KR20160089777A - 어플리케이션이 구비된 휴대용 단말기를 이용하여 조명환경 품질평가를 측정하는 측정장치 - Google Patents

어플리케이션이 구비된 휴대용 단말기를 이용하여 조명환경 품질평가를 측정하는 측정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상황변화에 따라 적응적으로 변화되는 조명환경을 검출함으로써 조명품질의 만족도를 평가할 수 있는 어플리케이션이 구비된 모바일 단말기를 이용하여 조명환경 품질평가를 측정하는 측정장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 측정장치는 조명환경에 대한 조명환경 품질정보를 생성하여 제공하는 평가 측정부 및 상기 조명환경 품질정보를 전송받아, 사용자에게 제공하는 조명 품질평가 어플리케이션이 실행가능한 휴대용 단말기를 포함하고, 상기 평가 측정부는, 조명환경에 대한 RGB 데이터를 측정하는 조명 측정모듈과, 상기 RGB 데이터를 제공받아 삼자극치(tristimulus values)로 변환한 후, 조명정보를 산출하는 조명정보 산출모듈과, 산출된 상기 조명정보로부터 상기 조명환경에 대한 조명환경 품질정보를 생성하는 품질정보 생성모듈 및 상기 휴대용 단말기에 상기 조명환경 품질정보를 전송하는 통신모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

