KR101000272B1

KR101000272B1 - 엘이디 조명장치

Info

Publication number: KR101000272B1
Application number: KR1020080047658A
Authority: KR
Inventors: 박호병
Original assignee: 박호병
Priority date: 2008-05-22
Filing date: 2008-05-22
Publication date: 2010-12-09
Also published as: KR20090121652A

Abstract

본 발명은, LED 조명장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 차도 또는 인도에 평행한 방향, 및 차도 또는 인도에 수직한 방향 모두에서 균일한 빛의 분포를 얻을 수 있는 LED 조명장치에 관한 것이다.

본 발명의 LED 조명장치는, 가로등이나 보안등과 같이 바닥면에 균일한 조도 또는 휘도 분포를 필요로 하는 노면의 길이방향(y축)을 따라 연속적으로 배열, 설치되는 조명장치에 있어서, 복수의 LED 광원이 2m개의 LED 평판모듈(Mi, i= ±1, ±2,···, ±m)에 각각 배열되어 하나의 LED 조명단위모듈을 구성하되, y축과 상기 LED 평판모듈(Mi)이 이루는 각도(

_i)는

_±i＜

_±i±1(복호 동순)의 관계를 만족하고, 상기 LED 평판모듈(Mi)의 광속을 Φ_i라 할 때, Φ_±i≤Φ_±i±1(복호 동순)의 관계와, Φ_±m/Φ_±1≥5(복호 동순)의 관계를 만족하며, 상기 LED 조명단위모듈 n개를 상기 노면의 폭방향(x축)을 따라 연속적으로 배열하여 하나의 등기구를 형성한 것을 특징으로 한다.

이에 의해, LED 광원을 가로등으로서 가져야 할 균일한 배광 특성을 갖도록 구성할 수 있다. 이러한 원리를 응용하여 동일, 유사한 배광특성이 요구되는 보안등 등 다양한 조명장치에 적용할 수 있다. 그리고, 전력절감, 환경문제 등의 이유로 주목받아 온 LED 광원을 적용한 LED 조명에서 해결해야 할 주요한 과제 중의 하나인 배광 특성을 조절하는 기술을 통하여 LED 조명의 상업화를 진일보시킬 수 있다.

LED 조명장치, LED 가로등, LED 보안등

Description

엘이디 조명장치{LED LIGHTING APPARATUS}

본 발명은 LED 조명장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 차도 또는 인도에 평행한 방향, 및 차도 또는 인도에 수직한 방향 모두에서 균일한 빛의 분포를 얻을 수 있는 LED 조명장치에 관한 것이다.

일반적으로, 가로등은 거리의 조명이나 교통의 안전을 위하여 차도를 따라 시설하는 조명장치로서, 수은등, 또는 나트륨 등을 광원으로 하는 램프를 조명기구물에 장착하여 구성한다.

이러한, 종래 램프에 의해 구성된 가로등은 소비전력이 높고 수명이 짧은 단점을 갖고 있으므로, 소비전력이 현저히 낮고 반영구적인 수명을 갖는 LED를 광원으로 하는 가로등에 관한 다양한 연구 개발활동이 이루어지고 있다.

현재, 개발된 LED 가로등은 평면으로 형성된 조명기구물에 LED를 배열하여 구성한 것이 있으나, LED는 소비전력 및 빛의 밝기 측면에서 다른 광원에 비해 우수하지만 조사되는 광선이 직선 특성을 갖고 있으므로 LED 가로등이 설치된 바로 아랫 부분은 지나치게 밝고 가로등과 가로등 사이의 공간은 상대적으로 조도가 매우 낮은 단점을 갖는다.

그리고, 가로등은 야간 주행시 안전운행을 위해 도로의 조도(또는 휘도)가 균일해지도록 조명하여야 하지만, 종래 LED 가로등을 도로에 설치할 경우 조도가 불균일하여 야간 주행시에 밝고 어두운 부분이 반복적으로 교차됨에 따라 운전자의 피로감을 증가시키고, 착시현상을 불러 일으켜 안전운행에 악영향을 끼치게 된다.

이에 따라, 전술한 문제점을 해결하기 방안으로 대한민국 등록특허 제10-0754973호에 개시된 바와 같은 LED 가로등이 제안되어 있다. 이러한 가로등은 LED의 장착 기구면에 경사각을 형성하여 측면으로 광선을 멀리 보낼 수 있도록 한 것이다.

