KR101939355B1 - 가시광 살균기능 겸용 led 조명등기구 - Google Patents

가시광 살균기능 겸용 led 조명등기구 Download PDF

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Abstract

본 발명의 특징에 따르면, 외형을 형성하는 케이스(110); 상기 케이스(110)에 장착되며, 일정영역을 조명하기 위한 일반 백색조명광을 발광하는 복수의 조명LED(122)와 가시광 대역 중 400nm 내지 410nm 영역의 가시살균광을 발광하는 복수의 살균LED(123)가 PCB(121) 상에 일정한 패턴으로 혼합되어 정렬배치된 LED모듈(120); 및 공급되는 상용전원을 구동전원의 형태로 변환하여 상기 LED모듈(120)에 인가하되, 입력되는 조작신호에 따라 선택적으로 구동전원을 인가하여 상기 조명LED(122)만 점등되는 일반백색광 조명모드 및 상기 살균LED(123)만 점등되는 살균모드로 구분동작하도록 구동제어하는 전원공급장치(200);를 포함하는 가시광 살균기능 겸용 LED 조명등기구가 제공된다.

Description

가시광 살균기능 겸용 LED 조명등기구{LED LIGHTING APPARATUS COMBINED WITH STERILIZING FUNCTION}
본 발명은 일반 백색조명과 가시광 살균기능 겸용의 LED 조명등기구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자의 조작에 따라 일정영역을 조명하기 위한 일반 일반 백색조명광과 실내공간을 살균하면서도 인체에 무해한 가시살균광을 선택적으로 조사할 수 있는 가시광 살균기능 겸용 LED 조명등기구에 관한 것이다.
일반적으로 LED는 발광 특성에 따라 적외선을 발광하는 적외선 LED, 가시광을 발광하는 가시광 LED 및 자외선을 발광하는 자외선 LED 등으로 구분될 수 있다. 이중 자외선(Utra Violet Ray,UV-C) LED는 DNA나 RNA를 가진 세균을 제거할 수 있는 효과가 있어 다양한 분야에서 살균을 위한 수단으로 널리 이용되고 있으며 조명과 연동하여 실내정화의 용도로 사용되는 예도 제시되고 있다.
일례로 공개특허공보 제10-2014-0071143호에서는 도 1에서와 같이 적어도 하나의 조명용 LED(11)와, 적어도 하나의 자외선(UV-C) LED(12)와, 상기 조명용 LED(11) 및 자외선(UV-C) LED(12)가 탑재되는 기판(13) 및, 상기 기판(13)과 일정 간격을 두고 마주하도록 배치되며 조명용 LED(11)와 자외선 LED(12)를 덮는 커버(14)를 포함하도록 구비되어 실내 조명기능과 함께 살균 및 탈취 기능을 제공하는 다기능 발광다이오드 조명 장치가 개시된 바 있다.
그러나, 상기 기술은 조명에 더하여 실내정화 등을 위한 살균용도로 자외선 LED(12)가 사용되도록 하는 기술인데, 상기에서 언급한 바와 같이 자외선은 DNA나 RNA를 가진 세균을 제거할 수 있는 효과가 있음이 확인된 바와 같이 이를 직접적으로 인체에 조사하는 경우 인체에 유해하게 작용될 수 있는 문제점이 있었다.
보다 구체적으로는, 320nm 내지 390nm 영역을 갖는 UVA의 LED를 이용하는 경우 장기간 노출시 긴파장이 진피층까지 투과해 콜라겐, 엘라스텐, 글리코스아미노글리칸을 파괴해 광노화를 발생시킬 수 있고, 290nm 내지 320nm 영역을 갖는 UVB의 LED를 이용하는 경우 강도가 강하여 홍반 및 수포 등과 같이 피부에 직접적인 손상을 줄 수 있으며, 200nm 내지 290nm 영역을 갖는 UV-C의 LED를 이용하는 경우 DNA 변화와 피부암을 발생시킬 수 있는 문제점이 있었다.
또한, 상기 기술에서는 외부에서 내부로 공기가 유입되고 내부로 유입된 공기는 다시 외부로 배출하는 강제적인 공기흐름을 형성하여 오염물질의 제거효율을 높이기 위한 팬(21,23)이 설치된 바 있으나, 팬(21,23)이 구동하는 소음이나 공기가 유입 및 배출되면서 발생하는 소음이 지속적으로 발생하여 정숙한 실내공간에서는 사용이 제한되며 사용시간이 길어질수록 팬(21,23)의 구동소음이 심해지기 때문에 소음으로 인한 불편함이 가중되는 문제점이 있었다.
한편, 도 2에는 일반적인 조명등기구의 기능적 구성이 도시되어 있다. 도면을 참고하면 종래의 조명등기구(40)는 인가되는 구동전원에 따라 발광구동하는 LED모듈(41) 및, 상용전원 입력단(10)으로부터 공급되는 상용전원을 이용하여 LED모듈(41)에 구동전원을 인가하는 전원공급장치(42)로 구성되었다. 또한, 상기 전원공급장치는(42)는 상용전원 입력단(10)으로부터 공급되는 상용전원을 입력받아 정류하고 LED모듈(41)을 구동시키기 위한 구동전원의 형태로 변환하여 LED모듈(41)에 인가하는 컨버터(43) 및, 사용자 입력신호에 따라 컨버터(43)를 구동제어하는 컨트롤러(44)로 구성되었다.
따라서, 사용자가 전원스위치(20)나 별도의 제어스위치(미도시)를 이용하여 LED모듈(41)을 점등 또는 소등시키기 위한 신호를 입력하면 상기 컨트롤러(44)는 컨버터(43)로 제어신호를 출력하며, 이에 따라 상기 컨버터(43)는 변환된 구동전원을 LED모듈(41)에 인가하거나 인가되고 있는 구동전원을 차단함으로써 LED모듈(41)을 점등제어할 수 있었다. 그러나 소등시 컨버터(43)로부터 LED모듈(41)에 인가되는 구동전원이 차단되어 LED모듈(41)에 의한 전력소모는 발생하지 않으나 상용전원 입력단(10)으로부터 입력된 상용전원은 컨버터(43)에 인가된 상태이기 때문에 컨버터(43)에 의한 대기전력이 지속적으로 소모되어 소비전력이 낭비되는 문제점이 있었다.
더욱이, 100W 이상의 대형 조명등기구에서는 하나의 컨버터(43)를 장착하는 경우 중량 및 부피가 대폭 증가하기 때문에 부피가 작고 슬림한 복수 개의 컨버터(43)를 장착하여 각 컨버터(43)로부터 변환된 구동전원을 LED모듈(41)에 분할공급하는 방식으로 LED모듈(41)을 구동시킬 수 있었으나, 장착되는 컨버터(43)의 개수가 늘어날수록 각 컨버터(43)에 의한 대기전력 소모가 증가하기 때문에 소비전력이 더욱 낭비되는 문제점이 있었다.
한편, 종래의 조명등기구에는 LED모듈(41)의 점등과 소등을 조작하기 위한 전원스위치(20)가 벽체에 설치되어 운용되고 있으나, 상기 전원스위치(20)가 상용전원이 인가되는 전원입력라인 중 공통 접지라인에 회로연결된 경우 전원스위치(20)가 OFF 동작되어 공통 접지라인이 차단되더라도 다른 하나의 +측 전원라인은 LED 회로기판에 연결되어 있고 조명등기구는 접지되어 있는 상태이기 때문에 LED 회로기판과 접지된 등기구 사이에 정전용량(Capaciance)이 작용하여 정전유도전압이 발생하므로 낮은 전압에도 작동되는 LED모듈의 특성상 발생되는 정전유도전압에 의해 잔광이 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 소등표시램프형 전원스위치를 이용하는 경우 전원공급라인 중 공통 접지라인이 아닌 +측 전원라인에 회로연결되더라도 소등표시램프형 전원스위치에 구비된 표시램프와 저항이 스위치와 병렬로 회로연결되기 때문에 해당 스위치가 OFF 동작되어 +측 전원라인이 차단되더라도 상기 표시램프와 저항을 연하는 회로라인을 통해 미세전류가 LED모듈에 인가되어 잔광이 발생하는 문제점이 있었다.
