KR20170051651A - 조명 시스템, 조명 제어 장치 및 제어 방법 - Google Patents

조명 시스템, 조명 제어 장치 및 제어 방법 Download PDF

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백창훈
정길완
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명의 실시 형태에 따른 조명 시스템은, 복수의 센서를 갖는 센서부, 복수의 LED 및 상기 복수의 LED를 구동하는 드라이버를 갖는 조명부, 및 상기 드라이버 및 상기 복수의 센서와 통신 가능하도록 연결되며, 소정의 주기마다 상기 드라이버의 동작 정보 및 상기 복수의 센서가 획득한 정보를 저장하는 제어 장치를 포함하고, 상기 제어 장치는, 소정의 이벤트가 발생하면 상기 이벤트가 발생한 시점에 상기 드라이버의 동작 정보 및 상기 복수의 센서가 획득한 정보를 저장한다.

Description

조명 시스템, 조명 제어 장치 및 제어 방법{LIGHTING SYSTEM, LIGHTING CONTROL DEVICE AND METHOD}
본 발명은 조명 시스템, 조명 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.
반도체 발광소자는 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 등의 소자를 포함하며, 낮은 소비전력, 높은 휘도, 긴 수명 등의 여러 장점을 가지고 있어 광원으로 그 사용 영역을 점점 넓혀가고 있다. 특히 최근에는 실내용, 실외용 조명 장치로 기존의 형광등 및 할로겐 램프 대신 LED를 채용하는 비중이 늘어나고 있다.
LED를 이용하여 조명 장치를 구현하는 경우, LED를 구동하기 위한 드라이버 및 드라이버를 제어하기 위한 컨트롤러가 필요하다. 최근에는 사물인터넷(IoT, Internet of Things) 기술 및 가시광 통신 기술에 대한 연구가 활발히 진행되면서, LED를 포함하는 조명 장치에 여러 가지 부가 기능을 추가한 조명 시스템이 제안되고 있는 추세이다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 과제 중 하나는, LED를 광원으로 채용한 조명 시스템에 다양한 종류의 센서를 연결하여 조명 시스템이 설치된 공간 및 조명 시스템 자체의 동작 상태를 모니터링할 수 있는 기능을 갖춘 조명 시스템과 조명 제어 장치, 및 제어 방법을 제안하고자 하는 데에 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 조명 시스템은, 복수의 센서, 복수의 LED 및 상기 복수의 LED를 구동하는 드라이버를 갖는 조명부, 및 상기 드라이버 및 상기 복수의 센서와 통신 가능하도록 연결되며, 소정의 주기마다 상기 드라이버의 동작 정보 및 상기 복수의 센서가 획득한 정보를 저장하는 제어 장치를 포함하고, 상기 제어 장치는, 소정의 이벤트가 발생하면 상기 이벤트가 발생한 시점에 상기 드라이버의 동작 정보 및 상기 복수의 센서가 획득한 정보를 저장한다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 조명 제어 장치는, 데이터를 저장하는 메모리, LED를 구동하는 드라이버 및 복수의 센서와 연결되는 복수의 통신 인터페이스를 갖는 통신부, 및 상기 복수의 통신 인터페이스를 통해 전달되는 정보를 상기 메모리에 저장하고 관리하는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는 상기 드라이버의 동작을 제어하는 구성 회로(configuration circuit)를 포함하며, 상기 복수의 통신 인터페이스에 연결되는 장치를 인식하는 플러그 앤 플레이 기능을 제공한다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 조명 제어 방법은, 복수의 통신 인터페이스 중 적어도 하나에 연결되는 복수의 센서 및 LED 드라이버를 감지하는 단계, 상기 복수의 센서 각각의 정보를 수집하여 상기 복수의 센서 각각을 인식하고, 상기 복수의 센서를 동작시키는 단계, 상기 LED 드라이버의 동작 정보 및 상기 복수의 센서가 획득하는 정보를 소정의 주기마다 저장하는 단계, 및 상기 LED 드라이버의 동작 정보 및 상기 복수의 센서가 획득하는 정보에 기초하여 소정의 이벤트가 발생한 것으로 판단되면, 상기 이벤트가 발생한 시점에 상기 LED 드라이버의 동작 정보 및 상기 복수의 센서가 획득하는 정보를 저장하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 조명 제어 장치는 다양한 통신 인터페이스를 통해 연결되는 센서를 자동으로 인식하고, 센서가 획득하는 정보를 수집하여 소정의 주기마다 저장한다. 또한, 조명 시스템의 설치 장소 변경, LED 또는 LED 드라이버의 고장 등과 같은 이벤트가 발생할 경우에는, 상기 주기에 관계없이 이벤트 발생 시점에서 센서가 획득하는 정보를 저장함으로써, 조명 시스템의 동작 상태 및 조명 시스템이 설치된 공간을 모니터링하는 기능을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템을 개략적으로 나타낸 도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 조명 제어 장치를 나타낸 블록도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 조명 제어 방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템을 포함하는 조명 네트워크 시스템을 개략적으로 나타낸 도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템에 적용될 수 있는 백색 광원 모듈을 간단하게 나타내는 도이다.
도 9는 도 8a 및 도 8b에 도시한 백색 광원 모듈의 동작을 설명하기 위해 제공되는 CIE 1931 좌표계이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템의 광원에 적용될 수 있는 파장 변환 물질을 설명하기 위해 제공되는 도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 시스템에 적용될 수 있는 평판 조명 장치를 간략하게 나타내는 사시도이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 시스템에 적용될 수 있는 벌브형 램프를 간략하게 나타내는 분해 사시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 시스템에 적용될 수 있는 바(bar) 타입의 램프를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다.
명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 웨이퍼(기판) 등과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상술한 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 제1, 제2등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상술한 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 구성 요소가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다. 이하 실시예들은 하나 또는 복수개를 조합하여 구성할 수도 있다.
이하에서 설명하는 본 발명의 내용은 다양한 구성을 가질 수 있고 여기서는 필요한 구성만을 예시적으로 제시하며, 본 발명 내용이 이에 한정되는 것은 아님을 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템을 개략적으로 나타낸 도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템(10)은, 적어도 하나의 센서를 포함하는 센서부(11), 광원으로 채용되는 LED와, LED를 구동하기 위한 드라이버를 갖는 조명부(12), 및 센서부(11)와 조명부(12)의 동작을 제어하는 제어 장치(13)를 포함할 수 있다.
센서부(11)는 조명 시스템(10)이 채용되는 공간의 내/외부에 적절히 설치될 수 있다. 도 1에 도시한 실시예에서 센서부(11)는 조명 시스템(10)이 채용되는 공간의 외부에 설치되는 것으로 가정하였으며, 이와 달리 일부 센서는 조명 시스템(10)이 채용되는 공간 내부에 설치될 수도 있다. 또한, 일부 센서는, 조명부(12) 내에 마련되어 광원으로 채용되는 LED와, 드라이버의 동작 상태에 대한 정보를 수집할 수도 있다.
조명부(12)는 복수의 LED, 및 복수의 LED를 구동하기 위한 드라이버 등을 포함할 수 있다. 복수의 LED를 구동하기 위한 드라이버는 벅 컨버터, 부스트 컨버터 등과 같은 DC-DC 컨버터와, 교류를 직류로 변환하는 정류 회로 등을 포함할 수 있다. 드라이버에 포함되는 회로 구성은, 다양한 토폴로지에 따라 구현될 수 있다.
제어 장치(13)는 센서부(11) 및 조명부(12)와 통신 가능하도록 연결될 수 있으며, 센서부(11)와 조명부(12)의 동작을 제어할 수 있다. 일례로, 제어 장치(13)는 센서부(11) 및 조명부(12)와 통신하기 위한 다양한 통신 인터페이스, 센서부(11) 및 조명부(12)로부터 수집한 정보를 저장할 수 있는 메모리, 및 상기 통신 인터페이스와 메모리의 동작을 제어하는 프로세서 등을 포함할 수 있다. 한편, 도 1에 도시한 실시예에서, 제어 장치(13)는 조명부(12)와 분리 배치되는 것을 가정하였으나, 이와 달리 제어 장치(13)가 조명부(12)의 드라이버와 함께 하나의 모듈로 구현될 수도 있다.
제어 장치(13)는 다양한 통신 인터페이스를 통해 센서부(11)에 포함되는 복수의 센서가 획득한 정보를 수신할 수 있다. 수신한 정보는, 프로세서에 의해 메모리에 저장될 수 있으며, 특히 프로세서는 일정한 주기마다 복수의 센서가 획득한 정보를 수집하여 메모리에 저장하고, 이를 데이터베이스화하여 관리할 수 있다.
또한, 제어 장치(13)의 프로세서는, LED를 구동하는 드라이버의 입/출력 전압 또는 입/출력 전류 등을 포함하는 드라이버의 동작 정보를 통신 인터페이스를 통해 수신할 수 있다. 프로세서는, 상기 드라이버의 동작 정보를, 복수의 센서가 획득한 정보와 마찬가지로 메모리에 저장하여 관리할 수 있다. 프로세서에 의해 메모리에 저장된 상기 정보들은, 관리자의 요청에 따라 또는 소정의 주기마다 외부로 송신되어 조명 시스템(10) 전반을 유지, 보수하는 데에 이용될 수 있다.
