KR101253266B1

KR101253266B1 - Ｌｅｄ 가로등

Info

Publication number: KR101253266B1
Application number: KR1020120105910A
Authority: KR
Inventors: 하인준; 박용우
Original assignee: 주식회사 월드테크
Priority date: 2012-09-24
Filing date: 2012-09-24
Publication date: 2013-04-11
Anticipated expiration: 2032-09-24

Abstract

본 발명은 다수의 저출력 LED를 사용함과 아울러 광 확산을 위한 2차 렌즈가 일체형으로 형성되어 제작비용을 절감할 수 있는 LED 가로등에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 LED 가로등은, 가로 방향과 세로 방향을 따라 각각 일정 간격으로 배열되는 복수의 저출력 LED(11)와, 상기 저출력 LED(11)를 보호하는 반구형의 1차 렌즈(12)와, 상기 1차 렌즈(11)의 외측에서 빛을 확산시키는 유선 형상의 2차 렌즈(13)를 포함하는 렌즈부(10)와; 상기 렌즈부(10)가 설치되는 외부 케이스(20)로 이루어지고, 상기 2차 렌즈(13)는 일체로 사출 성형되어 상기 외부 케이스(20)에 설치된다.
이와 같이 본 발명은 낮은 단가의 저출력 LED를 사용하면서도 렌즈를 이중으로 사용하여 광을 충분히 확산시키고 2차 렌즈를 일체형으로 사출 성형함으로써 가로등의 제작 단가를 줄임과 아울러 광의 경로를 용이하게 제어할 수 있게 된다.

Description

ＬＥＤ 가로등{LED Streetlight}

본 발명은 LED를 광원으로 하는 LED 가로등에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수의 LED를 사용함과 아울러 광 확산을 위한 2차 렌즈가 일체형으로 형성되어 제작비용을 절감할 수 있는 LED 가로등에 관한 것이다.

통상적으로 사용되는 LED(Light Emitting Diode)는 발광 다이오드를 의미하며, 빛을 발하는 반도체 소자이다. 이러한 LED는 저전압, 긴 수명, 저가격의 특징으로 램프나 플랫 디스플레이 등에 응용되어 다양하게 사용되고 있다. 근래에는 상기한 LED의 특징과 더불어 눈이 부시거나 엘리먼트가 단락되는 경우가 없고, 특히 약 1백만 시간에 달하는 반영구적인 수명으로 인해 도로의 가로등으로도 많이 이용되고 있는 추세이다.

이러한 LED 가로등은 보통 하나 또는 다수의 LED를 광원으로 사용하고 있으며, 하나의 LED를 광원으로 사용하는 LED 가로등에서는 LED에서 나오는 빛의 직진성이 너무 강하여 LED 만으로는 넓은 범위의 도로를 밝히지 못하는 점 때문에 LED)의 외부에 확산판을 설치하여, 빛이 주변으로 확산되도록 하고 있었다. 하지만 LED 특유의 직진성으로 인해 확산판에 의해 확산되는 범위가 좁게 형성될 뿐만 아니라 빛의 세기에 있어서도 정면이 약 70~80%의 강한 빛을 낼 수 있지만 측면은 약 20~30%의 빛으로 어둡게 형성되는 문제가 있다.

이와 같이 하나의 LED를 광원으로 하여 LED 가로등을 제작할 경우에는 광원의 눈부심이 강하고 광균일도의 저하로 인하여 실제 설치되는 LED 가로등 사이의 간격이 너무 좁아지는 단점이 있다.

한편, 다수의 LED를 광원으로 하는 가로등에서는 1W 정도의 낮은 출력을 갖는 LED를 일정 간격으로 배열하여 LED 가로등을 제작하게 되는데, 이 경우에는 각각의 LED를 보호하기 위한 다수의 원형 렌즈를 별도로 제작함에 따라 고비용이 소요되고, 광의 경로를 제어하기가 어려운 문제점이 있다.

이에 따라 외주연이 볼록하게 돌출되는 확산렌즈와 광학렌즈를 이용하여 빛의 세기가 동일하게 조사되도록 한 LED 가로등이 개발되어 출원 및 등록되기도 하였다.

KR

10-0930228

B1

KR

10-1132783

B1

상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, LED 광원을 각각 보호하는 1차 렌즈의 외측에 설치되어 광을 확산시키는 2차 렌즈를 일체형으로 구성하여 저가의 저출력 LED 다수를 사용하면서도 광 효율을 높일 수 있는 LED 가로등을 제공함에 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 LED 가로등은, 가로 방향과 세로 방향을 따라 각각 일정 간격으로 배열되는 복수의 저출력 LED와, 상기 저출력 LED를 보호하는 반구형의 1차 렌즈와, 상기 1차 렌즈의 외측에서 빛을 확산시키는 유선 형상의 2차 렌즈를 포함하는 렌즈부와; 상기 렌즈부가 설치되는 외부 케이스;로 이루어지고,

상기 2차 렌즈는 일체로 사출 성형되어 외부 케이스에 설치되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 2차 렌즈는 광 확산을 통해 광 균일도를 유지하면서도 눈부심을 억제할 수 있도록 축대칭 광학계를 갖는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 2차 렌즈는, 옆으로 빠지는 광을 중심부로 모아주도록 내부면 상측이 반구형 단면을 갖도록 형성되고 하측은 원형 단면을 갖도록 형성됨과 아울러 외부면은 광을 발산하도록 곡면 형태로 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 2차 렌즈는 상기 외부 케이스에 부착시키기 위한 탄성 소재와 함께 이중 사출되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 2차 렌즈는 그 외측 표면에 굴절율 및 광각의 증대를 위한 임의의 형상이 가공되어 비구면 형태를 갖는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 외부 케이스는 상기 2차 렌즈가 부착되는 2개의 경사면을 구비하고, 상기 경사면은 서로 대칭을 이루는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 외부 케이스는 방열 효율의 향상을 위하여 일체형 다이캐스팅 공법으로 제작되고, 표면에 탄소나노튜브가 도포된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 외부 케이스의 일측에 방열부가 구비된 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 본 발명은 낮은 단가의 저출력 LED를 사용하면서도 렌즈를 이중으로 사용하여 광을 충분히 확산시키고 2차 렌즈를 일체형으로 사출 성형함으로써 가로등의 제작 단가를 줄임과 아울러 광의 경로를 용이하게 제어할 수 있게 되는 효과가 있다.

그리고, 2차 렌즈에서의 광 확산을 통해 광 균일도를 유지할 수 있음은 물론 축대칭 광학계를 통해 눈부심을 억제할 수 있는 효과가 있다.

또, 다수의 2차 렌즈를 일체형으로 사출하면서 실리콘이나 우레탄 등의 탄성 소재를 이용한 이중 사출하게 되므로, 실외 사용에 있어서 습기 또는 누수 등에 대비할 수 있음은 물론 조립 공정이 단순화되는 효과가 있다.

또한, 2차 렌즈의 표면에 임의 형상을 적용한 비구면 방식의 렌즈 구성을 통해 광로의 거리를 증대시킴으로써 넓고 밝은 시야의 확보가 가능하게 되는 효과가 있다.

또, 외부 케이스가 일체형 다이캐스팅 공법으로 형성되어 방열 효율이 향상되고 표면에 탄소나노튜브가 적용되어 약 5도 정도의 온도 저하 효과를 얻을 수 있어 방열 성능이 향상되는 효과가 있다.

또한, 외부 케이스에 형성된 경사면에 2차 렌즈가 부착됨과 아울러 외부 케이스에 별도의 방열부가 구비되어 방열 성능이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 LED 가로등의 외관 사시도.
도 2는 본 발명의 요부 구성인 렌즈부의 일부 단면도.
도 3은 본 발명의 요구 구성인 2차 렌즈의 사시도.
도 4는 본 발명의 요부 구성인 2차 렌즈의 평면도.
도 5는 본 발명의 요부 구성인 2차 렌즈의 단면도.
도 6은 본 발명의 요부 구성인 외부 케이스의 사시도이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 가로 방향과 세로 방향을 따라 각각 일정 간격으로 배열되는 복수의 저출력 LED와, 상기 저출력 LED를 보호하는 반구형의 1차 렌즈와, 상기 1차 렌즈의 외측에서 빛을 확산시키는 유선 형상의 2차 렌즈를 포함하는 렌즈부와; 상기 렌즈부가 설치되는 외부 케이스;로 이루어지고, 상기 2차 렌즈는 일체로 사출 성형되어 외부 케이스에 설치되는 것을 특징으로 하는 LED 가로등을 제공함으로써 달성하였다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의하여 상세하게 설명한다. 이에 앞서, 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 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 LED 가로등의 외관 사시도이고, 도 2는 본 발명의 요부 구성인 렌즈부의 일부 단면도이며, 도 3은 본 발명의 요구 구성인 2차 렌즈의 사시도이다. 그리고, 도 4는 본 발명의 요부 구성인 2차 렌즈의 평면도이고, 도 5는 본 발명의 요부 구성인 2차 렌즈의 단면도이며, 도 6은 본 발명의 요부 구성인 외부 케이스의 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 LED 가로등은, 가로 방향과 세로 방향을 따라 각각 일정 간격으로 배열되는 복수의 저출력 LED(11)와, 상기 저출력 LED(11)를 보호하는 반구형의 1차 렌즈(12)와, 상기 1차 렌즈(11)의 외측에서 빛을 확산시키는 유선 형상의 2차 렌즈(13)를 포함하는 렌즈부(10)와, 상기 렌즈부(10)가 설치되는 외부 케이스(20)를 포함하여 이루어진다.

이때, 상기 2차 렌즈(13)는 각각 독립적으로 형성되지 않고 일체로 사출 성형되어 상기 외부 케이스(20)에 설치되는 것이 바람직하다. 또, 상기 2차 렌즈(13)는 상기 외부 케이스에 부착시키기 위한 탄성 소재와 함께 이중 사출되는 것이 더욱 바람직하다.

한편, 상기 2차 렌즈(13)는 광 확산을 통해 광 균일도를 유지하면서도 눈부심을 억제할 수 있도록 축대칭 광학계를 갖는다. 그리고 상기 2차 렌즈(13)는 배광을 넓히고 조도의 균제도를 높게 할 수 있도록 설계되는데, 렌즈 중심에서 상측은옆으로 빠지는 광을 중심부로 모아주도록 내부면이 반구형 단면을 갖도록 형성되고, 렌즈 중심에서 하측은 광을 중심부로 모아주도록 원형 단면을 갖도록 형성된다. 또, 상기 2차 렌즈(13)의 외부면은 광을 발산하도록 곡면 형태로 형성되며, 전체적으로는 유선형상이 되도록 한다.

또한, 상기 2차 렌즈(13)의 표면에는 굴절율 및 광각의 증대를 위하여 돌기나 쐐기 및 요철과 같은 임의의 형상이 가공되어 비구면 형상을 갖도록 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 렌즈의 표면에 임의의 형상을 가공하는 경우 렌즈가 비구면 형상을 가짐과 아울러 돌기나 쐐기 등의 형상으로 인해 광로의 거리가 증대되어 보다 넓고 밝은 시야를 확보할 수 있게 된다.

한편, 상기 외부 케이스(20)에는 상기 2차 렌즈(13)가 부착되는 2개의 경사면(21)이 형성됨과 아울러 상기 경사면(21)의 측부에는 방열부(22)가 구비된다. 이때, 상기 경사면(21)들은 서로 대칭을 이루도록 형성된다. 그리고, 상기 외부 케이스(20)는 방열 효율의 향상을 위하여 일체형 다이캐스팅 공법으로 제작되고, 표면에 탄소나노튜브(CNT; Carbon Nano Tube)가 도포되는 것이 바람직하다.

이와 같이 상기 외부 케이스(20)를 일체형 다이캐스팅 공법으로 제작하고 방열부(21)를 형성하게 되면 외부 케이스(20)에서의 방열 성능이 향상되고, 상기 외부 케이스(20)의 표면에 CNT를 적용하게 되면 약 5℃ 정도의 온도 저하가 가능해진다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10: 렌즈부 11: 저출력 LED
12: 1차 렌즈 13: 2차 렌즈
14: 탄성 소재 20: 외부 케이스
21: 경사면 22: 방열부

Claims

가로 방향과 세로 방향을 따라 각각 일정 간격으로 배열되는 복수의 저출력 LED와, 상기 저출력 LED를 보호하는 반구형의 1차 렌즈와, 상기 1차 렌즈의 외측에서 빛을 확산시키는 유선 형상의 2차 렌즈를 포함하는 렌즈부와;
상기 렌즈부가 설치되는 외부 케이스;로 이루어지고,
상기 2차 렌즈는 일체로 사출 성형되어 상기 외부 케이스에 설치되고, 옆으로 빠지는 광을 중심부로 모아주도록 내부면 상측이 반구형 단면을 갖도록 형성되며 하측은 원형 단면을 갖도록 형성되되, 외부면은 광을 발산하도록 곡면 형태로 형성되고, 상기 외부 케이스에 부착시키기 위한 탄성 소재와 함께 이중 사출되는 것을 포함하고,
상기 외부 케이스는 방열 효율의 향상을 위하여 일체형 다이캐스팅 공법으로 제작되고, 표면에 탄소나노튜브가 도포되어 방열 기능을 향상시키는 것을 특징으로 하는 LED 가로등.
제1항에 있어서,
상기 2차 렌즈는,
광 확산을 통해 광 균일도를 유지하면서도 눈부심을 억제할 수 있도록 축대칭 광학계를 갖는 것을 특징으로 하는 LED 가로등.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 2차 렌즈는,
그 외측 표면이 굴절율 및 광각의 증대를 위해서 비구면 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 가로등.
제1항에 있어서,
상기 외부 케이스는,
상기 2차 렌즈가 부착되는 2개의 경사면을 구비하고,
상기 경사면은 서로 대칭을 이루는 것을 특징으로 하는 LED 가로등.
삭제
제1항에 있어서,
상기 외부 케이스의 일측에 방열부가 구비된 것을 특징으로 하는 LED 가로등.