KR100939015B1 - Ｌｅｄ 램프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED 램프에 관한 것이다.
본 발명은 PCB 상에 복수의 LED 소자가 배치된 LED 모듈; 상기 LED 소자부터 발산되는 빛을 외부로 반사하는 반 타원형상의 반사판; 상기 LED 모듈과 반사판을 내부에 수용하는 램프 하우징을 포함하며, 상기 반사판은 상기 LED 소자를 수용하는 요부홀을 가지는 수용면과, 상기 수용면의 좌측 및 우측에 각각 형성되고 빛을 사방으로 분산시키는 분산면과, 상기 수용면의 정면 및 후면에 각각 형성되고 상기 LED 소자로부터 정면 및 후면방향으로 조사되는 빛을 측부방향으로 반사하는 반사면으로 이루어진다.
이와 같이 본 발명은 반사판을 이용하여 LED 램프의 빛을 측부방향, 즉 보도 또는 차도 방향으로 반사시켜 LED 램프의 배광을 제어함으로써 LED램프의 측면조도를 극대화시킬 수 있어 적은 소비적력으로도 도로의 시인성과 안전성을 크게 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

ＬＥＤ 램프{LED LAMP}
본 발명은 LED 램프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가로등에 장착되어 조명 효율성을 극대화시킬 수 있는 LED 램프에 관한 것이다.
일반적으로 가로등(street light)은 가로교통의 안전과 보안을 위하여 차도 또는 보도를 따라서 설치되는 조명시설을 말한다. 더욱 상세하게는 거리의 조명이나 교통의 안전, 또는 미관 따위를 위하여 길가를 따라 설치해 놓은 조명장치를 의미한다.
이러한 가로등은 전주의 형식에 따라 여러 가지가 있다. 즉, 전주의 끝부분을 구부려서 그 끝에 등을 다는 하이웨이형(型), 전주의 끝부분에 가로로 가지를 뻗게 하고 그 가지에 등을 다는 브래킷형(型), 전주의 꼭대기에 등을 다는 주두형(柱頭型) 등이 있다.
그리고 상기한 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 적용되고 있다.
도 1은 종래기술에 따른 LED 램프가 설치된 가로등을 나타낸 정면 사용상태도이고, 도 2는 종래기술에 따른 LED 램프가 설치된 가로등을 나타낸 평면 사용상태도이다.
즉, 종래의 LED 램프(11)가 설치된 가로등(10)은 보도(20) 또는 차도(30) 방향으로 설치되는데, 이때 LED 램프(11)의 빛은 LED 램프(11)의 특성인 직진성에 의해 보도(20) 또는 차도(30)에 대략적으로 원형으로 조사된다.
그러나 상기한 종래의 가로등(10)은 가로등(10)과 타 가로등(10) 사이의 간격에 의해 LED 램프(11)의 빛이 도달하지 못하는 어두운 부분이 형성되며, 이 어두운 부분에 의해 운전자 또는 보행자의 시인성이 떨어져 대형사고가 발생할 수 있는 문제점이 있었으며, 이를 방지하기 위해 운전자 또는 보행자는 항상 주의를 기울려야하는 불편함이 있었다.
더욱이 상기한 종래의 가로등(10)은 LED 램프(11)의 광원 중 일부의 광원이 반대편 차도(30)까지 조사되어 조명 효율성이 크게 떨어지는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 LED 램프(11)의 광원이 근접해지도록 가로등(10)의 간격을 조절할 경우 설치비용이 크게 증가하고, 전력 소비도 크게 증가하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 별도의 전력 소비 없이 LED 램프의 측면조도를 증대시킬 수 있는 LED 램프를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 LED 램프는 PCB 상에 복수의 LED 소자가 배치된 LED 모듈; 상기 LED 소자부터 발산되는 빛을 외부로 반사하는 반 타원형상의 반사판; 및 상기 LED 모듈과 반사판을 내부에 수용하는 램프 하우징을 포함하며, 상기 반사판은 상기 LED 소자를 수용하는 요부홀을 가지는 수용면과, 상기 수용면의 좌측 및 우측에 각각 형성되고 빛을 사방으로 분산시키는 분산면과, 상기 수용면의 정면 및 후면에 각각 형성되고 상기 LED 소자로부터 정면 및 후면방향으로 조사되는 빛을 측부방향으로 반사하는 반사면으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 분산면의 수직방향 단면은 상기 수용면으로부터 외측으로 갈수록 하향 경사진 반타원형 형상을 형성하며, 상기 반사면의 수평방향 단면은 'V'자 형상으로 절곡되어 이루어지되, 중앙의 뾰족한 부분이 상기 요부홀을 향한 상태로 상기 수용면의 정면과 후면에 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 'V'자 형상으로 절곡된 반사면의 각도는 30°~180°로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 반사면의 저면에는 내측에서 외측으로 개방되게 개방홈이 형성되며,
상기 개방홈은 반사면의 저면 중앙에 'V'자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 반사면의 수직방향 단면은 분산면의 상측에서 하측으로 내려갈수록 점사 직경이 증가하는 '/'자 형상의 경사면을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명은 반사판을 이용하여 LED 램프의 빛을 측부방향, 즉 보도 또는 차도 방향으로 반사시켜 LED 램프의 배광을 제어함으로써 LED램프의 측면조도를 극대화시킬 수 있어 적은 소비적력으로도 도로의 시인성과 안전성을 크게 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 따른 LED 램프를 첨부된 도 3 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 LED 램프(1000)는 도로면에 설치되는 가로등에 장착되는 것으로, 보도 또는 차도길이방향으로의 측부조도를 증대시켜 조명 효율성을 증대시키는 기술이다.
