KR100886742B1 - 밝기 제어가 가능한 엘이디 조명장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조명장치에 관한 것으로 특히, 다수의 엘이디 소자를 포함한 광원을 실내의 자연광에 따른 조도에 대응하는 밝기로 제어할 수 있는 조명장치이다. 구체적으로, 본 발명에 따른 밝기 제어가 가능한 엘이디 조명장치는 다수의 엘이디 소자를 포함하는 광원과 상기 광원을 보호하는 하우징을 포함하는 조명본체, 상기 조명본체에 구비되며, 자연광에 따른 조도를 측정하기 위한 조도센서, 상기 광원과 연결되며, 상기 광원의 순차 점멸을 구동시키기 위한 스위칭 소자를 포함하고, 하기 컨트롤러의 제어에 따라 PWM(pulse width modulation 펄스 폭 변조) 방식이 이용되어 상기 광원으로 공급되도록 전류량을 조절하여 전원을 공급하는 전원공급부 및 상기 광원의 순차 점멸시 광원의 잔류광이 사라지는 시점에 측정된 조도값을 취합하고, 그 조도값에 대응하는 밝기의 설정 값에 따라 상기 전원 공급부의 전류 공급량을 제어하는 컨트롤러를 포함한다. 따라서, 정확히 조사하고자 하는 피사체의 자연 광량만을 측정할 수 있게 되고, 부족하거나 과한 광량에 따라 광원의 밝기를 조절하기 때문에 불필요하게 광원을 소등 또는 점등하지 않게 되어 절전효과를 제공할 수 있게 된다.

엘이디, 조도, 컨트롤러

Description

밝기 제어가 가능한 엘이디 조명장치 및 그 제어 방법{LED LIGHTING APPARATUS WITH CONTROLLABLE BRIGHTNESS AND OF CONTROLMETHOD THEREOF}

본 발명은 조명장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수의 엘이디 소자를 포함한 광원을 순차적으로 점멸시키고 광원이 순간적으로 소등되는 시점에 실내의 자연광에 대한 조도만을 측정할 수 있으며 그에 대응하는 밝기로 광원을 제어할 수 있는 엘이디 조명장치에 관한 것이다.

종래에 조명 장치로는 백열등과 형광등이 많이 사용되었다. 그러나 백열등, 형광등은 조명 효율에 비해 전력 소모가 심한 편으로서, 세계 조명 기구의 연간 소비전력에서 약 2조 1000억㎾h를 사용하고 있다. 이는 전체 전력의 12~15%에 해당하는 것으로서, 연간 17억 톤의 CO₂를 배출하고 있다. 또한, 상기 형광등은 수은을 사용하여 제조될 뿐만 아니라 짧은 램프의 수명으로 인한 잦은 교체로 제대로 수거하여 폐기하지 못할 경우 환경오염 문제도 심각한 대두된다. 이러한 문제들로 인해 최근에는 일부 국가에서 백열등 및 형광등 판매 금지안이 확정되는 등 전 세계적으로 환경 규제가 강화되고 있는 실정이다.

또한, 교실, 대학 강의실, 사무실, 공장 등에 주간에 햇빛이 강하게 비추는 창 측 밝은 쪽에 대해 자연광의 조도가 형광등의 조도를 넘는 상태에서는 형광등의 조명이 무의미해지며 귀중한 에너지만 소모하고 있는 상태가 된다. 더욱이 대부분의 건물이 사전에 창측의 채광 상태를 예측하지 못하고 건축되었고 또 일기변화에 따라 수시로 달라지는 자연 상태에 따라서 그때마다 사람이 벽스위치를 조작하는 것도 어려운 문제가 아닐 수 없다.

이에 최근에는 에너지 절감효과가 뛰어나고 친환경적인 LED(light-emitting diode)를 이용한 조명이 각광받고 있다. 이는 LED 조명이 형광등에 비해 가격차가 거의 나지 않을 뿐만 아니라 수명과 에너지 절감효과는 물론 휘도 또한 뛰어나기 때문이다. 만일 국내 조명의 30%를 2015년까지 LED 조명으로 교체할 경우 매년 약 160억㎾h의 전력 절감 효과와 약 680만 톤의 CO₂를 저감하는 효과가 있는 등 그 우수함은 널리 공지되어 있다.

