KR20120062173A - 렌즈모듈 및 이를 포함하는 조명기구 - Google Patents

렌즈모듈 및 이를 포함하는 조명기구 Download PDF

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이창모
이기언
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Abstract

개시된 본 발명의 일실시예에 의한 조명기구는 발광소자를 이용하여 빛을 조사하도록 구비되며, 복수의 상기 발광소자가 장착된 기판 및 상기 발광소자의 빛을 안내하는 렌즈가 정방형으로 배치된 하나 또는 하나 이상의 렌즈부가 구비되는 렌즈모듈을 포함하고, 상기 렌즈부가 90도씩 회전하여 탈착 가능하게 장착된다. 이러한 구성에 의하면, 렌즈모듈 또는 렌즈부의 장착 방향에 따라 빛의 조사 영역을 변경시킬 수 있어 조명 기구의 구조를 변경하지 않고, 조명 기구의 설치 후에도 빛의 조사 영역을 변경할 수 있다.

Description

렌즈모듈 및 이를 포함하는 조명기구{LENS MODULE AND ILLUMINATION DEVICE HAVING THE SAME}
필요에 따라 조명의 조사 영역을 변경할 수 있는 렌즈모듈 및 이를 포함하는 조명기구가 개시된다. 더욱 자세하게는, 조명 기구의 구조를 변경하지 않고, 렌즈모듈의 형상을 변경함으로써 발광소자에서 조사되는 빛의 방향을 임의로 변경할 수 있는 렌즈모듈 및 이를 포함하는 조명기구가 개시된다.
일반적으로 가로등은 가로교통의 안전과 보안을 위하여 가로(街路)를 따라서 설치한 조명기구를 일컫는 것으로서, 고속도로, 일반차도, 인도, 주택가 등 설치되는 장소에 따라 그에 걸맞은 종류의 것이 사용되고 있으며, 최근 전력의 소모량, 전구의 수명, 밝기 및 확산 범위 등을 고려하여 고휘도 발광다이오드(LED: Light Emitting Diode)를 광원으로 하는 가로등 또는 조명등의 사용이 증가하고 있다.
이러한 조명기구는 설치장소나 위치 등 주변 환경에 따라 조명효과를 극대화하기 위하여 일정한 구역에 빛을 조사하거나 조사하지 않도록 하는 것이 바람직하며 이를 위해 설치할 때뿐만 아니라 설치 후에도 필요에 따라 조명기구의 조사 영역을 조절하여 원하는 구역에 빛이 조사되도록 할 수 있는 구조가 필요하다.
그런데, 발광 다이오드의 경우 빛이 좁은 영역으로 집중하여 발산하는 경향이 있어서 이를 면광원에 적용하기 위해서는 빛이 넓은 영역에 고르게 분포되도록 하여야 한다. 이 때, 일반적으로 도로에 설치되는 가로등의 경우에는 차량이 통행하는 차도와 사람이 보행하는 보도로 나뉘어지는 도로의 일측에 설치되어 필요에 따라 일정한 구역으로 더 많은 빛을 조사하도록 설치된다.
이를 위하여 종래의 LED 조명등은 반사판이나 렌즈를 이용하여 일정한 구역에 빛을 조사하도록 제작되었다. 그러나, 설치장소나 위치 등 주변 환경에 따라 기 제작된 또는 기 설치된 조명등이 빛을 조사하는 방향이 변경되어야 하는 경우 이를 변경하기가 곤란한 문제점이 있어 설치 후에도 용이하게 빛의 조사 방향을 변경할 수 있는 구조가 필요하다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 조명 기구의 구조를 변경하지 않고, 렌즈모듈의 구조를 변경하여 조명 기구의 설치 후에도 빛의 조사 영역을 변경할 수 있는 렌즈모듈 및 이를 포함하는 조명기구가 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 렌즈모듈의 장착 방향에 따라 빛의 조사 영역을 변경시킬 수 있는 렌즈모듈 및 이를 포함하는 조명기구가 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따른 렌즈모듈은 기판, 상기 기판 상에 장착되는 하나 또는 하나 이상의 발광소자, 상기 발광소자의 빛을 기 설정된 방향으로 안내하되, 종횡 방향으로 동일한 개수로 정방형으로 배열되는 렌즈를 구비하는 렌즈부를 포함한다.
