KR100980808B1 - Ｌｅｄ 조명 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 방열 효율이 증대되고, 설치 장소에 따른 광학적 특성이나 필요한 광량에 맞춰 손쉽게 조립이 가능하며, 광량이 달라지는 경우라도 편리하고 안정적으로 구동할 수 있는 LED 조명 장치를 제공하는 것이다. 이를 위하여 본 발명에서는, 인쇄회로기판 상에 배치된 하나 이상의 LED와, 인쇄회로기판 배면에 배치된 방열판을 포함하는 단위 모듈; 및 상기 단위 모듈을 구동하는 인버터를 포함하고, 복수 개의 단위 모듈이 착탈식으로 연결된 LED 조명 장치를 제공한다.
LED, 조명 장치, 가로등, 방열, 모듈

Description

ＬＥＤ 조명 장치{Lighting apparatus using LED}
본 발명은 LED 조명 장치(lighting apparatus, illuminator)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 방열 효율이 증대되고, 설치 장소에 따른 광학적 특성이나 필요한 광량에 맞춰 손쉽게 조립이 가능하며, 광량이 달라지는 경우라도 편리하고 안정적으로 구동할 수 있는 LED 조명 장치에 관한 것이다.
일반적으로 LED를 사용한 조명장치는 점등되면 고열이 발생된다. 이 열에 의해 램프실이 가열되어 램프 및 이를 지원하는 각종 부품의 수명을 떨어뜨리는 결과를 낳는다. 가로등의 경우를 예를 들어 설명하면, 가로등에서 램프가 과열되면 고장을 방지하기 위해 일정한 온도 이상에서 가로등을 끄는 방식으로 가로등을 제어하기도 하지만, 가로등이 꺼지는 상황이 발생하는 것 자체가 가로등의 기능을 발휘하지 못하는 것이므로 문제이다.
특히, 최근 고효율 광원으로 각광을 받고 있는 발광다이오드(Light Emitting Diode: LED)를 이용하여 가로등을 제작하는 경우에는 발광다이오드에서 발생하는 열을 효율적으로 방열하기 위해 방열 구조를 개선할 필요성이 매우 크다.
또한, 기존의 가로등은 LED를 사용하는 경우에도 기존의 수은등이나 나트륨 등을 사용한 가로등에서 볼 수 있듯이 둥근 형상으로 전체를 덮는 글로브를 설치함으로써, 방열이 어렵고, 설치 장소에서 필요한 광학적 특성(배광곡선(配光曲線, distribution curve of luminous intensity), 조도(照度, intensity of illumination), 균질도)을 고려하지 않고 일률적으로 설계되는 단점이 있었다. 이에 이러한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 LED 조명 장치를 개발할 필요성이 대두되고 있다.
또한, 가로등과 같이 노출된 상태에서 사용되는 기기의 경우 방수가 잘 안될 경우 누전에 의한 사고가 발생할 우려도 있어서, 악조건에서 사용되어도 누수가 발생할 염려가 없는 안전한 LED 조명 장치를 개발할 필요성이 크다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 포함한 여러 가지 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 방열 효율이 증대되고, 설치 장소에 따른 광학적 특성이나 필요한 광량에 맞춰 손쉽게 조립이 가능하며, 광량이 달라지는 경우라도 편리하고 안정적으로 구동할 수 있는 LED 조명 장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 인쇄회로기판 상에 배치된 하나 이상의 LED와, 인쇄회로기판 배면에 배치된 방열판을 포함하는 단위 모듈; 및 상기 단위 모듈을 구동하는 인버터를 포함하고, 복수 개의 단위 모듈이 착탈식으로 연결된 LED 조명 장치를 제공함으로써 달성된다.
여기서, 상기 단위 모듈에는 하나 이상의 LED 각각에 대응하는 렌즈가 배치된 렌즈 커버가 LED의 전방에 배치된 것이 바람직하다.
여기서, 복수 개의 단위모듈을 고정하도록 단위 모듈의 양측에 끼워 맞춰지는 프레임을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 LED 조명 장치는, 원하는 광량, 조도, 균질도 등에 따라 단위 모듈의 개수를 자유롭게 결정하고 원하는 만큼 단위 모듈을 연결하여 LED 조명 장치를 간편하게 제작할 수 있다.
또한, LED를 사용하는 경우의 방열을 후면에 노출된 방열판에 의해 효과적으 로 수행할 수 있다.
또한, 단위 모듈의 개수가 증가하더라도 정전류 방식의 인버터를 사용하여 편리하고 안정적으로 구동할 수 있다.
또한, 각각의 LED에 대해 개별적으로 렌즈가 대응하도록 설치된 렌즈 커버를 사용하므로 원하는 배광곡선, 조도, 균질도 등을 고려하여 렌즈의 교체가 손쉽게 이루어질 수 있다.
