KR20110139450A

KR20110139450A - 조명장치

Info

Publication number: KR20110139450A
Application number: KR1020100059557A
Authority: KR
Inventors: 조한규; 이대혁; 박상현
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2010-06-23
Filing date: 2010-06-23
Publication date: 2011-12-29
Also published as: US8283844B2; KR101370920B1; US20110181167A1

Abstract

본 발명은 배광효율이 향상된 조명장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 조명장치에 의하면, 조명장치의 배광효율이 향상될 수 있으며, 조명장치의 의도된 방향으로 배광이 가능하고, 조명장치의 배광효율이 향상되므로, 동일한 광량을 얻기 위한 전력 소비량을 줄일 수 있다.

Description

조명장치{Lighting Device}

본 발명은 배광효율이 향상된 조명장치에 관한 것이다.

LED 또는 LED 소자라 함은 반도체의 P-N 접합 구조를 이용하여 주입시킨 소수캐리어를 생성시킨 후, 다시 상기 소수 캐리어들의 재결합에 의하여 발광이 되도록 하는 장치를 말한다. 상기 LED의 발광 파장은 첨가되는 불순물의 종류에 따라 다르며, 아연 및 산소 원자가 관여하는 발광은 적색(파장 700 nm), 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색(파장 550 nm)이 된다.

이와 같은 발광 다이오드는 기존의 광원에 비하여 소형이고, 수명이 길고, 효율이 좋으며 그리고 고속 응답이라는 이점을 가진다.

LED 조명장치가 단순 조명으로 사용되는 경우에는 불투명한 확산캡 등을 사용하여 빛의 방향성을 상쇄할 수 있으나, LED 조명장치가 방향성 있는 투사광을 제공하는 경우, 빛을 수렴하여 배광하는 렌즈구조를 채용하여, 조명장치에 특정한 방향성을 제공할 수 있다.

방향성이 요구되는 LED 조명장치는 광투과성 렌즈유닛을 사용할 수 있다. 렌즈유닛은 LED 소자에서 제공되는 빛을 수렴하여, 일정한 방향성을 갖도록 빛을 투사하는 역할을 수행한다.

상기 LED 소자에서 제공된 빛이 렌즈유닛을 투과하는 과정에서 빛이 렌즈유닛의 광출사면으로 진행하지 못하고 렌즈유닛 내부에서 반사 또는 산란되는 경우 요구되는 광량을 얻지 못하고 의도되지 않은 방향으로 빛이 공급될 수 있다.

본 발명은 배광효율이 향상되고, 조명장치의 설계시 의도된 방향으로 배광이 가능한 조명장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 LED 소자, 상기 LED 소자가 장착된 LED 모듈, 상기 LED 모듈이 장착되는 장착공간을 갖는 히트싱크, 상기 LED 모듈 상부에 구비되며, 상기 LED 모듈 방향으로 돌출되어 미리 결정된 경사를 갖는 경사면을 구비하는 집광렌즈가 중심부에 구비되는 렌즈유닛, 상기 집광렌즈의 경사면 둘레를 감싸도록 상기 장착공간에 장착되고, 상기 집광렌즈의 경사면을 감싸는 제1 반사면과 상기 제1 반사면과 다른 경사를 갖는 제2 반사면을 구비하는 반사부재를 포함하는 조명장치를 제공한다.

여기서, 상기 렌즈유닛은 상기 집광렌즈 둘레에 윈도우가 구비되고, 상기 제2 반사면은 상기 윈도우로 연장될 수 있다.

또한, 상기 제2 반사면과 상기 윈도우는 면접촉될 수 있다.

그리고, 상기 집광렌즈의 경사면과 상기 반사부재의 제1 반사면은 서로 대응되는 경사를 갖을 수 있다.

이 경우, 상기 반사부재의 제1 반사면 및 상기 집광렌즈의 경사면은 접촉된 상태로 형합될 수 있다.

여기서, 상기 제1 반사면과 제2 반사면이 이루는 각은 90도 이상일 수 있다.

또한, 상기 랜즈유닛을 상기 히트싱크 측에 고정하기 위한 커버링을 더 포함하며, 상기 렌즈유닛의 윈도우의 둘레에 상기 커버링에 의하여 구속되는 체결 플렌지가 구비될 수 있다.

그리고, 상기 체결 플렌지는 상기 윈도우와 평행하고, 상기 집광랜즈의 돌출 방향으로 단차를 갖을 수 있다.

