KR101568267B1 - 다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈광학계를 포함하는 라인 설계형 led 집광모듈 - Google Patents

다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈광학계를 포함하는 라인 설계형 led 집광모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR101568267B1
KR101568267B1 KR1020140044802A KR20140044802A KR101568267B1 KR 101568267 B1 KR101568267 B1 KR 101568267B1 KR 1020140044802 A KR1020140044802 A KR 1020140044802A KR 20140044802 A KR20140044802 A KR 20140044802A KR 101568267 B1 KR101568267 B1 KR 101568267B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
led
optical system
lens
condensing
light sources
Prior art date
Application number
KR1020140044802A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150118775A (ko
Inventor
노명재
현진우
Original Assignee
노명재
현진우
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 노명재, 현진우 filed Critical 노명재
Priority to KR1020140044802A priority Critical patent/KR101568267B1/ko
Publication of KR20150118775A publication Critical patent/KR20150118775A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101568267B1 publication Critical patent/KR101568267B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/69—Details of refractors forming part of the light source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F21K9/23—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2101/00—Point-like light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈 광학계와 이를 포함하는 라인 설계형 LED 집광모듈에 관한 것으로서, 투명한 재질로 이루어진 렌즈구조체이되 링(ring) 형상으로 설계되어 원형의 라인 띠(band) 구조를 형성하며 다중 광원을 하나로 묶어 통합 제어하여 집광 처리하기 위한 집광렌즈를 포함하는 집광형 렌즈 광학계를 통하여, 다중 광원으로 이루어진 LED군집을 하나의 렌즈광학계로 통합 제어하여 배광을 조율 및 집광 처리할 수 있고, 기존에 제안되어 획일적인 구성을 갖는 조명의 형태를 탈피하는 차별적인 디자인을 만들어낼 수 있으며, 특히 면적을 넓힐 수 있고 파워를 무한 확장할 수 있는 시스템을 제공할 뿐만 아니라 매우 슬림한 형태의 하이파워 집광조명을 구현할 수 있는 다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈 광학계와 이를 포함하는 라인 설계형 LED 집광모듈에 관한 것이다.

