KR100481045B1 - 광색가변형 다용도 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적색, 청색, 녹색의 광색을 갖는 발광 다이오드에 대한 온/오프 제어 및 펄스폭 제어에 따라 다양한 가변색 조명의 구현과 광색 패턴의 제어가 가능하도록 하는 광색가변형 다용도 조명장치를 제공한다.

이를 위해 본 발명은 교류전원을 직류전원으로 정류하는 정류수단과, 상기 직류전원을 점등동작에 필요한 동작전원으로 조정하여 공급하는 전원공급수단, 각 제어모드별 점등동작을 선택하기 위한 스위칭조작을 수행하는 선택 스위치수단, 상기 전원공급수단으로부터 동작전원을 공급받아 동작되고서, 상기 선택 스위치의 스위칭조작에 의해 선택된 제어모드에 따라 점등 온/오프 제어 및 가변적인 광색패턴 제어를 위한 제어신호를 발생하는 제어수단, 상기 전원공급수단으로부터 동작전원을 공급받은 상태에서, 상기 제어수단으로부터의 제어신호를 인가받아 제어모드별로 점등 온/오프 및 가변적인 광색패턴 점등을 위한 구동을 수행하는 점등 구동수단 및, 상기 점등 구동수단의 구동에 따라 상기 선택 스위치수단에서 선택된 제어모드에 대응하는 점등 온/오프 및 가변적인 광색패턴의 점등을 수행하는 3원색의 점등수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

광색가변형 다용도 조명장치{Colored light variable type many purposes lighting apparatus}

본 발명은 광색가변형 다용도 조명장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 적색, 녹색, 청색의 3원색을 갖는 발광 다이오드를 이용하여 광색 가변 및 패턴 제어가 가능한 광색가변형 다용도 조명장치에 관한 것이다.

일반적으로, 조명기구는 실내 또는 실외의 한정된 공간에 적정한 광을 발산하여 주변을 조명하기 위한 목적 이외에도, 실내나 야간에 알리고자 하는 광고형상을 조명하기 위한 광고장치에도 광범위하게 적용되고 있는 추세이다.

이러한 조명기구를 이용한 광고장치는 광원으로서 복수개의 형광램프를 적용하고, 각 형광램프의 전면에 각기 색상이 다른 색필터 또는 색상지를 사용하여 각각 단색의 광이 투사되도록 함에 의해, 투명재질의 아크릴 패널을 통해 방출되는 광이 미리 디자인된 광고문안에 대해서만 산란 및 난반사가 이루어지도록 하여 시각적인 광고효과가 발생되도록 하거나, 복수의 형광램프를 교번적이고 반복적으로 온/오프 시킴에 의해 시각적인 역동성이 유발되도록 하고 있다.

한편, 최근에는 조명기구를 이용한 광고기법의 미려감을 강화하기 위해서 헬륨이나 아르곤 가스 등이 충진된 가스 조명기구를 광고장치에 적용하여 보다 색광이 강하고 미려한 색상이 재현되도록 하고 있다.

그러나, 이러한 종래의 광고장치 등에 적용되는 조명기구는 각각 색필터 또는 색상지에 의해 색상이 지정된 복수의 형광램프를 이용하고 있기 때문에, 다양한 색재현이 이루어지지 못하고 단조로운 색광의 점등만이 반복된다는 단점이 있고, 헬륨이나 아르곤 가스 등이 충진된 가스 조명기구의 경우에도 미리 지정된 색상만을 재현하기 때문에 색재현이 단조로울 뿐만 아니라, 조명기구의 설치에 고가의 비용을 부담해야 한다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 적색, 청색, 녹색의 광색을 갖는 발광 다이오드에 대한 온/오프 제어 및 펄스폭 제어에 따라 다양한 가변색 조명의 구현과 광색 패턴의 제어가 가능하도록 하는 광색가변형 다용도 조명장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따르면, 교류전원을 직류전원으로 정류하는 정류수단과, 상기 직류전원을 점등동작에 필요한 동작전원으로 조정하여 공급하는 전원공급수단, 각 제어모드별 점등동작을 선택하기 위한 스위칭조작을 수행하는 선택 스위치수단, 상기 전원공급수단으로부터 동작전원을 공급받아 동작되고서, 상기 선택 스위치의 스위칭조작에 의해 선택된 제어모드에 따라 점등 온/오프 제어 및 가변적인 광색패턴 제어를 위한 제어신호를 발생하는 제어수단, 상기 전원공급수단으로부터 동작전원을 공급받은 상태에서, 상기 제어수단으로부터의 제어신호를 인가받아 제어모드별로 점등 온/오프 및 가변적인 광색패턴 점등을 위한 구동을 수행하는 점등 구동수단 및, 상기 점등 구동수단의 구동에 따라 상기 선택 스위치수단에서 선택된 제어모드에 대응하는 점등 온/오프 및 가변적인 광색패턴의 점등을 수행하는 3원색의 점등수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 광색가변형 다용도 조명장치를 제공한다.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

