KR100756723B1 - 차량 내부 조명용 색상 가변 조명장치 - Google Patents

차량 내부 조명용 색상 가변 조명장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다양한 밝기와 색상을 연출할 수 있도록 하는 차량 내부 조명용 색상 가변 조명장치에 관한 것으로,
종래에 제안된 차량 내부 조명용 색상 가변 조명장치들은 대체적으로 그 구조가 복잡할 뿐 아니라 설계 및 시공이 매우 번거롭게 되어 비용이 많이 소요되고, 그 기능 역시 만족할 만한 수준이 되지 못하는 등의 문제가 있었던 바,
다수의 백색 LED(10)와; 적색(Red) LED(21)와 녹색(Green) LED(22), 그리고 청(Blue) LED(23)를 포함하는 다수의 삼색(RGB) LED(20)와; 제어부(31)와 스위치부(32), LED 구동부(33), 전원부(34)를 구비하고, 펄스 폭 변조(PWM) 방식으로 각 백색 LED(10)와 삼색 LED(20)의 전류 및 펄스를 제어함으로써 조명 밝기 및 색상을 가변하는 제어회로(30);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 본 발명에 의하면 적은 수의 케이블을 통해 간편하게 배선을 할 수 있게 되는 등 각 LED를 간편하게 장착할 수 있게 되므로 비용을 크게 절감할 수 있게 되며, 무려 1600만가지 이상의 다양한 색상과 밝기를 표현할 수 있게 되므로 차량 내부의 조명을 보다 효율적으로 할 수 있게 되어 차량의 상품성을 크게 향상시킬 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.
백색 LED, 삼색 LED, 제어회로, 펄스 폭 변조(PWM)

