KR102430098B1 - 조명 모듈 - Google Patents

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쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드
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Abstract

실시 예는 제1 광을 방출하는 제1 광원; 및 제2 광을 방출하는 제2 광원을 포함하고, 상기 제1 광은 400nm 내지 410nm 파장 영역에서 피크 파장을 갖고, 상기 제1 광과 제2 광의 혼합광은 백색광이고, 상기 제1 광의 전체 파장 영역에서 분광 강도(spectral power)는 상기 혼합광의 전체 파장 영역에서 분광 강도(spectral power) 대비 25% 이하이고, 상기 혼합광은 400nm 내지 410nm 파장 영역에서 분광 강도(spectral power)가 0.152mW/cm2 이상인 발광 모듈을 개시한다.

Description

조명 모듈{LIGHTING UNIT}
실시 예는 조명 모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 실내 또는 실외의　조명등으로 전구나 형광등이 많이 사용되고 있는데, 이러한 전구나 형광등은 수명이 짧아 자주 교환하여야 하는 문제가 있다. 또한, 종래의 형광등은 그 사용시간 경과에 따른 열화로 인해 조도가 점차 떨어지는 현상이 과도하게 발생하는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 우수한 제어성, 빠른 응답속도, 높은 전기 광 변환효율, 긴 수명, 적은 소비전력 및 높은 휘도의 특성 및 감성　조명을 구현할 수 있는 LED를 사용하는　조명기구가 개발되고 있다
발광 다이오드(Light Emitting Diode; 이하, 'LED'라고 함)는 전기에너지를 광에너지로 변환하는 반도체 소자로서, 에너지 밴드갭에 따른 특정한 파장의 빛을 내는 화합물 반도체로 구성될 수 있다. 상기 LED는 광원으로서 모바일 디스플레이, TV, 컴퓨터 모니터와 같은 디스플레이뿐만 아니라 조명 모듈 분야까지 널리 적용되고 있다.
일반적으로, LED 조명 모듈에서는 자외선으로부터 청색에 걸친 광을 발생시키는 반도체 발광소자가 여기 광원으로 이용될 수 있다. 또한, 반도체 발광 소자로부터 방출된 광은 형광체와 같은 파장변환물질을 통해 백색 광으로 변환될 수 있다.
다만, 살균력을 가지면서 일반 조명 색감을 갖는 광을 제공하는데 어려움이 존재한다.
실시 예는 발광 소자를 포함하는 조명 모듈을 제공한다.
또한, 연색성 지수가 높은 광을 방출하는 조명 모듈을 제공한다.
또한, 살균력이 있고, 일반 조명의 백색광을 방출하는 조명 모듈을 제공한다.
또한, 다양한 환경 조건에 따라 원하는 색온도를 갖고 색표현이 개선된 광을 방출하는 조명 모듈을 제공한다.
실시 예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 조명 모듈은 제1 광을 방출하는 제1 광원; 및 제2 광을 방출하는 제2 광원을 포함하고, 상기 제1 광은 400nm 내지 410nm 파장 영역에서 피크 파장을 갖고, 상기 제1 광과 제2 광의 혼합광은 백색광이고, 상기 제1 광의 전체 파장 영역에서 분광 강도는 상기 혼합광의 전체 파장 영역에서 분광 강도 대비 25% 이하이고, 상기 혼합광은 400nm 내지 410nm 파장 영역에서 분광 강도(spectral power)가 0.152mW/cm2 이상이다.
상기 혼합광의 400nm 내지 410nm 파장 영역에서 분광 강도가 제3 광(L3)의 전체 파장 영역에서 분광 강도 대비 10% 이하일 수 있다.
상기 제1 광 400nm 내지 410nm 파장 영역의 면적은 상기 제2 광 대비 33.3% 이하일 수 있다.
상기 제1 광은 405nm 파장에서 분광 강도가 0.014mW/cm2이상일 수 있다.
상기 제1 광은 X좌표가 0.1735 내지 0.1829이고, Y좌표가 0.007 내지 0.0179인 영역 내에 색좌표를 가질 수 있다.
상기 제1 광원 및 상기 제2 광원은 서로 다른 색좌표를 가질 수 있다.
상기 제1 광 및 상기 제2 광은 서로 다른 색상일 수 있다.
실시예에 따른 조명 모듈은 제1 광을 방출하는 제1 광원; 및 제2 광을 방출하는 제2 광원을 포함하고, 상기 제1 광은 400nm 내지 410nm 파장 영역에서 피크 파장을 갖고, 상기 제1 광과 제2 광의 혼합광은 CIE 1931 색좌표계상 백색광이고, 상기 제2 광의 색좌표는 CIE 1931 색좌표계 상에서 제1 영역 내지 제8 영역 중 어느 하나의 영역에 배치되고, 상기 제1 영역은 CIE 1931 색좌표계상 X좌표는 0.3250이고 Y좌표는 0.3839인 제1지점, X좌표는 0.3297이고 Y좌표는 0.3680인 제2지점, X좌표는 0.3078이고 Y좌표는 0.3679인 제3지점, X좌표는 0.3173이고 Y좌표는 0.3603인 제4지점을 연결한 영역이고, 제2 영역은 CIE 1931 색좌표계상 X좌표는 0.3446이고 Y좌표는 0.4016인 제5지점, X좌표는 0.3452이고 Y좌표는 0.3779인 제6지점, X좌표는 0.3250이고 Y좌표는 0.3839인 제7지점, X좌표는 0.3297이고 Y좌표는 0.3680인 제8지점을 연결한 영역이고, 제3 영역은 CIE 1931 색좌표계상 X좌표는 0.3612이고 Y좌표는 0.4136인 제9지점, X좌표는 0.3613이고 Y좌표는 0.3930인 제10지점, X좌표는 0.3446이고 Y좌표는 0.4016인 제11지점, X좌표는 0.3452이고 Y좌표는 0.3799인 제12지점을 연결한 영역이고, 제4 영역은 CIE 1931 색좌표계상 X좌표는 0.3827이고 Y좌표는 0.4296인 제13지점, X좌표는 0.3779이고 Y좌표는 0.4031인 제14지점, X좌표는 0.3612이고 Y좌표는 0.4136인 제15지점, X좌표는 0.3613이고 Y좌표는 0.3930인 제16지점을 연결한 영역이고, 제5 영역은 CIE 1931 색좌표계상 X좌표는 0.4103이고 Y좌표는 0.4450인 제17지점, X좌표는 0.4025이고 Y좌표는 0.4184인 제18지점, X좌표는 0.3827이고 Y좌표는 0.4296인 제19지점, X좌표는 0.3779이고 Y좌표는 0.4031인 제20지점을 연결한 영역이고, 제6 영역은 CIE 1931 색좌표계상 X좌표는 0.4425이고 Y좌표는 0.4614인 제21지점, X좌표는 0.4293이고 Y좌표는 0.4294인 제22지점, X좌표는 0.4103이고 Y좌표는 0.4450인 제23지점, X좌표는 0.4025이고 Y좌표는 0.4184인 제24지점을 연결한 영역이고, 제7 영역은 CIE 1931 색좌표계상 X좌표는 0.4704이고 Y좌표는 0.4718인 제25지점, X좌표는 0.4536이고 Y좌표는 0.4382인 제26지점, X좌표는 0.4425이고 Y좌표는 0.4614인 제27지점, X좌표는 0.4293이고 Y좌표는 0.4294인 제28지점을 연결한 영역이고, 상기 제8 영역은 CIE 1931 색좌표계상 X좌표는 0.4704이고 Y좌표는 0.4718인 제29지점, X좌표는 0.4934이고 Y좌표는 0.4736인 제30지점, X좌표는 0.4772이고 Y좌표는 0.4439인 제31지점, X좌표는 0.4536이고 Y좌표는 0.4382인 제32지점을 연결한 영역이고, 상기 제1 광의 광속과 상기 제2 광의 광속의 비는 1:2 내지 1:4이다.
일실시예로, 상기 제1 영역 내지 상기 제8 영역은 상관색온도가 2700K 내지 6500K일 수 있다.
일실시예로, CIE 1931 색좌표계상 상기 혼합광의 색좌표는 상기 제1 영역 내지 제8 영역에 각각 대응되는 제9 영역 내지 제16 영역 중 어느 하나의 영역에 배치될 수 있다.
일실시예로, 혼합광은 연색성 지수가 80이상일 수 있다.
일실시예로, 상기 제9 영역 내지 제16영역은 ANSI C78.377-2008 내의 배치될 수 있다.
일실시예로, CIE 1931 색좌표계상 상기 혼합광은 흑체 복사 궤도(Black Body Locus, BBL) 상에 배치되는 색좌표를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 조명 유닛은 하우징; 및 상기 하우징 내에 배치되는 조명 모듈;을 포함하고, 상기 조명 모듈은, 제1 광을 방출하는 제1 광원; 및 제2 광을 방출하는 제2 광원을 포함하고, 상기 제1 광은 400nm 내지 410nm 파장 영역에서 피크 파장을 갖고, 상기 제1 광과 제2 광의 혼합광은 백색광이고, 상기 제1 광의 전체 파장 영역에서 분광 강도(spectral power)는 상기 혼합광의 전체 파장 영역에서 분광 강도(spectral power) 대비 25% 이하이고, 상기 혼합광은 400nm 내지 410nm 파장 영역에서 분광 강도(spectral power)가 0.152mW/cm2 이상이다.
실시 예에 따르면, 발광 소자를 포함하는 조명 모듈을 구현할 수 있다.
또한, 연색성 지수가 높은 광을 방출하는 조명 모듈을 제작할 수 있다.
또한, 살균력이 잇고 일반 조명의 백색광을 방출하는 조명 모듈을 제공할 수 있다.
