KR20120063712A

KR20120063712A - 엘이디 모듈 및 이를 이용한 엘이디 조명 시스템

Info

Publication number: KR20120063712A
Application number: KR1020100124806A
Authority: KR
Inventors: 김성기; 박이현
Original assignee: 김성기; 박이현
Priority date: 2010-12-08
Filing date: 2010-12-08
Publication date: 2012-06-18
Also published as: KR101232940B1

Abstract

본 발명은 엘이디 모듈 및 이를 이용한 엘이디 조명 시스템에 관한 것으로서, 볼록렌즈를 사용하여 눈부심을 방지하고, 엘이디의 빛을 반사시켜 조도를 증가시킬 수 있는 엘이디 모듈 및 이를 이용한 엘이디 조명 시스템에 관한 것이다. 이를 위해 엘이디(LED)(10)를 구비하는 엘이디 기판(110); 엘이디 기판(110)의 일측과 결합하며, 엘이디(10)가 관통되는 관통홀(121)을 형성하는 프레임(120); 프레임(120)과 결합하며, 엘이디(10)에서 조사되는 빛이 발산하는 윈도우(130); 및 엘이디 기판(110)의 타측과 결합하는 방열기판(140);을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 모듈이 개시된다.

Description

엘이디 모듈 및 이를 이용한 엘이디 조명 시스템 {LED module and lighting system using the same}

본 발명은 엘이디 모듈 및 이를 이용한 엘이디 조명 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 볼록렌즈를 사용하여 눈부심을 방지하고, 엘이디의 빛을 반사시켜 조도를 증가시킬 수 있는 엘이디 모듈 및 이를 이용한 엘이디 조명 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 야간 또는 실내에서 빛을 제공하기 위해 다양한 종류의 조명 장치들이 이용되고 있다. 이 같은 조명 장치들은 전원을 공급받아 빛에너지로 변환하여 빛을 제공하는 것으로서, 일반적으로는 백열 전구 또는 형광등 등을 사용하고 있다.

한편, 최근에는 고가임에도 불구하고 다양한 색 연출을 할 수 있는 엘이디(LED)를 이용한 조명 장치가 제안되어 널리 이용되고 있는 실정이다. 그러나 이러한 엘이디는 빛의 직진성으로 인해 조도가 감소할 수 있으며, 엘이디 렌즈를 사용하는 경우에는 사용자에게 눈이 부시는 등의 장애를 줄 수 있는 문제점이 있었다. 또한, 종래 기술에 따른 엘이디 조명 장치는 주변의 환경이 고온이거나 엘이디 칩의 발열이 증가함에 따라 엘이디 칩의 발광 효율이 떨어지는 문제점이 있었다. 그리고 엘이디 칩이 과열될 경우 엘이디 칩의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명이 속하는 기술 분야에서는 엘이디 조명시 조도를 증가시키면서도 사용자의 눈부심을 방지하고, 또한 엘이디의 발열에 대처할 수 있는 엘이디 모듈 및 이를 이용한 엘이디 조명 시스템의 개발을 요하고 있었다.

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 엘이디를 사용함에 따른 사용자의 눈부심을 방지하고, 엘이디의 발열로 인한 엘이디의 수명단축을 획기적으로 개선할 수 있는 발명을 제공하는데 그 목적이 있다.

그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 본 발명의 목적은, 엘이디(LED)(10)를 구비하는 엘이디 기판(110); 엘이디(10)가 관통되는 관통홀(121)을 형성하여 엘이디 기판(110)의 일측과 결합하며, 엘이디(10)의 빛을 반사하는 반사면(123)을 구비하는 프레임(120); 프레임(120)과 결합하며, 엘이디(10)에서 조사되는 빛이 발산하는 발산면(131)을 구비하는 윈도우(130); 및 엘이디 기판(110)의 타측과 결합하는 방열기판(140);을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 모듈을 제공함으로써 달성될 수 있다.

또한, 엘이디 기판(110)은, 엘이디(10)를 제어하는 제어회로가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 엘이디 기판(110)에는, 엘이디(10)의 열을 전달하기 위한 방열기판(140)에 대응하는 방열접점(111);이 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 엘이디(10)는 복수로 구비되어 인 것을 특징으로 한다.

