KR20200035069A - 제어 가능한 광 분포를 갖는 조명 장치 - Google Patents

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록산 카프라라
미셸 델보
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슈뢰더, 쏘시에떼 아노님
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Abstract

조명 장치는, 지지 기판, 지지 기판 상에 장착된 복수의 서브 세트들 - 복수의 서브 세트들은 적어도 복수의 LED들을 갖는 제1 서브 세트 및 적어도 하나의 LED를 갖는 제2 서브 세트를 포함 -, 각각의 서브 세트가 복수의 렌즈 요소들의 렌즈 요소에 의해 덮이도록 장착된 대응하는 복수의 렌즈 요소들, 복수의 서브 세트들의 LED들은 복수의 그룹들로 분할되고, 복수의 그룹들은 적어도, 제1 서브 세트의 적어도 하나의 LED 및 제2 서브 세트의 적어도 하나의 LED를 포함하는 제1 LED 그룹, 그리고 적어도 제1 서브 세트의 적어도 하나의 LED를 포함하는 제2 LED 그룹을 포함하고, 동일한 그룹의 LED들이 동시에 구동되는 복수의 LED 그룹들을 선택적으로 구동하도록 구성된 구동 및 제어 수단을 포함한다.

Description

제어 가능한 광 분포를 갖는 조명 장치
본 발명은 조명 장치에 관한 것이다. 특정 실시예들은 원하는 용도에 적용하기 위해 제어 가능한 광 분포를 갖는 조명 장치에 관한 것이다.
LED 장치들은 점점 더 많은 응용들을 가지고 있다. 백색광을 방출할 수 있는 장치들은 기존의 광원들, 예를 들어 할로겐, 형광등, 백열등을 대체할 수 있는 잠재력으로 인해 특히 관심이 되고 있다. 그러나, 조명 장치들의 실외 사용, 예를 들어 조명기구들과 관련하여, 조명이 필요한 환경에 의존하여, 렌즈 요소들, LED 배열들, 조명기구 헤드들, 램프 기둥들과 같은 조명기구 베이스들 등은 다양한 디자인을 갖는 것이 일반적이다. 따라서 유지 보수 및 교체 절차들을 위해 매우 다양한 부품들을 보관해야 하므로 복잡한 절차들이 필요하다.
실외 조명 장치들, 특히 실외 조명기구들은 도로, 터널, 사이클 경로, 보행자 통로, 또는 보행자 구역에 설치되고, 개인 주차 구역과 개인 건물 인프라의 진입로의 조명뿐만 아니라, 특히 공공 영역에서 도로 및 주거 지역의 조명에 사용될 수 있는 조명기구들을 의미한다.
방의 원하는 분위기 또는 특정 광 모티프(motif)에 따라 광선의 방향 또는 강도를 변경하고 광 색상을 변경할 수 있는 장치를 갖춘 실내 조명에 대한 많은 해결책들이 존재한다. 그러나, 조명기구 설치를 단순화할지라도, 실외 사용을 위해 제어 가능한 광 분포를 갖는 조명 장치는 본 발명 시에 알려지지 않았다. 이러한 특정 예에서, "제어 가능한 광 분포"는 조명 장치에 의해 방출된 광선의, 예를 들어, 크기, 형상, 및/또는 강도 프로파일이 제어될 수 있는 조명 장치를 지칭한다. 동시에, 부품들은 상이한 유형의 환경들, 예를 들어 크거나 작은 도로들에 대해 동일할 수 있기 때문에, 이러한 조명 장치는 보관하는 부품들의 수를 감소시킬 것이다. 현장에서 광 분포만 용도에 맞게 조정하면 된다. 따라서, 이러한 특성들을 나타내는 제어 가능한 광 분포를 갖는 조명 장치가 필요하다.
US 2006/0291204는 작업 영역을 조명하도록 배향된 다수의 조명 모듈들, 각각의 조명 모듈 상에 위치한 개별적으로 제어 가능한 조명의 어레이, 그리고 동심 조명 영역(concentric illumination zone)을 선택적으로 정의하기 위해, 조명 모듈들 상에 위치하는 조명들을 개별적으로 제어하도록 구성된 조명 제어기를 포함하는 조명 장치를 개시한다.
US 2016/0143101는 하나 이상의 발광 장치들을 작동시키기 위한 시스템 및 방법을 개시한다. 하나 이상의 발광 장치들에 의해 제공되는 광의 강도는 하나 이상의 발광 장치의 온도에 응답하여 조정된다.
US 2017/0164439는 선택적으로 조정 가능한 조명 패턴들을 갖는 조명 시스템을 개시한다. 구현들(implementations)로 조명기구의 예정된 디밍(dimming), 정의된 물리적 방향들에서의 디밍, 그리고 예정된 광 패턴들의 조정이 가능하다.
본 발명의 실시예들의 목적은 상이한 환경들에서 그 설치와 관련하여 그 사용에서 더 다기능인 조명 장치를 제공하는 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 실시예들은 광 분포가 다양한 조명 조건들에 적응하도록 제어 가능한 조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 조명 장치가 제공된다. 조명 장치는,
지지 기판,
지지 기판 상에 장착된 복수의 서브 세트로서, 적어도 복수의 LED들을 갖는 제1 서브 세트 및 적어도 하나의 LED를 갖는 제2 서브 세트를 포함하는, 복수의 서브 세트들,
각각의 서브 세트가 복수의 렌즈 요소들의 렌즈 요소에 의해 덮이도록 장착된 대응하는 복수의 렌즈 요소들,
상기 복수의 서브 세트들의 LED들은 복수의 그룹들로 분할되고,
상기 복수의 그룹들은 적어도,
제1 서브 세트의 적어도 하나의 LED 및 제2 서브 세트의 적어도 하나의 LED를 포함하는 제1 LED 그룹,
적어도 제1 서브 세트의 적어도 하나의 LED를 포함하는 제2 LED 그룹을 포함하고,
동일한 그룹의 LED들이 동시에 구동되는 복수의 LED 그룹들을 선택적으로 구동하도록 구성된 구동 및 제어 수단을 포함한다.
본 발명의 실시예들은, 특히 상이한 실외 조명 상황들이 일반적으로 특정 유형의 LED들과 같은 상이한 특정한 특징들을 갖는 상이한 조명기구들을 요구하고, 지지 기판상의 특정한 2D 배열 내에 위치하고, 그리고 특정한 광학 장치, 즉 렌즈, 반사기, 콜리메이터(collimator) 등과 함께 특정한 라우팅(routing)에 의해 서로 연결되어 있다는 통찰에 특히 기초한다. 다른 유형의 조명기구를 설치하는 것은 설치 작업을 불필요하게 복잡하도록 만든다. 더구나, 생산 및/또는 유지 보수를 위해 많은 상이한 부품들을 보관해야 한다는 단점이 있다. 이러한 문제는 앞서 정의한 조명 장치에 의해 극복된다.
본 발명의 조명 장치에서, 복수의 LED들은 복수의 그룹들로 분할된다. 복수의 그룹들은 구동 및 제어 수단과 관련하여 구성된다. 각 그룹은 구동 및 제어 수단에 의해 선택적으로 구동될 수 있다.
