WO2018101675A1 - 랜덤 조명 장치 - Google Patents

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WO2018101675A1
WO2018101675A1 PCT/KR2017/013425 KR2017013425W WO2018101675A1 WO 2018101675 A1 WO2018101675 A1 WO 2018101675A1 KR 2017013425 W KR2017013425 W KR 2017013425W WO 2018101675 A1 WO2018101675 A1 WO 2018101675A1
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light emitting
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오건
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    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source

Definitions

  • the present invention relates to a lighting device, and more particularly to a lighting device using a light emitting diode.
  • Korean Patent Publication No. 10-2006-0012460 discloses an interior lighting fixture.
  • the luminaire according to this publication improves the indoor atmosphere by intensively lighting display items such as picture frames, flower pots, fish tanks, and ceramics displayed in the display room, and operates a lighting lamp only at a time set by a user by operating a time switch. It reduces the consumption, and if you leave the house for a long time, it blinks automatically at night to protect against crime.
  • the luminaire further improves the indoor atmosphere by arranging LEDs of various colors around the lighting lamp and controlling them to be sequentially or randomly lit.
  • An object of the present invention is to provide a random lighting device that allows the light emitting diodes to emit light in a random manner while allowing a variety of atmospheres.
  • the random lighting device includes a plurality of light emitting units and a control unit.
  • the light emitting unit may include a light emitting diode and a light emitting controller for controlling light emission of the light emitting diode by randomly determining a flashing period and brightness of the light emitting diode.
  • the control unit may limit the random range of the flashing period and the brightness of the light emitting units.
  • the light emission controller may randomly determine a flashing cycle and a brightness, and store a flashing cycle range variable for limiting the flashing cycle received from the control unit and a brightness range variable for limiting the brightness.
  • a light emission random determiner which randomly determines the flashing period and the brightness within the limited flashing period range and the brightness range according to the flashing period range variable and the brightness range variable, and a pulse width modulation signal according to the randomly determined brightness.
  • the apparatus may further include a pulse width modulation generator to generate and a light emitting diode driver to drive the light emitting diode with the pulse width modulated signal according to a lighting period of a randomly determined flashing period.
  • the light emission controller may include a variable storage unit configured to store a flashing cycle range variable for limiting the flashing cycle received from the control unit, a brightness range variable for limiting the brightness, and a dimming range variable for limiting the dimming; Determining randomly, randomly determines the flashing period within the limited flashing period range according to the flashing cycle range variable stored in the variable storage, and randomly determines the brightness within the limited brightness range according to the brightness range variable stored in the variable storage And a light emission random determiner which randomly determines a rising time and a falling time within a rising time range and a falling time range according to a dimming range variable stored in a variable storage unit, and a pulse width modulation according to a randomly determined brightness.
  • a variable storage unit configured to store a flashing cycle range variable for limiting the flashing cycle received from the control unit, a brightness range variable for limiting the brightness, and a dimming range variable for limiting the dimming
  • the brightness gradually increases in the rising section of the lighting section. Is generated to reach the brightness randomly determined by the light emitting random determiner at the end of the rising section, and in the polling section of the lighting section, the brightness is gradually decreased to be turned off at the end of the polling section.
  • a light emitting diode driver for driving the light emitting diode with the pulse width modulation signal generated by the pulse width modulation generator in accordance with the lighting period of the randomly determined flashing period.
  • the control unit may include a variable setting unit for setting variables to be stored in the variable storage unit according to a user input.
  • the plurality of light emitting units may be divided into two or more groups, and the variable setting unit may differently set variables in group units according to a user input.
  • the disclosed random lighting device allows the light emitting units to emit light randomly by themselves, while allowing a special atmosphere to be produced by constantly limiting the flashing period and the brightness.
  • a special atmosphere to be produced by constantly limiting the flashing period and the brightness.
  • dimming is performed at the rising time and the falling time, thereby enabling a more diverse atmosphere.
  • by allowing the user to directly set the variables such as the flashing cycle and brightness it is possible to create the intended atmosphere of the user.
  • FIG. 1 illustrates a random light emitting device according to an embodiment.
  • FIG. 2 illustrates a package configuration of a light emitting unit according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram of a light emitting unit according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a PWM signal waveform according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a block diagram of a control unit according to an embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a limit variable table.
  • the random light emitting device includes a plurality of light emitting units 10 and a control unit 30.
  • the light emitting units 10 may be tens to hundreds, and may be connected in parallel. And it can operate by receiving operation power from the control unit 30.
  • Each of the light emitting units 10 randomly determines a flashing cycle and a brightness of a light emitting diode (LED), and controls light emission of the LED according to the determined flashing cycle and the brightness. That is, the light emitting units 10 do not randomly emit light according to a light emission control command from the outside, but emit light of the LEDs by randomly determining the blinking period and the brightness of the light emitting units 10 themselves.
