KR20210147669A - 머신 비전용 조명 장치 - Google Patents

머신 비전용 조명 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20210147669A
KR20210147669A KR1020200065238A KR20200065238A KR20210147669A KR 20210147669 A KR20210147669 A KR 20210147669A KR 1020200065238 A KR1020200065238 A KR 1020200065238A KR 20200065238 A KR20200065238 A KR 20200065238A KR 20210147669 A KR20210147669 A KR 20210147669A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
board
substrate
power
lighting device
machine vision
Prior art date
Application number
KR1020200065238A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102358990B1 (ko
KR102358990B9 (ko
Inventor
김사웅
사기동
김자연
정지호
안선희
서도석
김아현
손지혜
Original Assignee
한국광기술원
(주)에임텍
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 한국광기술원, (주)에임텍 filed Critical 한국광기술원
Priority to KR1020200065238A priority Critical patent/KR102358990B1/ko
Publication of KR20210147669A publication Critical patent/KR20210147669A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102358990B1 publication Critical patent/KR102358990B1/ko
Publication of KR102358990B9 publication Critical patent/KR102358990B9/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/02—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being transformers, impedances or power supply units, e.g. a transformer with a rectifier
    • F21V23/023—Power supplies in a casing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/502—Cooling arrangements characterised by the adaptation for cooling of specific components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203—Cooling of mounted components
    • H05K1/0209—External configuration of printed circuit board adapted for heat dissipation, e.g. lay-out of conductors, coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/11—Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K1/115—Via connections; Lands around holes or via connections
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/14—Structural association of two or more printed circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007—Types of components
    • H05K2201/10106—Light emitting diode [LED]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
  • Fastening Of Light Sources Or Lamp Holders (AREA)

Abstract

광원으로 사용하는 초소형 LED를 다수개 배치한 LED 모듈기판과 이를 구동 제어하는 회로기판과의 결합 구조가 3D 입체 결합 구조를 가지도록 하는 머신 비전용 조명 장치를 개시한다. 이 장치는, 광원으로 하는 다수개의 초소형 LED를 배열하여 이루어진 LED 모듈기판, LED 모듈기판의 하부에서 결합되어 LED로부터 방출되는 열을 방열하기 위한 방열판, 직사각형 형상으로 일단에서 (+)측과 (-)측의 구조를 갖도록 두 개의 돌출형 전원접속단자가 형성되어 LED 모듈기판으로 전원을 공급하기 위한 회로기판 및 방열판과 회로기판을 입체로 연결시키는 기판 결합 구조를 포함한다.

Description

머신 비전용 조명 장치{MACHINE VISION LIGHTING DEVICE}
본 발명은 머신 비전용 조명 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광원으로 사용하는 초소형 LED를 다수개 배치한 LED 모듈기판과 이를 구동 제어하는 회로기판과의 결합 구조가 3D 입체 결합 구조를 가지도록 하는 머신 비전용 조명 장치에 관한 것이다.
머신비전은 생산 라인 상에 장착된 카메라, 광학계, 조명 장치등의 하드웨어를 통해 제품의 이미지를 획득하고, 획득한 이미지를 분석하고 검사하기 위하여 소프트웨어를 통해 이미지 프로세싱을 수행하여 생산되는 제품의 품질을 관리하기 위한 기술을 말하며 다양한 제조 산업의 최종 제품을 검사하기 위하여 사용된다.
머신비전 시스템의 성능은 판단 소스가 되는 화상의 품질에 따라 크게 좌우되며, 화상 품질은 빛에 의한 물체인식 자체를 본질적으로 가능하게 하는 조명 장치의 기술에 전적으로 의존한다고 할 수 있다.
이에 머신비전용 기존 조명은 할로겐, 메탈 할라이드, 플라즈마, 광섬유 조명 및 LED 조명이 적용되고 있고 있으나 광원의 밝기와 균일성의 한계로 인해 오검출이 발생되는 경우가 빈번하다.
또한, 피검사체로 광을 조사하는 머신비전용 조명장치의 경우, 그 조사효율에 따라 피검사체에 대한 검사정확도가 달라지므로, 피검사체의 종류와 특성 및 검사목적 등에 따라 효율적인 조명이 가능하도록 다양한 형태의 조명장치들이 개발되어 왔는바, 라운드(Round) 타입, 링(Ring) 타입, 돔(Dome) 타입, 바(Bar) 타입 등 다양한 형태의 조명장치들이 있다.
상기와 같은 머신비전용 조명 장치의 종래 기술로서, 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0116247호(2015.10.15.)에서 폭에 비해 상대적으로 길이가 긴 바 형태로서의 머신비전용 바타입 조명장치가 개시되어 있다.
그러나 상기의 종래 기술은 저면에 LED가 배열 실장된 PCB기판과, PCB기판의 상면에 밀착되는 방열용 서멀패드와, PCB기판의 폭방향 양단에 수직으로 결합되는 한 쌍의 기판지지대와, PCB기판의 길이방향 양단이 지지되면서, 서멀패드가 밀착되고 한 쌍의 기판지지대가 결합된 PCB기판이 내설되는 케이스를 포함하는 구성으로서, 본 발명에서와 같이 원통의 몸체 하우징에 수납되도록 LED 모듈기판과 이를 구동 제어하는 회로기판과의 결합 구조가 3D 입체 결합 구조를 가지는 머신 비전용 조명 장치와는 차이가 있다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 본 발명의 목적은, 다수개의 초소형 LED를 광원으로 하는 LED 모듈기판과 이를 구동 제어하는 회로기판과의 결합 구조가 견고한 결합력을 유지할 수 있는 3D 입체 구조의 머신 비전용 조명 장치를 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명은 LED 모듈기판과 이를 구동 제어하는 회로기판과의 3D 입체 구조를 가지는 결합 구조에 의하여 회로기판에 형성된 (+)측과 (-)측의 전원접속단자로부터 공급되는 전원이 와이어(wire) 연결을 최소화로 줄이는 구조를 가지면서 LED 모듈기판으로 공급되도록 이루어지는 3D 입체 구조의 머신 비전용 조명 장치를 제공하고자 하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 머신비전용 조명 장치는 광원으로 하는 다수개의 초소형 LED를 배열하여 이루어진 LED 모듈기판, 상기 LED 모듈기판의 하부에서 결합되어 LED로부터 방출되는 열을 방열하기 위한 방열판, 직사각형 형상으로 일단에서 (+)측과 (-)측의 구조를 갖도록 두 개의 돌출형 전원접속단자가 형성되어 상기 LED 모듈기판으로 전원을 공급하기 위한 회로기판 및 상기 방열판과 상기 회로기판을 입체로 연결시키는 기판 결합 구조를 포함하는 특징이 있다.
또한, 본 발명의 상기 기판 결합 구조는 상기 방열판을 고정되도록 체결하며, 방열판이 고정되어 체결된 위치의 일측과 타 측으로 두 개의 삽입홈이 형성되어진 원형의 제1기판, 상기 제1기판에 결합하는 결합단부와 제3기판에 끼워지는 끼움홈이 형성되는 구조를 갖는 두 개의 제2기판 및 상기 제2기판의 끼움홈이 각각 결합되도록 일측과 타측으로 형성되는 결합구와 상기 회로기판의 접속단자가 삽입되는 두 개의 단자삽입홈이 형성되는 구조를 갖는 제3기판을 포함하는 특징이 있다.
또한, 본 발명의 상기 회로기판은 수직 상태로 세워져 상기 돌출형 접속단자가 상기 제3기판의 단자삽입홈에 끼워져 제3기판과 체결되며, 상기 제3기판은 제2기판의 끼움홈의 중간 단부가 결합구를 향하여 삽입되고, 상기 결합구의 양측으로 형성되어진 제3기판의 날개편에 상기 끼움홈이 양쪽으로 끼워지면서 고정되어 제2기판과 체결되고, 상기 제2기판은 결합단부가 제1기판의 삽입홈에 삽입되어 끼워짐으로서, 상기 제1기판과 체결되어 이루어지는 특징이 있다.
또한, 본 발명은 상기 LED 모듈기판 상에 일측과 타측으로 서로 분리되어 (+)측과 (-)측의 전원 공급 구조를 갖도록 일정 면적으로 형성되는 제1전원패드가 구비되는 특징이 있다.
또한, 본 발명의 상기 제1기판은 LED 모듈기판에서 배선으로 연결되어 (+), (-)의 전원 연결을 위한 전원접속구가 구비되어지고, 상기 전원접속구에 연결되며 (+)측과 (-)측으로 분리되어 일정 면적으로 이루어지며, 상기 삽입홈을 감싸는 개구부가 형성되는 제2전원패드가 구비되는 특징이 있다.
또한, 본 발명의 상기 두 개의 제2기판은 하나가 (+)측으로 다른 하나가 (-)측의 전원을 연결할 수 있도록, 상기 제2기판의 외주면과 일정 간격 띄어져서 폐곡면을 형성하여 이루어진 제3전원패드가 구비되는 특징이 있다.
또한, 본 발명의 상기 제3기판은 제2기판을 결합하는 결합구에 연결되며 회로기판의 전원접속단자를 끼울 수 있는 단자삽입홈을 감싸는 형태의 제4전원패드가 일정 면적으로 일측과 타측에서 (+)측과 (-)측의 구조를 갖도록 형성되는 특징이 있다.
또한, 본 발명은 상기 회로기판에 일측의 (+)와 타측의 (-)으로 형성된 전원접속단자가 제3기판의 단자삽입홈에 삽입되어 끼워지면서 회로기판으로 공급되는 전원이 제3기판의 제4전원패드로 연결되어 공급되며, 상기 제4전원패드에 공급된 전원이 제3기판의 양측에서 결합구와 연결되는 제2기판의 제3전원패드에 접촉되어 일측과 타측으로 (+)와 (-)의 전원이 공급되며, 상기 제3전원패드로 공급된 전원이 상기 제2기판의 결합단부가 제1기판의 삽입홈에 삽입되어 끼워짐으로서, 제1기판의 제2전원패드 일측과 타측으로 (+)와 (-)의 전원이 공급되며, 상기 제2전원패드로 공급된 전원이 제1기판의 전원접속구에 의하여 연결되는 배선을 통하여 LED 모듈기판의 제1전원패드의 일측과 타측으로 (+)와 (-)의 전원이 공급되는 특징이 있다.
또한, 본 발명의 상기 LED 모듈기판은 100 내지 200 마이크로미터(um)의 사이즈를 갖는 다수의 초소형 LED를 플립칩(Flip Chip) 타입으로 결합하여 형성시킨 사각형의 유리(Glass) 기판인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 기판 결합 구조에 의하여 결합된 상기 LED 모듈기판, 방열판 및 회로기판이 원통 기둥 형태의 몸체하우징에 내장되는 특징이 있다.
또한, 본 발명의 상기 몸체하우징은 헤드케이스와 하부케이스로 이루어지며, 상기 헤드케이스의 내측과 하부케이스의 외측으로 서로 대응되는 나사식 체결 구조에 의하여 결합 또는 분리 가능한 구조를 갖는 특징이 있다.
또한, 본 발명은 상기 헤드케이스의 상측으로 광원을 확산시키기 위한 확산판을 추가로 구비하여 결합된 상부케이스가 하나 이상의 볼트에 의한 체결 구조로 헤드케이스와 결합되어 이루어지는 특징이 있다.
전술한 머신 비전용 조명 장치에 의한 본 발명은 다수개의 초소형 LED를 광원으로 하는 LED 모듈기판과 이를 구동 제어하는 회로기판과의 결합 구조를 원형 기둥 형태의 하우징에 내장될 수 있도록 하는 입체 구조를 적용함으로서, 공간적 제약과 난반사로 인한 노이즈의 영향을 최소화하면서 관측 대상의 상면 및 측면에 대한 머신비전의 가독성을 동시에 향상시킬 수 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은 회로기판에 형성된 (+)측과 (-)측의 전원접속단자로부터 공급되는 전원이 원형 기둥 형태의 하우징에 적용되는 입체 구조의 연결을 따라 전달되게 함으로서 와이어(wire) 연결을 최소화로 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 검사/가공 장비들에 대한 머신 비전용 조명 장치뿐만 아니라 원형 기둥 형태의 하우징에 의한 조명 장치로 인해 자동차의 헤드램프에도 쉽게 적용 대체 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 머신 비전용 조명 장치의 구성을 보여주는 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 머신 비전용 조명 장치의 내부 구성의 결합관계를 도시하는 분해 사시도이고,
도 3은 도 1의 머신 비전용 조명 장치의 평면도이며,
도 4는 본 발명에 따른 머신 비전용 조명 장치의 제1기판의 평면도이고,
도 5는 본 발명에 따른 머신 비전용 조명 장치의 제2기판의 평면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 머신 비전용 조명 장치의 제3기판의 평면도이고,
도 7은 본 발명에 따른 머신 비전용 조명 장치의 회로기판의 정면도이다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 머신 비전용 조명 장치의 몸체 하우징을 보여주는 예시도이고,
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 머신 비전용 조명 장치의 몸체 하우징을 보여주는 예시도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 아래와 같다.
도 1은 본 발명에 따른 머신 비전용 조명 장치의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 머신 비전용 조명 장치의 내부 구성의 결합관계를 도시하는 분해 사시도이고, 도 3은 도 1의 평면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 머신 비전용 조명 장치의 제1기판의 평면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 머신 비전용 조명 장치의 제2기판의 평면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 머신 비전용 조명 장치의 제3기판의 평면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 머신 비전용 조명 장치의 회로기판의 정면도이다.
도 1 내지 도 7에서와 같이, 본 실시예에 의한 머신 비전용 조명 장치의 구성은 광원으로 하는 LED 모듈기판(10), 방열판(20) 및 LED 모듈기판으로 전원을 공급하기 위한 회로기판(60)이 제1 내지 제3기판(30, 40, 50)에 의하여 입체로 연결시키는 기판 결합 구조를 포함하여 이루어져, 회로기판(60)으로부터 공급되는 전원을 LED 모듈기판(10)으로 입체적인 전달 방식으로 제공한다.
