KR102490485B1 - 가시광 통신 장치 및 이의 가시광 통신 방법 - Google Patents

Abstract

실시 예에 따른 가시광 통신 장치는 데이터를 입력받는 데이터 입력부; 상기 입력된 데이터를 변조하는 변조부; 상기 변조부를 통해 변조된 데이터를 토대로 제 1 제어신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어부를 통해 출력되는 제 1 제어신호를 토대로 상기 변조된 데이터를 가시광을 통해 출력하는 송신부를 포함하며, 상기 제1 제어신호는, 상기 출력되는 가시광의 색 상태 신호를 포함한다.

Description

가시광 통신 장치 및 이의 가시광 통신 방법{APPARATUS FOR VISIBLE LIGHT COMMUNICATION AND METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 가시광 통신 장치에 관한 것으로, 특히 하나의 광원에 다양한 정보를 부여하여 가시광 통신을 할 수 있는 가시광 통신 장치 및 가시광 통신 방법에 관한 것이다.

가시광 통신(visible light communication; VLC)은 데이터(예를 들어, 음성 데이터, 숫자 데이터 및 영상 데이터)를 무선으로 송신하기 위해 가시광(예를 들어, 인간의 육안으로 볼 수 있는 약 400 내지 700 나노미터들(nm)의 범위의 파장을 갖는 광)을 이용하는 통신 매체이다. VLC를 이용하여 데이터를 송신하기 위해, 형광 전구 또는 발광 다이오드(LED)와 같은 가시광원은 매우 빠른 속도로 세기 변조 또는 턴 온 및 오프될 수 있다.

수신 디바이스(예를 들어, 카메라, 이동 전화의 화상기 또는 주위 광 센서)는 세기 변조된 광을 수신하고 이를 사용자의 사용 및/또는 향유를 위해 수신 디바이스가 처리할 수 있는 데이터로 변환할 수 있다.

가시광 통신이 이목을 끄는 하나의 주요한 원인은 데이터를 수신 디바이스들에 송신하는데 이용될 수 있는 가시광원의 유비쿼터스 특성(ubiquitous nature)이다. 예를 들어, LED 투과형 디스플레이들, 및 표시광들 및 교통 신호들과 같은 다른 LED들을 포함할 수 있는 소비자 전자기기들 및 램프들은 하나 이상의 가시광원들을 모두 포함한다. 따라서 가시광원들은 거의 모든 장소에 위치한 사용자에게 데이터를 무선을 송신하는 잠재성을 갖는다.

가시광 통신은 라디오 주파수 대역폭의 이용을 요구하지 않기 때문에, 다른 용도들을 위한 제한된 라디오 주파수 대역폭을 자유롭게 하는 것과 같은 이점들을 제공할 수 있다. 또한, 광원들은 이미 다른 목적들(예를 들어, 광을 제공하고 텔레비전 쇼들, 영화들 및 데이터를 디스플레이함)을 위해 배치되어 있기 때문에, 광원들은 이들을 제어 디바이스들에 단순히 결합함으로써 송신기들로 쉽게 변환될 수 있다.

상기와 같은 가시광 통신은 코딩 광(coded light: CL)이라고도 할 수 있으며, 광원의 광 출력에 데이터, 특히 보이지 않는 식별자를 삽입하는 것에 기초한다. 따라서, 가시광 통신은 광원의 광 출력 내의 데이터 및 식별자의 삽입으로서 정의될 수 있고, 삽입된 데이터 및/또는 식별자는 바람직하게 광원의 1차 조명 기능(예를 들어, 조도)에 영향을 주지 않는다. 따라서, 데이터 및/또는 식별자에 관련된 방출 광의 임의의 변조를 사람에게 보이지 않아야 한다. 이것을 네트워크 조명 시스템의 상호 씬 설정(scene setting), 커미셔닝(commissioning) 및 리커미셔닝(re-commissioning) 등의 애플리케이션을 허용한다.

상기와 같은 가시광은 통신 애플리케이션에 이용될 수 있고, 하나 이상의 광원이 가시광을 방출하여 수신기로 이에 대한 정보를 알리도록 구성된다.

그러나, 종래 기술에 따른 가시광 통신은 광원의 플리커 기능을 활용하여 이루어지며, 이에 따라 하나의 변조된 데이터를 가지고 다양한 정보를 전달할 수 없다.

이에 따라, 하나의 변조 데이터를 가지고 다양한 정보를 송신 및 수신할 수 있도록 하는 새로운 가시광 통신 방식이 요구된다.

본 발명에서는, 새로운 방식으로 가시광 통신을 수행할 수 있는 가시광 통신 장치 및 이의 가시광 통신 방법을 제공한다.

또한, 본 발명에서는 하나의 변조 데이터를 가지고 다양한 정보를 송신할 수 있는 가시광 통신 장치 및 이의 가시광 통신 방법을 제공한다.

또한, 본 발명에서는 광원의 플리커뿐 아니라, 색온도 및 연색 지수 중 적어도 하나를 포함하는 광원 색상을 이용하여 가시광 통신을 수행할 수 있는 가시광 통신 장치 및 이의 가시광 통신 방법을 제공한다.

또한, 본 발명에서는 광원의 플리커 없이 색온도 및 연색 지수 중 적어도 하나의 변화를 통해 가시광 통신을 수행할 수 있는 가시광 통신 장치 및 이의 가시광 통신 방법을 제공한다.

제안되는 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

실시 예에 따른 가시광 통신 장치는 데이터를 입력받는 데이터 입력부; 상기 입력된 데이터를 변조하는 변조부; 상기 변조부를 통해 변조된 데이터를 토대로 제 1 제어신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어부를 통해 출력되는 제 1 제어신호를 토대로 상기 변조된 데이터를 가시광을 통해 출력하는 송신부를 포함하며, 상기 제1 제어신호는, 상기 출력되는 가시광의 색 상태 신호를 포함한다.

또한, 상기 제어부는, 상기 변조된 데이터를 토대로 제 2 제어 신호를 출력하고, 상기 송신부는, 상기 제 1 제어 신호 및 제 2 제어 신호에 따른 가시광을 발생하며, 상기 제 2 제어 신호는, 상기 가시광을 출력하는 광원의 온오프 신호를 포함한다.

또한, 상기 변조된 데이터는, 상기 가시광의 색 상태의 변화를 통해 출력되는 제 1 데이터와, 상기 광원의 온오프를 통해 출력되는 제 2 데이터를 포함한다.

또한, 상기 변조된 데이터는, 상기 가시광의 색 상태 및 상기 광원의 온오프의 조합에 따른 제 1 데이터를 포함한다.

또한, 상기 데이터는, 상기 가시광의 색 온도 변화를 토대로 출력되며, 상기 가시광의 각각의 색 온도에 따른 변수에는 서로 다른 코드가 부여되어 있다.

또한, 상기 데이터는, 상기 가시광의 연색 지수 변화를 토대로 출력되며, 상기 가시광의 각각의 연색 지수에 따른 변수에는 서로 다른 코드가 부여되어 있다.

또한, 상기 데이터는, 상기 가시광의 색 온도 및 연색 지수의 조합 변화를 토대로 출력되며, 상기 가시광의 각각의 색 온도 및 연색 지수의 조합에 따른 변수에는 서로 다른 코드가 부여되어 있다.

또한, 상기 각각의 색 온도는 색 계열을 토대로 복수의 그룹으로 그룹화되며, 상기 그룹화에 따라 동일 그룹 내에 속한 복수의 색 온도에는 서로 동일한 코드가 부여되어 있다.

또한, 상기 제어부는, 이전의 색 온도와 동일한 색 계열에 속한 색 온도 중 적어도 하나의 색 온도에 부여된 코드를 기준으로 상기 제 1 제어신호를 생성한다.

한편 가시광 통신 장치는 데이터를 싣고 출력되는 가시광을 수신하는 수신부; 및 상기 수신된 가시광을 복조하여 상기 가시광에 포함된 데이터를 획득하는 데이터 획득부를 포함하며, 상기 데이터는, 상기 가시광의 색 상태 정보를 획득하고, 상기 획득한 색 상태 정보를 토대로 획득된다.

또한, 상기 데이터는, 상기 가시광의 색 온도 변화를 토대로 출력되며, 상기 가시광의 각각의 색 온도에 따른 변수에는 서로 다른 코드가 부여되어 있다.

