KR101244295B1 - 세그먼트화된 광 센서들 상의 상 맵핑에 의한 광 피드백을갖는 led 조명 기구 - Google Patents

세그먼트화된 광 센서들 상의 상 맵핑에 의한 광 피드백을갖는 led 조명 기구 Download PDF

Info

Publication number
KR101244295B1
KR101244295B1 KR1020077013747A KR20077013747A KR101244295B1 KR 101244295 B1 KR101244295 B1 KR 101244295B1 KR 1020077013747 A KR1020077013747 A KR 1020077013747A KR 20077013747 A KR20077013747 A KR 20077013747A KR 101244295 B1 KR101244295 B1 KR 101244295B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
photosensor array
array
light output
led
Prior art date
Application number
KR1020077013747A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070086360A (ko
Inventor
에듀어드 제이. 메이저
로날드 디커
유진 타이머링
크리스토프 쥐. 에이. 홀른
요하네스 피. 엠. 안셈즈
Original Assignee
코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. filed Critical 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Publication of KR20070086360A publication Critical patent/KR20070086360A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101244295B1 publication Critical patent/KR101244295B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S10/00Lighting devices or systems producing a varying lighting effect
    • F21S10/02Lighting devices or systems producing a varying lighting effect changing colors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/04Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches
    • F21V23/0442Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches activated by means of a sensor, e.g. motion or photodetectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/04Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches
    • F21V23/0442Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches activated by means of a sensor, e.g. motion or photodetectors
    • F21V23/0457Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches activated by means of a sensor, e.g. motion or photodetectors the sensor sensing the operating status of the lighting device, e.g. to detect failure of a light source or to provide feedback to the device
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02Details
    • G01J1/04Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02Details
    • G01J1/04Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
    • G01J1/0407Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
    • G01J1/0411Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings using focussing or collimating elements, i.e. lenses or mirrors; Aberration correction
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02Details
    • G01J1/04Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
    • G01J1/0407Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
    • G01J1/0414Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings using plane or convex mirrors, parallel phase plates, or plane beam-splitters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/10Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void
    • G01J1/20Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void intensity of the measured or reference value being varied to equalise their effects at the detectors, e.g. by varying incidence angle
    • G01J1/28Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void intensity of the measured or reference value being varied to equalise their effects at the detectors, e.g. by varying incidence angle using variation of intensity or distance of source
    • G01J1/30Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void intensity of the measured or reference value being varied to equalise their effects at the detectors, e.g. by varying incidence angle using variation of intensity or distance of source using electric radiation detectors
    • G01J1/32Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void intensity of the measured or reference value being varied to equalise their effects at the detectors, e.g. by varying incidence angle using variation of intensity or distance of source using electric radiation detectors adapted for automatic variation of the measured or reference value
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0028Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed refractive and reflective surfaces, e.g. non-imaging catadioptric systems
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0047Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
    • G02B19/0061Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a LED
    • G02B19/0066Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a LED in the form of an LED array
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0085Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with both a detector and a source
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H01L25/167Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits comprising optoelectronic devices, e.g. LED, photodiodes
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/20Controlling the colour of the light
    • H05B45/22Controlling the colour of the light using optical feedback
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10Controlling the light source
    • H05B47/155Coordinated control of two or more light sources
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은, 적어도 하나의 색을 발광하는 LED 어레이, 및 조명 기구의 광 출력을 제어하는 제어 시스템을 포함하는 조명 기구에 관한 것이다. 이러한 제어 시스템은 조명 기구의 광 출력을 검출하기 위한 포토센서 어레이를 포함한다. 포토센서 어레이의 앞에 촬상부가 배치되어, 상기 LED 어레이의 상을 상기 포토센서 어레이에 맵핑시킨다. 포토센서 어레이는 상기 LED들 중 하나로부터 출력되는 광을 각각 검출하는 서브영역들로 분할된다. 제어 시스템은 서브 영역들의 출력을 사용하여 조명 기구 광 출력을 제어한다. 따라서, 서로 다른 LED 광 컬러들 또는 개별 LED의 광 출력에 대해 타임 펄스화 방법에 의해 시간별로 구분할 필요없이 동작할 수 있다.
조명 기구, LED 어레이, 제어 시스템, 광 출력, 서브영역

Description

세그먼트화된 광 센서들 상의 상 맵핑에 의한 광 피드백을 갖는 LED 조명 기구{LED LUMINAIRE WITH OPTICAL FEEDBACK BY IMAGE MAPPING ON SEGMENTED LIGHT SENSORS}
본 발명은 서로 다르게 착색된 광을 발광하는 발광 다이오드(LED; Light Emitting Diodes)의 어레이를 포함하는 조명 기구, 및 이러한 조명 기구의 광 출력을 제어하기 위한 제어 시스템에 관한 것이다.
