KR100955037B1 - 다목적 ｌｅｄ 조명장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다목적 LED 조명장치에 관한 것이다. 본 발명은 LED 발광 시, 열을 외부로 방출시키는 부채꼴 형상의 방열판과, 상기 방열판의 상부에 설치되며, 다수의 LED가 일정 간격으로 설치되고, 상기 LED를 구동시키는 회로가 내장된 PCB 기판과, 상기 PCB 기판의 상부에 설치되며, 상기 LED가 수용되어 빛을 외부로 확산되도록 하는 다수의 확산렌즈가 배열된 투명소재의 확산렌즈판과, 상기 확산렌즈판의 상부에 설치되며, 다수의 확산렌즈가 전면으로 돌출될 수 있도록 복수의 통공이 형성된 반사판 그리고 상기 반사판의 상부에 설치되어 상기 LED, PCB 기판, 확산렌즈판, 반사판을 보호하는 투명 또는 반투명 소재의 렌즈커버를 포함한다. 본 발명에 의하면, 부채꼴 형상의 방열판을 이용함으로써, 방열 효율을 높여 LED 발광 시 수반되는 열로 인한 LED 및 조명장치의 손상을 방지할 수 있으며, LED 조명장치의 외주면을 실리콘으로 충진함으로써, 실외에 설치되어도 방수가 가능한 장점이 있다.
Figure R1020090101769
방열, 반사, 집적률, LED, 조명장치, 실리콘, 방수

Description

다목적 ＬＥＤ 조명장치{.}
본 발명은 LED 조명장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LED 확산렌즈를 이용하여 동일한 광도를 유지하면서 LED의 집적률을 감소시킬 수 있고, 부채꼴 형상의 방열판을 이용하여 방열효율을 높여 LED 발광 시 수반되는 열로 인한 LED의 손상을 방지할 수 있으며, LED 조명장치의 외주면을 실리콘으로 충진함으로써, 실외에 설치되어도 방수가 가능한 다목적 LED 조명장치에 관한 것이다.
본 발명은 다목적 LED 조명장치에 관한 것이다.
일반적으로, 발광 다이오드(Light Emitting Diode: 이하, LED 라 칭함)는 반도체의 P-N 접합 구조를 이용하여 주입된 소수 캐리어를 생성시키고, 이들의 재결합에 의해 빛이 발광되는 소자이다.
상술한 LED는 전력 에너지를 빛 에너지로 변환시키는 효율이 뛰어나기 때문에 조명장치의 광원용으로 이용되고 있으며, 이를 위해서는 독립적인 LED를 다수개 직렬 및 병렬로 연결하여 조명을 위한 충분한 광도를 얻도록 구성하는데, 각각의 LED 방열을 위하여 일정 거리 이격시켜 배열해야 한다.
그리고, 동일한 전력으로 보다 멀리 조명하기 위해서는 LED 자체를 고밀도로 집적함으로써 전체 광원의 면적을 좁혀 단위 광원의 광도, 즉 휘도를 높이는 방법이 요구된다.
이를 위하여, LED는 일반 인쇄회로기판(Printed Circuit Board: 이하, PCB 라 칭함)보다 방열 효율이 좋은 금속재질의 PCB에 집적시켜, 전체 광원의 면적을 좁혀 구성된다.