또한, 상기 데이터는, 상기 가시광의 연색 지수 변화를 토대로 출력되며, 상기 가시광의 각각의 연색 지수에 따른 변수에는 서로 다른 코드가 부여되어 있다.

또한, 상기 데이터는, 상기 가시광의 색 온도 및 연색 지수의 변화를 토대로 출력되며, 상기 가시광의 각각의 색 온도 및 연색 지수의 조합에 따른 변수에는 서로 다른 코드가 부여되어 있다.

또한, 상기 각각의 색 온도는 색 계열을 토대로 복수의 그룹으로 그룹화되며, 상기 그룹화에 따라 동일 그룹 내에 속한 복수의 색 온도에는 서로 동일한 코드가 부여되어 있다.

또한, 상기 데이터 획득부는, 상기 수신된 가시광의 색 정보를 감지하는 색 감지 센서를 포함하며, 상기 색 정보는, 상기 가시광의 색 온도 및 연색 지수 중 적어도 하나를 포함한다.

또한, 상기 데이터 획득부는 상기 가시광으로부터 심볼을 추출하고, 상기 추출한 심볼에 포함된 펄스 신호를 토대로 상기 데이터를 더 획득한다.

또한, 실시 예에 따른 가시광 통신 방법은 가시광의 색 상태에 따라 데이터를 변조하는 단계; 및 상기 변조된 데이터를 가시광을 통해 출력하는 단계를 포함하며, 상기 데이터는, 상기 광원을 통해 방출되는 가시광의 색 상태의 변화에 의해 출력된다.

또한, 상기 데이터는, 상기 가시광의 색 온도 변화를 토대로 출력되며, 상기 가시광의 각각의 색 온도에 따른 변수에는 서로 다른 코드가 부여되어 있다.

또한, 상기 데이터는, 상기 가시광의 연색 지수 변화를 토대로 출력되며, 상기 가시광의 각각의 연색 지수에 따른 변수에는 서로 다른 코드가 부여되어 있다.

또한, 상기 데이터는, 상기 가시광의 색 온도 및 연색 지수의 변화를 토대로 출력되며, 상기 가시광의 각각의 색 온도 및 연색 지수의 조합에 따른 변수에는 서로 다른 코드가 부여되어 있다.

또한, 상기 각각의 색 온도는 색 계열을 토대로 복수의 그룹으로 그룹화되며, 상기 그룹화에 따라 동일 그룹 내에 속한 복수의 색 온도에는 서로 동일한 코드가 부여되어 있다.

또한, 기본 클럭 주기를 가지는 심볼에 상기 데이터를 변조하는 단계;를 더 포함하며, 상기 데이터는, 상기 가시광의 색 상태 및 상기 가시광을 방출하는 광원의 온오프 상태에 조합에 의해 출력된다.

본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 조명의 플리커 기능뿐 아니라, 조명의 색 온도 및 연색 지수를 가시광 통신 방식에 적용함으로써, 변조된 데이터에 다양한 정보를 부여할 수 있으며, 이에 따른 데이터 서비스 및 보안 솔류션 분야 등과 같은 다양한 애플리케이션에 적용 가능하여 시장 창출을 기대할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 통신 기능이나 코딩 기능이 구비되지 않은 일반 조명 장치에서도 연색 지수나 색온도 만의 변화를 통해 원하는 정보를 전송할 수 있으며, 상기 전송되는 정보를 통해 이용객 수, 공장 제품 출하 개수 및 인원 확인 등의 통계 분석에 활용할 수 있다.

도 1는 본 발명의 실시 예에 따른 가시광 통신 시스템을 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 가시광 송신 장치의 상세 구조를 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 가시광 통신 시스템의 가시광 통신 과정을 보여주는 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 가시광 송신 장치에서 전송되는 신호 스펙트럼을 보여주는 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 가시광 송신 장치의 상세 구성을 보여주는 구성도이다.
도 6은 도 1에 도시된 가시광 수신 장치의 상세 구성을 보여주는 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 VPPM(Variable - PPM)을 이용하여 밝기 조절을 구현하는 경우를 도시한 도면이다.
도 8 및 9는 본 발명의 실시 예에 따른 광원의 색 상태를 나타낸 도면이다.
도 10 및 11은 본 발명의 실시 예에 따른 가시광 통신 방법을 단계별로 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

첨부된 도면의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 도면의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 도면의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 도면의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

도 1는 본 발명의 실시 예에 따른 가시광 통신 시스템을 도시한 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 가시광 송신 장치의 상세 구조를 보여주는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 가시광 통신 시스템의 가시광 통신 과정을 보여주는 구성도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 가시광 송신 장치에서 전송되는 신호 스펙트럼을 보여주는 도면이며, 도 5는 도 1에 도시된 가시광 송신 장치의 상세 구성을 보여주는 구성도이고, 도 6은 도 1에 도시된 가시광 수신 장치의 상세 구성을 보여주는 구성도이다.

도 1을 참고하면, 실시 예에 따른 가시광 통신 시스템은 가시광 수신 장치(300) 및 가시광 송신 장치(100)를 포함한다. 여기에서, 상기 가시광 송신 장치(100)는 가시광을 송신할 수 있는 광원을 포함하며, 이에 따라 조명장치라고도 칭할 수 있을 것이다.

또한, 상기 가시광 수신 장치(300)는 상기 가시광 송신 장치(100)를 통해 송신되는 가시광을 수신하여, 상기 가시광 송신 장치(100)의 등록 과정을 진행하고, 이를 토대로 상기 가시광 송신 장치(100)를 구성하는 조명의 제어신호를 출력하는 조명제어장치라고도 칭할 수 있을 것이다. 또한, 상기 가시광 수신 장치(300)는 상기 가시광 송신 장치(100)를 통해 송신되는 가시광을 수신하고, 상기 수신된 가시광을 복조하며, 상기 가시광의 복조에 따라 상기 가시광을 통해 전송된 데이터를 획득하는 이동 단말기와 같은 데이터 획득장치일 수 있다.

상기 가시광 수신 장치(300)는 무선 네트워크를 통하여 복수의 가시광 송신 장치(100)와 연결된다.

상기 가시광 수신 장치(300)는 애플리케이션을 저장하고, 상기 저장한 애플리케이션을 실행시켜 상기 가시광 송신 장치(100)를 제어하기 위한 그래픽 유저 인터페이스를 제공한다.

또한, 상기 가시광 수신 장치(300)는 미등록된 다수의 가시광 송신 장치(100)를 검색하고, 상기 검색된 가시광 송신 장치(100)를 등록시켜 상기 등록된 가시광 송신 장치(100)의 동작을 제어할 수 있도록 하는 그래픽 유저 인터페이스를 제공할 수 있다.

상기 가시광 수신 장치(300)는 상기 애플리케이션이 저장 및 실행될 수 있는 단말기일 수 있다. 상기 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

그러나, 본 실시 예는 이에 한정되지 않고, 애플리케이션을 다운받아 설치하는 것이 가능하면서, 다양한 무선 통신이 가능한 장치라면 모두 상기 가시광 수신 장치(300)에 포함될 수 있을 것이다.

상기 가시광 송신 장치(100)는 디밍 장치 등에 의해 제어된다. 상기 가시광 송신 장치(100)는 적어도 하나로 구성될 수 있다. 바람직하게, 상기 가시광 송신 장치(100)는 복수 개로 구성될 수 있다.

예를 들어, 상기 가시광 송신 장치(100)는 침실의 천장에 설치된 제 1 조명과, 침실의 탁자 위에 설치된 제 2 조명 등을 포함할 수 있다. 이와 다르게, 상기 가시광 송신 장치(100)가 사무실에 설치되는 경우, 제 1 회의실에 설치된 제 1 조명과, 제 2 회의실에 설치된 제 2 조명, 탕비실에 설치된 제 3 조명 등으로 구분될 수 있다.

상기 가시광 수신 장치(300)는 사용자로부터 상기 가시광 송신 장치(100)를 제어하기 위한 명령(command)을 입력 받기 위한 입력수단일 수 있다. 이에 따라, 가시광 수신 장치(300)는 무선 네트워크를 통하여 상기 가시광 송신 장치(100)와 연결되어 상기 명령에 따른 제어 신호를 상기 가시광 송신 장치(100)로 전송한다.

상기 가시광 수신 장치(300)의 무선 네트워크는 무선 환경에 따라 결정될 수 있다.

예를 들어, 상기 가시광 수신 장치(300)에는 지그비(ZigBee), 블루투스(Bluetooth) 및 지웨이브(Z-wave) 중 적어도 어느 하나의 네트워크가 적용되어 상기 가시광 송신 장치(100)와 무선 통신을 수행한다.

또한, 상기 가시광 수신 장치(300)는 상기 가시광 송신 장치(100)를 제어하기 위한 수단뿐 아니라, 상기 가시광 송신 장치(100)로부터 전송되는 데이터를 수신하고, 상기 수신된 데이터를 토대로 상기 가시광 송신 장치(100)을 등록하는 동작을 수행할 수 있다.

또한, 상기 가시광 수신 장치(300)는 상기 가시광 송신 장치(100)에 특정 데이터 서비스를 제공하기 위한 정보를 설정하고, 그에 따라 상기 가시광 송신 장치(100)로부터 전송되는 가시광에 따른 정보를 수신하여 그에 대응하게 연동된 데이터 서비스를 제공할 수 있다.

또한, 상기 가시광 수신 장치(300)는 상기 가시광 송신 장치(100)에 보안 관련 인증을 위한 인증 정보를 설정하고, 그에 따라 상기 가시광 송신 장치(100)로부터 전송되는 가시광에 따른 정보를 수신하여 상기 가시광 송신 장치(100)를 소유한 사용자의 인증 과정을 수행할 수 있다.

결론적으로, 상기 가시광 수신 장치(300)와 상기 가시광 송신 장치(100)는 가시광의 상태에 따른 코드 정보가 상호 약속되어 있으며, 그에 따라 상기 약속된 코드 정보에 따라 상기 가시광을 송신 및 수신할 수 있다.

상기 가시광 송신 장치(100)는 도 2와 같은 구성을 가질 수 있다.

상기 가시광 송신 장치(100)는 조명 모듈(500)과 통신 모듈(400)을 포함할 수 있다.

상기 조명 모듈(500)은 상부에 연결 단자(575)를 포함하고, 하부에 삽입부를 포함하는 내부 케이스(570)와, 상기 내부 케이스(570)의 삽입부가 삽입되는 방열몸체(도시하지 않음)와, 상기 방열몸체의 하면에 빛을 방출하면서 복수의 발광 소자를 포함하는 발광 모듈부와, 상기 방열몸체 하부의 둘레 영역에 결합되어 상기 발광 모듈부를 상기 방열몸체에 견고히 고정시키는 가이드부재(505)와, 상기 가이드부재(505)와 발광모듈부 사이에 형성되는 렌즈(510), 및 상기 방열몸체의 외측에 외부 케이스(580)를 포함할 수 있다.

상기 렌즈(510)는 통신 모듈(400)을 삽입하는 렌즈 개구부(512)를 포함한다. 그리고, 통신 모듈(400)은 상기 렌즈 개구부(512)에 삽입된다.

상기 렌즈 개구부(512)를 통해 삽입되는 통신 모듈(400)은 전원제어부의 커넥터와 연결되며, 그에 따라 상기 가시광 수신 장치(300)를 통해 전송되는 제어 신호를 상기 조명 모듈(500)에 전달한다.

이와 같이 무선으로 제어 가능한 복수의 가시광 송신 장치(100)를 포함하는 가시광 통신 시스템은 애플리케이션 실행에 따라 가시광 수신 장치(300)의 터치 스크린을 통해 제공되는 그래픽 유저 인터페이스를 통해 실시간으로 상기 가시광 송신 장치(100)의 제어가 가능하다.

이러한 가시광 통신 시스템은 상기 가시광 송신 장치(100)를 제어하기 위하여 도 3과 같이 상기 가시광 송신 장치(100)의 고유 주소를 등록하는 절차를 진행한다.

상기 조명을 등록한다는 것은, 조명 설치 장소를 보여주는 맵 상에서 상기 가시광 송신 장치(100)의 위치를 확인하고, 그에 따라 상기 확인한 위치와 상기 가시광 송신 장치(100)에 장착된 통신 모듈의 고유 주소를 매칭시켜 저장하는 것을 의미한다.

여기에서, 상기 가시광 송신 장치(100)의 고유 주소는, 상기 가시광 송신 장치(100)에 장착된 통신 모듈이 가지는 MAC(Media Access Control) 어드레스 정보일 수 있다.

상기 가시광 송신 장치(100)는 자신의 고유 주소를 저장하고 있으며, 외부의 요청에 따라 상기 저장한 고유 주소에 대한 주소 정보(S1)를 출력한다. 상기 주소 정보(S1)는 상기 가시광 송신 장치(100)에 포함된 광원의 온오프에 따라 출력될 수 있다.

이때, 상기 주소 정보(S1)는 가시광에 실려 출력된다. 상기 가시광은 전자파 중에서 인간의 눈으로 검지할 수 있는 파장 영역의 빛을 의미하며, 여기에서 상기 파장 영역은 380~700㎚이다.

이에 따라, 사용자는 상기 가시광 송신 장치(100)가 설치된 장소의 주변에 도 3과 같은 수신기(600)가 장착된 가시광 수신 장치(300)를 위치시킨다.

그리고, 상기 수신기(600)는 상기 가시광 송신 장치(100)를 통해 출력되는 가시광을 수신한다. 여기에서, 상기 수신된 가시광에는 상기 가시광 송신 장치(100)에 대한 주소 정보(S1)가 실려있다.

수신기(600)는 상기 가시광이 수신되면, 상기 수신된 가시광에 실린 주소정보(S1)를 추출하여 가시광 수신장치(300)로 전달할 수 있고, 가시광 수신 장치(300)는 상기 주소 정보(S1)를 이용하여 상기 가시광 송신 장치(100)의 고유 주소를 저장하여 등록한다.

이때, 상기 가시광은 일반적인 광원의 플리커 기능에 따른 제 1 데이터를 출력할 수 있고, 여기에 추가적으로 상기 광원의 색 상태를 변경하여 상기 색 상태에 부여된 코드에 대응하는 제 2 데이터를 출력할 수 있다.

여기에서, 상기 제 1 데이터는 상기 설명한 바와 같이 상기 가시광 송신 장치(100)의 주소 정보(S1)일 수 있다.

이에 따라, 상기 가시광 송신 장치(100)를 구성하는 광원은, 상기 제 1 데이터를 출력하기 위하여, 상기 주소 정보를 변조하고, 그에 따라 상기 광원의 온오프를 제어하기 위해 생성된 제 1 제어 신호(펄스신호일 수 있음)를 토대로 동작할 수 있다.

또한, 상기 제 2 데이터는 상기 가시광 송신 장치(100)가 설치된 설치 위치에 대한 위치 정보일 수 있다.

이때, 상기 위치 정보는 상기 광원을 통해 출력되는 가시광의 색 상태 변화에 의해 전달될 수 있다. 여기에서, 상기 색 상태의 변화는 상기 광원의 색온도 변화 및 연색 지수 변화 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이를 위해, 상기 가시광 송신 장치(100)를 구성하는 광원은 상기 제 2 데이터를 출력하기 위하여, 상기 위치 정보를 변조하고, 그에 따라 상기 광원의 색 상태를 제어하기 위해 생성된 제 2 제어 신호(색 온도 신호 및 연색 지수 신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있음)를 토대로 동작할 수 있다.

이에 따라, 상기 가시광 송신 장치(100)가 설치될 수 있는 전체 장소에 대한 맵 상에서 각각의 위치에 대하여 서로 다른 코드를 부여하고, 상기 각각의 위치에 부여된 코드와 상기 광원의 색 온도 및 연색 지수 중 적어도 하나를 매칭시킬 수 있다.

예를 들어, 상기 맵 상에서의 제 1 위치는 코드 A가 부여되고, 제 2 위치는 코드 B가 부여되고, 제 3 위치는 코드 C가 부여될 수 있다. 그리고, 상기 코드 A는 색온도 2700K와 매칭될 수 있고, 코드 B는 색온도 3000K와 매칭될 수 있으며, 상기 코드 C는 색온도 3500K와 매칭될 수 있다.

이에 따라, 상기 가시광 송신 장치(100)를 통해 송신된 가시광의 색온도가 3000K인 경우, 상기 가시광 수신 장치(300)는 상기 가시광 송신 장치(100)를 통해 송신된 가시광을 토대로 제 2 데이터에 대응하는 '코드 B'를 획득할 수 있고, 상기 획득한 '코드 B'를 토대로 상기 가시광 송신 장치(100)의 설치 위치를 상기 맵 상에서의 제 2 위치로 인식할 수 있다.

