KR20230173282A - 살균 조명 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일반적인 조명 장치로 사용하면서 인체나 생명체가 유해 자외선에 노출되지 않도록 안전을 극도로 담보하는 살균 조명을 제공한다.
이에 본 발명의 일 측면에 따른 살균 조명은 설정공간에 살균광 또는 가시광을 발광하는 광원, 상기 설정공간의 내부 또는 외부를 감지하는 감지부; 및 상기 감지부의 감지값에 따라 상기 광원의 발광을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 감지부는 광원의 조사 범위보다 넓은 영역의 감지 영역을 갖도록 형성된다.

Description

살균 조명{GERMICAL LIGHTING}

본 발명은 살균 조명에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 일반적인 조명 장치로 사용하면서도 인체나 생명체에 유해를 가하지 않으면서 고효율의 살균광을 함께 방출할 수 있는 LED 살균 조명 시스템에 대한 것이다.

최근 LED 조명이 대중적으로 보급되는 추세가 되었다. LED 즉, 발광 다이오드(light emitting diode)는 반도체의 p-n 접합 구조를 이용하여 주입된 소수 캐리어(전자 또는 정공)를 만들고 이들의 재결합에 의하여 소정의 빛을 발산하는 소자를 지칭하며, GaAsP 등을 이용한 적색 발광 다이오드, GaP 등을 이용한 녹색 발광 다이오드, InGaN/AlGaN 더블 헤테로(double hetero) 구조를 이용한 청색 발광 다이오드 등이 있다.

최근의 조명용 발광장치는 발광 다이오드 칩과 형광체 몰드를 결합하여 백색광을 구현한다. 예를 들어, 청색을 발광하는 발광다이오드 칩 상부에 형광체를 배치시켜 발광 다이오드 칩의 청색 발광과 형광체의 황록색 또는 황색 발광에 의해 백색을 얻고 있다. 즉, 430nm 내지 480㎚ 파장을 발광하는 반도체 성분으로 이루어진 청색 발광 다이오드 칩과 청색광을 여기원으로 하여 황록색 및 황색광을 발생시키는 형광체의 조합으로 백색광을 구현한다.

그런데 최근에는 백색을 출사하는 조명용 발광장치 이외에도 살균이나 치료 목적의 비가시광 LED에 대한 수요가 폭증하는 추세이다. 이러한 비가시광 중에서 특히 자외선은 과다 노출 시의 부작용도 있으나 체내에서 비타민D를 합성하고, 살균 작용을 하는 등 이로운 역할을 동시에 수행하므로 그 필요성이 점점 커지고 있다.

자외선은 그 세기에 따라 UV-A(315 내지 380nm), UV-B(280 내지 315nm) 및 UV-C(10 내지 280nm)의 세 종류로 구분된다. 현재까지 자외선을 이용한 자외선 살균기는 일반적으로 Hg 램프가 사용된다. 그러나, Hg 램프를 통해 방출되는 빛은 넓은 파장대를 갖는 다중 스펙트럼을 나타낸다.

다중 스펙트럼 중에 필요한 파장을 선택하기 위해서는 해당 파장대역만이 투과되고 나머지 파장대역은 투과되지 못하도록 필터를 사용해야 하므로 공정상의 번거로움이 있고, Hg 램프는 열이 많이 발생하기 때문에 시간이 지나고, 사용량이 많아 짐에 따라 필터로 사용한 물질이 녹 아서 떨어지거나 빛을 받는 부분의 색상이 변하는 문제점이 있고, 내부에 수은을 함유하고 있으므로 환경을 오염시킬 수 있는 문제가 있다.

이에, 최근 단파장 자외선 LED 기술이 등장하고 있다. 단파장 LED는 종전의 대역이 넓은 자외선 램프와 달리 타겟 파장 대역을 정밀하게 구현하여 목적 기능을 수행하는 장점이 있다. 따라서, 이러한 자외선 LED를 이용하여 실내 공간을 살균한다면 팬데믹 상황이나 생활 방역에서의 살균 기능을 매우 면밀하게 수행할 수 있을 것이다.

그런데, 자외선 램프 또는 자외선 LED에서 방출되는 자외선은 인체에 노출되는 경우에 동공 손상 및 DNA의 파괴를 수반할 수 있다. 따라서, 자외선 LED를 일반 조명용 LED에 함께 사용하기 위해서는 철저한 안전을 담보해야 될 것이나 현재로서는 안전을 담보할 해결 방법의 연구가 매우 미비한 실정이고 이러한 문제 때문에 자외선 광이 일반 조명에 사용되는 것은 법적으로도 허용되지 않는 실정이다.

