KR100941765B1 - LED lighting apparatus for color temperatures control according and its control method - Google Patents

LED lighting apparatus for color temperatures control according and its control method Download PDF

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Abstract

본 발명은 색온도 조절용 LED 조명 장치 및 그의 조절 방법에 관한 것으로 발광 다이오드의 주변 온도 및 습도가 측정되어 설정된 시간 및 계절에 따라 색온도가 결정되는 단계를 포함하고, 상기 결정된 색온도에 따라 듀티비를 발생하고, 상기 듀티비에 따라 상기 발광 다이오드의 광량이 조절되는 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면, LED 조명의 주위 온도 및 습도, 사용자가 입력한 시간 및 계절에 따라 상기 LED의 색온도를 조절하여 가로등, 경관 조명 및 출입구 조명 등 필요한 장소에 알맞은 색온도로 다양하게 응용하여 활용한다.The present invention relates to an LED lighting device for controlling color temperature and a method of controlling the same, including determining a color temperature according to a set time and season by measuring ambient temperature and humidity of a light emitting diode, and generating a duty ratio according to the determined color temperature. And adjusting the amount of light of the light emitting diode according to the duty ratio. According to the present invention, by adjusting the color temperature of the LED according to the ambient temperature and humidity of the LED light, the time and season input by the user, it is utilized by variously applied to a color temperature suitable for the required place such as a street light, landscape lighting and entrance lighting.

색온도, 계절, 시간, LED, 온도, 습도 Color temperature, season, time, LED, temperature, humidity

Description

색온도 조절용 ＬＥＤ 조명 장치 및 그의 조절 방법{LED lighting apparatus for color temperatures control according and its control method}LED lighting apparatus for color temperature control according to its control method

본 발명은 LED 조명 주위의 온도 및 습도를 센싱하고, 상기 LED 조명에 계절 및 시간을 입력하여, 상기 조건들에 따라 자동으로 LED의 색온도가 조절되어 상황 및 장소에 따라 다양하게 응용되는 색온도 조절용 LED 조명 장치 및 그의 조절 방법에 관한 것이다.The present invention senses the temperature and humidity around the LED light, and input the season and time to the LED light, the color temperature of the LED is automatically adjusted according to the conditions, the color temperature control LED that is variously applied according to the situation and place A lighting device and a method of adjusting the same.

통상의 발광 다이오드를 사용한 색온도 제어 조명은 백색LED, 청색 LED, 주황색 LED, 적색LED 및 청색 LED를 사용하여 각각의 발광다이오드의 광출력을 제어하고 있으며, 일부 종래 기술의 단순 하루 시간에 따라 평균적인 색온도 및 조도를 조절하는 조명 스케줄의 제어를 실시하고 있다.Color temperature controlled lighting using conventional light emitting diodes uses white LEDs, blue LEDs, orange LEDs, red LEDs, and blue LEDs to control the light output of each light emitting diode, which is averaged over some of the conventional simple day times. The lighting schedule is controlled to adjust color temperature and illuminance.

또한, 주위온도에 대응하는 회로를 통해 온도 특성에 따른 적색, 청색 및 녹색 발광 다이오드의 광출력을 제어하여 혼합색을 변화시키고 있다.In addition, the mixed color is changed by controlling the light output of the red, blue, and green light emitting diodes according to the temperature characteristics through a circuit corresponding to the ambient temperature.

그러나, 단순 하루 시간에 따라 평균적인 색온도 및 조도를 조절하는 조명 스케줄 제어는 실제 인간의 감성을 자극하는 조명제품에 있어서 평균 하루시간에 의한 고정적인 색온도 및 조도 변화보다 조명기구가 설치된 현재의 주위온도 및 습도와 계절에 따라 민감하게 반응하는 인간의 감성을 자극하지 못하며, 단순히 주위 온도에만 대응하며 혼합색만을 표시하는 것은 보조조명으로써는 적합하지만 백색조명에는 적합하지 않은 문제점이 있다.However, the lighting schedule control that adjusts the average color temperature and illuminance according to the simple day time is the current ambient temperature where the luminaire is installed, rather than the fixed color temperature and illuminance change by the average day time in the lighting product that stimulates human emotion. And it does not stimulate the human sensitivity to respond sensitively to humidity and season, and simply respond to only the ambient temperature and display only the mixed color is suitable as an auxiliary light but there is a problem not suitable for white light.

