KR20100009512A

KR20100009512A - Ｌｅｄ 이펙트 스포트라이트

Info

Publication number: KR20100009512A
Application number: KR1020090065348A
Authority: KR
Inventors: 페터 니더마이어
Original assignee: 오스람 게젤샤프트 미트 베쉬랭크터 하프퉁
Priority date: 2008-07-17
Filing date: 2009-07-17
Publication date: 2010-01-27
Also published as: EP2146243A1; DE102008033545A1; JP2010027612A

Abstract

LED 이펙트 스포트라이트는 이미징 유니트, 특히 미러, 및 상기 이미징 유니트를 조사하기 위한 적어도 하나의 발광 다이오드를 가진 적어도 하나의 광원을 가진다.

Description

ＬＥＤ 이펙트 스포트라이트{LED EFFECT SPOTLIGHT}

본 발명은 이펙트 스포트라이트(effect spotlight)에 관한 것이다.

정지 이미지들 또는 비디오들의 이미지화를 위한 발광 다이오드들(LED)이 광원으로서 사용되는 LED 투사기들은 공지되었다. 이 경우, 마이크로미러 어레이("디지털 광 처리"'; DLP) 엘리먼트는 일반적으로 이미지화기이지만, 이미지화 LCos 엘리먼트들 또는 LCD 전송 엘리먼트들은 또한 공지되었다.

극장 및 이벤트 기술로부터 소위 "가동 헤드(moving head)"는 공지되었고(요약하여, 또한 때때로 헤드 가동 스포트라이트, 헤드 회전기 또는, 독일 엔지니어링 언어에서, "Wackellampe(Wackeleimer)"["rocking lamp(rocking bucket)"] 또는 "Wackler"["rocker"]), 상기 가동 헤드는 자유롭게 움직일 수 있는 다기능 스포트라이트이다. 상기 가동 램프는 하나 또는 그 이상의 축들을 중심으로 피봇될 수 있고 컬러 체인저(changer) 시스템이 일반적으로 설비된다. 광 발생은 마찬가지로 조절될 수 있다. 가동 헤드는 3 개의 어셈블리들, 즉 베이스, 아암 또는 요크, 및 헤드를 포함한다. 헤드 가동 스포트라이트의 경우, 스포트라이트의 헤드는 발광 수단 자체와 함께 가동한다. 아암은 베이스 및 헤드 사이의 접속 엘리먼트이고 수 평 회전 움직임(팬(pan))을 수행한다; 게다가 아암은 헤드의 수직 움직임에 대한 구동 메카니즘을 포함한다. 수평 회전 움직임은 일반적으로 540°까지 가능하다. 헤드는 가동 헤드의 실제 투사 유니트를 포함하고 램프 및 또한 이펙트 필터들 및 광학부들을 수용한다. 헤드는 일반적으로 대략 270°의 피봇 각도로 피봇 움직임("경사")을 수행한다. 이런 구성은 매우 높은 움직임 자유도를 발생시키고, 따라서 투사기로부터의 광은 기계적 움직임 자유도의 환경에서 서스펜션(suspension) 또는 설치 위치에 따라 수직으로 어느 곳에나 지향될 수 있다. 높은 색온 및 광 전력을 가진 방전 램프들은 통상적으로 사용되고, 이색 컬러 필터들과 결합하여 빛나는 컬러들을 생성한다. 금속 또는 유리로 구성된 변화할 수 있고 회전할 수 있는 패턴 템플릿들(template)(소위 차광판) 및 아이리스(iris), 프리즘(종종 또한 회전 가능함), 셔터(광학 셔터, 예를 들어 스트로브(stroboscopic) 및 펄스 이펙터들) 및 조광기(dimmer)(또는 휘도 감광) 같은 다른 광학적 부가적인 기능부들은 다수의 가능한 용도들 및 이펙트들을 수행할 수 있다.

구동은 일반적으로 광 제어 콘솔에 의해 DMX 512 프로토콜로 이루어진다. 전력 공급은 독립적으로 진행된다. 장비에는 일반적으로 DMX 신호를 통하여 다른 스포트라이트들로 루핑을 위한 소켓이 있다. 가동 헤드들은 또한 DMX 출력들로 개장된 데스크탑 PC들에 의해 구동될 수 있다. 단순화된 프로그래밍을 위해, 많은 PC 소프트웨어 솔루션들, 및 또한 점점 기존 광 콘솔들은 실시간으로 프로그래밍을 시뮬레이터하도록 3D 가시화기들(visualizer)에 의존한다.

헤드 가동 스포트라이트들의 공지된 하위그룹은 방전 램프 및 감법 혼 색(subtractive color mixing)의 통상적인 구성 대신, LED들에 의한 가색법(additive color mixing)으로 직접적으로 재분류하는 소위 와시라이트들(washlight)을 포함한다. 와시라이트들은 스테이지 및 극장 기술에서 통상적인 프레넬(Fresnel) 스포트라이트들에 대응하고 일반적으로 이색 컬러 혼합 시스템(CMY 공간에서 감법 혼색) 및 방출 각도를 제어하기 위한 가동 렌즈 또는 프로스트 필터(frost filter) 만을 가진다. LED 와시라이트들의 보다 컴팩트한 설계 및 보다 낮은 전력 소비는 이전에 광학 시스템의 결함들(일반적으로 부정확한 혼합, 비조절 방출 각도) 및 비교적 매우 낮은 컬러 연색 지수)에 의해 방해를 받았다.

헤드 가동 스포트라이트들의 다른 공지된 하위그룹은 투사 조명 기구에 대응하는 소위 "스폿들(spot)" 또는 "프로파일러(profiler)"를 포함한다. 명확한 이미지화를 위한 능력으로 인해, 상기 공지된 하위그룹은 와시라이트들 보다 매우 많은 이펙트들이 장착된다. 양쪽 타입의 조명 기구는 일반적으로 기계적 조광기(또한 할로겐 발광 수단을 가진 매우 작은 수의 모델들에서 전기 조광기) 및 또한 매우 빠른 기계적 셔터를 가진다. 이 경우, 일반적으로 두 개의 톱니 모양 시트 금속 블레이드들(blade)은 빔 경로로 피봇된다. 이 유니트는 또한 스트로브 이펙트들을 위해 사용된다. 몇몇 타입의 램프에서, 조광기 기능은 셔터의 중간 위치들에 의해 동시에 실행된다.

모든 접속부들(전력 공급기, DMX 전자부 및 아암을 위한 구동 메카니즘, 상기 구동 메카니즘은 수평 소위 "팬" 움직임을 수행한다)은 현재 장치들의 베이스에 수용된다.

본 발명의 목적은 특히 융통성 있고 쉽게 실행할 수 있는 가능성을 이펙트 조명에 제공하는 것이다.

이 목적은 청구항 제 1 항에 따른 이펙트 스포트라이트에 의해 달성된다. 바람직한 실시예들은 특히 종속항들로부터 얻어질 수 있다.

이펙트 스포트라이트는 적어도 하나의 이미지화 유니트, 바람직하게 미러, 및 상기 이미지화 유니트를 조사하기 위한 적어도 하나의 발광 다이오드를 가진 적어도 하나의 광원을 가진다.

이미지화 유니트와 함께 LED 광원의 사용은 템플릿들 또는 셔터들 없이도 자유롭게 구성할 수 있는 이미지들 또는 형상들을 형성할 수 있게 한다. 게다가, LED들의 사용은 진동들에 대해 매우 우수한 무감각을 얻게 한다. LED들의 상당히 오랜 수명 시간으로 인해, 올바른 냉각이 제공되면 발광 수단을 교체하는 것은 필요하지 않다. 빠른 비디오들 및 부가적인 기계적 편향의 결합은 이전 이펙트들 및 게다가 컬러 및 형태의 빠른 변화들을 형성할 수 있다. 결과적으로, 예를 들어 셔터 안경들을 사용한 3D 애플리케이션들은 또한 가능하다.

특히 스위칭하거나 화소 방식으로 구동할 수 있는 이미지화 유니트는 이미지화 유니트로서 바람직하다.

단순하고, 빠르며 강렬한 광 이미지화를 위해, 이미지화 미러는 이미지화 유니트로서 바람직하다.

이미지화 미러가 마이크로미러 어레이를 포함하는 이펙트 스포트라이트는 바 람직할 수 있다. 상기 마이크로미러 어레이는 스위칭이 빠르고 고해상도를 달성한다.

대안으로서, 이펙트 스포트라이트는 바람직할 수 있고 이미지화 미러는 반사 LCD 패널을 나타내는 LCoS 미러("실리콘 상 액정")를 포함한다.

다른 대안적인 구성에서, 이미지화 미러는 미러의 광학적으로 업스트림 또는 다운스트림에 배치된 전송 LCD와 간단한 미러의 결합부로서 구성될 수 있다. 상기 LCD 투사기는 본래 공지되었다.

대안으로서, D-ILA("직접 구동 이미지 광 증폭기") 투사기는 또한 사용될 수 있다.

빠른 스위칭 시간들(높은 프레임 속도들에 대응)에 대해서도 높은 광 세기를 달성하기 위하여, 이펙트 스포트라이트는 바람직하고 적어도 하나의 발광 다이오드는 5 와트보다 큰 전력을 가지며, 즉 고전력 LED이다. 10㎲ 미만, 특히 5㎲ 미만의 초단파 플래시들을 방출하는 것을 가능하게 하는 고전력 LED들을 사용하는 것은 특히 바람직하다. 높은 광 전력과 관련하여, 25×24의 프레임 속도 또는 그 이상의 프레임 속도는 충분한 발광 세기가 제공되면 형성될 수 있다. 그러므로 예를 들어 셔터 이펙터들을 시뮬레이트하는 것은 가능하다. 게다가, 소위 무지개 이펙트는 방지된다.

다수의 발광 다이오드들을 가진 이펙트 스포트라이트는 컬러 제어 및/또는 세기 스케일링을 위해 바람직하다. 발광 다이오드들은 공통 기판(LED 모듈) 상에 적어도 부분적으로 장착된 단일 LED 칩들 또는 독립된 LED 램프들로서 제공될 수 있다.

컬러 제어를 위해, 특히 이펙트 스포트라이트는 바람직하고 발광 다이오드들은 각각의 경우 적어도 하나의 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드 및 청색 발광 다이오드를 포함하여 RGB 공간을 커버한다. 대안으로서, 가능한 한 RGB 공간을 커버하는 다른 컬러들을 사용하는 것은 가능하다. 결과적으로, 백색 광은 또한 가색법에 의해 생성될 수 있다. 이 경우, 발광 다이오드들의 수(LED 램프들 및/또는 단일 LED 칩들)는 제한되지 않고 각각의 컬러에 대해 개별적일 수 있다. 따라서, 다른 LED들보다 많은 녹색 또는 적색 LED들은 예를 들어 LED 발광 세기에 따라 특정 컬러 세기를 달성하기 위하여 존재할 수 있다.

컬러 공간을 확장하고 간단한 방식으로 따뜻한 백색 색상을 달성하기 위해, 광원이 적어도 하나의 노랑색, 특히 황갈색 발광 다이오드를 가지는 것은 바람직하다.

특히 광 세기 및 동질의 백색광 컬러 생성을 위해, 광원이 적어도 하나의 백색 발광 다이오드, 예를 들어 청색 방사선을 노랑색 방사선으로 전환하기 위한 발광 수단 및 청색 주 방사선을 가진 전환 다이오드를 가지는 것은 바람직하다.

광은 가시 광일 필요가 없고, 오히려 IR 광 또는 UV 광일 수 있다. 따라서, 이펙트 스포트라이트는 바람직할 수 있고 발광 다이오드들은 적어도 하나의 IR 발광 다이오드를 포함한다. 결과적으로, 예를 들어 특수 안경들을 착용한 뷰어(viewer)들은 IR 정보를 볼 수 있는 반면, 안경들 없이는 볼 수 없다.

따라서, 이펙트 스포트라이트는 또한 바람직할 수 있고 여기서 발광 다이오 드들은 인광성 컬러들을 하이라이트하기 위하여 적어도 하나의 UV 발광 다이오드를 포함한다.

미러의 적당한 조사를 위해, 이펙트 스포트라이트는 바람직하고 발광 다이오드들로부터 나오는 광 빔들을 결합하기 위한 빔 결합기를 가진다.

특히 이펙트 스포트라이트는 바람직하고 여기서 구동에 따라 빔 결합기에 의해 출력된 결합된 광 빔은 예를 들어 컬러 LED들로부터의 광의 가색법에 의해 백색 광 빔으로서 형성될 수 있다.

이미지화 미러로부터 방출된 광이 큰 영역에 걸쳐 시프트되도록 하기 위해, 가동 미러, 특히 회전 미러는 바람직하게 이미지화 미러의 다운스트림에 배치된다.

간단한 구동을 위해, 이펙트 스포트라이트는 바람직할 수 있고 선택할 수 있는 발광 패턴들을 가진 내부 제어 유니트를 가진다.

특히 이미지들의 융통성 있는 이미지화를 위해, 이펙트 스포트라이트는 바람직할 수 있고 외부 프로그램 가능 제어 유니트, 특히 컴퓨터에 연결될 수 있다. 이것은 예를 들어 DMX 접속에 의해 구현될 수 있다.

이펙트 스포트라이트는 특히 바람직하게 헤드 가동 프로파일 스포트라이트로서 구성되고, 광원 및 이미지화 미러는 헤드 가동 프로파일 스포트라이트의 헤드 내에 수용된다. 그러나, 일반적으로 이펙트 스포트라이트는 예를 들어 스캐너, 플라워(flower), 중심부, 월와셔(wallwasher), 와시(wash), 스폿 또는 로고 및 차광판 투사기일 수 있다.

다음 도면에서, 본 발명은 예시적인 실시예를 기초로 개략적으로 보다 상세 히 기술된다.

도 1은 두 개의 제어 라인들(2,3)을 통하여 제어 유니트로서 사용하는 퍼스널 컴퓨터(4)에 접속된 헤드 가동 프로파일 스포트라이트("가동 헤드") 형태의 이펙트 스포트라이트(1)를 포함하는 시스템을 도시한다.

프로파일 스포트라이트(1)는 예를 들어 Texas Instruments로부터 얻을 수 있는 마이크로미러 어레이(5) 형태의 이미지화 미러를 가진다. 상기 마이크로미러 어레이(5)는 화소 단위로 상기 이미지화 미러에 부딪치는 광 빔(6)을 제어할 수 있고, 또한 상기 마이크로미러는 당업자에게 잘 공지되었다. 이미지화 미러에 충돌하고 제어되는("변조") 광 빔(6)은 빔 결합기(11)에 광학적으로 결합된 각각 하나의 적색 LED(8), 하나의 녹색 LED(9) 및 하나의 청색 LED(10)를 부호적으로 가지는 LED 광원(7)에 의해 생성된다. 빔 결합기(11)에서, LED들(8,9,10)에 의해 방출된 광 빔들은 공통 광 빔(6)으로 결합되고, 따라서 광빔들의 가산 혼합 광을 나타낸다. 결합기(11) 또는 광원(7)에 의해 출력된 광빔(6)을 마이크로미러 어레이(5)에 기하학적으로 적응시킴으로써, 편향 프리즘(12) 형태의 광학 유니트는 광빔(6)의 경로 내에 삽입된다. 광빔(6)이 마이크로미러 어레이(5)에 부딪친 후, 제어 라인(2)을 통한 제어 신호 입력에 따라 변조되고 추후 렌즈(13) 형태의 추가 광학 유니트를 통하여 회전 미러(14)로 전달된다. 회전 미러(14)는 모터(15)에 의해 회전되고, 상기 모터(15)는 상기 모터에 접속된 모터 제어기(16)에 의해 회전 속도 및 방향 측면에서 제어될 수 있다. 구동을 위해, 모터 제어기(16)는 차례로 제어 라 인(3)을 통해 컴퓨터(4)에 접속된다.

보다 정확하게 하기 위하여, 제어 라인(2)을 통해 전송된 제어 신호들은 이펙트 스포트라이트(1)에 의해 방출될 이미지에 관한 이미지 정보(VGA, DVI 등), 예를 들어 이미지(17) 형태, 이미지의 움직임, 컬러 및 등등을 포함한다. 제어 라인(2)은 이펙트 스포트라이트(1)의 포맷팅 유니트(18)로 인도되고, 여기서 이런 제어 정보는 한편으로는 마이크로미러 어레이(5)에 대한 독립적인 구동 정보로 전환되고, 다른 한편으로는 광원(7)에 대한 구동 정보로 전환된다. 따라서, 컬러 정보는 광원에 전송될 수 있고, 상기 컬러 정보를 바탕으로 광 세기는 감소되거나 개별적 또는 심지어 모든 LED들(8,9,10)은 스위치 오프될 수 있어서, 통상적인 고압 램프들과 비교하여 에너지를 절약하고, 이펙트 스포트라이트(1)의 동작 동안 항상 스위칭된다. 게다가, 이에 따라 광원의 수명은 결과적인 보다 낮은 열적 부하에 의해 증가될 수 있다. 콘트래스트 또한 LED들을 스위칭 오프함으로써 증가될 수 있다.

본 발명이 도시된 예시적인 실시예로 제한되지 않는 것은 말할 필요가 없다.

따라서, 퍼스널 컴퓨터 대신, 임의의 다른 프로그램 가능 제어 유니트, 예를 들어 랩탑, 팜탑, PDA, 등등, 및 또한 만약 적당하다면 교환될 수 있는 그 내부에 저장된 발광 패턴들을 가진 비프로그램 가능 제어 유니트를 사용하는 것도 가능하다.

상기 이펙트 스포트라이트는 특히 PC 상 적당한 소프트웨어 및 만약 적당하다면 공통 제어 라인을 통하여 전송되는 비디오 인터페이스(VGA, DVI, HDMI)를 통 한 대응하는 구동 및 스테이지 기술(DMX)에서의 기존 인터페이스를 통한 동시 구동에 의해 제어될 수 있다.

게다가, 회전 미러는 포함된 모든 것이 투사 영역 상으로 투사된 이미지를 회전시키면, 이것이 또한 전자적으로 가능하기 때문에 필요하지 않을 수 있다.

LED들은 팬 또는 액체 냉각제 같은 능동 냉각 유니트에 의해 냉각될 수 있거나, 냉각되지 않을 수 있다.

이펙트 스포트라이트는 실내 애플리케이션들 및 실외 애플리케이션들을 위해 설계될 수 있다.

도 1은 이펙트 스포트라이트 및 컴퓨터를 포함하는 시스템의 개략도를 도시한다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 프로파일 스포트라이트 2 : 제어 라인

3 : 제어 라인 4 : 컴퓨터

5 : 마이크로미러 어레이 6 : 광빔

7 : LED 광원 8 : 적색 LED

9 : 녹색 LED 10 : 청색 LED

11 : 빔 결합기 12 : 편향 프리즘

13 : 렌즈 14 : 회전 미러

15 : 미러 16 : 모터 제어기

17 : 이미지 18 : 포맷 유니트

Claims

이펙트 스포트라이트(1)로서,

이미지화 유니트(5), 특히 화소 구동 이미지화 유니트(5), 및

상기 이미지화 유니트(5)를 조사하기 위한 적어도 하나의 발광 다이오드(8,9,10)를 가진 적어도 하나의 광원(7)을 가지는,

이펙트 스포트라이트.
제 1 항에 있어서, 상기 이미지화 유니트는 이미지화 미러(5)를 포함하는,

이펙트 스포트라이트.
제 2 항에 있어서, 상기 이미지화 미러는 마이크로미러 어레이(5)를 포함하는,

이펙트 스포트라이트.
제 2 항에 있어서, 상기 이미지화 미러는 LCoS 미러를 포함하는,

이펙트 스포트라이트.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 발광 다이오드(8,9,10)는 5 와트 보다 큰 전력을 가지는,

이펙트 스포트라이트.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이펙트 스포트라이트는 다수의 발광 다이오드들(8,9,10)을 가지는,

이펙트 스포트라이트.
제 6 항에 있어서, 상기 발광 다이오드들은 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드들(8,9,10)을 포함하는,

이펙트 스포트라이트.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 발광 다이오드들은 적어도 하나의 노랑색 및/또는 백색 발광 다이오드를 가지는,

이펙트 스포트라이트.
제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광 다이오드들은 적어도 하나의 IR 발광 다이오드 및/또는 적어도 하나의 UV 발광 다이오드를 포함하는,

이펙트 스포트라이트.
제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이펙트 스포트라이트는 상기 발광 다이오드들(8,9,10)로부터 나오는 광빔들을 결합하기 위한 빔 결합기(11)를 가지는,

이펙트 스포트라이트.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 빔 결합기(11)에 의해 출력된 상기 결합된 광빔(6)은 백색 광빔일 수 있는,

이펙트 스포트라이트.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 가동 미러, 특히 회전 미러(14)는 상기 이미지화 미러(5)의 다운스트림에 배치되는,

이펙트 스포트라이트.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이펙트 스포트라이트는 선택 가능한 발광 패턴들을 가진 내부 제어 유니트를 더 가지는,

이펙트 스포트라이트.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이펙트 스포트라이트는 외부 프로그램 가능 제어 유니트, 특히 컴퓨터(4)에 접속될 수 있는,

이펙트 스포트라이트.
이펙트 스포트라이트로서,

상기 이펙트 스포트라이트는 헤드 가동(head-moved) 프로파일 스포트라이트(1)로서 구성되고, 광원(7) 및 이미지화 미러(5)는 상기 헤드 가동 프로파일 스포트라이트(1)의 헤드에 수용되는,

이펙트 스포트라이트.