KR101506507B1

KR101506507B1 - Ｒｆ 인체감지 지능형 엘이디 센서 등

Info

Publication number: KR101506507B1
Application number: KR1020130021794A
Authority: KR
Inventors: 전병훈; 정종수
Original assignee: 동국대학교 산학협력단
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2013-02-28
Publication date: 2015-03-30
Also published as: KR20140107794A

Abstract

본 발명은 엘이디 센서 등에 관한 것으로서 마이크로웨이브 신호를 이용하여 이동물체의 움직임을 감지하는 마이크로웨이브 모션 센서, 상기 마이크로웨이브 모션 센서로부터 출력되는 신호를 증폭하는 증폭부, 상기 증폭된 신호의 노이즈를 제거하는 노이즈 필터부, 상기 노이즈가 제거된 신호에 포함된 상기 이동물체의 정보를 이용하여, 엘이디 램프에 인가되는 전원을 제어하는 제어부, 및 상기 제어부에 의해 전원이 인가되어 점등되는 엘이디 램프를 포함하고, 하나의 인쇄회로기판상에 구현되는 것을 특징으로 함으로써, 불필요한 조명을 줄일 수 있어 전력 절감 효과가 있다.

Description

ＲＦ 인체감지 지능형 엘이디 센서 등 {Intelligent LED Sensor Light with RF human body sensing}

본 발명은 엘이디 센서 등에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도플러 원리를 이용한 마이크로웨이브 센서와 엘이디 소자를 하나의 인쇄회로기판에 일체형으로 배열한 최첨단 초절전 RF 인체감지 지능형 엘이디 센서 등에 관한 것이다.

현재 공동주택이나 집합건물 그리고 빌딩의 공동 구역의 조명은 삼파장 또는 백열등 방식의 PIR 센서등을 이용하여 사람이 접근하면 켜지고, 20초 이내 조명이 꺼졌다가 사람의 움직임이 감지되면 다시 켜지는 기술적인 친화도가 높지 않은 문제점이 존재한다. 또한, 외부 환경에 따른 감도 변화로 인해 오작동하는 기술적인 문제점을 있다.

본 발명에 대한 선행문헌으로는 적외선 센서 조명 제어 장치(공개번호: 10-2010-0135987)" 등이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 도플러 원리를 이용한 마이크로웨이브 센서와 엘이디 소자를 하나의 인쇄회로기판에 일체형으로 배열한 엘이디 센서 등을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는 도플러 원리를 이용한 마이크로웨이브 센서와 엘이디 소자를 하나의 인쇄회로기판에 일체형으로 배열한 엘이디 센서 등을 이용하는 조명 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 세 번째 과제는 도플러 원리를 이용한 마이크로웨이브 센서와 엘이디 소자를 하나의 인쇄회로기판에 일체형으로 배열한 엘이디 센서 등을 점등하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 첫 번째 과제를 해결하기 위하여, 마이크로웨이브 신호를 이용하여 이동물체의 움직임을 감지하는 마이크로웨이브 모션 센서; 상기 마이크로웨이브 모션 센서로부터 출력되는 신호를 증폭하는 증폭부; 상기 증폭된 신호의 노이즈를 제거하는 노이즈 필터부; 상기 노이즈가 제거된 신호에 포함된 상기 이동물체의 정보를 이용하여, 엘이디 램프에 인가되는 전원을 제어하는 제어부; 및 상기 제어부에 의해 전원이 인가되어 점등되는 엘이디 램프를 포함하고, 하나의 인쇄회로기판상에 구현되는 것을 특징으로 하는 엘이디 센서 등을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 도플러 원리를 이용하여 상기 이동물체까지의 거리를 산출하는 거리산출부; 상기 이동물체의 정보를 이용하여 상기 엘이디 램프의 점등이 필요한지 여부를 판단하는 점등여부 판단부; 상기 이동물체까지의 거리에 따라 상기 엘이디 램프의 조명도를 산출하는 조명도 산출부; 및 상기 이동물체의 정보에 따라 조명시간을 산출하는 조명시간 산출부를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 외부환경의 조명도를 감지하는 조명감지부를 더 포함하고, 상기 조명도 산출부는 상기 외부환경의 조명도를 이용하여 상기 조명도를 산출할 수 있고, 상기 마이크로웨이브 모션 센서는, 상기 마이크로웨이브 신호를 상기 이동물체를 향해 송신하고, 상기 이동물체로부터 반사되어 변질된 마이크로웨이브 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 엘이디 센서 등일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 거리산출부는, 상기 송신한 상기 마이크로웨이브 신호와 상기 수신한 변질된 마이크로웨이브 신호를 이용하여 상기 이동물체와의 거리를 산출할 수 있고, 상기 점등여부 판단부는, 상기 이동물체와의 거리가 임계치 이내일 경우에만 상기 엘이디 램프의 점등이 필요한 것으로 판단할 수 있으며, 상기 점등여부 판단부는, 상기 이동물체가 사람인 경우에만 상기 엘이디 램프의 점등이 필요한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 엘이디 센서 등일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 조명시간 산출부는, 상기 산출된 이동물체와의 거리 및 상기 이동물체의 속도를 이용하여 조명시간을 산출할 수 있고, 상기 조명시간 산출부는, 소정의 시간당 상기 감지되는 이동물체의 수를 이용하여 조명시간을 산출할 수 있으며, 상기 마이크로웨이브 모션 센서 및 상기 엘이디 램프는 상기 인쇄회로기판의 일면에 위치하고, 증폭부, 노이즈 필터부, 및 제어부는 상기 인쇄회로기판의 타면에 위치하며, 상기 인쇄회로기판의 양면은 비아 홀(via hole)를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 엘이디 센서 등일 수 있다.

