KR20150067430A

KR20150067430A - 비타민 ｄ의 체내합성 유도용 조명 시스템 및 이의 구동방법

Info

Publication number: KR20150067430A
Application number: KR1020130152777A
Authority: KR
Inventors: 임재현; 권숙연
Original assignee: 공주대학교 산학협력단
Priority date: 2013-12-10
Filing date: 2013-12-10
Publication date: 2015-06-18
Also published as: KR101562208B1

Abstract

비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템 및 이의 구동방법을 개시한다. 상기 비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템은 실내공간 또는 지하공간에 자연광 특성에 맞춘 조명 환경을 제공하는 동시에, 비타민 D의 체내합성을 유도하는 자외선을 방출하되, 상기 실내공간 또는 지하공간을 이용하는 사용자의 상태정보에 따라 상기 자외선의 방출량을 가변시켜 상기 사용자의 상태정보(체격, 연령)에 알맞게 제공하도록 구성되는 시스템으로, 상기 실내공간 또는 지하공간의 천장 또는 벽면에 설치되고, 조명램프(110) 및 자외선램프(120)를 구비한 적어도 하나 이상의 조명장치(100); 상기 실내공간 또는 지하공간 내에 설치되어, 사용자의 상태정보(체격, 연령)를 인식하는 사용자 인식부(200); 상기 자외선램프(120)에서 방출되는 자외선의 방출량 및 방출시간이 포함된 자외선 검출정보를 검출하는 광(자외선) 측정부(300); 상기 조명장치(100)에 구비되며, 상기 실내공간 또는 지하공간 내에 이동하는 상기 사용자의 위치를 감지하는 객체 감지부(130); 및 상기 사용자 인식부(110)에서 인식된 정보에 따라 상기 광(자외선) 측정부에서 검출된 상기 자외선 검출정보에 기반한 자외선의 누적 검출량과 내부에 저장된 자외선 기준치를 비교한 후, 비교결과에 따라 상기 자외선램프(120)의 자외선 방출량 및 방출시간을 제어하는 조명장치 제어부(500)을 포함한다.

Description

비타민 Ｄ의 체내합성 유도용 조명 시스템 및 이의 구동방법{LIGHTING SYSTEM FOR INDUCING SYNTHESIS IN THE BODY OF VITAMIN D AND DRIVING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 비타민 D의 체내합성 유도용 조명장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일반 조명램프에 의해 조명이 가능함과 동시에 자외선램프에 의해 비타민 D의 체내합성이 유도됨에 따라 굳이 야외에서 자외선을 포함하는 태양광을 쬐지 않더라도 필요한 양의 비타민 D가 체내합성될 수 있어 사용자의 건강이 증진될 수 있도록 한 비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템 및 이의 구동방법에 관한 것이다.

일반적으로 칼시페롤로 불려지는 비타민 D(D)는 지용성(脂溶性) 비타민의 하나로 간유(肝油), 다랑어, 정어리, 우유, 달걀노른자 등에 많이 함유된 것으로 알려져 있다. 이러한 비타민 D는 굳이 별도 섭취를 하지 않더라도 야외에서 태양광을 일정시간 동안 쬐기만 하면, 태양광에 포함된 자외선에 의해 피하층의 7-탈수소 콜레스테롤이 비타민 D로 전환(체내합성)되므로 비타민 D의 결핍에 따른 구루병이나 골연화성 질병이 유발되지는 않는다.

그러나 바쁜 현대사회에서는 주로 태양광에 직접 노출되지 않는 실내에서 보내는 시간이 많고 태양광에 직접 노출 가능한 야외에서 활동하는 시간이 너무 적으며, 특히 성장기 어린이의 경우에도 야외에서 활동하는 시간은 갈수록 줄고 TV나 컴퓨터, 비디오게임기 앞에서 보내는 시간이 늘고 있는 추세이다.

게다가 태양광에 포함된 자외선마저 대기층의 미세먼지나 오염된 공기에 의해서 차단되어 실제 지상에 도달하는 양이 현저히 감소되고 있는 추세이다.

전술한 바와 같은 이유에 의해 현대사회에서는 구루병이나 안짱다리, 허리굽음, 성장장애, 골다공증 등과 같은 비타민 D의 부족으로 인한 골연화성 질병이 만연하고 있어, 의학계에서도 혈중 비타민 D의 충분상태인 30ng/ml를 유지하기 위해서는 생후부터 19세 미만은 하루에 1000 IU, 19세~70세 성인과 임산부나 수유부 경우 1,500 IU에서 2,000 IU를 섭취해야 하고, 비만이거나 항경련제, 스테로이드제, 케토코나졸과 같은 항진균제를 복용하는 경우에는 동일 연령대보다 2 내지 3배 이상 섭취해야 한다고 권고하고 있는 실정이다.

그러나 음식만으로 비타민 D의 일일 권장량을 섭취하기에는 한계가 있으며, 별도의 비타민 D 보충제의 경우에도 칼슘이 함께 들어있는 정제 형태의 의약품이 많이 나와 있기는 하지만, 비타민 D의 함유량은 절대적으로 부족한 400 내지 800 IU 밖에 들어있지 않기 때문에 비타민 D는 별도로 보충해주어야 하는 문제점이 있다.

또한 태양광의 노출을 통해 자외선에 의한 비타민 D의체내합성을 유도한다 하더라도 강한 태양광에 의해 피부노화가 촉진되거나 심한 경우에는 피부화상까지 유발되는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해소하기 위하여 특허등록 제10-0523267호(2005.10.14.)에는 특수한 파장대의 자외선을 인체에 조사할 경우 피하층의 7-탈수소 콜레스테롤이 비타민 D로 전환되는 점을 이용하여 골다공증이나 골연화증과 같은 질병을 치료할 수 있도록 하는 특수 파장대의 자외선을 이용한 인체치료용 의료기기가 공개되어 있으나, 이는 의료기기로서 일반인들이 생활상에서 이용하기 어려운 문제점이 있을 뿐만 아니라, 자외선의 유해성으로 인해 의료인의 처방이 있어야 사용 가능한 문제점이 있다.

