KR101592111B1 - 물체 감지를 통한 자동 밝기 조절기능을 갖는 엘이디 조명장치 및 그것의 엘이디 어레이 구조 - Google Patents

물체 감지를 통한 자동 밝기 조절기능을 갖는 엘이디 조명장치 및 그것의 엘이디 어레이 구조 Download PDF

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Abstract

교류(AC) 드라이버 IC를 채용하는 엘이디 조명장치가 개시된다. 이 엘이디 조명장치는, 동작시, 스탠바이 상태 및 상기 스탠바이 상태보다 더 밝은 액티브 상태 중 어느 하나를 가지며, 복수 개의 채널들 - 상기 복수 개의 채널들은 서로 전기적으로 연결되며, 채널들 각각은 서로 직렬로 연결된 복수 개의 엘이디들을 가짐 - 로 구별되며, 하나의 본체 상에 배치되는 엘이디 어레이와, 교류 전원을 인가받아 상기 엘이디 어레이를 채널 단위로 일정 전류를 공급하여 구동시키기 위해, 상기 엘이디 어레이에 인접하게 상기 본체 상에 배치되는, 교류 드라이버 IC(220)와, 감지 대상 영역 내로 진입하는 물체를 센싱하는, 감지부와, 상기 감지부에 의한 감지시 감지부로부터의 신호에 의해 턴온되어, 상기 엘이디 어레이를 상기 액티브 상태로 전환시키는, 밝기 조절 스위치부를 포함하며, 상기 감지부에 의해 물체가 감지되지 않는 경우, 상기 밝기 조절 스위치부는, 오프 상태로 유지되어 상기 엘이디 어레이가 상기 스탠바이 상태에 있도록 하고, 상기 감지부에 의해 물체가 감지되는 경우, 상기 밝기 조절 스위치는 상기 감지부로부터의 신호에 의해 턴온되어 소정 시간 동안 상기 엘이디 어레이가 액티브 상태로 유지되게 하며, 상기 엘이디 어레이는 상기 소정 시간 경과 후 다시 상기 스탠바이 상태로 전환된다.

Description

물체 감지를 통한 자동 밝기 조절기능을 갖는 엘이디 조명장치 및 그것의 엘이디 어레이 구조{LED ILLUMINATION APPARATUS CAPABLE OF AUTOMATICALLY CONTROLLING ILLUMINATION BY OBJECT SENSING AND LED ARRAY STRUCTURE THEREOF}
본 발명은 물체 감지를 통한 자동 밝기 조절기능을 갖는 엘이디 조명장치 및 그것의 엘이디 어레이 구조에 관한 것으로서, 더 구체적으로는, 건물 내의 출입구나 주차장 등의 조명이 필요한 장소에 설치되어 사람이나 자동차 등의 움직임을 감지하여 적절하게 밝기를 조절할 수 있도록 하는 물체 감지를 통한 자동 밝기 조절기능을 가지며, 교류 드라이버 IC를 채용하는 엘이디 조명장치 및 그것의 엘이디 어레이 구조에 관한 것이다.
조명이 필요한 장소, 예컨대, 건물의 지하 주차장, 공영 주차장, 또는 복도와 같은 공용 부분은 불특정 다수가 불특정 시간에 이용하는 환경이므로, 필요에 따라 관리인이 조명등을 점등 및 소등을 하거나, 이용자의 편의를 위해 24시간 내내 점등시켜 두는 경우가 빈번하다.
이와 같이 24시간 내내 조명등을 점등시켜두는 경우에는 전기 에너지가 불필요하게 많이 소모되므로, 근래에는 건물의 공용 부분에 물체(사람이나 차량 등을 포함함)가 감지되지 않는 경우에는 최소의 밝기로 조명하도록 조명등을 제어하고 물체가 감지되는 경우에는 최대의 밝기로 조명하도록 조명등을 제어하는 경우가 있다.
이와 관련된 제어 방식의 한 예가 대한민국 등록특허 제10-1271401호(2013.05.30. 등록, 이하, '선행기술1' 이라 함)에 개시되어 있다. 상기 선행기술1은 사용자가 용도 및 설치 환경에 따라 직접 센서 모듈 설정 파라미터를 쉽고 간편하게 변경할 수 있도록 한 사용자 맞춤형 조명장치에 관한 것으로서, 기본적으로 SMPS(switched mode power supply)를 이용하여 조명장치를 구현하고 있다.
