KR20130110362A - 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치 - Google Patents

열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20130110362A
KR20130110362A KR1020120032261A KR20120032261A KR20130110362A KR 20130110362 A KR20130110362 A KR 20130110362A KR 1020120032261 A KR1020120032261 A KR 1020120032261A KR 20120032261 A KR20120032261 A KR 20120032261A KR 20130110362 A KR20130110362 A KR 20130110362A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat
led
thermoelectric module
lens
light source
Prior art date
Application number
KR1020120032261A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101334698B1 (ko
Inventor
이호준
Original Assignee
오앤아이(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 오앤아이(주) filed Critical 오앤아이(주)
Priority to KR1020120032261A priority Critical patent/KR101334698B1/ko
Publication of KR20130110362A publication Critical patent/KR20130110362A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101334698B1 publication Critical patent/KR101334698B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50Cooling arrangements
    • F21V29/70Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F21V29/71Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks using a combination of separate elements interconnected by heat-conducting means, e.g. with heat pipes or thermally conductive bars between separate heat-sink elements
    • F21V29/717Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks using a combination of separate elements interconnected by heat-conducting means, e.g. with heat pipes or thermally conductive bars between separate heat-sink elements using split or remote units thermally interconnected, e.g. by thermally conductive bars or heat pipes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/003Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array
    • F21V23/004Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array arranged on a substrate, e.g. a printed circuit board
    • F21V23/005Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array arranged on a substrate, e.g. a printed circuit board the substrate is supporting also the light source
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50Cooling arrangements
    • F21V29/502Cooling arrangements characterised by the adaptation for cooling of specific components
    • F21V29/503Cooling arrangements characterised by the adaptation for cooling of specific components of light sources
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50Cooling arrangements
    • F21V29/51Cooling arrangements using condensation or evaporation of a fluid, e.g. heat pipes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00Refractors for light sources
    • F21V5/04Refractors for light sources of lens shape
    • F21V5/046Refractors for light sources of lens shape the lens having a rotationally symmetrical shape about an axis for transmitting light in a direction mainly perpendicular to this axis, e.g. ring or annular lens with light source disposed inside the ring
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0005Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
    • G02B6/0006Coupling light into the fibre
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10Controlling the light source

Abstract

본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치는 본 발명은 광섬유(Optical Fiber) 케이블을 이용하는 조명 장치에 광원으로 사용되는 엘이디 소스(LED SOURCE)라 일컫는 엘이디 광원 장치 관한 것으로, 빛의 각도와 면적을 조절하는 접속렌즈와 빛을 모아 상기 접속렌즈에 전달하는 집광렌즈를 포함하는 렌즈부, 엘이디 소자가 실장된 엘이디 기판, 엘이디 소자의 온도를 측정하는 온도센서, 판형상으로 일면은 상기 엘이디 기판의 후면과 접하고 타면은 열교환부와 접하여 상기 엘이디 기판을 냉각시키는 열전모듈, 열전모듈의 타면과 접하여 열전모듈로부터 열을 전달받는 열교환부, 열교환부의 열을 방열부로 전달하는 히트파이프, 방열부, 제어부 및 함체를 포함하는 것을 기술적 특징으로 하여, 엘이디 소자의 온도를 일정하게 유지시켜 줌으로써 엘이디 소자의 구동수명 증가와 더불어 광출력 효율을 증가시키는 효과가 있고, 엘이디 소자의 온도 변화에 따라 광출력이 변경되는 것을 방지하는 효과가 있다.
또한, 엘이디 소자의 노화로 인한 내부저항 증가에 따라 광출력이 떨어지는 것을 전류값의 보정을 통해 광출력을 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