Description

차량 내부 조명용 색상 가변 조명장치 {a variable color lamp system for a vehicle}
도 1은 본 발명의 한 실시예의 LED 및 스위치 배치 상태도
도 2는 동 실시예의 제어회로도
도 3은 삼색 LED의 펄스 폭 변조(PWM)를 이용한 색상 표현 상태도
< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 >
10 : 백색 LED 20 : 삼색 LED
21 : 적색 LED 22 : 녹색 LED
23 : 청색 LED 30 : 제어회로
31 : 제어부 32 : 스위치부
33 : LED 구동부 34 : 전원부
본 발명은 다양한 밝기와 색상을 연출할 수 있도록 하는 차량 내부 조명용 색상 가변 조명장치에 관한 것으로, 더 자세하게는 다수의 백색 LED와 삼색(RGB) LED에 인가되는 전류와 펄스를 제어함으로써 조명 색상을 다양하게 변화시킬 수 있도록 한 것에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 전조등, 미등, 브레이크등, 실내등을 비롯하여 다수의 조명등을 구비하게 되는 바, 본 발명은 특히 차량의 내부 천장에 설치되는 조명장치에 관계하는 것이다.
종래에 있어서 차량의 내부 천장에 설치되는 조명장치는 필라멘트 전구(Bulb)를 이용한 것이 주로 사용되었던 바, 최근에는 LED를 이용한 것이 많이 사용되고 있고, 점차 조명 색상을 가변할 수 있도록 하여 그 때 그 때 상황에 맞는 차내 분위기를 연출할 수 있도록 하는 추세로 기술이 진보하고 있는 실정이다.
일본 공개특허공보 제2005-153606호에는 발광색이 서로 다른 2종류의 백색 LED를 복수 구비하고, 상기 2종류의 백색 LED 각각의 발광 빛에 의한 조명과 상기 2종류의 백색 LED 각각의 발광 빛을 혼색한 색에 의해 조명을 행하는 차량 실내의 루프부에 설치되는 조명장치가 나타나 있는 바, 이는 각기 다른 색온도를 가진 백색 LED로 원하는 색온도를 조절하여 사용할 수 있도록 한 것이다.
그리고 일본 공개특허공보 제2000-272410호에는 차량의 실내에 배치되는 복수의 LED 광원과, 상기 각 LED 광원을 제어하는 제어장치와, 상기 제어장치와 상기 각 LED 광원을 잇는 배선을 구비하며, 상기 제어장치는 상기 배선의 접속구를 2~35개 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 조명장치가 나타나 있다.
이는 소프트웨어(S/W)를 사용하여 LED의 각 조합(B+G, R+G, R+B)으로 총7가 지 색상을 표현하는 것이지만 각 LED마다 케이블이 나오므로 케이블의 갯수가 많아지는 반면 선택되는 칼라 수는 매우 제한적인 단점이 있는 것이다.
또한 일본 공개특허공보 제2003-175765호에는 복수의 제1LED가 동일간격에 배치된 제1광원을 가지는 제1발광부와, 제2LED로 되는 제2광원 및 그 제2광원의 광반사측을 커버하고 그 광원이 빛을 수렴하여 외부에 방사하는 제2아웃터 렌즈를 가지는 제2발광부를 구비한 차량 실내의 루프에 설치되는 조명장치가 나타나 있다.
이 종래 기술의 주안점은 아웃터 렌즈를 사용하여 빛을 균일하게 보내는 것과 렌즈를 교체하여 다양한 빛의 각도를 가지게 한다는 것이다.
이렇듯 종래에 있어서도 조명 색상을 가변할 수 있도록 하는 차량용 조명장치가 다수 제안된 바 있기는 하지만 대체적으로 그 구조가 복잡할 뿐 아니라 설계 및 시공이 매우 번거롭게 되고, 그 기능 역시 만족할 만한 수준이 되지 못하는 등의 문제가 있었다.
본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것이며, 그 목적이 보다 간단한 구조로 용이하게 장착할 수 있으면서도 차량 내부의 조명 밝기 및 색상을 자유롭게 조절할 수 있도록 하는 차량 내부 조명용 색상 가변 조명장치를 제공하는 데에 있는 것이다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 다수의 백색 LED와 적,녹,청의 삼색 LED를 설치하고, 이들에 인가되는 전류 및 펄스를 펄스 폭 변조(PWM) 방식으로 제어함으로써 다양한 색상을 표현하도록 하는 것을 특징으로 하며, 이하 그 구체적인 기술내용을 첨부도면에 의거하여 더욱 자세히 설명하면 다음과 같다.
즉, 도 1에는 본 발명의 한 실시예의 LED 및 스위치 배치 상태도가 도시되어 있고, 도 2에는 동 실시예의 제어회로도가 도시되어 있는 바, 본 발명의 차량 내부 조명용 색상 가변 조명장치는 다수의 백색 LED(10)와; 적색(Red) LED(21)와 녹색(Green) LED(22), 그리고 청(Blue) LED(23)를 포함하는 다수의 삼색(RGB) LED(20)와; 제어부(31)와 스위치부(32), LED 구동부(33), 전원부(34)를 구비하고, 펄스 폭 변조(PWM) 방식으로 각 백색 LED(10)와 삼색 LED(20)의 전류 및 펄스를 제어함으로써 조명 밝기 및 색상을 가변하는 제어회로(30);로 이루어지는 것이다.
도시된 실시예에서 스위치부(32)는 백색 LED(10)를 온/오프 하는 온(ON) 스위치와, 도어 오픈시에 각 LED(10)(20)를 작동할 수 있도록 하는 도아(DOOR) 스위치, 그리고 차량 내부의 분위기 연출을 위한 무드(MOOD) 스위치, 온(ON) 스위치 및 무드(MOOD) 스위치와 연동하여 각 LED(10)(20)의 밝기를 조절할 할 수 있도록 하는 딤머(DIMMER) 스위치를 구비한다.
상기 스위치부(32)의 딤머(DIMMER) 스위치는 온(ON) 스위치를 선택한 후 작동하게 되면 백색 LED(10)의 색온도 변화로 색상 변화를 추구하게 되고, 무드(MOOD) 스위치를 선택한 후 작동하게 되면 스위치를 누를 때마다 순환 루 프(Loop)에 따라 색상을 변화시키게 된다.
한편 본 발명에서 사용하는 펄스 폭 변조(PWM; Pulse Width Modulation)는 펄스의 폭에 따라 변조를 하는 것이며, 전체 펄스의 크기와 상승되어 있는 펄스의 폭의 비율을 이용하여 데이터를 표현하는 방식으로써 색상을 제어하기 위해서 CPU는 일정한 데이터 값을 PWM 신호로 변경(Duty 비 조절: 0 ~ 100%)하여 드라이버 회로에 공급하게 되며, 이 PWM 신호에 따라서 색상을 제어하게 된다.
본 발명은 각각의 LED에 형광 물질을 입혀 색상을 구현하는 기존의 방식과 달리 삼색(RGB) LED(20)에 펄스 폭 변조(PWM) 방식을 이용하여 전류와 펄스(PULSE)를 제어함으로써 색상을 구현하게 된다.
예를 들면 오렌지색을 구현하기 위해서는 기존에는 LED에 오렌지색 형광 물질을 입혀 오렌지색을 구현했지만 본 발명에서는 삼색 LED(20)의 적색 LED(21)와 녹색 LED(22)에 기준 전류를 동시에 흐르게 하면서 펄스 폭을 50%만 주어 두 가지 LED(21)(22)의 색상이 합해져 오렌지색을 구현하게 되며, 이와 같은 방식으로 백색(WHITE)도 웜 화이트(Warm White)에서 콜드 화이트(Cold White)까지 다양하게 구현할 수 있게 되고, 결국 1600만 색상까지 구현이 가능하게 된다.
또한 본 발명의 딤머(DIMMER) 스위치는 전술한 바와 같이 온(ON) 스위치 작동시에는 백색 LED(10)의 전류를 조절하여 백색을 웜 화이트(Warm White)에서 콜드 화이트(Cold White)까지 변화, 즉 색온도를 변화시켜 밝기를 조절하며, 무드(MOOD) 스위치 작동시에는 삼색(RGB) LED(20)의 펄스를 제어하여 다양한 색상을 구현하게 된다.
본 발명에 있어서 온(ON) 스위치를 온하면 백색 LED(10) 모두가 점등되는 표준(Standard) 점등 상태가 된다.
상기 표준 점등 상태에서 콜드 화이트(Cold White)로 조절할 경우에는 백색 LED(10)와 삼색 LED(20)의 청색 LED(23)를 동시에 동작시켜 비율에 따라 색온도를 조절하여 색온도를 7000도 근처에서 고정시키면 되고, 웜 화이트(Warm White)로 조절할 경우는 백색 LED(10)와 삼색 LED(20)의 적색 LED(21), 녹색 LED(22)를 동시에 동작시켜 비율에 따라 색온도를 조절하여 색온도를 4000도 근처에서 고정시키면 된다.
상기에서 표준(Standard) 점등 동작 시에는 빛이 섞이는 프리즘 현상이 없지만 콜드 화이트나 웜 화이트 작동시에는 프리즘 현상이 일어날 수 있다.
한편 도아(DOOR) 스위치를 온한 상태에서 도아(Door)를 열면 예를 들어 녹색 LED(22) 2 초, 청색 LED(23) 1 초 켜진 후 백색 LED(10)가 동작되도록 설정할 수 있고, 도아를 닫으면 역순으로 백색 LED(10) 오프, 청색 LED(23) 1 초 후 오프, 녹색 LED 2 초 후 오프 동작되도록 설정할 수 있다.
본 발명에 있어서는 전술한 바와 같이 무드(MOOD) 스위치를 통해 분위기를 조성할 수 있는 색상을 구현할 수 있게 되는 바, 무드 스위치를 온한 상태에서 딤머(DIMMER) 스위치를 한번씩 누를 때마다 삼색 LED(20)의 색 조합에 의해 다양한 색상을 구현할 수 있게 되며, 예를 들어 색상은 그린, 블루, 핑크, 에머랄드, 오렌지 등으로 설정할 수 있다.
본 발명에 있어서 LED 기판(PCB)의 온도가 일정온도(예를 들면 100도)로 상 승하면 전원회로를 차단시키고, 온도가 내려가면 마지막에 동작된 모드(Mode)를 기억하였다가 재동작하도록 할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명은 다수의 백색 LED와 적,녹,청의 삼색 LED를 설치하고, 이들에 인가되는 전류 및 펄스를 펄스 폭 변조(PWM) 방식으로 제어함으로써 다양한 색상을 표현할 수 있도록 한 것으로, 본 발명에 의하면 적은 수의 케이블을 통해 간편하게 배선을 할 수 있게 되는 등 각 LED를 간편하게 장착할 수 있게 되므로 비용을 크게 절감할 수 있게 되며, 무려 1600만가지 이상의 다양한 색상과 밝기를 표현할 수 있게 되므로 차량 내부의 조명을 보다 효율적으로 할 수 있게 되어 차량의 상품성을 크게 향상시킬 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.