일측에 의하면, 복수의 상기 렌즈는 주조사 방향으로 광량이 상대적으로 높게 빛이 조사되도록 하고, 상기 주조사 방향과 서로 다른 부조사 방향으로는 상기 광량이 상대적으로 낮게 빛이 조사되도록 한다.
일측에 따르면, 상기 주조사 방향이 일치하도록 상기 렌즈가 배열된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 조명기구는 발광소자를 이용하여 빛을 조사하도록 구비되며, 복수의 상기 발광소자가 장착된 기판 및 상기 발광소자의 빛을 안내하는 렌즈가 정방형으로 배치된 하나 또는 하나 이상의 렌즈부가 구비되는 렌즈모듈을 포함하고, 상기 렌즈부가 90도씩 회전하여 탈착 가능하게 장착된다.
일측에 따르면, 상기 조명기구는 상기 렌즈부 상부에 배치되는 상부 커버부, 상기 기판 하부에 배치되어 상기 기판의 열을 전도하는 써멀 패드(thermal pad), 상기 기판 및 상기 렌즈부 사이에 배치되어 상기 기판 및 상기 렌즈부의 사이에 외부의 이물질이 침입하는 것을 방지하는 실링 러버, 상기 써멀패드와 접하도록 배치되는 히트 싱크(heat sink) 및 상기 상부커버부, 상기 렌즈모듈, 상기 써멀패드, 상기 실링러버 및 상기 히트 싱크를 결합하는 결합부재를 더 포함한다.
일측에 의하면, 상기 써멀 패드는 압력에 의해 형상이 변형되는 재질로 구비되고, 상기 결합부재의 결합력을 조절하여 상기 렌즈모듈의 수평이 조절된다.
첫째, 렌즈모듈 또는 렌즈부의 장착 방향에 따라 빛의 조사 영역을 변경시킬 수 있어 조명 기구의 구조를 변경하지 않고, 조명 기구의 설치 후에도 빛의 조사 영역을 변경할 수 있다.
둘째, 렌즈모듈의 장착 방향에 따라 빛의 조사 영역을 변경시킬 수 있고, 다수의 렌즈모듈을 배치하여 필요한 광량을 낼 수 있다.
셋째, 렌즈모듈의 탈착이 용이하고, 이에 따라 빛의 조사 영역을 용이하게 변경할 수 있다.
넷째, 렌즈부가 정방형으로 형성됨에 따라 조명기구의 형상은 정사각형, 직사각형 또는 정사각형으로 조합되는 다양한 형태를 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 발광소자를 개략적으로 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 발광소자를 포함하는 조명기구를 개략적으로 도시한 사시도,
도 3은 도 2의 조명기구를 분해하여 도시한 분해사시도,
도 4는 도 2의 조명기구를 등지주에 연결한 일례를 도시한 예시도,
그리고,
도 5는 도 2의 조명기구를 등지주에 연결한 다른 일례를 개략적으로 도시한 사시도이다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 렌즈모듈을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1의 도시와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 렌즈모듈(10)은 기판(11), 발광소자(13) 및 렌즈부(14)를 포함한다.
상기 기판(11)은 일반적으로 상용되는 리드 프레임(lead frame) 또는 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board)과 같은 패키지 기판으로 구비되며, 상기 발광소자(13)는 빛을 발광하는 복수의 발광 다이오드(LED) 칩으로 구비되는 것이 바람직하나 이에 한정되거나 제한되는 것은 아니며, 상기 기판(11) 상에 상기 발광소자(13)가 장착된다.
상기 렌즈부(14)는 상기 발광소자(13)의 빛을 기 설정된 방향으로 안내하되, 종횡 방향으로 동일한 개수로 정방형으로 배열되는 렌즈(15)를 구비하는 판 형상으로 구비되는 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 복수의 상기 렌즈(15)는 주조사 방향으로 광량이 상대적으로 높게 빛이 조사되도록 구비된다. 즉, 전술한 바와 같이, 상기 렌즈모듈(10)이 조명 기구에 장착되어 조명으로서의 역할을 하게 되는 경우 방향성을 띠고 빛을 조사하도록 하여 원하는 구역에만 조사 영역이 형성되도록 구비된다.
