KR20130128649A - 조명기기 - Google Patents

Abstract

발명의 실시예에 따른 조명장치는 빛을 발광하는 조명부; 상기 조명부에 전원 신호를 제공하는 전원 제공부; 상기 전원 신호를 제어하는 제어부; 및, 상기 제어부와 연결되는 색온도 조절부와 밝기 조절부를 포함한다.

Description

조명기기{LIGHTING SYSTEM}

본 발명은 조명기기에 관한 것으로 더욱 상세하게는 조명기기 자체에 밝기와 색온도를 조절할 수 있는 제어부를 형성하여 하나의 조명으로 색온도와 밝기 조절이 가능한 조명기기에 관한 것이다.

일반적으로 조명기구는 생활에 필요한 조도를 얻기 위하여 빛을 발생하는 기구이지만, 실제 사용시에는 조도를 얻는 목적뿐 아니라 전기의 절감 또는 분위기 연출 등의 목적에 따라 조광을 하기도 한다. 이러한 조명기구의 광원으로서 널리 사용되는 전구는 백열전구 및 형광 램프를 들 수 있다.

현재 광원으로서 널리 사용되는 전구의 하나로서 백열전구가 존재하는데, 이는 가격이 저렴하고 조광이 쉬우며 위상 제어 방식 조광 장치 또한 손쉽게 제조가 가능하기 때문이다. 도 1은 종래의 백열전구를 조광하기 위한 회로도를 나타낸 도면으로서, 상용 전원(11), 조광 장치(12) 및 백열 전구(14)로 구성되며, 조광 장치의 출력에 제어된 전압 파형이(13) 도시되어 있다.

상기 백열 전구의 조도 조절 동작은 조광 장치(11)를 가변하여 위상이 제어된 전압 파형(13)을 백열 전구(14)에 입력하면 백열 전구(14)에 걸리는 전압이 변하고, 그에 의하여 밝기가 변화므로 조도를 조절할 수 있게 된다. 그러나, 백열 전구는 동작 원리가 필라멘트를 가열하는 방식으로 되어 있어 온도가 3000K를 넘으면 필라멘트가 녹아버려 3500K(온백색), 4200K(백색), 5000K(주백색), 6500K(주광색) 등의 여러가지 색온도를 얻을 수가 없어 색온도 가변을 할 수 없다는 문제점이 존재한다.

본 발명에서는 조명기기 자체에 밝기와 색온도를 조절할 수 있는 제어부를 형성하여 하나의 조명으로 색온도와 밝기 조절이 가능한 것을 목적으로 한다.

발명의 실시예에 따른 조명장치는 빛을 발광하는 조명부; 상기 조명부에 전원 신호를 제공하는 전원 제공부; 상기 전원 신호를 제어하는 제어부; 및, 상기 제어부와 연결되는 색온도 조절부와 밝기 조절부를 포함한다.

발명의 실시예에 따르면, 조명기기 내부에 밝기와 색온도를 조절할 수 있는 제어부를 형성하여 색온도와 밝기를 사용자의 편의에 따라 변경할 수 있다.

도 1은 일반적인 백열전구의 조광 방법을 나타낸 블록도이다.
도 2는 발명의 실시예에 따른 색온도 및 밝기 조절이 가능한 조명 장치의 블록 구성도이다.
도 3은 발명의 실시예에 따른 PWM 제어를 나타낸 그래프이다.
도 4는 발명의 실시예에 따른 색온도 및 밝기 조절의 원리는 나타낸 블록 구성도이다.
도 5는 발명의 실시예에 따른 정류된 전압의 크기에 따른 최적의 색온도 및 밝기를 제공할 수 있는 테이블표의 일 예를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도 2는 발명의 실시예에 따른 색온도 및 밝기 조절이 가능한 조명 장치의 블록 구성도이다. 발명의 실시예에 따른 조명 장치(100)의 블록 구성도는 조명부(200), 전원 제공부(300), 드라이버(400), 제어부(500), 색온도 조절부(600) 및 밝기 조절부(700)를 포함하며, 각각의 구성은 서로 결합되어 있다.