이 경우, 상기 반사부재는 상기 체결 플렌지에 면접하는 걸림턱이 제2 반사면의 테두리에 단차를 갖으며 구비될 수 있다.

여기서, 상기 렌즈유닛의 전면인 광출사면에 마이크로 렌즈 어레이를 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 조명장치에 의하면, 조명장치의 배광효율이 향상될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 조명장치에 의하면, 조명장치의 의도된 방향으로 배광이 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 조명장치에 의하면, 조명장치의 배광효율이 향상되므로, 동일한 광량을 얻기 위한 전력 소비량을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 조명장치의 하나의 실시예의 사시도를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 조명장치의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 조명장치의 렌즈유닛을 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 조명장치의 반사부재의 하나의 실시예를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 조명장치의 반사부재의 다른 실시예를 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 조명장치의 단면도를 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 조명장치의 광경로 중 일부를 도시한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 조명장치(1000)의 하나의 실시예의 사시도를 도시한다. 본 발명에 따른 조명장치는 LED 소자(미도시), 상기 LED 소자가 장착된 LED 모듈(미도시), 상기 LED 모듈이 장착되는 장착공간을 갖는 히트싱크(600), 상기 LED 모듈 상부에 구비되며, 상기 LED 모듈 방향으로 돌출되어 미리 결정된 경사를 갖는 경사면을 구비하는 집광렌즈(미도시)가 중심부에 구비되는 렌즈유닛(200), 상기 집광렌즈의 경사면 둘레를 감싸도록 상기 장착공간에 장착되고, 상기 집광렌즈의 경사면을 감싸는 제1 반사면과 상기 제1 반사면과 다른 경사를 갖는 제2 반사면을 구비하는 반사부재(300)를 포함할 수 있다.

상기 조명장치(1000)는 상기 히트싱크(600) 상부에 LED 모듈을 구비하고, LED 모듈에서 발생되는 빛을 수렴하여 배광하는 렌즈유닛(200) 구비될 수 있다.

상기 렌즈유닛(200)은 광투과성 재질로 구성될 수 있으며, 상기 투사렌즈(100)는 LED 모듈이 장착되는 히트싱크(600) 측에 고정될 수 있다. 그 방법은 후술한다.

상기 히트싱크(600) 하부에 상용전원을 상기 LED 모듈의 입력 전원으로 변환하는 전장부(미도시)를 포함하는 베이스(700)를 포함할 수 있다.

상기 베이스(700)는 상용전원을 공급하는 전원소켓에 장착되며, 그 내부에 상용전원을 LED 모듈의 입력 전원으로 변환하는 전장부가 수용될 수 있다. 일반적으로 LED 소자는 직류전원을 사용하므로, 상기 전장부는 AC-DC 컨버터 및 전압의 크기를 조절하는 트랜스 등의 부품이 포함될 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 조명장치는 상기 렌즈유닛(200)의 테두리를 지지한 상태로 상기 히트싱크(600)와 체결되는 커버링(100)을 포함할 수 있다.

그리고, 도 1에 도시된 조명장치(100)는 상기 렌즈유닛(200)의 테두리를 지지한 상태로 상기 히트싱크(600)와 체결되는 커버링(100)을 포함할 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 조명장치의 분해 사시도이다.

상기 LED 모듈(400)은 LED 소자(420)가 구비될 수 있다. 상기 LED 모듈(400)은 기판(예를 들면 금속기판) 상부에 LED 소자(420)가 복수 개 장착될 수 있다. LED 소자(420)가 장착되는 기판으로서 금속기판이 사용되어 LED 소자(420)에서 발생된 열이 신속히 상기 히트싱크(600) 측으로 방열될 수 있다. 상기 LED 모듈(400)은 히트싱크(600) 상부에 장착될 수 있으며, 상기 히트싱크(600)는 상기 LED 모듈(400)이 안착되기 위한 장착공간(630)이 구비될 수 있다. 상기 LED 모듈(400)은 상기 장착공간(630)에 장착되며, 상기 LED 모듈(400)에서 발생되는 열이 상기 히트싱크(600)로 전도될 수 있다.

상기 LED 모듈(400)과 상기 히트싱크(600)의 열전달 성능의 향상과 절연을 위하여 상기 LED 모듈(400)과 상기 히트싱크(600) 사이에 열전도 패드(미도시)가 더 구비될 수 있다.

