KR100818880B1 - Ｌｅｄ를 이용한 ｅｎｇ 카메라 조명 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 장시간 동안 백색광을 일정 광도 이상 발산하고, 소형으로 ENG 카메라에 장착 가능하며, LED 기판 또는 저항을 포함하는 LED 전원 공급 회로 기판에서부터의 발열에 의한 LED 특성의 변화 및 LED 수명의 저하를 방지할 수 있고, 스위치 조작을 통해 색온도를 바꿀 수 있는, LED를 이용한 ENG 카메라 조명 장치에 관한 것으로서, 외면에 외부 전원을 입력하기 위한 전원 입력 단자, 전원을 스위칭하기 위한 스위치, 및 ENG 카메라의 브라켓과 연결하기 위한 카메라 브라켓 연결구를 구비하고, 내부에 전방이 개방된 중공부가 형성된 케이스; 스위치에 의해 전원 입력 단자와 전기적으로 연결될 수 있는 스위치 단자, LED로 인가되는 전기를 조정하기 위한 회로를 구비하고, 케이스의 중공부에 삽입되는 전원 공급용 회로 기판; 및 복수의 LED가 집적되고, 전원 공급형 회로 기판 전방에 이격되어 배치되는 LED 모듈;을 포함하고, 전원 공급용 회로 기판 및 LED 모듈은 핀 커넥터-헤드 커넥터 결합으로 전기적으로 연결되는 LED를 이용한 ENG 카메라 조명 장치를 제공한다.
조명, 촬영, LED, ENG카메라, 발열, 정전압

Description

ＬＥＤ를 이용한 ＥＮＧ 카메라 조명 장치{ENG Camera Lightning Apparatus Using LED}
본 발명은 LED를 이용한 ENG 카메라 조명 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 장시간 동안 백색광을 일정 광도 이상 발산하고, 소형으로 ENG 카메라에 장착 가능하며, LED 기판 또는 저항을 포함하는 LED 전원 공급 회로 기판에서부터의 발열에 의한 LED 특성의 변화 및 LED 수명의 저하를 방지할 수 있는 LED를 이용한 ENG 카메라 조명 장치에 관한 것이다.
방송용 ENG 카메라의 조명은 운영 형태에 따라 크게 카메라 장착형, 분리 휴대형 및 스탠드 고정형으로 나눌 수 있다. 이 중 방송용 ENG 카메라 장착형 조명은 주로 할로겐 전구를 광원으로 사용하고, 일부는 HMI(Hydrargyrum medium-arc iodide 또는 Halogen Metal Iodide)나 Power LED(Luminescent Diode)를 사용하고 있다.
방송용 ENG 카메라 장착형 조명으로 일반적으로 사용되는 20W 할로겐 조명은 광원 확보의 용이성과 가격적인 장점을 가진다. 그러나, 할로겐 조명은 낮은 광도, 광원 자체의 높은 발열, 발열에 의한 배터리 지속 시간 단축, 및 낮은 에너지 효율 로 인하여 실제 현장에서는 거의 사용되지 못하고 있다. 그리하여 카메라 장착형 할로겐 조명은 보조 조명용으로 사용되는 실정이다.
이러한 이유로 실제 방송 촬영 현장에서는 150W 규격의 할로겐 램프에 대용량 벨트 배터리를 사용하는 분리 휴대형 조명(Sun-Gun)이 주로 사용되어 왔다. 그러나, 할로겐 램프를 사용하는 분리 휴대형 조명의 경우에도 할로겐 램프의 낮은 에너지 효율은 낮기 때문에, 연속 점등시 벨트 배터리를 사용하는 경우 실제 약 30~40분 가량 밖에 운영할 수 없고, 카메라 자체 전원을 이용할 때 카메라 구동 시간을 크게 단축시킨다. 벨트 배터리 운용시 벨트 배터리의 자체 무게(5.6~7kg)로 인해 별도의 조명 기사를 함께 배치하여야 하는 비용상의 문제가 발생한다.
또한, 카메라 장착형 및 분리 휴대형 조명에 사용되는 할로겐 램프는 색온도가 약 3400K이고 이는 주광(晝光)(Day Light)의 색온도 5500K와 많은 차이가 있다. 그러므로, 할로겐 램프를 조명으로 이용하는 경우 실제보다 적색으로 편향된 영상을 얻게 된다. 그리고, 배터리가 완전하게 충전되었을 때 전압이 높기 때문에 색온도는 3400K이지만, 배터리가 방전되면서 색온도는 점점 낮아지고 결국 배터리의 잔량이 약 30% 이하로 떨어지면 색온도는 2600K 이하로 급격하게 감소한다.
이러한 이유로 카메라 촬영시마다 카메라의 백색 밸런스(White Balance) 조작을 통해 기본 백색 표준을 재설정하거나, 색온도를 올리기 위한 별도의 필터를 덧대어 운용한다. 그러나, 색온도 보정 필터를 덧대어 운용하면 광량이 절반으로 줄어드는 문제가 발생한다.
한편, HMI를 이용한 조명은 연색성이 좋고 에너지 효율이 좋으며 발열량과 소비 전력이 적다. 또한 HMI는 색온도가 5600K으로서 주광에 비슷한 빛을 방출한다. 그러나, HMI는 별도의 점등 장치가 필요하고 점등 시간이 다소 필요하기 때문에, HMI를 이용한 조명을 순간 포착을 위한 ENG 카메라에 장착하거나 분리 휴대하여 사용하기 어렵다. 그리고, HMI는 자체의 무게가 상당하기 때문에 ENG 카메라에 장착하거나 분리 휴대하는 것에는 무리가 있다. 그러므로, HMI는 주로 스탠드 고정형으로 사용된다.
형광등을 이용한 조명은 다양한 색온도를 가지는 형광등을 사용할 수 있고 발열이 적으며 비용이 저렴한 장점을 가진다. 그러나, 형광등은 충격에 약하고 별도의 점등 장치가 필요하며 점등 시간이 다소 필요하기 때문에, 형광등을 이용한 조명을 순간 포착을 위한 ENG 카메라에 장착하거나 분리 휴대하여 사용하기 어렵다. 그러므로, 형광등은 주로 스탠드 고정형으로 사용된다.
또한, 최근에 개발된 고휘도 LED(또는 Power LED)를 사용한 조명은 기존의 할로겐 조명에 비해 광량이 부족하거나, 발열이 심해 좁은 공간에 많은 수의 LED를 집적할 수 없다는 단점이 있다. 또한, 색온도를 자유롭게 변환하는 일은 색온도 보정필터를 덧대지 않고는 어려운 일이었고 이로 인한 광량 저하 현상은 피할 수 없다. 이로 인해 실제 방송 촬영 현장에서 사용 가능한 광원이 되기에는 부족하다.
본 발명은 상술한 문제점으로부터 안출된 것으로서, 주광(Day Light)에 근접한 백색 고휘도 LED를 좁은 공간에 집적한 조명 소자를 구성하여, ENG 카메라로 촬영할 때 요구되는 백색의 조명을 발광하는 ENG 카메라에 장착될 수 있는 소형의 조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그리하여 조명 운영에 있어 안정성, 신뢰성 및 기동성을 확보할 수 있도록 한다. 이러한 ENG 카메라 조명 장치는 LED에 전원을 공급하는 회로 및 LED에서 발생하는 발열에 의한 LED로의 영향을 최소화하여 달성될 수 있다.
