KR101359791B1 - LED luminaire capable of automatically controlling illuminance - Google Patents
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Abstract
본 발명은 조도 센서를 이용한 조도 자동 조절이 가능한 LED 조명기구에 관한 것으로서, 본발명의 바람직한 실시예에 따른 조도 자동 조절이 가능한 LED 조명기구는: 적어도 하나의 LED를 구비하며 조도 측정의 기준이 되는 작업면을 향하여 빛을 방출하는 발광 모듈; 상기 발광 모듈에 실장되며 상기 작업면의 조도를 측정하는 조도 센서를 구비한 센싱 모듈; 및 상기 조도 센서에 의하여 측정된 작업면의 조도인 측정 조도값을 미리 설정된 기준 조도값과 비교하여, 상기 측정 조도값이 상기 기준 조도값에 가까워지도록 상기 LED의 광도를 점진적으로 높이거나 낮추는 제어부;를 구비한다.The present invention relates to an LED luminaire capable of automatically adjusting the illuminance using an illuminance sensor, the LED illuminating device capable of automatically adjusting the illuminance according to the preferred embodiment of the present invention includes: at least one LED and is a standard for illuminance measurement. A light emitting module emitting light toward a working surface; A sensing module mounted on the light emitting module and having an illuminance sensor measuring the illuminance of the working surface; And a controller configured to gradually increase or decrease the luminance of the LED such that the measured illuminance value is closer to the reference illuminance value by comparing the measured illuminance value, which is the illuminance of the working surface measured by the illuminance sensor, with a preset reference illuminance value. It is provided.
Description
본 발명은 조도 자동 조절이 가능한 LED 조명기구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 조도 센서를 이용한 조도 자동 조절이 가능한 LED 조명기구에 관한 것이다.The present invention relates to an LED luminaire capable of automatically adjusting the illuminance, and more particularly to an LED luminaire capable of automatically adjusting the illuminance using an illuminance sensor.
일반적으로, 실내에 설치되는 조명기구는 온오프 스위치가 연결되어 있어서, 이 온오프 스위치를 수동으로 조작하는 것에 의하여 조명기구를 켜거나 끌 수 있도록 되어 있다. Generally, a lighting device installed in a room is connected to an on / off switch, so that the lighting device can be turned on or off by manually operating the on / off switch.
한편, 상기 조명기구는 실내의 밝기에 따라 일일이 온오프 스위치를 수동으로 조작해야 하므로 매우 불편하며, 실내의 밝기를 원하는 밝기 이상으로 계속적으로 유지시키려면 조명기구를 언제나 온(ON) 상태로 두어야 하기 때문에 전력소모가 극심한 문제가 있다.On the other hand, the luminaire is very inconvenient because the on-off switch must be manually operated in accordance with the brightness of the room, and to keep the brightness of the room continuously above the desired brightness, the luminaire should always be turned on. As a result, power consumption is extremely problematic.
이러한 불편을 해소하기 위하여, 실내의 밝기에 따라 자동으로 온오프되는 조명기구가 개발되어 있다. 이 조명기구는 빛감지 센서를 구비하고 있으며, 이 빛감지 센서는 조명기구로부터 방출되는 빛과, 실외로부터 실내로 유입된 빛에 의한 전체 빛의 밝기를 측정한다. 여기서, 측정된 빛의 밝기가 미리 정해진 기준 밝기보다 높다면 조명기구에 공급되는 전원을 차단하고, 반대로, 측정된 빛의 밝기가 미리 정해진 기준 밝기보다 낮다면 조명기구에 전원을 인가하는 방식으로 작동된다.In order to alleviate this inconvenience, lighting fixtures are automatically developed on and off according to the brightness of the room. The luminaire is equipped with a light sensor, which measures the brightness of the entire light by the light emitted from the luminaire and the light introduced from the outdoors into the room. Here, when the brightness of the measured light is higher than the predetermined reference brightness, the power supply to the luminaire is cut off, on the contrary, if the brightness of the measured light is lower than the predetermined reference brightness, it operates by applying power to the luminaire do.
물론, 이 조명기구는 실내 밝기에 따라 자동으로 온오프되므로 수동조작이 불필요한 장점이 있기는 하나, 조명이 갑자기 켜졌다가 꺼지는 현상이 지속적으로 반복될 수 있으므로 눈이 매우 피로하게 되고, 실내에 체류하는 사람의 집중력을 떨어뜨리는 문제가 있다. Of course, the luminaires are automatically turned on and off according to the brightness of the room, so there is an advantage that manual operation is unnecessary. However, since the lighting may be repeatedly turned on and off continuously, the eyes become very tired, There is a problem that reduces a person's concentration.
특히, 상기 조명기구에서, 빛감지 센서가 감지한 빛의 밝기가 미리 정해진 기준 밝기와 비슷한 상황인 경우라면, 약간의 밝기 상승에 의해서도 조명이 꺼지고 반대로 약간의 밝기 하락에 의해서도 조명이 켜지게 되어 매우 빠르게 조명기구가 점멸하게 되는 불편이 있다.In particular, in the luminaire, if the brightness of the light detected by the light sensor is similar to a predetermined reference brightness, the light is turned off by a slight increase in brightness, and conversely, the light is turned on by a slight drop in brightness. It is inconvenient that the light fixture blinks quickly.
따라서, 이 조명기구는 실내를 체류자가 원하는 밝기 이상의 밝기를 계속적으로 유지시킬 수는 없다는 한계를 갖는다.Therefore, this luminaire has a limitation in that it is not possible to continuously maintain the brightness above the brightness desired by the occupant in the room.
