KR20170000496A - 면발광램프 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 면발광 램프 구조에 관한 것으로, 하우징(100)과, 그 속에 복수개의 LED(101)들이 기판에 방열부와 함께 배치된 모듈(110)과, 상기 LED들로 부터 발광된 빛을 외부로 반사하는 리플렉터(120), 상기 리플렉터 앞쪽으로 미리 설정된 간격을 두고 배치되어 LED로 부터 발광된 빛을 확산시키는 인너렌즈(130), 상기 인너 렌즈 외측에 배치되고 하우징(100)에 결합되는 아우터 렌즈(140)를 구비한 면발광 램프 구조에 있어서, 상기 리플렉터(120)는 서로 다른 광학적 특성을 갖는 리플렉터부분(a)와, 리플렉터부분(b)과 리플렉터 부분(c)를 가지며, 상기 리플렉터 부분(a,b)들은 전반사(Specular Feflection) 특성을 가지며, 상기 리플렉터 부분(c)은 램버시안 반사(Lambertian Reflection) 특성을 갖고 확산면을 바라보는 방향에 관계없이 모든 방향으로 휘도가 동일하게 반사하여 발광면을 형성하는 것을 특징으로 하여 구성됨으로써, 종래 동일한 형상의 차량 후미등에 14개의 LED를 사용하였으나, 본 발명에 따른 면발광팸프 구조를 채용한 차량 후미등에서는 향상된 반사 효율을 갖고 전체면이 균일한 휘도로 면발광체와 같은 효과로 5개의 LED를 사용하여 동일한 휘도를 얻을 수 있음으로 부터 별도의 추가 부품 없이도 LED 사용 갯수를 감소하여 원가를 절감할 수 있고, 감소된 LED 갯수를 사용하여 패키지가 용이한 효과가 있다.

Description

면발광램프 구조{AN IMPROVED FLAT LAMP STRUCTURE}

본 발명은 면발광 램프 구조에 관한 것으로, 특히 감소된 LED 갯수로도 동일한 면발광 이미지를 얻을 수 있도록 서로 다른 광학 특성을 갖는 리플렉터들과 이너 렌즈의 개선된 결합구조를 갖는 면발광 램프구조에 관한 것이다.

일반적으로 소비 전력이 낮으며 수명이 길고 소형으로 진동에 강하며, 구조가 간단하기 때문에 대량생산이 가능하고 저렴한 점에서 조명등에 LED의 사용이 크게 증가하고 있다. 이러한 장점으로 인하여 최근에는 차량의 조명등에의 이용 또한 증가하고 있다.

자동차용 전조등, 후미등, 미등, 방향지시등 등에 LED를 이용한 기술의 예로는, 한국 실용신안 등록 제 0380315호에는 대형 LED램프가 회로기판에 직렬과 병렬로 연결되고, 이의 전면에 프라스틱 렌즈가 결합된 구성을 갖는 발광다이오드를 이용한 자동차 후미등이 개시되어 있다.

다른 예로서, 한국 공개특허 제10-2006-0118950호에는 면형태 발광다이오드 램프식 후미등이 개시되어 있으며, 한국 특허등록 제0051883호에는 발광다이오드를 이용한 차량용 등이 개시되어 있다.

또 다른 예로서, 한국 공개특허 제10-2008-0073596호에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 케이스(11)와, 케이스에 설치되며 중앙부로 부터 반경방향으로 점차적으로 상호 단차지고 경사진 반사면(21)들과 그 반사면(21)들의 상하방향으로의 사이에는 차량의 전조등으로부터 조사되는 광 등의 외부광을 전면으로 반사시키기 재귀반사면(22)을 구비한 반사부재(20)와, 반사부재의 가장자리에 설치되며 상기 반사면 측으로 광을 조사하여 전면 측으로 조사되도록 하는 복수개의 발광다이오드(31)를 구비한 램프모듈(30)들과, 커버부재(40)를 포함한 발광다이오드를 이용한 자동차용 후미등이 개시되어 있다.

그러나, 종래 특허기술들의 자동차용 후미등에 테두리부분에 다수의 LED를 사용함에 따라 원가상승의 문제점이 있어 원가절감을 위하여 감소된 LED 갯수로 요구되는 면발광 효과를 얻을 수 있도록 구조 개선이 필요하였다.

한국 실용신안 등록 제 0380315호 한국 공개특허 제10-2006-0118950호 한국 특허등록 제0051883호 한국 공개특허 제10-2008-0073596호

본 발명의 목적은 상기한 종래 LED를 이용한 면발광램프 구조에 대한 문제점을 해결하기 위하여, 서로 다른 광학특성을 갖는 리플렉터와 확산을 위한 인너렌즈를 포함한 개선된 결합구조의 면발광램프 구조를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 면발광램프 구조는, 하우징과, 그 속에 적어도 하나의 LED들이 기판에 배치된 모듈과, 상기 LED들로 부터 발광된 빛을 외부로 반사하는 리플렉터, 상기 리플렉터 앞쪽으로 미리 설정된 간격을 두고 배치되어 LED로 부터 발광된 빛을 확산시키는 인너렌즈, 상기 인너 렌즈 외측에 배치되고 하우징에 결합되는 아우터 렌즈를 구비한 면발광 램프 구조에 있어서,

상기 리플렉터는 서로 다른 광학적 특성을 갖는 리플렉터부분(a)과, 리플렉터부분(b)과 리플렉터 부분(c)을 구비하고, 상기 리플렉터 부분(a,b)들은 전반사(Specular Feflection) 특성을 가지며, 상기 리플렉터 부분(c)은 램버시안 반사(Lambertian Reflection) 특성을 갖고 확산면을 바라보는 방향에 관계없이 모든 방향으로 휘도가 동일하게 반사하여 발광면을 형성하는 것을 특징으로 하여 구성된다.

상기 리플렉터부분(a)은 LED로 부터 발광된 빛이 외부롤 직접 노출되지 않고 리플렉터부분(b,c)로 반사하도록 램프의 전방쪽으로 LED에 인접하여 배치되는 것이 바람직하다.

상기 리플렉터 부분(b)는 전체 램프 길이의 25~35% 길이로 형성되고, 부분(c)은 전체 램프 길이의 65~75%의 길이로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 리플렉터부분(a)은 램프 하우징에 결합되는 연결부와 일체로 형성되며, LED 모듈은 상기 연결부에서 리플렉터부분(a)에 인접하여 장착된다.

상기 리플렉터 부분(b)은 리플렉터 본체에 Al 증착에 의해 반사막을 형성하여 이루어질 수 있다.

상기 리플렉터부분(c)은 백색의 엔지니어링 플라스틱으로 성형한 리플렉터 본체로 형성될 수 있다.

변형적으로, 상기 리플렉터부분(c)은 리플렉터의 본체 표면에 백색 도장에 의해 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 면발광램프 구조는 리플렉터를 전반사 특성을 갖는 부분과 램버시안 반사 특성을 갖는 부분으로 혼합 구성함으로써, LED로 부터 발광된 빛이 전반사 특성의 부분을 통해 반사되어 램버시안 반사 특성을 갖는 부분에 의해 균일한 휘도로 반사되어 전체적으로 균일한 휘도의 면발광램프를 구성함으로써, 종래 동일한 형상의 차량 후미등에 14개의 LED를 사용하였으나, 본 발명에 따른 면발광팸프 구조를 채용한 차량 후미등에서는 향상된 반사 효율을 갖고 전체면이 균일한 휘도로 면발광체와 같은 효과로 5개의 LED를 사용하여 동일한 휘도를 얻을 수 있음으로 부터 별도의 추가 부품 없이도 LED 사용 갯수를 감소하여 원가를 절감할 수 있고, 감소된 LED 갯수를 사용하여 패키지가 용이한 효과가 있다.

도 1은 종래의 발광다이오드를 이용한 자동차용 후미등 구조를 보여주는 개략적인 분해사시도.
도 2는 본 발명에 의한 면발광램프 구조를 보여주는 자동차 후미등의 개략적인 단면도.
도 3은 도 2의 자동차 후미등의 정면도.
도 4는 도 2의 부분 확대도.
도 5와 6은 도 2의 면발광램프 구조에서 리플렉터부분(a)의 길이에 따른 LED의 직광노출되는 부분의 문제점을 설명하기 위한 도면.
도 7과 8은 도 2의 면발광램프 구조에서 리플렉터부분(b) 길이가 지나치게 짧거나 긴 경우의 반사특성의 문제점을 설명하기 위한 도면.

이하에서는 본 발명의 면발광램프를 자동차 후미등에 적용한 실시예를 도시한 첨부 도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 2 내지 4에 있어서, 도시된 도면들은 본 발명의 면발광램프 구조를 자동차 후미등에 적용한 실시예를 도시한 것이나, 본 발명은 자동차 후미등에 적용하는 것으로 한정되지 않고 다양한 용도로 사용될 수 있는 면발광램프에 적용될 수 있음을 밝혀둔다.

본 발명이 적용된 자동차용 후미등으로서의 면발광램프는 하우징(100)과, 그 속에 적어도 하나의 LED(101)들이 기판에 방열부와 함께 배치된 모듈(110)과, 일측단부가 상기 모듈에 고정되는 한편 타단부는 상기 하우징(100)에 고정되는 리플렉터(120), 상기 리플렉터 앞쪽으로 미리 설정된 간격을 두고 배치되어 LED로 부터 발광된 빛을 확산시키는 인너렌즈(130), 상기 인너 렌즈 외측에 배치되고 하우징(100)에 결합되는 아우터 렌즈(140)를 포함한다.

본 발명에 따라, 면발광램프의 리플렉터는 적어도 두개의 부분으로 구획지어지며, 램프 전측에서 LED모듈(110)들이 실장되며 면발광램프의 전방쪽으로 LED(101)에 인접하여 배치된 리플렉터 부분(a)과, 면발광램프의 후방쪽으로 LED(101)에 인접하여 배치되는 리플렉터 부분(b) 및 상기 리플렉터 부분(b)의 LED와 반대쪽의 끝에서 멀어지는 방향으로 연장되어 배치되는 리플렉터 부분(c)을 포함한다. 이하에서 언급하는 상기 리플렉터부분(b)의 길이는 리플렉터 부분(a)의 길이를 포함한다. 상기 리플렉터부분(a, b, c)들의 길이가 도 2에서 상측에 표시되어 있다.

상기 리플렉터부분(a)은 램프 하우징에 결합되는 연결부(111)와 일체로 형성되며, LED 모듈(110)은 상기 연결부에서 리플렉터부분(a)에 인접하여 장착된다. 상기 리플렉터부분(a)은 LED로 부터 램프 전방으로 향하는 빛을 바로 노출되지 않게 하고 상기 리플렉터부분(b,c)들로 향하여 반사하도록 LED에 인접하여 램프 전방쪽에 배치된다.

상기 리플렉터부분(b)은 램프의 전방에서 볼때 전체 램프의 가로방향 길이의 약 1/3 정도, 바람직하기로는 약 25~35% 길이로 형성되고, 부분(c)은 전체 램프의 가로방향 길이의 약 2/3 정도, 바람직하기로는 65~75%의 길이로 형성된다.

본 발명에 따른 면발광램프의 상기한 리플렉터부분들은 3개의 다른 광학적 특성을 갖는다. 즉 상기 리플렉터(120)의 부분(a,b)들은 전반사(Specular Feflection) 특성을 가지며, 리플렉터부분(c)은 램버시안 반사(Lambertian Reflection) 특성을 갖도록 형성된다.

상기한 전반사 특성과 램버시안 반사 특성 자체는 공지되어 있으며, 종래 차량용 램프의 리플렉터에서 차량 법규상 요구되는 램프 배광 특성을 얻기 위해 전반사 특성을 갖도록 하는 경우가 있었고, 램버시안 반사 특성은 주로 모니터 등에서만 주로 이용되었다.

본 발명에서와 같이 리플렉터부분(a, b)들에서의 전반사 특성은 LED에서 발광된 빛을 리플렉터 전체 영역으로 반사하기 위해 적용하고, 리플렉터부분(c)에서 램버시안 반사 특성을 적용하여 전체적으로 균일한 휘도의 면발광 효과를 얻을 수 있도록 혼용한 구성은 종래 기술에서 없었다.

상기 리플렉터부분(a,b)들은 전반사 특성을 얻기 위해 리플렉터 본체에 예를들어 Al 증착에 의해 적어도 85%의 반사율을 갖도록 반사막을 형성하여 이루어질 수 있으며, 리플렉터부분(c)에서의 램버시안 반사 특성을 얻기 위해 본체의 표면에 백색 도장을 형성하거나, 상기 본체를 백색의 엔지니어링 플라스틱으로 성형하여 이루어질 수도 있다.

이로써, 전반사 특성을 갖는 리플렉터부분(a)은 LED에서 발광된 빛의 성질에 영향을 거의 주지 않고 광을 거울과 같이 반사함으로써 LED에서 발광된 빛을 주로 리플렉터부분(b,c)으로 향하게 전달하는 기능을 한다.

한편, 램버시안 반사면은, 완전확산면으로도 일컬어지며, 물체 표면의 각에 따른 반사광의 세기가 법선과 반사광의 방향 사이의 각이 코사인 함수값으로 변하는, 단위 입체각에서 모든 방향으로 균일한 광속을 갖는 반사체로 반사 광도가 보는 각도에 관계없이 일정한 표면을 의미하고, 램버시안 반사면의 예로는 보름달이나 하얀 종이 같은 것이 완전 확산면에 가깝다.

본 발명에서 리플렉터부분(c)의 램버시안 반사 특성은 상기한 리플렉터 부분(c)이 램버시안 반사면의 특성을 갖는 것을 의미한다.

이에 따라 램버시안 반사 특성을 갖는 리플렉터부분(c)은 리플렉터부분(b)에 의해 반사된 빛을 확산면을 바라보는 방향에 관계없이, 예를들어 하얀 종이를 보는 것과 같이 모든 방향으로 휘도가 동일하게 반사하는 발광면을 구성한다.

상기 인너렌즈는 통상의 경우와 같이 광확산 PC 재질로 형성될 수 있다.

LED 모듈(110)의 돌출된 전측부 및 후측부의 내측면에는 전반사 특성을 갖도록 리플렉터부분(b)와 같이 Al 증착된다.

도 5와 6에 있어서, 본 발명의 면발광램프에서 LED의 직광이 아웃 렌즈를 통해 노출되는 부분, 즉 리플렉터 부분(a)의 길이가 램프 사이즈에 따라 미리 설정된 소정치 보다 짧을 때(도 5 참조)에는 LED에서 발광된 빛이 직접 아우트 렌즈를 통해 외부로 나가게 되어 휘도의 균일성이 확보되지 않게 되고, 상기 리플렉터의 부분(a)이 소정치 보다 더 길게 되면(도 6 참조), LED에서 발광된 빛이 가려지는 부분이 증가되어 발광면이 작아지게 되어 외관 이미지가 저하되는 문제점이 발생된다.

도 7과 8에 있어서, 본 발명의 면발광램프에서 리플렉터부분(b)의 길이가 미리 설정된 소정의 길이보다 짧은 경우(도 7), 리플렉터부분(b)에서 반사된 빛이 램버시안 리플렉터로 전달되는 길이가 짧아 끝단부에서 암영대가 발생되며, 리플렉터부분(b)의 길이가 미리 설정된 소정의 길이 보다 긴 경우(도 8)에는 전반사면에 의한 광량 과다로 입사부가 상대적으로 더 밝게 되는 문제가 있게 된다.

이로써, 본 발명의 면발광램프 구조를 자동차 후미등에 적용하여 LED가 발광할 때, 향상된 반사 효율을 갖고 전체면이 균일한 휘도로 면발광체와 같은 효과를 나타내는 것을 확인할 수 있었으며, 이로써 종래 동일한 형상의 차량 후미등에 14개의 LED를 사용하였으나, 본 발명에 따른 면발광팸프 구조를 채용한 차량 후미등에서는 5개의 LED를 사용하여 동일한 휘도를 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다. 본 발명에 따른 면발광램프는 별도의 추가 부품 없이도 LED 사용 갯수를 감소하여 원가를 절감할 수 있고, 패키지가 용이한 장점이 있다.

본 발명의 자동차용 면발광램프 구조는 차량의 후미등을 비롯하여 인테리어를 포함하여 여러 분야에서 면발광램프에 이용될 수 있다.

100 : 하우징 101 : LED
110 : 모듈 111 : 연결부
120 : 리플렉터 130 : 인너렌즈
140 : 아우터 렌즈

Claims (8)

1. 하우징(100)과, 그 속에 적어도 하나의 LED(101)들이 기판에 배치된 모듈(110)과, 상기 LED들로 부터 발광된 빛을 외부로 반사하는 리플렉터(120), 상기 리플렉터 앞쪽으로 미리 설정된 간격을 두고 배치되어 LED로 부터 발광된 빛을 확산시키는 인너렌즈(130), 상기 인너 렌즈 외측에 배치되고 하우징(100)에 결합되는 아우터 렌즈(140)를 구비한 면발광 램프 구조에 있어서,
   상기 리플렉터(120)는 서로 다른 광학적 특성을 갖는 리플렉터부분(a)과, 리플렉터부분(b) 및 리플렉터부분(c)를 구비하고, 상기 리플렉터 부분(a,b)들은 전반사(Specular Feflection) 특성을 가지며, 상기 리플렉터부분(c)은 램버시안 반사(Lambertian Reflection) 특성을 갖고 확산면을 바라보는 방향에 관계없이 모든 방향으로 휘도가 동일하게 반사하여 발광면을 형성하도록 된 것을 특징으로 하는 면발광램프 구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 리플렉터부분(a)은 LED로 부터 발광된 빛이 외부롤 직접 노출되지 않고 리플렉터부분(b,c)으로 반사하도록 램프의 전방쪽으로 LED에 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 면발광램프 구조.
3. 제 1항에 있어서, 상기 리플렉터부분(b)은 전체 램프 길이의 25~35% 길이로 형성되고, 리플렉터부분(c)은 전체 램프 길이의 65~75%의 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 면발광램프 구조.
4. 제 1항에 있어서, 상기 리플렉터의 부분(a,b)은 리플렉터 본체에 Al 증착에 의해 반사막을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 면발광램프 구조.
5. 제 1항에 있어서, 상기 리플렉터부분(a)은 램프 하우징에 결합되는 연결부(111)와 일체로 형성되며, LED 모듈(110)은 상기 연결부에서 리플렉터부분(a)에 인접하여 장착되는 것을 특징으로 하는 면발광램프 구조.
6. 제 1항에 있어서, 상기 리플렉터부분(c)은 리플렉터의 본체 표면에 백색 도장에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 면발광램프 구조.
7. 제 1항에 있어서, 상기 리플렉터부분(c)은 백색의 엔지니어링 플라스틱으로 성형한 리플렉터 본체로 형성된 것을 특징으로 하는 면발광램프 구조.
8. 제 1항에 있어서, 상기 기판에는 모듈(110)과 함께 방열부가 배치된 것을 특징으로 하는 면발광램프 구조.
   

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