또한, 본 발명은 별도의 배터리 없이 ENG 카메라의 자체 전원만으로 운용할 수 있는 조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그리하여 별도의 보조 전원 없이 조명을 운용할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 순간적인 과전류에 의한 LED의 손상을 방지할 수 있는 조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그리하여 조명 기기의 신뢰성을 향상시키고 반영구적인 수명을 갖도록 한다.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 외면에 외부 전원을 입력하기 위한 전원 입력 단자, 전원을 스위칭하기 위한 스위치, 및 ENG 카메라의 브라켓과 연결하기 위한 카메라 브라켓 연결구를 구비하고, 내부에 전방이 개방된 중공부가 형성된 케이스; 스위치에 의해 전원 입력 단자와 전기적으로 연결될 수 있는 스위치 단 자, LED로 인가되는 전기를 조정하기 위한 회로를 구비하고, 케이스의 중공부에 삽입되는 전원 공급용 회로 기판; 및 복수의 LED가 집적되고, 전원 공급형 회로 기판 전방에 이격되어 배치되는 LED 모듈;을 포함하고, 전원 공급용 회로 기판 및 LED 모듈은 핀 커넥터-헤드 커넥터 결합으로 전기적으로 연결되는 LED를 이용한 ENG 카메라 조명 장치를 제공한다.
복수의 LED는 서로 다른 색온도를 가지는 2개 이상의 그룹으로 구성되고, 케이스는 2개 이상의 그룹 중 하나 이상을 점등시키는 전환 스위치를 포함할 수 있다.
LED 모듈을 외부 충격으로부터 보호하기 위해 LED 모듈 전방에 이격되어 배치되고, 자석에 의해 착탈 가능한 색변환 필터를 구비하는, 투명 커버를 더 포함할 수 있다.
전원 공급용 회로 기판은 복수의 LED에 일정한 전압값 또는 전류값을 가진 전원을 공급하기 위해 회로 상에 집적되거나 별도로 배치된 디시-디시 컨버터(DC-DC converter), 전압 조정기(voltage regulator), 전류 조정기(current regulator) 중 적어도 하나를 더 구비할 수 있다.
복수의 LED는 상온에서 측정시 색좌표 X는 0.28 내지 0.43, 색좌표 Y는 0.29 내지 0.41인 것이 바람직하다.
복수의 LED 전체의 소모 전력은 10 내지 40 W이고, 각각의 LED의 소모 전력은 50 내지 1000 mW인 것이 바람직하다.
LED 모듈은 온도 측정을 위한 온도 센서를 더 포함할 수 있다. 전원 공급용 회로 기판은 방열팬 및 제어용 마이컴을 더 포함하고, 제어용 마이컴은 온도 센서에서 측정된 온도에 기초하여 상기 LED 모듈로 인가되는 전류를 제어하거나 방열팬을 제어할 수 있다.
전원 공급용 회로 기판은 케이스의 중공부의 후방에 배치되고, LED 모듈은 케이스의 중공부의 전방에 배치될 수 있다.
LED 모듈은 LED 모듈을 관통하는 복수의 통풍구를 더 포함할 수 있다.
본 발명은, 카메라 조명 장치는 복수의 LED가 집적되고, 전원 공급용 회로 기판 후방에 이격되어 배치되는 제 2 LED 모듈을 더 포함하고, 전원 공급용 회로 기판 및 제 2 LED 모듈은 핀 커넥터-헤드 커넥터 결합으로 전기적으로 연결되며, LED 모듈에 집적된 LED와 제 2 LED 모듈에 직접된 LED는 서로 다른 색을 가지는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 ENG 카메라 조명 장치를 더 제공한다.
본 발명에 따른 LED를 이용한 ENG 카메라 조명 장치는 LED 전원 공급 회로와 LED 자체로부터의 발열에 의한 LED의 영향을 감소시켜 백색 고휘도 LED를 좁은 공간에 집적할 수 있고, 그리하여 종래의 할로겐 램프에 비해 높은 광도와 주광에 가까운 색온도를 가지는 빛을 방출할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 LED를 이용한 ENG 카메라 조명 장치는 별도의 배터리 없이 ENG 카메라의 자체 전원만으로 운용할 수 있다. 그리하여 별도의 보조 전원 없이 조명을 운용할 수 있고, 조명 운영에 있어 안정성, 신뢰성 및 기동성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 LED를 이용한 ENG 카메라 조명 장치는 순간적인 과전류에 의한 LED의 손상을 방지할 수 있다. 그리하여 조명 기기의 신뢰성을 향상시키고 반영구적인 수명을 갖도록 한다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 기술한다.
<제 1 실시예>
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 ENG 카메라 조명 장치(100)의 분해 사시도이고, 도 2는 ENG 카메라 조명 장치(100)의 조립 상태를 도시하기 위한 단면도이며, 도 3a 및 3b는 조립된 ENG 카메라 조명 장치(100)의 전면 및 배면 사시도이다.
도 1, 2, 3a 및 3b를 참조하면, ENG 카메라용 조명 장치(100)는 내부에 전방 및 후방이 개방된 중공부가 형성된 케이스(110), 케이스(110)의 후방으로부터 중공부에 삽입되는 전원 공급용 회로 기판(120), 케이스(110)의 후방에 배치되는 후면 커버(118), 케이스(110)의 전방으로부터 중공부에 삽입되어 전원 공급용 회로 기판(120)의 전방에 이격되어 배치되는 LED 모듈(130), LED 모듈(130) 전방에 배치되는 투명 커버(140)으로 구성된다.
케이스(110)의 측방 외면에는 ENG 카메라용 조명 장치(100)에 외부 전원을 입력하기 위한 전원 입력 단자(111), ENG 카메라용 조명 장치(100)의 전원을 스위칭하는 스위치(113)가 구비된다. 케이스(110)의 외면에는 ENG 카메라(도 4에서 'C')의 브라켓(미도시)과 연결되는 카메라 브라켓 연결구(114)가 구비된다. 케이스(110)의 외면에는 후술할 전원 공급용 회로 기판(120) 및 LED 모듈(130)로부터의 열을 효과적으로 외부로 전달하기 위해 요철이 형성된 방열판 구조(115)가 구비될 수 있다. 케이스(110)의 중공부 모서리에는 모서리 돌출부(116)가 형성되고, 중공부 꼭지점 부근에는 너트홈(117)이 형성된다.
전원 입력 단자(111)는 전원 입력 케이블(112)을 통해 ENG 카메라(C)의 전원 출력 단자(미도시)로부터 출력되는 전원을 입력받기 위한 단자이다. 이를 통해 ENG 카메라용 조명 장치(100)는 ENG 카메라(C) 자체의 전원으로부터 전원을 공급받을 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 전원 입력 케이블(112)은 2핀 DC 커넥터가 양 말단에 형성된 케이블이고, 전원 입력 단자(111)는 이러한 커넥터에 연결될 수 있는 접속 단자일 수 있다. 또는, 전원 입력 케이블(112)은 2핀 DC 커넥터에 비해 전류 용량이 적은 4핀 커넥터가 양 말단에 형성된 케이블이고, 전원 입력 단자(111)는 이러한 커넥터에 연결될 수 있는 접속 단자일 수 있다. 전원 입력 단자(111) 및 전원 입력 케이블(112)의 종류는 ENG 카메라(C)의 전원 출력 단자의 형식 및 전류 용량에 따라 결정된다. 한편, 전원 입력 케이블(112)은 ENG 카메라(C)로부터의 전원이 아닌 밸트 배터리와 같은 보조 전원 장치와 연결되는 것도 가능하다.