또한, 조명기구를 단지 온오프로 조작하기 때문에 필요 이상으로 밝은 빛이 조사되어 전력이 낭비되는 문제도 있다.In addition, there is a problem in that light is irradiated more than necessary because the lighting fixture is operated only on and off, and power is wasted.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 착상된 것으로서, 실내의 특정 공간에서의 조도가 체류자가 원하는 조도 이상의 조도가 되도록 지속적으로 자동 제어되는 LED 조명기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been conceived to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an LED lighting device that is continuously controlled so that illuminance in a specific space of a room is higher than illuminance desired by a visitor.
본 발명의 다른 목적은 실내의 특정 공간에서 눈이 피로하지 않고, 실내 체류자의 집중력을 떨어뜨리지 않도록 조도를 조절할 수 있는 LED 조명기구를 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide an LED lighting device that can adjust the illuminance so that eyes are not tired in a specific space of the room, and the concentration of indoor occupants is not reduced.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조도 자동 조절이 가능한 LED 조명기구는: 적어도 하나의 LED를 구비하며 조도 측정의 기준이 되는 작업면을 향하여 빛을 방출하는 발광 모듈; 상기 발광 모듈에 실장되며 상기 작업면의 조도를 측정하는 조도 센서를 구비한 센싱 모듈; 및 상기 조도 센서에 의하여 측정된 작업면의 조도인 측정 조도값을 미리 설정된 기준 조도값과 비교하여, 상기 측정 조도값이 상기 기준 조도값에 가까워지도록 상기 LED의 광도를 점진적으로 높이거나 낮추는 제어부;를 구비한다.According to a preferred embodiment of the present invention to achieve the above object, the LED illumination device capable of automatically adjusting the illumination comprises: a light emitting module having at least one LED and emitting light toward a working surface which is a standard of illuminance measurement; A sensing module mounted on the light emitting module and having an illuminance sensor measuring the illuminance of the working surface; And a controller configured to gradually increase or decrease the luminance of the LED such that the measured illuminance value is closer to the reference illuminance value by comparing the measured illuminance value, which is the illuminance of the working surface measured by the illuminance sensor, with a preset reference illuminance value. It is provided.
바람직하게, 상기 센싱 모듈은 상기 LED가 설치된 면에 설치된다. Preferably, the sensing module is installed on the surface on which the LED is installed.
한편, 상기 발광 모듈은 빛이 방출되는 방향으로 상기 LED와 이격되어 배치된 확산판을 더 구비하며, 상기 센싱 모듈은 상기 확산판 상에 설치될 수 있다.The light emitting module may further include a diffusion plate spaced apart from the LED in a direction in which light is emitted, and the sensing module may be installed on the diffusion plate.
더욱 바람직하게, 상기 작업면의 조도를 정확하게 측정하기 위하여, 상기 센싱 모듈은 상기 조도 센서를 상기 발광 모듈에서 방출되는 빛으로부터 차폐시키는 차단 구조물을 구비한다.More preferably, in order to accurately measure the illuminance of the working surface, the sensing module has a blocking structure for shielding the illuminance sensor from the light emitted from the light emitting module.
여기서, 상기 차단 구조물은 상기 조도 센서와 상기 작업면 사이의 공간을 가리지 않도록 상기 조도 센서의 주위를 둘러싸며 상기 작업면을 향하여 연장되어 형성된다.Here, the blocking structure is formed to extend toward the working surface surrounding the surrounding of the illuminance sensor so as not to cover the space between the illuminance sensor and the working surface.
바람직하게, 상기 조도 센서의 상기 작업면에 대한 조도 감지폭(2θ)은 조명기구가 담당할 수 있는 조명담당구역에 대응된다.Preferably, the illuminance sensing width 2θ of the working surface of the illuminance sensor corresponds to a lighting area that can be in charge of a luminaire.
그리고, 상기 조도 감지폭(2θ)이 50°~80°가 되도록, 상기 차단 구조물이 상기 작업면을 향하여 연장되어 형성된다.The blocking structure extends toward the working surface such that the illuminance detection width 2θ is 50 ° to 80 °.
한편, 상기 차단 구조물은 수평 단면이 원형 또는 다각형이며, 상기 수평 단면의 너비는 상기 작업면을 향하여 연장되는 방향을 따라 일정하게 유지되거나 커진다.On the other hand, the blocking structure is a horizontal cross-section is a circular or polygonal, the width of the horizontal cross-section is kept constant or large along the direction extending toward the working surface.
바람직하게, 상기 제어부는 상기 측정 조도값이 상기 기준 조도값에 가까워지도록 상기 LED의 광도를 매 20초당 1.2 ~ 1.3배만큼 증감시킨다.Preferably, the controller increases or decreases the brightness of the LED by 1.2 to 1.3 times every 20 seconds so that the measured illuminance value approaches the reference illuminance value.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 조도 자동 조절이 가능한 LED 조명기구에서, 상기 발광 모듈은 복수 개로 이뤄지고 각각의 발광 모듈마다 센싱 모듈이 실장되며, 상기 제어부는 상기 복수 개의 발광 모듈 중 실장된 조도 센서에서 상기 기준 조도값보다 낮은 측정 조도값이 감지된 발광 모듈은 광도를 높이도록 제어하고, 상기 기준 조도값보다 높은 측정 조도값이 감지된 발광 모듈은 광도를 낮추도록 제어한다.In the LED luminaire capable of automatically adjusting the illumination according to another embodiment of the present invention, the light emitting module is made of a plurality of sensing modules are mounted for each light emitting module, the control unit is an illumination sensor mounted among the plurality of light emitting modules The light emitting module in which the measured illuminance value lower than the reference illuminance value is sensed is controlled to increase the brightness, and the light emitting module in which the measured illuminance value higher than the reference illuminance value is detected is controlled to lower the light intensity.