그리고, 최근에는 도1a 및 도1b에 도시된 바와 같이 곡면 구조를 갖는 장착 기구면(101)에 LED(s)를 배열한 가로등(100)이 제안되어 있다. 이에 따르면 곡면 구조의 장착 기구면에 서로 다른 밀도로 LED가 배열되므로 조도의 균일도를 어느 정도 향상시킬 수 있다.

하지만, 전술한 LED 가로등은 지향각이 좁은 LED의 특성상 복수의 차선을 모두 균일하게 비출 수 없는 문제점을 갖는다. 예컨대, 전술한 형태의 LED 가로등을 차선 폭이 3.2m인 편도 2차선 실제 도로에 배치하였을 경우, 차선에 수직한 방향의 빛의 분포는 도2에 도시된 형태로 나타나게 된다. 이와 같이 측정된 조도를 차선축균제도(車線軸均齊度)로 평가하여 보면, 휘도 비가 0.114 정도임을 알 수 있으므로 한국산업규격의 운전자에 대한 조명기준(KS. A 3701 도로조명기준)에 현저히 미달 됨을 알 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 차선축균제도는 전방 노면의 눈에 보이는 밝기 분포의 균일한 정도를 나타내는 휘도의 비를 정한 규격으로서, 조도 측정치의 최대값 대비 최소값의 비율이며, 한국산업규격의 운전자에 대한 조명기준에는 고속도로와 주간선도로에서 0.7를 만족하도록 규정하고 있다. 하지만, 전술한 LED 가로등은 휘도 비가 0.114 정도에 불가하므로, 밝기 분포의 균일한 정도가 현저히 불량하여 실제 도로에서 가로등으로 적용할 수 없는 실정에 있다.

본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 차도에 평행한 방향 및 차도에 수직한 방향 모두에서 균일한 빛의 분포를 얻을 수 있도록 함으로써, 실제 도로의 가로등으로 적용하여 효과적인 조명효과를 발휘하면서도 전력소모를 저감하고 에너지 효율을 향상시킬 수 있도록 한 LED 조명장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 LED 조명장치는, 가로등이나 보안등과 같이 바닥면에 균일한 조도 또는 휘도 분포를 필요로 하는 노면의 길이방향(y축)을 따라 연속적으로 배열, 설치되는 조명장치에 있어서, 복수의 LED 광원이 2m개의 LED 평판모듈(Mi, i= ±1, ±2,···, ±m)에 각각 배열되어 하나의 LED 조명단위모듈을 구성하되, y축과 상기 LED 평판모듈(Mi)이 이루는 각도(

_i)는

_±i＜

_±i±1(복호 동순)의 관계를 만족하고, 상기 LED 평판모듈(Mi)의 광속을 Φ_i라 할 때, Φ_±i≤Φ_±i±1(복호 동순)의 관계를 만족하며, Φ_±m/Φ_±1≥5(복호 동순)의 관계를 만족하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 LED 광원은 LED 또는 LED와 렌즈의 복합체로 이루어지고, 그 지향각폭(Δη)은 10°내지 40°로 구성될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 LED 조명장치는, 가로등이나 보 안등과 같이 바닥면에 균일한 조도 또는 휘도 분포를 필요로 하는 노면의 길이방향(y축)을 따라 연속적으로 배열, 설치되는 조명장치에 있어서, 복수의 LED 광원이 2m개의 LED 평판모듈(Mi, i= ±1, ±2,···, ±m)에 각각 배열되어 하나의 LED 조명단위모듈을 구성하되, y축과 상기 LED 평판모듈(Mi)이 이루는 각도(

_i)는

_±i＜

그리고, 상기 LED 광원은 지향각폭(Δη)은 ±5°내지 ±20°인 LED 또는 LED와 렌즈의 복합체로 이루어지고, j번째 상기 LED 조명단위모듈과 첫번째 상기 LED 조명단위모듈과 이루는 각도를 ψ_j(j=2, 3, 4, ..., n)라 할 때, ψ_j＜ψ_j+1 의 관계와, (Δη-5°)/(n-1)≤ψ_j+1 -ψ_j≤(Δη+5°)/(n-1)의 관계를 만족하도록 한다.

이때, 상기 LED 또는 LED와 렌즈의 복합체의 지향각폭은 25°로 구성할 수 있다.

