KR20130047919A

KR20130047919A - 조명장치, 조명장치의 전력제어방법, 및 조명장치의 전력제어모듈

Info

Publication number: KR20130047919A
Application number: KR1020110112741A
Authority: KR
Inventors: 공명국; 허정욱; 김종일; 이영준; 황용주
Original assignee: 주식회사 루멘스
Priority date: 2011-11-01
Filing date: 2011-11-01
Publication date: 2013-05-09
Also published as: KR101294106B1

Abstract

제1 색온도를 갖는 제1 광원, 위의 제1 색온도보다 낮은 제2 색온도를 갖는 제2 광원, 및 제1 광원 및 제2 광원의 구동전력을 제어하도록 되어 있는 제어부를 포함하는 조명장치가 공개된다. 제어부는, 제1 광원과 제2 광원에 인가되는 구동전력을 제어하여 조명장치로부터 출력되는 출력광의 색온도를 조절하고, 출력광의 색온도가 제1 색온도보다 작고 제2 색온도보다 큰 경우에는 조명장치의 총 구동전력이 미리 결정된 값을 상수값이 되도록 제어하며, 그리고 출력광의 색온도가 제1 색온도 또는 제2 색온도인 경우에는 조명장치의 총 구동전력을 상수값 이하의 임의의 값이 되도록 제어할 수 있게 되어 있다.

Description

조명장치, 조명장치의 전력제어방법, 및 조명장치의 전력제어모듈{Lighting device, power control module and power control method for the same}

본 발명은 조명장치에 관한 것으로서, 특히 서로 다른 발광특성을 갖는 둘 이상의 광원을 갖는 조명장치의 전력제어기술에 관한 것이다.

광원의 빛은 색온도(color temperature)라는 파라미터를 통해 수치적으로 나타낼 수 있다. 어떤 물체가 빛을 띄고 있을 때에, 이 빛과 같은 빛을 띄는 흑체의 온도를 이용하여 물체의 색온도를 결정한다. 이상적인 흑체가 방출하는 빛의 색은 플랑크의 복사법칙에 의해 온도에 의해서만 결정된다. 물체가 가시광선을 내며 빛나고 있을 때에 그 색이 어떤 온도의 흑체가 복사하는 색과 같이 보일 경우, 그 흑체의 온도와 물체의 온도가 같다고 보고 그 온도를 물체의 색온도라고 한다. 즉, 물체의 색온도는 같은 색광을 흑체의 온도(절대온도 K)로 표시된다. 가령 전구의 빛은 2,800K, 형광등의 빛은 4,500~6,500K, 정오의 태양빛은 5,400K, 흐린 날의 낮빛은 6,500~7,000K, 맑은 날의 푸른 하늘빛은 12,000~18,000K 정도의 색온도이다.

조명은 백열등, 할로겐 등, 형광등, 나트륨등, 수은등, 방전등 및 LED 조명 등과 같이 다양하게 분류되는데, 각각의 조명은 서로 다른 색온도를 가질 수 있다. 서로 다른 색온도를 갖는 두 개 이상의 광원을 함께 밝힘으로써 새로운 색온도를 얻을 수 있다. 예를 들어, 5,700K의 색온도를 갖는 LED 광원과 3,500K의 색온도를 갖는 LED 광원을 인접 배치하고 동일한 전력으로 구동하면 약 4,400K의 색온도를 얻을 수 있다. 또한 각 광원을 구동하는 전력을 변화시킴으로써 색온도를 변화시킬 수 있다.

한편, 단일 조명장치는 최대소비전력이 정해져 있는데, 소비자는 이 조명장치가 최대로 소비하는 전력이 위의 최대소비전력일 것이라고 인식하고 이 단일 조명장치를 구매할 수 있다. 그런데 이 단일 조명장치가 서로 다른 발광특성(예컨대, 서로 다른 색온도)을 갖는 두 개 이상의 광원을 포함하여 이루어진 경우에는, 위의 최대소비전력 상태에서 위의 단일 조명장치의 발광특성을 자유롭게 조절하기 어렵다는 문제가 있다.

본 발명은 서로 다른 발광특성을 갖는 두 개 이상의 광원을 포함하는 조명장치의 발광특성을 상기 조명장치의 최대소비전력 상태에서 자유롭게 조절하는 기술을 제공하고자 한다. 여기서 위의 '발광특성'은 특히 '색온도'일 수 있다. 본 발명의 범위가 상술한 과제에 의해 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 일 관점에 따른 조명장치는, 제1 광원, 제2 광원, 위의 제1 광원의 밝기를 설정하도록 되어 있는 제1 스위치, 및 위의 제1 스위치에 연결되어 있으며 위의 제1 광원 및 위의 제2 광원의 구동전력을 제어하도록 되어 있는 제어부를 포함한다. 위의 제어부는, 위의 제1 광원이 꺼져 있고 위의 제2 광원이 켜져 있는 상태에서 위의 제1 스위치가 온-상태(on-state)로 전환되면, 위의 제1 광원 및 위의 제2 광원을 구동하는 총 구동전력이 미리 결정된 값을 갖도록 위의 제1 광원 및 위의 제2 광원에 공급되는 전력량을 제어하도록 되어 있다.

