KR20150001106U - 최대 집광효과에 도달할 수 있는 조명장치 - Google Patents

Abstract

최대 집광효과에 도달할 수 있는 조명장치는 주로 반사갓, 최상면 상에 발광원이 설치된 베이스와 렌즈를 포함하는 바, 발광원이 발사한 광선은 직접발사광속 및 간접발사광속을 포함하고, 직접발사광속은 상기 발광원으로부터 상기 반사갓을 거치지 않고 직접 상기 반사갓 밖으로 발사된 광선이고, 간접발사광속은 상기 발광원으로부터 발사되고 상기 반사갓을 거쳐 상기 반사갓 밖으로 발사된 광선이며, 렌즈는 직접발사광속의 빛이 전파되는 경로상에 위치하고 상기 발광원과 특정된 거리만큼 떨어지고 상기 특정된 거리 하에서 상기 발광원으로부터 발사된 직접발사광속은 렌즈를 완전히 통과할 수 있으며, 이에 의하여 모든 발사광선을 수집하고 앞으로 투사하는 집광조명장치이고 집광 및 조명효과를 최대화한다.

Description

최대 집광효과에 도달할 수 있는 조명장치{Illumination device with maximized condensing effect}

본 고안은 조명장치에 관한 것으로, 특히 렌즈, 발광원 및 반사갓 사이의 상대적 관계를 적당하게 배치하여 모든 발사광선을 수집하고 앞으로 투사하는 집광조명장치에 관한 것으로 집광효과를 최대화 하는 장점이 있다.

현재, LED를 사용하는 조명기구 설계시 어려운 점은 이차 광학설계에 있다. 현재 흔히 사용되는 집광렌즈를 이용한 집광형 조명기구는 그 조사패턴의 휘도가 균일하지 못하고 명암이 교차되는 현상이 나타난다. 이러한 빛 조사시 휘도가 균일하지 못하면 사람들로 하여금 불편함을 느끼게 하고 사람의 시각에 있어 쉽게 피로감을 느낀다. LED 조명기구가 시각에 편안함을 느낄 수 있도록 조명효과를 제공하고자 하는 것은 각 조명장소에서의 적용 정도와 직접적으로 관계되고 이를 응용하고 일반화시키는 아주 중요한 요소이므로 당업자들은 이 문제에 대하여 깊은 관심을 가지고 있다.

도 1은 종래기술의 LED 조명기구의 설명도이다. 종래의 LED 조명기구는 반사경(1a), 상기 반사경(1a)의 하측에 설치되는 LED 모듈(2a) 및 반사경(1a) 상측에 설치되고 상기 LED 모듈(2a)를 감싸는 평판상렌즈(3a)를 포함한다. 평판상렌즈(3a)는 LED 모듈(2a)을 보호하는 작용만 하고, 2차 광학의 작용은 거의 없기 때문에 LED 모듈(2a)의 광선이 2차 광학작용을 일으키게 하는 것은 반사경(1a)에만 의존해야 한다.

도 1에 도시한 바와 같이, LED 모듈(2a)이 발사한 광선의 발광각도가 140°일 때, 발광 각도가 20° 내지 48.59° 및 131.4° 내지 160°의 광선만이 반사경(1a)을 거쳐 반사되므로, 상기의 발광 각도에 위치한 광선은 반사경(1a)에 의해 제어할 수 있는 반사광으로 사용되고 나머지 각도에서 발사되는 광선은 제어할 수 없는 자유산란광이므로 집광효율이 매우 낮다.

도 2는 종래기술의 다른 LED 조명기구의 설명도이다. 여기서 LED 모듈(2a)의 상측에 일종의 2차 광학렌즈 세트(4a)를 설치하고, 2차 광학렌즈 세트(4a)의 중앙부분은 볼록렌즈(41a)이며, 양측 부분은 대략 반사경의 구조를 나타내며, 여기서 볼록렌즈(41a)는 그 호형 반사면이 큰 각도의 발사광을 작은 각도의 발사광이 되도록 한다. 다시 말하면, LED 모듈(2a)의 원래의 작은 각도의 출사광은 2차 광학렌즈 세트(4a)의 볼록면에 의하여 더욱 작은 각도의 출사광으로 굴절되어 발사되기 때문에 볼록렌즈(41a)는 LED 모듈(2a)에서 중간 각도 범위에서 발사되는 광선을 집속하지만 LED 모듈(2a)의 양측 각도에서 발사되는 부분의 광선은 여전히 2차 광학작용을 받지 못하고 2차 광학 후의 휘도분포는 여전히 명암이 교차되는 현상이 나타나므로 산란광선은 여전히 수집하지 못하는 문제를 내포한다.