상기 열전도 패드는 상기 LED 모듈(400)과 상기 히트싱크(600) 사이의 열전달 성능을 극대화하고, 각각 LED 모듈(400) 및 히트싱크(600)의 접촉면적을 확대하여 방열 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 열전도 패드는 유연한 재질로 구성되므로, 접촉면적이 확대될 수 있기 때문이다.

상기 렌즈유닛(200)은 상기 LED 모듈(400) 상부에 구비되며, 상기 LED 모듈(400) 방향으로 돌출되어 미리 결정된 경사를 갖는 경사면(220s)을 구비하는 집광렌즈(220)가 중심부에 구비된다. 상기 집광렌즈(220)은 상기 LED 모듈(400)의 LED 소자(420)에서 제공된 빛을 수렴시켜 일정한 방향성을 부여하는 역할을 수행한다. 그리고, 상기 LED 모듈(400)과 상기 렌즈유닛(200) 사이에 반사부재(300)가 구비될 수 있다.

상기 반사부재(300)는 상기 집광렌즈(200)의 경사면 둘레를 감싸도록 상기 장착공간(630)에 장착되고, 상기 집광렌즈의 경사면을 감싸는 제1 반사면과 상기 제1 반사면과 다른 경사를 갖는 제2 반사면을 구비할 수 있다.

상기 반사부재(300)의 구조 및 작용과 관련된 설명은 후술한다.

상기 히트싱크(600)는 금속성 재질로 구성되므로, LED 모듈(400)에서 발생된 열을 신속히 방열할 수 있다. 상기 히트싱크(600)는 상부에 장착공간(630)이 구비되고, 상기 히트싱크(600) 하부에는 베이스(700)가 삽입되는 삽입공간이 구비될 수 있다. 즉, 히트싱크(600)는 장착공간(630)의 저면에 의하여 상부의 장착공간(630)과 하부의 삽입공간으로 구획될 수 있다.

상기 베이스(700)는 상용전원을 LED 모듈(400) 전원으로 변환하기 위한 전장부(730)와 상기 전장부(730)를 수용하는 하우징(750)을 포함할 수 있다.

상기 하우징(750)은 내측에 수용공간(753)을 구비하고 상기 수용공간에 전장부(730)가 수용될 수 있다.

상기 하우징(750)은 상부에 상기 LED 모듈(400)과 체결을 위한 체결보스(751)가 적어도 1개 이상 구비될 수 있다. 상기 체결보스(751)는 상기 LED 모듈(400)과 체결부재(b1, 볼트 등)에 의하여 직접 체결될 수 있다. 상기 히트싱크(600)의 장착공간(630)의 저면에 체결홀이 구비되고, 상기 체결부재(b1)는 상기 체결홀을 통해 상기 하우징(750)의 체결보스(751)와 체결될 수 있다.

상기 전장부(730)는 교류 전원을 직류전원으로 변환하는 AC-DC 컨버터 등이 포함될 수 있으며, 상기 히트싱크(600)에 형성된 연결홀(620)을 통해 상기 LED 모듈(400)과 연결될 수 있다.

그리고, 상기 베이스(700)의 하부에는 상기 전장부(730)로 상용전원을 공급하는 전극소켓(미도시)이 구비될 수 있다. 상기 전극소켓은 상용전원 공급소켓(미도시)에 장착되어 전류를 공급받을 수 있다.

본 발명에 따른 조명장치는 전장부(730) 및 전극소켓을 수용하는 하우징(750)을 상기 히트싱크(600)의 삽입공간에 삽입하고, 상기 히트싱크(600)의 상부의 장착공간(630)에 LED 모듈(400)을 안착시킨 상태로 볼트 등과 같은 체결부재(b1)를 사용하여 체결과정이 수행될 수 있다.

즉, 체결부재(b1)는 상기 히트싱크(600)를 사이에 두고 상기 LED 모듈(400)과 상기 하우징(750)을 체결할 수 있다. 상기 히트싱크(600)는 상기 LED 모듈(400)과 상기 하우징(750) 사이에 고정될 수 있으므로, 체결부재(b)의 개수를 최소화할 수 있으며, 조립과정도 단순화할 수 있다.

