KR101611463B1 - 렌즈, 커버부재 및 led조명장치 - Google Patents

렌즈, 커버부재 및 led조명장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 렌즈, 커버부재 및 LED조명장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전반사면을 구비한 렌즈, 커버부재 및 LED조명장치에 관한 것이다.
본 발명은, LED광원(20)의 빛이 입사되는 입사면(110)과; 상기 입사면(110)과 함께 렌즈를 형성하며, 상기 LED광원(20)의 빛을 발산시키는 렌즈면(120)과; 상기 입사면(110)에 투과된 빛을 상기 렌즈면(120) 쪽으로 전반사시키는 전반사면(100)을 특징으로 하는 렌즈, 커버부재 및 LED조명장치를 개시한다.

Description

렌즈, 커버부재 및 LED조명장치 {Lens, cover member, LED lighting apparatus}
본 발명은 렌즈, 커버부재 및 LED조명장치에 관한 것이다.
최근에는 전력소비가 낮고 긴 수명을 갖는 LED조명이 주목받고 있으며, LED조명을 광원으로 하는 가로등, 보안등 및 다운라이터 등이 제안되는 추세이다.
한편 LED조명의 빛은 직진성이 강하기 때문에, 빛에너지의 방사형태에 있어서 중심부의 과도한 빛이 사람에게 눈부심 현상을 유발시키는 문제점이 있다.
특히 현재 사용되고 있는 LED조명이 가로등으로 사용되는 경우, LED조명은 조명영역인 도로 쪽만이 아니라 도로의 반대 쪽(건물, 보도)으로 조명하여 건물 내 거주하는 사람 또는 보도를 지나는 행인의 시야를 방해하는 등 불필요한 빛이 방사되어 빛 공해(light pollution)현상을 일으키는 문제점이 있다.
한편 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 기둥에 경사로 설치된 지지부재를 이용하여 LED조명을 도로 쪽으로만 향하도록 하고 있으나, 상대적으로 고하중인 LED조명의 지지가 불안정하며, 설계상의 오차 또는 바람 등에 의하여 틀어진 경우 불안정할 뿐 아니라 미관상 좋지 않다는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 광의 발산 및 수렴 중 적어도 어느 하나를 수행하는 렌즈에 전반사면을 형성함으로써 미리 설정된 조명영역을 제외한 나머지 영역으로 조명되는 것을 방지할 수 있는 렌즈, 커버부재 및 LED조명장치를 제공하는데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은 LED광원(20)의 빛이 입사되는 입사면(110)과; 상기 입사면(110)과 함께 렌즈를 형성하며, 상기 LED광원(20)의 빛을 발산시키는 렌즈면(120)과; 상기 입사면(110)에 투과된 빛을 상기 렌즈면(120) 쪽으로 전반사시키는 전반사면(100)을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈를 개시한다.
상기 전반사면(100)은 상기 입사면(110)을 기준으로 둘레방향을 따라서 하나 이상 형성될 수 있다.
상기 입사면(110)쪽으로 본 평면형상이 직사각형이며, 상기 전반사면(100)은 직사각형의 변 중 적어도 하나의 변에 형성될 수 있다.
상기 입사면(110) 쪽으로 본 평면형상이 직사각형이며, 상기 전반사면(100)은 직사각형의 변 중 서로 마주보는 변에 형성되거나, 인접한 2개의 변에 형성될 수 있다.
상기 LED광원(20)이 설치되는 기판(30)에 지지되는 지지부(130)가 상기 전반사면(100)에 연결되어 형성될 수 있다.
상기 입사면(110)은 상기 LED광원(20)의 적어도 일부가 삽입되도록 요입부(115)가 형성될 수 있다.
상기 렌즈(10)는, PC, PMMA 및 PS 재질 중 어느 하나를 가질 수 있다.
본 발명은 또한 복수개의 LED광원(20)에 각각 대응되어 설치되는 복수 개의 렌즈(10)들이 일체로 형성된 커버부재(200)로서, 상기 렌즈(10)는 상기와 같은 구성을 가지는 렌즈(10)인 것을 특징으로 하는 커버부재를 개시한다.
