KR20200145329A - 통신모듈 및 이를 포함하는 조명장치 - Google Patents

통신모듈 및 이를 포함하는 조명장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시형태에 따르면, 무선통신칩이 실장되며, 일면에 적어도 하나의 외부접촉용 전극이 형성된 모듈기판, 및 상기 모듈기판이 내부에 실장되며, 상기 적어도 하나의 외부접촉용 전극을 노출시키는 개구부가 형성된 하우징을 포함하며, 조명장치에 착탈식으로 결합하여 무선 네트워크를 통해 수신되는 제어신호를 상기 조명장치에 전달하는 통신모듈을 제공할 수 있다.

Description

통신모듈 및 이를 포함하는 조명장치{COMMUNICATION MODULE AND LIGHTING APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 통신모듈 및 이를 포함하는 조명장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 조명장치에 착탈이 가능한 통신모듈에 별도의 외부접촉이 가능한 전극을 형성하여 펌웨어 업데이트 및 통신모듈의 작동에 대한 테스트가 가능한 통신모듈 및 이를 포함하는 조명장치에 관한 것이다.
일반적으로 조명장치를 점등 또는 소등시키기 위해 조명장치와 유선으로 연결된 스위치를 직접 수동으로 조작하였다. 위와 같은 경우, 거동이 불편한 환자나 노약자 또는 스위치에 손이 닿지 않는 어린이가 조명장치를 점등 또는 소등시키는데에는 불편함이 있었다.
최근에는 위와 같은 불편함을 해소하기 위해 리모콘 등과 같은 원격 제어장치를 이용하여 조명장치를 점등 또는 소등시키거나 조명의 세기, 색감 등을 조절할 수 있는 조명장치가 출시되고 있다.
조명시장이 다양화 됨에 다라, 조명장치의 특성(색온도, 디밍값, 밝기 등)을 선택적으로 제어하거나, 다양한 무선통신 방식(Zigbee, WiFi, BLUETOOTH 등) 중에서 속도, 거리, 소비전력 등을 고려하 통신방식의 선택 요구가 증가하고 있다.
또한, 사용자의 명령을 수신, 처리, 전송하는 통신모듈이 조명장치와 일체로 되어 있어 조명장치 내의 전원부(Power Supply Unit, PSU) 고장 또는 조명장치 내의 LED, 일반조명기기, 제어부 등에 고장이 발생한 경우 통신모듈을 포함한 조명장치를 모두 교체해야 하는 불편함이 있었다.
[선행문헌]
한국 공개특허번호 10-2014-0056995
상기 선행문헌은 조명장치에 착탈가능한 무선통신모듈에 관한 것으로서 내부공간을 가지는 하우징, 상기 하우징의 공간에 배치되며 무선통신칩이 실장되어 있는 모듈기판을 포함하며, 대상물에 착탈식으로 결합하여 무선 네트워크를 통해 수신되는 제어신호를 대상물에 전달하는 통신모듈에 대해 개시하고 있다.
하지만, 이러한 선행문헌에 따르면 무선통신모듈의 작동불량을 점검하거나 펌웨어 업데이트 등을 실시할 때 무선통신모듈을 분해하거나 외부에 돌출된 인터페이스 영역을 사용해야 하는 문제점이 있었다.
상기한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 무선통신모듈이 조명장치에 결합되는 인터페이스부 영역 이외에 별도의 작동불량 점검 및/또는 펌웨어 업데이트시 사용할 수 있는 외부접촉 단자를 형성함으로서 유지 관리를 더욱 효과적으로 할 수 있는 무선통신 모듈 및 조명장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일실시형태에 따르면, 무선통신칩이 실장되며, 일면에 적어도 하나의 외부접촉용 전극이 형성된 모듈기판, 및 상기 모듈기판이 내부에 실장되며, 상기 적어도 하나의 외부접촉용 전극을 노출시키는 개구부가 형성된 하우징을 포함하며, 조명장치에 착탈식으로 결합하여 무선 네트워크를 통해 수신되는 제어신호를 상기 조명장치에 전달하는 통신모듈을 제공할 수 있다.
상기 외부접촉용 전극은, 상기 통신모듈의 작동불량을 테스트하기 위한 테스트용 전극을 포함할 수 있다.
상기 외부접촉용 전극은, 상기 통신모듈의 펌웨어 업데이트용 전극을 포함할 수 있다.
상기 모듈기판은, 안테나부와, 상기 안테나부로부터 제어신호를 수신하고, 상기 무선통신칩에 의해 조명장치로 출력신호를 생성하는 통신모듈부, 및 상기 조명장치의 인터페이스와 접촉하여 상기 출력신호를 전송하는 복수의 핀이 형성된 인터페이스부를 포함할 수 있다.