이와 같이 휘도가 균일하지 못한 광조사는 사람들로 하여금 불편함을 느끼게 하기 쉽고, 사람들의 시각피로를 일으키기 쉽다. 따라서 집광율을 제고할 수 있는 렌즈구조를 제공하고 광원이 산생한 난반사 광선을 집광하여 광 균일도 및 발사광 강도를 증강시킬 필요가 있다.

본 고안의 주요 목적은 최대 집광효과에 도달할 수 있는 조명장치를 제공하는데 있고, 여기서 렌즈, 발광원 및 반사갓 사이의 상대 위치관계를 적당하게 배치하여 발광원으로부터 발사되어 반사갓을 거치지 않은 광선이 모두 렌즈를 통과하여 렌즈에 수집되고 밖으로 투사되는 것을 통하여 광 균일도 및 발사광 강도를 증강시키는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구체적인 기술수단은, 반사갓; 최상면 상에 발광원이 설치되고 상기 발광원은 상기 반사갓의 하부에 설치되며, 상기 발광원으로부터 발사된 광선은 직접발사광속 및 간접발사광속을 포함하고, 직접발사광속은 상기 발광원으로부터 상기 반사갓을 거치지 않고 직접 상기 반사갓 밖으로 발사된 광선이고, 간접발사광속은 상기 발광원으로부터 발사되어 상기 반사갓을 거쳐 상기 반사갓 밖으로 발사된 광선인 베이스; 상기 발광원의 상부 및 상기 반사갓 내에 설치되고 직접발사광속의 빛이 전파되는 경로상에 위치하며 상기 발광원과 소정 거리 이격되고 상기 이격 거리 하에서 상기 발광원에서 발사된 직접발사광속이 완전히 통과될 수 있는 렌즈;를 포함한다.

그 외에 본 고안은 상기 렌즈가 고정되고 상기 반사갓 상부에 고정되며 상기 베이스를 향한 일면에 복수개의 만호상의 입광부가 형성되고 상기 입광부는 인접한 입광부와 연결되는 렌즈 홀더를 더 포함한다. 이를 통하여 투사광속의 강도와 투사광속의 범위를 제고하도록 한다.

본 고안에 따르면, 광선의 이용율을 최대화할 뿐만 아니라 탄성을 통하여 입광부의 라디안을 설계하기 때문에 투사광속휘도를 제고하는 동시에 투사광속의 각도와 범위를 효과적으로 유지할 수 있게 된다.

도 1은 종래기술의 LED 조명기구의 설명도이다.
도 2는 종래기술의 다른 LED 조명기구의 설명도이다.
도 3은 본 고안에 따른 최대 집광효과에 도달할 수 있는 조명장치의 설명도이다.
도 4는 본 고안에 따른 비교적 바람직한 실시예의 설명도이다.
도 5는 본 고안에 따른 다른 비교적 바람직한 실시예의 설명도이다.

이하, 첨부되는 도면 및 부호의 설명을 참조하여 본 고안의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 본 고안이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서를 연구, 열독한 후 이에 의하여 실시할 수 있을 것이다.

도 3은 본 고안에 따른 최대 집광효과에 도달할 수 있는 조명장치의 설명도이다. 도 4는 본 고안에 따른 비교적 바람직한 실시예의 설명도인 바, 본 고안에 따른 최대 집광효과에 도달할 수 있는 조명장치이다. 도 3에 도시한 바와 같이 본 고안에 따른 최대 집광효과에 도달할 수 있는 조명장치(100)는 주로 반사갓(1), 베이스(3)와 렌즈(5)를 포함한다.