그리고, 상기 베이스, 즉 하우징(750)를 상기 히트싱크(600)의 삽입공간으로 삽입하는 삽입과정을 안내하기 위한 가이드 리브(755)가 상기 하우징(750)의 외측면에 구비될 수 있으며, 상기 히트싱크(600)의 삽입공간(미도시)의 내측면에 상기 가이드 리브(755)가 안착되어 삽입과정을 안내하기 위한 가이드 홈이 구비될 수 있다.

물론, 가이드 리브(755) 및 가이드 홈의 위치는 서로 바뀔 수 있으며, 그 개수 역시 가변적으로 적용될 수 있다.

또한, 상기 하우징(750)의 삽입깊이를 제한하기 위한 걸림턱(757)이 상기 하우징(750)의 외측면에 구비될 수 있다. 따라서, 상기 하우징(750)은 상기 걸림턱(757)이 히트싱크(600)의 하단에 걸려 삽입 깊이가 제한될 수 있다.

이와 같은 방법에 의하여, 상기 LED 모듈(400)은 상기 히트싱크(600)와 결속됨과 동시에 상기 베이스를 구성하는 하우징(750)와 체결될 수 있다. 상기 히트싱크(600)의 장착공간의 저면의 열전도 패드는 상기 LED 모듈(400)에서 발생되는 열을 상기 히트싱크(600)로 전도시킴과 동시에 LED 모듈을 구성하는 금속기판과 히트싱크(600)를 절연시킬 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 조명장치의 렌즈유닛(200)을 도시한다. 구체적으로 도 3(a)는 렌즈유닛(200)을 후방에서 바라본 사시도이며, 도 3(b)는 렌즈유닛(200)을 전방에서 바라본 사시도이며, 도 3(c)는 렌즈유닛(200)의 단면도를 도시한다.

상기 렌즈유닛(200)은 광투과성 재질로 구성될 수 있다. 광투과성 재질로 구성된 렌즈유닛(200)의 전면은 광출사면을 구성하며, 광출사면(210)인 렌즈유닛(200)의 전면에 마이크로 렌즈 어레이(Micro Lens Array)를 구성할 수 있다. 상기 마이크로 렌즈 어레이는 연속된 마이크로 렌즈 배열을 광출사면에 구비하는 것을 의미한다. 상기 광출사면에 마이크로 렌즈 어레이를 구비하여, 배광효율을 증가시키고, 출사광의 품질을 향상시킬 수 있다.

상기 광출사면(210)과 대향하는 렌즈유닛(200)의 배면에 집광렌즈(220)가 구비된다. 상기 집광렌즈(220)는 상기 LED 모듈(400)의 LED 소자(420)에서 제공된 빛을 수렴시켜 일정한 방향성을 부여하는 역할을 하므로, LED 소자(420)이 LED 모듈 중심부에 장착된 경우, 상기 집광렌즈(220) 역시 렌즈유닛(220)의 배면의 중심부에 구비될 수 있다.

상기 렌즈유닛(200)의 배면 중 집광렌즈(220)가 이외의 영역(240, 이하 '윈도우'라 함)는 상기 LED 소자(420)에서 제공되는 빛이 직접 공급되는 영역은 아니다.

그러나, 후술하는 반사부재의 제2 반사면에 의하여 렌즈유닛(200) 내부에서 불규칙 반사 또는 산란되어 렌즈유닛(220)의 배면 방향으로 출사되는 빛이 다시 광출사면 방향으로 반사되는 영역이다. 자세한 설명은 뒤로 미룬다.

도 2(c)에 도시된 단면도에 도시된 바와 같이, 상기 집광렌즈(220)의 단부는 함몰된 함몰부(220g)를 구성한다. 상기 함몰부(220g)는 상기 LED 모듈(400)의 LED 소자(420)와 마주보는 위치에 구비되어 LED 소자(420)에서 제공된 빛이 입사될 수 있다. 상기 함몰부(220g) 주변에는 경사면(220s)이 형성되어, 상기 함몰부(220g)로 입사된 빛이 상기 경사면(220s)에서 전반사되도록 하여 배광효율을 향상시킬 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 랜즈유닛(200)을 상기 히트싱크(600) 측에 고정하기 위한 커버링(100)을 더 포함하며, 상기 렌즈유닛(200)의 윈도우(240)의 둘레에 상기 커버링(100)에 의하여 구속되는 체결 플렌지(260)가 구비될 수 있다.