Description

다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈광학계를 포함하는 라인 설계형 LED 집광모듈{LINE STRUCTURE TYPE LED SPOT MODULE INCLUDED SPOT LIGHT TYPE LENS OPTICAL SYSTEM FOR LUMINOUS INTENSITY DISTRIBUTION CONTROL OF MULTI-SOURCE}
본 발명은 LED군집(群集, Groups)을 이루는 다중 광원에 대한 배광(配光)을 제어하기 위한 렌즈광학계를 포함하는 라인 설계형 LED 집광모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수의 LED광원을 하나의 렌즈시스템으로 통합 제어하여 배광을 조율할 수 있도록 하며, 링 형상의 라인구조 설계를 통해 매우 슬림한 형태의 하이파워 집광조명을 구현할 수 있도록 한 다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈 광학계를 포함하는 라인 설계형 LED 집광모듈에 관한 것이다.
최근 낮은 전력 소모, 긴 수명, 빠른 응답성 및 공간 절약 등의 장점을 갖는 LED를 광원으로 적용한 LED 조명의 보급이 활발히 추진되고 있고, LED 조명의 사용 목적에 맞게 광원인 LED에 대해서 광을 제어하는 등 보다 효과적이면서 효율적인 사용을 위한 노력들을 간구하고 있다.
일 예로, LED 집광형 조명은 스포트라이트나 무대조명 등에 많이 사용되는데, 이러한 집광 조명은 어느 일정 부분 또는 어떤 정해진 피사체를 집중하여 조명하기 위한 용도의 것으로서, 집중 광을 만들기 위한 집광효율 구현이 중요한 요소가 되는데, 효율 개선을 위한 다양한 연구가 수행되고 있다.
종래, LED 집광조명에 있어서, 전통 조명에서 고출력의 광원에 대해 10도 미만의 배광각도를 형성하도록 조정하는 렌즈 광학계는 그 크기가 사용되는 LED광원에 비해 상대적으로 매우 커질 수밖에 없고, 대부분 반사광학계를 사용하여 금속반사면을 가지고 있는 고유한 특성에 의해 조명효율이 매우 낮아지는 불합리한 점을 가지고 있었다.
부연하여, 광원의 면적이 커지게 되면, 렌즈 광학계의 면적이 상대적으로 더 커지는 문제점이 있었다.
또한, 최근 LED 집광조명에 적용되는 10도 미만의 배광 제어를 위한 렌즈 광학계는 전반사렌즈를 사용함에 따라 배광각도와 효율을 우수하게 조정하기는 하나, 불연속 전반사를 이용하므로 그 경계점의 불일치로 인해 빛의 질이 떨어질 수밖에 없고, 다중 광원을 사용시 각 광원별로 렌즈를 개별로 장착하여야 하는 점과 추가적인 방수용 커버 등을 함께 구성하여야 하므로 전체적으로 가격이 높아지고 유기보수 측면에서도 불합리한 점이 야기되고 있어 이의 개선책이 절실히 요구되고 있는 실정에 있다.
한편, 선행기술문헌의 국내 공개특허공보 제10-2013-0108699호에서는 광원인 LED의 발산광에 대해 굴절과 반사 작용으로 광을 제어함으로써 스폿 광을 1차적으로 유도함과 더불어 전방으로 방출하기 위한 비구면 반사체; 상기 비구면 반사체의 상측에 접하여 위치되는 것으로서, 비구면으로 형성한 렌즈구조체이며, 상기 비구면 반사체에 의해 1차적으로 광 조정된 방출광에 대하여 외측 방향으로 새는 광을 중아부로 모아 잡아줌과 아울러 2차 광 제어를 통해 스폿 광의 방사각을 좁혀주면서 균일한 광 분포를 유도하기 위한 비구면 렌즈; 가 구비되는 LED 스포트라이트용 광학계의 구성이 개시되어 있다.
또한, 선행기술문헌의 국내 등록특허공보 제10-0756174호에서는 투명한 몸체에 제1 렌즈부와, 제1 렌즈부를 감싸는 제2 렌즈부가 구성되되, 상기 제1 렌즈부는 대칭되는 면에 서로 다른 크기의 볼록한 제1,2 비구면렌즈면이 형성되고, 상기 제2 렌즈부는 상기 제2 비구면렌즈면의 외주연에서 돌출 형성되어 LED가 삽입되며 LED에서 방사된 광이 입사되어 굴절되는 입사면과; 상기 입사면에서 제2 비구면렌즈면측으로 갈수록 점차적으로 넓어지는 볼록한 곡면으로 경사지게 연장 형성되어 LED의 광을 전반사시키는 반사면과; 상기 반사면에서 제2 비구면렌즈면 측으로 오목한 곡면으로 경사지게 연장 형성되어 전반사된 LED의 광을 광축에 평행한 광으로 굴절시켜 출사시키는 출사면; 을 포함하여 구성된 LED용 집광렌즈의 구성이 개시되어 있다.
하지만, 종래 선행기술문헌은 상술한 LED 집광조명의 문제점을 갖는 것이며, 하나의 단일 LED광원에 개별 매칭되는 광학계를 포함하는 구성으로서, 다중 LED광원을 하나의 렌즈 광학계로 통합 제어 및 이를 위해 라인 설계 구성을 제안하는 본 발명과는 기술적 차이를 갖는다 할 것이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2013-0108699호(2013.10.07. 공개)
