KR102125021B1 - 자연광과 인공 조명을 이용한 하이브리드 디밍 제어 장치 - Google Patents

자연광과 인공 조명을 이용한 하이브리드 디밍 제어 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102125021B1
KR102125021B1 KR1020180086260A KR20180086260A KR102125021B1 KR 102125021 B1 KR102125021 B1 KR 102125021B1 KR 1020180086260 A KR1020180086260 A KR 1020180086260A KR 20180086260 A KR20180086260 A KR 20180086260A KR 102125021 B1 KR102125021 B1 KR 102125021B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
artificial
sunlight
artificial lighting
dimming
Prior art date
Application number
KR1020180086260A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200011320A (ko
Inventor
한태곤
Original Assignee
주식회사 선포탈
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 선포탈 filed Critical 주식회사 선포탈
Priority to KR1020180086260A priority Critical patent/KR102125021B1/ko
Publication of KR20200011320A publication Critical patent/KR20200011320A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102125021B1 publication Critical patent/KR102125021B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V14/00—Controlling the distribution of the light emitted by adjustment of elements
    • F21V14/06—Controlling the distribution of the light emitted by adjustment of elements by movement of refractors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S11/00—Non-electric lighting devices or systems using daylight
    • F21S11/002—Non-electric lighting devices or systems using daylight characterised by the means for collecting or concentrating the sunlight, e.g. parabolic reflectors or Fresnel lenses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V14/00—Controlling the distribution of the light emitted by adjustment of elements
    • F21V14/08—Controlling the distribution of the light emitted by adjustment of elements by movement of the screens or filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/04—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches
    • F21V23/0435—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches activated by remote control means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/04—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches
    • F21V23/0442—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches activated by means of a sensor, e.g. motion or photodetectors
    • F21V23/0464—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches activated by means of a sensor, e.g. motion or photodetectors the sensor sensing the level of ambient illumination, e.g. dawn or dusk sensors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 자연광과 인공 조명을 이용한 하이브리드 디밍 제어 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 설정된 실내 조도를 유지하기 위해 자연광과 인공 조명을 혼용하여 이용하되 광 유입부에 광량 조절 수단을 구비하여 정밀한 조도 제어가 가능한 하이브리드 디밍 제어 장치에 관한 것이다.

Description

자연광과 인공 조명을 이용한 하이브리드 디밍 제어 장치 {Hybrid Diming Control Device}
본 발명은 자연광과 인공 조명을 이용한 하이브리드 디밍 제어 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 설정된 실내 조도를 유지하기 위해 자연광과 인공 조명을 혼용하여 이용하되 광 유입부에 광량 조절 수단을 구비하여 정밀한 조도 제어가 가능한 하이브리드 디밍 제어 장치에 관한 것이다.
태양광을 이용한 자연 채광 시스템은 태양광 집광 장치를 통해 태양광을 집광하고 광 전송 장치를 통해 상기 집광된 태양광을 손실 없이 실내 공간으로 전송할 수 있는 친환경 에너지 시스템이다.
현재까지 연구개발 되었거나 상용화된 자연 채광 시스템(태양 집광 시스템 포함)은 크게 광덕트를 이용한 고정식 채광 시스템과 태양 추적식 렌즈(구면렌즈 또는 프레넬 렌즈)를 이용하여 집광하는 시스템 등이 활용되고 있다.
광덕트를 이용한 고정식 채광시스템의 경우 태양추적 방식에 비하여 태양광의 집광 효율을 낮으나, 천공의 상태(기상상태)에 큰 영향 없이 채광이 가능한 장점이 있으며, 반대로 태양 추적방식 시스템의 경우 태양이 있는 청천공 또는 부분 담천공에만 채광이 가능하고 집광효율이 높은 장점이 있다.
두 종류의 채광시스템의 우수성을 단순 비교하기는 어려우며, 이러한 장단점을 감안하여 고정식 채광시스템의 경우 실내 전반조명용으로 활용되고 태양추적식의 경우 실내 국부 조명용으로 활용되어지고 있다.
특히 태양추적식 자연채광시스템은 집광원리에 따라 반사거울방식(평면 또는 곡면 반사체)과 렌즈방식으로 구분되며, 광전송 방식에 따라서는 반사거울방식과 광섬유방식으로 구분된다.
반사거울 방식의 경우 별도의 집광부 없이 반사거울에 의한 태양광 전송으로 원거리 전송에 유리하지만, 반사거울의 크기와 광전송 공간이 충분히 확보되어야 하는 문제가 있으며, 렌즈방식의 경우 광섬유를 이용한 광전송으로 인하여 광전송 거리의 한계(20m 내외)와 광섬유의 경제성의 한계로 실용성이 떨어지는 문제가 있다.
