KR100909788B1

KR100909788B1 - 엘이디 조명기구

Info

Publication number: KR100909788B1
Application number: KR1020080108652A
Authority: KR
Inventors: 이선미; 김명주; 정병용; 강현우
Original assignee: 주식회사 트루와이드; 이선미; 김명주; 정병용; 강현우
Priority date: 2008-11-04
Filing date: 2008-11-04
Publication date: 2009-07-29

Abstract

본 발명은 LED 조명기구에 관한 것으로서, 본 발명의 목적은 램프 하우징에 수용되는 LED 모듈의 PCB 상에 얹혀지는 LED 소자에 있어서, 상기 LED 소자 각각을 감싸며 장착되는 본 발명의 분산렌즈의 구조적 특징을 통하여, 최소 에너지를 사용하면서 측면조도를 극대화시켜 조명기구 설치기준을 만족할 수 있는 LED 조명기구을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 LED 조명기구는, LED 소자의 전기적 연결을 위한 연결회로패턴이 형성된 PCB 상에 복수의 LED 소자가 배치된 LED 모듈; 상기 LED 모듈을 내부에 수용하는 램프 하우징을 포함하고, 상기 LED 모듈에 배치되는 상기 LED 소자 각각에는 상기 LED 소자로부터 출사되는 광을 양측으로 분산시켜 주기 위한 구조적 특징을 지닌 분산렌즈가 장착되는 것을 특징으로 한다.

LED 조명기구, 분산렌즈

Description

엘이디 조명기구{LED lighting apparatus}

본 발명은 LED 조명기구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 경사면을 형성하는 2 개체로 구성된 램프 하우징과 상기 램프 하우징에 장착 수용되는 LED 모듈의 PCB 상에 얹혀지는 LED 소자들의 배열 구성 및 상기 LED 소자에 장착되는 분산렌즈를 통하여, 측면조도를 극대화할 수 있는 LED 조명기구에 관한 것이다.

조명기구에 있어서, 특히 가로등은 거리의 조명이나 교통의 안전, 또는 미관 따위를 위하여 길가를 따라 설치해 놓은 조명장치를 의미한다.

종래의 가로등은 필라멘트의 저항을 이용하여 발광하는 램프가 주로 사용되고 있으나, 이는 수명이 짧고 전력소모가 많은 문제점이 있어, 최근에는 상기 필라멘트 방식의 램프에 비하여 수명이 길고 에너지 효율이 높은 LED(Light Emitting Diode)를 광원으로 하는 조명장치가 개발 적용되고 있다.

현재 가로등의 설치기준에 의하면, 가로등이 지상으로부터 높이 10m 지점에 설치되는 경우 조명기구가 설치된 지면 상의 지점에서 좌우측 10m 떨어진 지면의 지점에서 발생되는 측면 조도가 20Lux까지 발광되어야 한다.

그러나, LED로 구성되는 조명기구의 경우에는 LED에서 빛을 발광함에 있어 직진성을 갖는 특성으로 인해 측면 조도 및 시인성이 떨어지는 바, 단순히 종래 필라멘트 방식의 조명기구과 같은 방식으로 LED 조명기구를 구성할 경우, 측면으로 가는 광이 미약하여 상기와 같은 가로등 설치기준 즉, 측면 조도 20Lux를 만족시키지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 램프 하우징에 수용되는 LED 모듈의 PCB 상에 얹혀지는 LED 소자에 있어서, 상기 LED 소자 각각을 감싸며 장착되는 본 발명의 분산렌즈의 구조적 특징을 통하여, 최소 에너지를 사용하면서 측면조도를 극대화시켜 조명기구 설치기준을 만족할 수 있는 LED 조명기구을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 LED 조명기구는, LED 소자의 전기적 연결을 위한 연결회로패턴이 형성된 PCB 상에 복수의 LED 소자가 배치된 LED 모듈; 상기 LED 모듈을 내부에 수용하는 램프 하우징을 포함하고, 상기 LED 모듈에 배치되는 상기 LED 소자 각각에는 상기 LED 소자로부터 출사되는 광을 양측으로 분산시켜 주기 위한 분산렌즈가 장착되며, 상기 분산렌즈는, 상기 LED소자로부터 출사되는 광을 굴절시키기 위하여 내부를 구성하는 매질; 상기 LED 소자로부터 출사되는 빛이 과도하게 굴절되어 조명이 불필요한 측면방향으로까지 분산되는 것을 감소시키기 위하여 상기 매질의 양측부에 형성된 한 쌍의 에어갭; 및 상기 LED 소자를 내부에 삽입 수용하기 위한 수용홈을 포함하고, 상기 에어갭은 벽면 및 상측면으로 구성되어, 상기 벽면과 상측면에 의해 상기 분산렌즈의 내부를 채우고 있는 매질로부터 격리된 빈 공간을 형성하고, 상기 상측면은 상기 분산렌즈의 외측 영역에서 상기 LED 소자가 위치한 영역으로 갈수록 하향 경사지도록 구성되며, 상기 분산렌즈의 일방향 단면형상은 상기 분산렌즈의 중심부를 기준으로 좌·우 양측부가 볼록진 곡면으로 형성되고, 상기 일방향에 수직한 방향의 단면형상은 상기 분산렌즈의 상측에서 하측으로 내려갈수록 그 부피가 축소되며 좁아지는 나발 형상으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 LED 조명기구에 의하면, LED 모듈에 배열되는 각각의 LED 소자에 장착되는 분산렌즈를 통하여, LED 소자로부터 출사되는 광을 양측 방향으로 효율적으로 분산시켜줌으로써 LED 조명기구의 측면조도 취약문제를 해결할 수 있는 현저한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 LED 조명기구에 의하면, 특히 상기 분산렌즈에 형성된 에어갭을 통하여 불필요한 측면방향으로까지 분산되는 광은 감소시키고, 적정 분산각 이상으로만 광이 굴절 분산될 수 있도록 유도함으로써, 측면조도 및 전체조도 모두가 조명기구 설치기준 이상으로 부합하는 밝기를 구현할 수 있는 현저한 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 LED 조명기구의 구성을 도시한 분해사시도이다.

