KR20070097603A - Ｌｅｄ를 이용한 조명장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED를 이용한 조명장치에 관한 것으로서, 서로 다른 색 온도의 빛을 출력하는 제1 및 제2 LED 모듈을 이용하여 다양한 색깔 및 밝기(조도)를 출력하는 LED를 이용한 조명장치를 제공한다.
본 발명은, LED를 이용한 조명장치에 있어서, 바닥판(11)과, 상기 바닥판(11)에 조립되는 하우징(13)으로 이루어지는 본체(1)와; 상기 본체(1) 내에 설치되어, 색 온도 및 밝기(조도)를 소정의 범위 내에서 조절하는 디밍 제어장치와, 각종 데이터 및 운영 프로그램 등이 저장되어, 소정의 신호에 따라 구동 제어되는 마이크로 컨트롤러 등과 같은 각종 전자 부품들이 실장되는 기판(3) 및 상기 기판(3)상에 실장되어, 전원 공급장치(S)에서 공급되는 전원에 의해 낮은 색 온도의 빛을 출력하는 제1 LED 모듈(51)과, 상기 제1 LED 모듈(51)과 다른 높은 색 온도의 빛을 출력하는 복수의 제2 LED 모듈(53)로 이루어지는 광원(5)을 구비하는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 조명장치를 제공한다.
LED, 광원, 조명장치, 하우징, 본체, 기판, 보호 케이스, 마이크로 컨트롤러.

Description

ＬＥＤ를 이용한 조명장치{ILLUMINATION APPARATUS USING LED}
도 1의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일실시예의 구성을 개략적으로 나타내는 도면,
도 2의 (a) 및 (b)는 본 발명의 다른 일실시예의 구성을 개략적으로 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 전체 구성 중 일부 구성 요소를 설명하기 위한 블록도이다.
[도면의 주요 부분에 대한 간단한 부호의 설명]
1 본체, 11 바닥판,
13 하우징, 15 반사갓,
3 기판, 5 광원,
51 제1 LED 모듈, 53 제2 LED 모듈,
7 보호 케이스, 9 투명 유리.
본 발명은 LED(Light Emit Diode)를 이용한 조명장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전원의 공급에 의해 서로 다른 색 온도의 빛을 출력하는 제1 및 제2 LED 모듈을 제어함으로써, 연색성이 높고, 태양에서 출력되는 빛의 색 온도에 가까운 빛을 출력하는 LED를 이용한 조명장치에 관한 것이다.
통상적으로, 연색성(演色性)이란 여러 가지 인공 광원에 의해, 물체 상에 빛을 비추는 경우 그 물체의 색깔이 어떻게 보이는지를 나타내는 광원의 성능이다. 인간은 태양 빛 아래에서 물체의 색깔을 가장 정확하게 인식하면서, 가장 자연스럽게 느끼고 있다.
그렇지만, 실내의 경우 혹은 야간에는 태양 빛을 이용할 수 없기 때문에, 다양한 종류의 인공 광원, 예컨대 백열전구, 형광램프 또는 할로겐 램프 등을 사용하여 물체 상에 빛을 비추고 있다. 이렇게 인공 광원을 채용하는 경우, 이들 인공 광원 아래에서 물체의 색깔을 정확하게 인식하는 것이 중요하다.
인공 광원으로서 백열전구를 채용하는 경우, 물체의 색깔은 적색이나 황색이 강조되어 보이고, 형광램프를 사용하는 경우 청색이 강조되어 보인다. 즉, 광원이 백열전구나 형광램프인 경우에는 태양보다 연색성이 떨어져 사물의 색깔이 정확하게 인식되고 있지 않아, 불쾌한 느낌이 든다.
한편, 빛은 색깔을 갖고 있으며, 이러한 빛의 색깔을 온도에 따라 표시하는 것이 색 온도이고, 그 단위는 절대온도(캘빈 온도)로서 K로 표시된다. 태양 빛의 경우 주간에는 대략 6500K로 표시되며, 소정의 범위 즉, 일출과 일몰 사이에서 색온도는 적색-황색-백색-황색-적색, 즉 2,00~8,000K 범위 내에서 변동하게 된다.