또한, 엘이디(10)와 관통홀(121)의 결합은 형상맞춤 결합인 것을 특징으로 한다.

또한, 반사면(123)은, 오목한 곡률을 형성하여 엘이디(10)의 빛을 반사하는 것을 특징으로 한다.

또한, 발산면(131)의 일측면은 편평하고, 타측면은 곡률을 형성하여 엘이디(10)의 빛을 발산하는 것을 특징으로 한다.

또한, 방열기판(140)은, 방열접점(111)과 대응하는 방열핀(141)이 구비되어 엘이디(10)의 열을 전달하는 것을 특징으로 한다.

또한, 엘이디 기판(110)을 내측으로 포함하여 프레임(120)과 결합하고, 엘이디 기판(110)을 방수하는 방수프레임(150);을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 방수프레임(150)은 실리콘으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 목적은 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 엘이디 모듈(100); 및 엘이디 모듈(100)이 복수로 구비되고, 각 엘이디 모듈(100)이 서로 독립적으로 각도가 조절되는 엘이디 조명장치(200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 시스템을 제공함으로써 달성될 수 있다.

또한, 엘이디 조명장치(200)는, 엘이디 모듈(100)의 각도를 조절하는 조절수단(210); 및 각도를 제어하는 신호를 조절수단(210)에 출력하는 제어수단(220);을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 조절수단(210)은 모터(211)와 모터를 구동하는 구동회로(213)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 제어수단(220)과 네트웍(300)으로 연결되어 제어수단(220)을 제어하는 제어신호를 출력하는 서버(400);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 제어신호는, 엘이디(10)의 밝기 또는 온/오프를 제어하거나, 엘이디 모듈(100)의 각도를 제어하는 신호인 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 엘이디를 사용함에 따른 사용자의 눈부심을 방지하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 엘이디의 직진성에 따른 조도가 감소하는 것을 방지하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 엘이디를 물 또는 습기로부터 보호할 수 있는 효과가 있다.

그리고 본 발명에 의하면 엘이디의 발열로 인한 엘이디 수명단축을 개선할 수 있는 효과가 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 엘이디 모듈의 분해 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 윈도우의 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 엘이디 모듈의 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 엘이디 조명장치의 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 엘이디 조명장치의 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 엘이디 조명시스템의 구성도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.

< 엘이디 모듈의 구성>

도 1은 본 발명에 따른 엘이디 모듈의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 윈도우의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 엘이디 모듈의 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 엘이디 모듈(100)은 대략 엘이디기판(110), 프레임(120), 윈도우(130), 및 방열기판(140)으로 구성할 수 있으며, 이에 더하여 방수프레임(150) 및 전원수단(도면 미도시)을 더 부가하여 구성하는 것이 바람직할 수 있다. 이하 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 엘이디 모듈(100)의 구성을 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 엘이디 기판(110)은 엘이디(10), 방열접점(111), 및 제어회로(도면 미도시)를 구비하고 있다. 엘이디 기판(110)에 구비되는 엘이디(10)는 빛을 방출하는 발광소자로서 엘이디 기판(110)에 복수로 구비될 수 있으며, 엘이디(10)를 보호하는 엘이디커버(11)가 씌어져 있다. 또한, 엘이디(10)의 열을 방열기판(140)에 전달하기 위한 방열핀(141)과 접촉되는 방열접점(111)이 엘이디 기판(110)에 구비되어 있다. 따라서 엘이디(10)의 전력소비로 인한 높은 열은 방열접점(111)과 방열핀(141)을 거쳐 방열기판(140)에 전달되어 냉각시키게 된다.