도 1 을 참조하면, 본 발명에 따른 LED 조명기구는 기본적으로, LED 소자의 전기적 연결을 위한 연결회로패턴이 형성된 PCB 상에 복수의 LED 소자가 배치된 LED 모듈(120) 한 쌍; 물리적으로 분리된 2 개체가 한 쌍을 이루고, 각각은 지면으로부터 경사지게 조립 배치되어 상호간에 '∨'형상을 형성하며, 내부에는 상기 한 쌍의 LED 모듈(120)이 각각 하나씩 장착 수용되는 한 쌍의 램프 하우징(100,110); 상기 '∨'형상을 이루며 배치되는 한 쌍의 램프 하우징(100,110)의 최외곽 테두리부를 따라 상호간에 체결되어 전체적으로 사각 형상의 프레임을 형성하는 정면 브라켓 (130), 후면 브라켓(140) 및 적어도 2 개의 측면 브라켓(150,160); 및 상기 후면 브라켓(140)에 결합되어, 상기 정면 브라켓 (130), 후면 브라켓(140) 및 측면 브라켓(150,160)이 상호 체결되어 형성하는 상기 프레임이 가로등 전주에 고정 배치될 수 있도록 하는 지지대(180)를 포함하도록 구성된다.

본 발명에 따른 LED 조명기구를 설명하기에 앞서, 이하에서 사용하는 용어 '세로길이 방향'이란 상기 사각 형상의 프레임의 장축 방향, 즉 상기 측면브라켓의 장축방향에 평행한 방향을 지칭하고, '가로길이 방향'이란 상기 '세로길이 방향'에 수직한 방향을 지칭한다.

본 발명에 따른 LED 조명기구의 램프 하우징(100,110)은 1 개의 램프 하우징으로 구성된 종래의 LED 조명기구와는 다르게, 램프 하우징을 2 개 파트(Part)로 구성하고 상기 2 개의 램프 하우징(100,110)이 상호 간에 소정의 경사각을 형성하 며 '∨'형상을 이루도록 구성된다.

상기 경사각은 상기 램프 하우징(100,110) 각각이 지면으로부터 15°~ 17°의 경사각을 갖도록 구성하는 것이 바람직하다.

이는, LED에서 빛을 발광함에 있어서 직진성을 갖는 특성을 고려하여, 방사되는 빛이 측면으로 향하도록 함으로써 가로등 설치 기준에 부합되는 측면 조도 및 시인성을 극대화시키기 위한 경사각이다.

상기 램프 하우징(100,110)은 LED 에서 발생하는 열의 방출이 원활이 이루어질 수 있도록 알루미늄 재질 또는 열전도성 플라스틱 중에서 선택된 어느 하나를 적용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 상기 정면 브라켓(130), 후면 브라켓(140) 및 측면 브라켓 (150,160)은 볼트 및 너트 등의 체결부재에 의해 상호간의 조립이 이루어지며, 각각은 상기 '∨'자형으로 배치되는 램프 하우징(100,110)의 최외곽 테두리부를 따라, 상기 테두리부를 덮는 구조로 조립 연결된다.

구체적으로, 상기 후면 브라켓(140)은 상기 지지대(180)에 결합되고, 상기 측면 브라켓(150,160)은 양측 끝단을 'ㄱ'자 형으로 절곡하여, 일단은 상기 정면 브라켓(130)에 체결되고 타단은 상기 후면 브라켓(140)에 체결되어짐으로써, 상기 정면 브라켓(130), 후면 브라켓(140) 및 측면 브라켓(150,160)이 최종적으로 사각형상의 한 개의 프레임을 이루게 된다.

또한, 상기 측면 브라켓(150,160)은 기본적으로 2 개의 측면 브라켓 (150,160)이 상기 사각형상의 프레임의 좌·우측 모서리를 형성하며 체결되도록 구 성되나, 적어도 2 개의 측면 브라켓(162,164)이 상기 정면 브라켓(130)과 후면 브라켓(140)의 중심부에 걸쳐 더 체결되도록 구성함으로써, 비,바람과 같은 외력으로부터 상기 LED 조명기구가 더 안정적이고 견고하게 보호될 수 있도록 구성할 수도 있다.

또한, 상기 한 쌍의 램프 하우징(100,110)이 소정의 경사각을 형성하며 '∨'형상으로 구성되는 것에 대응하여, 상기 정면 브라켓(130)과 후면 브라켓(140) 역시 그 전체적인 형상이 상기 램프 하우징(100,110)이 이루는 경사각과 동일한 경사각으로 구성된 '∨'자형으로 제작하는 것이 바람직하다.

이는 상기 정·후면 브라켓(140) 사이에 장착되는 상기 램프 하우징 (100,110)으로부터 발광되어 측면으로 향하는 빛이 상기 정·후면 브라켓 (140)에 의하여 차단되는 경우를 방지하여, 측면 조도의 향상을 극대화시키기 위함이다.

도 1 에는 도시하지 않았으나, 측면조도를 향상시키기 위한 본 발명에 따른 LED 조명기구는 상기 한 쌍의 램프 하우징(100,110)을 상기 '∨'형상과 반대되는 형상 즉, '∧'형상으로 배치되도록 하고, 상기 한 쌍의 램프하우징(100,110)의 정면과 후면을 덮개되는 상기 정면 브라켓 및 측면 브라켓 역시 상기 '∧'형상이 이루는 경사각과 동일한 경사각으로 형성된 '∧'형상으로 구성할 수 도 있다.

상기 한 쌍의 램프 하우징(100,110)이 '∧'형상으로 배치된 본 발명에 따른 LED 조명기구는 상기 '∨'형상의 LED 조명기구와 램프 하우징의 배치 구조만 다를 뿐 나머지 구성 요소는 동일하게 포함하며 구성되고, 상기 '∧'형상의 LED 조명기 구 역시 상기 '∨'형상의 LED 조명기구와 마찬가지로 측면조도를 향상시킬 수 있는 효과를 나타낸다.

상기 정·후면 브라켓(140) 및 측면 브라켓(150,160)의 체결을 통한 1차 조립이 완료되면 상술한 바와 같이, 전체적 형상은 사각 모양의 1 개의 프레임을 이루게 되고, 내부는 상기 램프 하우징(100,110)을 장착하기 위한 빈공간이 형성된다.

이후, 상기 프레임의 내부 빈공간에 상기 램프 하우징(100,110)을 삽입 장착하면 2차 조립이 완료된다.

상술한 바와 같이, 정면 브라켓(130), 후면 브라켓(140), 측면 브라켓 (150,160) 및 지지대(180) 상호간의 체결을 통하여 한 개의 프레임을 완성하는 1차 조립과 상기 프레임에 한 쌍의 램프 하우징(100,110)을 삽입 장착하는 2차 조립이 완료되면, 상기 램프 하우징(100,110)의 상측에 전류 변환장치(예컨데, 인버터 또는 SMPS; 230)를 설치한다.

상기 전류 변환장치(230)는, 상기 후면 브라켓(140)의 내측면(상기 정면 브라켓(130)의 일면에 대향되는 면)에 막대 형상의 고정바(145)가 돌출되도록 형성하고, 상기 정면 브라켓(130)에 막대 형상의 지지바(250)를 장착하여, 상기 고정바 (145)에 상기 전류 변환장치(230)를 결합 고정시키고, 상기 지지바(250)에 의하여 지지되도록 구성으로써 상기 램프 하우징(100,110)의 상측부에 안정적으로 설치될 수 있다.

상기 전류 변환장치(230)는 전원으로부터 입력되는 전압을 필요한 전압대로 변환한뒤 다시 정류를 하여 상기 램프 하우징(100,110)에 수용되어 있는 LED 모듈 (120)에 공급해줌으로써 LED 광원이 점등되어 빛을 발하도록 해준다.

상기 2차 조립은 다음과 같은 구조적 특징을 통하여, 상기 한 쌍의 램프 하우징(100,110)이 소정의 경사각을 형성하며 상기 정·후면 브라켓(140)에 결합될 수 있도록 하고, 특정 램프 하우징(100,110)만을 상기 정·후면 브라켓(140)으로부터 매우 용이하게 분리/결합시킬 수 있어 LED 조명기구의 설치, 수리 및 교체 작업을 간편하게 수행할 수 있도록 해준다.

본 발명에 따른 정면 브라켓(130)의 내측면과 상기 내측면에 대향되는 후면 브라켓(140)의 내측면에는 각각 한 쌍의 걸림판(170,172,174,176)이 장착된다.

따라서, 상기 정면 브라켓(130)과 후면 브라켓(140)에는 각각 상기 복수의 걸림판(170,172,174,176)을 체결하기 위한 복수의 관통홀이 형성되고, 상기 관통공에 고정용 나사볼트가 통과하여 상기 결림판에 형성된 체결공에 나사조임됨으로써 상기 복수의 걸림판(170,172,174,176)이 상기 정면 브라켓(130)과 후면 브라켓 (140)에 각각 결합 고정될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 상기 램프 하우징(100,110)이 형성하는 소정의 경사각은 상기 램프 하우징(100,110)이 끼워지는 상기 걸림판(170,172,174,176)의 기울기에 의하여 결정된다.

따라서, 상기 걸림판(170,172,174,176)이 소정의 경사각(바람직하게는, 지면 으로부터 15°~ 17°의 경사각을 형성)을 이루며 상기 정·후면 브라켓(140)에 체결될 수 있도록 상기 관통홀을 상기 정·후면 브라켓(140)의 적정 위치에 형성해 줘야 한다.

또한, 상기 걸림판(170,172,174,176)에는 적어도 2 개의 걸림홈(171)이 형성되어 있고, 상기 램프 하우징(100,110)의 양측 끝단면에는 각각 상기 걸림홈(171)의 개수와 동일한 개수만큼의 걸림돌기(117)가 돌출 형성되어 있다.

상기 걸림돌기(117)는 상기 걸림홈(171)의 안내를 받으며 상기 걸림홈(171)의 끝단부로 슬라이딩 이동하여, 상기 램프 하우징(100,110)이 상기 걸림판 (170,172,174,176)에 걸림결합될 수 있도록 해준다.

구체적으로, 상기 걸림홈(171)은 'ㄱ'자 모양으로 형성되고, 상기 걸림홈 (171)의 'ㄱ'자의 하측 끝단부은 상기 걸림돌기(117)가 상기 걸림홈(171) 내부로 삽입될 수 있도록 개방 형성되고, 상기 걸림돌기(117)가 최종 걸림결합되는 상기 'ㄱ'자형의 상측 끝단부는 하측방향(지면방향)으로 움푹 들어가도록 구성하여, 상기 램프 하우징(100,110)이 상기 걸림판(170,172,174,176)에 걸림고정된 상태를 안정적으로 유지할 수 있도록 하였다.

도 2 는 본 발명에 따른 LED 조명기구의 램프 하우징의 구성을 도시한 분해사시도이다.

도 2 를 참조하면, 본 발명에 따른 램프 하우징(100,110)은 상기 LED 모듈(120)이 부착 수용되는 평평한 면으로 구성된 베이스; 상기 베이스의 상면으로 부터 상측으로 연장된 복수의 평행한 히트싱크(111); 상기 베이스의 양측 모서리부에 수직하게 형성된 수용벽(113); 상기 수용벽(113)이 형성되지 않아 개방되어 있는 상기 램프 하우징(100,110)의 양측 개방면에 결합되는 말단덮개(115a,115b); 및 상기 램프 하우징(100,110)의 개방된 일면을 폐쇄하여 상기 LED 모듈(120)을 외부 환경으로부터 보호하기 위한 보호판(190)을 포함하도록 구성된다.

또한, 상기 베이스의 끝단부에는 커넥터홀이 형성되고 상기 커넥터홀에 커넥터(260)를 장착하여 외부로부터 공급되는 전류가 상기 커넥터(도5;260)를 통하여 상기 베이스 내부에 부착된 LED 모듈(120)에 전달될 수 있도록 하였다.

또한, 과도한 전류가 상기 LED 모듈(120)에 공급될 경우 파손이 발생할 수 있는 것을 방지하기 위하여, 상기 커넥터와 LED 모듈(120) 사이에는 입력되는 전류를 제어하기위한 드라이버(240)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 말단덮개(115a,115b)는 그 일면에 적어도 두 개 이상의 걸림돌기(117)가 돌출 형성되어 있어, 상기 걸림돌기(117)가 상기 걸림판(170,172,174,176)에 형성된 걸림홈(171)의 안내를 받으며 상기 걸림판(170,172,174,176) 내부에서 지지 고정될 수 있도록 구성된다.

상기 보호판(190)은 고정쫄대(200)를 이용한 나사볼트의 조임을 통하여 상기 램프 하우징(100,110)에 안정적으로 결합되어 상기 LED 모듈(120)를 외부 먼지, 눈 또는 비 등으로부터 보호해 줄 수 있게 된다.

상기 보호판(190)은 투명 플라스틱 또는 유리 재질로 제조될 수 있고, 상기 보호판(190)의 설치시 상기 보호판(190)과 동일한 모양으로 이루어진(즉, 직사각 형) 고무가스켓(210)을 배치하여 외부 물기가 램프 하우징(100,110) 내부로 스며드는 것을 방지할 수 있다.

상기 LED 모듈(120)은 다수개의 LED 소자의 전기적 연결을 위한 연결회로패턴이 형성된 메탈(Metal; 예컨데, 알루미늄) PCB(Printed Circuit Board) 상에 다수의 LED 소자가 얹혀져 구성되고, 상기 메탈 PCB 는 상기 램프 하우징(100,110)의 베이스에 부착 고정된다.

도 3 은 본 발명에 따른 LED 조명기구의 한 쌍의 램프 하우징에 장착 수용되는 LED 모듈의 배열구성을 나타낸 평면도이고, 도 4 및 도 5 는 본 발명에 따른 램프 하우징의 상측 사시도 및 하측 사시도이고, 도 6 및 도 7 은 본 발명에 따른 LED 모듈이 장착된 한 쌍의 램프 하우징의 가로방향 및 세로방향 단면도이다.

이하에서는, 도 3 내지 도 7 을 참조하여, 본 발명에 따른 램프 하우징 (100,110)에 장착 수용되는 LED 모듈(120) 및 램프 하우징(100,110)의 일면에 연장 형성되는 히트싱크(111)의 구조적 특징에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 램프 하우징(100,110)에 장착 수용되는 상기 LED 모듈(120)은 다수개의 LED 소자의 전기적 연결을 위한 연결회로패턴이 형성된 메탈(Metal; 예컨데, 알루미늄) PCB(Printed Circuit Board) 상에 다수의 LED 소자가 상기 램프 하우징(100,110)의 세로길이 방향을 따라 일렬로 배열되고, 일렬로 배열되는 LED 소자는 다시 상호간에 평행을 이루는 복수개의 열을 형성하며 하나의 LED 모듈 (120)을 구성한다.

본 발명에 따른 상기 LED 모듈(120)은 상기 LED 소자의 배열에 있어서, 다음과 같은 구조적 특징을 갖으며 복수의 열을 형성한다.

도 3 을 참조하면, 상기 각각의 LED 열에는 다수의 LED 소자가 일렬로 결합 배열되는데, 배열되는 LED 소자의 밀집도를 각각의 열마다 다르게 부여함으로써, 최소의 전기에너지 소모로(즉, 사용되는 LED 소자의 개수를 최소로 하면서) 측면조도 및 시인성을 극대화하여 가로등 설치기준에 부합하는 LED 조명기구를 제공할 수 있도록 하였다.

