KR101334698B1 - Led source - Google Patents

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Abstract

본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치는 본 발명은 광섬유(Optical Fiber) 케이블을 이용하는 조명 장치에 광원으로 사용되는 엘이디 소스(LED SOURCE)라 일컫는 엘이디 광원 장치 관한 것으로, 빛의 각도와 면적을 조절하는 접속렌즈와 빛을 모아 상기 접속렌즈에 전달하는 집광렌즈를 포함하는 렌즈부, 엘이디 소자가 실장된 엘이디 기판, 엘이디 소자의 온도를 측정하는 온도센서, 판형상으로 일면은 상기 엘이디 기판의 후면과 접하고 타면은 열교환부와 접하여 상기 엘이디 기판을 냉각시키는 열전모듈, 열전모듈의 타면과 접하여 열전모듈로부터 열을 전달받는 열교환부, 열교환부의 열을 방열부로 전달하는 히트파이프, 방열부, 제어부 및 함체를 포함하는 것을 기술적 특징으로 하여, 엘이디 소자의 온도를 일정하게 유지시켜 줌으로써 엘이디 소자의 구동수명 증가와 더불어 광출력 효율을 증가시키는 효과가 있고, 엘이디 소자의 온도 변화에 따라 광출력이 변경되는 것을 방지하는 효과가 있다.
또한, 엘이디 소자의 노화로 인한 내부저항 증가에 따라 광출력이 떨어지는 것을 전류값의 보정을 통해 광출력을 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to an LED light source device having a cooling means using a thermoelectric module. The present invention relates to an LED light source device which is used as a light source in an illumination device using an optical fiber cable. A lens unit including a connection lens for adjusting an area and a condenser lens for collecting light and transmitting the light to the connection lens, an LED substrate on which an LED element is mounted, a temperature sensor for measuring a temperature of the LED element, and a surface of the LED substrate The other side is in contact with the rear surface of the thermoelectric module to cool the LED substrate in contact with the heat exchanger, the heat exchanger receives heat from the thermoelectric module in contact with the other surface of the thermoelectric module, the heat pipe to transfer the heat of the heat exchanger to the heat dissipation unit, heat dissipation unit, control unit And it characterized in that it comprises a housing, to keep the temperature of the LED element constant As the effect of increasing the light output efficiency with the increased operation life of the LED element, and this has the effect of preventing the light output changes in response to temperature changes of the LED elements.
In addition, there is an effect that can maintain a constant light output through the correction of the current value that the light output falls with the increase in internal resistance due to the aging of the LED element.

Description

열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치{LED SOURCE}LED light source device having cooling means using thermoelectric module {LED SOURCE}

본 발명은 광섬유(Optical Fiber) 케이블을 이용하는 조명 장치에 광원으로 사용되는 엘이디 소스(LED SOURCE)라 일컫는 엘이디 광원 장치 관한 것으로, 특히 엘이디 소자에서 발생한 열을 방출하거나 자체적으로 엘이디 소자를 냉각시키는 엘이디 광원 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an LED light source device called an LED source used as a light source in an illumination device using an optical fiber cable, and in particular, an LED light source that emits heat generated from an LED element or cools the LED element by itself. Relates to a device.

도 1 종래 광섬유 케이블을 이용하는 조명 장치를 보인 도면에 도시한 바와 같이, 광섬유 케이블과 엘이디 광원 장치를 포함하는 조명 장치는 자동화 검사 장비의 광원으로 사용되는 조명 장치로 발광 수단으로 엘이디 소자를 이용함으로써 종래 일반 등기구를 사용하는 조명장치의 발열 문제, 낮은 휘도 문제, 높은 소비전력 문제, 짧은 구동 수명 문제 등을 해결하고 있다.
1 shows a lighting apparatus using a conventional optical fiber cable, a lighting apparatus including an optical fiber cable and an LED light source device is a lighting device that is used as a light source of automated inspection equipment by using an LED element as a light emitting means. It solves heat generation problem, low luminance problem, high power consumption problem, and short driving life of lighting devices using general luminaires.

