KR101306112B1

KR101306112B1 - 혼합-색 광을 방출하는 광원 및 그러한 광원의 색 위치를제어하는 방법

Info

Publication number: KR101306112B1
Application number: KR1020087011660A
Authority: KR
Inventors: 안드레아스 후버; 페터 니이더마이어; 오스카 샬모저
Original assignee: 오스람 게엠베하
Priority date: 2005-10-17
Filing date: 2006-10-12
Publication date: 2013-09-09
Also published as: CN101288341B; TW200735715A; ATE536080T1; WO2007045601A1; US8120276B2; CA2625117A1; CN101288341A; KR20080072661A; DE102005049579A1; JP4723650B2; CA2625117C; US20100134037A1; JP2009512171A; EP1938667A1; EP1938667B1

Abstract

본 명세서에는 다수의 1차 광원들(1)로부터 방출된 적어도 2가지 상이한 색을 가진 광을 갖는 혼합-색 광을 방출하는 광원(10)이 개시되고, 상기 1차 광원들(1)은 그룹들로 나누어지고, 하나의 그룹 내 1차 광원들(1)의 휘도 값들은 색에 따라 별개로 결정되고 제어되며, 그 결과 혼합-색 광의 색 위치는 CIE 표준 색 다이어그램의 정해진 영역에 놓인다. 본 발명은 부가하여 상기 광원(10)을 제어하는 방법 및 예를 들어, 디스플레이를 백라이트하기 위하여 상기 광원(10)을 구비한 조명 장치에 관한 것이다.

Description

혼합-색 광을 방출하는 광원 및 그러한 광원의 색 위치를 제어하는 방법{LIGHT SOURCE EMITTING MULTI-COLOURED LIGHT AND METHOD FOR CONTROLLING THE COLOUR LOCATION OF SUCH A LIGHT SOURCE}

본 발명은 혼합-색 광을 방출하는 광원 및 그것의 색 위치(color locus)를 제어하는 방법, 그리고 혼합-색 광을 방출하는 광원을 포함하는 디스플레이를 백라이트하기 위한 조명 장치에 관한 것이다.

1차 광원들, 예를 들어, 발광 다이오드들로부터 나온 상이한 색들을 가진 혼합-색 광을 방출하는 광원들의 색 위치는 종종 예를 들어, 1차 광원들의 노후화 프로세스 또는 온도 변동과 같은 외부 영향 때문에 변동되기 쉽다. 그러나, 예를 들어, 디스플레이를 백라이트하기 위한 소정의 응용예들에 대하여, 광원의 색 위치는 1차 광원들로부터 나오는 광의 변화에 무관하게 실질적으로 일정하게 유지되는 것이 바람직하다.

본 발명의 한 가지 목적은 색 위치가 간단한 방식으로 제어될 수 있는 혼합-색 광을 방출하는 광원 및 디스플레이 백라이트용 조명 장치를 특정하는 것이다. 본 발명의 추가적인 목적은 혼합-색 광을 방출하는 광원의 색 위치를 제어하는 방법을 특정하는 것이다.

이러한 목적들은 청구범위 제1항의 단계들을 포함하는 방법에 의해, 청구범위 제13항의 특징들을 포함하는 광원에 의해, 그리고 청구범위 제21항의 특징들을 포함하는 조명 장치에 의해 달성된다.

광원 및 상기 방법의 유리한 실시예들 및 개선예들은 각각 종속항들에 특정된다.

복수 개의 1차 광원들에 의해 방출된 적어도 2가지 상이한 색들의 광을 포함하는 혼합-색 광을 방출하는 광원에서, 1차 광원들은 그룹들로 나누어지고, 하나의 그룹 내의 1차 광원들의 휘도값들은 색에 따라 개별적으로 결정되고 제어되어, 그 결과 혼합-색 광의 색 위치는 CIE 표준 색도 다이어그램(CIE standard chromaticity diagram)의 미리 설정된 영역에 놓인다.

이러한 경우, 1차 광원들은 하나의 그룹이 단지 단일 색을 갖는 1차 광원들만 포함하도록, 또는 대안적으로 하나의 그룹이 상이한 색들을 갖는 1차 광원들을 포함하도록 그룹들로 나누어질 수 있다.

바람직하게, 하나의 그룹의 1차 광원들은 그들의 광의 휘도 값들이 미리 설정된 범위 내에 있도록 각각의 경우에 서로에 대해 선택된다.

1차 광원들은 그룹들로 나누어지고, 그러한 그룹의 휘도는 미리 설정된 범위 내에 놓이기 때문에, 하나의 그룹 내에 있는 1차 광원들만이 혼합-색 광의 색 위치를 제어하기 위하여 결정되고 제어되어야 한다. 그리하여, 각각의 개별적인 1차 광원을 제어하는 것에 비하여 제어 복잡도는 줄어들 수 있다. 서로에 대해 선택되는 1차 광원들만을 사용하는 것의 가능성에 비해, 서로에 대해 선택되는 1차 광원들의 그룹들을 사용하는 것은 각각의 경우에 더 적은 개수의 1차 광원들이 서로에 대해 선택되어야 하고, 그에 의해 비용이 유리하게 줄어들 수 있다는 이점을 제공할 수 있다. 이러한 후자는 특히 아주 많은 수의 1차 광원들을 갖는 광원의 경우에 긍정적인 효과를 갖는다.

