KR101138446B1 - 엘이디 조명 장치 - Google Patents

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KR101138446B1
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Abstract

본 발명은 LED 조명 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 다수의 LED를 이용하여 먼 거리의 한쪽 방향으로 긴 영역을 밝게 비출 수 있을 뿐만 아니라, LED간의 간격을 최소화시켜 LED 밀집도를 극대화시킴으로써 전체 크기를 줄일 수 있는 LED 조명장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 LED 조명장치는 인쇄회로기판 상에 복수의 행과 열로 배열되는 LED; 및 상기 LED 상부에 구비되며, 상기 LED에서 발산된 빛의 발산각이 상기 행 또는 열 방향 중 어느 하나의 방향으로만 좁혀지도록 상기 행 또는 열 방향 중 어느 하나의 방향의 단면이 일정하게 구비되는 실린더 렌즈;를 포함하여 이루어질 수 있다.
LED, 조명장치, 실린더 렌즈

Description

엘이디 조명 장치 {Lighting Apparatus using LED}
본 발명은 엘이디(LED) 조명 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 다수개의 LED를 이용하여 먼 거리의 한쪽 방향으로 긴 영역을 밝게 비출 수 있을 뿐만 아니라, LED간의 간격을 최소화시켜 LED 밀집도를 극대화시킴으로써 전체 크기를 줄일 수 있는 LED 조명장치에 관한 것이다.
근래에는 긴 수명과 적은 소비전력 등의 특징을 갖는 LED를 광원으로 하는 LED 조명장치가 많이 개발되고 있다. 이러한 LED 조명장치는 LED에서 발산되는 빛의 발산각이 매우 크기 때문에 LED의 발산각을 좁혀주기 위하여 LED 상부에는 집광렌즈가 구비됨이 일반적이다.
도 1 및 도 2는 종래의 집광렌즈가 구비된 LED 조명장치를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2에서 보이는 바와 같이, 종래의 집광렌즈가 구비된 LED 조명장치는 집광렌즈가 LED 상부에 1대1로 대응하도록 구비된다. 도 1에 도시된 종래의 LED 조명장치는 집광렌즈 각각이 LED 상부에 구비된 것이며, 도 2에 도시된 종래의 LED 조명장치는 LED 각각에 1대1 대응하는 다수의 집광렌즈가 어레이 판에 일체로 형성된 것이다.
이와 같은 종래의 집광렌즈가 구비된 LED 조명장치에 의하면, LED에서 발산된 빛이 집광렌즈의 중심축 방향(z-dir)을 중심으로 방사형의 배광분포를 가지게 된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 LED 조명장치는 먼 거리의 특정영역에 빛을 비추고자 하는 경우에는 LED에서 발산된 빛의 발산각을 조절하기가 용이하지 않다는 문제가 있다. 특히, 가로등, 선박용 집어등 또는 골프장 등에서와 같이 먼 거리의 한쪽 방향으로만 긴 영역에 빛을 비추고자 하는 경우에는 종래의 LED 조명장치와 같이 광축(z-dir)에 대칭의 형상을 갖는 집광렌즈를 사용하기에는 어려움이 있다.
또한, 일반적으로 가로등, 선박용 집어등 또는 골프장 등의 고휘도 조명장치로는 수은램프, 메탈할라이드램프 또는 나트륨램프 등이 많이 사용되고 있는데, 이러한 조명장치를 LED 조명장치로 대체하고자 하는 경우에는 LED의 특성상 한 개의 LED로서는 메탈할라이드 램프와 같은 높은 휘도를 얻기 어렵기 때문에 다수개의 LED를 직렬 내지 병렬 또는 직병렬로 연결하여 사용하여야만 고휘도 조명장치로 사용이 가능하다.