본 발명은 또한 하나 이상의 LED광원(20)이 설치된 기판(30)과; 상기 LED광원(20)에 대응되어 상기 기판(30)에 설치되는 렌즈(10)를 포함하며; 상기 렌즈(10)는 상기와 같은 구성을 가지는 렌즈(10)인 것을 특징으로 하는 LED조명장치(300)를 개시한다.
상기 LED광원(20)은, 복수 개로 설치되고 상기 LED광원(20)에 대응되어 상기 렌즈(10)는 복수 개로 설치되며, 상기 복수 개의 렌즈(10)들은, 전반사면(100)이 동일한 위치에 형성되는 하나 이상의 렌즈군을 이룰 수 있다.
상기 복수 개의 렌즈(10)들은, 상기 입사면(110) 쪽으로 본 평면형상이 직사각형이며, 상기 전반사면(100)은 직사각형의 변 중 서로 마주보는 변에 형성되거나, 인접한 2개의 변에 형성되며, 상기 복수 개의 렌즈(10)들은, 2개 이상의 렌즈군을 이루며, 각 렌즈군은, 상기 전반사면(100)의 적어도 일부가 직사각형의 변 중 서로 다른 변에 형성될 수 있다.
상기 복수 개의 렌즈(10)들은, 상기 입사면(110)쪽으로 본 평면형상이 직사각형이며, 상기 전반사면(100)은 직사각형의 변 중 적어도 하나의 변에 형성되며, 상기 복수 개의 렌즈(10)들은, 2개 이상의 렌즈군을 이루며, 각 렌즈군은, 상기 전반사면(100)의 적어도 일부가 직사각형의 변 중 서로 다른 변에 형성될 수 있다.
상기 복수개의 렌즈(10)들은, 일체로 형성되어 복수개의 LED광원(20)에 각각 대응되어 설치되는 커버부재(200)를 이룰 수 있다.
본 발명에 따른 렌즈, 커버부재 및 LED조명장치는, 광의 발산 및 수렴 중 적어도 어느 하나를 수행하는 렌즈에 전반사면을 형성함으로써 미리 설정된 조명영역을 제외한 나머지 영역으로 조명되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 렌즈, 커버부재 및 LED조명장치는, 광의 발산 및 수렴 중 적어도 어느 하나를 수행하는 렌즈에 전반사면을 형성함으로써 LED조명장치의 지지를 위한 지지부재 없이 다양한 패턴의 조명영역을 형성할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 렌즈, 커버부재 및 LED조명장치는, 광의 발산 및 수렴 중 적어도 어느 하나를 수행하는 렌즈에 전반사면을 형성함으로써 LED조명장치의 지지를 위한 지지부재가 불필요하여 안정적이며 미관상으로도 좋은 이점이 있다.
도 1은, 본 발명의 제1실시예에 따른 렌즈의 측면도이다.
도 2a는, 도 1의 렌즈의 단면도이다.
도 2b는, 도 1의 렌즈의 평면도이다.
도 3은, 본 발명의 제2실시예에 따른 렌즈의 측면도이다.
도 4a는, 도 3의 렌즈의 단면도이다.
도 4b는, 도 3의 렌즈의 평면도이다.
도 5은, 입사면 쪽으로 본 렌즈의 평면도이다.
도 6은, 본 발명의 실시예에 따른 LED조명장치의 평면도이다.
도 7은, 도 6에서 V-V방향의 단면도이다.
도 8a 내지 도 8b는, 본 발명에 따른 조명장치의 실시예를 나타낸 상태도이다.
이하 본 발명에 따른 렌즈, 커버부재 및 LED조명장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 렌즈(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, LED광원(20)의 빛이 입사되는 입사면(110)과; 입사면(110)과 함께 렌즈를 형성하며, LED광원(20)의 빛을 발산시키는 렌즈면(120)과; 입사면(120)에 투과된 빛을 렌즈면(120) 쪽으로 전반사시키는 전반사면(100)을 포함한다.
여기서 상기 입사면(110)은 렌즈(10)에서 LED광원(20)의 빛이 입사되는 면으로서 후술하는 렌즈면(120)과 함께 빛의 발산패턴을 형성하는 면으로서 다양하게 형성될 수 있다.
예를 들면, 상기 입사면(110)은, 편평한 면(미도시), 볼록한 면(미도시), 요입부(115)가 형성된 오목한 면 등 다양하게 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에서는, 상기 렌즈(10)의 저면에서 일부분이 오목하게 형성되어 요입부(115)가 형성된 면을 들어 설명하였다.
