KR101852025B1 - Led 발광제어시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의하면, 다수개의 LED가 발광 제어되는 LED 조명장치와, 입력되는 음원에 따라 LED의 색상, 밝기 및 온/오프 주기가 변화되는 제어정보를 LED 조명장치에 제공하는 LED 제어장치를 포함하는 LED 발광제어시스템에 있어서, LED 제어장치는, LED조명장치에 제어신호가 제공되도록 하는 LED연결부; LED조명장치의 각 LED를 ID별로 설정 구분하는 ID설정부; 음원입력장치로부터 음원이 입력되는 음원입력부; 입력된 음원의 패턴을 실시간으로 분석하는 음원분석부; 입력되는 음원의 패턴에 따라 실시간으로 각 LED의 색상, 밝기 및 온/오프 주기에 대한 발광기준정보를 생성하는 발광기준신호생성부; 상기 발광기준정보에 따라 설정되는 해당 색상 중 블루라이트계 파장을 가지는 색상이 존재하는 경우 이에 대한 색상이나 온/오프 시간을 조정하고 청색광조정정보를 생성하는 청색광조정부; 및 상기 발광기준정보와 청색광조정정보를 토대로 각 LED의 색상, 발기 및 온/오프 주기에 대한 제어신호를 생성하는 제어신호생성부를 포함하는 LED 발광제어시스템이 제공된다.

Description

LED 발광제어시스템{LED light controlling system}
본 발명은 LED 발광제어시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 음원의 주파수에 따라 LED의 색상, 밝기 및 온/오프 주기가 제어되도록 할 수 있는 LED 발광제어시스템에 관한 것이다.
일반적으로, LED는 소형으로 제작이 가능하고 수명이 길며 저전력 고효율을 가질 뿐만 아니라 백열등 등의 일반적인 조명으로 구현하기 힘든 어렵고 다양한 색상을 구현할 수 있어, 최근 효율이 증가한 LED 패널이나 LED 조명과 같은 LED를 이용한 조명장치 등이 시판되면서 기존의 광고나 조명시장에 변화를 줄 수 있는 신소재 발광 재료로 각광받고 있다.
이러한 LED 조명장치는, 구동회로만 있으면 다양한 색상으로 변화시키면서 구동 가능한 장점을 가지지만, 보통 LED 조명으로 구현된 무대조명이나 경관조명 등의 경우, 이미 프로그램으로 정해진 색상과 구동방식에 의해 일정한 시간마다 주기적으로 반복 동작을 함으로써, 이 무대나 경관에 음악이 흐를 경우에는 배경음악과는 별개로 LED 조명이 변화하게 된다.
따라서 LED 조명 연출이 부대나 경관의 시각적인 효과는 줄 수 있으나 음악의 고유한 특색을 시각적으로 표현하기 어렵고, 특히, 음계나 강약 빠르기 뿐 만 아니라 각 악기별 고유한 특색을 시각적으로 표현하기 어려워, 음악과 조명의 부조화로 인해 충분한 심미적 감각을 유발시키지 못하며, 청각 장애우 같이 청력이 부족하여 음악을 듣지 못하는 사람들은 시각적으로 음악과 동떨어지고 단순히 변화하는 조명만을 보게 되는 등의 문제점이 있다.
이에, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 등록특허 제10-1606083호 등과 같은 LED 발광제어시스템이 개시된 바 있다.
여기서, 종래의 LED 발광제어시스템은, 다수개의 LED를 구비하는 LED 조명장치와, 입력되는 음원에 따라 LED의 색상, 밝기 및 온오프 동작 주기가 변화되는 제어정보를 LED 조명장치로 제공하는 LED 제어장치를 포함하고, 음원의 패턴에 따라 LED 조명장치에 포함되어 있는 다수개의 LED에 대한 색상, 밝기 및 온오프 동작 주기 변화를 제어하도록 하고 있다.
그러나 종래의 LED 발광제어시스템은, 단순히 음원의 패턴에 따라 해당 LED가 소정의 색상으로 점멸되는 등의 동작을 가지도록 할 뿐, 보는 사람들의 시력을 약화시키거나 손상시키는 블루라이트계 파장을 발생시키는 색상의 온 동작을 억제시키거나 보정하는 구성을 가지고 있지 않아 일예로, 음원의 패턴이 블루라이트계 파장을 발생시키는 색상을 많이 포함할 경우 보는 사람들의 시력이 약화되거나 손상되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 LED 발광제어시스템에 있어서, LED 조명장치는, LED들로부터 발광된 빛이 외부로 균일하게 투과되도록 하여 광균일도가 향상되도록 하는 확산층 등이 더 구성된다.
그러나 종래의 확산층은, 단순히 LED들로부터 발광된 빛이 균일하게 확산되도록 할 뿐, LED들로부터 발광되는 빛이 정면부를 향해 집광됨과 동시에 측면을 향해 확산되어 주시성과 광륜(光倫) 또는 무리(Halo) 현상 모두가 극대화되도록 하는 등의 기능을 제공할 수 없어 다양한 심미감을 제공할 수 없는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 음원의 주파수나 크기에 따라 LED의 색상, 밝기 및 온/오프 주기 등 제어시 보는 사람들의 시력을 약화시키거나 손상시키는 블루라이트계 파장을 발생시키는 색상의 온 동작을 억제시키거나 다른 색으로 조정하여 보는 사람들의 시력이 약화되거나 손상되는 것을 방지할 수 있는 LED 발광제어시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 LED 조명장치에 확산및직광렌즈를 구성하여 LED로부터 발광되는 빛의 일부는 직광 출사되도록 하고 일부는 측광 출사 및 배광 출사되도록 하여 근거리와 원거리에서도 심미감이 극대화되도록 할 수 있는 LED 발광제어시스템을 제공하는 것이다.