예를 들어, 동일한 입력 전압/전류가 공급되는 데에도 불구하고, 조명 시스템(10)이 최초 설치된 때에 비해 드라이버의 출력 전압/전류가 저하된 경우, 관리자는 제어 장치(13)가 수집한 정보에 기초하여 드라이버의 동작에 문제가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 또한, 드라이버의 출력 전압/전류가 정상적인 범위의 값을 가짐에도 불구하고 조도 센서에서 검출되는 빛의 밝기가 저하된 경우, 관리자는 제어 장치(13)가 수집한 정보에 기초하여 LED 일부에 문제가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템(10)에서는, 소정의 이벤트가 발생할 경우, 드라이버의 동작 정보 및 복수의 센서가 획득한 정보가 제어 장치(13)에 의해 저장될 수 있다. 이때, 제어 장치(13)는 드라이버의 동작 정보 및 복수의 센서가 획득한 정보를 메모리에 저장하는 주기가 도래하였는지 여부와 무관하게, 상기 이벤트가 발생한 시점에 복수의 센서가 획득한 정보 및 드라이버의 동작 정보를 저장할 수 있다.
일례로, 드라이버에 의해 발광 동작하는 복수의 LED 중 상당수가 파손된 경우, 드라이버의 출력 전압 및 전류는 정상적으로 검출되는 반면, 센서부(11)에 포함된 조도 센서가 검출하는 빛의 밝기가 급격하게 저하될 수 있다. 드라이버의 동작 정보 및 복수의 센서가 획득한 정보에 포함되는 값 중에 특정 값이 크게 변하는 경우, 제어 장치(13)는 이벤트가 발생한 것으로 판단하여 이벤트 발생 시점에서 드라이버의 동작 정보 및 복수의 센서가 획득한 정보를 메모리에 저장하고 이를 관리자에게 전송할 수 있다. 관리자는 제어 장치(13)의 메모리에 저장된 정보를 이용하여 조명 시스템(10)의 이상 여부를 빠르게 파악할 수 있으며, 조명 시스템(10)에서 이상이 발생한 부분을 손쉽게 찾을 수 있다.
다양한 이벤트를 정확히 분석하기 위해, 센서부(11)는 다양한 센서를 포함할 수 있다. 일례로, 센서부(11)는 조도 센서, 습도 센서, 온도 센서, GPS 센서, 및 주변 광 센서 등을 포함할 수 있다. 상기 센서들 가운데, 주변 광 센서를 제외한 조도 센서, 습도 센서, 온도 센서 등은 조명부(12) 내에 배치되어 광원으로 채용된 LED의 동작 상태를 체크하는 데에 이용될 수 있다. GPS 센서는 위치 정보에 기초하여 조명 시스템(10)이 설치된 장소가 이동되었는지 여부에 대한 정보를 제어 장치(13) 측에 제공할 수 있다. 주변 광 센서는 조명부(12)의 외부에 마련되어 주변 광을 검출할 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템을 나타낸 블록도이다.
우선 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템(100)은, 복수의 센서를 포함하는 센서부(110), 빛을 방출하는 조명부(120) 및 제어 장치(130)를 포함할 수 있다. 제어 장치(130)는 다양한 통신 인터페이스를 통해 센서부(110) 및 조명부(120)와 통신 가능하도록 연결될 수 있다. 조명부(120)는 LED를 갖는 광원(122)과, LED에 구동 전압/전류 등을 공급하는 드라이버(121)를 포함할 수 있다.
센서부(110)는 습도 센서(111), 조도 센서(112), GPS 센서(113), 모션 센서(114), 주변 광 센서(115) 및 온도 센서(116) 등의 다양한 센서를 포함할 수 있다. 센서부(110)가 포함하는 센서들(111-116)의 개수와 종류는 도 2에 도시한 바와 같이 한정되지 않으며 다양하게 변형될 수 있다. 센서부(110)에 포함되는 센서들(111-116) 중 일부는 조명부(120)와 함께 하나의 모듈로 제공될 수도 있다. 예를 들어, 습도 센서(111), 조도 센서(112), GPS 센서(113), 온도 센서(116) 등은 조명부(120)와 같은 모듈에 포함되어 제공될 수 있다.
센서들(111-116)은 제어 장치(130)의 통신부(131)에 포함되는 다양한 통신 인터페이스들을 통해 제어 장치(130)와 통신 가능하도록 연결될 수 있다. 통신부(131)는 I2C, SPI, UART, DALI, RS485 등과 같은 다양한 통신 인터페이스를 포함할 수 있으며, 센서들(111-116)은 상기 통신 인터페이스들 중에 적어도 하나에 연결되어 제어 장치(130)에 의해 인식될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 제어 장치(130)는 통신부(131)에 연결된 센서들(111-116)을 자동으로 인식하고, 동작에 필요한 파라미터를 설정할 수 있다. 예를 들어, 조도 센서(112)가 통신부(131)에 연결되면, 제어 장치(130)는 조도 센서(112)에 저장된 조도 센서(112)의 식별 정보, 조도 센서(112)의 동작 및 제어에 필요한 정보를 자동으로 수신할 수 있다. 제어 장치(130)는 식별 정보를 이용하여 통신부(131)에 연결된 장치가 조도 센서(112)임을 인식하고, 조도 센서(130)의 동작에 필요한 전압/전류 등을 조도 센서(112)에 공급할 수 있다.
제어 장치(130)는 센서들(111-116)이 아닌, 통신부(131)에 연결되는 다른 주변 기기들을 자동으로 인식할 수도 있다. 센서들(111-116)을 포함한 다양한 주변 기기들을 자동으로 인식하기 위해, 프로세서(132)은 PnP(플러그-앤-플레이) 기능을 제공할 수 있다. 또한, 프로세서(132)는 통신부(131)에 연결된 주변 기기들이 연결되었을 때, 상기 주변 기기들을 인식하고 그 동작에 필요한 설정 값을 셋팅한 정보를 로그 파일 형태로 기록하여 메모리(133)에 저장할 수 있다.
프로세서(132)는, 센서들(111-116)이 획득한 정보와, 드라이버(121)의 동작 정보를 일정 주기마다 메모리(133)에 저장할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(132)는 센서들(111-116) 각각이 검출한 습도, 온도, 조도, 위치 정보 등과, 드라이버(121)의 입/출력 전압/전류 값을 메모리(133)에 저장할 수 있다. 프로세서(132)는 일정 주기마다 상기 정보들을 메모리(133)에 저장하고, 관리자의 요청이 있는 경우 상기 정보들을 메모리(133)에서 인출하여 상기 관리자에게 전송함으로써, 조명 시스템(100)의 모니터링 기능을 제공할 수 있다.
한편 프로세서(132)는, 소정의 이벤트가 발생한 경우, 상기 이벤트가 발생한 시점에서 드라이버(121)의 동작 정보 및 센서들(111-116)이 획득한 정보를 메모리(133)에 저장할 수 있다. 즉, 소정의 이벤트가 발생했다고 판단되면, 프로세서(132)는 상기 주기가 경과하였는지 여부와 관계없이, 상기 이벤트가 발생한 시점에서 드라이버(121)의 동작 정보 및 센서들(111-116)이 획득한 정보를 메모리(133)에 저장할 수 있다.
이벤트 발생 여부를 판단하기 위해, 프로세서(132)는 드라이버(121)의 동작 정보 및 센서들(111-116)이 획득한 정보 각각을 소정의 기준 범위와 비교할 수 있다. 즉, 프로세서(132)는 드라이버(121)의 입/출력 전압/전류 값 각각을 기준 범위와 비교하고, 센서들(111-116)이 획득한 습도, 온도, 조도 등의 값을 기준 범위와 비교할 수 있다. 비교 결과, 특정한 값이 기준 범위를 벗어나는 것으로 판단되면, 프로세서(132)는 이벤트가 발생한 것으로 판단하고, 드라이버(121)의 동작 정보 및 센서들(111-116)이 획득한 정보를 메모리(133)에 기록할 수 있다.
이벤트 발생 시점에 메모리(133)에 기록된 정보들은, 일정한 주기마다 메모리(133)에 기록된 정보들과 구분될 수 있도록 마킹될 수 있으며, 추후 관리자에 의한 불량 원인 분석 등에 이용될 수 있다. 이벤트가 발생하면 프로세서(132)는 관리자의 요청에 의해, 또는 자동으로 이벤트 발생 시점에 메모리(133)에 기록한 정보들을 외부의 관리자 서버에 전송할 수 있다.
다음으로 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제1 및 제2 조명 시스템(200, 300)이 서로 통신 가능하도록 연결될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 제1 조명 시스템(200)은 다른 제2 조명 시스템(300)과 통신 가능하도록 연결될 수 있다. 특히, 제1 조명 시스템(200)은, 센서부(210)에 포함된 가시광 수광 센서를 통해 다른 제2 조명 시스템(300)과 가시광 통신(LiFi) 방식에 의해 통신할 수 있다. 조명 시스템(200, 300)들 사이의 통신 방식은, 가시광 통신으로 한정되지 않으며 다양하게 변형될 수 있다.
가시광 무선통신(LiFi) 기술은 인간이 눈으로 인지할 수 있는 가시광 파장 대역의 빛을 이용하여 무선으로 정보를 전달하는 무선통신 기술이다. 이러한 가시광 무선통신 기술은 가시광 파장 대역의 빛, 즉 상기 실시예에서 설명한 발광 패키지로부터의 특정 가시광 주파수를 이용한다는 측면에서 기존의 유선 광통신기술 및 적외선 무선통신과 구별되며, 통신 환경이 무선이라는 측면에서 유선 광통신 기술과 구별된다. 또한, 가시광 무선통신 기술은 RF 무선통신과 달리 주파수 이용 측면에서 규제 또는 허가를 받지 않고 자유롭게 이용할 수 있다는 편리성과 물리적 보안성이 우수하고 통신 링크를 사용자가 눈으로 확인할 수 있다는 차별성을 가지고 있으며, 무엇보다도 광원의 고유 목적과 통신기능을 동시에 얻을 수 있다는 융합 기술로서의 특징을 가지고 있다.
도 3에 도시한 실시예에서, 제1 조명 시스템(200)은, 가시광 수광 센서를 포함하는 센서부(210), 통신부(220), 프로세서(230), 드라이버(240), 광원(250), 및 메모리(260)를 포함할 수 있다. 또한, 제1 조명 시스템(200)과 통신하는 제2 조명 시스템(300)은, 센서부(310), 신호 처리부(320), 프로세서(330), 드라이버(340) 및 광원(350)을 포함할 수 있다.
신호 처리부(320)는 가시광 통신에 의해 송수신하고자 하는 데이터를 처리할 수 있다. 일 실시예로, 신호 처리부(320)는 센서부(310)에 의해 수집된 정보를 데이터로 가공하여 프로세서(330)에 전달할 수 있다. 프로세서(330)는 신호 처리부(320)와 드라이버(340) 등의 동작을 제어할 수 있으며, 특히 신호 처리부(320)가 전송하는 데이터에 기초하여 드라이버(340)의 동작을 조절할 수 있다. 드라이버(340)는 프로세서(330)가 전달하는 제어 신호에 기초하여 광원(350)을 발광시킴으로써, 데이터를 제1 조명 시스템(200)에 전달할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 조명 시스템(200)의 센서부(210)는 도 2에 도시한 실시예에서 예시한 조도 센서, 습도 센서, 온도 센서, GPS 센서, 주변 광 센서, 모션 센서 외에 수광 센서를 더 포함할 수 있다. 수광 센서는 제2 조명 시스템(300)에서 방출하는 가시광을 감지하여 이를 전기 신호로 변환할 수 있으며, 프로세서(230)는 수광 센서가 변환한 전기 신호에 포함된 정보를 디코딩할 수 있다.
제1 조명 시스템(200)의 프로세서(230)가 디코딩한 정보에는 제2 조명 시스템(300)의 센서부(310)가 수집한 정보 및 제2 조명 시스템(300)에 포함되는 드라이버(340)의 동작 정보 등이 포함될 수 있다. 따라서, 제1 조명 시스템(200)은 다른 조명 시스템(300)의 정보를 수집하여 불량 여부를 판단하는 일종의 마스터(Master) 장치로 동작할 수 있다. 복수의 조명 시스템(200, 300)이 배치되어야 하는 실외 조명의 경우, 일정한 거리마다 마스터 장치로 동작할 수 있는 조명 시스템(200)을 배치하여 주변에 위치한 다른 조명 시스템(300)들의 동작 정보 및 센서부(310)에서 감지한 정보를 수집하도록 할 수 있다. 따라서, 실외 조명을 좀 더 효율적이로 편리하게 유지, 보수할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 조명 제어 장치를 나타낸 블록도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 조명 제어 장치(400)는, 복수의 통신 인터페이스들(411-416)을 갖는 통신부(410), 데이터를 저장하는 메모리(430), 및 통신부(410)와 메모리(430)의 동작을 제어하는 프로세서(420)를 포함할 수 있다.
통신부(410)는 I2C(411), SPI(412), UART(413), RS485(414), 0-10V(415), 및 DALI(416)등과 같은 다양한 유/무선 통신 인터페이스들을 포함할 수 있다. 통신부(410)는 도 4에 도시한 실시예 이외의 다른 통신 인터페이스들, 예를 들어 USB, WIFI, BLUETOOTH 등의 통신 인터페이스들을 더 가질 수도 있다. 통신부(410)는 조명 시스템의 내/외부에 마련되는 다양한 센서 및 조명 시스템에서 광원을 동작시키는 드라이버 등과 통신 가능하도록 연결될 수 있다. 즉, 통신부(410)는 센서 및 드라이버와 프로세서(430) 사이의 통신을 중개할 수 있다.
프로세서(420)는, 다양한 연산을 수행하는 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU, 421)과, 구성 회로(422) 및 PnP 매니저(423) 등을 포함할 수 있다. 마이크로 컨트롤러 유닛(421)은 통신부(410)를 통해 전달되는 다양한 정보를 메모리(430)에 저장하고 메모리(430)에 저장된 정보를 관리하는 한편, 구성 회로(422)와 PnP 매니저(423)의 동작을 제어할 수 있다.
구성 회로(422)는 I2C(411) 또는 SPI(412) 등의 통신 인터페이스를 통해 LED 드라이버와 통신할 수 있으며, LED 드라이버의 동작 모드, LED 드라이버의 동작 모드에 따른 출력 전압 값 또는 출력 전류 값, 및 광원으로 채용된 LED의 식별 정보 등을 저장할 수 있다. 구성 회로(422)는 LED 드라이버가 출력하는 전압 및 전류를 설정하기 위해 제공되는 회로로서, ROM을 갖는 집적회로 등으로 구현될 수 있다.
PnP 매니저(423)는 통신부(410)에 연결된 다양한 센서 및 주변 기기를 자동으로 인식하기 위한 플러그-앤-플레이(Plug-and-Play) 기능을 제공할 수 있다. PnP 매니저(423)는 통신부(410)에 새로운 센서 또는 주변 기기 등이 연결되면, 센서 또는 주변 기기에서 제공하는 장치 식별 정보와 장치의 동작에 필요한 동작 정보 등을 수집할 수 있다. 마이크로 컨트롤러 유닛(421)은 PnP 매니저(423)에 의해 수집된 정보에 기초하여 센서 또는 주변 기기의 동작에 필요한 설정 값을 셋팅하고, 동작에 필요한 전압/전류를 통신 인터페이스들(411-416)을 통해 출력할 수 있다. 한편, 구성 회로(422)와 PnP 매니저(423)는 마이크로 컨트롤러 유닛(421)과 하나의 집적 회로(IC)로 구현될 수도 있다.
마이크로 컨트롤러 유닛(421)은 통신 인터페이스들(411-416)에 연결된 센서 또는 주변 기기을 자동으로 인식한 일련의 프로세스를 로그 파일로 기록하여 메모리(430)에 저장할 수 있다. 메모리(430)에 저장된 상기 로그 파일은, 새로운 센서나 주변 기기가 연결된 시점에서 획득한 조명 시스템의 동작 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 조명 시스템의 관리자 또는 사용자는, 메모리에 저장된 상기 로그 파일을 이용하여 조명 시스템을 효율적으로 유지, 보수할 수 있다. 새로운 센서나 주변 기기가 장착될 때 기록된 로그 파일은, 외부 서버로 전송되어 조명 시스템의 관리자 또는 사용자의 컴퓨터 기기 또는 모바일 기기에 전달될 수 있다.
마이크로 컨트롤러 유닛(421)은 통신부(410)의 다양한 통신 인터페이스들(411-416)을 통해, 센서들이 획득한 정보 및 LED 드라이버의 동작 정보를 수집하고, 이를 메모리(430)에 저장할 수 있다. 예를 들어, 마이크로 컨트롤러 유닛(421)은, 센서들이 획득한 정보 및 LED 드라이버의 동작 정보를 수집하고, 일정한 주기마다 상기 정보들을 메모리(430)에 저장할 수 있다. 또한, 마이크로 컨트롤러 유닛(421)은 소정의 이벤트, 예를 들어 LED 드라이버의 입/출력 전압/전류가 크게 증가하거나 조도 센서가 측정한 LED의 밝기가 크게 감소하는 경우, 또는 비정상적으로 전원이 차단되었다고 판단되는 경우 등에는, 상기 일정한 주기의 경과와 무관하게 센서들이 획득한 정보 및 LED 드라이버의 동작 정보를 메모리(430)에 저장할 수 있다. 메모리(430)에 저장된 상기 정보들은 데이터베이스화되어 관리될 수 있으며, 추후 불량 분석이나 조명 시스템의 유지, 보수에 이용될 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 조명 제어 방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다.
우선 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 조명 제어 방법은, 제어 장치에 포함된 복수의 통신 인터페이스들 중 적어도 하나에 센서가 연결되는 것으로 시작될 수 있다(S10). 상기 센서는 다양한 종류의 센서를 포함할 수 있으며, 일례로 조도 센서, 습도 센서, 온도 센서, 주변 광 센서, GPS 센서, 모션 센서 등을 포함할 수 있다.
상기 센서들 중 가운데 적어도 일부는, 조명 시스템의 조명부와 하나의 모듈로 제공될 수도 있다. 예를 들어, 조도 센서, 습도 센서, 온도 센서, 및 GPS 센서 등은 조명부와 하나의 모듈로 구현되어, 광원으로 채용된 LED가 출력하는 빛의 밝기, LED 주변의 습도와 온도, 및 LED가 설치된 위치 등에 대한 정보를 획득할 수 있다.
