KR101664425B1 - 조명 장치 - Google Patents

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KR101664425B1
KR101664425B1 KR1020150035888A KR20150035888A KR101664425B1 KR 101664425 B1 KR101664425 B1 KR 101664425B1 KR 1020150035888 A KR1020150035888 A KR 1020150035888A KR 20150035888 A KR20150035888 A KR 20150035888A KR 101664425 B1 KR101664425 B1 KR 101664425B1
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박선정
조문성
이상철
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 조명장치에 관한 것으로서, 구체적으로, 기판 및 상기 기판에 실장되는 하나 이상의 LED를 구비하는 발광모듈; 상기 기판의 하측에 배치되고, 상기 LED로부터 조사되는 빛을 굴절 또는 반사시키도록 형성된 하나 이상의 렌즈모듈; 및 상기 기판과 전기적으로 연결되는 전원공급부를 포함하고, 상기 렌즈모듈은 모듈바디 및 상기 모듈바디에 형성된 하나 이상의 렌즈를 구비하며, 상기 모듈바디에는 상기 LED로부터 조사된 빛의 적어도 일부를 상기 모듈바디의 하방을 향하여 반사키도록 형성된 하나 이상의 경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 조명장치에 관한 것이다.

Description

조명 장치{Lighting apparatus}
본 발명은 조명 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 렌즈모듈에 구비되는 경사면에 의한 빛의 전반사를 통하여, 백라이트(back light)를 저감시키는 동시에 광효율을 증가시킬 수 있는 조명장치에 관한 것이다.
일반적으로 조명장치에 주로 사용되는 광원으로는 백열전구, 방전등, 형광등이 주로 쓰이고 있으며, 가정용, 경관용, 산업용 등 다양한 목적으로 사용되고 있다.
이중 백열전구 등의 저항성 광원은 효율이 낮고 발열 문제가 크며, 방전등의 경우 고가격, 고전압의 문제가 있으며, 형광등의 경우 수은 사용에 의한 환경문제를 들 수 있다.
이러한 광원들의 단점들을 해결하기 위해 효율, 색의 다양성, 디자인의 자율성 등 많은 장점을 가지는 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 조명에 대한 관심이 증대되고 있다.
발광 다이오드는 순방향으로 전압을 가했을 때 발광하는 반도체 소자로서, 수명이 길고, 소비 전력이 낮으며, 대량 생산에 적합한 전기적, 광학적, 물리적 특성들을 가지며, 백열 전구 및 형광등을 빠르게 대체하고 있다.
또한, 상기 발광 다이오드는 도로를 조명하기 위한 조명장치(예를 들어, 가로등)에도 적용되고 있다.
도 1은 종래의 도로를 조명하도록 형성된 조명장치(이하, "가로등"이라고도 함)의 일반적인 예를 나타낸다. 설명의 편의를 위해, 도 1에서 X축 방향은 전후방향으로 정의하고, Y축 방향은 높이 방향으로 정의한다.
도 1을 참조하면, 종래의 가로등(1)은 지주(2) 및 상기 지주의 상부에 설치되는 조명장치(3)를 포함할 수 있다.
상기 조명장치(3)는 도로(R)를 향해 하방으로 빛을 조사하도록 배치될 수 있다.
즉, 상기 가로등(1)은 인도(S)에 설치되어 도로(R)를 향해 하방으로 빛을 조사하도록 형성된다.
나아가, 상기 가로등(1)은 도로(R)뿐만 아니라 인도(S)에도 빛이 조사되도록 형성될 수 있다.
다시 말해서, 상기 가로등(1)에 구비되는 조명장치(3)로부터의 빛은 도로(R) 및 상기 도로(R)의 전방 및 후방의 인도(S)를 향해 조사될 수 있다.
한편, 도 1에서, 좌우측 인도(S)에서 도로(R)의 맞은편 측면에는 주택(H)과 같은 주거시설이 배치되어 있는 경우가 일반적이다.
이때, 상기 조명장치(3)로부터의 빛이 주택(H)을 향해 조사되면, 상기 주택(H)에 거주하는 사람들에게 광공해를 유발할 수 있는 문제점이 있다.
또한, 주택(H)이 위치된 부분에 가로수가 있는 경우, 상기 조명장치(3)로부터 조사되는 빛에 의해 가로수가 말라서 죽을 수 있는 문제점이 있다.
나아가, 일반적으로 가로등(1)의 조명장치(3)는 수면시간 이전부터 수면시간 이후까지 계속해서 구동되기 때문에, 상기 조명장치(3)로부터의 빛이 주택(H)을 향해 조사되면, 상기 주택(H)에 거주하는 사람들의 수명장애를 유발할 수 있는 문제점이 있다.
예를 들어, 조명장치(3)의 중심부에서 상기 조명장치(3)를 상하방향으로 가로지르는 가상선을 기준으로, 상기 조명장치(3)의 후방을 향하여 조사되는 빛은 백라이트(back light)로 정의될 수 있다.
특히, 상기 조명장치(3)로부터의 빛이 주택(H)을 향해 조사되는 빛(B, C) 중 가로등(1)(즉, 조명장치(3)) 가까이에 위치한 주택(H)(즉, 도 1에서 좌측에 도시된 주택)을 향하는 빛(B)(이하, "유해 백라이트(harmful back light)"라고도 함)이 가장 문제될 수 있다.
즉, 조명장치(3)로부터 조사되는 빛의 전후방향 각도가 상기 조명장치(3)의 중심을 기준으로 동일하다고 할 때, 가로등(1) 가까이에 위치한 주택(H)이 상기 백라이트(B)로 인해 광공해의 피해를 보기 쉽다.
