KR20130034873A - 색가변판을 구비한 ｌｅｄ 조명장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 색가변판을 구비한 LED 조명장치에 관한 것이며, 상세하게는 쿨화이트광원을 웜화이트광원 또는 다양한 색상을 가진 광원으로 광원의 색온도를 조절할 수 있는 색가변판을 구비한 LED 조명장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 색가변판을 구비한 LED 조명장치는 전원부에 연계되어, 전원부의 전원인가시 발광되는 발광다이오드; 및 발광다이오드에 인접하게 위치되고 전원부에 전기적으로 연결되어, 발광다이오드에서 발광된 광원의 색온도를 가변토록 제공된 색가변판(color tunable plate)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 색가변판을 구비한 LED 조명장치는, 전원부에 연계된 발광다이오드가 구비된 도광판; 도광판의 일면에 구비되어, 발광다이오드에서 발광된 광원이 반사되어 도광판 전체적으로 퍼지도록 제공된 반사판; 도광판의 다른 일면에 구비되어, 반사판에서 반사된 광원을 외부로 확산시키도록 제공된 확산판; 및 도광판의 일면과 반사판 사이에 위치되고, 전원부에 전기적으로 연결되어, 발광다이오드에서 발광된 광원의 색온도를 가변토록 제공된 색가변판(color tunable plate)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

색가변판을 구비한 ＬＥＤ 조명장치 {LED LIGHTENING APPARATUS PROVIDED WITH A COLOR TUNABLE PLATE}
본 발명은 색가변판을 구비한 LED 조명장치에 관한 것이며, 상세하게는 쿨화이트광원을 웜화이트광원 또는 다양한 색상을 가진 광원으로 광원의 색온도를 조절할 수 있는 색가변판을 구비한 LED 조명장치에 관한 것이다.
통상의 조명장치는 너비에 비하여 길이가 상당히 긴 빛을 내는 선광원과, 크기와 형태가 없이 하나의 점으로 보이는 점광원, 및 상기 선광원과 같은 고휘도의 형광램프를 백라이트유닛으로 사용하여 비교적 넓은 면에서 균일하게 빛을 내는 면광원 등을 이용하여 실내 공간에 밝은 빛을 제공한다.
선광원은 점광원이나 면광원에 비해 광속과 휘도가 높아 일반적으로 가정이나 사무실 등과 같은 실내 공간에서 가장 많이 사용된다. 이러한 선광원에는 통상의 형광램프와, 백라이트유닛으로 사용되는 고휘도의 열음극 형광램프, 냉음극 형광램프 등이 있다.
그러나, 이와 같은 선광원은 고휘도에 의한 글래어(glare) 현상이 발생되어 사용자의 눈의 피로를 가중시키는 문제가 발생한다. 이로 인해, 최근에는 사용자의 눈의 피로를 해소할 수 있으며, 사용자가 원하는 실내 분위기를 연출할 수 있는 감성 조명장치가 많이 연구되고 있는 실정이다.
감성 조명장치는 조광의 목적에 따라 광원의 색온도를 제어함으로써, 조명의 밝기와 색상을 설정할 수 있다. 색온도는 광원이 갖고 있는 에너지의 색도를 나타내는 것이다.
예를 들어, 색온도가 약 4,200K 정도인 광원은 따뜻한 느낌의 백색으로 발광되어 온화한 분위기가 요구되는 거실에 적합하게 사용할 수 있으며, 색온도가 약 5,000K 정도인 광원은 주백색(주광색과 백색의 중간색)으로 발광되어 밝고 쾌적한 분위기가 요구되는 거실이나 식당 및 사무실 등에 적합하게 사용할 수 있다.
