KR100970450B1 - 충전이 가능한 휴대용 조광장치 - Google Patents

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Abstract

충전이 가능한 휴대용 조광장치에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 충전이 가능한 휴대용 조광장치는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판 일측에 장착되며, 전면으로 광을 조사하는 하나의 고휘도 LED; 상기 LED를 보호하는 투명 커버; 상기 인쇄회로기판 타측에 배치되며, 충전용 배터리를 포함하여 상기 LED에 파워를 공급하는 파워 공급부; 상기 파워 공급부의 충전용 배터리를 충전하기 위한 충전용 단자; 상기 인쇄회로기판을 수용하며, 복수의 방열용 슬릿(slit) 또는 홀(hole)이 형성된 케이스; 및 상기 케이스에서 상기 LED의 전면 위치에 배치되어 상기 LED로부터 발광되는 빛을 집광하여 직진방향으로 조광하는 평행집광 렌즈;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 충전이 가능한 휴대용 조광장치는 충전이 가능하여 전원공급이 불가능한 어떤 장소에서든 현미경 관찰이 가능하고, 하나의 고휘도 LED와 집광렌즈를 조합함으로써 LED로부터 출력되는 광에너지의 효율을 최대화시켜 밝고 균일한 빛을 조사할 수 있는 장점이 있어 현미경 조광기 등의 용도로 이용이 가능하다.

Description

충전이 가능한 휴대용 조광장치{Portable illumination device with recharge able property}
본 발명은 고휘도 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 조광장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 충전이 가능하여 전원이 공급되지 않는 어떤 장소에서든 현미경 관찰이 가능하고, 케이스에 방열용 슬릿(slit)이나 홀(hole)이 형성되어 고휘도 LED로부터 발생하는 열을 효율적으로 외부로 방출할 수 있으며, 이와 동시에 방열용 슬릿이나 홀을 통하여 먼지 등의 오염물질이나 습기 등이 유입되어도 LED 표면에 폴리카보네이트 등의 소재로 이루어진 투명커버가 형성되어 LED를 보호함으로써 LED의 전기적 특성에 영향을 미치지 않으며, 후레쉬나 현미경의 조광기 등의 다양한 용도로 이용할 수 있는 휴대용 조광장치에 관한 것이다.
조명을 위해 사용되는 일반적인 전구는 형광등, 백열등, 할로겐램프 또는 산업용으로 사용하는 메탈 네온등 등이 있으며, 이들 전구들은 대부분이 유리관 안에 가스를 주입하여 사용하는 가스 방전관 구성이다.
상기한 일반적인 전구의 경우 유리관의 소손으로 인한 가스 유출시 대기 오염의 원인이 될 수 있으며, 휘도를 밝게 하고자 할 시에는 그에 따른 소비 전력과 발생하는 열이 상승하게 되고, 그에 알맞은 전력선 공사 등을 행해야 하므로 시설비용과 유지 관리비용이 과도하게 소요되는 등의 문제점이 있었다.
한편 상기한 전구의 문제점을 해소할 대안으로 근자에는 소비전력이 낮은 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 조명 기구의 개발이 제안되고 있는데, LED 조명 기구의 경우, 고휘도 및 고수명을 갖는 LED를 적용하여, 높은 수명과 함께 강렬한 발광이 가능하다.
하지만, LED 조명 기구의 경우, LED의 강렬한 발광으로 인하여 많은 열이 발생하는 특성이 있어, 대부분의 LED 조명 기구에는 플레이트 타입의 방열판이 마련되어 있다. 그러나, 휴대용 조명 기구인 경우에는 방열판을 장착할 수 있는 공간이 거의 없으므로 다른 방식이 적용되어야 한다.
한편, 현미경은 과학분야에서 연구와 학습의 목적으로 사용되는 실험기구로서, 인체의 눈으로는 직접 관찰할 수 없는 대상을 확대하여 보여주는 장치이다. 이런 현미경은 관찰대상의 영상을 각각 확대하는 접안렌즈와 대물렌즈가 구비되는 경통부, 관찰하고자 하는 시편이 안착되는 재물대 및, 현미경의 몸체를 지지하는 고정대를 포함하여 구성된다.