백색 발광 조명 기구 또는 색 조정형 조명 기구 등, RGB LED 조명 기구로서도 알려진, 착색 LED 어레이를 갖는 조명 기구들이 여러 이유로 인해 관심의 대상이 되고 있다. 예를 들어, 이들은 비용이 저렴하고 효율적이며, 광 출력의 색도(chromaticity)를 조절할 수 있다.
그러나, LED의 수명 뿐만 아니라 광 출력은 LED마다 다르다. 또한, LED의 광 출력은 온도와 역으로 변동하며, 이러한 변동은 색깔마다 다르다. 이러한 조명 기구로부터 안정된 광 출력을 달성하려는 많은 해결책들이 제안되어 왔다. 이들 해결책 중 서로 다른 종류의 피드백 제어가 도입되어 있다. 예를 들면, 광 출력이 검출되고, 그 검출결과는 LED의 통전을 제어하는데 사용된다. 이러한 종래의 해결책 중 하나가 US 6,127,783호에 개시되어 있는데, 여기서 백색 발광 조명 기구는 컬러 밸런스가 전기적으로 조정된다. 이러한 조명 기구는, 각 컬러에 전원이 개별적이고 각각 적색, 녹색, 청색의 복수의 LED와, 모든 LED의 광 출력을 검출하도록 배치되는 포토다이오드 형태의 포토센서 어레이를 포함한다. 전기 제어 회로는 각 컬러의 광 출력을 측정하고, 일련의 타임 펄스 중 측정되지 않은 컬러에 대한 LED를 턴오프시킨다. 각 컬러에 대해 측정된 광 출력은 사용자 입력에 의해 결정되는 소망하는 출력과 비교되고, 이에 따라 각 컬러에 대한 전류를 정정한다.
이와 같이 제공되는 LED 광의 광 피드백 제어에서는, 각 개별 LED 광 컬러에 대해, 또는 각 LED에 대해 광 출력을 측정하는 데에 타임 펄스 측정이 필요하다. 이는 모든 LED가 조명 기구의 혼합 광 출력에 관련되는지 여부가 포토센서 어레이에 반영된다는 점에 기인한다. 이러한 타임 펄스화는 많은 시간을 필요로 하고, 조명 기구, 특히 많은 수의 LED를 포함하는 조명 기구의 최대 출력을 상당히 제한하게 된다.
본 발명의 목적은 상술된 종래 기술의 문제점들을 제거하거나 줄이기 위한 것으로 타임 펄스화 방법에 의해 시간적인 간격을 두지 않고 서로 다른 LED 광 컬러들 또는 개별 LED의 광 출력을 구별하는 조명 기구를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 특허청구범위에 기재된 본 발명에 따른 조명 기구에 의해 달성된다.
이와 같이, 본 발명의 일 양상에 따르면, 본 발명은, 서로 다르게 착색된 광을 발광하는 LED의 어레이, 및 조명 기구의 광 출력을 제어하기 위한 제어 시스템을 포함하는 조명 기구에 관한 것이다. 이 제어 시스템은 조명 기구의 광 출력을 검출하는 검출부와, 그 검출부로부터의 정보를 이용하여 상기 어레이의 개별 LED의 출력을 제어하는 제어부를 포함한다. 검출부는 포토센서 어레이, 촬상부 및 처리부를 포함한다. 촬상부는 포토센서 어레이의 전방에 배치되어 상기 포토센서 어레이 상에 상기 LED 어레이의 상을 맵핑한다. 포토센서 어레이는 각각이 상기 LED들 중 하나로부터의 광 출력을 검출하는 서브영역들로 나누어진다. 처리부는 상기 서브영역들에 대응하는 신호들을 생성하기 위해 처리부가 상기 포토센서 어레이에 접속된다.
포토센서 어레이를 서브영역들로 분할하고, 단일 LED로부터 출사된 광이 하나의 서브영역을 조사하는 방식으로 LED 어레이의 상을 맵핑함으로써, 모든 LED는 광 출력을 검출하면서 발광할 수 있고, 또한 개별 컬러로의, 나아가서는 개별 LED로의 기여도를 식별할 수 있다. 각각의 서브영역은 하나 이상의 센서 어레이 엘리먼트들로 구성된다.
본원 청구범위에 기재된 바와 같이, 본 발명의 조명 기구의 실시예에 따르면, 생성 신호는 각 LED에 대해 하나씩인 하나의 컬러 각각에 대한 요약 신호들 또는 개별 신호들일 수 있다. 이들 실시예는 이와 동등한 애플리케이션들에 유용하다.
