KR20120111304A - 엘이디 조명기구 - Google Patents

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KR20120111304A
KR20120111304A KR1020110029723A KR20110029723A KR20120111304A KR 20120111304 A KR20120111304 A KR 20120111304A KR 1020110029723 A KR1020110029723 A KR 1020110029723A KR 20110029723 A KR20110029723 A KR 20110029723A KR 20120111304 A KR20120111304 A KR 20120111304A
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    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/003—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array
    • F21V23/004—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array arranged on a substrate, e.g. a printed circuit board
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
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    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Abstract

지향각을 확장하여 넓은 배광분포를 제공할 수 있으며, 특히 배광분포의 균일도를 향상시킬 수 있는 엘이디 조명기구가 개시된다. 상기 엘이디 조명기구는, 기판; 상기 기판의 가장자리 영역에 실장 되는 적어도 하나의 엘이디 소자를 포함하는 제1 발광소자부; 상기 기판의 내측영역에 실장 되는 적어도 하나의 엘이디 소자를 포함 제2 발광소자부; 상기 제1 발광소자부와 제2 발광소자부의 경계영역에 배치되어 상기 제1 발광소자부에서 발생하는 빛을 측면과 후면으로 반사시키는 적어도 하나의 반사부; 상기 제1 발광소자부에서 발생하는 빛의 세기 또는 색온도를 직접 검출하는 제1 센서부; 상기 제1 발광소자부에서 발생되어 상기 반사부에 의해 반사된 빛의 세기 또는 색온도를 검출하는 제2 센서부; 및 상기 제1 센서부 및 상기 제2 센서부에 의해 각각 검출된 빛의 세기 또는 색온도를 상호 비교하고, 그 비교 결과에 따라 상기 제1 발광소자부를 구동하는 구동 전력을 제공하는 구동 제어 회로부를 포함한다.

Description

엘이디 조명기구{LED Illumination Equipment}
본 발명은 엘이디 조명기구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지향각을 확장하여 넓은 배광분포를 제공할 수 있으며, 특히 배광분포의 균일도를 향상시킬 수 있는 엘이디 조명기구에 관한 것이다.
일반적으로 실내 또는 실외의 조명등으로 백열전구나 형광등이 많이 사용되고 있는데, 이러한 백열전구나 형광등은 수명이 짧아 자주 교환하여야 하는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 우수한 제어성, 빠른 응답속도, 높은 전기-광 변환효율, 긴 수명, 적은 소비전력 및 높은 휘도의 특성을 갖는 LED를 적용한 조명기구가 개발되기에 이르렀다.
즉, LED(Light Emitting Diode)는 광전변환 효율이 높기 때문에 소비전력이 적고, 열적 방전적 발광이 아니기 때문에 예열시간이 불필요하여 점등, 소등속도가 빠르다는 장점이 있다.
또한, LED는 가스나 필라멘트가 없기 때문에 충격에 강하고 안전하며, 안정적인 직류 점등방식의 채택으로 전력소모가 적고 고 반복, 펄스 동장이 가능하고 시신경의 피로를 저감할 수 있을 뿐만 아니라 사용수명이 반영구적이면서 다양한 색상의 조명효과도 낼 수 있고, 작은 광원을 사용함에 따라 소형화가 가능하다는 장점이 있다.
일반적으로, 엘이디 소자는 발광 시 120 내지 130도의 지향각을 형성하기 때문에, 이러한 엘이디 소자를 적용한 조명 기구는 대략 전방으로만 집중 배광되고, 후면으로 배광되지 않는 배광분포를 나타나게 된다.