이렇게 태양에서 출력되는 빛의 색 온도가 변동되는 경우, 물체의 색깔을 정 확하고 자연스럽게 인식하기 위해서는, 낮은 조도에서는 낮은 색 온도의 광원을 사용하고, 높은 조도에서는 높은 색 온도의 광원을 사용하는 것이 바람직하다.
그런데, 백열 전구나 형광램프 등과 같은 인공 광원을 단독으로 사용하는 경우, 태양 빛에 가까운 색 온도를 구현하기 어려워 LED를 광원으로 사용하는 색온도 조정이 가능한 엘이디등이, 2003년 3월 18일자로 출원된 특허출원 제2003-16832호에 개시되어 있다.
이 종래 기술의 경우, 청색 LED와, 황록색 LED 및 주황색 LED로 구성되어 혼색 색온도를 3,000~8,000K 범위 내에서 조정하는 백색 엘이디등이 개발되어 병원에서 사용되고 있다.
그러나, 종래의 백색 엘이디등은 3가지 종류의 LED를 이용하여 혼색 색온도를 조절해야 한다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 전원의 공급에 의해 서로 다른 색 온도의 빛을 출력하는 제1 LED 모듈 및 제2 LED 모듈을 이용하여 연색성이 높고, 태양 빛에 가까운 색 온도를 출력하는 LED를 이용한 조명장치를 제공하는데 있다.
따라서, 본 발명의 다른 목적은 조명등의 점등시 주변의 상태, 즉 주변의 온도나 조도를 검출한 후, 이 검출된 조도에 맞는 색 온도 및 조도를 출력하는 LED를 이용한 조명장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 상기 및 그 이외의 목적, 특징, 양상 및 이점은 첨부된 도면과 결합되는 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
본원에 있어서 개시되는 발명중, 대표적인 것의 개요를 간단히 설명하면, 이하와 같다.
본 발명에 따른 LED를 이용한 조명장치는, LED를 이용한 조명장치에 있어서, 바닥판과, 상기 바닥판에 조립되는 하우징으로 이루어지는 본체와; 상기 본체 내에 설치되어, 색 온도 및 밝기(조도)를 소정의 범위 내에서 조절하는 디밍 제어장치와, 각종 데이터 및 운영 프로그램 등이 저장되어, 소정의 신호에 따라 구동 제어되는 마이크로 컨트롤러 등과 같은 각종 전자 부품들이 실장되는 기판 및 상기 기판 상에 실장되어, 전원 공급장치에서 공급되는 전원에 의해 낮은 색 온도의 빛을 출력하는 제1 LED 모듈과, 상기 제1 LED 모듈과 다른 높은 색 온도의 빛을 출력하는 복수의 제2 LED 모듈로 이루어지는 광원을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 LED 모듈은 1,600~2,700K의 낮은 색 온도를 출력하는 복수의 LED로 구성되고, 상기 제2 LED 모듈은 5,000~10,000K의 높은 색 온도를 출력하는 복수의 LED로 구성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 상기 광원을 덮도록 설치되어, 외부의 충격으로부터 상기 광원을 보호하는 동시에, 상기 광원에서 출력되는 빛을 확산시키는 보호 케이스를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명은 키패드, 온/오프 스위치 및 디스플레이 등을 포함하는 원격 제어장치를 더 포함하고, 상기 기판은 상기 원격 제어장치와 적외선 혹은 무선으로 데이터를 송수신하는 무선 송수신부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 본체와 독립적으로 설치되어, 주변의 온도나 조도 등의 상태를 검출하여 LCD, OLED 등의 디스플레이를 통해 표시하는 상태 검출장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
게다가, 상기 본체는 직사각형, 원형 또는 타원형의 형태로 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 본체의 하우징 상에는 반사갓이 더 설치되며, 상기 반사갓의 단부에는 투명 유리가 더 설치되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 실시형태를 상세히 설명한다. 또한, 본 발명의 실시형태를 설명하기 위한 전체 도면에 있어서, 동일한 기능을 갖는 것은 동일한 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다.
