KR20040069336A - Ｌｅｄ 기반 발광을 위한 컬러 제어 - Google Patents

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KR20040069336A KR10-2004-7009711A KR20047009711A KR20040069336A KR 20040069336 A KR20040069336 A KR 20040069336A KR 20047009711 A KR20047009711 A KR 20047009711A KR 20040069336 A KR20040069336 A KR 20040069336A
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Abstract

본 발명은, 컬러 좌표들이 제 1 컬러 공간에서 정의되는 발생된 광의 컬러 좌표들을 측정하기 위해서 다수의 LEDs에 의해서 발생된 광 컬러에 응답하는 센서로 이루어진 다수의 적색, 녹색 및 청색 LEDs에 의해서 소정의 광 컬러를 발생하기 위한 제어 시스템에 관한 것이다. 제 1 변환 모듈이 제공되는데, 이는 발생된 광을 제 2 컬러 공간으로 변환하기 위해서 센서에 결합된다. 제 2 변환 모듈은 소정의 광에 대응하는 기준 컬러 좌표들을 제공하기 위해서 구성되며, 여기서 기준 컬러 좌표들은 제 2 컬러 공간에서 표현된다. 가산기가 제공되는데, 이는 소정의 광 컬러 좌표들 및 발생된 광 컬러 좌표들 사이의 차에 대응하는 에러 컬러 좌표를 발생하기 위해서 구성되는 변환 모듈 및 기준 모듈에 결합된다. 구동기 모듈은 가산기에 결합되며 LEDs를 구동하기 위해서 구동 신호를 발생하도록 구성된다.

Description

ＬＥＤ 기반 발광을 위한 컬러 제어{Colour control for led-based luminaire}
종래의 컬러 제어 시스템들은 RGB, LED 광원과 같은 것에 의해서 방출되는 소정의 컬러를 유지하는 궤환 제어 장치를 채용한다. 그러나, 작은 색차들에 대한 시각은 컬러 제어 시스템의 정밀도를 판단할 때 고려사항 중 하나라고 공지되어 있다.
종래에는, 소정의 광 컬러 및 강도를 제어 및 유지하기 위해서, 컬러 공간도가 채용되며, 적색, 녹색 및 청색과 같은 여러 삼원색 광원들이 컬러 공간도에 의해서 표시되는 값들에 따라서 제어된다.
모범적인 컬러 공간은 주어진 컬러를 이루는 그 스펙트럼과 함께, 그 성분들이 적색, 녹색, 및 청색 강도들인 삼차원 공간에 의해서 표시되는 RGB 공간이다. 예를 들어, 스캐너들은 하나의 영상으로부터 반사되는 적색, 녹색 및 청색광의 량을 판독하고 이 값들을 디지털 값들로 변환한다. 디스플레이들은 디지털 값들을 수신하여 이들을 스크린 상에서 보여지는 적색, 녹색 및 청색광으로 변환한다.RGB 기반 컬러 공간들은 컴퓨터 그래픽에서 가장 일반적으로 사용되는 컬러 공간들인데, 이는 주로 많은 컬러 디스플레이들 및 스캐너들에 의해서 지원되기 때문이다. 그러나, RGB 컬러 공간을 사용하는데 따른 단점은 그것이 디바이스 의존형 및 디바이스 부가형이라는 것이다.
일부 컬러 공간들은 디바이스에 무관한 방식으로 컬러를 표현할 수 있다. RGB 컬러들이 디스플레이 및 스캐너 특징들에 따라서 변동하는 반면에, 디바이스에 무관한 컬러들은 사람의 눈에 의해서 인지되는 컬러들의 실제 표시들이 되는 것을 의미한다. 이러한 컬러 표시들, 소위 디바이스에 무관한 컬러 공간들은 1931년 Commission Internationale d'Eclairage (CIE)에서 수행된 연구의 결과이며 그러한 이유로 이들은 또한 CIE 기반 컬러 공간들로 불리기도 한다.
CIE은 사람의 인지에 의해서 컬러를 규정하는 일련의 컬러 공간들을 생성하였다. 그것은 사람의 눈이 인지할 수 있는 모든 컬러를 생성하기 위해서 다양한 레벨들로 결합될 수 있는 세개로 이루어진 상상의 삼원색 구성들-X, Y 및 Z 을 유도하기 위한 알고리즘을 개발하였다. 최종적인 컬러 모델, CIE, 및 다른 CIE 컬러 모델들은 모든 컬러 관리 시스템들에 대한 기반을 형성한다. RGB 및 CMYK 값들은 디바이스마다 다르다 할지라도, 컬러에 대한 사람의 인지는 디바이스마다 일정하다. 컬러들은 임의의 특별한 디스플레이 또는 재생 디바이스의 특징들에 무관한 방식으로 CIE-기반 컬러 공간들에서 규정될 수 있다. 이러한 표준의 목표는 주어진 CIE-기반 컬러 명세에 대해서, 각각의 디바이스의 한계까지 여러 디바이스에 대해서 일정한 결과들을 생성하는 것이다.
xyL, uvL, u*v*L, a*b*1등과 같은 여러 CIE 기반 컬러 공간들이 있지만, 이 모두는 기본 XYZ 공간으로부터 도출된다. XYZ 공간은 컬러들이 세개의 트라이스티뮬러스(tristimulus) 값 X, Y 및 Z의 혼합으로서 표현되도록 한다. 트라이스티뮬러스라는 용어는 컬러 인지가 세개의 유형의 자극에 대응하는 눈의 레티너(retina)로부터 나온다는 사실에서 유래했다. 실험 후에, CIE는 눈의 레티너가 행동하는 방식에 대응하는, 가상의 삼원색 세트, 즉, XYZ를 설정한다.
CIE는 삼원색을 정의하여 모든 가시광이 X, Y 및 Z의 정의 혼합에 맵핑되며 Y가 컬러의 외견상 밝기에 근사하여 상관된다. 일반적으로, 컬러를 기술하는데 사용되는 X, Y 및 Z 성분들의 혼합들은 0퍼센트에서 시작해서 어떤 경우에는100 퍼센트 이상에 걸친 퍼센티지로 표현된다. XYZ기반의 디바이스에 무관한 다른 컬러 공간들은 주로, 일부 특정 컬러의 특징 또는 일부 인지되는 컬러 차이를 XYZ 값들에 관련시키는데 사용된다.
도 1은 CIE (Internationale de l'Eclairage)에 의해서 정의된 색도표이다. 기본적으로, 도 1의 CIE 색도표는 표준 세트의 기준 컬러 스티뮬리(reference color stimuli) 및 그것들에 대한 표준 세트의 트라이스티뮬러스 값들에 관련되는 정보를 예시한다. 전형적으로, 기준 컬러 스티뮬리는 적색 스티뮬러스(R)에 대해서는 파장이 700nm이며, 녹색 스티뮬러스(G)에 대해서는 파장이 546.1nm이며, 청색 스티뮬러스(B)에 대해서는 파장이 435.8nm인 방사선들이다. 커브 60을 따라서 여러 컬러 점들이 결합되어 점 62에서 묘사된 백색광을 발생시킬 수 있다. 그 색도는스티뮬러스 값들의 비율들만을 도시하며, 동일 비율들을 갖는 밝고 어두운 컬러들은 동일 점에 속한다.
전술된 바와 같이, RGB 광원을 제어하기 위해서 채용되는 것으로서 XYZ의 한가지 단점은 Xw, Yw, Zw와 같은 소정의 컬러 점을 제어하도록 구성되는 시스템에서, 소정의 컬러 점으로부터의 일탈이, 이러한 일탈의 방향에 따라서 여러 가시적인 충격을 가져올 수 있다는 것이다. 이것은 컬러 점 위치에서 동일 에러 량에 대한 인지되는 컬러 차로서, 소정의 컬러 점 위치에 관해서, 색도상에서, 에러가 있는 컬러 점이 배치되는 위치에 의존해서 달라질 수 있다.
그러므로, 시스템이 매우 작은 에러 제어 방식으로 채용된다 할지라도, 인지 되는 컬러 차는 어떤 에러들에 대해서는 여전히 클 수 있으며 다른 컬러 점 에러들에 대해서는 극도로 작을 수 있다. 그와 같이, 피드백 시스템은 컬러 점 에러들을 과도하게 보상하거나 또는 낮추어 보상한다.
따라서, 컬러의 시각 인지 고리가 없이도 모든 컬러 점 에러들을 대체로 수정하는 피드백 제어 장치를 채용하는 RGB LED 제어기 시스템을 필요로 한다.
