KR102017656B1 - 배광용 패턴 렌즈판을 구비한 led 조명등 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배광용 패턴 렌즈판을 구비한 LED 조명등에 관한 것으로, LED 배열이나 종류에 관계없이 넓은 호환성을 갖고 등기구 커버에 간단히 접합하여 배광 형상을 제어할 수 있도록 한 패턴 렌즈판을 구비하여 생산성 및 가격 경쟁력을 확보할 수 있도록 한 것이다.
이러한 본 발명은, LED 광원; 상기 LED 광원이 전방을 향해 빛을 조사하도록 설치되는 내부공간을 구비하는 등기구 케이싱; 상기 등기구 케이싱의 전면에 설치되어 상기 LED 광원이 설치된 내부공간을 덮어주는 등기구 커버; 다수의 단위렌즈가 연속 배치된 상태로 일체화되어 패턴 형상의 표면을 갖는 판형의 형태로 형성되며, 상기 등기구 커버의 일면에 접합되어 LED 광원으로부터 전방으로 조사되는 빛의 배광 형상을 제어할 수 있도록 한 패턴 렌즈판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배광용 패턴 렌즈판을 구비한 LED 조명등{LED LIGHT LAMP WITH LIGHT DISTRIBUTION PATTERN LENS PANEL}

본 발명은 LED 조명등에 관한 것으로, 특히 LED 배열이나 종류에 관계없이 넓은 호환성을 가지면서 등기구 커버에 간단히 접합하여 배광 형상을 제어할 수 있도록 한 패턴 렌즈판을 구비하여 생산성 및 가격 경쟁력을 확보한 배광용 패턴 렌즈판을 구비한 LED 조명등에 관한 것이다.

최근 각광을 받고 있는 LED는 저전력, 긴 수명, 고휘도, 빠른 응답, 친환경적인 특성의 장점을 갖고 있어 LED TV, 휴대폰, 의료기기용의 광원, 교통신호 및 조명 분야에 폭넓게 사용되고 있다.

이중 LED 조명은 복수의 LED를 평면상에 배열하여 제작되는데, 이러한 LED 조명은 점광원이면서 직진성을 갖는 LED가 배열된 구조이기 때문에 배광 범위가 좁고, 배광 범위 내에서도 위치에 따라 조도에 차이가 있으며, 눈부심이 발생되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 LED 조명의 문제점을 해결하고자 배광용 렌즈를 사용하는데, LED의 배열이 균일하고 싱글렌즈의 적용이 불가능할 정도로 LED 간격이 좁은 LED 패키지일 경우 도 1에 도시된 것처럼 맞춤 일체형 렌즈를 사용하고, LED 배열이 불균일하고 간격이 넓어 싱글렌즈(20) 사용이 가능한 경우에는 도 2에 도시된 것처럼 각각의 LED에 일대일로 대응하는 다수의 싱글렌즈(20)를 사용하였다. 이들 렌즈들은 모두 LED를 밀접하게 감싸는 하우징 공간(H)을 구비하는 형태로 제작되었다.

그러나, 맞춤 설계형 렌즈(10)를 사용하는 경우 등기구에 따른 렌즈 설계 과정 추가로 인하여 등기구 설계 일정이 추가 소요 되며, 맞춤 설계형 렌즈(10)의 설계시에도 배열조건에 따라 원하는 광학 성능을 얻는데 제한되는 부분이 많아 설계가 복잡할 수밖에 없었다.

한편 싱글렌즈(20)를 사용하는 경우 LED 조명등의 제조공정이 LED 각각에 대해 렌즈와 홀더 조립, 테이프 부착, 등기구에 조립홀더 부착, 커버(30) 조립 순으로 이루어지는 관계로 완성품 제작에 상당한 시간이 소요되었고, 이같은 세부공정들이 대부분 수작업으로 이루어지기 때문에 인건비 등의 추가 비용이 발생하였다. 또한 싱글렌즈(20)의 접착방식으로 인한 진동이나 불량 등이 뒤따르면서 안정성 저하되고, LED에 각각에 대해 다수의 렌즈가 일체화되면서 전체 크기가 커지고 형상이 복잡해지는 것은 물론 렌즈 이외에 부가부품이 필요하여 원재료가 차지하는 비용이 상승하는 문제점이 있었다.

한국공개특허공보 제10-2014-0113785호(2014.09.25.)