대한민국 등록특허공보 제10-0756174호(2007.09.05. 공고)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점 등을 감안하여 안출된 것으로서, 다수의 LED광원을 하나의 렌즈시스템으로 통합 제어하여 배광을 조율할 수 있도록 하며, 매우 슬림한 형태의 하이파워 집광조명을 구현할 수 있도록 한 다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈 광학계와 이를 포함하는 라인 설계형 LED 집광모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 링 형상으로 라인 배열되는 띠(band) 구조 설계를 통해 하이파워의 LED 조명을 구성할 수 있도록 하고, 10도 미만의 집중된 배광각도를 형성하도록 배광 제어함은 물론 광원 사용면적과 광학계 면적을 각각 동일한 면적으로 구현 가능하게 하는 다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈 광학계와 이를 포함하는 라인 설계형 LED 집광모듈을 제공하는데 있다.
본 발명은 링 형상의 라인구조 설계를 통해 LED광원을 무한히 확장하면서 파워를 무한히 확장할 수 있되 이러한 무한 확장에도 하나의 렌즈 광학계로 커버할 수 있도록 하며, 빛의 질을 향상시키도록 함은 물론 고효율을 구현할 수 있도록 하고 저가 제작을 가능하게 하는 다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈 광학계와 이를 포함하는 라인 설계형 LED 집광모듈을 제공하는데 있다.
본 발명은 스포트라이트, 무대조명, 등대나 항구, 선박, 군사용 서치라이트 등으로 활용하기에 적합한 구성을 갖도록 한 다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈 광학계와 이를 포함하는 라인 설계형 LED 집광모듈을 제공하는데 있다.
삭제
삭제
삭제
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 라인 설계형 LED 집광모듈은, 판형몸체를 갖는 투명한 렌즈구조체이되 이 판형몸체 상에 링(ring) 형상으로 설계되어 원형의 라인 띠(band) 구조를 형성하는 집광렌즈가 돌출 형성되어 일체 구비되며, LED군집이 갖는 다중 광원을 하나로 묶어 통합 제어 및 집광 처리하기 위한 다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈 광학계; 상기 집광렌즈의 형상에 맞추어 다수의 LED칩을 기판의 상면에 원형으로 라인 배열하여 다중 광원이 하나의 그룹을 형성하도록 구비되는 LED군집; 상기 집광형 렌즈광학계 및 광원인 LED군집이 탑재된 기판을 체결 지지하기 위한 체결지지부를 가지며 하단부에 소켓베이스가 결합된 전구형 몸체의 베이스몸체; 를 포함하며, 상기 다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈 광학계가 갖는 집광렌즈의 아래에 다중 광원으로 라인 배열되는 LED군집이 위치되고, 상기 집광형 렌즈광학계는 유리, 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 싸이클로올레핀코폴리머(COC) 중에서 선택된 어느 1종으로 이루어지며, 상기 LED군집은 기판에 LED칩을 직접 탑재하고 교류(AC) 구동타입의 LED칩을 적용하여 슬림한 형태의 하이파워 집광조명을 구현하도록 구성하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 집광렌즈와 LED군집은 상호 매칭되는 형상으로 라인 배열되는 것으로서, 면적 및 조명 파워의 확장을 위해 다중의 동심원 배열구조로 구성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 다중 광원으로 이루어진 LED군집을 하나의 렌즈광학계로 통합 제어하여 배광을 조율 및 집광 처리할 수 있으며, 링 형상의 라인구조 설계를 통해 집광형 렌즈 광학계와 다중 광원에 의한 LED군집을 유기적으로 결합하여 집광조명을 제작할 수 있게 되므로 기존에 제안되어 획일적인 구성을 갖는 조명의 형태를 탈피하는 차별적인 디자인을 만들어낼 수 있으며, 특히 전체적인 라인형 구조설계로 기존 조명에 비해 면적을 넓힐 수 있고 파워를 무한 확장할 수 있는 시스템을 제공할 뿐만 아니라 우수한 방열특성 및 저가 생산이 가능하며 매우 슬림한 형태의 하이파워 집광조명을 구현할 수 있는 유용함을 달성할 수 있다.
본 발명은 10도 미만의 집중된 배광각도를 형성하도록 배광 제어함은 물론 광원 사용면적과 광학계 면적을 각각 동일한 면적으로 구현할 수 있으며, 링 형상의 라인구조 설계를 통해 조명의 파워를 무한히 확장할 수 있음은 물론 이러한 무한 확장에도 하나의 렌즈광학계로 다중 광원의 LED군집을 커버하여 배광 제어할 수 있는 유용함을 달성할 수 있다.
본 발명은 스포트라이트, 무대조명, 등대나 항구, 선박, 군사용 서치라이트 등에 유용하게 적용할 수 있으며, 고효율의 LED 집광조명을 구현할 수 있는 유용함을 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈 광학계를 설명하기 위해 나타낸 외형 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈 광학계에 대한 다른 예시를 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈 광학계에 매칭되는 다중 광원을 갖는 LED군집의 배열 구성을 나타낸 일 예시도.
도 4는 본 발명에 의한 다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈 광학계와 다중 광원을 갖는 LED군집으로 이루어지는 라인 설계 LED 모듈을 설명하기 위해 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈 광학계를 포함하는 LED 집광조명의 응용 예를 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈 광학계를 포함하는 LED 집광조명의 응용 예를 나타낸 절개 사시도.
도 7은 본 발명에 의한 다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈 광학계의 적용에 따른 배광 제어특성을 보여주는 방사특성 데이터.
도 8은 본 발명에 의한 다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈 광학계의 적용에 따른 배광 제어특성을 보여주는 광분포특성 데이터.
도 9는 본 발명에 의한 다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈 광학계의 적용에 따른 배광 제어특성을 보여주는 RGB 챠트 데이터.
본 발명에 대해 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같으며, 이와 같은 상세한 설명을 통해서 본 발명의 목적과 구성 및 그에 따른 특징들을 보다 잘 이해할 수 있게 될 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈 광학계(100)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 투명한 재질로 이루어진 렌즈구조체이되, 링(ring) 형상으로 설계되어 원형의 라인 띠(band) 구조를 형성하는 집광렌즈(110)로 구성된다.
이때, 상기 집광렌즈(110)는 링 구조의 원형몸체로서 원형 띠(band)를 형성하는 라인형태로 설계되며, 외형이 "
Figure 112014035804762-pat00002
"형상으로 이루어진다.
여기서, 상기 집광렌즈(110)로 구성되는 집광형 렌즈 광학계(100)는 유리 재질 또는 폴리머(Polymer)계 재질로 형성함이 바람직한데, 상기 폴리머계 재질로는 폴리카보네이트(Poly Carbonate; PC), 폴리메틸메타크릴레이트(Poly Methyl Methacrylate; PMMA), 싸이클로올레핀코폴리머(Cyclo Olenfin Copolymer; COC) 등을 예로 들 수 있으며, 이들 중에서 어느 1종을 선택 사용할 수 있다.
또한, 상기 집광렌즈(110)는 단면 형상구조를 살펴보았을 때, 빛을 모아주는 집광의 배광 제어를 위해 대략 볼록 외면을 갖는 반원형상으로 형성된다.
이에 따라, 상기 반원형상의 단면 구조를 갖되 외형이 링 구조의 원형몸체로 형성되는 집광렌즈(110)의 아래에 LED광원이 배치된다 할 것인데, LED광원으로는 LED칩이 다수 사용되고 상기 집광렌즈(110)의 링 형상 구조 설계에 맞춰 다수를 간격 배열 및 라인형태로 배열하여 링 형태를 이루도록 배치하게 되며, 다중 광원이 모여 원형 라인의 띠(band) 구조를 구성함으로써 원형의 LED군집을 이루도록 설치된다.
이러한 상기 집광렌즈(110)는 외형이 "
Figure 112014035804762-pat00003
"형상이고, 단면이 반원형상을 갖는 것으로서, 이에 맞추어 다중 광원이 모여 원형 라인의 띠 구조를 형성하게 되는 원형의 LED군집에 대해 하나의 렌즈로 커버 및 기능하도록 한 것이며, 이를 통해 다중 광원으로 형성되는 원형의 LED군집을 하나의 단일 광원으로 기능하게 하는 역할을 담당하도록 한 것이다.
