KR101185538B1 - 휴대용 컬러 조명 원격 제어 장치 및 제어방법 - Google Patents

휴대용 컬러 조명 원격 제어 장치 및 제어방법 Download PDF

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Abstract

피사체의 색을 효과적으로 측정하기 위한 기구 및 이를 활용한 color 조명 시스템을 제어하는 휴대용 조명 제어장치가 개시된다.
특정된 값으로 발광하는 RGB LED와 WHITE LED를 포함하는 발광부; 빛을 수신하여 색상데이터를 측정하는 광검출부; 광검출부에서 수신된 색상 데이터에 대하여 색상 보정을 수행하는 색상교정부; 상기 색상교정부에서 보정된 값을 기초로 하여 동작 명령을 지정하는 동작모드 생성부; 상기 동작모드 생성부에 의해 지정된 색상제어값으로 변환하는 색변환부; 상기 색변환부에 의해 변환된 색상에 대해 해당 조명장치 제어부에 제어신호를 송출하는 송신부; 상기 검출된 색상값 또는 각 동작부에서 지시된 값과 그 색상을 표시하는 디스플레이부; 를 포함하는 휴대용 조명 제어장치를 포함하며, 상기 광검출부에서 검출된 색상데이터로부터 상기 동작모드의 제어명령에 따라 색상을 제어하는 휴대용 조명 제어장치 및 그 제어방법이다.

Description

휴대용 컬러 조명 원격 제어 장치 및 제어방법 {Portable Remote control apparatus and its method for color lighting control}
본 발명은 RGB 컬러 센서를 이용하여 조명대상부의 수신된 색상데이터를 검출하여 주어진 이미지 색상을 표현하도록 교정하고, 사용자의 선택에 따라 Color 조명시스템을 원격에서 제어할 수 있는 휴대용 컬러 조명 원격 제어 장치 및 제어방법에 관한 것이다.
컬러 이미지를 이미지 센서로 스캔하여 이미지 데이터를 검출하게 되면, 이때 얻은 각 색상데이터 값은 하드웨어 별로 상이하게 표현된다. 이는 이미지 센서 및 이를 처리하는 이미지 신호 처리칩의 하드웨어 특성을 고려하지 않아서 실제 이미지와는 다른 왜곡된 값이 나타내기 때문이다.
이러한 이미지 센서에 의해 컬러 조명제어를 하게 되면 실제의 색깔과는 다른 색의 디지털 화상정보를 생성하는 문제점이 있었다.
이는 이미지 센서 장치의 하드웨어의 특성을 고려하지 않고 작업하였기 때문인데, 이로 인해 실제 이미지의 영상과 다른 왜곡된 컬러를 얻게 되는 것이다. 그리하여 이러한 문제점을 보완하기 위해 분광분석기와 통계적 기법을 사용하여 하드웨어의 특성을 고려하는 방법이 연구되었으나, 이 통계적 기법은 실험과 계산에 의해 매트릭스를 만들어 구현하며, 더 좋은 결과를 위해서 다시 매트릭스를 바꾸어야 하는데 실험과 계산을 처음부터 다시 해야하는 단점이 있으며, 소형의 휴대용 장치로서는 구현하기가 곤란하다.
RGB 컬러센서는 주어진 파장에 대한 색의 세기를 전기신호로 바꾸어 주파수 값이나 또는 전압으로 나타낸다. 하지만, 이러한 컬러센서의 감도를 각 색상의 센서 파장 대역에 따라서 다른 감도를 나타내므로 주어진 값을 그대로 활용할 경우에 색의 밸런스가 맞지 않게 되며 정확한 색을 알 수 없다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해서 센싱된 데이터를 교정하는 작업이 수행되어야 한다.
또한, 사람은 색항상성(color constancy)이 있어서 조명에 의해서 변하는 색차이가 없도록 스스로 색을 보정한다. 따라서 사람의 시각적 특징을 고려하여 색을 설정하며, 제어하는 기능이 요구된다.
또한, 각 조명장치를 제어하는 조명제어장치는 조명대상물과 떨어져 있기 때문에 각 조명대상물의 야외무대 등 주변 조명 여건을 고려하여 원하는 색상으로 재현하도록 즉각적인 교정이 곤란하다.
즉, 조명대상물에 근접하여 주위 조명 여건을 검출하고 이에 대한 보정을 할 수 있다면 보다 신속하게 사용자가 원하는 색상으로 재현할 수 있게 될 것이다.
