KR102129501B1 - 공기 정화 기능을 갖는 지하주차장용 led 조명 기기 - Google Patents

Abstract

지하주차장용 LED 조명 기기가 제공된다. 상기 지하주차장용 LED 조명 기기는, 차량 또는 사람의 이동을 감지하도록 구성되는 동작감지센서를 포함하는 센서 모듈; 적어도 하나의 조명 LED를 포함하는 조명 LED 그룹과 적어도 하나의 UV LED를 포함하는 UV LED 그룹으로 구성되는 LED 모듈; 상기 조명 LED 그룹과 상기 UV LED 그룹을 디밍(dimming)하기 위한 출력 전압을 생성하고, 생성된 출력 전압을 상기 LED 모듈에 전달하는 SMPS(Switching Mode Power Supply); 및 상기 동작감지센서에서 감지되는 차량 또는 사람의 이동에 기초하여, 상기 SMPS에서 생성되어 상기 LED 모듈로 전달되는 출력 전압 또는 상기 SMPS에의 상기 조명 LED 그룹의 연결을 제어하는 제어 모듈을 포함할 수 있다.

Description

공기 정화 기능을 갖는 지하주차장용 LED 조명 기기{A LED LIGHTING DEVICE FOR UNDERGROUND PARKING LOTS HAVING AIR PURIFICATION FUNCTION}

본 발명은 공기 정화 기능을 갖는 지하주차장용 LED 조명 기기에 관한 발명으로서, 보다 구체적으로는 차량 또는 사람의 이동을 감지하는 동작감지센서의 감지 결과에 따라 조명 LED 및/또는 자외선(UV) LED를 선택적으로 디밍함으로써 지하주차장 내에 설치되는 조명의 에너지를 절감하는 동시에 UV LED를 통해 지하주차장 내의 공기를 정화함으로써 사람들에게 보다 쾌적한 지하주차장의 환경을 제공할 수 있도록 하는 공기 정화 기능을 갖는 지하주차장용 LED 조명 기기에 관한 발명이다.

일반적으로 외부와의 공기 흐름이 상대적으로 제한되어 있는 실내 또는 폐쇄된 공간은 산업화의 결과로 각종 섬유 화학 제품에 포함된 포름알데히드, 휘발성 유기 화합 물질 등의 유해 물질과, 대기 오염으로 인한 유해 중금속, 미세먼지, 세균, 냄새 등의 오염이 발생하게 된다.

아파트에 주로 거주하는 현대인들의 경우 자동차 주차를 위해 지하주차장을 많이 이용하고 있고, 특히 이러한 지하주차장의 경우 많은 자동차에서 배출되는 배기 가스 등의 영향으로 그 공기의 오염도가 다른 장소보다도 더 심각하다는 문제가 있다.

이와 관련하여, 지하주차장 내의 공기를 개선하기 위해서 지하주차장에 공기정화시설을 구축 및 운영함으로써 공기를 정화하고자 하는 시도가 종종 있었으나, 공기정화시설은 보통 대규모 시설에 해당하여 지하주차장의 많은 공간을 차지하게 되고 특히 구축에 많은 비용이 발생하게 되어 아파트 단지 등의 시설 내에서 그 보급률이 사실상 거의 없는 실정이다.

도 1에 도시되는 바와 같이 태양광이 직접적으로 도달하지 않음에 따라 상대적으로 낮은 밝기로 인해 지하주차장에는 차량 또는 사람의 이동을 보조하기 위한 조명 시설(1)이 구비되는 것이 일반적인데, 이러한 조명 시설을 최대한 활용함으로써 에너지 절감과 공기 정화 모두를 구현하는 조명 시설의 개발 및 연구가 아직은 활발하게 진행되지 않고 있는 실정이다.