본 발명은 컬러 혼합 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 소정의 컬러들을 제공하기 위한 RGB 발광 다이오드 제어기에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 공간도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 시스템의 블록도를 도시한다.
도 3(a) 내지 3(c)는 본 발명의 다른 실시예에 따라서 채용된 여러 트라이스티뮬러스 필터들을 도시한다.
도 4(a) 및 4(b)는 도 3에서 도시된 스티뮬러스 필터들과 관련하여 채용된 도면이다.
도 5는 컬러들이 실질적인 변화 없이 인지되는, 다수의 MacAdam 타원들을 도시하는 컬러 공간도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 원형 에러 영역들을 표시하는 컬러 공간도이다.
본 발명의 일 실시예에 따라서, 다수의 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드(LEDs)에 의해서 소정의 광을 발생하기 위한 제어 시스템은, 발생된 광의 컬러 좌표들을 측정하기 위해서 LEDs에 의해서 발생된 광에 응답하는 센서를 포함하는데, 여기서 컬러 좌표는 X, Y, Z 컬러 공간에서 규정된다. 변환 모듈은, Farnsworth 변환에 따라서, 발생된 광의 좌표를 x', y' 컬러 공간과 같은, 제 2 컬러 공간으로 변환하는 센서에 결합된다. 기준 모듈은 소정의 광에 대응하는 기준 컬러 좌표들을 제공하기 위해서 구성되는데, 여기서 기준 컬러 좌표들은 제 2 컬러 공간으로 표현된다. 에러 모듈은 변환 모듈 및 기준 모듈로 결합되어 소정의 백색광 좌표들 및 발생된 백색광 컬러 좌표들 사이의 차에 대응하는 에러 컬러 좌표를 발생하도록 구성된다. 구동기 모듈은 에러 모듈에 결합되며 LEDs를 구동하기 위해서 구동 신호를 발생하도록 구성된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라서 RGB, LED 발광 모듈(22)에 의해서 발생된 광을 제어하기 위한 제어 시스템(10)을 도시한다. 더 상세하게는, 본 발명의바람직한 실시예에 따라서, 제어 시스템(10)은 기준 컬러메트리 좌표 값들(colorometry coordinate values), Xref, Yref, 및 Zref를 갖는, 소정의 컬러 광을 발생하기 위해서 LEDs를 제어하도록 채용된다.
도 2는 X, Y, 및 Z 포맷으로 소정의 광에 대한 소정의 컬러메트리 좌표를 저장하기 위해서 구성되는 버퍼(14)를 포함한다.
버퍼(14)는 x'L y' 변환 모듈(30)에 결합된다. 변환 모듈(30)은 먼저 X, Y 및 Z 컬러 공간을 IEC 1931 색도 좌표들 (x,y)로 변환한다. 본 발명의 일 실시예에 따라서, IEC 1931 색도 좌표들, x, y에 따라서 규정된 컬러 공간도는 도 5에 도시된다. 도시된 바와 같이, 색도표내의 각각의 소정의 컬러점은 대응하는 타원에 의해서 둘러싸인다. 각각의 타원내에서 임의의 컬러 일탈은 대체로 인지 가능한 컬러 변화를 일으키지 않는다는 것을 알 수 있다.
이러한 타원들은 본원에 참조로 포함되는, 컬러 사이언스 308면 (1982년, John Wiley & Sons, 제 2판)에 개제된 G.Wyszecki 및 W.S.Stiles의 "concepts and methods, quantitative data and formulae"에 설명되어 있는 것처럼, MacAdam 타원으로 공지되어 있다. 도시된 타원들의 축들은 실제 길이의 10배라는 것을 알 수 있다. x, y 변환은 다음과 같이 정의된다. 즉,
x = X/(X + Y + Z), (1) 및
y = Y/(X + Y +Z) (2)
도 5에 도시된 바와 같이, 이러한 소위 MacAdam 타원들은 색도표에서 여러컬러 점들에서 도시된다. 이러한 타원들은 거의 또는 전혀 인식 가능한 차이 없이 컬러 매칭의 표준 일탈에 대응한다. 거의 모든 컬러 공간에서 균일한 컬러 메트릭을 공간적으로 갖기 위해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 변환 모듈(30)은 이러한 타원들을 원들로 변환하도록 비선형 변환을 더 제공한다.