구체적으로 종래기술 출원번호 10-2010-0099819호 '엘이디 광원을 이용한 광섬유 조명 장치'를 보면, 엘이디 광원을 이용한 광섬유 조명 장치에 관한 것으로, 상기 도 1에 도시한 바와 같이, 본체(A)의 내측 하부에 구성되는 콘트롤부(1)와, 상기 콘트롤부(1)의 상측으로 지지대(5)를 세워 고정하여 이에 빛을 발생시키는 엘이디(LED) 모듈(2)을 고정 설치하며, 상기 엘이디(LED) 모듈(2)의 전방으로 결합 구성되고 엘이디(LED) 광을 집속하는 집속렌즈(6)와, 상기 집속렌즈(6)의 전방으로 설치되는 광섬유 체결구(8)와, 상기 엘이디(LED) 모듈(2)의 후방으로 결합 구성되고 상기 엘이디(LED) 모듈(2)로부터 발생되는 열을 전도 받는 방열구(12)와, 상기 방열구(12)의 후방에 설치 구성되어 상기 방열구(12)에 전도된 열로 인해 가열된 공기를 후방으로 배출시키는 팬(FAN)(13)과, 상기 팬(FAN)(13)의 후방으로 설치 구성되고 상기 팬(13)으로부터 배출되는 가열된 공기를 본체(A)의 외부로 완전 배출시키는 덕트(14)로 구성된 것이다.Specifically, the prior art application No. 10-2010-0099819 'optical fiber lighting device using the LED light source', relates to the optical fiber lighting device using the LED light source, as shown in Figure 1, the inside of the main body (A) The control unit 1 configured at the bottom and the support (5) to the upper side of the control unit 1 is fixed to the LED module (2) for generating light by fixing the installation, the LED (LED) A focusing lens 6 coupled to the front of the module 2 and focusing LED light, an optical fiber fastener 8 installed in front of the focusing lens 6, and the LED A heat dissipation unit 12 coupled to the rear of the module 2 and receiving heat generated from the LED module 2, and installed at the rear of the heat dissipation unit 12 to conduct the heat dissipation hole 12. A fan (13) for discharging the heated air due to the generated heat to the rear, and Configuration is provided to the rear of (FAN) (13) is composed of a duct 14 which fully discharges the heated air discharged from the fan 13 to the outside of the main body (A).

위와 같은 종래 기술은 엘이디(LED) 광원[光源, light source]을 이용하여 조도와 수명을 극대화하고 전력소모를 최소화하며 또한 상기 엘이디 광원으로부터 발광되는 빛을 집광하는 집속렌즈를 이용하여 빛의 밝기를 더욱더 극대화하며, 또한 냉각장치를 구성하여 엘이디 모듈은 물론 콘트롤부 등의 주변 부품들의 수명연장과 성능저하를 방지한다.
The prior art as described above uses an LED light source to maximize illuminance and lifespan, minimizes power consumption, and uses a focusing lens to focus light emitted from the LED light source. It also maximizes and prevents the life extension and performance degradation of peripheral parts such as the LED module and the control unit by configuring the cooling device.

그러나, 엘이디 소자의 온도 변화에 따라 출력되는 빛이 변하는 문제, 출력되는 빛의 변화로 효율이 떨어지는 문제 및 엘이디 소자의 노화로 광출력이 떨어지는 문제가 여전히 해결되지 못하고 있습니다.
However, the problem that the output light changes according to the temperature change of the LED element, the efficiency decreases due to the change of the output light, and the problem that the light output falls due to the aging of the LED element are still not solved.

본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치는 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 엘이디 소자의 온도 변화에 따라 출력되는 빛이 변하는 문제, 출력되는 빛의 변화로 효율이 떨어지는 문제 및 엘이디 소자의 노화로 광출력이 떨어지는 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
LED light source device having a cooling means using the thermoelectric module of the present invention was created to solve the problems of the prior art, the problem that the output light changes according to the temperature change of the LED element, the efficiency of the output light changes It is an object of the present invention to solve the problem of falling and the problem of falling light output due to aging of the LED element.

