명기기와 상호 결합함에 따라 별도의 전원 케이블의 설치가 필요없는 발광다이오드를 이용한 조명기기에 관한 것이다.

일반적으로, 도로나 터널, 공원 또는 주택가의 인도 등에 시설되는 조명등은 어두운 곳을 밝게 하여 야간에 교통안전 도모와 시민생활 편의 제공 등의 야간 도시기능을 활성화시키게 된다.

이와 같이 조명기기로 사용되는 램프로는 할로겐램프, 수은램프 및 메탈할라이드램프, 나트륨램프 등을 들을 수 있다.

상기 할로겐램프, 수은램프 및 메탈할라이드램프의 소비전력은 각 램프의 종류에 따라 다르지만, 대략 175W에서부터 1.5KW 등의 높은 소비전력이 소요되므로, 최근 소비전력 측면에서 우수한 나트륨램프가 각광받고 있어 이미 사용하고 있던 할로겐램프, 수은램프 및 메탈할라이드램프를 나트륨램프로 교체하는 작업이 진행되고 있다.

그러나, 상기와 같은 여러 종류의 램프 등을 조명기기로 사용할 때, 불필요 한 전력소모가 가중되는 문제점이 있었고, 특히 상기 램프 등은 일체화된 전자 안정기에 의해서 점등됨으로서, 전자 안정기가 노후화되어 불안전 동작을 하거나 또는 램프의 수명이 다할 경우에 일체화된 전자 안정기와 램프를 동시에 교체해 주어야 하는 문제점이 있었다.

따라서, 상기 램프의 사용에 따른 전력 소비의 문제점을 해결하고 램프의 수명을 연장 및 램프의 교체를 간단하게 하기 위한 방안으로서, 예를 들면 국내 실용신안공개 제1998-14446호에 의해 공지되어 있다.

도 1은 국내 실용신안공개 제1998-14446호에 기재된 그와 같은 LED를 이용한 램프구조의 하나를 표시한 것이다.

상기 LED를 이용한 램프구조는 도 1에 나타낸 바와 같이, 터널등을 구성함에 있어서, 전방으로 다수의 볼록돌기(3)가 형성되며 외단부측이 내향으로 절곡되어 있는 반사경(2)을 회로기판(4)이 내장된 램프몸체(1) 내부에 결합하고, 또 반사경(2)의 전방에 다수의 고휘도 발광다이오드(6)를 부착한 발광다이오드고정판(5)을 설치하되, 외단부측을 내향절곡하여 고휘도 발광다이오드(6)에서 발산하는 빛을 중앙으로 집중적으로 모아 밝기를 배가하도록 하며 발광다이오드고정판(5) 전방으로 양면이 볼록한 다수의 볼록렌즈군(7)이 형성된 내함렌즈(8)를 내설한 다음 그 전방으로 내면에 다수의 볼록돌기가 형성된 커버체(9)를 밀폐 결합하여 구성된다.

이와 같이 고휘도 발광다이오드로 구성된 터널등은, 고휘도 발광다이오드(6)에서 발산하는 직사광과 측면광을 효율적으로 이용함으로써, 기존의 할로겐램프에서 발산하는 빛보다 결코 뒤지지 않는 빛을 발산하여 주위를 밝게 하는 조명등으로 의 역할을 충분히 해내는 우수한 발명이지만, 상용 교류전원을 사용하는 램프에 비해 고휘도 발광다이오드는 저전력 DC소자(대략 DC 3V, 20mA)이기 때문에 상용전원을 직류전압으로 변환하거나 직류전압을 저전압으로 다운시키기 위한 별도의 변환소자(AC/DC컨버터, DC/DC컨버터 등)나 저항소자를 필요로 하게 되며, 고휘도 발광다이오드의 경우 일반 발광다이오드에 비해 가격이 비싸서 설치비 측면에서 일반 램프보다 다소 불리한 점도 있다.