스위치(113)는 ENG 카메라용 조명 장치(100)의 전원을 스위칭한다.
카메라 브라켓 연결구(114)는 케이스(110)의 측면에 나사선이 내측에 형성된 오목한 홈으로 형성될 수 있다. 카메라 브라켓 연결구(114, 115)의 형태 및 위치는 연결될 ENG 카메라(C)의 브라켓의 형태 및 위치에 따라 결정된다. ENG 카메라(C)의 브라켓이 카메라 브라켓 연결구(114)에 삽입되어 ENG 카메라용 조명 장치(100)가 ENG 카메라(C)의 상측에 고정될 수 있도록 한다. 도 4는 ENG 카메라(C)의 상측에 ENG 카메라용 조명 장치(100)가 고정된 모습을 도시한다.
방열판 구조(115)는 케이스(110)의 외면에 일체로 형성된다. 방열판 구조(115)는 작은 요철이 반복된 형태로서 외부 공기와 케이스(110)의 접촉 면적을 크게 한다. 후술할 바와 같이, 전원 공급용 회로 기판(120) 및 LED 모듈(130)로부터의 열은 전원 공급용 회로 기판(120) 및 LED 모듈(130)에 형성된 구리박막(126, 133)을 통해 케이스(110)의 모서리 돌출부(116)를 거쳐 케이스(110)로 전달되고, 케이스(110)로부터 열이 방열판(116)을 통해 쉽게 외부 공기로 전달되게 한다. 외부로의 열전달이 용이하도록 케이스(110)는 열전도성이 좋은 알루미늄 등의 물질로 제작되는 것이 바람직하다.
케이스(110)의 중공부 모서리에는 중공부 내로 돌출된 모서리 돌출부(116)가 케이스(110)와 일체로 형성된다. 모서리 돌출부(116)는 케이스(110)의 후방으로부터 전원 공급용 회로 기판(120)의 두께에 상응하는 위치로부터 케이스(110)의 전방으로부터 LED 모듈(130)의 두께에 상응하는 위치까지 형성된다. 도 2를 참조하면, 전원 공급용 회로 기판(120)이 후방으로부터 케이스(110)에 삽입되고 LED 모듈(130)이 전방으로부터 케이스(110)에 삽입될 때, 전원 공급용 회로 기판(120) 및 LED 모듈(130)은 각각 모서리 돌출부(116)의 후방 및 전방에 얹혀지고 모서리 돌출부(116)에 의해 서로 이격되도록 한다. 모서리 돌출부(116)는 후술할 전원 공급용 회로 기판(120) 및 LED 모듈(130)의 구리박막(126, 133)이 모서리 돌출부(116)에 닿을 수 있을 정도로 중공부 내로 돌출된다. 모서리 돌출부(116)의 4개 꼭지점에는 너트홈(117)이 형성되어 전원 공급용 회로 기판(120) 및 LED 모듈(130)이 볼트(161, 162)에 의해 결합될 수 있도록 한다.
전원 공급용 회로 기판(120)은 케이스(110)의 후방으로부터 중공부에 삽입되어 배치된다. 전원 공급용 회로 기판(120)은 케이스(110)의 모서리 돌출부(116) 후방에 얹혀지게 된다.
전원 공급용 회로 기판(120)은 후술할 LED 소자(131)에 소정의 전압값과 전류값을 가지는 전류를 공급하기 위한 회로가 형성된 기판이다. 전원 공급용 회로 기판(120)은 전원 입력 단자(111)와 전기적으로 연결되는 외부 전원 연결부(121), 스위치(113)의 작동에 따라 전원 입력 단자(111), 외부 전원 연결부(121)를 통해 입력되는 전원을 전원 공급용 회로 기판(120)으로 인가 또는 차단하는 스위치 단자(122), 전원을 LED 모듈(130)로 공급하기 위해 LED 모듈(130)의 핀 커넥터(132)와 연결되는 헤드 커넥터(123), LED 모듈(130)로 공급되는 전원을 조정하기 위해 전원 공급용 회로 기판(120) 상에 집적되거나 별도로 배치된 저항(124), 디시-디시 컨버터 또는 전압/전류 조정기(125), 콘덴서, 다이오드, 트랜지스터, 제어용 마이컴(127) 등, 및 전원 공급용 회로 기판(120) 상면 외곽을 따라 배치된 구리박막(126)을 구비한다.
ENG 카메라(C) 등으로부터의 전원은 전원 입력 단자(111), 외부 전원 연결부(121), 스위치 단자(123)를 통해 전원 공급용 회로 기판(120)의 회로로 입력되 고, 전원 공급용 회로 기판(120)으로부터의 전원은 헤드 커넥터(123), LED 모듈(130)의 핀 커넥터(132)을 통해 LED 모듈(130) 상의 LED 소자(131)로 공급된다. 또는, 전원 공급용 회로 기판(120)은 핀 커넥터를 구비하고 LED 모듈(130)은 헤드 커넥터를 구비하는 것도 가능하다.
전원 공급용 회로 기판(120)에 형성된 회로는 외부에서 입력된 전원을 LED 소자(131)로 공급할 전원으로 변환하기 위해 저항(124), 콘덴서, 다이오드, 트랜지스터 등을 포함한다. 또한, 전원 공급용 회로 기판(120)에 형성된 회로는 LED 소자(131)로 일정한 전원을 공급하기 위한 정전압 회로 또는 정전류 회로를 더 포함하는 것이 바람직하다. 일반적으로 LED는 전류값을 기준으로 제작되기 때문에, 최대 전류값 위반과 신뢰성 하락을 피하고, 예측 가능한 광도와 색도를 얻기 위해서는 정전압 회로보다는 정전류 회로가 바람직하다.
정전압 회로로서 도 5와 같이 구성된 디시-디시 컨버터(DC-DC converter)가 사용될 수 있다. 디시-디시 컨버터의 입력 전압값을 'Vs', 출력 전압값을 'V0'라고 하고, 이러한 디시-디시 컨버터를 사용하였을 경우, 인덕터(L)에 인가되는 전압값(VL)와 전류값(IL)의 변화는 도 6에 도시된다. 도 6에서, 스위치가 on/off되는 주기는 'T'이고, 전체 주기(T)에서 스위치가 on되는 시간의 비(duty cycle)는 'δ'이며, 스위치가 on되는 시간은 'δT'이다.
인덕터 전류값(IL)에서 리플 성분인 리플 전류값(Ir)은 다음의 수학식 1과 같이 계산된다.
Figure 112007065722531-pat00001
이러한 경우, 출력 전압(V0)의 리플 성분인 리플 전압값(Vr)은 다음의 수학식 2와 같이 계산된다.