대한민국 특허공개번호 제10-2006-0110025호

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 태양광의 노출이나 비타민 D 보충제의 섭취 없이도 실내에서 자외선의 조사에 의해 비타민 D의 체내합성이 유도됨에 따라 비타민 D의 결핍에 따른 질병이 예방될 수 있도록 한 비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 자외선 조사에 따른 인체 유해성이 최소화되도록 설계됨에 따라 사용자가 안심하고 사용할 수 있도록 한 비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 일반 등기구 형태로 성됨에 따라 별도의 설치공간없이 기존 등기구의 설치공간에 설치될 수 있도록 한 비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템을 제공하고자 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템은 실내공간 또는 지하공간에 자연광 특성에 맞춘 조명 환경을 제공하는 동시에, 비타민 D의 체내합성을 유도하는 자외선을 방출하되, 상기 실내공간 또는 지하공간을 이용하는 사용자의 상태정보에 따라 상기 자외선의 방출량을 가변시켜 상기 사용자의 상태정보(체격, 연령)에 알맞게 제공하도록 구성되는 비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템으로, 상기 실내공간 또는 지하공간의 천장 또는 벽면에 설치되고, 조명램프(110) 및 자외선램프(120)를 구비한 적어도 하나 이상의 조명장치(100); 상기 실내공간 또는 지하공간 내에 설치되어, 사용자의 상태정보(체격, 연령)를 인식하는 사용자 인식부(200); 상기 자외선램프(120)에서 방출되는 자외선의 방출량 및 방출시간이 포함된 자외선 검출정보를 검출하는 광(자외선) 측정부(300); 상기 조명장치(100)에 구비되며, 상기 실내공간 또는 지하공간 내에 이동하는 상기 사용자의 위치를 감지하는 객체 감지부(130); 및 상기 사용자 인식부(110)에서 인식된 정보에 따라 상기 광(자외선) 측정부에서 검출된 상기 자외선 검출정보에 기반한 자외선의 누적 검출량과 내부에 저장된 자외선 기준치를 비교한 후, 비교결과에 따라 상기 자외선램프(120)의 자외선 방출량 및 방출시간을 제어하는 조명장치 제어부(500)을 포함한다.

상기 사용자 인식부는 안구인식방법, 얼굴인식방법, 지문인식방법, 음성 인식방법, 카메라 영상을 이용한 3차원 영상인식방법 중 어느 하나의 방법을 이용하여 상기 사용자의 상태정보를 측정하는 것을 특징으로 한다.

상기 조명램프(110)에서 출력되는 광원에 대한 광 특성 정보가 저장된 데이터베이스(400)를 더 포함하며, 상기 광 특성 정보는 광 파장 및 색 온도가 포함된 자연광의 특성에 대한 정보가 계절별, 시간대별로 분석된 테이블 형태로 저장된 정보인 것을 특징으로 한다.

상기 조명램프(110)는 가시광의 파장영역에서 연속적으로 변하는 스펙트럼분포를 가질 수 있도록 다색 LED로 구성된 LED 어레이(111); 및 상기 LED 어레이(111)의 각 LED에 인가전압을 펄스 폭 변조하여 색 온도를 가변하기 위한 LED 구동부(112)를 포함하고, 상기 램프 제어부(500)를 통해 사용자의 생체 리듬에 맞추어 각 LED의 색 온도를 제어할 수 있도록 계절별, 시간대별로 산출된 데이터가 저장된 색 온도 테이블에 근거하여 상기 LED 어레이가 계절별, 시간대별로 자연광에 가까운 색 온도를 연출할 수 있도록 상기 LED 구동부(112)가 제어되는 것을 특징으로 한다.

상기 LED 어레이(111)는 백색, 주광색, 빨간색, 녹색, 파란색의 LED 각각이 복수 열로 배열된 것을 특징으로 한다.

상기 자외선램프(120)는 점등 시에 비타민 D의 체내합성 유도를 위하여 280nm 내지 320nm의 파장을 가지는 광(자외선)을 방출하는 것을 특징으로 한다.

상기 자외선램프(120)는 상기 조명장치 내에 적어도 하나 이상이 배열되어 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 광(자외선) 측정부(200)는 적어도 하나 이상의 자외선램프 각각에서 제공되는 자외선 방출량, 자외선의 방출량에 따른 사용자의 노출시간을 검출하는 자외선 광량 검출부(210); 및 상기 자외선 광량 검출부(210)에서 검출된 자외선 검출정보를 상기 램프 제어모듈(500)로 전송하는 통신모듈(220)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 자외선 광량 검출부(210)는 스마트 폰 내에 설치 가능한 자외선 검출 어플리케에션을 통해 대체 가능한 것을 특징으로 한다.

상기 통신모듈(220)는 WiFi, LTE, 3G, LTE-A, 지그비(Zigbee), RF 중 어느 통신방식으로 구동되는 것을 특징으로 한다.

상기 데이터베이스(400)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ReadOnly Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ReadOnly Memory), PROM(Programmable ReadOnly Memory) 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 어느 하나의 타입인 것을 특징으로 한다.

상기 조명장치 제어부(500)는 상기 조명램프(110)의 LED 구동부(112)를 제어하는 조명램프 제어부(510); 상기 자외선램프(120)의 구동을 제어하는 자외선램프 제어부(520); 상기 사용자 인식부에서 제공된 상기 사용자의 상태정보를 추가과정, 삭제과정, 변경과정, 갱신과정 중 어느 하나의 과정으로 처리하여 상기 데이터베이스 내에 기록하는 인식 처리부(530); 및 상기 객체감지부에서 감지된 객체 신호의 수신여부에 따라 상기 조명램프 및 자외선램프 중 적어도 하나에 전원을 공급하는 전원 공급부(540)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 인식 처리부(530)은 상기 실내공간 또는 지하공간을 이용하는 사용자의 수를 판단하는 사용자수 판단부(531); 및 상기 실내공간 또는 지하공간을 이용하는 사용자의 수가 적어도 하나 이상일 경우, 적어도 하나 이상의 사용자의 상태정보들 중 어느 하나의 상태정보를 상기 자외선램프 제어부로 제공하는 상태정보 판단부(532);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 자외선램프 제어부(520)는 사용자의 상태정보와 관련된 자외선 기준치(일일 자외선 권장량)를 설정하는 기준치 설정부(521); 상기 자외선 검출정보에 기반하여 상기 실내공간 또는 지하공간을 이용하는 상기 사용자에게 실시간으로 노출된 자외선 노출량의 누적량을 산출하는 자외선 누적량 산출부(522); 및 실시간으로 상기 자외선 기준치와 상기 자외선 누적량을 비교한 후, 상기 자외선 누적량이 상기 자외선 기준치를 초과할 경우, 상기 전원제어부에 전원차단신호를 출력하는 비교 차단부(523)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템의 구동방법은 상기 실내공간 또는 지하공간을 이용하고자 하는 사용자의 상태정보를 인식하는 사용자 인식 단계(S110); 사용자가 인식될 경우, 조명장치의 조명램프가 점등되는 조명램프 점등단계(S111); 상기 사용자가 원하고자 하는 위도별, 시간대별, 계절별에 따른 상기 조명램프의 광 파장 및 색 온도를 조절하는 조명램프 조절단계(S112); 상기 사용자의 상태정보(체격, 연령)에 따른 자외선 기준치를 설정하는 단계(S113); 객체감지부(130)를 통해 사용자의 위치를 인식하는 위치 인식 단계(S114); 상기 사용자가 위치하는 영역에 위치한 자외선램프가 점등하는 단계(S115); 상기 광(자외선) 측정부(200)에서 상기 사용자에게 노출된 자외선의 광량 및 노출시간을 검출하는 광(자외선)량/노출시간 검출단계(S116); 및 자외선램프 제어부에서 상기 검출된 광(자외선)량 및 노출시간의 누적량을 산출한 후, 상기 자외선 누적량과 상기 자외선 기준치를 비교 판단하여, 상기 자외선 누적량이 상기 자외선 기준치를 초과할 경우, 상기 자외선램프의 전원을 차단하는 자외선램프 제어단계(S117)를 포함한다.

