KR102571272B1 - 조명, 살균 및 비타민d 체내 합성 유도 바이오 전구 - Google Patents
조명, 살균 및 비타민d 체내 합성 유도 바이오 전구 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 조명, 살균 및 비타민D 체내 합성 유도 바이오 전구에 관한 것으로서 베이스와; 베이스에 연장되고 베이스에서 멀어질수록 횡단면이 크게되는 본체와; 본체의 내부 공간에 구성되고 중앙에 관통공이 구성된 조명살균 엘이디기판에 실장되는 조명 엘이디 및 400~410nm의 자외선을 발광하고 파장 405nm에서 피크파장인 UV-A 엘이디와; 조명 엘이디기판의 관통공에 안치되는 UV-B 엘이디기판에 실장되고 295~330nm의 자외선을 발광하고 파장 310nm에서 피크파장인 UV-B 엘이디와; 상기 본체에 체결되고, 조명 엘이디 및 UV-A 엘이디에서 발광되는 빛을 확산시키고, UV-B 엘이디에 대응되는 투과공과 투과공에 연장되고 115~125°의 경사면이 구성된 리플렉터로 구성되어; UV-B 엘이디에서 발광하는 빛의 간섭을 최소화하고, 조명 엘이디, UV-A 엘이디 및 UV-B 엘이디를 전원과 MOSFET 트랜지스터와 컨트롤러(IC)의 SW1 또는 SW2에 연결하여 스위치의 온오프에 의해 조명등과 비타민D 체내합성 유도등이 동시에 조명되거나 어느 하나가 선택적으로 조명되어 살균과 비타민D 체내합성 유도용으로 사용할 수 있고, 조명 엘이디, UV-A 엘이디와 UV-B 엘이디가 고장이 발생하면 해당 엘이디기판만을 교체하면 되고, 경사각은 UV-B 엘이디의 빛을 최대한으로 받아들일 수 있는 등의 효과가 있다.
Description
본 발명은 조명, 살균 및 비타민D 체내합성 유도용 바이오 전구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 베이스에 연장된 본체와, 본체의 내부 공간에 구성되고 중앙에 관통공이 구성된 조명살균 엘이디기판에 실장되는 조명 엘이디와 및 UV-A 엘이디와, 조명살균 엘이디기판의 관통공에 안치되는 UV-B 엘이디기판에 실장된 UV-B 엘이디와, UV-B 엘이디에서 발광하는 UV-B가 투과되는 리플렉터를 구성히여; UV-B 엘이디에서 발광하는 빛의 간섭을 최소화하고, 조명등, 살균등 및 비타민D 체내합성 유도등의 겸용 또는 선택으로 사용할 수 있고 태양광을 쬐지 않더라도 실내 거주자나 환자 등에게 부족한 비타민D의 체내합성을 유도할 수 있는 조명, 살균 및 비타민D 체내합성 유도용 바이오 전구에 관한 것이다.
엘이디(LED: Light emitting diode: 발광다이오드) 관련 기술이 급속히 발전함에 따라, 청색 엘이디와 형광체를 이용하여 백색광을 방출하는 백색 엘이디가 등장하게 되었는데, 이러한 백색 엘이디는 기존의 조명 광원에 비해 극소형이며, 소비전력이 적고, 수명이 반영구적이며, 자외선과 같은 유해파 방출이 없고, 수은 및 방전가스를 사용하지 않는 환경친화적인 조명광원으로 기존의 조명 광원을 대체할 수 있는 유력한 수단으로 각광받고 있으며, 조명용으로 널리 보급된 백열전구를 대체하기 위해 엘이디를 적용한 일이디 전구가 개발되어 보급되고 있으며 이런한 엘이디 전구에 대한 종래기술을 살펴보면,
대한민국 등록실용신안공보 제20-0335130호 반도체 자외선 LED 램프를 사용한 백열구형 살균용 전구(공고일 2003년12월03일)는 전구의 전원 입력구조를 수용하는 소켓과, 상기 소켓에 입력된 전원을 램프에 공급하기 위한 전원공급 및 콘터롤부와, 상기 전원공급 및 콘터롤러부에서 공급된 전원으로 370~405nm 범위의 자외선 파장이 방사되는 반도체 자외선 LED 램프와, 상기 자외선 LED램프의 자외선을 반사하는 반사판으로 구성된다.
상기 종래기술의 반도체 자외선 LED 램프를 사용한 백열구형 살균용 전구는 반도체 자외선 LED 램프의 발광부 전단이 노출되어 있어서 사용자가 감전을 일으킬 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 종래기술의 반도체 자외선 LED 램프를 사용한 백열구형 살균용 전구는 자외선 LED 램프의 자외선이 피부 노화와 피부암을 유발할 수 있는 파장범위을 포함되어 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 종래기술의 반도체 자외선 LED 램프를 사용한 백열구형 살균용 전구는 살균용 전용으로 사용되어 엘이디 전구에서 발광하는 빛을 쪼여도 인체에서 비타민D의 체내합성 유도가 되지 아니하는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1176909호 엘이디 전구(공고일 2012년08월30일)는 일단에 개구가 형성되고 외주에 방열부가 형성되는 반구 형상의 베이스 몸체와, 상기 베이스 몸체의 타단으로부터 일체를 이루어 연장되며, 소켓이 결합되는 소켓 결합 몸체로 이루어지는 베이스;상기 개구를 통하여 상기 베이스 몸체의 내주부에 고정 설치되며, 양면 부품 실장이 가능하고, 엘이디들이 실장되는 엘이디 기판; 및 상기 베이스의 개구에 착탈 가능하도록 결합되며, 상기 엘이디들로부터 발광되는 광을 외부로 확산하는 반구형상의 확산 캡을 구비하되, 상기 엘이디 기판에는 다수의 고정홈들이 형성되고, 상기 베이스 몸체의 내주부에는 상기 엘이디 기판의 외주를 지지하고, 상기 다수의 고정홈들과 결합되는 결합부재가 형성된다,
상기 종래기술의 엘이디 전구는 가시광선을 발광하는 엘이디만으로서 조명용 전용으로 사용되어 엘이디 전구에서 발광하는 빛을 쪼여도 인체에서 비타민D의 체내합성 유도가 되지 아니하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 베이스에 연장된 본체의 내부 공간에 구성되고 중앙에 관통공이 구성된 조명살균 엘이디기판에 실장되는 조명 엘이디 및 살균을 수행할 수 있도록 405nm 파장의 자외선을 발광하는 UV-A 엘이디와, 조명살균 엘이디기판의 관통공에 안치되는 UV-B 엘이디기판에 실장되고 비타민D 합성을 위한 295~330nm 파장의 자외선을 발광하는 UV-B 엘이디와, 조명 엘이디 및 UV-A 엘이디의 빛을 확산하는 확산커버와, UV-B 엘이디에 대응되는 투과공과 UV-B가 확산될 수 있게 하고 저면에 돌출된 115~125°의 경사면이 구성된 리플렉터로 구성히여; UV-B 엘이디에서 발광하는 빛의 간섭을 최소화하고, 가정의 주방, 욕실, 거실 등이나 음식창고, 식당 조리실, 사무실 등의 천정 등에 설치되어 스위치의 온(On)/오프(Off)의 반복으로 조명등과 살균등 및 비타민D 체내합성 유도등으로 동시에 점등되거나 선택적으로 점등되게 하고 살균과 태양광을 쬐지 않더라도 실내 거주자나 환자 등에게 부족한 비타민D의 체내합성을 유도할 수 있게 하고 조명 엘이디, UV-A 엘이디 및 UV-B 엘이디 중에서 고장이 발생하면 해당 엘이디기판만 교체하면 되는 조명, 살균 및 비타민D 체내합성 유도용 바이오 전구를 제공함에 있다.
본 발명은 베이스에 연장된 본체의 내부 공간에 구성되고 중앙에 관통공이 구성된 조명살균 엘이디기판에 실장되는 조명 엘이디 및 UV-A 엘이디와, 조명살균 엘이디기판의 관통공에 안치되는 UV-B 엘이디기판에 실장되고 자외선을 발광하는 UV-B 엘이디와, 조명살균 엘이디기판의 관통공에 안치되는 UV-B 엘이디기판에 실장되고 비타민D 합성을 위한 자외선을 발광하는 UV-B 엘이디와, 조명 엘이디 및 UV-A 엘이디의 빛을 확산하고, UV-B 엘이디에 대응되는 투과공과 UV-B가 확산하고 저면에 돌출된 115~125°경사면이 구성된 리플렉터로 구성된다.
또한, 본 발명은 UV-A 엘이디는 파장 400~410nm의 자외선 광을 발광하고, 파장 405nm에서 피크파장(peak wavelength)으로 구성된다.