본 발명은 상기 두 번째 과제를 해결하기 위하여, 이동물체의 이동속도 및 이동방향에 따라 상기 이동물체의 이동경로를 산출하여, 상기 이동경로 상에 위치한 엘이디 센서 등을 점등하고, 상기 이동물체의 이동방향의 전방에 위치한 엘이디 센서 등의 조명의 밝기와 상기 이동물체의 이동방향의 후방에 위치한 엘이디 센서 등의 조명의 밝기를 다르게 조절하며, 상기 엘이디 센서 등은 하나의 인쇄회로기판상에 구현되는 것을 특징으로 하는 조명 시스템을 제공한다.

본 발명은 상기 세 번째 과제를 해결하기 위하여, 하나의 인쇄회로기판상에 구현되는 것을 특징으로 하는 엘이디 센서 등을 점등하는 방법에 있어서, 마이크로웨이브 신호를 이용하여 이동물체의 움직임을 감지하는 단계; 상기 이동물체의 움직임을 감지한 신호를 증폭하는 단계; 상기 증폭된 신호의 노이즈를 제거하는 단계; 상기 노이즈가 제거된 신호에 포함된 상기 이동물체의 정보를 이용하여, 엘이디 램프에 인가되는 전원을 제어하는 단계; 및 상기 제어된 전원을 인가하여 엘이디 램프를 점등하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 불필요한 조명을 줄일 수 있어 전력 절감 효과가 있다. 또한, RF 방식의 센서와 LED를 단일 PCB에 배열하여 신뢰도를 높일 수 있다. 나아가, 대기환경(온도, 습도, 빛, 먼지 등)에 거의 영향을 받지 않고 연속적으로 보다 먼 거리를 측정할 수 있어, 다양한 활용처에 적용이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 센서 등의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 샌서 등의 제어부의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 센서 등을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 센서 등을 점등하는 방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 램프에 인가되는 전원을 제어하는 방법의 흐름도이다.

본 발명에 관한 구체적인 내용의 설명에 앞서 이해의 편의를 위해 본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안의 개요 혹은 기술적 사상의 핵심을 우선 제시한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 센서 등은 마이크로웨이브 신호를 이용하여 이동물체의 움직임을 감지하는 마이크로웨이브 모션 센서, 상기 마이크로웨이브 모션 센서로부터 출력되는 신호를 증폭하는 증폭부, 상기 증폭된 신호의 노이즈를 제거하는 노이즈 필터부, 상기 노이즈가 제거된 신호에 포함된 상기 이동물체의 정보를 이용하여, 엘이디 램프에 인가되는 전원을 제어하는 제어부, 및 상기 제어부에 의해 전원이 인가되어 점등되는 엘이디 램프를 포함하고, 하나의 인쇄회로기판상에 구현되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안을 명확하게 하기 위한 발명의 구성을 본 발명의 바람직한 실시예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 당해 도면에 대한 설명시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다. 아울러 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명 그리고 그 이외의 제반 사항이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 센서 등의 블록도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 센서 등(100)은 마이크로웨이브 모션 센서(110), 증폭부(120), 노이즈 필터부(130), 제어부(140), 및 엘이디 램프(150)로 구성되고, 조명 감지부(160)를 더 포함할 수 있으며, 하나의 인쇄회로기판상에 구현될 수 있다.

마이크로웨이브 모션 센서(110)는 마이크로웨이브 신호를 이용하여 이동물체의 움직임을 감지한다.

보다 구체적으로, 사람의 움직임을 감지하기 위하여 마이크로웨이브 신호를 이용한다. 마이크로웨이브 신호는 온도, 습도, 빛 먼지 등과 같은 대기환경에 거의 영향을 받지 않고 연속적으로 보다 먼 거리를 측정할 수 있다. 10.5GHz 대역 X-band의 마이크로웨이브 신호를 이용할 수 있다.

상기 마이크로웨이브 신호를 이동물체를 향해 송신하고, 상기 이동물체로부터 반사되어 변질된 마이크로웨이브 신호를 수신할 수 있다. 송신된 마이크로웨이브 신호는 움직이는 물체와 충돌하면 신호의 특성이 변하는바, 상기 이동물체로부터 반사되어 변질된 마이크로웨이브 신호를 수신하여, 상기 이동물체를 감지할 수 있다. 상기 마이크로웨이브 신호의 송수신은 안테나를 이용할 수 있으며, 전방위 안테나를 이용할 수 있다. 상기 송신한 마이크로웨이브 신호와 수신한 마이크로웨이브 신호간의 관계를 이용하여 상기 이동물체의 정보를 검출할 수 있다.

증폭부(120)는 마이크로웨이브 모션 센서(110)로부터 출력되는 신호를 증폭한다.

보다 구체적으로, 마이크로웨이브 모션 센서(110)로부터 출력되는 신호를 바로 이용하기에 신호의 크기가 작을 수 있는바, 상기 신호를 증폭한다.

노이즈 필터부(130)는 상기 증폭된 신호의 노이즈를 제거한다.

보다 구체적으로, 마이크로웨이브 모션 센서(110)가 수신한 마이크로웨이브 신호에는 이동물체에 신호 이외의 다른 노이즈가 포함될 수 있으며, 이는 이동물체의 정보를 검출하는데 방해가 된다. 따라서, 상기 노이즈를 제거해 준다. 대역통과필터 등과 같은 다양한 필터들이 사용될 수 있다.

제어부(140)는 노이즈가 제거된 신호에 포함된 상기 이동물체의 정보를 이용하여, 엘이디 램프에 인가되는 전원을 제어한다.

보다 구체적으로, 상기 마이크로웨이브 신호를 이용하여 이동물체의 정보를 검출하고, 상기 이동물체의 정보를 이용하여 엘이디 램프(150)를 어떤 조명의 밝기로 어느 시간 동안 점등할지를 판단하고, 엘이디 램프(150)에 인가되는 전원을 제어한다. 제어부(140)에 대해서는 도 2에서 자세히 다루도록 한다.

엘이디 램프(150)는 제어부(140)에 의해 전원이 인가되어 점등된다.

보다 구체적으로, 엘이디 램프(150)는 전원이 인가됨으로써 점등되는데, 제어부(140)에 의해 제어되는 전원을 인가받음으로써 상황에 따라 다른 형태로 점등된다. 상기 전원은 엘이디용 SMPS(Switching Mode Power Supply, 교환 방식 전원 공급 장치)에 의해 인가될 수 있다. 이 경우, 제어부(140)는 상기 SMPS를 제어할 수 있다.

조명 감지부(160)는 외부환경의 조명도를 감지한다.

보다 구체적으로, 조명의 밝기를 외부환경에 맞게 변화시키기 위하여, 외부환경의 조명도를 이용할 수 있다. 해가 진 이후, 어느 정도의 햇빛이 존재하는 경우, 실시간으로 필요한 조명의 밝기가 달라질 수 있다. 상기 외부 환경의 조명에 따라 조명의 밝기를 조절하기 위하여 조명 감지부(160)는 외부환경의 조명도를 감지한다. 외부환경의 조명도를 이용하여 조명의 밝기를 조절하는 구성은 도 2에서 자세히 다루도록 한다.

마이크로웨이브 모션 센서(110), 증폭부(120), 노이즈 필터부(130), 제어부(140), 및 엘이디 램프(150)는 하나의 인쇄회로기판상에 구현될 수 있다.

보다 구체적으로, 하나의 인쇄기판상에 마이크로웨이브 모션 센서(110), 증폭부(120), 노이즈 필터부(130), 제어부(140), 및 엘이디 램프(150)를 배열함으로써, 일체형 엘이디 센서 등을 구현할 수 있으며, 각 구성간의 거리를 가까운바, 정확성을 높일 수 있다. 또한, 소형화가 가능하며, 무접점 방식으로 구현될 수 있다.

마이크로웨이브 모션 센서(110) 및 엘이디 램프(150)는 상기 인쇄회로기판의 일면에 위치하고, 증폭부(120), 노이즈 필터부(130), 및 제어부(140)는 상기 인쇄회로기판의 타면에 위치하며, 상기 인쇄회로기판의 양면은 비아 홀(via hole)를 통해 연결될 수 있다.

보다 구체적으로, 엘이디 센서 등의 크기를 소형화하기 위하여, 이동물체의 정보를 감지하기 위한 마이크로웨이브 모션 센서(110) 및 이동물체를 향해 조명을 점등하기 위한 엘이디 램프(150)를 일면에 위치시키고, 상기 이동물체의 정보를 처리하는 증폭부(120), 노이즈 필터부(130), 및 제어부(140)는 타면에 위치시킬 수 있다. 인쇄기판의 양면을 사용함으로써 인쇄회로기판의 크기를 줄일 수 있다. 상기 인쇄회로기판의 양면은 비아 홀을 이용하여 연결할 수 있다. 즉, 마이크로웨이브 모션 센서(110)와 증폭부(120), 및 제어부(140)와 엘이디 램프(150)를 비아 홀을 이용하여 연결할 수 있다.