그리고, 재물대의 중앙부에는 홀이 형성되어 있고, 상기 홀에는 관찰대상이 용이하게 관찰되도록 광이 조사된다.
종래에는 이러한 광을 조사하기 위한 광원은 도 5에 도시된 바와 같이 반사 경을 장착하여 주변의 밝은 빛을 재물대의 시료 하부에 반사시키는 것을 이용하였는데, 이는 필수적으로 주변의 밝은 빛이 있을 것이 요구되고, 이 빛을 정확히 시료에 반사시켜야 하는 불편함과 숙련이 요구되는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위하여, 최근에는 반사경 대신 내장형 광원장치를 주로 이용하는데, 이는 전기 장치와 램프가 현미경의 고정대 내부에 함몰 형성되거나 고정대 표면에 돌출 형성되어 있다. 따라서, 이러한 광원은 현미경에 고정되어 있어 일단 장착이 되면 복잡한 탈착과정으로 인하여 탈착이 이루어지는 경우가 거의 없으며, 이에 따라 하나의 현미경에서 이용된 광원이 다른 현미경에서 잘 이용되지 않았으며, 현미경마다 광원이 장착되어 있어야 하므로 비용의 상승을 초래하는 문제점이 있다. 또한 전원이 공급될 수 있는 장소에서만 이용될 수 있는 제약이 있다.
본 발명의 목적은 충전용 배터리와 고휘도 LED(Light Emitting Diode)를 장착하여, 충전 후 특별한 전원 공급이 없더라도 현미경 관찰이 가능하고 반사경 조작의 불편함을 해소할 수 있는 휴대용 조광장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 LED로부터 발광된 빛을 평행집광 렌즈를 통하여 일정한 폭의 원통형 빛을 재물대의 시료 측에 조사시켜 균일하고 밝은 광원을 얻는 것이다. 이와 동시에 먼지 등의 오염물질이 조광장치 내부로 유입되어도 LED를 오염물질과 차단시켜, LED의 전기적 특성 저하를 방지할 수 있는 휴대용 조광장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 충전이 가능한 휴대용 조광장치는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board); 상기 인쇄회로기판 일측에 장착되며, 전면으로 광을 조사하는 하나의 고휘도 LED(Light Emitting Diode); 상기 LED를 보호하는 투명 커버; 상기 인쇄회로기판 타측에 배치되며, 충전용 배터리를 포함하여 상기 LED 구동에 필요한 파워를 공급하는 파워 공급부; 상기 파워 공급부의 충전용 배터리를 충전하기 위한 충전용 단자; 상기 인쇄회로기판을 수용하며, 복수의 방열용 슬릿(slit) 또는 홀(hole)이 형성된 케이스; 및 상기 케이스에서 상기 LED의 전면 위치에 배치되어, 상기 LED로부터 발광되는 빛을 집광하여 직진방향으로 조광하는 평행집광 렌즈;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 파워 공급부와 전기적으로 연결되어 상기 LED에 공급되는 파워의 ON/OFF 및 상기 LED의 밝기를 조절하는 노브(knob)가 상기 케이스에 장착될 수 있다.
또한, 상기 케이스의 배면에는 고정용 돌기가 형성되고, 현미경의 고정대와 같은 피고정체에는 상기 고정용 돌기에 대응하는 홈이 형성되어, 상기 고정용 돌기가 상기 홈에 삽입되어 고정될 수 있다.
상기 케이스는 서로 래치(latch) 결합되는 상부 케이스 및 하부케이스로 이루어져 있을 수 있으며, 상기 상부케이스 및 하부케이스 중 어느 하나를 관통하는 고정 나사를 더 포함하고, 상기 상부 케이스 및 하부 케이스 중 다른 하나에는 내부 방향으로 나사 홈이 형성되어, 나사 결합이 이루어질 수 있으며, 이를 통하여 상부 케이스와 하부 케이스가 더욱 견고하게 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 충전이 가능한 휴대용 조광장치는, 충전이 가능하여 전원 공급이 불가능한 어떤 장소에서든 이용 가능한 장점이 있다.