본 발명은 다음과 같은 효과를 갖는다.The present invention has the following effects.
첫째, 실내의 특정 공간에서의 조도가 체류자가 원하는 조도 이상의 조도가 되도록 지속적으로 자동 제어되는 LED 조명기구를 제공할 수 있다.First, it is possible to provide an LED lighting fixture that is continuously automatically controlled so that the illuminance in a specific space of the room is more than the illuminant desired by the visitor.
둘째, 실내의 특정 공간에서의 조도를 체류자가 원하는 조도 이상의 조도가 되도록 지속적으로 제어하면서도 체류자의 눈을 피로하게 하지 않고, 체류자의 집중력을 떨어뜨리지 않는 LED 조명기구를 제공할 수 있다.Secondly, while continuously controlling the illuminance in the specific space of the room to the illuminance more than the desired illuminator, it is possible to provide an LED lighting device that does not fatigue the occupant's eyes, and does not reduce the concentration of the occupant.
셋째, 실내의 특정 공간에서의 조도를 체류자가 원하는 조도 이상의 조도가 되도록 지속적으로 제어하면서도 전력의 소모를 줄일 수 있는 LED 조명기구를 제공할 수 있다.Third, it is possible to provide an LED lighting device that can reduce the power consumption while continuously controlling the illuminance in a specific space of the room to the illuminance more than the illuminator desired.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술된 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 조도 자동 조절이 가능한 LED 조명기구의 저면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 LED 조명기구의 Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 단면도로서, 상기 LED 조명기구가 실내 공간에 설치된 상태를 나타낸다.
도 3(a), 3(b), 3(c)는 센싱 모듈에 구비된 차단 구조물의 변형례의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 조도 자동 조절이 가능한 LED 조명기구로부터 방출되는 광도를 나타내는 배광곡선이다.
도 5는 특정 실내 공간에서 창문에 가까운 곳에 설치된 실내 조명기구에 조도 센서를 설치하여 측정한 측정 조도값의 시계열적 변화를 나타낸 그래프이다.
도 6은 도 5의 특정 실내 공간과 같은 공간에서 창문으로부터 먼 곳에 설치된 실내 조명기구에 조도 센서를 설치하여 측정한 측정 조도값의 시계열적 변화를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조도 자동 조절이 가능한 LED 조명기구의 간략 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given above, serve to further the understanding of the technical idea of the invention, And should not be construed as interpretation.
1 is a bottom view of an LED luminaire capable of automatic dimming according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II 'of the LED luminaire shown in FIG. 1 and shows a state where the LED luminaire is installed in an indoor space.
3 (a), 3 (b) and 3 (c) are perspective views of a modification of the blocking structure provided in the sensing module.
Figure 4 is a light distribution curve showing the luminous intensity emitted from the LED luminaire capable of automatic dimming according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph illustrating time-series changes in measured illuminance values measured by installing an illuminance sensor in an indoor lighting device installed near a window in a specific indoor space.
FIG. 6 is a graph illustrating a time-series change in measured illuminance values measured by installing an illuminance sensor in an indoor luminaire installed away from a window in the same room as the specific indoor space of FIG. 5.
Figure 7 is a simplified configuration of the LED lighting fixture capable of automatically adjusting the illumination according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조도 자동 조절이 가능한 LED 조명기구에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the LED lighting fixture capable of automatically adjusting the illumination according to a preferred embodiment of the present invention.
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 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.
도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.In the drawings, the size of each element or a specific part constituting the element is exaggerated, omitted or schematically shown for convenience and clarity of description. Therefore, the size of each component does not entirely reflect the actual size. In the following description, it is to be understood that the detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 1은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 조도 자동 조절이 가능한 LED 조명기구의 저면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 LED 조명기구의 Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 단면도로서, 상기 LED 조명기구가 실내 공간에 설치된 상태를 나타낸다.FIG. 1 is a bottom view of an LED luminaire capable of automatically adjusting illuminance according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II 'of the LED luminaire shown in FIG. The state of the instrument is installed in the indoor space.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조도 자동 조절이 가능한 LED 조명기구에 대하여 설명하도록 한다.With reference to Figures 1 and 2 will be described with respect to the LED luminaire which can automatically adjust the illumination according to a preferred embodiment of the present invention.
