KR101121520B1

KR101121520B1 - 위험 보호 시스템을 위한 ｌｅｄ 스트로브

Info

Publication number: KR101121520B1
Application number: KR1020107015845A
Authority: KR
Inventors: 폴 스트렐렉키; 제니스 슈스터
Original assignee: 지멘스 인더스트리 인코포레이티드
Priority date: 2005-08-09
Filing date: 2006-07-10
Publication date: 2012-02-28
Also published as: WO2007021395A1; KR20080034033A; US20070035255A1; MX2008001894A; KR20100084588A; BRPI0614645A2; CA2618132A1

Abstract

발광 다이오드("LED") 기반 스트로브는 비상 조건이 존재하는 경우에 거주자 및/또는 빌딩 인원들에게 비주얼 경보를 제공하도록 자동화된 시스템에 이용된다. LED 기반 스트로브는 저전력 소비를 이용하여 비상 대피에 대해 요구되는 광의 예리하고 밝은 펄스를 가지는 광의 고른 분배를 제공한다.

Description

위험 보호 시스템을 위한 ＬＥＤ 스트로브{LED STROBE FOR HAZARD PROTECTION SYSTEMS}

[관련 출원에 대한 교차 참조]

본 출원은 2005년 8월 9일 출원된 미국 가출원 번호 제60/706, 644호의 이익을 주장하고, 그 전체는 본 명세서에 참조로서 포함된다.

본 발명은 자동화된 보호 시스템에 관한 것으로, 특히 화재 및 보안 시스템을 위한 고체상태 비주얼 경보에 관한 것이다.

자동화된 빌딩 시스템은 빌딩의 안전 및 거주성(habitability)을 모니터링하고 유지한다. 예를 들면, 화재 안전 및 보안 시스템은 빌딩 환경을 모니터링하기 위해 빌딩 전체에 걸쳐 분산된 복수의 컴포넌트를 포함한다. 화재 안전 시스템의 컴포넌트들은 불, 연기 및 연소의 다른 부산물에 대해 빌딩의 환경을 모니터링함으로써 위험을 검출할 수 있다. 위험이 검출된 경우, 다른 컴포넌트들이 트리거링되어 비주얼 및 가청 경보를 제공한다. 경보는 빌딩 거주자, 빌딩 관리 및 비상 인원(emergency personnel)에게 검출된 위험을 통지할 수 있다.

보안 시스템의 컴포넌트들은 환경의 감시, 및 빌딩 또는 그 일부로의 액세스를 제어하기 위한 디바이스 및 네트워크를 포함한다. 보안 시스템의 컴포넌트는 알람 장비, 통지 네트워크, 및 다른 빌딩 보안-관련 장비를 포함한다. 자동화된 시스템은 또한 난방, 환기 및 공기 조절(heating, ventilation and air conditioning; "HVAC"), 조명, 공기 질 제어, 산업 제어 및 다른 자동화된 제어 장비를 포함하는 복수의 빌딩 제어 기능을 통합할 수 있다. 화재 알람 시스템의 예들은 뉴저지주 플로햄 파크의 지멘스 빌딩 테크놀로지스 인크로부터 가용한 FireFinder XLS？, MXL, NCC 시스템들을 포함한다.

화재 안전 시스템을 위한 표준 및 스펙은 화재 안전 시스템의 컴포넌트에 대한 성능 파라미터를 정의한다. 설치 스펙은 검출된 위험 조건에 응답한, 빌딩의 거주자에 대한 비주얼 경보를 필요로 할 수 있다. 예를 들면, 화재 보호 시스템은 복도 또는 방에 배치된 스트로브 광을 가질 수 있다. 스트로브 광은 시스템이 불, 연기, CO, CO₂, 또는 다른 연소 부산물을 검출한 경우에 지정된 주파수로 또는 특정 주파수 범위 내에서 플래시한다. 스트로브로부터의 광원의 강도 및 분산은 특정 파라미터 및 안전 표준을 충족시키는 것이 요구된다. 현재의 스트로브는 제논 방전 벌브와 같은 방전 벌브를 이용하여, 스트로빙된 조명 또는 경보를 제공한다. 방전 벌브는 조명을 동기화하고 제어하는데 정교한 전력 및 제어 회로를 필요로 한다. 방전 벌브의 동작은 전력 변동(fluctuation)에 민감하고 비교적 짧은 수명을 가지고 있으므로, 적절한 동작을 위해 주기적인 모니터링 및 테스팅을 필요로한다.

그러므로, 긴 동작 수명을 제공하고, 더 적은 전력을 소비하며, 비주얼 경보를 위한 필요한 광 강도를 제공하는 화재 보호 시스템을 위한 스트로브가 필요하다.

[간단한 요약]

기재된 실시예들은 검출된 위험에 응답하여 고체상태 광 스트로브를 이용하여 비주얼 경보를 제공하는 방법, 프로세스, 장치 및 시스템을 포함한다. 비주얼 경보는 불, 연기, 또는 연소의 다른 부산물을 검출한 것에 응답하여 빌딩의 거주자들에게 제공될 수 있다.

비주얼 경보는 발광 다이오드(light emitting diode; "LED"), 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode; "OLED") 또는 다른 고체상태 광원과 같은 하나 이상의 고체상태 광원을 포함하는 스트로브이다. 광원은 디스크의 주변부 주위에 정렬되어, "광 링(light ring)"을 형성한다. 광 링으로부터의 광은 스트로브로부터 180도 커버리지 영역에 걸쳐 확산된다. 복수의 광 링들이 스택되어 추가적인 강도를 생성하거나 발광을 다른 원하는 광도 출력 특성으로 튜닝한다. 고체상태 광원은 본질적인 리던던시(redundancy)를 위해 어레이 구성으로 배열되어, 하나 이상의 소스의 오류 발생시에 잔여 소스가 계속해서 동작할 것이다.