또한, 본 발명은 UV-B 엘이디는 광각 120°, 파장 295~330nm의 자외선 광을 발광하고, 파장 310nm에서 피크파장(peak wavelength)으로 구성된다.
또한, 본 발명은 하나의 중심 투과공을 형성하고 중심 투과공을 중심으로 다수개의 방사상의 투과공으로 구성되고 중심 투과공에 연장된 경사면의 상부 경계의 띠형 평면의 높이가 다른 상부 경계의 띠형 평면보다 낮게 구성된다.
또한, 본 발명은 조명 엘이디, UV-A 엘이디 및 UV-B 엘이디 중에서 어느 2종류의 앨이디가 전원과 MOSFET 트랜지스터(Q1)의 SW1에 연결되고, 나머지 하나의 엘이디가 전원과 MOSFET 트랜지스터(Q2)의 SW2에 연결되어 조명등과 살균등과 비타민D 체내합성 유도등이 동시에 조명되거나 선택적으로 조명된다.
본 발명은 조명 엘이디, UV-A 엘이디 및 UV-B 엘이디가 구성되어 스위치의 온(On)/오프(Off)의 반복으로 조명용, 살균용 및 비타민D 체내합성 유도용으로 동시 사용하거나 살균용으로 사용하거나 비타민D 체내합성 유도용으로 사용할 수 있는 효과 있다.
또한, 본 발명은 경사면과 투과공이 형성하는 전체형상의 끝단이 UV-B 엘이디에 접근돠게 구성되어 경사면과 투과공이 UV-B 엘이디에서 발광하는 빛의 간섭을 최소화하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 조명 엘이디 및 UV-A 엘이디가 조명살균 엘이디기판, UV-B 엘이디가 UV-B 엘이디기판에 구성되어 조명 엘이디, UV-A 엘이디, UV-B 엘이디가 고장이 발생하면 해당 엘이디기판만을 교체를 하면 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 UV-A 엘이디의 400~410nm 파장은 살균 기능을 유지하면서 안구질환이나 피부질환에 대한 위험도가 없는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 리플렉터는 사용 부주의에 의한 감전을 방지하여 안전성이 제고되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 UV-B 엘이디의 295~330nm 파장은 비타민D룰 생성할 수 있으면서 인체에 악영향이 없는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 UV-B 엘이디의 피크파장은 순방향 전류 4.0~30mA에서 전류의 크기와 상관없이 312~313nm 파장으로 안정적으로 유지되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 경사면이 리플렉터의 저면에서 조명 엘이디기판 방향으로 돌출되어 리플렉터의 외관이 미려한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 조명 엘이디와 UV-A 엘이디 및 UV-B 엘이디를 전원과 MOSFET 트랜지스터와 컨트롤러(IC)의 SW1 또는 SW2에 선택 연결하여 조명등과 살균등과 비타민D 체내합성 유도등이 동시에 조명되거나 어느 두개가 동시 조명되거나 나머지 하나가 개별적으로 조명되는 구성이 간단한 효과가 있다.
도 1: 본 발명의 사시도.
도 2: 본 발명의 분해 사시도.
도 3: 본 발명의 경사면과 투과공이 형성하는 형상도.
도 4: 본 발명의 UV-A 엘이디 및 UV-B 엘이디의 개략도.
도 5: 본 발명 컨트롤러의 블럭도,
도 6: 본 발명의 개략 회로도.
도 7: 본 발명 UV-A 엘이디의 UV-A 스펙트럼 특성그래프.
도 8: 본 발명 UV-A 엘이디의 순방향 전류 및 순방향 전압의 특성그래프.
도 9: 본 발명 UV-A 엘이디의 순방향 전류 및 피크파장의 특성그래프.
도 10: 본 발명 UV-B 엘이디의 UV-B 스펙트럼 특성그래프.
도 11: 본 발명 UV-B 엘이디의 순방향 전류 및 순방향 전압의 특성그래프.
도 12: 본 발명 UV-B 엘이디의 순방향 전류 및 피크파장의 특성그래프.
도 13: 청색광의 파장에 따른 위험도를 나타내는 그래프.
도 2: 본 발명의 분해 사시도.
도 3: 본 발명의 경사면과 투과공이 형성하는 형상도.
도 4: 본 발명의 UV-A 엘이디 및 UV-B 엘이디의 개략도.
도 5: 본 발명 컨트롤러의 블럭도,
도 6: 본 발명의 개략 회로도.
도 7: 본 발명 UV-A 엘이디의 UV-A 스펙트럼 특성그래프.
도 8: 본 발명 UV-A 엘이디의 순방향 전류 및 순방향 전압의 특성그래프.
도 9: 본 발명 UV-A 엘이디의 순방향 전류 및 피크파장의 특성그래프.
도 10: 본 발명 UV-B 엘이디의 UV-B 스펙트럼 특성그래프.
도 11: 본 발명 UV-B 엘이디의 순방향 전류 및 순방향 전압의 특성그래프.
도 12: 본 발명 UV-B 엘이디의 순방향 전류 및 피크파장의 특성그래프.
도 13: 청색광의 파장에 따른 위험도를 나타내는 그래프.
본 발명의 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않으며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 점에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
그러므로 본 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되고 본 발명의 출원 시점에 있어서 변형예들이 가능하거나 존재할 수 있음을 이해하여야 할 것이고 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
현대에 비타민D는 단순한 비타민의 수준을 넘어 신체의 다양한 기능에 관여하는 것으로 받아들여지고 있고, 비타민D는 심혈관계 질환, 당뇨, 대사 관련 질환, 피부과학적 질환 및 구루병, 골연화증같은 근골격계 질환들에 영향을 한다. 세계보건기구에 따르면 혈중 비타민D 농도가 10ng/ml 미만인 경우 결핍, 10~20ng/ml인 경우 부족으로 평가하고 있으며, 체내 비타민D가 20ng/ml 미만인 경우 심혈관계 질환, 암, 자가면역 길환 및 감염의 위험도가 올라 간다고 하며 전세계적으로 비타민D 결핍증의 비율은 점점 늘어나고 있다고 한다. 수면 조절을 관장하는 뇌간 부위에 비타민D 수용체가 발견됨에 따라 비타민D가 수면의 개시와 지속 등 수면 조절 시스템과도 연관이 있다고 알려져 있으며 최근 여러 연구를 통해 낮은 비타민D 농도가 수면시간, 수면의 질을 감소시키는 데 영향을 주는 것으로 밝혀진 바 있다.
상기 비타민D는 인체 필요한 성분이나 사람이 음식물을 통하여 섭취되는 비타민D는 많지 않고 대부분 태양광선의 UV-B에 의해 체내합성하여 보충하여야 하나 환자, 지하 공간이나 실내에서 근무하는 사람들은 신체 또는 근무 환경의 특성상 햇빛을 받지 못하여 비타민D의 결핍현상이 발생하기도 하며, 특히 적은 야외 활동량, 실내 생활, 자외선 차단제의 사용, 폐경, 상대적으로 적은 체지방률 등의 이유로 남성보다 여성에서 비타민D 부족 환자 비율이 상대적으로 높게 나타나며, 새끼 돼지(자돈)는 비타민D의 부족으로 폐사하는 경우가 발생한다는 보고서가 있다.
상기 사람들이 하루에 음식물을 통하여 섭취할 수 있는 비타민D의 양은 일반적으로 전체 필요량의 20% 정도에 해당하는 약 100IU(International Unit, 비타민D의 경우 1IU = 0.025㎍)에 불과하므로, 나머지 80%에 해당하는 비타민D의 부족을 채워야 한다. 이와 같이 부족한 부분을 태양광을 통하여 보충하지 않으면, 비타민D의 결핍에 따른 부작용이나 질병이 언제나 나타날 수 있다.
본 발명은 조명 엘이디(40)와 UV-A 엘이디(13) 및 UV-B 엘이디(80)가 구성되어 스위치의 온(On)/오프(Off)의 반복으로 조명용, 살균용 및 비타민D 체내합성 유도용으로 동시 사용하거나 살균용으로 사용하거나 비타민D 체내합성 유도용으로 사용이 가능하여 필요에 띠라 살균과, 지하 또는 반지하, 흐린 날씨가 많은 지방의 실내외, 흐린날이 많아 우울증이나 불면증 환자가 많이 발생하는 북유럽 국가 등의 실내외 등에 설치되어 환자, 지하 작업장에 근무하거나 반지하 주택에 거주하는 사람, 외출을 삼가하는 노인들이 살균과 태양광을 받지 아 니하더라도 UV-B의 조사에 의하여 평상시 비타민D를 체내합성할 수 있도록 하면서 치료 효과도 겸할 수 있다.