또한, 다양한 환경 조건에 따라 원하는 색온도를 갖고 색표현이 개선된 광을 방출하는 조명 모듈을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 실시 예에 따른 조명 유닛의 사시도이고,
도 2는 도 1에서 AA'의 단면도이고,
도 3은 도 2에서 II'의 평면도이고,
도 4는 다양한 제2 광원의 개념도이고,
도 5는 실시예에 따른 조명 유닛의 제1 광원으로부터 방출된 제1 광과 제2 광원으로부터 방출된 제2 광, 약살균 광, 강살균 광 및 혼합광인 제3 광의 파장 별 분광 강도를 도시한 그래프이고,
도 6a 내지 도 6b는 실시예에 따른 조명 유닛의 제3 광과 태양광 각각의 분광 강도를 조사 거리에 따라 도시한 그래프이고,
도 7a 내지 도 7b는 실시예에 따른 조명 유닛의 제3 광과 약살균 및 강살균 각각의 분광 강도를 도시한 그래프이고,
도 8 내지 도 10은 실시예에 따른 조명 유닛에 의한 설균성능을 나타낸 이미지이고,
도 11은 CIE 1931 색좌표계 상에서 실시예에 따른 조명 유닛의 제1 광, 제2 광 및 제3 광이 갖는 각각의 색좌표 영역을 도시한 도면이고,
도 12는 CIE 1931 색좌표계 상에서 실시예에 따른 조명 유닛의 제3 광 및 ANSI C78.377-2008 색좌표를 도시한 도면이고,
도 13은 실시예에 따른 조명 유닛의 동작을 설명하는 개념도이고,
도 14는 실시예에 따른 조명 시스템의 개념도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 실시 예에 따른 조명 유닛의 사시도이고, 도 2는 도 1에서 AA'의 단면도이고, 도 3은 도 2에서 II'의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 조명 유닛(1000)은 조명 모듈(10), 하우징(H) 윈도우(W) 포함할 수 있다.
먼저, 실시예에 따른 조명 모듈(10)은 기판(B), 제1 광원(100) 및 제2 광원(200)을 포함한다.
기판(B)은 조명 모듈(10) 내부에 배치될 수 있다. 일예로, 기판(B)은 조명 모듈(10) 내 하부에 배치될 수 있다. 또한, 기판(B)은 사각형으로 도시되어 있으나, 원형 또는 다격형 등 다양한 형상일 수 있다.
제1 광원(100)은 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 광원(100)은 적어도 하나 이상의 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)를 포함하는 패키지일 수 있다. 다만, 제1 광원(100)은 이에 한정되는 것은 아니며 이하에서 설명하는 제1 광(L1)을 출력하는 다양한 광원 소자일 수 있다.
제1 광원(100) 400nm 내지 410nm에서 피크 파장을 갖는 제1 광(L1)을 방출할 수 있다. 제1 광(L1)은 청색 광일 수 있다.
제2 광원(200)은 제1 광원(100)과 마찬가지로 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 또한, 제2 광원(200)은 적어도 하나 이상의 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)를 포함하는 패키지일 수 있다. 다만, 제2 광원(200)은 이에 한정되는 것은 아니며 이하에서 설명하는 제2 광(L2)을 출력하는 다양한 광원 소자일 수 있다.
제2 광원(200)은 제2 광(L2)을 방출할 수 있다. 여기서, 제2 광(L2)은 CIE 1931 색좌표계 상 백색인 광일 수 있다.
하우징(H)은 조명 모듈(10)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 하우징(H)은 조명 유닛(1000)의 외곽부에 배치될 수 있다. 하우징(H)은 조명 모듈(10)을 감쌀 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 하우징(H)은 조명 모듈(10)을 외부의 충격으로부터 보호할 수 있다.
또한, 하우징(H)은 다양한 형상일 수 있다. 예컨대, 조명 유닛(1000) 평판형일 수 있으나, 이러한 구조에 한정되는 것은 아니다.
윈도우(W)는 조명 모듈(10)에 의해 출력된 광이 외부로 방사되는 경로 상에 배치될 수 있다. 윈도우(W)는 하우징(H)의 일부 영역에 배치될 수 있다. 다만, 이러한 위치에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상을 가지고 다양한 위치에 배치될 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 광원(100)과 제2 광원(200)은 기판(B) 상에 배치될 수 있다. 제1 광원(100)과 제2 광원(200)은 서로 이격 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이에 따라, 제1 광원(100)과 제2 광원(200)은 하나의 패키지로 구성될 수도 있다.
제1 광원(100)은 기판(B)과 전기적으로 연결되어 전원을 공급받아 청색광인 제1 광(L1)을 방출할 수 있다. 제2 광원(200)은 제1 광원(100)과 마찬가지로 기판(B)과 전기적으로 연결되어 전원을 공급받아 백색광인 제2 광(L2)을 방출할 수 있다.
그리고 제1 광(L1)과 제2 광(L2)은 서로 상이한 색상의 광일 수 있다. 이에, 제1 광원(100)과 제2 광원(200)은 서로 다른 조성비를 갖는 반도체 소자일 수 있다.
조명 유닛(1000)은 윈도우(W)를 통해 제1 광(L1)과 제2 광(L2)의 혼합광인 제3 광(L3)을 외부로 방출할 수 있다. 예컨대, 제3 광(L3)은 외부로 방출되는 광으로 사람 또는 사물로 조사될 수 있다.
제3 광(L3)은 백색광일 수 있다. 또한, 제3 광(L3)은 제1 광(L1)과 제2 광(L2)과 서로 다른 분광 강도 분포(Spectral Power Distribution)을 가질 수 있다. 또한, 제3 광(L3)은 제1 광(L1)과 제2 광(L2)의 분광 강도 분포에 따라 다양한 분광 강도 분포를 가질 수 있다. 그리고 제3 광(L3)은 분광 강도 분포에서 살균을 수행하는 자외선 영역 파장대에서 일정한 분광 강도를 가질 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 제3 광(L3)은 살균을 수행할 수 있다. 즉, 제3 광(L3)은 제1 광(L1)과 제2 광(L2)의 분광 강도에 따라 일정한 살균력을 제공할 수 있다.
특히, 앞서 설명한 바와 같이, 제1 광(L1)이 400nm 내지 410nm에서 피크 파장을 갖는 자외선 광이므로, 제3 광(L3)은 제2 광(L2)의 분광 강도 대비 제1 광(L1)의 분광 강도에 따라 소정의 살균력을 제공할 수 있다. 이에 대해서는 이하 도 5에서 자세히 설명한다.
도 3을 참조하면, 앞서 설명한 바와 같이 제1 광원(100)과 제2 광원(200)은 기판(B) 상에 이격 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 광원(100)과 제2 광원(200)이 복수 개인 경우, 제1 광원(100)과 제2 광원(200)은 서로 교번 위치하도록 배열될 수 있다. 이러한 대칭 배열을 통해서 제1 광(L1)과 제2 광(L2)의 광속 비율이 달라지더라도 균일한 혼색을 통해서 원하는 백색광을 제공할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 제1 광원(100)과 제2 광원(200)은 어레이(Array) 형식으로 배치될 수 있다. 또한, 제1 광원(100)과 제2 광원(200)은 복수 개일 수 있으며, 제1 광원(100)과 제2 광원(200) 간의 거리는 동일할 수 있다. 다만, 이러한 위치 및 배치에 한정되는 것은 아니다.
도 4는 다양한 제2 광원의 개념도이다.
도 4를 참조하면, 제2 광원(200)은 다양한 구조로 백색인 제2 광(L2-1, L2-2)을 방출할 수 있다. 도 4a를 참조하면, 제2 광원(200)은 발광부(210)와 변환부(220-1)를 포함할 수 있다. 발광부(210)는 발광 다이오드(LED)를 포함할 수 있다. 그리고 발광부(210)는 1차 광(K1)을 방출하며, 1차 광(K1)은 청색 광일 수 있다.
변환부(220-1)는 청색광을 백색광으로 컨버젼(conversion)할 수 있다. 예컨대, 1차 광(K1)은 변환부(220-1)을 통과하면 백색 광으로 변환될 수 있다. 예를 들어, 변환부(220-1)는 발광 다이오드를 포함하는 발광부(210)로부터 방출된 광의 일부를 다른 파장을 변환하는 파장변환물질을 포함할 수 있다. 또한, 변환부(220-1)는 분산된 수지층 또는 세라믹 형광체의 소결체로 이루어진 세라믹 필름일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고 변환부(220-1)의 형광체는 청색 레이저광의 일부를 흡수하여, 녹색~황색에 여기 발광하는 복수종의 형광체(예를 들면, YAG(이트륨·알루미늄·가닛)계 형광체, BAM(바륨·알루미늄 산화물)(BaMgAl10O17: Eu2 +) 등의 형광체)를 포함할 수 있으나, 이러한 재질에 한정되는 것은 아니다. 이러한 구성에 의하여, 제2 광원(200)은 백색 광인 제2-1 광(L2-1)을 방출할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 도 4a와 마찬가지로 제2 광원(200)은 발광부(210)과 변환부(220-2)를 포함할 수 있다. 이 때, 변환부(220-2)는 다양한 모양으로 형성될 수 있다. 도 4b에 도시된 바와 같이 변환부(220-1)는 원형으로 제2 광원(200)에 형성될 수 있다. 또한, 발광부(210)는 1차 광(K-2)를 방출하며, 1차 광(K-2)은 변환부(220-2)에서 백색 광으로 컨버젼될 수 있다. 예컨대, 1차 광(K-2)은 각각 적색 또는 녹색일 수 있으며, 변환부(220-2)는 각각 청녹색(Cyan) 또는 보랏빛 심홍색(Magenta)일 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 1차 광(K-2)는 변환부(220-2)를 통과하여 백색광으로 변환될 수 있다. 이에, 제2 광원(200)은 백색광인 제2-2 광(L2-2)를 방출할 수 있다. 또한, 도 4a에서 설명한 변환부와 형광체는 도 4b에서 동일하게 적용될 수 있다.
