KR101877621B1 - 기상 및 수면 유도 기능이 구비된 조명장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 특징에 따르면, 공급되는 구동전원의 전원특성에 따라 조명광의 색온도 및 조도가 조절되어 발광구동하는 LED모듈(100); 상용전원을 입력받아 상기 LED모듈(100)을 구동시키기 위한 구동전원의 형태로 변환하며, 제어신호에 따라 변환된 구동전원의 전원특성을 조절하여 LED모듈(100)에 공급하는 제1전원공급회로부(200); 및 현재시간을 측정하여 설정된 기상유도 작동시각(Ta)이 되면 설정된 기상유도 작동시간동안 조명광의 색온도 및 조도가 단계별로 점차 증가하는 형태의 기상유도조명이 제공되고, 설정된 수면유도 작동시각(Tb)이 되면 설정된 수면유도 작동시간동안 웜계열의 색온도를 갖는 조명광의 조도가 단계별로 점차 감소하는 형태의 수면유도조명이 제공되도록 상기 제1전원공급회로부(200)를 구동제어하는 제어부(400);를 포함하는 기상 및 수면 유도 기능이 구비된 조명장치가 제공된다.

Description

기상 및 수면 유도 기능이 구비된 조명장치{LIGHTING APPARATUS HAVING WAKE-UP AND SLEEP INDUCING FUNCTION}
본 발명은 기상 및 수면 유도 기능이 구비된 조명장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 설정된 기상시각 및 수면시각에 맞추어 조도 및 색온도가 점차적으로 증감하도록 조절되는 조명광을 제공하여 기상시나 수면시 적절한 뇌파발생을 유도하고 안정적인 생체리듬을 유지할 수 있도록 한 기상 및 수면 유도 기능이 구비된 조명장치에 관한 것이다.
일반적으로 이른 아침시각에 기상하고자 하는 경우 자명종이나 모바일 등의 알람기능을 이용하고 있다. 이러한 알람기능은 설정한 알람시각이 되면 알람음이 출력하고 사용자는 수면중에 이 알림음을 듣고 잠에서 깰 수 있었다.
그러나, 조용한 수면환경에서 일순간에 발생하는 고음의 알람음은 사용자를 각성시켜 잠에서 깨울 수만 있을 뿐, 호르몬리듬이나 체온리듬 등의 생체리듬은 급작스러운 신체변화를 따라가지 못해 내부부조화(Internal Dysynchronization)가 발생하면서 피로감 및 스트레스가 가중되는 문제점이 있었다.
또한, 이러한 문제점을 해결하고자 설정된 기상시각에 맞추어 점차적으로 조명광이 밝아지도록 동작하는 조명제어장치가 개시된 바 있으나 조명광의 밝기조절만으로는 생체리듬의 자연스러운 변화를 유도하는데 한계가 발생하는 문제점이 있었다.
한편, 최근에는 조명장치를 이용하여 단순히 조명기능을 제공하는 것 이외에 발광된 조명광의 색상을 조절하여 사용자의 감성에 맞는 실내 분위기를 다양하게 연출할 수 있는 색상 조절기능이나 사용자의 조작 또는 주변조도에 따라 조명광의 밝기를 조절하여 전력소모를 절감하기 위한 디밍기능 등의 부가적인 성능이 구비된 조명장치가 개시된 바 있다.
그러나, 종래의 조명장치는 조명광의 색감과 조명밝기를 각각 별도로 제어하도록 구동되어 단순히 여러 색상의 조명광이 하나의 조명장치에서 출력되도록 한 것이며, 조명광의 색온도와 그에 따른 밝기를 일정비율로 출력되도록 함으로써 사용자의 뇌파변화를 유도하고 이에 따른 뇌기능이 활성화되도록 하는 뇌파리듬 조절 조명장치는 개발된 바가 없다.
또한, 실내에 설치되는 조명장치의 경우 천장에는 램프가 배치되고 벽체에는 조명장치로의 전원공급(점등)과 전원차단(소등) 조작을 위한 전원스위치가 배치되며, 램프와 전원스위치 사이에는 벽체와 천장을 따라 전원공급을 위한 전기선이 매립되었다.
그러나, 색상(색온도) 조절기능이나 디밍기능 등의 부가적인 성능을 구현하기 위해서는 사용자의 취향에 따라 색상이나 디밍상태를 조작하기 위한 제어스위치가 벽체 등에 설치된 상태로 램프와 연결되어야 하기 때문에 부가적인 배선공사가 불가피하며 제어스위치의 제어신호에 따라 동작을 구현시키기 위한 복잡한 회로로 구성된 제어회로가 장착되므로 제품비용이 대폭 상승하는 문제점이 있었다.
공개특허공보 제10-2008-0101259호(2008.11.21), 조명 제어장치. 공개실용신안 공보 제20-2008-0005330호(2008.11.12), LED 감성조명장치.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 설정된 기상시각 및 수면시각에 맞추어 점차적으로 증감하도록 조절되는 조도와 함께 각 상황에 부합되는 뇌파발생을 유도할 수 있도록 조명광의 색온도를 조절하여 조화로운 생체리듬을 유지할 수 있으며 자연스러운 기상 및 수면을 유도할 수 있는 기상 및 수면 유도 기능이 구비된 조명장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 특징에 따르면, 공급되는 구동전원의 전원특성에 따라 조명광의 색온도 및 조도가 조절되어 발광구동하는 LED모듈(100); 상용전원을 입력받아 상기 LED모듈(100)을 구동시키기 위한 구동전원의 형태로 변환하며, 제어신호에 따라 변환된 구동전원의 전원특성을 조절하여 LED모듈(100)에 공급하는 제1전원공급회로부(200); 및 현재시간을 측정하여 설정된 기상유도 작동시각(Ta)이 되면 설정된 기상유도 작동시간동안 조명광의 색온도 및 조도가 단계별로 점차 증가하는 형태의 기상유도조명이 제공되고, 설정된 수면유도 작동시각(Tb)이 되면 설정된 수면유도 작동시간동안 웜계열의 색온도를 갖는 조명광의 조도가 단계별로 점차 감소하는 형태의 수면유도조명이 제공되도록 상기 제1전원공급회로부(200)를 구동제어하는 제어부(400);를 포함하는 기상 및 수면 유도 기능이 구비된 조명장치가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 LED모듈(100)은 웜화이트 계열의 조명광을 제공하는 제1광원부(110) 및, 쿨화이트 계열의 조명광을 제공하는 제2광원부(120)를 포함하며, 상기 제1전원공급회로부(200)는 제어부(400)의 제어신호에 따라 상기 제1광원부(110)와 제2광원부(120)로 공급되는 전류의 공급비를 조절하여 각 단계별로 요구되는 색온도기준값에 부합되도록 조명광의 색온도를 증감시키고 상기 제1광원부(110)와 제2광원부(120)로 공급되는 전류의 공급비를 유지한 상태에서 전류공급량을 조절하여 기상유도조명 및 수면유도조명의 각 단계별로 요구되는 조도기준값에 부합되도록 조명광의 조도를 증감시키는 것을 특징으로 하는 기상 및 수면 유도 기능이 구비된 조명장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 LED모듈(100)은, R,G,B 각 발광소자를 이용하여 컬러조명광을 제공하는 제3광원부(130)를 더 포함하고, 상기 제1전원공급회로부(200)는 제어부(400)의 제어신호에 따라 R,G,B 각 발광소자에 공급되는 전류의 공급비를 조절하여 LED모듈(100)로부터 발광되는 조명광의 색상을 조절하는 것을 특징으로 하는 기상 및 수면 유도 기능이 구비된 