어플리케이션이 구비된 휴대용 단말기를 이용하여 조명환경 품질평가를 측정하는 측정장치{SYSTEM FOR MEASURING QUALITY OF LUMINOUS ENVIRONMENT USING MOBILE TERMINAL COMPRISING APPLICATION}
본 발명은 조명환경 품질평가를 측정하는 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 어플리케이션이 구비된 모바일 단말기를 이용하여, 상황변화에 따라 적응적으로 변화되는 조명환경을 실시간 검출하여 조명품질을 평가할 수 있는 측정장치에 관한 것이다.
최근, 최근 지구 온난화와 에너지 위기 등에 대한 관심이 급증하고, 또한 사회 전반적으로 웰빙이나 삶의 질에 대한 관심이 높아지면서 조명에 대한 사용자의 요구는 다양한 형태로 진화하고 있다.
이에 따라 저효율의 백열등 및 수은 등의 유해물질을 사용하는 형광등을 대체하면서 에너지 절감 및 인간 친화적인 감성조명을 연출할 수 있는 LED 디지털 제어 융합기술이 주목을 받고 있는 실정이다.
LED는 고효율, 저전력, 장수명, 친환경 등의 장점을 가지고 있으며 가시광선을 포함한 폭넓은 파장의 빛을 자유롭게 구현할 수 있어 다양한 조명환경 조절이 가능한 조명이다.
이는 단순히 빛을 밝히는 기능에서 벗어나 빛의 다양한 특성을 이용함으로써 인간의 시각적/비시각적 경험에까지 영향을 미치는 감성조명으로도 활용되어 삶의 질을 향상시키고 있다.
또한, LED는 기본적으로 전기적인 신호 조절을 통해 디밍(dimming) 제어가 가능하며, 각 광원의 조합으로 색온도, 조도, 색상 등을 정밀하게 제어할 수 있음으로 인해 주변 상황에 따라 동적으로 조명 환경을 제어할 수 있는 장점이 있다.
이러한 LED조명은 최근 주변 환경, 인간의 행동 등의 각종 요소와 조명의 관계에 대한 지식을 바탕으로 IT기술을 융합함으로써 사용자의 감성을 반영하고 생활의 편리함을 추구하며 에너지를 절감할 수 있는 스마트한 시스템 조명으로 확장되고 있는 추세이다.
시스템 조명은 일반조명이 적용되는 거의 모든 분야에 응용 가능하며 대부분 동일한 조명 시스템으로 구성되어 있으나 조명의 설치공간에 따라 조명기구의 종류, 조명 시나리오, 제어 및 운용방식 등이 상이할 수 있다.
또한, 주거공간, 사무공간, 교육공간 등 공간의 유형에 따라 학습능력, 생산성, 에너지, 감성 등 조명환경에 대한 제어 목적이 다르므로 이를 고려하여 조명제어 및 운영방식을 결정해야 한다.
특히, 최근에는 공간의 유형과 사용자의 선호도 등에 따라 조명환경을 동적으로 구성하기 위해 국내외적으로 빠르게 보편화된 스마트폰을 활용하여 사용자의 편리함을 극대화시킬 수 있는 기술이 개발되고 있다.
예를 들어, 대한민국 공개특허 제10-2013-0050440호는 스마트폰을 이용한 조명 제어시스템에 관한 것으로, 별도의 리모콘이나 스위치가 필요없이 스마트폰을 이용하여 온/오프 및 디밍 제어를 가능하게 하는 기술이 개시되고 있다.
그러나, 상기와 같은 종래기술에서는 스마트폰을 이용하여 서비스 중인 조명환경을 모니터링하거나 사용자가 원하는 조명환경을 수동으로 조절하는 기능만을 포함하고 있을 뿐 현재 조명환경에 대한 품질을 평가하기 위한 기능은 배제되어 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 조명환경에 노출되어 있는 사용자가 현재 서비스 중인 조명환경의 상세 정보를 낮은 비용의 방법론을 통해 정량적으로 파악할 수 있는 어플리케이션이 구비된 모바일 단말기를 이용하여 조명환경 품질평가를 측정하는 측정장치의 제공을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 조명환경의 실시간 계측을 위한 센서 연동, 조명제어를 위한 통신 네트워크, 모니터링 및 조명 제어와 평가를 위한 어플리케이션을 스마트폰에서 구동하도록 함으로써 비용을 최소화하고 휴대성을 극대화할 수 있는 어플리케이션이 구비된 모바일 단말기를 이용하여 조명환경 품질평가를 측정하는 측정장치의 제공을 목적으로 한다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 어플리케이션이 구비된 모바일 단말기를 이용하여 조명환경 품질평가를 측정하는 측정장치는, 조명환경에 대한 조명환경 품질정보를 생성하여 제공하는 평가 측정부 및 상기 조명환경 품질정보를 전송받아, 사용자에게 제공하는 조명 품질평가 어플리케이션이 실행가능한 휴대용 단말기를 포함하고, 상기 평가 측정부는, 조명환경에 대한 RGB 데이터를 측정하는 조명 측정모듈과, 상기 RGB 데이터를 제공받아 삼자극치(tristimulus values)로 변환한 후, 조명정보를 산출하는 조명정보 산출모듈과, 산출된 상기 조명정보로부터 상기 조명환경에 대한 조명환경 품질정보를 생성하는 품질정보 생성모듈 및 상기 휴대용 단말기에 상기 조명환경 품질정보를 전송하는 통신모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 조명환경 품질평가를 측정하는 측정장치는, 상기 조명 측정모듈이 RGB 컬러 센서를 포함하고, 상기 RGB 컬러 센서는 R(red), G(green) 및 B(blue)의 3가지 파장 빛으로 구성된 상기 RGB 데이터를 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 조명환경 품질평가를 측정하는 측정장치는, 상기 조명정보 산출모듈에서 산출된 상기 조명정보가 색 좌표, 색 온도 및 조도 값을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 조명환경 품질평가를 측정하는 측정장치는, 상기 조명정보 산출모듈이 다음의 관계식을 통해 상기 조명정보를 산출하는 것을 특징으로 한다.
[식]
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00004
(이때, x, y는 삼자극치(X, Y, Z)로부터 연산된 색도좌표를 나타내고, CCT는 색온도를 나타낸다.)
또한, 본 발명에 따른 조명환경 품질평가를 측정하는 측정장치는, 상기 평가 측정부가 아두이노 보드(Arduino Board)에 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 조명환경 품질평가를 측정하는 측정장치는, 상기 조명환경 품질정보가 상기 조명환경에 대한 상세정보 및 평가정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 조명환경 품질평가를 측정하는 측정장치는, 상기 통신모듈이 유선 또는 무선으로 상기 휴대용 단말기에 조명환경 품질정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 조명환경 품질평가를 측정하는 측정장치.
아울러, 본 발명에 따른 조명환경 품질평가를 측정하는 측정장치는, 상기 조명 품질평가 어플리케이션은 상기 평가 측정부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 어플리케이션이 구비된 모바일 단말기를 이용하여 조명환경 품질평가를 측정하는 측정장치에 따르면, 조명환경에 노출되어 있는 사용자가 현재 서비스 중인 조명환경의 상세 정보를 낮은 비용의 방법론을 통해 정량적으로 파악할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 조명환경의 실시간 계측을 위한 센서 연동, 조명제어를 위한 통신 네트워크, 모니터링 및 조명 제어와 평가를 위한 어플리케이션을 스마트폰에서 구동하도록 함으로써 비용을 최소화하고 휴대성을 극대화할 수 있는 이점이 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명환경 품질평가를 측정하는 측정장치의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 2는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명환경 품질평가를 측정하는 측정장치의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 조명 품질평가 어플리케이션이 실행된 휴대용 단말기를 예시적으로 나타내는 예시도이다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명환경 품질평가를 측정하는 측정장치의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 측정장치(100)는 조명 품질평가 어플리케이션(111)이 실행가능한 휴대용 단말기(110)와 이 휴대용 단말기(110)와 연동가능하고 휴대 가능하게 구성되어 조명환경을 실시간 측정할 수 있는 평가 측정부(120)를 포함할 수 있다.
휴대용 단말기(110)는 UI(User Interface) 형태로 사용자에게 정보를 제공할 수 있도록 조명 품질평가 어플리케이션(111)이 실행될 수 있는 스마트폰 또는 기타 모바일용 단말기를 포함할 수 있다.
휴대용 단말기(110)와 연동되는 평가 측정부(120)는 조명 측정모듈(121), 조명정보 산출모듈(122), 품질정보 생성모듈(123) 및 통신모듈(124)을 포함할 수 있다.
조명 측정모듈(121)은 예를 들어, RGB 컬러 센서를 포함할 수 있고, 이러한 RGB 컬러 센서를 통해 조명환경에 대한 R(red), G(green) 및 B(blue)의 3가지 파장 빛으로 구성된 RGB 데이터를 측정할 수 있다.
조명정보 산출모듈(122)은 조명 측정모듈(121)에서 측정된 RGB 데이터를, 예를 들어, I2C 통신으로 제공받아 삼자극치(tristimulus values)인 X, Y, Z로 변환한 후, 색 좌표, 색 온도 및 조도 값 등을 포함하는 조명정보를 산출할 수 있다.
조명정보 산출모듈(122)에서는 측정된 RGB 데이터(R, G, B)로부터 다음의 관계식을 사용하여 삼자극치(X, Y, Z)를 얻을 수 있다.
[식 1]
Figure pat00005
Figure pat00006
Figure pat00007

또한, 조명정보 산출모듈(122)은 변환된 삼자극치에 대해 다음의 관계식을 사용하여 조명정보를 산출할 수 있다.
[식 2]
Figure pat00008
Figure pat00009
Figure pat00010
Figure pat00011
(이때, x, y는 삼자극치(X, Y, Z)로부터 연산된 색도좌표를 나타내고, CCT는 색온도를 나타낸다)
품질정보 생성모듈(123)은 조명정보 산출모듈(122)을 통해 산출된 조명정보로부터 조명환경에 대한 조명환경 품질정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 품질정보 생성모듈(123)에서는 상기 식 1 및 식 2를 통해 산출된 조명정보를 색 온도 및 조도의 관계성을 도식화한 Kruithof's Comfort Curve 등을 활용하여 조명환경 품질정보를 생성할 수 있다.(Kruithof's Comfort Curve를 이용하여 현재 서비스 중인 조명환경, 즉 색온도 및 조도 값이 comfortable 영역 내에 포함되는지를 평가함)
통신모듈(124)은 품질정보 생성모듈(123)에서 생성된 조명환경 품질정보를 유선(예를 들어, RS232 시리얼 통신) 또는 Wi-Fi 등의 무선통신으로 휴대용 단말기(110)로 전송할 수 있다.
상기와 같은, 평가 측정부(120)는 아두이노 보드(Arduino Board)에 구비되어 모듈화되거나 휴대 가능하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 평가 측정부(120)는 휴대용 단말기(110)와 탈착 가능하게 구성되어 사용될 수 있고, 또는 다수의 평가 측정부가 하나의 휴대용 단말기와 동시에 연동되도록 구성될 수 있다.
조명 품질평가 어플리케이션(111)이 구비된 휴대용 단말기(110)에서는 이러한 조명 품질평가 어플리케이션(111)이 활성화되면, 평가 측정부(120)가 동작되어 실시간으로 생성되는 조명환경 품질정보가 수신되어, 도 3의 (a) 내지 (c)에 나타낸 바와 같이, 조명환경에 대한 상세정보와 품질평가에 대한 결과가 출력될 수 있다.
도 2는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명환경 품질평가를 측정하는 측정장치의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도면에 나타낸 바와 같이, 조명환경 품질평가를 측정할 수 있는 측정장치(200)는 스마트폰 등의 휴대용 단말기에 채용될 수 있다.
측정장치(200)는 조명 측정모듈(210), 조명정보 산출모듈(220), 품질정보 생성모듈(230) 및 UI 출력모듈(240)을 포함할 수 있다.
조명 측정모듈(210)은 RGB 컬러 센서를 포함할 수 있고, 이러한 RGB 컬러 센서를 통해 조명환경에 대한 R(red), G(green) 및 B(blue)의 3가지 파장 빛으로 구성된 RGB 데이터를 측정할 수 있다.
조명정보 산출모듈(220)은 조명 측정모듈(210)에서 측정된 RGB 데이터를, 예를 들어, I2C 통신으로 제공받아 삼자극치(tristimulus values)인 X, Y, Z로 변환한 후, 색 좌표, 색 온도 및 조도 값 등을 포함하는 조명정보를 산출할 수 있다.
조명정보 산출모듈(220)은 다음의 관계식을 통해 RGB 데이터로부터 조명정보를 산출할 수 있다.
구체적으로 조명정보 산출모듈(220)에서는 측정된 RGB 데이터(R, G, B)로부터 다음의 관계식을 사용하여 삼자극치(X, Y, Z)를 얻을 수 있다.
[식 1]
Figure pat00012
Figure pat00013
Figure pat00014

또한, 조명정보 산출모듈(220)은 변환된 삼자극치에 대해 다음의 관계식을 사용하여 조명정보를 산출할 수 있다.
[식 2]
Figure pat00015
Figure pat00016
Figure pat00017
Figure pat00018
(이때, x, y는 삼자극치(X, Y, Z)로부터 연산된 색도좌표를 나타내고, CCT는 색온도를 나타낸다)
품질정보 생성모듈(230)은 조명정보 산출모듈(220)을 통해 산출된 조명정보로부터 조명환경에 대한 조명환경 품질정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 품질정보 생성모듈(230)에서는 상기 식 1 및 식 2를 통해 산출된 조명정보를 색 온도 및 조도의 관계성을 도식화한 Kruithof's Comfort Curve 등을 활용하여 조명환경 품질정보를 생성할 수 있다.
UI 출력모듈(240)은 휴대용 단말기(200)에 구비되는 디스플레이 패널을 통해 조명환경에 대한 상세정보와 품질평가에 대한 결과를 출력할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 조명환경 품질평가를 측정하는 측정장치(200)에는 조명환경 품질평가를 측정할 수 있는 조명 품질평가 어플리케이션이 설치될 수 있고, 이러한 조명 품질평가 어플리케이션이 활성화되면 조명 측정모듈(210), 조명정보 산출모듈(220), 품질정보 생성모듈(230) 및 UI 출력모듈(240)의 동작이 활성화될 수 있다.
또한, 구체적으로 도시하지는 않았지만, 조명 품질평가 어플리케이션을 통해 각 구성요소의 동작을 제어할 수도 있다.
상기 본 발명의 내용은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 조명환경 품질평가 측정장치
110 : 휴대용 단말기 111 : 조명 품질평가 어플리케이션
120 : 평가 측정부 121 : 조명 측정모듈
122 : 조명정보 산출모듈 123 : 품질정보 생성모듈
124 : 통신모듈
200 : 조명환경 품질평가 측정장치
210 : 조명 측정모듈 220 : 조명정보 산출모듈
230 : 품질정보 생성모듈 240 : UI 출력모듈

Claims (8)

  1. 조명환경에 대한 조명환경 품질정보를 생성하여 제공하는 평가 측정부 및 상기 조명환경 품질정보를 전송받아, 사용자에게 제공하는 조명 품질평가 어플리케이션이 실행가능한 휴대용 단말기를 포함하고,
    상기 평가 측정부는,
    조명환경에 대한 RGB 데이터를 측정하는 조명 측정모듈;
    상기 RGB 데이터를 제공받아 삼자극치(tristimulus values)로 변환한 후, 조명정보를 산출하는 조명정보 산출모듈;
    산출된 상기 조명정보로부터 상기 조명환경에 대한 조명환경 품질정보를 생성하는 품질정보 생성모듈; 및
    상기 휴대용 단말기에 상기 조명환경 품질정보를 전송하는 통신모듈;
    을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 조명환경 품질평가를 측정하는 측정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조명 측정모듈은 RGB 컬러 센서를 포함하고,
    상기 RGB 컬러 센서는 R(red), G(green) 및 B(blue)의 3가지 파장 빛으로 구성된 상기 RGB 데이터를 측정하는 것을 특징으로 하는 조명환경 품질평가를 측정하는 측정장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 조명정보 산출모듈에서 산출된 상기 조명정보는 색 좌표, 색 온도 및 조도 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명환경 품질평가를 측정하는 측정장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 조명정보 산출모듈은 다음의 관계식을 통해 상기 조명정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 조명환경 품질평가를 측정하는 측정장치.
    [식]
    Figure pat00019

    Figure pat00020

    Figure pat00021

    Figure pat00022

    (이때, x, y는 삼자극치(X, Y, Z)로부터 연산된 색도좌표를 나타내고, CCT는 색온도를 나타냄)
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 평가 측정부는 아두이노 보드(Arduino Board)에 구비되는 것을 특징으로 하는 조명환경 품질평가를 측정하는 측정장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 조명환경 품질정보는 상기 조명환경에 대한 상세정보 및 평가정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명환경 품질평가를 측정하는 측정장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신모듈은 유선 또는 무선으로 상기 휴대용 단말기에 조명환경 품질정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 조명환경 품질평가를 측정하는 측정장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 조명 품질평가 어플리케이션은 상기 평가 측정부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 조명환경 품질평가를 측정하는 측정장치.
KR1020150009409A 2015-01-20 2015-01-20 어플리케이션이 구비된 휴대용 단말기를 이용하여 조명환경 품질평가를 측정하는 측정장치 KR101656074B1 (ko)

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