본원 청구범위에 기재된 바와 같이, 본 발명의 조명 기구의 실시예에 따르면, 각 서브영역은 복수의 화소들로 이루어진다. 즉, 개별 LED는 다수의 화소 상에 결상된다. 이에 의해 확고한 제어가 가능하다.
본원 청구범위에 기재된 바와 같이, 본 발명의 조명 기구의 실시예에 따르면, 직접 조사 또는 외부 반사기 보다는 오히려 내부 반사가 촬상을 행하는데에 유용하다. 이는 광로에서 부가 구성요소와 개폐물이 필요하지 않으므로 바람직하다.
본원 청구범위에 기재된 바와 같이, 본 발명의 조명 기구의 실시예에 따르면, 굴절율이 서로 다른 2개의 매체 사이의 계면에 당연히 존재하는 부분 반사가 사용된다. 따라서, 부가적인 반사기 소자가 필요하지 않다.
본원 청구범위에 기재된 바와 같이, 본 발명의 조명 기구의 실시예에 따르면, 포토센서 어레이는 시준기로부터 거리를 두고 있고, 결과적으로 시준기 내의 LED로부터 거리를 두고 있다. 이에 의하면, LED 어레이를 생성하는 열로부터의 열 절연이 시준기의 내부 구성과 관련하여 간단하게 된다. 이러한 절연은 열 변동으로 인한 포토센서 어레이 상의 영향을 감소시키는데에 바람직하다.
본원 청구범위에 기재된 바와 같이, 본 발명의 조명 기구의 실시예에 따르면, 포토센서 어레이는 LED와 나란히 배치된다. 이는 시준기 외측에 광학 소자가 존재하지 않는다는 점에서 바람직하며, 이러한 광학 소자를 하나의 소자로 제공함으로써 정렬이 용이하게 된다.
본원 청구범위에 기재된 바와 같이, 본 발명의 조명 기구의 실시예에 따르면, 포토센서 어레이의 상부에 또는 이와 근접하여 촬상 광학기구가 배치된다. 이에 의하면, 포토센서 어레이의 영역을 줄일 수 있다. 또한, 발광에 사용되지 않는 유효 영역을 줄일 수 있다. 이와 같이 포토센서 영역을 줄이는 것은 보다 작은 화소 사이즈에 의해 조정될 수 있고, 이는 또한 포토센서 어레이의 타입에 의존한다는 점에 주의하여야 한다.
본원 청구범위에 기재된 바와 같이, 본 발명의 조명 기구의 실시예에 따르면, 촬상부의 광학부는 시준기의 벽의 일부와 맞물리거나 또는 시준기의 벽의 일부를 구성한다. 이에 의하면, 촬상부의 모든 부분 또는 적어도 주요 부분은 포토센서 어레이와 함께 조명 기구의 외주부에 배치된다. 또한, 광학부가 시준기로부터 거리를 두고 배치되는 경우에는, 다른 실시예와 비교하여 시준기로부터 포토센서 어레이로 보다 큰 비율의 반사광이 연결된다.
한편, 후자의 실시예에 있어서 광학부가 보다 용이하게 장착된다.
본 발명의 이들 및 기타 양상들은 이하 설명되는 실시예들을 참조하여 자명하게 될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 조명 기구의 제1 실시예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 조명 기구의 제2 실시예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 조명 기구의 제3 실시예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 조명 기구의 제4 실시예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 조명 기구에 채택되는 제어 시스템의 실시예를 나타 내는 개략 블럭도이다.
이하 첨부 도면들을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 조명 기구(101)는, 바닥판(105) 및 위벽(107)을 구비하는 컵 형상의 지지 구조체(103)와, 바닥판(105)의 상부에 또는, 중간 서브마운트, 즉, 조명 기구(101)의 내부에 장착되는 복수의 LED 칩 또는 LED(109)를 포함한다. 또한, 조명 기구(101)는, 지지 구조체(103)의 컵 형상 내부에 배치되고 LED(109)를 둘러싸며, 면처리되고(facetted) 유전성이 있는 광 시준기(111)와, 광 시준기(111)의 상부에 배치되고, 광 시준기(111)의 대응 평면부(117)와 맞물리는 평탄면(115)을 갖는 반사기(113)를 포함한다. 반사기(113)는 지지 구조체(103)보다 큰 폭으로 외단으로 갈수록 폭이 넓으며, 위벽(107)의 상단에 의해 지지된다. 반사기(113)도 또한 면처리되고 조명 기구(101)로부터 방사되는 광 출력의 최종 빔 정형 및 균질화, 즉 컬러 믹싱에 사용된다. 포토센서 어레이(119)는 바닥판(105) 상에 또는 LED(109)에 인접하는 서브마운트나 PCB 상에서 바닥판의 중앙에, 즉 조명 기구(101)의 종축에 장착된다. 실리콘 겔의 본체(121)는 LED 어레이와 포토센서 어레이(119)를 덮는다. 본체(121)는 광 시준기(111)의 굴절율과 일치하는 굴절율을 가지며, LED(109)와 광 시준기(111) 사이에 광학적 접촉을 이룬다. 촬상부(123)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 포토센서 어레이(119)의 바로 앞에 거리를 두고 배치된다. 촬상부(123)는 광학부, 보다 구체적으로는 렌즈를 포함하는데, 이는 실리콘 겔 본체(121)와 시준기(111) 사이의 계면에 위치한다. 렌즈(123)의 굴절율은 주위 재료의 것보다 높다. 대안적인 구성에서는, 렌즈(123)의 굴절율이 주위 재료의 것보다 낮을 수 있는데, 렌즈의 형상이 달라야 한다. 조명 기구(101)는 또한 도 5에 점선으로 나타낸 바와 같은 제어 시스템(501)을 포함한다.
실제로 제어 시스템(501)은 대부분 PCB(인쇄 회로 기판) 상에서 하드웨어로 구성되며, 지지 구조체(103)의 바닥판(105) 상에 장착될 수 있다. 제어 시스템(501)은 LED(515)를 통전하는 전원부(513)를 통해서 도 5에 참조부호 "515"로 표시된 LED(109)에 접속되며, 포토센서 어레이(119)에 대응하는 포토센서 어레이(505)로서의 검출부와 검출부(505)에 접속되는 처리부(506)를 포함한다. 도 5의 블럭도는 매우 개략적인 것으로 주로 제어 시스템의 일부를 개시하려는 목적이므로, 다른 부분들의 실제 위치와는 무관하게 구조적으로 서로 다른 모든 실시예들에 대해 동등하게 관련된다는 것을 의미한다. 사용가능한 다른 대안적인 포토센서 어레이로는 포토다이오드 어레이, CMOS 센서 또는 CCD 등이 있다. 이러한 포토센서 어레이는 당업자들에게 알려진 컬러 필터들을 포함하여도 된다.
제어 시스템(501)은 또한, 검출 광에 기초하여 점선으로 나타낸 바와 같은 조명 기구(503)의 광 출력을 제어하는 제어부(507) 및 제어부(507)에 접속되는 기준 신호 생성부(509)를 포함한다. 제어부(507)는 비교기(511)를 포함한다.
제어 시스템(501)은 다음과 같이 동작한다. 검출부(505)는 조명 기구(503)의 광 출력을 검출한다. 상술한 바와 같이, 검출 광은 LED 어레이(515)의 상으로서, 이는 통상적으로 조명 기구(503)의 내부에서 반사된 광으로 형성된다. 검출부(505)의 포토센서 어레이는 각 서브영역이 개별 LED(515)의 광을 수광하는 복수 의 서브영역들을 갖는다. 처리부(506)는 서로 다른 서브영역들의 조명을 나타내는 출력 신호들, 즉 서로 다른 LED(515)의 광 출력을 생성한다. 비교기(511)에서는 출력 신호들, 즉 실제 값들이 기준 신호 생성부(509)에 의해 생성되는 기준 신호들, 즉 원하는 값들과 비교된다. 그 결과는 제어부(507)에 의해 처리되고, 제어부(507)는 비교 결과에 기초하여, 즉 이에 의존하여 전원부(513)로의 제어 신호를 생성한다. 이와 같이, 각 LED의 광 출력은 제어 시스템(501)에 의해 개별적으로 제어될 수 있다. 대안적으로, LED(515)가 모두 개별적으로 구동되는 것이 아니라, 클러스터별로 구동되어, LED의 배선 형태를 간략화, 즉 구동 채널의 수를 줄일 수 있다. 이러한 경우, 이들 LED의 클러스터의 광 출력은 제어 시스템(501)에 의해 독립적으로 제어될 수 있다.
도 2에 다른 실시예가 도시된다. 도 1의 실시예와 차이점은 렌즈(221)가 포토센서 어레이(219)에 근접하여 배치된다는 점이다.
대안적으로, 도 1 및 도 2의 실시예에서, 포토센서 어레이(119, 219)와 이를 둘러싸는 LED(109, 209) 사이에 광 실드가 배치되어, 인접 LED로부터의 직광[즉, 계면(115, 215)에서 반사되지 않고 센서에 도달하는 광]이 센서에 도달하는 것을 방지할 수 있다. 이는 그 높이가 LED(109, 209)의 높이와 적어도 동일한 얇은 광 차단(바람직하게는 반사) 벽에 의해 구현될 수 있다.
도 3에 다른 실시예가 도시된다. 상술한 실시예들과 비교하여, 포토센서 어레이(319)가 시준기(311)의 외측에 장착되고, 촬상부, 즉 렌즈(321)는 시준기 벽(325)의 일부를 차지한다. 달리 말하면, 렌즈(321)는 시준기(311)와 주위 매체 (공기) 사이의 계면에 배치된다. 바람직하게는, 렌즈(321)가 시준기(311)의 성형과 동시에 구성된다. 여기서 LED(309)로부터 방사되는 광은 먼저, 부분적으로, 렌즈(321)와 대향하는 벽(325)에서 반사되고 나서, 렌즈(321)에 도달하기 전에 시준기(311)의 외면(315)의 내측에서 반사된다. 본 실시예에서는 포토센서 어레이가 공간을 차지하지 않으므로 LED를 위한 장소가 넉넉하다. 반면, LED 어레이(309)의 양호한 상 맵핑을 얻기 위해서는 포토센서 어레이(319)의 정밀한 정렬이 요구된다.
도 3a에는 다른 실시예가 도시된다. 이는 검출 광이 1회만 부분적으로 반사되도록 하는 위치로 렌즈가 이동된다는 점만이 도 3에 도시된 실시예와 다르다. 달리 말하면, 계면(315)에서 반사된 광만이 검출기(319)에 의해 검출된다. 이러한 구성에 의해서, 다른 광학 설계의 시준기(311) 및/또는 반사기(313)가 가능하다.
도 4에는 다른 실시예가 도시된다. 도 3에 도시된 실시예와 비교하여 유일한 차이점은 렌즈(421)가 상술한 도 2에 도시된 실시예에서와 같이 포토센서 어레이(419)에 근접하여 배치된다는 점이다. 이러한 근접 배치는 도 3a의 실시예에도 채용될 수 있다. 이상, 본 발명에 따른 조명 기구의 실시예들이 설명되었다. 이들은 단지 제한적이 아닌 실시예들로서 보여질 것이다. 당업자들이 이해할 수 있듯이, 다수의 변형 및 다른 대안적인 실시예들이 본 발명의 범위 내에서 가능하다.
예를 들어, 처리부는 개별 LED를 나타내는 것이 아니라 개별 광 컬러를 나타내는 출력 신호를 생성할 수 있다. 그러면, 방사되는 광의 컬러가 동일한 LED를 나타내는 신호는 처리부에 의해 조합된다. 대안적으로, 이러한 조합은 검출부에서 미리 수행되고, 이에 의하면 동일 컬러의 광을 수광하는 서로 다른 서브영역에 의 해 생성되는 신호들은 가산되어, 단일 신호 출력을 검출부로부터 처리부로 제공하게 된다.
촬상부는 렌즈를 전혀 포함하지 않고 기타 촬상 소자들을 포함할 수 있을 뿐만 아니라 다수의 렌즈들 및 기타 구성요소들을 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 실시예들에는, 촬상 소자와 센서 사이에 핀홀(pinhole)이 형성되어 원하지 않는 광(백그라운드 또는 미광)의 검출을 줄일 수 있다.
또한, 촬상 소자로부터 센서 어레이로의 광로, 또는 핀홀로부터 센서 어레이로의 광로가 광학적으로 차폐되어, 센서 어레이가 촬상 소자 또는 핀홀을 통과하지 않은 광을 검출하는 것을 방지할 수 있다.
대안적인 실시예에서는, 센서 어레이 상의 포토다이오드를 촬상하기 위해 핀홀이 사용된다. 핀홀은 시준기와 센서 어레이 사이에 장착되는 추가 광 차단 매체에서의 작은 광 전송 영역이어도 된다. 이 경우, 렌즈는 촬상 소자로서 사용되지 않는다. 대안적으로, 핀홀은 시준기의 외측면에 적용되는 반사층에서의 작은 광 전송 영역이다. 또 다른 구성에서, 핀홀은 실제 시준기를 구성하는 반사기에서의 작은 광 전송 영역이다. 후자의 경우, LED가 광학 접촉하고 있는 유전체는 돔 형상이다. 즉, 유전체는 LED와 접촉하는 측 및 장착 플레이트 및/또는 서브마운트를 제외하고는 (LED로부터 떨어져 향하는) 외부 표면이 볼록형이며, 이러한 돔은 시준 반사기내에 위치된다. 이 경우, 조명 시스템의 광 출력을 감지하기 위해, 예를 들어 시준기와 (2차) 반사기 사이에 유리판을 적용함으로써, 일부 반사된 광을 제공 하는 데에 부가적인 광학 소자가 요구된다. 이러한 유리판은 센서 어레이에 대해 정반사를 제공하기 위해 바닥면이 평평하고 상부면은 평평하거나 또는 텍스쳐 가공되어 있다. 텍스쳐 가공된 상부면은 LED에 의해 방사되는 광의 혼합을 더욱 증대시킬 수 있으며, 이에 의해 조명 시스템에 의해 방사되는 광의 균질화를 증대할 수 있다. 핀홀과 센서 어레이 사이에는 상의 칫수를 센서 어레이의 사이즈로 조정하기 위한 부가적인 광학기구(즉, 하나 이상의 렌즈)가 적용되어도 된다. 후자의 경우, 다시 부가적인 광학기구들과 센서 어레이 사이에는 원하지 않는 광의 검출을 감소하 위한 제2 핀홀이 적용되어도 된다.
따라서, 상술한 실시예들에 의해 설명된 바와 같이, 포토센서 어레이를 서브영역들로 분할하고, 단일 LED로부터 출사된 광이 하나의 서브영역을 조명하는 방식으로, 이러한 서브영역 상에 LED 어레이의 상을 맵핑함으로써, 서로 다른 LED 광 컬러 또는 개별 LED의 광 출력은 이들을 타임 펄스화 방식에 의해 시간적으로 구분할 필요없이 분리될 수 있다.
본 출원의 목적을 위해, 특히 첨부된 특허청구범위와 관련하여, "포함하는(comprising)"이라는 용어는 다른 구성요소들 또는 단계들을 배제하는 것이 아니고, "하나의(a 또는 an)"라는 용어는 복수의 것을 배제하지 않는다는 점에 주의하여야 하며, 이는 당업자들에게는 자명할 것이다. 또한, 당업자들이 이해하듯이, 상술된 하드웨어는 적어도 부분적으로는 소프트웨어로 구현될 수도 있다.

Claims (13)

  1. 적어도 하나의 색의 광을 발광하는 LED 어레이, 및 조명 기구의 광 출력을 제어하기 위한 제어 시스템을 포함하는 조명 기구로서,
    상기 제어 시스템은, 상기 조명 기구의 광 출력을 검출하는 검출부, 및 그 검출부로부터의 정보를 이용하여 상기 어레이의 개별 LED의 출력을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 검출부는,
    포토센서 어레이;
    상기 포토센서 어레이의 앞에 배치되어 상기 LED 어레이의 상을 상기 포토센서 어레이에 맵핑하는 촬상부 - 상기 포토센서 어레이는 상기 LED 중 하나로부터 출력되는 광을 각각 검출하는 서브영역들로 분할됨 -; 및
    상기 포토센서 어레이에 접속되어 상기 서브영역들에 조명되는 조명을 나타내는 신호를 생성하는 처리부
    를 포함하는 조명 기구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 생성되는 신호들의 각각은 서로 다른 LED 광 컬러에 대응하는 조명 기구.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 생성되는 신호들의 각각은 단일 LED의 광 출력을 나타내는 조명 기구.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 생성되는 신호들의 각각은 동일한 컬러의 광을 방출하는 LED의 클러스터의 광 출력을 나타내는 조명 기구.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 서브영역들의 각각은 상기 포토센서 어레이의 복수의 화소로 구성되는 조명 기구.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 촬상부는 상기 조명 기구 내에서 내부적으로 반사되는 광을 상기 포토센서 어레이 상에 집광하도록 배치되는 조명 기구.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 조명 기구는 상기 조명 기구의 광 출력의 일부가 상기 촬상부를 향해 반사되는 출력 단면(output end surface)을 갖는 시준기(collimator)를 더 포함하는 조명 기구.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 포토센서 어레이는 상기 LED들과 나란히 배치되는 조명 기구.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 촬상부는 상기 포토센서 어레이의 상부에 배치되는 광학부를 포함하는 조명 기구.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 촬상부는 상기 시준기와 주위 매체(surrounding media) 사이의 계면을 구성하는 광학부를 포함하는 조명 기구.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 광학부는 상기 포토센서 어레이의 상부에 배치되는 조명 기구.
  12. 삭제
  13. 삭제
KR1020077013747A 2004-11-19 2005-11-15 세그먼트화된 광 센서들 상의 상 맵핑에 의한 광 피드백을갖는 led 조명 기구 KR101244295B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP04105927 2004-11-19
EP04105927.0 2004-11-19
PCT/IB2005/053753 WO2006054234A2 (en) 2004-11-19 2005-11-15 Led luminaire with optical feedback by image mapping on segmented light sensors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070086360A KR20070086360A (ko) 2007-08-27
KR101244295B1 true KR101244295B1 (ko) 2013-03-18

Family

ID=36407517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077013747A KR101244295B1 (ko) 2004-11-19 2005-11-15 세그먼트화된 광 센서들 상의 상 맵핑에 의한 광 피드백을갖는 led 조명 기구

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7893632B2 (ko)
EP (1) EP2002695B1 (ko)
JP (1) JP4988586B2 (ko)
KR (1) KR101244295B1 (ko)
CN (1) CN101438093A (ko)
TW (1) TWI390760B (ko)
WO (1) WO2006054234A2 (ko)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7829899B2 (en) * 2006-05-03 2010-11-09 Cree, Inc. Multi-element LED lamp package
JP4720665B2 (ja) * 2006-07-31 2011-07-13 パナソニック電工株式会社 Led照明器具
US8436371B2 (en) * 2007-05-24 2013-05-07 Cree, Inc. Microscale optoelectronic device packages
JP5127053B2 (ja) * 2008-07-22 2013-01-23 パナソニック株式会社 照明器具
US7956546B2 (en) * 2009-05-15 2011-06-07 Bridgelux, Inc. Modular LED light bulb
EP2291057A3 (de) * 2009-08-24 2016-11-16 Siemens Schweiz AG Verfahren und Einrichtung zur Überwachung und Adaption an Störeinflüsse des Lichtstromes bei Lichtquellen in technischen Anlagen und in der Signalisierung
IT1396088B1 (it) 2009-10-16 2012-11-09 Solari Di Udine S P A Dispositivo di segnalazione luminosa a led e relativo procedimento di controllo
JP5691726B2 (ja) * 2011-03-28 2015-04-01 岩崎電気株式会社 照明装置用反射体、及び照明装置
CN103365032B (zh) * 2012-03-28 2017-06-06 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 光源通道校正方法及系统
EP2882261A1 (en) * 2013-12-05 2015-06-10 Helvar Oy Ab Improving reliability of a lighting apparatus
CN104482440A (zh) * 2014-12-17 2015-04-01 常熟史美特节能照明技术有限公司 一种可调节亮度的灯泡
DE102014226661A1 (de) * 2014-12-19 2016-06-23 Osram Gmbh Leuchtvorrichtung
EP3181459B1 (en) * 2015-12-17 2020-02-12 Goodrich Lighting Systems GmbH Exterior aircraft light unit and aircraft comprising the same
US10429012B2 (en) * 2016-01-31 2019-10-01 Sensor Electronic Technology, Inc. Method of fabricating a light emitting device with optical element
DE102016103264A1 (de) * 2016-02-24 2017-08-24 Osram Opto Semiconductors Gmbh Lichtquelle
GB201611511D0 (en) 2016-03-10 2016-08-17 Gooee Ltd Universal smart lighting gateway
US10159134B2 (en) 2016-03-11 2018-12-18 Gooee Limited End of life prediction system for luminaire drivers
US10021758B2 (en) 2016-03-11 2018-07-10 Gooee Limited Sensor board for luminaire/lighting system
GB201611513D0 (en) 2016-03-11 2016-08-17 Gooee Ltd Colour based half life prediction system
US10047921B2 (en) 2016-03-11 2018-08-14 Gooee Limited System and method for performing self-test and predicting emergency lighting fixtures life expectancy
US10321535B2 (en) 2016-03-11 2019-06-11 Gooee Limited Devices, systems, and methods for maintaining luminaire color temperature levels in a gateway based system
US10021757B2 (en) 2016-03-11 2018-07-10 Gooee Limited System and method for predicting emergency lighting fixture life expectancy
US9992843B2 (en) 2016-03-11 2018-06-05 Gooee Limited Location independent lighting sensor system
US10237939B2 (en) 2016-03-11 2019-03-19 Gooee Limited Devices, systems, and methods for maintaining light intensity in a gateway based lighting system
DE102016109901A1 (de) * 2016-05-30 2017-11-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Lichtquelle
CN110114614A (zh) * 2017-01-03 2019-08-09 昕诺飞控股有限公司 隐藏在灯具光学器件后面的相机传感器
EP3487265B1 (en) * 2017-11-15 2022-04-06 Vestel Elektronik Sanayi ve Ticaret A.S. Lighting apparatus for a display device