그러므로, 지하주차장 내에 고가의 그리고 대형의 공기정화시설을 구축하는 대신에, 지하주차장에서 일반적으로 구비되는 조명 시설을 충분히 활용함으로써 지하주차장 내 조명의 에너지 절감과 공기 정화 모두를 구현할 수 있도록 하는 새로운 타입의 LED 조명 기기에 대한 요구가 관련 업계에서 점차 증가하고 있는 상황이다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 일반적인 지하주차장용 조명 기구를 최대한 활용함으로써 조명의 에너지 절감 및 공기 정화를 모두 구현할 수 있도록 하는 공기 정화 기능을 갖는 지하주차장용 LED 조명 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 사람에게 유해한 자외선(UV)의 조사를 사람 또는 차량이 감지되지 않은 경우에만 활성화함으로써 자외선 조사에 의한 사람의 피해를 최소화할 수 있도록 하는 공기 정화 기능을 갖는 지하주차장용 LED 조명 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 조명 LED 그룹과 UV LED 그룹을 디밍하는 출력 전압을 생성하는 SMPS를 1-채널 또는 2-채널로 구현함으로써, 지하주차장 내에 설치될 수 있는 LED 조명 기기의 활용 범위를 극대화하는 공기 정화 기능을 갖는 지하주차장용 LED 조명 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 공기오염측정센서에 의해 실시간으로 지하주차장 내의 공기 오염도를 측정하고 그에 기초하여 UV LED에서 출력되는 자외선의 세기를 조절할 수 있도록 하는 공기 정화 기능을 갖는 지하주차장용 LED 조명 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 지하주차장용 LED 조명 기기는, 차량 또는 사람의 이동을 감지하도록 구성되는 동작감지센서를 포함하는 센서 모듈; 적어도 하나의 조명 LED를 포함하는 조명 LED 그룹과 적어도 하나의 UV LED를 포함하는 UV LED 그룹으로 구성되는 LED 모듈; 상기 조명 LED 그룹과 상기 UV LED 그룹을 디밍(dimming)하기 위한 출력 전압을 생성하고, 생성된 출력 전압을 상기 LED 모듈에 전달하는 SMPS(Switching Mode Power Supply); 및 상기 동작감지센서에서 감지되는 차량 또는 사람의 이동에 기초하여, 상기 SMPS에서 생성되어 상기 LED 모듈로 전달되는 출력 전압 또는 상기 SMPS에의 상기 조명 LED 그룹의 연결을 제어하는 제어 모듈을 포함할 수 있다.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 적어도 하나의 조명 LED는 백색(white) LED를 포함하고, 상기 적어도 하나의 UV LED는 315nm 내지 400nm의 파장을 갖는 자외선을 출력하는 UVA LED를 포함할 수 있다.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 SMPS는 제1 출력 채널 및 제2 출력 채널을 포함하는 2-채널 SMPS로 구현되고, 상기 제1 출력 채널은 상기 조명 LED 그룹과 연결되고 상기 제2 출력 채널은 상기 UV LED 그룹과 연결되며, 상기 동작감지센서에 의해 차량 또는 사람의 이동이 감지되면, 상기 제어 모듈은 상기 제1 출력 채널을 통해 상기 조명 LED 그룹에 100%의 출력이 전달되고 상기 제2 출력 채널을 통해 상기 UV LED 그룹에 0%의 출력이 전달되도록 상기 SMPS를 제어하고, 상기 동작감지센서에 의해 차량 또는 사람의 이동이 감지되지 않으면, 상기 제어 모듈은 상기 제1 출력 채널을 통해 상기 조명 LED 그룹에 제1 레벨의 출력이 전달되고 상기 제2 출력 채널을 통해 상기 UV LED 그룹에 100%의 출력이 전달되도록 상기 SMPS를 제어할 수 있다.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 제1 레벨은 20% 내지 30%일 수 있다.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 SMPS는 단일 출력 채널을 포함하는 1-채널 SMPS로 구현되고, 상기 조명 LED 그룹과 상기 UV LED 그룹은 상호 병렬로 연결되며, 상기 UV LED 그룹에는 전류 제한 저항이 추가로 구비될 수 있다.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 제어 모듈은, 상기 동작감지센서에 의해 차량 또는 사람의 이동이 감지되면 상기 단일 출력 채널을 통해 제1 전압이 출력되고, 상기 동작감지센서에 의해 차량 또는 사람의 이동이 감지되지 않으면 상기 단일 출력 채널을 통해 제2 전압이 출력되도록 상기 SMPS를 제어하고, 여기서 상기 제1 전압은 상기 제2 전압보다 더 클 수 있다.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 제2 전압은, 상기 백색 LED 각각에 걸리는 전압이 상기 백색 LED의 동작 전압보다 더 작고 상기 UVA LED 각각에 걸리는 전압이 상기 UVA LED의 동작 전압보다 더 크도록 설정될 수 있다.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 지하주차장용 LED 조명 기기는 상기 제어 모듈로부터 출력되는 제어 신호에 따라 스위칭되는 스위칭 수단을 더 포함하고, 상기 SMPS는 단일 출력 채널을 포함하는 1-채널 SMPS로 구현되고, 상기 SMPS는 메인 전원을 출력하기 위한 메인 SMPS와 보조 전원을 출력하기 위한 보조 SMPS로 구성될 수 있다.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 제어 모듈은, 상기 동작감지센서에 의해 차량 또는 사람의 이동이 감지되면 상기 조명 LED 그룹이 상기 메인 SMPS에 연결되고, 상기 동작감지센서에 의해 차량 또는 사람의 이동이 감지되지 않으면 상기 UV LED 그룹이 상기 보조 SMPS에 연결되도록 상기 스위칭 수단의 스위칭 동작을 제어할 수 있다.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 메인 SMPS는 일정한 출력을 전달하도록 구성되고, 상기 보조 SMPS의 출력은 상기 메인 SMPS의 출력의 20% 내지 30%에 해당할 수 있다.

본 발명에 일 실시예에 따른 공기 정화 기능을 갖는 LED 조명 기기에 의하면, 일반적인 지하주차장용 조명 기구를 최대한 활용함으로써 조명의 에너지 절감 및 공기 정화를 모두 구현할 수 있다.

또한, 본 발명에 일 실시예에 따른 공기 정화 기능을 갖는 LED 조명 기기에 의하면, 사람에게 유해한 자외선(UV)의 조사를 사람 또는 차량이 감지되지 않은 경우에만 활성화함으로써 자외선 조사에 의한 사람의 피해를 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명에 일 실시예에 따른 공기 정화 기능을 갖는 LED 조명 기기에 의하면, 조명 LED 그룹과 UV LED 그룹을 디밍하는 출력 전압을 생성하는 SMPS를 1-채널 또는 2-채널로 구현함으로써, 지하주차장 내에 설치될 수 있는 LED 조명 기기의 활용 범위를 극대화할 수 있다.

또한, 본 발명에 일 실시예에 따른 공기 정화 기능을 갖는 LED 조명 기기에 의하면, 공기오염측정센서에 의해 실시간으로 지하주차장 내의 공기 오염도를 측정하고 그에 기초하여 UV LED에서 출력되는 자외선의 세기를 조절할 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 일반적인 지하주차장 내의 조명 기기(1)를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 지하주차장용 LED 조명 기기(100)의 개략적인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 모듈(10)에 의한 조명 LED 그룹(41)과 UV LED 그룹(42)의 디밍 동작의 개념도이다.
도 4a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 조명 기기의 개략적인 블록도이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 LED 조명 기기에서 차량 또는 사람의 감지에 따른 SMPS(30)의 출력 전압의 변화를 도시한 그래프이다.
도 5a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 조명 기기의 개략적인 블록도이고, 도 5b는 도 5a의 LED 모듈(40)의 세부 회로도, 및 차량 또는 사람의 감지에 따른 SMPS(30)의 출력 전압의 변화를 도시한 그래프이다.
도 6a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 LED 조명 기기의 개략적인 블록도이고, 도 6b는 도 6a의 LED 모듈(40)의 세부 회로도, 및 차량 또는 사람의 감지에 따른 SMPS(30)의 출력 전압의 변화를 도시한 그래프이다.

이하, 본 발명에 따른 실시예들은 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 실시예들을 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.

도 2는 본 발명에 따른 지하주차장용 LED 조명 기기(100)의 개략적인 블록도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명 기기(100)는 센서 모듈(10)과, 제어 모듈(20)과, SMPS(Switching Mode Power Supply; 30)와, 그리고 LED 모듈(40)로 구성될 수 있다. 참고로, 도 2에는 본 발명에 따른 지하주차장용 LED 조명 기기(100)의 동작, 기능, 등을 설명하기 위한 구성요소들(10, 20, 30, 40)을 도시하였으며, 따라서 다른 구성요소들(예를 들어, 저장 모듈, 통신 모듈, 알람 유닛 등)이 추가로 구성될 수 있음은 명백할 것이다.

센서 모듈(10)은 차량 또는 사람의 이동을 감지하도록 구성되는 동작감지센서(11, 예를 들어 도 4a 참조)를 포함할 수 있다. 센서 모듈(10)은 LED 모듈(40) 내에 내장될 수도 있거나, 또는 LED 모듈(40)의 일 측에 배치될 수 있으며, 센서 모듈(10)이 배치되는 위치와 연관되는 감지 영역 내에서의 차량 또는 사람의 이동을 감지할 수 있다.

예를 들어, 센서 모듈(10)은 적외선 센서, 모션 센서, 마이크로웨이브센서 등으로 구현될 수 있다. 적외선 센서는 빛의 스펙트럼에서 적색 부분의 바깥쪽에 해당하는 0.7μm 내지 1mm 정도의 파장을 갖는 전자기파인 적외선을 이용하는 센서에 해당하며, 발광부에서 발생된 적외선이 물체에 부딪혀 반사되고 수광부에서 이 반사된 빛의 변화량을 감지함으로써 차량 또는 사람의 움직임을 감지하거나 또는 빛의 세기를 측정하여 물체까지의 거리를 측정할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 모듈(10)은 상기 감지 영역 내에서 차량 또는 사람의 이동을 기 설정된 시간마다(예를 들어, 매 2초, 매 3초, 매 5초, 매 10초 등) 반복적으로 감지할 수 있다.

LED 모듈(40)은 적어도 하나의 조명 LED를 포함하는 조명 LED 그룹(41)과 적어도 하나의 자외선(UV) LED를 포함하는 UV LED 그룹(42)으로 구성될 수 있다. 참고로, 이하의 본 명세서에서는 조명 LED로서 백색 광을 출력하는 백색(white) LED를 예시적으로 기술하기로 하고, UV LED로서 315nm 내지 400nm의 파장(이하에서 ISO-DIS-21348의 분류법을 따르기로 함)을 갖는 자외선을 출력하는 UVA LED를 예시적으로 기술하기로 한다. 따라서, 본 발명에서 기술되는 실시예들은 다른 컬러의 LED(예를 들어, 적색 LED, 녹색 LED, 청색 LED 등) 및 다른 자외선 파장의 LED(예를 들어, UVB(280nm 내지 315nm의 파장) LED, UVC(200nm 내지 280nm의 파장) LED 등)에도 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다. 추가로, 본 발명의 추가 실시예에 따르면, 조명 LED 그룹(41)에는 둘 이상의 컬러를 출력하는 조명 LED가 각각 구비될 수도 있고, 마찬가지로 UV LED 그룹(42)에는 둘 이상의 파장을 갖는 자외선을 출력하는 UV LED가 각각 구비될 수도 있다.

참고로, UV LED는 고-효율 및 고-출력의 특성을 가짐에 따라 기존의 수은, 메탈할라이드 기반의 자외선 램프를 점차 대체하고 있으며 그 사용이 점점 확대되고 있다. 또한, UVC는 살균, 오존 탐지, 표면이나 물 오염 제거, 단백질 분석, DNA 시퀀싱, 약 개발, 이미지 색조 측정 등에 활용될 수 있고, UVB는 UV 경화, 광학 치료, 이미지 색조 측정, 범죄 분석, 단백질 분석, DNA 시퀀싱, 약 개발 등에 활용될 수 있으며, 특히, 이하의 본 명세서에 예시적으로 기술되는 UVA의 경우 폴리머나 프린트 잉크의 경화, 가스 측정, 질소 요소 측정, 조명, 이미지 색조 측정 ID, 위폐 감지 등에 활용될 수 있다.

SMPS(30)는 조명 LED 그룹(41)과 UV LED 그룹(42)을 디밍(dimming)하기 위한 출력 전압을 생성하고, 그렇게 출력된 생성 전압을 LED 모듈(40)에 전달하도록 구성될 수 있다. 참고로, SMPS(30)는 메인 전원을 출력하기 위한 메인 SMPS와 보조 전원을 출력하기 위한 보조 SMPS로 구성될 수 있고(예를 들어, 도 4a, 도 5a, 도 6a 참조), 특히 보조 SMPS의 경우 메인전원차단/비상시에 활용될 수 있을 뿐만 아니라 1-채널 SMPS에서 조명 LED 그룹(41)과 UV LED 그룹(42)의 디밍 제어를 위해 활용될 수도 있으며, 이러한 디밍 제어 방식에 대해서는 이하에서 보다 상세하게 기술하기로 한다.

참고로, 도면에 도시되지는 않지만, 메인 SMPS는 교류 입력 전원으로부터 입력 정류 평활 회로를 통해 얻은 직류 입력 전압을 직류 출력 전압으로 변환하는 DC-DC 컨버터, 출력 전압을 안정화시키는 궤환(feedback) 제어 회로, 과전압, 과전류 보호 회로 등으로 구성될 수 있다. 여기서, 궤환 제어 회로는 다시 출력 전압의 오차를 증폭하는 오차 증폭기, 증폭된 오차의 삼각파를 비교하여 구동 펄스를 생성하는 비교기, DC-DC 컨버터의 주 스위치를 구동하는 구동 회로 등으로 구성될 수 있다. 또한, DC-DC 컨버터는 주 스위치와 환류 다이오드, 저역 통과 필터인 LC 필터 등으로 구성될 수 있다. 또한, 보조 SMPS는 용량이 작고 저전력 효율이 우수한 플라이백(Flyback) SMPS를 활용할 수 있다.

제어 모듈(20)은 센서 모듈(10), 보다 구체적으로는 동작감지센서에서 감지되는 차량 또는 사람의 이동에 기초하여 SMPS(30)에서 생성되어 LED 모듈(40)로 전달되는 출력 전압을 제어하도록 구성될 수 있다. 일 예로 제어 모듈(20)은 디밍 제어 모듈로서 지칭될 수도 있으며, 프로세서(processor), 컨트롤러(controller), 마이크로-프로세서(micro-processor), 마이크로-컨트롤러(micro-controller) 등으로 구현될 수 있다. 도 2에서는 제어 모듈(20)이 SMPS(30)와 별개의 모듈로서 기술되지만, 본 발명의 다른 구현예에 따르면 SMPS(30) 내부에 제어 모듈(20)이 구현되어 센서 모듈(10)로부터의 감지 결과에 따라 SMPS(30)의 출력 전압을 제어하도록 본 LED 조명 기기(100)를 구현하는 것도 또한 가능하다.

이하에서 기술되는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 모듈(40)의 디밍 제어 방식은 (i) 차량 또는 사람의 이동이 감지되면 조명 LED 그룹(41)은 턴-온하고 UV LED 그룹(42)은 턴-오프하며, (ii) 차량 또는 사람의 이동이 감지되지 않으면 조명 LED 그룹(41)은 감소된 조도로 턴-온하고 UV LED 그룹(42)은 턴-온하는 것을 특징으로 하고, 이하의 본 명세서에서 감소된 조도는 최대 조도의 약 20% 내지 30%로 예시하기로 한다.

이와 같이 차량 또는 사람의 이동이 감지 여부에 따라 LED 모듈(40)의 디밍을 제어하기 위해서 LED 모듈(40)에 출력 전압을 전달하는 SMPS(30)가 1-채널형 또는 2-채널형으로 구현될 수 있고, 그에 따른 구체적인 조명 디밍 방식을 이하에서 기술하기로 한다.

참고로, 도 2에 도시되는 각 구성요소(10, 20, 30, 40)은 상호 유선 또는 무선 통신가능하게 결합될 수 있고, 특히 무선 연결의 경우에 근거리 무선 통신 방식(예를 들어, 지그비, 와이파이, 블루투스, 등)이 활용될 수 있다. 또한, 도 2에 도시되는 지하주차장용 LED 조명 기기(100)는 지하주차장 내에 복수 개가 설치될 수 있으며, 각각의 지하주차장용 LED 조명 기기(100)의 조명/디밍 정보는 실시간으로 중앙통제시설(예를 들어, 아파트 관리실, 등)로 전달, 저장, 보고 및 모니터링될 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 모듈(10)에 의한 조명 LED 그룹(41)과 UV LED 그룹(42)의 디밍 동작의 개념도를 도시한다. 본 발명에 따르면, 센서 모듈(10)에 의해서 차량 또는 사람의 이동이 감지되는 경우 제어 모듈(20)에 의한 SMPS(30)의 출력 디밍 동작에 따라 조명 LED 그룹(41)은 100%의 조도를 출력하고 UV LED 그룹(42)은 0%의 조도를 출력, 즉 UV LED 그룹(42)은 턴-오프되고(도 3a 참조), 센서 모듈(10)에 의해서 차량 또는 사람의 이동이 감지되지 않는 경우 제어 모듈(20)에 의한 SMPS(30)의 출력 디밍 동작에 따라 조명 LED 그룹(41)은 약 20% 내지 30%의 조도를 출력하고 UV LED 그룹(42)은 100%의 조도를 출력한다(도 3b 참조).

