KR200246585Y1

KR200246585Y1 - L.E.D. light projecting apparatus

Info

Publication number: KR200246585Y1
Application number: KR2020010010996U
Authority: KR
Inventors: 최준국; 정일환
Original assignee: (주)옵토니카
Priority date: 2001-04-18
Filing date: 2001-04-18
Publication date: 2001-10-29

Abstract

본 고안은 엘.이.디. 투광장치에 관한 것으로서, 특히 이중반사 광학계를 LED 패키지에 사용하여 빛의 효율을 최대한으로 높이는 엘.이.디. 투광장치에 관한 것이다. 본 고안은 방사되는 빛을 역반사시켜 평행광선이 되게 함으로써 실제적인 유효휘도를 높이는 데에 그 목적이 있다. 본 고안의 엘.이.디. 투광장치는 LED 광원수단과, 그 LED 광원수단으로부터 발광된 빛을 투과시키거나 반사시키는 하우징과, 그 하우징으로부터 반사된 빛을 전방으로 역반사하는 반사경을 포함한다. 본 고안은 종래의 LED 패키지에 비하여 공급전력에 대한 유효광량 특성이 월등히 우수하여 많은 조명장치나 표시장치 등에 이용될 수 있다. 특히, 교통신호등을 제작함에 있어서 램프 또는 기존의 LED 패키지 대신에 본 고안의 LED 투광장치를 사용하면, 반영구적인 수명을 유지할 뿐만 아니라 전력소모가 적어 경제적으로도 매우 유익하다.The present invention is L.D.D. A light emitting device, in particular, the use of dual reflecting optical system in the LED package to maximize the efficiency of light L.D. It relates to a light transmitting device. The present invention aims to increase the effective effective luminance by retroreflecting the emitted light to become parallel rays. L.D. of the present invention. The light transmitting device includes a LED light source means, a housing for transmitting or reflecting light emitted from the LED light source means, and a reflecting mirror for retroreflecting light reflected from the housing forward. The present invention can be used in many lighting devices or display devices because the effective light quantity characteristics of the power supply is superior to the conventional LED package. In particular, the use of the LED floodlight of the present invention in place of the lamp or the conventional LED package in the manufacture of traffic lights, not only maintains a semi-permanent life, but also very economically beneficial because of low power consumption.

Description

L.E.D. Flooding device {L.E.D. light projecting apparatus}

본 고안은 엘.이.디. 투광장치에 관한 것으로서, 특히 이중반사 광학계를 LED 패키지에 사용하여 빛의 효율을 최대한으로 높이는 엘.이.디. 투광장치에 관한 것이다.The present invention is L.D.D. A light emitting device, in particular, the use of dual reflecting optical system in the LED package to maximize the efficiency of light L.D. It relates to a light transmitting device.

일반적으로 종래의 LED 패키지에서는 LED 광원에서 발광된 빛이 방사한다. 도 1은 종래의 LED 패키지의 구조도이다. LED 광원(3)에서 발광된 빛의 일부는 패키지(5)에 형성된 볼록렌즈(4)에 의해 굴절되어 평행광선(1)이 되어 앞으로 진행한다. 그리고, 나머지 빛은 패키지(5)를 통과하여 그냥 방사되어 방사광(2)으로 흩어진다. 그리고, LED 광원(3)은 두 가닥의 전선들(6, 7)을 통해 전류를 공급받는다. 그런데, 종래의 LED 패키지는 흩어져 없어지는 방사광(2)의 양이 적지 않다는 데에 문제가 있다. 즉, 도 1에서 보듯이 대부분의 경우에 LED 광원(3)의 위쪽으로 발광된 소폭의 빛만이 사용되고, 옆으로 방사되는 많은 양의 방사광(2)은 실제적으로 거의 사용되지 않아 버려지는 빛이 되었다. 따라서, 공급되는 전력에 비해 사용 가능한 빛의 양이 적어서 LED 패키지의 휘도가 낮다는 문제점이 있었다.In general, in the conventional LED package, the light emitted from the LED light source is emitted. 1 is a structural diagram of a conventional LED package. A part of the light emitted from the LED light source 3 is refracted by the convex lens 4 formed in the package 5 and becomes a parallel light beam 1 to travel forward. Then, the remaining light passes through the package 5 and is just emitted and scattered into the radiated light 2. Then, the LED light source 3 is supplied with current through the two strands of wires (6, 7). By the way, the conventional LED package has a problem that the quantity of the emitted light 2 which is scattered is not small. That is, as shown in FIG. 1, in most cases, only a small amount of light emitted upward of the LED light source 3 is used, and a large amount of the emitted light 2 emitted sideways becomes light that is practically not used. . Therefore, there is a problem in that the brightness of the LED package is low because the amount of available light is small compared to the power supplied.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 고안은 방사되는 빛을 역반사시켜 평행광선이 되게 함으로써 실제적인 유효휘도를 높이는 데에 그 목적이 있다.In order to solve this problem, the present invention aims to increase the effective effective luminance by retroreflecting the emitted light to become parallel rays.

도 1은 종래의 LED 패키지의 구조도.1 is a structural diagram of a conventional LED package.

도 2는 본 고안의 엘.이.디. 투광장치의 구조도.2 is L. E. D. of the present invention. Structure diagram of the light emitting device.

도 3는 본 고안의 엘.이.디. 투광장치에 사용되는 LED 광원소자의 구조도.3 is L.D. of the present invention. Structure diagram of an LED light source element used for a light emitting device.

도 4는 본 고안의 엘.이.디. 투광장치의 제작도.4 is L. E. D. of the present invention. Production of floodlight device.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1, 11 : 굴절되어 진행하는 평행광선 3, 30 : LED 광원1, 11: parallel ray refracted and proceed 3, 30: LED light source

4 : 패키지에 형성된 볼록렌즈 5 : 투명한 물질로 채워진 패키지4: convex lens formed on the package 5: package filled with a transparent material

2 : LED 광원으로부터 방사하여 투과된 방사광2: the emitted light transmitted from the LED light source

6, 7, 51, 52 : LED 광원에 전류를 공급하는 전선6, 7, 51, 52: wires supplying current to the LED light source

12 : 이중반사되어 진행하는 평행광선12: parallel light that is dually reflected

20, 23, 24 : 하우징을 이루는 투명한 물질20, 23, 24: transparent material forming the housing

21 : 하우징에 형성된 볼록렌즈 22 : 하우징의 상면21: convex lens formed in the housing 22: the upper surface of the housing

31 : 광 다이오드 칩(광원) 32 : LED 광원의 지지대 및 리드31: photodiode chip (light source) 32: support and lead of the LED light source

33 : LED 광원의 리드 34 : 와이어33: lead of the LED light source 34: wire

40 : 반사경 60 : 하우징을 만들기 위한 거푸집40: reflector 60: formwork for making the housing

제1 측면에 따르면, 본 고안의 엘.이.디. 투광장치는 LED 광원수단과, 그 LED 광원수단으로부터 발광된 빛을 투과시키거나 반사시키는 하우징과, 그 하우징으로부터 반사된 빛을 전방으로 역반사하는 반사경을 포함한다.According to the first aspect, the L.D. The light transmitting device includes a LED light source means, a housing for transmitting or reflecting light emitted from the LED light source means, and a reflecting mirror for retroreflecting light reflected from the housing forward.

제2 측면에 따르면, 본 고안의 엘.이.디. 투광장치에서 그 LED 광원수단은 광 다이오드와, 그 광 다이오드를 지지하면서 그 광 다이오드에 전류를 공급하는 지지대와, 그 광 다이오드에 전류를 공급하는 리드와, 그 광 다이오드와 그 리드를 연결하는 와이어로 구성된다.According to a second aspect, the L.D. In the light transmitting apparatus, the LED light source means includes a photodiode, a support for supplying current to the photodiode while supporting the photodiode, a lead for supplying current to the photodiode, and a wire connecting the photodiode and the lead It consists of.

제3 측면에 따르면, 본 고안의 엘.이.디. 투광장치의 하우징의 내부에서 그 LED 광원수단과 그 반사경이 차지하는 공간 이외의 공간은 모두 그 하우징을 이루는 투명물질로 채워져 있다.According to a third aspect, the L.D. The spaces other than the space occupied by the LED light source means and the reflector in the housing of the light transmitting device are all filled with transparent materials constituting the housing.

