KR200280985Y1 - 조광 자동 조절 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 조명이 필요한 조광 장치에 관한 것으로, 특히 주변의 밝기에 따라 자동으로 조광을 조절하여 주변 밝기에 따른 발광이 이루어지도록 하여 수동 조작에 따른 불편함을 없애고 소비전력을 줄여 효율을 증가시킬 수 있는 조광 자동 조절 장치에 관한 것이다. 이를 해결하기 위하여 본 고안에 따른 조광 자동 조절 장치는: 상기 조광 자동 조절 장치에 필요한 전원을 공급하는 전원부; 상기 전원부로부터 인가되는 전원을 입력되는 조광 감지신호에 의거 전원을 조절하여 인가하는 전원 조절부; 주변의 조사광을 감지하여 조광 감지신호를 상기 전원 조절부로 출력하는 조광 감지부; 적어도 하나 이상의 발광 다이오드로 구성되며, 상기 전원 조절부를 통해 인가되는 전원 크기에 따라 발광 온/오프 및 발광의 세기를 달리하여 발광하는 발광부;를 구비함을 특징으로 한다.

Description

조광 자동 조절 장치{ILLUMINATION AUTOMATIC ADJUSTER}

본 고안은 조명이 필요한 조광 장치에 관한 것으로, 특히 주변의 밝기에 따라 자동으로 조광을 조절하여 주변 밝기에 따른 발광이 이루어지도록 하여 수동 조작에 따른 불편함을 없애고 소비전력을 줄여 효율을 증가시킬 수 있는 조광 자동 조절 장치에 관한 것이다.

카메라나 휴대폰 등의 모바일 단말기, PDA 등에는 야간 조작을 위하여 조명이 필요하다. 또한, 피부의 상태를 감지하는 스킨 케어 카메라(Skin care camera)도 조도 변화에 따른 발광 조절이 필요하다.

이러한 조명이나 발광 조절이 필요한 기기에 있어서 기존의 방법은 해당 기기에 조명 장치를 장착한 후, 사용자의 조작에 의해 조명이나 발광 장치가 온/오프 되도록 사용하고 있다. 즉, 주간과 같이 조명이 불필요한 경우에는 조명이나 발광 장치를 오프 상태로 조작하여 사용하고, 야간과 같이 조명이 필요한 경우에는 조명이나 발광 장치를 온 상태로 조작하여 사용하고 있다. 이는 사용자의 직관이나 판단에 의존한 수동 방식으로, 이러한 사용자 직관이나 판단에 의존한 수동 방식은 조광이 필요 없는 경우에도 조명이나 발광 장치가 계속 켜져 있어 불필요한 전력을 소모시킬 수도 있고, 반대로 어두운 곳에서 조광이 꼭 필요한 경우에 조명이나 발광 장치를 온 시킬 수 있는 스위치를 찾지 못하여 당황하는 경우를 발생시킬 수 있다. 이러한 불편함을 해소하고자 현재 일부 휴대폰 등에서 LCD의 백라이트(Backlight) 발광을 시간대별(예를 들어, 주간 AM07:00~PM18:00:"온(ON)", 야간 PM18:00~AM07:00:"오프(OFF)")로 미리 설정시켜 두고, 시간에 따라 LCD 백라이트의 발광을 자동으로 온/오프 하는 기능을 적용시키고 있다. 그러나, 시간대별로 LCD 백라이트를 온/오프 하는 방식도 또 다른 문제를 포함하고 있는데, 주간이라 하더라도 날씨에 따라 장소에 따라 주변 밝기가 다르다는 것을 고려하지 않는다는 점이다. 예를 들어, 주간에 영화관에서 영화를 보고 있는 사람이나, 빛이 전혀 들지 않는 실내에서는 아무리 주간이라 하더라도 주변이 굉장히 어두워 기기를 원활히 다룰만한 환경에 있지 못한다. 따라서, 이 경우에는 별도로 사용자가 조명이나 발광을 위하여 기기를 조작하여야 하였다.