공개특허공보 제10-2014-0071143호(2014.06.11), 다기능 발광다이오드 조명 장치. 공개특허공보 제10-2014-0104196호(2014.08.28), LED조명기구 전원공급회로.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 실내공간을 살균하여 정화시키면서도 인체에 무해한 가시살균광을 조사할 수 있으며 강제 공기흐름을 형성하기 위한 팬없이도 공기와의 접촉면적을 증대시킬 수 있는 구조로 이루어져 살균정화 기능을 대폭 향상시키는 가시광 살균기능 겸용 LED 조명등기구를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 별도의 제어스위치가 설치될 필요없이 전원스위치의 ON/OFF 동작만으로 일반 백색조명광이 발광하는 일반백색광 조명모드와 가시살균광이 발광하는 살균모드로 구분하여 구동제어하고, 설정된 살균 동작시간에만 살균모드로 자동동작되거나 사용자의 움직임에 따라 일반백색광 조명모드와 살균모드를 구분하여 자동동작되도록 구동젱함으로써 사용자의 편의를 도모하면서도 공기정화가 가능한 가시광 살균기능 겸용 LED 조명등기구를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 LED모듈의 소등시 컨버터에 공급되는 전원이 완전히 차단되도록 하여 컨버터에 의한 대기전력소모를 제로화하며 동시에 LED모듈의 잔광현상을 차단할 수 있는 가시광 살균기능 겸용 LED 조명등기구를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 특징에 따르면, 외형을 형성하는 케이스(110); 상기 케이스(110)에 장착되며, 일정영역을 조명하기 위한 일반 백색조명광을 발광하는 복수의 조명LED(122)와 가시광 대역 중 400nm 내지 410nm 영역의 가시살균광을 발광하는 복수의 살균LED(123)가 PCB(121) 상에 일정한 패턴으로 혼합되어 정렬배치된 LED모듈(120); 및 공급되는 상용전원을 구동전원의 형태로 변환하여 상기 LED모듈(120)에 인가하되, 입력되는 조작신호에 따라 선택적으로 구동전원을 인가하여 상기 조명LED(122)만 점등되는 일반백색광 조명모드 및 상기 살균LED(123)만 점등되는 살균모드로 구분동작하도록 구동제어하는 전원공급장치(200);를 포함하는 가시광 살균기능 겸용 LED 조명등기구가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 케이스(110)는 천장(30)에 장착되며 내부에는 하향 개구된 공간부(112)가 형성되고 상기 공간부(112)의 내부에는 상향 오목하게 함몰된 형상의 반사면(113)이 형성되며, 상기 조명LED(122) 및 살균LED(123)는 PCB(121)의 상부면에 이격배치되며 상기 반사면(113)을 향해 상향 발광하도록 장착되어 간접조명방식으로 일반 백색조명광 및 가시살균광이 조명영역에 조사되도록 하는 것을 특징으로 하는 가시광 살균기능 겸용 LED 조명등기구가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 전원공급장치(200)는, 모션센서(232)가 구비되어 감지된 사용자의 움직임에 따라 상기 일반백색광 조명모드와 살균모드 중 어느 하나의 모드로 동작하거나 소등 동작하도록 구동제어하며, 타이머(231)가 구비되어 설정된 살균 동작시간에만 상기 살균모드로 자동동작되도록 구동제어하는 것을 특징으로 하는 가시광 살균기능 겸용 LED 조명등기구가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 전원공급장치(200)는, 상용전원 입력라인(L1) 상에 회로연결된 전원스위치(20)의 ON/OFF 동작에 따라 선택적으로 상용전원이 인가되는 전원입력단(222)을 더 포함하며, 설정시간 내에 상기 전원입력단(222)에 인가되는 상용전원의 인가횟수에 따라 상기 일반백색광 조명모드 및 살균모드로 순차동작되도록 구동제어하는 것을 특징으로 하는 가시광 살균기능 겸용 LED 조명등기구가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 케이스(110)의 공간부(112)는 상향 오목한 반구홈 형상으로 형성되고, 상기 공간부(112)의 내면에는 표면이 매끄럽게 광택처리된 유광의 반사면(113)이 형성되며, 상기 반사면(113)에는 평단면이 상기 공간부(112)의 중앙을 향해 측방으로 개구된 호형상이면서 상기 공간부(112)의 하부에서 상향 연장된 다수의 반사골(114)이 둘레를 따라 연이어 형성되고, 상기 공간부(112)의 둘레를 따라 각 반사골(114)이 밀착되게 연이어 배치되면서 인접된 두 반사골(114) 사이에는 뾰족하게 융기된 반사산(115)이 형성되며, 상기 PCB(121)는 공간부(112)의 하단 둘레를 따라 수평 배치되고, 상기 조명LED(122) 및 살균LED(123)의 각 LED(122,123)는 상기 반사산(115)과 대향하는 위치에 중앙부가 정렬하도록 PCB(121) 상에 각각 배치되어 상향 발산하는 LED광이 반사산(115)을 기준으로 양분되면서 상기 반사산(115)의 양 측에 배치된 두 반사골(114a,114b)에 각각 입사되되, 하나의 LED(122,123)가 배치된 반사산(115)과 인접된 양측의 두 반사산(115)에는 다른 LED(122,123)가 배치되지 않는 것을 특징으로 가시광 살균기능 겸용 LED 조명등기구가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 케이스(110)는 주방 상부장(61)의 하단 후방측에 장착되고 내부에 하향 개구된 공간부(112)가 형성되며 상기 공간부(112)에는 상향 오목하게 함몰되어 측방으로 연장된 형상의 반사면(113)이 형성되고, 상기 LED모듈(120)은 상기 반사면(113)의 후방측 변부에 배치되며 반사면(113)을 향해 상향 발광하여 전방측으로 발광영역이 편중된 상태의 일반 백색조명광 및 가시살균광이 주방 하부장(62)의 싱크볼(63)의 상부면에 조사되도록 하는 것을 특징으로 하는 가시광 살균기능 겸용 LED 조명등기구가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 전원공급장치(200)는, 인가된 상용전원을 정류하고 LED모듈(120)을 발광구동시키기 위한 LED구동전원의 형태로 변환하여 출력하는 컨버터(210); 일정영역을 조명하기 위한 일반 백색조명광을 발광하는 복수의 조명LED(122)가 회로연결되는 제1출력단(221a) 및, 가시광 대역 중 400nm 내지 410nm 영역의 가시살균광을 발광하는 복수의 살균LED(123)가 회로연결되는 제2출력단(221b)을 포함하는 전원출력단(221)을 포함하며, 상기 컨버터(210)로부터 LED구동전원을 공급받아 상기 조명LED(122) 및 살균LED(123)를 포함하는 LED모듈(120)에 인가하되, 입력되는 조작신호에 따라 선택적으로 LED구동전원을 인가하여 상기 조명LED(122)만 점등되는 일반백색광 조명모드 및 상기 살균LED(123)만 점등되는 살균모드로 구분동작하도록 구동제어하는 컨트롤러(220);를 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광 살균기능 겸용 LED 조명등기구가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 컨트롤러(220)는, 상기 전원입력단(222)을 통해 상용전원을 공급받아 상기 컨버터(210)에 인가하고, 상기 컨버터(210)로부터 출력되는 LED구동전원을 입력받아 전류제어하여 상기 LED모듈(120)에 인가하며, 상기 LED모듈(120)을 소등시키기 위한 조작신호가 입력되면 상기 컨버터(210)에 인가되는 상용전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 가시광 살균기능 겸용 LED 조명등기구가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 컨트롤러(220)는, 상기 컨버터(210)의 입력단(215)에 연결되어 상용전원을 인가하는 컨버터 출력단(223)과, 상기 전원입력단(222)과 컨버터 출력단(223) 사이에 회로연결된 전원라인(L2) 상에 배치되며 제어신호에 따라 선택적으로 선로를 개방하여 컨버터 출력단(223)으로 출력되는 상용전원을 차단하는 전원차단부(224)와, 상기 컨버터(210)의 출력단(216)에 연결되어 컨버터(210)에 의해 변환된 LED구동전원이 입력되는 컨버터 입력단(225)과, 상기 컨버터 입력단(225)에 연결되어 제어신호에 따라 입력된 LED구동전원의 전류값을 변환하며 전원에 포함된 플리커 성분을 제어하여 선형적인 형태의 직류전원을 상기 전원출력단(221)으로 출력하는 전류제어부(226) 및, 입력되는 사용자 조작신호 또는 프로그래밍된 사항에 따라 상기 LED모듈(120)을 점등제어하기 위한 제어신호를 출력하는 메인제어부(227)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광 살균기능 겸용 LED 조명등기구가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 전원차단부(224)는 상기 전원입력단(222)과 컨버터 출력단(223) 사이에 회로연결된 +측과 -측의 두 전원라인(L2)에 각각 배치되는 제1스위치(224a) 및 제2스위치(224b)를 포함하는 릴레이(RY1)이고, 상기 메인제어부(227)의 제어신호에 따라 상기 제1스위치(224a) 및 제2스위치(224b)를 동시에 개방시키거나 접점시키며, 상기 메인제어부(227)는 LED모듈(120)을 점등시키기 위한 신호가 입력되면 상기 제1스위치(224a) 및 제2스위치(224b)가 각각 접점된 이후에 상용전원이 컨버터(210)에 인가되도록 하고, 상기 LED모듈(120)을 소등시키기 위한 신호가 입력되면 인가되는 상용전원이 차단된 이후에 상기 제1스위치(224a) 및 제2스위치(224b)가 각각 개방되도록 상기 전원차단부(224)를 구동제어하는 것을 특징으로 하는 가시광 살균기능 겸용 LED 조명등기구가 제공된다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면,
첫째, LED모듈(120)은 일정영역을 조명하기 위한 일반 백색조명광을 발광하는 복수의 조명LED(122)와 가시광 대역 중 400nm 내지 410nm 영역의 가시살균광을 발광하는 복수의 살균LED(123)가 PCB(121) 상에 일정한 패턴으로 혼합되어 정렬배치되고, 공급되는 상용전원을 구동전원의 형태로 변환하여 상기 LED모듈(120)에 인가하는 전원공급장치(200)는 입력되는 조작신호에 따라 선택적으로 구동전원을 인가하여 상기 조명LED(122)만 점등되는 일반백색광 조명모드 및 인체에 무해한 상기 살균LED(123)만 점등되는 살균모드로 구분동작하도록 구동제어함으로써 실내공간을 살균하여 정화시키면서도 인체에 무해한 가시살균광을 조사할 수 있다.
