KR102197383B1 - 자연광과 유사한 광을 제공하는 조명 장치 - Google Patents

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Abstract

조명 장치는, 복수의 LED 광원들, 복수의 LED 광원들 각각의 전면에 위치하여, 복수의 LED 광원들 각각으로부터 방출되는 광을 집광하여 조사하기 위한 복수의 렌즈부들, 및 복수의 LED 광원들의 동작을 제어하기 위한 컨트롤러를 포함할 수 있다. 복수의 LED 광원들은, 가시 광선 LED들과 적어도 하나의 자외선 LED를 포함하고, 가시 광선 LED들은, 백색 LED, 적색 LED, 녹색 LED, 및 청색 LED 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈부들 각각은, 복수의 LED 광원들 각각의 전면에 위치하고, 복수의 LED 광원들 각각으로부터 방출되는 광선의 발산각을 감소시키기 위한 집광 렌즈와 집광 렌즈의 전면에 위치하고, 광선을 수광면에 적층시킴으로써 수광면에서의 광량이 균일한 분포를 갖도록 하기 위한 플라이아이렌즈부를 포함할 수 있다. 컨트롤러는, 복수의 LED 광원들로부터 방출되는 광의 세기의 합이 기준 조도 값보다 크도록 복수의 LED 광원들 중 적어도 하나의 온/오프 상태 또는 세기를 제어할 수 있다.

Description

자연광과 유사한 광을 제공하는 조명 장치{LIGHTING DEVICE FOR PROVIDING LIGHT SIMILAR TO NATURAL LIGHT}
본 발명은 자연광과 유사한 광을 제공하기 위한 조명 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 자연광과 감각적으로 유사한 광을 사용자에게 제공하면서 자연광의 이점을 보존하기 위한 조명 장치에 관한 것이다.
자연광(또는, 태양광)을 쬐는 것은 사람의 신체적, 정신적 건강 증진 효과가 있으므로 사람은 일정 시간 이상 자연광에 노출될 필요가 있다. 하지만, 인구 밀도가 증가하여 주거 환경이 열악해지고 실내에서 근무하는 시간이 증가하면서 현대인들이 자연광을 여유롭게 쬐는 것은 쉽지 않다. 특히, COVID-19 등과 같은 바이러스가 유행하는 등 사람들의 야외 활동은 더욱 감소하는 추세이다. 따라서, 현대인들에게 비타민 D, 세로토닌 부족이 발생하고 골다공증이나 우울증과 같은 각종 신체적, 정신적 질병의 발생 빈도가 높아지고 있다.
인공 조명은 자외선이 조사되지 않아 비타민 D 합성 등의 건강 효과가 없으며, 파장에 블루 피크(Blue Peak)가 있어 눈 건강에 좋지 않아 자연광이 갖는 이점을 사용자에게 제공할 수 없다. 또한, 인공 조명은 색 재현율(CRI)이 낮고 광의 직진성이 떨어지는 등 감각적으로도 자연광과 이질감이 존재하여 사용자 경험에 한계가 있다.
자연광과 유사한 광을 사용자에게 제공하면서 자연광의 이점을 보존하기 위한 조명 장치가 제공될 수 있다.
본 실시 예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 이하의 실시 예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
조명 장치는 복수의 LED 광원들, 상기 복수의 LED 광원들 각각의 전면에 위치하여, 상기 복수의 LED 광원들 각각으로부터 방출되는 광을 집광하여 조사하기 위한 복수의 렌즈부들, 및 상기 복수의 LED 광원들의 동작을 제어하기 위한 컨트롤러를 포함하고, 상기 복수의 LED 광원들은, 가시 광선 LED들과 적어도 하나의 자외선 LED를 포함하고, 상기 가시 광선 LED들은, 백색 LED, 적색 LED, 녹색 LED, 및 청색 LED 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 복수의 렌즈부들 각각은, 상기 복수의 LED 광원들 각각의 전면에 위치하고, 상기 복수의 LED 광원들 각각으로부터 방출되는 광선의 발산각을 감소시키기 위한 집광 렌즈, 및 상기 집광 렌즈의 전면에 위치하고, 상기 광선을 수광면에 적층시킴으로써 상기 수광면에서의 광량이 균일한 분포를 갖도록 하기 위한 플라이아이렌즈부를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 복수의 LED 광원들로부터 방출되는 광의 세기의 합이 기준 조도 값보다 크도록 상기 복수의 LED 광원들 중 적어도 하나의 온/오프 상태 또는 세기를 제어할 수 있다.
상기 집광 렌즈는, 상기 복수의 LED 광원들 각각으로부터 방출되는 광선이 입사되는 입사면의 면적보다 상기 광선이 출사되는 출사면의 면적이 큰 로드 렌즈일 수 있다.
상기 플라이아이렌즈부는, 복수의 플라이아이렌즈들을 겹겹이 쌓은 구조일 수 있다.
상기 플라이아이렌즈부는, 제1플라이아이렌즈, 제2플라이아이렌즈, 제3플라이아이렌즈, 및 제4플라이아이렌즈를 순차적으로 겹겹히 쌓은 구조이고, 상기 제2플라이아이렌즈는, 상기 제1플라이아이렌즈를 제1축 방향으로 90도 회전한 것이고, 제3플라이아이렌즈는 상기 제1플라이아이렌즈를 제2축 방향으로 180도 회전한 것이고, 제4플라이아이렌즈는 상기 제2플라이아이렌즈를 상기 제2축 방향으로 180도 회전한 것이고, 상기 제1축과 상기 제2축은 서로 수직 방향일 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 복수의 LED 광원들로부터 방출되는 광의 스펙트럼이 자연광의 스펙트럼과 유사하도록 상기 복수의 LED 광원들 중 적어도 하나의 온/오프 상태 또는 세기를 제어할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 복수의 LED 광원들로부터 방출되는 광이 기준 색 온도를 갖도록 상기 복수의 LED 광원들 중 적어도 하나의 온/오프 상태 또는 세기를 제어하고, 상기 기준 색 온도는 현재 시간 및 현재 날씨 중 적어도 하나에 기반하여 결정되거나 사용자에 의해 결정될 수 있다.
조명 장치는, 외부 풍경 또는 사용자가 원하는 영상을 표시하기 위한 디스플레이를 더 포함할 수 있다.
조명 장치는, 상기 복수의 LED 광원들의 광 방출 방향을 제어하기 위한 모터를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 모터를 제어함으로써 상기 광 방출 방향이 기준 방향이 되도록 하고, 상기 기준 방향은, 현재 시간에 기반하여 결정되거나 사용자에 의해 결정될 수 있다.
조명 장치는, 주변의 조도를 감지하기 위한 조도 센서를 더 포함하고, 상기 기준 조도 값은, 상기 조도 센서를 통해 감지된 주변의 조도에 기반하여 결정될 수 있다.
