KR101918923B1 - 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 led 등기구 - Google Patents

빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 led 등기구 Download PDF

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Abstract

본 발명은 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구에 관한 것으로서, 조명 각도를 제한할 수 있는 반사판을 갖되, 반사판은 소정의 통판 구조로 구성된 솔리드 렌즈 플레이트 내에 내삽되게 배치되어 외부로 노출되지 아니하여 반사 성능을 오래 유지할 수 있고 외부 오염에서 보호되며 청소가 간편한 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구에 관한 것이다.

Description

빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구{LIGHTING APPARATUS HAVING REFLECTOR}
본 발명은 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구에 관한 것으로서, 조명 각도를 제한할 수 있는 반사판을 갖되, 반사판은 소정의 통판 구조로 구성된 솔리드 렌즈 플레이트 내에 내삽되게 배치되어 외부로 노출되지 아니하여 반사 성능을 오래 유지할 수 있고 외부 오염에서 보호되며 청소가 간편한 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구에 관한 것이다.
대부분의 LED 가로등 및 보안등의 경우 후면 부분은 주택 및 농작물이다. 에 주택으로 빛이 침투하여 주민들의 수면 방해를 일으키거나, 농작물의 생육을 저해하는 등의 빛 공해가 발생하는 경우가 많다.
이에, 빛 공해를 방지하기 위해, 가로등과 같은 조명등에 대해 빛 차단판을 설치하기도 한다.
그러나, 종래의 조명등에 사용되는 빛 차단판은 외부로 노출하는 구조를 가져서, 장시간 사용에 따라서 광 반사 효과가 열화되거나 거미와 같은 각종 곤충이 빛 차단판을 손상시켜서 더럽혀지는 경우가 많다. 뿐만 아니라, 청소시 빛 차단판이 걸려서 청소 작업에 시간과 인력이 소모되기도 한다.
따라서, 이러한 단점을 보완할 수 있는 조명 장치가 필요하다.
등록실용신안공보 제20-0292377
본 발명의 과제는, 조명 각도를 제한할 수 있는 반사판을 갖되, 반사판은 소정의 통판 구조로 구성된 솔리드 렌즈 플레이트 내에 내삽되게 배치되어 외부로 노출되지 아니하여 반사 성능을 오래 유지할 수 있고 외부 오염에서 보호되며 청소가 간편한 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구는, 상면에 다수의 발광 다이오드가 소정의 제1 방향을 따라서 서로 소정의 간격을 갖고 배치되는 발광 다이오드 어레이 구조를 가지며 실장되도록 구성된 인쇄 회로 기판; 광투과성을 갖는 재질로 구성되며 소정의 면적을 갖고 상기 인쇄 회로 기판 상에 결합되어 상기 인쇄 회로 기판 및 상기 인쇄 회로 기판 상에 실장된 발광 다이오드를 커버하는 솔리드 렌즈 플레이트; 및 반사율을 갖는 재질로 구성되며 상기 인쇄 회로 기판 상에 소정의 높이를 갖고 세워져서 상기 솔리드 렌즈 플레이트에 삽입되는 반사판; 을 포함하며, 상기 솔리드 렌즈 플레이트는, 상방향으로 만곡된 곡면 렌즈부, 및 하면이 상방향으로 소정 깊이만큼 함몰되고 상면이 상방향으로 돌출되는 내삽부;를 포함하며, 상기 곡면 렌즈부는 복수 개 구비되되 상기 복수의 곡면 렌즈부는 상기 인쇄 회로 기판에 실장된 복수의 발광 다이오드 어레이 구조와 같은 곡면 렌즈 어레이 구조를 가져서 각각의 곡면 렌즈부 아래에 상기 각각의 발광 다이오드가 위치하며, 상기 내삽부는 하나 이상 구비되되 상기 복수의 곡면 렌즈부가 형성하는 어레이와 나란하게 연장되며 상기 곡면 렌즈부의 적어도 일 측에 형성되어, 상기 반사판이 상기 발광 다이오드 어레이의 적어도 일 측에 배치되어 상기 발광 다이오드 어레이에서 생성되는 광의 적어도 일 방향 배광 각도를 제한하고,
상기 반사판은, 외면에 광을 굴절시킬 수 있는 요철부를 갖고, 상기 요철부는 함몰부와 돌출부를 갖는 단위 요철이 복수 개 연속적으로 형성된 형상을 갖고, 상기 단위 요철의 형상은, 사인 곡선의 일 부분인 ASinθ ( 0<A<1, x°≤θ≤y°)의 형상을 가질 수 있다. 이때, -210 ≤ x ≤ -150 이며, 45 ≤ y ≤ 90 의 범위를 갖게 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 단위 요철의 형상은, 사인 곡선의 일 부분인 ASinθ ( 0<A<1, -180°≤θ≤90°)의 형상을 갖는다. 바람직하게는, 상기 반사판은, 소정의 높이를 갖는 반사면부, 및 하면이 상기 인쇄 회로 기판 상에 지지되는 지지면부를 포함하며, 상기 반사면부는 상기 지지면부 상에 세워지고, 상기 지지면부의 수평 방향 폭은 상기 반사면부의 수평 방향 폭보다 크며, 상기 내삽부는, 상부에 상기 반사면부가 내삽되는 반사면 내삽 공간, 및 하부에 상기 지지면부가 내삽되는 지지면 내삽 공간을 포함한다.