우리가 흔히 가정이나 사무실 등에서 사용하고 있는 형광램프는 투명감과 백색감이 뚜렷한 주광색으로 발광한다. 그런데, 이러한 실내 조명의 색온도는 실내공간이 경우에 따라 다양한 용도로 제공될 때 적절히 변화를 줄 수 있는 것이 필요하다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 백색광원만으로도 색가변판에 인가되는 전기의 세기에 따라 광원의 색온도를 가변시킬 수 있는 색가변판을 구비한 LED 조명장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 색가변판을 구비한 LED 조명장치는 전원부에 연계되어, 전원부의 전원인가시 발광되는 발광다이오드; 및 발광다이오드에 인접하게 위치되고 전원부에 전기적으로 연결되어, 발광다이오드에서 발광된 광원의 색온도를 가변토록 제공된 색가변판(color tunable plate)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 색가변판을 구비한 LED 조명장치는, 전원부에 연계된 발광다이오드가 구비된 도광판; 도광판의 일면에 구비되어, 발광다이오드에서 발광된 광원이 반사되어 도광판 전체적으로 퍼지도록 제공된 반사판; 도광판의 다른 일면에 구비되어, 반사판에서 반사된 광원을 외부로 확산시키도록 제공된 확산판; 및 도광판의 일면과 반사판 사이에 위치되고, 전원부에 전기적으로 연결되어, 발광다이오드에서 발광된 광원의 색온도를 가변토록 제공된 색가변판(color tunable plate)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 전원부에는 색가변판으로 인가되는 전기에너지의 세기를 조정토록 제공된 제어부가 구비된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 색가변판은 발광다이오드에서 발광된 쿨화이트광원(cool white light)을 웜화이트광원(warm white light)으로 가변시키도록 제공된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 색가변판은 전원부에 연계되어, 전원부에서 인가된 전기에너지의 세기에 따라 광원의 색온도를 가변토록 제공된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 발광다이오드는 전원부의 전원인가시 백색광원을 발광하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 발광다이오드에서 조사된 쿨화이트광원이 색가변판에 반사되면서 웜화이트광원이 되도록 하여, 도광판 외부로 나가는 광원의 색온도를 웜화이트(warm white)에서 쿨화이트(cool white)로 가변시킬 수 있어, 감성 조명을 연출하는 시각적 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 쿨화이트광원이 색가변판에 인가되는 전기의 세기에 따라 광원의 색온도를 가변시킬 수 있어, 별도의 칼라시트를 구비하지 않고도 다양한 색상을 가진 조명을 발현시킬 수 있다.
아울러, 본 발명은 도광판과 반사판 사이에 설치된 색가변판을 통해 하나의 백색광원만 가지고도 다양한 칼라 구현이 가능하여, 다양한 색상을 구현하기 위한 별도의 LED광원이 필요치 않아, 부품 절감 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 색가변판을 구비한 LED 조명장치의 구성도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서, 발광다이오드에서 나온 백색광원이 색가변판에 부딪혀 반사되는 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에서, 발광다이오드에서 나온 쿨화이트광원이 색가변판을 경유하면서 웜화이트광원으로 가변되는, 빛의 세기-파장 그래프를 개략적으로 도시한 것이다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 색가변판을 구비한 LED 조명장치에 대해 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 색가변판을 구비한 LED 조명장치(100)는 발광다이오드(110), 도광판(120), 반사판(130), 확산판(140) 및 색가변판(150)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 발광다이오드(110)는 전원부(160)에 연계되어, 전원부(160)의 전원인가시 발광되도록 작동되는 발광부재의 일종이다. 발광다이오드(110)는 점광원 또는 선광원 형태를 가진다. 본 발명의 일 실시예에 따른 색가변판을 구비한 LED 조명장치(100)는 발광다이오드(110)의 점광원 또는 선광원을 면광원 형태로 전환시키기 위해, 도광판(120)이 구비된다.
여기서, 도광판(120)은 투명한 아크릴 패널을 이용해 발광다이오드(110)에서 발산된 빛을 받아들이고, 이 아크릴 표면에 증착된 일정면적과 모양을 가진 패턴을 통해 화면 전 영역에 걸쳐 빛을 균일하게 분포시켜 주는 역할을 하는 부재이다.
발명의 일 실시예에서, 도광판(120)의 측면 종단에는 발광다이오드(110)가 도광판(120) 내부로 빛을 조사(照射)토록 구비된다. 그리고, 본 발명의 일 실시예에서, 도광판(120)의 일면에는 반사판(130)이 구비되고, 도광판(120)의 다른 일면에는 확산판(140)이 구비된다.