각 그룹의 LED들에 제공되는 전력을 선택적으로 구동하는 것은 결과적으로 조명 장치의 광 분포를 제어하도록 만든다. 실제로, 구동 및 제어 수단은 제1 LED 그룹 및/또는 제2 LED 그룹을 구동할 수 있도록 만든다. 복수의 그룹들의 일부 또는 전부는 공유된 시간 프레임에서 스위치 온될 수 있고, 구동 및 제어 수단에 의해 독립적으로 구동될 수 있음을 유의해야 한다. 따라서, 복수의 그룹들 중 어느 그룹(들)이 구동 및 제어 수단에 의해 구동되는지, 그리고 복수의 그룹들 중 그룹(들)이 어떻게 구동되는지에 의존하여, 조명 장치가 상이한 크기, 형상, 및/또는 강도 프로파일을 갖는 광선을 방출할 수 있다. 예를 들어, LED들의 제1 서브 세트 중 적어도 하나의 LED, 그리고 LED들의 제2 서브 세트 중 적어도 하나의 LED를 포함하는 제1 LED 그룹이 있을 수 있고, 제1 그룹은 제1 구동 전류에 의해 구동될 수 있다. LED들의 적어도 제1 서브 세트 중에서 적어도 하나의 LED를 포함하는 제2 LED 그룹이 있을 수 있고, 제2 그룹은 제1 구동 전류와 유사하거나 다른 제2 구동 전류에 의해 LED들의 제1 서브 세트와 유사하거나 상이한 시간 프레임에서 구동될 수 있다. 이는 조명 장치를 매우 다양하게 만들고, 상이한 실외 조명 상황들에 대해 상이한 조명기구를 가질 필요가 없게 한다. 더욱이, 본 발명의 조명 장치는 특정한 실외 조명 상황들에 적응된 상이한 이전의 조명기구들과 비교하여 더 크고 더 연속적인 광 분포 범위를 제공할 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따른 조명 장치의 예시적인 실시예들은 또한 그의 환경에서 발생하는 변화들에 따라 그 최종 실외 위치에 일단 설치되어, 시간에 따른 광 분포를 변화시킬 수 있는 이점을 제공한다. 예를 들어, 최적의 방식으로 배향되지 않거나 예를 들어 비정상적으로 강한 바람과 같은 계획되지 않은 힘의 영향의 결과로, 또는 조명 장치의 베이스 부근에서 침전 현상들(settling phenomena)의 결과로, 배향이 변경된 실외 조명 장치의 특정 실시예들의 광 분포가 쉽게 적응될 수 있다. 나아가, 이러한 조명 장치의 일 실시예에 따르면, 예를 들어 습하고 반사도가 높은 도로 표면을 갖는 비가 오는 날씨 동안 교통량이 눈에 띄지 않는 방식으로 그 광 분포를 조정할 수 있다. 또한, 조명 장치의 다른 실시예는 광속(luminous flux)의 일부를 정상적으로 비조명 구역들(unlit sections)로 일시적으로 편향시키기 위해 그 광 분포를 조정하는 것을 가능하게 만든다. 그러므로, 예를 들어, 자전거 타는 사람 또는 보행자의 통행 동안 광 분포를 변경함으로써, 보도 또는 자전거 경로가 조명될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들에서의 조명 장치에서의 가변 광 분포는 각각의 실외 상황의 보다 안전하고 동시에 더 많은 에너지 절약 조명을 달성하기 위해 사용될 수 있다.
US 2006/291204는 각각의 서브 세트가 복수의 렌즈 요소들의 대응하는 렌즈 요소에 의해 덮이도록 장착된 복수의 렌즈 요소들을 제공하는 것을 개시하지 않는다. US 2006/291204에서, 조명 장치의 광 분포에서 변화들은 개별 렌즈 수준이 아니라 조명 영역들의 수준에서 발생한다.
바람직한 실시예에 따르면, 구동 및 제어 수단은 적어도 다음을 포함하는 복수의 제어 방식들(schemes)에 따라 복수의 그룹들을 제어하도록 구성된다:
복수의 그룹들이 스위치 온되는 제1 제어 방식,
복수의 그룹들 중 적어도 하나의 LED 그룹이 스위치 오프되고, 복수의 그룹들 중 적어도 하나의 LED 그룹이 스위치 온되는 제2 제어 방식.
이러한 방식에서, 조명 장치는 적어도 2 개의 상이한 조명 상황들에 대해 2 개의 상이한 제어 방식들로 사용될 수 있다. 복수의 그룹들이 스위치 온되는 제1 제어 방식은 제1 조명 상황에 적응하도록 만들 것이다. 복수의 그룹들 중 적어도 하나의 LED 그룹이 스위치 오프되고, 복수의 그룹들 중 적어도 하나의 LED 그룹이 스위치 온되는 제2 제어 방식은 제2 조명 상황에 적응하도록 만들 것이다. 특정 LED들을 스위치 온하거나 오프하는 것은 광 분포를 다양하게 만들 것이다. 광 분포는 강도 프로파일뿐만 아니라 광선의 크기와 모양도 포함한다.
예시적인 실시예에 따르면, 복수의 제어 방식들은, 복수의 그룹들 중 적어도 하나의 LED 그룹이 디밍 강도에서 스위치 온되는 제3 제어 방식을 더 포함한다.
이러한 방식에서, 사용된 LED들의 강도를 제어함으로써 광 분포가 변화될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 LED 그룹들은 원하는 사용에 따라 광 강도에 도달할 수 있도록 LED들의 최대 구동 전류 미만의 전류로 구동될 수 있다. 가능한 제어 방식에서, 복수의 LED 그룹들 중 일부는(전부는 아님) 디밍 상태(dimmed state)에 있을 수 있지만, 다른 하나 이상의 LED 그룹들은 언디밍 상태(undimmed state)에서 스위치 온되거나 스위치 오프될 수 있다. 다른 가능한 제어 방식에서, 복수의 그룹들 중 제1 그룹은 제1 디밍 상태에 있을 수 있고, 제2 그룹은 제1 디밍 상태와 다른 제2 디밍 상태에 있을 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 복수의 서브 세트들 중 각각의 서브 세트는 동일한 수의 LED들을 갖는다.
이러한 방식에서, 조명 장치의 제조가 더 단순해진다. 또한 전체 강도 프로파일이 더 균일해질 수 있다. 복수의 LED들을 그룹들로 더 쉽고 더 체계적으로 구성할 수 있다.
바람직한 실시예들에 따르면, 구동 및 제어 수단은, 복수의 그룹들의 구동의 제어를 수행하기 위한 신호들을 수신하도록 구성된 디지털 통신 인터페이스를 포함한다.
이러한 방식에서, 제어는 외부 제어 신호들을 수신하도록 구성된 무선 또는 유선 디지털 통신 인터페이스를 통해 달성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 구동 및 제어 수단은 다음 중 적어도 하나를 포함한다:
제1 LED 그룹을 구동하기 위한 제1 드라이버 및 제2 LED 그룹을 구동하기 위한 제2 드라이버, 바람직하게는 제1 LED 그룹을 구동하기 위한 제1 드라이버 및 제2 그룹을 구동하기 위한 제2 드라이버를 포함하는 멀티채널 드라이버,
제1 LED 그룹 및 제2 LED 그룹에 공통인 드라이버, 그리고 제1 LED 그룹만, 또는 제2 LED 그룹만, 또는 제1 LED 그룹 및 제2 LED 그룹 모두를 선택적으로 구동하도록 제어되기 위하여 배치된 복수의 제어 가능한 스위칭 요소들.