한편, SMPS를 이용하는 방식에 비해, 교류(AC) 전원을 정류하여 직렬 엘이디 어레이에 인가하는 방식에 채용되는 교류 엘이디 구동회로, 즉 정전류 구동 IC를 채용하는 엘이디 조명장치는 상대적으로 긴 수명을 가지며, 그 구현 방식이 비교적 간단하고, 효율성 및 신뢰성도 높을 뿐만 아니라, 엘이디 조명장치의 전체 크기를 감소시킬 수 있는 장점들이 있다.
따라서, 정전류 구동 IC를 채용하는 엘이디 조명장치는 SMPS형 엘이디 조명 장치용 드라이버에 비해, 그것의 근본적인 플리커(flicker) 현상이나, 이에 기인하는 스트로브스코픽(stroboscopic) 효과 등의 단점이 있음에도 불구하고 현재 여러 응용 분야에 적용되고 있다.
엘이디 어레이를, 각각이 복수 개의 엘이디를 포함하는 복수 개의 채널들로 구성하고, 여기에 교류 전원을 인가하여 채널들 각각을 독립적으로 구동시킬 수 있도록, 정전류 구동 IC, 즉 교류 드라이버(AC driver) IC를 채용하는 엘이디 조명장치의 기본적인 구현 예가 도 1에 도시되어 있다.
교류 전원(11) 및 정류기(12)로 구성된 전원부는 교류 전원을 전파 정류하여 엘이디 어레이(24) 측으로 전달한다. 예를 들어, 엘이디 어레이(24)는 서로 전기적으로 연결된 복수 개의 채널들(LED-A, LED-B, LED-C, LED-D, 및 LED-E)로 구별될 수 있고, 이들 복수 개의 채널들 각각은 하나 또는 그 이상의 엘이디를 포함할 수 있다.
교류 전원(11) 및 정류기(12)를 거쳐 나오는 전력을, 채널 단위로 구별되는 복수 개의 엘이디에 공급하여 구동시킬 수 있도록 교류 드라이버 IC(22)가 구비되어 있다. 교류 드라이버 IC(22)에 의해 필요에 따라 채널들 각각이 독립적으로 제어될 수 있다. 교류 드라이버 IC(22)를 채용하는 엘이디 조명장치의 구동방식은 기본적으로, 교류 전원이 직접 LED의 열에 인가되도록 하고, 시간상으로 변화하는 교류 전원의 전압값에 적합한 개수의 엘이디를 선택하여 채널(도 1에서는 CH1 내지 CH5로서 5개의 채널로 예시됨)을 구성하고, 선택된 엘이디만이 점등되도록 전류원을 평행 배치하여 제어하는 방식으로서, 입력되는 교류 전압의 크기에 맞게 점등되는 엘이디의 수를 능동적으로 조절하도록 할 수 있다.
그러나, 도 1에 개시된 바와 같이, 교류 드라이버 IC(22)를 채용하는 경우, 엘이디 어레이(24)를 이루는 복수 개의 채널들 각각의 복수 개의 엘이디들은 서로 간에 직렬로 연결되는데, 이렇게 직렬 연결된 엘이디 측으로 공급되는 전력 편차에 기인하여, 조명이 균일하지 못한 결과가 초래된다. 다시 말해, 도 1에서 시계 방향의 전류 경로에서 보면, 각각의 채널 내에서 전원과 비교적 가까운 쪽에 연결된 엘이디(도 1의 확대도 상의 맨 위 엘이디)에 비해 전원과 비교적 먼 쪽에 연결된 엘이디(도 1의 확대도 상의 맨 아래 엘이디) 측으로 공급되는 전력이 작아져 어두워지는 현상이 생기는 결과, 하나의 엘이디 조명장치 내에서의 엘이디 어레이 중에서 어떤 부분은 밝고 어떤 부분은 어두운 현상이 생기게 된다.
