KR100993141B1 - Led lighting apparatus - Google Patents

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KR100993141B1
KR100993141B1 KR1020100017163A KR20100017163A KR100993141B1 KR 100993141 B1 KR100993141 B1 KR 100993141B1 KR 1020100017163 A KR1020100017163 A KR 1020100017163A KR 20100017163 A KR20100017163 A KR 20100017163A KR 100993141 B1 KR100993141 B1 KR 100993141B1
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김일환
조민구
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조민구
김일환
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Abstract

PURPOSE: An LED(Light Emitting Device) lamp is provide to enable a dentist to judge the color of the tooth of a patient in a dental clinic by emitting light similar to natural light. CONSTITUTION: An LED lamp includes an LED mounting unit(120). A plurality of LED packages(140) are mounted on the LED mounting unit. Each LED package is comprised of a plurality of LEDs. The plurality of LEDs emit white light with a color rendition of 92Ra and a color temperature of 5300K to 5600K. A black rubber ring(122) is mounted on the inner surface of the LED mounting unit. The black rubber ring prevents the light emitted from an LED package from transmitting to the dentist.

Description

엘이디 조명장치{LED Lighting Apparatus}LED lighting device {LED Lighting Apparatus}

본 발명은 엘이디 조명장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 환자의 치아를 치료하는 치과 진료실뿐만 아니라 인공치아를 제작하는 치과 기공소에서 널리 사용할 수 있는 엘이디 조명장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an LED lighting device, and more particularly, to an LED lighting device that can be widely used in dental laboratories for manufacturing artificial teeth as well as dental offices for treating a patient's teeth.

일반적으로 환자의 치아를 치료하는 치과 진료실이나 환자의 인공치아를 제작하는 치과 기공소에서는 치과용 조명장치를 사용한다.Generally, dental lighting devices are used in dental offices that treat patients' teeth or dental laboratories that produce artificial teeth of patients.

이러한 치과용 조명장치로는 통상 1500럭스~2500럭스(lux)에 이르는 강한 조도의 빛을 조사할 수 있는 할로겐램프, 할로겐-텅스텐램프 또는 형광등과 같은 조명장치가 사용된다.As such a dental lighting device, a lighting device such as a halogen lamp, a halogen-tungsten lamp or a fluorescent lamp capable of irradiating light of strong illumination ranging from 1500 lux to 2500 lux is used.

이와 같이 강한 조도의 빛을 조사할 수 있는 조명을 사용함으로써 작업공간에서 그림자가 지는 공간이 최소화되도록 하고 있다.By using lights that can irradiate light of strong illumination, the shadowing space in the work space is minimized.

그러나 이러한 할로겐램프, 할로겐-텅스텐램프 또는 형광등과 같은 조명장치는 색온도, 연색지수 및 조도에 있어서 치과 영역에서 요구하는 기준과 거리가 있다. 치과 영역에서는 색온도 5,500K 및 연색지수 90Ra 이상의 조명을 요구하지만 일반적으로 사용되는 할로겐램프, 할로겐-텅스텐램프 또는 형광등과 같은 조명장치는 이러한 기준을 만족시키지 못한다.However, lighting devices such as halogen lamps, halogen-tungsten lamps or fluorescent lamps are far from the standards required by the dental field in terms of color temperature, color rendering index and illuminance. In the dental field, lighting requires a color temperature of 5,500K and a color rendering index of 90Ra or higher, but commonly used lighting devices such as halogen lamps, halogen-tungsten lamps or fluorescent lamps do not meet these criteria.

여기서 색온도(Color Temperature)는 광원으로부터 방사되는 빛의 색을 온도로 표시하는 것으로 절대온도(K)로 표기하게 된다. 색온도가 낮으면 붉은 색의 비율이 높아지고, 색온도가 높을수록 푸른색의 비율이 높아진다. 모든 물체는 빛에 의해서 빛나고 색을 나타내게 된다. 그리고 이러한 물체에 어떠한 색온도와 파장을 가지는 빛이 비추어 지느냐에 따라 물체의 색은 변하게 된다.Here, the color temperature indicates the color of light emitted from the light source as a temperature and is expressed as an absolute temperature (K). The lower the color temperature, the higher the ratio of red color, and the higher the color temperature, the higher the ratio of blue color. Every object is illuminated and colored by light. The color of the object changes depending on what color temperature and wavelength light is emitted to the object.

정오 무렵의 자연광은 5500K정도의 색온도를 가지게 되므로 5500K 근처의 색온도를 가지는 조명을 물체에 비출 때 물체는 자연광에서 보는 색과 유사한 색을 띄게 된다.At about noon, natural light has a color temperature of around 5500K, so when a light with a color temperature near 5500K is illuminated on an object, the object has a color similar to that seen in natural light.

그러나 일반적으로 할로겐램프는 색온도가 2900K~3000K 정도이므로 붉은색을 가지게 되며, 형광등은 색온도가 4000K 정도이므로 노락색을 가지게 된다. 따라서 이러한 조명이 치아에 비추어 졌을 때 치아는 고유의 색을 가지지 못하게 되기 때문이다.However, halogen lamps generally have a red color because the color temperature is about 2900K ~ 3000K, and fluorescent lamps have yellow color because the color temperature is about 4000K. This is because when such light shines on a tooth, the tooth does not have its own color.