상기와 같은 본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치는 광섬유 케이블과 결합하는 엘이디 광원 장치에 있어서, 상기 광섬유 케이블과 접하여 빛의 각도와 면적을 조절하는 접속렌즈와 엘이디 소자의 전단에 위치하여 빛을 모아 상기 접속렌즈에 전달하는 집광렌즈를 포함하며, 상기 광섬유 케이블과 결합하기 위한 결합수단이 형성된 렌즈부; 상기 렌즈부 후단에 위치하며 엘이디 소자가 실장된 엘이디 기판; 상기 엘이디 기판에 설치되어 엘이디 소자의 온도를 측정하는 온도센서; 판형상으로 일면은 상기 엘이디 기판의 후면과 접하고 타면은 하기 열교환부와 접하여 상기 엘이디 기판을 냉각시키는 열전모듈; 금속소재로 이루어지고 상기 열전모듈의 타면과 접하여 열전모듈로부터 열을 전달받는 열교환부; 상기 열교환부 및 하기 방열부와 결합이 되어 열교환부의 열을 방열부로 전달하는 히트파이프; 상기 히트파이프를 통해 전달받은 열을 대기중으로 방출하여 방열부; 상기 엘이디 기판, 상기 온도센서, 상기 열전모듈과 전기적으로 연결이 되며 외부전원을 입력받아 상기 엘이디 소자의 구동 및 상기 열전모듈의 구동을 제어하는 제어부; 및 다수의 방열공이 형성되며 상기 구성들을 내장시켜 보호하고 외관을 이루는 함체;를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
In order to achieve the problem to be solved by the present invention as described above, the LED light source device having a cooling means using the thermoelectric module of the present invention in the LED light source device coupled to the optical fiber cable, the angle and area of light in contact with the optical fiber cable A lens unit including a condensing lens positioned at a front end of the connection lens and an LED element for adjusting the light and collecting the light and transmitting the collected light to the connection lens; An LED substrate positioned at a rear end of the lens unit and having an LED element mounted thereon; A temperature sensor installed on the LED substrate to measure a temperature of the LED element; A thermoelectric module having a plate shape in contact with a rear surface of the LED substrate and the other surface in contact with a heat exchanger to cool the LED substrate; A heat exchanger made of a metal material and receiving heat from the thermoelectric module in contact with the other surface of the thermoelectric module; A heat pipe coupled with the heat exchanger and a heat dissipation unit to transfer heat of the heat exchanger to the heat dissipation unit; A heat dissipation unit dissipating heat transferred through the heat pipe into the atmosphere; A controller electrically connected to the LED substrate, the temperature sensor, and the thermoelectric module, and receiving an external power to control the driving of the LED element and the driving of the thermoelectric module; And a housing in which a plurality of heat dissipation holes are formed and built to protect the components and form an appearance.

또한, 상기 엘이디 기판은 내부저항값을 검출하여 상기 제어부로 전달하는 내부저항감지센서;를 더 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
The LED substrate may further include an internal resistance sensor for detecting an internal resistance value and transmitting the internal resistance value to the controller.

또한, 상기 방열부는 상기 히트파이프가 수직으로 관통하도록 금속소재로 된 다수의 방열판을 병렬로 배열하고, 상기 방열판 사이에 공기를 제공하는 팬이 부착된 것;을 기술적 특징으로 한다.
The heat dissipation unit may include a plurality of heat dissipation plates made of a metal material in parallel so as to vertically penetrate the heat pipe, and a fan for providing air between the heat dissipation plates is attached.

본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치는 상기와 같은 기술적 특징을 통해 엘이디 소자의 온도를 일정하게 유지시켜 줌으로써 엘이디 소자의 구동수명 증가와 더불어 광출력 효율을 증가시키는 효과가 있다.The LED light source device having the cooling means using the thermoelectric module according to the present invention has the effect of increasing the driving life of the LED element and increasing the light output efficiency by keeping the temperature of the LED element constant through the above technical features.

또한, 엘이디 소자의 온도 변화에 따라 광출력이 변경되는 것을 방지하는 효과가 있다.In addition, there is an effect of preventing the light output from being changed in accordance with the temperature change of the LED element.

또한, 엘이디 소자의 노화로 인한 내부저항 증가에 따라 광출력이 떨어지는 것을 전류값의 보정을 통해 광출력을 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다.
In addition, there is an effect that can maintain a constant light output through the correction of the current value that the light output falls with the increase in internal resistance due to the aging of the LED element.

도 1은 종래 광섬유 케이블을 이용하는 조명 장치를 보인 도면,
도 2는 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치에 따른 조명 장치를 보인 도면,
도 3은 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치의 구성을 보인 도면,
도 4는 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치의 렌즈부를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치의 엘이디 기판을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치의 열전모듈을 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치의 히트파이프를 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치의 방열부의 실시 예를 보인 도면이다.1 is a view showing a lighting apparatus using a conventional optical fiber cable,
2 is a view showing a lighting apparatus according to the LED light source device having a cooling means using the thermoelectric module of the present invention,
3 is a view showing the configuration of the LED light source device having a cooling means using the thermoelectric module of the present invention,
4 is a view for explaining a lens unit of the LED light source device having a cooling means using the thermoelectric module of the present invention;
5 is a view for explaining the LED substrate of the LED light source device having a cooling means using the thermoelectric module of the present invention,
6 is a view for explaining a thermoelectric module of the LED light source device having a cooling means using the thermoelectric module of the present invention;
7 is a view for explaining a heat pipe of the LED light source device having a cooling means using the thermoelectric module of the present invention;
8 is a view showing an embodiment of the heat dissipation unit of the LED light source device having a cooling means using the thermoelectric module of the present invention.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다.　이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다.　본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다.　예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다.　또한, 각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.　따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.　도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings, which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with one embodiment. It should also be understood that the position or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the present invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.

