KR20180105320A - 모바일폰용 엘이디 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 모바일폰용 엘이디 조명장치는 백색 광원을 발광하는 복수개의 엘이디 소자가 장착된 복수개의 엘이디 패키지(140)를 구비하며, 상기 각 엘이디 소자에 공급되는 전류를 제어하여 5,500K~5,700K의 색온도를 가지며, 연색지수가 90Ra 이상이 되도록 하였으며, 복수개의 모바일폰에 장착될 수 있도록 고정장치를 구비하였으며, 모바일폰에 장착 후 사진촬영 시 파지할 수 있도록 핸들을 장착함으로써 여러 산업분야에서 색 재현 작업 시 작업의뢰자와 작업실무자 모두 동일한 조명하에서 의사 교환을 위한 색재현 관련 데이터를 생성하게 되므로 작업 효율성이 높아지고, 정확하게 판단할 수 있는 모바일폰용 엘이디 조명장치로 널리 활용될 수 있다.

Description

모바일폰용 엘이디 조명장치{LED Lighting Device for Mobile Phones}

본 발명은 모바일폰용 엘이디 조명장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광원의 구조를 개선함으로써 자연광과 유사한 색온도(5,500K)와 고연색성(90Ra 이상)을 가지며, 무채색 광원을 사용함으로써 색간섭을 방지하고, 광확산판에 의하여 난반사를 방지하고, 스프링 고정장치를 적용하여 복수개의 모바일폰에 장착될 수 있으며, 어플리케이션에 의하여 색분석 효율성, 사진 데이터의 효율적 관리 및 실무자간의 색 재현 작업 등을 원활하게 진행할 수 있는 기술에 관한 것이다.

최근에는 인터넷의 발달로 인하여 다양한 모바일 통신기기가 보급되고 있으며, 특히 스마트폰 등의 모바일폰은 널리 사용되고 있다.

그리고, 이러한 모바일폰은 IT 기술의 발전으로 인하여 전화기능 이외에 다양한 기능이 탑재됨으로써 여러 분야에 사용되고 있다

일 예로, 모바일폰은 치아에 대한 치료를 진행하거나, 보철을 제조하는 치기공분야에도 사용되고 있다.

즉, 치과와 치과기공소, 의류 디자이너와 원단 업체와 같이 색 관리에 있어서 협업이 필요한 분야에서는 작업 공간마다 조명이 상이하여 조명마다 색온도 및 연색성 그리고 조도의 차이로 인하여 기준색을 정하고 작업 세부사항을 논하는 의사 교환에서 소통의 불편함이 많이 존재한다.

이러한 조명장치로는 통상 1,500럭스~2,500lux(럭스)에 이르는 강한 조도의 빛을 조사할 수 있는 할로겐램프, 할로겐-텅스텐램프 또는 형광등과 같은 조명장치가 사용된다.

이와 같이 강한 조도의 빛을 조사할 수 있는 조명을 사용함으로써 작업공간에서 그림자가 지는 공간이 최소화 되도록 하고 있다.

그러나 이러한 할로겐램프, 할로겐-텅스텐램프 또는 형광등과 같은 조명장치는 색온도, 연색지수 및 조도에 있어서 치과 영역에서 요구하는 기준과 거리가 있다. 치과 영역에서는 색온도 5,500K 및 연색지수 90Ra 이상의 조명을 요구하지만 일반적으로 사용되는 할로겐램프, 할로겐-텅스텐램프 또는 형광등과 같은 조명장치는 이러한 기준을 만족시키지 못하는 문제점이 있다.

여기서 색온도(Color Temperature)는 광원으로부터 방사되는 빛의 색을 온도로 표시하는 것으로 절대온도(K)로 표기하게 된다. 색온도가 낮으면 붉은색의 비율이 높아지고, 색온도가 높을수록 푸른색의 비율이 높아진다. 모든 물체는 빛에 의해서 빛나고 색을 나타내게 된다. 그리고 이러한 물체에 어떠한 색온도와 파장을 가지는 빛이 비추어 지느냐에 따라 물체의 색은 변하게 된다.