그러나, 금속 재질의 PCB를 이용하는 경우 LED 소자가 집적되는 밀도가 증가할수록 전체 발열량이 증가하게 되고, 고밀도로 집적된 LED에서 방출되는 열량을 방열시키는데 한계가 있으며, 이에 따라 발광시 수반되는 열로 인한 LED 손상이 발생할 수 있고, 소자 손상에 따른 PCB 및 조명장치의 고장이 발생되는 등의 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 LED 확산렌즈를 이용하여 발산광을 전면부로 확산시킴으로써, 동일한 광도를 유지하면서 LED의 집적률을 감소시킬 수 있고, 동일한 전력 및 동일한 갯수의 LED를 이용하면서 거리 및 각도에 따른 광량을 증가시킬 수 있는 다목적 LED 조명장치를 제공하는 데에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 LED 확산렌즈를 이용하여 LED 직접률을 감소시킴으로써, LED 발광 시 수반되는 열로 인한 LED 및 조명장치의 손상을 방지할 수 있는 다목적 LED 조명장치를 제공하는 데에 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 부채꼴 형상의 방열판을 이용함으로써, 방열 효율을 높여 LED 발광 시 수반되는 열로 인한 LED 및 조명장치의 손상을 방지할 수 있는 다목적 LED 조명장치를 제공하는 데에 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 LED 조명장치의 외주면을 실리콘으로 충진함으로써, 실외에 설치되어도 방수가 가능한 다목적 LED 조명장치를 제공하는 데에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 LED 발광 시, 열을 외부로 방출시키는 부채꼴 형상의 방열판; 상기 방열판의 상 부에 설치되며, 다수의 LED가 일정 간격으로 설치되고, 상기 LED를 구동시키는 회로가 내장된 PCB 기판; 상기 PCB 기판의 상부에 설치되며, 상기 LED가 수용되어 빛을 외부로 확산되도록 하는 다수의 확산렌즈가 배열된 투명소재의 확산렌즈판; 상기 확산렌즈판의 상부에 설치되며, 다수의 확산렌즈가 전면으로 돌출될 수 있도록 복수의 통공이 형성된 반사판; 및 상기 반사판의 상부에 설치되어 상기 LED, PCB 기판, 확산렌즈판, 반사판을 보호하는 투명 또는 반투명 소재의 렌즈커버;를 포함한다.
그리고 상기 방열판과 상기 PCB 기판의 열전달율을 높이기 위하여, 상기 방열판과 상기 PCB 기판의 사이에 써멀패드;를 더 포함한다.
한편, 상기 PCB 기판과 상기 확산렌즈판 사이를 실리콘으로 충진시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기 PCB 기판, 확산렌즈판, 반사판, 렌즈커버 사이를 실리콘으로 충진시키는 것이 바람직하다.
그리고 상기 방열판은, 일측면에 길이방향으로 다수개의 방열핀이 간격을 이루며 돌출되되, 상기 방열핀은 중앙부에서 양측 바깥쪽으로 갈수록 높이가 낮아진다.
이때, 상기 방열핀은, 방열판의 중앙부에서 양측 바깥쪽으로 갈수록 각기 단부가 벌어지도록 방사상으로 배치되는 것이 바람직하다.
위에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면, 본 발명은 LED 확산렌즈를 이용하여 발산광을 전면부로 확산시킴으로써, 동일한 광도를 유지하면서 LED의 집적률을 감소시킬 수 있고, 동일한 전력 및 동일한 갯수의 LED를 이용하면서 거리 및 각도에 따른 광량을 증가시킬 수 있는 다목적 LED 조명장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 본 발명은 LED 확산렌즈를 이용하여 LED 직접률을 감소시킴으로써, LED 발광 시 수반되는 열로 인한 LED 및 조명장치의 손상을 방지할 수 있는 다목적 LED 조명장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 본 발명은 부채꼴 형상의 방열판을 이용함으로써, 방열 효율을 높여 LED 발광 시 수반되는 열로 인한 LED 및 조명장치의 손상을 방지할 수 있는 다목적 LED 조명장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 본 발명은 LED 조명장치의 외주면을 실리콘으로 충진함으로써, 실외에 설치되어도 방수가 가능한 다목적 LED 조명장치를 제공할 수 있다.
이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 다목적 LED 조명장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 다목적 LED 조명장치의 결합 모습을 설명하기 위한 분해 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 다목적 LED 조명장치의 전방 사시도가 도시되어 있으며, 도 3에는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 다목적 LED 조명장치의 후방 사시도가 도시되어 있다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명은 방열판(110), 방열핀(111), 써멀패드(120), PCB 기판(130), 확산렌즈판(140), 반사판(150), 렌즈커버(160), 전면커버(170)를 포함한다.