특히 바람직하게, 하나의 그룹에 있는 1차 광원들의 광에 대한 휘도 값들은 이하의 범위들 중 하나에 있고, 한계들은 각각의 경우에 24000 mlm 내지 28000 mlm 사이, 28000 mlm 내지 33000 mlm 사이, 33000 mlm 내지 39000 mlm 사이, 39000 mlm 내지 45000 mlm 사이, 45000 mlm 내지 52000 mlm 사이, 52000 mlm 내지 61000 mlm 사이, 61000 mlm 내지 71000 mlm 사이에 포함된다.

바람직하게, 하나의 그룹에 있는 휘도 값들의 미리 설정된 범위는 최소값부터 최대값까지 4000 mlm, 5000 mlm, 6000 mlm, 7000 mlm, 8000 mlm, 9000 mlm 또는 10000 mlm을 포함한다.

하나의 바람직한 실시예에서, 하나의 그룹 내에 있는 색의 1차 광원들은 부가하여 광의 주파장(dominant wavelength)들이 마찬가지로 미리 설정된 범위 내에 놓이도록 서로에 대해 선택된다. 바람직하게, 주파장들에 대한 미리 설정된 범위는 최소값부터 최대값까지 4 nm, 5 nm 또는 10 nm를 포함한다.

본 발명의 맥락에서, 1차 광원의 주파장은 1차 광원으로부터 나온 광으로서 인간 눈에 동일한 색 인상을 야기하는 단색 방사의 파장을 의미하는 것으로 이해된다.

주파장들에 따른 선택에 대한 대안으로서, 또는 주파장들에 따른 선택에 부가하여, 하나의 그룹의 1차 광원들은 또한 피크 파장들에 따라 선택될 수 있고, 그 결과 하나의 그룹 내에 있는 1차 광원들의 피크 파장들은 미리 설정된 범위 내에 놓인다.

하나의 그룹 내에서 선택된 주파장 및/또는 선택된 피크 파장을 가진 1차 광원들을 사용하는 것은 부가하여 유리하게 간단한 방식으로 혼합-색 광의 색 위치를 제어할 수 있는데 기여한다.

하나의 바람직한 실시예에서, 광원은 적색, 녹색 및 청색 광을 포함하는 혼합-색 광을 방출한다. 이러한 3가지 색은 CIE 표준 색도 다이어그램 내에서 큰 영역에 걸쳐 있기 때문에, 혼합-색 광의 색 위치는 상기 색들의 휘도를 가변시킴으로써 넓은 범위 내에 놓일 수 있다.

이러한 실시예에서, 적색 광을 방출하는 하나의 그룹 내 1차 광원들의 주파장들은 바람직하게 이하의 범위들 중 하나에 놓이고, 한계들은 각각의 경우에, 612 nm 내지 615 nm 사이, 616 nm 내지 620 nm 사이, 620 nm 내지 624 nm 사이에 포함된다. 이러한 실시예에서, 녹색 광을 방출하는 하나의 그룹 내 1차 광원들의 주파장들은 부가하여 바람직하게 이하의 범위들 중 하나에 놓이고, 한계들은 다시 한 번 519 nm 내지 525 nm 사이, 525 nm 내지 531 nm 사이, 531 nm 내지 537 nm 사이에 포함된다. 이러한 실시예에서, 청색 광을 방출하는 1차 광원들의 주파장들은 부가하여 바람직하게 이하의 범위들 중 하나에 놓이고, 한계들은 다시 한 번 449 nm 내지 453 nm 사이, 453 nm 내지 457 nm 사이, 457 nm 내지 461 nm 사이, 464 nm 내지 468 nm 사이, 468 nm 내지 472 nm 사이, 472 nm 내지 476 nm 사이에 포함된다.

특히 바람직하게, 혼합-색 광의 색 위치의 미리 설정된 영역은 CIE 표준 색도 다이어그램의 백색 영역에 놓인다. 한편으로, 백색 광, 특히 태양광과 유사한 광은 다수의 응용예들에 필수적이다. 다른 한편으로, 인간 눈은 백색 광의 경우에 색 변화에 특히 민감하고, 이것은 특히 잦은 색 위치의 제어를 필요로 한다.

바람직하게, 광원은 1차 광원들로서 반도체 발광 다이오드(LED), 유기 발광 다이오드(OLED), 레이저, 특히 반도체 레이저 또는 전계발광 필름(electroluminescent film)을 포함한다.