추가적으로, 제2 광원은 서로 다른 색의 광을 방출하는 복수 개의 발광 다이오드를 포함하여, 백색 광인 제2 광을 방출할 수 있다.
이와 같이, 제2 광원은 백색 광인 제2 광을 방출하기 위해 다양한 구조 및 소자를 포함할 수 있으며, 상기 구조에 한정되지 않는다.
또한, 상술된 실시예에 따른 발광 모듈에는 다양한 형태의 LED 패키지가 사용될 수 있다. 특히, 제1 광원과 제2 광원은 설명한 바와 같이 형광체와 같은 파장변환물질과 반도체 발광다이오드 칩이 결합된 다양한 형태의 패키지로 제공될 수 있다.
제2 광원은 부피 및 에너지 세기가 큰 백색 광을 위해 발광부에서 방출되는 단색의 광을 백색으로 변환하는 구조로 형성될 수 있다.
도 5는 실시예에 따른 조명 유닛의 제1 광원으로부터 방출된 제1 광과 제2 광원으로부터 방출된 제2 광, 약살균 광, 강살균 광 및 혼합광인 제3 광의 파장 별 분광 강도를 도시한 그래프이고, 도 6a 내지 도 6b는 실시예에 따른 조명 유닛의 제3 광과 태양광 각각의 분광 강도를 조사 거리에 따라 도시한 그래프이다.
그리고 도 7a 내지 도 7b는 실시예에 따른 조명 유닛의 제3 광과 약살균 및 강살균 각각의 분광 강도를 도시한 그래프이고, 도 8 내지 도 10은 실시예에 따른 조명 유닛에 의한 설균성능을 나타낸 이미지이다.
이하에서는 도 5 내지 도 10을 참조하면, 실시예에 따른 조명 유닛의 살균력과 관련하여 제3 광이 살균력 및 백색광으로 출력되기 위하여 제1 광 및 제2 광의 조건을 설명한다.
먼저, 도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 제1 광(L1)은 400nm 내지 410nm 파장 영역에서 피크 파장을 가질 수 있다. 또한, 제1 광(L1)은 400nm 내지 410nm 파장 영역에서 분광 강도(spectral power)이 0.152mW/cm2 이상일 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 제3 광은 제1 살균력 이상의 살균력을 가질 수 있다. 이는 이하 도 7a에서 설명한다. 그리고 제1 광(L1)의 전체 파장 영역에서 분광 강도(A1)는 제3 광(L3)의 전체 파장 영역에서 분광 강도(a3) 대비 25%이하일 수 있다. 여기서, 전체 파장 영역에서 분광 강도는 제1 광(L1), 제3 광(L3) 각각의 스펙트럼 하부 면적(A1,A3)일 수 있다.
제1 광(L1)의 전체 파장 영역에서 분광 강도(A1)는 제3 광(L3)의 전체 파장 영역에서 분광 강도(A3) 대비 25%이하인 것이 바람직하지만, 제1 광의 전체 파장 영역에서 분광 강도(A1)는 상기 혼합광의 전체 파장 영역에서 분광 강도(A3) 대비 20%이하이고, 더욱 바람직하게 18%이하일 수 있다.
또한, 실시예에 따르면 제3 광(L3)의 380nm 내지 420nm 파장 영역(W1)에서 분광 강도 (A4)가 제3 광(L3) 전체 파장 영역에서 분광 강도(A3) 대비 17.5%이하일 수 있다. 또한, 제3 광(L3)의 400nm 내지 410nm 파장 영역(W2)에서 분광 강도(A5)가 제3 광(L3) 전체 파장 영역에서 분광 강도(A3) 대비 10% 이하일 수 있다. 바람직하게는 9%이하 더욱 바람직하게는 8.6%이하일 수 있다. 이러한 구성에 의하여 제3 광은 백색광일 수 있다. 또한, 앞서 설명한 바와 같이 살균 모듈은 상기 구성에서 제1 살균력 이상의 살균력을 제공할 수 있다. 이하에서, 분광 강도는 분광 강도에 대한 스펙트럼에서 일정 파장 대역에서의 면적 또는 소정의 파장에서 분광 강도 그 자체를 의미한다. 예컨대, 분광 강도는 전체 파장 영역에서의 면적을 의미할 수 있다. 또한, 여기서 혼합광인 제3 광(L3)은 스펙트럼의 전체 파장 대역을 380nm 내지 780nm으로 설정하여 상기 기재된 분광 강도인 스펙트럼의 면적을 산출한다.
또한, 그리고 제1 광(L1)과 제2 광(L2)은 400nm 내지 410nm 파장 영역에서 중첩되는 분광 강도를 가지고 있지 않아, 제3 광(L3)와 제1 광(L1)은 400nm 내지 410nm 파장 영역에서 동일한 분광 강도를 가질 수 있다. (여기서, 제1 광과 제2 광의 스펙트럼에서 분광 강도의 세기가 10배 이상 차이 나는 경우, 제1 광과 제2 광은 중첩되는 분광 강도를 가지고 있지 않는다고 설명한다) 이러한 구성에 의하여, 제3 광은 백색 광일 수 있다.
예컨대, 제1 광(L1)의 전체 파장 영역에서 분광 강도(A1)가 제3 광의 전체 파장 영역에서 분광 강도(a3) 대비 25%보다 커지는 경우, 400nm 내지 410nm에서 피크 파장을 갖는 제1 광(L1)이 제3 광에서 차지하는 광속이 커져, 제3 광은 백색광이 아닌 청색광일 수 있다. 이에 따라, 제1 광(L1)의 전체 파장 영역에서 분광 강도(A1)가 제3 광의 전체 파장 영역에서 분광 강도(A3) 대비 25%보다 커지는 경우에 백색광을 제공하는 조명 기기로 조명 모듈을 제공할 수 어려울 수 있다.
이에, 실시예에 따른 조명 모듈은 수술실 또는 엘리베이터 등 인간이 이용하는 다양한 공간의 조명 기기로 설치되어 백색광이면서 소정의 살균력을 갖는 광을 제공할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 조명 모듈은 제1 광(L1)의 400nm 내지 410nm 파장 영역에서 분광 강도(A1)가 제2 광(L2)의 전체 파장 영역에서 분광 강도(A2) 대비 33.3%이하인 경우 제3 광은 백색광일 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 이는 제1 광(L1)과 제2 광(L2)의 혼합광이 제3 광이므로 제3 광에서 제2 광(L2)이 차지하는 광속이 작아지면 제3 광은 전체 파장 영역에서 분광 강도 대비 430nm 파장 이하의 분광 강도의 비율이 커져 청색광이기 때문이다.
그리고 앞서 설명한 바와 같이, 제1 광(L1)과 제2 광(L2)은 400nm 내지 410nm 파장 영역에서 중첩되는 분광 강도를 가지고 있지 않는다.
그리고 도 6a와 도 6b는 각각 실시예에 따른 조명 유닛을 대상체로부터 각각 50cm, 150cm 이격 배치하였을 때 대상체에서 측정된 분광 강도를 파장 영역 별로 도시한 도면이다. 대상체는 분광 광도를 측정하는 분광 광도계를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 6a를 참조하면, 조명 유닛과 대상체 간의 거리가 50cm인 경우, 태양광보다 제3 광의 피크 파장인 405nm에서 태양광 보다 높은 분광 강도를 나타낸다. 여기서, 제3 광은 제1 광과 제2 광의 혼합광이며, 제1 광은 청색 광, 제2 광은 백색 광으로 서로 색상이며 서로 다른 피크 파장을 가질 수 있으나, 살균력은 400nm 내지 410nm 파장 영역의 분광 강도에 종속되므로 이하에서 청색 광 파장 대역을 기준으로 설명한다. 또한, 태양광은 온도, 공기 중 오존량, 대기 상태에 의해 변경될 수 있다.
또한, 도 6b를 참조하면, 조명 유닛과 대상체 간의 거리가 150cm인 경우, 제3 광은 405nm에서 태양광 보다 작은 분광 강도를 나타낸다. 이에 따라, 조명 유닛과 대상체 간의 거리에 따라 살균력이 상이할 수 있으며, 이에 조명 유닛과 대상체 간의 거리를 150cm로 설정하여 이하 설명한다.
도 7 내지 도 10은 온도(37.0
Figure 112017057274636-pat00001
0.2℃)에서 Escherichia coli (대장균), Staphylococcus aureus (황색포도상구균)을 실시예에 따른 조명 유닛으로부터 150cm 이격 배치하여 24시간동안 노출하여 세균감소율을 측정하여 실험한 결과이다.
실험은 제1 광(L1)의 광 출력과 제2 광(L2)의 광 출력의 광 출력비가 1:3이고, 암실에서 이루어졌다. 또한, 실험은 조명 유닛에서 실험대상인 시험균주까지의 거리가 150cm이고, 조명 유닛으로부터 방출되는 제3 광의 색온도가 4000K으로 수행되었다. 그리고 제1 광원과 제2 광원은 각각 20mA, 60mA의 주입전류가 적용된 발광 소자일 수 있다. 예컨대, 제1 광원에 대한 주입전류와 제2 광원에 대한 주입전류의 주입 전류비는 1:3일 수 있다.
먼저, 도 7a에서 약살균(D1)은 앞서 설명한 제3 광이 제1 살균력을 갖는 경우이며, 이 때 황색포도상구균의 세균감소율은 40.4%이며, 대장균의 세균감소율은 99.9%이다. 이 경우, 조명 유닛의 제1 광(L1)은 400nm 내지 410nm 파장 영역에서 분광 강도(spectral power)이 0.152mW/cm2이다. 그리고 제1 광(L1)은 405nm 파장에서 분광 강도가 0.014mW/cm2이다.