즉, 도 1은 본 발명에 따른 광색가변형 다용도 조명장치의 내부 구조를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광색가변형 다용도 조명장치는 베이스(2)의 하부에 전원이 공급되는 소켓(도시되지 않음)과 연결하기 위해 다수의 나사산이 형성되어 있는 결합부(4)가 형성되어 있고, 그 베이스(2)의 상부에는 유리나 투명한 아크릴 재질로 이루어진 벌브(6)가 설치되어 있다.

상기 베이스(2)의 내부에는 제어회로를 구성하는 다수의 회로소자 및 반도체칩이 부착되어 있는 제 1프린트회로기판(8)이 고정적으로 설치되어 있는 바, 상기 제 1프린트회로기판(8)은 상기 베이스(2)의 측면에 노출되어 있는 선택스위치(SW)와 신호연결됨과 더불어, 외부로부터 입력되는 교류전원을 변환하는 전원회로부(12)와 신호연결되어 있다.

상기 제 1프린트회로기판(8)의 상부에는 상기 벌브(6)에 노출되도록 배열된 적색 발광다이오드(RD1,RD2)와, 녹색 발광다이오드(GD1,GD2) 및, 청색 발광다이오드(BD1,BD2)가 배치된 제 2프린트회로기판(14)이 상기 베이스(2) 내에 고정적으로 결합되는 바, 상기 제 1프린트회로기판(8)과 제 2프린트회로기판(14)은 신호연결단자(16)에 의해 전기적으로 연결되어 있다.

여기서, 상기 제 2프린트회로기판(14) 상에 배치된 적색 발광다이오드(RD1,RD2)와, 녹색 발광다이오드(GD1,GD2) 및, 청색 발광다이오드(BD1,BD2)는 각각 2개씩 교번적으로 배치되어 있도록 되어 있지만, 해당 벌브(6)의 크기 및 사용용도에 따라 그 배치갯수를 증감시키는 것이 얼마든지 가능하고, 각 발광다이오드의 배치순서를 변경하는 것도 얼마든지 가능하다.

다음에, 도 2는 본 발명에 따른 광색가변형 다용도 조명장치의 회로구성을 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광색가변형 다용도 조명장치는 정류회로(100)와, 전원공급회로(200), 제어부(300), 발진회로(400), 점등 구동회로(500)로 구성된다.

상기 정류회로(100)는 브릿지 다이오드(BD)와 평활용 커패시터(C1)로 구성되어, 외부로부터 인가받은 교류전원을 직류전원으로 변환시키고, 상기 전원공급회로(200)는 상기 직류전원의 전압을 상기 제어부(300)의 제어동작 및 점등 구동회로(500)의 구동동작에 필요한 전압치로 변환하게 된다.

여기서, 상기 전원공급회로(200)는 저항(R2)과 제너다이오드(ZD)로 구성되어 예컨대 30V와 같은 특정전압의 제너전압 특성에 의해 제너다이오드(ZD)가 동작되면서 상기 정류회로(100)로부터의 직류전원을 30V와 같은 적정전압으로 변환하고, 커패시터(C2)에 의해 리플전압을 최소화시키는 한편, 전압 레귤레이터(250)에 의해 예컨대 5V와 같은 동작전압으로 변환하게 된다.