조명 장치는, 외부로부터 제어 신호를 수신하기 위한 통신부를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 제어 신호 하에 상기 복수의 LED 광원들 중 적어도 하나의온/오프 상태 또는 세기를 제어하고, 상기 제어 신호는, 상기 기준 조도 값, 광의 방출 방향, 기준 색 온도, 현재 날씨, 현재 시각, 또는 자외선에 대한 온/오프 상태 또는 세기 정보를 포함할 수 있다.
상기 복수의 LED 광원들은, 적어도 하나의 적외선 LED를 더 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 외부로부터 수신되는 적외선에 대한 온/오프 상태 또는 세기 정보에 기반하여 상기 적어도 하나의 적외선 LED에 대한 온/오프 상태 또는 세기를 제어할 수 있다.
조명 장치는, 복수의 LED 광원들과 상기 복수의 LED 광원들 각각의 전면에 위치하여, 상기 복수의 LED 광원들 각각으로부터 방출되는 광을 집광하여 조사하기 위한 복수의 렌즈부들을 포함하는 발광부, 상기 발광부의 동작을 제어하기 위한 컨트롤러, 및 상기 컨트롤러를 제어하기 위한 제어 신호를 수신하는 통신부를 포함하고, 상기 복수의 LED 광원들은, 가시 광선 LED들, 적어도 하나의 자외선 LED, 및 적어도 하나의 적외선 LED를 포함하고, 상기 가시 광선 LED들은, 백색 LED, 적색 LED, 녹색 LED, 및 청색 LED 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 복수의 렌즈부들 각각은, 상기 복수의 LED 광원들 각각의 전면에 위치하고, 상기 복수의 LED 광원들 각각으로부터 방출되는 광선의 발산각을 감소시키기 위한 집광 렌즈, 및 상기 집광 렌즈의 전면에 위치하고, 상기 광선을 수광면에 적층시킴으로써 상기 수광면에서의 광량이 균일한 분포를 갖도록 하기 위한 플라이아이렌즈부를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 복수의 LED 광원들로부터 방출되는 광의 세기의 합이 기준 조도 값보다 크도록 상기 복수의 LED 광원들 중 적어도 하나의 온/오프 상태 또는 세기를 제어할 수 있다.
상기 집광 렌즈는, 상기 복수의 LED 광원들 각각으로부터 방출되는 광선이 입사되는 입사면의 면적보다 상기 광선이 출사되는 출사면의 면적이 큰 로드 렌즈이고, 상기 플라이아이렌즈부는, 제1플라이아이렌즈, 제2플라이아이렌즈, 제3플라이아이렌즈, 및 제4플라이아이렌즈를 순차적으로 겹겹히 쌓은 구조를 가지고, 상기 제2플라이아이렌즈는, 상기 제1플라이아이렌즈를 제1축 방향으로 90도 회전한 것이고, 제3플라이아이렌즈는 상기 제1플라이아이렌즈를 제2축 방향으로 180도 회전한 것이고, 제4플라이아이렌즈는 상기 제2플라이아이렌즈를 상기 제2축 방향으로 180도 회전한 것이고, 상기 제1축과 상기 제2축은 서로 수직 방향일 수 있다.
상기 조명 장치는, 외부 풍경 또는 사용자가 원하는 영상을 표시하기 위한 디스플레이, 주변의 조도를 감지하기 위한 조도 센서, 및 상기 발광부의 광 방출 방향을 제어하기 위한 모터를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 모터를 제어함으로써 상기 광 방출 방향이 기준 방향이 되도록 하고, 상기 기준 방향은, 현재 시간에 기반하여 결정되거나 사용자에 의해 결정되고, 상기 기준 조도 값은, 상기 조도 센서를 통해 감지된 주변의 조도에 기반하여 결정될 수 있다.
조명 장치는 자연광과 유사한 광을 제공함으로써 자연광을 쬐기 힘든 밀폐된 실내 공간에 있는 사용자에게 자연광을 쬐는 듯한 경험을 제공할 수 있다. 또한, 실내에 있는 사용자의 체내 비타민 D 합성을 유도하고, 신경전달 물질인 세로토닌을 생성하게 함으로써 자연광을 쬐었을 때의 이점을 제공할 수 있다.
도1은 일 실시 예에 따른 조명 장치를 나타낸다.
도2는 일 실시 예에 따라, 조명 장치의 블록도를 나타낸다.
도3a는 일 실시 예에 따라, 자연광의 스펙트럼을 나타낸다.
도3b는 일 실시 예에 따라, 백색 LED가 방출하는 광의 스펙트럼을 나타낸다.
도3c는 일 실시 예에 따라, 백색 LED, 적색 LED, 녹색 LED, 또는 청색 LED들을 조합함으로써 생성한 광의 스펙트럼을 나타낸다.
도4는 일 실시 예에 따라, 일출부터 일몰까지의 태양의 일주기에 따른 색 온도 변화를 나타낸다.
도5는 일 실시 예에 따라, 렌즈부의 구성을 나타낸다.
도6a는 일반적인 로드 렌즈를 나타낸다.
도6b는 일 실시 예에 따라, 조명 장치에서 사용되는 로드 렌즈를 나타낸다.
도7a는 일 실시 예에 따라, 플라이아이렌즈부의 기능을 나타낸다.
도7b는 일 실시 예에 따라, 플라이아이렌즈부의 구조를 나타낸다.
도8은 일 실시 예에 따라, 조명 장치의 블록도를 나타낸다.
도9는 일 실시 예에 따라, 시간의 흐름에 따라 조명 장치의 광 방출 방향이 변화하는 것을 나타낸다.
아래에서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자들(이하, 통상의 기술자들)이 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록, 첨부되는 도면들을 참조하여 몇몇 실시 예가 명확하고 상세하게 설명될 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 개시에서 "모듈" 혹은 "부"는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 "모듈" 혹은 복수의 "부"는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 "모듈" 혹은 "부"를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다.
도1은 일 실시 예에 따른 조명 장치를 나타낸다.
조명 장치(1000)는 자연광과 유사한 광을 사용자에게 제공하기 위한 장치로서, 밀폐된 실내에 있는 사용자에게 실제 창문을 통해 햇빛이 들어오는 듯한 경험을 제공할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 조명 장치(1000)는 벽에 설치 가능하며, 창문 형상일 수 있다.
조명 장치(1000)에서 방출되는 광의 스펙트럼은 자연광의 스펙트럼과 유사할 수 있다. 조명 장치(1000)에서 방출되는 가시광선은 높은 색 재현율(CRI, Color Rendering Index)을 가질 수 있다. 조명 장치(1000)에서 방출되는 광은 자연광과 유사한 색 온도(Color Temperature)를 가질 수 있다. 예를 들어, 조명 장치(1000)는 아침의 청명하고 맑은 광(색 온도 4000k)부터 늦은 오후의 따듯하고 노란 광(2700k)을 방출할 수 있다.