고체상태 소스는 다른 컴포넌트를 포함하는 인클로저에 하우징된다. 인클로저는 컴포넌트에 대한 기계적 및 전기적 보호를 제공하고 인클로저 및 스트로브의 빌딩에의 설치를 위한 외부 장착 포인트 또는 장착 플랜지(flange)를 구비하고 있다. 인클로저 및 장착 배열은 구조를 변형할 필요없이, 현재의 플래싱 광, 회전 비컨(beacon), 또는 제논 스트로브와 같은 보호 시스템에 대한 현재 경보의 교체를 용이하게 하기 위해 구성된다. 인클로저는 물과 같은 환경 요소로부터 고체상태 소스 및 내부 컴포넌트를 보호하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 인클로저는 보호성, 내수성 또는 방수성 렌즈를 가질 수 있다.

전원은 고체상태 광원에 대해 전력을 공급한다. 전력 공급장치는 광원의 조명을 제어하도록 변조된다. 전압 및 전류 레벨은 광원과 양립가능한 레벨로 제어될 수 있다. 전원 및/또는 제어 회로는 인클로저 내에 하우징되거나 이격되어 배치될 수 있다. 제어 회로는 소스의 타이밍을 조정하고 충분한 전력을 제공하여 광원을 활성화시키고 소스의 과도-구동을 방지한다. 제어 회로는 주위 온도의 변동에 있어서 안정화된 광 강도에 대한 온도 보상을 제공한다. 제어 회로는 자기-진단 테스팅과 같은 테스팅을 위해 광원을 제어하도록 구성된다. 예를 들면, 제어 회로는 오류 조건에 대해 스트로브 광을 모니터링한다. 오류 조건이 검출되는 경우, 전기 신호가 생성되어 보호 시스템에 제공된다. 오류 통지는 플래시 레이트를 변경하는 것과 같이, 조작자의 관심을 유도하기 위해 출력 특성을 변경함으로써 제공된다. 광원은 일정-온 모드 또는 플래싱 패턴으로 흐릿한 광을 방출하도록 제어되어, 오류 발생된 LED 요소에 대한 LED 스트로브 광의 비주얼 검사를 용이하게 하거나 상태 또는 진단 데이터를 송신한다.

본 발명은 이하의 청구의 범위에 의해 정의된다. 본 섹션의 어떤 것도 이들 청구의 범위에 대한 제한으로서 간주되어서는 안 된다. 본 발명의 추가 양태 및 장점들은 양호한 실시예와 관련하여 이하에 설명되고 나중에 독립적으로 또는 조합하여 청구될 수 있다.

본 발명은 화재 안전 시스템과 같은 자동화된 빌딩 시스템에 이용하기 위한 스트로브 광을 제공하는 것이다. 스트로브는 복잡한 타이밍 및 충전 회로 또는 고-전압 전력 공급장치를 필요로 하지 않는 광원으로, 원하는 광 강도를 가지는 긴 동작 수명을 제공한다.

도면의 컴포넌트들은 반드시 스케일링될 필요가 없으며, 대신에 본 발명의 원리를 예시하는데 중점을 두었다. 더구나, 도면들에서, 유사한 참조부호는 다른 도면 전체에 걸쳐 대응하는 부분들을 지정한다.
도 1은 고체상태 비주얼 경보를 포함하는 자동화된 빌딩 시스템에 대한 배열 예의 블록도를 도시하고 있다.
도 2는 고체상태 광원을 가지는 자동화된 빌딩 시스템에 대한 스트로브의 예를 예시하고 있다.
도 3은 자동화된 빌딩 시스템에 대한 고체상태 스트로브의 예에 대한 개략도를 예시하고 있다.

본 발명은 하나 이상의 고체상태 광원("Light Source")을 구비하는 스트로브에 관한 것이다. 스트로브는 화재 안전 및 보안 시스템과 같이, 자동화된 빌딩 시스템에 대한 경보로서 이용된다. 스트로브는 빌딩 안전 표준에 따라 주기적인 레이트로 조명하도록 배열된 발광 다이오드(LED) 또는 유기 발광 다이오드(OLED)와 같은 하나 이상의 광원을 포함한다. 광원은 광도(luminous intensity)가 15 칸델라 이상인 포워드 조명 플럭스를 가지는 백색광 또는 실질적으로 백색광 조명을 제공한다. 광원은 다양한 패턴들 중 하나로 배열되어 원하는 방출 패턴을 제공한다. 예를 들면, 광원은 디스크 내에 있거나 디스크의 주변부 주위에 존재하여, 발광에 대해 180도 커버리지를 가지는 "광 링"을 형성한다. 광 링은 원하는 광도 출력 특성을 생성하기 위해 원하는 경우에 스택될 수 있다. 다른 예에서, 광원은 하나의 어레이로 배열되거나 하나 이상의 로우 및/또는 칼럼으로 정렬될 수 있다. 광원은 본질적인 리던던시를 위해, 어레이의 하나 이상의 광원이 계속해서 동작할 수 없는 경우에 실질적으로 연속적인 조명 특성을 제공하도록 구성될 수 있다.