도 1의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일실시예의 구성을 개략적으로 나타내는 평면도 및 측면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 LED를 이용한 조명장치에 있어서, 본체(1)와; 기판(3) 및 광원(5)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 또, 본 발명은 상기 광원(5)을 보호하는 보호 케이스(7), 원격 제어장치 및 상태 검출장치를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 본체(1)는 바닥판(11)과, 상기 바닥판(11)에 하우징(13)이 조립되어, 내부에 기판(3)을 수용할 수 있는 공간을 갖는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 바닥판(11)은 직사각형의 플라스틱이나 금속재료로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 하우징(13)은 터널 형태로 속이 비어 있는 금속재료로 형성되며, 상면측에는 복수의 LED가 끼워지는 복수의 구멍이 형성되는 것이 바람직하다.
다음에, 상기 기판(3)은 상기 본체(1)의 내부에 형성된 상부 공간 내에 고정 설치되며, 상기 기판(3) 상에는 외부의 전원 공급장치(도 3 참조)(P)와 전기적으로 연결되는 제1 LED 모듈(51) 및 제2 LED 모듈(53), 모드 스위치나 조절장치 등과 같은 조절유닛 등과 전기적으로 연결되는 디밍 제어장치 및 마이크로 컨트롤러 등과 같은 각종 전자 부품들이 실장되는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로, 상기 디밍 제어장치 및 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 제1 LED 모듈(51) 및 제2 LED 모듈(53)의 색 온도 및 조도를 제어하는 미 도시된 외부의 조절유닛에 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 광원(5)은 상기 기판(3)상에 실장되는 제1 LED 모듈(51) 및 제2 LED 모듈(53)로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1 LED 모듈(51)은 전원의 공급에 의해 낮은 색 온도, 즉 1,600~2,700K를 출력하는 복수의 LED로 구성되고, 상기 제2 LED 모듈(53)은 5,000~10,000K의 색 온도를 출력하는 복수의 LED로 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 보호 케이스(7)는 상기 광원(5)을 보호하기 위해 상기 광원(5)을 덮도록 설치되며, 투명 혹은 반투명한 플라스틱으로 구성되는 것이 바람직하다.
또, 키패드, 온/오프 스위치 및 디스플레이 등을 포함하는 원격 제어장치를 더 포함하는 경우에는, 상기 기판(3)은 상기 원격 제어장치와 적외선 혹은 무선으로 데이터를 송수신하는 무선 송수신부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 주변의 온도나 조도 등의 상태를 검출하는 상태 검출장치를 더 포함하 는 경우, 상기 상태 검출장치는 상기 본체(1)와 독립적으로 설치되어, 온도나 조도 검출센서 및 디스플레이로 구성되는 것이 바람직하다. 여기서, 검출센서는 주변의 온도를 검출하는 접촉형 방식이나 비접촉형 방식의 온도 검출센서 혹은 주변의 조도를 검출하는 조도 검출센서 등으로 구성되는 것이 바람직하며, 디스플레이는 주변의 온도나 조도 등을 표시하는 LCD, OLED 등으로 구성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 본체(1)는 직사각형의 형태로 구성되는 것이 바람직하다.
다음에, 도 2의 (a) 및 (b)는 본 발명의 다른 일실시예의 구성을 개략적으로 나타내는 평면도 및 측면도이다.
도 1의 실시예와 본 실시예의 기술 구성은 거의 동일하므로, 도 1에 도시된 부분과 다른 점에 대해서만 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 본체(1)가 원형으로 형성되어 있지만, 타원혀으로 형성되어 된다. 또한, 하우징(13)의 단부에는 원뿔형의 반사갓(15)이 설치되어 광원(5)에서 출력되는 빛을 반사시켜 방사상의 형태로 출력하고 있다.