이러한 방식에서, 구동 및 제어 수단의 역할을 수행하기 위해 상이한 옵션들이 이용 가능하다. 첫 번째 옵션에 따르면, 각 LED 그룹은 각 드라이버에 의해 구동되어 다양한 광 분포들을 증가시킬 수 있다. 또한, 각각의 드라이버에는 각각의 디머(dimmer)가 연관될 수 있다. 바람직하게는, 각각의 드라이버는 멀티 채널 드라이버에서 복수의 구동 요소들일 것이다. 이는 상이한 디밍 프로파일들을 달성하기 위해 제1 LED 그룹 및/또는 제2 LED 그룹에 디밍을 수행하도록 만드는 외부 디밍 가능 멀티 채널 드라이버일 수 있다. 제2 옵션에 따르면, 단일 드라이버는 상이한 제어 방식들을 얻기 위한 보다 간단한 기술적인 접근을 위해 복수의 제어 가능한 스위칭 요소들뿐만 아니라 모든 LED 그룹들에 대해 사용될 수 있다. 이어서, 제어 가능한 스위칭 요소들은 수동으로 또는 디지털 제어기를 통해 제어될 수 있다. 제어기 및 복수의 드라이버들은 지지 기판 상에 하나 이상의 집적 회로들로서 설계될 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 복수의 서브 세트들은 적어도 3 개의 LED 서브 세트들, 바람직하게는 4 개의 LED 서브 세트들을 포함한다.
바람직하게는, 이러한 특정 실시예에서, 제1 LED 그룹은 각각의 서브 세트로부터 적어도 하나의 LED를 포함한다.
이러한 방식에서, 전체 강도 범위에 도달할 수 있고/있거나 조명 장치의 다양성이 개선된다. 또한, 원하는 용도에 따라 장치의 보다 쉬운 확장성을 제공할 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 복수의 LED 그룹들은 적어도 3 개의 LED 그룹들, 바람직하게는 적어도 4 개의 LED 그룹들을 포함한다.
이러한 방식에서, 다양한 광 분포들이 증가되고 조명 장치의 다기능성이 개선된다.
바람직한 실시예에 따르면, 제1 그룹에 포함된 제1 서브 세트의 적어도 하나의 LED는 제2 그룹에 포함된 제1 서브 세트의 적어도 하나의 LED와 상이하다. 보다 일반적으로 복수의 그룹들은 서로 겹치지 않는 것이 바람직하다.
이러한 방식에서, 구동 및 제어 수단이 더 간단해질 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 복수의 렌즈 요소들 각각은 제1 표면 및 그 반대편 측면에 위치한 제2 표면을 갖는 자유 형태 렌즈 요소를 포함하고, 여기서 제1 표면은 볼록면이고 제2 표면은 오목면이다.
이러한 방식에서, 렌즈 요소의 광축(optical axis)에 근접하여 렌즈 요소의 제2 표면 측에 위치하는 LED는 방출된 광이 확산되도록 한다. 렌즈 요소의 형상 및 LED에 대한 렌즈 요소의 위치는 광의 분배 및 강도 프로파일에 영향을 미칠 것이며, 조명 장치의 의도된 사용에 의존하여 고려되어야 할 것이다.
바람직한 실시예들에 따르면, 렌즈 요소는 최대 가로 치수와 다른 최대 세로 치수를 갖는다.
이러한 방식에서, 예를 들어 렌즈 요소가 회전 대칭을 갖는 경우, 예를 들어 구면 렌즈보다 렌즈 요소와 관련된 특정 LED의 광 강도를 변화시킴으로써 광선 형상이 보다 쉽게 변경될 수 있다. 반사기, 확산기(diffuser), 및/또는 필터와 같은 다른 광학 요소들이 존재할 수도 있음에 유의해야 한다. 또한, 이러한 다른 광학 요소들은 조정 가능한 경우 그룹 수준에서 조정될 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 적어도 제1 서브 세트는 적어도 2 개의 LED 행들 및 적어도 2 개의 LED 열들을 갖는 LED들의 어레이로서 배치된다. 바람직한 실시예에서, 각각의 서브 세트는 적어도 2 개의 행들의 LED들과 적어도 2 개의 열들의 LED들을 갖는 LED의 어레이로서 배치된다.
이러한 방식에서, 지지 기판상의 복수의 LED들의 장착 및 연결이 단순화된다. 이러한 실시예에서, 복수의 제어 방식들은 제1 서브 세트의 적어도 2 개의 행들의 LED들 중 하나의 행이 스위치 오프되고, 제1 서브 세트의 적어도 2 개의 행들의 LED들 중 적어도 다른 행이 스위치 온되는 제어 방식을 포함할 수 있다.
특정 실시예에서, 각각의 서브 세트는 적어도 2 개의 행들의 LED들과 적어도 2 개의 열들의 LED들을 갖는 LED의 어레이로서 배치되고, 다른 제어 방식은 복수의 서브 세트들의 적어도 2 개의 행들의 LED들 중 하나의 행이 스위치 오프되고, 복수의 서브 세트들의 적어도 2 개의 행들의 LED들 중 적어도 다른 행이 스위치 온되는 제어 방식일 수 있다. .
이러한 방식에서, 어레이로서 제1 LED 서브 세트의 구성은 정의하기가 더 간단한 LED 어레이의 행들에 기초하여 제4 제어 방식을 허용한다. 하나는 또한 LED 어레이의 열들에 기초하여 다른 제어 방식을 가질 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 제1 LED 그룹은 제1 서브 세트의 적어도 2 개의 LED 행들 중 제1 LED 행을 포함하고, 제2 LED 그룹은 제1 서브 세트의 적어도 2 개의 LED 행들 중 제2 LED 행을 포함한다.
바람직한 실시예에 따르면, 제1 LED 그룹은 복수의 서브 세트들의 제1 LED 행을 포함하고, 제2 LED 그룹은 복수의 서브 세트들의 제2 LED 행을 포함한다.
이러한 방식에서, LED 어레이의 행에 기초하여 LED 서브 세트들을 그룹으로 나누는 것이 더 간단하다. 하나는 또한 LED 어레이의 열들에 기초하여 다른 그룹 분할들을 가질 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 각각의 서브 세트는 적어도 4 개의 LED들, 바람직하게는 6 개의 LED들, 보다 바람직하게는 9 개의 LED들, 그리고 가장 바람직하게는 12 개의 LED들을 포함한다.
이러한 방식에서, 조명 장치의 광 분포 가능성들의 수가 증가한다. 또한 LED 서브 세트들을 적어도 2 개의 행들 또는 2 개의 열들의 어레이로 구성할 수 있다. 더 많은 수의 LED들의 사용으로, 더 많은 수의 상이한 그룹들이 정의될 수 있으며, 이는 조명 장치의 다양성에 추가된다.