자연광은 비타민 D의 체내 합성을 유도할 뿐만 아니라, 다양한 호르몬, 신경전달 물질 등의 생성과 활성화를 유도할 수 있다. 특히, 행복 호르몬이라고도 불리는 세로토닌(serotonin)의 분비는 자연광을 쬘 수 있는 낮에 증가하고 밤에 감소한다. 세로토닌이 제대로 분비되지 않으면 스트레스에 노출됐을 때 노르에피네프린과 도파민의 과도한 흥분작용을 억제할 수 없어 쉽게 짜증이 나고 분노하기 쉽다. 세로토닌은 기준 세기 이상의 광이 사람의 망막을 통해 감지되면 분비될 수 있다. 조명 장치(1000)는 자연광을 쬐기 힘든 실내 공간에 위치한 사용자의 체내에서 세로토닌이 합성되도록 유도하기 위해 기준 조도 값 이상의 세기를 갖는 광을 방출할 수 있다.
조명 장치(1000)에서 방출되는 광은 직진성을 가질 수 있다. 조명 장치(1000)에서 방출되는 광이 직진함으로써 멀리 떨어진 태양으로부터 광이 도달하는 듯한 느낌을 사용자에게 제공할 수 있다. 이를 위해, 조명 장치(100)는 광을 집광하여 조사하는 집광부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 집광부는 광원으로부터 방출된 광의 확산을 방지하는 구성으로서 렌즈를 포함할 수 있다. 조명 장치(1000)로부터 방출되는 광이 직진성을 가지므로, 실제 창문을 통해 입사되는 직사광선을 쬐는 듯한 느낌을 사용자에게 제공할 수 있다.
조명 장치(1000)는 자연광의 다양한 이점들을 사용자에게 제공할 수 있다. 조명 장치(1000)는 가시 광선 영역, 자외선 영역, 및 적외선 영역의 광을 방출할 수 있다.
자외선은 파장의 길이에 따라 UVA(320~400nm), UVB(290~320nm), 및 UVC(200~290nm)로 나뉠 수 있다. UVB는 음이온 생성, 비타민 D 합성, 일광욕 등의 효과를 가지며, UVC는 살균 작용, 탈취 작용 등의 효과를 가진다.
조명 장치(1000)는 적외선을 방출할 수 있다. 적외선은 사람의 면역 기능을 강화하고 상처를 빨리 낫게 하는 등의 건강 증진 효과가 있으며 사람은 적외선으로부터 따듯함을 느낄 수 있다.
조명 장치(1000)는 가시 광선은 방출하되 자외선과 적외선은 선택적으로 방출할 수 있다. 예를 들어, 조명 장치(1000)는 가시 광선은 방출하되 자외선과 적외선은 방출하지 않을 수 있다. 예를 들어, 조명 장치(1000)는 가시 광선과 자외선은 방출하되 적외선은 방출하지 않을 수 있다. 예를 들어, 조명 장치(1000)는 외부 환경 요인 또는 사용자의 선택에 따라 자외선과 적외선 중 적어도 하나를 방출하지 않거나 방출 세기를 조절할 수 있다. 조명 장치(1000)는 자외선 중 UVB만을 방출할 수도 있다.
조명 장치(1000)는 실내에 설치되어 벽에 설치 가능한 창문 형상으로 구현될 수 있다. 조명 장치(1000)는 창문의 테두리 영역 또는 베젤 영역 중 상부(1200)에서 광을 방출하도록 구성될 수 있다.
조명 장치(1000)는 디스플레이(1400)를 통해 바깥의 풍경이나 사용자가 원하는 컨텐츠 또는 영상을 표시할 수 있다. 예를 들어, 조명 장치(1000)는 하늘 영상이나 숲 영상과 같은 자연 영상, 현재 위치의 풍경, 또는 사용자가 보고 싶어하는 특정 영상을 표시할 수 있다. 따라서, 사용자는 실제 창문이 설치된 것과 같이 더욱 생생한 느낌을 받을 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 조명 장치(1000)의 구성과 동작을 상세히 설명한다.
도2는 일 실시 예에 따라, 조명 장치의 블록도를 나타낸다.
도2를 참조하면, 조명 장치(1000)는 LED 광원들(LED_1~n), 렌즈부들(LS_1~n), 및 컨트롤러(1600)를 포함할 수 있다.
LED 광원들(LED_1~n)은 가시 광선 영역의 광을 방출하기 위한 LED(이하, 가시 광선 LED)들, 자외선 영역의 광을 방출하기 위한 적어도 하나의 LED(이하, 자외선 LED), 및 적외선 영역의 광을 방출하기 위한 적어도 하나의 LED(이하, 적외선 LED)를 포함할 수 있다. LED 광원들(LED_1~n)은 가시 광선 LED들을 포함하되, 자외선 LED와 적외선 LED를 선택적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, LED 광원들(LED_1~n)은 가시 광선 LED들과 적어도 하나의 자외선 LED를 포함할 수 있다. 또는, LED 광원들(LED_1~n)은 가시 광선 LED들과 적어도 하나의 자외선 LED와 적외선 LED를 포함할 수 있다. 본 실시 예에서, 광을 생성하기 위한 광원으로 LED를 예로 들어 설명하였으나, LED는 다른 종류의 발광 소자로 대체될 수 있다.
LED 광원들(LED_1~n)은 가시 광선 영역의 광을 방출하는 적어도 하나의 가시 광선 LED를 포함할 수 있다. 가시 광선은 약 380 내지 750 nm 파장의 광으로, 사람의 눈으로 감지 가능한 광을 의미한다. 가시 광선 LED들은 백색 LED, 적색 LED, 녹색 LED 또는 청색 LED를 포함할 수 있다. 백색 LED는 쿨 화이트(cool white) LED 와 웜 화이트(warm white) LED를 포함할 수 있다. 예를 들어, 쿨 화이트 LED는 5000K의 색 온도를 가질 수 있고, 웜 화이트 LED는 2700K의 색 온도를 가질 수 있다.
조명 장치(1000)는 LED 광원들(LED_1~n) 중 적어도 하나의 온/오프(On/Off) 상태 또는 세기를 조절함으로써 LED 광원들(LED_1~n)로부터 방출되는 광의 스펙트럼이 자연광의 스펙트럼과 유사하게 만들 수 있다. 예를 들어, 가시 광선 LED들로부터 방출되는 광이 가시 광선의 파장 범위(예를 들어, 400nm 내지 700nm)에서 연속적으로 변하는 스펙트럼 분포를 가질 수 있도록 백색 LED, 적색 LED, 녹색 LED 또는 청색 LED의 온/오프 상태 또는 세기가 조절될 수 있다.
도3a와 도3b는 각각 자연광과 백색 LED의 스펙트럼을 나타낸다. 도3a와 도3b를 참조하면, 백색 LED의 스펙트럼은 청색 피크(Blue Peak) 현상을 보일 뿐만 아니라 전체적으로 자연광의 스펙트럼과 유사하지 않다. 따라서, 백색 LED, 적색 LED, 녹색 LED, 또는 청색 LED이 소정의 비율로 조합됨으로써 실제 자연광과 유사한 스펙트럼을 만들 수 있다. 예를 들어, 백색 LED, 적색 LED, 녹색 LED, 및 청색 LED는 6:3:2:1의 비율로 조합될 수 있다. 도3c는 일 실시 예에 따라, 백색 LED, 적색 LED, 녹색 LED, 또는 청색 LED들을 조합함으로써 생성한 광의 스펙트럼을 나타낸다.
