KR100944625B1 - 자연 채광 및 인공조명의 글레어 측정 방법 및 시스템 - Google Patents

자연 채광 및 인공조명의 글레어 측정 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반구형 스크린과, 상기 반구형 스크린 내부에 구비된 기준 광원 및 테스트 광원을 포함하는 시스템을 이용한 자연 채광 및 인공조명의 글레어 측정 방법에 있어서, (a) 상기 기준 광원과 테스트 광원의 원점을 정렬하는 단계; (b) 상기 테스트 광원을 상기 반구형 스크린의 반경 방향으로 이동시키는 단계; (c) 피험자에 의해 이벤트 신호가 발생하면 상기 테스트 광원을 정지시키고, 테스트 광원의 포인트 좌표를 측정하는 단계; (d) 상기 테스트 광원을 상기 반구형 스크린의 반구 중심을 기준으로 소정 각도만큼 회전시키고 전술한 단계들을 반복하는 단계; 및 (e) 측정된 좌표에 따라 글레어 감각 분포 곡선을 플로팅하는 단계;를 포함하는 자연 채광 및 인공조명의 글레어 측정 방법 및 시스템에 관한 것이다.
글레어 테스터, 눈부심 측정

Description

자연 채광 및 인공조명의 글레어 측정 방법 및 시스템 {Glare Testing method and system for sunlight and artificial lighting}
본 발명은 글레어(Glare) 측정 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시각적으로 인지가 가능한 범위 내에서 휘도 레벨에 따른 눈부심의 정도와 광원의 위치에 따른 눈부심의 정도를 측정할 수 있는 자연 채광 및 인공조명의 글레어 측정 방법 및 시스템에 관한 것이다.
눈이 과도한 빛에 노출될 경우 '현휘(眩煇,Glare)'라고 불리우는 눈부심을 느끼게 되는데, 이러한 눈부심은 광원의 휘도, 크기 및 위치 그리고 배경 휘도 등에 따라서 달라진다.
예를 들어, 동일한 휘도의 광원이라고 하더라도 위치에 따라서 눈부심의 정도는 달리 느끼게 된다. 따라서, 실내 조명을 설계하기 위해서 또는 의학적인 치료와 연구를 위해서 동일한 눈부심을 느끼는 위치를 측정할 필요성이 있는데, 종래에는 단순히 조명기구를 손에 쥐고 시선을 따라 움직이면서 부분적으로 눈부심 정도를 측정하였고, 측정 시야도 좁은 범위로 국한될 수밖에 없었다.
특히, 현대적인 조명 설계에 있어서는 시야 내에 다수의 조명이 분포된 경우 가 많으므로 조명기구로부터의 눈부심을 줄이기 위해서는 전체 시야 범위 내에서 눈부심 정도(이하 본 명세서 및 특허청구범위에서는 눈부심 정도를 '글레어(Glare) 감각'으로 표현함)를 측정할 필요가 있었으나, 종래의 수작업에 의해서는 그러한 목적을 달성할 수 없었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안된 것으로서, 시각적으로 인지할 수 있는 전체 시야 범위를 대상으로 글레어 감각을 정밀하고도 효과적으로 측정할 수 있는 자연 채광 및 인공조명의 글레어 측정 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자연 채광 및 인공조명의 글레어 측정 방법은, 반구형 스크린과, 상기 반구형 스크린 내부에 구비된 기준 광원 및 테스트 광원을 포함하는 시스템을 이용한 자연 채광 및 인공조명의 글레어 측정 방법에 있어서, (a) 상기 기준 광원과 테스트 광원의 원점을 정렬하는 단계; (b) 상기 테스트 광원을 상기 반구형 스크린의 반경 방향으로 이동시키는 단계; (c) 피험자에 의해 이벤트 신호가 발생하면 상기 테스트 광원을 정지시키고, 테스트 광원의 포인트 좌표를 측정하는 단계; (d) 상기 테스트 광원을 상기 반구형 스크린의 반구 중심을 기준으로 소정 각도만큼 회전시키고 전술 한 단계들을 반복하는 단계; 및 (e) 측정된 좌표에 따라 글레어 감각 분포 곡선을 플로팅하는 단계;를 포함한다.