본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치(100)는 도 2 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치에 따른 조명 장치를 보인 도면에 도시한 바와 같이, 광섬유 케이블(110)을 이용하는 조명 장치는 검사 장비 등과 같은 다양한 장비에 부속되어 조명 수단으로 이용되는 것으로 기본적으로 빛을 전달하는 수단인 광섬유 케이블(110)과 상기 광섬유 케이블(100)에 빛을 공급하는 수단인 엘이디 광원 장치(100)로 이루어진다.LED light source device 100 having a cooling means using the thermoelectric module of the present invention is shown in Figure 2 the illumination device according to the LED light source device having a cooling means using the thermoelectric module, the optical fiber cable 110 The lighting apparatus using is used as a lighting means attached to a variety of equipment such as inspection equipment, such as a means for transmitting light to the optical fiber cable 110 and the optical fiber cable 100 is basically a means for supplying light to the optical fiber cable 100 It consists of 100.

본 발명은 상기와 같은 조명 장치에 있어서, 상기 엘이디 광원 장치(100)에 관한 것이다.The present invention relates to the LED light source device 100 in the above lighting device.

도 3은 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치의 구성을 보인 도면이다. 상기 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치(100)는 도 3(b)에 도시한 바와 같이 렌즈부(110), 엘이디 기판(120), 온도센서(130), 열전모듈(140), 열교환부(150), 히트파이프(160), 방열부(170), 제어부(180)로 이루어지며 상기 도 3(b)에 도시한 바와 같은 형태로 상호 결합되어 상기 도 3(a)에 도시한 바와 같은 함체(190) 내부에 위치하여 보호된다.Figure 3 is a view showing the configuration of the LED light source device having a cooling means using the thermoelectric module of the present invention. As shown in FIG. 3, the LED light source device 100 having the cooling means using the thermoelectric module of the present invention has a lens unit 110, an LED substrate 120, and a temperature sensor as shown in FIG. 130, the thermoelectric module 140, the heat exchanger 150, the heat pipes 160, the heat dissipation unit 170, and the controller 180 are coupled to each other in the form as shown in FIG. 3 (b). It is located inside the enclosure 190 as shown in Figure 3 (a) and protected.

이때, 상기 함체(190)는 페인트가 도포되어 절연된 금속판 내지 고강도 합성수지와 같은 소재로 통상적으로 외관을 이루며 내부 공간을 형성하는 구조로 갖는 것으로 어느 특정된 구조나 형태에 국한되지 않고 다양한 구조와 형태를 가질 수 있다.At this time, the housing 190 is formed of a material such as a metal plate or a high-strength synthetic resin insulated by applying paint, and having a structure that forms an internal space in general, and is not limited to any specific structure or form. It can have

다만, 상기 도 3(a)에 도시한 바와 같이 함체(190) 내부의 열을 대기로 배출하기 위해 함체(190) 내부와 함체(190) 외부의 공기가 자유로이 유통할 수 있도록 하는 다수의 방열공(192)을 형성하는 것이 바람직하다.However, as shown in FIG. 3 (a), a plurality of heat dissipation holes for freely distributing air in the interior of the enclosure 190 and the exterior of the enclosure 190 to discharge heat from the interior of the enclosure 190 to the atmosphere. It is preferable to form 192.

이와 같은 방열공(192)은 상기 도 3(a)에 도시한 바와 같이 함체(190)의 측면에 형성하거나, 필요에 따라 상면, 하면, 후면, 전면 등 다양하게 형성이 가능하다.
Such a heat dissipation hole 192 is formed on the side of the enclosure 190, as shown in Figure 3 (a), or may be formed in various ways, such as the top, bottom, rear, front, as needed.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 엘이디 광원 장치(100)는 엘이디 기판(120)에 실장된 엘이디 소자의 발열에 대하여 상기 열전모듈(140)을 이용하여 적극적으로 엘이디 기판(120)을 냉각시켜 발광중인 엘이디 소자의 온도가 일정하게 유지되도록 하는 기술적 특징을 갖는다.
The LED light source device 100 according to the present invention having the configuration as described above actively cools the LED substrate 120 by using the thermoelectric module 140 with respect to heat generation of the LED element mounted on the LED substrate 120 to emit light. It has a technical feature to maintain a constant temperature of the LED element being used.

이하, 각 구성에 대하여 구체적으로 설명한다.
Hereinafter, each structure is demonstrated concretely.

상기 렌즈부(110)는 도 4 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치의 렌즈부를 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이, 결합수단(116), 접속렌즈(112) 및 집광렌즈(114)로 이루어진다.The lens unit 110 is shown in Figure 4 for explaining the lens unit of the LED light source device having a cooling means using the thermoelectric module of the present invention, the coupling means 116, the connection lens 112 and the condenser lens ( 114).