방열판(110)은 LED 발광 시, 열을 외부로 방출시키고, 부채꼴 형상이다. 도 도 4에는 방열판의 모습을 도시한 단면도가 도시되어 있다. 도 4에 도시된 것과 같이 방열판(110)은 다수의 방열핀(111)이 간격을 두고 횡으로 형성되어 이루어지되, 방열핀(111)은 이웃하는 방열핀(111)과 돌출높이가 상이하도록 배치된다.
좀 더 구체적으로, 방열판(100)은 일측면에 길이방향으로 다수개의 방열핀(111)이 간격을 이루며 돌출되되, 방열핀(111)은 중앙부에서 양측 바깥쪽으로 갈수록 높이가 낮아진다. 상술한 바와 같이 방열핀(111)이 중앙부에서 양측 바깥쪽으로 갈수록 높이가 낮아지는 경우, 부채꼴 형상을 이루게 된다.
이때, 방열핀(111)은, 방열판(100)의 중앙부에서 양측 바깥쪽으로 갈수록 각기 단부가 벌어지도록 방사상으로 배치되는 것이 바람직하다.
도 5에는 본 발명의 방열판의 방열 효과를 보여주기 위한 설명도가 도시되어 있다. 도 5의 (a)는 종래의 방열판의 모습을 도시한 것이고, 도 5의 (b)는 본 발명의 방열판의 모습을 도시한 것이다.
방열판은 방열핀이 외부 공기와 접촉하면서 냉각이 되게 되는데, 도 5 (a)에 도시된 바와 같이 방열핀의 돌출높이가 일률적인 경우, 방열판의 제일 앞, 제일 뒤에 배치된 방열핀만이 외부 공기에 접촉하게 되어 방열판의 중간에 설치된 방열핀은 외부 공기와의 접촉이 원활하지 못하므로 방열 효율이 매우 낮은 문제점이 있다.
반면, 도 5 (b)에 도시된 바와 방열핀(111)이 방열판(100)의 중앙부에서 양측 바깥쪽으로 갈수록 높이가 낮아지고, 중앙부에서 양측 바깥쪽으로 갈수록 각기 단부가 벌어지도록 방사상으로 배치되면, 서로 이웃하는 방열핀의 돌출높이 및 경사각이 각각 상이하게 되어 모든 방열핀이 외부 공기와 접촉하게 되고 이에 따라 방열 효율이 매우 높아지게 되는 장점이 있다.
LED 조명장치는 주로 실외에 설치되고 그 LED 조명장치는 바람 즉, 외부공기에 의해 방열이 되는데 이때, 방열핀의 돌출높이가 상이하면, 그 외부공기(바람)가 안쪽까지 원활하게 유입될 수 있고, 더 나아가 방열핀이 중앙부에서 양측 바깥쪽으로 갈수록 각기 단부가 벌어지도록 방사상으로 배치되는 경우 방열핀의 경사각으로 인해 안쪽으로 유입된 외부공기(바람)가 그 경사각을 타고 방열핀의 내부까지 원활하게 유입될 수 있는 것이다.
그리고 방열판(110)과 PCB 기판(130)의 열전달율을 높이기 위하여 방열판(110)과 PCB 기판(130) 사이에 써멀패드(120)가 더 포함된다.
PCB 기판(130)은 써멀패드(120)의 상부에 설치되며, 다수의 LED가 일정 간격으로 설치되고, 상기 LED를 구동시키는 회로가 내장되어 있다. PCB 기판(130)의 상면에는 관통홀 주위에 일정한 패턴으로 전극 회로가 형성되어 있고, 전극 회로의 전극 및 각각의 LED들이 전선을 통하여 연결된다.
확산렌즈판(140)은 PCB 기판(130)의 상부에 설치되며, 상기 LED가 수용되어 빛을 외부로 확산되도록 하는 다수의 확산렌즈가 배열되어 있다. 이때, 확산렌즈판(140)은 투명소재이며, 반구의 형상이다. 상술한 바에 따르면, LED에서 발생하는 발산광을 전면부로 확산시킴으로써, 동일한 광도를 유지하면서 LED의 집적률을 감소시킬 수 있고, 동일한 전력 및 동일한 갯수의 LED를 이용하면서 거리 및 각도에 따른 광량을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.