동 도면에서, 상기 제어부(300)는 상기 전원공급회로(200)로부터 적정한 동작전원을 인가받아 동작되고서, 상기 적색 발광다이오드(RD1,RD2)와 녹색 발광다이오드(GD1,GD2) 및 청색 발광다이오드(BD1,BD2)의 점등동작을 다양하게 제어하기 위 한 다수의 제어모드를 설정한 상태에서, 상기 선택스위치(SW)의 스위칭조작에 의해 선택되는 제어모드에 따라 각 발광다이오드에 대한 점등 온/오프제어 및 점등 듀티(Duty) 비율을 조정하기 위한 펄스폭변조(Pulse Width Modulation; PWM) 제어신호를 발생하게 된다.

여기서, 상기 제어부(300)는 각 제어모드별로 일정한 혼합색상을 발생하도록 하기 위한 온/오프제어의 제어함수와 듀티 비율(즉, 100스텝 단위)의 제어함수를 설정하고, 그러한 발광색상이 가변적으로 패턴제어가 가능하도록 듀티 비율을 시간경과에 따라 변화시키도록 하는 가변제어함수를 설정하고, 상기 온/오프제어의 제어함수와 듀티비율의 제어함수 및 가변제어함수를 다수의 제어모드에 따라 각각 다른 함수로 설정하도록 한다.

즉, 하기한 표 1에서는 상기 제어부(300)의 제어모드별 동작상태를 예시적으로 나타내고 있다.

제어모드	동작 상태
제 1제어모드	백색점등(RD1,RD2,GD1,GD2,BD1,BD2:온)
제 2제어모드	1초단위의 부드러운 가변색 패턴 점등
제 3제어모드	노란색 점등(RD1,RD2,GD1,GD2:온 BD1,BD2:오프)
제 4제어모드	5초단위의 부드러운 가변색 패턴 점등
제 5제어모드	청녹색 점등(GD1,GD2,BD1,BD2:온 RD1,RD2:오프)
제 6제어모드	10초단위의 부드러운 가변색 패턴 점등
제 7제어모드	보라색 점등(RD1,RD2,BD1,BD2:온 GD1,GD2:오프)
제 8제어모드	3초단위의 광색 패턴점등(패턴 온/오프 제어)
제 9제어모드	적색점등(RD1,RD2:온 GD1,GD2,BD1,BD2:오프)
제 10제어모드	1초단위의 적색 점멸(RD1,RD2 온/오프를 1초간 교번동작)

또한, 하기한 표 2에서는 상기 제어부(300)의 제어모드별 가변색 패턴 점등제어에 대한 듀티 비율변화상태를 나타낸 것이다.

광색 패턴	백색		청색		적색		녹색		청녹색		...
적색 듀티비(%)	100	→	0	→	100	→	0	→	0	→	...
청색 듀티비(%)	100	→	100	→	0	→	0	→	100	→	...
녹색 듀비티(%)	100	→	0	→	0	→	100	→	100	→	...

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 상기 제어부(300)에서는 각각의 적색 발광다이오드(RD1,RD2)와 녹색 발광다이오드(GD1,GD2) 및 청색 발광다이오드(BD1,BD2)에 대한 가변색 패턴 점등의 듀티 비율이 100%로부터 1%씩 순차적으로 감소시켜서 0%가지 변화시키거나, 0%로부터 1%씩 순차적으로 증가시켜서 100%까지 변화시키도록 하고, 그 패턴 점등 형태는 예컨대 백색 -> 청색 -> 적색 -> 녹색 -> 적색 -> 청색 -> 녹색 -> 청색 -> 노랑색 -> 청색 -> 보라색 -> 녹색 -> 청녹색 -> 적색 -> 보라색과 같이 순차적으로 변화시키는 것이 바람직하다.

동 도면에서, 상기 발진부(400)는 수정발진자(Y)와, 저항(R3) 및, 커패시터(C3,C4)로 구성되고서, 각 발광다이오드의 제어모드별 점등 패턴을 변화시키는 제어함수의 설정을 위한 타이머펄스를 제공한다.