상기와 같이 전송에 의한 광 손실을 최소화하기 위해 고광속의 직진 평행광을 생성하고, 굴곡부를 모듈화하고 릴레이 렌즈를 통해 광 손실을 최소화하면서 장거리 전송이 가능한 자연 채광 조명 시스템이 공지된 바 있다.
종래의 자연 채광 조명 시스템은 태양광에 의한 조도 확보가 가능한 상황에서는 효과가 매우 우수하지만, 비가 오거나 흐린 날씨와 같이 태양광에 의한 조도 확보가 어려운 경우에는 실내 조도 확보가 어렵기 때문에 인공 조명을 활용할 수 밖에 없다.
그러나, 종래의 자연 채광 조명 시스템은 태양광에 의한 조도 확보가 어려운 상황에 단순히 인공 조명을 적용하는 방식을 채택하기 때문에 태양광과 인공 조명을 효율적으로 이용할 수 없는 문제가 있었다.
또한, 종래의 자연 채광 조명 시스템은 태양광에 의한 조도를 최대한 이용할 수 있지만 유저의 필요에 따라 실내 조도를 감소시키기 위한 디밍 제어가 어려운 문제가 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 설정된 실내 조도를 유지하기 위해 자연광과 인공 조명을 혼용하여 이용하되 광 유입부에 광량 조절 수단을 구비하여 정밀한 조도 제어가 가능한 하이브리드 디밍 제어 장치를 제공하는 데 있다.
특히, 태양광의 조도 상태에 따라 인공 조명을 지능형으로 이용하고 작동 조건 별 디밍 제어를 통해 에너지 효율을 높일 수 있는 하이브리드 디밍 제어 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 태양광과 인공 조명을 이용한 하이브리드 디밍 제어 장치는 광 유입구를 통해 유입된 태양광, 인공조명 또는 태양광과 인공조명을 혼합하여 실내로 유입될 조도를 조절하여 광 유출구를 통해 출사하는 디밍 프레임과 상기 디밍 프레임 일 측면에 형성된 인공 조명과 상기 디밍 프레임의 광 유출구에 형성되어 광량을 조절하는 광량 조절 수단과 상기 인공 조명과 광량 조절 수단의 동작을 제어하여 조도를 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 광 유입구에 형성되어 태양광의 조도를 측정하는 조도 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 디밍 프레임 내에는 상기 인공 조명이 턴온된 경우 상기 인공 조명을 상기 광 유출구를 통해 전송하는 인공 조명 전송수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 인공 조명 전송수단은 상기 인공 조명을 반사시켜 확산광을 평행광으로 변환하는 분기미러와; 인공 조명이 턴온되는 경우에만 상기 분기미러를 디밍 프레임내에 위치시키는 전동 댐퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 분기미러는 분기 미러 재료가 반사 뿐만 아니라, 투과가 가능하도록 투과율을 조절하여 분기 미러가 태양광의 투과와 인공 조명의 반사를 동시에 수행할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분기미러는 고정 설치되는 고정 미러와; 상기 고정 미러와 겹쳐서 개구부가 생기거나 펼쳐져서 개구부가 생기지 않도록 회동이 가능한 회동 미러를 포함하고; 상기 회동 미러의 회동 제어를 통해 개구부의 면적을 조절하여 태양광의 투과와 인공 조명의 반사를 동시에 수행할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 광량 조절 수단은 개구부의 크기를 조절하는 전동 조리개로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 자동 모드 또는 수동 모드를 설정을 제어하는 모드설정모듈과; 상기 인공조명의 턴온 또는 턴오프, 턴온시 밝기를 제어하고, 상기 인공조명의 턴온시 상기 분기미러가 디밍 프레임 내에 펼쳐지게 전동 댐퍼를 제어하는 인공조명제어모듈과; 상기 전동 조리개의 개구부의 크기를 제어하는 광량제어모듈과 설정된 모드에 따라 상기 인공조명제어모듈, 광량제어모듈에 대한 제어신호를 생성하는 디밍제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 자동모드는 설정된 실내 조도 정보에 따라 실내 조도와 상기 조도 센서로 측정된 태양광의 조도를 비교하여 상기 인공 조명의 턴온 여부와 상기 조리개의 개구부의 크기를 결정하여 자동 제어하는 모드이고, 수동모드는 유저로부터 입력된 실시간 제어 명령에 따라 인공조명제어모듈, 광량제어모듈을 제어하는 모드를 의미하고; 상기 모드설정모듈은 자동모드와 수동모드를 선택할 수 있는 인터페이스를 제공하고, 데이터통신모듈을 내장하여 중앙 관리 서버 또는 유저 단말과 무선 통신을 통해 데이터를 송수신하여 자동 모드에 따른 작동 조건을 입력받거나 수동모드에 