반사판(150)은 확산렌즈판(140)의 상부에 설치되며, 다수의 확산렌즈가 전면으로 돌출될 수 있도록 확산렌즈와 대응되는 자리에 복수의 통공이 형성된다.
그리고 렌즈커버(160)는 반사판(150)의 상부에 설치되어 상기 LED, PCB 기판(130), 확산렌즈판(140), 반사판(150)을 보호하고, 렌즈커버(160)는 투명 또는 반투명 소재인 것이 바람직하다.
그리고 전면커버(170)는 렌즈커버(160)의 상부에 설치되어, LED 조명장치를 보호한다.
한편, PCB 기판(130)과 확산렌즈판(140) 사이를 실리콘으로 충진시키는 것이 바람직하다. PCB 기판(130)과 확산렌즈판(140) 사이에는 작은 틈이 생길 수 있는데, 그 틈으로 인해 LED에 습기가 찰 수 있다. 그러나 LED는 습기에 매우 취약하기 때문에 PCB 기판(130)과 확산렌즈판(140) 사이를 실리콘으로 충진시키면 습기등에 의해 LED 조명장치의 수명을 단축시키지 않는 장점이 있다.
또한, PCB 기판(130), 확산렌즈판(140), 반사판(150), 렌즈커버(160) 사이를 실리콘으로 충진시킬 수도 있다. 좀 더 구체적으로 도 4를 참조하면, LED 조명장치는 LED 조명장치의 작동에 요구되는 전류가 인가되도록 전원공급장치와 연결되는데, 렌즈커버(160)에는 그 LED 조명장치와 전원공급장치를 연결하기 위한 전원공급단자로 인해 틈이 생길 수 있는데 그 틈을 실리콘(S)으로 충진하는 것이다.
상술한 바에 따르면, 바다, 강 인근에 설치하더라도 습기에 의해 고장이 날 우려가 없으므로 활용도를 높일 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 다목적 LED 조명장치의 결합 모습을 설명하기 위한 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 다목적 LED 조명장치의 전방 사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 다목적 LED 조명장치의 후방 사시도.
도 4는 본 발명의 방열판의 모습을 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 방열판의 효과를 설명하는 설명도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 다목적 LED 조명장치 110 : 방열판
111 : 방열핀 120 : 써멀패드
130 : PCB 기판 140 : 확산렌즈판
150 : 반사판 160 : 렌즈커버
170 : 전면커버

Claims (6)

  1. LED 발광 시, 열을 외부로 방출시키는 부채꼴 형상의 방열판;
    상기 방열판의 상부에 설치되며, 다수의 LED가 일정 간격으로 설치되고, 상기 LED를 구동시키는 회로가 내장된 PCB 기판;
    상기 PCB 기판의 상부에 설치되며, 상기 LED가 수용되어 빛을 외부로 확산되도록 하는 다수의 확산렌즈가 배열된 투명소재의 확산렌즈판;
    상기 확산렌즈판의 상부에 설치되며, 다수의 확산렌즈가 전면으로 돌출될 수 있도록 복수의 통공이 형성된 반사판;
    상기 반사판의 상부에 설치되어 상기 LED, PCB 기판, 확산렌즈판, 반사판을 보호하는 투명 또는 반투명 소재의 렌즈커버; 및
    상기 방열판과 상기 PCB 기판의 열전달율을 높이기 위하여, 상기 방열판과 상기 PCB 기판의 사이에 써멀패드;를 포함하며,
    상기 PCB 기판, 확산렌즈판, 반사판, 렌즈커버 사이를 실리콘으로 충진시키고,
    상기 방열판은,
    일측면에 길이방향으로 다수개의 방열핀이 간격을 이루며 돌출되되, 상기 방열핀은 중앙부에서 양측 바깥쪽으로 갈수록 높이가 낮아지며,
    상기 방열핀은,
    방열판의 중앙부에서 양측 바깥쪽으로 갈수록 각기 단부가 벌어지도록 방사상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 다목적 LED 조명장치.
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