카메라를 예를 들면, 기존 카메라들은 카메라에 장착되는 조명 장치를 수동으로 작동시키도록 되어 있어, 카메라 주변의 조도에 관계없이 조명이 필요 없는 경우에도 조명이 계속 켜져 있게 되어 불필요한 전력 소비와 카메라 수명의 단축과 화질 보상 문제에 영향을 받는다.

따라서, 본 고안의 목적은 주변의 밝기에 따라 자동으로 조광을 조절하여 주변 밝기에 따른 발광이 이루어지도록 하여 수동 조작에 따른 불편함을 없애고 소비전력을 줄여 효율을 증가시킬 수 있는 조광 자동 조절 장치를 제공함에 있다.

상기의 목적을 해결하기 위하여 본 고안의 제1견지에 따른 조광 자동 조절 장치는:

상기 조광 자동 조절 장치에 필요한 전원을 공급하는 전원부;

상기 전원부로부터 인가되는 전원을 입력되는 조광 감지신호에 의거 전원을 조절하여 인가하는 전원 조절부;

주변의 조사광을 감지하여 조광 감지신호를 상기 전원 조절부로 출력하는 조광 감지부;

적어도 하나 이상의 발광 다이오드로 구성되며, 상기 전원 조절부를 통해 인가되는 전원 크기에 따라 발광 온/오프 및 발광의 세기를 달리하여 발광하는 발광부;를 구비함을 특징으로 한다.

또한, 본 고안의 제2견지에 따른 조광 자동 조절 장치의 상기 조광 감지부는; 황화 카드뮴(CdS) 광도전 셀을 사용함을 특징으로 한다.

또한, 본 고안의 제3견지에 따른 조광 자동 조절 장치는; 상기 전원 조절부의 오차 보정을 위한 가변 저항을 더 구비함을 특징으로 한다.

또한, 본 고안의 제4견지에 따른 조광 자동 조절 장치는;

전원,

상기 전원이 인가되며, 일단이 제2저항의 타단에 연결되고, 타단이 접지되는 가변저항,

제1저항 및 제2저항,

적어도 하나 이상이 직렬 연결되며, 애노드단은 인접 연결된 발광 다이오드의 캐소드에 연결되거나 상기 전원에 연결되는 발광 다이오드(들),

애노드가 상기 제1저항의 타단과 연결되며, 캐소드는 접지되는 광도전셀,

베이스단이 상기 제1저항 및 제2저항의 일단에 병렬 연결되며, 콜렉터단이 상기 발광 다이오드(들)의 캐소드에 연결되며, 에미터단이 접지되는 트랜지스터로 구성됨을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 조광 자동 조절 장치의 블록 구성도,

도 2는 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 조광 자동 조절 장치의 구체 회로도,

도 3은 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 조광 자동 조절 장치의 구현 예를 도시한 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 전원부 20: 전원 조절부

30: 조광 감지부 40: 발광부

이하 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 고안에 따른 조광 자동 조절 장치의 블록 구성도이다. 본 고안에 따른 조광 자동 조절 장치는 전원부(10), 전원 조절부(20), 조광 감지부(30) 및 발광부(40)를 구비한다. 본 고안에 따른 조광 자동 조절 장치는 카메라, 휴대폰, PDA, 장착용 조명장치 및 스킨 케어 카메라 등에 적용되어 사용될 수 있다.

상기 전원부(10)는 상기 조광 자동 조절 장치에 필요한 전원을 공급하며, 예를 들어 상기 조광 자동 조절 장치가 적용되는 기기의 전원을 사용할 수 있다.

상기 전원 조절부(20)는 상기 전원부(10)로부터 인가되는 전원을 상기 조광 감지부(30)의 조광 감지신호에 의거 상기 발광부(40)에 인가할 전원을 조절하여 공급한다.

상기 조광 감지부(30)는 주변의 조사광을 감지하여 감지신호를 발생하며, 일 예로 CdS(황화 카드뮴)을 주성분으로 하는 광도전 셀(CdS Photoconductive Cells: 또는 광센서)을 사용한다. 상기 조광 감지부(30)는 상기 CdS 광도전 셀의 특징에 의해 내부 저항이 조사광 에너지에 대응하여 변화한다. 상기 조광 감지부(30)는 이렇게 감지된 주변의 조사광에 대한 감지신호를 상기 전원 조절부(20)로 출력한다.