상기 사용자 인식 단계(S110)는 상기 실내공간 또는 지하공간을 이용하는 사용자의 수를 판단하는 사용자수 판단단계(S124) 및 상기 실내공간 또는 지하공간을 이용하는 사용자의 수가 적어도 하나 이상일 경우, 적어도 하나 이상의 사용자의 상태정보들 중 어느 하나의 상태정보를 상기 자외선램프 제어부(500)로 제공하는 상태정보 판단단계(S125)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 자외선램프 제어단계(S117)는 상기 검출된 광(자외선)량 및 노출시간의 누적량을 산출하는 자외선 누적량 산출단계(S117a); 및 상기 자외선 누적량과 상기 자외선 기준치를 비교 판단하는 단계(S117b); 상기 자외선 누적량이 상기 자외선 기준치를 초과할 경우, 상기 자외선램프의 전원을 차단하는 단계(S117c)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템은 실내공간 또는 지하공간에 자연광 특성에 맞춘 조명 환경을 제공하는 동시에, 비타민 D의 체내합성을 유도하는 자외선을 방출하되, 상기 실내공간 또는 지하공간을 이용하는 사용자의 상태정보에 따라 상기 자외선의 방출량을 가변시켜 상기 사용자의 상태정보(체격, 연령)에 알맞게 제공할 수 있다는 이점을 갖는다.

또한, 태양광의 노출이나 비타민 D 보충제의 섭취 없이도 실내에서 조명 형태로 제공되는 자외선에 의해 비타민 D의 체내합성이 유도됨에 따라 비타민 D의 결핍에 따른 질병이 예방될 수 있게 된다.

또한, 실내 공간 내에 다수의 사용자가 있을 경우에도, 사용자들 중 가장 연령이 낮은 사용자의 자외선 기준치를 다수의 사용자들에게 적용시킴으로써, 연령이 낮은 사용자의 자외선 과다 노출에 따른 부작용을 방지할 수 있어, 사용자의 수가 많은 상업적인 공간에서도 용이하게 이용할 수 있다는 이점을 갖는다.

또한, 자외선램프의 광량 조절 및 위도, 시간대별, 계절별에 따른 자연광의 파장 및 색 온도의 조절이 가능한 조명램프를 동시에 이용함으로써, 정해진 공간에서 다양한 자연광의 느낌을 사용자에게 제공할 수 있다는 이점을 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템은 일반 조명 시스템과 연계가 가능하도록 구성할 수 있어, 공간활용도가 증대되는 탁월한 이점을 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템을 나타낸 블럭도이다.
도 2는 도 1에 도시된 조명램프의 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예인 비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템의 구동 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예인 비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템의 구동 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.
도 5a 내지 도 5e는 실내공간(거주공간) 내에 설치된 자외선램프가 사용자의 이동에 따라 점등되는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 6a 내지 도 6e는 지하공간(상업공간) 내에 설치된 자외선램프가 사용자의 이동에 따라 점등되는 과정을 나타낸 순서도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템 및 이의 구동방법을 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템을 나타낸 블럭도이다.

도 2는 도 1에 도시된 조명램프의 블럭도이다.

도 3은 본 발명의 제1 실시 예인 비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템의 구동 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.

도 4는 본 발명의 제2 실시 예인 비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템의 구동 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.

도 5a 내지 도 5e는 실내공간(거주공간) 내에 설치된 자외선램프가 사용자의 이동에 따라 점등되는 과정을 나타낸 순서도이다.

도 6a 내지 도 6e는 지하공간(상업공간) 내에 설치된 자외선램프가 사용자의 이동에 따라 점등되는 과정을 나타낸 순서도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템(1000)은 실내공간 또는 지하공간에 자연광 특성에 맞춘 조명 환경을 제공하는 동시에, 비타민 D의 체내합성을 유도하는 자외선을 방출하되, 상기 실내공간 또는 지하공간을 이용하는 사용자의 상태정보에 따라 상기 자외선의 방출량을 가변시켜 상기 사용자의 상태정보(체격, 연령)에 알맞게 제공하도록 구성되는 시스템일 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템(1000)은 적어도 하나 이상의 조명장치(100), 사용자 인식부(200), 광(자외선) 측정부(300), 객체 감지부(130), 조명장치 제어부(500)을 포함한다.

여기서, 상기 적어도 하나 이상의 조명장치(100)는 상기 실내공간 또는 지하공간의 천장 또는 벽면에 설치되고, 조명램프(110) 및 자외선램프(120)를 구비한다.

상기 조명램프(110)는 위도, 시간대별, 계절별에 따른 광 파장 및 색 온도가 조절가능한 램프로서, 그 구성으로, LED 어레이(111) 및 LED 구동부(112)를 포함할 수 있다.

상기 LED 어레이(111)는 가시광의 파장영역에서 연속적으로 변하는 스펙트럼분포를 가질 수 있도록 다색 LED로 구성된다. 상기 LED 어레이(111)는 백색, 주광색, 빨간색, 녹색, 파란색의 LED 각각이 복수 열로 배열된다.