한편, 엘이디 기판(110)에 구비된 제어회로는 엘이디(10)를 보호하는 보호회로와 필요에 따라 엘이디 조명장치(200)의 제어수단(220)에서 출력되는 제어신호에 의해 엘이디(10)를 온/오프 시킬 수 있는 회로가 구현되어 있을 수 있다. 또한, 전원수단(도면 미도시)으로부터 전원을 공급받아 엘이디(10)를 구동할 수 있는 회로가 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 프레임(120)은 상술한 엘이디 기판(110)의 상면에 결합하며, 엘이디 기판(110)과 결합시 엘이디(10)가 돌출될 수 있도록 관통홀(121)이 형성되어 있다. 따라서 관통홀(121)과 엘이디(10)는 형상맞춤에 의해 결합 되는 것이 바람직하다. 이러한 프레임(120)은 엘이디(10)가 구비되는 개수에 따라 다양한 크기를 가질 수 있으며, 일반적인 프레임(120)의 재질로는 금속에 코팅을 하는 것이 바람직하다.

한편, 프레임(120)에는 곡률을 갖는 반사면(123)이 형성되어 있어서 직진성이 강한 엘이디(10)의 빛을 반사시킬 수 있으며, 이러한 반사면(123)의 중심부에는 관통홀(121)이 형성되어 있다. 반사면(123)의 곡률 및 직경은 엘이디 모듈(100)이 사용되는 장소나, 엘이디 모듈(100)이 이용되는 장치에 따라 바뀔 수 있음은 당연하다. 그리고 상술한 관통홀(121) 및 반사면(123)은 엘이디(10)가 구비되는 개수에 따라 형성되며, 엘이디(10)의 개수도 필요에 따라 적절하게 구비될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 윈도우(130)는 프레임(120)과 결합하며, 엘이디(10)에서 조사되는 빛이 발산한다. 프레임(120)과 대향되는 윈도우(130)의 일측면은 편평하고, 타측면은 곡률을 갖는 발산면(131)이 형성되어 있다. 발산면(131)의 곡률은 엘이디(10) 빛이 조사되는 방향으로 볼록하게 형성되어 있다. 이러한 윈도우(130)의 재질은 투명 아크릴 또는 유리재가 바람직하다.

발산면(131)의 형성으로 엘이디(10)의 조도가 감소하거나 눈이 부시는 장애를 해결할 수 있으며, 또한 일측의 편평한 면은 필요에 따라 볼록 또는 오목하게 형성하여 곡률에 따라 형성된 볼록렌즈의 초점 위치를 바꿀 수도 있다.

본 발명에 따른 방열기판(140)은 엘이디 기판(110)의 타측과 결합하여 엘이디(10)에서 방출하는 열을 흡수하여 엘이디(10)를 냉각시킨다. 이러한 방열기판(140)에는 도 3에 도시된 바와 같이 상술한 방열접점(111)과 대응하는 돌출된 형상의 방열핀(141)이 구비되어 엘이디(10)의 열을 방열기판(140)으로 전달하게 된다. 또한, 방열기판(140)을 고정하기 위한 고정돌기(143)가 구비되어 체결부(20)에 의해 고정된다. 이러한 방열기판(140)은 열을 전달하기 쉬운 금속(일예로 : 알루미늄)으로 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 방수프레임(150)은 엘이디 기판(110)에 물 또는 습기 등의 방수를 위해 엘이디 기판(110)을 내측으로 포함하여 구비된다. 따라서 방수프레임(150)은 적절한 방수를 위해 실리콘을 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않으며 다양한 방수 재료가 사용될 수 있다. 그리고 상술한 방열기판(140)의 방열핀(141) 및 고정돌기(143)가 방수프레임(150)을 관통하여 돌출될 수 있도록 하는 관통홈(도면 미도시)이 형성되어 있다.

한편, 엘이디 모듈(100)에 포함된 엘이디 기판(110), 프레임(120), 윈도우(130), 및 방열기판(140)은 체결부(20)에 의해 결합된다. 이때 체결부(20)는 수나사(21) 및 암나사(23)를 사용할 수도 있으나 이는 하나의 실시예일 뿐 다양한 체결수단이 사용될 수 있음은 자명하다(일예로 후크).

