KR101201656B1 - 특정 배광을 가지는 ｌｅｄ 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 특정 배광을 가지는 LED 조명장치, 플러그와 회로기판 등이 설치되는 조명장치 몸체; 상기 조명장치 몸체에 결합되며, 적어도 4개의 LED 광원 소자를 가지는 LED 광원 모듈; 상기 LED 광원 모듈 상측에 배치되어, 상기 LED 광원 소자에서 방출되는 열을 외부로 발산하는 방열유닛; 및 상기 복수 개의 LED 광원 소자와 서로 대응되는 위치에 배치되며, 상기 방열유닛에 끼워맞춤 결합되는 렌즈모듈;을 포함하며, 상기 렌즈모듈은, 렌즈 홀더; 및 상기 렌즈 홀더에 착탈 가능하게 배치되며, 상기 LED 광원 소자와 서로 대응되는 위치에 마련된 큐브형 렌즈;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

특정 배광을 가지는 ＬＥＤ 조명장치{LED lighting appratus having Particular Light Distribution}

본 발명은 조명장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광원에서 발생된 빛의 손실을 최소화할 수 있으며, 조명광을 사각형으로 형성할 수 있는 큐브형 렌즈를 구비한 특정 배광을 가지는 LED 조명장치에 관한 것이다.

일반적으로, 조명장치는 사용되는 광원의 종류에 따라 구분되며, 백열등, 형광등, 할로겐등이 많이 사용된다. 최근 들어, 저탄소 녹색성장에 대한 요구와 관심이 증가하면서, 발광 반도체인 LED를 이용한 조명장치에 대한 개발 소요가 증가하고 있다.

LED를 이용한 조명장치는, 기존에 많이 사용되던 백열등, 형광등, 할로겐등과는 달리 소비전력이 매우 낮음은 물론, 대략 5만 시간 정도의 수명을 가지므로, 하루 평균 12시간을 사용한다고 가정할 때, 대략 10～11년가량을 교체 없이 사용할 수 있기 때문에 매우 경제적이다.

하지만 이와 같은 LED 조명장치는 몇 가지 단점이 존재한다. 우선, 직류변환을 위한 컨버터를 구비해야하는 번거로움이 있다. 물론, 최근에는 교류에서도 바로 사용할 수 있는 LED가 개발되고 있으나, 직류를 사용하는 LED에 비해 가격이 매우 비싸 시장성이 떨어지는 편이다. 또한, LED의 낮은 소비전력에도 불구하고 발열에 의한 문제가 해결될 필요가 있다. 즉, 상기한 백열등이나 형광등과 같은 광원은 빛과 동일한 방향으로 열이 발생되므로, 열과 빛이 함께 피조사면으로 발산된다. 하지만, LED의 경우에는 빛은 피조사면을 향해 조사되지만, 열은 그 반대편인 회로기판 방향으로 발산하므로, LED를 오랜 시간 사용할 경우, LED에서 발생된 열이 실장되어 있는 기판에 전달되어, 기판이 열 변형 되거나, 기판이 조립되어 있는 하우징 등에 열로 인한 악영향을 미칠 수 있다.

특히, 저 전력으로 동작하는 LED 조명장치는 발생된 빛이 저항방식이나 방전 방식으로 빛을 발생하는 조명장치에 비해 상대적으로 약하므로, 광원으로부터 조명 위치까지 전달되는 동안 손실되는 빛의 양을 줄여야할 필요가 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, LED 광원에서 발생된 빛의 손실을 최소화할 수 있도록 구조가 개선된 LED 조명등을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 특정 배광을 가지는 LED 조명장치는, 플러그와 회로기판 등이 설치되는 조명장치 몸체; 상기 조명장치 몸체에 결합되며, 적어도 4개의 LED 광원 소자를 가지는 LED 광원 모듈; 상기 LED 광원 모듈 상측에 배치되어, 상기 LED 광원 소자에서 방출되는 열을 외부로 발산하는 방열유닛; 및 상기 복수 개의 LED 광원 소자와 서로 대응되는 위치에 배치되며, 상기 방열유닛에 끼워맞춤 결합되는 렌즈모듈;을 포함하며, 상기 렌즈모듈은, 렌즈 홀더; 및 상기 렌즈 홀더에 착탈 가능하게 배치되며, 상기 LED 광원 소자와 서로 대응되는 위치에 마련된 큐브형 렌즈;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 복수 개의 큐브형 렌즈는, 레드(R), 그린(G), 블루(B), 투명(W) 색상 중 어느 하나를 선택하여 배치될 수도 있고, 레드(R), 그린(G), 블루(B), 투명(W) 색상 중 어느 하나를 선택하여 배치되며, 선택된 색상으로 복수 개의 큐브형 렌즈 모두가 동일하게 구성될 수도 있다.

