KR20120060086A - 발광 다이오드 라이트 모듈 - Google Patents

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KR20120060086A
KR20120060086A KR1020100121657A KR20100121657A KR20120060086A KR 20120060086 A KR20120060086 A KR 20120060086A KR 1020100121657 A KR1020100121657 A KR 1020100121657A KR 20100121657 A KR20100121657 A KR 20100121657A KR 20120060086 A KR20120060086 A KR 20120060086A
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강문식
박범수
송금석
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Abstract

본 발명의 발광 다이오드 라이트 모듈을 제공하는 것으로, 실외에서 빛을 조사하는 라이트 모듈에 있어서, 빛이 조사되는 실외에 배치되어 있으며, 안쪽으로 빛이 조사되는 방향인 일측이 개방된 케이스 공간을 가지는 케이스 몸체, 상기 케이스 몸체의 안쪽에 배치되어 있으며, 상기 케이스 공간의 안쪽에 개방된 일측으로 빛이 조사되도록 위치하고 있는 복수의 발광 다이오드, 상기 케이스 몸체의 안쪽에 배치되어 있으며, 상기 케이스 공간의 안쪽에 삽입되어 일측으로 복수의 상기 발광 다이오드가 발광이 제어되도록 설치되어 있는 회로 기판, 상기 케이스 몸체의 일측에 배치되어 있으며, 상기 케이스 공간의 개방된 일측이 폐쇄되도록 배치되어 상기 발광 다이오드의 빛이 조사되는 방향에 설치되어 있는 렌즈 몸체, 상기 렌즈 몸체의 일측에 돌출되어 있으며, 상기 발광 다이오드에서 조사되는 빛이 확산되도록 반구 형태로 돌출되어 있는 반구형 렌즈체, 상기 렌즈 몸체의 타측면에 배치되어 있으며, 중심에서 외주연 방향으로 연속적인 등고선 모양으로 배열된 프레넬 패턴부를 가지는 프레넬 렌즈체, 그리고 상기 케이스 몸체의 일측에 배치되어 있으며, 상기 케이스 공간의 일측을 밀폐시킨 상기 렌즈 몸체의 일측에서 상기 케이스 몸체에 고정되고, 중앙에는 상기 반구형 렌즈체가 삽입되는 커버공을 가지는 지지 커버를 포함한다.

Description

발광 다이오드 라이트 모듈 {led light module}
본 발명은 발광 다이오드 라이트 모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 발광 다이오드(LED)는 칼륨, 인, 비소 등을 재료로 한 (diode)로 전류를 흘리면 빛을 발한다. 각종 를 비롯해서 숫자, 문자표시기, 카메라의 자동초점용 광원, 광통신용 등 응용범위가 넓다. 발광 다이오드는 나 등 다른 와 비교해서 전기에서 빛으로 변환되는 변환효율이 양호하며 열을 발하지 않고 소형 경량이기 때문에 수명이 긴 것이 특징이다. 또한, 발광 다이오드는 전류가 흐르기 시작하고부터 발광하기까지의 시간이 짧고 응답특성도 좋아 갖가지 모양으로 제작이 가능하다.
이런, 발광 다이오드는 복수로 설치되어 외부에 조사되는 빛의 세기를 증대시킬 수 있어 실외에 설치되는 조명인 라이트 모듈이 사용된다. 즉, 라이트 모듈은 발광 다이오드가 복수로 설치되어도 소비되는 전력이 형광등, 백열등 등의 다른 발광 장치와 비교하여 적게 사용되어 전력 사용량이 줄어들고, 수명이 발광 다이오드가 복수로 설치되어 그 중 하나가 기능이 상실되어도 다른 발광 다이오드에서 빛이 발산될 수 있어 안정적이고 지속적으로 빛을 조사할 수 있다. 또한, 라이트 모듈은 크기가 작은 발광 다이오드가 복수로 설치되어 있어 다른 조명 장치와 비교하여 크기가 축소될 수 있으며, 다양한 형태로 구비될 수 있음에 따라 사용이 증대되고 있다.
종래 기술의 라이트 모듈은 일측이 개방된 케이스의 내부에 복수의 발광 다이오드를 회로 기판에 설치되고, 케이스의 개방된 일측으로 발광 다이오드에서 발생된 빛을 외부로 확산시키는 렌즈가 설치된다.
종래 기술의 라이트 모듈은 복수의 발광 다이오드에서 발생된 빛을 확산시키는 렌즈는 합성 수지 소재로 되어 있음에 따라 빛을 확산시키기 위해서는 안쪽 면에 패턴을 형성하여 확산되는 빛의 형태가 램버시안(Lambertian)이나 박쥐 날개(Batwing), 측면 방사체 배출 패턴(Side-emitter emission pattern) 등이 되도록 구비되어 확산되는 효율이 향상되도록 설치된다.
그러나, 종래 기술의 라이트 모듈은 빛을 확산시키는 렌즈가 합성 수지 재질로 되어 있어 패턴을 조밀화 하기 어려워 빛의 확산을 위해서는 다양한 형태의 패턴을 구비하여야 함에 따라 제작 비용이 증대되는 문제점이 있었다.
또한, 종래 기술의 라이트 모듈은 합성 수지 재질의 렌즈가 구비되어 형성된 패턴에 따라 빛이 확산되는 것으로, 조밀한 패턴과 비교하여 산란 효율이 떨어져 빛의 확산 범위가 좁고, 균일하게 확산되지 않아 명암 차가 발생되어 특정 부분이 어두어지는 암전 효과가 발생되어 빛의 조사 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
그리고, 종래 기술의 라이트 모듈은 실외에 노출되어 있는 상태로 설치됨에 따라 비, 눈, 서리 등의 날씨 변화에 의해 습기가 내부로 유입되어 파손되는 문제점이 있었다.
아울러, 종래 기술의 라이트 모듈은 합성 수지재 렌즈 자체에 패턴이 구비되어 있음에 따라 빛이 산란되는 위치를 조절하기 위해서는 조절되는 패턴을 가지는 렌즈를 교체 사용하여야 함에 따라 비용이 증대되고, 산란 효율이 저하되는 합성 수지재 렌즈가 사용됨에 따라 조절된 빛의 조도가 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 복수의 발광 다이오드가 내부에 설치되어 발광되는 빛을 실리콘 소재로 조밀한 패턴을 가지는 렌즈를 통해서 조사하여 빛의 확산 효율이 향상된 발광 다이오드 라이트 모듈을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 라이트 모듈은 실외에서 빛을 조사하는 라이트 모듈에 있어서, 실외에서 빛을 조사하는 라이트 모듈에 있어서, 빛이 조사되는 실외에 배치되어 있으며, 안쪽으로 빛이 조사되는 방향인 일측이 개방된 케이스 공간을 가지는 케이스 몸체, 상기 케이스 몸체의 안쪽에 배치되어 있으며, 상기 케이스 공간의 안쪽에 개방된 일측으로 빛이 조사되도록 위치하고 있는 복수의 발광 다이오드, 상기 케이스 몸체의 안쪽에 배치되어 있으며, 상기 케이스 공간의 안쪽에 삽입되어 일측으로 복수의 상기 발광 다이오드가 발광이 제어되도록 설치되어 있는 회로 기판, 상기 케이스 몸체의 일측에 배치되어 있으며, 상기 케이스 공간의 개방된 일측이 폐쇄되도록 배치되어 상기 발광 다이오드의 빛이 조사되는 방향에 설치되어 있는 렌즈 몸체, 상기 렌즈 몸체의 일측에 돌출되어 있으며, 상기 발광 다이오드에서 조사되는 빛이 확산되도록 반구 형태로 돌출되어 있는 반구형 렌즈체, 상기 렌즈 몸체의 타측면에 배치되어 있으며, 중심에서 외주연 방향으로 연속적인 등고선 모양으로 배열된 프레넬 패턴부를 가지는 프레넬 렌즈체, 그리고 상기 케이스 몸체의 일측에 배치되어 있으며, 상기 케이스 공간의 일측을 밀폐시킨 상기 렌즈 몸체의 일측에서 상기 케이스 몸체에 고정되고, 중앙에는 상기 반구형 렌즈체가 삽입되는 커버공을 가지는 지지 커버를 포함하며, 상기 발광 다이오드는 상기 커버 몸체의 안쪽에 복수로 구비되어 발광되면 발광된 빛이 상기 브레넬 렌즈체를 통해서 일차적으로 중앙은 확산되고 외주연 방향으로 모아지도록 굴절되고, 굴절 후에 이차적으로 반구형 렌즈체를 통해서 굴절된 빛이 확산될 수 있다.
또한, 상기 케이스 몸체의 안쪽에는 일측이 개방된 케이스 공간의 측면과 타측이 습기가 유입되는 것이 차단되도록 폐쇄되도록 형성될 수 있고, 상기 프레넬 렌즈체의 바깥 방향으로 연장 돌출되어 있으며, 상기 렌즈 몸체와 상기 케이스 몸체 사이를 밀폐시켜 습기 유입되는 것을 차단시켜 방수되도록 연장 돌출된 방수 연장 돌기를 더 구비할 수 있으며, 상기 케이스 몸체는 일측이 개방되어 측면과 타측에 습기의 유입이 차단되도록 형성된 상기 커버 공간의 개방된 일측으로 상기 렌즈 몸체의 타측면으로 외주연 방향에 배치된 상기 방수 연장 돌기가 상기 커버 공간을 밀폐되도록 접촉 설치되며, 상기 렌즈 몸체가 설치된 상태에서 상기 지지 커버로 상기 렌즈 몸체를 가압하면서 상기 커버 몸체를 상기 케이스 몸체에 고정되도록 설치하여 습기를 차단하는 방수 성능이 향상될 수 있다.
그리고, 복수의 상기 발광 다이오드는 상기 회로 기판의 일측으로 방사상으로 서로 떨어진 위치에 배치될 수 있고, 상기 프레넬 렌즈의 중앙에는 상기 발광 다이오드에서 발산되는 빛이 통과하도록 관통된 통과공이 형성될 수 있으며, 상기 반구형 렌즈의 타측 중앙에는 일측 방향으로 반구형상의 홈 형태의 렌즈홈이 형성될 수 있음에 따라 방사상으로 배치된 상기 발광 다이오드에서 방사되는 빛이 중첩되는 중앙 위치에서 관통된 상기 통과공을 통해서 통과하고, 통과된 빛이 반구형상의 상기 렌즈홈을 통해서 확산된 상태로 상기 반구형 렌즈체를 통해서 이차로 확산되어 중첩되는 빛을 넓은 범위로 확산시킬 수 있다.
아울러, 상기 케이스 몸체의 안쪽에 배치되어 있으며, 상기 케이스 공간의 안쪽에 타측으로 배터리 공간을 가지도록 공간을 구획시키도록 구비된 격벽, 상기 케이스 몸체의 안쪽에 배치되어 있으며, 상기 배터리 공간에 위치하고 있는 배터리, 그리고 상기 회로 기판과 상기 배터리를 연결하고 있으며, 상기 회로 기판에 전력을 공급되도록 상기 배터리와 연결하고 있는 연결선을 더 구비할 수 있으며, 상기 배터리는 상기 케이스 몸체의 안쪽에 상기 회로 기판에 상기 연결선으로 연결되도록 설치되어 방수되는 상기 케이스 몸체의 안쪽에 자체 전력이 공급되면서 빛을 조사할 수 있다.