즉, 상기 집광렌즈(110)는 다중 광원으로 형성되는 원형의 LED군집에서 발산되는 발산광에 대해 사용 용도에 맞게 필요한 배광각도를 형성하도록 집광 처리 및 제어하는 기능을 발휘하게 되며, LED군집에서 발산되는 발산광에 대하여 중앙부로 모아 집광 처리되도록 제어한다.
부연하여, 상기 집광렌즈(110)를 갖는 집광형 렌즈 광학계(100)는 원형의 LED군집이 갖는 개별 LED칩의 각각에 대해 집광 처리하면서 원형의 라인배열을 통해 원형의 LED군집을 이루는 다중 광원을 하나로 묶어 통합 제어하여 집광 처리하게 되며, 기존에 비해 광원의 면적까지 넓힐 수 있는 유용함을 발휘할 수 있다.
이때, 상술한 바와 같은 외형 및 단면 형상으로 구조 설계된 집광렌즈(110)를 갖는 집광형 렌즈 광학계(100)는 다중 광원을 통합 제어하여 집광 처리 및 10도 미만으로 배광각을 형성하도록 배광 제어할 수 있다.
덧붙여, 상기 집광형 렌즈 광학계(100)는 비구면 코닉상수 및 비구면 계수 등을 조정하여 볼록면에 따른 자유도를 최대한 활용할 수 있으면서 원형의 LED군집에 대해 방사경로 및 광분포를 보다 자유롭게 임의 조율할 수 있도록 비구면으로 구성함이 바람직하다.
더불어, 상기 집광렌즈(110)를 갖는 집광형 렌즈 광학계(100)는 LED 집광조명에 대한 파워를 확장할 수 있도록 구성할 수 있다 할 것인데, 예를 들면, 도 2에 나타낸 바와 같이 이중의 동심원 배열구조를 통해 면적을 확장함으로써 조명의 전체적인 파워를 확장할 수 있다.
이는 이중이나 삼중 배열 등 다중의 동심원 배열구조를 적용함으로써 면적의 무한 확장이 가능하고, 이를 통해 파워를 무한히 확장할 수 있다 할 것인데, 이러한 무한 확장에도 하나의 렌즈 광학계로 무한 확장되는 다중 광원에 의한 LED군집을 커버하는 유용함을 발휘할 수 있다.
나아가, 상술하게 기재한 내용에서와 같이, 외형이 "
Figure 112014035804762-pat00004
"의 형상으로 구조 설계되어 원형의 라인 띠(band) 구조를 형성하는 집광렌즈(110)를 갖는 집광형 렌즈 광학계(100)에 의해 다중 광원으로 사용되는 LED칩은 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 집광렌즈의 구조 설계된 형상에 맞추어 다수의 LED칩(11)이 일정 간격을 유지한 채로 원형으로 라인 배열되어 LED군집(10)을 이루도록 처리될 수 있으며, 상기 LED군집(10)은 구동회로 및 구동부품이 탑재된 PCB 등의 기판(20) 상면에 장착된다.
또한, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, LED군집(10)은 기판(20)의 상면에 원형의 띠 구조 형태로 라인 배열되게 구성할 수도 있다.
이에 따라, 상기 LED군집(10)은 집광형 렌즈 광학계(100)의 원형의 라인 띠 구조 설계를 통해 맞춤형으로 라인 배열하게 되며, 기존의 LED 모듈에 비해 공간활용도를 높이면서 조명효율 또한 향상시킬 수 있다.
여기서, 상기 LED군집(10)은 다중 광원으로 교류(AC) 구동타입의 LED칩을 적용함으로써 매우 슬림한 형태의 하이파워 집광조명을 구현할 수 있도록 하며, 이를 통해 전원공급장치인 SMPS가 사용되어야 하는 DC(직류) 타입에 비해 SMPS를 제거할 수 있는 장점 및 기판(20)에 LED칩(11)을 직접 탑재하는 드라이버 온 보드(Driver On Board) 기술을 적용할 수 있다 할 것이다.
한편, 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 링 형상의 렌즈구조체로 이루어진 집광렌즈(110)를 갖는 집광형 렌즈 광학계(100)와, 다수의 LED칩이 기판(20)의 상면에 원형으로 라인 배열되어 다중 광원으로 이루어진 원형의 LED군집(10)을 구비하되, 이 2가지 구성요소를 결합하여 하나의 모듈로 구성함에 의해 드라이버 온 보드(Driver On Board) 기술이 적용된 원형의 라인 설계 LED 모듈(200)을 제공할 수 있다.
이에 따라, 원형의 라인 설계 LED 모듈(200)을 구성할 시, 집광형 렌즈 광학계(100)가 갖는 집광렌즈(110)의 아래에 다중 광원으로 라인 배열되는 원형의 LED군집(10)이 위치하게 된다.
이러한 원형의 라인 설계 LED모듈(200)을 통해서는 다양한 형태로 LED 집광조명을 제작할 수 있으며, 스포트라이트, 무대조명, 등대나 항구, 선박, 군사용 서치라이트 등으로 다양하게 사용할 수 있다 할 것이다.
이때, 상기 집광형 렌즈 광학계(100)는 다중 광원으로 이루어진 원형의 LED군집(10)이 탑재되어있는 기판(20)과의 결합 용이성을 제공 및 LED 집광조명의 구성요소로 적용하기 위해 판형몸체(120)를 갖는 렌즈구조체로 형성할 수 있으며, 이 판형몸체(120) 상에 외형이 "
Figure 112014035804762-pat00005