제어 장치는 센서가 연결된 통신 인터페이스를 통해 연결된 센서의 정보를 수집할 수 있다(S11). 제어 장치는 PnP 매니저를 이용하여 센서의 식별 정보(ID), 센서가 동작하는 데에 필요한 전압/전류 정보 등을 수집하고, 이에 기초하여 센서의 동작에 필요한 설정 값을 결정할 수 있다(S12).
예를 들어, 조도 센서, 습도 센서, 온도 센서 등은 그 구동에 필요한 전압이나 전류 특성이 서로 다를 수 있다. 각 센서는, 식별 정보(ID) 이외에 구동에 필요한 전압/전류 특성에 관한 정보를 저항용 IC, 스위치 소자, 다이오드 등을 포함하는 전기 회로에 저장할 수 있다. 제어 장치는, 상기 전기 회로에 저장된 정보를 수집하여 각 센서의 동작에 필요한 전압/전류를 공급함으로써 사용자의 별다른 설정 없이 자동으로 센서를 동작시킬 수 있다.
센서의 동작에 필요한 설정이 완료되면, 제어 장치는 센서가 획득한 정보를 수신하고(S13), 수신한 정보를 일정 주기마다 메모리에 저장할 수 있다(S14). 메모리에 정보를 저장하는 상기 주기는 디폴트(default)로 설정된 특정한 값에 따르거나, 또는 사용자나 관리자에 의해 적절히 결정될 수 있다. 메모리에 저장된 상기 정보는 추후 관리자가 조명 시스템을 유지, 보수하는 데에 이용될 수 있다. 다른 실시예에서, 제어 장치는 센서가 획득한 정보 이외에, 광원인 LED를 동작시키는 드라이버의 동작 정보 - 드라이버의 입/출력 전압 또는 전류 - 를 메모리에 저장할 수도 있다.
다음으로 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템의 동작 방법은, 조명 시스템의 제어 장치가 통신 인터페이스를 통해 연결된 센서를 감지하는 것으로 시작될 수 있다(S20). 상기 제어 장치는 통신 인터페이스를 통해 연결된 센서로부터, 센서의 식별 정보 및 센서의 동작에 필요한 전압/전류 정보 등을 수집할 수 있다.
상기 제어 장치는 PnP 기능을 이용하여 센서의 동작에 필요한 설정 값들을 결정할 수 있다(S21). S21 단계는 앞서 도 5을 참조하여 설명한 실시예의 S11-S12 단계와 유사할 수 있다. 복수의 센서 각각은 그 동작에 필요한 전압/전류 등의 설정 값이 서로 다를 수 있으며, 센서가 연결된 통신 인터페이스에 따라 상기 제어 장치와 송수신하는 데이터의 포맷도 서로 다를 수 있다. 상기 제어 장치는 PnP 기능에 기초하여 각 센서의 동작에 필요한 설정 값들을 결정할 수 있다.
이후 상기 제어 장치는, 센서가 획득한 정보 및 LED를 구동하는 드라이버의 동작 정보를 획득하여 소정의 주기마다 메모리에 저장할 수 있다(S22). 센서가 획득한 정보는, LED가 출력하는 빛의 밝기, LED를 포함하는 조명부 내부의 습도와 온도, 조명 시스템이 설치된 위치, 조명 시스템이 설치된 공간에 유입되는 주변 광의 밝기 등을 포함할 수 있으며, 상기 제어 장치에 연결되는 센서의 종류 및 개수에 따라 결정될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 습도 센서, 온도 센서 및 조도 센서 등은, LED를 포함하는 조명부의 내부에 설치되어 LED 주변의 습도와 온도 및 LED가 출력하는 빛의 밝기 등에 대한 정보를 제어 장치에 제공할 수 있다.
조명 시스템의 제어 장치는, 센서가 획득한 정보 및 드라이버의 동작 정보에 기초하여 이벤트 발생 여부를 판단할 수 있다(S23). S23 단계에서 정의되는 이벤트는, 조명 시스템의 이전 설치, 조명 시스템에 포함되는 부품 중 적어도 일부의 고장이나 오작동, 또는 조명 시스템에 포함된 모션 센서가 감지하는 비정상적인 움직임 등과 같은 케이스를 포함할 수 있다.
예를 들어, 드라이버의 일부 부품이 파손되어 드라이버의 출력이 정상범위를 벗어날 정도로 증가 또는 감소하는 경우, 제어 장치는 이벤트가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 또한, 드라이버의 입/출력에는 변화가 없더라도, 외부 충격 등에 의해 LED 중 일부가 파손되어 조도 센서가 검출하는 LED의 밝기가 감소하는 경우, 제어 장치는 이벤트가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이외에, 외부에서 습기가 유입되거나 열이 가해져서 조명부 내부의 습도나 온도가 증가하는 경우 역시 제어 장치에 의해 이벤트로 판단될 수 있다. 조명 시스템이 실내에 장착되고 모션 센서가 조명 시스템에 포함되는 경우에는, 모션 센서에 의해 비정상적인 움직임이 감지되는 경우를 이벤트로 판단할 수 있다.
이벤트 발생 여부를 판단하기 위해, 제어 장치는 미리 설정된 소정의 기준 범위를 가질 수 있다. 상기 기준 범위는 메모리 또는 제어 장치의 프로세서 내에 저장될 수 있으며, 센서로부터 획득한 정보 및 드라이버의 동작 정보에 포함되는 각각의 파라미터 별로 서로 다른 기준 범위가 적용될 수 있다. 예를 들어, 드라이버의 입력 전압과 출력 전압에 대한 기준 범위는 서로 다를 수 있다.
센서가 획득한 정보 및 드라이버의 동작 정보를 기준 범위와 비교한 결과, 이벤트가 발생하지 않은 것으로 판단되면(S24), 제어 장치는 별다른 동작 없이 일정 주기마다 센서가 획득한 정보 및 드라이버의 동작 정보를 메모리에 저장할 수 있다. 반면, 센서가 획득한 정보 및 드라이버의 동작 정보를 기준 범위와 비교하여 이벤트가 발생하지 않은 것으로 판단되면(S24), 제어 장치는 이벤트 발생 시점에 획득한 정보를 메모리에 저장할 수 있다(S25).
S25 단계에서 메모리에 저장되는 정보는, 이벤트 발생 시점 직전 및 직후에 센서가 획득한 정보 및 드라이버의 동작 정보일 수 있다. 제어 장치는, S22 단계에서 적용되는 일정 주기의 경과 여부와 관계없이, 이벤트가 발생하였을 때 센서가 획득한 정보 및 드라이버의 동작 정보를 메모리에 저장할 수 있다. 메모리에 저장된 상기 정보는, 이후 관리자 또는 사용자가 조명 시스템의 불량 발생 원인 및 경과 등을 분석할 때 이용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템은, 동작 상태를 모니터링하고 불량 원인 분석의 데이터를 제공하는 블랙박스 기능을 제공할 수 있다.
한편, 제어 장치는 이벤트가 발생한 경우, 이벤트 발생 시점에 획득한 정보를 외부 서버에 전송할 수 있다(S26). 상기 외부 서버는 조명 시스템의 관리자 또는 사용자가 액세스 할 수 있는 서버일 수 있다. 예를 들어, 사물 인터넷(IoT) 환경에서, 조명 시스템에 이벤트가 발생한 경우, 제어 장치는 이벤트 발생 사실을 스마트폰, 태블릿 등의 모바일 기기로 전송하여 조명 시스템의 사용자에게 신속하게 알려줄 수 있다. 또한, 이벤트 발생 사실을 조명 시스템의 관리자에게 알림으로써, 관리자가 신속하게 조명 시스템을 유지, 보수할 수 있도록 정보를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템은, 센서가 획득한 정보 및 드라이버의 동작 정보를 실시간으로 수집하여 이벤트가 발생하였는지 여부를 판단하고, 이벤트가 발생하지 않은 경우에는 소정의 주기마다 수집한 정보들을 메모리에 저장할 수 있다. 또한, 이벤트가 발생한 경우에는, 이벤트 발생 시점에 수집한 정보들을 메모리에 저장하고, 이를 조명 시스템의 사용자 및 관리자에게 알려줄 수 있다. 따라서, 조명 시스템이 정상적으로 작동하지 않거나, 조명 시스템이 장착된 공간에 침입자가 발생한 경우 등에 이를 사용자 및 관리자에게 신속히 알려줌으로써, 보다 안정적인 동작 환경을 구현할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템을 포함하는 조명 네트워크 시스템을 개략적으로 나타낸 도이다.
우선, 도 7a는 실내에 채용될 수 있는 조명 네트워크 시스템을 설명하기 위한 개략도이다. 본 실시예에 따른 조명 네트워크 시스템(20)은 LED 등의 발광소자를 이용하는 조명 기술과 사물인터넷(IoT) 기술, 무선 통신 기술 등이 융합된 복합적인 스마트 조명-네트워크 시스템일 수 있다. 네트워크 시스템(20)은, 다양한 조명 장치 및 유무선 통신 장치를 이용하여 구현될 수 있으며, 센서, 컨트롤러, 통신수단, 네트워크 제어 및 유지 관리 등을 위한 소프트웨어 등에 의해 구현될 수 있다.