그러나, 상기와 같은 종래의 LED 조명장치는 하나의 LED에 하나의 집광렌즈가 일대일 대응하도록 구비되며, 나아가 하나의 LED에서 발산된 빛이 집광될 수 있도록 집광렌즈의 크기가 LED의 발산각 만큼 크게 구비되어야 하는 문제가 있다. 이는 다수의 LED가 설치되는 경우에 LED 사이의 간격을 집광렌즈의 크기만큼 넓혀주어야 하기 때문에 LED 밀집도를 극대화시킬 수 없고, 그로 인하여 LED 조명장치의 전체 크기가 커지는 문제가 있다. 특히, 가로등, 선박용 집어등 또는 골프장 등과 같은 먼 거리의 특정영역에 빛을 비추어야 하는 경우와 같이 매우 많은 LED가 필요한 경우에는 LED 조명장치의 크기가 매우 커져야만 하기 때문에 문제이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다수개의 엘이디(LED)를 이용하여 먼 거리의 한쪽 방향으로 긴 영역을 밝게 비출 수 있는 LED 조명장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 다수개의 LED간의 간격을 최소화시켜 LED 밀집도를 극대화시킴으로써 전체 크기를 줄일 수 있는 LED 조명장치를 제공한다.
본 발명에 따른 엘이디(LED) 조명장치는 인쇄회로기판 상에 복수의 행과 열로 배열되는 엘이디(LED); 및 상기 엘이디 상부에 구비되며, 상기 엘이디에서 발산된 빛의 발산각이 상기 행 또는 열 방향 중 어느 하나의 방향으로만 좁혀지도록 상기 행 또는 열 방향 중 어느 하나의 방향의 단면이 일정하게 구비되는 실린더 렌즈;를 포함하고, 상기 실린더 렌즈의 단면은, 상기 엘이디에서 발산된 빛이 투과되는 제1면; 상기 제1면을 투과한 빛을 전반사시키는 제2면; 및 상기 제1면을 투과한 빛과 상기 제2면에 의해 전반사된 빛을 투과시키는 제3면;을 포함하여 이루어질 수 있다.
다른 측면에서의 본 발명에 따른 엘이디 조명장치는 인쇄회로기판 상에 복수의 행과 열로 배열되는 엘이디; 및 상기 엘이디 상부에 설치되며, 상기 엘이디에서 발산된 빛의 발산각이 상기 행 또는 열 방향 중 어느 하나의 방향으로만 좁혀지도록 상기 행 또는 열 방향 중 어느 하나의 방향의 단면이 일정하게 구비되는 실린더 렌즈;를 포함하고, 상기 실린더 렌즈의 단면은, 상기 엘이디와 인접한 제1면; 상기 제1면의 반대면에 위치하는 제3면; 및 상기 엘이디에서 발산된 빛을 전반사 시키도록 상기 제1면과 제3면 사이에 구비되는 제2면;을 포함하여 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 제1면에는 상기 엘이디를 수용하는 수용홈이 구비될 수 있으며, 상기 제3면은 중심부와 가장자리부가 불연속적으로 이루어질 수 있다.
또 다른 측면에서의 본 발명에 따른 엘이디 조명장치는 인쇄회로기판 상에 복수의 행과 열로 배열되는 엘이디; 및 상기 엘이디 상부에 설치되며, 상기 엘이디에서 발산된 빛의 발산각이 상기 행 또는 열 방향 중 어느 하나의 방향으로만 좁혀지도록 상기 행 또는 열 방향 중 어느 하나의 방향의 단면이 일정하게 구비되는 실린더 렌즈;를 포함하여 이루어질 수 있다.
