KR20210088921A - 조명을 구비한 베개 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조명을 구비한 베개에 관한 것이다. 본 발명은, 인테리어 제품으로서의 기능과 누워서 자료를 용이하게 보도록 하기 위한 조명의 기능이 있는 베개로서, LED조명이 사용자가 원하는 각도에 따라 비추는 방향이 조절된다. 또한 조명의 밝기가 조절과 타이머 기능이 탑재되어 있다. LED조명을 동작시키는 과정에서 나오는 열은 화재예방시스템으로 효과적으로 관리된다.

Description

조명을 구비한 베개 {Illuminated pillow}

본 발명은 조명기능이 있는 베개와 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적인 베개는 수면 시 숙면을 취할 수 있도록 이용자의 머리를 받치는 형태로 이용된다. 이러한 베개는 솜을 이용한 쿠션타입이 가장 많이 이용되고 있으며, 이외에 나무재질의 목각베개나 고무재질의 라텍스베개 등이 있다.

그런데 최근에는 단순 베개 기능에 더하여 다양한 성능이 접목된 제품이 출시되고 있다. 다양한 기능이 접목된 종래 베개로서는 광화학적 치료용 베개(대한민국 등록특허 제10-0517080호(2005.09.16.등록)), 다기능 베개장치(대한민국 등록특허 제10-1597778호(2016.02.25.등록)) 등이 있다.

이와 같이 다양한 기능을 포함한 조명이 접목된 베개의 개발은 현재 진행형이며, 예를 들어, 조명장치, 오디오 장치 등 다양한 기능들이 접목된 베개의 개발도 이루어질 수 있을 것이다. 베개는 사용자의 머리 등 신체에 직접 접촉되면서 사용되므로 신체에 대한 위험, 예를 들어, 조명장치로서 사용될 경우 이를 위해 구성되는 광원들의 유해성과 발열로 인한 안전사고 등의 문제 해결 기술도 반드시 접목되어야 한다.

발열로 인한 안전사고의 예방을 위해서는 과열방지장치와 일정한 기계 온도유지 장치 등이 필요하다. 종래 냉각장치로서는 냉매 상변화를 이용한 전자기기용 냉각 모듈(한국 등록특허공보 제10-1934847호(2018.02.27.등록)) 있다.

한국 등록특허공보 제10-1597778호 (다기능 베개장치, 글로벌하이텍전자 주식회사) 한국 등록특허공보 제10-0517080호 (광화학적 치료용 베개, 김경목) 한국 등록특허공보 제10-1934847호 (냉매 상변화를 이용한 전자기기용 냉각 모듈, 연세대학교 산학협력단)

‘조명을 구비한 베개‘는 누워서 책이나 자료를 읽을 수 있도록 하는 조명장치를 제공한다. 또한 조명을 베개에 설치했을 때 발생하는 열을 효과적으로 제어할 수 있는 온도 제어 시스템을 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위해 청구항 1에서 본 발명은 빛을 발광하는 광원부가 있고 상기 조명의 위치와 각도를 조절할 수 있는 각도조절부가 있으며, 상기 광원부를 안정적으로 작동시키기 위한 전력공급부가 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 1에 있어서 상기 광원부의 빛의 밝기를 밝기조절부로 조절하는 것과 조명이 꺼지거나 켜지는 예약시간을 정할 수 있는 타이머를 가지고 있는 것을 특징으로 한다. 또한 열 발생이 상대적으로 크지 않은 LED조명으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

청구항 1에 있어서 상기 각도조절부는 상기 광원부를 배게 내부의 광원부를 넣을 수 있는 공간으로 완전히 집어넣을 수 있는 각도만큼 꺾이는 것을 특징으로 한다.

청구항 1에 있어서 상기 전력공급부는 온도를 제어하는 화재예방시스템을 가지고 있고 충전구를 통해 충전할 수 있는 배터리로 전력을 조명으로 공급하는 것을 특징으로 한다.