상기와 같이, 상기 가시광 송신 장치(100)는 상기 가시광을 통해 데이터를 전송할 때, 단순히 광원의 온오프 제어를 위한 펄스 신호에 의해서만 상기 데이터를 전송하는 것이 아니라, 이에 대하여 상기 광원의 색온도 및 연색 지수 중 적어도 하나를 포함하는 색 상태 변화에 따라 추가적인 데이터를 더 전송하도록 한다.

한편, 상기에서는 가시광 송신 장치(100)가 상기 광원의 플리커 기능을 이용하여 제 1 데이터를 전송하고, 이와는 별개로 색 상태 변화에 의해 제 2 데이터를 전송한다고 하였으나, 이는 일 실시 예에 불과할 뿐 상기 플리커 기능과 색 상태 변화를 조합하여 이에 따른 하나의 데이터를 전송할 수도 있을 것이다.

또한, 상기 가시광 송신 장치(100)는 상기 플리커 기능을 제외한 광원의 색 상태 변화를 이용해서만 상기 가시광 통신에 따른 데이터를 전송할 수 있다.

예를 들어, 가시광 송신 장치(100)는 광원의 밝기의 제어가 불가하거나 코딩 기능이 존재하지 않는 일반 조명 장치에서, 상기 광원의 색온도 및 연색 지수의 변화만을 통해 데이터를 전송할 수 있다.

결론적으로, 상기 광원의 플리커 기능을 이용하여 가시광 통신에 따른 데이터를 전송하는 기술은 공지 기술이다. 그러나, 본 발명은 광원의 플리커 기능이 아닌 색온도 및 연색 지수 변화만을 이용해서 가시광 통신에 따른 데이터를 전송하도록 하며, 상기 색온도 및 연색 지수 변화에 상기 플리커 기능을 추가하여 사기 가시광 통신을 통해 전송되는 데이터의 다양성을 부여한다.

즉, 상기 가시광 통신에서, 최소의 비용 및 최소한의 정보만이 필요한 경우(예를 들어, 단순 출석 체크 기능)에는 상기 플리커 기능이 아닌 색온도 및 연색 지수의 변화만을 통해 상기 정보를 전송할 수 있다.

또한, 상기 플리커 기능은 광원의 밝기를 조절해야 하며, 이에 따른 100%의 조명 밝기를 구현하는데 어려움이 있다. 이에 따라 100%의 조명 밝기가 구현되어야만 하는 공간에서는 상기 플리커 기능이 아닌 색온도 및 연색 지수 변화만을 이용해서 데이터를 전송할 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기와 같은 주소정보(S1)나 위치 정보는 가시광 스펙트럼 내에 실려 출력된다.

상기 가시광 송신 장치(100)가 방출하는 가시광은 400 내지 700nm 대의 스펙트럼 파장대를 가진다. 이에 따라, 상기 가시광 송신 장치(100)는 상기 파장대의 빛을 상기 주소 정보 및 위치 정보에 따라 디밍하여 방출한다.

이하에서는, 상기 가시광을 출력하는 가시광 송신 장치(100)를 설명한다.

한편, 상기에서는 가시광 송신 장치(100)가 조명장치이고, 가시광 수신 장치(300)가 조명제어장치라고 칭하였으며, 가시광 통신을 통해 상기 가시광 송신 장치(100)의 주소 정보만이 출력된다고 하였지만, 이는 본 발명의 일 실시 예에 불과할 뿐, 상기 가시광 송신 장치(100)에서 가시광으로 전송될 수 있는 정보는 상기 주소 정보뿐 아니라, 다양한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 가시광 수신 장치(300)는 상기 가시광을 수신하여 상기 가시광에 포함된 데이터를 복조할 수 있는 장치면 여기에 포함될 수 있으며, 상기 데이터 복조를 통해 복조된 데이터에 대응하는 정보를 출력할 수 있는 단말기가 이에 포함될 수 있다.

도 5를 참고하면, 본 발명의 가시광 송신 장치(100)는 변조부(110), 디밍부(120), 통신부(140), 제어부(150), 메모리부(160) 및 광원(130)을 포함한다.

여기에서, 상기 가시광 송신 장치(100)는 내부에 전송할 데이터를 저장하고 있을 수 있으며, 이와 다르게 외부에서 전송되는 데이터를 수신할 수 있다. 이를 위해, 상기 가시광 송신 장치(100)는 상기 외부에서 전송되는 데이터를 수신하는 데이터 입력부(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다.

광원(130)은 복수의 발광 다이오드 또는 형광램프를 포함할 수 있다.

변조부(110)는 데이터를 수신하고, 상기 수신한 데이터를 변조한다. 여기에서, 상기 수신되는 데이터는 상기 가시광 송신 장치(100)의 고유 주소에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이에 따라 상기 변조부(110)는 상기 고유 주소 정보를 저장하고, 상기 저장하고 있는 고유 주소에 대한 정보를 변조할 수 있다.

또한, 상기 수신되는 데이터는 상기 가시광 송신 장치(100)의 설치 위치에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 변조부(110)는 상기 설치 위치 정보를 저장하고, 상기 저장하고 있는 설치 위치에 대한 정보를 변조할 수 있다.

상기 디밍부(120)는 외부로부터의 디밍 신호를 수신하고, 이를 가공하여 제어부(150)에 전달한다.

제어부(150)는 변조부(110)를 통해 변조된 데이터를 수신한다. 또한, 제어부(150)는 상기 디밍부(120)로부터 전달되는 디밍 신호를 수신한다. 여기에서, 상기 변조된 데이터는 상기 광원(130)의 온오프를 제어하기 위한 제 1 데이터와, 상기 광원(130)의 색 상태를 제어하기 위한 제 2 데이터를 포함한다.

그리고, 상기 제어부(150)는 상기 수신한 디밍 신호에 상기 변조된 제 1 데이터를 가공하여 광원(130)의 온오프 신호를 생성한다. 또한 상기 제어부(150)는 상기 제 2 데이터를 가공하여 상기 광원(130)의 색 상태 변화를 위한 색 제어 신호를 생성한다.

상기 제어부(150)는 광원(130)을 제어하는 전원회로일 수 있다.

여기에서, 상기 온오프 신호는 상기 가시광 송신 장치(100)에서 전송하고자 하는 데이터에 따른 이진화 심볼로 구성된다. 예를 들어, 제 1 방식에 따르면, 상기 변조된 데이터의 심볼이 '1'인 경우에는 상기 제어부(150)에 의해 해당 주기 내에서 온 구간이 먼저 존재하는 펄스 신호가 생성된다. 그리고, 상기 변조된 데이터의 심볼이 '0'인 경우에는 해당 주기 내에서 오프 구간이 먼저 존재하는 펄스 신호가 생성된다.

또한, 이와 다르게 제 2 방식에 따르면, 상기 변조된 데이터의 심볼이 '1'인 경우에는 제 1 주파수 크기를 가지는 제 1 펄스 신호가 생성될 수 있으며, 상기 제 1 펄스 신호 내에는 온 구간이 먼저 존재할 수 있다. 그리고, 상기 변조된 데이터의 심볼이 '0'인 경우에는 상기 제 1 주파수 크기와는 다른 제 2 주파수 크기를 가지는 제 2 펄스 신호가 생성된다. 이때, 상기 제 2 펄스 신호 내에도 상기 제 1 펄스 신호와 같이 온 구간이 먼저 존재하게 된다. 다시 말해서, 상기 주파수 크기의 변화를 통해 각각의 이진화 심볼을 구분하는 경우, 상기 제 1 펄스 신호와 제 2 펄스 신호는 온 구간과 오프 구간으로 구성되며, 상기 제 1 펄스 신호와 제 2 펄스 신호가 가지는 각각의 온 구간은 해당 주기 내에서 서로 동일한 지점에 각각 위치할 수 있다.

예를 들어, 제 1 방식에서는, 상기 '1' 심볼을 가지는 펄스 신호는 온 구간이 해당 클럭 주기의 뒷 부분에 위치하였고, '0' 심볼을 가지는 펄스 신호는 온 구간이 해당 클럭 주기의 앞 부분에 위치하였다.