FR3076171B1 (fr) * 2017-12-22 2021-10-29 Valeo Vision Calibration d'un module lumineux a elements electroluminescents
CN112567172B (zh) * 2018-08-28 2022-12-06 三菱电机株式会社 光照射装置
CN109597274A (zh) * 2018-11-28 2019-04-09 上海频微电子科技有限公司 一种光源直接成像光学投影装置及其方法
EP3812285B1 (en) * 2019-10-25 2022-11-30 Goodrich Lighting Systems GmbH & Co. KG Combined aircraft navigation and anti-collision light, and method of determining a state of erosion of a lens cover of a combined aircraft navigation and anti-collision light
JP7427514B2 (ja) 2020-04-17 2024-02-05 シチズン電子株式会社 発光装置
JP2022055932A (ja) * 2020-09-29 2022-04-08 パナソニックIpマネジメント株式会社 光源装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004533097A (ja) * 2001-06-07 2004-10-28 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 光帰還用光センサ構造を有する発光ダイオード照明装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2790237B2 (ja) 1993-06-28 1998-08-27 日亜化学工業株式会社 多色発光素子
US6495964B1 (en) * 1998-12-18 2002-12-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. LED luminaire with electrically adjusted color balance using photodetector
US6127783A (en) * 1998-12-18 2000-10-03 Philips Electronics North America Corp. LED luminaire with electronically adjusted color balance
JP2001281054A (ja) * 2000-03-31 2001-10-10 Mitsubishi Electric Corp 照度検知装置
US6441558B1 (en) * 2000-12-07 2002-08-27 Koninklijke Philips Electronics N.V. White LED luminary light control system
US6759814B2 (en) * 2002-03-28 2004-07-06 Eastman Kodak Company Illuminator and method of making same
US8100552B2 (en) * 2002-07-12 2012-01-24 Yechezkal Evan Spero Multiple light-source illuminating system
US20070001177A1 (en) * 2003-05-08 2007-01-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. Integrated light-emitting diode system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004533097A (ja) * 2001-06-07 2004-10-28 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 光帰還用光センサ構造を有する発光ダイオード照明装置

Also Published As

Publication number Publication date
US7893632B2 (en) 2011-02-22
KR20070086360A (ko) 2007-08-27
WO2006054234A2 (en) 2006-05-26
US20090212709A1 (en) 2009-08-27
TW200642118A (en) 2006-12-01
JP2008521190A (ja) 2008-06-19
EP2002695B1 (en) 2015-03-18
WO2006054234A3 (en) 2009-04-09
TWI390760B (zh) 2013-03-21
CN101438093A (zh) 2009-05-20
JP4988586B2 (ja) 2012-08-01
EP2002695A2 (en) 2008-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101244295B1 (ko) 세그먼트화된 광 센서들 상의 상 맵핑에 의한 광 피드백을갖는 led 조명 기구
KR101106818B1 (ko) 광원 및 장치 조명 방법
KR100832161B1 (ko) 광학 피드백을 위한 광감지기 구성을 구비하는 led조명 기구
JP3696839B2 (ja) 照明装置
EP1363153B1 (en) Ring illuminator
KR100275143B1 (ko) 기판 상에 있는 표시부를 식별하기 위한 광학식 문자 인식용 조명 시스템
US6611000B2 (en) Lighting device
JP5270160B2 (ja) 照明システム
KR100969907B1 (ko) Led 조명 기구
EP2952956B1 (en) Backlight apparatus and display apparatus with the same
US20060226336A1 (en) Apparatus and method for collecting and detecting light emitted by a lighting apparatus
US7709774B2 (en) Color lighting device
CA2615706A1 (en) Apparatus and method for collecting and detecting light emitted by a lighting apparatus
JP2005114924A (ja) 撮影用照明装置
KR20060052354A (ko) 광 소오스 및 광 조사 방법
CN1332569A (zh) 带有发光二极管的照相图象捕获装置
US20080030802A1 (en) Contact image sensor module
US20050133686A1 (en) LED illumination system having an intensity monitoring system
US20090213441A1 (en) Light source device and original document reading device
JPS6320132Y2 (ko)
JP6743403B2 (ja) 照明装置
JP3997124B2 (ja) 画像読取装置の照明装置
KR20230162880A (ko) 위치 측정 장치
WO2023107275A1 (en) Color correction using multiple led arrays
KR20150066824A (ko) 비전 검사 장비용 led 조명 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160308

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170308

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee