KR102193445B1

KR102193445B1 - 조명 제어 장치 및 이를 구비하는 조명 장치

Info

Publication number: KR102193445B1
Application number: KR1020200008289A
Authority: KR
Inventors: 장두원; 조규원
Original assignee: 주식회사 필룩스
Priority date: 2020-01-22
Filing date: 2020-01-22
Publication date: 2020-12-21
Also published as: WO2021150005A1

Abstract

조명 제어 장치 및 이를 구비하는 조명 장치가 개시된다. 개시되는 일 실시예에 따른 조명 장치는, 일단이 각각 전원과 전기적으로 연결되는 제1 발광 수단 및 제2 발광 수단을 포함하는 조명부, 제1 발광 수단 및 제2 발광 수단의 색온도 조절을 위한 색온도 조절 신호를 발생시키는 제1 신호 제어부, 트랜지스터이고, 제1 단자가 제1 신호 제어부와 전기적으로 연결되고, 제2 단자가 제1 발광 수단의 타단과 전기적으로 연결되며, 제3 단자가 그라운드와 전기적으로 연결되는 제1 스위치, 일단이 전원과 전기적으로 연결되고, 타단이 제1 스위치의 제2 단자와 전기적으로 연결되는 풀업 저항, 및 트랜지스터이고, 제1 단자가 제1 스위치의 제2 단자와 전기적으로 연결되고, 제2 단자가 제2 발광 수단의 타단과 전기적으로 연결되며, 제3 단자가 그라운드와 전기적으로 연결되는 제2 스위치를 포함한다.

Description

조명 제어 장치 및 이를 구비하는 조명 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING LIGHT AND LIGHTING DEVICE WITH THE SAME}

본 발명의 실시예는 조명 제어 기술과 관련된다.

최근, 조명 수단으로 고효율 및 저전력의 LED(Light Emitting Diode)가 각광을 받고 있다. LED는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation: PWM) 신호를 이용하여 상관 색온도(Correlated Color Temperature)를 제어할 수 있다. 종래의 상관 색온도 조절 기술은 2개의 PWM 신호(즉, 따뜻한 계열의 상관색 온도를 위한 PWM 신호 및 시원한 계열의 상관색 온도를 위한 PWM 신호)를 이용하여 각 LED의 광출력을 혼합하여 사용자가 원하는 상관색 온도를 사용하고 있다.

그러나, 종래 기술에 의하면 동일한 시간 축에서 2개의 PWM 신호를 생성하여 2개의 PWM 신호가 합해지는 구간에서 플리커(Flicker) 지수가 높아지는 문제점이 있다.

한국공개특허공보 제10-2011-0006855호(2011.01.21)

본 발명의 실시예는 플리커를 저감시킬 수 있는 조명 제어 장치 및 이를 구비하는 조명 장치를 제공하기 위한 것이다.

개시되는 일 실시예에 따른 조명 장치는, 일단이 각각 전원과 전기적으로 연결되는 제1 발광 수단 및 제2 발광 수단을 포함하는 조명부; 상기 제1 발광 수단 및 상기 제2 발광 수단의 색온도 조절을 위한 색온도 조절 신호를 발생시키는 제1 신호 제어부; 트랜지스터이고, 제1 단자가 상기 제1 신호 제어부와 전기적으로 연결되고, 제2 단자가 상기 제1 발광 수단의 타단과 전기적으로 연결되며, 제3 단자가 그라운드와 전기적으로 연결되는 제1 스위치; 일단이 상기 전원과 전기적으로 연결되고, 타단이 상기 제1 스위치의 제2 단자와 전기적으로 연결되는 풀업 저항; 및 트랜지스터이고, 제1 단자가 상기 제1 스위치의 제2 단자와 전기적으로 연결되고, 제2 단자가 상기 제2 발광 수단의 타단과 전기적으로 연결되며, 제3 단자가 그라운드와 전기적으로 연결되는 제2 스위치를 포함한다.

상기 색온도 조절 신호는, PWM(Pulse Width Modulation) 신호이고, 상기 제1 스위치의 제1 단자로 입력되는 PWM 신호는 상기 제2 스위치의 제1 단자로 입력 시 반전되어 입력될 수 있다.

상기 조명 장치는, 상기 제1 발광 수단 및 상기 제2 발광 수단의 밝기 조절을 위한 밝기 조절 신호를 발생시키는 제2 신호 제어부; 및 상기 전원과 전기적으로 연결되고, 입력되는 상기 밝기 조절 신호에 따라 상기 전원에 의한 전압의 크기를 조절하여 상기 제1 발광 소자 및 상기 제2 발광 소자로 인가하는 전압 조절부를 더 포함할 수 있다.