그러나, 상기 제 2 방식에서는 '1' 심볼을 가지는 제 1 펄스 신호의 온 구간과, '0' 심볼을 가지는 제 2 펄스 신호의 온 구간을 모두 해당 클럭 주기의 앞 부분에 위치시키고, 그에 따라 상기 제 1 펄스 신호가 가지는 주파수 크기와 상기 제 2 펄스 신호가 가지는 주파수 크기를 서로 다르게 하여 상기 '1' 심볼과 '0' 심볼의 구분이 가능하도록 한다.

상기 광원(130)은 상기 제어부(150)를 통해 생성된 펄스 신호를 토대로 온오프 동작을 수행한다. 또한, 상기 광원(130)은 상기 제어부를 통해 생성된 색 제어 신호에 따라 해당 색 온도 및 해당 연색 지수 중 적어도 하나에 대응하는 가시광을 방출한다.

이에 따라, 상기 광원(130)을 통해 방출되는 가시광은 온오프 시간 및 순서, 그리고 색온도 및 연색 지수 중 적어도 하나의 색 상태에 의하여 상기와 같은 데이터를 싣고 출력된다. 상기 출력되는 데이터는 상기 가시광 송신 장치(100)의 고유 주소 정보 및 위치 정보일 수 있으며, 이와 다르게 실시간 이벤트, 광고 및 위치 서비스를 위한 데이터 및 사용자의 인증을 위한 보안 데이터일 수 있다.

즉, 광원(130)은 상기 온오프 신호에 의해 복수의 동작 구간으로 구분되어 발광 동작을 한다.

예를 들어, 상기 변조된 데이터 값이 '01010000'인 경우, 상기 제어부(150)에 의해 생성된 온오프 신호는 8개의 심볼 구간으로 구분된다. 그리고, 상기 제 2 방식에 따르면, 상기 각각의 심볼 구간 내에서 펄스 신호의 시작 위치는 모두 동일하며, 다만 '0'과 '1'에 따라 주파수 크기만이 변화한다.

다시 말해서, '0' 심볼 구간의 펄스 신호의 주파수는 10KHz일 수 있으며, 이에 따라 해당 펄스 신호의 주기는 100ms일 수 있다. 또한, '1' 심볼 구간의 펄스 신호의 주파수는 5KHz일 수 있으며, 이에 따라 해당 펄스 신호의 주기는 200ms일 수 있다.

상기와 같이 본 발명에서는 '1' 심볼과, '0' 심볼의 구분을 온 구간의 위치가 아닌 주파수 변조를 통한 주파수 크기 변화에 따라 구현할 수 있다.

따라서, 상기 광원(130)은 상기 온오프 신호에 따라 온오프 동작을 수행한다. 이때, 상기 광원(130)의 온오프 동작도 상기 온오프 신호에 대응되게 복수의 동작 구간으로 구분되어 수행된다.

또한, 광원(130)은 상기 색 제어 신호에 의해 복수의 동작 구간으로 구분되어 서로 다른 색 온도 및 연색 지수에 대응하는 가시광을 발광할 수 있다. 다시 말해서, 상기 광원(130)은 상기 온오프 신호에 따라 복수의 구간으로 구분되어 상기 색 온도 및 연색 지수에 대응하는 가시광을 방출한다.

한편, 가시광 송신 장치(100)는 통신부(140)를 더 포함할 수 있으며, 상기 통신부(140)는 게이트웨이 시스템(도시하지 않음) 또는 이웃한 다른 가시광 송신 장치(100)와 통신을 수행하여 제어신호를 수신하고, 상기 수신한 제어 신호를 상기 제어부(150)로 전달한다.

또한, 통신부(140)는 별도의 서버(도시하지 않음)를 통해 전송되는 데이터를 수신할 수 있다.

상기 통신부(140)는 내부에 안테나를 포함하며, 외부로부터 제어 신호를 수신하고, 상기 수신한 제어 신호를 제어부(150)에 전송한다.

상기 통신부(140)는 상기 무선 네트워크의 종류에 따라 상기 제어 신호를 분석하는 통신집적회로를 포함할 수 있으며, 무선 네트워크 환경에 따라 다수의 통신집적회로 중 어느 하나의 특정 통신집적회로를 선택하여 실장될 수 있다.

상기 통신집적회로는 지그비, 지웨이브, 와이파이 또는 블루투스 등의 통신 방식 중 적어도 하나를 지원할 수 있다.

상기 가시광 송신 장치(100)는 메모리부(160)를 포함할 수 있으며, 상기 메모리부(160)는 데이터 변조를 위한 정보가 저장될 수 있다.

예를 들어, 상기 메모리부(160)는 상기 광원(130)의 색온도 및/또는 연색 지수에 따라 각각 부여된 코드 정보를 저장할 수 있다.

예를 들어, 상기 저장된 코드 정보는 표 1과 같을 수 있다.

대표 색온도	코드
2700K	C0
3000K	C1
3500K	C2
4000K	C3
5000K	C4
5700K	C5
6000K	C6
6500K	C7

상기 표 1과 같이, 상기 가시광 송신 장치(100)는 상기 광원의 색 온도에 따라 각각 부여된 코드 정보를 저장할 수 있으며, 외부로 전송할 데이터에 대응하는 코드를 토대로 그에 대응하는 색온도의 가시광을 방출할 수 있다.

이와 다르게 상기 저장된 코드 정보는 표 2와 같을 수 있다.

대표 연색 지수	코드
CRI 75	R0
CRI 80	R1
CRI 90	R2

상기 표 2와 같이, 상기 가시광 송신 장치(100)는 상기 광원의 연색 지수에 따라 각각 부여된 코드 정보를 저장할 수 있으며, 외부로 전송할 데이터에 대응하는 코드를 토대로 그에 대응하는 연색 지수의 가시광을 방출할 수 있다.

이와 다르게 상기 저장된 코드 정보는 표 3과 같을 수 있다.

대표 색온도	코드	-	대표 연색 지수	코드
2700K	C0	-	CRI 75	R0
3000K	C1	-	CRI 80	R1
3500K	C2	-	CRI 90	R2
4000K	C3	-
5000K	C4	-
5700K	C5	-
6000K	C6	-
6500K	C7	-

즉, 상기 표 3과 같이, 상기 가시광 송신 장치(100)는 상기 광원의 색온도 및 연색 지수에 따라 각각 부여된 코드 정보를 저장할 수 있으며, 외부로 전송할 데이터에 대응하는 코드를 토대로 그에 대응하는 색 온도 및 연색 지수를 가지는 가시광을 방출할 수 있다.

이에 따라, 상기 색온도 및 연색 지수에 따라 최종적으로 저장되는 코드 정보에 따른 변수는 24개가 될 수 있으며, 상기 각각의 변수에 따라 부여되는 코드는 다음의 표 4와 같을 수 있다.

색온도	연색지수	코드
C0	R0	A
C0	R1	B
C0	R2	C
C1	R0	D
C1	R1	E
C1	R2	F
C2	R0	G
C2	R1	H
C2	R2	I
C3	R0	J
C3	R1	K
C3	R2	L
C4	R0	M
C4	R1	N
C4	R2	O
C5	R0	P
C5	R1	Q
C5	R2	R
C6	R0	S
C6	R1	T
C6	R2	U
C7	R0	V
C7	R1	W
C7	R2	X

여기에서, 상기 표 4에서는 상기 색온도 및 연색 지수에 따라 부여될 수 있는 코드의 수가 24개인 것으로 기재되어 있다. 그러나, 이는 일 실시 예에 불과할 뿐, 상기 색 온도 및 연색 지수의 변화에 따라 부여될 수 있는 코드의 수는 더 증가할 수 있을 것이다. 다시 말해서, 광원의 제조 업체에서 제조한 광원의 사양에 따라 상기 광원에서 구현될 수 있는 색온도 및 연색 지수의 수는 증가할 수 있으며, 이에 따라 상기 광원에서 제공할 수 있는 코드의 수도 증가할 수 있다. 다시 말해서, 특정 광원에서는 2300K, 7500K와 같은 색온도와, CRI 65(Ra)와 같은 연색 지수도 구현 가능하며, 이에 따라 상기 코드의 수는 광원의 사양에 따라 증가하거나 감소할 수 있을 것이다.

한편, 상기 표 4에 기재된 각각의 코드(A~X)에는 서로 다른 정보가 설정될 수 있다.

