KR100984978B1 - 엘이디 가로등 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘이디 가로등에 관한 것으로서, 지주 상단의 조명케이스 내에 조명용 LED램프를 설치한 엘이디 가로등에 있어서, 일정한 길이를 가지면서 한쪽이 다른 쪽보다 폭이 더 넓은 사다리꼴 형상으로 된 회로기판; 상기 회로기판의 하부면에 다수개를 설치하여 회로기판에 의해 구동하되, 폭이 넓은 한쪽에서 폭이 좁은 다른 쪽으로 갈수록 개수가 점점 줄어들도록 배치하며, 90도의 각도범위 내에서 사방으로의 각도조절이 가능하도록 한 LED램프; 및 상기 회로기판의 상부면에 설치하여 LED램프에 의해 발생되는 열을 방출시키는 방열판;을 포함하되, 상기 LED램프가 설치된 회로기판은 폭이 좁은 쪽을 안쪽으로 하여 다수개를 나란히 조합한 LED모듈로 구성하여, 고리형의 원둘레 상에 필요한 개수만큼 상기 LED모듈을 배치함으로써, 방열의 효과와 더불어 원하는 방향으로의 빛의 조사 및 조사각도의 범위를 자유롭게 조정할 수 있는 효과가 있다.

Description

엘이디 가로등{LED STREET LIGHT}

본 발명은 엘이디 가로등에 관한 것으로서, 상세히는 조명용 LED램프를 적절하게 배치한 사다리꼴 형상의 회로기판을 다수개 조합한 LED모듈을 적절한 간격을 두고 설치하여 원거리를 잘 비추고 방열의 효과를 최대화하며, 상기 조명용 LED램프는 사방으로의 각도조절이 가능하여 좁은 범위에서부터 넓은 범위까지의 조명이 가능하며, 해충이 싫어하는 파장대역을 갖는 해충회피용 LED램프를 상기 회로기판에 추가로 설치한 엘이디 가로등에 관한 것이다.

LED의 발명 이후 상기 LED를 이용한 LED램프를 조명으로 사용하는 경우가 많아지기 시작했고, 최근에는 환경오염의 문제로 유해물질의 사용규제 움직임이 강화되기도 하지만 에너지 절약의 관점에서 볼 때도 백열등이나 형광등의 조명등을 상기 LED를 이용한 LED램프로 자연스럽게 교체하고 있으며, 그에 따라 현재 설치하고 있는 거리의 가로등도 LED램프를 사용한 LED 가로등을 많이 적용하고 있다.

이러한 종래 LED 가로등은 LED를 이용한 여러 개의 LED램프를 조합하여 일정한 방향으로만 정해진 각도 내에서 비추도록 하였기 때문에, 인접하는 LED램프로 인해 과열의 문제(열폭주 현상)가 있을 수 있고, 다양한 방향으로의 조명이 이루어지지 못하며, 예컨대 폭이 좁은 차선에서부터 넓은 차선까지의 도로의 조명을 모두 다 적용하지 못하는 문제가 있다.

또한, 종래 LED 가로등은 특히 여름철에 불빛을 보고 달려드는 각종의 해충들에 의해 가로등이 지저분해지면서 밝기를 떨어뜨린다는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 다수개의 조명용 LED램프가 적절하게 배치된 사다리꼴 형상의 회로기판을 방열에 필요한 일정간격을 두고 다수개 조합한 LED모듈을 원둘레 상의 필요한 위치에 필요한 개수만큼 설치함으로써, 주변 LED로부터 전이되는 열을 최대한 억제하도록 배치하여 방열의 효과는 물론 다양한 방향으로의 조명이 선택적으로 이루어지며, 상기 조명용 LED램프는 사방으로의 각도조절이 가능하여 좁은 범위에서부터 넓은 범위의 조명이 모두 다 이루어지는 엘이디 가로등을 제공함에 있다.

