KR20110108269A - 엘이디 조명모듈 및 이를 이용한 조명램프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일체형으로 조합된 조명모듈에서 [발광-광확산-방열]작용이 효율적으로 이루어지는 엘이디 조명모듈과, 이를 다수 조합하여 조명램프를 구성하면 넓은 배광이 이루어지고 램프의 사방에 형성된 다수의 통풍구멍을 통해 대류방열 되어 발광효율과 사용수명이 수만시간 유지되는 조명램프에 관한 것이다.
이를 위한 엘이디 조명모듈은 다수의 수직투사형 및 측면투사형 LED 소자가 배열된 LED 모듈과 좌우측면에 돌출형 날개가 형성된 광확산 커버 및 얇은 방열판을 일체형으로 결합하여 가볍고 경제적인 조명모듈을 이룬 것이다. 또한 상기 엘이디 조명모듈을 이용한 본 발명의 조명램프는, 전원모듈을 내장한 하우징의 커버에 다수의 상기 엘이디 조명모듈을 장착하고 하단 커버로 이를 체결하여, 사용방향에 상관없이 원활하게 방열 되고 180도 배광이 가능한 조명램프를 이룬 것이다.

Description

엘이디 조명모듈 및 이를 이용한 조명램프{LED LIGHTING MODULE AND LIGHTING LAMP USING THE SAME}
본 발명은 LED(Light-Emitting Diode) 소자를 발광체로 사용한 엘이디(LED) 조명모듈과 이를 이용한 조명램프에 관한 것으로, 일체형으로 조합된 엘이디 조명모듈에서 [발광-광확산-방열] 작용이 효율적으로 이루어지는 엘이디 조명모듈과, 이를 조합하여 다각형의 조명램프를 구성하면 다수의 조명모듈을 통해 180도 사방으로 넓은 배광이 이루어지고, 각 조명모듈의 좌우측면에 형성된 돌출형 날개에 의해 조명모듈의 좌우측면에 다수의 방열용 통풍구가 형성되어 사방으로 대류방열이 원활하게 이루어짐에 따라 램프의 사용방향에 상관없이 광효율과 수명이 수만시간 이상 안정적으로 유지되는 경제적인 조명램프에 관한 것이다.
엘이디(LED) 조명램프는 에너지효율이 높고 수명이 긴 장점으로 형광등, 백열등과 같은 종래의 광원을 사용하는 조명기구를 빠르게 대체하고 있다. 엘이디 조명램프에 사용되는 LED 소자는 종래의 조명광원에 비해 발열량이 적고, 적은 소비전력과 긴 수명, 내충격성 등의 장점을 갖고 있다. 또한, 제조과정에서 형광등과 같이 수은이나 방전용 가스를 사용하지 않으므로 환경오염을 유발하지 않는 장점이 있다.
LED 소자는 적절한 전원공급과 방열수단을 제공할 경우 10만 시간 이상을 사용해도 소손 없이 점등상태를 유지할 수 있다. 모든 광원은 시간이 지날수록 광출력이 점점 감소하는데, 초기 광도의 80% 까지는 사람이 잘 느끼지 못하므로 이를 기준으로 평가할 경우 LED 소자의 조명용 수명은 현재 약 4만~5만 시간 이상으로 예상되고 있다. 따라서, 백열전구의 1,500시간, 형광등의 1만여 시간에 비해 LED 소자는 수명이 매우 긴 장수명의 광원이라 할 수 있다.
그러나, 고휘도 고출력의 경제적인 조명용 광원을 얻기 위하여 LED 소자에 구동전류를 증가시키게 되면, LED 소자의 전력손실이 증가 되어 대부분의 전기 에너지가 열로 변환되고 LED 소자의 접합부분이 고온상태로 된다. LED 소자는 흐르는 전류가 일정하더라도 접합부분의 온도가 높아지면 광출력과 광효율이 저하될 뿐만 아니라 동작 수명도 줄어드는 특성이 있다. 따라서, 조명성능과 동작수명을 향상시키기 위해서는 LED 소자의 접합부분에서 발생 되는 열을 최대한 빠르게 외부로 방출해 주어야 한다.
일반적으로 크기가 작고 내부공간이 작은 전구형태의 엘이디 조명램프는 다른 형태의 조명등보다 엘이디 소자로부터 방출된 열을 외부로 발산시키는 것이 구조적으로 불리하다. 따라서 전구형이나 컴팩트 형태의 조명램프에 다량의 LED소자를 실장하여 광출력을 증가시키는 것은 실장면적과 방열면적에 있어서 한계를 갖기 때문에 고휘도의 조명광원을 얻기가 어려울 뿐만 아니라, 조명등기구 등에 장착시 램프의 내부에 열이 쉽게 축적되어 광원인 LED 소자의 빛이 변하고 수명이 단축되는 문제가 발생한다.
또한 일반적인 엘이디 조명램프는 다수의 냉각핀이 형성된 방열 프레임의 전면에 고휘도 LED 소자를 배열하여 발광부를 구성하고, 눈부심을 줄이기 위하여 유백색의 확산커버를 발광부에 씌워서 조명램프를 제작하였다. 그러나 이러한 방식은 발광부의 배광이 전방향으로 좁게 형성되어 조명시 조도차가 심할 뿐만 아니라 짙은 유백색의 확산커버에 의해 광 손실이 커서 조도가 떨어지고, 확산커버의 내부에서도 열 축적이 일어나 LED 소자의 사용수명을 단축시키는 문제점이 있었다.
또한, 방열 프레임의 전면에 LED 소자가 다수 배열된 회로기판을 장착함에 따라 실장면적이 한정되어 많은 수량의 LED 소자를 배치할 수 없으므로, 한정된 수량으로 많은 광량을 얻기 위해서는 고가의 고휘도 LED소자를 사용하거나 방열 프레임의 사이즈를 더욱 크게 만들어야 하므로 조명램프가 무거워지고 부피가 커지며 제조비용이 많이 투입되어 고가화되기 때문에 보급이 어려운 문제점이 있었다.
