KR20100100747A - 혼합식 조명장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 혼합식 조명장치는 광대역 스펙트럼 출력을 갖는 제1 조명원 및 광대역 스펙트럼의 가장 낮은 광도 스펙트럼 영역과 부분적으로 겹치거나 인접하게 위치한 협대역 스펙트럼 출력을 가진 제2 조명원을 포함한다.
할로겐 광원은 광대역 조명을 제공하는 한편, 405㎚ LED는 협대역 적외선 조명을 제공한다. 상기 장치는 광대역 조명을 수집하고 그것을 광학축을 따라 유도하는 광학 집광요소(콘덴서)를 더 포함한다. 협대역 광원인 LED는 광대역 및 협대역 조명이 동축 광로를 따라 전달될 수 있도록 상기 집광요소 근방에 배치되거나 집광요소 내에 장착될 수 있다. 상기 장치에서 혼합 조명을 수집하고 그것을 목표장면에 전달하는 도파관이 제공될 수 있다. 또한 목표에서 반사된 빛은 수집되어 도파관에 의하여 수신기/검출기로 전달될 수 있다.

Description

혼합식 조명장치 및 방법{HYBRID ILLUMINATION APPARATUS AND METHOD}

관련 출원에 대한 상호 참조

적용되지 않음

연방정부 지원연구 또는 개발에 대한 진술문

적용되지 않음

본 발명은 일반적으로 조명(illumination) 및 색측정(colorimetry) 장치, 그리고 그 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 혼합식 광대역/협대역, 동축 조명장치, 시스템, 및 관련 방법에 관한 것이다.

모든 것은 빛에 따라 다르게 보여진다. 따라서 조명 장치(들)와 방법(들)의 설계 및 응용은, 이론상 상대적으로 간단하지만, 실제로는 매우 중요하다. 조명대상의 속성뿐만 아니라 조명목적은 조명시스템을 설계하는데 있어서 고려되어야 하는 대표적인 중요 파라미터들이다. 예를 들어 주차장이나 진열장 속의 보석 그리고 침입자의 움직임을 검출하기 위한 대상영역의 조명 등은 최적의 결과를 얻기 위해서는 각각 특정한 조명 스펙트럼이나 스펙트럼들의 적절한 조합, 적당한 검출기(예를 들어, 육안, CCD 등), 뿐만 아니라 알맞은 전파매체(propagation medium)가 요구된다. 이와 같은 다양한 조명시스템은 검사, 진열, 크고 작은 영역의 조명, 근접검출 및 다른 많은 분야의 응용을 목적으로 설계될 수 있다.

일반 백열전등은 일반적인 조명에 필요한 꽤 넓은 범위의 조명 스펙트럼을 제공한다. 그러나 보통의 백열등은 상당히 비효율적이다. 일반 백열전등의 텅스텐 필라멘트는 약 700~1,000시간 정도의 수명을 가지고 있다. 또한 일반 백열전등은 조명이 전등의 주된 기능이나, 나오는 복사에너지의 약 90%는 빛이라기보다는 열(즉, 적외선)의 형태이다.

할로겐 램프는 백열등의 일종으로, 일반 백열등과 같이 텅스텐 필라멘트를 가지고 있다. 잘 알려진 할로겐 가스에 의해 촉진되는 재생 사이클에 의해, 할로겐 램프 내의 텅스텐 필름은 통상의 백열등 내의 필라멘트보다 장기간 동안 강한 상태로 남아 있기 때문에 정상적인 동작조건 하에서는 수명이 더 길다. 색온도(color temperature)는 캘빈 척도 상에서 정해진 온도로 가열된 이론상의 흑체(black body)와 대비함으로써 빛의 색품질(color quality)을 측정하고 기술하는 하나의 방법이다.

전통적인 색온도 척도 상에서, 일반 텅스텐 필라멘트 전등은 약 2,800 캘빈(K)의 색온도를 가지고 있으며, 이것은 빛의 색품질(백인성; whiteness)의 척도이다. 햇빛의 참조표준(standard reference)은 5,000K의 색온도를 가지고 있다. 상대적으로 할로겐 광원은 약 3,200K(구동 전압에 따라 다름)의 색온도를 가지고 있다. 그런데 실제적으로 말하면, 할로겐 광원은 표준 백열조명보다 더 뜨겁고 더 밝은 빛을 만들어 낸다. 낮은 색온도는 더 따뜻한(보다 황/적색) 빛을 의미하며, 높은 색온도는 더 차가운(보다 청색) 빛을 의미한다. 가시 스펙트럼에 걸친 완만한 분포의 파장을 발생하는 흑체와는 달리, 많은 광원은 그 광원이 내보내는 파장대의 어느 파장에서 광도(light intensity)에 날카로운 피크 또는 깊은 딥(dip)을 갖는다. 이러한 비흑체 광원으로는 예를 들면 형광등, LED, 및 수은등 같은 것들이 있다. 이러한 광원에 대한 광품질 측정기준(light quality metric)은 상관색온도(correlated color temperature; CCT)라고 불리어진다. 상관색온도는 광원이 방출하는 적색(red), 녹색(green), 청색(blue) 광(상기 빛의 겉보기 색)의 상대적인 양의 척도이다.

도 1a는 통상적인 동작조건 하에서의 광대역 할로겐 광원으로부터 나온 광도(density) 스펙트럼을 보여주고 있다. 또한 적색, 녹색, 그리고 청색 LED로 부터의 출력을 보여주고 있다. 도 1b는 LED로부터 나온 405㎚ 빛이 더해졌을 때의 출력 스펙트럼을 보여주고 있다. 약 400~420㎚ 사이의 파장에서 할로겐 광도는 상대적으로 낮다. 이 파장대에서 상기 광도를 증가시키기 위한 하나의 알려진 방법은 원하는 파장대에서의 출력이 의도하는 응용의 요구조건을 충분히 만족시킬 수 있을 때까지 할로겐 광원에 더 많은 전력(전류)을 공급하여 구동하는 것이다. 그러나 이 방법은 몇 가지 단점을 가지고 있다. 가장 큰 단점은 할로겐 광원 고유의 스펙트럼 응답에 기인한 비효율성이다. 보다 구체적으로 설명하면, 420㎚ 이하의 파장에서 할로겐 광원은 어떤 응용에 필요한 출력을 제공하기 위해서는 보다 고온의 필라멘트가 필요하다. 이것은 수명을 단축시키고 그 응용분야에 적합하지 않을 수 있는 광대역 상관색온도 이동(shift)를 야기할 수 있다. 다음으로 이 기술은 필라멘트 설계나 전류 절충 외에는 출력 상관색온도 또는 스펙트럼 출력을 제어할 수 없다는 것이다. 더욱이 LED를 기반으로 한 광원으로부터 나온 적색, 녹색, 및 청색 광의 조합이 원하는 스펙트럼 범위를 제공할 수 있다고 하더라도 그 스펙트럼은 균일도(degree of uniformity)(평편도)가 부족할 수 있으며, 이것은 예를 들어, 이후에 대역통과 필터링을 하는 응용에서는 문제를 야기할 수 있다.

본 발명자는 상기 종래기술의 상기에 기술한 그리고 다른 알려진 단점을 해결하는 시스템, 장치 및 방법과 관련한 혜택과 이점을 인식해 왔다. 이러한 이점 중에는, RGB LED를 통하여 제공되는 것보다 더 평편한 스펙트럼 출력을 제공함과 동시에 광원의 상관색온도를 이동시킴으로써 지금까지는 없었던 맞춤형 조명 솔루션의 제공; 시스템 전력 필요조건의 상응한 증가 없이도 목적한 출력을 통하여 보다 효율적인 솔루션 제공; 그리고 멀티시스템 기능성을 단일 시스템 솔루션과 조합함으로써 응용의 유연성의 제공 등이 있으며, 이러한 이점은 여기에 한정되지 않는다.

본 발명은 본 기술분야의 지금까지의 기술과 관련된 전술한 단점 및 약점을 해결하는 장치 및 방법들과 관련이 있다.