제4 측면에 따르면, 본 고안의 엘.이.디. 투광장치에서 그 하우징을 이루는 투명물질은 수지계열이다.According to a fourth aspect, the L.D. In the light transmitting device, the transparent material constituting the housing is a resin series.

제5 측면에 따르면, 본 고안의 엘.이.디. 투광장치에서 그 하우징은 그 LED 광원수단으로부터 발광되는 빛의 일부를 전방향으로 진행하도록 굴절시키는 볼록렌즈를 더 포함하며, 그 볼록렌즈 주변의 그 하우징의 상면은 그 LED 광원수단으로부터 방사하는 빛은 그 반사경 쪽으로 반사시키고 그 반사경으로부터 역반사되어 오는 빛은 투과시킨다.According to a fifth aspect, the L.D. In the light transmitting device, the housing further includes a convex lens that deflects a portion of the light emitted from the LED light source means in all directions, and the upper surface of the housing around the convex lens is configured to emit light from the LED light source means. It reflects toward the reflector and transmits light that is reflected back from the reflector.

제6 측면에 따르면, 본 고안의 엘.이.디. 투광장치에서 그 블록렌즈는 그LED 광원수단으로부터 발광되는 빛의 일부를 굴절시켜 평행광선으로 진행하게 하며, 그 LED 광원수단의 위치는 그 LED 광원수단으로부터 방사된 빛이 그 볼록렌즈 주변의 그 하우징의 상면에 의해 전반사될 수 있는 곳에 위치한다.According to a sixth aspect, the L.D. In the floodlight device, the block lens refracts a part of the light emitted from the LED light source means and proceeds in parallel light, and the position of the LED light source means that the light emitted from the LED light source means is located in the housing around the convex lens. It is located where it can be totally reflected by the upper surface of.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention;

도 2는 본 고안의 엘.이.디. 투광장치의 구조도이다. LED 투광장치의 하우징 내에서는 LED 광원(30)에서 발광된 빛이 방사한다. LED 광원(30)에서 발광된 빛의 일부는 하우징에 형성된 볼록렌즈(21)에 의해 굴절되어 평행광선(11)이 되어 앞으로 진행한다. 그리고, LED 광원(30)으로부터 방사하는 나머지 빛은 하우징의 볼록렌즈(21) 주변의 상면(22)에 의해 전반사되어 반사경(40) 쪽으로 진행한다. 이를 위하여는 LED 광원(30)의 위치가 중요한데, 하우징이 수지계열로 되어 있는 경우에 LED 광원(30)으로부터 볼록렌즈(21)의 가장자리까지의 입사각도는 전반사 임계각 이상이 되도록 LED 광원(30)을 위치시켜야 한다. 왜냐하면, 입사각도가 수지계열의 전반사 임계각보다 작으면 일부 투과되기 때문이다. 그리고, 이렇게 전반사된 빛은 반사경(40)에서 다시 역반사되어 전방향으로 빛이 진행하여 평행광선(12)이 되어 외부로 진행한다. 여기서도, 반사경(40)의 곡률이 중요한데, 빛이 상면(22)에 수직으로 반사되도록 설계되어야 한다. 그래야 엘.이.디. 투광장치로부터 평행광선(11, 12)을 얻을 수 있다. 하우징의 내부에서 LED 광원(30)와 반사경(40)이 차지하는 공간 이외의 공간(23, 24)은 모두 수지계열로 채워져 있어서, 하우징 내에서의 굴절률은 균일하다. 그리고, LED 광원(30)는 두 가닥의 전선들(51, 52)을 통해 전류를 공급받는다. 하우징의 상면(22)과 반사경(40)은 그냥 방사되어 방사광으로 흩어져없어지는 빛을 전방향으로 모아 주게 되는 것이다. 따라서, 종래의 LED 패키지에 비하면 공급되는 전력에 대한 사용 가능한 빛의 양이 상대적으로 많아져 LED 투광장치의 휘도가 높아지는 결과를 얻는다.2 is L. E. D. of the present invention. It is a structural diagram of a light emitting device. In the housing of the LED floodlight, the light emitted from the LED light source 30 emits. A part of the light emitted from the LED light source 30 is refracted by the convex lens 21 formed in the housing and becomes a parallel light 11 to travel forward. The remaining light radiating from the LED light source 30 is totally reflected by the upper surface 22 around the convex lens 21 of the housing and travels toward the reflecting mirror 40. For this purpose, the position of the LED light source 30 is important. When the housing is a resin series, the angle of incidence from the LED light source 30 to the edge of the convex lens 21 is greater than or equal to the total reflection critical angle. Should be located. This is because, if the incident angle is smaller than the total reflection critical angle of the resin series, it is partially transmitted. Then, the totally reflected light is reflected back at the reflector 40 and the light travels in all directions to become parallel rays 12 and proceed to the outside. Here too, the curvature of the reflector 40 is important, which should be designed to reflect light perpendicular to the top surface 22. So that L.E.D. Parallel rays 11 and 12 can be obtained from the light transmitting device. The spaces 23 and 24, except for the space occupied by the LED light source 30 and the reflector 40, are all filled with resin series in the housing, so that the refractive index in the housing is uniform. Then, the LED light source 30 is supplied with current through the two strands of wires (51, 52). The upper surface 22 of the housing and the reflecting mirror 40 are simply radiated to collect the omnidirectional light scattered in all directions. Thus, the amount of usable light relative to the power supplied is relatively high as compared with the conventional LED package, resulting in higher luminance of the LED floodlight device.