한편, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이를 위하여, 본 발명에 의하면, 다수개의 LED가 발광 제어되는 LED 조명장치와, 입력되는 음원에 따라 LED의 색상, 밝기 및 온/오프 주기가 변화되는 제어정보를 LED 조명장치에 제공하는 LED 제어장치를 포함하는 LED 발광제어시스템에 있어서, LED 제어장치는, LED조명장치에 제어신호가 제공되도록 하는 LED연결부; LED조명장치의 각 LED를 ID별로 설정 구분하는 ID설정부; 음원입력장치로부터 음원이 입력되는 음원입력부; 입력된 음원의 패턴을 실시간으로 분석하는 음원분석부; 입력되는 음원의 패턴에 따라 실시간으로 각 LED의 색상, 밝기 및 온/오프 주기에 대한 발광기준정보를 생성하는 발광기준신호생성부; 상기 발광기준정보에 따라 설정되는 해당 색상 중 블루라이트계 파장을 가지는 색상이 존재하는 경우 이에 대한 색상이나 온/오프 시간을 조정하고 청색광조정정보를 생성하는 청색광조정부; 및 상기 발광기준정보와 청색광조정정보를 토대로 각 LED의 색상, 발기 및 온/오프 주기에 대한 제어신호를 생성하는 제어신호생성부를 포함하는 LED 발광제어시스템이 제공된다.
여기서, 청색광조정부는, 상기 발광기준정보에 의해 설정된 해당 색상에 의해 발광되는 빛이 380nm - 500nm의 피크 파장을 가지고 있는 파란색 계열의 빛에 대응되는 경우, 상기 범위에 인접한 빛의 파장을 가지도록 하여 해당 색상이 보라색 계열이나 초록색 계열의 빛에 대응되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 청색광조정부는, 상기 발광기준정보에 의해 설정된 해당 색상에 의해 발광되는 빛이 380nm - 500nm의 피크 파장을 가지고 있는 파란색 계열의 빛에 대응되는 경우, 해당 빛이 점멸되도록 하여 빛의 출력량이 감소되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 제어신호생성부는, 각 LED의 ID별 발광기준정보와 청색광조정정보를 입력받고, 상기 청색광조정정보가 입력된 ID에 대해서는 발광기준정보의 색상기준정보 또는 온/오프시간정보의 값을 청색광조정정보의 발광기준정보의 색상기준정보 또는 온/오프시간정보의 값으로 조정한 제어신호를 생성하고, 상기 청색광조정정보가 입력되지 않은 ID에 대해서는 발광기준정보를 그대로 제어신호로 생성하는 것이 바람직하다.
또한, LED 조명장치는, LED 제어장치에 연결되는 연결부; 연결부로부터 연장된 전원라인, 통신라인에 연결되며 식별정보를 갖는 다수개의 LED를 포함하는 LED발광부; 및 각각의 LED에 설치되어 통신라인을 통해 LED 제어장치의 제어신호를 이용하여 LED의 발광을 제어하는 발광제어부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, LED발광부는, 다수개의 LED들로부터 발광된 빛이 외부로 균일하게 투과되도록 하여 광균일도가 향상되도록 하는 확산층을 포함하고, 확산층은, LED들에 대응되는 위치에 빛의 확산 또는 직광을 위해 소정 크기로 형성되는 확산및직광렌즈를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 확산및직광렌즈는, 절구통 형상을 가지는 본체; 본체의 내부에 측면에서 볼 때 제1캐비티와 제2캐비티가 와인잔에 대응된 형상으로 연통 형성되는 캐비티; 제1캐비티가 형성된 본체의 상측부 외주면과 제2캐비티가 형성된 본체의 하측부 내주면 중 적어도 어느 하나에 도포되는 반사층; 및 본체의 상측부와 하측부 사이와 캐비티에 충전되는 충전재를 포함하는 것이 바람직하다.
따라서 본 발명에 의하면, 음원의 주파수나 크기에 따라 LED의 색상, 밝기 및 온/오프 주기 등 제어시 보는 사람들의 시력을 약화시키거나 손상시키는 블루라이트계 파장을 발생시키는 색상의 온 동작을 억제시키거나 다른 색으로 조정하여 보는 사람들의 시력이 약화되거나 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, LED 조명장치에 확산및직광렌즈를 구성하여 LED로부터 발광되는 빛의 일부는 직광 출사되도록 하고 일부는 측광 출사 및 배광 출사되도록 하여 근거리와 원거리에서도 심미감이 극대화되도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 발광제어시스템의 구성을 나타낸 도면;
도 2는 도 1의 LED 발광제어시스템에 있어서 LED 제어장치의 구성을 나타낸 도면;
도 3은 도 1의 LED 발광제어시스템에 있어서 LED 조명장치의 LED발광부 일예를 나타낸 도면;
도 4는 도 3의 LED 조명장치에 적용되는 확산층의 구성을 나타낸 도면; 및
도 5는 도 4의 LED 조명장치에 있어서 확산및직광렌즈의 구성을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 발광제어시스템은, 해당 구조물에 설치 구성되고 다수개의 LED가 발광 제어되는 LED 조명장치(100)와, 입력되는 음원에 따라 LED의 색상, 밝기 및 온/오프 주기가 변화되는 제어정보를 LED 조명장치(100)에 제공하는 LED 제어장치(200) 등을 포함한다.
