KR101226175B1 - 엘이디 조명장치 - Google Patents

Abstract

엘이디 조명장치가 개시된다. 방열부재로 열을 전달하여 방열하는 엘이디 조명장치로서, 빛을 발산하며 발생되는 열을 방열부재로 전달하는 제1엘이디모듈을 구비한 제1조명, 빛을 발산하며 제1엘이디모듈에 인접하여 배치된 제2엘이디모듈과 제2엘이디모듈에 결합되어 제2엘이디모듈에서 발생된 열을 방열부재에 전달하는 써멀베이스를 구비한 제2조명을 포함하고, 제1조명과 제2조명은 서로 간의 열전달이 차단된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치는, 복수의 조명으로 구성된 엘이디 조명장치의 각 조명에서 발생되는 열이 인접한 다른 조명에 전달되어 과열되는 것을 방지하고 엘이디에서 발생된 열을 효율적으로 방열할 수 있으며, 메인 조명에서 발생된 빛의 주변부를 서브 조명이 보강하여 균일한 배광이 가능하다.

Description

엘이디 조명장치{LED lighting device}

본 발명은 엘이디 조명장치에 관한 것이다.

엘이디(LED, Light Emitting Diode)란 갈륨비소 등의 화합물에 전류를 흘려 빛을 발산하는 반도체소자를 말한다.

일반적으로, 엘이디는 전력소비가 백열전구의 20%에 불과한데다 수명이 10만 시간(형광등의 100배)에 달해 한번 설치하면 교체나 유지보수가 거의 필요 없다는 것이 장점이다.

이러한 엘이디는 적색 엘이디가 개발된 이후 황색, 녹색, 청색, 백색 엘이디가 우리생활 곳곳에서 쓰이고 있다. 특히, 고휘도 엘이디 등장과 함께 이동통신 단말기용 조명과 휴대폰의 액정표시장치(LCD)와 자동차 장식 조명도 엘이디로 교체되고 있다. 이에 따라, 기존 백열등, 형광등 위주의 실내조명도 점차 엘이디로 대체되어 가고 있는 상황이다.

그런데, 엘이디 조명기구는 종래의 조명과는 다른 특성으로 인하여 상용화가 어려운 문제가 있다.

우선, 엘이디는 종래의 광원에 비해 상당히 많은 열을 발생시키므로, 엘이디 조명기구에서는 엘이디의 원활한 방열이 전제 조건이 되어야 하는 어려움이 있다. 방열이 잘 이루어지지 않을 경우에는 과열로 인하여 고장이 발생하는 문제가 있기 때문이다.

또한, 엘이디는 종래의 광원에 비하여 빛의 직진성이 뛰어난 특성을 가지고 있어서, 종래의 조명장치에 사용되는 구조로는 균일한 배광을 얻기 힘든 문제가 있다.

본 발명은 엘이디에서 발생된 열을 효율적으로 방열할 수 있는 엘이디 조명장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 균일하게 배광할 수 있는 엘이디 조명장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 방열부재로 열을 전달하여 방열하는 엘이디 조명장치로서, 빛을 발산하며 발생되는 열을 상기 방열부재로 전달하는 제1엘이디모듈을 구비한 제1조명, 빛을 발산하며 상기 제1엘이디모듈에 인접하여 배치된 제2엘이디모듈과, 상기 제2엘이디모듈에 결합되어 상기 제2엘이디모듈에서 발생된 열을 상기 방열부재에 전달하는 써멀베이스를 구비한 제2조명을 포함하고, 상기 제1조명과 상기 제2조명은, 서로 간의 열전달이 차단된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치가 제공된다.

상기 써멀베이스는 상기 제1엘이디모듈을 둘러싸는 형태로 배치되어 있으며, 상기 제2엘이디모듈은, 상기 제1엘이디모듈을 중심으로 방사형으로 배치된 복수의 엘이디광원을 포함할 수 있다.

상기 제1엘이디모듈과 상기 써멀베이스는 이격되게 배치되어, 상기 제1엘이디모듈과 상기 써멀베이스의 사이에는 공기층이 형성될 수 있다.

상기 제1엘이디모듈과 상기 써멀베이스는 이격되게 배치되어 있으며, 상기 제1엘이디모듈과 상기 써멀베이스의 사이에 개재된 단열부재를 더 포함할 수 있다.

상기 써멀베이스는, 상기 제1엘이디모듈의 엘이디광원에 대향되게 배치되어 있으며 상기 제1엘이디모듈에서 발산된 빛을 조명영역으로 반사시키는 반사면을 포함할 수 있다.

상기 제1조명은, 상기 제1엘이디모듈을 상기 방열부재에 결합시키며, 상기 제1엘이디모듈에서 발생된 열을 상기 방열부재에 전달하는 써멀브라켓을 더 포함할 수 있다.

상기 써멀브라켓과 상기 써멀베이스는 이격되게 배치될 수 있다.