도플러 원리와 마이크로웨이브 신호를 이용하여 무접점 스위치로 로직화하여 엘이디 센서 등을 일체형으로 구현함으로써, 기존 PIR(열감지) 센서 등 대비 에너지 전력 효율을 2배 이상 향상함과 동시에 오동작 비율을 200%이상 향상시킬 수 있다. 열, 온도, 소음, 습기, 기류, 먼지 등에 의한 열악한 환경과 같이 어떠한 환경에서도 사용이 가능하고 오동작이 거의 없다. 감지거리는 25~30 미터 이상 감지가 가능하고, 감지각도 또한, 120도 내지 130 이상의 각도의 완벽한 감지 구역을 형성하여 내부공간의 움직임을 감지할 수 있다. 천장 부착용으로 천장에 간편하게 설치할 수 있고, 유리창, 석고보드 등도 전파가 투과되므로 여러 용도로 다양하게 사용이 가능하다. 또한, 감지거리(range) 조절이 가능하다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 샌서 등의 제어부의 블록도이다.

제어부(140)는 거리산출부(141), 점등여부 판단부(142), 조명도 산출부(143), 및 조명시간 산출부(144)로 구성될 수 있다.

거리산출부(141)는 도플러 원리를 이용하여 상기 이동물체까지의 거리를 산출한다.

보다 구체적으로, 이동물체까지의 거리를 산출하기 위하여 도플러 원리를 이용한다. 도플러 효과는 전송된 신호가 이동하는 물체와 충돌하면, 상기 신호가 변질되는 효과로써, 도플러 원리는 상기 도플러 효과를 이용하여 이동물체로부터 반사되는 신호를 수신하여, 상기 이동물체의 정보를 감지하는 원리를 의미한다. 상기 도플러 원리를 이용함으로써 이동물체의 움직임을 감지하고, 이동물체의 이동방향과 이동속도를 검출할 수 있다.

거리산출부(141)는 상기 송신한 상기 마이크로웨이브 신호와 상기 수신한 변질된 마이크로웨이브 신호를 이용하여 상기 이동물체와의 거리를 산출할 수 있다. 즉, 마이크로웨이브 모션 센서(110)를 통해 송신된 신호와 마이크로웨이브 모션 센서(110)가 수신한 변질된 신호를 주파수 변환 및 합성을 통해, 상기 이동물체까지의 거리를 산출할 수 있다.

점등여부 판단부(142)는 상기 이동물체의 정보를 이용하여 엘이디 램프(150)의 점등이 필요한지 여부를 판단한다.

보다 구체적으로, 이동물체의 움직임이 감지되면, 상기 이동물체의 정보를 이용하여, 엘이디 램프(150)를 점등할 것인지를 판단한다. 움직임이 감지되었다고, 바로 엘이디 램프(150)를 점등하는 것이 아니고, 상기 움직임을 발생시킨 이동물체가 엘이디 램프(150)의 점등이 필요한 것인지를 판단할 수 있다. 상기 판단 결과, 엘이디 램프(150)의 점등 대상이 되는 경우에만 엘이디 램프(150)를 점등함으로써 불필요한 전력 낭비를 줄일 수 있다. 상기 이동물체의 정보는 이동물체까지의 거리, 이동물체의 이동속도, 이동방향, 또는 이동물체에 의해 반사된 신호의 크기 등을 포함할 수 있다. 이동물체의 움직임을 감지한 것으로 판단하는 이동물체까지의 거리를 조절할 수 있다. 상기 이동물체의 움직임을 감지한 것으로 판단하는 이동물체까지의 거리를 조절함으로써 불필요한 전력 소비를 방지할 수 있다.

점등여부 판단부(142)는 상기 이동물체와의 거리가 임계치 이내일 경우에만 엘이디 램프(150)의 점등이 필요한 것으로 판단하거나, 상기 이동물체가 사람인 경우에만 상기 엘이디 램프의 점등이 필요한 것으로 판단할 수 있다.

엘이디 램프(150)의 점등이 필요한지 여부를 판단하는 기준은 이동물체까지의 거리, 이동물체의 이동방향, 또는 마이크로웨이브 모션 센서(110)에서 출력되는 신호의 크기를 이용할 수 있다. 이동물체까지의 거리가 멀거나, 또는 이동방향이 멀어지는 방향이거나, 사람이 아닌 고양이 등에 따라 반사되는 신호일 경우 엘이디 램프(150)를 점등하지 않을 수 있다. 즉, 엘이디 램프(150)의 점등 대상이 되는 사람 또는 차량 등을 판단하여 엘이디 램프(150)를 점등한다. 상기 엘이디 램프(150)를 점등하는 기준은 미리 설정되어 있을 수 있다.

조명도 산출부(143)는 상기 이동물체까지의 거리에 따라 엘이디 램프의 조명도를 산출한다.

