KR101161790B1 - 격자체 구조를 갖는 반사판을 구비한 ｌｅｄ 조명등 모듈 및 ｌｅｄ 조명등 조합체 - Google Patents

격자체 구조를 갖는 반사판을 구비한 ｌｅｄ 조명등 모듈 및 ｌｅｄ 조명등 조합체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반사판을 구비한 LED 조명등 모듈에 관한 것으로서, 반사판을 이용하여 2차 광원을 형성하기 위한 LED 조명등 모듈에 있어서, 표면에 균일한 피치의 격자체 구조를 갖는 반사판, 상기 반사판의 양단에 수직 상방으로 서로 대향되도록 형성된 측벽 및 상기 측벽의 내벽에 위치한 LED와, 상기 측벽의 외벽에 형성된 체결수단;을 포함하되, 상기 내벽과 상기 반사판이 이루는 사잇각은 예각인 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면 LED로부터 입사된 점 형태의 광을 면형태의 광으로 분광현상없이 그대로 확산 및 반사할 수 있으며, 복수 개의 LED 조명등 모듈을 상호 조합하여 다양한 규격의 각종 LED 조명등 조합체를 구성할 수 있다.

Description

격자체 구조를 갖는 반사판을 구비한 ＬＥＤ 조명등 모듈 및 ＬＥＤ 조명등 조합체{LED LAMP MODULE HAVING REFLECTIVE PLATE OF LATTICE STRUCTURE AND ASSEMBLY OF THE PLURAL LED LAMP MODULES}
본 발명은 LED 조명등에 관한 것으로, 특히 반사판의 표면을 격자체 구조로 구성하고 LED 조명등을 모듈화한 격자체 구조를 갖는 반사판을 구비한 LED 조명등 모듈 및 복수 개의 LED 조명등 모듈이 결합된 LED 조명등 조합체에 관한 것이다.
일반적으로 LED는 다른 전구에 비해 수명이 길고 전력소모가 적다는 장점이 있으나 개당 밝기가 떨어지고 빛의 직진성이 강해서 넓은 범위에서 원하는 조도를 갖기에 부족한 면이 있었다.
따라서 이러한 직진성을 개선하고 넓은 범위의 조도를 얻기 위해 반사체가 필요하며, 적용범위가 늘어나면서 상기 반사체의 형태를 변경하여 선 형태의 광원을 면 형태의 광원으로 만들기 위한 연구가 진행중이다.
종래의 점 형태의 입사 광원을 면 형태로 출사하기 위해서 광원을 여러 개 구비하고 빛을 산란시키는 도광판을 이용하고 있지만, 이는 제조 단가가 상승하고 구조가 복잡해지는 문제가 있다.
또한 종래 기술에서는 반사판 혹은 광홀이 LED별로 각각 구비되어 광을 확산시키고 조도를 향상시키는 역할을 하도록 하였으나, 서로 빛이 융합되지 못하고 각각의 특징을 발휘하므르 높은 곳에 설치하는 생활조명으로 사용할 경우 빛이 전체적으로 균일하게 분포되지 못하고, LED의 위치에 따라 밝은 곳과 어두운 곳이 교대로 위치하여 빛의 얼룩이 발생되는 문제점도 있었다.
또한 빛이 전체적으로 골고루 확산되지 않는 문제점을 해결하기 위해 종래의 LED 조명에는 렌즈를 이용하여 빛을 확산시키고 있으나 이 경우 조도가 떨어지는 문제점이 있었다.
또한 조사시키려는 면적에 따라 LED의 사용 개수와 크기를 따로 제작해야 하기 때문에 제작단가가 높아지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 일정한 경사각을 갖는 격자체 구조를 갖는 반사판을 특징으로 하여 분광 현상 없이 빛을 골고루 확산 및 반사시키고 나아가 모듈화된 LED 조명등을 서로 조합하여 체결함으로써 LED 조명등 조합체로 구성했기 때문에, 점광원을 면광원으로 효율적으로 확산 및 반사시키고 다양한 규격의 조명등에 적용할 수 있는 LED 조명등 모듈 및 LED 조명등 조합체를 얻고자 하는 것을 목적으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명에서는 일정한 경사각을 갖는 격자체 반사판을 이용하여 2차 광원을 형성하기 위한 LED 조명등 모듈이 제공된다.
즉 반사판을 이용하여 2차 광원을 형성하기 위한 LED 조명등 모듈에 있어서, 표면에 균일한 피치의 격자체 구조가 형성된 반사판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
나아가 상기 반사판의 양단에 수직 상방으로 서로 대향되도록 형성된 측벽 및, 상기 측벽의 내벽에 위치한 LED를 더 포함하되, 상기 내벽과 상기 반사판이 이루는 사잇각은 예각인 것을 특징으로 한다. 상기 LED는 기판 상에 솔더링되는 것이 바람직하며 외부 전원과 전기적으로 연결되어 있다. 예각은 0°보다 크고 90°보다 작은 각을 의미한다.
