KR20080053712A - Ｌｅｄ 광원장치 - Google Patents

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KR20080053712A
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Abstract

본 발명은 교류전원을 인가받아 LED를 발광시키며 광효율이 향상된 LED 광원장치에 관한 것이다.
평탄한 저면을 가지고 그 저면에 회로패턴이 형성된 V형 홈 상부에 구비되고, 그 하부측에 발열판의 연장 형성된 프레임; 상기 V형 홈의 저면 상에 배치된 다수의 LED; 상기 프레임의 상단에 결합되고, 상기 다수의 LED로부터 방사되는 광을 확산시키기 위한 확산판; 상기 프레임의 양측단에 결합되고, 외부로부터 교류전압을 인가받는 플러그; 및 상기 프레임의 하부에 고정결합되고, 상기 플러그 및 다수의 LED와 연결되며, 상기 플러그로부터 인가되는 교류전압을 직류전압으로 변환하여 상기 LED에 공급하는 전원변환부;를 포함하며, 외부로부터 교류전원을 직접 인가받아 이를 자체적으로 직류전원으로 변환시켜 LED에 공급함으로써 효율적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
LED, 광원장치, 교류, 직류, 플러그, 전원변환장치

Description

ＬＥＤ 광원장치{Apparatus of light source using Light Emitting Diode}
도 1은 종래 기술에 의한 광원장치를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 LED 광원장치를 개략적으로 나타낸 분리 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 LED 광원장치의 조립도.
도 4는 본 발명에 따른 LED 광원장치의 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 LED 광원장치의 저면도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
110 : 플러그 120 : 단자
130 : 프레임 131 : 방열판
132 : 반사막 133 : 확산판 고정홈
134 : 외측홈 135 : V형 홈
140 : LED 150 : 확산판
160 : 전원변환부
본 발명은 전원변환부를 구비하여 외부로부터 교류전원을 직접 인가받아 이를 자체적으로 직류전원으로 변환시켜 LED에 공급함으로써 효율성을 향상시킬 수 있는 LED 광원장치에 관한 것이다.
일반적으로, 광원장치는 태양과 같이 자체적으로 빛을 생성하거나 달처럼 태양빛을 반사하여 빛을 내는 천체, 그리고 전등, 네온사인(neon sign), 발광 다이오드(Light Emitting Diode 이하, LED라 함)처럼 인공적으로 빛을 내도록 만든 장치를 말한다.
이러한 광원장치 중 LED는 자동차 또는 가전기기의 표시등 및 광원으로써 일상생활에 많이 사용되고 있다. 초창기 저휘도 제품이 대부분이었으나 LED의 원재료 개발과 제조 기술의 진보로 백색을 포함한 가시광선 영역의 모든 색으로 발할 수 있는 고휘도 LED가 생산되고 있으며, 고휘도, 고효율 및 다양한 색으로 발하는 LED 대형 전광판, 비상구등, 교통신호등, 자동차의 각종 표시등에 응용 및 사용되고 있다.
이하, 관련도면을 참조하여 종래 기술에 의한 광원장치에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 종래 기술에 의한 광원장치를 나타낸 사시도이다.
먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 광원장치는, 플러그(plug: 10), 단자(20), LED(30) 및 투명봉(40)으로 이루어진다.
상기 플러그(10)는 일단에 상기 두 개의 단자(20)가 돌출 형성되고 상기 투명봉(40)의 양단에 결합되며 다수의 전자부품이 실장된 회로기판(미도시함)을 포함하여 상기 단자(10)를 통해 공급되는 직류 성분의 전원을 상기 LED(30)에 공급한다.
상기 단자(20)는 상기 플러그(10)의 일단에 돌출 형성되고 하나의 플러그(10)에 두 개로 이루어지며, 외부와 접촉하여 직류(DC) 성분의 전원을 각각 인가받는다.
상기 LED(30)는 상기 플러그(10)에 결합되고 상기 투명봉(40) 내에 실장되며, 상기 단자(20)를 통해 공급되는 직류 성분의 전원을 인가받아 발광함으로써 광원으로 사용된다.