일 실시 예에 따라, 조명 장치(1000)는 높은 연색 지수(CRI, Color Rendering Index)를 갖는 다수의 백색 LED들을 포함함으로써 높은 색 재현율을 갖는 광을 방출할 수 있다. 연색 지수는 특정 광원이 얼마나 기준광과 유사하게 물체의 색을 나타내는지에 대한 지수로서, 태양의 연색 지수를 100이라고 할 때, 특정 광원의 연색 지수가 100에 가까울수록 특정 광원에 의해 나타나는 물체의 색상은 태양에 의해 나타나는 물체의 색상과 유사할 수 있다.
조명 장치(1000)는 방출되는 광이 높은 색 재현율을 가질 수 있도록 가시 광선 LED들 중 기준 비율 이상을 백색 LED로 구현할 수 있다. LED 광원들(LED_1~n)들 각각으로부터 방출되는 광의 세기는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있기 때문에, 기준 비율은 LED 광원들(LED_1~n)들 각각으로부터 방출되는 광의 세기를 고려하여 결정될 수 있다. 즉, 조명 장치(1000)로부터 방출되는 전체 광의 세기 중 백색 LED로부터 방출되는 광의 세기가 기준 비율 이상이 되도록 백색 LED의 개수가 결정될 수 있다.
조명 장치(1000)는 신경세포를 자극하여 세로토닌의 생성을 유도하기 위해 기준 조도 값 이상의 세기를 가지는 광을 방출할 수 있다. 조명 장치(1000)는 LED 광원들(LED_1~n)에서 방출되는 광의 세기의 합이 기준 조도 값보다 크도록 제어할 수 있다. 기준 조도 값은 사람이 세로토닌을 생성하기 위해 필요한 최소한의 광의 세기에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, LED 광원들(LED_1~n)로부터 1m 떨어진 곳에서 3000lx 이상의 조도를 가지도록 LED 광원들(LED_1~n)로부터 방출되는 광의 세기의 합이 제어될 수 있다. 기준 조도 값은 사용자의 설정, 제조사의 제조 목적, 주변 조도 등에 따라 달라질 수 있다.
일 실시 예에 따라, LED 광원들(LED_1~n)은 자외선 영역의 광을 방출하는 적어도 하나의 자외선 LED를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 조명 장치(1000)는 사용자의 체내에서 비타민 D의 합성을 유도하기 위해, 적어도 하나의 자외선 LED를 이용하여 UVB 영역의 파장을 가지는 광을 방출할 수 있다. 조명 장치(1000)가 UVB 영역의 광을 방출함에 따라, 사용자의 체내에서 비타민 D가 합성될 수 있고 비타민 D의 결핍에 따른 구루병, 골 연화증, 현기증 등이 예방될 수 있다.
LED 광원들(LED_1~n)은 적외선 영역의 광을 방출하는 적어도 하나의 적외선 LED를 포함할 수 있다. 적외선은 약 700nm~1mm 파장의 광으로, 사람의 표피 내부에 열을 전달하고 혈액순환을 돕고 세포 재생, 면역력 증진 등의 효과가 있다. 사용자는 조명 장치(1000)로부터 방출되는 적외선에 의해 자연광의 따스함을 느낄 수 있을 뿐 아니라, 다양한 건강 증진 효과도 경험할 수 있다.
조명 장치(1000)는 기준 색 온도를 갖는 광을 방출할 수 있다. 조명 장치(1000)는 LED 광원들(LED_1~n) 중 적어도 하나의 온/오프 상태 또는 세기를 조절함으로써 조명 장치(1000)에서 방출되는 광이 기준 색 온도를 가지도록 할 수 있다. 기준 색 온도는 현재 시간, 현재 날씨, 현재 위치 등에 따라 결정되거나 사용자에 의해 직접 결정될 수 있다. 예를 들어, 일출 시 자연광의 색 온도는 2000K이고, 일몰 시 자연광의 색 온도는 2500K, 맑은 날 정오의 자연광의 색 온도는 5500K, 흐린 날 자연광의 색 온도는 6500K 내지 6800K일 수 있다. 기준 색 온도는 일출부터 일몰까지의 태양의 일주기에 따른 색 온도 변화(도4 참조)에 따라 자동적으로 변경될 수도 있다. 조명 장치(1000)는 시간의 흐름에 따른 색 온도 변화를 반영하여 LED 광원들(LED_1~n) 중 적어도 하나의 온/오프 상태 또는 세기를 조절할 수 있다. 실내 공간에 위치한 사용자는 현재 시간, 날씨, 계절 등에 대응되는 색 온도를 가지는 광을 제공받으므로, 사용자는 외부 날씨를 인지할 수 있고 실제 창문이 설치된 듯한 느낌을 받을 수 있다.
다시 도2를 참조하면, 조명 장치(1000)는 방출되는 광의 직진성을 확보하기 위해 LED 광원들(LED_1~n) 각각의 전면에 위치하여, LED 광원들(LED_1~n)로부터 방출되는 광을 집광하여 조사하기 위한 렌즈부들(LS_1~n)을 포함할 수 있다. 제1렌즈부(LS_1)는 제1LED(LED_1)의 전면에 위치할 수 있으며, 제n렌즈부(LS_n)는 제nLED(LED_n)의 전면에 위치할 수 있다. 이하, 도5 내지 7b를 참조하여 렌즈부의 구성과 기능을 설명한다.
도5는 일 실시 예에 따라, 렌즈부의 구성을 나타낸다.
도5를 참조하면, 렌즈부(540)는 LED 광원(520)의 전면에 위치하여 LED 광원(520)으로부터 방출되는 광을 집광하여 조사함으로써 방출되는 광의 직진성을 확보할 수 있다. LED 광원(520)은 광선의 발산각이 매우 크므로 광의 직진성 확보를 위해서는 광선의 발산각을 낮추고, 광량의 균일성을 확보할 필요가 있다.
렌즈부(540)는 집광 렌즈(condensing lens, 542)와 플라이아이렌즈부(Fly eye lens unit, 546)를 포함할 수 있다.
집광 렌즈(condensing lens, 542)는 LED 광원(520)의 전면에 위치하고 LED 광원(520)으로부터 방출되는 광선의 발산각을 감소시킬 수 있다. 일 실시 예에 따라, 집광 렌즈는 로드 렌즈(rod lens)일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 집광 렌즈는 LED 광원(520)으로부터 방출되는 광선을 집광함으로써 광선의 발산각을 감소시킬 수 있는 다른 종류의 렌즈를 포함할 수 있다.