이러한 장점에 의해 종래에도 LED를 광원으로 사용하고 있는 조명장치는 용도와 쓰임새에 의해 구성이 상이하고 다양한 종류가 출시되어 있다.

특히 그 중에서도 조도센서를 포함한 LED 조명장치는, 조도센서가 포함된 LED 조명장치는 상기 조도센서를 통해 조명장치의 주변 조도를 검출하고, 조도에 따라 광원이 소등 또는 점등되도록 구성된다. 이 뿐만 아니라, 상기 종래 조도센서가 포함된 LED 조명장치는 조도센서를 통해 조도를 측정하고 조도값에 따라 광원의 밝기를 조절하는 조명장치도 개시되었다.

여기에서, 상기 조도값을 측정하여 광원의 밝기를 조절할 수 있는 종래 엘이디 조명장치는, 상기 조도센서를 통해 검출되는 광원의 조도가 크게 3가지가 분류된다. 첫 번째는 자연광이고 두 번째는 상기 LED 조명장치의 LED에서 제공되는 광원, 마지막으로 세 번째는 상기 LED광원에서 발산되어 피사체에 반사되어 제공되는 반사광이다.

이와 같은 종래의 조도센서를 포함하는 LED 조명장치에는 상기 3가지의 광을 각각 따로 분리하여 검출할 수 있는 방법이 없다.

따라서, 종래의 LED 조명장치가 광원과 피사체에 반사되어 제공하는 반사광을 자연광에서 분리한 후, 따로 자연광만을 측정하기 어렵다는 문제점을 발생한다. 이로 인해, 종래의 LED 조명장치는 자연광만을 측정하여 광량을 조절한다는 조명 장치의 기본 원칙에 심각한 오류를 발생시킬 뿐만 아니라, 조도센서를 통해 3가지 광이 합쳐져서 잘못 측정된 조도값을 통해, LED 광원의 밝기를 조절하기 때문에 LED 조명장치의 전력이 낭비되는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 안출된 것으로, 정확한 조사하고자 하는 피사체의 자연광에 따른 조도만을 측정하며, 상기 측정된 조도에 대응하도록 광원의 밝기를 조절할 수 있는 엘이디 조명장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 휘도가 우수하고 전력 소모가 적은 엘이디 소자를 광원으로 적용하여 경제적인 효과와 내구성을 향상시켜 제품의 수명을 연장시킬 수 있는 조명장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명 밝기 제어가 가능한 엘이디 조명장치는 다수의 엘이디 소자를 포함하는 광원과 상기 광원을 보호하는 하우징을 포함하는 조명본체; 상기 조명본체에 구비되며, 자연광에 따른 조도를 측정하기 위한 조도센서; 상기 광원과 연결되며, 상기 광원의 순차 점멸을 구동시키기 위한 스위칭 소자를 포함하고, 하기 컨트롤러의 제어에 따라 PWM(pulse width modulation 펄스 폭 변조) 방식이 이용되어 상기 광원으로 공급되도록 전류량을 조절하여 전원을 공급하는 전원공급부; 및 상기 광원의 순차 점멸시 광원의 잔류광이 사라지는 시점에 측정된 자연광에 따른 조도값을 취합하고, 그 조도값에 대응하는 밝기의 설정 값에 따라 상기 전원 공급부의 전류 공급량을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 조도센서는 소정의 시간 간격으로 또는 연속적으로 자연광에 따른 조도를 측정하고, 이를 상기 컨트롤러로 전송되는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 조명본체는 상기 광원을 둘러싸도록 배치되는 방열판을 더 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 조명본체는 상기 광원의 빛이 발산되는 방향으로 상기 하우징과 결합되는 확산판을 더 포함하는 것이 특징이다.

한편, 본 발명에 따른 밝기 제어가 가능한 엘이디 조명장치의 제어 방법은 전원공급부의 스위칭 소자에 의해 다수의 엘이디 소자를 포함하는 광원이 순차적으로 점멸하는 단계; 컨트롤러가 상기 전원공급부에 의해 상기 광원이 소등되어 잔류광이 사라진 시점에, 조도센서를 통해 측정되는 조도값을 취합하는 단계; 상기 컨트롤러가 조도값에 대응하는 밝기의 설정 값에 따라 상기 전원 공급부의 전류 공급량을 제어하는 단계; 및 상기 전원 공급부는 상기 컨트롤러의 제어에 따라 PWM 방식을 통해 전류량이 조절되어 상기 광원으로 공급되는 단계를 포함하는 것이 특징이다.