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 LED 배열이나 종류에 관계없이 넓은 호환성을 가지면서 등기구 커버에 간단히 접합하여 배광 형상을 제어할 수 있도록 한 패턴 렌즈판을 구비하여 생산성 및 가격 경쟁력을 확보한 배광용 패턴 렌즈판을 구비한 LED 조명등을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 LED 조명등은, LED 광원; 상기 LED 광원이 전방을 향해 빛을 조사하도록 설치되는 내부공간을 구비하는 등기구 케이싱; 상기 등기구 케이싱의 전면에 설치되어 상기 LED 광원이 설치된 내부공간을 덮어주는 등기구 커버; 다수의 단위렌즈가 연속 배치된 상태로 일체화되어 패턴 형상의 표면을 갖는 판형의 형태로 형성되며, 상기 등기구 커버의 일면에 접합되어 LED 광원으로부터 전방으로 조사되는 빛의 배광 형상을 제어할 수 있도록 한 패턴 렌즈판;을 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

여기서, 상기 단위렌즈는 전면이 볼록한 곡면으로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 단위렌즈는 직육면체의 형상을 갖는 후방 몸체와 볼록한 돔 형상을 갖는 전방 몸체가 일체로 이루어져, 상기 후방 몸체는 군집을 이루어 일체화될 때 서로를 결합시켜주는 역할을 하고, 전방 몸체는 패턴 렌즈판의 전면 표면에서 빛을 굴절시키면서 배광 형상을 제어하는 역할을 담당하도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 단위렌즈들 중 패턴 렌즈판의 둘레를 따라 최외각에 위치하는 단위렌즈는 단위렌즈 중간을 가로지르는 암막시트를 추가적으로 구비하여 패턴 렌즈판을 투과하는 빛이 측면으로 확산되지 않게 차단할 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 등기구 커버는 상기 등기구 케이싱의 둘레부에 대응하여 대면하는 둘레부를 구비하여 둘레부 간 대면한 상태로 볼트 체결되도록 하며, 상기 등기구 커버의 전면에는 상기 패턴 렌즈판이 안착된 상태로 접합될 수 있도록 상기 패턴 렌즈판에 대응하는 안착홈이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 의한 LED 조명등은 LED 배열이나 종류에 관계없이 넓은 호환성을 갖고 등기구 커버에 간단히 접합하여 배광 형상을 제어할 수 있도록 한 패턴 렌즈판을 구비한 구성에 의해 구성 및 제작공정이 간단해져 생산성 및 가격 경쟁력을 확보할 수 있다.

도 1 및 도 2는 종래기술에 의한 LED 조명등용 렌즈를 설명하기 위한 참조단면도
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 LED 조명등의 부분 절개 사시도
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 LED 조명등에서 렌즈커버모듈의 사시도
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 LED 조명등의 조립도
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 LED 조명등에서 패턴 렌즈판의 작용을 설명하기 위한 참조단면도
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 LED 조명등에서 패턴 렌즈판의 최외곽 렌즈의 구성을 설명하기 위한 참조사시도
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 LED 조명등에 의한 배광 특성 그래프

첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 LED 조명등에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.

또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 LED 조명등의 부분 절개 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 LED 조명등에서 렌즈커버모듈의 사시도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 LED 조명등의 조립도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 LED 조명등에서 패턴 렌즈판의 작용을 설명하기 위한 참조단면도이다. 그리고 도 7은 본 발명의 실시예에 의한 LED 조명등에서 패턴 렌즈판의 최외곽 렌즈의 구성을 설명하기 위한 참조사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 LED 조명등은 패턴 렌즈판(110)과 등기구 커버(120)로 이루어진 렌즈커버모듈(M)과 등기구 케이싱(130)으로 이루어진다.

이같은 본 발명의 실시예에 의한 LED 조명등은 단위렌즈(111)들이 군집된 형태로 배열되어 이루어져 등기구 커버(120)에 간단히 접합되도록 한 패턴 렌즈판(110)을 구비한 구성에 의하여 LED 배열이나 종류에 관계없이 설치가 가능한 넓은 호환성을 가지며, LED 조명등의 전체 구성을 매우 단순화하여 가격 경쟁력도 확보에도 유리하게 해준다.

이하, 각 구성요소들을 중심으로 본 발명의 실시예에 의한 LED 조명등에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.

상기 패턴 렌즈판(110)은 도 4에서 볼 수 있는 것처럼 다수의 단위렌즈(111)들이 횡과 열로 연속 배치된 상태로 군집을 이루면서 일체화되어 패턴 형상의 표면을 갖는 판형의 형태로 완성된다. 여기서 개별적인 단위렌즈(111)의 형상을 살펴보면 직육면체의 형상을 갖는 후방 몸체(111a)와 볼록한 돔 형상을 갖는 전방 몸체(111b)가 일체로 이루어진 것을 볼 수 있다. 이같은 단위렌즈(111)의 형상에 따르면 군집을 이루어 일체화될 때 후방 몸체(111a)는 서로 간에 결합되는 역할을 담당하게 되고, 전방 몸체(111b)는 패턴 렌즈판(110)의 전면 표면(110a)에서 빛을 굴절시키면서 배광 형상을 제어하는 역할을 담당하게 된다.