상기 발광부(40)는 다수의 발광 다이오드(LED 또는 IR LED)로 구성되며, 상기 전원 조절부(20)를 통해 조절되는 인가 전압의 크기에 따라 발광 온/오프 및 발광의 세기가 가변적이 된다.

상술한 본 고안에 따른 조광 자동 조절 장치의 구체적 구현 예를 도 2의 회로도를 통해 설명한다. 도 2는 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 조광 자동 조절 장치의 구체 회로도이다.

상기 도 2에 도시된 본 고안의 실시 예에 따른 조광 자동 조절 장치의 회로도는 전원부로 VCC가 구비되고, 전원 조절부(20)로 저항 R1, R2 및 가변저항 VR1, 트랜지스터 Q1이 구비되고, 조광 감지부(30)로 CdS 광도전셀인 C1이 구비되며, 발광부(40)로 4개의 LED(LED1~LED4)가 구비된다.

회로의 배선 관계를 보면; npn 트랜지스터 Q1의 콜렉터단에는 상기 LED1의 캐소드가 연결되고, 상기 LED1의 애노드는 LED2의 캐소드에 연결된다. 이와 같이 LED1, LED2, LED3 및 LED4가 직렬 연결된다. 상기 LED4의 애노드는 전원 VCC에 연결되며, 아울러 상기 전원 VCC는 가변저항 VR1에 인가된다.

상기 npn 트랜지스터 Q1의 베이스단에는 저항 R1 및 R2의 일단이 병렬로 연결되며, 상기 저항 R2의 타단은 가변저항 VR1의 일단에 연결된다. 상기 가변저항 VR1의 타단은 접지된다.

상기 npn 트랜지스터 Q1의 에미터단은 접지된다.

그리고, 상기 저항 R1의 타단은 광도전셀 C1의 애노드에 연결되며, 상기 광도전셀 C2의 캐소드는 상기 Q1의 에미터단과 접지의 연결 노드에 접속된다.

이와 같이 배선된 조광 자동 조절 장치의 특징적 동작을 설명한다.

상기 도 2에서 가변저항 VR1은 상기 트랜지스터 Q1의 베이스 전류 조절용으로 사용되는데, 상기 광도전셀 C1의 감지능력이 센서 자체의 감지능력 오차를 보정하기 위해 사용된다.

상기 트랜지스터 Q1은 베이스 전류에 의거한 턴 온 또는 턴 오프 및 콜렉터 전류량에 의거하여 상기 LED1~LED4의 발광을 제어한다.

상기 저항 R1 및 저항 R2는 안전 전류 제한용도로 사용된다.

상기 광도전셀 C1은 주변 조사광(입사광 에너지)이 클수록 낮은 저항값을 출력하고, 주변 조사광이 작을수록 큰 저항값을 출력하여 빛에너지가 거의 없는 곳에서는 서의 절연체에 가깝게 동작하고, 조사광의 입사 에너지 크기에 따라 내부저항이 작아지게 되어 전류를 흘려 보내게 된다. 즉, 상기 광도전셀 C1은 본 회로에서 가변 저항기로서 동작된다.

전체적인 회로의 동작은 빛이 거의 없는 어두운 곳에서 상기 광도전셀 C1의 주변 조사광의 입사 에너지가 매우 작아져 저항이 커지게 되며, 상기 트랜지스터 Q1의 베이스단에 큰 베이스 전류가 흐르게 되어 콜렉터 전류가 포화(Saturated)에 이르게 된다. 따라서, 상기 LED1~LED4에는 최대의 전류가 흐르게 되어 상기 LED1~LED4는 발광 세기가 최대가 된다.

그러나, 주변이 점점 밝아지면 상기 광도전셀 C1 주변 조사광의 입사 에너지가 커지게 되며, 상기 트랜지스터 Q1의 베이스 전류가 점차 감소되어 콜렉터 전류 역시 작아지는데, 이로 인해 상기 LED1~LED4에 흐르는 전류가 감소되어 상기 LED1~LED4의 발광 세기는 줄어들어 밝기가 약해진다.

