KR20170123065A - Illumination sensor and illumination control device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 조도 센서 및 이를 이용한 조도 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사람의 시각으로 인지할 수 없으나 생체 일주기 리듬에 영향을 미치는 비시각적 조도 정보를 검출하고, 그에 따라 사용자 주변의 조도 환경을 제어할 수 있는 조도 센서 및 이를 이용한 조도 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an illuminance sensor and an illuminance control apparatus using the illuminance sensor. More particularly, the present invention relates to an illuminance sensor that detects nonvisual illuminance information that can not be perceived by the human eye but affects a rhythm of a living body, And a roughness control device using the roughness sensor.
최근, 많은 바이오 및 의료 관련 연구 그룹은 인공 백색 조명에 의해 방출되는 광의 스펙트럼 프로파일이 생체의 일주기 리듬에 미친다고 보고하고 있다. 생체 일주기 리듬은 450 내지 470nm 주위의 단색(monochromatic) 청색광 인근에서 가장 민감하다. 이는 인공 백색 광원으로부터 방출되는 청색광이 멜라토닌을 억제하기 때문이다. 여기서, 멜라토닌은 항산화 및 항암 특성을 갖는 생물학적 화합물로서, 인간의 생체 리듬을 조절하는 중요한 요소 중 하나로 알려졌다. 예를 들어, 멜라토닌의 분비량이 증가하면, 생체 시계는 밤으로 판단하고, 반대로 멜라토닌의 분비량이 감소하면, 생체 시계는 낮으로 판단할 수 있다.Recently, many bio- and medical-related research groups report that the spectral profile of the light emitted by artificial white light fits into the circadian rhythm of the body. The vital cycle rhythm is most sensitive in the vicinity of monochromatic blue light around 450 to 470 nm. This is because the blue light emitted from the artificial white light source suppresses melatonin. Here, melatonin is a biological compound having antioxidant and anticancer properties, and is known to be one of the important factors controlling the human rhythm. For example, if the amount of melatonin secretion increases, the biological clock is judged to be night, while if the amount of melatonin secretion decreases, the biological clock can be judged to be low.
한편, 최근에는 청색 LED를 기반으로 형광체를 주입한 고효율 백색 LED 전등이 일상에 사용되고 있다. 이러한 고효율 백색 LED 전등은 청색 LED를 기반으로 제작되기 때문에 자연광에 비하여 청색이 더 많이 포함되어 있다. 이로 인해, 사용자가 밤에 실내에서 활동하기 위해 고효율 백색 LED 전등을 사용하는 경우, 자연광에 비해 더 많이 청색 빛에 노출됨으로써 인체 내부에서 멜라토닌 분비량이 증가하지 않게 되며, 이에 따라 사용자의 생체 일주기 리듬에 이상이 생기는 문제점이 발생한다.On the other hand, recently, high efficiency white LED lamps, which are phosphor-injected based on blue LEDs, have been used in daily life. These high efficiency white LED lamps are based on blue LEDs and therefore contain more blue than natural light. Thus, when a user uses a high-efficiency white LED light to operate indoors at night, the amount of melatonin secretion does not increase in the human body due to exposure to blue light more than natural light, There is a problem that an abnormality occurs.
이러한 문제점을 해결하기 위한 일 예로, 청색 광의 방출량을 조절할 수 있는 장치가 지속적으로 연구되고 있다. 하지만, 조명의 청색 광 방출량을 조절할 수 없는 경우에는 이러한 장치를 사용하기 어려울 뿐만 아니라, 설치된 조명의 개수가 증가할수록 설치 비용이 증가하는 등의 문제점이 존재한다.As an example to solve such a problem, a device capable of controlling the emission amount of blue light has been continuously studied. However, when the blue light emission amount of the illumination can not be controlled, it is difficult to use such a device, and the installation cost increases as the number of installed lights increases.
한편, 종래의 생체 일주기 리듬에 따른 조명의 조도를 제어하는 기술의 일 예로서, 공개특허 제10-2015-0138385호에 따른 일주기성 신경내분비 기능을 보호하기 위한 조명 시스템이 있다. 상기 공개특허는 종래의 LED와 상이한 스펙트럼 부분을 증가시키는 것으로서, 원치 않는 파장 부분을 노치 필터에 의해 감쇠시킨 백생광을 제공한다. 즉, 상기 공개특허는 낮엔 필터링되지 않은 광을 제공하고 밤엔 필터링된 광을 제공한다. 구체적으로, 상기 공개특허는 자색, 청색, 녹색, 황색, 적색 파장에 대한 개별 파장 LED칩들을 사용하는 조명에서 밤시간에는 청색 LED를 오프시키고, 색상을 보상하기 위하여 자색 LED칩의 스팩트럼을 높이는 구성을 포함한다.On the other hand, as an example of a technique for controlling illuminance of illumination according to a conventional living body circadian rhythm, there is an illumination system for protecting the cyclic neuroendocrine function according to Japanese Patent Laid-Open No. 10-2015-0138385. The patent is to increase the different spectral portions of conventional LEDs and provide white light that attenuates unwanted wavelength portions by a notch filter. That is, the patent provides light that is unfiltered at night and filtered light at night. Specifically, the patent discloses a technique of turning off a blue LED at night and increasing a spectrum of a purple LED chip to compensate for color in illumination using individual wavelength LED chips for purple, blue, green, yellow and red wavelengths .
하지만, 상기와 같은 종래기술은 '조명'에만 적용할 수 있을 뿐이고, 스마트폰이나 텔레비전, 모니터 등의 LED 광원을 이용하는 기타 장치에 적용하기 어려운 문제점이 존재한다. 특히, 생체 일주기 리듬은 단순히 낮과 밤으로만 구분되지 않고 시간에 따라 변화되는 특성이 있으므로, 상기 종래기술은 이와 같은 특성을 반영하지 못한 문제점이 존재한다.However, the conventional technology as described above can only be applied to 'illumination', and it is difficult to apply it to other devices using an LED light source such as a smart phone, a television, and a monitor. In particular, there is a problem that the above-mentioned prior art does not reflect such characteristics because the biometric cycle rhythm is not only classified into day and night but also changes with time.
본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위하여, 사용자의 생체 일주기 리듬에 영향을 주는 비시각적 조도 정보를 물리적으로 측정할 수 있는 할 수 있는 조도 센서 및 이를 이용한 조도 제어 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.The object of the present invention is to provide an illuminance sensor capable of physically measuring non-visual illuminance information that affects a user's perineal cycle rhythm and a illuminance control apparatus using the illuminance sensor. have.
또한, 본 발명은 하루를 낮과 밤으로 이분하지 않고, 시간대별로 생체 일주기 리듬에 따라 조명을 제어할 수 있는 조도 센서 및 이를 이용한 조도 제어 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide an illuminance sensor capable of controlling illumination according to a living body circadian rhythm by time of day without dividing the day into day and night, and an illuminance control apparatus using the same.
또한, 본 발명은 사용자의 생체 일주기 리듬과, 사용자 주변의 광의 시각적 조도 및 컬러 품질을 최적화할 수 있도록, 사용자 주변의 광원을 조절하는 조도 센서 및 이를 이용한 조도 제어 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide an illuminance sensor for adjusting a light source around a user and an illuminance control device using the illuminance sensor so as to optimize a user's visual perception rhythm of a living body, have.
또한, 본 발명은 조명뿐만 아니라, LED를 광원으로 사용하는 디스플레이 장치 등에도 적용 가능한 조도 센서 및 이를 이용한 조도 제어 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다. It is another object of the present invention to provide an illuminance sensor which can be applied not only to illumination but also to a display device using an LED as a light source, and an illuminance control device using the same.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 조도 센서는, 광에 대한 시각적 조도 정보인 제1조도값과, 생체 일주기 리듬에 영향을 주는 비시각적 조도 정보인 제2조도값을 각각 측정하는 조도 센서로서, (1) 입사광으로부터 제1조도값을 검출하는 조도 검출부, (2) 제1조도값을 제2조도값으로 변환하기 위한 변환계수값과, 제1조도값과 제2조도값의 상관관계정보를 각각 저장한 센서 저장부, (3) 제1조도값, 변환계수값 및 상관관계정보를 이용하여 제2조도값을 연산하는 조도 연산부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an illuminance sensor including a first illuminance value, which is visual illuminance information about light, and a second illuminance value, which is nonvisual illuminance information, (1) an illuminance detector for detecting a first illuminance value from the incident light, (2) a conversion factor value for converting the first illuminance value to a second illuminance value, and a second illuminance value, And (3) a second illuminance value calculating unit for calculating the second illuminance value using the first illuminance value, the transform coefficient value, and the correlation information.
이때, 상기 변환계수값은, (1) 생체 일주기 리듬의 작용을 나타내는 제1계수값, (2) 일주기 복사의 효능을 나타내는 제2계수값, (3) 복사 발광의 효능을 나타내는 제3계수값 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.Here, the value of the transform coefficient may be (1) a first count value indicating the action of the vital cycle rhythm, (2) a second count value indicating the efficacy of day cycle radiation, (3) And coefficient values.
또한, 상기 상관관계정보는 하기의 [제1식] 또는 [제2식]에 대한 정보를 포함할 수 있다.In addition, the correlation information may include information on the following [first formula] or [second formula].
[제1식][First Formula]
(제2조도값) = (제1조도값) X (제1계수값)(Second illuminance value) = (first illuminance value) X (first coefficient value)
[제2식][Second formula]
(제2조도값) = [(제2계수값) / (제3계수값)] X (제1조도값)(Second illuminance value) = [(second count value) / (third count value)] X (first illuminance value)
한편, 상기 제2계수값은 하기의 [제3식]에 의해 결정될 수 있다.On the other hand, the second coefficient value may be determined by the following [formula 3].
[제3식][Third formula]
(Kc: 제2계수값, Kc,max: 최대 스펙트럼 일주기 효능값, S(λ): 광원의 복사속, C(λ): 일주기 스펙트럼 효율 함수)(K c : second coefficient value, K c, max : maximum spectral one-cycle efficacy value, S (λ): radiant flux of the light source, C (λ)
또한, 상기 제3계수값은 하기의 [제4식]에 의해 결정될 수 있다.Further, the third coefficient value may be determined by the following [formula 4].
[제4식][Formula 4]
(K: 제3계수값, Kmax: 최대 스펙트럼 발광 효능값, S(λ): 광원의 복사속, V(λ): CIE 스펙트럼 효율 함수)(K: third coefficient, K max : maximum spectral efficiency, S (λ): radiant flux of light source, V (λ): CIE spectral efficiency function)
본 발명의 일 실시예에 따른 조도 제어 장치는, (1) 휴대단말기나 사용자가 착용 가능한 웨어러블 장치에 구비되며, 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 조도 센서, (2) 조도 센서에서 연산된 제2조도값을 이용하여 광원 장치로부터 출력되는 광의 조도를 제어하기 위한 조도제어정보를 생성하는 조도 제어부, (3) 조도 제어부에서 생성된 조도제어정보에 따라 광원 장치로부터 출력되는 광의 조도를 조절하여 구동하는 조도 구동부를 포함한다.The illuminance control device according to one embodiment of the present invention is provided with (1) the illuminance sensor according to any one of (1) to (5), (2) A light intensity control unit for generating light intensity control information for controlling the light intensity output from the light source device using the second light intensity value calculated by the light intensity control unit; And an illuminance driving unit for driving the illuminating unit.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 조도 제어 장치는 조도 제어부로부터 생성된 조도제어정보를 조도 구동부와 송수신하는 제어 통신부를 더 포함할 수 있다.In addition, the illuminance control apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a control communication unit transmitting and receiving the illuminance control information generated from the illuminance control unit to and from the illuminance driving unit.
한편, 조도 제어부는 광원 장치로부터 출력되는 광의 제1조도값과 제2조도값을 서로 독립적으로 조절하기 위한 조도제어정보를 생성한다.Meanwhile, the illuminance control unit generates illuminance control information for independently controlling the first illuminance value and the second illuminance value of the light output from the light source unit.
특히, 조도 제어부는 제2조도값과 멜라토닌 억제지수값 사이의 대응관계에 대한 정보인 변환정보와, 조도 센서에서 연산된 제2조도값을 각각 이용하여 조도제어정보를 생성한다.In particular, the illuminance control unit generates illuminance control information by using the conversion information, which is information on the correspondence between the second illuminance value and the melatonin suppression index value, and the second illuminance value calculated by the illuminance sensor, respectively.
구체적으로, 상기 조도 제어부는, (1) 변환정보 및 멜라토닌 억제지수값에 대한 시간대별 설정값인 멜라토닌 억제지수 설정값을 각각 저장한 조도 저장부, (2) 조도 센서에서 연산된 제2조도값과 조도 저장부에 저장된 변환정보를 이용하여 조도 센서에서 연산된 제2조도값에 대한 멜라토닌 억제지수값인 멜라토닌 억제지수 계산값을 도출하고, 도출된 멜라토닌 억제지수 계산값과 조도 저장부에 저장된 멜라토닌 억제지수 설정값을 비교하여 멜라토닌 억제지수 비교값을 추출하며, 추출된 멜라토닌 억제지수 비교값을 이용하여 조도제어정보를 생성하는 조도 분석부를 포함할 수 있다.Specifically, the illuminance control unit may include: (1) an illuminance storage unit storing a set value of the melatonin suppression index, which is a time-based set value of the conversion information and the value of the melatonin suppression index, (2) And calculating the calculated value of the melatonin inhibition index, which is the value of the melatonin inhibition index for the second illuminance value calculated by the illuminance sensor, using the conversion information stored in the illuminance storage unit, And comparing the set value of the inhibition index to extract the comparison value of the melatonin inhibition index and generating the intensity control information using the extracted comparison value of the melatonin inhibition index.
