KR20170096621A - A lighting system for controlling the sleep wake cycle and the method of lighting using thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 인간의 생체리듬을 조절하는 조명 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a lighting system for controlling the human biorhythm.
종래의 경우 조명은 단지 특정 장소를 비추고 밝게 하는 용도로 사용되어서 해당 장소에 근무하는 근무자는 항시 동일한 빛 환경으로 인해 생활패턴이 불규칙적이고 수면 이후의 각성 또는 숙면도 매우 어려웠으며, 이에 따라 일의 효율뿐만 아니라 해당 인원의 건강에도 심각한 영향을 끼칠 수 있었다. In the conventional case, the illumination is used only to illuminate and brighten a specific place, so that a worker working at the place is irregular in life pattern due to the same light environment at all times, and awake or sleeping after the sleep is very difficult, In addition, the health of the personnel could be seriously affected.
그러나 위와 같은 심각한 단점에 대한 대응은 수면제를 이용한 수면 치료나 휴가를 이용한 휴식 정도로서 그 피해를 완벽히 줄일 수는 없었다. However, the response to such serious shortcomings was not enough to reduce the damage as a result of sleep treatment using sleeping pills or breaks using vacations.
[선행기술문헌] [Prior Art Literature]
1. 한국 등록특허공보 제10-0983171호 (2010.09.13.) 1. Korean Patent Registration No. 10-0983171 (Sep. 13, 2010)
따라서 본 발명은 위와 같은 단점을 해결하도록 사용자의 상황에 따라 근무(일과) 또는 퇴근(일과 종료) 시점에 따라 각성 및 수면에 적합한 조명 빛을 손쉽게 제공하고 이를 계측/제어할 수 있는 조명시스템을 제공함으로써 사용자에게 각성상태 및 숙면상태를 제공하는 효과를 가진다. Accordingly, the present invention provides an illumination system capable of easily providing illuminating light suitable for awakening and sleeping according to a user's situation (daily work) or at the end of work (end of day), and measuring / controlling the illuminating light according to the user's situation Thereby providing an awakening state and a sleeping state to the user.
본 발명에 의해 각성 및 수면 상태를 조절하는 조명 시스템에 있어서, 발생되는 빛의 파장 비율을 조절할 수 있도록 구성되는 조명부, 조명부의 On/Off 및 밝기조정과 발생되는 빛의 파장을 변화시킬 수 있는 제어부 및 조명부에서 발생되는 빛을 모니터링하고, 모니터링된 빛이 미리 결정된 소정의 시간 구간에 적합한 빛인지 여부를 결정하여 이를 제어부로 피드백하는 모니터링부를 포함한다. According to the present invention, there is provided an illumination system for adjusting a wakefulness and a sleeping state, comprising: an illumination unit configured to adjust a wavelength ratio of generated light; a control unit configured to turn on / off and adjust brightness of a lighting unit, And a monitoring unit for monitoring light emitted from the illumination unit, determining whether the monitored light is suitable for a predetermined time period, and feeding back the determined light to the control unit.
또한, 조명부는 제어부의 제어에 의해 가시광선의 파장 중 일정 파장을 가지는 빛의 비율을 변화시킬 수 있다. Further, the illumination unit can change the ratio of the light having the predetermined wavelength in the wavelength of the visible light under the control of the control unit.
또한, 일정 파장은 446nm ~ 477nm 사이의 파장일 수 있다. In addition, the constant wavelength may be a wavelength between 446 nm and 477 nm.
또한, 미리 결정된 소정의 시간 구간은 '각성 주기'와 '수면 주기'를 가지며, 각성 주기에 발생되는 빛에 포함되는 446nm ~ 477nm사이 파장을 가지는 빛과 수면 주기에 발생되는 빛에 포함되는 446nm ~ 477nm사이 파장을 가지는 빛의 비율의 차이는 10% 이상일 수 있다. In addition, the predetermined predetermined time period is a period of time between 446 nm and 474 nm, which is included in the light having a wavelength between 446 nm and 477 nm included in the light generated in the awakening period and the light generated in the sleeping period, The difference in the ratio of the light having the wavelength of 477 nm may be 10% or more.