다른 목적은 상기 회로기판에 해충이 싫어하는 파장대역을 갖는 해충회피용 LED램프를 추가로 설치함으로써 청결하면서 항상 같은 밝기를 유지하는 LED 가로등을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 엘이디 가로등은, 지주 상단의 조명케이스 내에 LED램프를 설치한 엘이디 가로등에 있어서, 일정한 길이를 가지면서 한쪽이 다른 쪽보다 폭이 더 넓은 사다리꼴 형상으로 되어 원거리까지 빛의 분포가 일정하도록 LED를 배치할 공간이 형성된 회로기판; 상기 회로기판의 상부면에 설치하여 LED에 의해 발생되는 열을 방출시키는 방열판; 및 상기 회로기판의 하부면에 다수개를 설치하여 회로기판에 의해 구동하되, 상기 회로기판의 폭이 넓은 한쪽에서 폭이 좁은 다른 쪽으로 갈수록 개수가 점점 줄어들도록 LED 배치공간에 배치하며, 90도의 각도범위 내에서 사방으로의 각도조절이 가능하도록 관절기능을 갖춘 기구물을 포함한 조명용 LED램프;를 포함하여 이루어지되, 상기 조명용 LED램프가 설치된 회로기판은 폭이 좁은 쪽을 안쪽으로 하여 5∼6개를 나란히 조합한 LED모듈로 구성하여, 고리형의 원둘레 상에 필요한 개수만큼 상기 LED모듈을 배치한 것을 특징으로 하고 있다.

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또, 상기 조명용 LED램프의 사이 사이의 회로기판에 540∼620㎚의 해충회피 파장대역(해충별로 각각 회피하는 파장이 틀림)을 갖는 다수개의 해충회피용 LED램프를 더 배치하는 것이 바람직하다.

상기 회로기판에서 조명용 LED램프에 의해 조사되는 빛의 광분포각은 120도인 것이 바람직하다.

또, 상기 조명용 LED램프는 LED 가로등에 설치되어 자연상태의 조도값을 감지하는 조도센서에 의해 밝기가 조절되도록 하는 것이 바람직하다.

또, 조명용 LED램프는 도로 혹은 조명을 하고자 하는 곳에 빛이 집중되어 주변의 농작물성장에 피해가 없도록 각도를 조절할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 엘이디 가로등에 의하면, 조명용 LED램프를 설치한 사다리꼴 회로기판 사이 및 상기 회로기판의 조합으로 구성되는 LED모듈이 적당한 간격을 두고 설치되어 방열의 효과가 우수하고, 상기 LED모듈은 다양한 방향을 선택적으로 설치할 수 있어 어느 방향이던지 원하는 방향으로의 조명이 가능하며, 상기 조명용 LED램프는 사방으로의 각도조절이 가능하므로 좁은 범위에서부터 넓은 범위까지의 조명이 가능해지는 효과가 있다.

더욱이, 해충회피용 LED램프로 인해 해충이 불빛을 보고 달려드는 것을 억제할 수 있으므로 그만큼 가로등이 청결해지면서 밝기를 유지할 수 있는 효과가 있다.

결국 동일한 전력을 기준으로 할 때 종래 가로등과 본 발명의 엘이디 가로등의 조명을 비교해 보면, 빛의 효율이 약 30% 증가하여 조명하는 곳의 빛의 균일도를 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 LED 가로등의 조명용 LED램프가 설치되는 회로기판의 개략적인 측단면도 및 저면도
도 2는 본 발명에 따른 LED 가로등의 회로기판을 조합한 LED모듈의 개략적인 설치상태 저면도 및 측단면도
도 3은 본 발명에 따른 LED 가로등을 연달아 설치한 상태에서의 위치에 따른 조도량을 보여주는 도면
도 4는 본 발명에 따른 LED 가로등에 내장된 조도센서유닛에서 조도센서에 의한 조명의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도

이하, 본 발명에 따른 엘이디 가로등의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 LED 가로등의 조명용 LED램프가 설치되는 회로기판의 개략적인 측단면도 및 저면도를 도시한 것이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 회로기판(1)은 일정한 길이를 가지면서 한쪽이 다른 쪽보다 폭이 더 넓은 사다리꼴 형상으로 되어 있으며, 상기 회로기판(1)의 하부면에 형성된 LED 배치공간에 조명용 LED램프(2)를 배치하여 설치하되, 회로기판(1)의 폭이 넓은 한쪽에서부터 폭이 좁은 다른 쪽으로 갈수록 개수가 점점 줄어들도록, 예컨대 3개, 3개, 2개, 2개, 1개로 일정한 간격을 두고 다수개의 조명용 LED램프(2)를 나란히 설치할 수 있도록 LED 배치공간이 형성되며, 설치된 조명용 LED램프(2)의 헤드 부분은 별도의 관절기구에 의해 자유롭게 움직일 수 있도록 되어 있어 상기 조명용 LED램프(2)에서 발산되는 빛의 조사각도를 사방으로 조절할 수 있다.