따라서, 이와 같은 교류 드라이버 IC를 채용하는 엘이디 조명장치가 균일한 밝기를 제공하도록 할 수 있을 뿐만 아니라, 감지 영역 내로 진입하는 물체가 감지되지 않는 경우에는 최소의 밝기로 조명하도록 조명등을 제어하고 감지 영역 내로 진입하는 물체가 감지되는 경우에는 상기 최소의 밝기보다 더 밝게 조명하도록 엘이디 조명장치를 제어할 수 있는 방안이 당해 기술 분야에서 요구되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1271401호(2013.05.30. 등록)
본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 감지 영역 내로 진입하는 물체가 감지되지 않는 경우에는 최소의 밝기로 조명하도록 조명등을 제어하고 감지 영역 내로 진입하는 물체가 감지되는 경우에는 상기 최소의 밝기보다 더 밝게 조명하도록 하고, 교류 드라이버 IC를 채용하는 엘이디 조명장치 내의 엘이디 어레이가 전체적으로 균일한 밝기를 갖도록 할 수 있는, 물체 감지를 통한 자동 밝기 조절기능을 갖는 엘이디 조명장치 및 그것의 엘이디 어레이 구조를 제공하는 것을 그 해결과제로 하고 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 엘이디 조명장치는, 조명 대상 영역을 조명하기 위해 교류(AC) 드라이버 IC를 채용하는 엘이디 조명장치로서, 동작시, 스탠바이 상태 및 상기 스탠바이 상태보다 더 밝은 액티브 상태 중 어느 하나를 가지며, 복수 개의 채널들 - 상기 복수 개의 채널들은 서로 전기적으로 연결되며, 채널들 각각은 서로 직렬로 연결된 복수 개의 엘이디들을 가짐 - 로 구별되며, 하나의 본체 상에 배치되는 엘이디 어레이(240)와, 교류 전원을 인가받아 상기 엘이디 어레이를 채널 단위로 일정 전류를 공급하여 구동시키기 위해, 상기 엘이디 어레이에 인접하게 상기 본체 상에 배치되는, 교류(AC) 드라이버 IC(220)와, 감지 대상 영역 내로 진입하는 물체를 센싱하는, 감지부(310)와, 상기 감지부에 의한 감지시 감지부로부터의 신호에 의해 턴온되어, 상기 엘이디 어레이를 상기 액티브 상태로 전환시키는, 밝기 조절 스위치부(340)를 포함하며, 상기 감지부에 의해 물체가 감지되지 않는 경우, 상기 밝기 조절 스위치부는, 오프 상태로 유지되어 상기 엘이디 어레이가 상기 스탠바이 상태에 있도록 하고, 상기 감지부에 의해 물체가 감지되는 경우, 상기 밝기 조절 스위치는 상기 감지부로부터의 신호에 의해 턴온되어 소정 시간 동안 상기 엘이디 어레이가 액티브 상태로 유지되게 하며, 상기 엘이디 어레이는 상기 소정 시간 경과 후 다시 상기 스탠바이 상태로 전환된다.
일 실시예에 따라, 상기 감지부(310)는 상기 엘이디 어레이(240)와 병렬로 연결되고, 상기 감지부(310)가 연결된 병렬 지로로부터, 상기 감지부(310)가 연결된 병렬 지로 이외의 다른 회로로 역 전류가 흐르지 않도록, 상기 엘이디 어레이가 연결된 병렬 지로에 역전류 방지 다이오드가 더 연결된다.
일 실시예에 따라, 상기 밝기 조절 스위치부(340)는, 드레인 단, 소스 단, 및 게이트 단을 가지며, 소스 단은 접지되는, MOSFET(SW1)와, 상기 MOSFET의 드레인 단과 상기 교류 드라이버 IC(220) 사이에 연결되면서, 상기 엘이디 어레이(240)와 접지단 사이에 연결된 제1 저항 소자(R1)와 병렬로 연결되는 제2 저항 소자(R2)와, 상기 감지부(310)와 접지단 사이에서 서로 직렬로 연결되는 제3 저항 소자(R3) 및 제4 저항 소자(R4) - 상기 제3 저항 소자와 상기 제4 저항 소자 사이의 중간 노드는 상기 MOSFET의 게이트 단에 연결되고, 상기 제3 저항 소자의 일측은 상기 MOSFET의 게이트 단에 연결되고 상기 제3 저항 소자의 타측은 접지됨 - 를 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 감지부(310)와 상기 제4 저항 소자(R4) 사이의 중간 노드에서 병렬 연결되어, 상기 감지부로부터 상기 밝기 조절 스위치부(340) 측으로의 신호의 전압을 일정 레벨 이하로 조절하는 제너다이오드를 더 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 엘이디 어레이(240)의 복수 개의 채널들 중 적어도 두 개의 채널들 내의 엘이디들은 하나의 스트링(string)을 이루되, 인접한 엘이디들은 동일한 채널 내에 속하지 않은 엘이디이다.