한편, 본 발명에 의한 조명 방법에 있어서, 모니터링부에서 조명이 이루어지는 조건을 입력받는 개인 프로파일 입력 및 선택 단계, 선택된 조건을 만족하는 조명을 검색하는 조명환경 후보군 검색 단계, 검색된 조명들 중 상기 조건에 가장 최적인 조명을 선택하는 조명환경 후보 선택단계 및 선택된 조명에 따라 조명을 수행하는 조명 서비스 단계를 포함한다. Meanwhile, in the illumination method according to the present invention, a personal profile input and selection step of inputting a condition for lighting in the monitoring unit, a lighting environment candidate group searching step of searching for a lighting satisfying the selected condition, An illumination environment candidate selection step of selecting the most optimal illumination, and a lighting service step of performing illumination in accordance with the selected illumination.
한편, 개인 프로파일 입력 및 선택 단계는, 목표 조도 및 '각성구간', '수면구간'의 길이를 각각 설정한다. Meanwhile, the personal profile input and selection step sets the target illuminance, the length of the 'arousal interval', and the length of the 'sleep interval', respectively.
한편, 상기 조명환경 후보군 검색 단계는, 상기 목표 조도에 부합하는 조명제어 비율 후보군을 추출하는 단계를 포함한다. Meanwhile, the lighting environment candidate group searching step includes a step of extracting a lighting control ratio candidate group matching the target illuminance.
본 발명에 따른 조명 시스템에 의해서 사용자에게 각성-수면 상태 각각에 대해 충분한 주의력과 충분한 수면을 취할 수 있는 효과를 가진다. The lighting system according to the present invention has the effect of taking sufficient attention and sufficient sleep for each awakening-sleeping state to the user.
도 1은 본 발명에 따른 조명 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 조명 방법의 순서도이다. 1 is a configuration diagram of a lighting system according to the present invention.
2 is a flow chart of the illumination method according to the present invention.
사람의 생체리듬 조절에는 멜라토닌 호르몬의 분비량과 밀접한 연관이 있으며 멜라토닌 분비량의 조절은 수면의 질을 개선하는데 영향을 미치는데, 기존 조명광은 항시 고정된 단파장 비율로 서비스가 제공되므로 사용자의 생체리듬이 불규칙하게 변화될 수 있으며 이로 인해 다양한 수면장애 현상을 초래할 가능성이 매우 높다. The regulation of melatonin secretion is closely related to the secretion of melatonin hormone in human, and the regulation of secretion of melatonin affects improvement of sleep quality. Conventional illumination is always provided with a fixed short wavelength ratio, And it is very likely to cause various sleep disturbances.
따라서, 본원 발명은 교대근무자나 자연광이 없는 환경에서 일하는 인원들에 대해 근무 종료시 숙면을 취할 수 있도록 하는 환경을 제공한다. Accordingly, the present invention provides an environment that allows a person who is working in an environment where there is no shift worker or natural light to take a good sleep at the end of work.
이하, 도면과 함께 본 발명을 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 파장 제어 조명 시스템이다. 1 is a wavelength-controlled illumination system according to the present invention.
본 발명을 위한 조명(100)은 가시광선(파장 380~780nm)의 파장을 가지는 빛을 발생시킬 수 있으며, 그중 장파장(525nm 이상의 파장)과 단파장(525nm 미만의 파장)의 비율을 변화시킬 수 있도록 구성될 수 있다. The illumination 100 for the present invention can generate light having a wavelength of visible light (wavelength of 380 to 780 nm), and can change the ratio of a long wavelength (wavelength of 525 nm or more) and a short wavelength (wavelength of less than 525 nm) Lt; / RTI >
한편, 연구에 의해 파장 446nm~477nm에 해당하는 단파장 영역의 비율이 10% 이상 변화하게 되면 멜라토닌 분비 변화에 가장 큰 영향을 미칠 수 있다는 것이 밝혀졌는바, 본 발명은 위와 같은 실험 결과를 적용한다. On the other hand, it has been found out that when the ratio of the short wavelength region corresponding to the wavelength of 446 nm to 477 nm is changed by 10% or more by the study, the change of the melatonin secretion may have the greatest influence, and the present invention applies the above experimental results.
본 발명에 따른 조명(110)은 가시광선에 포함되는 파장을 자유롭게 변경할 수 있도록 구성되는 LED조명 일수 있다. The illumination 110 according to the present invention may be an LED illumination configured to freely change the wavelength included in the visible light.
가시광선의 경우 장파장(붉은색 계통)의 빛보다 단파장(푸른색 계통)의 빛이 파장이 짧다. In the case of visible light, the wavelength of short wavelength (blue system) is shorter than that of long wavelength (red system).
따라서, 본 명세서에서 단파장으로 분류되는 525nm 이하의 빛일 경우 푸른색 계통의 빛이므로 그 빛은 차가운 느낌을 준다. Accordingly, in the case of the light of 525 nm or less classified into a short wavelength in the present specification, the light has a cold feeling because it is a blue system light.
제어부(120)는 모니터링부(130)로부터 전송되는 피드백을 통해서 조명을 제어하여 단파장 빛의 비율을 증감할 수 있다. The control unit 120 may control the illumination through the feedback transmitted from the monitoring unit 130 to increase or decrease the ratio of short-wavelength light.
모니터링부를 통해서 사용자는 자신이 원하는 조건을 입력할 수 있다. Through the monitoring part, the user can input his desired condition.
또한, 모니터링부는 조명부에서 발생되는 빛을 모니터링하며 모니터링된 빛이 미리 입력되어 결정된 시간 구간에 적합한 빛인지 여부를 결정하여 이를 제어부로 피드백하게 된다. The monitoring unit monitors the light generated in the illumination unit, determines whether the monitored light is pre-input and is suitable for the determined time period, and feeds the determined light to the control unit.
한편, 서버(140)의 경우 모니터링부에서 모니터된 각종 데이터를 백업하고 이 데이터를 기초로 해서 새로운 조명 조건을 생성할 수 있다. On the other hand, in the case of the server 140, various data monitored by the monitoring unit can be backed up and a new illumination condition can be generated based on the data.
도 2는 본원 발명에 따른 조명 방법을 개시하고 있으며, 도 2를 이용해서 본원 발명의 조명 방법을 예시적으로 설명한다. Fig. 2 discloses an illumination method according to the present invention, and an illumination method of the present invention is exemplarily described with reference to Fig.
여기서는 교대 근무자가 밤/낮없이 계속 교대로 근무하는 상황을 가정한다. Here, it is assumed that the shift worker is working alternately without night / day shift.
먼저, 교대 근무자가 모니터링부에 자신의 정보(나이, 건강상태, 키, 시력, 좋아하는 색 등등)및 기타 원하는 조명에 대한 조건을 입력하여 선택한다(210). First, the shift worker inputs his / her information (age, health status, key, sight, favorite color, etc.) and other desired illumination conditions to the
이 교대 근무자의 근무 시간은 밤 11시부터 아침 7시까지로 설정하겠다. I will set the working hours of this shift worker from 11 pm to 7 am.
한편, 수면주기를 부드럽게 조절하기 위해서 밤 11시부터 아침 7시까지의 근무시간을 밤 11시부터 아침 5시30분까지는 '각성주기'로, 아침 5시 30분부터 7시까지를 '수면주기'로 지정한다. 이때 각성주기 즉, 근무를 하는 시간 동안을 위해 지정된 조도는 300lux라고 가정한다. Meanwhile, in order to smoothly adjust the sleep cycle, the working hours from 11:00 pm to 7:00 am are divided into 'awakening cycle' from 11:00 pm to 5:30 am, 'sleep cycle' from 5:30 am to 7:00 pm Specify. At this time, it is assumed that the illuminance specified for the awakening period, that is, the working time, is 300 lux.
이때, 각 근무자가 선호하는 빛을 각 근무자 근무시간에 발생하도록 여러가지 세팅의 조명들(즉, 관심파장 빛의 비율이 일정 수준이면서 기타 파장에 붉은색이 많도록 하여 밝고 따뜻한 느낌을 주는 조명과 관심파장 빛의 비율이 일정 수준이면서 기타 파장에 푸른색이 많도록 하여 차고 시원한 느낌을 주는 조명 등 미리 준비되거나 피드백을 받아서 자동으로 생성된 여러 세팅의 조명 후보군들)을 준비하고 있다가 근무자가 조건을 입력하면 조건에 맞는 세팅의 조명을 리스트해 줄 수 있다(220). At this time, it is necessary to set the lighting preference of each worker to occur at each worker's working time, that is, the lighting of various settings (that is, the ratio of the light of interest to a certain level, The lighting ratio of the wavelength is set to a certain level and other wavelengths are bluish, so that the lighting conditions such as the cold and cool feeling are prepared, and the lighting candidates of the various settings automatically generated by receiving the feedback are prepared) Once entered, you can list the lights for the settings that meet your requirements (220).
사용자(근무자)는 검색된 조명 세팅들 중 자신에게 적합한 조명을 선택하게 된다. The user (worker) selects an appropriate illumination among the searched illumination settings.
이때, 사용자의 입력이 없거나 사용자가 자동을 선택하는 경우에는 본 발명에 의한 시스템이 사용자 조건에 가장 잘 맞는 세팅의 조명을 자동으로 선택하게 된다(230). At this time, if there is no input from the user or the user selects automatic, the system according to the present invention automatically selects the illumination of the setting best suited to the user condition (230).