상기 조명 장치는, 상기 제1 발광 수단 및 상기 제2 발광 수단의 밝기 조절을 위한 밝기 조절 신호를 발생시키는 제2 신호 제어부; 및 상기 전원과 전기적으로 연결되고, 입력되는 상기 밝기 조절 신호에 따라 상기 제1 발광 소자 및 상기 제2 발광 소자의 밝기를 조절하도록 마련되는 밝기 조절부를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치는, 제1 타입의 트랜지스터이고, 상기 밝기 조절부는, 상기 밝기 조절 신호가 입력되는 구동부; 및 상기 제1 타입과는 다른 제2 타입의 트랜지스터이고 상기 구동부에 의해 구동되며, 제1 단자가 상기 구동부와 전기적으로 연결되고, 제2 단자가 상기 전원과 전기적으로 연결되며, 제3 단자가 상기 제1 발광 수단, 상기 제2 발광 수단, 및 상기 풀업 저항과 각각 전기적으로 연결되는 제3 스위치를 포함할 수 있다.

상기 색온도 조절 신호는 제1 주파수를 가지는 PWM 신호이고, 상기 밝기 조절 신호는 상기 제1 주파수 보다 높은 주파수인 제2 주파수를 가지는 PWM 신호일 수 있다.

상기 조명 장치는, 상기 제1 발광 수단 및 상기 제2 발광 수단의 밝기 조절을 위한 밝기 조절 신호를 발생시키는 제2 신호 제어부; 및 트랜지스터이고, 상기 제1 스위치와 상기 그라운드 사이에서 상기 제1 스위치와 직렬로 연결되며, 입력되는 상기 밝기 조절 신호에 따라 상기 제1 발광 소자 및 상기 제2 발광 소자의 밝기를 조절하도록 마련되는 제3 스위치를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치는, 제1 타입의 트랜지스터이고, 상기 제3 스위치는, 상기 제1 타입의 트랜지스터이며, 제1 단자가 상기 제2 신호 제어부와 전기적으로 연결되고, 제2 단자가 상기 제1 스위치의 제3 단자와 전기적으로 연결되며, 제3 단자가 상기 그라운드와 전기적으로 연결되고, 상기 제2 스위치의 제3 단자는 상기 제3 스위치의 제2 단자와 전기적으로 연결될 수 있다.

개시되는 일 실시예에 따른 조명 제어 장치는, 일단이 각각 전원과 전기적으로 연결되는 제1 발광 수단 및 제2 발광 수단의 색온도 조절을 위한 색온도 조절 신호를 발생시키는 제1 신호 제어부; 트랜지스터이고, 제1 단자가 상기 제1 신호 제어부와 전기적으로 연결되고, 제2 단자가 상기 제1 발광 수단의 타단과 전기적으로 연결되며, 제3 단자가 그라운드와 전기적으로 연결되는 제1 스위치; 일단이 상기 전원과 전기적으로 연결되고, 타단이 상기 제1 스위치의 제2 단자와 전기적으로 연결되는 풀업 저항; 및 트랜지스터이고, 제1 단자가 상기 제1 스위치의 제2 단자와 전기적으로 연결되고, 제2 단자가 상기 제2 발광 수단의 타단과 전기적으로 연결되며, 제3 단자가 그라운드와 전기적으로 연결되는 제2 스위치를 포함한다.

개시되는 실시예에 의하면, 전원과 제1 스위치 소자 사이에 발광 수단과 병렬로 풀업 저항을 연결하고, 제2 스위치 소자의 제1 단자를 풀업 저항 및 제1 스위치 소자의 제2 단자와 전기적으로 연결함으로써, 색온도 조절의 PWM 신호가 제1 스위치 소자로 입력되는 경우 제2 스위치 소자가 제1 스위치 소자와 반대로 동작하여 전체 구간에서 PWM 신호가 겹치지 않도록 할 수 있으며, 그로 인해 플리커 영향을 최소화 할 수 있게 된다.

또한, 제1 스위치로 입력되는 색온도 조절 신호가 제2 스위치에서 반전되는 효과를 얻을 수 있게 되는 바, 하나의 색온도 조절 신호로 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자의 색온도를 동시에 조절할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치의 회로도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치에서 제1 채널 신호 및 제2 채널 신호를 나타낸 그래프
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치의 회로도
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치에서 각 구성 요소에 인가되는 신호의 파형을 나타낸 그래프
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치에서 채널 별 색 온도 조절 및 밝기 조절을 나타낸 그래프
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치의 회로도

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.