그에 따라, 감지 영역 내에 사람 또는 차량의 이동이 감지되면 이동을 보조하기에 충분한 조명을 제공하고 동시에 UV LED 그룹은 비활성화함으로써 자외선에 의한 인체의 유해를 최소화할 수 있고, 감지 영역 내에 사람 또는 차량의 이동이 감지되지 않으면 물체 식별을 위한 최소한의 조도(예를 들어, 20% 내지 30%)는 유지하면서 UV LED 그룹은 활성화함으로써 지하주차장 내의 공기를 정화할 수 있으며, 그에 따라 조명 장치의 에너지 절감 효과 및 공기 정화 효과를 동시에 구현할 수 있다. 이하에서는 그러한 LED 조명의 효율적인 디밍을 위한 다양한 실시예들을 기술하기로 한다.

참고로, 본 발명의 추가 실시예에 따른 지하주차장용 LED 조명 기기는 공기를 흡입하기 위한 팬(fan)과 상기 팬을 구동하기 위한 모터를 더 구비할 수 있으며, 그에 따라 지하주차장내 공기를 지속적으로 순환시킴으로써 공기를 정화할 수도 있다.

도 4a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 조명 기기의 개략적인 블록도이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 LED 조명 기기에서 차량 또는 사람의 감지에 따른 SMPS(30)의 출력 전압의 변화를 도시한 그래프이다. 도 4에 도시되는 LED 조명 기기의 SMPS(30)는 제1 출력 채널 및 제2 출력 채널을 포함하는 2-채널 SMPS(30)인 것을 특징으로 하며, 여기서 제1 출력 채널은 LED 모듈(40)의 조명 LED 그룹(41)과 연결되고 제2 출력 채널은 LED 모듈(40)의 UV LED 그룹(42)과 연결되며, 여기서 본 발명의 보다 용이한 이해를 위해 제1 출력 채널을 통한 SMPS(30)의 출력 전압을 V_out1으로 그리고 제2 출력 채널을 통한 SMPS(30)의 출력 전압을 V_out2로 표시하기로 한다.

따라서, 센서 모듈(10)에 구비되는 동작감지센서(11)에 의해 차량 또는 사람의 이동이 감지되면(즉, 도 4b의 그래프에서 t₁ 내지 t₂의 시간에), 제어 모듈(20)은 제1 출력 채널을 통해 조명 LED 그룹(41)에 100%의 출력(예를 들어, V_out1 = 10V)이 전달되고 제2 출력 채널을 통해 UV LED 그룹(42)에 0%의 출력(예를 들어, V_out2 = 0V)이 전달되도록 SMPS(30)를 제어할 수 있다.

유사하게, 센서 모듈(10)에 구비되는 동작감지센서(11)에 의해 차량 또는 사람의 이동이 감지되지 않으면(즉, 도 4b의 그래프에서 t₁ 이전 및 t₂ 이후의 시간에), 제어 모듈(20)은 제1 출력 채널을 통해 조명 LED 그룹(41)에 제1 레벨의 출력이 전달되고 제2 출력 채널을 통해 UV LED 그룹(42)에 100%의 출력(예를 들어, V_out2 = 10V)이 전달되도록 SMPS(30)를 제어할 수 있다. 여기서, 제1 레벨은 20% 내지 30%(예를 들어, V_out1 = 2V ~ 3V)일 수 있으며, 도 4b의 그래프에서는 30%의 제1 레벨을 예시적으로 도시한다.

도 4에 도시되는 바와 같이, SMPS(30)는 2개의 출력 채널을 구비하고 디밍 값에 따라 각각 설정된 출력으로 조명 LED 그룹(41)과 UV LED 그룹(42)을 개별 제어하는 것이 가능하며, 그에 따라 차량 또는 사람의 이동 감지에 따라 조명 LED 그룹(41)과 UV LED 그룹(42)의 디밍을 효율적으로 제어할 수 있다.

추가로, 본 발명의 추가 실시예에 따르면 센서 모듈(10)은 지하주차장의 공기 오염 정도를 측정하기 위한 공기오염감지센서(12)를 더 포함할 수 있고, 제어 모듈(20)은 공기오염감지센서(12)에서 감지된 공기 오염도에 따라 UV LED 그룹(42)에 전달되는 출력 전압(V_out2)의 세기를 조절하도록 구성될 수도 있다. 또는, 본 발명의 추가 실시예에 따르면 UV LED 그룹(42)을 활성화하기 위한 임계공기오염도가 미리 설정될 수 있고, 따라서 공기오염감지센서(12)에 의해 감지된 공기오염도가 임계공기오염도 미만인 경우에 제어 모듈(20)은 동작감지센서(11)에 의해 차량 또는 사람의 이동이 감지되지 않을 지라도 제2 출력 채널을 통해 UV LED 그룹(42)에 0%의 출력(예를 들어, V_out2 = 0V)이 전달되도록 SMPS(30)를 제어할 수도 있다.

또한, 도 4b의 그래프에서는 차량 또는 사람의 이동이 감지될 때에는 조명 LED 그룹(41)가 100%의 조도를 출력하고 차량 또는 사람의 이동이 감지되지 않으면 감소된 조도(예를 들어, 20% 내지 30%)를 출력하는 예를 도시하지만, 본 발명의 추가 실시예에 따르면 100%와 20%-30% 사이의 중간 레벨(예를 들어, 50%)로 조명 LED 그룹(41)의 조도를 추가적으로 제어할 수도 있다.