도 1은 예로 든 자동화된 빌딩 시스템(100)의 블록도를 예시하고 있다. 자동화된 빌딩 시스템(100)은 빌딩 또는 시설에 대한 환경과 같은, 환경에서 조건 및 이벤트를 모니터링하고 보고하기 위한 센서 및 검출기와 같은 복수의 컴포넌트를 포함한다. 자동화된 빌딩 시스템은 제어 또는 액튜에이션 신호에 응답하여 트리거링되거나 동작되는 컴포넌트를 포함할 수도 있다. 제어 또는 액튜에이션 신호는 센서 및/또는 검출기 중 하나에 의한 이벤트 또는 조건의 검출에 응답하여 생성될 수 있다. 예를 들면, 자동화된 빌딩 시스템(100)은 알람 및 다른 이벤트 정보를 생성하고 획득할 수 있는 디바이스, 및 알람 및 다른 이벤트 정보에 응답하여 동작하는 다른 컴포넌트를 포함한다.

자동화된 빌딩 시스템(100)은 함께 통합된 자동화된 빌딩 시스템(100)을 형성하는 하나 이상의 개별적인 또는 태스크 특정 시스템을 포함한다. 도 1의 예에서, 자동화된 빌딩 시스템(100)은 제어 스테이션(102), 화재 안전 시스템(104), 빌딩 컴포트 또는 환경 제어 시스템(106), 및 보안 시스템(108)을 포함한다. 시스템(104, 106, 108)은 개별적으로 또는 함께 동작하여 통합된 자동화된 빌딩 시스템(100)을 형성한다. 시스템은 중앙 제어 스테이션(102)과 상태 및 제어 정보를 통신하거나 보고한다. 빌딩 컴포트 시스템의 예는 지멘스 빌딩 테크놀로지스 인크로부터 가용한 APOGEE？ 시스템을 포함하고, 화재 안전 시스템의 예는 지멘스 빌딩 테크놀로지스 인크로부터 가용한 FireFinder XLS？ 시스템을 포함한다. 시스템은 보안 시스템일 수 있다.

화재 안전 시스템(104)은 복수의 화재-시스템 디바이스(122, 124)를 포함하는 통합 시스템이다. 화재 안전 디바이스는 연기 검출, 화재 검출, 가청 및 가시적 통지 알람 및 경보, 로컬 제어 및 통신, 및 다른 현재 알려져 있거나 나중에 개발되는 화재 안전 기능을 포함하는 다수의 화재 안전 시스템 기능 중 임의의 하나를 수행한다. 화재 안전 디바이스(122, 124)는 이벤트 메시지를 하나 이상의 통신 네트워크를 통해 제어 스테이션(102)에 통신하는 화재 안전 시스템(104)의 제어 패널에 이벤트 메시지를 보고한다. 이벤트 메시지는 연소 부산물의 검출된 화재 조건에 관련된 정보, 통신 문제, 장비 고장, 또는 화재 안전 시스템(104)내의 장비가 액션 또는 추가 검토를 필요로 하는 것을 나타내는 다른 정보와 같은 비-정상적인 조건에 관한 정보를 포함한다.

빌딩 컴포트 시스템(106)은 통합된 난방, 환기 및 공기조절 시스템이다. 빌딩 컴포트 시스템(106)은 빌딩 환경 시스템 기능 중 임의의 하나를 수행하는 복수의 디바이스(132, 134)를 포함한다. 빌딩 시스템 디바이스(132, 134)는 예를 들면, 온도 센서, 난방 및/또는 냉방 밸브, 액튜에이터 환기 댐퍼 및 액튜에이터, 냉각장치 플랜트(chiller plant), 제어 및 통신 디바이스, 및 상이한 크기의 HVAC 시스템에 이용되는 임의의 다른 디바이스를 포함할 수 있다. 자동화된 빌딩 시스템(106)은 온도, 공기 질 및 다른 컴포트 또는 환경 인자들을 모니터링하고 제어한다. 빌딩 시스템 디바이스(132, 134)는 알람 또는 다른 이벤트 메시지를, 하나 이상의 비주얼 및 가청 경보를 트리거링하는 제어 스테이션(102)에 보고한다. 예를 들면, 디바이스(132)는 빌딩의 일부에서 온도 상승을 검출하고, 빌딩 컴포트 시스템(106)의 제어 패널에 상승을 보고한다. 제어 패널은 온도 상승을 제어 스테이션(102)에 통신한다. 이벤트 메시지는 경계 밖 조건, 통신 문제, 장비 고장, 또는 다른 비-정상적 조건에 관련된다. 이벤트 메시지는 자동화된 빌딩 시스템(106)내의 장비가 액션 또는 추가 검토를 필요로 한다는 것을 나타낸다. 예를 들면, 과도한 온도 상승은 위험한 조건의 결과인 것으로 판정될 수 있고, 이에 응답하여 제어 스테이션(102) 및/또는 빌딩 컴포트 시스템(106)은 비주얼 및 가청 경보를 트리거링하거나 동작시킬 수 있다.

보안 시스템(108)은 하나 이상의 빌딩 보안 디바이스(142, 144)를 포함하는 통합 시스템이다. 보안 디바이스(142, 144)는 빌딩 보안 기능을 수행한다. 빌딩 보안 디바이스(142, 144)의 예들은 모션 및 근접 센서, 비디오 모니터, 키-코딩된 엔트리 디바이스, 유리 파괴 검출기, 열 검출기, 비주얼 및 가청 알람, 제어 및 통신 디바이스, 및 보안 시스템에 이용되는 다른 디바이스를 포함한다. 보안 시스템 디바이스(142, 144)는 알람 및 다른 이벤트 메시지를 제어 스테이션(102)에 통신할 수 있다. 예를 들면, 디바이스(142)는 빌딩 일부에서의 침입을 검출하고, 침입을 보안 시스템(108)의 제어 패널에 보고한다. 제어 패널은 검출된 침입을 제어 스테이션(102)에 통신할 수 있다. 이벤트 메시지는 움직임, 도어 락의 손상, 수동 알람 디바이스의 액튜에이션, 통신 문제, 장비 고장, 또는 다른 비정상적인 조건들의 검출과 관련된다. 이벤트 메시지는 하나 이상의 시스템(104, 106, 108) 내의 장비가 액션 또는 추가 검토를 필요로 한다는 것을 통상 나타낸다. 예를 들면, 검출된 침입은 알람 조건의 결과인 것으로 판정될 수 있고, 이에 응답하여 제어 스테이션(102) 및/또는 보안 시스템(108)은 비주얼 및 가청 경보를 트리거링하거나 동작시킬 수 있다.