또한, 상기 조도 제어부는, (1) 제2조도값에 대한 시간대별 설정값인 일주기 조도 설정값을 저장한 조도 저장부, (2) 조도 센서에서 연산된 제2조도값과 조도 저장부에 저장된 일주기 조도 설정값의 비교하여 일주기 조도 비교값을 추출하고, 추출된 일주기 조도 비교값을 이용하여 조도제어정보를 생성하는 조도 분석부를 포함할 수 있다.(2) a second illuminance value calculated by the illuminance sensor, and a second illuminance value stored in the illuminance storage unit; and (2) And a roughness analyzing unit for extracting the one-period roughness comparison value by comparing the stored one-day roughness set values and generating roughness control information using the extracted one-week roughness comparison value.
또한, 상기 조도 제어부는 제1조도값 및 제2조도값을 이용하여 조도제어정보를 생성하되, (1) 제1조도값에 대한 시간대별 설정값인 시각 조도 설정값 및 제2조도값에 대한 시간대별 설정값인 일주기 조도 설정값을 각각 저장한 조도 저장부, (2) 조도 센서에서 검출된 제1조도값과 조도 저장부에 저장된 시각 조도 설정값을 비교하여 시각 조도 비교값을 추출하고, 조도 센서에서 연산된 제2조도값과 조도 저장부에 저장된 일주기 조도 설정값을 비교하여 일주기 조도 비교값을 추출하며, 추출된 시각 조도 비교값 및 일주기 조도 비교값을 이용하여 조도제어정보를 생성하는 조도 분석부를 포함할 수 있다.The illuminance control unit generates illuminance control information using the first illuminance value and the second illuminance value, wherein the illuminance control information includes at least one of (1) a visual illuminance setting value as a time- (2) a first illuminance value detected by the illuminance sensor and a visual illuminance setting value stored in the illuminance storage unit are compared with each other to extract a visual illuminance comparison value The second illuminance value calculated by the illuminance sensor is compared with the one-period illuminance illuminance value stored in the illuminance storage section to extract the illuminance illuminance comparison value, and illuminance control is performed using the extracted illuminance comparison value and illuminance illuminance comparison value And an illuminance analysis unit for generating information.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 조도 센서 및 이를 이용한 조도 제어 장치는 생체 일주기 리듬에 영향을 주는 비시각적 조도 정보를 계량한 조도값을 제공함으로써, 저비용으로 쉽게 사용자의 생체 일주기 리듬을 관리할 수 있는 효과가 있다.The illuminance sensor according to the present invention configured as described above and the illuminance control apparatus using the illuminance sensor provide the illuminance value obtained by measuring the nonvisual illuminance information affecting the living body circadian rhythm so that the user can easily manage the living organism rhythm at low cost There is an effect that can be done.
또한, 본 발명의 조도 센서 및 이를 이용한 조도 제어 장치는 비시각적 조도값을 조절하기 위한 제어 정보를 실시간으로 제공할 수 있으므로, 시간대별로 생체 일주기 리듬에 따라 조명을 제어할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the illuminance sensor of the present invention and the illuminance control apparatus using the illuminance sensor can provide control information for adjusting the non-visual illuminance value in real time, it is possible to control illumination according to the rhythm of a living body period per time zone.
또한, 본 발명에 따른 조도 센서 및 이를 이용한 조도 제어 장치는 발광 장치에서 출력되는 광의 시각적 조도값과 비시각적 조도값을 독립적으로 조절하는 제어 정보를 제공할 수 있으므로, 사용자의 생체 일주기 리듬과, 사용자 주변의 광의 시각적 조도 및 컬러 품질을 동시에 최적화할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the illuminance sensor according to the present invention and the illuminance control apparatus using the illuminance sensor can provide control information independently controlling the visual illuminance value and the non-visual illuminance value of the light output from the light emitting device, It is possible to optimize both the visual illuminance and the color quality of light around the user.
아울러, 본 발명에 따른 조도 센서 및 이를 이용한 조도 제어 장치는 조명 장치뿐만 아니라 LED를 광원으로 사용하는 디스플레이 장치 등에도 적용하여 사용자 주변 광의 조도를 생체 일주기 리듬에 맞게 조절할 수 있는 효과가 있다.In addition, the illuminance sensor and the illuminance control apparatus using the illuminance sensor according to the present invention can be applied not only to an illumination device but also to a display device using an LED as a light source, so that the illuminance of user's ambient light can be adjusted according to a rhythm of a living body period.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조도 센서(10)의 블록 구성도를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조도 제어 장치(20)의 블록 구성도를 나타낸는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조도 센서(10)에서 광이 획득되는 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 제2조도값과 멜라토닌 억제지수(Melatonin Suppression Value ; MSV) 사이의 대응관계를 나타낸 그래프이다.
도 5는 하루의 시간대별로 요구되는 시각 조도 설정값(붉은색 그래프) 및 일주기 조도 설정값(파란색 그래프)의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 6은 인공 광원의 시각적 성능과 색상 품질 및 서카디언 성능에 관련된 성능지수를 요약한 도면이다.
도 7은 C(λ): 서카디언 스펙트럼 효율 함수 (Gall et al.), V(λ): CIE 스펙트럼 발광 효능 함수를 도시한 도면이다.
도 8은 전체 스펙트럼 영역의 형광등과 청색 LED의 시각적 조도의 함수로서, 상대적인 시각적 성능 및 상대적인 멜라토닌 억제를 도시한 도면이다.1 is a block diagram of a
FIG. 2 is a block diagram of the
3 is a diagram showing an example in which light is obtained in the
FIG. 4 is a graph showing the correspondence between the second illuminance value and the Melatonin Suppression Value (MSV).
5 is a diagram showing an embodiment of a visual illuminance setting value (red color graph) and a one-cycle illuminance setting value (blue graph) required for each day of the day.
6 is a diagram summarizing the performance indexes related to visual performance, color quality and sucacadian performance of an artificial light source.
FIG. 7 is a graph showing the CIE spectral efficiency function (Gall et al.) And V (?): CIE spectral efficiency.
Figure 8 is a diagram showing relative visual performance and relative melatonin inhibition as a function of the visual illumination of the fluorescent and blue LEDs in the entire spectral range.
본 발명의 상기 목적과 수단 및 그에 따른 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, . In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 경우에 따라 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외의 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. Furthermore, terms used herein are for the purpose of illustrating embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular forms include plural forms as the case may be, unless the context clearly indicates otherwise. &Quot; comprises "and / or" comprising "used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements other than the stated element. Unless defined otherwise, all terms used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In addition, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조도 센서(10)의 블록 구성도를 나타낸다.1 shows a block diagram of a
본 발명의 일 실시예에 따른 조도 센서(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 조도 검출부(11), 센서 저장부(12) 및 조도 연산부(13)를 포함하는 것이 바람직하다.The
조도 검출부(11)는 광원(1)으로부터 입사되는 광에 대한 조도 정보를 검출한다. 이때, 조도 검출부(11)에서 출력되는 조도값은 인간의 눈으로 직접 감지될 수 있는 시각적인 조도 정보(이하, 광에 대한 시각적 조도 정보를 "제1조도값"이라고 함)이다. 조도 검출부(11)는 당 기술 분야에 알려진 다양한 방식의 광센서로 구성될 수 있다. The illuminance detecting unit 11 detects illuminance information on the light incident from the
센서 저장부(12)는 생체 일주기 리듬에 대응하는 조도 정보를 산출하기 위해 필요한 정보들을 저장한다. 이때, 센서 저장부(12)에서 출력되는 조도값은 인간의 눈으로 직접 감지될 수 없는 비시각적인 조도 정보로서, 생체 일주기 리듬에 영향을 주는 조도 정보(이하, 생체 일주기 리듬에 영향을 주는 비시각적 조도 정보를 "제2조도값"이라고 함)이다. 구체적으로, 센서 저장부(12)에 저장되는 정보로는 변환계수값과 상관관계정보가 있다. 변환계수값은 제1조도값을 제2조도값으로 변환하기 위한 계수값이며, 상관관계정보는 제1조도값과 제2조도값이 갖는 특정 상관관계에 대한 정보를 나타낸다.The
변환계수값은 제1계수값, 제2계수값 및 제3계수값 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 즉, 제1계수값은 광원(1)의 종류에 따른 생체 일주기 리듬의 작용 정도(Circadian Action Factor: CAF)에 대한 계수값을, 제2계수값은 일주기 복사의 효능 정도(circadian efficacy of radiation: CER)에 대한 계수값을 각각 나타낸다. 또한, 제3계수값은 복사 발광 효능 정도(luminous efficacy of radiation: LER)에 대한 계수값을 나타낸다. 저장부(13)에 저장되는 상관관계정보와 기타 상세한 정보들에 대해서는 후술하기로 한다. The transform coefficient value may include at least one of a first coefficient value, a second coefficient value, and a third coefficient value. That is, the first coefficient value is a coefficient value for the circadian action factor (CAF) according to the kind of the
특히, 상관관계정보는 하기의 식 1이나 식 2에 대한 정보를 포함할 수 있다.In particular, the correlation information may include information on
[식 1][Formula 1]
제2조도값[blm/m2] = 제1조도값[blm/lm] X 제1계수값[lm/m2]Second illuminance value [blm / m 2 ] = first illuminance value [blm / lm] X first coefficient value [lm / m 2 ]
[식 2][Formula 2]
제2조도값[blm/m2] = {제2계수값[blm] / 제3계수값[lm]} X 제1조도값[lm/m2]Blm / m 2 = second coefficient value [blm] / third coefficient value [lm] X first illuminance value [lm / m 2 ]
상기 [식 1] 및 [식 2]에서 대괄호([ ]) 속에는 해당 인자의 단위를 나타낸다. 본 발명의 일 실시예에 따른 조도 센서(10)는 상기 식 1 및 식 2를 이용하여 최종적으로 제2조도값을 획득할 수 있다. [식 1] 및 [식 2]에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.The square brackets ([]) in [Equation 1] and [Equation 2] represent the unit of the corresponding factor. The
센서 저장부(12)는 다양한 광원 종류에 따다 다양한 변환계수값을 저장할 수 있으며, 이때 사용자로부터 광원 종류 선택에 대한 입력을 제공받을 수 있다.The
조도 연산부(13)는 제2조도값을 연산하는 구성이다. 즉, 조도 연산부(13)는 조도 검출부(11)에서 검출되는 제1조도값, 센서 저장부(12)에 저장된 변환계수값 및 상관관계정보를 이용하여 제2조도값을 도출한다. 이때, 조도 연산부(13)는 상관관계정보로 상기의 식 1이나 식 2에 대한 정보를 이용할 수 있다.The illuminance calculating unit 13 is configured to calculate the second illuminance value. That is, the roughness calculation unit 13 derives the second roughness value using the first roughness value detected by the roughness detection unit 11, the transform coefficient value stored in the
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 조도 센서(10)는 센서 통신부를 더 포함할 수 있다. 이때, 센서 통신부는 조도 연산부(13)에서 연산된 제2조도값을 외부로 송신하는 것으로서, 필요에 따라 제1조도값, 변환계수값 및 상관관계정보도 포함하여 송수신할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 조도 센서(10)에서 도출되는 제2조도값, 또는 제1조도값 및 제2조도값은 조도 센서(10) 주변에서 광원으로 작용하는 조명 장치, 디스플레이 장치 등의 조도를 제어하기 위한 제어 장치에 이용될 수 있다.Meanwhile, the
센서 통신부는 유선 통신 모듈이나, 이동 통신 단말과 무선 통신 시스템 사이 또는 이동 통신 단말들이 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능한 하나 이상의 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서 통신부는 이동 통신 모듈, 와이파이 송수신 모듈, 블루투스 송수신 모듈, NFC(Near Field Communication) 송수신 모듈, BAN(Body Area Network) 송수신 모듈 및 기타 근거리 통신 송수신 모듈 등을 포함할 수 있다.The sensor communication unit may include a wired communication module, one or more wireless communication modules capable of wireless communication between the mobile communication terminal and the wireless communication system or a network in which the mobile communication terminals are located. For example, the sensor communication unit may include a mobile communication module, a Wi-Fi transmission / reception module, a Bluetooth transmission / reception module, a NFC (Near Field Communication) transmission / reception module, a BAN (Body Area Network) transmission / reception module, and other short-
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조도 제어 장치(20)의 블록 구성도를 나타낸다.2 shows a block diagram of a
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조도 센서(10)에서 광이 획득되는 예를 나타낸다.FIG. 3 shows an example in which light is obtained in the
본 발명의 일 실시예에 따른 조도 제어 장치(20)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 조도 센서(10), 조도 제어부(21) 및 조도 구동부(22)를 포함한다. 이때, 조도계(10), 조도 제어부(21) 및 조도 구동부(22)는 하나의 장치에 일체로 마련되거나, 별도의 장치에 각각 마련될 수 있다.The
조도 센서(10)는 광에 대한 시각적 조도 정보인 제1조도값과, 생체 일주기 리듬에 영향을 주는 비시각적 조도 정보인 제2조도값을 각각 측정하는 조도 센서로서, 도 1에 따라 상술한 구성이다. 즉, 조도 센서(10)는, 도 3에 도시된 바와 같이, LED 광원 장치뿐만 아니라 자연 광, 모니터 또는 모바일 기기의 디스플레이 등 사용자의 주변에 존재하는 모든 광으로부터 제2조도값이나, 제1조도값 및 제2조도값을 도출하여 조도 제어부(21)로 전달한다. 이때, 조도 센서(10)는 사용자가 착용 가능한 시계형, 밴드형 등의 웨어러블 장치나, 스마트 폰, 스마트 패드 등의 휴대용 단말기에 구비되는 것이 바람직하다. 이는 사용자의 현재 위치에서의 정확한 제1조도값 및 제2조도값을 획득하기 위함이다.The
특히, 조도 센서(10)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 안경형의 웨어러블 디바이스에 구비되는 것이 가장 바람직하다. 이는 제1조도값과 제2조도값이 사용자의 눈에 입사되는 광을 기준으로 도출되는 것이 가장 정확하기 때문이다. Particularly, as shown in Fig. 3, the
조도 제어부(21)는 광원 장치로부터 출력되는 광을 제어하기 위한 조도제어정보를 생성하는 구성이다. 조도제어정보는 LED 광원 장치를 비롯한 사용자 주변의 광원 장치에서 출력되는 광의 조도를 조절하기 위한 정보이다. 즉, 조도제어정보는 광원 장치 내 복수의 단색 광원 별로 제공되는 구동 전력의 크기에 대한 정보일 수 있다. 예를 들어, 조도제어정보는 적색, 녹색, 청색 광원 등에 제공되는 구동 전력을 크게 또는 작게 조정하는 구동 전력에 대한 정보일 수 있다.The illuminance control section 21 is a configuration for generating illuminance control information for controlling light output from the light source device. The illuminance control information is information for controlling the illuminance of light output from the light source device around the user including the LED light source device. That is, the intensity control information may be information on the magnitude of the driving power provided for each of the plurality of monochromatic light sources in the light source apparatus. For example, the illumination control information may be information on driving power for adjusting the driving power provided to the red, green, and blue light sources to be large or small.
특히, 조도 제어부(21)는 광원 장치에서 방출되는 광의 제1조도값과 제2조도값을 서로 독립적으로 조절하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 조도 제어부(21)는 방출되는 광의 제1조도값를 조절하기 위한 정보 및 제2조도값를 조절하기 위한 정보를 각각 포함하는 조도제어정보를 생성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 조도 제어부(21)는 광원 장치에서 방출되는 광이 제1조도값을 일정하게 유지하면서 제2조도값을 조절되어 방출되거나, 제2조도값을 일정하게 유지하면서 제1조도값을 조절되어 방출되거나, 제1조도값과 제2조도값을 동시에 조절되어 방출되게 하는 조도제어정보를 생성할 수 있다.In particular, it is preferable that the illuminance control unit 21 independently adjusts the first and second illuminance values of the light emitted from the light source unit. For this purpose, the illuminance control unit 21 preferably generates illuminance control information including information for adjusting the first illuminance value of emitted light and information for adjusting the second illuminance value, respectively. For example, the illuminance control unit 21 may control the illuminance of the light emitted from the light source unit by adjusting the second illuminance value while keeping the first illuminance value constant, Or it may generate the intensity control information which causes the first and second illuminance values to be simultaneously adjusted and emitted.
상기와 같이, 조도 제어부(21)가 광원 장치에서 방출되는 광의 제1조도값과 제2조도값에 대한 정보를 각각 포함한 조도제어정보를 도출함에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 조도 제어 장치(20)는 사용자가 감지하는 시각적 조도와 사용자가 감지하지 못하는 비시각적 조도를 서로 독립적으로 조절하여 사용자의 생체 일주기 리듬을 조절할 수 있다. 예를 들어, 조도 제어부(21)는 광원 장치에서 출력되는 광이 저녁에 제1조도값을 유지시키도록 하여 시각적 밝기는 유지하면서, 동시에 제2조도값은 최소화하도록 제어함으로써, 광원 장치 주변 사용자의 멜라토닌의 분비를 유도하여 사용자의 생체 일주기 리듬을 유지시킬 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 조도 제어 장치(20)는 광원 장치에서 출력되는 광의 시각적 조도와 비시각적 조도를 서로 독립적으로 조절할 수 있어, 사용자의 생체 일주기 리듬뿐만 아니라, 사용자 주변 광의 시각적 조도 및 컬러 품질을 동시에 최적화할 수 있는 특징이 있다.As described above, the illuminance control unit 21 derives the illuminance control information including the information about the first illuminance value and the second illuminance value of the light emitted from the light source unit, The
한편, 조도 제어부(21)는 조도 센서(10)에서 연산된 제2조도값을 이용하여 조도제어정보를 도출하는 것이 바람직하며, 필요할 경우 조도 센서(10)에서 도출된 제1조도값과 조도 센서(10)에서 연산된 제2조도값을 동시에 이용하여 조도제어정보를 도출할 수 있다. 특히, 조도 센서(10)에서 연산된 제2조도값은 현재 사용자의 생체 일주기 리듬에 영향을 주는 비시각적 조도 정보를 계량한 조도값이므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 조도 제어 장치(20)는 조도제어정보를 생성하기 위해 조도 센서(10)에서 연산된 제2조도값을 이용하기만 하면 되므로, 기타의 복잡한 과정 없이도 사용자의 생체 일주기 리듬을 조절을 위한 광원 장치의 제어를 보다 쉽게 실행할 수 있으며, 이에 따라 경제적이다.The illuminance control unit 21 preferably derives illuminance control information using the second illuminance value calculated by the
특히, 조도 제어부(21)는 광에 대한 제2조도값과 멜라토닌 억제지수값 사이의 대응관계에 대한 정보인 변환정보와, 조도 센서(10)에서 연산된 제2조도값을 각각 이용하여 조도제어정보를 생성하는 것이 바람직하다. 사용자의 생체 일주기 리듬 조절을 위해 멜라토닌 억제지수값을 이용하는 과정 및 그에 따른 이점에 대하여는 이하에서 보다 상세히 설명하도록 한다.In particular, the illuminance control section 21 uses the conversion information, which is information on the correspondence between the second illuminance value and the melatonin suppression index value for light, and the second illuminance value calculated by the
도 4는 제2조도값과 멜라토닌 억제지수(Melatonin Suppression Value ; MSV) 사이의 대응관계를 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing the correspondence between the second illumination value and the Melatonin Suppression Value (MSV).
사용자의 생체 일주기 리듬은 멜라토닌의 분비 패턴에 따라 결정된다. 즉, 사용자의 생체 일주기 리듬을 유지하기 위해서는 매일 같은 시각에 멜라토닌의 분비 패턴이 일정하게 유지되어야 한다. 한편, 멜라토닌 억제지수는 인간의 생체 내 멜라토닌 분비의 억제 정도를 나타내는 표준화된 지표로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 비시각적 조도인 제2조도값과 일정한 함수 관계를 나타낸다. 이와 같은 대응관계에 대한 정보가 조도 제어부(21)에서 사용하는 변환정보이다. 이러한 변환정보는 제2조도값과 멜라토닌 억제지수 사이의 수식 정보를 갖는 변환수식정보이거나, 제2조도값과 멜라토닌 억제지수값 사이의 매칭 관계에 대한 값들로 이루어진 변환값 테이블 중 어느 하나일 수 있다. 멜라토닌 억제지수값은 생체 내 멜라토닌의 분비 양과 서로 반비례의 관계를 갖는 특징이 있다.The user's biometric cycle rhythm is determined by the secretion pattern of melatonin. That is, in order to maintain the rhythm of the user's daily cycle, the secretion pattern of the melatonin should be kept constant at the same time every day. On the other hand, the melatonin inhibition index is a standardized index indicating the degree of inhibition of human melatonin secretion in vivo, and exhibits a certain functional relationship with the second illuminance value, which is the nonvisual illuminance, as shown in Fig. The information on such a correspondence is the conversion information used by the illumination controller 21. [ This conversion information may be either conversion formula information having formula information between the second illuminance value and the melatonin inhibition index or a conversion value table consisting of values for the matching relationship between the second illuminance value and the value of the melatonin inhibition index . The value of the melatonin inhibition index is inversely proportional to the secretion amount of melatonin in vivo.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 조도 제어 장치(20)는 조도 센서(10)에서 연산된 제2조도값을 통해 현재 사용자에게 영향을 주고 있는 멜라토닌 억제지수값을 추출하며, 추출된 멜라토닌 억제지수값을 통해 현재 사용자에게 분비되는 멜라토닌의 양을 추측할 수 있다. 이때, 생체 내 멜라토닌 분비 양이 사용자에게 입사되는 광의 제2조도값에 의해 영향을 받으므로, 생체 일주기 리듬 유지를 위해 현재 시각 사용자에게 필요한 멜라토닌의 분비 양과 추측된 현재 시각 사용자의 멜라토닌 분비 양을 비교한다면, 반대로 생체 일주기 리듬 유지를 위해 필요한 멜라토닌 억제지수값과 추출된 멜라토닌 억제지수값을 비교한다면, 현재 사용자에게 입사되어야 할 광의 제2조도값을 결정할 수 있다. 이상과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 조도 제어 장치(20)는 조도제어정보를 생성하기 위해 멜라토닌 억제지수값을 이용하기만 하면 되므로, 기타의 복잡한 과정 없이도 사용자의 생체 일주기 리듬을 조절을 위한 광원 장치의 제어를 보다 쉽게 실행할 수 있으며, 이에 따라 경제적이다.That is, the
구체적으로, 조도 제어부(21)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 조도 저장부(23) 및 조도 분석부(24)를 포함할 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 2, the illumination controller 21 may include an illumination storage unit 23 and an illumination intensity analysis unit 24. The illumination intensity storage unit 23 may include a light source.