또한, 상기 조명장치(3)로부터의 빛이 주택(H)을 향해 조사되는 빛(B, C)의 양 만큼 도로(R) 또는 인도(S)를 향해 조사되는 빛(A)의 광효율(또는 광밀도)이 떨어질 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 상기 조명장치(3)로부터의 빛이 주택(H)을 향해 조사되는 빛(B, C)의 최대한 도로(R) 또는 인도(S)를 향해 조사되는 빛(A)의 영역으로 집중시켜서 광효율 증가 및 백라이트 방지를 동시에 달성시킬 수 있는 방법에 대한 연구가 계속되고 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 조명장치 가까이에 위치한 주택을 향하는 유해 백라이트를 저감시킬 수 있는 조명장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 조명장치(가로등)의 유해 백라이트 저감을 통하여, 조명장치 부근(즉, 조명장치 후방)에 위치한 주택 또는 가로수에 대한 광공해를 방지할 수 있는 조명장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 조명장치의 유해 백라이트로 인해서 조명장치 부근(즉, 조명장치 후방)에 위치한 주택에 거주하는 사람에게 발생될 수 있는 수면장애의 문제를 방지하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 조명장치 하방으로 도로를 향해 조사되는 빛의 광효율 또는 광밀도를 높일 수 있는 조명장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위한 것으로서, 기판 및 상기 기판에 실장되는 하나 이상의 LED를 구비하는 발광모듈; 상기 기판의 하측에 배치되고, 상기 LED로부터 조사되는 빛을 굴절 또는 반사시키도록 형성된 하나 이상의 렌즈모듈; 및 상기 기판과 전기적으로 연결되는 전원공급부를 포함하고, 상기 렌즈모듈은 모듈바디 및 상기 모듈바디에 형성되고 상기 하나 이상의 LED에 대응하는 하나 이상의 렌즈를 구비하며, 상기 모듈바디에는 상기 LED로부터 조사된 빛의 적어도 일부를 상기 모듈바디의 하방을 향하여 반사키도록 형성된 하나 이상의 경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 조명장치를 제공한다.
이때, 상기 하나 이상의 경사면은 상기 LED로부터 조사되어 상기 모듈바디 내에서 상기 모듈바디의 전방 단부 및 후방 단부 중 적어도 일측으로 진행하는 빛의 적어도 일부를 상기 모듈바디의 하방을 향하여 반사시키도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 하나 이상의 경사면은 상기 모듈바디에서 상기 하나 이상의 렌즈 각각의 후방에 형성된 제1경사면을 포함할 수 있다.
또한, 상기 모듈바디는 상기 하나 이상의 렌즈 각각의 후방에서 상기 모듈바디를 상하방향으로 관통하도록 형성되고 상기 모듈바디의 폭방향으로 연장된 하나 이상의 절개부를 구비하며, 상기 하나 이상의 절개부 각각을 구획하는 4개의 면 중 하나의 면이 상기 제1경사면을 형성할 수 있다.
또한, 상기 하나 이상의 절개부 각각을 구획하는 4개의 면 중 상기 하나 이상의 렌즈 각각에 가장 인접한 면이 상기 제1경사면으로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 조명장치는 복수 개의 렌즈가 각각 구비된 복수 개의 렌즈모듈을 포함하고, 상기 기판에는 상기 복수 개의 렌즈에 대응하는 복수 개의 LED가 실장되며, 상기 제1경사면은 상기 복수 개의 렌즈에 대응하여 복수개 구비될 수 있다.
또한, 상기 제1경사면은 상기 모듈바디의 하면으로부터 상면으로 상기 모듈바디의 전방을 향하여 경사지도록 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1경사면과 상기 모듈바디의 상면 사이의 각은 130° 내지 140°가 될 수 있다.
또한, 상기 하나 이상의 경사면은, 상기 모듈바디의 전방 단부 및 후방 단부 중 적어도 하나에서 상기 모듈바디의 하면으로부터 상면으로 상기 모듈바디의 전후방향 중심을 향하여 경사지도록 형성된 제2경사면을 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 제2경사면은 상기 모듈바디 폭방향 전체에 걸쳐서(즉, 전체 폭에 걸쳐서) 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2경사면은 상기 모듈바디의 전방 단부 및 후방 단부에 각각 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2경사면 중, 상기 모듈바디의 전방 단부에 형성된 제2경사면은 상기 제1경사면과 다른 방향으로 경사지도록 마련되고, 상기 모듈바디의 후방 단부에 형성된 제2경사면은 상기 제1경사면과 동일한 방향으로 경사지도록 마련될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 조명장치는 복수 개의 렌즈모듈을 포함하고, 상기 제2경사면은 복수 개의 렌즈모듈 각각에 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2경사면과 상기 모듈바디의 상면 사이의 각은 145° 내지 155°가 될 수 있다.
한편, 상기 모듈바디의 굴절률은 공기의 굴절률보다 큰 것이 바람직한다.
또한, 상기 발광모듈, 상기 전원공급부 및 상기 렌즈모듈이 내장되는 케이스를 더 포함하고, 상기 케이스는 서로 결합되는 상부 케이스 및 하부 케이스를 구비하며, 상기 상부 케이스에는 설지 기둥에 조명장치를 설치하기 위한 설치공이 형성되고, 상기 하부 케이스에는 상기 발광모듈에 대응하는 개구부가 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 조명장치 가까이에 위치한 주택을 향하는 유해 백라이트를 저감시킬 수 있는 조명장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 조명장치(가로등)의 유해 백라이트 저감을 통하여, 조명장치 부근(즉, 조명장치 후방)에 위치한 주택 또는 가로수에 대한 광공해를 방지할 수 있는 조명장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 조명장치의 유해 백라이트로 인해서 조명장치 부근(즉, 조명장치 후방)에 위치한 주택에 거주하는 사람에게 발생될 수 있는 수면장애의 문제를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 조명장치 하방으로 도로를 향해 조사되는 빛의 광효율 또는 광밀도를 높일 수 있는 조명장치를 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 도로를 조명하도록 형성된 조명장치(즉, 가로등)의 일반적인 예를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 조명장치의 분해 사시도이다.