또한, 단위 모듈을 조립하는 방식으로 필요한 광량에 따라 LED 조명 장치를 제작할 수 있어서 조립과 구동이 용이한 LED 조명 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 LED 조명장치에 의하면, 광량에 따른 단위 모듈 개수의 선택에 의한 제작이 용이하고, 방수, 방열 등의 성능이 우수하여 노출된 상태에서도 가로등으로 사용되기에 적합한 LED 조명 장치를 제공할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다. 한편, 본 명세서에서 사용되는 "가로등"이라는 용어는 보안등과 같이 실외에 사용되는 조명으로 가로등과 유사한 기기를 통칭하는 용어로 사용되는 것임을 미리 밝혀둔다.
도 1에는 본 발명에 따른 LED 조명 장치의 구성을 보여주는 평면도가 도시되어 있고, 도 2는 도 1에 도시된 LED 조명 장치의 저면도가 도시되어 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 LED 조명 장치(100)는 복수의 단위 모듈(10), 프레임(60) 및 인버터(도 9, 도 10)(인버터부 커버(70) 내에 위치)를 포함한다. 본 발명에 따른 LED 조명 장치(100)는 복수의 단위 모듈(10)이 소정 개수 연결되고, 그 외곽에 프레임(60)이 설치되어 단위 모듈(10)들을 고정하고, 양측단부에 인버터(76)가 설치된다.
도 3에는 본 발명에 따른 LED 조명 장치를 구성하는 단위 모듈에서 렌즈와 커버가 분리된 상태의 모습을 보여주는 도면이 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명에 따른 LED 조명 장치를 구성하는 단위 모듈의 구성을 보여주는 도면이 도시되어 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이, 상기 단위 모듈(10)은 인쇄회로기판(12) 상에 배치된 하나 이상의 LED(11)와, 인쇄회로기판(12) 배면에 배치된 방열판(13)을 포함한다. 상기 방열판(13)은 도면에 도시된 것과 같이, 복수의 판상의 부재가 배치된 것일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 판상의 부재의 길이 방향에 대해 불연속적으로 끊어진 형상 등 다양한 형상이 사용될 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 것과 같이, 하나 이상의 LED(11) 각각에 대응하는 렌즈(15)가 배치된 렌즈 커버(14)가 LED(11)의 전방에 배치될 수 있다. 여기서 렌즈 커버(14)는 렌즈의 커버가 아니라 "렌즈가 배열된 커버"라는 의미이며, 렌즈 커버(14) 상에 배치되는 각각의 렌즈(15)는 렌즈 커버(14)와 방수 가능하도록 결합된다. 상기 단위 모듈(10)에서 렌즈 커버(14)는 인쇄회로기판(12)에 물이 들어가지 않도록 방수 결합되는 것은 물론이다.
상기 단위 모듈(10)에는 연결핀(18, 19)(도 6 및 도 7)이 결합되는 연결핀 결합 홈(16, 17)이 양측면과 전후면에 형성되어 있다. 그중에서 전후면에 형성된 연결핀 결합 홈(17)은 방열판(13)에 설치될 수 있다.
도 5에는 본 발명에 따른 LED 조명 장치를 구성하는 단위 모듈의 구성을 보여주는 단면도가 도시되어 있다.
도 5에 도시된 것과 같이, 상기 렌즈 커버와 상기 인쇄회로기판의 사이 공간에는 충전(充塡)재(20)가 채워진다. 충전재로는 열전도성 폴리머, 실리콘, 에폭시 등이 사용될 수 있다. 상기 충전재를 채움으로써 LED에서 발생하는 열을 외부로 보다 원활하게 배출할 수 있고, 방수 효과를 크게 할 수 있다.
이하에서는 도 6 내지 도 10을 참조하여 본 발명에 따른 LED 조명 장치의 조립 방법을 설명한다.
도 6에는 본 발명에 따른 LED 조명 장치를 구성하는 단위 모듈에 연결 핀이 결합된 상태를 보여주는 도면이 도시되어 있고, 도 7에는 본 발명에 따른 LED 조명 장치를 구성하는 단위 모듈들이 상호 결합될 때의 상호 위치 관계를 보여주는 도면이 도시되어 있다.
도 6에 도시된 것과 같이, 각각의 단위 모듈(10)의 좌우면 중 일측면과 전후면에 연결핀(18, 19)을 설치한다. 그 다음 도 7에 도시된 것과 같이 단위 모듈(10)들을 위치하고 단위 모듈(10)의 측면이 마주하도록 필요한 개수의 단위 모듈(10)을 연결한다.
도 8에는 본 발명에 따른 LED 조명 장치를 구성하는 프레임의 단면도가 도시되어 있다.