"의 형상으로 구조 설계된 집광렌즈(110)가 돌출 형성되어 일체 구비된다 할 것이다.
이러한 판형몸체(120)의 구성을 통해 집광렌즈(110)를 다중으로 동심원 배열 및 돌출 구성할 수 있는 용이성을 제공할 수 있으며, 이러한 다중의 동심원 배열에 따른 무한 확장을 수행하여도 함께 무한 확장되는 다중 광원에 의한 LED군집을 하나의 렌즈 광학계(100)로 커버하여 하나의 단일 광원으로 기능하도록 구성할 수 있다.
한편, 상술한 구성을 갖는 다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈 광학계(100)와 다중 광원이 라인 배열되는 원형의 LED군집(10)을 포함하는 LED 집광조명(1)은 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 스포트라이트나 무대조명, 등대나 항구, 선박, 군사용 서치라이트 등으로 사용할 수 있으며 매우 슬림한 형태를 가질 수 있게 한 응용 예로서, 소켓 체결구조를 갖는 LED 램프로 구성한 것이다.
구체적으로, 상기 LED 집광조명(1)은 도 4 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 판형몸체(120)를 갖는 투명한 렌즈구조체이되 이 판형몸체(120) 상에 링 형상으로 구조 설계된 집광렌즈(110)가 돌출 형성되어 일체 구비되며 LED군집(10)이 갖는 다중 광원을 통합 제어 및 집광 처리하도록 배광 제어하기 위한 집광형 렌즈 광학계(100)와, 상기 집광렌즈(110)의 형상에 맞추어 다수의 LED칩을 기판(20)의 상면에 원형으로 라인 배열하여 다중 광원이 하나의 그룹을 형성하도록 구비되는 광원인 LED군집(10)과, 상기 집광형 렌즈 광학계(100) 및 광원인 LED군집(10)이 탑재된 기판(20)을 체결 지지하기 위한 체결지지부(310)를 가지며 하단부에 소켓베이스(320)가 결합된 베이스몸체(300)를 포함하는 구성으로 이루어지게 할 수 있다.
이때, 상기 베이스몸체(300)는 도시한 바와 같이, 전구형 몸체로 구비할 수 있는데, 특별히 이에 한정되지 않는다 할 것이며, 슬림한 구조를 지원할 수 있는 다양한 형상으로 구비할 수 있다 할 것이다.
여기서, 상기 집광형 렌즈 광학계(100)의 판형몸체(120)와 LED군집(10)이 탑재된 기판(20) 및 베이스몸체(300)의 체결지지부(310)에는 상호간 체결이 가능하도록 동일한 위치 및 개수로 체결공이 형성되며, 상기 링 형상으로 이루어진 집광렌즈(110)의 아래쪽에 다중 광원으로 이루어진 원형의 LED군집(10)이 위치된다 할 것이다.
한편, 도 7 내지 도 9은 본 발명의 실시예에 있어서, 링 형상의 렌즈구조체로 이루어진 집광렌즈(110)를 갖는 집광형 렌즈 광학계(100)와 이에 매칭되어 다중 광원으로 이루어진 원형의 LED군집(10)을 포함하는 구성에 따른 배광 제어특성을 나타낸 시뮬레이션 데이터로서, 도 7은 방사특성을 보여주는 데이터이고, 도 8은 광분포특성을 보여주는 데이터이며, 도 9는 RGB챠트에 따른 광패턴특성을 보여주는 데이터이다.
도 7에서 보여주는 방사특성에 있어서는 다중 광원으로 이루어진 원형의 LED군집에 대해 이를 단일 광원으로 기능하도록 커버하는 하나의 렌즈시스템인 링 형상의 집광형 렌즈 광학계로 배광 제어함에 따라 10도의 배광각도를 형성하고 있음을 보여주고 있고, 도 8에서 보여주는 광분포특성에 있어서 조사면의 타겟 영역(X축 방향 및 Y축 방향)에 대해 중앙부로 집중되는 집광 제어를 수행하고 있음을 보여주고 있으며, 도 9에서 보여주는 광패턴특성에 있어서도 광이 중앙부에 집중된 광패턴을 형성하고 있음을 보여주고 있다.
따라서, 본 발명은 링 형상의 라인구조 설계를 통해 집광형 렌즈 광학계(100) 및 이를 통해 원형 라인배열의 띠 구조를 갖는 다중 광원에 의한 LED군집(10)을 유기적인 결합구성으로 만들어낸 것이며, 기존에 제안되어 획일적인 구성을 갖는 조명의 형태를 탈피하는 차별적인 디자인을 만들어낼 수 있으며, 특히 전체적인 라인형 구조설계로 기존 조명에 비해 면적을 넓힐 수 있고 우수한 방열특성을 발휘되게 할 수 있을 뿐만 아니라 저가로 생산할 수 있으며 매우 슬림한 형태의 하이파워 집광조명을 구현할 수 있다.
이상에서 설명한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 기술분야의 당업자에 의하여 수정과 변형 또는 치환이 이루어질 수 있다 할 것이며, 이는 본 발명의 기술적 범위에 속한다 할 것이다.
1: LED 집광조명 10: LED군집
11: LED칩 20: 기판
100: 렌즈 광학계 110: 집광렌즈
120: 판형몸체 200: 라인설계 LED모듈
300: 베이스몸체 310: 체결지지부
320: 소켓베이스