보다 구체적으로, 상기 이동물체까지의 거리가 멀면 엘이디 램프의 빛이 상기 이동물체까지 도달하는 정도가 적은바, 상기 이동물체까지의 거리에 따라 엘이디 램프의 조명도를 조절할 수 있다. 조명도 산출부(143)는 엘이디 램프(150)의 조명도를 조절하기 위하여, 엘이디 램프(150)의 조명도를 산출한다. 이동물체의 거리가 멀수록 엘이디 램프(150)의 조명도를 높이고, 이동물체의 거리가 짧을 수록 엘이디 램프(150)의 조명도를 낮출 수 있다.

또는, 조명도 산출부(143)는 상기 외부환경의 조명도를 이용하여 상기 조명도를 산출할 수 있다. 외부환경으로부터 제공되는 빛이 있는 경우, 조명 감지부(160)가 상기 외부환경의 조명도를 감지하여, 그 정도에 따라 엘이디 램프(150)의 조명도를 조절할 수 있다. 해가 지는 저녁의 경우, 약간의 조명이 있을 수 있는바, 엘이디 램프(150)의 조명을 불필요하게 높일 필요가 없다. 또한, 반대로, 낮이라고 하더라도, 외부환경의 빛이 적게 들어오거나, 날씨가 흐린 경우, 엘이디 램프(150)를 점등하고, 엘이디 램프(150)의 조명을 높일 수도 있다. 즉, 설치된 공간에 필요한 조명도를 미리 설정하고, 상기 외부환경의 조명도가 상기 공간에 필요한 조명도를 충족하지 못하는 경우, 엘이디 램프(150)의 조명으로 보완할 수 있다. 상기 공간에 필요한 조명도는 법에 따라 설정될 수 있고, 또는 설계에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 지하주차장법에 따라, 지하주차장의 조명도는 70Lux를 유지할 수 있도록 설정될 수 있다.

조명시간 산출부(144)는 상기 이동물체의 정보에 따라 조명시간을 산출한다.

보다 구체적으로, 이동물체의 움직임이 감지되면, 엘이디 램프(150)를 계속 점등하는 것이 아니고, 상황에 따라 일정 시간만을 점등하도록 할 수 있다. 엘이디 램프(150)가 설치된 공간의 특성에 맞게 미리 설정된 시간 동안 엘이디 램프(150)가 점등되도록 할 수 있다. 또는, 상기 이동물체의 정보를 이용하여 조명시간을 산출하고, 상기 산출된 조명시간만큼 엘이디 램프(150)를 점등할 수도 있다.

거리산출부(141)에서 산출된 이동물체와의 거리 및 상기 이동물체의 속도를 이용하여 조명시간을 산출할 수도 있다. 거리산출부(141)에서 산출한 이동물체까지의 거리와 이동물체의 속도를 이용하여 이동물체가 엘이디 램프(150)의 조명범위를 벗어나는 예상 시간을 산출하여 상기 산출된 예상 시간이상을 상기 조명시간으로 산출할 수 있다. 이동물체에 필요한 조명시간을 산출하여 해당 조명시간만큼 엘이디 램프(150)를 점등함으로써 전력 낭비를 최소화할 수 있다.

또는, 일정 시간당 상기 감지되는 이동물체의 수를 이용하여 조명시간을 산출할 수 있다. 설치된 장소에 따라 상기 장소를 통과하는 사람의 수가 다를 수 있고, 상기 통과하는 사람의 수에 따라 조명시간을 다르게 설정할 수 있다. 즉, 일정 시간당 감지되는 이동물체의 수를 이용하여 조명시간을 산출할 수 있다. 상기 일정시간당 감지되는 이동물체의 수가 많을수록 조명시간을 줄이고, 상기 일정시간당 감지되는 이동물체의 수가 적을수록 조명시간을 늘릴 수 있다. 또는 그 반대일 수도 있다. 미리 설정된 기준에 따라 조명시간을 다르게 설정할 수도 있다.

상기와 같이 구성되는 엘이디 센서 등을 이용한 조명 시스템을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 조명 시스템은 이동물체의 이동속도 및 이동방향에 따라 상기 이동물체의 이동경로를 산출하여, 상기 이동경로 상에 위치한 엘이디 센서 등을 점등하고, 상기 이동물체의 이동방향의 전방에 위치한 엘이디 센서 등의 조명의 밝기와 상기 이동물체의 이동방향의 후방에 위치한 엘이디 센서 등의 조명의 밝기를 다르게 조절하며, 상기 엘이디 센서 등은 하나의 인쇄회로기판상에 구현되는 것을 특징으로 할 수 있다.

보다 구체적으로, 힌 공간에 복수의 엘이디 센서 등을 설치하는 경우, 상기 엘이디 센서 등을 효율적으로 점등함으로써, 효율적인 조명 시스템을 제공할 수 있다. 상기 효율적인 조명 시스템을 제공하기 위하여, 이동물체의 이동속도 및 이동방향에 따라 상기 이동물체의 이동경로를 산출할 수 있다. 상기 산출된 이동물체의 이동경로에 위치한 복수의 엘이디 센서 등의 조명 밝기를 다르게 조절할 수 있다. 이동물체는 이동방향으로 시야를 보고 이동할 수 있는바, 상기 이동방향의 전방을 밝게 조명하고, 상기 이동방향의 후방의 경우, 이미 통과한 지역으로 조명이 불필요한바, 상기 이동방향의 후방은 상기 이동방향의 전방보다 어둡게 조명할 수 있다. 즉, 상기 이동방향의 전방은 고휘도로 조절하고, 상기 이동방향의 후방은 저휘도로 조절할 수 있다. 상기 조절되는 조명의 밝기는 미리 설정되어 있거나, 제어부(140)에 의해 제어될 수 있다.

