(57)【要約】本発明はＬＥＤを光源とし、光が照射される全地域の輝度を高め、照射地域内での明るさの偏差を最小化することができるＬＥＤ街灯に関し、本発明によるＬＥＤ街灯は地柱の先端に設けられたケースと、前記ケースの内部に設けられ、複数のＬＥＤが相互離間して装着される基板と、前記基板に密着されて、前記ＬＥＤの発光により発生された熱を放熱させる放熱部とを含み、前記複数のＬＥＤは、互いに異なる輝度を有し、前記基板の中央部から前記基板の縁に行くほど漸進的に輝度が増加されるように設置され、前記ＬＥＤの間における対応する前記基板の部位には前記ＬＥＤの光を散乱させる散乱部材が設けられて形成される。本発明によるＬＥＤ街灯は基板の凹凸曲面に互いに異なる輝度を有する複数のＬＥＤを配列し、この時、曲面の中心部から縁に行くほど漸進的に輝度が増加されるように設置して、照射範囲を拡張させながらも輝度が減少されることを防止することができる效果を奏する。また、ＬＥＤの間でＬＥＤ光の一部が散乱部材によって散乱されて照射範囲の輝度を向上させることができ、輝度が減少されないで照射範囲が拡張されて隣接する街灯の間に死角地帯が形成されることを防止することができる效果を奏する。同時に同じ輝度のＬＥＤを装着してもＬＥＤの間のビーム角を中央部から辺縁に行くほど漸次に狭くなるように形成することによって、照射範囲を拡張させながらも輝度が減少されることを防止することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地柱の先端に設けられたケースと；
前記ケースの内部に設けられ、複数のＬＥＤが相互離間して装着される基板と；
前記基板に密着されて、前記ＬＥＤの発光で発生された熱を放熱させる放熱部と；を含み、
前記複数のＬＥＤは互いに異なる輝度を有し、前記基板の中央部から前記基板の縁に行くほど漸進的に輝度が増加されるように設置され、
前記ＬＥＤの間における対応する前記基板の部位には前記ＬＥＤの光を散乱させる散乱部材が設けられることを特徴とするＬＥＤ街灯。
【請求項２】
前記基板は凸状に形成され、前記ＬＥＤが凸出した外面に設置されることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ街灯。
【請求項３】
前記基板は凹状に形成され、前記ＬＥＤが凹まれた内面に設置されることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ街灯。
【請求項４】
前記散乱部材は、前記ＬＥＤ光の一部が散乱されるように透明材質で、且つ多面体に形成されて、相互隣接する前記ＬＥＤ光が重なる位置まで突出されることを特徴とする請求項２または３に記載のＬＥＤ街灯。
【請求項５】
地柱の先端に設けられたケースと；
前記ケースの内部に設けられ、複数のＬＥＤが相互離間して装着される基板と；
前記基板に密着されて、前記ＬＥＤの発光で発生された熱を放熱させる放熱部と；を含み、
前記ＬＥＤから光照射角の中心を通る線を光中心線とし、隣接する二つのＬＥＤの光中心線の間の角度をビーム角とする時、前記基板の中央部から外側に遠くなるほど隣接するＬＥＤの間のビーム角が漸次に小さくなるように形成されることを特徴とするＬＥＤ街灯。
【請求項６】
前記基板の下部に設置されて、前記ＬＥＤから発光する光を集光した後、照射地域に向かって均一に拡散させる拡散レンズを備えることを特徴とする請求項１または請求項５の中の何れか一項に記載のＬＥＤ街灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＬＥＤ街灯に関し、さらに詳しくは、ＬＥＤを光源とし、光が照射される全地域の輝度を高めて、照射地域内での明るさの偏差を最小化することができるＬＥＤ街灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、街灯は街の交通安全と保安のために街に沿って設置した照明施設で、地柱と、この地柱の端部に街に向かって一体に設置された街灯ヘッドとで構成され、街灯ヘッドの内部に電灯が備えられて電灯の発光で街の照明が行われる。
【０００３】
電灯は一般的なバルブを使用する場合が多くて使用寿命が短く且つ耐衝撃性が低下するため、最近には使用寿命が大きく延長されながらも耐衝撃性が優れた高光度のＬＥＤ（発光ダイオード）を光源として多く使用している。
【０００４】