본 발명의 조명, 살균 및 비타민D 체내합성 유도용 바이오 전구(1)는 베이스(10)와 베이스(10)에 연장되는 본체(20)와 컨버터(도시 생략), 방열판(50), 관통공(31)이 구성된 조명 엘이디기판(30), 조명 엘이디(40), UV-A 엘이디(130), UV-B 엘이디기판(70), UV-B 엘이디(80), 본체(20)에 체결되고 투과공(92)과 경사면(93)이 구성된 리플렉터(90)로 구성된다.
상기 컨버터(도시 생략), 방열판(50), 조명살균 엘이디기판(30), 조명 엘이디(40), UV-A 엘이디(130), UV-B 엘이디기판(70), UV-B 엘이디(80)는 본체(20)와 리플렉터(90)가 체결되어 형성하는 내부 공간에 구성된다.
상기 베이스(10)는 소켓에 결합될 수 있도록 외주면에 금속의 둥근 숫나사가 구성되고 상측에는 외부로부터 구동전원을 공급받을 수 있도록 전극이 구성되며, 숫나사와 전극은 구동전원과 전기적으로 연결되고 조명 엘이디(40), UV-A 엘이디(130) 및 UV-B 엘이디(80)를 도통하는 전류가 상호 연결된다.
상기 본체(20)는 베이스(10)에 연장되고 베이스(10)에서 멀어질수록 횡단면이 크게 구성되고 끝단이 개방된다. 상기 본체(20)는 내부가 원통의 공간으로 형성되는 컨버터안치부(도시 생략)가 구성되고 외부의 전체 형상은 하부, 즉 조명방향으로 갈수록 면적이 넓어지는 나팔관 형상으로 되고 열전도체 합성수지로 구성되거나 비금속제로 구성된다. 상기 본체(20)는 원통형의 외부에 방열돌기(21)가 하부에서 하부로 갈수록 원통으로부터 멀어지게 구성된다. 상기 컨버터안치부(도시 생략)는 본체(20)에 구성된 원통형을 지칭하는 것으로서 컨버터(도시 생략)가 삽입되고 상하부의 직경이 동일하게 형성된다. 상기 본체(20)가 합성수지인 경우에는 비금속 원통을 인서트 사출하거나 합성수지 본체의 내부 원통 공간부에 비금속 원통을 삽입한 비금속 원통이 컨버터안치부(도시 생략)가 된다. 상기 비금속 원통형의 컨버터안치부(도시 생략)는 하부 끝단에서 본체(20)와 일체형으로 구성되고, 본체(20)에 대하여 방사상의 직각으로 돌출되고 일정 간격으로 이격 형성되는 다수개의 연결바에 의해 본체(20)의 원통 부분에 안치된다.
상기 방열돌기(21)는 베이스(10)의 하부에서 본체(20)의 하부까지 본체(20)의 외주면에 일정한 간격으로 복수개가 동일한 두께로 돌출형성되고 테이퍼(taper) 형태로 형성되어 본체(20)의 상부에서 하부에 접근할수록 면적이 넓어진다. 상기 방열돌기(21)는 본체(20)의 외주면으로부터 축방향을 따라 수직방향으로 형성되고, 방사상으로 형성되되, 외주면으로부터 일체로 돌출되어 형성된다. 상기 방열돌기(21)는 조명 엘이디(40), UV-A 엘이디(130) 및 UV-B 엘이디(80)에서 발생하는 열을 흡수하여 공기와 열교환하여 엘이디 전구의 내부 온도를 낮추고 안정화시킨다. 상기 본체(20)가 알루미늄 등의 금속 또는 비금속으로 구성되면 방열돌기(21)는 본체(20)의 재질도 본체(20)와 동일하게 구성된다.
상기 컨버터(도시 생략)는 컨버터안치부(도시 생략) 내에 입설 장착되고 수지계열의 기판상에 조명 엘이디(40), UV-A 엘이디(130) 및 UV-B 엘이디(80)를 구동하기 위한 구동회로 및 반도체 소자가 실장되며 외부 전극과 전선에 의하여 전기적으로 연결되고 전극선을 통해 입력되는 교류전류를 조명 엘이디(40), UV-A 엘이디(130) 및 UV-B 엘이디(80)에 적합한 직류전류로 변환하고 조명 엘이디(40), UV-A 엘이디(130) 및 UV-B 엘이디(80)와 전기적으로 연결, 즉 조명살균 엘이디기판(30) 및 UV-B 엘이디기판(70)의 전극회로에 연결된다.
상기 방열판(50)은 조명 엘이디(40), UV-A 엘이디(130) 및 UV-B 엘이디(80)에서 발생하는 열의 일부를 흡수하고 본체(20)의 내부에 컨버터안치부(도시 생략), 즉 컨버터(도시 생략)의 하측에 형성되고 조명살균 엘이디기판(30) 및 UV-B 엘이디기판(70)의 일면에 밀착되어 본체(20)에 체결되며 알루미늄 등 열전도성을 갖는 재질의 판으로 형성된다. 상기 방열판(50)은 본체(20)의 내부 가장자리의 형상에 대응되게 원판형으로 구성된다. 본 발명의 조명, 살균 및 비타민D 체내합성 유도용 바이오 전구(1)에서 용량이 작은 전구는 방열판(50)을 구성하지 아니할 수 있고, 용량이 큰 전구에도 방열판(50)을 구성하지 아니할 수 있으나 이 경우에는 본체(20)의 상하에 공기배출구(도시 생략)가 구성되어 조명 엘이디(40), UV-A 엘이디(130) 및 UV-B 엘이디(80)에서 발생하는 열은 공기 순환에 의해 냉각 배출되게하여 본체(20) 내의 온도가 안정화시킨다.
상기 조명살균 엘이디기판(30)은 본체(20)의 내부 공간에 중앙에 관통공(31)이 구성되고 통상적으로 사용되고 있는 수지계열의 재질로 된 판형으로 구성되고, 조명 엘이디(40) 및 UV-A 엘이디(130)를 전기적으로 연결할 수 있는 전극회로가 실장되고, 링 형상으로 구성된다.
상기 조명 엘이디(40)는 조명살균 엘이디기판(30)에 다수개로 실장되고 배열 어레이는 등분포되는 원형으로 배열될 수 있으며 배열 어레이는 이에 한정하지 아니하고 변형이 가능하고 일반적인 조명용 엘이디로서 그 특성은 한정되지 아니 한다. 상기 조명 엘이디(40)는 조명살균 엘이디기판(30)의 일면, 즉 리플렉터(90) 방향의 조명살균 엘이디기판(30)의 면에 실장되고 배열 형상, 간격 또는 개수는 필요에 따라 적절히 조절될 수 있다.
상기 UV-A 엘이디(130)는 살균 효능이 있으면서 위험도가 상대적으로 매우 낮은 근거리 자외선(Near UV)인 405nm 파장을 발광하는 엘이디를 사용한다. 상기 405nm 파장은 자외선과 가시광선 경계의 청자색 빛을 방출하며 UV-C 파장과 다른 살균효능을 가지고 있으며 자외선보다 파장이 길어 공간살균에 용이하다. 상기 UV-A 엘이디(130)는 400~410nm의 UV-A 파장 대역의 자외선 광을 발광한다. 400~430nm의 단파장 가시광선은 안구질환이나 피부질환에 대한 위험도가 상대적으로 낮으며, 병원성 미생물에 대한 살균 능력이 크나 UV-A 엘이디의 400~410nm 파장은 살균 기능을 유지하면서 안구질환이나 피부질환에 대한 위험도가 없다.
상기 UV-A 엘이디(130)의 전기광학적 특징(electo-optical characteristic)은 Ta=25℃일 때 405nm의 피크파장(peak wavelength)을 형성하고, 순방향 전압(forward voltage)이 3.4V, 반폭 스펙트럼 (spectrum half width)이 18nm, 광각(radiant angle)이 120°이다.
상기 UV-A 엘이디(130)에서 발광되는 UV-A 의 스펙트럼은 Ta=25℃일 때 파장 375nm에서 서서히 증가하여 파장 380~390nm에서 곡선으로 증가하며 이후 405nm까지 급격히 직선적으로 증가하여 최고 파장을 형성한 후 파장 425nm까지 직선적으로 감소한 후 파장 440nm까지 서서히 곡선적으로 감소하나 피크 파장 이후의 스펙트럼이 피크 파장 이전의 스펙트럼보다 약간 완만하게 형성된다.