상기 회로기판(1)은 길이 사다리꼴의 형태를 갖추고 다양한 크기로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 회로기판(1)의 일측으로는 조명용 LED램프(2)와 연결되어 전원을 공급받는 전선(3)이 연결되며, 상기 전선(3)을 통해 전원을 공급받아 회로기판(4)에 형성된 각종의 회로를 통해 조명용 LED램프(2)를 구동시킨다.

상기 회로기판(1)의 상부면에는 방열판(5)이 설치되어 조명용 LED램프(2)의 점등으로 인해 발생되는 열을 적극적으로 방출시킴으로써 상기 조명용 LED램프(2)가 과열되는 것을 방지하도록 한다.

한편, 상기 조명용 LED램프(2)의 사이 사이에는 조명용 LED램프(2)의 배치와 같은 방식으로 개수가 점점 줄어들도록, 예컨대 4개, 3개, 3개, 2개, 1개로 일정한 간격을 두고 다수개의 해충회피용 LED램프(6)를 나란히 설치하며, 상기 해충회피용 LED램프(6)에 의해 조사되는 빛은 해충이 싫어하는 540∼620㎚의 파장대역을 갖도록 함으로써 상기 조명용 LED램프(2) 주위로 불빛을 보고 해충이 모여드는 것을 억제하도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 LED 가로등의 회로기판을 조합한 LED모듈의 개략적인 설치상태 저면도 및 측단면도를 도시한 것이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 조명용 LED램프(2)가 설치된 회로기판(1)을 다수개 조합하여 예컨대 전원을 입력받는 설치박스(9)에 5∼6개를 나란히 붙여 LED모듈(10)을 구성하고, 상기 LED모듈(10)은 LED 가로등(L)의 지주(7) 상단의 조명케이스(4) 내에 설치하되, 상기 지주(7) 상단에서 방사상으로 연결된 연결바(8)의 끝단부에 각각 설치됨으로써 원둘레를 상을 따라 나란히 일정한 간격을 두고 다수개 배치된 형태를 이루고 있다.

상기 LED모듈(10)의 배치는 필요한 조도량에 따라, 상기한 바와 같이 원둘레의 전체나 열십자의 부위 또는 X자의 부위에만 배치할 수 있고, 도로변에 설치할 경우 인도 쪽보다 도로 쪽을 더 많이 배치할 수도 있으며, 경우에 따라서는 도로변 쪽 또는 인도 쪽에만 상기 LED모듈(10)을 설치할 수 있다.

상기한 바와 같이 사다리꼴 형상의 회로기판(1)의 폭이 좁은 쪽을 LED 가로등(L)의 안쪽으로 하여 LED모듈(10)을 구성하면, 가까운 곳보다 먼 곳을 비추는 조명용 LED램프(2)의 개수를 더 많이 배치할 수 있으므로 근거리와 원거리의 조도량 편차를 최소화할 수 있고, 조도량을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 LED모듈(10)에 설치된 조명용 LED램프(2)는 상기한 바와 같이 별도의 관절기구에 의해 사방으로 자유롭게 90도의 범위 내에서 각도를 조절할 수 있으므로, 1차선이나 2차선의 도로의 경우 가까운 곳을 비추도록 고개를 숙이는 것과 같은 좁은 각도로 상기 조명용 LED램프(2)를 조절하고, 4차선이나 그 이상의 도로의 경우 먼 곳을 비추도록 고개를 드는 것과 같은 넓은 각도로 상기 조명용 LED램프(2)의 각도를 조절하며, 상기 조명용 LED램프(2)에서 발산되는 빛의 바람직한 광분포각은 120도이다.
상기 광분포각은 일정한 개수의 조명용 LED램프(2)로 가장 바람직하게 주변을 비추어줄 수 있는 각도 범위를 나타낸 것으로서, 일정한 개수의 조명용 LED램프(2) 사이의 간격조절과 적절한 배치를 통해 주변을 가장 밝게 비추어줄 수 있는 알맞은 각도 범위를 의미한다.

따라서, 상기 120도의 광분포각은 본 출원인의 연구에 의하면 조명용 LED램프(2)가 밝히는 빛의 분포도가 가장 극대화되는 각도로써 빛이 주변으로 골고루 분산되면서 더 밝게 비추어줄 수 있는 효율성이 좋은 각도이고, 120도 미만으로 광분포각이 형성될 경우 빛이 주변으로 퍼지지 않고 바로 아래만 집중적으로 비추게 되어 주변을 환히 밝히는 조명으로써의 효율성이 떨어지며, 120도를 초과하여 광분포각이 형성될 경우 빛이 너무 넓은 범위로 퍼져 이도 역시 조명으로써의 효율성이 떨어진다.