본 발명은 조명대상물에 대한 색상데이터를 검출하고 정밀한 보정 과정을 거쳐서 원하는 색상으로 조명시스템을 원격에서 제어하도록 하는 수단을 구비한 휴대할 수 있는 휴대용 컬러 조명 원격 제어 장치 및 제어방법을 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명은 제어된 조명장치에서 실현된 색상데이터를 다시 검출하여 feedback 제어할 수 있는 수단을 제공함으로써, 주위 환경 여건 변화에 따라 신속하게 색상을 실시간 보정하여 신속하게 사용자가 원하는 색상으로 재현할 수 있는 휴대용 컬러 조명 원격 제어 장치 및 제어방법을 제공한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 특정된 값으로 발광하는 RGB LED와 WHITE LED를 포함하는 발광부; 빛을 수신하여 색상데이터를 측정하는 광검출부; 광검출부에서 수신된 색상 데이터를 설정된 색상데이터 값에 의하여 색상 보정을 수행하는 색상교정부; 상기 색상교정부에서 보정된 값을 기초로 하여 동작 명령을 지정하는 동작모드 생성부; 상기 동작모드 생성부에 의해 지정된 색상제어값으로 변환하는 색변환부; 상기 색변환부에 의해 변환된 색상에 대해 해당 조명장치 제어부에 제어신호를 송출하는 송신부; 상기 광검출부에서 측정된 색상값 또는 상기 동작모드 생성부에서 지정된 값과 그 색상을 컬러로 표시하는 디스플레이부; 를 포함하여 조명시스템의 컬러 영상을 제어하는 휴대용 조명 제어장치가 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 발광부는 발광하는 LED의 세기를 PWM 제어를 통하여 변화될 수 있으며, 상기 설정된 색상데이터 값은 상기 발광부에서 발광된 색상 데이터 값으로부터 설정되거나, 상기 설정된 색상데이터 값은 조도 데이터가 포함하며, 상기 색상 교정부는 상기 광검출부에서 측정된 조도 데이터에 따라 각 색상별 색상 보정을 수행하며, 상기 색상교정부는 광검출부에서 측정된 색상데이터와 기 지정된 발광부의 색상데이터 값의 차이로부터 각 색상별 센서에 따른 감응률의 차이를 보정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 동작모드 생성부에서는 검출된 색을 검출색, 보색, 주변색, 대표색으로 변환하는 기능을 포함하며, 상기 보색변환부는 검출된 색상의 보색으로 변환하는 것으로서, 상기 색상교정부에서 보정된 값을 색상변환부에서 CIELAB 색좌표 공간의 색상값으로 변환된 값을(L, a*, b*) 라 할 때, 보색을 구하기 위해서는 주어진 변환값에 대하여 (L, -a*, -b*)의 CIELAB 색좌표를 적용하며, 상기 대표색 변환부는
Figure 112010062540552-pat00001
으로 구해지는 각 θ에 대하여 균등 분배된 중심점 값으로 적용한다.
본 발명의 일측면에 다르면, 상기 휴대용 조명 제어장치를 이용하여, 상기 광검출부에서 검출된 색상데이터를 상기 발광부의 발광된 색상데이터에 의하여 보정을 수행하고, 보정된 색상데이터에 대하여 제어신호를 송출하여 해당 조명장치의 조명을 제어한 뒤, 이를 다시 광검출부에서 수신하여 상기 송출된 색상데이터와 대비하여 feedback 제어를 하는 휴대용 컬러 조명 제어장치의 제어방법이 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 휴대용으로 조명대상물에 근접하여 주위 조명 여건에 맞추어 원격에서 정밀한 조명제어가 가능하다.
또한, 임의의 밝기에서도 각 색상별 감응도를 고려하여 보정을 수행하여 정확한 색상 검출이 가능한 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의한 휴대용 조명 제어장치는 실내조명이나 야외조명에서 실제 투사된 조명의 색상이 달리 표현되는 것을 보정하여 눈으로 보는 실제 색감을 빠른 시간 내에 정밀하게 제어할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의한 휴대용 조명제어장치는 주위의 조도에 따라 조명대상부에서 표현되는 색감에 대한 보정을 휴대용 조명제어장치에서 화이트밸런스 뿐만 아니라 각 색상별로 달리 표현되는 차이를 설정된 색상데이터에 따라 손쉽게 색상밸런스를 보정할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 조명제어장치에 대한 동작 내용을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 조명제어장치의 발광부와 광검출부를 설명하기 위한 배치도이다.
도 3은 컬러센서의 조도 변화에 따른 감도 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 조명제어장치의 외관을 설명하기 위한 배치도이다.
도 5는 동작모드의 색변환 내용을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 CIELAB 색좌표계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 광검출 센서를 기반으로 한 feedback 제어 방법에 대한 블록 다이어그램이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 조명제어장치에 대한 동작 내용을 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명의 일실시예에 의한 휴대용 조명제어장치는 [도 1]에서 나타난 것과 같이 RGB 색 광검출부(100)에서 컬러 센서를 사용하여 RGB 각각의 파장에 대한 광량에 대한 색상데이터를 검출한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 조명제어장치의 발광부와 광검출부를 설명하기 위한 배치도로서, 일실시예에서는 RGB센서로 구성된 광검출부의 센서에서 정확한 RGB 색을 검출하기 위하여 LED를 이용한 빛의 투광 장치로 white LED(120) 그리고/또는 RGB 컬러 LED(130)로 이루어진 발광부가 형성된다.
상기 white LED(120) 그리고/또는 RGB 컬러 LED(130)는 센서부를 중심으로 양측에 설치되거나 어느 일 측에 설치될 수 있다.
광검출부(센서부)는 상기 발광부로부터의 빛과, 불필요한 노이즈 빛을 차단하기 위하여 오목한 부분에 센서부를 설치한다.
도 3은 컬러센서의 조도 변화에 따른 감도 변화를 나타낸 도면이다.
각 센서는 컬러 센서의 감도의 차이에 의하여 도 3에 도시된 바와 같이 각 센서마다 민감도가 다르게 나타난다.
센서에 감도의 차이는 백색 평면에 조사하는 LED의 세기를 PWM 제어를 통하여 변화시킴으로 백색으로부터 회색, 마지막에는 빛이 없는 검은색으로 변환이 가능하며, 이러한 조사하는 빛의 세기를 변화시킴으로 효과적인 빛의 세기 변화에 따른 센서의 감도를 측정할 수 있다.
색상 교정부(200)에서는 이러한 민감도의 차이에 대한 모델링을 통하여 센서에서 검출된 색상 데이터와 광검출부에서 측정된 조도데이터를 바탕으로 정확한 색을 유추하고 이를 보정한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 색상 교정부(200)에서는 그 값을 알고 있는 RGB LED를 사용하여 R, G, B 빛을 각각 투사함으로써, R, G, B 각각의 센서에 대한 감응도를 모델링 할 수 있다.
이러한 개별적인 모델링은 수식 (1) 과 같이 각 센서에서 감도의 차이에 대한 모델링이 가능하며 이를 바탕으로 효과적인 보정이 가능하다.
수식(1)
Figure 112010062540552-pat00002
여기서
Figure 112010062540552-pat00003
는 센서에 의해서 측정된 R, G, B 파장에 대한 측정값이며, R, G, B는 실제 대상의 색상값이다.
여기서 각 컬러에 대한 a와 b 계수에서 b는 offset 값을, a는 감응률을 나타내게 된다. 이러한 값들은 이상적으로는 파장에 관계없이 동일해야 하지만 실제에 있어서는 각 소자에 따라 다르게 나타나며, 실제 R, G, B값을 알고 있는 색상에 대한 검출 결과를 바탕으로 수식 (1)에 계수들을 구할 수 있으며, 이를 바탕으로 센서에 따른 감응률의 차이를 보정한다.
또한, 휴대용 조명제어장치에서는 조도 데이터로부터 도 3과 같은 저장된 감응도 테이블에 따라 보정을 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 조명제어장치의 외관을 설명하기 위한 배치도로서, 도 4에 의한 일실시예에서는 휴대용 조명제어장치의 UP-DN스위치를 활용하여 발광모드와 수광모드, 보정모드를 개별적으로 선택할 수 있도록 제어하거나, 또는 발광모드와 수광모드를 동시에 동작할 수 있도록 제어한다.
또한, 디스플레이부(905)에서 광검출부에서 측정된 신호로부터 측정된 색상 데이터 값과 컬러 색을 디스플레이할 수 있도록 하여 발광된 색과 디스플레이되는 색의 차이를 직접 시각적으로 확인할 수 있게 하였다.
위와 같이 각 색상데이터를 디스플레이 화면(905)을 통하여 디스플레이됨으로써, 검출된 색상과, 색온도 변환을 거쳐서 휴대용 디스플레이 장치에 감지되는 색온도에 맞게 관찰된 색의 변환을 화면을 통하여 비교할 수 있으며, 사용자가 원하는 색으로 재현이 가능하게 된다.
도 2의 일실시예에 따른 동작모드 생성부(300)에서는 검출된 색을 바탕으로 어떠한 변화를 할 것인지를 설정하는 것으로, 휴대용 컬러 조명 제어장치의 리모컨 UP-DN 버튼에서 동작 모드를 선택함으로써 실행된다.
