KR20060090762A - 스튜디오 발광체 - Google Patents

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Abstract

제 1 및 제 2 광 출력 방식 및 조정가능한 컬러 온도를 갖는 스튜디오 발광체가 개시되어 있다. 제 1 및 제 2 광 출력 방식의 컬러 온도는 상이할 수 있다. 광 모듈은 적어도 두 개의 상이한 컬러의 광에 대해 하나 이상의 에미터를 포함한다. 외부 신호는 광 모듈이 제 1 광 출력 방식에서 제 2의, 보다 높은 강도의 광 출력 방식으로 스위칭하도록 하고 다시 제 1 광 출력 방식으로 되돌아가도록 한다.

Description

스튜디오 발광체{IMPROVED STUDIO LIGHT}
도 1은 종래의 스튜디오 발광체에 대한 블록도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 스튜디오 발광체를 도시하는 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 반사기 12 : 백열 소스
22 : 플래시 전자장치 26 : 플래시 센서
40 : 드라이버 62 : 동기화 터미널
본 발명은 동시 계류 중이며 본 출원인에게 양도되었으며, "Flash Lighting for Image Acquisition"라는 제목으로 2003년 12월 19일에 출원되었으며, 대리인 도켓 번호가 700400801인 미국 특허 출원 번호 10/742,310 호와, 동시 계류 중이며 본 출원인에게 양도되었으며 "Light to PWM Converter"라는 제목으로 2004년 3월 11일에 출원되었으며, 대리인 도켓 번호가 70040126-1인 미국 특허 출원 번호 10/799,126 호와 관련 있다.
본 발명에 따른 실시예는 사진촬영에 사용되는 조명에 관한 것이다.
조명은 사진촬영, 특히 스튜디오 사진촬영에서 중요한 역할을 한다. 예를 들어 초상화와 같은 설정을 하는 경우, 대상 및 배경을 비추기 위해 다수의 스튜디오 발광체를 사용하는 것이 일반적이다. 특정 설정을 위해, 조명은 대상물 상에 주 조명을 제공하는 주 광과, 대상물의 측면을 따라 충진하는 하나 이상의 측면 또는 충진 광, 및 배경을 조명하는 배경 광을 포함할 수 있다.
주로 사용되는 스튜디오 발광체는 제 1의, 낮은 강도로 꾸준한 조명을 제공하는 백열등과, 제 2의, 보다 높은 강도로 그러나 매우 짧은 기간 동안 플래시 조명을 제공하는, 전형적으로 크세논 가스 또는 가스의 조합으로 채워진 섬광전구를 포함한다. 스튜디오 발광체의 백열등은 촬영자가 조명을 위치시키고 조정하도록 허용하지만, 섬광전구는 이미지를 기록하기 위한 높은 강도의 조명을 제공한다. 스튜디오 발광체의 섬광 전구는 예를 들어 카메라 또는 다른 스튜디오 발광체에 대한 유선 접속, 무선 주파수(RF) 송신기 및 수신기를 사용하는 무선 접속으로부터의 전기 신호로부터 트리거될 수 있고, 또는 또 다른 플래시를 검출하는 스튜디오 발광체 상의 광센서에 의해 "슬레이브" 방식으로 트리거될 수 있다.
이러한 스튜디오 발광체 시스템은 촬영자가 대상물을 설정하고 스튜디오 발광체의 위치를 배정하며, 그런 다음 이미지를 기록할 수 있도록 해준다.
조명원의 적절한 컬러 균형, 또는 컬러 온도는 컬러 사진촬영에서 매우 중요 하다. 플래시 소스는 보통 일광과 유사한 등가의 컬러 온도를 가지며, 그 정도는 켈빈(K)으로 5200 내지 5500 도 정도이다. 일반적으로 사용되는 백열(텅스텐) 소스는 3200K 정도의 컬러 온도를 갖는다.