このようなＬＥＤを使用した街灯の従来技術としては、大韓民国登録特許公報第０７６７７３８号に開示されたＬＥＤ発光照明などがある。
【０００５】
従来技術によるＬＥＤ発光照明灯は、ケースと、ケースの内部に複数のＬＥＤが装着されるアルミニウム基板と、アルミニウム基板に装着されて、ＬＥＤの発光によって発生された熱を放熱させるための複数の冷媒板、ヒートパイプ、放熱ピンなどが設けられている。
【０００６】
しかし、ＬＥＤは、配光特性上ＬＥＤの光が照射される地域の中心部が最も輝度が高く、中心部から縁に行くほど輝度が低いが、従来のＬＥＤ発光照明灯は平板型のアルミニウム基板に複数のＬＥＤが配列された構造からなっていて、隣接する街灯の間にはＬＥＤの照明が高輝度で照射されることができずに死角地帯が発生される問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】大韓民国登録特許公報第０７６７７３８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は前記問題点を解決するために創出されたもので、照射地域を広げながらも照射地域の全体輝度を高め、照射地域内での輝度の偏差が発生しないように形成されるＬＥＤ街灯を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達するための本発明によるＬＥＤ街灯は、地柱の先端に設けられたケースと、前記ケースの内部に設けられ、複数のＬＥＤが相互離間して装着される基板と、前記基板に密着されて、前記ＬＥＤの発光で発生された熱を放熱させる放熱部とを含み、前記複数のＬＥＤは互いに異なる輝度を有し、前記基板の中央部から前記基板の縁に行くほど漸進的に輝度が増加されるように設置され、前記ＬＥＤの間における対応する前記基板の部位には前記ＬＥＤの光を散乱させる散乱部材が設けられて形成される。
【００１０】
前記基板は凸状に形成され、前記ＬＥＤが凸出した外面に設置されることができ、これとは異なって、前記基板は凹状に形成され、前記ＬＥＤが凹まれた内面に設置されることもできる。
【００１１】
前記散乱部材は、前記ＬＥＤ光の一部が散乱されるように透明材質で、且つ多面体に形成され、相互隣接する前記ＬＥＤ光が重なる位置まで突出されることが好ましい。
【００１２】
また、本発明のＬＥＤ街灯、地柱の先端に設けられたケースと、前記ケースの内部に設けられ、複数のＬＥＤが相互離間して装着される基板と、前記基板に密着されて前記ＬＥＤの発光で発生された熱を放熱させる放熱部とを含み、前記ＬＥＤから光照射角の中心を通る線を光中心線とし、隣接する二つのＬＥＤの光中心線の間の角度をビーム角とする時、前記基板の中央部から外側に遠くなるほど隣接するＬＥＤの間のビーム角が漸次に小さくなるように形成されることもできる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によるＬＥＤ街灯は、基板の凹凸曲面に互いに異なる輝度を有する複数のＬＥＤを配列し、この時、曲面の中心部から縁に行くほど漸進的に輝度が増加されるように設置して、照射範囲を拡張させながらも輝度が減少されることを防止することができる效果を奏する。
【００１４】
また、ＬＥＤの間でＬＥＤ光の一部が散乱部材によって散乱されて照射範囲の輝度を向上させることができ、輝度が減少されないで照射範囲が拡張されて隣接する街灯の間に死角地帯が形成されることを防止することができる效果を奏する。
【００１５】
同時に、同じ輝度のＬＥＤを装着してもＬＥＤの間のビーム角を中央部から縁に行くほど漸次に狭くなるように形成することによって、照射範囲を拡張させながらも輝度が減少されることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明によるＬＥＤ街灯の実施形態を示す図面である。
【図２】図１のＬＥＤ街灯の基板にＬＥＤ及び散乱部材が配列された位置を示す図面である。
【図３】図１のＬＥＤ街灯の基板上でＬＥＤ光の一部が散乱部材によって散乱される例を示す図面である。
【図４】図１のＬＥＤ街灯で基板の他の実施形態を示す図面である。
【図５】本発明によるＬＥＤ街灯の他の実施形態を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳しく説明する。
【００１８】
本発明によるＬＥＤ街灯の一実施形態を添付した図１、図２に示した。
【００１９】