그리고 도 7b에서 강살균(D2)은 제3 광이 제2 살균력을 갖는 경우이며, 이 때 황색포도상구균의 세균감소율은 99.9%이며, 대장균의 세균감소율은 99.9%이다. 이 경우, 조명 유닛의 제1 광(L1)은 405nm 파장에서 분광 강도(spectral power)이 0.02mW/cm2이다.
여기서, 제1 살균력이란 제1 광(L1)의 광 출력과 제2 광(L2)의 광 출력의 광 출력비가 1:3이고, 암실에서 조명 유닛에서 대상체까지의 거리가 1.5m이고, 조명 유닛으로부터 방출되는 제3 광의 색온도가 4000K인 경우 측정한 살균력을 의미한다.
이에, 도 7a 내지 도 7b에서 실시예에 따른 조명 유닛의 제1 광(L1)은 400nm 내지 410nm 파장 영역에서 분광 강도(spectral power)이 0.152mW/cm2이상이고, 405nm 파장에서 분광 강도는 0.014mW/cm2이다. 또한, 조명 유닛의 제3 광도 상기와 같은 분광 강도를 가질 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 실시예에 따른 조명 유닛은 약살균(D1) 이상의 살균력을 제공할 수 있다.
아래의 표 1은 약살균(D1)인 경우의 실험 결과를 나타내고, 표 2는 강살균(D2)인 경우의 실험 결과를 나타낸다. 또한, 비교예 1(대장균, 황색포도상구균) 및 비교예 2(대장균, 황색포도상구균)는 시험대상의 균주가 접종된 배지에 광을 조사하지 않고 세균감소율을 측정한 결과이다.
시험대상 시험 결과
초기 농도(CFU/mL) 24시간 후 농도(CFU/mL) 세균감소율(%)
Escherichia coli (대장균), 비교예1 1.5*104 1.5*104 -
약살균 1.5*104 8.9*103 40.6
Staphylococcus aureus (황색포도상구균) 비교예1 1.3*104 1.3*104 -
약살균 1.3*104 <10 99.9
시험대상 시험 결과
초기 농도(CFU/mL) 24시간 후 농도(CFU/mL) 세균감소율(%)
Escherichia coli (대장균), 비교예2 1.6*104 1.6*104 -
강살균 1.6*104 <10 99.9
Staphylococcus aureus (황색포도상구균) 비교예2 1.9*104 1.9*104 -
강살균 1.9*104 <10 99.9
표 1 및 표 2와 같이, 실시예에 따른 조명 유닛의 제1 광이 400nm 내지 410nm 파장 영역에서 분광 강도(spectral power)이 0.152mW/cm2인 경우, 세균감소율은 40.4%인 약살균임을 알 수 있다. 이에, 조명 유닛의 제1 광이 400nm 내지 410nm 파장 영역에서 분광 강도(spectral power)이 0.152mW/cm2이상으로 하면, 40.4%의 세균감소율인 약살균보다 높은 개선된 살균력을 제공할 수 있다.
도 8(a)는 조명 유닛의 제3 광을 대장균에 조사하기 전 배지의 상태를 나타낸 사진이고, 도 8(b)는 조명 유닛의 제3 광을 황색포도상구균에 조사하기 전 배지의 상태를 나타낸 사진이다.
도 9(a)는 약살균인 경우 대장균에 광을 조사한 후 배지의 상태를 나타낸 사진이고, 도 9(b)는 약살균인 경우 황색포도상구균에 광을 조사한 후 배지의 상태를 나타낸 사진이다. 표 1과 같이 약살균인 경우 황색포도상구균은 99.9%이상 살균되나, 대장균은 일부인 약 59.4%가 살균됨을 알 수 있다.
도 10(a)는 강살균인 경우 대장균에 광을 조사한 후 배지의 상태를 나타낸 사진이고, 도 10(b)는 강살균인 경우 황색포도상구균에 광을 조사한 후 배지의 상태를 나타낸 사진이다. 표 2과 같이 약살균인 경우 황색포도상구균은 99.9%이상 살균되나, 대장균은 일부인 약 99.9%가 살균됨을 알 수 있다.
이로써, 실시예에 따른 조명 모듈이 방출하는 제3 광은 제1 광이 400nm 내지 410nm 파장 영역에서 분광 강도(spectral power)이 0.152mW/cm2 이상이고, 405nm 파장에서 0.014mw/cm2 이상으로 약살균보다 개선된 살균력을 제공할 수 있다.
도 11은 CIE 1931 색좌표계 상에서 실시예에 따른 조명 유닛의 제1 광, 제2 광 및 제3 광이 갖는 각각의 색좌표 영역을 도시한 도면이고, 도 12는 CIE 1931 색좌표계 상에서 실시예에 따른 조명 유닛의 제3 광 및 ANSI C78.377-2008 색좌표를 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 실시예에 따른 조명 유닛은 앞서 설명한 바와 같이 제1 광을 방출하는 제1 광원, 제2 광을 방출하는 제2 광원을 포함할 수 있다.
그리고 제1 광은 CIE 1931 색좌표계상 X좌표가 0.1735 내지 0.1829이고, Y좌표가 0.007 내지 0.0179이 이루는 영역(C1) 내에 색좌표를 가질 수 있다.
또한, 제2 광은 CIE 1931 색좌표계상 백색광이고, 제2 광의 색좌표는 CIE 1931 색좌표계 상에서 제1 영역(P1) 내지 제8 영역(P8) 중 어느 하나의 영역에 배치될 수 있다. 즉, 제2 광의 색좌표가 이루는 색좌표 영역(C2)는 제1 영역(P1) 내지 제8 영역(P8)을 포함할 수 있다.
여기서, 제1 영역(P1)은 CIE 1931 색좌표계상 X좌표는 0.3250이고 Y좌표는 0.3839인 제1지점(O1), X좌표는 0.3297이고 Y좌표는 0.3680인 제2지점(O2), X좌표는 0.3078이고 Y좌표는 0.3679인 제3지점(O3), X좌표는 0.3173이고 Y좌표는 0.3603인 제4지점(O4)을 연결한 영역일 수 있다. 제1 영역(P1)은 6500K의 상관색온도를 가질 수 있으며, 백색광 내에서 시원한(cool) 영역일 수 있다.
제2 영역(P2)은 CIE 1931 색좌표계상 X좌표는 0.3446이고 Y좌표는 0.4016인 제5지점(O6), X좌표는 0.3452이고 Y좌표는 0.3779인 제6지점(O6), X좌표는 0.3250이고 Y좌표는 0.3839인 제7지점(O7), X좌표는 0.3297이고 Y좌표는 0.3680인 제8지점(O8)을 연결한 영역일 수 있다. 제2 영역(P2)은 5700K의 상관색온도를 가질 수 있으며, 제1 영역(P1)보다 따뜻한(warm) 색감의 한 영역일 수 있다.
제3 영역(P3)은 CIE 1931 색좌표계상 X좌표는 0.3612이고 Y좌표는 0.4136인 제9지점(O9), X좌표는 0.3613이고 Y좌표는 0.3930인 제10지점(O10), X좌표는 0.3446이고 Y좌표는 0.4016인 제11지점(O11), X좌표는 0.3452이고 Y좌표는 0.3799인 제12지점(O12)을 연결한 영역이고, 제3 영역(P3)은 5000K의 상관색온도를 가질 수 있으며, 제1 영역(P1) 및 제2 영역(P2)보다 따뜻한(warm) 색감의 한 영역일 수 있다.
제4 영역(P4)은 CIE 1931 색좌표계상 X좌표는 0.3827이고 Y좌표는 0.4296인 제13지점(O13), X좌표는 0.3779이고 Y좌표는 0.4031인 제14지점(O14), X좌표는 0.3612이고 Y좌표는 0.4136인 제15지점(O15), X좌표는 0.3613이고 Y좌표는 0.3930인 제16지점(O16)을 연결한 영역일 수 있다. 제4 영역(P4)은 4500K의 상관색온도를 가질 수 있으며, 제1 영역(P1) 내지 제3 영역(P3)보다 따뜻한(warm) 색감의 한 영역일 수 있다.
제5 영역(P5)은 CIE 1931 색좌표계상 X좌표는 0.4103이고 Y좌표는 0.4450인 제17지점(O17), X좌표는 0.4025이고 Y좌표는 0.4184인 제18지점(O18), X좌표는 0.3827이고 Y좌표는 0.4296인 제19지점(O19), X좌표는 0.3779이고 Y좌표는 0.4031인 제20지점(O20)을 연결한 영역일 수 있다. 제5 영역(P5)은 4000K의 상관색온도를 가질 수 있으며, 제1 영역(P1) 내지 제4 영역(P4)보다 따뜻한(warm) 색감의 한 영역일 수 있다. 또한, 제5 영역(P5)은 제2 광의 제1 내지 제8 영역(P8) 내에서 따뜻한(warm) 색감의 한 영역에 가까울 수 있다.
제6 영역(P6)은 CIE 1931 색좌표계상 X좌표는 0.4425이고 Y좌표는 0.4614인 제21지점(O21), X좌표는 0.4293이고 Y좌표는 0.4294인 제22지점(O22), X좌표는 0.4103이고 Y좌표는 0.4450인 제23지점(O23), X좌표는 0.4025이고 Y좌표는 0.4184인 제24지점(O24)을 연결한 영역일 수 있다. 제6 영역(P6)은 3500K의 상관색온도를 가질 수 있으며, 제1 영역(P1) 내지 제5 영역(P5)보다 따뜻한(warm) 색감의 한 영역일 수 있다.