그리고, 이와 같은 LED램프를 터널이나 지하도에 설치할 경우 전원을 공급하는 전원케이블을 각 램프까지 연장 설치해야 하므로 설치비용과 효율 측면에서 상당히 불리할 뿐만 아니라 각 램프마다 전압변환용 전원장치를 설치해야 함에 따라 제조비용이 많이 소요되며, 현재 LED램프의 경우 다수의 발광다이오드의 점등 또는 소등을 일괄 제어함에 따라 전력소모가 다소 많은 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 다수의 발광다이오드가 배치된 LED기판이 내장된 조명기기의 몸체에 인접 조명기기로 전원을 전달하기 위한 전원커넥터를 설치하고 상기 전원커넥터를 통해 인접 조명기기와 상호 결합함으로써, 조명기기는 인접 조명기기의 전원커넥터를 통해 전원을 공급받음에 따라 각 조명기기까지 전원공급용 전원케이블을 연장 설치할 필요가 없는 발광다이오드를 이용한 조명기기를 제공하는 데 있다.

또한, 조명기기의 전원커넥터를 통해 인접 조명기기와 연결하여 공통 전원을 사용함으로써, 각 램프마다 전압변환용 전원장치를 설치할 필요가 없어 제조비용을 절감할 수 있음과 아울러 조명기기 내에 내장된 다수의 발광다이오드를 복수의 군으로 나누어 개별 제어가 가능하도록 함으로써 전력소모도 줄일 수 있는 발광다이오드를 이용한 조명기기를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 발광다이오드를 이용한 조명램프에 있어서, 다수의 발광다이오드가 상호 직병렬로 장착되는 LED기판; 상기 LED기판의 상단과 측면에 설치되어 상기 발광다이오드에서 나오는 빛을 하단으로 반사시키는 반사판; 상기 LED기판과 반사판이 내장되며 상기 LED기판과 반사판이 고정 설치되는 램프몸체; 상기 램프몸체의 일측에 형성되되 인접하는 조명기기와 상호 물리적으로 결합되어 인접 조명기기의 발광다이오드로 구동 전원을 인가하는 전원커넥터; 및 외부에서 공급된 전원을 제공받아 LED기판에서 필요로 하는 전원으로 변환하여 공급함과 아울러 발광다이오드의 점등 및 소등을 제어하는 제어수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 램프몸체의 상단에 형성되되 소정의 지지부재에 결합되어 조명기기를 고정 지지하기 위한 지지대를 더 포함하며, 상기 전원커넥터는 램프몸체의 측면에 고정 설치된 금속캡에 형성되어 있으며, 상기 램프몸체는 원통형의 반투명 또는 투명 재질의 소재인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 LED기판에 배치된 발광다이오드를 복수의 군으로 분할하여 제어수단에 의해 군별로 온/오프되도록 구성한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 살펴보고자 한다.

도 2는 본 발명에 의한 조명기기를 도시한 측단면도로서, LED기판(110), 반사판(130), 램프몸체(140), 전원커넥터(150) 및 금속캡(170) 등으로 이루어져 있다.

상기 LED기판(110)은 다수의 발광다이오드(120)가 상호 직병렬로 장착되도록 구성되어 있고, 반사판(130)은 상기 LED기판(110)의 상단과 측면에 설치되어 상기 발광다이오드(120)에서 나오는 빛을 하단으로 반사시키도록 구성되어 있고, 램프몸체(140)는 상기 LED기판(110)과 반사판(130)이 내장되며 상기 LED기판(110)과 반사판(130)이 고정 설치되도록 구성되어 있고, 전원커넥터(150)는 상기 램프몸체(140)의 일측에 형성되되 인접하는 조명기기와 상호 물리적으로 결합되어 인접 조명기기의 발광다이오드(120)로 구동 전원을 인가하도록 구성되어 있다.

