KR101256933B1 - 전자 플래시, 촬영 장치 및 광 플래시 생성 방법 - Google Patents

전자 플래시, 촬영 장치 및 광 플래시 생성 방법 Download PDF

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Abstract

가시광선 파장 범위 및 적외선 파장 범위의 파장 스펙트럼을 갖는 플래시를 생성하는 전자 플래시, 촬영 장치 및 방법은 형광 물질을 사용하여 전자 플래시의 하나 이상의 광원으로부터 방출되는 원시 광의 적어도 일부를 보다 긴 파장의 광으로 변환하여 그러한 플래시를 생성한다. 광원은 자외선 및 가시광선의 파장 범위에서 첨두 파장을 갖는 광을 생성하도록 구성될 수 있다. 이 형광 물질은 적색, 녹색, 청색 및 황색 인광물질의 임의의 조합을 포함할 수 있다.

Description

전자 플래시, 촬영 장치 및 광 플래시 생성 방법{ELECTRONIC FLASH, IMAGING DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING A FLASH OF LIGHT HAVING A WAVELENGTH SPECTRUM IN THE VISIBLE RANGE AND THE INFRARED RANGE USING A FLUORESCENT MATERIAL}
도 1은 촬영 장치 또는 외부 플래시 유닛에 포함될 수 있는, 본 발명의 실시예에 따른 전자 플래시를 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전자 플래시가 집적된 디지털 촬영 장치를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 가시광선 범위 및 적외선(IR) 파장 범위에서의 방출 스펙트럼을 갖는 LED를 도시하는 도면,
도 4(a),4(b),4(c)는 본 발명의 실시예에 따라 또 다른 램프 구성을 갖는 LED를 도시하는 도면,
도 5(a),5(b),5(c) 및 5(d)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 반사기 컵을 갖는 리드프레임(leadframe)을 갖는 LED를 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 광의 플래시 광을 생성하는 방법에 대한 흐름도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 전자 플래시 12 : 디지털 카메라
14 : 카메라 폰 16 : 외부 플래시 유닛
30 : 저장 장치 46 : 드라이버 회로
48 : 컬러 센서 50 : 제어기
전자 플래시는 사진촬영시 광을 보충하여 카메라 또는 다른 촬영 장치에 의해 포착되는 이미지를 강화한다. 전통적인 전자 플래시는 아르곤, 크립톤, 네온 및 크세논과 같은 가스, 또는 수은 증기와 같은 증기로 채워진 전구를 사용한다. 전구에 고전압이 인가되는 경우, 가스 또는 증기는 이온화되고, 따라서 전자가 가스 또는 증기를 통해 흐르게 된다. 이들 전자는 가스 또는 증기의 원자를 여기시켜 광을 방출한다. 방출된 광의 파장 특성은 전구 내의 가스 또는 증기에 의존한다. 수은 증기의 경우에 있어서, 방출된 광은 자외선 광이며, 전형적으로 이 자외선 광은 필요하지 아니므로, 보통 형광 물질을 사용하여 가시광으로 변환된다.
최근, 발광 다이오드("LEDs")는 동작 효율 측면에 있어서 LED가 이제 종래의 광원, 심지어 전자 플래시의 전구를 대체하는 수준까지 향상되었다. 기존의 LED는 자외선("UV"), 가시광선 또는 적외선("IR")의 파장 범위에 있는 광을 방출할 수 있 다. 이들 LED는 일반적으로 협소한 방출 스펙트럼(대략 +/- 10nm)을 가지고 있다. 예를 들어, 청색의 InGan LED는 470nm +/- 10nm의 파장을 갖는 광을 생성할 수 있다. 또 다른 예로서, 적색의 AlInGaP LED는 630nm +/- 10nm의 파장을 갖는 광을 생성할 수 있다. 그러나, 전자 플래시는 전형적으로 컬러 렌더링 목적을 위해 백색 광을 생성할 필요가 있기 때문에, 적색, 청색 및 녹색의 LED와 같은 상이한 컬러의 LED가 전자 플래시에 함께 사용되어 백색 광을 생성한다. 이와 달리, 형광 물질이 전자 플래시에서 하나 이상의 UV, 청색 또는 녹색 LED에 제공되어 형광성을 사용하여 백색광을 생성한다.
다른 포토그래픽 애플리케이션에서는, 전자 플래시에 의해 제공되는 보충 광으로부터 상이한 파장 특성이 필요하다. 따라서, 광의 컬러 특성이 조정될 수 있는 광의 플래시 광을 생성하는 전자 플래시, 촬영 장치 및 방법이 필요하다.
