KR100865222B1 - 원색 식별 시스템 및 컬러 색도 좌표 식별 방법 - Google Patents

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Abstract

적색, 녹색 및 청색 광원의 원색 색도 좌표를 식별하기 위한 시스템 및 방법은 광원에 의해 생성되는 결합된 광를 수신하는 3 자극 필터를 포함한다. 광원은 바람직하게는 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드의 그룹이다. 프로세서는 각 적색, 녹색 및 청색 LED에 대해 원하는 강도 값을 설정하는 복수의 테스트 제어 신호를 생성하기 위하여 배치된다. 이러한 테스트 제어 신호에 기초하여, 시스템은 이러한 적색, 녹색 및 청색 LED에 의해 생성되는 결합된 광에 대응하는 색도 좌표의 세 가지 세트를 측정하기 위하여 배치된다. 그 후에, 프로세서는 결합된 광의 측정된 좌표 및 LED의 강도 값 및 결합된 광의 강도 값에 기초하여, LED의 컬러 색도 좌표를 계산한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이러한 캘리브레이션은 행렬식을 풂으로써 달성된다. 개개의 광원의 컬러 좌표가 유니크하게 계산되자마자, 시스템은 결합된 광에 원하는 컬러 색도 좌표를 제공하기 위해 필요한 각 광원에 대한 광의 강도 값을 측정한다. 이러한 강도 값은 LED가 그 특성을 배치마다 또는 시간에 걸쳐 변화하는 원하는 결합된 광를 유지하기 위한 피드백 제어 회로에 사용될 수 있다.

Description

원색 식별 시스템 및 컬러 색도 좌표 식별 방법{SYSTEM FOR MEASURING CHROMATICITY COORDINATES}
본 발명은 컬러 좌표 측정 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 RGB 원색 포인트 식별 및 측정 시스템에 관한 것이다.
스캐너, 디스플레이, 프린터 등과 같은 전자 시스템에 의해 생성되는 컬러 영상을 캘리브레이션(calibration)하는 방법이 끊임없이 개선되고 있다. 다양한 애플리케이션에서 발광 다이오드(LEDs)의 사용이 증가됨에 따라, LED를 사용하는 장치의 많은 제조업자들이 그들의 생산품의 품질 및 일관성을 보장하기 위한 효율적이고 신뢰 있는 방식을 필요로 한다.
그러나, 다양한 이유 때문에, LED는 일관된 특성을 나타내지 않는 것으로 잘 알려져 있다. 예를 들면, 비슷한 공장 조건하에서 제조되는 LED의 다양한 뱃치(batch)는 물리적 특성의 범주 내에 속하는 광을 생성한다. 게다가, 처음부터 정확하게 동일한 특성을 가지는 이러한 LED는 서로 다른 사용 및 에이징(aging) 프로세스 때문에 시간에 걸쳐 다르게 동작할 수 있다.
LED의 예시적인 사용은 적색, 녹색 및 청색(RGB)의 원색 LED를 사용하여 백색 광을 생성하는 프로세스이다. 예를 들면, 다수의 LCD 모니터가 백색 백라이트(backlight)를 생성하기 위하여 적색, 녹색 및 청색 LED의 어레이를 사용한다. 백색 광이 일관된 컬러 온도 및 강도를 가지는 것을 보증하기 위하여, 많은 제조업자들이 더 높은 제조 비용을 가져오는 복잡한 캘리브레이션 방식을 사용한다.
모니터와 같은 장치가 연속적 백색 백라이트를 생성하는 것을 보증하기 어려운 이유는 적색, 녹색 및 청색 광원마다 컬러 좌표를 측정하기 어렵다는 것이다. 한 가지 종래 기술의 방식에 따르면, 아래에 설명되어 있는 것과 같은 순차적 측정 절차를 수행함으로써 각각의 원색, 즉 적색, 녹색 및 청색 광원에 대한 컬러 좌표를 측정하는 것이 가능하다.
이러한 순차적 절차의 제 1 단계 동안에, 적색 및 녹색 광원은 꺼지고, 청색의 원색 포인트만 측정된다. 그 다음, 적색 및 청색 광원이 꺼지고 녹색의 원색 포인트만 측정된다. 마지막으로, 녹색 및 청색 광원이 꺼지고, 적색의 원색 포인트만 측정된다. 그러나, 이러한 방식은 도 4 및 5를 참조하여 더 상세히 설명될 바와 같이, 높은 수치적 정확성을 가지지 않는다.