본 발명은 혼합식 조명 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 장치는, 장치의 하우징; 장치의 하우징에 장착되어 제1선택 스펙트럼 출력을 방사하는 제1조명원; 장치의 하우징에 장착되어 상기 제1선택 스펙트럼 출력을 수신하여 상기 출력을 광학축을 따라 전파하도록 배치된 광학축을 갖는 집광요소(condenser optical element); 상기 장치의 하우징에 배치되어 제2선택 스펙트럼 출력을 제2조명원 전파로를 따라 방사하는 제2조명원; 및 입력단과 출력단을 가지며, 상기 입력단에서 제1스펙트럼 출력과 제2스펙트럼 출력을 수신하도록 상기 장치 하우징에 적어도 일부분이 배치된 광학 도파관 요소를 포함하며, 또한 상기 제1선택 스펙트럼 출력 및 제2선택 스펙트럼 출력의 적어도 일부분을 포함하는 원하는 스펙트럼 프로파일이 출력단에서 방출되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 한 실시형태에 따르며, 상기 제1조명원 출력이 향하는 상기 광학축과, 상기 제2조명원 전파로는 상기 전파매체에 들어가기 전에 동축으로 정렬된다. 본 발명의 한 실시예에 따르면, 상기 제1조명원은 광대역 가시 스펙트럼을 가지며, 상기 제2조명원은 협대역 적외선 스펙트럼을 갖는다. 한 실시형태에서, 상기 스펙트럼들은 적어도 부분적으로 중첩된다. 한 실시형태에 따르면, 제2조명원은 스펙트럼 피크 광도를 가지며 상기 광도는 상기 제2광원 스펙트럼 피크 부근에서는 상기 제1조명원의 광보다 의미있게 더 큰 것을 특징으로 한다. 한 실시예에서, 제1조명원은 할로겐 광원이며, 제2조명원은 405㎚ 발광다이오드(LED)인 것을 특징으로 한다. 어떤 특정 실시형태에서, 상기 제2조명원은 상기 집광요소(condenser element) 내에 장착된다. 또 다른 실시형태에서, 상기 제2조명원은 제1 및 제2 조명 출력이 상기 전파매체로 향하도록 집광요소 근방에 장착된다. 한 실시형태에 따르면, 상기 장치는 상기 협대역 광원의 스펙트럼 대역과 부분적으로 중첩되는 상기 광대역 광원의 일부를 걸러내기 위하여 배치된 스펙트럼 필터를 포함한다. 한 실시형태에 따르면, 상기 장치는 상기 하우징에 자기적으로 탈착 가능하도록 결합된 적어도 하나의 광대역 광원을 포함한 보조하우징을 포함한다.

본 발명의 한 실시예는 혼합식 근접조명 및 검출 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 하우징; 상기 하우징에 탈착 가능하게 장착된 광대역 스펙트럼 출력을 갖는 제1조명원; 상기 하우징에 장착된 협대역, 적외선 스펙트럼 출력을 갖는 제2조명원, 여기에서 필터링되지 않은 상기 광대역 스펙트럼 출력의 적어도 일 부분은 상기 협대역 스펙트럼 출력의 적어도 일부분과 중첩된다; 상기 하우징에 배치되어 상기 제1 및 제2 조명원 출력 중 적어도 하나를 전파매체의 입력단으로 유도하는 광학요소; 상기 조합된 제1 및 제2 조명원의 출력을 목적지로 전파하고 상기 목적지에서 반사된 조명의 적어도 일부를 수신지로 전파하는 조명 전파매체; 및 상기 목적지에서 반사된 조합된 조명의 적외선 부분의 적어도 일부를 수신지에서 수신하는 수신기를 포함한다. 한 실시형태에서, 상기 시스템은 상기 제1조명원과 연관하여 상기 광대역 스펙트럼 출력의 중첩되는 부분을 거르는 필터, 및/또는 상기 수신기와 연관하여 상기 목적지에서 반사된 적외선 조명을 구별하는 필터를 더 포함한다. 한 실시형태에 따르면, 상기 조명 전파매체는 상기 조합된 조명을 상기 목적지로 전파하는 적어도 하나의 섬유 및 상기 목적지에서 반사된 적외선 조명을 전파하는 적어도 다른 하나의 섬유를 가지는 섬유다발인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 한 실시예에 따르면, 상기 시스템은 상기 하우징에 자기적으로 탈착 가능하도록 장착되며 제1조명원을 포함하는 보조하우징을 포함한다. 상기 시스템의 한 실시형태에서, 상기 제1조명원 출력 및 제2조명원 출력은 상기 전파매체의 입력단에 인접한 동축 전파로를 갖는다.

본 발명의 한 실시예는 맞춤형 조명 해법을 제공하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 조정 가능한 색온도를 갖는 제1조명을 제공하는 단계; 상기 제1조명의 광대역 스펙트럼에 비해 상대적으로 좁은 대역의 스펙트럼을 갖는 제2조명을 제공하는 단계; 상기 제1조명 및 제2조명의 적어도 스펙트럼의 일부를 광학적으로 조합함으로써 사실상 전원에 독립적인 방법으로 상기 제1조명의 색온도를 이동하는 단계를 포함하며, 상기 조명장치로부터의 출력 조명은 상기 제1조명의 색온도와는 다른, 선택적으로 변경된 상관색온도를 갖는 것을 특징으로 한다. 한 실시형태에 따르면, 상기 방법은 상기 조합된 조명을 동축 전파로를 따라 전파하는 단계를 포함한다. 한 실시형태에서, 상기 방법은 상기 제2조명의 협대역 스텍트럼과 일치하는 상기 제1조명의 광대역 스펙트럼 부분을 필터링하는 단계를 포함한다. 다른 한 실시형태에서, 상기 방법은 할로겐 제1조명과 적외선 제2조명의 제공하는 단계를 포함한다. 한 실시형태에서, 상기 방법은 상기 제2조명을 변조하는 단계를 포함한다. 한 실시형태에서, 상기 동축 전파로는 상기 광도파관의 입력단으로 들어간다.