상기 써멀브라켓은, 상기 제1엘이디모듈의 엘이디광원에 대향되게 배치되어 있으며 상기 제1엘이디모듈에서 발산된 빛을 조명영역으로 반사시키는 반사면을 포함할 수 있다.

본 발명은 복수의 조명으로 구성된 엘이디 조명장치의 각 조명에서 발생되는 열이 인접한 다른 조명에 전달되어 과열되는 것을 방지하고 엘이디에서 발생된 열을 효율적으로 방열할 수 있다.

또한, 메인 조명에서 발생된 빛의 주변부를 서브 조명이 보강하여 균일한 배광이 가능해질 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 조명장치를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 조명장치를 나타낸 분해사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 조명장치를 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 조명장치를 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 조명장치에서 열전달 경로를 설명하는 도면.

이하에서 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 조명장치를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 조명장치를 나타낸 분해사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 조명장치를 나타낸 단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 조명장치는, 서로 간의 열전달이 차단된 제1조명(10) 및 제2조명(20)을 포함하여 이루어짐으로써, 복수의 광원을 이용하여 균일한 배광을 구현하면서도 과열되는 것을 방지하고 엘이디에서 발생된 열을 효율적으로 방열할 수 있다.

제1조명(10)은 조명이 필요한 조명영역에 빛을 공급하는 부분으로, 본 실시예의 제1조명(10)은 메인 조명으로 사용된다. 이를 위해, 본 실시예의 제1조명(10)은 엘이디광원을 이용하여 빛을 발산하는 제1엘이디모듈(12)을 구비하며, 제1엘이디모듈(12)은 엘이디광원에서 발생하는 열을 배출하기 위해 방열부재(5)로 열을 전달한다.

여기서, 방열부재(5)는 엘이디 조명장치에서 전달된 열을 흡수하고 전달된 열을 외부로 발산하여 엘이디 조명장치를 방열시키는 기구로서, 다수의 방열핀이 형성된 금속블록과 같은 종래의 다양한 방열부재(5)를 포함한다.

도 3 및 도 4에 나타난 바와 같이, 본 실시예의 제1엘이디모듈(12)은 COB LED(13)를 엘이디광원으로 이용한다. COB LED(13)는 복수의 엘이디광원 소자가 촘촘하게 모여 이루어진 것으로서, 많은 광량을 제공할 수 있으나 더불어 많은 열을 발생시킨다. 이에 따라, 본 실시예의 제1엘이디모듈(12)은 COB LED(13)을 지지하는 금속기판을 포함하고, 금속기판은 방열부재(5)에 직접 결합되어서 COB LED(13)에서 발생하는 대량의 열을 빠르게 전달시켜 방열시킨다.

이 때, 제1조명(10)은 방열부재(5)에 제1엘이디모듈(12)을 결합시키는 써멀브라켓(15)을 추가로 포함할 수 있다. 본 실시예의 써멀브라켓(15)은 볼트 등의 체결부재에 의해 방열부재(5)에 결합되고, 방열부재(5)와 써멀브라켓(15)의 사이에는 제1엘이디모듈(12)이 개재되어서 제1엘이디모듈(12)은 방열부재(5)에 밀착될 수 있다. 여기서, 써멀브라켓(15)은 구리, 알루미늄 등의 열전도성이 뛰어난 재질로 이루어짐으로써, 제1엘이디모듈(12)에서 발생된 열을 받아서 방열부재(5)에 전달할 수도 있다.

제2조명(20)은 제1조명(10)과 더불어 조명영역에 빛을 공급하는 부분으로, 본 실시예의 제2조명(20)은 서브 조명으로 이용된다. 특히, 본 실시예의 제2조명(20)은 제1조명(10)과 열전달이 차단되도록 형성된다.

구체적으로, 제2조명(20)은 제1엘이디모듈(12)에 인접하여 배치된 제2엘이디모듈(22)과, 제2엘이디모듈(22)에 결합되어 제2엘이디모듈(22)에서 발생된 열을 상기 방열부재(5)에 전달하는 써멀베이스(25)를 구비한다.

도 1 및 도 3에 나타난 바와 같이, 본 실시예의 제2조명(20)은 메인 조명인 제1조명(10)에서 발생된 빛의 주변부를 보강하여 균일한 배광이 이루어지게 한다. 이를 위해, 본 실시예에서는 써멀베이스(25)가 제1엘이디모듈(12)을 둘러싸는 형태로 배치되고, 복수의 엘이디 광원(23)을 가진 제2엘이디모듈(22)은 써멀베이스(25)에 안착된다. 그리고, 복수의 엘이디광원(23)은 제1엘이디모듈(12)을 중심으로 방사형으로 배치되어, 제1엘이디모듈(12)이 비추는 조명영역의 테두리에 빛을 추가로 발산한다.