이후 선택된 조명 세팅의 조명을 비추게 된다(240). The selected illumination setting is then illuminated (240).
이때, 위 예시에서의 본 발명에 따른 모니터링부는 밤 11시부터 아침 5시30분까지는 각성을 도울 수 있도록 단파장 특히 446nm ~ 477nm 사이의 파장(이하 '관심 파장'이라 한다.)을 가지는 빛이 많이 포함되는 빛을 발생하도록 제어부에 지시하게 된다. In this case, the monitoring unit according to the present invention in the above example has a light having a short wavelength (specifically, a wavelength of interest) ranging from 446 nm to 477 nm (hereinafter, referred to as 'interesting wavelength') so as to help awakening from 11 o'clock in the morning to 5:30 in the morning And instructs the control unit to generate the included light.
또한, 5시 30분이 지나게 되면, 모니터링부는 교대 근무자가 퇴근 이후에 자연스럽게 수면을 취할 수 있도록 하기 위해서 '수면주기' 동안에는 단파장의 빛, 특히 관심 파장의 빛의 비율을 줄이게 된다. Also, after 5:30, the monitoring department reduces the light of short wavelengths, especially the wavelength of interest, during the 'sleep cycle' in order to allow the shift worker to take a natural sleep after work.
이때, 자연스러운 수면 유도를 위해서 상기 관심 파장의 포함 비율의 차이가 10% 이상이 되도록, 즉, 관심 파장 빛의 비율이 수면 주기에는 5% 이하이면서 각성 주기에는 15% 이상, 또는 수면 주기에는 6% 이하이면서 각성 주기에는 16% 이상이 되도록 하는 등, 조명에서의 관심 파장 포함 비율의 차이가 각 주기 사이에 10% 이상이 되도록 한다. At this time, in order to induce a natural sleep, the ratio of the wavelength of interest is 5% or less in the sleep cycle, 15% or more in the awakening period, or 6% or more in the sleep cycle, Or less, and 16% or more in the awakening period, so that the difference in the wavelength of interest in the illumination is 10% or more between each cycle.
한편, 모니터링부는 서버의 역할을 할 수도 있는데 모니터링부(또는 서버)는 여러 입력된 조건들과 이 조건들을 만족시키는 조명 조건들을 (일정 조도하에서 어느정도의 단파장 비율을 가지는 빛을 발생하는지에 대한 조건들) DB에 가지고 있으며, 이 재실자가 조건을 입력하는 경우에는 이 조건을 만족시킬수 있는 조명 환경들을 검색하고 그 중 가장 좋은 것을 자동으로 선택하거나 사용자에게 선택하도록 할 수 있다. Meanwhile, the monitoring unit may serve as a server. The monitoring unit (or the server) may include various input conditions and lighting conditions (such as conditions for generating light having a certain short wavelength ratio under a predetermined illumination condition ) DB, and when the occupant enters a condition, it can search for lighting environments that can satisfy this condition, and can automatically select the best one among them or select the user.
이러한 조명 검색 및 선택을 통해서 실제로 재실자에게 제공될 조명 환경이 완성되는데, 이러한 모니터링부는 모바일 기기에 설치될 수도 있다. Through the illumination search and selection, a lighting environment to be actually provided to the occupant is completed. Such a monitoring unit may be installed in the mobile device.
즉, A라는 재실자가 자신의 시간을 다 마치고 나간 후에 B라는 근무자가 입실하는 경우 B의 모바일 기기(예, 스마트 폰등)와의 wifi, bluetooth등 연결을 통해 자동으로 B의 조건을 입력받을 수도 있을 것이다. In other words, if a worker B enters a workplace after the attendant A finishes his / her time, he / she may automatically receive the condition of B through a connection with a wifi or bluetooth connection with the mobile device B (such as a smart phone) .
각 사용자가 자신의 모바일 기기를 가지며 미리 세팅을 해 놓은 경우에는 따로 입력 단계가 필요없이 서버 또는 제어부와의 연결을 통해 자동으로 조건을 검색하여 조명환경을 세팅할 수도 있을 것이다. If each user has his or her own mobile device and has set in advance, the user may search the condition automatically through connection with the server or the control unit and set the lighting environment without an input step.