상기 결합수단(116)은 광섬유 케이블(110)의 결합부위와 결합하기 위한 수단으로 나사결합, 끼움 결합 등 다양한 방법으로 결합을 할 수 있는 다양한 결합수단(116)이다.The coupling means 116 is a means for coupling with the coupling portion of the optical fiber cable 110 is a variety of coupling means 116 that can be coupled in a variety of ways, such as screw coupling, fitting coupling.

이와 같은 결합수단(116)은 통상 광섬유 케이블(110)을 이용하는 조명 장치에 사용되는 수단으로 어느 특정된 형태 내지 구조를 갖는 결합수단(116)에 국한되지 않고 다양한 결합수단(116)이 될 수 있다.Such a coupling means 116 is a means usually used in a lighting device using the optical fiber cable 110 is not limited to the coupling means 116 having any particular form or structure may be various coupling means 116. .

상기 접속렌즈(112)는 광섬유 케이블(110)과 접하여 상기 집광렌즈(114)로부터 전달받은 빛의 각도와 면적을 조절하여 상기 광섬유 케이블(110)에 빛을 전달하는 기능을 수행한다.The connection lens 112 is in contact with the optical fiber cable 110 to adjust the angle and area of the light received from the condensing lens 114 to perform the function of transmitting light to the optical fiber cable 110.

이와 같은 접속렌즈(112)는 입사된 빛의 각도와 면적을 조절할 수 있는 다양한 형태의 렌즈가 될 수 있다.The connection lens 112 may be a lens of various types that can adjust the angle and the area of the incident light.

상기 집광렌즈(114)는 상기 도 4에 도시한 바와 같이 엘이디 소자의 전단에 위치하여 상기 엘이디 소자에서 소정의 각도로 방사되는 빛을 모아서 상기 접속렌즈(112)로 제공하는 역할을 한다.As shown in FIG. 4, the condenser lens 114 is positioned at the front end of the LED element to collect light emitted at a predetermined angle from the LED element and provide the collected lens 112 to the connection lens 112.

이와 같은 집광렌즈(114)는 입사된 빛을 모아주는 기능을 수행하는 다양한 형태의 렌즈가 될 수 있다.
The condensing lens 114 may be a lens of various types performing a function of collecting incident light.

상기 엘이디 기판(120)은 도 5 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치의 엘이디 기판을 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이, 상기 렌즈부(110) 후단에 위치하며 엘이디 소자(122)가 실장된다.The LED substrate 120 is located in the rear end of the lens unit 110, as shown in Figure 5 for explaining the LED substrate of the LED light source device having a cooling means using the thermoelectric module of the present invention, the LED element 122 ) Is implemented.

상기 엘이디 소자(LED ; light-emitting diode ; 122)는 광원으로 통상 사용되는 발광 소자로 어느 특정된 엘이디 소자에 국한되지 않는다.The LED (light-emitting diode) 122 is not limited to any LED element specified as a light emitting element commonly used as a light source.

이와 같은 엘이디 기판(120)은 상기 제어부(180)와 전기적으로 연결이 되어 상기 제어부(180)를 통해 공급되는 전류에 의해 상기 엘이디 소자(122)가 구동된다.
The LED substrate 120 is electrically connected to the controller 180 to drive the LED element 122 by a current supplied through the controller 180.

또한, 상기 엘이디 기판(120)은 내부저항값을 검출하여 상기 제어부(180)로 전달하는 내부저항감지센서(124)를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the LED substrate 120 preferably further includes an internal resistance sensor 124 to detect the internal resistance value and to transmit it to the controller 180.

상기 내부저항감지센서(124)는 엘이디 소자(122) 및 제어부(180)와 회로적으로 연결이 되어 엘이디 소자(122)의 사용 시간에 따른 내부저항의 증가로 인해 광출력이 저하되는 것을 방지하기 위한 것으로 엘이디 소자(122)의 내부저항값을 검출하여 상기 제어부(180)로 전달한다.The internal resistance sensor 124 is connected to the LED element 122 and the controller 180 to prevent the light output from being lowered due to the increase in the internal resistance according to the use time of the LED element 122. For this purpose, the internal resistance value of the LED element 122 is detected and transmitted to the controller 180.

상기 제어부(180)는 상기 내부저항감지센서(124)로부터 입력받은 신호를 통해 내부저항값을 산정하고, 산정된 내부저항값에 따라 제어부(180)에서 엘이디 기판(120)으로 출력되는 전류값을 보정하여 엘이디 소자(122)의 광출력 저하를 방지한다.
The controller 180 calculates an internal resistance value through the signal received from the internal resistance sensor 124 and calculates a current value output from the controller 180 to the LED substrate 120 according to the calculated internal resistance value. By correcting, the light output of the LED element 122 is prevented from being lowered.