LED는 Red, Blue, Green, Amber등의 색상의 소자가 있으며, 이 소자들의 조합에 의하여 색온도 조절이 가능한 백색 조명 또는 Full Color 조명의 제작이 가능하다. 이러한 조명 시스템은 감성 조명용으로 사용되거나 실내 장식 및 인테리어 디스플레이용으로 사용될 수 있다. 이러한 용도로 사용되는데 있어서, 색상의 효과적인 제어가 필수적이다. 가령 실내조명을 디자인하는데 있어서, 마네킹의 의상에 대하여 효과적인 색상을 보여주기 위하여, 그 보색을 배경으로 처리할 수 있으면 효과적이다. 이러한 보색, 주변색을 효과적으로 나타내기 위하여, 색상의 감지하는 기능이 필수적이다. 또한, 검출된 색을 바탕으로 사용자가 편리하게 사용할 수 있도록 색을 변화시키며, 색좌표를 바탕으로 주변색, 연관색등의 관련 색으로의 변환 기능이 요구된다.
본 발명의 일실시예에서는 도 4에 도시된 바와 같이 동작모드 상태에서 동작모드 생성부의 검출색 제어(420) 버튼을 선택하게 되면, 휴대용 조명 제어장치가 일정 구역을 조준하여 보정과정을 거쳐서 인식된 색상을 그대로 사용하고자 할 때 선택된다.
도 5는 동작모드의 색변환 내용을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 동작모드생성부는 검출색 제어(420), 보색 제어(430), 주변색 제어(440), 대표색 제어(450) 신호를 포함하며, 도 4에 도시된 동작신호선택버튼(910)의 선택에 의해 동작모드생성부는 보색으로 변환해 주거나(430), 또는 인식된 색의 주변색을 생성하거나(440), 또는 일정 시간 동안에 감지된 색 중에서 대표적인 색(450)을 생성하기 위한 컬러 제어 신호(460)를 색변환부(400)에서 생성하는 기능을 포함하게 된다.
본 발명의 일실시예에 따른 색변환 과정은 휴대용 제어장치에서 효과적으로 사용할 수 있도록 하기 위하여 상대적으로 적은 메모리만으로 제어를 효과적으로 수행되기 위한 대표값 설정 및 이를 바탕으로 설정된 값의 주변색 및 연관색을 설정하는 방법을 채택하였다.
또한, 설정된 샘플 값으로부터 검출값의 offset을 바탕으로 디스플레이 색의 offset값을 조정하여 디스플레이 제어를 위하여 보다 적절한 값을 설정하는 방법을 사용하였다.
식 (1)에 의하여 보정된 RGB값으로부터 주어진 샘플에 대한 XYZ값을 알고 있는 샘플에 대하여, RGB-XYZ 쌍의 값을 얻을 수 있다. 이러한 3가지 이상의 k 샘플에 대하여 RGB 측정값을 얻어서 식(2)을 구성하며, 이 식으로부터 최소좌승법(Least Mean Square)을 적용하여 변환식 M을 얻을 수 있다.
Figure 112010062540552-pat00004
A = M × B --------수식(3)
수식 (2)를 수식 (3)과 같이 표현할 때, M은 수식(4)와 같이 구할 수 있다.
M = A × BT × (BBT)-1 -----수식(4)
A' = M × B' ------수식(5)
임의의 RGB값 B'에 대하여 M을 통하여 XYZ값으로 변환된 A'를 수식(5)에 의하여 얻을 수 있다.
구한 수식(5)를 바탕으로 인간 시각에 적합한 대표색, 보색, 주변색을 구하기 위하여 XYZ 색좌표계를 수식(6)(7)(8) 또는 이의 근사값을 사용하여 CIELAB 색 좌표계로 변환한다.
수식(6)
Figure 112010062540552-pat00005

수식(7)
Figure 112010062540552-pat00006

여기서 함수(수식 8)은
Figure 112010062540552-pat00007

이고, 또 (Xn Yn Zn )은 참조 흰색에 대한 XYZ 값을 나타낸다. 이렇게 하여 검출된 RGB 색에 대하여 (L, a*, b*) 값을 얻을 수 있다.
도 6은 CIELAB 색좌표계를 설명하기 위한 도면이다.
얻어진 (L, a*, b*) 값을 바탕으로 보색은 (L, -a*, -b*)와 같이 검출된 색상에 대하여 보색을 얻을 수 있다. 이는 변환된 CIELAB 색좌표 공간에서 색상 (a*, b*) 값이 인간의 색인지와 유사한 대립이론에 따라 만들어진 것과 동일한 표현을 나타낸다.
이러한 색좌표 공간은 도 6과 같이 사람이 인지하듯이 빨강과 초록, 노랑과 파랑이 대조색을 이루며 이 값들은 각각, a*, -a*, b*, -b*로 나타난다. 따라서 양수 또는 음수일 수 있는 임의의 (a*, b*) 값에 대하여 부호가 바뀐 (-a*, -b*)에 의하여 보색을 구하게 된다.
즉, 일실시예에 따른 보색제어(430)는 검출된 색상의 보색으로 변환하는 것으로서, 색상교정부에서 보정된 값을 색상변환부에서 CIELAB 색좌표 공간의 색상값으로 변환한 값으로부터 W-B축을 제외하고 반대측 벡터의 값을 적용한 것으로 수행하게 된다.
일반적으로 광검출부는 입사되는 빛의 세기에 비례하는 빨강(이하 R), 초록(이하 G), 파랑(이하 B)의 컬러값을 출력한다. 촬상된 컬러 화상의 화면을 컬러를 기반으로 하여 여러 개의 영역으로 분할(pre-segmentation)한다.
컬러 화상의 영역분할은 RGB 공간 또는 시아이이(CIE; 국제 조명 위원회)의 표준인 CIELUV 색 공간상에서 유사거리에 있는 컬러 화소들을 다수개의 컬러군으로 영역화할 때, 대표 RGB는 해당 영역에서 평균 RGB를 의미한다.
대표색은 a*, b* 값을 바탕으로 구한 다음 수식(9)에 의한
Figure 112010062540552-pat00008
각에 대하여 균등 분배하여 대표색을 찾게 된다.
즉, 본원발명의 일실시예에서는 a* , b* 2차원 평면에서 CIELAB 색좌표 공간의 색상값을 위 수식에 의한 균등 분배의 중심점으로 산출하였다.
본 발명의 일실시예에서는 대표색 버튼과 함께 up-dn 선택버튼으로 8개의 대표색이 선택되면, 수식(9)에 의해 구한 각 θ에 대하여 45도씩 8등분의 균등 분배와 각 분배점의 중심점을 대표색으로 선정하여 출력하게 된다.
또한, 마찬가지로 36개의 대표색을 선정하고자 할 경우에는 각을 10도씩 균등 분배하여 중심색을 대표색으로 선정할 수 있다.
임의의 검출된 색에 대해서는 검출된 색에 대하여 수식(9)를 적용하여 각도를 구하여 구한 각도에 가장 가까운 대표색 중심값을 찾으면 된다.
주변색은 검출색에 대하여 식(9)에 의한 구한 각을 중심으로 일정한 각도차이 안에 있는 색에 대하여 샘플링함으로써 주변색을 구할 수 있다. 가령 8개의 대표색을 사용하고, 주어진 색에 대하여 8개의 주변색을 얻고자 한다면, 주변색을 중심으로 45도 각도, 즉 검출된 주변색 각에 대하여 +22.5도, -22.5도 영역에 대하여, 검출색을 포함하여 9가지의 색 샘플을 가져야하므로 45도 각도를 9등분 하여 주어진 45도 범위 내에서 각각 5도씩 증가시키며 8개의 추가 주변색 샘플을 검출할 수 있다.
CIELAB 색 좌표계에서의 거리는 색인지에 있어서의 거리를 균등하게 반영하고 있으므로, 대표색을 구하거나 주변색을 구할 때, CIE 좌표계에서 거리를 바탕으로 구한 대표색 또는 주변색은 인간 시각에서 고려되는 색과 동일한 특성을 나타내게 된다.
일실시예에서는 주변색을 선택한 후 up-dn버튼을 이용하여 요구되는 주변색을 출력할 수 있도록 하였다.
일실시예에서는 이렇게 구한 보색, 대표색, 또는 주변색을 실제 LED 조명 시스템에 적용하기 위해서 CIELAB 색좌표계에서 구한 값을 RGB 값으로 변환한다.
이러한 변환은 RGB값을 CIELAB값으로 변환하는 과정의 역과정으로써 먼저 CIELAB 값을 XYZ값으로 바꾸기 위하여 다음의 수식(10)을 적용하였다.
수식(10)
Figure 112010062540552-pat00009
여기서 δ은 상수로 6/29가 사용되었다. 위 수식(10)을 통하여 구한 XYZ값에 대하여 수식(4)에서 구한 M에 대한 역행렬을 구하여 XYZ로부터 RGB값을 다음 식(11)에서 보는 바와 적용하면 XYZ로부터 조명 제어에 쓸 RGB값이 나오게 된다.
수식 (11)
Figure 112010062540552-pat00010

색변환부에서 생성된 RGB 신호로부터 풀컬러 LED의 RGB값을 PWM 제어방식 등을 이용하여 원하는 조합의 색을 만들게 된다.
제어 컬러 신호는 근거리 통신을 지원하는 IEEE 802.15.4 표준 중 하나인 Zigbee를 이용한 송신부(500)에서 LED 컬러 조명시스템의 수신부(600)로 색상 신호 및 버튼 제어 신호를 보내게 된다.
제어 신호를 받은 수신부(600)는 광천장과 같은 Full color 제어가 가능한 실제 조명 시스템 또는 국부조명 등 목적에 맞게 조명을 제어하는 신호를 생성하여 조명색을 제어한다(700).
일실시예에서는 조명 제어 신호 생성부에서는 광천장 제어를 위하여 DMX512를 사용하였으며, DMX512를 제어하기 위한 신호를 주어진 프로토콜에 맞추어 생성하였다.
또 다른 실시예에서는 조명 Display에 수신부가 부착되어 주어진 디스플레이의 프로토콜로 변환하여 색을 생성할 수 있다.
도 4의 일실시예에서는 휴대용 조명제어장치의 송신부에 각 조명장치에 장착된 제어장치의 수신부에 해당하는 코드를 생성할 수 있는 버튼(990)을 구비하고, 설정된 코드에 따라서 전체 수신부 또는 개별 수신기를 설정하여 주어진 수신부에서만 제어동작을 수행하도록 하였다.
또 다른 실시예에서는 다수의 조명시스템 중에서 개별적인 조명장치를 제어하기 위해 Zigbee를 이용하였다. Zigbee 송수신 장치에서 다수 수신자의 각 수신자로부터 오는 신호 세기의 감도를 측정하여 사용자가 원하는 방향에서 가장 가까운 곳에 있는 조명장치를 선택하여 개별적으로 제어할 수 있다.
도 7은 광검출 센서를 기반으로 한 feedback 제어 방법에 대한 블록 다이어그램이다.
색상 교정부를 통하여 인식된 정확한 색을 조명시스템의 수신부(600)로 전달한다고 할지라도 주어진 조명등의 환경 조건 및 감응도, 제어 driver의 차이에 의하여 정확한 색의 재현이 되지 않을 수 있다.
위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 일실시예에서는 도 7에 도시된 바와 같이 제어데이터 신호를 송출한 뒤, LED 컬러 조명시스템에서 수신된 제어신호에 따라 R, G, B을 조명대상물에 투사하고, 조명대상물로부터 이를 광검출부(100)에서 다시 이를 측정하여 검출하고, 디스플레이 화면(905)에 디스플레이되며, 검출데이터를 송출된 제어데이터와 비교하여 feedback 보정을 수행한다.
또한, 상기 제어색 신호는 1차 보정된 신호를 포함한 신호일 수 있다.
즉, 도 7의 일실시예에서는 설정색(460)과 새로 검출되어 교정된 색의 차이를 이용하여(470), 원래 설정된 색에 성분별 색차(480)에 따른 값을 증가시킨 증분된 색제어 신호를 생성(490)함으로 새로운 제어 신호를 만들어 이를 제어색으로 송신함으로 받은 수신부에서는 개선된 색을 생성하게 된다.
도 7에 의한 일실시예는 사용자가 1차 보정한 값에 대하여 각 조명장치에 장작된 제어장치의 수신부에 해당하는 코드로 조명 명령을 한 후, 이를 검출부(100)에 의하여 센싱을 하여 송신된 명령값과 이를 수신한 수신값의 차이에 의하여 보정을 수행하는 것이며, 이 경우도 주어진 조도에 따라 그 차이만큼 보정하여 송신된 값과 수신된 값이 일치하도록 보정을 수행한다.
즉, 이것은 디스플레이의 특성으로 인하여 주어진 RGB값에 대한 디스플레이에 따라 실제 표현되는 특성이 달라지게 되며, 이러한 측정값과 디스플레이 값의 차이를 보정하기 위한 단계로 이 과정은 도 7에 표시된 것과 같이 제어 신호에 나타난 조명등의 색에 대한 재 검출을 통한 피드백 루프에 의하여, 보정하여 제어 신호에서 디스플레이 장치의 특성에 맞는 제어 보정을 하도록 한 것이다.
이러한 feedback 루프를 생성함으로, 설정색에 일치하는 Full color 조명등 색상을 만들어 낼 수 있도록 한다.
상기 설정색은 송출된 제어데이터로 재설정하여 재차 feedback 제어를 실시할 수도 있다.
또한, 조명의 투광부에 white 뿐만 아니라, R, G, B LED 에 대한 투광이 가능(130)하며, 이를 바탕으로 센서부의 R, G, B의 광 검출기에 대하여 White LED를 이용하여 조사하는 대신에, R, G, B 각각의 광투사기를 사용하여 각 센서에 대한 고유한 색의 정도를 기반으로 보다 정확한 개별색상에 대한 검출이 가능하며, 각각의 색에 대하여 검출된 색에 대한 반응도를 기반으로 caligration 함으로 효과적으로 색을 검출할 수 있다.
일반적으로 컬러센서는 가까운 근거리에 있는 색상을 검출할 수 있으나 멀리 떨어져 있는 물체에 대한 검출이 어려우며, 본 발명 일실시예에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 컬러센서(960) 앞에 광학계 장치(980) 및 광경로 유도 경통(970)으로된 원거리 색 검출용 광학계를 추가하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일실시에에 따른 휴대용 조명 제어장치는 근거리 통신에 적합하고 휴대가 간편한 리모콘 형태(900)로 구성되어 있으며, 송신되는 각 컬러에 대한 미세조정(920), 조도 미세조정(930), 색온도 미세조정(940) 기능을 수행하며, 이러한 조정결과를 휴대용 조명 제어장치의 디스플레이부(905)에서 조정된 색상 및 그 색상 데이터 값을 표시하도록 함으로써, 원격에서 각 조명장치에서 송출되는 색상을 이상적으로 조절할 수 있도록 한 것이다.
또 다른 일실시예에서는 동작모드 선택부에서는 감성조명 모드를 선택할 수 있도록 하였다.
이와 같은 감성모드는 감성별로 미리 설정된 조건을 입력한 뒤에 각 모드(주광/대화/TV시청/휴식/부부)를 선택하면, 색상제어부에서 이를 변환하고, 송신부에서 이에 적합한 신호를 송출함으로써, 조명을 제어할 수 있도록 한 것이다.
또한, 컬러센서 외각으로 백색 LED(960)를 이용하여 검출하고자 하는 대상의 밝기를 조정할 수도 있다.
본 발명의 일실시예에 의한 휴대용 조명 제어장치는 실내조명이나 야외조명에서 실제 투사된 조명의 색상이 달리 표현되는 것을 보정하여 눈으로 보는 실제 색감을 빠른 시간 내에 정밀하게 제어할 수 있게 된다.
본 발명의 일실시예 들은 바람직한 실시예를 설명하기 위하여 수신부를 구비한 조명장치를 제어하는 것으로 설명하였으나, 수신부는 필요에 따라서 조명기구 뿐 아니라 다른 Full color 디스플레이 또는 RGB 컬러 LED를 이용한 디스플레이 장치, 컬러 촬영장치 등에도 장착되어 이들을 제어하는 데 적용될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상은 상기한 실시예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있으며, 또한 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100; 광검출부 110: 센서부
120, 130: LED 발광부 200: 색상 교정부
300: 동작모드 생성부 400: 색변환부
500: 송신부 600: 조명시스템의 수신부
700: 조명시스템의 신호생성부 900: 휴대용 컬러 조명 제어장치
905: 디스플레이 화면 910: 동작신호 선택 버튼
920, 930, 940: UP-DN 버튼 950: 실행버튼
970: 광경로유도 경통 980: 광학계 장치

Claims (13)

  1. 특정된 값으로 발광하는 RGB LED와 WHITE LED를 포함하는 발광부;
    조명대상물로부터 빛을 수신하여 색상데이터를 측정하는 광검출부;
    상기 광검출부에서 수신된 색상 데이터를 설정된 색상데이터 값에 의하여 색상 보정을 수행하는 색상교정부;
    상기 색상교정부에서 보정된 값을 기초로 하여 동작 명령을 지정하는 동작모드 생성부;
    상기 동작모드 생성부에 의해 지정된 색상제어값으로 변환하는 색변환부;
    상기 색변환부에 의해 변환된 색상 데이터에 대해 해당 조명장치 제어부에 제어신호를 송출하는 송신부;
    상기 광검출부에서 측정된 색상데이터의 색상값 또는 상기 동작모드 생성부에서 지정된 값과 그 색상을 컬러로 표시하는 디스플레이부;
    를 포함하고,
    상기 동작모드 생성부는 검출색 제어, 보색제어, 주변색 제어, 및 대표색 제어에 대한 각각의 색제어 생성신호를 생성하는 것을 포함하되, 동작모드의 신호선택 입력에 의해 지정된 색제어 생성신호에 의해 상기 색변환부에서 지정된 색상으로 변환하며,
    상기 색변환부에서 상기 대표색 제어에 의한 대표색으로 변환하는 것은, 상기 색상교정부에서 보정된 값(R, G, B)에 대하여 CIELAB 색좌표 공간의 색상값으로 변환된 값을 (L, a*, b*) 라 할 때, 다음 식의 값으로 구해지는 각 θ에 대하여 균등 분배된 중심점 값으로 적용하여 제어데이터를 생성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 원격 컬러 조명 원격 제어장치.
    Figure 112012050399845-pat00019

  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 설정된 색상데이터 값은 조도 데이터에 의해 설정된 값을 포함하며, 상기 색상 교정부는 상기 광검출부에서 측정된 조도 데이터에 따라 각 색상별 색상 보정을 수행하는 것을 특징으로 하는 휴대용 컬러 조명 원격 제어장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 색상교정부는 상기 광검출부에서 측정된 색상데이터를 상기 색상교정부에서 알고 있는 각 R, G, B 색상별 센서에 따른 감응률에 의하여 보정하는 것을 특징으로 하는 휴대용 원격 컬러 조명 원격 제어장치.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 색변환부에서 상기 보색제어에 의한 보색으로 변환하는 것은, 상기 색상교정부에서 보정된 값을 CIELAB 색좌표 공간의 색상값인 (L, a*, b*)로 변환하였을 때, (L, -a*, -b*)의 CIELAB 색좌표를 적용하여 제어데이터를 생성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 원격 컬러 조명 원격 제어장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 특정된 값으로 발광하는 RGB LED와 WHITE LED를 포함하는 발광부;
    빛을 수신하여 색상데이터를 측정하는 광검출부;
    광검출부에서 수신된 색상 데이터를 설정된 색상데이터 값에 의하여 색상 보정을 수행하는 색상교정부;
    상기 색상교정부에서 보정된 값을 기초로 하여 동작 명령을 지정하는 동작모드 생성부;
    상기 동작모드 생성부에 의해 지정된 색상 제어값으로 변환하는 색변환부;
    상기 색변환부에 의해 변환된 색상에 대해 해당 조명장치 제어부에 제어신호를 송출하는 송신부;
    상기 광검출부에서 측정된 색상데이터 값 또는 각 동작부에서 지시된 값과 그 색상을 표시하는 디스플레이부;
    를 포함하고,
    상기 동작모드 생성부는 검출색 제어, 보색제어, 주변색 제어, 및 대표색 제어에 대한 각각의 색제어 생성신호를 생성하는 것을 포함하되, 동작모드의 신호선택 입력에 의해 지정된 색제어 생성신호에 의해 상기 색변환부에서 지정된 색상으로 변환하며,
    상기 대표색 제어에 의한 대표색으로 변환하는 것은, 상기 색상교정부에서 보정된 값에 대하여 CIELAB 색좌표 공간의 색상값으로 변환된 값을 (L, a*, b*) 라 할 때, 다음 식의 값으로 구해지는 각 θ에 대하여 균등 분배된 중심점 값으로 적용하여 제어데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 휴대용 원격 컬러 조명 원격 제어장치의 제어방법.
    Figure 112012050399845-pat00020

  12. 특정된 값으로 발광하는 RGB LED와 WHITE LED를 포함하는 발광부;
    빛을 수신하여 색상데이터를 측정하는 광검출부;
    광검출부에서 수신된 색상 데이터에 대하여 색상 보정을 수행하는 색상교정부;
    상기 색상교정부에서 보정된 값을 기초로 하여 동작 명령을 지정하는 동작모드 생성부;
    상기 동작모드 생성부에 의해 지정된 색상 제어값으로 변환하는 색변환부;
    상기 색변환부에 의해 변환된 색상에 대해 해당 조명장치 제어부에 제어신호를 송출하는 송신부;
    상기 검출된 색상값 또는 각 동작부에서 지시된 값과 그 색상을 표시하는 디스플레이부;를 포함하며,
    상기 색상교정부는 상기 광검출부에서 측정된 색상데이터를 상기 색상교정부에서 알고 있는 각 R, G, B 색상별 센서에 따른 감응률에 의하여 보정을 수행하고, 보정된 색상데이터에 대하여 제어신호를 송출하여 해당 조명장치의 조명을 제어하고,
    상기 동작모드 생성부는 검출색 제어, 보색제어, 주변색 제어, 및 대표색 제어에 대한 각각의 색제어 생성신호를 생성하는 것을 포함하되, 동작모드의 신호선택 입력에 의해 지정된 색제어 생성신호에 의해 상기 색변환부에서 지정된 색상으로 변환하며,
    상기 대표색 제어에 의한 대표색으로 변환하는 것은, 상기 색상교정부에서 보정된 값에 대하여 CIELAB 색좌표 공간의 색상값으로 변환된 값을 (L, a*, b*) 라 할 때, 다음 식의 값으로 구해지는 각 θ에 대하여 균등 분배된 중심점 값으로 적용하여 제어데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 휴대용 컬러 조명 제어장치를 이용하여, 색상을 제어하는 것을 특징으로 하는 휴대용 원격 컬러 조명 원격 제어장치의 제어방법.
    Figure 112012050399845-pat00021
  13. 제 1항에 있어서,
    다수의 조명장치에 대한 제어를 위하여 지그비(Zigbee) 송수신 장치에서 다수 수신자의 각 수신자로부터 오는 신호 세기의 감도를 측정하여 지정된 방향에서 가장 가까운 곳에 있는 조명장치를 선택하여 개별적으로 제어하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 컬러 조명 원격 제어장치.
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