한편, 상기 실린더 렌즈는 상기 열 또는 행 별로 하나씩 구비되거나, 판 형태에 어레이로 구성되도록 일체로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 엘이디 조명장치에 의하면, 다수개의 엘이디를 이용하여 먼 거리의 한쪽 방향으로 긴 영역을 밝게 비출 수 있어서, 조명을 필요로 하는 영역이 직사각형 또는 타원의 형상일 때, 엘이디 조명의 빛이 광축을 기준으로 방사형의 배광분포를 갖는 것보다 훨씬 많은 빛을 원하는 영역에만 집중하여 조명을 함으로써 광 효율성을 높일 수 있으며, 그에 따라 사용되는 엘이디 개수를 줄일 수 있어서 제조비용 및 사용전력을 절감시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 엘이디 조명장치에 의하면, 다수개의 엘이디간의 간격 을 최소화시켜 엘이디 밀집도를 극대화시킴으로써 전체 크기를 줄일 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디(LED) 조명장치를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이고, 도 4는 도 3에 따른 LED 조명장치의 조립 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디(LED) 조명장치(100)는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)(140) 상에 복수의 행과 열로 배열되는 엘이디(LED)(150)와, 상기 엘이디(LED)(150) 상부에 구비되는 실린더 렌즈(120)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 LED(150)는 LED 조명장치(100)의 광원으로서, 가로등, 선박용 집어등 또는 골프장 등에서와 같이 멀리 있는 특정영역을 밝게 비추도록 하기 위해 인쇄회로기판(140) 상에 다수개 구비되는데, 이때 다수개의 LED(150)는 복수의 행과 열로 배열될 수 있다.
여기서, 상기 행과 열이란 다수개의 LED(150)가 일렬로 배열되는 방향을 말하는 것으로서, 행과 열이 규칙적으로 배열되는 것을 의미하지는 않는다. 또한, 상기 행과 열은 행과 열과의 간격, 행 내에서의 LED 간격, 열 내에서의 LED 간격 또 는 행 내의 LED와 열 내의 LED 간의 간격 등에 의해 한정되지 않는다.
즉, 본 발명에 따른 행과 열이란, 단순히 다수개의 LED(150)가 일렬로 배열되는 방향을 말하는 것으로서, 상기 행과 열 방향은 가로방향과 세로방향으로 볼 수도 있으며, 도 3에서 보이는 바와 같이 상기 행과 열 방향은 X축 방향과 Y축 방향으로 볼 수도 있다.
상기 실린더 렌즈(120)는 LED(150) 상부에 구비되어 상기 LED(150)에서 발산된 빛의 발산각이 열 방향(도3에서 Y축 방향) 또는 행 방향(도3에서 X축 방향) 중 어느 하나의 방향으로만 좁혀지도록 하며, 다른 방향으로는 발산각이 좁혀지지 않고 발산된 각 그대로 발산되도록 하는 구성이다.
이를 위해, 상기 실린더 렌즈(120)는 실린더 형태 즉, 상기 열 방향 또는 행 방향 중 어느 하나의 방향의 단면이 일정하게 구비될 수 있다.
예를 들어, LED(150)에서 발산된 빛이 행 방향(도3에서 X축 방향)으로만 좁혀지도록 하기 위해서는 상기 실린더 렌즈(120)는 열 방향(도3에서 Y축 방향)의 단면이 일정하게 구비될 수 있으며, 도 3에서 보이는 바와 같이, LED(150)에서 발산된 빛이 열 방향(도3에서 Y축 방향)으로만 좁혀지도록 하기 위해서는 상기 실린더 렌즈(120)는 행 방향(도3에서 X축 방향)의 단면이 일정하게 구비될 수 있다.