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 판형몸체를 갖는 투명한 렌즈구조체이되 이 판형몸체 상에 링(ring) 형상으로 설계되어 원형의 라인 띠(band) 구조를 형성하는 집광렌즈가 돌출 형성되어 일체 구비되며, LED군집이 갖는 다중 광원을 하나로 묶어 통합 제어 및 집광 처리하기 위한 다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈광학계;
    상기 집광렌즈의 형상에 맞추어 다수의 LED칩을 기판의 상면에 원형으로 라인 배열하여 다중 광원이 하나의 그룹을 형성하도록 구비되는 LED군집;
    상기 집광형 렌즈광학계 및 광원인 LED군집이 탑재된 기판을 체결 지지하기 위한 체결지지부를 가지며 하단부에 소켓베이스가 결합된 전구형 몸체의 베이스몸체; 를 포함하며,
    상기 다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈 광학계가 갖는 집광렌즈의 아래에 다중 광원으로 라인 배열되는 LED군집이 위치되고,
    상기 집광형 렌즈광학계는 유리, 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 싸이클로올레핀코폴리머(COC) 중에서 선택된 어느 1종으로 이루어지며,
    상기 LED군집은 기판에 LED칩을 직접 탑재하고 교류(AC) 구동타입의 LED칩을 적용하여 슬림한 형태의 하이파워 집광조명을 구현하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈광학계를 포함하는 라인 설계형 LED 집광모듈.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 집광렌즈와 LED군집은 상호 매칭되는 형상으로 라인 배열되는 것으로서, 면적 및 조명 파워의 확장을 위해 다중의 동심원 배열구조로 형성될 수 있는 것을 특징으로 하는 다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈광학계를 포함하는 라인 설계형 LED 집광모듈.
KR1020140044802A 2014-04-15 2014-04-15 다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈광학계를 포함하는 라인 설계형 led 집광모듈 KR101568267B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140044802A KR101568267B1 (ko) 2014-04-15 2014-04-15 다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈광학계를 포함하는 라인 설계형 led 집광모듈