바람직하게는, 상기 반사면 내삽 공간은, 상기 반사면부의 수평 방향 폭보다 커서, 소정의 기울기각을 갖게 구성된 반사면부를 갖는 반사판이 선택적으로 상기 내삽부 내에 삽입될 수 있게 구성된다.
바람직하게는, 상기 발광 다이오드 어레이는 복수 개 구비되되 복수의 발광 다이오드 어레이는 서로 평행하게 배치되며, 상기 솔리드 렌즈 플레이트의 상기 곡면 렌즈부는 상기 복수의 발광 다이오드 어레이에 대응하여 곡면 렌즈 어레이가 복수 개 형성되되, 상기 내삽부는 각각의 발광 다이오드 어레이 및 곡면 렌즈 어레이의 적어도 일 측에 배치되어 상기 반사판이 각각의 발광 다이오드 어레이의 적어도 일 측에 배치된다.
바람직하게는, 상기 솔리드 렌즈 플레이트는, 외측에 상기 인쇄 회로 기판이 삽입되어 탈착 가능하게 끼워질 수 있도록 하는 고정 둘레부를 갖는다.
바람직하게는, 상기 반사판은, 일 측 방향에서 입사되는 광은 투과시키며, 타 측 방향에서 입사되는 광은 굴절시키거나 반사시킬 수 있도록 하는 편광 재질로 구성된다.
본 발명에 따른 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구는, 인쇄 회로 기판 상에 반사판이 구비되어 배광 방향을 일정하게 제한할 수 있다.
예컨대, LED 가로등 또는 보안등의 경우, 통상 도로 주변에 설치되어 도로 등의 조명에 사용되나, 빛이 의도하지 않은 방향으로도 배광되어 주변의 주택 및 농작물 등에 대해 빛 공해를 야기하기도 한다. 본 발명에 따른 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구는 반사판이 구비됨으로써, 배광 방향 및 각도를 제한함으로써 빛 공해를 방지할 수 있다. 아울러, 반사된 광이 조명 목적 위치에 도달하여 조명에 더욱 많은 양의 빛이 사용되어 조명 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구는, 반사판이 통판 형태의 솔리드 렌즈 플레이트에 형성된 내삽부 내에 수납되어 인쇄 회로 기판과 솔리드 렌즈 플레이트 사이에서 둘러싸이므로 반사판이 외부로 노출되지 않을 수 있다. 따라서, 장시간 사용 및 노출에 의해서 반사판이 마모, 노화되어 반사 기능을 상실하는 것을 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 통판 형태의 솔리드 렌즈 플레이트 내에 반사판이 배치됨으로써 청소시에 반사판에 의한 걸림 현상이 없이 편리하게 청소가 이루어져 이물질을 제거할 수 있다. 아울러, 반사판은 솔리드 렌즈 플레이트에 형성된 내삽부 내에 수납되며, 인쇄 회로 기판에는 반사판을 고정시키기 위한 별도의 수단이 필요 없으므로, 제조 비용이 절감될 수 있다.
또한, 일 실시예에 의하면, 솔리드 렌즈 플레이트의 내삽부의 반사면 내삽 공간의 수평 방향 폭은 반사판의 반사면부의 수평 방향 폭보다 크게 구성됨으로써, 소정의 기울임 각을 갖는 반사면부를 갖는 반사판이 선택적으로 사용될 수 있다. 따라서, 인쇄 회로 기판에 실장된 LED 의 제원에 다른 배광 각도 등이 상이함에도 불구하고 반사 효과를 충분히 달성할 수 있다.