제7 영역(P7)은 CIE 1931 색좌표계상 X좌표는 0.4704이고 Y좌표는 0.4718인 제25지점(O25), X좌표는 0.4536이고 Y좌표는 0.4382인 제26지점(O26), X좌표는 0.4425이고 Y좌표는 0.4614인 제27지점(O27), X좌표는 0.4293이고 Y좌표는 0.4294인 제28지점(O28)을 연결한 영역일 수 있다. 제7 영역(P7)은 3000K의 상관색온도를 가질 수 있으며, 제1 영역(P1) 내지 제6 영역(P6)보다 따뜻한(warm) 색감의 한 영역일 수 있다.
제8 영역(P8)은 CIE 1931 색좌표계상 X좌표는 0.4704이고 Y좌표는 0.4718인 제29지점(O29), X좌표는 0.4934이고 Y좌표는 0.4736인 제30지점(O30), X좌표는 0.4772이고 Y좌표는 0.4439인 제31지점(O31), X좌표는 0.4536이고 Y좌표는 0.4382인 제32지점(O32)을 연결한 영역일 수 있다. 제8 영역(P8)은 2700K의 상관색온도를 가질 수 있으며, 제1 영역(P1) 내지 제7 영역(P7)보다 따뜻한(warm) 색감의 한 영역일 수 있다. 제8 영역(P8)은 제2 광의 제1 내지 제8 영역(P8)에서 가장 따뜻한(warm) 색감의 영역일 수 있다.
그리고 앞서 설명한 바와 같이, 실시예에 따른 조명 모듈은 제1 영역(P1) 내지 제8 영역(P8)을 갖는 제2 광과 상기 언급한 제1 광이 혼합된 제3 광을 방출할 수 있다. 그리고 제1 광의 광속과 제2 광의 광속의 비는 1:2 내지 1:4일 수 있다. 제1 광의 광속과 제2 광의 광속의 비가 1:2보다 작은 경우 또는 1:4보다 큰 경우, 제3 광은 흑체 복사 궤적(Black Body Locus, BBL)에 하부 또는 상부에 배치되어, 제3 광은 흑체 복사 궤적(Black Body Locus, BBL)과 인접하지 않게 배치되는 한계가 존재한다. 또한, 제1 광의 광속과 제2 광의 광속의 비가 1:2보다 작은 경우 또는 1:4보다 큰 경우, 제3 광은 ANSI C78.377-2008 색좌표 내에 배치되지 않아 일반 조명의 색감 기준을 만족시키지 못하는 문제가 존재한다.
제3 광은 CIE 1931 색좌표계상 백색광일 수 있다. 또한, 제3 광의 색좌표는 CIE 1931 색좌표계 상에서 제9 영역(I1) 내지 제16 영역(I8) 중 어느 하나의 영역에 배치될 수 있다. 즉, 제3 광의 색좌표가 이루는 색좌표 영역(C3)은 제9 영역(I1) 내지 제16 영역(I8)을 포함할 수 있다. 제3 광의 제9 영역(I1) 내지 제16 영역(I8)은 제1 광과 제1 영역(P1) 내지 제8 영역(P8)의 제2 광 간의 혼합에 의해 산출될 수 있다.
예컨대, 제1 광의 Cx좌표가 a이고, Cy좌표가 b이며, 제2 광의 Cx좌표가 c이고, Cy 좌표가 d이며, 제1 광의 플럭스와 제2 광의 플럭스가 1:2라고 할 수 있다.
이 경우, 제1 광을 삼색 자극값(X1, Y1, Z1)으로 표현하면, 제1 광의 X 삼색 자극값(X1)은 a*(1/b)이고, 제1 광의 Y 삼색 자극값(Y1)은 1이며, 제1 광의 Z 삼색 자극값(Z1)은 (1/b)*(1-a-b)이다.
그리고 제2 광을 삼색 자극값(X2, Y2, Z2)으로 표현하면, 제2 광의 X 삼색 자극값(X2)은 c*(1/d)이고, 제2 광의 Y 삼색 자극값(Y2)은 2이며, 제2 광의 Z 삼색 자극값(Z2)은 (1/d)*(1-c-d)이다.
제1 광과 제2 광의 혼합광인 제3 광을 삼색 자극값(X3, Y3, Z3)으로 표현하면, 제3 광의 X 삼색 자극값(X3)은 X1+X2이고, 제3 광의 Y 삼색 자극값(Y3)은 Y1+Y2이고, 제3 광의 Z 삼색 자극값(Z3)은 Z1+Z2이다.
그리고 제3 광의 CIE 1931 색좌표계상 Cx 좌표는 X3/(X3+Y3+Z3)이고, Cy좌표는 Y3/(X3+Y3+Z3)이다.
상기와 같은 방식을 이용하여 제1 광과 제2 광의 삼색 자극값을 통해 제3 광의 Cx, Cy 좌표를 산출할 수 있다.
(삼색 자극값은 분광 스펙트럼의 합에 최대 분광 시감 효능(K)를 곱하여 나타낸 것이며, 최대 분광 시감 효능(spectral luminous efficacy, K)은 조건에 따라서 다양하게 적용될 수 있으나, 본 경우에 683λ를 적용하였다)
제1 광과 제2 광의 혼합광인 제3 광의 제9 영역(I1) 내지 제16 영역(I8)은 흑체 복사 궤적(Black Body Locus, BBL) 상에 배치될 수 있다.
예컨대, 제3 광은 제1 영역(P1)의 제2 광과 제1 광이 혼합된 광인 경우, CIE 1931 색좌표계 상에서 제1 영역(P1)보다 X좌표 및 Y좌표가 작아진 영역인 제9 영역(I1)에 색좌표를 가질 수 있다. 제 9영역은 제1 영역(P1)과 마찬가지로 제3 광의 색좌표 영역에서 가장 시원한(cool) 영역일 수 있다. 제9 영역(I1)은 ANSI C78.377-2008 색좌표 내에 배치된 영역일 수 있다. 또한, 제9 영역(I1)은 흑체 복사 궤적(Black Body Locus, BBL) 에서 6500K의 색온도를 가질 수 있다.
또한, 제3 광은 제2 영역(P2)의 제2 광과 제1 광이 혼합된 광인 경우, CIE 1931 색좌표계 상에서 제2 영역(P2)보다 X좌표 및 Y좌표가 작아진 영역인 제10 영역(I2)에 색좌표를 가질 수 있다. 제10 영역(I2)은 제9 영역(I1)보다 따뜻한(warm) 색감의 영역일 수 있다. 제10 영역(I2)은 ANSI C78.377-2008 색좌표 내에 배치된 영역일 수 있다. 또한, 제10 영역(I2)은 흑체 복사 궤적(Black Body Locus, BBL) 에서 5700K의 색온도를 가질 수 있다.
또한, 제3 광은 제3 영역(P3)의 제2 광과 제1 광이 혼합된 광인 경우, CIE 1931 색좌표계 상에서 제3 영역(P3)보다 X좌표 및 Y좌표가 작아진 영역인 제11 영역(I3)에 색좌표를 가질 수 있다. 제11 영역(I3)은 제10 영역(I2)보다 따뜻한(warm) 색감의 영역일 수 있다. 또한, 제11 영역(I3)은 흑체 복사 궤적(Black Body Locus, BBL) 에서 5000K의 색온도를 가질 수 있다. 제11 영역(I3)은 ANSI C78.377-2008 색좌표 내에 배치된 영역일 수 있다.
또한, 제3 광은 제4 영역(P4)의 제2 광과 제1 광이 혼합된 광인 경우, CIE 1931 색좌표계 상에서 제4 영역(P4)보다 X좌표 및 Y좌표가 작아진 영역인 제12 영역(I4)에 색좌표를 가질 수 있다. 제12 영역(I4)은 제11 영역(I3)보다 따뜻한(warm) 색감의 영역일 수 있다. 제12 영역(I4)은 흑체 복사 궤적(Black Body Locus, BBL) 에서 4500K의 색온도를 가질 수 있다. 제12 영역(I4)은 ANSI C78.377-2008 색좌표 내에 배치된 영역일 수 있다.
또한, 제3 광은 제5 영역(P5)의 제2 광과 제1 광이 혼합된 광인 경우, CIE 1931 색좌표계 상에서 제5 영역(P5)보다 X좌표 및 Y좌표가 작아진 영역인 제13 영역(I5)에 색좌표를 가질 수 있다. 제13 영역(I5)은 제12 영역(I4)보다 따뜻한(warm) 색감의 영역일 수 있다. 제13 영역(I5)은 흑체 복사 궤적(Black Body Locus, BBL) 에서 4000K의 색온도를 가질 수 있다. 제13 영역(I5)은 ANSI C78.377-2008 색좌표 내에 배치된 영역일 수 있다.
또한, 제3 광은 제6 영역(P6)의 제2 광과 제1 광이 혼합된 광인 경우, CIE 1931 색좌표계 상에서 제6 영역(P6)보다 X좌표 및 Y좌표가 작아진 영역인 제14 영역(I6)에 색좌표를 가질 수 있다. 제14 영역(I6)은 제13 영역(I5)보다 따뜻한(warm) 색감의 영역일 수 있다. 또한, 제14 영역(I6)은 흑체 복사 궤적(Black Body Locus, BBL) 에서 3500K의 색온도를 가질 수 있다. 제14 영역(I6)은 ANSI C78.377-2008 색좌표 내에 배치된 영역일 수 있다.
또한, 제3 광은 제7 영역(P7)의 제2 광과 제1 광이 혼합된 광인 경우, CIE 1931 색좌표계 상에서 제7 영역(P7)보다 X좌표 및 Y좌표가 작아진 영역인 제15 영역(I7)에 색좌표를 가질 수 있다. 제15 영역(I7)은 제14 영역(I6)보다 따뜻한(warm) 색감의 영역일 수 있다. 또한, 제15 영역(I7)은 흑체 복사 궤적(Black Body Locus, BBL)에서 3000K의 색온도를 가질 수 있다. 제15 영역(I7)은 ANSI C78.377-2008 색좌표 내에 배치된 영역일 수 있다.