따라서 기존의 백열등 및 컴팩트형 형광램프를 대체하여 절전과 친환경적인 엘이디 조명환경을 크게 확대하기 위해서는 엘이디 조명램프의 광효율 향상과 함께 눈부심이 없는 넓은 배광조건과 함께 보다 가볍고 효율적이며 경제적인 방열수단이 마련되어야 한다.
등록특허 10-0883344
없슴
본 발명은 일측에 전원접속용 커넥터가 구비된 회로기판에 다수의 LED 소자가 배열되어 면발광체로 이루어진 LED 모듈과, LED 모듈의 상부를 반원통형으로 복개하되 좌우측면에 각각 하나 이상의 돌출 날개가 형성된 광확산 커버와, LED 모듈의 하부를 복개하며 접착되되 광확산 커버의 하단 테두리에 그 둘레가 끼워져서 광확산 커버의 하단에 고정된 방열판이 일체형으로 조합되어 조명램프용 발광모듈을 이루는 엘이디 조명모듈을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 상기 엘이디 조명모듈을 이용한 조명램프는, 일측에 전원접속 베이스가 고정되는 전원모듈 하우징과, 전원모듈 하우징의 내부에 설치되는 전원모듈과, 전원모듈의 하부를 복개하며 전원모듈 하우징에 고정되되 둘레에 다수의 커넥터용 홀이 형성된 원형 차폐판과, 원형 차폐판을 복개하며 전원모듈 하우징에 고정되되 테두리와 하단 둘레에 다수의 통풍구멍이 형성되고 바닥면 둘레에 모듈 삽입구가 2개 이상 형성된 하우징 커버와, 하우징 커버의 모듈 삽입구에 삽입되어 고정되며 전원모듈과 커넥터로 연결되어 전원이 접속되는 상기 엘이디 조명모듈과, 하우징 커버의 모듈 삽입구에 2개 이상의 상기 엘이디 조명모듈이 삽입되어 다각형 구조의 램프형 발광부를 이루되 발광부 조합시 각각의 상기 엘이디 조명모듈의 좌우측면에 형성된 돌출형 날개끼리 서로 맞닿아 각 측면의 접합면에 형성된 다수의 방열용 통풍구멍과, 상기 엘이디 조명모듈의 하측에 탈착 가능하도록 결합되어 조합된 램프형 발광부를 지지하되 바닥면에는 하나 이상의 방열용 통풍구멍이 형성된 하단 커버;를 포함하여 180도 배광과 사방으로 대류방열 되는 조명램프를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예는, 일측에 전원접속용 커넥터가 구비된 회로기판에 다수의 LED 소자가 배열되어 면발광체로 이루어진 LED 모듈과, LED 모듈의 상부를 반원통형으로 복개하되 좌우측면에 각각 하나 이상의 돌출형 날개가 형성된 광확산 커버와, LED 모듈의 하부를 복개하며 접착되되 광확산 커버의 하단 테두리에 그 둘레가 끼워져서 광확산 커버의 하단에 고정된 방열판이 일체형 모듈로 조합되어 조명램프용 발광모듈을 이루는 엘이디 조명모듈을 제공한다.
상기한 본 발명의 실시예에 있어서, LED 모듈에 배열된 다수의 LED 소자는 상부로 광원을 투사하도록 마련하되, LED 모듈의 일측에 광확산 커버의 한쪽 측면으로 투사되는 측면투사형 LED 소자를 하나 이상 마련하면, 본 발명에 따른 조명램프 구성시 발광부 둘레는 물론 발광부의 아래 방향으로도 많은 광원이 투사되어 광 사각지대가 없는 180도의 넓은 배광이 이루어져 유용하다.
상기한 본 발명의 실시예에 있어서, 광확산 커버의 안쪽 면에 지지 되어 LED 모듈을 복개하되, LED 모듈에 배열된 LED 소자의 발광면에 대응되는 면이 투명창이 되고 나머지 바탕면은 반사처리되거나 또는 반사판에 상기 투명창 부분이 천공된 모듈 반사판이 더 포함되는 것이 광확산 작용에 유용하다.
상기한 본 발명의 실시예에 있어서, 광확산 커버는 조명용도에 따라 투명 또는 반투명 또는 유백색 재질로 성형되되, 광확산 커버의 안쪽 곡면에는 LED 소자의 광원을 넓게 확산시키기 위해 확산렌즈가 형성된 것이 유용하다.
상기한 본 발명의 실시예에 있어서, 방열판의 외부 표면에는 열 에너지를 복사 에너지로 전환시키는 방열 세라믹, 카본 또는 기타 방열소재를 코팅하여 방열능력을 향상시키는 것이 동일하게 광출력이 이루어지는 조명램프에 있어서 무게를 줄이고 보다 저렴하게 방열판를 제작할 수 있어서 유용하다.
또한, 상기 방열판은 열전도성이 우수한 금속재 박판을 사용하되, 금속재 박판의 한쪽면에는 열전도성 접착제를 도포하고 다른 면에는 방열 세라믹, 카본 또는 기타 방열소재를 코팅하거나 도포한 열방사 시트로 마련하여, 조명모듈 제조시 이를 광확산 커버의 테두리와 LED 모듈의 하면에 동시에 접착시켜 조명모듈의 내부를 밀폐시키며 방열재로 사용되는 것도 생산비용을 절감할 수 있어서 유용하다.