상기와 같은 종래 기술의 불편함을 해결하기 위하여 센서를 통해 발광 다이오드 조명장치의 주변의 온도와 습도를 취득하고, 상기 취득된 주위온도 및 습도와 사용자에 의해 설정된 계절 및 시간에 따라 발광 다이오드의 색온도가 자동으로 제어되는 색온도 조절용 LED 조명 장치 및 그의 조절 방법을 제공하는 데에 목적이 있다.In order to solve the inconvenience of the prior art as described above, the temperature and humidity of the surroundings of the light emitting diode lighting apparatus are acquired through a sensor, and the color temperature of the light emitting diode according to the acquired ambient temperature and humidity and season and time set by the user. It is an object of the present invention to provide an LED lighting device for controlling color temperature and a control method thereof.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 색온도 조절용 LED 조명 장치 및 그의 조절 방법에 있어서, 발광 다이오드 주변의 온도 및 습도에 의해 센싱 신호가 발생되고, 상기 센싱 신호와 사용자에 의해 설정된 시간 및 계절에 따라 자동으로 발광 다이오드의 색온도가 제어된다.In order to solve the above problems, in the LED lighting device for controlling color temperature of the present invention and a method for adjusting the same, a sensing signal is generated by the temperature and humidity around the light emitting diode, and automatically according to the sensing signal and the time and season set by the user. The color temperature of the light emitting diode is controlled.

본 발명에서 발광 다이오드(LED)의 주변 온도 및 습도를 감지하는 센싱부를 포함하고, 상기 센싱부의 데이터와 사용자에 의해 설정된 시간 및 계절 데이터를 사용하여 색온도를 결정하고, 상기 색온도에 따른 듀티비를 설정 및 발생시키는 제어부를 포함하며, 상기 제어부에 의해 발생되는 듀티비 신호에 따라 상기 발광 다이오드를 구동하는 구동부를 포함하는 것이 바람직하다.The present invention includes a sensing unit for sensing the ambient temperature and humidity of the light emitting diode (LED), and determines the color temperature by using the data of the sensing unit and the time and season data set by the user, and sets the duty ratio according to the color temperature And a control unit for generating the control unit, wherein the driving unit drives the light emitting diode according to the duty ratio signal generated by the control unit.

본 발명에서 상기 듀티비는 동작 전류 및 펄스폭 변조(PWM)에 의해 설정되는 것이 바람직하다.In the present invention, the duty ratio is preferably set by operating current and pulse width modulation (PWM).

본 발명에서 발광 다이오드(LED)의 주변 온도 및 습도가 측정되어 설정된 시간 및 계절에 따라 색온도가 결정되는 단계를 포함하고, 상기 결정된 색온도에 따라 듀티비를 발생하고, 상기 듀티비에 따라 상기 발광 다이오드의 광량이 조절되는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the ambient temperature and humidity of the light emitting diode (LED) is measured to determine the color temperature according to the set time and season, and generates a duty ratio according to the determined color temperature, the light emitting diode according to the duty ratio It is preferable to include the step of adjusting the amount of light.

본 발명에서 상기 색온도가 결정되는 단계에서는 상기 주위온도 및 습도가 높을 경우에는 색온도가 높게 결정되는 것이 바람직하다.In the step of determining the color temperature in the present invention, when the ambient temperature and humidity are high, the color temperature is preferably determined to be high.

본 발명에서 상기 색온도가 결정되는 단계에서는 상기 주위온도 및 습도가 낮을 경우에는 색온도가 낮게 결정되는 것이 바람직하다.In the step of determining the color temperature in the present invention, when the ambient temperature and humidity are low, the color temperature is preferably determined to be low.

본 발명에서 상기 색온도가 결정되는 단계에서는 하절기에는 색온도가 높게 설정되는 것이 바람직하다.In the step of determining the color temperature in the present invention, it is preferable that the color temperature is set high in summer.

본 발명에서 상기 색온도가 결정되는 단계에서는 동절기에는 색온도가 낮게 설정되는 것이 바람직하다.In the step of determining the color temperature in the present invention, it is preferable that the color temperature is set low in winter.

본 발명에서 상기 색온도가 결정되는 단계에서는 기온이 내려가는 야간의 색온도는 2,000K이상 3,000K이하인 것이 바람직하다.In the step of determining the color temperature in the present invention, the color temperature at night when the temperature decreases is preferably 2,000K or more and 3,000K or less.

본 발명에 의하면, 발광 다이오드(LED) 조명 장치가 설치되는 장소의 온도, 습도, 시간 및 계절에 따라 발광 다이오드 조명의 색온도가 변화되는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect that the color temperature of the LED light changes depending on the temperature, humidity, time and season of the place where the light emitting diode (LED) lighting device is installed.

또한, 발광 다이오드(LED) 조명에 설치되는 장소에 따라 사용자의 입력신호 없이 자동으로 색온도가 변함에 따라 인간의 감성을 자극하며, 편리함이 증진되는 효과가 있다.In addition, the color temperature is automatically changed without a user's input signal according to the place where the light emitting diode (LED) is installed, thereby stimulating human emotion, and the convenience is enhanced.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In adding reference numerals to components of the following drawings, it is determined that the same components have the same reference numerals as much as possible even if displayed on different drawings, and it is determined that they may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. Detailed descriptions of well-known functions and configurations will be omitted.

도 1 은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드(LED) 조명 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a light emitting diode (LED) lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1 을 참조하면, 센싱부(100), 제어부(110), 구동부(120) 및 발광 다이오드부(130)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the sensing unit 100 includes a sensing unit 100, a control unit 110, a driving unit 120, and a light emitting diode unit 130.

상기 센싱부(100)는 발광 다이오드(LED) 조명장치가 설치된 주위의 온도와 습도값을 측정하여 상기 제어부(110)로 전송한다.The sensing unit 100 measures a temperature and humidity value of the surroundings where the light emitting diode (LED) lighting device is installed and transmits the measured value to the control unit 110.

상기 제어부(110)는 상기 발광 다이오드(LED) 조명 장치의 전반적인 제어를 하며, 색온도 설정부(112)와 듀티비 발생부(114)를 포함한다.The controller 110 performs overall control of the light emitting diode (LED) lighting device, and includes a color temperature setting unit 112 and a duty ratio generating unit 114.

상기 색온도 설정부(112)는 상기 센싱부(100)에 의해 입력된 온도와 습도 데이터를 사용자가 미리 설정해 놓은 시간 및 계절 데이터를 고려하여 발광 다이오드 의 색온도를 결정한다.The color temperature setting unit 112 determines the color temperature of the light emitting diode in consideration of the time and season data set by the user in advance of the temperature and humidity data input by the sensing unit 100.

상기 듀티비 발생부(114)는 상기 색온도 설정부(112)에 의해 설정된 상기 발광 다이오드의 색온도를 동작 전류 및 펄스폭 변조(PWM)를 사용하여 듀티비를 발생한다.The duty ratio generator 114 generates a duty ratio using the color temperature of the light emitting diode set by the color temperature setting unit 112 using an operating current and a pulse width modulation (PWM).

상기 구동부(120)는 상기 듀티비 발생부(114)에 의해 발생된 듀티비를 이용하여 발광 다이오드 각각의 색온도를 설정한다.The driver 120 sets the color temperature of each LED using the duty ratio generated by the duty ratio generator 114.

상기 발광 다이오드부(130)는 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드, 청색 발광 다이오드 및 다색 발광 다이오드 등을 포함하며, 상기 구동부(120)에 의해 설정된 색온도에 따라 상기 발광 다이오드의 광량이 조절된다.The light emitting diode unit 130 includes a red light emitting diode, a green light emitting diode, a blue light emitting diode, a multicolor light emitting diode, and the like, and the light amount of the light emitting diode is adjusted according to the color temperature set by the driving unit 120.

도 2 는 본 발명의 일 실시 예에 다른 발광 다이오드(LED) 조명 장치의 색온도 조절 방법을 나타낸 플로우차트이다.2 is a flowchart illustrating a method of adjusting color temperature of a light emitting diode (LED) lighting apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2 를 참조하면, 발광 다이오드(LED) 조명 장치가 설치된 주변의 온도 및 습도를 센싱(S100)되어, 측정된 데이터를 디지털 신호로 변환하고, 상기 변환된 데이터와 사용자가 미리 입력한 계절 및 시간 데이터를 이용하여 발광 다이오드(LED)의 색온도를 결정(S110)한다.Referring to FIG. 2, the ambient temperature and humidity of the light emitting diode (LED) lighting device are installed (S100), and the measured data is converted into a digital signal, and the converted data and the season and time previously input by the user. The color temperature of the light emitting diode (LED) is determined using the data (S110).

상기 색온도의 범위는 최저가 백열전구 및 장작불의 색온도인 2,000K이며, 최대가는 태양이 최대 높이에 있는 정오시간의 색온도인 10,000K이다.The range of the color temperature is 2,000K, which is the color temperature of the lowest incandescent bulb and wood fire, and the maximum value is 10,000K, which is the color temperature at noon time when the sun is at the maximum height.

상기 색온도를 결정하는 주위 온도, 습도, 계절 및 시간에 따른 색온도 설정에 관해서는 하기의 도 3 및 도 4를 참조한다.Refer to FIGS. 3 and 4 below for setting the color temperature according to the ambient temperature, humidity, season and time for determining the color temperature.

상기 발광 다이오드의 색온도가 결정되면, 상기 색온도에 따른 발광 다이오 드를 제어하기 위한 듀티비를 발생(S120)하여 상기 듀티비에 의해 자동적으로 상기 발광 다이오드의 광량이 조절(130)된다.When the color temperature of the light emitting diode is determined, a duty ratio for controlling the light emitting diode according to the color temperature is generated (S120) and the amount of light of the light emitting diode is automatically adjusted by the duty ratio (130).

도 3 은 본 발명의 일 실시 예에 따른 주위 온도 및 습도에 따른 발광 다이오드(LED) 조명의 색온도 변화를 나타낸 그래프로서, 주위 온도와 습도가 높을 경우에는 발광 다이오드의 광량을 조절하여 차가운 느낌을 줄 수 있도록 색온도를 높게 하는 반면에 주위 온도와 습도가 낮을 경우에는 따뜻한 느낌을 줄 수 있도록 색온도를 낮게 해준다.3 is a graph showing the color temperature change of the light emitting diode (LED) lighting according to the ambient temperature and humidity according to an embodiment of the present invention, when the ambient temperature and humidity is high to adjust the amount of light of the light emitting diode to give a cold feeling The color temperature is increased so that the color temperature can be lowered to give a warm feeling when the ambient temperature and humidity are low.

도 4 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 계절 및 시간에 따른 발광 다이오드(LED) 조명의 색온도 변화를 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing the color temperature change of the light emitting diode (LED) lighting according to the season and time according to an embodiment of the present invention.

도 4 를 참조하면, 계절에 따른 색온도 변화는 사계절의 태양의 색온도 변화와 동일하도록 제어한다. Referring to FIG. 4, the color temperature change according to the season is controlled to be the same as the color temperature change of the sun in four seasons.

동절기(겨울)에는 태양이 뜨는 시간은 늦고 태양이 지는 시간은 빠르기 때문에 최대 색온도 설정값도 약 7,000K 이하로 비교적 낮게 설정한다.In winter (winter), the sun rises slowly and the sun sets fast, so the maximum color temperature setting is set relatively low, below about 7,000K.

이와 반면에, 하절기(여름)에는 태양이 뜨는 시간이 빠르고 태양이 지는 시간도 느리기 때문에 최대 색온도 설정값을 약 10,000K 이상으로 높게 설정한다.On the other hand, in summer (summer), the sun rises quickly and the sun rises slowly, so set the maximum color temperature setting higher than about 10,000K.

그리고, 봄이나 가을에는 여름과 겨울 중간으로 색온도 값을 설정한다.And in spring or autumn, the color temperature is set between summer and winter.

또한, 태양이 없는 야간(밤중)에는 색온도를 백열전구 2,800K이나 장작불 2,000K으로 동작시키는데, 이때 여름의 경우에는 다른 계절보다 주위온도가 높기 때문에 색온도를 좀 더 높게 설정한다.In addition, at night (at night) without the sun, the color temperature is operated by 2,800K incandescent bulbs or 2,000K firewood. In the case of summer, the color temperature is set higher because the ambient temperature is higher than other seasons.

본 발명에 의하면, 주위 온도와 습도에 따른 색온도 변화로 가로등, 경관 조 명, 출입구 조명 등 다양한 장소에 활용 가능하며, 시간, 계절 및 온습도를 이용함에 따라 실내 조명으로 사용할 수 있다.According to the present invention, it can be utilized in various places such as street lamps, landscape lighting, and entrance lighting by changing the color temperature according to ambient temperature and humidity, and can be used as indoor lighting by using time, season and temperature and humidity.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, but those skilled in the art various modifications and changes of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.

도 1 은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드(LED) 조명 장치의 구성도.1 is a block diagram of a light emitting diode (LED) lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2 는 본 발명의 일 실시 예에 다른 발광 다이오드(LED) 조명 장치의 색온도 조절 방법을 나타낸 플로우차트.2 is a flowchart illustrating a method of controlling color temperature of a light emitting diode (LED) lighting device according to an embodiment of the present invention.

도 3 은 본 발명의 일 실시 예에 따른 주위 온도 및 습도에 따른 발광 다이오드(LED) 조명의 색온도 변화를 나타낸 그래프.3 is a graph showing a change in color temperature of light emitting diode (LED) light according to the ambient temperature and humidity according to an embodiment of the present invention.

도 4 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 계절 및 시간에 따른 발광 다이오드(LED) 조명의 색온도 변화를 나타낸 그래프.4 is a graph showing a change in color temperature of light emitting diode (LED) light according to season and time according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>          <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 센싱부 110 : 제어부100 sensing unit 110 control unit

112 : 색온도 설정부 114 : 듀티비 발생부112: color temperature setting unit 114: duty ratio generating unit

120 : 구동부 130 : 발광 다이오드부 120: drive unit 130: light emitting diode unit

Claims (8)

발광 다이오드(LED)의 주변 온도 및 습도를 감지하는 센싱부;Sensing unit for sensing the ambient temperature and humidity of the light emitting diode (LED); 상기 센싱부의 데이터와 기설정된 시간 및 계절 데이터를 사용하여 색온도를 결정하고, 상기 색온도에 따른 듀티비를 설정 및 발생시키는 제어부; 및A controller configured to determine a color temperature by using the data of the sensing unit and predetermined time and season data, and to set and generate a duty ratio according to the color temperature; And 상기 제어부에 의해 발생되는 듀티비 신호에 따라 상기 발광 다이오드의 절대 색온도를 제어하여, 상기 발광 다이오드를 백색 영역에서 구동하는 구동부를 포함하는 색온도 조절용 LED 조명 장치.And a driving unit controlling the absolute color temperature of the light emitting diode according to the duty ratio signal generated by the controller to drive the light emitting diode in a white region. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 듀티비는 동작 전류 및 펄스폭 변조(PWM)에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 색온도 조절용 LED 조명 장치.And said duty ratio is set by operating current and pulse width modulation (PWM). 발광 다이오드(LED)의 주변 온도 및 습도가 센싱되어 설정된 시간 및 계절에 따라 색온도가 결정되는 단계; 및Sensing the ambient temperature and humidity of the light emitting diode (LED) to determine a color temperature according to a set time and season; And 상기 결정된 색온도에 따라 듀티비를 발생하고, 상기 듀티비에 따라 상기 발광 다이오드의 광량이 조절되는 단계를 포함하는 색온도 조절용 LED 조명 장치의 색온도 조절방법.And generating a duty ratio according to the determined color temperature, and adjusting the amount of light of the light emitting diode according to the duty ratio. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 색온도가 결정되는 단계에서는 상기 주변 온도 및 습도가 높을 경우에는 색온도가 높게 결정되는 것을 특징으로 하는 색온도 조절용 LED 조명 장치의 색온도 조절방법.In the step of determining the color temperature, when the ambient temperature and humidity is high, the color temperature of the LED lighting device for color temperature control, characterized in that the color temperature is determined to be high. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 색온도가 결정되는 단계에서는 상기 주변 온도 및 습도가 낮을 경우에는 색온도가 낮게 결정되는 것을 특징으로 하는 색온도 조절용 LED 조명 장치의 색온도 조절방법.In the step of determining the color temperature, if the ambient temperature and humidity is low, the color temperature of the LED lighting device for color temperature control, characterized in that the color temperature is determined to be low. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 색온도가 결정되는 단계에서는 하절기에는 색온도가 높게 설정되는 것을 특징으로 하는 색온도 조절용 LED 조명 장치의 색온도 조절방법.In the step of determining the color temperature, the color temperature control method of the LED lighting device for color temperature control, characterized in that the color temperature is set high in the summer. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 색온도가 결정되는 단계에서는 동절기에는 색온도가 낮게 설정되는 것을 특징으로 하는 색온도 조절용 LED 조명 장치의 색온도 조절방법.In the step of determining the color temperature, the color temperature control method of the LED lighting device for color temperature control, characterized in that the color temperature is set low in winter. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 색온도가 결정되는 단계에서는 기온이 내려가는 야간의 색온도는 2,000K이상 3,000K이하인 것을 특징으로 하는 색온도 조절용 LED 조명 장치의 색온 도 조절방법.The color temperature control method of the color temperature control LED lighting device, characterized in that at the step of determining the color temperature, the color temperature at night when the temperature decreases is 2,000K or more and 3,000K or less.
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