KR101085483B1 - 수중 엘이디 램프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 수중 램프에 있어서 : 전방이 개방된 기판 수용공간이 형성되는 커버 ; 상기 기판 수용공간의 중심을 지나는 가상의 중심선에 대하여 직각을 이루면서 상기 기판 수용공간에 배치되되, 내측면에 상기 중심선에 대하여 전방을 향하여 경사진 LED 설치용 경사면이 형성되는 기판 ; 상기 LED 설치용 경사면에 대하여 수직하게 설치되는 다수의 LED ; 상기 기판 수용공간의 전방을 밀폐하면서 마련되되 상기 LED에서 조사된 빛을 전방을 향하여 굴절시키는 렌즈 ; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며, 이에 의하여 일정한 직경을 가진 기판에 매우 많은 숫자의 LED를 설치할 수 있으므로 매우 밝은 빛을 발산할 수 있으며, 또한 경사면에 설치된 LED 배치로 인한 빛의 진행 방향을 렌즈를 통하여 굴절시킴으로써 전방을 향하여 집적된 매우 밝은 빛을 발산할 수 있다.

Description

수중 엘이디 램프{UNDERWATER LED LAMP}
본 발명은 수중에서 사용하는 수중 램프로서, 특히 그 발광원으로서 LED를 이용한 수중 LED 램프에 관한 것이다.
수중 램프는 물속에서 사용되기 위한 램프로서 잠수부가 직접 파지하여 사용하거나 무인 또는 유인 잠수정 등에 탑재되어 사용한다. 수중 램프는 물 속에서 사용되기 때문에 방수성을 갖추어야 함은 물론이며, 수중이라는 환경 특성상 일반 대기에서보다 훨씬 더 밝은 빛을 발산할 수 있어야 한다.
한편, 최근 LED를 이용한 조명 기구가 여러가지 형태로 개발되고 있다. 일반적으로 LED 램프는 소켓과 연결된 기판에 다수의 LED가 설치된다. 이때 LED는 기판에 대하여 수직하게 설치된다.
따라서 소켓을 통하여 인가된 전원에 의하여 LED가 빛을 발생시키고, LED에서 발생된 빛이 벌브 등을 통하여 발산되어 주변을 조명하게 된다.
본 발명은 LED를 발광원으로 이용한 수중 램프를 제안하고자 한다.
통상적인 수중 램프의 발광원을 LED로 교체하여 수중 LED 램프로 사용하고자 할 경우 다음과 같은 점이 개선되어야 한다.
수중에서 사용할 수 있게 하기 위하여는 매우 밝은 빛을 필요로 하며, 이를 위하여는 단위면적당 많은 수의 LED가 기판에 설치되어야 한다.
또한 LED는 그 특성상 빛이 방향성을 가지므로 LED에서 조사된 빛이 전방으로 향할 수 있는 설계가 필요하다.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 수중 램프에 있어서 : 전방이 개방된 기판 수용공간이 형성되는 커버 ; 상기 기판 수용공간의 중심을 지나는 가상의 중심선에 대하여 직각을 이루면서 상기 기판 수용공간에 배치되되, 내측면에 상기 중심선에 대하여 전방을 향하여 경사진 LED 설치용 경사면이 형성되는 기판 ; 상기 LED 설치용 경사면에 대하여 수직하게 설치되는 다수의 LED ; 상기 기판 수용공간의 전방을 밀폐하면서 마련되되 상기 LED에서 조사된 빛을 전방을 향하여 굴절시키는 렌즈 ; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기에 있어서, 상기 LED 설치용 경사면은 사다리꼴 형태이며, 상기 LED 설치용 경사면은 상기 중심선에 대하여 동일 구조 및 동일 거리로 다수 형성되는 것이 바람직하다.
상기에 있어서 : 상기 기판의 중앙에서 상기 중심선에 대하여 직각을 이루면서 상기 기판 수용공간에 배치되되, 상기 LED에서 조사된 빛을 전방으로 반사하기 위하여 외측면에 상기 중심선에 대하여 전방을 향하여 경사진 반사면이 형성된 반사체 ; 가 부가될 수 있다.
상기에 있어서, 상기 반사체는 그 전면에 상기 중심선에 대하여 직각을 이루는 보조 LED 설치면이 형성되며, 상기 보조 LED 설치면에 대하여 수직하게 다수의 보조 LED가 마련될 수 있다.
상기에 있어서, 상기 렌즈는 비구면 렌즈일 수 있다.