연색지수(CRI, Color Rendering Index)는 자연광에서 본 사물의 색과 특정 조명에서 본 사물의 색이 어느 정도 유사한지를 수치로 나타낸 것이다. 0Ra~100Ra의 단위로 표기되며 100Ra에 가까울수록 자연색에 가깝게 구현되는 조명을 뜻한다.The color rendering index (CRI) is a numerical representation of how similar the color of an object seen in natural light to the color of an object seen in a particular light is shown. It is expressed in units of 0Ra ~ 100Ra, and the closer to 100Ra, the closer to natural color.

할로겐램프의 경우 연색지수는 95Ra~100Ra로 양호하지만 색온도 조건을 만족시키지 못하며, 형광등의 경우 연색지수가 70Ra~80Ra 정도에 불과하므로 치과 영역에서 요구하는 기준과 거리가 있다.In the case of halogen lamps, the color rendering index is 95Ra ~ 100Ra, but it does not satisfy the color temperature condition. In the case of fluorescent lamps, the color rendering index is only about 70Ra ~ 80Ra, so it is far from the standard required by the dental field.

또한 할로겐램프, 할로겐-텅스텐램프 또는 형광등과 같은 기존의 조명장치는 확산광이기 때문에 작업공간 내에서 그림자가 지는 공간이 많아지며 치아의 내부 색상을 판별할 때에도 어려움이 있다.In addition, since conventional lighting devices such as halogen lamps, halogen-tungsten lamps, or fluorescent lamps are diffused light, there are more shadowing spaces in the working space and difficulty in determining the internal color of teeth.

한편 치과 기공소에서 인공치아를 제작할 때 치과 진료실에서 촬영한 환자의 치아 사진을 참고하여 환자의 치아 색깔과 가장 유사하게 인공치아의 색깔을 맞추게 된다.Meanwhile, when manufacturing an artificial tooth in a dental laboratory, the artificial tooth is matched with the color of the patient's tooth most closely by referring to the patient's teeth photographed at the dental office.

상술한 바와 같이 치아를 비추는 조명의 종류에 따라 치아의 색깔도 다르게 나타나게 되는데 치과 진료실에서 사용하는 조명과 치과 기공소에서 사용하는 조명의 특성이 서로 다른 경우가 많다. 따라서 치과 진료실에서 촬영한 환자의 치아 사진을 참고하여 치과 기공소에서 인공치아를 제작할 경우 제작된 인공치아의 색깔이 환자의 치아 색깔과 불일치하는 경우가 많이 발생하게 된다.
As described above, the color of the tooth also appears differently according to the kind of light illuminating the tooth, and the light used in the dental office and the light used in the dental laboratory are often different from each other. Therefore, when an artificial tooth is manufactured in a dental laboratory by referring to a photograph of a patient's tooth taken in a dental office, the color of the manufactured artificial tooth is inconsistent with that of the patient's tooth.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 자연광에 가까운 엘이디 조명장치를 제공함으로써 치과 진료실이나 치과 기공소에서 환자의 치아색을 정확하게 판단할 수 있도록 하는 엘이디 조명장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an LED lighting device close to the natural light LED lighting device to accurately determine the color of the patient in the dental office or dental laboratory To provide.

본 발명의 다른 목적은 치과 진료실에서 환자의 치아를 관찰할 때 그림자가 발생하는 것을 방지하며 치아의 내부 색상까지 명확하게 판별할 수 있도록 하는 엘이디 조명장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an LED lighting device to prevent the shadow when observing the patient's teeth in the dental office and to clearly determine the inner color of the tooth.

본 발명의 또 다른 목적은 치과 진료실과 치과 기공소에서 사용하는 조명의 특성을 일치시킴으로써 치과 기공소에서 인공치아를 제작 시 인공치아의 색깔이 환자의 치아 색깔과 불일치하는 오류를 방지할 수 있는 엘이디 조명장치를 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to match the characteristics of the lighting used in the dental office and dental laboratory LED lighting device that can prevent the error of the color of the artificial tooth and the color of the tooth of the patient when manufacturing the artificial tooth in the dental laboratory To provide.

본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 조명장치는 백색 광원을 발광하는 복수개의 엘이디 소자가 실장된 복수개의 엘이디 패키지를 구비하며, 상기 각 엘이디 소자에 공급되는 전류를 제어하여 5300K~5600K의 색온도를 가지며, 연색지수가 92Ra 이상이 되도록 하였다.An LED lighting apparatus according to an embodiment of the present invention includes a plurality of LED packages mounted with a plurality of LED elements for emitting a white light source, and has a color temperature of 5300K to 5600K by controlling the current supplied to each LED element. The color rendering index was set to 92Ra or more.

이때 상기 엘이디 조명장치는 치과 진료실에서 사용하는 휴대용 조명장치와, 치과 기공실에서 사용하는 스탠드형 조명장치를 포함한다.In this case, the LED lighting device includes a portable lighting device used in the dental office, and a stand-type lighting device used in the dental laboratory.

한편 상기 휴대용 조명장치는 복수개의 엘이디 패키지가 환형으로 배치되는 엘이디 장착부를 구비할 수 있으며 상기 엘이디 장착부의 내주면에는 빛이 반사되는 것을 방지하기 위한 검정색 고무링이 장착될 수 있다.Meanwhile, the portable lighting apparatus may include an LED mounting unit in which a plurality of LED packages are disposed in an annular shape, and a black rubber ring may be mounted on an inner circumferential surface of the LED mounting unit to prevent light from being reflected.