도6a는 일반적인 로드 렌즈를 나타낸다. 일반적인 로드 렌즈(620)의 기능은 광원에서 발산되는 불균일한 면적과 각도 등을 갖는 광을 내부에서 믹싱하여 균일하게 만들어 출사하는 것이다. 일반적으로 로드 렌즈(620)는 사각형으로 설계되며, 내측면은 광이 반사되어 집광될 수 있는 재질로 구성된다. 로드 렌즈(620)의 내부에서 반사된 광선들은 출사면으로 나갈 때 출사면 전체에서 균일한 조도와 분포를 갖게 된다. 출사면에서의 광선의 발산각(θO)은 입사면에서의 광선의 입사각(θI)과 동일하다.
도6b는 일 실시 예에 따라, 조명 장치에서 사용되는 로드 렌즈를 나타낸다. 로드 렌즈(640)는 도6a의 로드 렌즈(620)와 달리 LED 광원(520)으로부터 방출되는 광선이 입사되는 입사면의 면적보다 광선이 출사되는 출사면의 면적이 크도록 설계될 수 있다. 따라서, 로드 렌즈(640)의 옆 면은 경사면일 수 있다. 이러한 실시 예에서, 로드 렌즈(640) 내부에서 경사면에 의해 광선이 전반사됨으로써 광선의 발산각(θO)은 입사각(θI)보다 감소될 수 있다. 출사면의 면적이 입사면의 면적보다 커질수록 광선의 발산각(θO)은 더 크게 감소될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 출사면의 면적은 입사면의 면적의 4배일 수 있으며, 60도의 입사각(θI)을 갖는 광선은 15도의 발산각(θO)을 가지고 출사될 수 있다.
다시 도5를 참조하면, 플라이아이렌즈부(546)는 집광 렌즈(542)의 전면에 위치하여 광선을 수광면에 적층시킴으로써 수광면에서의 광량이 균일한 분포를 갖도록 할 수 있다. 도7a를 참조하면, 플라이아이렌즈부(720)는 각각의 렌즈셀에 입사하는 광선을 수광면(740)에 적층함으로써 수광면(740)에 도달하는 광량의 균일도를 높일 수 있다. 예를 들어, 수광면(740)은 플라이아이렌즈부(720)로부터 2.3미터 떨어진 곳에 위치하며 1x1m의 면적을 갖는 것으로 가정될 수 있다.
플라이아이렌즈부(720)의 설계에 따라, 플라이아이렌즈부(720)가 사용할 수 있는 입사각이 제한되므로 플라이아이렌즈부(720)에 입사되는 광선의 입사각은 최대한 작을 필요가 있다. 따라서, 집광 렌즈(542)를 통해 광선의 발산각을 감소시킴으로써 플라이아이렌즈부(720)의 효율이 향상될 있다.
도7b를 참조하면, 플라이아이렌즈부(546)는 복수의 플라이아이렌즈들(FEL_1~4)을 겹겹이 쌓은 구조일 수 있다. 일 실시 예에 따라, 플라이아이렌즈들(FEL_1~4) 각각은 실린더 타입의 플라이아이렌즈이다.
일 실시 예에 따라, 플라이아이렌즈부(546)는 4개의 플라이아이렌즈들(제1플라이아이렌즈(FEL_1), 제2플라이아이렌즈(FEL_2), 제3플라이아이렌즈(FEL_3), 및 제4플라이아이렌즈(FEL_4))를 순차적으로 겹겹히 쌓은 구조일 수 있다.
제2플라이아이렌즈(FEL_2)는 제1플라이아이렌즈(FEL_1)를 제1축 방향으로 90도 회전한 것이다. 제3플라이아이렌즈(FEL_3)는 제1플라이아이렌즈 (FEL_1)를 제2축 방향으로 180도 회전한 것이다. 제4플라이아이렌즈 (FEL_4)는 제2플라이아이렌즈(FEL_2)를 제2축 방향으로 180도 회전한 것이다. 제1축과 제2축은 서로 수직 방향이다. 예를 들어, 제1축과 제2축은 각각 직교 좌표계의 z축과 y축일 수 있다.
도7b를 참조하여, 일 실시 예에 따라 플라이아이렌즈부(546)가 4개의 플라이아이렌즈를 겹겹이 쌓은 구조임을 설명하였으나, 플라이아이렌즈부(546)의 형태는 이에 제한되지 않는다. 플라이아이렌즈부(546)는 4개가 아닌 다른 개수의 플라이아이렌즈들을 포함할 수 있거나 한 개의 플라이아이렌즈만으로 구성될 수 있다.
다시 도2를 참조하면, 컨트롤러(1600)는 조명 장치(1000)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 컨트롤러(1600)는 LED 광원들(LED_1~n)의 동작을 제어할 수 있다. 컨트롤러(1600)는 중앙 처리 장치(CPU), 마이크로컨트롤러(Microprocessor), DSP(Digital Signal Processor) 또는 MCU(Micro Controller Unit)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(1600)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
컨트롤러(1600)는 기준 조도 값 이상의 세기를 가지는 광을 방출하도록 LED 광원들(LED_1~n)을 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따른 컨트롤러(1600)는 LED 광원들(LED_1~n)로부터 방출되는 광의 세기의 합이 기준 조도 값보다 크도록 LED 광원들(LED_1~n) 중 적어도 하나의 온/오프 상태 또는 세기를 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(1600)는 LED 광원들(LED_1~n) 각각에서 방출되는 광의 세기의 합이 3000lx 이상을 가지도록 LED 광원들(LED_1~n) 중 적어도 하나의 온/오프 상태 또는 세기를 제어할 수 있다.
컨트롤러(1600)는 LED 광원들(LED_1~n)로부터 방출되는 광이 기준 색 온도를 가지도록 LED 광원들(LED_1~n) 중 적어도 하나의 온/오프 상태 또는 세기를 제어할 수 있다. 기준 색 온도는 현재 시간, 현재 날씨, 현재 위치, 현재 계절 등에 따라 결정되거나 사용자에 의해 직접 결정될 수 있다.
컨트롤러(1600)는 LED 광원들(LED_1~n) 각각에 전원을 공급(Turn On)하거나 차단(Turn Off)함으로써 LED 광원들(LED_1~n)의 온/오프 상태를 제어할 수 있다. 컨트롤러(1600)는 LED 광원들(LED_1~n) 각각에 인가되는 전압의 크기를 조절함으로써 LED 광원들(LED_1~n) 각각의 세기를 제어할 수 있다.
컨트롤러(1600)는 LED 광원들(LED_1~n)로부터 방출되는 광의 방출 방향을 제어할 수 있다. 이는 도8 내지 9를 참조하여 상세히 후술한다.
도8은 일 실시 예에 따라, 조명 장치의 블록도를 나타낸다.
도8의 조명 장치(8000)는 도1 내지 2에서 상술한 조명 장치(1000)의 상세한 실시 예를 나타낸다. 따라서, 이하 생략되는 내용이더라도 도1 내지 2의 조명 장치(1000)에 관하여 상술된 내용은 도8의 조명 장치(8000)에도 적용될 수 있다.
