KR101866524B1 - 직하타입 엘이디(led) 평판등 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 직하타입 엘이디(LED) 평판등에 관한 것으로, 구체적으로 투사되는 각도가 160°인 확산렌즈(50), 도우넛 형상의 상부확산시트(30) 및 측면확산시트(40)를 이용하여 엘이디(LED) 평판등의 효율을 증가시킨 직하타입 엘이디(LED) 평판등에 관한 것이다.
본 발명에 따른 다수개의 엘이디(LED) 광원(11)이 내장된 피씨비(PCB) 기판(60)을 포함한 원형의 직하타입 엘이디(LED) 평판등에 있어서, 상기 엘이디(LED) 광원(11)이 내장되며, 중심부가 함몰되고 양쪽 대칭되도록 구비된 확산렌즈(50); 상기 확산렌즈(50)가 다수개 설치된 외주면을 따라 중심부가 관통된 형상으로 구비된 방열판(70); 상기 방열판(70)이 설치된 외주면을 따라 도우넛 형상으로 구비된 상부확산시트(30); 상기 상부확산시트(30)가 설치된 외주면을 따라 도우넛 형상으로 구비하되, 상기 상부확산시트(30)와 수직으로 설치된 측면확산시트(40); 상기 상부확산시트(30)와 이격 설치되고, 상기 측면확산시트(40)가 걸림부로 형성되도록 구비된 확산판(20);를 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

직하타입 엘이디(LED) 평판등 {DIRECT-TYPE LED LAMP}
본 발명은 직하타입 엘이디(LED) 평판등에 관한 것으로, 구체적으로 투사되는 각도가 160°인 확산렌즈(50), 도우넛 형상의 상부확산시트(30) 및 측면확산시트(40)를 이용하여 엘이디(LED) 평판등의 효율을 증가시킨 직하타입 엘이디(LED) 평판등에 관한 것이다.
엘이디(LED)는 종래의 백라이트 유닛의 광원(11)으로 널리 사용되는 냉음극 형광 램프(CCFL : Cold Cathode Fluorescent Lamp)에 비하여 수명이 길고, 작동온도 범위가 넓고, 응답속도가 빠르고, 환경친화적이고 색 재현율이 높다는 이점이 있다. 아울러, 구조에 따라 높은 휘도의 광을 조명할 수 있다는 이점이 있다.
종래기술의 경우, 중간 세기의 엘이디(LED)를 다수개 사용하고, 엘이디(LED)가 직접 보여지는 것을 막기 위해 천장면과 등기구의 덮게까지 폭이 25mm 이상 되어 돌출된 것처럼 보여 실내 인테리어를 훼손하는 문제점이 있었다.
또한, 직하타입 엘이디(LED) 평판등의 경우, 엘이디(LED)를 켰을 때 도트 형상으로 광이 분산되어 투과율이 낮은 확산판을 사용해 엘이디(LED) 평판등의 효율을 저하시키는 문제점이 발생하고 있다.
한국등록특허 제10-0938870호
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 엘이디(LED) 직하 밝기를 확산하여 효율이 증가된 직하타입 엘이디(LED) 평판등을 제조하는데 그 목적이 있다.
또한, 주위 난반사되는 빛을 확산시키기 위해 확산시트가 적용된 직하타입 엘이디(LED) 평판등을 제조하는데 그 목적이 있다.
발명이 해결하고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 다수개의 엘이디(LED) 광원(11)이 내장된 피씨비(PCB) 기판(60)을 포함한 원형의 직하타입 엘이디(LED) 평판등에 있어서, 상기 엘이디(LED) 광원(11)이 내장되며, 중심부가 함몰되고 양쪽 대칭되도록 구비된 확산렌즈(50); 상기 확산렌즈(50)가 다수개 설치된 외주면을 따라 중심부가 관통된 형상으로 구비된 방열판(70); 상기 방열판(70)이 설치된 외주면을 따라 도우넛 형상으로 구비된 상부확산시트(30); 상기 상부확산시트(30)가 설치된 외주면을 따라 도우넛 형상으로 구비하되, 상기 상부확산시트(30)와 수직으로 설치된 측면확산시트(40); 상기 상부확산시트(30)와 이격 설치되고, 상기 측면확산시트(40)가 걸림부로 형성되도록 구비된 확산판(20);를 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명은 엘이디(LED) 직하 밝기를 확산하여 효율이 증가된 직하타입 엘이디(LED) 평판등을 제조할 수 있다.
또한, 주위 난반사되는 빛을 확산시키기 위해 확산시트가 적용되어 효율을 증가시킨 직하타입 엘이디(LED) 평판등을 제조할 수 있다.