여기서 상기 피치(pitch)는 1㎛ 내지 10㎜인 것을 특징으로 한다. 상기 피치 범위보다 큰 경우에는 격자체로서 반사판에 의해 2차 광원으로 사용하고자 하는 본원 발명의 목적을 달성할 수 없으며, 상기 피치 범위보다 작은 경우에는 분광현상이 일어나서 LED 본연의 색을 그대로 반사시키지 못한다.
또한 여기서 상기 피치는 미소 전자기계 시스템(MEMS, Micro Electro Mechanical System), 화학적 에칭 및 플라즈마 이온 에칭 중 어느 하나를 사용하여 형성될 수 있다.
한편 상기 격자체 구조의 표면은 금속 반사코팅을 하여 고반사율을 갖도록 하는 것을 특징으로 한다. 여기서 금속은 알루미늄(Al), 니켈, 크롬, 니켈+은 또는 크롬+은인 것이 바람직하다. 즉 코팅방법에 있어서는 건식 또는 습식이 사용되며 습식방식은 전기도금이 사용되어 질 수 있다.
여기서 상기 격자체 구조는 경사각이 0°초과 50° 이하의 각을 갖는 이등변 삼각형 구조들이 모여서 형성된 것을 특징으로 한다. 상기 LED의 조사방향은 측벽의 내벽과 반사판이 이루는 사잇각이 예각이므로 반사판을 향하게 되는데, 경사각이 50°이상이 되는 경우 LED로부터 조사되는 빛이 격자 반사판의 직하 상방으로 반사되지 못하고 오히려 반사판 방향의 사면으로 반사되어 빛을 한 방향으로 모으는 역할을 저해하며 산란되어 버린다.
또한 상기 측벽의 외벽은 돌출된 요철이 형성된 방열판이 구비되는 것을 특징으로 한다. LED는 발열량이 크기 때문에 열을 식혀줄 필요가 있다.
한편 상기 방열판의 단면은 지퍼 형태인 것을 특징으로 한다. 지퍼 형태를 취한 이유는 본 발명의 격자체 구조를 갖는 반사판을 구비한 LED 조명등 모듈이 복수 개인 경우 슬라이드 방식으로 상호 결합을 하기 위해서이다.
한편 본 발명은 반사판을 이용하여 2차 광원을 형성하기 위한 LED 조명등 조합체에 있어서, 표면에 균일한 피치의 격자체 구조를 갖는 반사판, 상기 반사판의 양단에 수직 상방으로 서로 대향되도록 형성된 측벽 및 상기 측벽의 내벽에 위치한 LED를 구비한 복수 개의 LED 조명등 모듈과, 상기 복수 개의 LED 조명등 모듈을 조합하여 체결하도록 상기 측벽의 외벽에 형성된 체결수단;을 포함하되, 상기 내벽과 상기 반사판이 이루는 사잇각은 예각인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.
또한 여기서 상기 체결수단은 상기 측벽의 외벽에
Figure 112010078549211-pat00001
형태로 1개 이상 형성된 체결홈과, 상기 체결홈에 삽치되는 단면이
Figure 112010078549211-pat00002
형태의 체결판으로서, 상기 복수 개의 LED 조명등 모듈을 상호 체결하는 것을 특징으로 한다.
또한 여기서 상기 체결수단은 상기 외벽으로부터 돌출된 단면이 지퍼 형태인 슬라이드 방식인 것을 특징으로 한다.
따라서 상기 체결수단에 의해서 본 발명의 모듈 형식으로 구성된 반사판을 이용하여 2차 광원을 형성하기 위한 복수개의 LED 조명등 모듈을 서로 조합함으로써 기존의 공장등, 보안등(횡단 보도등), 가로등, 터널등, 항공등 등의 다양한 규격에 적용될 수 있도록 한다.
상기 구성에 의하면 LED로부터 입사된 점 형태의 광을 면형태의 광으로 분광 현상없이 그대로 확산 및 반사할 수 있으며, 복수 개의 LED 조명등 모듈을 상호 조합함으로써 기존의 공장등, 보안등, 가로등, 터널등, 항공등 등 다양한 규격의 각종 LED 조명등 조합체를 구성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 격자체 구조를 갖는 반사판을 구비한 LED 조명등 모듈에 있어서 표면에 균일한 피치의 격자체 구조가 형성된 바람직한 일실시예의 반사판의 사시도 및 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 격자체 구조를 갖는 반사판을 구비한 LED 조명등 모듈의 바람직한 일실시예로서 종단면도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 격자체 구조를 갖는 반사판을 구비한 LED 조명등 모듈의 바람직한 일실시예로서 도 2의 종단면도에서 우측 확대도이다.