상기 하우징은, 상기 안테나부를 수용하는 제1 수용부 및 상기 통신 모듈부를 수용하는 제2 수용부를 포함할 수 있으며, 상기 인터페이스부는 상기 하우징의 외부로 돌출된 형태일 수 있다.
상기 안테나부는, 상기 모듈기판에 패터닝되어 있는 안테나 패턴을 포함할 수 있으며, 상기 안테나부는 평판형 역F 타입일 수 있다.
상기 무선통신칩은 지그비, 지웨이브, 와이파이 및 블루투스 중 적어도 하나의 통신방식이 적용된 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태는, 적어도 하나의 광원을 가지는 조명모듈과, 상기 조명 모듈에 착탈식으로 결합하여 무선 네트워크를 통하여 수신되는 제어 신호를 상기 조명 모듈에 전달하는 통신모듈을 포함하며, 상기 통신모듈은 무선통신칩이 실장되며, 일면에 적어도 하나의 외부접촉용 전극이 형성된 모듈기판 및 상기 모듈기판이 내부에 실장되며, 상기 적어도 하나의 외부접촉용 전극을 노출시키는 개구부가 형성된 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명장치를 제공할 수 있다.
상기 외부접촉용 전극은, 상기 통신모듈의 작동불량을 테스트하기 위한 테스트용 전극을 포함할 수 있다.
상기 외부접촉용 전극은, 상기 통신모듈의 펌웨어 업데이트용 전극을 포함할 수 있다.
상기 모듈기판은, 안테나부와, 상기 안테나부로부터 제어신호를 수신하고, 상기 무선통신칩에 의해 조명장치로 출력신호를 생성하는 통신모듈부, 및 상기 조명장치의 인터페이스와 접촉하여 상기 출력신호를 전송하는 복수의 핀이 형성된 인터페이스부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시형태에 따르면, 작동불량 점검 및/또는 펌웨어 업데이트 등 유지 관리를 더욱 효과적으로 할 수 있는 무선통신 모듈을 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 조명 시스템을 도시한 구성도이다.
도 2는, 도 1의 조명장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 통신모듈의 구성도이다.
도 4는, 본 발명의 일실시 형태에 따른 통신모듈에 사용되는 모듈기판의 일면을 나타내는 정면도이다.
도 5는, 본 발명의 일실시 형태에 따른 통신모듈에 사용되는 모듈기판의 타면을 나타내는 배면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하겠다.
본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 시스템을 도시한 구성도이다.
본 실시예에 따른 조명시스템(10)은 무선 컨트롤러(300), 및 조명장치(100)를 포함할 수 있다. 무선 컨트롤러(300)는 사용자 명령을 입력하기 위한 입력수단으로서 무선 네트워크를 통하여 사용자의 명령에 따른 제어신호를 통신 모듈(400)에 전송할 수 있다. 무선 컨트롤러(300)는 리모트 컨트롤러 또는 스마트폰 등일 수 있다. 상기 무선 컨트롤러(300)와 통신모듈(400) 사이의 무선 네트워크는 무선 환경에 따라 결정될 수 있다. 조명 무선제어로서 지그비(ZigBee), 블루투스(Bluetooth),또는 지웨이브(Z-wave), 와이파이(WiFi) 등의 네트워크가 적용될 수 있다.
상기 통신모듈(400)은 조명모듈(500)에 결합되어 무선 컨트롤러에서 전송된 제어신호를 조명모듈(500)로 전달하는 역할을 할 수 있다.
도 2는, 상기 도 1의 실시예에서 조명장치(100)를 보다 상세히 설명한 도면이다. 본 실시예에 따른 조명장치(100)는 조명부를 포함하는 조명모듈(500) 및 상기 무선컨트롤러(300)와 송수신하여 제어신호를 전송하는 통신 모듈(400)을 포함할 수 있다. 상기 조명장치(100)를 구성하는 통신모듈(400)은 조명모듈(500)의 커넥터(511)에 삽입 고정되어 제어신호를 전달하는 착탈식으로 구성될 수 있다. 상기 조명장치(100)는 통신 모듈(400)의 인터페이스부가 삽입고정되는 커넥터(511)를 포함할 수 있다. 상기 커넥터(511)의 형태는 다양하게 구현될 수 있으며 조명모듈(500)의 전원 공급부와 연결될 수 있다. 이처럼, 본 실시형태에 따른 조명장치(100)는 통신모듈(400)이 조명모듈(500)에 착탈될 수 있도록 구성되어 조명모듈(500) 중 조명부 또는 제어부의 전원 공급부 교체시에 통신모듈을 재사용할 수 있다.