제어 스테이션(102)은 다양한 서브시스템 및/또는 컴포넌트의 중앙집중화된 모니터링, 감독 및 제어를 제공한다. 일반적인 감독상의 제어 및 모니터링 기능은 시스템에 따라 다르다. 화재 안전 시스템(104), 빌딩 컴포트 시스템(106) 및 보안 시스템(108)의 프레임워크내에서, 그러한 기능들은 알려져 있다. 제어 스테이션(102)은 임의의 프로세서, 컨트롤러, 어플리케이션 특정 집적 회로 또는 범용 컴퓨터일 수 있다. 제어 스테이션(102)은 빌딩 자동화의 기능 및 특징을 실행하기 위해 처리 회로, 통신 인터페이스, 하나 이상의 입력 디바이스 및 출력 디바이스, 및 데이터 저장 디바이스를 포함한다. 제어 스테이션(102)은 모뎀, 디스크 어레이, 프린터, 스캐너 및 다른 디바이스와 같은 다른 디바이스들을 포함할 수 있다. 각 시스템(104, 106, 108)에 대한 개별적인 워크스테이션들의 예들은 지멘스 빌딩 테크놀로지스 인크로부터 가용한 INSIGHT？ 워크스테이션을 포함한다.

제어 스테이션(102)은 개별적인 시스템(104, 106, 108) 및 요소 및/또는 그 컴포넌트로부터의 데이터를 요청할 수 있다. 데이터는 사용자 피드백, 모니터링 및 제어를 위해 처리되어 표시된다. 예를 들어, 온도 센서로부터의 온도 측정, 또는 연기 센서 또는 모션 센서로부터의 동작 상태 정보가 표시될 수 있다. 처리 회로는 관련 시스템(104, 106, 108)으로부터 통신 인터페이스를 통해 데이터를 획득하고, 정보를 비디오 모니터와 같은 디스플레이 상에 표시한다. 제어 스테이션(102)은 특정 환기 댐퍼 또는 냉각장치 플랜트의 동작 파라미터의 변경과 같이, 시스템(104, 106 및 108)의 하나 이상의 요소에 특정 명령을 수행한다. 제어 스테이션(102)은 임의의 시스템(104, 106 및 108)에 대해 자동화된 제어 동작을 수행한다. 제어 스테이션(102)은 각 시스템(104, 106 및 108) 상의 디바이스로부터 이벤트 메시지를 수신한다. 제어 스테이션(102)은 이벤트 메시지에 응답하여 이벤트 조건 정보를 표시한다. 뿐만 아니라, 제어 스테이션(102)은 특정 알람의 경우에 다른 액션을 유발한다.

도 2는 도 1의 자동화된 빌딩 시스템(100), 화재 시스템(104), 컴포트 시스템(106) 및/또는 보안 시스템(108)의 임의의 하나, 각각 또는 모두와 함께 이용되는 비주얼 경보 디바이스, 또는 스트로브(210)의 예를 예시하고 있다. 스트로브(210)는 광원(212)에 대한 인클로저를 제공하는 하우징(216)을 포함한다. 스트로브(210)는 광원으로부터 광을 분산시키기 위한 렌즈(218)를 포함할 수도 있다. 스트로브(210)는 가청 알람(214)을 포함할 수도 있다. 스트로브(210)는 트리거 신호를 수신한 것에 응답하여 비주얼 경보를 동작시키기 위한 추가 컴포넌트 및 회로를 포함할 수도 있다.

하우징(216)은 스트로브(210)의 컴포넌트를 인클로징하도록 구성된다. 하우징(216)은 하우징(216) 내에 인클로징된 컴포넌트에 대한 전기적, 기계적 및 환경적 보호를 제공한다. 하우징(216)은 열가소성 또는 열경화성 재료로 형성된다. 하우징(216)은 장착 플랜지와 같은 장착 배열을 포함한다. 장착 플랜지는 스트로브(210)를, 빌딩의 벽 또는 천정과 같은 구조에 고정하도록 패스너(fastener)가 적용될 수 있는 개구 또는 슬롯을 포함할 수 있다. 장착 배열을 가지는 하우징(216)은 존재하는 스트로브의 하우징에 고정되도록 배열된다. 예를 들면, 하우징(216)은 비주얼 경보 디바이스에 대한 임의의 또는 실질적인 변형없이, 플래싱 광, 회전하는 비컨, 또는 제논 스트로브와 같은 현재의 비주얼 경보 디바이스의 교체를 허용한다.

광원(212)은 주기적, 리듬, 또는 랜덤 패턴으로 조명하거나 플래시한다. 광원(212)은 전원에 의해 제공되는 트리거 신호에 응답하여 동작한다. 예를 들면, 광원은 자동화된 빌딩 시스템(100)의 시스템(104, 106, 108)중 임의의 하나, 각각 또는 하나의 컴포넌트에 의해 감지되는 알람 이벤트 또는 조건에 응답하여 동작될 수 있다. 광원(212)의 동작 타이밍은 전원 또는 타이밍 회로에 의해 제어될 수도 있다. 광원(212)은 광원(212)의 2개 이상의 전기적 접속 사이에 인가된 전압에 응답하여 광을 조명하거나 방사한다.

실시예에서, 광원(212)은 반도체 다이오드 또는 발광 다이오드("LED")와 같이, 인가된 전압에 응답하여 발광하는 하나 이상의 고체상태 광 디바이스일 수 있다. 실시예에서, 광원(212)은 Osram Sylvania로부터의 하이-플럭스 LED 모듈의 DRAGON 패밀리의 LED와 같이 하나 이상의 화이트 LED이다. 광원(212)은 넓은 범위의 공간에 대해, 넓은 범위의 인가 전압에 걸쳐, 백색광 또는 실질적으로 백색광의 조명을 제공한다. 광원(212)은 백색광에 대해 약 4700K, 5400K 및 6500K를 포함하는 컬러 온도 범위에 걸쳐 조명한다. 광원(212)은 80보다 큰 연색 평가 지수(color rendering index; CRI)를 제공한다. 광원(212)은 약 285 칸델라 이상의 광도를 가지도록 구성될 수 있다. 광원(212)은 광 프로그램가능한(light programmable) 전류원에 따라 가변 LED 강도를 가질 수 있다. 광원의 예는 DRAGONtape？ 및/또는 DRAGONpuck？ LED 모듈을 포함한다.

광원(212)은 단일 칼럼 또는 로우로 정렬된 복수의 LED로 구성되거나 배열된다. 광원(212)은 하나 이상의 칼럼 및 로우로 배열된 LED의 어레이로서 구성될 수도 있다. LED는 밝은 LED 광원의 패키지를 편평한 모듈로 제공한다. 칼럼 및/또는 어레이는 하우징(216)에 고정되는 유연한 테이프에 부착될 수 있다.

하나의 예에서, 광원(212)은 전기적으로 직렬로 접속되고 약 1인치 간격으로 떨어진 6개 이상의 LED를 포함한다. 6개의 LED는 원하는 주파수에서 플래싱 광원을 제공하도록 타이밍 회로에 의해 트리거링되거나 제어되는 하나의 정전류 전력 공급장치에 의해 전력공급된다.

다른 실시예에서, 광원(212)은 디스크의 주변부에 배열된 복수의 LED를 구비하는 퍽 또는 디스크일 수 있다. 광원(212)은 스폿-라이팅 어플리케이션에 대해 광을 좁게 하거나 포커싱하는 온-보드 광학계를 가질 수 있다. 예를 들면, 광원(212)은 공통 회로 보드 상의 금속 기판과 같은 기판에 부착된 3개 이상의 하이-플럭스 LED를 포함할 수 있다.

다른 실시예에서, 광원(212)은 하나 이상의 유기 발광 다이오드("OLED")를 포함한다. OLED 광원의 예는 2개의 전극 사이에 개재된 하나 이상의 유기층을 포함한다. 전극 중 하나는 광이 통과할 수 있도록 투명하다. 전압의 인가는 전자 및/또는 정공과 같은 전하 캐리어가 반대 전극으로부터 하나 이상의 유기층에 주입될 수 있도록 허용한다. 이들 캐리어들은 발광 센터에서 재결합할 때까지 전계의 영향 하의 유기층에서 분자 또는 폴리머 세그먼트 사이에서 호핑한다. 결과적으로, 광자는 OLED로부터 방출한다. OLED는 컬러, 온도 및 강도와 같은 원하는 발광 특성을 제공하도록 튜닝된다.

OLED의 구현예는 참고로 여기에 그 전체를 포함시킨 미국특허출원번호 제10/671,234호에 기재된 바와 같다. 광원(212) 및 하우징(216)은 짜여진 패브릭, 텍스타일, 또는 테이프 등 재료로서 구성될 수 있다. 따라서, 스트로브(210)는 카페팅, 및/또는 윈도우 커버링, 몰딩 및 트림으로 구현되어, 사무실 또는 계단통 같은 빌딩에서 탈출 루트를 제공한다. 스트로브는 도어 핸들, 도어 트림, 비상구, 계단, 난간, 및 다른 빌딩 장비와 같은 빌딩 하드웨어에 구현된다. 하나의 예에서, 스트로브(210)는 빌딩의 카페팅 및/또는 빌딩에 대한 벽 커버링에서 구현되고, 여기에서 화재 안전 시스템은 스트로브(210)의 OLED를 제어하여 빌딩 거주자들에게 비상구(exit way)를 가리킨다.

스트로브(210)는 광원(212)으로부터 광을 포커싱하거나 분산시키는 광학계(218)를 포함할 수도 있다. 광학계(218)는 광원(212)으로부터 광을 원하는 커버리지 영역으로 포커싱하는 투명 렌즈이다. 렌즈는 비상 상황에서 활성화될 수 있는 물 스프링클러로부터의 물과 같은, 기계적 및 환경적 위험으로부터 광원을 보호할 수도 있다.

스트로브(210)는 트리거 신호에 응답하여 동작되는 가청 알람(214)을 포함한다. 가청 알람(214)은 위험스러운 조건을 거주자들에게 경보하기 위하여 가청 신호를 발음시킨다. 가청 알람(214)은 광원(212)의 플래싱과 함께 동작하도록 시간조정되거나 동기화된다. 가청 알람(214)은 광원(212)의 플래싱과 실질적으로 동시에 알람 신호를 생성한다. 알람 신호는 광원(212)의 동일하거나 실질적으로 동일한 동작 주파수로 동작될 수 있다.