조명장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 사용자 조작에 따라 수면준비시작 신호를 생성하여 상기 제어부(400)로 출력하는 수면준비시작키(511)를 포함하는 입력부(510); 및 사용자가 수면하는 위치에 근접배치되어 사용자가 잠들었을 때 입이나 코에서 발생되는 수면음성을 측정하는 마이크(520);를 더 포함하고, 상기 제어부(400)는, 사용자의 수면음성을 판별하기 위한 수면음성 기준파형 데이터가 저장되고, 상기 마이크(520)로부터 측정된 수면음성의 측정파형데이터와 상기 수면음성 기준파형데이터를 비교하여 사용자의 수면시작 시각을 산출하며, 상기 수면준비시작 신호가 입력된 시각으로부터 산출된 수면시작 시각까지의 소요된 수면준비 소요시간을 산출하고, 일정횟수 산출된 수면준비 소요시간의 평균값을 상기 수면유도 작동시간으로 설정하여 설정된 수면유도 작동시간시간동안 조명광의 조도가 점차적으로 감소하도록 LED모듈(100)을 구동제어하는 것을 특징으로 하는 기상 및 수면 유도 기능이 구비된 조명장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 LED모듈(100)의 조명광과 실내로 유입되는 외부광에 의해 변화되는 주변조도를 감지하는 조도센서(530);를 더 포함하고, 상기 제어부(400)는 기저장된 기상유도조명의 각 단계별 사용자 제공조도 기준데이터와 상기 조도센서(530)의 주변조도 측정데이터가 일치되도록 상기 LED모듈(100)의 조명광의 조도를 조절하여 상기 외부광의 변화를 보상하는 것을 특징으로 하는 기상 및 수면 유도 기능이 구비된 조명장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 전원입력라인(L) 상에 회로연결된 전원스위치(540)의 OFF/ON 동작에 따라 선택적으로 상용전원이 입력되는 전원입력단(310)과, 상기 제1광원부(110)가 연결되는 제1출력단(321) 및, 상기 제2광원부(120)가 연결되는 제2출력단(322)을 포함하는 전원출력단(320)과, 인가된 상용전원을 직류형태로 정류하는 정류부(340)와, 정류된 직류전원을 입력받아 구동전원의 형태로 변환하여 출력하며, 상기 직류전원이 입력되면 동작신호를 출력하는 구동제어부(350) 및, 상기 구동제어부(350)로부터 구동전원과 동작신호를 각각 입력받으며, 설정시간 내에 입력되는 동작신호의 입력횟수에 따라 상기 제1출력단(321)으로만 구동전원을 출력하는 제1조명모드, 상기 제2출력단(322)으로만 구동전원을 출력하는 제2조명모드 및, 상기 제1출력단(321)과 제2출력단(322)으로 동시에 구동전원을 출력하는 제3조명모드로 순차동작되도록 구동제어하는 모드구동부(360)를 포함하는 제2전원공급회로부(300);를 더 포함하는 기상 및 수면 유도 기능이 구비된 조명장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제1광원부(110)는 구동전원이 입력되면 제1뇌파 발생을 유도하는 제1색온도의 조명광을 제공하고, 상기 제2광원부(120)는 구동전원이 입력되면 제2뇌파 발생을 유도하는 제2색온도의 조명광을 제공하며, 상기 모드구동부(360)는 상기 제3조명모드시 제1출력단(321)과 제2출력단(322)으로 동시에 구동전원을 출력하여 제1광원부(110)와 제2광원부(120)의 동시 점등에 따라 제1색온도와 제2색온도가 혼합되면서 제3뇌파발생을 유도하는 크기의 제3색온도의 조명을 제공하는 것을 특징으로 기상 및 수면 유도 기능이 구비된 조명장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 모드구동부(360)는, 상기 구동제어부(350)로부터 구동전원이 인가되는 회로라인(L3) 상에 병렬로 회로연결되는 제1저항(R23), 제2저항(R30) 및 제3저항(R35)을 포함하는 저항부(365)와, 상기 설정시간 내에 입력핀(5)으로 입력되는 상기 동작신호의 입력횟수에 따라 구분되는 제어신호를 제1출력핀(8) 및 제2출력핀(2)으로 각각 출력하는 제어IC(U5)와, 상기 제1출력단(321)으로 구동전원이 인가되는 제1회로라인(L1) 상에 회로연결되고 상기 제1출력핀(8)으로부터 입력되는 제어신호에 따라 스위칭동작하여 상기 제1회로라인(L1)을 개폐하고 스위칭신호를 출력하는 제1스위칭부(361)와, 상기 제2출력단(322)으로 구동전원이 인가되는 제2회로라인(L2) 상에 회로연결되고 상기 제2출력핀(2)으로부터 입력되는 제어신호에 따라 스위칭동작하여 상기 제2회로라인(L2)을 개폐하고 스위칭신호를 출력하는 제2스위칭부(362)와, 상기 제1스위칭부(361)로부터 입력되는 스위칭신호에 따라 스위칭동작하여 상기 제3저항(R35)을 회로라인으로부터 선택적으로 개방시키는 제3스위칭부(RY1) 및, 상기 제2스위칭부(362)로부터 입력되는 스위칭신호에 따라 스위칭동작하여 상기 제2저항(R30)을 회로라인으로부터 선택적으로 개방시키는 제4스위칭부(RY2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기상 및 수면 유도 기능이 구비된 조명장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제어IC(U5)는, 상기 제1조명모드에서 상기 제1회로라인(L1), 제2저항(R30)및 제3저항(R35)은 각각 도통시키고 상기 제2회로라인(L2)은 개방시키기 위한 제어신호를 출력하여 상기 제1광원부(110)를 제1밝기로 점등시키기 위한 구동전압이 제1출력단(321)에서 출력되도록 제어하고, 제2조명모드에서 상기 제1회로라인(L1), 제2저항(R30) 및 제3저항(R35)은 각각 개방시키고 상기 제2회로라인(L2)은 도통시키기 위한 제어신호를 출력하여 상기 제2광원부(120)를 제2밝기로 점등시키기 위한 구동전압이 상기 제2출력단(322)에서 출력되도록 제어하며, 제3조명모드에서 상기 제1회로라인(L1), 제2회로라인(L2), 제3저항(R35)은 각각 도통시키고 상기 제2저항(R30)은 개방시키기 위한 제어신호를 출력하여 상기 제1광원부(110)와 제2광원부(120)를 제3밝기로 점등시키기 위한 구동전압이 상기 제1출력단(321)과 제2출력단(322)에서 각각 출력되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기상 및 수면 유도 기능이 구비된 조명장치가 제공된다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면,
첫째, 현재시간을 측정하여 설정된 기상유도 작동시각(Ta)이 되면 설정된 기상유도 작동시간동안 조명광의 색온도 및 조도가 단계적으로 점차 증가하는 형태의 기상유도조명을 제공하고, 설정된 수면유도 작동시각(Tb)이 되면 설정된 수면유도 작동시간동안 웜화이트 계열의 색온도를 갖는 조명광의 조도가 단계적으로 점차 감소하는 형태의 기상유도조명을 제공함으로써, 각 상황에 부합되는 뇌파발생을 유도할 수 있으며 체온리듬이나 호르몬리듬 등의 생체리듬이 점차적으로 변화하도록 유도하여 자연스러운 기상 및 수면을 유도할 수 있다.