Figure 112007065722531-pat00002
이러한 디시-디시 컨버터를 이용하여 ENG 카메라의 공급 전원 규격인 12V 내지 18V의 직류 전원을 일정 시간 동안 일정 전압으로 공급할 수 있도록 한다.
또는, 정전압 회로로서 도 7a 내지 7d와 같이 구성된 전압 조정기(voltage regulator) 또는 전류 조정기(current regulator)(125)를 포함할 수 있다.
도 7a는 밸러스트 저항과 전압 조정기를 이용하여 LED로의 전류를 제어하는 방법의 예시로서, 병렬로 연결된 3개의 LED 소자(131a)에 대하여 3개의 밸러스트 저항(124a) 및 1개의 전압 조정기(125a)가 연결된 회로를 도시한다. 도 8a는 도 7a의 회로에서 LED 소자에 인가되는 전압값과 전류값의 관계를 도시한다. 6개의 곡선은 각각의 LED 소자에서 순방향 전압값에 대한 전류값의 관계를 나타낸다. 직선은 도 7a의 회로에서 전압값에 대한 전류값의 관계를 나타낸다. 각각의 LED 소자는 각각의 곡선과 상기 직선의 교점에 해당하는 전압값 및 전류값을 가진다. 도 7a에 도 시된 회로는 다양한 전압 조정기를 적용할 수 있고 전압 조정기(125a)와 LED 소자(131a)들 사이에 하나의 단말만을 가지는 장점을 가진다. 그러나, 밸러스트 저항(124a)에서의 전력 손실로 인해 효율이 저하되고 순방향 전류가 정확하게 제어되지 않는다는 단점을 가진다.
도 7b는 밸러스트 저항과 전류 조정기를 이용하여 LED로의 전류를 제어하는 방법의 예시로서, 병렬도 연결된 3개의 LED 소자(131b)에 대하여 3개의 밸러스트 저항(124b) 및 1개의 전류 조정기(125b)가 연결된 회로를 도시한다. 도 8b는 도 7b의 회로에서 LED 소자에 인가되는 전압값과 전류값의 관계를 도시한다. 도 7b에 도시된 회로는 도 7a에 도시된 회로에 비해 단순하지 않지만 밸러스트 저항에 의한 전력 손실이 줄어들고 전류값의 편차가 줄어드는 효과를 가진다. 그러나, 전류 조정기(125b)와 LED 소자(131b)들 사이에 2개의 단말을 가진다.
도 7c는 다중 전류 조정기를 이용하여 LED로의 전류를 제어하는 방법의 예시로서, 병렬로 연결된 3개의 LED 소자(131c)에 대하여 1개의 다중 전류 조정기(125c)가 연결된 회로를 도시한다. 다중 전류 조정기(125c)는 각각의 LED 소자(131c)에 인가되는 전류의 전류값을 조정하고 밸러스트 저항을 필요로 하지 않는다. 도 8c에 도시되는 바와 같이, 도 7c에 도시된 회로는 각각의 LED 소자(131c)에 정확한 전류값을 가진 전류를 인가하고, 밸러스트 저항이 없어 전압 강하가 낮기 때문에 높은 효율을 가진다. 밸러스트 저항이 없기 때문에 기판 공간이 절약되지만 다중 전류 조정기(125c)와 LED 소자(131c)들 사이에 4개의 단말이 필요하다.
도 7d는 전류 조정기와 인덕터 기반의 부스터 컨버터로 LED로의 전류를 제어 하는 방법의 예시로서, 직렬로 연결된 3개의 LED 소자(131d)에 대하여 1개의 전류 조정기(125d)와 인덕터 기반의 부스터 컨버터가 연결된 회로를 도시한다. LED 소자(131d)가 직렬로 연결되기 때문에 각각의 LED 소자(131d)에 인가되는 전류의 전류값은 정확하게 정합되기 때문에, 도 8d에 도시되는 그래프와 유사한 결과가 나온다. 이러한 회로는 피드백 임계치가 낮기 때문에 전류 감지 저항(124d)에서의 전력 낭비가 최소화되어 높은 효율을 가진다. 전류 조정기(125d)와 LED 소자(131d)들 사이에 2개의 단말만이 필요하고 LED 소자(131d)의 직렬 배치가 특정한 부스터 컨버터의 영향을 받지 않는다는 장점을 가진다. 그러나, 인덕터의 크기(특히 높이)에 의한 회로 배치의 문제점, 가격, EMI 방사 등의 단점을 가진다.
전원 공급용 회로 기판(120)에 형성되는 회로는 LED 소자(131)에 인가되는 전류의 안정성, 회로 제작의 용이성 등을 고려하여 도 5에 도시되는 디시-디시 컨버터, 도 7a 내지 7d에 도시되는 전압 조정기 및 전류 조정기 중 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
제어용 마이컴(127)은 전원 공급용 회로 기판(120) 상에 위치하고, LED 소자(131)로 공급되는 전원을 측정한 결과에 기초하여 전원이 정전압, 정전류로 유지하도록 제어하며, 과전류를 방지하도록 한다. 또한, 후술할 온도 센서를 통해 검출된 데이터를 기초로 하여 후술할 냉각팬(128)의 작동, 공급 전류 제어 및 차단의 역할을 수행한다.
전원 공급용 회로 기판(120)은 또한 전원 공급용 회로 기판(120)의 전면 경계를 따라 형성된 구리박막(126)을 포함한다. 구리박막(126)은 전원 공급용 회로 기판(120) 상에 형성된 회로와 절연되어 있다. 도 2에 도시되는 바와 같이, 전원 공급용 회로 기판(120)이 케이스(110) 후방에 결합할 때, 구리박막(126)은 모서리 돌출부(116)에 접하게 된다. 그리하여, 전원 공급용 회로 기판(120)에서 발생한 열은 구리박막(126) 및 모서리 돌출부(116)를 통해 케이스(110)로 전달되고, 방열판 구조(115)가 형성된 케이스(110)의 외면을 통해 외기로 전달된다.
후면 커버(118)는 전원 공급용 회로 기판(120) 후방에 배치된다. 후면 커버(118)는 전원 공급용 회로 기판(120)을 외부 충격으로부터 보호하는 역할을 한다. 후면 커버(118)의 표면에는 추가 장치를 부착할 수 있는 추가 장치 연결용 슬라이드 슈(119)가 형성될 수 있다.
LED 모듈(130)은 케이스(110)의 전방으로부터 중공부에 삽입되어 배치된다. LED 모듈(130)은 케이스(110)의 모서리 돌출부(116) 전방에 얹혀지게 된다. 그리하여, LED 모듈(130)은 케이스(110)의 모서리 돌출부(116) 후방에 얹혀진 전원 공급용 회로 기판(120)과 이격된다.
종래 기술에 따르면, 전원 공급용 회로와 LED는 하나의 집적 회로 기판 상에 형성되었다. 그리하여, 전원 공급용 회로의 저항 등에서 발생하는 열과 LED에서 발생하는 열이 동시에 LED에 영향을 끼쳤다. 그러나, 본 발명에 따른 조명 장치에서 전원 공급용 회로 기판(120)과 LED 모듈(130)은 서로 분리, 이격되어 배치되며 헤드 커넥터(123)와 핀 커넥터(132) 결합에 의해 전기적으로 연결된다. 그리하여, 전원 공급용 회로 기판(120) 상의 저항 등으로부터의 열이 LED 모듈(130) 상의 LED 소자(131)에 적은 영향을 주도록 한다.