  • LED light emitting diode
  • the control unit 30 may limit the range of the flashing period and the brightness of the light emitting units 10. That is, the light emitting unit 10 limits the flashing period and the brightness that are randomly determined within the predetermined range.
  • the control unit 30 transmits a variable for limiting to the light emitting units 10, whereby the light emitting units 10 randomly determine the blinking period and the brightness of the LED, but blink within the corresponding range in consideration of the limiting variable. The period and brightness are randomly determined.
  • the control unit 30 may supply operating power to the light emitting units 10.
  • the control unit 30 supplies operating power to the light emitting units 10 via a power supply line, and transmits them to the light emitting units 10 through a separate control line.
  • the control unit 30 not only supplies operating power to the light emitting units 10 via the power supply line but also transfers limiting variables through the power supply line.
  • FIG. 2 illustrates a package configuration of a light emitting unit according to an embodiment. Integrate into one package by adding a circuit unit 200 for controlling light emission of the light emitting diode 100 by randomly determining the blinking period and the brightness of the light emitting diode 100 in addition to the light emitting diode 100 in the existing LED package. can do.
  • the circuit unit 200 of the light emitting unit 10 may include a receiver 210 and a light emission controller 220.
  • the receiver 210 receives the limit variable from the control unit 30.
  • the limiting variable includes a flashing period range variable for limiting the flashing period and a brightness range variable for limiting the brightness.
  • the light emission controller 220 includes a variable storage unit 221, a light emission random determiner 222, a PWM generator 223, and an LED driver 224.
  • the variable storage unit 221 may be composed of one or more registers.
  • the variable storage unit 221 stores a limit variable received through the receiver 210, for example, a blinking cycle range variable and a brightness range variable.
  • the flashing period range variable includes an on time range value and an off time range value of the LED 100, and the brightness range variable represents a duty ratio range value of a pulse width modulation (PWM) signal.
  • PWM pulse width modulation
  • the light emission random determiner 222 randomly determines the blinking period and the brightness of the LED 100.
  • the light emission random determiner 222 may include a random number generator.
  • the random number generator may generate only one random number, or may generate each random number for the blink cycle and the brightness.
  • the light emission random determiner 222 randomly determines the blinking period and the brightness by using the random number generated by the random number generator, and the limited blinking period range according to the blinking period range variable and the brightness range variable stored in the variable storage unit 221. Randomly determine the flashing period and brightness within the brightness range.
  • the light emission random determiner 222 determines the LED on time value and the LED off time value with random numbers, but is limited on / off according to the on time range value and the off time range value stored in the variable storage unit 221. Determine the LED on time value and LED off time value within the range.
  • the light emission random determiner 222 determines the PWM duty ratio for LED brightness with a random number, but determines the PWM duty ratio within a limited PWM duty ratio range according to the PWM duty ratio range value stored in the variable storage unit 221. do.
  • the PWM generator 223 generates a PWM signal, and generates a PWM signal according to the brightness, that is, the PWM duty ratio, determined by the light emission random determiner 222.
  • the LED driver 224 drives the LED 100 with the PWM signal generated by the PWM generator 223, and outputs the PWM signal in accordance with the lighting period according to the ON time range value determined by the light emission random determiner 222. Drive the LED (100). The output of the PWM signal is stopped during the light-off period according to the off time range value.
  • the reference numeral 230 denotes a switch controlled by the LED driver 224 and may be a field effect transistor (FET). That is, the LED driver 224 may drive the LED 100 by outputting a PWM signal to the FET 230 to control switching.
  • reference numeral 240 denotes a constant current source, and serves to adjust the current flowing in the LED 100 to be constant.
  • the limit variable received through the receiver 210 and stored in the variable storage unit 221 may further include a dimming range variable for limiting dimming.
  • the dimming range variable includes the LED 100 rising time range value and the polling time range value.
  • the rising time range is the first section (rising section) of the lighting section, and the polling time range is the last section (polling section). Dimming takes place in these sections.
  • the PWM generator 223 generates a PWM signal as described above, but in the rising period, the brightness is gradually increased to reach the brightness determined by the light emission random determining unit 222 at the end of the rising period, and the polling period. In, the brightness is gradually reduced to generate a PWM signal to turn off at the end of the polling interval.
  • FIG. 4A illustrates a PWM waveform
  • FIG. 4B illustrates a waveform when the PWM waveform passes a low pass filter (LPF).
  • LPF low pass filter
  • the lighting time, the lighting time, the brightness, the rising time range, and the falling time range randomly determined by the light emission random determining unit 222 may be maintained unchanged in a state where power is supplied to the light emitting unit 10.
  • the lighting time, the unlit time, the brightness, the rising time range, and the polling time range may be randomly determined in consideration of the new limit variable.