상기 점등 구동회로(500)는 상기 제어부(30)로부터의 점등 온/오프제어 및 점등 듀티비 조정을 위한 펄스폭변조 제어신호를 인가받아 상기 적색 발광다이오드(RD1,RD2)와 녹색 발광다이오드(GD1,GD2) 및 청색 발광다이오드(BD1,BD2)의 제어모드별 온/오프 및 가변색 패턴점등이 가능하도록 구동하기 위한 것이다.

여기서, 상기 점등 구동회로(500)는 그 베이스단에 상기 제어부(300)로부터의 펄스폭변조 제어신호를 인가받아서 저항(R4)을 매개로 하여 그 컬렉터단에 접속 된 적색 발광다이오드(RD1,RD2)의 점등을 위한 온/오프구동을 수행하는 제 1트랜지스터(Q1)와, 그 베이스단에 상기 제어부(300)로부터의 펄스폭변조 제어신호를 인가받아서 저항(R5)을 매개로 하여 그 컬렉터단에 접속된 녹색 발광다이오드(GD1,GD2)의 점등을 위한 온/오프구동을 수행하는 제 2트랜지스터(Q2) 및, 그 베이스단에 상기 제어부(300)로부터의 펄스폭변조 제어신호를 인가받아서 저항(R6)을 매개로 하여 그 컬렉터단에 접속된 청색 발광다이오드(BD1,BD2)의 점등을 위한 온/오프구동을 수행하는 제 3트랜지스터(Q3)를 포함하여 구성된다.

이어, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 동작에 대해 도 3의 플로우차트를 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 제어부(300)는 전원공급회로(200)로부터 예컨대 5V와 같은 적정한 동작전원을 인가받아 동작하고서 발진회로(400)로부터 제공되는 타이머펄스를 통해 다수의 제어모드에 대한 인터럽트를 설정함과 더불어, 각 제어모드별 동작에 따른 기본 제어함수를 설정하고, 상기 기본 제어함수를 기초로 하여 각 제어모드별로 동작되는 온/오프제어의 제어함수와 듀티 비율의 제어함수 및 가변제어함수를 설정하게 된다(단계 S10).

그 상태에서, 상기 제어부(300)는 선택 스위치(SW)의 사용자 조작에 의해 다수의 제어모드 중에서 특정한 제어모드가 선택되었는 지의 여부를 판단한다(단계 S11).

상기 판단 결과, 상기 제어부(30)는 상기 선택 스위치(SW)가 예컨대 제 2제어모드(표 1 참조)와 같는 특정한 제어모드를 선택하였다고 판단되면, 해당 선택된 제 2제어모드에 따른 발광다이오드의 동작조건을 설정하게 되고(단계 S12), 그 선택된 제 2제어모드에 따라 적색 발광다이오드(RD1,RD2)와 녹색 발광다이오드(GD1,GD2) 및 청색 발광다이오드(BD1,BD2)의 온/오프제어 및 점등 듀티 비율의 조절을 위한 펄스폭변조 제어신호를 발생하게 된다(단계 S13).

그에 따라, 상기 점등 구동회로(500)의 제 1과 제 2 및 제 3트랜지스터(Q1,Q2,Q3)는 상기 제어부(300)로부터의 펄스폭변조 제어신호를 각각 인가받아 구도되어 각각의 적색 발광다이오드(RD1,RD2)와 녹색 발광다이오드(GD1,GD2) 및 청색 발광다이오드(BD1,BD2)를 제 2제어모드에 따라 교번적으로 점등시킴에 따라, 예컨대 백색 -> 청색 -> 적색 -> 녹색 -> 적색 -> 청색 -> 녹색 -> 청색 -> 노랑색 -> 청색 -> 보라색 -> 녹색 -> 청녹색 -> 적색 -> 보라색 등과 같이 다양한 패턴 점등 형태로 변화되도록 함과 더불어, 그러한 가변색 패턴점등이 1초단 위로 부드럽게 이루어지도록 한다.

