KR101419125B1 - 양면 발광형 엘이디 모듈의 양쪽에 평판형 반사경을 갖는 조명등 - Google Patents

Abstract

기판의 한쪽 면에 조명 특성에 맞는 LED 개 수를 장착시키며, 두 개의 기판을 평행하게 사용하여 양면에서 빛이 나오게 하고, 두 개의 기판 사이는 절연체와 열전도체를 끼워넣어 일체형으로 만든다.
일체형의 LED 모듈의 윗변 양쪽으로 각각이 평판형 반사경의 한 변만을 부착하여, LED 모듈의 발광 면과 평판형 반사면 사이의 각도를 필요한 조명 특성에 의해 결정하여 사용하게 된다.
LED의 발광에 의해서 발생하는 열은 열 전도를 잘하는 열전도체에 의해서 조명등 외함 외 측의 방열기를 통해 대기로 배출하게 된다.

Description

양면 발광형 엘이디 모듈의 양쪽에 평판형 반사경을 갖는 조명등 {Lighting lamp with flat reflector at both of both surface radiation type LED module}

종래의 조명장치에는 형광등, 삼 파장 등, 수은 고압 방전등, 메탈 방전등, 세라믹 메탈 방전등, LED 등의 다양한 형태의 발광 원이 사용되고 있다.

LED는 단위 조명 당의 소비전력이 작다는 점과 수명이 길다는 두 가지의 장점이 결합하여, 향후 조명등으로 널리 사용될 수 있는 조건을 갖추고 있다.

또한 LED 램프의 빛은 직선 성이 우수하고, 다양한 빛의 색상을 선택하여 사용할 수 있는 장점이 있어서, 식물 공장의 광원으로도 각광을 받고 있다.

LED 램프는 온도가 허용치 보다 높아지면, 발생하는 광속 수가 작아지고, 수명이 단축되는 치명적인 단점이 있다.

또한 한 개의 LED는 발광 량이 작아서, 조명의 발광량에 맞는 개수의 LED를 직렬과 병렬방식으로 연결하여 사용함으로 기판의 면적이 넓어져서, 포 물면 형태의 반사경 내에 장착하데 어려움을 있으며, 이에 따라 열의 배출 문제도 해결하기가 어렵다.

본 발명에서는 많은 개수의 LED를 직렬과 병렬방식으로 연결하여 사용함으로 기판이 넓어져, 포 물면 형태의 반사경 내에 장착하데 어려움이 발생하게 되지만, 기판이 넓어지더라도 장착의 문제가 없게 하고자 한다.

또한, 많은 개수의 LED를 사용하면 많은 열이 발생하게 되는데, LED에서 발생하는 열을 대기로 방열시키기 위해서, 현재에는 외함 내에 존재하는 공기의 열전도를 사용하게 되는데, 공기는 열전도율이 낮아서 열전도에 많은 어려움이 있는바, 이러한 문제를 해결하고자 한다.

그리고 빛은 직선 성이 우수한 LED 램프의 특성을 활용하여, 서치라이트에서부터 건축물 또는 운동장과 같은 다양한 분야의 조명 특성에 맞는 조명을 할 수 있도록 하는 데 있다.

기판의 한쪽 면에 조명 특성에 맞는 LED 개 수를 장착시키며, 두 개의 기판을 평행하게 사용하여 양면에서 빛이 나오게 하고, 두 개의 기판 사이는 절연체와 열전도체를 끼워넣어 일체형으로 만들게 되며, 이것을 양면 발광형 LED 모듈이라 한다.

양면 발광형 LED 모듈의 윗변 양쪽으로 각각이 평판형 반사경의 한 변만을 부착하고, LED 모듈의 발광 면과 평판형 반사면 사이의 각도를 필요한 조명 특성에 의해 결정하여 사용하게 된다.

또한 LED의 발광에 의해서 발생하는 열은 열 전도를 잘하는 열전도체에 의해서 조명등 외함 외 측의 방열기를 통해 대기로 방출하게 된다.

첫째, 평판형의 반사경은 포 물면 반사경보다 제작이 쉽다는 특징을 갖추어 제작비용이 적게 든다는 장점이 있다.

둘째, LED 장착 개수의 증감에 따르는 기판 면적의 증감 그리고 사각형의 면적 모양에 따라 조명 특성이 부여되고, LED 모듈의 발광 면과 평판형 반사면 사이의 각도를 조정하여, 조명의 면적과 조도를 결정하는 장점이 있다.