한편, 상측, 하측, 일측, 타측 등과 같은 방향성 용어는 개시된 도면들의 배향과 관련하여 사용된다. 본 발명의 실시예의 구성 요소는 다양한 배향으로 위치 설정될 수 있으므로, 방향성 용어는 예시를 목적으로 사용되는 것이지 이를 제한하는 것은 아니다.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치의 회로도이다.

도 1을 참조하면, 조명 장치(100)는 신호 제어 모듈(102), 조명부(104), 스위치부(106), 전압 조절부(108), 및 풀업(Pull Up) 저항(110)를 포함할 수 있다. 개시되는 실시예에서, 신호 제어 모듈(102), 스위치부(106), 전압 조절부(108), 및 풀업(Pull Up) 저항(110)은 조명 제어 장치를 구성할 수 있다.

신호 제어 모듈(102)은 조명부(104)의 색온도 및 밝기 중 하나 이상을 제어하는 신호를 발생시킬 수 있다. 예시적인 실시예에서, 신호 제어 모듈(102)은 제1 신호 제어부(102a) 및 제2 신호 제어부(102b)를 포함할 수 있다.

제1 신호 제어부(102a)는 조명부(104)의 색온도를 조절하기 위한 신호(즉, 색온도 조절 신호)를 발생시킬 수 있다. 예시적인 실시예에서, 색온도 조절 신호는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호일 수 있다. 제1 신호 제어부(102a)는 색온도 조절 신호를 조명부(104)로 인가할 수 있다.

제2 신호 제어부(102b)는 조명부(104)의 밝기를 조절하기 위한 신호(즉, 밝기 조절 신호)를 발생시킬 수 있다. 밝기 조절 신호는 전압 조절부(108)에서 발생시키는 전압의 레벨을 조절하기 위한 신호일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 밝기 조절 신호는 PWM 신호일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 그 이외의 다양한 형태의 신호(예를 들어, 아날로그 신호 또는 데이터 신호 등)를 사용할 수 있다. 제2 신호 제어부(102b)는 밝기 조절 신호를 전압 조절부(108)로 인가할 수 있다.

조명부(104)는 하나 이상의 발광 수단을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 조명부(104)는 제1 발광 수단(104-1) 및 제2 발광 수단(104-2)을 포함할 수 있다. 제1 발광 수단(104-1) 및 제2 발광 수단(104-2)은 예를 들어, LED(Light Emitting Diode)일 수 있다.

제1 발광 수단(104-1) 및 제2 발광 수단(104-2)은 서로 다른 색온도의 광을 방출할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 발광 수단(104-1) 및 제2 발광 수단(104-2) 중 어느 하나는 제1 색온도 범위(예를 들어, 1,000 ~ 4,000K의 색 온도 범위로, 따뜻한 계통의 색온도 범위)를 가질 수 있다. 제1 발광 수단(104-1) 및 제2 발광 수단(104-2) 중 다른 하나는 제2 색온도 범위(예를 들어, 5,000 ~ 8,000K의 색온도 범위로, 차가운 계통의 색온도 범위)를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 발광 수단(104-1)은 쿨 화이트(Cool White) 광을 방출하고, 제2 발광 수단(104-2)은 웜 화이트(Warm White) 광을 방출할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 조명부(104)는 제1 발광 수단(104-1) 및 제2 발광 수단(104-2)에 각각 인가되는 색온도 조절 신호를 통해 다양한 색온도를 구현할 수 있게 된다.

제1 발광 수단(104-1) 및 제2 발광 수단(104-2)은 병렬로 연결될 수 있다. 제1 발광 수단(104-1) 및 제2 발광 수단(104-2)는 각각 전압 조절부(108)와 전기적으로 연결될 수 있다.

스위치부(106)는 제1 신호 제어부(102a)로부터 색온도 조절 신호를 입력 받아 조명부(104)의 색온도를 조절할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 스위치부(106)는 제1 스위치(106-1) 및 제2 스위치(106-2)를 포함할 수 있다. 제1 스위치(106-1) 및 제2 스위치(106-2)는 트랜지스터가 사용될 수 있다. 이하에서는, 제1 스위치(106-1) 및 제2 스위치(106-2)가 MOS(Metal Oxide Semiconductor) 트랜지스터인 것을 일 예로 설명하기로 한다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며 제1 스위치(106-1) 및 제2 스위치(106-2)는 전계 효과 트랜지스터(FET) 또는 바이폴라 트랜지스터(BJT) 등 그 이외의 다른 종류의 스위칭 소자가 사용될 수도 있다.

제1 스위치(106-1)의 제1 단자(즉, 게이트 단자)는 제1 신호 제어부(102a)와 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 제1신호 제어부(102a)에서 발생되는 색온도 조절 신호는 제1 스위치(106-1)의 제1 단자로 입력될 수 있다. 제1 스위치(106-1)의 제2 단자(즉, 드레인 단자)는 제1 발광 수단(104-1)과 전기적으로 연결될 수 있다.

