WO2019216517A1 - 적응적 전력 절약 및 밝기 조절이 가능한 휴대용 조명장치 - Google Patents

적응적 전력 절약 및 밝기 조절이 가능한 휴대용 조명장치 Download PDF

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    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Definitions

  • the present invention relates to a portable lighting device, and more particularly, to a portable lighting device capable of adaptive brightness adjustment capable of performing adaptive power saving.
  • bicycle lighting is directly related to bicycle driving safety and is an essential accessory for the rider. This is especially essential when driving at night.
  • a lighting device using a high output bright LED product is bright and safe, but there is a problem that the battery is quickly consumed.
  • a lighting device using a low power dark LED can be used for a long time, but there is a problem that it is dark and unsafe.
  • conventional portable lighting devices always irradiate a constant amount of light regardless of whether the environment is bright or dark. For example, assuming that the streets where several street lights are arranged are driven at night, the street lamps are spaced apart so that they are the brightest under the street lamps, but the sections between the street lamps and the street lamps are relatively dark. Therefore, when riding a bicycle on the night road alternates between the light and dark sections.
  • the conventional bicycle lights whether bright or dark, had to constantly consume and waste power to maintain a constant brightness.
  • the conventional portable lighting device has both a limitation of the amount of light irradiating light and a limitation of duration.
  • One embodiment of the present invention is to adaptively adjust the brightness of the portable lighting device, so that the bright light is illuminated in the dark place and to reduce the intensity of the light in the bright place, it is an object to save the battery of the lighting device.
  • One embodiment of the present invention measures the brightness of the front of a certain distance away from the user's position and controls the lighting based on the brightness, so that even when enjoying a high-speed exercise, such as driving a bicycle, the appropriate brightness control according to the direction of movement It is intended to perform.
  • a portable lighting device capable of adaptive brightness adjustment includes a light emitting unit for irradiating light; A brightness sensor for measuring brightness of one area in front of a predetermined distance away from a current position; And a control unit controlling the amount of light emitted from the light emitting unit according to the brightness measured by the brightness detecting unit. It includes.
  • the controller controls the amount of light by changing the width of an on-pulse section for operating the light emitting unit within the discontinuous signal controlling the light emitting unit, or controls the light intensity of the continuous signal controlling the light emitting unit. By changing the light amount can be controlled.
  • the lighting apparatus may be controlled to maintain the brightness within a predetermined range by lowering the amount of light as the measured brightness is higher and increasing the amount of light as the measured brightness is lower.
  • the controller may perform control based on a pulse width modulation (PWM) scheme, but control the brightness detector to measure brightness in an off pulse section in which the light emitter is not operated.
  • PWM pulse width modulation
  • the control unit may control to measure brightness for each of the off pulse sections, and determine a pulse width of a next on pulse section according to the measured brightness.
  • an embodiment of the present invention further includes a speed detecting unit for detecting a moving speed of the lighting apparatus, and the controller controls the width or frequency of the on pulse section and the off pulse section differently according to the moving speed. Can be.
  • control unit may control the frequency of the control signal based on the PWM is higher than the frequency that can be recognized by a person.
  • the brightness sensor may measure luminance.
  • the brightness sensor may include a pinhole type lens for collecting light generated from the front.
  • the light emitting unit may include an upper light and a lower light disposed up and down, and the light emitting unit may be configured to operate any one of the upper light and the lower light, and the brightness sensor may be disposed between the upper light and the lower light.
  • the front recognition area where the brightness sensing unit recognizes light and the light output area irradiated by the light emitting unit may overlap each other.
  • the front recognition area in which the brightness sensing unit recognizes light may be disposed farther from the position of the lighting device than the light output area irradiated by the light emitting unit.
  • one embodiment of the present invention may further include a detachable portion configured to be detachable to the user's body or a separate moving means.
  • an embodiment of the present invention further includes a communication unit for performing short-range communication with another device, and the control unit may control the light-emitting unit to emit light when receiving a signal from the communication unit that the preset terminal is recognized at a short distance. have.
  • the controller may collect the estimated running time information of the user from the user terminal and then control the light quantity of the light emitting unit according to the remaining power and the estimated running time information.
  • a method of adaptively adjusting a brightness of a lighting device includes measuring brightness of a front area separated by a predetermined distance from a current position through a brightness sensing unit of the lighting device; Determining an amount of light to be irradiated from the light emitting unit of the lighting apparatus according to the measured brightness; And controlling the light emitting unit of the lighting apparatus according to the determined amount of light.
  • the determining of the amount of light may include: controlling the amount of light by changing a width of an on pulse section for operating the light emitting part within a discontinuous signal for controlling the light emitting part, or continuously controlling the light emitting part.
  • the amount of light can be controlled by changing the intensity of light with respect to the conventional signal.
  • one embodiment of the present invention may include a brightness detecting unit and a control unit to perform adaptive brightness adjustment.
  • the amount of light is controlled by adjusting the width of an ON pulse section in which an illumination device operates based on a PWM method, so that a small amount of light is output in a bright place and a large amount of light in a dark place. Output can save battery.
  • the user recognizes the light of the lighting device together with the brightness of the surroundings, so that the brightness felt by the actual user can be maintained at a constant level, thereby ensuring the safety and visibility of the user.
  • the conventional technology is configured to control the brightness of the lighting apparatus by measuring the illuminance of the current position
  • the light of the lighting apparatus irradiated at the current position is inevitably considered in the measured illuminance. It is difficult to precisely control lighting in consideration of brightness.
  • one embodiment of the present invention measures the luminance of the front away from the current position, it is possible to measure the exact actual ambient brightness without considering the light of the illumination device irradiated at the current position. And based on this, precise lighting control is possible.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating the function of an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of a configuration of a lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram of a configuration of a brightness sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an arrangement between a light emitting unit and a brightness detecting unit of the lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • PWM pulse width modulation
  • FIG. 6A is a brightness graph sensed according to a user's progress direction
  • FIG. 6B is a graph showing brightness of the light emitting unit output according to the user's progress direction
  • FIG. 6C is a graph of brightness felt by the user according to the user's progress direction. to be.
  • FIG. 7 is a table showing ambient brightness, illumination brightness, and battery saving degree according to moving distance.
  • FIG 8 and 9 are conceptual views for explaining the arrangement of the light output area and the brightness recognition area according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a graph of a PWM signal considering an off delay time according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a method for adaptively adjusting the brightness of the lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 'unit' includes a unit realized by hardware, a unit realized by software, and a unit realized by both.
  • one unit may be realized using two or more pieces of hardware, and two or more units may be realized by one piece of hardware.