상기와 같은 본 발명은, 일정한 직경을 가진 기판에 매우 많은 숫자의 LED를 설치할 수 있으므로 매우 밝은 빛을 발산할 수 있으며, 또한 경사면에 설치된 LED 배치로 인한 빛의 진행 방향을 렌즈를 통하여 굴절시킴으로써 전방을 향하여 집적된 매우 밝은 빛을 발산할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 제1실시예의 개략 단면도,
도 2는 도 1의 기판의 개략 사시도,
도 3은 도 2의 평면도,
도 4는 본 발명에 의한 제2실시예의 개략 단면도,
도 5는 도 4의 기판의 개략 사시도,
도 6은 도 4의 반사체의 개략 사시도.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서는 본 발명에 의한 제1실시예에 따라 그 구성과 작용을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 제1실시예의 개략 단면도이며, 도 2는 도 1의 기판의 개략 사시도이며, 도 3은 도 2의 평면도이다.
본 실시예는 크게 커버(100), 기판(200), LED(300), 렌즈(400)를 포함하여 이루어진다.
커버(100)는 그 내부에 전방이 개방된 기판 수용공간(101)이 형성된다.
커버(100)의 구조는 기판 수용공간(101)에 기판(200)이 마련되며, 아울러 그 전방에 렌즈(400)가 장착될 수 있는 구조이면 어떠한 구조든지 적용될 수 있으며, 도 1은 하나의 실시예일 뿐이며, 이에 한정되지 않는다.
본 실시예에서 제1분할커버(110)가 제2분할커버(120)와 나사 조립되며, 제3분할커버(130)와 제4분할커버(140)가 볼트 조립되면서 제1분할커버(110)에 장착된다. 도면 부호 102는 수밀용 패킹을 도시한 것이다.
LED(300) 설치를 위한 기판(200)은 기판 수용공간(101)의 중심을 지나는 가상의 중심선에 대하여 직각을 이루면서 기판 수용공간(101)에 배치되며, 본 실시예에서는 제1분할커버(110)에 볼트 조립된다.
기판(200)은 그 외측면이 원통 형태이며, 그 내측면은 다수의 LED 설치용 경사면(201)이 형성되어 있다.
LED 설치용 경사면(201)은 중심선에 대하여 전방을 향하여 경사진 형태이며, 아울러 LED의 설치를 위하여 굴곡면이 아닌 평면 형태이므로 전방이 긴 변을 이루고 후방이 짧은 변을 이루는 사다리꼴 형태를 이루게 된다.
이와 같은 LED 설치용 경사면(201)은 중심선에 대하여 동일한 형태와 동일한 거리로 다수 형성되어 있다. 본 실시예에서는 총 6개의 LED 설치용 경사면(201)이 형성되어 있지만 LED 설치용 경사면(201)의 숫자는 실시예에 따라 변경될 수 있다.
이와 같이 LED 설치용 경산면(201)이 형성된 기판(200)의 형태는 일반적인 형태의 기판에 비하여 매우 넓은 LED 설치면을 가질 수 있으므로, 매우 많은 숫자의 LED를 설치할 수 있으며 또한 매우 밝은 빛을 발산할 수 있다는 장점이 있다.
상기와 같은 형태의 기판(200)에 다수의 LED(300)가 설치된다.
LED(300)는 LED 설치용 경사면(201)에 설치되며, 아울러 LED 설치용 경사면(201)에 대하여 수직하게 설치된다.
따라서 LED(300)에서 발산되는 빛은 중심선에 대하여 경사지게 발산된다.
수중 램프에서 이와 같이 LED(300)에서 발산되는 빛이 전방을 향하여 발산되지 않고 경사지게 발산되면, 수중에서의 빛의 직진 거리는 현저히 저하된다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 기판 수용공간(101)의 전방은 렌즈(400)에 의하여 밀폐된다.
렌즈(400)는 LED(300)에서 조사된 빛이 전방을 향하도록, 즉 중심선을 따라 발산되도록 굴절시키며, 본 실시예에서는 비구면 렌즈를 채택하였다. 그러나 이와 같이 다양한 경로로 입사되는 빛을 일정한 경로로 굴절시키기 위한 렌즈에 관한 기술은 여러가지 기술이 적용될 수 있을 것이다.
본 실시예는 LED(300)에 전원을 인가하기 위한 배터리 수용공간이 형성되어 있지만, 이는 본 수중 LED 램프가 잠수부 등에 의하여 파지된다는 점을 고려하여 설계된 것일 뿐이다. 만일 본 수중 LED 램프가 무인 또는 유인 잠수정 등에 탑재된다면, 경우에 따라서는 직접 잠수정으로부터 전원을 공급받을 수도 있을 것이다.
상기의 수중 LED 램프의 작동을 설명한다.