図１、図２によれば、本実施形態は地柱の先端に設けられたケース１０と、ケースの内部に設けられ、複数のＬＥＤ３０が装着される基板２０と、ＬＥＤ３０の発光によって発生された熱を放熱させる放熱部４０とで構成される。
【００２０】
ケース１０は、内部に基板２０及び放熱部４０が内装される空間が形成され、一側面は開口されて形成される。また、開口部にはＬＥＤ光が透過される硝子及び透明樹脂材からなるカバー５０が結合される。
【００２１】
基板２０は凸状に形成され、凸出した外面にＬＥＤ３０が相互離間して配列されて設置される。相互離間されたＬＥＤ３０の間にはＬＥＤ３０の光を散乱させる散乱部材６０が設けられる。
【００２２】
ＬＥＤ３０は輝度別に複数備えられ、基板２０の中央部から縁に行くほど漸進的に輝度が増加されるように基板２０に設置される。
【００２３】
即ち、図２によれば、基板２０の中央部である第１地域２１には１Ｗ（ワット）のＬＥＤが設置され、基板２０の中央部周囲である第２地域２２には２Ｗ（ワット）のＬＥＤが設置され、基板２０の縁である第３地域２３には３Ｗ（ワット）のＬＥＤが設置される。
【００２４】
これは、複数配列されたＬＥＤ３０の配光特性が街灯の照射範囲の中心部に比べて縁部分が輝度が低い点を補完したものである。
【００２５】
ＬＥＤ３０は５０°〜６０°の照射角を有するものを使う。
散乱部材６０はＬＥＤ光が透過される材質である硝子、透明樹脂等で製造され、平面多角形の面が複数設けられた多面体形状に基板に突出される。
【００２６】
図３によれば、散乱部材６０の突出高さは隣接するＬＥＤ３０の光が重なる位置まで突出される。そこで、散乱部材６０に照射されたＬＥＤ光は多面体を透過しながら表面によって複数回屈折されて散乱される。
【００２７】
放熱部４０は、ＬＥＤ３０の発光によって発生された熱を吸収して放熱させるもので、表面積を広げるために複数の放熱ピン４１が形成された一般的な放熱板４２が使われる。好ましくは、放熱板４２の材質を発泡アルミニウムを使って表面積をさらに広げることによって、放熱效率を向上させることもできる。
【００２８】
以下では、このように構成された本実施形態の作用及び效果について説明する。
【００２９】
ＬＥＤ３０は電源が供給されて発光される。複数のＬＥＤ３０が基板２０の凸出した外面に配列されていて、凸出した外面の法線に垂直する方向に複数のＬＥＤ光が照射されて街灯の照射範囲が拡張される。それにもかかわらず街灯の照射範囲の輝度が減少されない。
【００３０】
即ち、互いに異なる輝度を有する複数のＬＥＤ３０が基板２０の中央部から縁に行くほど高輝度のＬＥＤが配列されていて、拡張された街灯の照射範囲の中央部は、基板２０の中央部に配列された低輝度のＬＥＤの光が相互重なって照射されるので輝度が向上される。また、拡張された街灯の照射範囲の縁は基板２０の端に配列された高輝度のＬＥＤの光が照射されることによって輝度が向上される。
【００３１】
従って、街灯照射範囲が拡張されるにもかかわらず輝度が減少されないので、隣接する街灯の間に死角地帯を形成しない。
【００３２】
即ち、本発明は街灯が最も效果的な配光特性を有するように基板の縁に行くほど高輝度のＬＥＤを配配列した。
【００３３】
また、所定の照射角で照射地域に照射されるＬＥＤ照射光の縁の光がＬＥＤの間に設けられた散乱部材６０の複数の多角形面によって反射、屈曲されて散乱される。そして、照射地域を照射するのに有效でないＬＥＤ照射角を逸脱した範囲で照射される光も散乱部材６０によって散乱される。
【００３４】
従って、ＬＥＤ３０の間でも散乱部材６０によって光が散乱されて照射されるので、基板２０に所定の間隔で配列されたＬＥＤ３０によって形成された点光源が面光源化されて輝度が向上される。
【００３５】
また、基板２０に設置されるＬＥＤ３０の数を散乱部材の設置によって減少することができて、製造費を低減することができる。
【００３６】
一方、本発明のＬＥＤ街灯でＬＥＤが配列される基板の他の実施形態を添付した図４に示した。
【００３７】
図４によれば、基板の他の実施形態は、基板の表面が凹状に形成される。そして基板２０の凹状内面にＬＥＤ３０が所定の間隔で複数配列される。
【００３８】
勿論、凹状内面の中央部から縁に行くほど高輝度のＬＥＤが配列される。凹状内面に複数設置されたＬＥＤ３０によっても照射範囲が拡張される。即ち、ＬＥＤの光は凹状内面の法線に直交する方向と照射され、凹状内面の縁に位置されたＬＥＤ３０によって照射範囲が拡張される。