특히 선행기술문헌1에서는 조명 살균 유닛이 관리자에 의해 일상 거주모드, 비거주모드, 사무실 운용모드, 사무실 비운용모드의 군 중에서 선택된 어느 하나의 모드를 선정하여 살균 램프를 ON 또는 OFF 시키는 내용이 개시되어 있다. 나아가 선행기술문헌1은 사람, 반려동물 등의 객체를 감지하여 객체 미인식 시간구간에서 주거공간이나 사무공간에 대한 UV 살균을 수행하고 있다.

그러나 선행기술문헌1은 UV-C 등의 살균광이 사람이나 반려동물 등의 객체를 감지하는 경우에 한정하여 OFF되므로 어린 아이 또는 반려 동물이 조명을 바라보면서 누워있거나 객체가 감지 범위를 벗어나 위치하고 있어 감지되지는 않지만 발광 범위에 속하는 경우에는 역시 안전을 담보하지 못하는 문제점을 내포하고 있다.

특허문헌: 한국등록특허 제10-2203674호(2021. 01. 18.) 발명의 명칭: 면조명 살균장치

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 일반적인 조명 장치로 사용하면서 인체나 생명체가 유해 자외선에 노출되지 않도록 안전을 극대화하는 살균 조명을 제공함에 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 살균 조명은 설정공간에 살균광 또는 가시광을 발광하는 광원, 상기 설정공간의 내부 또는 외부를 감지하는 감지부; 및 상기 감지부의 감지값에 따라 상기 광원의 발광을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 감지부는 광원의 조사 범위보다 넓은 영역의 감지 영역을 갖도록 형성된다.

이때, 상기 감지부는 광원의 측면 배광 각도보다 큰 각도의 감지 영역을 갖도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 감지부는 상기 광원이 반사되어 조사되는 영역까지 감지하도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 감지부의 작동 상태가 확인되는 경우에 상기 살균광의 발광을 개시하되, 상기 광원의 인가범위에서 오브젝트가 감지되거나 또는 자외선광원의 인가범위를 벗어나지만 상기 감지부의 감지 영역에서 오브젝트가 감지되는 경우에 상기 광원의 발광을 중단하거나 턴오프상태를 유지하도록 할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 살균광의 발광 개시 전에 감지부가 오브젝트를 적어도 1회 감지하는 경우에 살균광의 발광을 개시할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 살균광의 발광 개시 전에 감지부가 오브젝트를 적어도 1회 감지한 후 살균개시 명령이 입력된 경우에 살균광의 발광을 개시하기 전에 설정시간이 지난 후 살균광의 발광을 개시할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 살균광의 발광 개시 전에 감지부가 오브젝트를 적어도 1회 감지한 후 살균개시 명령이 입력된 경우에 살균광의 발광을 개시하기 전에 오브젝트를 적어도 1회 더 감지하고 설정시간이 지난 후에 살균광의 발광을 개시할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 살균광의 발광 개시 전에 감지부의 작동 상태가 정상인 경우에 살균광을 발광을 개시할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 측면에 따른 살균 조명은 설정공간에 살균광 또는 가시광을 발광하는 광원, 상기 설정공간의 내부 또는 외부를 감지하는 감지부 및 상기 감지부의 감지값에 따라 상기 광원의 발광을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 감지부는 광원의 조사 범위보다 넓은 영역의 감지 영역을 가지며 상기 자외선이 반사되는 영역까지 감지하도록 형성된다.

본 발명에 따른 살균 조명 시스템은 일반적인 조명 장치로 사용하면서 인체나 생명체가 유해 자외선에 노출되지 않도록 안전을 극도로 담보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 조명 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 조명 시스템의 구성도이다.
도 3은 도 2에서의 감지부를 더욱 자세하게 도시한 구성도이다.
도 4는 도 2에서의 광원을 더욱 자세하게 도시한 구성도이다.
도 5는 도 4에서의 실내 UV LED를 더욱 자세하게 도시한 구성도이다.
도 6 및 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 조명의 작용을 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 살균 조명이 평판형 조명에 적용된 제품의 사진이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 살균 조명 시스템을 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 조명 시스템의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 조명 시스템의 구성도이며, 도 3은 도 2에서의 감지부를 더욱 자세하게 도시한 구성도이고, 도 4는 도 2에서의 광원을 더욱 자세하게 도시한 구성도이며, 도 5는 도 4에서의 실내 UV LED를 더욱 자세하게 도시한 구성도이고, 도 6 및 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 조명의 작용을 설명하는 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 조명 시스템(1000)은 감지부(100), 제어부(200), 및 광원(300)을 포함하여 이루어지고, 도시한 바와 같이 개폐부(400), 서버(500) 및 입력부(600)를 더 포함할 수 있다.