둘째, 상기 전원공급장치(200)는 모션센서(232)가 구비되어 감지된 사용자의 움직임에 따라 상기 일반백색광 조명모드와 살균모드 중 어느 하나의 모드로 동작하거나 소등 동작하도록 구동제어하고, 타이머(231)가 구비되어 설정된 살균 동작시간에만 상기 살균모드로 자동동작하도록 구동제어함으로써 사용자의 편의를 도모하면서도 일반 백색조명광를 이용하지 않는 시간에 가시살균광을 발광하여 원활한 공기정화 기능을 구현할 수 있다.
셋째, 상기 전원공급장치(200)는 상용전원 입력라인(L1) 상에 회로연결된 전원스위치(20)의 ON/OFF 동작에 따라 선택적으로 상용전원이 인가되는 전원입력단(222)을 포함하며, 설정시간 내에 상기 전원입력단(222)에 인가되는 상용전원의 인가횟수에 따라 상기 일반백색광 조명모드 및 살균모드로 순차동작되도록 구동제어함으로써, 별도의 제어스위치가 설치될 필요없이 전원스위치(20)의 ON/OFF 동작만으로 구동제어가 가능하다.
넷째, 상용전원이 컨버터에 직접 인가되고 이 컨버터에 의해 변환된 구동전원이 LED모듈로 직접 인가되는 종래의 획일적인 전원공급 방식과 달리, 점등제어를 담당하는 전원공급장치(200)의 컨트롤러(220)가 상용전원 입력단(10)으로부터 직접 상용전원을 공급받아 컨버터(210)에 인가하고 이 컨버터(210)에 의해 변환된 LED구동전원을 컨트롤러(220)가 입력받아 LED모듈(120)에 인가하는 독특한 전원공급 방식으로 구동전원이 공급되고, 상기 LED모듈(120)을 소등시키기 위한 신호가 입력되면 컨버터(210)에 인가되는 상용전원을 차단하여 컨버터(210)에 의한 대기전력소모를 제로화하며 정전유도전압이나 미세전류에 의한 잔광현상을 미연에 차단할 수 있다.
다섯째, 상기 컨트롤러(220)의 전원입력단(222)은 상용전원 입력단(10)에 연결되어 상용전원이 공급되고, 컨버터 출력단(223)은 컨버터(210)의 입력단(215)에 연결되어 공급된 상용전원을 인가하며, 메인제어부(227)의 제어신호에 따라 컨버터(210)에 인가되는 상용전원을 선택적으로 차단하는 전원차단부(224)는 상기 전원입력단(222)과 컨버터 출력단(223) 사이에 회로연결된 +측과 -측의 두 전원라인(L2)에 각각 배치되는 제1스위치(224a) 및 제2스위치(224b)를 포함하는 릴레이(RY1)로 구성되고 메인제어부(227)의 제어신호에 따라 상기 제1스위치(224a) 및 제2스위치(224b)를 동시에 개방시켜 컨버터(210)로 상용전원이 인가되는 전원라인(L2)을 차단함으로써 상용전원이 컨버터(210)에 인가되어 대기전력이 소모되는 현상과 정전유도전압이나 미세전류가 LED모듈(120)에 인가되는 잔광현상을 원천적으로 차단할 수 있다.
여섯째, 상기 메인제어부(227)는 LED모듈(120)를 점등시키기 위한 신호가 입력되면 제1스위치(224a) 및 제2스위치(224b)가 각각 접점된 이후에 상용전원이 컨버터(210)에 인가되도록 하고, 상기 LED모듈(120)을 소등시키기 위한 신호가 입력되면 인가되는 상용전원이 차단된 이후에 상기 제1스위치(224a) 및 제2스위치(224b)가 각각 개방되도록 상기 전원차단부(224)를 구동제어함으로써, 제1스위치(224a) 및 제2스위치(224b)의 가동단자가 전원이 인가된 활성상태에서 개방되거나 접점동작하면서 발생하는 스파크 현상을 방지할 수 있다.
일곱째, 상기 메인제어부(227)의 제어신호에 따라 입력된 LED구동전원의 전류값을 변환하여 LED모듈(120)을 디밍조절하는 전류제어부(226)는 전원에 포함된 플리커 성분을 제거하여 선형적인 형태의 직류전원을 출력함으로써 사용자로 하여금 눈의 피로감을 유발시키는 플리커 현상을 최소화할 수 있다.
도 1은 종래의 조명등기구의 구성을 나타낸 측단면도,
도 2는 종래의 조명등기구의 기능적 구성을 나타낸 블럭도,
도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가시광 살균기능 겸용 LED 조명등기구의 구성을 나타낸 분리사시도 및 측단면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가시광 살균기능 겸용 LED 조명등기구의 기능적 구성을 나타낸 블럭도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가시광 살균기능 겸용 LED 조명등기구가 주방에 설치되어 주방 및 싱크볼을 살균하는 상태를 나타낸 측단면도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가시광 살균기능 겸용 LED 조명등기구가 욕실등 구조로 이루어진 구성을 나타낸 분리사시도,
도 8 및 도 9는 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED모듈에서 발산된 LED광이 두 반사골에 양분되어 입사되는 구성을 나타낸 사시도,
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조명LED 및 살균LED에서 일반 백색조명광 및 가시살균광이 각각 발광하는 상태를 나타낸 개략도,
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가시광 살균기능 겸용 LED 조명등기구와 종래의 직하방식의 조명등기구의 배광영역을 비교한 측단면도,
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가시광 살균기능 겸용 LED 조명등기구를 통해 공기가 정화되는 동작원리를 나타낸 측면도,
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전원공급장치의 기능적 구성을 나타낸 블럭도,
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전원공급장치의 전원공급방식을 나타낸 블럭도,
도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컨트롤러의 회로구성을 나타낸 회로도,
도 16 및 도 17은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조명LED와 살균LED에 서로 다른 전원이 선택적으로 공급되는 구성을 나타낸 블럭도이다.