상기 온도센서(130)는 상기 도 5에 도시한 바와 같이 상기 엘이디 기판(120)에 설치되어 상기 제어부(180)와 회로적으로 연결이 되며, 엘이디 소자(122)의 온도를 측정하여 측정된 온도에 따른 소정의 값(피드백 신호)을 상기 제어부(180)에 제공한다.The temperature sensor 130 is installed on the LED substrate 120 as shown in FIG. 5 and is connected to the controller 180 in a circuit, and the temperature measured by measuring the temperature of the LED element 122 A predetermined value (feedback signal) according to the present invention is provided to the controller 180.

이와 같은 온도센서(130)는 엘이디 기판(120)의 냉각수단인 열전모듈(140)의 구동을 제어하기 위해 엘이디 기판(120)의 온도를 측정한다.The temperature sensor 130 measures the temperature of the LED substrate 120 to control the driving of the thermoelectric module 140, which is a cooling means of the LED substrate 120.

즉, 상기 제어부(180)는 상기 온도센서(130)에서 측정된 온도에 따라 상기 열전모듈(140)로 공급하는 전류값을 제어하여 열전모듈(140)의 흡열량을 제어함으로써 엘이디 기판(120)이 일정한 온도를 유지하도록 하며, 엘이디 소자(122)가 과열되는 것을 방지한다. That is, the controller 180 controls the endothermic amount of the thermoelectric module 140 by controlling the current value supplied to the thermoelectric module 140 according to the temperature measured by the temperature sensor 130, the LED substrate 120 It maintains a constant temperature and prevents the LED element 122 from overheating.

이와 같은 온도센서(130)는 온도를 감지하는 수단으로 사용되는 통상의 센서로 어느 특정된 기능을 갖는 온도센서에 국한되지 않는다.
Such a temperature sensor 130 is a conventional sensor used as a means for sensing the temperature is not limited to a temperature sensor having any specific function.

상기 열전모듈(140)은 도 6 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치의 열전모듈을 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이 판형상으로 흡열을 하는 일면은 상기 엘이디 기판(120)의 후면과 접하고, 발열을 하는 타면은 상기 열교환부(150)와 접하도록 설치되고, 상기 제어부(180)와 회로적으로 연결이 되어 상기 제어부(180)를 통해 전류를 공급받아 엘이디 기판(120)의 엘이디 소자(122)를 냉각시켜 엘이디 소자(122)가 과열되는 것을 방지한다.The thermoelectric module 140 is one surface of the LED substrate 120 is endothermic end as shown in the figure for explaining the thermoelectric module of the LED light source device having a cooling means using the thermoelectric module of the present invention. The other surface which is in contact with the rear surface and generates heat is installed to be in contact with the heat exchanger 150, and is connected to the controller 180 and is supplied with current through the controller 180 to receive the current from the LED substrate 120. The LED element 122 is cooled to prevent the LED element 122 from overheating.

이와 같은 열전모듈(140)은 열전소자(thermoelement , 熱電素子) 또는 열전반도체라 일컫는 것으로 전류를 흘려주면 펠티에 효과에 의해 일면은 흡열 또는 발열을 하고 타면은 반대로 발열 또는 흡열을 한다. Such a thermoelectric module 140 is referred to as a thermoelement (thermoelement, or thermoelectric semiconductor), when the current flows, one side is endothermic or exothermic by the Peltier effect, and the other side is exothermic or endothermic.

특히 이것을 사용하는 냉각을 전자 냉각이라 하며 비스무트와 테르르의 화합물(Bi2Te3) 등의 반도체로 만든 pn접합을 사용하고, 소자의 양부는 성능지수에 의해 비교한다. 큰 용적에 사용할 때는 여러 개를 직렬로 하여 사용한다.In particular, the cooling using this is called electron cooling, and a pn junction made of a semiconductor such as bismuth and the tere compound (Bi2Te3) is used. When used for large volumes, use several in series.

본 발명에 따른 열전모듈(140)은 통상적으로 전자 냉각을 위해 사용되는 통상의 열전소자에 해당하는 것이므로 열전소자의 구체적인 구조와 동작원리 등과 같은 설명은 생략한다.
Since the thermoelectric module 140 according to the present invention generally corresponds to a conventional thermoelectric element used for electronic cooling, descriptions such as specific structures and operating principles of the thermoelectric element will be omitted.

상기 열교환부(150)는 상기 도 6에 도시한 바와 같이 열전모듈(140)의 발열면인 타면과 접하여 열전모듈(140)로부터 열을 전달받는다.The heat exchanger 150 receives heat from the thermoelectric module 140 in contact with the other surface, which is a heat generating surface of the thermoelectric module 140, as shown in FIG. 6.