Description

열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치{LED SOURCE}
본 발명은 광섬유(Optical Fiber) 케이블을 이용하는 조명 장치에 광원으로 사용되는 엘이디 소스(LED SOURCE)라 일컫는 엘이디 광원 장치 관한 것으로, 특히 엘이디 소자에서 발생한 열을 방출하거나 자체적으로 엘이디 소자를 냉각시키는 엘이디 광원 장치에 관한 것이다.
도 1 종래 광섬유 케이블을 이용하는 조명 장치를 보인 도면에 도시한 바와 같이, 광섬유 케이블과 엘이디 광원 장치를 포함하는 조명 장치는 자동화 검사 장비의 광원으로 사용되는 조명 장치로 발광 수단으로 엘이디 소자를 이용함으로써 종래 일반 등기구를 사용하는 조명장치의 발열 문제, 낮은 휘도 문제, 높은 소비전력 문제, 짧은 구동 수명 문제 등을 해결하고 있다.
구체적으로 종래기술 출원번호 10-2010-0099819호 '엘이디 광원을 이용한 광섬유 조명 장치'를 보면, 엘이디 광원을 이용한 광섬유 조명 장치에 관한 것으로, 상기 도 1에 도시한 바와 같이, 본체(A)의 내측 하부에 구성되는 콘트롤부(1)와, 상기 콘트롤부(1)의 상측으로 지지대(5)를 세워 고정하여 이에 빛을 발생시키는 엘이디(LED) 모듈(2)을 고정 설치하며, 상기 엘이디(LED) 모듈(2)의 전방으로 결합 구성되고 엘이디(LED) 광을 집속하는 집속렌즈(6)와, 상기 집속렌즈(6)의 전방으로 설치되는 광섬유 체결구(8)와, 상기 엘이디(LED) 모듈(2)의 후방으로 결합 구성되고 상기 엘이디(LED) 모듈(2)로부터 발생되는 열을 전도 받는 방열구(12)와, 상기 방열구(12)의 후방에 설치 구성되어 상기 방열구(12)에 전도된 열로 인해 가열된 공기를 후방으로 배출시키는 팬(FAN)(13)과, 상기 팬(FAN)(13)의 후방으로 설치 구성되고 상기 팬(13)으로부터 배출되는 가열된 공기를 본체(A)의 외부로 완전 배출시키는 덕트(14)로 구성된 것이다.
위와 같은 종래 기술은 엘이디(LED) 광원[光源, light source]을 이용하여 조도와 수명을 극대화하고 전력소모를 최소화하며 또한 상기 엘이디 광원으로부터 발광되는 빛을 집광하는 집속렌즈를 이용하여 빛의 밝기를 더욱더 극대화하며, 또한 냉각장치를 구성하여 엘이디 모듈은 물론 콘트롤부 등의 주변 부품들의 수명연장과 성능저하를 방지한다.
그러나, 엘이디 소자의 온도 변화에 따라 출력되는 빛이 변하는 문제, 출력되는 빛의 변화로 효율이 떨어지는 문제 및 엘이디 소자의 노화로 광출력이 떨어지는 문제가 여전히 해결되지 못하고 있습니다.
본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치는 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 엘이디 소자의 온도 변화에 따라 출력되는 빛이 변하는 문제, 출력되는 빛의 변화로 효율이 떨어지는 문제 및 엘이디 소자의 노화로 광출력이 떨어지는 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치는 광섬유 케이블과 결합하는 엘이디 광원 장치에 있어서, 상기 광섬유 케이블과 접하여 빛의 각도와 면적을 조절하는 접속렌즈와 엘이디 소자의 전단에 위치하여 빛을 모아 상기 접속렌즈에 전달하는 집광렌즈를 포함하며, 상기 광섬유 케이블과 결합하기 위한 결합수단이 형성된 렌즈부; 상기 렌즈부 후단에 위치하며 엘이디 소자가 실장된 엘이디 기판; 상기 엘이디 기판에 설치되어 엘이디 소자의 온도를 측정하는 온도센서; 판형상으로 일면은 상기 엘이디 기판의 후면과 접하고 타면은 하기 열교환부와 접하여 상기 엘이디 기판을 냉각시키는 열전모듈; 금속소재로 이루어지고 상기 열전모듈의 타면과 접하여 열전모듈로부터 열을 전달받는 열교환부; 상기 열교환부 및 하기 방열부와 결합이 되어 열교환부의 열을 방열부로 전달하는 히트파이프; 상기 히트파이프를 통해 전달받은 열을 대기중으로 방출하여 방열부; 상기 엘이디 기판, 상기 온도센서, 상기 열전모듈과 전기적으로 연결이 되며 외부전원을 입력받아 상기 엘이디 소자의 구동 및 상기 열전모듈의 구동을 제어하는 제어부; 및 다수의 방열공이 형성되며 상기 구성들을 내장시켜 보호하고 외관을 이루는 함체;를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 상기 엘이디 기판은 내부저항값을 검출하여 상기 제어부로 전달하는 내부저항감지센서;를 더 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 상기 방열부는 상기 히트파이프가 수직으로 관통하도록 금속소재로 된 다수의 방열판을 병렬로 배열하고, 상기 방열판 사이에 공기를 제공하는 팬이 부착된 것;을 기술적 특징으로 한다.