조명부(200)는 서로 다른 색온도를 가지는 제1 LED 및 제2 LED를 포함할 수 있으며, 빛의 방출을 통해 조도 및 색온도를 제공하는 수단이다. 상기 조명부(200)는 서로 다른 색온도를 가지는 제1 LED 및 제2 LED로 제공되는 각각의 전류 크기에 의하여 조도 및 색온도가 조절되는 것을 특징으로 한다. 이때, 제1 LED는 높은 색온도를 갖고, 제2 LED는 상대적으로 낮은 색온도를 갖도록 구성할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 LED는 형광등색으로 구성될 수 있고, 상기 제2 LED는 백열등 색으로 구성될 수 있다.

이와 같이, 높은 색온도의 LED와 낮은 색온도의 LED에 흐르는 각각의 전류 크기를 제어하는 것에 의하여 조도 및 색온도가 조절될 수 있기 때문이다. 즉, LED 조명기구의 조도는 조명부(200)에 제공되는 전류의 전체 크기에 의해 결정되며, LED 조명기구의 색온도는 제1 LED 및 제2 LED에 흐르는 각각의 전류 크기의 비율에 따라 결정된다.

전원 제공부(300)는 조명부(200)에 전원을 제공하기 위한 수단이다. LED 조명기구의 조광을 위하여 필요한 교류 전압은 전원 제공부(300)에서 제공되는 상용 전원에서 공급될 수 있다. 이때, 전압의 제어는 펄스폭 제어 방식 및 진폭 제어 방식 등의 다양한 방식을 이용할 수 있다.

드라이버(400)는 상기 전원 제공부(300)에서 제공된 교류 전압을 직류로 만들고 조명부(200)로 전류를 제공하기 위한 수단이다. 드라이버(400)는 후술하는 제어부(500)에서 출력된 제어 신호에 따라 조명부(200)에 포함된 제1 LED 및 제2 LED의 동작에 필요한 전류를 제공한다. 또한, LED 조명기구의 조도 및 색온도의 변화가 필요한 경우, 제어부(500)의 신호에 의하여 제1 LED 및 제2 LED로 흐르는 전류의 양을 조절하는 역할을 수행하는 것을 주요 특징으로 한다.

드라이버(400)는 종래의 조명기구에도 사용되는 일반적인 구성으로서 교류 전압을 정류하여 직류로 만든 후, 조명에 필요한 기본적인 전원으로 사용할 수 있도록 한다.

제어부(500)는 통상의 PWM 제어방식을 이용하여 상기 제1 LED 및 제2 LED를 구동한다. 상기 제어부(500)는 PWM 제어에 사용되는 PWM 제어 펄스를 상기 드라이버(400)에 제공한다.

도 3은 발명의 실시예에 따른 PWM 제어를 나타낸 그래프이다. 도 3에 도시된 바와 같이 상부에서 하부로 갈수록 듀티 비율이 증가하게 되어 PWM의 듀티 비율을 증가시킬수록 밝기가 증가하게 된다.

도 4는 발명의 실시예에 따른 색온도 및 밝기 조절의 원리는 나타낸 블록 구성도이다.

상기 색온도 조절부(600) 및 밝기 조절부(700)는 저항 변환 소자를 포함한다. 상기 색온도 조절부(600)는 복수의 저항을 포함할 수 있다. 상기 색온도 조절부(600)에 포함되는 저항은 상기 밝기 조절부(700)에 포함되는 저항보다 큰 값을 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 색온도 조절부(600)에 포함되는 저항값은 밝기 조절부(700)에 포함되는 저항값의 2배 내지 15배일 수 있다.

예를 들어, 상기 색온도 조절부(600)에 포함되는 저항은 1kΩ 내지 2kΩ이 포함될 수 있으며, 스위치의 조작에 따라 1kΩ 내지 2kΩ의 저항이 상기 제어부(500)와 직렬 연결될 수 있다. 또는 스위치에 갈음하여 조명기기를 회전시킴으로써 각각의 위치에 대응하는 저항이 연결될 수도 있다.

상기 밝기 조절부(700)는 복수의 저항을 포함할 수 있다. 상기 밝기 조절부(700)에 포함되는 저항은 상기 색온도 조절부(600)에 포함되는 저항보다 작은 값을 갖도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 밝기 조절부(700)에 포함되는 저항은 200Ω 내지 500Ω이 포함될 수 있으며, 스위치의 조작에 따라 200Ω 내지 500Ω의 저항이 상기 색온도 조절부(600)와 직렬 연결될 수 있다.

상기 색온도 조절부(600) 및 밝기 조절부(700)는 각각 저항 변환 수단을 포함한다. 상기 저항 변환 수단에 의해 상기 색온도 조절부(600) 및 밝기 조절부(700)의 저항값이 변경될 수 있다.

직렬로 연결되는 상기 색온도 조절부(600) 및 밝기 조절부(700)에 포함되는 저항이 변화되므로, 이들의 합성 저항값이 변하게 된다.

도 5는 발명의 실시예에 따른 정류된 전압의 크기에 따른 최적의 색온도 및 밝기를 제공할 수 있는 테이블표의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 상기 색온도 조절부(600) 및 밝기 조절부(700)의 직렬 합성 저항값에 의해 색온도 및 밝기가 결정될 수 있다.

상기 색온도 조절부(600) 및 밝기 조절부(700)의 직렬 합성 저항값이 1.2kΩ이면 합성 저항값이 상대적으로 낮게 되어, 색온도는 5700K이고 최고수준의 밝기를 갖게 된다. 상기 색온도 조절부(600)를 1kΩ에 설정하고 밝기 조절부(700)의 저항값을 증가시키는 경우, 합성 저항값이 증가함에 따라 밝기는 감소하게 된다. 그러나 총 저항값은 크게 변동되지 않으므로 색온도는 일정한 수준을 유지하게 된다.

상기 색온도 조절부(600)가 2kΩ의 저항값으로 설정되는 경우, 밝기 조절부(700)의 저항값을 증가시키면, 합성 저항값이 증가함에 따라 밝기는 감소하게 된다. 그러나 총 저항값은 크게 변동되지 않으므로 색온도는 일정한 수준을 유지하게 된다. 상기 색온도 조절부(600)가 1kΩ에 설정된 경우에 비해 합성 저항값이 증가하므로 색온도는 4300K이고 백열등 수준의 색온도를 갖게 된다.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

1. 빛을 발광하는 조명부;
   상기 조명부에 전원 신호를 제공하는 전원 제공부;
   상기 전원 신호를 제어하는 제어부; 및,
   상기 제어부와 연결되는 색온도 조절부와 밝기 조절부를 포함하는 조명 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 색온도 조절부 및 밝기 조절부는 직렬 연결되는 조명 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 색온도 조절부 및 밝기 조절부는 각각 복수의 저항 및 복수의 저항중 하나의 저항을 선택하는 저항 변환 소자를 포함하는 조명 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 저항 변환 소자는 스위치를 포함하는 조명 장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 색온도 조절부에 포함되는 저항은 상기 밝기 조절부에 포함되는 저항보다 큰 값을 갖는 조명 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 색온도 조절부는 1kΩ 내지 2kΩ의 저항을 갖는 조명 장치.
7. 제5항에 있어서,
   상기 밝기 조절부는 200Ω 내지 500Ω의 저항을 갖는 조명 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제어부의 신호를 수신하는 드라이버;를 더 포함하고,
   상기 제어부는 PWM 제어에 사용되는 PWM 제어 펄스를 상기 드라이버에 제공하는 조명 장치.

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