LED 조명장치(100)는, 다수개의 LED를 포함하고 LED 제어장치(200)로부터 공급되는 제어정보에 의해 LED가 발광 제어되도록 하는 수단으로서, LED 제어장치(200)에 연결되는 연결부(110), 연결부(110)로부터 연장된 전원라인, 통신라인에 연결되며 식별정보를 갖는 다수개의 LED(121)를 포함하는 LED발광부(120) 및 각각의 LED(121)에 설치되어 통신라인을 통해 LED 제어장치(200)의 제어신호를 이용하여 LED(121)의 발광을 제어하는 발광제어부(130) 등을 포함한다.
여기서, LED발광부(120)는, 일예로, 크리스마스 트리 등에 설치 구성되는 트리용 램프 구조를 가지거나 LED 패널 구조를 가질 수 있는데, LED 패널 구조를 가질 경우, 상호간 소정 간격 이격된 상태로 투명레진을 통해 접착되는 제1 및 제2투명판, 제1 및 제2투명판 중 어느 하나에 고정되며 발광 제어되는 다수개의 LED(121), 제1 및 제2투명판 중 어느 하나의 투명판에 도포된 상태에서 각 LED(121)의 전극과 통전되어 LED(121)가 발광 제어되도록 하는 투명전극 및 제1 및 제2투명판의 측단부에 위치된 상태에서 투명전극의 연결단에 부착되어 LED(121)에 각각의 동작전원이 공급되도록 하는 전도테이프 등을 포함할 수 있다.
이때, 제1 및 제2투명판은, 상호간 소정 간격 이격된 상태로 투명레진을 통해 접착되는 판넬부재로, 상호 대향되어 그 사이에 투명레진이 충전되어 상호간 접착되며, 투명한 재질과 색상의 유리판과 합성수지 중 어느 하나로 제작될 수 있다.
또한, 다수개의 LED(121)는, 제1 및 제2투명판 중 어느 하나에 고정되어 발광 제어되는 발광체로, 제1 및 제2투명판 중 어느 하나에 다수개의 LED(121)가 전도성 접착제 등에 의해 접착되고, 제1 내지 제3 애노드전극과 캐소드전극이 구성되는 4전극 발광소자이며, 상기 전극들은 서로 다른 위치에 구성되며, 일예로, 하측단 상부 우측에 캐소드전극이 위치되고, 그 좌측에 제1애노드전극이 위치되며, 그 하측에 제2애노드전극이 위치되고, 그 우측에 제3애노드전극이 이격 위치된다.
또한, 투명전극은, 제1 및 제2투명판 중 어느 하나의 투명판에 도포된 상태에서 각 LED(121)의 전극과 통전되어 LED(121)가 발광 제어되도록 하는 전극배선용 전도수단으로, 제1 및 제2투명판 중 어느 하나의 투명판에 전도성 물질인 ITO, IZO 및 액상폴리머 중 어느 하나가 도포되어 형성되며, 제1애노드전극들에 각각 연결되는 전극배선이 패턴 형성된 제1애노드전극배선, 제2애노드전극들에 각각 연결되는 전극배선이 패턴 형성된 제2애노드전극배선, 제3애노드전극들에 각각 연결되는 전극배선이 패턴 형성된 제3애노드전극배선 및 공통 캐소드전극들에 공통 연결되는 전극배선이 패턴 형성된 캐소드전극배선을 포함하며, 각 전극층 사이에는 절연홈이 형성된다.
한편, 본 발명의 LED발광부(120)는, 다수개의 LED(121)들로부터 발광된 빛이 외부로 균일하게 투과되도록 하여 광균일도가 향상되도록 하는 확산층(122)을 더 포함하는 것이 바람직하다.
확산층(122)은, LED(121)들로부터 발광된 빛이 외부로 균일하게 투과되도록 하여 광균일도가 향상되도록 하는 확산수단으로, 투명판에 LED(121)들이 실장되는 경우에는 PC, PMMA, 아크릴, 에폭시, PET 또는 멜라민 수지와 같은 약 5mm 정도의 두께의 투명한 광투과성판넬로 구성되어 부착되고, LED(121)들이 트리 램프 타입으로 구성될 경우에는 램프의 투광커버로 구성될 수 있으며, 이때, LED(121)들에 대응되는 위치에 빛의 확산 또는 직광을 위해 소정 크기로 형성되는 확산및직광렌즈(123)를 포함한다.
여기서, 확산및직광렌즈(123)는, LED(121)로부터 발광되는 빛이 정면을 향하여 집광됨과 동시에 좌우측면을 향해 확산되어 주시성과 광륜(光倫) 또는 무리(Halo) 현상이 극대화되어 심미감이 향상되도록 하기 위한 수단으로서, 절구통 형상을 가지는 본체(123a), 본체(123a)의 내부에 측면에서 볼 때 제1캐비티(123b)와 제2캐비티(123c)가 와인잔에 대응된 형상으로 연통 형성되는 캐비티(123d), 제1캐비티(123b)가 형성된 본체(123a)의 상측부 외주면과 제2캐비티(123c)가 형성된 본체(123a)의 하측부 내주면 중 적어도 어느 하나에 도포되는 반사층(123e) 및 본체(123a)의 상측부와 하측부 사이와 캐비티(123d)에 충전되는 충전재(123f) 등을 포함한다.
본체(123a)는, 측면에서 볼 때 상측의 제1캐비티(123b)와 하측의 제2캐비티(123c)가 연통되는 절구통 형상을 가지고, 투명한 유리 또는 내열성 투명 폴리모 재질을 가지는 것이 좋으며, 하측단으로부터 입사된 빛이 상측단으로 출사되는 구조를 가진다.
여기서, 본체(123a)가 측면에서 볼 때 절구통 형상을 가지는 데, 이를 통하여, 원통형 형상을 가지는 것에 비해, LED(121)로부터 발광된 빛의 투과시 더 많은 굴절이 발생되도록 할 수 있다.
캐비티(123d)는 제1캐비티(123b)와 제2캐비티(123c)가 와인잔에 대응된 형상으로 연통 형성되어 LED(121)로부터 발광된 빛이 집광되거나 확산되도록 한다.
여기서, 제1캐비티(123b)는, 반구 형상을 가지며, LED(121)의 빛이 제2캐비티(123c)로 직선 출사되지 않고 본체(123a)의 하측부로 투과되어 굴절되면서 본체(123a)의 상측단으로 출사되는 경우, 그 범위가 반구 형상의 곡률만큼 넓어지도록 하여 확산 효과가 향상되도록 할 수 있다.
또한, 제2캐비티(123c)는, 원통 형상을 가지며, LED(121)의 빛 중 일부가 제1캐비티(123b)에 의해 확산되지 않고 본체(123a)의 상측단으로 직선 출사되도록 하여, 정면에서 바라 볼 때 선명도 또는 주시성이 향상되도록 할 수 있다.
즉, 본체(123a)에 제1캐비티(123b)만 구성되는 경우에는 확산 효과를 증대되지만 정면에서 바라 볼 때 선명도 또는 주시성이 저하되어 근거리에서는 해당 내용에 대한 광고 효과가 저하될 수 있으며, 본체(123a)에 제2캐비티(123c)만 구성되는 경우에는 직선 출사에 따른 선명도와 주시성은 향상되지만 정면에서 바라 볼 때 확산 효과가 저하되어 원거리에서는 해당 동작에 대한 주시 효과가 저하될 수 있다.
따라서 캐비티(123d)에 의하면, 본체(123a)의 상측부와 하측부에 각각 제1캐비티(123b)와 제2캐비티(123c)가 형성됨으로써, LED(121)로부터 발광된 빛 중 일부는 광범위하게 확산되면서 출사되도록 하고 나머지는 직선으로 직광되도록 하여 근거리와 원거리에서도 주시 효과가 극대화되도록 할 수 있다.
반사층(123e)은, 제1캐비티(123b)가 형성된 본체(123a)의 상측부 외주면과 제2캐비티(123c)가 형성된 본체(123a)의 하측부 내주면 중 적어도 어느 하나에 도포되어 LED(121)로부터 발광된 빛 중 일부분이 본체(123a)의 측면 또는 LED(121)를 향해 반사되도록 하여 확산 및 광륜 효과가 극대화되도록 하는 것으로서, 투명한 색상을 가지는 이산화티탄이나 인디움 산화물 등과 같은 반사도류용액 중 어느 하나가 코팅되거나 분사되어 형성된다.
여기서, 제1캐비티(123b)가 형성된 본체(123a)의 상측부 외주면에 형성되는 반사층(123e)은, 제2캐비티(123c)로 투과되지 않은 빛의 일부분이 본체(123a)의 측면 또는 LED(121)를 향해 반사되도록 한다.
또한, 제2캐비티(123c)가 형성된 본체(123a)의 하측부 내주면에 형성되는 반사층(123e)은, 제2캐비티(123c)로 직광되는 빛 중 직선으로 투과되지 않은 빛이 제1캐비티(123b)에 의해 집광되도록 반사시키고 본체(123a)의 하측부 투과시 굴절된 빛이 본체(123a)의 측면을 향해 반사되도록 한다.
따라서 반사층(123e)에 의하면, LED(121)로부터 발광된 빛 중 일부분이 본체(123a)의 측면 또는 LED(121)를 향해 반사되도록 하여 확산 및 광륜 효과를 통하여 발광 동작 이외에 광고하고자 하는 문구나 도안이 입체감을 가지도록 하여 광고 효과가 극대화되도록 할 수 있다.
충전재(123f)는, 본체(123a)의 상측부와 하측부 사이의 요부와 캐비티(123d)에 충전 형성되는 충전부재로서, 보다 바람직하게는, 본체(123a)와 다른 굴절률을 가지는 다양한 합성수지 재료가 충전되어 내구성 향상 및 굴절률 변화에 따른 빛의 산란 기능을 제공하는 것이 좋다.
여기서, 충전재(123f)는, 내부에 빛의 산란을 위해 소정 크기로 형성되는 기포들을 포함한다.
이때, 충전재(123f)에 형성되는 단위부피당 기포의 수와 크기(직경)는, 확산성 및 투과성을 고려하여 적절한 수와 크기로 형성되어야 하는데, 단위부피당 기포의 수가 너무 많은 경우에는 광이 잘 투과되지 않아 광투과율이 저하될 수 있고, 반대로, 단위부피당 기포의 수가 너무 적은 경우에는 광의 산란 정도가 낮아 확산이 제대로 이루어지지 않을 수 있다.
또한, 상기 기포의 크기가 너무 작은 경우에는 광확산도는 좋을 수 있으나 광투과율이 현저하게 낮아져 전체적으로 휘도 특성을 저하시키는 단점이 발생하므로, 빛의 투과도와 확산도를 모두 만족시킬 수 있도록 기포의 크기가 60㎛ 내지 700㎛ 범위 내인 것으로 제한하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 기포의 크기가 700㎛ 이상이 되면 빛의 투과율은 좋아지지만 빛의 확산도가 저하되고, 반대로 기포의 크기가 60㎛ 이하가 되면 빛의 확산도는 좋아지지만 빛의 투과율이 저하되어 휘도가 낮아지게 된다.
또한, 상기 기포의 크기가 60㎛ 이상이 되면 일반 사람이 현미경과 같은 장치의 도움 없이 육안으로 관찰할 수 있을 정도인데, 상기 기포가 이보다 작을 경우에는 기포를 육안으로 확인하기가 어려우며, 기포의 크기가 60㎛ 이하이면서 기포 함유량이 5% 이상일 경우 충전재(123f) 전체가 백색이 아닌 회색에 가까운 색을 띠게 되어, 투명한 LED 조명장치(100)의 부재로는 부적합하게 된다.
따라서 확산층(122)을 광투과 부재로 적용하기 위해서는 기포의 크기가 60㎛ 내지 700㎛ 범위에서 5% 이상인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 기포의 크기와 함유량 및 기포의 배열 크기 등은, 다양한 조건을 토대로 반복적인 실험 등을 통해서 측정된 결과들을 통계 처리하여 수치화 한 것이다.
따라서 충전재(123f)에 의하면, LED(121)로부터 발생된 빛이 투명판을 투과시 기포에 의해 산란 및 확산되면서 투명판의 전면(全面)에 걸쳐 균일하게 투광됨과 더불어, 높은 광투과도와 균일한 광량 및 우수한 휘도 특성을 가지게 되어 광고효과가 극대화될 수 있다.
따라서 상기와 같은 확산및직광렌즈(123)에 의하면, LED(121)로부터 발광되는 빛의 일부는 직광 출사되고 일부는 측광 출사 및 배광 출사됨으로써, 근거리와 원거리에서도 향상된 주시성과 새로운 심미감을 가지도록 할 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 확산층(122)에 의하면, LED(121)들로부터 발광된 빛이 외부로 균일하게 투과되도록 하여 광균일도가 향상되도록 할 수 있다.
LED 제어장치(200)는, 입력되는 음원에 따라 LED의 색상, 밝기 및 온/오프 주기가 변화되는 제어정보를 LED 조명장치(100)에 제공하는 수단으로서, 크게, LED조명장치(100)에 제어신호가 제공되도록 하는 LED연결부(210), LED조명장치(100)의 각 LED(121)를 ID별로 설정 구분하는 ID설정부(220), 음원입력장치로부터 음원이 입력되는 음원입력부(230), 입력된 음원의 패턴을 실시간으로 분석하는 음원분석부(240), 입력되는 음원의 패턴에 따라 실시간으로 각 LED(121)의 색상, 밝기 및 온/오프 주기에 대한 발광기준정보를 생성하는 발광기준신호생성부(250), 상기 발광기준정보에 따라 설정되는 해당 색상 중 블루라이트계 파장을 가지는 색상이 존재하는 경우 이에 대한 색상이나 온/오프 시간을 조정하고 청색광조정정보를 생성하는 청색광조정부(260) 및 상기 발광기준정보와 청색광조정정보를 토대로 각 LED(121)의 색상, 발기 및 온/오프 주기에 대한 제어신호를 생성하는 제어신호생성부(270) 등을 포함한다.
LED연결부(210)는, LED 조명장치(100)가 접속되는 경우 제어신호가 제공되도록 하는 연결수단으로서, 보다 바람직하게는, LED 조명장치(100)의 LED(121)에 동작전원이 함께 제공되도록 하며, 복수개의 LED 조명장치(100)가 연결되도록 복수개의 연결포트를 포함하는 것이 바람직하다.
ID설정부(220)는, LED 조명장치(100)의 연결시 다수개의 LED(121) 각각에 ID를 부여하고 이에 대한 ID정보를 생성 및 관리하는 수단으로서, 일예로, 하나의 LED 조명장치(100)에 대하여 100개의 LED(121)가 실장된 상태라면, 각각의 LED(121)들에 대하여 행렬 또는 일렬 방식으로 ID1, ID2, ID3,......, ID98, ID99 및 ID100으로 고유한 ID를 부여하고 이에 대한 ID정보를 생성하여, LED(121) 각각에 대한 제어신호가 생성되도록 한다.
여기서, 상기 ID정보 생성 방식은 공지의 방식에 의해 이루어질 수 있으므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
음원입력부(220)는, 음원입력장치로부터 음원이 입력되도록 하는 수단으로서, 마이크나 AUX 단자 등을 통한 유선방식이나 블루투스 등과 같은 무선방식을 통하여 외부의 음원이 입력되도록 한다.
여기서, 음원입력장치는, 컴퓨터, 스마트폰 및 음악재생장치 등과 같은 음원을 출력하는 모든 음원출력장치를 포함할 수 있다.
음원분석부(240)는, 입력되는 음원으로부터 패턴을 실시간으로 분석하는 수단으로서, 주파수의 고저와 크기로 패턴을 분석한다.
여기서, 상기 음원의 패턴 분석 방식은 공지의 방식에 의해 이루어질 수 있으므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
발광기준신호생성부(250)는, 입력되는 음원의 패턴에 따라 실시간으로 각 LED(121)의 색상, 밝기 및 온/오프 주기에 대한 발광기준신호를 생성하는 수단으로서, ID마다 서로 다른 발광기준정보가 적용되도록 하여 음원에 대한 다양한 발광 제어가 이루어지도록 하는데, 색상, 밝기 및 온/오프 시간 등이 설정되거나 외부로부터 세팅된 값으로 제공된다.
여기서, 발광기준신호생성부(250)는, 실시간으로 색상을 설정하는 색상기준설정부, 밝기를 설정하는 조도기준설정부 및 온/오프 시간을 설정하는 온/오프시간기준설정부를 포함한다.
색상기준설정부는, 음원의 패턴에 대응되는 해당 LED(121)의 색상을 ID별로 설정하는데, 음원의 패턴이 주파수와 크기로 분류된 경우 음원의 주파수와 크기의 조합에 대응되도록 각 ID별로 색상 정보를 설정한다.
일예로, 색상기준설정부는, 음원의 패턴이 주파수와 크기로 분류된 경우에 음원이 저음주파수이거나 또는 저음이면 어두운 색상의 빛이 많도록 설정하고, 음원이 주파수와 크기로 분류된 경우 고음주파수이거나 또는 고음이면 밝은 색상의 빛이 많도록 설정한다. 여기서, 색상기준설정부는, 각 LED(121)별로 같은 음원 패턴이더라도 서로 다른 색상의 빛이 발생되도록 할 수 있다.
한편, 본 발명에 있어서, 색상기준설정부에 의해 설정되는 색상은 가시광선의 스펙트럼 상에서 선택될 수 있으며, 빨간색 계열, 주황색 계열, 노란색 계열, 초록색 계열, 파란색 계열, 남색 계열 및 보라색 계열의 약 200개 정도의 색상을 포함하며, 이때, 각 색상은 각각 피크 파장의 대역에 의해 해당 색상이 결정되며, 이에, 설정된 색상 마다 고유의 피크 파장의 대역을 가지게 된다.
조도기준설정부는, 음원의 패턴에 대응되는 해당 LED(121)의 밝기를 ID별로 설정하는데, 음원의 패턴이 주파수와 크기로 분류된 경우 음원의 주파수와 크기의 조합에 대응되도록 각 ID별로 조도 정보를 설정한다.
일예로, 조도기준설정부는, 음원의 패턴이 주파수와 크기로 분류된 경우에 음원이 저음주파수이거나 또는 저음이면 빛의 조도가 낮도록 설정하고, 음원이 주파수와 크기로 분류된 경우 고음주파수이거나 또는 고음이면 빛의 조도가 높도록 설정한다. 여기서, 조도기준설정부는, 각 LED(121)별로 같은 음원 패턴이더라도 서로 다른 조도의 빛이 발생되도록 할 수 있다.
온/오프시간설정부는, 음원의 패턴에 대응되는 해당 LED(121)의 온/오프 시간을 ID별로 설정하는데, 음원의 패턴이 주파수와 크기로 분류된 경우 음원의 주파수와 크기의 조합에 대응되도록 각 ID별로 온/오프 시간 정보를 설정한다.
일예로, 온/오프시간설정부는, 음원의 패턴이 주파수와 크기로 분류된 경우에 음원이 저음주파수이거나 또는 저음이면 온/오프 시간이 짧도록 설정하고, 음원이 주파수와 크기로 분류된 경우 고음주파수이거나 또는 고음이면 온/오프 시간이 길도록 설정한다. 여기서, 온/오프시간설정부는, 각 LED(121)별로 같은 음원 패턴이더라도 서로 다른 온/오프 시간이 설정되도록 할 수 있다.
청색광조정부(260)는, 상기 발광기준정보에 따라 설정되는 해당 색상 중 블루라이트계 파장을 가지는 색상이 존재하는 경우 이에 대한 색상을 보정하고 청색광조정정보를 생성하는 수단으로서, 일예로, 상기 발광기준정보에 의해 설정된 해당 색상에 의해 발광되는 빛이 380nm - 500nm의 피크 파장을 가지고 있는 파란색 계열의 빛에 대응되는 경우, 상기 범위에 인접한 빛의 파장을 가지도록 하여 해당 색상이 보라색 계열이나 초록색 계열의 빛에 대응되도록 할 수 있다.
여기서, 상기 발광기준정보에 의해 설정된 해당 색상은 가시광선 스펙트럼 대역에 해당되는 다양한 파장들 중 피크 파장에 의해 결정되므로, 청색광조정부(260)는 미리 저장된 해당 색상들에 대한 피크 파장 정보와 상기 발광기준정보의 설정 색상의 비교를 통하여, 상기 블루라이트계 파장을 가지는 색상을 판단하고 인접된 색상으로 보정되도록 할 수 있다.
따라서 청색광조정부(260)에 의하면, 음원의 패턴이 블루라이트계 파장을 발생시키는 색상을 많이 포함하는 경우 이를 인접한 색 계열로 보정함으로써, 보는 사람들의 시력을 약화시키거나 손상시키는 블루라이트계 파장을 발생시키는 색상의 온 동작을 억제되도록 할 수 있다.