또한, 제3 광은 제8 영역(P8)의 제2 광과 제1 광이 혼합된 광인 경우, CIE 1931 색좌표계 상에서 제8 영역(P8)보다 X좌표 및 Y좌표가 작아진 영역인 제16 영역(I8)에 색좌표를 가질 수 있다. 제16 영역(I8)은 제15 영역(I7)보다 따뜻한(warm) 색감의 영역일 수 있다. 또한, 제9 영역(I1) 내지 제16 영역(I8)에서 가장 따뜻한(warm) 색감을 갖는 영역일 수 잇다. 그리고 제16 영역(I8)은 흑체 복사 궤적(Black Body Locus, BBL)에서 2700K의 색온도를 가질 수 있다. 또한, 제16 영역(I8)은 ANSI C78.377-2008 색좌표 내에 배치된 영역일 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 모듈은 출력광인 제3 광이 CIE 1931 색좌표계 상에서 흑체 복사 궤적(BBL)을 따르거나 그 근처에 있는 위치하는 색좌표를 갖도록, 제2 광의 색도, 색좌표가 조절되거나 제어될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 조명 모듈의 제3 광은 1931 CIE 1931 색좌표계 내 흑체 복사 궤적(BBL) 상에 형성된 맥 아담스 7 스텝(MacAdam 7 step)의 영역 내부에 존재할 수 있다.
도 12를 참조하면, 제3 광은 제1 영역(P1) 내지 제8 영역(P8)을 갖는 제2 광에 의해 ANSI C78.377-2008 색좌표의 영역(S) 내 배치되어, 제3 광은 일반 조명 색감의 기준을 만족할 수 있다. 이로써, 실시예에 따른 조명 모듈은 조명 기기 내에 실장되어 개선된 색감도를 제공할 수 있다.
뿐만 아니라, 제3 광의 각 영역은 제2 광의 각 영역이 갖는 색온도에 따라 대응된 색온도를 가질 수 있다. 이로써, 실시예에 따른 조명 모듈은 제3 광이 원하는 색온도를 갖도록 제2 광의 색온도를 조절함으로써 용이하게 조절될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 조명 모듈은 제3 광이 연색성(Color Rendering Index, CRI)이 평균 80이상일 수 있다. 이로써, 조명 모듈은 조명 기기로 이용되는 경우 물체 본연의 색을 그대로 나타낼 수 있으며, 태양광에 가깝고 고른 색의 광을 방출할 수 있다.
여기서, ANSI C78.377-2008 색좌표의 영역(S)은 미국표준위원회((American national standard institute, ANSI)에서 정한 상관색온도 좌표이다.
구체적으로, ANSI C78.377-2008 색좌표의 영역(S)은 복수 개의 영역인 제17 영역(S1) 내지 제25 영역(S9)을 포함할 수 있다.
제17 영역(S1) 내지 제25 영역(S9)은 각각 색온도 2700K, 3000K, 3500K, 4000K, 4500K, 5000K, 5700K, 6500K, 8520K의 영역일 수 있다. 그리고 여기서 색온도는 일정한 오차를 가질 수 있다.
먼저, 색온도 2700K에서 CIE 1931 색좌표계상 영역인 제17 영역(S1)은 복수 개의 영역인 제17-1 영역, 17-2 영역, 17-3 영역, 17-4 영역을 포함할 수 있다.
예컨대, 제17-1 영역은 (0.4562, 0.4260), (0.4687, 0.4289), (0.4586, 0.4103) , (0.4465, 0.4071)의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 이하에서 (q,w)는 CIE 1931 색좌표계상 색좌표를 의미하며, q는 Cx좌표, w는 Cy좌표를 의미한다. 제17-2 영역은 (0.4465, 0.4071), (0.4586, 0.4103), (0.4483, 0.3918), (0.4373, 0.3893)의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제17-3 영역은 (0.4687, 0.4289 ), (0.4813, 0.4319), (0.4700, 0.4126), (0.4586, 0.4103) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제17-4 영역은 (0.4586, 0.4103),(0.4700,0.4126), (0.4593,0.3944), (0.4483,0.3918) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다.
그리고 색온도 3000K에서 CIE 1931 색좌표계상 영역인 제18 영역(S2)은 복수 개의 영역인 제18-1 영역, 18-2 영역, 18-3 영역, 18-4 영역을 포함할 수 있다.
제18-1 영역은 (0.4299, 0.4165), (0.4430,0.4212), (0.4344,0.4032) (0.4221,0.3984), 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제18-2 영역은 (0.4221,0.3984), (0.4344,0.4032), (0.4260,0.3853), (0.4147, 0.3814) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제18-3영역은 (0.4430,0.4212), (0.4562,0.4260), (0.4465,0.4071), (0.4344,0.4032) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제18-4 영역은 (0.4344,0.4032), (0.4465,0.4071), (0.4373,0.3893), (0.4260,0.3853) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다.
그리고 색온도 3500K에서 CIE 1931 색좌표계상 영역인 제19 영역(S3)은 복수 개의 영역인 제19-1 영역, 19-2 영역, 19-3 영역, 19-4 영역을 포함할 수 있다.
제19-1 영역은 (0.3996,0.4015) (.4146,0.4089), (0.4082,0.3922), (0.3941,0.3848) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제19-2 영역은 (0.3941,0.3848), (0.4082,0.3922), (0.4017,0.3752), (0.3889,0.3690) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제19-3 영역은 (0.4146,0.4089), (0.4299,0.4165), (0.4221,0.3984), (0.4082,0.3922) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제19-4 영역은 (0.4082,0.3922), (0.4221,0.3984), (0.4147,0.3814), (0.4017,0.375) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다.
그리고 색온도 4000K에서 CIE 1931 색좌표계상 영역인 제20 영역(S4)은 복수 개의 영역인 제20-1 영역, 20-2 영역, 20-3 영역, 20-4 영역을 포함할 수 있다.
제20-1 영역은 (0.3736,0.3874), (0.3870,0.3958), (0.3819,0.3776), (0.3697,0.3697) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제20-2 영역은 (0.3697,0.3697), (0.3819,0.3776), (0.3783,0.3646), (0.3670,0.3578) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제20-3 영역은 (0.3870,0.3958), (0.4006,0.4044), (0.3941,0.3848), (0.3819,0.3776) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제20-4 영역은 (0.3819,0.3776), (0.3941,0.3848), (0.3898,0.3716), (0.3783,0.3646) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다.
그리고 색온도 4500K에서 CIE 1931 색좌표계상 영역인 제21 영역(S4)은 복수 개의 영역인 제21-1 영역, 21-2 영역, 21-3 영역, 21-4, 21-5, 21-6, 21-7, 21-8 영역을 포함할 수 있다.
제21-1 영역은 (0.3548,0.3736), (0.3641,0.3804), (0.3611,0.3638), (0.3526,0.3575) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제21-2 영역은 (0.3526,0.3575), (0.3611,0.3638), (0.3590,0.3521), (0.3512,0.3465) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제21-3 영역은 (0.3641,0.3804), (0.3736,0.3874), (0.3697,0.3697), (0.3611,0.3638) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제21-4 영역은 (0.3611,0.3638), (0.3697,0.3697), (0.3670,0.3578), (0.3590, 0.3521) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제21-5 영역은 (0.3571,0.3907), (0.3668, 0.3957), (0.3641, 0.3804), (0.3548,0.3736) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제21-6 영역은 (0.3512,0.3465), (0.3590,0.3521), (0.3567,0.3389), (0.3495,0.3339) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제21-7 영역은 (0.3668,0.3957), (0.3771,0.4034), (0.3736,0.3874), (0.3641,0.3804) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제21-8 영역은 (0.3590,0.3521), (0.3670,0.3578), (0.3640,0.3440), (0.3567,0.3389) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다.
그리고 색온도 5000K에서 CIE 1931 색좌표계상 영역인 제22 영역(S5)은 복수 개의 영역인 제22-1 영역, 22-2 영역, 22-3 영역, 22-4, 22-5, 22-6, 22-7, 22-8 영역을 포함할 수 있다.
제22-1 영역은 (0.3376,0.3616), (0.3463,0.3687), (0.3447,0.3513), (0.3369,0.3449) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제22-2 영역은 (0.3369,0.3449),(0.3447,0.3513),(0.3440,0.3427), (0.3366,0.3369) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제22-3 영역은 (0.3463,0.3687), (0.3551,0.3760), (0.3526,0.3575), (0.3447,0.3513) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제22-4 영역은 (0.3447, 0.3513), (0.3526,0.3575), (0.3515,0.3487), (0.3440,0.3427)의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제22-5 영역은 (0.3381,0.3762), (0.3480,0.3840), (0.3463,0.3687), (0.3376,0.3616) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제22-6 영역은 (0.3366,0.3369), (0.3440,0.3427), (0.3429,0.3307), (0.3361,0.3245) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제22-7 영역은 (0.3480,0.3840), (0.3571,0.3907), (0.3551,0.3760), (0.3463,0.3687) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제22-8 영역은 (0.3440,0.3427), (0.3515,0.3487), (0.3495,0.3339), (0.3429,0.3307) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다.
그리고 색온도 5700K에서 CIE 1931 색좌표계상 영역인 제23 영역(S6)은 복수 개의 영역인 제23-1 영역, 23-2 영역, 23-3 영역, 23-4, 23-5, 23-6, 23-7, 23-8 영역을 포함할 수 있다.