상기 투명봉(40)은 양단에 상기 플러그(10)가 결합되고 그 내부에 상기 플러그(10)와 연결된 LED(30)가 실장되며, 원형 또는 각형의 투명 사출 봉재로 그 표면에 확산제 또는 분산제가 표면처리되어 있다.
이에 따라, 종래의 광원장치는 상기 플러그(10)의 양 단자(20)을 통해 직류 성분의 전원이 공급될 경우 이를 상기 LED(30)에서 인가받아 발광하고, 상기 투명봉(40)을 통해 외부로 광을 방사함으로써 조명으로 사용할 수 있다.
그러나, 종래의 광원장치는 상기 LED(30)로부터 방사되는 광이 상기 투명 봉(40)을 통해 간접적으로 투영되기 때문에 일상 생활에 필요한 조도를 확보할 수 없으며, 상기 LED(30)에 공급되는 전기에너지의 대부분이 열에너지로 손실됨에 따라 광 효율이 떨어지며 주변 기구물이 열화되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 광원장치는 상기 LED(30)에 공급되는 직류 성분의 전원을 공급받기 위해 교류 성분의 전원을 직류 성분의 전원으로 변환시키기 위한 별도의 전원변환장치를 추가로 구비해야 하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 전원변환부를 구비하여 외부로부터 교류전원을 직접 인가받아 이를 자체적으로 직류전원으로 변환시켜 LED에 공급함으로써 효율성을 향상시킬 수 있으며, 방열판을 일체형으로 하여 열효율을 향상시킬 수 있는 LED 광원장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 LED 광원장치는, V형 홈이 형성되고 상기 홈의 저면상에 소정의 회로가 인쇄되며 하부에 다수의 방열판이 형성된 프레임; 상기 프레임 홈의 저면상에 배치되어 발광하는 다수의 LED; 상기 프레임의 상단에 결합되고, 상기 다수의 LED로부터 방사되는 광을 확산시키기 위한 확산판; 상기 프레임의 양측단에 결합되고, 외부로부터 교류전압을 인가받는 플러그; 및 상기 프레임의 하부에 고정결합되고 상기 플러그 및 다수의 LED와 연결되며, 상기 플러그로부터 인가되는 교류전압을 직류전압으로 변환하여 상기 LED에 공급하는 전원변환부;를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 LED 광원장치에 있어서, 상기 프레임의 V형 홈 양 측벽은 반사면으로 형성되며, 상기 프레임의 V형 홈 양 측벽은 그 하부로 갈수록 좁아지는 폭을 갖는 경사면으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 LED 광원장치에 있어서, 상기 전원변환부가 결합된 프레임 하부는 방열판이 형성되지 않는 것을 특징으로 하고, 상기 프레임은 상기 방열판과 일체형 또는 분리형으로 형성되며, 상기 방열판은 다수의 방열편이 등간격으로 형성된 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 LED 광원장치에 있어서, 상기 확산판은 투명판 또는 형광물질이 함유된 형광판 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하며, 이때 상기 LED는 화이트 LED, 블루 LED, UV LED, RGB LED, 단색 LED 중 선택된 하나 이상의 LED인 것을 특징으로 한다.
만약, 상기 LED가 화이트 LED일 경우, 상기 확산판은 투명판을 사용하는 것을 특징으로 하고, 상기 LED가 블루 LED 또는 UV LED일 경우, 상기 확산판은 형광판을 사용하며, 상기 LED가 RGB LED 또는 단색 LED일 경우, 상기 확산판은 투명판을 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 LED는 동시에 구동되는데 상기 LED가 RGB LED일 경우에는 각각 개별 구동되는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
이하, 관련도면을 참조하여 본 발명에 따른 LED 광원장치에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 LED 광원장치를 개략적으로 나타낸 분리 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 LED 광원장치의 조립도, 도 4는 본 발명에 따른 LED 광원장치의 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 LED 광원장치의 저면도이다.