상기 LED 광원들이 10개의 상기 LED 평판모듈(Mi, i= ±1, ±2,···, ±m)에 각각 배열되어 하나의 상기 LED 조명단위모듈을 이루고, 상기 LED 평판모듈과 y축이 이루는 각도(

_i)는

_±1 = 7°,

_±2 = 21°,

_±3 = 35°,

_±4 = 49°,

_±5 = 63°로 구성할 수 있다.

그리고, 상기 LED 광원들이 10개의 상기 LED 평판모듈(Mi, i= -5, -4, -3, -2, -1, 1, 2, 3, 4, 5)에 각각 배열되어 하나의 상기 LED 조명단위모듈을 이루고, 각각의 상기 LED 평판모듈의 광속 Φ_i 가 Φ_i=Φ_-i를 만족하며, Φ₁:Φ₂:Φ₃:Φ₄:Φ₅ = 1:1:2:2:7을 만족하도록 구성할 수 있다.

또한, 상기 LED 조명단위모듈 2개를 x축을 따라 배열하여 하나의 등기구로 형성하되, 첫번째 상기 LED 조명단위모듈과 두번째 상기 LED 조명단위모듈이 이루는 각도(ψ)를 (Δη-5°)≤ψ≤(Δη+5°)를 만족하도록 구성할 수 있다.

본 발명의 LED 조명장치는, LED 광원이 가로등으로서 가져야 할 균일한 배광 특성을 갖도록 구성할 수 있다. 이러한 원리를 응용하여 동일, 유사한 배광특성이 요구되는 보안등 등 다양한 조명장치에 적용할 수 있다. 그리고, 전력절감, 환경문제 등의 이유로 주목받아 온 LED 광원을 적용한 LED 조명에서 해결해야 할 주요한 과제 중의 하나인 배광 특성을 조절하는 기술을 통하여 LED 조명의 상업화를 진일보시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.

도3은 본 발명에 따른 LED 조명장치의 설치예를 개략적으로 나타내는 도면, 도4는 본 발명에 따른 LED 조명장치의 일 예를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

도3 및 도4를 참조하면, 본 발명에 따른 LED 조명장치는, 바닥면에 균일한 조도 또는 휘도 분포를 필요로 하는 노면(a)의 길이방향(y축;차선과 평행한 방향, 즉 노면의 길이방향을 따라 연속, 설치되는 조명장치와 평행한 방향)을 따라 연속적으로 배열하여 설치하는 가로등(301,302)이나 보안등 등에 적용할 수 있는 것으로, LED 광원(s)들이 배열, 설치되는 복수의 LED 평판모듈을 이용하여 하나의 LED 조명단위모듈을 구성한다.

LED 조명장치는 단수의 LED 조명단위모듈에 의해 구성될 수도 있지만, 바람직하게는 두 개 이상인 n개의 LED 조명단위모듈을 연속적으로 배열하여 하나의 등기구를 형성한다. 이때, LED 조명단위모듈은 노면의 폭방향(x축;노면의 길이방향을 따라 연속, 설치되는 조명장치와 수직한 방향)을 따라 배열되도록 구성한다.

그리고, LED 평판모듈에 배열되는 광원으로 적용되는 LED(Light emitting diode)는 일반적으로 각도에 대하여 램버시안(Lambertian) 특성을 보여, η=±60°(Δη=120°) 정도의 지향각폭(Δη)을 가지게 되므로, 부가적인 렌즈를 사용하거나, LED의 형태에 변형을 주어 그 특성을 변화시킬 수 있다. 여기서, 지향각폭(Δη)은 정면에서의 밝기의 반이 되는 각도의 범위를 말한다.

본 발명에서 LED 광원(s)은 LED 또는 LED와 렌즈의 복합체로 구성될 수 있다. 즉, LED 자체에 집광렌즈를 포함하거나, LED에 별도의 부가 렌즈로서 집광렌즈를 설치하여 복합체로 형성한 것을 적용할 수 있다.

이때, LED 광원(s)의 지향각폭(Δη)은 ±5°내지 ±20°의 범위로 하되, ±15° 정도의 각도를 갖도록 구성하는 것이 더욱 바람직하다.
여기에서, LED 광원(s)의 지향각폭(Δη)을, 일반적인 지향각폭인 ±60°보다 작게하여 ±5°내지 ±20°의 범위로 하는 이유는 동일한 광량에서 보다 높은 조도를 얻기 위한 것으로서, 지향각폭의 제한과 더불어 LED 평판모듈간의 결합 형상 및 LED 조명단위모듈간의 결합 형상을 조절함으로써 바닥면에 균일한 조도 또는 휘도 분포를 얻기 위함이다.

