KR101298192B1 - 두 가지 ｌｅｄ 색을 하나의 합쳐진 ｌｅｄ 색으로 기술하는 것 - Google Patents

두 가지 ｌｅｄ 색을 하나의 합쳐진 ｌｅｄ 색으로 기술하는 것 Download PDF

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피터 에이치. 에프. 데우렌버그
요하네스 피. 엠. 안셈스
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코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

백색광을 생성하기 위한 발광 다이오드(LED, light emitting diode) 조명 시스템이 개시된다. 이 시스템은, 서로 다른 파장 범위를 가지며 서로 다른 특성 집합과 연관된 빛을 방사하도록 구성된 LED 집합들 및 LED들을 구동하도록 구성된 구동 회로를 포함한다. 구동 회로는 요구되는 광도, 연색 지수 및 색 온도를 위한 입력부, LED 온도에 대한 신호를 위한 입력부, 상기 매개변수, 신호, 및 상기 LED 집합의 특성으로부터 상기 LED 집합을 위한 구동 전류를 결정하기 위한 모델, 및 LED를 위한 전류 구동기를 포함한다. 적어도 하나의 LED 집합이 제1 파장 부분 범위 및 제1 특성 집합을 가진 제1 LED 부분집합, 및 제2 파장 부분 범위 및 제2 특성 집합을 가진 제2 LED 부분집합을 포함한다. LED 집합의 합쳐진 파장 범위는 상기 제1 및 제2 파장 부분 범위의 범위이며, LED 집합의 특성 집합은 상기 제1 및 제2 특성 집합의 함수이다. LED 집합을 제어하기 위한 방법 또한 개시된다.
발광 다이오드, 연색성, 파장 범위

Description

두 가지 ＬＥＤ 색을 하나의 합쳐진 ＬＥＤ 색으로 기술하는 것{DESCRIBING TWO LED COLORS AS A SINGLE, LUMPED LED COLOR}
본 발명은 백색광을 생성하기 위한 발광 다이오드(LED, light emitting diode) 조명 시스템 및 백색광을 제공하기 위해 셋 이상의 LED 집합을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.
색 조정가능 발광 다이오드(LED) 광원에 관한 현재의 논점은 연색성(color rendering property)이다. 충분히 넓은 색상 범위를 얻기 위해서, 광원은 일반적으로 빨간색, 녹색, 및 파란색의 세 가지 색상을 포함한다. 이것은 미국 특허 번호 6,411,046에 설명되며, 여기서 서로 다른 온도에 대해 각 LED 광원의 색 좌표를 측정하고, 색 좌표에 대한 표현을 온도의 함수로 저장하고, 온도에 대한 함수로서 색 좌표에 대한 방정식을 유도하고, 색 좌표 및 루멘 출력 소수부(lumen output fraction)를 온라인에서 계산하고, 계산된 색 좌표에 기반한 LED의 광 출력 및 색상 그리고 계산된 색 좌표 및 루멘 출력 소수부에 기반한 루멘을 제어함으로써 LED의 광 출력 및 색상이 제어된다. 하지만, 계산 능력(calculation power)에 대한 요구가 조명 시스템의 비용을 증가시킬 것이다. 또한, 3색 시스템의 연색성은 만족스럽지 못할 수 있다. 주의해야 할 것은, 연색 지수(color rendering index)가 조명 시스템을 설계할 때 LED의 파장을 선택하는 것에 의해서만 최적화될 수 있다는 것이다. 이것은 더 많은 색상을 사용함으로써 극복할 수 있다. 하지만, 그렇게 한다면 계산 능력에 대한 요구가 더욱 증가할 것이고, 따라서 비용도 증가할 것이다. 그러므로, 개선된 LED 조명 시스템 및 이러한 LED 조명 시스템을 제어하기 위한 개선된 방법이 필요하다.
상술된 것과 관련하여, 본 발명의 목적은 위에 논의된 문제들을 해결 또는 적어도 감소시키기 위한 것이다. 특히, 복잡성의 의미에서 연색성의 최적화를 개선하기 위한 것이다.
본 발명은 서로 다른 색상의 LED들을 함께 구동함으로써 연색성 제어의 복잡성이 완화될 수 있다는 이해에 기초하며, LED 온도의 변화에도 만족스러운 연색성을 얻고 특성을 제어하도록 이것이 어떻게 구현될 수 있는지에 기초한다.