여기서, 제1 발광 수단(104-1)의 일단은 전압 조절부(108)와 전기적으로 연결되고, 제1 발광 수단(104-2)의 타단은 제1 스위치(106-1)의 제2 단자와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 스위치(106-1)의 제3 단자(즉, 소스 단자)는 그라운드(접지)와 전기적으로 연결될 수 있다.

제2 스위치(106-2)의 제1 단자(즉, 게이트 단자)는 제1 스위치(106-1)의 제2 단자와 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 스위치(106-2)의 제2 단자(즉, 드레인 단자)는 제2 발광 수단(104-2)과 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 제2 발광 수단(104-2)의 일단은 전압 조절부(108)와 전기적으로 연결되고, 제2 발광 수단(104-2)의 타단은 제2 스위치(106-2)의 제2 단자와 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 스위치(106-2)의 제3 단자(즉, 소스 단자)는 그라운드(접지)와 전기적으로 연결될 수 있다.

전압 조절부(108)는 제2 신호 제어부(102b)로부터 밝기 조절 신호를 입력 받아 조명부(104)의 밝기를 조절할 수 있다. 즉, 제2 신호 제어부(102b)에서 발생된 밝기 조절 신호를 전압 조절부(108)로 입력할 수 있다. 전압 조절부(108)는 입력되는 밝기 조절 신호에 따라 제1 발광 수단(104-1) 및 제2 발광 수단(104-2)에 인가되는 전압의 크기를 조절할 수 있다. 전압 조절부(108)는 전원(Vcc)과 전기적으로 연결되고, 입력되는 밝기 조절 신호에 따라 전원(Vcc)에 의한 전압의 크기를 조절하도록 마련될 수 있다.

풀업 저항(110)의 일단은 전압 조절부(108)와 전기적으로 연결될 수 있다. 풀업 저항(110)의 타단은 제1 스위치(106-1)의 제2 단자와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 풀업 저항(110)의 타단은 제2 스위치(106-2)의 제1 단자와 전기적으로 연결될 수 있다. 풀업 저항(110)은 제1 발광 수단(104-1) 및 제2 발광 수단(104-2)과 병렬로 연결될 수 있다.

여기서, 조명 장치(100)의 동작을 살펴보면 다음과 같다. 이하에서는, 색온도 조절 신호로 PWM 신호가 사용되는 경우를 일 예로 설명하기로 한다. 색온도 조절의 PWM 신호는 제1 스위치(106-1)의 제1 단자로 입력되게 된다.

색온도 조절의 PWM 신호가 HIGH인 경우, 제1 스위치(106-1)는 ON 동작하게 되고, 그로 인해 제1 스위치(106-1)에 연결된 제1 발광 수단(104-1)이 ON 동작하게 된다. 이때, 제2 스위치(106-2)의 제1 단자가 제1 스위치(106-1)의 제2 단자에 전기적으로 연결되어 있기 때문에, 제2 스위치(106-2)의 제1 단자가 그라운드와 전기적으로 연결되면서 제2 스위치(106-2)가 OFF 되며, 그로 인해 제2 스위치(106-2)와 전기적으로 연결된 제2 발광 소자(104-2)도 OFF 되게 된다.

반면, 색온도 조절의 PWM 신호가 LOW인 경우, 제1 스위치(106-1)는 OFF 되며, 그로 인해 제1 스위치(106-1)와 전기적으로 연결된 제1 발광 수단(104-1)도 OFF 되게 된다. 여기서, 제2 스위치(106-2)의 제1 단자가 풀업 저항(110)의 타단과 전기적으로 연결되어 있기 때문에, 전압 조절부(108)로부터 전압이 인가되는 경우 전류의 흐름은 풀업 저항(110)에 의해 제2 스위치(106-2)의 제1 단자로 흘러 제2 스위치(106-2)가 ON 동작하게 되며, 그로 인해 제2 발광 소자(104-2)도 ON 동작하게 된다.

이러한 조명 장치(100)의 동작 관계를 표 1에 나타내었다.