  • ' ⁇ ' is not limited to software or hardware, and ' ⁇ ' may be configured to be in an addressable storage medium or may be configured to reproduce one or more processors.
  • ' ⁇ ' means components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, and processes, functions, properties, procedures, and the like. Subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuits, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables.
  • the functionality provided within the components and the 'parts' may be combined into a smaller number of components and the 'parts' or further separated into additional components and the 'parts'.
  • the components and ' ⁇ ' may be implemented to play one or more CPUs in the device or secure multimedia card.
  • the "terminal” mentioned below may be implemented as a computer or a portable terminal that can access a server or another terminal through a network.
  • the computer is, for example, a laptop equipped with a web browser (desktop), desktop (desktop), laptop (laptop), VR HMD (for example, HTC VIVE, Oculus Rift, GearVR, DayDream, PSVR, etc.) It may include.
  • VR HMD can be used for PC (e.g. HTC VIVE, Oculus Rift, FOVE, Deepon, etc.) This includes all stand-alone models (eg Deepon, PICO, etc.) that are implemented independently.
  • the portable terminal is, for example, a wireless communication device that ensures portability and mobility, and is not only a smart phone, a tablet PC, a wearable device, but also Bluetooth (BLE, Bluetooth Low Energy), NFC, RFID, and Ultrasonic (Ultrasonic). It may include a variety of devices equipped with a communication module, such as infrared, Wi-Fi (WiFi), LiFi (LiFi).
  • Wi-Fi Wi-Fi
  • LiFi LiFi
  • network refers to a connection structure capable of exchanging information between respective nodes such as terminals and servers, and includes a local area network (LAN), a wide area network (WAN), and the Internet. (WWW: World Wide Web), wired and wireless data communication networks, telephone networks, wired and wireless television networks, and the like.
  • wireless data networks examples include 3G, 4G, 5G, 3rd Generation Partnership Project (3GPP), Long Term Evolution (LTE), World Interoperability for Microwave Access (WIMAX), Wi-Fi, Bluetooth communication, Infrared communication, Ultrasound Communication, visible light communication (VLC), liFi (LiFi), and the like, but are not limited thereto.
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • LTE Long Term Evolution
  • WIMAX World Interoperability for Microwave Access
  • Wi-Fi Bluetooth communication
  • Infrared communication Ultrasound Communication
  • VLC visible light communication
  • LiFi LiFi
  • the portable lighting device 100 may adaptively adjust the amount of light emitted from the lighting device 100 according to the ambient brightness.
  • the portable lighting apparatus 100 may control the brightness to be maintained in a predetermined range by lowering the light quantity as the measured brightness is high and increasing the light quantity as the measured brightness is low. Can be. Through this, one embodiment of the present invention can save the battery of the lighting device (100).
  • the lighting apparatus 100 includes a light emitting unit 110, a brightness detecting unit 120, a control unit 130, a communication unit 140, and a speed detecting unit 150.
  • the light emitting unit 110 is a light source for irradiating light.
  • it may be an LED, but may be various other light sources, and the present invention is not limited to any one example.
  • the brightness sensor 120 may measure brightness of one area in front of a predetermined distance away from the current location.
  • the brightness sensor 120 corresponds to a brightness sensor.
  • the brightness detecting unit 120 according to an embodiment of the present invention does not detect the brightness of the current location, but detects an area in front of a predetermined distance. In the situation where the light source operates at night, the brightness around the current location is measured in consideration of the amount of light generated by the light source as well as the actual amount of light at night itself. However, when measuring the brightness of the front as in the embodiment of the present invention, it is possible to accurately measure how dark the situation is actually in the situation almost excluding the amount of light of the light source.
  • the brightness sensor 120 may measure the brightness.
  • Illuminance refers to an amount of light incident on an object surface, and a unit may be expressed as lx or lux.
  • Luminance refers to an amount of light reflected from an object surface, and a unit may be expressed as cd / m 2.
  • Conventional general techniques use an illuminance sensor for measuring illuminance, but one embodiment of the present invention measures luminance.
  • Luminance is an effective metering unit for evaluating light and darkness as a general impression of space.
  • the brightness sensor 120 may have a structure as shown in FIG. 3.
  • the brightness detector 120 may include at least one of a condenser lens 121 and a pinhole type lens 122.
  • the condenser lens 121 may intensively collect light generated from the front side. That is, the condenser lens 121 may amplify and collect the light amount to collect more light in a situation where light is insufficient.
  • the pinhole type lens 122 may collect light of a long distance at a wide angle. Therefore, the pinhole type lens 122 is a very suitable element when measuring luminance.
  • the pinhole type lens 122 may collect a light amount of a precise point of a long distance at a wide angle.
  • the pinhole type lens 122 may have the same structure as that of the pinhole lens, and the hole portion of the pinhole lens into which the light is introduced may be formed as a long passage extending from the inside like a straw structure to block other noise light from being collected. It may be configured as a structure.
  • the brightness sensor 120 may be disposed between the plurality of light sources to measure accurate light without interference from the light source of the light emitter 110.
  • the brightness detection unit 120 may include an upward light 111 and a downward light ( 112).
  • the light emitter 110 controls the uplight 111 or the downlight 112, and the selection of the uplight 111 or the downlight 112 may be performed by an input based on a user's button manipulation or the like. It may be made automatically according to the degree of the ambient luminance recognized by the unit 120.
  • the controller 130 controls the amount of light emitted from the light emitter 110 according to the brightness measured by the brightness sensor 120.
  • the controller 130 may control the light emitter 110 in two ways.
  • the controller 130 may control based on a pulse width modulation (PWM) scheme.
  • PWM pulse width modulation
  • the PWM based control signal is a discrete signal. That is, the control signal may be configured in such a way that the signal of the on pulse section for operating the light emitting unit 110 and the signal of the off pulse section for stopping the operation of the light emitting unit 110 are repeated.
  • the controller 130 allows the brightness sensor 120 to measure brightness for each of the off pulse sections, and controls the amount of light by adjusting the width of the next on pulse section based on the measured brightness.
  • the first street light 410, the second street light 420, and the third street light 430 are installed in the driving path at predetermined intervals, and are all turned on.
  • the bicycle is driven on a driving path provided with a first street light 410, a second street light 420, and a third street light 430.
  • the width of the on pulse section of the control signal of the lighting device 100 decreases while the width of the off pulse section increases, and in the dark area between the street lamps, the width of the on pulse section of the control signal increases.
  • the width of the off pulse section is reduced.
  • the illuminance caused by the light emitted from the illumination device is high in the dark region and low in the bright region, as shown in the EL portion of FIG. 5.