엘이디 센서 등이 설치되는 공간의 크기와 상기 엘이디 램프가 커버할 수 있는 공간의 크기를 이용하여 상기 엘이디 센서 등이 설치되는 공간에 설치되는 상기 엘이디 센서 등의 수가 결정될 수 있다.

보다 구체적으로, 한 공간에 일정한 조명을 제공하기 위해서 각 엘이디 센서 등의 조명을 조절할 수도 있고, 또는 엘이디 센서 등의 수를 조절할 수도 있다. 즉, 엘이디 센서 등이 설치되는 공간의 크기를 상기 엘이디 램프가 커버할 수 있는 공간의 크기로 나누어, 상기 엘이디 센서 등이 설치되는 공간에 설치되는 상기 엘이디 센서 등의 수를 결정하고, 상기 엘이디 센서 등이 상기 공간 전체에 동일한 조명을 제공할 수 있도록 엘이디 센서 등을 배치할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 센서 등을 도시한 것이다.

모션센서가 이동물체로부터 반사된 마이크로웨이브 신호를 이용하여 이동물체의 움직임을 감지하고, 상기 수신한 신호를 증폭한 후, 하드웨어 필터를 통해 노이즈 제거를 수행한다. 상기 증폭되어 노이즈가 제거된 신호를 MCU에서 소프트웨어 필터를 통해 엘이디 조명여부를 판단하고, 거리산출 알고리즘을 통해 거리를 산출하며, 상기 이동물체의 정보를 통해 디밍을 제어한다. 상기 제어된 디밍결과를 이용하여 LED 램프를 점등하여 상기 이동물체에 조명을 제공한다. 상기 LED 램프는 LED용 SMPS에서 전원을 공급한다. MCU에서의 처리는 RS485 디버깅포트 또는 USB 디버깅 포트를 통해 외부에서 디버깅을 수행할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 센서 등을 점등하는 방법의 흐름도이다.

410단계는 마이크로웨이브 신호를 이용하여 이동물체의 움직임을 감지하는 단계이다.

보다 구체적으로, 마이크로웨이브 신호를 이동물체에 송신하고, 상기 이동물체에 반사되어 변질된 마이크로웨이브 신호를 수신하여 상기 이동물체의 움직이을 감지한다. 본 단계에 대한 상세한 설명은 도 1의 마이크로웨이브 모션 센서(110)에 대한 상세한 설명에 대응하는바, 도 1의 마이크로웨이브 모션 센서(110)에 대한 상세한 설명으로 대신한다.

420단계는 상기 이동물체의 움직임을 감지한 신호를 증폭하는 단계이다.

보다 구체적으로, 이동물체의 움직임을 감지한 마이크로웨이브 신호를 바로 이용하기에 신호크기가 작은바, 상기 신호를 증폭한다. 본 단계에 대한 상세한 설명은 도 1의 증폭부(120)에 대한 상세한 설명에 대응하는바, 도 1의 증폭부(120)에 대한 상세한 설명으로 대신한다.

430단계는 상기 증폭된 신호의 노이즈를 제거하는 단계이다.

보다 구체적으로, 상기 증폭된 신호에는 외부환경에 따른 노이즈가 포함되어 있을 수 있는바, 420단게에서 증폭된 신호의 노이즈를 제거한다. 본 단계에 대한 상세한 설명은 도 1의 노이즈 필터부(130)에 대한 상세한 설명에 대응하는바, 도 1의 노이즈 필터부(130)에 대한 상세한 설명으로 대신한다.

440단계는 상기 노이즈가 제거된 신호에 포함된 상기 이동물체의 정보를 이용하여, 엘이디 램프에 인가되는 전원을 제어하는 단계이다.

보다 구체적으로, 이동물체의 정보에 따라 엘이디 램프(150)의 조명의 밝기 또는 조명시간 등을 조절하여 엠이디 램프에 인가되는 전원을 제어한다. 본 단계에 대해서는 도 5에서 자세히 다루도록 한다.

450단계는 상기 제어된 전원을 인가하여 엘이디 램프를 점등하는 단계이다.

보다 구체적으로, 440단게에서 제어된 전원을 인가하여 엘이디 램프를 점등하여 이동물체에 조명을 제공한다. 본 단계에 대한 상세한 설명은 도 1의 엘이디 램프(150)에 대한 상세한 설명에 대응하는바, 도 1의 엘이디 램프(150)에 대한 상세한 설명으로 대신한다.