따른 유저의 제어 명령을 입력받을 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 디밍제어모듈은 자동 모드시 작동 조건에 따라 상기 인공조명제어모듈, 광량제어모듈의 동작에 필요한 제어신호를 자동으로 생성하여 제공하되, 상기 제어신호를 생성하기 위해 설정된 실내 조도 정보와 입사되는 태양광의 조도값에 따른 미리 설정된 작동 조건에 따라 인공조명의 턴온 및 분기 미러의 펼침여부, 광량조절수단인 광학 조리개의 개구부 면적 조절 여부를 결정하고; 수동 모드시 유저 단말로부터 입력된 제어 명령에 따라 상기 인공조명제어모듈, 광량제어모듈의 동작에 필요한 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 태양광과 인공 조명을 이용한 하이브리드 디밍 제어 장치는 설정된 실내 조도를 유지하기 위해 자연광과 인공 조명을 혼용하여 이용하되 광 유입부에 광량 조절 수단을 구비하여 정밀한 조도 제어가 가능한 탁월한 효과가 발생한다.
특히, 태양광의 조도 상태에 따라 인공 조명을 지능형으로 이용하고 실내 목표 조도 구현을 위한 자동 밝기 조절 제어를 통해 에너지 효율을 높일 수 있는 탁월한 효과가 발생한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 전송 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 디밍 제어 장치의 상세 구성도이고,
도 3은 도 2의 하이브리드 디밍 제어 장치의 동작과 관련된 제어 블럭도이다.
도 4는 전동 댐퍼에 의해 분기 미러가 펼쳐지거나 접힌 상태를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분기 미러의 투과율 또는 반사율을 조절하는 것을 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광량 조절 수단의 동작을 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유저 단말에 설치된 디밍 제어 어플리케이션을 통한 작동 조건이 설정되는 것을 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 전송 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 실외에 설치되어 태양광을 집광하여 직진 평행광으로 변환하는 태양광 집광 장치(20)와 상기 변환된 직진 평행광을 실내로 전송하는 광 전송 장치(30)와 상기 광 전송 장치의 말단에 형성되어 상기 광 전송 장치로부터 전송된 태양광과 필요시 인공 조명을 혼용하여 조도를 제어하여 실내에 광을 공급하는 하이브리드 디밍 제어 장치(10)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 태양광 집광 장치(20)와 광 전송 장치(30)의 구성은 본 발명의 통상의 지식을 가진 당업자에게 자명한 구성으로 설치되는 환경과 사양에 따라 다양한 실시예로 변형되어 구성될 수 있으며 본 발명의 핵심에서는 벗어나는 부분이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 디밍 제어 장치의 상세 구성도이고, 도 3은 도 2의 하이브리드 디밍 제어 장치의 동작과 관련된 제어 블럭도이다.
도 2 및 3을 참조하면, 본 발명에 따른 하이브리드 디밍 제어 장치(10)는 상기 광 전송 장치(30)의 말단에 결합되어 형성되고, 광 유입구를 통해 유입된 태양광과 인공조명을 혼합하여 실내로 유입될 조도를 조절하여 광 유출구를 통해 출사하는 디밍 프레임(110)과 상기 디밍 프레임 일 측면에 형성된 인공 조명(120)과 상기 디밍 프레임의 광 유출구에 형성되어 광량을 조절하는 광량 조절 수단(130)과 상기 인공 조명과 광량 조절 수단의 동작을 제어하여 실내 조도를 유지하도록 제어하는 제어부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고 상기 광 유입구에 형성되어 태양광의 조도를 측정하는 조도 센서(160)를 포함하여 구성될 수 있으며, 실내 측에 형성되는 제 2 조도 센서(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명은 기본적으로 태양광을 이용하는 시스템이므로 유입되는 태양광의 조도와 실내의 조도를 측정해야 설정된 실내 조도 유지를 위해 인공 조명이 필요한지 여부를 결정할 수 있다.
따라서, 상기 조도 센서(160)를 통해 전송되는 태양광을 조도를 측정할 수 있고, 제 2 조도 센서를 통해 실내의 조도를 측정할 수 있으며, 이를 통해 인공 조명(120)의 필요 여부는 물론 상기 광량 조절 수단(130)의 조절 여부도 결정할 수 있다.