도 8에 도시된 것과 같이, 프레임(60)에는 단위 모듈(10)의 전후면에 설치되 는 연결핀(19)이 삽입되는 연결핀 결합부(61)가 형성되어 있다. 이 연결핀 결합부(61)를 통해 필요한 개수로 연결된 단위 모듈(10)을 프레임(60)에 고정한다. 고정을 위해, 상기 연결핀(19)이 측방향으로 상기 연결핀 결합부(61)에 슬라이딩되면서 삽입될 수 있도록 연결핀에 단이 형성되어 있을 수 있다. 상기 프레임(60)은 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이 전후면에 각각 하나씩 두 개가 사용된다.
도 9에는 본 발명에 따른 LED 조명 장치를 구성하는 인버터부의 사시도가 도시되어 있다.
도 9에 도시된 것과 같이, 인버터부(75)에는 인버터(76)가 설치되는데, 이 인버터(76)는 정전류 방식으로 단위 모듈(10)의 LED들을 구동한다. 따라서 단위 모듈(10)의 개수에 비례하여 광량이 증가되고, 필요한 광량에 따라 단위 모듈(10)의 필요한 개수를 결정할 수 있다.
도 10에는 본 발명에 따른 LED 조명 장치에서 인버터부 커버가 분리된 상태의 사시도가 도시되어 있다.
도 10에 도시된 것과 같이, 연결핀(18)을 이용하여 단위 모듈(10)들을 측면이 마주하도록 일렬로 연결하고, 상기 프레임(60)으로 단위 모듈(10)들을 고정한 후, 양측단부에 인버터부(75)를 결합하고, 인버터부 커버(70)를 씌워 LED 조명 장치(100)의 조립을 완료한다.
기존의 가로등은 LED(11)를 사용하는 경우에도 기존의 수은등이나 나트륨등을 사용한 가로등에서 볼 수 있듯이 둥근 형상으로 전체를 덮는 글로브를 설치함으로써, 방열이 어렵고, 설치 장소에서 필요한 광학적 특성(배광곡선(配光曲線, distribution curve of luminous intensity), 조도, 균질도)을 고려하지 않고 일률적으로 설계되는 단점이 있었다. 그러나 본 발명의 LED 조명 장치(100)에서는 복수의 LED(11)를 사용하는 특성에 맞춰, 개별 LED(11)에 대응하는 렌즈(15)를 설치하고, 렌즈(15)를 변경이 용이하도록 렌즈 커버(14) 상에 배열하는 구조를 가진다. 또한, 방열판이 후면으로 "직접" 노출되어 있어서 방열 효과가 증대되는 효과를 가진다.
지금까지 본 발명을 설명함에 있어, 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 LED 조명 장치의 구성을 보여주는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 LED 조명 장치의 후면을 보여주는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 LED 조명 장치를 구성하는 단위 모듈에서 렌즈와 커버가 분리된 상태의 모습을 보여주는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 LED 조명 장치를 구성하는 단위 모듈의 구성을 보여주는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 LED 조명 장치를 구성하는 단위 모듈의 구성을 보여주는 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 LED 조명 장치를 구성하는 단위 모듈에 연결 핀이 결합된 상태를 보여주는 도면.
도 7은 본 발명에 따른 LED 조명 장치를 구성하는 단위 모듈이 결합하는 방식을 보여주는 도면.
도 8은 본 발명에 따른 LED 조명 장치를 구성하는 프레임의 단면도.
도 9는 본 발명에 따른 LED 조명 장치를 구성하는 인버터부의 도면.
도 10은 본 발명에 따른 LED 조명 장치에서 인버터부 커버가 분리된 상태의 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 단위 모듈 11: LED
12: 인쇄회로기판 13: 방열판
14: 렌즈 커버 15: 렌즈
16, 17: 연결핀 결합 홈 18, 19: 연결핀
20: 충전재 60: 프레임
61: 연결핀 결합부 70: 인버터부 커버
75: 인버터부 76: 인버터
100: LED 조명 장치

Claims (4)

  1. 인쇄회로기판 상에 배치된 복수 개의 LED와, 인쇄회로기판 배면에 배치된 방열판을 포함하는 단위 모듈; 및
    상기 단위 모듈을 구동하는 인버터를 포함하고,
    필요한 광량에 맞춰 개수가 정해진 복수 개의 단위 모듈이 착탈식으로 연결되며,
    상기 단위 모듈에는 복수 개의 LED 각각에 대응하는 렌즈가 배열된 렌즈 커버가 LED의 전방에 배치되고,
    복수 개의 단위모듈을 고정하도록 단위 모듈의 양측에 끼워 맞춰지는 프레임을 포함하며,
    상기 방열판은 대기와 직접 접하도록 외부에 노출되고,
    상기 인버터는 상기 단위 모듈의 개수에 무관하게 상기 단위 모듈들에 정전류를 공급함으로써, 단위 모듈의 개수에 따라 전체 광량이 정해지는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈 커버와 상기 인쇄회로기판 사이에는 충전재가 채워진 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
  4. 삭제
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