둘째, 상기 수면유도 작동시간동안에는 청색광을 점차적으로 감소시켜 웜화이트 계열의 색온도를 갖는 조명광을 어두운 조도로 제공할 수 있으므로 뇌를 이완시켜 알파파를 증대시키고 수면에 필요한 멜라토닌 호르몬의 분비를 촉진시킬 수 있으며, 상기 수면유도 작동시간동안에는 청색광을 점차적으로 증가시켜 쿨화이트 계열의 색온도를 갖는 조명광을 밝은 조도로 제공할 수 있으므로 뇌를 각성시켜 SMR파나 베타파를 증대시키고 상기 멜라토닌 호르몬의 분비를 억제시킬 수 있다.
셋째, 사용자가 잠들었을 때 입이나 코에서 발생되는 수면음성을 측정하여 사용자의 수면시작 시각 및 수면준비 소요시간을 산출하고, 일정횟수 산출된 수면준비 소요시간의 평균값을 상기 수면유도 작동시간으로 설정할 수 있으므로 사용자별로 최적화된 맞춤형 수면유도조명을 제공할 수 있다.
넷째, 상기 LED모듈(100)의 조명광과 실내로 유입되는 외부광에 의해 변화되는 주변조도를 감지하고, 기저장된 기상유도조명의 각 단계별 사용자 제공조도 기준데이터와 측정된 주변조도가 일치되도록 LED모듈(100)의 조명광의 조도를 조절하여 상기 외부광의 변화를 보상할 수 있으므로, 날씨나 계절 변화에 따라 실내로 유입되는 외부광이 변화하더라도 사용자의 자연스러운 기상유도에 필요한 실내밝기를 유지할 수 있다.
다섯째, 사용자의 조작에 따라 상황에 적합한 뇌기능이 활성화되도록 뇌파변화를 유도하기 위한 색온도의 조명광을 발광구동시킬 수 있으며, 별도의 제어스위치가 설치될 필요없이 전원스위치의 OFF/ON 동작만으로 색온도를 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기상 및 수면 유도 기능이 구비된 조명장치가 실내에 설치된 상태를 나타낸 개략도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기상 및 수면 유도 기능이 구비된 조명장치의 기능적 구성을 나타낸 블럭도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED모듈의 다양한 형태를 나타낸 저면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기상유도조명의 각 단계별 조도기준값 및 색온도기준값을 예시한 그래프,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수면유도조명의 각 단계별 조도기준값 및 색온도기준값을 예시한 그래프,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 입력부, 조도센서, 마이크의 구성을 나타낸 개략도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제2전원공급회로부가 조명장치의 기능적 구성을 나타낸 블럭도,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제2전원공급회로부의 회로구성을 나타낸 회로도,
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제2전원공급회로부의 각 조명모드별 각 부의 동작상태를 나타낸 테이블표이다.
상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기상 및 수면 유도 기능이 구비된 조명장치(1)는 실내에 설치되어 설정된 기상시각 및 수면시각에 맞추어 조화로운 생체리듬을 유지할 수 있으며 자연스러운 기상 및 수면을 유도할 수 있도록 조명광의 조도 및 색온도가 자동 조절되는 조명장치로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 LED모듈(100), 제1전원공급회로부(200) 및 제어부(400)를 포함하여 구비된다.
먼저, 상기 LED모듈(100)은 조명광을 제공하는 발광수단으로서, 제1전원공급회로부(200)로부터 공급되는 구동전원의 전원특성에 따라 조명광의 색온도 및 조도가 조절되어 발광구동한다.
여기서, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 LED모듈(100)은 2,500K 내지 3,500K에 해당하는 웜화이트 계열의 조명광을 제공하는 제1광원부(110)와, 6,000K 내지 7,000K에 해당하는 쿨화이트 계열의 조명광을 제공하는 제2광원부(120) 및, 각 광원부(110,120)를 실장하는 PCB(140)를 포함하여 구비될 수 있다.
또한, 상기 LED모듈(100)은 도 3의 (a)와 같이 전체 발광영역 내에서 일측 발광영역에는 제1광원부(110)가 장착되고 나머지 타측 발광영역에 제2광원부(120)가 장착되는 형태로 분할 배치되어 각 광원부(110,120)가 선택적으로 점등제어되면서 다양한 색온도 및 조도를 구현할 수 있으며, 도 3의 (b)와 같이 전체 발광영역 내에서 제1광원부(110)와 제2광원부(120)가 라인형태로 교호 배치될 수도 있다.
더불어, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이 상기 LED모듈(100)은 R,G,B 각 발광소자를 이용하여 컬러조명광을 제공하는 제3광원부(130)를 더 포함하여 구비될 수도 있다.
상기 제1전원공급회로부(200)는 LED모듈(100)에 구동전원을 공급하는 회로구성으로서, 상용전원을 입력받아 상기 LED모듈(100)을 구동시키기 위한 구동전원의 형태로 변환하며, 제어신호에 따라 변환된 구동전원의 전원특성을 조절하여 LED모듈(100)에 공급한다.
여기서, 상기 구동전원의 전원특성을 조절함은, LED모듈(100)의 색온도 및 조도를 조절하기 위해 인가되는 구동전원의 전류값, 전압값 또는 주파수값(PWM) 등을 조절하는 것을 의미한다.
또한, 상기 제1전원공급회로부(200)는 제어부(400)의 제어신호에 따라 상기 제1광원부(110)와 제2광원부(120)로 공급되는 전류의 공급비를 조절하여 각 단계별로 요구되는 색온도기준값에 부합되도록 조명광의 색온도를 증감시키고 상기 제1광원부(110)와 제2광원부(120)로 공급되는 전류의 공급비를 유지한 상태에서 전류공급량을 조절하여 기상유도조명 및 수면유도조명의 각 단계별로 요구되는 조도기준값에 부합되도록 조명광의 조도를 증감시킬 수 있다.
더불어, 상기 LED모듈(100)에 제3광원부(130)이 포함된 경우, 상기 제1전원공급회로부(200)는 제어부(400)의 제어신호에 따라 R,G,B 각 발광소자에 공급되는 전류의 공급비를 조절하여 LED모듈(100)로부터 발광되는 조명광의 색상을 조절할 수 있다.
상기 제어부(400)는 사용자의 조작에 따라 입력부(510)를 통해 입력되는 사용입력신호를 기반으로 설정된 프로그래밍된 사항에 따라 LED모듈(100)을 통해 기상유도조명 및 수면유도조명이 제공되도록 제1전원공급회로부(200)를 구동제어하는 마이크로 컨트롤러로서, 현재시간을 측정하여 설정된 기상유도 작동시각(Ta)이 되면 설정된 기상유도 작동시간동안 조명광의 색온도 및 조도가 단계별로 점차 증가하는 형태의 기상유도조명이 제공되고, 설정된 수면유도 작동시각(Tb)이 되면 설정된 수면유도 작동시간동안 웜계열의 색온도를 갖는 조명광의 조도가 단계별로 점차 감소하는 형태의 수면유도조명이 제공되도록 상기 제1전원공급회로부(200)를 구동제어한다.
여기서, 상기 기상유도 작동시간은 기상유도조명이 제공되는 동작시간이며, 상기 기상유도 작동시각(Ta)은 사용자가 기상하고자 하는 기상시각(WT, Wake-up Time)으로부터 기상유도조명이 제공되는 기상유도 작동시간만큼 이전에 설정되어 기상유도조명이 발광구동하기 시작하는 시각을 의미한다.