상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가시광 살균기능 겸용 LED 조명등기구(100)는 사용자의 조작에 따라 일정영역을 조명하기 위한 일반 백색조명광과 실내공간을 살균하면서도 인체에 무해한 가시살균광을 선택적으로 조사할 수 있는 등기구로서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 케이스(110), LED모듈(120) 및 전원공급장치(200)를 포함한다.
먼저, 상기 케이스(110)는 등기구의 외형을 형성하는 프레임 구조물로서 천장(30, 도 7 참고)에 장착되며 내부에는 하향 개구된 공간부(112)가 형성되고 상기 공간부(112)의 내부에는 상향 오목하게 함몰된 형상의 반사면(113)이 형성된다.
여기서, 케이스(110)의 하부에는 등기구를 천장(30)에 고정시키기 위한 하부커버(117)가 둘레를 따라 연장배치되어 장착될 수 있으며, 도 3에는 케이스(110)의 전체적인 형상이 사각 프레임구조인 것을 예시하였으나 이에 한정되는 것은 아니며 도 9에 도시된 바와 같이 원형 프레임구조일 수 있으며 이 밖에 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. 또한, 도 3에서와 같이 케이스(110)의 내부에는 중앙을 가로지르는 중앙프레임(118)이 장착되어 케이스(110)의 중앙 위치에 LED모듈(120)이 장착되고 상기 중앙프레임(118)에는 측방으로 연장된 연장편이 형성되어 LED모듈(120)이 수평배치되게 할 수 있다.
상기 LED모듈(120)은 조명광을 제공하는 발광수단으로서 상기 케스마트폰(60)에 장착되며, 일정영역을 조명하기 위한 일반 백색조명광을 발광하는 복수의 조명LED(122)와 가시광 대역 중 400nm 내지 410nm(바람직하게는 405nm) 영역의 가시살균광을 발광하는 복수의 살균LED(123)가 PCB(121) 상에 일정한 패턴으로 혼합되어 정렬배치된다. 여기서, 도 3에는 두 개의 조명LED(122)와 하나의 살균LED(123)이 교번하며 일렬로 정렬배치된 상태를 예시하였으나 이에 한정되는 것은 아니며 조명LED(122)과 살균LED(123)의 혼합비율은 요구되는 일반 백색조명광이나 가시살균광의 광량에 따라 조절될 수 있으며 다수의 열로 두 LED(122,123)가 혼합되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 400nm 내지 410nm 영역(보다 바람직하게는 405nm)의 가시살균광은 실내 즉 가시살균광이 조사되는 영역에 존재하는 박테리아를 불활성시키도록 하는 것으로 상기 박테리아로는 포도구균, CONS, 연쇄구균, 장구균 및 클로스트리듐 등이 해당될 수 있다. 이러한 박테라이에 상기 영역대의 가시살균광이 조사되면 박테리아의 불활성을 유발하게 되는데, 여기서 불활성이라는 것은 박테리아의 복제가 감소되거나 방지되도록 박테리아를 죽이거나 손상시키는 것을 의미한다. 즉, 이들 박테리아를 상기 영역대의 파장을 가진 광(청색광)에 노출시키면 불활성화 과정을 자극하는 것으로 가시광영역 내의 광을 사용하여 인체나 동물의 건강에 유해한 영향을 미치지 않으면서 박테리아의 불활성화를 유도할 수 있다.
더불어, 상기 조명LED(122)로부터 발광하는 일반 백색조명광은 본 발명이 속하는 기술분야에서 조명용으로 이용되는 색온도를 갖는 백색광으로서 바람직하게는 2,700K 대역(웜화이트 계열) 내지 6,500K 대역(쿨화이트 계열)의 색온도로 발광하는 백색광일 수 있다. 따라서, 전원공급장치(200)로부터 LED구동전원이 인가되서 조명LED(122)가 발광하면 도 5의 (a)에서와 같이 2,700K 대역 내지 5,700K 대역 중 어느 한 대역의 색온도를 갖는 일반 백색조명광이 조명영역으로 조사될 수 있으며, 살균LED(123)가 발광하면 도 5의 (b)에서와 같이 400nm 내지 410nm 영역의 가시살균광이 조명영역으로 조사될 수 있다. 그리고, 상기 조명LED(122) 및 살균LED(123)는 PCB(121)의 상부면에 이격배치되며 상기 케이스(110)의 반사면(113)을 향해 상향 발광하도록 장착되어 간접조명방식으로 일반 백색조명광 및 가시살균광이 조명영역에 조사되도록 할 수 있다.
따라서, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 하향 개구된 케이스(51)의 저면에 장착된 PBC(52)에 LED(53)가 실장되어 직하방식으로 LED광을 조사하며, 케이스(51)의 하부에는 LED광을 확산투과하기 위한 투광판(54)이 장착된 종래의 직하형 LED 조명등기구(50)와 비교하여 볼 때, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 LED모듈(120)의 각 LED(122,123)에서 상향 발광된 일반 백색조명광나 가시살균광은 반사면(113)을 통해 하향 반사되면서 더욱 넓은 범위로 확산투과 되기 때문에 살균 정화할 수 있는 영역을 확대하고 공기와의 접촉면적을 확장시켜 살균효과를 증대시킬 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이 통상적으로 실내에서는 더운 공기는 상승하고 차가운 공기는 하강하면서 대류가 발생하는데, 상기와 같이 간접조명방식의 구조로 이루어져 하부가 공기와 접촉할 수 있게 개구되어 있기 때문에, 대류하면서 LED 조명등기구(100)의 부근을 통과하는 공기는 확대도에서와 같이 케이스(110) 내부의 개구된 공간부(112)로 유입되면서 더욱 강한 가시살균광과 접촉할 수 있기 때문에 공기와의 접촉효율을 더욱 증대시킬 수 있다.
상기 전원공급장치(200)는 사용자의 조작에 따라 상기 일반 백색조명광 및 가시살균광 중 어느 하나 이상의 광이 발광할 수 있도록 선택적으로 LED구동전원을 공급하는 장치로서, 공급되는 상용전원을 구동전원의 형태로 변환하여 상기 LED모듈(120)에 인가하되, 입력되는 조작신호에 따라 선택적으로 구동전원을 인가하여 상기 조명LED(122)만 점등되는 일반백색광 조명모드 및 상기 살균LED(123)만 점등되는 살균모드로 구분동작하도록 구동제어한다. 이하 세부구성 및 동작원리는 후술하기로 한다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명등기구(100)는 주방에 설치되어 주방 및 싱크볼(63)을 살균하는 기능을 구현할 수 있다. 이를 위해 도 8에 도시된 바와 같이 상기 케이스(110)는 주방 상부장(61)의 하단 후방측에 장착되고 내부에 하향 개구된 공간부(112)가 형성되며 상기 공간부(112)에는 상향 오목하게 함몰되어 측방으로 연장된 형상의 반사면(113)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 LED모듈(120)은 반사면(113)의 후방측 변부에 배치되며 반사면(113)을 향해 상향 발광하여 전방측으로 발광영역이 편중된 상태의 일반 백색조명광 및 가시살균광이 주방 하부장(62)의 싱크볼(63)의 상부면에 조사할 수 있다. 이러한 주방등 구조로 이루어짐으로써 LED모듈(120)에서 발광하는 LED광에 의한 눈부심을 방지할 수 있으면서도 넓은 발광영역으로 주방 및 싱크볼(63)의 주변을 효율적으로 살균할 수 있다.
그리고, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명등기구(100)는 상향 발광된 LED광을 조명영역으로 하향 반사하는 간접조명 방식으로 조명광 및 살균광을 제공하여 배광범위를 대폭 증가시키면서도 조명영역에 전체적으로 균일한 광도의 조명광을 조사하여 조명균제도를 증대시킬 수 있다.
이를 위해, 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이 상기 케이스(110)의 공간부(112)는 상향 오목한 반구홈 형상으로 형성되고, 상기 공간부(112)의 내면에는 표면이 매끄럽게 광택처리된 유광의 반사면(113)이 형성되며, 상기 반사면(113)에는 평단면이 상기 공간부(112)의 중앙을 향해 측방으로 개구된 호형상이면서 상기 공간부(112)의 하부에서 상향 연장된 다수의 반사골(114)이 둘레를 따라 연이어 형성될 수 있다.