통상의 LED 램프의 경우 LED가 설치될 수 있는 면적은 기판의 직경의 제곱에 비례(원의 면적에 해당함.)한다. 따라서 기판의 직경을 크게 하면 보다 많은 LED를 설치할 수 있다. 그러나 기판의 직경을 크게 하면 LED 램프의 부피도 이에 따라 증가하기 때문에 실용성이 없을 뿐만 아니라 이 경우에도 빛의 집적 효과는 발생하지 않는다. 즉 단위면적에 대한 LED의 숫자는 동일할 수 밖에 없다.
본 실시예는 수중 LED 램프가 수중에서 사용되어야 한다는 점을 고려하여 기판에 LED 설치용 경사면이 형성되도록 하여 동일 직경의 기판인 경우에도 보다 많은 LED를 설치할 수 있도록 하여 보다 밝은 빛이 집적되어 발산될 수 있도록 하였다.
그러나 이와 같이 경사면에 설치되는 LED는 그 빛의 방향성으로 인하여 중심선에 대하여 경사지게 발산되기 때문에 렌즈를 이용하여 굴절시킨 후 빛이 전방을 향하여 발산될 수 있도록 하였다.
이하 본 발명에 의한 제2실시예를 설명한다.
도 4는 본 발명에 의한 제2실시예의 개략 단면도이며, 도 5는 도 4의 기판의 개략 사시도이며, 도 6은 도 4의 반사체의 개략 사시도이다.
이하에서는 제1실시예와 상이한 점만을 설명한다.
본 실시예에서는 기판 수용공간(101), 구체적으로는 기판(200)의 중앙에 반사체(500)가 설치되도록 하였다.
즉, 기판(200)의 중앙에 중심선에 대하여 직각을 이루면서 반사체(500)가 설치된다.
반사체(500)의 외측면에는 LED(300)에서 조사된 빛을 전방으로 반사하기 위한 다수의 반사면(501)이 형성되어 있다.
반사면(501)은 중심선에 대하여 전방을 향하여 경사진 형태이며, 아울러 사다리꼴 형태를 가진다. 실시예에 따라서 반사면(501)은 상단이 제거된 원뿔의 측면으로 구성될 수도 있을 것이다.
반사면(501)은 LED(300)에서 조사된 빛 중 일부를 전방으로 반사시키기 위하여 마련된 것으로서 LED(30))의 배치 방향에 맞춰 적절한 기울기를 가지게 된다.
아울러 반사체(500)의 전면에는 중심선에 대하여 직각을 이루는 보조 LED 설치면(502)이 형성된다.
보조 LED 설치면(502)에는 보조 LED 설치면(502)에 대하여 수직하게 다수의 보조 LED(600)가 마련된다. 보조 LED(600)는 LED(300)와 함게 발광하게 된다.
제1실시예 내지 제2실시예에서 기판(200) 및 반사체(500)의 재질은 알루미늄을 이용하였다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것일 뿐 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 물속에서 사용되기 위한 수중 LED 램프로서 잠수부가 직접 파지하여 사용하거나 무인 또는 유인 잠수정 등에 탑재되어 사용한다.
100 : 커버 200 : 기판
201 : LED 설치용 경사면 300 : LED
400 : 렌즈 500 : 반사체
501 : 반사면 502 : 보조 LED 설치면
600 : 보조 LED

Claims (5)

  1. 수중 램프에 있어서:
    전방이 개방된 기판 수용공간이 형성되는 커버;
    상기 기판 수용공간의 중심을 지나는 가상의 중심선에 대하여 직각을 이루면서 상기 기판 수용공간에 배치되되, 내측면에 상기 중심선에 대하여 전방을 향하여 경사진 사다리꼴 형태의 LED 설치용 경사면이 다수 형성되고, 상기 LED 설치용 경사면들은 상기 중심선에 대하여 동일구조 및 동일거리로 형성되는 기판;
    상기 LED 설치용 경사면에 대하여 수직하게 설치되는 다수의 LED;
    상기 기판 수용공간의 전방을 밀폐하면서 마련되되, 상기 LED에서 조사된 빛을 전방을 향하여 굴절시키는 비구면 렌즈;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수중 LED 램프.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서 :
    상기 기판의 중앙에서 상기 중심선에 대하여 직각을 이루면서 상기 기판 수용공간에 배치되되, 상기 LED에서 조사된 빛을 전방으로 반사하기 위하여 외측면에 상기 중심선에 대하여 전방을 향하여 경사진 반사면이 형성된 반사체 ; 가 부가되는 것을 특징으로 하는 수중 LED 램프.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 반사체는 그 전면에 상기 중심선에 대하여 직각을 이루는 보조 LED 설치면이 형성되며, 상기 보조 LED 설치면에 대하여 수직하게 다수의 보조 LED가 마련되는 것을 특징으로 하는 수중 LED 램프.
  5. 삭제
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