  • the previous random number may be used as it is, or a new random number may be generated and used.
  • the control unit 30 may include a power converter 300, a transmitter 310, and a controller 320, and receive data input by a user from an external communication terminal. It may also include a communication unit 330 for.
  • the communication unit 330 may be a wired communication module or a wireless communication module such as Bluetooth.
  • the control unit 30 may include a touch screen or other input means for user input.
  • the power converter 300 may be an AC / DC converter for converting commercial AC power into DC power. The converted DC power is supplied to the light emitting units 10 connected in parallel.
  • the transmitter 310 transmits the limit variable set by the variable setting unit 321 to the light emitting units 10.
  • the limited variable data transmitted by the transmitter 310 may be mixed to the power supply line through the mixer 330. Since the amount of data is not large and does not require a high speed, DC may be performed using a transformer. It can also be implemented as a simple structure that is loaded into the power supply.
  • the controller 320 may be a microcontroller.
  • the controller 320 includes a variable setting unit 321.
  • the variable setting unit 321 sets the above-described limiting variable.
  • Settable limit variables include flashing period and brightness range variables, and can also include dimming range variables.
  • the variable setting unit 321 sets an on time range value and an off time range value belonging to a flashing cycle range variable, sets a PWM duty ratio range value that is a brightness range variable, and a rising time included in a dimming range variable.
  • the variable setting unit 321 automatically selects one variable set from among variable sets previously stored in the internal memory of the control unit 30 or selects a limit variable according to a user input. Can be set.
  • User input for selecting a variable set may be made via a button provided in the control unit 30.
  • the control unit 30 has a plurality of buttons, each button corresponding to a specific set of variables.
  • the user can select a specific set of variables through the desired button input.
  • a user input for selecting a variable set may be made in a communication terminal, and input data may be received through the communication unit 330.
  • the automatic selection may follow a predetermined schedule.
  • the variable setting unit 321 may automatically select one of a plurality of variable sets according to a predetermined schedule.
  • each variable set includes a flashing cycle range variable and a brightness range variable, and may also include a dimming range variable.
  • variable setting unit 321 sets the limit variable to specific values input from the user. That is, the user may input range values for the flashing period limit, the brightness limit, and the dimming limit, and the variable setting unit 321 may set the flashing period range variable, the brightness range variable, and the dimming range variable as values input from the user. Can be.
  • the user input may be made through a touch screen or other input means provided in the control unit 30, or may be made through an external communication terminal and received through the communication unit 330.
  • the variable setting unit 321 transmits the set limit variable to the light emitting units 10 through the transmitting unit 310.
  • FIG. 6 illustrates a limit variable table.
  • D described in the unit of brightness means the duty ratio of the PWM waveform.
  • the plurality of LEDs (100) to emit light randomly limiting the flashing period range and the brightness range is possible not special random flashing, but a special display is possible. For example, if the flashing time is set to about 1 to 2 seconds and the lighting time is set to about 0.05 seconds or shorter, the effect can be as dynamic as a sparkling sun.
  • the plurality of light emitting units 10 may be divided into two or more groups, and the variable setting unit 321 may differently set the limit variables in group units according to a user input.
  • a power supply line may be separately provided for each group to connect the control unit 30 and the light emitting units 10 to each group. In this way, if the limiting variable is set differently for each group, it is possible to create two or more different atmospheres in one random lighting device.

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

랜덤 조명 장치가 개시된다. 이 랜덤 조명 장치는 발광다이오드, 및 발광다이오드의 점멸 주기와 밝기를 랜덤하게 결정하여 발광다이오드를 발광 제어하는 발광 제어부를 포함하는 복수의 발광 유닛, 및 발광 유닛들의 점멸 주기와 밝기의 범위를 제한하는 제어 유닛을 포함한다.

Description

랜덤 조명 장치
본 발명은 조명 장치에 관한 것으로, 특히 발광다이오드를 이용한 조명 장치에 관한 것이다.
국내공개특허공보 제10-2006-0012460호에는 인테리어용 조명기구에 대해 개시되어 있다. 이 공보에 따른 조명기구는 진열실에 진열된 액자, 화분, 어항, 도자기 등의 진열소품을 집중 조명하여 실내 분위기를 향상시키고, 사용자가 타임스위치를 조작하여 설정한 시간에만 점등램프를 작동시켜 불필요한 전력소모를 줄이며, 장시간 집을 비울 경우에는 야간에 자동으로 점멸되어 방범 기능을 한다. 또한, 이 조명기구는 점등램프 주변에 여러 색상의 LED들을 배치하고 이들을 순차 또는 랜덤하게 점등 제어함으로써, 실내 분위기를 더욱 향상시킨다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
국내공개특허공보 제10-2006-0012460호 (2006년 2월 8일 공개)
본 발명은 발광다이오드들이 자체적으로 랜덤하게 발광하도록 하면서도 다양한 분위기 연출이 가능하도록 하는 랜덤 조명 장치를 제공함을 목적으로 한다.
