KR20220037800A - Self Heat Dissipation Type Light Source Module - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광학 모듈의 방열에 관한 것으로, 특히 PCB(Printed Circuit Board)의 전자석 구성으로 전자기 유도 현상의 자기력에 의한 유동 에너지 또는 회전 에너지로 광원 주변의 열을 분산 및 방열하는 셀프 방열형 광학 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to heat dissipation of an optical module, and in particular, a self-heat dissipation type optical module that disperses and radiates heat around a light source with flow energy or rotational energy due to magnetic force of electromagnetic induction with an electromagnet configuration of a printed circuit board (PCB) will be.
일반적으로 자동차용 램프 등에 사용되는 광학 모듈은 LED(Light Emitting Diode) 또는 전구(Bulb)의 발광에 따른 열을 발생함으로써 광원 모듈의 내부 부품 소자 등을 열로부터 보호하기 위한 방열이 요구된다.In general, an optical module used in a lamp for a vehicle, etc. generates heat according to the light emission of an LED (Light Emitting Diode) or a bulb, so that heat dissipation is required to protect the internal components of the light source module from heat.
일례로 상기 방열 방식으로 공기 대류 현상을 이용하고, 이를 외부 공기 흐름을 램프 내부 공간으로 유입해 주는 자연 대류 방식이나 또는 팬(Fan)으로 외부 공기를 램프 내부 공간으로 유입해 주는 강제 순환 방식을 적용할 수 있다.For example, a natural convection method that uses air convection as the heat dissipation method and introduces an external air flow into the lamp interior space or a forced circulation method that introduces external air into the lamp interior space with a fan is applied. can do.
하지만, 상기 자연 대류 방식을 이용한 방열 구조는 램프 내부 구조의 변경을 필요로 하면서도 방열 효율이 크지 않고, 또한 상기 강제 순환 방식을 이용한 방열 구조는 램프 내부 구조의 변경과 함께 구조를 복잡하게 하면서 추가 부품에 따른 비용 증가도 가져올 수밖에 없다.However, the heat dissipation structure using the natural convection method requires a change in the internal structure of the lamp, but the heat dissipation efficiency is not large, and the heat dissipation structure using the forced circulation method complicates the structure with the change of the internal structure of the lamp and additional parts This inevitably leads to an increase in costs.
이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 PCB의 전자기 유도 현상에 의한 자기력을 유동 에너지 또는 회전 에너지로 전환시켜 광원의 열을 외부로 배출하거나 발산시킴으로써 방열 효과의 효율성이 크게 높아지고, 특히 전자기 유도현상이 PCB 패턴을 흐르는 전류로 발생시킴으로써 램프 내부 구조에 대한 변경 없이도 적용 가능한 셀프 방열형 광학 모듈의 제공에 목적이 있다.Therefore, in consideration of the above points, the present invention converts the magnetic force caused by the electromagnetic induction of the PCB into flow energy or rotational energy to discharge or dissipate the heat of the light source to the outside, thereby greatly increasing the efficiency of the heat dissipation effect, in particular, the electromagnetic induction phenomenon The purpose is to provide a self-heat dissipation type optical module that can be applied without changing the internal structure of the lamp by generating a PCB pattern with a flowing current.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광학 모듈은 빛을 조사하는 광원, 코일형상의 PCB 패턴으로 코일이 구비되고, 상기 코일형상으로 신호 송수신이 이루어지며, 전원 인가에 의한 전류 흐름으로 상기 코일형상에서 전자기 유도가 발생되어 자기력을 생성해 주는 전자석 장치, 및 상기 자기력(b)으로 움직임을 발생하고, 상기 움직임으로 주변 공간의 공기 유동을 형성해 주는 방열 장치가 포함되는 것을 특징으로 한다.The optical module of the present invention for achieving the above object is provided with a light source irradiating light, a coil in a coil-shaped PCB pattern, signal transmission and reception is made in the coil shape, and the coil by the current flow by applying power It is characterized in that it includes an electromagnet device that generates a magnetic force by generating electromagnetic induction in the shape, and a heat dissipation device that generates movement with the magnetic force (b) and forms an air flow in the surrounding space with the movement.
바람직한 실시예로서, 상기 전원 인가는 PWM 제어로 상기 PCB 패턴에서 자력 변동이 유발된다.In a preferred embodiment, when the power is applied, a magnetic force variation is induced in the PCB pattern by PWM control.
바람직한 실시예로서, 상기 PCB 패턴은 전자력 코일이 PCB에 상기 코일형상으로 감겨져 형성된다.In a preferred embodiment, the PCB pattern is formed by winding an electromagnetic force coil around the PCB in the coil shape.
바람직한 실시예로서, 상기 PCB 패턴은 PCB 면 방향으로 상기 자기력을 발생시켜 주며, 상기 PCB는 2중 PCB 구조 또는 다중 PCB 구조가 적용된다.In a preferred embodiment, the PCB pattern generates the magnetic force in the direction of the PCB surface, and a double PCB structure or a multi-PCB structure is applied to the PCB.
바람직한 실시예로서, 상기 전자력 코일은 상기 PCB의 전체 공간에 상기 코일형상을 1개로 형성하거나 또는 2개 이상으로 형성하며, 상기 코일형상을 이루는 코일 바디에 -극 단자와 +극 단자를 구비한다.In a preferred embodiment, the electromagnetic force coil has one coil shape or two or more coil shapes in the entire space of the PCB, and a -pole terminal and a +pole terminal are provided on the coil body constituting the coil shape.