여기서 본 발명의 기판 결합 구조는 방열판(20)을 고정되도록 체결하며, 방열판(20)이 고정되어 체결된 위치의 일측과 타 측으로 두 개의 삽입홈(31)이 형성된 원형의 제1기판(30), 제1기판(30)에 결합하는 제2기판(40)의 결합단부(41)와 제3기판(50)에 끼워지는 끼움홈(420이 형성되는 구조를 갖는 두 개의 제2기판(40) 및 제2기판(40)의 끼움홈(42)이 각각 결합되도록 일측과 타측으로 형성되는 결합구(51)와 회로기판(60)의 전원접속단자(61)가 삽입되는 두 개의 단자삽입홈(52)이 형성되는 구조를 갖는 제3기판(50)을 포함한다.
먼저 LED 모듈기판(10)은 사각형의 유리(Glass) 기판을 적용하여 초소형 LED(Light Emitting Diode)(11)를 상측의 중앙부로 부터 일정 반경으로 이루어지는 부분까지 다수 개를 플립칩(Flip Chip) 타입으로 배열하여 이루어진 글래스 기판이다.
본 발명에서의 상기 초소형 LED(11)는 머신비전 조명의 밝기와 균일성 문제를 해결하기 위해 LED와 마이크로 LED 사이의 중간 단계의 크기를 갖는 미니 LED를 사용할 수 있다. 이에 초소형 LED(11)는 100 내지 200 마이크로미터(um)의 사이즈를 갖는 LED를 지칭한다. 또한, 100 um 이하 크기의 마이크로(Micro) LED를 적용하여 광원의 실장 밀도를 0.5mm 피치 수준으로 높인 LED를 적용할 수 있음은 자명하다.
이에 LED 모듈기판(10)은 초소형 LED(11)를 부착시킬 때 금속 리드(와이어)와 같은 추가적인 연결 구조나 볼 그리드 어레이(BGA)와 같은 중간 매체를 사용하지 않고 LED 칩 아랫면의 전극 패턴을 이용해 그대로 융착 시키는 방식의 플립칩(Flip Chip) 타입으로 적용되어진다.
이에 본 발명의 머신 비전용 조명 장치는 상기 초소형 LED(11)를 다수개 배열하여 기판에 부착시킴으로서, 소형, 경량화에 유리하고 전극 간 거리를 훨씬 미세하게 만들 수 있으며, 광원으로서 밝기의 균일화 및 균일도가 향상되는 장점이 있다.
LED 모듈기판(10)의 하부로는 다수의 초소형 LED(11)로부터 방출되는 열을 방열하기 위하여 일정 간격 이격되어 표면적을 향상시키는 복수의 방열핀 구조를 갖는 육면체의 형상의 방열판(heat sink)(20)이 방열 접합 부재에 의하여 결합된다. 이때 상기 방열 접합 부재는 고효율 방열 접착 테이프를 사용할 수 있다.
또한, 방열판(20)은 하부에서 원형 형상을 갖는 일정 두께의 제1기판(30) 위로 방열 접합 부재로서의 방열 접착 테이프에 의하여 고정되도록 결합되어진다.
한편, 제1기판(30)에는 방열판(20)이 고정되어 체결된 위치의 일측과 타 측으로 두 개의 삽입홈(31)이 일정 크기를 갖는 개구로서 형성된다.
그리고 제2기판(40)에는 제1기판(30)의 삽입홈(31)에 끼울 수 있도록 결합단부(41)가 일정 길이의 사각 형태로 돌출 형성된다.
이에 제1기판(30)의 삽입홈(31)으로 제2기판(40)의 결합단부(41)를 삽입하여 끼움으로서 제1기판(30)과 제2기판(40)이 서로 결합될 수 있다.
또한, 제2기판(40)에는 제3기판(50)의 결합구(51) 방향으로 끼워서 체결될 수 있도록 하는 일정 길이 패여서 들어간 형상의 끼움홈(42)이 양쪽으로 형성된다.
즉, 제2기판(40)은 사각 형태로 돌출 형성된 결합단부(41)와 제3기판으로 결합되어지도록 형성되는 끼움홈(42)이 패여지는 중간 단부를 갖는 형상으로 이루어진다.
이에 따라 제3기판(50)의 결합구(51)를 향하여 제2기판(40)의 끼움홈(42)의 중간 단부가 삽입되고, 결합구(51)의 양측으로 형성되어진 제3기판(50)의 날개편에 끼움홈(42)이 양쪽으로 끼워지면서 고정되게 체결되어진다.
한편, 제3기판(50)은 제1기판(30)보다는 둘레가 작은 원형 형상으로 이루어지나, 제2기판(40)의 끼움홈(42)을 끼울 수 있도록 하는 결합구(51)가 일측과 타측으로 일정 깊이로 패인 형태로 형성되고, 결합구(51)와 같은 방향으로 평면의 중앙을 가로지르는 중심부에서 서로 대칭되어 회로기판(60)의 돌출형 전원접속단자(61)가 삽입될 수 있는 개구로서의 단자삽입홈(52)이 양쪽으로 대칭되게 구비된다.
회로기판(60)은 LED 모듈기판(10)을 구동 제어하기 위한 전자 부품의 회로가 구성되어 있는 평면의 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board)으로서, 일정 길이를 갖는 직사각형의 형태를 갖는데, 이때, 회로기판(60)의 직사각형 수직 단부 일측으로 돌출되어 형성되는 두 개의 회로 접속단자로서의 돌출형 전원접속단자(61)가 구비된다.
이에 회로기판(60)이 수직 상태로 세워진 상태에서 돌출형 전원접속단자(61)가 제3기판(50)의 단자삽입홈(52)에 끼워짐으로서, 회로기판(60)과 제3기판(50)이 서로 결합되는 구조를 갖게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 머신 비전용 조명 장치의 구성에 대한 결합 구조는 LED 모듈기판(10)이 방열판(20)과 방열 접합 부재에 의하여 결합되어 이루어지고, 방열판(20)이 제1기판(30) 상에서 접합된다.
또한, 제1기판(30)과 제3기판(50)은 측부지지를 위한 두 개의 제2기판(40)에 의하여 결합이 이루어지는데, 제2기판(40)은 제1기판(30)의 두 개의 삽입홈(31)에 두 개의 결합단부(41)를 삽입하여 끼워지고, 제3기판(50)의 두 곳의 결합구(51)에 제2기판(40)의 끼움홈(42)을 체결함으로서 제1기판(30)과 제3기판(50)이 체결될 수 있게 된다.
그리고 제3기판(50)의 회로기판 단자삽입홈(52)에는 회로기판(60)의 돌출형 전원접속단자(61)을 끼움으로서, 전체적으로 LED 모듈기판(10)으로부터 회로기판(60)까지가 서로 일체로 연결되면서 견고하게 결합되는 구조로 이루어지게 되는 것임을 알 수 있다. 한편, 제1기판(30)과 제3기판(50)은 두 개의 제2기판(40)에 의하여 측부에서 지지되면서 결합되어 연결이 이루어지는 구조로 형성되는 것임을 알 수 있다.
이때, 상술된 결합 구조에 있어서, 각각의 결합 단부에는 솔더링(Soldering)과 같은 접합을 추가로 수행하여 더욱 견고하게 연결할 수 도 있다.
상기와 같은 결합 구조를 갖는 머신 비전용 조명 장치의 내부 구성이 외부에 충격이나 진동에도 각각의 기판들이 임의로 빠지지 않고 견고한 결합력을 유지할 수 있게 된다.
또한, 상술한 바와 같은 기판 결합 구조를 갖는 본 발명의 LED 모듈기판(10)과 회로기판(60) 간의 전원 공급에 대하여 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저 LED 모듈기판(10)에는 LED의 전원 공급을 위하여 금박 재질의 패드로 이루어진 제1전원패드(12)가 구비된다. 제1전원패드(12)는 LED 모듈기판(10) 상에서 일정 면적을 가지며 일측과 타측으로 서로 분리되어 (+)측과 (-)측의 전원 공급 구조를 갖도록 형성되어진다.
또한, 제1기판(30)에는 LED 모듈기판(10)에서 배선(미도시)으로 연결되어 (+), (-)의 전원 연결을 위한 전원접속구(32)가 구비되어지고, 전원접속구(32)에 의하여 연결되는 제2전원패드(33)가 형성된다.
이때, 제2전원패드(33)도 금박 재질로서, 일정 면적으로 일측과 타측에서 (+)측과 (-)측의 구조를 갖도록 형성되어지며, 이때 제2전원패드(33)는 삽입홈(31)을 감싸는 개구 구조로 형성된다.
또한, 제2기판(30)에는 전원을 연결할 수 있도록 하는 제3전원패드(43)가 외주면과 일정 간격 띄어져서 폐곡면을 형성하듯이 구비된다. 이에 두 개의 제2기판(30)에 의하여 하나는 (+)측으로 다른 하나는 (-)측의 전원을 연결할 수가 있다.
그리고 제3기판(50)에도 제2기판(30)을 결합하는 결합구(51)와 연결되며 회로기판(60)의 전원접속단자(61)를 끼울 수 있는 단자삽입홈(52)을 개구하며 감싸는 형태의 제4전원패드(53)가 일정 면적으로 일측과 타측에서 (+)측과 (-)측의 구조를 갖도록 형성되어진다.