도 5a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 조명 기기의 개략적인 블록도이고, 도 5b는 도 5a의 LED 모듈(40)의 세부 회로도 및 차량 또는 사람의 감지에 따른 SMPS(30)의 출력 전압의 변화를 도시한 그래프이다. 도 5에 도시되는 지하주차장용 LED 조명 기기는 SMPS(30)가 단일 출력 채널을 포함하고, UV LED 그룹(42)에 적어도 하나의 전류 제한 저항(42-4)이 더 구비되며, 동작감지센서(11)에 의한 차량 또는 사람의 이동 감지에 기초하여 단일 출력 채널의 출력 전압(V_out) 크기를 조정함으로써 조명 LED 그룹(41)과 UV LED 그룹(42)의 디밍을 제어하는 것을 특징으로 한다.

보다 구체적으로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 모듈(40)은 조명 LED 그룹(41)과 UV LED 그룹(42)이 상호 병렬로 연결되고, UV LED 그룹(42)에 적어도 하나의 전류 제한 저항(42-4)이 추가로 구비될 수 있다. 전류 제한 저항(42-4)의 저항 값은 백색 LED 및/또는 UVA LED의 저항 값과 비교하여 상당히 더 크도록 설정될 수 있으며, 그에 따라 병렬로 배열된 조명 LED 그룹(41)과 UV LED 그룹(42) 모두에 소정의 전류가 유도되는 경우 UV LED 그룹(42)에서의 전류 흐름을 상당히 제한할 수 있다. 이에 대해서는 아래에서 다시 설명하기로 한다.

제어 모듈(20)은 동작감지센서(11)에 의해 차량 또는 사람의 이동이 감지되면 단일 출력 채널을 통해 제1 전압(V₁)이 출력되고 동작감지센서(11)에 의해 차량 또는 사람의 이동이 감지되지 않으면 단일 출력 채널을 통해 제2 전압(V₂)이 출력되도록 SMPS(30)를 제어할 수 있고, 여기서 제1 전압(V₁)은 제2 전압(V₂)보다 더 클 수 있다(예를 들어, 도 5b의 우측 하단 그래프 참조). 예를 들어, 제1 전압(V₁)은 10V일 수 있고, 제2 전압(V₂)은 3V일 수 있다.

동작감지센서(11)에 의해 차량 또는 사람의 이동이 감지되면, SMPS(30)의 단일 출력 채널을 통해 제1 전압(V₁, 예를 들어 10V)이 출력되고, 출력되는 제1 전압(V₁)이 병렬로 연결되는 조명 LED 그룹(41)과 UV LED 그룹(42)에 각각 인가된다. 여기서, UV LED 그룹(42)에 추가로 구비되는 전류 제한 저항(42-4) 때문에 UV LED 그룹(42)을 통해 흐르는 전류는 매우 작게 되어 대부분의 전류는 조명 LED 그룹(41)을 통해서 흐르게 된다. 다시 말하면, 동작감지센서(11)에 의해 차량 또는 사람의 이동이 감지되면, 조명 LED 그룹(41)을 통해 입력 전류의 대부분이 흐르게 되어 실질상 100%의 조도 출력을 구현하게 되지만 UV LED 그룹(42)에는 매우 미세한 전류만이 흐르게 되어 실질상 0%의 조도 출력을 구현하게 되며, 이러한 전류 제한(및 그에 따른 UVA LED의 비활성화)은 이미 설명한 바와 같이 UV LED 그룹(42)에 추가로 구비되는 전류 제한 저항(42-4)에 기인하는 것이다.

마찬가지로, 동작감지센서(11)에 의해 차량 또는 사람의 이동이 감지되지 않으면, SMPS(30)의 단일 출력 채널을 통해 제2 전압(V₂, 예를 들어 3V)이 출력되고, 출력되는 제2 전압이 병렬로 연결되는 조명 LED 그룹(41)과 UV LED 그룹(42)에 각각 인가된다. 여기서, 제2 전압(V₂)은 조명 LED 그룹(41) 내 백색 LED 각각에 걸리는 전압이 백색 LED의 동작 전압보다 더 작고 UV LED 그룹(42) 내 UVA LED 각각에 걸리는 전압이 UVA LED의 동작 전압보다 더 크도록 설정될 수 있으며, 따라서 조명 LED 그룹(41)과 UV LED 그룹(42)의 전압 차이에 의해서 대부분의 전류가 UV LED 그룹(42)을 통해 흐르게 되어 UVA LED가 충분하게 조명되는 것에 반해 매우 적은 양의 전류만이 조명 LED 그룹(41)을 통해 흐르게 되어 백색 LED는 감소된 조도(예를 들어, 약 20% 내지 30%)로만 발광하게 된다.

참고로, 도 5b의 회로도에서는 4개의 백색 LED(41-1, 41-2, 41-3, 41-4)와 3개의 UVA LED(42-1, 42-2, 42-3)와 하나의 전류 제한 저항(42-4)을 예시적으로 도시하고 있지만, 조명 LED 그룹(41)에 포함되는 백색 LED의 개수와 UV LED 그룹(42)에 포함되는 UVA LED의 개수 및 전류 제한 저항의 개수는 실시예에 따라 또는 구현예에 따라 변화할 수 있음은 명백할 것이다.