【００３９】
また、照射範囲が拡張されても、凹状内面の縁には高輝度のＬＥＤが設置されていて、拡張された照射範囲の輝度が減少されない。
【００４０】
また、散乱部材６０も上述した機能をする。
【００４１】
図５にはＬＥＤ街灯のまた他の実施形態が示されている。
【００４２】
図面によれば、本実施形態のＬＥＤ街灯も、基板２０と、基板２０に設置される複数のＬＥＤ３０と、ＬＥＤ３０の間に設置される散乱部材６０とを含み、図示しないが、基板２０の上面には放熱のための放熱部が設けられている。
【００４３】
本実施形態のＬＥＤ街灯は、ＬＥＤ３０が全部同じ輝度を有するものが装着されているが、それぞれＬＥＤ３０の間のビーム角が相互異なるように形成されている。
【００４４】
さらに詳しく説明すれば、まず、ＬＥＤ３０から光が照射される光照射角の中心を通る線を光中心線３４とし、隣接する二つのＬＥＤ３０の光中心線３４の間の角をビーム角θとする時、本実施形態のＬＥＤ街灯は基板２０の中央部から縁に向けて遠くなるほどＬＥＤ３０の間のビーム角θが漸次に狭くなるように形成されている。
【００４５】
図面上で、基板の中央に設置されたＬＥＤを第１ＬＥＤ３０ａとし、縁に向けて遠くなる方向に配列されたＬＥＤをそれぞれ第２ＬＥＤ３０ｂ、第３ＬＥＤ３０ｃ、第４ＬＥＤ３０ｄとすると、前記基板２０が下方に凸状に形成されており、ＬＥＤ街灯全体の光照射角を１２０〜１５０°に形成するためにそれぞれのＬＥＤ３０の光中心線３４は縁に位置するほど垂直線に対して広がる角度が大きく形成される。
【００４６】
それぞれのＬＥＤ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄの光中心線をそれぞれ第１光中心線３４ａ、第２光中心線３４ｂ、第３光中心線３４ｃ、第４光中心線３４ｄとすると、第１光中心線３４ａと第２光中心線３４ｂとの間のビーム角を第１ビーム角θ１、第２光中心線３４ｂと第３光中心線３４ｃと間のビーム角を第２ビーム角θ２、第３光中心線３４ｃと第４光中心線３４ｄとの間のビーム角を第３ビーム角θ３とすることができ、ビーム角の大きさは第１ビーム角θ１が最も大きく、第２ビーム角θ２、第３ビーム角θ３が漸次に小さくなる。
【００４７】
ビーム角が小さくなると、ＬＥＤ３０で照射される光の重なる領域が広くなるので、光が照射される地域の輝度が大きくなる。従って、光が照射される領域全体で輝度の偏差がなくなる效果を期待することができる。
【００４８】
本実施形態では図示しないが、前記基板にはそれぞれのＬＥＤで発光する光角を調節するための別途の反射板をさらに備えることができ、この反射板を回動させて前記ＬＥＤによって照射される光角を調節してＬＥＤによって照射される地域の輝度を調節することができる。
【００４９】
即ち、反射板を通じて光角を狭くすれば、照射領域が狭くなるに従って照射地域の輝度が高くなり、反対に反射板を通じて光角を広げれば照射領域が広くなるに従って照射地域の輝度を低めることができる。
【００５０】
また、図６に示すように、基板２０の下部に拡散レンズ７０を設置してＬＥＤ３０から照射された光が照射地域全体に均一に拡散されるようにすることによって、光照射地域全体での輝度が全体的に均一になるようにすることもできる。
【００５１】
図７〜図９にはユニット化された複数のＬＥＤモジュール４０を含むＬＥＤ街灯１００の他の実施形態が示されている。
【００５２】
本実施形態のＬＥＤ街灯１００は地面に固定される地柱１１０の先端に設けられたケース１２０と、ケース１２０に設置されて、電源が供給される第２基板１４１と、第２基板１４１から電源が供給されて発光するＬＥＤ１４２が具備された複数のＬＥＤモジュール１４０からなる。
【００５３】
特に、ＬＥＤモジュール１４０は、第１基板１３０に着脱可能に分離型に備えられる。
【００５４】
このようなＬＥＤモジュール１４０は、ＬＥＤ１４２が複数配列されて装着された第２基板１４１と、第２基板１４１に備えられ、第１基板１３０に結合されて電源を前記第２基板１４１に供給されるようにする固定用電極端子１４３と、第２基板１４１の後方に備えられて、ＬＥＤ１４２から発生される熱を放出させる放熱板１４４と、第２基板１４１の前方に備えられて、ＬＥＤ光の照射範囲を調節する反射笠１４５と、ＬＥＤ１４２の前方に位置されてＬＥＤ光を集光または散乱させることができるレンズ１４６とからなる。
【００５５】