이에 따라 회로기판(60)에 형성된 (+)측과 (-)측의 구조를 갖도록 형성되어진 두 개의 전원접속단자(61)가 제3기판(50)의 단자삽입홈(52)에 삽입되어 끼워지면서 (+)와 (-)의 전원이 제3기판(50)의 제4전원패드(53)로 연결되어 공급되게 된다.
그리고 (+)측과 (-)측의 구조를 갖는 제4전원패드(53)에 공급되어진 전원은 다시 제3기판(50)의 양측에서 결합구(51)와 연결되는 제2기판(40)의 제3전원패드(43)에 접촉되어 (+)와 (-)의 전원이 연결되어 공급될 수 있다.
이어서 제2기판(40)의 제3전원패드(43)로 연결되어 공급되는 전원은 제2기판(40)의 결합단부(41)가 제1기판(30)의 삽입홈(31)에 삽입되어 끼워짐으로서, 제1기판(30)의 제2전원패드(33) 양측으로 (+)와 (-)의 전원이 공급될 수 있다.
이에 제2전원패드(33)로 연결되어 공급된 전원은 제1기판(30)의 전원접속구(32)에 의하여 연결되는 배선을 통하여 LED 모듈기판(10)의 제1전원패드(12)로 공급되게 된다.
그러므로 회로기판(60)과 LED 모듈기판(10)까지 서로 일체로 연결되면서 결합되는 구조에 의하여, 회로기판(60)에 형성된 (+)측과 (-)측의 구조를 갖도록 형성되어진 두 개의 전원접속단자(61)로부터 공급되는 전원이 와이어(wire) 연결을 최소화로 줄이는 구조를 가지면서 LED 모듈기판(10)으로 공급되도록 이루어지는 것임을 알 수 있다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 머신 비전용 조명 장치의 몸체 하우징을 보여주는 예시도이다.
도 8에서와 같이 본 발명의 도 1 내지 도 7에서와 같은 기판 결합 구조로 형성되는 머신 비전용 조명 장치의 구성이 원형 기둥 형태의 헤드케이스(110)와 하부케이스(120)로 이루어진 몸체 하우징에 의하여 내장되어진다.
이때 헤드케이스(110)와 하부케이스(120)는 서로 대응되는 나사식 체결 구조가 형성되어, 두 나사체결부(121)간의 나사체결에 의해, 서로 결합 또는 분리 가능한 구조를 갖는다.
이에 헤드 케이스(110)는 제1기판(30)의 원형 측면 둘레를 감싸도록 이루어지는 결합단부가 구비될 수 있으며, 이로 인하여 LED 모듈기판(10)과 방열판(20)이 결합되어진 제1기판(30)이 헤드 케이스(110)의 내측으로 형성되는 결합턱(미도시)까지 삽입되어 끼워지면서 결합될 수 있도록 형성된다.
또한, 헤드 케이스(110)에는 상부 중앙으로는 LED 모듈기판(10) 상에서 LED의 광방출을 위한 광방출구(111)가 원형으로 개구되어진다.
또한, 하부케이스(120)는 직사각형의 회로기판(60) 부분을 내장하기 위한 기다란 원통형 형상으로 헤드 케이스(110) 보다는 작은 지름 길이를 갖는 모양을 형성한다. 그리고 하부케이스(120)는 하부 중앙에서 일정 지름을 갖는 열 배출구를 형성할 수 있다.
또한, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 머신 비전용 조명 장치의 몸체 하우징을 보여주는 예시도이다.
도 9는 본 발명의 도 1 내지 도 7에서와 같은 결합구조로 형성되는 머신 비전용 조명 장치의 내부 구성이 도 8에서와 같은 원형 기둥 형태의 헤드케이스(110)와 하부케이스(120)로 이루어진 몸체 하우징에 의하여 내장되어질 때, 헤드케이스(110)의 상측으로 LED의 광원을 확산시키기 위한 사각형의 확산판(142)을 추가로 구비하는 상부케이스(140)가 볼트(141)의 체결 구조로 결합되어 이루어지는 구조를 도시하고 있는 것이다.
이에 확산판(142)은 상부케이스(140)의 내면에서 형성되는 결합턱(미도시)에 끼워지게 되고, 상부케이스(140)로부터 헤드케이스(110) 까지는 외면으로 형성되는 복수의 볼트 체결 구멍이 구비되어, 상부케이스(140) 바깥으로부터 볼트(141)를 조여 삽입함으로서 상부케이스(140)와 헤드케이스(110)가 결합될 수 있게 되는 것이다.
도 9의 몸체 하우징에서도 헤드케이스(110)와 하부케이스(120)는 서로 대응되는 나사식 체결 구조가 형성되어, 두 나사체결부간의 나사체결에 의해, 서로 결합 또는 분리 가능한 구조를 갖는다.