더불어, 상기 케이스 몸체의 타측면에는 상기 케이스 공간과 연통되도록 관통되어 있는 전력공이 형성될 수 있고, 상기 케이스 몸체의 안쪽에서 상기 전력공을 통과하여 외부로 인출되도록 배치되어 있으며, 상기 회로 기판에 전력이 공급되도록 연결되어 있는 외부 전력 연결선, 및 상기 케이스 몸체의 타측에 배치되어 있으며, 상기 전력공과 상기 전력 연결선 사이를 밀폐되도록 상기 전력공의 안쪽에 설치되어 있는 패킹을 더 구비할 수 있으며, 상기 외부 전력 연결선은 외부에서 전력이 공급되도록 상기 전력공을 통해서 상기 케이스 공간에 설치된 상기 회로 기판에 일측이 연결되어 있고, 통과되는 상기 전력공 사이에 상기 패킹으로 밀폐되도록 설치되어 습기를 차단하는 방수 성능이 향상될 수 있다.
또한, 상기 케이스 몸체의 일측에는 상기 케이스 공간의 일측에 안쪽 면으로 상기 렌즈 몸체가 삽입되어 상기 방수 연장 돌기가 접촉되는 렌즈홈이 형성되어 있으며, 바깥 둘레에 방사상으로 복수의 커버 고정홈이 형성될 수 있고, 상기 지지 커버의 바깥 둘레에 방사상의 복수로 배치되어 있으며, 상기 케이스 몸체의 일측에 상기 지지 커버 고정 시에 상기 커버 고정홈에 삽입 고정되어 상기 지지 커버를 상기 케이스 몸체에 고정시키는 커버 고정체를 더 구비할 수 있으며, 상기 커버 고정체는 상기 커버 몸체의 일측에 상기 렌즈 몸체가 위치하여 상기 방수 연장 돌기가 상기 렌즈홈에 접촉된 상태에서 상기 지지 커버를 일측 방향에서 가압 고정시키도록 방사상 위치에 복수로 설치될 수 있다.
그리고, 상기 렌즈 몸체와 상기 회로 기판 사이에 배치되어 있으며, 중앙에 복수의 상기 발광 다이오드가 안치되는 안치공을 가지는 기판 지지링을 더 구비할 수 있으며, 상기 기판 지지링은 상기 렌즈 몸체와 상기 회로 기판 사이에 복수가 상기 발광 다이오드가 안치되는 공간이 확보되도록 지지하여 복수의 상기 발광 다이오드가 상기 렌즈 몸체와 접촉되는 것이 방지될 수 있다.
아울러, 상기 프렌넬 렌즈체는 상기 프렌넬 패턴이 형성되면서 방수 효과를 향상시키도록 상기 방수 연장 돌기가 구비되도록 실리콘으로 이루어질 수 있다.
더불어, 상기 프렌넬 렌즈체는 상기 프렌넬 패턴의 중심을 일측으로 이동시켜 중심에서 타측 방향으로 연속적인 등고선 형태로 중심인 일측에서 타측 방향으로 배열되도록 형성될 수 있음에 따라, 상기 프렌넬 패턴은 중심이 일측으로 이동된 상태에서 일측에서 타측 방향으로 연속적인 등고선 형태로 구비되어 있어 상기 발광 다이오드에서 발광된 빛이 타측 방향으로 굴절되도록 형성되어 빛의 방향성을 부가시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 복수의 발광 다이오드가 안쪽에 설치되어 실외에서 빛을 조사하도록 설치되어 있는 빛 발산 위치에 설치된 반구 형태의 렌즈의 안쪽 면에 조밀한 패턴을 가지는 프레넬 패턴의 렌즈를 설치하여 빛이 확산되는 확산 효율이 증대되어 합성 수지 소재의 패턴과 비교하여 암전 효과를 최소화하면서 균일하게 넓은 범위로 확산시켜 빛의 확산 효과가 향상된다.
또한, 복수로 설치되는 발광 다이오드가 빛을 넓게 분포시키기 위해서 방사상을 설치하고, 방사상의 위치에서 방사되는 빛이 프레넬 렌즈로 근접된 위치가 확산되면서 원거리에서 확산되어 반구형 렌즈를 통해서 이차적으로 확산 공급하여 확산 효율이 향상될 수 있으며, 방사상으로 위치한 발광 다이오드 중앙으로 중첩되는 빛을 관통된 구멍으로 통과한 후에 반구형 렌즈에 형성된 반구형 홈을 통해서 외부로 확산됨에 따라 중첩된 빛이 외부로 확산되어 전체적으로 빛이 확산되는 효율이 향상된다.
그리고, 프레넬 패턴의 렌즈는 방수가 가능한 실리콘 소재로 제작하고, 반구형 렌즈 패턴의 안쪽 면에서 바깥 방향으로 돌출되도록 설치하며, 발광 다이오드와 이를 발광 시키는 회로가 설치되어 있는 케이스를 밀폐된 방수 구조로 구비되어 렌즈의 결합으로 라이트 모듈 전체가 방수 구조로 설치되어 외부로 습기가 유입되는 것을 차단시킴에 따라 습기에 의한 손상을 최소화하여 수명이 증대되는 효과를 제공한다.
아울러, 프렌넬 페턴의 렌즈는 연속적인 등고선 형태의 프렌넬 패턴의 중심을 이동하여 사용자가 원하는 방향으로 빛이 조사될 수 있도록 방향성을 갖는 패턴으로 형성될 수 있음에 따라 프렌넬 패턴의 렌즈의 교환으로 사용자가 원하는 빛의 방향을 제어할 수 있고, 원통형인 경우에는 중심 이동에 따라 편중되어 있는 프렌넬 패턴의 렌즈를 회전하여 빛의 방향을 조절할 수 있어 범용성이 확대되고, 사용 편의성이 향상되는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 라이트 모듈을 나타내는 사시도.
도 2는 도 1의 발광 다이오드 라이트 모듈을 나타내는 분해 사시도.
도 3은 도 1의 발광 다이오드 라이트 모듈을 나타내는 단면도.
도 4는 도 3의 발광 다이오드 라이트 모듈의 발광되어 빛이 조사되는 상태를 나타내는 사용 상태도.