도 3의 (a)는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈모듈의 저면도이고, 도 3의 (b)는 상기 렌즈모듈의 평면 사시도이다.
도 4는 도 3의 (a)에서 D-D 방향을 따르는 렌즈모듈의 횡단면도이다.
도 5의 (a)는 종래의 렌즈모듈에 구비된 하나의 렌즈를 통해 빛이 조사되는 모습을 나타내는 개략도이고, 도 5의 (b)는 종래의 렌즈모듈에서 발생될 수 있는 유해 백라이트를 나타내는 개략도이다.
도 6의 (a)는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈모듈에 구비된 하나의 렌즈를 통해 빛이 조사되는 모습을 나타내는 개략도이고, 도 6의 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈모듈에서 유해 백라이트가 저감되는 모습을 나타내는 개략도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
한편, 제 1 또는 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들이 상기 용어들에 의해 한정되지 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별시키는 목적으로만 사용된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 조명장치의 분해 사시도이다. 설명의 편의를 위하여, X축 방향을 전후방향, Y축방향을 상하방향(또는 높이방향), 그리고 Z축 방향을 폭방향으로 정의한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 조명장치(10)는 발광모듈(100), 상기 발광모듈(100)의 하측에 배치되어 상기 발광모듈(100)로부터 조사된 빛의 배광특성(예를 들어, 배광범위)을 결정하도록 형성된 하나 이상의 렌즈모듈(200), 상기 발광모듈(100)에 전원을 공급하도록 형성된 전원공급부(315)를 포함할 수 있다.
상기 발광모듈(100)은 기판(110) 및 상기 기판(110)에 실장되는 하나 이상의 발광 다이오드(120, 이하 "LED" 라고도 함)를 구비할 수 있다.
상기 렌즈모듈(200)은 상기 기판(110)의 하측에 배치될 수 있다. 또한, 상기 렌즈모듈(200)은 상기 LED(120)로부터 조사되는 빛을 굴절 또는 반사시키도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 렌즈모듈(200)은 모듈바디(210) 및 상기 모듈바디(210)에 형성되고 상기 하나 이상의 LED(120)에 대응하는 하나 이상의 렌즈(220)를 구비할 수 있다.
도시된 실시예에서, 장방형으로 형성된 하나의 기판(110)에 복수 개의 LED(120)가 실장되어 있으나, 복수 개로 분할된 기판(110)에 복수 개의 LED(120)가 각각 실장되는 것도 가능하다.
즉, 렌즈모듈(200)은 복수 개(예를 들어, 6개) 구비될 수 있다. 또한, 각각의 렌즈모듈(200)은 4개의 렌즈(220)를 구비할 수 있다. 이때, 4개의 렌즈(220)는 모듈바디(210)의 중심을 기준으로 동일한 각거리로 서로 이격되어 배치될 수 있다.
이때, 복수 개의 렌즈모듈(200)에 구비되는 상기 복수 개의 렌즈(220)는 기판(110)에 실장된 복수 개의 LED(120)에 대응하도록 배치될 수 있다. 즉, 상기 렌즈(220)의 개수와 상기 LED(120)의 개수는 동일할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 조명장치(10)는 상기 발광모듈(100), 상기 렌즈모듈(200) 및 상기 전원공급부(315)가 내장되는 케이스(300)를 더 포함할 수 있다.
상기 케이스(300)는 서로 결합되는 상부 케이스(310) 및 하부 케이스(320)를 포함할 수 있다
이때, 상기 상부 케이스(310)에는 설치 기둥(종래기술 참조)에 조명장치(10)를 설치하기 위한 설치공(311)이 형성될 수 있다.
상기 조명장치(10)는 상기 설치공(311)을 통해 설치 기둥에 설치될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 조명장치(10)는 종래기술을 통해 설명한 바와 같이, 도로 또는 인도를 조명하도록 형성된 가로등에 사용될 수 있다.
다시 말해서, 조명장치(10)는 기 설정된 높이를 구비하는 설치기둥의 상단부에 구비되어, 도로 또는 인도를 향하여 하방으로 빛을 조사하도록 형성될 수 있다.
상기 하부 케이스(320)에는 상기 발광모듈(100)에 대응하는 개구부(321)가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 조명장치(10)는 상기 발광모듈(100)의 하측에서 상기 발광모듈(100)의 둘레방향을 따라 배치되어 상기 발광모듈(100)로부터 조사된 빛을 반사시키도록 형성된 반사부재(400), 상기 반사부재(400)의 하측에 배치되는 투명부재(500)(예를 들어, 투명한 유리) 및 상기 투명부재(500)의 외부둘레와 상기 하부 케이스(320)에 형성된 개구부(321)의 내부둘레 사이를 밀봉하는 실링부재(600)를 더 포함할 수 있다.
이러한, 반사부재(400), 투명부재(500) 및 실링부재(600)는 이미 공지된 구성으로서 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
한편, 상기 LED(120)에서 조사되어 상기 렌즈모듈(200)을 통과하는 빛의 일부는 조명장치(10)의 후방을 향하는 유해 백라이트를 형성할 수 있다. 그리고, 이러한 유해 백라이트는 광공해를 유발할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 조명장치(10)에 포함되는 렌즈모듈(200)에는 상기 유해 백라이트를 저감시키고 광효율을 증가시키기 위한 하나 이상의 경사면이 구비될 수 있다. 이하 다른 도면을 참조하여 이러한 경사면의 구성에 대해 구체적으로 설명한다.
도 3의 (a)는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈모듈의 저면도이고, 도 3의 (b)는 상기 렌즈모듈의 평면 사시도이다. 또한, 도 4는 도 3의 (a)에서 D-D 방향을 따르는 렌즈모듈의 횡단면도이다.
이하의 설명에서, 하나의 렌즈모듈(200)을 기준으로 설명하나, 본 발명의 실시예에 따른 조명장치에 상기 렌즈모듈(200)이 복수개 구비될 수 있음은 전술한 기재로부터 자명하다.
도 3 내지 4를 함께 참조하면, 렌즈모듈(200)은 모듈바디(210) 및 상기 모듈바디(210)에 형성된 복수 개의 렌즈(220)를 구비할 수 있다.
상기 모듈바디(210)는 기 설정된 두께를 구비할 수 있고, 장방형 또는 정사각형의 형태의 플레이트로 형성될 수 있다.
상기 모듈바디(210)의 중앙부에는 상기 모듈바디(210)를 도 2에 도시된 기판(110) 및 상부 케이스(310)에 도시되지 않은 체결부재를 통해 체결하기 위한 체결홀(211)이 형성될 수 있다.
복수 개의 렌즈(220)는 상기 모듈바디(210)의 중앙부를 기준으로(즉, 상기 체결홀(211)을 기준으로) 기 설정된 각거리로 상기 모듈바디(210) 상에 형성될 수 있다.
예를 들어, 4개의 렌즈(220)가 상기 모듈바디(210)의 체결홀(211)을 기준으로 동일한 각거리로 서로 이격되어 상기 모듈바디(210) 상에 형성될 수 있다.
도 3의 (a)를 참조하면, 복수 개의 렌즈(220)는 모듈바디(210)의 일측면(즉 하면)에서 하방으로 볼록하게 돌출되도록 형성될 수 있다.
또한, 도 3의 (b)를 참조하면, 복수 개의 렌즈(220)는 모듈바디(210)의 타측면(즉, 상면)에서 하방을 향하여 오목하게 형성될 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 렌즈(220)에 대응하는 LED(120)는 상기 LED(120)의 적어도 일부가 상기 모듈바디(210)의 상부에서 상기 렌즈(220)에 의해 구획된 공간으로 도입되도록 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 LED(120)는 상기 LED(120)의 하단부(121)가 상기 모듈바디(210)의 상부에서 상기 렌즈(220)에 의해 구획된 공간(221) 내로 삽입되도록 배치될 수 있다.
이때, 상기 모듈바디(210)에는 상기 LED(120)로부터 조사된 빛의 적어도 일부를 상기 모듈바디(210)의 하방을 향하여(즉, 렌즈모듈(200)의 하방을 향하여) 반사시키도록 형성된 하나 이상의 경사면(215, 216, 235)이 구비될 수 있다.
상기 하나 이상의 경사면(215, 216, 235)에 의해서, 상기 LED(120)로부터 조사되는 빛의 유해 백라이트를 저감시키는 동시에, 조명장치(10)의 광효율을 증가시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 하나 이상의 경사면(215, 216, 235)은 상기 LED(120)로부터 조사되어 상기 모듈바디(210) 내에서 상기 모듈바디(210)의 전방 단부(210') 및 후방 단부(210") 중 적어도 일측으로 진행하는 빛의 적어도 일부를 상기 모듈바디(210)의 하방을 향하여 반사시키도록 형성될 수 있다.
즉, 상기 LED(120)로부터 발생된 빛의 대부분은 렌즈모듈(200)을 통해 렌즈모듈(200)의 하방을 향해 기 설정된 각도로 조사될 수 있다.
그러나, 상기 LED(120)로부터 발생된 빛의 일부는 렌즈모듈(200)의 모듈바디(210) 내에서 전반사되면서 상기 모듈바디(210)를 통해 상기 모듈바디(210)의 전방 단부(210') 및 후방 단부(210") 중 적어도 일측으로 진행될 수 있다.
이렇게 모듈바디(210)의 전방 단부(210') 및 후방 단부(210") 중 적어도 일측으로 진행되는 빛은 유해 백라이트를 발생시킬 수 있다. 또한, 모듈바디(210)의 전방 단부(210') 및 후방 단부(210") 중 적어도 일측으로 진행되는 빛은 조명장치(10)의 광효율(또는 광밀도)를 저하시키는 문제점을 발생시킨다.
여기서, 조명장치(10)의 광효율(또는 광밀도)을 저하시킨다는 것의 의미는, 가로등에 사용되는 조명장치(10)에 의해 빛이 조사되어야 하는 부분인 도로 또는 인도에 빛이 집중되지 않고, 도로 또는 인도를 벗어난 범위로 빛의 일부가 분산되어버리는 것을 의미한다.
이러한 유해 백라이트의 발생 및 광효율의 저하와 관련된 문제는 모듈바디(210)에구비된 상기 하나 이상의 경사면(215, 216, 235)에 의해 방지되거나 적어도 완화될 수 있다.