타원을 원으로 비선형 변환하는 그러한 하나의 예는 도 6에 도시된 바와 같이, x', y' 좌표들을 갖는, Farnworth 변환으로서, 여기서 도 5의 이러한 모든 타원들은 거의 같은 반경을 갖는 원들로 변환되는데, 이는 본원에 참조로 포함되는, 1958년, 런던, Her Majesty's Stationery Office, Nat. Phys. Lab. 심포지엄 제 8호, Visual Problems of Color 제 2권 434면 (1957), D. Farnsworth의 "A tmporal factor in colour discrimination"에 더 상세히 기술되어 있다. 따라서, 변환 모듈(30)의 제 2 변환 단계는 다음과 같이 정의된다. 즉,
x' = fx(x,y) (3), 및
y' = fy(x,y) (4).
본 발명의 일 실시예에 따라서 식 (3) 및 (4)에서 정의된 변환의 일 예는 다음과 같이 정의된다. 즉,
여기서, 계수들 a11, a12, a13, a21, a22, a23, b1, b2, b3은 모두 (x,y) 좌표 시스템의 공간 함수들이다. 따라서, 소정의 컬러 점 x,y에 의존하여, 이러한 계수들은 그에 따라서 적응되어야 한다. 도 2의 변환 모듈(30)은 하드웨어 또는 소프트웨어 장치를 채용하거나 이 둘의 조합을 채용함을 알 수 있다. 더욱이, 본원 내에서, 본 발명은 시스템(10)의 모듈들 각각에 대해서 하드웨어 또는 소프트웨어 성분을 채용하거나 또는 이 둘의 조합을 채용할 것이다.
도 2를 계속해서 참조하면, 전술된 바와 같이, 버퍼(14)에 저장된 좌표들은 소정의 컬러 점에 대해서 컬러들을 표시하는 컬러 공간에 대응하고 XYZ 공간에 의해 표시되며, 변환 모듈(30)에 의해서 x'ref, L'ref및 y'ref로 일컬어지는 새로운 좌표들로 변환된다.
버퍼(14)는 변환 모듈(30)을 통해서 피드백 가산기(16)에 결합되며, 이는 소정의 컬러 좌표값들 및 제어 시스템(10)에 의해서 발생되는 컬러 좌표 값들에 기초하여, 에러 신호, Δx', ΔL', Δy' 를 제공하기 위해서 구성된다.
피드백 가산기(16)의 출력포트는 제어기(18)에 의해서 발생되는 것으로서, 이는 컬러 공간 에러 신호들에 대응하는 제어 전압 신호들을 제공하기 위해서 구성된다. 본 발명의 일 실시예에 따라서, 제어기(18)는, 피드백 가산기(16)에 의해서 제공되는 에러 신호들에 응답하여, LEDs를 구동하기 위해서, 제어 전압 소스들, vR, vG, vB를 발생하기 위해서 구성된다.
제어기(18)의 출력포트는 전원의 입력 제어 및 RGB 구동기 장치(20)에 결합된다. 전원 장치(20)는 적당한 순방향 전류 신호 레벨 iR, iG, iB를 RGB LEDs 각각으로 발생하는데, 이는 LEDs가 소정의 백색광을 생성하기 위해서 대응하는 광을 발생하도록 하기 위한 것이다.
전원 장치(20)의 출력포트는 RGB 백색 LED 발광 모듈(22)의 입력포트에 결합된다. 발광 모듈(22) 내의 다수의 적색, 녹색 및 청색 LEDs는 소정의 광 컬러를 발생하기 위해서 그 대응하는 순방향 구동 전류 신호들을 수신하도록 구성된다. 발광 모듈(22)은 LEDs에 제공되는 전류에 응답하여 루멘(lumen)으로 적색, 녹색 및 청색 광들을 제공한다.
발광 모듈(22)에 의해서 발생된 광은 트라이스티뮬러스 필터(24)에 의해서 측정된다. 필터(24)는, 컬러 좌표들 RGB와 같이, 발생된 광의 어떤 특징들을 측정하기 위해서 발광 장치(22)의 정면에 배치된다. 도 3 및 4를 참조하여 후에 더 상세히 설명되겠지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터(24)는 함께 스티뮬러스 필터(업계에서는 이와 같이 공지됨)로서 동작하는 컬러 필터들을 갖는 광 센서를 포함한다.