상기 LED 구동부(112)는 상기 LED 어레이(111)의 각 LED에 인가전압을 펄스 폭 변조하여 색 온도를 가변시키는 기능을 수행한다.

즉, 상기 조명램프(110)는 상기 램프 제어부(500)를 통해 사용자의 생체 리듬에 맞추어 각 LED의 색 온도를 제어할 수 있도록 계절별, 시간대별로 산출된 데이터가 저장된 색 온도 테이블에 근거하여 상기 LED 어레이(111)가 계절별, 시간대별로 자연광에 가까운 색 온도를 연출할 수 있도록 상기 LED 구동부(112)가 제어시키는 것이다.

다음으로, 상기 자외선램프(120)는 점등 시에 비타민 D의 체내합성 유도를 위하여 280nm 내지 320nm의 파장을 가지는 광(자외선)을 방출하는 램프일 수 있다.

상기 자외선램프(120)는 상기 조명장치 내에 적어도 하나 이상이 배열되어 구비될 수 있다.

[표 1]

표 1은 자외선의 종류에 따른 작용 및 물리적 성질을 나타낸 표이다.

참고로, 자외선은 파장에 따라 UV-A：320 ~ 400[nm], UV-B：280 ~ 320[nm], UV-C：100 ~ 280[nm]로 나뉜다.

여기서, 표 1에 기재된 280 ~ 320[nm]의 자외선(UV-B)은 체내에서 비타민 D를 생성하는 기능을 수행한다. 비타민 D는 비타민 D는 체표면에 태양광선이 쪼임으로써 생성된다. 즉 사람의 피부에는 7-데히드로 콜레스테롤 이라고 하는 스테롤물질이 함

유되어 있는데, 여기에 자외선이 닿으면 비타민 D3로 전환된다. 이때에 비타민 D3로 전환시키는 자외선의 효과는 피부에 닿는 자외선의 강도에 따라 달라지게 된다. 즉 계절과 거주 위치에 따라 자외선의 강도가 다르며 체모, 창문의 유리 또는 연기, 안개, 먼지 등 대기오염과 입고 있는 의복은 자외선을 흡수해 들이게 된다. 또한, 피부색에 따라서 흑인은 백인에 비하여 자외선의 투과율이 떨어진다.

비타민 D는 장의 상피세포에서 칼슘 이온의 운반에 필요한 단백질(calcium-binding protein, CaBP)의 생합성을 촉진시키는 것으로 알려져 있으

며, CaBP가 많이 형성될 때 칼슘의 흡수는 증가된다. 식사를 통해 섭취한 인의 흡수도 비타민 D에 의하여 비슷한 양상으로 증가된다.

비타민 D의 작용으로 장에서 이들 두 무기질의 흡수가 증가되면 결국 혈청의 칼슘과 인산염의 농도가 높아져서 골격의 정상적인 석회화가 이루어지도록 한다. 또 비타민 D는 골격 칼슘의 방출을 증가시킴으로써 혈청의 칼슘과 동시에 인산염의 농도를 적절한 수준으로 유지시킨다. 혈청의 칼슘 또한 인산염의 농도가 떨어지게 되며 부갑상선이 반응하여 부갑상선 호르몬(PTH)이 분비되는데, 이 호르몬은 신장의 히드록시화 효소를 자극하여 25-OH-비타민 D가 1,25-(OH)2-비타민 D로 전환되도록 돕는 기능을 한다.

이러한 방법으로 체내 작용이 가장 강력한 비타민D의 활성 대사 물질이 필요한 만큼 만들어짐으로써 골격으로부터 혈액으로 칼슘과 인산염이 방출되는 것을 촉진하며, 동시에 장과 신장에서의 대사 촉진 기능을 행하게 된다.

특히 인산염이 소변으로 배설되는 것을 감소시키는 비타민 D의 기능이 중요한데, 이는 혈액내의 칼슘과 함께 인산염의 농도가 적절하게 유지되는 일은 골격의 석회화과정을 위해 필수적이다. 비타민 D의 결핍으로 인하여 뼈에 인산칼슘이 부족하게 될 경우 두개골의 연화, 골 연화증, 구루성 염주 등의 원인이 된다. 하지만 비타민 D의 양이 필요 이상이 되게 되면 여분의 비타민 D가 혈액중이나 장기에 퇴적되고 이것이 혈액의 칼슘농도 증가, 신장 손상 등의 장해를 일으켜 생명에 이상을 초래할 수 있다.

가령, 적정 자외선 노출량은 사용자의 연령이나 체형, 현재 질환 등에 따라 차이가 있는데, 생후부터 19세 미만은 하루에 1000 IU, 19세~70세 성인과 임산부나 수유부 경우 1,500 IU 내지 2,000 IU가 필요하고, 비만이거나 항경련제, 스테로이드제, 케토코나졸과 같은 항진균제를 복용하는 경우에는 동일 연령대보다 2 내지 3배 이상이 필요한 것으로 알려져 있다.

즉, 사람의 연령, 체격, 인종에 따라 자외선에 노출되는 노출량이 다르며, 기준치를 초과할 경우, 앞에서 열거한 부작용이 초래될 수 있다. 또한, 자외선의 일일 기준량에 미달될 경우, 체내의 비타민 D 부족현상이 발생되어, 이에 따른 질병이 유발될 수도 있다.

다시, 본 발명의 구성을 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

상기 사용자 인식부(200)는 상기 실내공간 또는 지하공간 내에 설치되어, 사용자의 상태정보(체격, 연령)를 인식하는 기능을 수행한다.

보다 구체적으로, 상기 사용자 인식부는 안구인식방법, 얼굴인식방법, 지문인식방법, 음성 인식방법, 카메라 영상을 이용한 3차원 영상인식방법 중 어느 하나의 방법을 이용하여 상기 사용자의 상태정보를 측정하는 기능을 수행하며, 사용자의 상태정보를 인식할 수 있는 방법은 앞에서 상술한 방법에 한정되지는 않는다. 또한, 안구인식방법, 얼굴인식방법, 지문인식방법, 음성 인식방법, 카메라 영상을 이용한 3차원 영상인식방법은 공지된 기술로서 보다 상세한 설명은 생략하도록 한다.

상기 광(자외선) 측정부(300)는 적어도 하나 이상의 자외선램프(120) 각각에서 방출되는 자외선의 방출량 및 방출시간이 포함된 자외선 검출정보를 검출하는 기능을 수행한다.