이에 따라, 백열전구에서 나타나는 배광분포와 비교할 때, 엘이디 소자를 이용한 조명기구는 빛을 후면으로 배광하는 배광분포를 가질 수 없으므로 실내나 실외의 공간에서 조도를 충분히 확보할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 엘이디 소자에서 발생하는 빛의 일부를 조명기구의 측면 및 후면으로 배광하여 지향각을 확장한 넓은 배광분포를 갖는 엘이디 조명기구를 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
특히, 본 발명은 조명기구의 측면 및 후면으로 배광되는 빛의 세기를 제어함으로써 지향각의 확장은 물론 균일한 조도를 얻을 수 있는 엘이디 조명기구를 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,
기판;
상기 기판의 가장자리 영역에 실장 되는 적어도 하나의 엘이디 소자를 포함하는 제1 발광소자부;
상기 기판의 내측영역에 실장 되는 적어도 하나의 엘이디 소자를 포함 제2 발광소자부;
상기 제1 발광소자부와 제2 발광소자부의 경계영역에 배치되어 상기 제1 발광소자부에서 발생하는 빛을 측면과 후면으로 반사시키는 적어도 하나의 반사부;
상기 제1 발광소자부에서 발생하는 빛의 세기 또는 색온도를 직접 검출하는 제1 센서부;
상기 제1 발광소자부에서 발생되어 상기 반사부에 의해 반사된 빛의 세기 또는 색온도를 검출하는 제2 센서부; 및
상기 제1 센서부 및 상기 제2 센서부에 의해 각각 검출된 빛의 세기 또는 색온도를 상호 비교하고, 그 비교 결과에 따라 상기 제1 발광소자부를 구동하는 구동 전력을 제공하는 구동 제어 회로부를 포함하는 엘이디 조명기구를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 반사부는 일단이 상기 기판에 가까이 배치되고, 상기 일단으로부터 상기 기판에서 멀어지는 방향으로 소정 높이를 갖도록 형성되며, 상기 반사부의 타단은 상기 일단보다 상기 제1 발광소자부 측으로 더 가까이 배치될 수 있다.
이 실시형태에서, 상기 제1 센서부는, 상기 반사부의 타단에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제2 센서부는, 상기 제1 발광소자부가 실장된 영역보다 상기 기판의 가장자리에 더 가까운 영역, 상기 제1 발광소자부 보다 더 외곽 영역에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 구동 제어 회로부는, 상기 제1 센서부에 의해 검출된 빛의 세기 또는 색온도가 상기 제2 센서부에 의해 검출된 빛의 세기 또는 색온도에 비해 소정 임계치 이상 큰 경우, 상기 제1 발광소자부의 구동전력을 증가시키며, 상기 제1 센서부에 의해 검출된 빛의 세기 또는 색온도가 상기 제2 센서부에 의해 검출된 빛의 세기 또는 색온도에 비해 소정 임계치 보다 작은 경우, 상기 제1 발광소자부의 구동전력을 감소시키도록 동작할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 구동 제어 회로부는, 상기 제1 발광소자부의 엘이디 소자를 구동하는 제1 구동회로부 및 상기 제2 발광소자부의 엘이디 소자를 구동하기 위해 상기 제1 구동회로부와 별도로 마련되는 제2 구동회로부를 포함할 수 있다.
이 실시형태에서, 상기 제1 구동회로부는, 상기 제1 발광소자부의 엘이디 소자에 제공되는 전력을 스위칭 방식으로 제어하는 펄스폭 변조 방식의 구동회로일 수 있다.
이 실시형태에서, 상기 구동 제어 회로부는, 상기 제1 센서부와 상기 제2 센서부에 의해 각각 검출된 빛의 세기 또는 색온도를 상호 비교하는 비교부 및 상기 비교부의 비교 결과에 따라 상기 제1 구동회로부의 스위칭 듀티를 제어하는 펄스폭 변조 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1 구동회로부는, 교류 전원을 입력 받아 전파 정류하는 정류회로부; 상기 정류회로부의 출력단과 상기 제1 발광소자부의 일단 사이에 배치되어, 상기 제1 발광소자부의 엘이디 소자를 구동하기 위한 구동전력을 제공하는 인덕터; 상기 제1 발광소자부의 일단과 타단에 병렬 연결된 캐패시터; 상기 인덕터와 상기 제1 발광소자부의 일단에 연결되어 상기 제1 발광소자부에 역방향 전류를 차단하는 다이오드; 및 상기 인덕터로부터 방기 발광소자로 공급되는 전력을 제어하기 위해 소정 스위칭 듀티로 온/오프 되는 스위칭 소자를 포함할 수 있다.