네트워크 시스템(20)은 가정이나 사무실 같이 건물 내에 정의되는 폐쇄적인 공간은 물론, 공원, 거리 등과 같이 개방된 공간 등에도 적용될 수 있다. 네트워크 시스템(20)은, 다양한 정보를 수집/가공하여 사용자에게 제공할 수 있도록, 사물인터넷 환경에 기초하여 구현될 수 있다. 이때, 네트워크 시스템(20)에 포함되는 LED 램프(22)는, 주변 환경에 대한 정보를 게이트웨이(21)로부터 수신하여 LED 램프(22) 자체의 조명을 제어하는 것은 물론, LED 램프(22)의 가시광 통신 등의 기능에 기초하여 사물인터넷 환경에 포함되는 다른 장치들(23-28)의 동작 상태 확인 및 제어 등과 같은 역할을 수행할 수도 있다.
LED 램프(22)는 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템(10, 100, 200, 300)일 수 있으며, 복수의 센서를 포함할 수 있다. 복수의 센서는 LED 램프(22)의 주변 환경에 대한 정보를 수집하는 것은 물론, LED 램프(22) 내부의 상태를 모니터링하기 위한 습도, 온도, 조도 정보 등을 수집할 수도 있다. LED 램프(22) 내에 장착된 제어 장치는, LED 램프(22) 내부의 습도, 온도, 조도 정보와 함께 LED 램프(22)의 동작 정보를 수집하고 이를 주기적으로 저장할 수 있으며, 비정상적인 동작 등이 감지되는 경우 게이트웨이(21)를 통해 사용자의 모바일 기기(28)에 LED 램프(22)의 이상을 신속하게 알려줄 수 있다.
도 7a를 참조하면, 네트워크 시스템(20)은, 서로 다른 통신 프로토콜에 따라 송수신되는 데이터를 처리하기 위한 게이트웨이(21), 게이트웨이(21)와 통신 가능하도록 연결되며 LED 발광소자와 복수의 센서 등을 포함하는 LED 램프(22), 및 다양한 무선 통신 방식에 따라 게이트웨이(21)와 통신 가능하도록 연결되는 복수의 장치(23-28)를 포함할 수 있다. 사물인터넷 환경에 기초하여 네트워크 시스템(20)을 구현하기 위해, LED 램프(22)를 비롯한 각 장치(23-28)들은 적어도 하나의 통신 모듈을 포함할 수 있다. 일 실시예로, LED 램프(22)는 WiFi, 지그비(Zigbee), LiFi, BLUETOOTH 등의 무선 통신 프로토콜에 의해 게이트웨이(21)와 통신 가능하도록 연결될 수 있으며, 이를 위해 적어도 하나의 램프용 통신 모듈(22a)을 가질 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 네트워크 시스템(20)은 가정이나 사무실 같이 폐쇄적인 공간은 물론 거리나 공원 같은 개방적인 공간에도 적용될 수 있다. 네트워크 시스템(20)이 가정에 적용되는 경우, 네트워크 시스템(20)에 포함되며 사물인터넷 기술에 기초하여 게이트웨이(21)와 통신 가능하도록 연결되는 복수의 장치(23~28)는 가전 제품(23), 디지털 도어록(24), 차고 도어록(6500), 벽 등에 설치되는 조명용 스위치(26), 무선 통신망 중계를 위한 라우터(27) 및 스마트폰, 태블릿, 랩톱 컴퓨터 등의 모바일 기기(28) 등을 포함할 수 있다.
네트워크 시스템(20)에서, LED 램프(22)는 가정 내에 설치된 무선 통신 네트워크(Zigbee, WiFi, LiFi 등)를 이용하여 다양한 장치(23~28)의 동작 상태를 확인하거나, 주위 환경/상황에 따라 LED 램프(22) 자체의 조도를 자동으로 조절할 수 있다. 또한 LED 램프(22)에서 방출되는 가시광선을 이용한 LiFi 통신을 이용하여 네트워크 시스템(20)에 포함되는 장치들(23~28)을 컨트롤 할 수도 있다.
우선, LED 램프(22)는 램프용 통신 모듈(22a)을 통해 게이트웨이(21)로부터 전달되는 주변 환경, 또는 LED 램프(22)에 장착된 센서로부터 수집되는 주변 환경 정보에 기초하여 LED 램프(22)의 조도를 자동으로 조절할 수 있다. 예를 들면, 텔레비젼(23a)에서 방송되고 있는 프로그램의 종류 또는 화면의 밝기에 따라 LED 램프(22)의 조명 밝기가 자동으로 조절될 수 있다. 이를 위해, LED 램프(22)는 게이트웨이(21)와 연결된 램프용 통신 모듈(22a)로부터 텔레비전(23a)의 동작 정보를 수신할 수 있다. 램프용 통신 모듈(22a)은 LED 램프(22)에 포함되는 센서 및/또는 컨트롤러와 일체형으로 모듈화될 수 있다.
예를 들어, TV프로그램에서 방영되는 프로그램 값이 휴먼드라마일 경우, 미리 셋팅된 설정 값에 따라 조명도 거기에 맞게 12000K 이하의 색 온도, 예를 들면 5000K로 낮아지고 색감이 조절되어 아늑한 분위기를 연출할 수 있다. 반대로 프로그램 값이 개그프로그램인 경우, 조명도 셋팅 값에 따라 색 온도가 5000K 이상으로 높아지고 푸른색 계열의 백색조명으로 조절되도록 네트워크 시스템(20)이 구성될 수 있다.
또한, 가정 내에 사람이 없는 상태에서 디지털 도어록(24)이 잠긴 후 일정 시간이 경과하면, 턴-온된 LED 램프(22)를 모두 턴-오프시켜 전기 낭비를 방지할 수 있다. 또는, 모바일 기기(28) 등을 통해 보안 모드가 설정된 경우, 가정 내에 사람이 없는 상태에서 디지털 도어록(24)이 잠기면, LED 램프(22)를 턴-온 상태로 유지시킬 수도 있다.
LED 램프(22)의 동작은, 네트워크 시스템(20)과 연결되는 다양한 센서를 통해 수집되는 주변 환경에 따라서 제어될 수도 있다. 예를 들어 네트워크 시스템(20)이 건물 내에 구현되는 경우, 빌딩 내에서 조명과 위치센서와 통신모듈을 결합, 건물 내 사람들의 위치정보를 수집하여 조명을 턴-온 또는 턴-오프하거나 수집한 정보를 실시간으로 제공하여 시설관리나 유휴공간의 효율적 활용을 가능케 한다. 일반적으로 LED 램프(22)와 같은 조명 장치는, 건물 내 각 층의 거의 모든 공간에 배치되므로, LED 램프(22)와 일체로 제공되는 센서를 통해 건물 내의 각종 정보를 수집하고 이를 시설관리, 유휴공간의 활용 등에 이용할 수 있다.
한편, LED 램프(22)와 이미지센서, 저장장치, 램프용 통신 모듈(22a) 등을 결합함으로써, 건물 보안을 유지하거나 긴급상황을 감지하고 대응할 수 있는 장치로 활용할 수 있다. 예를 들어 LED 램프(22)에 연기 또는 온도 감지 센서 등이 부착된 경우, 화재 발생 여부 등을 신속하게 감지함으로써 피해를 최소화할 수 있다. 또한 외부의 날씨나 일조량 등을 고려하여 조명의 밝기를 조절, 에너지를 절약하고 쾌적한 조명환경을 제공할 수도 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 네트워크 시스템(20)은 가정, 오피스 또는 건물 등과 같이 폐쇄적인 공간은 물론, 거리나 공원 등의 개방적인 공간에도 적용될 수 있다. 물리적 한계가 없는 개방적인 공간에 네트워크 시스템(20)을 적용하고자 하는 경우, 무선 통신의 거리 한계 및 각종 장애물에 따른 통신 간섭 등에 따라 네트워크 시스템(20)을 구현하기가 상대적으로 어려울 수 있다. 각 조명 기구에 센서와 통신 모듈 등을 장착하고, 각 조명 기구를 정보 수집 수단 및 통신 중개 수단으로 사용함으로써, 상기와 같은 개방적인 환경에서 네트워크 시스템(20)을 좀 더 효율적으로 구현할 수 있다. 이하, 도 7b를 참조하여 설명한다.
도 7b는 개방적인 공간에 적용된 조명 네트워크 시스템(30)의 일 실시예를 나타낸다. 도 7b를 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 네트워크 시스템(30)은 통신 연결 장치(31), 소정의 간격마다 설치되어 통신 연결 장치(31)와 통신 가능하도록 연결되는 복수의 조명 기구(32, 33), 서버(34), 서버(34)를 관리하기 위한 컴퓨터(35), 통신 기지국(36), 통신 가능한 상기 장비들을 연결하는 통신망(37), 및 모바일 기기(7800) 등을 포함할 수 있다.
거리 또는 공원 등의 개방적인 외부 공간에 설치되는 복수의 조명 기구(32, 33) 각각은 스마트 엔진(32a, 33a)을 포함할 수 있다. 스마트 엔진(32a, 33a)은 빛을 내기 위한 발광소자, 발광소자를 구동하기 위한 구동 드라이버 외에 주변 환경의 정보를 수집하는 센서, 및 통신 모듈 등을 포함할 수 있다. 상기 통신 모듈에 의해 스마트 엔진(32a, 33a)은 WiFi, Zigbee, LiFi 등의 통신 프로토콜에 따라 주변의 다른 장비들과 통신할 수 있다.