상기 410단계 내지 450단계는 하나의 인쇄회로기판상에 구현된 엘이디 센서 등에서 이루어진다. 하나의 인쇄회로기판상에서 이루어지는바, 무접점 구현이 가능하며, 신뢰성을 높일 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 램프에 인가되는 전원을 제어하는 방법의 흐름도이다.

510단계는 도플러 원리를 이용하여 상기 이동물체까지의 거리를 산출하는 단계이다.

보다 구체적으로, 송수신한 마이크로웨이브 신호에 도플러 원리를 적용하여 상기 이동물체까지의 거리를 산출한다. 상기 송신한 상기 마이크로웨이브 신호와 상기 수신한 변질된 마이크로웨이브 신호를 이용하여 상기 이동물체와의 거리를 산출할 수 있다. 본 단계에 대한 상세한 설명은 도 2의 거리산출부(141)에 대한 상세한 설명에 대응하는바, 도 2의 거리산출부(141)에 대한 상세한 설명으로 대신한다.

520단계는 상기 이동물체의 정보를 이용하여 상기 엘이디 램프의 점등이 필요한지 여부를 판단하는 단계이다.

보다 구체적으로, 이동물체가 조명을 제공할 대상인지를 판단하여, 상기 이동물체가 조명을 제공할 대상으로 판단되는 경우에만 조명을 제공할 수 있다. 상기 이동물체와의 거리가 임계치 이내일 경우에만 상기 엘이디 램프의 점등이 필요한 것으로 판단하거나, 상기 이동물체가 사람인 경우에만 상기 엘이디 램프의 점등이 필요한 것으로 판단할 수 있다. 본 단계에 대한 상세한 설명은 도 2의 점등여부 판단부(142)에 대한 상세한 설명에 대응하는바, 도 2의 점등여부 판단부(142)에 대한 상세한 설명으로 대신한다.

530단계는 상기 이동물체까지의 거리에 따라 상기 엘이디 램프의 조명도를 산출하는 단계이다.

보다 구체적으로, 이동물체에 제공되는 엘이디 램프의 조명도를 조절하여 전력 효율적으로 소비할 수 있다. 또는 외부환경의 조명도를 감지하는 단계를 더 포함하고, 상기 외부환경의 조명도를 이용하여 상기 조명도를 산출할 수도 있다. 본 단계에 대한 상세한 설명은 도 2의 조명도 산출부(143)에 대한 상세한 설명에 대응하는바, 도 2의 조명도 산출부(143)에 대한 상세한 설명으로 대신한다.

540단계는 상기 이동물체의 정보에 따라 조명시간을 산출하는 단계이다.

보다 구체적으로, 이동물체의 정보에 따라 조명시간을 조절하기 위하여 조명시간을 산출한다. 상기 산출된 이동물체와의 거리 및 상기 이동물체의 속도를 이용하여 조명시간을 산출하거나, 일정 시간당 상기 감지되는 이동물체의 수를 이용하여 조명시간을 산출할 수 있다. 본 단계에 대한 상세한 설명은 도 2의 조명시간 산출부(144)에 대한 상세한 설명에 대응하는바, 도 2의 조명시간 산출부(144)에 대한 상세한 설명으로 대신한다.

본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체 (magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체 (optical media), 플롭티컬 디스크 (floptical disk)와 같은 자기-광 매체 (magneto-optical media), 및 롬 (ROM), 램 (RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100: 엘이디 센서 등
110: 마이크로웨이브 모션 센서
120: 증폭부
130: 노이즈 필터부
140: 제어부
150: 엘이디 램프
160: 조명 감지부