또한, 상기 수면유도 작동시간은 수면유도조명이 제공되는 동작시간이며, 상기 수면유도 작동시각(Tb)은 사용자가 입면하고자 하는 취침시각(ST, Sleep Time)으로부터 수면유도조명이 제공되는 수면유도 작동시간만큼 이전에 설정되어 수면유도조명이 발광구동하기 시작하는 시각을 의미한다.
도 4를 참고하면, 기상유도 작동시간은 1' 30"(1분 30초)이며 사용자가 07:00에 기상하고자 기상유도 작동시각(Ta)이 06:58' 30"에 설정되고 기상유도조명이 4단계로 구분되어 동작되도록 설정된 경우, 상기 제어부(400)는 현재시간을 측정하여 기상유도 작동시각(Ta)으로 설정된 06:58' 30"가 되면 제1전원공급회로부(200)를 구동제어하여 10Lux의 조도와 3,000K의 색온도를 갖는 1단계 조명광이 동작시간으로 설정된 10초간 발광구동하도록 한다.
이어서, 1단계 동작시간이 경과되면 06:58' 40"부터 06:59' 00"까지 50Lux의 조도와 4,000K의 색온도를 갖는 2단계 조명광이 설정된 20초간 발광구동하도록 하고, 2단계 동작시간이 경과되면 06:59' 00"부터 06:59' 30"까지 300Lux의 조도와 5,000K의 색온도를 갖는 3단계 조명광이 설정된 30초간 발광구동하도록 하며, 3단계 동작시간이 경과되면 06:59' 30"부터 기상시각인 07:00' 00"까지 700Lux의 조도와 6,500K의 색온도를 갖는 조명광이 설정된 30초간 발광구동하도록 제어한다.
여기서, 상기 4단계에서의 조명광은 수면호르몬인 멜라토닌의 분비를 억제하고 의식을 각성시킬 수 있는 6,000K 내지 7,000K(바람직하게는 6,500K)의 쿨화이트 계열의 조명광인 것이 바람직하다.
한편, 도 5를 참고하면, 수면유도 작동시간은 30'(30분)이며 사용자가 21:00'에 취침하고자 수면유도 작동시각(Tb)이 21:00'에 설정되고 수면유도조명이 3단계로 구분되어 동작되도록 설정된 경우, 상기 제어부(400)는 현재시간을 측정하여 수면유도 작동시각(Tb)으로 설정된 20:30'이 되면 제2전원공급회로부(300)를 구동제어하여 100Lux의 조도와 3,000K의 색온도를 갖는 1단계 조수면유도조명이 동작시간으로 설정된 10분간 발광구동하도록 한다.
이어서, 1단계 동작시간이 경과되면 20:40'부터 20:50'까지 30Lux의 조도와 3,000K의 색온도를 갖는 2단계 수면유도조명이 설정된 10분깐 발광구동하도록 하며, 2단계 동작시간이 경과되면 20:50'부터 취침시각인 21:00'까지 1Lux의 조도와 3,000K의 색온도를 갖는 조명광이 설정된 10분간 발광구동하도록 제어한다.
여기서, 각 단계에서의 조명광은 수면호르몬인 멜라토닌의 분비를 촉진시킬 수 있는 2,500K 내지 3,500K(바람직하게는 3,000K)의 웜화이트 계열의 조명광인 것이 바람직하다.
이와 같은 LED모듈(100), 제1전원공급회로부(200) 및 제어부(400)의 조합된 구성으로 인해, 현재시간을 측정하여 설정된 기상유도 작동시각(Ta)이 되면 설정된 기상유도 작동시간동안 조명광의 색온도 및 조도가 단계적으로 점차 증가하는 형태의 기상유도조명을 제공하고, 설정된 수면유도 작동시각(Tb)이 되면 설정된 수면유도 작동시간동안 웜화이트 계열의 색온도를 갖는 조명광의 조도가 단계적으로 점차 감소하는 형태의 수면유도조명을 제공함으로써, 각 상황에 부합되는 뇌파발생을 유도할 수 있으며 체온리듬이나 호르몬리듬 등의 생체리듬이 점차적으로 변화하도록 유도하여 자연스러운 기상 및 수면을 유도할 수 있다.
또한, 상기 수면유도 작동시간동안에는 청색광을 점차적으로 감소시켜 웜화이트 계열의 색온도를 갖는 조명광을 어두운 조도로 제공할 수 있으므로 뇌를 이완시켜 알파파를 증대시키고 수면에 필요한 멜라토닌 호르몬의 분비를 촉진시킬 수 있으며, 상기 기상유도 작동시간동안에는 청색광을 점차적으로 증가시켜 쿨화이트 계열의 색온도를 갖는 조명광을 밝은 조도로 제공할 수 있으므로 뇌를 각성시켜 SMR파나 베타파를 증대시키고 상기 멜라토닌 호르몬의 분비를 억제시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조명장치(1)는 각 사용자별로 상이한 수면준비 소요시간을 고려하여 사용자별 최적화된 수면유도조명이 제공되도록 동작될 수 있다.
이를 위해, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 입력부(510)에는 사용자 조작에 따라 수면준비시작 신호를 생성하여 상기 제어부(400)로 출력하는 수면준비시작키(511)가 구비되고, 사용자가 수면하는 위치에 근접배치되어 사용자가 잠들었을 때 입이나 코에서 발생되는 수면음성을 측정하는 마이크(520)를 더 포함하여 구비될 수 있다.
또한, 상기 제어부(400)는, 사용자의 수면음성을 판별하기 위한 수면음성 기준파형 데이터가 저장되고, 상기 마이크(520)로부터 측정된 수면음성의 측정파형데이터와 상기 수면음성 기준파형데이터를 비교하여 사용자의 수면시작 시각을 산출하며, 상기 수면준비시작 신호가 입력된 시각으로부터 산출된 수면시작 시각까지의 소요된 수면준비 소요시간을 산출하고, 일정횟수 산출된 수면준비 소요시간의 평균값을 상기 수면유도 작동시간으로 설정하여 설정된 수면유도 작동시간시간동안 조명광의 조도가 점차적으로 감소하도록 LED모듈(100)을 구동제어한다.
이와 같이, 사용자가 잠들었을 때 입이나 코에서 발생되는 수면음성을 측정하여 사용자의 수면시작 시각 및 수면준비 소요시간을 산출하고, 일정횟수 산출된 수면준비 소요시간의 평균값을 상기 수면유도 작동시간으로 설정할 수 있으므로 사용자별로 최적화된 맞춤형 수면유도조명을 제공할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조명장치(1)는 상기 LED모듈(100)의 조명광과 실내로 유입되는 외부광에 의해 변화되는 주변조도를 감지하는 조도센서(530)를 더 포함하여 구비될 수 있다.
또한, 상기 제어부(400)는 기저장된 기상유도조명의 각 단계별 사용자 제공조도 기준데이터와 상기 조도센서(530)의 주변조도 측정데이터가 일치되도록 상기 LED모듈(100)의 조명광의 조도를 조절하여 상기 외부광의 변화를 보상할 수 있다.
이에 따라, 상기 LED모듈(100)의 조명광과 실내로 유입되는 외부광에 의해 변화되는 주변조도를 감지하고, 기저장된 기상유도조명의 각 단계별 사용자 제공조도 기준데이터와 측정된 주변조도가 일치되도록 LED모듈(100)의 조명광의 조도를 조절하여 상기 외부광의 변화를 보상할 수 있으므로, 날씨나 계절 변화에 따라 실내로 유입되는 외부광이 변화하더라도 사용자의 자연스러운 기상유도에 필요한 실내밝기를 유지할 수 있다.