즉, 스마트 엔진(32a, 33a)은 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템에 대응할 수 있다. 각 스마트 엔진(32a, 33a)은 주변 환경 정보 이외에, 조명 기구(32, 33) 내부의 조도, 습도, 온도 등의 정보 및 조명 기구(32, 33)의 동작 정보 - 입/출력 전압 또는 전류 - 를 수집할 수 있다. 스마트 엔진(32a, 33a)은 수집한 상기 정보에 기초하여 조명 기구(32, 33)가 정상적으로 동작하는지 여부를 판단하고, 소정의 이벤트가 발생했다고 판단되는 경우에는 통신망(37)을 통해 서버(34)에 이벤트 발생 사실을 전송할 수 있다.
한편, 하나의 스마트 엔진(32a)은 다른 스마트 엔진(33a)과 통신 가능하도록 연결될 수 있다. 이때, 스마트 엔진(32a, 33a) 상호 간의 통신에는 WiFi 확장 기술(WiFi Mesh) 또는 가시광 통신 기술(LiFi)이 적용될 수 있다. 적어도 하나의 스마트 엔진(32a)은 통신망(37)에 연결되는 통신 연결 장치(31)와 유/무선 통신에 의해 연결될 수 있다. 통신의 효율을 높이기 위해, 몇 개의 스마트 엔진(32a, 33a)을 하나의 그룹으로 묶어 하나의 통신 연결 장치(31)와 연결할 수 있다. 스마트 엔진(32a, 33a) 사이의 가시광 통신은 도 3에 도시한 실시예에서 설명한 바와 유사할 수 있다.
통신 연결 장치(31)는 유/무선 통신이 가능한 액세스 포인트(access point, AP)로서, 통신망(37)과 다른 장비 사이의 통신을 중개할 수 있다. 통신 연결 장치(31)는 유/무선 방식 중 적어도 하나에 의해 통신망(37)과 연결될 수 있으며, 일례로 조명 기구(32, 33) 중 어느 하나의 내부에 기구적으로 수납될 수 있다.
통신 연결 장치(31)는 WiFi 등의 통신 프로토콜을 통해 모바일 기기(38)와 연결될 수 있다. 모바일 기기(7800)의 사용자는 인접한 주변의 조명 기구(32)의 스마트 엔진(32a)과 연결된 통신 연결 장치(31)를 통해, 복수의 스마트 엔진(32a, 33a)이 수집한 주변 환경 정보를 수신할 수 있다. 상기 주변 환경 정보는 주변 교통 정보, 날씨 정보 등을 포함할 수 있다. 모바일 기기(38)는 통신 기지국(36)을 통해 3G 또는 4G 등의 무선 셀룰러 통신 방식으로 통신망(37)에 연결될 수도 있다.
한편, 통신망(37)에 연결되는 서버(34)는, 각 조명 기구(32, 33)에 장착된 스마트 엔진(32a, 33a)이 수집하는 정보를 수신함과 동시에, 각 조명 기구(32, 33)의 동작 상태 등을 모니터링할 수 있다. 각 조명 기구(32, 33)의 동작 상태의 모니터링 결과에 기초하여 각 조명 기구(32, 33)를 관리하기 위해, 서버(34)는 관리 시스템을 제공하는 컴퓨터(35)와 연결될 수 있다. 컴퓨터(35)는 각 조명 기구(32, 33), 특히 스마트 엔진(32a, 33a)의 동작 상태를 모니터링하고 관리할 수 있는 소프트웨어 등을 실행할 수 있다.
스마트 엔진(32a, 33a)이 수집한 정보를 사용자의 모바일 기기(38)로 전달하기 위해 다양한 통신 방식이 적용될 수 있다. 도 7b를 참조하면, 스마트 엔진(32a, 33a)과 연결된 통신 연결 장치(31)를 통해, 스마트 엔진(32a, 33a)이 수집한 정보가 모바일 기기(38)로 전송되거나, 또는 스마트 엔진(32a, 33a)과 모바일 기기(38)가 직접 통신 가능하도록 연결될 수 있다. 스마트 엔진(32a, 33a)과 모바일 기기(38)는 가시광 무선통신(LiFi)에 의해 서로 직접 통신할 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템에 적용될 수 있는 백색 광원 모듈을 간단하게 나타내는 도이다. 한편, 도 9는 도 8a 및 도 8b에 도시한 백색 광원 모듈의 동작을 설명하기 위해 제공되는 CIE 1931 좌표계이다.
도 8a 및 도 8b에 도시된 백색 광원 모듈은 각각 회로 기판 상에 탑재된 복수의 발광 소자 패키지를 포함할 수 있다. 하나의 백색 광원 모듈에 탑재된 복수의 발광소자 패키지는 동일한 파장의 빛을 발생시키는 동종(同種)의 패키지로도 구성될 수 있으나, 본 실시예와 같이, 서로 상이한 파장의 빛을 발생시키는 이종(異種)의 패키지로 구성될 수도 있다.
도 8a를 참조하면, 백색 광원 모듈은 색온도 4000K 와 3000K인 백색 발광 소자 패키지('40', '30')와 적색 발광 소자 패키지(赤)를 조합하여 구성될 수 있다. 상기 백색 광원 모듈은 색온도 3100K ~ 4000K 범위로 조절 가능하고 연색성 Ra도 95-100 범위인 백색광을 제공할 수 있다.
다른 실시예에서, 백색 광원 모듈은, 백색 발광소자 패키지만으로 구성되되, 일부 패키지는 다른 색온도의 백색광을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 8b에 도시된 바와 같이, 색온도 2200K인 백색 발광 소자 패키지('27')와 색온도 5000K인 백색 발광 소자 패키지('50')를 조합하여 색온도 2200K ~ 5000K 범위로 조절 가능하고 연색성 Ra가 85 ~ 99인 백색광을 제공할 수 있다. 여기서, 각 색온도의 발광 소자 패키지 수는 주로 기본 색온도 설정 값에 따라 개수를 달리할 수 있다. 예를 들어, 기본 설정 값이 색온도 4000K 부근의 조명장치라면 4000K에 해당하는 패키지의 개수가 색온도 3100K 또는 적색 발광 소자 패키지 개수보다 많도록 할 수 있다.
이와 같이, 이종의 발광 소자 패키지는 청색 발광 소자에 황색, 녹색, 적색 또는 오렌지색의 형광체를 조합하여 백색광을 발하는 발광 소자와 보라색, 청색, 녹색, 적색 또는 적외선 발광 소자 중 적어도 하나를 포함하도록 구성하여 백색광의 색온도 및 연색성(Color Rendering Index: CRI)을 조절하도록 할 수 있다. 상술한 백색 광원 모듈은 다양한 형태의 조명 장치에 광원으로서 채용될 수 있다.
단일 발광소자 패키지에서는, 발광소자인 LED 칩의 파장과 형광체의 종류 및 배합비에 따라, 원하는 색의 광을 결정하고, 백색광일 경우에는 색온도와 연색성을 조절할 수 있다.
예를 들어, LED 칩이 청색광을 발광하는 경우, 황색, 녹색, 적색 형광체 중 적어도 하나를 포함한 발광 소자 패키지는 형광체의 배합비에 따라 다양한 색온도의 백색광을 발광하도록 할 수 있다. 이와 달리, 청색 LED 칩에 녹색 또는 적색 형광체를 적용한 발광 소자 패키지는 녹색 또는 적색광을 발광하도록 할 수 있다. 이와 같이, 백색광을 내는 발광 소자 패키지와 녹색 또는 적색광을 내는 패키지를 조합하여 백색광의 색온도 및 연색성을 조절하도록 할 수 있다. 또한, 보라색, 청색, 녹색, 적색 또는 적외선을 발광하는 발광 소자 중 적어도 하나를 포함하도록 구성할 수도 있다.
이 경우, 조명 장치는 연색성을 나트륨(Na)등에서 태양광 수준으로 조절할 수 있으며, 또한 색온도를 1500K에서 20000K 수준으로 다양한 백색광을 발생시킬 수 있으며, 필요에 따라서는 보라색, 청색, 녹색, 적색, 오렌지색의 가시광 또는 적외선을 발생시켜 주위 분위기 또는 기분에 맞게 조명 색을 조절할 수 있다. 또한, 식물 성장을 촉진할 수 있는 특수 파장의 광을 발생시킬 수도 있다.
청색 발광 소자에 황색, 녹색, 적색 형광체 및/또는 녹색, 적색 발광 소자의 조합으로 만들어지는 백색광은 2개 이상의 피크 파장을 가지며, 도 9에 도시된 바와 같이, CIE 1931 좌표계의 (x, y) 좌표가 (0.4476, 0.4074), (0.3484, 0.3516), (0.3101, 0.3162), (0.3128, 0.3292), (0.3333, 0.3333)을 잇는 선분 영역 내에 위치할 수 있다. 또는, 선분과 흑체 복사 스펙트럼으로 둘러싸인 영역에 위치할 수 있다. 백색광의 색온도는 1500K ~ 20000K 사이에 해당한다. 도 9에서 상기 흑체 복사 스펙트럼 하부에 있는 점E(0.3333, 0.3333) 부근의 백색광은 상대적으로 황색계열 성분의 광이 약해진 상태로 사람이 육안으로 느끼기에는 보다 선명한 느낌 또는 신선한 느낌을 가질 수 있는 영역의 조명 광원으로 사용 될 수 있다. 따라서 상기 흑체 복사 스펙트럼 하부에 있는 점E(0.3333, 0.3333) 부근의 백색광을 이용한 조명 제품은 식료품, 의류 등을 판매하는 상가용 조명으로 효과가 좋다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템의 광원에 적용될 수 있는 파장 변환 물질을 설명하기 위해 제공되는 도이다.