본 발명에 따른 상기 엘이디 조명모듈을 이용한 조명램프의 일 실시예는,
일측에 전원접속 베이스가 고정되는 전원모듈 하우징과, 전원모듈 하우징의 내부에 설치되는 전원모듈과, 전원모듈의 하부를 복개하며 전원모듈 하우징에 고정되되 둘레에 다수의 커넥터용 홀이 형성된 원형 차폐판과, 원형 차폐판을 복개하며 전원모듈 하우징에 고정되되 테두리와 하단 둘레에 다수의 통풍구멍이 형성되고 바닥면 둘레에 모듈 삽입구가 2개 이상 형성된 하우징 커버와, 하우징 커버의 모듈 삽입구에 삽입되어 고정되며 전원모듈과 커넥터로 연결되어 전원이 접속되는 상기 엘이디 조명모듈과, 하우징 커버의 모듈 삽입구에 2개 이상의 상기 엘이디 조명모듈이 삽입되어 다각형 구조의 램프형 발광부를 이루되, 발광부를 원통형태로 조합시 각각의 상기 엘이디 조명모듈의 좌우측면에 형성된 돌출형 날개끼리 서로 맞닿아 각 조명모듈의 좌우측 모서리에 형성된 다수의 방열용 통풍구멍과, 상기 엘이디 조명모듈의 하측에 탈착 가능하도록 결합되어 조합된 램프형 발광부를 지지하되 바닥면에는 하나 이상의 방열용 통풍구멍이 형성된 하단 커버를 포함하여 180도 배광과 사방으로 대류방열 되는 조명램프를 제공한다.
상기한 본 발명에 따른 조명램프의 실시예에 있어서, 하단 커버를 대체하여 하단 커버의 중앙에 격자형 통풍구멍이 형성된 새로운 도너츠형 하단 커버를 마련하되, 도너츠형 하단 커버의 안쪽에 아래 방향으로 조명광원이 투사되는 도너츠형 엘이디 조명모듈이 구비된 하단 커버를 조명램프에 장착하는 것이 조명램프의 아래 방향으로 조명광원을 더 많이 투사할 수 있어서 유용하다.
상기한 본 발명에 따른 조명램프의 실시예에 있어서, 원형 차폐판의 중앙에는 조명램프의 발광부 안쪽에서 원형 차폐판으로 올라오는 복사열을 차단하며 하우징 커버의 측면 통풍구멍 쪽으로 방출되는 열의 방향을 빠르게 전환시켜 주는 열차단 커버가 더 구비되는 것이 유용하다.
상기한 본 발명에 따른 조명램프의 실시예에 있어서, 조명램프의 원통형 발광부에 장착된 각 엘이디 조명모듈은 조명램프의 측면 둘레를 비추되, 각 엘이디 조명모듈의 일측에 마련된 측면투사형 LED 소자의 발광 광원에 의해 조명램프의 아래 방향으로도 조명광원이 투사되어 180도 배광이 이루어지므로 유용하다.
상기한 본 발명에 따른 조명램프의 실시예에 있어서, 하단 커버에는 조명제어용 광센서가 구비되며, 광센서를 통해 리모컨의 조작에 따라 조명 조도와 연색성이 가변되는 것이 조명램프의 활용에 유용하다.
상기한 본 발명에 따른 조명램프의 실시예에 있어서, 엘이디 조명모듈은 사용수명이 다할 경우 하우징 커버와 하단 커버의 탈착에 의해서 용이하게 교체 가능하도록 하는 것이 사용폐기물을 줄이고 자원절약과 지구환경 측면에서 유용하다.
본 발명에 따른 엘이디 조명모듈은 [발광-광확산-방열]작용이 효율적으로 이루어지는 일체형의 발광모듈로서, 광출력과 광확산 및 방열능력을 최적화시킨 조명모듈을 표준화하여 마련할 수 있으므로 조명용도에 따라 조립되는 조명램프의 제조가 용이할 뿐만 아니라 조명램프의 무게를 줄이고 제조비용을 크게 절감할 수 있는 경제적 효과를 갖는다.
본 발명의 엘이디 조명모듈을 이용한 조명램프는, 본 발명에 따른 엘이디 조명모듈을 원통 형태로 다수 조합하여 180도의 넓은 배광을 이루므로 눈부심이 거의 없으며, 발광부의 측면과 하부에 형성된 다수의 통풍구멍을 통해 사방으로 빠르게 대류방열 되는 구조이므로 조명램프의 사용방향에 상관없이 광원인 LED 소자의 광효율과 수명이 안정적으로 유지되어 조명램프를 반영구적으로 사용할 수 있는 경제적 효과를 갖는다.
본 발명의 엘이디 조명모듈을 이용한 조명램프는, 다수의 조명모듈이 조합된 조립구조로 수명이 다된 조명모듈을 쉽게 교체할 수 있어서 조명램프의 하우징과 부분품을 재사용할 수 있으므로 쓰레기를 줄이고 자원절약에 기여할 수 있는 환경적 효과를 갖는다.
본 발명의 엘이디 조명모듈을 이용한 조명램프는, 눈부심이 적은 넓은 배광과 반영구적 수명으로 기존의 백열등 및 컴팩트형 형광램프를 대체할 수 있으므로, 전기 및 자원 절약과 지구환경을 개선하는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 조명모듈을 보인 사시도.
도 2는 도 1의 구성부분을 펼쳐보인 전개도.
도 3은 도 1에 도시된 각 LED소자에서 발광되는 상태를 보인 사시도.
도 4는 도 1의 도시된 전체 LED소자 위에 모듈 반사판이 복개되어 발광과 반사되는 상태를 보인 사시도.
도 5는 도 1의 엘이디 조명모듈을 4개를 조합하여 엘이디 조명램프를 구성하는 것을 보인 부분 전개도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명램프를 보인 사시도.
도 7은 도 6의 조명램프가 사방으로 발광되는 상태를 나타낸 사시도.
도 8은 도 6의 조명램프가 각 통풍구멍을 통해 대류방열 되는 상태를 나타낸 사시도.
도 9는 도 6의 조명램프가 거꾸로 사용되는 경우 각 통풍구멍을 통해 대류방열 되는 상태를 나타낸 사시도.
도 10은 도 6의 조명램프가 옆으로 사용되는 경우 각 통풍구멍을 통해 대류방열 되는 상태를 나타낸 사시도.
도 11은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 조명램프를 보인 사시도.
도 12는 도 11의 조명램프가 사방으로 발광되는 상태를 나타낸 사시도.
도 13은 도 11의 조명램프가 각 통풍구멍을 통해 대류방열 되는 상태를 나타낸 사시도.
도 14는 도 6 및 도 11의 조명램프의 전원모듈 하단을 차폐하는 원형 차폐판을 보인 평면도.