또한, 도 9의 확대도에서와 같이 상기 공간부(112)의 둘레를 따라 각 반사골(114)이 밀착되게 연이어 배치되면서 인접된 두 반사골(114) 사이에는 뾰족하게 융기된 반사산(115)이 형성되며, 상기 PCB(121)는 공간부(112)의 하단 둘레를 따라 수평 배치된다. 더불어, 상기 조명LED(122) 및 살균LED(123)의 각 LED(122,123)는 상기 반사산(115)과 대향하는 위치에 중앙부가 정렬하도록 PCB(121) 상에 각각 배치되어 상향 발산하는 LED광이 반사산(115)을 기준으로 양분되면서 상기 반사산(115)의 양 측에 배치된 두 반사골(114a,114b)에 각각 입사되되, 하나의 LED(122,123)가 배치된 반사산(115)과 인접된 양측의 두 반사산(115)에는 다른 LED(122,123)가 배치되지 않도록 구비되며, 이에 따라 각 LED(122,123)로부터 발산된 LED광의 중심광도를 절반수준으로 감소시킬 수 있으며 각 LED(122,123)의 반사방향이 일정하여 일측으로 반사광이 편중되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 상향 발광된 LED광을 조명영역에 하향 반사하여 조명광을 제공하는 간접조명방식의 구조로 이루어져 LED광이 바로 하향 조사되는 종래의 직하형 조명방식과 비교하여 배광범위를 대폭 증가시키면서도 조명영역에 전체적으로 균일한 광도의 조명광을 조사할 수 있어 조명균제도를 증대시킬 수 있고 부드러운 조명효과를 구현할 수 있으며 광원이 외부에서 시인되지 않아 광원에 의한 눈부심을 억제할 수 있다.
또한, 표면이 매끄럽게 광택처리된 유광의 반사면(113)을 사용하여 광효율을 증대시킬 수 있으면서 측방으로 개구된 호형상의 반사골(114)에 상향 발광된 LED광이 입사되어 넓은 범위로 확산되고, 각 LED(122,123)가 반사산(115)에 대향배치되어 발산하는 조명광이 반사산(115)을 기준으로 양분되어 두 반사골(114a,114b)에 각각 입사되면서 중심광도가 낮아진 상태로 하향 반사되기 때문에 LED칩 형상의 도트광이 하부에서 시인되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 상기 반사면(113)을 반구홈(112)의 내면에 도포된 백색의 유광도료(Gloss)로 형성하더라도 LED(122,123)의 도트광이 시인되지 않으면서도 98% 이상의 높은 반사율을 구현하여 LED광의 전체적인 광효율을 증대시킬 수 있다.
한편, 도 12에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명등기구(100)의 기능적 구성이 도시되어 있고, 도 13에는 전원공급장치(200)의 세부적인 기능적 구성이 도시되어 있다. 도면을 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전원공급장치(200)는 컨버터(210) 및 컨트롤러(220)를 포함한다. 여기서, 상기 컨버터(210)는 교류의 상용전원을 공급받아 LED모듈(120)을 구동시킬 수 있는 직류형태의 구동전원으로 변환하는 장치로서 인가된 상용전원을 정류하고 LED모듈(120)을 발광구동시키기 위한 LED구동전원의 형태로 변환하여 출력한다.
또한, 상기 컨버터(210)는 하나의 컨버터로 이루어질 수 있으며 도 3 및 도 14에 도시된 바와 같이 제1컨버터(211) 및 제2컨버터(212)를 포함하는 복수의 컨버터로 이루어질 수도 있다. 더불어, 각 컨버터(211,212)에서 출력된 LED구동전원은 LED모듈(120)에 합쳐져 함께 공급되기 때문에 각 컨버터(211,212)로부터 출력되는 LED구동전원은 LED모듈(120)의 정격전원의 크기에 맞추어 설정되는 것이 바람직하다.
그리고, 각 컨버터(211,212)는 출력되는 정격전원에 맞추어 역률이 최적화되도록 회로설계됨으로써 LED모듈(120)이 디밍제어되더라도 컨버터(210)의 전체적인 역률이 저하되지 않을 수 있다. 예를 들어, LED모듈(120)의 정격전원이 100W이고 각 컨버터(211,212)에서 출력되는 LED구동전원은 각각 50W인 경우 각 컨버터(211,212)는 50W에 맞추어 역률이 최적화되도록 설계되는 것이다. 이때 각 컨버터(211,212)로부터 출력되는 LED구동전원의 크기는 합이 100W가 되는 범위 내에서 적절하게 상대적인 증감이 이루어질 수 있다.
상기 컨트롤러(220)는 컨버터(210)를 통해 LED모듈(120)을 점등제어하는 제어장치로서 사용자에 의한 전원스위치(20)의 ON/OFF 동작, 리모컨(70), 스마트폰(80)이나 후술되는 모션센서(232) 등의 조작 및 감지신호 등을 조작신호로 입력받아 각 조작신호별로 미리 프로그래밍된 사항에 부합되도록 조명LED(122) 및 살균LED(123) 중 어느 하나 이상이 점등되도록 구동제어한다.
여기서, 상기 컨트롤러(220)는 일반 백색조명광을 발광하는 복수의 조명LED(122)가 회로연결되는 제1출력단(221a) 및, 400nm 내지 410nm 영역의 가시살균광을 발광하는 복수의 살균LED(123)가 회로연결되는 제2출력단(221b)을 포함하는 전원출력단(221)을 포함하며, 상기 컨버터(210)로부터 LED구동전원을 공급받아 상기 조명LED(122) 및 살균LED(123)를 포함하는 LED모듈(120)에 인가하되, 입력되는 조작신호에 따라 선택적으로 LED구동전원을 인가하여 상기 조명LED(122)만 점등되는 일반백색광 조명모드 및 상기 살균LED(123)만 점등되는 살균모드로 구분동작하도록 구동제어한다.
상기 컨트롤러(220)는 상용전원 입력라인(L1) 상에 회로연결된 전원스위치(20, 도 12 참고)의 ON/OFF 동작 동작에 따라 선택적으로 상용전원이 인가되는 전원입력단(222)을 더 포함하고, 설정시간(예를 들면 1초) 내에 상기 전원입력단(222)에 인가되는 상용전원의 인가횟수에 따라 상기 일반백색광 조명모드 및 살균모드로 순차동작되도록 구동제어할 수 있다. 더불어, 상기 컨트롤러(220)는 모션센서(232)가 구비되어 감지된 사용자의 움직임에 따라 상기 일반백색광 조명모드와 살균모드 중 어느 하나의 모드로 동작하거나 소등 동작하도록 구동제어하며, 타이머(231)가 구비되어 설정된 살균 동작시간에만 상기 살균모드로 자동동작되도록 구동제어할 수 있다.
여기서, 도 13 내지 도 15에 도시된 바와 같이 상기 컨트롤러(220)는 컨버터 출력단(223), 컨버터 입력단(225), 전류제어부(226) 및 메인제어부(227)를 더 포함한다. 상기 전원입력단(222)은 상용전원 입력단(10)에 연결되어 상용전원이 공급되고, 상기 전원입력단(222)과 컨버터 출력단(223) 사이에는 상용전원을 전달하기 위한 전원라인(L2)이 회로연결되며, 상기 컨버터 출력단(223)은 컨버터(210)의 입력단(215)에 연결되어 상용전원을 인가한다. 또한, 상기 컨버터 입력단(225)은 컨버터(210)의 출력단(216)에 연결되어 컨버터(210)에 의해 변환된 LED구동전원이 입력되고, 상기 전류제어부(226)는 컨버터 입력단(225)에 연결되며 메인제어부(227)의 제어신호에 따라 입력된 LED구동전원의 전류값을 변환하며 전원에 포함된 플리커 성분을 제어하여 선형적인 형태의 직류전원을 상기 전원출력단(221)으로 출력한다.
상기 전원출력단(221)은 LED모듈(120)의 입력단에 연결되어 전류제어부(226)로부터 출력되는 LED구동전원을 LED모듈(120)에 인가하며, 메인제어부(227)는 입력되는 사용자 신호 또는 프로그래밍된 사항에 따라 상기 LED모듈(120)을 점등제어하기 위한 제어신호를 출력한다.
여기서, 도 15에 도시된 바와 같이 상기 전류제어부(226)는 LED모듈(120)의 조명LED(122) 및 살균LED(123)에 전류제어된 LED구동전원을 인가하기 위한 제1전류제어회로(226a) 및 제2전류제어회로(226b)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 전류제어부(226)는 전원에 포함된 플리커 성분을 제거하겨 선형적인 형태의 직류전원을 출력함으로써 사용자로 하여금 눈의 피로감을 유발시키는 플리커 현상을 최소화할 수 있다. 이를 위해 도면에 도시된 바와 같이 상기 전류제어부(226)는 선형적인 형태의 직류전원 출력이 가능하도록 출력전원에 포함된 스위칭 리플 및 펄스 리플 등의 플리커 성분을 제거하는 선형전류제어IC(U4,U5) 및 각 선형전류제어IC(U4,U5)에 회로연결되는 복수의 저항(R15 내지 R21)을 포함할 수 있다.
더불어, 상기 선형전류제어IC(U4,U5)는 메인제어부(227)의 와이파이모듈(Wifi)로부터 입력되는 제어신호에 따라 컨버터 입력단(225)을 통해 입력된 LED구동전원이 전원출력단(221)으로 출력되는 것을 제어할 수 있다. 따라서, 전원출력단(221)으로 LED구동전원이 출력되는 타이밍을 적절하게 조절할 수 있는 것이다.
그리고, 도 15에 도시된 바와 같이 컨트롤러(220)에는 전원입력단(222)에 회로연결되어 상용전원을 공급받아 메인제어부(227)가 구동하는데 필요한 제어용 구동전원의 형태로 변환하여 출력하는 전원변환부(228)가 구비된다. 여기서, 상기 메인제어부(227)는 전류제어부(226)를 통해 LED모듈(120)에 인가되는 LED구동전원의 전류값을 낮춰 LED모듈(120)의 조도를 감소시키거나 LED구동전원의 전류값을 높여 조도를 증가시키는 방식으로 조명광을 디밍제어할 수 있다.
또한, 도면에서와 같이 상기 메인제어부(227)는 사용자 입력신호를 입력받기 위한 신호입력부(229)를 더 포함할 수 있는데, 도 15에 도시된 바와 같이 상기 신호입력부(229)는 리모컨(70, 도 3 참고)으로부터 출력되는 적외선 입력신호를 입력받는 IR센서(SENSOR)를 포함할 수 있으며, 메인제어부(227)에 회로구성되는 마이컴칩을 와이파이모듈(Wifi)을 이용함으로써 스마트폰(80)의 앱구동을 통해 출력되는 와이파이 무선신호를 입력받는 방식으로 구현될 수 있다. 따라서, 사용자는 벽체에 배치되는 전원스위치(20)를 조작하는 것이외에 리모컨(70)이나 스마트폰(80)을 이용하여 먼거리 또는 실외에서 LED 조명등기구(100)를 점등조작할 수 있다. 또한, 상기 와이파이모듈(Wifi)은 자체적인 기능으로 스마트폰(80)으로부터 입력되는 조작신호를 입력신호로 수신할 수 있다.
더불어, 상기 와이파이모듈(Wifi)로 ESP-WROOM-02의 칩을 이용할 수 있으며 이 칩의 입력핀에 타이머(미도시)나 인체감지센서를 회로연결함으로써, 상기 리모컨(70)이나 스마트폰(80)을 이용하여 점등조작하는 방식 이외에 시간대별로 점등시기를 구분하거나 인체의 감지여부에 따라 점등 및 소등되는 방식으로도 점등제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명등기구용 전원공급장치(200)는 전원스위치(20), 리모컨(70) 및 스마트폰(80) 등의 조작수단을 통해 LED모듈(120)을 소등시키기 위한 조작신호가 입력되면 컨버터(210)에 인가되는 상용전원을 차단하여 컨버터(210)에 의한 대기전력 소모를 제로화할 수 있다. 이를 위해, 상기 컨트롤러(220)는 상기 전원입력단(222)과 컨버터 출력단(223) 사이에 회로연결된 전원라인(L2) 상에 배치되며 제어신호에 따라 선택적으로 선로를 개방하여 컨버터 출력단(223)으로 출력되는 상용전원을 차단하는 전원차단부(224)를 더 포함할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 도 15에 도시된 바와 같이 상기 전원차단부(224)는 상기 전원입력단(222)과 컨버터 출력단(223) 사이에 회로연결된 +측과 -측의 두 전원라인(L2)에 각각 배치되는 제1스위치(224a) 및 제2스위치(224b)를 포함하는 릴레이(RY1)이고, 상기 메인제어부(227)의 제어신호에 따라 상기 제1스위치(224a) 및 제2스위치(224b)를 동시에 개방시키거나 접점시킨다.
또한, 상기 메인제어부(227)는 LED모듈(120)을 점등시키기 위한 신호가 입력되면 상기 제1스위치(224a) 및 제2스위치(224b)가 각각 접점된 이후에 상용전원이 컨버터(210)에 인가되도록 하고, 상기 LED모듈(120)을 소등시키기 위한 신호가 입력되면 인가되는 상용전원이 차단된 이후에 상기 제1스위치(224a) 및 제2스위치(224b)가 각각 개방되도록 상기 전원차단부(224)를 구동제어한다.
더불어, 상기 메인제어부(227)는 LED모듈(120)를 점등시키기 위한 신호가 입력되면 제1스위치(224a) 및 제2스위치(224b)가 각각 접점된 이후에 상용전원이 컨버터(210)에 인가되도록 하고, 상기 LED모듈(120)을 소등시키기 위한 신호가 입력되면 인가되는 상용전원이 차단된 이후에 상기 제1스위치(224a) 및 제2스위치(224b)가 각각 개방되도록 상기 전원차단부(224)를 구동제어함으로써, 제1스위치(224a) 및 제2스위치(224b)의 가동단자가 전원이 인가된 활성상태에서 개방되거나 접점동작하면서 발생하는 스파크 현상을 방지할 수 있다.
이와 같이, 상용전원이 컨버터에 직접 인가되고 이 컨버터에 의해 변환된 구동전원이 LED모듈로 직접 인가되는 종래의 획일적인 전원공급 방식과 달리, 점등제어를 담당하는 컨트롤러(220)가 상용전원 입력단(10)으로부터 직접 상용전원을 공급받아 컨버터(210)에 인가하고 이 컨버터(210)에 의해 변환된 LED구동전원을 컨트롤러(220)가 입력받아 LED모듈(120)에 인가하는 독특한 전원공급 방식으로 구동전원이 공급되고, 상기 LED모듈(120)을 소등시키기 위한 신호가 입력되면 컨버터(210)에 인가되는 상용전원을 차단하여 컨버터(210)에 의한 대기전력소모를 제로화하며 정전유도전압이나 미세전류에 의한 잔광현상을 미연에 차단할 수 있다.
한편, 상기 컨트롤러(220)는 설정시간(예를 들면 1초) 내에 전원입력단(222)에 인가되는 상용전원의 인가횟수에 따라 사용자가 일반백색광 조명모드를 선택하는 것인지 살균모드를 선택하는 것인지 판단하여 부합되는 모드로 동작되도록 제어할 수 있는데, 예를 들어 설정시간 내에 전원스위치(20)가 OFF 상태에서 ON 상태로 1회 조작되면 미리 프로그랭된 사항에 따라 조명LED(122)이 점등되는 일반백색광 조명모드로 동작되도록 구동제어하고, 설정시간 내에 전원스위치(20)가 OFF 상태에서 ON 상태, 다시 OFF 상태에서 ON 상태로 2회 조작되면 프로그래밍된 사항에 따라 살균LED(123)이 점등되는 살균모드로 동작되도록 제어한다. 따라서, 별도의 제어스위치가 설치될 필요없이 전원스위치(20)의 ON/OFF 동작만으로 구동제어가 가능하다.
또한, 상기 컨트롤러(220)는 타이머(231)가 구비되어 미리 설정된 시간에 자동으로 살균모드로 동작되도록 제어할 수 있는데, 예를 들어 상기 설정된 시간이 18시부터 21시까지 3시간 동안인 경우 소등 상태 또는 일반백색광 조명모드인 상태에서 18시가 도래하면 자동적으로 살균LED(123)이 3시간 동안 점등되면서 살균모드로 동작될 수 있는 것이다. 더불어, 모션센서(232)에서 감지된 감지신호는 컨트롤러(220)의 메인제어부(227)로 입력되는데, 상기 메인제어부(227)는 입력되는 감지신호에 따라 LED모듈(120)가 점등되는 모드를 전환하거나 점등된 상태에서 소등하거나 소등된 상태에서 점등되도록 제어할 수 있다.
예를 들어, LED 조명등기구(100)가 주방에 설치된 주방등(특히, 선반조명)인 경우 살균모드로 동작하는 중에 모션센서(232)가 주방으로 접근하는 사용자를 감지하면 일반백색광 조명모드로 전환하거나 소등 동작하고, 일정시간 동안 사용자가 감지되지 않으면 다시 살균모드로 전환동작할 수 있다. 그리고, 상기 모션센서(232)의 감지영역이 사용자의 팔동작을 감지하도록 설정된 경우 일반백색광 조명모드로 동작하는 중에 모션센서(232)의 주변에 팔을 휘젖는 동작을 취하게 되면 모션센서(232)가 이를 감지하여 소등 동작하거나, 소등 상태에서 팔을 휘젖는 동작을 감지하여 점등동작할 수도 있다.
또한, LED 조명등기구(100)가 욕실에 설치된 욕실등인 경우 살균모드로 동작하는 중에 모션센서(232)가 욕실로 진입하는 사용자를 감지하면 메인제어부(227)는 사용자의 조작없이 자동적으로 일반백색광 조명모드로 전환동작하도록 제어할 수 있고, 일정시간 동안 감지되던 사용자가 감지되지 않으면 다시 살균모드로 전환동작하도록 제어할 수 있는 것이다. 더불어, 사용자가 욕실을 사용한 후 욕실등을 소등시키기 위해 전원스위치(20)를 OFF 상태로 조작한 경우 이를 감지하여 자동적으로 살균LED(123)이 점등되면서 살균모드로 동작되도록 구동제어할 수 있다.
이를 위해, 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 컨버터(210)는 상용전원 입력단(10)으로부터 각각 상용전원을 공급받는 제1컨버터(211) 및 제2컨버터(212)을 포함하고, 상용전원 입력단(10)과 제1컨버터(211) 사이에는 전원스위치(20)가 배치된다.
또한, 상기 LED 조명등기구용 전원공급장치(200)는 전원스위치(20)로부터 제1컨버터(211)에 인가되는 상용전원을 감지하기 위한 전원감지부(233)과, 일측은 제1컨버터(211) 및 제2컨버터(212)의 출력단에 각각 연결되어 각각의 LED구동전원을 인가받으며 타측은 LED모듈(120)의 조명LED(122) 및 살균LED(123)의 입력단에 각각 연결되고 메인제어부(227)의 제어신호에 따라 절체동작하면서 어느 하나의 컨버터(211,212)의 LED구동전원을 LED모듈(120)에 공급하도록 스위칭동작하는 전환스위치(234)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제1컨버터(211)로부터 LED구동전원이 인가되는 전원라인은 전환스위치(234)를 거쳐 조명LED(122)에 연결되고 제2컨버터(212)로부터 LED구동전원이 인가되는 전원라인은 전환스위치(234)를 거쳐 살균LED(123)에 연결된다.
따라서, 전원스위치(20)가 OFF 상태에서 ON 상태로 조작되면서 제1컨버터(211)에 상용전원이 인가되면 제1컨버터(211)는 조명LED(122)를 발광구동시키기 위한 LED구동전원의 형태로 변환하여 출력하고, 전원감지부(233)는 전원스위치(20)로부터 출력되는 상용전원을 감지한 감지신호를 메인제어부(227)로 입력한다. 이에 메인제어부(227)는 제1컨버터(211)로부터 출력되는 LED구동전원이 조명LED(122)에 인가되도록 하여 일반백색광 조명모드로 구동하도록 하며, 상기 전원스위치(20)가 ON 상태에서 OFF 상태로 조작되면 전원감지부(233)는 이를 감지하여 메인제어부(227)로 상용전원의 차단을 감지한 감지신호를 메인제어부(227)로 입력하고, 이에 메인제어부(227)는 제2컨버터(212)로부터 출력되는 LED구동전원이 전환스위치(234)를 통해 살균LED(123)에 인가되도록 절체제어하여 살균모드로 구동하도록 제어할 수 있다.
여기서, 도 17에는 배터리(236)를 이용한 다른 절체 방식의 전원공급 구성이 개시되어 있다. 도면을 참고하면 LED 조명등기구용 전원공급장치(200)에는 하나의 컨버터(210)가 구비되고, 컨버터(210)로부터 출력되는 구동전원 또는 도시되지 않은 다른 컨버터에 의해 변환된 구동전원을 입력받아 배터리(236)를 충전시키는 충전회로부(235)가 더 포함할 수 있다.
따라서, 전원스위치(20)가 OFF 상태에서 ON 상태로 조작되면 컨버터(210)는 입력되는 상용전원을 이용하여 조명LED(122)를 구동시키기 위한 LED구동전원의 형태로 변환하여 전환스위치(234)로 입력하고 메인제어부(227)는 전원감지부(233)의 ON 감지신호에 따라 컨버터(210)의 LED구동전원이 조명LED(122)에 인가되도록 전환스위치(234)를 제어한다. 또한, 전원스위치(20)가 ON 상태에서 OFF 상태로 조작되면 메인제어부(227)는 전원감지부(233)의 OFF 감지신호에 따라 배터리(236)에 저장된 충전전원이 살균LED(123)에 인가되고 컨버터(210)의 LED구동전원은 조명LED(122)에 인가되지 않도록 전환스위치(234)를 제어한다.
이와 같이, 배터리(236)를 이용하여 조명LED(122)의 소등시 자동적으로 살균LED(123)이 점등되도록 회로를 구성하는 경우, 별도로 전원공급라인을 구축하지 않아 작업비용 및 제품비용을 대폭 절감할 수 있다.
다음으로 도 15을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명등기구용 전원공급장치(200)의 동작원리를 설명한다. 먼저 LED모듈(120)가 소등된 상태에서 사용자가 전원스위치(20)를 OFF 상태에서 ON 상태로 1회 조작하면, 전원입력단(222)을 통해 인입된 상용전원은 전원변환부(228)를 거쳐 메인제어부(227)의 와이파이모듈(Wifi)의 13번핀에 입력되어 와이파이모듈(Wifi)이 이를 감지하게 되고 이에 따라 프로그래밍된 사항에 따라 전원차단부(224) 측으로 회로연결된 5번핀을 통해 조명LED(122)를 점등시키기 위한 제어신호를 출력한다.
상기 5번핀으로 출력된 제어신호는 트랜지스터(Q1)을 트리거 동작시켜 전원차단부(224)의 제1스위치(224a) 및 제2스위치(224b)가 동시에 접점되도록 하여 개방되어 있던 전원라인(L2)이 단락된 상태를 유지하도록 한다.
이후, 상용전원 입력단(10)으로부터 출력된 상용전원은 전원입력단(222)을 통해 전원라인(L2)에 공급되며 전원라인(L2) 상에 배치된 전원차단부(224)를 거쳐 컨버터 출력단(223)를 통해 컨버터(210)에 인가된다. 여기서, 와이파이모듈(Wifi)은 상기와 같이 5번핀으로 제어신호를 출력한 이후 소정의 설정시간(제1스위치(224a) 및 제2스위치(224b)가 접점동작하는데 소요되는 시간)이 경과하면 전류제어부(226)의 각 선형전류제어IC(U4,U5)에 각각 회로연결된 출력핀(3,4)으로 제어신호를 출력하여 전류제어부(226)에 컨버터 입력단(225)으로 입력되는 LED구동전원을 인가받을 수 있는 상태가 되도록 한다.
따라서, 상기 컨버터(210)에 인가된 상용전원은 LED모듈(120)을 구동시킬 수 있는 직류형태로 변환되어 컨버터 입력단(225)을 통해 전류제어부(226)로 입력되고, 상기 전류제어부(226)의 제1전류제어회로(226a)는 메인제어부(227)에 의해 설정된 밝기로 조명LED(122)를 점등시킬 수 있는 정도의 전류값으로 전류제어된 LED구동전원을 출력하며, 출력된 LED구동전원은 제1출력단(221a)을 통해 조명LED(122)에 인가되어 발광구동할 수 있다.
반면에, 사용자가 LED모듈(120)가 소등된 상태에서 사용자가 전원스위치(20)를 OFF 상태에서 ON 상태로 2회 조작하면, 전원입력단(222)을 통해 입력된 상용전원은 전원변환부(228)를 거쳐 와이파이모듈(Wifi)의 13번핀에 2회 입력되어 와이파이모듈(Wifi)이 이를 감지하게 되고 프로그래밍된 사항에 따라 전원차단부(224) 측으로 회로연결된 5번핀을 통해 살균LED(123)를 점등시키기 위한 제어신호를 출력한다.
이후 동일한 제어신호의 흐름에 따라 전류제어부(226)의 제2전류제어회로(226b)는 컨버터 입력단(225)으로 입력되는 LED구동전원을 인가받을 수 있는 상태가 되고, 제2전류제어회로(226b)는 메인제어부(227)에 의해 설정된 밝기로 살균LED(123)를 점등시킬 수 있는 정도의 전류값으로 전류제어된 LED구동전원을 출력하며 출력된 LED구동전원은 제2출력단(221b)을 통해 살균LED(123)에 인가되어 발광구동할 수 있다.
한편, 전원스위치(20)를 대신하여 리모컨(70), 스마트폰(80) 및 모션센서(232)를 조작수단으로 이용하는 경우 도면에서와 같이 리모컨(70)의 적외선 신호는 와이파이모듈(Wifi)의 14번핀에 입력되고, 모션센서(232)의 감지신호는 와이파이모듈(Wifi)의 1번핀에 입력되어 와이파이모듈(Wifi)에 프로그래밍된 사항에 따라 각 조작수단으로부터 입력되는 조작신호와 부합되는 상태로 조명LED(122) 및 살균LED(123)이 선택적으로 점등될 수 있도록 한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명등기구(100)의 각 구성 및 기능에 의해, LED모듈(120)은 일정영역을 조명하기 위한 일반 백색조명광을 발광하는 복수의 조명LED(122)와 가시광 대역 중 400nm 내지 410nm 영역의 가시살균광을 발광하는 복수의 살균LED(123)가 PCB(121) 상에 일정한 패턴으로 혼합되어 정렬배치되고, 공급되는 상용전원을 구동전원의 형태로 변환하여 상기 LED모듈(120)에 인가하는 전원공급장치(200)는 입력되는 조작신호에 따라 선택적으로 구동전원을 인가하여 상기 조명LED(122)만 점등되는 일반백색광 조명모드 및 상기 살균LED(123)만 점등되는 살균모드로 구분동작하도록 구동제어함으로써 실내공간을 살균하여 정화시키면서도 인체에 무해한 가시살균광을 조사할 수 있다.
또한, 상기 전원공급장치(200)는 모션센서(232)가 구비되어 감지된 사용자의 움직임에 따라 상기 일반백색광 조명모드와 살균모드 중 어느 하나의 모드로 동작하거나 소등 동작하도록 구동제어하고, 타이머(231)가 구비되어 설정된 살균 동작시간에만 상기 살균모드로 자동동작하도록 구동제어함으로써 사용자의 편의를 도모하면서도 일반 백색조명광를 이용하지 않는 시간에 가시살균광을 발광하여 원활한 공기정화 기능을 구현할 수 있다.
더불어, 상기 전원공급장치(200)는 상용전원 입력라인(L1) 상에 회로연결된 전원스위치(20)의 ON/OFF 동작에 따라 선택적으로 상용전원이 인가되는 전원입력단(222)을 포함하며, 설정시간 내에 상기 전원입력단(222)에 인가되는 상용전원의 인가횟수에 따라 상기 일반백색광 조명모드 및 살균모드로 순차동작되도록 구동제어함으로써, 별도의 제어스위치가 설치될 필요없이 전원스위치(20)의 ON/OFF 동작만으로 구동제어가 가능하다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
10... 상용전원 입력단 20... 전원스위치
100... LED 조명등기구 110... 케이스
120... LED모듈 121... PCB
122... 조명LED 123... 살균LED
200... LED 조명등기구용 전원공급장치
210... 컨버터 220... 컨트롤러
231... 타이머 232... 모션센서

Claims (4)

  1. 외형을 형성하는 케이스(110); 상기 케이스(110)에 장착되며, 일정영역을 조명하기 위한 일반 백색조명광을 발광하는 복수의 조명LED(122)와 가시광 대역 중 400nm 내지 410nm 영역의 가시살균광을 발광하는 복수의 살균LED(123)가 PCB(121) 상에 일정한 패턴으로 혼합되어 정렬배치된 LED모듈(120); 및 공급되는 상용전원을 구동전원의 형태로 변환하여 상기 LED모듈(120)에 인가하되, 입력되는 조작신호에 따라 선택적으로 구동전원을 인가하여 상기 조명LED(122)만 점등되는 일반백색광 조명모드 및 인체에 무해한 상기 살균LED(123)만 점등되는 살균모드로 구분동작하도록 구동제어하는 전원공급장치(200);를 포함하며,
    상기 케이스(110)는 천장(30)에 장착되며 내부에는 하향 개구된 공간부(112)가 형성되고 상기 공간부(112)의 내부에는 상향 오목하게 함몰된 형상의 반사면(113)이 형성되며, 상기 조명LED(122) 및 살균LED(123)는 PCB(121)의 상부면에 이격배치되고 상기 반사면(113)을 향해 상향 발광하도록 장착되어 간접조명방식으로 일반 백색조명광 및 가시살균광이 조명영역에 조사되며,
    상기 케이스(110)의 공간부(112)는 상향 오목한 반구홈 형상으로 형성되고, 상기 공간부(112)의 내면에는 표면이 매끄럽게 광택처리된 유광의 반사면(113)이 형성되며, 상기 반사면(113)에는 평단면이 상기 공간부(112)의 중앙을 향해 측방으로 개구된 호형상이면서 상기 공간부(112)의 하부에서 상향 연장된 다수의 반사골(114)이 둘레를 따라 연이어 형성되고, 상기 공간부(112)의 둘레를 따라 각 반사골(114)이 밀착되게 연이어 배치되면서 인접된 두 반사골(114) 사이에는 뾰족하게 융기된 반사산(115)이 형성되며, 상기 PCB(121)는 공간부(112)의 하단 둘레를 따라 수평 배치되고, 상기 조명LED(122) 및 살균LED(123)의 각 LED(122,123)는 상기 반사산(115)과 대향하는 위치에 중앙부가 정렬하도록 PCB(121) 상에 각각 배치되어 상향 발산하는 LED광이 반사산(115)을 기준으로 양분되면서 상기 반사산(115)의 양 측에 배치된 두 반사골(114a,114b)에 각각 입사되되, 하나의 LED(122,123)가 배치된 반사산(115)과 인접된 양측의 두 반사산(115)에는 다른 LED(122,123)가 배치되지 않는 것을 특징으로 가시광 살균기능 겸용 LED 조명등기구.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전원공급장치(200)는,
    모션센서(232)가 구비되어 감지된 사용자의 움직임에 따라 상기 일반백색광 조명모드와 살균모드 중 어느 하나의 모드로 동작하거나 소등 동작하도록 구동제어하고,
    타이머(231)가 구비되어 설정된 살균 동작시간에만 상기 살균모드로 자동동작되도록 구동제어하며,
    상용전원 입력라인(L1) 상에 회로연결된 전원스위치(20)의 ON/OFF 동작에 따라 선택적으로 상용전원이 인가되는 전원입력단(222)을 더 포함하며, 설정시간 내에 상기 전원입력단(222)에 인가되는 상용전원의 인가횟수에 따라 상기 일반백색광 조명모드 및 살균모드로 순차동작되도록 구동제어하는 것을 특징으로 하는 가시광 살균기능 겸용 LED 조명등기구.
  4. 삭제
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