본 발명의 첫 번째 양상에 따라, 백색광을 생성하기 위한 발광 다이오드(LED) 조명 시스템이 제공되며, 이 시스템은 제1 파장 범위 및 제1 특성 집합을 가진 빛을 방사하도록 구성된 제1 LED 집합, 제2 파장 범위 및 제2 특성 집합을 가진 빛을 방사하도록 구성된 제2 LED 집합, 제3 파장 범위 및 제3 특성 집합을 가진 빛을 방사하도록 구성된 제3 LED 집합, 및 상술된 LED 집합들을 구동하도록 구성된 구동 회로를 포함한다. 구동 회로는 요구되는 광도(light intensity)를 결정하는 매개변수를 입력하기 위한 입력부, LED 집합들의 LED 온도에 대한 신호를 입력하기 위한 입력부, 상기 매개변수, 신호, 및 상기 각 LED 집합들의 특성 집합으로부터 상기 LED 집합의 구동 전류를 결정하기 위한 모델, 및 상기 LED 집합들에 상기 결정된 전류를 제공하기 위한 전류 구동기를 포함한다. 시스템은 상기 제3 LED 집합이 제1 파장 부분 범위(sub-range) 및 제1 특성 집합을 가진 제1 LED 부분집합, 및 제2 파장 부분 범위 및 제2 특성 집합을 가진 제2 LED 부분집합을 포함하는 것을 특징으로 하며, 여기서 상기 제3 파장 범위는 상기 제1 및 제2 파장 부분 범위가 합쳐진 파장 범위이며, 상기 제3 특성 집합은 상기 제1 및 제2 특성 집합의 함수이다.
이것의 이점은 제어의 복잡성을 증가시키지 않고 연색성을 향상시키는 것이다. 세 가지보다 많은 색을 사용하면, 생성될 색을 선택한 후에 연색 지수가 최적화될 수 있다.
상기 특성 집합들은 광 출력의 온도 의존성, 파장의 온도 의존성, 또는 광 출력의 전류 의존성, 또는 이상의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 LED 부분집합은 전기적으로 직렬로 연결된다.
이것의 이점은 두 LED 집합에 동일한 전류가 제공된다는 것이다.
조명 시스템은 LED 집합의 LED 온도에 대한 신호를 제공하기 위한 온도 센서를 더 포함할 수 있으며, 여기서 상기 온도 센서는 상기 LED 집합에 배치된 열 싱크(heat sink) 내에 배치된다.
각 LED 집합을 위한 상기 모델은, LED 온도와 기준 온도(reference temperature)의 차이의 몫의 지수함수인 LED 온도의 플럭스 함수(flux function)를 포함할 수 있으며, 각 LED 집합의 특성들에 따른 온도 매개변수에 대한 플럭스 의존성을 포함할 수 있다. 상기 각 LED 집합의 모델은, LED 온도와 기준 온도 간의 차이에 좌우되는 LED 온도의 파장 함수를 포함할 수 있으며, 각 LED 집합의 특성에 따른 온도 매개변수에 대한 파장 의존성을 포함할 수 있다.
본 발명의 두 번째 양상에 따라, 백색광을 제공하기 위해, 소정의 파장 범위 및 소정의 특성 집합을 가진 빛을 방사하도록 각각 구성된 3개의 LED 집합을 제어하기 위한 방법이 제공되며, 요구되는 광도 및 색을 결정하는 단계, LED 집합의 LED 온도를 결정하는 단계, 각 LED 집합에 대해 상기 요구되는 광도 및 색, 및 상기 LED 온도로부터 상기 LED 집합을 위한 구동 전류를 결정하는 단계, 상기 LED 집합에 상기 구동 전류를 제공하는 단계가 포함된다. 이 방법은 적어도 하나의 상기 LED 집합이 제1 파장 부분 범위 및 제1 특성 집합을 가진 제1 LED 부분집합, 및 제2 파장 부분 범위 및 제2 특성 집합을 가진 제2 LED 부분집합을 포함하는 것을 특징으로 하며, 여기서 상기 LED 집합의 파장 범위는 상기 제1 및 제2 파장 부분 범위가 합쳐진 파장 범위이며, 상기 LED 집합의 특성 집합은 상기 제1 및 제2 특성 집합의 함수이다.