또한, 일 실시예에 의하면, 반사판은 편광 재질로 구성되어, 일 방향에서 입사되는 광은 투과시키며, 타 방향에서 입사되는 광은 굴절시키거나 반사시킬 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구를 나타낸 도면이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구의 분리 도면이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔리드 렌즈 플레이트의 단면을 나타낸 도면이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔리드 렌즈 플레이트와 반사판 사이의 내삽 구조를 나타낸 도면이다.
도 5a 내지 5c 는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사판을 나타낸 도면이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구의 구조를 나타낸 도면이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔리드 렌즈 플레이트와 반사판 사이의 내삽 구조를 나타낸 도면이다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구의 구조를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구에 의한 광의 반사를 나타낸 도면이다.
도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구에 의한 광의 반사를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구에 의한 광의 반사를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구를 나타낸 도면이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구의 분리 도면이며, 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔리드 렌즈 플레이트(300)의 단면을 나타낸 도면이고, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔리드 렌즈 플레이트(300)와 반사판(200) 사이의 내삽 구조를 나타낸 도면이고, 도 5a 내지 도 5c 는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사판을 나타낸 도면이며, 도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구의 구조를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구는, 발광 소자가 실장된 인쇄 회로 기판(100), 상기 인쇄 회로 기판(100) 상에 설치되는 솔리드 렌즈 플레이트(300), 및 반사판(200)을 포함하여 구성된다.
인쇄 회로 기판(100)은 소정의 PCB(110) 및, 상기 PCB(110) 상에 실장되는 복수 개의 발광 다이오드(120)(LED)를 포함하여 구성될 수 있다.
PCB(110) 는 소정의 면적을 갖는 플레이트 형태로 구성되며, 발광 다이오드(120)가 실장되어 전기적으로 연결되기 위한 소정의 배선 구조를 가질 수 있다. 아울러, 발광 다이오드(120)의 동작을 제어할 수 있는 소정의 회로 및 발광 다이오드(120)에서 방출되는 열을 방열할 수 있도록 하는 방열 구조물이 구비될 수 있다.
발광 다이오드(120)는 PCB(110) 상에 복수 개 실장된다. 복수 개의 발광 다이오드(120)는 제1 방향을 따라서 서로 소정의 간격을 갖고 나란하게 배치된다. 예컨대, 도 1 에서, 제1 방향은 X 축 방향으로 도시되어 있다. 따라서, 복수 개의 발광 다이오드(120)는 소정의 어레이 구조를 가지며 발광 다이오드(120) 어레이 형태로 PCB(110) 상에 실장된다. 한편, 바람직하게는 상기 어레이는 하나 뿐만 아니라 복수 개일 수도 있다. 각각의 발광 다이오드(120) 어레이는 서로 소정의 간격을 갖고 서로 평행하게 배열되는 구성을 가질 수 있다. 즉, 발광 다이오드(120) 어레이는 도 1 의 Y 축 방향으로 서로 소정의 간격을 갖고 복수 개가 평행하게 배열될 수 있다.
반사판(200)은 발광 다이오드(120)에서 생성된 광을 반사시킬 수 있는 부재이다. 반사판(200)은 반사율을 갖는 재질을 포함하여 구성된다. 반사판(200)은 상기 인쇄 회로 기판(100) 상에 소정의 높이를 갖고 세워지며 발광 다이오드(120) 어레이의 일 측에 배치될 수 있다. 따라서, 반사판(200)은 각각의 발광 다이오드(120) 어레이의 일 측을 따라서 세워진 격벽과 같은 형태로 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 반사판(200)은 반사면부(210), 및 지지면부(220) 포함하여 구성될 수 있다. 반사면부(210)는 소정의 높이를 갖고 세워지는 부분으로서, 소정의 높이를 가질 수 있다. 지지면부(220)는 소정의 면적을 갖고 하면이 상기 인쇄 회로 기판(100) 상에 지지될 수 있다. 반사면부(210)는 상기 지지면부(220) 상에 세워질 수 있다. 또한, 지지면부(220)의 수평 방향(Y축 방향) 폭은 상기 반사면부(210)의 수평 방향 폭보다 크게 구성될 수 있다. 따라서, 반사판(200)을 제1 방향에서 보면 전체적으로 ㅗ 자형 형상을 가질 수 있다. 반사판(200)은 제1 방향으로 연장되는 긴 길이를 가져서, 발광 다이오드(120) 어레이가 배열되는 제1 방향과 나란한 방향으로 연장되게 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 반사면부(210)는, 외면에 광을 굴절시킬 수 있는 요철부(230)를 가질 수 있다. 요철부(230)는 반사된 광을 산란시키거나, 또는 반사된 광의 반사각을 소정 범위로 제한하는 부재로서, 도면에 도시된 바와 같이 반사판(200)의 길이 방향으로 연장된 홈 및 돌출부가 상하 방향으로 반복적으로 형성된 구성을 가질 수 있으나, 이에 반드시 한정하는 것은 아니다.
요철부(230)는 구체적으로 도 5a 내지 5c 에 도시된 바와 같은 형상을 가질 수 있다.
요철부(230)는 함몰부와 돌출부로 구성된 단위 요철(U)이 반복적으로 형성되는 구성을 가질 수 있다.
도 5c 는 단위 요철(U)의 형상을 사인파의 형상과 관련지어 도시한 도면이다. 도 5c 를 참조하면, 각각의 단위 요철(U)의 형상은 사인파의 형상을 갖는다. 즉, 단위 요철(U)은 ASinθ ( 0<A<1, x°≤θ≤ y°)의 형상을 갖는다. 여기서, x 와 y 의 크기 범위는 이하와 같다. 즉, -210 ≤ x ≤ -150 이며, 45 ≤ y ≤ 90 이다. 여기서, ASinθ 의 값이 0 보다 작은 부분은 요철부의 함몰부를 구성하며, 0 보다 큰 부분은 요철부의 돌출부를 구성한다. 한편, 바람직하게는, 일 실시 형태에 의하면, θ 는 -180°≤ θ ≤ 90° 일 수 있다. 즉, x 는 -180 이고, y 는 90 일 수 있다.
즉, 단위 요철(U)은 사인파 형상을 갖되, 각도 범위가 0 부터 360 인 온전한 사인파 전체의 형상이 아니라, 사인파의 일부인 형상을 갖는다. 이에 따라서, 단위 요철(U) 사이의 연결은 곡선이 아닌 꺾인점을 사이로 하여 연결된다.
아울러, 단위 요철(U)의 형상을 나타내는 ASin 에서, 계수인 A 값은 0 보다 크며, θ 의 최소값인 x 는 -210 ≤ x ≤ -150 의 범위를 갖고, θ 의 최대값인 y 는 45 ≤ y ≤ 90 의 범위를 가지며, 바람직하게는 θ 는 -180°≤ θ ≤ 90° 의 값을 가짐으로써, 도 5a 내지 5c 에 도시된 바와 같은 형태의 요철부가 형성된다.
위와 같은 요철부의 형상을 함몰부와 돌출부의 관점에서 설명하면, 오목한 함몰부는 하방향으로 오목한 하나의 곡선으로 이루어진 곡면 형상을 갖고 함몰되며, 볼록한 돌출부는 상방향으로 볼록한 곡선과 하방향으로 오목한 2 개의 곡선이 꺾인점을 사이에 두고 합쳐진 형상을 갖게 된다. 따라서 돌출부의 접선 기울기 값은 상기 꺾인점을 사이로 불연속 값을 갖는다. 아울러, 오목부와 돌출부는 서로 곡면을 사이에 두고 연결되어 접선 기울기 값이 연속을 이룬다.
이를 도 5b 를 참조해서 설명한다. 도 5b 는 반사판(200)을 눕혀 놓은 상태를 도시한 도면이다. 이하 설명에서는 반사판의 위에서 아래 방향 순서대로, 즉 도 5b 에서 오른쪽에서 왼쪽 방향의 순서로 요철부(230)의 형상을 설명한다. 먼저 돌출부의 극점(231)은 뾰족한 점으로 구성된다. 돌출부는 위로 둥근 곡선(232)을 그리며 하강한다. 이어서, 함몰부와의 경계점(233)에 도달하면 아래로 둥근 곡선(234)을 그리며 하강한다. 즉, 상기 경계점(233)에서는 곡률 중심의 위치가 변경된다. 또한, 돌출부와 함몰부의 경계점(233)에서는 매끄러운 곡면이 형성된다. 즉, 돌출부와 함몰부 사이의 접선 기울기가 연속을 형성한다. 상기 아래로 둥근 곡선(234)은 함몰부의 극점(235)을 지나서 앞서 설명한 돌출부의 극점(231)까지 연속된다. 즉, 상기 아래로 둥근 곡선이 함몰부의 극점(235)을 지나서 연속적으로 이어진다. 이어서, 상기와 같이 아래로 둥근 형태의 곡선이 계속 상승하여 돌출부의 극점(231)에 도달하면 뾰족한 점을 지나서 위로 둥근 곡선(232)을 그리며 다시 하강한다. 물론, 방향에 따라서 이와 같은 설명은 반대 순서로도 설명될 수 있다.