상기 UV-A 엘이디(130)의 순방향 전류는 Ta=25℃일 때 순방향 전압 3.1V에서 3.3V까지 100mA에서 250mA로 직선적으로 증가하다가 3.3V에서 약간의 변곡점을 형성하여 순방향 전압 3.7V까지 700mA로 직선적으로 증가된다. 상기 UV-A 엘이디(130)의 피크파장은 순방향 전류 100mA에서 150mA까지 407.5nm에서 406.5nm까지 감소하여 약간의 변곡점을 형성하여 330mA에서 405,5mA까지 감소하여 약간의 변곡점을 형성하여 700mA까지 404.8nm으로 직선적으로 감소한다.
상기 UV-A 엘이디(130)는 엘지이노텍(LGInnotek)사의 UV-A 엘이디(모델명 5152) 및 서울반도체의 엘이디를 사용할 수 있으며, 엘지이노텍(LGInnotek) 및 서울반도체의 UV-A 엘이디(130)는 피크파장(Peak wavelength)이 405nm 이다.
상기 UV-B 엘이디기판(70)은 조명살균 엘이디기판(30)의 관통공(31)에 안치되고, UV-B 엘이디(80)가 안치된다. 상기 UV-B 엘이디기판(70)은 본체(20)의 내부 공간에 안치 고정되고 UV-B 엘이디(80)가 실장되고, 통상적으로 사용되고 있는 수지계열의 재질로 된 원판형으로 구성되고, 컨버터(도시 생략) 및 UV-B 엘이디(80)를 전기적으로 연결할 수 있는 전극회로가 실장된다.
상기 UV-B 엘이디(80)는 UV-B 엘이디기판(70) 상에 다수개가 실장되되 수량이 조명 엘이디(40)의 수량보다 적게 구성되고 UV-B 엘이디기판(70)에 중앙의 하나가 구성되고 중앙을 중심으로 동심원형으로 배열된다. 상기 UV-B 엘이디(80)의 배열 어레이는 이에 한정하지 아니하고 변형이 가능하다. 상기 UV-B 엘이디(80)는 295~330nm의 UV-B 파장 대역의 자외선 광을 발광하고 UV-B 엘이디기판(70)의 일면, 즉 리플렉터(90) 방향의 UV-B 엘이디기판(70)의 면에 실장되고 배열 형상, 간격 또는 개수는 필요에 따라 적절히 조절될 수 있다.
280nm 이하의 파장을 가지는 자외선은 살균력은 강하나 피부암을 유발하는 문제점이 있고, 340~380nm의 파장을 가지는 자외선은 색소 침착성도 있으므로 UV-B 엘이디의 295~330nm 파장은 비타민D룰 생성할 수 있으면서 인체에 악영향이 없다. 상기 UV-A 엘이디 및 UV-B 엘이디는 상대적으로 세기가 약한, 즉 상대적으로 저출력인 경우에는 병렬 또는 적절한 직병렬로 구성하여 저전류에 의해 구동과 수명의 연장을 도모할 수 있다.
상기 UV-B 엘이디(80)의 전기광학적 특징(electo-optical characteristic)은 Ta=25℃일 때 310nm의 피크파장(peak wavelength)을 형성하고, 순방향 전압(forward voltage)이 6.2V, 반폭 스펙트럼 (spectrum half width)이 11nm, 광각(radiant angle)이 120°이다. 상기 UV-B 엘이디(80)에서 발광되는 UV-B의 스펙트럼은 Ta=25℃일 때 파장 287nm에서 서서히 증가하여 파장 295~300nm에서 곡선으로 증가하며 이후 310nm까지 급격히 직선적으로 증가하여 최고 파장을 형성한 후 파장 325nm까지 직선적으로 감소한 후 파장 345nm까지 서서히 곡선적으로 감소하나 피크 파장 이후의 스펙트럼이 피크 파장 이전의 스펙트럼보다 약간 완만하게 형성된다.
상기 UV-B 엘이디(80)의 순방향 전류는Ta=25℃일 때 순방향 전압 5.6V에서 6.1V까지 0.0047A에서 0.01A로 직선적으로 증가하다가 6.1V에서 변곡점을 형성하여 순방향 전압 7.3V까지 0.03A로 급격한 직선적으로 증가된다. 상기 UV-B 엘이디(80)의 피크파장은 순방향 전류 4.0~30mA에서는 전류의 크기와 상관없이 312~313nm 파장으로 일정하게 안정적으로 유지한다.
상기 UV-A 엘이디(130) 및 UV-B 엘이디(80)는 UV-B의 자외선을 방출하고 Ⅲ족 질화물 반도체, 예컨대 AlGaInN계열의 반도체를 이용하여 형성된 무기 발광 다이오드인 자외선 발광다이오드(80-2)를 포함하여 구성될 수 있으며, 자외선 발광다이오드(80-2)는 플립칩형, 수직형 또는 수평형 등 그 구조도 특별히 한정되지 않는다. 상기 UV-A 엘이디(130) 및 UV-B 엘이디(80)는 엘이디본체(80-3)와 엘이디본체(80-3)에 장착되는 다수의 자외선 발광다이오드(80-2)와 엘이디본체(80-3) 및 자외선 발광다이오드(80-2)의 상부에 형성되어 자외선 발광다이오드(80-2)를 덮는 파장변환기(80-1)를 포함할 수 있으며, 파장변환기(80-1)는 자외선 발광다이오드(80-2)에서 방출된 광의 파장을 변환시키며 형광체(phosphor) 또는 양자점(quantum dot, QD)을 함유하는 수지층일 수 있다. 상기 양자점은 초미세 반도체 나노 입자로서 전기를 걸어주게 되면 UV-B 파장의 빛을 방출하며, 전력 소모량도 줄일 수 있다.
일반적으로, 태양광에 포함되어 있는 280~320nm 파장의 자외선B(UV-B)를 쪼임으로써 인체에서 비타민D의 생성이 가능하며, 인체의 피부에는 7-데히드로콜레스테롤(7-dehydrocholesterol)이라는 스테롤(sterol) 물질이 함유되어 있는데, 태양광의 UV-B를 쪼이게 되면 이러한 스테롤 물질이 비타민 D3로 전환하게 된다. 상기 UV-B 엘이디(80)는 서울바이오시스(SEOUL VIOSYS)사의 CA3535 series, 엘지이노텍(LGInnotek)사의 6060모델을 사용할 수 있으며, 서울바이오시스(SEOUL VIOSYS)사의 CA3535 series의 CUD1GF1A모델은 305~315nm의 피크파장(Peak wavelength)을 갖고 엘지이노텍(LGInnotek)사의 6060모델은 300~310nm의 피크파장을 갖는다.
상기 리플렉터(90)는 조명 엘이디(40) 및 UV-A 엘이디(130)에서 발광되는 빛을 확산시키기 위해 본체(20)의 개방된 저부에 체결되고, 투과공(92)과 경사면(93)이 구성되지 아니한 부분, 즉 조명살균 엘이디기판(30)에 대응되는 부분에서는 조명 엘이디(40) 및 UV-A 엘이디(130)에서 발광되는 빛을 입사하여 확산시킨다. 상기 조명 엘이디(40) 및 UV-A 엘이디(130)는 방전램프와 다르게 빛이 확산되는 각도가 작기 때문에 리플렉터(90)가 조명 엘이디(40) 및 UV-A 엘이디(130)의 빛의 조명 각도를 확장시킴으로써 조명되는 면적을 증가시켜 더욱 효율적인 조명 효과를 얻게한다. 또한, 상기 리플렉터(90)의 재질은 빛의 투과율을 향상시키기 위하여 투명유리, 아크릴(acrylic) 또는 폴리카보네이트(polycarbonate)가 사용될 수도 있고 내부에 확산제가 구성된다.
상기 리플렉터(90)는 UV-B 엘이디(80)에 대응되고 상하 관통된 투과공(92)과 투과공(62)에 연장, 즉 상부에서 하부 방향으로 갈수록 넓게 구성된 경사면(93)이 구성된다. 상기 리플렉터(90)는 조명 엘이디(40)에 대응하는 부분에는 투과공(92)과 경사면(93)이 구성되지 아니하고 UV-B 엘이디(80)에 대응하는 부분에는 투과공(92)과 경사면(93)이 구성되어 투과공(92)과 경사면(93)이 구성되지 아니한 부분에서는 조명 엘이디(40)및 UV-A 엘이디(130)에서 발광하는 빛을 입사하여 확산시키고 투과공(92)과 경사면(93)이 구성된 부분에서는 UV-B 엘이디(80)에서 발광하는 빛을 통과시킨다.