한편, LED 조명장치에서 서로 연결되는 LED 조명단위모듈은 소정의 결합각도를 갖는다. 일 예로, 도4에 도시된 바와 같이 2개의 LED 조명단위모듈(510,520)에 의해 LED 조명장치(500)가 구성되는 경우, LED 조명단위모듈(510,520) 2개를 x축을 따라 배열하여 하나의 등기구로 형성하되, 첫번째 LED 조명단위모듈(510)이 두번째 LED 조명단위모듈(520)과 이루는 각도(ψ)를 하기의 수학식1를 만족하도록 구성한다.

(Δη-5°)≤ψ≤(Δη+5°)

여기에서, 수학식 1을 구체적으로 살펴보기 위해 예를 들어보면, 만약 지향각폭(Δη)이 10°일 때는 5°≤ψ≤ 15°, 지향각폭(Δη)이 15°일 때는 10°≤ψ≤ 20°임을 알 수 있다.
즉 지향각폭(Δη)과 LED 조명단위모듈간의 결합각도(ψ)는 정상관 관계가 있는 것인바, 도4를 참조하여 보면, LED 광원(s)의 지향각폭(Δη)이 작아지면 LED 조명단위모듈간의 결합각도(ψ) 역시 작아지면서 LED 조명단위모듈의 결합 형상이 더욱 완만한 형상이 됨으로써 차선에 수직한 방향으로의 균일한 조도를 확보하게 되는 것이다.

도5는 본 발명에 따른 LED 조명장치의 다른 예를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

도5를 참조하면, LED 조명장치(600)는 3개의 LED 조명단위모듈(610,620,630)으로 구성되고, 첫 번째 LED 조명단위모듈(610)과 두 번째 LED 조명단위모듈(620)은 ψ₂의 결합각도로 결합되고, 첫 번째 LED 조명단위모듈(610)과 세 번째 LED 조명단위모듈(630)은 ψ₃의 결합각도로 접속되어 있다. 이러한 방식으로 n 개의 LED 조명단위모듈들은 첫 번째 LED 조명단위모듈(610)과 ψ₂, ψ₃, ..., ψ_n의 결합각도를 갖게 되며, 이때, 결합각도는 ψ₂＜ψ₃＜...＜ψ_n관계를 만족하도록 구성한다.
여기에서, ψ₂＜ψ₃＜...＜ψ_n관계가 의미하는 바는, LED 조명단위모듈들이 차선에 수직한 방향으로 연결되면서, 상방으로 올라가는 형상을 규정하는 것으로서, 이는 차선에 수직한 방향으로의 균일한 조도를 확보하기 위함이다.

그리고, 하기의 수학식2를 만족하는 것이 바람직하다.

ψ_j+1 -ψ_j = 상수(j=1, 2, 3, ..., n-1)

여기에서, ψ_j+1 -ψ_j는 이웃하는 LED 조명단위모듈들간의 결합각도를 의미하는 것으로서, 이러한 결합각도가 상수라는 것은 이웃하는 LED 조명단위모듈의 결합이 항상 일정한 각도를 이루면서 상방으로 올라가는 형상을 규정한다.
즉 수학식 1과 더불어 고려해보면, 지향각폭(Δη)에 따라 2개의 LED 조명단위모듈간의 결합각도가 정해지는데, n개의 LED 조명단위모듈들을 결합할 때도 지향각폭(Δη)에 따라 정해진 결합각도가 일정하게 유지된다는 것이다.
또한, j번째 LED 조명단위모듈이 첫번째 LED 조명단위모듈과 이루는 각도를 ψ_j(j=2, 3, 4, ..., n)라 할 때, 하기의 수학식3을 만족하는 것이 더욱 바람직하다.

삭제

(Δη-5°)/(n-1)≤ψ_j+1 -ψ_j≤(Δη+5°)/(n-1)

여기에서, 수학식 3은 LED 조명단위모듈간의 결합각도는 모듈들이 많아질수록 작아지는 것을 의미하는 것으로서, 즉 n이 커질수록 결합각도가 작아지고 LED 조명단위모듈들이 상방으로 올라가는 형상이 더욱 완만해지는 것을 의미한다.
또한 수학식 3에서 n 이 2일 때는, 수학식 3이 수학식 1과 동일해짐을 알 수 있는바, n이 3 이상이 되어 커지면 커질수록 LED 조명단위모듈들의 결합 형상이 더욱 완만한 곡선으로 나타나게 됨을 알 수 있다.

