KR100898818B1 - 배광 제어가 가능한 발광다이오드 전구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배광 제어가 가능한 발광다이오드 전구에 관한 것으로 발광 다이오드와 하나 이상의 발광 다이오드가 실장 된 기판을 포함하는 발광 다이오드 모듈부를 포함하고, 측면에 균일한 간격으로 형성된 홀을 구비하고, 상기 발광 다이오드 모듈부를 감싸며 보호하는 전면 케이스를 포함하며, 상기 전면 케이스의 상부에 고정되고 탈부착 가능한 렌즈부를 포함한다. 그리고, 상기 기판부의 하면에 형성되며 상기 발광 다이오드에서 발생하는 열을 방출하는 열 방출부를 포함하며, 상기 열 방출부의 하면에 형성되며, 외부 전기장치와 전기적으로 연결되는 베이스부를 포함한다. 본 발명에 의하면, 렌즈의 경사각을 조절하여 빛이 조사되는 면에 광분포를 균일하게 하여 빛의 배광을 조절한다.

렌즈, 발광 다이오드 전구, 배광

Description

배광 제어가 가능한 발광다이오드 전구{light emitting diode bulb having light intensity distribution control}

도 1 은 종래의 광원과 조사면의 거리를 나타낸 도면.

도 2 는 종래의 발광 다이오드의 배광을 나타낸 도면.

도 3 은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드 전구의 단면도.

도 4a, 도 4b 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈의 형상을 나타낸 도면.

도 5 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전면케이스와 렌즈가 고정되어 있는 형태를 나타낸 도면.

도 6 은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드의 배광을 나타낸 도면.

도 7 은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 확산제를 사용한 렌즈를 갖는 발광 다이오드 전구의 배광을 나타낸 도면.

도 8, 도 9, 및 도 10 은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 경사면을 갖는 렌즈의 경사각에 따른 발광 다이오드 전구의 배광을 나타낸 도면.

도 11a 와 도 11b 는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 통합 렌즈를 사용한 발광 다이오드 전구의 배광을 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 발광 다이오드 모듈부 110 : 발광 다이오드

120 : 기판 200 : 전면 케이스부

300 : 렌즈부 400 : 열 방출부

410 : 히트싱크 420 : 방열케이스

422 : 구동회로 500 : 베이스부

본 발명은 렌즈를 플라스틱 케이스에 고정되어 사용하며, 렌즈의 경사각을 조절하여 발광 다이오드에 입사되는 광을 제어하는 배광 제어가 가능한 발광다이오드 전구에 관한 것이다.

종래에는 광원에 대한 조사면의 조도는 광원과 조사면의 거리에 따라 결정되며, 조사면의 조도는 거리의 제곱에 비례하여 감소하게 된다. 도 1 을 참조하면, 동일한 광원에서 나온 빛은 동일한 조사면이라고 하더라도 광원의 발산각에 따라 R`가 R보다 거리가 크기 때문에 R`의 거리에 있는 조도가 R의 거리에 있는 조도보다 매우 낮아진다. 동일한 광원과 조사면이라도 조도가 균일하지 않고 차이가 나는 이유이다.

통상의 발광 다이오드 배광은 0도를 기준으로 높은 광도를 가지고 있고 발산 각에 따라 광원과의 거리가 크기 때문에 조사면의 조도 분포가 발산각의 각도에 따라 빛의 감소가 매우 크게 발생하여 조사면의 조도가 매우 불균일하게 되는 단점이 잇다.(도 2 참조)

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 불편함을 해결하기 위하여 렌즈가 발광 다이오드에 접하는 면에는 일정한 경사각을 주어 내부의 흡수 및 반사를 방지하고, 렌즈의 광 출력부에는 바깥쪽 경사면을 이루도록 하여 경사에 따라 배광을 조절하여 배광 제어가 가능한 발광다이오드 전구를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 평판형 렌즈에서 확산 투과제를 사용하여 전반 배광을 구현하여 각도에 따라 광도를 균일하게 하여 배광 제어가 가능한 발광다이오드 전구를 제공하는 데에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 배광 제어가 가능한 발광다이오드 전구에 있어서, 발광 다이오드에서 방출되는 빛이 조사면에 일정한 크기를 가지고 도달하도록 렌즈를 사용하여 배광을 조절한다.

본 발명에서 발광 다이오드와 하나 이상의 발광 다이오드가 실장된 기판을 포함하는 발광 다이오드 모듈부를 포함하고, 측면에 균일한 간격으로 형성된 홀을 구비하고, 상기 발광 다이오드 모듈부를 감싸며 보호하는 전면 케이스를 포함하며, 상기 전면 케이스의 상부에 고정되고 탈부착 가능한 렌즈부를 포함한다. 그리고, 상기 기판부의 하면에 형성되어 상기 발광 다이오드에서 발생하는 열을 방출하는 열 방출부를 포함하며, 상기 열 방출부의 하면에 형성되어, 외부 전기장치와 전기적으로 연결되는 베이스부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 열 방출부는 상기 전면 케이스의 내부에 형성되며, 상기 발광 다이오드에서 방출된 열을 외부로 발생시키는 히트싱크를 포함하고, 상기 전면 케이스의 하부에 형성되며, 내부에 가로 또는 세로로 설치되는 구동회로를 포함하고, 측면에 하나 이상의 홀을 구비하며, 알루미늄 등의 방열재료로 형성된 방열 케이스를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 방열 케이스는 상부면에 홀을 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 전면 케이스는 플라스틱 등의 비방열 재료로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 렌즈부는 확산 투과제를 사용한 평판형 렌즈를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 렌즈부는 상기 발광 다이오드의 위치에 따른 렌즈의 입사 경사각을 조절한 경사각 렌즈를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 렌즈부는 개별 렌즈 또는 통합 렌즈를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 렌즈부는 상기 기판과 접합하는 아랫부분은 경사각을 포함 하며, 윗부분은 모서리의 경사각을 조절하여 상기 발광다이오드에서 출력되는 광을 제어하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 발광 다이오드 모듈부의 기판은 MCPCB 또는 FR4 PCB를 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 3 은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드 전구의 단면도이다.

도 3 을 참조하면, 발광 다이오드 모듈부(100), 전면 케이스부(200), 렌즈부(300), 열 방출부(400) 및 베이스부(500)를 포함한다.

상기 발광 다이오드 모듈부(100)는 발광 다이오드(110)와 기판(120)을 포함한다.

하나 이상의 발광 다이오드(110)가 기판(120)에 전기적으로 연결되어 빛을 방출하는 데, 상기 기판(120)은 MCPCB 또는 FR4 PCB로 구성된다.

상기 전면 케이스부(200)는 상기 발광 다이오드 모듈부(100)를 감싸면서 형성되어 상기 발광 다이오드 모듈부(100)를 보호한다. 그리고, 절연성 플라스틱 등 의 비방열 재료로 형성되며, 상기 렌즈부(300)의 탈·부착이 가능하다.

또한, 상기 전면 케이스부(200)는 측면에 균일한 간격으로 홀을 삽입하여, 상기 전면 케이스부(200) 내부의 히트싱크(410)에서 방출되는 열을 외부 공기와 집접 접촉하도록 하여 효율적으로 열을 방출시킨다.

상기 렌즈부(300)는 상기 전면 케이스부(200)의 상부에 형성되어 하나 이상의 발광 다이오드를 통합하여 형성되는 통합렌즈와, 상기 발광 다이오드에 개별적으로 각각 형성되는 개별 렌즈를 포함한다.

상기 렌즈부(300)는 상기 발광 다이오드 모듈부(100)와 접하는 아랫부분은 경사각을 포함하고, 빛이 방출되는 윗부분은 모서리의 경사각을 조절(도 4a 참조)하여 상기 발광 다이오드(110)에서 방출되는 빛이 조사되는 면에 균일하게 분포시킨다.

또한, 상기 렌즈부(300)는 상기 발광 다이오드(110)의 빛을 효율적으로 방출할 수 있도록, 각각의 발광 다이오드(110)마다 광학렌즈를 설치하고, 상기 광학렌즈의 상하로 일정한 경사각을 갖는 렌즈를 구비하여 조사되는 면의 광분포를 균일하게 한다.(도 4b 참조)

상기 렌즈부(300)는 통상의 발광 다이오드에서 나오는 중심각의 빛을 아래면 및 윗면의 경사각에 따라 중심각의 빛을 원하는 방향으로 집광시키는 것으로, 도 4b 는 다양한 형태의 렌즈 형상을 통하여 발광 다이오드 전구의 배광을 제어한다.

본 발명에서는 상기 렌즈부(300)는 상기 전면 케이스부(200)와 고정(도 5 참조)되어 상기 열 방출부(400)의 상부에 형성되어 렌즈의 탈부착을 용이하게 한다.

본 발명에서는 상기 렌즈부(300)가 상기 발광 다이오드(110)에 접하는 면에 일정한 경사각을 주어서 상기 렌즈부(300) 내부의 빛의 흡수 및 반사를 방지하며, 경사각 및 경사 크기에 따라 배광을 조절할 수 있다.

발광 다이오드를 조명용으로 사용할 경우에 있어서 중심각의 빛이 측면의 빛보다 매우 높고 발광 다이오드에서 측면으로 조사되는 거리가 중삼각으로 조사되는 거리보다 크기 때문에, 조사되는 측면의 조도가 중심각의 조도보다 매우 낮아지는 문제점이 발생하여 조사되는 면의 조도균일도가 매우 낮아지는 문제점이 있다.

이때, 렌즈의 경사각을 조절하여 중심각은 낮고 양쪽 측면의 광도가 높도록 배광을 조절하여 확산 배광이 이루어지도록 함에 따라 조사되는 면의 광분포를 균일하게 할 수 있다. (도 6 참조)

상기의 예와 같이 확산 배광에 따른 광분포는 조명 상황에 따라서 집광되는 각도를 조절하여 조사되는 면의 광분포를 균일하게 하는 효과가 있다.