본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치는 상기와 같은 기술적 특징을 통해 엘이디 소자의 온도를 일정하게 유지시켜 줌으로써 엘이디 소자의 구동수명 증가와 더불어 광출력 효율을 증가시키는 효과가 있다.
또한, 엘이디 소자의 온도 변화에 따라 광출력이 변경되는 것을 방지하는 효과가 있다.
또한, 엘이디 소자의 노화로 인한 내부저항 증가에 따라 광출력이 떨어지는 것을 전류값의 보정을 통해 광출력을 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 광섬유 케이블을 이용하는 조명 장치를 보인 도면,
도 2는 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치에 따른 조명 장치를 보인 도면,
도 3은 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치의 구성을 보인 도면,
도 4는 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치의 렌즈부를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치의 엘이디 기판을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치의 열전모듈을 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치의 히트파이프를 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치의 방열부의 실시 예를 보인 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치(100)는 도 2 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치에 따른 조명 장치를 보인 도면에 도시한 바와 같이, 광섬유 케이블(110)을 이용하는 조명 장치는 검사 장비 등과 같은 다양한 장비에 부속되어 조명 수단으로 이용되는 것으로 기본적으로 빛을 전달하는 수단인 광섬유 케이블(110)과 상기 광섬유 케이블(100)에 빛을 공급하는 수단인 엘이디 광원 장치(100)로 이루어진다.
본 발명은 상기와 같은 조명 장치에 있어서, 상기 엘이디 광원 장치(100)에 관한 것이다.
도 3은 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치의 구성을 보인 도면이다. 상기 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치(100)는 도 3(b)에 도시한 바와 같이 렌즈부(110), 엘이디 기판(120), 온도센서(130), 열전모듈(140), 열교환부(150), 히트파이프(160), 방열부(170), 제어부(180)로 이루어지며 상기 도 3(b)에 도시한 바와 같은 형태로 상호 결합되어 상기 도 3(a)에 도시한 바와 같은 함체(190) 내부에 위치하여 보호된다.
이때, 상기 함체(190)는 페인트가 도포되어 절연된 금속판 내지 고강도 합성수지와 같은 소재로 통상적으로 외관을 이루며 내부 공간을 형성하는 구조로 갖는 것으로 어느 특정된 구조나 형태에 국한되지 않고 다양한 구조와 형태를 가질 수 있다.
다만, 상기 도 3(a)에 도시한 바와 같이 함체(190) 내부의 열을 대기로 배출하기 위해 함체(190) 내부와 함체(190) 외부의 공기가 자유로이 유통할 수 있도록 하는 다수의 방열공(192)을 형성하는 것이 바람직하다.
이와 같은 방열공(192)은 상기 도 3(a)에 도시한 바와 같이 함체(190)의 측면에 형성하거나, 필요에 따라 상면, 하면, 후면, 전면 등 다양하게 형성이 가능하다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 엘이디 광원 장치(100)는 엘이디 기판(120)에 실장된 엘이디 소자의 발열에 대하여 상기 열전모듈(140)을 이용하여 적극적으로 엘이디 기판(120)을 냉각시켜 발광중인 엘이디 소자의 온도가 일정하게 유지되도록 하는 기술적 특징을 갖는다.
이하, 각 구성에 대하여 구체적으로 설명한다.