파장 변환 물질은 발광소자로부터 방출되는 빛의 파장을 변환하기 위한 물질로서, 형광체 및/또는 양자점과 같은 다양한 물질이 사용될 수 있다
일 실시예에서, 파장 변환 물질에 적용되는 형광체는 다음과 같은 조성식 및 컬러(color)를 가질 수 있다.
산화물계: 황색 및 녹색 Y3Al5O12:Ce, Tb3Al5O12:Ce, Lu3Al5O12:Ce
실리케이트계: 황색 및 녹색 (Ba,Sr)2SiO4:Eu, 황색 및 등색 (Ba,Sr)3SiO5:Ce
질화물계: 녹색 β-SiAlON:Eu, 황색 La3Si6N11:Ce, 등색 α-SiAlON:Eu, 적색 CaAlSiN3:Eu, Sr2Si5N8:Eu, SrSiAl4N7:Eu, SrLiAl3N4:Eu, Ln4 -x(EuzM1 -z)xSi12- yAlyO3 +x+ yN18 -x-y (0.5≤x≤3, 0<z<0.3, 0<y≤4) - 식 (1)
단, 식 (1) 중, Ln은 IIIa 족 원소 및 희토류 원소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 한 종의 원소이고, M은 Ca, Ba, Sr 및 Mg로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 한 종의 원소일 수 있다.
플루오라이트(fluoride)계: KSF계 적색 K2SiF6:Mn4 +, K2TiF6:Mn4 +, NaYF4:Mn4 +, NaGdF4:Mn4 +(예를 들어, Mn의 조성비는 0<z≤0.17일 수 있음)
형광체 조성은 기본적으로 화학양론(stoichiometry)에 부합하여야 하며, 각 원소들은 주기율표상에서 해당 원소가 포함되는 족 내의 다른 원소로 치환이 가능하다. 예를 들어 Sr은 알카리토류(II)족의 Ba, Ca, Mg 등으로, Y는 란탄계열의 Tb, Lu, Sc, Gd 등으로 치환이 가능하다. 또한, 활성제인 Eu 등은 원하는 에너지 준위에 따라 Ce, Tb, Pr, Er, Yb 등으로 치환이 가능하며, 활성제 단독 또는 특성 변형을 위해 부활성제 등이 추가로 적용될 수 있다.
특히, 플루오라이트계 적색 형광체는 고온/고습에서의 신뢰성 향상을 위하여 각각 Mn을 함유하지 않는 불화물로 코팅되거나 형광체 표면 또는 Mn을 함유하지 않는 불화물 코팅 표면에 유기물 코팅을 더 포함할 수 있다. 상기와 같은 플루어라이트계 적색 형광체의 경우 기타 형광체와 달리 40nm 이하의 반치폭을 구현할 수 있기 때문에, UHD TV와 같은 고해상도 TV에 활용될 수 있다.
아래 표 1은 주파장이 440~460nm인 청색 LED 칩 또는 주파장이 380~440nm인 UV LED 칩을 사용하는 발광소자 패키지에 있어서, 각 응용분야별로 적용될 수 있는 형광체의 종류를 나타낸 것이다.
Figure pat00001
한편, 파장 변환 물질은 형광체를 대체하거나 형광체와 혼합하기 위한 목적으로 제공되는 양자점(Quantum Dot, QD)을 포함할 수 있다.
도 10은 양자점의 단면 구조를 나타내는 도이다. 양자점은 III-V 또는 II-VI화합물 반도체를 포함하는 코어(Core)-쉘(Shell)구조를 가질 수 있다. 예를 들면, CdSe, InP 등과 같은 코어(core) 및 ZnS, ZnSe 등과 같은 쉘(shell)을 가질 수 있다. 또한, 양자점은 코어 및 쉘의 안정화를 위한 리간드(ligand)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 코어 직경은 1 ~ 30nm, 일 실시예에서는 3 ~ 10nm일 수 있다, 쉘의 두께는 0.1 ~ 20nm, 일 실시예에서는 0.5 ~ 2nm일 수 있다.
양자점은 사이즈에 따라 다양한 컬러를 구현할 수 있으며, 특히 형광체 대체 물질로 사용되는 경우에는 적색 또는 녹색 형광체로 사용될 수 있다. 양자점을 이용하는 경우, 좁은 반치폭(예, 약 35nm)을 구현할 수 있다.
파장 변환 물질은 봉지재에 함유된 형태로 제공되거나, 또는 필름형상으로 미리 제조되어 LED 칩 또는 도광판과 같은 광학 장치의 표면에 부착될 수도 있다. 필름 형상으로 미리 제조되는 파장 변환 물질을 이용하는 경우, 균일한 두께를 갖는 파장 변환 물질을 용이하게 구현할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 시스템에 적용될 수 있는 평판 조명 장치를 간략하게 나타내는 사시도이다.
도 11을 참조하면, 평판 조명 장치(1000)는 광원모듈(1010), 전원공급장치(1020) 및 하우징(1030)을 포함할 수 있다. 본 발명의 예시적 실시예에 따라, 광원모듈(1010)은 발광소자 어레이를 광원으로 포함할 수 있고, 전원공급장치(1020)는 발광소자 구동부를 포함할 수 있다.
광원모듈(4110)은 발광소자 어레이를 포함할 수 있고, 전체적으로 평면 현상을 이루도록 형성될 수 있다. 본 발명의 예시적 실시예에 따라, 발광소자 어레이는 발광소자 및 발광소자의 구동정보를 저장하는 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 광원모듈(1010) 내에는 광원으로 채용된 LED 주변의 환경을 감지하기 위한 복수의 센서가 배치될 수 있다. 상기 컨트롤러는 복수의 센서가 획득한 정보 및 상기 발광소자의 구동정보를 소정의 주기마다 저장하고, 이를 모니터링하여 이벤트 발생 여부를 체크할 수 있다.
전원공급장치(1020)는 광원모듈(1010)에 전원을 공급하도록 구성될 수 있다. 하우징(1030)은 광원모듈(1010) 및 전원공급장치(1020)가 내부에 수용되도록 수용 공간이 형성될 수 있고, 일측면에 개방된 육면체 형상으로 형성되나 이에 한정되는 것은 아니다. 광원모듈(1010)은 하우징(1030)의 개방된 일측면으로 빛을 발광하도록 배치될 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 시스템에 적용될 수 있는 벌브형 램프를 간략하게 나타내는 분해 사시도이다.
먼저 도 12를 참조하면, 조명 장치(1100)는 소켓(1110), 전원부(1120), 방열부(1130), 광원모듈(1140) 및 광학부(1150)를 포함할 수 있다. 본 발명의 예시적 실시예에 따라, 광원모듈(1140)은 발광소자 어레이를 포함할 수 있고, 전원부(1120)는 발광소자 구동부를 포함할 수 있다.
소켓(1110)은 기존의 조명 장치와 대체 가능하도록 구성될 수 있다. 조명 장치(1100)에 공급되는 전력은 소켓(1110)을 통해서 인가될 수 있다. 도시된 바와 같이, 전원부(1120)는 제1 전원부(1121) 및 제2 전원부(1122)로 분리되어 조립될 수 있다. 방열부(4230)는 내부 방열부(4231) 및 외부 방열부(4232)를 포함할 수 있고, 내부 방열부(1131)는 광원모듈(1140) 및/또는 전원부(1120)와 직접 연결될 수 있고, 이를 통해 외부 방열부(1132)로 열이 전달되게 할 수 있다. 광학부(1150)는 내부 광학부(미도시) 및 외부 광학부(미도시)를 포함할 수 있고, 광원모듈(1140)이 방출하는 빛을 고르게 분산시키도록 구성될 수 있다.
광원모듈(1140)은 전원부(1120)로부터 전력을 공급받아 광학부(1150)로 빛을 방출할 수 있다. 광원모듈(1140)은 하나 이상의 발광소자(1141), 회로기판(1142) 및 컨트롤러(1143)를 포함할 수 있고, 컨트롤러(1143)는 발광소자(1141)들의 구동 정보를 저장할 수 있다. 컨트롤러(1143)는 발광소자(1141)들의 구동 정보를 소정의 주기마다 저장할 수 있다. 또한, 발광소자(1141)의 밝기 및 구동 전압/전류 등이 급격히 변하는 경우, 컨트롤러(1143)는 발광소자(1141)들의 구동 정보를 상기 소정의 주기 경과 여부와 관계없이 저장할 수 있다.
다음으로 도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치(1200)는, 도 12에 도시한 실시예에 따른 조명 장치(1100)와 달리, 광원 모듈(1240)의 상부에 배치되는 반사판(1210)을 포함할 수 있다. 반사판(1210)은 광원으로부터의 빛을 측면 및 후방으로 고르게 퍼지게 하여 눈부심을 줄일 수 있다.