바람직한 실시예로서, 상기 방열 장치는 상기 움직임으로 회전운동, 상하 위치운동 및 당김/밀림운동 중 어느 하나를 발생시켜준다.In a preferred embodiment, the heat dissipation device generates any one of a rotational motion, a vertical positioning motion, and a pulling/pushing motion as the motion.
바람직한 실시예로서, 상기 방열 장치는 상기 자기력으로 움직임을 상기 회전운동으로 발생시켜 주는 회전판, 및 상기 회전판의 회전 중심으로 작용하는 회전축으로 구성된다.In a preferred embodiment, the heat dissipation device is composed of a rotating plate that generates movement by the magnetic force as the rotational motion, and a rotating shaft serving as a rotation center of the rotating plate.
바람직한 실시예로서, 상기 방열 장치는 상기 자기력으로 움직임을 상기 상하 위치운동으로 발생시켜 주는 이동 판, 상하 탄력운동으로 발생시켜 주는 탄성 판, 및 자유낙하운동으로 발생시켜 주는 무게 추 중 어느 하나로 구성된다.As a preferred embodiment, the heat dissipation device is composed of any one of a moving plate that generates movement with the magnetic force as the vertical positional motion, an elastic plate that generates vertical and elastic motion, and a weight that generates a free fall motion. .
바람직한 실시예로서, 상기 이동 판은 상기 상하 위치운동에 스프링에 의한 압축 및 인장을 이용한다.In a preferred embodiment, the moving plate uses compression and tension by a spring for the up-and-down positional movement.
바람직한 실시예로서, 상기 방열 장치는 상기 자기력으로 움직임을 상기 당김/밀림운동으로 발생시켜 주는 셔터 판로 구성된다.In a preferred embodiment, the heat dissipation device is composed of a shutter plate that generates movement by the magnetic force as the pulling/pushing motion.
바람직한 실시예로서, 상기 광원은 전구, LED 및 LAM 중 어느 하나이다.In a preferred embodiment, the light source is any one of a light bulb, an LED, and a LAM.
바람직한 실시예로서, 상기 전자석 장치는 상기 광원을 실장 한 상기 PCB 패턴으로 상기 방열 장치의 앞쪽으로 위치된다.In a preferred embodiment, the electromagnet device is positioned in front of the heat dissipation device with the PCB pattern on which the light source is mounted.
바람직한 실시예로서, 상기 전자석 장치는 상기 광원을 실장 한 상기 PCB 패턴으로 상기 방열 장치를 에워싸는 박스형 전자식 장치로 구성된다.In a preferred embodiment, the electromagnet device is configured as a box-type electronic device that surrounds the heat dissipation device with the PCB pattern on which the light source is mounted.
바람직한 실시예로서, 상기 전자석 장치는 상기 광원과 분리 한 상기 PCB 패턴으로 상기 방열 장치를 에워싸는 박스형 전자식 장치로 구성된다.In a preferred embodiment, the electromagnet device is configured as a box-type electronic device that surrounds the heat dissipation device with the PCB pattern separated from the light source.
바람직한 실시예로서, 상기 전원 인가는 전류 제어기로 제어된다.In a preferred embodiment, the application of power is controlled by a current controller.
바람직한 실시예로서, 상기 방열 장치는 상기 자기력으로 발생된 유도 전류를 전류로 흘려준다.In a preferred embodiment, the heat dissipation device flows the induced current generated by the magnetic force as a current.
이러한 본 발명의 셀프 방열형 광학 모듈은 하기와 같은 작용 및 효과를 구현한다.The self-heat dissipation type optical module of the present invention implements the following actions and effects.