이러한 1차 광원들은 예를 들어, 백열 램프들과 같은 다른 광원들에 비해 그 휘도가 그것들을 구동하는 전기 신호를 가변시킴으로써 작은 시간 지연을 갖고 변화될 수 있다는 이점을 갖는다. 부가하여, 그것들은 펄스-폭-변조 신호들을 이용한 구동에 적합하다.

펄스-폭-변조 신호(PWM 신호)는 전기 신호, 바람직하게 구형파 신호이고, 상기 신호는 고정된 기본 주기 T 내에서 특정 시간 t_on 동안 스위치 온되고, 기본 주기의 나머지 기간 t_off 동안 스위치 오프된다. 스위치-온 시간과 기본 주기의 비율, t_on/T = t_on/(t_on + t_off)은 듀티비 dc로 언급된다. 듀티비는 PWM 신호가 기본 주기 T 내에서 스위치 온되는 퍼센티지 시간 비율의 측정치이다.

하나의 그룹 내 한 가지 색의 1차 광원들을 구동하기 위하여, 바람직하게 각각의 변경된 PWM 신호가 사용되고, 상기 변경된 PWM 신호는 시간 간격들 t_on 및 t_off에 부가하여 제 1 시간 간격 t₁을 가진 변경된 기본 주기를 갖고, 여기서 t₁은 완벽하게 시간 간격들 t_on 또는 t_off 중 하나에 잘 포함되거나 또는 상기 시간 간격들 중 하나와 중첩된다. 부가하여, 하나의 그룹 내 한 가지 색의 1차 광원들을 구동하기 위한 변경된 PWM 신호들의 기본 주기들은 서로에 대하여 고정된 위상 관계를 갖고, 특히 바람직하게 변경된 기본 주기들 간의 위상 값은 제로이다. 부가하여, 시간 간격 t₁은 바람직하게 변경된 기본 주기의 시작에 놓인다. 부가하여, 시간 간격 t₁은 개별적인 색들 또는 배경의 광에 대한 휘도 값들을 결정하기 위한 측정 시간 주기로서 제공될 수 있다. 하나의 그룹 내 한 가지 색의 광에 대한 휘도 값을 결정하기 위하여, 대응하는 변경된 PWM 신호의 시간 간격 t_on은 위상-이동되어, 그것은 시간 간격 t₁과 동시에 시작하는 반면, 휘도 값들이 결정되도록 의도되지 않은 한 그룹 내 색들의 1차 광원들을 구동하기 위한 변경된 PWM 신호들의 시간 간격들 t_on은 상기 시간 간격 t_on 밖에 놓인다. 그리하여, 하나의 그룹 내 한 가지 색의 1차 광원들의 휘도는 시간 간격 t_on 내에서 결정될 수 있다. 특히, 예를 들어, 포토다이오드와 같이, 색에 따라 구별되지 않는 센서가 이러한 목적을 위하여 유리하게 사용될 수 있다.

하나의 바람직한 실시예에서, 시간 간격 t₁으로의 시간 간격 t_on의 위상 이동은 2개의 바로 연속적인 변경된 기본 주기들 사이에서 갑자기 일어나기 보다는 오히려, 천천히 일어나고, 그 결과, 시간 간격 t_on의 시작은 단지 복수 개의 변경된 기본 주기들이 경과된 이후에만 시간 간격 t₁의 시작과 일치한다.

부가하여, 시간 간격 t₁으로의 시간 간격 t_on의 위상 이동은 바람직하게 일정한 듀티비에서 수행되는데, 그 이유는 유리하게, 혼합-색 광의 색 위치의 어떠한 변화도 듀티비의 변화로 인해 일어나지 않기 때문이다.

변경된 PWM 신호들은 하나의 그룹 내의 한 가지 색의 1차 광원들의 휘도 값들이 순차적으로 즉, 시간 간격 t₁ 동안 연속적으로(반드시 바로 연속적이어야 하는 아니지만) 진행하는 변경된 기본 주기들에서 결정되도록 한다. 상이한 색들의 1차 광원들을 구동하기 위한 전술한 변경된 PWM 신호들은 이러한 목적을 위해 서로 잇따른다.

상이한 변경된 기본 주기들의 시퀀스는 이제부터 PWM 신호의 총 주기로서 언급되고, 총 주기가 주기적으로 일정하게 반복되는 방식으로 한 그룹의 1차 광원들을 구동하기 위한 PWM 신호들의 변경된 기본 주기들을 결합한다.

PWM 신호의 총 주기는 마찬가지로 바람직하게 하나의 그룹의 어떠한 1차 광원들도 스위치 온 되지 않는 시간 간격을 포함한다. 배경의 휘도 값은 이러한 시간 간격 내에서 결정될 수 있다. 바람직하게, 시간 간격 t₁은 마찬가지로 이러한 목적을 위하여 사용되고, 어떠한 시간 간격들 t_on도 시간 간격 t₁으로 위상-이동되지 않는다.