상기 리플렉터(90)는 저면에 곡면 또는 평면으로 구성되고 저면의 가장자리 둘레에 일체형으로 절곡된 수직부(91)가 구성된다. 상기 리플렉터(90)의 횡단면은 대략 '┗━━┙'형상으로 구성되고 본체(20)의 개방된 저부의 형상과 동일한 형상과 크기로 구성되고 수직부(10)와 본체(20)의 체결에 의해 리플렉터(90)가 본체(20에 체결된다.
상기 조명 엘이디(40) 및 UV-A 엘이디(130)는 방전램프와 다르게 빛이 확산되는 각도가 작기 때문에 리플렉터(90)가 조명 엘이디(40)의 빛의 조명 각도를 확장시킴으로써 조명되는 면적을 증가시켜 더욱 효율적인 조명 효과를 얻게한다. 상기 리플렉터(90)의 재질은 빛의 투과율을 향상시키기 위하여 투명유리, 아크릴(acrylic) 또는 폴리카보네이트(polycarbonate)가 사용될 수도 있고 내부에 확산제가 구성된다. 상기 리플렉터(90)는 UV-B 엘이디(80)에서 발광되는 UV-B가 투과할 수 있도록 투과공(62)이 구성된다. 상기 UV-B는 투과력이 매우 약하여 중간에 석영을 제외한 매개 물질이나 커버가 있으면 투과를 하지 못하므로 UV-B의 투과를 위하여 본체(20)의 개방된 저부를 완전히 노출시키게 되면 사람의 손이 UV-B 엘이디(80)의 단자부와 접촉할 수 있게 되어 사용 또는 설치 부주의에 의해 사람이 감전이 될 수 있으므로 리플렉터(90)에 의해 감전에 대한 안전성이 제고된다.
상기 투과공(62)은 UV-B 엘이디(80)에 대응되는 위치에 구성되어 UV-B 엘이디(80)의 수량과 동일하게 구성되고, 각각의 투과공(62)의 중심은 대응되는 각각의 UV-B 엘이디(80)의 중심과 대체로 일치되게 구성된다. 상기 투과공(62)의 단면은 UV-B 엘이디(80)의 평면과 동일하게 구성되는 것이 효율적이다. 상기 리플렉터(90)는 저면이 UV-B 엘이디(80)에서 발광되는 UV-B가 투과할 수 있도록 사각형, 원형 등으로 된 투과공(92)이 구성된다.
상기 UV-B는 높은 에너지 수준을 갖는 UV 방사선이나 석영(quartz)을 제외한 물질은 투과하지 못하는 특성을 갖고 있다. 상기 리플렉터(90)에서 UV-B 엘이디(80)에 대응되는 위치에는 석영(quartz)을 구성하여 UV-B 엘이디(80)에서 발광되는 UV-B가 투과되도록 하여야 하나 이를 위해서는 리플렉터(90)를 전체를 석영으로 구성하거나 투과공(62)과 경사면(93)을 석영으로 하고 그외는 플라스틱으로 구성, 즉 석영이 인서트된 리플렉터(90)로 구성하게 되면 석영의 가격이 비싸고 제작비가 고가되어 경제적, 실용적으로 바람직하지 않게 된다. 그러므로 상기 리플렉터(90)에서 UV-B 엘이디(80)에 대응되는 위치에 투과공(62)을 형성한다.
상기 경사면(93)은 리플렉터(90)의 내부 저면에서 상부방향으로 돌츨되어 본체(20)에 포용되어 리플렉터(90)의 저면이 미려하게 된다. 상기 경사면(93)은 투과공(62)에서 상부에서 하부 방향으로 갈수록 넓게, 즉 확장되게 구성되고 투과공(62)의 가장자리에서 전방을 향하여, 즉 UV-B 엘이디(80)에서 발광되는 UV-B가 투사되는 방향을 따라 점진적으로 확장하게 구성된다. 상기 경사면(93)은 UV-B가 투사되는 방향으로 갈수록 투과공(62)의 중심에서 외부방향으로 확장되는 경사면(93)으로 구성된다.
상기 경사면(93)과 투과공(92)이 형성하는 전체형상은 투과공(92)이 사각형으로 구성되는 경우에는 각뿔통(pyramid)이 절단된 형상으로 되고 투과공(92)이 원형으로 구성되는 경우에는 원뿔통이 절단된 형상으로 되고, 투과공(92)의 형상에 따라 이에 대응되는 절단된 통형으로 구성될 수 있따. 상기 절단된 각뿔통 또는 원뿔통이 리플렉터(90)의 저면에서 UV-B 엘이디(80)의 방향으로 돌출되게 구성되고 각뿔통 또는 원뿔통의 끝단과 UV-B 엘이디(80)가 접근되어 절단된 각뿔통 또는 원뿔통, 즉 경사면(93)과 투과공(92)이 UV-B 엘이디(80)에서 발광하는 빛의 간섭을 최소화한다.
상기 UV-B 엘이디(80)에서 발광되는 UV-B의 광각이 120°이므로 경사면(93)의 경사각은 115~125°로 구성되고 바람직하게는 120°로 구성된다. 상기 경사면(93)의 경사각이 115°이하인 경우에는 UV-B 엘이디(80)에서 발광되는 UV-B의 일부가 경사면(93)에 충돌 반사되어 UV-B의 광각이 축소되어 UV-B의 조사면적이 감소하게 되고, 경사면(93)의 경사각이 125° 이상인 경우에는 UV-B의 광각이 축소되지 아니하나 리플렉터(90)에서의 두께가 감소되는 부분이 증가하여 경사면(93)이 있는 리플렉터(90)의 강도가 저하된다. 상기 투과공(62)의 크기 및 경사면(93)의 경사각은 UV-B 엘이디(80)에서 방출된 UV-B 광을 최대한으로 받아들일 수 있으면서 리플렉터(90)의 강도를 최대한 유지할 수 있게 구성된 것이다.
상기 리플렉터(90)는 투과공(92)에 연장된 경사면(93)과 인접한 투과공(92)에 연장된 경사면(93)의 하부 경계는 띠형의 평면, 즉 띠면(94)으로 된다, 예를 들면, 상기 투과공(92)이 제1투과공, 제2투과공, 제3투과공, 제4투과공, 제5투과공, 제6투과공, 제7투과공의 7개로 구성되면서 제1투과공을 중심으로 제2투과공, 제3투과공, 제4투과공, 제5투과공, 제6투과공, 제7투과공이 동일한 간격 및 거리로 방사상으로 구성되어 연결한 선이 육각형을 이루어지면, 즉 가상의 육각형의 각각의 모서리에 제2투과공, 제3투과공, 제4투과공, 제5투과공, 제6투과공, 제7투과공이 구성되고 육각형의 내부 중앙에 제1투과공이 구성되면 제1투과공 내지 제7투과공의 경사면이 만나는 하부 경계 평면, 즉 띠면(94)은 벌집(honeycomb)형상으로 구성되고 제1투과공과 제1투과공에 인접한 투과공(92)에 의해 형성되는 하부 경계 평면, 즉 띠면(94)의 높이가 낮게 되면서 제2투과공 내지 제7투과공에 의해 형성되는 하부 경계 평면, 즉 띠면(94)은 방사상으로 갈수록, 즉 리플렉터(90)의 가장자리로 갈수록 높이가 높게 구성된다, 이는 곡면으로 된 리플렉터(90)에서 각각의 UV-B 엘이디(80)에 대응되는 각각의 투과공(92)과의 거리가 동일하게 되어 각각의 UV-B 엘이디(80)에서 조사되는 UV-B가 투과공(92)에 투과되는 투과각이 동일하게 된다.
상기 본체(20)와 리플렉터(90)는 이미 공지된 결합돌기(도시 생략) 및 결합홈(도시 생략) 등으로 된 원터치 체결수단(도시 생략)에 의하여 상호 체결된다. 상기 원터치 체결수단은 본체(20)의 내면 및 리플렉터(90)의 외면에 구성되되 결합돌기는 반구형 또는 삼각형으로 돌출되고 결합홈은 반구형 또는 삼각형의 요홈으로 대응되는 위치에 구성된다. 상기 결합돌기가 본체(20)의 내면에 구성되면 결합홈은 리플렉터(90)의 외면에 구성되고 결합홈이 본체(20)의 내면에 구성되면 결합돌기는 리플렉터(90)의 외면에 구성된다.