각 LED 집합에 대해 상기 각 LED 집합을 위한 구동 전류를 결정하는 단계는, 각 LED 집합을 위해, LED 온도와 기준 온도 간의 차이에 좌우되는 LED 온도의 파장 함수, 및 각 LED 집합의 특성에 따른 온도 매개변수에 대한 파장 의존성을 포함하는 모델을 사용할 수 있다.
LED 집합은 하나 이상의 LED를 포함할 수 있다.
LED 온도란, LED가 동작하는 온도를 의미한다. 물리적으로, 이것은 접합 온도(junction temperature)이고, 사실상 그리고 측정상, 이것은 예를 들어, LED의 캡슐 또는 LED의 열 싱크와 같은 접합에 가까운 매체의 온도이다.
기준 온도란, 예를 들어, LED의 특성이 지정되는 공칭 온도(nominal temperature)이다.
일반적으로, 청구항에 사용되는 모든 용어들은 명백하게 다르게 정의되지 않은 한, 본 기술 분야에서 사용되는 일반적인 의미에 따라 이해되어야 한다. "어떤(a)/어떤(an)/그(the) [요소, 장치, 컴포넌트, 방법, 단계 등]"에 대한 모든 언급은, 명백하게 다르게 명시되지 않은 한, 상기 요소, 장치, 컴포넌트, 방법, 단계 등의 적어도 하나의 사례를 나타내는 것으로 널리 이해되어야한다. 여기에 개시된 모든 임의의 방법의 단계들은, 명백하게 명시되지 않은 한, 정확히 개시된 순서에 따라 수행될 필요가 없다.
본 발명의 기타 목적, 특징 및 이점들은 이어지는 상세한 설명, 첨부된 종속 청구항뿐 아니라 도면을 통해 나타날 것이다.
상술된 것뿐 아니라, 본 발명의 추가적인 목적, 특징, 및 이점들은 아래의 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 예시적이며 제한적이지 않은 상세한 설명과 첨부된 도면에 대한 참조를 통해 더 잘 이해될 것이며, 여기서 도면의 같은 참조 번호는 유사한 요소들에 대해 사용된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 구동 회로에 대한 기능적인 설명이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템을 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템을 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템을 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 LED를 제어하기 위한 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 1은 LED 집합(102, 103, 104), 구동 회로(106), 및 예를 들어, 광도 및 색상과 같은 요구되는 빛 매개변수(light parameter)를 위한 입력부(108)를 포함하는 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템(100)을 도시한다. 각 LED 집합(102, 103, 104)은 소정의 파장 범위를 가진 빛을 방사하도록 구성되며, 소정의 특성 집합과 관련된다. 특성은 광 출력의 온도 의존성, 파장의 온도 의존성 및/또는 광 출력의 전류 의존성일 수 있다. 구동 회로(106)는, 예를 들어, 각 LED 집합(102, 103, 104)을 위해 결정된 구동 전류를 제공함으로써, LED 집합(102, 103, 104)을 구동하도록 구성된다. 구동 전류는 모델로서 결정될 수 있는데, 여기에서 모델로의 입력은 입력부(108)에 의해 제공된 요구되는 빛 매개변수, LED 집합(102, 103, 104)의 특성, 및 LED 집합(102, 103, 104)의 결정된 접합 온도이다. LED 온도, 즉, 접합 온도와 관련된 온도들은, 예를 들어, LED의 열 싱크의 온도를 각각 측정함으로써 결정된다. 이 실시예의 제어 메커니즘은 예시로서 이해되어야 하며, 본 기술 분야에서 알려진 기타 제어 메커니즘들도 동일하게 사용될 수 있다. 시스템(100)은 도 3, 4 및 5와 관련하여 상세히 설명될 특징들을 갖는다.