일 실시예에 따라, 상기 두 개의 채널들 중 하나의 채널의 엘이디들의 직렬 연결 방향은, 다른 하나의 채널의 엘이디들의 직렬 연결 방향과 서로 반대 방향이다.
본 발명의 일 양상에 따른 엘이디 어레이 구조는, 상기 엘이디 어레이(240)의 복수 개의 채널들 중 적어도 두 개의 채널들 내의 엘이디들은 하나의 스트링(string)을 이루되, 인접한 엘이디들은 동일한 채널 내에 속하지 않은 엘이디이며, 상기 두 개의 채널들 중 하나의 채널의 엘이디들의 직렬 연결 방향은, 다른 하나의 채널의 엘이디들의 직렬 연결 방향과 서로 반대 방향일 수 있다.
본 발명은 물체 감지를 통한 자동 밝기 조절기능을 갖는 엘이디 조명장치 및 그것의 엘이디 어레이 구조를 제공함으로써, 감지 영역 내로 진입하는 물체가 감지되지 않는 경우에는 최소의 밝기로 조명하도록 조명등을 제어하고 감지 영역 내로 진입하는 물체가 감지되는 경우에는 상기 최소의 밝기보다 더 밝게 조명하도록 하여 전력 소모량을 줄일 수 있으며, 교류 드라이버 IC를 채용하는 엘이디 조명장치 내의 엘이디 어레이에서 조도 분포가 균일하도록 하는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 본 발명은 기존의 SMPS를 이용하는 방식의 엘이디 조명장치에 비해, 상대적으로 긴 수명을 갖도록 하며, 그 구현 방식이 비교적 간단하고, 효율성 및 신뢰성도 높을 뿐만 아니라, 엘이디 조명장치의 전체 크기를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 교류 드라이버 IC를 채용하는 종래의 엘이디 조명장치의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 드라이버 IC를 채용하는 엘이디 조명장치의 전체 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2의 밝기 조절 스위치부(340)의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 드라이버 IC를 채용하는 엘이디 조명장치에서의 엘이디 어레이 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 첨부된 도면들 및 이에 관한 설명은 당해 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자들이 본 발명에 관하여 잘 이해할 수 있도록 하기 위해 예시된 것이므로, 도면들 및 이에 관한 설명이 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 드라이버 IC를 채용하는 엘이디 조명장치의 전체 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 2의 밝기 조절 스위치부(340)의 일 예를 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 드라이버 IC를 채용하는 엘이디 조명장치에서의 엘이디 어레이 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
먼저 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 조명 대상 영역을 조명하기 위해 교류 드라이버 IC를 채용하는 엘이디 조명장치는, 교류 전원(110), 전파 정류기(120)(이하에서는, 편의상 110 및 120을 교류 전원이라 통칭하기도 함), 교류(AC) 드라이버(220), 엘이디 어레이(240), 어레이 배선(260), 감지부(310), 밝기 조절 스위치부(340)를 포함한다.
교류 드라이버 IC(220), 엘이디 어레이(240), 어레이 배선(260)은 하나의 본체, 즉 엘이디 조명장치 본체 상에 함께 배치된다. 예를 들어, 인쇄회로기판이나, 배선 패턴이 형성된 그 밖의 기판 상에 함께 배치된다.
교류 드라이버 IC(220)는 교류 전원을 인가받아 엘이디 어레이(240)를 채널 단위로 일정 전류를 공급하여 구동시키기 위한 것으로서, 교류 전원이 직접 LED의 열에 인가되도록 하고, 시간상으로 변화하는 교류 전원의 전압값에 적합한 개수의 엘이디를 선택하여 채널(도 2에서 CH1 내지 CH5로서 5개의 채널로 예시됨)을 구성하고, 선택된 엘이디만이 점등되도록 전류원을 평행 배치하여 제어하는 방식으로서, 입력되는 교류 전압의 크기에 맞게 점등되는 엘이디의 수를 능동적으로 조절하다는 면에서 이점이 있다.
엘이디 어레이(240)는, 동작시, 스탠바이 상태(standby state) 및 상기 스탠바이 상태보다 더 밝은 액티브 상태(active state) 중 어느 하나를 가지며, 복수 개의 채널들로 구별된다. 복수 개의 채널들은 서로 전기적으로 연결되며, 채널들 각각은 서로 직렬로 연결된 복수 개의 엘이디들을 갖는다. 물론, 채널들 각각은 교류 드라이버 IC(220)에 연결되어 직류 전류를 공급받는다. 스탠바이 상태는 엘이디 어레이(240)에서 조명 대상 영역이 비교적 어두운 조도를 갖도록 조명하는 상태이다. 예컨대, 스탠바이 상태는 조명이 완전히 꺼진 암전 상태가 아니라, 조명 대상 영역이 조명 대상 영역 이외의 주위 영역보다 약간 밝은 정도의 조도를 갖도록 조명하는 상태를 말한다. 따라서, 물체(자동차나 사람)의 유동이 없는 경우에는, 이 상태를 유지함으로써, 전력을 절감할 수 있게 된다. 이 상태로 유지되다가, 물체의 유동이 있는 경우, 즉 감지 대상 영역 내로 진입하는 물체를 센싱하기 위한 감지부(310)에서 물체를 감지하는 경우, 상기 스탠바이 상태보다 더 밝은 액티브 상태로 전환함으로써, 보행이나 운전에 지장이 없도록 한다.
감지부(310)로서는, 예를 들어, 마이크로웨이브 센서가 채용될 수 있다. 감지부(310)는, 물체의 움직임이 감지된 경우, 밝기 조절 스위치부(340) 측으로 그에 상응하는 신호를 내보내고 다시 센싱 대기 상태로 복귀하는 방식으로 동작한다.
밝기 조절 스위치부(340)는, 감지부(310)에 의한 감지시 감지부(310)로부터의 신호에 의해 턴온되어, 엘이디 어레이(240)를 액티브 상태로 전환시킨다. 밝기 조절 스위치부(340)는 감지부(310)로부터의 신호를 수신하는 경우, 일정 시간(대체로 10초 내지 1분 정도의 시간) 동안 온 상태로 유지되다가 다시 오프 상태로 전환된다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 밝기 조절 스위치부(340)가 드레인 단, 소스 단, 및 게이트 단을 가지며, 소스 단은 접지되는, MOSFET(SW1)와, MOSFET(SW1)의 드레인 단과 상기 교류 드라이버 IC(220) 사이에 연결되면서, 상기 엘이디 어레이(240)와 접지단 사이에 연결된 제1 저항 소자(R1)와 병렬로 연결되는 제2 저항 소자(R2)와, 감지부(310)와 접지단 사이에서 서로 직렬로 연결되는 제3 저항 소자(R3) 및 제4 저항 소자(R4)로서, 상기 제3 저항 소자(R3)와 상기 제4 저항 소자(R4) 사이의 중간 노드는 상기 MOSFET(SW1)의 게이트 단에 연결되고, 상기 제3 저항 소자(R3)의 일측은 상기 MOSFET(SW1)의 게이트 단에 연결되고 상기 제3 저항 소자(R3)의 타측이 접지되는, 경우를 고려해 보자.
이 경우, MOSFET(SW1)의 게이트 단으로 인가되는 신호(즉, 감지부(310)에서의 감지 결과 제3 저항 소자(R3)에 걸리는 전압임)는 그 초기에는 문턱 전압 이상으로 유지되다가 점차 낮아져서 문턱 전압 아래로 복귀하게 된다. 따라서, MOSFET(SW1)는 게이트 전압이 문턱 전압 이상인 경우 턴온되어 일정 시간 유지되다가 다시 게이트 전압이 문턱 전압 아래로 떨어지는 경우 오프된다. 이에 따라서, MOSFET(SW1)가 오프 상태인 경우에는, 제1 저항 소자(R1)에 의한 저항만이 회로로 제공되다가, MOSFET(SW2)가 온 상태인 경우에는 제1 저항 소자(R1)과 제2 저항 소자(R2)의 병렬 저항값이 회로로 제공된다. 기본적으로, 스탠바이 상태의 기본 저항인 제1 저항 소자(R1)가 제공하는 저항값에 비해, 제2 저항 소자(R2)와의 병렬 저항 값은 줄어들게 되므로, 엘이디 어레이(24) 측으로 더 많은 전력을 전달할 수 있고, 그 결과 엘이디 어레이(24)가 스탠바이 상태보다 더 밝은 상태, 즉 액티브 상태가 될 수 있도록 한다.
요컨대, 상기 엘이디 조명장치에서 감지부(310)에 의해 물체가 감지되지 않는 경우, 밝기 조절 스위치부(340)는, 오프 상태로 유지되어 엘이디 어레이(240)가 스탠바이 상태에 있도록 하고, 감지부(310)에 의해 물체가 감지되는 경우, 밝기 조절 스위치(340)는 감지부(340)로부터의 신호에 의해 턴온되어 소정 시간 동안 엘이디 어레이(240)가 액티브 상태로 유지되게 하며, 엘이디 어레이(240)는 상기 소정 시간 경과 후 다시 스탠바이 상태로 전환된다.
감지부(310) 및 밝기 조절 스위치부(340)는 엘이디 어레이(240)와 병렬로 연결되어, 하나의 병렬 지로를 형성한다.
상기 엘이디 조명장치는, 엘이디 어레이(240)가 연결된 병렬 지로로부터 전단의 회로들 또는 장치들(즉, 교류 드라이버 IC, 엘이디 어레이(240) 등을 포함하는 조명장치 본체 등) 등으로 역 전류가 흐르지 않도록 하여, 엘이디 조명장치를 보호하기 위해, 감지부(310)가 연결된 병렬 지로로부터, 상기 병렬 지로 이외의 다른 회로로 역 전류가 흐르지 않도록, 역전류 방지 다이오드가 더 연결된다. 통상, 감지부(310)는 외부 전원 케이블 등과 함께 배선되는 경우가 빈번하므로, 작업자의 실수 등으로 역 외부 전압이 입력되는 경우, 엘이디 조명장치에 치명적일 수 있으므로, 이를 방지하기 위함이다.
또한, 상기 엘이디 조명장치는, 감지부(310)와 제4 저항 소자(R4) 사이의 중간 노드에서 병렬 연결되어, 상기 감지부로부터의 신호의 전압을 일정 레벨 이하로 조절하는 제너다이오드를 더 포함할 수 있다. 제너다이오드는 그 동작 특성상 일정 부하에 인가되는 전압을 일정 전압 이하로 제한하는 역할을 하므로, 이에 의해 밝기 조절 스위치부(340)를 보호할 수 있게 된다.
본 발명의 엘이디 조명장치에서, 엘이디 어레이(240)의 복수 개의 채널들 중 적어도 두 개의 채널들 내의 엘이디들은 하나의 스트링(string)을 이루고, 이 스트링 내에서 인접한 엘이디들은 동일한 채널 내에 속하지 않은 엘이디이다. 이는 앞서 설명한 바와 같이, 교류 드라이버 IC를 채용한 정전류 구동 방식의 엘이디 조명장치에서 전력 편차에 의해 조명이 균일하지 않은 문제점을 해소하기 위한 것이다. 즉, 같은 채널 내에 속하는 엘이디들을 하나의 스트링으로 직렬로 연결하는 종래의 경우(도 4의 (a) 참조), 전력 편차에 의한 조명 불균일 문제가 자주 일어났고, 이를 해결하기 위해, 서로 다른 채널에 속한 엘이디들을 서로 교대로 섞어서 배치하였다. 더 나아가, 두 개의 채널들 중 하나의 채널 내의 엘이디들의 직렬 연결 방향은, 다른 하나의 채널의 엘이디들의 직렬 연결 방향과 서로 반대 방향이 되도록 연결할 수 있다.
이하에서는, 도 4를 더 참조하여, 본 발명의 엘이디 조명장치에서 엘이디 어레이 구조를 더 상세히 설명하도록 한다.
엘이디 어레이 구조에서, 종래의 경우, 도 4 (a)에 도시된 바와 같이, 채널 별로 각각의 스트링을 이루도록 엘이디 어레이가 구성되어 있다(예컨대, 채널 1은 LED-A1 내지 LED-Am으로서 m개의 엘이디를 포함하고, 채널 2는 LED-B1 내지 LED Bn으로서 n개의 엘이디를 포함함). 이러한 엘이디 어레이 구조 특성을 갖는 기존의 엘이디 조명장치는, 전술한 바와 같이, 어떤 부분은 상대적으로 밝고 어떤 부분은 상대적으로 어두운 조명 불균일 문제가 빈번하게 나타났다.
따라서, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 복수 개의 채널들 중 두 개의 채널들 내의 엘이디들이 하나의 스트링(string)을 이루도록 배열하고, 인접한 엘이디들은 서로 다른 채널에 속한 엘이디가 되도록 배열할 수 있다. 도 4의 (b)에서는 채널 1(LED-A1 내지 LED-Am)과 채널 2(LED-B1 내지 LED Bn)가 하나의 스트링을 이루도록 배열하였으나, 예컨대, 5개의 채널로 구성된 경우, 채널 1 내지 채널 5 모두가 이와 같이, 서로 인접한 엘이디들이 서로 다른 채널에 속한 엘이디가 되도록 배열할 수 있다. 이렇게 배열한 경우, 서로 다른 채널에 속한 엘이디가 서로 교대로 배열된 형태로 서로 섞이게 되므로, 조명 불균일이 완화될 수 있다.
더 나아가, 특히, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 하나의 채널의 엘이디들(LED-A1, LED-A2, ....)이 직렬로 연결된 방향과, 다른 하나의 채널의 엘이디들(LED-Bn, LED-Bn-1, ...)이 직렬로 연결된 방향과 서로 반대 방향이 되도록 배열할 수 있다. 이와 같이 배열하는 경우에는, 종래 각각의 채널 내에서 직렬로 연결된 엘이디들에서, 특히 교류 전원으로부터 비교적 먼 쪽에 위치한 엘이디가 가까운 쪽에 위치한 엘이디보다 더 어둡게 나타나는 현상이 전혀 발생하지 않게 되는 이점이 있다.
이상, 본 발명에 따라 물체 감지를 통한 자동 밝기 조절기능을 갖는 엘이디 조명장치 및 그것의 엘이디 어레이 구조를 도면들을 참조하여 예를 들어 설명하였으나, 이는 당해 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자가 본 발명에 관해 더 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것임에 유의하여야 할 것이다. 본 발명의 사상 및 범위는 이하의 청구항들에 의해 정해져야 할 것이다.
110 : 교류 전원 120 : 전파 정류기
220 : 교류(AC) 드라이버 IC
240 : 엘이디 어레이 260 : 어레이 배선
310 : 감지부 320 : 제너다이오드
330 : 역전류 방지 다이오드 340 : 밝기 조절 스위치부
R1, R2, R3, R4 : 저항 소자 SW1 : MOSFET

Claims (8)

  1. 교류(AC) 드라이버 IC를 채용하는 엘이디 조명장치로서,
    동작시, 스탠바이 상태 및 상기 스탠바이 상태보다 더 밝은 액티브 상태 중 어느 하나를 가지며, 복수 개의 채널들 - 상기 복수 개의 채널들은 서로 전기적으로 연결되며, 채널들 각각은 서로 직렬로 연결된 복수 개의 엘이디들을 가지며, 상기 복수 개의 채널들 각각은 상기 교류 드라이버 IC에 의해 각각 독립적으로 구동가능함 - 로 구별되며, 하나의 본체 상에 배치되는 엘이디 어레이(240);
    교류 전원을 인가받아 상기 엘이디 어레이를 채널 단위로 일정 전류를 공급하여 구동시키기 위해, 상기 엘이디 어레이에 인접하게 상기 본체 상에 배치되는, 상기 교류(AC) 드라이버 IC(220);
    감지 대상 영역 내로 진입하는 물체를 센싱하는, 감지부(310); 및
    상기 감지부에 의한 감지시 감지부로부터의 신호에 의해 턴온되어, 상기 엘이디 어레이를 상기 액티브 상태로 전환시키는, 밝기 조절 스위치부(340);를 포함하며,
    상기 감지부에 의해 물체가 감지되지 않는 경우, 상기 밝기 조절 스위치부는, 오프 상태로 유지되어 상기 엘이디 어레이가 상기 스탠바이 상태에 있도록 하고, 상기 감지부에 의해 물체가 감지되는 경우, 상기 밝기 조절 스위치는 상기 감지부로부터의 신호에 의해 턴온되어 소정 시간 동안 상기 엘이디 어레이가 액티브 상태로 유지되게 하며, 상기 엘이디 어레이는 상기 소정 시간 경과 후 다시 상기 스탠바이 상태로 전환되며,
    상기 엘이디 어레이(240)의 복수 개의 채널들 중 적어도 두 개의 채널들 내의 엘이디들은 하나의 스트링(string)을 이루되, 상기 하나의 스트링 내에서 서로 인접한 엘이디들은 동일한 채널 내에 속하지 않아, 상기 하나의 스트링 내에서 서로 다른 채널에 속하는 엘이디들이 교대로 배치되고,
    상기 하나의 스트링을 이루는 엘이디들이 속하는 두 개의 채널들 중 하나의 채널의 엘이디들의 직렬 연결 방향은, 다른 하나의 채널의 엘이디들의 직렬 연결 방향과 반대 방향인 것을 특징으로 하는, 엘이디 조명장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 감지부(310)는 상기 엘이디 어레이(240)와 병렬로 연결되고, 상기 감지부(310)가 연결된 병렬 지로로부터, 상기 감지부(310)가 연결된 병렬 지로 이외의 다른 회로로 역 전류가 흐르지 않도록, 상기 엘이디 어레이가 연결된 병렬 지로에 역전류 방지 다이오드(330)가 더 연결되는 것을 특징으로 하는, 엘이디 조명장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 밝기 조절 스위치부(340)는,
    드레인 단, 소스 단, 및 게이트 단을 가지며, 소스 단은 접지되는 MOSFET(SW1);
    상기 MOSFET의 드레인 단과 교류 드라이버 IC(220) 사이에 연결되면서, 상기 엘이디 어레이(240)와 접지단 사이에 연결된 제1 저항 소자(R1)와는 병렬로 연결되는, 제2 저항 소자(R2); 및
    상기 감지부(310)와 접지단 사이에서 서로 직렬로 연결되는 제3 저항 소자(R3) 및 제4 저항 소자(R4) - 상기 제3 저항 소자와 상기 제4 저항 소자 사이의 중간 노드는 상기 MOSFET의 게이트 단에 연결되어, 결과적으로 상기 제3 저항 소자의 일측은 상기 MOSFET의 게이트 단에 연결되고, 상기 제3 저항 소자의 타측은 접지됨 - ; 를 포함하되,
    상기 감지부(310)에서의 감지 결과 물체의 움직임이 감지되는 경우, 상기 감지부 측으로부터의 신호에 따라, 상기 제3 저항 소자(R3)에 걸리는 전압에 의해 상기 MOSFET가 소정 시간 동안 온 상태로 유지되고, 온 상태로 유지되는 경우, 상기 엘이디 어레이(240)와 접지단 사이에는 상기 제1 저항 소자(R1)와 상기 제2 저항 소자(R2)의 병렬 연결 경로가 만들어지고, 소정 시간 경과 후 상기 MOSFET가 오프 상태로 전환되는 경우, 상기 엘이디 어레이(240)와 접지단 사이에는 제1 저항 소자(R1)로의 경로만이 만들어지는 것을 특징으로 하는, 엘이디 조명장치.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 감지부(310)와 상기 제4 저항 소자(R4) 사이의 중간 노드에서 병렬 연결되어, 상기 감지부로부터 상기 밝기 조절 스위치부(340) 측으로의 신호의 전압을 일정 레벨 이하로 조절하는 제너다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 엘이디 조명장치.
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