지금까지 방에 불을 꺼놓고 책을 보고 싶다면 주변의 취침등을 켜고 책을 보았다. 하지만 완전히 누워서 책을 보게 되면 책에 그림자가 생겨 결국 다시 취침등의 위치에 맞게 책의 위치를 조정해야 하였다. 이렇게 지금까지 나온 기술로는 책을 완전히 누워서 볼 수 없었다. 하지만 본 발명은 완전히 누워서 책을 자유롭게 볼 수 있는 효과를 사용자에게 제공한다. 또 타이머 기능으로 소리 대신 빛으로 알람을 맞출 수 있는 기능 역시 제공할 수 있다.

도1은 본 발명 실시예에 따른 사시도이다.
도2는 본 발명의 실시예에서 조명부분이 베개 내부로 삽입됐을 때의 형태를 표시한 단면도이다.
도3은 본 발명의 제 1 실시예에서 전력공급부를 담고 있는 케이스 부분의 상세한 설계를 담은 분해사시도이다.
도4는 본 발명의 제 1실시예에서 밝기조절부의 상세한 설계를 담은 분해사시도이다.
도5는 전력공급부의 상세한 설계를 담은 분해사시도이다.
도6은 베개내부 온도제어를 위한 블록도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 조명(1)은 사용자가 누워서 자료를 볼 수 있을 정도의 밝기를 제공하는 조명이다. 조명(1)의 밝기는 사용자의 기호에 따라서 조절할 수 있도록 밝기조절부(4)를 이용하여 조절한다. 또한 조명(1)의 각도를 사용자가 임의로 조작할 수 있도록 각도조절부(2)를 유연하게 만들어 조절할 수 있도록 한다. 각도조절부를 유연하게 만들되 힘이 가해지지 않았을 때는 움직이지 않아야 한다.

본 발명의 조명(1)은 전력공급부(3)을 이용하여 전력을 공급받는다. 전력공급부(3)는 배터리로 전력을 조명(1)에 공급하는데 충전을 하는 방식으로 배터리를 사용한다. 전력공급부(3)의 배터리를 충전시키기 위한 충전구(8)를 통해 전력을 공급받는다.

배터리가 충전 또는 방전되는 반응에서는 필연적으로 열이 발생하는데 배터리는 베개 내부에 탑재되어 있기 때문에 화재의 위험성이 있다. 이를 제어하기 위해 화재예방시스템(7)을 가지고 있다. 화재예방시스템의 구동방식은 도6에서 블록도로 설명하고 있다. 배터리의 온도를 제어하기 위해 냉매를 이용한 냉각장치나 소형 전자제품의 온도제어를 위해 쓰이는 히트파이프 등을 활용한다. 배터리 근처에 냉각장치(9)를 부착하고 냉각을 시킴으로서 온도를 제어한다. 냉각장치가 효과적으로 작동되지 못해서 전력공급부(3)의 온도가 높아진 경우에 화재예방시스템(7)이 작동하여 베개의 전력공급부(3)의 작동을 멈추게 한다.

화재예방시스템(7)은 도6와 같이 크게 두 가지 프로세스로 인해 작동한다. 첫 번째는 냉매의 유속을 이용한 온도제어이다. 이 프로세스에서는 피드백 제어를 통해 온도를 제어한다. 이 피드백 제어는 가장 단순한 P(Proportional) controller(13)를 사용하면 offset 값이 남아서 지속적으로 사용할 경우에 전력공급부(3)의 온도가 계속 올라가는 결과를 초래할 수 있다. 그러므로 가장 대중적으로 사용하는 제어 프로세스인 PI(Proportional Integral) controller를 이용해 offset 값을 지속적으로 제거해주어야 한다. 그리고 만약 베개의 열전도도가 높아 온도가 사용자의 사용감에 영향을 준다면 좀 더 정밀하게 베개의 온도를 제어할 수 있는 PID(Propotional Integral Differential) controller나 Cascade controller(냉매의 온도변화도 제어에 활용)(13) 등을 이용하여 좀 더 정밀하게 온도를 제어하는 시스템을 만들어야 한다.