또한, 이와 동시에 방열용 슬릿이나 홀을 통하여 먼지 등의 오염물질이나 습기 등이 유입되어도 LED 표면에 폴리카보네이트 등의 소재로 이루어진 투명 커버가 형성되어 LED를 보호할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 휴대용 조광장치는 현미경의 반사경이나 종래의 고정형 조광기를 대신할 수 있으며, 또한 여러 가지 전기광원장치의 용도로 이용할 수 있으며, 현미경 등의 내부 구조를 보다 간단히 할 수 있고, 그 무게를 가볍게 할 수 있는 장점이 있다
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 충전이 가능한 휴대용 조광장치에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 충전이 가능한 휴대용 조광장치를 개략적으로 나타내는 것이고, 도 2는 도 1에 도시된 휴대용 조광장치의 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 휴대용 조광장치의 배면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 휴대용 조광장치는 인쇄회로기판(110), 하나의 고휘도 LED(120), 투명 커버(130), 파워 공급부(140), 충전용 단자(150), 케이스(160) 및 평행집광 렌즈(170)를 포함한다.
인쇄회로기판(110)에는 회로 패턴이 형성되어 있으며, 일측에 LED(120)가 장착되는 위치를 제공한다.
LED(120)는 하나의 고휘도 LED로서, 인쇄회로기판(110) 일측의 전면에 실장되어 전면으로 광을 조사한다.
여기서, LED(120)는 p형 반도체층과 n형 반도체층을 접합한 p-n 접합 다이오드의 일종으로, 전도대(conduction band)와 가전대(balance band)의 밴드 갭(band gap) 만큼의 전기에너지가 빛의 에너지로 변환되어 발광하는 소자이다.
즉, 파워 공급부(140)를 통하여 LED(120)를 구성하는 p-n 접합 다이오드에 순방향의 전압을 일정 전압 이상 인가하면 p형 반도체의 정공(hole)은 n형 반도체 쪽으로 이동하고, n형 반도체의 전자(electron)는 p형 반도체 쪽으로 이동하면서 전자와 정공이 재결합(recombination)하여 밴드 갭에 해당하는 에너지가 광으로 발생한다.
투명 커버(130)는 투명한 재질로서, 상기 LED를 보호한다. 일반적인 LED 조명 기구의 경우 알루미늄 재질 등으로 이루어진 플레이트 형상의 히트싱크(heat sink)가 배치되나, 휴대용 조명 기구의 경우, 그 특성상 소형으로 제작되어야 하기 때문에 히트싱크가 배치될 수 있는 공간의 거의 없다.
따라서, 휴대용 조명 기구의 경우, 주로 케이스에 슬릿(slit)이나 홀(hole)을 형성하여, LED 구동으로 인하여 발생하는 열을 상기 슬릿이나 홀을 통하여 외부로 방출하고 있다.
하지만, 이러한 슬릿 등은 열 방출의 기능이 가능하지만, 한편으로는 외부로부터 먼지 등의 오염물질이나 습기 등이 조광장치 내부로 유입되는 원인이 될 수 있다. 상기 슬릿이나 홀을 통하여 조광장치 내부로 유입되는 이러한 오염물질들에 의해 LED의 전기적 특성의 열화가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 LED(120)를 보호하기 위한 투명 커버(130)를 배치하여 LED(120)를 보호함으로써 LED의 전기적 특성의 열화를 방지할 수 있다.
이러한 투명 커버(130)는 투명 유리로 이루어질 수도 있으나, 폴리카보네이트(Polycarbonate)를 포함하는 재질로 이루어질 수 있다. 폴리카보네이트는 내열성이 뛰어나고 또한 확산성이 우수하여 LED(120)로부터 발광되는 광이 전면으로 고르 게 조사될 수 있다.
투명 커버(130)에서의 확산성을 보완하기 위하여, 바람직하게는 폴리카보네이트를 포함하는 재질로 이루어진 투명 커버(130)의 내측 또는 외측 표면에 엠보싱(embossing) 패턴을 형성하는 것을 제시할 수 있다.