또한, 상기한 LED 조명장치는, 상기 LED 렌즈 모듈을 상기 방열유닛에 고정하는 고정 홀더를 더 포함할 수도 있다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 일반적으로 많이 사용되는 MR16 타입의 할로겐등을 LED 광원으로 대체할 수 있으며, 특히 조명을 받는 위치의 빛을 사각형으로 형성할 수 있어, 다양한 조명효과를 얻을 수 있다.

또한, 각각의 LED 소자별로 별도의 렌즈유닛을 착탈 가능한 구성으로 배치하여, 필요에 따라 서로 다른 조명효과를 구현하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명에 의한 LED 조명장치의 사시도,
도 2는 도 1의 분해 사시도,
도 3은 도 2의 렌즈모듈의 분해 사시도, 그리고,
도 4는 도 1의 단면도이다.

이하, 본 발명에 의한 LED 조명장치를 첨부된 도면과 함께 설명한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 LED 조명장치는, 조명장치 몸체(10), LED 광원 모듈(20), 방열유닛(30) 및 렌즈모듈(40)을 포함한다.

조명장치 몸체(10)는 플라스틱과 같은 수지재질로 형성되며, MR16 규격에 적합한 플러그 유닛(10a, 도 4 참조)과, 상기 LED 광원 모듈(20)에 전원을 공급하는 제어모듈(11) 등이 설치될 수 있다.

LED 광원 모듈(20)은, 복수 개의 LED 광원 소자(21)가 실장되는데, 바람직하게는, 4개의 LED 광원 소자(21)가 상호 동일한 간격으로 대칭되게 배치되는 것이 좋다. 만일 4개 미만의 LED 광원 소자가 마련되어 있을 경우에는, 조명 부위에 충분한 광량을 공급하기 어려우며, 특히 본 발명의 경우, 조명 부위에 사각형의 집중 조명을 형성하기 위한 것임을 감안하면, 정확하게 각진 형상의 조명을 형성하기 어렵기 때문이다.

방열유닛(30)은, 구리 또는 알루미늄과 같이 열전도도가 높은 금속 재질로 마련되는 것이 좋으며, 상기 LED 광원 소자(21)에서 생성된 열을 조명장치의 외부로 방출하는 역할을 수행한다.

상기 방열유닛(30)은 도 2에 도시된 바와 같이, 복수 개의 금속 핀들이 외주면에 형성되고, 그 내주면은 상기 LED 광원 모듈(20)의 일측 단부와 결합될 수 있도록 마련된다.

렌즈모듈(40)은 상기 LED 광원 모듈(20)에 실장된 4개의 LED 광원 소자(21)와 상호 대응되는 위치에 설치되며, 상기 방열유닛(30)에 끼워맞춤 결합되는 것이 바람직하다.

상기 렌즈모듈(40)은 디스크 형상으로 마련된 렌즈 홀더(40')에 착탈 가능하게 큐브형 렌즈(41)를 착탈 가능하게 결합하여 구성된다. 이를 위해, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈 홀더(40')에는, 상측에서 하측으로 결합되는 상기 큐브형 렌즈(41)의 결합을 위해 내주면(40a)이 일정 각도 경사진 관통공이 형성되고, 상기 큐브형 렌즈(41)에는 상기 관통공의 경사로에 걸릴 수 있도록, 돌기부(41a)가 마련되는 것이 좋다.

또한, 상기 큐브형 렌즈(41)는 상기 LED 광원 소자(21)와 최대한 밀착 배치되는 것이 바람직하다. 이는, 상기 LED 광원 소자(21)에서 발생된 빛이 유실됨 없이 최대한, 상기 큐브형 렌즈(41)로 전달될 수 있도록 하기 위함이다.

상기 복수 개의 큐브형 렌즈(41)는, 레드(R), 그린(G), 블루(B), 투명(W) 색상 중 어느 하나를 선택하여 배치될 수도 있고, 레드(R), 그린(G), 블루(B), 투명(W) 색상 중 어느 하나를 선택하여 배치되며, 선택된 색상으로 복수 개의 큐브형 렌즈 모두가 동일하게 구성될 수도 있다.

따라서 조명대상위치에 필요한 조명광의 색상을 자유롭게 변경할 수 있으며, 렌즈의 색상을 교체하는 것에 의해, 다양한 색상의 조명광을 형성하는 것이 가능하다.