위와 같은 형상을 갖는 요철부(230)가 마련됨에 따라서 반사된 반사광의 방향이 발광 다이오드(120)로 되돌아오는 광량이 적어지며, 반사되어 하방향으로 향하는 광량, 즉 조명 목적 지점으로 향하는 반사광의 광량이 증가할 수 있다. 즉, 본 발명의 반사판(200)의 요철부(230)는 일반적인 사인파 형상 {ASinθ ( 0<A<1, 0°≤θ≤ 360°)}의 요철 형상과 달리, 위와 같이 사인파의 일부인 형상을 갖는다. 이와 같은 요철부(230)가 마련됨에 따라서, 일반적인 사인파 형상의 요철부 또는 다른 형상의 요철부에 비해 배광 효율이 향상될 수 있다. 또한, 반사판(200)의 양 면에 형성된 요철부(230)의 형상은 서로 대칭일 수 있다.
바람직하게는, 하나의 발광 다이오드(120)의 양 측에 반사판(200)이 위치할 경우, 발광 다이오드(120)와 양 측의 반사판(200) 사이의 거리는 서로 상이할 수 있다. 즉, 도 6 에 도시된 바와 같이, 하나의 발광 다이오드(120)와 일 측에 배치된 반사판(200) 사이의 거리 A 와, 타 측에 배치된 반사판(200) 사이의 거리 B 는 서로 상이할 수 있다. 이에 따라서, 배광 방향이 조절될 수 있다.
솔리드 렌즈 플레이트(300)는 광투과성을 갖는 재질로 구성되며 소정의 면적을 갖고 상기 인쇄 회로 기판(100) 상에 결합되어 상기 인쇄 회로 기판(100) 및 상기 인쇄 회로 기판(100) 상에 세워진 반사판(200)을 커버하게 구성된다.
상기 솔리드 렌즈 플레이트(300)는, 상방향으로 만곡되어 돌출된 곡면 렌즈부(310), 및 하면이 상방향으로 소정 깊이만큼 함몰되고 상면이 상방향으로 돌출되는 내삽부(320), 및 고정 둘레부(330)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 곡면 렌즈부(310)는 복수 개 구비되되 상기 복수의 곡면 렌즈부(310)는 상기 인쇄 회로 기판(100)에 실장된 복수의 발광 다이오드(120) 어레이 구조와 같이 제1 방향을 따라서 소정의 간격을 가지며 배열된 곡면 렌즈 어레이 구조를 가져서 각각의 곡면 렌즈부(310) 아래에 상기 각각의 발광 다이오드(120)가 위치할 수 있다. 한편, 도 3 에서는 상기 곡면 렌즈부(310)의 하면 부분이 평판 형태로 구성되게 도시되었으나, 곡면 렌즈부(310)의 하면 부분이 상방향으로 함몰된 구성을 가질 수도 있으며, 이에 한정하지 않는다.
한편, 발광 다이오드(120) 어레이가 복수 개 구비될 경우에는, 상기 솔리드 렌즈 플레이트(300)의 상기 곡면 렌즈부(310) 또한 상기 복수의 발광 다이오드(120) 어레이에 대응하여 Y 축 방향으로 소정의 간격을 갖고 이격되며 배열된 복수 개의 곡면 렌즈 어레이가 구비될 수 있다.
상기 내삽부(320)는, 솔리드 렌즈 플레이트(300)의 적어도 일 부분이 상방향으로 만곡되어 돌출된 부분으로서, 전체적으로 ∩ 자 형 형상을 가져서 하부가 개방된 공간을 가질 수 있다. 상기 내삽부(320)는 상기 복수의 곡면 렌즈부(310)가 형성하는 곡면 렌즈 어레이와 나란하게 제1 방향으로 연장되어, 제1 방향으로 길게 연장된 내삽 공간을 갖게 형성될 수 있다. 바람직하게는, 상기 내삽부(320) 내의 공간은 하부 외의 다른 부분이 밀폐되어 있을 수 있다.
상기 내삽부(320)는 하나 이상 형성되되 각각의 내삽부(320)는 상기 곡면 렌즈부(310)의 적어도 일 측에 상기 곡면 렌즈부(310)와 소정의 간격을 갖고 위치하게 형성될 수 있다. 바람직하게는, 각각의 곡면 렌즈 어레이에 대응하여 하나의 곡면 렌즈 어레이 마다 하나의 내삽부(320)가 형성될 수 있다. 즉, 곡면 렌즈 어레이와 내삽부(320)는 동수로 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상부에 상기 반사판(200)의 반사면부(210)가 내삽되는 반사면 내삽 공간(322), 및 하부에 상기 반사판(200)의 지지면부(220)가 내삽되는 지지면 내삽 공간(324)을 포함하여 구성될 수 있다. 따라서, 내삽부(320) 내의 내삽 공간의 단면 형상은 반사판(200)의 형상에 대응하여 전체적으로 ㅗ 자 형으로 구성될 수 있다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔리드 렌즈 플레이트(300)와 반사판(200) 사이의 내삽 구조를 나타낸 도면이고, 도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구의 구조를 나타낸 도면이다.
바람직하게는, 일 실시예에 의하면, 상기 반사면 내삽 공간(322)의 수평 방향 폭은, 상기 반사면부(210)의 수평 방향 폭보다 클 수 있다. 따라서, 소정의 기울기각을 갖게 구성된 반사면부(210)를 갖는 반사판(200)이 선택적으로 상기 내삽부(320) 내에 삽입될 수 있다.
즉, 도 7, 8 에 도시된 바와 같이, 반사면 내삽 공간(322)의 수평 방향 폭이 넓게 구성됨으로써, 직립한 형태의 반사면부(210)가 반사면 내삽 공간(322) 내에 수용될 수 있을 뿐만 아니라, 기울어져 소정의 기울임 각을 갖는 반사면부(210) 또한 반사면 내삽 공간(322) 내에 수용될 수 있다. 따라서, 인쇄 회로 기판(100)에 구비된 LED 의 제원에 따라서 적절한 기울임 각을 갖는 반사면부(210)가 구비된 반사판(200)이 선택적으로 사용될 수 있다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구의 구조 및 그에 의한 광의 반사를 나타낸 도면이다.
바람직하게는, 도 9 와 같이 일 실시예에 의하면, 상기 내삽부(320)의 높이는 서로 상이할 수 있다. 예컨대, 상기 내삽부(320)가 복수 개 구비되었을 때, 일 측 방향(Y 축 방향)으로 갈 수록 내삽부(320)의 높이가 높아지는 구성을 가질 수도 있다. 이와 같이 구성될 경우, 예컨대 도로 측에 위치하는 내삽부(320)는 상대적으로 작은 높이를 갖도록 하며, 반대 측에 위치하는 내삽부(320)는 상대적으로 높은 높이를 갖도록 함으로써, 빛 공해를 보다 효과적으로 차단할 수 있다.
도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구의 구조 및 그에 의한 광의 반사를 나타낸 도면이다.
바람직하게는, 도 10 과 같이 일 실시예에 의하면, 상기 반사판(200)은 반사면부(210)의 일 측 방향 입사광은 통과시키며, 타 측 방향 입사광은 반사시킬 수 있도록 소정의 편광 부재로 구성될 수 있다. 아울러, 반사판(200)이 복수 개 구비될 경우에는 복수 개의 반사판(200)이 모두 일 측 방향 입사광은 통과시키며 반대 방향 입사광은 반사시키도록 하는 배치를 가질 수 있다. 즉, 도 10 에 도시된 바와 같이, 일 방향의 배광은 유지시키며, 반대 방향 배광은 차단하거나 반사시킴으로써 빛 공해를 보다 효과적으로 차단하는 구성을 가질 수도 있다.
고정 둘레부(330)는 솔리드 렌즈 플레이트(300)의 외측 둘레에 구비되어 하방향으로 돌출되는 부분으로서, 상기 인쇄 회로 기판(100)이 삽입되어 탈착 가능하게 끼워질 수 있도록 한다. 고정 둘레부(330)의 형상은 도면에 도시된 바와 같이 한정하지 아니하며, 고정 방식 또한 한정하지 아니한다. 즉, 일 예로 고정 둘레부(330) 내에 인쇄 회로 기판(100)이 삽입되어 끼워져 고정될 수도 있으며, 다른 예로는 솔리드 렌즈 플레이트(300)에 소정의 홀이 형성되고, 상기 홀을 통해 소정의 고정 나사 등과 같은 고정 수단이 삽입되어 솔리드 렌즈 플레이트(300)와 인쇄 회로 기판(100)이 고정되는 것도 가능하다.