상기 체결 플렌지(260)는 상기 윈도우(240)와 평행하고, 상기 집광랜즈(220)의 돌출 방향으로 단차(250)를 갖도록 구성될 수 있다. 상기 단차(250)를 형성하여 상기 커버링(100)과 상기 광출사면(220)의 높이차를 최소화할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 조명장치의 반사부재(300)의 하나의 실시예를 도시한다. 구체적으로 도 4(a)는 반사부재(300)을 전방에서 바라본 사시도이며, 도 4(b)는 반사부재(300)의 단면도를 도시한다.

상기 반사부재(300)는 상기 집광렌즈(220)의 경사면(220s) 둘레를 감싸도록 상기 장착공간에 장착되고, 상기 렌즈유닛(220)의 집광렌즈(220)의 경사면(220s)을 감싸는 제1 반사면(350a)과 상기 제1 반사면(350a)과 다른 경사를 갖는 제2 반사면(350b)을 구비할 수 있다.

상기 렌즈유닛(220)의 집광렌즈(220)의 경사면(220s)을 감싸는 제1 반사면(350a)은 내경이 점진적으로 변화되는 파이프 구조를 갖을 수 있다. 그리고, 상기 집광렌즈(220)의 경사면(220s)과 상기 반사부재(300)의 제1 반사면(350a)은 서로 대응되는 경사를 갖을 수 있다.

그리고, 상기 반사부재(300)의 제1 반사면(350a)에서의 반사율을 향상시키기 위하여 상기 반사부재(300)의 제1 반사면(350a) 및 상기 집광렌즈(220)의 경사면(220s)은 접촉된 상태로 형합되도록 구성될 수 있다.

상기 반사부재(300)의 제1 반사면(350a)과 상기 집광렌즈(220)의 경사면(220s) 사이에 조립공차 이상의 불필요한 공간이 형성된다면, 상기 집광렌즈(220)의 경사면(220s)에서 전반사되지 못하고 유실되는 빛이 상기 반사부재(300)의 제1 반사면(350a)에서 반사되어 다시 상기 집광렌즈(220)의 경사면(220s)으로 입사될 가능성이 작아진다. 불필요한 굴절 및 산란이 발생될 수 있기 때문이다.

따라서, 상기 반사부재(300)의 제1 반사면(350a) 및 상기 집광렌즈(220)의 경사면(220s)은 접촉된 상태로 형합되도록 상기 반사부재(300)의 제1 반사면(350a)의 내경과 상기 집광렌즈(220)의 경사면(220s)의 외경을 결정할 필요가 있다.

여기서, 상기 반사부재(300)의 제1 반사면(350a) 및 상기 집광렌즈(220)의 경사면(220s)의 접촉된 상태라 함은 완전한 밀착상태를 의미하는 것이 아니라, 어느 정도의 조립공차를 확보하면서 형합되는 것을 포함하도록 이해되어야 한다.

그리고, 상기 반사부재(300)는 제1 반사면(350a) 뿐만 아니라 상기 제1 반사면(350a)과 다른 경사를 갖는 제2 반사면(350b)을 구비할 수 있다.

상기 제2 반사면(350b)은 제1 반사면(350a)에서 연장 및 절곡된 면일 수 있다. 이 경우, 상기 제2 반사면(350b) 및 제1 반사면(350a)이 이루는 각도(θ)는 90도 이상일 수 있다. 상기 제2 반사면(350b) 및 제1 반사면(350a)이 이루는 각도(θ)는 90도 이상, 바람직하게는 100도 이상이어야 반사면의 반사에 의하여 광경로가 광출사면 방향으로 수정될 수 있다.

도 4에 도시된 반사부재(300)의 제2 반사면(350b)은 제1 반사면(350a)에서 연장 및 절곡되며 그 각도는 도 4(c)에 도시된 바와 같이, 대략 100도 정도일 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 조명장치의 반사부재(300)는 상기 렌즈유닛(200)의 체결 플렌지(260)에 지지되는 걸림턱(370)이 반사부재의 제2 반사면(350b)의 테두리에 단차(360)를 갖으며 구비될 수 있다.

상기 걸림턱(370)은 상기 렌즈유닛(200)과 조립시 상기 체결 플렌지(260)의 배면에 지지될 수 있다. 상기 걸림턱(370)이 상기 체결 플렌지(260)의 배면에 지지되는 경우, 상기 반사부재(300)의 제2 반사면(350b)은 상기 렌즈유닛(200)의 윈도우에 접할 수 있다.