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. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. will be. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
110. 조명
120. 제어부
130. 모니터링부
140. 서버 110. Lighting
120. Control unit
130. Monitoring Department
140. Server
Claims (7)
발생되는 빛의 파장 비율을 조절할 수 있도록 구성되는 조명부;
상기 조명부의 On/Off 및 밝기 그리고 발생되는 빛의 파장을 변화시킬 수 있는 제어부; 및
상기 조명부에서 발생되는 조명을 모니터링하고, 모니터링된 조명이 미리 결정된 소정의 시간 구간에 적합한 조명인지 여부를 결정하여 이를 상기 제어부로 피드백하는 모니터링부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 각성 및 수면 상태를 조절하는 조명 시스템.
A lighting system for adjusting arousal and sleep state,
An illumination unit configured to adjust a wavelength ratio of generated light;
A control unit for changing on / off and brightness of the illumination unit and a wavelength of generated light; And
And a monitoring unit monitoring the illumination generated by the illumination unit and determining whether the monitored illumination is suitable for a predetermined time interval and feeding back the determined illumination to the control unit. Lighting system.
상기 조명부는,
상기 제어부의 제어에 의해 가시광선의 파장 중 일정 파장을가지는 빛의 비율을 변화시킬 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 각성 및 수면 상태를 조절하는 조명 시스템.
The method according to claim 1,
The illumination unit includes:
Wherein the control unit is configured to change a ratio of light having a predetermined wavelength in a wavelength of a visible light ray under the control of the control unit.
상기 일정 파장은 446nm ~ 477nm 사이의 파장인 것을 특징으로 하는 각성 및 수면 상태를 조절하는 조명 시스템.
3. The method of claim 2,
Wherein the predetermined wavelength is a wavelength between 446 nm and 477 nm.
상기 미리 결정된 소정의 시간 구간은 '각성 주기'와 '수면 주기'를 가지며,
상기 각성 주기에 발생하는 빛에 포함되는 446nm ~ 477nm 사이 파장을 가지는 빛과, 상기 수면 주기에 발생하는 빛에 포함되는 446nm ~ 477nm 사이 파장을 가지는 빛의 비율의 차이가 10% 이상이 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 각성 및 수면 상태를 조절하는 조명 시스템.
The method of claim 3,
The predetermined period of time has an awakening period and a sleep period,
The difference in the ratio of the light having a wavelength between 446 nm and 477 nm included in the light generated in the awakening period and the light having the wavelength between 446 nm and 477 nm included in the light generated in the sleeping period is not less than 10% Wherein the illumination system is configured to adjust a state of awakening and a sleep state.
사용자에 대한 정보 및 조명의 조건을 입력받는 개인 프로파일 입력 및 선택 단계;
상기 개인 프로파일 입력 및 선택 단계에서 선택된 조건을 만족하는 조명의 세팅을 데이터베이스에서 검색하는 조명환경 후보군 검색 단계;
상기 조명환경 후보군 검색 단계에서 검색된 세팅의 조명들 중 가장 최적인 세팅의 조명을 사용자로부터 입력받거나 자동으로 선택하는 조명환경 후보 선택단계; 및
상기 조명환경 후보 선택단계에서 선택된 조명 세팅에 따라 조명을 행하는 조명 서비스 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 각성 및 수면 상태를 조절하는 조명을 제공하는 방법.
A method of providing illumination for adjusting arousal and sleep state using an illumination system for adjusting the arousal state and the sleep state according to claim 1,
A personal profile input and selection step of receiving information on a user and conditions of illumination;
A lighting environment candidate group searching step of searching, from a database, setting of illumination satisfying a condition selected in the input and selection of the personal profile;
A lighting environment candidate selecting step of receiving input from a user or automatically selecting lighting of a setting which is the most optimal among the lighting of the setting searched in the lighting environment candidate group searching step; And
And a lighting service step of performing illumination according to the illumination setting selected in the illumination environment candidate selection step.
상기 개인 프로파일 입력 및 선택 단계는,
목표 조도와 '각성주기' 및 '수면주기'의 길이를 각각 설정하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 각성 및 수면 상태를 조절하는 조명을 제공하는 방법.
6. The method of claim 5,
The personal profile input and selection step comprises:
And a process of setting a target illuminance and a length of an 'arousal period' and a 'sleep period', respectively, is performed.
상기 조명환경 후보군 검색 단계는,
상기 목표 조도에 부합하는 조명 후보군을 추출하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 각성 및 수면 상태를 조절하는 조명을 제공하는 방법.
The method according to claim 6,
The illumination environment candidate group searching step may include:
And a process of extracting an illumination candidate group matching the target illuminance is performed.
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