스튜디오 설정시, 촬영자는 플래시 조명을 사용하는 이미지를 기록하는 동안 백열 조명을 사용하여 설정을 수행해야 한다. 즉, 두 조명의 컬러 균형은 완전히 별개이다. 예를 들어 스튜디오 밖의 설정과 같은 일부 설정시에, 촬영자는 텅스텐 또는 형광 소스로부터 또는 컬러를 갖는 객체를 통해 필터링되는 또는 반사되는 일광 또는 다른 강한 조명으로부터의 강한 주변 광을 갖는 상황을 다루어야만 하는 경우가 있을 수 있다. 이들 상황에서, 촬영자는 균형이 잡힌 이미지를 제공하도록 조명을 시도하고 교정하는 필터를 사용할 수 있다.
현재 이용가능한 플래시의 고정된 스펙트럼 및 이용가능한 광의 스펙트럼 콘텐츠를 수정하는데 사용되는 필터의 제한(limitation)에 기초하여, 컬러 온도가 조정가능한 스튜디오 발광체가 필요하다.
본 발명에 따른 고체-상태 스튜디오 조명 시스템은 고체-상태 소스로부터 제 1 강도 및 등가의 컬러 온도를 가지며, 짧은 기간 동안 제 2의 보다 높은 강도로 전환되는 광을 제공한다. 제 2의 보다 높은 강도의 조명의 등가의 컬러 온도는 제 1의 컬러 온도와는 다를 수 있다. 고체 상태 소스는 다수 컬러의 에미터를 포함한다.
도 1은 종래 기술의 스튜디오 발광체의 블록도를 도시한다. 반사기(10)는 백열 소스(12) 및 플래시 소스(20)로부터 광을 반사 및 확산시킨다. 플래시 전자장치(22)는 플래시 소스(20)를 동작시키는데 필요한 고전압을 제공하고, 동기화 터미널(24) 및 플래시 센서(26), 전형적으로 광다이오드를 포함한다. 플래시 소스(20)는 전형적으로 크세논 플래시 램프이다. 플래시 전자장치(22)는 선택가능한 플래시 강도를 제공할 수 있지만, 플래시 소스(20)의 유효 컬러 온도는 일정하게 유지되며, 플래시 소스(20) 내의 가스의 화학적 조성에 의해 정의될 수 있다.
동작 동안, 백열 소스(12)는 광을 조정하고 포커싱하기 위한 조명을 제공한다. 이미지 캡쳐 동안, 플래시 소스(20)는 동기화 터미널(24) 또는 플래시 센서(26)를 통해 트리거되고, 플래시 조명은 짧은 기간 동안 보다 높은 강도로 제공되며, 컬러 온도는 섬광전구의 가스 조성에 의해 설정된다. 플래시 조명의 컬러 온도는 필터에 의해 변경될 수 있으나, 이러한 필터는 고가이며, 이들 필터들이 플래시 소스(20)에 의해 반복적으로 블래스트(blast)됨에 따라 그 컬러 온도는 변경된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스튜디오 발광체(30)의 블록도를 도시한다. 스튜디오 발광체(30)는 적어도 두 개의 상이한 컬러의 광의 에미터 세트를 구비한 광 모듈(32)을 포함한다. 도 2의 실시예에서, 에미터는 R1-RL(34), G1-GM(36) 및 B1-BN(38)으로 표시되어 있다. 첨자(L,M,N)는 적색 에미터, 녹색 에미터 및 청색 에미터 제각각의 수를 나타내는 정수이다. 각 컬러의 에미터 수는 필요로 하는 광 출력 및 각 개별 에미터로부터 이용가능한 광 출력에 의해 결정될 것이다. 직렬 연결이 도시되어 있지만, 에미터는 병렬로 또는 개별적으로 구동될 수 있다.