또한, 도 3에서 보이는 바와 같이, 상기 실린더 렌즈(120)의 일정한 단면은 LED(150)에서 발산된 빛이 열 방향 또는 행 방향으로 좁혀지도록 포지티브(positive)의 굴절력을 가지는 볼록렌즈의 형상으로 이루어질 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 LED 조명장치(100)에 의하면, 다수개의 LED(150)에 서 발산된 빛이 열 방향 또는 행 방향 중 어느 하나의 방향으로만 발산각이 좁혀지며, 다른 방향으로는 그대로 발산되기 때문에, 먼 거리에서의 특정영역에서는 열 방향 또는 행 방향 중 어느 하나의 방향으로 길게 빛이 비추어질 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 LED 조명장치(100)에 의하면, 가로등, 선박용 집어등 또는 골프장 등에서와 같이 조명을 필요로 하는 영역이 직사각형 또는 타원의 형상일 때, LED(150)에서 발산된 빛이 광축을 기준으로 방사형의 배광분포를 갖는 것보다 훨씬 많은 빛을 원하는 영역에만 집중하여 조명을 함으로써 광 효율성을 높일 수 있으며, 그에 따라 사용되는 LED 개수를 줄일 수 있어서 제조비용 및 사용전력을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
상술한 바와 같은 효과를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 LED 조명장치를 Y축을 기준으로 자른 단면을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 LED 조명장치를 X축을 기준으로 자른 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5에서 보이는 바와 같이, LED(150)에서 발산된 빛의 발산각이 실린더 렌즈(120)에 의해 Y축 방향 즉, LED(150)의 열 방향으로 좁혀지는 것을 알 수 있으며, 도 6에서 보이는 바와 같이, LED(150)에서 발산된 빛의 발산각이 X축 방향 즉, LED(150)의 행 방향으로는 좁혀지지 않고 그대로 발산되는 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 LED 조명장치(100)에 의하면, 먼 거리에서 비추어지는 빛의 영역이 LED(150)의 행 방향 또는 열 방향으로 길게 이루어질 수 있다.
바람직하게, 도 3에서 보이는 바와 같이, 상기 실린더 렌즈(120)는 LED(150) 의 각 행별로 1개(121)씩 구비되거나, 또는 LED(150)의 각 열별로 1개씩 구비될 수 있다.
이와 같이, 상기 실린더 렌즈(120)가 행별 또는 열별로 1개씩 구비되면, 상기 실린더 렌즈(120)가 1개씩 구비되는 행별 또는 열별 방향으로의 LED(150) 간의 간격은 얼마든지 좁혀질 수 있다. 왜냐하면, 실린더 렌즈(120)가 1개씩 구비되는 방향으로는 LED(150) 간의 간격을 좁혀주더라도 각각의 LED(150)에서 발산되는 빛 모두가 실린더 렌즈(120)를 투과할 수 있어서, 집광렌즈가 LED와 일대일 대응으로 구비되는 종래의 LED 조명장치에서와 같이, LED 간의 간격을 집광렌즈의 크기만큼 넓혀주어야 할 필요가 없기 때문이다.
그리고, 이와 같이 실린더 렌즈(120)가 1개씩 구비되는 방향으로의 LED(150) 간의 간격을 좁혀줄 수 있으면, LED(150)의 밀집도를 극대화시킬 수 있으며, 따라서 LED 조명장치(100)의 전체 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다.
물론, 본 발명에 따른 실린더 렌즈(120)는 각 행별 또는 각 열별로 1개씩이 아니라, 각 행별 또는 각 열별에는 동일한 형상의 단면을 가지는 복수개의 실린더 렌즈(120)가 구비될 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 실린더 렌즈(120)는 각각의 실린더 렌즈의 단면이 모두 동일하게 구비될 수도 있으며, 상기 각각의 실린더 렌즈(120)의 단면 중 적어도 어느 하나는 다르게 구비될 수도 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 실린더 렌즈(120)는 각 행별 또는 각 열별로 다른 배광특성을 갖도록 서로 다른 행 또는 열에 구비되는 실린더 렌즈의 단면은 다르게 구비될 수 있다.
바람직하게, 도 3에서 보이는 바와 같이, 상기 실린더 렌즈(120)는 각각의 실린더 렌즈(121)가 판 형태에 어레이로 구성되도록 일체로 형성될 수 있다.
상기 실린더 렌즈(120)는 유리 재질의 봉을 연마하여 사용하거나, 투명한 플라스틱 재질을 사용하여 사출 내지 압출의 방법으로 제작하거나, 판 형태에 실린더 렌즈가 어레이로 구성되도록 하여 렌티큘러 렌즈 어레이와 같은 형상을 사출의 방법으로 제작할 수 있는데, 각각의 실린더 렌즈(121)가 판 형태에 어레이로 구성되도록 일체로 형성된다면, 제작이 쉽게 이루어질 수 있어서 바람직하다.
한편, 도 3 및 도 4에서 보이는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 LED 조명장치(100)는 LED(150)와 실린더 렌즈(120) 사이에 구비되어 LED(150)에서 발산된 빛을 실린더 렌즈(120)에 집광해주는 반사판(130)을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 반사판(130)은 고광택의 금속재질이고, 실린더 렌즈(120)와 마찬가지로 각 행별 또는 각 열별로 동일한 단면의 형상으로 구비될 수 있다. 또한, 상기 반사판(130)의 단면은 아랫면은 평면이고, 반사면인 옆면의 형상은 z축 방향으로 넓어지는 사다리꼴, 원형, 타원형, 내지 쌍곡선의 형상으로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 LED 조명장치(100)에 의하면, 상기 실린더 렌즈(120)의 일정한 단면의 형상을 변경함으로써, LED(150)에서 발산된 빛의 발산각이 좁아지는 정도를 조절하여 먼 거리에서의 빛이 비추어지는 영역을 조절할 수 있다.
도 5를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 실린더 렌즈(120)의 단면을 상세히 설명하면, 상기 실린더 렌즈(120)의 단면은 LED(150)에서 가까운 제1면(125), 상기 제1면(125)에 반대면 즉, LED(150)에서 멀리 위치하는 제2면(127)으로 이루어질 수 있다.
상기 제1면(125)은 평면, 오목 또는 볼록 형상 중 어느 하나의 형상으로 이루어질 수 있으며, 상기 제2면(127)은 볼록 형상을 가지는 구면 또는 비구면으로 이루어질 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 LED 조명장치(100)는 실린더 렌즈(120)의 제1면(125)과 제2면(127)의 곡률을 조절함으로써, LED(150)에서 발산된 빛의 발산각이 좁혀지는 정도를 조절할 수 있으며, 그에 따라 먼 거리에서 빛이 비추어지는 영역을 조절할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 LED 조명장치의 효과를 검증하기 위해 광학 소프트웨어를 이용한 시뮬레이션 배광분포도로서, 도 7(a)는 본 발명의 일실시예에 따른 실린더 렌즈가 구비되지 않은 LED 조명장치의 시뮬레이션을 통한 배광분포(candela plot)이고, 도 7(b)는 본 발명의 일실시예에 따른 실린더 렌즈가 구비된 LED 조명장치의 시뮬레이션 배광분포이다.
도 7(a) 및 도 7(b)에서 보이는 바와 같이, 본 발명의 일실시예와 같이 실린더 렌즈(120)가 구비된 LED 조명장치(100)의 경우, 발산각이 120도인 LED를 사용하였을 때, 렌즈의 형상에 따라서, y축 방향으로는 발산각이 10도 내지 90도 까지 조절이 가능하며, x축 방향으로는 거의 변화가 없을 뿐만 아니라, 총 광량에서도 거의 손실이 없이 타원형상으로 집중적인 조명이 가능함을 알 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 LED 조명장치(100)의 다른 실시예를 도 8 내지 도 11을 참조하여 상세히 설명한다.
본 실시예에 따른 LED 조명장치(100)는 상기 실시예와 비교하여 실린더 렌즈(120)의 단면 형상만이 상이하므로, 그 외 다른 구성에 대한 설명과 도면부호는 상기 실시예에 따른 설명과 도면부호를 원용한다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 실린더 렌즈(170)의 단면은 제1면(171), 제2면(174), 제3면(176)으로 이루어질 수 있다.
상기 제1면(171)은 LED(150)에서 발산된 빛을 투과시키는 면으로서, 상기 LED(150)에 인접한 면이고, 상기 제2면(174)은 LED(150)에서 발산된 빛을 전반사 시키도록 구비되는 면으로서, 제1면(171)과 제3면(176) 사이에 구비되는 면이고, 상기 제3면(176)은 LED(150)에서 발산되어 제1면(171)을 투과한 빛과, 제2면(174)에 의해 전반사 된 빛을 투과시키는 면으로서, 제1면(171)의 반대면 즉, LED(150)에서 멀리 위치하는 면이다.