여기서, 본 발명은 차도에 구비되고 LED 램프(1000)가 설치되는 가로등을 일실시예로 설명하는 한편, 본 발명의 LED 램프를 설명함에 있어 종래기술에서 전술한 구성과 기능이 동일한 구성에 대해서는 동일한 구성부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략한다.
본 발명의 LED 램프(1000)는 도 3에 도시된 바와 같이, 도 1을 참조하면 가로등(10)에 설치되는 것으로, 빛을 조사하는 LED 모듈(100)과, 상기 LED 모듈(100)로부터 조사되는 빛을 분산시키는 반 타원형상을 가지는 반사판(200)과, 상기 LED 모듈(100) 및 반사판(200)을 수용하는 램프 하우징(300)을 포함한다.
그리고 상기 램프 하우징(300)에는 본 발명에 첨부된 도면에는 도시되지 않았지만 LED 모듈(100)로부터 발생하는 고열을 방열하기 위한 방열판(미도시)이 구비된다.
이하, 본 발명의 LED 램프(1000)의 구성을 보다 상세히 설명한다.
LED(Light Emitting Diode) 모듈은 다수의 LED 소자(110)가 PCB(Printed Circuit Board)(120) 상에 전기적인 연결회로패턴으로 부착된다. 즉, 상기 PCB(120) 표면상에 다수의 LED 소자(110)가 복수의 행과 열로 배열되어 구성된다.
반사판(200)은 도 4에 도시된 바와 같이, 직진성을 가지는 LED 소자(110)의 빛을 사방으로 분산함과 동시에, 측부 방향(도 8에서 보았을 때 차도(30) 길이방향)으로의 조사율을 증대시키기 위한 것으로, PCB(120) 상에 부착된 다수의 LED 소자(110) 각각에 장착된다(도 4 참조).
즉, 반사판(200)은 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 LED 소자(110)를 수용하는 요부홀(221)을 가지는 수용면(220)과, 상기 수용면(220)의 좌측 및 우측에 각각 형성되고 LED 소자(100)의 빛을 사방으로 분산시키는 분산면(210)과, 상기 수용면(220)의 정면과 후면에 각각 형성되고 LED 소자(110)로부터 정면과 후면방향으로 조사되는 빛을 측부방향으로 반사시키는 반사면(230)으로 이루어진다.
여기서 상기 수용면(220), 분산면(210) 및 반사면(230)은 일체로 연결되어 이루어지며, 상기 분산면(210)이 차도길이방향을 향한 상태로 반사판(200)이 LED 소자(100)에 결합된다.
분산면(210)은 LED 소자(110)로부터 조사되는 빛을 사방으로 분산시키기 위한 것으로, 분산면(210)의 수직방향 단면은 상기 수용면(220)으로부터 외측으로 갈수록 하향 경사진 반타원형 형상을 형성하며(도 4 참조), 상기 하향 경사진 반타원형 형상을 통해 LED 소자(110)의 빛을 하부방향, 즉 차도방향으로 분산시키게 된다.
여기서 상기 분산면(210)은 PCB(120) 표면에 접착제 또는 홈과 돌기를 부착되거나 또는 끼움 결합된다.
반사면(230)은 LED 소자(110)에서 사방으로 조사되는 빛 중 정면과 후면(도 8에서 보았을 때 차도(30)의 폭방향)으로 조사되는 빛을 측부방향(도 8에서 보았을 때 차도의 길이방향)으로 반사하기 위한 것으로, 상기 반사면(230)의 수평방향 단면은 수용면(220)의 정면과 후면에 'V'자 형상으로 절곡된 경사면(231)이 각각 형성되되, 중앙의 뾰족한 부분이 상기 요부홀(221)을 향한 상태로 형성된다.