45도 각도를 이루면 빛이 평행하게 직진하는 특성을 갖추고, 40도의 각도를 이루면 빛이 평행선보다 5도 정도 안쪽을 향하게 되고, 70도 각도를 이루면 빛은 넓은 방향으로 퍼지는 특징을 갖추게 된다.

이와 같은 특성을 이용하여, 자동차 전조등, 가로등, 운동장 조명등, 건축물의 실내 조명등과 같은 다양한 분야의 조명에 사용할 수 있는 장점이 있다.

셋째, LED의 발광에 의해서 발생하는 열은 전도율이 좋은 도체를 사용하여 조명등의 외함 밖으로 전달하여 대기로 방출시키므로, 허용치 이하의 온도가 유지되는 LED램프는 이론에 맞는 광속을 발산하게 되고 그리고 이론적 수명이 보장되는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따르는 양면 발광형 엘이디 모듈의 양쪽에 평판형 반사경을 갖는 조명등의 사시 도이다.

LED 램프는 온도가 허용치 보다 높아지면 발생하는 광속 수가 작아지고, 또한 수명이 단축되는 단점을 갖추고 있다.

그리고 한 개의 LED는 발광 량이 작아서, 조도와 조명 조건이 결정되면, 조명의 발광량에 맞는 개수의 LED를 직렬과 병렬 방법을 사용하여 연결함으로 기판 면적이 넓어져서, 포 물면 형태의 반사경 내에 장착하데 어려움을 있으며, 이에 따라 열의 배출 문제도 해결하기가 어렵다.

본 발명에서는 많은 개수의 LED를 사용한 넓은 기판의 장착 문제, 많은 개수의 LED 사용에 의한 열의 배출 문제, LED 램프의 조명 면적과 조도 문제를 해결하고자 한다.

기판의 한쪽 면에 조명 특성에 맞는 개수의 LED를 장착시키며, 두 개의 기판을 평행하게 사용하여 양쪽 면으로 빛이 나오게 하고, 두 개의 기판 사이는 절연체와 열전도체를 끼워넣어서, 일체형의 양면 발광형 LED 모듈을 만든다.

양면 발광형 LED 모듈의 윗변 양쪽으로 각각이 평판형 반사경의 한 변만을 부착하고, LED 모듈의 발광 면과 평판형 반사면 사이의 각도는 필요한 조명과 조도 특성에 의해 결정한다.

본 발명은 평면형의 반사경을 사용하므로, 포 물면 반사경보다 제작이 쉽다는 특징을 갖추어 제작비가 적게 들며, LED 모듈의 발광 면과 평판형 반사면 사이의 각도 조정에 의해 쉽게 조명 특성을 결정할 수 있는 특징이 있다.

또한 LED의 발광에 의해서 발생하는 기판의 열은 기판에서 조명등 외함 외 측의 방열기까지 전도율이 좋은 열전도체의 연결에 의해서 전도되어 대기로 방출하게 되고, LED의 지속적인 사용에서도 허용치 이하의 온도가 유지되는 장점이 있다.

따라서, 종래의 LED 조명등에서 문제가 되는 용량에 따른 많은 수의 LED의 장착 문제 그리고 열 배출 문제 그리고 조명 특성 개선 등의 단점이 제거되어, 자동차 전조등, 가로등, 건축물의 실내 조명등과 같은 다양한 분야의 조명에 사용할 수 있게 되어, 범용적인 보급이 될 수 있다고 판단된다.

이하, 본 발명의 구성 및 작용은 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

조명등의 광원으로 사용하는 LED 한 개는 발광 량이 작아서 필요한 조도가 결정되면, 조도에 맞는 LED의 개수를 사용하여야만 하고, 조도에 맞는 개수의 LED는 직렬과 병렬방식을 사용하여 연결함으로 LED를 장착하는 기판의 면적이 넓어지게 된다.

넓은 기판은 포 물면 반사경 내에 장착하는 것도 어렵고, 이에 따라서 사용하는 LED 개수도 제한될 수밖에 없으며, 대용량의 조명등을 만들기가 쉽지 않다.

그리고 포 물면 반사경의 꼭지 점에 있는 뚫린 구멍을 이용하기 때문에, LED에서 발생하는 열을 외부의 대기로 전달하는 통로도 충분하게 확보할 수 없다.

본 발명에서는 평판형의 반사경과 도체를 사용하여, 종래의 LED 조명등의 문제점을 제거하고자 한다.