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140044802A KR101568267B1 (ko) 2014-04-15 2014-04-15 다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈광학계를 포함하는 라인 설계형 led 집광모듈

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150118775A KR20150118775A (ko) 2015-10-23
KR101568267B1 true KR101568267B1 (ko) 2015-11-11

Family

ID=54427239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140044802A KR101568267B1 (ko) 2014-04-15 2014-04-15 다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈광학계를 포함하는 라인 설계형 led 집광모듈

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101568267B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200000567U (ko) 2018-09-04 2020-03-12 (주)동양알루미늄 엘이디 서치라이트용 집광렌즈 및 이를 이용한 엘이디 서치라이트
KR20200034537A (ko) 2018-09-21 2020-03-31 (주)동양알루미늄 엘이디 서치라이트용 집광렌즈 및 이를 이용한 엘이디 서치라이트

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101880806B1 (ko) * 2016-08-24 2018-07-23 주식회사 엠지비엔도스코피 의료용 촬영 장치
KR102351988B1 (ko) * 2020-04-03 2022-01-18 주식회사 아이티엠반도체 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈 및 이의 제조 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100763859B1 (ko) * 2006-06-16 2007-10-05 한국 고덴시 주식회사 칩 발광다이오드 패키지
JP2013045630A (ja) 2011-08-24 2013-03-04 Panasonic Corp 照明器具
JP2013045605A (ja) * 2011-08-24 2013-03-04 Panasonic Corp 照明器具
JP2013062238A (ja) 2011-08-24 2013-04-04 Panasonic Corp 照明器具

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100763859B1 (ko) * 2006-06-16 2007-10-05 한국 고덴시 주식회사 칩 발광다이오드 패키지
JP2013045630A (ja) 2011-08-24 2013-03-04 Panasonic Corp 照明器具
JP2013045605A (ja) * 2011-08-24 2013-03-04 Panasonic Corp 照明器具
JP2013062238A (ja) 2011-08-24 2013-04-04 Panasonic Corp 照明器具

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200000567U (ko) 2018-09-04 2020-03-12 (주)동양알루미늄 엘이디 서치라이트용 집광렌즈 및 이를 이용한 엘이디 서치라이트
KR20200034537A (ko) 2018-09-21 2020-03-31 (주)동양알루미늄 엘이디 서치라이트용 집광렌즈 및 이를 이용한 엘이디 서치라이트

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150118775A (ko) 2015-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8058665B2 (en) LED module
US8075157B2 (en) LED module
JP4471685B2 (ja) 照明装置
US7922370B2 (en) LED module
US7794117B2 (en) Lamp cover and illumination lamp having same
US11655959B2 (en) Optical structures for light emitting diodes (LEDs)
TWI414727B (zh) 發光裝置
US8356919B2 (en) Lens and LED module using the same
US8240886B2 (en) Illumination device with anti-glare function
KR20060107307A (ko) 허상 점광원
US8251549B2 (en) LED module
US20130083541A1 (en) Optical lens, light-emitting diode optical component and light-emitting diode illumination lamp
US20100128474A1 (en) Led lamp
EP2410240A1 (en) Optical device for an led light bulb
KR101568267B1 (ko) 다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈광학계를 포함하는 라인 설계형 led 집광모듈
US8579489B2 (en) Illuminator allowing a wide luminous intensity distribution
US20100328940A1 (en) Lens, led module and illumination apparatus utilizing the same
KR20160027142A (ko) 지향성 빔 led 조명용 반사기
KR101189652B1 (ko) Ｌｅｄ용 조명렌즈 및 이를 이용한 어레이 타입 조명렌즈
US9316852B2 (en) Lens with diffusion structure and backlight module incorporating the same
CN102878444A (zh) 光源单元和具有该光源单元的光引擎和照明装置
US20110019400A1 (en) Lens, led module and illumination apparatus utilizing the same
US20160223164A1 (en) Wall washer lighting system with light emitter, optical lens and reflector
US8226277B2 (en) Lens and LED module using the same
US20150308660A1 (en) Light engine device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190806

Year of fee payment: 4

R401 Registration of restoration