또한 상기 휴대용 조명장치는 직류전원을 사용한다.In addition, the portable lighting device uses a DC power source.

또한 상기 휴대용 조명장치는 무채색으로 형성될 수 있다.In addition, the portable lighting device may be formed in achromatic color.

또한 상기 휴대용 조명장치에 사용되는 엘이디 패키지는 엘이디 소자의 양극은 공통으로 사용하고 음극은 별도로 사용할 수 있다.In addition, the LED package used in the portable lighting device may use the anode of the LED element in common and the cathode may be used separately.

한편 상기 휴대용 조명장치는 각종 부품을 제어하는 마이컴과, 상기 마이컴의 신호에 따라 상기 엘이디 패키지를 구동하는 엘이디 구동 드라이버를 구비할 수 있다.The portable lighting apparatus may include a microcomputer for controlling various components and an LED driving driver for driving the LED package according to the signal of the microcomputer.

이때 상기 하나의 엘이디 소자에는 3.0V~3.6V의 전압이 인가되며, 상기 엘이디 구동 드라이버는 상기 엘이디 소자에 20mA의 전류가 흐르도록 제어할 수 있다.In this case, a voltage of 3.0 V to 3.6 V is applied to the one LED element, and the LED driving driver may control a current of 20 mA to flow through the LED element.

한편 상기 스탠드형 조명장치는 연색지수가 95Ra 이상인 빛을 발산한다.Meanwhile, the stand type lighting device emits light having a color rendering index of 95 Ra or more.

그리고 상기 스탠드형 조명장치에 사용되는 엘이디 패키지는 엘이디 소자의 양극과 음극을 각각 별도로 사용하며 상기 하나의 엘이디 소자에는 2.9V~3.5V의 전압이 인가되며, 상기 엘이디 소자에 20mA의 전류가 흐르도록 제어한다.
In addition, the LED package used in the stand type lighting device separately uses the anode and the cathode of the LED element, and a voltage of 2.9 V to 3.5 V is applied to the one LED element so that a current of 20 mA flows in the LED element. To control.

본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 조명장치는 색온도가 5300K~5600K이며 연색지수가 92Ra 이상으로 자연광에 가까운 빛을 발광하므로 치과 진료실이나 치과 기공소에서 환자의 치아색을 정확하게 판단할 수 있게 된다.LED lighting apparatus according to an embodiment of the present invention is a color temperature of 5300K ~ 5600K and the color rendering index emits light close to natural light of 92Ra or more, it is possible to accurately determine the tooth color of the patient in the dental office or dental laboratory.

또한 직진도가 높은 엘이디 조명장치를 사용함으로써 치과 진료실에서 환자의 치아를 관찰할 때 그림자가 발생하는 것을 방지하며 치아의 내부 색상까지 명확하게 판별할 수 있게 된다.In addition, by using a high-level LED lighting device to prevent shadows when observing the patient's teeth in the dental office it is possible to clearly determine the inner color of the teeth.

또한 치과 진료실과 치과 기공소에서 동일한 특성을 가지는 엘이디 조명장치를 사용할 수 있으므로 치과 진료실과 치과 기공소에서 사용하는 조명의 차이로 인해 치과 기공소에서 인공치아를 제작 시 인공치아의 색깔이 환자의 치아 색깔과 불일치하는 오류를 방지할 수 있게 된다.
In addition, LED lighting devices with the same characteristics can be used in dental offices and dental laboratories, so the color of artificial teeth is inconsistent with the patient's tooth color when manufacturing artificial teeth in dental laboratories due to the difference in lighting used in dental offices and dental laboratories. This can prevent errors.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 조명장치 중 휴대용 조명장치 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 휴대용 조명장치에 사용되는 엘이디 소자를 나타낸 단면도.
도 3은 휴대용 조명장치에 사용되는 엘이디 패키지 및 그 회로도를 나타낸 도면.
도 4는 상기 엘이디 소자에 가해지는 전류의 양에 따라 흑체복사선상에서 상기 엘이디 소자에서 발광되는 빛의 색온도가 변화하는 모습을 보인 그래프.
도 5는 도 4에서 흑체복사선 부근을 확대하여 도시한 확대도.
도 6은 도 1에 도시된 휴대용 조명장치의 회로도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 조명장치 중 스탠드형 조명장치 사시도.
도 8은 도 7에 도시된 스탠드형 조명장치에서 엘이디 장착부의 확대하여 도시한 확대도.
도 9는 스탠드형 조명장치에 사용되는 엘이디 패키지 및 그 회로도를 나타낸 도면.1 is a perspective view of a portable lighting device of the LED lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing the LED element used in the portable lighting device shown in FIG.
3 is a view showing the LED package and its circuit diagram used in the portable lighting device.
4 is a graph showing a change in color temperature of light emitted from the LED element on a black body radiation line according to the amount of current applied to the LED element;
FIG. 5 is an enlarged view illustrating the vicinity of a black body radiation line in FIG. 4; FIG.
6 is a circuit diagram of the portable lighting device shown in FIG.
Figure 7 is a perspective view of a stand type lighting device of the LED lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an enlarged view of an LED mounting unit in the stand type lighting device shown in FIG. 7.
9 is a view showing the LED package and its circuit diagram used in the stand type lighting device.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 조명장치에 대해 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in more detail for the LED lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 조명장치 중에서 치과 진료실에서 사용하는 휴대용 조명장치를 도시한 것이고, 도 2는 도 1에 도시된 휴대용 조명장치에 사용되는 엘이디 소자를 나타낸 것이고, 도 3은 도 1에 도시된 휴대용 조명장치에 사용되도록 도 2에 도시된 엘이디 소자를 패키징한 엘이디 패키지 및 그 회로도를 나타낸 것이다.1 illustrates a portable lighting apparatus used in a dental office among LED lighting apparatuses according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 illustrates an LED element used in the portable lighting apparatus illustrated in FIG. 1, and FIG. 3. FIG. 1 shows an LED package and a circuit diagram of the LED package packaged with the LED device shown in FIG. 2 for use in the portable lighting device shown in FIG. 1.