상기 반사갓(1)은 광선을 반사하기 위한 것이고, 광선을 외부로 반사하도록 상기 반사갓(1)은 상기 베이스(3)의 상방에 설치되어 밑이 좁고 위는 넓은 양태를 나타낼 수 있다. 상기 베이스(3)의 최상면 상에는 발광원(31)이 고정 설치되고, 상기 발광원(31)은 상기 반사갓(1)의 하부의 개구된 곳에 위치하며, 상기 발광원(31)이 발사한 광선은 직접발사광속(L1) 및 간접발사광속(L2)을 포함하고, 직접발사광속(L1)은 상기 발광원(31)으로부터 발사되어 상기 반사갓(1)을 거치지 않고 직접 상기 반사갓(1) 밖으로 발사되는 광선이고, 간접발사광속(L2)은 상기 발광원(31)으로부터 발사되어 상기 반사갓(1)을 통해 밖으로 반사되는 광선이다. 여기서 상기 발광원(31)은 LED 또는 기타 발광 기능을 가진 소자 또는 장치일 수 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 상기 발광원(31)으로부터 발사된 광선은 하나의 직접발사광속(L1)과 두개의 간접발사광속(L2)을 포함한다.

도3 이 도시한 바와 같이, 상기 렌즈(5)는 상기 발광원(31)의 상부 및 상기 반사갓(1) 내에 설치되고, 상기 렌즈(5)는 직접발사광선(L1)의 빛이 전파되는 경로 상에 위치하고 상기 발광원(31)과 소정 거리(D)만큼 이격 설치되고, 상기 이격된 거리(D) 하에서 상기 발광원(31)이 발사해낸 직접발사광속(L1)이 상기 렌즈(5)를 완전히 통과한다. 여기서 상기 렌즈(5)는 볼록렌즈, 프레넬 렌즈(도 4 참조）또는 집광 기능을 구비한 렌즈이다.

본 고안의 실시예에서 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 렌즈(5)는 렌즈 홀더(7) 중에 고정되고, 상기 렌즈 홀더(7)는 상기 반사갓(1)의 최상부 상에 고정된다. 주의할 것은, 상기 렌즈 홀더(7) 또는 상기 렌즈(5)의 배치는 실제수요에 의하여 정하는 것이고, 여기서는 단지 설명을 위한 실시예일 뿐 본 고안의 범위를 한정하기 위한 것은 아니다. 즉 상기 렌즈 홀더(7)는 실제 수요에 의하여 상기 반사갓(1) 또는 상기 베이스(3) 상에 배치되거나 상기 반사갓(1) 또는 상기 베이스(3) 자체가 상기 렌즈 홀더(7)로 형성될 수 있으며, 여기서 상기 렌즈 홀더(7)는 투광성을 구비한다.

도 3 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 렌즈 홀더(7)는 받침대(71) 및 중공의 원통체(73)로 이루어지고, 상기 받침대(71)의 양단은 상기 반사갓(1)의 최상부 상에 위치하고, 상기 원통체(73)는 상기 받침대(71)가 상기 발광원(31)을 향한 방향에서 아래로 연장되어 형성되고, 상기 렌즈(5)는 상기 원통체(73)의 단부에 고정된다. 그 외에, 상기 원통체(73)의 단부와 상기 발광원(31) 사이도 소정 거리(D)를 유지할 수 있다,

본 고안의 특징은 직접발사광속(L1)이 상기 렌즈(5)를 완전히 통과할 수 있어 선행기술 중의 광선을 완전히 수집하지 못하여 광선이 손실되는 문제를 해결할 뿐만 아니라 광선의 이용율을 최대화하고 또한 상기 렌즈(5)의 2차광학작용을 통하여 직접발사광속(L1)을 집중시키고 앞으로 투사하여 최대 집광효과를 달성할 수 있다.

도 5는 본 고안에 따른 다른 비교적 바람직한 실시예의 설명도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 렌즈 홀더(7)의 상기 베이스(3)를 향한 일측 면은 복수개의 만호상의 입광부(711)가 형성되고 상기 입광부(711)는 인접한 입광부(711)와 연결된다. 상기 입광부(711)의 만호상은 내오목형식, 외볼록형식 또는 광선이 굴절할 수 있는 형상을 나타내는 것이 비교적 바람직하다.