파워 공급부(140)는 일측에 LED(120)가 장착되는 인쇄회로기판(110) 타측에 배치되며, 충전용 배터리를 포함하여, 인쇄회로기판(110)을 통하여 LED(120) 구동에 필요한 파워를 공급한다. 충전용 배터리는 케이스(160) 내의 여분의 공간에 장착될 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이 충전용 배터리(145)는 케이스(160)의 배면 쪽에 배치되어 있을 수 있다.
충전용 단자(150)는 외부 전원과 연결되어 파워 공급부(140)의 충전용 배터리를 충전하기 위하여 마련된다.
케이스(160)는 인쇄회로기판(110), 구체적으로는 인쇄회로기판(110), 인쇄회로기판(110)의 전면에 장착되어 있는 LED(120) 및 파워 공급부(140), 그리고 다른 여러 부품이나 전선 등을 수용한다.
LED(120)의 구동시 발생하는 열을 외부로 효율적으로 방출시키기 위하여, 케이스(160)에는 복수의 방열용 슬릿(slit, 165) 또는 홀(hole, 166)이 형성되어 있다. 도 2 및 도 3에는 케이스(160)의 측면에 복수개의 방열용 슬릿(165)이 형성되어 있고, 케이스(160)의 배면(저면)에는 복수개의 방열용 홀(166)이 형성되어 있는 예가 나타나 있다.
이러한 방열용 슬릿(165)이나 홀(166)은 도 2 및 도 3에 도시된 예와 같이, 케이스(160)에서 LED와 보다 가까운 위치에 배치되는 것이, 열을 더 빠른 시간 내에 방출할 수 있으므로 바람직하다.
케이스(160)는 구체적으로 걸쇠식으로 서로 래치(latch) 결합되는 상부 케이스(161) 및 하부 케이스(162)로 이루어질 수 있다. 이러한 상부 케이스(161)와 하부 케이스(162)는 가볍고 성형이 용이하며, 다양한 색을 구현할 수 있는 플라스틱 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상부 케이스(161)와 하부 케이스(162)는 래치 결합 이외에도, 결합력을 더욱 높이기 위하여, 상부 케이스(161)와 하부 케이스(162) 중 어느 하나에는 고정 나사(195)가 관통하고, 상부 케이스(161) 및 하부 케이스(162) 중 다른 하나에는 상기 고정 나사(195)에 대응하는 나사 홈(196)이 케이스 내부 방향으로 형성되어, 나사 결합이 이루어질 수 있다.
도 1에는 고정 나사(195)가 하부 케이스(162)를 관통하여, 상부 케이스(161)에 형성된 나사 홈(196)에 나사 결합되는 예가 나타나 있다.
케이스(160)의 전체적인 형상으로 도 1 및 도 2에는 상부 케이스(161)의 상부면과 하부 케이스(162)의 하부면이 거의 평행한 예가 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 케이스(160)의 전체적인 형상은 케이스 내부에 위치하는 여러 부품의 배치나 크기, 휴대시 손으로 잡기 편하도록 하는 등의 목적에 따라 다양한 변형이 있을 수 있다.
평행집광 렌즈(170)는 LED(120)의 전면 위치에 해당하는 케이스(160)의 전면(상부) 부분에 오목한 형태로 배치된다. 상기 구조를 갖는 평행집광 렌즈(170)를 통하여, LED(120)로부터 발광되는 광은 평행집광 렌즈(170)에서 집광하여, 직진방향으로 평행하게 조광된다.
본 발명에서는 파워 공급부(140)와 전기적으로 연결되어 LED(120)에 공급되는 파워의 ON/OFF 및 LED(120)의 밝기를 조절하는 노브(knob, 180)가 더 배치될 수 있으며, 노브(180)는 케이스(160)에 장착된다.
노브(180)는 도시된 바와 같은 다이얼식(dial type)으로 이루어져 있을 수 있고, 버튼식(button type) 또는 터치식(touch type)으로도 이루어져 있을 수 있다.