예컨대, 4개의 큐브형 렌즈(41)의 색상을 모두 적색(R)으로 하였을 경우, 매우 강렬한 적색 조명이되며, 그린과 블루, 화이트 역시 동일한 색상으로 하였을 경우, 강렬한 색상으로 조명광을 형성할 수 있다.

또한, 각각의 컬러 렌즈들을 조합하여 사용할 경우, 레드+그림+블루+화이트의 조합으로는 따뜻한 희색을 만들 수 있으며, 레드+그린+화이트+화이트로는 노란색, 레드+블루+화이트+화이트는 분홍색, 그린+블루+화이트+화이트로는 청록색을 표현할 수 있다. 상기한 색 구현은 몸체(10) 안에 탑재되는 제어모듈(11)을 이용하는 것도 가능하지만, 물리적인 렌즈 교체를 수행할 경우, 별도의 회로 구성없이 간단하게 조명색상을 조절하는 것이 가능하다.

고정 홀더(50)는, 상기 LED 렌즈 모듈(30)을 상기 방열유닛에 고정한다. 즉, 상기 고정 홀더(50)는 대략 링 형상으로 마련되어, 그 내측에 상기 렌즈 모듈(40)을 가압할 수 있는 돌기(50a)를 형성하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 의한 LED 조명장치의 동작을 설명한다.

MR16 규격의 할로겐등은, 매우 큰 조도를 가지므로, 전시용 집중 조명등으로 많이 사용되지만, 소비전력이 많고, 발열이 크다는 단점이 있다. 본 발명은 소비전력이 적으면서, 발열이 상대적으로 작은 LED 광원을 이용하여 종래의 MR16 할로겐 등을 대체하기 위한 것으로, 특히 큐브형상의 렌즈모듈을 이용하여, 조명 대상이 되는 위치에 원형이 아닌 사각형상의 조명광을 형성하는데 그 특징이 있다.

즉, 기존의 조명광의 경우에는 동그란 형상의 조명광이 형성되므로, 작업면의 조사모양이 윗부분과 아랫부분은 둥글고, 양 옆은 건축물 또는 물건에 조사되지 않아 눈부심이나 손실부분이 발생 되지만, 본 발명에 따르면, 4개의 LED 광원 소자(21) 각각에 동일한 초점 거리를 가지는 큐브형 렌즈(41)를 배치하고, 이 큐브형 렌즈(41)로 상기 LED 광원 소자(21)의 빛을 포커싱하여, 조명 위치에 사각형상의 조명광을 형성하므로, 이에 따른 효율 향상과 시각적 효과가 향상될 수 있다. 따라서 박물관 및 전시장에서 사용되는 다운 라이트 램프를 사각형 조명광을 형성하는 본 발명으로 대체할 경우, 조명하고자 하는 액자 및 전시품에 정형화된 조명을 할 수 있다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 본 발명의 다양한 실시예에 따른 액정디스플레이 장치를 옥내외 광고판, 모니터, 휴대용 디스플레이 기기, 텔레비젼 등 화상 표현이 필요한 장치라면 어느 분야에서도 적용할 수 있게 되는 등 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

10; 몸체 20; LED 광원 모듈
30; 방열유닛 40; 렌즈 모듈
50; 고정홀더

Claims (4)

1. 플러그와 회로기판 등이 설치되는 조명장치 몸체;
   상기 조명장치 몸체에 결합되며, 적어도 4개의 LED 광원 소자를 가지는 LED 광원 모듈;
   상기 LED 광원 모듈 상측에 배치되어, 상기 LED 광원 소자에서 방출되는 열을 외부로 발산하는 방열유닛;
   상기 복수 개의 LED 광원 소자와 서로 대응되는 위치에 배치되며, 상기 방열유닛에 끼워맞춤 결합되는 렌즈모듈; 및
   상기 LED 렌즈 모듈을 상기 방열유닛에 고정하며, 사각형의 윈도우를 가지는 고정 홀더;를 포함하며,
   상기 렌즈모듈은,
   렌즈 홀더; 및
   상기 렌즈 홀더에 착탈 가능하게 배치되며, 상기 LED 광원 소자와 서로 대응되는 위치에 마련된 복수 개의 큐브형 렌즈;를 포함하며,
   상기 복수 개의 큐브형 렌즈는,
   레드(R), 그린(G), 블루(B), 투명(W) 색상 중 어느 하나를 선택하여 배치되는 것을 특징으로 하는 특정 배광을 가지는 LED 조명장치.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 복수 개의 큐브형 렌즈는,
   복수 개의 큐브형 렌즈 모두가 동일한 크기 및 색상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 특정 배광을 가지는 LED 조명장치.
   
   
4. 삭제

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