第２基板１４１は、矩形に形成されてもよく、添付した図１０のように円形に形成されてもよい。勿論、上記した形状に限定されない。
【００５６】
また、反射笠１４５、レンズ１４６、放熱板１４４は、第２基板１４１の形状に対応して形成される。
【００５７】
反射笠１４５は、第２基板１４１の周辺に密着されて、前記ケース１２０に結合される結合部１４５ｂと、前記結合部１４５ｂの縁から放射状に延長されて、内側距離が漸次に拡張されるように形成され、ＬＥＤ光を反射させる反射部１４５ｃとからなる。
【００５８】
反射部１４５ｃは、内面にＬＥＤ光が反射して散乱されるように凹凸部１４５ａが形成される。また、反射部１４５ｃは結合部１４５ｂに所定角度に回動可能に設置される。それによって、反射部１４５ｃを結合部１４５ｂに対して回動させて、反射部１４５ｃの間の内側距離を制御することによってＬＥＤ光のビーム角を調節して地面の照度を制御することができる。（図９参照）
【００５９】
一方、第２基板１４１が、図１０に示すように、円形である場合には、結合部１４５ｂが円形に形成され、反射部１４５ｃは円錐状に形成され、反射部１４５ｃは複数分けられて結合部１４５ｂの縁に円形に配列されて回転可能に設置されることが好ましい。
【００６０】
ケース１２０は前面に第２基板１４１の固定用電極端子１４３が貫通されて第１基板１３０に結合されるように貫通孔（図示しない）が形成され、一側面が凸状に突出されるように形成される。
【００６１】
第１基板１３０は湾曲されたケース１２０の内部に装着することができるように、ケース１２０に対応して湾曲されている。そして、ＬＥＤモジュール１４０は湾曲するように形成された第１基板１３０の凸部に結合される。従って複数のＬＥＤモジュール１４０が付着された街灯の照射範囲が広くなる。
【００６２】
勿論、ケース１２０と第１基板１３０が湾曲するように形成されていなので、凸部を備えなくても良い。この場合には、ＬＥＤモジュール１４０を第１基板１３０に結合する時、第１基板１３０の中央部を中心にＬＥＤ光が放射状に照射されるように、ＬＥＤモジュール１４０を第１基板１３０に対して傾斜して結合させれば良い。
【００６３】
一方、街灯の照射範囲が広くなる反面、ケース１２０の縁に行くほどＬＥＤモジュール１４０の照射距離が長くなり、照射される範囲が広くなるに従ってＬＥＤ街灯の全体照射範囲の縁は輝度が中心部より減少される。
【００６４】
このような短所を補完するために、複数のＬＥＤモジュール１４０は、前記実施形態のように、互いに異なる輝度を有するＬＥＤを配列して備え、第１基板１３０の中央部から第１基板１３０の縁に行くほど漸進的に輝度が増加されるように、第１基板１３０に配列される。そして広くなった照射範囲に均一な輝度でＬＥＤ光が照射されることができる。
【００６５】
勿論、照射範囲全体の光の輝度を均一にさせるために、図５に示す実施形態のように、前記ＬＥＤモジュール１４０の間の角度が第１基板１３０の中央部から縁に行くほど漸次に小さくなるようにすることによって光の重る領域を広げて縁の輝度が減少されることを防止することもできる。
【００６６】
前述した本発明の実施形態は、本発明の技術思想を限定するものと解釈されてはならない。本発明の保護範囲は特許請求の範囲に記載された事項によって制限されるものであって、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば本発明の技術思想を多様な形態に改良変更することが可能である。従って、このような改良及び変更は通常の知識を有する者にとっては自明であり、本発明の保護範囲に属するべきである。
（産業上の利用の可能性）
【００６７】
本発明によるＬＥＤ街灯は、街の照明として使われる街灯に適用することができ、従来の街灯でランプ構造のみを取り替えて使用することができるので産業上の利用可能性が非常に高い。
【符号の説明】
【００６８】
１０：ケース
２０：基板
３０：ＬＥＤ  
４０：放熱部
５０：カバー  
６０：散乱部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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2012513087.tif 000014
2012513087.tif 000015
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