상기 렌즈부(110)는 도 4 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치의 렌즈부를 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이, 결합수단(116), 접속렌즈(112) 및 집광렌즈(114)로 이루어진다.
상기 결합수단(116)은 광섬유 케이블(110)의 결합부위와 결합하기 위한 수단으로 나사결합, 끼움 결합 등 다양한 방법으로 결합을 할 수 있는 다양한 결합수단(116)이다.
이와 같은 결합수단(116)은 통상 광섬유 케이블(110)을 이용하는 조명 장치에 사용되는 수단으로 어느 특정된 형태 내지 구조를 갖는 결합수단(116)에 국한되지 않고 다양한 결합수단(116)이 될 수 있다.
상기 접속렌즈(112)는 광섬유 케이블(110)과 접하여 상기 집광렌즈(114)로부터 전달받은 빛의 각도와 면적을 조절하여 상기 광섬유 케이블(110)에 빛을 전달하는 기능을 수행한다.
이와 같은 접속렌즈(112)는 입사된 빛의 각도와 면적을 조절할 수 있는 다양한 형태의 렌즈가 될 수 있다.
상기 집광렌즈(114)는 상기 도 4에 도시한 바와 같이 엘이디 소자의 전단에 위치하여 상기 엘이디 소자에서 소정의 각도로 방사되는 빛을 모아서 상기 접속렌즈(112)로 제공하는 역할을 한다.
이와 같은 집광렌즈(114)는 입사된 빛을 모아주는 기능을 수행하는 다양한 형태의 렌즈가 될 수 있다.
상기 엘이디 기판(120)은 도 5 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치의 엘이디 기판을 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이, 상기 렌즈부(110) 후단에 위치하며 엘이디 소자(122)가 실장된다.
상기 엘이디 소자(LED ; light-emitting diode ; 122)는 광원으로 통상 사용되는 발광 소자로 어느 특정된 엘이디 소자에 국한되지 않는다.
이와 같은 엘이디 기판(120)은 상기 제어부(180)와 전기적으로 연결이 되어 상기 제어부(180)를 통해 공급되는 전류에 의해 상기 엘이디 소자(122)가 구동된다.
또한, 상기 엘이디 기판(120)은 내부저항값을 검출하여 상기 제어부(180)로 전달하는 내부저항감지센서(124)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 내부저항감지센서(124)는 엘이디 소자(122) 및 제어부(180)와 회로적으로 연결이 되어 엘이디 소자(122)의 사용 시간에 따른 내부저항의 증가로 인해 광출력이 저하되는 것을 방지하기 위한 것으로 엘이디 소자(122)의 내부저항값을 검출하여 상기 제어부(180)로 전달한다.
상기 제어부(180)는 상기 내부저항감지센서(124)로부터 입력받은 신호를 통해 내부저항값을 산정하고, 산정된 내부저항값에 따라 제어부(180)에서 엘이디 기판(120)으로 출력되는 전류값을 보정하여 엘이디 소자(122)의 광출력 저하를 방지한다.
상기 온도센서(130)는 상기 도 5에 도시한 바와 같이 상기 엘이디 기판(120)에 설치되어 상기 제어부(180)와 회로적으로 연결이 되며, 엘이디 소자(122)의 온도를 측정하여 측정된 온도에 따른 소정의 값(피드백 신호)을 상기 제어부(180)에 제공한다.
이와 같은 온도센서(130)는 엘이디 기판(120)의 냉각수단인 열전모듈(140)의 구동을 제어하기 위해 엘이디 기판(120)의 온도를 측정한다.
즉, 상기 제어부(180)는 상기 온도센서(130)에서 측정된 온도에 따라 상기 열전모듈(140)로 공급하는 전류값을 제어하여 열전모듈(140)의 흡열량을 제어함으로써 엘이디 기판(120)이 일정한 온도를 유지하도록 하며, 엘이디 소자(122)가 과열되는 것을 방지한다.
이와 같은 온도센서(130)는 온도를 감지하는 수단으로 사용되는 통상의 센서로 어느 특정된 기능을 갖는 온도센서에 국한되지 않는다.
상기 열전모듈(140)은 도 6 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치의 열전모듈을 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이 판형상으로 흡열을 하는 일면은 상기 엘이디 기판(120)의 후면과 접하고, 발열을 하는 타면은 상기 열교환부(150)와 접하도록 설치되고, 상기 제어부(180)와 회로적으로 연결이 되어 상기 제어부(180)를 통해 전류를 공급받아 엘이디 기판(120)의 엘이디 소자(122)를 냉각시켜 엘이디 소자(122)가 과열되는 것을 방지한다.