제23-1 영역은 (0.3207,0.3462), (0.3291,0.3538), (0.3292,0.3382), (0.3217,0.3314) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제23-2 영역은 (0.3217,0.3314) ,(0.3292,0.3382), (0.3293,0.3305), (0.3222,0.3243) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제23-3 영역은 (0.3291,0.3538), (0.3376,0.3616), (0.3369, 0.3449), (0.3292,0.3382) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제23-4 영역은 (0.3292,0.3382), (0.3369,0.3449), (0.3366,0.3369), (0.3293,0.3305) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제23-5 영역은 (0.3196,0.3602), (0.3290,0.3690), (0.3291, 0.3538), (0.3207,0.3462) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제23-6 영역은 (0.3222, 0.3243), (0.3293,0.3305), (0.3290,0.3180), (0.3231,0.3120) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제23-7 영역은 (0.3290,0.3690), (0.3381,0.3762), (0.3376,0.3616), (0.3291,0.3538) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제23-8 영역은 (0.3293,0.3305), (0.3366,0.3369), (0.3361,0.3245), (0.3290,0.3180) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다.
그리고 색온도 6500K에서 CIE 1931 색좌표계상 영역인 제24 영역(S7)은 복수 개의 영역인 제24-1 영역, 24-2 영역, 24-3 영역, 24-4, 24-5, 24-6, 24-7, 24-8 영역을 포함할 수 있다.
제24-1 영역은 (0.3028,0.3304), (0.3115,0.3391), (0.3136,0.3237), (0.3059,0.3160) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제24-2 영역은 (0.3059,0.3160), (0.3136,0.3237), (0.3144,0.3186), (0.3068,0.3113) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제24-3 영역은 (0.3115,0.3391), (0.3205,0.3481), (0.3217,0.3314), (0.3136,0.3237) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제24-4 영역은 (0.3136,0.3237), (0.3217,0.3314), (0.3221,0.3261), (0.3144,0.3186) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제24-5 영역은 (0.3005,0.3415), (0.3099,0.3509), (0.3115,0.3391), (0.3028,0.3304) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제24-6 영역은 (0.3068,0.3113), (0.3144,0.3186), (0.3161,0.3059), (0.3093,0.2993) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제24-7 영역은 (0.3099,0.3509), (0.3196,0.3602), (0.3205,0.3481), (0.31150.3391) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제24-8 영역은 (0.3144,0.3186), (0.3221,0.3261), (0.3231,0.3120), (0.3161,0.305) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다.
그리고 색온도 85200K에서 CIE 1931 색좌표계상 영역인 제25 영역(S8)은 복수 개의 영역인 제25-1 영역, 25-2 영역, 25-3 영역, 25-4, 25-5, 25-6, 25-7, 25-8, 25-9, 25-10, 25-11, 25-12 영역을 포함할 수 있다.
제25-1 영역은 (0.2900,0.3150), (0.2835,0.3075), (0.2870,0.2957), (0.2935,0.3029), 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제25-2 영역은 (0.2935,0.3029), (0.2870,0.2957), (0.2885,0.2910), (0.2950,0.2980) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제25-3 영역은 (0.2965,0.3230), (0.2900,0.3150), (0.2935,0.3029), (0.3000,0.3100) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제25-4 영역은 (0.3000, 0.3100), (0.2935,0.3029), (0.2950,0.2980), (0.3010,0.3045) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제25-5 영역은 (0.3028,0.3304), (0.2965,0.3230), (0.3000,0.3100), (0.3059,0.3160) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제25-6 영역은 (0.3059,0.3160), (0.3000,0.3100), (0.3010,0.3045), (0.3068,0.3113) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제25-7 영역은 (0.2870,0.3270), (0.2803,0.3185), (0.2835,0.3075), (0.2900,0.3150) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제25-8 영역은 (0.2950,0.2980), (0.2885,0.2910), (0.2920,0.2810), (0.2980,0.2880) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제25- 9 영역은 (0.2938,0.3343), (0.2870,0.3270), (0.2900,0.3150), (0.2965,0.3230) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제25-10 영역은 (0.3010,0.3045), (0.2950,0.2980), (0.2980,0.2880), (0.3037,0.2937) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제25-11 영역은 (0.3005,0.3415), (0.2938,0.3343) ,(0.2965,0.3230),(0.3028,0.3304) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다. 제25-12 영역은 (0.3068,0.3113), (0.3010,0.3045), (0.3037,0.2937) (0.3093,0.299) 의 각 지점들을 연결하여 형성된 영역일 수 있다.또한, 제2 광원은 복수 개의 백색 발광 다이오드를 포함하는 패키지일 수 있다. 이 때, 제2 광원의 각 다이오드는 동일한 영역의 광을 방출하더라도 동일한　색좌표를 갖지 않을 수 있다. 즉, 동일한　색좌표를 목표로 제조된 패키지라도 공정 오차에 의해 다른　색좌표의 백색 광을 방출할 수 있다. 이와 같이, 서로 다른 색특성(예, 피크파장, 출력)을 갖는 백색 LED 패키지는 미리 정해진 복수의　색좌표　영역에 따라 비닝(binning)될 수 있다. 그리고 비닝된 LED 패키지를 적절히 조합함으로써 원하는 목표의　색좌표를 갖는 백색 광인 제2 광을 방출할 수 있다. 이는 제1 광원에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 13은 실시예에 따른 조명 유닛의 동작을 설명하는 개념도이고, 도 14는 실시예에 따른 조명 시스템의 개념도이다.
도 13을 참조하면, 실시예에 따른 조명 유닛은 조명 모듈, 제1 드라이버(300), 제2 드라이버(400), 제어부(500)를 포함할 수 있다.
조명 모듈은 앞서 설명한 바와 같이 제1 광원(200), 제2 광원(200)을 포함할 수 있다. 제1 광원(200)과 제2 광원(200)은 복수 개일 수 있다. 예컨대, 도 13과 같이, 제1 광원(200)은 제1-1 광원(100-1), 제1-2 광원(100-2)을 포함할 수 있으며, 제2 광원(200) 제2-1 광원(200-2) 제2-2 광원(200-1)을 포함할 수 있다.
그리고 앞서 설명한 바와 같이, 제1 광원(200)과 제2 광원(200)은 미리 정해진 색좌표 영역의 제3 광이 조명 모듈로부터 방출되도록 원하는 색좌표를 갖는 제1 광과 제2 광을 방출되도록 비닝될 수 있다.
제1 드라이버(300)는 제어부(500)로부터 전달된 제어 신호에 따라 제1 광원(200)의 발광을 제어할 수 있다. 예컨대, 제1 광의 색좌표, 색도 등은 제1 드라이버(300)에 의해 제어될 수 있다. 또한, 앞서 설명한 비닝이 제1 드라이버(300)에 의해 이루어질 수도 있다.
제1 드라이버(300)와 마찬가지로 제2 드라이버(400)는 제어부(500)로부터 전달된 제어 신호에 따라 제2 광원(200)의 발광을 제어할 수 있다. 제2 광원(200)의 색좌표, 색도 등은 제2 드라이버(400)에 의해 제어될 수 있다. 그리고 백색 광인 제2 광의 비닝이 제2 드라이버(400)에 의해 이루어질 수 있다.
제어부(500)는 전송된 데이터에 기초하여 광원의 동작을 제어하는 제어 신호를 제1 드라이버(300) 및 제2 드라이버(400)로 전송할 수 있다. 또한, 제어부(500)는 센서로부터 수집된 정보를 데이터로 가공하고 이를 이용하여 제1 드라이버(300) 및 제2 드라이버(400)의 구동을 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
예컨대, 실시예에 따른 조명 유닛은 수술실, 엘리베이터 등 소정의 공간 상에 배치될 수 있다. 그리고 제어부(500)는 센서를 통해 공간 내 사람이 존재하지 않는다는 정보를 얻으면, 제1 광만을 외부로 방출하고 제2 광은 제2 광원(200)으로부터 방출되지 않도록 제1 드라이버(300) 및 제2 드라이버(400)로 제어신호를 송신할 수 있다. 이로써, 조명 유닛은 소정의 살균력을 제공하면서, 공간 내 사람이 존재하지 않음에 따라 일반 조명 색도에 부합하는 백색광을 제공하지 않을 수 있다. 이에, 제2 광원(200)의 광 출력이 없어 에너지 손실을 방지할 수 있다.
반대로, 제어부(500)는 센서를 통해 소정의 공간 내 사람이 존재한다는 정보를 얻으면, 제1 광과 제2 광이 각각 제1 광원(200), 제2 광원(200)으로부터 방출되도록 제1 드라이버(300) 및 제2 드라이버(400)로 제어신호를 송신할 수 있다. 이에, 조명 유닛은 소정의 살균력을 제공하면서, 공간 내 사람이 존재함에 따라 일반 조명 색도에 부합하는 백색광도 제공할 수 있다.
이러한 센서는 외부에 배치되어 제어부(500)가 외부로부터 제1 드라이버(300) 및 제2 드라이버(400)의 구동을 제어하는 신호인 디밍신호를 수신할 수도 있다. 다만, 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다.
또한, 제어부(500)는 외부로부터 전원을 공급받아 제1 드라이버(300) 및 제2 드라이버(400)를 구동하기 위해 각각의 전원을 제1 드라이버(300) 및 제2 드라이버(400)로 공급할 수 있다. 다만, 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다.
도 14를 참조하면, 실시예에 따른 조명 시스템은 조명 유닛, 외부 기기를 포함할 수 있다.