바람직하게, 상기 좌표는 테스트 광원의 회전 각도(θ)와 거리로 구성된다.
더욱 바람직하게, 상기 거리는 상기 테스트 광원의 이동속도로부터 환산될 수 있다.
또한, 상기 좌표는 모니터를 통해 실시간으로 표시되는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 내부가 비어 있는 반구형 스크린; 상기 반구형 스크린을 향해서 광을 조사하는 배경 광원; 상기 반구형 스크린의 내부에 구비되는 기준 광원 및 테스트 광원; 상기 테스트 광원을 상기 반구형 스크린의 반구 중심을 기준으로 회전 방향으로 이동시키는 회전 이동 수단; 상기 테스트 광원을 상기 반구형 스크린의 반경 방향으로 직선이동시키는 선형 이동 수단; 및 상기 각 부를 제어하는 제어부와, 측정 조건 및 변수 등을 입력하는 입력수단과, 시스템의 상태와 측정 데이터를 표시하는 모니터와, 측정 데이터와 프로그램을 저장하는 메모리와, 피험자의 이벤트 신호를 입력하는 이벤트 입력부와, 상기 테스트 광원의 위치를 측정하는 좌표기록부를 포함하는 제어 유니트;를 포함하는 글레어 측정 시스템이 제공된다.
바람직하게, 상기 좌표기록부는 상기 테스트 광원의 회전 각도(θ)와 거리로 구성되는 좌표를 측정한다.
또한, 상기 좌표기록부는, 상기 테스트 광원의 이동속도로부터 거리를 환산할 수 있다.
바람직하게, 본 발명의 시스템은 상기 측정된 좌표 데이터를 출력하는 프린터를 더 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 자연 채광 및 인공조명의 글레어 측정 방법은 글레어 광원의 회전 각도와 위치 정보에 의해 반구형 스크린의 어떤 지점이든지 측정이 가능하므로 피험자의 전 시야 범위에서 글레어 감각 분포를 정밀하게 조사할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 자연 채광 및 인공 조명의 글레어 측정 시스템에 따르면 글레어 광원의 회전 각도와 이동 속도를 필요에 따라 임의로 설정할 수 있으며 측정된 글레어 감각 포인트에 따른 플로팅이 자동으로 수행되므로 글레어 감각 분포 데이터를 더욱 효과적이고 편리하게 얻을 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1 내지 도 4에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자연 채광 및 인공조명의 글레어 측정 방법을 수행하는 글레어 측정 시스템의 전체적인 구성이 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 본 발명의 글레어 측정 시스템은 반구형의 스크린(100)과, 상기 반구형 스크린(100)을 지지하는 베이스 프레임(110)을 포함한다.
상기 반구형 스크린(100)은 피실험자의 시야를 가릴 수 있도록 내부가 비어있는 반구 형상으로 제작되며, 직경은 대략 2m 정도로 설정되지만 반드시 이것에 한정되는 것은 아니다.
바람직하게, 상기 반구형 스크린(100)의 내측면은 조명 기구로부터 반사된 빛에 의해 확산광을 만들기 위해서 무광택 도료로 마감 처리된다.
또한, 본 발명의 글레어 측정 장치는 상기 반구형 스크린(100)을 향해서 광을 조사하는 배경 광원(120)을 구비한다. 바람직하게, 상기 배경 광원(120)은 복수개의 반사갓(도 4의 122)과 상기 반사갓(122)에 구비된 백열등(124)으로 구성된다. 상기 배경 광원(120)은 반구형 스크린(100)의 외주면 상에 소정 간격으로 이격되도록 설치되며, 반구형 스크린(100)의 내부에 광을 조사하여 내부가 균일한 휘도가 되도록 한다. 본원 도면에서 상기 배경 광원(120)으로 전원을 인가하는 케이블 등의 구성은 편의상 도시를 생략하였으며, 이하에서도 마찬가지로 생략하기로 한다.
상기 배경 광원의 개략적인 전원 회로도가 도 5에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 복수개의 백열등(124)이 병렬로 연결되어 있으며, 이들 백열등(124)과 외부전원 사이에는 조광기(11)와 같은 휘도조절수단이 개재되어 백열등의 밝기가 조정될 수 있도록 구성된다. 상기 조광기의 구성은 이미 잘 알려져 있으므로 본 명세서에서는 상세한 설명을 생략한다.