만약 배경 휘도의 값들이 결정된다면, 1차 광원들의 휘도 값들은 유리하게 배경 휘도에 의해 교정될 수 있고, 그 결과 예를 들어, 주변 광 또는 컴포넌트 오프셋의 결과로서 외란(disturbance)들은 적어도 부분적으로 상쇄될 수 있다. 배경 휘도에 의한 휘도 값들의 교정은 예를 들어, 하나의 그룹 내에 있는 한 가지 색의 1차 광원들의 광의 휘도 값들로부터 배경의 휘도 값을 뺌으로써 달성될 수 있다.

일 실시예에서, 광원의 1차 광원들을 구동하기 위한 변경된 PWM 신호들은 각각의 경우에 단일 그룹의 한 가지 색의 1차 광원들만 늘 스위치 온 되도록 구성된다.

부가의 바람직한 실시예에서, 휘도 값들은 센서를 사용하여 결정되고, 센서의 감도는 인간 눈의 감도에 적응된다.

일 실시예에서, 광원은 개별 그룹들 사이에서 예를 들어, 센서의 신호와 같은 정보를 교환하기에 적합한 통신 소자들을 포함한다. 부가하여, 통신 소자들은 상이한 그룹들의 휘도 값들이 결정되는 순서를 정하기 위하여 사용될 수 있다.

광원은 디스플레이, 예를 들어, LCD 디스플레이를 백라이트하기 위한 조명 장치에 사용하는데 특히 적합하다.

디스플레이를 위한 조명 장치의 한 가지 바람직한 실시예에서, 변경된 PWM 신호들의 기본 주기 T에 대응하는 주파수 1/T는 라인 주파수 또는 다수의 라인 주파수에 동기화된다.

본 발명의 부가 이점들 및 유리한 실시예들은 도 1a, 도 1b, 도 2 내지 도 3, 도 4a 내지 도 4c와 관련하여 이하에서 보다 상세히 설명된 예시적인 실시예들로부터 자명해질 것이다.

도 1a 는 일 실시예에 따른 광원의 개략적 평면도를 보여준다.

도 1b는 일 실시예에 따른 1차 광원들을 포함하는 모듈의 개략적 평면도를 보여준다.

도 2는 일 실시예에 따른 조명 장치를 통한 개략적 섹션도를 보여준다.

도 3은 일 실시예에 따른 광원의 제어를 위한 블럭 다이어그램의 개략적 도면을 보여준다.

도 4a는 일 실시예에 따른 전기적 PWM 신호들의 변경된 기본 주기의 개략적 도면을 보여준다.

도 4b는 일 실시예에 따라 광원을 제어하기 위한 전기적 PWM 신호들의 변경된 기본 주기의 부가적 개략도를 보여준다.

도 4c는 일 실시예에 따라 광원을 제어하기 위한 전기적 PWM 신호들의 기본 주기들의 시퀀스를 보여준다.

예시적인 실시예들 및 도면들에서, 동일한 또는 동일하게 기능하는 구성 부품들에는 각각의 경우에 동일한 참조부호가 제공된다. 도면들의 도시된 소자들은 원칙적으로 실제 수치를 갖는 것으로 간주되어서는 안 된다. 그보다는 오히려, 그것들은 예를 들어, 더 나은 이해를 제공하기 위하여 부분적으로 과장된 수치로 도 시된다.

도 1a의 예시적인 실시예를 따른 광원(10)에서, 상이한 색을 가진 광을 방출하는 복수 개의 반도체 발광 다이오드(1)(LED)들이 1차 광원들로서 사용된다. 이 경우에, 예를 들어, 녹색 광을 방출하는 2개의 LED(1)(이하에서 축약형으로 "녹색 LED" G로 언급됨), 청색 광을 방출하는 하나의 LED(이하에서 축약형으로 "청색 LED" B로 언급됨), 및 적색 광을 방출하는 하나의 LED(이하에서 축약형으로 "적색 LED" R로 언급됨)가 각각 모듈(2)에 결합된다. 상기 모듈(2)의 개략적 평면도가 도 1b에 도시된다. 도 1a에 따른 예시적인 실시예에서, 각각의 경우에 10개의 상기 모듈들(2)이 등간격으로 한 벌로 배열되고, 한 벌의 LED(1)들은 하나의 그룹을 형성한다. 이것은 한 벌의 LED들(1)이 그들의 휘도에 따라 선택되어 그들의 휘도 값들이 미리 설정된 범위 내에 놓임을 의미한다. 부가하여, 한 그룹의 LED들(1) 및 색 R, G, B가 또한 각각의 경우에 주파장에 따라 선택될 수 있고, 즉, 한 그룹의 녹색 LED들의 주파장들, 한 그룹의 적색 LED들의 주파장들 및 한 그룹의 청색 LED들의 주파장들이 미리 설정된 범위 내에 놓인다.