도8을 참조하면, 조명 장치(8000)는 발광부(8200), 발광부(8200)의 움직임을 제어하기 위한 모터(8400), 영상이나 컨텐츠를 표시하기 위한 디스플레이(8500), 발광부(8200), 모터(8400) 또는 디스플레이(8500)의 동작을 제어하기 위한 컨트롤러(8600), 주변의 조도를 감지하기 위한 조도 센서(8700), 및 외부와의 통신을 위한 통신부(8800)를 포함할 수 있다.
발광부(8200)는 LED 광원들(LED_1~8)과 LED 광원들(LED_1~8) 각각의 전면에 위치하여 LED 광원들(LED_1~8)로부터 방출되는 광의 직진성을 강화 또는 확보하기 위한 렌즈부들(LS_1~8)을 포함할 수 있다.
LED 광원들(LED_1~8)은 8개의 LED들(LED_1, LED_2, LED_3, LED_4, LED_5, LED_6, LED_7, LED_8)을 포함할 수 있다. 8개의 LED들은 가시 광선 LED, 자외선 LED, 또는 적외선 LED를 포함할 수 있다. 8개의 LED들은 가시 광선 LED는 반드시 포함하되 자외선 LED와 적외선 LED를 선택적으로 포함할 수 있다. 8개의 LED 들은 가시 광선 LED과 자외선 LED를 반드시 포함하되 적외선 LED를 선택적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1LED부터 제6LED까지의 6개의 LED들(LED_1~6)은 가시 광선 LED들이고, 제7LED (LED_7)는 자외선 LED이고, 제8LED(LED_8)는 적외선 LED 일 수 있다.
렌즈부들(LS_1~8)은 LED 광원들(LED_1~8)로부터 방출되는 광을 집광하여 조사할 수 있다. 제1렌즈부(LS_1)는 제1LED(LED_1)의 전면에 위치할 수 있고, 제3렌즈부(LS_3)는 제3LED(LED_3)의 전면에 위치할 수 있다. 렌즈부들(LS_1~8) 각각은 로드 렌즈와 플라이아이렌즈부를 포함할 수 있다. 렌즈부의 구성과 동작은 도2 내지 7b를 참조하여 설명하였으므로 상세한 설명은 생략한다.
모터(8400)는 발광부(8200)(또는, LED 광원들(LED_1~8))와 연결되어 발광부(8200)(또는, LED 광원들(LED_1~8))를 움직임으로써 광 방출 방향을 제어할 수 있다. 예를 들어, 모터(8400)는 발광부(8200) (또는, LED 광원들(LED_1~8))의 광 방출 방향이 전면 방향, 좌측 방향, 또는 우측 방향을 향하도록 조절할 수 있다. 또한, 모터(8400)는 발광부(8200) (또는, LED 광원들(LED_1~8))의 광 방출 방향을 상하로도 조절할 수 있다.
디스플레이(8500)는 바깥의 풍경이나 사용자가 원하는 컨텐츠 또는 영상을 표시할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(8500)는 하늘 영상이나 숲 영상과 같은 자연 영상, 현재 위치의 풍경, 또는 사용자가 보고 싶어하는 특정 상을 표시할 수 있다. 따라서, 사용자는 실제 창문이 설치된 것과 같이 더욱 생생한 느낌을 받을 수 있다. 디스플레이(8500)는 영상을 표시하기 위한 LCD(Liquid Crystal Display) 장치, LED(Light Emitting Diode) 표시 장치, OLED(Organic LED) 표시 장치, 또는 AMOLED(Active Matrix OLED) 표시 장치를 포함할 수 있다. 디스플레이(8500)는 사용자의 입력을 수신하기 위한 터치 감지 형일 수 있다.
컨트롤러(8600)는 발광부(8200), 모터(8400), 및 디스플레이(8500)의 동작을 제어할 수 있다.
컨트롤러(8600)는 발광부(8200)의 LED 광원들(LED_1~8) 중 적어도 하나의 온/오프 상태 또는 세기를 조절함으로써, 조명 장치(8000)에서 방출되는 광이 기준 조도 값 이상의 세기를 갖도록 할 수 있다. 기준 조도 값은 사용자가 세로토닌을 생성하기 위해 요구되는 광의 세기에 기반하여 결정될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 기준 조도 값은 조도 센서(8700)를 통해 획득된 주변 공간의 조도 값에 기반하여 결정될 수 있다. 조명 장치(8000)의 주변 공간에 원래부터 존재하는 광(예를 들어, 태양이나 조명 장치(8000)를 제외한 각종 인공 조명 등으로부터 방출되는 광)에 더하여 조명 장치(8000)로부터 방출된 기준 조도 값 이상의 광이 사용자에게 노출되면, 사용자에게 눈 부심이 발생하거나 사용자가 과다한 자외선에 노출될 수 있기 때문이다. 예를 들어, 조명 장치(8000)의 주변 공간이 밝거나 조도 센서(8700)를 통해 획득된 주변 공간의 조도 값이 높을수록 광의 세기를 결정하기 위한 기준 조도 값은 낮아질 수 있다.
컨트롤러(8600)는 조명 장치(8000)에서 방출되는 광의 스펙트럼이 자연광과 유사하도록 LED 광원들(LED_1~8) 중 적어도 하나의 온/오프 상태 또는 세기를 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(8600)는 8개의 LED 광원들(LED_1~8)의 세기 비율을 특정 비율(a:b:c:d:e:f:g:h)로 조절함으로써 조명 장치(8000)로부터 방출되는 전체 광의 스펙트럼이 자연광의 스펙트럼과 유사하도록 할 수 있다.
컨트롤러(8600)는 가시광선, 자외선, 및 적외선 중 적어도 하나의 방출 여부를 제어할 수 있다. 사용자가 적외선을 쬐는 것을 원하지 않는 경우 조명 장치(8000)는 LED 광원들(LED_1~8) 중 적외선 LED를 오프시킴으로써 적외선을 방출하지 않을 수 있다. 또는, 사용자가 자외선을 쬐는 것을 원하지 않는 경우 조명 장치(8000)는 LED 광원들(LED_1~8) 중 자외선 LED를 오프시킴으로써 자외선을 방출하지 않을 수 있다. 또는 사용자가 적외선만을 쬐기를 원하는 경우 조명 장치(8000)는 LED 광원들(LED_1~8) 중 가시 광선 LED와 자외선 LED를 턴-오프시키고 적외선 LED만을 턴-온시킬수 있다.
컨트롤러(8600)는 디스플레이(8500)로 표시할 영상 정보를 전달하거나 디스플레이(8500)를 온/오프시킬 수 있다.
컨트롤러(8600)는 모터(8400)를 제어함으로써 발광부(8200)의 광 방출 방향을 기준 방향으로 조절할 수 있다. 기준 방향은 시간의 흐름에 따라 결정되거나 사용자에 의해 직접 결정될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 컨트롤러(8600)가 현재 시간 정보에 기반하여 모터(8400)를 제어함으로써 기준 방향으로 광이 조사될 수 있다. 따라서, 사용자는 시간의 흐름에 따라 광의 입사 방향이 이동하는 것과 같은 경험을 할 수 있다.