본 발명의 조명기구는 프레임(2)과, 적어도 하나의 LED(12)를 구비하며 빛을 방출하는 발광 모듈(10)과, 발광 모듈(10)에 실장되어 조도를 측정할 수 있는 센싱 모듈(20)과, 상기 센싱 모듈(20)에 의하여 측정된 조도값과 기준 조도값을 비교하여 LED(12)의 광도를 조절하는 제어부(30)를 구비한다.The lighting device of the present invention includes a
프레임(2)에는 발광 모듈(10), 센싱 모듈(20), 및 제어부(30)가 설치될 수 있다. 발광 모듈(10)의 LED(12)로부터 발생하는 열을 외부로 쉽게 방출할 수 있도록 프레임(2)은 금속으로 제조될 수 있으며, 방열을 위한 방열슬릿 또는 방열공이 형성될 수 있다. 한편, 제어부(30)는 조명기구의 외관 향상을 위하여 조명기구의 외부로 노출되지 않도록 프레임(2)의 내부에 설치될 수 있다.The
조명기구의 설치목적에 따라, 조명기구는 실내의 천장면(42)·바닥면(44)·벽면 등 다양한 위치에 설치될 수 있으나 천장면(42)에 설치되는 것이 일반적이며, 따라서, 조명기구가 천장면(42)에 설치된 경우를 예로 들어 설명하도록 한다.Depending on the purpose of the installation of the luminaire, the luminaire may be installed at various positions such as the
발광 모듈(10)은 프레임(2)의 하면부에 설치되는 것이 가장 일반적이며, 기판(14)과, 상기 기판(14) 상에 배열된 LED(12)를 구비한다. 또한, LED(12)에서 방출되는 빛의 손실을 줄이기 위하여 기판(14)의 표면 중 LED(12)가 배열되지 않은 부위에는 반사판(16)이 형성되는 것이 바람직하며, 반사판(16)은 LED(12)의 형상에 대응되는 개구부가 형성된 판상 부재로 형성될 수 있다.The
한편, 조명기구가 천장면(42)에 설치된 경우, 발광 모듈(10)은 기본적으로 바닥면(44)을 향하는 하방으로 빛을 방출하게 되므로 바닥면(44)의 조도가 중요하다. 그러나, 실내에 거주하거나 사무실 등에서 사무를 수행하는 사람들의 입장에서는 바닥면(44)의 조도보다 실제로 실내에 거주할 때나 특정 작업을 수행할 때 주로 시선이 머무르게 되는 지점의 조도가 더욱 중요하다. 예컨대, 사무실 등에서 문서 작업을 하거나 컴퓨터를 사용하는 경우, 바닥면(44)의 조도보다는 책상 상면의 조도가 작업의 능률, 눈의 피로, 집중력을 유지 등에 있어서 더욱 큰 영향을 미친다. 따라서, 이하에서는 사무실 등의 공간에서 작업이나 업무가 주로 수행되며 작업자의 시선이 주로 머무르는 책상 상면의 조도를 기준으로 조도를 조절하는 것에 대하여 설명하도록 하며, 이처럼 작업자의 시선이 주로 머무르게 되는 평면을 '작업면(46)'으로 통칭하도록 한다.On the other hand, when the lighting fixture is installed on the
즉, 발광 모듈(10)은 작업면(46)을 향하여 빛을 방출하게 되고, 이 작업면(46)이 조도 측정의 기준이 된다.That is, the
센싱 모듈(20)은 작업면(46)의 조도를 측정하는 조도 센서(22)와, 발광 모듈(10)에서 방출되는 빛으로부터 조도 센서(22)를 차폐시키는 차단 구조물(24)을 갖는다. The
조도 센서(22)는 단지 실내 전체의 광도를 광범위하게 측정하기 위한 센서가 아니라, 실내 전체의 광도 중 작업면(46)의 조도를 집중적으로 측정하기 위한 센서이다. 따라서, 작업면(46)의 조도를 정확하게 측정하는 데에 부정적인 영향을 미치는 요소는 제거할 필요가 있다. 이를 위해, 창문을 통하여 외부로부터 실내로 유입되는 빛 중에서 작업면(46)의 조도에 영향을 주는 빛의 성분은 조도 센서(22)로 측정하되, 외부로부터 실내로 유입되는 빛이 직접 조도 센서(22)로 입사되는 것은 방지하기 위하여 차단 구조물(24)이 조도 센서(22)의 주위를 둘러싸고 있다.The
이 차단 구조물(24)에 의하여 작업면(46)의 조도가 정확하게 측정될 수 있다. By this blocking
한편, 상기 LED(12)로부터 작업면(46) 사이의 거리(h)와 조도 센서(22)로부터 작업면(46) 사이의 거리를 동일하게 하기 위하여, 상기 센싱 모듈(20)을 상기 LED(12)가 설치된 면에 설치할 수 있다. 그리고, 조도 센서(22)는 조도 센서(22) 직하방의 조도를 측정하기 때문에 상기 차단 구조물(24)은 조도 센서(22)와 작업면(46) 사이의 공간을 가리지 않도록 조도 센서(22)의 주위를 둘러싸며 작업면(46)을 향하여 연장되어 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 조도 센서(22)는 발광 모듈(10)에서 빛이 발광되는 면의 중앙부에 위치하는 것이 바람직하나, 작업면(46)의 조도를 측정하는 데에 큰 오차가 없는 위치라면 어디라도 설치 가능하며, 예컨대, 발광면의 외곽 부위에 형성될 수 있다.On the other hand, in order to equalize the distance h between the
도 2에 도시된 각각의 LED(12)로부터 방출되는 빛은 점조명으로서 빛을 방출하게 된다. 따라서, 센싱 모듈(20)은 LED(12)가 설치된 면에 설치되는 것이 바람직하다. 그러나, 발광 모듈(10)은 빛이 방출되는 방향으로 LED(12)와 이격되어 배치된 확산판(미도시)를 더 구비할 수 있다. 통상적으로 조명기구에서 확산판은 점조명인 광원을 면조명으로 만들기 위하여 채용되며, 간유리 또는 반투명한 아크릴판 등으로 형성될 수 있다. 이와 같이 발광 모듈(10)이 확산판을 구비하는 경우라면, 센싱 모듈(20)은 확산판 상에 설치되는 것이 바람직하다. The light emitted from each
도 3(a), 3(b), 3(c)는 센싱 모듈(20)에 구비된 차단 구조물(24)의 변형례의 사시도이며, 도 1 및 도 2에 도시된 원통형 차단 구조물(24) 외에도, 이와 같이 직육면체, 아래가 넓은 원통, 아래가 넓은 육면체의 차단 구조물(24)을 사용해도 무방하다. 상기와 같은 차단 구조물(24)의 형상은 예시적인 것으로서, 차단 구조물(24)은 작업면(46)과 평행한 수평 단면의 형상이 원형 또는 다각형이며, 상기 수평 단면의 너비는 상기 작업면(46)을 향하여 연장되는 방향을 따라 도 1, 도 2, 도 3(a)과 같이 일정하게 유지되거나, 도 3(b)와 같이 커질 수 있다. 이처럼, 차단 구조물(24)은 여러가지 형상으로 형성될 수 있으나, 이들은 모두 조도 센서(22)와 작업면(46) 사이의 공간을 가리지 않는다는 점에 있어서 공통적이다.3 (a), 3 (b) and 3 (c) are perspective views of a modification of the blocking
차단 구조물(24)은 발광 모듈(10)로부터 방출되는 빛이 직접적으로 조도 센서(22)에 유입되는 것을 방지하기 때문에, 조도 센서(22)가 작업면(46)의 조도를 측정함에 있어서 발광 모듈(10)에 의해 발생될 수 있는 오차를 최소화 할 수 있다. 다만, 여기서 조도 센서(22)가 작업면(46)의 조도를 최대한 정확하게 측정하기 위해서는, 상기 차단 구조물(24)이 조도 센서(22)의 조도측정 범위를 얼마나 제한시킬지를 결정할 필요가 있으며, 도 4를 참조하여 상기 조도측정 범위 결정에 대하여 검토하기로 한다.Since the blocking
도 4는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 조도 자동 조절이 가능한 LED 조명기구로부터 방출되는 광도를 나타내는 배광곡선이며, X축 및 Y축은 작업면(46)이 위치한 평면을 나타낸다. 도 1에 도시된 것과 같이 조명기구는 전체적으로 직사각형의 형상인 경우가 많으므로, X축 기준의 배광곡선과 Y축 기준의 배광곡선은 일치하지 않을 수 있으며, 도 4는 이처럼 X축과 Y축이 일치하지 않은 배광곡선을 나타내고 있다.Figure 4 is a light distribution curve showing the light intensity emitted from the LED luminaire capable of automatic adjustment of illuminance according to an exemplary embodiment of the present invention, the X-axis and Y-axis shows a plane in which the working
도 4를 참조하면, 조명기구의 직하방(θ=0°)에서 광도는 약500cd이고, 작업면(46)의 조도에 영향을 미치는 것은 광도의 수직 성분이므로, 조명기구 직하방 광도의 수직 성분은 500cos0°인 약 500cd이다. 물론, 조명기구의 직하방으로부터 벗어날수록 작업면(46)의 조도는 하락하게 되며, 통상적으로 사무실 등의 조명기구 설계에 있어서, 작업면(46)에 비춰지는 광도의 수직성분이 조명기구의 직하방 광도의 절반이 되는 구역까지를 그 조명기구가 조명을 담당하는 구역인 조명담당구역으로 설정하게 된다.Referring to FIG. 4, the luminance is about 500 cd directly below (θ = 0 °) of the luminaire, and the vertical component of the luminosity directly under the luminaire is the vertical component of the luminosity that affects the illuminance of the working
이러한 관점에서 보았을 때, 조명기구의 직하방 광도가 약 500cd일 때를 기준으로 하면, 작업면(46)에 비춰지는 광도의 수직성분이 약 250cd가 되는 구역까지가 바로 이 조명기구가 담당할 수 있는 조명담당구역이 된다.From this point of view, based on a case where the direct brightness of the luminaire is about 500 cd, the luminaire may be responsible for an area in which the vertical component of the luminance projected on the
도 4에서 θ=30°일 때, X축 기준 광도인 x1은300cd이고 그 수직성분은 300cos30°인 259.8cd이다. 또한, Y축 기준 광도인 y1은 360cd이고 그 수직성분은 360cos30°인 311.8cd이다.In Fig. 4, when θ = 30 °, the x-axis reference brightness x 1 is 300cd and its vertical component is 259.8cd, which is 300cos30 °. The y-axis reference brightness y 1 is 360 cd and its vertical component is 311.8 cd with 360 cos30 °.
또한, 도 4에서 θ=32.5°일 때, X축 기준 광도인 x2은250cd이고 그 수직성분은 250cos32.5°인 210.8cd이다. 또한, Y축 기준 광도인 y2은 300cd이고 그 수직성분은 300cos32.5°인 253.0cd이다.In addition, when θ = 32.5 ° in FIG. 4, x 2 reference light intensity x 2 is 250 cd and its vertical component is 210.8 cd at 250 cos 32.5 °. The y-axis reference brightness y 2 is 300 cd and its vertical component is 253.0 cd with 300 cos 32.5 °.
즉, X축 기준 광도인 x1, x2중에서 수직성분이 250cd에 더 근접한 x1을 택하고, Y축 기준 광도인 y1, y2중에서 수직성분이 250cd에 더 근접한 y2를 택하게 되면 도 4의 배광곡선을 가진 조명기구가 담당할 수 있는 조명담당구역이 설정되며, 다시 말해, +X, -X 방향으로는 30°, +Y, -Y 방향으로는 32.5°가 이 조명기구가 담당할 수 있는 조명담당구역이다. That is, X-axis reference intensity of x 1, select the closer x 1 on a vertical component 250cd from x 2 and, Y axis based on brightness of y 1, y 2 from the vertical component When selecting the closer y 2 to 250cd A lighting area that can be handled by the light fixture having the light distribution curve of FIG. 4 is set, that is, 30 ° in the + X and -X directions, and 32.5 ° in the + Y and -Y directions. It is a lighting area to be in charge of.