보다 구체적으로, 상기 광(자외선) 측정부(300)는 자외선 광량 검출부(310) 및 통신모듈(320)를 포함한다.

상기 자외선 광량 검출부(310)는 적어도 하나 이상의 자외선램프 각각에서 제공되는 자외선 방출량, 자외선의 방출량에 따른 사용자의 노출시간을 검출하는 기능을 수행한다.

상기 통신모듈(320)은 상기 자외선 광량 검출부(310)에서 검출된 자외선 검출정보를 상기 램프 제어모듈(500)로 전송하는 기능을 수행한다.

여기서, 상기 자외선 광량 검출부(210)는 스마트 폰 내에 설치 가능한 자외선 검출 어플리케이션을 통해 대체 가능할 수 있다.

상기 통신모듈(220)는 WiFi, LTE, 3G, LTE-A, 지그비(Zigbee), RF 중 어느 통신방식으로 구동될 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.

상기 객체 감지부(130)는 각 조명장치(100)에 구비되며, 상기 실내공간 또는 지하공간 내에 이동하는 상기 사용자의 위치를 감지하는 기능을 수행한다. 여기서 객체 감지부(130)에서 감지된 객체 감지 신호는 상기 조명장치 제어부(500) 내의 전원공급부(540)로 제공되며, 상기 전원공급부(540)는 상기 객체 감지 신호의 수신 여부에 따라 자외선램프의 전원을 공급하게 된다.

상기 조명장치 제어부(500)는 상기 사용자 인식부(110)에서 인식된 정보에 따라 상기 광(자외선) 측정부에서 검출된 상기 자외선 검출정보에 기반한 자외선의 누적 검출량과 내부에 저장된 자외선 기준치를 비교한 후, 비교결과에 따라 상기 자외선램프(120)에 제공되는 전원을 차단하는 기능을 수행한다..

보다 구체적으로, 상기 조명장치 제어부(500)는 조명램프 제어부(510), 자외선램프 제어부(520), 인식 처리부(530) 및 전원공급부(540)를 포함한다.

상기 조명램프 제어부(510)는 상기 조명램프(110)의 LED 구동부(112)를 제어하는 제어신호를 출력하는 기능을 수행한다.

상기 자외선램프 제어부(520)는 상기 자외선램프(120)의 구동을 제어하는 제어신호를 출력하는 기능을 수행한다.

보다 구체적으로, 상기 자외선램프 제어부(520)는 기준치 설정부(521), 자외선 누적량 산출부(522) 및 비교 차단부(523)를 포함한다.

상기 기준치 설정부(521)는 사용자의 상태정보와 관련된 자외선 기준치(일일 자외선 권장량)를 설정하는 기능을 수행한다.

상기 자외선 누적량 산출부(522)는 상기 자외선 검출정보에 기반하여 상기 실내공간 또는 지하공간을 이용하는 상기 사용자에게 실시간으로 노출된 자외선 노출량의 누적량을 산출하는 기능을 수행한다.

상기 비교 차단부(523)는 실시간으로 상기 자외선 기준치와 상기 자외선 누적량을 비교한 후, 상기 자외선 누적량이 상기 자외선 기준치를 초과할 경우, 상기 전원제어부에 전원차단신호를 출력하는 기능을 수행한다.

상기 인식 처리부(530)는 상기 사용자 인식부(200)에서 제공된 상기 사용자의 상태정보를 추가과정, 삭제과정, 변경과정, 갱신과정 중 어느 하나의 과정으로 처리하여 상기 데이터베이스 내에 기록하는 기능을 수행한다.

여기서, 상기 인식 처리부(530)은 상기 실내공간 또는 지하공간 내에 이용하는 사용자의 수, 사용자들이 서로 다른 연령일 경우, 사용자 수 판단부 및 상태정보 판단부를 더 포함할 수 있다.

상기 사용자수 판단부(531)는 상기 실내공간 또는 지하공간을 이용하는 사용자의 수를 판단하는 기능을 수행한다.

상기 상태정보 판단부(532)는 상기 실내공간 또는 지하공간을 이용하는 사용자의 수가 적어도 하나 이상일 경우, 적어도 하나 이상의 사용자의 상태정보들 중 어느 하나의 상태정보를 상기 자외선램프 제어부로 제공하는 기능을 수행한다.

이는, 앞에서 상술한 바와 같이, 사람의 연령, 체격, 인종에 따라 자외선에 노출되는 노출량이 다르며, 만약, 일일 권장 기준치를 초과할 경우, 앞에서 열거한 부작용이 초래될 수 있다.

따라서, 인식 처리부(530)는 사용자수 판단부(531) 및 상태정보 판단부(532)를 통해 상기 실내공간 또는 지하공간을 이용하는 사용자의 수가 적어도 하나 이상일 경우에는 적어도 하나 이상의 사용자들 중 가장 연령이 낮은 사용자의 자외선 기준치를 다수의 사용자들에게 적용시킴으로써, 연령이 낮은 사용자의 자외선 과다 노출을 방지하는 기능을 수행하게 된다.

상기 전원공급부(540)는 상기 객체 감지부(130)에서 감지된 객체 감지 신호의 수신여부에 따라 자외선램프(120)에 전원을 공급하는 기능을 수행한다.

한편, 상기 비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템(1000)은 상기 조명램프(110)에서 출력되는 광원에 대한 광 특성 정보가 저장된 데이터베이스(400)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 광 특성 정보는 광 파장 및 색 온도가 포함된 자연광의 특성에 대한 정보가 계절별, 시간대별로 분석된 테이블 형태로 저장된 정보일 수 있다.

또한, 상기 데이터베이스(400)는 사용자의 상태정보, 사용자의 상태정보에 따른 자외선 기준치 정보를 저장한다.

상기 데이터베이스(400)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ReadOnly Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ReadOnly Memory), PROM(Programmable ReadOnly Memory) 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 어느 하나의 타입일 수 있다.

더불어, 상기 광(자외선) 측정부(300)는 휴대 단말기에 구비될 수 있으며, 상기 휴대 단말기는 PDC(Personal Digital Cellular)폰, PCS(Personal Communication Service)폰, PHS(Personal Handyphone System)폰, CDMA-2000(1X, 3X)폰, WCDMA(Wideband CDMA)폰, 듀얼 밴드/듀얼 모드(Dual Band/Dual Mode)폰, GSM(Global Standard for Mobile)폰, MBS(Mobile Broadband System)폰, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)폰, 스마트(Smart) 폰, 핸드폰 등과 같은 통신 기능이 포함될 수 있는 휴대용 기기, PDA(Personal Digital Assistant), 핸드 헬드 PC(Hand-Held PC), 노트북 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 와이브로(WiBro) 단말기, MP3 플레이어, MD 플레이어 등과 같은 휴대 단말기, 그리고 국제 로밍(Roaming) 서비스와 확장된 이동 통신 서비스를 제공하는 IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000) 단말기 등을 포함하는 모든 종류의 핸드 헬드 기반의 무선 통신 장치를 의미하는 휴대용 전기전자장치로서, CDMA(Code Division Multiplexing Access) 모듈, 블루투스(Bluetooth) 모듈, 적외선 통신 모듈(Infrared Data Association), 유무선 랜 카드 및 GPS(Global Positioning System)를 통한 위치 추적이 가능하도록 하기 위해 GPS 칩이 탑재된 무선 통신 장치와 같은 소정의 통신 모듈을 구비할 수 있으며, 마이크로프로세서를 탑재함으로써 일정한 연산 동작을 수행할 수 있는 단말기를 통칭하는 개념으로 해석될 수 있다.

또한, 상기 광(자외선) 측정부(300)가 휴대 단말기에 구비될 경우, 앞에서 상술한 상기 자외선 광량 검출부(210)는 자외선 검출 프로그램으로 대체 가능할 수 있으며, 상기 자외선 검출 프로그램은 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현된 프로그램일 수 있다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 하드디스크, 플로피디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 비타민 D 체내합성 유도용 조명 시스템의 구동방법을 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 비타민 D 체내합성 유도용 조명 시스템의 구동방법은 사용자 인식 단계(S111), 조명램프 점등단계(S112), 조명램프 조절단계(S113), 자외선 기준치 설정 단계(S114), 위치 인식 단계(S115), 자외선램프 점등단계(S116), 광(자외선)량/노출시간 검출단계(S117), 자외선램프 제어단계(S130)를 포함한다.

보다 구체적으로, 상기 사용자 인식 단계(S111)는 상기 실내공간 또는 지하공간을 이용하고자 하는 사용자의 상태정보를 인식하는 단계로서, 상기 사용자 인식부에서 안구인식방법, 얼굴인식방법, 지문인식방법, 음성 인식방법, 카메라 영상을 이용한 3차원 영상인식방법 중 어느 하나의 방법을 이용하여 상기 사용자의 상태정보를 측정하는 기능을 수행하며, 사용자의 상태정보를 인식할 수 있는 방법은 앞에서 상술한 방법에 한정되지는 않는다.

또한, 상기 사용자 인식 단계(S111)는 상기 실내공간 또는 지하공간을 이용하는 사용자의 수가 적어도 하나 이상일 경우, 적어도 하나 이상의 사용자들 중 가장 연령이 낮은 사용자의 자외선 기준치를 다수의 사용자들에게 적용시킴으로써, 연령이 낮은 사용자의 자외선 과다 노출을 방지하는 단계를 더 포함할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 사용자 인식 단계(S111)는 인식 처리부(530)의 사용자수 판단부(531)에서 상기 실내공간 또는 지하공간을 이용하는 사용자의 수를 판단하는 사용자수 판단단계(S210) 및 인식 처리부(530)의 상태정보 판단부(532)에서 상기 실내공간 또는 지하공간을 이용하는 사용자의 수가 적어도 하나 이상일 경우, 적어도 하나 이상의 사용자의 상태정보들 중 어느 하나의 상태정보를 상기 자외선램프 제어부(500)로 제공하는 상태정보 판단단계(S220)를 더 포함할 수 있다(도 4 참조)

상기 조명램프 점등단계(S112)는 사용자가 인식될 경우, 조명장치의 조명램프가 점등되는 단계일 수 있다.

상기 조명램프 조절단계(S113)는 상기 사용자가 원하고자 하는 위도별, 시간대별, 계절별에 따른 상기 조명램프의 광 파장 및 색 온도를 조절하는 단계로서, 이때, 상기 LED 어레이(111)는 가시광의 파장영역에서 연속적으로 변하는 스펙트럼분포를 가질 수 있도록 다색 LED로 구성되고, 상기 LED 어레이(111)는 백색, 주광색, 빨간색, 녹색, 파란색의 LED 각각이 복수 열로 배열된다.

또한, 상기 LED 구동부(112)는 상기 LED 어레이(111)의 각 LED에 인가전압을 펄스 폭 변조하여 색 온도를 가변시키는 기능을 수행한다. 즉, 조명램프 조절단계(S112)는 사용자의 생체 리듬에 맞추어 각 LED의 색 온도를 제어할 수 있도록 계절별, 시간대별로 산출된 데이터가 저장된 색 온도 테이블에 근거하여 상기 LED 어레이(111)가 계절별, 시간대별로 자연광에 가까운 색 온도를 연출할 수 있도록 상기 LED 구동부(112)가 제어시키는 단계일 수 있다.

상기 자외선 기준치 설정 단계(S114)는 상기 사용자의 상태정보(체격, 연령)에 따른 자외선 기준치를 설정하는 단계일 수 있으며, 상기 자외선 기준치는 데이터베이스 내에 저장된다.

만약, 도 4를 참조, 실내공간 또는 지하공간을 이용하는 사용자의 수가 적어도 2 이상일 경우, 자외선 기준치 설정 단계(S230)는 사용자수 판단단계(S210) 및 상태정보 판단단계(S220)의 결과값에 따른 사용자의 기준치를 설정하는 단계일 수 있다(도 4 참조).

예를 들어, 사용자의 수가 2 이상이나, 모두 성인일 경우, 사용자들은 성인 기준의 자외선 기준치를 적용받게 되며, 다른 예로, 사용자의 수가 2 이상이나, 사용자들 중 어린아이가 포함된 경우라면, 사용자들은 어린아이의 자외선 기준치를 적용받게 된다.

상기 위치 인식 단계(S115)는 상기 객체감지부(130)를 통해 사용자의 위치를 인식하는 단계일 수 있다.

상기 자외선램프 점등 단계(S116)는 상기 사용자가 위치하는 영역에 위치한 자외선램프가 점등하는 단계일 수 있다(도 5a 내지 도 5e, 도 6a 내지 도 6e 참조).

상기 광(자외선)량/노출시간 검출단계(S117)는 상기 광(자외선) 측정부(200)에서 상기 사용자에게 노출된 자외선의 광량 및 노출시간을 검출하는 단계일 수 있다.

상기 자외선램프 제어단계(S130)는 자외선램프 제어부(520)에서 상기 검출된 광(자외선)량 및 노출시간의 누적량을 산출한 후, 상기 자외선 누적량과 상기 자외선 기준치를 비교 판단하여, 상기 자외선 누적량이 상기 자외선 기준치를 초과할 경우, 상기 자외선램프(120)의 전원을 차단시키는 단계일 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 자외선램프 제어단계(S130)는 자외선 누적량 산출단계(S118), 비교 단계(S119) 및 전원 차단 단계(S120)를 포함할 수 있다.

상기 자외선 누적량 산출단계(S118)는 상기 검출된 광(자외선)량 및 노출시간의 누적량을 산출하는 단계일 수 있다.

상기 비교 단계(S119)는 상기 자외선 누적량과 상기 자외선 기준치를 비교 판단하는 단계일 수 있다.

상기 전원 차단 단계(S120)는 상기 자외선 누적량이 상기 자외선 기준치를 초과할 경우, 상기 자외선램프의 전원을 차단시켜 구동을 정지시키는 단계일 수 있다.

도 5a 내지 도 5e는 실내공간(거주공간) 내에서 사용자의 이동에 따라, 자외선램프가 점등/점멸되는 과정을 순차적으로 나타낸 순서도이다.

도 6a 내지 도 6e는 지하공간(상업공간) 내에서 사용자의 이동에 따라, 자외선램프가 점등/점멸되는 과정을 순차적으로 나타낸 순서도이다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템은 실내공간 또는 지하공간에 자연광 특성에 맞춘 조명 환경을 제공하는 동시에, 비타민 D의 체내합성을 유도하는 자외선을 방출하되, 상기 실내공간 또는 지하공간을 이용하는 사용자의 상태정보에 따라 상기 자외선의 방출량을 가변시켜 상기 사용자의 상태정보(체격, 연령)에 알맞게 제공할 수 있다는 이점을 갖는다.

한편, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어져서는 안될 것이다.

100: 조명장치 110: 조명램프
111: LED 어레이 112: LED 구동부
120: 자외선램프 130: 객체 감지부
200: 사용자 인식부 300: 광(자외선) 측정부
310: 자외선 광량 검출부 320: 통신모듈
400: 데이터베이스 500: 조명장치 제어부
510: 조명램프 제어부 520: 자외선램프 제어부
521: 기준치 설정부 522: 자외선 누적량 산출부
523: 비교 차단부 530: 인식 처리부
531: 사용자수 판단부 532: 상태정보 판단부
540: 전원 공급부
1000: 비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템

Claims

실내공간 또는 지하공간에 자연광 특성에 맞춘 조명 환경을 제공하는 동시에, 비타민 D의 체내합성을 유도하는 자외선을 방출하되, 상기 실내공간 또는 지하공간을 이용하는 사용자의 상태정보에 따라 상기 자외선의 방출량을 가변시켜 상기 사용자의 상태정보(체격, 연령)에 알맞게 제공하도록 구성되는 비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템에 있어서,
상기 실내공간 또는 지하공간의 천장 또는 벽면에 설치되고, 조명램프(110) 및 자외선램프(120)를 구비한 적어도 하나 이상의 조명장치(100);
상기 실내공간 또는 지하공간 내에 설치되어, 사용자의 상태정보(체격, 연령)를 인식하는 사용자 인식부(200);
상기 자외선램프(120)에서 방출되는 자외선의 방출량 및 방출시간이 포함된 자외선 검출정보를 검출하는 광(자외선) 측정부(300);
상기 조명장치(100)에 구비되며, 상기 실내공간 또는 지하공간 내에 이동하는 상기 사용자의 위치를 감지하는 객체 감지부(130); 및
상기 사용자 인식부(110)에서 인식된 정보에 따라 상기 광(자외선) 측정부에서 검출된 상기 자외선 검출정보에 기반한 자외선의 누적 검출량과 내부에 저장된 자외선 기준치를 비교한 후, 비교결과에 따라 상기 자외선램프(120)의 자외선 방출량 및 방출시간을 제어하는 조명장치 제어부(500)을 포함하는 비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템.
제1항에 있어서,
상기 사용자 인식부는,
안구인식방법, 얼굴인식방법, 지문인식방법, 음성 인식방법, 카메라 영상을 이용한 3차원 영상인식방법 중 어느 하나의 방법을 이용하여 상기 사용자의 상태정보를 측정하는 것을 특징으로 하는 비타민 D 체내합성 유도용 조명 시스템.
제1항에 있어서,
상기 조명램프(110)에서 출력되는 광원에 대한 광 특성 정보가 저장된 데이터베이스(400)를 더 포함하며,
상기 광 특성 정보는,
광 파장 및 색 온도가 포함된 자연광의 특성에 대한 정보가 계절별, 시간대별로 분석된 테이블 형태로 저장된 정보인 것을 특징으로 하는 비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템.
제3항에 있어서,
상기 조명램프(110)는,
가시광의 파장영역에서 연속적으로 변하는 스펙트럼분포를 가질 수 있도록 다색 LED로 구성된 LED 어레이(111); 및
상기 LED 어레이(111)의 각 LED에 인가전압을 펄스 폭 변조하여 색 온도를 가변하기 위한 LED 구동부(112)를 포함하고,
상기 램프 제어부(500)를 통해 사용자의 생체 리듬에 맞추어 각 LED의 색 온도를 제어할 수 있도록 계절별, 시간대별로 산출된 데이터가 저장된 색 온도 테이블에 근거하여 상기 LED 어레이가 계절별, 시간대별로 자연광에 가까운 색 온도를 연출할 수 있도록 상기 LED 구동부(112)가 제어되는 것을 특징으로 하는 비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템.
제4항에 있어서,
상기 LED 어레이(111)는,
백색, 주광색, 빨간색, 녹색, 파란색의 LED 각각이 복수 열로 배열된 것을 특징으로 하는 비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템.
제1항에 있어서,
상기 자외선램프(120)는,
점등 시에 비타민 D의 체내합성 유도를 위하여 280nm 내지 320nm의 파장을 가지는 광(자외선)을 방출하는 것을 특징으로 하는 비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템.
제6항에 있어서,
상기 자외선램프(120)는,
상기 조명장치 내에 적어도 하나 이상이 배열되어 구비되는 것을 특징으로 하는 비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템.
제3항에 있어서,
상기 광(자외선) 측정부(300)는,
적어도 하나 이상의 자외선램프 각각에서 제공되는 자외선 방출량, 자외선의 방출량에 따른 사용자의 노출시간을 검출하는 자외선 광량 검출부(310); 및
상기 자외선 광량 검출부(310)에서 검출된 자외선 검출정보를 상기 램프 제어모듈(500)로 전송하는 통신모듈(320)을 포함하는 것을 특징으로 하는 비타민 D 체내합성 유도용 조명 시스템.
제8항에 있어서,
상기 자외선 광량 검출부(310)는,
스마트 폰 내에 설치 가능한 자외선 검출 어플리케에션을 통해 대체 가능한 것을 특징으로 하는 비타민 D 체내합성 유도용 조명 시스템.
제9항에 있어서,
상기 통신모듈(320)는,
WiFi, LTE, 3G, LTE-A, 지그비(Zigbee), RF 중 어느 통신방식으로 구동되는 것을 특징으로 하는 스마트 폰 기반의 수동/자동 블라인드 제어 시스템.
제3항에 있어서,
상기 데이터베이스(400)는,
플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ReadOnly Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ReadOnly Memory), PROM(Programmable ReadOnly Memory) 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 어느 하나의 타입인 것을 특징으로 하는 비타민 D 체내합성 유도용 조명 시스템.
제1항에 있어서,
상기 조명장치 제어부(500)는,
상기 조명램프(110)의 LED 구동부(112)를 제어하는 조명램프 제어부(510);
상기 자외선램프(120)의 구동을 제어하는 자외선램프 제어부(520);
상기 사용자 인식부에서 제공된 상기 사용자의 상태정보를 추가과정, 삭제과정, 변경과정, 갱신과정 중 어느 하나의 과정으로 처리하여 상기 데이터베이스 내에 기록하는 인식 처리부(530); 및
상기 객체감지부에서 감지된 객체 신호의 수신여부에 따라 상기 조명램프 및 자외선램프 중 적어도 하나에 전원을 공급하는 전원 공급부(540)를 포함하는 것을 특징으로 하는 비타민 D 체내합성 유도용 조명 시스템.
제12항에 있어서,
상기 인식 처리부(530)은,
상기 실내공간 또는 지하공간을 이용하는 사용자의 수를 판단하는 사용자 수 판단부(531); 및
상기 실내공간 또는 지하공간을 이용하는 사용자의 수가 적어도 하나 이상일 경우, 적어도 하나 이상의 사용자의 상태정보들 중 어느 하나의 상태정보를 상기 자외선램프 제어부로 제공하는 상태정보 판단부(532);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비타민 D 체내합성 유도용 조명 시스템.
제12항에 있어서,
상기 자외선램프 제어부(520)는,
사용자의 상태정보와 관련된 자외선 기준치(일일 자외선 권장량)를 설정하는 기준치 설정부(521);
상기 자외선 검출정보에 기반하여 상기 실내공간 또는 지하공간을 이용하는 상기 사용자에게 실시간으로 노출된 자외선 노출량의 누적량을 산출하는 자외선 누적량 산출부(522); 및
실시간으로 상기 자외선 기준치와 상기 자외선 누적량을 비교한 후, 상기 자외선 누적량이 상기 자외선 기준치를 초과할 경우, 상기 전원제어부에 전원차단신호를 출력하는 비교 차단부(523)를 포함하는 것을 특징으로 하는 비타민 D 체내합성 유도용 조명 시스템.
실내공간 또는 지하공간에 자연광 특성에 맞춘 조명 환경을 제공하는 동시에, 비타민 D의 체내합성을 유도하는 자외선을 방출하되, 상기 실내공간 또는 지하공간을 이용하는 사용자의 상태정보에 따라 상기 자외선의 방출량을 가변시켜 상기 사용자의 상태정보(체격, 연령)에 알맞게 제공하도록 구성되는 비타민 D의 체내합성 유도용 조명 시스템의 구동방법에 있어서,
상기 실내공간 또는 지하공간을 이용하고자 하는 사용자의 상태정보를 인식하는 사용자 인식 단계(S110);
사용자가 인식될 경우, 조명장치의 조명램프가 점등되는 조명램프 점등단계(S111);
상기 사용자가 원하고자 하는 위도별, 시간대별, 계절별에 따른 상기 조명램프의 광 파장 및 색 온도를 조절하는 조명램프 조절단계(S112);
상기 사용자의 상태정보(체격, 연령)에 따른 자외선 기준치를 설정하는 단계(S113);
객체감지부(130)를 통해 사용자의 위치를 인식하는 위치 인식 단계(S114);
상기 사용자가 위치하는 영역에 위치한 자외선램프가 점등하는 단계(S115);
상기 광(자외선) 측정부(200)에서 상기 사용자에게 노출된 자외선의 광량 및 노출시간을 검출하는 광(자외선)량/노출시간 검출단계(S116); 및
자외선램프 제어부에서 상기 검출된 광(자외선)량 및 노출시간의 누적량을 산출한 후, 상기 자외선 누적량과 상기 자외선 기준치를 비교 판단하여, 상기 자외선 누적량이 상기 자외선 기준치를 초과할 경우, 상기 자외선램프의 전원을 차단하는 자외선램프 제어단계(S117)를 포함하는 비타민 D 체내합성 유도용 조명 시스템의 구동방법.
제15항에 있어서,
상기 사용자 인식 단계(S110)는,
상기 실내공간 또는 지하공간을 이용하는 사용자의 수를 판단하는 사용자수 판단단계(S124); 및
상기 실내공간 또는 지하공간을 이용하는 사용자의 수가 적어도 하나 이상일 경우, 적어도 하나 이상의 사용자의 상태정보들 중 어느 하나의 상태정보를 상기 자외선램프 제어부(500)로 제공하는 상태정보 판단단계(S125)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비타민 D 체내합성 유도용 조명 시스템의 구동방법.
제15항 또는 제16항에 있어서,
상기 자외선램프 제어단계(S117)는,
상기 검출된 광(자외선)량 및 노출시간의 누적량을 산출하는 자외선 누적량 산출단계(S117a); 및
상기 자외선 누적량과 상기 자외선 기준치를 비교 판단하는 단계(S117b);
상기 자외선 누적량이 상기 자외선 기준치를 초과할 경우, 상기 자외선램프의 전원을 차단하는 단계(S117c)를 포함하는 비타민 D 체내합성 유도용 조명 시스템의 구동방법.