KR101859030B1 - 빛 공해 차단이 가능한 고효율 led 조명모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조명 구간 이외 지역의 빛 공해를 차단하면서도 조명 구간에 필요한 조도, 휘도 및 균제도 등을 비롯한 도로 조명 법규를 만족시킬 수 있는 빛 공해 차단이 가능한 고효율 LED 조명모듈에 관한 것이다.
나아가 본 발명은 조명등 내부의 압력 및 온도 상승에 따른 파손이나 수명 단축을 방지함은 물론, 내부로 유입된 습기에 의해 조명 효율이 저하되는 것을 방지하는 빛 공해 차단이 가능한 고효율 LED 조명모듈에 관한 것이다.

Description

빛 공해 차단이 가능한 고효율 LED 조명모듈{HIGH EFFICIENCY STREET LAMP MODULE CAPABLE OF LIGHT POLLUTION PREVENTION}

본 발명은 조명 구간 이외 지역의 빛 공해를 차단하면서도 조명 구간에 필요한 조도, 휘도 및 균제도 등을 비롯한 도로 조명 법규를 만족시킬 수 있는 빛 공해 차단이 가능한 고효율 LED 조명모듈에 관한 것이다.

나아가 본 발명은 조명등 내부의 압력 및 온도 상승에 따른 파손이나 수명 단축을 방지함은 물론, 내부로 유입된 습기에 의해 조명 효율이 저하되는 것을 방지하는 빛 공해 차단이 가능한 고효율 LED 조명모듈에 관한 것이다.

조명장치는 실내외를 조명하는 것으로 그 중 가로등기구나 보안등기구와 같은 실외 조명장치는 인도나 차도와 같은 도로가에 설치되어 야간에 운행하는 차량의 안전 및 보행자의 통행을 편리하게 해주는 역할을 하고 있다.

이러한 실외 조명장치는 지주의 상부에서 일측 방향으로 연장된 암대에 설치되는 것으로, 통상적으로 방열 수단, LED, 이너 렌즈 및 렌즈 커버 등을 포함하여 구성되며, 최근에는 빛 공해 방지를 위해 빛 가리개를 더 포함한다.

한편, 빛 가리개는 조명 구간 이외 방향으로 빛이 도달하지 않도록 차단함으로써 야간 등에 인접 건물이나 주택가에 원치 않는 조명을 방지하거나, 식물의 생장을 방해하는 등 생물학적 해를 끼치는 것을 방지하는 용도로 사용되고 있다.

그러나, 대한민국 등록특허 제10-1744135호에서는 빛이 일정한 방향으로만 조사되도록 조사하는 방식의 빛 가리개를 사용한다. 따라서, 조명이 필요한 조명 구역에는 도로 조명 법규를 충족하는 조명을 제공하지 못하는 문제점이 있다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-1446889호에서는 램프 하우징에 방사각 제한용 쉴드를 적용한 빛 가리개를 채택하였다. 따라서, 특정 구역의 빛 공해 차단은 가능한 반면 손실되는 빛의 양이 많아 조명 효율이 낮다는 문제점이 있다.

나아가, 이상과 같은 대한민국 등록특허 제10-1744135호 및 제10-1446889호를 비롯한 종래의 기술에서는 LED를 덮는 이너 렌즈로써 폴리카보네이트를 사용하기 때문에 자외선(UV)에 노출되는 외부 환경상 5년 이상의 품질 보증이 어렵다.

또한, 가로등기구나 보안등기구와 같은 실외 조명장치의 외함은 통상 난연성 재질로 이루어져 있는데, 이때 이너 렌즈를 보호하기 위한 렌트 커버 역시 난연성 재질로 하는 경우 광효율이 극히 감소하는 문제가 발생한다.

또한, 실외 조명장치는 그 사용 환경상 습기에 노출되기 쉬운데, 조명을 위해 LED가 발광시 고열로 인해 조명장치의 내부의 압력 및 온도가 증가하는 경우 LED의 수명이 저하되는 문제가 발생한다.

특히, 고열로 인해 조명장치 내부의 압력이 증가하였다가 다시 저하되는 경우나 혹은 외부 압력이 내부 압력보다 상대적으로 큰 이유 등으로 외부의 습기가 내부로 침투시 LED 수명 저하는 물론 광효율을 더욱 감소시키는 문제가 발생한다.