이와 같은 열교환부(150)는 알루미늄 또는 구리와 같이 열전도율이 상대적으로 높은 금속소재로 블록형태로 이루어진다.The heat exchanger 150 is made of a block of metal material having a relatively high thermal conductivity, such as aluminum or copper.

이처럼 소정의 용적을 갖는 블록형태의 열교환부(150)는 상대적으로 흡수할 수 있는 열용량이 커 상기 열전모듈(140)의 발열면인 타면으로부터 원활히 열을 흡수하여 상기 히트파이프(160)로 원활하게 열을 전달한다.As such, the block-type heat exchanger 150 having a predetermined volume has a relatively large heat capacity that can be absorbed, and thus smoothly absorbs heat from the other surface of the thermoelectric module 140 to smoothly absorb the heat. Transfer heat.

이와 같은 역할을 수행하는 상기 열교환부(150)는 상기 도 6에 도시한 형태 이외에도 필요에 따라 다양한 형태와 구조를 가질 수 있다.
The heat exchanger 150 performing the above role may have various shapes and structures as necessary in addition to the shape shown in FIG. 6.

상기 히트파이프(160)는 열전도율이 높은 구리와 같은 금속소재로 이루어져 열이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 열을 전달하는 수단으로 상기 도 3 및 도 7 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치의 히트파이프를 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이 상기 열교환부(150) 및 방열부(170)와 결합을 하여, 상대적으로 온도가 높은 열교환부(150)의 열을 상대적으로 온도가 낮은 방열부(170)로 전달한다.The heat pipe 160 is made of a metal material such as copper having a high thermal conductivity, and is a means for transferring heat from a high side to a low side. The heat of the LED light source device having cooling means using the thermoelectric module of FIGS. 3 and 7 according to the present invention. As shown in the drawings for explaining the pipe coupled to the heat exchanger 150 and the heat dissipation unit 170, the heat dissipation unit 170 having a relatively low temperature to heat the heat exchanger 150 having a relatively high temperature To pass).

이와 같은 히트파이프(160)는 필요에 따라 다수 개가 설치되며, 형상 역시 필요에 따라 다양한 형상을 갖는다.
A plurality of such heat pipes 160 are installed as needed, and the shapes also have various shapes as necessary.

상기 방열부(170)는 상기 도 3에 도시한 바와 같이 히트파이프(160)와 결합을 하여 상기 히트파이프(160)를 통해 전달받은 열을 대기중으로 방출한다.The heat dissipation unit 170 is coupled to the heat pipe 160 as shown in FIG. 3 to discharge heat transferred through the heat pipe 160 into the atmosphere.

이와 같은 방열부(170)는 열을 방출할 수 있는 다양한 수단으로 구현이 가능하나, 도 8 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치의 방열부의 실시 예를 보인 도면에 도시한 바와 같이 히트파이프(160)가 수직으로 관통하도록 금속소재로 된 다수의 방열판(172)을 병렬로 배열하고, 상기 방열판(172) 사이에 공기를 제공하는 팬(174)이 부착된 것이 바람직하다.Such a heat dissipation unit 170 can be implemented by various means capable of dissipating heat, but as shown in the figure showing an embodiment of the heat dissipation unit of the LED light source device having a cooling means using the thermoelectric module of the present invention. It is preferable that a plurality of heat sinks 172 made of a metal material are arranged in parallel so that the heat pipes 160 penetrate vertically, and a fan 174 is provided between the heat sinks 172 to provide air.

따라서, 상기 도 8에 도시한 바와 같은 방열부(170)는 히트파이프(160)를 통해 전달된 열을 방열판(170) 사이를 상기 팬(174)에 의해 지나가는 공기와 열교환을 하여 대기로 열을 방출한다.
Therefore, the heat dissipation unit 170 as shown in FIG. 8 exchanges heat transferred through the heat pipe 160 with air passing by the fan 174 between the heat dissipation plates 170 to heat the air to the atmosphere. Release.

상기 제어부(180)는 상기 도 5에 도시한 바와 같이 엘이디 기판(120), 온도센서(130), 열전모듈(140) 및 내부저항감지센서(124)와 전기(회로)적으로 연결이 되며 외부전원을 입력받아 상기 엘이디 기판(120)의 엘이디 소자(122)를 구동하며, 상기 열전모듈(140)을 구동한다. The controller 180 is electrically connected to the LED substrate 120, the temperature sensor 130, the thermoelectric module 140 and the internal resistance sensor 124 as shown in FIG. In response to a power input, the LED element 122 of the LED substrate 120 is driven, and the thermoelectric module 140 is driven.