필터(24)는 컬러 점 식별 모듈(26)에 결합되는 것으로서, 이는 필터(24)에 의해서 측정된 RGB 값들을 Xw, Yw, Zw 좌표들로 변환하기 위해서 구성된다. 본 발명의 일 실시예에 따라서, 필터(24) 및 컬러 점 식별 모듈(26)의 동작은 도 3(a) 내지 3(c)에 140으로 도시된 트라이스티뮬러스 필터에 의해서 결합될 수 있다.
트라이스티뮬러스 필터(140)의 동작 및 구조는 공지되어 있다. 도 3(a), 3(b) 및 3(c)은 본 발명의 여러 실시예에 따라 채용되는 세개의 예시적인 트라이스티뮬러스 필터들의 블록도를 도시한다. 기본적으로, 트라이스티뮬러스 필터는 필터들의 스펙트럼 응답 함수들이 CIE 표준 컬러메트릭 관측자들의 컬러-매칭 함수들에 직접 비례하도록 구성된다.
도 3(a)은 트라이스티뮬러스 필터(140)의 장치 및 기능을 도시한다. 도 3(a)의 트라이스티뮬러스 필터는 세기의 유리 필터들(142, 144 및 146)을 포함하는데, 이들 각각은 소스(122)에 의해서 발생되며 검사 물체(124)에 의해서 방사되는 광내에 포함되는 적색, 녹색 및 청색 광들을 각각 필터링하기 위해서 구성된다. 하나 이상의 포토셀들(154)은 적색, 녹색 및 청색 광 성분들 각각에 대한 광 출력을 측정하기 위해서 유리 필터들 뒤에 배치된다. 레지스터들(148, 150 및 152)은 CIE 1931 표준 측정자들에 대응하는 광 정보를 저장하기 위해서 구성된다. 따라서, 레지스터(148)는 필터(142)를 통과하는 광에 대응하는 정보를 저장한다. 유사하게, 레지스터(150)는 필터(144)를 통과하는 광에 대응하는 정보를 저장한다. 그리고, 레지스터(152)는 필터(146)를 통과하는 광에 대응하는 정보를 저장한다.
이러한 목적으로, 도 4(a)는 스펙트럼 응답 기능들을 도시하며, 트라이스티뮬러스 필터들에 결합된, 154로 표시되는 포토셀이 CIE 1931 표준 관측자의 컬러-매칭 함수들을 복제하는 정도를 도시하는 도면이다. 실선으로 된 곡선들은 CIE 표준 관측자 데이터를 도시하며, 점선으로 된 곡선들은 트라이스트뮬러스 필터 장치를 갖는 포토셀의 응답을 도시한다.
트라이스티뮬러스의 다른 예들이 도 3(b) 및 3(c)에 도시되는데, 여기서 필터 유리 층들이 필터 기판 상에 배치된다. 그러므로, 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 기판(168)은 유리 층(164)에 의해서 덮인 유리 층(166)을 수용하며, 이어서 유리 층(162)으로 덮인다. 도 3(c)은 유리 층들의 또다른 변형을 도시하는데, 여기서 층(172)은 층(174)을 완전히 덮지 않으며, 층(174)은 층(176)을 완전히 덮지 않는다.
이러한 목적으로, 도 4(b)는 스펙트럼 응답 기능들을 도시하며, 트라이스티뮬러스 필터(160 또는 170)들에 결합된, 154로 표시되는 포토셀이 CIE 1931 표준 관측자의 컬러-매칭 함수들을 최상으로 복제하는 정도를 도시하는 도면이다. 실선으로 된 곡선들은 CIE 표준 관측자 데이터를 도시하며, 점선으로 된 곡선들은 트라이스트뮬러스 필터 장치를 갖는 포토셀의 응답을 도시한다.
컬러 식별 모듈(26)의 출력포트는 변환 모듈(28)의 입력포트에 결합되는데, 이는 도 5 및 6을 참조하여, 전술된, 식들에 의해서 지배되는 x', L', y' 공간으로 모듈(26)에 의해서 측정된 광의 XjdbkYjdbkZjdbk좌표들의 피드백 성분들을 변환하도록 구성된다.