상기 제1면(171)과 제3면(176)은 평면, 오목 또는 볼록의 형상으로 이루어질 수 있으며, 상기 제2면(174)은 LED(150)를 투과한 빛을 전반사 시키도록 구면 또는 비구면으로 이루어질 수 있다.
본 실시예와 같이, 상기 실린더 렌즈(170)의 단면이 LED(150)에서 발산된 빛을 전반사 시키는 제2면(174)을 포함하여 이루어지면, 상시 실시예에서와 같이 반사판(130)이 구비되지 않더라도 LED(150)에서 발산된 거의 모든 빛이 집광될 수 있어서, 바람직하다.
실제적으로, 상기 실시예에서의 반사판(130)의해 실린더 렌즈(120)로 집광되 는 비율은 LED(150)에서 발산된 빛의 90% 이하이지만, 본 실시예에서와 같은 전반사 면인 제2면(174)에 의하면, LED(150)에서 발산된 거의 모든 빛을 집광시켜줄 수 있다.
한편, 도 9에서 보이는 바와 같이, 상기 제1면(171)에는 LED(150)를 수용하는 수용홈(172)이 구비되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 수용홈(172)의 저면(173)은 평면, 오목 또는 볼록의 형상으로 이루어질 수 있다.
이와 같이, 상기 제1면(171)에 수용홈(172)이 구비되면, LED(150)와 실린더 렌즈(170)의 거리를 좁힐 수 있어서 전체적인 LED 조명장치(100)의 크기를 슬림화시킬 수 있을 뿐만 아니라, LED(150)에서 발산된 모든 빛이 실린더 렌즈(170)를 투과하기가 용이해질 수 있어서, 바람직하다.
한편, 도 10에서 보이는 바와 같이, 제3면(176)은 중심부(177)와, 가장자리부(178)가 불연속적으로 이루어지는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 중심부(177)는 평면, 오목 또는 볼록의 형상으로 이루어질 수 있다. 마찬가지로, 상기 가장자리부(178)도 평면, 오목 또는 볼록의 형상으로 이루어질 수 있다.
이와 같이, 상기 제3면(176)이 중심부(177)와 가장자리부(178)가 불연속적으로 이루어지면, LED(150)에서 발산되어 제1면(171)을 투과한 빛은 중심부(177)를 통해 투과되며, 제2면(174)에서 전반사된 빛은 가장자리부(178)를 통해 투과될 수 있으며, 그에 따라 LED(150)에서 발산된 빛의 발산각이 좁혀지는 정도를 원하는 데로 쉽게 설계할 수 있어서 바람직하다. 왜냐하면, LED(150)에서 발산된 빛 중에서 제1면(171)을 투과한 빛과, 제2면(174)에 의해 전반사된 빛은 서로 다른 발산각을 가지기 때문이다.
한편, 상기 중심부(177)와 가장자리부(178)가 불연속적으로 이루어지도록 하는 불연속부(179)는 도 10에서 보이는 바와 같이 구비될 수도 있지만, 도 11에서 보이는 바와 같이 단차지도록 구비될 수도 있다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 LED 조명장치에 의하면, 다수의 LED를 이용하여 먼 거리의 한쪽 방향으로 긴 영역을 밝게 비출 수 있어서, 조명을 필요로 하는 영역이 직사각형 또는 타원의 형상일 때, LED 조명의 빛이 광축을 기준으로 방사형의 배광분포를 갖는 것보다 훨씬 많은 빛을 원하는 영역에만 집중하여 조명을 함으로써 광 효율성을 높일 수 있으며, 그에 따라 사용되는 LED 개수를 줄일 수 있어서 제조비용 및 사용전력을 절감시킬 수 있다.