감지부(100)는 설정 공간(R)의 내부에 존재하는 사람(Pi, 동물을 포함한다, 이하 '생체'라고 한다) 또는 외부에 존재하는 사람(Po)을 감지하는 역할을 수행한다. 또한, 감지부(100)는 후술하는 것과 같이 통신모듈(170)을 포함하므로 사용자디바이스(D)와 통신하거나 사용자디바이스(D)의 신호강도(RSSI)를 판단할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 살균 조명 시스템(1000)은 살균을 위해 광원(300)가 자외선을 출사하게 되므로 특정 이벤트가 발생되는 경우에는 제어부(200)가 살균광의 발광을 중단하거나 살균광이 발광이 개시되지 않도록 하거나 살균광의 발광세기를 저감하는 것이 중요하다.

이를 위해 감지부(100)의 생체 감지가 매우 중요하다. 이에, 감지부(100)는 도 3에서 도시한 바와 같이 인체감지센서(110), 조도센서(120), 마이크(130) 및 카메라(140), 온도센서(150), 충격센서(160) 및 통신모듈(170) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어지고 설정 공간(R)의 내부 또는 외부에 배치된다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 조명 시스템(1000)은 감지부(100)에서 적어도 두가지 센서를 구비하고 이 중 하나의 센서가 생체를 감지하는 경우에 살균광의 발광이 중단되거나 발광을 개시하지 않도록 하는 것이 바람직하다.

우선, 인체감지센서(110)는 적외선 동작 감지 센서 또는 마이크로 웨이브센서로 이루어진다. 적외선 동작 감지 센서(110a)는 적외선인체감지센서 또는 PIR모션센서로도 불리운다. 적외선 동작 감지 센서는 사람이나 동물이 지나가는 경우에 온도의 변화를 감지하여 설정 공간(R) 전체에서 사람 등의 움직임을 감지한다. 여기서 설정 공간이란 광원(200)가 빛을 발광하는 공간의 내부를 말한다.

그런데, 적외선 동작 감지 센서는 감지 범위를 넓게 설정할 수 있는 장점이 있지만 주변 온도와 바람에 따라 오차가 발생될 수 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 조명의 감지부(100)는 인체감지센서(110)로서 전파를 감지하는 마이크로웨이브센서(110b)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 마이크로웨이브센서는 진동에 의해 센싱의 간섭이 있을 수 있지만 감지거리가 길고 주변 온도와 바람의 영향이 없는 장점이 있고 감지 민감도가 크다.

따라서, 살균 조명에 따른 생체 노출의 위험성을 저감하기 위해서는 온도변화에 따른 감지와 전파의 변화에 따른 감지를 동시에 센싱하는 것이 매우 바람직하다. 또한, 후술하는 것과 같이 본 발명에 따른 살균 조명은 인체감지센서(110)가 자외선 인가 범위보다 큰 범위의 감지범위를 갖도록 해야 되므로 보다 넓은 범위의 마이크로웨이브센서를 필수적으로 사용함이 보다 바람직할 것이다.

또한 인체감지센서(110)는 도 1에서는 도시되지 않았지만 설정 공간(R)의 외부에 복수 개 설치되어 설정 공간(R)에 접근하는 생체(Po)를 감지하는 것도 안전의 확보를 위해 더욱 바람직하다.

그런데, 인체감지센서(110)의 감도에 따라 설정 공간(R)에 사람이 위치하거나 설정 공간(R)에 초 근접하는 경우에도 생체가 감지되지 않을 수 있다. 이에 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 조명 시스템(1000)은 다른 센서(통신모듈을 포함한다)를 더욱 구비하여 생체 감지의 정합성을 더욱 극대화한다. 다시 말해 하나의 센서라도 생체를 감지하는 경우에는 살균광의 발광을 중단하는 것이 바람직하다.

이에 일례로 조도센서(120)가 특정 영역의 조도를 측정하여 설정 공간에 생체가 위치했는지 여부를 판단하는 정합성을 높인다. 조도센서(120)는 빛이 입사하면 전도성이 되는 반도체로서, 빛의 세기에 따라 저항 값이 변하는 광 가변저항이다. 조도센서(120)는 CdS(황화카드뮴)를 사용할 수 있으나 여기에 한정되지는 않는다. 조도센서(120)는 인체감지센서(110)에 의해 적외선 또는 전자파의 변화가 감지되지 않는 경우에도 조도가 변화되는 것을 감지하여 사람이 내부에 위치한 것을 판단할 수 있도록 한다.

또한, 마이크(130)는 생체의 특정 주파수 음파를 감지하여 전기적 신호로 바꾸어 주는 장치로서, 설정 공간 내부 또는 외부에 생체가 존재하는지 판단하는 센싱 정확도를 더욱 높이게 된다. 또한, 카메라(140)는 최초 내부 공간과 변화되는 내부 공간을 촬상하고 제어부(200)는 촬상된 이미지에서 설정 공간(R)의 내부 또는 외부의 변화가 생체에 의해 발생되었는지 판단하게 된다.