또한, 상기 주조사 방향과 수직인 부조사 방향으로는 상기 광량이 상대적으로 낮게 빛이 조사되도록 한다.
다시 말하면, 후술하는 조명기구(20)에 상기 렌즈모듈(10)이 장착되는 경우, 상기 조명기구(20)의 양측 방향, 즉, 상기 렌즈(15)의 주조사 방향으로는 상대적으로 광량이 높게 조사되고, 부조사 방향으로는 상대적으로 광량이 낮게 조사되어 차량이 통행하는 차도와 사람이 보행하는 보도로 나뉘어지는 도로의 일측에 설치되어 필요에 따라 일정한 구역으로 더 많은 빛을 조사하도록 할 수 있다.
본 실시예에서는 상기 조명기구(20)의 양측 방향이 주조사 방향으로 형성되는 것을 제시하였지만, 이에 한정되거나 제한되는 것은 아니며, 예를 들면, 일 방향으로만 광량이 높게 조사되고, 일 방향인 상기 주조사 방향과 90도를 이루는 방향 중 적어도 한 쪽 방향 이 부조사 방향으로 형성되도록 하는 것도 가능함은 물론이다.
또한, 상술한 본 실시예에서는 상기 주조사 방향과 상기 부조사 방향이 서로 90도의 각도를 이루는 것으로 제시하였지만, 이에 한정되거나 제한되는 것은 아니며, 일정한 각도를 이루도록 서로 다른 방향으로 배치되는 것도 가능하다
여기서, 상기 렌즈부(14)에 구비된 상기 렌즈(15)의 상기 주조사 방향은 상기 정방형의 양측 또는 일측 변 방향으로 일정하게 일치되도록 상기 렌즈(15)가 배치된다.
또한, 상기 기판(11)은 상기 렌즈부(14)와 대응되는 형상으로 형성되고, 상기 발광소자(13)는 상기 렌즈(15)와 동일한 개수가 정방형으로 상기 기판(11)에 배치되는 것이 바람직하나 이에 한정되거나 제한되는 것은 아니다.즉, 일체형으로서 상기 렌즈모듈(10)이 형성되거나 또는 상기 발광소자(13) 및 상기 기판(11)은 직사각형 또는 정사각형의 조합과 같은 형상으로 형성되고, 상기 렌즈부(14)만 별도로 정방형으로 형성되어, 상기 발광소자(13)의 상부에 배치되어 상기 발광소자(13)의 빛을 상기 주조사 방향으로 조사되도록 하는 것도 가능하며, 이에 대한 설명은 후술하는 조명기구에서 다시 설명하기로 한다.
다시 말하면, 상기 기판(11)의 외곽 형상이 상기 렌즈부(14)의 조합된 배치 형상, 즉, 앞서 상술한 직사각형 또는 정사각형의 조합된 평면 형상과 유사하게 형성되고, 상기 기판(11)에 장착되는 상기 발광소자(13)는 상기 렌즈와 대응되도록 배치된다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 발광소자를 포함하는 조명기구를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 조명기구를 분해하여 도시한 분해사시도이다.
이에 도시된 바와 같이, 상기 조명기구(20)는 렌즈모듈(10), 상부 커버부(24), 써멀패드(22), 실링러버(23), 히트 싱크(21) 및 결합부재(25)를 포함한다. 설명의 편의를 위하여 도 1에 도시된 상기 렌즈모듈(10)과 유사하거나 동일한 구조에 대한 설명은 생략하기로 한다.
상기 상부 커버부(24)는 상기 렌즈부(14)의 상부에 배치되고, 상기 렌즈모듈(10)이 외부로 이탈되는 것을 방지하는 형상으로 형성된다. 좀 더 상세히 설명하면, 상기 상부 커버부(24)는 상기 렌즈부(14)의 외곽부분을 지지하도록 내부에 중공이 형성되어, 정방형으로 배치된 복수의 상기 렌즈(15)는 외부로 노출되되, 상기 렌즈모듈(10)이 외부로 이탈되는 것을 방지한다.