정오 무렵의 자연광은 5,500K정도의 색온도를 가지게 되므로 5,500K 근처의 색온도를 가지는 조명을 물체에 비출 때 물체는 자연광에서 보는 색과 유사한 색을 띄게 된다.

그러나 일반적으로 할로겐램프는 색온도가 2,900K~3,000K 정도이므로 붉은색을 가지게 되며, 형과등은 색온도가 4,000K 정도이므로 노란색을 가지게 된다. 따라서 이러한 조명이 치아에 비추어 졌을 때 치아는 고유의 색을 가지지 못하게 되는 문제가 있다.

연색지수(CRI, Color Rendering Index)는 자연광에서 본 사물의 색과 특정 조명에서 본 사물의 색이 어느 정도 유사한지를 수치로 나타낸 것이다. 0Ra~100Ra의 단위로 표기되며 100Ra에 가까울수록 자연색에 가깝게 구현되는 조명을 뜻한다.

할로겐램프의 경우 연색지수는 95Ra~100Ra로 양호하지만 색온도 조건을 만족시키지 못하며, 형광등의 경우 연색 지수가 70Ra~80Ra 정도에 불과하므로 색 분석 작업이 중요한 산업 영역에서 요구하는 기준과 거리가 있다.

또한 할로겐램프, 할로겐-텅스텐램프 또는 형광등과 같은 기존의 조명장치는 확산광이기 때문에 작업 공간 내에서 그림자가 지는 공간이 많아지고, 난반사가 발생하며, 치과의 경우 치아의 내부 색상을 판별할 때에도 어려움이 있는 문제점이 있다.

한편 치과기공소에서 인공치아를 제작할 때 치과 진료실에서 촬영한 환자의 치아 사진을 참고하여 환자의 치아 색깔과 가장 유사하게 인공치아의 색깔을 맞추고 제작의뢰서에 간략하게 서술된 내용을 참고하여 인공치아를 제작한다.

상술한 바와 같이 치아를 비추는 조명의 종류에 따라 치아의 색깔도 다르게 나타나게 되는데 치과 진료실에서 사용하는 조명과 치과기공소에서 사용하는 조명의 특성이 서로 다른 경우가 많다. 따라서 치과진료실에서 촬영한 환자의 사진을 참고하여 치과기공소에서 인공치아를 제작할 경우 제작된 인공치아의 색깔이 환자의 치아 색깔과 불일치하는 경우가 많이 발생하는 문제점이 있다.

조명의 밝기를 나타내는 조도의 경우에도 모바일폰의 특성상 접사 촬영시 광원이 가깝게 위치할 수 밖에 없는데 이럴 경우 촬영되는 사물에 난반사가 이뤄질 수 있어서 적정 조도를 유지하는 것이 어려운 문제점이 있다.

특허출원 제10-2015-17750호(명칭:스마트폰 셀프 카메라 촬영용 보조 조명모듈)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 목적은 자연광에 가까운 모바일폰용 엘이디 조명장치 및 모바일앱을 제공함으로써 작업의뢰자와 작업 실무담당자의 의사교환을 효율화하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 치과진료실에서 환자의 치아를 관찰할 때 그림자 및 난반사가 발생하는 것을 방지하며, 치아의 내부 색상까지 명확하게 판별할 수 있도록 하는 모바일폰용 엘이디 조명장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 치과진료실과 치과기공소에서 사용하는 조명의 특성 및 색깔 판단 기준을 일치시킴으로서 치과기공소에서 인공치아를 제작 시 인공치아의 색깔이 환자의 치아 색깔과 불일치하는 오류를 방지할 수 있는 엘이디 조명장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 치과 및 치과 기공분야 외에도 여러 산업분야의 색상 작업과 관련된 분야에서 넓게 사용 가능하고, 작업의뢰자와 작업실무자의 서로 다른 작업 공간의 조명장치로 인한 색작업 오류를 방지하고, 작업 세부 내용들도 어플리케이션의 메모 기능과 동영상의 음성 녹음을 통하여 전달하기 용이해 지고 이런한 데이터를 효율적으로 저장하고 관리하게 할 수 있어 재작업을 방지하고 업무 효율성을 높일 수 있는 엘이디 조명장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 모바일폰용 엘이디 조명장치는,

전원이 인가되는 본체(105)와; 본체(105)의 하부에 구비되며, 모바일폰에 분리가능하게 결합되는 고정부(170)와; 본체(105)의 전방에 연결되며 직류전원 인가시 광을 발광하는 조명부(130)와; 그리고 본체(105)와 조명부(130)를 연결하는 연결바(135)를 포함한다.

조명부(130)는 연결바(135)의 선단에 장착되는 베이스(142)와; 베이스(142)상에 이동가능하게 장착되어 광을 발광하는 한 쌍의 엘이디 장착부(120)와; 한 쌍의 엘이디 장착부(120)에 배치되어 광을 발광하는 엘이디 패키지(140)와; 베이스(142)로부터 반경방향으로 배치되며 한 쌍의 엘이디 장착부(120)가 반경방향을 따라 내측 혹은 외측방향으로 이동가능하게 지지하는 한 쌍의 가이드바(155)와; 엘이디 패키지(140)의 전원을 제어하는 전원 제어부(160)를 포함한다.

엘이디 패키지(140)는 무채색 광원을 사용하는 것을 특징으로 한다.

한 쌍의 엘이디 장착부(120)의 저면에는 가이드홈(h)이 형성되고, 이 가이드홈(h)은 한 쌍의 가이드바(155)의 상면에 활주가능하게 결합된다.

고정부(170)(17)는 한 쌍의 고정플레이트(172)와; 한 쌍의 고정 플레이트(172)의 사이에 배치되어 고정 플레이트(172)를 내측방향으로 탄력적으로 당기는 스프링(도시안됨)을 포함한다.

엘이디 패키지(140)는 5,500K~5,700K의 색온도를 가지며, 연색지수가 90Ra 이상인 것을 특징으로 한다.

모바일폰용 엘이디 조명장치에 사용되는 엘이디 패키지는 엘이디 소자의 양극은 공통으로 사용하고 음극은 별도로 사용할 수 있다.

모바일폰용 엘이디 조명장치는 전원을 공급하는 전원부와, 엘이디 소자에 적합한 전원을 공급하는 제어부와, 상기 제어부의 신호에 따라 상기 엘이디 패키지(140)를 구동하는 엘이디 구동부로 구비할 수 있다.

이때 제어부는 상기 하나의 엘이디 소자에는 2.9V의 전압이 인가되도록 하며, 상기 엘이디 구동부는 상기 엘이디 소자에 10mA 정도의 전류가 흐르도록 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 모바일폰용 엘이디 조명장치는 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 색온도가 5,500K~5,700K이며 연색지수가 90Ra 이상으로 자연광(5,500K)에 가까운 빛을 발광하고, 광원에서 10cm 거리의 측정시 650Lux ~ 700Lux의 조도를 갖는 LED광원을 개발하여 여러 산업분야에서 색 재현 작업에 효과적으로 쓰일 수 있다.

둘째, 직진도가 높고, 광확산판을 구비한 모바일폰용 엘이디 조명장치를 사용함으로써 치과진료실에서 환자의 치아를 관찰할 때 그림자 및 난반사가 발생하는 것을 방지하며 치아의 내부 색상까지 명확하게 판별할 수 있게 된다.

셋째, 치과 진료실과 치과기공소에서 동일한 특성을 가지는 모바일폰용 엘이디 조명장치 및 모바일앱을 사용할 수 있으므로 치과진료실과 치과기공소에서 사용하는 조명의 차이로 인해 치과기공소에서 인공치아를 제작 시 인공치아의 색깔이 환자의 치아색깔과 불일치하는 오류를 방지하여 심미보철물을 제작하는데 있어 정확성과 효율성을 제공해 줄 수 있다.

넷째, 광원이 기준색 분석시에는 Ring type의 환구조를 통해서 색분석을 할 경우 유리하고, 사진 촬영시에는 Twin type의 대칭되게 분활되는 광원으로 사물의 윤곽선이 선명하게 촬영되어 이 데이터를 교류하며 실무가 이뤄질 경우 작업 의뢰자와 작업 실무자 간의 의사 소통이 원활해 지고 재작업을 방지하여 작업 효율성을 증대 할 수 있다.

다섯째, 치과진료실에서 자연광 스팩의 모바일용 광원을 사용하여 정확하게 환자의 치아색을 판단하고 어플리케이션을 활용하여 색 분석을 하고, 인공치아 제작에 필요한 기타의 자료들도 촬영 및 편집 기능을 활용하여 치과 기공소에 전달하면 치과기공소에서 환자의 치아색을 정확하게 판단하고 의뢰자인 치과진료실의 요구 조건에 충실한 인공치아를 제작할 수 있다.

여섯째, 광원의 전원으로서 직류를 사용함으로써 깜빡거림을 방지하여 치아의 색상을 정확하게 관찰할 수 있다.

일곱째, 스프링 방식의 고정부(170)를 적용함으로써 다양한 크기를 갖는 모바일폰에 사용할 수 있다.

도 1(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일폰용 엘이디 조명장치의 사시도이고, 도 1(b)는 엘이디 장착부가 외측방향으로 이동한 상태를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1(a)에 도시된 모바일폰용 엘이디 조명장치에 사용되는 엘이디 소자를 나타낸 단면도이다.
도 3은 모바일폰용 엘이디 조명장치에 사용되는 엘이디 패키지(140) 및 그 회로도를 나타낸 도면이다.
도 4는 상기 엘이디 소자에 가해지는 전류의 양에 따른 흑체 복사선상에서 상기 엘이디 소자에서 발광되는 빛의 색온도가 변화하는 모습을 보인 그래프이다.
도 5는 도 4에서 흑체복사선 부근을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 6은 도 1에 도시된 모바일폰용 엘이디 조명장치의 회로도이다.
도 7은 도 1(a)에 도시된 엘이디 장착부가 가이드바에 활주가능하게 결합된 상태를 보여주는 도면이다.
도 8(a)는 엘이디 장착부가 반경 외측방향으로 이동한 상태에서 90도 회전한 상태를 보여주는 도면이고, 도 8(b)는 엘이디 장착부가 원형으로 모인 상태에서 90도 회전한 상태를 보여주는 도면이다.
도 9는 도 8(b)의 "A-A" 선상에서 본 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일폰용 엘이디 조명장치에 대해 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명이 제안하는 엘이디 조명장치(100)는 다양한 분야에 사용 가능하며, 그 일 예로 치과 및 치기공 분야에 사용되는 경우에 의하여 설명한다.

상기 모바일폰용 엘이디 조명장치(100)는 전원 및 전원단자, 스위치가 배치되는 본체(105)와; 본체(105)의 하부에 구비되며, 모바일폰(M)에 분리가능하게 결합되는 고정부(170)와; 본체(105)의 전방에 연결되며 광을 발광하는 조명부(130)와; 본체(105)와 조명부(130)를 연결하는 연결바(135)를 포함한다.

이러한 구조를 갖는 모바일폰용 엘이디 조명장치(100)에 있어서,

본체(105)에는 사용자가 파지할 후 있도록 손잡이(110)가 마련된다. 그리고, 손잡이(110)의 내부에는 전원을 공급해주는 전원부(150)가 구비된다.

이때 전원부(150)로는 다양한 형태의 전원공급방식이 적용가능하나, 바람직하게는 배터리(111)에 의하여 전원을 공급하는 방식을 포함한다. 이러한 배터리(111)는 직류전원을 공급하는 바, 직류전원은 전원단자(112)를 통하여 조명부(130)에 공급된다.

이와 같이 조명부(130)에는 직류전원이 공급됨으로써 환자의 치아를 관찰할 때 깜박거림을 제거할 수 있어 환자의 치아색상을 정확하게 관찰할 수 있다.

그리고, 본체(105)의 측면에는 조명부(130)의 전원을 온(On) 또는 오프(Off) 시킬 수 있는 전원스위치(113)가 마련된다.

그리고, 손잡이(110)의 하부에는 상기한 고정부(170)가 구비되어 모바일폰의 상부에 분리가능하게 결합될 수 있다.

이때, 고정부(170)는 스프링 구조를 가짐으로써 다양한 크기의 모바일폰에 혼용되어 결합될 수 있다.

즉, 고정부(170)는 한 쌍의 고정플레이트(172)로 구성되며, 한 쌍의 고정 플레이트(172)의 사이에는 스프링(도시안됨)이 가로방향으로 배치된다. 그리고, 이 스프링은 한 쌍의 고정 플레이트(172)를 내측으로 탄력적으로 당기게 된다.

따라서, 모바일폰용 조명장치를 모바일폰(M)의 상부에 고정할 때, 한 쌍의 고정 플레이트(172)를 양측으로 당긴 상태에서 모바일폰(M)의 상부에 진입한 후, 당긴 힘을 해제함으로써 스프링의 복원력에 의하여 고정 플레이트(172)가 원위치로 복귀함으로써 고정될 수 있다.

한편, 조명부(130)는 연결바(135)의 선단에 장착되는 베이스(142)와; 베이스(142)상에 이동가능하게 장착되어 광을 발광하는 한 쌍의 엘이디 장착부(120)와; 한 쌍의 엘이디 장착부(120)에 배치되어 광을 발광하는 엘이디 패키지(140)와; 베이스(142)로부터 반경방향으로 배치되며 한 쌍의 엘이디 장착부(120)가 반경방향을 따라 내측 혹은 외측방향으로 이동가능하게 지지하는 한 쌍의 가이드바(155)와; 엘이디 패키지(140)의 전원을 제어하는 전원 제어부(160)를 포함한다.

보다 상세하게 설명하면, 베이스(142)는 연결바(135)의 선단에 원형으로 배치됨으로써 엘이디 장착부(120)를 지지한다.

그리고, 이러한 베이스(142)에는 한 쌍의 가이드바(155)가 반경방향을 따라 외측으로 배치된다.

또한, 한 쌍의 엘이디 장착부(120)는 중공의 링 형상을 가진다. 그리고, 한 쌍의 엘이디 장착부(120)는 반원형상을 갖는 2개의 엘이디 장착부(120)로 구성되어 서로 독립적으로 이동가능한 구조이다.

따라서, 이러한 한 쌍의 엘이디 장착부(120)는 한 쌍의 가이드바(155)를 따라 내측방향 혹은 외측방향으로 이동할 수 있다.

이때, 한 쌍의 엘이디 장착부(120)는 한 쌍의 가이드바(155)의 상부에 암수결합과 같이 이동가능한 다양한 방식으로 결합될 수 있다.

예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이, 엘이디 장착부(120)의 저면에는 가이드홈(h)이 형성되고, 이 가이드홈(h)은 한 쌍의 가이드바(155)에 형성된 가이드레일(r)에 삽입된다.

따라서, 엘이디 장착부(120)의 가이드홈(h)은 가이드바(155)의 가이드레일(r)에 삽입된 상태로 반경방향을 따라 내측 혹은 외측방향으로 이동할 수 있다.

이와 같이, 한 쌍의 엘이디 장착부(120)는 가이드바(155)를 따라 내외측방향으로 이동가능하므로 조명환경 등에 따라서 이 엘이디 장착부(120)의 위치를 적절하게 변경하여 촬영할 수 있다.

또한, 한 쌍의 엘이디 장착부(120)는 도 8(a) 및 도 8(b)에 도시된 바와 같이, 90도 회전이 가능한 구조이다.

보다 상세하게 설명하면, 연결바(135)의 선단에는 베이스(142)가 연결되며, 이 베이스는 상하 2층 구조이다.

즉, 베이스는 연결바(135)의 선단에 연결되는 하부 베이스(143)와; 하부 베이스(143)의 상부에 회전가능하게 배치되며 한 쌍의 가이드바가 장착되는 상부 베이스(144)를 포함한다.

이러한 베이스(142)에 있어서, 하부 베이스(143)의 상면에는 원주방향을 따라 안내홈(148)이 형성되며, 상부 베이스(144)의 상면에는 레일(146)이 돌출되어 이 안내홈(148)에 회전가능하게 결합된다.

따라서, 상부 베이스(144)의 레일(146)은 하부 베이스(143)의 안내홈(148)을 따라 회전할 수 있다. 물론, 상기에서는 상부 베이스(144)에 레일이 돌출되고, 하부 베이스(143)에 안내홈이 형성되는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 반대로 배치될 수 있다. 즉, 상부 레이스에 안내홈이 형성되고, 하부 레이스에 레일이 형성되는 구조이다.

혹은, 상부 및 하부 레이스의 사이에 베어링이 배치됨으로써 상부 레이스가 회전가능한 구조도 가능하다.

이와 같이, 상부 레이스(144)가 회전하는 경우, 이에 장착된 한 쌍의 가이드바(155)도 같이 회전하게 되고, 따라서 한 쌍의 가이드바(155)에 장착된 한 쌍의 엘이디 장착부(120)도 같이 회전할 수 있다.

결국, 엘이디 장착부(120)를 90도로 회전시킴으로써 조명부(130)의 조명각도도 90도로 전환시킬 수 있다.

또한, 엘이디 장착부(120)를 90도 회전시키면서 각각의 엘이디 장착부(120)를 가이드 바(155)를 따라 반경방향으로 이동시킴으로써 조명의 각도를 다양하게 변환시킬 수 있다.

따라서, 촬영 용도에 따라 조명각도를 가로방향 혹은 세로방향으로 적절하게 조정할 수 있다.

그리고, 각 엘이디 장착부(120)에는 복수개의 엘이디 패키지(LED package: 140)가 환형으로 장착된다. 본 실시예에서는 6개의 엘이디 패키지(140)가 엘이디 장착부(120)에 장착되는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 그 이상의 엘이디 패키지(140)가 장착되거나 그 이하의 엘이디 패키지(140)가 장착될 수 있다.

그리고, 상기 조명부(130)는 전체적으로 무채색으로 형성된다. 이와 같이 모바일폰용 엘이디 조명장치(100)를 무채색으로 형성한 이유는 모바일폰용 엘이디 조명장치(100)의 빛을 이용하여 치아의 색을 판별할 때 모바일폰용 엘이디 조명장치(100)의 색이 치아 고유의 색과 간섭하는 것을 방지하기 위함이다.

그리고 상기 엘이디 패키지(140)(110)의 외주면에는 광확산판(141)이 장착된다.

이 광확산판(141)은 엘이디 소자(130)에서 발산된 빛을 확산시킴으로써 직진광이 치아에 조사될 때 치아표면에 발생될 수 있는 난반사를 방지해 주고, 사진 촬영 시 난반사가 일어난 치아 표면이 촬영되는 것을 방지하기 위함이다.

이때, 엘이디 패키지(140)는 바람직하게는 백색광을 발산한다.

도 2에 도시된 바와 같이 상기 엘이디 패키지(140)에 장착되는 엘이디 소자(130)의 제조방법에 대해 설명하면 기관(131) 상에 질화물 반도체(135)를 적층한다.

여기서 상기 질화물 반도체(135)는 n형 반도체층(136)과 활성층(137) 및 p형 반도체층(138)을 포함하여 이루어진다.

이때 상기 질화물 반도체(135)와 기판(131) 사이에는 버퍼층(132)을 성장시킬 수 있는데, 재료의 격자 부정합 및 열 팽창 계수의 차이를 완화하기 위한 것으로서 구체적으로 저온 성장 GaN층 또는 AlN층 등을 형성할 수 있다.

이때 n형 반도체층(136)과 활성층(137) 및 p형 반도체층(138)은 MOCVD(Metal Organic Chemical VaporDeposition), MBE(Molecular Beam Epitaxy), HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy)법과 같은 기상 증착법에 의해 성장시킬 수 있다.

그리고 상기 n형 반도체층(136), 활성층(137), p형 반도체층(138)은 700~1100℃의 온도에서 성장시킬 수 있다. 구체적으로 기판(131)은 사파이어(Al2O3) 기판, 실리콘 카바이드(SiC) 기판, 실리콘(Si) 기판, 갈륨 아세나이드(GaAs) 기판 등이 사용되며, 특히 사파이어 기판이 대표적으로 사용될 수 있다.

그리고 n형 반도체층(136)은 AlxInyGa(1-x-y)N 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1 임)을 갖는 n-도핑된 반도체 물질로 이루어지며, 특히 n-GaN이 사용될 수 있다.