가시광선 파장 범위 및 적외선 파장 범위의 파장 스펙트럼을 갖는 플래시 광을 생성하는 전자 플래시, 촬영 장치 및 방법은 형광 물질을 사용하여 전자 플래시의 하나 이상의 광원으로부터 방출되는 원시 광(original light)의 적어도 일부를 보다 긴 파장의 광으로 변환하여 그러한 플래시 광을 생성한다. 광원은 자외선 및 가시광선의 파장 범위에서 첨두 파장을 갖는 광을 생성하도록 구성될 수 있다. 이 형광 물질은 적색, 녹색, 청색 및 황색 인광물질의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전자 플래시는 하우징, 이 하우징에 동작가능하게 결합된 광원- 이 광원은 원시 광을 생성하도록 구성됨 -, 및 이 광원에 광학적으로 결합되어 원시 광을 수신하는 파장-시프팅 영역을 포함한다. 파장-시프팅 영역은 원시 광의 적어도 일부를 변환 광으로 변환하여 가시광선 파장 범위 및 적외선 파장 범위의 파장 스펙트럼을 갖는 광을 생성하는 파장-변환 특성을 갖는 형광 물질을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 촬영 장치는 출력 광을 생성하는 전자 플래시와 관심 장면의 이미지를 전자적으로 포착하는 이미지 센서를 포함한다. 전자 플래시는 하우징, 이 하우징에 동작가능하게 결합된 광원- 이 광원은 원시 광을 생성하도록 구성됨 -, 및 이 광원에 광학적으로 결합되어 원시 광을 수신하는 파장-시프팅 영역을 포함한다. 파장-시프팅 영역은 원시 광의 적어도 일부를 변환 광으로 변환하여 가시광선 파장 범위 및 적외선 파장 범위의 파장 스펙트럼을 갖는 광을 생성하는 파장-변환 특성을 갖는 형광 물질을 포함한다. 이미지 센서는 적어도 자외선 광에는 반응하도록 구성된다.
본 발명의 실시예에 따라 사진촬영시 플래시 광을 생성하는 방법은 원시 광을 생성하는 단계와, 원시 광의 적어도 일부분을 형광을 통해 변환 광으로 변환하는 단계를 포함하는, 원시 광을 수신하는 단계와, 변환된 광을 출력 광의 성분으로서 방출하여 플래시 광을 생성하는 단계를 포함한다. 이 출력 광은 가시광선의 파장 범위 및 적외선의 파장 범위의 파장 스펙트럼을 갖는다.
본 발명의 다른 측면 및 장점은 본 발명의 원리의 예로서 예시된 첨부한 도면과 연계하여 후속하는 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다.
도 1에서는, 본 발명에 따른 사진촬영용의 전자 플래시(10)가 설명되어 있다. 전자 플래시(10)는 가시광선 파장 범위 및 적외선(IR) 파장 범위 모두에서 광범위한 파장 스펙트럼을 갖는 출력 광을 생성하는 적어도 하나의 광원 장치를 사용한다. 따라서, 전자 플래시(10)는 플래시의 적어도 하나의 성분이 광범위한 UV/가시광선 파장 스펙트럼을 갖는 원하는 파장 특성을 구비한 플래시를 제공할 수 있다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 전자 플래시(10)는 디지털 카메라(12), 카메라 폰(14) 또는 가시광 또는 IR 광 모두에 반응하는 임의의 다른 촬영 장치에 포함될 수 있다. 전자 플래시(10)는 또한 촬영 장치에 접속되어 사용될 수 있는 외부 플래시 유닛(16)에 포함될 수 있다. 외부 플래시 유닛(16)은 촬영 장치에 부착되거나 또는 촬영 장치에 접속되어 외부 장치로서 사용되도록 설계될 수 있다. 전자 플래시(10)는 도 2와 관련하여 이하에서 보다 상세히 설명된다.
도 2에서, 본 발명의 실시예에 따른 전자 플래시(10)를 구비한 디지털 촬영 장치(20)가 도시되어 있다. 이 실시예에서, 전자 플래시(10)는 디지털 촬영 장치(20) 내에 통합된다. 디지털 촬영 장치(20)는 본 명세서에서 가시광선 및 IR 광 모두에 반응하는 디지털 카메라로서 설명된다. 그러나, 촬영 장치(20)는 가시광선 및 IR 광 모두에 반응하는, 예를 들어, 디지털 비디오 카메라와 같은 임의의 촬영 장치일 수 있다.