도 15는 도 14에 도시된 원형 차폐판의 중앙부에 구비된 열차단 커버의 단면을 보인 원형 차폐판의 종단면도.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 조명모듈을 보인 사시도이고, 도 2는 도 1의 구성부분을 펼쳐보인 전개도이며, 도 3은 도 1에 도시된 각 LED소자에서 발광되는 상태를 보인 사시도이고, 도 4는 도 1의 도시된 전체 LED소자 위에 천공 반사판이 복개되어 발광과 반사되는 상태를 보인 사시도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 조명모듈(10)은, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 방열 회로기판에 다수의 수직투사형 LED 소자(12)와 측면투사형 LED 소자(13)가 배열되고 일측에 커넥터(14)를 갖는 LED 모듈(11), 광확산 커버(15), 방열판(19)가 조합되어 일체형 조명모듈을 이룬 것으로, 조명용도에 맞게 모듈 단위로 구성요소를 최적화시키고 이를 표준화하여 [발광-광확산-방열]작용이 효율적으로 이루어지도록 한 것이다.
이하 본 발명에 따른 엘이디 조명모듈의 구성와 작용를 상세히 설명하면, 일측에 전원접속용 커넥터(14)가 구비된 방열 회로기판에 다수의 수직투사형 LED 소자(12)와 측면투사형 LED 소자(13)가 배열되어 면발광체로 이루어진 LED 모듈(11)과, LED 모듈(11)의 상부를 반원통형으로 복개하되 좌우측면에 각각 하나 이상의 돌출 날개(16)가 형성된 광확산 커버(15)와, LED 모듈(11)의 하부를 복개하며 접착되되 광확산 커버(15)의 하단 테두리에 그 둘레가 끼워져서 광확산 커버(15)의 하단에 고정된 방열판(19)이 일체형으로 조합되어 조명램프용 조명모듈을 이루는 것이다.
상기 본 발명의 실시예에 있어서, LED 모듈(11)에 광확산 커버(15)를 복개시 LED 모듈(11)의 테두리가 광확산 커버(15)의 안쪽 하단 테두리에 꼭맞게 끼워져서 외부 공기가 광확산 커버(15)의 안쪽 공간에 유입되지 않으므로 장기간 사용시에도 발광부가 오염되지 않으며, 더하여 LED 모듈(11)의 아래면에 열전도성 테이프(TIM TAPE)에 의해 방열판(19)이 접착되면서 그 테두리가 광확산 커버(15)의 하단 테두리에 꼭맞게 끼워지게 되므로 LED 모듈(11)은 상하에서 밀착되게 보호되어 습기나 먼지가 발광부 안쪽으로 유입되지 않고 전기적으로 외부와 절연되어 조명모듈이 안정적으로 보호되고 전기적 절연성 있어서 인체에도 안전하다.
상기 본 발명의 실시예에 있어서, 금속재질의 방열판(19)의 외부 표면에는 열 에너지를 복사 에너지로 전환시키는 방열 세라믹, 카본 또는 기타 방열소재를 코팅하여 방열능력을 향상시킨 것이 조명램프 방열소재의 무게를 줄이고 제조비용을 절감할 수 있어서 바람직하며, 방열판(19)의 외부 표면에 다수의 방열 핀을 형성시키고 그 위에 상기 방열소재를 도포하는 것도 방열능력의 향상에 유용하다.
또한, 상기 본 발명의 실시예에 있어서, 금속재질의 방열판(19)은 열전도성이 우수한 구리, 알루미늄 등을 종이처럼 얇게 압연하여 만든 금속재 박판을 사용하되, 한쪽면에는 열전도성 접착제를 도포하고 다른 면에는 방열 세라믹, 카본 또는 기타 방열소재를 코팅하거나 도포한 열방사 시트로 마련하여, 조명모듈 제조시 이를 상기 광확산 커버의 테두리와 상기 LED 모듈의 하면에 동시에 접착시켜 조명모듈의 내부를 밀폐시키는 방열재로 사용하면, 본 발명의 엘이디 조명모듈(10)을 보다 경제적으로 제조하여 방열효과 대비 조명램프의 원가절감에 유용하다.
특히, 본 발명의 엘이디 조명모듈(10)은 광출력 단위로 표준화한 모듈을 미리 제작하였다가 조명용도에 따라 조명램프의 전원모듈 하우징 커버에 조합하여 조립하므로, 모듈 제작시 구성요소의 결합성과 밀폐성을 충분히 만족시키며 대량 생산할 수 있으므로 조명모듈의 효율성이 높으며 조명램프의 제조비용을 절감시켜 매우 경제적이다.
도 3은 도 1에 도시된 각 LED소자에서 발광되는 상태를 보인 사시도로, LED 모듈(11)에 배열된 다수의 수직투사형 LED 소자(12)는 반원통형 광확산 커버(15)의 상부로 광원을 투사하며, LED 모듈(11)의 한쪽 측면에 배치된 측면투사형 LED 소자(13)는 광확산 커버(15)의 끝부분으로 광원을 투사하는 것으로, 본 엘이디 조명모듈을 다수 조합하여 조명램프를 구성하면 다수의 수직투사형 LED 소자(12)는 조명램프의 측면 둘레로 발광되고, 측면투사형 LED 소자(13)는 조명램프의 아래 방향으로 발광 되어 광 사각지대 없이 180도의 넓은 배광을 이루는 것이다.
특히, 본 발명의 엘이디 조명모듈(10)은 도 3 내지 도 4에 도시된 바와같이 반원통형 광확산 커버(15)의 좌우측면에 하나 이상의 돌출형 날개(16)가 형성된 것이 조명램프의 방열은 물론 광 사각지대를 줄이는데 유용하게 작용하는 것으로, 광확산 커버(15) 안쪽의 내부반사에 의해 광확산 커버(15)의 좌우측면으로 투사되는 광원이 돌출형 날개(16)의 끝부분 까지 유도되므로 다수의 엘이디 조명모듈(10)을 원통형태로 조합하여 조명램프를 구성하면, 엘이디 조명모듈(10)의 좌우측면에 형성된 돌출형 날개(16) 끼리 맞닿아서 돌출형 날개(16)의 위아래로 통풍구멍이 형성될뿐만 아니라 각 통풍구멍과 돌출형 날개(16) 둘레에 광확산 커버(15)의 측면 반사광이 유도되어, 조명램프의 각 측면에 다수의 통풍구멍이 있음에도 불구하고 발광부 전체적으로 광 사각지대가 없이 광원이 넓게 확산되는 유용한 효과를 얻게 된다.
도 4는 도 1의 도시된 전체 LED소자 위에 모듈 반사판이 복개되어 발광과 반사되는 상태를 보인 사시도로, 도 3에 도시된 엘이디 조명모듈(10)의 광확산 작용을 더욱 증대시키기 위해 LED 모듈(11)의 위에 모듈 반사판을 복개한 것이다.
상기 본 발명의 실시예에 있어서, 모듈 반사판(17)은 반원통형 광확산 커버(15)의 양단에 지지 되어 LED 모듈(11)을 복개하되, LED 모듈(11)에 배열된 LED 소자(12)의 발광체에 대응되는 면이 투명창이 되고 나머지 바탕 면은 반사처리가 되거나, 상기 투명창 부분이 천공된 천공홀(18)이 형성되어 모듈 반사판(17)을 이룬 것으로, 각 LED 소자(12)에서 투사된 광원이 천공홀(18)을 통과하여 반원통형 광확산 커버(15)의 안쪽 면에 투사될 때, 반원통형 곡면의 렌즈작용에 의해 일부 광은 직진하고 일부 광은 곡면에 반사되어 반사효율이 우수한 모듈 반사판(17)에 의해 재반사되는 과정을 통해 광 손실을 최소화하며 고른 광확산 효과를 얻을 수 있으므로, 엘이디 조명모듈(10)에 모듈 반사판(17)의 적용이 바람직하다.
상기 본 발명의 실시예에 있어서, 광확산 커버(15)는 조명용도에 따라 투명 또는 반투명 또는 유백색 재질로 마련되되, 광확산 커버(15)의 안쪽 면에는 LED 소자(12, 13)의 광원을 넓게 확산시키기 위해 톱니형 렌즈나 렌티큘러 렌즈 또는 볼록렌즈와 같은 확산렌즈를 다수 형성시키는 것도 광 손실을 적게 하며 고른 광확산 효과를 얻을 수 있으므로 유용하다.
도 5는 도 1의 엘이디 조명모듈을 4개를 조합하여 엘이디 조명램프를 구성하는 것을 보인 부분 전개도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명램프를 보인 사시도이며, 도 7은 도 6의 조명램프가 사방으로 발광되는 상태를 나타낸 사시도이다.
본 발명의 실시예에 따른 엘이디 조명모듈을 이용한 조명램프(20)는, 도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이 전원접속 베이스(21)가 한쪽에 고정된 전원모듈 하우징(22), 상기 도 1 내지 도 4에 도시된 4개의 엘이디 조명모듈(10, 10-1~4), 하단 커버(23)가 하나로 조합되어 조명램프를 이룬 것이다.
이하 본 발명에 따른 엘이디 조명모듈을 이용한 조명램프(20)의 구성과 작용을 상세히 설명하면, 일측에 전원접속 베이스가 고정되는 전원모듈 하우징(22)과, 전원모듈 하우징(22)의 내부에 설치되는 전원모듈과, 전원모듈의 하부를 복개하며 전원모듈 하우징(22)에 고정되되 둘레에 다수의 커넥터용 홀이 형성된 원형 차폐판(28)과, 원형 차폐판(28)을 복개하며 전원모듈 하우징(22)에 고정되되 테두리와 하단 둘레에 다수의 통풍구멍(25)이 형성되고 바닥면 둘레에 모듈 삽입구가 2개 이상 형성된 하우징 커버(22-1)와, 하우징 커버(22-1)의 모듈 삽입구에 삽입되어 고정되며 전원모듈과 커넥터로 연결되어 전원이 접속되되 상기 도 1 내지 도 4에 도시된 엘이디 조명모듈(10, 10-1~4)과, 하우징 커버(22-1)의 모듈 삽입구에 2개 이상의 엘이디 조명모듈(10, 10-1~4)이 삽입되어 다각형 구조의 램프형 발광부를 이루되, 발광부 조합시 각각의 엘이디 조명모듈(10, 10-1~4)의 좌우측면에 형성된 돌출형 날개끼리 서로 맞닿아 각 측면의 접합면에 형성된 다수의 방열용 통풍구멍(26)과, 엘이디 조명모듈(10, 10-1~4)의 하측에 탈착 가능하도록 결합되어 조합된 램프형 발광부를 지지하되 바닥면에는 하나 이상의 방열용 통풍구멍(27)이 형성된 하단 커버를 포함하여, 180도 배광과 사방으로 대류방열 되는 조명램프가 이루어진 것이다.
상기 본 발명의 실시예에 있어서, 도 5와 같이 전원모듈 하우징 커버(22-1)의 하단에 4개의 엘이디 조명모듈(10-1~4)을 원통 형태로 조합하고 조명모듈의 하단을 하단 커버(23)로 체결하면 도 6과 같은 조명램프(20)가 완성되는 것으로, 각 엘이디 조명모듈(10-1~4)에 좌우측면에 형성된 돌출 날개(16)에 의해 각 측면의 모서리에 다수의 통풍구멍(26)이 길게 형성되어, 상단의 전원모듈 하우징 커버(22-1)의 통풍구멍(25)과 하단 커버(23)에 형성된 통풍구멍(27)에 의해 조명램프의 안쪽에 공기통로가 형성되어, 각 엘이디 조명모듈(10-1~4)의 발광시에 발열되는 복사열이 각 통풍구멍을 통해 빠르게 대류방열 되어 조명램프의 광효율과 수명이 안정적으로 장시간 유지되는 것이다. 조명램프의 사용방향에 상관없이 각 통풍구멍을 통해 대류방열 되는 방열작용은 아래 도8 내지 도 10에서 보다 상세히 설명한다.