대한민국 등록특허 제10-1744135호 대한민국 등록특허 제10-1446889호

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 빛 공해를 차단하면서도 조명 구간에 필요한 조도, 휘도 및 균제도 등을 비롯한 도로 조명 법규를 만족시킬 수 있는 빛 공해 차단이 가능한 고효율 LED 조명모듈을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 조명등 내부의 압력 및 온도 상승에 따른 파손이나 수명 단축을 방지함은 물론, 내부로 유입된 습기에 의해 조명 효율이 저하되는 것을 방지하는 빛 공해 차단이 가능한 고효율 LED 조명모듈을 제공하고자 한다.

이를 위해, 본 발명에 따른 빛 공해 차단이 가능한 고효율 LED 조명모듈은 PCB 기판과; 상기 PCB 기판의 상면에 실장된 조명용 LED와; 상기 PCB 기판의 상면을 덮도록 조립되되, 상기 LED가 통과하여 설치됨에 따라 상기 LED가 노출되도록 중앙 부분에 제1 개구부가 관통 형성되어 있는 반사기 조립 모듈과; 상기 반사기 조립 모듈의 상면에 구비되되, 상기 발광 LED의 후방부에 배치됨에 따라 빛 공해 차단 구간이 존재하는 후방으로 발광하는 빛 중 일부를 조명 구간이 존재하는 전방으로 반사시키는 메인 반사기와; 상기 반사기 조립 모듈의 상면에 구비되되, 상기 메인 반사기와 대향하는 상기 발광 LED의 타측부에 배치됨에 따라 상기 전방으로 방출되는 빛 중 일부를 반사시켜 상기 조명 구간으로 집중시키는 서브 반사기와; 상면에 상기 PCB 기판이 안착 조립됨에 따라, 상기 LED의 발광시 발생한 열을 방출시키는 히트 싱크와; 상기 히트 싱크의 상면에 조립되며, 중심부에는 상기 반사기 조립 모듈, 메인 반사기, 서브 반사기 및 LED가 노출되는 제2 개구부가 관통 형성되어 있는 커버 조립 모듈과; 상기 커버 조립 모듈의 제2 개구부를 덮도록 조립됨에 따라 상기 발광 LED를 덮으며, 유리 재질로 이루어진 투명 커버와; 상기 커버 조립 모듈에 설정된 각도로 설치되되, 상기 빛 공해 차단 구간으로 빛이 방출되는 것을 차단하도록 상기 커버 조립 모듈 중 상기 메인 반사기의 후방측에 설치된 빛 가리개; 및 일단은 상기 커버 조립 모듈 및 투명 커버에 의해 둘러싸인 내측 공간에 연결되고 타단은 외부까지 연장됨에 따라, 상기 내측 공간의 압력이 상기 외부보다 커지면 상기 내측 공간의 압력 또는 습기를 외부로 방출시키는 벤트 장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 LED가 실장된 PCB의 상면을 수평면으로 하고, 상기 수평면에 대해 수직한 방향으로 연장된 가상의 선을 기준선으로 하되, 상기 메인 반사기의 반사면은 상기 기준선을 기준으로 상기 빛 공해 차단 구간이 존재하는 후방측으로 경사지게 형성되고, 상기 서브 반사기의 반사면은 상기 기준선을 기준으로 상기 조명 구간이 존재하는 전방측으로 경사지게 형성되며, 상기 빛 가리개의 빛 차단면은 상기 기준선을 기준으로 상기 조명 구간이 존재하는 전방측으로 경사지게 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 빛 가리개는 다수의 LED(예: 3개)들 사이의 중심점을 원점으로 하는 수직선과 상기 원점으로부터 빛 가리개의 단부를 연결한 가상선 사이의 각도가 수직 상태인 0°를 초과하여 25°이하의 경사각을 갖도록 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 히트 싱크의 하면으로부터 돌출 형성된 다수개의 후면 냉각핀(cooling fin); 및 상기 히트 싱크의 상면으로부터 돌출 형성된 다수개의 전면 냉각핀;을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 벤트 장치는 일단은 상기 커버 조립 모듈 및 투명 커버에 의해 둘러싸인 내측 공간에 연결되고 타단은 외부까지 연장되도록 설치되며, 상기 압력 또는 습기가 유출되는 중공부가 형성되어 있는 벤트 슬리브와; 외부에서 상기 벤트 슬리브에 끼워져 조립되며, 외주면을 따라 다수개의 안내 돌기가 이격 형성됨에 따라 상기 안내 돌기들 사이에 배출 통로가 형성되는 가이드 링과; 상기 가이드 링을 덮도록 끼워지되, 내주면이 상기 안내 돌기의 단부에 맞닿는 벤트 캡; 및 상기 벤트 캡의 내부 바닥면과 상기 벤트 슬리브의 단부 사이에 끼워지는 필터;를 포함하는 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명은 빛 가리개에 의해 빛 공해를 차단하면서도 메인 및 서브 반사기로 인해 조명 구간에 필요한 조도, 휘도 및 균제도 등을 비롯한 도로 조명 법규를 만족시킬 수 있게 한다.