그리고, 상기 반사갓(15)의 단부에는 상기 반사갓(15)의 표면이 오염물질에 의해 오염되어 반사 효율이 떨어지는 것을 방지하도록, 투명한 유리(9)가 더 설치되는 것이 바람직하다.
이렇게 구성되는 본 발명의 동작에 대해서 도 3을 참조하여, 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 전체 구성 중 일부 구성 요소를 설명하기 위한 블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 먼저 미 도시된 조절유닛을 온 상태로 조작하여, 상 용 교류전원인 110V 또는 220V를 공급하는 전원 공급장치(P)에서 기판(3)을 통해 광원(5)인 제1 LED 모듈(51) 및 제2 LED 모듈(53)로 전원을 각각 공급한다.
이때, 상기 기판(3)상에 설치된 디밍 제어장치에 연결된 마이크로 컨트롤러는 상기 광원(5)인 제1 LED 모듈(51) 및 제2 LED 모듈(53)의 점등이나 소등 여부를 판정하여, 점등상태로 판정되면 상기 전원 공급장치(P)에서 상기 제1 LED 모듈(51) 및 제2 LED 모듈(53)로의 전원 공급을 개시하고, 그렇지 않으면 전원 공급을 차단한다.
계속해서, 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 광원(5)을 구성하는 제1 LED 모듈(51) 및 제2 LED 모듈(53)로의 전원 공급시 내장된 메모리에 기 설정된 조도가 저장되어 있는지를 판정한다. 그 결과, 기 설정된 조도가 있는 경우에는 기 설정된 조도에 따라 상기 디밍 제어장치를 제어하고, 기 설정된 조도가 없는 경우에는 상기 조절유닛의 조절상태 또는 상태 검출장치를 통해 검출되는 주변의 온도나 조도를 검출하여 메모리에 임시로 저장한다.
이때, 기 설정된 조도가 있는 경우, 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 디밍 제어장치를 제어함으로써, 상기 전원 공급장치(P)에서 상기 제1 LED 모듈(51) 및 제2 LED 모듈(53)로 공급되는 전압이나 위상을 제어하여, 기설정된 조도에 따라 상기 제1 LED 모듈(51) 및 제2 LED 모듈(53)에서 출력되는 빛의 색 온도 및 조도를 조절한다.
또한, 기 설정된 조도가 없는 경우, 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 상태 검출장치를 통해 메모리에 임시로 저장된 주변의 온도나 조도에 맞추어 최적의 조도 를 설정한 후, 이 설정된 조도에 맞추어 상기 전원 공급장치(P)에서 상기 제1 LED 모듈(51) 및 제2 LED 모듈(53)로 공급되는 전압이나 위상을 제어함으로써, 상기 제1 LED 모듈(51) 및 제2 LED 모듈(53)에서 출력되는 빛의 색 온도 및 조도를 조절한다.
한편, 상기 제1 LED 모듈(51) 및 제2 LED 모듈(53)에서 출력되는 빛의 색 온도 및 조도의 설정은, 상기 조절유닛을 통해 사용자가 직접 설정하여 메모리에 저장하거나 혹은 상기 상태 검출장치에서 검출되는 주변의 온도나 조도에 맞추어 내장된 프로그램에 따라 자동적으로 설정하여 메모리에 임시로 저장한다.
또한, 별도의 원격 제어장치를 이용하여 상기 기판(3)에 설치된 무선 송수신부를 통해서 적외선 혹은 무선으로 데이터를 송수신하면서, 상기 제1 LED 모듈(51) 및 제2 LED 모듈(53)에서 출력되는 빛의 색 온도 및 조도를 상기 마이크로 컨트롤러에 내장된 메모리에 설정하는 것도 가능하다.