본 발명의 다른 관점에 따른 전력제어모듈은, 제1 광원, 제2 광원, 위의 제1 광원의 구동전력을 제어하도록 되어 있는 제1 스위치를 포함하는 조명장치에서 사용될 수 있다. 이 전력제어모듈은 위의 제1 광원을 구동하는 제1 구동전력을 제공하는 제1 구동부, 위의 제2 광원을 구동하는 제2 구동전력을 제공하는 제2 구동부, 및 위의 제1 스위치로부터의 신호를 입력받도록 되어 있는 제1 입력부를 포함한다. 이때, 위의 제1 광원이 꺼져 있고 위의 제2 광원이 켜져 있는 상태에서, 위의 제1 입력부를 통해 위의 제1 스위치의 온-상태로의 전환 신호를 입력받으면, 위의 제1 구동전력 및 위의 제2 구동전력의 합이 미리 결정된 값을 갖도록 위의 제1 구동부 및 위의 제2 구동부를 제어하도록 되어 있다.

본 발명의 또 다른 관점에 따른 조명장치 전력제어방법은, 제1 광원, 제2 광원, 위의 제1 광원의 구동전력을 제어하도록 되어 있는 제1 스위치를 포함하는 조명장치에서 전력을 제어하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은, 위의 제1 광원이 꺼져 있고 위의 제2 광원이 켜져 있는 상태에서, 위의 제1 광원의 온-상태로의 전환 신호를 입력받는 단계, 위의 제2 광원의 제2 구동전력을 확인하는 단계, 및 위의 제1 광원의 제1 구동전력과 위의 제2 광원의 제2 구동전력의 합이 미리 결정된 값을 갖도록, 위의 제1 구동전력과 위의 제2 구동전력을 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 관점에 따른 조명장치는 제1 색온도를 갖는 제1 광원, 위의 제1 색온도보다 낮은 제2 색온도를 갖는 제2 광원, 및 위의 제1 광원 및 위의 제2 광원의 구동전력을 제어하도록 되어 있는 제어부를 포함한다. 이때, 위의 제어부는, 위의 제1 광원과 위의 제2 광원에 인가되는 구동전력을 제어하여 위의 조명장치로부터 출력되는 출력광의 색온도를 조절하고, 위의 출력광의 색온도가 위의 제1 색온도보다 작고 위의 제2 색온도보다 큰 경우에는 위의 조명장치의 총 구동전력이 미리 결정된 값을 상수값이 되도록 제어하고, 그리고 위의 출력광의 색온도가 위의 제1 색온도 또는 위의 제2 색온도인 경우에는 위의 조명장치의 총 구동전력을 위의 상수값 이하의 임의의 값이 되도록 제어할 수 있게 되어 있다.

본 발명에 따르면, 서로 다른 발광특성을 갖는 두 개 이상의 광원을 포함하는 조명장치의 발광특성을 상기 조명장치의 최대소비전력 상태에서 자유롭게 조절하는 기술을 제공할 수 있다. 본 발명의 범위가 상술한 효과에 의해 제한되는 것은 아니다.

도 1a, 도 1b, 도 1c는 서로 다른 발광특성을 갖는 두 개 이상의 광원을 포함하는 조명장치의 예를 설명하기 위한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 서로 다른 발광특성을 갖는 두 개 이상의 광원을 포함하는 조명장치의 내부 기능 블록을 간략히 나타낸 것이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 2에 나타낸 두 개의 스위치와 두 개의 표시장치를 위한 사용자 인터페이스의 예를 나타낸 것이다.
도 3c는 도 3a 및 도 3b에 나타낸 각 구동레벨에 따른 각 광원의 소비전력을 예시적으로 나타낸 표이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따라 모든 광원이 꺼진 상태에서 하나의 광원을 켜고, 켜진 광원의 구동전력을 조절하는 방법을 설명하기 위한 것이다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 일 실시예에 따라, 하나의 광원만이 켜진 상태에서 다른 하나의 광원을 킬 때에, 각 광원의 구동전력을 조절하는 방법을 설명하기 위한 것이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따라, 두 개 이상의 광원이 켜져 있는 상태에서 각 광원의 구동전력을 조절하는 방법을 설명하기 위한 것이다.
도 7a 및 도 7b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치의 색온도를 제어할 때에 이 조명장치의 색온도의 변화 및 총 광량의 변화를 나타낸 것이다.
도 8a 및 도 8b는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명장치의 색온도를 제어할 때에 이 조명장치의 색온도의 변화 및 총 광량의 변화를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 서로 다른 발광특성을 갖는 두 개 이상의 광원을 포함하는 조명장치의 내부 기능 블록을 간략히 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.

도 1a, 도 1b, 도 1c는 서로 다른 발광특성을 갖는 두 개 이상의 광원을 포함하는 조명장치의 예를 설명하기 위한 것이다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 사용될 수 있는 제1 광원(100) 및제2 광원(200)을 나타낸다. 제1 광원(100)은 한 개 이상의 제1 발광소자(101)을 포함하여 구성될 수 있고, 제2 광원(200)은 한 개 이상의 제2 발광소자(201)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서 제1 발광소자(101) 및 제2 발광소자(201)는 LED 발광소자일 수 있지만, 백열등 등 다른 종류의 발광소자일 수도 있다.