변환 모듈(28)의 출력포트는 가산기(16)의 입력포트로 결합된다. 더욱이, 변환 모듈(30)의 출력포트는 변환 모듈(28)의 입력포트로 결합된다. 이러한 접속은 두개의 모듈들이 적당한 변환 좌표들을 시스템이 제어하는 소정의 컬러에 따라서 적용하게 한다.
본 발명의 일 실시예에 따라서, 식들 (5) 및 (6)에 기술된 계수들은 버퍼(14)와 같은 메모리 내에 쉽게 저장될 수 있으며, 대응하는 x, y 좌표들의 세트에 연관됨을 알 수 있다. 그와 같이, 소정의 컬러 좌표들 X, Y, Z는 MacAdam 좌표들 x, y로 변환될 수 있으며, 연관된 계수들은 메모리로부터 탐색되어, Farnsworth 좌표들 x',y'를 계산하게 된다.
제어 모듈(18)은 가산기(16)로부터 수신된 에러 신호에 기초하여, 주파수 도메인내의 함수 C(s)에 따라서 제어 신호를 발생하도록 구성됨을 알 수 있다.
더욱이, RGB 발광 모듈(22)은 전달 함수 매트릭스 D(s)에 따라서 구동 전류에 대해서 루멘스를 발생하도록 구성된다. 유사하게, P(s)는 구동기 모듈(20)의 동작을 정의하는 전달 함수 매트릭스이며, N(s)은 변환 모듈(28)의 동작을 정의하는 전달 함수 매트릭스이며, 'I'(s)는 컬러 점 식별 및 변환 모듈(26)의 동작을 정의하는 전달 함수 매트릭스이며, L(s)은 필터 모듈(24)의 동작을 정의하는 전달 함수 매트릭스이다.
본 발명의 일 실시예에 따라서, 전달 함수 C(s)에 의해서 정의되는 것으로서 제어기 함수는 종래 기술에서 공지된 것으로서 여러 제어기 장치들에 기초할 수 있다. 예를 들어, 제어기(18)는 다음과 같은 전달 함수, 즉,
C(s) = KP+ KI/S,
에 따라서, 비례 적분(PI) 제어기들로서 알려진 일군의 제어기들의 동작에 기초하여 있으며, 여기서 KP및 KI는 3 x 3 항등 실 매트릭스이다.
본 발명의 일 실시예에 따라서, 피크 파장 λr= 643nm, λg= 523nm, λb= 646nm 을 설정된 주어진 RGB LED 및 S6430(R) S6429(G) 및 S6428(B)을 갖는 Hamamatsu에 의해서 제조된 것과 같은 선택된 컬러 감지 필터들에 대해서,제어기(18)에 대한 전달 함수 C(s)의 전형적인 값들은 다음과 같다. 즉,
동작 중에, 제어 시스템(10)은 먼저 버퍼(14)에 의해서 제공되는 소정의 기준 X, Y, Z 좌표들을 최초로 판단한다. 그 후, 변환 모듈(30)은 기준 X, Y, Z 좌표들에 기초하여 적당한 변환 계수들을 검색하며, 기준 컬러 공간을, 식 (5) 및 (6)을 채용함으로서, x', L', y' 기준 좌표들로 기준 Farnsworth 컬러 공간으로 변환한다.
필터(24)는 발광 모듈(22)에 의해서 발생되는 소정의 광 컬러의 X, Y, Z 좌표들을 측정하여, 변환 모듈(28)은 X, Y, Z 좌표들에 정의된 식별된 광 컬러를 x', L', y' 컬러 공간으로 변환한다. 그와 같이, 제어 시스템(10)은 다음과 같이 측정된 에러로 x',y' 컬러 공간내의 소정의 광 컬러의 컬러 점들을 제어한다. 즉,
여기서 (x'0, y'0)는 목표인 또는 소정의 컬러 점 좌표이며, (x',y)는 x',y' Farnsworth 컬러 공간내의 실제 컬러 점 좌표이다. 결과적으로 제어 시스템(10)은 색도표상의 에러 위치에 관계없이 컬러의 인지가 동일 에러양에 대해서 동일하게 유지되는 장치내에서, 모든 소정의 컬러들에 대해서 컬러 에러들을 제어할 수 있다. 이것은 제어 시스템이 대체로 균일한 컬러 에러를 생성함을 의미한다. 그러므로, Δx' y'가 더 작아 질 수록, 컬러 차는 모든 방향으로 또한 더 작아지게 된다.