그리고 활성층(137)은 다중 양자 우물(Multi-Quantum Well : MQW) 구조를 가지며, GaN 또는 InGaN으로 이루어질 수 있다

그리고 p형 반도체층(138)은 상기 n형 반도체층(141)과 마찬가지로, AlxInyGa(1-x-y)N 조성식(여기서, 0≤x≤1,0≤y≤1, 0≤x+y≤1 임)을 갖는 질화물 반도체 물질로 이루어지며, p-도핑된다.

한편 p형 반도체층(138)의 상부에 오믹 특성을 개선하기 위하여 투명 전극(139)을 형성하고, 상기 투명 전극 상부에 p-전극을 형성한다.

그리고 메사 식각되어 노출된 n형 반도체층 상부에 n-전극을 형성한다.

이와 같은 엘이디 소자(130)에서 p-전극 및 n-전극에 전압을 인가하면 n형 반도체층에서 공급된 전자와 p형 반도체층에서 공급된 정공이 인듐조성이 다른 활성층으로 흘러 들어가 상기 활성층에서 전자-정공의 재결합이 일어나 백색빛을 방출하게 된다.

이때 상기 엘이디 소자(130)에 흐르는 전류의 양에 따라 방출되는 빛의 색상이 심하게 변하게 된다. 상기 엘이디 소자(130)에 적은 양의 전류가 흐르게 되면 인듐조성이 상대적으로 많은 영역에서 전자와 정공이 주로 결합하여 에너지가 작고 파장이 긴 적색의 빛이 주로 방출되고, 상기 엘이디 소자(130)에 많은 양의 전류가 흐르게되면 인듐조성이 상대적으로 적은 영역에서 전자와 정공이 주로 결합하여 에너지가 크고 파장이 짧은 청색의 빛이 주로 방출될 수 있다.

도 2에 도시된 엘이디 소자(130)를 모바일폰용 엘이디 조명장치(100)에 사용하도록 엘이디 패키지(140)를 형성하는데 도 3은 모바일폰용 엘이디 조명장치(100)에 사용되는 엘이디 패키지(140) 및 그 회로도를 도시한 것이다.

이때 모바일폰용 엘이디 조명장치(100)에 사용되는 엘이디 패키지(140)의 경우 도 3에 도시된 바와 같이 3개의 엘이디 소자(130)가 패키징되어 하나의 엘이디 패키지(140)를 형성한다.

이때 3에 도시된 바와 같이 3개의 엘이디 소자(130)를 기판(141) 상에 배치한 후 단자(142)와 연결시킨 엘이디패키지(140)를 제작한다.

이때 회로도에서 보는 바와 같이 3개의 엘이디 소자(130)의 양극(145)은 공통으로 사용하고 음극(146)은 별도로 사용한다.

도 4는 상기 엘이디 소자에 가해지는 전류의 양에 따라 흑체복사선상에서 상기 엘이디 소자에서 발광되는 빛의색온도가 변화하는 모습을 보인 그래프이고, 도 5는 도 4에서 흑체복사선 부근을 확대하여 도시한 것이다.

도 5에 도시된 와 같이 상기 엘이디 소자(130)에 적은 양의 전류가 흐르게 되면 색온도가 낮은 적색 계열의 빛이 주로 방출되고, 상기 엘이디 소자(130)에 많은 양의 전류가 흐르게 되면 색온도가 높은 청색 계열의 빛이 주로 방출되는 것을 알 수 있다.

도 5에서 보는 바와 같이 흑체복사선 부근에서 B3영역과 B4영역이 5300K~5600K의 색온도를 가지게 된다.

모바일폰용 엘이디 조명장치(100)에 사용되는 엘이디 패키지(140)에서 상기 엘이디 소자(130) 1개당 2.9V 정도의 정방향 전압, 바람직하게는 2.9V의 전압이 가해지는데 본 발명자는 상기 엘이디 소자(130)에 10mA의 전류가 흘렀을 때 상기 엘이디 소자(130)에서 B3영역과 B4영역, 그 중에서도 특히 주광색(5550K)에 근접한 빛이 발광된다는 것을 실험을 통해 알게 되었다. 이때 하나의 엘이디 패키지(140)에는 30mA의 전류가 흐르게 되고 하나의 엘이디패키지(140)는 90Ra 정도의 연색지수를 가지는 빛을 발산하는 것으로 나타났다.