제1 광원(100)에 복수 개의 제1 발광소자(101)가 포함되는 경우 각 제1 발광소자(101)의 발광특성이 동일한 것이 바람직하지만, 발광소자의 제조공정의 변동 또는 재료성질의 불균일성에 의해 발광특성이 편차를 가질 수 있다. 이는 제2 광원(200)에 대해서도 마찬가지이다. 이때, 일 실시예에서, 제1 광원(100)의 평균 색온도인 제1 색온도와 제2 광원(200)의 평균 색온도인 제2 색온도가 서로 다를 수 있다.

제1 발광소자(101) 및 제2 발광소자(201)가 LED 발광소자인 경우, 복수 개의 제1 발광소자(101)들은 직렬 및/또는 병렬 연결되어 있을 수 있고, 제2 발광소자(201)들도 직렬 및/또는 병렬 연결되어 있을 수 있다.

도 1c는 제1 광원(100)과 제2 광원(200)을 인접하여 배치한 조명 발광부(1)를 나타낸다. 조명 발광부(1)는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치의 구동부에 연결되어 있는 발광부일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 제1 광원(100)과 제2 광원(200)의 최대구동전력을 동일하게 설정할 수 있다. 두 광원이 교차하여 고르게 분포되어 있으므로, 조명 발광부(1)는 전체적으로 면 발광의 특성을 나타낼 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 서로 다른 발광특성을 갖는 두 개 이상의 광원을 포함하는 조명장치의 내부 기능 블록을 간략히 나타낸 것이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치는 제1 광원(100), 제1 광원(100)을 구동하도록 되어 있는 제1 구동부(120), 제1 구동부(120)의 구동전력을 제어하기 위한 외부입력을 받도록 되어 있는 제1 스위치(110), 제1 구동부(120)의 구동전력을 표시하도록 되어 있는 제1 표시부(610)를 포함할 수 있다. 또한, 이 조명장치는 제2 광원(200), 제2 광원(200)을 구동하도록 되어 있는 제2 구동부(220), 제2 구동부(220)의 구동전력을 제어하기 위한 외부입력을 받도록 되어 있는 제2 스위치(210), 제2 구동부(220)의 구동전력을 표시하도록 되어 있는 제2 표시부(620)를 포함할 수 있다. 또한, 이 조명장치는 제어부(300) 및 구동전원(400)을 더 포함할 수 있다. 제어부(300)는 제1 스위치(110) 및/또는 제2 스위치(210)로부터의 사용자 입력을 수신하도록 되어 있고(P111, P211), 제1 구동부(120) 및 제2 구동부(220)의 구동전력을 나타내는 신호를 제1 표시부(610) 및 제2 표시부(620)에 송신하도록 되어 있으며(P110, P210), 제1 스위치(110) 및/또는 제2 스위치(210)로부터의 사용자 입력에 따라 결정되는 구동전력 결정신호를 제1 구동부(120) 및 제2 구동부(220)에게 송신할 수 있도록 되어 있다(P310, P320). 구동전원(400)은 제1 구동부(120) 및 제2 구동부(220)의 동작을 위한 전력을 공급하도록 되어 있는데(P410, P420), 제1 구동부(120) 및 제2 구동부(220)의 구체적인 회로 구성에 따라 AC 전력 또는 DC 전력을 제공할 수 있다.

제1 스위치(110) 및 제2 스위치(210)는 각각, 제1 광원(100) 및 제2 광원(200)의 전원의 온(On)/오프(Off)를 지시하는 신호를 제어부(300)에 보낼 수 있다. 또한 제1 스위치(110) 및 제2 스위치(210)는 각각, 제1 광원(100) 및/또는 제2 광원(200)이 켜져 있을 때에 각각의 구동전력을 조절하는 신호를 제어부(300)에 보낼 수 있다. 일 실시예에서, 제1 스위치(110) 및 제2 스위치(210)가 각각 보내온 신호가 제어부(300)에 동시에 도달하는 경우에, 두 신호 중 어느 하나에 우선순위를 두어 처리할 수 있다. 일 실시예에서 제1 표시부(610)와 제2 표시부(620)는 각각 제1 구동부(120) 및 제2 구동부(220)의 실제 구동전력을 표시할 수도 있다. 다른 실시예에서는 제1 표시부(610)와 제2 표시부(620)는 각각 제1 스위치(110) 및 제2 스위치(210)로부터의 입력을 제어부(300)가 어떻게 처리했는지를 나타낼 수도 있다. 즉, 목표 구동전력을 표시할 수도 있다. 실제 구동전력과 목표 구동전력에는 차이가 있을 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 2에 나타낸 두 개의 스위치와 두 개의 표시장치를 위한 사용자 인터페이스의 예를 나타낸 것이다.

도 3a는 도 2에 나타낸 제1 스위치(110) 및 제1 표시부(610)의 사용자 인터페이스의 예를 나타내며, 도 3b는 도 2에 나타낸 제2 스위치(210) 및 제2 표시부(620)의 사용자 인터페이스의 예를 나타낸다. 일 실시예에서 제1 스위치(110)는 제1 전원버튼(111), 제1 업-버튼(up-button)(112), 제1 다운-버튼(down-button)(113)을 포함할 수 있고, 제2 스위치(210)는 제2 전원버튼(211), 제2 업-버튼(up-button)(212), 제2 다운-버튼(down-button)(213)을 포함할 수 있다. 제1 표시부(610) 및 제2 표시부(620)는 각각 총 11개의 레벨을 나타내는 표시부를 갖는다. 여기서 레벨은 광원의 구동전력에 비례하는 구동레벨을 나타낼 수 있다.