컨트롤러(8600)는 현재 시간 정보를 획득하고 시간의 흐름에 따라 발광부(8200)의 광 방출 방향이 이동하도록 모터(8400)를 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 컨트롤러(8600)는 모터(8400)를 제어하여 발광부(8200)의 광 방출 방향이 조명 장치(8000)의 전면을 기준으로 좌측이나 우측을 향하도록 조절할 수 있다.
광 방출 방향은 좌측과 우측 방향 외에도 상측과 하측 방향으로도 조절될 수 있다. 컨트롤러(8600)는 현재 시간의 태양 고도가 낮으면 모터(8400)를 제어하여 광 방출 방향을 상대적으로 상측을 향하게 하고, 현재 시간의 태양 고도가 높으면 모터(8400)를 제어하여 광 방출 방향을 상대적으로 하측을 향하게 할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(8600)는 현재 시간이 오전에서 정오로 향할수록 모터(8400)를 제어하여 발광부(8200)의 광 방출 방향을 점차적으로 하측을 향하게 하여 태양이 떠오르는 것을 표현하고, 현재 시간이 정오에서 저녁으로 향할수록 발광부(8200)의 광 방출 방향을 점차적으로 상측을 향하게 함으로써 태양이 지는 것을 표현할 수 있다.
도9는 일 실시 예에 따라, 시간의 흐름에 따라 조명 장치의 광 방출 방향이 변화하는 것을 나타낸다.
도9를 참조하면, 컨트롤러(8600)는 현재 시간이 일출 시간이면, 조명 장치(8000)가 설치된 주변 공간 중 일출 시간에 대응되는 특정 공간을 식별할 수 있다(예를 들어, 오전 6시). 일출 시간에 대응되는 특정 공간은 조명 장치(8000)의 전면을 기준으로 좌측 공간일 수 있다. 컨트롤러(8600)는 시간의 흐름에 따라 발광부(8200)의 광 방출 방향이 조명 장치(8000)의 전면을 기준으로 중앙 공간을 향하도록 모터(8400)를 제어할 수 있다(예를 들어, 오전 8시). 컨트롤러(8600)는 시간의 흐름에 따라 정오(12:00)가 되면 발광부(8200)의 광 방출 방향이 조명 장치(8000)의 전면을 기준으로 우측 공간을 향하도록 모터(8400)를 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 컨트롤러(8600)는 광 방출 방향이 이전 시간에서의 광 방출 방향보다 점차 하측을 향하도록 모터(8400)를 추가 제어할 수 있다. 시간의 흐름에 따라, 오후에서 저녁(18:00)이 될수록 컨트롤러(8600)는 발광부(8200)의 광 방출 방향이 점차 우측 공간을 향하도록 모터(8400)를 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 컨트롤러(8600)는 광 방출 방향이 정오 시간에서의 광 방출 방향보다 점차 상측을 향하도록 모터(8400)를 추가 제어할 수도 있다.
컨트롤러(8600)는 기준 시간이 되면 발광부(8200)를 턴-온시키거나 턴-오프시킬 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(8600)는 일출 시간에 발광부(8200)의 전원을 턴-온시키고 일몰 시간에 발광부(8200)의 전원을 오프시킬 수 있다. 또는, 컨트롤러(8600)는 사용자가 미리 설정한 시간(예를 들어, 알람 시간)에 발광부(8200)를 턴-온시키거나 턴-오프시킬 수 있다.
조명 장치(8000)는 통신부(8800)를 포함할 수 있다. 통신부(8800)는 유선 또는 무선 통신 인터페이스를 사용하기 위한 통신 회로를 포함할 수 있다. 통신부(8800)가 접근 가능한 인터페이스는, 유선 근거리통신망(Local Area Network; LAN), Wi-fi(Wireless Fidelity)와 같은 무선 근거리 통신망(Wireless Local Area Network; WLAN), 블루투스(Bluetooth)와 같은 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Network; WPAN), 무선 USB(Wireless Universal Serial Bus), Zigbee, NFC(Near FieLED Communication), RFID(Radio-frequency identification), PLC(Power Line communication), 또는 3G(3rd Generation), 4G(4th Generation), LTE(Long Term Evolution) 등 이동 통신망(mobile cellular network)에 접속 가능한 모뎀 통신 인터페이스 등을 포함할 수 있다. 상기 블루투스 인터페이스는 BLE(Bluetooth Low Energy)를 지원할 수 있다.
조명 장치(8000)는 통신부(8800)를 통해 적어도 하나의 외부 장치와 접속되고, 외부 장치로부터 제어 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 외부 장치는 스마트폰과 같은 사용자의 단말기를 포함할 수 있다. 제어 신호는 가시 광선, 자외선, 적외선 중 적어도 하나에 대한 방출 여부, 가시 광선, 자외선, 적외선 중 적어도 하나에 대한 세기 정보, 기준 조도 값 정보, 색 온도 정보, 현재 시간 정보, 날짜 정보, 위치 정보, 날씨 정보, 광 방출 방향(기준 방향) 정보, 디스플레이(8500)에 표시되는 영상 정보, 광 방출 시작 시간과 종료 시간에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.
컨트롤러(8600)는 제어 신호에 기반하여 LED 광원들(LED_1~8) 중 적어도 하나의 온/오프 상태 또는 세기를 제어하거나 모터(8400) 또는 디스플레이(8500)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(8600)는 시간 정보, 날짜 정보, 위치 정보에 기반하여 태양의 위치와 고도를 예상함으로써 광 방출 방향(기준 방향)을 결정할 수 있다. 컨트롤러(8600)는 시간 정보, 날짜 정보, 위치 정보에 기반하여 기준 색 온도를 결정할 수 있다. 컨트롤러(8600)는 사용자가 원하는 광 방출 방향 정보와 색 온도 정보를 직접 수신하고 수신된 정보에 기반하여 시간의 흐름을 고려하지 않고 광 방출 방향과 색 온도를 고정시킬 수도 있다. 컨트롤러(8600)는 사용자로부터 기준 조도 값을 직접 수신할 수 있다. 또는, 컨트롤러(8600)는 주변 조도 값에 기반하여 기준 조도 값을 결정할 수 있다. 컨트롤러(8600)는 자외선 또는 적외선의 방출 여부에 따라 자외선 LED와 적외선 LED의 온/오프 상태를 제어하거나 사용자가 원하는 자외선 방출량에 따라 자외선 LED의 세기를 제어할 수 있다. 컨트롤러(8600)는 제어 신호에 기반하여 표시될 영상 정보를 디스플레이(8500)에 전달할 수 있다. 또는, 컨트롤러(8600)는 현재 위치 정보에 대응하는 주변 영상 정보를 통신부(8800)를 통해 획득하고 주변 영상 정보를 디스플레이(8500)로 전달할 수 있다.