한편, 도 7을 참고하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조명장치(1)는 상기 제1전원공급회로부(200)에 의해 LED모듈(100)에 구동전원이 공급되는 방식 이외에 사용자의 조작에 따라 상황에 적합한 뇌기능이 활성화되도록 뇌파변화를 유도하기 위한 색온도의 조명광을 발광구동시킬 수 있도록 제2전원공급회로부(300)를 더 포함하여 구비될 수 있다.
상기 제2전원공급회로부(300)는 도시된 바와 같이 조명장치(1)의 점등과 소등을 조작하기 위해 설치장소의 벽체 등에 설치되는 통상의 전원스위치(540)와 천정이나 벽체 등에 설치되어 인가되는 구동전원에 따라 발광구동하는 LED모듈(100) 사이에 회로연결된다.
여기서, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제2전원공급회로부(300)는 전원입력라인(L) 상에 회로연결된 전원스위치(540)의 OFF/ON 동작에 따라 선택적으로 상용전원이 입력되는 전원입력단(310)과, 상기 제1광원부(110)가 연결되는 제1출력단(321) 및, 상기 제2광원부(120)가 연결되는 제2출력단(322)을 포함하는 전원출력단(320)과, 인가된 상용전원을 직류형태로 정류하는 정류부(340)와, 정류된 직류전원을 입력받아 구동전원의 형태로 변환하여 출력하며, 상기 직류전원이 입력되면 동작신호를 출력하는 구동제어부(350) 및, 상기 구동제어부(350)로부터 구동전원과 동작신호를 각각 입력받으며, 설정시간 내에 입력되는 동작신호의 입력횟수에 따라 상기 제1출력단(321)으로만 구동전원을 출력하는 제1조명모드, 상기 제2출력단(322)으로만 구동전원을 출력하는 제2조명모드 및, 상기 제1출력단(321)과 제2출력단(322)으로 동시에 구동전원을 출력하는 제3조명모드로 순차동작되도록 구동제어하는 모드구동부(360)를 포함하여 회로구성된다.
먼저, 상기 전원입력단(310)은 전원스위치(540)를 통해 인가되는 상용전원이 인가되는 입력단으로서, 전원입력라인(L, 도 7,8 참고) 상에 회로연결된 전원스위치(540)의 OFF/ON 동작에 따라 선택적으로 상용전원이 인가된다. 즉, 전원스위치(540)가 ON 동작되면 회로가 도통되어 전원공급원으로부터 인가된 상용전원이 전원입력라인(L)를 통해 공급되고, 전원스위치(540)가 OFF 동작되면 회로가 개방되어 상용전원의 공급이 차단된다.
상기 전원출력단(320)은 구동제어부(350)에 의해 변환된 구동전원을 인가받아 LED모듈(100)에 공급하는 출력단으로서, 제1색온도의 조명광을 출력하는 제1광원부(110)가 연결된 제1출력단(321) 및, 제2색온도의 조명광을 출력하는 제2광원부(120)가 연결된 제2출력단(322)을 포함한다. 여기서, 상기 제1색온도는 제1뇌파 발생을 유도하는 크기의 색온도이고 상기 제2색온도는 제2뇌파 발생을 유도하는 크기의 색온도이다.
상기 정류부(340)는 인가되는 교류형태의 상용전원을 직류전원의 형태로 정류하는 회로구성으로, 전단에는 입력전원에 포함된 서지전압이나 노이즈 신호 등의 유해성분을 필터링하기 위한 필터부(330)가 회로구성될 수 있다.
상기 구동제어부(350)는 정류된 직류전원을 입력받아 각 광원부(110,120)를 구동시키기 위한 구동전원의 형태로 변환하는 회로구성으로서, 변환된 구동전원을 전원출력단(320)으로 출력하며 상기 직류전원이 입력되면 모드구동부(360)로 동작신호를 출력한다. 여기서, 구동제어부(350)는 전원스위치(540)의 매 OFF/ON 동작시마다 직류전원이 입력되면 매번 동작신호를 출력하도록 동작한다.
상기 모드구동부(360)는, 서로 다른 색온도를 갖는 각 광원부(110,120)가 선택적으로 발광구동하도록 제어하여 조명기구에서 발산하는 조명광의 전체적인 색온도를 조절하는 제어회로로서, 상기 구동제어부(350)로부터 구동전원과 동작신호를 각각 입력받으며, 설정시간 내에 입력되는 동작신호의 입력횟수에 따라 상기 제1출력단(321)으로만 구동전원을 출력하는 제1조명모드, 상기 제2출력단(322)으로만 구동전원을 출력하는 제2조명모드 및, 상기 제1출력단(321)과 제2출력단(322)으로 동시에 구동전원을 출력하는 제3조명모드로 순차동작되도록 구동제어한다.
여기서, 상기 모드구동부(360)는 제3조명모드시 제1출력단(321)과 제2출력단(322)으로 동시에 구동전원을 출력하여 제1광원부(110)과 제2광원부(120)의 동시 점등에 따라 제1색온도와 제2색온도가 혼합되면서 제3뇌파 발생을 유도하는 크기의 제3색온도의 조명광을 제공하도록 한다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이 모드구동부(360)에는 구동제어부(350)로부터 구동전원이 인가되는 회로라인(L3) 상에 병렬로 회로연결되는 제1저항(R23), 제2저항(R30) 및 제3저항(R35)을 포함하는 저항부(365)를 더 포함하여 구비되며, 모드구동부(360)는 각 조명모드별로 각 저항별로 회로연결된 회로라인을 개폐시키면서 전체 저항값을 자동조절하여 각 조명모드별로 서로 다른 조명밝기의 조명광이 제공되도록 제어한다.
더불어, 상기 제1뇌파는 사용자의 집중도를 증대시키는 SMR파나 베타파이고 이와 매칭되는 제1색온도는 6,500K(범위 6,000K 내지 7,000K)의 크기를 갖는 색온도일 수 있으며, 상기 제2뇌파는 안정도를 증대시키는 델타파나 세타파이고 이와 매칭되는 제2색온도는 3,000K(범위 2,500K 내지 3,500K)의 크기를 갖는 색온도일 수 있다. 이에 따라 상기 제1색온도가 출력되는 경우 조명영역에 위치한 사용자에게는 학습이나 업무 등의 상황에서 유익한 집중도를 증대시킬 수 있으며, 제2색온도가 출력되는 경우 사용자에게 휴식이나 취침 등의 상황에서 유익한 안정도를 증대시킬 수 있다.
또한, 상기 제1광원부(110)과 제2광원부(120)가 동시에 발광하여 출력되는 제3뇌파는 사용자의 활동성을 증대시키는 알파파이고 이와 매칭되는 제3색온도는 4,500K(범위 4,000K 내지 5,000K)의 크기를 갖는 색온도일 수 있으며, 이에 따라 상기 제3색온도가 출력되는 경우 조명영역에 위한 사용자에게는 평상시 상황에서 활동성을 증대시킬 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 설정시간 내에 상기 전원스위치(540)가 한 번 OFF/ON 동작하여 구동제어부(350)에서 모드구동부(360)로 동작신호가 1회 입력된 경우 제1조명모드로 동작되도록 제어되는데, 상기 제1조명모드에서는 학습이나 업무 등의 상황에서 유익한 집중도를 증대시킬 수 있는 활성조명이 제공되도록, 모드구동부(360)는 상기 제3밝기(예를 들면, 500Lx) 대비 130% 내지 150%의 크기를 갖는 제1밝기(예를 들면, 700Lx)로 점등시키기 위한 구동전원을 제1광원부(110)로 공급하며, 이에 따라 상기 제1광원부(110)는 SMR파 또는 베타파를 유도하는 6,000K 내지 7,000K 크기를 갖는 제1색온도의 조명광을 제1밝기로 출력한다. 이때 상기 제2광원부(120)는 점등되지 않는다.
