KR20130024306A - 교류전원에 동기화된 가시광 통신을 이용한 조명장치 및 조명방법 - Google Patents

교류전원에 동기화된 가시광 통신을 이용한 조명장치 및 조명방법 Download PDF

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엘지이노텍 주식회사
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Abstract

실시예에 따른 교류전원에 동기화된 가시광 통신을 이용한 조명장치는, 발광모듈에 공급된 교류전압의 파형을 모니터링하고, 상기 파형의 위상이 0인 시점을 포함하는 설정된 제로 크로싱 구간에서 설정된 전압신호를 검출하는 교류 동기신호 검출부; 상기 교류 동기신호 검출부로부터 검출된 전압신호를 기준으로 교류 동기신호의 범위를 결정하는 동기신호범위 결정부; 상기 동기신호범위 결정부로부터 결정된 상기 교류 동기신호의 범위에 해당하는 구간에서 상기 발광모듈의 점등주파수 변화에 대한 제어신호를 발생시키는 제어부; 및 상기 제어부에서 발생한 제어신호에 따라 상기 발광모듈의 점등주파수를 변화시키는 구동부;를 포함한다. 상기 발광모듈의 점등주파수 변화에 의해 발생한 가시광 신호는 다른 발광모듈의 점등주파수를 변화시킨다.

Description

교류전원에 동기화된 가시광 통신을 이용한 조명장치 및 조명방법{LIGHTING DEVICE AND LIGHTING METHOD FOR SYNCHRONIZATION TO ALTERATING CURRENT POWER USING VISIBLE RAY COMMUNICATION}
실시예는 교류전원에 동기화된 가시광 통신을 이용한 조명장치 및 조명방법에 관한 것이다.
발광다이오드에 의해 구현된 조명장치(LED 조명장치)는 일반램프에 비해 적은 소모전력으로 구동된다. 특히, LED 조명장치는 다수로 배열되어 설치된 LED의 점멸순서, 발광색상, 밝기 등의 제어에 의해 다양한 연출을 할 수 있다. 이러한 LED 조명장치는 주로 실내 인테리어의 일반조명 및 특정의 분위기를 연출하기 위한 무드(mood)조명, 상점의 광고조명 등으로 다양하게 실시되고 있다.
일반적으로, LED 조명장치는 일정 색상의 광을 출사하는 LED 모듈과, LED 모듈에서 출사되는 광의 색상, 점멸상태 등을 제어하는 제어회로로 구성된다. 아울러, LED 조명장치의 제어회로에는 외부에서 인가받은 전원을 LED 모듈과 제어회로에 적합한 전압 및 전류로 변환하여 공급하는 전원부(파워 서플라이)를 포함하여 구성된다.
LED 모듈은 회로기판(주로, PCB 기판)에 다수의 LED가 일정한 배열로 장착되어 구성되며, LED는 단일 색상의 광을 출사하는 것일 수도 있고, 외부의 전기/전자 신호에 따라 여러 색상을 선택적으로 출사하는 것을 적용할 수 있다.
제어회로는 다수의 LED에 대한 점멸순서, 발광색상, 밝기 등의 동작을 제어하기 위한 신호를 출력하는 구성이다. 특히, 제어회로는 주로 특정의 펄스신호를 발생하는 발진회로, 이를 디지털 클럭신호로 변환하는 컨버팅회로, 컨버팅된 신호를 스위칭하는 스위칭회로(또는 연산, 프로세스를 수행하는 별도의 각 프로세스 회로), 파워 서플라이 등 여러 기능을 수행하는 다수의 회로가 복합적으로 결합된다. 이와 같은 제어회로는 다수의 회로가 복합적으로 결합되어 회로가 구현된 보드의 크기가 대형이고, 대형의 보드는 별도의 컨트롤박스에 케이싱되어 사용자에 의해 조작되도록 구성되어 있다.