도 5는 도 1의 발광 다이오드 라이트 모듈의 반구형 렌즈체의 다른 실시예를 나타내는 단면도.
도 6은 도 1의 발광 다이오드 라이트 모듈의 프렌넬 렌즈체에 다른 실시예를 나타내는 사시도.
도 7은 도 6의 발광 다이오드 라이트 모듈의 프렌넬 렌즈체에 다른 실시예를 나타내는 사용 상태도.
도 8은 도 1의 발광 다이오드 라이트 모듈의 프렌넬 렌즈체에 또 다른 실시예를 나타내는 사시도.
도 9는 도 8의 발광 다이오드 라이트 모듈의 프렌넬 렌즈체에 또 다른 실시예를 나타내는 사용 상태도.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 라이트 모듈을 나타내는 단면도.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
그러면 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 라이트 모듈의 구성은 도 1 내지 도 9를 참고하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 라이트 모듈을 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 발광 다이오드 라이트 모듈을 나타내는 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 발광 다이오드 라이트 모듈을 나타내는 단면도이고, 도 4는 도 3의 발광 다이오드 라이트 모듈의 발광되어 빛이 조사되는 상태를 나타내는 사용 상태도이며, 도 5는 도 1의 발광 다이오드 라이트 모듈의 반구형 렌즈체의 다른 실시예를 나타내는 단면도이고, 도 6은 도 1의 발광 다이오드 라이트 모듈의 프렌넬 렌즈체에 다른 실시예를 나타내는 사시도이며, 도 7은 도 6의 발광 다이오드 라이트 모듈의 프렌넬 렌즈체에 다른 실시예를 나타내는 사용 상태도이고, 도 8은 도 1의 발광 다이오드 라이트 모듈의 프렌넬 렌즈체에 또 다른 실시예를 나타내는 사시도이며, 도 9는 도 8의 발광 다이오드 라이트 모듈의 프렌넬 렌즈체에 또 다른 실시예를 나타내는 사용 상태도이다.
도 1 내지 도 9를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 라이트 모듈(100)은 실외에 빛이 조사되는 위치에 설치되는 케이스부(110), 발광부(120), 렌즈부(130), 그리고 지지부(140)를 포함한다. 케이스부(110)는 실외에 빛이 조사되는 위치에 설치된 케이스 몸체(111) 및 격벽(115)을 포함한다. 케이스 몸체(111)는 실외에 빛이 조사되는 위치에 배치되어 있으며, 빛이 조사되는 일측이 개방되고, 측면과 타측이 위부에서 습기가 유입되는 것이 차단되도록 폐쇄된 케이스 공간(112)을 가진다. 케이스 몸체(111)는 실외에서 조명으로 사용하기 위해서 조명에 빛이 조사되는 일측으로 개방되고, 안쪽에 발광부가 설치되며, 일측으로 렌즈부(130)와 지지부(140)가 설치되도록 케이스 공간(112)이 형성되어 있다. 케이스 공간(112)이 형성된 케이스 몸체(111)는 개방된 일측을 제외하고 측면과 타측으로 습기의 유입이 차단되는 방수 형태로 구비되어 있다. 즉, 케이스 몸체(111)의 안쪽에 빛을 발광시키는 발광부(120)가 설치되고, 렌즈부(130)와 지지부(140)를 케이스 공간(112)의 개방된 일측에 외부 습기가 차단되도록 설치하여 실외에 노출된 상태로 설치되는 라이트 모듈(100)이 비, 눈 등의 외기에 의한 습기가 차단되어 수명이 증대될 수 있다.
케이스 몸체(111)의 안쪽에는 케이스 공간(112)의 일측 끝에서 타측으로 렌즈부(130)가 삽입 되도록 홈 형태의 렌즈홈(113)이 형성되어 있다. 렌즈홈(113)은 케이스 몸체(111)의 개방된 일측에 일측면을 폐쇄시킨 상태로 발광부(120)에서 발광된 빛을 확산시키는 렌즈부(130)가 삽입 설치되도록 형성되어 있다.
케이스 몸체(111)의 바깥 둘레에 방사상 위치에 복수의 홈 형태로 커버 고정홈(114)이 형성되어 있다. 커버 고정홈(114)은 케이스 몸체(111)의 일측으로 지지부(140) 설치 시에 삽입 고정되도록 형성되어 있다.
격벽(115)은 케이스 몸체(111)의 안쪽에 배치되어 있으며, 케이스 공간(112)을 구획하여 타측으로 배터리 공간(116)을 가지도록 구비되어 있다. 격벽(115)은 발광부(120)의 설치 시에 케이스 공간(112)을 구획하여 폐쇄되는 바깥 방향에 배터리 공간(116)이 형성되도록 구비되어 있다.
발광부(120)는 케이스 몸체(111)의 안쪽에서 빛이 발광되도록 복수로 구비된 발광 다이오드(121), 회로 기판(122), 그리고 배터리(124)를 포함한다. 발광 다이오드(121)는 케이스 몸체(111)의 안쪽에 복수로 배치되어 있으며, 전력이 공급되면 빛으로 변환하여 외부로 발광되도록 설치되어 있다. 발광 다이오드(121)는 다른 발광체와 비교하여 적은 전력으로 빛을 조사하는 것으로 복수로 설치되어도 많은 전력이 소비되지 않고, 크기가 작고 변형이 용이하여 공간의 제약 없이 설치될 수 있다. 발광 다이오드(121)는 복수로 회로 기판(122)에 설치되어 있으며, 빛이 전체적으로 조사될 수 있도록 기 설정된 거리로 방사상으로 배치되어 있다. 복수로 설치된 발광 다이오드(121)는 회로 기판(122)에 기 설정된 거리로 방사상으로 설치되어 빛의 조사 시에 전체적으로 빛이 균등하게 조사될 수 있도록 설치되어 있다.