도 3은 하나 이상의 고체상태 또는 반도체 광원(312)과 같은 광원에 대한 동작 회로(350)를 예시하고 있다. 동작 회로(350)는 전압 및 전류를 광원(312)과 양립가능한 레벨로 컨디셔닝한다. 동작 회로(350)의 전체 또는 그 일부는 스트로브의 하우징 내에 인클로징된다. 예를 들면, 동작 회로(350)는 스트로브(210)의 하우징(216) 내부에 장착되거나, 이격되어 배치될 수 있다. 동작 회로(350)는 전력을 제공하여 광원(312)을 활성화시킨다. 동작 회로(350)는 광원(312)으로의 전력을 제어하여, LED 또는 OLED와 같은 광원(312)의 디바이스를 과도-구동하는 것을 방지한다. 동작 회로(350)는 광원(312)의 온-오프 타이밍 또는 플래싱을 조정한다.

동작 회로(350)는 화재 안전 시스템(104)과 같은 자동화 시스템으로부터 동작 전력을 수신한다. 예를 들면, 그 전체가 본 명세서에 참고로서 포함된, 발명의 제목이 "Ethernet-Based Fire System Network"인 미국특허출원번호 제10/671,234호에 기재된 화재 안전 시스템에 의해 전력이 공급될 수 있다. 동작 회로(350)는 광원(312)을 제어하도록 구성된다. 광원은 또한 또는 부가적으로, 그 전체가 본 명세서에 참고로서 포함된 미국특허출원 제10/671,234호에 기재된 제어 시스템과 같은, 외부 제어 시스템에 의해 제어될 수 있다.

동작 회로(350)는 정전류 전력 공급장치(Vin/Vrtn)와 같은 전력 공급장치로부터 전력(전압 및 전류)을 수신한다. 예를 들면, 동작회로는 DC 및/또는 AC 전력 공급장치(Vin/Vrtn)에 접속된다. 하나의 예에서, 전압 입력은 약 10-31Vdc이다. 전력은 AC-DC 변환 또는 DC-DC 변환에 의한 것과 같이, 변환되어 광원(312)을 제어한다. 광원(312)에 공급된 전력(Vin/Vrtn)은 100% 내지 0%의 범위에서 광원(312)의 강도를 조정하도록 변화될 수 있다.

동작 회로(350)는 전력 공급장치(352), 컨트롤러(354), 라인 전압 검출기(358), 전류원(356), 및 스위치(360)를 포함한다. 동작 회로는 온도 센서(362)도 포함한다. 입력 전압 Vin은 전력을 공급하여 동작 회로의 다양한 컴포넌트 및 광원(312)을 동작시킨다. 전력 공급장치(352)는 DC-DC 및/또는 AC-DC 전력 공급장치이다. 전력 공급장치(352)는 컨트롤러(354)에 대해 공칭 전력(norminal power)을 제공하도록 구성된다. 하나의 실시예에서, 전력 공급장치(352)는 전력을 입력 전압 Vin으로부터 컨트롤러(354)를 동작하기에 적합한 전압으로 변환한다. 예를 들면, 전력 공급장치(352)는 조정된 5볼트 dc 전력을 컨트롤러에 공급한다.

전압 검출기(358)는 입력 전압 Vin의 전압 레벨을 모니터링한다. 전압 검출기는 입력 전압 Vin 레벨과 연관된 아날로그 또는 디지털 전기 신호와 같은, 인디케이터를 생성한다. 온도 센서(362)는 광원(312), 동작 회로(350), 및/또는 스트로브 자체에 대한 주위 온도와 연관된 아날로그 또는 디지털 신호를 생성하도록 배열된다.

컨트롤러(354)는 제어 프로세스를 구현한다. 제어 프로세스는 신호 또는 전압 검출기(358), 온도 센서(362), 및/또는 데이터 입력으로 도출된 신호와 같이, 컨트롤러(354)에 의해 수신된 신호에 대해 구현된다. 컨트롤러(354)는 일반적인 프로세서, 중앙 처리 유닛, 디지털 신호 프로세서, 제어 프로세서, 마이크로컨트롤러, 어플리케이션 특정 집적 회로, 필드 프로그램가능한 게이트 어레이, 프로그램가능한 로직 컨트롤러, 아날로그 회로, 디지털 회로, 그 조합 또는 제어 프로세스를 구현하기 위한 다른 지금 알려진 디바이스 또는 나중에 개발되는 디바이스일 수 있다. 컨트롤러(354)는 동작 회로 및 하나 이상의 다른 타입의 광원(312)의 필요에 대응하는 연관된 메모리 및 처리력 또는 성능을 구비하고 있다. 컨트롤러(354)는 동작 회로(350)에 특정된 제어 프로세스 알고리즘을 구현한다. 다른 제어 프로세스가 저장될 수 있지만 특정 구성으로 인해 이용되지 않는다.

프로그램가능한 전류원(356)은 광원(312)에 충분한 전류를 제공하여, 특정된 플래시 주기 동안에 적절한 조명을 제공한다. 하나의 실시예에서, 전류원은 LED로부터의 광의 강도를 제어하기에 충분한 가변 조정된 전류를 제공하도록 구성된다. 제공되는 전류의 양은 컨트롤러(354)로부터 수신된 제어 신호에 따른 것과 같이, 동작 범위 내에서 변화될 수 있다. 전력 소스의 예는 OSRAM OPTOTRONIC？ 정전류 전력 공급장치를 포함한다.