상기 실시예와 관련 실시형태의 특징 및 속성은 첨부된 도면과 상세한 설명을 통하여 더 명확해 질 것이다.

본 발명은 RGB LED를 통하여 제공되는 것보다 더 평편한 스펙트럼 출력을 제공함과 동시에 광원의 상관색온도를 이동시킴으로써 지금까지는 없었던 맞춤형 조명 솔루션, 시스템 전력 필요조건의 상응한 증가 없이도 목적한 출력을 통하여 보다 효율적인 솔루션, 그리고 멀티시스템 기능성을 단일 시스템 솔루션과 조합함으로써 응용의 유연성 등을 제공하는 효과가 있다.

첨부한 도면은 본 발명의 다양한 실시예와 실시형태를 그림으로 도해한 것이다.
도 1a는 광대역 할로겐 광원으로부터 나온 광도 스펙트럼을 보인 것이다.
도 1b는 LED로부터 나온 405㎚ 광이 더해진 할로겐 출력 스펙트럼을 보인 것이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 혼합식, 동축 조명장치의 평면도이다.
도 3a 및 3b는 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 혼합식, 동축 조명장치에서 조명원의 측단면도 및 정면도를 보인 것이다.
도 4는 본 발명의 한 실시형태에 따른 할로겐 집광기의 중심에 장착된 LED와 렌즈를 보여주는 사진이다.
도 5는 본 발명의 한 실시형태에 따른 자기적으로 탈착이 가능한 보조 하우징 에셈블리(sub-housing assembly)의 평면도를 보인 것이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 근접 조명/검출 시스템의 개략도를 보인 것이다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 혼합식, 동축 조명장치(200-1)를 개략적으로 도시한 것이다. 상기 장치는 장치 하우징(203)을 포함한다. 상기 하우징에 직접 또는 간접적으로 부착되어 있는 제1조명원(209)은 본 실시형태에서는 텅스텐 필라멘트 할로겐 램프(209)이다. 제1조명원은 식별가능한(identifiable) 색온도(color temperature) 또는 상관색온도(correlated color temperature)를 가진 가시 광대역 광원을 의도한 것이다. 상기 할로겐 광원(209)는 약 3,200K 정도의 색온도를 갖는다. 도 1a에서 그래프(100-1)은, 한 실시예에 있어서, 광도의 함수(function of intensity)로서 할로겐 출력 스펙트럼(103-1)을 보여주고 있다. 상기 그래프(100-1)는 또한 청색, 녹색 및 적색 LED에 대한 각각의 스펙트럼(111), 스펙트럼(113) 및 스펙트럼(115)를 보여주고 있으며, 이러한 일반 광원들의 광도는 자신들의 전체 대역폭에 걸쳐 특별히 균일(평편)하지는 않음을 보여주고 있다. 그림에서 할로겐 스펙트럼의 광도는 약 580㎚ 근방의 최고치에서 점차 감소하여 약 400㎚ 이하(λ≤400㎚)에서 거의 0에 가까워지고 있음을 알 수 있다.

집광기(219)는 광학적으로 할로겐 광원(209)의 하류에 위치하고 있다. 상기 집광기(209)는 상기 할로겐 조명을 모아 상기 집광기의 광학축(221)을 따라 조명을 유도한다. 또한 상기 장치는 제2조명원(225)를 포함하며, 이 실시예에서는 405㎚±5㎚에서 스펙트럼 최고치를 갖는 발광다이오드(LED)를 사용한다. 상기 LED는 거푸집 형태(die form)나 또는 상업적으로 사용 가능한 다양한 패키지 형태가 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이 상기 LED(225)는 열적으로 렌즈 장착 브라켓(220)에 장착된다. 광선 방향조절(beam steering) 요소(227)는 상기 광학축(221)을 따라 배치되어 광학축(221)과 동축으로 정렬된 광로(221′)를 따라 상기 LED의 출력의 방향을 조절한다. 상기 제2조명원은 내부적으로 또는 외부적으로 원하는 대로 변조(modulated)될 수 있다.