또한, 투과율이 높은 확산판을 사용해도 도트형상에 의한 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 등기구의 덮게 폭이 돌출되지 않아 엘이디(LED) 평판등을 설치시 인테리어를 해치지 않을 수 있다.
도 1은 본 발명인 직하타입 엘이디(LED) 평판등의 사시도이다.
도 2는 직하타입 엘이디(LED) 평판등 저면도이다.
도 3은 확산판(20)가 일부 절취된 직하타입 엘이디(LED) 평판등 저면도이다.
도 4는 직하타입 엘이디(LED) 평판등 측면도이다.
도 5는 확산렌즈(50) 측면도이다.
도 6은 직하타입 엘이디(LED) 평판등 모듈에서 확산렌즈를 제외할 때 사시도이다.
도 7은 확산렌즈(50)에서 투사된 광의 배광패턴 그래프이다.
도 8은 실시예에 따라 구비된 확산렌즈(50) 및 이에 따른 광분포도이다.
도 9는 확산렌즈(50)에서 투사된 광의 최대 조도에 따른 정규화 그래프이다.
도 10은 확산렌즈(50)에서 투사된 광의 극광도 분포 그래프이다.
도 11은 확산렌즈(50)에서 투사된 광의 직사각형 극광도 그래프이다.
본 발명은 직하타입 엘이디(LED) 평판등에 관한 것으로, 구체적으로 투사되는 각도가 160°인 확산렌즈(50), 도우넛 형상의 상부확산시트(30) 및 측면확산시트(40)를 이용하여 엘이디(LED) 평판등의 효율을 증가시킨 직하타입 엘이디(LED) 평판등에 관한 것이다.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하려는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 일실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 일실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
하기에서는 상기 제시된 엘이디(LED) 평판등의 효율을 증가시킨 직하타입 엘이디(LED) 평판등을 도면을 이용하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명인 본 발명인 직하타입 엘이디(LED) 평판등의 사시도이고, 도 2 및 도 3은 확산판(20)가 포함되거나 상기 확산판(20)가 일부 절취된 직하타입 엘이디(LED) 평판등 저면도이다.
상기 도 1 내지 3에 나타난 바와 같이, 본 발명은 다수개의 엘이디(LED) 광원(11)이 내장된 피씨비(PCB) 기판(60)을 포함한 원형의 직하타입 엘이디(LED) 평판등은 엘이디(LED) 평판등 프레임(10), 엘이디(LED) 광원(11)이 투사되는 각도가 160°로 확산되는 확산확산렌즈(50), 중심부가 관통된 형상으로 구비된 방열판(70), 상기 방열판(70)의 외주면을 따라 도우넛 형상으로 구비된 상부확산시트(30), 상기 상부확산시트(30)와 수직으로 구비된 측면확산시트(40), 상기 상부확산시트(30)와 이격 설치된 확산판(20), 피씨비(PCB) 기판(60)으로 구성된다.
먼저, 상기 확산렌즈(50)는 엘이디(LED) 광원(11)이 내장되며, 중심부가 함몰되고 양쪽 대칭되도록 구비되다. 도 5에 나타난 바와 같이, 상기 확산렌즈(50)는 투사되는 각도가 160°로 중심부에서 양측이 대칭된다.
상기 확산렌즈(50)의 상부는 중심부가 함몰되고 양측이 타원형으로 굴곡이 되도록 구비되어, 상기 엘이디(LED) 광원(11)에서 투사된 광이 상부로 투사될 때 전반사가 가능하도록 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 확산렌즈(50)의 하부는 상기 상부의 중심부보다 깊게 함몰되고 양측이 대칭되도록 구비된다. 상기 확산렌즈(50)의 하부는 직선형으로 단절되고 상기 하부의 중심부를 따라 약간의 높이 차이가 발생되도록 구비되어 상기 중심부는 곡선형으로 함몰되어 구비된다. 상기 확산렌즈(50)의 내부는 중공형으로 구비된다.
상기 확산렌즈(50)는 투사되는 각도가 160°인 것이 바람직하나, 사용자의 편의 및 설치되는 공간의 상황에 따라 달리 설치될 수 있다.
상기 확산렌즈(50)는 상기 피씨비(PCB) 기판(60) 내부에 다수개 포함되도록 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 확산렌즈(50)는, 도 5에 나타난 바와 같이, 중심부의 양측이 대칭적으로 구비되되, 상단 중심부가 볼록한 볼록돌기부(51), 하단 중심부가 곡선형태로 오목한 1단오목부(53), 상기 1단오목부에서 중심부를 따라 소정의 깊이로 오목한 2단오목부(52)를 포함하고 있다. 또한, 상기 상부에서 연장되어 상기 하부를 잇는 측면부에서 일부 직선형으로 마련되며, 상기 하단직선부(56)에 수직으로 마련된 측면직선부(57), 상기 측면직선부(57)에서 연장되며 상기 하부 양단에 직선부로 마련된 하단직선부(56), 상기 하단직선부(56)에서 상방향으로 비스듬하게 마련된 하단측면부(55) 및 상기 하단직선부(56)와 평행하게 이격 설치되고 상기 하단측면부(55)에서 연장된 2단직선부(54)로 마련된다.
상기 볼록돌기부(51)는 상기 확산렌즈(50)의 전체적으로 곡선 형태로 구비된 상단부에서 중앙부가 볼록한 형상으로 더욱 구비되어 있다.
상기 1단오목부(53)는 상기 확산렌즈(50)의 하단부 중심부가 원형으로 오목하게 구비되어 있고, 상기 2단오목부(52)는 상기 1단오목부에서 소정의 깊이로 오목하게 구비되고, 상기 1단오목부(53) 보다 작은 원형으로 오복하게 구비된다.
다음으로, 상기 방열판(70)은 상기 확산렌즈(50)가 다수개 설치된 상기 피씨비(PCB) 기판(60) 외주면을 따라 중심부가 관통된 형상으로 구비된다.
상기 방열판(70)은 엘이디(LED) 광원(11)에서 발생된 열을 상기 방열판(70)을 통해 온도를 낮추기 위해 사용된다. 엘이디(LED) 실내등의 경우 엠피(MP, Middle Power) 엘이디(LED)를 사용한다. 상기 엠피 엘이디(LED)는 열발생이 적어 별도의 방열판을 구비하지 않아도 되나, 본 발명에 사용된 에이치피(HP, High Power) 엘이디(LED)의 경우 방열판을 구비하지 않을 경우 80 내지 100℃까지 온도가 높아져 엘이디(LED) 수명이 낮아질 수 있으므로 상기 방열판(70)을 구비하는 것이 바람직하다.
도 6에 나타난 바와 같이, 상기 방열판(70)은 상기 피씨비(PCB) 기판(60)전선을 외부로 빼낼 수 있도록 내부에 홀이 구비되는 것이 바람직하다. 상기 방열판(70) 전면부에서는 상기 에이치피(HP) 엘이디(LED)기판이 고정되고, 후면부에는 방열판이 방사형으로 돌출된 것이 바람직하다.
다음으로, 상부확산시트(30)는 상기 방열판(70)이 설치된 외주면을 따라 도우넛 형상으로 구비된다.
도 7에 나타난 바와 같이, 상기 엘이디(LED) 광원(11)에서 투사된 광이 상기 확산렌즈(50)에 의해 투사되는 각도가 160°로 확산되게 되면 주위로 난반사되게 된다. 이때, 상기 난반사된 광이 상부확산시트(30)에 의해 확산된다.
종래는 직하타입 엘이디(LED) 평판등의 경우 엘이디(LED) 광원(11)이 출사되면서 도트형상이 반사되어 투과율이 70%보다 낮은 확산시트 또는 확산판을 사용하여 문제점을 해결하였다. 본 발명은, 상기의 문제점을 해결하기 위해, 투사되는 각도가 160°로 확산되는 확산렌즈(50)를 구비하고, 주위로 난반사되는 광을 재확산하기 위해 상기 방열판(70)의 외주면을 따라 도우넛 형상으로 구비한다.
상기 상부확산시트(30)와 측면확산시트(40)의 경우 광이 인가되면 광을 투과하지 않고 인가된 부분에서 광을 난반사시키는 역할을 한다.
일반적으로 사용되는 확산판의 경우 엘이디(LED)의 도트형상이 보이기 때문에 투과율이 65 내지 70%의 제품을 주로 사용했다. 본원 발명의 경우 중심부의 밝은 빛을 160°로 방사시키기 때문에 상기 측면확산시트(40)에 빛이 집중되므로, 기존 제품에서 적용된 확산판(20)의 투과율보다 높은 투과율인 75 내지 80%의 제품을 사용해도 엘이디(LED)의 도트형상이 보이지 않아 기존제품보다 동일 소비전력에 더 밝게 사용할 수 있다.
다음으로, 측면확산시트(40)는 상기 상부확산시트(30)가 설치된 외주면을 따라 도우넛 형상으로 구비하되, 상기 상부확산시트(30)와 수직으로 설치된다.
상기 상부확산시트(30)와 마찬가지로, 상기 확산렌즈(50)로부터 반사된 광이 주위로 난반사되는 광을 재확산하기 위해, 상기 상부확산시트(30)의 외주면을 따라 도우넛 형상으로 구비한다. 다만, 상기 상부확산시트(30)로부터 투사된 광을 측면에서 투사하여 투과율을 증가시키기 위해 상기 상부확산시트(30)와 수직으로 구비되는 것이 바람직하다.
다음으로, 확산판(20)는 상기 상부확산시트(30)와 이격 설치되고, 상기 측면확산시트(40)가 걸림부로 형성되도록 구비된다. 구체적으로, 상기 확산판(20)는 상기 상부확산시트(30)와 평항하게 소정간격 이격 설치되어 상기 상부확산시트(30) 및 측면확산시트(40)로부터 투사된 광을 확산하는 것이 바람직하다.
종래기술은, 직하타입 엘이디(LED) 평판등의 설치를 위해 엘이디(LED)가 직접적으로 노출되거나 광의 난반사를 막기 위해 직하타입 엘이디(LED) 평판등에 덮게를 더 포함하게 되어, 설치시 천장에서 상당한 두께로 돌출되고 내부 인테리어를 심각하게 훼손하는 문제점이 있었다. 그러나 본 발명의 경우, 상기 확산렌즈(50)의 구조 및 형상을 통해 엘이디(LED)가 직접적으로 노출되는 것을 막고, 상기 상부확산시트(30) 및 측면확산시트(40)를 구비하여 광의 난반사 문제를 해결하였다.
하기는 본 발명에 의해 제조된 직하타입 엘이디(LED) 평판등의 광해석 결과에 대해 설명하고자 한다.
도 7은 확산시트 및 확산판이 없는 상태에서 단일 렌즈를 통해 외부로 배광된 광원(11)의 배광커프를 나타낸 것이고, 도 8은 단일 렌즈의 형상에 따라 렌즈 내부에서 전반사되어 실제 전면으로 빛이 나가지 않는 현상을 막기 위해 다양한 형상을 미슐레이션한 결과이다.
상기 도8을 자세히 살펴보면, 상기 확산렌즈(50)의 확산렌즈 형상별 배광을 살펴보기 위해, 상기 확산렌즈(50)의 하부곡면이 1단오목부(53)만 구비된 경우인 (a) 내지 (c)와 상기 확산렌즈(50)의 하부곡면이 1단오목부(53) 및 2단오목부(52)가 형성된 경우인 (d) 내지 (f)와 분리하여 확인하였다.
또한, 상기 확산렌즈의 하부곡면이 1단오목부(53)만 구비된 경우인 (a) 내지 (c)를 상부곡면이 오목한 정도의 차이를 확인하기 위해 (a), (b) 및 (c)로 구분하였다. 또한, 상기 확산렌즈의 하부곡면이 1단오목부(53) 및 2단오목부(52)가 형성된 경우인 (d) 내지 (f)를 상부곡면이 오목한 정도의 차이를 확인하기 위해 (d), (f) 및 (e)로 구분하였다.
도 8 (a) 내지 (c)를 살펴보면, 도 8의 (a) 및 (b)의 경우와 같이 상기 확산렌즈의 상부곡면이 오목한 형상을 구비될 경우, 하부곡면에서 굴절된 광이 전반사로 인해 전방으로 투사되지 못하고, 난반사가 일어나는 것을 알 수 있다. 반면, 도 8의 (c)의 경우 상부곡면이 오목하지 않고 평평한 형태로 구비되어, 도 8의 (a) 및(b)와 비교할 때, 광의 난반사는 적으나 광의 확산이 어렵고 광의 세기가 약한 것을 알 수 있다.
또한, 도 8 (d) 내지 (f)를 살펴보면, 상기 도 8 (a) 내지 (c)와 비교할 때, 상기 확산렌즈의 하부곡면에 1단오목부(53) 및 2단오목부(52)가 구비되어 있어 난반사가 적은 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 8 (d), (e) 및 (f)를 비교할 때, 도 8의 (f)가 광의 난반사가 적고 확산이 가장 적당한 것을 확인할 수 있다.
또한, 도 9 내지 11은, 상기 도 7에 나타난 바와 같이, 본 발명에 의해 제조된 직하타입 엘이디(LED) 평판등의 배관패턴을 극광도 분포그래프, 최대조도에 따른 정규화그래프 및 직사각형 극광도 그래프로 다양하게 나타낸 것으로, 엘이디(LED) 직하 밝기를 확산하여 효율이 증가된 평판등을 제조할 수 있음을 알 수 있다.
상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명은 엘이디(LED) 직하 밝기를 확산하여 효율이 증가된 직하타입 엘이디(LED) 평판등을 제조할 수 있다.
또한, 주위 난반사되는 빛을 확산시키기 위해 확산시트가 적용되어 효율을 증가시킨 직하타입 엘이디(LED) 평판등을 제조할 수 있다.
또한, 투과율이 높은 확산판을 사용해도 도트형상에 의한 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 등기구의 덮게 폭이 돌출되지 않아 엘이디(LED) 평판등을 설치시 인테리어를 해치지 않을 수 있다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10. 엘이디(LED) 평판등 프레임
20. 확산판
30. 상부확산시트
40. 측면확산시트
50. 확산렌즈
51. 볼록돌기부
52. 2단오목부
53. 1단오목부
54. 2단직선부
55. 하단측면부
56. 하단직선부
57. 측면직선부
60. 피씨비(PCB) 기판
70. 방열판

Claims (5)

  1. 다수개의 하이파워 엘이디(High Power LED) 광원(11)이 내장된 피씨비(PCB) 기판(60)을 포함한 원형의 직하타입 엘이디(LED) 평판등에 있어서,
    상기 엘이디(LED) 광원(11)이 내장되어 상기 엘이디(LED) 광원(11)을 확산시키되, 수직축을 중심으로 양측이 대칭으로 마련되고 전체적으로 곡선형으로 마련된 상부와, 상기 상부와 마찬가지로 수직축을 중심으로 양측이 대칭으로 마련하되 중심에서 단차가 형성된 하부를 포함하는 확산렌즈(50);
    상기 확산렌즈(50)가 다수개 설치된 상기 피씨비(PCB) 기판(60)의 외주면을 따라 중심부가 관통된 형상이고, 후면부에는 방사형으로 돌출된 방열판(70);
    상기 방열판(70)이 설치된 외주면을 따라 도우넛 형상으로 구비된 상부확산시트(30);
    상기 상부확산시트(30)가 설치된 외주면을 따라 도우넛 형상으로 구비하되, 상기 상부확산시트(30)와 수직으로 설치된 측면확산시트(40);
    상기 상부확산시트(30)와 평행하게 이격 설치되고, 상기 측면확산시트(40)가 걸림부로 형성되도록 구비된 확산판(20);을 포함하고,
    상기 확산렌즈(50)는 중심부를 기준으로 양측이 대칭적으로 구비되되,
    상기 전체적으로 곡선 형태로 마련된 상부에서 중심부가 상방향으로 더욱 볼록한 볼록돌기부(51);
    상부에서 연장되어 상기 하부를 잇는 측면부에서 일부 직선형으로 마련되며, 하단직선부(56)에 수직으로 마련된 측면직선부(57);
    상기 측면직선부(57)에서 연장되며 상기 하부 양단에 직선부로 마련된 하단직선부(56);
    상기 하단직선부(56)에서 상방향으로 비스듬하게 마련된 하단측면부(55);
    상기 하단직선부(56)와 평행하게 이격 설치되고 상기 하단측면부(55)에서 연장된 2단직선부(54);
    상기 2단직선부(54)에서 연장되고 상방향으로 곡선형태로 오목하게 구비된 1단오목부(53); 및
    상기 1단오목부(53)에서 상방향으로 더 연장되어 곡선형태로 오목하게 구비하되 상기 1단오목부(53)보다는 작은 원형으로 마련되며 상기 볼록돌기부(51)와 함께 상기 확산렌즈(50)의 중심에 마련되는 2단오목부(52);를 포함하며,
    최종 출력되는 광의 난반사를 줄이고 상기 광의 세기를 높이기 위해 상기 확산렌즈(50)에서 투사되는 광의 전체 각도가 160°이내로 마련되며,
    상기 확산렌즈(50)에서 투사된 광이 난반사되는 경우 상기 측면확산시트(40)에 의해 재확산하는 것을 특징으로 하는 직하타입 엘이디(LED) 평판등
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 직하타입 엘이디(LED) 평판등은,
    상기 확산렌즈(50), 방열판(70), 상부확산시트(30), 측면확산시트(40)의 상측에 엘이디(LED) 평판등 프레임(10)이 구비된 직하타입 엘이디(LED) 평판등
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 확산판(20)은 투과율이 75 내지 80%인 직하타입 엘이디(LED) 평판등
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