KR102566428B1 - 풀스펙트럼 led를 이용한 조타실 조명시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED 발광을 이용하여 조타실의 조명을 제어하는 시스템에 있어서: 조타실의 전원선(15) 상으로 연결되는 다수의 튜너블 LED(20); 상기 튜너블 LED(20)에 각각 주소를 갖도록 탑재되고, 발광 상태의 변동을 유발하는 서브컨트롤러(30); 상기 튜너블 LED(20)에 대한 발광 색상을 선택하는 모드스위치(40); 및 상기 서브컨트롤러(30)에 각각 연결되어 튜너블 LED(20)를 설정된 발광 상태로 유지하는 메인컨트롤러(50);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 선박이나 해양구조물에서 주간과 야간의 밝기가 규정된 조타실 등에 스팩트럼 변화를 조정하여 복수의 색상을 표현하도록 구성하여 불필요하게 이중으로 설치하던 조명 기구 설치 수량을 줄이면서 에너지도 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

풀스펙트럼 LED를 이용한 조타실 조명시스템 {Wheel house lighting system using full spectrum LED}
본 발명은 LED를 이용한 조타실 조명시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 선박이나 해양구조물에 탑재하기 위한 풀스펙트럼 LED를 이용한 조타실 조명시스템에 관한 것이다.
현재 선박이나 해양설비에서 적용되고 있는 조명기기의 경우에는 하나의 조명기기에서 조명의 밝기를 적용하는 것은 가능하지만 스팩트럼 변화를 조정하여 색상을 한가지 이상을 표현하는 것은 불가능하다.
그래서 미운항시 주간과 야간에는 조타실 밝기를 0~300Lux 만족을 위해 흰색 조명기구를 이용하고, 운항시 야간용 조명은 붉은색의 조명을 별도로 설치하여 0~20Lux 조명을 만족시키고 있다.
선급에서 요구되는 조타실 야간 조명 0~20Lux(조광기능 포함) 만족을 위해 현재 주간 조명(휜색)과 별도로 추가적으로 조명기기를 설치하고 있고, 조명의 이중 설치를 통해 비용과 에너지가 낭비되고 있는 실정이다.
이와 관련하여 하기의 한국 공개특허공보 제2015-0059888호, 한국 등록특허공보 제1746098호 등의 선행기술문헌을 참조할 수 있다.
전자는 하우징 내에 설치되어 조타실을 조명하기 위한 복수의 LED가 설치된 기판; 및 하우징에 설치되고, 복수의 LED로부터 발생된 광을 투과시키는 투광성 커버를 포함하되, 기판은 복수의 LED에서 발생되는 광의 밝기를 조절하고, 사용환경에 따라 미리 정해진 색상으로 점등되도록 복수의 LED에서 발생되는 광의 색상을 조절하는 구동회로를 포함한다.
후자는 선박의 내실에 설치되고 색온도가 가변되는 LED모듈부; GPS수신기로부터 선박의 위치정보를 수신하는 위치정보수신부; 획득된 선박 위치정보에 따른 표준시간정보를 획득하는 표준시간정보획득부; 및 획득된 표준시간정보에 따라 LED모듈부의 색온도를 기설정된 색온도로 제어하는 색온도제어부;를 포함한다.
그러나, 전자는 조타실의 균등한 조명을 요체로 하고 후자는 태양과 부족에 의한 질병 예방을 요체로 하므로 조명의 설치 수량을 감소하기 미흡하다는 측면에서 개선의 필요성이 있다.
한국 공개특허공보 제2015-0059888호 "선박의 조명장치" (공개일자 : 2015.06.03.) 한국 등록특허공보 제1746098호 "색온도 가변형 선박용 LED 조명장치" (공개일자 : 2017.06.12.)
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 선박이나 해양구조물에서 주간과 야간의 밝기가 규정된 조타실 등에 스팩트럼 변화를 조정하여 복수의 색상을 표현하도록 구성하기 위한 풀스펙트럼 LED를 이용한 조타실 조명시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 LED 발광을 이용하여 조타실의 조명을 제어하는 시스템에 있어서: 조타실의 전원선 상으로 연결되는 다수의 튜너블 LED; 상기 튜너블 LED에 각각 주소를 갖도록 탑재되고, 발광 상태의 변동을 유발하는 서브컨트롤러; 상기 튜너블 LED에 대한 발광 색상을 선택하는 모드스위치; 및 상기 서브컨트롤러에 각각 연결되어 튜너블 LED를 설정된 발광 상태로 유지하는 메인컨트롤러;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 튜너블 LED는 풀스펙트럼의 RGB색상 외에 백색의 W색상으로 발광 가능한 LED 스트립을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 서브컨트롤러는 LED 구동회로와 컬러 제어회로를 로직소자에 구비하고, SMPS 제어회로와 DALI 통신회로로 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 메인컨트롤러는 운항ㆍ미운항 및 주간ㆍ야간의 입력신호에 대응하여 설정된 색상과 조도로 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 변형예로서, 상기 메인컨트롤러는 튜너블 LED의 적어도 일부에 대하여 생체리듬을 반영하여 발광시키는 스펙트럼 제어 알고리즘을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 선박이나 해양구조물에서 주간과 야간의 밝기가 규정된 조타실 등에 스팩트럼 변화를 조정하여 복수의 색상을 표현하도록 구성하여 불필요하게 이중으로 설치하던 조명 기구 설치 수량을 줄이면서 에너지도 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 시스템이 적용되는 조타실의 모식도
도 2는 본 발명에 따른 시스템의 튜너블 LED를 나타내는 모식도
도 3은 본 발명에 따른 시스템의 회로 연결을 나타내는 블록도
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 LED 발광을 이용하여 조타실의 조명을 제어하는 시스템에 관하여 제안한다. 선박이나 해양구조물에서 주간과 야간의 밝기가 규정된 조타실을 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.
도 1을 참조하면, 조타실(10)의 천장과 조타실(10)에 연통되는 복도, 계단 등에 다수의 조명이 설치된다. 조명 중에는 야간에 점등하기 위한 다수의 적색 비상등(12)도 포함된다. 통상적으로 조명의 색상이 흰색(WHITE)이나 전구색(ORANGE COLOR) 등의 정해진 색상에 따라서만 조명을 온오프(ON/OFF) 제어할 수 있었지만, 최근 LED 조명 기술의 발달로 인해 한 종류의 조명을 이용하여 주야간의 시간적 공간적 요구조건에 따라 색상이나 밝기를 조절할 수 있게 되었다.
본 발명에 따르면 다수의 튜너블 LED(20)가 조타실의 전원선(15) 상으로 연결되는 구조를 이루고 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 조타실(10)에 2종류의 조명이 나타나고 가상선으로 도시한 비상등(12)은 삭제된 상태이다. 종래의 1종은 일반전원으로 작동되는 조명이고 다른 1종은 비상전원으로 작동되는 조명이다. 본 발명은 종래의 2종의 조명을 동일한 튜너블 LED(20)로 통일하고 동일한 전원선(15)에 연결하여 구성한다. 비상등(12)을 삭제할 수 있기에 조명의 이중 설치를 배제하여 비용과 에너지 절감을 도모할 수 있다.
참고로, 1인 선박 운항 기준이 적용되는 선박이나 해양 설비는 특정한 기준이 요구된다. 운항시 조타실의 경우 붉은색 조명을 이용하여 야간 조명은 0~20Lux(조광기능 포함) 만족을 요구한다. 반면 미운항시 주간/야간 조명은 0~300Lux(조광기능 포함) 만족을 요구한다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 튜너블 LED(20)는 풀스펙트럼의 RGB색상 외에 백색의 W색상으로 발광 가능한 LED 스트립(21)을 구비하는 것을 특징으로 한다.
도 2에서, 튜너블 LED(20)가 풀스펙트럼으로 발광하는 LED 스트립(21)을 갖춘 상태를 나타낸다. LED 스트립(21)은 RGB에 의한 발광부와 RGB와 독립된 W에 의한 발광부를 갖춘다. W 발광부는 레드, 그린, 블루의 조합없이 설정된 상관색 온도의 백색광을 발산하도록 구성한다. 이에 따라 조타실에 주간/야간 조명을 별도로 두지 않고 튜너블 LED(20)로 용도에 맞추어 색상과 밝기를 조절할 수 있다. 튜너블 LED(20)는 조타실 조명과 관련한 선급 등의 규정을 만족하는 동시에 상관색 온도 조절에 의한 감성 기능도 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면 서브컨트롤러(30)가 상기 튜너블 LED(20)에 각각 주소를 갖도록 탑재되어 발광 상태의 변동을 유발하는 구조를 이루고 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 튜너블 LED(20)에 탑재된 서브컨트롤러(30)가 일측으로 전원선(15)에 연결되는 동시에 타측으로 신호선(25)에 연결된다. 각각의 튜너블 LED(20)에 대한 주소는 서브컨트롤러(30)와 후술하는 메인컨트롤러(50)의 연계에 의하여 생성ㆍ관리ㆍ활용된다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 서브컨트롤러(30)는 LED 구동회로와 컬러 제어회로를 로직소자에 구비하고, SMPS 제어회로와 DALI 통신회로로 연결되는 것을 특징으로 한다.
도 3에서, 튜너블 LED(20)의 내부에 LED 스트립(21)과 더불어 서브컨트롤러(30), 전원부(23) 등이 탑재된 상태를 나타낸다. 서브컨트롤러(30)는 LED 구동부, 컬러 제어부 외에 EEPROM 등의 메모리부를 구비할 수 있다. 튜너블 LED(20)는 SMPS 제어회로로 구성되는 전원부(23)를 통하여 전원선(15)과 연결되는 동시에 신호선(25)을 통하여 메인컨트롤러(50)와 DALI 통신회로로 연결된다. 이와 같은 구성에 의하면 조타실에 야간용 붉은색 조명인 비상등(12)을 별도로 설치하지 않아도 주간에는 특정의 튜너블 LED(20)를 백색으로 설정하여 운용을 하고, 야간에는 특정의 튜너블 LED(20)를 적색으로 변환하여 운용이 될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 모드스위치(40)가 상기 튜너블 LED(20)에 대한 발광 색상을 선택하는 구조를 이루고 있다.
도 3에서, 모드스위치(40)를 구성하는 온오프부(42), RGB선택부(44), 백색선택부(46)가 나타난다. 모드스위치(40)는 메인컨트롤러(50)와 연계되도록 신호선(25)에 연결된다. 온오프부(42)는 온/오프 기능의 푸시버튼 형태로 구성된다. RGB선택부(44)와 백색선택부(46)는 각각의 주소를 갖는 튜너블 LED(20)의 밝기와 색상을 풀스펙트럼으로 설정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 메인컨트롤러(50)가 상기 서브컨트롤러(30)에 각각 연결되어 튜너블 LED(20)를 설정된 발광 상태로 유지하는 구조를 이루고 있다.
도시에는 생략하나 메인컨트롤러(50)는 마이크로프로세서, 메모리, 입출력인터페이스를 갖춘 마이컴회로를 기반으로 한다. 메인컨트롤러(50)는 모드스위치(40), 서브컨트롤러(30)와 DALI 통신회로로 연결될 수 있다. 이에 게이트웨이를 통하여 달리버스에 연결된 각각의 서브컨트롤러(30)를 개별적으로 제어한다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 메인컨트롤러(50)는 운항ㆍ미운항 및 주간ㆍ야간의 입력신호에 대응하여 설정된 색상과 조도로 제어하는 것을 특징으로 한다.
메인컨트롤러(50)는 입력인터페이스를 통하여 선박의 운항ㆍ미운항에 관련한 신호 및 주간ㆍ야간에 관련한 신호를 입력한다. 현재 추진력을 가진 선박이나 해양설비의 경우 선급의 요구조건에 따라 야간에는 조타실을 제어한 모든 조명은 OFF시켜야 하며, 조타실의 조명도 붉은 색상으로 일정한 밝기 이상을 넘지 못하도록 조광기능을 요구하고 있다. 메인컨트롤러(50)는 선급 규정과 관련된 조명제어 알고리즘을 프로그램과 데이터 형태로 저장하며, 입력 신호에 대응하여 출력인터페이스를 통하여 튜너블 LED(20)에 대한 개별적 제어를 실행한다.
본 발명의 변형예로서, 상기 메인컨트롤러(50)는 튜너블 LED(20)의 적어도 일부에 대하여 생체리듬을 반영하여 발광시키는 스펙트럼 제어 알고리즘을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
메인컨트롤러(50)는 튜너블 LED(20)에 의한 백색 발광을 제어함에 있어서 선원들의 신체와 감성 상태를 조절하기 위한 생체리듬 알고리즘을 저장하고 실행한다. 일예로, 주간 활동 시에는 상관색 온도 6000K 내외의 차가운 백색으로 처리하고 야간에는 상관색 온도 3000K 내외의 따뜻한 백색으로 처리하여 인공조명에 따른 생체리듬 교란을 최소화한다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
10: 조타실 12: 비상등
15: 전원선 20: 튜너블 LED
21: LED스트립 23: 전원부
25: 신호선 30: 서브컨트롤러
40: 모드스위치 42: 온오프부
44: RGB선택부 46: 백색선택부
50: 메인컨트롤러

Claims (5)

  1. LED 발광을 이용하여 조타실의 조명을 제어하는 시스템에 있어서:
    조타실의 전원선(15) 상으로 연결되는 다수의 튜너블 LED(20);
    상기 튜너블 LED(20)에 각각 주소를 갖도록 탑재되고, 발광 상태의 변동을 유발하는 서브컨트롤러(30);
    상기 튜너블 LED(20)에 대한 발광 색상을 선택하는 모드스위치(40); 및
    상기 서브컨트롤러(30)에 각각 연결되어 튜너블 LED(20)를 설정된 발광 상태로 유지하는 메인컨트롤러(50);를 포함하되,
    상기 튜너블 LED(20)는 풀스펙트럼의 RGB색상 외에 백색의 W색상으로 발광 가능한 LED 스트립(21)을 구비하고,
    상기 서브컨트롤러(30)는 LED 구동회로와 컬러 제어회로를 로직소자에 구비하고, SMPS 제어회로와 DALI 통신회로로 연결되며,
    상기 메인컨트롤러(50)는 운항ㆍ미운항 및 주간ㆍ야간의 입력신호에 대응하여 설정된 색상과 조도로 제어하고,
    상기 메인컨트롤러(50)는 튜너블 LED(20)의 적어도 일부에 대하여 생체리듬을 반영하여 발광시키는 스펙트럼 제어 알고리즘을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 풀스펙트럼 LED를 이용한 조타실 조명시스템.
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