예시적인 실시예에 따르면, 복수의 서브 세트들은 실질적으로 동일한 색상을 갖는 광을 방출하도록 구성된다.
이러한 방식에서, 광 분포를 구성하기 위해 더 적은 수의 파라미터들이 고려되어야 한다.
특정 실시예에서, 복수의 서브 세트들 내의 각각의 LED에 의해 방출된 광 사이의 색조(hue) 차이는 9 개의 MacAdam 타원과 같거나 적을 수 있고, 바람직하게는 7 개의 MacAdam 타원과 같거나 적을 수 있고, 보다 바람직하게는 5 개의 MacAdam 타원과 같거나 적을 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 복수의 그룹들의 각 그룹은 각각의 서브 세트의 적어도 하나의 LED를 포함하고, 적어도 하나의 LED는 바람직하게는 각각의 서브 세트에 유사하게 위치한다.
이러한 방식에서, 렌즈 요소와 관련된 LED 서브 세트의 광 분포가 보다 쉽게 복제될 수 있다.
다른 실시예들에서, 적어도 하나의 LED는 서브 세트들에서 상이한 위치들에 있을 수 있다. 보다 일반적으로 임의의 규칙적이거나 불규칙적인 그룹화는 본 발명의 범위 내에 속한다. 예를 들어, 상이한 서브 세트들의 동일한 색상의 LED들이 동일한 그룹에 배치될 수 있다. 동일한 색상의 LED들이 서브 세트들 내에서 상이한 위치들에 있는 경우, 복수 그룹들의 각 그룹은 특정한 색상의 각 서브 세트의 적어도 하나의 LED를 포함할 수 있고, 적어도 하나의 LED는 상이한 서브 세트들 내의 상이한 위치들에 위치한다.
당업자는 조명 장치 실시예들에 대한 전술한 기술적 고려들과 이점들이 또한 후술하는 대응하는 조명기구 실시예들에 준용된다는 것을 이해할 것이다.
바람직한 실시예에 따르면, 조명 장치의 청구항들 중 어느 한 항에 따른 조명 장치를 갖는 조명기구가 제공된다.
당업자는 조명 장치 실시예들에 대한 전술한 기술적 고려들 및 이점들이 또한 후술하는 대응하는 방법 실시예들에 준용된다는 것을 이해할 것이다.
예시적인 실시예에 따르면, 전술한 조명 장치의 실시예들 중 어느 하나의 조명 장치를 제어하기 위한 방법이 제공된다. 이러한 방법은 복수의 LED 그룹들을 선택적으로 구동하도록 복수의 LED들의 구동을 제어하는 것을 포함하며, 이에 따라 동일한 그룹의 LED들이 동시에 구동된다.
이러한 방법은 조명 장치에서 국부적으로 또는 부분적으로 원격으로, 예를 들어 원격 서버에서 적용될 수 있다는 것을 주목해야 하며, 제어 신호들이 예를 들어 무선 또는 유선 방식으로 수신 인터페이스, 예를 들어 조명 장치에서 무선 또는 유선 디지털 통신 인터페이스로 전송된다.
예시적인 실시예에 따르면, 제어하는 것은 적어도 다음을 포함하는 복수의 제어 방식들에 따라 복수의 그룹들을 제어하는 것을 포함한다:
복수의 그룹들이 스위치 온되는 제1 제어 방식,
복수의 그룹들 중 적어도 하나의 LED 그룹이 스위치 오프되고, 복수의 그룹들 중 적어도 하나의 LED 그룹이 스위치 온되는 제2 제어 방식.
바람직하게는, 복수의 그룹들 중 적어도 하나의 LED 그룹이 디밍 강도에서 스위치 온되는 제3 제어 방식이 또한 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 프로그램이 컴퓨터에서 실행될 때, 전술한 실시예들 중 어느 하나의 단계들 중 어느 하나에 따른 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 실행 가능 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램이 제공된다.
당업자는 조명 장치 및 방법의 실시예들과 관련하여 전술한 특징들 및 장점들이 컴퓨터 프로그램의 실시예들에 또한 준용될 수 있음을 이해할 것이다.
예시적인 실시예에서, 지지 기판은 인쇄 회로 기판(PCB)이다. 지지 기판은 조명 장치의 동작 시간 동안 LED들에 의해 발생된 열을 방출할 뿐만 아니라 LED들을 연결하는 금속 트레이스들(metal traces)에 대한 지지체로서 작용할 것이다. 복수의 LED들은 복수의 서브 세트들로 분할된다.
바람직하게는, 그룹 내의 LED들은 유사한 강도로 광을 방출하기 위해 동일한 전력이 제공될 것이다.
바람직하게는, 복수의 서브 세트들의 각각의 LED는 복수의 그룹들의 그룹의 일부이다.
복수의 서브 세트들은 각각의 서브 세트에서 동일한 수의 LED들을 포함할 필요는 없다. 복수의 LED들을 포함하는 하나의 서브 세트, 그리고 오직 하나의 LED를 갖는 제2 서브 세트가 있을 수 있다. 둘 이상의 서브 세트들이 있을 수도 있다. 또한, 복수의 그룹들은 각 그룹에서 동일한 수의 LED들을 포함할 필요는 없다.
원하는 최종 응용에 의존하여, 조명 장치로부터 충분한 조명을 갖도록 충분한 수의 LED들과 LED 서브 세트들이 선택된다.
바람직하게는, 서브 세트들은 각각의 광학 중심들이 서로 구별되는 방식으로 지지 기판 상에 장착된다. 실제로, 대응하는 복수의 렌즈 요소들은 각각의 서브 세트가 복수의 렌즈 요소들의 렌즈 요소에 의해 덮이도록 장착될 수 있다. 각각의 렌즈 요소는 LED 서브 세트에 대한 렌즈 요소의 형상 및 위치에 의존하여 각각의 LED 서브 세트에 의해 방출된 광을 확산시킨다.
본 발명의 이러한 측면 및 다른 측면은 본 발명의 현재의 바람직한 실시예들을 나타내는 첨부 도면들을 참조하여 이제 보다 상세하게 설명될 것이다. 유사한 번호들은 도면들 전체에서 유사한 특징들을 지칭한다.
도 1은 본 발명에 따른 조명 장치의 예시적인 실시예의 개략적인 사시도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 조명 장치의 추가의 예시적인 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 3 및 3A는 본 발명에 따른 조명 장치의 예시적인 실시예의 평면도들을 도시하고, 도 3A는 도 3의 실시예의 대응하는 렌즈 요소를 갖는 서브 세트의 상세도를 도시한다.
도 4a 및 4b는 본 발명에 따른 조명 장치의 광 분포 설정의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 5a 및 5b는 본 발명에 따른 조명 장치의 광 분포 설정의 예시적인 실시예를 추가로 도시한다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 따른 조명 장치의 추가적으로 예시적인 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 1은 본 발명에 따른 조명 장치의 예시적인 실시예의 사시도를 개략적으로 도시한다. 조명 장치(100)는 지지 기판(110), 복수의 서브 세트들(120), 그리고 복수의 렌즈 요소들(131)을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 각각의 서브 세트(120)는 복수의 LED들(121), 도시된 실시예에서는 2 개의 LED들(121)을 포함한다. 복수의 서브 세트들(120)은 지지 기판(110)의 최상에 위치한다. 복수의 렌즈 요소들(131)은 각각의 서브 세트(120)가 렌즈 요소(131)에 의해 덮이도록 장착된다.