상기에서 전원커넥터(150)는 램프몸체(140)의 측면에 결합 형성된 금속캡(170)에 설치되어 있으며, 램프몸체(140)는 원통형 형상으로 발광다이오드(120)에서 나오는 빛을 투과시키는 투명 또는 반투명 소재(예컨대 아크릴)로 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 램프몸체(140)의 상단에 지지부재(180)를 형성함에 따라 상기 지지부재(180)를 통해 소정의 지지대에 삽입 결합함으로써, 조명기기를 소정의 지지대에 고정 설치할 수 있다.

상기 반사판(130)의 하단에 위치되는 LED기판(110)은 반사판(130)에 고정 설치되어 있고, 반사판(130)의 상단에는 전원공급 및 제어용 회로가 장착되어 있는 회로기판(160)이 설치되어 있으며, 상기 반사판(130)은 램프몸체(140)에 고정 설치되어 있다.

아울러, 상기 회로기판(160)은 외부에서 공급된 전원을 제공받아 발광다이오드(120)에서 필요로 하는 전원으로 변환하여 공급함과 아울러 발광다이오드(120)의 점등 및 소등을 제어하는 전원공급수단 및 제어수단(미 도시함) 등의 회로들이 세팅되어 있다.

본 발명에 의한 조명기기는 터널이나 지하도 등에 사용하는 것이 바람직한데, 도 3에 도시된 바와 같이 천장이나 벽체에 지지대(10)를 설치한 상태에서 조명기기의 지지부재(180)를 지지대(10)에 삽입하여 밀어 넣기만 하면 조명기기를 쉽게 고정 설치할 수 있다.

물론, 지지부재(180)와 지지대(10)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라 다양하게 설계할 수 있음은 당연하다.

그리고, 상기 전원커넥터(150)는 몸체(140)의 일측면에 설치된 금속캡(170)에 설치되어 전원단 및 접지단으로 이루어진 제 1 커넥터(151)와, 몸체(140)의 타측면에 설치된 금속캡(170)에 설치되어 전원단 및 접지단으로 이루어진 제 2 커넥터(155)로 구성되어 있고, 상기 제 1 커넥터(151)와 제 2 커넥터(155)는 상호 매칭되는 암수 한 조로 형성되어 있다.

이와 같이, 램프몸체(140)의 양측면에 전원커넥터(150)인 제 1 커넥터(151)와 제 2 커넥터(155)를 각각 설치함에 따라 도 4와 같이 조명기기의 제 1 커넥터(151)와 인접 조명기기(100-1)의 제 2 커넥터(155)를 상호 정렬하여 물리적으로 결합하면, 별도의 전원케이블을 다른 조명기기까지 연장하여 설치하지 않아도 전원커넥터(150)를 통해 인접 조명기기로 전원을 전달할 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 의한 LED기판을 도시한 것으로, LED기판(110)은 직사각형의 판 형태로서 도 5a와 같이 LED기판(110) 상에 다수의 발광다이오드(120)가 균일하게 일렬로 길게 배치되어 있는 데, 폭 방향의 발광다이오드들은 상호 직렬로 연결되어 있고, 길이 방향의 발광다이오드들은 상호 병렬로 연결되어 있다.

도 5b는 LED기판(110) 상에 일렬로 다수의 발광다이오드(120)가 배치되어 있는 데, 일렬로 배치된 발광다이오드들은 상호 직/병렬로 연결되어 있다. 물론, 발광다이오드(120)의 행렬 매트릭스의 개수는 LED기판(110)으로 인가되는 전압과 전류량에 따라 설계 변경이 가능함은 당연하다.

도 6은 도 5a 및 도 5b의 LED기판과 발광다이오드의 회로 구성을 나타낸 것으로서, 예컨대 DC 12V, 1A의 전원이 LED기판(110)으로 공급될 때의 발광다이오드들의 회로 구성을 나타낸 것이다.