그리고, 조도 센서(22)가 조명기구에서 방출되는 빛에 의해 생성된 작업면(46)의 조도를 가장 잘 추종하기 위해서는, 이 조명기구의 상기와 같은 조명담당구역에 조도 센서(22)의 조도 감지폭(2θ)을 대응시켜야 할 필요가 있다. 여기서 조도 감지폭(2θ)이란 조도 센서(22)가 작업면(46)의 조도를 측정하는 각도 범위를 나타내는 것으로 정의한다.And, in order for the
구체적으로는, 조도 감지폭(2θ)을 정하기 위하여 차단 구조물(24)이 조도 센서(22)의 주위를 둘러싼 채로 작업면(46)을 향하여 연장되도록 형성하되, 조도 센서(22)의 중심으로부터 이 차단 구조물(24)의 하방 끝단을 잇는 선(L2)과 조도 센서(22)의 중심으로부터 직하방의 작업면(46)을 잇는 선(L1)이 이루는 각도(θ)가 +X, -X 방향으로는 30°가 되고, +Y, -Y 방향으로는 32.5°가 되도록 한다.Specifically, in order to determine the illuminance detection width 2θ, the blocking
다시 말해, 조도 감지폭(2θ)은 X축 방향으로 60°이고, Y축 방향으로65°가 된다. 다만, 경우에 따라서, 조명담당구역은 조명기구의 직하방 광도의 절반을 넘게 설정할 수도 있고, 절반 미만이 되도록 설정할 수도 있으므로, 조도 감지폭(2θ)은 60°~65°보다는 넓은 범위인 50°~80°로 설정할 수 있다.In other words, the illuminance detection width 2θ is 60 ° in the X-axis direction and 65 ° in the Y-axis direction. However, in some cases, the lighting area may be set to more than half of the direct brightness of the luminaire or less than half, so the illuminance detection width (2θ) is 50 ° which is wider than 60 ° to 65 °. Can be set to ~ 80 °.
도 5는 특정 실내 공간에서 창문에 가까운 곳에 설치된 실내 조명기구에 조도 센서(22)를 설치하여 측정한 측정 조도값의 시계열적 변화를 나타낸 그래프이고, 도 6은 도 5의 특정 실내 공간과 같은 공간에서 창문으로부터 먼 곳에 설치된 실내 조명기구에 조도 센서(22)를 설치하여 측정한 측정 조도값의 시계열적 변화를 나타낸 그래프이며, 여기서, '측정 조도값'이란 조도 센서(22)에 의해서 측정된 작업면(46)의 조도를 의미한다.FIG. 5 is a graph illustrating a time series change of measured illuminance values measured by installing an
도 5 및 도 6에서, 조도 센서(22)가 측정한 측정 조도값은 실제 작업면(46)의 조도값과는 상당한 차이가 있는 것을 알 수 있다. 조도 센서(22)는 LED 조명기구에 구비되어 있기 때문에 작업면(46)과는 물리적인 거리 차이가 있기 때문이며, 따라서, 조도 센서(22)가 측정한 측정 조도값에 변환상수(k)를 곱해야만 실제 작업면(46)의 조도값을 알 수 있다. 예컨대, 실제 작업면(46)의 조도값이 420lux 이고, 이 때 조도 센서(22)의 측정 조도값이 30lux라면, 변환상수(k)의 값은 14가 된다. 그리고, 이 변환상수(k)의 값은 조도 센서(22)와 작업면(46) 사이의 거리에 따라서 얼마든지 변화될 수 있는데, 조도 센서(22)와 작업면(46) 사이의 거리가 멀면 변환상수(k)의 값은 커지게 되고, 조도 센서(22)와 작업면(46) 사이의 거리가 가까우면 변환상수(k)의 값은 작아지게 된다.5 and 6, it can be seen that the measured illuminance value measured by the
도 5 및 도 6을 기준으로 예를 들었을 때, 작업면(46)에서 요구되는 조도가 최소 420lux라고 가정하면, 변환상수(k)의 값이 14일 때 측정 조도값은 최소 30 lux가 되어야 한다.5 and 6, assuming that the illuminance required at the working
도 5 및 도 6을 참조하면, 조명기구가 OFF일 때의 측정 조도값과 비교하여, ON 일 때는 측정 조도값이 매우 일정한 수치만큼 상승하기 때문에, 단지 조명기구를 ON시키는 것만으로도 작업면(46)의 조도를 일정한 수치만큼 상승시킬 수 있다. 다만, 과도하게 조명기구를 밝게 유지할 필요는 없고, 작업면(46)의 조도가 420lux가 되지 않을 때는 조명기구의 광도를 420lux까지만 상승시키면 되고, 작업면(46)의 조도가 420lux가 넘을 경우에는 조명기구의 광도를 420lux가 될 때까지 하강시키면 된다. 그리고, 측정 조도값을 기준으로는 30lux를 기준으로 조명기구를 조절하면 된다. 여기서, 조명기구를 제어하는 기준이 되는 조도값인 30lux가 바로 기준 조도값이다. 5 and 6, the measured illuminance value rises by a very constant value when it is ON, compared to the measured illuminance value when the luminaire is OFF, so that only by turning on the luminaire, 46) can increase the illuminance by a certain value. However, it is not necessary to keep the luminaire excessively bright, and when the illuminance of the
즉, 작업면(46)의 실제 조도값이 요구되는 최소 조도값(예컨대, 420lux)에 해당할 때 조도 센서(22)에서 측정되는 조도값(예컨대, 30 lux)을 기준 조도값(예컨대, 30 lux)으로 미리 설정하고, 이 경우, 측정 조도값이 기준 조도값 미만이면 기준 조도값에 가까워지도록 조명기구의 광도를 점진적으로 높이는 제어를 수행하게 된다. 반대로, 측정 조도값이 기준 조도값을 넘는 경우에는 기준 조도값에 가까워지도록 조명기구의 광도를 점진적으로 낮추는 제어를 수행하게 된다.That is, when the actual illuminance value of the working
본 발명에 따른 조명기구는 이러한 방식으로 작업면(46)의 조도를 자동 조절하며, 이러한 제어는 제어부(30)에 의하여 이뤄진다.The luminaire according to the invention automatically adjusts the illuminance of the working
상술한 제어에 따르면 조명기구를 최대광도로 켤 필요가 없고, 측정 조도값이 기준 조도값이 될 때까지만 조명기구의 광도를 상승시키면 되기 때문에, 실내 공간을 작업자가 원하는 조도 이상의 조도가 되도록 지속적으로 제어하면서도 전력의 소모를 줄일 수 있다.According to the above control, it is not necessary to turn on the luminaire to the maximum luminous intensity, and only increase the luminous intensity of the luminaire until the measured illuminance value becomes the reference illuminance value, so that the interior space is continuously maintained so that the illuminance above the desired illuminance of the operator is desired. While controlling, power consumption can be reduced.