상기한 상태에서, 상기 제어부(300)는 상기 선택 스위치(SW)가 제어모드를 변경하기 위해서 재차 스위칭조작되는 지의 여부를 판단하게 되는 바, 그 선택 스위치(SW)가 재차 스위칭조작되었다고 판단되면 그 스위칭조작에 따라 선택된 제어모드의 점등제어를 위하여 상기 단계 S12로부터 단계 S13까지의 동작을 반복적으로 수행하게 된다.

상기한 실시예를 갖는 본 발명은 그 실시양태에 구애받지 않고 그 기술적 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있도록 되어 있음은 물론이다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 단일의 조명기구에 적색, 녹색, 청색의 색광을 갖는 복수의 발광다이오드를 설치하고, 각각의 적색, 녹색, 청색의 발광 다이오드에 대한 점등 온/오프제어와 점등 듀티 비율의 제어를 통해서 다양한 색상과 가변색 패턴제어가 가능하도록 함에 따라, 다양한 색광의 구현이 가능하게 되면서 색재현성이 우수해 짐과 더불어 저가의 비용으로 다양한 형태의 광고장치용 조명기구로서 적용이 가능하다는 효과를 갖게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 광색가변형 다용도 조명장치의 내부 구조를 나타낸 도면,

도 2는 본 발명에 따른 광색가변형 다용도 조명장치의 회로구성을 나타낸 도면,

도 3은 본 발명에 따른 광색가변형 다용도 조명장치에 대한 동작을 설명하기 위한 플로우차트이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100:정류회로, 200:전원공급회로,

250:전압레귤레이터, 300:제어부,

400:발진회로, 500:점등 구동회로,

BD:브릿지다이오드, SW:조작스위치,

RD1,RD2:적색 발광다이오드, GD1,GD2:녹색 발광다이오드,

BD1,BD2:청색 발광다이오드, Q1∼Q3:트랜지스터.

Claims (4)

1. 교류전원을 직류전원으로 정류하는 정류수단;

   상기 직류전원을 점등동작에 필요한 동작전원으로 조정하여 공급하는 전원공급수단;

   각 제어모드별 점등동작을 선택하기 위한 스위칭조작을 수행하는 선택 스위치수단;

   상기 전원공급수단으로부터 동작전원을 공급받아 동작되고서, 상기 선택 스위치수단의 스위칭조작에 의해 선택된 제어모드에 따라 점등 온/오프 제어 및 가변적인 광색패턴 제어를 위한 제어신호를 발생하는 제어수단;

   상기 전원공급수단으로부터 동작전원을 공급받은 상태에서, 상기 제어수단으로부터의 제어신호를 인가받아 제어모드별로 점등 온/오프 및 가변적인 광색패턴 점등을 위한 구동을 수행하는 점등 구동수단; 및

   상기 점등 구동수단의 구동에 따라 상기 선택 스위치수단에서 선택된 제어모드에 대응하는 점등 온/오프 및 가변적인 광색패턴의 점등을 수행하는 3원색의 점등수단을 구비하고,

   상기 제어수단은 상기 3원색의 점등수단을 교번적으로 온/오프시키기 위한 제어함수와, 각 점등수단의 점등 듀티 비율을 순차적으로 증가 또는 감소시키기 위한 제어함수가 각각 차별적으로 설정된 다수의 제어모드가 설정된 것을 특징으로 하는 광색가변형 다용도 조명장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 3원색의 점등수단은 적색 발광 다이오드와, 녹색 발광다이오드 및, 청색 발광다이오드로 이루어진 것을 특징으로 하는 광색가변형 다용도 조명장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 점등 구동수단은 상기 제어수단으로부터의 제어신호를 인가받아 구동되어 적색 발광다이오드를 점등 동작시키는 제 1트랜지스터와, 제어신호를 인가받아 구동되어 녹색 발광다이오드를 점등 동작시키는 제 2트랜지스터 및, 제어신호를 인가받아 구동되어 청색 발광다이오드를 점등 동작시키는 제 3트랜지스터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광색가변형 다용도 조명장치.