KR20160119493A - 온도 보상 ｌｅｄ 조사 장치 - Google Patents

온도 보상 ｌｅｄ 조사 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 LED 칩의 온도를 실시간으로 측정하고, 온도 변화에 따른 조사 광량 변화에 따라 광량을 보상하도록 입력 전류값을 제어하여 온도에 따른 영향을 받지 않고 광량을 일정하게 유지할 수 있는 온도 보상 LED 조사 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 온도 보상 LED 조사 장치는, 빛을 발광하는 LED 칩; 상기 LED칩이 실장되는 회로기판; 상기 회로기판 중 상기 LED 칩에 인접하게 설치되며, 상기 LED 칩의 온도를 실시간으로 측정하는 온도센서; 상기 LED 칩의 온도에 따른 광량 변화 테이블을 내장하고 있으며, 상기 온도 센서에서 측정된 온도 정보를 바탕으로 상기 LED 칩이 미리 설정된 광량값을 일정하게 유지하면서 조사하도록 상기 LED 칩에 입력되는 전류값을 증감시키는 광량 제어부;를 포함한다.

Description

온도 보상 ＬＥＤ 조사 장치{THE LED DEVICE THAT HAVE A TEMPERATURE COMPENSATING FUNCTION}
본 발명은 LED 조사 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LED 칩의 온도를 실시간으로 측정하고, 온도 변화에 따른 조사 광량 변화에 따라 광량을 보상하도록 입력 전류값을 제어하여 온도에 따른 영향을 받지 않고 광량을 일정하게 유지할 수 있는 온도 보상 LED 조사 장치에 관한 것이다.
일반적으로 LED는 다양한 파장의 빛이 조사가능하고, 저전력 및 오랜 수명시간 등의 장점으로 인하여 조명장치에 많이 활용되고 있다. 특히 가로등, 실내 조명 등 일반 조명 분야 뿐만이나라 자외선 조사 장치 등 산업 분야에서도 최근에는 LED를 광원으로 사용하는 경우가 늘어나고 있다.
일반적으로 LED 조사장치는 하나의 LED 칩에서 발생되는 빛의 조도가 약하므로, 다수개의 LED 칩을 하나의 조명 장치에 사용하여 출력을 증가시키는 경우가 많다. 이렇게 다수개의 LED 칩을 하나의 회로기판에 실장한 구조로 조명 장치로 이용하는 경우, 다수개의 LED 칩이 하나의 회로기판에 실장되어 있지만, 각 LED 칩이 조명 과정에서 가열되는 정도는 다양한 원인에 의하여 서로 다를 수 있다.
LED 칩은 특정한 온도 이상으로 가열되는 경우 열적인 손상을 입어서 수명이 대폭 단축되거나 즉시 점등되지 않는 등의 치명적인 문제점이 발생할 뿐만 아니라, 그러한 특정 온도까지 가열되지 않더라도 온도 상승에 따라 광량이 감소되는 현상도 발생한다.
따라서 동일한 LED 칩이 온도 변화에 따라 다른 광량을 조사하여 정확한 광량 제어를 할 수 없는 어려움이 발생한다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 LED 칩의 온도를 실시간으로 측정하고, 온도 변화에 따른 조사 광량 변화에 따라 광량을 보상하도록 입력 전류값을 제어하여 온도에 따른 영향을 받지 않고 광량을 일정하게 유지할 수 있는 온도 보상 LED 조사 장치를 제공하는 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 온도 보상 LED 조사 장치는, 빛을 발광하는 LED 칩; 상기 LED칩이 실장되는 회로기판; 상기 회로기판 중 상기 LED 칩에 인접하게 설치되며, 상기 LED 칩의 온도를 실시간으로 측정하는 온도센서; 상기 LED 칩의 온도에 따른 광량 변화 테이블을 내장하고 있으며, 상기 온도 센서에서 측정된 온도 정보를 바탕으로 상기 LED 칩이 미리 설정된 광량값을 일정하게 유지하면서 조사하도록 상기 LED 칩에 입력되는 전류값을 증감시키는 광량 제어부;를 포함한다.
그리고 본 발명에서 상기 광량 제어부는, 상기 회로 기판에 실장되어 있는 각 LED 칩에 대한 온도 변화에 따른 광량 변화 테이블을 내장하는 데이터베이스; 상기 온도센서에 의하여 측정된 온도값과 상기 데이터베이스에 내장되어 있는 광량 변화 테이블을 이용하여 현재 LED 칩의 광량값을 계산하는 광량값 계산부; 상기 광량값 계산부에 의하여 계산된 현재 광량값을 미리 설정된 목표 광량값과 비교하여 현재 광량값이 목표 광량값과 동일하도록 상기 LED 칩에 공급되는 전류값을 변화시켜 공급하는 전류 변경 보상부;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 광량 제어부는 상기 LED 칩의 온도가 특정 온도 이상으로 가열되면 알람 신호를 발생시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 온도 보상 LED 조사장치는 각 LED 칩의 온도를 실시간으로 감지하고, 그 온도 데이터에 따라 광량 감소를 계산하고 이를 보상하도록 전력 제어를 실시하여 정확한 광량 제어가 가능한 장점이 있다.
따라서 본 실시예에 따른 온도 보상 LED 조사 장치는, 온도에 따른 영향을 받지 않고 광량을 일정하게 유지할 수 있는 현저한 효과를 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 보상 LED 조사장치의 구성을 도시하는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 칩 및 온도 센서의 구성을 도시하는 부분 단면도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.
본 실시예에 따른 온도 보상 LED 조사 장치(100)는, 도 1, 2 에 도시된 바와 같이, LED 칩(130), 회로기판(110), 온도센서(140) 및 광량 제어부(120)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저 상기 LED 칩(130)은 빛을 발광하는 구성요소이며, 외부에서 공급되는 전력을 이용하여 자체 발광한다. 이러한 LED 칩(130)은 그 구성 재료에 따라 자외선, 가시 광선 등 특정한 파장의 빛을 선택적으로 발광하며, 일반적으로 제공되는 LED 칩을 필요에 따라 구매하여 사용할 수 있다.
이때 각 LED 칩에 대한 광량 변화 정보는 LED 칩과 함께 제공된다. 즉, 각 LED 칩의 온도 변화에 따라 광량이 변화되는 광량 변화 테이블을 함께 LED 칩 제조처로 부터 제공받는 것이다.
다음으로 상기 회로기판(110)은 상기 LED 칩(130)이 실장되는 구성요소이며, 하나의 회로기판(110)에는 다수개의 LED 칩(130)이 특정한 배열을 가지고 실장될 수 있다. 이러한 회뢰기판(110)도 일반적으로 채용할 수 있는 것을 사용할 수 있다.
다음으로 상기 온도 센서(140)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 회로기판(110) 중 상기 LED 칩(130)에 인접하게 설치되며, 상기 LED 칩(130)의 온도를 실시간으로 측정하는 구성요소이다. 본 실시예에서 상기 온도 센서(140)가 설치되는 위치는 최대한 상기 LED 칩(130)과 가까운 것이 바람직하며, LED 칩(130)의 광량 조사에 방해가 되지 않는다면 상기 LED 칩(130)에 직접 설치될 수도 있을 것이다.
이 온도 센서(140)에 의하여 실시간으로 센싱되는 LED 칩(130)의 온도 정보는 후술하는 광량 제어부(120)에 유무선 통신 방법에 의하여 제공된다.
다음으로 상기 광량 제어부(120)는 도 1에 도시된 바와 같이, 회로 기판(110) 및 이에 실장되는 LED 칩(130)에 연결되어 설치되고, 상기 LED 칩(130)의 온도에 따른 광량 변화 테이블을 내장하고 있으며, 상기 온도 센서(140)에서 측정된 온도 정보를 바탕으로 상기 LED 칩(130)이 미리 설정된 광량값을 일정하게 유지하면서 조사하도록 상기 LED 칩(130)에 입력되는 전류값을 증감시키는 구성요소이다.
이를 위하여 본 실시예에서는 상기 광량 제어부(120)를 구체적으로 도 1에 도시된 바와 같이, 데이터베이스(122), 광량값 계산부(124) 및 전류변경 보상부(126)를 포함하여 구성할 수 있다.
먼저 상기 데이터 베이스(122)는 상기 회로 기판(110)에 실장되어 있는 각 LED 칩(130)에 대한 온도 변화에 따른 광량 변화 테이블을 내장하는 구성요소이다. 전술한 바와 같이, 회로기판(110)에 실장되는 각 LED 칩(130)에 대하여 제조처에서 제공되는 광량 변화 테이블을 각 LED 칩 별로 구별하여 상기 데이터베이스(122)에 저장하는 것이다.
다음으로 상기 광량값 계산부(124)는 상기 온도 센서(140)에 의하여 측정된 온도값과 상기 데이터베이스(122)에 내장되어 있는 광량 변화 테이블을 이용하여 현재 LED 칩(130)의 현재 광량값을 계산하는 구성요소이다. 즉, 상기 광량값 계산부(124)는 상기 온도 센서(140)에서 실시간으로 측정되어 제공되는 LED 칩의 온도값을 이용하여 상기 데이터베이스(122)에 저장되어 있는 광량 변화 테이블 중에서 해당하는 온도값에 따른 광량 변화를 찾아내고, 애초에 설정되어 있던 LED 칩(130)의 조사 광량을 그대로 유지하기 위하여 상기 LED 칩(130)에 추가적으로 공급하여야 하는 전력값을 계산한다.
그리고 상기 전류변경 보상부(126)는 상기 광량값 계산부(124)에 의하여 계산된 현재 광량값을 미리 설정된 목표 광량값과 비교하여 현재 광량값이 목표 광량값과 동일하도록 상기 LED 칩(130)에 공급되는 전류값을 변화시켜 공급하는 구성요소이다. 즉, 상기 전류 변경 보상부(126)는 상기 광량값 계산부(124)에 의하여 계산되는 광량 변화값 및 이에 따른 보상 전류값에 따라 상기 LED 칩(130)에 추가적으로 공급하여야 하는 전류값으로 변화된 보상 전력을 상기 LED 칩(130)에 제공하는 것이다.
이렇게 되면 온도 증가에 따라 LED칩(130)의 조사 광량이 변화되더라도 전술한 온도 보상 제어에 의하여 상기 LED 칩은 항상 일정한 광량을 조사하도록 제어되는 것이다.
한편 상기 광량 제어부(120)는 상기 LED 칩(110)의 온도가 특정 온도 이상으로 가열되면 알람 신호를 발생시키는 것이 바람직하다. 여기에서 특정 온도는 상기 LED 칩(130)이 손상될 수 있는 손상 온도를 말하는 것이며, 이 손상 온도 이하의 특정 온도를 설정하여 LED칩이 영구적으로 손상되기 전에 알림 신호를 발생하여 LED 칩의 구동을 중지시키고, 칩의 손상을 방지하도록 하기 위함이다.
100 : 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 보상 LED 조사 장치
110 : 회로기판 120 : 광량 제어부
130 : LED 칩 140 : 온도 센서