도 5에서 조명기구를 켜지 않았을 때 측정 조도값이 30lux미만인 시기는 통상적인 사무실의 일과시간을 기준으로 했을 때, 8시~9시 15분, 10시경, 15시 30분 ~18시이다. 이 경우, 측정 조도값이 30lux미만인 상기 시간대에는 조명기구를 작동시켜서 측정 조도값이 30lux가 되도록 조절한다. In FIG. 5, when the illuminance is not turned on, the time when the measured illuminance value is less than 30 lux is 8:00 to 9:15, around 10:15, and about 15:30 to 18:00, based on the normal office hours. In this case, during the time period when the measured illuminance value is less than 30 lux, the lighting fixture is operated to adjust the measured illuminance value to 30 lux.
한편, 도 6은 도 5보다는 창문에서 먼 곳에 설치된 조명기구에 대한 실험데이터이기 때문에, 거의 대부분의 시간대에서 측정 조도값이 30lux 미만으로 측정되었다. 따라서, 도 6의 조명기구에서는 조명기구가 계속 작동되도록 조절한다. On the other hand, Figure 6 is the experimental data for the luminaire installed farther from the window than Figure 5, the measured illuminance value was measured to less than 30 lux in almost all time zones. Therefore, the lighting fixture of Figure 6 is adjusted to continue to operate.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조도 자동 조절이 가능한 LED 조명기구의 간략 구성도이다. 지금까지 설명한 본 발명에 따른 조명기구에 따르면, 발광 모듈(10), 센싱 모듈(20), 제어부(30)를 갖는 단독 조명기구가 존재하고, 이러한 단독 조명기구가 실내 공간에 복수 개 배치될 수 있는 것에 대하여 설명하였다. Figure 7 is a simplified configuration of the LED lighting fixture capable of automatically adjusting the illumination according to another embodiment of the present invention. According to the luminaire according to the present invention described above, there is a single luminaire having a
그러나, 이와는 달리, 도 7에 도시된 실시예처럼, 조명기구는 복수 개의 발광 모듈(10A~10I)을 갖고, 각각의 발광 모듈(10A~10I)마다 센싱 모듈(20)이 실장되며, 복수의 발광 모듈(10A~10I)을 제어하는 단독의 제어부(30)가 구비될 수 있다. 그리고, 이러한 도 7에 도시된 실시예에서는, 복수 개의 발광 모듈(10A~10I) 중 실장된 조도 센서(22)에서 상기 기준 조도값보다 낮은 측정 조도값이 감지된 발광 모듈은 광도를 높이도록 제어하고, 상기 기준 조도값보다 높은 측정 조도값이 감지된 발광 모듈은 광도를 낮추도록 제어한다.However, unlike the embodiment illustrated in FIG. 7, the lighting fixture has a plurality of
그러나, 조도 센서(22)에서 측정된 측정 조도값이 기준 조도값과 다르다고 하여 발광 모듈(10)의 광도를 일시에 증감시키면, 실내의 밝기가 갑자기 밝아지거나 갑자기 어두워지게 되어 조명기구가 설치된 실내에 체류하는 사람 또는 작업자는 눈이 매우 피로해지며, 집중력이 떨어지는 문제가 있다. 특히 이러한 문제는 눈부심 현상(glare)이 발생할 때 더욱 심각해 진다.However, when the measured illuminance value measured by the
따라서, 시각적으로 인식할 수 없을 정도로 광도를 점진적으로 승강시킬 필요가 있다. 실험적으로, 특정 순간의 광도보다, 20초 후의 광도가 1.2~1.3배가 되도록 상승시키거나, 반대로, 특정 순간의 광도보다, 20초 후의 광도가 1/1.2~1/1.3배가 되도록 하락시키면, 사람의 눈은 광도의 승강을 느낄 수 없고, 따라서 눈의 피로와 집중력 하락 등의 부작용이 없다. Therefore, it is necessary to gradually raise and lower the brightness to the extent that it cannot be visually recognized. Experimentally, if the brightness after 20 seconds is raised to 1.2 to 1.3 times higher than the brightness at a specific moment, or conversely, if the brightness after 20 seconds is lowered to be 1 / 1.2 to 1/3 times as high as the brightness at a particular moment, The eye cannot feel the elevation of the brightness, and thus there are no side effects such as eye fatigue and decreased concentration.
그리고, 상기 광도는 20초당 1.24배로 상승시키거나, 20초당 1/1.24배로 하강시키는 것이 더욱 바람직하다.The brightness is more preferably increased to 1.24 times per 20 seconds or lowered to 1 / 1.24 times per 20 seconds.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not to be limited to the details thereof and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. And various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.