더욱 바람직하게, 상기 배경 광원(120)에 의해 반구형 스크린(100)의 내부 휘도는 0 cd/㎡ ~ 350 cd/㎡ 범위로 조절될 수 있도록 구성된다. 또한, 비록 도면에는 도시되지 않았으나 상기 배경 광원(120) 각각에 조광기가 별도로 부착되어 독립적으로 휘도 조절이 가능하도록 설계될 수도 있다.
상기 반구형 스크린(100)의 반구 중심에는 피험자의 눈을 관찰할 수 있는 관찰구(102)가 형성되어 있다. 본 발명에 따르면, 반구형 스크린(100)의 내부에는 복수개의 글레어 광원(130)(140)과, 상기 글레어 광원(130)(140)을 이동시킬 수 있는 이동 수단이 구비된다.
도 6에는 상기 글레어 광원(130)(140)의 구성이 보다 상세하게 나타나 있다. 도시된 바와 같이, 상기 글레어 광원(130)(140)은 상기 이동 수단에 움직일 수 있도록 설치되는데, 구체적으로 상기 이동 수단에 움직일 수 있도록 설치된 지지 브라켓(132)과, 상기 지지 브라켓(132)에 연결된 램프 홀더(134), 및 상기 램프 홀더(134)에 장착되어 전방으로 광을 조사하는 램프(136)로 구성된다. 바람직하게 상기 램프(136)로는 할로겐 램프가 채용될 수 있다.
도 7은 상기 글레어 광원에 대한 전원 공급 회로도를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 외부 전원은 전류조정기(22)를 통해서 램프(136)로 공급되며, 조광기(23)에 의해 휘도가 조절될 수 있다. 또한, 타이머(21)를 설치함으로써 전류 공급 시간을 임의로 조절할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 상기 전류조정기, 조광기, 타이머 등의 구성은 이미 널리 알려져 있으므로 상세한 설명을 생략한다.
바람직하게, 상기 글레어 광원(130)(140)의 휘도는 조광기(23)를 사용하여, 0 cd/㎡ ~ 350 cd/㎡ 범위로 조절된다. 더욱 바람직하게, 상기 램프(136)는 소정 주기로, 예를 들어 1초 간격으로, 점멸되도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 램프(136)의 전면에는 반투명지 또는 창호지 등을 개재시켜 램프의 광이 피험자의 눈에 직접적으로 조사되는 것을 방지할 수도 있다.
본 발명에 따르면 상기 글레어 광원은 기준 광원이 되는 제1 글레어 광원(130)과, 테스트 광원이 되는 제2 글레어 광원(140)을 포함한다. 후술하는 바와 같이, 피험자의 글레어 감각을 측정할 때 기준 광원은 고정된 채로 유지되고, 반면에 테스트 광원은 움직이면서 측정이 이루어지게 된다. 이하에서는 기준 광원과 제1 글레어 광원, 그리고 테스트 광원과 제2 글레어 광원을 필요에 따라 적절히 혼용하여 설명한다.
또한, 필요에 따라서 상기 제1 글레어 광원(130)이 테스트 광원이 되고, 제2 글레어 광원(140)이 기준 광원 역할을 할 수도 있다. 또 다른 대안으로서, 비록 본 발명에서 구체적으로 예시하지는 않았으나, 상기 기준 광원은 별도의 광원으로 제작되어 상기 반구형 스크린(100)의 내부에 고정 설치될 수도 있다.
본 발명에 따르면 상기 글레어 광원(130)(140)은 이동 수단에 의해서 그 위 치가 이동될 수 있는데, 상기 이동 수단은 상기 글레어 광원(130)(140)을 반구형 스크린(100)의 반구 중심을 기준으로 회전 방향으로 이동시키는 회전 이동 수단과, 상기 글레어 광원(130)(140)을 반구형 스크린(100)의 반경 방향으로 직선이동시키는 선형 이동 수단을 포함한다.
상기 회전 이동 수단은 도 4에 도시된 바와 같이 반구형 스크린(100)의 반구 중심에, 더욱 바람직하게는 관찰구(102)에, 회전가능하도록 장착되는 회전축 부재(150)와, 상기 회전축 부재(150)의 일단에 결합된 가이드 레일(152)(154)을 포함한다.