일 양상에 따른 랜덤 조명 장치는 복수의 발광 유닛들과 제어 유닛을 포함한다. 발광 유닛은 발광다이오드와, 발광다이오드의 점멸 주기와 밝기를 랜덤하게 결정하여 발광다이오드를 발광 제어하는 발광 제어부를 포함할 수 있다. 그리고 제어 유닛은 발광 유닛들의 점멸 주기와 밝기의 랜덤 범위를 제한할 수 있다.
발광 제어부는 제어 유닛으로부터 수신된 점멸 주기를 제한하기 위한 점멸 주기 범위 변수와 밝기를 제한하기 위한 밝기 범위 변수를 저장하는 변수 저장부와, 점멸 주기와 밝기를 랜덤하게 결정하되, 변수 저장부에 저장된 점멸 주기 범위 변수와 밝기 범위 변수에 따른 제한된 점멸 주기 범위와 밝기 범위 내에서 점멸 주기와 밝기를 랜덤하게 결정하는 발광 랜덤 결정부와, 랜덤하게 결정된 밝기에 맞춰 펄스 폭 변조(pulse width modulation) 신호를 생성하는 펄스 폭 변조 생성부, 및 랜덤하게 결정된 점멸 주기의 점등 구간에 맞춰 펄스 폭 변조 신호로 발광 다이오드를 구동하는 발광다이오드 구동부를 더 포함할 수 있다.
또는 발광 제어부는 제어 유닛으로부터 수신된 점멸 주기를 제한하기 위한 점멸 주기 범위 변수와 밝기를 제한하기 위한 밝기 범위 변수 및 디밍을 제한하기 위한 디밍 범위 변수를 저장하는 변수 저장부와, 점멸 주기와 밝기를 랜덤하게 결정하되, 변수 저장부에 저장된 점멸 주기 범위 변수에 따른 제한된 점멸 주기 범위 내에서 점멸 주기를 랜덤하게 결정하고, 변수 저장부에 저장된 밝기 범위 변수에 따른 제한된 밝기 범위 내에서 밝기를 랜덤하게 결정하며, 변수 저장부에 저장된 디밍 범위 변수에 따른 라이징 시간 범위와 폴링 시간 범위 내에서 라이징 시간과 폴링 시간을 랜덤하게 결정하는 발광 랜덤 결정부와, 랜덤하게 결정된 밝기에 맞춰 펄스 폭 변조(pulse width modulation) 신호를 생성하되, 점등 구간의 라이징 구간에서는 밝기가 점진적으로 증가되어 라이징 구간의 종료 지점에서 발광 랜덤 결정부에 의해 랜덤 결정된 밝기에 도달하도록 생성하며, 점등 구간의 폴링 구간에서는 밝기가 점진적으로 감소되어 폴링 구간의 종료 지점에서 소등되도록 생성하는 펄스 폭 변조 생성부, 및 랜덤하게 결정된 점멸 주기의 점등 구간에 맞춰 펄스 폭 변조 생성부에 의해 생성된 펄스 폭 변조 신호로 발광 다이오드를 구동하는 발광다이오드 구동부를 더 포함할 수 있다.
제어 유닛은 사용자 입력에 따라 변수 저장부에 저장될 변수들을 설정하는 변수 설정부를 포함할 수 있다.
복수의 발광 유닛들은 둘 이상의 그룹으로 나뉘어 구성될 수 있으며, 변수 설정부는 사용자 입력에 따라 그룹 단위로 변수들을 달리 설정할 수 있다.
개시된 랜덤 조명 장치는 발광 유닛들이 자체적으로 랜덤하게 발광하도록 하면서도 점멸 주기와 밝기를 일정하게 제한함으로써 특별한 분위기 연출을 가능하게 한다. 또한, 발광 유닛이 켜질 때의 라이징 시간과 꺼질 때의 폴링 시간에도 제한을 두고 라이징 시간과 폴링 시간에는 디밍이 이루어지도록 함으로써 더욱 다양한 분위기 연출을 가능하게 한다. 또한, 사용자로 하여금 점멸 주기와 밝기 등의 변수를 직접 설정할 수 있도록 함으로써, 사용자의 의도된 분위기 연출을 가능하게 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 랜덤 발광 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 발광 유닛의 패키지 구성을 나타낸다.
도 3은 일 실시예에 따른 발광 유닛의 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 PWM 신호 파형을 나타낸 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 제어 유닛의 블록도이다.