2 : 프레임 10, 10A~10I: 발광 모듈
12 : LED 14 : 기판
16 : 반사판 20 : 센싱 모듈
22 : 조도 센서 24, 24a, 24b, 24c : 차단 구조물
30 : 제어부 42 : 천장면
44 : 바닥면 46 : 작업면2:
12: LED 14: substrate
16: reflector 20: sensing module
22:
30
44: floor 46: working surface
Claims (10)
상기 발광 모듈에 실장되며 상기 작업면의 조도를 측정하는 조도 센서를 구비한 센싱 모듈; 및
상기 조도 센서에 의하여 측정된 작업면의 조도인 측정 조도값을 미리 설정된 기준 조도값과 비교하여, 상기 측정 조도값이 상기 기준 조도값에 가까워지도록 상기 LED의 광도를 점진적으로 높이거나 낮추는 제어부;를 구비하고,
상기 작업면의 조도를 정확하게 측정하기 위하여, 상기 센싱 모듈은 상기 조도 센서를 상기 발광 모듈에서 방출되는 빛으로부터 차폐시키는 차단 구조물을 가지며,
상기 조도 센서의 상기 작업면에 대한 조도 감지폭(2θ)은 조명기구가 담당할 수 있는 조명담당구역에 대응되는 것을 특징으로 하는 LED 조명 기구.A light emitting module having at least one LED and emitting light toward a working surface which is a reference for illuminance measurement;
A sensing module mounted on the light emitting module and having an illuminance sensor measuring the illuminance of the working surface; And
A control unit for gradually increasing or decreasing the brightness of the LED such that the measured illuminance value is closer to the reference illuminance value by comparing the measured illuminance value, which is the illuminance of the working surface measured by the illuminance sensor, with a preset reference illuminance value; Equipped,
In order to accurately measure the illuminance of the working surface, the sensing module has a blocking structure for shielding the illuminance sensor from the light emitted from the light emitting module,
Illumination detection width (2θ) for the working surface of the illuminance sensor corresponds to the lighting area that can be in charge of the luminaire LED lighting fixture.
상기 센싱 모듈은 상기 LED가 설치된 면에 설치된 것을 특징으로 하는 LED 조명기구.The method of claim 1,
The sensing module is an LED luminaire, characterized in that installed on the surface on which the LED is installed.
상기 발광 모듈은 빛이 방출되는 방향으로 상기 LED와 이격되어 배치된 확산판을 더 구비하며,
상기 센싱 모듈은 상기 확산판 상에 설치된 것을 특징으로 하는 LED 조명기구.The method of claim 1,
The light emitting module further includes a diffusion plate disposed to be spaced apart from the LED in the direction in which light is emitted,
The sensing module is an LED luminaire, characterized in that installed on the diffusion plate.
상기 차단 구조물은 상기 조도 센서와 상기 작업면 사이의 공간을 가리지 않도록 상기 조도 센서의 주위를 둘러싸며 상기 작업면을 향하여 연장되어 형성된 것을 특징으로 하는 LED 조명기구. The method of claim 1,
The blocking structure is an LED luminaire, characterized in that it extends toward the working surface surrounding the illumination sensor so as not to cover the space between the illumination sensor and the working surface.
상기 조도 감지폭(2θ)이 50°~80°가 되도록, 상기 차단 구조물이 상기 작업면을 향하여 연장되어 형성된 것을 특징으로 하는 LED 조명기구.The method of claim 1,
LED illumination device, characterized in that the blocking structure is formed to extend toward the working surface so that the illuminance detection width (2θ) is 50 ° ~ 80 °.
상기 차단 구조물은 수평 단면이 원형 또는 다각형이며, 상기 수평 단면의 너비는 상기 작업면을 향하여 연장되는 방향을 따라 일정하게 유지되거나 커지는 것을 특징으로 하는 LED 조명기구.6. The method of claim 5,
The blocking structure has a circular cross section or polygon in the horizontal cross-section, the width of the horizontal cross-section LED lighting fixture characterized in that it is kept constant or larger along the direction extending toward the working surface.
상기 제어부는 상기 측정 조도값이 상기 기준 조도값에 가까워지도록 상기 LED의 광도를 매 20초당 1.2 ~ 1.3배만큼 증감시키는 것을 특징으로 하는 LED 조명기구. The method of claim 1,
And the control unit increases or decreases the brightness of the LED by 1.2 to 1.3 times every 20 seconds so that the measured illuminance value approaches the reference illuminance value.
상기 발광 모듈은 복수 개로 이뤄지고 각각의 발광 모듈마다 센싱 모듈이 실장되며,
상기 제어부는 상기 복수 개의 발광 모듈 중 실장된 조도 센서에서 상기 기준 조도값보다 낮은 측정 조도값이 감지된 발광 모듈은 광도를 높이도록 제어하고, 상기 기준 조도값보다 높은 측정 조도값이 감지된 발광 모듈은 광도를 낮추도록 제어하는 것을 특징으로 하는 LED 조명기구.The method of claim 1,
The light emitting module is composed of a plurality of sensing modules are mounted for each light emitting module,
The control unit controls the light emitting module in which a measured illumination value lower than the reference illuminance value is detected by an illuminance sensor mounted among the plurality of light emitting modules to increase the brightness, and the light emitting module in which the measured illuminance value higher than the reference illuminance value is detected. LED lighting fixture, characterized in that the control to lower the brightness.
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JP2003163090A (en) | 2001-11-26 | 2003-06-06 | Matsushita Electric Works Ltd | Lighting apparatus |
JP2003178890A (en) | 2001-12-11 | 2003-06-27 | Asahi Matsushita Electric Works Ltd | Light fitting with illuminance sensor |
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- 2011-11-17 KR KR1020110120235A patent/KR101359791B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
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