도 2에서 보여지는 것과 같이, 상기 하우징(201)에 배치된 입력단(237)을 갖는 광도파관(231)은 상기 제1 및 제2조명원(209, 225)의 조합된 동축 출력이 상기 도파관의 입력단(237)에 투사되고, 도파관을 따라 상기 조합된 조명이 본 도면에 미도시된 상기 도판관의 출력단(239)으로 전파되도록 정렬된다. 본 발명의 한 실시형태에서 상기 도파관은 상업적으로 이용가능한 섬유다발(fiber bundle)이다. 특정 실시형태에서, 상기 섬유다발은 4㎜의 유효입력면적을 갖는다. 보조 광학요소가 입력-출력간에 상기 조명을 연결하기 위하여 사용될 수도 있다.

도 2에 도시된 적외선 필터(IR filter)(242)는 광대역 스펙트럼으로부터 협대역 적외선 LED(IR LED)의 출력과 부분적으로 겹칠 수 있는 스펙트럼 요소를 걸러내는데 사용될 수 있다.

도 1b의 그래프(100-2)는 상기 광대역 할로겐 광원과 상기 협대역 적외선 LED의 혼합 조명의 출력 광도 스펙트럼(103-2)을 보여주고 있으며, 참조부호 105에서 상기 LED에 의해 부가된 스펙트럼을 관찰할 수 있다.

도 3a 및 3b에 도시된 본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 협대역을 발산하는 제2조명 LED 광원(225)은 집광요소(219)의 중심부근(즉, 광학축(221)을 따라)에 직접 장착된다. 따라서 상기 보조 요소(227)는 불필요하게 된다. 상기 할로겐 광원과 상기 LED의 조합된 출력은 앞에서 설명한 바와 같이 상기 섬유다발(231)의 입력단(237)으로 축을 같이하여 전파된다. 도 4는 상기 할로겐 집광기의 중앙부에 배치된 상기 LED(및 렌즈)를 상기 장치의 도파관측에서 본 사진이다.

상기 실시 장치는 광대역 (가시) 조명을 제공하면서 동시에 특정 조명파장(즉, 405㎚)을 제공하기 위한 개선된 장치를 제공한다. 상기 장치는 광대역 광원이 어떤 특정의 원하는 파장(들)이 부족한 경우 및 부족한 곳에서 광대역 광원에 필요한 전력 레벨을 감소시킴으로써 효율을 개선시켜 준다. 종래의 장치들은, 원하는 파장이 가장 낮은 광도를 갖는 경우 의도하는 응용에 적합한 출력이 얻기 위해서는 상기 광대역 광원의 전력 레벨을 증가시켜야 했다. 전형적인 할로겐 광원을 사용하는 경우 이러한 점은 필라멘트의 온도를 훨씬 높게 하고, 수명을 단축시키며, 응용에 있어서 제어할 수 없는 및/또는 바람직하지 않은 광대역 상관색온도 이동을 야기시킨다. LED를 추가함으로써 상기 광원의 상관색온도는 맞춤형 해결책을 제공하도록 선택적으로 이동될 수 있으며, 동시에 RGB LED 방법이 제공하는 것보다 더 평편한 스펙트럼 출력을 제공할 수 있다

상기 장치는, 전술한 집광기/LED 구성과 상관없는, 도 5에서 개략적으로 도시(500-1)된 바와 같은 보조하우징(sub-housing)(503)을 포함할 수도 있다. 이러한 실시형태에 따르면, 상기 할로겐 광원(209)은 보조하우징(503) 내에 장착된다. 상기 보조하우징은 상기 하우징(203)에 확실하게 탈착될 수 있도록 하기 위하여 트랙(track) 또는 레일(rail), 또는 기존에 알려진 다른 구조적 구성을 포함한다. 상기 보조하우징(503)과 상기 하우징(203)은 각각 상기 보조하우징을 상기 하우징에 결합하는 서로 다른 극의 자석(517)을 포함한다. 기타 전기 또는 광학적 연결이나 가이드 핀 및 기타 필요한 조작상의 요소들은 종래 기술에 알려져 있으며, 여기에서는 구체적인 설명은 생략한다. 이러한 간편한 구조는 할로겐 광원을 필요에 따라 적용하고 제거할 수 있는 편리하고 효율적인 수단을 제공한다.

본 발명의 다른 실시예로써 도 6에 개략적으로 나타낸 바와 같은 조합조명/근접검출 시스템(600-1)이 개시된다. 상기 시스템(600-1)은 도 2 및 3에 도시되고 이상에서 설명한 혼합식 광대역/협대역 조명장치(200-1)와 하우징을 포함한다. 따라서 상기 시스템은 광대역 스펙트럼 출력을 가지며, 탈착 가능하도록 상기 하우징에 장착된(도 5 및 관련 설명 참조) 제1조명원; 상기 하우징에 장착된 협대역, 적외선 스펙트럼 출력을 갖는 제2조명원, 여기서 적어도 상기 광대역 스펙트럼 출력의 걸러지지 않은(즉, 필터링 되지 않은) 어떤 부분은 상기 협대역 스펙트럼 출력과 부분적으로 중첩된다; 및 적어도 제1조명원 출력을 전파 매체의 입력단으로 유도하는 상기 하우징에 배치된 광학 요소(즉, 광학 집광기), 여기서 제1스펙트럼 출력과 제2스펙트럼 출력은 상기 전파 매체의 입력단에 인접한 동축 전파로를 갖는다; 을 포함한다.

상기 시스템(600-1)은 적외선 수신기(614)를 더 포함하며, 이것은 LED 적외선 출력이 변조된 경우 복조기를 포함할 수도 있다.

본 실시예에서 상기 조합된 제1 및 제2 조명원 출력을 전송하는 상기 조명 전파 매체는 섬유다발(631)이다. 상기 섬유다발은 상기 조합된 광대역/협대역 조명 출력들을 수신하는 입력단(637)를 갖는 적어도 하나의 섬유 도파관(631-1)을 가진다. 상기 섬유(631-1)은 상기 혼합식 조명을 목표장면(target scene)(650)에 비추기 위해 발산하는 출력단(639)을 갖는다. 도시된 실시형태에서 알 수 있듯이, 목표장면은 전시된 물체이다. 또한 상기 섬유다발(631)은 상기 목표장면으로부터 반사된 광을 수신하는 입력단(641)을 갖는 적어도 하나의 섬유 도파관(631-2)을 갖는다. 보조 광학요소(619)는 반사된 적외선 타겟 광을 섬유(631-2)의 입력단(641)으로 모으고 유도하는 것을 돕기 위하여 제공된다. 상기 섬유(631-2)는 상기 목표장면-반사광을 수신기(614)에 결합된 출력단(643)으로 전송한다. 상기 수신기는 목표장면으로부터 반사된 협대역 적외선 광을 구별하는 필터(622)를 포함할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 광대역 조명은 예를 들면, 어떤 물체를 보기 위하여 목표장면을 비춘다. 변조된 적외선 광은 상기 물체로부터 반사되어 수신기에 의해 검출된다. 만약, 예를 들어, 상기 물체가 제거되면, 상기 수신기에서 검출된 상기 적외선 광의 양 또는 광도는 변화된다. 이 변화는 알람을 발생시키거나 또는 목표장면에 상태변화가 발생하였음을 알리는데 사용될 수 있다.

전술한 설명으로부터 본 발명의 실시예는 맞춤형 조명 해법을 제공하기 위한 방법을 제시하는 것으로 이해될 수 있을 것이다. 예시한 방법에 따르면, 조정할 수 있는(definable) 색온도를 갖는 제1조명이 제공된다. 이것은 형편에 맞는 광대역 가시 스펙트럼이 될 수 있다. 제1조명의 광대역 스펙트럼에 비해 상대적으로 좁은 대역 스펙트럼을 갖는 제2조명이 더 제공된다. 제1조명의 색온도는 상기 제1조명과 제2조명의 적어도 어떤 스펙트럼 영역을 광학적으로 조합함으로써 사실상 전력과 무관한 방법(즉, 상기 광대역 조명원의 입력전력을 조정하지 않고)으로 변경될 수 있으며, 그 결과 상기 제1조명의 색온도와는 다른, 선택적으로 변경된 상관 색온도를 갖는 혼합식 출력 조명이 된다. 상기 광대역 및 협대역 조명들은 동축 전파로를 따라 형편에 맞게 조합된다. 다양한 필터들이 상기 제2조명의 협대역 스펙트럼과 일치하는 제1조명의 광대역 스펙트럼의 일정 부분을 걸러내기 위하여 또는/및 수신기에서 검출된 적외선 신호광을 구별하기 위하여 제공될 수 있다. 광대역 할로겐 조명과 405㎚ 근방에서 스펙트럼 최고치를 갖는 협대역 적외선 조명이 다양한 응용에 적합한 조명을 제공한다.

본 발명의 전술한 실시예와 실시형태를 도면과 상세한 설명을 통하여 설명하였으나, 이것은 본 발명을 총망라한 것이거나 개시된 형태로 한정하고자 한 것은 아니다. 당업자라면 누구나 상술한 내용에 비추어 이러한 실시예의 변경, 치환, 부가, 및 결합이 가능함을 인식할 수 있을 것이며, 본 발명의 실시로부터 얻어질 수 있음을 알 수 있을 것이다.

Claims (30)

1. 장치 하우징;
   상기 장치 하우징에 장착되고, 제1의 선택 스펙트럼 출력을 방사하는 제1조명원;
   소정의 광학축을 가지며, 상기 장치 하우징에 장착되고, 상기 제1 선택 스펙트럼 출력을 수신하여 상기 출력을 상기 광학축을 따라 전파하도록 배치된 집광요소;
   상기 장치에 배치되어, 상기 광학축과 동축으로 정렬된 제2조명원 전파로를 따라 제2 선택 스펙트럼 출력을 방사하는 제2조명원; 및
   입력단과 출력단을 가지며, 입력단에서 제1스펙트럼 출력과 제2 스펙트럼 출력을 수신하고, 상기 출력단에서 상기 제1 선택 스펙트럼 출력과 제2 선택 스펙트럼 출력의 적어도 일부분을 포함한 원하는 스펙트럼 프로파일이 방출되도록 적어도 일부가 상기 장치 하우징에 배치되는 광학 도파관 요소;를 포함하는 혼합식 조명장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1조명원은 광대역 스펙트럼 광원이며, 제2조명원은 협대역 적외선 스펙트럼 광원인 것을 특징으로 하는 혼합식 조명장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 제1조명원은 광대역 스펙트럼 광원이며, 제2조명원은 협대역 적외선 스펙트럼 광원인 것을 특징으로 하는 혼합식 조명장치.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 제1조명원은 할로겐 광원인 것을 특징으로 하는 혼합식 조명장치.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 제2조명원은 발광다이오드(LED)인 것을 특징으로 하는 혼합식 조명장치.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 발광다이오드는 적외선 스펙트럼을 방사하는 것을 특징으로 하는 혼합식 조명장치.
7. 청구항 5에 있어서, 상기 발광다이오드는 사실상 405㎚에서 스펙트럼 출력 피크를 갖는 것을 특징으로 하는 혼합식 조명장치.
8. 청구항 1에 있어서, 상기 제2조명원은 집광요소 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 혼합식 조명장치.
9. 청구항 8에 있어서, 상기 제2조명원은 상기 집광요소의 중심부위에 장착되는 것을 특징으로 하는 혼합식 조명장치.
10. 청구항 1에 있어서, 상기 장치에 장착되어, 제2조명원의 스펙트럼 출력을 가로막아 상기 출력을 상기 광학축을 따라 전파하도록 배치된 보조 광학요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합식 조명장치.
11. 청구항 1에 있어서, 상기 제2조명원은 내부적으로 변조되는 광원이거나 외부적으로 변조되는 광원 중 하나인 것을 특징으로 하는 혼합식 조명장치.
12. 청구항 2에 있어서, 상기 장치에 장착되어, 상기 협대역 광원의 스펙트럼 대역과 부분적으로 겹치는 상기 광대역 광원의 스펙트럼 일부를 걸러내도록 배치된 스펙트럼 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합식 조명장치.
13. 청구항 1에 있어서, 상기 제1조명원은 제1조명원 어셈블리의 하나의 구성요소이며, 상기 장치 하우징과 상기 제1조명원 어셈블리는 적어도 두 개의 자석을 포함하여 서로 자기적으로 탈착이 가능하도록 된 것을 특징으로 하는 혼합식 조명장치.
14. 조정 가능한 색온도를 가진 제1조명을 제공하는 단계;
    상기 제1조명의 광대역 스펙트럼에 비해 상대적으로 좁은 스펙트럼을 갖는 제2조명을 제공하는 단계;
    상기 제1조명과 상기 제2조명의 적어도 일부 스펙트럼을 광학적으로 조합함으로써 사실상 전력과 독립적인 방법으로 상기 제1조명의 색온도를 이동하는 단계를 포함하며, 상기 조명장치의 출력조명은 제1조명의 색온도와 다른, 선택적으로 변형된 상관 색온도를 갖는 것을 특징으로 하는 맞춤형 조명해법을 제공하는 방법.
15. 청구항 14에 있어서, 상기 제1조명과 제2조명의 적어도 일부 스펙트럼 광학적인 조합은 상기 조합된 조명을 동축 전파로를 따라 전파하는 단계를 포함하는 맞춤형 조명해법을 제공하는 방법.
16. 청구항 14에서 있어서, 상기 제2조명의 협대역 스펙트럼과 일치하는 상기 제1조명의 광대역 스펙트럼의 일부를 필터링하는 단계를 포함하는 맞춤형 조명해법을 제공하는 방법.
17. 청구항 14에 있어서, 제1조명은 할로겐을 포함하며, 제2조명은 적외선을 포함하는 맞춤형 조명해법을 제공하는 방법.
18. 청구항 17에 있어서, 제2조명은 발광다이오드를 포함하는 맞춤형 조명해법을 제공하는 방법.
19. 청구항 14에 있어서, 제2조명을 변조하는 단계를 포함하는 맞춤형 조명해법을 제공하는 방법.
20. 청구항 15에 있어서, 입력단과 출력단을 가지며, 상기 입력단이 상기 조합된 조명을 수신하고 출력단에서 상기 조명원의 변경된 상관색온도를 방출하도록 동축 전파로를 따라 정렬된 광학 도파관을 제공하는 단계를 포함하는 맞춤형 조명해법을 제공하는 방법.
21. 하우징;
    상기 하우징에 탈착 가능하도록 장착된 광대역 스펙트럼 출력을 갖는 제1조명원;
    상기 하우징에 장착되고, 협대역 적외선 스펙트럼 출력을 가지며, 상기 걸러지지 않은 광대역 스펙트럼 출력의 적어도 일부분이 상기 협대역 스펙트럼 출력과 부분적으로 중첩되는 제2조명원;
    상기 하우징에 배치되고, 전파매체의 입력단 부근에서 동축 전파로를 갖는 상기 제1 및 제2 조명원의 출력 중 적어도 하나를 상기 전파매체의 입력단으로 유도하는 광학요소;
    상기 조합된 제1 및 제2 조명원 출력을 목표지로 전송하며, 상기 목표지에서 반사되어 수신지에 이르는 상기 조명의 적어도 일부분을 전송하는 조명 전파매체;
    상기 목적지에서 반사된 상기 조합된 조명의 적외선 부분의 적어도 일부분을 수신지에서 수신하는 수신기;를 포함하는 혼합식 조명 및 근접검출 시스템.
22. 청구항 21에 있어서, 상기 제1조명원과 연관하여 광대역 스펙트럼 출력의 중첩된 부분을 걸러내는 하나의 필터와, 상기 수신기와 연관하여 상기 목적지에서 반사된 적외선 광을 구별하는 하나의 필터 중 적어도 하나의 필터를 더 포함하는 혼합식 조명 및 근접검출 시스템.
23. 청구항 21에 있어서, 상기 조명 전파매체는 상기 조합된 조명을 목적지로 전파하는 적어도 하나의 섬유를 가지며, 상기 목적지에서 반사된 적외선 조명을 전파하는 적어도 또 다른 하나의 섬유를 가지는 섬유 다발인 것을 특징으로 하는 혼합식 조명 및 근접검출 시스템.
24. 청구항 21에 있어서, 상기 제1조명원은 할로겐 광원인 것을 특징으로 하는 혼합식 조명 및 근접검출 시스템.
25. 청구항 21에 있어서, 상기 제2조명원은 발광다이오드인 것을 특징으로 하는 혼합식 조명 및 근접검출 시스템.
26. 청구항 21에 있어서, 상기 광학요소는 집광요소인 것을 특징으로 하는 혼합식 조명 및 근접검출 시스템.
27. 청구항 26에 있어서, 상기 제2조명원은 상기 집광요소 내에 배치된 것을 특징으로 하는 혼합식 조명 및 근접검출 시스템.
28. 청구항 27에 있어서, 상기 제2조명원은 상기 집광요소의 중심부위에 장착되는 것을 특징으로 하는 혼합식 조명 및 근접검출 시스템.
29. 청구항 21에 있어서, 상기 하우징에 자기적으로 탈착 가능하게 장착되고, 상기 제1조명원을 포함하는 보조하우징을 더 포함하는 혼합식 조명 및 근접검출 시스템.
30. 청구항 24에 있어서, 상기 제2조명원은 사실상 405㎚에서 스펙트럼 출력 피크를 갖는 발광다이오드인 것을 특징으로 하는 혼합식 조명 및 근접검출 시스템.

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