도 4는 본 발명의 격자체 구조를 갖는 반사판을 구비한 LED 조명등 모듈의 바람직한 일실시예로서 사시도를 나타낸다.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 격자체 구조를 갖는 반사판을 구비한 복수 개의 LED 조명등 조합체의 바람직한 일실시예로서 도 4의 모듈화된 LED 조명등 모듈을 다양한 체결수단에 의해 상호 결합하는 모습을 나타낸 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 격자체 구조를 갖는 반사판을 구비한 두 개의 LED 조명등 모듈이 상호 체결된 바람직한 일실시예로서 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 격자체 구조를 갖는 반사판을 구비한 LED 조명등 모듈에 있어서 표면에 균일한 피치의 격자체 구조가 형성된 바람직한 일실시예의 반사판의 사시도 및 종단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 반사판(10)의 상면은 균일한 피치의 격자체 구조이다. 피치 거리는 0.1㎜, 높이는 1㎜로 형성하였다. 상기 반사판(10)은 금속판으로서 스테인레스, 알루미늄, 황동(신주) 및 구리(동) 등에서 어느 하나의 재질로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 균일한 피치에 의하여 빛이 고르게 반사되도록 하였고, 적어도 1㎛보다 긴 피치거리를 채용하여 분광을 방지하였다.
한편 상기 피치는 미소 전자기계 시스템에 의해 형성되었다.
미소 전자기계 시스템이란 실리콘이나 수정, 유리 등을 가공해 초고밀도 집적회로, 머리카락 절반 두께의 초소형 기어, 손톱 크기의 하드디스크 등 초미세 기계구조물을 만드는 기술을 말한다. 미소 전자기계 시스템으로 만든 미세 기계는 마이크로미터(100만 분의 1미터) 이하의 정밀도를 갖는다. 구조적으로는 증착과 식각 등의 과정을 반복하는 반도체 미세공정기술을 적용해 저렴한 비용으로 초소형 제품의 대량생산을 가능케 하고, 구동력은 전하간에 서로 당기는 힘인 정전기력과 표면장력 등을 이용해 전류를 발생시켜 전력소비량을 크게 낮추는 원리를 적용한 것으로, 나노 및 시스템온칩(SoC, System on Chip) 기술의 등장과 함께 중요성이 날로 부각되고 있다.
또한 격자체 구조의 표면은 금속 반사 코팅을 하여 반사율을 극대화하였다.
도 2는 본 발명의 격자체 구조를 갖는 반사판을 구비한 LED 조명등 모듈의 바람직한 일실시예로서 종단면도를 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이, 반사판(10)의 끝단에는 측벽(22)이 형성되어 있고 측벽(22)에는 기판(21)에 솔더링된 LED(20)가 구비된다. LED(20)는 백색 또는 RGB(red, green, blue) LED(20)(light emitted diode)로, 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 단색광을 발산하는 3종류의 LED 칩세트 중 어느 한 종류 이상이 바람직하다.
그리고 상기 LED(20)는 대향된 상태로 상기 측벽(22)의 내벽에 소수 또는 다수 설치되며, 상기 반사판(10)의 요철 배열에 따라 선형 형태로 배치하는 것이 바람직하다.
한편 측벽(22)의 내벽은 반사판(10)과의 사잇각이 예각이 되도록 반사판(10)을 향해 기울어져 있다. 또한 상기 기판(21)과 LED(20)는 외부 전원과 전기적으로 연결되어 있고 바람직하게는 LED(20)가 발열량이 많기 때문에 측벽(22)의 외벽에는 방열판(24)이 형성될 수 있다.
한편 상기 반사판(10)은 측벽(22)과 일체로 형성될 수 있으나 분리형일 수도 있다. 또한 LED 조명등 모듈 내로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 커버(23)를 더 구비할 수 있다.
도 3은 본 발명의 격자체 구조를 갖는 반사판을 구비한 LED 조명등 모듈의 바람직한 일실시예로서 도 2의 종단면도에서 우측 확대도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 내벽과 반사판(10)이 이루는 각도가 예각(δ)이기 때문에 내벽에 설치된 LED(20)는 반사판(10)을 향해 조사하는데, 격자체 구조의 경사각(θ)이 50° 미만이어야만 반사된 빛이 상방으로 퍼져 나가게 된다. 50° 이상이 되면 반사된 빛이 직하 상방이 아닌 사방으로 퍼져 나가버린다.
도 4는 본 발명의 격자체 구조를 갖는 반사판을 구비한 LED 조명등 모듈의 바람직한 일실시예로서 사시도를 나타낸다.