	제1 스위치	제1 발광소자	제2 스위치	제2 발광소자
HIGH	ON	ON	OFF	OFF
LOW	OFF	OFF	ON	ON

개시되는 실시예에서는, 제1 스위치(106-1)로 입력되는 하나의 색온도 조절 신호에 의해 제1 발광 소자(104-1) 및 제2 발광 소자(104-2)의 색온도를 동시에 조절할 수 있게 된다. 즉, 제2 스위치(106-2)의 제1 단자를 제1 스위치(106-1)의 제2 단자에 전기적으로 연결하고, 풀업 저항(110)을 전압 조절부(108) 및 제1 스위치(106-1)의 제2 단자와 각각 전기적으로 연결함으로써, 제1 스위치(106-1)로 입력되는 색온도 조절 신호가 제2 스위치(106-2)에서 반전되는 효과를 얻을 수 있게 되는 바, 하나의 색온도 조절 신호로 제1 발광 소자(104-1) 및 제2 발광 소자(104-2)의 색온도를 동시에 조절할 수 있게 된다.또한, 제1 스위치(106-1) 및 제2 스위치(106-2)로 각각 입력되는 색온도 조절 신호가 서로 겹치지 않게 됨(즉, 상호 반전된 신호가 인가됨)으로써, 조명 장치에서 플리커 영향을 최소화 할 수 있게 된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치에서 제1 채널 신호 및 제2 채널 신호를 나타낸 그래프이다.

여기서, 제1 채널 신호는 제1 발광 소자(104-1)에 인가되는 신호로서, 제1 발광 소자(104-1)의 색온도 조절 및 밝기 조절을 위한 신호일 수 있다. 제2 채널 신호는 제2 발광 소자(104-2)에 인가되는 신호로서, 제2 발광 소자(104-2)의 색온도 조절 및 밝기 조절을 위한 신호일 수 있다.

이때, 제1 발광 소자(104-1) 및 제2 발광 소자(104-2)의 색온도 조절은 제1 신호 제어부(102a)에서 발생되는 색온도 조절 신호와 연동하여 이루어지게 되고, 제1 발광 소자(104-1) 및 제2 발광 소자(104-2)의 밝기 조절은 제2 신호 제어부(102b)에서 발생되는 밝기 조절 신호와 연동하여 이루어지게 된다.

도 2의 (a)를 참조하면, 제1 채널 신호 및 제2 채널 신호는 전압 크기가 A인 신호(즉, 밝기 조절 신호가 A 전압)일 수 있다. 그리고, 제1 채널 신호가 HIGH인 경우 제2 채널 신호는 LOW가 되고, 제1 채널 신호가 LOW인 경우 제2 채널 신호는 HIGH가 된다. 즉, 제2 채널 신호는 제1 채널 신호가 반전된 것과 동일할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 색온도 조절 신호가 PWM 신호인 경우, 제1 채널 신호는 PWM 신호와 동일하게 되고, 제2 채널 신호는 PWM 신호가 반전된 것과 동일할 수 있다.

도 2의 (a)에서는 밝기 조절 신호가 A 전압인 것을 나타내었으며, 밝기 조절 신호를 통해 전압의 크기를 1/2 배로 줄이게 되면 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 제1 채널 신호 및 제2 채널 신호의 크기가 (1/2)A가 되게 된다. 개시되는 실시예에서는, 색온도 조절 신호를 통해 조명부(104)의 색온도를 조절하면서 밝기 조절 신호를 통해 조명부(104)의 밝기도 함께 조절할 수 있게 된다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치의 회로도이다. 여기서는 도 1에 도시된 실시예와 차이가 나는 부분을 중점적으로 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 조명 장치(100)는 신호 제어 모듈(102), 조명부(104), 스위치부(106), 풀업 저항(110), 및 밝기 조절부(112)를 포함할 수 있다. 여기서, 스위치부(106)는 제1 스위치(106-1) 및 제2 스위치(106-2)를 포함하며, 제1 스위치(106-1) 및 제2 스위치(106-2)는 제1 타입의 트랜지스터(예를 들어, n형 MOS 트랜지스터)일 수 있다.

개시되는 실시예에서는, 전압 조절부(108) 대신에 밝기 조절부(112)가 포함되었다. 밝기 조절부(112)는 조명부(104)의 밝기를 조절하는 역할을 할 수 있다. 밝기 조절부(112)는 제3 스위치(112a) 및 구동부(112b)를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 제3 스위치(112a)는 제2 타입의 트랜지스터(예를 들어, p형 MOS 트랜지스터)일 수 있다. 즉, 제3 스위치(112a)는 제1 스위치(106-1) 및 제2 스위치(106-2)와는 다른 타입의 트랜지스터일 수 있다.

제3 스위치(112a)의 제1 단자는 구동부(112b)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제3 스위치(112a)의 제2 단자는 전원(Vcc)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제3 스위치(112a)의 제3 단자는 풀업 저항(110), 제1 발광 소자(104-1), 및 제2 발광 소자(104-2)의 일단과 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 구동부(112b)는 제2 신호 제어부(102b)의 밝기 조절 신호에 따라 제3 스위치(112a)를 구동시킬 수 있다.