LED 모듈(130)은 전원을 공급받아 발광하는 복수의 LED 소자(131) 및 전원 공급용 회로 기판(120)의 헤드 커넥터(123)와 연결되는 핀 커넥터(132)를 포함한다.
LED 소자(131)는 백색광(색온도 약 5600K) 또는 전구색광(색온도 약 3400K)을 방출하기 위해 상온(25℃)에서 측정시 색좌표값 X는 0.28 내지 0.43, Y는 0.29 내지 0.41인 소자를 사용한다. LED 소자(131)는 백색 또는 전구색을 발광하는 단일한 발광 소자를 사용하여 제작될 수 있다. 또는, LED 소자(131)는 자외선 또는 단파장 가시광선을 방출하는 발광 소자와 발광 소자의 발광에 의해 여기되어 발광하는 형광체를 하나 이상 사용하여 제작될 수 있다. 그리고, LED 소자(131)는 같은 색을 발광하는 복수의 발광 소자를 이용하여 제작될 수 있다.
복수의 LED 소자(131) 전체의 소비 전력은 10 내지 40W로 한다. LED 소자(131) 전체의 소비 전력이 10W보다 작은 경우, ENG 카메라 조명 장치(100)는 촬영시 필요한 충분한 발광량을 방출하지 못한다. LED 소자(131) 전체의 소비 전력이 40W보다 큰 경우, LED 소자(131) 자체로부터의 발열에 의해 LED 소자(131)의 발광 특성이 변하거나 LED 소자(131)의 수명이 짧아질 수 있다. 또한, 카메라 자체에서 공급되는 전원만으로 구동하기엔 부하가 과도하게 커진다.
각각의 LED 소자(131)는 일명 하이퍼 플럭스 LED(Hyper Flux LED)로 불리는 LED로서 소비 전력은 50 내지 1000mW이다. 소비 전력이 50mW보다 작은 LED 소자를 이용하는 경우, 충분한 광량을 얻기 위해서는 너무 많은 수의 LED 소자를 필요로 한다. 소비 전력이 1000mW보다 큰 LED 소자(산업계에서 일명 파워 LED(Power LED) 로 불림)를 이용하는 경우, LED 자체에서 과다한 열이 발생하고, 이를 해결하려면 상당한 크기의 방열판이나 냉각팬을 구비해야 하므로 휴대성이 크게 떨어질 수 밖에 없다.
LED 소자(131) 각각의 특성값은 제작 과정 중 목표값으로부터 오차를 가지고 생산되기 때문에, 다수의 LED 소자(131)가 LED 모듈(130) 상에 배치하여 ENG 카메라 조명 장치(100)에서 방출되는 빛의 특성 오차를 감소시키는 것이 유리하다. 도 1 및 도 3a에 도시된 ENG 카메라 조명 장치(100)는 81(9×9)개의 LED 소자(131)를 사용한다.
한편, 복수의 LED 소자(131)는 서로 다른 2개 이상의 그룹의 LED 소자로 구성될 수 있다. 예를 들면, 하나의 LED 소자 그룹은 백색광을 발광하기 위한 LED 소자이고, 다른 하나의 LED 소자 그룹은 전구색광을 발광하기 위한 LED 소자로 구성될 수 있다. 하나의 그룹에 속하는 LED 소자들은 동시에 점멸하도록 제어된다. 전원 공급용 회로 기판(120)은 복수의 LED 소자 그룹 중 발광할 LED 소자 그룹에만 전류를 인가한다. 케이스(110)의 외면에는 어떠한 LED 소자 그룹을 발광시킬 것인지를 선택하기 위한 전환 스위치(미도시)가 배치된다. 또한, 현재 발광하는 LED 그룹을 식별하기 위한 표시등(미도시)가 배치될 수 있다. 각각의 그룹에 속하는 LED 소자들은 LED 모듈(130) 상에 균일하게 분포된다. 예를 들면, 복수의 LED 소자(131)가 같은 수의 2개 그룹으로 구성되는 경우, 각각의 그룹에 속하는 LED 소자들은 체크 무늬 형태로 배치된다. 이러한 경우, ENG 카메라용 조명 장치(100)로부터의 광량은 감소되지만, 후술할 색조절 필터(141) 없이도 ENG 카메라용 조명 장 치(100)로부터 발광되는 빛의 색을 조절할 수 있다.
LED 모듈(130)은 또한 LED 모듈(130)의 후면 경계를 따라 형성된 구리박막(133)을 포함한다. 구리박막(133)은 LED 모듈(130) 상에 형성된 회로와 절연되어 있다. 도 2에 도시되는 바와 같이, LED 모듈(130)이 케이스(110) 전방에 결합할 때, 구리박막(133)은 모서리 돌출부(116)에 접하게 된다. 그리하여, LED 모듈(130)에서 발생한 열은 구리박막(133) 및 모서리 돌출부(116)를 통해 케이스(110)로 전달되고, 방열판 구조(115)가 형성된 케이스(110)의 외면을 통해 외기로 전달된다.
도 9를 참조하면, LED 모듈(130)에는 복수의 통풍구(134)가 형성될 수 있다. 통풍구(134)는 LED 모듈(130)을 관통하여 형성된다. 통풍구(134)를 통하여 외부의 차가운 공기를 유입하여 LED 소자(131)의 표면 및 LED 소자(131)의 다리냉각판 부분에 접촉하게 하거나, LED 소자(131)의 표면 및 LED 소자(131)의 다리냉각판 부분에 접촉하여 더워진 공기를 배출하게 한다. 그리고, 통풍구(134)는 전원 공급용 회로 기판(120)으로 공기를 순환시켜 냉각을 하는 역할도 수행할 수 있다.
또한, 냉각팬(128)이 LED 소자(131)가 형성된 면과 반대 방향에, 예를 들면 전원 공급용 회로 기판(120) 상에 형성될 수 있다. 냉각팬(128)은 통풍구(134)를 통해 공기가 통풍되는 것을 향상시킨다.
또한, LED 모듈(130)은 온도값을 측정하여 이를 제어용 마이컴(127)으로 전송하는 온도 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 제어용 마이컴(127)은 온도 센서에서 측정된 온도값이 소정의 온도값 이상으로 상승하면 냉각팬(128)을 동작하도록 하고, 온도값이 소정의 온도값 이하로 하강하면 냉각팬(128) 동작을 멈추도록 한 다. 제어용 마이컴(127)은 또한 측정된 온도값에 기초하여 공급 전류를 제어하거나 차단하는 것도 가능하다.
이러한 통풍구(134) 및 냉각팬(128)은 LED 모듈(130) 상에 설치된 LED 소자(131)의 냉각을 향상시킨다. 특히, LED 모듈(130)이 뒷면에 방열판을 붙일 수 있도록 고안된 금속 PCB와 같은 특수한 기판으로 제작된 경우가 아니라 일반적인 PCB 기판으로 제작된 경우에도, 별도의 방열판을 추가로 장착할 필요가 없이 효과적으로 LED 모듈(131)이 냉각될 수 있다.
투명 커버(140)는 LED 모듈(130) 전방에 배치된다. 투명 커버(140)는 투명한 재질로서 LED 모듈(130)을 외부 충격으로부터 보호하는 역할을 한다.