또한, 본 발명은 벤트 장치를 채택함으로써 조명등 내부의 압력 및 온도 상승에 따른 파손이나 수명 단축을 방지함은 물론, 내부로 유입된 습기에 의해 조명 효율이 저하되는 것을 방지한다.

도 1은 본 발명에 따른 빛 공해 차단이 가능한 고효율 LED 조명모듈을 나타낸 사시도이다.
도 2는 상기 도 1의 A-A' 방향 단면도이다.
도 3은 상기 도 1의 B-B' 방향 단면도이다.
도 4는 본 발명의 반사기 조립 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 반사기를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 전원 케이블을 나타낸 후면도이다.
도 7은 본 발명의 커버 조립 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 8a은 본 발명의 빛 가리개를 나타낸 단면도이다.
도 8b는 본 발명의 빛 가리개를 나타낸 다른 실시예이다.
도 9는 본 발명의 벤트 장치를 나타낸 도이다.
도 10은 본 발명의 빛 공해 차단 상태를 나타낸 개념도이다.
도 11은 본 발명과 종래 기술의 휘도 시뮬레이션 비교 결과이다.
도 12는 본 발명의 습기 방출 경로를 나타낸 도이다.
도 13은 상기 도 1의 모듈을 다수개 연결 조립한 조명 장치를 나타낸 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 빛 공해 차단이 가능한 고효율 LED 조명모듈에 대해 상세히 설명한다.

먼저, 도 1은 본 발명에 따른 빛 공해 차단이 가능한 고효율 LED 조명모듈을 나타낸 사시도이고, 도 2는 상기 도 1의 A-A' 방향 단면도이며, 도 3은 상기 도 1의 B-B' 방향 단면도이다.

도 1 내지 도 3과 같이, 본 발명에 따른 빛 공해 차단이 가능한 고효율 LED 조명모듈(100)은 PCB 기판(110), 조명용 LED(120), 반사기 조립 모듈(130), 메인 반사기(140), 서브 반사기(150), 히트 싱크(160), 커버 조립 모듈(170), 투명 커버(L-C), 빛 가리개(180) 및 벤트 장치(190)를 포함한다.

따라서, PCB 기판(110)에 실장된 LED(120)에서 발광이 이루어지면 빛이 투명 커버(L-C)를 투과하여 조명 구역을 조명한다. 이때, 본 발명은 반사기 조립 모듈(130)에 설치된 메인 반사기(140) 및 서브 반사기(150)에 의해 빛 손실을 최소화 한다.

또한, 커버 조립 모듈(170)에 설정된 각도로 설치된 빛 가리개(180)에 의해 인접 건물이나 주택가에 원치 않는 조명을 방지하거나 식물의 생장을 방해하는 등 생물학적 해를 끼치는 것을 방지하고, 후방에 설치된 벤트 장치(190)를 통해 압력 및 습기는 물론 고온의 열기를 외부로 방출한다.

따라서, 본 발명은 빛 가리개(180)에 의해 빛 공해를 차단하면서도 메인 및 서브 반사기(150)로 인해 조명 구간에 필요한 조도, 휘도 및 균제도 등을 비롯한 도로 조명 법규를 만족시킬 수 있게 한다.

또한, 본 발명은 벤트 장치(190)를 채택함으로써 조명등 내부의 압력 및 온도 상승에 따른 파손이나 수명 단축을 방지함은 물론, 내부로 유입된 습기에 의해 조명 효율이 저하되는 것을 방지한다.