나아가, 상기 패턴 렌즈판(110)의 단위렌즈(111)들 중 최외각에 배치되는 단위렌즈(111)의 경우에는 도 7에 도시된 것처럼 단위렌즈(111)의 내부 중간을 가로지르는 형태로 암막시트(111c)를 추가적으로 구비한다. 이처럼 최외각 단위렌즈(111) 자체적으로 암막시트(111c)를 구비하게 되면 별도의 빛샘 차단구조물을 설치할 때보다도 LED 광원에 더 근접한 곳에서 측면으로 확산되는 빛을 차단할 수 있다. 따라서 거추장스러운 빛샘 차단구조물을 추가적으로 설치하지 않으면서도 측면으로 확산되는 빛을 보다 효과적으로 차단할 수 있는 효과가 있다.

이처럼 전방이 볼록한 돔 형상인 단위렌즈(111)들로 이루어진 패턴 렌즈판(110)은 도 8에 도시된 것처럼 LED 광원으로부터 전방으로 조사되는 빛에 대하여 배광 형상을 제어하게 되는데, 이는 기존에 LED 광원을 밀접하게 감싸는 하우징 공간을 구비하였던 일체형 렌즈나 싱글렌즈가 사용된 경우와 비교하여 거의 동일한 수준임을 알 수 있다.

상기 등기구 커버(120)는 상기 등기구 케이싱(130)의 전면에 설치되어 LED 광원이 설치된 내부공간을 덮어주는 역할을 한다. 상기 등기구 커버(120)는 반투명 또는 투명한 재질로 이루어지며 전면에는 패턴 렌즈판(110)이 안착된 상태로 접합될 수 있도록 패턴 렌즈판(110)에 대응하는 안착홈(120b)이 넓게 형성된다. 또한, 상기 등기구 커버(120)는 등기구 케이싱(130)의 둘레부(131)에 대응하여 대면하는 둘레부(121)를 구비하여 둘레부 간 대면한 상태로 볼트 체결된다. 이를 위해 각각의 둘레부에는 서로 대응하는 볼트공(121a,131a)이 구비된다.

상기 등기구 케이싱(130)은 LED 광원이 전방을 향해 빛을 조사하도록 설치되는 오목한 형태의 내부공간(132)을 구비하며, 패턴 렌즈판(110)과 등기구 커버(120)로 이루어진 렌즈커버모듈(M)을 지지하는 역할을 한다. 상기 등기구 케이싱(130)에 대하여 등기구 커버(120)를 둘레부 간 볼트체결하는 방식으로 렌즈커버모듈(M)이 설치되어 등기구 케이싱(130)에 의해 안전하게 지지된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

110 : 패턴 렌즈판 111 : 단위렌즈
111c : 암막시트 120 : 등기구 커버
130 : 등기구 케이싱

Claims (5)

1. LED 광원; 상기 LED 광원이 전방을 향해 빛을 조사하도록 설치되는 내부공간을 구비하는 등기구 케이싱; 상기 등기구 케이싱의 전면에 설치되어 상기 LED 광원이 설치된 내부공간을 덮어주는 등기구 커버; 및 다수의 단위렌즈가 횡, 열로 연속 배치되어 군집된 상태로 일체화되어 패턴 형상의 표면을 갖는 판형의 형태로 형성되며, 상기 등기구 커버의 일면에 접합되어 LED 광원으로부터 전방으로 조사되는 빛의 배광 형상을 제어할 수 있도록 한 패턴 렌즈판;을 포함하며,
   상기 단위렌즈는 전면이 볼록한 곡면으로 이루어지며, 상기 단위렌즈는 직육면체의 형상을 갖는 후방 몸체와 볼록한 돔 형상을 갖는 전방 몸체가 일체로 이루어져, 상기 후방 몸체는 군집을 이루어 일체화될 때 서로를 결합시켜주는 역할을 하고, 전방 몸체는 패턴 렌즈판의 전면 표면에서 빛을 굴절시키면서 배광 형상을 제어하는 역할을 담당하도록 하며,
   상기 단위렌즈들 중 패턴 렌즈판의 둘레를 따라 최외각에 위치하는 단위렌즈는 단위렌즈의 내부 중간을 가로지르는 암막시트를 추가적으로 구비하여 패턴 렌즈판을 투과하는 빛이 측면으로 확산되지 않게 차단할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 LED 조명등.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 등기구 커버는 상기 등기구 케이싱의 둘레부에 대응하여 대면하는 둘레부를 구비하여 둘레부 간 대면한 상태로 볼트 체결되도록 하며,
   상기 등기구 커버의 전면에는 상기 패턴 렌즈판이 안착된 상태로 접합될 수 있도록 상기 패턴 렌즈판에 대응하는 안착홈이 형성된 것을 특징으로 하는 LED 조명등.

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