도 3c는 도 3a 및 도 3b에 나타낸 각 발광 레벨에 따른 각 광원의 소비전력을 예시적으로 나타낸 표이다.

도 3a 및 도 3b에 따른 실시예에서는, 제1 광원(100)과 제2 광원(200)의 최대구동전력이 각각 50W인 것으로 가정한다. 도 3c를 참조하면, 도 3a 및 도 3b에 도시한 제1 표시부(610) 및 제2 표시부(620)에서 표시되는 레벨에 따른 각 광원의 구동전력을 나타낸다. 예를 들어, 제1 표시부(610)의 레벨 1에 불이 켜져 있고 제표시부(620)의 레벨 9에 불이 켜져 있는 경우에는, 제1 광원(100)이 레벨 1의 상태로 구동되고 있으며, 제2 광원(200)이 레벨 9의 상태로 구동되고 있음을 나타낸다. 이하 도 4 내지 도 6에 관한 내용은 도 3a, 도 3b, 및 도 3c의 실시예를 기준으로 설명한다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따라 모든 광원이 꺼진 상태에서 하나의 광원을 켜고, 이렇게 켜진 하나의 광원의 구동전력을 조절하는 방법을 설명하기 위한 것이다.

도 4a는 제1 광원(100)과 제2 광원(200)이 모두 꺼져 있는 상태에서, 제2 전원버튼(211)을 누르게 되면, 기본 설정값인 레벨 5의 상태로 제2 광원(200)이 구동되게 되며, 이때 제2 표시부(620)에는 레벨 5에 불이 켜진다. 여기서는 기본 설정값을 레벨 5로 정하였으나, 이와 달리 레벨 1 내지 레벨 10 중 임의의 값으로 설정하여 놓을 수 있다. 도 4a의 상태에서 제2 업-버튼(212)을 한 번 누르게 되면, 도 4b와 같이 구동레벨이 한 단계 상승하게 되어, 레벨 6의 상태로 제2 광원(200)이 구동되게 되며, 이때 제2 표시부(620)에는 레벨 6에 불이 켜진다. 제2 다운-버튼(213)은 제2 업-버튼(212)과 반대의 기능을 한다. 이와 같이, 제1 광원(100)과 제2 광원(200)이 모두 꺼진 상태에서, 제2 전원버튼(211)을 눌러 제2 광원(200)을 킬 수 있고, 제2 업-버튼(212) 또는 제2 다운-버튼(213)을 조작하여 제2 광원(200)의 구동레벨을 자유롭게 조절할 수 있다.

도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 일 실시예에 따라, 하나의 광원만이 켜진 상태에서 다른 하나의 광원을 킬 때에, 각 광원의 구동전력을 조절하는 방법을 설명하기 위한 것이다.

도 5a는 제1 광원(100)은 꺼진 상태이고 제2 광원(200)은 예컨대 레벨 6으로 구동되고 있는 상태를 나타낸다. 도 5b는 도 5a의 상태에서 제1 전원버튼(111)을 누른 직후의 상태를 나타낸다.

도 5a의 상태에서 제1 전원버튼(111)을 누르게 되면 제1 광원(100)이 켜지게 된다. 이때, 제어부(300)는 제1 광원(100)의 제1 구동전력과 제2 광원(200)의 제2 구동전력의 총 합이, 제1 광원(100)의 최대구동전력 또는 제2 광원(200)의 최대구동전력과 동일한 값이 되도록 제어할 수 있다. 본 실시예에서 제1 광원(100)의 최대구동전력 또는 제2 광원(200)의 최대구동전력은 각각 50W인 것으로 가정하였다. 이때, 도 5b의 상태에서 제2 광원(200)은 레벨 6(=30W)으로 구동되며 제1 광원(100)은 레벨 4(=20W)로 구동된다. 이와 같이 본 실시예에서는 제1 전원버튼(111)을 누르기 직전과 직후의 제2 광원(200)의 구동레벨이 변하지 않도록 설정되어 있다.

만일 제1 광원(100)의 제1 구동전력과 제2 광원(200)의 제2 구동전력의 총 합이 제1 광원(100)의 최대구동전력 또는 제2 광원(200)의 최대구동전력과 동일한 값이 되도록 제어하지 않는다면, 예컨대 제2 광원(200)이 레벨 6으로 동작하는 상태에서 제1 광원(100)을 레벨 7로 함께 동작시킬 수 있을 것이다. 이때, 조명장치가 소비하는 총 전력은 65W (= 30W(레벨 6) + 35W(레벨 7))가 된다. 이 조명장치의 최대구동전력을 100W로 표기하여 판매할 수도 있고, 또는 50W로 표기하여 판매할 수도 있다. 100W로 표기하는 경우 사용자가 100W의 출력을 내기 위해서는 제1 광원(100)과 제2 광원(200)을 모두 최대출력으로만 동작시켜야 한다. 그 결과 이 조명장치를 최대구동전력으로 작동할 때에는 색온도를 조절할 수 없다. 그러나, 50W로 표기하는 경우, 조명장치를 도 5b와 같은 방식으로 설계한다면, 사용자는 이 조명장치를 최대구동전력으로 작동하면서 동시에 색온도를 자유롭게 조절할 수 있다.

도 5c는 제1 광원(100)은 꺼진 상태이고 제2 광원(200)은 레벨 9로 구동되고 있는 상태를 나타낸다. 도 5d는 도 5c의 상태에서 제1 전원버튼(111)을 누른 직후의 상태를 나타낸다. 도 5d의 상태에서 제2 광원(200)은 레벨 9(=45W)으로 구동되며 제1 광원(100)은 레벨 1(=5W)로 구동되기 때문에, 두 광원의 구동전력의 합은 50W가 되어 각 광원의 최대구동전력인 50W와 동일하게 된다.

도 5e는 제1 광원(100)은 꺼진 상태이고 제2 광원(200)은 레벨 10으로 구동되고 있는 상태를 나타낸다. 도 5f는 도 5e의 상태에서 제1 전원버튼(111)을 누른 직후의 상태를 나타낸다. 도 5f의 상태에서 제2 광원(200)은 레벨 10(=50W)으로 구동되며 제1 광원(100)은 레벨 0(=0W)로 구동되기 때문에, 두 광원의 구동전력의 합은 50W가 되어 각 광원의 최대구동전력인 50W와 동일하게 된다. 이때 비록 제1 광원(100)에 공급되는 전력이 0이기 때문에 제1 광원(100)이 실제로 켜지지는 않지만, 제1 표시부(610)의 레벨 1 표시창이 점등되며, 제1 광원(100)의 구동전력을 제1 업-버튼(112)을 이용하여 상향 조정할 수 있는 상태로 되어 있다.

지금까지 제1 전원버튼(111)을 누르기 직전과 직후의 제2 광원(200)의 구동레벨이 변하지 않도록 설정되어 있는 실시예를 설명하였다. 그러나, 위로부터 변형된 실시예에서는 제1 전원버튼(111)을 누르게 되면 제1 광원(100)의 구동레벨과 제2 광원(200)의 구동레벨이 미리 결정된 값으로 초기화될 수 있다. 예를 들어, 제1 전원버튼(111)을 누르게 되면, 제1 광원(100) 및 제2 광원(200)이 각각 레벨 5(=25W)로 동작하도록 할 수 있다. 이 경우, 제1 전원버튼(111)을 누르기 직전과 직후의 제2 광원(200)의 구동레벨은 서로 다를 수 있다는 점을 이해할 수 있다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따라, 두 개의 광원이 켜져 있는 상태에서 각 광원의 구동전력을 조절하는 방법을 설명하기 위한 것이다.

도 6a는 도 5f와 동일한 상태로서 제1 광원(100)은 레벨 0로 구동되고 제2 광원(200)은 레벨 10으로 구동되고 있다. 이때, 제2 다운-버튼(213)을 한 번 누르게 되면 제2 광원(200)의 구동 레벨은 한 단계 하강하여 레벨 9로 동작하게 된다. 동시에 제1 광원(100)의 구동 레벨은 자동으로 한 단계 상승하여 레벨 1로 동작하게 된다. 이러한 동작은 제어부(300)에서 실행될 수 있다.

위와 동일한 결과를 다른 방식으로 얻을 수 있다. 즉, 제1 업-버튼(112)을 한 번 누르게 되면 제1 광원(100)의 구동 레벨이 한 단계 상승하여 레벨 1로 동작하게 된다. 동시에 제2 광원(200)의 구동 레벨은 제어부(300)에 의해 자동으로 한 단계 하강하여 레벨 9로 동작하게 된다. 즉, 제1 광원(100)과 제2 광원(200)이 모두 켜져 있는 상태에서, 4개의 버튼(112, 113, 212, 213) 중 어느 하나를 눌러 두 광원 중 어느 하나의 광원의 구동레벨을 레벨 N(N=0, 1, 2, ..., 10)변경하게 되면, 다른 하나의 광원이 구동레벨은 M+N=10을 만족하는 레벨 M으로 자동으로 변경된다.

도 3 내지 도 6에서는 총 11개의 레벨을 갖는 경우를 설명하였지만 이는 예시에 불과하며 레벨의 단계를 더 촘촘하게 줄이거나 늘릴 수 있다는 것을 쉽게 이해할 수 있다.

도 7a 및 도 7b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치의 색온도를 제어할 때에 이 조명장치의 색온도와 총 광량의 변화를 나타낸 것이다. 도 7a 및 도 7b는 도 3 내지 도 6에서 설명한 일 실시예의 광원들이 모두 켜져 있는 것을 전제로 한 그래프이다.

도 3 내지 도 6과 같이 총 11개의 레벨을 갖는 경우에, 제1 광원(100)의 평균 색온도는 3,500K이고 제2 광원(200)의 평균 색온도는 5,700K일 수 있다. 도 6a와 같이 제1 광원(100)이 레벨 0(=0W)로 구동되고 제2 광원(200)이 레벨 10(=50W)으로 구동될 때에는, 조명장치는 제2 광원(200)의 평균 색온도인 5,700K의 색온도를 갖는 광을 출력하게 된다. 반대로, 제1 광원(100)이 레벨 10(=50W)로 구동되고 제2 광원(200)이 레벨 0(=0W)으로 구동될 때에는, 조명장치는 제1 광원(100)의 평균 색온도인 3,500K의 색온도를 갖는 광을 출력하게 된다. 또한, 제1 광원(100)이 레벨 5(=25W)로 구동되고 제2 광원(200)도 레벨 5(=25W)으로 구동될 때에는, 조명장치는 제1 광원(100)의 평균 색온도와 제2 광원(200)의 평균색 온도의 중간값인 4,600K( = (3,500 + 5,700) / 2 )의 색온도를 갖는 광을 출력하게 된다. 제1 스위치(110) 또는 제2 스위치(210)를 조작하여 제1 광원(100)과 제2 광원(200)의 구동전력을 조절하게 되면, 스위치 조작 레벨에 따라 색온도가 선형으로 변하게 되어 도 7a와 같은 그래프를 얻을 수 있다.

이때, 제1 광원(100)과 제2 광원(200)의 구동전력이 상보적으로 제어되기 때문에, 도 7a와 같이 색온도가 변하더라도, 제1 광원(100)과 제2 광원(200)의 총 구동전력은 일정한 값(=50W)을 유지하게 된다. 제1 광원(100)과 제2 광원(200) 모두가 동일한 효율을 가지고 있으며, 입력 전력에 비례하는 광을 출력한다고 가정하면, 도 7a와 같이 색온도가 변하더라도 도 7b와 같이 총 광량은 일정하게 유지될 수 있다.

도 8a 및 도 8b는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명장치의 색온도를 제어할 때에 이 조명장치의 색온도와 총 광량의 변화를 나타낸 것이다.

도 8a 및 도 8b는 도 7a 및 도 7b의 실시예에서 스위치의 레벨을 총 11단계에서 총 14단계로 변형시킨 것이다.

제1 광원(100)이 복수 개의 제1 발광소자(101)로 이루어지는 경우에 각 제1 발광소자(101)의 품질이 균일하지 않을 수 있다. 이는 제2 광원(200)에 대하여도 마찬가지이다. 품질이 균일한 발광소자들만을 이용하여 제1 광원(100)과 제2 광원(200)을 제공하는 경우에는 도 7a 및 도 7b와 같은 이상적인 형태의 그래프가 도출될 수 있지만, 발광소자들 간에 특성 오차가 존재하는 경우에는 도 8b와 같이 완전한 선형이 아닌 결과가 도출될 수 있다. 또한, 도 8b는 특정 시 구간에서의 측정결과를 나타내는 것으로서, 조명장치를 장기간 켜놓게 되면 각 발광소자들의 특성이 변화하면서 도 8b와는 또 다른 모습의 결과가 측정될 수도 있다. 이와 같이 발광소자들 간의 오차와 시변 오차가 존재하는 상황에서, 도 8b의 조도를 스위치의 레벨과 상관없이 일정한 값이 갖도록 하는 구성을 도 9에 설명한다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 서로 다른 발광특성을 갖는 두 개 이상의 광원을 포함하는 조명장치의 내부 기능 모듈을 간략히 나타낸 것이다.

도 9의 회로는 도 2의 회로에 제1 조명(100)의 전류값과 제2 조명(200)의 전류값을 피드백하여 제어부(300)로 귀환시키는 경로(P102, P202)가 더 추가되었다. 제1 구동부(120) 및 제2 구동부(220)로서 PWM(Pulse Width Modulation) 제어된 스위칭 레귤레이터(switching regulator)를 사용할 수 있다. 이 스위칭 레귤레이터의 출력 단자를 통해 흐르는 전류가 원하는 값을 갖도록 회로를 설계할 수 있다. 그러나, 실제 상기 전류의 값은 위의 설계뿐만 아니라 제1 조명(100)과 제2 조명(200)을 구성하는 발광소자들의 특성편차에 의해 영향을 받게 되는데, 이 특성편차는 미리 알 수 없기 때문에 상기 원하는 전류값을 정확히 맞출 수 없다. 조명장치의 소비전력은 제1 광원(100)과 제2 광원(200)에 흐르는 전류에 의해 결정되기 때문에, 총 소비전력을 일정하게 제어하기 위해서는 이 전류의 값을 각각 원하는 값으로 제어하는 것이 중요하다. 따라서, 도 9의 회로의 제어부(300)는 제1 광원(100)과 제2 광원(200)에 흐르는 전류의 값을 회귀 경로(P102, P202)를 통해 측정하고, 측정된 전류값이 미리 설정된 전류값과 다를 경우에는 이를 보정하기 위하여 제1 구동부(120) 및/또는 제2 구동부(220)으로의 제어신호의 입력 값을 조절할 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치는 제1 광원(100), 제2 광원(200), 제1 광원(100)의 밝기를 설정하도록 되어 있는 제1 스위치(110), 및 제1 스위치(100)에 연결되어 있으며 제1 광원(100) 및 제2 광원(200)의 구동전력을 제어하도록 되어 있는 제어부(300)를 포함할 수 있다. 이때 구동전력은 제1 구동부(120) 및 제2 구동부(220)의 출력 전력일 수 있다. 제어부(300)는, 제1 광원(100)이 꺼져 있고 제2 광원(200)이 켜져 있는 상태에서 제1 스위치(110)가 온-상태(on-state)로 전환되면, 제1 광원(100) 및 제2 광원(200)을 구동하는 총 구동전력이 미리 결정된 값을 갖도록 제1 광원(100) 및 제2 광원(200)에 공급되는 전력량을 제어하도록 되어 있을 수 있다. 이때, 제1 스위치(110)가 온-상태와 오프-상태를 전환하는 것은 예컨대 제1 전력버튼(111)의 누름으로써 수행될 수 있다. 또한 상기 미리 결정된 값은 도 3c와 같은 경우 레벨 10의 50W일 수 있다.

이때, 제1 광원(100) 및 제2 광원(200)의 색온도는 서로 다를 수 있다. 예컨대, 제1 광원(100)의 색온도는 3,500K이고 제2 광원(200)의 색온도는 5,700K일 수 있다. 여기서 제1 광원(100)과 제2 광원(200)이 각각 복수 개의 발광소자로 이루어지는 경우 색온도는 평균 색온도를 의미할 수 있다.

이때, 제1 광원(100)의 최대구동전력(예컨대, 50W)과 제2 광원의 최대구동전력(예컨대, 50W)은 각각 위의 미리 결정된 값(50W)과 동일할 수 있다.

이때, 제1 광원(100) 및 제2 광원(200)은 각각 LED(Light Emitting Diode)를 포함할 수 있다.

이때, 위의 조명장치는 제2 광원(200)의 구동전력을 제어하도록 되어 있는 제2 스위치(210)를 더 포함할 수 있다.

이때, 제1 스위치(100)와 제2 스위치(200) 중 어느 하나의 스위치로부터 입력을 받을 때에는 다른 하나의 스위치로부터는 입력을 받지 않도록 되어 있을 수 있다. 즉, 두 개의 스위치(100, 200)로부터 동시에 입력이 들어오는 경우에는 제어부(300)는 어느 하나의 입력은 무시하거나, 또는 어느 하나의 입력에 우선권을 주어 처리할 수 있다.

이때, 제1 광원(100)과 제2 광원(200) 중 어느 하나의 광원만이 온-상태인 경우에는, 위의 어느 하나의 광원의 구동전력을 위의 미리 결정된 값(예컨대, 50W) 이하의 범위에서 조절할 수 있다. 즉, 두 개의 광원이 모두 켜져 있는 경우에는 언제나 총 소비전력이 일정하게 유지되지만, 둘 중 하나의 광원만이 켜져 있는 경우에는 켜져 있는 광원의 소비전력을 0W ~ 50W 사이로 자유롭게 조절할 수 있다.

또한, 위의 조명장치는 제1 광원(100)의 제1 구동전력과 제2 광원(200)의 제2 구동전력을 표시할 수 있는 표시부(610, 620)를 더 포함할 수 있다. 이때, 제어부(300)는 제1 구동전력과 제2 구동전력을 표시부(610, 620)에 표시할 수 있다. 여기서 제1 구동전력과 제2 구동전력은 실제로 소비되고 있는 구동전력을 지칭할 수도 있고, 또는 설정된 구동전력을 지칭할 수도 있다. 조명장치를 구성하는 부품들의 오차값에 따라 실제로 소비되고 있는 구동전력과 설정된 구동전력은 차이를 나타낼 수 있다.

이때, 제2 광원(200)이 켜져 있는 상태에서 제1 스위치(110)가 오프-상태에서 온-상태로 전환되는 시점 직전에 제2 광원(200)에 공급되는 전력과 상기 시점 직후에 제2 광원(200)에 공급되는 전력의 양은 동일하도록 할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예는 상술한 실시예에 따른 조명장치를 제어하기 위한 전력제어모듈에 관한 것이다. 이 전력제어모듈은 제1 광원(100)을 구동하는 제1 구동전력을 제공하는 제1 구동부(120), 제2 광원(200)을 구동하는 제2 구동전력을 제공하는 제2 구동부(220), 및 제1 스위치(110)로부터의 신호를 입력받도록 되어 있는 제1 입력부를 갖는 제어부(300)를 포함할 수 있다. 제어부(300)는 제1 구동부(120) 및 제2 구동부(220)에 제어신호를 전송할 수 있다. 또한, 제어부(300)는 제1 광원(100) 및 제2 광원(200)에 흐르는 전류의 값을 측정할 수 있다. 제어부(300)는 제2 스위치(210)로부터의 신호를 입력받도록 되어 있는 제2 입력부를 더 가질 수 있다.

본 발명의 다른 실시예는 제어부(300)에 의해 상술한 조명장치를 제어하는 방법에 관한 것이다. 제어부(300)는, 제1 광원(100)이 꺼져 있고 제2 광원(200)이 켜져 있는 상태에서 제1 광원(100)의 온-상태로의 전환 신호를 입력받는 제1 단계, 제2 광원(200)의 현재 제2 구동전력을 확인하는 제2 단계, 및 제1 광원(100)의 제1 구동전력과 제2 광원(200)의 제2 구동전력의 합이 미리 결정된 값을 갖도록 제1 구동전력과 제2 구동전력을 제어하는 제3 단계를 수행하는 일련의 처리과정을 수행할 수 있도록 프로그램되어 있을 수 있다. 제어부(300)는 전용의 칩이거나 또는 재프로그램이 가능한 범용 칩일 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 하나의 조명장치가 두 개의 광원을 포함하는 경우의 예를 들었으나, 세 개 이상의 서로 다른 특성을 갖는 광원을 포함하는 경우에도 확장하여 적용시킬 수 있다는 것을 쉽게 이해할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

1: 조명 발광부
100: 제1 광원 200: 제2 광원
101: 제1 발광소자 201: 제2 발광소자
110: 제1 스위치 210: 제2 스위치
120: 제1 구동부 220: 제2 구동부
610: 제1 표시부 620: 제2 표시부
P102: 제1 피드백 경로 P202: 제2 피드백 경로
300: 제어부 400: 전원

Claims

제1 광원;
제2 광원;
상기 제1 광원의 밝기를 설정하도록 되어 있는 제1 스위치; 및
상기 제1 스위치에 연결되어 있으며, 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원의 구동전력을 제어하도록 되어 있는 제어부
를 포함하며,
상기 제어부는, 상기 제1 광원이 꺼져 있고 상기 제2 광원이 켜져 있는 상태에서 상기 제1 스위치가 온-상태(on-state)로 전환되면, 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원을 구동하는 총 구동전력이 미리 결정된 값을 갖도록 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원에 공급되는 전력량을 제어하도록 되어 있는,
조명장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원의 색온도는 서로 다른, 조명장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 광원의 최대구동전력과 상기 제2 광원의 최대구동전력은 각각 상기 미리 결정된 값과 동일한 것을 특징으로 하는, 조명장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원은 각각 LED(Light Emitting Diode)를 포함하는, 조명장치.
제1항에 있어서, 상기 제2 광원의 구동전력을 제어하도록 되어 있는 제2 스위치를 더 포함하는, 조명장치.
제5항에 있어서, 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치 중 어느 하나의 스위치로부터 입력을 받을 때에는 다른 하나의 스위치로부터는 입력을 받지 않도록 되어 있는, 조명장치.
제5항에 있어서, 상기 제1 광원과 상기 제2 광원 중 어느 하나의 광원만이 온-상태인 경우에는, 상기 어느 하나의 광원의 구동전력을 상기 미리 결정된 값 이하의 범위에서 조절할 수 있도록 되어 있는, 조명장치.
제5항에 있어서, 제1 광원의 제1 구동전력과 제2 광원의 제2 구동전력을 표시할 수 있는 표시부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 제1 구동전력과 상기 제2 구동전력을 상기 표시부에 표시하도록 되어 있는, 조명장치.
제1항에 있어서, 상기 제2 광원이 켜져 있는 상태에서 상기 제1 스위치가 오프-상태에서 온-상태로 전환되는 시점의 직전의 상기 제2 광원에 공급되는 전력과 상기 시점의 직후의 상기 제2 광원에 공급되는 전력의 양은 동일하도록 되어 있는, 조명장치.
제1 광원; 제2 광원; 상기 제1 광원의 구동전력을 제어하도록 되어 있는 제1 스위치를 포함하는 조명장치에서 사용되는 전력제어모듈로서,
상기 제1 광원을 구동하는 제1 구동전력을 제공하는 제1 구동부;
상기 제2 광원을 구동하는 제2 구동전력을 제공하는 제2 구동부; 및
상기 제1 스위치로부터의 신호를 입력받도록 되어 있는 제1 입력부;
를 포함하며,
상기 제1 광원이 꺼져 있고 상기 제2 광원이 켜져 있는 상태에서, 상기 제1 입력부를 통해 상기 제1 스위치의 온-상태로의 전환 신호를 입력받으면, 상기 제1 구동전력 및 상기 제2 구동전력의 합이 미리 결정된 값을 갖도록 상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부를 제어하도록 되어 있는,
조명장치의 전력제어모듈.
제10항에 있어서,
상기 조명장치는 상기 제2 광원의 구동전력을 제어하도록 되어 있는 제2 스위치를 더 포함하며,
상기 전력제어모듈은 상기 제2 스위치로부터의 신호를 입력받도록 되어 있는 제2 입력부를 더 포함하는,
조명장치의 전력제어모듈.
제1 광원; 제2 광원; 상기 제1 광원의 구동전력을 제어하도록 되어 있는 제1 스위치를 포함하는 조명장치에서 전력을 제어하는 방법으로서,
상기 제1 광원이 꺼져 있고 상기 제2 광원이 켜져 있는 상태에서, 상기 제1 광원의 온-상태로의 전환 신호를 입력받는 단계;
상기 제2 광원의 제2 구동전력을 확인하는 단계; 및
상기 제1 광원의 제1 구동전력과 상기 제2 광원의 제2 구동전력의 합이 미리 결정된 값을 갖도록, 상기 제1 구동전력과 상기 제2 구동전력을 제어하는 단계
를 포함하는,
조명장치 전력제어방법.
제12항에 있어서,
상기 전환 신호를 입력받기 직전의 상기 제2 광원에 공급되는 전력과 상기 전환 신호를 입력받은 직후의 상기 제2 광원에 공급되는 전력의 양은 동일하도록 되어 있는, 조명장치 전력제어방법.
조명장치로서,
제1 색온도를 갖는 제1 광원;
상기 제1 색온도보다 낮은 제2 색온도를 갖는 제2 광원; 및
상기 제1 광원 및 상기 제2 광원의 구동전력을 제어하도록 되어 있는 제어부
를 포함하며,
상기 제어부는, 상기 제1 광원과 상기 제2 광원에 인가되는 구동전력을 제어하여 상기 조명장치로부터 출력되는 출력광의 색온도를 조절하고, 상기 출력광의 색온도가 상기 제1 색온도보다 작고 상기 제2 색온도보다 큰 경우에는 상기 조명장치의 총 구동전력이 미리 결정된 값을 상수값이 되도록 제어하고, 그리고 상기 출력광의 색온도가 상기 제1 색온도 또는 상기 제2 색온도인 경우에는 상기 조명장치의 총 구동전력을 상기 상수값 이하의 임의의 값이 되도록 제어할 수 있게 되어 있는,
조명장치.