Claims (3)

  1. 다수의 백색 LED(10)와; 적색(Red) LED(21)와 녹색(Green) LED(22), 그리고 청(Blue) LED(23)를 포함하는 다수의 삼색(RGB) LED(20)와; 제어부(31)와 스위치부(32), LED 구동부(33), 전원부(34)를 구비하고, 펄스 폭 변조(PWM) 방식으로 각 백색 LED(10)와 삼색 LED(20)의 전류 및 펄스를 제어함으로써 조명 밝기 및 색상을 가변하는 제어회로(30);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 내부 조명용 색상 가변 조명장치.
  2. 제1항에 있어서, 스위치부(32)는 백색 LED(10)를 온/오프 하는 온(ON) 스위치와, 도어 오픈시에 각 LED(10)(20)를 작동할 수 있도록 하는 도아(DOOR) 스위치, 그리고 차량 내부의 분위기 연출을 위한 무드(MOOD) 스위치, 온(ON) 스위치 및 무드(MOOD) 스위치와 연동하여 각 LED(10)(20)의 밝기 및 색상을 조절할 할 수 있도록 하는 딤머(DIMMER) 스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량 내부 조명용 색상 가변 조명장치.
  3. 제2항에 있어서, 딤머(DIMMER) 스위치는 온(ON) 스위치를 선택한 후 작동하게 되면 백색 LED(10)의 색온도 변화로 색상을 변화시키도록 하고, 무드(MOOD) 스 위치를 선택한 후 작동하게 되면 스위치를 누를 때마다 순환 루프(Loop)에 따라 색상을 변화시키도록 한 것을 특징으로 하는 차량 내부 조명용 색상 가변 조명장치.
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