도 6a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 LED 조명 기기의 개략적인 블록도이고, 도 6b는 도 6a의 LED 모듈(40)의 세부 회로도, 및 차량 또는 사람의 감지에 따른 SMPS(30)의 출력 전압의 변화를 도시한 그래프이다. 도 6에 도시되는 지하주차장용 LED 조명 기기는 SMPS(30)가 단일 출력 채널을 포함하고, SMPS(30)가 메인 전원을 출력하는 메인 SMPS(31)와 보조 전원을 출력하는 보조 SMPS(32)로 구성되며, 제어 모듈(20)로부터 출력되는 제어 신호에 따라 스위칭되는 스위칭 수단(50)을 더 포함하며, 메인 SMPS(31)는 시간에 따라 일정한 출력(V_{out ’})을 갖는 것을 특징으로 한다.

보다 구체적으로, 도 6a에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 지하주차장용 LED 조명 기기는 제어 모듈(20)로부터 출력되는 제어 신호(control signal)에 따라 스위칭되는 스위칭 수단(50)을 더 구비할 수 있고, 도 6b에 도시되는 바와 같이 스위칭 수단(50)은 제어 신호의 제어 하에 조명 LED 그룹(40)을 메인 SMPS(31)의 출력과 보조 SMPS(32)의 출력 사이에서 연결되도록 스위칭할 수 있다.

예를 들어, 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 제어 모듈(20)은 동작감지센서(11)에 의해 차량 또는 사람의 이동이 감지되면 조명 LED 그룹(41)이 메인 SMPS(31)에 연결되고, 그리고 동작감지센서(11)에 의해 차량 또는 사람의 이동이 감지되지 않으면 조명 LED 그룹(41)이 보조 SMPS(32)에 연결되도록 스위칭 수단(50)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다.

따라서, 동작감지센서(11)에 의해 차량 또는 사람의 이동이 감지되면 제어 모듈(20)에 의해 스위칭 수단(50)이 조명 LED 그룹(41)을 메인 SMPS(31)에 연결시키고, 따라서 UV LED 그룹(42)에 구비되는 전류 제한 저항(42-4)에 의해 대부분의 전류가 조명 LED 그룹(41)을 통해 흐르도록 한다. 마찬가지로, 동작감지센서(11)에 의해 차량 또는 사람의 이동이 감지되지 않으면 제어 모듈(20)에 의해 스위칭 수단(50)이 조명 LED 그룹(41)을 보조 SMPS(32)에 연결시키고, 따라서 메인 SMPS(31)의 출력 전압(V_{out ’})은 UV LED 그룹(42)에만 인가됨으로써 UVA LED를 충분하게 턴-온시키고 보조 SMPS(32)의 출력 전압은 조명 LED 그룹(41)에만 인가됨으로써 백색 LED를 소정의 감소된 조도로 턴-온시키며, 여기서 보조 SMPS(32)의 출력은 메인 SMPS(31)의 출력의 20% 내지 30%에 해당할 수 있다.

도 6b의 우측 하단 그래프에도 명시적으로 도시되는 바와 같이 본 발명의 제3 실시예에 따른 지하주차장용 LED 조명 기기는 동작감지센서(11)에 의한 차량 또는 사람의 감지 여부와 관계없이 SMPS(30)의 출력 전압(V_{out ’})을 일정하게 유지하면서 대신에 스위칭 수단(50)을 통한 스위칭 동작에 의해 조명 LED 그룹(41)과 UV LED 그룹(42)의 디밍을 제어하는 것을 특징으로 하며, 이는 동작감지센서(11)에 의한 차량 또는 사람의 감지 여부에 따라 SMPS(30)의 출력 전압을 조정함으로써 LED 모듈(40)의 조명 LED 그룹(41)과 UV LED 그룹(42)의 디밍을 제어하는 제1 실시예 및 제2 실시예와는 구별된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 일 실시예에 따른 공기 정화 기능을 갖는 LED 조명 기기에 의하면, 일반적인 지하주차장용 조명 기구를 최대한 활용함으로써 조명의 에너지 절감 및 공기 정화를 모두 구현할 수 있다.

또한, 본 발명에 일 실시예에 따른 공기 정화 기능을 갖는 LED 조명 기기에 의하면, 사람에게 유해한 자외선(UV)의 조사를 사람 또는 차량이 감지되지 않은 경우에만 활성화함으로써 자외선 조사에 의한 사람의 피해를 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명에 일 실시예에 따른 공기 정화 기능을 갖는 LED 조명 기기에 의하면, 조명 LED 그룹과 UV LED 그룹을 디밍하는 출력 전압을 생성하는 SMPS를 1-채널 또는 2-채널로 구현함으로써, 지하주차장 내에 설치될 수 있는 LED 조명 기기의 활용 범위를 극대화할 수 있다.

또한, 본 발명에 일 실시예에 따른 공기 정화 기능을 갖는 LED 조명 기기에 의하면, 공기오염측정센서에 의해 실시간으로 지하주차장 내의 공기 오염도를 측정하고 그에 기초하여 UV LED에서 출력되는 자외선의 세기를 조절할 수 있다.