변환 모듈의 효과는 제어 시스템이 제어 방식을 제공하는데, 여기서 Δx' y' 값들이 다수의 소정의 컬러들을 에워싸는 원을 정의하는 영역에서 모든 방향들로 거의 균일하다. 그 결과, 제어 시스템(10)은 신속하고 저가인 방식으로 조립될 수 있다.
따라서, 본 발명의 여러 특징들에 따라서, 제어 시스템은 소정의 광 컬러가 발생될 수 있으며 효과적으로 제어 가능한 장치에 대해서, 소정의 컬러 공간 좌표들을 Farnsworth 컬러 공간으로 변환함으로서 설계될 수 있다. 그와 같이, 제어 설계는 매우 단순해지며 매우 정밀하게 유지된다. 광은 소정의 광 컬러로부터의 일탈이 색도표상의 에러 방향에 관계없이 인지되지 않게 되는 방식으로 발생될 수 있다.

Claims (10)

  1. 다수의 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드들(LEDs)에 의해서 소정의 광 컬러를 발생하기 위한 LED 컬러 제어 시스템에 있어서,
    상기 발생된 광의 컬러 좌표들을 측정하기 위해 상기 다수의 LEDs에 의해서 발생된 광 컬러에 응답하는 센서로서, 상기 컬러 좌표들은 제 1 컬러 공간에서 규정되는, 상기 센서와,
    상기 발생된 광의 상기 좌표를 제 2 컬러 공간으로 변환하기 위해 상기 센서에 결합되는 제 1 변환 모듈과,
    상기 소정의 광에 대응하는 기준 컬러 좌표들을 제공하기 위해서 구성되는 제 2 변환 모듈로서, 상기 기준 컬러 좌표들은 상기 제 2의 컬러 공간으로 표현되는, 상기 제 2 변환 모듈과,
    상기 소정의 광 컬러 좌표들과 상기 발생된 광 컬러 좌표들 사이의 차이에 대응하는 에러 컬러 좌표를 발생하기 위해 구성되는 상기 제 1 및 제 2 변환 모듈들에 결합되는 가산기와,
    상기 가산기에 결합되며, 상기 LED들을 구동하기 위해서 구동 신호를 발생하도록 구성되는 구동기 모듈을 포함하는 LED 컬러 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 컬러 공간은 X, Y, Z 컬러 공간인, LED 컬러 제어 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 컬러 공간은 x' L' y' 컬러 공간인, LED 컬러 제어 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가산기에 결합된 제어기를 더 포함하며, 상기 제어기는 상기 적색, 녹색 및 청색 LED들에 각각 대응하는 제어 전압 신호들을 발생하는, LED 컬러 제어 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 센서는 트라이스티뮬러스 필터인, LED 컬러 제어 시스템.
  6. 제 2, 3 또는 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 변환 모듈은 상기 X, Y, Z 컬러 좌표들을 MacAdam 컬러 좌표들로 변환하는, LED 컬러 제어 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 변환 모듈은 상기 MacAdam 컬러 좌표들을 Farnsworth 컬러 좌표들로 변환하는, LED 컬러 제어 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 변환 모듈은 상기 제 1 변환 모듈에 결합되어, 변환 계수들을 상기 제 1 변환 모듈로 제공하는, LED 컬러 제어 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 변환 계수들은 상기 대응하는 소정의 디지털 컬러에 따라서 변동하는, LED 컬러 제어 시스템.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 X, Y, Z 컬러 좌표들을 변환하는 상기 단계를 수행하기 위한 수단을 포함하고, MacAdam 공간으로 변환하기 위해
    x = X/(X + Y + Z)
    y = Y/(X + Y + Z)
    에 따라서 값들을 할당하는 단계와,
    Farnsworth 공간으로 변환하기 위해,
    에 따라서 값들을 할당하는 단계를 통해서 상기 x, y 컬러 좌표들을 변환하는 수단을 더 포함하고, 상기 계수들 a11, a12, a13, a21, a22, a23, b1, b2, b3은 모두 (x, y) 좌표 시스템의 모든 공간 함수들인 LED 컬러 제어 시스템.
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