도 5에 도시한 바와 같이, 직접발사광속(L1)과 간접발사광속(L2)이 상기 입광부(711)를 통과할 때, 상기 입광부(711)가 내오목(또는 외볼록)의 만호상이기 때문에 본래 직선으로 전파되던 직접발사광속(L1)과 간접발사광속(L2)은 상기 입광부(711)를 통과할 때 산란되는 광학효과를 산생하여 모든 광선이 상기 렌즈 홀더(7)에서 투사된 후 투사각도 및 조명 범위가 증가될 수 있다. 주의할 점은 도시된 입광부(711)의 라디안은 실제로 수요되는 투사각도에 의하여 결정되는 것이고, 도시된 입광부(711)의 라디안은 여기서 단지 설명을 위한 실예일 뿐 본 고안의 범위를 한정하기 위한 것은 아니다.

본 고안에 따른 특징은 광선의 이용율을 최대화할 뿐만 아니라 탄성을 통하여 입광부(711)의 라디안을 설계하기 때문에 투사광속휘도를 제고하는 동시에 투사광속의 각도와 범위를 효과적으로 유지할 수 있다.

이상에서 설명한 것은 단지 본 고안의 비교적 바람직한 실시예를 이해하기 위한 것일 뿐 본 고안의 임의의 형식상에 대한 한정이 아니며 본 고안의 동일한 기술적사상 하에서 진행된 본 고안과 관련된 임의의 수식 또는 변경은 모두 본 고안의 보호범위에 포함되어야 할 것이다.

100: 최대 집광효과에 도달할 수 있는 조명장치
1: 반사갓 3: 베이스
31: 발광원 5: 렌즈
7: 렌즈 홀더 71: 받침대
73: 원통체 711: 입광부
L1: 직접발사광속 L2: 간접발사광속
1a: 반사경 2a: LED 모듈
3a: 평판상렌즈 4a: 2차 광학렌즈 세트
41a: 볼록렌즈

Claims (6)

1. 반사갓;
   최상면에 발광원이 설치되고, 상기 발광원은 상기 반사갓의 하부에 설치되며 상기 발광원으로부터 발사된 광선은 직접발사광속 및 간접발사광속을 포함하고, 직접발사광속은 상기 발광원으로부터 상기 반사갓을 거치지 않고 직접 상기 반사갓 밖으로 발사된 광선이고, 간접발사광속은 상기 발광원으로부터 발사되어 상기 반사갓을 거쳐 상기 반사갓 밖으로 발사된 광선인 베이스;
   상기 발광원의 상부 및 상기 반사갓 내에 설치되고, 직접발사광속의 빛이 전파되는 경로상에 위치하고 상기 발광원과 소정 거리만큼 이격되고 상기 이격 거리 하에서 상기 발광원으로부터 발사된 직접발사광속이 완전히 통과될 수 있도록 한 렌즈; 및
   상기 렌즈가 고정되고, 상기 반사갓 상부에 고정되며, 상기 베이스를 향한 일면에 복수개의 만호상의 입광부가 형성되고, 상기 입광부는 인접한 입광부와 연결되는 렌즈 홀더(Lens holder)를 포함하는 최대 집광효과에 도달할 수 있는 조명장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 발광원은 LED인 최대 집광효과에 도달할 수 있는 조명장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 렌즈 홀더는 받침대 및 중공의 원통체로 이루어지고, 상기 받침대의 양단은 상기 반사갓의 최상부 상에 위치하고, 상기 원통체는 상기 받침대로부터 상기 발광원을 향한 방향으로 하향 연장되어 형성되고, 상기 렌즈는 상기 원통체의 단부에 고정되는 최대 집광효과에 도달할 수 있는 조명장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 렌즈 홀더는 투광성을 구비하는 최대 집광효과에 도달할 수 있는 조명장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 렌즈는 볼록렌즈 또는 프레넬 렌즈인 최대 집광효과에 도달할 수 있는 조명장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 입광부의 만호상은 내오목형식 또는 외볼록형식을 나타내는 최대 집광효과에 도달할 수 있는 조명장치.

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