이와 같이 상기 회로기판(1)이 사다리꼴 형상으로 되어 있기 때문에 LED모듈(10)을 구성하기 위해 서로 붙여놓으면 서로 약간의 간격이 생길 뿐만 아니라, 다수개의 LED모듈(10)을 원둘레 상에 배치할 때에도 서로 간격을 두고 배치하기 때문에 그만큼 서로 떨어져 있는 조명용 LED램프(2)로 인해 우수한 방열의 효과를 얻을 수 있게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 LED 가로등을 연달아 설치한 상태에서의 위치에 따른 조도량을 보여주는 도면을 도시한 것이다.

도 3을 참조하여 각 위치의 조도량은 다음의 표 1와 같다.

조명	A지점(A-A')	B지점	지주의 높이
198W(66W×3개)	22Lux(31.2M)	45Lux	9미터 기준
132W(66W×2개)	20Lux(26M)	44Lux	7.5미터 기준
66W(66W×21개)	23Lux(17.3M)	48Lux	5미터 기준

*상기 31.2M, 26MM 17.3M는 가로등의 높이에 따른 가로등 사이의 표준간격

상기 표 1에 의하면 지주의 높이에 따라 조명용 LED램프(2)의 개수가 달라지는데, 가로등의 사이 지점(A,A')및 가로등의 밑 지점(B)에서의 빛의 밝기가 종래 LED 가로등에 비해 더 밝아졌음을 나타낸 것이다.

한편, 본 발명의 LED 가로등에는 조도센서가 설치되어 있으므로 다음과 같은 상기 조도센서의 작용에 의해 주변의 밝기에 따라 상기 LED 가로등의 밝기를 조절할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 LED 가로등에 내장된 조도센서유닛에서 조도센서에 의한 조명의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도를 도시한 것이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 상기 조도센서유닛(100)은 광원(101), 메인 제어부(102), 전류 제어부(103), 전원부(104), 통신부(105), 사용자 입출력부(106) 및 조도 센서 입력부(107)를 포함한다.

광원(101)으로는 상기한 LED램프를 사용한다.

조도 센서 입력부(107)는 주변의 조도를 측정하는 조도 센서(미도시)의 조도값을 리드(read)한다.

메인 제어부(102)는 통상적인 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU: Micro Controller Unit)으로, 조도 센서 입력부(107)로부터의 조도값에 따라 주변의 밝기가 과도한지 또는 부족한지를 판단하여, 그에 따른 제어 신호를 전류제어부(103)로 출력한다. 구체적으로, 메인 제어부(102)는 조도 센서 입력부(107)로부터의 조도값이 최적치보다 크면 과도하게 밝은 것으로 판단하고 부(-)의 제어 신호를 전류 제어부(103)로 출력한다. 그리고, 조도 센서 입력부(107)로부터의 조도값이 최적치보다 작으면 어두운 것으로 판단하고 정(+)의 제어 신호를 전류 제어부(103)로 출력한다.

상기 최적치란, 가로등의 조명이 필요한 실외 공간에 가장 적합하다고 판단되는 조도값으로, 도로변이나 공원 등과 같은 실외 공간의 장소에 따라 다른 값이 될 수 있다. 또한 상기 최적치는 일정 범위 내의 값일 수도 있고, 범위를 갖지 않는 특정 값일 수도 있다.

메인 제어부(102)는 상기 제어 신호에 대한 응답으로 전류 제어부(103)로부터 전류값을 수신하고, 전류값이 수신된 이후부터 시간을 카운트하여 카운트한 시간과 수신된 전류값을 토대로 소비 전력을 산출한다.

메인 제어부(102)는 센서형 조명 유닛임을 나타내기 위한 딥 스위치를 포함한다. 딥 스위치는 센서형임을 나타내는 값, 예컨데 '0'으로 셋팅(setting)된다.

전류 제어부(103)는 메인 제어부(102)로부터의 제어 신호에 따라 광원(101)에 공급하는 전류값을 일정 크기(Δ)만큼 증가 또는 감소시켜 광원(101)의 밝기를 조절한다. 구체적으로, 전류 제어부(103)는 메인 제어부(102)로부터 부(-)의 제어 신호가 수신되면 광원(101)에 공급하는 전류값을 일정 크기(Δ)만큼 감소시켜 광원(101)의 밝기를 감소시킨다. 그리고, 메인 제어부(102)로부터 정(+)의 제어 신호가 수신되면 광원(101)에 공급하는 전류값을 일정 크기(Δ)만큼 증가시키어 광원(101)의 밝기를 증가시킨다.

전류 제어부(103)는 광원(101)에 공급하는 전류값을 메인 제어부(102)에 전달한다.

전원부(104)는 도면으로 나타낸 바와 같이 센서형 조명 유닛(100)과 일체로 구성될 수도 있고, 분리하여 구성될 수도 있다.

전원부(104)를 일체형으로 구성하는 경우, 전원부(104)는 전력 인입선을 통해 공급되는 상용 교류 전원을 센서형 조명 유닛(100)에 필요한 직류 전원으로 변환한다. 전원부(104)는 센서형 조명 유닛(100)의 요소 중 직류 전압에 의해 구동되는 요소들이 요구하는 전압을 생성하여 해당 요소에 공급한다. 도시한 예에서는 도면의 복잡성을 피하기 위해 전원부(104)를 통해 입력되는 전원을 메인 제어부(102)에 공급하는 경로만 표시하였으나, 전원부(104)를 통해 입력되는 전원은 나머지 직류 구동 요소, 예를 들어, 광원(101), 전류 제어부(103), 통신부(105) 등에도 공급된다.

따라서, 상기 조도센서의 기능으로 인해 조도의 평균값을 설정할 때 자연상태의 조도값에 따른 조명용 LED램프(2)의 조도값을 측정하여 조명함으로써 균일한 빛이 자동으로 선정되어 조명할 수 있게 되어 그만큼 매우 큰 절전의 효과를 볼 수 있다.

상기 조도센서의 기능은 필요에 따라 LED 가로등마다 개별적으로 이루어질 수 있고, 상기 LED 가로등 몇 개를 조합하여 그룹으로 이루어질 수도 있으며, 유선 또는 무선을 통해 원격으로 조종하여 이루어질 수도 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 엘이디 가로등에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

1 : 회로기판 2 : 조명용 LED램프
3 : 전선 4 : 조명케이스
5 : 방열판 6 : 해충회피용 LED램프
7 : 지주 8 : 연결바
9 : 설치박스 10 : LED모듈
100 : 조도센서유닛 101 : 광원
102 : 메인 제어부 103 : 전류 제어부
104 : 전원부 105 : 통신부
106 : 사용자 입출력부 107 : 조도 센서 입력부
L : LED 가로등

Claims (5)

1. 지주 상단의 조명케이스 내에 LED램프를 설치한 엘이디 가로등에 있어서,
   사다리꼴 형상으로 되어 원거리로 빛의 방출이 많도록 넓은 한쪽으로 다수개의 LED 배치공간을 더 많이 형성한 회로기판;
   상기 회로기판의 상부면에 설치하여 LED에 의해 발생되는 열을 방출시키는 방열판; 및
   상기 회로기판 하부면의 폭이 넓은 한쪽에서 폭이 좁은 다른 쪽으로 갈수록 LED램프 개수가 점점 줄어들도록 상기 LED 배치공간에 배치하며, 관절기구에 의해 90도의 각도범위 내에서 각도조절이 가능하도록 한 조명용 LED램프;
   을 포함하여 이루어지되, 상기 조명용 LED램프가 설치된 회로기판은 폭이 좁은 쪽을 안쪽으로 하여 5∼6개를 나란히 조합한 LED모듈로 구성하여, 고리형의 원둘레 상에 상기 LED모듈을 배치하는 것을 특징으로 하는 엘이디 가로등.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 조명용 LED램프의 사이 사이의 회로기판에 540∼620㎚의 해충회피 파장대역을 갖는 다수개의 해충회피용 LED램프를 더 배치한 것을 특징으로 하는 엘이디 가로등.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 회로기판에서 조명용 LED램프의 배치 및 상기 조명용 LED램프 사이의 간격 조정에 의해 주변을 비추어줄 수 있도록 상기 조명용 LED램프에서 조사되는 빛의 광분포각은 120도인 것을 특징으로 하는 엘이디 가로등.
   
5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 조명용 LED램프는 LED 가로등에 설치되어 자연상태의 조도값을 감지하는 조도센서에 의해 밝기가 조절되도록 한 것을 특징으로 하는 엘이디 가로등.

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