KR102546654B1 - 조명 시스템, 조명 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

조명 시스템, 조명 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 형태에 따른 조명 시스템은, 근거리 무선 통신(NFC)에 의해 데이터를 송수신하는 컨트롤러를 포함하는 복수의 조명 장치, 및 상기 복수의 조명 장치가 설치되기 이전에 NFC 통신에 의해 상기 복수의 조명 장치 각각의 식별 정보를 수집하며, 상기 식별 정보에 기초하여 상기 복수의 조명 장치의 동작을 제어할 수 있는 설정 데이터를 생성하여 상기 복수의 조명 장치 각각에 전송하는 제어 장치를 포함한다.

Description

조명 시스템, 조명 장치 및 그 제어 방법{LIGHTING SYSTEM, LIGHTING DEVICE AND A CONTROL METHOD OF THE SAME}
본 발명은 조명 시스템, 조명 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
조명 기술이 다양한 IT 기술과 융합되면서, 외부 환경 또는 사용자의 설정에 따라 다양한 조명을 구현할 수 있는 스마트 라이팅 기술에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 스마트 라이팅 기술에서는 특정 공간에 설치되는 복수의 조명 장치 각각을 소정의 식별 정보에 기초하여 구분하며, 유/무선 통신 기술 또는 사물인터넷(IoT) 기술을 이용하여 복수의 조명 장치 각각에 서로 다른 커맨드를 전송하여 다양한 조명 씬(Scene), 채널 별, 공간 별 조명 제어 등을 구현할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제 중 하나는, 조명 시스템에 포함되는 복수의 조명 장치에 부여되는 식별 정보를 NFC 기술에 기초하여 제어 장치가 수집하도록 함으로써, 복수의 조명 장치의 설치 편의성을 높이고, 외부 해킹 등으로부터 보안성을 개선하는 데에 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 조명 시스템은, 근거리 무선 통신(NFC)에 의해 데이터를 송수신하는 컨트롤러를 포함하는 복수의 조명 장치, 및 상기 복수의 조명 장치가 설치되기 이전에 NFC 통신에 의해 상기 복수의 조명 장치 각각의 식별 정보를 수집하며, 상기 식별 정보에 기초하여 상기 복수의 조명 장치의 동작을 제어할 수 있는 설정 데이터를 생성하여 상기 복수의 조명 장치 각각에 전송하는 제어 장치를 포함한다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 조명 장치는, 복수의 발광소자를 갖는 광원, 상기 광원에 구동 전원을 출력하는 구동 회로, 및 상기 구동 회로의 동작을 제어하는 컨트롤러를 포함하며, 상기 컨트롤러는, NFC 통신을 통해 외부의 제어 장치와 통신하고 소정의 식별 정보를 저장하는 NFC 태그를 포함하며, 상기 제어 장치로부터 식별 정보 요청을 수신하면, NFC 통신을 통해 상기 NFC 태그에 저장된 상기 식별 정보를 상기 제어 장치에 전송한다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 조명 장치의 제어 방법은, 복수의 조명 장치가 설치되기 이전에, NFC 통신을 통해 상기 복수의 조명 장치 각각의 식별 정보를 읽어오는 단계, 상기 식별 정보를, 상기 복수의 조명 장치의 설치 정보와 매칭시켜 상기 복수의 조명 장치를 제어하기 위한 설정 데이터를 생성하는 단계, 및 NFC 통신에 의해 상기 설정 데이터를 상기 복수의 조명 장치 중 적어도 하나에 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 조명 시스템에 따르면, 조명 시스템에 포함되는 복수의 조명 장치 각각은, 각 조명 장치에 할당된 식별 정보를 NFC 태그에 저장할 수 있다. NFC 태그에 저장된 식별 정보는 조명 장치가 설치되어 전원을 공급받기 전에도 외부 제어 장치에 의해 수집되어 조명 장치의 설정 데이터를 생성하는 데에 이용될 수 있으며, 따라서 조명 시스템의 설치 편의성을 개선할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치를 대략적으로 나타낸 도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 시스템에서 제어 장치와 조명 장치의 근거리 무선 통신을 설명하기 위하여 제공되는 도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 시스템을 대략적으로 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치의 제어 방법을 설명하기 위해 제공되는 순서도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 시스템의 동작 방법을 설명하기 위해 제공되는 도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치에 적용될 수 있는 백색 광원 모듈을 간단하게 나타내는 도이다.
도 9는 도 8a 및 도 8b에 도시한 백색 광원 모듈의 동작을 설명하기 위해 제공되는 CIE 1931 좌표계이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치의 광원에 적용될 수 있는 파장 변환 물질을 설명하기 위해 제공되는 도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 시스템에 적용될 수 있는 조명 장치로서 벌브형 램프를 간략하게 나타내는 분해 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자가 적용될 수 있는 조명 장치로서 바(bar) 타입의 램프를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 13 내지 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다.
명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 웨이퍼(기판) 등과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상술한 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 제1, 제2등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상술한 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 구성 요소가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다. 이하 실시예들은 하나 또는 복수개를 조합하여 구성할 수도 있다.
이하에서 설명하는 본 발명의 내용은 다양한 구성을 가질 수 있고 여기서는 필요한 구성만을 예시적으로 제시하며, 본 발명 내용이 이에 한정되는 것은 아님을 밝혀둔다
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치를 대략적으로 나타낸 도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치(10)는 실내 공간에 설치될 수 있다. 조명 장치(10)는 광원(11), 컨트롤러(12), 및 센서(13) 등을 포함할 수 있다. 센서(13)는 조명 장치(10)가 설치된 공간 내부 또는 외부에 마련될 수 있으며, 습도 센서, 조도 센서, 모션 센서 등을 포함할 수 있다. 컨트롤러(12)는 센서(13)가 수집하는 환경 정보에 따라 광원(11)의 동작을 제어할 수 있다.
일 실시예로, 센서(13)가 조도 센서를 포함하는 경우, 컨트롤러(12)는 조도 센서가 감지한 주변 광량이 높을 경우 광원(11)의 밝기를 자동으로 낮출 수 있다. 반대로, 조도 센서가 감지한 주변 광량이 낮을 경우, 컨트롤러(12)는 광원(11)의 밝기를 자동으로 높일 수 있다.
한편, 센서(13)가 모션 센서를 포함하는 경우, 센서(13)는 조명 장치(10)가 설치된 실내 공간의 출입문 또는 창문 주변에 배치되어 움직임을 감지할 수 있다. 모션 센서가 활성화되면, 외부에서 움직임이 감지되는 경우 광원(11)을 깜빡여서 사용자에게 경고를 주는 등의 기능을 컨트롤러(12)에서 제공할 수 있다.
광원(11)은 복수의 발광소자를 포함할 수 있다. 광원(11)에 포함되는 발광소자는 조명용으로서 일 실시예로 백색 발광소자일 수 있다. 복수의 발광소자는 어레이 형태로 배열될 수 있으며, 광원(11)의 동작 상태를 감시하기 위해 광원(11) 내부에 조도 센서가 추가로 마련될 수도 있다. 광원(11)에 포함되는 복수의 발광소자는 회로기판 등에 실장될 수 있으며, 상기 회로기판에는 복수의 발광소자에 구동 전원을 공급하기 위한 구동 회로가 마련될 수 있다.
컨트롤러(12)는 광원의 동작을 제어하기 위한 장치로서, 집적회로 칩 등으로 구현될 수 있다. 사용자에게 컨트롤러(12)는 광원(11)을 온/오프하는 스위치 또는 광원(11)의 밝기를 조절하기 위한 디밍 다이얼 등을 포함하는 컨트롤 패널 형태로 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예에서, 컨트롤러(12)는 통신 모듈을 구비할 수 있다. 컨트롤러(12)가 구비하는 통신 모듈은 다양한 유/무선 통신 프로토콜에 따른 모듈일 수 있으며, 일례로 컨트롤러(12)는 Wi-Fi, WLAN, RFID, NFC, 적외선 통신, 및 블루투스 등과 같은 다양한 무선 통신 모듈을 가질 수 있다. 컨트롤러(12)는 통신 모듈을 통해 외부 제어 장치와 통신 가능하도록 연결될 수 있다.
외부 제어 장치는 조명 장치(10)와 함께 제공되는 별도의 리모트 컨트롤러이거나, 또는 스마트폰, 태블릿 PC 등의 스마트 기기일 수 있다. 상기 외부 제어 장치는 컨트롤러(12)에 조명 장치(10)의 동작 설정을 위한 데이터를 송신할 수 있다. 일례로, 조명 장치(10)가 특정 공간에 최초로 설치될 때, 조명 장치(10)와 외부 제어 장치의 통신을 위해 외부 제어 장치와 조명 장치(10) 간의 인증이 필요할 수 있다. 조명 장치(10)는 소정의 식별 정보를 포함할 수 있으며, 외부 제어 장치는 컨트롤러(12)에 포함된 통신 모듈로부터 상기 식별 정보를 수신하여 컨트롤러(12)와의 상호 인증 동작을 수행할 수 있다.
하나의 외부 제어 장치로 복수의 조명 장치(10)를 제어하고자 할 때, 상기 식별 정보가 효율적으로 이용될 수 있다. 외부 제어 장치는 복수의 조명 장치(10)를 설치하기 전에 각 조명 장치(10)로부터 식별 정보를 수집하고, 수집한 식별 정보에 기초한 조명 장치(10)의 그룹핑, 채널 설정, 조명 씬(Scene) 설정, 조명 존(zone)에 따른 동작 설정 등의 설치 준비 프로세스를 사용자에게 제공할 수 있다. 스마트 기기가 외부 제어 장치로 이용되는 경우, 식별 정보 수집 및 설치 준비 프로세스 등의 동작은, 스마트 기기에서 실행 가능한 응용 프로그램에 의해 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는, 조명 장치(10)의 컨트롤러(12)가 NFC 태그를 포함할 수 있다. NFC 태그는 전자기 유도에 의해 데이터를 송수신하기 위한 RF 회로 및 RF 회로와 연결되는 RF 메모리를 포함할 수 있으며, 상기 RF 메모리에 조명 장치(10)의 식별 정보가 저장될 수 있다. 컨트롤러(12)에 저장된 NFC 태그는 NFC 통신 모듈을 구비한 외부 제어 장치에 대한 타겟 기기로서 동작할 수 있으며, 외부 제어 장치와 NFC 수동 통신 모드에 의해 연결될 수 있다.
외부 제어 장치에서 NFC 기능을 활성화한 후 조명 장치(10)에 접근시키면, 컨트롤러(12)에 포함된 NFC 태그에 저장된 조명 장치(10)의 식별 정보를 읽어올 수 있다. 특히, 조명 장치(10)에 전원이 공급되지 않는 상태라 해도, 컨트롤러(12)에 포함된 NFC 태그는 외부 제어 장치에서 방출되는 전자기장에 의해 전력을 공급받아 동작할 수 있으므로, 조명 장치(10)가 설치되기 이전에도 외부 제어 장치가 조명 장치(10)의 식별 정보를 수집할 수 있다. 따라서, 외부 제어 장치가 조명 장치(10)의 설치 이전에 조명 장치(10)의 식별 정보를 미리 수집하고, 그에 기초하여 조명 장치(10)의 동작에 필요한 설정 값들을 미리 결정할 수 있으므로, 조명 장치(10)의 설치 편의성을 개선할 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 시스템에서 제어 장치와 조명 장치의 근거리 무선 통신을 설명하기 위하여 제공되는 도이다.
우선, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 시스템(20)은, 특정한 실내 공간에 채용될 수 있다. 본 실시예에 따른 조명 시스템(20)은 LED 등의 발광소자를 이용하는 조명 기술과 사물인터넷(IoT) 기술, 무선 통신 기술 등이 융합된 복합적인 스마트 조명-네트워크 시스템일 수 있다. 조명 시스템(20)은, 다양한 조명 장치 및 유무선 통신 장치를 이용하여 구현될 수 있으며, 센서, 컨트롤러, 통신수단, 네트워크 제어 및 유지 관리 등을 위한 소프트웨어 등에 의해 구현될 수 있다.
조명 시스템(20)은 가정이나 사무실 같이 건물 내에 정의되는 폐쇄적인 공간은 물론, 공원, 거리 등과 같이 개방된 공간 등에도 적용될 수 있다. 조명 시스템(20)은, 다양한 정보를 수집/가공하여 사용자에게 제공할 수 있도록, 사물인터넷 환경에 기초하여 구현될 수 있다. 이때, 조명 시스템(20)에 포함되는 LED 램프(22)는, 주변 환경에 대한 정보를 게이트웨이(21)로부터 수신하여 LED 램프(22) 자체의 조명을 제어하는 것은 물론, LED 램프(22)의 가시광 통신 등의 기능에 기초하여 사물인터넷 환경에 포함되는 다른 장치들(23-28)의 동작 상태 확인 및 제어 등과 같은 역할을 수행할 수도 있다.
LED 램프(22)는 복수의 센서를 포함할 수 있다. 복수의 센서는 LED 램프(22)의 주변 환경에 대한 정보를 수집하는 것은 물론, LED 램프(22) 내부의 상태를 모니터링하기 위한 습도, 온도, 조도 정보 등을 수집할 수도 있다. LED 램프(22) 내에 장착된 제어 장치는, LED 램프(22) 내부의 습도, 온도, 조도 정보와 함께 LED 램프(22)의 동작 정보를 수집하고 이를 주기적으로 저장할 수 있으며, 비정상적인 동작 등이 감지되는 경우 게이트웨이(21)를 통해 사용자의 모바일 기기(28)에 LED 램프(22)의 이상을 신속하게 알려줄 수 있다. 이때, 모바일 기기(28)는 게이트웨이(21)를 통해 LED 램프(22)와 통신하거나, 또는 게이트웨이(21)를 거치지 않고 LED 램프(22)와 직접 통신할 수도 있다.
특히 모바일 기기(28)는 LED 램프(22)의 동작을 제어하기 위한 제어 장치로서 제공될 수 있으며, 조명 시스템(20)에 포함되는 LED 램프(22)의 식별 정보를 저장하고, 이에 기초하여 LED 램프(22)에 동작 커맨드를 송신할 수 있다. 모바일 기기(28)와 직접 통신하기 위해, LED 램프(22)는 다양한 유/무선 통신 모듈을 포함할 수 있다.
조명 시스템(20)는 복수 개의 LED 램프(22)를 포함할 수 있으며, 이때 각 LED 램프(22)는 고유의 식별 정보에 기초하여 서로 구분될 수 있다. LED 램프(22)를 서로 구분하고 각 LED 램프(22)의 동작을 제어할 수 있도록, LED 램프(22)의 제어 장치로 제공되는 모바일 기기(28)는 LED 램프(22)의 식별 정보를 수집할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, LED 램프(22)의 식별 정보는 LED 램프(22)에 포함된 NFC 태그의 메모리에 저장될 수 있으며, NFC 통신 기능을 갖는 모바일 기기(28)로 LED 램프(22)에 NFC 태깅 동작을 수행함으로써 LED 램프(22)의 식별 정보를 읽어올 수 있다. LED 램프(22)에 내장된 NFC 태그는 모바일 기기(28)에 대한 타겟 기기일 수 있으며, 따라서 LED 램프(22)에 전원이 공급되지 않은 상태, 즉 LED 램프(22)가 설치되지 않은 상태에서도 모바일 기기(28)가 그 식별 정보를 수집할 수 있다.
모바일 기기(28)는 클라우드를 통해, 또는 직접 게이트웨이(21)와 연결될 수 있다. 모바일 기기(28)는 게이트웨이(21)를 통해 LED 램프(22)의 설치 정보를 포함하는 외부 서버와 통신 가능하도록 연결될 수 있다. LED 램프(22)가 설치되지 않은 상태에서, 모바일 기기(28)는 상기 외부 서버로부터 LED 램프(22)의 설치 정보를 수신하고 상기 설치 정보에 기초하여 LED 램프(22)의 식별 정보를 수집할 수 있다.
상기 외부 서버는 일반적인 서버 또는 데스크톱 컴퓨터 등으로도 구현될 수 있다. 상기 설치 정보는 조명 시스템(20)을 적용하고자 하는 공간 내에서 조명이 설치되어야 하는 위치와, 각각의 위치에 설치될 조명의 동작을 제어하기 위한 제어 커맨드, 설치할 조명이 복수 개인 경우 복수의 조명의 통신 설정을 위한 채널 설정 정보, 조명 존(Zone) 설정 정보 등을 포함할 수 있다. 모바일 기기(28)는 상기 설치 정보를 상기 외부 서버로부터 다운받아 소정의 응용 프로그램 통해 화면에 표시할 수 있다.
사용자는 모바일 기기(28)에 설치 정보가 표시된 상태에서, 조명을 설치하고자 하는 복수의 위치 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 어느 하나의 위치가 선택된 상태에서 모바일 기기(28)를 LED 램프(22)에 접근시키면, 모바일 기기(28)는 NFC 통신을 통해 LED 램프(22)로부터 식별 정보를 수집하고, 수집한 식별 정보를 상기 선택한 위치에 매칭시킬 수 있다. 특정 위치에 LED 램프(22)의 식별 정보가 매칭되면, 모바일 기기(28)는 해당 위치에 설치될 조명에 적용되는 제어 커맨드, 채널 설정 정보, 조명 존 설정 정보 등을 다시 NFC 통신을 통해 LED 램프(22)로 송신할 수 있다. 송신된 상기 정보들은 LED 램프(22)의 NFC 태그에 포함되는 메모리에 암호화되어 저장될 수 있다.
한편, 도 2를 참조하면, 조명 시스템(20)은, 서로 다른 통신 프로토콜에 따라 송수신되는 데이터를 처리하기 위한 게이트웨이(21), 게이트웨이(21)와 통신 가능하도록 연결되며 LED 발광소자와 복수의 센서 등을 포함하는 LED 램프(22), 및 다양한 무선 통신 방식에 따라 게이트웨이(21)와 통신 가능하도록 연결되는 복수의 장치(23-28)를 포함할 수 있다. 조명 시스템(20)은 사물인터넷 환경에 기초하여 구현될 수 있으며, LED 램프(22)를 비롯한 각 장치(23-28)들은 적어도 하나의 통신 모듈을 포함할 수 있다. 일 실시예로, LED 램프(22)는 WiFi, 지그비(Zigbee), LiFi, BLUETOOTH 등의 무선 통신 프로토콜에 의해 게이트웨이(21)와 통신 가능하도록 연결될 수 있으며, 이를 위해 적어도 하나의 램프용 통신 모듈(22a)을 가질 수 있다. 또한 앞서 설명한 바와 같이, LED 램프(22)는 고유의 식별 정보를 저장하고, 식별 정보를 모바일 기기(28) 등의 외부 제어 장치에 제공하기 위한 NFC 태그를 구비할 수 있다.
조명 시스템(20)은 가정이나 사무실 같이 폐쇄적인 공간은 물론 거리나 공원 같은 개방적인 공간에도 적용될 수 있다. 조명 시스템(20)이 가정에 적용되는 경우, 조명 시스템(20)에 포함되면서 사물인터넷 기술에 기초하여 게이트웨이(21)와 통신 가능하도록 연결되는 복수의 장치(23~28)는 가전 제품(23), 디지털 도어록(24), 차고 도어록(24), 가정 내에 설치되는 조명용 스위치(26), 무선 통신망 중계를 위한 라우터(27) 및 스마트폰, 태블릿, 랩톱 컴퓨터 등의 모바일 기기(28) 등을 포함할 수 있다.
조명 시스템(20)에서, LED 램프(22)는 가정 내에 설치된 무선 통신 네트워크(Zigbee, WiFi, LiFi 등)를 이용하여 다양한 장치(23~28)의 동작 상태를 확인하거나, 주위 환경/상황에 따라 LED 램프(22) 자체의 조도를 자동으로 조절할 수 있다. 또한 LED 램프(22)에서 방출되는 가시광선을 이용한 LiFi 통신을 이용하여 네트워크 시스템(20)에 포함되는 장치들(23~28)을 컨트롤 할 수도 있다.
우선, LED 램프(22)는 램프용 통신 모듈(22a)을 통해 게이트웨이(21)로부터 전달되는 주변 환경, 또는 LED 램프(22)에 장착된 센서로부터 수집되는 주변 환경 정보에 기초하여 LED 램프(22)의 조도를 자동으로 조절할 수 있다. 예를 들면, 텔레비젼(23a)에서 방송되고 있는 프로그램의 종류 또는 화면의 밝기에 따라 LED 램프(22)의 조명 밝기가 자동으로 조절될 수 있다. 이를 위해, LED 램프(22)는 게이트웨이(21)와 연결된 램프용 통신 모듈(22a)로부터 텔레비전(23a)의 동작 정보를 수신할 수 있다. 램프용 통신 모듈(22a)은 LED 램프(22)에 포함되는 센서 및/또는 컨트롤러와 일체형으로 모듈화될 수 있다.
예를 들어, TV프로그램에서 방영되는 프로그램 값이 휴먼드라마일 경우, 미리 셋팅된 설정 값에 따라 조명도 거기에 맞게 12000K 이하의 색 온도, 예를 들면 5000K로 낮아지고 색감이 조절되어 아늑한 분위기를 연출할 수 있다. 반대로 프로그램 값이 개그프로그램인 경우, 조명도 셋팅 값에 따라 색 온도가 5000K 이상으로 높아지고 푸른색 계열의 백색조명으로 조절되도록 조명 시스템(20)이 구성될 수 있다.
또한, 가정 내에 사람이 없는 상태에서 디지털 도어록(24)이 잠긴 후 일정 시간이 경과하면, 턴-온된 LED 램프(22)를 모두 턴-오프시켜 전기 낭비를 방지할 수 있다. 또는, 모바일 기기(28) 등을 통해 보안 모드가 설정된 경우, 가정 내에 사람이 없는 상태에서 디지털 도어록(24)이 잠기면, LED 램프(22)를 턴-온 상태로 유지시킬 수도 있다.
LED 램프(22)의 동작은, 조명 시스템(20)과 연결되는 다양한 센서를 통해 수집되는 주변 환경에 따라서 제어될 수도 있다. 예를 들어 조명 시스템(20)이 건물 내에 구현되는 경우, 빌딩 내에서 조명과 위치센서와 통신모듈을 결합, 건물 내 사람들의 위치정보를 수집하여 조명을 턴-온 또는 턴-오프하거나 수집한 정보를 실시간으로 제공하여 시설관리나 유휴공간의 효율적 활용을 가능케 한다. 일반적으로 LED 램프(22)와 같은 조명 장치는, 건물 내 각 층의 거의 모든 공간에 배치되므로, LED 램프(22)와 일체로 제공되는 센서를 통해 건물 내의 각종 정보를 수집하고 이를 시설관리, 유휴공간의 활용 등에 이용할 수 있다.
한편, LED 램프(22)와 이미지센서, 저장장치, 램프용 통신 모듈(22a) 등을 결합함으로써, 건물 보안을 유지하거나 긴급상황을 감지하고 대응할 수 있는 장치로 활용할 수 있다. 예를 들어 LED 램프(22)에 연기 또는 온도 감지 센서 등이 부착된 경우, 화재 발생 여부 등을 신속하게 감지함으로써 피해를 최소화할 수 있다. 또한 외부의 날씨나 일조량 등을 고려하여 조명의 밝기를 조절, 에너지를 절약하고 쾌적한 조명환경을 제공할 수도 있다.
상기에서 예시로서 언급한 LED 램프(22)의 동작은, 모바일 기기(28)에서 실행 가능한 응용 프로그램에서 설정될 수 있다. 사용자는 조명 시스템(20)의 설치 이전에도 LED 램프(22)에 내장된 NFC 태그로부터 LED 램프(22)의 식별 정보를 수집할 수 있다. 따라서, LED 램프(22)가 설치되지 않은 상태에서도 상기 응용 프로그램에서 LED 램프(22)의 동작을 미리 세팅하기 위한 설정 데이터를 생성할 수 있다. 상기 응용 프로그램에서 생성한 설정 데이터는, LED 램프(22)에 전원이 공급되어 LED 램프(22)가 모바일 기기(28)와 직접, 또는 게이트웨이(21)를 통해 통신 가능하도록 연결된 이후, LED 램프(22)에 전송되어 저장될 수 있다. LED 램프(22)는 모바일 기기(28)로부터 수신한 설정 데이터에 따라 동작할 수 있으며, 이후 필요에 따라 상기 설정 데이터는 업데이트될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 조명 시스템(20)은 가정, 오피스 또는 건물 등과 같이 폐쇄적인 공간은 물론, 거리나 공원 등의 개방적인 공간에도 적용될 수 있다. 물리적 한계가 없는 개방적인 공간에 조명 시스템(20)을 적용하고자 하는 경우, 무선 통신의 거리 한계 및 각종 장애물에 따른 통신 간섭 등에 따라 조명 시스템(20)을 구현하기가 상대적으로 어려울 수 있다. 따라서, 개방적인 공간에 조명 시스템(20)을 적용하고자 하는 경우에는, 각 조명 기구에 센서와 통신 모듈 등을 장착하고, 각 조명 기구를 정보 수집 수단 및 통신 중개 수단으로 사용할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템에 채용될 수 있는 제어 장치(100)와 조명 장치(200)를 나타낸 도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치(200)는 평판 조명 장치일 수 있으며, 제어 장치(100)는 응용 프로그램을 설치, 실행할 수 있는 스마트 기기일 수 있다. 그러나, 제어 장치(100)와 조명 장치(200)가 도 3에 도시한 형태로 한정되지 않음은 물론이다.
제어 장치(100)는 스마트폰, PDA, 타블렛 PC, 랩톱 컴퓨터 등의 다양한 스마트 기기일 수 있다. 제어 장치(100)가 스마트폰인 경우, 제어 장치(100)는 디스플레이 장치(110), 하우징(120), 키입력부(130) 등을 포함할 수 있다. 제어 장치(100)에는 다양한 응용 프로그램이 설치 및 실행될 수 있는데, 제어 장치(100)에서 실행되는 응용 프로그램 중에는 조명 장치(200)의 식별 정보를 판독하고 조명 장치(200)의 동작을 제어하기 위한 설정 데이터를 생성할 수 있는 응용 프로그램이 포함될 수 있다.
조명 장치(200)는 광원(210), 구동 회로(220), 하우징(230), 및 컨트롤러(240)를 포함할 수 있다. 본 발명의 예시적 실시예에 따라, 광원(210)은 발광소자 어레이를 광원으로 포함할 수 있고, 구동 회로(220)는 광원(210)에 구동 전원을 공급하는 수 있다. 일 실시예에서, 구동 회로(220)는 교류를 직류로 변환하는 정류 회로, 및 정류 회로의 출력을 승압 또는 감압하여 광원(210)에 구동 전원을 공급하는 DC-DC 컨버터 회로 등을 포함할 수 있다.
광원(210)은 발광소자 어레이를 포함할 수 있고, 전체적으로 평면 현상을 이루도록 형성될 수 있다. 광원(210)과 구동 회로(220)는 하우징(230) 내부에 수용될 수 있으며, 광원(210)은 하우징(230)의 개방된 방향으로 빛을 발광하도록 배치될 수 있다.
컨트롤러(240)는 집적회로 칩 형태로 제공될 수 있으며, 구동 회로(220)의 동작을 제어할 수 있다. 일 실시예로, 구동 회로(220)가 구동 전원을 생성하기 위한 DC-DC 컨버터 회로를 포함하는 경우, 컨트롤러(240)는 DC-DC 컨버터 회로 내에 포함되는 스위치 소자의 듀티 비, 동작 주파수 등을 제어하여 광원(210)의 밝기를 제어할 수 있다. 또한 컨트롤러(240)는 제어 장치(100)와 통신하기 위한 통신 모듈을 포함할 수 있으며, 특히 조명 장치(200)를 구분할 수 있는 고유의 식별 정보가 저장된 NFC 태그를 포함할 수 있다.
컨트롤러(240)에 포함된 NFC 태그는 수동 모드로 동작하여 제어 장치(100)와 통신할 수 있다. 즉, 제어 장치(100)에서 NFC 통신 기능이 활성화되면, 컨트롤러(240)에 포함된 NFC 태그는 제어 장치(100)로부터 전달되는 전자기장에 의해 유도되는 전원을 이용하여 동작할 수 있다. 따라서, 조명 장치(200)가 설치되지 않은 상태거나, 또는 전원을 공급받지 못하는 상태에서도 제어 장치(100)가 조명 장치(200)의 식별 정보를 수집하고, 조명 장치(200)가 제어 장치(100)로부터 수신한 데이터를 저장할 수 있다.
제어 장치(100)는 조명 장치(200)의 물리적인 설치 작업 이전에 조명 장치(200)에서 수집한 식별 정보를 기초로, 조명 장치(200)의 동작을 제어하기 위한 설정 데이터를 생성할 수 있다. 상기 설정 데이터는, NFC 통신을 통해 조명 장치(200)에 전송 및 저장될 수 있다. 따라서, 조명 장치(200)가 설치되어 동작하기 이전에, 각 조명 장치(200)의 등록 및 동작 설정 작업을 수행할 수 있어, 조명 장치(200)의 설치 시간을 줄일 수 있다.
제어 장치(100)가 NFC 통신에 의해 조명 장치(200)의 식별 정보를 수집하고자 할 때, 조명 장치(200)는 소정의 인증 과정을 통과한 조명 장치(200)에만 상기 식별 정보를 제공할 수 있다. 제어 장치(100)가 NFC 태깅 동작을 통해 컨트롤러(240)에 내장된 NFC 태그에 식별 정보를 요청하면, NFC 태그는 제어 장치(100)에 대한 인증을 거쳐서 식별 정보를 제어 장치(100)에 송신할지 여부를 결정할 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 시스템을 대략적으로 나타낸 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템(30)은, 복수의 조명 장치(310, 320, 330)와 적어도 하나의 제어 장치(340)를 포함할 수 있다. 복수의 조명 장치(310, 320, 330) 각각은 광원(311, 321, 331), 구동 회로(312, 322, 332), 컨트롤러(313, 323, 333) 및 센서(314, 324, 334)를 포함할 수 있다. 제어 장치(340)는 다양한 유/무선 통신을 통해 컨트롤러(313, 323, 333)와 통신 가능하도록 연결되어 다양한 제어 명령 및 설정 명령 등을 조명 장치(310, 320, 330)에 전송할 수 있다.
특히, 제어 장치(340)는 NFC 통신에 의해 컨트롤러(313, 323, 333)로부터 각 조명 장치(310, 320, 330)의 식별 정보를 읽어올 수 있다. 각 조명 장치(310, 320, 330)는 고유의 식별 정보를 가질 수 있으며, 제어 장치(340)는 NFC 통신에 의해 상기 식별 정보를 컨트롤러(313, 323, 333)에서 읽어올 수 있다. NFC 통신에 의해 식별 정보를 읽어오기 때문에, 조명 장치(310, 320, 330)가 설치되어 전원을 공급받기 전에도 각 조명 장치(310, 320, 330)의 식별 정보를 수집하는 것이 가능하다.
일반적으로 특정 공간에 조명 시스템(30)을 구현하고자 하는 경우, 조명 장치(310, 320, 330)를 설치하고 각 조명 장치(310, 320, 330)에 전원이 공급된 상태에서 각 조명 장치(310, 320, 330)로부터 식별 정보를 수집할 수 있다. 이 경우, 조명 장치(310, 320, 330)에 전원이 공급될 때까지 각 조명 장치(310, 320, 330)의 식별 정보를 수집할 수 없으며, 조명 장치(310, 320, 330)가 완전히 설치된 이후에 각 조명 장치(310, 320, 330)의 동작에 필요한 파라미터를 세팅하는 설정 데이터를 생성할 수 있다. 따라서, 설정 데이터를 생성하는 과정에서 조명 장치(310, 320, 330)의 설치 계획에 변경이 필요한 경우, 이미 설치된 조명 장치(310, 320, 330)를 재배치해야 하므로 설치 시간이 길어질 수 있다.
본 발명에서는 조명 장치(310, 320, 330)가 설치되기 전에도, 제어 장치(340)가 각 조명 장치(310, 320, 330)의 식별 정보를 NFC 통신에 의해 수집할 수 있다. 따라서, 조명 장치(310, 320, 330)의 설치 전에 조명 시스템(30)의 제어를 위한 설정 데이터를 생성할 수 있으며, 설정 데이터에 따라 조명 장치(310, 320, 330)의 배치를 자유롭게 바꿀 수 있으므로, 조명 시스템(30)의 설치 시간을 줄일 수 있다.
제어 장치(340)가 생성하는 설정 데이터는, 복수의 조명 장치(310, 320, 330)를 복수의 그룹으로 나누는 그룹핑 정보, 조명 장치(310, 320, 330)로 구현하는 조명 씬(Scene) 정보, 및 서로 다른 공간에 배치된 조명 장치(310, 320, 330)를 공간 별로 제어하기 위한 조명 존(Zone) 제어 정보 등을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 설정 데이터를 생성하고 조명 시스템(30)을 시뮬레이션 하는 과정에서 조명 장치(310, 320, 330)의 설치 계획이 처음과 달라질 수 있다. 본 발명의 실시예에서는, 조명 장치(310, 320, 330)의 설치 전에 상기 설정 데이터를 생성하고, 이를 조명 장치(310, 320, 330)에 저장할 수 있으므로, 조명 장치(310, 320, 330)의 설치 계획이 변경되는 경우에도 이미 설치된 조명 장치(310, 320, 330)를 재배치하는 번거로움을 없앨 수 있다.
다음으로 도 5에 도시한 조명 시스템(40)을 참조하여 조명 장치의 컨트롤러(410)와 제어 장치(420) 사이의 NFC 통신을 설명하기로 한다. 도 5를 참조하면, 조명 장치의 컨트롤러(410)는 NFC 태그(411), 메인 메모리(414), 프로세서(415), 및 통신부(416)를 포함할 수 있다. NFC 태그(411)는 전자기장 유도에 의해 제어 장치(420) 내의 NFC 통신 모듈과 데이터를 주고받는 RF 회로(412) 및 RF 메모리(413)를 포함할 수 있다. RF 메모리(413)에는 조명 장치의 식별 정보가 저장될 수 있다.
제어 장치(420)의 NFC 기능이 활성화된 상태로 제어 장치(420)와 컨트롤러(410)가 근접하게 되면, 제어 장치(420)는 NFC 통신에 의해 RF 메모리(413)에 저장된 조명 장치의 식별 정보를 읽어올 수 있다. 이때, NFC 태그(411)는 소정의 인증 절차를 거쳐서 제어 장치(420)를 인증한 후 조명 장치의 식별 정보를 제어 장치(420)에 전송할 수 있다.
제어 장치(420)는 상기 식별 정보에 기초하여 조명 장치를 제어하는 데에 필요한 설정 데이터를 생성하고, 상기 설정 데이터는 NFC 통신에 의해 NFC 태그(411)로 전송되어 RF 메모리(413)에 저장될 수 있다. 일 실시예로, 상기 설정 데이터는 컨트롤러(410)에 전원이 공급된 이후 메인 메모리(414)에 저장될 수 있으며, 특히 프로세서(415)는 수신한 설정 데이터를 암호화하여 메인 메모리(414)에 저장할 수 있다. 조명 장치가 동작하기 시작하면, 프로세서(415)는 메인 메모리(414)에 저장된 설정 데이터에 기초하여 조명 장치를 다른 조명 장치와 그룹핑하거나, 조명 장치에서 특정한 조명 씬(Scene)을 구현하는 등의 동작을 수행할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치의 제어 방법을 설명하기 위해 제공되는 순서도이다. 이하, 설명의 편의를 위하여 도 3에 도시한 제어 장치(100) 및 조명 장치(200)를 함께 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치의 제어 방법을 설명하기로 한다.
우선 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치의 제어 방법은, 제어 장치(100)가 조명 장치(200)의 NFC 태그로부터 식별 정보를 판독하는 것으로 시작할 수 있다(S100). NFC 태그는 RF 회로 및 RF 메모리를 가질 수 있으며, 식별 정보는 RF 메모리에 암호화되어 저장될 수 있다. NFC 태그는 조명 장치(200)의 컨트롤러(240) 내에 포함되어 제공될 수 있다.
식별 정보를 읽어오면, 제어 장치(100)는 상기 식별 정보를 설치 정보와 매칭할 수 있다(S101). 상기 설치 정보는, 제어 장치(100)가 식별 정보를 수집하기 전에 외부 서버 등으로부터 다운받아 저장해 놓은 정보일 수 있으며, 복수의 조명 장치(200)가 설치될 위치 등에 대한 정보가 저장된 설치 도면 등을 포함할 수 있다. 일례로, 복수의 조명 장치(200)를 설치하고자 하는 공간이 총 10개의 공간으로 구분되며, 각각의 공간에 조명 장치(200)가 하나씩 설치되는 경우를 가정하면, 제어 장치(100)는 조명 장치(200)가 설치될 10개의 공간의 배치 도면 등을 설치 정보로 이용할 수 있다.
제어 장치(100)는 디스플레이 화면에 상기 배치 도면을 표시할 수 있다. 사용자는 제어 장치(100)의 NFC 통신 기능을 활성화한 상태로, 상기 배치 도면에 표시되는 10개의 공간 가운데 하나를 선택하고, 제어 장치(100)를 특정 조명 장치(200)에 근접시킬 수 있다. 제어 장치(100)는 근접한 조명 장치(200)로부터 식별 정보를 수집하여 상기 선택된 하나의 공간에 매칭시킬 수 있다. 이러한 동작을 반복하여, 사용자는 조명 장치(200)를 설치하기 이전에 각 조명 장치(200)의 식별 정보를 설치 정보와 매칭시킬 수 있다.
조명 장치(200)의 식별 정보가 설치 정보와 매칭되면, 제어 장치(100)는 설정 데이터를 생성할 수 있다(S102). 설정 데이터는 조명 장치를 복수의 그룹으로 나누는 그룹핑 정보, 조명 씬(Scene) 제어 정보, 조명 존(Zone) 제어 정보 등을 포함할 수 있다. 사용자는 제어 장치(100)에서 제공하는 소정의 응용 프로그램을 이용하여 설정 데이터를 생성할 수 있다.
S102 단계에서 생성되는 설정 데이터는, 조명 장치의 구동 회로(220)가 출력하는 구동 전원을 제어하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 즉, 설정 데이터에 의해 컨트롤러(230)가 구동 회로(220)의 출력을 조절할 수 있으며, 그로부터 광원(210)의 밝기, 색상, 페이드 타임 등이 결정될 수 있다. 설정 데이터는 NFC 통신을 통해 제어 장치(100)로부터 조명 장치(200)로 전송될 수 있다. 즉, 설정 데이터는 조명 장치(200)가 설치되어 동작하기 이전에 NFC 통신을 통해 제어 장치(100)로부터 조명 장치(200)로 전달될 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 시스템의 동작 방법을 설명하기 위해 제공되는 도이다. 도 7a와 도 7b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템의 동작 방법은, 외부 서버(510), 제어 장치(520) 및 조명 장치(530)의 상호 작용에 의해 수행될 수 있다.
우선 제어 장치(520)는 외부 서버(510)에 조명 장치의 설치 정보를 요청할 수 있다(S201). 외부 서버(530)는 조명 시스템을 제공하고자 하는 업체 등이 관리하는 서버일 수 있으며, S201 단계에서 요청하는 설치 정보에는, 조명 시스템이 설치되는 공간 내에서 조명 장치를 배치하고자 하는 설치 도면 등이 포함될 수 있다. 외부 서버(530)는 상기 요청에 응답하여 제어 장치(520)에 조명 장치의 설치 정보를 전송할 수 있다(S202).
제어 장치(520)는 NFC 연결을 조명 장치(530)의 컨트롤러에 요청할 수 있다(S203). 제어 장치(520)에 포함된 NFC 통신 모듈이 활성화된 후 제어 장치(520)와 조명 장치(530)의 컨트롤러가 서로 근접하면, 조명 장치(530)의 컨트롤러에 포함된 NFC 태그가 활성화되어 제어 장치(520)로부터 NFC 연결 요청을 수신할 수 있다. NFC 태그는 미리 저장된 소정의 암호화 키, 인증 키 등을 이용하여 제어 장치(520)의 인증 여부를 판단하고(S204), 인증을 통과한 제어 장치(520)에 대해 NFC 연결을 승인할 수 있다(S205).
NFC 연결이 승인되면, 제어 장치(520)는 조명 장치(530)에 내장된 NFC 태그로부터 조명 장치의 식별 정보를 읽어올 수 있다. 제어 장치(520)가 조명 장치의 식별 정보를 요청하면(S206), NFC 태그는 RF 메모리에 암호화되어 저장된 식별 정보를 제어 장치(520)로 전달할 수 있다. 따라서, 조명 장치에 부착된 바코드를 읽거나, 또는 조명 장치와의 블루투스 통신 등에 의해 식별 정보를 읽어오는 경우와 달리, 암호화된 형태로 식별 정보를 읽어올 수 있어 조명 시스템의 보안 성능을 개선할 수 있다.
식별 정보를 수신한 제어 장치(520)는, 식별 정보를 설치 정보와 매칭시켜 설정 데이터를 생성할 수 있다(S208). 상기 설정 데이터는 각 조명 장치의 그룹핑 정보, 조명 씬(Scene) 제어 정보 등을 포함할 수 있다. 생성된 설정 데이터는 외부 서버(530)로 전송될 수 있으며, 외부 서버(530)는 설정 데이터에 기초하여 설치 정보를 업데이트 할 수 있다(S209).
외부 서버(530)가 제어 장치(520)에 전송한 설치 정보에는 조명 장치에 대한 설치 계획이 포함될 수 있으며, 실제로 조명 시스템에 포함되는 각 조명 장치의 식별 정보는 포함되어 있지 않을 수 있다. 제어 장치(520)는 각 조명 장치로부터 NFC 통신을 통해 수집한 식별 정보를 설치 정보에 포함된 조명 장치와 매칭시켜 설정 데이터를 생성하고, 그 결과를 외부 서버(530)로 전송할 수 있다.
한편, 제어 장치(520)는 NFC 통신을 통해 S208 단계에서 생성한 설정 데이터를 조명 장치(530)에 전송하며(S210), 설정 데이터를 조명 장치(530)는 ACK 신호를 제어 장치(520)로 보낼 수 있다(S211). 설정 데이터는 조명 장치의 동작을 제어하는 데에 이용될 수 있다.
다음으로 도 7b를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템의 동작 방법을 좀 더 자세히 설명하기로 한다. 도 7b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템(50)은 설치 정보(515)를 저장, 관리하는 외부 서버(510), 외부 서버(510)와 통신 가능하도록 연결되는 제어 장치(520) 및 조명 장치(530)를 포함할 수 있다. 조명 장치(530)는 복수 개일 수 있으며, 조명 장치(530)가 설치되어 전원이 공급되기 이전에도 제어 장치(520)는 NFC 통신을 통해 조명 장치(530)로부터 데이터를 수집하거나, 조명 장치(530)에 데이터를 송신할 수 있다.
외부 서버(510)는 설치 정보(515)를 저장 및 관리할 수 있다. 외부 서버(510)는 디스플레이 장치(511) 및 서버 본체(512)로 구성될 수 있으며, 설치 정보(515)는 복수의 조명 장치(530)를 설치하고자 하는 공간에 대한 도면 정보를 포함할 수 있다. 도 7b를 참조하면, 총 15개의 공간에 총 25개의 조명 장치(530)가 설치될 수 있다. 따라서, 일부 공간(9, 11, 13, 14)에는 2개 이상의 조명 장치(530)가 설치될 수 있다.
사용자는 외부 서버(510)와 연결된 제어 장치(520)에서 설치 정보(515)를 다운 받을 수 있다. 제어 장치(520)은 다운받은 설치 정보(525)를 표시할 수 있는데, 제어 장치(520)가 표시하는 설치 정보(525)는 외부 서버(510)에 저장된 설치 정보(515)보다 좀 더 단순화되어 표시될 수 있다. 사용자는 제어 장치(520)가 표시하는 설치 정보(525)에서 조명 장치(530)를 설치하고자 하는 복수의 위치(A-T) 가운데 하나를 선택할 수 있다.
예를 들어, 사용자가 25개의 설치 위치(A-T) 가운데 설치 위치 B를 선택하고, 제어 장치(520)를 조명 장치(530)에 근접시킨 경우를 가정하자. 제어 장치(520)는 NFC 통신을 통해 조명 장치(530)로부터 식별 정보를 수집하고, 수집한 식별 정보를 설치 위치 B에 매칭시킬 수 있다. 이와 같은 동작을 반복적으로 수행함으로써, 사용자는 조명 장치(530)를 실제로 설치하기 이전에 각 조명 장치(530)의 식별 정보를 설치 정보에 매칭시킬 수 있다.
한편, 제어 장치(520)가 외부 서버(510)로부터 수신한 설치 정보에는, 각 설치 위치(A-T)에 설치될 조명 장치(530)에 전송하고자 하는 설정 데이터가 포함되어 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 설정 데이터에는 각 설치 위치(A-T)를 복수의 그룹으로 묶는 그룹 핑 정보, 통신 채널 설정 정보, 조명 존 설정 정보 등이 포함될 수 있다. 설치 위치 B에 조명 장치(530)가 매칭되면, 제어 장치(520)는 NFC 통신에 의해 설치 위치 B에 대응하는 설정 데이터를 조명 장치(530)로 전송할 수 있다. 따라서, 조명 장치(530)의 설치 이전에 각 조명 장치(530)의 식별 정보 수집 및 설정 데이터 전송 작업을 미리 수행할 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치에 적용될 수 있는 백색 광원 모듈을 간단하게 나타내는 도이다. 한편, 도 9는 도 8a 및 도 8b에 도시한 백색 광원 모듈의 동작을 설명하기 위해 제공되는 CIE 1931 좌표계이다.
도 8a 및 도 8b에 도시된 백색 광원 모듈은 각각 회로 기판 상에 탑재된 복수의 발광 소자 패키지를 포함할 수 있다. 하나의 백색 광원 모듈에 탑재된 복수의 발광소자 패키지는 동일한 파장의 빛을 발생시키는 동종(同種)의 패키지로도 구성될 수 있으나, 본 실시예와 같이, 서로 상이한 파장의 빛을 발생시키는 이종(異種)의 패키지로 구성될 수도 있다.
도 8a를 참조하면, 백색 광원 모듈은 색온도 4000K 와 3000K인 백색 발광 소자 패키지("40", "30")와 적색 발광 소자 패키지(赤)를 조합하여 구성될 수 있다. 상기 백색 광원 모듈은 색온도 3100K ~ 4000K 범위로 조절 가능하고 연색성 Ra도 95 ~ 100 범위인 백색광을 제공할 수 있다.
다른 실시예에서, 백색 광원 모듈은, 백색 발광소자 패키지만으로 구성되되, 일부 패키지는 다른 색온도의 백색광을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 14b에 도시된 바와 같이, 색온도 2700K인 백색 발광 소자 패키지("27")와 색온도 5000K인 백색 발광 소자 패키지("50")를 조합하여 색온도 2700K ~ 5000K 범위로 조절 가능하고 연색성 Ra가 85 ~ 99인 백색광을 제공할 수 있다. 여기서, 각 색온도의 발광 소자 패키지 수는 주로 기본 색온도 설정 값에 따라 개수를 달리할 수 있다. 예를 들어, 기본 설정 값이 색온도 4000K 부근의 조명장치라면 4000K에 해당하는 패키지의 개수가 색온도 3100K 또는 적색 발광 소자 패키지 개수보다 많도록 할 수 있다.
이와 같이, 이종의 발광 소자 패키지는 청색 발광 소자에 황색, 녹색, 적색 또는 오렌지색의 형광체를 조합하여 백색광을 발하는 발광 소자와 보라색, 청색, 녹색, 적색 또는 적외선 발광 소자 중 적어도 하나를 포함하도록 구성하여 백색광의 색온도 및 연색성(Color Rendering Index: CRI)을 조절하도록 할 수 있다. 상술한 백색 광원 모듈은 다양한 형태의 조명 장치에 광원으로서 채용될 수 있다.
단일 발광소자 패키지에서는, 발광소자인 LED 칩의 파장과 형광체의 종류 및 배합비에 따라, 원하는 색의 광을 결정하고, 백색광일 경우에는 색온도와 연색성을 조절할 수 있다.
예를 들어, LED 칩이 청색광을 발광하는 경우, 황색, 녹색, 적색 형광체 중 적어도 하나를 포함한 발광 소자 패키지는 형광체의 배합비에 따라 다양한 색온도의 백색광을 발광하도록 할 수 있다. 이와 달리, 청색 LED 칩에 녹색 또는 적색 형광체를 적용한 발광 소자 패키지는 녹색 또는 적색광을 발광하도록 할 수 있다. 이와 같이, 백색광을 내는 발광 소자 패키지와 녹색 또는 적색광을 내는 패키지를 조합하여 백색광의 색온도 및 연색성을 조절하도록 할 수 있다. 또한, 보라색, 청색, 녹색, 적색 또는 적외선을 발광하는 발광 소자 중 적어도 하나를 포함하도록 구성할 수도 있다.
이 경우, 조명 장치는 연색성을 나트륨(Na)등에서 태양광 수준으로 조절할 수 있으며, 또한 색온도를 1500K에서 20000K 수준으로 다양한 백색광을 발생시킬 수 있으며, 필요에 따라서는 보라색, 청색, 녹색, 적색, 오렌지색의 가시광 또는 적외선을 발생시켜 주위 분위기 또는 기분에 맞게 조명 색을 조절할 수 있다. 또한, 식물 성장을 촉진할 수 있는 특수 파장의 광을 발생시킬 수도 있다.
청색 발광 소자에 황색, 녹색, 적색 형광체 및/또는 녹색, 적색 발광 소자의 조합으로 만들어지는 백색광은 2개 이상의 피크 파장을 가지며, 도 9에 도시된 바와 같이, CIE 1931 좌표계의 (x, y) 좌표가 (0.4476, 0.4074), (0.3484, 0.3516), (0.3101, 0.3162), (0.3128, 0.3292), (0.3333, 0.3333)을 잇는 선분 영역 내에 위치할 수 있다. 또는, 선분과 흑체 복사 스펙트럼으로 둘러싸인 영역에 위치할 수 있다. 백색광의 색온도는 1500K ~ 20000K 사이에 해당한다. 도 9에서 상기 흑체 복사 스펙트럼 하부에 있는 점E(0.3333, 0.3333) 부근의 백색광은 상대적으로 황색계열 성분의 광이 약해진 상태로 사람이 육안으로 느끼기에는 보다 선명한 느낌 또는 신선한 느낌을 가질 수 있는 영역의 조명 광원으로 사용 될 수 있다. 따라서 상기 흑체 복사 스펙트럼 하부에 있는 점E(0.3333, 0.3333) 부근의 백색광을 이용한 조명 제품은 식료품, 의류 등을 판매하는 상가용 조명으로 효과가 좋다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치의 광원에 적용될 수 있는 파장 변환 물질을 설명하기 위해 제공되는 도이다.
파장 변환 물질은 발광소자로부터 방출되는 빛의 파장을 변환하기 위한 물질로서, 형광체 및/또는 양자점과 같은 다양한 물질이 사용될 수 있다
일 실시예에서, 파장 변환 물질에 적용되는 형광체는 다음과 같은 조성식 및 컬러(color)를 가질 수 있다.
산화물계: 황색 및 녹색 Y3Al5O12:Ce, Tb3Al5O12:Ce, Lu3Al5O12:Ce
실리케이트계: 황색 및 녹색 (Ba,Sr)2SiO4:Eu, 황색 및 등색 (Ba,Sr)3SiO5:Ce
질화물계: 녹색 β-SiAlON:Eu, 황색 La3Si6N11:Ce, 등색 α-SiAlON:Eu, 적색 CaAlSiN3:Eu, Sr2Si5N8:Eu, SrSiAl4N7:Eu, SrLiAl3N4:Eu, Ln4 -x(EuzM1 -z)xSi12- yAlyO3 +x+ yN18 -x-y (0.5≤x≤3, 0<z<0.3, 0<y≤4) - 식 (1)
단, 식 (1) 중, Ln은 IIIa 족 원소 및 희토류 원소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 한 종의 원소이고, M은 Ca, Ba, Sr 및 Mg로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 한 종의 원소일 수 있다.
플루오라이트(fluoride)계: KSF계 적색 K2SiF6:Mn4 +, K2TiF6:Mn4 +, NaYF4:Mn4 +, NaGdF4:Mn4 +(예를 들어, Mn의 조성비는 0<z≤0.17일 수 있음)
형광체 조성은 기본적으로 화학양론(stoichiometry)에 부합하여야 하며, 각 원소들은 주기율표상에서 해당 원소가 포함되는 족 내의 다른 원소로 치환이 가능하다. 예를 들어 Sr은 알카리토류(II)족의 Ba, Ca, Mg 등으로, Y는 란탄계열의 Tb, Lu, Sc, Gd 등으로 치환이 가능하다. 또한, 활성제인 Eu 등은 원하는 에너지 준위에 따라 Ce, Tb, Pr, Er, Yb 등으로 치환이 가능하며, 활성제 단독 또는 특성 변형을 위해 부활성제 등이 추가로 적용될 수 있다.
특히, 플루오라이트계 적색 형광체는 고온/고습에서의 신뢰성 향상을 위하여 각각 Mn을 함유하지 않는 불화물로 코팅되거나 형광체 표면 또는 Mn을 함유하지 않는 불화물 코팅 표면에 유기물 코팅을 더 포함할 수 있다. 상기와 같은 플루어라이트계 적색 형광체의 경우 기타 형광체와 달리 40nm 이하의 반치폭을 구현할 수 있기 때문에, UHD TV와 같은 고해상도 TV에 활용될 수 있다.
아래 표 1은 주파장이 440~460nm인 청색 LED 칩 또는 주파장이 380~440nm인 UV LED 칩을 사용하는 발광소자 패키지에 있어서, 각 응용분야별로 적용될 수 있는 형광체의 종류를 나타낸 것이다.
Figure 112015121620215-pat00001
한편, 파장 변환 물질은 형광체를 대체하거나 형광체와 혼합하기 위한 목적으로 제공되는 양자점(Quantum Dot, QD)을 포함할 수 있다.
도 10은 양자점의 단면 구조를 나타내는 도이다. 양자점은 III-V 또는 II-VI화합물 반도체를 포함하는 코어(Core)-쉘(Shell)구조를 가질 수 있다. 예를 들면, CdSe, InP 등과 같은 코어(core) 및 ZnS, ZnSe 등과 같은 쉘(shell)을 가질 수 있다. 또한, 양자점은 코어 및 쉘의 안정화를 위한 리간드(ligand)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 코어 직경은 1 ~ 30nm, 일 실시예에서는 3 ~ 10nm일 수 있다, 쉘의 두께는 0.1 ~ 20nm, 일 실시예에서는 0.5 ~ 2nm일 수 있다.
양자점은 사이즈에 따라 다양한 컬러를 구현할 수 있으며, 특히 형광체 대체 물질로 사용되는 경우에는 적색 또는 녹색 형광체로 사용될 수 있다. 양자점을 이용하는 경우, 좁은 반치폭(예, 약 35nm)을 구현할 수 있다.
파장 변환 물질은 봉지재에 함유된 형태로 제공되거나, 또는 필름형상으로 미리 제조되어 LED 칩 또는 도광판과 같은 광학 장치의 표면에 부착될 수도 있다. 필름 형상으로 미리 제조되는 파장 변환 물질을 이용하는 경우, 균일한 두께를 갖는 파장 변환 물질을 용이하게 구현할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 시스템에 적용될 수 있는 조명 장치로서 벌브형 램프를 간략하게 나타내는 분해 사시도이다.
도 11을 참조하면, 조명 장치(1100)는 소켓(1110), 구동 회로(1120), 방열부(1130), 광원(1140) 및 광학부(1150)를 포함할 수 있다. 본 발명의 예시적 실시예에 따라, 광원(1140)은 발광소자 어레이를 포함할 수 있고, 구동 회로(1120)는 정류 회로와 DC-DC 컨버터 또는 AC 직결형 구동 회로 등을 포함할 수 있다. 광원(1140)의 상부에는 반사판(1110)이 배치될 수 있으며, 반사판(1110)은 광원(1140)으로부터의 빛을 측면 및 후방으로 고르게 퍼지게 하여 눈부심을 줄일 수 있다.
소켓(1110)은 기존의 조명 장치와 대체 가능하도록 구성될 수 있다. 조명 장치(1100)에 공급되는 전력은 소켓(1110)을 통해서 인가될 수 있다. 도시된 바와 같이, 구동 회로(1120)는 제1 회로부(1121) 및 제2 회로부(1122)로 분리되어 조립될 수 있다. 방열부(1130)는 내부 방열부(1131) 및 외부 방열부(1132)를 포함할 수 있고, 내부 방열부(1131)는 광원(1140) 및/또는 구동 회로(1120)와 직접 연결될 수 있고, 이를 통해 외부 방열부(1132)로 열이 전달되게 할 수 있다. 광학부(1150)는 내부 광학부(미도시) 및 외부 광학부(미도시)를 포함할 수 있고, 광원(1140)이 방출하는 빛을 고르게 분산시키도록 구성될 수 있다.
광원(1140)은 구동 회로(1120)로부터 전력을 공급받아 광학부(1150)로 빛을 방출할 수 있다. 광원(1140)은 하나 이상의 발광소자(1141), 회로기판(1110) 및 컨트롤러(1143)를 포함할 수 있고, 컨트롤러(1143)는 발광소자(1141)들의 구동 정보를 저장할 수 있다.
한편 컨트롤러(1143)는 NFC 통신을 위한 NFC 태그를 포함할 수 있으며, 구동 회로(1120)의 동작을 제어할 수 있다. 컨트롤러(1143)의 NFC 태그에는 조명 장치(1100)의 식별 정보가 저장될 수 있으며, 조명 장치(1100)에 근접한 제어 장치의 NFC 모듈이 활성화되는 경우, 상기 제어 장치에 조명 장치(1100)의 식별 정보를 전송할 수 있다.
반사판(1110)의 상부에는 통신 모듈(1120)이 장착될 수 있으며 통신 모듈(1120)을 통하여 홈-네트워크(home-network) 통신을 구현할 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈(1120)은 지그비(Zigbee), 와이파이(WiFi) 또는 라이파이(LiFi)를 이용한 무선 통신 모듈일 수 있으며, 스마트폰 또는 무선 컨트롤러를 통하여 조명 장치의 온(on)/오프(off), 밝기 조절 등과 같은 가정 내외에 설치되어 있는 조명을 컨트롤 할 수 있다. 또한 가정 내외에 설치되어 있는 조명 장치의 가시광 파장을 이용한 라이파이 통신 모듈을 이용하여 TV, 냉장고, 에어컨, 도어락, 자동차 등 가정 내외에 있는 전자 제품 및 자동차 시스템의 컨트롤을 할 수 있다.
반사판(1110)과 통신 모듈(1120)은 커버부(1130)에 의해 커버될 수 있다. 한편, 통신 모듈(1120)은 컨트롤러(1143)와 하나의 집적회로로 구현될 수도 있다. 또한, 컨트롤러(1143)는 광원(1140)과 별개의 모듈로 마련되어 제공될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자가 적용될 수 있는 조명 장치로서 바(bar) 타입의 램프를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
구체적으로, 조명 장치(2000)는 방열 부재(2100), 커버(2200), 광원 모듈(2300), 제1 소켓(2400) 및 제2 소켓(2500)을 포함한다. 방열 부재(2100)의 내부 또는/및 외부 표면에 다수개의 방열 핀(2110, 2120)이 요철 형태로 형성될 수 있으며, 방열 핀(2110, 2120)은 다양한 형상 및 간격을 갖도록 설계될 수 있다. 방열 부재(2100)의 내측에는 돌출 형태의 지지대(2130)가 형성되어 있다. 지지대(2130)에는 광원 모듈(2300)이 고정될 수 있다. 방열 부재(2100)의 양 끝단에는 걸림 턱(2140)이 형성될 수 있다.
커버(2200)에는 걸림 홈(2210)이 형성되어 있으며, 걸림 홈(2210)에는 방열 부재(2100)의 걸림 턱(2140)이 후크 결합 구조로 결합될 수 있다. 걸림 홈(2210)과 걸림 턱(2140)이 형성되는 위치는 서로 바뀔 수도 있다.
광원 모듈(2300)은 발광소자 어레이를 포함할 수 있다. 광원 모듈(2300)은 인쇄회로기판(2310), 광원(2320) 및 컨트롤러(2330)를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 컨트롤러(2330)는 광원(2320)의 구동 정보를 저장할 수 있다. 인쇄회로기판(2310)에는 광원(2320)을 동작시키기 위한 회로 배선들이 형성되어 있다. 또한, 광원(2320)을 동작시키기 위한 구성 요소들이 포함될 수도 있다. 컨트롤러(2330)는 조명 장치(2000)에 할당된 식별 정보를 저장하는 NFC 태그를 포함할 수 있다.
제1, 제2 소켓(2400, 2500)은 한 쌍의 소켓으로서 방열 부재(2100) 및 커버(2200)로 구성된 원통형 커버 유닛의 양단에 결합되는 구조를 갖는다. 예를 들어, 제1 소켓(2400)은 전극 단자(2410) 및 전원 장치(2420)를 포함할 수 있고, 제2 소켓(2500)에는 더미 단자(2510)가 배치될 수 있다. 또한, 제1 소켓(2400) 또는 제2 소켓(2500) 중의 어느 하나의 소켓에 광센서 및/또는 통신 모듈이 내장될 수 있다. 예를 들어, 더미 단자(2510)가 배치된 제2 소켓(2500)에 광센서 및/또는 통신 모듈이 내장될 수 있다. 다른 예로서, 전극 단자(2410)가 배치된 제1 소켓(2400)에 광센서 및/또는 통신 모듈이 내장될 수도 있다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 13은 개방적인 공간에 적용된 네트워크 시스템(3000)의 일 실시예를 나타낸다. 도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 네트워크 시스템(3000)은 통신 연결 장치(3100), 소정의 간격마다 설치되어 통신 연결 장치(3100)와 통신 가능하도록 연결되는 복수의 조명 기구(3200, 3300), 서버(3400), 서버(3400)를 관리하기 위한 컴퓨터(3500), 통신 기지국(3600), 통신 가능한 상기 장비들을 연결하는 통신망(3700), 및 모바일 기기(3800) 등을 포함할 수 있다.
거리 또는 공원 등의 개방적인 외부 공간에 설치되는 복수의 조명 기구(3200, 3300) 각각은 스마트 엔진(3210, 3310)을 포함할 수 있다. 스마트 엔진(3210, 3310)은 빛을 내기 위한 발광소자, 발광소자를 구동하기 위한 구동 드라이버 외에 주변 환경의 정보를 수집하는 센서, 및 통신 모듈 등을 포함할 수 있다. 상기 통신 모듈에 의해 스마트 엔진(3210, 3310)은 WiFi, Zigbee, LiFi 등의 통신 프로토콜에 따라 주변의 다른 장비들과 통신할 수 있다.
일례로, 하나의 스마트 엔진(3210)은 다른 스마트 엔진(3310)과 통신 가능하도록 연결될 수 있다. 이때, 스마트 엔진(3210, 3310) 상호 간의 통신에는 WiFi 확장 기술(WiFi Mesh)이 적용될 수 있다. 적어도 하나의 스마트 엔진(3210)은 통신망(3700)에 연결되는 통신 연결 장치(3100)와 유/무선 통신에 의해 연결될 수 있다. 통신의 효율을 높이기 위해, 몇 개의 스마트 엔진(3210, 3310)을 하나의 그룹으로 묶어 하나의 통신 연결 장치(3100)와 연결할 수 있다.
통신 연결 장치(3100)는 유/무선 통신이 가능한 액세스 포인트(access point, AP)로서, 통신망(3700)과 다른 장비 사이의 통신을 중개할 수 있다. 통신 연결 장치(3100)는 유/무선 방식 중 적어도 하나에 의해 통신망(3700)과 연결될 수 있으며, 일례로 조명 기구(3200, 7300) 중 어느 하나의 내부에 기구적으로 수납될 수 있다.
통신 연결 장치(3100)는 WiFi 등의 통신 프로토콜을 통해 모바일 기기(3800)와 연결될 수 있다. 모바일 기기(3800)의 사용자는 인접한 주변의 조명 기구(3200)의 스마트 엔진(3210)과 연결된 통신 연결 장치(3100)를 통해, 복수의 스마트 엔진(3210, 7310)이 수집한 주변 환경 정보를 수신할 수 있다. 상기 주변 환경 정보는 주변 교통 정보, 날씨 정보 등을 포함할 수 있다. 모바일 기기(3800)는 통신 기지국(3600)을 통해 3G 또는 4G 등의 무선 셀룰러 통신 방식으로 통신망(3700)에 연결될 수도 있다.
한편, 통신망(3700)에 연결되는 서버(3400)는, 각 조명 기구(3200, 3300)에 장착된 스마트 엔진(3210, 3310)이 수집하는 정보를 수신함과 동시에, 각 조명 기구(3200, 3300)의 동작 상태 등을 모니터링할 수 있다. 각 조명 기구(3200, 3300)의 동작 상태의 모니터링 결과에 기초하여 각 조명 기구(3200, 3300)를 관리하기 위해, 서버(3400)는 관리 시스템을 제공하는 컴퓨터(3500)와 연결될 수 있다. 컴퓨터(3500)는 각 조명 기구(3200, 3300), 특히 스마트 엔진(3210, 3310)의 동작 상태를 모니터링하고 관리할 수 있는 소프트웨어 등을 실행할 수 있다.
스마트 엔진(3210, 7310)이 수집한 정보를 사용자의 모바일 기기(3800)로 전달하기 위해 다양한 통신 방식이 적용될 수 있다. 도 13을 참조하면, 스마트 엔진(3210, 3310)과 연결된 통신 연결 장치(3100)를 통해, 스마트 엔진(3210, 3310)이 수집한 정보가 모바일 기기(3800)로 전송되거나, 또는 스마트 엔진(3210, 3310)과 모바일 기기(3800)가 직접 통신 가능하도록 연결될 수 있다. 스마트 엔진(3210, 3310)과 모바일 기기(3800)는 가시광 무선통신(LiFi)에 의해 서로 직접 통신할 수 있다. 이하, 도 14를 참조하여 설명한다.
도 14는 가시광 무선통신에 의한 조명 기구(3200)의 스마트 엔진(3210)과 모바일 기기(3800)의 통신 동작을 설명하기 위한 블록도이다. 도 14를 참조하면, 스마트 엔진(3210)은 신호 처리부(3211), 제어부(3212), LED 드라이버(3213), 광원부(3214), 센서(3215) 등을 포함할 수 있다. 스마트 엔진(3210)과 가시광 무선통신에 의해 연결되는 모바일 기기(3800)는, 제어부(3801), 수광부(3802), 신호처리부(3803), 메모리(3804), 입출력부(3805) 등을 포함할 수 있다.
가시광 무선통신(LiFi) 기술은 인간이 눈으로 인지할 수 있는 가시광 파장 대역의 빛을 이용하여 무선으로 정보를 전달하는 무선통신 기술이다. 이러한 가시광 무선통신 기술은 가시광 파장 대역의 빛, 즉 상기 실시예에서 설명한 발광 패키지로부터의 특정 가시광 주파수를 이용한다는 측면에서 기존의 유선 광통신기술 및 적외선 무선통신과 구별되며, 통신 환경이 무선이라는 측면에서 유선 광통신 기술과 구별된다. 또한, 가시광 무선통신 기술은 RF 무선통신과 달리 주파수 이용 측면에서 규제 또는 허가를 받지 않고 자유롭게 이용할 수 있다는 편리성과 물리적 보안성이 우수하고 통신 링크를 사용자가 눈으로 확인할 수 있다는 차별성을 가지고 있으며, 무엇보다도 광원의 고유 목적과 통신기능을 동시에 얻을 수 있다는 융합 기술로서의 특징을 가지고 있다.
도 15를 참조하면, 스마트 엔진(3210)의 신호 처리부(3211)는, 가시광 무선통신에 의해 송수신하고자 하는 데이터를 처리할 수 있다. 일 실시예로, 신호 처리부(3211)는 센서(3215)에 의해 수집된 정보를 데이터로 가공하여 제어부(3212)에 전송할 수 있다. 제어부(3212)는 신호 처리부(3211)와 LED 드라이버(3213) 등의 동작을 제어할 수 있으며, 특히 신호 처리부(3211)가 전송하는 데이터에 기초하여 LED 드라이버(3213)의 동작을 제어할 수 있다. LED 드라이버(3213)는 제어부(3212)가 전달하는 제어 신호에 따라 광원부(3214)를 발광시킴으로써, 데이터를 모바일 기기(3800)로 전달할 수 있다.
모바일 기기(3800)는 제어부(3801), 데이터를 저장하는 메모리(3804), 디스플레이와 터치스크린, 오디오 출력부 등을 포함하는 입출력부(3805), 신호 처리부(3803) 외에 데이터가 포함된 가시광을 인식하기 위한 수광부(3802)를 포함할 수 있다. 수광부(3802)는 가시광을 감지하여 이를 전기 신호로 변환할 수 있으며, 신호 처리부(3803)는 수광부에 의해 변환된 전기 신호에 포함된 데이터를 디코딩할 수 있다. 제어부(3801)는 신호 처리부(3803)가 디코딩한 데이터를 메모리(3804)에 저장하거나 입출력부(3805) 등을 통해 사용자가 인식할 수 있도록 출력할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
10, 20, 30, 40: 조명 시스템
100, 340, 420: 제어 장치
200, 310, 320, 330, 410: 조명 장치

Claims (20)

  1. 근거리 무선 통신(NFC)에 의해 데이터를 송수신하는 컨트롤러를 포함하는 복수의 조명 장치; 및
    상기 복수의 조명 장치가 설치되기 이전에 NFC 통신에 의해 상기 복수의 조명 장치 각각의 식별 정보를 수집하며, 상기 식별 정보에 기초하여 상기 복수의 조명 장치의 동작을 제어할 수 있는 설정 데이터를 생성하여 상기 복수의 조명 장치 각각에 전송하는 제어 장치; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, NFC 통신에 의해 상기 제어 장치와 통신 가능하도록 연결되는 RF 회로, 및 데이터를 암호화하여 저장하기 위한 암호화 키를 갖는 RF 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 RF 회로 및 상기 RF 메모리는 NFC 태그에 포함되는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치는 상기 복수의 조명 장치의 설치 정보를 저장하는 외부 서버와 통신 가능하도록 연결되는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어 장치는 상기 복수의 조명 장치 각각으로부터 획득한 상기 식별 정보를, 상기 설치 정보와 매칭시켜 상기 설정 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 설정 데이터는, 상기 복수의 조명 장치를 복수의 그룹으로 나누는 그룹핑 정보, 상기 복수의 조명 장치로 구현하는 조명 씬(Scene) 제어 정보, 및 상기 복수의 조명 장치가 배치된 공간 별로 상기 복수의 조명 장치의 동작을 제어하기 위한 조명 존(Zone) 제어 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  7. 조명 장치로서,
    복수의 발광소자를 갖는 광원;
    상기 광원에 구동 전원을 출력하는 구동 회로; 및
    상기 구동 회로의 동작을 제어하는 컨트롤러; 를 포함하며,
    상기 컨트롤러는, NFC 통신을 통해 외부의 제어 장치와 통신하고 소정의 식별 정보를 저장하는 NFC 태그를 포함하며,
    상기 조명 장치가 설치되고 상기 구동 회로가 전원을 입력받아 상기 광원에 상기 구동 전원을 출력하기 이전에 상기 제어 장치로부터 식별 정보 요청을 수신하면, NFC 통신을 통해 상기 NFC 태그에 저장된 상기 식별 정보를 상기 제어 장치에 전송하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 구동 회로에 전원이 공급되기 이전에 NFC 통신을 통해 상기 식별 정보를 상기 제어 장치에 전송하고, 상기 구동 회로의 제어에 필요한 설정 데이터를 상기 제어 장치로부터 수신하여 저장하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  9. 복수의 조명 장치들 각각에 전원이 공급되지 않는 상태에서, 상기 복수의 조명 장치들 각각의 식별 정보를 수신하고 상기 복수의 조명 장치들 각각의 설정 데이터를 NFC를 통해 상기 복수의 조명 장치들에 송신하는 NFC 모듈;
    상기 복수의 조명 장치들의 설치 정보를 저장하는 메모리; 및
    상기 복수의 조명 장치들 각각의 설치 정보를 상기 식별 정보와 매칭시켜 상기 설정 데이터를 생성하는 프로세서; 를 포함하는 제어 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 NFC 모듈은 상기 복수의 조명 장치들 각각에 포함되는 NFC 태그와 NFC 수동 통신 모드에 의해 연결되어 상기 식별 정보를 수신하는 제어 장치.

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