엘이디광원은 종래의 광원에 비하여 직진성이 뛰어난 빛을 발산하나, 엘이디광원에서 발산된 빛도 가우시안 분포(Gaussian distribution)를 가지게 되므로 조명영역의 테두리 부분은 빛의 강도가 낮아지게 된다. 따라서, 본 실시예에서는 제1조명(10)이 비추는 영역의 테두리에 제2조명(20)의 빛을 중첩시켜서, 빛의 강도가 낮아지는 부분을 보완하여 전체적으로 균일한 배광을 구현할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 제1엘이디모듈(12)의 측면으로 발산되는 빛을 효율적으로 조절하여 배광하기 위하여, 제1엘이디모듈(12)의 엘이디광원에 대하여 대향된 부분을 가지는 써멀베이스(25) 또는 써멀브라켓(15)에 발산된 빛을 조명영역으로 반사시키는 반사면(16, 26)을 형성할 수 있다.

도 3 및 도 4에 나타난 바와 같이, 본 실시예에서는 제1엘이디모듈(12)의 COB LED(13)를 둘러싸는 써멀베이스(25) 및 써멀브라켓(15) 각각에 COB LED(13)를 마주하는 반사면(16, 26)을 형성한다. 이 때, 반사면(16, 26)은 조명영역의 배광을 고려하여 소정의 곡면 현상을 가진다.

한편, 본 실시예에서의 제2조명(20)은 제1조명(10)과의 열전달이 차단될 수 있도록, 도 2 및 도 4에 나타난 바와 같이 써멀베이스(25)는 제1엘이디모듈(12) 및 써멀브라켓(15)과 이격되게 배치된다(즉, 소정의 간격을 두고 떨어져 배치된다). 이에 따라, 제1엘이디모듈(12) 및 써멀브라켓(15)로 이루어진 제1조명(10)과 써멀베이스(25)의 사이에는 공기층(32)이 형성되며, 공기층(32)은 열전도성이 매우 낮아서 단열층 역할을 하게 된다. 또한, 제1조명(10)과 써멀베이스(25)의 사이에 형성된 공간에는 단열 테이프와 같은 단열부재(34)를 추가로 개재되어 열차단 성능을 더욱 높일 수 있다.

따라서, 도 6에 나타난 바와 같이, 본 실시예서는 제1조명(10) 및 제2조명(20)에서 발생된 열이 각각 분리된 열전달 경로로 방열부재(5)에 분산되어 전달될 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 많은 열을 발생시키는 제1조명(10)에, 제2조명(20)에서 발생된 열이 추가로 전달되어 제1조명(10)이 과열되는 현상을 방지할 수 있다. 이에 따라, 제한된 공간에 엘이디 광원을 최대한 밀집시켜 높은 출력의 엘이디 조명장치를 구현할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.

5: 방열부재
10: 제1조명
12: 제1엘이디모듈
15: 써멀브라켓
16, 26: 반사면
20: 제2조명
22: 제2엘이디모듈
25: 써멀베이스
32: 공기층
34: 단열부재

Claims (8)

1. 방열부재로 열을 전달하여 방열하는 엘이디 조명장치로서,
   빛을 발산하며 발생되는 열을 상기 방열부재로 전달하는 제1엘이디모듈을 구비한 제1조명; 및
   빛을 발산하며 상기 제1엘이디모듈에 인접하여 배치된 제2엘이디모듈과, 상기 제2엘이디모듈에 결합되어 상기 제2엘이디모듈에서 발생된 열을 상기 방열부재에 전달하는 써멀베이스를 구비한 제2조명을 포함하고,
   상기 제1조명과 상기 제2조명은, 서로 간의 열전달이 차단되며,
   상기 써멀베이스는 상기 제1엘이디모듈을 둘러싸는 형태로 배치되어 있고,
   상기 제2엘이디모듈은, 상기 제1엘이디모듈을 중심으로 방사형으로 배치된 복수의 엘이디광원을 포함하며,
   상기 제1엘이디모듈과 상기 써멀베이스는 이격되게 배치되어 있고,
   상기 제1엘이디모듈과 상기 써멀베이스의 사이에 개재된 단열부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1엘이디모듈과 상기 써멀베이스는 이격되게 배치되어, 상기 제1엘이디모듈과 상기 써멀베이스의 사이에는 공기층이 형성된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 써멀베이스는,
   상기 제1엘이디모듈의 엘이디광원에 대향되게 배치되어 있으며 상기 제1엘이디모듈에서 발산된 빛을 조명영역으로 반사시키는 반사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1조명은,
   상기 제1엘이디모듈을 상기 방열부재에 결합시키며,
   상기 제1엘이디모듈에서 발생된 열을 상기 방열부재에 전달하는 써멀브라켓을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 써멀브라켓과 상기 써멀베이스는 이격되게 배치된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 써멀브라켓은,
   상기 제1엘이디모듈의 엘이디광원에 대향되게 배치되어 있으며 상기 제1엘이디모듈에서 발산된 빛을 조명영역으로 반사시키는 반사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.

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