따라서 본 발명의 모바일폰용 엘이디 조명장치(100)는 상기 엘이디 소자(130)에 10mA의 전류가 흐르도록 하는 회로를 가진다.

도 6은 도 1에 도시된 모바일폰용 엘이디 조명장치의 회로도이다.

도 6에 도시된 바와 같이 모바일폰용 엘이디 조명장치(100)는 전원을 공급 스위치(113)와, 상기 모바일폰용 엘이디 조명장치(100)에 설치되는 각종 부품에 전원을 공급하는 전원부(150)와, 상기 전원부(150)의 전원에 따라 엘이디 패키지(140)를 구동하기 위해 엘이디에 소자 적합한 전원을 공급하는 제어부(160)와 상기 제어부(160)의 신호에 따라 상기 엘이디를 구동하는 구동부(161)를 구비한다.

상기 제어부(160)는 엘이디 구동부(161)에 적합한 전원을 공급할 수 있도록 2.0MHz Switching Frequency의 PFM(Pulse Frequency Modulation) 동작 모드를 이용하여 전원을 제어하고 상기엘이디 구동부(161)는 엘이디 패키지(140)에 공급되는 전류를 제어하여 엘이디 소자(130)에 10mA의 전류가 흐르도록 한다.

이와 같은 제어를 통해 모바일폰용 엘이디 조명장치(100)가 주광색(5500K)에 근접한 빛을 발광할 수 있게 된다.

Claims (6)

1. 전원이 인가되는 본체(105)와;
   본체(105)의 하부에 구비되며, 모바일폰(M)에 분리가능하게 결합되는 고정부(170)와;
   본체(105)의 전방에 회전가능하게 연결되며 직류전원 인가시 광을 발광하는 조명부(130)와; 그리고
   본체(105)와 조명부(130)를 연결하는 연결바(135)를 포함하는 모바일폰용 엘이디 조명장치(100).
2. 제 1항에 있어서,
   조명부(130)는 연결바(135)의 선단에 장착되는 베이스(142)와; 베이스(142)상에 이동가능하게 장착되어 광을 발광하는 한 쌍의 엘이디 장착부(120)와; 한 쌍의 엘이디 장착부(120)에 배치되어 광을 발광하는 엘이디 패키지(140)와; 베이스(142)로부터 반경방향으로 배치되며 한 쌍의 엘이디 장착부(120)가 반경방향을 따라 내측 혹은 외측방향으로 이동가능하게 지지하는 한 쌍의 가이드바(155)와; 엘이디 패키지(140)의 전원을 제어하는 전원 제어부(160)를 포함하는 모바일폰용 엘이디 조명장치.
3. 제 2항에 있어서,
   베이스(142)는 연결바(135)의 선단에 연결되는 하부 베이스(143)와; 하부 베이스(143)의 상부에 회전가능하게 배치되며 한 쌍의 가이드바(155)가 장착되는 상부 베이스(144)를 포함하며,
   하부 베이스(143)의 상면에는 원주방향을 따라 안내홈(148)이 형성되며, 상부 베이스(144)의 상면에는 레일(146)이 돌출되어 이 안내홈(148)에 회전가능하게 결합됨으로써 상부 베이스(144)가 하부 베이스(143)에 대하여 회전가능한 모바일폰용 엘이디 조명장치.
4. 제 2항에 있어서,
   한 쌍의 엘이디 장착부(120)의 저면에는 가이드홈(h)이 형성되고, 이 가이드홈(h)은 한 쌍의 가이드바(155)의 상면에 활주가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 모바일폰용 엘이디 조명장치.
5. 제 1항에 있어서,
   고정부(170)(17)는 한 쌍의 고정플레이트(172)와; 한 쌍의 고정 플레이트(172)의 사이에 배치되어 고정 플레이트(172)를 내측방향으로 탄력적으로 당기는 스프링을 포함하는 모바일폰용 엘이디 조명장치.
6. 제 2항에 있어서,
   엘이디 패키지(140)는 무채색 광원으로서, 5,500K~5,700K의 색온도를 가지며, 연색지수가 90Ra 이상인 것을 특징으로 하는 모바일폰용 엘이디 조명장치.

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