이를 위해, PCB 기판(110)은 그 상면(발광이 이루어지는 발광면을 의미하며, 도로에 설치시는 지면측을 바라보게 됨)에 LED(120)가 실장되며, LED(120)에 동작전원이나 제어신호를 전송하는 패턴(도전성 라인)이 형성되어 있다.

이러한 PCB 기판(110)으로는 수지 재질 PCB, 메탈 코어 PCB(MCPCB) 및 연성 PCB 등이 적용될 수 있으나, 방열 특성을 향상시키기 위해 메탈 코어 PCB를 적용하는 것이 바람직하다.

LED(120)는 상술한 PCB 기판(110)의 상면에 실장되는 것으로, 바람직하게는 고휘도, 고광속(High Flux)의 고출력 화이트 LED(120)가 적용되며, 일 예로 3개의 LED(120)가 품(品)자 형상으로 배열된다.

다음, 반사기 조립 모듈(130)은 후술할 반사기(140, 150)들이 설치되는 프레임 역할을 하는 것으로, PCB 기판(110)의 상면을 덮도록 조립되며, LED(120)가 통과하여 노출되도록 중앙 부분에 제1 개구부(131)가 관통 형성되어 있다.

도 4와 같이 반사기 조립 모듈(130)은 일 예로 둥근 형상으로 이루어지며, 중심부에는 LED(120)의 배치 패턴과 마찬가지로 품(品)자 형상으로 제1 개구부(131)가 형성되어 있고, 그 외 나머지 부분은 PCB 기판(110) 위에 밀착된다.

PCB 기판(110) 상에 안착된 반사기 조립 모듈(130)은 볼트 체결 등의 방식으로 PCB 기판(110)과 함께 히트 싱크(160)의 상면에 고정됨으로써, 차후 현장에서 지면을 바라보도록 설치시에도 안정적으로 조명을 제공한다.

반사기 조립 모듈(130)의 후방부에 개방 형성된 삽입 안내공(132)은 그 저면에 배치된 PCB 기판(110)이 노출되도록 함에 따라, 후술하는 바와 같이 전원 케이블(P-C)이 삽입될 수 있게 한다.

전원 케이블(P-C)은 PCB 기판(110)에 납땜 등의 방식으로 전기적으로 연결되고, 그에 따라 PCB 기판(110)에 실장된 LED(120)에 동작 전원을 공급한다. LED(120)는 동작 전원의 공급에 의해 발광이 시작된다.

이때, 메인 반사기(140)는 반사기 조립 모듈(130)의 상면에 구비되며, 발광 LED(120)의 일측부에 배치됨에 따라 빛 공해 차단 구간이 존재하는 후방으로 발광하는 빛 중 일부를 반사시킨다.

즉, 메인 반사기(140)는 LED(120)의 후방측에 인접 배치되고, 도 4를 기준으로 메인 반사기(140)의 반사면은 후방측으로 상향 경사지게 형성된다. 따라서, 메인 반사기(140)에 의해 조명 구간이 존재하는 전방으로 빛이 반사된다.

빛 반사를 위해 메인 반사기(140)의 반사면(경사면)은 반사경 역할을 하는 다양한 재질이 사용될 수 있다. 일 예로 플라스틱 카본네이트의 표면에 알루미늄을 증착한 것이 사용될 수 있다. 이는 후술할 서브 반사기(150) 역시 마찬가지이다.

도 5와 같이 메인 반사기(140)가 없는 경우에는 LED(120)에서 발광된 빛 중 빛 공해 방지 구역이 존재하는 후방측으로 방출된 빛의 대부분이 후술할 빛 가리개(180)에 의해 차단되고 그에 따라 손실(점선 화살표 참조)이 발생한다.

반면, 본 발명은 메인 반사기(140)를 이용하여 후방으로 방출된 빛 중 대부분을 조명 구간이 존재하는 전방으로 반사(실선 화살표 참조)시키므로 광효율을 월등히 향상시킨다. 따라서, 도로 조명 법규를 충족하는 조명을 제공한다.

서브 반사기(150)는 LED(120)에서 발광된 빛을 조명 구간으로 반사시키기 위한 것으로, 상기한 메인 반사기(140)와 함께 반사기 조립 모듈(130)의 상면에 구비되며, 메인 반사기(140)와 대향하는 발광 LED(120)의 타측부에 배치된다.