상기 반사부재(300)의 제2 반사면(350b)은 상기 윈동우 내부를 따라 전반사 또는 산란된 빛을 상기 렌즈유닛(200)의 광출사면 방향으로 반사시키는 역할을 수행한다.

따라서, 일차적으로 제1 반사면(350a)을 통해 상기 집광렌즈(220)의 경사면을 이탈하는 빛을 반사시키고, 상기 렌즈유닛(200)의 윈도우 내부로 전반사 및 산란되는 빛은 상기 제2 반사면(350b)을 통해 반사시킬 수 있다.

상기 제1 반사면(350a)은 상기 집광렌즈(220)의 경사면(220s)을 감싸기 위하여 상기 집광렌즈(220)의 경사면(220s)과 대응되는 경사를 갖으며, 제2 반사면(350b)은 상기 렌즈유닛(200)의 윈도우(240) 배면 형상에 대응하는 경사를 갖기 위하여 상기 제1 반사면(350a)으로부터 연장 및 절곡될 수 있다. 상기 제2 반사면(350b)은 상기 윈도우(240)의 배면과 면접할 수도 있고, 단지 접촉될 수 있을 정도로 제2 반사면(350b)의 단부가 상기 윈도우(240)의 배면에 접촉될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 반사부재(300)의 제2 반사면(350b)은 상기 렌즈유닛(200)의 윈도우(240)와 평행하여 조명장치의 조립시 면접촉 될 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 조명장치의 반사부재(300)의 다른 실시예를 도시한다. 도 4를 참조한 설명과 중복된 설명은 생략한다.

도 5에 도시된 실시예에서, 상기 조명장치의 반사부재(300)의 제1 반사면(350a')은 상기 집광렌즈(220)의 경사면(220s)을 감싸기 위하여 상기 집광렌즈(220)의 경사면(220s)과 대응되는 경사를 갖는다는 점에서 공통되지만, 상기 제1 반사면(350a') 및 제2 반사면(350b')이 이루는 각도(θ')는 도 4에 도시된 실시예의 각도(θ'> θ)일 수 있다. 도 5에 도시된 반사부재(300)가 적용되는 경우, 상기 제2 반사면(350b')은 상기 렌즈유닛(20)의 윈도우(240)에 면접촉되지 않고, 그 상단 부위만 상기 윈도우에 접촉될 수 있다. 이와 같이, 상기 제2 반사면(350b')의 단부가 상기 렌즈유닛(220)의 윈도우(240)로 연장되는 것만으로도 상기 집광렌즈(220)를 이탈한 빛을 광출사방향으로 반사시킬 수 있으므로, 배광효율이 향상될 수 있다.

상기 제1 반사면(350a') 및 제2 반사면(350b')이 이루는 각도(θ')가 더 커짐에 따라서, 상기 제2 반사면(350b')은 렌즈유닛의 중심방향으로 빛을 반사시킬 수 있으므로, 이탈되는 빛의 수정기능이 강화될 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 조명장치의 단면도를 도시한다. 도 1 내지 도 5를 참조한 설명과 중복된 설명은 생략한다. 본 발명에 따른 조명장치를 구성하는 렌즈유닛(200)는 그 배면 중심부에 함몰부(220g)와 경사면(220g)를 구비하는 집광렌즈를 구비하고, 상기 집광렌즈(220)는 상기 LED 모듈(400)에 구비된 LED 소자(420)에서 제공된 빛을 수렴하고 상기 렌즈유닛(200)의 광출사면 방향으로 빛을 투사하게 된다.

상기 집광렌즈(220)에서 이탈된 빛은 반사부재(300)의 제1 반사면(350a)에서 일차적으로 반사되어 다시 집광렌즈(220) 내부로 입사되며, 상기 윈도우(240) 내부에서 전반사 및 산란된 빛은 상기 제1 반사면(350a)에서 연장 절곡된 제2 반사면(350b)에서 반사되어 이탈된 광경로가 수정될 수 있으므로 배광효율이 향상될 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 조명장치의 광경로 중 일부를 도시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 반사부재의 제1 반사면(350a)는 상기 렌즈유닛(200)의 집광렌즈(220)의 경사면과 대응되는 경사를 갖으며, 상기 제2 반사면(350b)는 상기 렌즈유닛(200)의 윈도우(240)에 접하도록 연장됨이 도시된다.