도시되어 있는 실시예에서, 적색, 녹색 및 청색의 발광 다이오드가 사용되고 있지만, 그와 달리 다른 컬러의 에미터가 사용되어 충분히 폭이 넓은 스펙트럼의 콘텐츠 조정 범위를 제공한다. 드라이버(40)는 이들 상이한 컬러 에미터(R1-RL, G1-GM 및 B1-BN) 제각각에 구동 신호(SR(42), SG(44) 및 SB(46))를 제공한다. 일련의 상이한 컬러 에미터에 대응하는 구동 신호를 변경함으로써, 광 모듈(32)에 의해 제공되며, 상이한 컬러 에미터에 의해 제공된 광의 혼합물인 플래시 광의 스펙트럼 콘텐츠는 대응하여 변경될 수 있다.
컬러 센서(50)는 광 모듈(32)에 의해 방출되는 광의 컬러를 감지한다. 전형적으로, 센서(50)는 CMOS 검출기, 광다이오드 또는 광 모듈(32)로부터 수신된 광을 드라이버(40)에 의해 처리될 수 있는 전기 신호로 변환하여 필요로 하는 컬러 온도를 생성하는 다른 변환기이다. 필요로 하는 컬러 온도는 스튜디오 발광체(30)와 함께 사용되는 카메라 또는 촬영 장치에 의해 결정될 것이다. 일광 촬영은 예를 들어 5500 켈빈의 컬러 온도를 갖는 푸르스름한 광에 대해 균형을 이룬다. 이와 달리, 텅스텐 필름을 사용하는 필름 카메라와 같은 촬영기는 예를 들어 3200 켈빈의 컬러 온도를 갖는 오렌지색 또는 보다 따뜻한 광에 대해 균형을 이룬다.
드라이버(40)는 동기화 터미널(62)과, 선택사항인 플래시 센서(64), 전형적 으로 광다이오드를 구비한다. 제 1 컬러 온도 조정부(6) 및 제 2 컬러 온도 조정부(68)도 제공된다. 선택사항인 조정부는 제 1 및 제 2 강도의 레벨에 대해 제공될 수 있고, 또는 이들 강도 레벨은 드라이버(40)에 의해 사전설정될 수 있다.
동작시, 드라이버(40)는 구동 신호(42,44,46)를 광 모듈(32)에 제공함으로써 제 1 컬러 온도 조정부(66)에 의해 선택된 제 1 컬러 온도로 제 1의 낮은 레벨의 조명을 제공한다. 플래시 신호에 응답하여, 동기화 터미털(62) 또는 플래시 센서(604)를 통해, 드라이버(40)는 구동 신호(42,44,46)를 광 모듈(32)를 제공함으로써 광 모듈(32)을 제 2 컬러 온도 조정부(68)에서 선택된 제 2의 보다 높은 레벨의 플래시 조명으로 스위칭한다. 이 제 2의 보다 높은 레벨의 플래시 조명은 짧은 기간 동안, 전형적으로 수 밀리초 동안 제공되며, 그 후 드라이버(40)는 광 모듈(32)을 제 1의 낮은 레벨의 조명으로 다시 스위칭한다.
광 모듈(30)에 의해 제공된 조정가능한 스펙트럼은 컬러 균형을 제공하는 주변 조명을 중화시키거나 또는 주변 광의 원치 않는 컬러 콘텐츠 또는 컬러 온도를 수용하는데 도움을 줄 수 있다. 광 모듈(30)에 의해 제공된 플래시 조명의 스펙트럼 콘텐츠는 또한 원하는 사진 효과를 달성하도록 조정될 수 있다. 예를 들어, 사진이 피부가 어두운 사람인 경우 보다 시원한 플래시 조명을 제공하게 되면 피부가 더 밝아 보이는 이미지가 얻어지는 반면, 이러한 사진 대상물에 보다 따뜻한 광을 제공하게 되면 피부가 더 풍부한 황갈색으로 보이는 이미지가 획득된다. 이들 특정 예 이외에, 컬러 온도 조정부(68)에 의해 제공된 플래시 조명의 스펙트럼 컨텐츠의 조정을 통해 다양한 이미지 특성 및 효과가 달성될 수 있다.