예를 들어, 상기 설정되는 정보는 상기 각각의 코드에 따른 가시광 송신 장치(100)의 위치 정보일 수 있으며, 아래의 표 5와 같을 수 있다.

색온도	연색지수	코드	위치 정보
C0	R0	A	위치 1
C0	R1	B	위치 2
C0	R2	C	위치 3
C1	R0	D	위치 4
C1	R1	E	위치 5
C1	R2	F	위치 6
C2	R0	G	위치 7
C2	R1	H	위치 8
C2	R2	I	위치 9
C3	R0	J	위치 10
C3	R1	K	위치 11
C3	R2	L	위치 12
C4	R0	M	위치 13
C4	R1	N	위치 14
C4	R2	O	위치 15
C5	R0	P	위치 16
C5	R1	Q	위치 17
C5	R2	R	위치 18
C6	R0	S	위치 19
C6	R1	T	위치 20
C6	R2	U	위치 21
C7	R0	V	위치 22
C7	R1	W	위치 23
C7	R2	X	위치 24

이와 다르게, 상기 설정되는 정보는 상기 각각의 코드에 따른 사용자 정보일 수 있으며, 이는 아래의 표 6과 같을 수 있다.

색온도	연색지수	코드	사용자 정보
C0	R0	A	홍길동
C0	R1	B	이순신
C0	R2	C	광개토
C1	R0	D	조조
C1	R1	E	유비
C1	R2	F	관우
C2	R0	G	제갈량
C2	R1	H	철수
C2	R2	I	민아
C3	R0	J	영수
C3	R1	K	순희
C3	R2	L	영자
C4	R0	M	미순
C4	R1	N	영구
C4	R2	O	만수
C5	R0	P	인수
C5	R1	Q	인종
C5	R2	R	수종
C6	R0	S	수현
C6	R1	T	승만
C6	R2	U	지연
C7	R0	V	수진
C7	R1	W	세진
C7	R2	X	미선

이에 따라, 본 발명의 실시 예에서는 상기와 같이 각각의 색온도 및 연색 지수에 따라 설정된 사용자 정보를 토대로 각각의 사용자의 인증을 수행할 수 있으며, 상기 인증 결과에 따라 그에 대응하는 서비스를 제공할 수 있다.

예를 들어, 상기 서비스는 맞춤형 강좌 서비스 일 수 있으며, 상기 홍길동에 대응하는 색온도 및 연색 지수에 대응하는 코드 A가 수신되면, 상기 홍길동에 대응되게 설정된 링크 동영상을 자동으로 재생시킬 수 있다.

한편, 가시광 수신 장치(300)는 도 9와 같은 구성을 가질 수 있다. 여기에서, 상기 가시광 수신 장치(300)는 상기 가시광 송신 장치(100)과 VLC 통신(가시광통신)을 통해 데이터를 수신하기 위한 수신기(600)를 포함한다.

상기 수신기(600)는 광수신부(610), 증폭부(620) 및 복조부(630)를 포함한다.

상기 광수신부(610)는 빛을 수신하고, 상기 수신한 빛을 광전변환(photoelectric conversion)하여 전기적 신호로 출력하는 광전소자일 수 있다. 여기에서, 광수신부(610)는 포토 다이오드로 구현될 수 있다.

여기에서, 상기 광수신부(610)를 통해 출력되는 전기적 신호는 신호의 세기정보뿐 아니라, 신호의 유무에 대한 정보가 포함된다.

상기 증폭부(620)는 상기 광 수신부(610)를 통해 출력되는 전기적 신호를 증폭하여 상기 복조부(630)에서 가공 가능한(인식 가능한) 레벨로 변환한다.

상기 복조부(630)는 상기 조명의 변조부(110)에서 변조한 코드에 따라 상기 증폭된 전기적 신호를 복조한다.

상기 복조부(630)에 의해 복조된 신호는 상기 가시광 송신 장치(100)에서 전송한 제 1 데이터, 예를 들면 상기 가시광 송신 장치(100)의 고유 주소에 대한 주소정보(S1)를 의미한다. 상기 수신기(600)는 상기 제 1 데이터를 획득하고, 이를 가시광 수신 장치(300)로 전달한다. 이때, 상기 수신기(600)는 상기 가시광 수신 장치(300)의 일 구성요소일 수 있으며, 이에 따라 상기 수신기(600)는 상기 가시광 수신 장치(300) 내에 구비될 수 있다.

또한, 상기 복조부(630)는 상기 수신된 가시광으로부터 색 정보를 획득할 수 있다. 이를 위해, 복조부(630)는 색 감지 센서(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다.

상기 색 감지 센서는 상기 가시광이 수신되면, 상기 수신된 가시광으로부터 색온도 및 연색 지수 정보 중 적어도 하나를 감지하고, 상기 감지된 색 온도 및 연색 지수에 대응하는 코드 정보를 토대로 제 2 데이터를 획득할 수 있다.

이에 따라, 상기 복조부(630)는 상기 가시광의 온오프에 따라 획득한 제 1 데이터와, 상기 가시광의 색 상태에 따라 획득한 제 2 데이터를 상기 가시광 수신 장치(300)로 전달한다.

가시광 수신 장치(300)는 상기 수신된 제 1 및 2 데이터를 이용하여, 이에 대응하는 정보를 출력한다. 이때, 상기 수신된 데이터가 상기 가시광 송신 장치(100)의 고유 주소 및 설치 위치 정보이면, 상기 가시광 수신 장치(300)는 상기 수신된 데이터를 이용하여 특정 위치에 설치된 상기 가시광 송신 장치(100)를 등록할 수 있다.

이를 위해, 가시광 수신 장치(300)는 제어부(320), 인터페이스(330) 및 무선통신부(310)를 포함할 수 있다.

상기 무선통신부(310)는 가시광 수신 장치(300)를 구성하는 본체 내에 형성될 수 있으나, 무선 네트워크에 따라 해당 네트워크를 지원하는 무선 통신 칩을 포함하는 통신모듈(도시하지 않음)이 상기 본체로부터 탈착식으로 부착될 수도 있다.

제어부(320)는 메모리의 저장 데이터를 이용하여 가시광 수신 장치(300)의 동작을 제어한다.

상기 메모리에는 운용 및 통신 제어 프로그램/프로토콜 등이 저장되어 있을 수 있으며, 다양한 애플리케이션을 다운받아 저장할 수 있다.

상기 인터페이스(330)는 사용자로부터 제어 신호를 수신하여 제어부(320)로 전달하며, 마이크, 터치 가능한 터치 스크린, 및 다양한 로컬 버튼을 포함할 수 있다.

상기 제어부(320)는 저장되어 있는 프로그램에 따라 인터페이스(330)로 영상 데이터를 제공하고, 상기 인터페이스(330)의 터치 스크린은 상기 영상 데이터에 따라 화면을 사용자에게 제공한다.

사용자가 상기 터치 스크린을 터치 또는 기타 다양한 공지의 방법에 의해 선택 신호를 제공하면, 상기 제어부(320)는 상기 선택 신호에 대응하는 다른 영상 데이터를 제공한다.

한편, 상기 제어부(320)는 상기 수신된 데이터를 복조하여, 상기 가시광 통신을 통해 전송된 제 1 및 2 데이터를 파악할 수 있다.

상기 제 1 데이터를 파악하기 위해, 상기 가시광이 상기 제 2 방식에 의해 전달된 경우, 펄스 신호의 상승 구간 또는 하강 구간만을 검출하고, 상기 검출한 상승 구간 또는 하강 구간 사이의 주파수 크기를 토대로 해당 주기 내에서의 심볼을 구분할 수 있다.

또한, 상기 제어부(320)는 상기 가시광의 색 상태에 따른 데이터를 복조하여 상기 가시광의 색 상태 변화에 따라 전송된 정보를 확인할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 VPPM(Variable - PPM)을 이용하여 밝기 조절을 구현하는 경우를 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 변조된 데이터가 '0'인 경우 1 클럭 주기의 앞 부분에 펄스를 위치시키고, '1'인 경우 1 클럭 주기의 뒷부분에 펄스를 위치시키는 VPPM 변조를 수행할 경우, 펄스는 1 클럭 주기의 T/2 동안만 온(on) 되므로 밝기는 전체 주기에 비해 50%가 된다.