조도 저장부(23)는 변환정보 및 멜라토닌 억제지수값에 대한 시간대별 설정값을 각각 저장할 수 있다. 이때, 멜라토닌 억제지수값에 대한 시간대별 설정값(이하, "멜라토닌 억제지수 설정값"이라고 함)은 시간대별로 조도 센서(10)에서 연산된 제2조도값이 가져야 할 멜라토닌 억제지수값으로서, 생체 일주기 리듬을 유지하기 위해 광원 장치로부터 사용자에게 시간대별로 입사되어야 할 광의 멜라토닌 억제지수값을 의미한다.The illuminance storage unit 23 may store time-based setting values for the conversion information and the melatonin suppression index values, respectively. The set value of the melatonin inhibition index (hereinafter, referred to as "melatonin inhibition index setting value") for the melatonin inhibition index value is a value of the melatonin inhibition index to be possessed by the second illuminance value calculated by the
또한, 조도 저장부(23)는 제2조도값에 대한 시간대별 설정값을 저장할 수 있다. 이때, 제1조도값의 시간대별 설정값(이하, "시각 조도 설정값"이라고 함)은 시간대별로 조도 센서(10)에서 감지되어야 할 제1조도값으로서, 사용자 주변 광의 시각적 밝기 조절을 위해 광원 장치로부터 사용자에게 시간대별로 입사되어야 할 광의 시각적 조도값을 의미한다.In addition, the illumination storage unit 23 may store a time-based setting value for the second illuminance value. Here, the set value of the first illuminance value for each time period (hereinafter referred to as the "visual illuminance setting value") is a first illuminance value to be detected by the
또한, 조도 저장부(23)는 제1조도값의 시간대별 설정값을 저장할 수 있다. 이때, 제2조도값의 시간대별 설정값(이하, "일주기 조도 설정값"이라고 함)은 시간대별로 조도 센서(10)에서 도출되어야 할 제2조도값으로서, 생체 일주기 리듬 유지를 위해 광원 장치로부터 사용자에게 시간대별로 입사되어야 할 광의 비시각적 조도값을 의미한다. In addition, the illumination storage unit 23 may store the set value of the first illumination value by time zone. In this case, the set value of the second illuminance value (hereinafter, referred to as "one-period illuminance set value") is a second illuminance value to be derived from the
한편, 조도 저장부(23)는 조도 센서(10)에서 검출된 제1조도값 및 조도 센서(10)에서 연산된 제2조도값을 각각 저장할 수 있다. 이와 같이 조도 센서(10)에서 전달된 제1조도값 및 제2조도값은 현재 사용자에게 입사되는 광에 대한 시각적 및 비시각적 조도 정보를 나타낸다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 조도 제어 장치(20)는 조도 센서(10에서 검출된 제1조도값을 시각 조도 설정값과 비교함으로써, 또한 조도 센서(10)에서 연산된 제2조도값을 일주기 조도 설정값과 비교함으로써, 각각 조도제어정보를 생성할 수 있다. 이때, 시각 조도 설정값과 일주기 조도 설정값은 일별, 주별, 달별 및 연별 각각 다른 값으로 설정될 수 있다.The roughness storage unit 23 may store the first roughness value detected by the
조도 분석부(24)는 조도 센서(10)에서 연산된 제2조도값과 조도 저장부(23)에 저장된 변환정보를 이용하여, 조도 센서(10)에서 연산된 제2조도값에 대한 멜라토닌 억제지수값을 도출(이하, 이와 같이 도출된 멜라토닌 억제지수값을 "멜라토닌 억제지수 계산값"이라고 함)한다. 예를 들어, 조도 센서(10)에서 연산된 제2조도값이 200[blx]이며, 이 200[blx]에 대한 변환정보가 40[%]의 멜라토닌 억제지수값과 매칭된다면, 조도 분석부(24)는 40[%]의 멜라토닌 억제지수 계산값을 도출한다. 이때, 멜라토닌 억제지수 계산값은 현재 시각 조도 센서(10)에 입사된 광에 대한 멜라토닌 억제지수값을 나타낸다.The illuminance analyzing section 24 uses the second illuminance value calculated by the
이어서, 조도 분석부(24)는 상기와 같이 도출된 멜라토닌 억제지수 계산값과 조도 저장부(23)에 저장된 멜라토닌 억제지수 설정값을 비교하여 그 비교값(이하, 멜라토닌 억제지수 계산값과 멜라토닌 억제지수 설정값의 비교값을 "멜라토닌 억제지수 비교값"이라고 함)을 추출한다. 이후, 조도 분석부(24)는 상기와 같이 추출된 멜라토닌 억제지수 비교값을 이용하여 조도제어정보를 생성한다. 특히, 멜라토닌 억제 지수 비교값은 멜라토닌 억제지수 계산값과 멜라토닌 억제지수 설정값의 차에 해당하는 값일 수 있다.Then, the illuminance analyzing unit 24 compares the calculated value of the calculated melatonin suppression index with the preset value of the melatonin suppression index stored in the roughness storage unit 23, and calculates the comparison value (hereinafter referred to as the calculated melatonin inhibition index value and the melatonin inhibition value Quot; melatonin suppression index comparison value ") is extracted from the comparison value of the index setting value. Then, the illuminance analyzing unit 24 generates illuminance control information using the extracted comparison value of the melatonin suppression index. In particular, the comparison value of the melatonin inhibition index may be a value corresponding to the difference between the calculated value of the melatonin inhibition index and the setting value of the melatonin inhibition index.
예를 들어, 조도 분석부(24)는 추출한 멜라토닌 억제지수 비교값이 음(-)의 값을 가질 경우, 광원 장치로부터 제2조도값이 현재보다 더 큰 값을 갖는 광이 출력되도록 조도제어정보를 생성할 수 있다. 반대로, 조도 분석부(24)는 추출한 멜라토닌 억제지수 비교값이 양(+)의 값을 가질 경우, 광원 장치로부터 제2조도값이 현재보다 더 작은 값을 갖는 광이 출력되도록 조도제어정보를 생성할 수 있다.For example, when the extracted comparison value of the melatonin suppression index has a negative value, the illuminance analyzing unit 24 determines that the intensity of the illumination control information Lt; / RTI > On the other hand, when the extracted comparison value of the melatonin suppression index has a positive value, the illumination analyzer 24 generates illumination control information so that light having a second illumination intensity value smaller than the current illumination intensity is output from the light source device can do.
또한, 조도 분석부(24)는 조도 센서(10)에서 연산된 제2조도값과 조도 저장부(23)에 저장된 일주기 조도 설정값을 비교하여 그 비교값(이하, 조도 센서(10)에서 연산된 제2조도값과 일주기 조도 설정값의 비교값을 "일주기 조도 비교값"이라고 함)을 추출한다. 이때, 조도 센서(10)에서 연산된 제2조도값은 현재 시각 조도 센서(10)에 입사된 광에 대한 제2조도값을 나타낸다. 이후, 조도 분석부(24)는 추출된 일주기 조도 비교값을 이용하여 조도제어정보를 생성한다. 특히, 일주기 조도 비교값은 조도 센서(10)에서 연산된 제2조도값과 일주기 조도 설정값의 차에 해당하는 값일 수 있다.The illuminance analyzing section 24 compares the second illuminance value calculated by the
예를 들어, 조도 분석부(24)는 추출한 일주기 조도 비교값이 음(-)의 값을 가질 경우, 광원 장치로부터 제2조도값이 현재보다 더 큰 값을 갖는 광이 출력되도록 조도제어정보를 생성할 수 있다. 반대로, 조도 분석부(24)는 추출한 일주기 조도 차이값이 양(+)의 값을 가질 경우, 광원 장치로부터 제2조도값이 현재보다 더 작은 값을 갖는 광이 출력되도록 조도제어정보를 생성할 수 있다.For example, when the extracted one-period illuminance comparison value has a negative value, the illuminance analyzing unit 24 may calculate the illuminance control information such that light having the second illuminance value larger than the current value is output from the light source apparatus. Lt; / RTI > On the other hand, when the extracted one-cycle roughness difference value has a positive value, the roughness analyzing unit 24 generates the roughness control information so that the light having the second roughness value smaller than the current value is outputted from the light source device can do.
한편, 조도 분석부(24)는 상기 일주기 조도 차이값 외에도, 조도 센서(10)에서 검출된 제1조도값과 조도 저장부(23)에 저장된 시각 조도 설정값을 비교하여 그 비교값(이하, 조도 센서(10)에서 검출된 제1조도값과 시각 조도 설정값의 비교값을 "시각 조도 비교값"이라고 함)을 더 추출할 수 있다. 이때, 조도 센서(10)에서 검출된 제1조도값은 현재 시각 조도 센서(10)에 입사된 광에 대한 제1조도값을 나타낸다. 이에 따라, 조도 분석부(24)는 상기와 같이 추출된 시각 조도 차이값 및 일주기 조도 차이값을 각각 이용하여 조도제어정보를 생성한다. 특히, 시각 조도 비교값은 조도 센서(10)에서 연산된 제1조도값과 시각 조도 설정값의 차에 해당하는 값일 수 있다.The illuminance analyzer 24 compares the first illuminance value detected by the
예를 들어, 조도 분석부(24)는 추출된 시각 조도 비교값과 일주기 조도 비교값이 음(-)의 값을 각각 가질 경우, 광원 장치로부터 제1조도값 및 제2조도값이 현재보다 더 큰 값을 갖는 광이 출력되도록 조도제어정보를 생성할 수 있다. 반대로, 조도 분석부(24)는 추출한 시각 조도 비교값과 일주기 조도 비교값이 양(+)의 값을 각각 가질 경우, 광원 장치로부터 제1조도값 및 제2조도값이 현재보다 더 작은 값을 갖는 광이 출력되도록 조도제어정보를 생성할 수 있다. For example, when the extracted visual comparison value and the one-period illumination comparison value are each a negative value, the illuminance analysis unit 24 determines that the first illumination value and the second illumination value It is possible to generate the illumination control information such that light having a larger value is output. On the contrary, when the extracted visual comparison value and the one-period illumination comparison value each have a positive value, the illuminance analyzing section 24 determines that the first illuminance value and the second illuminance value are smaller The intensity control information can be generated so as to output the light having the wavelength?
또한, 조도 분석부(24)는 추출한 시각 조도 차이값이 음(-)의 값을, 추출한 일주기 조도 차이값이 양(+)의 값을 각각 가질 경우, 광원 장치로부터 제1조도값이 현재보다 더 큰 값을 갖고 제2조도값이 현재보다 더 작은 값을 갖는 광이 출력되도록 조도제어정보를 생성할 수 있다. 반대로, 조도 분석부(24)는 추출한 시각 조도 차이값이 양(+)의 값을, 추출한 일주기 조도 차이값이 음(-)의 값을 각각 가질 경우, 광원 장치로부터 제1조도값이 현재보다 더 작은 값을 갖고 제2조도값이 현재보다 더 큰 값을 갖는 광이 출력되도록 조도제어정보를 생성할 수 있다.If the extracted illumination intensity difference value is negative (-) and the extracted one-cycle illumination intensity difference value is positive (+), the illumination intensity analysis unit (24) It is possible to generate the illumination control information such that light having a larger value and a second illumination value having a value smaller than the current value is output. On the contrary, when the extracted visual intensity difference value has a positive value and the extracted one-period illuminance difference value has a negative value, the illuminance analyzing unit 24 obtains a first illuminance value from the light source device, The light intensity control information can be generated such that light having a smaller value and a second light intensity value having a value larger than the present value is output.
이하, 시각 조도 차이값 및 일주기 조도 차이값의 일 실시예에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, one embodiment of the visual roughness difference value and the one-period roughness difference value will be described.
도 5는 하루의 시간대별로 요구되는 시각 조도 설정값(붉은색 그래프) 및 일주기 조도 설정값(파란색 그래프)의 일 실시예를 나타낸다. FIG. 5 shows an embodiment of a visual illuminance setting value (red color graph) and a one-cycle illuminance setting value (blue graph) required for each day of the day.
하루의 시간대별로 요구되는 시각 조도 설정값 및 일주기 조도 설정값의 범위는 자연 태양광에 의한 조도 변화를 모방하도록 변경될 수 있으며, 특히 어두운 야간 시간에 제2조도값이 낮게 설정될 수 있게 하여 실제 자연 환경과 유사한 제2조도값을 제공하도록 한다.The range of the visual illuminance setting value and the one-day illuminance setting value required for each day of the day may be changed to mimic the variation of the illuminance by the natural sunlight, and in particular, the second illuminance value may be set low in the dark nighttime Provide a second illumination value similar to the actual natural environment.
도 5를 살펴보면, 시각 조도 설정값은 아침 7시 기상 후 일정 조도인 1000[lx]를 유지하고, 취침 시간인 자정에 0[lx]로 변화한다. 이때, 일주기 조도 설정값은 아침 7시 기상시 1000[blx]에서 아침 10시에 2000[blx] 내외로 점차 증가하게 되고, 이후 점차 감소하여 오후 6시 이후에는 1000[blx] 이하로 변화하며, 취침준비 시간인 밤 10시부터 자정까지는 100[blx] 이하를 유지한 후, 취침 시간인 자정에는 0[blx]로 변화한다. Referring to FIG. 5, the visual illuminance setting value is maintained at 1000 [lx], which is a constant illuminance after 7 o'clock in the morning, and changes to 0 [lx] in the sleeping time at midnight. At this time, the daytime illuminance setting value gradually increases from 1000 [blx] at 10:00 am to about 2000 [blx] at 7:00 am and gradually decreases to 1000 [blx] or less after 6:00 pm , It maintains 100 [blx] or less from 10:00 pm to midnight, and changes to 0 [blx] at midnight that is sleeping time.
즉, 기상후 아침 10시까지는 멜라토닌의 분비를 억제할 뿐 아니라 수면 도중 기 생성된 멜라토닌의 양을 감소시키기 위해 일주기 조도 설정값을 점차 증가시킬 수 있고, 이후 오후 6시까지의 활동 시간에는 높은 멜라토닌 억제지수를 가지는 일주기 조도 설정값을 유지시킴으로써 멜라토닌의 분비를 억제할 수 있다.That is, it is possible not only to suppress the secretion of melatonin by 10 o'clock in the morning after the weather, but also to gradually increase the daily light intensity setting value to reduce the amount of melatonin generated during sleep, and then to increase melatonin By maintaining the daily light intensity setting value having the inhibition index, the secretion of melatonin can be suppressed.
또, 6시 이후에는 서서히 일주기 조도 설정값을 감소시킴으로써 멜라토닌 억제지수 역시 함께 감소시키고, 특히 취침준비 시간인 취침 2시간 전부터는 멜라토닌 억제지수가 0으로 수렴하게 하는 일주기 조도 설정값으로 조절함으로써 멜라토닌 분비량을 증가시켜 취침이 용이하게 할 수 있다.In addition, after 6 o'clock, by gradually decreasing the daily light intensity setting value, the melatonin inhibition index is also decreased together with the daily light intensity setting value that causes the melatonin suppression index to converge to 0 from 2 hours before bedtime The amount of melatonin secretion can be increased to facilitate sleeping.
사용자의 현재 위치에서의 조도 정보는 날씨, 업무 환경, 조명 등의 주변 환경에 따라 변화할 수 있다. 만일, 사용자의 현재 위치에서의 조도 정보, 즉 조도 센서(10)로부터 검출된 제1조도값과 조도 센서(10)로부터 연산된 제2조도값이, 도 5에 따라 상술한 시각 조도 설정값과 일주기 조도 설정값과 달라, 시각 조도 비교값 및 일주기 조도 비교값의 수치가 높게 나타난다면, 조도 분석부(24)은 광원 장치로부터 그 수치만큼을 감쇄하는 제1조도값 및 제2조값의 광이 출력되도록 조도제어정보를 생성한다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 조도 제어 장치(20)는 업무 환경, 조명 등의 주변 환경에 관계없이, 사용자 주변의 광원 장치에 출력되는 광의 조도를 조절해 주며, 이에 따라, 사용자는 외부 요인과 관계없이 일정하게 생체 일주기 리듬을 관리할 수 있다.The illuminance information at the user's current position may change depending on the surrounding environment such as weather, work environment, illumination, and the like. If the illuminance information at the current position of the user, that is, the first illuminance value detected from the
한편, 조도 구동부(22)는 조도 제어부(21)에서 생성된 조도제어정보에 따라 LED 광원 장치를 비롯한 사용자 주변에서 출력되는 광의 조도를 제어하는 구성이다. 특히, 조도 제어부(21)에서 생성된 조도제어정보에 제1조도값 및 제2조도값에 대한 제어 정보가 포함되어 있다면, 조도 구동부(22)는 광원 장치에서 출력되는 광의 제1조도값 및 제2조도값을 독립적으로 조절하는 것이 바람직하다. 이 경우, 광원 장치는 방출되는 광의 시각적 조도와 비시각적 조도가 서로 독립적으로 조절될 수 있게 구성되어야 한다. 광원 장치의 일 예로, LED 광원 장치가 있으며, 이하, LED 광원 장치에 대하여 설명하도록 한다.On the other hand, the illuminance driving unit 22 is configured to control the illuminance of the light emitted from the user, including the LED light source unit, according to the illuminance control information generated by the illuminance control unit 21. In particular, if the roughness control information generated by the roughness controller 21 contains control information for the first roughness value and the second roughness value, the roughness driving unit 22 calculates the first roughness value of the light output from the light source device, It is desirable to adjust the illuminance value independently. In this case, the light source apparatus should be constructed such that the visual illuminance and the non-visual illuminance of the emitted light can be adjusted independently of each other. As an example of the light source device, there is an LED light source device, and the LED light source device will be described below.
LED 광원 장치는 광원부와 구동부를 포함할 수 있다. 광원부는 서로 다른 색상을 출력하는 복수의 단색 광원을 포함할 수 있으며, 복수의 단색 광원에서 출력되는 단색광의 혼합을 통해 백색을 생성할 수 있다. 구동부는 복수의 단색 광원에 색상별로 구동 전력을 각각 제공한다. 이때, 제공되는 구동 전력의 크기는 조도 제어부(21)가 생성하는 조도제어정보에 의해 결정될 수 있다. 또한, 구동부는 단색 광원에 색상 별로 제공되는 전류 및 전압이 일정하게 유지되는 정전류 및 정전압 제어가 이루어지는 회로를 구비할 수 있다. 이때, 조도 제어부(21)는 백색 광원의 복수 단색 광원을 색상별로 제어하여 혼합된 백색광 중 특정 색상의 성분을 더 강하게(더 많이) 또는 더 약하게(더 적게)하여 광이 출력되도록 조도제어정보를 생성할 수 있다.The LED light source device may include a light source unit and a driving unit. The light source unit may include a plurality of monochromatic light sources that output different colors, and white light may be generated by mixing monochromatic light output from the plurality of monochromatic light sources. The driving unit provides driving power for each color to a plurality of monochromatic light sources. At this time, the magnitude of the provided driving power may be determined by the illumination control information generated by the illumination control unit 21. [ In addition, the driving unit may include a circuit for controlling the constant current and the constant voltage, in which the current and voltage provided for each color to the monochromatic light source are kept constant. At this time, the illumination controller 21 controls illumination of a plurality of monochromatic light sources of the white light source by color, and outputs illumination control information so that light is output by making stronger (more) or less (less) Can be generated.
광원부의 일례로서 본 발명자들이 기 출원한 한국특허출원 제10-2011-0083436호에 개시된 “멀티칩 백색 LED 소자”가 있다. 기 출원한 한국특허출원 제10-2011-0083436호에는 장파장 통과 필터를 씌운 복수 색상의 형광체 변환 LED를 통해 백색광을 출력하는 멀티칩 백색 LED 소자가 상세하게 기재되고 있다. 상기 한국특허출원 제10-2011-0083436호는 본 발명에 참조로서 삽입된다.As an example of the light source unit, there is a " multi-chip white LED device " disclosed in Korean Patent Application No. 10-2011-0083436 filed by the present inventors. Korean Patent Application No. 10-2011-0083436 discloses a multi-chip white LED device for outputting white light through a multi-color phosphor conversion LED having a long-wavelength pass filter coated thereon. Korean Patent Application No. 10-2011-0083436 is incorporated herein by reference.
이하, 한국특허출원 제10-2011-0083436호를 참조하여, 광원부에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, the light source unit will be described with reference to Korean Patent Application No. 10-2011-0083436.
광원부는 복수 개의 단색 LED 칩에서 조사되는 광의 혼합을 통해 백색광을 구현하는 멀티칩 백색 LED 소자로 구현될 수 있다. 이때, LED 광원 장치에 포함된 복수 개의 단색 LED 칩은, a)적색 형광체 변환 단색 LED, 녹색 형광체 변환 단색 LED, 청색 LED; b) 적색 LED, 녹색 형광체 변환 단색 LED, 청색 LED; c) 적색 형광체 변환 단색 LED, 호박색 형광체 변환 단색 LED, 녹색 형광체 변환 단색 LED, 청색 LED; d) 적색 LED, 호박색 형광체 변환 단색 LED, 녹색 형광체 변환 단색 LED, 청색 LED; e) 적색 형광체 변환 단색 LED, 황색 형광체 변환 단색 LED, 녹색 형광체 변환 단색 LED, 청색 LED; f) 적색 LED, 황색 형광체 변환 단색 LED, 녹색 형광체 변환 단색 LED, 청색 LED; g) 황색 기반의 형광체 변환 백색 LED, 적색 형광체 변환 단색 LED, 호박색 형광체 변환 단색 LED, 녹색 형광체 변환 단색 LED 또는 h) 황색 기반의 형광체 변환 백색 LED, 적색 형광체 변환 단색 LED, 녹색 형광체 변환 단색 LED;의 조합을 포함할 수 있다. The light source unit may be implemented as a multi-chip white LED device that emits white light through mixing of light emitted from a plurality of single-color LED chips. At this time, the plurality of monochromatic LED chips included in the LED light source device include: a) a red phosphor converted monochromatic LED, a green phosphor converted monochromatic LED, a blue LED; b) red LED, green phosphor conversion monochrome LED, blue LED; c) red phosphor conversion monochromatic LED, amber phosphor conversion monochromatic LED, green phosphor conversion monochromatic LED, blue LED; d) Red LED, Amber Phosphor Conversion Single Color LED, Green Phosphor Conversion Single Color LED, Blue LED; e) red phosphor conversion monochrome LED, yellow phosphor conversion monochrome LED, green phosphor conversion monochrome LED, blue LED; f) red LED, yellow phosphor conversion monochrome LED, green phosphor conversion monochrome LED, blue LED; g) yellow based phosphor conversion white LED, red phosphor conversion monochrome LED, amber phosphor conversion monochrome LED, green phosphor conversion monochrome LED or h) yellow based phosphor conversion white LED, red phosphor conversion monochrome LED, green phosphor conversion monochrome LED; As shown in FIG.
또한, 상기 모든 조합에 녹색 기반의 형광체 변환 청록색 LED가 포함될 수 있다. Also, all of the above combinations may include a green-based phosphor converted cyan LED.
또한, 복수 개의 단색 LED 칩은 a) 황색 형광체 변환 단색 LED, 청색 LED; b) 녹색 기반의 형광체 변환 청록색 LED, 호박색 형광체 변환 단색 LED 또는 c) 녹색 기반의 형광체 변환 청록색 LED, 적색 형광체 변환 단색 LED; 의 2가지 칩의 조합을 포함할 수 있다. The plurality of monochromatic LED chips may include a) a yellow phosphor converted single-color LED, a blue LED; b) green based phosphor conversion cyan LED, amber phosphor conversion monochrome LED or c) green based phosphor conversion cyan LED, red phosphor conversion monochrome LED; A combination of two chips.
특히, 광원부는 복수 개의 단색 LED 칩 중 적어도 하나 이상의 칩이 청색광원인 것이 바람직하며, 그 외에도 형광체 및 투과필터 등을 포함할 수 있다. 이때, 형광체는 청색광원의 상부에 구비되며, 청색광원에서 방출된 청색광을 흡수하여 500 내지 700nm 범위의 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 또한, 형광체는 황색, 호박색, 녹색 또는 적색 형광체일 수 있다. 한편, 투과필터는 형광체의 상부에 형성되며, 청색광은 반사시키고 500 내지 700nm 범위의 광은 투과시키도록 장파장 필터로 구성될 수 있다. 이때, 상기 500 내지 700nm 범위의 광은 호박색, 황색, 녹색 또는 적색일 수 있다.Particularly, it is preferable that at least one of the plurality of monochromatic LED chips is a blue light source, and the light source unit may include a phosphor, a transmission filter, and the like. At this time, the phosphor is provided on the blue light source, and may be configured to absorb blue light emitted from the blue light source and emit light in the range of 500 to 700 nm. Further, the phosphor may be a yellow, amber, green or red phosphor. On the other hand, the transmission filter may be formed on the upper portion of the phosphor, and may be configured as a long wavelength filter to reflect blue light and transmit light in the range of 500 to 700 nm. At this time, the light in the range of 500 to 700 nm may be amber, yellow, green or red.
구체적으로, 투과필터는 소정의 굴절율을 가지는 제1박막과 상기 제1박막의 굴절율보다 높은 굴절율을 가지는 제2박막이 교대로 반복되어 적층되어 있는 반복층을 포함할 수 있다. 이 경우, 반복층의 최상부층과 최하부층은 제3박막을 형성하며 최상부층 및 최하부층 중 적어도 하나의 층의 두께는 청색광원 반사 밴드 중심 파장 대비 1/80 ~ 1/4.4 광학두께가 될 수 있다. 또한, 최상부층과 최하부층 사이의 반복층을 구성하는 제1박막 및 제2박막은 청색광원 반사 밴드 중심 파장 대비 1/3 ~ 1/5 광학두께를 가질 수 있으며, 반복층 중 상기 제3박막에 인접한 층은 제1박막이 될 수 있다.Specifically, the transmission filter may include a repeating layer in which a first thin film having a predetermined refractive index and a second thin film having a refractive index higher than that of the first thin film are alternately repeated. In this case, the uppermost layer and the lowermost layer of the repeating layer form a third thin film, and the thickness of at least one of the uppermost layer and the lowermost layer may be 1/80 to 1 / 4.4 of the optical thickness of the blue light source reflection band center wavelength have. The first thin film and the second thin film constituting the repeating layer between the uppermost layer and the lowermost layer may have an optical thickness of 1/3 to 1/5 of the center wavelength of the blue light source reflection band, May be a first thin film.
또한, 최상부층 및 최하부층의 두께 중 어느 하나 이상의 두께는 청색광원 반사 밴드 중심 파장 대비 1/7 ~ 1/9 광학두께를 가질 수 있다.Further, the thickness of at least one of the thickness of the uppermost layer and the thickness of the lowermost layer may have an optical thickness of 1/7 to 1/9 of the blue light source reflection band center wavelength.
한편, 조도 제어부(21)는 제어 통신부를 더 포함할 수 있으며, 이 경우 조도 분석부(24)와 조도 구동부(22)는 별도의 장치에 각각 마련될 수 있다. 이때, 제어 통신부는 조도 분석부(24)에서 생성된 조도제어정보를 조도 구동부(22)로 송수신한다.The illuminance control unit 21 may further include a control communication unit. In this case, the illuminance analysis unit 24 and the illuminance driving unit 22 may be provided in separate apparatuses, respectively. At this time, the control communication unit transmits and receives the illumination control information generated by the illumination analysis unit 24 to the illumination driving unit 22.
제어 통신부는 유선 통신 모듈이나, 이동 통신 단말과 무선 통신 시스템 사이 또는 이동 통신 단말들이 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능한 하나 이상의 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 통신부는 이동 통신 모듈, 와이파이 송수신 모듈, 블루투스 송수신 모듈, NFC(Near Field Communication) 송수신 모듈, BAN(Body Area Network) 송수신 모듈 및 기타 근거리 통신 송수신 모듈 등을 포함할 수 있다.The control communication unit may include a wired communication module, one or more wireless communication modules capable of performing wireless communication between the mobile communication terminal and the wireless communication system or a network in which the mobile communication terminals are located. For example, the control communication unit may include a mobile communication module, a WiFi transmission / reception module, a Bluetooth transmission / reception module, a NFC (Near Field Communication) transmission / reception module, a BAN (Body Area Network) transmission / reception module, and other short-
또한, 제어 통신부는 상기 조도 센서(10)에 마련된 센서 통신부와 조도 센서(10)에서 연산된 제2조도값을 송수신할 수 있으며, 필요에 따라 제1조도값, 변환계수값 및 상관관계정보도 포함하여 송수신할 수 있다.The control communication unit can transmit and receive the second illuminance value calculated by the
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 조도 센서 및 이를 이용한 조도 제어 장치의 이론적 기초가 되는 본 발명자의 연구 및 실험 내용을 상세하게 설명하기로 한다. 이하의 설명을 통해 본 발명의 작용 및 효과에 대한 더욱 명확한 이해가 이루어질 수 있다. 또한, 이하에서는 생체 일주기 리듬을 "서카디언"(circadian)이라 명하도록 한다.Hereinafter, the research and experiment contents of the inventor of the present invention, which is the theoretical basis of the illuminance sensor and the illuminance control apparatus using the illuminance sensor according to an embodiment of the present invention, will be described in detail. A more clear understanding of the operation and effect of the present invention can be made through the following description. Hereinafter, the rhythm of a living body cycle is referred to as a "circadian ".
종래에, 서카디언 시스템을 활성화하기 위한 빛의 임계값을 조사한 두 개의 상충된 간행물이 있었다. 하나의 보고는 형광등의 전형적인 사무실 휘도 레벨(x 500 lx)은 멜라토닌 억제 능력의 관점에서 효과가 없다는 것인 반면, 다른 간행물은 낮은 빛 레벨(x 3.5 lx)은 서카디언 시스템에 영향을 미칠 수 있다고 지적하였다. 이 직접적으로 상반된 결과는 관련없는 조도 측정 디멘전 및 측정 시스템 및 다른 측정 기준(orientation)에 의한 것이다. 시각적으로 이상적인 성능지수 및 조도값은 서카디언 시스템에 대해 최대로 영향을 미치는 것들과는 꽤 다르다는 것이 예상될 수 있다. 단위 면적당 표면에 충돌하는 전체 서카디언 광속을 측정하기 위해 새로운 조도의 단위뿐만 아니라 인공조명의 비시각적 서카디언 성능에 관련된 의미 있는 성능지수가 정의될 필요가 있다. 비시각적으로 얼마나 밝은 발광 스펙트럼의 복사가 서카디언 눈 시스템(eye system)에 의해 감지되는지, 그리고 인공 조명 시스템으로부터 비시각 광이 얼마나 밝게 방출되는지를 설명하는 서카디언 방사 효능(Circadian Efficacy of Radiation: CER) 및 서카디언 발광 효능(Circadian Luminous Efficacy: CLE)이 본 발명에서 도입된다. 조도의 정의와 유사한, 서카디언 조도는 인간 서카디언 인지와 상관되도록 서카디언 광도 함수(C(λ)에 의해 입사 광이 표면을 파장-편중되어 얼마나 조사하는지를 계량하는 값으로 정의될 수 있다. 서카디언 조도가, 환경적 차이(예를 들어, 거리, 방향 및 반사 물체의 존재) 및 개인적 차이(예를 들어, 코와 눈의 물리적 구조)를 모두 최소화 함으로써 비시각적 관점에서 정확하게 측정될 수 있다면, 서카디언 인지를 활성화하기 위해 요구되는 최소의 서카디언 조도가 망막에 도달하는 서카디언 광속의 단순한 누적된 양을 측정하는 일련의 의학적 또는 생물학적 실험에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 백색광의 단파장 영역과 인공 광원으로부터의 청색광의 누적의 완벽한 정량적인 제어가 가능하게 하는 것은, 인간 건강 및 웰빙에 대한 인공 조명의 잠재적인 효과를 책임감있게 토의하는데 있어 필수적인 첫번째 단계이다. 이러한 이유로, 서카디언 위험을 감소시키고 시각적 성능 및 서카디언 효과의 측면에서 조명의 성능지수를 최적화하기 위해 개별 인공 조명을 제어 가능하게 하는 것은 매우 중요한 요소라는 점이 반복적으로 언급될 수 있다.Traditionally, there were two conflicting publications examining the threshold of light for activating the circadian system. One report suggests that the typical office brightness level (x 500 lx) of a fluorescent lamp is ineffective in terms of melatonin suppression capability, while other publications may have a low light level (x 3.5 lx) . This directly contradictory result is due to the unrelated roughness measurement and measurement system and other measurement orientations. It can be expected that the visually ideal figure of merit and roughness values are quite different from those that have the greatest impact on the circadian system. A significant figure of merit related to the non-visual sequestration performance of artificial lighting as well as new units of illumination needs to be defined in order to measure the total sequestering beam impact on the surface per unit area. A non-visual description of how bright a radiative spectral copy is detected by the west eye system and how bright the non-visual light is emitted from the artificial lighting system (Circadian Efficacy of Radiation : CER) and Circadian Luminous Efficacy (CLE) are introduced in the present invention. Similar to the definition of roughness, the circadian illuminance can be defined as a value that quantifies how far incident light is wavelength-biased by the surface wave function C (λ) to correlate with the human circadian It is possible to measure precisely in non-visual terms by minimizing both the environmental differences (eg, the presence of distances, directions and reflective objects) and personal differences (eg, the physical structure of the nose and eyes) If so, the minimum circadian illuminance required to activate the surrogate can be determined by a series of medical or biological experiments that measure the simple cumulative amount of the circadian light flux reaching the retina. , The complete quantitative control of the accumulation of the blue light from the short wavelength region of white light and the artificial light source makes it possible to realize the potential of artificial light for human health and well- For this reason, the ability to control individual artificial lighting to optimize the performance index of the illumination in terms of visual performance and circadian effect, reducing the risk of the circadian attack, is the first step in a responsible debate It can be repeatedly mentioned that it is a very important factor.
도 6은 인공 광원의 시각적 성능과 색상 품질뿐만 아니라 서카디언 성능에 관련된 가능하고 중요한 모든 성능지수를 요약한 것이다. 모든 성능 지수의 정의 및 필요성에 대한 상세한 설명은 다음의 결과 및 논의 섹션에 포함된다. 현재까지는, 백색 LED를 포함하는 거의 모든 종류의 인공 조명이, 상관 색온도(CCT), 색연성 척도(CRI), 복사 발광 효능(LER) 및 발광 효능(LE)과 같은 우수한 색상 품질 및 높은 시각적 성능에 대한 제한적인 수의 성능 지수를 특정함으로써 최적화 되었다. 도 6에서, 색상, 시각적 및 서카디언 관점에서, 모든 성능 지수는 적절한 성능 값을 달성하는 것이 중요하다.Figure 6 summarizes all the possible and important performance indices relating to the sucrose performance as well as the visual performance and color quality of the artificial light source. A detailed description of the definition and necessity of all performance indices is included in the results and discussion section below. Until now, almost all types of artificial lighting including white LEDs have been developed to have excellent color quality and high visual performance such as correlated color temperature (CCT), color ductility scale (CRI), radiant luminous efficacy (LER) Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI > limited number of performance indices. In Fig. 6, in the color, visual and print aspects, it is important that all performance indices achieve appropriate performance values.
근래에, 몇몇 원하는 CCT에서 LE 및 CRI를 향상시키고 시각적 성능 및 색상 품질의 측면에서 동적으로 색상 포인트를 제어하기 위한 노력으로, RB,MAB,MGB,MB 4-패키지 백색 LED, 혹은 RB,MAB,MGB,MCB 4-패키지 백색 LED(RB,MAB,MGB,M는 장파장 투과 이색성 필터(LPDF)가 씌워진, 청색 LED에 의해 방출된 빛을 단색의 적색, 호박색 및 녹색 형광체 변환하는 LED(pc-LED)를 나타내며, B는 InGaN 청색 LED를 나타내며, CB는 부분적으로 청록색 형광체 변환된 청색 LED를 나타낸다) 시스템이 개발되었다. 이 4-색 백색 LED 조명은, 설계된 건강한 백색광의 광원으로서 멀티 패키지 백색 LED의 실현가능성을 평가할 수 있도록 몇몇 순수 색상 LED 가운데 색상 혼합이 쉽게 구현 가능하므로 친건강 조명의 좋은 후보로 고려될 수 있다.In recent years, in an effort to improve LE and CRI in some desired CCTs and dynamically control color points in terms of visual performance and color quality, R B, M A B, M G B, , Or R B, M A B, M G B and M C B 4-package white LEDs (R B, M A B, M G B and M are connected by a blue LED with a long wavelength transmission dichroic filter (LPDF) (Pc-LED) that converts emitted light to monochrome red, amber, and green phosphors, B represents an InGaN blue LED, and C B represents a partially blue-green phosphor converted blue LED. This 4-color white LED illumination can be considered as a good candidate for a good health lighting because color mixing among several pure-color LEDs can be easily implemented to evaluate the feasibility of a multi-package white LED as a light source of designed healthy white light.
따라서, 본 발명은 상용 광원과 자연 태양광뿐만 아니라 다양한 RAGB 4-패키지 백색 LED의 서카디언 리듬, 시각적 성능 및 색상 품질을 최적화하기 위해 요구되는 모든 구현가능한 성능지수를 보여준다. 또한, 각 색상의 발광 파장 및 강도를 변경하고 세 개의 청색 LED(두 개의 청색 LED 및 하나의 부분 변환된 청록색-청색 LED), 여섯 개의 녹색 LPDF가 씌워진 pc-LED, 네 개의 호박색-황색 LPDF가 씌워진 pc-LED 및 다섯 개의 적색 LPDF가 씌워진 pc-LED로부터 각 색상의 LED의 파장을 선택하면서, RAGB 4-패키지 백색 LED의 광학 성능을 최적화 할 수 있다. 더하여, 우리는 주간 자연광의 스펙트럼 파워 분포와 일치시키며 4-패키지 백색 LED의 서카디언 조도를 조정함으로써 이 조정 가능한 4-패키지 백색 LED의 스펙트럼 파워 분포의 적합성을 논의한다. 현재 상용화된 광원뿐만 아니라 자연광의 색상 품질, 시각적 성능 및 서카디언 성능 특성을 비교함으로써, 건강에 이로우며, 효율적이고, 자연스러우며 조정가능한 4-패키지 백색 LED를 달성하기 위해, 모든 최적화 과정이 수행된다.Thus, the present invention shows all feasible feasibility indices required to optimize the circadian rhythm, visual performance and color quality of various RAGB 4-package white LEDs as well as commercial light sources and natural sunlight. There are also three blue LEDs (two blue LEDs and one partially converted cyan-blue LED), pc-LEDs with six green LPDFs, four amber-yellow LPDFs The optical performance of the RAGB 4-package white LED can be optimized by selecting the wavelength of each color LED from the covered pc-LED and the five red LPDF-encapsulated pc-LEDs. In addition, we discuss the suitability of the spectral power distribution of this tunable 4-package white LED by matching the spectral power distribution of daylight with the daylight and adjusting the steady-state illumination of the 4-package white LED. In order to achieve a healthy, efficient, natural, and adjustable 4-package white LED by comparing the color quality, visual performance and succadian performance characteristics of natural light, as well as the currently commercialized light sources, do.
서카디언 및 시각적 성능에 대한 성능지수(figure of merit)The figure of merit for the West Cardinal and visual performance
실내외 건축 조명용 새로운 적색, 호박색, 녹색 및 청색(RAGB) 4-패키지 백색 LED 광원을 설계하기 위해, 건축 광원의 전통적인 가치뿐만 아니라 인간에 대한 생물학적이고 행동학적인 노력이 고려되어야 한다. 따라서, 색상 품질, 시각적인 편안함 레벨, 조명 공간의 미적인 감상 및 에너지 절약의 최적화와 같은 새로운 LED 조명에 관련된 전통적인 가치들이 시각적인 자극, 생리 건강, 생태학적 영향의 관점에서 인간의 건강에 대한 최적화와 같은 조명의 건강 가치에 대한 고려의 결합을 통해 촉진되어야 하는 것이 바람직하다. 도 6에 나타난 바와 같이, 새로운 LED 조명 형태의 전통적이고 건강적인 성능을 증대시키고 4-패키지 백색 LED 램프를 포함하는 백색 인공 조명의 모든 광학적 특성을 평가하기 위해, 시각적 성능 및 색상 품질뿐만 아니라 서카디언 성능에 대한 적절한 성능지수(figure of merit)의 정의 및 선택이 설명될 필요가 있다.In order to design new red, amber, green and blue (RAGB) 4-package white LED light sources for indoor and outdoor architectural lighting, the biological and behavioral endeavors for humans as well as the traditional values of architectural light sources must be considered. Thus, the traditional values associated with new LED lighting, such as color quality, visual comfort level, aesthetic appreciation of the lighting space, and optimization of energy conservation, are optimized for human health in terms of visual stimulation, physiological health, It should be promoted through a combination of consideration of the health value of the same lighting. As shown in Fig. 6, in order to increase the traditional and healthful performance of the new LED illumination type and to evaluate all the optical characteristics of the white artificial illumination including the four-package white LED lamp, visual performance and color quality, The definition and selection of an appropriate figure of merit for frozen performance need to be accounted for.
백색광의 스펙트럼 파워 분포를 분석함으로써, 임의의 형식의 광원에 대한 서카디언 에너지 효능 및 시각적 에너지 효능에 대한 성능 지수로서 서카디언 복사 효능(circadian efficacy of radiation: CER) 및 복사 발광 효능(luminous efficacy of radiation: LER) 값이 각각 산출되고 선택될 수 있다. 기존에 보고된 것과 같이, CER은 복사속(radiant flux: (S(λ))에 대한 서카디언 플럭스의 비율로서 정의될 수 있다.By analyzing the spectral power distribution of the white light, the circadian efficacy and luminous efficacy as a performance index for the circadian energy and visual energy efficacy for any type of light source of radiation (LER) values can be calculated and selected, respectively. As previously reported, CER can be defined as the ratio of the circadian flux to the radiant flux (S ( λ )).
[식 3][Formula 3]
[식 3]에서 C(λ)는 서카디언 분광 효율 함수(circadian spectral efficiency function)로서, 멜라토인 조절을 위한 반응 스펙트럼의 데이터에 기반하여 이미 알려진 것과 같이 약 460 nm에서 피크를 갖는다(도 2 참조). K c,max 는 보이지 않는 시스템(non-visual system) 에 대한 최대 분광 서카디언 효능(maximal spectral circadian efficacy) 값(= 683 blm/W)이다. 따라서, CER은 평균의 인간 눈의 서카디언 시스템에 의해 인식되는 경우 발광 스펙트럼이 얼마나 보이지 않는 밝기를 나타내는지 설명하는 파라미터로써 명확하게 정의되었다. 또한, 이미 공개된 기술은 서카디언 플럭스를 계량하기 위한 단위로서 서카디언 루멘(cirlm) 또는 바이오루멘(blm)을 제안하였다. 따라서, CER 및 K c,max 의 제안된 단위는 와트 당 서카디언 루멘 또는 바이오 루멘(cirlm/W 또는 blm/W)이다.In Equation 3, C ( ?) Is the circadian spectral efficiency function and has a peak at about 460 nm as already known, based on the data of the reaction spectrum for melatonin regulation (Fig. 2 Reference). K c, max is the maximal spectral circadian efficacy value (= 683 blm / W) for a non-visual system. Thus, the CER is clearly defined as a parameter that describes how much the emitted spectrum exhibits invisible brightness when perceived by the average human eye's circadian system. In addition, the techniques already disclosed have proposed a cadmium lumen (cirlm) or a biolumen (blm) as a unit for quantifying the circadian fluence. Therefore, the proposed unit of CER and K c, max is the stand Cadiz frozen lumen or bio lumen (cirlm / W or blm / W) per watt.
일반적으로, LER은 CIE 포토픽(photopic) 분광 발광 효율 함수(spectral luminous efficiency function) (V(λ)(도 7 참조)와 복사속(radiant flux: (S(λ))에 대한 광속(luminous flux)의 비를 곱한 것으로 정의된다.Generally, the LER is measured by a CIE photopic spectral luminous efficiency function (V (?) (See FIG. 7) and a luminous flux for the radiant flux (S (?)) ) ≪ / RTI >
[식 4][Formula 4]
잘 알려진 바와 같이, 와트당 루멘(lm/W)으로 나타나는 LER은 평균의 인간 눈에 의해 인지되는 경우 발광 스펙트럼의 복사가 얼마나 눈으로 볼 수 있는 밝기를 나타내는지 설명하는 파라미터이다. K max = 683 lm/W는 포토픽 비전(photopic vision)에 대한 분광 발광 효능의 최대값이다. 이미 보고된 바와 같이, 또 다른 성능지수인 서카디언 효과 계수(Circadian Action Factor: CAF)는 LER에 대한 CER의 비율로서 정의된다. 간단하게, 이는 시각적인 반응 단위 당 생물학적 효과를 나타낸다. CAF 값은 인간 건강에 대한 인공 조명용 최적화 도구로서 사용될 수 있다.As is well known, the LER, expressed in lumens per watt (lm / W), is a parameter that describes how much the radiated emission spectra exhibit visible brightness when perceived by the average human eye. K max = 683 lm / W is the maximum value of spectral emission efficiency for photopic vision. As already reported, another performance index, Circadian Action Factor (CAF), is defined as the ratio of CER to LER. Briefly, this represents a biological effect per visual response unit. The CAF value can be used as an optimization tool for artificial illumination for human health.
[식 5][Formula 5]
CAF [blm/lm] = CER [blm/W]/LER [lm/W]CAF [blm / lm] = CER [blm / W] / LER [lm / W]
실제 LED 또는 조명 시스템의 시각적 및 비시각적 성능을 평가하기 위해, 몇몇 성능지수가 고려되어야 한다. 실제 조명의 에너지 효율을 위한 중요한 성능지수가 와트당 루멘(lm/W)로 측정되는 발광 효능(luminous efficacy)이다. 더하여, 각 조명 시스템의 외부 양자 효율(External Quantum Efficiency: EQE, η e )이 LER에 대한 발광 효능(η lm )의 비율로 정의된다. 동일한 논리적 의미를 갖는 것으로, 서카디언 발광 효능(circadian luminous efficacy, η cirlm )가 각 조명 시스템의 CER 및 EQE의 곱으로 정의된다.In order to evaluate the visual and non-visual performance of a real LED or illumination system, some figure of merit should be considered. An important figure of merit for the energy efficiency of real lighting is luminous efficacy measured in lumens per watt (lm / W). In addition, the external quantum efficiency (EQE, eta e ) is defined as the ratio of the luminous efficacy ([ eta] lm ) to the LER. Having the same logical meaning, the circadian luminous efficacy ( eta cirlm ) is defined as the product of CER and EQE of each illumination system.
[식 6][Formula 6]
η e = η lm / LER ? e = ? lm / LER
[식 7][Equation 7]
η cirlm = CER x η e η cirlm = CER x η e
발광 효능 및 서카디언 발광 효능의 경우, 스펙트럼 분포 및 와트당 강도를 구하고 해당 성능지수를 산출함에 의해 실제 4-패키지 LED 타입의 대체 조명을 평가하는 것이 가능하다.In the case of luminescent efficacy and sucrose luminescent efficacy, it is possible to evaluate alternative 4-packaged LED type lighting by determining the spectral distribution and intensity per watt and yielding the corresponding figure of merit.
비시각적 시스템을 활성화하기 위해 개별 인공 조명으로부터의 백색 광의 최소량을 결정하려면, 시각 조도 값(visual illuminance value)에 의존하는 대신 조명의 서카디언 조도를 측정하는 것이 중요하다. 조도 측정 방법과 유사하게, 서카디언 조도는 단위 영역 당 표면에 충돌되는 전체 서카디언 광속(circardian luminous flux)을 측정함으로써 획득될 수 있다. 시각 조도(visual illuminance)로부터 서카디언 조도를 측정할 때 유일한 다른 개념은, 서카디언 광속을 산출할 때, CIE 포토픽(photopic) 분광 발광 효율 함수(spectral luminous efficiency function) (V(λ) 대신 서카디언 분광 효율 함수(circadian spectral efficiency function) (C(λ)를 사용하는 것이다. 단순하게, 서카디언 조도는 [식 8] 및 [식 9]와 같이 정의될 수 있다.In order to determine the minimum amount of white light from individual artificial lights to activate the non-visual system, it is important to measure the circadian illuminance of the illumination instead of relying on the visual illuminance value. Similar to the roughness measurement method, the circadian illuminance can be obtained by measuring the entire circardian luminous flux impinging on the surface per unit area. The only other concept when measuring the circadian illuminance from visual illumination is the CIE photopic spectral luminous efficiency function (V (?)) When calculating the steady- Instead, we use the circadian spectral efficiency function C (λ). In simple terms, the circadian illuminance can be defined as [Equation 8] and [Equation 9].
[식 8][Equation 8]
서카디언 조도값[blm/m2] = 서카디언 작용 계수(CAF)[blm/lm] × 시각적 조도값[lm/m2]Cardiff standing frozen roughness value [blm / m 2] = cardinality standing unloading action factor (CAF) [blm / lm] × visual roughness value [lm / m 2]
[식 9][Equation 9]
서카디언 조도값[blm/m2] = {서카디언 복사 효능값(CER)[blm]/복사 발광 효능값(LER)[lm]} × 시각적 조도 값[lm/m2](LER) [lm]} × visual illuminance value [lm / m 2 ] [blm / m 2 ] = {cercadene radiant efficacy value (CER) [blm] / radiant emission efficacy value
즉, [식 8]은 [식 1]에 대응하고, [식 9]는 [식 2]에 대응한다. 따라서, 제1조도값은 시각적 조도값, 제2조도값은 서카디언 조도값, 제1계수값은 서카디언 작용 계수, 제2계수값은 서카디언 복사 효능값, 제3계수값은 복사 발광 효능값에 각각 대응한다.That is, [Equation 8] corresponds to [Equation 1], and [Equation 9] corresponds to [Equation 2]. Thus, the first illuminance value is a visual illuminance value, the second illuminance value is a sucrose illuminance value, the first count value is a sucrodane action coefficient, the second count value is a sucrose radiant efficacy value, Respectively correspond to the radiant efficiency values.
임의의 유형의 조명의 서카디언 효과 계수 및 조도를 알고 있다면, 특정 조건 하에서 백색광의 서카디언 조도를 산출할 수 있다. 결론적으로, 단일 인공 조명에 대한 높은 서카디언 효과 계수(CAF: Circadian Action Factor) 및 높은 서카디언 조도값은 동일 조도(즉, 밝기)에서 취득될 수 있음을 명심하여야 한다. 또한, 높은 서카디언 효과 계수(CAF: Circadian Action Factor)를 가질 수 있는 램프 스펙트럼은 서카디언-민감한 하나의 스펙트럼 영역에서 에너지를 집중시키는 잠재력을 가지며, 그 결과 인간 건강에 강한 영향을 미친다.If you know the circadian effect coefficient and roughness of any type of illumination, you can calculate the circadian illuminance of the white light under certain conditions. In conclusion, it should be kept in mind that a high circadian action factor (CAF) and a high suc- cadinance value for a single artificial light can be obtained at the same illuminance (ie, brightness). In addition, the lamp spectrum, which can have a high circadian action factor (CAF), has the potential to concentrate energy in a sucrose-sensitive single spectral region, resulting in a strong impact on human health.
서카디언 시스템에 대한 성능지수의 도입에 의해, 서카디언 시스템을 구현하기 위한 램프의 능력을 결정하기 위해 서카디언 조도를 사용 가능하게 된다. 도 8은 기공개된 전체 스펙트럼 영역의 형광등과 청색 LED의 시각적 조도의 함수로서, 상대적인 시각적 성능 및 상대적인 멜라토닌 억제값을 나타낸다. 전체 스펙트럼 영역의 형광등 램프와 470nm 청색 LED의 멜라토닌 억제 곡선은 모두 다른 조도 레벨에 위치한다(15 배 수준의 차이). 전술한 바와 같이, 이 도면은, 조도가 서카디언 광생물학적 시스템을 자극하는 빛의 임계량을 결정하는데 적절한 잣대가 아님을 나타낸다. 따라서, 서카디언 조도는 인공 광원이 서카디언 광생물학적 시스템에 얼마나 영향을 미치는지를 측정하는 것으로서 도입되었다. 임의의 유형의 광의 CAF 및 조도와 함께, 식 1에서 백색광의 서카디언 조도는 특정한 조건 하에서 계산될 수 있다. 도 8에는, 전체 스펙트럼 영역의 형광등 램프 및 470 nm 청색 LED 모두로부터의 서카디언 조도의 함수로서, 산출된 멜라토닌 억제 곡선이 추가된다. 광원의 스펙트럼 파워 분포에 기초하여, 전체 스펙트럼 영역의 형광등 램프 및 470 nm 청색 LED의 서카디언 효과 계수(CAF: Circadian Action Factor)는 각각 ~0.6 및 ~7.17 인 것으로 이번 계산에서 가정되었다. 결과적으로, 서카디언 조도의 함수로 표현된 두 멜라토닌 억제 곡선은 시각 조도의 함수로 표현된 멜라토닌 억제 곡선들 사이의 중간 영역을 커버한다. 이는 멜라토닌 억제를 활성화하는 서카디언 조도의 임계 레벨은 램프의 유형에 관계없이 유사한 값을 갖는다는 것을 나타낸다. 결론적으로, 서카디언 시스템에 대한 임계 레벨이 서카디언 조도로 측정된다면, 개별 램프가 건강에 미치는 효과는 서카디언 시스템에 대한 성능지수(CER, CLE 및 CAF)에 의해 분석될 수 있다. 이러한 결과는 다른 유형의 인공 램프 사이에 멜라토닌 억제에 대한 시각적 조도 임계치의 큰 편차 문제를 해결할 수 있다.By introducing the figure of merit for the surveillance system, the surveillance illumination is enabled to determine the ability of the ramp to implement the surveillance system. Figure 8 shows the relative visual performance and relative melatonin suppression as a function of the visual illumination of the fluorescent and blue LEDs in the entire published spectral range. Both the fluorescence lamp in the entire spectral range and the melatonin suppression curve of the 470 nm blue LED are all located at different illumination levels (15-fold difference). As noted above, this figure shows that illumination is not a good indicator to determine the critical amount of light that stimulates a seacardian photobiological system. Thus, the circadian illuminance was introduced as a measure of how much the artificial light source affects the circadian photobiological system. With the CAF and illumination of any type of light, the circadian illuminance of the white light in
도 6은 시각적 성능, 서카디언 성능 및 컬러 품질을 최적화할 때 요구되는 인공 조명의 모든 성능 지수를 요약한 것이다. 따라서, 4-패키지 백색 LED 조명 시스템이 더 넓은 영향에 대한 논의는 램프의 스펙트럼 파워 분포 및 조명 시스템에서 요구되는 모든 성능지수를 조율하여야 한다.Figure 6 summarizes all the figure of merit of artificial lighting required when optimizing visual performance, sucacadian performance and color quality. Thus, discussion of the broader impact of a four-package white LED lighting system should tune the spectral power distribution of the lamp and all the figure of merit required in the lighting system.
서카디언 및 시각적 시스템을 활성화하는데 밝은 주광의 중요한 역할에 비교할 때, 밤의 어두움은 서카디언 및 시각적 시스템에 미치는 영향에 관하여 다른 역할을 한다. 어두운 환경에서, 특히 일부 인공 광원의 CAF 값이 태양광의 그것과 유사한 경우, 감소된 가시광은 시각적인 감각 시스템의 무효(blindness)을 유도하고, 감소된 서카디언 광은 멜라토닌의 분비를 촉진할 수 있다. 밤의 어두움은 시각적 시스템 보다 서카디언 시스템에 더 큰 생물학적 영향을 미친다는 점이 고려될 수 있다. 따라서, 서카디언 빛의 촉진에 대한 적절한 묘사(characterization)는, 임의의 유해한 간섭이 실내 또는 실외 조명에 대한 노출의 어떠한 잠재적인 유해한 건강에 대한 영향을 활성화시키기 이전에 이루어져야 한다. 자연 태양광 하에서 그리고 밤에 어두운 동안 멜라토닌 억제를 활성화하기 위해 요구되는 최소 서카디언 조명 레벨 및 노출이 결정된다면, 이 데이터들은 밝은 빛의 치료(treatment) 및 건강 조명의 목적을 위해 인공 광원을 개발하기 위한 표준 데이터가 될 수 있다. 따라서, 스펙트럼 파워 분포, 전체 광 강도, 태양광의 CAF 값 및 야간 어두움의 최소 자극(stimulus)에 관련된 모든 정보는, 낮 시간 전체의 자연광을 모방하도록 스펙트럼 파워 분포 및 인공 광원의 강도를 제어하기 위해 인공 조명에 간단한 가이드라인 또는 최소 정보를 제공할 수 있다. 따라서, 낮 시간의 태양광을 모방하고 아침 및 밤에 빛의 청색 영역을 제어하는 인공 전기 광의 적절한 노출은 건강한 인간 환경을 위해 매우 중요하다.Compared to the important role of daylight in activating the circadian and visual systems, the darkness of the night plays a different role in its impact on the circadian and visual system. In dark environments, especially when the CAF value of some artificial light sources is similar to that of sunlight, reduced visible light can lead to blindness of the visual sensory system, and reduced circadian light can promote melatonin secretion have. The darkness of the night can be considered to have a greater biological impact on the circadian system than the visual system. Therefore, proper characterization of the acceleration of the circadian light should be made before any harmful interference activates any potentially harmful health effects of exposure to indoor or outdoor lighting. If the minimum circadian illumination levels and exposure required to activate melatonin suppression under natural sunlight and at night are determined, these data will be used to develop artificial light sources for bright light treatment and health lighting purposes ≪ / RTI > Thus, all information relating to the spectral power distribution, the total light intensity, the CAF value of the sun, and the minimum stimulus of night darkness can be used to control the spectral power distribution and the intensity of the artificial light source, You can provide simple guidelines or minimal information to your lighting. Thus, proper exposure of artificial light to mimic daylight sunlight and control the blue area of light in the morning and at night is very important for a healthy human environment.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위 및 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Although the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the embodiments described, but should be determined by the scope of the following claims and equivalents thereof.
1: 광원
10: 조도 센서
11: 조도 검출부
12: 센서 저장부
13: 조도 연산부
20: 조도 제어 장치
21: 조도 제어부
22: 조도 구동부
23: 조도 저장부
24: 조도 분석부1: light source 10: illuminance sensor
11: illuminance detection unit 12: sensor storage unit
13: illumination calculation unit 20: illumination control device
21: illumination control unit 22: illuminance driving unit
23: illumination storage section 24: illuminance analysis section
Claims (12)
입사광으로부터 제1조도값을 검출하는 조도 검출부;
제1조도값을 제2조도값으로 변환하기 위한 변환계수값과, 제1조도값과 제2조도값의 상관관계정보를 각각 저장한 센서 저장부; 및
제1조도값, 변환계수값 및 상관관계정보를 이용하여 제2조도값을 연산하는 조도 연산부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 조도 센서.An illuminance sensor for measuring a first illuminance value, which is visual illuminance information about light, and a second illuminance value, which is nonvisual illuminance information that affects a living body circadian rhythm,
An illuminance detector for detecting a first illuminance value from incident light;
A sensor storage unit for storing correlation coefficient values for converting the first illumination intensity value to the second illumination intensity value, and correlation information between the first illumination intensity value and the second illumination intensity, respectively; And
A roughness calculation unit for calculating a second roughness value using the first roughness value, the transform coefficient value, and the correlation information;
And a light source.
상기 변환계수값은,
생체 일주기 리듬의 작용을 나타내는 제1계수값;
일주기 복사의 효능을 나타내는 제2계수값; 및
복사 발광의 효능을 나타내는 제3계수값;
중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 조도 센서.The method according to claim 1,
The conversion coefficient value may be expressed as:
A first coefficient value indicating an action of a vital cycle rhythm;
A second coefficient value indicative of the efficacy of day cycle radiation; And
A third coefficient indicating the efficacy of radiated light emission;
Wherein the light source is a light source.
상기 상관관계정보는 하기의 제1식 또는 제2식에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 조도 센서.
[제1식]
(제2조도값) = (제1조도값) X (제1계수값)
[제2식]
(제2조도값) = [(제2계수값) / (제3계수값)] X (제1조도값)3. The method of claim 2,
Wherein the correlation information includes information on a first equation or a second equation below.
[First Formula]
(Second illuminance value) = (first illuminance value) X (first coefficient value)
[Second formula]
(Second illuminance value) = [(second count value) / (third count value)] X (first illuminance value)
상기 제2계수값은 하기 식에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 조도 센서.
[식]
(Kc: 제2계수값, Kc,max: 최대 스펙트럼 일주기 효능값, S(λ): 광원의 복사속, C(λ): 일주기 스펙트럼 효율 함수)3. The method of claim 2,
Wherein the second coefficient value is determined by the following equation.
[expression]
(K c : second coefficient value, K c, max : maximum spectral one-cycle efficacy value, S (λ): radiant flux of the light source, C (λ)
상기 제3계수값은 하기 식에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 조도 센서.
[식]
(K: 제3계수값, Kmax: 최대 스펙트럼 발광 효능값, S(λ): 광원의 복사속, V(λ): CIE 스펙트럼 효율 함수)3. The method of claim 2,
Wherein the third coefficient value is determined by the following equation.
[expression]
(K: third coefficient, K max : maximum spectral efficiency, S (λ): radiant flux of light source, V (λ): CIE spectral efficiency function)
조도 센서에서 연산된 제2조도값을 이용하여 광원 장치로부터 출력되는 광의 조도를 제어하기 위한 조도제어정보를 생성하는 조도 제어부; 및
조도 제어부에서 생성된 조도제어정보에 따라 광원 장치로부터 출력되는 광의 조도를 조절하여 구동하는 조도 구동부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 조도 제어 장치.The light sensor according to any one of claims 1 to 5, which is provided in a wearable device that can be worn by a portable terminal or a user.
An illuminance control unit for generating illuminance control information for controlling the illuminance of light output from the light source device using the second illuminance value calculated by the illuminance sensor; And
An illuminance driving unit for adjusting and illuminating the illuminance of light output from the light source according to the illuminance control information generated by the illuminance control unit;
And a controller for controlling the intensity of the light.
조도 제어부로부터 생성된 조도제어정보를 조도 구동부와 송수신하는 제어 통신부를 더 포함한 것을 특징으로 하는 조도 제어 장치.The method according to claim 6,
Further comprising a control communication unit for transmitting and receiving the illumination control information generated by the illumination control unit to and from the illumination driving unit.
상기 조도 제어부는,
광원 장치로부터 출력되는 광의 제1조도값과 제2조도값을 서로 독립적으로 조절하기 위한 조도제어정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 조도 제어 장치.The method according to claim 6,
The illumination control unit,
And generates illumination control information for independently controlling the first illumination intensity value and the second illumination intensity value of the light output from the light source device.
상기 조도 제어부는,
제2조도값과 멜라토닌 억제지수값 사이의 대응관계에 대한 정보인 변환정보와, 조도 센서에서 연산된 제2조도값을 각각 이용하여 조도제어정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 조도 제어 장치.The method according to claim 6,
The illumination control unit,
Wherein the illumination control information generating unit generates the illumination control information using the conversion information that is information on the correspondence between the second illuminance value and the melatonin suppression index value and the second illuminance value calculated by the illuminance sensor.
상기 조도 제어부는,
변환정보 및 멜라토닌 억제지수값에 대한 시간대별 설정값인 멜라토닌 억제지수 설정값을 각각 저장한 조도 저장부; 및
조도 센서에서 연산된 제2조도값과 조도 저장부에 저장된 변환정보를 이용하여 조도 센서에서 연산된 제2조도값에 대한 멜라토닌 억제지수값인 멜라토닌 억제지수 계산값을 도출하고, 도출된 멜라토닌 억제지수 계산값과 조도 저장부에 저장된 멜라토닌 억제지수 설정값을 비교하여 멜라토닌 억제지수 비교값을 추출하며, 추출된 멜라토닌 억제지수 비교값을 이용하여 조도제어정보를 생성하는 조도 분석부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 조도 제어 장치.10. The method of claim 9,
The illumination control unit,
An illumination storage unit storing a set value of the melatonin suppression index, which is a time-based setting value for the conversion information and the melatonin inhibition index value, respectively; And
Using the second illuminance value calculated by the illuminance sensor and the conversion information stored in the illuminance storage unit, the calculated value of the melatonin inhibition index, which is the value of the melatonin inhibition index, with respect to the second illuminance value calculated by the illuminance sensor is derived, and the derived melatonin inhibition index Extracting the comparison value of the melatonin suppression index by comparing the calculated value with the set value of the melatonin suppression index stored in the illumination storage unit, and generating the illumination control information using the extracted comparison value of the melatonin suppression index;
And a controller for controlling the intensity of the light.
상기 조도 제어부는,
제2조도값에 대한 시간대별 설정값인 일주기 조도 설정값을 저장한 조도 저장부; 및
조도 센서에서 연산된 제2조도값과 조도 저장부에 저장된 일주기 조도 설정값의 비교하여 일주기 조도 비교값을 추출하고, 추출된 일주기 조도 비교값을 이용하여 조도제어정보를 생성하는 조도 분석부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 조도 제어 장치.The method according to claim 6,
The illumination control unit,
A roughness storage unit for storing a one-cycle roughness setting value that is a set value for a second roughness value by time period; And
The illuminance sensor is used to compare the second illuminance value calculated by the illuminance sensor with the one-period illuminance setting value stored in the illuminance storage unit and extract the one-period illuminance comparison value, and to generate the illuminance control information using the extracted one- part;
And a controller for controlling the intensity of the light.
상기 조도 제어부는,
제1조도값 및 제2조도값을 이용하여 조도제어정보를 생성하되,
제1조도값에 대한 시간대별 설정값인 시각 조도 설정값 및 제2조도값에 대한 시간대별 설정값인 일주기 조도 설정값을 각각 저장한 조도 저장부; 및
조도 센서에서 검출된 제1조도값과 조도 저장부에 저장된 시각 조도 설정값을 비교하여 시각 조도 비교값을 추출하고, 조도 센서에서 연산된 제2조도값과 조도 저장부에 저장된 일주기 조도 설정값을 비교하여 일주기 조도 비교값을 추출하며, 추출된 시각 조도 비교값 및 일주기 조도 비교값을 이용하여 조도제어정보를 생성하는 조도 분석부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 조도 제어 장치.
The method according to claim 6,
The illumination control unit,
The first roughness value and the second roughness value are used to generate the roughness control information,
A roughness storage unit storing a visual roughness setting value as a time-based setting value for the first roughness value and a one-period roughness setting value as a time-period setting value for the second roughness value, respectively; And
The second illuminance value calculated by the illuminance sensor and the one-period illuminance set value stored in the illuminance storage unit are compared with each other, and the first illuminance value detected by the illuminance sensor is compared with the visual illuminance set value stored in the illuminance storage unit, Extracts a one-period illuminance comparison value, and generates illuminance control information using the extracted comparison values of the visual illuminance and the one-period illuminance comparison value;
And a controller for controlling the intensity of the light.
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