구체적으로, 본 발명에 따른 LED 모듈(120)은 상기 LED 소자가 3 개의 열을 이루도록 구성하였다. 상기 3 개의 LED 열에 있어서 최내측(즉, 상기 사각 프레임의 세로길이방향 중심축 영역)에 위치한 LED 열은 나머지 2 개의 LED 열보다 LED 소자의 밀집 정도가 작아(즉, 더 적은 개수의 LED 소자로 최내즉 LED 열을 구성), LED 소자 상호 간에 빈공간이 형성되도록 구성되고, 상기 최내측 LED 열보다 바깥쪽으로 갈수록 해당 LED 열은 LED 소자가 더 조밀하게 밀집되며 LED 열을 형성하도록 구성하였다.

즉, 상기 램프 하우징 내의 복수 개 LED 열의 가로방향 배열에 있어서, 상기 램프 하우징의 최내측으로부터 최외측으로 갈수록 해당 LED 열에는 더 많은 수의 LED 소자가 배열되는 것이다.

이는, 측면조도 및 시인성에 취약한 LED 조명기구의 특성을 고려하여, 측면 부근에 배열되는 LED 광원은 강화하고, 가로등 전주의 중심 영역 배열되는 LED 광원은 축소시킴으로써 측면조도 및 도로측 조도는 향상시켜줌과 동시에 가로등 전주 의 중심 영역에 필요이상으로 LED 광이 조명되어 전기 에너지가 불필요하게 소모되는 것을 방지하기 위함이다.

또한, 상기 램프 하우징 내에 구비되는 복수 개의 LED 열 중, 한 개의 LED 열을 살펴보면, 상기 한 개의 LED 열의 세로방향 LED 소자 배열에 있어서, 상기 LED 열의 일단에서 타단으로 갈수록(즉, 가로등 전주기둥으로부터 멀어질수록) 상기 LED 열에 배열되는 LED 소자의 밀집도가 점차 증가되도록 LED 소자를 배열하였다.

이는, 가로등 전주로부터 멀어질수록(즉, 도로측으로 향할수록) LED 조명기구의 빛이 약해지는 점을 고려하여, LED 조명기구가 설치되는 전주기둥으로부터 멀어질수록 더 많은 LED 소자가 배열되도록 하여 도로측 조도를 더욱 향상시켜 주기 위함이다.

본 발명에 따른 램프 하우징(100,110)의 일면에 연장 형성되는 복수의 히트싱크(111)는 상기 LED 모듈(120)에서 발생되는 열을 신속하게 외부로 방출해 주기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 히트싱크(111)는 다음과 같은 구조적 특징을 통하여 열의 방열이 더욱 효율적으로 수행될 수 있도록 하였다.

본 발명에 따른 램프 하우징(100,110)에 장착 수용되는 상기 LED 모듈(120)은 상기에서 설명한 바와 같이, 복수의 LED 열이 상호간에 평행을 이루며 배열된다.

상기와 같은 배열구조를 갖는 LED 모듈(120)이 장착된 상기 램프 하우징 (100,110) 내부의 열분포를 살펴보면, 양측면에 위치한 LED 열보다 가운데 위치한 LED 열에서 상대적을 더 많은 양의 열이 검출된다.

따라서, 본 발명에 따른 히트싱크(111)는 상기와 같은 열분포를 고려하여, 상기 램프 하우징(100,110)의 상면으로부터 상측으로 연장된 복수의 평행한 히트싱크(111) 중, 상기 램프 하우징(100,110)의 중심부 영역에 형성되는 히트싱크 (111a,111b,111c)가 상기 램프 하우징(100,110)의 외곽부 영역에 형성되는 히트싱크보다 더 긴 높이를 갖도록 구성하였다.

즉, 상기 중심부 영역에 더 길게 형성된 히트싱크(111a,111b,111c)는 대기와의 접촉면적이 증대되어 단위시간당 더 많은 양의 열을 방출시켜 줄 수 있고, 이에 따라, 상기 중심축에 형성된 히트싱크(111a,111b,111c) 위치에 대응되는, 가운데 위치한 LED 열에서 상대적으로 더 많이 발생하는 열을 신속하게 방열시켜 줄 수 있게 된다.

도 8 은 본 발명에 따른 LED 조명기구의 각 LED 소자에 장착되는 분산렌즈를 도시한 사시도이고, 도 9 (a),(b) 는 본 발명에 따른 분산렌즈의 단면도이고, 도 10 (a),(b) 는 본 발명에 따른 분산렌즈의 상측면도 및 하측면도이고, 도 11 (a),(b) 는 본 발명에 따른 분산렌즈의 측면도 및 정면도이다.

본 발명에 따른 LED 조명기구는 2 개체로 구성된 한 쌍의 램프 하우징 (100,110)을 '∨' 또는 '∧'형상으로 경사각을 형성하도록 구성하고 또한, 상기 LED 모듈(120)을 구성하는 LED 소자 각각에 다음과 같은 구조적 특징을 갖는 분산렌즈(300)를 장착함으로써 LED 조명기구의 측면조도 향상을 극대화할 수 있도록 하 였다.

상기 경사각은, 상술한 바와 같이 LED에서 빛을 발광함에 있어서 직진성을 갖는 특성을 고려하여, 상기 램프 하우징(100,110) 각각이 지면으로부터 15°~ 17°정도 기울어지며 조립 배치되도록 하여, 방사되는 빛이 측면으로 분산되도록 함으로써 조명기구 설치 기준에 부합되는 측면 조도를 구현하기 위함이다.

그러나, 상기와 같이 램프 하우징(100,110)을 일정각도 경사지도록 구성하는 것만으로는 측면조도 향상에 한계가 있다.

예컨데, 상기 램프 하우징이 '∨'형상으로 배치된 LED 조명기구의 경우, 만약 상기 경사각을 15°미만을 형성하면 LED 광원의 빛을 보낼 수 있는 측면거리가 좁아져 측면조도가 떨어지게 되고, 무리하게 17°이상으로 형성하게 되면 빛을 멀리 보낼 수 있는 측면거리는 넓어지나 빛의 과도한 분산으로 수직방향의 조도 및 시인성이 저하되어 설치기준에 부적합하게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 LED 조명기구는 '∨'(또는 '∧')형상으로 경사면을 형성하는 한 쌍의 램프 하우징(100,110)에 의한 측면조도 향상의 한계를 극복하기 위하여 분산렌즈(300)를 더 구비함으로써 측면 조도를 더욱 향상시킬 수 있음과 동시에 수직방향의 조도 역시 적정 기준치를 만족할 수 있도록 하였다.

도 8 내지 도 11 을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 상기 분산렌즈(300)는 1개의 LED 소자(125)를 내부에 수용하며 감싸는 구조로 구성되며, 구체적으로는 상기 LED 소자로부터 출사되는 빛을 굴절시켜 양측 방향으로 분산시키기 위한 분산부(320,330); 상기 LED 소자를 내부에 삽입하기 위한 LED소자 수용홈(350); LED 소 자로부터 출사되는 빛이 과도하게 측면으로 분산되는 것을 방지하기 위한 에어갭 (340a,340b); 상기 분산렌즈(300)를 상기 LED 모듈에 조립 고정시키기 위한 결합판(360)을 포함하도록 구성된다.

보다 상세히 설명하면, 본 발명에 따른 분산렌즈(300)의 내부는 상기 에어갭(340a,340b) 및 수용홈(350)을 제외한 공간은 상기 분산렌즈(300)를 구성하는 투명 플라스틱 재질의 고체물질 즉, 매질(305)로 구성되어 있어, 상기 LED 소자로부터 출사되는 빛은 상기 매질(305)을 투과하며 굴절되어 렌즈 외부로 방사된다.

본 발명에 따른 상기 분산렌즈(300)는 상기 상기 LED 소자로부터 직진성을 가지며 출사되는 빛이 양측으로 분산될 수 있도록 유도하기 위하여 다음과 같은 구조적 특징을 갖도록 구성된다.

1) 본 발명에 따른 분산렌즈(300)의 가로길이방향 단면형상은, 도 9 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 분산렌즈(300)의 중심부(310)를 기준으로 나눈 좌·우 양측부(320,330; 이하 분산부)는 각각 볼록진 곡면을 갖도록 구성된다.

상기와 같이 볼록진 곡면 형상의 분산부(320,330)가 형성된 분산렌즈(300)에 의하여, LED 소자 (125)로부터 출사되는 빛은 상기 분산부(320,330)를 거치며 굴절되어 양측 방향으로 확산되어 조사가 이루어짐으로써, LED 광이 수직방향에 집중 조사되지 않고 측면 방향으로도 더욱 효과적으로 분산될 수 있어, LED 조명기구의 측면조도를 향상시켜 줄 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 분산렌즈(300)의 세로길이방향 단면형상은, 도 9 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 분산렌즈(300)의 상측에서 하측으로 내려갈수록 그 부 피가 축소되며 좁아지는 나발 형상으로 구성함으로써, 상기 분산렌즈(300)의 내부 매질(305)에 의하여 과도하게 측면방향(l)으로 굴절되는 빛을 정면방향(m)으로 유도해 주게 되어 결과적으로 최적의 분산방향(n)으로 방사될 수 있도록 하였다.

이에 따라, LED 소자(125)로부터 출사되는 빛이 필요이상으로 과도하게 측면방향으로 분산되어 오히려 정면조도는 물론 측면조도 모두 저하될 수 있는 문제점을 방지할 수 있게 된다.

상기와 같이 본 발명에 따른 분산렌즈(300)는 좌·우 양측부에 형성된 분산부(320,330)과 나발모양으로 형성된 몸체구조를 통하여, 직진성을 가지며 LED 소자 (125)로부터 출사되는 광이 과도하지도 모자라지도 않게 효율적으로 측면분산될 수 있도록 유도해 줌으로써, 조명기구(즉, 가로등) 설치기준에 부합하는 최적의 시인성을 구현할 수 있도록 해준다.

2) 본 발명에 따른 분산렌즈(300)의 상기 분산부와 나발모양 몸체를 통하여, LED 광이 전방위적으로 지나치게 분산되어 질 경우, 측면조도는 향상시킬 수 있으나 LED 조명기구의 전체적인 조도가 저하될 수 있는 문제점이 발생한다.

따라서, 본 발명에 따른 분산렌즈(300)는 상기와 같이 측면조도를 향상시킴에 따라 전체조도가 저하되는 문제를 최대한 방지하기 위하여 상기 분산렌즈(300) 내부 매질의 양측부에 한 쌍의 에어갭(340a,340b)을 형성하였다.

즉, 본 발명의 분산렌즈(300)는, 상기 LED 소자를 삽입 수용하기 위하여 구 비된 상기 수용홈(350)의 좌·우측에 대칭되는 형상으로 에어갭(340a,340b) 한 쌍이 형성된다.

상기 에어갭(340a,340b)은 상기 분산렌즈(300)의 내부 매질의 양측부에 형성된 한 쌍의 빈 공간으로서 상기 빈 공간은 공기로 채워지게 된다. 상기 에어갭 (340a,340b)은 분산렌즈(300)의 내부 매질에 의해 과도하게 굴절되어 조명이 불필요한 측면방향(도9(b); l)으로까지 분산되는 빛은 감소시키고, 적정 분산각(분산렌즈(300) 밑면으로부터 25°이상)이상으로 굴절되며 분산되는 빛은 증대시켜 줌으로써, 측면조도는 물론 전체적인 조도를 효율적으로 향상시킬 수 있도록 해준다.

구체적으로, 상기 에어갭(340a,340b)은 벽면(341) 및 상측면(343)으로 구성되어, 상기 벽면(341)과 상측면(343)에 의해 상기 분산렌즈의 내부를 구성하는 매질(305)로부터 격리된 빈공간을 형성하고, 상기 상측면(343)은 상기 분산렌즈(300)의 외측영역에서 상기 LED 소자가 위치한 영역으로 갈수록 하향 경사지도록 구성된다.

상기 상측면이 경사지도록 구성하는 것은, 과도하게 굴절되어 조명이 불필요한 측면방향으로 향하는 빛은 감소시키면서, 적정 분산각 이상으로 굴절되며 분산되는 빛은 분산렌즈(300) 외측으로 투과되어 방사될 수 있도록 유도하기 위함이다.

상기 상측면이 이루는 경사정도는 구제적으로, 상기 분산렌즈(300)의 양측부에 각각 형성된 에어갭(340a,340b)의 상측면의 연장선이 만나 이루는 각도가 110°내지 130°를 형성하도록 구성하는 것이 바람직하다.

3) 도 10 (a) 를 참조하면, 본 발명에 따른 분산렌즈(300)는 상기 분산렌즈 (300)의 밑면에 평행한 단면의 형상에 있어서, 상기 분산렌즈(300)의 밑면에 평행한 단면의 형상을 살펴보면, 상호 대향하고 있는 양측면(303,304)은 오목한 곡면으로 구성되고, 상기 양측면에 수직한 타 양측면(301,302)은 볼록한 곡면으로 구성된다.

이는, 상기 분산렌즈(300)의 내부 매질(305)을 통하여 굴절된 빛이 상기 곡면(301,302,303,304)을 통과하며 전방위로 퍼지도록 유도하여 측면조도를 향상시킴과 동시에 전체적으로 균일한 측면조도를 구현할 수 있도록 하기 위함이다.

또한, 상기 수용홈(350)은, 상기 LED 소자를 충분히 수용할 수 있을 정도의 크기 및 상기 LED 소자와 동일한 형태로 상기 분산렌즈(300)의 내부 매질의 중심 영역에 형성된다.

구체적인 실험결과에 의하면, 본 발명에 따른 분산렌즈(300)가 구비되지 않은 LED 소자에 의한 조명의 경우 조명기구(가로등) 설치 기준을 만족하는 측면조도 및 시인성이 60°내외 범위로 한정되지만, 상기 분산렌즈(300)가 장착된 LED 소자(125)에 의한 경우는 상기 분산부(320,330)를 통한 빛의 굴절 및 확산에 의하여 그 측면조도 및 시인성의 범위가 120°까지 증가됨을 확인하였다.

즉, 본 발명에 따른 LED 조명기구는 상기와 같이 2 개의 램프하우징(100,110)이 '∨'(또는 '∧')형상을 이루며 경사면을 형성하도록 구성하 고, LED 모듈(120)에 구비되는 각각의 LED 소자에 좌·우 분산부(320,330)가 형성된 나발모양의 분산렌즈 (300)를 장착함으로써, 측면조도에 취약한 종래 LED 조명기구의 문제점을 개선하였다.

특히, 본 발명의 분산렌즈(300)는 상기 분산렌즈(300)에 형성된 에어갭 (340a,340b)을 통하여 불필요한 측면방향으로까지 분산되는 광은 감소시키고, 적정 분산각 이상으로 광이 굴절 분산되어 방사될 수 있도록 유도함으로써 측면조도 및 전체조도 모두가 조명기구(가로등) 설치기준 이상으로 부합하는 밝기를 구현할 수 있도록 하였다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예가 특정한 용어를 사용하여 설명 및 도시되었지만, 상기와 같은 용어는 오로지 본 발명의 설명을 위한 것이며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 LED 조명기구의 구성을 도시한 분해사시도.

도 2 는 본 발명에 따른 LED 조명기구의 램프 하우징의 구성을 도시한 분해사시도.

도 3 은 본 발명에 따른 LED 조명기구의 램프 하우징(100,110)에 장착 수용되는 LED 모듈(120)의 배열구성을 나타낸 평면도.

도 4 및 도 5 는 본 발명에 따른 램프 하우징(100,110)의 상측 사시도 및 하측 사시도.

도 6 및 도 7 은 본 발명에 따른 LED 모듈(120)이 장착된 램프 하우징(100,110)의 가로방향 및 세로방향 단면도.

도 8 은 본 발명에 따른 LED 조명기구의 각 LED 소자에 장착되는 분산렌즈를 도시한 사시도.

도 9 (a),(b) 는 본 발명에 따른 분산렌즈의 단면도.

도 10 (a),(b) 는 본 발명에 따른 분산렌즈의 상측면도 및 하측면도.

도 11 (a),(b) 는 본 발명에 따른 분산렌즈의 측면도 및 정면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

100, 110 : 램프 하우징 111 : 히트싱크

115a, 115b : 말단덮개 125 : LED 소자

117 : 걸림돌기 120, 121 : LED 모듈

130 : 정면 브라켓 140 : 후면 브라켓

145 : 고정바 150,160,162,164 : 측면 브라켓

171 : 걸림홈 170,172,174,176 : 걸림판

180 : 지지대 190 : 보호판

200 : 고정쫄대 210 : 고무 가스켓

230 : 전류변환장치 240 : 드라이버

250 : 지지바 260 : 커넥터

300 : 분산렌즈 320,330 : 분산부

340a, 340b : 에어갭 350 : LED소자 수용홈

360 :결합판

Claims

LED 조명기구으로서,

LED 소자의 전기적 연결을 위한 연결회로패턴이 형성된 PCB 상에 복수의 LED 소자가 배치된 LED 모듈;

상기 LED 모듈을 내부에 수용하는 램프 하우징을 포함하고,

상기 LED 모듈에 배치되는 상기 LED 소자 각각에는 상기 LED 소자로부터 출사되는 광이 필요이상으로 굴절 분산되는 것을 방지하기 위하여, 상기 LED 소자를 삽입 수용하기 위한 수용홈을 구비하고, 상기 수용홈의 좌·우측에 대칭되는 형상으로 구비되는 에어갭을 갖는 분산렌즈가 장착되는 것을 특징으로 하는 LED 조명기구.
제 1 항에 있어서,

상기 에어갭은 벽면 및 상측면으로 구성되어, 상기 벽면과 상측면에 의해 상기 분산렌즈의 내부를 구성하는 매질로부터 격리된 빈 공간을 형성하고,

상기 상측면은 상기 분산렌즈의 외측에서 상기 LED 소자가 위치한 영역으로 갈수록 하향 경사지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 LED 조명기구.
제 1 항에 있어서,

상기 분산렌즈의 일방향 단면형상은 상기 분산렌즈의 중심부를 기준으로 좌·우 양측부가 볼록진 곡면으로 형성되고, 상기 일방향에 수직한 방향의 단면형상은 상기 분산렌즈의 상측에서 하측으로 내려갈수록 그 부피가 축소되며 좁아지는 나발 형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 LED 조명기구.
제 2 항에 있어서,

상기 상측면의 경사각은,

상기 분산렌즈의 양측부에 각각 형성된 에어갭의 상측면의 연장선이 만나 이루는 각도가 110°내지 130°를 형성하는 것을 특징으로 하는 LED 조명기구.
제 1 항에 있어서,

상기 분산렌즈의 밑면에 평행한 단면의 형상은,

상호 대향하고 있는 양측면은 오목한 곡면으로 구성되고,

상기 양측면에 수직한 타 양측면은 볼록한 곡면으로 구성되는 것을 특징으로 하는 LED 조명기구.
제 2 항에 있어서,

상기 분산렌즈의 내부를 구성하는 매질은 투명 플라스틱 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 LED 조명기구.
LED 조명광을 이용한 LED 조명기구에 있어서,

연결회로패턴이 형성된 PCB 상에 복수의 LED 소자가 배치된 LED 모듈;

물리적으로 적어도 2 개로 분리 구성되고, 내부에는 상기 LED 모듈이 각각 수용되는 복수의 램프 하우징; 및

상기 복수의 램프 하우징의 최외곽 테두리부를 따라 상호간에 체결되어 전체적으로 사각 형상의 프레임을 형성하는 정면 브라켓, 후면 브라켓 및 적어도 2 개의 측면 브라켓을 포함하고,

상기 램프 하우징은

상기 LED 모듈이 부착 수용되는 평평한 면으로 구성된 베이스;

상기 베이스의 상면으로부터 상측으로 연장된 복수의 평행한 히트싱크;

상기 베이스의 양측 모서리부에 연장 형성된 수용벽;

상기 수용벽이 형성되지 않아 개방되어 있는 상기 램프 하우징의 양측 개방면에 결합되는 말단덮개;

상기 말단덮개의 일면에 돌출 형성된 적어도 두 개의 걸림돌기; 및

상기 램프 하우징의 개방된 일면을 폐쇄하여 상기 LED 모듈을 외부 환경으로부터 보호하기 위한 보호판을 포함하도록 구성되고,

상기 정면 브라켓과 후면 브라켓의 내측면에는, 상기 말단덮개에 돌출 형성된 상기 걸림돌기를 안내하여 걸림결합을 유도하기 위한 적어도 두 개의 걸림홈이 형성되어 있는 걸림판이 복수 개 장착되어 있으며,

상기 정면 브라켓과 후면 브라켓에는 복수 개의 관통공이 관통 배치되어 있어 상기 걸림판은 나사볼트와 상기 관통공을 통해 상기 정면 브라켓 및 후면 브라켓에 장착되며 기울기가 부여되고,

상기 걸림판에 결합되는 상기 램프하우징은 상기 걸림판이 형성하는 기울기에 의해 지면으로부터 경사지게 조립 배치되어 복수 개의 램프하우징은 전체적으로 '∧'자 형상을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 LED 조명기구.
삭제
제 7 항에 있어서,

상기 걸림홈은 'ㄱ'자 모양으로 형성되고, 상기 걸림홈의 'ㄱ'자의 하측 끝단부는 상기 걸림돌기가 상기 걸림홈 내부로 삽입될 수 있도록 개방 형성되고, 상기 걸림돌기가 최종 걸림결합되는 상기 'ㄱ'자의 상측 끝단부는 지면방향으로 움푹 들어가도록 구성되는 것을 특징으로 하는 LED 조명기구.