본 발명은 조명 엘이디(40)와 UV-A 엘이디(130) 및 UV-B 엘이디(80)의 점소등을 제어하기 위해 컨트롤러(IC, 220)가 구성된다. 상기 컨트롤러(IC, 220)는 Vref 및 내부 바이어스, 저전압 차단, 내부 OTP(Over-Temperature Protection), 저전압차단, 블랭킹 시간, 스위치(SW1, SW2) 컨트롤러, VDD 단자 과전압보호(VDD pin Over-Voltage Protection), 주파수 폴드 백, VDD 클램프, 삼각파 발진기, 클럭 생성기, 필터 및 비교기 등의 장치로 구성되어 최대 게이트 구동 출력 클램프기능, VDD 단자 과전압 보호기능, 사이클 별 전류 제한기능, 엘이디(LED) 과전류 보호기능, 엘이디(LED) 개방 루프 보호기능, 엘이디(LED) 단락 보호기능, 내부 온도 초과 보호기능 등의 기능을 수행하면서 스위치(SW1), 스위치(SW2), DRV 단자, GND 단자, COMP 단자, FB 단자, CS 단자, VDD 단자, CLK 단자 등으로 구성된다.
상기 컨트롤러(IC, 220)는 스위치의 온(ON)/오프(OFF)를 반복할 때마다 LED1, LED2, LED3 모두를 점등하게 하거나 LED1와 LED2를 동시 점등하거나 LED3 만을 점등 제어를 한다.
상기 컨트롤러(IC, 220)의 SW1은 LED1, LED2의 제어 신호를 출력하여 MOSFET 트랜지스터(Q1)가 작동되게 하고 SW2는 LED3의 제어 신호를 출력하여 MOSFET 트랜지스터(Q2)가 작동되게 한다. 상기 컨트롤러(IC, 220)는 스위치 조절부(SW1/SW2 Control)가 외부의 CLK 단자와 스위치(SW1) 및 스위치(SW2)에 연결되어 있다. 상기 CLK 단자는 외부 스위치의 CLK 신호를 감지하여 스위치 조절부(SW1/SW2 Control)에 신호를 인가하게 스위치조절부(SW1/SW2 Control)가 MOSFET 트랜지스터[(전계효과(電界效果) 트랜지스터(FET: field effect transistor, Q1)] 및 트랜지스터(Q2)의 온(On)/오프(Off)를 결정하여 스위치의 온(On)/오프(Off)의 반복 회수에 의하여 LED1 및 LED2의 점등, LED3의 개별 점등을 선택적으로 한다.
상기 MOSFET 트랜지스터(Q1) 만 온(On)되면 LED1 및 LED2가 발광되고 MOSFET 트랜지스터(Q2) 만 온(On)되면 LED3가 발광되고 MOSFET 트랜지스터(Q1)와 MOSFET 트랜지스터(Q2)가 동시에 온(On)되면 LED1, LED2, LED3가 동시에 발광된다. 교류 전원이 브릿지 정류기(BR: Bridge Rectifer, 210)를 통해 직류 전원(DC)으로 되어 컨트롤러(IC, 220)의 VDD에 공급되면 컨트롤러(IC, 220)가 작동을 시작하며, DRV 단자는 구동회로(200) 내의 MOSFET 트랜지스터를 작동시켜 구동회로(200) 전체가 가동되어 LED1와 LED2 및 LED3가 발광한다.
상기 CLK 단자는 컨트롤러(IC, 220)의 외부에서 스위치의 온(On)/오프(Off)를 CLK 신호로 받아 스위치 조절부(SW1/SW2 Control)를 작동시키며 스위치 조절부(SW1/SW2 Control)는 스위치(SW1, SW2)를 결정하여 구동(Driver)을 제어한다. 상기 교류(AC) 전원은 브릿지 정류기(BR, 210)를 통해 직류(DC)로 전환하여 회로의 입력 단자로 공급된다. 상기 직류(DC) 전원의 공급으로 컨트롤러(IC, 220)의 VDD 단자에 전원이 공급되어 컨트롤러(IC, 220)가 작동하여 DRV 단자는 외부 MOSFET 트랜지스터(Q1)를 작동시켜 구동회로(200) 전체가 가동되어 LED1와 LED2 및 LED3의 동작을 유도한다.
상기 구동회로(200)의 출력 전류는 LED1와 LED2 및 LED3를 발광시킬 수 있으나 LED1와 LED2 및 LED3 결선의 음극부가 스위칭 MOSFET 트랜지스터(Q1, Q2)에 결선되어 MOSFET 트랜지스터(Q1, Q2) 스위칭의 온(On)상태에서 만 LED1와 LED2 및 LED3의 폐회로가 구성되므로 LED1와 LED2 및 LED3의 발광 상태는 MOSFET 트랜지스터(Q1, Q2)가 온(On)일 때 발광(점등)하고 MOSFET 트랜지스터(Q1, Q2)가 오프(Off)일때는 비발광(소등)하는 조절이 된다.
상기 CLK 단자는 스위치의 온(On)/오프(Off)에 의해 브릿지 정류기(BR, 210)를 통해 직류 입력에 의한 CLK 신호가 인가되며 CLK 단자는 직류 입력의 유무에 따라 CLK 신호를 감지하여 컨트롤러(IC, 220)의 스위치조절부(SW1/SW2 Control)에 신호를 인가하게 된다. 상기 COMP 단자의 전압 레벨은 전원 스위치의 온(On) 시간을 결정하고 변압기(T1)의 에너지를 조절하며 COMP 단자의 전압이 높을 수록 구동의 듀티 사이클이 커져서 LED1와 LED2 및 LED3의 조도가 높아진다. 상기 컨트롤러(IC, 220)는 COMP 단자의 전압 신호에 따라 보상된 블랭 오프 시간을 적산하며 입력 전압이 높아지거나 부하가 더 가벼울 때 COMP 단자의 신호가 감소하고 컨트롤러(IC, 220)의 ZCD 회로에서 더 긴 블랭크 오프(Blank-Off) 시간이 발생하여 동작 주파수가 감소하고 효율이 향상된다.
상기 스위치의 온(On)에 의하여 교류 전압이 브릿지 정류기(BR, 210)를 통해 직류 전원(DC)으로 전환하여 회로에 처음 공급되면 LED1와 LED2 및 LED3 구동에 작류 전압이 인가되어 컨트롤러(IC, 220)가 동작하여 스위칭 동작을 시작하고 MOSFET 트랜지스터(Q1)(SW1 신호)에 의해 LED1와 LED2가 점등된다. 상기 컨트롤러(IC, 220)는 적절한 턴 온(Turn On) 시간과 함께 DRV 듀티 신호를 출력으로 LED1와 LED2 및 LED3가 현재 설정 레벨로 전류를 조절하며 MOSFET 트랜지스터(Q1)(SW1 신호)가 처음에 턴 온(Turn On)되는 동안, MOSFET 트랜지스터(Q2)(SW2)는 턴오프(Turn Off)된다.
상기 스위치가 오프(Off)되어 교류 입력 전압이 제거되면 VDD 단자 및 CLK 단자 전압이 모두 감소하여 컨트롤러(IC, 220)의 내부 타이머가 활성화되고 MOSFET 트랜지스터(Q1)가 오프(Off)된다. 상기 스위치의 온(On)에 의하여 구동회로(200)에 직류 전원이 다시 공급되어 VDD 전압이 상승하면 컨트롤러(IC, 220)가 동작하여 스위칭 동작을 시작하고 MOSFET 트랜지스터(Q2)(SW2 신호)에 의해 LED3가 점등된다. 상기 LED3의 전류의 전압이 내부 기준 전압과 비교되고, 컨트롤러(IC, 220)는 적절한 턴 온(Turn On) 시간과 함께 DRV 듀티 신호를 출력으로 LED3가 현재 설정 레벨로 전류를 조절하며 MOSFET 트랜지스터(Q2)(SW2 신호)가 턴 온(Turn On)되는 동안, MOSFET 트랜지스터(Q1)(SW1)는 턴 오프(Turn Off)된다.
상기 스위치가 오프(Off)되어 교류 입력 전압이 제거되면 VDD 단자 및 CLK 단자 전압이 모두 감소하고, 컨트롤러(IC, 220)의 내부 타이머활성화되고, MOSFET 트랜지스터(Q2)가 오프(Off)된다. 상기 스위치의 온(On)에 의하여 구동회로(200)에 직류 전원이 재차 공급되면 컨트롤러(IC, 220)가 동작하여 스위칭 동작을 시작하고 MOSFET 트랜지스터(Q1)(Q2)(SW1/SW2 신호)에 의해 LED1와 LED2 및 LED3가 점등된다. 상기 LED1와 LED2 및 LED3의 전류의 검출된 전압은 내부 기준 전압과 비교되고, 컨트롤러(IC, 220)는 적절한 턴 온(Turn On) 시간과 함께 DRV 듀티 신호를 출력으로 LED1와 LED2 및 LED3가 현재 설정 레벨로 전류를 조절하며 MOSFET 트랜지스터(Q1)(SW1 신호)가 턴 온(Turn On)되는 동안, MOSFET 트랜지스터(Q2)(SW2)도 턴 온(Turn On)된다. 상기 스위치가 오프(Off)되어 교류 입력 전압이 제거되면 VDD 단자 및 CLK 단자 전압이 모두 감소하여 컨트롤러(IC, 220)의 내부 타이머가 활성화되고, MOSFET 트랜지스터(Q1)(Q2)가 모두 오프(Off)된다.