또한, 설정시간 내에 상기 전원스위치(540)가 두 번 OFF/ON 연속 동작하여 구동제어부(350)에서 동작신호가 2회 입력된 경우 제2조명모드로 동작되도록 제어되는데, 상기 제2조명모드에서는 휴식이나 업무 등의 상황에서 유익한 안정도를 증대시킬 수 있는 휴식조명이 제공되도록, 상기 모드구동부(360)는 상기 제3밝기 대비 40% 내지 60%의 크기를 갖는 제2밝기(예를 들면, 250Lx)로 점등시키기 위한 구동전원을 제2광원부(120)로 공급하며, 이에 따라 제2광원부(120)는 세타파 또는 델타파를 유도하는 2,500K 내지 3,500K 크기를 갖는 제2색온도의 조명광을 제2밝기로 출력한다. 이때 상기 제1광원부(110)는 점등되지 않는다.
더불어, 설정시간 내에 상기 전원스위치(540)가 세 번 OFF/ON 연속 동작하여 구동제어부(350)에서 동작신호가 3회 입력된 경우 상기 제3조명모드에서는 평상시 상황에서 유익한 활동성을 증대시킬 수 있는 상시조명이 제공되도록, 상기 모드구동부(360)는 제3밝기의 크기로 점등시키기 위한 구동전원을 제1광원부(110)과 제2광원부(120)에 동시 공급하며, 이에 따라 제1광원부(110)과 제2광원부(120)는 제1색온도와 제2색온도가 혼합되면서 사용자의 알파파를 유도하는 4,000K 내지 5,000K 크기를 갖는 색온도의 조명광을 제3밝기로 출력한다.
이러한 상황별 적합한 색온도 및 조명밝기 자동조절 기능을 구현하기 위해, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 모드구동부(360)는 제어IC(U5), 제1스위칭부(361), 제2스위칭부(362), 제3스위칭부(RY1) 및 제4스위칭부(RY2)를 더 포함하여 회로구성된다.
상기 제어IC(U5)는 설정시간 내에 입력핀(5)으로 입력되는 구동제어부(350)의 동작신호의 입력횟수에 따라 구분되는 제어신호를 제1출력핀(8) 및 제2출력핀(2)으로 각각 출력한다.
이러한 제어IC(U5)로는 TC2608 모델의 IC소자를 이용할 수 있으며, 상기 입력핀(5)에는 소정의 용량값을 갖는 콘덴서(EC4)가 회로연결되며, 상기 콘덴서(EC4)는 동작신호가 입력되면 소정 시간 충전되고 충전이 완료되면 방전하여 상기 입력핀(5)으로 신호를 입력한다.
이에 상기 제어IC(U5)는 최초 동작신호가 입력된후 상기 콘덴서(EC4)의 방전에 따라 입력핀(5)으로 신호가 입력될때까지 추가적으로 입력되는 동작신호를 카운터하여 각 조명모드를 결정하며 추가적인 입력신호가 없으면 Reset되어 초기상태로 돌아간다. 즉, 상기 설정시간은 콘덴서(EC4)의 충전용량값에 따라 증감될 수 있다.
또한, 상기 제어IC(U5)는 동작신호의 입력횟수에 따라 구분되는 제어신호를 출력하는데, 예를 들어, 동작신호가 1회 입력된 제1조명모드에서는 제1출력핀(8)으로 0V, 제2출력핀(2)으로 0.7V의 제어신호를 출력하고, 2회 입력된 제2조명모드에서는 제1출력핀(8)으로 0.7V, 제2출력핀(2)으로 0V의 제어신호를 출력하며, 3회 입력된 제3조명모드에서는 제1출력핀(8)과 제2출력핀(2)으로 각각 0V의 제어신호를 출력하도록 동작한다.
상기 제1스위칭부(361)는 제1출력단(321)으로 구동전원이 인가되는 제1회로라인(L1) 상에 회로연결되고 제어IC(U5)의 제1출력핀(8)으로부터 입력되는 제어신호에 따라 스위칭동작하여 상기 제1회로라인(L1)을 개폐하고 제3스위칭부(RY1)로 스위칭신호를 출력한다.
여기서, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제1스위칭부(361)는 두 개의 스위칭소자(Q2,Q3)로 이루어질 수 있는데, 하나의 스위칭소자(Q2)는 베이스단이 제어IC(U5)의 제1출력핀(8)에 연결되고 컬렉트단이 제3스위칭부(RY1)의 코일(C)의 입력단에 연결되며 이미터단은 제2스위칭부(362)의 스위칭소자(Q4)의 이미터단과 전원입력단(310) 간의 접점에 연결되도록 회로배치된다.
또한, 다른 하나의 스위칭소자(Q3)는 게이트단이 스위칭소자(Q2)의 컬렉터단에 연결되고 소스단이 스위칭소자(Q2)의 이미터단에 연결되며 드레인단이 제1출력단(321)에 연결되도록 회로배치된다.
상기 제2스위칭부(362)는 제2출력단(322)으로 구동전원이 인가되는 제2회로라인(L2) 상에 회로연결되고 제어IC(U5)의 제2출력핀(2)으로부터 입력되는 제어신호에 따라 스위칭동작하여 상기 제2회로라인(L2)을 개폐하고 제4스위칭부(RY2)로 스위칭신호를 출력한다.
여기서, 상기 제2스위칭부(362)도 제1스위칭부(361)와 마찬가지로 두 개의 스위칭소자(Q4,Q5)로 이루어질 수 있는데, 하나의 스위칭소자(Q4)는 베이스단이 제어IC(U5)의 제2출력핀(2)에 연결되고 컬렉트단이 제4스위칭부(RY2)의 코일(C)의 입력단에 연결되며 이미터단은 제1스위칭부(361)의 스위칭소자(Q3)의 이미터단에 연결되도록 회로배치된다.
또한, 다른 하나의 스위칭소자(Q5)는 게이트단이 스위칭소자(Q4)의 컬렉터단에 연결되고 소스단이 스위칭소자(Q4)의 이미터단에 연결되며 드레인단이 제2출력단(322)에 연결되도록 회로배치된다.
상기 제3스위칭부(RY1)는 제1스위칭부(361)로부터 입력되는 스위칭신호에 따라 스위칭동작하여 상기 제3저항(R35)을 회로라인으로부터 선택적으로 개방시킨다.
여기서, 도면에서와 같이 상기 제3스위칭부(RY1)는 입력단이 스위칭소자(Q2)의 컬렉트단에 연결되고 출력단이 스위칭소자(Q3)의 드레인단과 제1출력단(121,DC-)간의 접점에 연결되어 입력신호에 따라 자기장을 형성하는 코일(c) 및, 입력단자(I)는 제1저항(R23)의 출력단에 연결되고 a단자(개방단자,a)는 회로 개방되고 b단자(도통단자,b)는 상기 제3저항(R35)의 출력단에 연결되며 초기 a접점(개방) 상태에서 상기 코일(c)에 자기장이 형성되면 b접점(도통) 상태로 스위칭동작되는 스위치를 포함하여 회로구성된다.