또한, 밝기를 25%나 75% 등으로 보다 세밀하게 조절하려면, 밝기 50%인 경우와 동일한 시간 구간 내에 2 클럭을 포함하여야 한다. 2 클럭의 주기 2T에서 T/2 동안 펄스 온(on) 시키면 밝기는 25%가 되고, (3T/2) 동안 펄스를 온(on)시키면 밝기는 75%가 된다. 마찬가지로, 밝기를 12.5% 또는 87.5%로 보다 세밀하게 제어하려면, 동일 시간 구간 내에 4 개의 클럭이 필요하다.

본 발명에서는 상기와 같은 펄스 신호를 이용하여 광원(130)의 온오프를 제어하여, 그에 대응하는 데이터를 전송할 수 있다.

도 8 및 9는 본 발명의 실시 예에 따른 광원의 색 상태를 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하면, 광원의 색 상태는 색온도 일 수 있으며, 상기 각각의 색온도에 따라 광원의 상태가 변경될 수 있다. 또한, 도 9를 참조하면 광원의 색 상태는 연색지수일 수 있으며, 상기 각각의 연색 지수에 따라 광원의 상태가 변경될 수 있다.

한편, 상기와 같은 가시광을 통해 데이터를 전송하는 경우, 데이터의 변경에 따라 상기 광원(130)의 색온도가 수시로 변화할 수 있으며, 상기 색온도의 변화는 사용자의 눈의 피로를 야기할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 동일한 색 계열을 기준으로 각각의 색 온도를 복수의 색 계열 그룹 내에 그룹화한다.

그리고, 본 발명에서는 상기 동일 색 계열 그룹 내에 속한 색 온도에 대해서는 동일한 코드를 부여할 수 있다. 또한, 이와 다르게 상기 데이터의 전송을 위해 상기 색 온도를 변화시키는 경우, 현재의 광원의 색 온도를 기준으로 상기 현재 색 온도와 동일한 색 계열 내에 속한 다른 색 온도를 중심으로 상기 데이터의 전송을 위한 색 온도 변화가 이루어지도록 한다.

이에 따라, 본 발명에서는 상기 데이터 전송을 위한 색 온도 변경 시에 사용자의 눈의 피로를 야기시키는 문제를 해결할 수 있다.

본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 조명의 색온도 및 연색 지수 기능을 가시광 통신 방식에 적용함으로써, 변조된 데이터에 다양한 정보를 부여할 수 있으며, 이에 따른 데이터 서비스 및 보안 솔류션 분야 등과 같은 다양한 애플리케이션에 적용가능할 뿐 아니라 시장창출을 기대할 수 있다.

도 10 및 11은 본 발명의 실시 예에 따른 가시광 통신 방법을 단계별로 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저, 도 10을 참조하면, 가시광 송신 장치(100)는 광원의 온오프에 따른 심볼을 정의하고, 또한 광원의 색 상태에 따른 코드를 각각 부여한다(110단계).

그리고, 가시광 송신 장치(100)는 전송할 데이터가 발생하면, 상기 발생한 데이터를 변조한다(120단계).

이어서, 상기 가시광 송신 장치(100)는 상기 변조한 데이터를 토대로 상기 광원(130)의 온오프를 제어하기 위한 제 1 제어신호를 생성한다(130단계).

또한, 가시광 송신 장치(100)는 상기 변조한 데이터를 토대로 상기 광원(130)의 색 상태를 제어하기 위한 제 2 제어신호를 생성한다(140단계).

이어서, 상기 가시광 송신 장치(100)는 상기 생성된 제 1 제어신호 및 상기 제 2 제어 신호를 토대로 광원(130)을 제어하여, 상기 제 1 및 2 제어 신호에 따른 가시광을 방출한다(150단계).

또한, 도 11을 참조하면, 가시광 수신 장치(300)는 가시광 송신 장치(100)를 통해 방출되는 가시광을 수신한다(210단계).

그리고, 상기 가시광 수신 장치(300)는 상기 수신된 가시광에 따른 펄스 신호를 토대로 상기 가시광에 실린 제 1 데이터를 복조한다(220단계).

그리고, 상기 가시광 송신 장치(100)는 상기 수신된 가시광의 색 온도 및 연색 지수 중 적어도 하나를 감지한다(230단계).

그리고, 상기 가시광 수신 장치(300)는 상기 감지한 색 온도 및 연색 지수 중 적어도 하나를 토대로 상기 가시광에 실린 제 2 데이터를 복조한다(240단계).

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 가시광 통신의 적용 예에 대해 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 가시광 통신은 다양하게 활용 가능하며, 이에 대한 일 예에 대해 설명하기로 한다. 상기 가시광 통신은 고객 맞춤형 정보를 제공할 수 있고, 보안 솔류션 강화를 위해 활용할 수 있으며, 통계 분석을 위해서 활용될 수 있다.

도 12 내지 도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 가시광 통신의 적용 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 12를 참조하면, 상기 가시광 통신은 고객 맞춤형 정보를 제공하는데 사용될 수 있다. 이를 위해, 교실이나 독서실의 좌석별 강좌 수강 정보를 설정한다(310단계).

그리고, 가시광 송신 장치(100)를 소유한 고객은 자신이 수강을 원하는 좌석으로 가서, 상기 좌석에 설치된 가시광 수신 장치(300)로 가시광을 발생한다(320단계). 이때, 상기 가시광은 사용자의 인증 정보를 포함하는 데이터가 실려 있다.

그리고, 상기 가시광 수신 장치(300)는 상기 가시광에 실려 있는 인증 정보를 획득하고, 상기 획득된 인증 정보에 대한 인증이 정상적으로 수행되면, 상기 가시광 수신 장치(300)가 위치한 좌석에 대한 강좌 수강 정보를 전송한다(330단계). 즉, 상기 각각의 좌석에는 서로 다른 강좌 수강 정보가 설정되어 있으며, 상기와 같은 사용자 인증이 완료되면, 상기 좌석에 설정된 강좌 수강 정보를 상기 사용자에게 전달하여 사용자가 원하는 강좌 수강이 이루어질 수 있도록 한다.

또한, 도 13을 참조하면, 상기 가시광 통신은 은행과 같은 금융 기관에서 보안 정보를 제공하는데 사용될 수 있다. 이를 위해, 사용자는 현재 코드화된 변수 중 하나를 선택할 수 있다(410단계). 즉, 상기 변수는 도 4에 도시된 바와 같으 24개의 변수를 포함할 수 있으며, 사용자는 상기 24개의 변수 중 어느 하나의 변수를 선택할 수 있다. 이때, 상기 변수의 수는 일 실시 예일 뿐, 상기 색온도 및 연색 지수의 조합 조건에 따라 증가할 수도 있다.

상기 변수가 선택되면, 가시광 송신 장치는 상기 선택된 변수에 따라 광원을 동작시켜 상기 선택된 변수에 대응하는 정보를 가시광을 통해 전송한다. 그리고, 상기 가시광을 통해 상기 변수가 전송되면, 상기 전송된 변수로 사용자의 패스워드가 설정된다(420단계).

그리고, 사용자는 추후 상기 설정된 패스워드에 대응하는 코드를 입력하여, 상기 가시광 송신 장치가 상기 설정된 코드에 대응하는 가시광을 송신하도록 한다(430, 440단계).

이후, 가시광 수신 장치는 상기 가시광 송신장치로부터 전송되는 가시광을 수신하여, 상기 가시광에 포함된 사용자 패스워드를 획득하고, 상기 획득된 패스워드의 정상 여부에 따라 인증을 수행한다(450단계).

그리고, 상기 가시광 수신 장치는 상기 패스워드 인증이 정상적으로 수행되면, 금고를 오픈한다(460단계).

또한, 도 14를 참조하면, 상기 가시광 통신은 놀이 공원과 같은 장소에서 입장 관람객 수나, 공장 제품 출하 개수 및 인원 확인 등과 같은 통계 분석용으로 사용될 수 있다.

이를 위해, 가시광 송신 장치는 관람객 입장에 따라 기설정된 색온도 및 연색 지수를 토대로 조명을 온 시킨다(410단계).

상기 조명이 온 되면, 가시광 수신 장치는 상기 조명의 색 온도 및 연색 지수 정보를 획득하고(420단계), 상기 획득한 색 온도 및 연색 지수를 서버에 전송한다(430단계).

그리고, 서버는 상기 전송되는 조명의 색 온도 및 연색 지수를 이용하여 입장 관람객 수를 관리한다(440단계).

또한, 상기와 같은 놀이 공원에서는 VIP 및 할인권 이용 관람객 전용 게이트를 설치하고, 상기 설치된 게이트에 가시광 수신 장치를 설치하며, 상기 설치된 가시광 수신 장치를 세팅하여 입장 이용 관람객의 인증 및 이용 인원 수를 관리할 수 있다.

또한, 상기와 같은 놀이 공원에서는 놀이기구마다 서로 다른 색온도 및 연색 지수를 부여하고, 그에 따라 각 놀이기구 별로 관람객의 이용에 따른 조명 온이 이루어지도록 함으로써, 놀이기구별로 그에 따른 이용객수를 통계 및 관리할 수 있다.

한편, 상기와 같은 가시광 통신은 상기와 같이 조명의 플리커 기능을 제외한 색온도 및 연색 지수와 같은 색상태 정보만을 이용하여 데이터를 전송하도록 하며, 이에 따라 조명에 통신 기능이나 코딩 기능이 필요하지 않아도 되는 이점이 있으며, 100%의 밝기로 상기 조명이 항상 동작할 수 있도록 하여 사용자 만족도를 향상시킬 수 있다.

또한, 도 16을 참조하면, 상기와 같은 가시광 통신은 제조 라인에서 직원 관리, 업무 관리 및 출하 상품 관리를 위해 사용될 수 있다. 먼저, 관리자는 제조 라이별 공정 및 출하 제품에 대한 코드를 부여한다(510단계).

그리고, 각각의 제조 라인에는 가시광 송신 장치가 마련되어 있으며, 특정 사용자는 자신의 근무 위치로 진입하면 상기 가시광 송신 장치의 전원을 온 한다(520단계).

상기 가시광 송신 장치가 온 되면, 가시광 수신 장치는 상기 온 되는 가시광 송신 장치를 토대로 상기 가시광 송신 장치의 위치를 확인하여, 상기 가시광 송신 장치가 설치된 위치의 직원 출석 상태를 확인한다(530단계).

그리고, 상기 가시광 수신 장치는 다시 상기 가시광 송신 장치로 금일 업무 일정에 대한 정보를 포함한 가시광을 송신하게 되며, 사용자는 상기 송신되는 가시광에 포함된 정보를 이용하여 금일 업무 일정을 파악할 수 있다(540단계, 550단계).

본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 조명의 플리커 기능뿐 아니라, 조명의 색 온도 및 연색 지수를 가시광 통신 방식에 적용함으로써, 변조된 데이터에 다양한 정보를 부여할 수 있으며, 이에 따른 데이터 서비스 및 보안 솔류션 분야 등과 같은 다양한 애플리케이션에 적용 가능하여 시장 창출을 기대할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 통신 기능이나 코딩 기능이 구비되지 않은 일반 조명 장치에서도 연색 지수나 색온도 만의 변화를 통해 원하는 정보를 전송할 수 있으며, 상기 전송되는 정보를 통해 이용객 수, 공장 제품 출하 개수 및 인원 확인 등의 통계 분석에 활용할 수 있다.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 설정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 가시광 송신 장치
110: 변조부
120: 디망부
130: 광원
140: 통신부
150: 제어부
160: 메모리부
300: 가시광 수신 장치
310: 무선 통신부
320: 제어부
330: 인터페이스
600: 수신기
610: 광 수신부
620: 증폭부
630: 복조부

Claims (22)

1. 가시광을 통해 전송될 데이터를 변조하는 변조부;
   상기 변조부를 통해 변조된 데이터에 대응하는 가시광을 발생하는 광원을 포함하는 송신부; 및
   상기 변조된 데이터를 수신하고, 상기 수신된 데이터에 기반하여 상기 광원의 발광 상태를 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 제어부를 포함하고,
   상기 변조된 데이터는,
   상기 전송될 데이터에 대응하게 변조된 디밍 신호를 포함하는 제1 데이터 및 색 상태 신호를 포함하는 제2 데이터를 포함하고,
   상기 제어신호는,
   상기 제1 데이터를 이용하여 생성된 상기 광원의 온오프 제어를 위한 제1 제어신호와,
   상기 제2 데이터를 이용하여 생성된 상기 광원의 색 상태 제어를 위한 제2 제어 신호를 포함하고,
   상기 제2 데이터는,
   상기 광원을 통해 출력될 가시광의 색 온도 변화, 연색 지수의 변화 및 색 온도와 연색 지수의 조합의 변화를 통해 전송되며,
   상기 가시광의 색온도에 따른 복수의 제1 변수는 색 계열을 기준으로 복수의 그룹으로 그룹화되고,
   상기 그룹화에 따라 동일 그룹 내에 속한 복수의 색 온도에는 서로 동일한 코드가 부여되어 있으며,
   상기 제2 제어 신호는,
   제1 시점에 발생되는 제2-1 제어 신호 및 상기 제1 시점 이후에 발생되는 제2-2 제어 신호를 포함하고,
   상기 제2-1 제어 신호에 따른 색 온도 및 상기 제2-2 제어 신호에 따른 색 온도는 동일 그룹 내에 속한 색 온도인,
   가시광 통신 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 변조부는,
   상기 제1 데이터와 상기 제2 데이터를 조합한 조합 데이터를 출력하고,
   상기 제어부는,
   상기 조합 데이터를 이용하여 상기 제어신호를 발생하는,
   가시광 통신 장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 가시광의 색온도에 따른 복수의 제1 변수, 상기 가시광의 연색 지수에 따른 복수의 제2 변수 및 상기 가시광의 색 온도와 연색 지수의 조합에 따른 복수의 제3 변수 중 적어도 하나에 각각 부여된 코드 정보를 저장하는 저장부를 포함하는,
   가시광 통신 장치.
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 전송될 데이터는,
   고유 주소 정보 및 설치 위치 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는,
   가시광 통신 장치.
7. 가시광을 통해 전송될 데이터를 획득하는 단계;
   상기 데이터에 기반하여 광원의 발광 상태를 제어하기 위한 제어신호가 발생되는 단계; 및
   상기 제어 신호에 기반하여 상기 광원을 통해 가시광비 발생되는 단계를 포함하고,
   상기 데이터를 획득하는 단계는, 상기 전송될 데이터에 대응하게 변조된 디밍 신호를 포함하는 제1 데이터 및 색 상태 신호를 포함하는 제2 데이터를 획득하는 단계를 포함하고,
   상기 제어신호가 발생되는 단계는, 상기 제1 데이터를 이용하여 생성된 상기 광원의 온오프 제어를 위한 제1 제어신호와, 상기 제2 데이터를 이용하여 생성된 상기 광원의 색 상태 제어를 위한 제2 제어 신호가 발생되는 단계를 포함하며,
   상기 제2 데이터는 상기 광원을 통해 출력될 가시광의 색 온도 변화, 연색 지수의 변화 및 색 온도와 연색 지수의 조합의 변화를 통해 전송되며,
   상기 가시광의 색온도에 따른 복수의 제1 변수는 색 계열을 기준으로 복수의 그룹으로 그룹화되고,
   상기 그룹화에 따라 동일 그룹 내에 속한 복수의 색 온도에는 서로 동일한 코드가 부여되어 있으며,
   상기 제2 제어 신호는 제1 시점에 발생되는 제2-1 제어 신호 및 상기 제1 시점 이후에 발생되는 제2-2 제어 신호를 포함하고, 상기 제2-1 제어 신호에 따른 색 온도 및 상기 제2-2 제어 신호에 따른 색 온도는 동일 그룹 내에 속한 색 온도인, 가시광 통신 방법.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 획득하는 단계는, 상기 제1 데이터와 상기 제2 데이터를 조합한 조합 데이터를 획득하는 단계를 포함하고,
   상기 제어신호가 발생되는 단계는 상기 조합 데이터를 이용하여 상기 제어신호를 발생하는 단계를 포함하는, 가시광 통신 방법.
9. 제7항에 있어서,
   상기 가시광의 색온도에 따른 복수의 제1 변수, 상기 가시광의 연색 지수에 따른 복수의 제2 변수 및 상기 가시광의 색 온도와 연색 지수의 조합에 따른 복수의 제3 변수 중 적어도 하나에 각각 부여된 코드 정보를 저장하는 단계를 더 포함하는, 가시광 통신 방법.
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
22. 삭제

Images