컨트롤러는 온/오프 신호를 생성하여 광원(312)의 교대하는 온/오프 주파수를 제어한다. 온/오프 주파수는 임의의 원하는 범위 내에서 제어될 수 있고, 특히 안전 표준에 대한 스펙 및 가이드라인내에서 제어될 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러는 광원이 화재 안전 스트로브에 대해 확립된 가이드라인내에서 플래시하도록 제어한다. 하나의 실시예에서, 컨트롤러는 NFPA(National Fire Protection Association)의 적용가능한 안전 표준에 의해 요구되는 바와 같이, 약 20과 약 120 플래시/분 사이에서 플래시하거나 조명하도록 광원을 제어하기도 한다. 컨트롤러(354)는, 전류 제어 신호를 통해 프로그램가능한 전류원의 프로그래밍을 제어한다. 컨트롤러(354)는 전압 검출기(358)에 의해 판독되는 입력 Vin에서의 전압 크기와 관계없이 광원(312)에 정전류를 제공하도록 전류원을 제어한다. 유사하게, 컨트롤러는 온도 센서(362)의 주위 온도 판독과 관계없이 정전류를 제공하도록 프로그램가능한 전류원을 변화시킬 수 있다.

스위치(360)는 컨트롤러(354)로부터의 제어 신호에 응답하여 전류원(356)으로부터 전류를 광원(312)에 인가하도록 동작된다. 스위치(360)는 전기적, 기계적 또는 전기기계적 스위칭 디바이스일 수 있다. 하나의 실시예에서, 스위치(360)는 오프 신호에 응답하여 광원으로의 전류를 차단하고 ON 신호에 응답하여 전류를 제공하도록 구성된 하나 이상의 금속 산화물 반도체 필드 효과 트랜지스터를 포함한다. 스위치(360)는 커패시터 및/또는 인덕터와 같은 에너지 또는 전하 저장 디바이스를 포함할 수 있다. 스위치(360)는 컨트롤러(354)로부터의 제어 신호에 응답하여 에너지 저장 디바이스로부터 에너지를 광원(312)에 방전하도록 구성될 수 있다.

광원(312)은 스위치(360)를 통해 광원(312)을 통한 전류 흐름에 응답하여 광을 방출한다. 광원(312)은 도 2에 대해 기재된 바와 같이 LED 및 OLED와 같은 하나 이상의 반도체 광원을 포함한다. 전류는 광원(312)을 통해 흐르고 리턴 Vrtn을 통해 전력 공급장치에 리턴된다.

컨트롤러는 또한 진단 테스팅 및/또는 자기-진단 성능을 허용하도록 구성된다. 컨트롤러는 오류 조건에 대해 광원(312) 및 동작 회로(350)의 컴포넌트를 모니터링한다. 오류가 검출되는 경우, 컨트롤러는 광원(312)을 동작시켜, 프로그래밍된 플래시 시퀀스를 제공한다. 컨트롤러(354)는, 그 전체가 본 명세서에 참고로서 포함된, 미국특허출원번호 제10/671,234호에 기재된 바와 같이 화재 안전 시스템으로 되돌아가는 전기 출력 신호를 구비하는 화재 안전 시스템에, 경보를 통신할 수도 있다.

동작 회로는 복수의 동작 모드를 허용한다. 예를 들면, 컨트롤러는 검출된 경보 조건에 응답하여 광원의 동작을 트리거링하는 신호와 같은, 트리거 신호에 대한 입력 라인을 모니터링하도록 프로그래밍될 수 있다. 컨트롤러(354)는 서비싱(servicing) 모드를 포함할 수도 있다. 서비싱 모드에서, 광원(312)은 벤치-테스트 진단 특징으로 동작된다. 광원(312)은 광원(312)의 성능을 테스트하거나 광원(312)의 비주얼 검사를 제공하도록 희미하게 조명하거나 최대 강도로 조명하도록 동작될 수 있다. 타버린 LED와 같이 오류 발생된 컴포넌트는 보호 안경(eyewear)을 필요로 하지 않고서도 광원(312)의 비주얼 검사에 의해 검출될 수 있다. 컨트롤러(354)는 광원(312)의 플래시의 시퀀스 또는 코딩에서와 같이 상태 정보 및 진단 데이터를 표시하도록 광원(312)의 동작을 제어할 수 있다. 플래시의 횟수 및/또는 시퀀스는 미리-프로그래밍된 진단 조건에 대응할 수 있다. 상태 및 진단 LED는 오류 코드와 같은 직렬 데이터를 제어 회로로부터 유지보수 컴퓨터에 광학적으로 결합시키는데 이용될 수도 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 화재 안전 시스템과 같은 자동화된 빌딩 시스템에 이용하기 위한 스트로브 광을 제공하는 것이다. 스트로브는 복잡한 타이밍 및 충전 회로 또는 고-전압 전력 공급장치를 필요로 하지 않는 광원으로, 원하는 광 강도를 가지는 긴 동작 수명을 제공한다.

본 발명이 다양한 실시예를 참조하여 상기 설명되었지만, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않고서도 다수의 변경 및 변형이 가해질 수 있다는 것은 자명하다. 설명 및 예시는 단지 예를 위한 것이다. 더 많은 실시예 및 구현이 본 발명의 범주내에서 가능하고, 본 기술분야의 통상의 기술자에게는 명백하다. 예를 들면, 다양한 실시예들은 통합된 빌딩 제어 시스템, 환경적 제어, 보안 검출, 통신, 산업 제어, 전력 분배, 및 위험 리포팅을 포함하는 다양한 어플리케이션을 가진다. 예를 들면, 스트로브는 산업 제어 장비, 환경적 품질, 다른 라이팅 시스템 및 그 조합을 포함하는 통합 시스템에 이용하도록 적응될 수 있다. 스트로브는 고주파수 스트로브 광을 제공하는 오락 시스템에 이용될 수도 있다. 스트로브는 예를 들면 환경적 제어 시스템이 화재 검출 및 방지 시스템과 통합되는 통합된 시스템과 함께 이용될 수 있다.