우선, 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 LED 광원장치는, 플러그(110), 프레임(130), 다수의 LED(140), 확산판(150) 및 전원변환부(160)로 이루어진다.
여기서, 상기 플러그(110)는 그 일측면이 상기 프레임(130)의 양단에 각각 결합되고 타측면에는 두 개 또는 그 이상의 단자(120)가 돌출 형성되어 있다. 상기 플러그(110)의 타측면에 돌출 형성된 단자(120)는 외부의 콘센트(concent) 또는 변압기 등의 전원장치와 접속되어 이로부터 공급되는 교류 성분의 전원을 인가받는 다.
상기 프레임(130)은, 양단에 상기 단자(120)가 돌출 형성된 플러그(110)가 각각 결합되고 상단은 V형 홈(135)으로 형성되며, 상기 V형 홈(135)의 저면 상에 소정의 회로(미도시함)가 인쇄된다.
또한, 상기 LED 광원장치의 단면을 나타낸 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 프레임(130)의 하면에는 상기 LED(140) 발광시 발생되는 열을 외부로 방출시키기 위한 방열판(131)이 형성되어 있는데 이는 공기와 접촉되는 면적을 넓혀 상기 LED(140)의 발광열을 신속하게 방출시키기 위함이며, 상기 프레임(130)의 하방향으로 하여 다수의 방열편(131a)이 등간격으로 연장 형성된다.
한편, 상기 다수의 방열편(131a)으로 이루어진 방열판(131)은 상기 프레임(130)과 일체형 또는 분리형으로 형성될 수 있으며, 일체형으로 형성될 경우 결합에 사용될 접착제가 불필요하고 열에 대한 방열성이 향상된다.
이때, 상기 프레임(130)은 방열성이 높은 동이나 알루미늄 등의 금속으로 제조될 수 있으며, 열변형에 의한 영향을 받지 않도록 정밀도가 요구될 경우에는 알루미나 또는 질화알루미나 등의 세라믹을 사용할 수 있다. 한편, 정밀도가 요구되지 않거나 방열성을 다소 떨어지게 하여 원가를 절감하고자 하는 경우에는 열전도성이 좋은 플라스틱을 사용하여 제조된다.
또한, 상기 프레임(130)의 양 외측면에는 상기 V형 홈(135) 방향으로 외측 홈(134)이 형성되는데 이는 공기와의 접촉면을 넓혀 상기 LED(140)에 의해 발생되는 열을 최대한 빨리 발열시키기 위함이며, 상기 프레임(130)의 측면 일부를 제거 하여 형성됨에 따라 제작 원가 절감이 이루어지도록 한다.
또한, 상기 프레임(130)의 V형 홈(135)의 양 측면은 그 하단으로 갈수록 좁은 폭을 갖는 경사면으로 이루어지며, 상기 경사면은 LED(140)로부터 방사되는 광을 반사시키기 위한 반사면(132)으로 이루어진다.
이때, 상기 프레임(130)의 반사면(132)은 상기 LED(140)로부터 방사되는 광이 측면 또는 후면으로 향하여 소실되는 것을 반사시켜 전면으로 향하게 함으로써 광효율을 높일 수 있다.
그리고, 상기 프레임(130)의 상단 즉 상기 V형 홈(135)의 상단에는 상기 확산판(150)을 고정 결합시키기 위해 상기 확산판(150)의 두께와 동일한 홈을 이루는 확산판 고정홈(133)이 형성된다.
이에 따라, 상기 LED 광원장치는, 상기 LED(140)로부터 발생되는 열을 상기 프레임(130)에 형성된 방열판(131)에 의해 빠르게 식힐 수 있게 됨에 따라, 상기 열에 의한 LED(140)의 수명 단축을 방지할 수 있으며 주변 기구물이 상기 열에 의해 열화되는 것이 방지된다.