일 실시예에서, 광 모듈(32)의 에미터는 레이저 다이오드 또는 LED(발광 다이오드)와 같은 고체 상태 광원이다. 보통의 LED를 사용하는 것 외에, 종래에 잘 알려져 있으며 LED에 의해 여기되는 인광물질 코팅을 사용한 인광물질이 널리 퍼져 있는 LDE는 보다 넓은 스펙트럼 출력을 생성하는데 사용될 수 있다. 그러나, 에미터 세트는 둘 이상의 상이한 컬러를 갖는 임의의 다른 광원, 또는 조정가능한 스펙트럼 콘텐츠를 갖는 임의의 적절한 광원을 포함한다. 광 모듈(32) 내에 있는 상이한 컬러의 광 에미터는 독립적으로 액세스가능하다. 일 예에서, 일련의 에미터(R1-RL, G1-GM, B1-BN)는 적색 LED와 같은 하나 이상의 적색 에미터(R1-RL), 녹색 LED와 같은 하나 이상의 녹색 에미터(G1-GM), 및 청색 LED와 같은 하나 이상의 청색 에미터(B1-BN))의 어레이를 포함한다. 적색, 녹색 및 청색은 쉽게 입수가능한 LED 컬러이고 이들 LED로부터의 출력 광이 혼합되는 경우, 에미터(R1-RL, G1-GM, B1-BN)는 결과적인 플래시 조명에 대해 적절한 커버리지의 컬러 공간을 제공한다.
에미터의 수 및 배열은 광 모듈(32)에 포함된 에미터의 광 출력 및 플래시 조명의 필요로 하는 강도에 의해 큰 범위까지 결정된다. 각 컬러의 에미터는 상호 혼합될 수 있고, 또는 지정된 컬러 섹션 내에서 그룹화될 수 있다. 상이한 컬러의 에미터(R1-RL, G1-GM, B1-BN)의 독립적 액세스로 인해 상이한 컬러 에미터의 상대적 강도는 독립적으로 변경될 수 있으며, 그에 따라 광 모듈(32)에 의해 제공되는 플래시 조명의 스펙트럼 콘텐츠 또는 컬러 온도가 달라진다.
상이한 컬러 에미터 각각에 의해 제공되는 광의 상대적 강도는 상이한 컬러의 에미터(R1-RL, G1-GM, B1-BN) 각각에 제공된 구동 신호(42,44,46)의 대응하는 변경을 통해 달라진다. 적색 에미터(R1-RL)가 하나 이상의 적색 LED를 포함하고, 녹색 에미터(G1-GM)는 하나 이상의 녹색 LED를 포함하고 청색 에미터(B1-BN)는 하나 이상의 청색 LED를 포함하는 예에서, 구동 신호(42,44,46)는 전형적으로 LED에 제공되는 전류이며 에미터(R1-RL, G1-GM, B1-BN)의 컬러를 갖는 광 출력의 상대적 강도는 상이한 컬러의 LED를 구동시키기 위해 공급된 전류의 상대적 크기에 따라 달라진다. 예를 들면, 청색 강도가 증가된 플래시 조명을 제공하기 위해, 청색 LED에 제공된 전류는 녹색 LED에 제공된 전류 및 적색 LED에 제공된 전류에 비해 증가된다. 유사한 방식으로, 상이한 스펙트럼 콘텐츠를 갖는 플래시 조명은 상이한 컬러의 LED에 제공되는 전류의 상대적 편차에 의해 제공된다. 이 예에서 구동 신소(42,44,46)를 제공하기 위해, 드라이버(40)는 광 모듈(32) 내에서 상이한 컬러 에미터에 대한 전류를 변경한다. 드라이버(40)는 상이한 에미터(R1-RL, G1-GM, B1-BN) 각각에 의해 제공된 광의 상대적 강도를 변조하는데 적절한 임의의 다른 회로, 소자 또는 시스템을 포함할 수 있다. 상이한 컬러 에미터의 스펙트럼 콘텐츠를 제어하는 방법 및 장치의 예는 Nishimura에 의한 미국 특허 제 6,448,550 B1에 제공되어 있으며, 본 명세서에서는 참조로서 인용된다. 그러나, 그와 달리 광 모듈(32)에 의해 제공된 조명의 스펙트럼 콘텐츠를 변경하는 임의의 다른 구동 신호 (42,44,46) 또는 구동 기법이 포함된다.