도6a 및 도6b는 본 발명에 따른 LED 조명장치의 LED 조명단위모듈을 개략적으로 나타내는 도면으로서, 도6a는 정면도(yz축에서 도시되는 도면)이고, 도6b는 측면도(xz축에서 도시되는 도면)이다. 이때, z축은 가로등의 높이방향이다.

본 발명에 따른 LED 조명장치에 적용되는 하나의 LED 조명단위모듈(700)은 2m개의 LED 평판모듈(Mi, i= -m+1, -m+2,···, -1, 1, 2, 3, ···, m)에 복수의 LED 광원을 각각 배열하여 구성하되, y축과 LED 평판모듈(Mi)이 이루는 각도(

_i)는

_±i＜

_±i+1(복호 동순)의 관계를 만족하도록 구성한다

예컨대, LED 조명단위모듈(700)은 도6a에 도시된 바와 같이, 복수의 LED 평판모듈(701,701',702,702',703,703',704,704',705,705')로 이루어져 있다. 이러한, LED 평판모듈(701,701',702,702',703,703',704,704',705,705')은 적어도 6개 이상이 바람직하고, LED 조명단위모듈(700)에서 LED 평판모듈(701,701',702,702',703,703',704,704',705,705')의 배열은 z축에 대하여 대칭되는 구조를 갖는다.

이때, 각각의 LED 평판모듈(701,701',702,702',703,703',704,704',705,705')이 y축과 이루는 각도는

_i는 수학식4를 만족하는 것이 편리하고, 수학식5를 만족하는 것이 바람직하다.

여기에서, Δ

는 LED 평판모듈간의 결합각도를 의미하는 것으로서, 이 결합각도가 상수라는 것은 LED 평판모듈들이 일정한 각도로 결합하되 차도 방향으로 볼록한 형상이 되도록 결합한다는 것을 규정한다.

_-1+ ₁= Δ

한편, LED 조명단위모듈은 LED 평판모듈(Mi)의 광속을 Φ_i라 할 때, Φ_±i≤Φ_±i±1(복호 동순)의 관계를 만족하고, Φ_±m/Φ_±1≥5(복호 동순)의 관계를 만족하도록 구성한다.

예컨대, LED 조명단위모듈(700)은 도6a에 도시된 바와 같이, y축 방향으로 조도의 균일성을 확보하기 위해 LED 평판모듈 701(701'), 702(702'), 703(703'), 704,(704'), 705(705')에서 광속을 각각 Φ₁, Φ₂, Φ₃, Φ₄, Φ₅라 할 때, Φ₁≤Φ₂≤Φ₃≤Φ₄≤Φ₅의 관계를 만족하도록 구성하여야 하는 동시에, Φ₅/Φ₁≥5의 관계를 만족하여야 한다.

그리고, 다수의 LED 평판모듈(701,701',702,702',703,703',704,704',705,705')은 각각 별도의 부재로 구성되어 하나의 LED 조명단위모듈(700)로 조립되거나, 다수의 LED 평판모듈이 단일 부재 에 의해 전술한 조건 및 관계들을 만족하도록 구성할 수 있을 것이다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명장치를 설명한다.

도3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 LED 조명장치를 가로등으로 구성하되, 설치 높이(H)를 10m, 가로등 사이의 간격(D)를 35m로 하고, 가로등(301,301)에 길이(OH) 1m인 오버행(Overhang, 311,312)을 설치하여 그 단부에 LED 조명장치(321,322)를 장착한다.

LED 조명장치(321,322)는 150와트(W)급으로 하되, 3와트(W)급 LED 패키지 52개를 사용하고, LED 패키지에 입력되는 전류의 양을 조절하여 가로등 하나에서 LED의 소비전력이 150와트(W)가 되도록 조절한다. 이때, LED 광원은 렌즈를 사용하여 지향각폭이 Δη=25°가 되도록 한다.

그리고, LED 조명단위모듈은 도4에 도시된 바와 같이 2개로 구성하되, 각 LED 조명단위모듈의 결합각도(ψ)는 25°로 하고, 각 LED 조명단위모듈에는 26개의 LED와 렌즈 복합체를 배열하여 도6a에 도시된 형태로 구성한다.
여기에서, 지향각폭(Δη)이 25°인 광원이 채용되는바, 수학식 1을 참조해보면, 결합각도(ψ)가 20°≤ψ≤ 30° 범위에서 설계될 수 있는데, 이에 부합하게 25°로 설계되었음을 알 수 있다.

이때, LED 평판모듈(701,701',702,702',703,703',704,704',705,705')과 y축이 이루는 각도(

_i)를

_±1 = 7°,

_±2 = 21°,

_±3 = 35°,

_±4 = 49°,

_±5 = 63°로 하고, LED 평판모듈 701(701'):702(702'):703(703'):704,(704'):705(705')의 광속을 Φ₁:Φ₂:Φ₃:Φ₄:Φ₅ 라 할 때, 그 비를 1:1:2:2:7이 되도록 한다.
여기에서, 수학식 4 및 수학식 5를 참조해보면, LED 평판모듈의 배열은 z축에 대칭이므로,

_-1=

₁이 된다고 보았을 때, Δ

= 2

₁가 되므로,

₁이 7°라면 LED 평판모듈들의 결합각도는 14°로 항상 일정해야 되는바, 이러한 점이 반영되었음을 알 수 있다.

도7은 본 발명에 따른 LED 조명장치의 균일도 측정방법을 설명하기 위한 도 면, 도8a 및 도8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명장치의 조도 분포를 나타내는 그래프로서, 도8a는 x축 방향(차선에 수직한 방향)으로의 조도 분포를 나타낸 것이고, 도8b는 y축 방향(차선에 평행한 방향)으로의 조도 분포를 나타낸 것이다.

전술한 바와 같이 구성한 LED 조명장치를 차선 폭이 3.2m인 편도 2차선 도로에 가로등으로 구성하여, 한국산업규격으로 정하는 운전자에 대한 조명기준에 부합하는 조도를 만족하는지를 확인하였다. 조도를 측정하는 방법으로는 여러가지 방법이 있지만, 30점 조도 측정방법이 선호되므로 이에 따라 시행하였다.

이러한, 30점 조도 측정방법은 도7에 도시된 바와 같이 y축 방향으로 간격(D₀,D₁ ₎을 D₀:D₁ = 0.5:1의 비례식을 만족하도록 D₀= 1.75m, D₁= 3.5m로 하고, x축 방향으로 간격(W_O,W₁)을 W_O:W₁=0.5:1의 비례식을 만족하도록 W_O= 1.066m, W₁= 2.133m로 하여 30개의 측정점(p)을 마련한다.

도7에 도시된 각 측정점으로부터 조도를 측정한 결과, x축 방향(차선에 수직한 방향) 측정점들(w)의 조도 분포는 도8a에 도시된 바와 같은 측정치로 나타났고, y축 방향(차선에 평행한 방향) 측정점들(l)의 조도 분포는 도8b에 도시된 바와 같이 측정치로 나타났다.

이러한, 측정결과를 토대로 계산된 차선축균제도(車線軸均齊度)는 0.724 정도임을 알 수 있고, 이러한 수치는 한국산업규격의 운전자에 대한 조명기준(KS. A 3701 도로조명기준)의 기준치 0.7을 초과하고 있는 수치로서 해당 기준을 만족하고 있음을 알 수 있다.

또한, 측정결과를 토대로 계산된 종합균제도(綜合均齊度;노면 휘도 분포의 균일한 정도를 나타내는 휘도 비로서, 30개의 측정점의 조도 평균값 대비 최소값의 비율이 0.4 이상이어야 한다는 기준)는 기준치 0.4를 초과하고 있어, 해당 기준을 만족하고 있음을 알 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 LED 조명장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.