여기서, 반사판(130)은 도광판(120)의 일면으로 빠져나오는 빛을 다시 반사시켜 도광판(120) 내부로 되돌려 보내는 역할을 하는 부재이다. 그리고, 확산판(140)은 반사판(130)에 대응되도록 도광판(120)의 다른 일면에 구비되어, 반사판(130)에 반사되어 도광판(120) 표면으로부터 일정한 방향으로 빠져나오는 빛을 산란시켜 도광판(120) 표면 전반에 걸쳐 고르게 퍼지게 하는 역할을 하는 부재이다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 색가변판(150)은 도광판(120)과 반사판(130) 사이에 위치된다. 색가변판(150)은 도광판(120) 내부로 조사된 광원을 도광판(120)에 전체적으로 반사되도록, 도광판(120)에 대응되는 형상을 가진 것이 바람직하다. 이때, 색가변판(150)은 얇은 판(plate) 형상을 가진다.
본 발명의 일 실시예에서, 색가변판(150)에는 전원부(160)가 전기적으로 연계된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 색가변판(150)은 전원부(160)에서 인가된 전압의 세기에 따라 색이 가변되는 색가변 소재(Color Tunable Material)로 이루어진 것이다. 전원부(160)에는 제어부(미도시)가 구비되고, 제어부는 전원부의 전원인가시 색가변판(150)으로 인가되는 전기에너지의 세기를 조정한다.
여기서, 색가변 소재(Color Tunable Material)란, 외부에서 전기장, 자기장 등과 같은 외부 에너지 세기를 달리함으로써 광결정의 특징을 변화시키면 카멜레온 처럼 임의의 색상으로 구조색을 조절할 수 있는 소재를 말한다.
일반적으로, 구조색(Structure Color)은 광결정을 이루고 있는 미세입자의 크기, 간격, 굴절률 등에 따라 특정색상이 나타나게 되는 것으로서, 미세한 구조체의 규칙적 배열에 의해 외부 입사광 중 특정한 색만 반사하는 물질인 광결정(photonic color)으로 인해 반사되는 색을 말한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 색가변판(150)은 발광다이오드(110)에서 도광판(120) 내부로 조사된 광원을 반사하는 구조를 가진다. 한편, 도광판(120)의 일면을 통과한 광원은 색가변판(150)을 통과하여 반사판(130)에 의해 반사된 후, 다시 도광판(120) 내부로 제공된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 색가변판(150)은 570nm 내지 580nm의 파장범위에서 1.0의 반사도를 가진다. 그리고, 색가변판(150)은 380nm 내지 480nm의 범위, 그리고 680nm 내지 780nm의 범위에서 광원을 거의 반사하지 않는다.
이에, 도 3에 도시된 바와 같이, 발광다이오드(110)에서 나온 쿨화이트광원은, 380nm 내지 480nm의 파장범위 내에서 0(W) 내지 6.00E-2 (W) 범위의 세기로 도광판(120) 내부로 조사된 경우에, 색가변판(150)에 의해 반사되면서 거의 0(W)세기로 확산판(140)을 통해 외부로 발광된다.
반면, 도 3에 도시된 바와 같이, 발광다이오드(110)에서 나온 쿨화이트광원은, 480nm 내지 680nm의 파장범위 내에서 1.00E-2(W) 내지 3.00E-2 (W) 범위의 세기로 도광판(120) 내부로 조사된 경우에, 색가변판(150)에 의해 반사되면서 거의 0(W) 내지 3.5E-2 (W) 세기를 가진 웜화이트 광원으로 가변되어 확산판(140)을 통해 외부로 발광된다.
본 발명의 일 실시예에서, 전원부(160)에 연계된 제어부는 전원부(160)에서 색가변판(150)으로 인가되는 전기의 세기를 조정하여, 쿨화이트광원의 색상을 다양하게 가변시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 색가변판(150)은 전원부(160)에 의해 외부 전압이 인가된 경우에, 색가변소재의 동일 전하를 가진 나노입자를 콜로이드 상태로 분산시킨 후, 외부에서 전기장을 인가하여 미세입자들의 간격을 일정하게 조절함으로써, 나노입자의 미세한 위치를 재배열할 수 있고, 이를 통해 발광다이오드(110)에서 도광판(120) 내부로 조사된 광원의 칼라를 가변시킬 수 있다.