본 발명에 따른 엘이디 조명장치는 광원을 순차 점멸시키고, 컨트롤러의 제어에 따라 PWM(pulse width modulation 펄스 폭 변조) 방식이 이용되어 상기 광원으로 공급되도록 전류량을 조절하여 전원을 공급하는 전원공급부와 상기 광원의 순차 점멸시 광원의 잔류광이 사라지는 시점에 측정된 조도값을 취합하고, 그 조도값에 대응하는 밝기의 설정 값에 따라 상기 전원 공급부의 전류 공급량을 제어하는 컨트롤러를 포함한다.

이에 따라, 실외 또는 실내의 창가측의 채광상태나 기후변화에 따라 피사체의 자연 광에 따른 조도값을 정확히 측정할 수 있고, 상기 측정된 조도값에 대응하도록 광원의 밝기를 조정할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명에 따르면, 종래 조도센서를 일체로 포함한 엘이디 조명장치가 정확한 자연광을 측정하지 못하고, 그에 따라 광원을 적합한 밝기로 조정하지 못해 발생되던 전력 손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 광원으로 엘이디 소자를 이용하고 상기 광원을 둘러싸도록 구성되는 방열판에 따라 광원이 가열되는 것을 방지하여 광원으로부터 발생되는 열을 방산시켜 광원의 내구성을 향상시키고 이에 따라 조명장치의 수명을 연장하며, 전력 소모가 적어 경제적인 효과까지 발생하게 된다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예들에 따른 밝기 제어가 가능한 엘이디 조명장치 및 제어 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시 예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 첨부된 도면에 있어서, 각 구성 요소들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 본 발명에 있어서, 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소 "상에", "상부에" 또는 "하부"에 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 상기 하나의 구성 요소는 상기 다른 구 성요소 위에 형성되거나 또는 아래에 위치하는 것을 의미하거나, 또 다른 구성 요소들이 상기 다른 구성 요소 상에 추가적으로 형성될 수 있다. 또한, 각 구성 요소들이 "제1", "제2" 및/또는 "제3"으로 언급되는 것은 한정하기 위한 것이 아니라 단지 각 구성 요소들을 구분하기 위한 것이다. 따라서 "제1", "제2" 및/또는 "제3"은 각 구성 요소에 대하여 각기 선택적으로 또는 교환적으로 사용될 수 있다.

엘이디 조명장치

도 1은 본 발명 밝기 제어가 가능한 엘이디 조명장치의 구성을 보인 도면이고, 도 2는 본 발명 밝기 제어가 가능한 엘이디 조명장치의 조명본체를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명 밝기 제어가 가능한 엘이디 조명장치의 원리를 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 본 발명 밝기 제어가 가능한 엘이디 조명장치의 적용예를 보인 도면이다.

본 발명은 조명장치로서, 엘이디(LED : light-emitting diode) 소자를 광원으로 적용한 조명장치이며, 상기 엘이디의 특성을 이용하여 자연광만을 측정하고, 상기 자연광에 따라 상기 광원이 밝기가 제어되는 밝기 제어가 가능한 엘이디 조명장치이다. 도 1(a)은 본 발명에 따른 엘이디 조명장치(1)의 정면을 보인 사시도 이고, 도 1(b)은 상기 엘이디 조명장치(1)의 배면을 보인 사시도 이다.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 엘이디 조명장치(1)의 조명본체(10)는 다수의 엘이디 소자를 포함하는 광원(100) 및 상기 광원(100)을 보호하며 외관을 이루는 하우징(110)을 포함한다.

또한, 상기 조명본체(10)에 구비되며, 자연광에 따른 조도를 측정하기 위한 조도센서(20), 상기 조명본체(10)의 광원(100)과 연결되어 상기 광원(100)의 순차 점멸을 구동시키기 위한 전원공급부(40) 및 상기 조명본체(10)의 광원(100)과 조도센서(20) 및 상기 전원공급부(40) 전기적으로 연결되고, 측정된 조도값에 따라 상기 광원(100)의 밝기를 제어하는 컨트롤러(30)를 더 포함한다.

구체적으로, 본 발명에 따른 엘이디 조명장치(1)를 설명하면, 상기 조명본체(10)의 광원(100)은 다수의 엘이디 소자로 이루어지게 되는데, 전기적으로 접속이 이루어지도록 기판 상에 배치되며, 상기의 하우징(110) 내에 수용된다.