설명들은 본 발명을 구현하기 위한 예시적인 구성들 및 동작들을 제공하도록 의도된다. 본 발명의 기술 사상은 위에서 설명된 실시 예들뿐만 아니라, 위 실시 예들을 단순하게 변경하거나 수정하여 얻어질 수 있는 구현들도 포함할 것이다. 또한, 본 발명의 기술 사상은 위에서 설명된 실시 예들을 앞으로 용이하게 변경하거나 수정하여 달성될 수 있는 구현들도 포함할 것이다.

Claims (15)

  1. 자연광과 유사한 광을 제공하기 위한 조명 장치(1000)에 있어서,
    복수의 LED 광원들;
    상기 복수의 LED 광원들 각각의 전면에 위치하여, 상기 복수의 LED 광원들 각각으로부터 방출되는 광을 집광하여 조사하기 위한 복수의 렌즈부들; 및
    상기 복수의 LED 광원들 중 적어도 하나의 온/오프 상태 또는 세기를 제어하기 위한 컨트롤러(1600)를 포함하고,
    상기 복수의 LED 광원들은, 가시 광선 LED들, 적어도 하나의 자외선 LED, 및 적어도 하나의 적외선 LED를 포함하고,
    상기 가시 광선 LED들은, 백색 LED, 적색 LED, 녹색 LED, 및 청색 LED 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 복수의 렌즈부들 각각은,
    상기 복수의 LED 광원들 각각의 전면에 위치하고, 상기 복수의 LED 광원들 각각으로부터 방출되는 광선의 발산각을 감소시키기 위한 집광 렌즈; 및
    상기 집광 렌즈의 전면에 위치하고, 상기 광선을 수광면에 적층시킴으로써 상기 수광면에서의 광량이 균일한 분포를 갖도록 하기 위한 플라이아이렌즈부를 포함하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 복수의 LED 광원들로부터 방출되는 광의 세기의 합이 기준 조도 값보다 크도록 하거나 상기 복수의 LED 광원들로부터 방출되는 광이 기준 색 온도를 갖도록 상기 복수의 LED 광원들 중 적어도 하나의 온/오프 상태 또는 세기를 제어하고,
    상기 복수의 LED 광원들 각각으로부터 방출되는 광선이 입사되는 입사면의 면적보다 상기 광선이 출사되는 출사면의 면적이 크도록 설계되는 조명 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조명 장치는 벽에 설치 가능한 창문 형상이고,
    상기 광은 상기 창문의 테두리 영역 또는 베젤 영역 중 상부에서 방출되는 조명 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 플라이아이렌즈부는, 제1플라이아이렌즈, 제2플라이아이렌즈, 제3플라이아이렌즈, 및 제4플라이아이렌즈를 순차적으로 겹겹히 쌓은 구조이고,
    상기 제2플라이아이렌즈는, 상기 제1플라이아이렌즈를 제1축 방향으로 90도 회전한 것이고, 제3플라이아이렌즈는 상기 제1플라이아이렌즈를 제2축 방향으로 180도 회전한 것이고, 제4플라이아이렌즈는 상기 제2플라이아이렌즈를 상기 제2축 방향으로 180도 회전한 것이고,
    상기 제1축과 상기 제2축은 서로 수직 방향인 조명 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 LED 광원들의 광 방출 방향을 제어하기 위한 모터를 더 포함하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 모터를 제어함으로써 상기 광 방출 방향이 기준 방향이 되도록 하고,
    상기 기준 방향은, 현재 시간에 기반하여 결정되거나 사용자에 의해 결정되는 조명 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    주변의 조도를 감지하기 위한 조도 센서를 더 포함하고,
    상기 기준 조도 값은, 상기 조도 센서를 통해 감지된 주변의 조도에 기반하여 결정되는 조명 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    외부로부터 제어 신호를 수신하기 위한 통신부를 더 포함하고,
    상기 컨트롤러는 상기 제어 신호 하에 상기 복수의 LED 광원들 중 적어도 하나의 온/오프 상태 또는 세기를 제어하고,
    상기 제어 신호는, 상기 기준 조도 값, 광의 방출 방향, 기준 색 온도, 현재 날씨, 현재 시각, 또는 자외선에 대한 온/오프 상태 또는 세기 정보를 포함하는 조명 장치.
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 외부로부터 수신되는 적외선에 대한 온/오프 상태 또는 세기 정보에 기반하여 상기 적어도 하나의 적외선 LED에 대한 온/오프 상태 또는 세기를 제어하는 조명 장치.
  13. 자연광과 유사한 광을 제공하기 위한 조명 장치(8000)에 있어서,
    복수의 LED 광원들과 상기 복수의 LED 광원들 각각의 전면에 위치하여, 상기 복수의 LED 광원들 각각으로부터 방출되는 광을 집광하여 조사하기 위한 복수의 렌즈부들을 포함하는 발광부(8200);
    상기 발광부의 동작을 제어하기 위한 컨트롤러(8600);
    상기 컨트롤러를 제어하기 위한 제어 신호를 수신하는 통신부(8800);
    외부 풍경 또는 사용자가 원하는 영상을 표시하기 위한 디스플레이(8500);
    주변의 조도를 감지하기 위한 조도 센서(8700); 및
    상기 발광부의 광 방출 방향을 제어하기 위한 모터(8400)를 포함하고,
    상기 복수의 LED 광원들은, 가시 광선 LED들, 적어도 하나의 자외선 LED, 및 적어도 하나의 적외선 LED를 포함하고,
    상기 가시 광선 LED들은, 백색 LED, 적색 LED, 녹색 LED, 및 청색 LED 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 복수의 렌즈부들 각각은,
    상기 복수의 LED 광원들 각각의 전면에 위치하고, 상기 복수의 LED 광원들 각각으로부터 방출되는 광선의 발산각을 감소시키기 위한 집광 렌즈; 및
    상기 집광 렌즈의 전면에 위치하고, 상기 광선을 수광면에 적층시킴으로써 상기 수광면에서의 광량이 균일한 분포를 갖도록 하기 위한 플라이아이렌즈부를 포함하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 복수의 LED 광원들로부터 방출되는 광의 세기의 합이 기준 조도 값보다 크도록 상기 복수의 LED 광원들 중 적어도 하나의 온/오프 상태 또는 세기를 제어하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 모터를 제어함으로써 상기 광 방출 방향이 기준 방향이 되도록 하고,
    상기 기준 방향은, 현재 시간에 기반하여 결정되거나 사용자에 의해 결정되고,
    상기 기준 조도 값은, 상기 조도 센서를 통해 감지된 주변의 조도에 기반하여 결정되는 조명 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 집광 렌즈는, 상기 복수의 LED 광원들 각각으로부터 방출되는 광선이 입사되는 입사면의 면적보다 상기 광선이 출사되는 출사면의 면적이 큰 로드 렌즈이고,
    상기 플라이아이렌즈부는, 복수의 플라이아이렌즈들을 겹겹이 쌓은 구조인 조명 장치.
  15. 삭제
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