[논문]조명장치의 이동과 자동 교체가 가능한 LED 무대조명 시스템

유인환; 이보희; 송현선

doi:10.5207/jieie.2011.25.9.001

[국내논문] 조명장치의 이동과 자동 교체가 가능한 LED 무대조명 시스템
Shifting and Automated Replacement of Lighting Devices for LED Stage Lighting 원문보기

照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, v.25 no.9, 2011년, pp.1 - 7

유인환 (세명대학교 대학원) , 이보희 (세명대학교 전기공학과) , 송현선 (세명대학교 전기공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

A performance delivers the contents and feeling through human bodies and stage settings in the limited space of a stage. Among the stage settings, the lighting creates overall atmospheres effectively according to the situations of the performance such as a time flow, a change of seasons, an expression of the mental state of the performer. As the LED lighting is used more widely, the number and the size of the lighting is being decreased, which makes it possible for various devices to be used. However, just as conventional lighting devices, most of them are fixed. So it is difficult to use them at a blind spot and to replace them. To solve this problem, this article suggests a system which replaces lighting automatically and moves. As it can moved to a spot we want on a rail, and the lighting system can be replaced by itself, it can have various lighting effects, increasing the effectiveness of the performance. Additionally, it can also decrease the danger of a worker operating the lighting device located at a high place. At the mock-up experiment, its mobility and stability on a rail were tested using the wheel of the Modular Robot.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

즉 조명이 설치되는 공간을 더 효율적으로 사용할 수 있다. 본 논문에서는 모듈러 로봇의 결합 매커니즘과 레일을 이용한 조명 시스템을 제안했다. 모듈러 로봇은 단위 모듈을 결합해 환경에 따라 결합 매커니즘을 이용해 자유롭게 구조를 변경할 수 있는 로봇을 의미한다.
그리고 사람이 많이 모이는 공연장의 특성상 고장이나 조명기구의 낙하 등 은 재해로 이어질 수 있으므로 안전가이드를 추가했다. 논문의 구성은 첫 번째로 제안하는 무대에서 조명 사용하는 조명디자인과 방법에 대해 설명하고, 자동으로 탈ㆍ부착이 가능한 조명시스템을 소개했다. 두 번째 제안하는 이동과 자동 교체가 가능한 무대 조명시스템을 소개했다.
현재 LED 조명은 상용화를 위해 발광효율을 높이는 연구가 진행 중이며, LED 조명이 상용화되기 위해서는 백색 LED의 성능지수가 형광등의 효율인 100[lm/W]보다 좋은 150[lm/W]가 되어야 하며 빛 추출효율이 90[%] 이상이 되어야 한다. 또한 연구배경에서 밝혔듯이 LED조명의 내구성과 효율성에 대하여 다른 조명장치와의 교체 시 특성에 대하여 설명하였다.
현재는 할로겐 같은 조명이 사용되고 있지만 앞으로 LED 조명으로 대체 되고 있다. 본 논문에서는 LED 조명의 장점을 활용할 수 있는 조명 시스템을 제안했다. LED 조명은 무게가 가볍고 크기가 작기 때문에 여유 공간이 많이 발생한다.

제안 방법

레일은 조명기구를 원하는 지점으로 빠르게 이동함으로써 연기구역 내 사각지역을 없애고 다양한 연출을 할 수 있다. 그리고 사람이 많이 모이는 공연장의 특성상 고장이나 조명기구의 낙하 등 은 재해로 이어질 수 있으므로 안전가이드를 추가했다. 논문의 구성은 첫 번째로 제안하는 무대에서 조명 사용하는 조명디자인과 방법에 대해 설명하고, 자동으로 탈ㆍ부착이 가능한 조명시스템을 소개했다.
논문의 구성은 첫 번째로 제안하는 무대에서 조명 사용하는 조명디자인과 방법에 대해 설명하고, 자동으로 탈ㆍ부착이 가능한 조명시스템을 소개했다. 두 번째 제안하는 이동과 자동 교체가 가능한 무대 조명시스템을 소개했다. 마지막으로 모듈러 로봇의 자동 도킹 실험을 통해 검증했다.
두 번째 제안하는 이동과 자동 교체가 가능한 무대 조명시스템을 소개했다. 마지막으로 모듈러 로봇의 자동 도킹 실험을 통해 검증했다.
조명장치를 자유롭게 이동할 수 있는 시스템을 제안했다. 연기 구역에 따라 조명시스템을 나누기 때문에 모든 공연을 같은 조명으로 표현하기는 어렵다.
연기 구역에 따라 조명시스템을 나누기 때문에 모든 공연을 같은 조명으로 표현하기는 어렵다. 무엇보다 조명이 고정되어 있고 위치가 높아 교체 시 안전사고의 우려가 있으며, 이를 해결하기위해 그림 2와같이 이동이 가능한 조명시스템을 제안했다. 새로운 조명장치를 옆 레일로도 이동이 가능하기 때문에 다양한 조명상황 연출 뿐 만아니라 자동으로 양끝으로 이동시켜 교체나 수리 등을 할 수 있다.
안전 가이드는 공연 중 안전사고에 대비하기 위한 안전장치로 측면에 부착하였으며, 그림 4의 안전가이드 핀에 걸릴 수 있게 홈이 파여져 있다. 전원 연결을 위한 커넥터는 안전가이드 측면에 부착예정이며 자세한 위치는 추후에 검토하기로 했다.
래치 구조를 사용해 조명시스템을 교체하는 방법을 제안했다. 실내에서 사용되는 조명은 대부분 형광등이나 작은 백열등 형태의 소켓을 사용한다.
제안하는 조명시스템을 적용하기위해서는 앞서 실제로 적용할 수 있는지 검증실험을 진행했다. 결합 매커니즘을 이용해 레일 위에서 조명장치를 전달하기위해서는 유격이 있더라도 결합할 수 있어야 한다.
그리고 결합 후에는 견고하게 잡아주어 움직임이나 진동에도 문제없이 동작해야 한다. 이를 검증 하기 위해 모듈러 로봇이 가지고 있는 바퀴를 사용해 자동결합한 후 애벌레 동작을 구현 했다. 바퀴이동은 레일보다 결합면을 맞추기 어렵기 때문에 선택 했다.
LED 조명은 무게가 가볍고 크기가 작기 때문에 여유 공간이 많이 발생한다. 여유 공간을 활용하고 다양한 조명 효과를 내기위해 레일과 모듈러 로봇의 결합 매커니즘을 사용해 교체가 가능하도록 했다. 따라서 원하는 위치로 이동시키거나 필요에 따라 조명 장치를 쉽게 교체할 수 있다.
따라서 원하는 위치로 이동시키거나 필요에 따라 조명 장치를 쉽게 교체할 수 있다. 실험에서는 모듈러 로봇의 바퀴이동을 이용해 검증했다. 접촉면간에 간격이 있었지만 래치가 도킹면을 문제없이 걸었다.

대상 데이터

윗면에는 방향이 바뀌면 센서인식이 안되도록 했다. 조명장치를 전송하는 과정을 설명하기 위해 그림 11과 같이 두 개의 A모듈, 조명장치와 B모듈 1개씩 구성했다. 그림 12에서와 같이 격자로 구성된 레일에서 조명 장치를 전송하기 위해 가운데 B모듈을 두었다.

후속연구

앞으로 실제 무대조명에 적용하기 위해서는 안정성의 검증과 규격화가 필요하다. 기어회전이나 레일이동과 같은 소음은 배경음악이나 연기자의 대사 등의 소리 때문에 큰 문제는 없을 것으로 판단된다.
그리고 조명시스템에 적용할 수 있도록 규격화하고 표준화 하는 작업이 요구된다. 향후 연구에서는 개발된 모듈러로봇의 결합과 분리에 따른 결합력을 강화하고, 빠른 이동성에 대한 연구에 더욱 더 집중하여 공연장에 대한 시스템의 안정성과 장비의 신속한 이동성 및 교체성에 대한 연구에 집중되어야 할 것으로 생각한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	무대장치에서 조명의 역할은?	무대 장치는 안무, 연출, 의상, 음악, 조명 등을 의미하며 연기의 움직임과 느낌을 효과적으로 표현해주는 역할을 한다[1-2]. 특히 조명은 시간의 흐름과 계절의 변화, 공연자의 심리 상태 표현 등 공연의 상황에 따라 전체 분위기를 효과적으로 조성한다. 따라서 시각적, 심미적, 심리적 표현을 위한 중요한 매개체 역할을 한다[3].
	전통적인 무대 조명방법은 여러 가지 색상을 표현하기 위해서 최소 몇개의 조명이 필요했는가?	LED 조명에 맞게 무대 조명의 배치방법도 달라져야 한다. 전통적인 무대 조명방법은 여러 가지 색상을 표현하기위해서는 최소 3개의 조명이 필요했다. 무게도 무겁고 부피가 크기 때문에 다양한 조명을 장착하는데 제약이 많다.
	조명장치가 LED램프로 광원이 대체되어지고 있는 이유는?	조명장치는 내구성과 효율성이 좋은 LED 램프로 광원이 대체되어지고 있다. 효율성은 백열전구와 할로겐램프에 비해 광효율이 5.6～7.3배 좋을 뿐만 아니라 전력 소모도 약 80～89[%] 적게 소비한다. 내구성에 있어서는 동작시간이 최소 35,000시간으로 길며, 유리관이 없어 깨질 염려가 없으며 떨어져도 다시 사용이 가능하다[5-7]. 또한 하나의 조명으로 다양한 색상을 표현할 수 있고 크기가 작다. 이러한 장점은 조명을 운영하는데 필요한 전력소모와 램프교체에 따른 유지비용, 초기 램프 설치 비용을 절약할 수 있으며, 경제적 효과가 매우 커서 시장이 확대 되고 있다. 현재는 초기 시장이기 때문에 앞으로 기술개발을 통해 비싼 가격이나 회로의 효율성 등 개선이 되면 격차는 더 커질 것으로 예상된다.

참고문헌 (8)

SK Langer, "Langer Problem art", Charles Scribner, p.67. 1957.
이장원, 이진우, "무용예술을 위한 무대 조명에 관한 연구," 한국조명전기설비학회, 2009 춘계학술대회 논문집, pp. 218-223, 2009.
이장원, 이진우, "무대조명을 통한 무용 예술의 무대 공간 시각화 방안 연구", 한국조명전기설비학회, 조명전기설비학회 논문지, 제23권 제4호, pp, 16-28, 2009.

원문보기 상세보기
이장원, "공연장 무대 형태에 따른 무대 조명 배치 및 디자인," 한국조명전기설비학회, 조명전기설비, 제23권, 제6호, pp. 44-53, 2009.
김동준, "녹색성장, LED조명," 신한 스몰캡레이더, pp-5-39, 2011.
김치헌, "LED 조명, 미래의 빛이 되려면," LGERI 리포트, 2009.
강태규, 박성희, 장일순, 김인수, 한동원, "녹색성장 LED융합 기술 동향 분석," 전자통신동향 분석 제24권, 제5호, pp. 30-37, 2009.

원문보기 상세보기
이장원, "무대조명과 오페라 무대 조명 디자인 비교," 한국조명전기설비학회, 조명전기설비학회 논문지, 제24권, 제4호, pp. 51-59, 2010.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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