상기 본 발명의 실시예에 있어서, 도 7은 조명램프가 사방으로 발광 되는 상태를 나타낸 것으로, 각 엘이디 조명모듈(10-1~4)의 내부에 배열된 다수의 수직투사형 LED 소자(12)는 조명램프(20)의 각 측면 방향으로 광원을 투사하고, 각 측면투사형 LED 소자(13)는 조명램프(20)의 아래 방향으로 광원을 투사하여 하단부에 별도로 구비되는 발광체가 없어도 180도의 넓은 배광이 이루어지는 조명효과를 얻을 수 있어서 유용하다. 또한, 하단 커버(23)는 엘이디 조명모듈(10-1~4)의 발광광원이 유도되어 음영이 발생하지 않도록 광확산 커버(15)에 사용된 것과 동일한 재질의 광확산 소재로 성형하여 제조하는 것이 바람직하다.
또한, 조명용도에 따라 측면 투사광과 하방 투사광을 적절하게 배분하여 표준화한 엘이디 조명모듈(10-1~4)을 제작하고, 이를 조명용도에 맞게 선택하여 알맞는 배광곡선을 갖는 조명램프를 제조할 수 있으며, 이에 따른 측면투사형 LED 소자(13)는 다수의 LED 소자가 조합되어 다양한 광 출력을 갖는 일체형 패키지로 마련되어 엘이디 조명모듈(10)에 구비되는 것이 바람직하다.
도 8은 도 6의 조명램프가 각 통풍구멍을 통해 대류방열 되는 상태를 나타낸 사시도이고, 도 9는 도 6의 조명램프가 반대방향으로 장착되어 사용되는 경우 각 통풍구멍을 통해 대류방열 되는 상태를 나타낸 사시도이며, 도 10은 도 6의 조명램프가 옆으로 사용되는 경우 각 통풍구멍을 통해 대류방열 되는 상태를 나타낸 사시도이다.
상기 본 발명의 실시예에 있어서, 도 8 내지 도 10에 나타낸 바와 같이 기존의 백열전구나 컴팩트형 형광램프와 같이 어느 방향으로나 본 발명의 조명램프를 장착하여 사용하여도 방열이 원활하게 이루어져 조명램프의 수명이 저하되지 않도록 한 것이 특징이다. 이와 같은 목적을 이루기 위해 본 발명에 따른 조명램프(20)는 발광부의 각 측면 모서리에 다수의 통풍구멍(26)과 상단의 하우징 커버에 다수의 통풍구멍(25) 및 하단 커버에 다수의 통풍구멍(27)을 형성시켜, 조명램프(20)의 발광시 각 엘이디 조명모듈(10-1~4)의 발열에 의해 가열된 내부공기가 온도차에 의해 대류작용이 일어나 다수의 통풍구멍을 통해 빠르게 방출되도록 한 것이다.
따라서 본 발명에 따른 조명램프(20)는 엘이디 조명모듈(10-1~4)의 발열량을 해소하기 위해 종래의 크고 무거운 알루미늄 재질의 히트싱크(Heat-sink)를 사용하지 않고 소량의 방열소재가 코팅된 얇고 가벼운 방열판(19)으로 열 에너지를 복사열 에너지로 전환시켜 다수의 통풍구멍(25~27)을 통해 대류방열시키므로 조명램프를 보다 가볍고 저렴하게 제조할 수 있어서 경제적으로 유용하다.
상기 본 발명의 실시예에 있어서, 도 8은 조명램프(20)를 천정의 전원소켓에 장착한 경우에 각 통풍구멍을 통해 대류방열 되는 상태를 나타낸 것으로, 엘이디 조명모듈(10-1~4)의 발광시 발광부의 내부공기가 가열되면 가벼워진 공기가 상단의 하우징 커버의 통풍구멍(25)을 통해 배출될 때 주변의 공기가 조명램프(20)의 각 측면 모서리의 통풍구멍(26)과 하단 커버의 통풍구멍(27)을 통해 유입되므로, 대류방열 작용이 빠르게 이루어져 조명램프의 방열문제가 해소되는 것이다.
도 9는 바닥의 전원소켓에 조명램프(20)를 장착한 경우에 각 통풍구멍을 통해 대류방열 되는 상태를 나타낸 것으로, 도 8과 반대로 조명램프(20)의 각 측면 모서리에 형성된 통풍구멍(26)과 아래쪽 하우징 커버에 형성된 통풍구멍(25)을 통해 유입된 외부공기가 대류작용에 의해 램프 하단 커버에 형성된 통풍구멍(27)을 통해 배출되는 것을 보인 것이다.
도 10은 벽면에 설치된 전원소켓에 조명램프(20)를 장착한 경우에 각 통풍구멍을 통해 대류방열 되는 상태를 나타낸 것으로, 조명램프(20)의 각 측면 모서리에 형성된 통풍구멍(26)과 하단 커버에 형성된 통풍구멍(27) 및 하우징 커버에 형성된 통풍구멍(25)의 각 아래쪽 통풍구멍을 통해 유입된 외부공기가 상단의 각 통풍구멍을 통해 배출되는 것을 보인 것이다.
도 11은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 조명램프를 보인 사시도이고, 도 12는 도 11의 조명램프가 사방으로 발광되는 상태를 나타낸 사시도이며, 도 13은 도 11의 조명램프가 각 통풍구멍을 통해 대류방열 되는 상태를 나타낸 사시도이다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 엘이디 조명모듈을 이용한 조명램프(30)는, 도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이 전원접속 베이스(21)가 한쪽에 고정된 전원모듈 하우징(22), 상기 도 1 내지 도 4에 도시된 4개의 엘이디 조명모듈(10, 10-1~4), 도너츠형 조명모듈이 구비된 하단 커버(31)가 하나로 조합되어 조명램프를 이룬 것이다.
상기 본 발명의 다른 일 실시예에 있어서, 도 11 내지 도 13에 도시된 조명램프(30)는 상기 도 5 내지 도 10에 도시된 조명램프(20)와 구성 및 작용이 대부분 동일하며, 다른 점은 자체 발광기능이 없는 상기 조명램프(20)의 하단 커버(23)를 발광기능을 갖는 도너츠형 조명모듈이 구비된 하단 커버(31)로 대체하여 조명램프(30)의 하방으로 투사되는 조명 광량을 크게 향상시킨 것이다.