이 실시형태에서, 상기 구동 제어 회로부는, 상기 제1 센서부와 상기 제2 센서부에 의해 각각 검출된 빛의 세기 또는 색온도를 상호 비교하는 비교부 및 상기 비교부의 비교 결과에 따라 상기 스위칭 소자의 스위칭 듀티를 제어하는 펄스폭 변조 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기판에 실장 되는 제1 발광소자부와 이보다 내측에 실장 되는 제2 발광소자부의 경계영역에 반사부를 배치하여 제1 발광소자부에서 발생하는 빛을 측면과 후면으로 반사시킴으로써 지향각을 확산할 수 있다.
이를 통해, 백열전구와 유사한 배광특성을 갖게 됨으로써, 백열전구를 사용하는 등기구에 조명효율의 저하없이 대체 사용할 수 있고, 넓은 지향각을 얻을 수 있어 국부조명이 아닌 메인 조명으로 사용할 수 있으므로 사용용도 및 적용분야를 확대할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면, 측면 및 후면으로 반사되는 광의 세기 또는 색온도를 제어함으로써 조명 기구의 배광 균일도를 제어하고 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 엘이디 조명기구의 엘이디 패키지부를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 엘이디 조명기구의 구동 제어 회로부를 도시한 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 엘이디 조명기구의 구동 제어 회로부의 구체적인 회로 구성의 일례를 도시한 회로도이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상이 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상의 범위 내에 든다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 엘이디 조명기구의 엘이디 패키지부를 도시한 단면도이다. 또한, 도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 엘이디 조명기구의 구동 제어 회로부를 도시한 블록 구성도이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 엘이디 조명기구는, 도 1에 도시된 엘이디 패키지부(10)와 도 2에 도시된 구동 제어 회로부(20)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 1의 엘이디 패키지부(10)는, 기판(110), 제1 발광소자부(121), 제2 발광소자부(122), 반사부(130), 제1 센서부(141) 및 제2 센서부(142)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 도 2의 구동 제어 회로부(20)는, PWM 제어부(21), 제1 구동회로부(221), 제2 구동회로부(222) 및 비교부(23)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 기판(110)은 도 2에 도시된 구동 제어 회로부(20) 및 제1 및 제2 발광소자부(121, 122)와 전기적으로 연결되는 사전에 설정된 배선 패턴을 상면 및/또는 하면에 형성한 기판부재이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 기판(110)은 방열패드(112)를 매개로 하여 히트싱크(114)의 상부면에 탑재될 수 있다. 상기 히트싱크(114)는 상기 기판(110)에 실장된 제1 및 제2 발광소자(121,122)의 발광 시 발생하는 열을 외부로 방출할 수 있도록 알루미늄과 같이 열전도성이 우수한 금속소재로 이루어지는 것이 바람직하다.
이러한 히트싱크(114)의 외부면에는 방열면적으로 확대하여 열방출효율을 높일 수 있도록 복수개의 방열핀을 구비할 수도 있다. 그리고, 상기 히트싱크(114)는 제1 발광소자부(121)에서 발생되는 빛의 일부가 후술할 반사부(130)에 의해 측면과 후면으로 반사되는 과정에서 후면 측으로 발광되는 영역을 확장하여 빛의 지향각을 넓힐 수 있도록 내측에서 외측방향으로 상부 측에 절개 형성되는 가이드면(115)이 구비되어 상기 반사부(130)에 의해 반사되는 빛을 후방으로 안내할 수도 있다.