온도센서(150)는 온도 변화를 감지하여 측정 가능한 신호로 변환하는 센서인데 비접촉식으로 설정 공간(R)의 온도 또는 광원(300) 하방의 온도를 측정한다. 이때 설정 공간(R)에 생체가 위치한 경우에는 생체의 온도가 측정되므로 생체가 위치한 것을 판별할 수 있다. 이때 비접촉식 온도센서는 적외선 온도계 또는 생체의 표면에서 방출하는 복사선의 양을 측정하는 방식을 사용할 수 있다.

충격센서(160)는 설정 공간(R) 또는 외부의 바닥면(F)이나 벽면(미도시)에 설치되어 사람의 하중에 의한 진동을 측정하게 된다. 이러한 진동의 크기가 점차로 커지는 경우에는 생체가 접근하여 설정 공간에 생체가 존재함을 간접적으로 감지할 수 있게 된다.

또한, 후술하는 것과 같이 진동의 크기가 점차로 커지는 경우 살균광이 발광되는 경우에는 개폐부(400)를 잠금처리하여 사람이 설정 공간의 내부로 접근하는 것을 방지하는 것도 바람직하다. 이러한 충격센서(160)로서는 압전센서를 이용할 수 있다. 압전센서는 압전효과를 가진 소자를 이용한 센서로써, 진동을 전기로, 또 역으로 전기적 펄스를 진동으로 변환할 수 있다. 그런데 충격센서(160)는 이에 한정되지 않으며 충격을 감지하는 중력센서, 가속도센서 등의 다양한 센서를 사용할 수 있음은 물론이다.

통신모듈(170)은 사용자단말(D)과 통신하거나 사용자단말(D)의 신호 강도(RSSI)를 수신하는 역할을 수행한다. 보다 구체적으로 통신모듈(170)은 어세스 포인트(AP)로 구성되어 블루투스 또는 지그비 등의 측위신호를 발생하고 사용자단말(D)에서 수신한 신호의 세기(RSSI)를 통해 사용자단말(D)의 현재 근접도를 판단할 수 있다.

예를 들어, 설정 공간에 허가된 사용자만 입장할 수 있는 경우에 그 사용자의 사용자단말(D)에 설치된 어플리케이션을 통해 인증을 수행한다고 가정하면, 이 어플리케이션이 사용자단말(D)의 신호 강도도 측정하여 사용자단말(D)을 소지한 사용자의 설정 공간과의 근접 정도를 판단하도록 한다.

이상과 같이 감지부(100)는 바람직하게 적어도 2가지 이상의 센서 또는 통신모듈에 의한 감지값을 수집하여 제어부(200)로 송출하여 생체가 설정 공간(R) 내부에 위치했는지 또는 설정 공간(R)에 가까워지는지 판단하는 것이 바람직하다. 생체가 설정 공간(R) 내부에 배치된 경우에는 후술하는 광원(300)의 살균광의 발광은 중지되거나 저감되고, 살균광의 오프(off)된 상태에서는 발광이 개시되지 않게 된다.

그런데 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 조명에서 감지부(100)의 감지 범위는 광원(300)의 조사 범위보다 크게 설정되는 것이 바람직하다. 즉, 생체의 자외선 노출을 극도록 억제하기 위해서 감지부(100)는 광원의 조사 범위(a)보다 넓은 영역의 감지범위(b)를 갖도록 설치되는 것이 매우 바람직하다. 이를 위해 감지부(100)를 구성하는 각 센서의 감지범위는 광원(300)의 측면 배광 각도보다 큰 각도의 감지 영역을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

이를 위해, 광원(300)에서 UVC를 포함하여 이루어지는 살균광(312)의 배광각도가 90도인 경우에, 감지부(100)의 감지범위는 120도 이상으로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 일반 가정에서 천정에서 바닥까지의 높이가 대략 2.5m를 형성하게 되는데 이 경우에 감지부(100)는 살균광(312)의 측면 배광각(90)에 따라 직접 조사되지 않는 영역까지 감지하게 되므로 보다 적절한 살균광(312)의 턴오프를 유도하면서 인체에 해가 없는 경우의 살균광(312)은 턴오프하지 않을 수 있게 된다.

한편, 살균광(312)은 벽면 또는 바닥면에서 반사되는 경우에는 대부분의 에너지가 소실되지만 그럼에도 불구하고 생체에 조사되는 경우에는 노출 위험성이 발생될 수 있다. 따라서 감지부(100)의 감지범위는 광원(300)이 반사되어 조사되는 영역까지 감지하도록 설정될 수 있다. 이 경우에 감지부(100)의 감지범위는 살균 조명의 설치 시 공간의 면적에 따라 설정되거나 혹은 감지부(100)가 감지한 공간의 정보에 따라 제어부(200)는 감지 영역이 증가하도록 설정할 수 있다.

광원(300)는 설정 공간(R)과 설정 공간(R)의 외부에 살균광과 가시광을 발광하는데 도 4에 도시된 것과 같이 설정 공간(R)의 내부에서 살균광 또는 가시광을 발광하는 제1광원(310) 및 설정 공간(R)의 내부 또는 외부에서 살균 상태를 표시하는 제2광원(320)를 포함하여 이루어진다.

이때, 제1광원(310)는 실내 가시광 LED(311)가 조명 역할을 하도록 백색 계열의 광을 발광하고, 살균부(312)가 살균광을 발광한다. 이때 살균부(312)는 도 5에 도시한 바와 같이 UVC LED(312c)로 이루어지는 강살균부, 및 UVB LED(312b), UVA LED(312a) 및 405nm LED(312d) 중 적어도 어느 하나를 발광하는 약살균부를 포함하여 이루어질 수 있다.

그런데 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 살균 조명 시스템은 강살균부와 약살균부의 구동을 독립적으로 제어하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 본 실시예에서는 사람 등의 생체가 감지되는 경우에 강살균부의 구동은 OFF시키지만 약살균부의 구동은 계속 진행할 수 있다.

이와 함께, 실내 가시광 LED(312) 또는 제2광원(320)는 가시광을 발광하는데 살균의 진행 과정 또는 살균 여부에 따라서 서로 다른 가시광을 발광할 수 있다. UV-LED의 경우에는 파장 피크의 반치폭이 작게 형성되므로 살균의 측면에서는 노이즈로 함께 출사되는 가시광의 영역이 적은 것이 특징이다.

따라서, 본 실시예에 따른 LED 살균 조명 시스템은 살균이 진행되고 있다는 것을 UV LED가 아닌 가시광 LED가 따로 표시하게 되며, 나아가 살균이 완료되었다는 것도 가시광 LED인 실내 가시광 LED(312) 또는 제2광원(320)가 따로 표시하게 된다. 그런데, 이 경우에 사용자의 직관적인 인디케이션을 위해서는 살균의 진행 과정 또는 살균 여부에 따라 서로 다른 가시광을 발광하는 것을 바람직하다.

일례로, 실내 가시광 LED(312) 또는 제2광원(320)는 살균 전에는 조명인 백색광 외에 별도의 레드 계열의 광을 발광하지만, 살균이 진행되는 과정에서는 청색 계열의 광을 발광하고, 살균이 완료된 이후에는 백색 계열의 광을 발광하여 사용자에게 살균의 진행 과정에 따른 즉각적인 인식을 부여할 수 있다. 이때 인디케이션을 위한 색의 선택은 어느 하나에 한정되지 않음은 자명하다.

또한, 살균이 진행되기 위해서는 외부와 단절된 설정 공간 내부에서 진행하는 것이 바람직하고 사람은 내부에 위치하지 않아야 되므로 실외인디케이터(322)는 설정 공간(R)의 외부에 설치되는 것이 바람직하다. 도 1에서는 실외인디케이터(322)가 설정 공간의 개폐부(400)를 포함하는 벽면에 형성된 것을 예시하였다.

또한, 제1광원(310)에서 실내 가시광 LED(311)의 발광 영역은 살균광(312)의 발광 영역보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 일례로 실내 가시광 LED(311)의 측면 배광 각도는 살균광(312)의 측면 배광 각도보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 이는 이 경우에 사용자의 직관적인 가시광에 대한 인디케이션을 제공하여 그러한 가시광보다 작은 영역에 자외선이 발광되고 있음을 암시하여 사용자의 자외선으로의 접근 또는 자외선에 대한 노출을 더욱 차단할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 살균 조명 시스템(1000)은 제어부(200)와 연결되는 개폐부(400)가 포함될 수 있는 것이 특징이다. 개폐부(400)는 방의 문 등으로 형성될 수 있는데, 설정 공간(R)을 닫는 경우와 여느 경우를 감지하도록 개폐센서(미도시)를 구비하여 이루어질 수 있다.

이때 제어부(200)는 개폐부의 상태에 따라 광원(200)의 구동을 턴온 또는 턴오프한다. 더욱 상세하게 본 실시예에 따른 LED 살균 조명 시스템은 개폐부가 닫힌(close) 상태임이 감지되고 감지부에 의해 생체가 감지되는 않는 경우 이로부터 설정 시간이 더 경과한 상태에서 비로소 살균광의 구동을 시작하게 한다. 따라서, 인체 유해성을 사전 차단하고 나아가 살균광의 공간 외 출사까지 방지하게 된다.

한편, 살균을 인지하지 못한 사용자 또는 동물에 의해 개폐부가 오픈될 수 있다. 이때에는 제어부가 살균광의 발광을 중단시킬 수 있다. 그러나 이 경우에도 강살균부의 발광은 중단시키고, 상대적으로 인체 유해성이 낮은 약살균부의 발광은 중단되지 않을 수 있다. 이 경우에 제2 광원(320) 또는 실내 가시광 LED(312)는 살균이 진행됨을 알리는 가시광의 출력 상태를 변동할 수 있다. 예를 들어, 살균의 진행에 따라 블루 계열의 가시광을 따로 발광시키는 경우에 개폐부가 오픈되어 UVC의 발광만을 중단하지만 약샬균은 지속시키는 경우에 이러한 블루 계열 광의 휘도를 낮추어 살균력의 감소를 표시하도록 하는 것이 바람직하다.

그러나 이 경우에도 인체 등에 약살균광이 지속적으로 공급되는 경우에는 유해성으로부터 완전히 자유로울 수는 없으므로 제2광원은 살균이 진행됨을 알리는 가시광과 별도로 살균 환경에 노출되어 있음을 또 다른 가시광으로 발광하여 알리는 것이 바람직하다.

한편, 본 실시예에 따른 LED 살균 조명 시스템(1000)은 서버(500)와 입력부(600)를 더 포함할 수 있다. 서버(500)는 제어부(200)와 WIFI, 블루투스, 지그비, Z-WAVE 등으로 연결되는데, 살균의 진행과 정지 및 가시광 인디케이션의 구체적인 사항에 대하여 제어부(200)와 별도로 연산하여 송신하는 역할을 수행한다.

입력부(600)는 별도의 입력스위치로 구비되어 조명의 모드 설정, 살균력의 조절, 살균 시간의 설정 등 입력을 수행할 수 있다. 또한 입력부(600)는 사용자단말에 의해 수행될 수 있음도 물론이다. 그러나 중요한 것은 입력부(600)의 입력행위가 제어부(200)에 설정된 알고리즘을 벗어나는 경우에는 후술하는 바와 같이 제어부(200)는 살균광의 발광을 중단하거나 개시하지 않을 수 있다. 이는 사용자의 입력 행위가 있는 경우에 살균광이 발광하는 경우에도 최대한의 광 노출 안전을 담보하기 위함이다.

제어부(200)는 감지부의 감지값 및 설정 알고리즘에 따라 광원의 발광을 제어하게 되는데 전술한 감지부(100)에서 발생된 이벤트가 매우 중요한 정보가 된다. 여기에서의 이벤트는 지정 사용자가 접근하지 않거나 지정 사용자에 의한 발광 개시 명령이 없는 제1 이벤트, 설정 공간(R)에서 점유자(생체)가 감지되는 제2 이벤트, 광원(300)의 발광이 설정 알고리즘을 벗어나는 제3 이벤트, 감지부(100)의 동작 상태가 비정상으로 판정되는 제4 이벤트, 및 설정 공간(R)이 외부에 오픈되는 제5 이벤트로 구성된다.

제어부(200)는 상기한 이벤트 중에서 어느 하나의 이벤트가 발생하는 경우에는 살균광의 발광을 개시하지 않는 것, 살균광의 발광을 중단하는 것, 및 살균광의 발광을 저감하는 것 중 어느 하나를 수행하게 된다. 또한, 제어부는 상기한 이벤트 중에서 어느 하나의 이벤트가 발생하지 않더라도 설정 시간을 경과한 후 살균광의 발광을 개시하는 것이 안전의 극대화를 위해 더욱 바람직하다.

더욱 상세하게 제1 이벤트는 지정 사용자가 아닌 비인가 사용자가 설정 공간에 접근하는 것, 비인가 사용자단말이 설정 공간에 접근하는 것, 접근하는 사용자의 신원이 확인되지 않는 경우, 비인가 사용자의 발광 개시 입력, 지정되지 않은 스위치에 의해 발광이 개시되는 경우 중 적어도 어느 하나일 수 있다.

여기서 지정 사용자가 아닌 비인가 사용자는 개폐부(400) 등에 설치된 단말에 접근 코드나 접근 암호를 입력하지 못하는 경우의 사용자를 예시할 수 있으며, 비인가 사용자단말의 접근은 전술한 통신모듈이 송신하고 비인가 사용자단말에서 수신된 신호의 강도일 수 있고, 접근하는 사용자의 신원이 확인되지 않는 경우는 전술한 접근 암호를 입력하지 못하는 경우 뿐만 아니라 카메라(140) 등에 의해서도 인가된 사용자로 감지되지 않는 경우를 예시할 수 있으며, 비인가 사용자의 발광 개시 입력은 설정 공간에 비정상적인 방법으로 위치하게 된 비인가 사용자가 메인 스위치를 턴온하는 경우를 예시할 수 있으며, 지정되지 않은 스위치에 의해 발광이 개시되는 경우는 지정되지 않은 별도의 스위치에 의해 전원이 인가되는 경우를 예시할 수 있다.