즉, 백색발광다이오드(120)의 경우 동작전압이 대략 3V 정도이고, 동작전류는 대략 20mA 정도가 되므로, 4개의 발광다이오드를 직렬로 연결한 후 나머지 발광다이오드(120)와는 병렬로 연결하여 발광다이오드를 4ㅧ 50의 행렬 매트릭스로 구성하였다.

이와 같이 저전력(DC 12V)에서도 다수의 발광다이오드를 연결하여 점등시키는 것이 가능하므로 일반 전구보다 성능 및 효율을 극대화시킬 수 있으며, 길이가 긴 램프를 제작하더라도 빛의 균일성을 확보할 수 있다.

도 7은 다른 실시예에 의한 도 5a 및 도 5b의 LED기판과 발광다이오드의 회로 구성을 나타낸 것으로, LED기판(110)에 설치된 발광다이오드들(120)을 복수의 군(121, 125)으로 분할한 후 회로기판(160)의 제어수단을 통해 발광다이오드(120)의 출력단에 설치된 각 스위치수단(Q1, Q2)을 개별 동작시킴에 따라 필요에 따라 발광다이오드의 군 별(121, 125)로 온/오프를 제어할 수 있어 조명기기의 밝기를 용이하게 조절할 수 있다.

예컨대, 조명기기를 터널이나 지하도에 설치할 경우 낮 시간대에는 외부의 밝기와 큰 차이가 없도록 모든 발광다이오드(120)를 점등시켜 밝기를 최대한으로 높이고, 야간 시간대에는 외부가 어둡고, 또한 차량의 전조등으로 인해 터널이나 지하도 등의 밝기가 다소 낮아도 무방하므로 일부의 발광다이오드(121 또는 125)만 점등시켜 밝기를 낮추는 것이다.

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 조명기기를 터널이나 지하도뿐만 아니라 건물 내에 사용하는 등 다양한 용도로 실시될 수 있음은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.

따라서, 본 발명에서는 조명기기의 몸체 측면에 전원커넥터를 설치하여 인접 조명기기로 전원을 공급함으로써, 전원케이블을 각 조명기기까지 연장하여 설치할 필요가 없어 설치비용을 절감할 수 있음과 아울러 설치가 상당히 용이한 이점이 있다.

또한, 조명기기 내에 설치된 다수의 발광다이오드를 복수의 군으로 나누어 필요에 따라 점등 및 소등을 제어함에 따라 시간대별로 또는 필요에 따라 조명기기의 밝기를 조절하는 것이 가능하여 전력소모를 최대한으로 줄일 수 있는 이점이 있다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 발광다이오드를 이용한 조명램프에 있어서,

   다수의 발광다이오드가 상호 직병렬로 장착되는 LED기판;

   상기 LED기판의 상단과 측면에 설치되어 상기 발광다이오드에서 나오는 빛을 하단으로 반사시키는 반사판;

   상기 LED기판과 반사판이 내장되며 상기 LED기판과 반사판이 고정 설치되는 램프몸체;

   상기 램프몸체의 양측면에 고정 설치된 금속캡에 각각 형성되되 서로 대응되는 암수 한조로 이루어진 제 1 커넥터와 복수의 제 2 커넥터로 형성되고서, 인접하는 조명기기와 암수 한조의 제 1 커넥터와 제 2 커넥터를 통해 상호 물리적으로 결합되어 인접 조명기기의 발광다이오드로 구동 전원을 인가하는 전원커넥터; 및

   외부에서 공급된 전원을 제공받아 LED기판에서 필요로 하는 전원으로 변환하여 공급함과 아울러 발광다이오드의 점등 및 소등을 제어하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드를 이용한 조명기기.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 LED기판에 배치된 발광다이오드를 복수의 군으로 분할한 후 제어수단에 의해 군별로 온/오프가 제어되도록 구성된 것을 특징으로 하는 발광다이오드를 이용한 조명기기.

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