도 1에 도시된 바와 같이 치과 진료실에서 사용하는 휴대용 조명장치(100)는 사용자가 파지할 수 있도록 마련된 손잡이(110)와, 상기 손잡이(110)의 단부에 마련되며 링 형상을 가지는 엘이디 장착부(120)를 구비한다.As shown in FIG. 1, the portable lighting device 100 used in the dental office includes a handle 110 provided to be gripped by a user, and an LED mounting part 120 provided at an end of the handle 110 and having a ring shape. ).

상기 손잡이(110)의 내부에는 충전 배터리(111)가 내장되어 있으며, 상기 손잡이(111)의 일측 단부에는 상기 충전 배터리(111)에 교류전원을 이용하여 충전할 수 있도록 충전단자(112)가 구비되어 있다. 이와 같이 상기 휴대용 조명장치(100)는 직류전원을 사용함으로써 환자의 치아를 관찰할 때 깜박거림을 제거할 수 있어 환자의 치아 색상을 정확하게 관찰할 수 있다.The inside of the handle 110 has a built-in rechargeable battery 111, one end of the handle 111 is provided with a charging terminal 112 to charge the rechargeable battery 111 using AC power. It is. As such, the portable lighting device 100 can remove flickering when observing the patient's teeth by using a DC power source, so that the color of the patient's teeth can be observed accurately.

그리고 상기 손잡이(110)의 측면에는 휴대용 조명장치(100)의 전원을 온(On) 또는 오프(Off) 시킬 수 있는 전원스위치(113)가 마련된다.And the side of the handle 110 is provided with a power switch 113 that can turn on (On) or off (Off) the power of the portable lighting device (100).

상기 엘이디 장착부(120)는 중공의 링 형상을 가진다. 상기 엘이디 장착부(120)에는 복수개의 엘이디 패키지(LED package: 140)가 환형으로 장착된다. 본 실시예에서는 6개의 엘이디 패키지(140)가 엘이디 장착부(120)에 장착되는 것을 보였으나 상기 엘이디 장착부(120)에는 그 이상의 엘이디 패키지가 장착되거나 그 이하의 엘이디 패키지가 장착되어 사용될 수 있다.The LED mounting portion 120 has a hollow ring shape. A plurality of LED packages 140 are mounted in the LED mounting unit 120 in an annular shape. In the present embodiment, six LED packages 140 are shown mounted on the LED mounting unit 120, but the LED mounting unit 120 may be equipped with more LED packages or less LED packages.

한편 상기 휴대용 조명장치(100)는 전체적으로 무채색으로 형성된다. 이와 같이 휴대용 조명장치(100)를 무채색으로 형성한 이유는 상기 휴대용 조명장치(100)의 빛을 이용하여 치아의 색을 판별할 때 휴대용 조명장치(100)의 색이 치아 고유의 색과 간섭하는 것을 방지하기 위함이다.Meanwhile, the portable lighting device 100 is formed in achromatic color as a whole. The reason for forming the portable lighting device 100 in achromatic color as described above is that the color of the portable lighting device 100 interferes with the color unique to the tooth when the color of the tooth is determined using the light of the portable lighting device 100. To prevent this.

그리고 상기 엘이디 장착부(120)의 내주면에는 검정색 고무링(122)이 장착된다. 이는 엘이디 소자(130)에서 발산된 빛이 엘이디 장착부(120)의 내주면에서 반사되는 것을 방지하기 위함이다.The black rubber ring 122 is mounted on the inner circumferential surface of the LED mounting unit 120. This is to prevent the light emitted from the LED element 130 from being reflected from the inner circumferential surface of the LED mounting unit 120.

상기 엘이디 장착부(120)에 장착되는 엘이디 패키지(140)는 백색광을 발산하는 엘이디 패키지이다.The LED package 140 mounted on the LED mounting unit 120 is an LED package that emits white light.

도 2는 상기 휴대용 조명장치(100)에 사용되는 엘이디 패키지(140)에 실장되는 엘이디 소자(130)를 나타낸 것이다.2 illustrates the LED device 130 mounted on the LED package 140 used in the portable lighting device 100.

도 2에 도시된 바와 같이 상기 엘이디 패키지(140)에 실장되는 엘이디 소자(130)의 제조방법에 대해 설명하면 먼저 기판(131) 상에 질화물 반도체(135)를 적층한다.Referring to FIG. 2, a method of manufacturing the LED device 130 mounted on the LED package 140 will be described. First, the nitride semiconductor 135 is stacked on the substrate 131.

여기서 상기 질화물 반도체(135)는 n형 반도체층(136)과 활성층(137) 및 p형 반도체층(138)을 포함하여 이루어진다.The nitride semiconductor 135 may include an n-type semiconductor layer 136, an active layer 137, and a p-type semiconductor layer 138.

이때 상기 질화물 반도체(135)와 기판(131) 사이에는 버퍼층(132)을 성장시킬 수 있는데, 재료의 격자 부정합 및 열 팽창 계수의 차이를 완화하기 위한 것으로서 구체적으로 저온 성장 GaN층 또는 AlN층 등을 형성할 수 있다.In this case, the buffer layer 132 may be grown between the nitride semiconductor 135 and the substrate 131. In order to alleviate the difference in lattice mismatch and thermal expansion coefficient of the material, a low temperature growth GaN layer or an AlN layer may be used. Can be formed.

이때 n형 반도체층(136)과 활성층(137) 및 p형 반도체층(138)은 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition), MBE(Molecular Beam Epitaxy), HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy)법과 같은 기상 증착법에 의해 성장시킬 수 있다.In this case, the n-type semiconductor layer 136, the active layer 137, and the p-type semiconductor layer 138 may be subjected to vapor deposition such as metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), molecular beam epitaxy (MBE), and hydraulic vapor phase epitaxy (HVPE). It can grow by.

그리고 상기 n형 반도체층(136), 활성층(137), p형 반도체층(138)은 700~1100℃의 온도에서 성장시킬 수 있다. 구체적으로 기판(131)은 사파이어(Al2O3) 기판, 실리콘 카바이드(SiC) 기판, 실리콘(Si) 기판, 갈륨 아세나이드(GaAs) 기판 등이 사용되며, 특히 사파이어 기판이 대표적으로 사용될 수 있다.The n-type semiconductor layer 136, the active layer 137, and the p-type semiconductor layer 138 may be grown at a temperature of 700 to 1100 ° C. In detail, the substrate 131 may be a sapphire (Al 2 O 3) substrate, a silicon carbide (SiC) substrate, a silicon (Si) substrate, a gallium arsenide (GaAs) substrate, or the like, and in particular, a sapphire substrate may be representatively used.

그리고 n형 반도체층(136)은 AlxInyGa(1-x-y)N 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1 임)을 갖는 n-도핑된 반도체 물질로 이루어지며, 특히 n-GaN이 사용될 수 있다.And the n-type semiconductor layer 136 is n-doped with Al x In y Ga (1-xy) N composition formula, where 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, and 0 ≦ x + y ≦ 1. Made of semiconductor material, in particular n-GaN can be used.

그리고 활성층(137)은 다중 양자 우물(Multi-Quantum Well : MQW) 구조를 가지며, GaN 또는 InGaN으로 이루어질 수 있다.The active layer 137 has a multi-quantum well (MQW) structure and may be formed of GaN or InGaN.

그리고 p형 반도체층(138)은 상기 n형 반도체층(141)과 마찬가지로, AlxInyGa(1-x-y)N 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1 임)을 갖는 질화물 반도체 물질로 이루어지며, p-도핑된다.And the p-type semiconductor layer 138, like the n-type semiconductor layer 141, Al x In y Ga (1-xy) N composition formula (where 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x + y ≦ 1), and p-doped.

한편 p형 반도체층(138)의 상부에 오믹 특성을 개선하기 위하여 투명 전극(139)을 형성하고, 상기 투명 전극 상부에 p-전극을 형성한다.Meanwhile, a transparent electrode 139 is formed on the p-type semiconductor layer 138 to improve ohmic characteristics, and a p-electrode is formed on the transparent electrode.

그리고 메사 식각되어 노출된 n형 반도체층 상부에 n-전극을 형성한다.The n-electrode is formed on the n-type semiconductor layer exposed by mesa etching.

이와 같은 엘이디 소자(130)에서 p-전극 및 n-전극에 전압을 인가하면 n형 반도체층에서 공급된 전자와 p형 반도체층에서 공급된 정공이 인듐조성이 다른 활성층으로 흘러 들어가 상기 활성층에서 전자-정공의 재결합이 일어나 백색빛을 방출하게 된다.When the voltage is applied to the p-electrode and the n-electrode in the LED device 130, the electrons supplied from the n-type semiconductor layer and the holes supplied from the p-type semiconductor layer flow into an active layer having a different indium composition to form electrons in the active layer. Holes recombine and emit white light.

이때 상기 엘이디 소자(130)에 흐르는 전류의 양에 따라 방출되는 빛의 색상이 심하게 변하게 된다. 상기 엘이디 소자(130)에 적은 양의 전류가 흐르게 되면 인듐조성이 상대적으로 많은 영역에서 전자와 정공이 주로 결합하여 에너지가 작고 파장이 긴 적색의 빛이 주로 방출되고, 상기 엘이디 소자(130)에 많은 양의 전류가 흐르게 되면 인듐조성이 상대적으로 적은 영역에서 전자와 정공이 주로 결합하여 에너지가 크고 파장이 짧은 청색의 빛이 주로 방출될 수 있다.At this time, the color of light emitted is severely changed according to the amount of current flowing through the LED element 130. When a small amount of current flows in the LED device 130, electrons and holes are mainly combined in a relatively large area of indium composition, and red light having a small energy and long wavelength is mainly emitted. When a large amount of current flows, electrons and holes mainly combine in a region where the indium composition is relatively small, and blue light having a large energy and short wavelength may be mainly emitted.

도 2에 도시된 엘이디 소자(130)를 휴대용 조명장치(100)에 사용하도록 엘이디 패키지(140)를 형성하는데 도 3은 휴대용 조명장치(100)에 사용되는 엘이디 패키지(140) 및 그 회로도를 도시한 것이다.The LED package 140 is formed to use the LED device 130 shown in FIG. 2 in the portable lighting device 100. FIG. 3 shows the LED package 140 used in the portable lighting device 100 and a circuit diagram thereof. It is.

이때 휴대용 조명장치(100)에 사용되는 엘이디 패키지(140)의 경우 도 3에 도시된 바와 같이 3개의 엘이디 소자(130)가 패키징되어 하나의 엘이디 패키지(140)를 형성한다.In this case, in the case of the LED package 140 used in the portable lighting device 100, as shown in FIG. 3, three LED elements 130 are packaged to form one LED package 140.

이때 3에 도시된 바와 같이 3개의 엘이디 소자(130)를 기판(141) 상에 배치한 후 단자(142)와 연결시킨 엘이디 패키지(140)를 제작한다.In this case, as shown in FIG. 3, three LED elements 130 are disposed on the substrate 141, and then an LED package 140 connected to the terminal 142 is manufactured.

이때 회로도에서 보는 바와 같이 3개의 엘이디 소자(130)의 양극(145)은 공통으로 사용하고 음극(146)은 별도로 사용한다.At this time, as shown in the circuit diagram, the anode 145 of the three LED elements 130 is used in common, and the cathode 146 is used separately.

도 4는 상기 엘이디 소자에 가해지는 전류의 양에 따라 흑체복사선상에서 상기 엘이디 소자에서 발광되는 빛의 색온도가 변화하는 모습을 보인 그래프이고, 도 5는 도 4에서 흑체복사선 부근을 확대하여 도시한 것이다.FIG. 4 is a graph illustrating a change in color temperature of light emitted from the LED element according to the amount of current applied to the LED element, and FIG. 5 is an enlarged view of the vicinity of the black body radiation line in FIG. 4. will be.

도 5에 도시된 와 같이 상기 엘이디 소자(130)에 적은 양의 전류가 흐르게 되면 색온도가 낮은 적색 계열의 빛이 주로 방출되고, 상기 엘이디 소자(130)에 많은 양의 전류가 흐르게 되면 색온도가 높은 청색 계열의 빛이 주로 방출되는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 5, when a small amount of current flows through the LED element 130, a red-based light having a low color temperature is mainly emitted. When a large amount of current flows through the LED element 130, the color temperature is high. It can be seen that blue light is mainly emitted.

도 5에서 보는 바와 같이 흑체복사선 부근에서 B3영역과 B4영역이 5300K~5600K의 색온도를 가지게 된다.As shown in FIG. 5, the B3 region and the B4 region have a color temperature of 5300K to 5600K near the black body radiation line.

휴대용 조명장치(100)에 사용되는 엘이디 패키지(140)에서 상기 엘이디 소자(130) 1개당 3.0V~3.6V 정도의 정방향 전압, 바람직하게는 3.3V의 전압이 가해지는데 본 발명자는 상기 엘이디 소자(130)에 20mA의 전류가 흘렀을 때 상기 엘이디 소자(130)에서 B3영역과 B4영역, 그 중에서도 특히 주광색(550K)에 근접한 빛이 발광된다는 것을 실험을 통해 알게 되었다. 이때 하나의 엘이디 패키지(140)에는 60mA의 전류가 흐르게 되고 하나의 엘이디 패키지(140)는 92Ra 정도의 연색지수를 가지는 빛을 발산하는 것으로 나타났다.In the LED package 140 used in the portable lighting device 100, a forward voltage of about 3.0V to 3.6V, and preferably a voltage of 3.3V is applied to each of the LED devices 130. It was found through experiments that when the current of 20 mA flowed to the 130, the LED element 130 emits light close to the B3 region and the B4 region, especially the main daylight color (550K). At this time, a current of 60mA flows through one LED package 140, and one LED package 140 is shown to emit light having a color rendering index of about 92Ra.

따라서 본 발명의 휴대용 조명장치(100)는 상기 엘이디 소자(130)에 20mA의 전류가 흐르도록 하는 회로를 가진다.Therefore, the portable lighting apparatus 100 of the present invention has a circuit for allowing a current of 20 mA to flow through the LED element 130.

도 6은 도 1에 도시된 휴대용 조명장치의 회로도이다.6 is a circuit diagram of the portable lighting apparatus shown in FIG. 1.

도 6에 도시된 바와 같이 휴대용 조명장치(100)는 교류전류를 직류전류로 변환하는 어댑터(151)와, 상기 어댑터(151)에 의해 변환된 직류전류를 충전지(111)에 충전하는 충전기(152)와, 상기 휴대용 조명장치(100)에 설치되는 각종 부품을 제어하는 마이컴(160)과, 상기 마이컴(160)의 신호에 따라 엘이디 패키지(140)를 구동하는 엘이디 구동 드라이버(161)를 구비한다.As shown in FIG. 6, the portable lighting device 100 includes an adapter 151 for converting an AC current into a DC current, and a charger 152 for charging the rechargeable battery 111 with a DC current converted by the adapter 151. ), A microcomputer 160 for controlling various components installed in the portable lighting device 100, and an LED driving driver 161 for driving the LED package 140 according to the signal of the microcomputer 160. .

상기 마이컴(160)은 PWM(Pulse Width Modulation)신호를 이용하여 엘이디 구동 드라이버(161)를 제어하고 상기 엘이디 구동 드라이버(161)는 엘이디 패키지(140)에 공급되는 전류를 제어하여 엘이디 소자(130)에 20mA의 전류가 흐르도록 한다.The microcomputer 160 controls the LED driving driver 161 using a pulse width modulation (PWM) signal, and the LED driving driver 161 controls the current supplied to the LED package 140 to control the LED device 130. Allow 20mA of current to flow through.

이와 같은 제어를 통해 휴대용 조명장치(100)가 주광색(550K)에 근접한 빛을 발광할 수 있게 된다.Through such a control, the portable lighting device 100 may emit light close to the primary daylight color 550K.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 조명장치 중 스탠드형 조명장치 사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 스탠드형 조명장치에서 엘이디 장착부의 확대하여 도시한 확대도이다.7 is a perspective view of a stand type lighting device of the LED lighting apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 8 is an enlarged view showing an enlarged view of the LED mounting portion in the stand type lighting device shown in FIG.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 치과 기공소에서 사용하는 스탠드형 조명장치(200)는 바닥에 지지할 수 있는 지지판(210)과, 상기 지지판(220)으로부터 상측으로 연장되는 지지대(220)와, 상기 지지대에 엘이디 장착부(230)를 구비한다. As shown in FIGS. 7 and 8, the stand-type lighting device 200 used in a dental laboratory includes a support plate 210 that can be supported on the floor, a support 220 that extends upwardly from the support plate 220, and a stand 220. It includes an LED mounting portion 230 on the support.

상기 엘이디 장착부(230)에는 복수개의 엘이디 패키지(LED package: 240)가 원주방향으로 장착된다.A plurality of LED packages 240 are mounted in the LED mounting unit 230 in the circumferential direction.

본 실시예에서는 72개의 엘이디 패키지(240)가 상기 엘이디 장착부(230)에 장착되는 것을 보였으나 상기 엘이디 장착부(230)에는 그 이상의 엘이디 패키지(240)가 장착되거나 그 이하의 엘이디 패키지(240)가 장착될 수 있다.In the present embodiment, 72 LED packages 240 are mounted on the LED mounting unit 230, but the LED mounting unit 230 includes more than one LED package 240 or less than the LED package 240. Can be mounted.

도 2에 도시된 엘이디 소자(130)를 스탠드형 조명장치(200)에 사용하도록 엘이디 패키지(240)를 형성하는데 도 9는 스탠드형 조명장치(200)에 사용되는 엘이디 패키지 및 그 회로도를 도시한 것이다.The LED package 240 is formed to use the LED device 130 shown in FIG. 2 in the stand type lighting device 200. FIG. 9 shows the LED package and the circuit diagram thereof used in the stand type lighting device 200. FIG. will be.

도 9에 도시된 바와 같이 3개의 엘이디 소자(130)가 패키징되어 하나의 엘이디 패키지(240)를 형성한다.As shown in FIG. 9, three LED elements 130 are packaged to form one LED package 240.

이때 스탠드형 조명장치(200)에 사용되는 엘이디 패키지(240)의 경우 도 9에 도시된 바와 같이 3개의 엘이디 소자(130)를 기판(241) 상에 일렬로 배치한 후 단자(242)와 연결시켜 제작한다.In this case, in the case of the LED package 240 used in the stand type lighting device 200, three LED elements 130 are arranged in a row on the substrate 241 as shown in FIG. 9, and then connected to the terminal 242. Produce it.

이와 같이 제작된 엘이디 패키지(240)를 기판(241)에 일렬로 장착하여 직렬로 연결함으로써 스탠드형 조명장치(200)의 조명부를 형성할 수 있다.The LED package 240 manufactured as described above may be mounted in series on the substrate 241 and connected in series to form an illumination unit of the stand type lighting device 200.

상기 스탠드형 조명장치(200)에 사용되는 엘이디 패키지(240)에서는 엘이디 소자(130) 1개당 2.9V~3.5V 정도의 정방향 전압, 바람직하게는 3.2V의 전압이 가해지는데 이때에도 상기 엘이디 소자(130)에 20mA의 전류가 흘렀을 때 엘이디 소자(130)에서 주광색(550K)과 가장 유사한 빛을 발광한다는 것을 알게 되었다. 이때 하나의 엘이디 패키지(240)에는 60mA의 전류가 흐르게 되고 하나의 엘이디 패키지(240)는 95Ra 정도의 연색지수를 가지는 빛을 발산하는 것으로 나타났다.In the LED package 240 used in the stand type lighting device 200, a forward voltage of about 2.9V to 3.5V, preferably 3.2V, is applied to each of the LED devices 130. It was found that when the current of 20 mA flowed to the 130, the LED element 130 emits light most similar to the main daylight color 550K. In this case, a current of 60 mA flows in one LED package 240, and one LED package 240 is shown to emit light having a color rendering index of about 95Ra.

이와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 조명장치에서는 엘이디 패키지(140, 240)에 실장되는 엘이디 소자(130)에 가해지는 전류를 제어함으로써 휴대용 조명장치(100) 및 스탠드형 조명장치(200)가 5300K~5600K의 색온도를 가지도록 하였으며 연색지수 또한 92Ra 이상이 되도록 하였다.As described above, in the LED lighting apparatus according to an embodiment of the present invention, the portable lighting apparatus 100 and the stand type lighting apparatus 200 are controlled by controlling a current applied to the LED elements 130 mounted on the LED packages 140 and 240. Has a color temperature of 5300K ~ 5600K and the color rendering index is more than 92Ra.

이와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 조명장치는 색온도가 5,300K~5600K이며, 연색지수가 92Ra 이상이므로 자연광과 유사한 빛을 발광하므로 치과 진료실에서는 환자의 치아색을 정확하게 판별할 수 있으며 치과 기공소에서는 환자의 치아 색깔과 일치하는 인공치아를 제작할 수 있게 된다.As described above, the LED lighting device according to the embodiment of the present invention has a color temperature of 5,300K to 5600K, and since the color rendering index is 92Ra or higher, it emits light similar to natural light. Will be able to produce artificial teeth that match the color of the patient's teeth.

또한 직진성이 좋은 엘이디 조명장치를 사용함으로써 그림자가 발생하는 것을 방지하며 치아의 내부 색상까지 명확하게 판별할 수 있게 된다.
In addition, by using the LED lighting device with the straightness to prevent the shadow from occurring, it is possible to clearly determine the inner color of the teeth.

100: 휴대용 조명장치 120: 엘이디 장착부
130: 엘이디 소자 140: 엘이디 패키지
200: 스탠드형 조명장치 230: 엘이디 장착부
240: 엘이디 패키지100: portable lighting device 120: LED mounting portion
130: LED device 140: LED package
200: stand type lighting device 230: LED mounting portion
240: LED package

Claims (12)

백색 광원을 발광하는 복수개의 엘이디 소자가 실장된 복수개의 엘이디 패키지를 구비하며,
상기 각 엘이디 소자에 공급되는 전류를 제어하여 5300K~5600K의 색온도를 가지며, 연색지수가 92Ra 이상이며,
복수개의 엘이디 패키지가 환형으로 배치되고 내부에 중공부가 형성된 링형상을 가져 상기 중공부를 통해 치아를 관찰할 수 있는 엘이디 장착부와,
상기 엘이디 장착부의 내주면에 설치되어 상기 엘이디 패키지에서 발광된 빛이 상기 중공부를 통해 치아를 관찰하는 관찰자 측으로 역류하는 것을 방지하기 위한 검정색 고무링을 구비하는 휴대용 조명장치.It includes a plurality of LED packages mounted with a plurality of LED elements for emitting a white light source,
By controlling the current supplied to each LED element has a color temperature of 5300K ~ 5600K, the color rendering index is 92Ra or more,
An LED mounting portion in which a plurality of LED packages are disposed in an annular shape and have a ring shape having a hollow portion formed therein to observe a tooth through the hollow portion;
And a black rubber ring installed on the inner circumferential surface of the LED mounting part to prevent the light emitted from the LED package from flowing back to the observer side that observes the teeth through the hollow part. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 휴대용 조명장치는 직류전원을 사용하는 것을 특징으로 하는 휴대용 조명장치.The method of claim 1,
The portable lighting device is a portable lighting device, characterized in that using a DC power source. 제 1항에 있어서,
상기 휴대용 조명장치는 무채색으로 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 조명장치.The method of claim 1,
The portable lighting device is characterized in that the achromatic color is formed. 제 1항에 있어서,
상기 휴대용 조명장치에 사용되는 엘이디 패키지는 엘이디 소자의 양극은 공통으로 사용하고 음극은 별도로 사용하는 것을 특징으로 하는 휴대용 조명장치.The method of claim 1,
The LED package used in the portable lighting device is a portable lighting device, characterized in that the anode of the LED element is commonly used and the cathode is used separately. 제 7항에 있어서,
상기 휴대용 조명장치는 각종 부품을 제어하는 마이컴과, 상기 마이컴의 신호에 따라 상기 엘이디 패키지를 구동하는 엘이디 구동 드라이버를 더 구비하는 휴대용 조명장치.The method of claim 7, wherein
The portable lighting device further comprises a microcomputer for controlling various components and an LED driving driver for driving the LED package according to the signal of the microcomputer. 제 8항에 있어서,
상기 하나의 엘이디 소자에는 3.0V~3.6V의 전압이 인가되며, 상기 엘이디 구동 드라이버는 상기 엘이디 소자에 20mA의 전류가 흐르도록 제어하는 것을 특징으로 하는 휴대용 조명장치.The method of claim 8,
A voltage of 3.0 V to 3.6 V is applied to the one LED element, and the LED driving driver is configured to control a current of 20 mA to flow through the LED element. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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