도 6은 제한 변수 테이블을 예시한 도면이다.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 랜덤 발광 장치를 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 랜덤 발광 장치는 복수의 발광 유닛(10)들과 제어 유닛(30)을 포함한다. 발광 유닛(10)들은 수십 내지 수백 개가 될 수 있으며, 병렬 연결될 수 있다. 그리고 제어 유닛(30)으로부터 동작 전원을 공급받아 동작할 수 있다. 각각의 발광 유닛(10)은 자체적으로 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)의 점멸 주기와 밝기를 랜덤하게 결정하며, 결정된 점멸 주기와 밝기에 따라 LED를 발광 제어한다. 즉, 외부로부터의 발광 제어 명령에 따라 발광 유닛(10)들이 랜덤하게 발광하는 것이 아니라, 발광 유닛(10)들 스스로 점멸 주기와 밝기를 랜덤하게 결정하여 LED를 발광시키는 것이다.
제어 유닛(30)은 발광 유닛(10)들의 점멸 주기와 밝기의 범위를 제한할 수 있다. 즉, 발광 유닛(10)들이 자체적으로 랜덤하게 결정하는 점멸 주기와 밝기를 소정 범위 이내로 제한하는 것이다. 제어 유닛(30)은 제한을 위한 변수를 발광 유닛(10)들로 전달하며, 이에 발광 유닛(10)들은 LED의 점멸 주기와 밝기를 랜덤하게 결정하되, 제한 변수를 고려하여 해당 범위 내에서 점멸 주기와 밝기를 랜덤하게 결정하게 된다. 또한, 제어 유닛(30)은 발광 유닛(10)들로 동작 전원을 공급할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제어 유닛(30)은 전원 공급 라인을 통해 발광 유닛(10)들로 동작 전원을 공급하며, 별도의 제어 라인을 통해 발광 유닛(10)들로 전달한다. 다른 실시예에 있어서, 제어 유닛(30)은 전원 공급 라인을 통해 발광 유닛(10)들로 동작 전원을 공급함은 물론 제한 변수도 전원 공급 라인을 통해 전달한다.
도 2는 일 실시예에 따른 발광 유닛의 패키지 구성을 나타낸다. 기존의 LED 패키지 내부에 발광다이오드(100) 이외에 발광다이오드(100)의 점멸 주기와 밝기를 랜덤하게 결정하여 발광다이오드(100)를 발광 제어하기 위한 회로부(200)를 추가함에 의해 하나의 패키지로 일체화할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 발광 유닛의 블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 발광 유닛(10)의 회로부(200)는 수신부(210)와 발광 제어부(220)를 포함할 수 있다. 수신부(210)는 제어 유닛(30)으로부터 제한 변수를 수신한다. 일 실시예에 있어서, 제한 변수에는 점멸 주기를 제한하기 위한 점멸 주기 범위 변수와 밝기를 제한하기 위한 밝기 범위 변수가 포함된다. 발광 제어부(220)는 변수 저장부(221)와 발광 랜덤 결정부(222)와 PWM 생성부(223) 및 LED 구동부(224)를 포함한다. 변수 저장부(221)는 하나 또는 둘 이상의 레지스터들로 이루어질 수 있다. 변수 저장부(221)에는 수신부(210)를 통해 수신된 제한 변수, 예를 들어 점멸 주기 범위 변수와 밝기 범위 변수가 저장된다. 점멸 주기 범위 변수에는 LED(100)의 온 시간 범위 값과 오프 시간 범위 값이 포함되며, 밝기 범위 변수는 펄스 폭 변조(pulse width modulation, PWM) 신호의 듀티비 범위 값을 나타낸다.
발광 랜덤 결정부(222)는 LED(100)의 점멸 주기와 밝기를 랜덤하게 결정한다. 이를 위해, 발광 랜덤 결정부(222)는 난수 생성기를 포함할 수 있다. 난수 생성기는 하나의 난수만을 생성할 수도 있고, 점멸 주기용과 밝기용 각각의 난수를 생성할 수도 있다. 발광 랜덤 결정부(222)는 난수 생성기에 의해 생성된 난수를 가지고 점멸 주기와 밝기를 랜덤하게 결정하되, 변수 저장부(221)에 저장된 점멸 주기 범위 변수와 밝기 범위 변수에 따른 제한된 점멸 주기 범위와 밝기 범위 내에서 점멸 주기와 밝기를 랜덤하게 결정한다. 다시 말해, 발광 랜덤 결정부(222)는 난수를 가지고 LED 온 시간 값과 LED 오프 시간 값을 결정하되, 변수 저장부(221)에 저장된 온 시간 범위 값과 오프 시간 범위 값에 따른 제한된 온/오프 범위 내에서 LED 온 시간 값과 LED 오프 시간 값을 결정한다. 또한, 발광 랜덤 결정부(222)는 난수를 가지고 LED 밝기용 PWM 듀티비를 결정하되, 변수 저장부(221)에 저장된 PWM 듀티비 범위 값에 따른 제한된 PWM 듀티비 범위 내에서 PWM 듀티비를 결정한다.