상기 써멀패드(22)는 상기 기판(11) 하부에 배치되어 상기 기판(11)의 열을 후술하는 상기 히트 싱크(21)로 전달하는 역할을 하며, 상기 히트 싱크(21)는 상기 써멀패드(22)와 접하도록 배치되어 상기 열을 외부로 발산시켜 상기 기판(11)이 과열되는 것을 방지한다.
상기 실링러버(23)는 상기 기판(11) 및 상기 렌즈부(14) 사이에 배치되어 상기 기판(11) 및 상기 렌즈부(14)의 사이에 외부의 이물질, 특히 먼지나 수분과 같이 상기 렌즈모듈(10)의 작동에 이상이 생기게 하는 물질들의 침입을 방지하도록 구비되며, 고무 재질로 구비되나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 결합부재(25)는 상기 상부 커버부(24), 상기 렌즈모듈(10), 상기 써멀패드(22), 상기 실링러버(23) 및 상기 히트 싱크(21)를 결합시키도록 구비되며, 일반적으로 상용되는 볼트(bolt)로 구비되나 이에 한정되는 것은 아니며, 외부에서 상기 상부 커버부(24), 상기 렌즈모듈(10), 상기 써멀패드(22), 상기 실링러버(23) 및 상기 히트 싱크(21)를 압박하여 결합하도록 하는 집게 또는 프레스 형상으로 구비되는 것도 가능하다. 다만, 상기 조명기구(20) 내부가 기밀하게 유지되는 조건을 만족하는 결합 구조이면 다양하게 변경 가능함은 물론이다.
또한, 상기 결합부재(25)가 상술한 구조로 형성되는 경우, 상기 렌즈모듈(10)의 탈착이 용이하고, 이에 따라 상기 조명기구(20)의 조사 영역을 용이하게 변경할 수 있다.
또한, 상기 써멀패드(22)는 압력에 의해 형상이 변형되는 재질, 예를 들면, 열전도 실리콘 방열 패드로 구비되고, 이에 따라 상기 결합부재(25)의 결합력을 조절하여 상기 렌즈모듈(10)의 수평이 조절되도록 구비된다.
이러한 본 발명의 일실시예에 따른 조명기구는 상술한 복수의 렌즈모듈(10)의 상기 렌즈부(14)를 90도 회전시켜 탈착 가능하게 형성된다. 즉, 상술한 바와 같이 상기 렌즈(15)가 정방형으로 배치된 전체적으로 정사각형 형상의 상기 렌즈부(14)를 90도 회전시켜 장착이 가능하고, 상기 주조사 방향이 변환될 수 있다.
이에 대해 좀 더 상세하게 설명하기 위하여 도 4 내지 도 5를 제시한다. 도 4는 도 2의 조명기구를 등지주에 연결한 일례를 도시한 예시도이고, 도 5는 도 2의 조명기구를 등지주에 연결한 다른 일례를 개략적으로 도시한 사시도이다.
이에 도시된 바에 따르면, 상기 조명기구(20)는 등지주(30)에 연결되어 설치된다. 이 경우, 상기 렌즈모듈(10)의 방향에 따라, 또는 상기 렌즈부(14)의 방향에 따라 상기 조명기구(20)의 조사 방향을 변경할 수 있다.
예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 조명기구(20)가 설치된 경우 상기 렌즈모듈(10)의 주조사 방향(a)이 결정된다. 이후에 상기 조명기구(20)가 설치된 방향의 전환이 필요한 경우, 즉, 외부 요인에 의하여 상기 조명기구(20)의 외형으로 인해 설치가 용이하지 않은 경우나 또는 설치 방향의 변경이 필요한 경우 상기 조명기구(20)의 방향을 도 5에 도시된 바와 같이 방향을 변경할 수 있다.