전술한 바와 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 바람직한 실시예들에 관하여 설명하였지만, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것일 뿐 본원 발명은 이들 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 따라서 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.
10: LED 모듈기판 11: 초소형 LED
12: 제1전원패드 20: 방열판
30: 제1기판 31: 삽입홈
32: 전원접속구 33: 제2전원패드
40: 제2기판 41: 결합단부
42: 끼움홈 43: 제3전원패드
50: 제3기판 51: 결합구
52: 단자삽입홈 53: 제4전원패드
60: 회로기판 61: 전원접속단자
100: 몸체 하우징 110: 헤드케이스
111: 광방출구 120: 하부케이스
121: 나사체결부 140: 상부케이스
141: 볼트 142: 확산판

Claims (12)

  1. 광원으로 하는 다수개의 초소형 LED를 배열하여 이루어진 LED 모듈기판,
    상기 LED 모듈기판의 하부에서 결합되어 LED로부터 방출되는 열을 방열하기 위한 방열판,
    직사각형 형상으로 일단에서 (+)측과 (-)측의 구조를 갖도록 두 개의 돌출형 전원접속단자가 형성되어 상기 LED 모듈기판으로 전원을 공급하기 위한 회로기판 및
    상기 방열판과 상기 회로기판을 입체로 연결시키는 기판 결합 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 머신비전용 조명 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판 결합 구조는
    상기 방열판을 고정되도록 체결하며, 방열판이 고정되어 체결된 위치의 일측과 타 측으로 두 개의 삽입홈이 형성되어진 원형의 제1기판,
    상기 제1기판에 결합하는 결합단부와 제3기판에 끼워지는 끼움홈이 형성되는 구조를 갖는 두 개의 제2기판 및
    상기 제2기판의 끼움홈이 각각 결합되도록 일측과 타측으로 형성되는 결합구와 상기 회로기판의 전원접속단자가 삽입되는 두 개의 단자삽입홈이 형성되는 구조를 갖는 제3기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 머신비전용 조명 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 회로기판은 수직 상태로 세워져 상기 돌출형 접속단자가 상기 제3기판의 단자삽입홈에 끼워져 제3기판과 체결되며,
    상기 제3기판은 제2기판의 끼움홈의 중간 단부가 결합구를 향하여 삽입되고, 상기 결합구의 양측으로 형성되어진 제3기판의 날개편에 상기 끼움홈이 양쪽으로 끼워지면서 고정되어 제2기판과 체결되고,
    상기 제2기판은 결합단부가 제1기판의 삽입홈에 삽입되어 끼워짐으로서, 상기 제1기판과 체결되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 머신비전용 조명 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 LED 모듈기판 상에 일측과 타측으로 서로 분리되어 (+)측과 (-)측의 전원 공급 구조를 갖도록 일정 면적으로 형성되는 제1전원패드가 구비되는 것을 특징으로 하는 머신비전용 조명 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1기판은 LED 모듈기판에서 배선으로 연결되어 (+), (-)의 전원 연결을 위한 전원접속구가 구비되어지고, 상기 전원접속구에 연결되며 (+)측과 (-)측으로 분리되어 일정 면적으로 이루어지며, 상기 삽입홈을 감싸는 개구부가 형성되는 제2전원패드가 구비되는 것을 특징으로 하는 머신비전용 조명 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 두 개의 제2기판은 하나가 (+)측으로 다른 하나가 (-)측의 전원을 연결할 수 있도록, 상기 제2기판의 외주면과 일정 간격 띄어져서 폐곡면을 형성하여 이루어진 제3전원패드가 구비되는 것을 특징으로 하는 머신비전용 조명 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제3기판은 제2기판을 결합하는 결합구에 연결되며 회로기판의 전원접속단자를 끼울 수 있는 단자삽입홈을 감싸는 형태의 제4전원패드가 일정 면적으로 일측과 타측에서 (+)측과 (-)측의 구조를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 머신비전용 조명 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 회로기판에 일측의 (+)와 타측의 (-)으로 형성된 전원접속단자가 제3기판의 단자삽입홈에 삽입되어 끼워지면서 회로기판으로 공급되는 전원이 제3기판의 제4전원패드로 연결되어 공급되며,
    상기 제4전원패드에 공급된 전원이 제3기판의 양측에서 결합구와 연결되는 제2기판의 제3전원패드에 접촉되어 일측과 타측으로 (+)와 (-)의 전원이 공급되며,
    상기 제3전원패드로 공급된 전원이 상기 제2기판의 결합단부가 제1기판의 삽입홈에 삽입되어 끼워짐으로서, 제1기판의 제2전원패드 일측과 타측으로 (+)와 (-)의 전원이 공급되며,
    상기 제2전원패드로 공급된 전원이 제1기판의 전원접속구에 의하여 연결되는 배선을 통하여 LED 모듈기판의 제1전원패드의 일측과 타측으로 (+)와 (-)의 전원이 공급되는 것을 특징으로 하는 머신비전용 조명 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 LED 모듈기판은 100 내지 200 마이크로미터(um)의 사이즈를 갖는 다수의 초소형 LED를 플립칩(Flip Chip) 타입으로 결합하여 형성시킨 사각형의 유리(Glass) 기판인 것을 특징으로 하는 머신비전용 조명 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판 결합 구조에 의하여 결합된 상기 LED 모듈기판, 방열판 및 회로기판이 원통 기둥 형태의 몸체하우징에 내장되는 것을 특징으로 하는 머신비전용 조명 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 몸체하우징은 헤드케이스와 하부케이스로 이루어지며, 상기 헤드케이스의 내측과 하부케이스의 외측으로 서로 대응되는 나사식 체결 구조에 의하여 결합 또는 분리 가능한 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 머신비전용 조명 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 헤드케이스의 상측으로 광원을 확산시키기 위한 확산판을 추가로 구비하여 결합된 상부케이스가 하나 이상의 볼트에 의한 체결 구조로 헤드케이스와 결합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 머신비전용 조명 장치.