도1a 및 도1b는 종래 LED 조명장치를 설명하기 위한 정면도 및 측면도,

도2는 종래 LED 조명장치의 조도 분포를 설명하기 위한 그래프,

도3은 본 발명에 따른 LED 조명장치의 설치예를 개략적으로 나타내는 도면,

도4는 본 발명에 따른 LED 조명장치의 일 예를 개략적으로 나타내는 사시도,

도5는 본 발명에 따른 LED 조명장치의 다른 예를 개략적으로 나타내는 사시도,

도6a 및 도6b는 본 발명에 따른 LED 조명장치의 LED 조명단위모듈을 개략적으로 나타내는 도면,

도7은 본 발명에 따른 LED 조명장치의 균일도 측정방법을 설명하기 위한 도면,

도8a 및 도8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명장치의 조도 분포를 나타내는 그래프이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

500,600:LED 조명장치

701,701',702,702',703,703',704,704',705,705':LED 평판모듈

510,520,610,620,630,700:LED 조명단위모듈

s:LED 광원

Claims

가로등이나 보안등과 같이 바닥면에 균일한 조도 또는 휘도 분포를 필요로 하는 노면의 길이방향(y축)을 따라 연속적으로 배열, 설치되는 조명장치에 있어서,

복수의 LED 광원이 2m개의 LED 평판모듈(Mi, i= ±1, ±2,···, ±m)에 각각 배열되어 하나의 LED 조명단위모듈을 구성하되, y축과 상기 LED 평판모듈(Mi)이 이루는 각도(
_i)는
_±i＜
_±i±1(복호 동순)의 관계를 만족하고, 상기 LED 평판모듈(Mi)의 광속을 Φ_i라 할 때, Φ_±i≤Φ_±i±1(복호 동순)의 관계를 만족하며, Φ_±m/Φ_±1≥5(복호 동순)의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
제1항에 있어서,

상기 LED 광원은 LED 또는 LED와 렌즈의 복합체로 이루어지고, 그 지향각폭(Δη)은 ±5°내지 ±20°인 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
가로등이나 보안등과 같이 바닥면에 균일한 조도 또는 휘도 분포를 필요로 하는 노면의 길이방향(y축)을 따라 연속적으로 배열, 설치되는 조명장치에 있어서,

복수의 LED 광원이 2m개의 LED 평판모듈(Mi, i= ±1, ±2,···, ±m)에 각 각 배열되어 하나의 LED 조명단위모듈을 구성하되, y축과 상기 LED 평판모듈(Mi)이 이루는 각도(
_i)는
_±i＜
_±i±1(복호 동순)의 관계를 만족하고, 상기 LED 평판모듈(Mi)의 광속을 Φ_i라 할 때, Φ_±i≤Φ_±i±1(복호 동순)의 관계와, Φ_±m/Φ_±1≥5(복호 동순)의 관계를 만족하며,

상기 LED 조명단위모듈 n개를 상기 노면의 폭방향(x축)을 따라 연속적으로 배열하여 하나의 등기구를 형성한 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
제3항에 있어서,

상기 LED 광원은 지향각폭(Δη)은 10°내지 40°인 LED 또는 LED와 렌즈의 복합체로 이루어지고,

j번째 상기 LED 조명단위모듈이 첫번째 LED 조명단위모듈과 이루는 각도를 ψ_j(j= 2, 3, 4,..., n)라 할 때, ψ_j＜ψ_j+1 의 관계와, (Δη-5°)/(n-1)≤ψ_j+1 -ψ_j≤(Δη+5°)/(n-1)의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
제2항 또는 제4항에 있어서,

상기 LED 또는 LED와 렌즈의 복합체의 지향각폭은 25°인 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
제4항에 있어서,

상기 LED 광원들이 10개의 상기 LED 평판모듈(Mi, i= ±1, ±2,···, ±m)에 각각 배열되어 하나의 상기 LED 조명단위모듈을 이루고, 상기 LED 평판모듈과 y축이 이루는 각도(
_i)는
_±1 = 7°,
_±2 = 21°,
_±3 = 35°,
_±4 = 49°,
_±5 = 63°인 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
제2항, 제4항, 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 LED 광원들이 10개의 상기 LED 평판모듈(Mi, i= -5, -4, -3, -2, -1, 1, 2, 3, 4, 5)에 각각 배열되어 하나의 상기 LED 조명단위모듈을 이루고, 각각의 상기 LED 평판모듈의 광속 Φ_i 가 Φ_i=Φ_-i를 만족하며, Φ₁:Φ₂:Φ₃:Φ₄:Φ₅ = 1:1:2:2:7을 만족하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
제3항 또는 4항에 있어서,

상기 LED 조명단위모듈 2개를 x축을 따라 배열하여 하나의 등기구로 형성하되, 첫번째 상기 LED 조명단위모듈과 두번째 LED 조명단위모듈이 이루는 각도(ψ) 를 (Δη-5°)≤ψ≤(Δη+5°)를 만족하도록 한 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.