Claims

마이크로웨이브 신호를 이용하여 이동물체의 움직임을 감지하는 마이크로웨이브 모션 센서;
상기 마이크로웨이브 모션 센서로부터 출력되는 신호를 증폭하는 증폭부;
상기 증폭된 신호의 노이즈를 제거하는 노이즈 필터부;
상기 노이즈가 제거된 신호에 포함된 상기 이동물체의 정보를 이용하여, 엘이디 램프에 인가되는 전원을 제어하는 제어부; 및
상기 제어부에 의해 전원이 인가되어 점등되는 엘이디 램프를 포함하고,
상기 제어부는,
도플러 원리를 이용하여 상기 이동물체까지의 거리를 산출하는 거리산출부;
상기 이동물체의 정보를 이용하여 상기 엘이디 램프의 점등이 필요한지 여부를 판단하는 점등여부 판단부;
상기 이동물체까지의 거리에 따라 상기 엘이디 램프의 조명도를 산출하는 조명도 산출부; 및
상기 산출된 이동물체와의 거리 및 상기 이동물체의 속도를 이용하여 상기 이동물체가 조명범위를 벗어나는 예상시간을 산출하고, 상기 산출된 예상시간을 상기 엘이디 램프의 조명시간으로 하는 조명시간 산출부를 포함하며,
하나의 인쇄회로기판상에 구현되는 것을 특징으로 하는 엘이디 센서 등.
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제 1 항에 있어서,
외부환경의 조명도를 감지하는 조명감지부를 더 포함하고,
상기 조명도 산출부는 상기 외부환경의 조명도를 이용하여 상기 조명도를 산출하는 것을 특징으로 하는 엘이디 센서 등.
제 1 항에 있어서,
상기 마이크로웨이브 모션 센서는,
상기 마이크로웨이브 신호를 상기 이동물체를 향해 송신하고, 상기 이동물체로부터 반사되어 변질된 마이크로웨이브 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 엘이디 센서 등.
제 4 항에 있어서,
상기 거리산출부는,
상기 송신한 상기 마이크로웨이브 신호와 상기 수신한 변질된 마이크로웨이브 신호를 이용하여 상기 이동물체와의 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 엘이디 센서 등.
제 1 항에 있어서,
상기 점등여부 판단부는,
상기 이동물체와의 거리가 임계치 이내일 경우에만 상기 엘이디 램프의 점등이 필요한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 엘이디 센서 등.
제 1 항에 있어서,
상기 점등여부 판단부는,
상기 이동물체가 사람인 경우에만 상기 엘이디 램프의 점등이 필요한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 엘이디 센서 등.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 조명시간 산출부는,
소정의 시간당 상기 감지되는 이동물체의 수를 이용하여 조명시간을 산출하는 것을 특징으로 하는 엘이디 센서 등.
제 1 항에 있어서,
상기 마이크로웨이브 모션 센서 및 상기 엘이디 램프는 상기 인쇄회로기판의 일면에 위치하고,
증폭부, 노이즈 필터부, 및 제어부는 상기 인쇄회로기판의 타면에 위치하며,
상기 인쇄회로기판의 양면은 비아 홀(via hole)를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 엘이디 센서 등.
이동물체의 이동속도 및 이동방향에 따라 상기 이동물체의 이동경로를 산출하여, 상기 이동경로 상에 위치한 엘이디 센서 등을 점등하고,
상기 이동물체의 이동방향의 전방에 위치한 엘이디 센서 등의 조명의 밝기와 상기 이동물체의 이동방향의 후방에 위치한 엘이디 센서 등의 조명의 밝기를 다르게 조절하며,
상기 엘이디 센서 등은 하나의 인쇄회로기판상에 구현되어,
마이크로웨이브 신호를 이용하여 상기 이동물체의 움직임을 감지하는 마이크로웨이브 모션 센서;
상기 마이크로웨이브 모션 센서로부터 출력되는 신호를 증폭하는 증폭부;
상기 증폭된 신호의 노이즈를 제거하는 노이즈 필터부;
상기 노이즈가 제거된 신호에 포함된 상기 이동물체의 정보를 이용하여, 엘이디 램프에 인가되는 전원을 제어하는 제어부; 및
상기 제어부에 의해 전원이 인가되어 점등되는 엘이디 램프를 포함하고,
상기 제어부는,
도플러 원리를 이용하여 상기 이동물체까지의 거리를 산출하는 거리산출부;
상기 이동물체의 정보를 이용하여 상기 엘이디 램프의 점등이 필요한지 여부를 판단하는 점등여부 판단부;
상기 이동물체까지의 거리에 따라 상기 엘이디 램프의 조명도를 산출하는 조명도 산출부; 및
상기 산출된 이동물체와의 거리 및 상기 이동물체의 속도를 이용하여 상기 이동물체가 조명범위를 벗어나는 예상시간을 산출하고, 상기 산출된 예상시간을 상기 엘이디 램프의 조명시간으로 하는 조명시간을 산출하는 조명시간 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
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하나의 인쇄회로기판상에 구현되는 것을 특징으로 하는 엘이디 센서 등을 점등하는 방법에 있어서,
마이크로웨이브 신호를 이용하여 이동물체의 움직임을 감지하는 단계;
상기 이동물체의 움직임을 감지한 신호를 증폭하는 단계;
상기 증폭된 신호의 노이즈를 제거하는 단계;
상기 노이즈가 제거된 신호에 포함된 상기 이동물체의 정보를 이용하여, 엘이디 램프에 인가되는 전원을 제어하는 단계; 및
상기 제어된 전원을 인가하여 엘이디 램프를 점등하는 단계를 포함하고,
상기 엘이디 램프에 인가되는 전원을 제어하는 단계는,
도플러 원리를 이용하여 상기 이동물체까지의 거리를 산출하는 단계;
상기 이동물체의 정보를 이용하여 상기 엘이디 램프의 점등이 필요한지 여부를 판단하는 단계;
상기 이동물체까지의 거리에 따라 상기 엘이디 램프의 조명도를 산출하는 단계; 및
상기 산출된 이동물체와의 거리 및 상기 이동물체의 속도를 이용하여 상기 이동물체가 조명범위를 벗어나는 예상시간을 산출하고, 상기 산출된 예상시간을 상기 엘이디 램프의 조명시간으로 하는 단계를 포함하는 방법.
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