두 번째 온도제어 프로세스는 첫 번째 프로세스의 고장이나 첫 번째 프로세스가 감당할 수 없을 만큼의 비정상적인 온도의 증가가 있을 때 이를 대처하기 위해 작동되는 프로세스이다. 만약 전력공급부(3)의 온도가 일정 온도를 넘는다면 즉시 전력공급부(3)의 작동을 멈추게 한다.

베개 내부의 광원부(1)를 유지하기 위한 장치들은 지속적으로 가해지는 사용자의 머리 무게를 감당할 수 있는 내구성이 있어야 한다. 내구성을 위해 베개 내부의 장치와 전선(12)들은 본 발명의 하부에 따로 케이스(10)를 만들어서 보관하도록 한다. 또한 케이스(10)의 윗부분은 열전도도가 낮은 단열층(11)을 사용하여 열이 방출되지 않도록 하고 베개의 하부로 열이 전달되도록 한다.

본 발명의 광원부(1)은 사용자가 수면을 할 때에 불편할 수 있다. 그러므로 도2에서와 같이 사용자가 수면 전에 조명을 넣을 수 있는 공간(5)에 조명을 넣음으로써 이러한 불편을 해소할 수 있다. 조명의 각도조절부(2)는 조명을 넣을 수 있는 공간(5)에 넣을 수 있을 만큼 꺾일 수 있어야 한다.

본 발명의 밝기조절부(4)는 도4 에서와 같이 밝기와 색체를 조절할 수 있도록 한다.

광원부(1)의 작동시간을 조절하기 위해 타이머(6)를 이용해 사용자가 자신이 잠들었을 때 일정 시간이 지나면 자동으로 광원부(1)가 작동을 멈추도록 조절할 수 있도록 한다.

전력공급부는 도5에서와 같이 배터리(14)와 냉각장치(9)로 이루어져있다. 배터리(14)와 냉각장치(9) 모두 화재예방시스템(7)의 통제를 받으며 냉각장치(9)는 controller(13)에 입력된 설정값에 따라서 냉각장치(9)의 냉각속도를 결정한다.

1: 광원부
2: 각도조절부
3: 전력공급부
4: 밝기조절부
5: 조명을 넣을 수 있는 공간
6: 타이머
7. 화재예방시스템
8. 충전구
9. 냉각장치
10. 케이스
11. 단열층
12. 전선
13. Controller
14. 배터리

Claims (6)

1. 빛을 발광하는 조명(1)이 있고;
   상기 조명의 위치와 각도를 조절할 수 있는 각도조절부(2)가 있으며;
   상기 조명을 작동시키기 위한 전력공급부(3)가 있는 베개
2. 청구항 1에 있어서
   상기 광원부(1)의 빛의 밝기는 밝기조절부(4) 로 조절하는 베개
3. 청구항 1에 있어서
   상기 각도조절부(2)는 상기 광원부(1)을 배게 내부의 조명을 넣을 수 있는 공간(5)로 완전히 넣을 수 있는 각도만큼 휘어지는 베개
4. 청구항 1에 있어서
   상기 광원부(1)은 조명이 꺼지거나 켜지는 예약시간을 정할 수 있는 타이머(6)를 가지고 있는 베개
5. 청구항 1에 있어서
   상기 전력공급부(3)는 온도를 제어하는 화재예방시스템(7)를 통해 통제되고
   또한 충전구(8)를 통해 충전할 수 있는 배터리로 전력을 조명으로 공급하는 베개
6. 청구항 1에 있어서
   상기 광원부(1)은 열 발생이 상대적으로 크지 않은 LED조명으로 이루어진 베개
   

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