그리고 상기 디밍 프레임(110) 내에는 상기 인공 조명이 턴온된 경우 상기 인공 조명을 상기 광 유출구를 통해 전송하는 인공 조명 전송수단(150)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 인공 조명(120)은 디밍 프레임의 일 측면에 결합되어 상기 인공 조명이 턴온 되면 인공광이 상기 디밍 프레임 내부로 출사되도록 배치될 수 있다.
상기 인공 조명(120)은 일반적으로 사용되는 모든 등이 적용될 수 있지만, 단계별 밝기 제어가 가능한 LED로 구성되는 것이 바람직하다.
일반적으로 인공 조명(120)은 확산광이므로 인공 조명을 디밍 프레임을 통해 실내로 유입시키기 위해서는 상기 확산광을 평행광으로 변환할 필요가 있으며 이를 위해 인공 조명 전송수단(150)을 디밍 프레임(110) 내에 설치할 수 있다.
상기 인공 조명 전송수단(150)은 상기 인공 조명에서 출사된 광을 반사시키는 반사거울(미러)로 구성될 수 있으며, 상기 인공 조명 전송수단은 인공 조명의 실내 전송을 위해 필요하지만 태양광의 유입에 영향을 미칠 수 있으므로 인공 조명이 필요없는 경우에는 상기 인공 조명 전송수단도 필요 없으므로 펼치거나 접힐 수 있는 구조가 필요하다.
이를 위해, 상기 인공 조명 전송수단(150)은 상기 인공 조명을 반사시켜 확산광을 직진광으로 변환하는 분기미러(151)와 인공 조명이 턴온되는 경우에만 상기 분기미러를 디밍 프레임내에 위치시키도록 상기 분기미러를 펼치는 전동 댐퍼(152)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 4는 전동 댐퍼에 의해 분기 미러가 펼쳐지거나 접힌 상태를 도시한 것이다.
상기 전동 댐퍼(152)는 상기 디밍 프레임(110) 일측에 형성되되, 상기 분기 미러(151)는 전동 댐퍼(152)가 설치된 디밍 프레임 일측면에 접한 상태로 설치되고 상기 분기 미러 하단은 디밍 프레임 측면 모서리에 힌지 결합되어 회동만 가능하게 결합되고, 상기 전동 댐퍼가 분기 미러 상단 배면에 결합되도록 구성될 수 있다.
이를 통해, 상기 전동 댐퍼(152)가 동작하여 내부로 길이가 늘어나면서 분기 미러의 상단만 일측면에서 디밍 프레임 내부 맞은편으로 이동하면서 (b)와 같이 분기 미러(151)가 인공 조명의 인공광을 반사시킬 수 있도록 경사진 상태로 펼쳐지게 된다.
여기서, 상기 분기 미러(151)는 인공 조명의 광을 전반사시키기 위해 45도 각도를 이루도록 펼쳐질 수 있다.
그리고 상기 늘어난 전동 댐퍼(152)가 원위치로 복귀하면 상기 분기 미러가 상기 일측면으로 복귀하면서 (a)와 같이 분기 미러가 접혀진다.
여기서, 상기 분기 미러(151)가 펼쳐지면 상기 태양광으로부터 유입되는 광이 차단될 수 있으므로 상기 분기 미러의 투과율을 조절하거나 반사율을 조절하여 태양광과 인공조명에 의한 혼합광이 동시에 유입되도록 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 도 5a와 같이 분기 미러 재료의 투과율을 조절하면 분기 미러가 투과와 반사를 동시에 수행할 수 있다. 예를 들어, 분기 미러 재료의 투과율이 15%가 되도록 설계하면 투과율 : 반사율의 비는 1.5 : 8.5가 되고 상부의 태양광 15%는 투과되어 유입될 수 있으며, 인공조명의 85%가 반사되어 유입될 수 있다.
그리고 도 5b와 같이 분기 미러(151)의 반사부의 면적이 조절되도록 설계할 경우 반사부의 면적의 크기를 조절하여 태양광과 인공조명에 의한 혼합광의 유입을 제어할 수 있다.
보다 구체적으로 상기 분기 미러(151)는 고정 설치되는 고정 미러(151a)와 상기 고정 미러와 겹쳐서 개구부가 생기거나 펼쳐져서 개구부가 생기지 않도록 회동이 가능한 회동 미러(151b)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 고정 미러(151a)는 베이링에 의해 축에 고정된 상태로 형성되고, 상기 회동 미러(151b)은 축과 일체로 구성되어 축이 회전하면 같이 회전하도록 구성될 수 있으며, 상기 축에 모터가 결합되어 정, 역회전이 가능하도록 구성되어 상기 회동 미러(151b)를 회동시킬 수 있다.