도 4에 도시된 바와 같이, 반사판(10)을 둘러싸는 측벽(22)들이 사방으로 형성되어 있고, 측벽(22) 중 서로 대향하는 내벽에 LED(20)가 구현되어 있다.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 격자체 구조를 갖는 반사판을 구비한 복수 개의 LED 조명등 조합체의 바람직한 일실시예로서 도 4의 모듈화된 LED 조명등 모듈을 다양한 체결수단에 의해 상호 결합하는 모습을 나타낸 종단면도이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 방열판(24) 자체가 지퍼 형태의 단면으로 형성되어 인접하는 LED 조명등 모듈 간에 서로 맞물려서 슬라이드 방식으로 끼울 수 있다. 다만 방열판(24) 자체가 서로 밀착되어 방열 기능이 떨어지는 측면이 있다.
한편 도 5b에 도시된 바와 같이, 측벽의 외벽은 길이 방향으로
Figure 112010078549211-pat00003
형태로 1개 이상 형성된 체결홈(51)이 형성되고, 상기 체결홈(51)에 일치하여 삽치되는 단면이
Figure 112010078549211-pat00004
형태인 체결판(52)을 따로 구비한다. 즉 별도의 체결판(52)을 더 구비하여 모듈화된 개개의 LED 조명등 모듈을 결합함으로써 본 발명의 격자체 구조를 갖는 반사판을 구비한 복수 개 의 LED 조명등 모듈을 조합한 LED 조명등 조합체를 구성할 수 있다.
도 6은 본 발명의 격자체 구조를 갖는 반사판을 구비한 두 개의 LED 조명등 모듈이 상호 체결된 바람직한 일실시예로서 사시도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 격자체 구조를 갖는 반사판(10)을 구비한 LED 조명등 모듈은 체결수단에 의해 상호 결합됨으로써 얼마든지 그 크기를 조절할 수 있으므로 횡단보도등 뿐만 아니라 가로등, 터널등, 항공등 기타 LED를 사용하는 거의 모든 규격의 조명등에 적용할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10: 반사판 20: LED
21: 기판 22: 측벽
23: 커버 24: 방열판
51: 체결홈 52: 체결판

Claims (9)

  1. 반사판을 이용하여 2차 광원을 형성하기 위한 LED 조명등 모듈에 있어서,
    표면에 균일한 피치의 경사각이 0° 초과 50° 이하의 각을 갖는 이등변 삼각형 구조들이 모여서 형성된 격자체 구조를 갖는 반사판,
    상기 반사판의 양단에 수직 상방으로 서로 대향되도록 형성된 측벽 및 상기 측벽의 내벽에 위치한 LED 및,
    상기 측벽의 외벽에 형성된 체결수단;을 포함하되,
    상기 내벽과 상기 반사판이 이루는 사잇각은 예각인 것을 특징으로 하는 격자체 구조를 갖는 반사판을 구비한 LED 조명등 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 피치는 1㎛ 내지 10㎜인 것을 특징으로 하는 격자체 구조를 갖는 반사판을 구비한 LED 조명등 모듈.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 피치는 미소 전자기계 시스템(MEMS, Micro Electro Mechanical System), 화학적 에칭 및 플라즈마 이온 에칭 중 어느 하나를 사용하여 형성된 것을 특징으로 하는 격자체 구조를 갖는 반사판을 구비한 LED 조명등 모듈.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 격자체 구조의 표면은 금속 반사코팅을 하여 고반사율을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 격자체 구조를 갖는 반사판을 구비한 LED 조명등 모듈.
  5. 삭제
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 측벽의 외벽은 돌출된 요철이 형성된 방열판이 구비되는 것을 특징으로 하는 격자체 구조를 갖는 반사판을 구비한 LED 조명등 모듈.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 체결수단은 상기 측벽의 외벽에
    Figure 112010078549211-pat00005
    형태로 1개 이상 형성된 체결홈과, 상기 체결홈에 삽치되는 단면이
    Figure 112010078549211-pat00006
    형태의 체결판인 것을 특징으로 하는 격자체 구조를 갖는 반사판을 구비한 LED 조명등 모듈.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 체결수단은 상기 외벽으로부터 돌출된 단면이 지퍼 형태인 슬라이드 방식인 것을 특징으로 하는 격자체 구조를 갖는 반사판을 구비한 LED 조명등 모듈.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 격자체 구조를 갖는 반사판을 구비한 LED 조명등 모듈이 복수 개가 구비되고,
    상기 체결 수단에 의하여 상기 복수 개의 격자체 구조를 갖는 반사판을 구비한 LED 조명등 모듈을 상호 체결하여 다양한 규격의 LED 조명등 조합체가 구현하는 것을 특징으로 하는 격자체 구조를 갖는 반사판을 구비한 복수 개의 LED 조명등 조합체.
KR1020100120175A 2010-11-30 2010-11-30 격자체 구조를 갖는 반사판을 구비한 ｌｅｄ 조명등 모듈 및 ｌｅｄ 조명등 조합체 KR101161790B1 (ko)

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