또한, 상기 V형 홈(135)에 의해 상기 LED(140)로부터 방사된 광이 측면 또는 후면으로 흡수 또는 소실되는 것을 반사시킴으로써 광효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
상기 LED(140)는, 다수가 하나의 라인(Line)을 이루며 상기 프레임(130)의 V형 홈(135) 저면 상에 배치되고, 상기 V형 홈(135)의 저면 상에 인쇄된 회로와 연결되어 이를 통해 인가되는 전원을 공급받음으로써 발광한다.
또한, 상기 확산판(150)은, 상기 프레임(130)의 상단에 결합되고 상기 다수의 LED(140)로부터 방사되는 광을 확산시킨다. 이때, 상기 확산판(150)은 상기 LED(140)로부터 방사되는 광을 외부로 투과시키기 위한 투명판 또는 상기 LED(140)로부터 발광되는 광의 색을 표현하기 위해 형광물질이 함유된 형광판 중 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
이때, 상기 LED(140)는 다양한 형태의 조합으로 이루어질 수 있는데, 화이트 LED(White LED), 블루 LED(Blue LED), UV LED(Ultraviolet LED), RGB LED 및 단색 LED 중 선택된 어느 하나 이상의 LED로 이루어질 수 있으며 각 선택된 LED(140)에 따라 상기 확산판(150)을 투명판 또는 형광판 중 어느 하나를 선택하여 사용자가 원하는 다양한 효과를 나타낼 수 있다.
예를 들어, 상기 LED(140)을 화이트 LED로 선택할 경우 상기 확산판(150)을 투명판으로 선택하게 되면, 상기 화이트 LED와 투명판에 의해 상기 LED 광원장치는 CCT(Correlated Color Temperature: 백색의 상관 색온도)가 2000K 내지 8000K 범위의 절대온도를 갖게 됨에 따라 일반적인 형광등(4500K 내지 6500K)과 동일하거나 보다 향상된 광효율을 얻을 수 있어 백색조명으로 사용할 수 있다.
또한, 상기 LED(140)를 블루 LED로 선택할 경우 상기 확산판(150)을 형광판으로 선택하게 되면, 상기 블루 LED와 형광판에 의해 상기 LED 광원장치는 CCT가 상기 화이트 LED와 투명판의 조합과 동일한 2000K 내지 8000K 범위의 절대온도를 갖게 됨에 따라 백색조명으로 사용할 수 있다.
만약, 상기 LED(140)를 UV LED로 선택할 경우에는 상기 확산판(150)을 형광 판으로, 상기 LED(140)를 RGB LED 또는 단색 LED로 선택할 경우 상기 확산판(150)을 투명판으로 선택함으로써 2000K 내지 8000K 범위의 절대온도를 갖게 되어 백색조명으로 사용할 수 있다.
한편, 상기 LED(140)를 RGB LED로 선택할 경우 각각의 색을 내는 R(Red), G(Green) 및 B(Blue) LED를 동시에 또는 개별적으로 각각 구동시킬 수 있도록 제어함으로써, 동시에 구동시킬 경우에는 백색조명으로 사용할 수 있으며 개별적으로 구동시킬 경우에는 각 색만을 표현하거나 서로의 색상도를 조절함에 따라 사용자가 원하는 다양한 색상과 밝기로 발광된다.
만약, 레드 빛을 발광시키고자 하는 경우에는 상기 RGB LED 중 R LED에만 전원을 공급하여 레드 빛이 발광되고, 블루 빛을 발광시키고자 하는 경우에는 상기 RGB LED 중 B LED에만 전원을 공급하여 블루 빛이 발광되도록 한다.
또한, R LED 및 B LED에 동시에 전원을 공급함으로써 보라 빛을 연출할 수 있으며 이들에 공급되는 전원의 전류량을 조절함으로써 사용자가 원하는 색 및 밝기를 자유롭게 연출할 수 있다.