도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 촬영 장치(20)는 렌즈(22), 이미지 센서 (24), 아날로그-디지털 변환기(ADC)(26), 프로세서(28), 저장 장치(30) 및 전자 플래시(10)를 포함한다. 렌즈(22)는 관심 장면을 이미지 센서(24) 상으로 포커싱하여 그 장면의 이미지를 포착하는데 사용된다. 이미지 센서(24)는 이미지 센서의 각 픽셀에서 이 픽셀에서의 수신 광에 응답하여 전기적 전하를 생성함으로써 포커싱된 이미지를 전자적으로 포착한다. 이미지 센서(24)는 가시광선 및 IR 광 모두에 반응함으로써 전자 플래시(10)에 의해 생성된 IR 광은 이 IR 광이 관심 장면 내의 객체로부터 반사되는 경우 이미지 센서에 의해 포착될 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서(24)는 전하 결합 장치(CCD) 또는 금속 산화물 반도체(MOS) 이미지 센서일 수 있다. 이미지 센서(24)에 의해 생성되는 전기적 전하는 신호 처리를 위해 ADC(26)에 의해 디지털 신호로 변환된다.
촬영 장치(20)의 프로세서(28)는 ADC(26)로부터의 디지털 신호를 관심 있는 포착된 장면의 디지털 이미지를 생성한다. 프로세서(28)에 의해 수행되는 프로세스는 디모자이크 단계(demosaicing), 이미지 강화 단계 및 압축 단계를 포함한다. 결과적인 디지털 이미지는 착탈가능 메모리 카드를 포함할 수 있는 저장 장치(30) 내에 저장된다.
전자 플래시(10)는 하우징(32), 광학적으로 투명한 커버(34), 및 하나 이상의 광원 장치(36,38,40 및 42)를 포함한다. 하우징(32)은 광원 장치(36,38,40 및 42)에 구조적 지지대를 제공한다. 하우징(32)은 광원 장치(36,38,40 및 42)에 의해 생성된 광의 일부를 광학적으로 투명한 커버(34) 쪽으로 반사하여 광원 장치에 의해 생성되는 광의 대부분이 유용한 플래시로서 커버를 투과하도록 하는 반사 표 면(44)을 포함할 수 있다. 광학적으로 투명한 커버(34)는 광원 장치(36,38,40 및 42)로부터의 광을 유도하는 렌즈와 같은 형상을 가져 전자 플래시(10)의 출력 광을 최적화할 수 있다.
전자 플래시(10)의 광원 장치(36,38,40 및 42)는 하우징(32)의 반사 표면(44) 상에 장착된다. 전자 플래시(10)의 각각의 광원 장치(36,38,40 및 42)는 발광 다이오드(LED) 또는 레이저 다이오드와 같은 광을 생성하는 임의의 유형의 장치일 수 있다. 그러나, 광원 장치(36,38,40 및 42)는 본 명세서에서 LED인 것으로 설명된다. 예시되어 있는 실시예에서, 전자 플래시(10)는 가시광선 범위 및 IR 범위 모두에서의 파장 스펙트럼을 갖는 광을 생성하는, 본 명세서에서 "가시광선/UV LED"로서 지칭되는 하나의 LED(36), 및 세 개의 다른 LED(38,40 및 42)를 포함한다. 전자 플래시(10) 내에 포함되는 다른 LED(38,40 및 42)의 유형은 전자 플래시의 출력 광에 필요한 상이한 파장 특성에 따라 다르다. 예를 들어, 다른 LED(38,40 및 42)는 깊은 자외선(deep UV), UV, 청색, 녹색, 적색 및 IR LED를 포함할 수 있다. 다른 LED(38,40 및 42)는 특정 LED에 의해 생성되는 원시 광을 보다 긴 파장의 광으로 변환하는 형광성을 이용하여 백색 광과 같은 다중 컬러의 광을 포함한 다양한 컬러의 광을 생성하는 형광 LED를 포함할 수 있다.
전자 플래시(10)의 LED(36,38,40 및 42)는 선택적으로 활성화 및 제어되어 전자 플래시(10)에 의해 생성되는 플래시의 파장 특성을 조정할 수 있다. 따라서, 전자 플래시(10)는 상이한 파장의 방출을 생성하도록 구성될 수 있으며, 원하는 파장 특성을 갖는 플래시 광을 생성하도록 제어될 수 있다. 전자 플래시(10)는 하나 이상의 IR LED 및/또는 가시광선/UV LED와 같은 하나 이상의 인광물질 변환 IR LED를 사용하여 IR 방출을 생성할 수 있다. 전자 플래시(10)는 하나 이상의 녹색 LED 및/또는 하나 이상의 인광물질 변환 녹색 LED(UV/청색 또는 청색 LED 다이를 구비함)를 사용하여 녹색 방출을 생성할 수 있다. 전자 플래시(10)는 하나 이상의 청색 LED 및/또는 하나 이상의 인광물질 변환된 청색 LED(UV LED 다이를 가짐)를 이용하여 청색 방출을 생성할 수 있다. 전자 플래시(10)는 하나 이상의 적색 LED 및/또는 하나 이상의 인광물질 변환 적색 LED(UV/청색 또는 청색 LED 다이를 구비함)를 이용하여 적색 방출을 생성할 수 있다. 전자 플래시는 상이한 컬러의 조합 및/또는 하나 이상의 인광물질 변환된 백색 LED(UV/청색, 녹색 또는 청색 LED 다이를 구비함)를 이용하여 백색 방출을 생성할 수 있다.