한편, 청색광조정부(260)는, 상기 발광기준정보에 따라 설정되는 해당 색상 중 블루라이트계 파장을 가지는 색상이 존재하는 경우 이에 대한 온/오프 시간을 보정하고 청색광조정정보를 생성하는 수단으로서, 일예로, 상기 발광기준정보에 의해 설정된 해당 색상에 의해 발광되는 빛이 380nm - 500nm의 피크 파장을 가지고 있는 파란색 계열의 빛에 대응되는 경우, 해당 빛이 육안으로는 식별할 수 없을 정도로 아주 짧은 주기로 점멸되도록 하여 육안으로는 빛이 발광되는 것처럼 인지되지만 실제로는 빛의 출력량이 감소되도록 할 수 있다.
여기서, 상기 발광기준정보에 의해 설정된 해당 색상은 가시광선 스펙트럼 대역에 해당되는 다양한 파장들 중 피크 파장에 의해 결정되므로, 청색광조정부(260)는 미리 저장된 해당 색상들에 대한 피크 파장 정보와 상기 발광기준정보의 설정 색상의 비교를 통하여, 상기 블루라이트계 파장을 가지는 색상을 판단하고 빛의 출력량이 감소되도록 할 수 있다.
따라서 청색광조정부(260)에 의하면, 음원의 패턴이 블루라이트계 파장을 발생시키는 색상을 많이 포함하는 경우 해당 빛이 아주 짧은 주기로 점멸되도록 온/오프시간을 조정함으로써, 보는 사람들의 시력을 약화시키거나 손상시키는 블루라이트계 파장을 발생시키는 색상의 출력을 감소시킬 수 있다.
제어신호생성부(270)는, 상기 발광기준정보와 청색광조정정보를 토대로 각 LED(121)의 색상, 발기 및 온/오프 주기에 대한 제어신호를 최종적으로 생성하는 수단으로서, 각 LED(121)의 ID별 발광기준정보와 청색광조정정보를 입력받고, 상기 청색광조정정보가 입력된 ID에 대해서는 발광기준정보의 색상기준정보 또는 온/오프시간정보의 값을 청색광조정정보의 발광기준정보의 색상기준정보 또는 온/오프시간정보의 값으로 조정한 제어신호를 생성하고, 상기 청색광조정정보가 입력되지 않은 ID에 대해서는 발광기준정보를 그대로 제어신호로 생성한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 발광제어시스템의 작용에 대해 설명하기로 한다.
먼저, LED 제어장치(200)의 LED연결부(210)에 LED 조명장치(100)가 전기적으로 접속되어 다수개의 LED(121)들 각각에 LED 제어장치(200)로부터 동작전원과 제어신호가 전달 가능하게 통신라인이 연결된다.
이후, LED 제어장치(200)는 ID설정부(220)를 통하여 다수개의 LED(121)들 각각에 대한 고유 ID를 부여한다.
이후, LED 제어장치(200)는 음원입력부(220)를 통하여 음원입력장치로부터 음원을 공급받고, 음원분석부(240)를 통하여 공급되는 음원의 패턴을 실시간으로 분석한다.
이후, LED 제어장치(200)는 발광기준신호생성부(250)를 통하여 공급된 음원의 패턴에 따라 실시간으로 각 LED(121)의 색상, 밝기 및 온/오프 주기를 제어하기 위한 발광기준정보를 생성한다.
이후, LED 제어장치(200)는 청색광조정부(260)를 통하여 상기 발광기준정보에 따라 설정되는 해당 색상 중 블루라이트계 파장을 가지는 색상이 존재하는 경우 이에 대한 색상이나 온/오프 시간을 조정하는 청색광조정정보를 생성한다.
여기서, 청색광조정부(260)는, 상기 발광기준정보에 따라 설정되는 해당 색상 중 블루라이트계 파장을 가지는 색상이 존재하는 경우 이에 대한 색상을 보정하고 청색광조정정보를 생성하는 수단으로서, 일예로, 상기 발광기준정보에 의해 설정된 해당 색상에 의해 발광되는 빛이 380nm - 500nm의 피크 파장을 가지고 있는 파란색 계열의 빛에 대응되는 경우, 상기 범위에 인접한 빛의 파장을 가지도록 하여 해당 색상이 보라색 계열이나 초록색 계열의 빛에 대응되도록 한다.
또한, 청색광조정부(260)는, 상기 발광기준정보에 따라 설정되는 해당 색상 중 블루라이트계 파장을 가지는 색상이 존재하는 경우 이에 대한 온/오프 시간을 보정하고 청색광조정정보를 생성하는 수단으로서, 일예로, 상기 발광기준정보에 의해 설정된 해당 색상에 의해 발광되는 빛이 380nm - 500nm의 피크 파장을 가지고 있는 파란색 계열의 빛에 대응되는 경우, 해당 빛이 육안으로는 식별할 수 없을 정도로 아주 짧은 주기로 점멸되도록 하여 육안으로는 빛이 발광되는 것처럼 인지되지만 실제로는 빛의 출력량이 감소되도록 한다.
이후, LED 제어장치(200)는 제어신호생성부(270)를 통하여 상기 발광기준정보와 청색광조정정보를 토대로 각 LED(121)의 색상, 발기 및 온/오프 주기를 제어하기 위한 최종적인 제어신호를 생성한다.
이후, LED 제어장치(200)는 LED연결부(210)를 통하여 LED 조명장치(100)에 동작전원과 제어신호가 전달되도록 하고, 이를 통하여 LED 조명장치(100)의 각 LED(121)들이 발광제어부(130)에 의해 상기 제어신호에 대응되도록 해당 색상, 밝기 및 온/오프 시간으로 발광 제어되도록 한다.