회로 기판(122)은 케이스 몸체(111)의 안쪽에 배치되어 있으며, 복수의 발광 다이오드(121)가 장착되도록 타측에 위치하여 복수의 발광 다이오드(121)의 전력이 공급될 수 있는 회로가 구비되어 있다. 회로 기판(122)은 공급되는 전력을 복수의 발광 다이오드(121)에 소요되는 전력에 맞도록 분배하고, 외부 조작에 따라 복수의 발광 다이오드(121)가 선택적으로 점등 및 소등될 수 있도록 전력을 공급할 수 있다.
배터리(124)는 케이스 몸체(111)의 안쪽에 배치되어 있으며, 배터리 공간(116) 내부에 위치하여 회로 기판(122)과 연결선(123)으로 연결되어 전력이 공급되도록 설치되어 있다. 배터리(124)는 케이스 공간(112)을 구획시킨 격벽(115)으로 형성된 배터리 공간(116)에 설치된 상태에서 연결선(123)으로 연결된 회로 기판(122)에 전력을 공급하여 발광 다이오드(121)에서 빛이 발광됨에 따라 케이스 몸체(111) 내부에서 외부 전력 공급 없이 자체적으로 빛을 발광시킬 수 있다.
렌즈부(130)는 케이스 몸체(111)의 개방된 일측에 설치되는 렌즈 몸체(131), 반구형 렌즈체(132), 프레넬 렌즈체(134), 그리고 방수 연장 돌기(137)를 포함한다. 렌즈 몸체(131)는 케이스 몸체(111)의 일측에 배치되어 있으며, 렌즈홈(113)에 삽입되는 형태로 구비되어 있다. 렌즈 몸체(131)는 렌즈홈(113)에 삽입되어 케이스 공간(112)의 개방된 일측이 폐쇄되면서 발광 다이오드(121)에서 발광된 빛이 외부로 조사되는 렌즈 형태로 설치되어 있다.
반구형 렌즈체(132)는 렌즈 몸체(131)의 일측에 돌출되어 있으며, 빛이 확산되는 굴절시키는 반구 형상의 렌즈 형태로 돌출되어 있다. 반구형 렌즈체(132)는 복수의 발광 다이오드(121)에서 조사된 빛이 돌출된 반구 형상을 통과하면서 굴절되어 빛이 확산되어 넓은 범위로 빛이 조사될 수 있도록 설치되어 있다.
또한, 반구형 렌즈체(132)의 타측 중앙에는 일측 방향으로 반구 형상의 렌즈홈(133)이 형성되어 있다. 렌즈홈(133)은 반구형 홈 형태로 일차적으로 빛을 확산시키도록 형성되어 있다.
그리고, 도 5를 참고하면, 반구형 렌즈체(132)의 다른 실시예에 관해 도시되어 있는 것으로, 도 1 내지 도 4에서 도시한 반구형 렌즈체(132)보다 돌출되는 두께와 반구의 직경이 작게 도시되어 있다. 즉, 반구형 렌즈체(132)는 돌출되는 두께와 반구의 직경은 빛의 조도와 확산되는 범위에 따라 조절할 수 있다.
프레넬 렌즈체(134)는 렌즈 몸체(131)의 타측에 배치되어 있으며, 빛이 근접되는 중앙 위치에서 빛을 확산시키고, 빛이 떨어지는 외주연 위치에서 빛을 모아 조사되는 범위 내에서 빛이 균일하게 분포되는 프레넬 패턴(135)이 구비되어 있다. 여기서, 프레넬(fresnel) 패턴(135)은 우묵하게 경사진 동심원을 연속적으로 등고선 모양의 띠 가 배열되어 광선을 평행 광선으로 모아 직접 방출하도록 만들어진 패턴이다. 이런, 프레넬 패턴(135)을 가지는 프레넬 렌즈체(134)는 연속적으로 등고선 모양으로 형성된 띠가 각각 프리즘 작용을 가지게 하여 수차가 작아져 두께를 줄일 수 있는 것으로, 통상의 렌즈와 비교하여 얇고 가벼워 영화와 텔레비전 조명기로 널리 사용하는 렌즈이며 이런 렌즈를 사용하는 조명기 자체의 명칭으로도 사용된다. 이런, 프레넬 렌즈체(134)는 발광체와 근접할수록 빛이 확산되며 떨어질수록 빛이 모아진다. 즉, 프레넬 렌즈체(134)는 빛이 균일하게 확산되는 굴절율을 가지면서도 다른 형태의 렌즈와 비교하여 얇고 가벼운 특징이 있다. 상술된 프레넬 렌즈체(134)는 연속적인 등고선 모양의 띠가 배열되면서도 가벼운 방수 소재인 실리콘으로 이루어진다. 실리콘은 합성 수지와 달리 다양한 형태로 제작이 가능함에 따라 프레넬 패턴(135)을 가지는 프레넬 렌즈체(134)로 제작이 가능하고, 습기를 차단하는 방수 성능을 가지고 있다.
다시 말해서, 렌즈 몸체(131)가 설치된 상태에서 발광 다이오드(121)에서 발광되면, 조사되는 빛이 일차적으로 렌즈 몸체(131)의 타측면에 설치된 프레넬 렌즈체(134)를 통과하면서 발광 다이오드(121)의 근접되는 중앙 부분에 빛을 확산시키고, 멀어지는 외주연 부분에는 빛을 모아서 확산되어 빛이 확산 범위 내에서 어두워지는 부분이 발생되는 암전 효과를 최소화하도록 굴절 통과한다. 프레넬 렌즈체(134)를 통과한 빛은 이차적으로 반구형 렌즈체(132)를 통해서 확산되도록 굴절 통과되어 빛의 확산 효율을 향상될 수 있다.