도 1a에 따른 광원(10)은 상하로 배열되어 캐리어(3) 상에 설치된 복수 개의 모듈들(2)의 시리즈를 갖는다. 모듈들(2)의 시리즈 사이에, 각각의 경우에 각각의 시리즈의 시작 및 끝에서 제 2 모듈 및 제 3 모듈(2) 사이에 센서(4), 예를 들어, 포토다이오드가 배치되어, 그 그룹 내의 1차 광원들의 휘도 값들을 검출하고 또한 배경 휘도를 검출한다. 포토다이오드들에 대한 대안으로서, 인간 눈의 감도에 적응된 감도를 갖는 센서들을 사용하는 것이 또한 가능하다.

도 2는 예를 들어, 도 1a에 도시된 바와 같은 광원(10)을 포함하는 조명 장치를 통한 개략적 섹션도를 보여준다. 부가하여, 조명 장치는 측벽들(5) 및 조명 장치의 전면을 형성하는 광 산란 플레이트(light-scattering plate)(6), 예를 들어, 오팔 글래스 시트 또는 확산 산란 플라스틱 플레이트(diffusely scattering plastic plate)를 포함하고, 광 산란 플레이트로부터 조명 장치의 혼합-색 광이 방출된다.

도 1a에 따른 광원(10)은 예를 들어, 도 3에 개략적으로 도시된 블록 다이어그램의 회로의 도움으로 구동될 수 있다. 블록 다이어그램은 예를 들어, 2개의 그룹들(그룹 1 및 그룹 2)의 회로를 보여주고, 그룹들은 동일한 방식으로 더 큰 개수의 그룹들로 확장될 수 있다. 하나의 색의 광을 방출하는 한 그룹의 LED들(1)은 각각의 경우에 직렬로 연결된다. 본 경우에서, 한 그룹의 적색 LED들 R, 한 그룹의 녹색 LED들 G 및 한 그룹의 청색 LED들 B가 직렬로 연결된다. 한 가지 색의 LED들의 각각의 직렬 연결에 일정-전류 소스(선형 또는 시간-제어된(clocked))에 의해 전류를 공급받는다. 부가하여, 도 3의 블록 다이어그램을 따른 회로는 그룹 당, 또 다른 그룹의 제어 컴포넌트(8)와의 통신을 위한 2개의 서브유닛들(81, 82)을 포함하는 제어 컴포넌트(8), 혼합-색 광의 각각의 색에 대한, 즉, 본 경우에 있어서는 3개의 혼합-색 광의 각각의 색에 대한, 내부 동기화를 위한 하나의 서브유닛(83), PWM 신호들을 생성하기 위한 서브유닛들(84)을 포함한다. 부가하여, 제어 컴포넌트(8)는 센서(4)의 신호를 위한 입력을 갖는다.

각각의 일정-전류 소스(7)는 PWM 신호들을 생성하기 위한 서브유닛(84)에 의 해 구동되는 반면, 내부 통신을 위한 하나의 그룹에 대한 각각의 서브유닛(81)은 또 다른 그룹의 내부 통신을 위한 서브유닛(82)에 연결된다. 부가하여, 도시된 2개의 그룹들의 내부 동기화를 위한 서브유닛들(83)은 서로 연결된다.

도 4a는 각각의 경우에 하나의 그룹 내 적색, 녹색 및 청색 LED들, R, G, B를 구동하기 위한 변경된 PWM 신호들 I_R, I_G, I_B의 기본 주기 T를 개략적으로 보여주고, 또한 상기 기본 주기 T 동안 센서 I_D의 신호를 보여준다. 변경된 PWM 신호 I_R, I_G, I_B의 기본 주기 T는 시간 간격 t₁ 및 시간 간격 t₂로 분리된다. 시간 간격 t₁은 센서(4)를 사용하여 측정들을 수행하고 그러한 측정치들을 판독하기 위하여 제공된다. 시간 간격 t₂는 그룹 당 한 가지 색 R, G, B의 LED들이 스위치 온 될 수 있는 시간 주기를 나타내는 반면, 시간 간격 t_on은 그룹 당 한 가지 색 R, G, B의 LED들이 스위치 온되는 실제 기간을 특정한다. 도 4a에 따라 적색, 녹색 및 청색 LED들, R, G, B를 구동하기 위한 3개의 변경된 PWM 신호들의 기본 주기들은 서로에 대해 어떠한 위상 이동도 갖지 않는다. 부가하여, 어떠한 PWM 신호들도 시간 간격 t₁ 내에서 스위치 온 되지 않는다. 이러한 시간 간격 동안의 센서 I_D의 신호는 배경의 휘도 값의 측정치이다.

도 4b는 마찬가지로 각각의 경우에 한 그룹의 적색, 녹색 및 청색 LED들 R, G, B를 구동하기 위한 변경된 PWM 신호들 I_R, I_G, I_B의 기본 주기 T를 도시하고, 상기 경우에는 도 4a와 반대로 한 그룹의 녹색 LED들을 구동하기 위한 PWM 신호의 시 간 간격 t_on은 시간 간격 t_on의 시작(G)이 시간 간격 t₁의 시작과 일치하는 방식으로 위상-이동된다. 따라서, 시간 간격 t₁ 동안 센서 I_D의 신호는 상기 그룹의 녹색 LED들 G의 휘도에 대한 측정치이다. 이러한 경우, 시간 간격 t_on의 위상 이동은 바람직하게 2개의 직접적으로 연속된 기본 주기들 T 사이에서 전적으로 일어나는 것이 아니라, 오히려 천천히 일어난다. 기본 주기 T에 대응하는 주파수 1/T는 예를 들어, 260 Hz이고, 위상 이동은 예를 들어, 대략 10°/s이다.