따라서 상기 조명램프(20)과 구성 및 작용이 중복되는 부분은 상세 설명을 생략하고, 5면으로 발광되는 조명램프(30)의 하단에 장착되는 도너츠형 조명모듈이 구비된 하단 커버(31)의 구성과 작용을 상세히 설명하면, 하단 커버의 중앙에 격자형 통풍구멍이 형성되어 조명램프(30)의 사용방향에 따라 외부공기가 유입되거나 내부 열기가 배출되는 것이며, 도너츠형 하단 커버의 안쪽에 아래 방향으로 조명광원이 투사되는 도너츠형 엘이디 조명모듈을 구비하여 측면 발광부에 구비된 4개의 엘이디 조명모듈(10-1~4)과 조화를 이루어 도 12와 같이 180도의 균일한 배광을 이루는 조명램프(30)를 구현한 것이다.
상기 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 도너츠형 엘이디 조명모듈은 원반형 방열 회로기판의 중앙부가 도너츠 형상으로 천공된 회로기판에 다수 LED 소자가 배열되고, 상기 도너츠형 회로기판에 도너츠형 하단 커버가 복개되며, 상기 엘이디 조명모듈(10-1~4)의 LED 모듈 끝단에서 연결된 전선으로 전원이 공급되고 엘이디 조명모듈이 발광되어 상기 조명램프(30)의 하방을 비추는 것이다.
상기 본 발명의 실시예에 있어서, 도 13은 조명램프(30)의 대류방열 상태를 나타낸 것으로, 조명램프(30)의 사용방향에 따라 각 통풍구멍(25~27)이 각각 외부공기 유입구가 되거나 내부공기 배출구가 되는 것이며, 사용방향에 따른 대류방열 작용은 상기한 도 8 내지 도 10의 경우와 동일하다.
도 14는 도 6 및 도 11의 조명램프의 전원모듈 하단을 차폐하는 원형 차폐판을 보인 평면도이고, 도 15는 도 14에 도시된 원형 차폐판의 중앙부에 구비된 열차단 커버의 단면을 보인 원형 차폐판의 종단면도이다.
도 5 내지 도 13에 도시된 본 발명의 실시예에 있어서, 전원모듈 하우징(22)의 하단부 안쪽 테두리에 고정되고, 내장된 전원모듈을 전기적으로 차폐하여 외부유도전압으로 부터 전원모듈을 보호하는 원형 차폐판(28)의 중앙에는 조명램프(20, 30)의 발광부 안쪽에서 원형 차폐판(28)으로 올라오는 복사열을 차단하며 하우징 커버(22-1)의 측면 통풍구멍 쪽으로 방출열의 방향을 빠르게 전환시켜 주는 열차단 커버(28-1)가 더 구비되는 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 실시예에 있어서, 원형 차폐판(28)에 도시된 커넥터 홀(29)은 전원모듈에 연결된 커넥터를 원형 차폐판(28)의 각 커넥터 홀(29)을 통해 각 조명모듈(10-1~4)의 커넥터에 용이하게 접속시키기 위해 형성한 것이다.
도 5 내지 도 13에 도시된 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 하단 커버(23, 31)에는 조명제어용 광센서(24)가 구비되어 외부 광량에 따라 조명 조도가 자동으로 제어되도록 한 것으로, 광센서에 의해 광량이 검지 되어 전원모듈을 통해 조도를 자동조절하는 것은 통상적으로 널리 알려진 회로기술이므로 이의 상세한 설명은 생략한다. 또한 상기 광센서(24)는 통상적인 리모컨의 수신 센서로도 활용될 수 있으며, 이 경우에는 사용자가 리모컨을 조작하여 조명 조도와 연색성을 수동으로 가변할 수 있어서 본 발명의 조명램프의 활용성 향상에 바람직하며, 이 또한 널리 알려진 회로기술이므로 상세한 구동회로와 설명은 생략한다.
상기 설명된 본 발명의 실시예에 있어서, 조명램프(20, 30)의 원통형 발광부에 장착된 각 엘이디 조명모듈(10, 10-1~4)은 조명램프(20, 30)의 측면 둘레를 비추되, 각 엘이디 조명모듈(10, 10-1~4)의 일측에 마련된 측면투사형 LED 소자(13)의 발광 광원에 의해 조명램프(20, 30)의 아래 방향으로도 조명광원이 투사되어 180도 배광이 이루어지므로 발광부에 광 사각지대가 없어서 유용하다.
상기 설명된 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엘이디 조명모듈(10, 10-1~4)은 사용수명이 다할 경우, 상기 하우징 커버(22-1)와 상기 하단 커버(23, 31)의 탈착에 의해서 용이하게 교체 가능하므로, 본 발명의 조명램프(20, 30)에 본체로 사용된 조명램프 하우징과 부분품을 반영구적으로 재사용할 수 있어서 사용폐기물을 줄이고 자원을 절약할 수 있어서 유용하다.
본 발명은 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고도 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 본 발명의 기술보호범위는 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명은 기존의 백열전구 및 형광램프를 대체할 수 있는 컴팩트형 엘이디 조명램프로서, 수은 등의 공해물질을 사용하지 않은 반도체의 LED 소자를 발광체로 사용하여 획기적인 절전효과와 함께 반영구적인 장수명의 조명램프로서 사용폐기물을 줄이고 자원을 절약하며 산업적으로 널리 사용가능한 것이다.