이렇게 설정된 광원(5)의 색 온도 및 조도에 따라, 상기 디밍 제어장치가 상기 전원 공급장치(P)에서 상기 제1 LED 모듈(51) 및 제2 LED 모듈(53)로 공급되는 전압이나 위상을 제어함으로써, 연색성이 있는 빛의 온도에 따른 색깔, 즉 색 온도 1,600~10,000K 범위 내의 빛을 상기 제1 LED 모듈(51) 및 제2 LED 모듈(53)로 구성되는 광원(5)을 통해 출력하게 된다.
즉, 상기 본체(1)의 내부에 설치된 기판(3)상에 실장되는 디밍 제어장치를 통해서 일출에서 일몰까지 태양에서 출력되는 빛에 가까운 색 온도, 즉 1,600~10,000K 범위 내에서 마이크로 컨트롤러에 의해 설정되는 색 온도 및 조도에 따라 제1 LED 모듈(51) 및 제2 LED 모듈(53)에서 출력되는 빛의 색 온도 및 조도가 각각 조절된다.
이렇게 조절된 색 온도 및 조도로 광원(5)에서 출력되는 빛이 보호 케이스(7)를 통해 대상물로 조사되거나 혹은 반사갓(15)에 의해 반사되어 직접 혹은 투명 유리(9)를 투과해서 대상물로 조사되게 된다.
이상, 본 발명자에 의해 이루어진 발명을 실시형태에 의거해서 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지 변경 가능한 것은 말할 필요도 없다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 서로 다른 색 온도의 빛을 출력하는 제1 LED 모듈 및 제2 LED 모듈을 이용하여, 연색성이 높으면서 일출에서 일몰까지 태양에서 출력되는 색 온도 범위 내에서 임의의 빛을 출력할 수 있다는 효과가 있다
또한, 본 발명에 의하면 조명등의 점등시 주변의 상태, 즉 주변의 온도나 조도를 검출한 후, 이 검출된 조도에 맞는 색 온도 및 조도의 빛을 자동적으로 출력할 수 있다는 효과도 있다.

Claims (6)

  1. LED를 이용한 조명장치에 있어서,
    바닥판(11)과, 상기 바닥판(11)에 조립되는 하우징(13)으로 이루어지는 본체(1)와;
    상기 본체(1) 내에 설치되어, 색 온도 및 밝기(조도)를 소정의 범위 내에서 조절하는 디밍 제어장치와, 각종 데이터 및 운영 프로그램 등이 저장되어, 소정의 신호에 따라 구동 제어되는 마이크로 컨트롤러 등과 같은 각종 전자 부품들이 실장되는 기판(3) 및;
    상기 기판(3)상에 실장되어, 전원 공급장치(S)에서 공급되는 전원에 의해 약 2,000K의 낮은 색 온도의 빛을 출력하는 복수의 LED로 구성되는 제1 LED 모듈(51)과, 상기 제1 LED 모듈(51)과 다른 약 8,000K의 높은 색 온도의 빛을 출력하는 복수의 LED로 구성되는 제2 LED 모듈(53)로 이루어지는 광원(5)을 구비하는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 조명장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광원(5)을 덮도록 설치되어, 외부의 충격으로부터 상기 광원(5)을 보호하는 동시에, 상기 광원(5)에서 출력되는 빛을 확산시키는 보호 케이스(7)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 조명장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    키패드, 온/오프 스위치 및 디스플레이 등을 포함하는 원격 제어장치를 더 포함하고,
    상기 기판(3)은 상기 원격 제어장치와 적외선 혹은 무선으로 데이터를 송수신하는 무선 송수신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 조명장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 본체(1)와 독립적으로 설치되어, 주변의 온도나 조도 등의 상태를 검출하여 LCD, OLED 등의 디스플레이를 통해 표시하는 상태 검출장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 조명장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 본체(1)는 직사각형, 원형 또는 타원형의 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 조명장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 본체(1)의 하우징(13)상에는 반사갓(15)이 더 설치되며, 상기 반사갓(15)의 단부에는 투명 유리(9)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 조명장치.
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