또한, 케이스(160)의 배면 등에는 고정용 돌기(190)가 형성되고, 피고정체에는 상기 고정용 돌기(190)에 대응하는 홈이 형성되어, 고정용 돌기(190)가 상기 피고정체의 홈에 삽입되어 고정될 수 있다.
상기 피고정체가 현미경인 경우, 현미경의 하부에 마련되는 고정대에 상기 홈이 형성되고, 고정용 돌기(190)가 형성된 홈에 삽입되어 현미경의 조광기로 활용할 수도 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 휴대용 조광장치에서 LED(120) 상부의 평행집광 렌즈(170)는 관찰하고자 하는 시편이 안착되는 재물대에 마련된 홀의 하부에 위치하게 된다. 이 경우, 본 발명에 따른 휴대용 조광장치가 현미경의 반사경 또는 고정형 조광기를 대신할 수 있으므로, 현미경의 내부 구조를 보다 간단히 할 수 있고, 그 무게를 가볍게 할 수 있게 된다.
물론, 피고정체에 고정하기 위한 고정용 돌기(190)가 필수적인 것은 아니며, 고정용 돌기(190)가 마련되어 있지 않더라도, 손에 휴대하거나 케이스(160)에 거치 구조를 형성할 경우 옷이나 헬멧 등에 고정할 수 있으므로 휴대용 후레쉬와 같은 용도로 이용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 휴대용 조광장치는 충전이 가능하여(rechargeable) 어떤 장소에서든 이용 가능하며, 소형으로 제작이 가능하여 쉽게 휴대할 수 있는 장점이 있다.
또한, 케이스에 방열용 슬릿(slit)이나 홀(hole)이 형성되어 고휘도 LED로부터 발생하는 열을 효율적으로 외부로 방출할 수 있으며, 이와 동시에 방열용 슬릿이나 홀을 통하여 먼지 등의 오염물질이나 습기 등이 유입되어도 LED 표면에 폴리카보네이트 등의 소재로 이루어진 투명 커버가 형성되어 있으므로, LED를 상기 오염물질 등으로부터 보호할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 일 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 충전이 가능한 휴대용 조광장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 휴대용 조광장치의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 휴대용 조광장치의 배면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 충전이 가능한 휴대용 조광장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 5는 종래의 반사경이 장착된 현미경을 나타낸 것이다.

Claims (7)

  1. 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판 일측에 장착되며, 전면으로 광을 조사하는 하나의 고휘도 LED;
    상기 LED를 보호하며, 폴리카보네이트를 포함하는 재질로 이루어진 투명 커버;
    상기 인쇄회로기판 타측에 배치되며, 충전용 배터리를 포함하여 상기 LED에 파워를 공급하는 파워 공급부;
    상기 파워 공급부의 충전용 배터리를 충전하기 위한 충전용 단자;
    상기 인쇄회로기판을 수용하며, 복수의 방열용 슬릿(slit) 또는 홀(hole)이 형성된 케이스;
    상기 케이스에서 상기 LED의 전면 위치에 배치되어, 상기 LED로부터 발광되는 빛을 집광하여 직진방향으로 조광하는 평행집광 렌즈; 및
    상기 케이스에 장착되며, 터치식(touch type)으로 상기 파워 공급부와 전기적으로 연결되어 상기 LED에 공급되는 파워의 ON/OFF 및 상기 LED의 밝기를 조절하는 노브(knob)를 포함하고,
    상기 케이스의 배면에는 고정용 돌기가 형성되고, 피고정체에는 상기 고정용 돌기에 대응하는 홈이 형성되어, 상기 고정용 돌기가 상기 홈에 삽입되어 고정되며,
    상기 케이스는 서로 래치(latch) 결합되는 상부 케이스 및 하부 케이스로 이루어져 있으며, 상기 상부케이스 및 하부케이스 중 어느 하나를 관통하는 고정 나사를 더 포함하고, 상기 상부 케이스 및 하부 케이스 중 다른 하나에는 내부 방향으로 나사 홈이 형성되어, 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 휴대용 조광장치.
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