이와 같은 열전모듈(140)은 열전소자(thermoelement , 熱電素子) 또는 열전반도체라 일컫는 것으로 전류를 흘려주면 펠티에 효과에 의해 일면은 흡열 또는 발열을 하고 타면은 반대로 발열 또는 흡열을 한다.
특히 이것을 사용하는 냉각을 전자 냉각이라 하며 비스무트와 테르르의 화합물(Bi2Te3) 등의 반도체로 만든 pn접합을 사용하고, 소자의 양부는 성능지수에 의해 비교한다. 큰 용적에 사용할 때는 여러 개를 직렬로 하여 사용한다.
본 발명에 따른 열전모듈(140)은 통상적으로 전자 냉각을 위해 사용되는 통상의 열전소자에 해당하는 것이므로 열전소자의 구체적인 구조와 동작원리 등과 같은 설명은 생략한다.
상기 열교환부(150)는 상기 도 6에 도시한 바와 같이 열전모듈(140)의 발열면인 타면과 접하여 열전모듈(140)로부터 열을 전달받는다.
이와 같은 열교환부(150)는 알루미늄 또는 구리와 같이 열전도율이 상대적으로 높은 금속소재로 블록형태로 이루어진다.
이처럼 소정의 용적을 갖는 블록형태의 열교환부(150)는 상대적으로 흡수할 수 있는 열용량이 커 상기 열전모듈(140)의 발열면인 타면으로부터 원활히 열을 흡수하여 상기 히트파이프(160)로 원활하게 열을 전달한다.
이와 같은 역할을 수행하는 상기 열교환부(150)는 상기 도 6에 도시한 형태 이외에도 필요에 따라 다양한 형태와 구조를 가질 수 있다.
상기 히트파이프(160)는 열전도율이 높은 구리와 같은 금속소재로 이루어져 열이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 열을 전달하는 수단으로 상기 도 3 및 도 7 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치의 히트파이프를 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이 상기 열교환부(150) 및 방열부(170)와 결합을 하여, 상대적으로 온도가 높은 열교환부(150)의 열을 상대적으로 온도가 낮은 방열부(170)로 전달한다.
이와 같은 히트파이프(160)는 필요에 따라 다수 개가 설치되며, 형상 역시 필요에 따라 다양한 형상을 갖는다.
상기 방열부(170)는 상기 도 3에 도시한 바와 같이 히트파이프(160)와 결합을 하여 상기 히트파이프(160)를 통해 전달받은 열을 대기중으로 방출한다.
이와 같은 방열부(170)는 열을 방출할 수 있는 다양한 수단으로 구현이 가능하나, 도 8 본 발명 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치의 방열부의 실시 예를 보인 도면에 도시한 바와 같이 히트파이프(160)가 수직으로 관통하도록 금속소재로 된 다수의 방열판(172)을 병렬로 배열하고, 상기 방열판(172) 사이에 공기를 제공하는 팬(174)이 부착된 것이 바람직하다.
따라서, 상기 도 8에 도시한 바와 같은 방열부(170)는 히트파이프(160)를 통해 전달된 열을 방열판(170) 사이를 상기 팬(174)에 의해 지나가는 공기와 열교환을 하여 대기로 열을 방출한다.
상기 제어부(180)는 상기 도 5에 도시한 바와 같이 엘이디 기판(120), 온도센서(130), 열전모듈(140) 및 내부저항감지센서(124)와 전기(회로)적으로 연결이 되며 외부전원을 입력받아 상기 엘이디 기판(120)의 엘이디 소자(122)를 구동하며, 상기 열전모듈(140)을 구동한다.
이때, 상기 제어부(180)는 상기 온도센서(130)와 상기 내부저항감지센서(124)를 통해 입력받는 신호에 따라 출력되는 전류값을 조절하여 상기 엘이디 소자(122)의 구동 및 상기 열전모듈(140)의 구동을 제어한다.
이상에서는 본 발명을 바람직한 실시 예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 아니하고 청구항에 기재된 범위 내에서 변형이나 변경 실시가 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부된 특허청구범위에 속한다 할 것이다.
100 : 엘이디 광원 장치
110 : 광섬유 케이블
120 : 엘이디 기판
122 : 엘이디 소자
124 : 내부저항감지센서
130 : 온도센서
140 : 열전모듈
150 : 열교환부
160 : 히트파이프
170 : 방열부
172 : 방열판
174 : 팬
180 : 제어부
190 : 함체
192 : 방열공

Claims (3)

  1. 광섬유 케이블과 결합하는 엘이디 광원 장치에 있어서,
    상기 광섬유 케이블과 접하여 빛의 각도와 면적을 조절하는 접속렌즈와 엘이디 소자의 전단에 위치하여 빛을 모아 상기 접속렌즈에 전달하는 집광렌즈를 포함하며, 상기 광섬유 케이블과 결합하기 위한 결합수단이 형성된 렌즈부;
    상기 렌즈부 후단에 위치하며 엘이디 소자가 실장된 엘이디 기판;
    상기 엘이디 기판에 설치되어 엘이디 소자의 온도를 측정하는 온도센서;
    판형상으로 일면은 상기 엘이디 기판의 후면과 접하고 타면은 하기 열교환부와 접하여 상기 엘이디 기판을 냉각시키는 열전모듈;
    금속소재로 이루어지고 상기 열전모듈의 타면과 접하여 열전모듈로부터 열을 전달받는 열교환부;
    상기 열교환부 및 하기 방열부와 결합이 되어 열교환부의 열을 방열부로 전달하는 히트파이프;
    상기 히트파이프를 통해 전달받은 열을 대기중으로 방출하여 방열부;
    상기 엘이디 기판, 상기 온도센서, 상기 열전모듈과 전기적으로 연결이 되며 외부전원을 입력받아 상기 엘이디 소자의 구동 및 상기 열전모듈의 구동을 제어하는 제어부; 및
    다수의 방열공이 형성되며 상기 구성들을 내장시켜 보호하고 외관을 이루는 함체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 엘이디 기판은
    내부저항값을 검출하여 상기 제어부로 전달하는 내부저항감지센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 방열부는
    상기 히트파이프가 수직으로 관통하도록 금속소재로 된 다수의 방열판을 병렬로 배열하고, 상기 방열판 사이에 공기를 제공하는 팬이 부착된 것;을 특징으로 하는 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치.
KR1020120032261A 2012-03-29 2012-03-29 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치 KR101334698B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120032261A KR101334698B1 (ko) 2012-03-29 2012-03-29 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120032261A KR101334698B1 (ko) 2012-03-29 2012-03-29 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130110362A true KR20130110362A (ko) 2013-10-10
KR101334698B1 KR101334698B1 (ko) 2013-12-02

Family

ID=49632186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120032261A KR101334698B1 (ko) 2012-03-29 2012-03-29 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101334698B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101528492B1 (ko) * 2014-03-07 2015-06-15 (주)진성이엔지 비전시스템에 사용되는 검사 및 측정용 led광원장치
KR20150142838A (ko) * 2014-06-12 2015-12-23 한국광기술원 자동차 전조등용 엘이디 조명장치
WO2018070813A1 (ko) * 2016-10-13 2018-04-19 한국전기연구원 의료용 광원모듈 및 그를 가지는 의료용 광원장치

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU9178398A (en) 1997-09-25 1999-04-12 University Of Bristol, The Optical irradiation device
JP3831897B2 (ja) 2001-10-17 2006-10-11 Jcn 株式会社 光重合照射器
KR101105341B1 (ko) * 2010-01-21 2012-01-16 함광근 투광조명장치
KR101065713B1 (ko) * 2010-10-13 2011-09-19 주식회사 광우 엘이디 광원을 이용한 광섬유 조명 장치

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101528492B1 (ko) * 2014-03-07 2015-06-15 (주)진성이엔지 비전시스템에 사용되는 검사 및 측정용 led광원장치
KR20150142838A (ko) * 2014-06-12 2015-12-23 한국광기술원 자동차 전조등용 엘이디 조명장치
WO2018070813A1 (ko) * 2016-10-13 2018-04-19 한국전기연구원 의료용 광원모듈 및 그를 가지는 의료용 광원장치
JP2019533879A (ja) * 2016-10-13 2019-11-21 コリア エレクトロテクノロジー リサーチ インスティテュートKorea Electrotechnology Research Institute 医療用光源モジュール及びそれを有する医療用光源装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR101334698B1 (ko) 2013-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8159152B1 (en) High-power LED lamp
US20110025211A1 (en) Light emitting diode lighting device
US8011814B2 (en) Illuminating device
KR100698009B1 (ko) 루프형 히트파이프를 구비한 엘이디 조명장치
RU2546492C1 (ru) Полупроводниковое устройство с охлаждением
KR101602833B1 (ko) 적외선 led 감시카메라
KR101413509B1 (ko) 다수의 히트싱크가 구비된 엘이디 방열체
KR101038414B1 (ko) 엘이디 조명 장치
US20110042056A1 (en) Cooling system for modular light emitting diode lighting fitting
US20150061498A1 (en) Temperature Controlled High Output LED Lighting System
KR20120080871A (ko) 엘이디조명등의 냉각장치
KR20090029341A (ko) 냉각기능을 갖는 고휘도 발광다이오드용 조명수단
KR101334698B1 (ko) 열전모듈을 이용한 냉각수단을 갖는 엘이디 광원 장치
US20090059604A1 (en) Heat dissipation device for light emitting diode module
KR101228757B1 (ko) 이중 냉각 구조를 갖는 led 조명장치
US9752770B2 (en) Light-emitting diode light fixture with channel-type heat dissipation system
WO2013077067A1 (ja) 光源装置、画像表示装置、および、光源装置の制御方法
KR101035100B1 (ko) Led조명등 냉각장치
KR101207571B1 (ko) 열전소자로 이루어진 냉각판을 갖는 라인 엘이디 조명 장치
KR101318434B1 (ko) Led 조명 장치
US20100308732A1 (en) Led lamp having heat-dissipating device
CN115857229A (zh) 背光模组及显示装置
KR101147884B1 (ko) 엘이디 조명등 및 터널등
KR100704669B1 (ko) 발광다이오드 냉각장치 및 이를 이용한 디스플레이장치
US8376587B2 (en) LED illuminating device and light engine thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161115

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180322

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee