KR20090019872A - 색상 제어를 갖는 조명 장치 및 조명 방법 - Google Patents

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KR20090019872A
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Abstract

본 발명의 조명 장치는 하나의 그룹의 하나 이상의 조명 고상 발광기들, 하나의 기준 고상 발광기 및 기준 고상 발광기의 강도를 검출하는 기준 센서를 포함한다. 발광기들 각각은 (1) 0.015 이하의 1976 CIE 색도도 상의 델타 u', v' 거리만큼 제1 지점으로부터 이격되는 조명을 갖고, 그리고/또는 (2) 제1 전방 전압 온도 의존성의 5% 내에 있는 소정의 전방 전압 온도 의존성을 갖는다. 또한, 조명 장치는 하나 이상의 조명 고상 발광기들, 하나의 기준 고상 발광기 및 적어도 두 개의 영역들의 개별 센서를 포함하는 센서를 포함한다. 또한, 조명 방법이 제공된다.
Figure P1020087032025
조명 장치, 고상 발광기, 기준 고상 발광기, 센서

Description

색상 제어를 갖는 조명 장치 및 조명 방법 {LIGHTING DEVICE WITH COLOR CONTROL, AND METHOD OF LIGHTING}
본 출원은 2006년 5월 31일자로 출원된 미국 가특허 출원 제60/809,461호의 우선권을 주장하며, 그 전체가 본 명세서에 참조된다.
본 발명은 조명 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 광 출력의 색상 또는 광 출력의 강도를 유지하거나 및/또는 조정하는 조명 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 하나 이상의 고상 발광기를 포함하는 조명 장치에서 이러한 색상 제어를 제공하는 것에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 하나 이상의 고상 발광기를 포함하는 조명 장치에서 색상 제어를 제공하는 조명 방법에 관한 것이다.
매년 미국에서 생산되는 전기의 많은 비율(몇몇 추정치는 25％ 정도임)이 조명에 사용된다. 따라서, 에너지 효율이 보다 높은 조명을 제공할 필요가 계속 존재한다. 백열등은 에너지 효율이 매우 낮은 광원이며, 소비하는 전기의 약 90％가 빛이 아닌 열로서 방출된다는 것은 잘 알려져 있다. 형광등은 백열등보다 (약 10배만큼) 더 효율적이지만, 발광 다이오드와 같은 고상 발광기에 비해 여전히 효율이 낮다.
또한, 고상 발광기, 예를 들어 발광 다이오드의 정상 수명에 비해, 백열등은 일반적으로 약 750 내지 1,000 시간의 상대적으로 짧은 수명을 갖는다. 이에 비해, 예를 들어 발광 다이오드는 일반적으로 50,000 내지 70,000 시간의 수명을 갖는다. 형광등은 백열등보다 긴 수명(예를 들어, 10,000 내지 20,000 시간)을 갖지만, 덜 양호한 색재현을 제공한다.
색재현은 일반적으로 연색지수(CRI: Color Rendering Index)를 사용하여 측정된다. CRI Ra는 8개의 기준 색상들로 조명할 때 기준 방사기의 연색성(color rendition)에 비해 조명 시스템의 연색성이 어떠한가에 대한 상대적인 측정값들의 수정된 평균값이며, 즉 특정한 램프에 의해 조명될 때 대상물의 표면 색상에서의 편이(shift)의 상대적인 측정이다. 조명 시스템에 의해 조명되는 시험 색상 세트의 색좌표(color coordinate)가 기준 복사체에 의해 조사되는 동일한 시험 색상의 색좌표와 동일하다면, CRI Ra는 100과 동일하다. 주광(daylight)은 높은 CRI(Ra가 약 100임)를 가지며, 백열등도 비교적 근접하며(Ra가 95보다 큼), 형광등은 덜 정확하다(일반적으로 Ra가 70 내지 80임). 특정 타입의 특수 조명은 매우 낮은 CRI Ra를 갖는다(예를 들어, 수은 증기 또는 나트륨 램프는 약 40 또는 그보다 더 낮은 Ra를 가짐). 나트륨 조명은 예를 들어 고속도로를 조명하는데 사용되지만, 낮은 CRI Ra 값으로 인해 운전자 응답 시간이 현저히 감소한다(어떠한 주어진 밝기에 대해서도, CRI가 낮아지면 가독성이 감소함).
통상의 조명 설비에 있어서의 다른 문제는 조명 장치(예를 들어, 전구 등)를 주기적으로 교체해야 하는 필요성이다. 그러한 문제는 접근이 어려운 경우(예를 들어, 둥근 천장, 교각, 고층 빌딩, 교통 터널) 및/또는 교체 비용이 극히 비싼 경 우에 특히 두드러진다. 통상적인 설비의 일반적인 수명은 약 20년이며, 이는 적어도 약 44,000시간의 조명 장치 사용에 대응한다(20년 동안 하루 6시간의 사용에 기초함). 조명 장치 수명은 일반적으로 훨씬 더 짧으며, 따라서 주기적인 교체의 필요성을 낳는다.
따라서, 이상의 이유 및 다른 이유에서, 고상 발광기가 다양한 응용예에서 백열등, 형광등 및 다른 조명 장치 대신에 사용될 수 있도록 하는 방법을 개발하고자 하는 노력이 계속되었다. 또한, 발광 다이오드(또는 고상 발광기)가 이미 사용되고 있는 곳에서는, 예를 들어 에너지 효율, 연색지수(CRI Ra), 콘트라스트(contrast), 저비용, 광효율(efficacy)(lm/W) 및/또는 사용 시간에 대하여 개선된 발광 다이오드(또는 다른 고상 발광기)를 제공하려는 노력이 이루어지고 있다.
다양한 고상 발광기가 공지되어 있다. 예를 들어, 고상 발광기의 한 형태는 발광 다이오드이다.
발광 다이오드는 전류를 광으로 전환하는 반도체 장치이다. 다양한 발광 다이오드가 광범위한 목적으로 매우 다양한 분야에 사용되고 있다.
더 구체적으로, 발광 다이오드는 p-n 접합 구조물을 가로질러 전위차가 인가될 때 광(자외선, 가시광선 또는 적외선)을 발산하는 반도체 장치이다. 발광 다이오드 및 여러 관련 구조물을 만드는 수많은 공지의 방법이 존재하며, 본 발명은 그러한 장치 중 어느 것도 채용할 수 있다. 예를 들어, 지(Sze)의 "반도체 장치의 물리학(Physics of Semiconductor Devices)"[1981년 제2판(2d Ed. 1981)]의 제12장 내지 제14장과, 지(Sze)의 "현대 반도체 장치 물리학(Modern Semiconductor Device Physics)"(1998년)의 제7장은 발광 다이오드를 포함한 다양한 광자 장치를 설명한다.
"발광 다이오드"라는 표현은 기본적인 반도체 다이오드 구조물(즉, 칩)을 지칭하도록 본 명세서에 사용된다. (예를 들어) 전자제품 상점에서 판매되는 통상적으로 인지되고 상업적으로 구입 가능한 "LED"는 일반적으로 다수의 부품으로 이루어진 "패키징된(packaged)" 장치를 나타낸다. 이들 패키징된 장치는 일반적으로 미국 특허 제4,918,487호, 제5,631,190호 및 제5,912,477호에 설명된 것들과 같은 반도체 기반 발광 다이오드와, 다양한 와이어 커넥터들과, 발광 다이오드를 둘러싸는 패키지를 포함한다.
공지된 바와 같이, 발광 다이오드는 반도체 활성(발광) 층의 전도대와 가전자대(valence band) 사이의 밴드 갭을 가로질러 전자를 여기시킴으로써 빛을 발생시킨다. 전자 전이는 밴드 갭에 따라 변하는 파장의 광을 발생시킨다. 따라서, 발광 다이오드에 의해 발산되는 광의 색상(파장)은 발광 다이오드의 활성층의 반도체 재료에 따라 달라진다.
발광 다이오드의 개발은 여러 면에서 조명 산업을 급변시켰지만, 발광 다이오드의 몇몇 특성은 해결해야할 문제가 있으며, 그중 몇몇은 아직 해결되지 않았다.
백색으로 지각되는 광은 기본적으로 둘 이상의 색상(또는 파장)의 혼합이므로, 백색광을 발생시키는 단일 발광 다이오드 접합체는 개발되어 있지 않다. 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드로 형성된 발광 다이오드 픽셀을 갖는 "백색" LED 램프가 생산되고 있다. (1) 청색광을 발생시키는 발광 다이오드, (2) 발광 다이오드에 의해 발산된 광에 의한 여기에 응답하여 황색 광을 발산하는 발광 재료(예를 들어, 인광체)를 포함함으로써, 청색광과 황색광이 혼합될 때 백색광으로 지각되는 광을 발생시키는 또 다른 "백색" LED 램프가 생산되고 있다.
또한, 원색이 아닌 색상들의 조합을 생성하기 위해 원색들을 혼합하는 것은 이 기술 및 다른 기술에서 대체로 잘 이해된다. 일반적으로, 1931 CIE 색도도(Chromaticity Diagram)(1931년에 수립된 국제 원색 표준) 및 1976 CIE 색도도(1931 색도도와 유사하지만, 색도도 상의 유사한 거리가 유사하게 지각되는 색상의 차이를 나타내도록 수정됨)는 원색들의 가중치합으로서 색상을 형성하는데 유용한 기준을 제공한다.
효율적인 백색 LED 램프의 CRI Ra는 백열원(100의 Ra)에 비해 통상 낮다(65-75 범위내). 부가적으로, LED에 대한 색온도는 백열 전구 또는 CCFL 전구의 색온도(~2,700K)보다 통상 "더 차갑고"(~5,550K) 덜 바람직하다. LED에서의 이들 모두의 단점은 다른 LED 또는 선택된 포화된 색상의 루미퍼(lumiphor)를 추가함으로써 개선될 수 있다. 위에서 지적한 바와 같이, 본 발명에 따른 광원은 특정한 (x, y) 색도도 좌표들의 광원들의 특정한 색상 "혼합(blending)"을 이용할 수 있다["조명 장치 및 조명 방법(Lighting Device and Lighting Method)(발명자: 안토니 폴 반 데 벤 및 게랄드 에이치. 네글레이)"라는 제목으로 2005년 12월 21일자로 출원되고, 그 전체 내용이 본 명세서에 의해 참조된, 미국 특허출원 제60/752,555호 참조). 예를 들어, 부가적인 선택된 포화 소스로부터의 광은 임의의 변색 영역 없이 균일한 조명을 제공하도록 불포화된 광역 스펙트럼 소스와 혼합될 수 있고, 원한다면, 미관적인 이유로, 조명 소스 또는 개구가 직접 가시될 때 불연속 장치 또는 불연속 색상 영역으로서 관찰되지 않도록 개별적인 발광기들이 제작될 수 있다.
따라서 발광 다이오드는 개별적으로 또는 임의의 조합으로 사용될 수 있고, 선택에 따라서는 임의의 원하는 지각 색상(백색 포함)의 광을 발생시키기 위해 하나 이상의 발광 재료[예를 들어, 인광체 또는 신틸레이터(scintillator)] 및/또는 필터와 함께 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어 에너지 효율, 연색지수(CRI), 광효율(lm/W), 및/또는 사용 시간을 향상시키기 위해 기존의 광원을 발광 다이오드 광원으로 교체하려는 노력이 진행되는 영역은 광의 특정 색상 또는 색상 혼합에 한정되지 않는다.
(예를 들어, 본원에 전체 내용이 참조된 미국 특허 제6,600,175호에 개시된 바와 같이 루미퍼 또는 루미퍼 매체로도 알려진) 다양한 발광 재료가 공지되어 있으며, 당업자가 상용으로 구입하는 것이 가능하다. 예를 들어, 인광체는 여기 방사선원에 의해 여기될 때 반응 방사선(예를 들어, 가시광)을 발산하는 발광 재료이다. 많은 예에서, 반응 방사선은 여기 방사선의 파장과는 상이한 파장을 갖는다. 발광 재료의 다른 예는 신틸레이터, 데이 글로우(day glow) 테이프, 및 자외선의 조사시에 가시광선 스펙트럼으로 빛을 내는 잉크를 포함한다.
발광 재료는 하향 변환, 즉 광자를 더 낮은 에너지 레벨(더 긴 파장)로 변환하는 재료 또는 상향 변환, 즉 광자를 더 높은 에너지 레벨(더 짧은 파장)로 변환하는 재료로서 분류될 수 있다.
LED 장치에 발광 재료를 포함시키는 것은 예를 들어 혼합 또는 코팅 공정에 의해, 상술한 바와 같이 맑거나 또는 대체로 투명한 캡슐 재료(예를 들어, 에폭시계, 실리콘계, 유리계 또는 금속 산화물계 재료)에 발광 재료를 첨가함으로써 달성될 수 있다.
예를 들어, 미국 특허 제6,963,166호[야노(Yano) '166]에서 개시되는 바와 같이, 통상적인 발광 다이오드 램프는 발광 다이오드 칩과, 발광 다이오드 칩을 피복하기 위한 총탄형 투명 하우징과, 발광 다이오드 칩에 전류를 공급하기 위한 리드와, 균일한 방향으로 발광 다이오드 칩의 발산을 반사하기 위한 컵 반사기를 포함하고, 발광 다이오드 칩은 제1 수지 부분으로 둘러싸이고, 제1 수지 부분은 제2 수지 부분으로 추가로 둘러싸인다. 야노 '166에 따르면, 컵 반사기를 수지 재료로 충전시키고, 그리고 컵 반사기의 하부에 발광 다이오드 칩이 장착되고 음극 및 양극이 와이어에 의해 리드에 전기적으로 접속된 후에 컵 반사기를 경화시킴으로써 제1 수지 부분이 얻어진다. 야노 '166에 따르면, 인광체가 발광 다이오드 칩으로부터 발산된 광(A)에 의해 여기되도록, 제1 수지 부분에 산재되며, 여기된 인광체는 광(A)보다 긴 파장을 가진 형광["광(B)]을 발생시키고, 광(A)의 일부가 인광체를 포함하는 제1 수지 부분을 투과하며, 그 결과 광(A)과 광(B)이 혼합된 광(C)이 조명으로서 사용된다.
다양한 형태의 고상 발광기가 시간이 지남에 따라 열화된다. 예를 들어, 발광 다이오드가 시간이 지남에 따라 열화된다는 것은 공지되어 있다. 이것은 시간이 지남에 따라 발광 다이오드는 밝기에서 감소하며 예를 들어 약 50,000 시간 이 후에 절반의 밝기로 감소한다는 것을 의미한다. 다른 형태(색상)의 발광 다이오드는 다른 형태의 열화 메카니즘 및 다른 열화율을 갖는다. 다른 비율로 열화하는 다른 형태의 발광 다이오드로부터 발광 장치가 제조되면, 발광 다이오드가 열화됨에 따라, 조명 장치에 의해 발산된 광의 색상은 다른 형태 또는 색상의 발광 다이오드 각각의 비율이 변화함에 따라 변화한다.
또한, 주변 온도가 하나 이상의 고상 발광기를 포함하는 조명 장치로부터 발산된 광이 색상에서의 변화를 초래할 수 있다. 예를 들어, 일반적으로, 주변 온도가 증가할 때, 발광 다이오드에 의해 발산된 광의 양은 감소한다. 이것은 AlInGaP 재료 시스템을 포함하는 적색광 발광 다이오드에 대해 특히 중요하다. 휘도 감소는 섭씨 1도의 온도 증가마다 0.5%일 수 있다.
또한, 몇몇 고상 조명 장치는 캡슐화 브라우닝으로 인한 열화를 겪는다. 예를 들어, 시간이 지남에 따라 많은 LED들이 대체로 투명성을 잃어가는 캡슐화로 인해 열화된다.
조명 장치에 의해 발산된 광을 모니터링하고 광의 색상 및 휘도를 측정하며, 이어서 색상 배경을 백색(또는 특정한 색상 온도의 백색 광을 포함하는 임의의 다른 특정 색상)으로 "균형을 맞추도록(balance)" 다른 색상 광원의 상대적인 강도를 조정하고 요구된 양의 휘도를 유지시키기 위해 센서들을 이용하는 것이 알려져 있다. 예를 들어, 이러한 배치장치는 발광기로서 발광 다이오드를 이용하여 LED 비디오 디스플레이 및 LCD 디스플레이에서 사용되었다.
따라서, 하나 이상의 다른 형태의 고상 발광기가 시간이 지남에 따라 휘도에 서 열화될 때에도 하나 이상의 고상 발광기를 포함하는 조명 장치로부터 발산된 광의 색상(예를 들어, 백색 광의 색상 온도)이 유지되거나 혹은 조정될 수 있는 장치 및 방법이 필요하다.
본 발명은 이러한 장치 및 방법, 즉 하나 이상의 다른 형태의 고상 발광기들이 시간이 지남에 따라 휘도에서 열화될 때 하나 이상의 고상 발광기를 포함하는 조명 장치로부터 발산된 광의 색상(예를 들어, 백색 광의 색상 온도) 및/또는 출력 휘도(또는 강도)가 유지되고 그리고/또는 조정될 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 고상 발광기의 서브세트(subset)(예를 들어, 하나의 색상 형태) 및 센서가 광 내측에 놓여있다.
본 발명에 다른 몇몇 실시예에서, 기준 고상 발광기 및 대응하는 조명 고상 발광기(들)는 열 전도성 기판(즉, 상대적으로 낮은 열 저항을 갖는 요소) 상에 장착된다.
본 발명의 일 태양에서, 제1 그룹의 고상 발광기, 하나 이상의 제1 그룹 기준 고상 발광기 및 제1 기준 센서를 포함하는 조명 장치가 제공된다.
본 발명의 이러한 태양에서, 고상 발광기의 제1 그룹은 하나 이상의 제1 그룹 고상 발광기를 포함한다. 제1 그룹 고상 발광기 및 제1 그룹 기준 고상 발광기는 (1) 제1 그룹 지점에 대한 델타(delta) u', v'가 1976 CIE 색도도 상에서 0.015 이하, 그리고 몇몇의 경우에는 1976 CIE 색도도 상에서 0.010 이하, 그리고 몇몇의 경우에는 1976 CIE 색도도 상에서 0.005 이하가 되도록 소정 거리만큼 제1 그룹 지점으로부터 이격되는 1976 CIE 색도도 상의 한 지점에 대응하는 조명을 각각 갖고, 그리고/또는 (2) 제1 그룹 전방 전압 온도 의존성(dependence)의 5% 내에 있는 소정의 전방 전압 온도 의존성을 각각 갖는다.
본 발명의 제2 태양에서는, 제1 전류량의 전류를 제1 그룹의 고상 발광기들에 공급하는 단계와,
실질적으로 제1 전류량의 전류를 제1 그룹 기준 고상 발광기에 공급하는 단계와,
제1 그룹 기준 고상 발광기로부터의 광의 강도를 검출하는 단계를 포함하는 조명 방법이 제공된다.
본 발명의 이러한 태양에서, 제1 그룹의 고상 발광기들은 하나 이상의 제1 그룹 고상 발광기를 포함한다. 제1 그룹 고상 발광기(들) 및 제1 그룹 기준 고상 발광기는 (1) 제1 그룹 지점에 대한 델타 u', v'가 1976 CIE 색도도 상에서 0.015 이하, 그리고 몇몇의 경우에는 1976 CIE 색도도 상에서 0.010 이하, 그리고 몇몇의 경우에는 1976 CIE 색도도 상에서 0.005 이하가 되도록 소정 거리만큼 제1 그룹 지점으로부터 이격되는 1976 CIE 색도도 상의 한 지점에 대응하는 조명을 각각 갖고, 그리고/또는 (2) 제1 그룹 전방 전압 온도 의존성의 5% 내에 있는 소정의 전방 전압 온도 의존성을 각각 갖는다.
본 발명의 이러한 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 이 방법은 예를 들어 센서에 의해 검출되는 바와 같이 제1 그룹 기준 고상 발광기의 강도가 감소될 때, 제2 그룹의 고상 발광기들에 공급된 전류를 제2 전류량으로 조정하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 이러한 태양에 다른 몇몇 실시예에서, 이 방법은 제2 전류량을 감지하는 단계와, 제2 전류량이 (예를 들어, 제1 그룹 기준 고상 발광기가 교체될 필요가 있다는 사실을 표시하는) 특정한 값에 도달하면, 소정 신호를 방출하는 단계를 더 포함한다.
본 발명은 첨부 도면 및 다음의 본 발명의 상세한 설명을 참조하여 더욱 완전하게 이해될 수 있다.
도1은 본 발명에 따른 조명 장치(10)의 제1 실시예를 도시한다.
도2는 본 발명에 다른 제2 실시예의 전기 배선도이다.
도3은 본 발명에 따른 제3 실시예의 전기 배선도이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 태양에서는, 하나 이상의 그룹의 고상 발광기와, 전체 그룹의 고상 발광기들 또는 각각의 그룹의 고상 발광기들을 위한 하나 이상의 기준 고상 발광기와, 각각의 그룹을 위한 기준 센서를 포함하는 조명 장치가 제공된다.
"그룹"이라는 표현은 특정한 색상 또는 형태의 고상 발광기들을 칭하도록 본 명세서에서 사용된다. 즉, 기준 고상 발광기가 특정 그룹의 고상 발광기들에 대한 것으로서 지칭되는 경우에, 기준 고상 발광기 및 그들(또는 그) 고상 발광기들은 특정한 색상 또는 형태로 되어 있고, 즉 그들은 특정한 범위 내에 있는 (예를 들어, 1976 CIE 색도도 상의) 색상 좌표를 갖는 광을 발산한다. 따라서, 본 발명의 이점이 얻어질 수 있으며, 즉 고상 발광기의 색상 또는 형태에서의 강도의 임의의 열화 또는 감소가 동일한(또는 유사한) 색상 또는 형태의 기준 고상 발광기에 의해 유사하게 경험하게 될 것이고, 이러한 열화 또는 감소는 그 그룹에 대한 기준 센서에 의해 정확하고 신뢰성있게 검출될 것이다. 마찬가지로, 특정한 그룹을 위한 것으로서 지칭되는 기준 센서는 그 그룹의 기준 고상 발광기에 의해 발산된 광의 강도를 감지하도록 사용된다.
각각의 그룹에 대해, 하나 이상의 고상 발광기 및 기준 고상 발광기는 (1) 제1 그룹 지점에 대한 델타 u', v'가 1976 CIE 색도도 상에서 0.015 이하, 그리고 몇몇의 경우에는 1976 CIE 색도도 상에서 0.010 이하, 그리고 몇몇의 경우에는 1976 CIE 색도도 상에서 0.005 이하가 되도록 소정 거리만큼 제1 그룹 지점으로부터 이격되는 1976 CIE 색도도 상의 한 지점에 대응하는 조명을 각각 갖고, 그리고/또는 (2) 제1 그룹 전방 전압 온도 의존성의 5% 내에 있는 소정의 전방 전압 온도 의존성을 각각 갖는다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 특정한 그룹의 하나 이상의 고상 발광기들 및 그 그룹에 대한 기준 고상 발광기가 있다.
고상 발광기(또는 임의의 다른 발광기)가 특정한 색상으로 되는 것으로 기술되는 경우에 (또는 특정한 색상의 광을 발산하는 것으로 기술되는 경우에), 이러한 기술은 그 발광기로부터 발산된 광이 1976 CIE 색도도 상의 특정한 지점에 대응하는(또는 이러한 지점에 대한 특정한 델타 u', v'가 0.015, 0.010 또는 0.005 이하 의 범위 내에 있는) 것을 의미하며, 즉 이러한 발광기로부터의 색상은 포화되거나 불포화될 수 있다는 것을 의미한다. 본 명세서에서 사용되는 "포화된"이라는 표현은 적어도 85%의 순도를 갖는다는 것을 의미하는데, "순도"라는 용어의 의미는 당업자에게 주지되어 있고, 순도를 계산하는 방법도 당업자에게 주지되어 있다.
발광 다이오드로부터 발산된 광을 지칭할 때 본 명세서에 사용되는 "조명"이라는 표현은 발광 다이오드가 적어도 약간의 광을 발산하도록 발광 다이오드에 적어도 약간의 전류가 공급되는 것을 의미한다. "조명"이라는 표현은 사람의 눈이 광이 연속적으로 발산되고 있는 것으로 광을 인지할 정도의 비율로 발광 다이오드가 연속적으로 또는 간헐적으로 광을 발산하는 상황, 또는 광이 연속적으로 발산되고 있는 것으로 사람의 눈이 광을 인지할 정도로 (그리고, 상이한 색상이 이들 색상의 혼합으로 발산되는 경우에) 동일한 색상 또는 상이한 색상을 갖는 복수의 발광 다이오드가 ("온"되는 시간의 중첩이 있거나 또는 없이) 간헐적으로 그리고/또는 교대로 광을 발산하는 상황을 포함한다.
임의의 양호한 고상 발광기 또는 발광기들이 본 발명에 따라 채용될 수 있다. 당업자라면 매우 다양한 이러한 발광기를 인식하고 있고 쉽게 이용 가능하다. 이러한 고상 발광기는 무기 및 유기 발광기를 포함한다. 이러한 발광기의 형태의 예들은 매우 다양한 [폴리머 발광 다이오드(PLEDs)를 포함하는 무기 및 유기] 발광 다이오드, 레이저 다이오드, 박막 전계발광(electroluminescent) 장치, 발광 폴리머(LEPs), 당업계에 잘 알려진 매우 다양한 장치(따라서, 이러한 장치 및/또는 이러한 장치가 제작되는 재료들을 상세하게 기술할 필요는 없다)를 포함한다.
상이한 그룹의 발광기는 서로 유사하거나, 서로 다르거나 또는 임의의 조합일 수 있다(즉, 한 형태의 복수의 고상 발광기가 존재할 수 있거나, 2개 이상의 각 형태의 하나 이상의 고상 발광기가 존재할 수 있다).
상술한 바와 같이, 한 패밀리의 고상 발광기 중 한 예가 LED이다. 이러한 LED는 임의의 발광 다이오드들 사이에서 선택될 수 있다(매우 다양한 발광 다이오드가 당업자에게는 쉽게 얻을 수 있고 잘 알려진 다양한 형태이므로, 이러한 장치들을 상세하게 기술하고 그리고/또는 이러한 장치가 이루어지는 재료를 기술할 필요는 없다). 예를 들어, 발광 다이오드의 형태의 예는 무기 및 유기 발광 다이오드를 포함하며, 매우 다양한 발광 다이오드가 당업계에 잘 알려져 있다. 이러한 장치들은 루미퍼, 캡슐화제, 리드 프레임 및/또는 임의의 다양한 다른 구조물을 포함할 수 있고, 그 각각은 당업계에 잘 알려져 있으며, 당업자라면 이러한 요소를 장치 내에 쉽게 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따라 사용하기에 적합한 LED의 대표적인 예는 2005년 12월 22일자로 출원되고, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조되는, "조명 장치(Lighting Device)"라는 명칭의 미국 특허 출원 제60/753,138호[(발명자: 게랄드 에이치. 네글레이(Gerald H. Negley)]에 기재된 것들을 포함하며, 상기 특허 출원에서 발광 다이오드들은 하나 이상의 루미퍼들과 함께 하나의 패키지 내에 포함되고, 하나 이상의 루미퍼들은 향상된 광 확산 효율을 달성하기 위해서 하나 이상의 발광 다이오드로부터 이격되어 있다. 본 발명에 따라 사용하기에 적합한 LED의 추가적인 대표 예는 2006년 1월 23일자로 출원되고, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조되는, "공간적으로 분리하는 루미퍼 필름에 의한 LED 내 스 펙트럼 성분의 이동(Shifting Spectral Content in LEDs by Spatially Separating Lumiphor Films)"라는 명칭의 미국 특허 출원 제60/761,310호[발명자: 게랄드 에이치. 네글레이 및 안토니 반 데 벤(Antony Van De Ven)]에 개시된 것을 포함하여, 상기 특허 출원에서는 서로 이격된 2개 이상의 루미퍼가 제공된다. 본 발명에 따라 사용하기에 적합한 LED(및 다른 고상 발광기 장치)의 추가적인 대표 예는, (1) 2006년 5월 26일자로 출원되고, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조되는, "조명 장치(Lighting Device)"라는 명칭의 미국 특허 출원 제60/808,702호(발명자: 게랄드 에이치. 네글레이 및 안토니 반 데 벤)(변호사 도켓 번호 931_009); (2) 2006년 5월 23일자로 출원되고, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조되는, "조명 장치 및 제조 방법(Lighting Device and Method of Making)"이라는 명칭의 미국 특허 출원 제60/802,697호(발명자: 게랄드 에이치. 네글레이)(변호사 도켓 번호 931_011); (3) 2006년 5월 26일자로 출원되고, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조되는, "고상 발광 장치 및 그 제조 방법(Solid State Light Emitting Device and Method of Making Same)"이라는 명칭의 미국 특허 출원 제60/808,925호[발명자: 게랄드 에이치. 네글레이 및 에프. 닐 헌터(F. Neal Hunter)](변호사 도켓 번호 931_010)에서 개시된 것들을 포함한다.
고상 발광기의 각 그룹은 임의의 양호한 수의 고상 이미터를 포함할 수 있다.
기준 고상 발광기로부터의 광의 강도를 검출할 수 있는 다양한 센서가 당업자에게 알려져 있고 이용 가능하며, 임의의 이러한 센서들은 본 발명에 따른 장치 및 방법에서 채용될 수 있다. 예를 들어, 핀 다이오드들은 기준 고상 발광기로부터의 광의 강도를 검출할 수 있는 공지된 센서들이다(마찬가지로, 광전지 셀 및 다른 장치들이 적소에 사용될 수 있다).
예를 들어, 주변 온도에서의 변화, 캡슐화제 투명성의 손실 등으로 인한 특정한 그룹의 기준 고상 발광기의 밝기에서의 변화는 센서(들), 예를 들어 핀 다이오드(들)에 의해 검출되고, 이러한 감소된 밝기는 그 그룹에 대한 밝기를 공칭값으로 회복시키도록 그 그룹의 고상 발광기들을 통해 더 많은 전류가 흐르게 하는 피드백 시스템에 의해 보상된다.
센서, 예를 들어, 핀 다이오드 또는 발광 다이오드는 열, 자외선 및/또는 청색광에 대한 연속적인 노출의 결과로서 잠재적으로 열화된다. 센서의 수명을 연장하기 위해서, 본 발명에 따른 몇몇 실시예에서, 센서는 고상 발광기 및 기준 고상 발광기가 장착되는 열 전도성 기판으로부터 단열되며, 센서는 열 싱크 상으로 연결될 수 있다.
추가적으로, 몇몇 발광기(예를 들어, 청색 다이(bluedie)를 갖는 인광체를 이용하여 LED를 사용하는 청색 및 백색 LED 램프 및 발광기)가 일부 청색 광 및 일부 자외선을 발산할 때, 본 발명에 따른 몇몇 실시예에서, 기준 센서에 도달하는 자외선 및 진한 청색 방사선의 양을 감소시키기(또는 제거시키기) 위해서, 기준 고상 발광기(들)의 발산면과 기준 센서(들) 사이에 광학 필터가 포함된다. 이러한 몇몇 실시예에서, 광학 필터는 480 nm와 630 nm 사이에서 실질적으로 투명하고, 이러한 범위 밖에서는 감쇠되며, 당업자는 이러한 광학 필터에 익숙하며 접근할 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 "실질적으로 투명한"이란 기재는 실질적으로 투명한 것으로 간주되는 구조체가 고상 발광기에 의해 발산된 전술한 범위 내의 파장을 갖는 광의 적어도 90%를 통과시킬 수 있다는 것을 의미한다.
본 발명에 다른 실시예의 대표적인 예에서, 2개의 그룹, 그룹 1(황색 루미퍼를 갖는 청색 발광 다이오드) 및 그룹 2(적색 발광 다이오드)의 발광 다이오드가 채용되고, 제1 및 제2 동력선이 제공되고, 제1 동력선은 직렬로 배열된 그룹 1의 기준 발광 다이오드 및 그룹 1의 발광 다이오드들을 모두 포함하고, 제2 동력선은 일렬로 배열된 그룹 2의 발광 다이오드 및 그룹 2의 발광 다이오드들을 모두 포함한다. 이러한 실시예에서, 그룹 1의 기준 발광 다이오드 내의 밝기가 제1 퍼센트만큼 감소되었다고 검출되면, 그룹 1의 발광 다이오드의 밝기에서의 분명한 감소를 보상하도록 제2 동력선을 통해 흐르는 전류가 감소될 수 있다. 대안적으로, 전체 밝기를 원래의 밝기로 반드시 되돌리지 않으면서, 결합된 색상을 양호한 색조(hue)로 되돌려 조정하도록 제1 동력선 내의 전류를 조정하고 그리고/또는 제2 동력선 내의 전류를 조정하는 것이 가능하다. 이러한 배열에서, 센서는 하나의 그룹의 발광기 또는 기준 발광기에 의해 발산된 광만을 선택적으로 검출하도록 선택될 수 있다.
고상 발광기의 추가적인 그룹[예를 들어, 청록색(cyan) 영역 내의 주(dominant) 파장을 갖는, 제3 그룹의 발광 다이오드와, 선택적으로 제4 그룹 및/또는 제5 그룹 등]이 조명 장치 내에 포함될 수 있고, 모든 각각의 그룹으로부터의 방사선의 색상 및/또는 밝기가 아날로그 방식으로 조정될 수 있고 그리고/또는 유 지될 수 있다.
상술한 바와 같이, 추가적인 그룹의 고상 발광기는 조명 장치 내에 포함될 수 있고, 방사선의 색상 및/또는 밝기는 아날로그 방식으로 조정될 수 있고 그리고/또는 유지될 수 있다.
위에서 지적한 바와 같이, 본 발명의 몇몇 실시예에서, 기준 고상 발광기(들)은 조명 장치의 조명 부분에서 대응하는 고상 발광기(들)와 구조적으로 실질적으로 동일하고, 그들은 실질적으로 동일한 전류량으로 작동된다. 또한, 본 발명에 따른 몇몇 실시예에서, 기준 고상 발광기(들) 및 대응하는 조명 고상 발광기(들)은 열 전도성 기판(즉, 상대적으로 낮은 열 저항을 갖는 요소) 상에 모두 장착되고, 그리고/또는 기준 고상 발광기(들)은 조명 고상 발광기(들)과 일렬로 연결된다. 본 발명에 따른 몇몇 실시예에서, 기준 고상 발광기(들)의 열화가 조명 고상 발광기(들)의 것과 정합되는 것을 보장하기 위해서, 기준 고상 발광 다이오드(들)은 대응하는 조명 고상 발광 다이오드(들)와 동일한 일괄처리(batch)로 생산된다.
본 명세서에 사용된 "상에 장착된"이라는 표현은 제2 구조물 "상"에 있는 제1 구조물이 제2 구조물과 접촉될 수 있거나, 하나 이상의 개재 구조물(제1 구조물, 제2 구조물 또는 하나의 개재 구조물과 접촉되는, 대향 측면들의, 각각의 측면)에 의해 제2 구조물로부터 분리될 수 있다는 것을 의미한다.
"기준 고상 발광기(들)은 조명 장치의 조명 부분에서 대응하는 고상 발광기(들)과 구조적으로 실질적으로 동일하다"라는 기재는 기준 고상 발광기(들) 및 고상 발광기(들)은 동일한 활성 층을 포함하고, 몇몇의 경우에, (1) 발광기들 각각의 모든 요소들은 동일한 재료로 되어 있고, (2) 발광기들 각각은 동일한 제조자에 의해 만들어지고, (3) 발광기들 각각은 동일한 일괄처리로 되어 있고, (4) 발광기들 각각은 제1 지점에 대한 델타 u', v'가 1976 CIE 색도도 상에서 0.015 이하, 그리고 몇몇의 경우에는 1976 CIE 색도도 상에서 0.010 이하, 그리고 몇몇의 경우에는 1976 CIE 색도도 상에서 0.005 이하가 되도록 소정 거리만큼 제1 지점으로부터 이격되는 1976 CIE 색도도 상의 한 지점에 대응하는 조명을 각각 갖고, 그리고/또는 (5) 발광기들 각각은 제1 전방 전압 온도 의존성의 5% 내에 있는 소정의 전방 전압 온도 의존성을 각각 갖는다는 것을 의미한다.
"실질적으로 동일한 전류량으로 작동된"이라는 기재는 각각의 전류량이 5% 이하만큼 다르다는 것을 의미하거나, 하나의 전류 내의 퍼센트 변화가 ±5% 이하만큼 나머지 전류 내에서 퍼센트와 정합된다(그리고 고정물에 대한 동력 입력이 특정한 양, 예를 들어 50%만큼 감소된다면, 각각의 전류량은 5%보다 많이 다르지 않을 것이다)라는 점에서 전류가 비례적이라는 것을 의미한다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, (특정한 그룹의) 하나 이상의 기준 고상 발광기 및 (그 그룹에 대한) 하나 이상의 대응하는 기준 센서는 하나 이상의 기준 고상 발광기의 것(또는 것들)과 다른 임의의 요소에 의해 발산된 광으로부터 실질적으로 고립되는 기준 챔버 내에 위치된다.
이러한 몇몇 실시예에서, 기준 챔버는 고 비흡수제이다. 당업자에게는 매우 다양한 이러한 챔버들이 주지되어 있어 이용 가능하고 제조할 수 있다. 예를 들어, 이러한 챔버들은 집적 영역(integrating sphere)(당업자에게 주지되어 있음)을 포함할 수 있고, 그리고/또는 TiO2, 바륨 설페이트(barium sulfate) 또는 다양한 세라믹 포뮬레이션(formulation)으로 적하(load)된 등록상표 MCPET 페이퍼로 후루카와(일본 회사)에 의해 판매된 재료로 코팅된(또는 재료로 구성된) 벽을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 몇몇 실시예에서, 특정한 그룹의 하나 이상의 기준 고상 발광기와 그 그룹에 대한 하나 이상의 대응 기준 센서 사이에 위치되는 하나 이상의 자외선 감소 요소가 제공됨으로써, 자외선이 기준 고상 발광기(들)에 의해 발산된다면, 기준 센서에 도달하는 자외선의 강도는 (기준 고상 발광기에 의해 발산된 자외선의 강도에 대하여) 감소된다. 당업자는 매우 다양한 이러한 자외선 감소 요소를 잘 알고 있고 이용 가능하다. 이러한 몇몇 실시예에서, UV 광 감소 요소(또는 광학 필터)는 480nm와 630nm 사이에서 실질적으로 투명하고, 이러한 범위 밖에서는 감쇠하며, 당업자는 이러한 요소들을 잘 알고 있고 이용할 수 있다.
본 발명에 따른 몇몇 실시예에서, 하나 이상의 기준 센서는 센서 장착 구조물 상에 장착된다. 당업자에게는 이러한 장착 구조물을 위해 사용될 수 있는 다양한 구조물이 주지되어 있다. 이러한 몇몇 실시예에서, 센서 장착 구조물은 하나 이상의 그룹의 (비-기준) 고상 발광기에 의해 발생된 열로부터 단열된다.
본 발명에 다른 몇몇 실시예에서, 하나 이상의 기준 센서와 열적으로 연통하는 하나 이상의 열 소산 구조물이 제공된다. 당업자에게는 열 소산 구조물 및 재 료들이 주지되어 있고, 적절한 구조물 및 재료를 쉽게 선택할 수 있다. 예를 들어, 열 소산 구조물은 하나 이상의 돌기부(예를 들어, 핀)을 포함할 수 있다. 이러한 몇몇 실시예에서, 하나 이상의 센서는 센서 장착 구조물 상에 장착되고, 열 소산 구조물은 센서 장착 구조물 상에 장착된다.
본 발명에 따른 몇몇 실시예에서, 제1 기준 센서 및 (제1 기준 센서로부터 절연될 수 있는) 제2 기준 센서는 단일의 센서 장착 구조물 상에 모두 장착된다.
본 발명에 따른 몇몇 실시예에서, 제1 기준 센서는 센서 장착 구조물의 제1 측부 상에 장착되고, 열 소산 구조물은 센서 장착 구조물의 제2 측부 상에 장착된다. 이러한 몇몇 실시예에서, 센서 장착 구조물의 제1 측부는 센서 장착 구조물의 제2 측부에 대향되어 있다.
본 발명에 따른 몇몇 실시예에서, 하나(또는 그 이상)의 기준 고상 발광기는 이미터 장착 구조물 상에 장착되고, 하나(또는 그 이상)의 대응 고상 발광기는 이미터 장착 구조물 상에 또한 장착된다. 이러한 몇몇 실시예에서, 기준 고상 발광기는 이미터 장착 구조물의 제1 측부 상에 장착되고, 고상 발광기는 이미터 장착 구조물의 제2 측부 상에 장착된다(이러한 몇몇 장치에서, 이미터 장착 구조물의 제1 측부는 이미터 장착 구조물의 제2 측부에 대향되어 있다).
당업자에게는 이미터 장착 구조물로서 사용하기에 적합한 다양한 재료가 주지되어 있다. 몇몇 실시예에서, 이미터 장착 구조물은 예를 들어 500도 C/W보다 크지 않은 비교적 낮은 열 저항을 갖는다.
본 발명의 조명 장치는 임의의 양호한 방식으로 배열되고, 장착되고 전기 공 급될 수 있고, 임의의 양호한 하우징 또는 고정물 상에 장착될 수 있다. 당업자에게는 매우 다양한 배치, 장착 설계, 동력 공급 장치, 하우징 및 구조물이 주지되어 있고, 임의의 이러한 배치, 장착 설계, 동력 공급 장치, 하우징 및 고정물이 본 발명에 따라 채용될 수 있다. 본 발명의 조명 장치는 임의의 양호한 동력원에 전기적으로 연결(또는 선택적으로 연결)될 수 있고, 당업자에게는 이러한 다양한 동력원이 주지되어 있다.
본 발명에 따른 몇몇 실시예에서, 동력은 하나 이상의 동력선을 통해 하나 이상의 고상 발광기 및/또는 하나 이상의 기준 고상 발광기에 공급된다.
예를 들어, 본 발명에 따른 대표적인 실시예는 제1 그룹의 고상 발광기, 제2 그룹의 고상 발광기, 제1 그룹 기준 고상 발광기 및 제2 그룹 기준 고상 발광기를 포함한다. 장치는 제1 동력선 및 제2 동력선을 포함한다. 제1 동력선은 제1 개수의 제1 그룹의 고상 발광기와 제2 개수의 제2 그룹의 고상 발광기에 직접 또는 선택적으로 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 제1 그룹의 고상 발광기 및 제1 그룹 기준 고상 발광기 모두는 (제2 그룹의 고상 발광기 및 제2 그룹 기준 고상 발광기는 제1 동력선에 전기적으로 연결되지 않은 상태로) 제1 동력선에 전기적으로 연결될 수 있고, 제2 그룹의 고상 발광기 및 제2 그룹 기준 고상 발광기 모두는 (제1 그룹의 고상 발광기 및 제1 그룹 기준 고상 발광기는 제2 동력선에 전기적으로 연결되지 않은 상태로) 제2 동력선에 전기적으로 연결될 수 있다.
본 명세서에서 2개의 구성요소가 "전기적으로 연결된다"라는 기재, 예를 들어 동력선이 하나 이상의 고상 발광기에 직접 또는 선택적으로 전기적으로 연결된 다라는 기재는 전류가 동력선을 통해 고상 발광 다이오드에 공급될 수 있다는 것을 의미한다[또는, 본 발명의 조명 장치가 임의의 양호한 동력원에 전기적으로 연결(또는 선택적으로 연결) 된다는 기술은 전류가 동력 공급부로부터 조명 장치로 공급될 수 있다는 것을 의미한다]. 위의 기재에서 "선택적으로"라는 용어는 전기적 연결이, 예를 들어 동력선 내의 스위치를 개방함으로써, 선택적으로 중단될 수 있다는 것을 지시한다. 즉, "전기적으로 연결된다." 또는 "선택적으로 전기적으로 연결된다"라는 기재는 전원을 단지 켜고 끄지 않으면서 장치의 일부분 내로 흐르는 전류의 크기를 조정하도록 스위치 또는 다른 장치가 조정될 수 있는 장치를 포함한다.
본 발명의 조명 장치에 모두 적합한, 조명 장치의 배치, 조명 장치의 장착 설계, 조명 장치에 전기를 공급하기 위한 장치, 조명 장치용 하우징, 조명 장치용 고정물 및 조명 장치용 동력 공급기의 대표적인 예들이, 2005년 12월 21일자로 출원되고, 전체 내용이 본 명세서에 참조되는, "조명 장치(Lighting Device)"라는 명칭의 미국 특허 출원 제60/752,753호(발명자: 게랄드 에이치. 네글리, 안토니 폴 반 데 벤 및 닐 헌터)와, 2006년 5월 5일자로 출원되고, 전체 내용이 본 명세서에 참조되는, "조명 장치(Lighting Device)"라는 명칭의 미국 특허 출원 제60/798,446호(발명자: 안토니 폴 반 데 벤)(변호사 도켓 번호 931_008)에서 기술된다.
본 발명에 따른 조명 장치의 몇몇 실시예에서, 과도한 가열 또는 재앙적인 파손을 방지하거나 회피하기 위해서 (각각의) 고상 발광기를 통해 입력될 수 있는 전류의 최대량을 제한하는 하나 이상의 전류 제한 장치가 또한 포함되어 있다. 이 러한 전류 제한 장치는 다수의 고상 발광기에 연결된 복수의 동력선들 각각 내에 위치될 수 있거나, 고상 발광기 각각에 연결된 복수의 개별 동력선을 공급하는 동력선 내에 위치될 수 있다. 당업자에게는 전류를 제한하도록 채용될 수 있는 다양한 구성요소, 예를 들어 레지스터가 주지되어 있고, 임의의 이러한 구성요소는 본 발명에 따른 장치 내에 채용될 수 있다.
본 발명에 따른 조명 장치의 몇몇 실시예에서, 하나 이상의 고상 발광기에 공급되는 전류를 (각각) 감지하는 하나 이상의 전류 센서가 또한 포함된다. 상술한 바와 같이, 시간이 지남에 따라, 고상 발광기는 밝기에서의 감소를 겪는 경향이 있다. 본 발명에 따라서, 이러한 밝기에서의 감소가 감지되고 대부분은 실행된 고상 발광기(들)에 공급된 전류를 증가시킴으로써 정확하게 보상된다. 하나 이상의 고상 발광기에 공급되는 전류를 감지함으로써, 하나 이상의 이러한 고상 발광기가 (하나 이상의 이유로) 그(또는 그들) 고상 발광기(들)를 교체하도록 알게 될 수 있는 이러한 상승한 전류를 요구할 때 검출되는 것이 가능하다. 본 발명의 몇몇 실시 예에서, 적절한 고상 발광기(들)를 교체하도록 알려지는 표시인 이러한 감지된 전류가 한계치(즉, 적어도 최소 전류 값)에 도달한다면 신호를 제공하는 신호 표시(signaling) 요소가 또한 제공된다.
본 발명에 따른 조명 장치는 임의의 양호한 색상의 주 파장을 갖는 광을 발산하는 단일 그룹의 고상 발광기를 포함할 수 있고, 그리고/또는 다른 색상 및/또는 다른 상관된 색상 온도를 갖는 복수의 그룹의 고상 발광기를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 다른 발광기는 본 발명에 따른 조명 장치 내에 추가로 포함될 수 있 다. 또한, 본 발명에 따른 조명 장치는 임의의 형태의 발광기를 포함하는(즉, 백열등, 형광등 등을 포함하는) 임의의 다른 양호한 조명 장치(들)와 조합하여 사용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 조명 장치는 예를 들어 양호한 (x,y) 색상 색도도 좌표의 광원의 색상 "혼합"으로 포함된 모든 광원 또는 일부의 광원을 제공할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 조명 장치는 이하의 발명들에서 기술된 혼합하여 내포된 모든 광원 또는 일부의 광원을 제공하도록 사용될 수 있다.
(1) 본 명세서에 의해 전체가 참조되는, 2005년 12월 21일자로 출원된 "조명 장치 및 조명 방법(Lighting Device and Lighting Method)"이라는 표제의 미국 특허 출원 제60/752,555호(발명자: 안토니 폴 반 데 벤 및 게랄드 에이치. 네글레이);
(2) 본 명세서에 의해 전체가 참조되는, 2006년 4월 20일자로 출원된 "조명 장치 및 조명 방법(Lighting Device and Lighting Method)"이라는 표제의 미국 특허 출원 제60/793,524호(발명자: 안토니 폴 반 데 벤 및 게랄드 에이치. 네글레이);
(3) 본 명세서에 의해 전체가 참조되는, 2006년 4월 20일자로 출원된 "조명 장치 및 조명 방법(Lighting Device and Lighting Method)"이라는 표제의 미국 특허 출원 제60/793,518호(발명자: 안토니 폴 반 데 벤 및 게랄드 에이치. 네글레이);
(4) 본 명세서에 의해 전체가 참조되는, 2006년 4월 20일자로 출원된 "조명 장치 및 조명 방법(Lighting Device and Lighting Method)"이라는 표제의 미국 특허 출원 제60/793,530호(발명자: 안토니 폴 반 데 벤 및 게랄드 에이치. 네글레이);
(5) 본 명세서에 의해 전체가 참조되는, 2007년 8월 5일자로 등록된 "조명 장치 및 조명 방법(LIGHTING DEVICE AND LIGHTING METHOD)"이라는 표제의 미국 특허 제7,213,940호(발명자: 안토니 폴 반 데 벤 및 게랄드 에이치. 네글레이; 변호사 도켓 번호 931_035 NP); 및
(6) 본 명세서에 의해 전체가 참조되는, 2006년 1월 12일자로 출원된 "조명 장치 및 조명 방법(LIGHTING DEVICE AND LIGHTING METHOD)"이라는 표제의 미국 특허 출원 제60/868,134호(발명자: 안토니 폴 반 데 벤 및 게랄드 에이치. 네글레이; 변호사 도켓 번호 931_035 PRO).
색상들의 특정한 조합에 대한 추가의 대표적인 예들이 이하에 포함된다.
(7) 황색을 띤 백색 발광 다이오드 램프 및 적색 발광 다이오드를 포함하는 조명 장치;
(8) 녹색을 띤 백색 발광 다이오드 램프 및 적색 발광 다이오드를 포함하는 조명 장치;
(9) 백색 발광 다이오드 램프, 청록색 발광 다이오드 및 적색 발광 다이오드를 포함하는 조명 장치.
(10) 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드 및 청색 발광 다이오드를 포함하는 조명 장치.
본 명세서에 사용된 바와 같은 "조명 장치"라는 표현은 광을 발산시킬 수 있는 것을 제외하고 제한되지 않는다. 즉, 조명 장치는 소정 영역 또는 체적[예를 들어, 실내, 수영장, 창고, 표시기, 도로, 차량, 도로 표시기, 빌보드(billboard), 배, 보트, 항공기, 스타디움(stadium), 나무, 창, 야드(yard) 등]을 조명하는 장치, 광 표시기, 동봉물(enclosure)을 조명하는 장치, 장치의 어레이(array), 에지(edge) 또는 백라이팅(back-lighting)에 사용되는 장치(예를 들어, 백 라이트 포스터, 도로 표지, LCD 디스플레이) 또는 임의의 다른 발광 장치일 수 있다.
또한, 본 발명은 동봉된 공간 및 본 발명에 다른 하나 이상의 조명 장치를 포함하는 조명된 동봉물(균일하게 또는 비균일하게 조명될 수 있는 체적)에 관한 것이며, 여기서 조명 장치는 동봉물의 적어도 일부분을 (균일하게 또는 비균일하게) 조명한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 다른 제2 태양에서는,
제1 전류량의 전류를 제1 그룹의 고상 발광기에 공급하는 단계와,
실질적으로 제1 전류량의 전류를 제1 그룹 기준 고상 발광기에 공급하는 단계와,
상기 제1 그룹 기준 고상 발광기로부터의 광의 강도를 검출하는 단계를 포함하는 조명 방법이 제공된다.
"실질적으로 제1 전류량의 전류를 공급하는"이라는 기재는 전류량이 기껏해야 5% 이하만큼 제1 전류량과 다르다는 것을 의미하거나, 하나의 전류 내의 퍼센트 변화가 ±5% 이하만큼 나머지 전류 내의 퍼센트와 정합된다(그리고 고정물에 대한 동력 입력이 특정한 양, 예를 들어 50%만큼 감소된다면, 각각의 전류량은 5%보다 많이 다르지 않을 것이다)라는 점에서 전류가 비례적이라는 것을 의미한다.
본 발명의 이러한 태양에서, 제1 그룹의 고상 발광기는 하나 이상의 제1 그룹 고상 발광기를 포함한다. 제1 그룹 고상 발광기(들) 및 제1 그룹 기준 고상 발광기는 (1) 제1 그룹 지점에 대한 델타(delta) u', v'가 1976 CIE 색도도 상에서 0.015 이하, 그리고 몇몇의 경우에는 1976 CIE 색도도 상에서 0.010 이하, 그리고 몇몇의 경우에는 1976 CIE 색도도 상에서 0.005 이하가 되도록 소정 거리만큼 제1 그룹 지점으로부터 이격되는 1976 CIE 색도도 상의 한 지점에 대응하는 조명을 각각 갖고, 그리고/또는 (2) 제1 그룹 전방 전압 온도 의존성의 5% 내에 있는 소정의 전방 전압 온도 의존성을 각각 갖는다.
본 발명의 이러한 태양에 따른 몇몇 실시예에서, 이 방법은 예를 들어 센서에 의해 검출되는 바와 같이 제1 그룹 기준 고상 발광기의 강도가 감소될 때, 제2 그룹의 고상 발광기와 제2 그룹 기준 고상 발광기에 공급된 전류를 제2 전류량으로 조정하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 이러한 태양에 다른 몇몇 실시예에서, 이 방법은 제2 전류량을 감지하는 단계와, 제2 전류량이 특정한 값(예를 들어, 제1 그룹 기준 고상 발광기가 교체될 필요가 있다는 사실의 표시값)에 도달한다면 소정 신호를 발산하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 태양에서, 적어도 제1 그룹의 고상 발광기 및 제2 그룹의 고상 발광기(각각의 그룹은 하나 이상의 고상 발광기를 포함)와, 하나 이상의 제1 그룹 기 준 고상 발광기 및 하나 이상의 제2 그룹 기준 고상 발광기를 포함하는 조명 장치가 제공된다. 본 발명의 이러한 태양에서, 제1 그룹 기준 고상 발광기 및 제2 그룹 기준 고상 발광기는 제1 그룹-제2 그룹 결합 조명 기준 센서에 의해 검출되는 결합된 기준 조명을 생성한다. 이 태양에서, 장치 내의 하나 이상의 센서들은 다른 그룹들(색상들)의 고상 발광기들의 조합을 감지한다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 실질적으로 동일한 색상의 다른 그룹들[스트링들(strings)]뿐만 아니라 동일한 전류에 의해 제어된 단일 그룹[LED의 "핑크(pink)" 스트링] 내의 적색 LED 및 YGW(황색-녹색-백색) LED 램프를 결합하는 고정물이 제공된다. 이 경우에, 결합된 기준 LED 그룹은 하나 이상의 각각의 상이한 형태(색상)의 LED를 함유해야 한다. 기준 그룹 내의 LED의 각각의 색상으로부터의 광의 비율이 조명 그룹 내의 색상들의 비율과 동일한 것을 보장하기 위해서, 감쇠 필터(attenuating filter)[예를 들어, 중성 회색(neutral gray color)]이 기준 그룹 내의 하나 이상의 LED 형태에 대하여 제공될 수 있다. 한 형태의 감쇠된 광과 제2 형태의 광의 조합이 센서 상으로 충돌하고, 조명 그룹에 의해 조명된 바와 같이 발산된 광의 조명 및 색상을 대표한다.
도1은 본 발명에 따른 조명 장치(10)의 제1 실시예를 도시한다. 도1을 참조하면, 조명 장치(10)는 복수의 제1 그룹 고상 발광기(11)(제1 주 파장의 LED), 복수의 제2 그룹 고상 발광기(12)(제2 주 파장LED) 및 복수의 제3 그룹 고상 발광기(13)(제3 주 파장의 LED)를 포함한다. 조명 장치(10)는 제1 기준 센서(20)를 더 포함한다.
도2는 본 발명에 따른 제1 실시예의 전기 배선도이다.
도3은 본 발명에 따른 제2 실시예의 전기 배선도이다.
본 명세서에 기술된 조명 장치의 임의의 2개 이상의 구조부들은 일체화될 수 있다. 본 명세서에 기술된 조명 장치의 임의의 구조부는 (필요하다면, 함께 유지되는) 2개 이상의 부분들로 제공될 수 있다. 유사하게, 임의의 2개 이상의 기능들이 동시에 수행될 수 있고, 그리고/또는 임의의 기능이 일련의 단계들에서 수행될 수 있다.

Claims (7)

  1. 하나 이상의 제1 그룹 고상 발광기를 포함하는 제1 그룹의 고상 발광기들과,
    하나 이상의 제1 그룹 기준 고상 발광기와,
    상기 제1 그룹 기준 고상 발광기의 강도를 검출하는 제1 기준 센서를 포함하는 조명 장치이며,
    상기 제1 그룹의 고상 발광기들 각각은 (1) 제1 그룹 지점에 대한 델타 u', v'가 1976 CIE 색도도 상에서 0.015 이하가 되도록 소정 거리만큼 제1 그룹 지점으로부터 이격된 1976 CIE 색도도 상의 한 지점에 대응하는 조명을 갖고, 그리고/또는 (2) 제1 그룹 전방 전압 온도 의존성의 5% 내에 있는 소정의 전방 전압 온도 의존성을 갖고,
    상기 제1 그룹 기준 고상 발광기는 (1) 제1 그룹 지점에 대한 델타 u', v'가 1976 CIE 색도도 상에서 0.015 이하가 되도록 소정 거리만큼 제1 그룹 지점으로부터 이격된 1976 CIE 색도도 상의 한 지점에 대응하는 조명을 갖고, 그리고/또는 (2) 제1 그룹 전방 전압 온도 의존성의 5% 내에 있는 소정의 전방 전압 온도 의존성을 갖는 조명 장치.
  2. 제1항에 있어서, 하나 이상의 다른 발광기를 더 포함하는 조명 장치.
  3. 제1 전류량의 전류를 제1 그룹의 고상 발광기들에 공급하는 단계와,
    실질적으로 상기 제1 전류량의 전류를 제1 그룹 기준 고상 발광기에 공급하는 단계와,
    상기 제1 그룹 기준 고상 발광기로부터의 광의 강도를 검출하는 단계를 포함하는 조명 방법이며,
    상기 제1 그룹의 고상 발광기들 각각은 (1) 제1 그룹 지점에 대한 델타 u', v'가 1976 CIE 색도도 상에서 0.015 이하가 되도록 소정 거리만큼 제1 그룹 지점으로부터 이격된 1976 CIE 색도도 상의 한 지점에 대응하는 조명을 갖고, 그리고/또는 (2) 제1 그룹 전방 전압 온도 의존성의 5% 내에 있는 소정의 전방 전압 온도 의존성을 갖고,
    상기 제1 그룹 기준 고상 발광기는 (1) 제1 그룹 지점에 대한 델타 u', v'가 1976 CIE 색도도 상에서 0.015 이하가 되도록 소정 거리만큼 제1 그룹 지점으로부터 이격된 1976 CIE 색도도 상의 한 지점에 대응하는 조명을 갖고, 그리고/또는 (2) 제1 그룹 전방 전압 온도 의존성의 5% 내에 있는 소정의 전방 전압 온도 의존성을 갖는 조명 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 그룹의 고상 발광기들에 그리고 상기 제1 그룹 기준 고상 발광기에 공급된 전류를 제2 전류량으로 조정하는 단계를 더 포함하는 조명 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2 전류량을 감지하는 단계를 더 포함하는 조명 방 법.
  6. 제3항에 있어서, 제2 전류량의 전류를 제2 그룹의 고상 발광기들에 공급하는 단계와,
    실질적으로 상기 제2 전류량의 전류를 제2 그룹 기준 고상 발광기에 공급하는 단계를 더 포함하는 조명 방법이며,
    상기 제2 그룹의 고상 발광기들 각각은 (1) 제2 그룹 지점에 대한 델타 u', v'가 1976 CIE 색도도 상에서 0.015 이하가 되도록 소정 거리만큼 제2 그룹 지점으로부터 이격된 1976 CIE 색도도 상의 한 지점에 대응하는 조명을 갖고, 그리고/또는 (2) 제2 그룹 전방 전압 온도 의존성의 5% 내에 있는 소정의 전방 전압 온도 의존성을 갖고,
    상기 제2 그룹 기준 고상 발광기는 (1) 제2 그룹 지점에 대한 델타 u', v'이 1976 CIE 색도도 상에서 0.015 이하가 되도록 소정 거리만큼 제2 그룹 지점으로부터 이격된 1976 CIE 색도도 상의 한 지점에 대응하는 조명을 갖고, 그리고/또는 (2) 제2 그룹 전방 전압 온도 의존성의 5% 내에 있는 소정의 전방 전압 온도 의존성을 갖는 조명 방법.
  7. 제3항에 있어서, 상기 제1 그룹 기준 고상 발광기로부터 상기 제1 기준 센서에 도달하는 UV 광의 강도를 감소시키는 단계를 더 포함하는 조명 방법.
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