또한, 상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 LED 조명장치에 의하면, 다수의 LED간의 간격을 최소화시켜 LED 밀집도를 극대화시킴으로써 전체 크기를 줄일 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명이 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
도 1 및 도 2는 종래의 집광렌즈가 구비된 LED 조명장치를 개략적으로 나타내는 도면이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 LED 조명장치를 개략적으로 나타내는 분해 사시도 이고,
도 4는 도 3에 따른 LED 조명장치의 조립 단면도이고,
도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 LED 조명장치의 효과를 설명하기 위한 도면이고,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 LED 조명장치의 배광 시뮬레이션 분포를 설명하기 위한 도면이고,
도 8 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시예에를 개략적으로 나타내는 도면이다.

Claims (7)

  1. 인쇄회로기판 상에 복수의 행과 열로 배열되는 엘이디(LED); 및
    상기 엘이디(LED) 상부에 구비되며, 상기 엘이디(LED)에서 발산된 빛의 발산각이 상기 행 또는 열 방향 중 어느 하나의 방향으로만 좁혀지도록 상기 행 또는 열 방향 중 어느 하나의 방향의 단면이 일정하게 구비되는 실린더 렌즈;를 포함하고,
    상기 실린더 렌즈의 단면은,
    상기 엘이디(LED)에서 발산된 빛이 투과되는 제1면;
    상기 엘이디(LED)에서 발산된 빛을 전반사시키는 제2면; 및
    상기 제1면을 투과한 빛과 상기 제2면에 의해 전반사된 빛을 투과시키는 제3면;을 포함하고,
    상기 제1면에는 상기 실린더 렌즈의 길이방향으로 길게 형성되어 하나의 행 또는 열로 배열되는 다수의 엘이디를 수용하는 수용홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  2. 인쇄회로기판 상에 복수의 행과 열로 배열되는 엘이디(LED); 및
    상기 엘이디(LED) 상부에 설치되며, 상기 엘이디(LED)에서 발산된 빛의 발산각이 상기 행 또는 열 방향 중 어느 하나의 방향으로만 좁혀지도록 상기 행 또는 열 방향 중 어느 하나의 방향의 단면이 일정하게 구비되는 실린더 렌즈;를 포함하고,
    상기 실린더 렌즈의 단면은,
    상기 엘이디(LED)와 인접한 제1면;
    상기 제1면의 반대면에 위치하는 제3면; 및
    상기 엘이디(LED)에서 발산된 빛을 전반사 시키도록 상기 제1면과 제3면 사이에 구비되는 제2면;을 포함하고,
    상기 제1면에는 상기 실린더 렌즈의 길이방향으로 길게 형성되어 하나의 행 또는 열로 배열되는 다수의 엘이디를 수용하는 수용홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제3면은 중심부와 가장자리부가 불연속적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 실린더 렌즈는 상기 열 또는 행 별로 하나씩 구비되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  7. 인쇄회로기판 상에 복수의 행과 열로 배열되는 엘이디(LED); 및
    상기 엘이디(LED) 상부에 구비되며, 상기 엘이디(LED)에서 발산된 빛의 발산각이 상기 행 또는 열 방향 중 어느 하나의 방향으로만 좁혀지도록 상기 행 또는 열 방향 중 어느 하나의 방향의 단면이 일정하게 구비되는 실린더 렌즈;를 포함하고,
    상기 실린더 렌즈의 단면은,
    상기 엘이디(LED)에서 발산된 빛이 투과되는 제1면;
    상기 엘이디(LED)에서 발산된 빛을 전반사시키는 제2면; 및
    상기 제1면을 투과한 빛과 상기 제2면에 의해 전반사된 빛을 투과시키는 제3면;을 포함하고,
    상기 제1면에는 상기 실린더 렌즈의 길이방향으로 길게 형성되어 하나의 행 또는 열로 배열되는 다수의 엘이디를 수용하는 수용홈이 구비되며,
    상기 실린더 렌즈는 판 형태에 어레이로 구성되도록 투명한 재질을 사출 또는 압출하여 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
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