즉, 서브 반사기(150)는 빛 가리개(180) 및 메인 반사기(140)가 설치된 위치의 반대편인 전방으로 방출되는 빛 중 조명 구간 외측으로 방출되는 일부의 빛을 반사시켜 조명 구간으로 집중시킨다.

따라서, 서브 반사기(150)는 메인 반사기(140)와 함께 조명 효율을 극대화시킨다. 이를 위해 반사면 각도는 조명 구간인 도로 폭 등에 따라 조절된다. 물론, 빛 가리개(180)의 차단면 각도 역시 조명 구간 및 빛 공해 차단 구간의 위치에 따라 조절된다.

히트 싱크(160)는 그 상면에 상기 PCB 기판(110)이 안착 조립됨에 따라, LED(120)의 발광시 발생한 열을 방출시키는 것으로, 열 방출 효과를 높이도록 열 전도율이 높은 재질을 적용한다.

특히, 본 발명은 히트 싱크(160)의 하면으로부터 돌출 형성된 다수개의 후면 냉각핀(cooling fin)(161) 및 히트 싱크(160)의 상면으로부터 돌출 형성된 다수개의 전면 냉각핀(162)을 더 포함한다.

따라서, 히트 싱크(160)의 표면적을 넓히면서도 후면 냉각핀(161)을 통해 후면 방열을 가능하게 함은 물론 전면 냉각핀(162)을 통해 전면 방열 역시 가능하게 하므로, 방열 특성을 월등히 향상시킬 수 있게 한다.

한편, 도 6과 같이 히트 싱크(160)에는 전원 케이블(P-C)이 삽입되는 인입공이 관통 형성되어 있는데, 인입공은 LED(120)가 실장된 PCB 기판(110)의 일측부까지 형성되어 있다. 따라서, 전원 케이블(P-C)을 삽입하여 PCB 기판(110)에 납땜 등의 방식으로 연결하게 된다.

이때, 도 4에서 설명한 바와 같이, 반사기 조립 모듈(130)의 후방부에는 삽입 안내공(132)이 형성되어 있어서 PCB 기판(110)이 노출되므로, 히트 싱크(160)를 통해 삽입된 전원 케이블(P-C)은 PCB 기판(110)에 연결될 수 있다.

다만, 케이블 보호를 위해 전원 케이블(P-C)은 히트 싱크(160)에 결합된 와이어 그로멧(GR: Grommet)의 중공부를 통과하여 장착되는 것이 바람직할 것이다.

다음, 커버 조립 모듈(170)은 투명 커버(L-C)가 설치되는 프레임 역할을 하는 것으로 히트 싱크(160)의 상면에 조립되며, 중심부에는 제2 개구부(171)가 관통 형성되어 있다. 제2 개구부(171)에는 반사기 조립 모듈(130), 메인 반사기(140), 서브 반사기(150) 및 LED(120) 등이 노출되도록 배치된다.

도 7과 같이, 제2 개구부(171)는 조립된 상태의 반사기 조립 모듈(130) 등이 노출되도록 이들 보다 상대적으로 크게 관통 형성되어 있으며, 제2 개구부(171)에 노출되는 커버 조립 모듈(170)의 내측면에는 투명 커버(L-C)가 삽입되는 홈(172)이 있다.

따라서, 커버 조립 모듈(170)에 투명 커버(L-C)를 조립하여 LED(120)를 덮으면, LED(120)를 외부 환경으로부터 보호하면서도, LED(120)에서 발광된 빛은 투명 커버(L-C)를 투과하여 조명 구간으로 방출된다.

투명 커버(L-C)는 이상과 같은 커버 조립 모듈(170)의 제2 개구부(171)를 막도록 조립됨에 따라 발광 LED(120)를 덮는다. 일 예로 투명 커버(L-C)는 테두리 부분에 실링(S: sealing)이 끼워지고, 이러한 테두리 부분이 상기한 커버 조립 모듈(170)의 내측면에는 형성된 홈(172)에 끼워져 조립된다.

특히, 종래에는 난연성을 갖는 폴리카보네이트 재질의 투명 커버(도시 생략)를 이용함에 반해, 본 발명의 투명 커버(L-C)는 유리 재질로 이루어져 있다. 따라서, 자외선(UV)에 노출되는 실외 환경에서도 10년 이상의 품질을 보장하고, 빛 투과율을 월등히 향상시킨다.