  • the frequency of the control signal is formed higher than a frequency that can be recognized by a person (for example, 60 Hz), the user may not recognize the flicker of the light emitting unit 110 well.
  • the present invention may further include a speed detecting unit for detecting the moving speed of the lighting device (100).
  • the controller 130 may control the frequency of the control signal in consideration of the moving speed of the lighting device 100 and the brightness measured by the brightness sensor 120.
  • the controller 130 may control the light source based on the continuous signal, but may control the amount of light by changing the intensity of the light.
  • a light source such as an LED that is used universally may be used, but depending on the surrounding brightness, the light intensity may be controlled to be high when it is dark, and the light intensity may be controlled to be low when it is bright.
  • the amount of light output from the light emitting unit 110 is equal to that of FIG. 6B.
  • Fig. 6a up and down can be configured in a Gaussian curve shape.
  • the brightness experienced by the user may be such that there is no significant change in brightness within the preset range as shown in FIG. 6C. have. That is, the user does not feel dark depending on the surrounding environment while moving. Accordingly, there may be little eye fatigue provided to the actual user.
  • the table of Figure 7 is a table showing the relationship between the brightness measured by the user and the brightness output from the light and the battery when the user is driving at night riding a bicycle. Referring to FIG. 7, it can be seen that the brightness of the bicycle lights increases or decreases whenever the street light passes as the moving distance increases. At this time, it can be seen that whenever the bicycle lights are reduced, the rate at which the battery can be saved increases.
  • the brightness sensor 120 may measure luminance in two ways. As illustrated in FIG. 8, the front recognition area 200 in which the brightness detection unit recognizes light and the light output area 300 irradiated by the light emitting unit 110 may overlap each other. In addition, as shown in FIG. 9, the front recognition area 200 in which the brightness detecting unit 120 recognizes light is more than the light output area 300 irradiated by the light emitting unit 110. It may be located far from the location.
  • the lighting device 100 can be installed and used at both sides or behind the front.
  • the recognition area 200 and the light output area 300 overlap, an error for coping with proper brightness can be reduced.
  • the timing of the recognition area 200 and the light output area 300 need not be changed according to the moving speed.
  • the PWM control method of the two control methods of the controller 130 described above can be used, and in this case, since the luminance must be accurately measured in the off pulse period, the difficulty of implementation may be increased.
  • the illumination device 100 is immediately recognized by immediately recognizing the brightness of the next moving area.
  • the illumination device 100 can control the amount of light, which is very useful when the user moves by means of transportation. In this case, both PWM and light intensity can be used.
  • the recognition area 200 and the light output area 300 are different from each other, the brightness sensor 120 only needs to continuously recognize the brightness, and the light emitter 110 only needs to continuously irradiate light. However, it can be utilized only when a moving means moving at a high speed in the future, such as a bicycle, can be used.
  • the recognition area 200 and the light output area 300 are different from each other, there is a possibility that a proper brightness response error occurs due to the area difference. There is this.
  • the timing of the moment of recognition and the moment of light output may vary according to the moving speed.
  • the lighting device 100 further includes a communication unit 140 for performing short-range communication with other devices.
  • the communicator 140 may perform short range communication based on a wired or wireless network.
  • the controller 130 may control the light emitter 110 to emit light when receiving a signal from the communication unit 140 that the preset terminal is recognized at a short distance.
  • the light emitting unit 110 of the lighting device 100 may emit welcome light when the user approaches the bicycle to use the bicycle.
  • the lighting apparatus 100 may be paired with the user terminal to perform various functions.
  • the user terminal is pre-installed with an application that can be paired with the lighting device 100 to input the setting, the user may input the estimated running time information into the application.
  • the controller 130 may collect the estimated running time information of the user from the user terminal through the communication unit 140 and then control the amount of light of the light emitting unit 110 according to the remaining power and the estimated running time information. For example, when the user tries to ride the bicycle for only 30 minutes, the controller 130 checks how much remaining power remains, and then performs adaptive brightness adjustment for 30 minutes, depending on the degree of remaining power. You can control the brightness level differently.
  • the lighting device 100 may be mounted on a bicycle or other mobility, and may be utilized when climbing. To this end, the lighting device 100 may further include a detachable part (not shown) configured to be detachable to a user's body or a separate moving means.
  • the controller 130 may preferably be turned on when the light emitting unit 110 is turned off when the delay time elapsed.
  • the brightness sensor 120 may sense the target area immediately after the delay time 600, which is the time point at which the off delay time elapses.
  • the light emitting unit 110 has a delay time 600 for dimming light momentarily when it is off, such as the dimming line 700.
  • the controller 130 may delay the on-time by the delay time 600 in the on-off output frequency control. Since the supply of the battery is stopped during the delay time 600, there is an effect of minimizing energy waste.
  • the light emitting unit 110 may include an irradiation angle adjusting means (not shown) capable of adjusting the irradiation range.
  • the irradiation angle adjusting means may be automatically controlled by the controller 130 or may be manually controlled by the user. If the irradiation angle is reduced, the amount of light is reduced, thereby saving the battery.
  • FIG. 11 a method of adaptively adjusting the brightness of the lighting device 100 according to an embodiment of the present invention will be described in detail. Even if the description is omitted below, since the method is performed by the above-described lighting apparatus 100, it will be replaced with the above description.
  • the lighting apparatus 100 measures the brightness of one area in front of the predetermined distance away from the current position through the brightness sensor 120 (S110).
  • the lighting apparatus 100 determines the amount of light to be irradiated from the light emitting unit 110 of the lighting apparatus 100 according to the measured brightness (S120).
  • the measured brightness may be a luminance value.
  • the lighting apparatus 100 may emit light by controlling the light emitter 110 according to the determined amount of light (S130).
  • the amount of light is controlled or the light emitting unit 110 is controlled by changing a width of an on pulse section for operating the light emitting unit 110 within a discontinuous signal controlling the light emitting unit 110.
  • the amount of light can be controlled by changing the intensity of light with respect to a continuous signal.
  • the steps S110 to S130 may be repeated for each predetermined time unit (for example, 100 ms).
  • the control unit 130 and the brightness detecting unit 120 may include a memory in which a program is stored and a processor for executing the above program. Such an embodiment of the present invention may also be embodied in the form of a recording medium including instructions executable by a computer, such as a program module executed by the computer.
  • Computer readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media.
  • computer readable media may include all computer storage media.
  • Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data.