이에, 상술한 바에 의하면, 음원의 주파수나 크기에 따라 LED(121)의 색상, 밝기 및 온/오프 주기 등 제어시 보는 사람들의 시력을 약화시키거나 손상시키는 블루라이트계 파장을 발생시키는 색상의 온 동작을 억제시키거나 다른 색으로 조정함으로써, 보는 사람들의 시력이 약화되거나 손상되는 것을 방지할 수 있는 LED 발광제어시스템을 제공할 수 있다.
또한, LED 조명장치(100)에 확산및직광렌즈(123)를 구성하여 LED(121)로부터 발광되는 빛의 일부는 직광 출사되도록 하고 일부는 측광 출사 및 배광 출사되도록 하여 근거리와 원거리에서도 심미감이 극대화되도록 할 수 있는 LED 발광제어시스템을 제공할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (7)

  1. 다수개의 LED가 발광 제어되는 LED 조명장치(100)와, 입력되는 음원에 따라 LED의 색상, 밝기 및 온/오프 주기가 변화되는 제어정보를 LED 조명장치(100)에 제공하는 LED 제어장치(200)를 포함하는 LED 발광제어시스템에 있어서,
    LED 제어장치(200)는,
    LED조명장치(100)에 제어신호가 제공되도록 하는 LED연결부(210); LED조명장치(100)의 각 LED(121)를 ID별로 설정 구분하는 ID설정부(220); 음원입력장치로부터 음원이 입력되는 음원입력부(230); 입력된 음원의 패턴을 실시간으로 분석하는 음원분석부(240); 입력되는 음원의 패턴에 따라 실시간으로 각 LED(121)의 색상, 밝기 및 온/오프 주기에 대한 발광기준정보를 생성하는 발광기준신호생성부(250); 상기 발광기준정보에 따라 설정되는 해당 색상 중 블루라이트계 파장을 가지는 색상이 존재하는 경우 이에 대한 색상이나 온/오프 시간을 조정하고 청색광조정정보를 생성하는 청색광조정부(260); 및 상기 발광기준정보와 청색광조정정보를 토대로 각 LED(121)의 색상, 발기 및 온/오프 주기에 대한 제어신호를 생성하는 제어신호생성부(270)를 포함하고,
    LED 조명장치(100)는,
    LED 제어장치(200)에 연결되는 연결부(110); 연결부(110)로부터 연장된 전원라인, 통신라인에 연결되며 식별정보를 갖는 다수개의 LED(121)를 포함하는 LED발광부(120); 및 각각의 LED(121)에 설치되어 통신라인을 통해 LED 제어장치(200)의 제어신호를 이용하여 LED(121)의 발광을 제어하는 발광제어부(130)를 포함하며,
    LED발광부(120)는,
    다수개의 LED(121)들로부터 발광된 빛이 외부로 균일하게 투과되도록 하여 광균일도가 향상되도록 하는 확산층(122)을 포함하고,
    확산층(122)은,
    LED(121)들에 대응되는 위치에 빛의 확산 또는 직광을 위해 소정 크기로 형성되는 확산및직광렌즈(123)를 포함하며,
    확산및직광렌즈(123)는,
    절구통 형상을 가지는 본체(123a);
    본체(123a)의 내부에 측면에서 볼 때 제1캐비티(123b)와 제2캐비티(123c)가 와인잔에 대응된 형상으로 연통 형성되는 캐비티(123d);
    제1캐비티(123b)가 형성된 본체(123a)의 상측부 외주면과 제2캐비티(123c)가 형성된 본체(123a)의 하측부 내주면 중 적어도 어느 하나에 도포되는 반사층(123e); 및
    본체(123a)의 상측부와 하측부 사이와 캐비티(123d)에 충전되는 충전재(123f)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 발광제어시스템.
  2. 제1항에 있어서, 청색광조정부(260)는,
    상기 발광기준정보에 의해 설정된 해당 색상에 의해 발광되는 빛이 380nm - 500nm의 피크 파장을 가지고 있는 파란색 계열의 빛에 대응되는 경우,
    상기 범위에 인접한 빛의 파장을 가지도록 하여 해당 색상이 보라색 계열이나 초록색 계열의 빛에 대응되도록 하는 것을 특징으로 하는 LED 발광제어시스템.
  3. 제1항에 있어서, 청색광조정부(260)는,
    상기 발광기준정보에 의해 설정된 해당 색상에 의해 발광되는 빛이 380nm - 500nm의 피크 파장을 가지고 있는 파란색 계열의 빛에 대응되는 경우,
    해당 빛이 점멸되도록 하여 빛의 출력량이 감소되도록 하는 것을 특징으로 하는 LED 발광제어시스템.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 제어신호생성부(270)는,
    각 LED(121)의 ID별 발광기준정보와 청색광조정정보를 입력받고,
    상기 청색광조정정보가 입력된 ID에 대해서는 발광기준정보의 색상기준정보 또는 온/오프시간정보의 값을 청색광조정정보의 발광기준정보의 색상기준정보 또는 온/오프시간정보의 값으로 조정한 제어신호를 생성하고,
    상기 청색광조정정보가 입력되지 않은 ID에 대해서는 발광기준정보를 그대로 제어신호로 생성하는 것을 특징으로 하는 LED 발광제어시스템.
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