또한, 제2 이벤트는 감지부에 의해 점유자가 감지되거나 점유자의 무선 신호가 검출되는 경우일 수 있으며, 제3 이벤트는 설정 알고리즘과 다른 시간에서 전원이 인가되는것 또는 설정 알고리즘과 다른 순서로 전원이 인가되는 경우을 예시할 수 있다.

또한, 제어부(200)는 감지부(100)를 구성하는 각 센서의 동작 상태를 지속적으로 감지하게 되는데 광원(300)가 발광하기 이전 최소 1회 이상 각 센서의 동작 상태가 정상 상태인 경우에 제4 이벤트가 생성되지 않는 것으로 판단한다. 더욱 바람직하게 제어부(200)는 각 센서의 동작 상태를 연속적으로 감지하여 광원(300)가 발광을 개시한 이후에도 각 센서의 동작 상태가 비정상으로 판단되는 경우에는 제4 이벤트가 생성된 것으로 판단할 수 있다.

또한, 제어부(200)는 감지부(100)를 구성하는 각 센서가 실제로 동작하는 경우를 제4 이벤트가 생성되지 않은 것으로 설정할 수 있다. 다시 말해 제어부(200)는 감지부(100)를 구성하는 각 센서가 정상 상태라는 것의 확인에서 나아가 실제로 생체 등의 움직임이 있고 이를 현재 확인했음이 명백한 경우에 각 센서가 잘 동작되는 것으로 판단하여 제4 이벤트가 발생되지 않은 것으로 판단하여 살균 조명이 비로소 스탠바이 되도록 할 수 있다.

한편, 살균 조명이 발광 전 스탠바이 되는 경우에는 감지부(100)가 생체 등의 오브젝트를 적어도 1회 감지하는 경우에만 살균광의 발광이 개시되는 것이 바람직하다. 즉, 살균광을 발광시키는 명령이 설정 공간 내부에 위치한 사람에 의해 입력된 이후에 상기 사람은 설정 공간을 필수적으로 나가야된다. 따라서 제어부(200)는 살균 조명의 발광 전에는 사람이 내부 공간을 나가는 감지를 더욱 수행하고 살균 조명을 턴온시키는 것이 보다 바람직하게 된다. 이 경우에 더욱 바람직하게 제어부(200)는 살균광의 발광을 개시하기 전에 설정시간이 더 경과한 경우에 살균광을 발광시켜 퇴실자의 충분한 퇴실 시간을 확보하는 것이 중요하다.

즉, 살균광의 발광 명령을 입력하고 퇴실하지 않는 경우에도 추후에 미퇴실자를 감지하여 살균광의 발광을 중단할 수 있겠지만 이 경우에는 살균광 노출의 위험이 잔존하게 된다. 따라서 본 실시예에 따른 살균 조명은 보다 확실한 살균광 발광 전의 퇴실을 위해 살균광 턴온 명령 입력 후 설정 공간을 감지하여 오브젝트가 검출되는 것을 살균광 턴온의 조건으로 설정한다.

이때, 제어부(200)는 살균광의 발광 개시 전에 감지부가 오브젝트를 적어도 1회 감지한 후 살균개시 명령이 입력된 경우에 살균광의 발광을 개시하기 전에 상기 오브젝트를 적어도 1회 더 감지하고 설정시간이 지난 후에 살균광의 발광을 개시하는 것이 더 바람직하다.

다시 말해, 제어부(200)는 보다 확실한 퇴실 여부이 확인을 위해 먼저 감지부가 제대로 동작하는지의 판단을 위해 오브젝트(예를들어, 입실한 사람)를 감지한 경우의 감지값과 이후 살균광의 발광 입력이 이루어진 이후 퇴실하는 오브젝트(퇴실하는 사람)에 대한 감지값이 설정 범위 이내에서 유사한 지 판단하여 퇴실여부를 더 면밀하게 판단할 수 있다.

한편, 제5 이벤트는 개폐부가 오픈된 상태인데 이 경우에 살균광의 발광 개시되지 않거나 살균광의 발광이 중단되는 것은 먼저 설명한 개폐부에서 충분히 설명되었다고 본다.

그런데, 제1 내지 제5 이벤트 중에서 가장 심각한 광노출을 야기하는 것은 설정 공간에서 점유자가 감지되는 제2 이벤트와 그 다음으로 설정 공간이 외부에 오픈된 제5 이벤트일 것이다. 제5 이벤트의 경우에는 설정 공간 바로 앞에 생체가 위치한 경우에 심각한 광노출을 야기하게 된다. 이에 비해 나머지 이벤트의 경우에는 즉각적인 광노출을 야기하지는 않는다.