조명의 발광 량에 맞는 개수의 LED(1)를 사각형 형태 기판(2)의 한쪽 면인 기판 앞면에 장착하며, 각각의 LED(1)는 빛이 기판 표면의 수직 방향으로 직진할 수 있도록 LED 한 개씩 각각 들어가는 작은 포 물면 형태의 반사경(3) 내에 장착하거나 또는 LED가 장착된 기판 앞면의 표면에 표면과 밀착하여 평면형 반사경(4)을 부착한다.

포 물면 형태의 반사경(3)은 빛의 분산을 막아주고, 기판(2) 표면의 수직 방향으로 빛을 보내기 위한 것이며, 또는 기판(2)에서 LED가 장착된 기판 앞면의 표면에 표면과 밀착하여 평면형 반사경(4)을 부착하는 것은 기판의 빛 흡수에 의한 빛의 소실을 막는데 목적이 있다.

사각형 형태 기판(2)의 다른 쪽 면인 기판 뒷면에는 기판과 같은 크기의 절연판(5)을 부착하고 그리고 절연판(5) 위에 절연판과 같은 크기의 열전도 판(6)을 부착한다.

LED가 부착된 두 개 기판을 사용하여 열전도 판을 마주보게 겹쳐 놓아 사각 형태의 일체형으로 된 것을 양면 발광형 LED 모듈(7)이라 정의한다.

양면 발광형 LED 모듈(7)을 수평의 가상 평면 위에 수직으로 세우고, 두 개의 사각형 형태 평판형 반사경(8)의 반사 면(9)이 LED 모듈의 양쪽 발광 면을 각각 향하고 그리고 LED 모듈 윗변(10) 양쪽으로 각각 배열되게 하기 위하여, 반사경(8) 각각의 한 개 변은 LED 모듈 윗변(10) 길이와 같은 길이의 크기로 LED 모듈 윗변(10)에 각각 고정한다.

수평의 가상 평면 위에 수직으로 세운 LED 모듈(7) 윗변(10)을 중심으로, LED 모듈(7)과 사각형 형태 평판형 반사경(8)과의 벌어진 사이의 각도(11)는 조명의 조건에 따라 40도에서 70도 사이로 사용한다.

상기에서 언급된, 사이의 각도(11)는 45도 각도를 이루면 빛이 평행하게 직진하게 되며, 40도의 각도를 이루면 빛이 평행선보다 5도 안쪽을 향하게 되고, 70도 각도를 이루면 빛은 넓은 방향으로 퍼지게 된다.

상기와 같은 특성은 빛의 집중도 및 퍼짐에 따라 자동차 전조등, 가로등, 운동장 조명등, 건축물의 실내 조명등과 같은 다양한 분야의 조명에 사용할 수 있어서, 범용적으로 보급된다면 에너지 절약에 일조할 것으로 판단된다.

사각형 형태 반사경(8) 한 개의 크기는 LED 모듈(7) 윗변(10) 길이와 반사경이 고정된 LED 모듈 윗변의 한 점에서 반사경(8)의 반사 면(9)을 따라 수평의 가상 평면에 이르는 가장 짧은 길이와의 곱한 것이 면적이 되며, 반사경(8)의 면적은 LED 모듈의 크기와 사이 각도(11)의 크기에 의존된다.

LED의 장착 개수를 증감에 따라 기판 면적의 증감이 결정되고, 정사각형 또는 직사각형의 모듈 모양과 모듈 면적에 따라 조명 특성이 부여되며, 조명 특성에 따르는 모양 결정에 의해, 다양한 분야의 조명에 사용할 수 있는 특징을 갖추고 있다.

사각형 형태의 평판형 반사경(8)과 LED 모듈(7)은 일체형이 되어 조명등의 외함(12) 내에 넣어지고, 조명등의 외함 내에 탑재된 LED 모듈과 반사경의 반사 면을 보호하고 그리고 빛이 통과하는 투광 면(13)에는 조명의 조건에 따라 투명 면을 사용하거나 또는 산광 면을 사용한다.

조명등 외함(12) 외 측에 고정된 방열기(14)에는 한 개 이상의 일정 길이 전선(15) 한쪽 끝의 절연 피복을 벗긴 구리선들이 접속되고, 방열기에 접속된 전선들은 조명등 외함(12)에 뚫린 구멍을 통해 외함의 내측으로 배선된다.

조명등 외함(12) 내측에 배선된 전선(15) 끝들의 절연 피복이 벗겨진 구리선들은 절연판(5)과 열전도체 판(6)에 접속하며, LED(1)의 발광에 의해서 발생하는 열을 열전도율이 좋은 구리선을 통하여 조명등 외함 외 측의 방열기(14)에 전달하여 대기로 방출한다.

양면 발광형 LED 모듈과 LED 모듈 양쪽으로 배열된 두 개의 평판형 반사면 사이의 각도에 의해 조명 특성을 결정하고, LED의 발광에 의해서 발생하는 열은 전선들을 사용한 열전도에 의해 조명등 외함 외 측의 방열기를 통해 대기로 방출하게 되며, 이와 같은 본 발명의 양면 발광형 엘이디 모듈의 양쪽에 평판형 반사경을 갖는 조명등은 범용적 보급의 특성을 갖추고 있다고 판단된다.

본 발명의 조명등은 발광하는 빛의 면이 정해진 방향을 향하도록 2개 이상을 배열하여 한 개의 세트로 사용할 수 있으며, 배열은 평판형 또는 포 물면 형태 또는 반구형 등의 다양한 발광 면을 선택하여 사용할 수 있으며, 빛의 직선 성에 의하여 더욱 좋은 조명 효과가 있을 것으로 기대한다.

본 발명의 변형 범위는 본 발명의 특징부를 포함하는 당해 기술 분야에 숙련된 통상적 지식을 가진 자들의 범위 내에 있으며, 그러한 변형들은 본 발명의 청구항 범위 내에 있는 것으로 간주한다.

1. LED.
2. 사각형 형태의 기판.
3. 포 물면 형태의 반사경.
4. 기판 앞면의 표면에 부착된 반사경.
5. 절연판.
6. 열전도 판.
7. 양면 반사경 LED 모듈.
8. 반사경.
9. 반사면.
10. 양면 반사경 LED 모듈의 윗변.
11. LED 모듈과 사각형 형태 반사경과의 사이의 각도.
12. 조명등의 외함.
13. 투광 면.
14. 방열기.
15. 전선.

Claims (1)

1. 조명등의 광원으로 사용하는 LED 한 개는 발광 량이 작아서, 조도와 조명 조건이 결정되면, 조명의 발광량에 맞는 개수의 LED 연결은 직렬과 병렬방식을 사용함에 따라 LED가 장착되는 기판의 면적이 넓어져서, 포 물면 반사경 내에 장착하는 것과 발열시키기가 어려운바,
   상기 조명의 발광 량에 맞는 개수의 LED를 사각형 형태 기판의 한쪽 면인 기판 앞면에 장착하며, 기판의 다른 쪽 면인 기판 뒷면에는 기판과 같은 크기의 절연판을 부착하고 그리고 절연판 위에 절연판과 같은 크기의 열전도 판을 부착하며, 두 개 기판을 사용하여 열전도 판을 마주보게 겹쳐 놓아 사각 형태의 일체형으로 된 것을 양면 발광형 LED 모듈이라 정의하고,
   상기 양면 발광형 LED 모듈을 수평의 가상 평면 위에 수직으로 세우고, 두 개의 사각형 형태 평판형 반사경의 반사 면이 LED 모듈의 양쪽 발광 면을 각각 향하고 그리고 LED 모듈 윗변의 양쪽으로 각각 배열되게 하기 위하여, 반사경 각각의 한 개 변은 LED 모듈 윗변 길이와 같은 길이의 크기로 LED 모듈 윗변에 각각 고정하며,
   상기 수평의 가상 평면 위에 수직으로 세운 LED 모듈 윗변을 중심으로, 수직한 LED 모듈과 사각형 형태 평판형 반사경과의 벌어진 사이의 각도는 조명의 조건에 따라 40도에서 70도 사이로 사용하고, 사각형 형태 반사경 한 개의 크기는 LED 모듈 윗변 길이와 반사경이 부착된 LED 모듈 윗변의 한 점에서 반사경의 반사 면을 따라 수평의 가상 평면에 이르는 가장 짧은 길이와의 곱한 것이 면적이 되며,
   상기 사각형 형태의 평판형 반사경과 LED 모듈은 일체형이 되어 조명등의 외함 내에 넣어지고, 조명등의 외함에서 빛이 통과하는 투광 면에는 투명 면을 사용하거나 또는 산광 면을 사용하며,
   양면 발광형 LED 모듈과 LED 모듈 양쪽으로 배열된 두 개의 평판형 반사면 사이의 각도에 의해 조명 특징을 갖추는 양면 발광형 엘이디 모듈의 양쪽에 평판형 반사경을 갖는 조명등.

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