반사판(1210)의 상부에는 통신 모듈(1220)이 장착될 수 있으며 통신 모듈(1220)을 통하여 홈-네트워크(home-network) 통신을 구현할 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈(1220)은 지그비(Zigbee), 와이파이(WiFi) 또는 라이파이(LiFi)를 이용한 무선 통신 모듈일 수 있으며, 스마트폰 또는 무선 컨트롤러를 통하여 조명 장치의 온(on)/오프(off), 밝기 조절 등과 같은 가정 내외에 설치되어 있는 조명을 컨트롤 할 수 있다. 또한 가정 내외에 설치되어 있는 조명 장치의 가시광 파장을 이용한 라이파이 통신 모듈을 이용하여 TV, 냉장고, 에어컨, 도어락, 자동차 등 가정 내외에 있는 전자 제품 및 자동차 시스템의 컨트롤을 할 수 있다.
반사판(1210)과 통신 모듈(1220)은 커버부(1230)에 의해 커버될 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 시스템에 적용될 수 있는 바(bar) 타입의 램프를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
구체적으로, 조명 장치(2000)는 방열 부재(2100), 커버(2200), 광원 모듈(2300), 제1 소켓(2400) 및 제2 소켓(2500)을 포함한다. 방열 부재(2100)의 내부 또는/및 외부 표면에 다수개의 방열 핀(2110, 2120)이 요철 형태로 형성될 수 있으며, 방열 핀(2110, 2120)은 다양한 형상 및 간격을 갖도록 설계될 수 있다. 방열 부재(2100)의 내측에는 돌출 형태의 지지대(2130)가 형성되어 있다. 지지대(2130)에는 광원 모듈(2300)이 고정될 수 있다. 방열 부재(2100)의 양 끝단에는 걸림 턱(2140)이 형성될 수 있다.
커버(2200)에는 걸림 홈(2210)이 형성되어 있으며, 걸림 홈(2210)에는 방열 부재(2100)의 걸림 턱(2140)이 후크 결합 구조로 결합될 수 있다. 걸림 홈(2210)과 걸림 턱(2140)이 형성되는 위치는 서로 바뀔 수도 있다.
광원 모듈(2300)은 발광소자 어레이를 포함할 수 있다. 광원 모듈(2300)은 인쇄회로기판(2310), 광원(2320) 및 컨트롤러(2330)를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 컨트롤러(2330)는 광원(2320)의 구동 정보를 저장할 수 있다. 인쇄회로기판(2310)에는 광원(2320)을 동작시키기 위한 회로 배선들이 형성되어 있다. 또한, 광원(2320)을 동작시키기 위한 구성 요소들이 포함될 수도 있다.
컨트롤러(2330) 및 인쇄회로기판(2310)은 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템의 제어 장치에 대응할 수 있다. 한편, 인쇄회로기판(2310) 상에는 광원(2320) 외에 복수의 센서가 마련되어 광원 모듈(2300) 내의 습도와 온도, 또는 광원(2320)의 밝기 등을 감지할 수 있다. 컨트롤러(2330)는 상기 복수의 센서가 감지하는 정보와, 광원(2320)의 구동 정보를 획득하여 소정의 주기마다 저장할 수 있다. 또한, 컨트롤러(2330)는 상기 복수의 센서가 감지하는 정보 및 광원(2320)의 구동 정보를 소정의 기준 범위와 비교하여 조명 장치(2000)에서 소정의 이벤트가 발생하는지 여부를 체크할 수 있다. 상기 복수의 센서가 감지하는 정보 및 광원(2320)의 구동 정보가 기준 범위를 벗어나는 것으로 판단되면, 컨트롤러(2330)는 상기 이벤트가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
제1, 제2 소켓(2400, 2500)은 한 쌍의 소켓으로서 방열 부재(2100) 및 커버(2200)로 구성된 원통형 커버 유닛의 양단에 결합되는 구조를 갖는다. 예를 들어, 제1 소켓(2400)은 전극 단자(2410) 및 전원 장치(2420)를 포함할 수 있고, 제2 소켓(2500)에는 더미 단자(2510)가 배치될 수 있다. 또한, 제1 소켓(2400) 또는 제2 소켓(2500) 중의 어느 하나의 소켓에 광센서 및/또는 통신 모듈이 내장될 수 있다. 예를 들어, 더미 단자(2510)가 배치된 제2 소켓(2500)에 광센서 및/또는 통신 모듈이 내장될 수 있다. 다른 예로서, 전극 단자(2410)가 배치된 제1 소켓(2400)에 광센서 및/또는 통신 모듈이 내장될 수도 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
10, 100, 200, 300: 조명 시스템
11, 110, 210, 310: 센서부
12, 120: 조명부
13, 130: 제어 장치

Claims (20)

  1. 복수의 센서를 갖는 센서부;
    복수의 LED 및 상기 복수의 LED를 구동하는 드라이버를 갖는 조명부; 및
    상기 드라이버 및 상기 복수의 센서와 통신 가능하도록 연결되며, 소정의 주기마다 상기 드라이버의 동작 정보 및 상기 복수의 센서가 획득한 정보를 저장하는 제어 장치; 를 포함하고,
    상기 제어 장치는, 소정의 이벤트가 발생하면 상기 이벤트가 발생한 시점에 상기 드라이버의 동작 정보 및 상기 복수의 센서가 획득한 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는,
    상기 드라이버의 동작 정보 및 상기 복수의 센서가 획득한 정보를 저장하는 메모리;
    상기 메모리에 정보를 저장하고 관리하는 프로세서; 및
    상기 복수의 센서와 연결되는 복수의 통신 인터페이스; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 통신 인터페이스는, I2C, RS485, DALI, UART, 및 SPI 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제어 장치는,
    상기 메모리에 저장된 정보를 외부 서버에 전송하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 센서가 상기 통신 인터페이스에 연결되면, 상기 프로세서는 상기 통신 인터페이스를 통해 상기 복수의 센서 각각의 정보를 수집하여 상기 복수의 센서를 인식하고, 상기 수집한 정보에 기초하여 상기 복수의 센서를 동작시키는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 복수의 통신 인터페이스 중 적어도 하나를 통해 상기 드라이버의 동작을 제어하는 구성 회로(configuration circuit)를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 복수의 센서는,
    GPS 센서, 습도 센서, 온도 센서, 조도 센서, 및 주변 광 센서 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는,
    상기 드라이버의 동작 정보 및 상기 복수의 센서가 획득한 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 이벤트가 발생하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는,
    상기 이벤트가 발생하면, 상기 주기와 관계없이 상기 이벤트가 발생한 시점에 상기 드라이버의 동작 정보 및 상기 복수의 센서가 획득한 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는,
    상기 드라이버가 상기 LED에 공급하는 전압 및 전류 값 중 적어도 하나를 상기 드라이버의 동작 정보로 저장하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  11. 데이터를 저장하는 메모리;
    LED를 구동하는 드라이버 및 복수의 센서와 연결되는 복수의 통신 인터페이스를 갖는 통신부; 및
    상기 복수의 통신 인터페이스를 통해 전달되는 정보를 상기 메모리에 저장하고 관리하는 프로세서; 를 포함하며,
    상기 프로세서는 상기 드라이버의 동작을 제어하는 구성 회로(configuration circuit)를 포함하며, 상기 복수의 통신 인터페이스에 연결되는 장치를 인식하는 플러그 앤 플레이 기능을 제공하는 것을 특징으로 하는 조명 제어 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 프로세서는,
    소정의 주기마다 상기 복수의 통신 인터페이스를 통해 전달되는 정보를 상기 메모리에 저장하는 것을 특징으로 하는 조명 제어 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 프로세서는,
    소정의 이벤트가 발생하는 경우, 상기 이벤트가 발생한 시점에 상기 복수의 통신 인터페이스를 통해 전달되는 정보를 상기 메모리에 저장하는 것을 특징으로 하는 조명 제어 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 복수의 센서가 수집하는 주변 정보와, 상기 드라이버의 출력 값 정보 중 적어도 하나가 소정의 기준 범위를 벗어나는 것으로 판단되면, 상기 이벤트가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 조명 제어 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 이벤트의 발생 사실을 외부 서버로 전달하는 것을 특징으로 하는 조명 제어 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 구성 회로는, 상기 드라이버의 동작 모드, 상기 드라이버가 출력해야 하는 전압/전류 값, 및 상기 드라이버가 구동하는 상기 LED의 식별 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 드라이버의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 조명 제어 장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 통신 인터페이스는 I2C, RS485, DALI, UART, 및 SPI 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 제어 장치.
  18. 복수의 통신 인터페이스 중 적어도 하나에 연결되는 복수의 센서 및 LED 드라이버를 감지하는 단계;
    상기 복수의 센서 각각의 정보를 수집하여 상기 복수의 센서 각각을 인식하고, 상기 복수의 센서를 동작시키는 단계;
    상기 LED 드라이버의 동작 정보 및 상기 복수의 센서가 획득하는 정보를 소정의 주기마다 저장하는 단계; 및
    상기 LED 드라이버의 동작 정보 및 상기 복수의 센서가 획득하는 정보에 기초하여 소정의 이벤트가 발생한 것으로 판단되면, 상기 이벤트가 발생한 시점에 상기 LED 드라이버의 동작 정보 및 상기 복수의 센서가 획득하는 정보를 저장하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 제어 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 LED 드라이버의 출력 전압과 출력 전류, 및 상기 복수의 센서가 획득하는 정보 중 적어도 하나가 소정의 기준 범위를 벗어날 때, 상기 이벤트가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 조명 제어 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 이벤트의 발생 사실을 외부 서버에 전송하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 제어 방법.


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