조명 유닛(1000)은 앞서 설명한 조명 유닛이 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 조명 유닛(1000)은 제1 광원(100)과 제2 광원(200)을 포함하여, 외부로 출력광(L5)을 방출할 수 있다. 그리고 출력광(L5)은 제1광과 제2 광의 혼합광 또는 제1 광일 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 조명 모듈은 제3 광원(미도시됨)을 더 포함할 수 있다. 그리고 제3 광원(미도시됨)은 근자외선 파장대의 광(UV-A)을 출력할 수도 있고, 원자외선 파장대의 광(UV-B)을 출력할 수도 있고, 심자외선 파장대의 광(UV-C)을 방출할 수 있다. 여기서, 자외선 파장대는 광원이 반도체 소자인 경우 Al의 조성비에 의해 결정될 수 있다. 예시적으로, 근자외선 파장대의 광(UV-A)는 320nm 내지 420nm 범위의 파장을 가질 수 있고, 원자외선 파장대의 광(UV-B)은 280nm 내지 320nm 범위의 파장을 가질 수 있으며, 심자외선 파장대의 광(UV-C)은 100nm 내지 280nm 범위의 파장을 가질 수 있다.
이로써, 조명 모듈(1000) 및 조명 모듈(1000)을 포함하는 조명 시스템은 심자외선대 파장의 광을 출력하여 높은 살균력을 제공할 수도 있다.
또한, 대상체(T)는 조명 유닛(1000) 하부에 배치될 수 있다. 예컨대, 조명 유닛(1000)으로부터 제3 광이 조사되는 대상으로, 대상체(T)는 수술 테이블일 수 있다. 다만, 이러한 종류에 한정되는 것은 아니다.조명 유닛(1000)은 출력광(L5)을 방출하여 수술 테이블의 균을 살균할 수 있다. 다만, 출력광(L5)은 사람이 존재하는 경우와 존재하지 않는 경우에 따라 상이한 색의 광일 수 있다.
외부 기기(2000)는 서버 또는 단말기일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 외부 기기(2000)는 조명 유닛(1000)과 통신이 가능한 기기를 포함할 수 있다. 외부 기기(2000)는 조명 유닛(1000)에 다양한 제어 신호를 송신할 수 있다. 예컨대, 원하는 색온도를 가지도록 제2 광원의 광속, 색도를 제어할 수 있다. 또한, 소정의 시간 대에서 제1 광원만 제1 광을 방출하도록 타이머 설정이 이루어질 수 있다.
외부 기기(2000)와 조명 유닛(1000) 간의 통신은 와이파이(wi-fi), 지그비(zigbee) 등 무선으로 이루어질 수 있다. 다만, 이러한 통신 방식에 한정되는 것은 아니며, 다양한 유선 통신 및 다양한 무선 통신 방식이 적용될 수 잇다.
본 발명의 실시예에서 단일의 장치 혹은 패키지, 혹은 그 대신에 다른 원색을 갖는 광원 또는 그룹들 내에 배치된 복수 개 광원 중 각 광원으로 흐르는 전류는 독립적으로 제어될 수 있다. 다른 색을 갖는 다른 광원으로 흐르는 전류의 독립적인 제어는 사용자로 하여금 광속(luminous flux)을 조절하는 것뿐만 아니라　출력색을 조절 또는 조율하는 것을 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 각각의 광원이나 광원들의 다른 그룹에 직접적으로 연결되거나 스위칭 가능하게 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 바람직한 광속 및/또는　출력　색을 제공하기 위하여 다른 광원으로 전류가 공급되는 동안, 광원들 중 하나 이상의 광원은 비활성화 될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 다른 원색의 광원들의 숫자 및/또는 크기는 바람직한 광속 및/또는　출력　색을 제공하기 위해 조절될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 제3 광의 방출을 조정하기 위해 앞서 말한 방법들 중 어떤 하나 이상의 방법은 추가적인 이점을 위해 결합될 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 제1 광을 방출하는 제1 광원; 및
    제2 광을 방출하는 제2 광원을 포함하고,
    상기 제1 광은 400nm 내지 410nm 파장 영역에서 피크 파장을 갖고,
    상기 제1 광과 제2 광의 혼합광은 백색광이고,
    상기 제1 광의 전체 파장 영역에서 분광 강도(spectral power)는 상기 혼합광의 전체 파장 영역에서 분광 강도(spectral power) 대비 25% 이하이고,
    상기 혼합광은 400nm 내지 410nm 파장 영역에서 분광 강도(spectral power)가 0.152mW/cm2 이상인 조명 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 혼합광의 400nm 내지 410nm 파장 영역에서 분광 강도가 제3 광(L3)의 전체 파장 영역에서 분광 강도 대비 10% 이하인 조명 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광은 405nm 파장에서 분광 강도가 0.014mW/cm2이상인 조명 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광은 X좌표가 0.1735 내지 0.1829이고, Y좌표가 0.007 내지 0.0179인 영역 내에 색좌표를 갖는 조명 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광원 및 상기 제2 광원은 서로 다른 색좌표를 갖는 조명 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광 및 상기 제2 광은 서로 다른 색상인 조명 모듈.
  7. 제1 광을 방출하는 제1 광원; 및
    제2 광을 방출하는 제2 광원을 포함하고,
    상기 제1 광은 400nm 내지 410nm 파장 영역에서 피크 파장을 갖고,
    상기 제1 광과 제2 광의 혼합광은 백색광이고,
    상기 제2 광의 색좌표는 CIE 1931 색좌표계 상에서 제1 영역 내지 제8 영역 중 어느 하나의 영역에 배치되고,
    상기 제1 영역은 CIE 1931 색좌표계상 X좌표는 0.3250이고 Y좌표는 0.3839인 제1지점, X좌표는 0.3297이고 Y좌표는 0.3680인 제2지점, X좌표는 0.3078이고 Y좌표는 0.3679인 제3지점, X좌표는 0.3173이고 Y좌표는 0.3603인 제4지점을 연결한 영역이고,
    제2 영역은 CIE 1931 색좌표계상 X좌표는 0.3446이고 Y좌표는 0.4016인 제5지점, X좌표는 0.3452이고 Y좌표는 0.3779인 제6지점, X좌표는 0.3250이고 Y좌표는 0.3839인 제7지점, X좌표는 0.3297이고 Y좌표는 0.3680인 제8지점을 연결한 영역이고,
    제3 영역은 CIE 1931 색좌표계상 X좌표는 0.3612이고 Y좌표는 0.4136인 제9지점, X좌표는 0.3613이고 Y좌표는 0.3930인 제10지점, X좌표는 0.3446이고 Y좌표는 0.4016인 제11지점, X좌표는 0.3452이고 Y좌표는 0.3799인 제12지점을 연결한 영역이고,
    제4 영역은 CIE 1931 색좌표계상 X좌표는 0.3827이고 Y좌표는 0.4296인 제13지점, X좌표는 0.3779이고 Y좌표는 0.4031인 제14지점, X좌표는 0.3612이고 Y좌표는 0.4136인 제15지점, X좌표는 0.3613이고 Y좌표는 0.3930인 제16지점을 연결한 영역이고,
    제5 영역은 CIE 1931 색좌표계상 X좌표는 0.4103이고 Y좌표는 0.4450인 제17지점, X좌표는 0.4025이고 Y좌표는 0.4184인 제18지점, X좌표는 0.3827이고 Y좌표는 0.4296인 제19지점, X좌표는 0.3779이고 Y좌표는 0.4031인 제20지점을 연결한 영역이고,
    제6 영역은 CIE 1931 색좌표계상 X좌표는 0.4425이고 Y좌표는 0.4614인 제21지점, X좌표는 0.4293이고 Y좌표는 0.4294인 제22지점, X좌표는 0.4103이고 Y좌표는 0.4450인 제23지점, X좌표는 0.4025이고 Y좌표는 0.4184인 제24지점을 연결한 영역이고,
    제7 영역은 CIE 1931 색좌표계상 X좌표는 0.4704이고 Y좌표는 0.4718인 제25지점, X좌표는 0.4536이고 Y좌표는 0.4382인 제26지점, X좌표는 0.4425이고 Y좌표는 0.4614인 제27지점, X좌표는 0.4293이고 Y좌표는 0.4294인 제28지점을 연결한 영역이고,
    상기 제8 영역은 CIE 1931 색좌표계상 X좌표는 0.4704이고 Y좌표는 0.4718인 제29지점, X좌표는 0.4934이고 Y좌표는 0.4736인 제30지점, X좌표는 0.4772이고 Y좌표는 0.4439인 제31지점, X좌표는 0.4536이고 Y좌표는 0.4382인 제32지점을 연결한 영역이고,
    상기 제1 광의 광속과 상기 제2 광의 광속의 비는 1:2 내지 1:4인 조명 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 영역 내지 상기 제8 영역은 상관색온도가 2700K 내지 6500K인 조명 모듈.
  9. 제7항에 있어서,
    CIE 1931 색좌표계상 상기 혼합광의 색좌표는 상기 제1 영역 내지 제8 영역에 각각 대응되는 제9 영역 내지 제16 영역 중 어느 하나의 영역에 배치되는 조명 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제9 영역 내지 제16영역은 ANSI C78.377-2008 내의 배치되는 조명 모듈.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 혼합광은 연색성 지수가 80이상인 조명 모듈.
  12. 제7항에 있어서,
    CIE 1931 색좌표계상 상기 혼합광은 흑체 복사 궤도(Black Body Locus, BBL) 상에 배치되는 색좌표를 포함하는 조명 모듈.
  13. 하우징; 및
    상기 하우징 내에 배치되는 조명 모듈;을 포함하고,
    상기 조명 모듈은,
    제1 광을 방출하는 제1 광원; 및
    제2 광을 방출하는 제2 광원을 포함하고,
    상기 제1 광은 400nm 내지 410nm 파장 영역에서 피크 파장을 갖고,
    상기 제1 광과 제2 광의 혼합광은 백색광이고,
    상기 제1 광의 전체 파장 영역에서 분광 강도(spectral power)는 상기 혼합광의 전체 파장 영역에서 분광 강도(spectral power) 대비 25% 이하이고,
    상기 혼합광은 400nm 내지 410nm 파장 영역에서 분광 강도(spectral power)가 0.152mW/cm2 이상인 조명 유닛.
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