이때, 상기 제어부(180)는 상기 온도센서(130)와 상기 내부저항감지센서(124)를 통해 입력받는 신호에 따라 출력되는 전류값을 조절하여 상기 엘이디 소자(122)의 구동 및 상기 열전모듈(140)의 구동을 제어한다.
At this time, the controller 180 controls the current value output according to the signal received through the temperature sensor 130 and the internal resistance sensor 124 to drive the LED element 122 and the thermoelectric module ( 140 control the driving.

이상에서는 본 발명을 바람직한 실시 예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 아니하고 청구항에 기재된 범위 내에서 변형이나 변경 실시가 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부된 특허청구범위에 속한다 할 것이다.
In the above, the present invention has been described based on the preferred embodiments, but the technical idea of the present invention is not limited thereto, and modifications or changes can be made within the scope of the claims. It will be apparent to those skilled in the art, and such modifications and variations will belong to the appended claims.

100 : 엘이디 광원 장치
110 : 광섬유 케이블
120 : 엘이디 기판
122 : 엘이디 소자
124 : 내부저항감지센서
130 : 온도센서
140 : 열전모듈
150 : 열교환부
160 : 히트파이프
170 : 방열부
172 : 방열판
174 : 팬
180 : 제어부
190 : 함체
192 : 방열공100: LED light source device
110: fiber optic cable
120: LED substrate
122: LED element
124: internal resistance sensor
130: temperature sensor
140: thermoelectric module
150: heat exchanger
160: heat pipe
170: heat dissipation unit
172: heat sink
174: fan
180:
190: enclosure
192: heat sink

Claims (3)

광섬유 케이블과 결합하는 엘이디 광원 장치에 있어서,
상기 광섬유 케이블과 접하여 빛의 각도와 면적을 조절하는 접속렌즈와 엘이디 소자의 전단에 위치하여 빛을 모아 상기 접속렌즈에 전달하는 집광렌즈를 포함하며, 상기 광섬유 케이블과 결합하기 위한 결합수단이 형성된 렌즈부;
상기 렌즈부 후단에 위치하며 엘이디 소자가 실장된 엘이디 기판;
상기 엘이디 기판에 설치되어 엘이디 소자의 온도를 측정하는 온도센서;
판형상으로 일면은 상기 엘이디 기판의 후면과 접하고 타면은 하기 열교환부와 접하여 상기 엘이디 기판을 냉각시키는 열전모듈;
금속소재로 이루어지고 상기 열전모듈의 타면과 접하여 열전모듈로부터 열을 전달받는 열교환부;
상기 열교환부 및 하기 방열부와 결합이 되어 열교환부의 열을 방열부로 전달하는 히트파이프;
상기 히트파이프를 통해 전달받은 열을 대기중으로 방출하여 방열부; 및
상기 엘이디 기판, 상기 온도센서, 상기 열전모듈과 전기적으로 연결이 되며 외부전원을 입력받아 상기 엘이디 소자의 구동 및 상기 열전모듈의 구동을 제어하는 제어부
를 포함하되,
상기 엘이디 기판은 내부저항값을 검출하여 상기 제어부로 전달하는 내부저항감지센서를 포함하고,
상기 방열부는 상기 히트파이프가 수직으로 관통하도록 금속소재로 된 다수의 방열판을 병렬로 배열하고, 상기 방열판 사이에 공기를 제공하는 팬이 부착된 것을 특징으로 하는 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치.An LED light source device coupled with an optical fiber cable,
A contact lens that is in contact with the optical fiber cable and adjusts the angle and area of the light, and a condenser lens positioned at the front end of the LED element to collect light and transmit the light to the connection lens, and a lens having coupling means for coupling with the optical fiber cable part;
An LED substrate positioned at a rear end of the lens unit and having an LED element mounted thereon;
A temperature sensor installed on the LED substrate to measure a temperature of the LED element;
A thermoelectric module having a plate shape in contact with a rear surface of the LED substrate and the other surface in contact with a heat exchanger to cool the LED substrate;
A heat exchanger made of a metal material and receiving heat from the thermoelectric module in contact with the other surface of the thermoelectric module;
A heat pipe coupled with the heat exchanger and a heat dissipation unit to transfer heat of the heat exchanger to the heat dissipation unit;
A heat dissipation unit dissipating heat transferred through the heat pipe into the atmosphere; And
The controller is electrically connected to the LED substrate, the temperature sensor, and the thermoelectric module, and receives an external power to control the driving of the LED element and the driving of the thermoelectric module.
, ≪ / RTI &
The LED substrate includes an internal resistance sensor for detecting an internal resistance value and transmitting it to the control unit,
The heat dissipation unit includes a plurality of heat sinks made of a metal material in parallel so that the heat pipe passes vertically, and an LED light source having a cooling means using a thermoelectric module, characterized in that a fan for providing air between the heat sinks is attached. Device. 삭제delete 삭제delete
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