첫째, PCB 전자기 유도 유동 또는 회전 방열 방식으로 자연 대류 방식이나 강제 순환 방식과 차별화되면서도 방열 효과의 효율성이 크게 향상된 램프 방열 구조를 얻을 수 있다. 둘째, 전자기 유도현상이 PCB 패턴을 흐르는 전류로 발생시킴으로써 램프 내부 구조에 대한 변경 없이도 개선된 램프 방열 구조가 가능하다. 셋째, PCB의 패턴으로 코일을 형성함으로써 간단한 구조와 저렴한 원가 및 PCB의 신뢰성에 의한 코일수명연장 등 구조가 복잡해지면서 고가의 코일을 적용해야 하는 별도의 코일/전자석 방식이 갖는 단점이 모두 해소된다. 넷째, 자기력을 이용한 회전 에너지로 공기의 강제 유동을 형성함으로써 자연 대류와 열전도를 통해 열 배출이 일어나는 고정된 히트 싱크의 단점인 방열효율 한계성을 해소할 수 있다. 다섯째, PWM(Pulse Width Modulation)의 주파수 조정으로 회전에너지를 크게 하는 PCB의 자기력 세기가 증가됨으로써 방열 성능 조절이 용이하면서 공간을 획기적으로 줄이면서도 방열 성능 증가가 가능하다. 여섯째, 광원 모듈에 전자기 유도 PCB 패턴이 적용됨으로써 저항/코일/축전기로 이루어진 전기 회로인 RCL의 저항 소자 축소 및 내열 성능 향상이 가능하므로 램프 수명을 연장할 수 있다. 일곱째, PCB 패턴을 활용한 전자석 제작이 가능함으로써 제어 분야 활용을 위한 수평 전개가 가능하다.First, it is possible to obtain a lamp heat dissipation structure with significantly improved heat dissipation efficiency while being differentiated from natural convection or forced circulation methods with the PCB electromagnetic induced flow or rotational heat dissipation method. Second, the improved heat dissipation structure of the lamp is possible without changing the internal structure of the lamp because the electromagnetic induction phenomenon generates the current flowing through the PCB pattern. Third, by forming the coil with the pattern of the PCB, the simple structure, low cost, and the structure of coil life extension due to the reliability of the PCB become complicated, and the disadvantages of the separate coil/electromagnet method that require expensive coils are all resolved. Fourth, by forming a forced flow of air with rotational energy using magnetic force, it is possible to solve the limitation of heat dissipation efficiency, which is a disadvantage of a fixed heat sink in which heat is discharged through natural convection and heat conduction. Fifth, by adjusting the frequency of PWM (Pulse Width Modulation), the magnetic force strength of the PCB, which increases the rotational energy, is increased, so that it is easy to control the heat dissipation performance and it is possible to increase the heat dissipation performance while remarkably reducing the space. Sixth, by applying the electromagnetic induction PCB pattern to the light source module, it is possible to reduce the resistance element and improve the heat resistance performance of RCL, which is an electric circuit consisting of a resistor/coil/capacitor, so that the lamp life can be extended. Seventh, since it is possible to manufacture an electromagnet using a PCB pattern, it is possible to develop horizontally for use in the control field.
도 1은 본 발명에 따른 셀프 방열형 광학 모듈이 전류 제어기와 함께 시스템으로 구성된 예이고, 도 2는 본 발명에 따른 셀프 방열형 광학 모듈에 적용된 전자석 장치의 구성 예이며, 도 3은 본 발명에 따른 전자석 장치의 전자력 코일을 통한 자기력 유도 현상의 예이고, 도 4는 본 발명에 따른 전자력 코일을 통한 전자석 장치의 자기력 발생 상태이며, 도 5는 본 발명에 따른 셀프 방열형 광학 모듈에 적용된 방열 장치가 회전형, 유동형, 쉴드형 구조로 다양하게 구성된 예이고, 도 6은 본 발명에 따른 셀프 방열형 광학 모듈이 1개의 광원 부착형 전자석 장치와 회전형 방열 장치로 구성되어 동작하는 상태이며, 도 7은 본 발명에 따른 셀프 방열형 광학 모듈이 복수개의 광원 부착형 전자석 장치와 회전형 방열 장치로 구성되어 동작하는 상태이고, 도 8은 본 발명에 따른 셀프 방열형 광학 모듈이 광원 분리형 복수개의 전자석 장치와 회전형 방열 장치로 구성되어 동작하는 상태이다.1 is an example in which the self-heat dissipation type optical module according to the present invention is configured as a system together with a current controller, FIG. 2 is an example of the configuration of an electromagnet device applied to the self-heat dissipation optical module according to the present invention, and FIG. 3 is an electromagnet according to the present invention It is an example of the magnetic force induction phenomenon through the electromagnetic force coil of the device, Figure 4 is the magnetic force generation state of the electromagnet device through the electromagnetic force coil according to the present invention, Figure 5 is a heat dissipation device applied to the self-heat dissipation type optical module according to the present invention is a rotating type , is an example of various configurations with a flexible, shield-type structure, and FIG. 6 is a state in which the self-heat-dissipating optical module according to the present invention is composed of one light source-attached electromagnet device and a rotating heat-dissipating device, and FIG. 7 is the present invention The self-heat-dissipating optical module according to the present invention is in a state in which a plurality of light source-attached electromagnet devices and a rotating heat-dissipating device are configured and operated, and FIG. It is configured and operating.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying illustrative drawings, and since these embodiments are examples, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may be implemented in various different forms. It is not limited to the embodiment.