그러다가, 주변이 매우 밝아져서 상기 광도전셀 C1 주변 조사광의 입사 에너지가 매우 커지게 되면 상기 트랜지스터 Q1의 베이스 전류가 거의 흐르지 않게 되어 콜렉터 전류 역시 거의 흐르지 않게 된다. 따라서, 상기 트랜지스터 Q1은 턴 오프 상태가 된다. 그러면, 상기 LED1~LED4에는 전류가 흐르지 않아 동작하지 않는다.

이러한 방법으로, 본 고안에 따른 조광 자동 조절 장치는 주변의 조사광에 따라 발광부의 밝기를 자동으로 조절할 수 있게 된다.

예를 들어, 본 고안에 따른 조광 자동 조절 장치를 CCTV 카메라에 적용하게 되면 평상시에 80~90 mA 정도의 소비전류가 흐르고, 어두워지면 소비전류가 조금씩 증가하며 완전히 어두워지면 180~200 mA 정도의 소비전류가 흘러 기존 CCTV 카메라가 IR LED를 운용하기 위해서 180~200 mA 정도의 소비전류를 지속적으로 유지해 주어야 하는 것에 비하여 소비전류를 절감할 수 있다.

도 3은 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 조광 자동 조절 장치의 구현 예를 도시한 도면으로, 상기 도 2에 예를 든 회로를 원형의 보드에 적용한 일 예를 보인 것이다. 이러한 보드(100)는 외경 27mm, 내경 17mm 정도로 구현 가능하므로 조명이나 발열이 필요한 기기에는 어디든 적용 가능할 것이다.

또한, 상기 도 2 및 도 3에 따른 실시 예에서는 발광부에 사용되는 LED 개수를 4개로 한정하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐 입력 전압과 LED 소비 전압 관계에 의해 필요한 수만큼 증감시켜 사용하면 된다.

한편, 본 고안의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예를 들어 설명하였으나,본 고안의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 고안의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 실용신안등록청구의 범위뿐 아니라 이 실용신안등록청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 고안은 조명이 필요한 제품에 적용되는 조광 장치에 주변의 밝기에 따라 자동으로 조광이 조절되는 조광 자동 조절 장치를 안출함으로써 주변 밝기에 따라 필요한 만큼의 발열이나 조명이 이루어지도록 하여 수동 조작에 따른 불편함을 없애고 소비전력을 줄여 효율을 증가시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 조광 자동 조절 장치에 있어서:

   상기 조광 자동 조절 장치에 필요한 전원을 공급하는 전원부;

   상기 전원부로부터 인가되는 전원을 입력되는 조광 감지신호에 의거 전원을 조절하여 인가하는 전원 조절부;

   주변의 조사광을 감지하여 조광 감지신호를 상기 전원 조절부로 출력하는 조광 감지부;

   적어도 하나 이상의 발광 다이오드로 구성되며, 상기 전원 조절부를 통해 인가되는 전원 크기에 따라 발광 온/오프 및 발광의 세기를 달리하여 발광하는 발광부;를 구비함을 특징으로 하는 조광 자동 조절 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 조광 감지부는;

   황화 카드뮴(CdS) 광도전 셀을 사용함을 특징으로 하는 조광 자동 조절 장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 조광 자동 조절 장치는;

   상기 전원 조절부의 오차 보정을 위한 가변 저항을 더 구비함을 특징으로 하는 조광 자동 조절 장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 조광 자동 조절 장치는;

   전원,

   상기 전원이 인가되며, 일단이 제2저항의 타단에 연결되고, 타단이 접지되는 가변저항,

   제1저항 및 제2저항,

   적어도 하나 이상이 직렬 연결되며, 애노드단은 인접 연결된 발광 다이오드의 캐소드에 연결되거나 상기 전원에 연결되는 발광 다이오드(들),

   애노드가 상기 제1저항의 타단과 연결되며, 캐소드는 접지되는 광도전셀,

   베이스단이 상기 제1저항 및 제2저항의 일단에 병렬 연결되며, 콜렉터단이 상기 발광 다이오드(들)의 캐소드에 연결되며, 에미터단이 접지되는 트랜지스터로 구성됨을 특징으로 하는 조광 자동 조절 장치.