상기 컨트롤러(IC, 220)는 사용시간과 관련된 데이터베이스화되어 데이터베이스에 의하여 LED1와 LED2 및 LED3가 기 설정된 일정시간 동안 점등되게 하거나 일정시간 동안 점등된 후 일정시간 동안 점멸되는 것을 반복되게 하여 사용자에 점등을 할 수 있다.
상기 조명 엘이디(40), UV-A 엘이디(130) 및 UV-B 엘이디(80) 중에서 어느 2종류의 앨이디가 전원과 MOSFET 트랜지스터(Q1)의 드레인(Drain)에 연결되고 MOSFET 트랜지스터(Q1)의 게이트(Gate)가 컨트롤러(IC)의 SW1에 연결되고 MOSFET 트랜지스터(Q2)의 소스(Source)가 컨트롤러(IC) FB에 연결된다. 상기 조명 엘이디(40), UV-A 엘이디(130) 및 UV-B 엘이디(80) 중에서 MOSFET 트랜지스터(Q1)에 연결되지 아니한 나머지 하나의 엘이디가 전원과 MOSFET 트랜지스터(Q2)의 드레인(Drain)에 연결되고 MOSFET 트랜지스터(Q2)의 게이트(Gate)가 컨트롤러(IC)의 SW2에 연결되고 MOSFET 트랜지스터(Q2)의 소스(Source)가 컨트롤러(IC) FB에 연결된다. 상기 MOSFET 트랜지스터(Q1) 만 온(On)되면 MOSFET 트랜지스터(Q1)에 연결된 엘이디가 점등되고, MOSFET 트랜지스터(Q2) 만 온(On)되면 MOSFET 트랜지스터(Q2)에 연결된 엘이디가 점등되고, MOSFET 트랜지스터(Q1)와 MOSFET 트랜지스터(Q2)가 동시에 온(On)되면 조명 엘이디(40)와 UV-A 엘이디(130) 및 UV-B 엘이디(80)가 동시에 점등된다.
상기 조명 엘이디(40), UV-A 엘이디(130)를 조명살균 엘이디기판(30)에 실장되고 UV-B 엘이디(80)를 UV-B 엘이디기판(70)에 실장된 상태에서 조명 엘이디(40), UV-A 엘이디(130)와 UV-B 엘이디(80)를 컨트롤러(IC, 220)의 스위치(SW1, SW2)와 MOSFET 트랜지스터(Q1, Q2), 즉 LED1, LED2, LED3에 연결하는 방법에 따라 다양하게 점등할 수 있다.
상기 컨트롤러(IC, 220)는 스위치의 온(ON)/오프(OFF)를 반복할 때마다 컨트롤러(IC, 220)의 스위치(SW1)와 MOSFET 트랜지스터(Q1)에 연결된 LED1, LED2와 컨트롤러(IC, 220)의 스위치(SW2)와 MOSFET 트랜지스터(Q2)에 연결된 LED2 에 연결하는 조명 엘이디(40), UV-A 엘이디(130)와 UV-B 엘이디(80)에 따라 점등을 다양하게 할 수 있다.
상기 컨트롤러(IC, 220)는 스위치의 온(ON)/오프(OFF)를 반복할 때마다 조명 엘이디(40), UV-A 엘이디(130)와 UV-B 엘이디(80) 모두를 점등 제어하거나, 조명 엘이디(40)와 UV-A 엘이디(130)를 동시 점등하고 UV-B 엘이디(80)를 개별 점등하거나, 조명 엘이디(40)와 UV-B 엘이디(80)를 동시 점등하고 UV-A 엘이디(130)를 개별 점등하거나, UV-A 엘이디(130)와 UV-B 엘이디(80)를 동시 점등하고 조명 엘이디(40)를 개별 점등할 수 있다.
조명방식에 따른 조명 엘이디(40), UV-A 엘이디(130)를 조명살균 엘이디기판(30)에 실장되고 UV-B 엘이디(80)를 UV-B 엘이디기판(70)에 실장된 상태에서 조명 엘이디(40), UV-A 엘이디(130)와 UV-B 엘이디(80)를 컨트롤러(IC, 220)의 스위치(SW1, SW2)와 MOSFET 트랜지스터(Q1, Q2), 즉 LED1, LED2, LED3에 연결하는 방법에 따라 다양하게 점등할 수 있다.
상기 컨트롤러(IC, 220)는 스위치의 온(ON)/오프(OFF)를 반복할 때마다 컨트롤러(IC, 220)의 스위치(SW1)와 MOSFET 트랜지스터(Q1)에 연결된 LED1, LED2와 컨트롤러(IC, 220)의 스위치(SW2)와 MOSFET 트랜지스터(Q2)에 연결된 LED2 에 연결하는 조명 엘이디(40), UV-A 엘이디(130)와 UV-B 엘이디(80)에 따라 점등을 다양하게 할 수 있다.
| 부호 | 조명방식 | LED1 | LED2 | LED3 |
| A | 조명, 살균 및 비타민D 체내합성 유도 동시 점등 | 조명 엘이디 | UV-A 엘이디 | UV-B 엘이디 |
| B | 조명 및 살균 동시 점등, 비타민D 체내합성 유도 개별점등 |
조명 엘이디 | UV-A 엘이디 | UV-B 엘이디 |
| C | 조명 및 비타민D 체내 합성 유도 동시 점등, 살균 개별점등 |
조명 엘이디 | UV-B 엘이디 | UV-A 엘이디 |
| D | 살균 및 비타민D 체내합성 유도 동시 점등 조명 개별점등 |
UV-A 엘이디 | UV-B 엘이디 | 조명 엘이디 |
상기 조명 엘이디(40)를 LED1에 연결하고 UV-A 엘이디(130)를 LED2에 연결하고 UV-B 엘이디(80)를 LED3에 연결한 상태에서 MOSFET 트랜지스터(Q1)(SW1)와 MOSFET 트랜지스터(Q2)(SW2)가 동시에 온(On)되면 부호 A와 같이 조명등, 살균등 및 비타민D 체내합성 유도등이 모두 동시 점등되고, 트랜지스터(Q1)(SW1)가 온(On)되고 MOSFET 트랜지스터(Q2)(SW2)가 오프(OFF)되면 조명등 및 살균등이 동시 점등되고 비타민D 체내합성 유도등이 소등되고, MOSFET 트랜지스터(Q1)(SW1)가 오프(OFF)되고 MOSFET 트랜지스터(Q2)(SW2)가 온(On)되면 조명등 및 살균등이 동시 소등되고 비타민D 체내합성 유도등이 점등되어 부호 B같이 점등을 할 수 있다.
상기 조명 엘이디(40)를 LED1에 연결하고 UV-B 엘이디(80)를 LED2에 연결하고 UV-A 엘이디(130)를 LED3에 연결한 상태에서 트랜지스터(Q1)(SW1)가 온(On)되고 MOSFET 트랜지스터(Q2)(SW2)가 오프(OFF)되면 조명등 및 비타민D 체내합성 유도등이 동시 점등되고 살균등이 소등되고, MOSFET 트랜지스터(Q1)(SW1)가 오프(OFF)되고 MOSFET 트랜지스터(Q2)(SW2)가 온(On)되면 조명등 및 비타민D 체내합성 유도등이 동시 소등되고 비타민D 체내합성 살균등이 점등되어 부호 C같이 점등을 할 수 있다.
상기 UV-A 엘이디(130)를 LED1에 연결하고 UV-B 엘이디(80)를 LED2에 연결하고 조명 엘이디(40)를 LED3에 연결한 상태에서 트랜지스터(Q1)(SW1)가 온(On)되고 MOSFET 트랜지스터(Q2)(SW2)가 오프(OFF)되면 살균등 및 비타민D 체내합성 유도등이 동시 점등되고 조명등이 소등되고, MOSFET 트랜지스터(Q1)(SW1)가 오프(OFF)되고 MOSFET 트랜지스터(Q2)(SW2)가 온(On)되면 살균등 및 비타민D 체내합성 유도등이 동시 소등되고 조명등이 점등되어 부호 D같이 점등을 할 수 있다.