따라서, 제어부(200)는 제1 이벤트, 제3 이벤트 및 제4 이벤트 중 어느 하나가 생성되는 경우이지만 제2 이벤트와 제5 이벤트가 생성되지 않는 경우에는 이미 발광된 살균광의 발광이 중단하지 않을 수 있다. 단 이 경우에도 광원의 실내 가시광 LED(311)나 실외 가시광 LED(320)를 통해서 이 정보를 알라밍하여 정상 상태로 조속히 회귀하도록 경고하는 것이 바람직하다.

한편, 도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 조명의 작용을 설명하는 도면이다. 도 6(a)와 도 7(a) 모두 살균광의 배광 범위를 나타낸다. 또한 도 6(b)와 도 7(b)는 모두 감지부의 감지 범위를 나타낸다. 따라서 감지부는 살균광의 조사 범위보다 넓은 영역의 감지 영역을 가짐을 알 수 있다.

이 경우에 사람의 보행속도는 평균적으로 1m/s이므로 감지부가 접근하는 사람을 감지한 경우 제어부의 연산속도를 감안하더라도 사람이 살균광의 직접 조사 범위에 진입하기 전에 살균광을 턴오프시킬 수 있게 된다.

또한, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 살균 조명이 평판형 조명에 실제 적용된 제품의 사진이다. 이때 살균광은 광원에서 중심부위에 설치되었으나 이에 한정되지 않음은 당연하고, 적외선동작감지센서(110a)와 마이크로웨이브센서(110b)의 위치는 변경되어도 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다. 또한, 도 8에서는 실내 가사광 LED(311)를 평판형으로 구현하였고 실내인디케이터(321)를 실내 UV LED(312)에 인접하도록 구현하였다.

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

1000: 살균 조명
100: 감지부
110: 인체감지센서
110a: 적외선동작감지센서
110b: 마이크로웨이브센서
120: 조도센서
130: 마이크
140: 카메라
150: 온도센서
160: 충격센서
170: 통신모듈
200: 제어부
300: 광원
310: 제1광원
311: 실내 가시광 LED
312: 실내 UV LED
312a: UVA LED
312b: UVB LED
312c: UVC LED
312d: 405nm LED
320: 제2광원
321: 실내인디케이터
322: 실외인디케이터
400: 개폐부
500: 서버
600: 입력부
R: 설정공간
D: 사용자단말

Claims (9)

1. 설정공간에 살균광 또는 가시광을 발광하는 광원;
   상기 설정공간의 내부 또는 외부를 감지하는 감지부; 및
   상기 감지부의 감지값에 따라 상기 광원의 발광을 제어하는 제어부;
   를 포함하고,
   상기 감지부는 광원의 조사 범위보다 넓은 영역의 감지 영역을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 살균 조명.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 감지부는 광원의 측면 배광 각도보다 큰 각도의 감지 영역을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 살균 조명.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 감지부는 상기 광원이 반사되어 조사되는 영역까지 감지하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 살균 조명.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 감지부의 작동 상태가 확인되는 경우에 상기 살균광의 발광을 개시하되, 상기 광원의 인가범위에서 오브젝트가 감지되거나 또는 자외선광원의 인가범위를 벗어나지만 상기 감지부의 감지 영역에서 오브젝트가 감지되는 경우에 상기 광원의 발광을 중단하거나 턴오프상태를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 살균 조명.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 제어부는 살균광의 발광 개시 전에 감지부가 오브젝트를 적어도 1회 감지하는 경우에 살균광의 발광을 개시하는 것을 특징으로 하는 살균 조명.
   
6. 제4항에 있어서,
   상기 제어부는 살균광의 발광 개시 전에 감지부가 오브젝트를 적어도 1회 감지한 후 살균개시 명령이 입력된 경우에 살균광의 발광을 개시하기 전에 설정시간이 지난 후 살균광의 발광을 개시하는 것을 특징으로 하는 살균 조명.
   
7. 제6항에 있어서,
   제4항에 있어서,
   상기 제어부는 살균광의 발광 개시 전에 감지부가 오브젝트를 적어도 1회 감지한 후 살균개시 명령이 입력된 경우에 살균광의 발광을 개시하기 전에 오브젝트를 적어도 1회 더 감지하고 설정시간이 지난 후에 살균광의 발광을 개시하는 것을 특징으로 하는 살균 조명.
   
8. 제4항에 있어서,
   상기 제어부는 살균광의 발광 개시 전에 감지부의 작동 상태가 정상인 경우에 살균광을 발광을 개시하는 것을 특징으로 하는 살균 조명.
   
9. 설정공간에 살균광 또는 가시광을 발광하는 광원;
   상기 설정공간의 내부 또는 외부를 감지하는 감지부; 및
   상기 감지부의 감지값에 따라 상기 광원의 발광을 제어하는 제어부;
   를 포함하고,
   상기 감지부는 광원의 조사 범위보다 넓은 영역의 감지 영역을 가지며 상기 자외선이 반사되는 영역까지 감지하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 살균 조명.