투명 커버(140)는 LED 모듈(130)로부터 이격되어 외부 공기가 자유롭게 LED 모듈(130)과 LED 보호판(140) 사이로 유입, 배출될 수 있는 것이 바람직하다. 그리하여, LED 모듈(130)의 과열을 방지한다.
LED 보호판(140)에는 색조절 필터(141)가 삽입될 수 있는 색조절 필터 장착대(142)가 형성될 수 있다. 색조절 필터(141)는 ENG 카메라 조명 장치(100)에서 방출되는 빛의 색을 조절하기 위해 사용된다. 색조절 필터 장착대(142)에는 색조절 필터(141)가 삽입될 수 있도록 3개 변에 'ㄷ'자형 홈이 형성된다. 색조절 필터(141)는 색조절 필터 장착홈(142)이 형성되지 않은 변을 통해 색조절 필터 장착홈(142) 내로 삽입될 수 있다.
또는, 'ㄷ'자형 홈이 생략되고 색조절 필터(141)에서 볼트(162)에 상응하는 위치에 자석(미도시)이 설치될 수 있다. 색조절 필터(141)는 자석과 볼트(162) 사 이의 자력에 의해 LED 보호판(140)에 착탈될 수 있다.
상술한 케이스(110), 전원 공급용 회로 기판(120), 후면 커버(118), LED 모듈(130) 및 투명 커버(140)를 조립한 ENG 카메라 조명 장치(100)는 스페이서 너트(151)와 볼트(161, 162)에 의해 고정된다. 볼트(161)는 후면 커버(118)와 전원 공급용 회로 기판(120)을 통해 케이스(110)의 모서리 돌출부(116)에 형성된 너트홈(117)에 삽입된다. 볼트(162)는 투명 커버(140), 스페이서 너트(151), LED 모듈(130)을 통해 케이스(110)이 모서리 돌출부(116)에 형성된 너트홈(117)에 삽입된다.
스페이서 너트(151) 및 볼트(161, 162)는 열전도성이 뛰어난 재질로 제작되는 것이 바람직하다. 그리하여, 전원 공급용 회로 기판(120) 및 LED 모듈(130)에서 발생한 열이 스페이서 너트(151) 및 볼트(161, 162)를 통해 효과적으로 케이스(110)로 전달되도록 한다. 케이스(110)로 전달된 열은 케이스(110)의 외면, 또는 케이스(110)의 외면에 형성된 방열판(115)을 통해 외부로 전달된다.
<제 2 실시예>
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 ENG 카메라 조명 장치(100')의 분해 사시도이고, 도 11은 ENG 카메라 조명 장치(100')의 조립 상태를 도시하기 위한 단면도이다. 제 2 실시예에서 제 1 실시예와 동일하거나 유사한 구성요소는 동일하거나 유사한 도면 부호로 표시된다.
도 10 및 11을 참조하면, ENG 카메라용 조명 장치(100')는 내부에 전방 및 후방이 개방된 중공부가 형성된 케이스(110'), 케이스(110')의 후방으로부터 중공부에 삽입되는 전원 공급용 회로 기판(120'), 케이스(110')의 전방으로부터 중공부에 삽입되어 전원 공급용 회로 기판(120')의 전방에 이격되어 배치되는 제 1 LED 모듈(130'), 케이스(110')의 후방으로부터 중공부에 삽입되어 전원 공급용 회로 기판(120')의 후방에 이격되어 배치되는 제 2 LED 모듈(130"), 제 1 LED 모듈(130') 전방에 배치되는 제 1 투명 커버(140'), 제 2 LED 모듈(130") 후방에 배치되는 제 2 투명 커버(140")로 구성된다.
케이스(110')에서 전원 입력 단자(111'), 스위치(113), 카메라 브라켓 연결구(114'), 방열판 구조(115') 등은 제 1 실시예와 동일하다. 다만, 모서리 돌출부(116')의 구조는 상이하다. 도 11을 참조하면, 모서리 돌출부(116')는 케이스(110')의 전방으로부터 제 1 LED 모듈(130')의 두께에 상응하는 위치로부터 케이스(110')의 후방으로부터 제 2 LED 모듈(130")의 두께에 상응하는 위치까지 형성된다. 모서리 돌출부(116')의 중간에는 전원 공급용 회로 기판(120')이 고정될 수 있는 단턱이 형성된다. 전원 공급용 회로 기판(120')은 후방으로부터 케이스(110')에 삽입되어 모서리 돌출부(116')의 단턱에 얹혀지고, 제 1 LED 모듈(130')은 전방으로부터 케이스(110')에 삽입되어 모서리 돌출부(116')의 전방에 얹혀지며, 제 2 LED 모듈(130")은 후방으로부터 케이스(110')에 삽입되어 모서리 돌출부(116')의 후방에 얹혀진다. 그리하여, 전원 공급용 회로 기판(120'), 제 1 LED 모듈(130') 및 제 2 LED 모듈(130")은 모서리 돌출부(116')에 의해 서로 이격되도록 한다. 도 11에서 모서리 돌출부(116')의 단턱은 후방으로부터 삽입되는 전원 공급용 회로 기 판(120')이 얹혀지게 구성되었지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고 전방으로부터 삽입되는 전원 공급용 회로 기판(120')이 얹혀지게 구성되는 것도 가능하다.
케이스(110')의 외면에는 전원을 제 1 LED 모듈(130') 또는 제 2 LED 모듈(130")로 공급하기 위한 전환 스위치(미도시)가 형성될 수 있다. 또는, ENG 카메라용 조명 장치(100')를 회전함에 따라 ENG 카메라의 촬영 방향에 배치되는 LED 모듈(130' 또는 130")로 전원이 공급되도록 할 수도 있다.
전원 공급용 회로 기판(120')은 케이스(110')의 후방으로부터 중공부에 삽입되어 배치된다. 전원 공급용 회로 기판(120')은 케이스(110')의 단턱에 얹혀지게 된다.
전원 공급용 회로 기판(120')에서 외부 전원 연결부(121'), 스위치 단자(122'), 저항(124'), 전압/전류 조정기(125'), 콘덴서, 다이오드, 트랜지스터, 제어용 마이컴(127'), 구리박막(126') 등은 제 1 실시예와 동일하다. 다만, 제 1 실시예에서는 하나 이상의 헤드 커넥터(도 1에서 123)가 전원 공급용 회로 기판(도 1에서 120) 상측에 형성되어 전원 공급용 회로 기판(120)과 LED 모듈(도 1에서 130)이 핀 커넥터-헤드 커넥터 결합을 하지만, 본 실시예에서는 2개 이상의 헤드 커넥터(123')가 전원 공급용 회로 기판(120) 상측과 하측에 각각 형성되어 전원 공급용 회로 기판(120')과 제 1 LED 모듈(130'), 전원 공급용 회로 기판(120')과 제 2 LED 모듈(130")이 각각 핀 커넥터-헤드 커넥터 결합을 한다. 그리하여, 전환 스위치의 동작 등에 따라 전원 공급용 회로 기판(120')으로부터의 전원이 제 1 LED 모듈(130') 또는 제 2 LED 모듈(130")로 공급된다.