이에 따라, 도 5b와 같이 회동 미러(151b)가 고정 미러(151a)와 겹쳐지는 부분 없이 펼쳐지면 개구부가 0이 되어 반사만 가능한 상태가 되고, 상기 회동 미러(151b)가 상기 고정 미러(151a)와 겹쳐지도록 회동하면 개구부가 증가하게 되고 고정 미러(151a)와 완전히 겹쳐지게 되면 개구부가 최대가 되어 전체 면적의 50%가 되어 투과 50%와 반사 50%가 가능한 상태로 전환된다.
따라서, 상기 분기 미러의 반사부의 개구부 면적을 조절하여 태양광과 인공 조명에 의한 혼합광의 유입을 제어할 수 있다.
여기서, 상기 회동 미러(151b)의 회동을 제어하는 회동미러제어모듈을 더 포함할 수 있으며, 상기 회동미러제어모듈은 후술할 제어부의 분기미러제어모듈에 포함되어 구성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광량 조절 수단의 동작을 개략적으로 도시한 것이다.
상기 광량 조절 수단(130)은 개구부의 크기를 조절하는 전동 조리개로 구성될 수 있다.
상기 광량 조절 수단(130)은 디밍 프레임(110)의 광 유출구에 형성되어 태양광 또는 태양광과 인공조명의 혼합광이 출사되는 출사면적을 제어함으로써 실내 조도를 유지 또는 조절할 수 있다.
예를 들어, 상기 전동 조리개가 닫힌 상태에서는 광이 실내로 유입되지 않지만 상기 전동 조리개의 개구부 면적이 증가할 수록 많은 양의 광이 실내로 유입되고 완전히 펼쳐진 상태에서 개구부 면적이 최대가 되어 광량이 최대로 유입된다.
상기 전동 조리개는 개구부의 면적을 조절하는 조리개와 상기 조리개의 동작을 제어하기 위한 구동력을 제공하는 모터를 포함할 수 있으며, 조리개의 정밀 제어를 위해 상기 모터는 스텝 모터로 구성될 수 있다.
상기 제어부(140)는 자동모드 또는 수동모드에 따른 설정 모드를 결정하고, 선택된 설정 모드 별 제어 방식에 따라 인공조명제어모듈, 광량제어모듈에 대한 제어신호를 생성하는 역할을 담당한다.
보다 구체적으로, 상기 제어부(140)는 자동 모드 또는 수동 모드를 설정을 제어하는 모드설정모듈(141)과 상기 인공조명의 턴온 또는 턴오프, 턴온시 밝기를 제어하고 상기 인공조명의 턴온시 상기 분기미러가 디밍 프레임 내에 펼쳐지게 전동 댐퍼를 제어하는 인공조명제어모듈(142)과 상기 전동 조리개의 개구부의 크기를 제어하는 광량제어모듈(143)과 설정된 모드에 따라 상기 인공조명제어모듈, 광량제어모듈에 대한 제어신호를 생성하는 디밍제어모듈(144)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 인공조명제어모듈(142)은 인공조명(120)과 전동 댐퍼(152)를 동시에 제어하고, 상기 디밍제어모듈(144)로부터 턴온 제어신호가 생성되면 인공조명을 턴온시키고, 턴오프 제어신호가 생성되면 상기 인공조명을 턴오프시키는 역할을 담당하고, 인공 조명이 밝기 조절이 가능한 경우 상기 인공 조명의 밝기를 제어하는 역할을 담당한다.
그리고 상기 디밍제어모듈(144)로부터 인공조명 턴온 제어신호와 동시에 상기 댐퍼 턴온 제어 신호가 생성되면 전동 댐퍼(152)를 작동시켜 분기 미러(151)가 디밍 프레임 내에 경사지게 펼쳐지도록 제어하고, 댐퍼 턴오프 제어 신호가 생성되면 상기 전동 댐퍼(152)를 원위치로 복귀시켜 상기 펼쳐진 분기 미러(151)를 접도록 제어한다.
그리고 상기 광량제어모듈(143)은 상기 디밍제어모듈(144)로부터 개폐 제어신호가 생성되면 상기 조리개를 개폐 제어신호에 따라 개방하거나 닫아서 광학 조리개의 개구부의 면적을 제어하는 역할을 담당한다.
상기 모드설정모듈(141)은 자동모드와 수동모드를 설정하는 모듈로서, 상기 자동모드는 설정된 작동 조건에 따라 상기 인공 조명(120)의 턴온 여부와 상기 조리개의 개구부의 크기를 결정하여 자동 제어하는 모드이고, 수동모드는 유저로부터 입력된 실시간 제어 명령에 따라 인공조명제어모듈(142), 광량제어모듈(143)을 제어하는 모드를 의미한다.
상기 모드설정모듈(141)은 자동모드와 수동모드를 선택할 수 있는 인터페이스를 제공하고, 데이터통신모듈을 내장하여 중앙 관리 서버 또는 유저 단말과 무선 통신을 통해 데이터를 송수신하여 자동 모드에 따른 작동 조건을 입력받거나 수동모드에 따른 유저의 제어 명령을 입력받을 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 데이터통신모듈은 중앙 관리 서버와 무선 통신을 통해 데이터 송수신이 가능하도록 네트워크 통신을 지원하고, 상기 유저 단말과 근거리 통신을 통해 데이터 송수신이 가능하도록 근거리 통신을 지원한다.
여기서, 상기 네트워크 통신은 무선통신망, Wi-Fi 등을 통해 연결될 수 있으며, 상기 근거리 통신은 블루투스, 지그비 등을 통해 연결될 수 있다.
여기서, 상기 작동 조건은 자동 모드에 따라 상기 디밍제어모듈(144)이 인공조명제어모듈(142), 광량제어모듈(143)에 대한 제어신호를 생성하기 위해 필요한 조건 정보로서 설정된 실내 조도 정보를 충족시키기 위해 입사되는 태양광의 조도값에 따른 인공조명(120), 분기 미러(151) 및 광량조절수단(130, 광학 조리개) 동작 여부에 대한 미리 설정된 정보를 의미한다.
즉, 상기 디밍제어모듈(144)은 자동 모드시 작동 조건에 따라 상기 인공조명제어모듈(142), 광량제어모듈(143)의 동작에 필요한 제어신호를 자동으로 생성하여 제공하는 역할을 담당하고, 상기 제어신호를 생성하기 위해 설정된 실내 조도 정보와 입사되는 태양광의 조도값에 따른 미리 설정된 작동 조건에 따라 인공조명(120)의 턴온 및 분기 미러의 펼침여부, 광량조절수단(130)인 광학 조리개의 개구부 면적 조절 여부를 결정하게 된다.
한편, 수동 모드는 유저가 유저 단말을 통해 인공조명, 조리개의 개구부 면적 등을 직접 입력하는 방식이므로 상기 디밍제어모듈(144)은 상기 유저 단말로부터 입력된 제어 명령에 따라 상기 인공조명제어모듈(142), 광량제어모듈(143)의 동작에 필요한 제어신호를 생성한다.
하기의 [표 1]은 본 발명의 일 실시예에 따른 설정 모드별 작동 조건을 나타낸 것이다.
Figure 112018073302020-pat00001
상기의 [표 1]은 작동 조건에 대한 하나의 실시예에 해당하고, 설치되는 환경이나 사양에 따라 작동조건은 변경될 수 있으며, 더욱 세분화될 수 있음은 자명한 것이다.
여기서, 입사된 태양광의 조도값인 100%, 75%, 50%, 25%, 0%의 의미에 대해 설명하면, 설정된 실내 조도인 350lx를 기준으로 350lx와 동일하거나 이상인 상태는 100%, 350lx의 3/4 이상인 경우에는 75%, 350lx의 1/2 이상인 경우에는 50%, 350lx의 1/4이상인 경우에는 25%, 350lx 의 1/4 이하인 경우에는 0%로 표시한 것을 의미한다.
상기 [표 1]을 참조하면, 작동 조건으로 설정된 실내 조도가 350lx 이상이고, 조도 센서를 통해 입사된 태양광의 조도값이 100%인 경우 인공조명, 전동댐퍼는 오프 상태를 유지하고, 조리개는 100% 개방된 상태를 유지한다.
그리고 조도 센서를 통해 입사된 태양광의 조도값이 25% 이하인 경우에는 태양광만으로 실내 조도를 충족할 수 없으므로 인공조명과 댐퍼를 턴온하여 인공광과 태양광이 합산된 광이 내부로 유입되도록 제어하고, 조리개는 100% 개방된 상태를 유지한다.
한편, 작동 조건으로 설정된 실내 조도가 350lx 이하이고, 조도 센서를 통해 입사된 태양광의 조도값이 100%인 경우 인공조명, 전동댐퍼는 오프 상태를 유지하고, 조리개는 75% 개방된 상태로 동작할 수 있다.
그리고 한편, 작동 조건으로 설정된 실내 조도가 350lx 이하 더 어두운 조건으로 설정된 경우에는 조도 센서를 통해 입사된 태양광의 조도값이 50%인 경우 인공조명, 전동댐퍼는 오프 상태를 유지하고, 조리개만 25% 개방된 상태로 동작한다.
상기 [표 1]의 설정 모드별 작동 조건은 하나의 실시예에 불과하고 디밍 제어 장치가 설치되는 환경이나 사양, 유저의 취향 등에 따라 다양한 조건 값으로 설정될 수 있음은 자명한 것이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유저 단말에 설치된 디밍 제어 어플리케이션을 통한 작동 조건이 설정되는 것을 개략적으로 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 디밍 제어 장치는 유저 단말에 설치되는 디밍 제어 어플리케이션에 의해 관리될 수 있으며, 제어부의 모드설정모듈(141)과 연동되어 자동 모드와 수동 모드의 선택은 물론 무선 네트워크와 근거리 통신 지원을 통해 현장에서는 물론 원격지에서 상기 디밍 제어 어플리케이션을 통해 자유로운 작동 조건 설정이 가능하다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 디밍 제어 장치 110 : 디밍 프레임
120 : 인공 조명 130 : 광량 조절 수단
140 : 제어부 150 : 인공 조명 전송수단

Claims (10)

  1. 광 유입구를 통해 유입된 태양광, 인공조명 또는 태양광과 인공조명을 혼합하여 실내로 유입될 조도를 조절하여 광 유출구를 통해 출사하는 디밍 프레임과;
    상기 디밍 프레임 일 측면에 형성된 인공 조명과;
    상기 디밍 프레임의 광 유출구에 형성되어 광량을 조절하는 광량 조절 수단과;
    상기 인공 조명과 광량 조절 수단의 동작을 제어하여 조도를 조절하는 제어부를 포함하되;
    상기 디밍 프레임 내에는 상기 인공 조명이 턴온된 경우 상기 인공 조명을 상기 광 유출구를 통해 전송하는 인공 조명 전송수단을 더 포함하고;
    상기 인공 조명 전송수단은
    상기 인공 조명을 반사시켜 확산광을 평행광으로 변환하는 분기미러와;
    인공 조명이 턴온되는 경우에만 상기 분기미러를 디밍 프레임내에 위치시키는 전동 댐퍼를 포함하고;
    상기 분기미러는
    상기 분기 미러의 투과율을 조절하거나 반사율을 조절하여 태양광과 인공조명에 의한 혼합광이 동시에 유입되도록 구성되거나;
    고정 설치되는 고정 미러와; 상기 고정 미러와 겹쳐서 개구부가 생기거나 펼쳐져서 개구부가 생기지 않도록 회동이 가능한 회동 미러를 포함하고; 상기 회동 미러의 회동 제어를 통해 개구부의 면적을 조절하여 태양광의 투과와 인공 조명의 반사를 동시에 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 태양광과 인공 조명을 이용한 하이브리드 디밍 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광 유입구에 형성되어 태양광의 조도를 측정하는 조도 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광과 인공 조명을 이용한 하이브리드 디밍 제어 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 광량 조절 수단은
    개구부의 크기를 조절하는 전동 조리개로 구성된 것을 특징으로 하는 태양광과 인공 조명을 이용한 하이브리드 디밍 제어 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제어부는
    자동 모드 또는 수동 모드를 설정을 제어하는 모드설정모듈과;
    상기 인공조명의 턴온 또는 턴오프, 턴온시 밝기를 제어하고, 상기 인공조명의 턴온시 상기 분기미러가 디밍 프레임 내에 펼쳐지게 전동 댐퍼를 제어하는 인공조명제어모듈과;
    상기 전동 조리개의 개구부의 크기를 제어하는 광량제어모듈과 설정된 모드에 따라 상기 인공조명제어모듈, 광량제어모듈에 대한 제어신호를 생성하는 디밍제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광과 인공 조명을 이용한 하이브리드 디밍 제어 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 자동모드는 설정된 실내 조도 정보에 따라 실내 조도와 조도 센서로 측정된 태양광의 조도를 비교하여 상기 인공 조명의 턴온 여부와 상기 조리개의 개구부의 크기를 결정하여 자동 제어하는 모드이고, 수동모드는 유저로부터 입력된 실시간 제어 명령에 따라 인공조명제어모듈, 광량제어모듈을 제어하는 모드를 의미하고;
    상기 모드설정모듈은 자동모드와 수동모드를 선택할 수 있는 인터페이스를 제공하고, 데이터통신모듈을 내장하여 중앙 관리 서버 또는 유저 단말과 무선 통신을 통해 데이터를 송수신하여 자동 모드에 따른 작동 조건을 입력받거나 수동모드에 따른 유저의 제어 명령을 입력받을 수 있는 것을 특징으로 하는 태양광과 인공 조명을 이용한 하이브리드 디밍 제어 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 디밍제어모듈은
    자동 모드시 작동 조건에 따라 상기 인공조명제어모듈, 광량제어모듈의 동작에 필요한 제어신호를 자동으로 생성하여 제공하되, 상기 제어신호를 생성하기 위해 설정된 실내 조도 정보와 입사되는 태양광의 조도값에 따른 미리 설정된 작동 조건에 따라 인공조명의 턴온 및 분기 미러의 펼침여부, 광량조절수단인 광학 조리개의 개구부 면적 조절 여부를 결정하고;
    수동 모드시 유저 단말로부터 입력된 제어 명령에 따라 상기 인공조명제어모듈, 광량제어모듈의 동작에 필요한 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 태양광과 인공 조명을 이용한 하이브리드 디밍 제어 장치.
KR1020180086260A 2018-07-24 2018-07-24 자연광과 인공 조명을 이용한 하이브리드 디밍 제어 장치 KR102125021B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180086260A KR102125021B1 (ko) 2018-07-24 2018-07-24 자연광과 인공 조명을 이용한 하이브리드 디밍 제어 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180086260A KR102125021B1 (ko) 2018-07-24 2018-07-24 자연광과 인공 조명을 이용한 하이브리드 디밍 제어 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200011320A KR20200011320A (ko) 2020-02-03
KR102125021B1 true KR102125021B1 (ko) 2020-06-19

Family

ID=69627161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180086260A KR102125021B1 (ko) 2018-07-24 2018-07-24 자연광과 인공 조명을 이용한 하이브리드 디밍 제어 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102125021B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102475687B1 (ko) * 2021-04-20 2022-12-07 윤명균 자연광을 이용한 조명장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101802189B1 (ko) 2017-06-26 2017-11-28 주식회사 쉘파스페이스 지능형 조명 장치, 이를 포함한 상황인식 지능형 식물 재배 시스템 및 그 방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110017947A (ko) * 2009-08-17 2011-02-23 정태락 하이브리드 태양광 산광장치
KR20120013006A (ko) * 2010-08-03 2012-02-14 한국남부발전 주식회사 조명 시스템 및 그 제어방법
KR101687183B1 (ko) * 2014-04-18 2016-12-19 (주)그린광학 태양광 발전 시스템을 이용한 채광 장치 및 그 채광 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101802189B1 (ko) 2017-06-26 2017-11-28 주식회사 쉘파스페이스 지능형 조명 장치, 이를 포함한 상황인식 지능형 식물 재배 시스템 및 그 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200011320A (ko) 2020-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2444719B1 (en) Natural lighting apparatus and hybrid illumination system using same
KR102015787B1 (ko) 일기상황에 따라 동작되는 자동 접이식 그늘막 장치
US4246477A (en) Artificial and solar lighting system
US7231128B2 (en) Hybrid solar lighting systems and components
US7973235B2 (en) Hybrid solar lighting distribution systems and components
CN103148436B (zh) 基于物联网的自然光、电力混合照明系统
EP2028410A1 (en) Lighting system using natural and artificial light
KR102125021B1 (ko) 자연광과 인공 조명을 이용한 하이브리드 디밍 제어 장치
CN212537728U (zh) 一种灯光效果更好的繁星灯
CN102162619A (zh) 一种综合利用光能的方法和系统
US10801684B2 (en) Kinematically linked optical components for light redirection
US10125952B2 (en) Colored water display
CN110542057B (zh) 一种基于物联网的小区照明装置
KR100343626B1 (ko) 고휘도 자연광 인공광 복합 조명 장치
CN203797551U (zh) 一种新型太阳能采光系统
CN110531673A (zh) 一种用于户外装配建筑的环境调节方法及系统
KR101319288B1 (ko) 태양광 집광 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명 시스템
CN206347372U (zh) 一种光导照明系统及其调光装置
CN209750722U (zh) 一种基于物联网技术的智能采光系统
KR20110017947A (ko) 하이브리드 태양광 산광장치
CN204853225U (zh) Led感应调光路灯
WO2014118655A1 (en) Lighting device for a light guiding assembly
CN210405738U (zh) 一种具备切换照明方式功能的照明装置
CN204648126U (zh) 一种导光控制系统
CN108800028A (zh) 一种室内空间增光装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant