KR20110070063A

KR20110070063A - 조명 제어 장치

Info

Publication number: KR20110070063A
Application number: KR1020090126736A
Authority: KR
Inventors: 김선진; 서정해; 전종암; 표철식
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2009-12-18
Publication date: 2011-06-24

Abstract

본 발명은 실내 환경과 사용자의 위치를 고려하여 조명을 제어하기 위한 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 조명 제어 장치는, 실내의 서로 이격된 위치에 구비되며, 상기 실내에 위치하는 물체에 대한 온도 및 거리를 측정하는 적외선 센싱부; 상기 실내의 조도를 측정하는 조도 센싱부; 상기 적외선 센싱부 및 상기 조도 센싱부로부터 수신된 정보를 기반으로 조명 제어가 필요한지 여부를 판단하는 판단부; 및 상기 판단부의 판단 결과에 따라 조명의 제어를 수행하는 제어부를 포함한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 실내의 조도가 높은 경우 조명을 제공하지 않도록 설정함으로써 불필요한 에너지 낭비를 줄일 수 있으며, 사용자가 위치하는 장소에만 조명을 제공하도록 할 수 있어 에너지 절약을 극대화할 수 있는 이점이 있다.

조명 제어, 적외선, 온도, 조도

Description

조명 제어 장치{Control apparatus for lighting}

본 발명은 조명 제어 장치에 관한 것으로, 특히 실내 환경과 사용자의 위치를 고려하여 조명을 제어하기 위한 장치에 관한 것이다.

본 발명은 지식 경제부의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호 : 2008-S-001-01, 과제명 : u-City 적용 센서네트워크 시스템 개발].

에디슨에 의해 백열 전구가 개발된 이후, 조명은 우리 인간의 활동을 위하여 필수적인 도구가 되었다. 조명은 부족한 실내의 광량을 높이는데 이용되고 있으며, 이밖에도 분위기 조성이나 위험 표시 등의 목적을 위해 활용되고 있다.

이 중 가장 널리 이용되는 형광등은 사용자의 스위치 조작에 따라 미리 정해진 구역에서 일괄적으로 조명을 제공하는 형태로 이용되고 있는데, 이는 사용자의 직접적인 스위치 조작이 행해지지 않을 경우 조명의 제공이 이루어지지 않으므로, 사용자가 일일이 스위치를 조작해야하는 불편함이 있다.

또한, 조명을 작동시킨 후 직접 끄지 않는 이상 사용자가 외출을 한다든지 하는 이유로 인하여 더 이상의 조명의 제공이 필요하지 않은 경우에도 조명이 계속하여 제공되면서 많은 에너지 낭비가 초래된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 종래 원적외선 센서 등을 이용하여 이동체가 감지될 때만 조명을 제공하는 기술이 개발되었다. 그러나, 이러한 방법은 원적외선 센서가 5미터 이상의 거리에 존재하는 물체를 감지하기 어려워, 넓은 실내 공간에서 이러한 방법을 적용하기 위해서는 많은 수의 센서가 요구되는 문제점이 있다.

또한, 인간의 움직임이 아닌 물체의 움직임에 의하여 오동작하는 단점이 있으며, 이동체의 감지시에 다른 실내 상황과 상관없이 조명을 제공하므로 효율적이지 못한 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 사용자와 일반 물체를 구별하고, 주변 환경을 고려하여 효율적인 조명의 제공이 이루어질 수 있도록 하는 조명 제어 장치를 제공하는 데에 있다.

이를 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 조명 제어 장치는, 실내의 서로 이격된 위치에 구비되며, 상기 실내에 위치하는 물체에 대한 온도 및 거리를 측정하는 적외선 센싱부; 상기 실내의 조도를 측정하는 조도 센싱부; 상기 적외선 센싱부 및 상기 조도 센싱부로부터 수신된 정보를 기반으로 조명 제어가 필요한지 여부를 판단하는 판단부; 및 상기 판단부의 판단 결과에 따라 조명의 제어를 수행하는 제어부를 포함한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 적은 수의 센서만으로 사용자를 감지하여 조명을 제공할 수 있으며, 온도를 기반으로 사용자의 존재 유무를 판단하므로 기계 등의 움직임으로 인한 조명의 제공에 따른 에너지 낭비를 줄일 수 있는 이점이 있다.

또한, 실내의 조도가 높은 경우 조명을 제공하지 않도록 설정함으로써 불필 요한 에너지 낭비를 줄일 수 있으며, 사용자가 위치하는 장소에만 조명을 제공하도록 할 수 있어 에너지 절약을 극대화할 수 있는 이점이 있다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 그리고 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자 및 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

전술한 바와 같이, 실내 조명의 제어를 위하여 종래 이용되는 방법은 물체의 움직임이 있을 때에만 조명을 제공하기 때문에, 사용자가 실내에 위치하고 있더라도 사용자의 움직임이 없다면 조명의 제공이 중단되는 불편함이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 적외선 센서를 이용하여 온도를 측정함으로써 사용자의 유무를 판단하고, 비록 사용자의 움직임이 없는 경우라 하더라도 사용자가 실내에 존재한다고 판단되면 사용자에게 조명을 제공할 수 있는 방안을 제공한다.

또한, 상기한 바와 같이, 실내 조명의 제어를 위하여 종래 이용되는 방법은 물체의 움직임이 있을 때에 조명을 제공하므로, 청소 로봇이 청소 작업을 수행한다 든지 또는 다른 기타 물체가 어떠한 이유로 인하여 이동하는 경우에 불필요한 조명이 제공되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 적외선 센서를 이용하여 사용자의 체온을 감지하고 사용자가 존재하는 경우에만 조명이 제공될 수 있도록 하고, 기타 다른 물체의 이동으로 인한 불필요한 조명이 제공되는 것을 방지할 수 있는 방안을 제공한다.

또한, 실내 조명의 제어를 위하여 종래 이용되는 방법은 실내에서 사용자가 감지되면 실내의 밝기 등 실내 상황과 상관없이 조명을 제공하기 때문에 에너지 효율면에서 비효율적인 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 실내의 조도가 높은 경우에는 조명의 제공을 중지하거나 조명의 밝기를 낮게 조절함으로써 에너지 낭비를 줄일 수 있는 방안을 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 조명 제어 장치의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 조명 제어 장치는, 적외선 센싱부(110), 조도 센싱부(120), 판단부(130) 및 제어부(140)를 포함한다.

적외선 센싱부(110)는 적외선을 조사한 후 물체에 반사되는 적외선을 수신함으로써 물체의 온도를 측정한다. 센싱된 정보는 판단부(130)로 출력되어 실내에 사용자가 존재하는지 유무를 판단하는 근거가 된다.

예를 들어, 적외선 센싱부(110)로부터 수신된 적외선 센싱 정보에 의하여 판단부(130)는 인체의 체온, 즉 36.5℃에 해당하는 온도가 감지되면 사용자가 존재하고 있다고 판단될 수 있다. 한편, 인체의 체온은 주변 환경의 요인으로 어느 정도 변화할 수 있는 바, 일정 범위의 오차를 미리 설정하고 설정된 기준 내의 온도가 검출된다면 사용자가 존재하는 것으로 판단하는 것이 바람직하다.

이와 같이 사용자의 존재 유무를 판단하기 위하여, 적외선 센싱부(110)는 실내의 모든 공간에 대한 온도를 측정할 수 있도록 360°회전 가능하도록 설치되는 것이 바람직하다.

한편, 적외선 센싱부(110)는 조사된 빛이 물체에 반사되어 되돌아 오는 시간을 측정하여 상기 물체까지의 거리를 알 수 있다. 따라서, 서로 이격된 위치에 적어도 두 개의 적외선 센싱부(110)를 설치한 후 적외선 센싱을 수행하면 상기 물체가 실내에 위치하는 정확한 지점을 파악할 수 있다.

따라서, 두 개의 적외선 센싱부(110)를 이용하여 적외선 센싱을 수행하면, 어떠한 온도를 갖는 물체가 실내의 어느 지점에 위치하는지를 정확히 검출할 수 있다. 이러한 원리를 이용하여 본 발명에서는, 체온의 오차 범위를 갖는 미리 설정된 온도 범위의 물체가 감지되면 이를 사용자로 판단하고, 사용자의 정확한 위치를 파 악할 수 있다. 상기한 바와 같이, 본 발명에서는 두 개의 적외선 센싱부(110)만을 이용하여 사용자의 정확한 위치를 파악할 수 있기 때문에, 다 수의 센서를 이용한 종래의 사용자 위치 파악 방법에 비하여 간단하고 저렴하게 시스템을 구성할 수 있는 이점이 있다.

한편, 적외선 센싱 정보는 판단부(130)로 출력되어 조명의 제공이 필요한지 여부에 대한 근거 정보로서 이용된다. 상기 적외선 센싱 정보는 유선 또는 무선으로 출력될 수 있다.

조도 센싱부(120)는 실내의 소정 위치에 적어도 하나 이상 설치되어 실내의 조도를 측정한다. 조도 센싱부(120)는 실내 환경을 고려하여 그 위치 및 수를 조절하여 구성할 수 있다. 예를 들어, 실내 공간에서 장애물에 의한 빛의 차단이 없어 실내 전체가 일정한 조도를 유지하는 경우에는 상기 실내 공간의 중앙에만 한 개의 조도 센싱부(120)를 설치할 수 있다. 또한, 파티션 등이 다 수 설치되어 빛의 차단이 많이 일어나는 사무실 등의 환경에서는 구역별로 조도가 일정치 않으므로 각 구역마다 조도 센싱부(120)를 설치하는 것이 바람직하다.

조도 센싱 정보는 판단부(130)로 출력되어 조명의 제공이 필요한지 여부에 대한 근거 정보로서 이용된다. 즉, 판단부(130)는 적외선 센싱부(110)로부터 수신된 적외선 센싱 정보에 의하여 사용자가 실내에 위치하고 있다고 판단되더라도, 사용자가 위치하는 지점의 조도가 충분히 높다면 조명의 제공이 필요하지 않다고 판단할 수 있다. 상기 조도 센싱 정보는 무선 또는 유선으로 출력될 수 있다.

판단부(130)는 적외선 센싱부(110)로부터 수신된 적외선 센싱 정보 및 조도 센싱부(120)로부터 수신된 조도 센싱 정보를 기반으로 실내의 소정 위치에 대한 사용자 유무와 실내의 조도에 따른 조명 제어 여부를 판단한다. 이를 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

판단부(130)는 적외선 센싱부(110)로부터 수신된 적외선 센싱 정보를 분석하여 사용자가 실내에 존재하는지 여부를 판단한다. 즉, 적외선 센싱을 통하여 검출된 물체의 온도가 인체의 체온과 유사한 온도 범위라면 상기 물체를 사용자라고 판단할 수 있다. 상기 판단을 위하여 사용자로 판단될 온도 기준치를 미리 설정하여야 하는데, 인체의 체온은 36.5℃이지만 계절의 영향 또는 냉난방 등의 영향으로 변화할 수 있으므로, 적절한 온도 범위를 미리 설정하여 설정된 범위 이내의 온도가 감지되면 사용자가 존재한다고 판단하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 판단부(130)는 실내에 설치된 적어도 두 개의 적외선 센싱부(110)로부터 수신된 적외선 센싱 정보를 분석하여 사용자가 어느 지점에 위치하는지 판단한다. 즉, 미리 설정된 온도 범위에 해당하는 물체가 사용자라고 판단되면 상기 사용자가 어느 지점에 위치하는지를 판단한다.

즉, 판단부(130)는 미리 설정된 온도 범위를 갖는 물체, 즉 사용자가 있을 때에만 사용자의 위치를 파악하여 조명을 제공할 수 있도록 한다. 따라서, 본 발명은 청소 로봇 등의 기계의 움직임에 의하여 조명이 제공되지 않도록 하여 에너지 효율을 높일 수 있는 이점이 있다.

한편, 상기와 같이 실내에 사용자가 있다고 판단되더라도, 사용자가 위치하는 실내 환경이 충분히 밝은 경우에는 조명을 제공하지 않음으로써 에너지 효율을 더 높이는 것이 바람직하다. 따라서, 사용자가 위치하는 지점의 조도를 분석하여 조명을 제공할 것인지 여부를 판단하는 것이 바람직하며, 본 발명에서는 상기한 조도 센싱부(120)로부터 수신된 조도 센싱 정보를 이용하여 조명을 제공할 것인지 여부를 판단한다. 이에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

판단부(130)는 조도 센싱부(120)로부터 수신된 조도 정보를 기반으로 사용자가 위치하는 지점에 조명을 제공할 것인지 여부를 판단한다. 즉, 판단부(130)는 사용자가 위치하는 지점의 조도가 미리 설정된 기준치 이하라면 조명의 제공이 필요하다고 판단하고, 사용자가 위치하는 지점의 조도가 미리 설정된 기준치 이상이라면 조명의 제공이 필요치 않다고 판단한다.

예를 들어, 적외선 센싱 정보를 분석하여 사용자가 실내의 일정 지점에 존재하는 것으로 판단되었다 하더라도 사용자가 빛이 잘 들어오는 창가에 있다든지 하여 실내의 조도가 충분히 높은 경우에는 조명을 제공하지 않을 수 있다.

또는, 사용자가 위치하는 지점의 조도에 따라 어두운 조명을 제공할지 밝은 조명을 제공할지를 판단할 수 있다.

상기와 같이 본 발명은, 실내에 사용자가 위치하고 있다 하더라도, 사용자가 위치하는 지점의 조도에 따라 조명을 제공하지 않거나, 조명의 밝기를 조절함으로 써 에너지 효율을 높일 수 있는 이점이 있다.

한편, 본 발명은 사용자의 체온을 감지하여 사용자 상태에 따라 서로 다른 색상의 조명을 제공하여 사용자에게 안락감을 줄 수 있다. 이를 위하여, 실내에 설치되는 조명 장치(150)는 적어도 두 개의 색상을 발광할 수 있는 조명 장치(150)이거나 서로 다른 색상을 발광하는 조명 장치(150)가 반복 배열되는 것을 전제로 한다. 이에 대하여 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

판단부(130)는 적외선 센싱부(110)로부터 수신된 적외선 센싱 정보를 기반으로 사용자의 체온에 따라 서로 다른 색상의 조명이 요구된다고 판단할 수 있다.

예를 들어, 사용자의 체온이 미리 설정된 기준치보다 높다면 푸른 색 계열의 조명이 필요하다고 판단할 수 있고, 사용자의 체온이 미리 설정된 기준치보다 낮다면 붉은 색 계열의 조명이 필요하다고 판단할 수 있다. 이러한 판단 정보를 이용하면, 사용자가 운동 직후이거나 발열 등의 이유로 체온이 높은 경우 푸른 색 계열의 조명을 제공하여 사용자에게 청량감을 줄 수 있고, 사용자가 겨울에 외출 후 귀가하는 등의 이유로 체온이 낮은 경우 붉은 색 계열의 조명을 제공하여 사용자에게 따뜻한 느낌을 줄 수 있는 이점이 있다.

제어부(140)는 판단부(130)로부터 수신된 판단 정보를 기반으로 실내에 설치된 조명 장치(150)의 제어를 수행한다. 즉, 조명의 각도, 방향, 색상 및 밝기 등을 조절한다.

조명 장치(150)는 백열등, 형광등 및 램프등 등 실내에 조명을 제공할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 이용될 수 있다.

바람직하게, 본 발명에서는 실내의 각 공간이 분할된 구역별로 설치된 다 수의 조명 장치(150)를 포함한다. 실내에서 사용자가 위치하는 지점에서만 조명을 제공할 수 있도록 함으로써 에너지 효율을 높이기 위함이다.

한편, 조명 장치(150)는 좀 더 효율적인 조명의 제공을 위하여 조명의 각도와 방향 조절이 가능한 것이 바람직하다.

한편, 사용자의 체온에 따라 사용자에게 주는 느낌을 다르게 하기 위하여 조명 장치(150)는 색상의 조절이 가능한 것을 이용하는 것이 바람직하며, 사용자가 위치하는 지점의 조도에 따라 적절한 광량을 조사함으로써 에너지 낭비를 막기 위하여 밝기 조절이 가능한 것을 이용하는 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조명 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

단계(201)에서, 판단부(130)는 적외선 센싱부(110)로부터 적외선 센싱 정보를 수신한다.

단계(203)에서, 판단부(130)는 수신된 적외선 센싱 정보를 분석하여 사용자가 존재하는지 판단한다. 만약, 사용자가 존재한다면 단계(205)로 진행하고, 그렇 지 않다면 단계(201)로 진행한다.

단계(205)에서, 판단부(130)는 수신된 적외선 센싱 정보를 분석하여 사용자가 어느 지점에 위치하고 있는지를 판단한다.

단계(207)에서, 판단부(130)는 조도 센싱부(120)로부터 조도 센싱 정보를 수신한다. 이때, 사용자가 위치한다고 판단되는 지점에 있는 조도 센싱부(120)로부터만 조도 센싱 정보를 수신할 수 있다.

단계(209)에서, 판단부(130)는 수신된 조도 센싱 정보를 분석하여 사용자가 위치하고 있는 지점에서 조명의 제어가 필요한지를 판단한다. 즉, 조명의 제공, 조명 색상의 제어 또는 조명의 밝기에 대한 제어가 필요한지를 판단한다.

만약, 조명의 제어가 필요하다고 판단되면 판단 결과를 제어부(140)로 출력하고, 그렇지 않다면 단계(201)로 진행한다.

단계(211)에서, 제어부(140)는 판단부(130)로부터 수신된 판단 결과에 따라 조명 장치의 제어를 수행한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 조명 제어 장치의 블록도,

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조명 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.

Claims

실내의 서로 이격된 위치에 구비되며, 상기 실내에 위치하는 물체에 대한 온도 및 거리를 측정하는 적외선 센싱부;

상기 실내의 조도를 측정하는 조도 센싱부;

상기 적외선 센싱부 및 상기 조도 센싱부로부터 수신된 정보를 기반으로 조명 제어가 필요한지 여부를 판단하는 판단부; 및

상기 판단부의 판단 결과에 따라 조명의 제어를 수행하는 제어부

를 포함하는 조명 제어 장치.