프레넬 렌즈체(134)의 중앙에는 복수의 발광 다이오드(121)의 발광으로 중앙으로 모여지는 빛이 투과될 수 있도록 관통된 통과공(136)이 형성되어 있다. 통과공(136)은 반구형 렌즈(132)의 타측 면에 형성되어 있는 렌즈홈(133)에 연통되는 위치에 형성되어 있다. 방사상으로 설치되어 있는 복수의 발광 다이오드(121)의 발산되는 빛이 중앙 위치에서 중첩된 상태에서 프라넬 렌즈체(134)로 굴절 시에 중첩된 빛이 서로 산란되면서 빛이 균일하게 확산되지 못함으로써, 중첩되는 빛은 중앙에 형성된 통과공(136)으로 통과한 후에 일차적으로 연통된 위치에 형성된 반구형상의 렌즈홈(133)을 통해서 일차로 발산되고, 돌출된 반구형 렌즈체(132)에서 이차로 산란되어 외부로 발산됨에 따라 중첩된 빛이 효과적으로 확산됨에 따라 빛의 중첩되는 부분에서도 확산 효율이 향상되어 전체적으로 균등하게 빛이 조사될 수 있다.
도 6 내지 도 9를 참고하면, 프렌넬 렌즈체(134)의 다른 실시예와 또 다른 실시예에 따른 것으로, 도 6 및 도 7은 도면에서 왼쪽 방향으로 빛이 조사되도록 도시되어 있고, 도 8 및 도 9는 도면에서 오른쪽 방향으로 빛이 조사되도록 도시되어 있는 것으로, 그 구현되는 원리는 동일하고, 방향만 바뀌어 있는 것을 실시예로 따로 도시한 바, 하기의 설명으로 두 실시예가 모두 적용될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
프렌넬 렌즈체(134)는 사용자가 빛이 조사되는 방향을 중앙이 아닌 한쪽으로 편중되는 위치인 타측으로 결정하게 되면, 이에 따라 프렌넬 패턴(135)의 중심을 타측과 대응되는 일측으로 이동시켜 중심에서 타측 방향으로 연속적인 등고선 형태로 중심인 일측에서 타측 방향으로 배열되도록 형성되어 있음에 따라, 프렌넬 패턴(135)은 중심이 일측으로 이동된 상태에서 일측에서 타측 방향으로 연속적인 등고선 형태로 구비되어 있어 발광 다이오드(121)에서 발광된 빛이 타측 방향으로 굴절되도록 형성되어 빛의 방향성을 부가시킬 수 있다.
즉, 사용자가 방향성을 조절하기 위해서는 그 방향성에 맞는 프렌넬 렌즈체(135)를 선택하여 교체 사용이 가능하고, 프렌넬 렌즈체(135)가 원통형인 경우에는 굴절되는 방향에 적합하도록 회전하여 빛의 방향성 제어가 가능함에 따라 사용자가 원하는 방향으로 빛을 쉽게 조사할 수 있도록 제어가 가능함으로써, 범용성이 확대되며, 사용 편의성이 증대될 수 있다.
방수 연장 돌기(137)는 실리콘 소재의 프레넬 렌즈체(134)의 바깥 둘레에 연장 돌출되어 있으며, 렌즈 몸체(131)를 케이스 공간(112) 설치 시에 삽입되는 렌즈홈(113)의 안쪽 면에 접촉되도록 설치되어 있다. 방수 연장 돌기(137)는 프레넬 렌즈체(134)의 바깥 면에 돌출되어 렌즈 몸체(131) 설치 시에 렌즈 몸체(131)와 렌즈홈(113) 사이에 위치하고 있어 렌즈 몸체(131)가 렌즈홈(113)이 접촉되는 위치에서 설치되어 있다. 방수 연장 돌기(137)는 방수 소재인 실리콘으로 프레넬 렌즈체(134)와 일체형으로 돌출되어 렌즈 몸체(131) 설치 시에 렌즈홈(113)에 삽입 접촉되면서 습기의 차단 성능을 향상시킬 수 있다. 즉, 프레넬 렌즈체(134)가 설치되면 일체로 돌출된 방수 연장 돌기(137)가 함께 설치되어 빛을 굴절함과 동시에 방수 성능을 향상시킬 수 있다.
지지부(140)는 케이스 몸체(111)의 안쪽에 회로 기판(122)을 지지하도록 설치된 기판 지지링(141), 지지 커버(143), 그리고 커버 고정체(145)를 포함한다. 기판 지지링(141)은 케이스 몸체(111)의 안쪽에 배치되어 있으며, 렌즈 몸체(131)와 회로 기판(122) 사이에 위치하고 있고, 중앙으로 회로 기판(122)에 설치된 복수의 발광 다이오드(121)가 안치되어 있는 안치공(142)이 형성되어 있다. 기판 지지링(141)은 렌즈 몸체(131)와 회로 기판(122) 사이에 설치되어 회로 기판(122)의 유동을 방지하도록 지지하면서 발광 다이오드(121)의 설치되는 공간을 확보하도록 설치되어 있다.
지지 커버(143)는 케이스 몸체(111)의 일측에 배치되어 있으며, 케이스 몸체(111)의 일측에 렌즈 몸체(131)가 설치된 상태에서 렌즈 몸체(131)를 지지하도록 케이스 몸체(111)의 일측 면에 고정되도록 설치되어 있다. 지지 커버(143)의 중앙에는 일측 방향으로 돌출된 반구형 렌즈체(132)가 삽입되도록 관통된 커버공(144)이 형성되어 있다. 커버공(144)은 반구형 렌즈체(132)가 삽입된 상태에서 지지 커버(143)가 케이스 몸체(111)에 고정되도록 형성되어 있다.