그리고, 상기 전원변환부(160)는, 상기 프레임(130)의 하부에 결합되고 상기 플러그(110) 및 상기 프레임(130)의 인쇄회로와 연결된다. 이때, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 전원변환부(160)가 결합되는 상기 프레임(130)의 하부에는 상기 방열판(131)이 형성되지 않아 프레임(130) 하부에 직접 결합됨으로써 상기 프레임(130)의 V형 홈(135) 하부에 형성된 인쇄회로와 연결된다.
특히, 상기 전원변환부(160)는 상기 플러그(110)의 단자(120)를 통해 외부로 부터 인가되는 교류 성분의 전원을 공급받아 이를 상기 LED(140)를 구동시키기 위한 직류 성분의 전원으로 변환하여 상기 LED(140)에 공급함으로써, 종래 LED를 구동시키기 위해 부피가 큰 별도의 전원변환장치를 추가로 구비하여야 하는 문제점을 방지할 수 있으며, 상기 LED 광원장치를 소형화시킬 수 있어 조명이 필요한 곳에 110V 또는 220V의 일반적인 전원만 공급함으로써 어디서든 효율적으로 사용할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것으며, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 LED 광원장치는, LED 광원장치 하부에 전원변환부를 구비하여 외부로부터 교류전원을 직접 인가받아 이를 자체적으로 직류전원으로 변환시켜 LED에 공급함으로써 효율적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 LED 광원장치는, LED로부터 발생되는 열을 방열시키기 위한 방열판을 프레임에 일체형으로 형성하여 방열시킴으로써 열효율을 향상시켜 LED의 수명 단축을 방지할 수 있으며, 주변 기구물의 열화현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본 발명에 따른 LED 광원장치는, 광원인 LED를 화이트 LED, UN LED, 블루 LED, RGB LED 및 단색 LED 중 선택된 LED를 사용함으로써 사용자가 원하는 다양한 연출을 할 수 있는 이점이 있다.

Claims (13)

  1. 평탄한 저면을 가지고 그 저면에 회로패턴이 형성된 V형 홈이 상부에 구비되고, 그 하부측에 발열판의 연장 형성된 프레임;
    상기 V형 홈의 저면 상에 배치된 다수의 LED;
    상기 프레임의 상단에 결합되고, 상기 다수의 LED로부터 방사되는 광을 확산시키기 위한 확산판;
    상기 프레임의 양측단에 결합되고, 외부로부터 교류전압을 인가받는 플러그; 및
    상기 프레임의 하부에 고정결합되고, 상기 플러그 및 다수의 LED와 전기적으로 연결되며, 상기 플러그로부터 인가되는 교류전압을 직류전압으로 변환하여 상기 LED에 공급하는 전원변환부;
    를 포함하는 LED 광원장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프레임의 V형 홈 양 측벽은 반사면으로 형성된 것을 특징으로 하는 LED 광원장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프레임의 V형 홈 양 측벽은 그 하부로 갈수록 좁아지는 폭을 갖는 경사면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 LED 광원장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 방열판과 일체형 또는 분리형으로 형성된 것을 특징으로 하는 LED 광원장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프레임의 방열판은 다수의 방열편이 등간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 LED 광원장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전원변환부가 결합된 프레임 하부는 방열판이 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 LED 광원장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 확산판은 투명판 또는 형광물질이 함유된 형광판 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 LED 광원장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 LED는 화이트 LED, 블루 LED, UV LED, RGB LED, 단색 LED 중 선택된 하나 이상의 LED인 것을 특징으로 하는 LED 광원장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 LED가 화이트 LED일 경우, 상기 확산판은 투명판을 사용하는 것을 특징으로 하는 LED 광원장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 LED가 블루 LED 또는 UV LED일 경우, 상기 확산판은 형광판을 사용하는 것을 특징으로 하는 LED 광원장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 LED가 RGB LED 또는 단색 LED일 경우, 상기 확산판은 투명판을 사용하는 것을 특징으로 하는 LED 광원장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 LED는 동시에 구동되는 것을 특징으로 하는 LED 광원장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 RGB LED는 각각 개별 구동되는 것을 특징으로 하는 LED 광원장치.
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