도 1에 도시된 예시적인 실시예에서, 렌즈 요소들(131)은 크기 및 형상이 유사하다. 다른 예시적인 실시예에서, 렌즈 요소들(131)은 서로 상이하다.
렌즈 요소(131)는 구형 부분을 포함하지 않을 수 있다는 의미에서 자유 형태일 수 있다.
렌즈 요소(131)는 대향 측면 상에 위치된 제1 표면 및 제2 표면을 포함한다. 제2 표면은 복수의 LED들(121)과 대면한다. 제1 표면은 볼록한 표면이다. 제2 표면은 오목한 표면이지만 평면형 표면일 수도 있다.
렌즈 요소(131)는 투명 또는 반투명 재료로 되어 있다. 이들은 광학 등급 실리콘, 유리, 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA) 또는 폴리카보네이트(PC)일 수 있다.
각각의 렌즈 요소(131)가 도 1에 도시된 것처럼 대응하는 LED 서브 세트(120) 위에 중심을 두고 있지만, 이하 이해되는 것처럼 다르게 구성될 수 있다.
도 1에 도시된 복수의 렌즈 요소들(131)은 일체형 렌즈 모듈의 일부일 수 있다. 다시 말하면, 렌즈 요소들(131)은 복수의 렌즈 요소들(131)을 포함하는 렌즈 모듈을 형성하도록 상호 연결될 수 있다. 예를 들어, 사출 성형, 주조, 그리고 이송 성형에 의해 또는 다른 적절한 방식에 의해, 렌즈 모듈이 형성될 수 있다. 대안적으로, 렌즈 요소들(131)은 예를 들어 전술한 기술들 중 어느 하나에 의해 개별적으로 형성될 수 있다.
더욱이, LED 서브 세트들(120) 위에 복수의 렌즈 요소들(131)을 장착하는 방법은 다양할 수 있으며, 예를 들어 하부 LED들(121)에, 또는 지지 기판(130)에, 또는 최종 응용 구조에, 직접 장착, 접합, 또는 적절하게 연결될 수 있다.
LED들(121)은 지지 기판(110) 상의 LED 서브 세트들(120)에서 서로 인접하여 장착된다. LED 서브 세트들(120)은 각각의 LED 서브 세트(120)의 광학 중심을 구별하기에 적절한 거리만큼 이격될 수 있다.
LED들(121)은 도 1에 도시된 것처럼 LED 서브 세트(120)에서 각각의 위치가 엇갈리도록 배치될 수 있다.
다른 실시예에서, 도 3을 참조하면, 복수의 LED 서브 세트들(32)은 각각의 LED 서브 세트(32)가 LED의 어레이를 포함하는 LED의 멀티 칩들(multi-chips)이다.
서브 세트(120) 당 2 개의 LED(121)가 도 1에 도시되어 있지만, 추가 LED들, 예를 들어 3 개, 4개, 또는 그 이상이, 본 발명의 일 실시예들에 따라 사용될 수 있다.
LED들(121), 또는 LED들(121)과 각각의 렌즈 요소들(131) 사이의 본딩 재료는 원하는 백색광을 생성하기 위해 형광체 코팅을 포함할 수 있다.
LED들(121)은 예를 들어 모두 동일한 색상을 가질 수 있으며, 각각의 LED(121)에 의해 방출된 광 사이의 색조 차이는 5 개의 MacAdam 타원들과 같거나 작을 수 있다.
지지 기판(110)은, 동작 중에 LED들(121)로부터 열을 제거하기 위한 열 경로(thermal path)를 동시에 제공하면서, LED들(121)과 지지 기판(110) 사이에 전기적 연결을 하는 금속 트레이스들을 지지하는 인쇄 회로 기판(PCB)일 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 조명 장치(100)의 예시적인 일 실시예를 개략적으로 도시한다. 도 2에 도시된 것처럼, 복수의 서브 세트들(120a, 120b)의 LED들(121)은 복수의 그룹들(211, 212)으로 분할된다. 제1 LED 그룹(211)은 적어도 2 개의 LED 서브 세트들의 LED들(121), 여기서는 제1 서브 세트(120a) 및 제2 서브 세트(120b)를 포함한다. 도시된 예에서, 제1 그룹(211)은 제1 서브 세트(120a)의 2 개의 LED들(121)과 제2 서브 세트(120b)의 1 개의 LED(121)를 포함한다. 제2 LED 그룹(212)은 적어도 하나의 LED 서브 세트(120a, 120b)의 적어도 하나의 LED(121)를 포함한다. 도시된 예에서, 제2 그룹(212)은 제2 서브 세트(120b)의 하나의 LED(121)를 포함한다.
구동 및 제어 수단(210)은 동일한 그룹의 LED들(121)이 동시에 구동되는 복수의 그룹들(211, 212)을 선택적으로 구동하도록 구성된다. 도시된 예에서, 구동 및 제어 수단(210)의 제1 요소(도시되지 않음)는 제1 그룹(211)의 3 개의 LED들(121)을 동시에 구동하도록 구성된다. 또한, 구동 및 제어 수단(210)의 제2 요소(도시되지 않음)는 제2 그룹(212)의 하나의 LED(121)를 구동하도록 구성된다.
바람직하게는, 구동 및 제어 수단(210)은 적어도 다음을 포함하는 복수의 제어 방식들에 따라 복수의 그룹들(211, 212)을 제어하도록 구성된다:
복수의 그룹들(120a, 120b)이 스위치 온되는 제1 제어 방식, 예시적인 실시예에서, 이는 모든 LED들(121)이 켜져 있음을 의미하고,
복수의 그룹들(211, 212) 중 적어도 하나의 LED 그룹이 스위치 오프되고, 복수의 그룹들(211, 212) 중 적어도 하나의 LED 그룹이 스위치 온되는 제2 제어 방식, 예시적인 실시예에서, 예를 들어 제1 그룹(211)의 3 개의 LED들(121)만이 스위치 온되지만, 제2 그룹(212)의 LED(121)는 스위치 오프된다. 대안적으로, 제1 그룹(211)의 3 개의 LED들(121)은 스위치 오프되지만, 제2 그룹(212)의 LED(121)는 스위치 온된다.
다른 가능한 제어 방식에서, 제1 그룹(211)의 3 개의 LED들(121)은 디밍 상태에 있을 수 있지만, 제2 그룹(212)의 LED(121)는 언디밍 상태로 스위치 온되거나 또는 스위치 오프된다. 다른 가능한 제어 방식에서, 제2 그룹(212)의 LED(121)는 디밍 상태에 있지만, 제1 그룹(211)의 3 개의 LED들(121)은 언디밍 상태로 스위치 온되거나 또는 스위치 오프된다. 또 다른 가능한 제어 방식에서, 제1 그룹(211)의 3 개의 LED들은 제1 디밍 상태에 있을 수 있고, 제2 그룹(212)의 LED는 제1 디밍 상태와 다른 제2 디밍 상태에 있을 수 있다.