또한, 상기 렌즈부(300)가 편판형 렌즈일 경우에는 상기 렌즈부(300)에 확산제를 투과한 유리를 사용하여 전광 조명을 실현시켜, 비교적으로 각도에 대한 광도를 균일하게 한다. (도 7 참조)

상기 열 방출부(400)는 히트싱크(410), 방열 케이스(420) 및 구동회로(422)를 포함한다.

상기 히트싱크(410)는 상기 전면 케이스부(200)의 내부에 형성되어 상기 기판(120)과 전기적으로 연결되어 상기 발광 다이오드(110)에서 방출되는 열을 외부로 방출하며, 내부에 차단층 및 쿨링 팬(Cooling Fan)을 포함하기도 한다.

상기 방열 케이스부(420)는 상기 히트싱크(410)를 감싸고 있는 상기 전면 케이스부(200)의 하부에 형성되며, 측면에 일정한 간격의 하나 이상의 홀을 구비하고, 상기 홀을 구비함에 따라 열을 외부로 방출시킨다.

또한, 알루미늄, 구리 등의 방열재료로 형성되며, 내부에 상기 구동회로(422)를 포함한다.

상기 구동회로(422)는 상기 방열 케이스부(420) 내부에 가로 또는 세로로 설치되어 설치상의 효율성을 증진시킨다.

상기 베이스부(500)는 발광 다이오드 전구가 외부 장치와 전기적으로 연결되도록 한다.

도 8, 도 9, 및 도 10 은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 경사면을 갖는 렌즈의 경사각에 따른 발광 다이오드 전구의 배광을 나타낸 도면이다.

상기의 도면을 참조하면, 굴절매체인 렌즈에 의해 중심부의 빛은 바깥쪽으로, 바깥쪽의 빛은 안쪽으로 반사된다.

본 발명에서 상기 렌즈의 아래면 경사의 각도에 따라 발광 다이오드의 중심각에서 발생하는 빛을 굴절시켜 중심각의 빛을 산란시키고, 측면 윗면 경사면의 각도에 의해 상기 산란된 빛을 집광하는 각도가 결정된다. 따라서 상기 렌즈의 아래면과 윗면의 경사면에 의해 빛을 효율적으로 확산시킨다.

상기 렌즈와 같이 윗면 및 아래면에 일정한 경사각을 형성하여 빛이 조사되는 면의 광분포를 균일하게 한다.

도 11a 와 도 11b 는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 통합 렌즈를 사용한 발 광 다이오드 전구의 배광을 나타낸 도면으로써, 여러 개의 발광다이오드에 하나의 렌즈를 사용한 경우의 확산 배광을 나타낸 것이다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 렌즈를 사용하여 발광 다이오드에서 방출되는 빛을 조명상황에 따른 배광 제어가 가능한 효과가 있다.

또한, 렌즈를 통한 확산 배광에 의해 조사되는 면에 광분포가 균일하게 되는 효과가 있다.

그리고, 확산제를 사용한 렌즈는 전반 배광에 의해 각도에 대한 광도가 균일하게 나타나는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 발광 다이오드와 하나 이상의 발광 다이오드가 실장된 기판을 포함하는 발광 다이오드 모듈부;

   상기 기판의 하면에 형성되며, 상기 발광 다이오드에서 발생하는 열을 방출하는 열 방출부;

   상기 열 방출부의 하면에 형성되며, 외부 전기장치와 전기적으로 연결되는 베이스부;

   측면에 균일한 간격으로 형성된 홀을 구비하고, 상기 발광 다이오드 모듈부 및 열 방출부를 감싸며 보호하는 전면 케이스;및

   상기 전면 케이스의 상부에 고정되며, 상기 기판과 접합하는 아랫부분의 경사각 및, 윗부분 모서리의 경사각을 조절하여 상기 발광다이오드에서 출력되는 광을 제어하는 렌즈부;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 배광 제어가 가능한 발광 다이오드 전구.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 열 방출부는,

   상기 전면 케이스의 내부에 형성되며, 상기 발광 다이오드에서 방출된 열을 외부로 발생시키는 히트싱크; 및

   상기 전면 케이스의 하부에 형성되며, 내부에 가로 또는 세로로 설치되는 구동회로를 포함하고, 측면 및 상부면에 하나 이상의 홀을 구비하며, 알루미늄 및 구리의 방열재료로 형성된 방열 케이스;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 배광 제어가 가능한 발광 다이오드 전구.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 히트싱크 내부에 차단층 및 쿨링 팬(Cooling Fan)을 포함하는 것을 특징으로 하는 배광 제어가 가능한 발광다이오드 전구.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서, 상기 전면 케이스는 비방열 재료인 플라스틱 및 열차단제로 형성되는 것을 특징으로 하는 배광 제어가 가능한 발광 다이오드 전구.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 렌즈부는 탈부착 가능한 것을 특징으로 하는 배광 제어가 가능한 발광 다이오드 전구..
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 제 1 항에 있어서, 상기 발광 다이오드 모듈부의 기판은 MCPCB 또는 FR4 PCB를 포함하는 것을 특징으로 하는 배광 제어가 가능한 발광다이오드 전구.

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