이 경우, 기존의 조명기구의 경우, 주 조사 방향 또는 상기 조명기구(20)의 회전한 만큼 회전하게 되나, 본 발명의 일실시예에 따른 조명기구(20)의 경우, 상기 렌즈부(14)의 방향을 90도 회전시켜 장착함으로써, 기존의 주조사 방향(a)과 동일하게 상기 조명기구(20)가 설치되도록 할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 상기 렌즈부(14)를 두 개 배치되는 것으로 제시하였지만, 하나 또는 세 개 이상 구비할 수 있음은 누구나 이해할 수 있을 것이며, 이에 대응되는 개수의 상기 발광소자(13)를 구비함으로써, 즉, 상기 렌즈모듈(10)을 병렬로 다수 개 배치할 수 있도록 상기 조명기구(20)의 형상을 변경하여, 필요에 따른 필요한 광량을 확보할 수 있고, 상기 렌즈부(14)가 정방형으로 형성됨에 따라 상기 조명기구(20)의 형상은 정사각형, 직사각형 또는 정사각형으로 조합되는 다양한 형태를 가질 수 있다.
여기서, 본 실시예에서는 상기 렌즈부(14)의 방향을 변경하는 것으로 제시하였지만, 이에 한정되거나 제한되는 것은 아니며, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 조명기구가 상기 렌즈부(14), 상기 기판(11) 및 상기 발광소자(13)가 대략 정방형의 일체형으로 형성된 상기 렌즈모듈(10)을 형성하고, 상기 렌즈모듈(10) 자체를 회전시킴으로써 주조사 방향을 변경하도록 하는 것도 가능함은 누구나 이해할 수 있을 것이다.
이에 따라 상기 렌즈모듈(10) 또는 상기 렌즈부(14)의 장착 방향에 따라 빛의 조사 영역을 변경시킬 수 있어 가로형 조명이나 세로형 조명과 같은 상기 조명기구(20)의 구조에 관계없이 상기 조명기구(20)의 설치 후에도 빛의 조사 영역을 변경할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 렌즈모듈 11: 기판
13: 발광소자 14: 렌즈부
15: 렌즈 20: 조명기구
21: 히트 싱크 22: 써멀패드
23: 실링러버 24: 상부 커버부
25: 결합부재

Claims (6)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 장착되는 하나 또는 하나 이상의 발광소자;
    상기 발광소자의 빛을 기 설정된 방향으로 안내하되, 종횡 방향으로 동일한 개수로 정방형으로 배열되는 렌즈를 구비하는 렌즈부;
    를 포함하는 렌즈모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    복수의 상기 렌즈는 주조사 방향으로 광량이 상대적으로 높게 빛이 조사되도록 하고, 상기 주조사 방향과 서로 다른 부조사 방향으로는 상기 광량이 상대적으로 낮게 빛이 조사되도록 하는 렌즈모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 주조사 방향이 일치하도록 상기 렌즈가 배열되는 렌즈모듈.
  4. 발광소자를 이용하여 빛을 조사하는 조명기구에 있어서, 복수의 상기 발광소자가 장착된 기판 및 상기 발광소자의 빛을 안내하는 렌즈가 정방형으로 배치된 하나 또는 하나 이상의 렌즈부가 구비되는 렌즈모듈을 포함하고, 상기 렌즈부가 90도씩 회전하여 탈착 가능하게 장착되는 조명기구.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 렌즈부 상부에 배치되는 상부 커버부;
    상기 기판 하부에 배치되어 상기 기판의 열을 전도하는 써멀 패드(thermal pad);
    상기 기판 및 상기 렌즈부 사이에 배치되어 상기 기판 및 상기 렌즈부의 사이에 외부의 이물질이 침입하는 것을 방지하는 실링 러버;
    상기 써멀패드와 접하도록 배치되는 히트 싱크(heat sink) 및
    상기 상부커버부, 상기 렌즈모듈, 상기 써멀패드, 상기 실링러버 및 상기 히트 싱크를 결합하는 결합부재;
    를 더 포함하는 조명기구.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 써멀 패드는 압력에 의해 형상이 변형되는 재질로 구비되고, 상기 결합부재의 결합력을 조절하여 상기 렌즈모듈의 수평이 조절되는 조명기구.
KR1020100123317A 2010-12-06 2010-12-06 렌즈모듈 및 이를 포함하는 조명기구 KR20120062173A (ko)

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