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르는, 적응적 밝기 조절이 가능한 휴대용 조명장치는, 광을 조사하는 발광부; 현재 위치로부터 소정거리 떨어진 전방의 일 영역에 대한 밝기를 측정하는 밝기 감지부; 및 상기 밝기 감지부에서 측정한 밝기에 따라 상기 발광부에서 조사하는 광량을 제어하는 제어부; 를 포함한다. 이때, 상기 제어부는 상기 발광부를 제어하는 불연속적인 신호 내에서 상기 발광부를 동작시키는 온(on) 펄스 구간의 폭을 변경시킴으로써 상기 광량을 제어하거나, 상기 발광부를 제어하는 연속적인 신호에 대한 광의 세기를 변경함으로써 상기 광량을 제어할 수 있다.

Description

적응적 전력 절약 및 밝기 조절이 가능한 휴대용 조명장치
본 발명은 휴대용 조명장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 적응적 전력 절약(Adaptive Power Saving)을 수행할 수 있는 적응적 밝기 조절이 가능한 휴대용 조명장치에 관한 것이다.
다양한 스마트 모빌리티가 보급되면서, 이동수단이 다양화되고 있고, 이러한 이동수단들을 야간에도 주행하는 사람들이 많아지고 있다. 그 외에, 야간에 등산을 하거나 그 밖의 스포츠를 즐기는 사람들 역시 많아지고 있다. 그에 따라, 자연스럽게 야간 활동에 도움을 주는 휴대용 조명장치에 대한 수요가 많아지고 있는 추세이다.
그 중에서도, 자전거용 조명장치는 자전거 주행 안전과 직결되며 라이더에게는 필수 액세서리이다. 특히나 야간 주행 시 이는 더 필수적이다.
종래의 스마트 모빌리티나 자전거에 탑재되는 휴대용 조명장치들 중 고출력의 밝은 LED 제품을 사용하는 조명장치는 밝아서 안전하나 배터리가 빨리 소모되는 문제가 있다. 반면 저출력의 어두운 LED를 사용하는 조명장치는 오래 사용할 수 있으나, 어두워서 안전하지 않다는 문제가 있다. 종래의 휴대용 조명장치들은 주변이 밝거나 어두운 것과 무관하게 항상 일정한 광량을 조사하기 때문이다. 예를 들어, 여러 개의 가로등이 배치된 거리를 야간에 주행한다고 가정하였을 때, 가로등은 이격되어 설치되어 가로등 바로 아래는 가장 밝지만 가로등과 가로등의 사이 구간은 상대적으로 어둡다. 따라서 야간 주행로를 자전거로 주행할 경우 밝은 구간과 어두운 구간을 번갈아 지나게 된다. 이와 같이 일정하지 않은 야간 조도 환경에서 주행을 해야 함에도 불구하고 종래의 자전거 라이트는 밝은 구간이건 어두운 구간이건 항시 일정한 밝기상태를 유지하기 위해 전력을 계속적으로 소모하고 낭비해야만 하였다.
결과적으로 종래의 휴대용 조명장치는 빛을 조사하는 광량의 한계와 지속시간의 한계를 모두 가지고 있는 것이다.
본 발명의 일 실시예는 적응적으로 휴대용 조명장치의 밝기를 조절하여, 어두운 곳에서는 밝은 조명이 비추어지도록 하고 밝은 곳에서는 조명의 세기를 낮춤으로써, 조명장치의 배터리를 절약하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예는 사용자의 위치로부터 일정거리 떨어진 전방의 휘도를 측정하고 이를 기반으로 조명을 제어하기 때문에, 자전거 주행과 같은 빠른 속도의 운동을 즐길 때에도 운동 방향에 맞추어 적절한 밝기의 조명제어를 수행하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는, 적응적 밝기 조절이 가능한 휴대용 조명장치는, 광을 조사하는 발광부; 현재 위치로부터 소정거리 떨어진 전방의 일 영역에 대한 밝기를 측정하는 밝기 감지부; 및 상기 밝기 감지부에서 측정한 밝기에 따라 상기 발광부에서 조사하는 광량을 제어하는 제어부; 를 포함한다. 이때, 상기 제어부는 상기 발광부를 제어하는 불연속적인 신호 내에서 상기 발광부를 동작시키는 온(on) 펄스 구간의 폭을 변경시킴으로써 상기 광량을 제어하거나, 상기 발광부를 제어하는 연속적인 신호에 대한 광의 세기를 변경함으로써 상기 광량을 제어할 수 있다.
또한, 상기 조명장치는 측정된 밝기가 높을수록 상기 광량을 낮추고, 측정된 밝기가 낮을수록 상기 광량을 높임으로써, 기 설정된 범위 내의 밝기가 유지되도록 제어될 수 있다.
또한, 상기 제어부는 PWM(Pulse Width Modulation) 방식에 기초하여 제어를 수행하되, 상기 발광부를 동작시키지 않는 오프(off) 펄스 구간에서 상기 밝기 감지부가 밝기를 측정하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 오프 펄스 구간마다 밝기를 측정하도록 제어하고, 측정된 밝기에 따라 그 다음 온 펄스 구간의 펄스폭을 결정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 상기 조명장치의 이동속도를 감지하는 속도감지부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 이동속도에 따라 상기 온 펄스 구간과 오프 펄스 구간의 폭이나 주파수를 상이하게 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 PWM에 기반한 제어신호의 주파수가 사람이 인식할 수 있는 주파수보다 높도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 밝기 감지부는 휘도(luminance)를 측정할 수 있다.
또한, 상기 밝기 감지부는 전방으로부터 발생된 광을 수집하는 핀홀타입렌즈를 포함할 수 있다.
또한, 상기 발광부는 위아래로 배치된 상향등과 하향등을 포함하며, 상기 상향등 및 하향등 중 어느 하나의 발광부가 동작하도록 구성되며, 상기 밝기 감지부는 상기 상향등과 하향등 사이에 배치될 수 있다.
또한, 상기 밝기 감지부가 광을 인식하는 전방의 인식영역과 상기 발광부가 조사하는 광출력영역은 서로 중첩될 수 있다.