여기에서, 상기 엘이디 소자는 소모 전력이 작고 휘도가 우수한 것이 특징인데 바람직하게는 표면 실장형(surface mounting type) 엘이디를 이용한다. 표면 실장형 엘이디는 통상 에스엠디(SMD) 타입의 엘이디라고 칭하며. 표면실장 기술은 부품의 다리를 회로 기판의 구멍에 끼워서 납땜하지 않고, 부품을 회로 기판에 단지 얹어 놓은 상태로 납땜하여 형성하는 기술을 말한다. 표면실장 기술은 소자의 크기와 무게를 1/4에서 1/10까지 감소시킬 수 있고 비용면에서도 매우 유리하다. 또한, 표면 실장형 엘이디는 에폭시 몰딩 처리를 하지 않아 과열로 인한 모듈 손상이 없으며, 일반 엘이디에 비해 상대적으로 휘도가 뛰어난 특징이 있기 때문에 적은 수량으로도 조명으로 사용하기에 무리가 없다.

따라서, 본 발명에 따른 엘이디 조명장치(1)는 상기 엘이디 소자를 광원(100)으로 사용하여 전력소모가 적어 경제적이면서도 수명을 연장시킬 수 있는 이점이 발생한다.

한편, 상기 조명본체(10)의 하우징(110)은 상기 광원(100)을 수용하며, 내열성이 우수한 재질로 구성하여 상기 광원(100)으로부터 발생되는 열에 의한 변형이 없도록 한다.

이때, 상기 조명본체(10)는 상기 하우징(110) 내에서 상기 광원(100)의 빛이 발산되는 방향으로 결합되며, 상기 빛이 투과될 수 있는 투명 커버(미도시)가 포함될 수 있다.

여기에서, 상기 하우징(110)의 형상은 도면에서 형광등과 유사한 형상을 갖고 있지만, 여기에 한정되는 것은 아니며 조명장치가 설치되는 용도에 따라 다양한 구조 및 형상으로 제작될 수 있다.

또한, 상기 조명본체(10)는 도 2(a)에 도시된 바와 같이 상기 하우징(110)과 결합되는 상기 투명 커버의 대용으로, 다시 말해, 상기 광원(100)의 빛이 발산되는 방향으로 상기 하우징(110)과 결합되고, 투과되는 빛을 확산시키기 위한 확산판(120)을 더 포함한다.

이와 함께, 상기 조명본체(10)는 도 2(b)에 도시된 바와 같이 상기 광원(100)의 열을 방산하기 위한 방열판(130)을 더 포함할 수 있다. 상기 방열판(130)은 상기 하우징(110)에 수용되는 상기 광원(100)을 둘러싸도록 배치된다.

특히, 상기 방열판(130)은 그 재질을 방사 성능이 우수한 알루미늄 재질로 구성하여 엘이디 소자를 포함한 상기 광원(100)을 보호하고 내구성을 향상시키게 된다.

또한, 상기 방열판(130)은 방산 효율을 높일 수 있도록, 외부 표면에 요출부 를 형성하여 표면적을 확장시키는 것이 바람직하다.

이에 따라, 본 발명에 따른 엘이디 조명장치(1)는 상기 광원(100)을 둘러싸도록 구성되는 상기 방열판에 의해 상기 광원(100)이 가열되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 상기 조도센서(20)는 상기 컨트롤러(30)와 연결되며, 자연광에 따른 조도를 측정한다. 구체적으로, 상기 조도센서(20)는 상기 컨트롤러(30)의 제어에 의해 구동 하게 되는데 일정 시간 간격으로 또는 연속적인 감지 모두 가능 하다.

예를 들면, 상기 조도센서(20)는 컨트롤러의 제어에 의해 매 10분 내지 30분 마다 구동되어 검출범위내의 조도를 측정하거나, 조명장치(1)의 전원이 공급되는 동안 계속해서 구동되어 검출범위내의 조도를 측정할 수 있다.

여기에서, 상기 조도센서(20)의 구성은 통상적으로 사용되고 있는 다양한 조도센서 중 어느 하나를 이용하게 되는데, 본 발명의 요지가 아닌 상기 조도센서의 조도값 측정에 대한 구성 및 알고리즘은 설명하지 않는다.

한편, 본 발명은 엘이디 소자의 특성상 엘이디 소자가 점멸되는 순간시간이 불과 수

/s 내지 수 n/s인 점을 이용한 것이다. 따라서, 상기 엘이디 소자는 일반적인 백열등, 형광등, 할로겐 램프 등과는 달리 순간적으로 점멸되어도 조명을 이용하는 사람들은 조명의 깜빡거림을 인지하지 못하게 된다.

상술한 바와 같이, 상기 광원(100)으로 공급되는 전원을 제어 하여 엘이디 소자의 순차 점멸을 구동시키는 전원공급부(40)는 상기 순차 점멸 구동을 위해 소정의 스위칭 소자를 포함한다.

이때, 상기 전원공급부(40)의 스위칭 소자는 FET(field effect transistor) 또는 TR(transistor) 중 어느 하나를 사용하게 된다.

또한, 상기 전원공급부(40)는 상기 컨트롤러(30)의 제어에 따라 전류량을 변화시켜 상기 광원(100)으로 공급한다. 즉, 실질적으로 상기 광원(100)의 전원 공급은 상기 컨트롤러(30)의 제어에 의해 상기 전원공급부(40)에서 공급하게 된다.

한편, 상기 컨트롤러(30)는 상기 전원공급부(40)에 의해 상기 광원(100)이 순차 점멸될 때, 상기 광원(100)이 소등되어 잔류광이 사라지는 시점에서 상기 조도센서를 통해 측정된 조도값을 취합한다. 그리고, 상기 취합한 조도값에 대응하는 밝기에 따른 설정값에 따라 상기 전원공급부(40)의 전류 공급량을 제어하게 된다.

다시 말해, 상기 컨트롤러(30)는 기 설정된 소정의 알고리즘을 통해 상기 취합한 조도값에 대응하도록 광원(100)의 밝기를 조절할 수 있게 전류 공급량을 제어하는 신호를 상기 전원공급부(40)로 전송하게 된다.

여기에서, 상기 컨트롤러(30)는 상기 조도센서(20)를 통해 입력되는 조도값에 대한 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 아날로그디지털변환기(analogue to digital conversion)(미도시)를 포함한다.

도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 엘이디 소자의 밝기 제어를 설명하면, 기본적으로 엘이디 소자의 밝기는 PWM(pulse width modulation) 제어 방식을 적용하게 된다. 상기 PWM 제어의 기본은 펄스의 듀티비(dutyratio)로 전압 혹은 전류의 양을 제어함으로서 자연스러운 제어와 제어과정에서의 불필요한 전력 낭비와 발열을 막을 수 있는 고급 제어방식이다.

도 3(a)에 도시된 바와 같이 상기 전원공급부(40)의 스위칭에 의해 상기 광원은 빠른 속도로 순차 점멸 구동된다. 이때, 상기 컨트롤러(30)의 PWM 제어 방식에 따라 광원의 순차 점멸과 동시에 상기 광원의 점등되는 시간을 조절 하면서 밝기를 제어하게 된다.

도면에 도시된 파형은 상기 광원으로 공급되는 전류량의 폭으로 파형의 폭이 클수록 광원의 밝기는 밝아지게 된다.

조도센서를 이용하여 조도값을 측정하고 그에 대응하도록 광원의 밝기를 조정하는 방식은 도 3(b) 내지 도 3(c)에 참조하여 설명한다. 도 3(b)에 도시된 점선은 공급되는 전원을 의미하며, 도 3(c)에 도시된 점선은 조도센서로 유입되는 빛의 양을 나타낸 것이다. 도면에 도시된 바와 같이 전원공급이 끊어지는 시점에 즉시 조도센서로 유입되는 빛의 양이 줄었음으로 알 수 있다. 이는 엘이디의 특성이 전원공급이 차단되면 수 마이크로 이내에 잔류 잔광이 사라지기 때문이다.

도 3(c)에서 'A'에 해당하는 시간에는 자연광을 비롯하여 피사체에 반사되는 빛과 광원 자체의 빛 등 3가지의 빛이 모두 센서로 들어오게 되고, 'B'에 해당하는 시간에는 전원공급이 차단되어 오로지 자연광만이 조도센서를 통해 측정할 수 있게 된다.

상기 컨트롤러(30)에서는 상기 'B'에 해당되는 순간에 조도센서(20)를 통해 측정된 자연광에 따른 조도값만을 취합하고, 그에 대응하도록 광원으로 공급되는 전류 공급량을 제어하기 위해 펄스폭을 조절하게 된다. 그에 따라 상기 전원공급부(40)는 상기 컨트롤러(30)의 제어에 의해 상기 광원(100)으로 공급되는 전류 공 급량이 조절되어 조도값에 따라 광원(100)의 밝기가 조정된다.

한편, 상기 전원공급부(40)는 상기 광원(100)으로 전원을 공급하기 위해 접속단자(300) 및 회로부(미도시)를 더 포함한다.

상기 접속단자(300)는 외부 전원을 입력받기 위한 도전성 재질로, 교류 전원을 입력받게 된다. 상기 회로부는 상기 접속단자(300)와 연결되며 입력된 교류 전원을 엘이디 소자로 이루어진 광원(100)으로 공급하기 위해 직류 전원으로 변환시키기 위한 컨버터(converter)가 구비된다. 또한, 상기 회로부는 상기 컨버터를 통해 변환된 직류 전원을 상기 광원(100)으로 안정적으로 공급하기 위해 다이오드, IC칩, 트랜지스터 및 저항 등과 같은 다수의 전자 소자들이 내장되고, 이들 간에 전기적 접속을 위해 인쇄회로기판 상에서 구성된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 엘이디 조명장치(1)는 도 4에서와 같이 소정 공간 내에 적어도 하나 이상 배치되는데, 이때, 자연광이 유입되는 창가측은 반대측에 비해 상대적으로 밝고, 이에 따라 각 조명장치 내(1)에 구비되는 각 컨트롤러는 조도센서(20)에서 측정한 검출 범위 내의 조도값에 대응하도록 밝기가 조절된다.

즉, 창가측에 배치되는 조명장치(1)는 광원의 밝기는 낮게 설정되고, 이와 반대로 반대측에 배치되는 조명장치(1')는 광원의 밝기는 높게 설정되어 상기 소정 공간 내의 전체적인 조명을 맞추게 된다.

따라서, 정확히 조사하고자 하는 피사체의 자연 광량만을 측정할 수 있게 되어, 실외 또는 실내의 창가측의 채광상태나 기후변화에 따라 정확한 조도값을 측정할 수 있고, 컨트롤러(30)는 그에 따른 조도값에 대한 제어를 통해 불필요한 조명 을 소등할 수 있게 된다.

상술한 본 발명에 따른 엘이디 조명장치(1)는 실내조명으로 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 자연광에 따라 광원의 밝기가 조절됨으로 건물의 외부에 배치되는 경관용 조명 및 인테리어용 조명등 다양한 용도에서 사용되어, 주간 및 야간 또는 채광상태나 기후변화에 적합하도록 알맞은 밝기로 광원(100)이 발산되어 절전효과를 제공할 수 있게 된다.

특히, 정확히 조사하고자 하는 피사체의 자연 광량만을 측정할 수 있게 되어, 컨트롤러(30)는 그에 따른 제어를 통해 불필요한 조명을 소등하여 전력 손실을 방지할 수 있게 된다.

엘이디 조명장치의 제어 방법

도 5는 본 발명 휘도 제어가 가능한 엘이디 조명장치의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 1 내지 도 4을 통해 설명한 상기 엘이디 조명장치는 이하 설명되는 제어 방법에 의해 광원의 밝기가 제어 된다.

구체적으로, 컨트롤러의 제어를 받는 전원공급부의 스위칭 소자에 의해 다수의 엘이디 소자를 포함하는 광원은 빠른 속도로 순차 점멸하게 된다. 이때, 조도센서에 구비되는 조도센서는 소정의 시간 간격으로 또는 연속적으로 검출범위 내의 자연광에 따른 조도를 측정하게 되고, 조도값을 컨트롤러로 전송한다.(s10)

여기에서, 상기 다수의 엘이디 소자를 포함하는 광원은 엘이디 소자의 특성 상 엘이디가 점멸되는 순간 시간이 불과 수

/s 내지 수 n/s이기 때문에 순간적으로 점멸되어도 조명을 이용하는 사람들은 조명의 깜빡거림을 인지하지 못하게 된다.

한편, 상기 전원공급부에 의해 순차 점멸 시 상기 광원이 소등되어 잔류광이 사라지는 시점에, 상기 컨트롤러는 조도센서를 통해 측정되는 조도값을 취합하게 된다. 이때, 상기 컨트롤러는 아날로그디지털변환기를 통하여 상기 취합된 조도값을 디지털 신호로 변환하여 정확한 조도값을 파악하게 된다.(s20)

그 후, 상기 컨트롤러는 상기 조도값에 대응하는 밝기의 설정값에 따라 상기 전원공급부의 전류 공급량을 제어하게 된다. 구체적으로, 상기 컨트롤러는 전류 공급량을 제어하기 위한 소정의 제어 신호를 송출하게 되며, 상기 전원공급부는 상기 제어신호를 입력받고 상기 컨트롤러의 제어에 따른 전원공급을 수행하게 된다.(s30)

이때, 상기 전원공급부는 상기 컨트롤러의 제어에 따라 PWM(pulse width modulation 펄스 폭 변조) 방식을 통해 전류량이 조절되어 상기 광원으로 공급된다. 이에 따라, 상기 광원으로 공급되는 전류량이 변하게 됨으로써 상기 광원은 밝기가 제어되고 자연광에 따른 적합한 밝기를 유지할 수 있게 된다.(s40)

이상에서 살펴본 본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었으나 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양한 변형 및 수정 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도 1은 본 발명 밝기 제어가 가능한 엘이디 조명장치의 구성을 보인 도면.

도 2는 본 발명 밝기 제어가 가능한 엘이디 조명장치의 조명본체를 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명 밝기 제어가 가능한 엘이디 조명장치의 원리를 설명하기 위한 도면.

도 4는 본 발명 밝기 제어가 가능한 엘이디 조명장치의 적용예를 보인 도면. 도 5는 본 발명 밝기 제어가 가능한 엘이디 조명장치의 제어 방법 설명하기 위한 순서도.

** 도면의 주요부분에 대한 도면부호의 간단한 설명 **

10 : 조명본체 20 : 조도센서

30 : 컨트롤러 40 : 전원공급부

100 : 광원 110 : 하우징

120 : 확산판 130 : 방열판

300 : 접속단자

Claims (5)

1. 다수의 엘이디 소자를 포함하는 광원과 상기 광원을 보호하는 하우징을 포함하는 조명본체;

   상기 조명본체에 구비되며, 자연광에 따른 조도를 측정하기 위한 조도센서;

   상기 광원과 연결되며, 상기 광원의 순차 점멸을 구동시키기 위한 스위칭 소자를 포함하고, 하기 컨트롤러의 제어에 따라 PWM(pulse width modulation 펄스 폭 변조) 방식이 이용되어 상기 광원으로 공급되도록 전류량을 조절하여 전원을 공급하는 전원공급부; 및

   상기 광원의 순차 점멸시 광원의 잔류광이 사라지는 시점에 측정된 자연광에 따른 조도값을 취합하고, 그 조도값에 대응하는 밝기의 설정 값에 따라 상기 전원 공급부의 전류 공급량을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 밝기 제어가 가능한 엘이디 조명장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 조도센서는

   소정의 시간 간격으로 또는 연속적으로 자연광에 따른 조도를 측정하고, 이를 상기 컨트롤러로 전송되는 것을 특징으로 하는 밝기 제어가 가능한 엘이디 조명장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 조명본체는

   상기 광원을 둘러싸도록 배치되는 방열판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밝기 제어가 가능한 엘이디 조명장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 조명본체는

   상기 광원의 빛이 발산되는 방향으로 상기 하우징과 결합되는 확산판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밝기 제어가 가능한 엘이디 조명장치.
5. 전원공급부의 스위칭 소자에 의해 다수의 엘이디 소자를 포함하는 광원이 순차적으로 점멸하는 단계;

   컨트롤러가 상기 전원공급부에 의해 상기 광원이 소등되어 잔류광이 사라진 시점에, 조도센서를 통해 측정되는 조도값을 취합하는 단계;

   상기 컨트롤러가 조도값에 대응하는 밝기의 설정 값에 따라 상기 전원 공급부의 전류 공급량을 제어하는 단계; 및

   상기 전원 공급부는 상기 컨트롤러의 제어에 따라 PWM 방식을 통해 전류량이 조절되어 상기 광원으로 공급되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 밝기 제어가 가능한 엘이디 조명장치의 제어 방법.

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