KR1020200065238A 2020-05-29 2020-05-29 머신 비전용 조명 장치 KR102358990B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200065238A KR102358990B1 (ko) 2020-05-29 2020-05-29 머신 비전용 조명 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200065238A KR102358990B1 (ko) 2020-05-29 2020-05-29 머신 비전용 조명 장치

Publications (3)

Publication Number Publication Date
KR20210147669A true KR20210147669A (ko) 2021-12-07
KR102358990B1 KR102358990B1 (ko) 2022-02-08
KR102358990B9 KR102358990B9 (ko) 2023-08-16

Family

ID=78868497

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200065238A KR102358990B1 (ko) 2020-05-29 2020-05-29 머신 비전용 조명 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102358990B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100904211B1 (ko) * 2008-06-09 2009-06-25 김성완 전원단자 일체형 엘이디램프모듈
KR20120010434A (ko) * 2010-07-26 2012-02-03 금호전기주식회사 엘이디 전구
KR20140120635A (ko) * 2013-04-04 2014-10-14 엘지이노텍 주식회사 조명 장치
JP2019114513A (ja) * 2017-12-26 2019-07-11 東芝ライテック株式会社 車両用照明装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100904211B1 (ko) * 2008-06-09 2009-06-25 김성완 전원단자 일체형 엘이디램프모듈
KR20120010434A (ko) * 2010-07-26 2012-02-03 금호전기주식회사 엘이디 전구
KR20140120635A (ko) * 2013-04-04 2014-10-14 엘지이노텍 주식회사 조명 장치
JP2019114513A (ja) * 2017-12-26 2019-07-11 東芝ライテック株式会社 車両用照明装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR102358990B1 (ko) 2022-02-08
KR102358990B9 (ko) 2023-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5714899B2 (ja) Ｌｅｄ用の、無半田で一体化されたパッケージ・コネクタ及び放熱器
CA2706098C (en) Apparatus and method for thermal dissipation in a light
JP5756502B2 (ja) 照明装置
KR101472403B1 (ko) 발광소자 모듈
JP4552897B2 (ja) Ｌｅｄ点灯ユニット及びそれを用いた照明器具
TWI617852B (zh) 光電轉換裝置
KR20130056809A (ko) Ｌｅｄ커넥터 및 조명기구
US20150015142A1 (en) Led light bulb with leds mounted on angled circuit board
JP2012064390A (ja) 照明器具
US9046252B2 (en) LED lamp
JP6569894B2 (ja) 照明装置及びコネクタ
US20130010479A1 (en) Led light source
JP6118474B1 (ja) 効率的な基板対基板接続
KR102358990B1 (ko) 머신 비전용 조명 장치
JP5319853B1 (ja) 発光モジュールおよびランプ
WO2017167314A1 (zh) 一种模块化灯具
US20110157892A1 (en) Illumination device
JP6569895B2 (ja) 照明装置及びコネクタ
TWI604240B (zh) 光電轉換裝置
JP5971559B2 (ja) 照明装置及びホルダ
JP2016533621A (ja) 少なくとも１つの光源を電力供給システムに電気的に接続するためのシステム
TWI523271B (zh) 插件式發光單元及發光裝置
JP2017152371A (ja) 光源ユニットの装着構造
US20170038009A1 (en) Ac led lamp structure
KR101291110B1 (ko) Ｌｅｄ 칩 패키지

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]