또한, 상기 밝기 감지부가 광을 인식하는 전방의 인식영역은 상기 발광부가 조사하는 광출력영역보다 상기 조명장치의 위치로부터 먼 곳에 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 상기 사용자의 신체나 별도의 이동수단에 탈착될 수 있도록 구성되는 탈착부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 다른 장치와 근거리 통신을 수행하는 통신부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 통신부로부터 기 설정된 단말이 근거리에서 인식되었다는 신호를 수신할 경우 상기 발광부가 발광하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 사용자 단말로부터 사용자의 예상운행시간정보를 수집한 후, 잔존 전력과 상기 예상운행시간정보에 따라 상기 발광부의 광량을 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르는 적응적으로 조명장치의 밝기를 조절하는 방법은 조명장치의 밝기 감지부를 통하여 현재 위치로부터 소정거리 떨어진 전방의 일 영역에 대한 밝기를 측정하는 단계; 상기 측정한 밝기에 따라 상기 조명장치의 발광부에서 조사할 광량을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 광량에 따라 상기 조명장치의 발광부를 제어하는 단계; 를 포함하며, 상기 광량을 결정하는 단계는, 상기 발광부를 제어하는 불연속적인 신호 내에서 상기 발광부를 동작시키는 온(on) 펄스 구간의 폭을 변경시킴으로써 상기 광량을 제어하거나, 상기 발광부를 제어하는 연속적인 신호에 대한 광의 세기를 변경함으로써 상기 광량을 제어할 수 있다.
종래의 휴대용 조명장치는 발광부만 존재하나, 본 발명의 일 실시예는 밝기 감지부와 제어부를 구비하여 적응적인 밝기 조절을 수행할 수 있다.
본 발명이 일 실시예는 PWM 방식을 기반으로 조명장치가 동작하는 온(ON) 펄스 구간의 폭을 조절하여 광량을 제어함으로써, 주행로가 밝은 곳에서는 적은 광량을 출력하고 어두운 곳에서는 많은 광량을 출력하여 배터리를 절약할 수 있다.
또한, 조명장치의 광량은 변화하더라도 사용자는 주변의 밝기와 함께 조명장치의 광을 인식하므로, 실제 사용자가 느끼는 밝기는 일정한 수준으로 유지될 수 있어, 사용자의 안전성과 시야가 확보될 수 있다.
또한, 종래의 기술은 현재 위치의 조도(illuminance)를 측정하여 조명장치의 밝기를 제어하도록 구성되기 때문에, 측정되는 조도에는 현재 위치에 조사되고 있는 조명장치의 광이 고려될 수 밖에 없어, 실제 주변의 밝기를 고려하여 정밀한 조명제어가 어렵다. 그러나, 본 발명의 일 실시예는 현재위치에서 떨어진 전방의 휘도(luminance)를 측정하기 때문에 현재위치에 조사되고 있는 조명장치의 광이 고려되지 않은 정확한 실제 주변 밝기를 측정할 수 있다. 그리고 이를 기반으로 정밀한 조명제어가 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 기능을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 조명장치의 구성에 대한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따르는 밝기 감지부의 구성에 대한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따르는 조명장치의 발광부와 밝기 감지부 간의 배치를 나타내는 도식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따르는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6a 는 사용자의 진행방향에 따라 감지된 밝기 그래프이고, 도 6b는 사용자의 진행방향에 따라 출력된 발광부의 밝기에 대한 그래프이고, 도 6c는 사용자의 진행방향에 따라 사용자가 느끼는 밝기에 대한 그래프이다.
도 7은 이동거리에 따르는 주변 밝기와 조명의 밝기 및 배터리 절약 정도에 대한 표이다.
도 8과 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따르는 광출력영역과 밝기인식영역의 배치를 설명하기 위한 개념도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따르는 오프 지연시간이 고려된 PWM 신호에 대한 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따르는 적응적으로 조명장치의 밝기를 조절하는 방법에 관한 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 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.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다. 한편, '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, '~부'는 어드레싱 할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
이하에서 언급되는 " 단말"은 네트워크를 통해 서버나 타 단말에 접속할 수 있는 컴퓨터나 휴대용 단말기로 구현될 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 예를 들어, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데스크톱(desktop), 랩톱(laptop), VR HMD(예를 들어, HTC VIVE, Oculus Rift, GearVR, DayDream, PSVR 등)등을 포함할 수 있다. 여기서, VR HMD 는 PC용 (예를 들어, HTC VIVE, Oculus Rift, FOVE, Deepon 등)과 모바일용(예를 들어, GearVR, DayDream, 폭풍마경, 구글 카드보드 등) 그리고 콘솔용(PSVR)과 독립적으로 구현되는 Stand Alone 모델(예를 들어, Deepon, PICO 등) 등을 모두 포함한다. 휴대용 단말기는 예를 들어, 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, 스마트폰(smart phone), 태블릿 PC, 웨어러블 디바이스뿐만 아니라, 블루투스(BLE, Bluetooth Low Energy), NFC, RFID, 초음파(Ultrasonic), 적외선, 와이파이(WiFi), 라이파이(LiFi) 등의 통신 모듈을 탑재한 각종 디바이스를 포함할 수 있다. 또한, "네트워크"는 단말들 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 근거리 통신망(LAN: Local Area Network), 광역 통신망(WAN: Wide Area Network), 인터넷 (WWW: World Wide Web), 유무선 데이터 통신망, 전화망, 유무선 텔레비전 통신망 등을 포함한다. 무선 데이터 통신망의 일례에는 3G, 4G, 5G, 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution), WIMAX(World Interoperability for Microwave Access), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스 통신, 적외선 통신, 초음파 통신, 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication), 라이파이(LiFi) 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 휴대용 조명장치(100)는 주변 밝기에 따라 적응적으로 조명장치(100)에서 조사하는 광량을 조절할 수 있다.
구체적으로, 여러 개의 가로등이 서로 이격 배치되어 있을 때, 가로등의 아랫부분은 밝은 영역이며 가로등 사이의 부분은 어두운 영역이 된다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따르는 휴대용 조명장치(100)는 측정된 밝기가 높을수록 상기 광량을 낮추고, 측정된 밝기가 낮을수록 상기 광량을 높임으로써, 기 설정된 범위 내의 밝기가 유지되도록 제어할 수 있다. 이를 통해 본 발명의 일 실시예는 조명장치(100)의 배터리를 절약할 수 있다.
도 2를 통하여 본 발명의 일 실시예에 따르는 조명장치(100)의 구조에 대하여 자세히 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 조명장치(100)는 발광부(110), 밝기 감지부(120), 제어부(130), 통신부(140), 속도 감지부(150)를 포함한다.
발광부(110)는 광을 조사하는 광원이다. 예를 들어, LED 등이 될 수 있으나, 그 외 여러가지 광원이 될 수 있으며, 본 발명은 어느 한가지 예에 한정되지 않는다.
밝기 감지부(120)는 현재 위치로부터 소정거리 떨어진 전방의 일 영역에 대한 밝기를 측정할 수 있다. 밝기 감지부(120)는 밝기 측정 센서에 대응한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르는 밝기 감지부(120)는 현재 위치의 밝기를 감지하는 것이 아니라, 소정거리 떨어진 전방의 일 영역을 감지하는 것을 특징으로 한다. 야간에 광원이 동작하는 상황에서 현재 위치 주변의 밝기는 실제 야간 그 자체의 광량 뿐만 아니라 광원에 의한 광량도 감안하여 측정되기 때문에, 얼마나 어두운지에 대한 파악이 어렵다. 그러나, 본 발명의 일 실시예와 같이 전방의 밝기를 측정하는 경우 광원의 광량을 거의 제외한 상황에서 실제 얼마나 어두운 상황인지 정확히 측정할 수 있다.