물론, LED 광원(30)의 위치와 반사경(40)의 곡률과 볼록렌즈의 곡률 등은 제작자가 설계시 여러 가지 유용한 도구 및 이미 알려진 계산법을 사용하여 어렵지 않게 계산해 낼 수 있는 설계사항이므로 본 명세서에는 기하학적인 관계들을 상세히 언급하지 않는다. 또한, 하우징의 재료로 같은 수지계열이라도 다른 물질을 사용하거나, 수지계열 대신에 다른 계열의 물질을 사용할 경우에는 굴절률이 달라지므로, 그 물질에 따른 굴절률에 맞추어서 설계자가 적절히 설계할 수 있다.Of course, the position of the LED light source 30, the curvature of the reflector 40 and the curvature of the convex lens, etc. is a design that can be easily calculated by the manufacturer using a variety of useful tools and known calculation methods in the present specification It does not mention geometric relationships in detail. In addition, since the refractive index varies when the same resin series is used as the material of the housing, or when a different series of materials is used instead of the resin series, the designer can design appropriately according to the refractive index according to the material.

도 3는 본 고안의 엘.이.디. 투광장치에 사용되는 LED 광원소자의 구조도이다. LED 광원소자는 광 다이오드(31)와 지지대(32)와 리드(33)와 와이어(34)로 구성되어 있다. 지지대(32)는 광 다이오드(31)를 지지하면서 광 다이오드(31)의 애노드와 캐소드 중 어느 하나에 접속되어 있어서 외부로부터 전류를 공급하는 리드의 역할도 한다. 리드(33)는 와이어(34)를 통하여 광 다이오드(31)의 애노드와 캐소드 중 다른 하나에 접속되어 전류를 공급한다. 이렇게 지지대(32)와 리드(33)를 통하여 광다이오드(31)가 전류를 공급받으면 광다이오드(31)는 빛을 발광한다.3 is L.D. of the present invention. It is a structural diagram of the LED light source element used for the floodlighting device. The LED light source element is composed of a photodiode 31, a support 32, a lead 33, and a wire 34. The support 32 is connected to any one of an anode and a cathode of the photodiode 31 while supporting the photodiode 31 and also serves as a lead for supplying current from the outside. The lead 33 is connected to the other of the anode and the cathode of the photodiode 31 via a wire 34 to supply current. When the photodiode 31 receives current through the support 32 and the lead 33, the photodiode 31 emits light.