예시적인 실시예에서, 제1 신호 제어부(102a)의 색온도 조절 신호 및 제2 신호 제어부(102b)의 밝기 조절 신호는 모두 PWM 신호일 수 있다. 색온도 조절의 PWM 신호는 제1 주파수를 가지고, 밝기 조절 신호의 PWM 신호는 제1 주파수 보다 높은 제2 주파수를 가질 수 있다. 즉, 플리커의 영향을 최소화하기 위해 밝기 조절 신호의 PWM 신호는 색온도 조절 신호의 PWM 신호보다 높은 주파수를 가지도록 할 수 있다. 예를 들어, 밝기 조절 신호의 PWM 신호는 4KHz 이상의 주파수를 사용할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치에서 각 구성 요소에 인가되는 신호의 파형을 나타낸 그래프이다.

도 4를 참조하면, 색온도 조절 신호는 제1 PWM 신호(PWM 1)이고, 밝기 조절 신호는 제2 PWM 신호(PWM 2)일 수 있다. 여기서, 제1 PWM 신호의 주파수는 1 KHz이고, 제2 PWM 신호의 주파수는 4 KHz인 것을 일 예로 도시하였다.

제1 PWM 신호는 제1 스위치(106-1)로 입력되고, 제2 PWM 신호는 밝기 조절부(112)로 입력된다. 제1 스위치(106-1)는 제1 PWM 신호와 대응하게 동작(즉, 제1 PWM 신호가 HIGH인 구간에서 ON 동작하고 제1 PWM 신호가 LOW인 구간에서 OFF 됨)하고, 제2 스위치(106-2)는 제1 PWM 신호가 반전된 신호와 대응되게 동작될 수 있다. 즉, 제2 스위치(106-2)는 제1 스위치(106-1)와 반대로 동작할 수 있다. 여기서는 제1 PWM 신호에 의한 색온도가 50%(즉, 제1 PWM 신호의 듀티비가 50%)이고, 제2 PWM 신호에 의한 조도가 50%(즉, 제2 PWM 신호의 듀티비가 50%)인 것을 일 예로 도시하였다.

여기서, 제1 발광 소자(104-1)는 제1 PWM 신호에 따라 제1 PWM 신호가 HIGH인 구간에서 ON 동작되고, 제1 PWM 신호가 LOW인 구간에서 OFF 되게 된다. 그리고, 제1 PWM 신호가 HIGH인 구간에서도 제2 PWM 신호가 HIGH인 구간에서만 ON 동작하게 된다.

반면, 제2 발광 소자(104-2)는 제1 PWM 신호에 따라 제1 PWM 신호가 LOW인 구간에서 ON 동작되고, 제1 PWM 신호가 HIGH인 구간에서 OFF 되게 된다. 그리고, 제1 PWM 신호가 LOW인 구간에서도 제2 PWM 신호가 HIGH인 구간에서만 ON 동작하게 된다.

따라서, 제1 발광 소자(104-1) 및 제2 발광 소자(104-2)는 전체 구간에서 50대 50의 비율로 ON 동작하여 색 온도 50%가 되게 되고, 제1 발광 소자(104-1) 및 제2 발광 소자(104-2)가 전체 구간에서 50% 구간만 ON 동작되므로 조도(밝기)가 50%가 되게 된다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치에서 채널 별 색 온도 조절 및 밝기 조절을 나타낸 그래프이다.

먼저 도 5의 (a)를 참조하면, 제1 채널은 제1 발광 소자(104-1)에 인가되는 신호를 의미하고, 제1 발광 소자(104-1)는 쿨 화이트(Cool White : CW) 광을 방출할 수 있다. 제2 채널은 제2 발광 소자(104-2)에 인가되는 신호를 의미하고, 제2 발광 소자(104-2)는 웜 화이트(Warm White : WW) 광을 방출할 수 있다. 그리고, 색온도 조절의 PWM 신호는 1KHz의 주파수를 가지고, 밝기 조절 신호의 PWM 신호는 8KHz의 주파수를 가질 수 있다.

여기서, 도 5의 (b)는 색온도 쿨 화이트 100%이고 조도(밝기)가 50%인 경우의 제1 채널 신호 및 제2 채널 신호를 나타낸 도면이고, 도 5의 (c)는 색온도 쿨 화이트 50%, 웜 화이트 50%이고 조도가 50%인 경우의 제1 채널 신호 및 제2 채널 신호를 나타낸 도면이며, 도 5의 (d)는 색온도 쿨 화이트 50%, 웜 화이트 50%이고 조도가 100%인 경우의 제1 채널 신호 및 제2 채널 신호를 나타낸 도면이고, 도 5의 (e)는 색온도 쿨 화이트 25%, 웜 화이트 75%이고 조도가 100%인 경우의 제1 채널 신호 및 제2 채널 신호를 나타낸 도면이며, 도 5의 (f)는 색온도 쿨 화이트 25%, 웜 화이트 75%이고 조도가 25%인 경우의 제1 채널 신호 및 제2 채널 신호를 나타낸 도면이다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치의 회로도이다. 여기서는 도 1에 도시된 실시예와 차이가 나는 부분을 중점적으로 설명하기로 한다.

도 6을 참조하면, 조명 장치(100)는 신호 제어 모듈(102), 조명부(104), 스위치부(106), 풀업 저항(110), 및 제3 스위치(114)를 포함할 수 있다. 여기서, 스위치부(106)는 제1 스위치(106-1) 및 제2 스위치(106-2)를 포함하며, 제1 스위치(106-1) 및 제2 스위치(106-2)는 제1 타입의 트랜지스터(예를 들어, n형 MOS 트랜지스터)일 수 있다.

개시되는 실시예에서는, 전압 조절부(108) 대신에 제3 스위치(114)가 포함되었다. 제3 스위치(114)는 조명부(104)의 밝기를 조절하는 역할을 할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제3 스위치(114)는 제1 타입의 트랜지스터(예를 들어, n형 MOS 트랜지스터)일 수 있다. 즉, 제3 스위치(114)는 제1 스위치(106-1) 및 제2 스위치(106-2)와 동일한 타입의 트랜지스터일 수 있다.

제3 스위치(114)는 그라운드와 제1 스위치(106-1) 사이에 마련되고, 제1 스위치(106-1)와 직렬로 연결될 수 있다. 구체적으로, 제3 스위치(114)의 제1 단자는 제2 신호 제어부(102b)와 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 제2 신호 제어부(102b)의 밝기 조절 신호는 제3 스위치(114)의 제1 단자로 입력될 수 있다. 제3 스위치(114)의 제2 단자는 제1 스위치(106-1)의 제3 단자와 전기적으로 연결될 수 있다. 제3 스위치(114)의 제3 단자는 그라운드와 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 제2 스위치(106-2)의 제3 단자는 제3 스위치(114)의 제2 단자와 전기적으로 연결될 수 있다.

여기서, 제1 채널 신호와 제2 채널 신호를 상호 겹치지 않게 하고, 밝기 조절 신호의 PWM 신호는 색온도 조절 신호의 PWM 신호보다 높은 주파수를 가지도록 함으로써, 조명 장치에서 플리커 영향을 더욱 줄일 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100 : 조명 장치
102 : 신호 제어 모듈
102a : 제1 신호 제어부
102b : 제2 신호 제어부
104 : 조명부
104-1 : 제1 발광 수단
104-2 : 제2 발광 수단
106 : 스위치부
106-1 : 제1 스위치
106-2 : 제2 스위치
108 : 전압 조절부
110 : 풀업 저항
112 : 밝기 조절부
112a : 제3 스위치
112b : 구동부
114 : 제3 스위치

Claims

일단이 각각 전원과 전기적으로 연결되는 제1 발광 수단 및 제2 발광 수단을 포함하는 조명부;
상기 제1 발광 수단 및 상기 제2 발광 수단의 색온도 조절을 위한 색온도 조절 신호를 발생시키는 제1 신호 제어부;
트랜지스터이고, 제1 단자가 상기 제1 신호 제어부와 전기적으로 연결되고, 제2 단자가 상기 제1 발광 수단의 타단과 전기적으로 연결되며, 제3 단자가 그라운드와 전기적으로 연결되는 제1 스위치;
일단이 상기 전원과 전기적으로 연결되고, 타단이 상기 제1 스위치의 제2 단자와 전기적으로 연결되는 풀업 저항; 및
트랜지스터이고, 제1 단자가 상기 제1 스위치의 제2 단자와 전기적으로 연결되고, 제2 단자가 상기 제2 발광 수단의 타단과 전기적으로 연결되며, 제3 단자가 그라운드와 전기적으로 연결되는 제2 스위치를 포함하고,
상기 제2 스위치의 제1 단자는 상기 풀업 저항의 타단과 전기적으로 연결되며,
상기 색온도 조절 신호는, PWM(Pulse Width Modulation) 신호이고, 상기 PWM 신호는 상기 제1 스위치의 제1 단자로 입력되고,
상기 제1 스위치의 ON 동작시 상기 제2 스위치의 제1 단자가 그라운드와 전기적으로 연결되면서 상기 제2 스위치가 OFF 되며,
상기 제1 스위치의 OFF 동작시 상기 풀업 저항에 의해 상기 제2 스위치가 ON 동작하도록 마련되는, 조명 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 조명 장치는,
상기 제1 발광 수단 및 상기 제2 발광 수단의 밝기 조절을 위한 밝기 조절 신호를 발생시키는 제2 신호 제어부; 및
상기 전원과 전기적으로 연결되고, 입력되는 상기 밝기 조절 신호에 따라 상기 전원에 의한 전압의 크기를 조절하여 상기 제1 발광 수단 및 상기 제2 발광 수단으로 인가하는 전압 조절부를 더 포함하는, 조명 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 조명 장치는,
상기 제1 발광 수단 및 상기 제2 발광 수단의 밝기 조절을 위한 밝기 조절 신호를 발생시키는 제2 신호 제어부; 및
상기 전원과 전기적으로 연결되고, 입력되는 상기 밝기 조절 신호에 따라 상기 제1 발광 수단 및 상기 제2 발광 수단의 밝기를 조절하도록 마련되는 밝기 조절부를 더 포함하는, 조명 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치는, 제1 타입의 트랜지스터이고,
상기 밝기 조절부는,
상기 밝기 조절 신호가 입력되는 구동부; 및
상기 제1 타입과는 다른 제2 타입의 트랜지스터이고 상기 구동부에 의해 구동되며, 제1 단자가 상기 구동부와 전기적으로 연결되고, 제2 단자가 상기 전원과 전기적으로 연결되며, 제3 단자가 상기 제1 발광 수단, 상기 제2 발광 수단, 및 상기 풀업 저항과 각각 전기적으로 연결되는 제3 스위치를 포함하는, 조명 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 색온도 조절 신호는 제1 주파수를 가지는 PWM 신호이고,
상기 밝기 조절 신호는 상기 제1 주파수 보다 높은 주파수인 제2 주파수를 가지는 PWM 신호인, 조명 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 조명 장치는,
상기 제1 발광 수단 및 상기 제2 발광 수단의 밝기 조절을 위한 밝기 조절 신호를 발생시키는 제2 신호 제어부; 및
트랜지스터이고, 상기 제1 스위치와 상기 그라운드 사이에서 상기 제1 스위치와 직렬로 연결되며, 입력되는 상기 밝기 조절 신호에 따라 상기 제1 발광 수단 및 상기 제2 발광 수단의 밝기를 조절하도록 마련되는 제3 스위치를 더 포함하는, 조명 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치는, 제1 타입의 트랜지스터이고,
상기 제3 스위치는, 상기 제1 타입의 트랜지스터이며,
제1 단자가 상기 제2 신호 제어부와 전기적으로 연결되고, 제2 단자가 상기 제1 스위치의 제3 단자와 전기적으로 연결되며, 제3 단자가 상기 그라운드와 전기적으로 연결되고,
상기 제2 스위치의 제3 단자는 상기 제3 스위치의 제2 단자와 전기적으로 연결되는, 조명 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 색온도 조절 신호는 제1 주파수를 가지는 PWM 신호이고,
상기 밝기 조절 신호는 상기 제1 주파수 보다 높은 주파수인 제2 주파수를 가지는 PWM 신호인, 조명 장치.
일단이 각각 전원과 전기적으로 연결되는 제1 발광 수단 및 제2 발광 수단의 색온도 조절을 위한 색온도 조절 신호를 발생시키는 제1 신호 제어부;
트랜지스터이고, 제1 단자가 상기 제1 신호 제어부와 전기적으로 연결되고, 제2 단자가 상기 제1 발광 수단의 타단과 전기적으로 연결되며, 제3 단자가 그라운드와 전기적으로 연결되는 제1 스위치;
일단이 상기 전원과 전기적으로 연결되고, 타단이 상기 제1 스위치의 제2 단자와 전기적으로 연결되는 풀업 저항; 및
트랜지스터이고, 제1 단자가 상기 제1 스위치의 제2 단자와 전기적으로 연결되고, 제2 단자가 상기 제2 발광 수단의 타단과 전기적으로 연결되며, 제3 단자가 그라운드와 전기적으로 연결되는 제2 스위치를 포함하고,
상기 제2 스위치의 제1 단자는 상기 풀업 저항의 타단과 전기적으로 연결되며,
상기 색온도 조절 신호는, PWM(Pulse Width Modulation) 신호이고, 상기 PWM 신호는 상기 제1 스위치의 제1 단자로 입력되고,
상기 제1 스위치의 ON 동작시 상기 제2 스위치의 제1 단자가 그라운드와 전기적으로 연결되면서 상기 제2 스위치가 OFF 되며,
상기 제1 스위치의 OFF 동작시 상기 풀업 저항에 의해 상기 제2 스위치가 ON 동작하도록 마련되는, 조명 제어 장치.