여기서 상기 'V'자 형상으로 절곡된 경사면(231)의 각도(α°)는 30°~180°로 이루어지며, 상기 경사면(231)의 각도(α°)는 차도(30)의 폭에 따라 조절되고, 최대한 180°를 넘지 않는 것이 바람직하다.
즉, 도 6을 참조하면, 차도(30)의 폭이 클 경우(차도가 3차선 이상일 경우)에는 LED 소자(110)의 빛이 전방과 후방으로도 크게 조사되어야 하기 때문에, 상기 반사면(230)의 경사면(231)의 각도(α°)는 차도길이방향을 기준으로 급경사(60°에 근접하게 형성됨)를 가진다.
한편, 차도의 폭이 작을 경우(차도가 2차선 이하일 경우)에는 LED 소자(110)의 빛이 전방과 후방으로 크게 조사될 필요가 없기 때문에, 상기 반사면(230)의 경사면의 각도(α°)는 차도(30)의 길이방향을 기준으로 완만한 경사(180°에 근접하게 형성됨)를 가진다.
여기서 상기 분산면(210)과 반사면(230)은 일체로 이루어지며, 표면에는 빛의 반사율을 증대시키기 위한 합성수지 또는 알루미늄 등이 코팅된다.
또한, 상기 반사면(230)의 세로방향 단면은 상부에서 하부로 내려갈수록 점차 직경이 증가하는 '/'자 형상의 경사면을 형성하며, 이와 같은 경사면(231)으로 인하여 LED 소자(110)의 빛을 차도(30)의 폭방향으로 분산율을 증대시킬 수 있다.
이와 같이 반사판(200)은 곡면을 가지는 분사면을 통해 빛을 차도방향으로 분산할 수 있고, 'V'형상의 반사면(230)을 통해 차폭 방향으로 조사되는 빛 중 일부를 측부방향으로 반사하여 차도길이방향의 조도를 증대시킬 수 있어, LED 소자(110)의 조명 효율성을 극대화시킬 수 있고, 유효 광량을 최적화시킬 수 있으며, 더불어 동일한 전력 소비로 최적의 조명 효율성을 얻을 수 있다.
램프 하우징(300)은 LED 모듈(100)과 반사판(200)을 외부의 충격으로부터 보호하기 위한 것으로, 상면이 가로등(10)에 고정되고 다수의 타공이 형성되며 반투명 또는 무투명한 상부 하우징(310)과, 상기 상부 하우징(310)의 저면에 장착되고 투명한 하부 하우징(320)으로 이루어진다.
즉, 상기 상부 하우징(310)은 내부에 반사판(200)이 장착된 LED 모듈(100)이 설치되고, 상기 하부 하우징(320)은 LED 모듈(100)을 감싸는 형태로 상부 하우징(310)에 결합되며, 상기 LED 모듈(100)의 LED 소자(110)로부터 조사되는 빛은 하부 하우징(320)을 통과하여 차도(30)에 조사된다.
한편, 상기 반사판(200)은 전면과 후면으로 조사되는 LED 소자(110)의 빛의 균일도를 높이기 위하여 반사면(230)의 저면에 개방홈(240)을 추가로 형성한다.
즉, 상기 개방홈(240)은 반사면(230)의 뾰족한 중앙으로부터 'V'자 형상으로 형성되되, 전후면과 하부방향이 개방되게 형성된다.
따라서 반사판(200)의 정면과 후면으로 조사되는 LED 소자(110)의 빛 중 일부는 반사면(230)에 의해 반사되면 측부방향으로 향하게 되어 측부 조도를 증대시키게 되는 한편, 나머지 LED 소자(110)의 빛은 상기 개방홈(240)을 관통하여 바닥면에 조사됨으로써 전면과 후면의 조도를 보상하여 균일도를 높일 수 있다.
다시 말해, 상기 전면과 후면 방향으로 조사되는 LED 소자(110)의 빛을 모두 측부방향으로 반사할 경우 전면과 후면 방향의 빛의 균일도가 낮아지게 되며, 이에 따라 차도의 폭 방향 시인성이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다. 이를 보완하여 반사면(230)의 일부를 절개하여 개방홈(240)을 형성함으로써 전면과 후면 방향의 빛의 균일도를 증대시킴으로써 차도의 폭 방향의 시인성을 증대시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 LED 램프의 작동을 설명하면 다음과 같다.
먼저, LED 모듈(100)의 PCB(120)에 전원이 공급되면, 상기 PCB(120)를 통해 다수의 LED 소자(110)에 전원이 공급되면서 LED 소자(110)는 발광하는데, 이때 LED 소자(110)의 빛 중 일부의 빛(전면과 후면으로 조사되는 빛을 제외한 빛)는 반사판(200)의 분산면(210)에 의해 사방으로 분산되면서 차도에 조사되며, LED 소자(100)의 나머지 빛(즉, 전면과 후면으로 조사되는 빛)은 반사판(200)의 반사면(230)에 의해 반사되어 측부방향으로 조사된다.