빛 가리개(180)는 조명이 필요한 조명 구간 이외의 빛 공해 차단 구간으로 빛이 방출되는 것을 차단하기 위한 것으로, 커버 조립 모듈(170)에 설정된 각도로 설치되되, 커버 조립 모듈(170) 중 메인 반사기(140)의 후방측에 설치된다.

이러한 빛 가리개(180)는 하단부에 조립구를 구비하고 있어서 볼트 체결 등으로 커버 조립 모듈(170)에 조립되며, 조립구로부터 연장된 차단면은 조명 구간과 빛 공해 차단 구간의 관계를 고려하여 설정된 각도로 경사를 형성한다.

구체적으로, LED(120)가 실장된 PCB의 상면을 수평면으로 하고, 상기 수평면에 대해 수직한 방향으로 연장된 가상의 선을 기준선(도 4의 'R-L')으로 할 때, 빛 가리개(180)의 빛 차단면은 기준선(R-L)을 기준으로 조명 구간이 존재하는 전방측으로 경사지게 형성된다.

이때, 상술한 메인 반사기(140)의 반사면은 기준선(R-L)을 기준으로 빛 공해 차단 구간이 존재하는 후방측으로 경사지게 형성되고, 서브 반사기(150)의 반사면은 기준선(R-L)을 기준으로 조명 구간이 존재하는 전방측으로 경사지게 형성된다.

따라서, 주택이나 식물 재배 지역 등 빛 공해 차단 구역으로 빛이 비추는 것을 차단함으로써 빛 공해를 방지하면서도, 인도나 차도와 같은 조명 구간으로는 법 규정을 만족하는 휘도 및 균제도를 갖는 조명을 제공한다.

다만, 도 8a와 같이, 빛 가리개(180)는 다수의 LED(120)(예: 3개)들 사이의 중심점을 원점으로 하는 수직선(L1)과 상기 원점으로부터 빛 가리개(180)의 단부를 연결한 가상선(L2) 사이의 각도가 25°이하의 범위(즉, 수직 상태인 0°초과부터 25°이하)에서 빛 가리개(180)의 경사각을 설정하는 것이 바람직할 것이다.

또한, 본 발명에 적용 가능한 빛 가리개(180)는 빛 공해 차단이 가능하다면 일자 판 형상 이외에 다른 형상도 적용가능할 것이다. 예컨대, 도 8b와 같이 'ㄷ'자 형상으로 굽은 빛 가리개(180') 역시 적용가능할 것이다.

'ㄷ'자 형상의 빛 가리개(180')는 보안등으로 사용시 도로폭이 좁은 경우 또는 농작물 재배지역의 경우 측방향으로 가는 빛을 역시 차단하므로 빛 공해 방지에 더욱 큰 효과를 제공한다.

한편, 벤트 장치(190)는 압력 또는 습기를 외부로 방출하기 위한 것으로, 일단은 커버 조립 모듈(170) 및 투명 커버(L-C)에 의해 둘러싸인 내측 공간에 연결되고 타단은 외부까지 연장된다.

따라서, 본 발명의 조명모듈 내측 공간의 압력이 그 외부보다 커지면 내측 공간의 압력 또는 습기를 외부로 방출시키게 되며, 더 나아가 고온의 열을 외부로 방열하는 효과 역시 제공한다.

즉, 종래의 실외 조명장치는 그 사용환경상 습기에 노출되기 쉬운데, 조명을 위해 LED가 발광시 고열로 인해 조명장치의 내부의 압력 및 온도가 증가하는 경우 LED의 수명이 저하되는 문제가 발생한다.

또한, LED 발광시 고열로 인해 조명장치 내부의 압력이 증가하였다가 다시 저하되는 경우나, 외부 압력이 내부 압력보다 큰 이유 등으로 외부의 습기가 내부로 침투시 LED 수명 저하와 함께 광효율을 더욱 감소시키게 된다.

반면, 본 발명은 벤트 장치(190)를 더 구비함으로써 위와 같은 문제점을 해결한다. 이를 위해, 도 9과 같이 벤트 장치(190)는 벤트 슬리브(191), 가이드 링(192), 벤트 캡(193) 및 필터(194)를 포함한다.