아울러, 솔리드 렌즈 플레이트(300)는 적어도 일 부분이 상방향으로 만곡되어 하부에 인쇄 회로 기판(100)의 각종 회로 장치, 또는 배선 등이 수납될 수 있는 공간을 갖는 소정의 수납 공간부(340)를 가질 수도 있다.
도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구에 의한 광의 반사를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구는, 인쇄 회로 기판(100) 상에 반사판(200)이 구비되어 배광 방향을 일정하게 제한할 수 있다.
예컨대, LED 가로등 또는 보안등의 경우, 통상 도로 주변에 설치되어 도로 등의 조명에 사용되나, 빛이 의도하지 않은 방향으로도 배광되어 주변의 주택 및 농작물 등에 대해 빛 공해를 야기하기도 한다. 본 발명에 따른 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구는 반사판(200)이 구비됨으로써, 배광 방향 및 각도를 제한함으로써 빛 공해를 방지할 수 있다. 아울러, 반사된 광이 조명 목적 위치에 도달하여 조명에 더욱 많은 양의 빛이 사용되어 조명 효율을 높이고 에너지 절감 효과를 달성할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구의 반사판(200)은 함몰부와 돌출부를 갖는 단위 요철(U)이 복수 개 연속적으로 형성된 형상을 갖되, 상기 단위 요철(U)은 사인파의 일 부분의 형상을 갖도록 구성됨으로써, 반사광의 방향이 적절하게 조절될 수 있다. 즉, 발광 다이오드(120) 방향으로 되돌아가는 광량이 적어지며 반사되는 광량이 커질 수 있다.
또한, 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구는 하나의 발광 다이오드(120)의 양 측에 반사판(200)이 위치할 경우, 발광 다이오드(120)와 양 측의 반사판(200) 사이의 거리는 서로 상이하여, 배광 방향을 조절할 수 있다. 예컨대, 앞서 도 6 에 도시된 바와 같이, 하나의 발광 다이오드(120)와 일 측에 배치된 반사판(200) 사이의 거리 A 와, 타 측에 배치된 반사판(200) 사이의 거리 B 가 서로 상이하되, A<B 일 경우, 발광 다이오드(120)에서 생성된 광 중 왼쪽을 향하는 광의 대부분은 반사판(200)에 의해서 반사되어 오른쪽을 향하므로, 조명에 필요한 지점이 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구의 오른쪽에 위치하도록 함으로써, 배광 방향을 제한하고 빛 공해를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구는, 반사판(200)이 통판 형태의 솔리드 렌즈 플레이트(300)에 형성된 내삽부(320) 내에 수납되어 인쇄 회로 기판(100)과 솔리드 렌즈 플레이트(300) 사이에서 둘러싸이므로 반사판(200)이 외부로 노출되지 않을 수 있다. 따라서, 장시간 사용 및 노출에 의해서 반사판(200)이 마모, 노화되어 반사 기능을 상실하는 것을 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 통판 형태의 솔리드 렌즈 플레이트(300) 내에 반사판(200)이 배치됨으로써 청소시에 반사판(200)에 의한 걸림 현상이 없이 편리하게 청소가 이루어져 이물질을 제거할 수 있다. 아울러, 반사판(200)은 솔리드 렌즈 플레이트(300)에 형성된 내삽부(320) 내에 수납되며, 인쇄 회로 기판(100)에는 반사판(200)을 고정시키기 위한 별도의 수단이 필요 없으므로, 제조 비용이 절감될 수 있다.
또한, 일 실시예에 의하면, 솔리드 렌즈 플레이트(300)의 내삽부(320)의 반사면 내삽 공간(322)의 수평 방향 폭은 반사판(200)의 반사면부(210)의 수평 방향 폭보다 크게 구성됨으로써, 소정의 기울임 각을 갖는 반사면부(210)를 갖는 반사판(200)이 선택적으로 사용될 수 있다. 따라서, 인쇄 회로 기판(100)에 실장된 LED 의 제원에 다른 배광 각도 등이 상이함에도 불구하고 반사 효과를 충분히 달성할 수 있다.
이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100: 인쇄 회로 기판
110: PCB
120: 발광 다이오드
200: 반사판
210: 반사면부
220: 지지면부
230: 요철부
300: 솔리드 렌즈 플레이트
310: 곡면 렌즈부
320: 내삽부
322: 반사면 내삽 공간
324: 지지면 내삽 공간
330: 고정 둘레부
340: 수납 공간부

Claims (7)

  1. 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구에 있어서,
    상면에 다수의 발광 다이오드가 소정의 제1 방향을 따라서 서로 소정의 간격을 갖고 배치되는 발광 다이오드 어레이 구조를 가지며 실장되도록 구성된 인쇄 회로 기판;
    광투과성을 갖는 재질로 구성되며 소정의 면적을 갖고 상기 인쇄 회로 기판 상에 결합되어 상기 인쇄 회로 기판 및 상기 인쇄 회로 기판 상에 실장된 발광 다이오드를 커버하는 솔리드 렌즈 플레이트; 및
    반사율을 갖는 재질로 구성되며 상기 인쇄 회로 기판 상에 소정의 높이를 갖고 세워져서 상기 솔리드 렌즈 플레이트에 삽입되는 반사판; 을 포함하며,
    상기 솔리드 렌즈 플레이트는,
    상방향으로 만곡된 곡면 렌즈부, 및
    하면이 상방향으로 소정 깊이만큼 함몰되고 상면이 상방향으로 돌출되는 내삽부;를 포함하며,
    상기 곡면 렌즈부는 복수 개 구비되되 상기 복수의 곡면 렌즈부는 상기 인쇄 회로 기판에 실장된 복수의 발광 다이오드 어레이 구조와 같은 곡면 렌즈 어레이 구조를 가져서 각각의 곡면 렌즈부 아래에 상기 각각의 발광 다이오드가 위치하며,
    상기 내삽부는 하나 이상 구비되되 상기 복수의 곡면 렌즈부가 형성하는 어레이와 나란하게 연장되며 상기 곡면 렌즈부의 적어도 일 측에 형성되어,
    상기 반사판이 상기 발광 다이오드 어레이의 적어도 일 측에 배치되어 상기 발광 다이오드 어레이에서 생성되는 광의 적어도 일 방향 배광 각도를 제한하고,
    상기 반사판은,
    외면에 광을 굴절시킬 수 있는 요철부를 갖고, 상기 요철부는 함몰부와 돌출부를 갖는 단위 요철이 복수 개 연속적으로 형성된 형상을 갖고,
    상기 단위 요철의 형상은, 사인 곡선의 일 부분인 ASinθ ( 0<A<1, x°≤θ≤ y°)의 형상을 갖되,
    -210 ≤ x ≤ -150 이며, 45 ≤ y ≤ 90 인 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 단위 요철의 형상은, 사인 곡선의 일 부분인 ASinθ ( 0<A<1, -180°≤θ≤ 90°)의 형상을 갖는 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 반사판은,
    소정의 높이를 갖는 반사면부, 및
    하면이 상기 인쇄 회로 기판 상에 지지되는 지지면부를 포함하며,
    상기 반사면부는 상기 지지면부 상에 세워지고,
    상기 지지면부의 수평 방향 폭은 상기 반사면부의 수평 방향 폭보다 크며,
    상기 내삽부는,
    상부에 상기 반사면부가 내삽되는 반사면 내삽 공간, 및
    하부에 상기 지지면부가 내삽되는 지지면 내삽 공간을 포함하는 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 반사면 내삽 공간은,
    상기 반사면부의 수평 방향 폭보다 커서,
    소정의 기울기각을 갖게 구성된 반사면부를 갖는 반사판이 선택적으로 상기 내삽부 내에 삽입될 수 있는 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광 다이오드 어레이는 복수 개 구비되되 복수의 발광 다이오드 어레이는 서로 평행하게 배치되며,
    상기 솔리드 렌즈 플레이트의 상기 곡면 렌즈부는 상기 복수의 발광 다이오드 어레이에 대응하여 곡면 렌즈 어레이가 복수 개 형성되되,
    상기 내삽부는 각각의 발광 다이오드 어레이 및 곡면 렌즈 어레이의 적어도 일 측에 배치되어 상기 반사판이 각각의 발광 다이오드 어레이의 적어도 일 측에 배치되는 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 솔리드 렌즈 플레이트는,
    외측에 상기 인쇄 회로 기판이 삽입되어 탈착 가능하게 끼워질 수 있도록 하는 고정 둘레부를 갖는 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 반사판은,
    일 측 방향에서 입사되는 광은 투과시키며,
    타 측 방향에서 입사되는 광은 굴절시키거나 반사시킬 수 있도록 하는 편광 재질로 구성되는 빛 공해 방지 기능의 빛 굴절 반사판이 내장된 통판 어레이 배광 렌즈를 장착한 LED 등기구.
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