한편 상기 요입부(115)는, 빛이 외부로 누출됨없이 렌즈(10)로 입사되도록 LED광원(20)의 적어도 일부가 삽입되도록 형성됨이 바람직하다.
상기 렌즈면(120)은 입사면(110)과 함께 렌즈(10)를 형성하는 면이다.
특히 상기 렌즈면(120)은, 조명영역의 패턴, 조명영역의 크기, LED광원(20)으로부터의 거리 등을 고려하여, 하나 이상의 곡률을 가지는 곡선으로 형성되며 불연속면 등 다양하게 형성될 수 있다.
상기 전반사면(100)은 입사면(120)에 투과된 빛을 렌즈면(120) 쪽으로 전반사시키는 구성으로서, 입사면(120)에 투과된 빛이 입사되는 각을 고려하여 빛이 충분하게 전반사될 수 있도록 그 형상이 결정된다.
도 1 및 도 3에서 알 수 있듯이, 상기 전반사면(100)은, 그 접선이 LED광원(20)이 설치된 기판(30)의 상면과 교차하는 각도가 기판(20)과 교차하는 교차점을 기준으로 LED광원(20)에 대향되는 면으로부터 0°보다 크고 90°이하의 각도를 이룸이 바람직하다.
그리고 상기 전반사면(100)은, 입사면(110)을 이루는 렌즈(10)의 저면을 제외한 나머지 면, 특히 측면에서 형성됨이 바람직하며 렌즈(10)를 투과한 빛이 이루는 조명영역(A)의 패턴, 조명될 방향에 따라서 다양하게 형성될 수 있다.
또한 상기 전반사면(100)은, 렌즈(10)를 입사면(110) 쪽에서 본 평면형상에 따라서 다양하게 형성될 수 있다.
예를 들면 상기 전반사면(100)은, 도 5(a)에 도시된 바와 같이, 렌즈(10)를 입사면(110) 쪽에서 본 평면형상이 원형 또는 타원형인 경우 입사면(110)을 기준으로 렌즈(10)의 둘레를 따라서 형성될 수 있다.
또한 상기 전반사면(100)은, 렌즈(10)를 입사면(110) 쪽에서 본 평면형상이 직사각형일 경우, 직사각형의 변 중 적어도 하나의 변에 형성되거나, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 서로 마주보는 변에 형성되거나, 도 5(c)에 도시된 바와 같이, 인접한 2개의 변에 형성될 수 있다.
한편 상기 전반사면(100)은, 렌즈(10)를 입사면(110) 쪽에서 본 평면형상에서 둘레방향을 따라서 하나 이상으로 형성될 수 있다.
또한 상기 전반사면(100)은, 렌즈(10)의 또 다른 실시예로서, 도 3에 도시된 바와 같이, LED광원(20)이 설치되는 기판(30)에 지지되는 지지부(130)가 연결되어 일체로 형성될 수 있다.
이때, 상기 지지부(130)는, LED광원(20)이 설치된 기판(30)에 지지되는 구성으로서, 별도의 지지부재 없이 렌즈(10)가 LED광원(20) 상에서 미리 설정된 위치에 안정적으로 설치될 수 있도록 한다.
한편 상기 렌즈(10)는, PC, PMMA, PS 등 플라스틱 재질을 가짐이 바람직하며, 통상 사출성형을 통해 형성된다.
또한 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 LED광원(20)은, 복수 개로 설치되고, 렌즈(10)는, 복수 개의 LED광원(20)들에 대응되어 복수 개로 설치될 수 있으며, 이때 복수 개의 렌즈(10)들은 일체로 형성되어 LED광원(20)이 설치된 기판(30)을 복개하는 커버부재(200)를 이룰 수 있다.
상기와 같이 복수 개의 렌즈(10)들이 LED광원(20)이 설치된 기판(30)을 복개하는 커버부재(200)를 이루는 경우 각각의 렌즈(10)를 설치하는 것보다 작업이 편리하며 렌즈(10)를 보다 정확한 위치에 설치할 수 있는 이점이 있다.
한편 상기와 같은 구성을 가지는 렌즈(10)는, LED광원(20)이 설치된 기판(30)과 결합되어 LED조명장치(300)를 구성할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 LED조명장치(300)는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 LED광원(20)이 설치된 기판(30)과; 상기 LED광원(20)에 대응되어 상기 기판(30)에 설치되는 렌즈(10)를 포함할 수 있다.
상기 LED광원(20)은, DC전원의 공급에 의하여 발광하는 엘이디소자로서, 백색광을 발광하는 백색엘이디소자, 황색광을 발광하는 황색엘이디소자, 청색엘이디소자, 적색엘이디소자, 녹색엘이디소자, "청색엘이디소자, 적색엘이디소자 및 녹색엘이디소자"가 하나의 칩으로 형성된 삼색 엘이디칩 등 다양한 엘이디소자가 사용될 수 있다.
상기 기판(30)은, LED광원(20)이 설치되는 기판으로서 PCB, FPCB, 메탈PCB 등 엘이디소자가 설치될 수 있는 부재이면 어떠한 부재도 사용이 가능하다.
한편 상기 기판(30)의 이면에는 LED광원(20)에서 발생되는 열의 방출을 위한 알루미늄 등의 방열효과가 높은 방열부재(미도시)가 결합될 수 있다.
상기 방열부재는, LED광원(20)에서 발생되는 열의 방출을 위한 구성으로 다양한 구조 및 형상을 가질 수 있다.
상기 렌즈(10)는, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같은 구성을 가지며, LED조명장치(300)의 조명영역(A)의 패턴, 크기 등에 따라서 다양한 실시예가 가능하다.
구체적으로, 상기 LED광원(20)은, 복수 개로 설치되고 LED광원(20)에 대응되어 렌즈(10)는 복수 개로 설치되며, 복수 개의 렌즈(10)들은, 전반사면(100)이 동일한 위치에 형성되는 하나 이상의 렌즈군을 이룰 수 있다.
상기 렌즈군은, 하나 이상의 렌즈(10)로 구성되며, 전반사면(100)을 기준으로 하나 이상의 렌즈군으로 이루어질 수 있다.
일예로서, 상기 복수 개의 렌즈(10)들은, 입사면(110) 쪽으로 본 평면형상이 직사각형이며, 전반사면(100)은 직사각형의 변 중 서로 마주보는 변에 형성되거나, 인접한 2개의 변에 형성되며, 복수 개의 렌즈(10)들은, 2개 이상의 렌즈군을 이루며, 각 렌즈군은, 전반사면(100)의 적어도 일부가 직사각형의 변 중 서로 다른 변에 형성될 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 실시예는, 직사각형 형상의 기판(30)에 LED광원(20)이 직각을 이루어 가로 세로로 복수 개로 설치되고, 직사각형의 기판(30)을 기준으로 가로 중심선을 기준으로 2개의 렌즈군을 형성된 실시예이다.
그리고 가로 중심선을 기준으로 좌우에 위치된 렌즈군의 렌즈(10)들은, 전반사면(100)이 서로 대칭을 이루어, 직사각형의 변 중 서로 마주보는 변들, 즉 'ㄱ'자 형상으로 형성된다.
도 6 및 도 7에 도시된 실시예에 따른 LED조명장치(300)는, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같은 패턴의 조명영역(A)을 형성하며, 도로 상에서 조명영역(A)을 제외한 나머지 영역으로의 조명을 차단하여 빛샘 또는 조명영역(A)을 제외한 나머지 영역에서의 눈부심 등을 방지할 수 있게 된다.
즉, 상기 LED조명장치(300)는 도 8a내지 도 8b에 도시된 바와 같이 Y축방향으로는 빛이 발산되지 않으며, 직하방으로 조명하도록 구성할 수 있다.
한편 상기 복수 개의 렌즈(10)들은, 입사면(110)쪽으로 본 평면형상이 직사각형이며, 전반사면(100)은 직사각형의 변 중 적어도 하나의 변에 형성되며, 복수 개의 렌즈(10)들은, 2개 이상의 렌즈군을 이루며, 각 렌즈군은, 전반사면(100)의 적어도 일부가 직사각형의 변 중 서로 다른 변에 형성될 수 있다.
또한 앞서 설명한 바와 같이, LED광원(20)은, 복수 개로 설치되고, 렌즈(10)는, 복수 개의 LED광원(20)들에 각각 대응되어 복수 개로 설치될 수 있으며, 이때 복수 개의 렌즈(10)들은 일체로 형성되어 LED광원(20)이 설치된 기판(30)을 복개하는 커버부재(200)를 이룰 수 있다.
그리고 상기 커버부재(200)는 단차부(210)가 형성되어 LED광원(20)이 설치된 기판(30)과 커버부재(200)의 탈부착이 용이하도록 하는 구성되는 등 다양한 구성이 가능하다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
전반사면:100 입사면:110 렌즈면:120
지지부:130 커버부재:200 LED조명장치:300

Claims (16)

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  9. 편평한 상면을 가지며 하나 이상의 LED광원(20)이 설치된 기판(30)과;
    상기 LED광원(20)에 대응되어 상기 기판(30)에 설치되는 렌즈(10)를 포함하며;
    상기 LED광원(20)은, 복수 개로 설치되고 상기 LED광원(20)에 대응되어 상기 렌즈(10)는 복수 개로 설치되며,
    상기 렌즈(10)는, LED광원(20)의 빛이 입사되는 입사면(110)과; 상기 입사면(110)과 함께 렌즈를 형성하며, 상기 LED광원(20)의 빛을 발산시키는 렌즈면(120)과; 상기 입사면(110)에 투과된 빛을 상기 렌즈면(120) 쪽으로 전반사시키는 전반사면(100)을 포함하며,
    상기 복수 개의 렌즈(10)들은, 전반사면(100)이 동일한 위치에 형성되는 하나 이상의 렌즈군을 이루며,
    상기 복수 개의 렌즈(10)들은, 상기 입사면(110) 쪽으로 본 평면형상이 직사각형이며, 상기 전반사면(100)은 직사각형의 변 중 서로 마주보는 변에 형성되거나, 인접한 2개의 변에 형성되며,
    상기 복수 개의 렌즈(10)들은, 2개 이상의 렌즈군을 이루며,
    각 렌즈군은, 상기 전반사면(100)의 적어도 일부가 직사각형의 변 중 서로 다른 변에 형성된 것을 특징으로 하는 LED조명장치(300).
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 편평한 상면을 가지며 하나 이상의 LED광원(20)이 설치된 기판(30)과;
    상기 LED광원(20)에 대응되어 상기 기판(30)에 설치되는 렌즈(10)를 포함하며;
    상기 LED광원(20)은, 복수 개로 설치되고 상기 LED광원(20)에 대응되어 상기 렌즈(10)는 복수 개로 설치되며,
    상기 렌즈(10)는, LED광원(20)의 빛이 입사되는 입사면(110)과; 상기 입사면(110)과 함께 렌즈를 형성하며, 상기 LED광원(20)의 빛을 발산시키는 렌즈면(120)과; 상기 입사면(110)에 투과된 빛을 상기 렌즈면(120) 쪽으로 전반사시키는 전반사면(100)을 포함하며,
    상기 복수 개의 렌즈(10)들은, 상기 입사면(110)쪽으로 본 평면형상이 직사각형이며, 상기 전반사면(100)은 직사각형의 변 중 적어도 하나의 변에 형성되며,
    상기 복수 개의 렌즈(10)들은, 2개 이상의 렌즈군을 이루며,
    각 렌즈군은, 상기 전반사면(100)의 적어도 일부가 직사각형의 변 중 서로 다른 변에 형성된 것을 특징으로 하는 LED조명장치(300).
  13. 청구항 9 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 복수개의 렌즈(10)들은, 일체로 형성되어 복수개의 LED광원(20)에 각각 대응되어 설치되는 커버부재(200)를 이루는 것을 특징으로 하는 LED조명장치(300).
  14. 청구항 9 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 LED광원(20)이 설치되는 기판(30)에 지지되는 지지부(130)가 상기 전반사면(100)에 연결되어 형성된 것을 특징으로 하는 LED조명장치(300).
  15. 청구항 9 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 입사면(110)은 상기 LED광원(20)의 적어도 일부가 삽입되도록 요입부(115)가 형성된 것을 특징으로 하는 LED조명장치(300).
  16. 청구항 9 또는 청구항 12에 있어서,
    PC, PMMA 및 PS 재질 중 어느 하나를 가지는 것을 특징으로 하는 LED조명장치(300).
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