이때, 벤트 슬리브(191)의 일단은 커버 조립 모듈(170) 및 투명 커버(L-C)에 의해 둘러싸인 내측 공간에 연결되고 타단은 외부까지 연장되도록 설치되며, 압력 또는 습기가 유출되는 중공부가 형성되어 있다.

가이드 링(192)은 조명 장치의 외부로 노출된 벤트 슬리브(191)의 단부에 끼워져 조립되는 것으로, 외주면을 따라 다수개의 안내 돌기(192a)가 이격 형성되어 있다. 따라서, 상기 안내 돌기(192a)들 사이에 배출 통로(192b)가 형성된다.

벤트 캡(193)은 가이드 링(192)을 덮도록 끼워지되, 내주면이 안내 돌기(192a)의 단부에 맞닿도록 설치된다. 따라서, 벤트 캡(193)의 내주면과 안내 돌기(192a)들 사이의 배출 통로(192b)를 통해 열기, 압력 및 습기가 배출된다.

필터(194)는 벤트 캡(193)의 내부 바닥면과 벤트 슬리브(191)의 단부 사이에 끼워지는 것으로, 일 예로 부직포 재질로 이루어진 필터(194)가 적용되며, 상술한 본 발명의 구성들과 함께 외부에서 내부로의 습기 유입을 방지한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 도 10의 개념도와 같이 건물이 있는 주택가나 농작물을 재배하는 식물 재배 지역의 빛 공해를 차단하면서도, 차도와 같은 조명 구간에 법규를 만족하는 유효한 조명을 제공한다.

또한, 도 11은 휘도 시뮬레이션 결과를 나타낸 것으로, 도 11의 (a)와 같이 빛 가리개(180)가 없는 경우 중심점(크로스 라인)을 기준으로 상하 부분 모두에 빛이 도달하여 빛 공해 차단이 불가능함을 알 수 있다.

반면, 도 11의 (b)와 같이 본 발명과 같이 빛 가리개(180)가 있는 경우에는 중심점(크로스 라인)을 기준으로 하측으로는 휘도가 극히 낮아져서 빛 공해를 차단하고, 상측으로는 휘도 및 균제도가 월등히 높아져서 조명 구간에 법규를 충족하는 조명을 제공함을 알 수 있다.

또한, 도 12와 같이 전원 케이블(P-C)이 장착된 부분 등을 통해 유입된 습기가 공기 순환이 가능한 벤트 장치(190)를 통해 외부로 배출됨으로써, LED(120)의 수명 저하나 광효율 저하를 방지할 수 있음을 알 수 있다.

한편, 위와 같은 본 발명에 따른 빛 공해 차단이 가능한 고효율 LED 조명모듈(100)은 단독으로도 사용할 수 있지만, 도 13과 같이 도로 등에 적합하도록 본 발명의 모듈(100) 여러개를 케이싱(C)에 연속 배치 및 조립된 조명 장치로 제공될 수도 있음은 자명할 것이다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

110: PCB 기판 120: 조명용 LED
130: 반사기 조립 모듈 140: 메인 반사기
150: 서브 반사기 160: 히트 싱크
161: 후면 냉각핀 162: 전면 냉각핀
170: 커버 조립 모듈 180: 빛 가리개
190: 벤트 장치 191: 벤트 슬리브
192: 가이드 링 193: 벤트 캡
194: 필터 L-C: 투명 커버
P-C: 전원 케이블 S: 씰링

Claims (5)