도 4는 본 고안의 엘.이.디. 투광장치의 제작도이다. 우선, LED 투광장치를 제조하려면, 하우징을 만들 거푸집(60)이 있어야 한다. 그 거푸집(60)은 하우징의 외관과 볼록렌즈를 형성할 수 있는 모양이 갖추어져 있다. 그 거푸집(60)을 수지계열로 채운다. 반사경(40)을 거푸집(60)에 삽입한 후, 광 다이오드(31)와지지대(32)와 리드(33)와 와이어(34)로 이루어진 LED 광원수단을 거푸집(60)에 삽입하여 고정시킨다. 그 후에 반사경(40)의 뒷부분도 수지계열로 채워 완전히 봉합하기 위하여 거푸집(60)을 수지계열로 다시 채운다. 마지막으로, 거푸집(60)을 가열하여 수지계열을 굳힌다. 이로써 LED 투광장치가 완성된다. 물론, LED 투광장치의 내부는 완전히 수지계열로 몰딩되는 것이다.4 is L. E. D. of the present invention. This is a manufacturing diagram of the light emitting device. First, to manufacture an LED floodlight, there must be a formwork 60 to make a housing. The formwork 60 is provided with a shape that can form the exterior of the housing and the convex lens. The formwork 60 is filled with resin series. After inserting the reflector 40 into the formwork 60, the LED light source means consisting of the photodiode 31, the support 32, the lead 33 and the wire 34 is inserted into the formwork 60 and fixed. After that, the back of the reflector 40 is also filled with the resin series and the mold 60 is filled again with the resin series to completely seal the resin. Finally, the mold 60 is heated to harden the resin series. This completes the LED floodlight device. Of course, the interior of the LED floodlight is completely molded in a resin series.

한편, 반사경(40)에 삽입될 LED 광원수단은 따로 제작해야 하는데, 이에 대하여 설명한다. 우선, 지지대(32) 위에 광 다이오드(31)를 고정한다. 이때, 광 다이오드(31)의 애노드와 캐소드 중 어느 한 쪽을 지지대(32)에 접속시킨다. 그 후에, 광 다이오드(31)의 애노드와 캐소드 중 다른 한 쪽을 와이어(34)로 리드(33)에 접속시킴으로써 LED 광원수단이 간단하게 완성된다.On the other hand, the LED light source means to be inserted into the reflector 40 to be manufactured separately, it will be described. First, the photodiode 31 is fixed on the support 32. At this time, either the anode or the cathode of the photodiode 31 is connected to the support 32. Thereafter, the LED light source means is simply completed by connecting the other of the anode and the cathode of the photodiode 31 to the lead 33 with a wire 34.

본 고안은 종래의 LED 패키지에 비하여 공급전력에 대한 유효광량 특성이 월등히 우수하여 많은 조명장치나 표시장치 등에 이용될 수 있다. 특히, 교통신호등을 제작함에 있어서 램프 또는 기존의 LED 패키지 대신에 본 고안의 LED 투광장치를 사용하면, 반영구적인 수명을 유지할 뿐만 아니라 전력소모가 적어 경제적으로도 매우 유익하다.The present invention can be used in many lighting devices or display devices because the effective light quantity characteristics of the power supply is superior to the conventional LED package. In particular, the use of the LED floodlight of the present invention in place of the lamp or the conventional LED package in the manufacture of traffic lights, not only maintains a semi-permanent life, but also very economically beneficial because of low power consumption.

Claims

LED light source means,

A housing for transmitting or reflecting light emitted from the LED light source means;

And a reflector for retroreflecting light reflected from the housing to the front. Floodlight device.

According to claim 1,

The LED light source means,

With a photodiode,

A support for supplying current to the photodiode while supporting the photodiode;

A lead for supplying current to the photodiode;

L.D., characterized in that consisting of a wire connecting the photodiode and the lead. Floodlight device.

According to claim 1,

The spaces other than the space occupied by the LED light source means and the reflector in the housing are all filled with a transparent material constituting the housing. Floodlight device.

The method of claim 3, wherein

The transparent material constituting the housing is L.E.D. Floodlight device.

The method of claim 3, wherein

The housing further includes a convex lens for refracting a portion of the light emitted from the LED light source means in all directions,

The upper surface of the housing around the convex lens is characterized in that the light emitted from the LED light source means reflects toward the reflector and the light reflected back from the reflector transmits. Floodlight device.

The method of claim 5,

The block lens refracts a part of the light emitted from the LED light source means to proceed in parallel light,

The position of the LED light source means is located in a position where the light emitted from the LED light source means can be totally reflected by the upper surface of the housing around the convex lens. Floodlight device.