도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 전자 플래시(10)는 드라이버 회로(46), 선택사항인 컬러 센서(48) 및 선택사항인 제어기(50)를 더 포함한다. 드라이버 회로(46)는 전자 플래시(10)의 광원 장치(36,38,40 및 42)에 전기적으로 접속된다. 드라이버 회로(46)는 상이한 광원 장치로부터 발생되는 광으로부터 생성되는 혼합 광일 수 있는 플래시 광을 생성하도록 광원 장치를 선택적으로 활성화시키기 위해 구동 신호를 광원 장치(36,38,40 및 42)에 제공한다. 플래시의 원하는 파장 특성에 따라, 원하는 광을 생성하기 위해 일부 구동 신호의 세기는 달라질 수 있다. 컬러 센서(48)는 커버로터 방출되는 플래시를 수신하기 위해 전자 플래시(10)의 광학적으로 투명한 커버(34)에 근접하게 배치된다. 컬러 센서(48)는 전자 플래시(10)의 광원 장치(36,38,40 및 42)에 의해 생성되는 광의 파장 특성을 측정한다. 이들 측정치는 제어기(50)에 의해 사용되어 광원 장치(36,38,40 및 42)에 의해 생성되는 광의 파장 특성을 모니터링하고 광의 파장 특성을 조정하여 사용자가 선택할 수 있는 원하는 플래시 광을 생성한다. 제어기(50)는 드라이버 회로(46)를 통해 광원 장치(36,38,40 및 42)를 제어함으로써 플래시의 파장 특성을 조정할 수 있다.
이제 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 전자 플래시(10)에 포함될 수 있는, LED(100) 형태의 가시적인/UV 광원 장치가 도시되어 있다. LED(100)는 가시광선 파장 및 적외선(IR) 파장 범위 모두에서 광범위한 파장 스펙트럼을 갖는 출력 광을 생성한다. 따라서, LED(100)의 출력 광은 가시광 및 IR 광 모두를 포함한다. LED(100)에 의해 생성되는 원시 광의 일부를 형광 물질을 이용하여 상이한 파장의 광으로 변환하여 출력 광이 생성된다. 변환된 광은 원시 광의 파장 스펙트럼을 변경하여 원하는 파장 스펙트럼의 출력 광을 생성한다. 출력 광은 가시광 뿐만 아니라 IR 광도 포함하기 때문에, LED(100)는 전자 플래시 이외의 IR 애플리케이션, 예를 들어 IR 신호 전송용으로, 또한 가시광 애플리케이션, 예를 들어 가시적 통신 또는 가시적 효과를 위해 사용될 수 있다.
도 3에 도시되어 있는 바와 같이, LED(100)는 리드프레임-장착 LED이다. LED(100)는 LED 다이(102), 리드프레임(104 및 106), 와이어(108) 및 램프(110)를 포함한다. LED 다이(102)는 특정 첨두 파장의 광을 생성하는 반도체 칩이다. 따라서, LED 다이(102)는 LED(100)의 광원이다. LED(100)가 단일 LED 다이를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 이 LED는 하나 이상의 LED 다이, 예를 들어 하나의 자외선(UV) LED 다이 및 하나의 가시적 LED 다이를 포함할 수 있다. LED 다이(102)로부터의 광은 일반적으로 협소한 파장의 스펙트럼(대략 +/- 10nm)을 갖는다. LED 다이(102)는 자외선 및 가시광선 파장 범위(~100-700 nm)에서 첨두 파장을 갖는 광을 생성하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, LED 다이(102)는 InGaN 또는 AlGaN LED와 같은 GaN-기반 LED일 수 있으며, UV, 청색 또는 녹색 파장 범위에서 첨두 파장을 갖는 광을 생성한다. 또 다른 예로서, LED 다이(102)는 적색, 오렌지색 또는 황색 파장 범위에서 첨두 파장을 갖는 광을 생성하는 AlInGaP 다이일 수 있다.
LED 다이(102)는 리드프레임(104) 상에 장착되고 와이어(108)를 통해 다른 리드프레임(106)에 전기적으로 접속된다. 리드프레임(104 및 106)은 LED 다이(102)를 구동하는데 필요한 전력을 제공한다. LED 다이(102)는 램프(110) 내에 캡슐화되고, 이 램프는 LED 다이(102)로부터 광의 전파를 위한 매체이다. 램프(110)는 메인 섹션(112) 및 출력 섹션(114)을 포함한다. 이 실시예에서, 램프(110)의 출력 섹션(114)은 렌즈로서 기능하기 위해 돔-형상을 갖는다. 따라서, 출력 광으로서 LED(100)로부터 방출되는 광은 램프(100)의 돔-형상의 출력 섹션(114)에 의해 포커싱된다. 그러나, 다른 실시예에서, 램프(100)의 출력 섹션(114)은 수평적 평면일 수 있다.
LED(100)의 램프(110)는 투명한 물질로 구성되고, 이 물질은 투명한 에폭시 수지, 실리콘, (에폭시 수지 및 실리콘의) 하이브리드 시스템 또는 유리와 같은 임의의 투명 물질일 수 있으며, 따라서 LED 다이(102)로부터의 광은 램프를 지나 진행할 수 있고 램프의 출력 섹션(114)으로부터 방출될 수 있다. 이 실시예에서, 램프(110)는 파장-시프팅 영역(116)을 포함하며, 이 영역은 또한 투명 물질 및 형광 물질(118)의 혼합물로 구성되는, 광의 전파를 위한 매체이다. 파장-시프팅 영역(116)에서의 형광 물질(118)은 LED 다이(102)로부터 방출되는 원시 광의 적어도 일부를 보다 낮은 에너지(보다 긴 파장)의 광으로 변환하는데 사용된다. 형광 물질(118)에 의해 변환되는 원시 광의 양은 필요로 하는 LED(100)의 출력 광에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, LED 다이(102)가 UV LED 다이인 경우엔, 사실상 모든 원시 광은 형광 물질(18)에 의해 변환될 수 있는데, 그러한 이유는 UV 광은 눈에 해롭기 때문이며, 따라서 UV 광은 출력 광에서 필요로 하지 않는다. 변환된 광 및 흡수되지 않는 광은 LED(100)의 출력 광으로서 램프(110)의 광 출력 섹션(114)으로부터 방출된다.
파장-시프팅 영역(116)에서의 형광 물질(118)은 하나 이상의 무기 인광물질, 하나 이상의 형광 유기 염료, 하나 이상의 하이브리드 인광물질, 하나 이상의 나노-인광물질, 또는 형광 유기 염료, 무기 인광물질, 하이브리드 인광물질 및 나노-인광물질의 임의의 조합으로 구성될 수 있다. 본 명세서에서 하이브리드 인광물질은 무기 인광물질 및 유기 인광물질 또는 염료의 임의의 조합으로 구성된 인광물질로서 정의된다. 구성과는 무관하게, 형광 물질(118)은 출력 광의 파장 스펙트럼이 가시광선 파장 및 IR 범위를 포함하도록 원시 광의 일부 또는 실질적으로 모두를 LED 다이(102)로부터 변환하는 파장-변환 특성을 갖는다. LED(100)로부터의 출력 광의 파장 스펙트럼은 파장-시프팅 영역(116)에서의 형광 물질(118)의 파장-변환 특성 및 LED 다이(102)에 의해 생성되는 원시 광의 첨두 파장 모두에 의존한다. 따라서, 원하는 파장의 스펙트럼을 갖는 출력 광을 생성하기 위해, 형광 물질(118) 및 LED 다이(102) 모두가 고려되어야 한다.
이하의 몇몇 예는 본 발명에 따라 가시광선 파장 범위 및 IR 파장 범위에서 광범위한 파장의 스펙트럼을 갖는 출력 광을 생성하기 위해 함께 사용될 수 있는 LED 다이 및 형광 물질에 대한 것이다. 본 명세서에서 사용되는 경우, 가시광선 파장의 범위는 대략 400 nm 내지 700 nm이고, IR 파장의 범위는 대략 700 nm 내지 1,600 nm이다. 후속하는 예에서, 각 LED 다이와 연관된 컬러는 이 LED 다이에 의해 생성된 광의 첨두 파장이다. 유사하게, 각 인광물질과 연관된 컬러는 이 인광물질에 의해 변환된 광의 첨두 파장이다. 제 1 예는 청색 LED 다이 및, 적색 및 황색 인광물질, 적색 및 녹색 인광물질, 또는 적색, 황색 및 녹색 인광물질의 형광 물질이다. 이 조합은 400-950 nm 범위의 파장 스펙트럼을 갖는 출력 광을 생성한다. 제 2 예는 적색 LED 다이 및 적색 인광물질의 형광 물질이다. 이 조합은 600-1500 nm 범위의 파장 스펙트럼을 갖는 출력 광을 생성한다. 제 3 예는 깊은 UV LED 다이 및, 적색, 청색 및 황색 인광물질, 적색, 청색 및 녹색 인광물질, 또는 적색, 청색 및 황색 인광물질의 형광 물질이다. 이 조합은 400-800 nm 범위의 파장 스펙트럼을 갖는 출력 광을 생성한다. 이 예에서, 황색 인광물질은 YAG:Ce;TAG:Ce; 또는 YAG:Ce,Pr;일 수 있고, 적색 인광물질은 CaS:Eu2+,Mn2+;(Zn,Cd)S:Ag;Mg4GeO5.5F:MN4+;ZnSe:Cu; 또는 ZnSeS:Cu,Cl일 수 있으며, 녹색 인광물질은 ZnS:Cu+;SrGa2S4:Eu2+;YAG:Ce3+; 또는 BaSrGa4S7:Eu일 수 있으며, 청색 인광물질은 BaMg2Al16O27:Eu일 수 있다. 그러나, 필요로 하는 파장-변환 특성을 갖는 임의의 형광 물질이 위의 예들 대신에 사용될 수 있다.
램프(110)의 파장-시프팅 영역(116)은 도 3에서 직사각형으로 도시되어 있지만, 이 파장-시프팅 영역은 다른 형상, 예를 들어 반구체로 구성될 수 있다. 또한, 다른 실시예에서, 파장-시프팅 영역(116)은 LED 다이(102)에 물리적으로 결합되지 않을 수도 있다. 일 실시예에서, 파장-시프팅 영역(116)은 램프(110) 내에서 다른 곳에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 파장-시프팅 영역(116)은 전자 플래시(10)의 광학적으로 투명한 커버(34) 내에 배치될 수 있다.
도 4(a),4(b) 및 4(c)에는, 본 발명의 일 실시예에 따른 또 다른 램프 구성을 갖는 LED(200A,200B 및 200C)가 도시되어 있다. 도 4(a)의 LED(200A)는 전체 램프가 파장-시프팅 영역인 램프(210A)를 포함한다. 따라서, 이 구성에서는, 전체 램프(210A)가 투명한 물질 및 형광 물질(118)의 혼합물로 구성된다. 도 4(b)의 LED(200B)는 파장-시프팅 영역(216B)이 램프의 바깥 표면에 위치하는 램프(210B)를 포함한다. 따라서, 이 구성에서, 형광 물질(118)이 없는 램프(210B)의 영역이 LED 다이(112) 위에 먼저 형성되고, 그런 다음 투명 물질 및 형광 물질(118)의 혼합물이 이 영역 위에 증착되어 램프의 파장-시프팅 영역(216B)을 형성한다. 도 4(c)의 LED(200C)는 파장-시프팅 영역(216C)이 LED 다이(102) 위에 코팅된 투명 물질 및 형광 물질(118)의 혼합물로 구성된 얇은 층인 램프(210C)를 포함한다. 따라서, 이러한 구성에서는, LED 다이(102)가 먼저 투명 물질 및 형광 물질(118)의 혼합물로 코팅 또는 커버되어 파장-시프팅 영역(216C)을 형성하고 그런 다음 램프(210C)의 나머지 부분은 형광 물질(118)없이 투명 물질을 파장-시프팅 영역 위에 증착함으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, LED(200C)의 파장-시프팅 영역(216C)의 두께는 십(10) 내지 육십(60) 마이크론일 수 있다.
또 다른 실시예에서, LED 다이가 배치되는 LED의 리드프레임은 도 5(a),5(b),5(c) 및 5(d)에 도시되어 있는 반사기 컵을 포함할 수 있다. 도 5(a)-5(d)는 반사기 컵(322)을 구비한 리드프레임(320)을 포함하는 상이한 램프 구성을 갖는 LED(300A,300B,300C 및 300D)를 도시한다. 반사기 컵(322)은 LED에 의해 생성되는 광의 일부가 리드프레임(320)으로부터 반사되어 유용한 출력 광으로서 제각기의 LED로부터 방출되도록 배치되는 움푹한 영역을 LED 다이(102)에 제공한다.
위에서 설명되는 상이한 램프 구성은 다른 유형의 LED, 예를 들어, 표면 장착된 LED에 적용되어 본 발명에 따른 다른 유형의 LED를 생성할 수 있다. 또한, 이들 상이한 램프 구성은 본 발명에 따른 다른 유형의 발광 장치, 예를 들어 반도체 레이저 발사 장치에 적용될 수 있다. 이들 발광 장치에 있어서, 광원은 LED 다이 이외의 임의의 광원, 예를 들어 레이저 다이오드일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 사진촬영시 사용되는 플래시 광을 생성하는 방법은 도 6을 참조하여 설명된다. 블록(602)에서, 원시 광이 생성된다. 이 원시 광은 UV LED 다이, 청색 LED 다이 또는 적색 LED 다이와 같은 LED 다이로부터 생성될 수 있다. 다음으로, 블록(604)에서, 원시 광은 수신되고 이 원시 광의 적어도 일부는 형광성에 의해 변환된 광으로 변환된다. 원시 광의 변환은 하나 이상의 인광물질, 예를 들어, 적색, 청색, 황색 및 녹색 인광물질을 사용하여 달성될 수 있다. 다음으로, 블록(606)에서, 변환된 광은 출력 광의 성분으로서 방출되어 플래시 광을 생성한다. 출력 광은 가시광선 파장 범위 및 IR 파장 범위에서의 파장 스펙트럼을 갖는다.
본 발명의 특정 실시예가 설명되고 예시되었지만, 본 발명은 그렇게 설명되고 예시된 특정 형태 또는 배열에 제한되지 않는다. 본 발명의 범주는 본 명세서에 첨부된 청구항 및 그들의 등가물에 의해 정의될 것이다.
본 발명에 따르면, 사진 촬영시 사용되는 플래시의 컬러 특성을 조정할 수 있다.

Claims (20)

  1. 가시광선 애플리케이션과 적외선(IR) 애플리케이션 중 적어도 하나에 사용되는 전자 플래시로서,
    가시광선 파장 스펙트럼의 적어도 일부 및 자외선 파장 스펙트럼의 적어도 일부를 포함하는 원시 광(original light)을 생성하도록 구성된 광원과,
    상기 광원에 광학적으로 결합되어 상기 원시 광을 수신하고, 상기 원시 광의 적어도 일부를 출력 광으로 변환하는 파장-변환 특성을 갖는 형광 물질을 포함하는 파장-시프팅 영역－상기 출력 광은 상기 가시광선 파장 스펙트럼내의 제 1 파장 범위 및 적외선 파장 스펙트럼내의 제 2 파장 범위를 포함함－을 포함하는 하나의 광원 장치를 포함한, 다수의 광원 장치를 더 포함하되, 상기 광원 장치는 혼합 광을 생성하도록 상이한 파장 스펙트럼을 갖는 광을 생성하도록 구성되어, 상기 광원 장치 중 하나 이상을 제어함으로써 상기 혼합 광의 상기 파장 특성을 조정하도록 구성되는
    전자 플래시.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은 상기 가시광선 파장 스펙트럼의 적어도 일부에서의 광을 방출하는 제 1 LED(a light emitting diode) 다이 및 상기 자외선 파장 스펙트럼의 적어도 일부에서의 광을 방출하는 제 2 LED 다이가 하우징되는 LED를 포함하는
    전자 플래시.
  3. 제 1 항에 있어서,
    청색 LED가 상기 가시광선 파장 스펙트럼의 적어도 일부를 생성하도록 구성되고, 자외선(UV) LED가 상기 자외선 파장 스펙트럼의 적어도 일부를 생성하도록 구성되며, 상기 형광 물질은 상기 광원에 의해 방출된 상기 원시 광을 상기 가시광선 파장 스펙트럼의 400nm로부터 상기 적외선 파장 스펙트럼의 950nm에 이르는 범위의 상기 출력 광으로 변환하도록 선택되는
    전자 플래시.
  4. 제 1 항에 있어서,
    적색 LED가 상기 가시광선 파장 스펙트럼의 적어도 일부를 생성하도록 구성되고, 자외선(UV) LED가 상기 자외선 파장 스펙트럼의 적어도 일부를 생성하도록 구성되며, 상기 형광 물질은 상기 광원에 의해 방출된 상기 원시 광을 상기 가시광선 파장 스펙트럼의 600nm로부터 상기 적외선 파장 스펙트럼의 1500nm에 이르는 범위의 상기 출력 광으로 변환하도록 선택되는
    전자 플래시.
  5. 제 1 항에 있어서,
    자외선(UV) LED가 상기 자외선 파장 스펙트럼의 적어도 일부를 생성하도록 구성되며, 상기 형광 물질은 상기 광원에 의해 방출된 원시광을 상기 가시광선 파장 스펙트럼의 400nm로부터 상기 적외선 파장 스펙트럼의 800nm에 이르는 범위의 상기 출력 광으로 변환하도록 선택되는
    전자 플래시.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은 상기 자외선 파장 스펙트럼의 적어도 일부와 동시에 상기 가시광선 파장 스펙트럼의 적어도 일부를 생성하도록 구성됨으로써, 상기 가시광선 파장 스펙트럼내의 상기 제 1 파장 범위 및 상기 적외선 파장 스펙트럼내의 상기 제 2 파장 범위는 상기 전자 플래시로부터 동시에 출력되는
    전자 플래시.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 촬영 장치로서,
    출력 광을 생성하는 전자 플래시와,
    관심 장면의 이미지를 전자적으로 포착할 수 있으며 적어도 자외선 광에 반응하는 이미지 센서를 포함하되,
    상기 전자 플래시는,
    가시광선 파장 스펙트럼의 적어도 일부 및 자외선 파장 스펙트럼의 적어도 일부를 포함하는 원시 광(original light)을 생성하도록 구성된 광원과,
    상기 광원에 광학적으로 결합되어 상기 원시 광을 수신하고, 상기 원시 광의 적어도 일부를 출력 광으로 변환하는 파장-변환 특성을 갖는 형광 물질을 포함하는 파장-시프팅 영역－상기 출력 광은 상기 가시광선 파장 스펙트럼내의 제 1 파장 범위 및 적외선 파장 스펙트럼내의 제 2 파장 범위를 포함함－을 포함하는 하나의 광원 장치를 포함한, 다수의 광원 장치를 더 포함하되, 상기 광원 장치는 혼합 광을 생성하도록 상이한 파장 스펙트럼을 갖는 광을 생성하도록 구성되어, 상기 광원 장치 중 하나 이상을 제어함으로써 상기 혼합 광의 상기 파장 특성을 조정하도록 구성되는
    촬영 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 광원은 상기 가시광선 파장 스펙트럼의 적어도 일부에서의 광을 방출하는 제 1 LED(a light emitting diode) 다이 및 상기 자외선 파장 스펙트럼의 적어도 일부에서의 광을 방출하는 제 2 LED 다이가 하우징되는 LED를 포함하는
    촬영 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    청색 LED가 상기 가시광선 파장 스펙트럼의 적어도 일부를 생성하도록 구성되고, 자외선(UV) LED가 상기 자외선 파장 스펙트럼의 적어도 일부를 생성하도록 구성되며, 상기 형광 물질은 상기 광원에 의해 방출된 상기 원시 광을 상기 가시광선 파장 스펙트럼의 400nm로부터 상기 적외선 파장 스펙트럼의 950nm에 이르는 범위의 상기 출력 광으로 변환하도록 선택되는
    촬영 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    적색 LED가 상기 가시광선 파장 스펙트럼의 적어도 일부를 생성하도록 구성되고, 자외선(UV) LED가 상기 자외선 파장 스펙트럼의 적어도 일부를 생성하도록 구성되며, 상기 형광 물질은 상기 광원에 의해 방출된 상기 원시 광을 상기 가시광선 파장 스펙트럼의 600nm로부터 상기 적외선 파장 스펙트럼의 1500nm에 이르는 범위의 상기 출력 광으로 변환하도록 선택되는
    촬영 장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    자외선(UV) LED가 상기 자외선 파장 스펙트럼의 적어도 일부를 생성하도록 구성되며, 상기 형광 물질은 상기 광원에 의해 방출된 원시광을 상기 가시광선 파장 스펙트럼의 400nm로부터 상기 적외선 파장 스펙트럼의 800nm에 이르는 범위의 상기 출력 광으로 변환하도록 선택되는
    촬영 장치.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 광원은 상기 자외선 파장 스펙트럼의 적어도 일부와 동시에 상기 가시광선 파장 스펙트럼의 적어도 일부를 생성하도록 구성됨으로써, 상기 가시광선 파장 스펙트럼내의 상기 제 1 파장 범위 및 상기 적외선 파장 스펙트럼내의 상기 제 2 파장 범위는 상기 전자 플래시로부터 동시에 출력되는
    촬영 장치.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 적외광 뿐 아니라 가시광을 포함하는 광의 플래시를 생성하는 방법으로서,
    가시광선 파장 스펙트럼의 적어도 일부 및 자외선 파장 스펙트럼의 적어도 일부를 포함하는 다수의 원시 광을 생성하는 단계와,
    상기 다수의 원시 광의 광량을 제어하는 단계와,
    상기 원시 광의 적어도 일부를 형광에 의해 다수의 파장을 갖는 변환 광으로 변환하는 단계와,
    상기 변환 광을 상기 광의 플래시의 성분으로서 방출하는 단계－상기 광의 플래시는 가시광선 파장 스펙트럼의 적어도 일부 및 적외선 파장 스펙트럼의 적어도 일부에 걸치는 파장 범위를 가짐－를 포함하는
    광 플래시 생성 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 원시 광을 형광에 의해 변환하는 단계는, 상기 자외선 파장 스펙트럼의 적어도 일부를 적외선 스펙트럼의 파장으로 파장 시프팅하는 단계를 포함하는
    광 플래시 생성 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 변환하는 단계는, 형광 유기 염료, 무기 인광물질, 하이브리드 인광물질 및 나노-인광물질 중 적어도 하나를 사용하는 단계를 포함하는
    광 플래시 생성 방법.
  20. 삭제
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