상이한 컬러 에미터 각각이 LED와 같은 광원의 어레이를 포함하는 예에 있어서, 상이한 컬러의 에미터의 상대적 강도는 어레이 내에서 활성화되는 광원의 수에 대한 대응적 조정을 통해 교번적으로 조정가능하다. 예를 들어, 청색 강도가 감소한 플래시 조명을 제공하기 위해, 녹색 LED 또는 적색 LED 등보다는 소수의 청색 LED에 전류가 제공된다. 따라서, 이 예에서는, 플래시 조명의 스펙트럼 콘텐츠는 구동 신호에 의해 활성화되는 각 컬러의 개별 에미터의 수를 변경하도록 다른 적절한 회로를 스위칭함으로써 이산 단계적으로 조정될 수 있다.
전형적으로, 광 모듈(32)에 포함된 에미터(R1-RL, G1-GM, B1-BN)는 광 모듈(32)에 의해 제공되는 조명의 공간적 분산을 수립하는 집적 렌즈를 구비한다. 그러나, 반사기, 렌즈 또는 다른 광학 소자가 선택에 따라 광 모듈(32)의 에미터(R1-RL, G1-GM, B1-BN)에 외부적으로 포함되어 생성되는 조명의 공간적 분산을 제어한다.
본 발명의 실시예가 자세히 설명되었지만, 당업자라면 후속하는 청구항에 설명된 본 발명의 범주를 벗어나지 않고서 이들 실시예에 대해 수정 및 변형을 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 컬러 온도가 조정가능한 스튜디오 발광체를 제공할 수 있다.

Claims (13)

  1. 제 1 컬러 온도 및 제 1 강도를 갖는 제 1 광 출력 방식(first output regime), 제 2 컬러 온도 및 제 2 강도를 갖는 제 2 광 출력 방식을 갖는 광 모듈과,
    상기 제 1 및 제 2 광 출력 방식 사이에서 상기 광 모듈을 스위칭하는 스위칭 수단과,
    외부 신호에 응답하여, 상기 스위칭 수단으로 하여금 상기 광 모듈을, 상기 제 1 광 출력 방식에 서 상기 제 2 광 출력 방식으로 스위칭하게 하고 상기 제 1 광 출력 방식으로 되돌려 놓게 하는, 상기 스위칭 수단에 결합된 감지 수단을
    포함하는 스튜디오 발광체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 수단은 상기 광 모듈을, 사전결정된 기간 동안 상기 제 1 광 출력 방식에서 상기 제 2 광 출력 방식으로 스위칭하고, 그런 다음 상기 광 모듈을 상기 제 1 광 출력 방식으로 되돌려 놓는 스튜디오 발광체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 강도는 상기 제 1 강도보다 큰 스튜디오 발광체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 컬러 온도는 조정가능한 스튜디오 발광체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 컬러 온도는 동일한 스튜디오 발광체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 컬러 온도는 상이한 스튜디오 발광체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 신호는 전기 신호인 스튜디오 발광체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 신호는 광 신호인 스튜디오 발광체.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 모듈은 적어도 두 개의 상이한 컬러 광의 하나 이상의 에미터를 포함하는 스튜디오 발광체.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 상이한 컬러는 적색, 녹색 및 청색을 포함하는 스튜디오 발광체.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 에미터는 고체 상태 광원인 스튜디오 발광체.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 에미터는 하나 이상의 적색 LED 어레이, 하나 이상의 녹색 LED 어레이 및 하나 이상의 청색 LED 어레이를 포함하는 스튜디오 발광체.
  13. 제 11 항에 있어서,
    적어도 하나의 에미터는 인광물질이 넓게 분포된 LED인 스튜디오 발광체.
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