예를 들어, 한 그룹의 녹색 LED들 G의 광에 대한 도 4b를 참조하여 전술한 바와 같이, 한 그룹의 적색 및 녹색 LED들 R 및 B의 휘도는 또한 각각의 PWM 신호들 I_R, I_G, I_B의 시간 간격들 t_on에 의해 결정될 수 있고, 상기 각각의 PWM 신호들 I_R, I_G, I_B의 시간 간격들 t_on은 그들의 시작이 시간 간격 t₁의 시작과 일치하도록 위상-이동된다.

도 4c는 한 그룹의 적색, 녹색 및 청색 LED들 R, G, B를 구동하기 위한 변경된 PWM 신호들 I_R, I_G, I_B의 부가적인 실시예를 도시하고, 이 경우, 도 4a 및 도 4b와 대조적으로, 총 주기 T₂를 형성하는 복수 개의 변경된 기본 주기들 T가 도시된다. 도 4c의 변경된 PWM 신호들 I_R, I_G, I_B의 총 주기 T₂는 6개의 연속적인 기본 주기들 T로 구성된다. 제 1 기본 주기 T 동안, 어떠한 시간 간격들 t_on도 시간 간격 t₁으로 위상-이동되지 않으며, 그 결과 배경 휘도가 결정될 수 있다(다이어그램에서 H라는 부호로 표시됨). 제 2 기본 주기 T 동안, 한 그룹의 적색 LED들 R을 구동하기 위한 변경된 PWM 신호 I_R의 시간 간격 t_on(R)은 시간 간격 t_on(R)의 시작이 시간 간격 t1의 시작과 일치하는 방식으로 위상-이동되고, 그 결과 시간 간격 t₁ 동안의 센서의 신호 I_D(도 4c에서 도시되지 않음)는 한 그룹의 적색 LED들 R의 휘도 값들의 측정치이다. 제 3 기본 주기 T는 제 1 기본 주기 T와 동일한 반면, 제 4 기본 주기 T 동안, 한 그룹의 녹색 LED들 G를 구동하기 위한 변경된 PWM 신호 I_G의 시간 간격 t_on(G)은 시간 간격 t_on(G)의 시작이 시간 간격 t₁의 시작과 일치하는 방식으로 위상-이동되고, 그 결과 시간 간격 t₁ 동안의 센서의 신호 I_D는 한 그룹의 녹색 LED들의 휘도 값들에 대한 측정치이다. 제 5 기본 주기 T는 다시 한 번 제 1 및 제 3 기본 주기 T와 동일하고, 예를 들어, 배경 휘도를 결정하기 위하여 사용될 수 있다. 제 6 기본 주기 T 동안, 한 그룹의 청색 LED들 B를 구동하기 위한 변경된 PWM 신호 I_B의 시간 간격 t_on(B)는 시간 간격 t_on(B)의 시작이 시간 간격 t₁의 시작과 일치하는 방식으로 위상-이동되고, 그 결과 시간 간격 t₁ 동안 센서의 신호 I_D는 한 그룹의 청색 LED들 B의 휘도 값들에 대한 측정치이다.

도 4c는 단순화를 위하여 단지 기본 주기들 T만을 도시하고, 상기 기본 주기 T 동안 배경의 휘도 값 또는 LED들 R, G, B의 휘도 값들이 결정될 수 있고, 그 결과 시간 간격 t₁으로의 시간 간격 t_on의 위상 이동은 각각의 경우에 2개의 직접적으 로 연속된 기본 주기들 T 사이에서 갑자기 발현된다. 그러나, 만약 시간 간격 t₁의 위상 이동이 천천히 일어난다면, 추가의 기본 주기들 T이 도 4c에 도시된 기본 주기들 T 중 둘 사이에 배치되고, 상기 추가의 기본 주기들 동안 각각의 시간 간격 t_on이 시간 간격 t₁의 방향으로 이동된다.

총 주기 T₂는 개별적인 기본 주기들 T의 지속기간으로 구성된 기간을 갖는다.

혼합-색 광의 색 위치를 제어하기 위하여, 참조 표는 바람직하게 변경된 PWM 신호들 I_R, I_G, I_B의 듀티비들에 대한 계산 기초를 형성하고, 그것을 사용하여 하나의 그룹 내 적색, 녹색 및 청색 LED들 R, G, B이 구동된다. 참조 표는 상이한 색, 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색 LED들 R, G, B의 휘도값들(목적하는 색 위치에 대해 요구되는)을 포함한다. 각각의 변경된 PWM 신호 I_R, I_G, I_B에 대한 듀티비 dc는 이하의 공식에 따라 각각의 표 값으로 계산된다.

dc = (표 값)/(색에 대한 측정 값 - k*(배경 휘도))

여기서, 광원의 제어에 대한 배경 휘도의 영향은 계수 k의 선택을 사용하여 가중될 수 있다. 만약 k가 제로라면, 색의 측정 값은 조명 특성을 제공한다. 만약 k가 1보다 크다면, LED들의 휘도는 주변 광으로 추종될 수 있고, 그 결과, 예를 들어, 상기 광원을 포함하는 디스플레이는 그것의 휘도를 주변 휘도에 적응시킨다. 계수 k의 부호는 광원이 더 밝은 배경 광에서 더 어두워지거나 더 밝아지는지 여부를 결정한다.

부가하여, LED들이 예를 들어, 동작 동안 일어나는 열로 인하여 일정한 광을 갖지 않는다면, 듀티비에 종속된 교정 계수의 도움으로, LED들(1)의 휘도는 적응될 수 있다.

광원(10)의 휘도는 예를 들어, 참조 표의 값들에 대한 선형 스케일링을 사용하여, 적절하다면 눈의 색 수용기들의 비선형 특성들에 기초하여, 감소되거나 증가될 수 있다.

본 발명은 예시적인 실시예들에 기초하여 설명에 의해 제한되지 않는다. 그러나 오히려, 본 발명은 임의의 새로운 특징을 포함하고, 또한 특히 청구범위 내 특징들의 임의 결합을 포함하는 임의의 특징들의 결합을 포함하며, 이러한 특징 또는 이러한 결합 그 자체가 청구범위 또는 예시적인 실시예들에 명시적으로 특정되지 않을지라도 그러하다.

특히, 본 발명은 1차 광원들로서 LED들의 사용에 또는 적색, 녹색 및 청색 광을 방출하는 광원들에 제한되지 않고, 오히려 본 발명에 따라 1차 광원들로서 다른 광원들을 사용하는 것이 가능하고 또한 다른 색들의 1차 광원들을 사용하는 것이 가능하다.

Claims

복수 개의 일차 광원들(1)에 의해 방출된 적어도 2가지 상이한 색의 광을 포함하는 혼합-색 광을 방출하는 광원(10)의 색 위치(color locus)를 제어하기 위한 방법으로서,

상기 일차 광원들(1)은 그룹들로 나누어지고,

하나의 그룹 내 상기 일차 광원들(1)의 휘도 값들이 색들에 따라 별개로 결정되고 제어되어, 상기 혼합-색 광의 색 위치가 CIE 표준 색도 다이어그램의 미리 설정된 영역에 놓이며,

상기 일차 광원들의 휘도는 특정 스위칭-온 시간(t_on)에 대해 고정된 기본 주기(T) 내에서 스위칭 온되는 펄스-폭-변조(PWM) 신호들에 의해 설정되고,

제 1 색채의 일차 광원들의 제 1 스위칭-온 시간은 나머지 색채들의 스위칭-온 시간들에 대하여 위상-이동되어, 상기 제 1 색채의 일차 광원들만이 제 1 시간 간격(t1) 동안에 스위칭-온되며,

상기 제 1 시간 간격(t1)에 인접한 제 2 시간 간격(t2)에서, 상기 광원의 모든 일차 광원들의 스위칭-온 시간들이 적어도 부분적으로 오버랩되고,

상기 제 1 색채의 일차 광원들의 제 1 스위칭-온 시간의 위상 이동은 상기 제 1 스위칭-온 시간의 시작이 상기 제 1 시간 간격(t1)의 시작과 일치할 때까지, 복수의 기본 주기들에 걸쳐 분배되는 방식으로 발생하는,

색 위치를 제어하기 위한 방법.
제1항에 있어서,

하나의 그룹 내 상기 일차 광원들(1)은 각각의 경우에 그들의 광의 휘도 값들이 미리 설정된 범위 내에 있도록 서로에 대해 선택되는,

색 위치를 제어하기 위한 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

하나의 그룹 내 한 가지 색의 상기 일차 광원들(1)은 그들의 광의 주파장들이 미리 설정된 범위 내에 놓이도록 서로에 대해 선택되는,

색 위치를 제어하기 위한 방법.
제1항 또는 제 2항에 있어서,

반도체 발광 다이오드들(LED들), 유기 발광 다이오드들(OLED들), 레이저들 또는 전계발광 필름들이 일차 광원들(1)로서 사용되는,

색 위치를 제어하기 위한 방법.
제1항 또는 제 2항에 있어서,

하나의 그룹 내 한 가지 색의 상기 일차 광원들(1)은 단지 하나의 색을 가진 상기 일차 광원들(1)만이 상기 기본 주기(T)의 제 1 시간 간격(t₁) 동안 스위칭 온 되고 상기 색의 휘도 값이 상기 제 1 시간 간격(t₁) 동안 결정되도록 변경된 기본 주기(T)를 갖는 각각의 펄스-폭-변조 신호(I_R, I_G, I_B)로 구동되는,