< 엘이디 조명 시스템>

도 4는 본 발명에 따른 엘이디 조명장치의 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 엘이디 조명장치의 구성도이고, 도 6은 본 발명에 따른 엘이디 조명 시스템의 구성도이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 엘이디 조명장치(200)는 대략 엘이디 모듈(100), 조절수단(210), 제어수단(220), 및 방향전환수단(230)으로 구성되며, 엘이디 조명 시스템은 대략 엘이디 조명장치(200), 네트웍(300), 및 서버(400)로 구성되어 있다. 이하 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 엘이디 조명 시스템의 구성을 설명하기로 한다. 다만, 엘이디 모듈(100)은 앞선 기재에 갈음하기로 한다.

본 발명에 따른 엘이디 조명장치(200)는 대략적으로 엘이디 모듈(100), 조절수단(210), 제어수단(220), 및 방향전환수단(230)으로 구성되어 있다. 이 경우 엘이디 모듈(100)은 앞서 기재한 바와 같고, 엘이디 조명장치(200)에는 복수의 엘이디 모듈(100)이 포함될 수 있으며, 각 엘이디 모듈(100)은 서로 독립적으로 각도가 조절될 수 있다. 따라서 사용자는 필요한 경우 엘이디 모듈(100)의 각도를 바꿈으로써 원하는 방향의 조도를 변화시킬 수 있다.

한편, 조절수단(210)은 제어수단(220)의 제어신호에 의해 엘이디 모듈(100)의 각도를 조절하는 수단이다. 엘이디 모듈의 각도를 조절하기 위하여 본 발명의 일실시예에서는 모터(211)를 가지고 설명하기로 하나 꼭 이에 한정되지는 않으며 엘이디 모듈(100)의 각도를 변화시킬 수 있는 엑츄에이터는 어떤 것이든 가능할 수 있다. 모터(211)는 모터를 구동하기 위한 엔코더(도면 미도시) 및 구동회로(213)가 필요하며, 제어수단(220)의 제어신호에 의해 구동회로(213)가 모터(211)를 구동하며, 구동된 모터(211)의 회전수를 엔코더가 측정한다.

본 발명에 따른 제어수단(220)은 조절수단(210)에 제어신호를 출력하여 엘이디 모듈(100)의 각도를 변경하게 되며, 또한 네트웍(300)을 통해 전달되는 서버(400)의 제어신호를 받아 이를 처리하게 된다.

본 발명에 따른 방향전환수단(230)은 조절수단(210)에 의해 구동된 모터(211)의 회전수에 따라 엘이디 모듈(100)의 방향을 변화시킨다. 즉 모터(211)의 회전수만큼 각도를 변화시키는 수단이다. 이러한 방향전환수단(230)은 필요에 따라 조절수단(210)과 함께 구비될 수도 있다.

본 발명에 따른 서버(400)는 네트웍(300)을 통하여 엘이디 조명장치(200)에 구비된 제어수단(220)에 제어신호를 출력하거나, 또는 제어수단(220)으로부터 제어신호를 받기도 한다. 이때 서버(400)가 전송하는 제어신호는 엘이디(10)의 밝기를 조절하거나 엘이디(10)를 온/오프하는 신호일 수 있으며, 또한 엘이디 모듈(100)의 각도를 조절하는 제어신호일 수 있다.

한편, 네트웍(300)은 유선 또는 무선으로 서버(400)와 엘이디 조명장치(200) 간을 연결할 수 있으며, 유선인 경우에는 기존의 인터넷 망이나 또는 PSTN 망을 이용할 수 있다. 그리고 무선으로 연결되는 경우에는 와이파이, 와이브로, 또는 3G망을 이용하여 제어신호를 송신 또는 수신할 수 있을 것이다. 다만, 위에 언급한 것 외에 다양한 통신수단이 사용될 수 있음은 당업자에게 자명한바 생략하기로 한다.

상술한 제어수단(220) 및 제어회로(도면 미도시)는 MCU, MPU, DSP 등을 사용하여 구현할 수 있으며, 또한 FPGA 또는 ASIC 등의 집적회로 설계에 의해 구현될 수도 있다. 물론 제어수단(220) 및 제어회로를 구동하기 위한 프로그램이 저장되는 메모리(도면 미도시)가 필요함은 당업자에게는 자명할 것이다.