본 발명은 발광다이오드(110)에서 조사된 쿨화이트광원이 색가변판(150)에 반사되면서 웜화이트광원이 되도록 하여, 도광판(120) 외부로 나가는 광원의 색온도를 쿨화이트(cool white)에서 웜화이트(warm white)로 가변시킬 수 있어, 감성 조명을 연출하는 시각적 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 쿨화이트광원이 색가변판(150)에 인가되는 전기의 세기에 따라 광원의 색온도를 가변시킬 수 있어, 별도의 칼라시트를 구비하지 않고도 칼라색상을 구현할 수 있다.
아울러, 본 발명은 도광판(120)과 반사판(130) 사이에 설치된 색가변판(150)을 통해 하나의 백색광원만 가지고도 다양한 칼라 구현이 가능하여, 다양한 색상을 구현하기 위한 별도의 LED광원이 필요치 않아, 부품 절감 효과를 가진다.
위에 설명된 예시적인 실시예는 제한적이기보다는 본 발명의 모든 관점들 내에서 설명적인 것이 되도록 의도되었다. 따라서 본 발명은 본 기술 분야의 숙련된 자들에 의하여 본 명세서 내에 포함된 설명들로부터 얻어질 수 있는 많은 변형 및 상세한 실행이 가능하다. 다음의 청구범위에 의하여 한정된 바와 같이 이러한 모든 변형 및 변경은 본 발명의 범위 및 사상 내에 있는 것으로 고려되어야 한다.
100: 색가변판을 구비한 LED 조명장치 110: 발광다이오드
120: 도광판 130: 반사판
140: 확산판 150: 색가변판

Claims (6)

  1. 전원부에 연계되어, 상기 전원부의 전원인가시 발광되는 발광다이오드; 및
    상기 발광다이오드에 인접하게 위치되고 상기 전원부에 전기적으로 연결되어, 상기 발광다이오드에서 발광된 광원의 색온도를 가변토록 제공된 색가변판(color tunable plate);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 색가변판을 구비한 LED 조명장치.
  2. 전원부에 연계된 발광다이오드가 구비된 도광판;
    상기 도광판의 일면에 구비되어, 상기 발광다이오드에서 발광된 광원이 반사되어 상기 도광판 전체적으로 퍼지도록 제공된 반사판;
    상기 도광판의 다른 일면에 구비되어, 상기 반사판에서 반사된 광원을 외부로 확산시키도록 제공된 확산판; 및
    상기 도광판의 일면과 상기 반사판 사이에 위치되고, 상기 전원부에 전기적으로 연결되어, 상기 발광다이오드에서 발광된 광원의 색온도를 가변토록 제공된 색가변판(color tunable plate);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 색가변판을 구비한 LED 조명장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전원부에는 상기 색가변판으로 인가되는 전기에너지의 세기를 조정토록 제공된 제어부가 구비된 것을 특징으로 하는 색가변판을 구비한 LED 조명장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 색가변판은 상기 발광다이오드에서 발광된 쿨화이트광원(cool white light)을 웜화이트광원(warm white light)으로 가변시키도록 제공된 것을 특징으로 하는 색가변판을 구비한 LED 조명장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 색가변판은 전원부에 연계되어, 상기 전원부에서 인가된 전기에너지의 세기에 따라 광원의 색온도를 가변토록 제공된 것을 특징으로 하는 색가변판을 구비한 LED 조명장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 발광다이오드는 상기 전원부의 전원인가시 백색광원을 발광하는 것을 특징으로 하는 색가변판을 구비한 LED 조명장치.
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US10660167B2 (en) 2018-09-21 2020-05-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Light emitting diode module, light emitting diode driver, and light emitting diode lighting apparatus
KR102188676B1 (ko) 2020-04-16 2020-12-08 윤석연 교체형 칼라 체인지 보드를 포함하는 led 조명 장치

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