도 3은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 통신모듈의 구조도이다.
본 실시형태에 따른 통신모듈(400)은 모듈기판 및 상기 모듈기판이 내부에 실장되는 하우징(420)을 포함할 수 있다.
본 실시형태에 사용되는 모듈기판에 대한 상세한 내용은 도 4 및 도 5에 도시하였다. 도 4는, 본 발명의 일실시 형태에 따른 통신모듈에 사용되는 모듈기판의 일면을 나타내는 정면도이다. 도 5는, 본 발명의 일실시 형태에 따른 통신모듈에 사용되는 모듈기판의 타면을 나타내는 배면도이다. 상기 모듈기판(410)은 무선통신칩이 실장되며, 일면에 적어도 하나의 외부접촉용 전극(414)이 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 실시형태에 따른 모듈기판(410)은 안테나부(411), 통신모듈부(412) 및 인터페이스부(413)를 포함할 수 있다.
안테나부(411)는 외부의 무선 컨트롤러로부터 무선 네트워크를 통해 전송되는 제어신호를 수신할 수 있다. 상기 안테나부(411)는 인쇄회로기판의 일단에 패터닝된 안테나 패턴을 포함할 수 있다. 안테나 패턴은 평판 역F 안테나형태(Planar Inverted F Antenna ; PIFA)를 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 안테나 패턴은 모노폴 안테나(monopole antenna) 또는 다이폴 안테나(dipole antenna) 형태 등으로 구현될 수 있다. 이러한 안테나부(411)는 지지기판이 안테나의 유전몸체를 이루고 지지기판 위에 안테나 패턴, 기판 하부에 그라운드층(미도시) 및 유전몸체 내부 또는 외부에 매칭패턴을 포함할 수 있다.
안테나부(411)는 미리 정해진 주파수 대역의 신호 송수신을 위해 제공된다. 즉 안테나 패턴은 일정 주파수 대역에서 공진하여 신호를 통과시킬 수 있다. 이러한 안테나 패턴은 미리 정해진 기준 임피던스에서 공진할 수 있다. 이러한 안테나 패턴은 그라운드층에 인접하여 일단에 급전점이 위치하도록 배치될 수 있다.
이 때 안테나 패턴은 적어도 하나의 곡절부에 의해 구분되는 적어도 하나의 수평 성분 회로와 수직성분 회로로 이루어질 수 있다. 예를 들어 안테나 소잔는 각각 미앤더(meander) 타입, 스파이럴(spiral) 타입, 스텝(step) 타입, 루프(loop) 타입 중 적어도 어느 하나의 전송회로로 형성될 수 있다. 본 실시형태와 같이 안테나부를 평판형으로 형성함으로써 소형 통신모듈에 집적이 가능하다. 안테나 패턴은 전도성 물질인 구리, 알루미늄, 니켈, 몰리브덴 등의 금속을 포함한느 물질로 형성될 수 있다.
통신모듈부(412)는, 내부에 무선컨트롤러와 송수신을 위한 무선 집적회로가 실장되어 있으며, 무선 집적회로는 무선 환경에 따라 지그비, 와이파이, 지웨이브 및 블루투스 등의 무선 집적회로 중 하나를 선택하여 실장할 수 있다. 이때, 상기 무선집적회로의 종류에 따라 주변부의 수동소자 및 회로 구성은 가변될 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 실시형태에 따른 모듈기판(410)은 상기 통신모듈부(412)의 배면에 복수개의 외부접촉용 전극(414)이 형성될 수 있다. 상기 복수개의 외부접촉용 전극(414)은 상기 통신모듈의 작동불량을 테스트하기 위한 테스트용 전극 및/또는 상기 통신모듈의 펌웨어 업데이트용 전극을 포함할 수 있다. 상기 외부접촉용 전극(414)의 갯수 및 형태는 필요에 따라 다양하게 구현될 수 있다.
본 실시형태에서는 인터페이스부 이외의 별도의 외부접촉용 전극을 형성함으로써, 통신모듈의 작동불량 여부에 대한 테스트 및/또는 통신모듈의 펌웨어 업데이트 등을 용이하게 실시할 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 본 실시형태에 따른 통신모듈(400)은, 모듈기판(410)이 실장되는 하우징(420)을 포함할 수 있다. 상기 하우징(420)은, 모듈기판의 안테나부(411)가 수용되는 제1 수용부(421) 및 모듈기판의 통신모듈부(412)가 수용되는 제2 수용부(422)를 포함할 수 있다. 모듈기판의 인터페이스부(413)은 하우징의 외부로 돌출된 형태일 수 있다.
상기 제1 및 제2 수용부(421, 422)는 하나의 몸체로 형성될 수 있으며, 상부몸체 및 하부몸체의 결합체로 혀성될 수도 있다. 상기 하우징은 절연물질로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 폴리이미드와 같은 리지드 타입의 플라스틱재로 형성될 수 있다.
본 실시형태에서는, 상기 하우징의 제2 수용부의 일면에 모듈기판(410)의 외부접촉용 전극(414)을 외부로 노출시키기 위한 개구부(423)가 형성될 수 있다. 상기 개구부(423)는 외부접촉용 전극(414)의 개수에 대응하는 개수로 형성될 수 있으며, 각각의 외부접촉용 전극의 면적보다 넓게 형성될 수 있다. 상기 개구부(423)를 통해 외부접촉용 전극(414)이 노출될 수 있으므로 상기 외부접촉용 전극을 통해 통신모듈의 작동불량 테스트 및/또는 펌웨어 업데이트 등을 용이하게 실시할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 인터페이스부(413)는 하우징(420)의 외부로 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 인터페이스부(413)은 통신모듈을 조명장치에 연결하여 송수신된 제어신호를 전달하는 역할을 할 수 있다. 인터페이스부(413)는 하우징의 제2 수용부(422)의 끝단으로 돌출되어 있으며, 인쇄회로기판에 형성된 복수의 단자핀을 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 5개의 단자핀을 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 복수의 단자핀은 통신모듈과 조명장치의 전기적 연결수단이다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시형태 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를들어, 하우징의 형태, 모듈기판의 배치, 외부접촉단자의 갯수 및 형태 등은 다양하게 구현될 수 있다. 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
410 : 모듈기판 420 : 하우징
414 : 외부접촉단자 423 : 개구부

Claims (13)

  1. 무선통신칩이 실장되며, 일면에 적어도 하나의 외부접촉용 전극이 형성된 모듈기판; 및
    상기 모듈기판이 내부에 실장되며, 상기 적어도 하나의 외부접촉용 전극을 노출시키는 개구부가 형성된 하우징
    을 포함하며,
    조명장치에 착탈식으로 결합하여 무선 네트워크를 통해 수신되는 제어신호를 상기 조명장치에 전달하는 통신모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외부접촉용 전극은,
    상기 통신모듈의 작동불량을 테스트하기 위한 테스트용 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 외부접촉용 전극은,
    상기 통신모듈의 펌웨어 업데이트용 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 모듈기판은,
    안테나부;
    상기 안테나부로부터 제어신호를 수신하고, 상기 무선통신칩에 의해 조명장치로 출력신호를 생성하는 통신모듈부; 및
    상기 조명장치의 인터페이스와 접촉하여 상기 출력신호를 전송하는 복수의 핀이 형성된 인터페이스부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 안테나부를 수용하는 제1 수용부; 및
    상기 통신 모듈부를 수용하는 제2 수용부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신모듈.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 인터페이스부는 상기 하우징의 외부로 돌출된 형태인 것을 특징으로 하는 통신모듈.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 안테나부는,
    상기 모듈기판에 패터닝되어 있는 안테나 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 안테나부는 평판형 역F 타입인 것을 특징으로 하는 통신모듈
  9. 제1항에 있어서,
    상기 무선통신칩은 지그비, 지웨이브, 와이파이 및 블루투스 중 적어도 하나의 통신방식이 적용된 것을 특징으로 하는 통신모듈.
  10. 적어도 하나의 광원을 가지는 조명모듈;
    상기 조명 모듈에 착탈식으로 결합하여 무선 네트워크를 통하여 수신되는 제어 신호를 상기 조명 모듈에 전달하는 통신모듈을 포함하며,
    상기 통신모듈은
    무선통신칩이 실장되며, 일면에 적어도 하나의 외부접촉용 전극이 형성된 모듈기판; 및
    상기 모듈기판이 내부에 실장되며, 상기 적어도 하나의 외부접촉용 전극을 노출시키는 개구부가 형성된 하우징
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 외부접촉용 전극은,
    상기 통신모듈의 작동불량을 테스트하기 위한 테스트용 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 외부접촉용 전극은,
    상기 통신모듈의 펌웨어 업데이트용 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 모듈기판은,
    안테나부;
    상기 안테나부로부터 제어신호를 수신하고, 상기 무선통신칩에 의해 조명장치로 출력신호를 생성하는 통신모듈부; 및
    상기 조명장치의 인터페이스와 접촉하여 상기 출력신호를 전송하는 복수의 핀이 형성된 인터페이스부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
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