상기 히트싱크(114)의 외측테두리 탑재면에는 상기 제1 발광소자(121)와 제2 발광소자(122)를 외부환경으로부터 보호하면서 발광 시 발생되는 빛을 외부로 방출시킬 수 있도록 내부에 공간부(S)를 갖는 투광성 커버(150)를 구비할 수 있다. 이러한 투광성커버(150)는 제1 발광소자부(121) 및 제2 발광소자부(122)에서 발생되는 빛을 확산시켜 외부로 방출할 수 있도록 광확산 재료로 제조될 수 있다.
제1 발광소자부(121)와 제2 발광소자부(122)는 각각 복수의 엘이디 소자를 포함할 수 있다. 상기 제1 발광소자부(121)는 기판(110)의 가장 영역에 일정 패턴으로 배치될 수 있으며, 상기 제2 발광소자부(122)는 상기 제1 발광소자(121)부 보다 기판의 내측 영역에 일정 패턴으로 배치될 수 있다.
도 1의 실시형태는 제1 발광소자부(121)와 제2 발광소자부(122)가 모두 복수 개의 엘이디 소자로 구현되는 예를 도시하고 있으나, 도시되지 않는 다른 실시형태에서는 단일 보드 상에 복수 개의 엘이디 소자가 집적되어 발광칩을 형성하는 칩 온 보드(COB: Chip On Board)형태로 구현되거나 리드프레임이 포함된 패키지 형태로 구현되거나 이들의 조합으로 구현될 수 있다.
상기 반사부(130)는 상기 기판(110)의 상부에 설치되어 상기 제1 발광소자부(121)와 제2 발광소자부(122)의 실장 영역을 구분할 수 있다. 상기 반사부(130)는 상기 제1 발광소자부(121)에서 발생되는 빛을 조명 장치의 측면과 후면으로 반사시키는 역할을 한다.
상기 반사부(130)는 소정 높이를 갖는 반사판으로 구현될 수 있으며, 상기 기판(110)의 가장자리 영역에 실장 되는 제1 발광소자부(121)와 상기 기판(110)의 내측영역에 실장 되는 제2 발광소자부(122)의 경계영역에 설치된다. 이와 같은 반사부(130)는 가장자리 측에 배치된 제1 발광소자부(121)에서 발생하는 빛을 상기 기판(110)을 기준으로 하여 측면과 후면으로 반사할 수 있는 단면상을 포함한다.
상기 반사부(130)는 일단이 상기 기판(110)에 가까이 배치되고, 상기 일단으로부터 상기 기판(110)에서 멀어지는 방향으로 소정 높이를 갖도록 형성되며, 상기 반사부(130)의 타단은 상기 일단보다 상기 제1 발광소자부(121) 측으로 더 가까이 배치되어 제1 발광소자부(121)에서 방출된 빛을 측면 및 후면 방향으로 반사할 수 있다.
도 1에서, 상기 반사부(130)는 기판 측의 일단에서 상부의 타단으로 갈수록 제1 발광소자부(121) 측으로 곡선형으로 휘어지는 형상을 갖는 일례가 도시된다. 도시되지는 않지만, 본 발명의 다른 실시형태에서, 반사부는, 기판에 고정되는 일단으로부터 수직하게 일정 높이 연장되는 수직부와, 상기 수직부의 단부로부터 상기 제1 발광소자부 측으로 일정 각도 경사지게 연장되어 타단을 형성하는 경사부를 갖는 형상을 가질 수도 있다. 또한, 도시되지는 않지만, 본 발명의 또 다른 실시형태에서, 반사부는 기판에 고정되는 일단으로부터 제1 발광소자 측으로 휘어지는 하부 곡선부와, 상기 하부 곡선부의 단부로부터 상기 제1 발광소자 측으로 일정 각도 경사지게 연장되어 타단을 형성하는 경사부를 갖는 형태를 가질 수도 있다. 또한, 도시되지는 않지만, 본 발명의 또 다른 실시형태에서, 반사부는 기판에 고정되는 일단으로부터 일정높이 연장되는 수직부와, 상기 수직부의 단부로부터 상기 제1 발광소자부 측으로 휘어져 타단을 형성하는 상부 곡선부를 포함하는 형태로 구현될 수도 있다.
상기 제1 센서부(141)는 제1 발광소자부(121)로부터 직접 입력되는 광의 세기 또는 색온도를 검출한다. 즉, 상기 제1 센서부(141)는, 제1 발광소자부(121)에서 출력되는 광이 반사부(130)에 반사부에 의해 반사되지 않은 상태에서 나타내는 광 세기 또는 색온도를 검출한다.
상기 제1 센서부(141)는 제1 발광소자부(121)로부터 직접 입력되는 광을 검출할 수 있도록, 기판 측에 일단이 위치하고 상부로 연장되어 형성되는 상기 반사부(130)의 타단에 배치될 수 있으나, 제1 센서부(141)가 배치되는 위치는 이에 한정되지는 않는다. 다른 실시형태에서, 상기 제1 센서부(141)는 제1 발광소자부(121)로부터 직접 광을 입력 받을 수 있는 임의의 위치에 배치될 수 있다.
상기 제2 센서부(142)는 제1 발광소자부(121)로부터 방출되어 반사부(130)에 의해 반사되는 광의 세기 또는 색온도를 검출한다.
상기 제2 센서부(142)는 제1 발광소자부(121)로부터 방출되어 반사부(130)에 의해 반사되는 광을 검출할 수 있도록, 기판의 가장자리 영역에 배치될 수 있다. 특히, 반사광을 효율적으로 검출할 수 있도록, 상기 제2 센서부(142)는 제1 발광소자부(121)에 비해 더욱 기판의 가장자리에 가까운 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 도 1의 실시형태에서, 상기 제2 센서부(142)는 기판(115)의 가장자리에 배치되는 것으로 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시형태에서, 상기 제2 센서부(142)는 제1 발광소자부(121)로부터 출력되어 반사부(130)에 의해 반사된 광을 입력 받을 수 있는 임의의 위치에 배치될 수 있다.
상기 구동 제어 회로부(20)는 상기 제1 센서부(141) 및 상기 제2 센서부(142)에 의해 각각 검출된 빛의 세기 또는 색온도를 상호 비교하고, 그 비교 결과에 따라 상기 제1 발광소자부(121)를 구동하는 구동 전력을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 구동 제어 회로부(20)는 상기 제1 센서부(141)에 의해 검출된 빛의 세기 또는 색온도가 상기 제2 센서부(142)에 의해 검출된 빛의 세기 또는 색온도에 비해 소정 임계치 이상 큰 경우, 반사부(130)에 의해 반사되어 측면이나 후면 방향으로 배광되는 빛의 양이 부족한 것으로 판단하여 상기 제1 발광소자부의 구동전력을 증가시키도록 동작할 수 있다.
이와 반대로, 상기 제1 센서부(141)에 의해 검출된 빛의 세기 또는 색온도가 상기 제2 센서부(142)에 의해 검출된 빛의 세기 또는 색온도에 비해 소정 임계치 보다 작은 경우, 반사부(130)에 의해 반사되어 측면이나 후면 방향으로 배광되는 빛의 양이 과도한 것으로 판단하여 상기 제1 발광소자부의 구동전력을 감소시키도록 동작할 수 있다.
이러한 구동 제어 회로부(20)의 동작을 통해, 엘이디 조명기구의 측면 또는 후면으로 배광되는 빛의 양을 적절하게 제어할 수 있어 엘이디 조명기구의 배광 균일도 향상을 도모할 수 있다.
도 2에 도시된 것과 같이, 전술한 구동 제어 회로부(20)의 동작을 구현하기 위해, 상기 구동 제어 회로부(20)는, 제1 발광소자부(121)의 엘이디 소자와 제2 발광소자부(122)의 엘이디 소자를 개별적으로 각각 구동하는 제1 구동회로부(221)와 제2 구동회로부(222)를 포함할 수 있다.
또한, 제1 구동회로부(221)와 제2 구동회로부(222)는 스위칭 방식으로 전력을 제어하는 펄스폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation) 방식의 구동회로로 구현될 수 있다. 펄스폭 변조 방식의 전력 제어를 위해, 상기 구동 제어 회로부(20)는 펄스폭 변조 회로부(21)를 포함할 수 있다. 이에 더하여, 상기 구동 제어 회로부(20)는, 제1 센서부(141)와 제2 센서부(142)에 의해 각각 검출되는 광의 세기 또는 색온도를 비교하기 위해 비교부(23)를 더 포함할 수 있다.
상기 펄스폭 변조 회로부(21)는, 사용자의 입력에 의해 제공되는 디밍 제어신호를 입력 받아 그에 대응되는 스위칭 듀티를 결정하는 펄스폭 변조 제어신호를 생성하여 상기 제1 구동회로부(221)와 제2 구동회로부(222)로 출력한다.
상기 비교부(23)는 제1 센서부(141)와 제2 센서부(142)에 의해 각각 검출되는 광의 세기 또는 색온도를 비교하고 그 결과를 펄스폭 변조 제어부(21)로 출력한다. 상기 펄스폭 변조 제어부(21)는, 상기 비교부(23)의 비교 결과에 따라 상기 제1 구동회로부(121)의 스위칭 듀티를 추가적으로 제어한다. 즉, 제2 구동회로부(222)는, 사용자 입력에 의한 디밍 제어신호에 따라 펄스폭 변조 제어부(21)에 의해 결정되는 스위칭 듀티로 동작하여, 제2 발광소자부(122)로 제공되는 구동 전력을 생성한다. 이에 반해, 제1 구동회로부(221)는, 사용자의 디밍 제어신호에 따라 펄스폭 변조 제어부(21)에 의해 결정되는 스위칭 듀티에 더하여, 제1 센서부(141) 및 제2 센서부(142)에 의해 검출된 광의 세기 또는 색온도의 비교 결과에 따라 펄스폭 변조 제어부(21)에 의해 수정되는 스위칭 듀티로 동작한다.
이와 같이, 본 발명의 엘이디 조명기구는, 정면으로 출력되는 광을 생성하는 발광소자부와 측면 또는 후면 방향으로 반사되어 출력되는 광을 생성하는 발광소자부 각각의 구동 전력을 개별 제어하며, 특히 측면 또는 후면 방향으로 반사되어 출력되는 광의 세기를 검출하여 그 출력을 적절하게 제어하게 함으로써 엘이디 조명 기구의 전체적인 배광 균일도를 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 엘이디 조명기구의 구동 제어 회로부의 구체적인 회로 구성의 일례를 도시한 회로도이다. 도 3은 특히 제1 구동회로부(221)의 회로 구성을 더욱 상세하게 도시하였으나, 스위칭 소자로 제공되는 펄스폭 변조 제어 신호가 갖는 속성의 차이점을 제외하고는 실질적으로 동일한 회로구성을 갖도록 제2 구동회로부(222)도 구현 가능할 것이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제1 구동회로부(221)는, 정류회로부(D32, D33, D34, D35), 인덕터(L31), 커패시터(C31), 다이오드(D31), 스위칭 소자(Q31)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 정류회로부(D32, D33, D34, D35, C32)는 인가되는 교류 전원(Vac)을 전파 정류할 수 있다. 상기 정류회로부는 브릿지 회로를 구성하는 복수의 다이오드(D32, D33, D34, D35)와 정류회로부의 출력단이 되는 노드(N31, N34)에 양단이 연결된 커패시터(C32)를 포함할 수 있다.
상기 인덕터(L31)는 정류회로부(D32, D33, D34, D35, C32)의 출력단(N31)과 제1 발광소자부(121)의 일단(N32) 사이에 위치하여, 제1 발광소자부(121)의 엘이디 소자에 일정 범위의 전류를 제공할 수 있다. 상기 인덕터(L31)는, 펄스폭 변조 제어부에 의해 소정 듀티로 동작하는 스위칭 소자(Q31)의 온/오프 상태에 따라 에너지를 축적하였다가 제1 발광소자부(121) 측으로 공급하는 동작을 반복할 수 있다.
상기 커패시터(C31)는 제1 발광소자부(121)의 일단(N32)과 타단(N31) 사이에 병렬 연결되어 제1 발광소자부(121)로 공급되는 전류를 안정화 시킬 수 있다.
상기 다이오드(D31)는 제1 발광소자부(121)에 역방향 전류가 흐르지 않도록 역방향 전류를 차단할 수 있다. 이를 위해, 상기 다이오드(D31)는 노드(N33)에서 노드(N32) 방향으로 순방향 연결될 수 있다.
상기 스위칭 소자(Q31)는 인덕터(L31)로부터 제1 발광소자부(121)로 공급되는 전류를 제어할 수 있다. 즉, 스위칭 소자(Q31)는 펄스폭 변조 제어부(20)에서 제공되는 스위칭 듀티를 결정하는 펄스폭 변조 제어신호(PWM)에 의해 온/오프 동작을 반복함으로써, 인덕터(L31)로부터 제1 발광소자부(121)로 공급되는 전류의 크기를 제어할 수 있다.
전술한 것과 같이, 펄스폭 변조 제어부(21)는, 사용자의 입력에 의해 제공되는 디밍 제어신호를 입력 받아 그에 대응되는 스위칭 소자(Q31)의 스위칭 듀티를 결정할 수 있다. 이에 더하여, 펄스폭 변조 제어부(21)는, 제1 센서부(141)와 제2 센서부(142)에 의해 각각 검출되는 광의 세기 또는 색온도를 비교한 비교부(23)의 비교 결과에 따라, 상기 디밍 제어신호에 의해 결정된 스위칭 소자(Q31)의 스위칭 듀티를 수정할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 엘이디 조명기구는, 측면 또는 후면 방향으로 반사되어 출력되는 광의 세기를 검출하여 그 출력을 적절하게 제어하게 함으로써 엘이디 조명기구의 전체적인 배광 균일도를 향상시킬 수 있다.
10: 엘이디 패키지부 110: 기판
121: 제1 발광소자부 122: 제2 발광소자부
130: 반사부 141: 제1 센서부
142: 제2 센서부 20: 구동 제어 회로부
21: 펄스폭 변조 제어부 221: 제1 구동회로부
222: 제2 구동회로부 23: 비교부
D31-D35: 다이오드 C31, C32: 커패시터
L31: 인덕터 Q31: 스위칭 소자
N31-N34: 노드

Claims (10)

  1. 기판;
    상기 기판의 가장자리 영역에 실장 되는 적어도 하나의 엘이디 소자를 포함하는 제1 발광소자부;
    상기 기판의 내측영역에 실장 되는 적어도 하나의 엘이디 소자를 포함 제2 발광소자부;
    상기 제1 발광소자부와 제2 발광소자부의 경계영역에 배치되어 상기 제1 발광소자부에서 발생하는 빛을 측면과 후면으로 반사시키는 적어도 하나의 반사부;
    상기 제1 발광소자부에서 발생하는 빛의 세기 또는 색온도를 직접 검출하는 제1 센서부;
    상기 제1 발광소자부에서 발생되어 상기 반사부에 의해 반사된 빛의 세기 또는 색온도를 검출하는 제2 센서부; 및
    상기 제1 센서부 및 상기 제2 센서부에 의해 각각 검출된 빛의 세기 또는 색온도를 상호 비교하고, 그 비교 결과에 따라 상기 제1 발광소자부를 구동하는 구동 전력을 제공하는 구동 제어 회로부
    를 포함하는 엘이디 조명기구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사부는 일단이 상기 기판에 가까이 배치되고, 상기 일단으로부터 상기 기판에서 멀어지는 방향으로 소정 높이를 갖도록 형성되며, 상기 반사부의 타단은 상기 일단보다 상기 제1 발광소자부 측으로 더 가까이 배치됨을 특징으로 하는 엘이디 조명기구.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 센서부는, 상기 반사부의 타단에 배치되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기구.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 센서부는, 상기 제1 발광소자부가 실장된 영역보다 상기 기판의 가장자리에 더 가까운 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기구.
  5. 제1항에 있어서, 상기 구동 제어 회로부는,
    상기 제1 센서부에 의해 검출된 빛의 세기 또는 색온도가 상기 제2 센서부에 의해 검출된 빛의 세기 또는 색온도에 비해 소정 임계치 이상 큰 경우, 상기 제1 발광소자부의 구동전력을 증가시키며,
    상기 제1 센서부에 의해 검출된 빛의 세기 또는 색온도가 상기 제2 센서부에 의해 검출된 빛의 세기 또는 색온도에 비해 소정 임계치 보다 작은 경우, 상기 제1 발광소자부의 구동전력을 감소시키는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기구.
  6. 제1항에 있어서, 상기 구동 제어 회로부는,
    상기 제1 발광소자부의 엘이디 소자를 구동하는 제1 구동회로부; 및
    상기 제2 발광소자부의 엘이디 소자를 구동하기 위해 상기 제1 구동회로부와 별도로 마련되는 제2 구동회로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기구.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 구동회로부는,
    상기 제1 발광소자부의 엘이디 소자에 제공되는 전력을 스위칭 방식으로 제어하는 펄스폭 변조 방식의 구동회로인 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기구.
  8. 제7항에 있어서, 상기 구동 제어 회로부는,
    상기 제1 센서부와 상기 제2 센서부에 의해 각각 검출된 빛의 세기 또는 색온도를 상호 비교하는 비교부; 및
    상기 비교부의 비교 결과에 따라 상기 제1 구동회로부의 스위칭 듀티를 제어하는 펄스폭 변조 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기구.
  9. 제6항에 있어서, 상기 제1 구동회로부는,
    교류 전원을 입력 받아 전파 정류하는 정류회로부;
    상기 정류회로부의 출력단과 상기 제1 발광소자부의 일단 사이에 배치되어, 상기 제1 발광소자부의 엘이디 소자를 구동하기 위한 구동전력을 제공하는 인덕터;
    상기 제1 발광소자부의 일단과 타단에 병렬 연결된 캐패시터;
    상기 인덕터와 상기 제1 발광소자부의 일단에 연결되어 상기 제1 발광소자부에 역방향 전류를 차단하는 다이오드; 및
    상기 인덕터로부터 방기 발광소자로 공급되는 전력을 제어하기 위해 소정 스위칭 듀티로 온/오프 되는 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기구.
  10. 제9항에 있어서, 상기 구동 제어 회로부는,
    상기 제1 센서부와 상기 제2 센서부에 의해 각각 검출된 빛의 세기 또는 색온도를 상호 비교하는 비교부; 및
    상기 비교부의 비교 결과에 따라 상기 스위칭 소자의 스위칭 듀티를 제어하는 펄스폭 변조 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기구.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180052977A (ko) * 2016-11-11 2018-05-21 순천대학교 산학협력단 마이크로 픽셀 어레이 발광다이오드 및 이를 포함하는 조명 장치

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