즉, 상기 LED 소자(110)로부터 조사된 빛 중 상부방향(하늘방향)으로 조사되는 빛은 반사판(200)의 분산면(210)에 의해 반사되어 하부방향(차도방향)으로 조사되고, 상기 LED 소자(110)로부터 조사된 빛 중 전방과 후방(차도(30) 폭방향으로의 앞과 뒤)의 빛은 반사면(230)에 의해 반사되어 측부방향(차도길이방향)으로 조사되어 차도(30)의 길이방향으로 형성되는 타원형의 광원을 형성한다.
한편, 상기 반사면(230)을 향하는 LED 소자(110)의 빛 중 개방홈(240)을 관통하는 빛은 도로에 조사되어 차도의 폭방향 빛의 균일도를 높이게 된다.
따라서 상기 반사판(200)은 가로등(10)과 타 가로등(10) 사이의 빛이 도달하지 못하는 부분을 최소화시킬 수 있어 조명 효율성을 극대화시킬 수 있다(도 6 내지 도 8 참조).
또한, 상기 반사판(200)은 반대편 차도(30)로 넘어가서 조사되는 LED 소자(110)의 빛의 배광을 제어할 수 있어 조명 효율성을 더욱 극대화시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 LED 램프(1000)를 가로등(10)에 적용함으로써 도 7에 표시된 바와 같이, 차도(30)의 폭 방향으로는 LED 램프(100)의 광원의 직경을 줄일 수 있고, 도 8에 표시된 바와 같이, 차도(30)의 길이방향으로는 LED 램프(100)의 광원의 직경을 넓힐 수 있어 운전자의 시인성을 크게 향상시킬 수 있으며, 동일한 전력으로 조명 효율성이 극대화시킬 수 있어 최적의 도로 환경을 구성할 수 있다.
여기서, 본 발명은 빛의 효율성을 극대화시키기 위한 최적의 구성인 LED 소자(100) 각각에 반사판(200)이 장착되는 기술을 일 실시예로써 설명하였으며, 다른 실시예로써 하나의 반사판(200)에 다수의 LED 소자(100) 모두를 수용하는 구성도 실시 가능하며, 동일한 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 종래의 LED 램프가 설치된 가로등을 나타낸 정면 사용상태도.
도 2는 종래의 LED 램프가 설치된 가로등을 나타낸 평면 사용상태도.
도 3은 본 발명의 LED 램프를 나타낸 분리사시도.
도 4는 본 발명의 LED 램프를 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명의 반사판을 나타낸 사시도.
도 6은 도 5의 평면도.
도 7은 본 발명의 LED 램프가 설치된 가로등을 나타낸 정면 사용상태도.
도 8은 본 발명의 LED 램프가 설치된 가로등을 나타낸 평면 사용상태도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1000: LED 램프 100: LED 모듈
110: LED 소자 120: PCB
200: 반사판 210: 분산면
220: 요부홀 230: 반사면
300: 램프 하우징 310: 상부 하우징
320: 하부 하우징

Claims (5)

  1. PCB 상에 복수의 LED 소자가 배치된 LED 모듈;
    상기 LED 소자부터 발산되는 빛을 외부로 반사하는 반 타원형상의 반사판;
    상기 LED 모듈과 반사판을 내부에 수용하는 램프 하우징을 포함하며,
    상기 반사판은 상기 LED 소자를 수용하는 요부홀을 가지는 수용면과, 상기 수용면의 좌측 및 우측에 각각 형성되고 빛을 사방으로 분산시키는 분산면과, 상기 수용면의 정면 및 후면에 각각 형성되고 상기 LED 소자로부터 정면 및 후면방향으로 조사되는 빛을 측부방향으로 반사하는 반사면으로 이루어지고,
    상기 반사면의 저면에는 내측에서 외측으로 개방되게 개방홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 램프.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 분산면의 수직방향 단면은 상기 수용면에서 외측으로 갈수록 하향 경사진 반타원형 형상을 형성하며,
    상기 반사면의 수평방향 단면은 'V'자 형상으로 절곡되어 이루어지되, 중앙의 뾰족한 부분이 상기 요부홀을 향한 상태로 상기 수용면의 정면과 후면에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 램프.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 'V'자 형상으로 절곡된 반사면의 각도는 30°~180°로 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED 램프.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 개방홈은 반사면의 저면 중앙에 'V'자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 램프.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 반사면의 세로방향 단면은 분산면의 상측에서 하측으로 내려갈수록 점사 직경이 증가하는 '/'자 형상의 경사면을 형성하는 것을 특징으로 하는 LED 램프.
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