Claims (3)

  1. 빛을 발광하는 LED 칩;
    상기 LED칩이 실장되는 회로기판;
    상기 회로기판 중 상기 LED 칩에 인접하게 설치되며, 상기 LED 칩의 온도를 실시간으로 측정하는 온도센서;
    상기 LED 칩의 온도에 따른 광량 변화 테이블을 내장하고 있으며, 상기 온도 센서에서 측정된 온도 정보를 바탕으로 상기 LED 칩이 미리 설정된 광량값을 일정하게 유지하면서 조사하도록 상기 LED 칩에 입력되는 전류값을 증감시키는 광량 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 보상 LED 조사 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광량 제어부는,
    상기 회로 기판에 실장되어 있는 각 LED 칩에 대한 온도 변화에 따른 광량 변화 테이블을 내장하는 데이터베이스;
    상기 온도센서에 의하여 측정된 온도값과 상기 데이터베이스에 내장되어 있는 광량 변화 테이블을 이용하여 현재 LED 칩의 광량값을 계산하는 광량값 계산부;
    상기 광량값 계산부에 의하여 계산된 현재 광량값을 미리 설정된 목표 광량값과 비교하여 현재 광량값이 목표 광량값과 동일하도록 상기 LED 칩에 공급되는 전류값을 변화시켜 공급하는 전류 변경 보상부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 보상 LED 조사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광량 제어부는 상기 LED 칩의 온도가 특정 온도 이상으로 가열되면 알람 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 온도 보상 LED 조사 장치.
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