도 3 및 도 3a는 본 발명에 따른 조명 장치의 예시적인 실시예의 평면도를 도시한다. 도 3a는 도 3의 실시예의 대응하는 렌즈 요소를 갖는 서브 세트의 상세도를 도시한다. 조명 장치(30)는 지지 기판(31), 복수의 서브 세트들(32), 그리고 여기에 장착된 렌즈 플레이트(34)로 상호 연결되어, 각각의 서브 세트(32)가 렌즈 플레이트(34)의 렌즈 요소(35)에 의해 덮이는, 대응하는 복수의 렌즈 요소들을 포함한다. 각각의 서브 세트(32)는 렌즈 플레이트(34)의 렌즈 요소(35)에 의해 커버되도록 장착된다. 각각의 서브 세트(32)는 LED 어레이, 여기서 12 개의 LED들의 3x4 어레이, 즉 4 개의 행들과 3 개의 열들의 어레이를 포함한다. 대안적인 실시예들에서, 어레이는 더 많거나 적은 LED들을 포함한다. 바람직하게는 어레이는 적어도 4 개의 LED들, 예를 들어 2x2 또는 4x1 또는 1x4, 더욱 바람직하게는 적어도 6 개의 LED들, 예를 들어 2x3 또는 3x2 또는 6x1 또는 1x6, 더욱 더 바람직하게는 적어도 8 개의 LED들, 예를 들어 4x2 또는 2x4 또는 8x1 또는 1x8, 가장 바람직하게는 적어도 12 개의 LED들, 예를 들어 3x4 또는 4x3 또는 6x2, 2x6을 포함한다.
바람직하게는, 지지 기판(31)은 인쇄 회로 기판(PCB, 일명 인쇄 배선 보드, PWB)이다. LED 어레이는 LED 멀티 칩(33)으로서 제공될 수 있다. 도 3에 도시된 예에서, 24 개의 서브 세트, 즉 24개의 LED 멀티 칩들(33)은 6 개의 행들과 4 개의 열들의 어레이로 PCB 상에 제공된다. 대안적인 실시예들에서, 더 많거나 적은 LED 서브 세트들(32)이 제공될 수 있다. 바람직하게는, 적어도 2 개의 서브 세트들, 우선적으로 적어도 3 개의 서브 세트, 더욱 바람직하게는 적어도 4 개의 서브 세트들, 더욱 더 바람직하게는 적어도 6 개의 서브 세트들, 가장 바람직하게는 적어도 8 개의 서브 세트들이 제공된다. 서브 세트들은 어레이에(도시된 것처럼) 정렬될 수 있지만, 예를 들어 원 또는 장미(rosette)와 같은 임의의 다른 패턴에 따라 제공될 수도 있다.
PCB를 구동 및 제어 수단(도시되지 않음)에 연결하기 위해, 전기 커넥터(36)가 PCB에 제공된다. 렌즈 플레이트(34)는 8 개의 렌즈 요소들(35)이 8 개의 대응하는 LED 서브 세트들(32)의 광학 중심 위에 중심이 되도록 복수의 LED 서브 세트들(32) 위에 장착된다.
지지 기판(31) 및 렌즈 플레이트(34)의 대응 홀들(holes)은 렌즈 플레이트(34)를 지지 기판(31) 상에 직접 장착할 수 있도록 제공된다. 3 개의 렌즈 플레이트들(34)은 PCB 상의 모든 LED 서브 세트들(32)을 덮기 위해 나란히 장착될 수 있다. .
모든 렌즈 요소들(35)은 크기 및 형상이 유사하다. 이들은 예를 들어 투명한 중앙부(37) 및 투명한 더 두꺼운 주변부(38)를 갖는 광학 등급 실리콘의 연장된 자유 형태 렌즈들(elongated free form lenses)이다. 연장된 자유 형태 렌즈 요소(35)는 길이가 5cm 미만일 수 있다.
도 4a 및 4b는 본 발명에 따른 조명 장치의 광 분포 설정의 예시적인 실시예를 도시한다. 조명 장치(30)는 도 3 및 도 3a 중 하나와 유사하다. 도 4a는 도 3의 서브 세트(32)를 상세히 도시한다. 이 실시예에서, 제1 LED 그룹, 제2 LED 그룹, 제3 LED 그룹, 그리고 제4 LED 그룹은 각각 복수의 서브 세트들(32) 중 LED의 제1 LED 행, 제2 LED 행, 제3 LED 행, 그리고 제4 LED 행(41, 42, 43, 44)에 의해 형성될 수 있다. 제어 및 구동 수단은 복수의 제어 방식들에 따라 복수의 LED 그룹들(33)을 선택적으로 구동하도록 구성된다. 복수의 제어 방식들은 적어도, 복수의 그룹들이 스위치 온되는, 예를 들어 모든 서브 세트들의 모든 행들(41, 42, 43, 44)이 스위치 온되는 제1 제어 방식, 복수의 그룹들의 적어도 하나의 LED 그룹(33)은 스위치 오프되고, 복수의 그룹들의 적어도 하나의 LED 그룹(33)은 스위치 온되는, 예를 들어 모든 서브 세트들의 제1 행들이 스위치 온되고 다른 행들이 스위치 오프되는 제2 제어 방식, 복수의 그룹들의 적어도 하나의 LED 그룹(33)이 디밍 강도에서 스위치 온되는, 예를 들어, 제1 행들이 디밍되는 제3 제어 방식을 포함한다. 조명 장치(30)는 바람직하게는 LED 행들(41-44)이, 조명 장치(30)에 의해 조명되는 순환 레인(circulation lane), 예를 들어 도로, 보도, 자전거 경로 등에 대해 평행한 방식으로, 위치할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 전류 조절(current regulation)은 각각의 개별 LED 그룹(33)에 대해 디밍을 수행하도록 만들 수 있는 외부 디밍 가능 멀티 채널 드라이버(external dimmable multi-channels driver)에 의해 수행될 수 있으며, 예를 들어 제1 및 제2 열들은 디밍되면서 제3 및 제4 열들은 디밍되지 않을 수 있다. 제어 방식은 도 4a에 도시된 바와 같을 수 있으며, 제1 LED 행(41)은 스위치 오프되고, 마지막 3 개의 LED 행들(42, 43, 44)은 100 % 강도로 스위치 온된다. 선택적으로, 마지막 3 개의 LED 행들(42, 43, 44)은 언디밍 상태 또는 디밍 상태에서 스위치 온될 수 있다.
도 4b는 도 4a에 설명된 제어 방식에 따른 조명 장치(30)에 의해 달성된 광 분포를 나타내는 그래프이다. 극 곡선들(polar curves)은 포인트 소스(point source)에 대해 특정한 각도에서 상이한 수직 평면들에서의 광 강도를 나타내며, 포인트 소스는 복수의 LED들(32)이 아래를 향하도록 수평으로 배치된 조명 장치와 동일하다. 렌즈 요소(35)의 종축(48)은 0 도 및 180 도의 각도에 대응한다. 렌즈 요소(35)의 횡축(49)은 90 도 및 270 도의 각도에 대응한다. 보다 정확하게는, 렌즈 요소의 투명 중심 부분(37)의 더 좁은 단부는 90 도의 각도에 대응하고, 렌즈 요소의 투명 중심 부분(37)의 더 넓은 단부는 270 도의 각도에 대응한다. 더 좁은 단부는 앞쪽을 향하고, 더 넓은 단부는 뒤쪽을 향한다.
극 곡선들은 조명 각도의 함수로 상이한 수직 평면들에 표시되어 있으며, 0 도는 포인트 소스의 수직에 있고, 90 도는 포인트 소스의 수평에 있다. 0 도 및 5 도에서 곡선들(45, 46)로부터, 조명 장치(30)에 평행한 수평 평면에서 광 분포가 순방향으로 빠르게 넓어지는 것을 알 수 있다. 그러면 광 분포는 광이 더 전방으로 도달할수록 더 좁아진다. 90 도에서 곡선(47)으로부터 더 많은 광이 후방보다 전방으로 방출됨을 알 수 있다. 예시로서, 9m의 높이에서 이러한 조명 장치(30)를 포함하는 조명기구 헤드는 도 4a에 대해 설명된 제어 방식에 따라 구동될 때 7.6 m 폭의 도로에 적합할 수 있다.
다른 실시예들에서, 이전 단락에서 설명된 것과 유사한 조명기구 헤드는 다음의 제어 방식에 따라 제어될 수 있으며, 처음 3 개의 LED 행들(41, 42, 43)이 스위치 온되고, 마지막 LED 행(44)은 스위치 오프된다. 따라서, 광 분포는 5m 폭 도로에 적합하도록 구성될 수 있다. 그러나, 결과적인 광 분포는 또한 이전의 제어 방식을 사용하는 것보다 더 넓을 수 있고, 도로를 따라 두 개의 조명기구들 사이의 거리가 증가되어야 할 수 있다.
도 5a 및 5b는 본 발명에 따른 조명 장치의 광 분포 설정의 예시적인 실시예를 추가로 도시한다. 조명 장치(30)는 도 3 및 도 3a 중 하나와 유사하다. 도 5a는 도 3의 서브 세트(32)를 상세히 도시한다. 이러한 실시예에서, 제1, 제2, 그리고 제3 LED 그은 복수의 서브 세트들(32)의 LED의 제1, 제2, 그리고 제3 열들(51, 52, 53)에 의해 각각 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제어 방식만이 도 5와 도 4 사이에서 다르다. 제어 방식은 도 5a에 도시된 바와 같을 수 있으며, 첫 번째 LED 열(51)과 마지막 LED 열(53)은 이들의 100 % 강도로 스위치 온되고, 중간 LED 열(52)은 50 % 강도로 스위치 온된다. LED가 스위치 온되는 강도는 최대 강도의 0 %, 50 %, 또는 100 %로 제한되지 않는다. LED는 0에서 100 사이의 정수로 표시되는 최대 강도의 임의의 백분율로 스위치 온될 수 있다.
도 5b는 도 5a에 설명된 제어 방식에 따른 조명 장치(30)에 의해 달성된 광 분포를 나타내는 그래프이다. 각각 0 도 및 90 도의 곡선들(55, 57)로부터, 후방보다 전방으로 더 많은 광을 방출하는 광 분포가 수득될 수 있음을 알 수 있다. 또한, 광 분포는 시뮬레이션된 포인트 소스의 수직에서 넓다. 이러한 조명 장치(30)를 9m의 높이로 포함하는 조명기구 헤드는 도 5a에 설명된 제어 방식에 따라 구동될 때 7m 폭의 도로에 적합할 수 있다. 이러한 광 분포의 이점은 중간의 LED 열(52)의 더 낮은 광 강도로 인해 감소된 섬광 지수(reduced glare index)일 수 있다.
당업자는 의도된 용도에 따라 적절한 방식으로 복수의 렌즈 요소들(35)과 관련된 복수의 LED들(33)의 광 분포를 제어하기 위해 다양한 제어 방식들이 구현될 수 있음을 이해할 것이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 따른 조명 장치의 다른 예시적인 실시예들을 개략적으로 도시한다. 도 6a 내지 도 6c는 다양한 방식들로 구현될 수 있는 도 2의 실시예와 유사한 예시적인 실시예들을 도시한다.
제어기(613, 622, 632, 645)는 복수의 그룹들(211, 212)의 구동의 제어를 수행하기 위한 외부 신호들을 수신하도록 구성된 유선 또는 무선 디지털 통신 인터페이스를 포함할 수 있다. 이는 무선 또는 유선으로 신호들을 수신하도록 구성된, DMX, DALI, 블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wifi), 지그비(Zigbee), GPRS, 로라(LoRa) 등과 같은 임의의 디지털 통신 인터페이스일 수 있다.
도 6a에 도시된 것처럼, 구동 및 제어 수단(210)은 제1 그룹(211)을 구동하기 위한 제1 드라이버(611) 및 제2 그룹(212)을 구동하기 위한 제2 드라이버(612), 그리고 제1 드라이버(611) 및 제2 드라이버(612)를 제어하도록 구성된 제어기(613)을 포함할 수 있다. 선택적으로, 제1 드라이버(611) 및 제2 드라이버(612)는 디머(dimmer)와 연관될 수 있다.
대안적으로, 도 6b에 도시된 것처럼, 구동 및 제어 수단(610)은, 제1 그룹(211) 및 제2 그룹(212)에 공통인 드라이버(621), 제1 그룹(211) 및/또는 제2 그룹(212)을 선택적으로 구동하도록 제어되기 위해 배치된 복수의 제어 가능한 스위칭 요소들(623), 그리고 복수의 제어 가능한 스위칭 소자들(623)을 제어하도록 구성된 제어기(622)를 포함할 수 있다. 대안적으로 제어 가능한 스위칭 요소들은 수동으로 또는 디지털 통신 인터페이스를 통해 제어될 수 있다.
도 6c에 도시된 것처럼, 전류 조절은 LED들(121)의 각각의 그룹(211, 212)에 대해 디밍을 수행할 수 있도록 만드는 디밍 가능 멀티 채널 드라이버(dimmable multi-channels driver)(631)에 의해 수행될 수 있다. 멀티 채널 드라이버(631)는 제어기(632)에 의해 제어될 수 있다. 멀티 채널 드라이버(631)에서, 상이한 구동 요소들은 상이한 LED 그룹들(211, 212)을 구동시킨다.
바람직하게는, 도 6d에 도시된 것처럼, 제어기 및 복수의 드라이버들은 지지 기판 상에 하나 이상의 집적 회로들(IC)(641, 642, 643, 644, 645)로서 설계될 수 있다.
본 발명에 따른 다른 실시예에서, 4 개의 LED들(121) 각각의 4 개의 LED 서브 세트들(646, 647, 648, 649)이 있을 수 있다. 각각의 LED 서브 세트들(646, 647, 648, 649)에는 서브 세트의 LED들(121)을 구동하기 위해 IC 드라이버(641, 642, 643, 644)가 제공될 수 있다. IC 드라이버(641, 642, 643, 644)는 IC 제어기(645)에 의해 제어될 수 있다. IC 드라이버들(641, 642, 643, 644)은 복수의 그룹들(650)의 각각의 LED(121)의 선택적 구동을 수행하도록 구성될 수 있다. 복수의 그룹들(650), 예를 들어 4 개의 LED들(121)의 열은 각각의 LED(121)의 선택적 구동 때문에 예시적인 실시예에서 더 쉽게 정의될 수 있다. 예시로서, 복수의 그룹들(650)은 각각의 서브 세트(646, 647, 648, 649)에 유사하게 위치하는 각각의 서브 세트(646, 647, 648, 649)로부터 각각 하나의 LED(121)를 포함하는 4 개의 그룹들로 구성될 수 있다.
당업자는 제어 및 구동 수단(210)뿐만 아니라 다양한 제어 방식들이 의도된 용도에 따라 적절한 방식으로 복수의 LED들(121)의 광 분포를 제어하도록 구현될 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (20)

  1. 조명 장치(100)로서,
    지지 기판(110);
    지지 기판 상에 장착된 복수의 서브 세트들(120)로서, 적어도 복수의 LED들을 갖는 제1 서브 세트 및 적어도 하나의 LED를 갖는 제2 서브 세트를 포함하는 복수의 서브 세트들(120) - 복수의 서브 세트들의 LED들(121)은 복수의 그룹들(211, 212)로 분할되고, 복수의 그룹들은 적어도, 제1 서브 세트의 적어도 하나의 LED 및 제2 서브 세트의 적어도 하나의 LED를 포함하는 제1 LED 그룹(211), 그리고 적어도 제1 서브 세트의 적어도 하나의 LED를 포함하는 제2 LED 그룹(212)을 포함함;
    각각의 서브 세트가 복수의 렌즈 요소들의 렌즈 요소에 의해 덮이도록 장착된 대응하는 복수의 렌즈 요소들(131);
    동일한 그룹의 LED들이 동시에 구동되는 복수의 LED 그룹들을 선택적으로 구동하도록 구성된 구동 및 제어 수단(210)을 포함하는, 조명 장치.
  2. 제1항에서,
    구동 및 제어 수단(210)은, 복수의 제어 방식들(schemes)에 따라 복수의 그룹들을 제어하도록 구성되고, 복수의 제어 방식들은 적어도,
    복수의 그룹들이 스위치 온되는 제1 제어 방식;
    복수의 그룹들 중 적어도 하나의 LED 그룹이 스위치 오프되고, 복수의 그룹들 중 적어도 하나의 LED 그룹이 스위치 온되는 제2 제어 방식을 포함하는, 조명 장치.
  3. 제2항에서,
    복수의 제어 방식들은, 복수의 그룹들 중 적어도 하나의 LED 그룹이 디밍 강도에서 스위치 온되는 제3 제어 방식을 포함하는, 조명 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,
    복수의 서브 세트들의 각각의 서브 세트는 동일한 수의 LED들을 갖는, 조명 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,
    구동 및 제어 수단(210)은, 복수의 그룹들의 구동의 제어를 수행하기 위한 신호들을 수신하도록 구성된 디지털 통신 인터페이스를 포함하는, 조명 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에서,
    구동 및 제어 수단(210)은,
    제1 LED 그룹을 구동하기 위한 제1 드라이버 및 제2 LED 그룹을 구동하기 위한 제2 드라이버, 바람직하게는 제1 LED 그룹을 구동하기 위한 제1 드라이버 및 제2 그룹을 구동하기 위한 제2 드라이버를 포함하는 멀티채널 드라이버,
    제1 LED 그룹 및 제2 LED 그룹, 그리고 제1 LED 그룹만, 또는 제2 LED 그룹만, 또는 제1 LED 그룹 및 제2 LED 그룹 모두를 선택적으로 구동하도록 제어되기 위하여 배치된 복수의 제어 가능한 스위칭 요소들에 공통인 드라이버
    중 적어도 하나를 포함하는, 조명 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에서,
    복수의 서브 세트들은 적어도 3 개의 LED 서브 세트들, 바람직하게는 4 개의 LED 서브 세트들을 포함하는, 조명 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에서,
    복수의 LED 그룹들은 3 개 이상의 LED 그룹들, 바람직하게는 4 개 이상의 LED 그룹들을 포함하는, 조명 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에서,
    복수의 렌즈 요소들(131) 각각은 제1 표면 및 그 반대편 측면에 위치한 제2 표면을 갖는 자유 형태 렌즈 요소를 포함하고, 제1 표면은 볼록면이고 제2 표면은 오목면이고, 제2 표면은 대응하는 LED 서브 세트의 복수의 LED들과 대면하는, 조명 장치.
  10. 제9항에서,
    렌즈 요소(131)는 최대 가로 치수와 다른 최대 세로 치수를 갖는, 조명 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에서,
    적어도 제1 서브 세트는 적어도 2 개의 LED 행들 및 적어도 2 개의 LED 열들을 갖는 LED들의 어레이로서 배치되는, 조명 장치.
  12. 제11항에서,
    제1 LED 그룹의 제1 서브 세트의 적어도 하나의 LED는 제1 서브 세트의 적어도 2 개의 LED 행들의 제1 LED 행을 포함하고, 제2 LED 그룹의 제1 서브 세트의 적어도 하나의 LED는 제1 서브 세트의 적어도 2 개의 LED 행들의 제2 LED 행을 포함하는, 조명 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에서,
    각각의 서브 세트는 적어도 4 개의 LED들, 바람직하게는 6 개의 LED들, 보다 바람직하게는 9 개의 LED들, 그리고 가장 바람직하게는 12 개의 LED들을 포함하는, 조명 장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에서,
    복수의 서브 세트들은 실질적으로 동일한 색상을 갖는 광을 방출하도록 구성되는, 조명 장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에서,
    복수의 그룹들 중 각 그룹은 각 서브 세트의 적어도 하나의 LED를 포함하고, 적어도 하나의 LED는 바람직하게는 각각의 서브 세트에서 유사하게 위치하는, 조명 장치.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 조명 장치를 갖는, 조명기구.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에서,
    동일한 그룹의 LED들이 동시에 구동되도록 복수의 LED 그룹들을 선택적으로 구동하도록 복수의 LED들의 구동을 제어하는 것을 포함하는, 조명 장치의 제어 방법.
  18. 제17항에서,
    상기 제어하는 것은, 복수의 제어 방식들에 따라 복수의 그룹들을 제어하는 것을 포함하고, 복수의 제어 방식들은 적어도, 복수의 그룹들이 스위치 온되는 제1 제어 방식, 복수의 그룹들 중 적어도 하나의 LED 그룹이 스위치 오프되고, 복수의 그룹들 중 적어도 하나의 LED 그룹이 스위치 온되는 제2 제어 방식을 포함하는, 조명 장치의 제어 방법.
  19. 제18항에서,
    복수의 제어 방식들은, 복수의 그룹들 중 적어도 하나의 LED 그룹이 디밍 강도에서 스위치 온되는 제3 제어 방식을 포함하는, 조명 장치의 제어 방법.
  20. 프로그램이 컴퓨터에서 실행될 때, 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 조명 장치의 제어 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 실행 가능 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램.
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