도 1을 참조하면, 광학 모듈(1)은 광원(10), 전자석 장치(20) 및 방열 장치(30)로 구성된다. 이 경우 상기 광학 모듈(1)은 모듈 하우징(1-1)을 이용하여 광원(10), 전자석 장치(20), 방열 장치(30)에 대한 조립 상태를 형성한다.Referring to FIG. 1 , the
일례로 상기 광원(10)은 전원 공급으로 발광함으로써 빛을 내며, 전구(Bulb) 또는 LED(Light Emitting Diode)로 이루어지고, 필요 시 LAM(LED ASSY MODULE)로 구성될 수 있다.For example, the
일례로 상기 전자석 장치(20)는 인가되는 전원을 PWM(pulse width modulation) 제어함으로써 연속 작동이 아닌 자력 변동을 유발하는 전자석으로 구성된다.For example, the
특히 상기 전자석 장치(20)는 코일형상의 PCB 패턴으로 코일이 구비되고, 상기 코일형상으로 신호 송수신이 이루어지고, 상기 PCB 패턴의 전원 인가에 의한 전류 흐름으로 상기 코일형상에서 전자기 유도가 발생되어 자기력(b)을 생성한다. 이는 이후 상세히 설명된다.In particular, the
일례로 상기 방열 장치(30)는 전자석 장치(20)의 전자석이 발생하는 자력 변동에 의해 움직임을 발생 시키며 광학 모듈(1)의 내부 공간 또는 주변 공간에 발생한 유동으로 광원(10)에서 발생한 열을 분산시켜 방열 효율을 증대시키고, 전자석의 자기력이 없을 때 위치가 복원됨으로써 전자석에서 자기력이 발생할 때와 다른 위치를 초기 상태로 형성한다. 이 경우 상기 방열 장치(30)는 금속물질로 된 박판을 적용할 수 있다.For example, the
특히 상기 방열 장치(30)는 전자석 장치(20)의 PCB 패턴에 대한 전원 인가에 의한 전류 흐름으로 코일형상에서 전자기 유도가 발생되어 생성된 자기력(b)로 유도 전류를 발생하고, 상기 유도전류를 전류로 흘려줌으로써 전류가 흐르는 유도 장치로 작용할 수 있다. 이 경우 상기 방열 장치(30)는 광원(10) 이나 광학 모듈(1)의 기타 부품에 전류를 공급하도록 전기 배선을 연결할 수 있다.In particular, the
따라서 상기 광학 모듈(1)은 전자석의 자기력 변화를 유동으로 전환함으로써 광학 모듈(1)의 내부 공간 또는 주변 공간에서 형성되는 공기 순환 흐름으로 광원(10)의 열이 분산되도록 하여 방열 효율을 높이는 셀프 방열형 광학 모듈로 특징된다.Therefore, the
나아가 상기 광학 모듈(1)은 전류 제어기(40)와 연계되어 전자석 장치(20)에 대한 전원을 제어하는 광학 모듈 시스템(100)으로 구성된다. 특히 상기 전류 제어기(40)는 광원(10)과 전자석 장치(20)에 배처리의 전원을 공급하면서 전자석의 자력 변동을 위해 전자석 장치(20)에 대한 PWM(pulse width modulation)의 출력을 제어하여 준다.Furthermore, the
그러므로 상기 전류 제어기(40)는 PWM 출력 값 변화를 위한 중앙처리장치로 동작할 수 있고, 이를 위해 통상적인 램프 조명 제어기가 적용될 수 있다.Therefore, the
한편 도 2 내지 도 4는 전자석 장치(20)의 다양한 구성을 나타낸다.Meanwhile, FIGS. 2 to 4 show various configurations of the
도 2를 참조하면, 상기 전자석 장치(20)는 일체형 PCB(Printed Circuit Board)(21)과 전자력 코일(23)로 구성되거나 또는 일체형 PCB(21)와 더블형 전자력 코일(24)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2 , the
일례로 상기 일체형 PCB(21)는 여러 소자의 부품들이 이어지는 전기회로 및 신호처리회로를 기판회로로 탑재하고, 전자석 장치(20)의 전자석과 전원 회로를 형성하며, 광원(10)으로 이어지는 전원 배선이 형성된다.For example, the integrated
특히 상기 일체형 PCB(21)는 전자력 코일(23), 더블형 전자력 코일(24)의 형성을 위해 2중 PCB 구조 또는 다중 PCB 구조를 적용한다.In particular, the integrated
일례로 상기 전자력 코일(23)은 일체형 PCB(21)의 전체 공간에 1개로 형성되고, 반면 상기 더블형 전자력 코일(24)은 일체형 PCB(21)의 전체 공간을 두 구간으로 분할하여 각각에 위치되는 2개로 형성된다. 그러므로 상기 더블형 전자력 코일(24)은 제1 전자력 코일(24-1)과 제2 전자력 코일(24-2)로 구분된다. 하지만 상기 더블형 전자력 코일(24)은 일체형 PCB(21)의 전체 공간을 두 구간으로 2개 이상으로 분할하여 그 각각에 위치시켜 줌으로써 2개 이상으로 형성될 수 있다.For example, the
도 3을 참조하면, 상기 전자력 코일(23), 상기 제1 전자력 코일(24-1) 및 상기 제2 전자력 코일(24-2)의 각각은 코일모양으로 동일한 구조로 형성됨을 알 수 있다.Referring to FIG. 3 , it can be seen that each of the
일례로 상기 코일모양은 코일 바디(26), -극 단자(27) 및 +극 단자(28)로 이루어진다. 이 경우 상기 코일 바디(26)는 1개의 코일 가닥을 직사각형 프레임으로 연속하여 일렬로 길게 만들어 PCB 기판을 감싸도록 결합되고, 상기 -극 단자(27)은 코일 바디(26)의 한쪽 끝부위를 구부려 형성하며, 상기 +극 단자(28)은 코일 바디(26)의 다른쪽 끝부위를 구부려 형성한다.For example, the coil shape includes a
그러므로 상기 코일모양은 -극 단자(27)와 +극 단자(28)에 전원 라인을 연결함으로써 코일 바디(26)에 흐르는 전류로 전자기 유도 발생이 이루어진다.Therefore, electromagnetic induction is generated by the current flowing in the
따라서 상기 전자력 코일(23) 및 상기 더블형 전자력 코일(24)의 제1,2 전자력 코일(24-1,24-2) 각각에 적용된 코일모양은 자기력 발생에 PCB 패턴을 이용하므로 코일모양의 패턴이 소모하는 전력을 통해 전압강하가 가능함으로써 LDM의 저항소자인 저항(R)/코일(L)/축전기(C)의 수량을 줄일 수 있고, 특히 자기력을 활용한 전압강하가 LDM의 저항을 통한 열 발산을 대신하므로 LDM 발열량도 효과적으로 줄여 줄 수 있다.Therefore, the coil shape applied to each of the first and second electromagnetic force coils 24-1 and 24-2 of the
도 4를 참조하면, 상기 전자력 코일(23) 및 상기 더블형 전자력 코일(24)의 각각은 전류 흐름에 의한 전자기 유도 발생으로 일체형 PCB(21)의 소자 실장 방향 (예, 면 방향)으로 자기력 방향을 형성하고, 상기 자기력 방향이 전자석 장치(20)와 마주하는 방열 장치(30)에 작용함으로써 방열 장치(30)가 움직임을 발생시킬 수 있게 된다.Referring to FIG. 4 , each of the
특히 상기 자기력 방향은 PWM 제어에 의한 전류 세기 제어로 자력 변동을 동반하여 방열 장치(30)에 반복적인 움직임을 발생시킴으로써 광학 모듈(1)의 내부 공간 또는 주변 공간에 유동을 일으켜 광원(10)에서 발생한 열을 분산시켜 방열 효율을 증대시킬 수 있다.In particular, the magnetic force direction causes a flow in the inner space or the surrounding space of the
한편 도 5는 방열 장치(30)의 다양한 구성을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 상기 방열 장치(30)는 회전형 방열 장치(30-1), 유동형 방열 장치(30-2) 및 쉴드형 방열 장치(30-3) 중 어느 하나가 적용되어 전원의 ON/OFF 및 PWM 제어로 전자석 장치(20)의 변화되는 자기력(b)을 받아 반복적인 움직임을 발생시켜 준다.Meanwhile, FIG. 5 shows various configurations of the
구체적으로 상기 회전형 방열 장치(30-1)는 회전판(31) 및 회전축(32)으로 구성된다. Specifically, the rotary heat dissipation device 30 - 1 includes a
일례로 상기 회전판(31)은 전자석 장치(20)의 자기력(b)의 변화로 반복적인 움직임이 회전운동으로 발생되어 광원(10) 주변의 공기를 유동시켜 준다. 상기 회전축(32)은 회전판(31)의 회전 중심으로 작용하고, 광학 모듈(1)의 모듈 하우징(1-1)을 이용하여 축 지지된다.As an example, the rotating
특히 상기 회전판(31)은 자기력(b)과 반응하는 소정 두께의 금속 박판을 적용하거나 금속물질로 된 박판을 적용하여 자기력(b)의 변화로 반복적인 움직임을 발생할 수 있다. 상기 회전축(32)은 자기력(b)이 없을 때 회전판(31)이 자기력(b)이 발생할 때와 다른 위치(즉, 초기 위치)로 이동하도록 위치를 복원시키는 위치 복원부로 작용한다.In particular, the rotating
구체적으로 상기 유동형 방열 장치(30-2)는 이동 판(33)과 스프링(34)으로 구성되거나 탄성 판(35) 또는 무게 추(36)로 구성될 수 있다.Specifically, the fluid heat dissipation device 30 - 2 may be composed of a moving
일례로 상기 이동 판(33)은 전자석 장치(20)의 자기력(b)의 변화로 반복적인 움직임이 상하 위치운동으로 발생되어 광원(10) 주변의 공기를 유동시켜 준다. 상기 스프링(34)은 이동 판(33)에 고정되어 이동 판(33)의 상하운동으로 압축 및 인장되며, 광학 모듈(1)의 모듈 하우징(1-1)을 이용하여 고정된다.For example, the moving
특히 상기 이동 판(33)은 자기력(b)과 반응하는 소정 두께의 금속 박판을 적용하거나 금속물질로 된 박판을 적용하여 자기력(b)의 변화로 반복적인 움직임을 발생할 수 있다. 상기 스프링(34)은 코일 스프링을 적용한다.In particular, the moving
일례로 상기 탄성 판(35)은 전자석 장치(20)의 자기력(b)의 변화로 반복적인 움직임이 상하 탄력운동으로 발생되어 광원(10) 주변의 공기를 유동시켜 주고, 광학 모듈(1)의 모듈 하우징(1-1)을 이용하여 일단이 고정된다. 상기 무게 추(36)는 전자석 장치(20)의 자기력(b)의 변화로 반복적인 움직임이 상하 자유낙하운동으로 발생되어 광원(10) 주변의 공기를 유동시켜 주고, 광학 모듈(1)의 모듈 하우징(1-1)을 이용하여 일단이 고정된다.As an example, the
특히 상기 탄성 판(35)과 상기 무게 추(36)는 자기력(b)과 반응하는 금속 재질로 이루어지고, 중력을 활용하여 반복적인 움직임을 발생하므로 회전축(32)이나 스프링(34)을 적용하지 않는 구조로 이루어질 수 있다.In particular, the
구체적으로 상기 쉴드형 방열 장치(30-3)는 셔터 판(37)으로 이루어진다.Specifically, the shield-type heat dissipation device 30 - 3 is formed of a
일례로 상기 셔터 판(37)은 “U”자 단면 형상으로 이루어짐으로써 그 내부 공간을 이용하여 광원(10)과 전자석 장치(20)를 수용하고, 전자석 장치(20)의 자기력(b)의 변화로 반복적인 움직임이 당김/밀림운동으로 발생되어 광원(10)을 주변 공기에 노출시킴으로써 열의 발산과 방열 효율을 발생하여 준다.For example, the
특히 상기 셔터 판(37)은 자기력(b)과 반응하는 금속 재질로 이루어지면 광원(10)의 빛이 투과되는 투명 재질이 일부 구간에 적용된다.In particular, when the
한편 도 6은 셀프 방열형 광학 모듈(1)이 광원(10)과 전자석 장치(20) 및 방열 장치(30)를 1개의 광원 부착형 전자석 장치 방식 회전형 방열 장치로 구성하고, 이를 통해 광학 모듈(1)의 내부 공간에 공기 유동 흐름이 발생되는 동작 상태를 나타낸다. 이 경우 상기 방열 장치(30)는 회전형 방열 장치(30-1)를 적용함으로 설명되나 동일한 원리로 동작히는 유동형 방열 장치(30-2) 또는 쉴드형 방열 장치(30-3)가 적용될 수 있다.On the other hand, FIG. 6 shows that the self-heat dissipation type
도시된 바와 같이, 전류 제어기(40)는 전자석 ON으로 전원을 공급하거나 전자석 OFF로 전원을 차단한다.As shown, the
그러면 상기 전자석 장치(20)는 전자석 ON에 의한 전류 흐름으로 전자기 유도 현상을 통해 자기력(b)의 발생을 유지하고, 반면 자석 OFF에 의한 전류 차단으로 자기력(b)의 발생을 해제한다. 이때, 상기 전류 제어기(40)는 전류에 대한 PWM(pulse width modulation) 제어(a)로 자기력(b)의 세기를 변화시켜 줄 수 있다.Then, the
이로부터 상기 전자석 장치(20)의 자기력(b)은 전자석 ON에서 자기력 발생(제1 단계) -> 전자석 OFF에서 자기력 발생 해제(제2 단계) -> 전자석 ON에서 자기력 발생(제3 단계) -> 전자석 OFF에서 자기력 발생 해제(제4 단계)로 변화되고, 이는 제어 동안 지속적으로 반복된다.From this, the magnetic force (b) of the
그 결과 상기 회전형 방열 장치(30-1)는 전자석 장치(20)의 자기력(b)을 받음으로써 회전축(32)을 중심으로 하여 회전판(31)은 제1 단계에선 자기력(b)의 영향으로 전자석 장치(20)쪽으로 당겨지고, 제2 단계에선 자기력(b)의 영향이 없는 상태에서 회전판(31)의 일측 엔드부(K)가 중력에 의해 밑으로 내려가며, 제3 단계에선 자기력(b)의 영향으로 전자석 장치(20)쪽으로 다시 당겨지고, 제4 단계에선 자기력(b)의 영향이 없는 상태에서 회전판(31)의 일측 엔드부(K)가 회전 관성에 의해 위로 올라간다.As a result, the rotary heat dissipation device 30-1 receives the magnetic force b of the
이와 같이 상기 회전형 방열 장치(30-1)가 회전판(31)으로 회전됨으로써 그 주변 공기가 유동되고, 주변 공기 유동은 공기 흐름을 가져와 광원(10)에서 발생한 열을 분산시켜 방열 효율이 증대된다.As such, the rotational heat dissipation device 30-1 is rotated by the rotating
그러므로 상기 유동형 방열 장치(30-2)의 이동 판(33), 탄성 판(35), 무게 추(36) 및 상기 쉴드형 방열 장치(30-3)의 셔터 판(37)도 제1 단계의 자기력 발생 -> 제2 단계의 자기력 발생 해제 -> 제3 단계의 자기력 발생 -> 제4 단계의 자기력 발생 해제를 통해 주변 공기 유동을 발생시키고, 이러한 주변 공기 유동은 공기 흐름을 가져와 광원(10)에서 발생한 열을 분산시켜 방열 효율이 동일하게 증대시켜 줄 수 있다.Therefore, the moving
한편 도 7 및 도 8은 셀프 방열형 광학 모듈(1)이 전자석 장치(20)를 박스형 전자식 장치로 변형하고, 상기 박스형 전자식 장치를 통해 광학 모듈(1)의 내부 공간에 공기 유동 흐름을 보다 강하게 발생시켜 주는 동작 상태를 나타낸다. 이 경우 상기 방열 장치(30)는 회전형 방열 장치(30-1)를 적용함으로 설명되나 동일한 원리로 동작히는 유동형 방열 장치(30-2) 또는 쉴드형 방열 장치(30-3)가 적용될 수 있다.On the other hand, FIGS. 7 and 8 show that the self-heat dissipation type
도 7을 참조하면, 상기 박스형 전자식 장치는 방열 장치(30)를 에워싸는 전면 전자석 장치(20-1), 후면 전자석 장치(20-2), 상면 전자석 장치(20-3) 및 하면 전자석 장치(20-4) 중 어느 하나에 광원(10)이 적용되지 않도록 구성된다. 이 경우 상기 후면 전자석 장치(20-2)는 광원(10)을 적용하지 않는데, 이는 상기 전면 전자석 장치(20-1), 상기 상면 전자석 장치(20-3) 및 상기 하면 전자석 장치(20-4)의 각각은 광원(10)의 빛이 조사되는 전방을 향하기 때문이다.Referring to FIG. 7 , the box-type electromagnetic device includes a front electromagnet device 20-1, a rear electromagnet device 20-2, an upper electromagnet device 20-3, and a
반면 도 8을 참조하면, 상기 박스형 전자식 장치는 방열 장치(30)를 에워싸는 전면 전자석 장치(20-1), 후면 전자석 장치(20-2), 상면 전자석 장치(20-3) 및 하면 전자석 장치(20-4)에 광원(10)을 적용하지 않고, 대신 전면 전자석 장치(20-1), 후면 전자석 장치(20-2), 상면 전자석 장치(20-3) 및 하면 전자석 장치(20-4) 중 어느 하나에 광원(10)이 적용된 일체형 PCB(21)를 연결하도록 구성된다. 이 경우 상기 상면 전자석 장치(20-3)는 일체형 PCB(21)를 연결됨으로 예시되었지만, 상기 일체형 PCB(21)의 사이즈(Size)가 상기 전면 전자석 장치(20-1), 상기 후면 전자석 장치(20-2), 상기 상면 전자석 장치(20-3) 및 상기 하면 전자석 장치(20-4)를 모두 가려주므로 그 연결 대상은 제한되지 않는다.On the other hand, referring to FIG. 8, the box-type electromagnetic device includes a front electromagnet device 20-1 surrounding the
특히 도 7 및 도 8에서, 상기 전면 전자석 장치(20-1)는 전/후면 전자석 장치(20-1,20-2)에 대해 전자력 코일(23)의 -극 단자(27)과 +극 단자(28)의 방향을 반대로 하고, 상/하면 전자석 장치(20-3,20-4)에 대해 -극 단자(27)과 +극 단자(28)의 방향을 반대로 함으로써 자기력(b)의 발생 방향을 서로 일치시켜 줌으로써 전자석 ON에서 자기력 발생 방향이 방열 장치(30-2)를 한쪽 방향으로 움직일 수 있도록 한다.In particular, in FIGS. 7 and 8 , the front electromagnet device 20-1 has a
따라서 도 7 및 도 8의 상기 박스형 전자식 장치는 한 번의 전자석 ON으로 전/후면 전자석 장치(20-1,20-2)에 전류 흐름을 형성하고, 한 번의 전자석 OFF로 상/하면 전자석 장치(20-3,20-4)에 전류 흐름을 차단할 수 있다.Therefore, the box-type electronic device of FIGS. 7 and 8 forms a current flow in the front/rear electromagnet devices 20-1 and 20-2 with one electromagnet ON, and upper/
즉, 상기 박스형 전자식 장치의 자기력(b)은 전/후면 전자석 장치(20-1,20-2)의 전자석 ON에서 자기력 발생(제1 단계) -> 상/하면 전자석 장치(20-3,20-4)의 전자석 ON에서 자기력 발생(제2 단계) -> 전/후면 전자석 장치(20-1,20-2)의 전자석 ON에서 자기력 발생(제3 단계) -> 상/하면 전자석 장치(20-3,20-4)의 전자석 ON에서 자기력 발생(제4 단계)로 변화되고, 이는 제어 동안 지속적으로 반복된다.That is, the magnetic force (b) of the box-type electromagnetic device is generated by the electromagnet ON of the front/rear electromagnet devices 20-1 and 20-2 (first step) -> upper/lower electromagnet devices 20-3, 20 -4) Magnetic force is generated when the electromagnet is ON (2nd stage) -> Magnetic force is generated when the electromagnet is ON of the front/rear electromagnet devices (20-1, 20-2) (3rd stage) -> Upper/lower electromagnet device (20) -3,20-4) changes from ON to magnetic force generation (fourth stage), which is continuously repeated during control.
이로부터 상기 박스형 전자식 장치의 자기력(b)의 세기는 도 6의 기본형 전자식 장치의 자기력(b) 대비 2배롤 증가되고, 이러한 자기력 세기 증가는 주변 공기 유동에 의한 공기 흐름을 더 강하게 함으로써 광원(10)에서 발생한 열을 보다 빨리 분산시켜 방열 효율을 더욱 증대시켜 줄 수 있다.From this, the intensity of the magnetic force (b) of the box-type electronic device is doubled compared to the magnetic force (b) of the basic electronic device of FIG. ), it can dissipate the heat generated more quickly to further increase the heat dissipation efficiency.
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 셀프 방열형 광학 모듈(1)은 빛을 조사하는 광원(10)이 실장되거나 분리되어 전원 인가에 의한 전류 흐름으로 발생된 전자기 유도로 자기력(b)이 생성되는 전자석 장치(20), 및 자기력(b)에 의한 움직임으로 광원(10)과 전자석 장치(20)의 주변 공간의 공기 유동을 형성해 주는 방열 장치(30)가 포함됨으로써 PCB의 전자기 유도 현상에 의한 자기력을 유동 에너지 또는 회전 에너지 전환으로 광원의 열을 외부로 배출하거나 발산시켜 방열 효과의 효율성이 크게 높아지고, 특히 전자기 유도현상이 PCB 패턴을 흐르는 전류로 발생시킴으로써 램프 내부 구조에 대한 변경 없이도 적용 가능하다.As described above, in the self-heat dissipation
1 : 광학 모듈
1-1 : 모듈 하우징
10 : 광원
20 : 전자석 장치
20-1 : 전면 전자석 장치
20-2 : 후면 전자석 장치
20-3 : 상면 전자석 장치
20-4 : 하면 전자석 장치
21 : 일체형 PCB(Printed Circuit Board)
21-1 : 분리형 PCB
23 : 전자력 코일
24 : 더블형 전자력 코일
24-1,24-2 : 제1,2 전자력 코일
26 : 코일 바디
27 : -극 단자
28 : +극 단자
30 : 방열 장치
30-1 : 회전형 방열 장치
30-2 : 유동형 방열 장치
30-3 : 쉴드형 방열 장치
31 : 회전판
32 : 회전축
33 : 이동 판
34 : 스프링
35 : 탄성 판
36 : 무게 추
37 : 셔터 판
40 : 전류 제어기
100 : 광학 모듈 시스템1: optical module 1-1: module housing
10: light source 20: electromagnet device
20-1: front electromagnet device 20-2: rear electromagnet device
20-3: top electromagnet device 20-4: bottom electromagnet device
21: Integrated PCB (Printed Circuit Board)
21-1: Detachable PCB
23: electromagnetic force coil 24: double-type electromagnetic force coil
24-1,24-2: first and second electromagnetic force coils
26: coil body 27: -pole terminal
28: + terminal 30: heat dissipation device
30-1: rotary heat dissipation device 30-2: fluid heat dissipation device
30-3: Shield type heat dissipation device
31: rotating plate 32: rotating shaft
33: moving plate 34: spring
35: elastic plate 36: weight weight
37: shutter plate 40: current controller
100: optical module system
Claims (19)
코일형상의 PCB(Printed Circuit Board) 패턴으로 코일이 구비되고, 상기 코일형상으로 신호 송수신이 이루어지는 전자석 장치
가 포함되는 것을 특징으로 하는 광학 모듈.
a light source irradiating light, and
An electromagnet device in which a coil is provided in a coil-shaped printed circuit board (PCB) pattern, and a signal is transmitted and received in the coil shape.
An optical module, characterized in that it is included.
상기 전자석 장치는 상기 PCB 패턴의 전원 인가에 의한 전류 흐름으로 상기 코일형상에서 전자기 유도가 발생되어 자기력을 생성하며,
상기 방열 장치는 상기 자기력으로 움직임을 발생하고, 상기 움직임으로 주변 공간의 공기 유동을 형성해 주는 것을 특징으로 하는 광학 모듈.
The method according to claim 1, wherein the electromagnet device is associated with a heat dissipation device,
In the electromagnet device, electromagnetic induction is generated in the coil shape with a current flow by the application of power to the PCB pattern to generate a magnetic force,
The heat dissipation device generates a movement by the magnetic force, and the optical module, characterized in that the movement forms an air flow in the surrounding space.
The optical module according to claim 2, wherein the application of the power induces magnetic force fluctuations in the PCB pattern by PWM (pulse width modulation) control.
The optical module according to claim 2, wherein the PCB pattern is formed by winding an electromagnetic force coil on a printed circuit board (PCB) in the coil shape.
The optical module according to claim 4, wherein the PCB pattern generates the magnetic force in the direction of the PCB surface.
The optical module according to claim 4, wherein the PCB has a double PCB structure or a multi-PCB structure.
The optical module according to claim 6, wherein the electromagnetic coil has one coil shape or two or more coil shapes in the entire space of the PCB.
The optical module according to claim 7, wherein the electromagnetic force coil has a -pole terminal and a +pole terminal on the coil body forming the coil shape.
The optical module according to claim 2, wherein the heat dissipating device generates any one of a rotational motion, a vertical positioning motion, and a pulling/pushing motion by the motion.
The optical module according to claim 9, wherein the heat dissipation device is composed of a rotating plate that generates movement with the magnetic force as the rotational motion, and a rotating shaft serving as a rotation center of the rotating plate.
The method according to claim 9, wherein the heat dissipation device is composed of any one of a moving plate that generates movement by the magnetic force as the vertical positional movement, an elastic plate that generates a vertical elastic movement, and a weight that generates a free fall motion. Optical module, characterized in that.
The optical module according to claim 11, wherein the moving plate uses compression and tension by a spring for the vertical positional movement.
The optical module according to claim 11, wherein the heat dissipation device comprises a shutter plate that generates movement by the magnetic force as the pulling/pushing motion.
The optical module according to claim 2, wherein the electromagnet device is positioned in front of the heat dissipation device with the PCB pattern on which the light source is mounted.
The optical module according to claim 2, wherein the electromagnet device is a box-type electronic device that surrounds the heat dissipation device with the PCB pattern on which the light source is mounted.
The optical module according to claim 2, wherein the electromagnet device is a box-type electronic device that surrounds the heat dissipation device with the PCB pattern separated from the light source.
The optical module according to claim 2, wherein the power application is controlled by a current controller.
The optical module according to claim 2, wherein the heat dissipation device generates an induced current with the magnetic force and flows the induced current as a current.
Priority Applications (1)
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KR1020200120709A KR20220037800A (en) | 2020-09-18 | 2020-09-18 | Self Heat Dissipation Type Light Source Module |
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---|---|---|---|---|
KR20100063852A (en) | 2008-11-28 | 2010-06-14 | 장영환 | Led lamp assembly |
-
2020
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