그래서, 일관되고 원하는 백색 광을 생성하도록 LED와 같은 각각의 원색, 즉 적색, 녹색 및 청색 광원에 대한 컬러 좌표를 정확히 그리고 경제적으로 측정할 수 있거나, 이러한 세 가지 원색 광원을 사용하는 임의의 광을 측정할 수 있는 시스템이 필요하다.
발명의 개요
본 발명의 일 실시예에 따르면, 원색 식별 시스템은 특정 색도 좌표를 가지는 원하는 RGB 광을 생성하도록 구성되는 복수의 적색, 녹색 및 청색 LED 광원을 포함한다. 3 자극 필터와 같은 컬러 필터가 생성된 RGB 광 근처에 배치되고, 각 적색, 녹색 및 청색 LED 광원마다 색도 좌표를 측정하기 위하여 사용되는 프로세서에 결합된다. 시스템은 각 적색, 녹색 및 청색 LED에 의해 생성되는 광의 강도(또는 루멘(lumen) 출력 레벨)를 제어하고 유지하도록 구성된 제어기 및 구동기 회로도 포함한다. 적색, 녹색 및 청색 LED 광원의 주어진 강도를 위한 시스템은 생성된 RGB 광의 강도를 측정하며, 컬러 필터는 생성된 RGB 광의 색도 좌표를 측정한다. 이러한 측정에 기초하여, 시스템은 각 적색, 녹색 및 청색 LED 광원마다 색도 좌표를 검출하도록 구성된다.
LED 광원의 색도 좌표가 알려지면, 시스템은 각 적색, 녹색 및 청색 LED 광원의 원하는 강도(또는 루멘 출력 레벨)를 유지하기 위한 제어기 및 구동기 회로를, 생성된 RGB 광의 원하는 색도 좌표를 유지하도록 구성한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 결합되어 원하는 광원을 생성하는 원색들의 컬러 좌표를 결정하기 위한 방법이 개시된다. 원하는 광원을 생성하는 원색은 적색, 녹색 및 청색 LED 광원일 수 있다. 본 방법은 각 상기 적색, 녹색 및 청색 광원의 강도를 지정된 특정 테스트 레벨에 설정하는 단계를 포함한다. 컬러 필터를 사용하여 결합된 광원의 컬러 좌표를 측정하는 단계가 뒤따른다. 그 후, 본 방법은 결합된 광원의 복수 컬러 좌표 -각 컬러 좌표는 각 적색, 녹색 및 청색 광원마다의 테스트 강도 레벨에 대한 상이한 세트에 대응함- 를 측정하도록 선행하는 두 개의 단계를 반복한다. 각 적색, 녹색 및 청색 LED 광원의 원색 좌표를 측정하는 단계가 뒤따르고, 마지막으로, 세 가지 LED 광원의 강도를 원하는 색도 좌표를 가지는 결합된 광원을 가져오는 레벨로 유지하는 피드백 단계를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 각 적색, 녹색 및 청색 광원에 대한 서로 다른 강도 값이 설정되어서 각 세트에 대하여 결합된 광원의 강도 값이 동일한 값으로 남게 된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 다수의 테스트 세트가 사용되고 각 적색, 녹색 및 청색 광원에 대한 원색 좌표는 최소 평균 제곱 추정 기법을 적용함으로써 계산된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원색 식별 시스템의 개략도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원색 식별 시스템에 의해 사용되는 색도 다이어그램의 플롯이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원색 식별의 프로세스를 도시하는 순서도이다.
도 4(a) 내지 4(b)는 본 발명의 실시예들에 따라서 사용되는 3 자극 필터의 개략도를 도시한다.
도 5(a) 및 5(b)는 본 발명의 일 실시예에 따라서 사용되는 필터의 스펙트럼 응답 함수의 예를 도시하는 플롯 다이어그램이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원색 식별 시스템(10)의 개략도를 도시한다. 시스템은 함께 협동하여 백색광을 LCD 모니터(12)에 제공하는 적색, 녹색 및 청색 LED에 의해 생성되는 원색의 색도 좌표를 결정하도록 배치된다. 본 예에서, 백색 광은 LCD 모니터를 백라이팅하기 위하여 생성된다. 본 발명의 범주는 이러한 예에 국한되지 않고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 시스템(10)은 임의의 원하는 광원을 함께 형성하는 원색의 컬러 좌표를 결정하도록 사용될 수 있다는 것에 주목하라.
필터(14)는 LCD 모니터(12)에 의해 생성되는 백색 광의 특정 특성을 측정하도록 모니터(12)의 앞에 배치된다. 도 4 및 도 5를 참조하여 이 후 더 상세히 설명될 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터(14)는 -동업계에 알려져 있는- 3자극 필터로서 함께 동작하는 컬러 필터를 구비하는 포토 센서를 포함한다.
필터(14)는 필터(14)에 의해 생성되는 신호를 수신하여 이러한 신호를 원색 식별 프로세서(18)용으로 조절하도록 구성된 인터페이스 회로(16)에 결합된다. 그 결과, 프로세스(18)는 인터페이스(16)에 결합되고, 모니터(12)에서 사용되는 개개의 적색, 녹색 및 청색 LED 광원의 컬러 좌표를 결정하는데 필요한 단계를 수행하도록 구성된다.
3 자극 필터(14)의 동작 및 구조는 잘 알려져 있다. 도 4(a), 4(b) 및 4(c)는 본 발명의 다양한 실시예에 따라서 사용되는 세 가지 예시적인 3 자극 필터의 개략도를 도시한다. 기본적으로, 3 자극 필터는 필터의 스펙트럼 응답 함수가 CIE 표준색도 관찰자의 컬러-매칭 함수에 직접 비례하도록 구성된다.
도 4(a)는 3 자극 필터(140)의 구성 및 함수를 도시한다. 도 4(a)의 3 자극 필터는 세 개의 글래스 필터(142,144,146)를 포함하되, 각각은 소스(122)에 의해 생성되고 테스트 대상(124)에 의해 반사되는 광에 포함되는 적색, 녹색 및 청색 광을 제각각 필터링하도록 구성된다. 하나 이상의 포토셀(photocell)(154)이 각 적색, 녹색 및 청색 광 성분에 대한 광 출력을 측정하기 위하여 글래스 필터 뒤에 배치된다. 레지스터(148,150,152)는 CIE 1931 표준 관측자에 대응하는 광 정보를 저장하도록 구성된다. 따라서, 레지스터(148)는 필터(142)를 통과하는 광에 대응하는 정보를 저장한다. 유사하게, 레지스터(150)는 필터(144)를 통과하는 광에 대응하는 정보를 저장한다. 그리고 레지스터(152)는 필터(146)를 통과하는 광에 대응하는 정보를 저장한다.
이 목적을 위하여, 도 5(a)는 3 자극 필터(140)와 결합된 포토셀(예를 들어, 154)이 CIE 1931 표준 관측자의 컬러-매칭 함수를 가장 잘 복제할 수 있는 정도 및 스펙트럼 응답 함수를 묘사하는 플롯을 도시한다. 실선은 CIE 표준 관측자 데이터를 도시하고, 점선은 3 자극 필터 장치와 결합된 포토셀의 응답을 도시한다.
3 자극 필터의 다른 예가 도 4(b) 및 4(c)에 도시되어 있는데, 여기서 필터 글래스 층은 필터 기판 위에 배치된다. 그러므로, 도 4(b)에 도시되어 있는 바와 같이, 기판(168)은 글래스 층(166)을 수용하는데, 글래스 층(166)에는 글래스 층(164)이 중첩되고, 이어서 글래스 층(164)에는 글래스 층(162)이 중첩된다. 도 4(c)는 글래스 층의 다른 변화를 도시하는데, 여기서 층(172)은 층(174)을 완전히 덮지 않고, 층(174)은 층(176)을 완전히 덮지 않는다.
이 목적을 위하여, 도 5(b)는 3 자극 필터(160 또는 170)와 결합되는 포토셀(예를 들어, 154)이 CIE 1931 표준 관측자의 컬러-매칭 함수를 가장 잘 복제할 수 있는 정도 및 스펙트럼 응답 함수를 나타내는 플롯을 도시한다. 실선은 CIE 표준 관측자 데이터를 도시하고, 점선은 3 자극 장치와 결합된 포토셀의 응답을 도시한다.
시스템(10)은 또한 프로세서(18)에 결합되는 제어기(20)를 포함한다. 제어기(20)는 모니터(12)에서 사용되는 각 적색, 녹색 및 청색 광원의 컬러 좌표를 결정하기 위하여 프로세서(18)에 의해 추정되는 테스트 신호를 생성하도록 구성된다. 또한, 제어기(20)는 모니터(12)에 의해 생성된 광을 원하는 레벨로 유지하기 위해 광원을 구동하는데 사용되는 신호를 제어하도록 컬러 좌표 정보를 저장한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어기(20)는 프로세서(26)에 결합되는 메모리 유닛(24)을 포함한다. 메모리(24)는 다른 정보 중에서 모니터(12)에서 사용되는 각 적색, 녹색 및 청색 LED 광원의 원색 좌표를 저장한다. 메모리(24)는 단일 생성기(22)에 결합되고, 현재의 신호 같은 구동 신호를 생성하기 위하여 배치되며, 이는 적색, 녹색 및 청색 LED 광원에 제공된다.
제어기(20)는 시스템이 모니터(12)에 의해 생성되는 원하는 백색 광을 유지하도록 하기 위한 피드백 장치를 포함한다. 이러한 피드백 장치는 모니터(12)로부터 피드백 신호를 수신하여 생성기(22)에 의해 생성되는 구동 신호와 비교하는 혼합기(28)를 포함한다. 프로세서(26)는 신호 생성기(22)에 의해 생성되는 원하는 신호 레벨을 메모리 유닛(24)에 저장된 정보에 기초하여 설정한다.
원색 식별 프로세서(18)의 동작은 이하에서 더 상세히 설명된다. 일반적으로, 컬러의 지각은 인간 망막(retina) 내의 감광 요소의 물리적 자극에 의해 발생된다. 이러한 물리적 자극은 380nm 내지 780nm의 파장을 포함하는 가시 스펙트럼의 전자기 방사로 이루어진다. 추상체라 불리는, 인간 눈의 감광 요소는 세 가지 클래스로 나뉘어질 수 있으며, 각 클래스는 방사의 서로 다른 스펙트럼 분포에 반응한다. 그 결과로, 다수의 서로 다른 스펙트럼 분포가 동일하게 인지되는 컬러를 산출할 수 있다. 이는 컬러가 같은 것으로 인지될 때도 두 가지의 비교되는 컬러의 스펙트럼 분포는 다를 수 있다는 것을 의미한다.
그러나, RGB LED 광원을 사용하는 애플리케이션에서, 원하는 결합된 광 컬러 및 강도를 제어하고 유지하기 위하여 각 적색, 녹색 및 청색 광원 성분의 컬러 좌표를 식별하는 것이 중요하다.
도 2는 국제 광 위원회 -CIE(Commission Internationale de l'Eclairage)로 약칭됨- 에 의해 정의되는 것과 같은 색도 다이어그램의 플롯을 도시하며 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(18)에 의해 사용된다.
기본적으로, 도 2의 CIE 색도 다이어그램은 기준 컬러 자극의 표준 세트 및 그것들에 대한 3 자극 값의 표준 세트에 관한 정보를 도시한다. 통상적으로, 기준 컬러 자극은 적색 자극(R)에 대하여 파장 700nm, 녹색 자극(G)에 대하여 541.6nm 그리고 청색 자극(B)에 대하여 435.8nm의 방사이다. 곡선(60)을 따라 서로 다른 컬러 포인트가 포인트(62)에서 도시되는 백색 광을 생성하기 위하여 결합될 수 있다. 색도 다이어그램은 3 자극 값의 비율만을 도시하며, 따라서 같은 비율을 가지는 밝고 흐린 컬러는 같은 포인트에 속한다.
포인트(62)에서의 원하는 백색 광은 좌표 xw 및 yw 및 백색 광의 전체적인 루멘을 나타내는 강도 Iw를 가진다. 세 가지 원색, 즉 적색, 녹색 및 청색 색도 좌표 및 각각에 대한 루멘 출력은 (xR, yR), (xG, yG) 및 (xB, yB) 그리고 IR, IG 및 IB 각각으로 표시된다.