제1 내지 제3 출사광은 다음과 같은 광경로를 갖는다고 해석될 수 있다. 제1 출사광(l1)은 상기 집광렌즈(220)의 함몰부로 입사된 뒤 광출사면에 도달하였으나, 광출사면을 빠져나가지 못하고 렌즈 유닛 내부에서 전반사 또는 산란되어 렌즈유닛(200)의 윈도우 영역에 도달된 뒤 상기 제2 반사면(350b)에서 반사되어 출사되는 광이다.

제2 출사광(l2)은 상기 집광렌즈(220)의 함몰부로 입사된 뒤 광출사면을 투과한 광으로서, 반사부재에 의한 반사과정을 거치지 않는다.

제3 출사광(l3)은 상기 집광렌즈(220)의 함몰부로 입사된 뒤 제1 반사면(350a)에서 반사되어 광출사면을 투과한 광이다.

제1 내지 제3 출사광(l1, l2, l3)은 각각 상기 집광렌즈(220)의 함몰부(220g)의 경계영역을 통과하는 과정에서 굴절되어 광경로가 변화되지만, 상기 반사부재(300)의 제1 반사면(350a) 및 제2 반사면(350b)에서 반사되어 광경로가 수정되어 의도된 방향성을 갖으며 전방으로 출사될 수 있다.

이와 같이, 상기 반사부재(300)는 상기 렌즈유닛(200)의 집광렌즈의 경사면 전체를 제1 반사면으로 감싸고, 더 나아가 광출사면 내부에서 전반사 또는 산란되는 빛까지 반사시킬 수 있는 제2 반사면을 구비하여, 배광효율을 극대화할 수 있다.

200 : 렌즈유닛 220 : 집광렌즈
300 : 반사부재 400 : LED 모듈
600 : 히트싱크 700 : 베이스

Claims

LED 소자;
상기 LED 소자가 장착된 LED 모듈;
상기 LED 모듈이 장착되는 장착공간이 구비된 히트싱크;
상기 LED 모듈 상부에 구비되며, 상기 LED 모듈 방향으로 돌출되어 미리 결정된 경사를 갖는 경사면을 구비하는 집광렌즈가 중심부에 구비되는 렌즈유닛;
상기 집광렌즈의 경사면 둘레를 감싸도록 상기 장착공간에 장착되고, 상기 집광렌즈의 경사면을 감싸는 제1 반사면과 상기 제1 반사면과 다른 경사를 갖는 제2 반사면을 구비하는 반사부재를 포함하는 조명장치.
제1항에 있어서,
상기 렌즈유닛은 상기 집광렌즈 둘레에 윈도우가 구비되고, 상기 제2 반사면은 상기 윈도우로 연장되는 것을 특징으로 하는 조명장치.
제2항에 있어서,
상기 제2 반사면과 상기 윈도우는 면접촉되는 것을 특징으로 하는 조명장치.
제1항에 있어서,
상기 집광렌즈의 경사면과 상기 반사부재의 제1 반사면은 서로 대응되는 경사를 갖는 것을 특징으로 하는 조명장치.
제4항에 있어서,
상기 반사부재의 제1 반사면 및 상기 집광렌즈의 경사면은 접촉된 상태로 형합되는 것을 특징으로 하는 조명장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 반사면과 제2 반사면이 이루는 각은 90도 이상인 것을 특징으로 하는 조명장치.
제2항에 있어서,
상기 랜즈유닛을 상기 히트싱크 측에 고정하기 위한 커버링을 더 포함하며, 상기 렌즈유닛의 윈도우의 둘레에 상기 커버링에 의하여 구속되는 체결 플렌지가 구비되는 것을 특징으로 하는 조명장치.
제7항에 있어서,
상기 체결 플렌지는 상기 윈도우와 평행하고, 상기 집광랜즈의 돌출 방향으로 단차를 갖는 것을 특징으로 하는 조명장치.
제7항에 있어서,
상기 반사부재는 상기 체결 플렌지에 면접하는 걸림턱이 제2 반사면의 테두리에 단차를 갖으며 구비되는 것을 특징으로 하는 조명장치.
제1항에 있어서,
상기 렌즈유닛의 전면인 광출사면에 마이크로 렌즈 어레이를 구비하는 것을 특징으로 하는 조명장치.