그러나, 이와 같은 조명장치를 점등시킨 상태에서는 가시광 신호를 수신하기에 광량이 너무 낮아 가시광 신호의 검출 및 검출의 정확도가 저하되는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0845305호(등록일 : 2008년 7월 3일)
실시예는 유선 또는 무선의 통신모듈을 설치하지 않고 유선으로 연결되어 있지 않으면서도 각각의 조명장치 간에 조명 제어가 가능한 교류전원에 동기화된 가시광 통신을 이용한 조명장치를 제공한다.
일 실시예는, 발광모듈에 공급된 교류전압의 파형을 모니터링하고, 상기 파형의 위상이 0인 시점을 포함하는 설정된 제로 크로싱 구간에서 설정된 전압신호를 검출하는 교류 동기신호 검출부; 상기 교류 동기신호 검출부로부터 검출된 전압신호를 기준으로 교류 동기신호의 범위를 결정하는 동기신호범위 결정부;상기 동기신호범위 결정부로부터 결정된 상기 교류 동기신호의 범위에 해당하는 구간에서 상기 발광모듈의 점등주파수 변화에 대한 제어신호를 발생시키는 제어부; 및 상기 제어부에서 발생한 제어신호에 따라 상기 발광모듈의 점등주파수를 변화시키는 구동부;를 포함하고, 상기 발광모듈의 점등주파수 변화에 의해 발생한 가시광 신호는 다른 발광모듈의 점등주파수를 변화시키는, 교류전원에 동기화된 가시광 통신을 이용한 조명장치를 제공한다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 동기신호범위 결정부로부터 결정된 상기 교류 동기신호의 범위에 해당하는 구간에서, 디머에 의해 조절된 밝기레벨을 갖는 제어신호가 변환된 밝기레벨 코드값 신호를 인식하는 코드값 신호 인식부; 및 상기 코드값 신호 인식부가 인식한 상기 밝기레벨 코드값 신호에 의해 상기 발광모듈의 점등주파수 변화에 대한 제어신호를 발생시키는 제어신호 발생부;를 포함하는, 교류전원에 동기화된 가시광 통신을 이용한 조명장치를 제공한다.
여기서, 상기 코드값 신호 인식부가 상기 밝기레벨 코드값 신호를 인식할 수 없는 경우에, 상기 제어신호 발생부는 저장된 밝기레벨 코드값 신호 중에서 최다빈도를 갖는 신호에 의해 상기 점등주파수 변화에 대한 제어신호를 발생시키는, 교류전원에 동기화된 가시광 통신을 이용한 조명방법을 제공한다.
다른 실시예는, 제1 발광모듈이 온 상태에서, 상기 제1 발광모듈에 공급된 교류전압의 파형을 모니터링하는 단계; 상기 파형의 위상이 0인 시점을 포함하는 설정된 제로 크로싱 구간에서 설정된 전압신호를 검출하는 단계; 검출된 전압신호를 기준으로 교류 동기신호의 범위를 결정하는 단계; 상기 교류 동기신호의 범위에 해당하는 구간에서 상기 제1 발광모듈을 오프시키는 단계; 디머에 의해 조절된 밝기레벨을 갖는 제어신호를 밝기레벨 코드값 신호로 변환하고, 변환된 밝기레벨 코드값 신호를 인식할 수 있는지를 판단하는 단계; 상기 변환된 밝기레벨 코드값 신호를 인식할 수 있는 경우에, 상기 변환된 밝기레벨 코드값 신호에 의해 상기 제1 발광모듈의 점등주파수를 변화시키는 단계; 상기 제2 발광모듈이 오프 상태에서, 상기 제1 발광모듈의 점등주파수 변화에 의해 발생된 제1 가시광 신호에 의해 제2 발광모듈의 점등주파수를 변화시키는 단계; 및 상기 제3 발광모듈이 오프 상태에서, 상기 제2 발광모듈의 점등주파수 변화에 의해 발생된 제2 가시광 신호에 의해 제3 발광모듈의 점등주파수를 변화시키는 단계;를 포함하는, 교류전원에 동기화된 가시광 통신을 이용한 조명방법을 제공한다.
여기서, 상기 변환된 밝기레벨 코드값 신호를 인식할 수 있는지를 판단하는 단계 이후에, 상기 변환된 밝기레벨 코드값 신호를 인식할 수 없는 경우에, 저장된 밝기레벨 코드값 신호 중에서 최다빈도를 갖는 신호에 의해 상기 제1 발광모듈의 점등주파수를 변화시키는 단계; 상기 제2 발광모듈이 오프 상태에서, 상기 제1 발광모듈의 점등주파수 변화에 의해 발생된 제1 가시광 신호에 의해 제2 발광모듈의 점등주파수를 변화시키는 단계; 및 상기 제3 발광모듈이 오프 상태에서, 상기 제2 발광모듈의 점등주파수 변화에 의해 발생된 제2 가시광 신호에 의해 제3 발광모듈의 점등주파수를 변화시키는 단계;를 더 포함하는, 교류전원에 동기화된 가시광 통신을 이용한 조명방법을 제공한다.
여기서, 상기 밝기레벨 코드값 신호의 비트 수는 송신되는 데이터의 종류에 따라 설정 가능한, 교류전원에 동기화된 가시광 통신을 이용한 조명방법을 제공한다.
실시예에 따르면, 유선 또는 무선의 통신모듈을 설치하지 않고 유선으로 연결되어 있지 않으면서도 각각의 조명 간에 조명 제어가 가능하기 때문에, 통신모듈 및 케이블의 설치비용이 들지 않게 되어 경제적이다.
또한, 실시예에 따르면, 고주파수로 가시광 통신을 하여 조명을 제어하는 경우에는, 사용자가 육안으로 플리커를 느낄 수 없기 때문에 조명을 사용할 때 불편하지 않다.
또한, 실시예에 따르면, 조명을 소등시킨 상태에서 가시광 신호 수신하기 때문에 가시광 신호의 검출 및 검출의 정확도를 저하시키지 않는다.
도 1은 일 실시예에 따른 교류전원에 동기화된 가시광 통신을 이용한 조명장치의 개략도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 교류전원에 동기화된 가시광 통신을 이용한 조명장치를 확장시킨 구성도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 교류전원에 동기화된 가시광 통신을 이용한 조명방법의 흐름도이다.
도 4는 실시예에 따른 교류전원에 동기화된 가시광 통신을 이용한 조명방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
본 발명에 따른 실시예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한, “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 교류전원에 동기화된 가시광 통신을 이용한 조명장치의 개략도이다. 도 1을 참조하면, 교류전원에 동기화된 가시광 통신을 이용한 조명장치는, 전력변환부(100), 교류 동기신호 검출부(200), 동기신호범위 결정부(300), 제어부(400), 구동부(500), 가시광 신호 수신부(600), 노이즈 제거부(700), 가시광 신호처리부(800), 및 발광모듈(900)을 포함할 수 있는데, 이들은 하나의 PCB에 장착될 수 있다.
전력변환부(100)는 구동부(500)에 연결되어 있고, 상용전원인 AC (Alternating Current) 전원을 DC(Direct Current) 전원으로 변환하여 구동부(500)에 공급한다.
교류 동기신호 검출부(200)는 발광모듈(900)에 공급된 교류전압의 파형을 모니터링하고, 파형의 위상이 0인 시점을 포함하는 설정된 제로 크로싱(zero crossing) 구간에서 설정된 전압신호를 검출한다. 발광모듈(900)은 후술하는 도 2에서와 같이, 마스터 조명부, 제1 슬래이브 조명부, 제2 슬래이브 조명부, 및 그 외 다수의 슬래이브 조명부에 각각 내장되는 제1 엘이디 조명, 제2 엘이디 조명, 제3 엘이디 조명, 그 외 다수의 엘이디 조명으로 구현될 수 있다.
동기신호범위 결정부(300)는 교류 동기신호 검출부(200)로부터 검출된 전압신호를 기준으로 교류 동기신호의 범위를 결정한다.
제어부(400)는 동기신호범위 결정부(300)로부터 결정된 교류 동기신호의 범위에 해당하는 구간에서 발광모듈(900)의 점등주파수 변화에 대한 제어신호를 발생시킨다. 제어부(400)는 MCU(Microcontrolling Unit)로 구현될 수 있는데, 동기신호범위 결정부(300)로부터 결정된 교류 동기신호의 범위에 해당하는 구간에서 디머에 의해 조절된 밝기레벨을 갖는 제어신호가 변환된 밝기레벨 코드값 신호를 인식하는 코드값 신호 인식부와, 코드값 신호 인식부가 인식한 밝기레벨 코드값 신호에 의해 발광모듈(900)의 점등주파수 변화에 대한 제어신호를 발생시키는 제어신호 발생부를 포함한다. 코드값 신호 인식부가 밝기레벨 코드값 신호를 인식할 수 없는 경우에, 제어신호 발생부는 저장된 밝기레벨 코드값 신호 중에서 최다빈도를 갖는 신호에 의해 점등주파수 변화에 대한 제어신호를 발생시킨다. 코드값 신호 인식부가 코드값 신호를 인식할 수 없는 경우는, 주변의 노이즈(noise)로 인하여 코드값 신호를 나타내는 데이터의 에러(error)가 발생하는 경우를 예로 들 수 있다.
구동부(500)는 제어부(400)에서 발생한 제어신호에 따라 발광모듈(900)의 점등주파수를 변화시킨다. 발광모듈(900)의 점등주파수 변화에 의해 발생한 가시광 신호는 다른 발광모듈의 점등주파수를 변화시킨다. 여기서, 발광모듈(900)의 점등주파수를 변화시키는 것은 깜박거리는 현상(플리커, flicker)을 의미하는 것으로, 발광모듈(900)이 온 상태로 된 후 순간적으로 오프 상태로 변하는 현상이다.
가시광 신호 수신부(800)는 인접한 발광모듈로부터 가시광 신호를 수신한다.
노이즈 제거부(700)는 가시광 신호 수신부(800)가 수신한 가시광 신호에서 노이즈를 제거하여 가시광 신호 처리부(600)에 송신한다.
가시광 신호 처리부(600)는 노이즈 제거부(700)로부터 노이즈가 제거된 가시광 신호를 수신하고, 수신된 가시광 신호를 증폭 및 가감하여 제어부(400)에 송신한다.
후술하는 도 2에서 설명하는 바와 같이, 교류전원에 동기화된 가시광 통신을 이용한 조명장치는, 마스터 조명부, 제1 슬래이브 조명부, 제2 슬래이브 조명부를 포함하고, 그 외 다수의 슬래이브 조명부를 더 포함할 수 있다. 이때, 마스터 조명부 이외에 적어도 하나의 슬래이브 조명부를 포함하는 경우에, 가시광 신호 수신부, 노이즈 제거부, 가시광 신호 처리부가 필요하다. 즉, 마스터 조명부에서 가시광 신호를 발생시키는 경우, 제1 슬래이브 조명부는 마스터 조명부에서 발생시킨 가시광 신호를 수신하여 노이즈 제거, 가시광 신호 증폭 및 가감을 통하여 발광모듈(900)의 점등주파수 변화에 대한 제어신호를 발생시킨다.
도 2는 일 실시예에 따른 교류전원에 동기화된 가시광 통신을 이용한 조명장치를 확장시킨 구성도이다. 도 2를 참조하면, 교류전원에 동기화된 가시광 통신을 이용한 조명장치는, 마스터(master) 조명부(10), 제1 슬래이브(the first slave) 조명부(20), 제2 슬래이브(the second slave) 조명부(30)를 포함하고, 그 외 다수의 슬래이브 조명부를 더 포함할 수 있다. 이들의 배치관계를 설명하면, 왼쪽에서 오른쪽으로 디머(5), 마스터 조명부(10), 제1 슬래이브 조명부(20), 제2 슬래이브 조명부(30), 그 외 다수의 슬래이브 조명부가 차례로 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 제9 슬래이브 조명부(90)까지 배치된 것을 예로 들었으나, 이에 한정되지 않고 더 많은 슬래이브 조명부가 배치될 수 있다. 마스터 조명부(10), 제1 슬래이브 조명부(20), 제2 슬래이브 조명부(30)에는 각각 제1 엘이디 조명, 제2 엘이디 조명, 제3 엘이디 조명이 내장되어 있고, 다수의 슬래이브 조명부에는 다수의 엘이디 조명이 각각 내장되어 있다.
마스터 조명부(10)는 디머(dimmer, 5)에 연결되어 있고, 디머(5)에 의해 조절된 밝기레벨로 제1 엘이디 조명을 온 및 오프시킨다. 디머(5)는 조명광의 조도를 조절하거나 변화시키는 기계로서, 마스터 조명부(10)의 제1 엘이디 조명이 온 상태일 경우의 밝기레벨을 조절한다. 마스터 조명부(10)는 교류전원에 동기화된 가시광 신호를 발생시킨다.
제1 슬래이브 조명부(20)는 마스터 조명부(10)로부터 가시광 신호를 무선통신으로 수신하여 제2 엘이디 조명을 온 및 오프시킨다. 즉, 제1 슬래이브 조명부(20)는 마스터 조명부(10)와 연동하여 마스터 조명부(10)의 제1 엘이디 조명이 온 상태일 경우의 밝기레벨로 제2 엘이디 조명을 온시킨 후 오프시킨다.
제2 슬래이브 조명부(30)는 제1 슬래이브 조명부(20)로부터 가시광 신호를 무선통신으로 수신하여 제3 엘이디 조명을 온 및 오프시킨다. 즉, 제2 슬래이브 조명부(30)는 제1 슬래이브 조명부(20)와 연동하여 제1 슬래이브 조명부(20)의 제2 엘이디 조명이 온 상태일 경우의 밝기레벨로 제3 엘이디 조명을 온시킨 후 오프시킨다.
또한, 마스터 조명부(10), 제1 슬래이브 조명부(20), 제2 슬래이브 조명부(30) 외에 더 포함될 수 있는 다수의 슬래이브 조명부는, 제1 슬래이브 조명부(20)로부터 제2 슬래이브 조명부(30)로 가시광 신호를 송신하여 제3 엘이디 조명을 온 및 오프시키는 방식으로 그 외 다수의 엘이디 조명을 온 및 오프시킬 수 있다. 이렇게 하여, 제2 엘이디 조명, 제3 엘이디 조명, 및 그 외 다수의 엘이디 조명은 인접한 엘이디 조명에 디머나 통신선이 연결되어 있지 않아도 인접한 엘이디 조명으로부터의 가시광 신호를 통하여 온 및 오프시 밝기레벨이 제어된다.
이때, 마스터 조명부(10), 제1 슬래이브 조명부(20), 제2 슬래이브 조명부(30), 및 그 외 다수의 슬래이브 조명부는 동일한 간격으로 일직선 상에 배치될 수 있다. 즉, 제1 슬래이브 조명부(20)에서 제2 슬래이브 조명부(30)까지의 거리와, 제2 슬래이브 조명부(30)에서 다른 하나의 슬래이브 조명부까지의 거리가 동일하다.
또한, 제1 엘이디 조명, 제2 엘이디 조명, 제3 엘이디 조명, 그 외 다수의 엘이디 조명은, 조명 사이의 가시광의 전달경로 형태가 서로 동일하다. 즉, 화살표로 표시된 바와 같이 각각의 엘이디 조명에서 인접한 엘이디 조명까지의 가시광의 전달경로 형태가 모두 동일함을 알 수 있다. 구체적으로, 각각의 엘이디 조명 하부에는 모두 동일한 책상이 동일한 형태로 배치되어 가시광이 반사되고 있는데, 이때 책상에서 반사되는 가시광의 반사각은 모두 동일함을 알 수 있다.
또한, 제1 엘이디 조명, 제2 엘이디 조명, 제3 엘이디 조명, 그 외 다수의 엘이디 조명은 동일한 고주파수(high frequency)로 동작할 수 있다. 즉, 제1 엘이디 조명, 제2 엘이디 조명, 제3 엘이디 조명, 그 외 다수의 엘이디 조명은, 디머에 의해 조절된 밝기레벨로 온 및 오프되는데, 이때 각각의 엘이디 조명의 온 및 오프에 의해 발생한 가시광 신호는 동일하기 때문에 각각의 엘이디 조명이 동일한 고주파수로 동작할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 교류전원에 동기화된 가시광 통신을 이용한 조명방법의 흐름도이다. 도 3을 도 1과 함께 살펴보기로 한다.
먼저, 제1 발광모듈이 온 상태에서, 교류 동기신호 검출부(200)가 제1 발광모듈에 공급된 교류전압의 파형을 모니터링한다(S100).
S100 단계 이후, 교류 동기신호 검출부(200)가 파형의 위상이 0인 시점을 포함하는 설정된 제로 크로싱 구간에서 설정된 전압신호를 검출한다(S200).
S200 단계 이후, 동기신호범위 결정부(300)가 교류 동기신호 검출부(200)에서 검출된 전압신호를 기준으로 교류 동기신호의 범위를 결정한다(S300).
S300 단계 이후, 제어부(400)가 동기신호범위 결정부(300)에서 결정된 교류 동기신호의 범위에 해당하는 구간에서 제1 발광모듈을 오프시킨다(S400).
S400 단계 이후, 제어부(400)가 디머에 의해 조절된 밝기레벨을 갖는 제어신호를 밝기레벨 코드값 신호로 변환하고(S500), 변환된 밝기레벨 코드값 신호를 인식할 수 있는지를 판단한다(S600). S600 단계에서, 변환된 밝기레벨 코드값 신호의 인식 여부에 따라 S710 또는 S720 단계로 진행된다.
즉 S600 단계 이후, 제어부(400)가 변환된 밝기레벨 코드값 신호를 인식할 수 있는 경우에, 구동부(500)는 변환된 밝기레벨 코드값 신호에 의해 제1 발광모듈의 점등주파수를 변화시킨다(S710). 즉, 제어부(400)의 코드값 신호 인식부가 동기신호범위 결정부(300)로부터 결정된 교류 동기신호의 범위에 해당하는 구간에서 디머에 의해 조절된 밝기레벨을 갖는 제어신호가 변환된 밝기레벨 코드값 신호를 인식하고, 제어부(400)가 제어신호 발생부가 코드값 신호 인식부가 인식한 밝기레벨 코드값 신호에 의해 발광모듈(900)의 점등주파수 변화에 대한 제어신호를 발생시킨 후, 구동부(500)가 제어신호에 따라 제1 발광모듈의 점등주파수를 변화시킨다.
그러나, 변환된 밝기레벨 코드값 신호를 인식할 수 없는 경우에는, 구동부(500)가 내부에 저장된 밝기레벨 코드값 신호 중에서 최다빈도를 갖는 신호에 의해 제1 발광모듈의 점등주파수를 변화시킨다(S720). 즉, 제어신호 발생부가 저장된 밝기레벨 코드값 신호 중에서 최다빈도를 갖는 신호에 의해 점등주파수 변화에 대한 제어신호를 발생시킨 후, 구동부(500)가 제어신호에 따라 제1 발광모듈의 점등주파수를 변화시킨다. 코드값 신호 인식부가 코드값 신호를 인식할 수 없는 경우는, 주변의 노이즈(noise)로 인하여 코드값 신호를 나타내는 데이터의 에러(error)가 발생하는 경우를 예로 들 수 있다.
S710 또는 S720 단계 이후, 제2 발광모듈이 오프 상태에서, 제1 발광모듈의 점등주파수 변화에 의해 발생된 제1 가시광 신호에 의해 제2 발광모듈의 점등주파수를 변화시킨다(S800).
S800 단계 이후, 제3 발광모듈이 오프 상태에서, 제2 발광모듈의 점등주파수 변화에 의해 발생된 제2 가시광 신호에 의해 제3 발광모듈의 점등주파수를 변화시킨다(S900).
도 4는 실시예에 따른 교류전원에 동기화된 가시광 통신을 이용한 조명방법을 설명하기 위한 그래프이다.
가시광 통신을 이용하여 엘이디 조명의 밝기를 제어할 때, 교류전압의 파형의 위상이 0인 시점을 포함하는 설정된 제로 크로싱 구간에서 엘이디 조명이 오프 상태가 되도록 미리 설정하고, 가시광 신호에 응답할 수 있도록 대기한다. 즉, 엘이디 조명은 일정한 시간동안 온 상태가 된 후, 가시광 신호를 수신할 수 있도록 오프 상태가 된다. 이때, 온 상태가 되는 일정한 시간은 점등상태이고, 가시광 신호를 수신하는 오프 상태가 되는 시간은 소등상태이다.
대기상태에서 제1 엘이디 조명은 발기레벨 코드값 신호를 나타내는 0과 1의 조합을 엘이디 조명을 온시키는 방식으로 송신하고, 제2 엘이디 조명은 수신모드에서 감지되는 가시광 신호에 응답하여 온 상태가 되어 가시광 신호를 순차적으로 발생시킨다. 엘이디 조명은 점등구간에서 플리커가 보이지 않도록 빠른 주파수를 갖는 PWM(Pulse Width Modulation)을 통하여 동작한다.
정리하면, 엘이디 조명이 가시광 신호를 수신할 수 있도록 교류전원의 파형에 동기화하여 설정된 시간동안 온시킨 후, 오프하여 밝기레벨 코드값 신호를 수신할 수 있도록 수신모드가 된다. 수신모드에서는 수신하는 가시광신호에 맞추어 엘이디 조명을 온시켜 밝기레벨 코드값 신호를 송신하고, 강제적으로 엘이디 조명을 오프시킨다. 이와 같이, 조명을 소등시킨 상태에서 가시광 신호를 수신하기 때문에 가시광 신호의 검출 및 검출의 정확도를 저하시키지 않는다.
이와 같은 방식으로 다수의 엘이디 조명은 교류전원에 동기화된 가시광 통신을 이용하여 조명을 제어할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
5 : 디머
10 : 마스터 조명부
20 : 제1 슬래이브 조명부
30 : 제2 슬래이브 조명부
90 : 제9 슬래이브 조명부

Claims (6)

  1. 발광모듈에 공급된 교류전압의 파형을 모니터링하고, 상기 파형의 위상이 0인 시점을 포함하는 설정된 제로 크로싱 구간에서 설정된 전압신호를 검출하는 교류 동기신호 검출부;
    상기 교류 동기신호 검출부로부터 검출된 전압신호를 기준으로 교류 동기신호의 범위를 결정하는 동기신호범위 결정부;
    상기 동기신호범위 결정부로부터 결정된 상기 교류 동기신호의 범위에 해당하는 구간에서 상기 발광모듈의 점등주파수 변화에 대한 제어신호를 발생시키는 제어부; 및
    상기 제어부에서 발생한 제어신호에 따라 상기 발광모듈의 점등주파수를 변화시키는 구동부;
    를 포함하고,
    상기 발광모듈의 점등주파수 변화에 의해 발생한 가시광 신호는 다른 발광모듈의 점등주파수를 변화시키는,
    교류전원에 동기화된 가시광 통신을 이용한 조명장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 동기신호범위 결정부로부터 결정된 상기 교류 동기신호의 범위에 해당하는 구간에서, 디머에 의해 조절된 밝기레벨을 갖는 제어신호가 변환된 밝기레벨 코드값 신호를 인식하는 코드값 신호 인식부; 및
    상기 코드값 신호 인식부가 인식한 상기 밝기레벨 코드값 신호에 의해 상기 발광모듈의 점등주파수 변화에 대한 제어신호를 발생시키는 제어신호 발생부;
    를 포함하는,
    교류전원에 동기화된 가시광 통신을 이용한 조명장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 코드값 신호 인식부가 상기 밝기레벨 코드값 신호를 인식할 수 없는 경우에, 상기 제어신호 발생부는 저장된 밝기레벨 코드값 신호 중에서 최다빈도를 갖는 신호에 의해 상기 점등주파수 변화에 대한 제어신호를 발생시키는,
    교류전원에 동기화된 가시광 통신을 이용한 조명방법.
  4. 제1 발광모듈이 온 상태에서, 상기 제1 발광모듈에 공급된 교류전압의 파형을 모니터링하는 단계;
    상기 파형의 위상이 0인 시점을 포함하는 설정된 제로 크로싱 구간에서 설정된 전압신호를 검출하는 단계;
    검출된 전압신호를 기준으로 교류 동기신호의 범위를 결정하는 단계;
    상기 교류 동기신호의 범위에 해당하는 구간에서 상기 제1 발광모듈을 오프시키는 단계;
    디머에 의해 조절된 밝기레벨을 갖는 제어신호를 밝기레벨 코드값 신호로 변환하고, 변환된 밝기레벨 코드값 신호를 인식할 수 있는지를 판단하는 단계;
    상기 변환된 밝기레벨 코드값 신호를 인식할 수 있는 경우에, 상기 변환된 밝기레벨 코드값 신호에 의해 상기 제1 발광모듈의 점등주파수를 변화시키는 단계;
    상기 제2 발광모듈이 오프 상태에서, 상기 제1 발광모듈의 점등주파수 변화에 의해 발생된 제1 가시광 신호에 의해 제2 발광모듈의 점등주파수를 변화시키는 단계; 및
    상기 제3 발광모듈이 오프 상태에서, 상기 제2 발광모듈의 점등주파수 변화에 의해 발생된 제2 가시광 신호에 의해 제3 발광모듈의 점등주파수를 변화시키는 단계;
    를 포함하는,
    교류전원에 동기화된 가시광 통신을 이용한 조명방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 변환된 밝기레벨 코드값 신호를 인식할 수 있는지를 판단하는 단계 이후에,
    상기 변환된 밝기레벨 코드값 신호를 인식할 수 없는 경우에, 저장된 밝기레벨 코드값 신호 중에서 최다빈도를 갖는 신호에 의해 상기 제1 발광모듈의 점등주파수를 변화시키는 단계;
    상기 제2 발광모듈이 오프 상태에서, 상기 제1 발광모듈의 점등주파수 변화에 의해 발생된 제1 가시광 신호에 의해 제2 발광모듈의 점등주파수를 변화시키는 단계; 및
    상기 제3 발광모듈이 오프 상태에서, 상기 제2 발광모듈의 점등주파수 변화에 의해 발생된 제2 가시광 신호에 의해 제3 발광모듈의 점등주파수를 변화시키는 단계;
    를 더 포함하는,
    교류전원에 동기화된 가시광 통신을 이용한 조명방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 밝기레벨 코드값 신호의 비트 수는 송신되는 데이터의 종류에 따라 설정 가능한,
    교류전원에 동기화된 가시광 통신을 이용한 조명방법.
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