구체적으로, 상기 하나 이상의 경사면(215, 216, 235)은 상기 모듈바디(210)에서 상기 하나 이상의 렌즈(220) 각각의 일측에 형성된 제1경사면(235)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1경사면(235)은 상기 모듈바디(210)에서 상기 하나 이상의 렌즈(220) 각각의 후방에 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1경사면(235)은 상기 모듈바디(210)에서 상기 하나 이상의 렌즈(220) 각각으로부터 기 설정된 거리로 이격되어 구비될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 모듈바디(210)는 상기 모듈바디(210)를 상하방향으로 관통하는 하나 이상의 절개부(230)를 구비할 수 있다.
상기 절개부(230)는 상기 하나 이상의 렌즈(220) 각각의 일측(예를 들어, 후방)에서 상기 모듈바디(220)를 상하방향으로 관통하도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 절개부(230)는 상기 모듈바디(210)의 폭방향으로 연장되도록 형성될 수 있다.
이때, 하나 이상의 절개부(230) 각각의 폭은 상기 하나 이상의 렌즈(220) 각각의 폭보다 작거나 같을 수 있다.
또한, 하나 이상의 절개부(230)가 상기 하나 이상의 렌즈(220) 각각으로부터 기 설정된 거리로 이격되어, 상기 모듈바디(210)에 형성될 수 있다.
즉, 모듈바디(210)에 렌즈(220)가 복수 개 구비되는 경우, 상기 절개부(230)는 상기 렌즈(220)의 개수에 대응하여 형성될 수 있다.
이때, 상기 하나 이상의 절개부(230) 각각을 구획하는 4개의 면(232, 233, 234, 235) 중 하나의 면이 상기 제1경사면(235)을 형성할 수 있다(도 3의 (b) 참조).
예를 들어, 상기 4개의 면(232, 233, 234, 235)은 절개부(230)의 폭방향 양 측면(즉, 좌측면 및 우측면)을 구획하는 2개의 면(232, 233) 및 절개부(230)의 전후방향 양측면(즉, 전방측면 및 후방측면)을 구획하는 2개의 면(234, 235)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 절개부(230)의 전후방향 양측면(즉, 전방측면 및 후방측면)을 구획하는 2개의 면(234, 235) 중 절개부(230)의 전방측면을 구획하는 면이 상기 제1경사면(235)으로 형성될 수 있다.
다시 말해서, 상기 하나 이상의 절개부(230) 각각을 구획하는 4개의 면(232, 233, 234, 235) 중 상기 하나 이상의 렌즈(220) 각각에 가장 인접한 면이 상기 제1경사면(235)으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1경사면(235)은 상기 모듈바디(210)의 하면(도 3의 (a) 참조)으로부터 모듈바디(210)의 상면(도 3의 (b) 참조)으로 상기 모듈바디(210)의 전방을 향하여 경사지도록 형성될 수 있다.
즉, 도 3의 (a)에서는 모듈바디(210)의 하면이 도시되고, 도 3의 (b)에서는 모듈바디(210)의 상면이 도시되어 있다. 또한, 도 4에서 도면부호 218은 모듈바디(210)의 하면을 나타내고 도면부호 219는 모듈바디(210)의 상면을 나타낸다.
이때, 상기 제1경사면(235)은 상기 모듈바디(210)의 하면(218)으로부터 모듈바디(210)의 상면(219)으로 상기 모듈바디(210)의 전방 단부(210')를 향하여 경사지도록 형성될 수 있다.
따라서, LED(120)로부터 조사되어 모듈바디(210) 내부를 통해 모듈바디의 후단으로 진행하는 빛의 적어도 일부는 상기 제1경사면(235)에서 반사되어(즉, 전반사되어) 모듈바디(210)의 하방으로 진행될 수 있다.
즉, LED(120)로부터 조사되어 모듈바디(210) 내부를 통해 모듈바디의 후단으로 진행하는 빛의 경로는 상기 제1경사면(235)에 의해 모듈바디(210)의 하방으로 변경될 수 있다.
또한, 상기 제1경사면(235)과 상기 모듈바디(210)의 상면(219) 사이의 각(α)은 130° 내지 140°가 될 수 있다(도 4 참조).
바람직하게는, 상기 제1경사면(235)과 상기 모듈바디(210)의 상면(219) 사이의 각(α)은 135°가 될 수 있다
또한, 상기 제1경사면(235)과 상기 모듈바디(210)의 하면(218) 사이의 각(β)은 40° 내지 50°가 될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1경사면(235)과 상기 모듈바디(210)의 하면(218) 사이의 각(β)은 45°가 될 수 있다.
상기 제1경사면(235)과 상기 모듈바디(210)의 상면(219) 사이의 각(α)의 최적치는 실험을 통해 얻은 값으로서, 상기 제1경사면(235)을 통한 빛의 전반사를 극대화할 수 있는 값에 해당한다.
즉, 상기 제1경사면(235)과 상기 모듈바디(210)의 상면(219) 사이의 각(α)이 130° 내지 140°가될 때, LED(120)로부터 조사되어 모듈바디(210) 내부를 통해 모듈바디(210)의 후단으로 진행하는 빛의 대부분이 모듈바디(210)의 하방을 향해 상기 제1경사면(235)에 의해 전반사될 수 있다.
이때, 상기 모듈바디(210)의 굴절률은 공기의 굴절률보다 큰 것이 바람직하다. 즉, 상기 제1경사면(235)을 향해 진행하는 빛을 상기 제1경사면(235)에서 전반사시키기 위해, 상기 모듈바디(210)의 굴절률이 공기의 굴절률보다 크도록 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 조명장치(10)는 복수 개의 렌즈(220)가 각각 구비된 복수 개의 렌즈모듈(200)을 포함할 수 있다. 그리고, 기판(110)에는 상기 복수 개의 렌즈(220)에 대응하는 복수 개의 LED(120)가 실장될 수 있다.
이때, 상기 제1경사면(235)은 상기 복수 개의 렌즈(220)에 대응하여 복수 개 구비될 수 있다. 즉, 상기 절개부(230)는 상기 복수 개의 렌즈(220)에 대응하여 복수 개 구비될 수 있다.
한편, 하나 이상의 경사면(215, 216, 235)은, 모듈바디(210)의 전방 단부(210') 및 후방 단부(210") 중 적어도 하나에 형성되는 제2경사면(215, 216)을 더 포함할 수 있다(도 3의 (b) 참조).
상기 제2경사면(215, 216)은 모듈바디(210)의 하면(219)으로부터 모듈바디(210)의 상면(218)으로 상기 모듈바디(210)의 전후방향 중심을 향하여 경사지도록 형성될 수 있다.
즉, 상기 제2경사면(215, 216)은 상기 모듈바디(210)의 전방 단부(210') 또는 후방 단부(210")로부터 상기 모듈바디(210)의 전후방향 중앙부를 향해 경사지도록 형성될 수 있다.
다시 말해서, 상기 제2경사면(215, 216)은 상기 모듈바디(210)의 하면(219)으로부터 모듈바디(210)의 상면(218)으로 상기 모듈바디(210)의 중앙부를 향해 경사지도록 형성될 수 있다.
도시된 실시예에서, 상기 제2경사면(215, 216)은 상기 모듈바디(210)의 전방 단부(210') 및 후방 단부(210") 모두에 형성될 수 있다.
이때, 상기 모듈바디(210)의 전방 단부(210')에 구비된 제2경사면(215)과 상기 모듈바디(210)의 후방 단부(210")에 구비된 제2경사면(216)은 서로 반대방향으로 경사지도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2경사면(215, 216)은 상기 모듈바디(210)의 폭방향 전체에 걸쳐서 형성될 수 있다.
즉, 상기 제2경사면(215, 216)은 상기 모듈바디(210)의 전체 폭에 걸쳐서 형성될 수 있다.
상기 제2경사면(215, 216)은 LED(120)로부터 조사되어 모듈바디(210) 내부를 통해 모듈바디(210)의 전단 또는 후단으로 진행하는 빛을 모듈바디(210)의 하방으로 전반사시키도록 형성될 수 있다.
상기 제2경사면(215, 216)을 향해 진행하는 빛을 상기 제2경사면(215, 216)에서 전반사시키기 위해, 상기 모듈바디(210)의 굴절률은 공기의 굴절률보다 큰 것이 바람직하다.
따라서, 상기 제2경사면(215, 216)에 의해 조명장치(10)의 광효율(또는 광밀도)이 향상될 수 있다.
또한, 상기 제2경사면(215, 216) 중 모듈바디(210)의 후방 단부(210")에 형성된 제2경사면(216)은 조명장치(10)의 광효율을 향상시키는 동시에 유해 백라이트를 저감시키는 역할을 할 수 있다.
한편, 2개의 상기 제2경사면(215, 216) 중 상기 모듈바디(210)의 전방 단부(210')에 형성된 제2경사면(215)은 상기 제1경사면(235)과 상이한 방향으로(즉, 반대 방향으로) 경사지도록 마련될 수 있다.
이와 달리, 2개의 상기 제2경사면(215,216) 중 상기 모듈바디(210)의 후방 단부(210")에 형성된 제2경사면(216)은 상기 제1경사면(235)과 동일한 방향으로 경사지도록 마련될 수 있다.
따라서, 상기 제2경사면(215,216) 중 상기 모듈바디(210)의 후방 단부(210")에 형성된 제2경사면(216)과 상기 제1경사면(235)은 광효율을 높이는 동시에 유해 백라이트의 발생을 방지하거나 줄이는 기능을 할 수 있다.
또한, 상기 제2경사면(215, 216)과 상기 모듈바디(210)의 상면(219) 사이의 각(γ)은 145° 내지 155°가 되는 것이 바람직하다(도 4 참조).
바람직하게는, 상기 제2경사면(215, 216)과 상기 모듈바디(210)의 상면(219) 사이의 각(γ)은 150°가 될 수 있다.
상기 제2경사면(215, 216)과 상기 모듈바디(210)의 상면(219) 사이의 각(γ)의 최적치는 실험을 통해 얻은 값으로서, 상기 제2경사면(215, 216)을 통한 빛의 전반사를 극대화할 수 있는 값에 해당한다.
즉, 상기 제2경사면(215, 216)과 상기 모듈바디(210)의 상면 사이의 각(γ)이 115° 내지 125°가될 때, LED(120)로부터 조사되어 모듈바디(210) 내부를 통해 모듈바디(210)의 후단으로 진행하는 빛의 대부분이 모듈바디(210)의 하방을 향해 상기 제2경사면(215, 216)에 의해 전반사될 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 것과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 조명장치(10)는 복수 개의 렌즈모듈(200)을 포함할 수 있고, 상기 제2경사면(215, 216)은 상기 복수 개의 렌즈모듈(200) 각각에 형성될 수 있다.
이하, 다른 도면을 참조하여, 하나 이상의 경사면(215, 216, 235)을 통한 빛의 전반사를 이용하지 않은 경우와, 상기 하나 이상의 경사면(215, 216, 235)을 통한 빛의 전반사를 이용한 경우에 발광모듈(즉, LED)로부터 조사되는 빛이 진행하는 경로를 비교하여 설명한다.
도 5의 (a)는 종래의 렌즈모듈에 구비된 하나의 렌즈를 통해 빛이 조사되는 모습을 나타내는 개략도이고, 도 5의 (b)는 종래의 렌즈모듈에서 발생될 수 있는 유해 백라이트를 나타내는 개략도이다.
즉, 도 5의 (a) 및 (b)는 렌즈모듈(200)이 하나 이상의 경사면을 구비하지 않은 경우에 LED(120)로부터 조사된 빛이 진행하는 경로를 나타낸다.
우선, 도 5의 (a)를 참조하면, LED(120)로부터 조사되는 빛의 대부분은 렌드모듈(200)에 구비된 렌즈(220)를 통하여 렌즈모듈(200)의 하방으로 진행된다.
이때, 상기 LED(120)로부터 조사되는 빛의 일부는 상기 렌즈모듈(200)에 구비된 모듈바디(210)의 내부를 통해 모듈바디(210)의 전방 단부(210') 및 후방 단부(210")로 진행된다.
상기 모듈바디(210) 내에서 상기 모듈바디(210)의 전방 단부(210') 및 후방 단부(210")로 진행되는 빛은 조명장치의 광효율을 저하시키는 요인이 될 수 있다.
특히, 상기 모듈바디(210) 내에서 상기 모듈바디(210)의 후방 단부(210")를 향해 진행되는 빛(E)은 조명장치의 광효율을 저하시키는 동시에 불필요한 유해 백라이트를 발생시키는 요인이 될 수 있다.
예를 들어, 도 (b)를 참조하면, 상기 모듈바디(210) 내에서 상기 모듈바디(210)의 후방 단부(210")를 향해 진행되는 빛(E)의 일부는 불필요한 유해 백라이트를 발생시키는 빛(F)이 될 수 있다.
즉, 도 (b)에 도시된 상태에서, 두 개의 LED(120) 중 위쪽에 위치된 LED(120)만 ON된 상태를 가정해볼 수 있다.
이때, 위쪽에 위치된 LED(120)에서 조사된 빛은 상기 모듈바디(210)의 후방 단부(210")를 향해 진행되는 빛(E)을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 모듈바디(210)의 후방 단부(210")를 향해 진행되는 빛(E)의 적어도 일부는 광효율을 떨어트리는 요인이 됨과 동시에, 불필요한 유해 백라이트를 발생시키는 빛(F)을 형성할 수 있다.
이하, 다른 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 렌즈모듈에 의해 광효율이 높아지고 유해 백라이트가 저감되는 원리를 설명한다.
도 6의 (a)는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈모듈에 구비된 하나의 렌즈를 통해 빛이 조사되는 모습을 나타내는 개략도이고, 도 6의 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈모듈에서 유해 백라이트가 저감되는 모습을 나타내는 개략도이다.
즉, 도 6의 (a) 및 (b)는 렌즈모듈(200)이 하나 이상의 경사면(215, 216, 235)을 구비한 경우에 LED(120)로부터 조사된 빛이 진행하는 경로를 나타낸다.
우선, 도 6의 (a)를 참조하면, LED(120)로부터 조사되는 빛의 대부분은 렌드모듈(200)에 구비된 렌즈(220)를 통하여 렌즈모듈(200)의 하방으로 진행된다.
그리고, 상기 LED(120)로부터 조사되는 빛의 일부는 상기 렌즈모듈(200)에 구비된 모듈바디(210)의 내부를 통해 모듈바디(210)의 전방 단부(210') 및 후방 단부(210")로 진행된다.
이때, 상기 렌즈모듈(200)에 구비된 모듈바디(210)의 내부를 통해 모듈바디(210)의 전방 단부(210') 및 후방 단부(210")로 진행되는 빛의 적어도 일부는 제1경사면(235) 및 모듈바디(210) 전방 단부에 형성된 제2경사면(215)에 의해 전반사되어 모듈바디(210)의 하방으로 진행될 수 있다(도 6의 도면부호 "G" 참조).
물론, 모듈바디(210)의 내부를 통해 모듈바디(210)의 후방 단부(210")로 진행되는 빛의 적어도 일부는 모듈바디(210) 후방 단부에 형성된 제2경사면(216)에 의해 전반사되어 모듈바디(210)의 하방으로 진행될 수 있다(도 6의 도면부호 "G" 참조).
특히, 상기 제1경사면(235)에서의 전반사로 인해, 모듈바디(210)의 내부를 통해 모듈바디(210)의 후방 단부(210")로 진행되는 빛(E')은 도 5의 (a)에 도시된 빛(E)에 비해 줄어든다.
또한, 도 6의 (b)에 도시된 상태에서, 두 개의 LED(120) 중 위쪽에 위치된 LED(120)만 ON된 상태를 가정해볼 수 있다.
이때, 위쪽에 위치된 LED(120)에서 조사된 빛은 상기 모듈바디(210) 내에서 상기 모듈바디(210)의 후방 단부(210")를 향해 진행되는 빛(E')을 포함할 수 있다.
상기 모듈바디(210) 내에서 상기 모듈바디(210)의 후방 단부(210")를 향해 진행되는 빛(E')의 광밀도는 도 5의 (b)에 도시된 모듈바디(210)의 후방 단부(210")를 향해 진행되는 빛(E)의 광밀도보다 낮아질 수 있다.
이는, 상기 제1경사면(235)을 통해 모듈바디(210)의 후방 단부(210")를 향해 진행되는 빛의 대부분이 모듈바디(210)의 하방으로 반사되기 때문이다.
또한, 상기 모듈바디(210)의 후방 단부(210")를 향해 진행되는 빛(E')의 광밀도가 줄어들기 때문에, 불필요한 유해 백라이트를 발생시키는 빛(F')의 광밀도 역시 도 5의 (b)에 도시된 유해 백라이트를 발생시키는 빛(F)의 광밀도보다 낮아질 수 있다.
그리고, 상기 모듈바디(210)의 후방 단부(210")를 향해 진행되는 빛(E)의 적어도 일부는 광효율을 떨어트리는 요인이 됨과 동시에, 불필요한 유해 백라이트를 발생시키는 빛(F)을 형성할 수 있다.
위에 설명된 것과 동일한 원리로, 모듈바디(210)의 후방 단부(210")에 형성된 제2경사면(216) 역시 조명장치의 광효율을 높이는 동시에 유해 백라이트를 저감시키는 기능을 할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 렌즈모듈(200)에 형성된 하나 이상의 경사면(215, 216, 315)에 의해, 조명장치에 의해 빛이 조사되어야 할 부분을 위한 광효율(즉, 광밀도)가 증가될 수 있으며, 불필요한 유해 백라이트의 발생을 방지하거나 최소화할 수 있다.
위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
10 조명장치 100 발광모듈
110 기판 120 발광 다이오드(LED)
200 렌즈모듈 210 모듈바디
215 제2경사면 216 제2경사면
220 렌즈 230 절개부
235 제1경사면 300 케이스

Claims (16)

  1. 기판 및 상기 기판에 실장되는 하나 이상의 LED를 구비하는 발광모듈;
    상기 기판의 하측에 배치되고, 상기 LED로부터 조사되는 빛을 굴절 또는 반사시키도록 형성된 하나 이상의 렌즈모듈; 및
    상기 기판과 전기적으로 연결되는 전원공급부를 포함하고,
    상기 렌즈모듈은 모듈바디 및 상기 모듈바디에 형성되고 상기 하나 이상의 LED에 대응하는 하나 이상의 렌즈를 구비하며,
    상기 모듈바디에는 상기 LED로부터 조사된 빛의 적어도 일부를 상기 모듈바디의 하방을 향하여 반사키도록 형성된 하나 이상의 경사면이 형성되고,
    상기 하나 이상의 경사면은 상기 모듈바디에서 상기 하나 이상의 렌즈 각각의 후방에 형성된 제1경사면을 포함하며,
    상기 모듈바디는 상기 하나 이상의 렌즈 각각의 후방에서 상기 모듈바디를 상하방향으로 관통하도록 형성되고 상기 모듈바디의 폭방향으로 연장된 하나 이상의 절개부를 구비하고, 상기 하나 이상의 절개부 각각을 구획하는 4개의 면 중 상기 하나 이상의 렌즈 각각에 가장 인접한 면이 상기 제1경사면으로 형성되며, 상기 1경사면은 상기 모듈바디의 상면으로부터 하면까지 연장되도록 형성된 것을 특징으로 하는 조명장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 경사면은 상기 LED로부터 조사되어 상기 모듈바디 내에서 상기 모듈바디의 전방 단부 및 후방 단부 중 적어도 일측으로 진행하는 빛의 적어도 일부를 상기 모듈바디의 하방을 향하여 반사시키도록 형성된 것을 특징으로 하는 조명장치.
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  6. 제1항에 있어서,
    복수 개의 렌즈가 각각 구비된 복수 개의 렌즈모듈을 포함하고,
    상기 기판에는 상기 복수 개의 렌즈에 대응하는 복수 개의 LED가 실장되며,
    상기 제1경사면은 상기 복수 개의 렌즈에 대응하여 복수개 구비되는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1경사면은 상기 모듈바디의 하면으로부터 상면으로 상기 모듈바디의 전방을 향하여 경사지도록 형성된 것을 특징으로 하는 조명장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1경사면과 상기 모듈바디의 상면 사이의 각은 130° 내지 140°인 것을 특징으로 하는 조명장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 경사면은,
    상기 모듈바디의 전방 단부 및 후방 단부 중 적어도 하나에서 상기 모듈바디의 하면으로부터 상면으로 상기 모듈바디의 전후방향 중심을 향하여 경사지도록 형성된 제2경사면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2경사면은 상기 모듈바디 폭방향 전체에 걸쳐서 형성된 것을 특징으로 하는 조명장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2경사면은 상기 모듈바디의 전방 단부 및 후방 단부에 각각 형성된 것을 특징으로 하는 조명장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2경사면 중, 상기 모듈바디의 전방 단부에 형성된 제2경사면은 상기 제1경사면과 다른 방향으로 경사지도록 마련되고, 상기 모듈바디의 후방 단부에 형성된 제2경사면은 상기 제1경사면과 동일한 방향으로 경사지도록 마련되는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  13. 제11항에 있어서,
    복수 개의 렌즈모듈을 포함하고,
    상기 제2경사면은 복수 개의 렌즈모듈 각각에 형성된 것을 특징으로 하는 조명장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 제2경사면과 상기 모듈바디의 상면 사이의 각은 145° 내지 155°인 것을 특징으로 하는 조명장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 모듈바디의 굴절률은 공기의 굴절률보다 큰 것을 특징으로 하는 조명장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 발광모듈, 상기 전원공급부 및 상기 렌즈모듈이 내장되는 케이스를 더 포함하고,
    상기 케이스는 서로 결합되는 상부 케이스 및 하부 케이스를 구비하며,
    상기 상부 케이스에는 설지 기둥에 조명장치를 설치하기 위한 설치공이 형성되고,
    상기 하부 케이스에는 상기 발광모듈에 대응하는 개구부가 형성된 것을 특징으로 하는 조명장치.
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