또한, 밝기 감지부(120)는 휘도를 측정할 수 있다. 조도(illuminance)는 대상면에 입사하는 광의 량을 의미하는 것으로서, 단위는 lx,또는 lux로 표기될 수 있다. 휘도 (luminance)는 대상면에서 반사되는 광의 량을 의미하는 것으로서, 단위는 cd/m2로 표기될 수 있다. 종래의 일반적인 기술들은 조도를 측정하기 위한 조도센서를 이용하지만 본 발명의 일 실시예는 휘도를 측정한다. 휘도는 공간의 전체적인 인상으로 밝고 어둡기를 평가하는데 효과적인 측광단위이다.
정확한 휘도 측정을 위해, 밝기 감지부(120)는 도 3과 같은 구조를 가질 수 있다. 도 3을 참조하면, 밝기 감지부(120)는 집광렌즈(121)와 핀홀타입렌즈(122) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 집광렌즈(121)는 전방으로부터 발생된 광을 집중적으로 수집할 수 있다. 즉, 집광렌즈(121)는 광이 부족한 상황에서 더 많은 광을 수집할 수 있도록 광량을 증폭하여 수집할 수 있다. 핀홀타입렌즈(122)는 광각으로 원거리의 광량을 수집할 수 있다. 그러므로, 핀홀타입렌즈(122)는 휘도 측정시 매우 적절한 요소이다. 핀홀타입렌즈(122)는 광각으로 원거리의 정확한 포인트의 광량을 수집할 수 있다. 핀홀타입렌즈(122)는 핀홀렌즈와 동일한 구조로 구성될 수도 있고, 광이 인입되는 핀홀렌즈의 구멍 부분이 빨대 구조처럼 내부에서 연장된 긴 통로처럼 형성되어 다른 노이즈 광들이 수집되는 것을 차단할 수 있는 구조로 구성될 수도 있다.
또한, 밝기 감지부(120)는 발광부(110)의 광원으로부터 간섭없이 정확한 광을 측정하기 위해 복수의 광원 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 4를 참조하면, 발광부(110)가 위쪽의 상향등(111), 아랫쪽의 하향등(112)으로 구성될 경우, 밝기 감지부(120)는 상향등(111)과 하향등(112) 사이에 배치될 수 있다.
이때, 발광부(110)는 상향등(111) 또는 하향등(112)을 제어하며, 상향등(111)이나 하향등(112)의 선택은 사용자의 버튼 조작 등에 기반한 입력에 의해 이루어질 수도 있고, 밝기 감지부(120)에 의해 인식된 주변 휘도의 정도에 따라 자동으로 이루어질 수도 있다.
제어부(130)는 밝기 감지부(120)에서 측정한 밝기에 따라 발광부(110)에서 조사하는 광량을 제어한다.
제어부(130)는 두 가지 방식으로 발광부(110)를 제어할 수 있다.
먼저, 제어부(130)는 PWM(Pulse Width Modulation) 방식에 기반하여 제어할 수 있다. PWM에 기반한 제어신호는 불연속적인(discrete) 신호이다. 즉, 제어신호는 발광부(110)를 동작시키는 온(on) 펄스구간의 신호와 발광부(110) 동작을 중단시키는 오프(off) 펄스구간의 신호가 반복되는 형태로 구성될 수 있다.
제어부(130)는 오프 펄스구간마다 밝기 감지부(120)가 밝기 측정을 하도록 하며, 측정된 밝기를 기반으로 그 다음의 온 펄스 구간의 폭을 조절함으로써 광량을 제어할 수 있다. 도 5를 참조하면, 제1가로등(410), 제2가로등(420), 제3가로등(430)은 소정의 간격으로 주행로에 설치되어 있으며, 모두 켜진 상태이다. 자전거는 제1가로등(410), 제2가로등(420), 제3가로등(430)이 설치된 주행로에서 주행되고 있다. 이때, 가로등 아래의 밝은 영역에서는 조명장치(100)의 제어신호의 온 펄스 구간의 폭이 줄어드는 반면 오프 펄스 구간의 폭이 늘어나고, 가로등들 사이의 어두운 영역에서는 제어신호의 온 펄스 구간의 폭이 늘어나는 반면 오프 펄스 구간의 폭이 줄어드는 것을 확인할 수 있다. 이때, 조명장치에서 발광하는 광에 의한 조도는 도 5의 EL 부분과 같이, 어두운 영역에서는 높고 밝은 영역에서는 낮은 것을 확인할 수 있다.
이때, 제어신호의 주파수는 사람이 인식할 수 있는 주파수(예를 들어, 60Hz) 보다 높게 형성되기 때문에, 사용자는 발광부(110)의 깜빡임을 잘 인지하지 못할 수 있다.
한편, 사용자가 자전거를 타면서 빠른 속도로 이동하고 있는 경우에는, 전방의 휘도를 빠른 주기로 인식해야할 필요성이 있다. 그에 따라, 이동속도에 따라 제어신호의 온 펄스 구간과 오프 펄스 구간의 폭이나 주파수가 상이하게 제어될 필요가 있다. 추가 실시예로서, 본 발명은 조명장치(100)의 이동속도를 감지하는 속도감지부를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 제어부(130)는 조명장치(100)의 이동속도와 밝기 감지부(120)에서 측정된 밝기를 함께 고려하여 제어신호의 주파수를 제어할 수도 있다.
또한, 제어부(130)는 연속적인 신호(continuous signal)를 바탕으로 광원을 제어하되, 광의 세기를 변경함으로써 광량을 제어할 수도 있다. 예를 들어, 범용적으로 사용되고 있는 LED 등의 광원을 이용하되 주변 밝기에 따라 어두울 때는 광의 세기가 높도록 제어하고, 밝을 때는 광의 세기가 낮게 되도록 제어할 수도 있다.