이상, 본 발명의 일실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않으며, 다양한 변형 및 응용이 가능하다. 즉, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 많은 변형이 가능한 것을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

10 : 엘이디
11 : 엘이디커버
20 : 체결부
21 : 수나사
23 : 암나사
100 : 엘이디 모듈
110 : 엘이디 기판
111 : 방열접점
120 : 프레임
121 : 관통홀
123 : 반사면
130 : 윈도우
131 : 발산면
140 : 방열기판
141 : 방열핀
143 : 고정돌기
150 : 방수프레임
200 : 엘이디 조명장치
210 : 조절수단
211 : 모터
213 : 구동회로
220 : 제어수단
230 : 방향전환수단
300 : 네트웍
400 : 서버

Claims

엘이디(LED)(10)를 구비하는 엘이디 기판(110);
상기 엘이디(10)가 관통되는 관통홀(121)을 형성하여 상기 엘이디 기판(110)의 일측과 결합하며, 상기 엘이디(10)의 빛을 반사하는 반사면(123)을 구비하는 프레임(120);
상기 프레임(120)과 결합하며, 상기 엘이디(10)에서 조사되는 빛이 발산하는 발산면(131)을 구비하는 윈도우(130); 및
상기 엘이디 기판(110)의 타측과 결합하는 방열기판(140);을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 모듈.
제 1 항에 있어서,
상기 엘이디 기판(110)은,
상기 엘이디(10)를 제어하는 제어회로가 구비되는 것을 특징으로 하는 엘이디 모듈.
제 1 항에 있어서,
상기 엘이디 기판(110)에는,
상기 엘이디(10)의 열을 전달하기 위한 상기 방열기판(140)에 대응하는 방열접점(111);이 구비되는 것을 특징으로 하는 엘이디 모듈.
제 1 항에 있어서,
상기 엘이디(10)는 복수로 구비되는 것을 특징으로 하는 엘이디 모듈.
제 1 항에 있어서,
상기 엘이디(10)와 상기 관통홀(121)의 결합은 형상맞춤 결합인 것을 특징으로 하는 엘이디 모듈.
제 1 항에 있어서,
상기 반사면(123)은,
오목한 곡률을 형성하여 상기 엘이디(10)의 빛을 반사하는 것을 특징으로 하는 엘이디 모듈.
제 6 항에 있어서,
상기 발산면(131)의 일측면은 편평하고, 타측면은 곡률을 형성하여 상기 엘이디(10)의 빛을 발산하는 것을 특징으로 하는 엘이디 모듈.
제 3 항에 있어서,
상기 방열기판(140)은,
상기 방열접점(111)과 대응하는 방열핀(141)이 구비되어 상기 엘이디(10)의 열을 전달하는 것을 특징으로 하는 엘이디 모듈.
제 1 항에 있어서,
상기 엘이디 기판(110)을 내측으로 포함하여 상기 프레임(120)과 결합하고, 상기 엘이디 기판(110)을 방수하는 방수프레임(150);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 모듈.
제 9 항에 있어서,
상기 방수프레임(150)은 실리콘으로 형성되는 것을 특징으로 하는 엘이디 모듈.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 엘이디 모듈(100); 및
상기 엘이디 모듈(100)이 복수로 구비되고, 각 엘이디 모듈(100)이 서로 독립적으로 각도가 조절되는 엘이디 조명장치(200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 시스템.
제 11 항에 있어서,
상기 엘이디 조명장치(200)는,
상기 엘이디 모듈(100)의 각도를 조절하는 조절수단(210); 및
상기 각도를 제어하는 신호를 상기 조절수단(210)에 출력하는 제어수단(220);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 시스템.
제 12 항에 있어서,
상기 조절수단(210)은 모터(211)와 상기 모터를 구동하는 구동회로(213)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 시스템.
제 11 항에 있어서,
상기 제어수단(220)과 네트웍(300)으로 연결되어 상기 제어수단(220)을 제어하는 제어신호를 출력하는 서버(400);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 시스템.
제 14 항에 있어서,
상기 제어신호는,
엘이디(10)의 밝기 또는 온/오프를 제어하거나, 상기 엘이디 모듈(100)의 각도를 제어하는 신호인 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 시스템.