상기 회전축 부재(150)는 바람직하게, 관찰 카메라(160)를 설치하기 위해 중공이 형성된 원통 형태인 것이 바람직하지만, 반드시 이것에 한정되는 것은 아니며, 반구형 스크린(100)의 중심부를 기준으로 회전할 수 있는 구조라면 얼마든지 채용가능하다.
상기 가이드 레일(152)(154)은 상기 회전축 부재(150)의 단부에서, 바람직하게 상기 반구형 스크린(100)의 내측면 곡률에 상응하는 곡률로 연장되어 있다. 더욱 바람직하게, 상기 가이드 레일은 대칭이 되는 제1 가이드 레일(152)과 제2 가이드 레일(154)이 한 쌍으로 구비된다.
후술하는 바와 같이 글레어 감각 포인트를 측정하기 위해서 상기 가이드 레일(152)(154)에는 눈금이 표시되어 있는 것이 바람직하다.
덧붙여, 상기 가이드 레일(152)(154)이 결합된 회전축 부재(150)를 회전시키기 위해서 회전축 부재(150)의 타단에는 핸들(156)이 결합될 수 있다. 따라서, 사 용자는 상기 핸들(156)을 회전시킴으로써 반구형 스크린(100)의 중심을 기준으로 가이드 레일(152)(154)을 회전시킬 수 있다.
또 다른 대안으로서, 후술하는 바와 같이 상기 회전축 부재(150)는 회전모터와 연결되어 자동으로 회전될 수도 있다.
더욱 바람직하게, 상기 가이드 레일의 단부가 지시하는 반구형 스크린(100)의 내주면에는 각도가 수치로 표시되어 후술하는 바와 같이 글레어 감각 측정시 가이드 레일의 회전각도를 용이하게 파악할 수 있도록 한다.
상기 선형 이동 수단은 글레어 광원(130)(140)을 반구형 스크린(100)의 반경 방향으로 이동시키는 것으로서, 상기 가이드 레일(152)(154)을 따라 반경 방향으로 설치된 랙 부재(170)와, 상기 랙 부재(170)와 치합되는 피니언(172), 및 상기 피니언(172)을 구동시키는 구동모터(174)를 포함한다.
상기 구동모터(174)는 전술한 지지 브라켓(132)에 고정되어 있으며, 구동모터(174)의 회전축에는 피니언(172)이 결합되어 있다.
따라서, 상기 구동모터(174)의 동작에 의해 피니언(172)이 회전하면 랙 부재(170)와의 상대적인 운동에 의해 이들을 지지하는 지지 브라켓(132)이 가이드 레일(152)을 따라서 반경 방향으로 이동하게 되고, 따라서 지지 브라켓(132)에 지지되어 있는 글레어 광원(130)(140)도 이동할 수 있게 되는 것이다.
바람직하게, 상기 가이드 레일(152)(154)의 끝단부에는 글레어 광원(130)(140)이 이동시에 이탈되지 않도록 스토퍼(미도시)가 더 구비될 수 있다.
비록 본 발명의 실시예에서는 선형 이동 수단을 랙과 피니언을 채용한 구성 으로 구체적으로 도시하였으나, 이것에 한정되는 것은 아니며 상기 글레어 광원(130)(140)을 반구형 스크린(100)의 반경 방향으로 이동시키는 기능을 수행할 수 있는 다양한 방식의 이동수단들이 채용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
그러면 상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 글레어 측정 시스템의 동작에 대해서 살펴보기로 한다. 본 발명에 따른 글레어 측정 시스템은 수동으로 조작되거나 또는 자동으로 제어될 수 있다.
수동 조작
본 발명에 따른 자연 채광 및 인공조명의 글레어 측정 시스템을 사용하여 글레어 감각을 측정하기 위해서 피험자는 도 8에 도시된 바와 같이, 헤드 고정대(180)에 머리를 올려 놓고 고정하게 된다.
바람직하게 헤드 고정대(180)는 배경 광원(120)보다 반구형 스크린(100)의 안쪽에 위치함으로써, 피험자의 시야가 배경 광원(120)에 직접적으로 노출되는 것을 방지하도록 한다. 상기 배경 광원(120)은 실험 조건에 따라서 적절한 휘도로 조절된다.
또한, 피험자의 머리를 헤드 고정대(180)에 올려 놓은 상태에서는 시선이 반구형 스크린(100)의 중심에 형성된 관찰구(102)를 응시할 수 있도록 한다. 이때, 관찰구(102) 또는 회전축 부재(150)의 중공에 설치된 카메라(160)를 통해 피험자의 눈을 관찰함으로써 시선이 정면을 향하고 있는지 여부를 파악할 수 있다.
이 상태에서, 먼저 기준 광원과 테스트 광원의 원점을 정렬한다(도 9의 단계 S100). 즉, 기준 광원이 되는 제1 글레어 광원(130)을 반구형 스크린(100)의 중심에 위치시키고, 테스트 광원이 되는 제2 글레어 광원(140) 역시 가이드 레일(154)의 시작점에 위치시킨다. 이것은 전술한 바와 같이, 구동모터(174)를 동작시켜 피니언(172)이 회전하면 랙 부재(170)와의 상대적인 운동에 의해 글레어 광원(130)(140)이 이동함으로써 이루어진다.
이로써, 기준 광원(130)은 도 10에 도시된 기준점(P0)에 놓이게 되고, 테스트 광원(140)은 시작점(PS)에 놓이게 된다. 대안으로서, 상기 시작점(PS)은 반구형 스크린(100)의 중심부가 아니라, 가이드 레일(152)(154)의 단부가 있는 바깥쪽에 설정되더라도 무방하다.
이상과 같이 기준 광원과 테스트 광원의 설정이 완료되면, 이어서 상기 회전 이동 수단과 선형 이동 수단에 의해 테스트 광원이 되는 제2 글레어 광원(140)을 반구형 스크린(100)의 반경 방향으로 이동시키면서, 피험자가 제1 글레어 광원(130)과 제2 글레어 광원(140)을 동일한 글레어 감각(동일한 눈부심)으로 인식하는 포인트를 측정한다(단계 S110).
즉, 먼저 가이드 레일(152)(154)을 수평으로 고정시킨 상태에서 구동모터(174)를 동작시켜 테스트 광원(140)을 도 10의 화살표와 같이 반경 방향으로 서서히 이동시킨다. 바람직하게, 이동속도는 약 5cm/sec 정도가 될 수 있으나 반드시 이것에 한정되는 것은 아니다.
이 과정에서 만약 피험자가 기준 광원(130)과 테스트 광원(140)의 눈부심이 동일하다고 느끼는 포인트를 인식하는 순간 이벤트 신호를 발생한다(단계 S120). 이러한 이벤트 신호는 여러 가지 방법으로 생성될 수 있다. 예를 들어, 이러한 이벤트 신호는 피험자가 동일한 글레어 감각을 느끼는 순간 스위치를 조작함으로써 테스트 광원(140)의 진행을 정지시키는 것을 포함한다. 또는, 피험자의 수신호 등에 따라 작업자가 스위치를 조작함으로써 테스트 광원(140)의 진행을 정지시키는 것도 가능하다.
단계 S120에서 이벤트 신호가 발생한 경우, 테스트 광원(140)은 정지되고(단계 S130), 따라서 작업자는 테스트 광원(140)의 포인트 좌표를 측정하여 기록한다(단계 S140).
본 발명에 따르면 상기 포인트 좌표는 가이드 레일(곧, 테스트 광원)의 회전 각도(θ)와 테스트 광원(140)의 거리 정보를 파악함으로써 얻어진다. 상기 가이드 레일의 회전 각도(θ)는 반구형 스크린(100)의 내주면에 표시된 각도로부터 알 수 있으며, 테스트 광원(140)의 거리는 가이드 레일(154)에 표시된 눈금으로 측정할 수 있다. 예를 들어, 글레어 감각 포인트(P1)의 좌표는 (0°, 34cm)와 같이 얻어질 수 있다.
이어서, 모든 측정이 완료되었는지를 판단하고(단계 S150), 만약 측정을 계속하여야 한다면, 단계 S160으로 진행하여 작업자가 핸들(156)을 회전시켜 가이드 레일(152)(154)을 도 10에 도시된 바와 같이 반구형 스크린(100)의 반구 중심에 대해 소정 각도(θ) 만큼 회전시킨다.
이때, 가이드 레일의 회전 각도(θ)가 작을수록 글레어 감각 분포를 더욱 정밀하게 측정할 수 있다.
이어서, 전술한 바와 같은 동작을 반복함으로써 동일한 글레어 감각 포인트(예를 들어, 도 10에서 P2지점)를 얻을 수 있다. 이러한 방식으로 가이드 레일(152)(154)을 360°회전시키면서 측정을 수행한다.
모든 측정이 완료되면, 단계 S170으로 진행하여, 글레어 감각 분포 곡선을 플로팅한다. 이러한 작업은 예를 들어, 이미 얻어진 글레어 감각 포인트 좌표(0°, 34cm)에 상응하는 점들을 용지에 표시한 다음 이들을 연결함으로써 수행될 수 있다. 그 결과 얻어진 글레어 감각 분포 곡선의 예가 도 11에 도시되어 있다.
비록 글레어 감각 포인트를 측정하는 예를 구체적으로 예시하였으나 본 발명은 이러한 예에 의해 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 제1 글레어 광원(130)은 선택적으로 기준광원과 테스트 광원 모두의 기능을 수행할 수 있다. 즉, 360° 시야 범위를 기준으로 할 때, 0°~ 180°범위를 측정할 경우에는 기준광원으로서 기능하고, 반면에 180°~ 360°범위를 측정할 때에는 테스트 광원으로서 기능할 수 있다(물론 이때에는 제2 글레어 광원이 기준광원 역할을 하게 된다).
본 발명에 따르면 피험자의 글레어 감각을 측정하는 동안 글레어 광원 또는 배경 광원이 휘도를 조절하거나 점멸시킬 수 있으므로, 광원 위치 뿐만 아니라 휘도 레벨에 따른 글레어 측정이 가능하다.
자동 제어
본 발명에 따른 자연 채광 및 인공조명의 글레어 측정 방법을 자동으로 수행하기 위해서는 도 12에 도시된 것과 같은 제어 유니트(200)를 더 포함한다.
상기 제어 유니트(200)는 개인용 컴퓨터 또는 소형 마이콤 형태로 구비될 수 있다. 도면을 참조하면, 상기 제어 유니트(200)는 각 부를 제어하는 제어부(210), 입력수단(220), 모니터(230), 프린터(240), 메모리(250), 이벤트 입력부(260) 및 좌표기록부(270)를 포함한다.
상기 입력수단(220)은 각종 측정 조건 및 변수들을 입력하는 것으로 통상적인 키보드로 구성될 수 있다.
상기 모니터(230)는 시스템의 상태나 측정 결과 데이터를 화면에 표시하여 출력하는 수단으로서, CRT 또는 LCD 패널과 같은 표시소자를 포함한다.
상기 프린터(240)는 측정 결과를 플로팅하여 인쇄하는 장치이다.
상기 메모리(250)는 각종 측정 데이터와 프로그램을 저장하며, 측정된 글레어 감각 포인트를 기록하고 저장한다.
상기 이벤트 입력부(260)는 피험자가 동일한 글레어 감각을 인지하는 순간 신호를 입력하는 수단으로서, 예를 들어 피험자가 손으로 순간적으로 눌러서 전기적 신호를 발생시킬 수 있는 스위치 또는 터치패널 등으로 구성될 수 있다.
상기 좌표기록부(270)는 기준 광원과 테스트 광원의 원점을 보정하고, 테스트 광원의 좌표를 측정하는 기능을 한다.
덧붙여, 상기 제어 유니트(200)는 상기 배경 광원(120)과 글레어 광 원(130)(140)의 휘도와 점멸 등을 제어할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
그러면, 도 9를 다시 한번 참조하여 자동 제어에 의해 글레어 감각을 측정하는 방법을 살펴보기로 한다.
피험자가 머리를 헤드 고정대(180)에 올려 놓은 상태에서 글레어 감각을 측정하기 위한 제어 유니트(200)의 동작이 개시된다. 바람직하게, 작업자는 원하는 측정 조건과 변수들을 입력수단(220)을 통해 미리 입력하여 설정한다.
단계 S100에서, 위치 설정을 위해 먼저 제어부(210)는 기준 광원(130)과 테스트 광원(140)을 각각 기준점(도 10의 P0)와 시작점(PS)으로 이동시킨다. 즉, 제어부(210)는 구동 모터(174)를 동작시켜 피니언(172)과 랙 부재(170)와의 상대적인 운동에 의해 기준 광원(130)과 테스트 광원(140)이 움직이도록 제어한다.
이 상태에서, 좌표기록부(270)는 기준 광원(130)과 테스트 광원(140)의 원점을 보정하고, 원점 좌표를 설정한다. 예를 들어, 상기 원점 좌표는 (0°, 0cm)가 될 것이다.
이어서, 단계 S110에서 제어부(210)는 선형 이동 수단의 구동 모터(174)를 구동시켜 테스트 광원(140)을 가이드 레일(154)을 따라 서서히 이동시킨다. 이때, 테스트 광원(140)의 이동속도는 좌표기록부(270)에서 거리로 환산된다.
이 과정에서, 제어부(210)는 이벤트 신호가 입력되는지를 계속 판단하고(단계 S120), 만약 이벤트 신호가 입력된 것을 감지하면 테스트 광원(140)의 이동을 정지시킨다(단계 S130). 예를 들어, 피험자는 기준 광원(130)과 테스트 광원(140) 이 동일한 글레어 감각이 되는 것을 인지한 순간 이벤트 입력부(260)의 누름버튼을 눌러 이벤트 신호를 발생시킬 수 있다. 이러한 이벤트 신호는 제어부(210)로 전달되고, 그러면 제어부(210)는 구동 모터(174)의 동작을 정지시켜 테스트 광원(140)을 멈추게 한다.
이어서, 단계 S140에서 좌표기록부(270)는 테스트 광원(140)의 정지 위치에 대한 좌표를 측정하여 기록한다. 전술한 바와 같이 좌표기록부(270)는 테스트 광원(140)의 이동속도에 따라 거리를 환산함으로써 위치 정보를 쉽게 측정할 수 있다. 예를 들어, 이러한 좌표는 P1(0°, 34cm)와 같으며, 좌표 정보는 메모리(250)에 저장된다. 더욱 바람직하게는, 이러한 좌표가 모니터(230)에 표시됨으로써 작업자가 글레어 감각 분포를 실시간으로 확인할 수 있도록 한다.
좌표 측정이 완료되면 제어부(210)는 단계 S150에서 모든 측정이 완료되었는지를 판단하고, 만약 측정을 계속하여야 한다면, 단계 S160으로 진행하여 가이드 레일(152)(154)을 도 10에 도시된 바와 같이 소정 각도(θ) 만큼 회전시킨다.
즉, 제어부(210)는 회전축 부재(150)와 연결된 회전모터(미도시)를 구동시킴으로써 가이드 레일(152)(154)을 회전시킨다. 이때, 회전된 각도(θ)는 좌표기록부(270)에 의해 측정되어 메모리(250)에 저장된다.
이어서, 전술한 바와 같은 동작을 반복함으로써 동일한 글레어 감각 포인트들을 순차적으로 얻을 수 있다.
모든 측정이 완료되면, 단계 S170에서 글레어 감각 분포 곡선을 플로팅한다. 즉, 좌표기록부(270)는 메모리(250)에 저장된 좌표들을 종합하여 글레어 감각 분포 곡선을 생성하며, 이것은 모니터(230)와 프린터(240)를 통해 출력될 수 있다.
본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명되지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자연 채광 및 인공 조명의 글레어 측정 시스템의 개략적인 구성을 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자연 채광 및 인공 조명의 글레어 측정 시스템의 개략적인 구성을 보여주는 정면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자연 채광 및 인공 조명의 글레어 측정 시스템의 개략적인 구성을 보여주는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자연 채광 및 인공 조명의 글레어 측정 시스템의 개략적인 구성을 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자연 채광 및 인공 조명의 글레어 측정 시스템에 있어서 배경 광원의 회로도를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가이드 레일과 글레어 광원의 구성을 보여주는 일부 사시도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자연 채광 및 인공 조명의 글레어 측정 시스템에서 글레어 광원의 회로도를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자연 채광 및 인공조명의 글레어 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자연 채광 및 인공조명의 글레어 측정 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자연 채광 및 인공조명의 글레어 측정 방법에 따라 측정된 좌표를 설명하기 위한 정면도이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자연 채광 및 인공조명의 글레어 측정 방법에 따라 플로팅된 글레어 감각 분포 곡선의 예를 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자연 채광 및 인공 조명의 글레어 측정 시스템의 제어 유니트의 구성을 나타낸 블럭도이다.
<도면의 주요 참조번호에 대한 설명>
100: 반구형 스크린 102: 관찰구
110: 베이스 프레임 120: 배경 광원
122: 반사갓 124: 백열등
130: 제1 글레어 광원 140: 제2 글레어 광원
132: 지지 브라켓 134: 램프 홀더
136: 램프 150: 회전축 부재
152, 154: 가이드 레일 156: 핸들
160: 관찰 카메라 170: 랙 부재
172: 피니언 174: 구동모터
180: 헤드 고정대 200: 제어 유니트
210: 제어부 220: 입력수단
230: 모니터 240: 프린터
250: 메모리 260: 이벤트 입력부
270: 좌표기록부

Claims (8)

  1. 반구형 스크린과, 상기 반구형 스크린 내부에 구비된 기준 광원 및 테스트 광원을 포함하는 시스템을 이용한 자연 채광 및 인공조명의 글레어 측정 방법에 있어서,
    (a) 상기 기준 광원과 테스트 광원의 원점을 정렬하는 단계;
    (b) 상기 테스트 광원을 상기 반구형 스크린의 반경 방향으로 이동시키는 단계;
    (c) 피험자에 의해 이벤트 신호가 발생하면 상기 테스트 광원을 정지시키고, 테스트 광원의 포인트 좌표를 측정하는 단계;
    (d) 상기 테스트 광원을 상기 반구형 스크린의 반구 중심을 기준으로 소정 각도만큼 회전시키고 전술한 단계들을 반복하는 단계; 및
    (e) 측정된 좌표에 따라 글레어 감각 분포 곡선을 플로팅하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자연 채광 및 인공조명의 글레어 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 좌표는 테스트 광원의 회전 각도(θ)와 거리로 구성되는 것을 특징으로 하는 자연 채광 및 인공조명의 글레어 측정 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 거리는 상기 테스트 광원의 이동속도로부터 환산되는 것을 특징으로 하는 자연 채광 및 인공조명의 글레어 측정 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 좌표는 모니터를 통해 실시간으로 표시되는 것을 특징으로 하는 자연 채광 및 인공조명의 글레어 측정 방법.
  5. 내부가 비어 있는 반구형 스크린;
    상기 반구형 스크린을 향해서 광을 조사하는 배경 광원;
    상기 반구형 스크린의 내부에 구비되는 기준 광원 및 테스트 광원;
    상기 테스트 광원을 상기 반구형 스크린의 반구 중심을 기준으로 회전 방향으로 이동시키는 회전 이동 수단;
    상기 테스트 광원을 상기 반구형 스크린의 반경 방향으로 직선이동시키는 선형 이동 수단; 및
    상기 각 부를 제어하는 제어부와, 측정 조건 및 변수 등을 입력하는 입력수단과, 시스템의 상태와 측정 데이터를 표시하는 모니터와, 측정 데이터와 프로그램 을 저장하는 메모리와, 피험자의 이벤트 신호를 입력하는 이벤트 입력부와, 상기 테스트 광원의 위치를 측정하는 좌표기록부를 포함하는 제어 유니트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자연 채광 및 인공 조명의 글레어 측정 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 좌표기록부는 상기 테스트 광원의 회전 각도(θ)와 거리로 구성되는 좌표를 측정하는 것을 특징으로 하는 자연 채광 및 인공 조명의 글레어 측정 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 좌표기록부는, 상기 테스트 광원의 이동속도로부터 거리를 환산하는 것을 특징으로 하는 자연 채광 및 인공 조명의 글레어 측정 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 측정된 좌표 데이터를 출력하는 프린터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자연 채광 및 인공 조명의 글레어 측정 시스템.
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