10, 10-1~4: 엘이디(LED) 조명모듈 11: LED 모듈
12: 수직투사형 LED 소자 12: 측면투사형 LED 소자
14: 커넥터 15: 광확산 커버
16: 돌출형 날개 17: 모듈 반사판
18: 천공홀 19: 방열판
20: 4개 엘이디 조명모듈로 조립한 조명램프
21: 전원접속 베이스 22: 전원모듈 하우징
22-1: 하우징 커버 23: 하단 커버
24: 광센서 25: 전원모듈 하우징의 통풍구멍
26: 조명모듈 측면의 통풍구멍 27: 조명모듈 커버의 통풍구멍
28: 원형 차폐판 28-1: 열차단 커버
29: 커넥터 홀
30: 4개 엘이디 조명모듈과 하단 커버형 조명모듈로 조립한 조명램프
31: 하단 커버형 조명모듈

Claims (12)

  1. 일측에 전원접속용 커넥터가 구비된 회로기판에 다수의 LED 소자가 배열되어 면발광체로 이루어진 LED 모듈;
    상기 LED 모듈의 상부를 반원통형으로 복개하되, 좌우측면에 각각 하나 이상의 돌출형 날개가 형성된 광확산 커버;
    상기 LED 모듈의 하부를 복개하며 접착되되, 상기 광확산 커버의 하단 테두리에 그 둘레가 끼워져서 상기 광확산 커버의 하단에 고정된 금속재질의 방열판;이 일체형 모듈로 조합되어 조명램프용 발광모듈로 이루어진 것을 특징으로 하는 엘이디 조명모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 LED 모듈에 배열된 다수의 LED 소자는 상기 광확산 커버의 반원통형 내부 곡면으로 광원을 투사하는 수직투사형으로 마련되되, 상기 LED 모듈의 일측에는 상기 광확산 커버의 아래쪽 측면으로 투사되는 측면투사형 LED 소자가 하나 이상 마련된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광확산 커버의 안쪽 면에 지지 되어 상기 LED 모듈을 복개하되, 상기 LED 모듈에 배열된 LED 소자의 발광면에 대응되는 면이 투명창이 되고 나머지 바탕면은 반사처리되거나, 반사판에서 상기 투명창 부분이 천공된 모듈 반사판이 더 포함된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명모듈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광확산 커버는 조명용도에 따라 투명 또는 반투명 또는 유백색 재질로 성형되되, 상기 광확산 커버의 안쪽 곡면에는 LED 소자의 광원을 넓게 확산시키기 위해 확산렌즈가 형성된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열판의 외부 표면에는 열 에너지를 복사 에너지로 전환시키는 방열 세라믹, 카본 또는 기타 방열소재를 코팅하거나, 다수의 방열 핀을 형성하고 그 위에 상기 방열소재를 도포하여 방열능력을 더 향상시켜 마련된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명모듈.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 방열판은 열전도성이 우수한 금속재 박판을 사용하되, 금속재 박판의 한쪽면에는 열전도성 접착제를 도포하고 다른 면에는 방열 세라믹, 카본 또는 기타 방열소재를 코팅하거나 도포한 열방사 시트로 마련하여, 조명모듈 제조시 이를 상기 광확산 커버의 테두리와 상기 LED 모듈의 하면에 동시에 접착시켜 조명모듈의 내부를 밀폐시키며 방열재로 사용되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명모듈.
  7. 일측에 전원접속 베이스가 고정되는 전원모듈 하우징;
    상기 전원모듈 하우징의 내부에 설치되는 전원모듈;
    상기 전원모듈의 하부를 복개하며 상기 전원모듈 하우징에 고정되되, 둘레에 다수의 커넥터용 홀이 형성된 원형 차폐판;
    상기 원형 차폐판을 복개하며 상기 전원모듈 하우징에 고정되되, 테두리와 하단 둘레에 다수의 통풍구멍이 형성되고, 바닥면에 조명모듈 삽입구가 2개 이상 형성된 하우징 커버;
    상기 하우징 커버의 모듈 삽입구에 삽입되어 고정되며 상기 전원모듈과 커넥터로 연결되어 전원이 접속되되, 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 엘이디 조명모듈;
    상기 하우징 커버의 모듈 삽입구에 2개 이상의 상기 엘이디 조명모듈이 삽입되어 다각형 구조의 램프형 발광부를 이루되, 발광부를 원통형태로 조합시 각각의 상기 엘이디 조명모듈의 좌우측면에 형성된 돌출형 날개끼리 서로 맞닿아 각 조명모듈의 좌우측 모서리에 형성된 다수의 방열용 통풍구멍;
    상기 엘이디 조명모듈의 하측에 탈착 가능하도록 결합되어 조합된 발광부를 지지하되, 바닥면에는 하나 이상의 방열용 통풍구멍이 형성된 하단 커버;를 포함하여 180도 배광과 사방으로 대류방열 되는 조명램프가 이루어진 것을 특징으로 하는 엘이디 조명모듈을 이용한 조명램프.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 하단 커버를 대체하여 하단 커버의 중앙에 격자형 통풍구멍이 형성된 도너츠형 하단 커버를 마련하되, 도너츠형 하단 커버의 안쪽에 아래 방향으로 조명광원이 투사되는 도너츠형 엘이디 조명모듈이 구비된 하단 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명모듈을 이용한 조명램프.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 원형 차폐판의 중앙에는 상기 조명램프의 발광부 안쪽에서 상기 원형 차폐판으로 올라오는 복사열을 차단하며 상기 하우징 커버의 측면 통풍구멍 쪽으로 방출열의 방향을 전환시켜 주는 열차단 커버가 더 포함된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명모듈을 이용한 조명램프.
  10. 제 6 항에 있어서,
    조명램프의 원통형 발광부에 장착된 상기 각 엘이디 조명모듈은 조명램프의 측면 둘레를 비추되, 상기 각 엘이디 조명모듈의 일측에 마련된 상기 측면투사형 LED 소자의 발광 광원에 의해 조명램프의 아래 방향으로도 조명광원이 투사되어 180도 배광이 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명모듈을 이용한 조명램프.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 하단 커버에는 조도가 자동조절되는 제어용 광센서가 구비되며, 광센서를 통해 리모컨의 조작에 따라 조명 조도와 연색성이 가변되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명모듈을 이용한 조명램프.
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 엘이디 조명모듈은 사용수명이 다할 경우, 상기 하우징 커버와 상기 하단 커버의 탈착에 의해서 용이하게 교체 가능한 것을 특징으로 하는 엘이디 조명모듈을 이용한 조명램프.
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