상기 제4스위칭부(RY2)는 제2스위칭부(362)로부터 입력되는 스위칭신호에 따라 스위칭동작하여 제2저항(R30)을 회로라인으로부터 선택적으로 개방시킨다.
여기서, 제3스위칭부(RY1)와 마찬가지로 제4스위칭부(RY2)는 입력단이 스위칭소자(Q4)의 컬렉트단에 연결되고 출력단이 스위칭소자(Q5)의 드레인단과 제2출력단(122,DC-)간의 접점에 연결되어 입력신호에 따라 자기장을 형성하는 코일(c) 및, 입력단자(I)는 제1저항(R23)의 출력단에 연결되고 a단자(a)는 회로 개방되고 b단자(b)는 상기 제2저항(R30)의 출력단에 연결되며 초기 b접점(도통) 상태에서 상기 코일(c)에 자기장이 형성되면 a접점 상태로 스위칭동작되는 스위치를 포함하여 회로구성된다.
상기 제어IC(U5)는 상기 제1조명모드에서 제1회로라인(L1), 제2회로라인(L2), 제2저항(R30) 및 제3저항(R35)은 각각 도통시키고 상기 제2회로라인(L2)은 개방시키기 위한 제어신호를 출력하여 상기 제1광원부(110)를 제1밝기로 점등시키기 위한 구동전압이 제1출력단(321)에서 출력되도록 제어한다.
도 8 및 도 9를 참고하여 보다 구체적으로 설명하면 전원스위치(540)가 한 번 OFF/ON 동작하여 입력핀(5)으로 동작신호가 1회 입력되면, 제어IC(U5)의 제1출력핀(8)으로는 0V의 제어신호가 출력되어 제1스위칭부(361)의 스위칭소자(Q2)는 OFF 동작하고 스위칭소자(Q3)는 ON 동작되면서 제3스위칭부(RY1)를 구동하여 a접점 상태에서 b접점 상태로 스위치동작되며, 이에 따라 제3저항(R35)이 제1저항(R23)와 병렬로 회로연결되고 스위칭소자(Q3)의 ON 동작에 의해 제1회로라인(L1)이 도통된다.
또한, 상기 제어IC(U5)의 제2출력핀(2)으로는 0.7V의 제어신호가 출력되어 제2스위칭부(362)의 스위칭소자(Q4)가 ON 동작하고 스위칭소자(Q5)는 OFF 동작되면서 제4스위칭부(RY2)는 구동되지 않고 b접점 상태를 유지하게 되며, 이에 따라 제2저항(R30)이 제1저항(R23)와 병렬로 회로연결되고 스위칭소자(Q5)의 OFF 동작에 의해 제2회로라인(L2)은 개방된다.
이에 따라, 상기 제1저항(R23), 제2저항(R30) 및 제3저항(R35)의 병렬연결에 따른 분배 전압이 제1출력단(321)에 인가되어 제1색온도의 제1광원부(110)가 제1밝기로 점등되며, 제2출력단(322)은 개방되면서 구동전원이 인가되지 않아 제2광원부(120)는 소등상태를 유지한다.
또한, 상기 제어IC(U5)는 상기 제2조명모드에서 제2회로라인(L2), 제2저항(R30) 및 제3저항(R35)는 개방시키고 상기 제1회로라인(L1)은 도통시키기 위한 제어신호를 출력하여 상기 제2광원부(120)을 제2밝기로 점등시키기 위한 구동전압이 제2출력단(322)에서 출력되도록 제어한다.
보다 구체적으로 설명하면 전원스위치(540)가 두 번 OFF/ON 연속 동작하여 설정시간 내에 입력핀(5)으로 동작신호가 2회 입력되면, 제어IC(U5)의 제1출력핀(8)으로는 0.7V의 제어신호가 출력되어 제1스위칭부(361)의 스위칭소자(Q2)는 ON 동작하고 스위칭소자(Q3)는 OFF 동작되면서 제3스위칭부(RY1)는 구동되지 않고 a접점 상태를 유지하게 되며, 이에 따라 제3저항(R35)의 회로연결이 개방되고 스위칭소자(Q3)의 OFF 동작에 의해 제1회로라인(L1)이 개방된다.
또한, 상기 제어IC(U5)의 제2출력핀(2)으로는 0V의 제어신호가 출력되어 제2스위칭부(362)의 스위칭소자(Q4)가 OFF 동작하고 스위칭소자(Q5)는 ON 동작되면서 제4스위칭부(RY2)를 구동하여 b접점 상태에서 a접점 상태로 스위칭동작되며, 제2저항(R30)의 회로연결이 개방되고 스위칭소자(Q5)의 ON 동작에 의해 제2회로라인(L2)이 도통된다.
이에 따라, 상기 제1저항(R23)에 의해 전압강하된 전압이 제2출력단(322)에 인가되어 제2색온도의 제2광원부(120)가 가장 어두운 제2밝기로 점등되며, 제1출력단(321)은 개방되면서 구동전원이 인가되지 않아 제1광원부(110)는 소등상태를 유지한다.
더불어, 상기 제어IC(U5)는 상기 제3조명모드에서 제1회로라인(L1), 제2회로라인(L2), 제3저항(R35)은 각각 도통시키고 상기 제2저항(R30)은 개방시키기 위한 제어신호를 출력하여 상기 제1광원부(110)과 제2광원부(120)을 제3밝기로 점등시키기 위한 구동전압이 제1출력단(321)과 제2출력단(322)에 각각 출력되도록 제어한다.
보다 구체적으로 설명하면 전원스위치(540)가 세 번 OFF/ON 연속 동작하여 설정시간 내에 입력핀(5)으로 동작신호가 3회 입력되면, 제어IC(U5)의 제1출력핀(8)으로는 0V의 제어신호가 출력되어 제1스위칭부(361)의 스위칭소자(Q2)는 OFF 동작하고 스위칭소자(Q3)는 ON 동작되면서 제3스위칭부(RY1)를 구동하여 a접점 상태에서 b접점 상태로 스위치동작되며, 이에 따라 제3저항(R35)이 제1저항(R23)와 병렬로 회로연결되고 스위칭소자(Q3)의 ON 동작에 의해 제1회로라인(L1)이 도통된다.
또한, 상기 제어IC(U5)의 제2출력핀(2)으로는 0V의 제어신호가 출력되어 제2스위칭부(362)의 스위칭소자(Q4)가 OFF 동작하고 스위칭소자(Q5)는 ON 동작되면서 제4스위칭부(RY2)를 구동하여 b접점 상태에서 a접점 상태로 스위칭동작되며, 제2저항(R30)의 회로연결이 개방되고 스위칭소자(Q5)의 ON 동작에 의해 제2회로라인(L2)이 도통된다.
이에 따라, 상기 제1저항(R23)과 제2저항(R30)의 병렬연결에 따른 분배 전압이 제1출력단(321)과 제2출력단(322)에 인가되어 제1색온도의 제1광원부(110)와 제2색온도의 제2광원부(120)가 제1밝기와 제2밝기의 중간밝기인 제3밝기로 점등된다. 또한, 제1광원부(110)과 제2광원부(120)가 동시에 점등되면서 제1색온도과 제2색온도가 혼합된 제3색온도의 조명광에 제공될 수 있게 된다.