이러한 제어방식에 의거할 때, 밝기 감지부(120)에서 인식하는 전방의 밝기가 도 6a의 그래프와 같은 반복적인 가우스 곡선 형태로 구성될 때, 발광부(110)에서 출력하는 광량은 도 6b와 같이 도 6a를 상하로 뒤집은 모양의 가우스 곡선형태로 구성될 수 있다. 실제 광량은 도 6b와 같이 큰 폭으로 증감하지만, 주변 광량을 감안하여 증감되는 것이기 때문에, 사용자가 체감하는 밝기는 도 6c와 같이 기 설정된 범위 내에서 큰 폭의 밝기 변화가 없다고 느끼는 정도가 될 수 있다. 즉, 사용자는 이동하면서 주변환경에 따라 어두워짐을 느끼지 못한다. 그에 따라, 실제 사용자에게 제공되는 눈의 피로도가 거의 없을 수 있다.
또한, 도 7의 표는 사용자가 자전거를 타고 야간을 주행할 때 측정된 밝기와 조명에서 출력되는 밝기 및 배터리 간의 관계를 나타낸 표이다. 도 7을 참조하면, 상술한 바와 같이 이동거리가 증가하면서 가로등을 지나칠 때마다 자전거 조명의 밝기가 증감하는 것을 알 수 있다. 이때, 자전거 조명이 감소될 때마다 배터리를 절약할 수 있는 비율이 상승하는 것을 알 수 있다.
한편, 밝기 감지부(120)는 두 가지 방식으로 휘도를 측정할 수 있다. 도 8 과 같이 밝기 갑지부가 광을 인식하는 전방의 인식영역(200)과 상기 발광부(110)가 조사하는 광출력영역(300)은 서로 중첩될 수 있다. 또한, 도 9와 같이, 상기 밝기 감지부(120)가 광을 인식하는 전방의 인식영역(200)은 상기 발광부(110)가 조사하는 광출력영역(300)보다 상기 조명장치(100)의 위치로부터 먼 곳에 배치될 수 있다.
인식영역(200)과 광출력영역(300)이 중첩하는 방식의 경우, 현재 위치 주변의 광을 인식하고 광을 출력하기 때문에, 방향성이 없다. 따라서, 양 옆이나 앞 뒤에 조명장치(100)를 설치하여 사용할 수 있다. 또한, 인식영역(200)과 광출력영역(300)이 중첩되므로 적정한 밝기로 대응하기 위한 오류가 줄어들 수 있다. 또한, 이동속도에 따라 인식영역(200)과 광출력영역(300)의 타이밍이 달라질 필요도 없다. 다만, 상술한 제어부(130)의 두가지 제어방식 중 PWM 제어방식만을 이용할 수 밖에 없고, 이 경우 오프 펄스 구간에서 정확하게 휘도를 측정해야하므로 구현의 난이도가 높아질 수 있다.
인식영역(200)과 광출력영역(300)이 서로 상이한 방식의 경우, 현재 위치보다 더 전방의 위치의 휘도를 인식하는 방식이므로, 곧바로 다음에 이동할 영역의 밝기를 즉각적으로 인식하여 조명장치(100) 광량을 제어할 수 있어 사용자가 이동수단을 타고 이동하는 경우에 매우 유용한 방식이다. 이 경우 PWM 방식과 광의 세기를 조절하는 방식 모두 활용할 수 있다. 인식영역(200)과 광출력영역(300)이 서로 다르기 때문에 밝기 감지부(120)는 계속 밝기를 인식하면되고 발광부(110)는 계속 광을 조사해주기만하면 되기 때문이다. 다만, 자전거와 같이 앞으로 빠른 속도로 이동하는 이동수단을 탑재한 경우에서만 활용가능하며, 인식영역(200)과 광출력영역(300)이 서로 상이하기 때문에 영역 차이에 의한 적정 밝기 대응 오류가 생길 가능성이 있다. 또한, 이동속도에 따라 인식하는 순간과 광출력하는 순간의 타이밍이 달라질 필요도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르는 조명장치(100)는 다른 장치와 근거리 통신을 수행하는 통신부(140)를 더 포함한다. 통신부(140)는 유선 또는 무선 네트워크 기반으로 근거리 통신을 수행할 수 있다.
추가 기능으로서, 제어부(130)는 통신부(140)로부터 기 설정된 단말이 근거리에서 인식되었다는 신호를 수신할 경우 상기 발광부(110)가 발광하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 자전거에 조명장치(100)가 탑재되어 있는 경우, 사용자가 자전거를 이용하려고 자전거 가까이 가는 순간 조명장치(100)의 발광부(110)가 웰컴라이트를 발할 수 있다.
또한, 추가 기능으로서, 조명장치(100)는 사용자 단말과 페어링되어 다양한 기능을 수행할 수 있다. 구체적으로, 사용자 단말에는 조명장치(100)와 페어링되어 설정사항을 입력할 수 있는 애플리케이션이 미리 설치되어 있고, 사용자는 예상운행시간정보를 애플리케이션에 입력할 수 있다. 제어부(130)는 사용자 단말로부터 통신부(140)를 통해 사용자의 예상운행시간정보를 수집한 후, 잔존 전력과 상기 예상운행시간정보에 따라 상기 발광부(110)의 광량을 제어할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 30분만 자전거를 라이딩하려고 하는 경우, 제어부(130)는 잔존 전력이 어느 정도 남아있는지 확인한후, 30분간 적응적 밝기 조절을 수행하되, 잔존 전력의 정도에 따라 최대 밝기와 최소 밝기 수준을 달리 정하여 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 조명장치(100)는 자전거나 다른 모빌리티에도 장착될 수 있으며, 등산시에도 활용될 수 있다. 이를 위해, 조명장치(100)는 사용자의 신체나 별도의 이동수단에 탈착될 수 있도록 구성되는 탈착부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
도 10은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시 예에 따른 발광부(110)의 오프지연 시간 및 밝기 감지부(120)가 센싱하는 타이밍을 나타낸 그래프이다. 제어부(130)는 발광부(110)가 오프될 때 디밍되는 지연시간 경과 시점에서 온출력시키는 것이 바람직할 수 있다. 다시 말해서, 밝기 감지부(120)가 오프지연 시간 경과 시점인 지연시간(600) 직후에 타깃영역을 센싱할 수 있다. 한편, 발광부(110)는 디밍라인(700)과 같이 오프될 때 순간적으로 빛을 서서히 디밍시키는 지연시간(600)을 갖는다. 제어부(130)는 온오프 출력 프리퀀시 제어에 있어서 지연시간(600)만큼 온타이밍을 지연시킬 수 있다. 지연시간(600) 동안에는 배터리의 공급이 중단되기 때문에 에너지 낭비가 최소화 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 추가 실시예에 따라, 발광부(110)는 조사범위 조절이 가능한 조사각 조절수단(미도시)를 포함할 수도 있다. 조사각 조절수단은 제어부(130)에 의해 자동으로 제어될 수도 있고 사용자에 의해 수동제어될 수도 있다. 조사각이 줄어들 경우, 광량이 감소되므로 배터리를 절약할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는, 도 11을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 적응적으로 조명장치(100)의 밝기를 조절하는 방법을 상세히 설명하도록 한다. 아래에서 생략된 내용이 있다 하더라도, 상술한 조명장치(100)에 의해 수행되는 방법이므로, 상술한 내용으로 갈음하도록 한다.
먼저, 조명장치(100)는 밝기 감지부(120)를 통하여 현재 위치로부터 소정거리 떨어진 전방의 일 영역에 대한 밝기를 측정한다(S110).
조명장치(100)는 측정한 밝기에 따라 조명장치(100)의 발광부(110)에서 조사할 광량을 결정한다(S120). 이때 측정된 밝기는 휘도 값일 수 있다.
조명장치(100)는 결정된 광량에 따라 발광부(110)를 제어하여 광을 조사할 수 있다(S130). 이때, 발광부(110)를 제어하는 불연속적인 신호 내에서 상기 발광부(110)를 동작시키는 온(on) 펄스 구간의 폭을 변경시킴으로써 상기 광량을 제어하거나, 상기 발광부(110)를 제어하는 연속적인 신호에 대한 광의 세기를 변경함으로써 상기 광량을 제어할 수 있다.
그리고 S110부터 S130의 단계들을 기 설정된 시간 단위(예를 들어, 100ms)마다 반복할 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 제어부(130) 및 밝기 감지부(120)는 프로그램이 저장된 메모리와 위 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.
본 발명의 방법 및 시스템은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성 요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
[부호의 설명]
100: 조명 장치 110: 발광부
120: 밝기 감지부 130: 제어부
140: 통신부 150: 속도 감지부

Claims (15)

  1. 적응적 밝기 조절이 가능한 휴대용 조명장치에 있어서,
    광을 조사하는 발광부;
    현재 위치로부터 소정거리 떨어진 전방의 일 영역에 대한 밝기를 측정하는 밝기 감지부; 및
    상기 밝기 감지부에서 측정한 밝기에 따라 상기 발광부에서 조사하는 광량을 제어하는 제어부; 를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 발광부를 제어하는 불연속적인 신호 내에서 상기 발광부를 동작시키는 온(on) 펄스 구간의 폭을 변경시킴으로써 상기 광량을 제어하거나, 상기 발광부를 제어하는 연속적인 신호에 대한 광의 세기를 변경함으로써 상기 광량을 제어하는 것인, 적응적 밝기 조절이 가능한 휴대용 조명장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조명장치는 측정된 밝기가 높을수록 상기 광량을 낮추고, 측정된 밝기가 낮을수록 상기 광량을 높임으로써, 기 설정된 범위 내의 밝기가 유지되도록 제어되는 것인, 적응적 밝기 조절이 가능한 휴대용 조명장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 PWM(Pulse Width Modulation) 방식에 기초하여 제어를 수행하되, 상기 발광부를 동작시키지 않는 오프(off) 펄스 구간에서 상기 밝기 감지부가 밝기를 측정하도록 제어하는 것인, 적응적 밝기 조절이 가능한 휴대용 조명장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 오프 펄스 구간마다 밝기를 측정하도록 제어하고, 측정된 밝기에 따라 그 다음 온 펄스 구간의 펄스폭을 결정하는 것인, 적응적 밝기 조절이 가능한 휴대용 조명장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 조명장치의 이동속도를 감지하는 속도감지부를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 이동속도에 따라 상기 온 펄스 구간과 오프 펄스 구간의 폭이나 주파수를 상이하게 제어하는 것인, 적응적 밝기 조절이 가능한 휴대용 조명장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 PWM에 기반한 제어신호의 주파수가 사람이 인식할 수 있는 주파수보다 높도록 제어하는 것인, 적응적 밝기 조절이 가능한 휴대용 조명장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 밝기 감지부는 휘도(luminance)를 측정하는 것인, 적응적 밝기 조절이 가능한 휴대용 조명장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 밝기 감지부는 전방으로부터 발생된 광을 수집하는 핀홀타입렌즈를 포함하는 것인, 적응적 밝기 조절이 가능한 휴대용 조명장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 발광부는 위아래로 배치된 상향등과 하향등을 포함하며, 상기 상향등 및 하향등 중 어느 하나의 발광부가 동작하도록 구성되며,
    상기 밝기 감지부는 상기 상향등과 하향등 사이에 배치되는 것인,
    적응적 밝기 조절이 가능한 휴대용 조명장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 밝기 감지부가 광을 인식하는 전방의 인식영역과 상기 발광부가 조사하는 광출력영역은 서로 중첩되는 것인, 적응적 밝기 조절이 가능한 휴대용 조명장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 밝기 감지부가 광을 인식하는 전방의 인식영역은 상기 발광부가 조사하는 광출력영역보다 상기 조명장치의 위치로부터 먼 곳에 배치되는 것인, 적응적 밝기 조절이 가능한 휴대용 조명장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용자의 신체나 별도의 이동수단에 탈착될 수 있도록 구성되는 탈착부를 더 포함하는 것인, 적응적 밝기 조절이 가능한 휴대용 조명장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    다른 장치와 근거리 통신을 수행하는 통신부를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 통신부로부터 기 설정된 단말이 근거리에서 인식되었다는 신호를 수신할 경우 상기 발광부가 발광하도록 제어하는 것인, 적응적 밝기 조절이 가능한 휴대용 조명장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 사용자 단말로부터 사용자의 예상운행시간정보를 수집한 후, 잔존 전력과 상기 예상운행시간정보에 따라 상기 발광부의 광량을 제어하는 것인, 적응적 밝기 조절이 가능한 휴대용 조명장치.
  15. 적응적으로 조명장치의 밝기를 조절하는 방법에 있어서,
    조명장치의 밝기 감지부를 통하여 현재 위치로부터 소정거리 떨어진 전방의 일 영역에 대한 밝기를 측정하는 단계;
    상기 측정한 밝기에 따라 상기 조명장치의 발광부에서 조사할 광량을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 광량에 따라 상기 조명장치의 발광부를 제어하는 단계; 를 포함하며,
    상기 광량을 결정하는 단계는, 상기 발광부를 제어하는 불연속적인 신호 내에서 상기 발광부를 동작시키는 온(on) 펄스 구간의 폭을 변경시킴으로써 상기 광량을 제어하거나, 상기 발광부를 제어하는 연속적인 신호에 대한 광의 세기를 변경함으로써 상기 광량을 제어하는 것인, 적응적으로 조명장치의 밝기를 조절하는 방법.
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