색 위치를 제어하기 위한 방법.
제5항에 있어서,

상기 펄스-폭-변조 신호(I_R, I_G, I_B)의 총 주기(T₂)는 하나의 그룹 내 어떠한 일차 광원(1)도 상기 기본 주기(T)의 시간 간격 내에 스위치 온 되지 않고 배경 광의 휘도 값이 상기 제 2 시간 간격 내에서 결정되도록 변경된 적어도 하나의 기본 주기(T)를 포함하는,

색 위치를 제어하기 위한 방법.
제1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 휘도 값들은 센서에 의해 결정되고, 상기 센서의 감도는 인간 눈의 감도에 적응된,

색 위치를 제어하기 위한 방법.
제1항 또는 제 2항에 있어서,

포토다이오드가 상기 휘도 값들을 결정하기 위해 사용되는,

색 위치를 제어하기 위한 방법.
제1항 또는 제 2항에 있어서,

하나의 그룹 내 한 가지 색의 상기 일차 광원들의 휘도 값들이 포토다이오드의 도움으로 순차적으로 결정되는,

색 위치를 제어하기 위한 방법.
제1항 또는 제 2항에 있어서,

하나의 그룹 내 한 가지 색의 상기 일차 광원들의 휘도 값들이 배경 휘도에 의해 교정되는,

색 위치를 제어하기 위한 방법.
제1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 광원(10)은 적색, 녹색 및 청색의 색들을 포함하는 혼합-색 광을 방출하는,

색 위치를 제어하기 위한 방법.
제1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 혼합-색 광은 CIE 표준 색도 다이어그램의 백색 영역 내 색 위치를 갖는,

색 위치를 제어하기 위한 방법.
복수 개의 일차 광원들(1)에 의해 방출된 적어도 2가지 상이한 색의 광을 포함하는 혼합-색 광을 방출하는 광원(10)으로서,

상기 일차 광원들(1)은 그룹들로 나누어지고,

하나의 그룹 내 상기 일차 광원들(1)의 휘도 값들은 색들에 따라 별개로 결정되고 제어되어, 상기 혼합-색 광의 색 위치가 CIE 표준 색도 다이어그램의 미리 설정된 영역에 놓이며,

상기 일차 광원들의 휘도는 특정 스위칭-온 시간(t_on)에 대해 고정된 기본 주기(T) 내에서 스위칭 온되는 펄스-폭-변조(PWM) 신호들에 의해 설정되고,

제 1 색채의 일차 광원들의 제 1 스위칭-온 시간은 나머지 색채들의 스위칭-온 시간들에 대하여 위상-이동되어, 상기 제 1 색채의 일차 광원들만이 제 1 시간 간격(t1) 동안에 스위칭-온되며,

상기 제 1 시간 간격(t1)에 인접한 제 2 시간 간격(t2)에서, 상기 광원의 모든 일차 광원들의 스위칭-온 시간들이 적어도 부분적으로 오버랩되고,

상기 제 1 색채의 일차 광원들의 제 1 스위칭-온 시간의 위상 이동은 상기 제 1 스위칭-온 시간의 시작이 상기 제 1 시간 간격(t1)의 시작과 일치할 때까지, 복수의 기본 주기들에 걸쳐 분배되는 방식으로 발생하는,

광원.
제13항에 있어서,

하나의 그룹 내 한 가지 색의 상기 일차 광원들(1)은 그들의 광의 휘도 값들이 미리 설정된 범위 내에 있도록 서로에 대해 선택되는,

광원.
제13항 또는 제14항에 있어서,

하나의 그룹 내 한 가지 색의 상기 일차 광원들(1)은 그들의 광의 주파장들이 미리 설정된 범위 내에 놓이도록 서로에 대해 선택되는,

광원.
제13항 또는 제14항에 있어서,

일차 광원들(1)로서 반도체 발광 다이오드들(LED들), 유기 발광 다이오드들(OLED들), 레이저들 또는 전계발광 필름들을 포함하는,

광원.
제13항 또는 제14항에 있어서,

휘도 값들을 결정하기 위한 센서를 포함하고, 상기 센서의 감도는 인간 눈의 감도에 적응된,

광원.
제13항 또는 제14항에 있어서,

상기 휘도 값들을 결정하기 위한 포토다이오드를 포함하는,

광원.
제13항 또는 제14항에 있어서,

적색, 녹색 및 청색 광을 포함하는 혼합-색 광을 방출하는,

광원.
제13항 또는 제14항에 있어서,

CIE 표준 색도 다이어그램의 백색 영역 내 색 위치를 갖는 혼합-색 광을 방출하는,

광원.
제13항 또는 제14항에 따른 광원(10)을 포함하는 디스플레이를 백라이트하기 위한 조명 장치.