첨부된 청구의 범위는 본 발명의 사상, 범주 및 등가물 내에 드는 그러한 변경 및 변형을 커버하려는 것이다. 본 발명은 첨부된 청구의 범위 및 그 등가물에 의해 요구되는 것의 견지를 제외하고는 제한되지 않는다. 그러므로, 본 발명은 본 설명의 특정 세부사항, 대표적 실시예 및 예시된 예들로 제한되지 않는다.

Claims

비주얼 경보 디바이스에 있어서,
a) 제어 신호에 응답하여 광을 방사하도록 구성된 고체상태 광원; 및
b) 거주자 조명을 활성화하기 위한 신호에 따라 상기 고체상태 광원이 주기적으로 동작하도록 상기 고체상태 광원을 제어하도록 구성된 컨트롤러
를 포함하고,
상기 광은 적어도 15 칸델라의 강도에서 방사되며, 상기 컨트롤러는 상기 광원에 제공되는 정전류를 제어하도록 구성된 프로그램가능한 전류원을 포함하는
비주얼 경보 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 고체상태 광원은 적어도 하나의 발광 다이오드(light emitting diode; LED)를 포함하는 비주얼 경보 디바이스.
제2항에 있어서, 상기 고체상태 광원은 디스크의 주변부 주위에 배열된 복수의 LED를 포함하여 광을 실질적으로 공통 영역으로 방사하는 비주얼 경보 디바이스.
제3항에 있어서,
각각이 대응하는 디스크의 주변부 주위에 배열된 복수의 LED를 갖는 복수의 디스크를 포함하고, 상기 LED 각각은 광을 실질적으로 공통 영역으로 방사하도록 구성되는 비주얼 경보 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 고체상태 광원은 적어도 하나의 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode; OLED)를 포함하는 비주얼 경보 디바이스.
제5항에 있어서, 상기 비주얼 경보 디바이스는 빌딩 하드웨어 디바이스를 포함하는 비주얼 경보 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 프로그램가능한 전류원은 상기 비주얼 경보 디바이스의 환경적 조건에 따라 상기 광원에 제공된 상기 정전류를 제어하도록 구성되는 비주얼 경보 디바이스.
제7항에 있어서, 상기 환경적 조건은 상기 비주얼 경보 디바이스 근처의 주위 온도를 포함하는 비주얼 경보 디바이스.
제7항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 프로그램가능한 전류원을 제어하는 프로세서를 포함하는 비주얼 경보 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 광원은 약 20 내지 약 120 플래시/분의 범위의 플래시 레이트를 가지도록 제어되는 비주얼 경보 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는 복수의 모드 중 임의의 하나로 상기 광원을 동작시키도록 구성된 비주얼 경보 디바이스.
제11항에 있어서, 상기 복수의 모드는 진단 모드를 포함하는 비주얼 경보 디바이스.
자동화된 빌딩 시스템에 있어서,
a) 복수의 빌딩 자동화 디바이스;
b) 상기 복수의 자동화 디바이스로부터 빌딩에 대한 환경적 조건과 관련되는 정보를 수신하도록 구성된 중앙 컨트롤러; 및
c) 상기 중앙 컨트롤러로부터 수신된 경보 신호에 응답하여 비주얼 경보 신호를 방사하도록 구성된 적어도 하나의 고체상태 광 스트로브
를 포함하고,
상기 고체상태 광 스트로브는 인식된 안전 표준에 따라 강도 및 분산 패턴을 가지는 광을 주기적인 플래싱 패턴으로 구조의 일부에 방출하는 적어도 하나의 하이-플럭스 반도체 디바이스를 포함하고,
상기 중앙 컨트롤러는 상기 고체상태 광 스트로브에 제공되는 정전류를 제어하도록 구성된 프로그램가능한 전류원을 포함하는
자동화된 빌딩 시스템.
제13항에 있어서, 상기 복수의 빌딩 자동화 디바이스는 화재 위험을 모니터링하도록 구성된 자동화된 빌딩 시스템.
제13항에 있어서, 상기 고체상태 광 스트로브는 복수의 하이-플럭스 발광 다이오드(LED)를 포함하는 자동화된 빌딩 시스템.
제13항에 있어서, 상기 고체상태 광 스트로브는 복수의 하이-플럭스 유기 발광 다이오드(OLED)를 포함하는 자동화된 빌딩 시스템.
비주얼 경보를 빌딩 거주자들에게 제공하기 위한 방법으로서,
위험에 대한 빌딩 환경을 모니터링하는 단계; 및
위험 조건을 검출하는 것에 응답하여, 제어된 정전류를 고체상태 비주얼 경보 디바이스에 제공하도록 프로그램가능한 전류원을 제어함으로써 비주얼 경보를 제공하는 단계
를 포함하고,
상기 비주얼 경보는 상기 검출된 위험과 연관된 인식된 안전 표준에 따른 강도로 반도체 디바이스로부터 방사되는 광을 포함하는 비주얼 경보 제공 방법.
제17항에 있어서,
빌딩 환경을 연소의 부산물에 대해 모니터링하는 단계; 및
연소의 부산물을 검출하는 것에 응답하여 상기 고체상태 비주얼 경보 디바이스를 이용하여 비주얼 경보를 제공하는 단계
를 더 포함하는 비주얼 경보 제공 방법.
제17항에 있어서, 상기 반도체 디바이스는 복수의 발광 다이오드를 포함하는 비주얼 경보 제공 방법.