이와 같이, 상기 저항부에 포함된 제1저항(R23), 제2저항(R30) 및 제3저항(R35)의 저항값을 이용하여 색온도가 순차적으로 출력되면서 저항값에 따른 전압강하를 통해 각 광원부(110,120)로 공급되는 구동전압의 크기를 조절할 수 있으므로 색온도와 함께 조명의 밝기를 디밍제어할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
1...조명장치 100...LED모듈
110...제1광원부 120...제2광원부
200...제1전원공급회로부 300...제2전원공급회로부
400...제어부 510...입력부
520...마이크 530...조도센서

Claims (4)

  1. 제1뇌파 발생을 유도하는 제1색온도의 조명광을 제공하는 제1광원부(110) 및, 제2뇌파 발생을 유도하는 제2색온도의 조명광을 제공하는 제2광원부(120)를 포함하며, 공급되는 구동전원의 전원특성에 따라 조명광의 색온도 및 조도가 조절되어 발광구동하는 LED모듈(100);
    상용전원을 입력받아 상기 LED모듈(100)을 구동시키기 위한 구동전원의 형태로 변환하며, 제어신호에 따라 변환된 구동전원의 전원특성을 조절하여 LED모듈(100)에 공급하는 제1전원공급회로부(200);
    전원입력라인(L) 상에 회로연결된 전원스위치(540)의 OFF/ON 동작에 따라 선택적으로 상용전원이 입력되는 전원입력단(310)과, 상기 제1광원부(110)가 연결되는 제1출력단(321) 및, 상기 제2광원부(120)가 연결되는 제2출력단(322)을 포함하는 전원출력단(320)과, 인가된 상용전원을 직류형태로 정류하는 정류부(340)와, 정류된 직류전원을 입력받아 구동전원의 형태로 변환하여 출력하며, 상기 직류전원이 입력되면 동작신호를 출력하는 구동제어부(350) 및, 상기 구동제어부(350)로부터 구동전원과 동작신호를 각각 입력받으며 설정시간 내에 입력되는 동작신호의 입력횟수에 따라 상기 제1출력단(321)으로만 구동전원을 출력하는 제1조명모드, 상기 제2출력단(322)으로만 구동전원을 출력하는 제2조명모드 및, 상기 제1출력단(321)과 제2출력단(322)으로 동시에 구동전원을 출력하는 제3조명모드로 순차동작되도록 구동제어하는 모드구동부(360)를 포함하는 제2전원공급회로부(300); 및
    현재시간을 측정하여 설정된 기상유도 작동시각(Ta)이 되면 설정된 기상유도 작동시간동안 조명광의 색온도 및 조도가 단계별로 점차 증가하는 형태의 기상유도조명이 제공되고, 설정된 수면유도 작동시각(Tb)이 되면 설정된 수면유도 작동시간동안 웜계열의 색온도를 갖는 조명광의 조도가 단계별로 점차 감소하는 형태의 수면유도조명이 제공되도록 상기 제1전원공급회로부(200)를 구동제어하는 제어부(400);를 포함하며,
    상기 모드구동부(360)는, 상기 구동제어부(350)로부터 구동전원이 인가되는 회로라인(L3) 상에 병렬로 회로연결되는 제1저항(R23), 제2저항(R30) 및 제3저항(R35)을 포함하는 저항부(365)와, 상기 설정시간 내에 입력핀(5)으로 입력되는 상기 동작신호의 입력횟수에 따라 구분되는 제어신호를 제1출력핀(8) 및 제2출력핀(2)으로 각각 출력하는 제어IC(U5)와, 상기 제1출력단(321)으로 구동전원이 인가되는 제1회로라인(L1) 상에 회로연결되고 상기 제1출력핀(8)으로부터 입력되는 제어신호에 따라 스위칭동작하여 상기 제1회로라인(L1)을 개폐하고 스위칭신호를 출력하는 제1스위칭부(361)와, 상기 제2출력단(322)으로 구동전원이 인가되는 제2회로라인(L2) 상에 회로연결되고 상기 제2출력핀(2)으로부터 입력되는 제어신호에 따라 스위칭동작하여 상기 제2회로라인(L2)을 개폐하고 스위칭신호를 출력하는 제2스위칭부(362)와, 상기 제1스위칭부(361)로부터 입력되는 스위칭신호에 따라 스위칭동작하여 상기 제3저항(R35)을 회로라인으로부터 선택적으로 개방시키는 제3스위칭부(RY1) 및, 상기 제2스위칭부(362)로부터 입력되는 스위칭신호에 따라 스위칭동작하여 상기 제2저항(R30)을 회로라인으로부터 선택적으로 개방시키는 제4스위칭부(RY2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기상 및 수면 유도 기능이 구비된 조명장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    사용자 조작에 따라 수면준비시작 신호를 생성하여 상기 제어부(400)로 출력하는 수면준비시작키(511)를 포함하는 입력부(510); 및
    사용자가 수면하는 위치에 근접배치되어 사용자가 잠들었을 때 입이나 코에서 발생되는 수면음성을 측정하는 마이크(520);를 더 포함하고,
    상기 제어부(400)는, 사용자의 수면음성을 판별하기 위한 수면음성 기준파형 데이터가 저장되고, 상기 마이크(520)로부터 측정된 수면음성의 측정파형데이터와 상기 수면음성 기준파형데이터를 비교하여 사용자의 수면시작 시각을 산출하며, 상기 수면준비시작 신호가 입력된 시각으로부터 산출된 수면시작 시각까지의 소요된 수면준비 소요시간을 산출하고, 일정횟수 산출된 수면준비 소요시간의 평균값을 상기 수면유도 작동시간으로 설정하여 설정된 수면유도 작동시간시간동안 조명광의 조도가 점차적으로 감소하도록 LED모듈(100)을 구동제어하는 것을 특징으로 하는 기상 및 수면 유도 기능이 구비된 조명장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 LED모듈(100)의 조명광과 실내로 유입되는 외부광에 의해 변화되는 주변조도를 감지하는 조도센서(530);를 더 포함하고,
    상기 제어부(400)는 기저장된 기상유도조명의 각 단계별 사용자 제공조도 기준데이터와 상기 조도센서(530)의 주변조도 측정데이터가 일치되도록 상기 LED모듈(100)의 조명광의 조도를 조절하여 상기 외부광의 변화를 보상하는 것을 특징으로 하는 기상 및 수면 유도 기능이 구비된 조명장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제어IC(U5)는,
    상기 제1조명모드에서 상기 제1회로라인(L1), 제2저항(R30)및 제3저항(R35)은 각각 도통시키고 상기 제2회로라인(L2)은 개방시키기 위한 제어신호를 출력하여 상기 제1광원부(110)를 제1밝기로 점등시키기 위한 구동전압이 제1출력단(321)에서 출력되도록 제어하고,
    제2조명모드에서 상기 제1회로라인(L1), 제2저항(R30) 및 제3저항(R35)은 각각 개방시키고 상기 제2회로라인(L2)은 도통시키기 위한 제어신호를 출력하여 상기 제2광원부(120)를 제2밝기로 점등시키기 위한 구동전압이 상기 제2출력단(322)에서 출력되도록 제어하며,
    제3조명모드에서 상기 제1회로라인(L1), 제2회로라인(L2), 제3저항(R35)은 각각 도통시키고 상기 제2저항(R30)은 개방시키기 위한 제어신호를 출력하여 상기 제1광원부(110)와 제2광원부(120)를 제3밝기로 점등시키기 위한 구동전압이 상기 제1출력단(321)과 제2출력단(322)에서 각각 출력되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기상 및 수면 유도 기능이 구비된 조명장치.
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