KR101801183B1 - 빔앵글 변경구조를 갖는 엘이디 조명기구 - Google Patents

Abstract

빔앵글 변경구조를 갖는 엘이디 조명기구가 개시된다. 본 발명의 빔앵글 변경구조를 갖는 엘이디 조명기구는, 회로기판의 전면에 다수의 엘이디가 배치된 본체; 및 다수의 엘이디 전방에 구비되고, 빔앵글(beam angle)이 서로 다른 제1 렌즈부와 제2 렌즈부가 형성된 투과렌즈를 포함하며, 엘이디의 배치형태에 종속하여 다양한 빔앵글을 형성하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 엘이디의 배치형태에 종속하여 다양한 빔앵글을 형성할 수 있으면서도 생산성이 높고 재고 관리가 용이하도록 이루어지는 빔앵글 변경구조를 갖는 엘이디 조명기구를 제공할 수 있게 된다.

Description

빔앵글 변경구조를 갖는 엘이디 조명기구{LED LIGHTING DEVICE HAVING BEAM ANGLE CHANGE STRUCTURE}

본 발명은 빔앵글 변경구조를 갖는 엘이디 조명기구에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 다양한 빔앵글을 형성할 수 있으면서도 생산성이 높고 재고 관리가 용이하도록 이루어지는 빔앵글 변경구조를 갖는 엘이디 조명기구에 관한 것이다.

LED 조명(Light Emitting Diode Lighting)은 전기로 빛을 발하는 LED소자를 이용한 조명 방법으로서, LED의 발광원리를 이용하여 색의 기본요소인 적색, 녹색, 청색에 백색까지 다양한 색의 빛을 만들 수 있으며, 기존 조명기구보다 에너지를 획기적으로 줄일 수 있고, 수명도 길며, 형광등처럼 수은 등 유해물질을 전혀 사용하지 않기 때문에 친환경적인 제품으로 인식되고 있다.

빔앵글(Beam Angle)은 조명 용어로, 중앙선을 90도 꿰뚫는 면에서 측정할 때 최대의 조도와 그것의 50% 조도가 되는 두 방향 사이의 각도(미국), 또는 빛의 빔에서 최소 조도가 적어도 최대 조도의 10% 이상 되는 것을 만족할 때 그 두 방향의 각도(영국)를 의미한다.

이와 관련하여 대한민국 등록특허공보 제961676호에는 배광을 원하는 대로 구현할 수 있는 엘이디 조명등용 렌즈가 개시되어 있다. 등록특허공보 제961676호는 가로등, 보안등, 터널 등에 주로 사용하는 발광모듈의 렌즈는 평면부에 내측으로 형성된 요홈부의 바닥면에 브이 컷팅부를 형성하고, 브이 컷팅부의 경사면과 경사면이 만나는 직선부의 각도에 따라 빛의 굴절 각도 및 방향을 조절하여 배광(빛의 투사면 밝기 및 빛의 량 평탄도) 값을 원하는 대로 구현함으로 인해 조사되는 지역에 그늘짐이 없이 사각형상으로 배광되는 것을 특징으로 한다.

그러나 등록특허공보 제961676호는, 브이 컷팅부의 경사면과 직선부를 통해 경사각도를 달리하여 빛의 굴절각도를 조절함으로써 배광범위를 조절할 수는 있으나, 렌즈마다 서로 다른 배광범위를 형성시키려면 렌즈별로 일일이 서로 다른 브이 컷팅부를 형성시켜야 하므로, 생산성이 낮고 재고 관리에 어려움이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제961676호 (등록일: 2010.05.28)

본 발명의 목적은, 다양한 빔앵글을 형성할 수 있으면서도 생산성이 높고 재고 관리가 용이하도록 이루어지는 빔앵글 변경구조를 갖는 엘이디 조명기구를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 회로기판의 전면에 다수의 엘이디가 배치된 본체; 및 상기 다수의 엘이디 전방에 구비되고, 빔앵글(beam angle)이 서로 다른 제1 렌즈부와 제2 렌즈부가 형성된 투과렌즈를 포함하며, 상기 엘이디의 배치형태에 종속하여 다양한 빔앵글을 형성하는 것을 특징으로 하는 빔앵글 변경구조를 갖는 엘이디 조명기구에 의하여 달성된다.

상기 제1 렌즈부와 상기 제2 렌즈부는 각각 고리형태를 형성하여 상기 투과렌즈의 반경방향으로 서로 교대로 배치되도록 이루어질 수 있다.

상기 제1 렌즈부와 상기 제2 렌즈부는 각각 상기 엘이디를 향해 볼록한 평볼록렌즈(plane-convex lens)로 이루어져 상기 투과렌즈의 원주방향으로 일정한 단면을 형성하도록 이루어질 수 있다.

상기 다수의 엘이디는, 상기 제1 렌즈부의 후방에 배치된 제1 엘이디와, 상기 제2 렌즈부의 후방에 배치된 제2 엘이디를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 제1 렌즈부와 상기 제2 렌즈부 사이에는 상기 투과렌즈의 후면으로부터 상기 회로기판을 향해 반사벽부가 돌출형성되도록 이루어질 수 있다.

본 발명에 의하면, 제1 렌즈부와 제2 렌즈부는 각각 고리형태를 형성하여 투과렌즈의 반경방향으로 서로 교대로 배치됨으로써, 엘이디의 배치형태에 종속하여 다양한 빔앵글을 형성할 수 있으면서도 생산성이 높고 재고 관리가 용이하도록 이루어지는 빔앵글 변경구조를 갖는 엘이디 조명기구를 제공할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 빔앵글 변경구조를 갖는 엘이디 조명기구의 사시도.
도 2는 도 1의 빔앵글 변경구조를 갖는 엘이디 조명기구의 부분 분해사시도.
도 3은 도 1의 빔앵글 변경구조를 갖는 엘이디 조명기구의 투과렌즈를 나타내는 단면도.
도 4 내지 도 6은 도 1의 빔앵글 변경구조를 갖는 엘이디 조명기구의 서로 다른 엘이디 배치형태를 나타내는 단면도.
도 7은 도 1의 빔앵글 변경구조를 갖는 엘이디 조명기구의 서로 다른 엘이디 배치형태를 나타내는 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

본 발명의 빔앵글 변경구조를 갖는 엘이디 조명기구는, 다양한 빔앵글을 형성할 수 있으면서도 생산성이 높고 재고 관리가 용이하도록 이루어진다.

도 1은 본 발명의 빔앵글 변경구조를 갖는 엘이디 조명기구의 사시도, 도 2는 도 1의 빔앵글 변경구조를 갖는 엘이디 조명기구의 부분 분해사시도, 도 3은 도 1의 빔앵글 변경구조를 갖는 엘이디 조명기구의 투과렌즈를 나타내는 단면도, 도 4 내지 도 6은 도 1의 빔앵글 변경구조를 갖는 엘이디 조명기구의 서로 다른 엘이디 배치형태를 나타내는 단면도, 도 7은 도 1의 빔앵글 변경구조를 갖는 엘이디 조명기구의 서로 다른 엘이디 배치형태를 나타내는 도면.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 빔앵글 변경구조를 갖는 엘이디 조명기구(10)는, 다양한 빔앵글을 형성할 수 있으면서도 생산성이 높고 재고 관리가 용이하도록 이루어지며, 본체(100) 및 투과렌즈(200)를 포함하여 구성된다.

본체(100)는 조명기구(10)에서 투과렌즈(200)를 제외한 나머지 부분을 의미한다. 본 발명의 주요한 기술적 특징은 엘이디모듈(110)과 투과렌즈(200)에 있다. 따라서 본 발명에서 투과렌즈(200)와 엘이디모듈(110)을 제외한 조명기구(10)의 구조는 공지된 엘이디 조명기구 기술의 다양한 적용이 가능하다.

본체(100)를 간략히 설명하면 다음과 같다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본체(100)는 엘이디모듈(110), 바디(120), 커버(130) 및 컨버터(C)를 포함하여 구성된다. 바디(120)는 조명기구(10)의 뼈대를 형성한다.

엘이디모듈(110)이 바디(120)의 안쪽에 결합된 상태에서, 바디(120)의 내부는 (엘이디모듈(110)의 전방에서 바디(120)에 결합된) 투과렌즈(200)에 의해 외부와 격리된다. 커버(130)는 투과렌즈(200)의 유동을 방지하는 부품으로, 볼트에 의해 바디(120)와 결합된다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 엘이디모듈(110)은 원판형 회로기판(P)의 전면에 다수의 엘이디(L)가 배치된 형태로 이루어진다. 다수의 엘이디(L)는 제1 엘이디(L1)와 제2 엘이디(L2)를 포함하여 구성된다. 이의 자세한 설명은 투과렌즈(200)의 설명과 함께 후술하기로 한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 투과렌즈(200)는 조명기구(10)의 빛에 일정한 빔앵글을 형성시키기 위한 구성으로서, 제1 렌즈부(210), 제2 렌즈부(220) 및 반사벽부(230)를 포함하여 구성된다. 투과렌즈(200)는 다수의 엘이디(L) 전방에서 바디(120)와 상대유동 없이 고정된다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 렌즈부(210)와 제2 렌즈부(220)는 엘이디(L)의 빛을 굴절하여 투과하는 구성으로서, 각각 고리형태를 형성하여 투과렌즈(200)의 반경방향으로 서로 교대로 배치된다.

도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 다수의 엘이디(L)는, 제1 렌즈부(210)의 후방에 배치된 제1 엘이디(L1)와, 제2 렌즈부(220)의 후방에 배치된 제2 엘이디(L2)를 포함하여 구성된다. 제1 엘이디(L1)와 제2 엘이디(L2)는 회로기판(P)상에서 엘이디(L)의 배치위치에 의해 서로 구분되는 것으로 이해되어야 한다. 도 4는 도 7(a)의 부분단면도이고, 도 5는 도 7(b)의 부분단면도이며, 도 6은 도 7(c)의 부분단면도이다.

즉, 제1 엘이디(L1)는 제1 렌즈부(210)의 후방에서 회로기판(P)의 전면에 다수로 배치되고, 제2 엘이디(L2)는 제2 렌즈부(220)의 후방에서 회로기판(P)의 전면에 다수로 배치된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 엘이디(L1) 및 제2 엘이디(L2)는 각각 투과렌즈(200)의 원주방향을 따라 등간격으로 배치되는 것이 바람직하다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 렌즈부(210)와 제2 렌즈부(220)는 각각 엘이디(L)를 향해 볼록한 평볼록렌즈(plane-convex lens)로 이루어져 투과렌즈(200)의 원주방향으로 일정한 단면을 형성한다. 그리고 제1 렌즈부(210) 및 제2 렌즈부(220)는 서로 다른 빔앵글을 형성한다.

대한민국 등록특허공보 제961676호에는 배광을 원하는 대로 구현할 수 있는 엘이디 조명등용 렌즈가 개시되어 있다. 등록특허공보 제961676호는 가로등, 보안등, 터널 등에 주로 사용하는 발광모듈의 렌즈는 평면부에 내측으로 형성된 요홈부의 바닥면에 브이 컷팅부를 형성하고, 브이 컷팅부의 경사면과 경사면이 만나는 직선부의 각도에 따라 빛의 굴절 각도 및 방향을 조절하여 배광(빛의 투사면 밝기 및 빛의 량 평탄도) 값을 원하는 대로 구현함으로 인해 조사되는 지역에 그늘짐이 없이 사각형상으로 배광되는 것을 특징으로 한다.

그러나 등록특허공보 제961676호는, 브이 컷팅부의 경사면과 직선부를 통해 경사각도를 달리하여 빛의 굴절각도를 조절함으로써 배광범위를 조절할 수는 있으나, 렌즈마다 서로 다른 배광범위를 형성시키려면 렌즈별로 일일이 서로 다른 브이 컷팅부를 형성시켜야 하므로, 생산성이 낮고 재고 관리에 어려움이 있었다.

본 발명의 빔앵글 변경구조를 갖는 엘이디 조명기구(10)는, 렌즈를 일일이 다른 형태로 가공하지 않더라도, 회로기판(P)에 실장되는 엘이디(L)의 배치형태에 종속하여 다양한 빔앵글을 형성할 수 있으므로, 상술한 종래기술의 문제점을 해결하게 된다.

빔앵글(Beam Angle)은 조명 용어로, 중앙선을 90도 꿰뚫는 면에서 측정할 때 최대의 조도와 그것의 50% 조도가 되는 두 방향 사이의 각도(미국), 또는 빛의 빔에서 최소 조도가 적어도 최대 조도의 10% 이상 되는 것을 만족할 때 그 두 방향의 각도(영국)를 의미한다. 도 4 및 도 5에서 제1 렌즈부(210)의 빔앵글은 β로, 제2 렌즈부(220)의 빔앵글은 α로 표기하였다.(α>β)

도 1, 도 4 및 도 7(a)는 다수의 엘이디(L)가 제2 렌즈부(220)의 후방에만 배치된 상태 즉, 회로기판(P)의 전면에 다수의 제2 엘이디(L2)만 배치된 상태를 나타내고, 도 5 및 도 7(b)는 다수의 엘이디(L)가 제1 렌즈부(210)의 후방에만 배치된 상태 즉, 회로기판(P)의 전면에 다수의 제1 엘이디(L1)만 배치된 상태를 나타낸다.

도 6 및 도 7(c)는 다수의 엘이디(L)가 제1 렌즈부(210) 및 제2 렌즈부(220)의 후방에 배치된 상태 즉, 회로기판(P)의 전면에 다수의 제1 엘이디(L1) 및 제2 엘이디(L2)가 배치된 상태를 나타낸다.

도 4에 도시된 바와 같이, 다수의 엘이디(L)가 제2 렌즈부(220)의 후방에만 배치된 상태에서 다수의 제2 엘이디(L2)의 빛은 제2 렌즈부(220)만을 투과하므로, 조명기구(10)는 α의 빔앵글을 형성하는 조명기구(10)로서 사용될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 다수의 엘이디(L)가 제1 렌즈부(210)의 후방에만 배치된 상태에서 다수의 제1 엘이디(L1)의 빛은 제1 렌즈부(210)만을 투과하므로, 조명기구(10)는 β의 빔앵글을 형성하는 조명기구(10)로서 사용될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 다수의 엘이디(L)가 제1 렌즈부(210) 및 제2 렌즈부(220)의 후방에 모두 배치된 상태에서 다수의 엘이디(L)의 빛은 제1 렌즈부(210) 및 제2 렌즈부(220)를 투과하므로, 조명기구(10)는 α 및 β의 빔앵글이 혼합된 조명기구(10)로서 사용될 수 있다.

구체적으로 도시되지는 않았으나, 제1 엘이디(L1)와 제2 엘이디(L2) 간 개수의 비율 및 배치형태(간격, 개수)를 조절하면, α의 빔앵글을 가진 빛과 β의 빔앵글을 가진 빛이 다양한 비율 및 배치형태로서 혼합되어 다양한 빔앵글을 형성할 수 있으므로, 다양한 조명효과를 연출할 수 있게 된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 렌즈부(210)와 제2 렌즈부(220) 사이에는 투과렌즈(200)의 후면으로부터 회로기판(P)을 향해 반사벽부(230)가 돌출형성된다.

제1 엘이디(L1)에서 발산된 빛은 바로 제1 렌즈부(210)로 진입하거나 반사벽부(230)의 표면에서 반사된 후 제1 렌즈부(210)로 진입하게 되고, 따라서 제1 엘이디(L1)의 빛이 제2 렌즈부(220)를 통해 굴절되어 α의 빔앵글을 형성하는 것이 방지된다.

또한, 제2 엘이디(L2)에서 발산된 빛은 바로 제2 렌즈부(220)로 진입하거나 반사벽부(230)의 표면에서 반사된 후 제2 렌즈부(220)로 진입하게 되고, 따라서 제2 엘이디(L2)의 빛이 제1 렌즈부(210)를 통해 굴절되어 β의 빔앵글을 형성하는 것이 방지된다.

본 발명에 의하면, 제1 렌즈부와 제2 렌즈부는 각각 고리형태를 형성하여 투과렌즈의 반경방향으로 서로 교대로 배치됨으로써, 엘이디의 배치형태에 종속하여 다양한 빔앵글을 형성할 수 있으면서도 생산성이 높고 재고 관리가 용이하도록 이루어지는 빔앵글 변경구조를 갖는 엘이디 조명기구를 제공할 수 있게 된다.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

10 : 조명기구
100 : 본체 200 : 투과렌즈
110 : 엘이디모듈 210 : 제1 렌즈부
P : 회로기판 220 : 제2 렌즈부
L : 엘이디 230 : 반사벽부
L1 : 제1 엘이디
L2 : 제2 엘이디
120 : 바디
130 : 커버
C : 컨버터

Claims (5)

1. 회로기판의 전면에 다수의 엘이디가 배치된 본체; 및
   상기 다수의 엘이디 전방에 구비되고, 빔앵글(beam angle)이 서로 다른 제1 렌즈부와 제2 렌즈부가 형성된 투과렌즈를 포함하며,
   상기 엘이디의 배치형태에 종속하여 다양한 빔앵글을 형성하고,
   상기 제1 렌즈부와 상기 제2 렌즈부는 각각 고리형태를 형성하여 상기 투과렌즈의 반경방향으로 서로 교대로 배치되며,
   상기 제1 렌즈부와 상기 제2 렌즈부는 각각 상기 엘이디를 향해 볼록한 평볼록렌즈(plane-convex lens)로 이루어져 상기 투과렌즈의 원주방향으로 일정한 단면을 형성하고,
   상기 다수의 엘이디는, 상기 제1 렌즈부의 후방에 배치된 제1 엘이디와, 상기 제2 렌즈부의 후방에 배치된 제2 엘이디를 포함하며,
   상기 제1 렌즈부와 상기 제2 렌즈부 사이에는 상기 투과렌즈의 후면으로부터 상기 회로기판을 향해 반사벽부가 돌출형성되고,
   상기 제1 엘이디에서 발산된 빛은 바로 상기 제1 렌즈부로 진입하거나 상기 반사벽부의 표면에서 반사된 후 상기 제1 렌즈부로 진입하게 되고, 따라서 상기 제1 엘이디의 빛이 상기 제2 렌즈부를 통해 굴절되는 것이 방지되며,
   상기 제2 엘이디에서 발산된 빛은 바로 상기 제2 렌즈부로 진입하거나 상기 반사벽부의 표면에서 반사된 후 상기 제2 렌즈부로 진입하게 되고, 따라서 상기 제2 엘이디의 빛이 상기 제1 렌즈부를 통해 굴절되는 것이 방지되며,
   상기 제1 엘이디와 상기 제2 엘이디 간 개수의 비율 및 배치형태(간격, 개수)를 조절하면, 서로 다른 빔앵글을 가진 빛이 다양한 비율 및 배치형태로서 혼합되어 다양한 빔앵글을 형성하는 것을 특징으로 하는 빔앵글 변경구조를 갖는 엘이디 조명기구.
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