도 2는 도 1의 구동 회로(106)의 실시예에 대한 기능적인 설명이다. 구동 회로(106)는 모델(200), LED 집합의 특성을 위한 메모리(202), 요구되는 빛 매개변수 입력부(204), LED 온도 입력부(206), 및 전류 구동기(208)를 포함한다. 특성, 빛 매개변수, 및 결정된 LED 온도가 모델(200)에 제공되며, 모델(200)은 각 LED 집합에 대해 결정된 전류 레벨을 전류 구동기(208)에 제공하며, 그것은 전류를 LED 집합(도시되지 않음)에 제공한다. 구동 회로(106)는 도 3, 4, 및 5와 관련하여 상세히 설명될 특징들을 갖는다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템(300)을 개략적으로 도시한다. 조명 시스템(300)은 세 개의 구동 신호를 제공하도록 구성된 구동 회로(302)를 포함한다. 도 1 및 도 2와 관련하여 상술된, 구동 신호를 결정하기 위한 부분에 대한 도시는 명확성을 위해 생략되었다. 제1 구동 신호는, 단일 LED(304)로 도시된 제1 LED 집합을 구동하기 위해 구성되며, 제1 LED 집합의 LED들은 제1 파장 범위의 빛을 방사하도록 구성된다. 구동 회로(302)로부터의 제2 구동 신호는, 단일 LED(306)로 도시된, 제1 파장 부분 범위의 빛을 방사하도록 구성되고 제1 특성 집합과 관련된 제1 LED 부분집합, 및 LED(308)로 도시된, 제2 파장 부분 범위의 빛을 방사하도록 구성되고 제2 특성 집합과 관련된 제2 LED 부분집합을 포함하는, 제2 LED 집합을 구동하도록 구성된다. 제2 LED 집합은 서로 다른 파장 범위 및 서로 다른 특성을 가진 두 개의 LED 부분집합을 포함하지만 하나의 LED 집합으로 취급된다. 따라서, 제2 LED 집합은 제1 및 제2 파장 부분 범위가 합쳐진 파장 범위인 파장 범위를 갖는다. 이와 유사하게, 제2 LED 집합은 제1 및 제2 특성 집합의 함수 인 특성이 주어진다. 제1 및 제2 LED 부분집합(306, 308)은 전기적으로 직렬로 연결될 수 있다. 단일 LED(310)로 도시된, 제3 파장 범위의 빛을 방사하도록 구성된 제3 LED 집합을 구동하기 위해서 제3 구동 신호가 구성된다. 세 개의 구동 신호를 제어함으로써 LED 집합은 서로 다른 색상의 빛을 방사하여 원하는 백색광을 총 광 출력(total light output)으로 제공한다. 또한, 세 개의 구동 신호의 제어를 통해 총 광 출력의 색 및 광도가 제어될 수 있다.
LED 집합은 하나 이상의 LED를 포함할 수 있다. 각 집합 내의 LED의 수는 다양한 파장 간의 균형을 최적화하도록 선택되어, 원하는 색 및 광도의 백색광을 제공하는 데 적합한 제어가 가능하도록 할 수 있다.
제1 파장 범위의 빛은 녹색일 수 있으며, 즉, 중심 파장이 520nm 내지 550nm의 범위 내 어딘가에 있다. 제3 파장 범위의 빛은 파란색일 수 있으며, 즉, 중심 파장이 450nm 내지 490nm의 범위 내 어딘가에 있다. 제1 및 제2 파장 부분 범위는 각각 빨간색 및 호박색(amber)일 수 있으며, 즉, 중심 파장이 각각 610nm 내지 645nm 및 580nm 내지 600nm의 범위 내의 어딘가에 있다. LED의 성질에 의해, 중심 파장 주변의 파장 또한 제공된다. 또한, 중심 파장은 LED의 접합 온도에 좌우된다.
위의 파장들은 예시이며, 기타 파장 및 파장의 범위들이 본 발명의 범위 내에서 사용가능하다.
LED의 특성들은, 예를 들어, LED의 데이터 시트로부터의 기준 파장 범위, 기준 광 출력, 기준 온도 등과 무관하게, 파장 및 광 출력의 온도 의존성일 수 있다. 경험적으로, 광 출력(플럭스)이 예를 들어,
Figure 112007092707444-pct00001
로부터 유도될 수 있음이 알려졌으며, 여기에서 T0는 특성 변수이다. 또한, 첨두 파장 시프트(peak wavelength shift)는 예를 들어 경험적으로 알려진 관계
Figure 112007092707444-pct00002
에 의해 기술될 수 있으며, 여기에서
Figure 112007092707444-pct00003
는 특성 속성(characteristic property)이다. 예시적인 표 1에 나타난 것과 같이, 서로 다른 색상의 LED들에 대해 특성의 값들이 다르다.
LED 색상
 빨간색 호박색 녹색 파란색
Figure 112007092707444-pct00004
(nm/K)
 0.10 0.13 0.05 0.02
T0(K)
 95 65 260 400
이 특성에 있어서의 차이는 빨간색과 호박색 LED의 조합을 하나의 합쳐진 LED로 볼 수 있는지가 확실하지 않음을 의미한다. 이 네 가지 색을 사용하는 색상 피드백 시스템에 대한 선행 실험들은 하나의 온도에서의 광학적 속성만을 고려하면서 단순히 빨간색 및 호박색 LED를 하나의 자유도(single degree of freedom)로 합치기에는 온도 행동(temperature behaviour)에 있어서의 차이가 너무 현저하다는 것을 보여주었다. 조합된 LED는 일반 LED와 유사한 방사 패턴(radiation pattern) 및 행동을 가진 하나의 합쳐진 LED로서 모델링될 수 있다. 시뮬레이션에 의해, 조합된 빨간색 및 호박색 LED의 x-좌표 및 y-좌표 모두에서의 방사 패턴 및 플럭스 출력이 결정된다. 표 2는 이 시뮬레이션의 예를 보여준다.
빨간색
 호박색 합쳐짐
LED의 수
 2 6 "1"
I(mA)
 350 350 350
φ(lm/LED)
 59.5 45.8 320.0
FWHM(nm)
 20 14 14
λpeak(nm)
 617 593.25 598.25
β(nm/K)
 0.10 0.13 0.13
T0(K)
 95 65 68
Rj2b(K/W) 18
 18 18
VF(V)
 2.910 2.670 2.730
표 2의 시뮬레이션 결과에 근거하여, 6개의 호박색 LED와 2개의 빨간색 LED의 조합이 매우 좋은 연색성 및 용이한 구동, 색상 피드백, 및 색상 조정을 가능하게 한다. 요구되는 색 점(color point)을 선택함으로써 명시적으로 결정되는 세 개의 자유도밖에 없기 때문에 용이하다. 빨간색 및 호박색 LED의 또 다른 조합, 또는, 예를 들어, 파란색과 청록색(cyan), 파란색과 녹색, 또는 녹색과 청록색 LED와 같은 색들의 다른 조합에 대해서도, 유사한 하나로 합쳐진 LED가 정의될 수 있다.
대안적인 실시예에서, 동일한 전압을 제공하여 집합들이 함께(jointly) 구동되도록 하기를 원할 수 있다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템(400)을 도시한다. 조명 시스템(400)은 세 개의 구동 신호를 제공하도록 구성된 구동 회로(402)를 포함한다. 도 1 및 도 2와 관련하여 위에 설명된 구동 신호를 결정하기 위한 부분들에 대한 도시는 명확성을 위해 생략되었다. 제1 구동 신호가, 단일 LED(404)로 도시된, 제1 LED 집합을 구동하도록 구성되며, 여기서 제1 LED 집합의 LED들은 제1 파장 범위의 빛을 방사하도록 구성된다. 구동 회로(402)로부터의 제2 구동 신호는, 단일 LED(406)로 도시된, 제1 파장 부분 범위의 빛을 방사하도록 구성된 제1 LED 부분집합, 및 단일 LED(408)로 도시된, 제2 파장 부분 범위의 빛을 방사하도록 구성된 제1 LED 부분집합을 포함하는, 제2 LED 집합을 구동하도록 구성된다. 제2 LED 집합은 서로 다른 파장 범위 및 서로 다른 특성을 갖는 두 개의 LED 집합을 포함하지만 하나의 LED 집합으로 취급된다. 따라서, 제2 LED 집합은 제1 및 제2 파장 부분 범위가 합쳐진 파장 범위인 파장 범위를 갖는다. 이와 유사하게, 제2 LED 집합은 제1 및 제2 특성 부분집합의 함수인 특성을 갖는다. 제1 및 제2 LED 부분집합은 두 개의 LED 부분집합(406, 408)에 동일한 전압을 제공하기 위해 전기적으로 병렬로 연결될 수 있다.
도 5는 구동 신호가 두 개만 제공되는 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템(500)을 도시한다. 조명 시스템(500)은 두 개의 구동 신호를 제공하도록 구성된 구동 회로(502)를 포함한다. 제1 구동 신호는 단일 LED(504)로 도시된 제1 LED 집합을 구동하도록 구성되며, 제1 LED 집합의 LED들은 제1 파장을 가진 빛을 방사하도록 구성된다. 구동 회로(502)로부터의 제2 구동 신호는, 단일 LED(506)로 도시된, 제1 파장 부분범위의 빛을 방사하도록 구성된 제1 LED 부분집합, 및 단일 LED(508)로 도시된, 제2 파장 부분범위의 빛을 방사하도록 구성된 제2 LED 부분집합을 포함하는 제2 LED 집합을 구동하도록 구성된다. 제2 LED 집합은 서로 다른 파장 범위 및 서로 다른 특성을 갖는 두 개의 LED 부분집합을 포함하지만 하나의 LED 집합으로 취급된다. 따라서, 제2 LED 집합은 제1 및 제2 파장 부분 범위가 합쳐진 파장 범위인 파장 범위를 갖는다. 이와 유사하게, 제2 LED 집합은 제1 및 제2 특성 집합의 함수인 특성을 갖는다. 제1 및 제2 LED 부분집합은 두 집합(506, 508)에 동일한 전류를 제공하도록 전기적으로 직렬로 연결될 수 있다.
LED 집합 및 부분집합들은 하나 이상의 LED를 포함할 수 있다. 각 집합 및 부분집합 내의 LED의 수 및 파장은, 다양한 파장 간의 균형을 최적화하도록 선택되어, 요구되는 색 온도 범위 및 연색 지수, 색상 및 광도를 가진 백색광의 제공을 제어할 수 있게 한다. 색상마다의 LED의 수 및 그들의 파장은 요구되는 색 온도 범위, 색상 범위 및 광도 범위의 특정 연색성을 위해 최적화되어야 한다.
제1 파장의 빛은 빨간색일 수 있으며, 즉 중심 파장이 610nm 내지 645nm의 범위 내 어딘가에 있다. 제1 및 제2 LED 부분집합의 색은 각각 파란색 및 녹색일 수 있으며, 즉 중심 파장이 각각 450nm 내지 490nm 및 520nm 내지 550nm의 범위 내 어딘가에 있다.
상술된 본 발명의 실시예들은 생성된 백색광의 색 온도 제어를 원활하게 하기 위해 하나보다 많은 LED 부분집합을 구동할 것을 제안한다. 4 색 시스템을 세 개의 자유도로 감소시키고, 3 색 시스템을 두 개의 자유도로 감소시키기 위한 제안이 제시되었다. 하지만, 본 발명은 제어되는 자유도의 수가 감소된, 임의의 수의 색을 가진 시스템을 구현하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 조명 시스템은 위에 설명된 것과 유사한 두 개 이상의 하나로 합쳐진 LED 집합을 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 복수의 LED 집합을 제어하기 위한 방법을 도시하는 흐름도이다. 첫 번째 결정 단계(600)에서, 요구되는 광도, 연색 지수, 및 색 온도가 결정된다. 두 번째 결정 단계(602)에서, LED 온도가 결정되며, 바람직하게, 예를 들어, LED의 열 싱크의 온도를 측정하고, 열 싱크의 온도로부터 LED의 접합 온도를 결정함으로써 접합 온도를 결정한다. 세 번째 결정 단계(604)에서, 요구되는 광도, 연색 지수 및 색 온도, 및 LED 온도로부터 각 LED 집합을 위한 구동 전류가 결정된다. 전류 제공 단계(606)에서, 구동 전류가 각 LED 집합에 제공된다. 더 나아가, 본 방법은 도 3, 4 및 5와 관련하여 상술된 것에 따른 특징들을 포함한다.
본 발명의 설명된 실시예에 따른 방법들은 다수의 단계를 포함한다. 이 단계들은, 본 기술 분야의 실시간 제약에 의해, 연속적으로 또는 병렬적으로 임의의 순서대로 수행될 수 있다.
본 발명은 위에서 몇몇의 실시예를 참조하여 주로 설명되었다. 하지만, 본 기술 분야의 숙련된 자들에게 이미 이해된바, 위에 개시된 실시예 외의 실시예들이 첨부된 청구항에 정의된 본 발명의 범위 내에서 가능하다.

Claims (9)

  1. 백색광을 생성하기 위한 발광 다이오드(LED) 조명 시스템(100)으로서,
    제1 파장 범위 및 제1 특성(characteristic) 집합을 가진 빛을 방사하도록 구성된 제1 LED 집합(102, 304, 404),
    제2 파장 범위 및 제2 특성 집합을 가진 빛을 방사하도록 구성된 제2 LED 집합(103, 310),
    제3 파장 범위 및 제3 특성 집합을 가진 빛을 방사하도록 구성된 제3 LED 집합(104), 및
    상기 LED 집합들(102, 103, 104)을 구동하도록 구성된 구동 회로(106)
    를 포함하며,
    상기 구동 회로(106)는,
    요구되는 광도(light intensity) 및 색상을 결정하는 매개변수를 위한 입력부(108, 204),
    상기 LED 집합들의 LED 온도에 대한 신호를 위한 입력부,
    상기 LED 집합들(102, 103, 104) 각각에 대한 상기 매개변수, 신호, 및 특성 집합으로부터 상기 LED 집합들을 위한 구동 전류를 결정하기 위한 모델(200), 및
    상기 LED 집합들(102, 103, 104, 304, 404, 310)에 상기 결정된 전류를 제공하기 위한 전류 구동기(208)
    를 포함하고,
    상기 제3 LED 집합(104)은 제1 파장 부분 범위(sub-range) 및 제1 특성 집합을 가진 제1 LED 부분집합(306, 406), 및 제2 파장 부분 범위 및 제2 특성 집합을 가진 제2 LED 부분집합(308, 408)을 포함하며, 상기 제3 파장 범위는 상기 제1 파장 부분 범위 및 상기 제2 파장 부분 범위가 합쳐진(lumped) 파장 범위이며, 상기 제3 특성 집합은 상기 제1 특성 집합 및 상기 제2 특성 집합의 함수이고, 각 LED 집합을 위한 상기 모델은, LED 온도와 기준 온도 간의 차이에 좌우되는 LED 온도의 파장 함수, 및 각 LED 집합의 특성에 따른 온도 매개변수에 대한 파장 의존성을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 특성 집합들은, 광 출력(light output)의 온도 의존성, 파장의 온도 의존성, 또는 광 출력의 전류 의존성, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 조명 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 파장 범위는 450nm 내지 490nm이고, 상기 제2 파장 범위는 520nm 내지 550nm이고, 상기 제3 파장 범위는 580nm 내지 645nm이며, 상기 제3 파장 범위는 580nm 내지 600nm의 제1 부분 범위와 610nm 내지 645nm의 제2 부분범위가 합쳐진 파장 범위인 조명 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 파장 범위는 610nm 내지 645nm이고, 상기 제2 파장 범위는 580nm 내지 600nm이고, 상기 제3 파장 범위는 450nm 내지 550nm이며, 상기 제3 파장 범위는 450nm 내지 490nm의 제1 부분 범위와 520nm 내지 550nm의 제2 부분 범위가 합쳐진 파장 범위인 조명 시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 LED 부분집합 및 제2 LED 부분집합(306, 308)은 전기적으로 직렬로 연결된 조명 시스템.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 LED 집합들의 LED 온도에 대한 상기 신호를 제공하기 위한 온도 센서를 더 포함하며, 상기 온도 센서는 상기 LED 집합들에 배치된 열 싱크(heat sink) 내에 배치된 조명 시스템.
  7. 백색광을 제공하기 위해, 각각 소정의 파장 범위 및 소정의 특성 집합을 가진 빛을 방사하도록 구성된 3개의 LED 집합을 제어하기 위한 방법으로서,
    요구되는 광도 및 색을 결정하는 단계,
    상기 LED 집합들의 LED 온도를 결정하는 단계,
    각 LED 집합에 대해, 상기 요구되는 광도 및 색, 및 상기 LED 온도로부터 상기 각 LED 집합을 위한 구동 전류를 결정하는 단계, 및
    상기 LED 집합들에 상기 구동 전류를 제공하는 단계
    를 포함하고,
    상기 LED 집합들 중 적어도 하나의 LED 집합은 제1 파장 부분 범위 및 제1 특성 집합을 가진 제1 LED 부분집합 및 제2 파장 부분 범위 및 제2 특성 집합을 가진 제2 LED 부분집합을 포함하며, 상기 LED 집합의 파장 범위는 상기 제1 파장 부분 범위 및 상기 제2 파장 부분 범위가 합쳐진 파장 범위이며, 상기 LED 집합의 특성 집합은 상기 제1 특성 집합 및 상기 제2 특성 집합의 함수이고,
    각 LED 집합에 대해 상기 각 LED 집합을 위한 구동 전류를 결정하는 단계는, 각 LED 집합에 대해, LED 온도와 기준 온도 간의 차이에 좌우되는 LED 온도의 파장 함수, 및 각 LED 집합의 특성에 따른 온도 매개변수에 대한 파장 의존성을 포함하는 모델을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
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