한편, 본 명세서에 기재된 다양한 실시예들은 하드웨어, 미들웨어, 마이크로코드, 소프트웨어 및/또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 다양한 실시예들은 하나 이상의 주문형 반도체(ASIC)들, 디지털 신호 프로세서(DSP)들, 디지털 신호 프로세싱 디바이스(DSPD)들, 프로그램어블 논리 디바이스(PLD)들, 필드 프로그램어블 게이트 어레이(FPGA)들, 프로세서들, 컨트롤러들, 마이크로컨트롤러들, 마이크로프로세서들, 여기서 제시되는 기능들을 수행하도록 설계되는 다른 전자 유닛들 또는 이들의 조합 내에서 구현될 수 있다.

또한, 예를 들어, 다양한 실시예들은 명령들을 포함하는 컴퓨터-판독가능한 매체에 수록되거나 인코딩될 수 있다. 컴퓨터-판독가능한 매체에 수록 또는 인코딩된 명령들은 프로그램 가능한 프로세서 또는 다른 프로세서로 하여금 예컨대, 명령들이 실행될 때 방법을 수행하게끔 할 수 있다. 컴퓨터-판독가능한 매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함하며, 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수도 있다. 예를 들어, 이러한 컴퓨터-판독가능한 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 기타 광학 디스크 저장 매체, 자기 디스크 저장 매체 또는 기타 자기 저장 디바이스를 포함할 수 있다.

이러한 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 등은 본 명세서에 기술된 다양한 동작들 및 기능들을 지원하도록 동일한 디바이스 내에서 또는 개별 디바이스들 내에서 구현될 수 있다. 추가적으로, 본 발명에서 "~부"로 기재된 구성요소들, 유닛들, 모듈들, 컴포넌트들 등은 함께 또는 개별적이지만 상호 운용가능한 로직 디바이스들로서 개별적으로 구현될 수 있다. 모듈들, 유닛들 등에 대한 서로 다른 특징들의 묘사는 서로 다른 기능적 실시예들을 강조하기 위해 의도된 것이며, 이들이 개별 하드웨어 또는 소프트웨어 컴포넌트들에 의해 실현되어야만 함을 필수적으로 의미하지 않는다. 오히려, 하나 이상의 모듈들 또는 유닛들과 관련된 기능은 개별 하드웨어 또는 소프트웨어 컴포넌트들에 의해 수행되거나 또는 공통의 또는 개별의 하드웨어 또는 소프트웨어 컴포넌트들 내에 통합될 수 있다.

특정한 순서로 동작들이 도면에 도시되어 있지만, 이러한 동작들이 원하는 결과를 달성하기 위해 도시된 특정한 순서, 또는 순차적인 순서로 수행되거나, 또는 모든 도시된 동작이 수행되어야 할 필요가 있는 것으로 이해되지 말아야 한다. 임의의 환경에서는, 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 더욱이, 상술한 실시예에서 다양한 구성요소들의 구분은 모든 실시예에서 이러한 구분을 필요로 하는 것으로 이해되어서는 안되며, 기술된 구성요소들이 일반적으로 단일 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다수의 소프트웨어 제품으로 패키징될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10: 센서 모듈 11: 동작감지센서
12: 공기오염감지센서 20: 제어 모듈
30: SMPS 31: 메인 SMPS
32: 보조 SPMS 40: LED 모듈
41: 조명 LED 그룹 42: UV LED 그룹
50: 스위칭 수단 100: LED 조명 기기

Claims (10)

1. 지하주차장용 LED 조명 기기로서,
   차량 또는 사람의 이동을 감지하도록 구성되는 동작감지센서를 포함하는 센서 모듈;
   적어도 하나의 조명 LED를 포함하는 조명 LED 그룹과, 적어도 하나의 UV LED 및 전류 제한 저항을 포함하되 상기 조명 LED 그룹과 병렬로 연결되는 UV LED 그룹으로 구성되는 LED 모듈;
   상기 조명 LED 그룹과 상기 UV LED 그룹을 디밍(dimming)하기 위한 출력 전압을 생성하고, 생성된 출력 전압을 상기 LED 모듈에 전달하는 SMPS(Switching Mode Power Supply); 및
   상기 동작감지센서에서 감지되는 차량 또는 사람의 이동에 기초하여, 상기 SMPS에서 생성되어 상기 LED 모듈로 전달되는 출력 전압의 크기를 제어하는 제어 모듈을 포함하고,
   상기 SMPS는 단일 출력 채널을 포함하는 1-채널 SMPS로 구현되고,
   상기 제어 모듈은, 상기 동작감지센서에 의해 차량 또는 사람의 이동이 감지되면 상기 단일 출력 채널을 통해 제1 전압(V₁)이 출력되고, 상기 동작감지센서에 의해 차량 또는 사람의 이동이 감지되지 않으면 상기 단일 출력 채널을 통해 상기 제1 전압(V₁)보다 더 작은 제2 전압(V₂)이 출력되도록 상기 SMPS를 제어하고,
   여기서, 상기 제2 전압(V₂)은 상기 조명 LED 각각에 걸리는 전압이 상기 조명 LED의 동작 전압보다 더 작고 상기 UV LED 각각에 걸리는 전압이 상기 UV LED의 동작 전압보다 더 크도록 설정되고,
   상기 전류 제한 저항의 저항 값은 상기 조명 LED의 저항 값 및 상기 UV LED의 저항 값보다 더 큰,
   지하주차장용 LED 조명 기기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 조명 LED는 백색(white) LED를 포함하고, 상기 적어도 하나의 UV LED는 315nm 내지 400nm의 파장을 갖는 자외선을 출력하는 UVA LED를 포함하는,
   지하주차장용 LED 조명 기기.
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