PWM 생성부(223)는 PWM 신호를 생성하는데, 발광 랜덤 결정부(222)에 의해 결정된 밝기, 즉 PWM 듀티비에 맞춰 PWM 신호를 생성한다. LED 구동부(224)는 PWM 생성부(223)에 의해 생성된 PWM 신호로 LED(100)를 구동하는데, 발광 랜덤 결정부(222)에 의해 결정된 온 시간 범위 값에 따른 점등 구간에 맞춰 PWM 신호로 LED(100)를 구동한다. 그리고 오프 시간 범위 값에 따른 소등 구간 동안에는 PWM 신호의 출력을 중단한다. 한편, 도면부호 230은 LED 구동부(224)에 의해 스위칭 제어되는 스위치로서, 전계효과형 트랜지스터(field effect transistor, FET)일 수 있다. 즉, LED 구동부(224)는 PWM 신호를 FET(230)로 출력하여 스위칭 제어함에 의해 LED(100)를 구동할 수 있다. 그리고 도면부호 240은 정전류원을 나타낸 것으로, LED(100)에 흐르는 전류가 일정하도록 조절하는 역할을 한다.
한편, 수신부(210)를 통해 수신되어 변수 저장부(221)에 저장되는 제한 변수에는 디밍을 제한하기 위한 디밍 범위 변수가 더 포함될 수 있다. 디밍 범위 변수에는 LED(100)가 라이징 시간 범위 값과 폴링 시간 범위 값이 포함된다. 라이징 시간 범위는 점등 구간 중에서 최초 구간(라이징 구간)이며, 폴링 시간 범위는 최후 구간(폴링 구간)이다. 이들 구간에서는 디밍이 이루어진다. PWM 생성부(223)는 상술한 바와 같이 PWM 신호를 생성하되, 라이징 구간에서는 밝기가 점진적으로 증가되어 라이징 구간의 종료 지점에서 발광 랜덤 결정부(222)에 의해 결정된 밝기에 도달하도록, 그리고 폴링 구간에서는 밝기가 점진적으로 감소되어 폴링 구간의 종료 지점에서 소등되도록 PWM 신호를 생성한다.
이에 대한 이해를 돕기 위해 도 4를 참조한다. 도 4의 (a)는 PWM 파형을 나타낸 것이며, 도 4의 (b)는 PWM 파형을 저역통과필터(low pass filter, LPF)를 통과시켰을 경우의 파형을 나타낸다. 실제 LED(100)의 밝기는 도 4의 (b)와 같다. 그리고 도 4에서 A는 소등 구간을 나타내며, B는 PWM 파형에 의한 점등 구간을 나타낸다. B는 다시 b1과 b2 및 b3로 나뉠 수 있는데, b1은 라이징 구간을 나타내고, b2는 밝기 안정 구간을 나타내며, b3는 폴링 구간을 나타낸다. 도 4의 (a)와 같은 PWM 파형을 통해 라이징 구간에서는 밝기가 점진적으로 증가하고, 밝기 안정 구간에서는 밝기가 일정하게 유지되며, 폴링 구간에서는 밝기가 점진적으로 감소하며, 밝기가 일정하게 유지됨이 도 4의 (b)를 통해 확인된다.
한편, 발광 랜덤 결정부(222)에 의해 랜덤 결정된 점등 시간과 소등 시간, 밝기, 라이징 시간 범위와 폴링 시간 범위는 발광 유닛(10)에 전원이 공급되는 상태에서는 변하지 않고 유지될 수 있다. 다만, 컨트롤러(320)로부터 갱신된 제한 변수를 수신할 경우에는 제한 변수를 새로이 고려하여 점등 시간과 소등 시간, 밝기, 라이징 시간 범위와 폴링 시간 범위를 랜덤하게 결정할 수 있다. 이때, 이전의 난수 값을 그대로 이용할 수도 있고 난수를 새로 생성하여 이용할 수도 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 제어 유닛의 블록도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제어 유닛(30)은 전원 변환부(300)와 송신부(310) 및 컨트롤러(320)를 포함할 수 있으며, 외부의 통신 단말에서 사용자에 의해 입력된 데이터를 수신하기 위한 통신부(330)를 포함할 수도 있다. 통신부(330)는 유선 통신 모듈 또는 블루투스 등의 무선 통신 모듈일 수 있다. 또한, 도시되어 있지는 않으나, 제어 유닛(30)은 사용자 입력을 위해 터치스크린이나 그 외의 입력 수단을 포함할 수 있다. 전원 변환부(300)는 상용교류전원을 직류전원으로 변환하는 AC/DC 변환기일 수 있다. 변환된 직류 전원은 병렬 연결된 발광 유닛(10)들로 공급된다. 송신부(310)는 변수 설정부(321)에 의해 설정되는 제한 변수를 발광 유닛(10)들로 전달하는 역할을 한다. 송신부(310)에 의해 송신되는 제한 변수 데이터는 혼합기(330)를 통해 전원 공급선에 혼합(Mixing) 될 수 있는데, 데이터의 양이 많지 않고 빠른 속도를 필요로 하는 것도 아니기 때문에, 트랜스포머를 이용하여 DC 전원에 실어 보내는 단순한 구조로도 구현될 수 있다.
컨트롤러(320)는 마이크로 컨트롤러일 수 있다. 컨트롤러(320)는 변수 설정부(321)를 포함한다. 변수 설정부(321)는 상술한 제한 변수를 설정한다. 설정 가능한 제한 변수에는 점멸 주기 범위 변수와 밝기 범위 변수가 포함되며, 디밍 범위 변수도 포함될 수 있다. 구체적으로, 변수 설정부(321)는 점멸 주기 범위 변수에 속하는 온 시간 범위 값과 오프 시간 범위 값을 설정하고, 밝기 범위 변수인 PWM 듀티비 범위 값을 설정하며, 디밍 범위 변수에 포함되는 라이징 시간 범위 값과 폴링 시간 범위 값을 설정한다. 일 실시예에 있어서, 변수 설정부(321)는 제어 유닛(30)의 내부 메모리에 기저장된 변수 세트(set)들 중에서 어느 하나의 변수 세트를 자동으로 선택하거나 사용자 입력에 따라 선택하여 제한 변수를 설정할 수 있다. 변수 세트 선택을 위한 사용자 입력은 제어 유닛(30)에 마련된 버튼을 통해 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제어 유닛(30)은 복수 개의 버튼들을 구비하며, 각각의 버튼은 특정 변수 세트와 대응된다. 따라서, 사용자는 원하는 버튼 입력을 통해 특정 변수 세트를 선택할 수 있다. 또는 변수 세트 선택을 위한 사용자 입력은 통신 단말에서 이루어지며, 통신부(330)를 통해 입력 데이터가 수신될 수도 있다. 그리고 자동 선택은 미리 정해진 스케줄에 따를 수 있다. 변수 설정부(321)는 미리 정해진 스케줄에 따라 복수의 변수 세트들 중에서 자동으로 하나씩 선택할 수 있다. 참고로, 각각의 변수 세트에는 점멸 주기 범위 변수와 밝기 범위 변수가 포함되며, 추가로 디밍 범위 변수도 포함될 수 있음은 물론이다.
다른 실시예에 있어서, 변수 설정부(321)는 사용자로부터 입력된 구체적인 값들로 제한 변수를 설정한다. 즉, 사용자는 점멸 주기 제한, 밝기 제한, 디밍 제한을 위한 범위 값들을 입력할 수 있으며, 변수 설정부(321)는 사용자로부터 입력된 값들로 점멸 주기 범위 변수와 밝기 범위 변수 및 디밍 범위 변수를 설정할 수 있다. 사용자 입력은 제어 유닛(30)에 마련된 터치스크린이나 그 외의 입력 수단을 통해 이루어질 수도 있고, 외부의 통신 단말에서 이루어져 통신부(330)를 통해 수신될 수도 있다.
변수 설정부(321)는 설정된 제한 변수를 송신부(310)를 통해 발광 유닛(10)들로 전달한다. 참고로, 도 6은 제한 변수 테이블을 예시한다. 변수 중에서 밝기의 단위에 기재되어 있는 D는 PWM 파형의 듀티비를 의미한다. 이상에서와 같이, 복수의 LED(100)들을 랜덤하게 발광시키되, 점멸 주기 범위와 밝기 범위에 제한을 두면 단순히 무작위적인 점멸이 아니라 특별한 연출이 가능하다. 예를 들어, 점멸 시간을 1~2초 정도로 하고 점등 시간을 0.05초 내외로 짧게 설정하면 햇살에 반짝이는 물결처럼 역동적인 효과를 낼 수 있고, 반대로 점멸 시간을 10초 내외로 길게 하되 대부분을 점등 시간으로 하고 소등 시간을 0.05 내외의 짧은 시간으로 설정하면 밤하늘의 반짝이는 별이나 바람에 흔들리는 촛불과 같은 정적인 효과를 낼 수도 있다. 또한, 밝기를 제한하여 다양한 연출을 가능하게 할 수 있으며, 나아가 켜지는 시간과 꺼지는 시간을 제한하고 이 제한 시간 동안 디밍이 이루어지도록 함으로써 뭉게뭉게 피어오르는 연기나 안개와 같은 새로운 분위기도 만들어 낼 수 있다. 더욱이, 사용자로 하여금 직접 제한 변수를 설정토록 하면 사용자의 의도가 반영된 분위기 연출이 가능해진다.
추가적인 양상에 따르면, 복수의 발광 유닛(10)들은 둘 이상의 그룹으로 나뉘어 구성될 수 있으며, 변수 설정부(321)는 사용자 입력에 따라 그룹 단위로 제한 변수를 달리 설정할 수 있다. 이를 위해, 도 1에 도시된 바와 달리, 그룹별로 전원 공급선을 별도로 두어 제어 유닛(30)과 발광 유닛(10)들을 그룹별로 연결할 수 있다. 이 같이, 그룹별로 제한 변수를 달리 설정하면, 하나의 랜덤 조명 장치에서도 둘 이상의 서로 다른 분위기 연출을 만들어내는 것이 가능해진다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 발광다이오드, 및 발광다이오드의 점멸 주기와 밝기를 랜덤하게 결정하여 발광다이오드를 발광 제어하는 발광 제어부를 포함하는 복수의 발광 유닛; 및
    발광 유닛들의 점멸 주기와 밝기의 범위를 제한하는 제어 유닛;
    를 포함하는 랜덤 조명 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 발광 제어부는 :
    제어 유닛으로부터 수신된 점멸 주기를 제한하기 위한 점멸 주기 범위 변수와 밝기를 제한하기 위한 밝기 범위 변수를 저장하는 변수 저장부;
    점멸 주기와 밝기를 랜덤하게 결정하되, 변수 저장부에 저장된 점멸 주기 범위 변수와 밝기 범위 변수에 따른 제한된 점멸 주기 범위와 밝기 범위 내에서 점멸 주기와 밝기를 랜덤하게 결정하는 발광 랜덤 결정부;
    랜덤하게 결정된 밝기에 맞춰 펄스 폭 변조(pulse width modulation) 신호를 생성하는 펄스 폭 변조 생성부; 및
    랜덤하게 결정된 점멸 주기의 점등 구간에 맞춰 펄스 폭 변조 신호로 발광 다이오드를 구동하는 발광다이오드 구동부;
    를 더 포함하는 랜덤 조명 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 발광 제어부는 :
    제어 유닛으로부터 수신된 점멸 주기를 제한하기 위한 점멸 주기 범위 변수와 밝기를 제한하기 위한 밝기 범위 변수 및 디밍을 제한하기 위한 디밍 범위 변수를 저장하는 변수 저장부;
    점멸 주기와 밝기를 랜덤하게 결정하되, 변수 저장부에 저장된 점멸 주기 범위 변수에 따른 제한된 점멸 주기 범위 내에서 점멸 주기를 랜덤하게 결정하고, 변수 저장부에 저장된 밝기 범위 변수에 따른 제한된 밝기 범위 내에서 밝기를 랜덤하게 결정하며, 변수 저장부에 저장된 디밍 범위 변수에 따른 라이징 시간 범위와 폴링 시간 범위 내에서 라이징 시간과 폴링 시간을 랜덤하게 결정하는 발광 랜덤 결정부;
    랜덤하게 결정된 밝기에 맞춰 펄스 폭 변조(pulse width modulation) 신호를 생성하되, 점등 구간의 라이징 구간에서는 밝기가 점진적으로 증가되어 라이징 구간의 종료 지점에서 발광 랜덤 결정부에 의해 랜덤 결정된 밝기에 도달하도록 생성하며, 점등 구간의 폴링 구간에서는 밝기가 점진적으로 감소되어 폴링 구간의 종료 지점에서 소등되도록 생성하는 펄스 폭 변조 생성부; 및
    랜덤하게 결정된 점멸 주기의 점등 구간에 맞춰 펄스 폭 변조 생성부에 의해 생성된 펄스 폭 변조 신호로 발광 다이오드를 구동하는 발광다이오드 구동부;
    를 더 포함하는 랜덤 조명 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 제어 유닛은 :
    기저장된 복수의 변수 세트들 중에서 사용자에 의해 선택된 변수 세트 또는 정해진 스케줄에 따라 자동으로 선택된 변수 세트로 변수 저장부에 저장될 변수들을 설정하는 변수 설정부;
    를 더 포함하는 랜덤 조명 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 제어 유닛은 :
    사용자 입력에 따라 변수 저장부에 저장될 변수들을 설정하는 변수 설정부;
    를 더 포함하는 랜덤 조명 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 제어 유닛은 :
    외부의 통신 단말과 통신하는 통신부;를 더 포함하며,
    변수 설정부는 통신부를 통해 수신된 사용자 입력에 따라 변수 저장부에 저장될 변수들을 설정하는 랜덤 조명 장치.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 발광 유닛들은 둘 이상의 그룹으로 나뉘어 구성되며,
    변수 설정부는 사용자 입력에 따라 그룹 단위로 변수들을 달리 설정하는 랜덤 조명 장치.
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