1. PCB 기판(110)과;
   상기 PCB 기판(110)의 상면에 실장된 조명용 LED(120)와;
   상기 PCB 기판(110)의 상면을 덮도록 조립되되, 상기 LED(120)가 통과하여 설치됨에 따라 상기 LED(120)가 노출되도록 중앙 부분에 제1 개구부(131)가 관통 형성되어 있는 반사기 조립 모듈(130)과;
   상기 반사기 조립 모듈(130)의 상면에 구비되되, 상기 LED(120)의 후방부에 배치됨에 따라 빛 공해 차단 구간이 존재하는 후방으로 발광하는 빛 중 일부를 조명 구간이 존재하는 전방으로 반사시키는 메인 반사기(140)와;
   상기 반사기 조립 모듈(130)의 상면에 구비되되, 상기 메인 반사기(140)와 대향하는 상기 LED(120)의 타측부에 배치됨에 따라 상기 전방으로 방출되는 빛 중 일부를 반사시켜 상기 조명 구간으로 집중시키는 서브 반사기(150)와;
   상면에 상기 PCB 기판(110)이 안착 조립됨에 따라, 상기 LED(120)의 발광시 발생한 열을 방출시키는 히트 싱크(160)와;
   상기 히트 싱크(160)의 상면에 조립되며, 중심부에는 상기 반사기 조립 모듈(130), 메인 반사기(140), 서브 반사기(150) 및 LED(120)가 노출되는 제2 개구부(171)가 관통 형성되어 있는 커버 조립 모듈(170)과;
   상기 커버 조립 모듈(170)의 제2 개구부(171)를 덮도록 조립됨에 따라 상기 LED(120)를 덮으며, 유리 재질로 이루어진 투명 커버(L-C)와;
   상기 커버 조립 모듈(170)에 설정된 각도로 설치되되, 상기 빛 공해 차단 구간으로 빛이 방출되는 것을 차단하도록 상기 커버 조립 모듈(170) 중 상기 메인 반사기(140)의 후방측에 설치된 빛 가리개(180); 및
   일단은 상기 커버 조립 모듈(170) 및 투명 커버(L-C)에 의해 둘러싸인 내측 공간에 연결되고 타단은 외부까지 연장됨에 따라, 상기 내측 공간의 압력이 상기 외부보다 커지면 상기 내측 공간의 압력 또는 습기를 외부로 방출시키는 벤트 장치(190);를 포함하는 것을 특징으로 하는 빛 공해 차단이 가능한 고효율 LED 조명모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 LED(120)가 실장된 PCB 기판(110)의 상면을 수평면으로 하고, 상기 수평면에 대해 수직한 방향으로 연장된 가상의 선을 기준선(R-L)으로 하되,
   상기 메인 반사기(140)의 반사면은 상기 기준선(R-L)을 기준으로 상기 빛 공해 차단 구간이 존재하는 후방측으로 경사지게 형성되고,
   상기 서브 반사기(150)의 반사면은 상기 기준선(R-L)을 기준으로 상기 조명 구간이 존재하는 전방측으로 경사지게 형성되며,
   상기 빛 가리개(180)의 빛 차단면은 상기 기준선(R-L)을 기준으로 상기 조명 구간이 존재하는 전방측으로 경사지게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 빛 공해 차단이 가능한 고효율 LED 조명모듈.
3. 제2항에 있어서,
   상기 빛 가리개(180)는,
   다수의 LED(120)(예: 3개)들 사이의 중심점을 원점으로 하는 가상의 수직선(L1)과 상기 원점으로부터 빛 가리개(180)의 단부를 연결한 가상선(L2) 사이의 각도가 상기 수직선(L1)을 기준으로 0°초과하여 25°이하의 경사각을 갖도록 설치되는 것을 특징으로 하는 빛 공해 차단이 가능한 고효율 LED 조명모듈.
4. 제1항에 있어서,
   상기 히트 싱크(160)의 하면으로부터 돌출 형성된 다수개의 후면 냉각핀(161)(cooling fin); 및
   상기 히트 싱크(160)의 상면으로부터 돌출 형성된 다수개의 전면 냉각핀(162);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 빛 공해 차단이 가능한 고효율 LED 조명모듈.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 벤트 장치(190)는,
   일단은 상기 커버 조립 모듈(170) 및 투명 커버(L-C)에 의해 둘러싸인 내측 공간에 연결되고 타단은 외부까지 연장되도록 설치되며, 상기 압력 또는 습기가 유출되는 중공부가 형성되어 있는 벤트 슬리브(191)와;
   외부에서 상기 벤트 슬리브(191)에 끼워져 조립되며, 외주면을 따라 다수개의 안내 돌기(192a)가 이격 형성됨에 따라 상기 안내 돌기(192a)들 사이에 배출 통로(192b)가 형성되는 가이드 링(192)과;
   상기 가이드 링(192)을 덮도록 끼워지되, 내주면이 상기 안내 돌기(192a)의 단부에 맞닿는 벤트 캡(193); 및
   상기 벤트 캡(193)의 내부 바닥면과 상기 벤트 슬리브(191)의 단부 사이에 끼워지는 필터(194);를 포함하는 것을 특징으로 하는 빛 공해 차단이 가능한 고효율 LED 조명모듈.
   

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