(수학식 1)
Figure 112003000467059-pct00001
식(1)을 정규화 함으로써, 루멘 출력 관계는
(수학식 2)
Figure 112003000467059-pct00002
로 정의되며, I'R, I'G 및 I'B는 원색 소스의 루멘 출력 비율(fraction)이라 불린다. 원색의 특정 색도 좌표 및 연관된 루멘 출력 비율을 이용하여, 백색과 같은 특정 컬러를 생성할 수 있고,
(수학식 3)
Figure 112003000467059-pct00003
을 통해 색도 다이어그램에 이러한 원하는 컬러를 나타내는 것이 가능하다.
식(3)으로부터, 원색 포인트 및 그 연관된 루멘 비율에 기초하는 좌표(xw yw) 및 원하는 루멘 출력 Iw를 가지는 원하는 컬러를 가지는 광의 컬러 포인트 좌표를 유일하게 결정할 수 있다.
LED 루멘 출력은
(수학식 4)
Figure 112003000467059-pct00004
에 의해 결정되며, Iν(If,T)는 LED 순방향 전류 If 및 주변 온도 T에서의 광도이고, Iν(Itest,25C)는 순방향 전류 Itest 및 25C에서의 데이터 시트 광도이고, K는 LED의 온도 계수이다. AlInGaP에 대한 통상적 K 값은 -0.010/C이다. 게다가, 아래에서 설명될 본 발명의 일 실시예에 따라, 주어진 LED의 순방향 전류 신호 및 주변 온도에 대해 식(4)에 기초하여 그 루멘 출력을 결정할 수 있다.
도 3은 가령, 모니터(12)에서 사용되는 각 적색, 녹색 및 청색 LED 광원에 대한 컬러 포인트의 좌표를 식별하기 위하여 프로세서(18)(도 1)에 의해 사용되는 프로세스의 순서도이다. 단계(110)에서, 프로세서는 좌표를 추정하기 위하여 테스팅 프로시저를 시작한다. 그래서, 단계(112)에서, 프로세서(18)는 초기화하고, 테스팅 프로시저가 수행되게 될 횟수(n)를 설정한다.
단계(114)에서, 프로세서(18)는 식(4)을 사용하여 적색, 녹색 및 청색 LED 광원 각각에 대하여 루멘 출력 레벨, IR1, IG1 및 IB1 설정하기 위해 필요한 전류 신호를 추정한다. 그 후, 추정된 전류 신호 값은 제어기(20)에 제공되고, 그 원하는 출력 루멘에 도달하도록 LED 광원에 전류 신호를 제공한다.
단계(116)에서, 프로세서(18)는 적색, 녹색 및 청색 LED에 대하여 설정된 테스트 신호 레벨에 응답하여 생성되는 광의 컬러 좌표를 측정한다. 이를 위해, 3 자극 필터(14)는 출력 레벨, Xw1, Yw1 및 Zw1를 제공한다. 이 값으로부터, 프로세서(18)는
(수학식 5)
Figure 112003000467059-pct00005
(수학식 6)
Figure 112003000467059-pct00006
에 기초하여 적색, 녹색 및 청색 LED의 조합에 의해 생성되는 광의 대응하는 컬러 좌표 xw1 및 yw1를 계산한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 단계(114) 및 (116)에 관하여 설명되는 테스팅 신호 및 측정은 3 회 반복된다. 각 테스팅 측정마다, 구동 신호는 세 가지 적색, 녹색 및 청색 LED 광원의 루멘 출력 레벨을 변화시키도록 제공되어서, 세 개의 테스트 값 세트는
(수학식 7)
Figure 112003000467059-pct00007
이 되며, 각 테스팅 측정에 대한 각 광원의 루멘 출력 레벨은 식(4)으로부터 도출될 수 있고, 각 테스팅 측정 때 결합된 광원 Iw의 루멘 출력 레벨은
(수학식 8)
Figure 112003000467059-pct00008
에 의해 측정된다.
본 발명의 범주는 이러한 측면에 제한되지 않는다, 예를 들면, 본 발명의 다양한 실시예들에 따라서 사용될 수 있는 여러가지 더 많은 테스트 세트 값이 있을 수 있다.
사용되는 테스트 세트 값에 기초하여, 이러한 세트 각각에 대하여, 시스템은 세 가지 적색, 녹색 및 청색 LED에 의해 생성되는 백색 광의 색도 좌표를 측정하고 계산해서
(수학식 9)
Figure 112003000467059-pct00009
를 도출하게 된다.
단계(120)에서, 프로세서(18)는 본 명세서에서 후술되는 바와 같이, 개개의 적색, 녹색 및 청색 LED 광원의 컬러 좌표를 계산한다. 그래서, 식(3)으로부터,
(수학식 10)
Figure 112003000467059-pct00010
임을 알게 된다.
식(7) 및 (9)을 (10)에 대입함으로써, 다음의 행렬 식
(수학식 11)
Figure 112003000467059-pct00011
이 제공된다. 그러므로, 행렬
(수학식 13)
Figure 112003000467059-pct00012
이 정칙행렬(nonsigular)이라는 조건하에서 적색, 녹색 및 청색 LED 광원의 컬러 좌표는
(수학식 12)
Figure 112003000467059-pct00013
를 통해 유일하게 풀 수 있다.
(수학식 14)
Figure 112003000467059-pct00014
중 어떤 두 개의 테스트 포인트도 도 2의 CIE(x,y) 다이어그램에서 동일한 수직선상에 놓이지 않는다면 상기 조건은 만족될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로세서(18)는 적색, 녹색 및 청색 LED의 컬러 좌표를 결정하고, 제어기(20)의 메모리(24)에 이 좌표들을 제공한다.
이 목적을 위하여, 제어기(20)의 프로세서(26)는 식(3)을 사용하여 적색, 녹색 및 청색 LED에 의해 생성되는 원하는 광 컬러를 유지하도록 구성된다. 이것은 원하는 광 xw 및 yw의 좌표가 알려져 있기 때문에 가능하다. 게다가, 메모리(24)는 적색, 녹색 및 청색 LED에 대한 컬러 좌표 정보를 포함한다. 그러므로, 각 적색, 녹색 및 청색 LED 광원에 대한 원하는 루멘 출력을 풀 수 있다. 이러한 원하는 루멘 출력을 위하여, 식(4)는 각 적색, 녹색 및 청색 LED에 제공되어야 하는 원하는 전류 신호를 도 1에 도시된 것과 같은 피드백 장치를 통해 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 프로세서(18)는 사용되는 3 자극 컬러 필터의 특성과 조화되도록 적합한 범위 내의 혼합된 컬러 포인트 테스트 값을 제공한다. 예를 들면, 균형이 잘 이루어진(well-balanced) 3 자극 컬러 필터 출력을 이루기 위하여, 테스트 포인트는 세 가지 적색, 녹색 및 청색 광원의 강도 값이 균형을 이루도록 주의 깊게 선택된다. 이는 나머지 광원에 비해 하나 또는 두 가지 광원에 대한 상대적으로 더 높은 강도 값을 회피한다. 게다가, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 생성된 광에 대한 테스트 세트 루멘 출력 레벨은 더 간단한 조작을 위해 그리고 깜빡임(flicker) 제거를 위해 Iw1=Iw2=Iw3이도록 선택될 수 있다. 실험적으로 평가된 바와 같이, 2% 보다 작은 광 강도 변화는 인간 눈에 의해 인지되지 않는다. 이러한 경우에, 프로세서(18)는 적색, 녹색 및 청색 LED의 컬러 좌표를 도출하기 위하여 최소-평균-제곱 추정을 사용한다. 예를 들어, n(n>3)개의 적격 테스트 세트가 사용된다면, 최소-평균-제곱 방식으로 다음의 식을 풀 필요가 있다.
(수학식 15)
Figure 112003000467059-pct00015
이며, P는 식(15)에서 제 1 행렬이고, I는 식(15)에서 제 2 행렬이며, Q는 식(15)에서 제 3 행렬이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 3과 관련되어 개시되는 방법은 복수의 서로 다른 실내 온도에 대하여 반복되고, 적색, 녹색 및 청색 LED 광원에 대한 색도 좌표가 각 실내 온도에 대하여 측정되고 메모리(24)(도 1)에 저장된다. 그 후에, 시스템의 동작 동안에, 온도 감지기가 시스템의 작동 온도를 측정하고, 적색, 녹색 및 청색 광원을 결합함으로써 생성되는 광에 대하여 원하는 컬러를 유지하도록 대응하는 색도 좌표를 검색한다.
게다가, 본 발명에 따른 실시예를 사용하여 컬러 좌표를 식별하는 것의 수치적 정확성은 본 발명의 배경에서 설명된 종래 기술 측정 방식에 비해 더 낫다. 이전에 언급되어 있는 바와 같이, 종래 기술 측정 장치는 순차적 측정 기법을 사용하였고, 여기서 "켜진" LED의 컬러 좌표를 측정하기 위하여 적색, 녹색 및 청색 컬러에 관련하는 LED의 두 가지 세트는 꺼지고 LED의 한 세트만 켜져 "온"으로 남았다.
순차적 장치 접근법이 본 발명의 방식만큼 정확하지 않은 이유는 도 5(a) 및 5(b)를 참조하여 설명될 수 있다. 도시된 바와 같이, 컬러 매칭 함수 x, y 및 z는 가시 파장을 따라 넓어진다. 한 가지 컬러, 가령 적색만 측정되고, 나머지 녹색 및 청색 광원은 "꺼질" 때, X에서의 상대적으로 큰 측정값이 예상된다. Y에서의 중간의 측정 값 및 Z에서의 작은 측정값도 예상된다.
유사하게, 한 가지 컬러, 가령 청색만 측정되고, 나머지 적색 및 녹색 광원 "꺼진다면", Z에서의 상대적으로 큰 값 및 X 및 Y에서의 더 작은 값이 예상된다.
X, Y 및 Z 값의 상대적인 차이는 1 또는 2 등급일 수 있다. 디지털 제어기가 유한 워드 길이 및 유한 분해능으로 사용되는 장치에서, 작은 값 측정에 대해서, 실질적으로 큰 상대적 에러가 있을 것이다.
본 발명은 세 가지 원색이 동시에 온(ON)이고 X, Y 및 Z 측정이 동시에 수행되기 때문에 이러한 분해능 문제를 극복한다. 그러므로, X, Y 및 Z의 값은 종래 기술 장치보다 훨씬 작은 차이를 가진다. 이는 측정에서의 현저하게 적은 에러 및 더 나은 컬러 추정 및 제어 정확성을 가져온다.

Claims (14)

  1. 결합된 광을 생성하는 복수의 원색 광원의 색도 좌표(color chromaticity coordinates)를 판단하도록 배열되는 원색 식별 시스템(10)에 있어서,
    생성된 상기 결합된 광을 수신하도록 상기 원색 광원 근처에 위치되고, 상기 원색 광원 각각으로부터 수신되는 광에 대응하는 신호를 제공하도록 구성된 필터(14) - 상기 신호는 상기 필터(14)에 의해 제공되어 상기 결합된 광의 색도 좌표의 측정을 인에이블링함 - 와,
    상기 필터(14)에 결합되고 상기 필터(14)에 의해 제공되는 상기 신호를 수신하도록 구성된 프로세서(18) - 상기 프로세서(18)는 상기 원색 광원의 각각으로부터 원하는 광 강도가 제공되도록 상기 복수의 원색 광원 중 각각과 연관된 제어 신호를 생성하도록 더 구성됨 -와,
    상기 제어 신호를 수신하기 위하여 상기 프로세서(18)에 결합되고, 상기 복수의 원색 광원에 추가적으로 결합되어 상기 원색 광원으로 하여금 상기 원하는 광 강도를 생성할 수 있게 하는 구동 신호를 제공하도록 구성되는 구동 회로(20)를 포함하되,
    상기 프로세서(18)는 또한 복수의 테스트 제어 신호 세트를 생성하여 상기 원색 광원이 순차적인 순서로 복수의 원하는 결합된 광 강도 값을 발생시키도록 구성되며, 각 테스트 제어 신호 세트와 관련되는 상기 결합된 광의 색도 좌표에 따라 원색 광원 각각의 상기 색도 좌표를 계산하도록 구성되며,
    각 테스트 제어 신호 세트는 상기 원색 광원의 각각과 관련되는 제어 신호를 포함하여, 상기 광원 모두가 동시에 상기 결합된 광을 발생시키는
    원색 식별 시스템(10).
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서(18)는 적어도 세 개의 제어 신호 세트를 생성하여, 상기 원색 광원이 순차적인 순서로 적어도 세 개의 원하는 광 강도 값을 생성하는
    원색 식별 시스템(10).
  4. 제 1 항에 있어서,
    원하는 색도 좌표를 갖는 결합된 광을 생성하도록 상기 복수의 원색 광원의 각각에 대응하는 광 강도 값을 측정하는 수단을 더 포함하는
    원색 식별 시스템(10).
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 원하는 색도 좌표를 가지는 결합된 광을 생성하는 상기 광 강도 값을 추적하고 유지하도록 구성된 피드백 제어 회로를 더 포함하는
    원색 식별 시스템(10).
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 원색 광원 각각의 상기 색도 좌표는
    Figure 112008038224089-pct00016
    에 따른 세 개의 테스트에 기초하여 계산되며,
    여기서 xR, xG, xB, yR, yG, yB는 상기 원색 광원에 관해 결정되는 색도 좌표이고,
    xW1, xW2, xW3, yW1, yW2, yW3은 상기 테스트 제어 신호에 따른 상기 세 개의 개별 테스트 각각에 대한 상기 결합된 광에 대해 측정되는 색도 좌표이며,
    IR1, IG1, IB1...IG3, IB3 및 IW1, IW2, IW3은 상기 3개 테스트 각각의 상기 테스트 제어 신호에 따른 상기 원색 광원 각각의 강도 값 및 상기 결합된 광의 강도 값인
    원색 식별 시스템(10).
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 원색 광원 색도 좌표의 계산은 행렬
    Figure 112008038224089-pct00017
    이 정칙행렬이라는 조건하에서 처리되는
    원색 식별 시스템(10).
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터(14)는 3 자극 필터인
    원색 식별 시스템(10).
  9. 결합된 광를 함께 생성하는 복수의 원색 광원의 색도 좌표를 식별하는 방법에 있어서,
    단계 (a): 테스트 제어 신호 세트에 따라 특정 테스트 레벨에서 원색 광원 각각의 강도를 설정하는 단계와,
    단계 (b): 상기 결합된 광의 상기 색도 좌표를 측정하는 단계와,
    단계 (c): 상기 결합된 광의 복수의 색도 좌표를 측정하도록 단계 (a) 및 단계 (b)를 반복하는 단계 - 상기 결합된 광의 상기 색도 좌표 각각은 상이한 테스트 제어 신호에 대응함 - 와,
    단계 (d): 상기 원색 광원 각각의 색도 좌표를 계산하는 단계를 포함하되,
    각 테스트 제어 신호 세트는 상기 원색 광원 각각과 관련되는 제어 신호를 포함하여, 모든 광원이 광을 동시에 발생시키는
    색도 좌표 식별 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    단계 (b)는,
    단계 (b1): 상기 결합된 광 근처에 3자극 필터(14)를 제공하는 단계와,
    단계 (b2): 상기 3 자극 필터(14)에 의해 제공되는 신호에 따라 상기 결합된 광의 상기 색도 좌표를 계산하는 단계를 더 포함하는
    색도 좌표 식별 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 원색 광원 각각의 상기 계산된 광 색도 좌표에 따라 원하는 색도 좌표를 갖는 상기 결합된 광을 획득하는데 필요한 광 강도 값을 추정하는 단계를 더 포함하는
    색도 좌표 식별 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    피드백 장치를 사용함으로써 각 상기 원색 광원에 대한 상기 추정된 광 강도 값을 유지하는 단계를 더 포함하는
    색도 좌표 식별 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    Figure 112008038224089-pct00018
    에 따라 xw 및 yw로 표시되는 상기 결합된 광의 상기 색도 좌표를 측정하는 단계를 더 포함하되, Xw, Yw 및 Zw는 상기 필터(14)에 의해 제공되는 출력 신호인
    색도 좌표 식별 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    Figure 112008038224089-pct00019
    에 따른 세 개 테스트에 기초하여 상기 원색 광원의 상기 색도 좌표를 계산하는 단계를 더 포함하되,
    xR, xG, xB, yR, yG, yB는 상기 원색 광원의 색도 좌표이고,
    xw1, xw2, xw3,yw1, yw2, yw3는 상기 테스트 제어 신호에 따른 3개의 개별 테스트 각각에 대한 결합된 광의 색도 좌표이며,
    IR1, IG1, IB1,...IG3, IB3 및 Iw1, Iw2, Iw3는 각각 상기 3개의 테스트 각각의 상기 테스트 제어 신호에 따른 상기 원색 광원 각각의 강도 값 및 상기 결합된 광의 강도 값인
    색도 좌표 식별 방법.
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