커버 고정체(145)는 지지 커버(143)의 바깥 둘레에 방사상 위치에 복수로 배치되어 있으며, 지지 커버(143)를 케이스 몸체(111) 고정 시에 커버 고정홈(114)에 삽입되어 고정시키도록 설치되어 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 라이트 모듈의 구성을 도 10을 참고하여 살펴본다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 라이트 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 10을 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 라이트 모듈(100)은 케이스부(110), 발광부(120), 렌즈부(130), 그리고 지지부(140)를 포함한다. 여기서, 지지부(140), 및 렌즈부(130)와, 케이스부(110) 및 발광부(120) 일부 구성은 도 1 내지 도 9에서 도시한 발광 다이오드 라이트 모듈(100)의 구성 요소와 실질적으로 동일함에 따라 그 상세한 설명을 생략하도록 한다.
케이스부(110)는 케이스 몸체(111)와 패킹(118)을 포함한다. 케이스 몸체(111)의 안쪽에는 렌즈부(130)가 설치되는 케이스 공간(112)이 형성되고, 일측에는 렌즈부(130)가 고정되는 렌즈홈(113)이 형성되며, 일측 끝에는 지지부(140)가 고정되는 커버 고정홈(114)이 형성되어 있다. 케이스 몸체(111)의 타측면에는 케이스 공간(112)과 연통되도록 관통되어 있는 전력공(117)이 형성되어 있다.
패킹(118)은 케이스 몸체(111)의 타측에 배치되어 있으며, 전력공(117)의 안쪽에 설치되어 있다. 패킹(118)은 전력공(117)에 삽입되는 발광부(120)가 밀폐시키도록 설치되어 있음에 따라 외부에서 유입되는 습기를 차단하여 방수 성능을 향상시킬 수 있다.
발광부(120)는 발광 다이오드(121), 회로 기판(122), 그리고 외부 전력 연결선(124)을 포함한다. 여기서, 발광 다이오드(121)와 회로 기판(122)은 도 1 내지 도 6에서 도시한 발광 다이오드 라이트 모듈(100)의 구성 요소와 실질적으로 동일함에 따라 그 상세한 설명을 생략하도록 한다.
외부 전력 연결선(124)은 케이스 몸체(111)의 안쪽에서 전력공(117)을 통과하여 외부로 인출되도록 배치되어 있으며, 회로 기판(122)에 전력이 공급되도록 연결되어 있다. 외부 전력 연결선(124)은 회로 기판(122)에 외부에서 전력을 공급시키기 위해서 전력공(117)을 통과하여 회로 기판(122)에 연결되도록 설치되어 있다. 외부 전력 연결선(124)은 전력공(117)에 삽입된 상태로 패킹(118)으로 밀폐된 구조를 유지함에 따라 외부에서 케이스 공간(112) 방향으로 습기가 유입되는 것을 방지하여 방수 성능을 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100 : 라이트 모듈 110 : 케이스부
111 : 케이스 몸체 112 : 케이스 공간
113 : 렌즈홈 114 : 커버 고정홈
115 : 격벽 116 : 배터리 공간
117 : 전력공 118 : 패킹
120 : 발광부 121 : 발광 다이오드
122 : 회로 기판 123 : 연결선
124 : 배터리 124 : 외부 전력 연결선
130 : 렌즈부 131 : 렌즈 몸체
132 : 반구형 렌즈체 133 : 렌즈홈
134 : 프레넬 렌즈체 135 : 프레넬 패턴
136 : 통과공 137 : 방수 연장 돌기
140 : 지지부 141 : 기판 지지링
142 : 안치공 143 : 지지 커버
144 : 커버공 145 : 커버 고정체

Claims (9)

  1. 실외에서 빛을 조사하는 라이트 모듈에 있어서,
    빛이 조사되는 실외에 배치되어 있으며, 안쪽으로 빛이 조사되는 방향인 일측이 개방된 케이스 공간을 가지는 케이스 몸체,
    상기 케이스 몸체의 안쪽에 배치되어 있으며, 상기 케이스 공간의 안쪽에 개방된 일측으로 빛이 조사되도록 위치하고 있는 복수의 발광 다이오드,
    상기 케이스 몸체의 안쪽에 배치되어 있으며, 상기 케이스 공간의 안쪽에 삽입되어 일측으로 복수의 상기 발광 다이오드가 발광이 제어되도록 설치되어 있는 회로 기판,
    상기 케이스 몸체의 일측에 배치되어 있으며, 상기 케이스 공간의 개방된 일측이 폐쇄되도록 배치되어 상기 발광 다이오드의 빛이 조사되는 방향에 설치되어 있는 렌즈 몸체,
    상기 렌즈 몸체의 일측에 돌출되어 있으며, 상기 발광 다이오드에서 조사되는 빛이 확산되도록 반구 형태로 돌출되어 있는 반구형 렌즈체,
    상기 렌즈 몸체의 타측면에 배치되어 있으며, 중심에서 외주연 방향으로 연속적인 등고선 모양으로 배열된 프레넬 패턴부를 가지는 프레넬 렌즈체, 그리고
    상기 케이스 몸체의 일측에 배치되어 있으며, 상기 케이스 공간의 일측을 밀폐시킨 상기 렌즈 몸체의 일측에서 상기 케이스 몸체에 고정되고, 중앙에는 상기 반구형 렌즈체가 삽입되는 커버공을 가지는 지지 커버
    를 포함하며,
    상기 발광 다이오드는 상기 커버 몸체의 안쪽에 복수로 구비되어 발광되면 발광된 빛이 상기 브레넬 렌즈체를 통해서 일차적으로 중앙은 확산되고 외주연 방향으로 모아지도록 굴절되고, 굴절 후에 이차적으로 반구형 렌즈체를 통해서 굴절된 빛이 확산될 수 있는
    발광 다이오드 라이트 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 케이스 몸체의 안쪽에는 일측이 개방된 케이스 공간의 측면과 타측이 습기가 유입되는 것이 차단되도록 폐쇄되도록 형성되어 있고,
    상기 프레넬 렌즈체의 바깥 방향으로 연장 돌출되어 있으며, 상기 렌즈 몸체와 상기 케이스 몸체 사이를 밀폐시켜 습기 유입되는 것을 차단시켜 방수되도록 연장 돌출된 방수 연장 돌기를 더 구비하며,
    상기 케이스 몸체는 일측이 개방되어 측면과 타측에 습기의 유입이 차단되도록 형성된 상기 커버 공간의 개방된 일측으로 상기 렌즈 몸체의 타측면으로 외주연 방향에 배치된 상기 방수 연장 돌기가 상기 커버 공간을 밀폐되도록 접촉 설치되며, 상기 렌즈 몸체가 설치된 상태에서 상기 지지 커버로 상기 렌즈 몸체를 가압하면서 상기 커버 몸체를 상기 케이스 몸체에 고정되도록 설치하여 습기를 차단하는 방수 성능이 향상될 수 있는
    발광 다이오드 라이트 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    복수의 상기 발광 다이오드는 상기 회로 기판의 일측으로 방사상으로 서로 떨어진 위치에 배치되어 있고,
    상기 프레넬 렌즈의 중앙에는 상기 발광 다이오드에서 발산되는 빛이 통과하도록 관통된 통과공이 형성되어 있으며,
    상기 반구형 렌즈의 타측 중앙에는 일측 방향으로 반구형상의 홈 형태의 렌즈홈이 형성되어 있음에 따라
    방사상으로 배치된 상기 발광 다이오드에서 방사되는 빛이 중첩되는 중앙 위치에서 관통된 상기 통과공을 통해서 통과하고, 통과된 빛이 반구형상의 상기 렌즈홈을 통해서 확산된 상태로 상기 반구형 렌즈체를 통해서 이차로 확산되어 중첩되는 빛을 넓은 범위로 확산시킬 수 있는
    발광 다이오드 라이트 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 케이스 몸체의 안쪽에 배치되어 있으며, 상기 케이스 공간의 안쪽에 타측으로 배터리 공간을 가지도록 공간을 구획시키도록 구비된 격벽,
    상기 케이스 몸체의 안쪽에 배치되어 있으며, 상기 배터리 공간에 위치하고 있는 배터리, 그리고
    상기 회로 기판과 상기 배터리를 연결하고 있으며, 상기 회로 기판에 전력을 공급되도록 상기 배터리와 연결하고 있는 연결선
    을 더 구비하며,
    상기 배터리는 상기 케이스 몸체의 안쪽에 상기 회로 기판에 상기 연결선으로 연결되도록 설치되어 방수되는 상기 케이스 몸체의 안쪽에 자체 전력이 공급되면서 빛을 조사할 수 있는
    발광 다이오드 라이트 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 케이스 몸체의 타측면에는 상기 케이스 공간과 연통되도록 관통되어 있는 전력공이 형성되어 있고,
    상기 케이스 몸체의 안쪽에서 상기 전력공을 통과하여 외부로 인출되도록 배치되어 있으며, 상기 회로 기판에 전력이 공급되도록 연결되어 있는 외부 전력 연결선, 및
    상기 케이스 몸체의 타측에 배치되어 있으며, 상기 전력공과 상기 전력 연결선 사이를 밀폐되도록 상기 전력공의 안쪽에 설치되어 있는 패킹
    을 더 구비하며,
    상기 외부 전력 연결선은 외부에서 전력이 공급되도록 상기 전력공을 통해서 상기 케이스 공간에 설치된 상기 회로 기판에 일측이 연결되어 있고, 통과되는 상기 전력공 사이에 상기 패킹으로 밀폐되도록 설치되어 습기를 차단하는 방수 성능이 향상될 수 있는
    발광 다이오드 라이트 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 케이스 몸체의 일측에는 상기 케이스 공간의 일측에 안쪽 면으로 상기 렌즈 몸체가 삽입되어 상기 방수 연장 돌기가 접촉되는 렌즈홈이 형성되어 있으며, 바깥 둘레에 방사상으로 복수의 커버 고정홈이 형성되어 있고,
    상기 지지 커버의 바깥 둘레에 방사상의 복수로 배치되어 있으며, 상기 케이스 몸체의 일측에 상기 지지 커버 고정 시에 상기 커버 고정홈에 삽입 고정되어 상기 지지 커버를 상기 케이스 몸체에 고정시키는 커버 고정체
    를 더 구비하며,
    상기 커버 고정체는 상기 커버 몸체의 일측에 상기 렌즈 몸체가 위치하여 상기 방수 연장 돌기가 상기 렌즈홈에 접촉된 상태에서 상기 지지 커버를 일측 방향에서 가압 고정시키도록 방사상 위치에 복수로 설치될 수 있는
    발광 다이오드 라이트 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈 몸체와 상기 회로 기판 사이에 배치되어 있으며, 중앙에 복수의 상기 발광 다이오드가 안치되는 안치공을 가지는 기판 지지링을 더 구비하며,
    상기 기판 지지링은 상기 렌즈 몸체와 상기 회로 기판 사이에 복수가 상기 발광 다이오드가 안치되는 공간이 확보되도록 지지하여 복수의 상기 발광 다이오드가 상기 렌즈 몸체와 접촉되는 것이 방지될 수 있는
    발광 다이오드 라이트 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 프렌넬 렌즈체는 상기 프렌넬 패턴이 형성되면서 방수 효과를 향상시키도록 상기 방수 연장 돌기가 구비되도록 실리콘으로 이루어진 발광 다이오드 라이트 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 프렌넬 렌즈체는 상기 프렌넬 패턴의 중심을 일측으로 이동시켜 중심에서 타측 방향으로 연속적인 등고선 형태로 중심인 일측에서 타측 방향으로 배열되도록 형성되어 있음에 따라,
    상기 프렌넬 패턴은 중심이 일측으로 이동된 상태에서 일측에서 타측 방향으로 연속적인 등고선 형태로 구비되어 있어 상기 발광 다이오드에서 발광된 빛이 타측 방향으로 굴절되도록 형성되어 빛의 방향성을 부가시킬 수 있는
    발광 다이오드 라이트 모듈.
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