상기 컨트롤러(IC, 220)는 스위치의 온(ON)/오프(OFF)를 반복할 때마다 조명 엘이디(40), UV-A 엘이디(130)와 UV-B 엘이디(80) 모두를 점등 제어하거나, 조명 엘이디(40)와 UV-A 엘이디(130)를 동시 점등하고 UV-B 엘이디(80)를 개별 점등하거나, 조명 엘이디(40)와 UV-B 엘이디(80)를 동시 점등하고 UV-A 엘이디(130)를 개별 점등하거나, UV-A 엘이디(130)와 UV-B 엘이디(80)를 동시 점등하고 조명 엘이디(40)를 개별 점등할 수 있다.
상기 컨트롤러(IC, 220)는 사용시간과 관련된 데이터베이스화되어 데이터베이스에 의하여 조명, 살균 및 비타민D 체내합성 유도용 바이오 전구(1)이 설정된 일정시간 동안 점등되게 하거나 일정시간 동안 점등된 후 일정시간 동안 점멸되는 것을 반복되게 하여 사용자에 필요한 살균 및 IU량에 해당하는 비타민D가 체내에서 합성되도록 하여 사용자가 편리하고 안심하여 사용할 수 있다.
상기 UV-A 엘이디(130)와 UV-B 엘이디(80)가 점등되면 실내 조명이 되면서 실내의 살균이 되면서 실내 거주자나 환자 등이 야외에서 태양광을 쬐지 않더라도 비타민D의 체내합성을 유도할 수 있고, UV-A 엘이디(130)만 점등되면 실내 조명이 되고, 야간 수명 시간에는 UV-B 엘이디(80) 만을 점등하게 되면 실내 거주자나 환자 등이 수면 중에도 비타민D의 체내합성을 유도할 수 있개 된다
1: 조명, 살균 및 비타민D 체내합성 유도용 바이오 전구
10: 베이스 20: 본체
21: 방열돌기 30: 조명살균 엘이디기판
31: 관통공 40: 조명 엘이디
50: 방열판 70: UV-B 엘이디기판
80: UV-B 엘이디 80-1: 파장변환기
80-2: 자외선 발광다이오드 80-3: 엘이디본체
90: 리플렉터 91: 수직부
92: 투과공 93: 경사면
94: 띠면 130: UV-A 엘이디
200: 구동회로 210: 브릿지 정류기
220: 컨트롤러
10: 베이스 20: 본체
21: 방열돌기 30: 조명살균 엘이디기판
31: 관통공 40: 조명 엘이디
50: 방열판 70: UV-B 엘이디기판
80: UV-B 엘이디 80-1: 파장변환기
80-2: 자외선 발광다이오드 80-3: 엘이디본체
90: 리플렉터 91: 수직부
92: 투과공 93: 경사면
94: 띠면 130: UV-A 엘이디
200: 구동회로 210: 브릿지 정류기
220: 컨트롤러
Claims (13)
- 소켓에 결합되는 베이스와;
상기 베이스에 연장되고 베이스에서 멀어질수록 횡단면이 크게 되는 본체와;
상기 본체의 내부 공간에 구성되고 중앙에 관통공이 구성된 조명살균 엘이디기판과;
상기 조명살균 엘이디기판에 실장되는 조명 엘이디와 자외선을 발광하는 UV-A 엘이디와;
상기 조명살균 엘이디기판의 관통공에 안치되는 UV-B 엘이디기판과;
상기 UV-B 엘이디기판에 실장되고 자외선을 발광하는 UV-B 엘이디와;
상기 본체에 체결되고, 조명 엘이디 및 UV-A 엘이디에서 발광되는 빛을 확산시키고, UV-B 엘이디에 대응되고 하나의 중심 투과공을 형성하고 중심 투과공을 중심으로 다수개의 방사상의 투과공으로 구성되고 중심 투과공에 연장된 경사면의 상부 경계의 띠면의 높이가 다른 상부 경계의 띠면보다 낮게 구성되는 투과공과, 투과공에 연장되고 리플렉터의 내부 저면에서 상부방향으로 UV-B 엘이디에 접근되게 돌출되고 UV-B 엘이디가 투사하는 방향을 따라 점진적으로 확장되는 경사면이 구성된 리플렉터로 구성되는 것을 특징으로 하는 조명, 살균 및 비타민D 체내 합성 유도 바이오 전구.
- 제1항에 있어서,
상기 경사면의 경사각은 115~125°로 구성되는 것을 특징으로 하는 조명, 살균 및 비타민D 체내 합성 유도 바이오 전구.
- 제2항에 있어서,
상기 UV-A 엘이디는 400~410nm 파장의 자외선을 발광하는 것을 특징으로 하는 조명, 살균 및 비타민D 체내 합성 유도 바이오 전구.
- 제2항에 있어서,
상기 UV-B 엘이디는 295~330nm 파장의 자외선을 발광하는 것을 특징으로 하는 조명, 살균 및 비타민D 체내 합성 유도 바이오 전구.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 조명 엘이디, UV-A 엘이디 및 UV-B 엘이디 중에서 어느 2종류의 앨이디가 전원과 MOSFET 트랜지스터(Q1)의 드레인(Drain)에 연결되고 MOSFET 트랜지스터(Q1)의 게이트(Gate)가 컨트롤러(IC)의 SW1에 연결되고 MOSFET 트랜지스터(Q2)의 소스(Source)가 컨트롤러(IC) FB에 연결되는 것을 특징으로 하는 조명, 살균 및 비타민D 체내 합성 유도 바이오 전구.
- 제11항에 있어서,
상기 조명 엘이디, UV-A 엘이디 및 UV-B 엘이디 중에서 MOSFET 트랜지스터(Q1)에 연결되지 아니한 나머지 하나의 엘이디가 전원과 MOSFET 트랜지스터(Q2)의 드레인(Drain)에 연결되고 MOSFET 트랜지스터(Q2)의 게이트(Gate)가 컨트롤러(IC)의 SW2에 연결되고 MOSFET 트랜지스터(Q2)의 소스(Source)가 컨트롤러(IC) FB에 연결되는 것을 특징으로 하는 조명, 살균 및 비타민D 체내 합성 유도 바이오 전구.
- 제12항에 있어서,
상기 MOSFET 트랜지스터(Q1) 만 온(On)되면 MOSFET 트랜지스터(Q1)에 연결된 엘이디가 점등되고, MOSFET 트랜지스터(Q2) 만 온(On)되면 MOSFET 트랜지스터(Q2)에 연결된 엘이디가 점등되고, MOSFET 트랜지스터(Q1)와 MOSFET 트랜지스터(Q2)가 동시에 온(On)되면 조명 엘이디와 UV-A 엘이디 및 UV-B 엘이디가 동시에 점등되는 것을 특징으로 하는 조명, 살균 및 비타민D 체내 합성 유도 바이오 전구.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220172752A KR102571272B1 (ko) | 2022-12-12 | 2022-12-12 | 조명, 살균 및 비타민d 체내 합성 유도 바이오 전구 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220172752A KR102571272B1 (ko) | 2022-12-12 | 2022-12-12 | 조명, 살균 및 비타민d 체내 합성 유도 바이오 전구 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102571272B1 true KR102571272B1 (ko) | 2023-08-28 |
Family
ID=87806316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220172752A KR102571272B1 (ko) | 2022-12-12 | 2022-12-12 | 조명, 살균 및 비타민d 체내 합성 유도 바이오 전구 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102571272B1 (ko) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005327577A (ja) * | 2004-05-13 | 2005-11-24 | Momo Alliance Co Ltd | 発光装置並びに該発光装置を用いた街灯、信号灯及び表示灯 |
| KR101887869B1 (ko) * | 2018-01-02 | 2018-08-13 | 주식회사 디에스이 | 벽 스위치를 이용한 엘이디 조명의 다단계 색 변환장치 |
| KR20210154458A (ko) * | 2020-06-12 | 2021-12-21 | 주식회사 루멘스 | 엘이디 조명장치 |
| KR20220038209A (ko) * | 2020-09-18 | 2022-03-28 | (주)썬웨이브 | 살균 겸용 엘이디 조명장치 |
| KR20220102717A (ko) * | 2021-01-14 | 2022-07-21 | 주식회사 디에이치라이팅 | 조명장치 |
-
2022
- 2022-12-12 KR KR1020220172752A patent/KR102571272B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR20220038209A (ko) * | 2020-09-18 | 2022-03-28 | (주)썬웨이브 | 살균 겸용 엘이디 조명장치 |
| KR20220102717A (ko) * | 2021-01-14 | 2022-07-21 | 주식회사 디에이치라이팅 | 조명장치 |
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