제 1 LED 모듈(130') 및 제 2 LED 모듈(130")은 각각 모서리 돌출부(116')의 전방 및 후방에 얹혀지고, 전원 공급용 회로 기판(120')과 핀 커넥터-헤드 커넥터 결합을 한다. 제 1 LED 모듈(130') 상에 배치되는 LED 소자(131')와 제 2 LED 모듈(130") 상에 배치되는 LED 소자(미도시)는 서로 다른 색을 가진다. 예를 들면, 제 1 LED 모듈(130') 상에 배치되는 LED 소자(131')는 백색광을 발광하기 위한 LED 소자이고, 제 2 LED 모듈(130") 상에 배치되는 LED 소자(미도시) 전구색광을 발광하기 위한 LED 소자일 수 있다. 그리하여, 필요한 경우 ENG 카메라용 조명 장치(100')의 방향을 전환하고 전환 스위치 등을 조작하여 원하는 색의 빛을 발광할 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 LED 모듈 외측에 색조절 필터를 장착하여 추가적으로 원하는 색을 얻는 것도 가능하다.
<실험예 >
이하에서는, 본 발명에 따른 LED를 이용한 ENG 카메라 조명 장치(100)의 조명 특성을 기술한다.
LED 소자(131)의 일예로서 하나의 백색 발광 소자로 구성된 LED 소자(131)를 이용한다. 백색 발광 소자는 자외선 등을 발광하는 LED와 발광된 자외선으로부터 가시광을 방출하는 형광 물질로 구성된다. 도 12에 도시되는 바와 같이, 백색 발광 소자는 455nm 및 555nm에서 밝기 피크값을 가진다. LED 소자(131)의 소비 전력은 약 300mW이고, 색좌표 X는 0.28 내지 0.36, Y는 0.29 내지 0.38이다. 상술한 값은 생산 과정에서 오차를 가질 수 있다.
이러한 특성을 가지는 LED 소자(131) 81(9×9)개를 정사각형으로 배열한 ENG 카메라용 조명 장치(100)에 12V를 공급하여 발광하는 경우와 기존의 20W, 50W, 100W 할로겐 램프에 12V를 공급하여 발광하는 경우를 비교하였다.
LED 소자(131)는 3개씩 직렬로 연결되고 직렬로 연결된 3개의 LED 소자(131)마다 전원 공급용 회로 기판(120) 내의 하나의 저항이 핀 커넥터-헤드 커넥터 결합에 의해 전기적으로 연결된다.
또한, 전원 공급용 회로 기판(120)에는 도 6에 도시된 바와 같은 레귤레이터 회로가 포함된다.
기존의 20W 할로겐 램프의 경우는 주로 ENG 카메라에 부착하는 카메라 부착형으로 사용되고, 100W 할로겐 램프의 경우는 주로 ENG 카메라와 분리되고 별도의 전원을 이용하여 손에 들고 사용하는 분리 휴대형으로 사용된다.
실험예에 따른 ENG 카메라용 조명 장치(100)와 기존의 20W, 50W, 100W 할로겐 램프의 측정 결과는 다음의 표 1과 같다.
실험예 20W 할로겐 50W 할로겐 100W 할로겐
온도(℃) 24.3 24.5 24.1 24.7
발광 시간(분) 2 2 2 2
공급 전압(V) 11.9 12.0 11.9 12.0
공급 전류(A) 2.018 1.720 3.955 8.549
공급 전력(W) 24.0 20.6 47.0 102.5
플럭스(lm) 1280 323 623 1100
에피커시(lm/W) 53.3 15.7 13.3 10.7
표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 전압(12V)을 공급하였을 때, 실험예에 따른 조명 장치(100)의 소비 전력은 24W로서 카메라 부착형 20W 할로겐 램프와 유사하다. 그러나, 측정된 플럭스(flux)는 실험예에 따른 조명 장치(100)의 경우 1280lm으로, 실험예에 따른 조명 장치(100)는 1100lm의 플럭스를 방출하는 분리 휴대형 100W 할로겐 램프의 경우와 비슷하거나 더 밝다. 그러므로, 실험예에 따른 조명 장치(100)는 별도의 외부 전원 없이 ENG 카메라 내의 전원을 이용하면서 기존의 외부 전원을 사용하는 분리 휴대형 조명과 같은 밝기를 가질 수 있다. 에피커시(efficacy)는 실험예에 따른 조명 장치(100)의 경우 53.3lm/W로, 실험예에 따른 조명 장치(100)는 10.7 내지 15.7lm/W인 할로겐 램프에 비하여 3 내지 5배 효율이 뛰어나다. 그리고, 발열 또한 안정되어 있다.
도 13a는 실험예에 따른 조명 장치(100)에서 방출된 빛을 색좌표(x, y) 상에 표시한 색온도 그래프이고, 도 13b는 기존의 할로겐 램프의 색온도 그래프이다. 도 13a에 도시되는 바와 같이, 실험예에 따른 조명 장치(100)는 5187K의 색온도를 가지어 주광(색온도 5500K)에 가까운 것을 알 수 있다. 이에 비하여, 도 13b에 도시되는 바와 같이, 기존의 할로겐 램프의 색온도는 약 3000K으로 주광과 매우 다른 것을 알 수 있다.
또한, 실험예에 따른 조명 장치(100)의 경우 일반 연색 지수(general colour rendering index)가 83으로서 연색성이 뛰어나다. 그리하여, 실험예에 따른 조명 장치(100)를 사용하는 경우 촬영 대상의 본래 색감을 재현할 수 있다.
도 14a 내지 14d는 각각 본 실험예에 따른 ENG 카메라 조명 장치(100), 종래 기술에 따른 20W, 50, 100W 할로겐 램프에서 방출된 빛에 대하여 1m 이격 거리에서 측정한 배광 실험 결과로서, 단위는 'lm'이다. 도 14a에서 내부 사각형(I)은 4:3 비율의 ENG 카메라를 사용하는 경우 촬영되는 영역이고, 외부 사각형(II)은 16:9 비율의 ENG 카메라를 사용하는 경우 촬영되는 영역이다. 도 14a에서 도시되는 있는 바와 같이, 본 실험예에 따른 ENG 카메라 조명 장치(100)의 경우 ENG 카메라에 의한 촬영 영역의 주변부에서도 20W 할로겐 램프의 중심부의 광량(도 2에서 323.0lm) 정도가 확보된다. 그리고, 주로 분리 휴대형으로 사용되는 100W 할로겐 램프와 거의 비슷하거나 넓은 영역에 충분한 광량을 제공한다. 본 실험예에 따른 ENG 카메라 조명 장치(100)는 100W 할로겐 램프에 비하여 촬영 영역에 충분한 광량을 제공할 수 있다.
도 15a 및 15b는 이러한 ENG 카메라 조명 장치(100)를 1시간 동안 점등하였을 때 시간에 따른 밝기와 전류량의 측정 결과이다. 도 15a에서 가로축은 시간(분), 세로축은 밝기(lm)를 나타내고, 도 15b에서 가로축은 시간(분), 세로축은 전류량(A)을 나타낸다.
레귤레이터가 없는 경우, LED 소자는 시간에 따라 밝기와 공급 전류가 증가하는 경향을 보인다. 이는 조명 장치(100)의 발광 특성을 변화시키고 전원을 빠르게 닳게 한다. 그러나, 실시예에서와 같이 레귤레이터가 있는 경우, 레귤레이터는 LED 소자에 공급되는 전류량을 안정적으로 유지하여 밝기를 안정시킬 수 있다.
상술한 본 발명에 따른 조명 장치는 ENG 카메라에 부착 가능한 것으로 기술되었지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고 영화 촬영 카메라, 캠코더, 사진기 등에 부착되는 것도 가능할 것이다.
비록 본 발명이 상술한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구의 범위에 속함은 자명하다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 ENG 카메라 조명 장치의 분해 사시도,
도 2는 제 1 실시예에 따른 ENG 카메라 조명 장치의 조립 상태를 도시하기 위한 단면도,
도 3a 및 3b는 제 1 실시예에 따른 ENG 카메라 조명 장치의 전면 및 배면 사시도,
도 4는 제 1 실시예에 따른 ENG 카메라 조명 장치가 ENG 카메라에 부착된 형상을 도시하는 측면도,
도 5는 제 1 실시예에 따른 ENG 카메라 조명 장치에서 디시-디시 컨버터를 사용하는 경우를 설명하기 위한 예시 회로도,
도 6은 도 5에 따른 회로에서 시간에 따른 전압 및 전류의 변화를 도시하는 그래프,
도 7a 내지 7d는 제 1 실시예에 따른 ENG 카메라 조명 장치에서 전압 조정기 및 전류 조정기를 사용하는 경우를 설명하기 위한 예시 회로도,
도 8a 내지 8c는 각각 도 7a 내지 7c에 도시된 회로의 경우 순방향 전류값 및 순방향 전압값의 관계를 도시하는 그래프,
도 9는 제 1 실시예에 따른 ENG 카메라 조명 장치에서 LED 모듈의 확대 단면도,
도 10은 제 2 실시예에 따른 ENG 카메라 조명 장치의 분해 사시도,
도 11은 제 2 실시예에 따른 ENG 카메라 조명 장치의 조립 상태를 도시하기 위한 단면도,
도 12는 본 발명의 실험예에 따른 ENG 카메라 조명 장치에서 LED의 스펙트럼 분포도,
도 13a 및 13b는 본 발명의 실험예에 따른 ENG 카메라 조명 장치 및 종래 기술에 따른 할로겐 램프 조명 장치의 색온도 그래프,
도 14a 내지 14d는 각각 본 발명의 실험예에 따른 ENG 카메라 조명 장치, 20W 할로겐 램프, 50W 할로겐 램프, 100W 할로겐 램프의 배광 실험 측정 결과를 나타내는 그래프, 및
도 15a 및 15b는 본 발명의 실험예에 따른 ENG 카메라 조명 장치에서 시간에 따른 밝기 및 전류량의 변화를 나타내는 그래프
<도면의 부호에 대한 설명>
100, 100': ENG 카메라 조명 장치
110, 110': 케이스
111, 111': 전원 입력 단자
112, 112': 전원 입력 케이블
113, 113': 스위치
114, 114': 카메라 브라켓 연결구
115, 115': 방열판 구조
116, 116': 모서리 돌출부
117, 117': 너트홈
118: 후면 커버
119: 추가 장치 연결용 슬라이드 슈
120, 120': 전원 공급용 회로 기판
121, 121': 외부 전원 연결부
122, 122': 스위치 단자
123, 123': 헤드 커넥터
124, 124': 저항
125, 125': 레귤레이터
126, 126': 구리박막
127, 127': 제어용 마이컴
130, 130', 130": LED 모듈
131, 131': LED 소자
132, 132', 132": 핀 커넥터
133, 133', 133": 구리박막
134: 통풍구
140, 140', 140": 투명 커버
141, 141': 색변환 필터
142, 142': 색조절 필터 장착대
151, 152': 스페이서 너트
161, 162: 볼트

Claims (12)

  1. LED를 이용한 ENG 카메라용 조명 장치로서,
    외면에 외부 전원을 입력하기 위한 전원 입력 단자, 전원을 스위칭하기 위한 스위치, 및 ENG 카메라의 브라켓과 연결하기 위한 카메라 브라켓 연결구를 구비하고, 내부에 중공부가 형성된 케이스;
    상기 스위치에 의해 상기 전원 입력 단자와 전기적으로 연결될 수 있는 스위치 단자, LED로 인가되는 전기를 조정하기 위한 회로를 구비하고, 상기 케이스의 중공부에 삽입되는 전원 공급용 회로 기판; 및
    복수의 LED가 집적되고, 상기 전원 공급용 회로 기판 전방에 이격되어 배치되는 LED 모듈;을 포함하고,
    상기 전원 공급용 회로 기판 및 상기 LED 모듈은 핀 커넥터-헤드 커넥터 결합으로 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 ENG 카메라 조명 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 LED는 서로 다른 색온도를 가지는 2개 이상의 그룹으로 구성되고,
    상기 케이스는 상기 2개 이상의 그룹 중 하나 이상을 점등시키는 전환 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 ENG 카메라 조명 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 LED 모듈을 외부 충격으로부터 보호하기 위해 상기 LED 모듈 전방에 이격되어 배치되고, 자석에 의해 착탈 가능한 색변환 필터를 구비하는, 투명 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 ENG 카메라 조명 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원 공급용 회로 기판은 상기 복수의 LED에 일정한 전압값 또는 전류값을 가진 전원을 공급하기 위해 상기 회로 상에 집적되거나 별도로 배치된 디시-디시 컨버터(DC-DC converter), 전압 조정기(voltage regulator), 전류 조정기(current regulator) 중 적어도 하나를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 ENG 카메라 조명 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 LED는 상온에서 측정시 색좌표 X는 0.28 내지 0.43, 색좌표 Y는 0.29 내지 0.41인 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 ENG 카메라 조명 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 LED 전체의 소모 전력은 10 내지 40 W인 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 ENG 카메라 조명 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    각각의 LED의 소모 전력은 50 내지 1000 mW인 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 ENG 카메라 조명 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 LED 모듈은 온도 측정을 위한 온도 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 ENG 카메라 조명 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전원 공급용 회로 기판은 방열팬 및 제어용 마이컴을 더 포함하고,
    상기 제어용 마이컴은 상기 온도 센서에서 측정된 온도에 기초하여 상기 LED 모듈로 인가되는 전류를 제어하거나 상기 방열팬을 제어하는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 ENG 카메라 조명 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원 공급용 회로 기판은 상기 케이스의 중공부의 후방에 배치되고,
    상기 LED 모듈은 상기 케이스의 중공부의 전방에 배치되는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 ENG 카메라 조명 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 LED 모듈은 상기 LED 모듈을 관통하는 복수의 통풍구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 ENG 카메라 조명 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    복수의 LED가 집적되고, 상기 전원 공급용 회로 기판 후방에 이격되어 배치되는 제 2 LED 모듈을 더 포함하고,
    상기 전원 공급용 회로 기판 및 상기 제 2 LED 모듈은 핀 커넥터-헤드 커넥터 결합으로 전기적으로 연결되며,
    상기 LED 모듈에 집적된 LED와 상기 제 2 LED 모듈에 직접된 LED는 서로 다른 색을 가지는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 ENG 카메라 조명 장치.
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