KR20110082076A - 조명 장치 - Google Patents

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KR20110082076A
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light
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KR1020117012784A
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에그버트 렌더린크
마르코 반 에스
페트루스 제이. 엠. 반 데르 버그트
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코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 조명 장치(1)로서, 제1 파장 범위에서 방출 최대치를 갖는 적어도 하나의 LED(3); 제2 파장 범위에서 방출 최대치를 갖는 적어도 하나의 LED(2); 및 적어도 상기 제1 파장 범위의 광을 수신하도록 구성되고, 상기 제1 파장 범위와 상기 제2 파장 범위의 사이에 있는 제3 파장 범위에서 방출 최대치를 갖는 파장 변환 재료(5)를 포함하는 조명 장치(1)에 관한 것이다. 본 발명에 따른 조명 장치는 특히 선택된 컬러들의 높은 포화도(saturation)를 생성하면서, 허용가능한 전체 연색성(color rendering)의 백색 광을 제공할 수 있다.

Description

조명 장치{ILLUMINATION DEVICE}
본 발명은 제1 파장 범위에서 방출 최대치를 갖는 광을 방출하도록 적응된 적어도 하나의 LED, 제2 파장 범위에서 방출 최대치를 갖는 광을 방출하도록 적응된 적어도 하나의 LED, 및 파장 변환 재료를 포함하는 조명 장치(illumination device)에 관한 것이다.
소매점(retail) 또는 무역 박람회(trade fairs)와 같은 많은 경우들에서는, 물품, 예를 들어 신선 식품을 매력적인 방식으로 제시하는 것이 바람직하다. 조명과 관련하여, 이는 통상적으로 물품의 컬러가 증대되어야 한다는 것, 즉 물품들이 더 높은 포화도(saturation)의 컬러를 생성해야 함을 의미한다. 현재 통상적으로 이러한 목적을 위해 초고압 나트륨 램프(HID 램프) 또는 특수 형광 램프와 같은 컴팩트한 고휘도 방전 램프들이 이용된다. 초고압 나트륨 램프의 경우에서, 요구되는 포화도를 획득하기 위해 주로 추가의 필터가 이용되지만, 이는 낮은 시스템 능률로 이어진다. 또한, 방출되는 광이 백색이 아니기 때문에, HID 램프는 조명될 상품 근처에 배치되어야만 해서, 다른 물체들은 적절하지 않게 조명되지 않는다. 현재의 HID 램프의 다른 단점은 많은 열이 방출된다는 것이며, 이는 예를 들어 식품의 조명에 바람직하지 못한데, 물품의 유통기한이 감소되기 때문이다. 또한, 초고압 나트륨 램프는 짧은 수명(약 6000시간)을 가지며, 이러한 수명 범위에 걸쳐서 컬러가 안정되지 않는다.
형광 램프들의 단점은 응용 가능성을 제한하는 그들의 선형 크기 및 길이를 포함한다.
상기의 단점들을 극복하기 위해, 원리적으로 발광 다이오드(LED) 기반의 해결책이 이용될 수 있다. 예를 들어, 청색, 녹색, 황색 및 적색과 같이 상이한 스펙트럼 출력들을 갖는 LED들을 원하는 비율로 조합함으로써, 특정한 컬러들의 포화도를 제공하는 전체 스펙트럼 출력이 획득될 수 있다. 그러나, 상이한 컬러들의 LED들의 이용은 복잡한 비닝(binning) 쟁점들을 유발하기 때문에, 이러한 해결책의 단점은 시스템의 낮은 능률 및 복잡성을 포함한다. 일반적인 조명 응용들에서, 상이한 컬러들의 LED들을 갖는 시스템들의 일부 단점들은 청색 LED들만을 이용하고, 인광체(파장 변환 재료)에 의해 청색 광의 일부를 변환하여 백색 광 출력을 획득하는 것에 의해 극복될 수 있다. 그러나, 청색 광 변환 인광체들에 기초하는 백색 LED들은 일반적으로 넓은 방출 스펙트럼을 나타내며, 따라서 컬러들의 높은 포화도가 달성될 수 없다.
따라서, 본 기술분야에서는, 컬러들의 높은 포화도가 달성될 수 있게 하며, 효율적이고, 허용가능한 컬러 안정성을 나타내는 개선된 조명 장치에 대한 요구가 존재한다.
본 발명의 목적은 개선된 조명 장치를 제공하는 것으로, 구체적으로는 본 발명의 목적은 선택된 컬러들의 높은 포화도를 생성하는 백색 광을 제공할 수 있는 조명 장치를 제공하는 것이다.
따라서, 일 양태에서, 본 발명은 조명 장치로서, 제1 파장 범위에서 방출 최대치(emission maximum)를 갖는 광을 방출하도록 적응된 적어도 하나의 LED; 제2 파장 범위에서 방출 최대치를 갖는 광을 방출하도록 적응된 적어도 하나의 LED; 및 적어도 상기 제1 파장 범위의 광을 수신하도록 구성되고, 상기 제1 파장 범위와 상기 제2 파장 범위의 사이에 있는 제3 파장 범위에서 방출 최대치를 갖는 파장 변환 재료를 포함하는 조명 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 조명 장치는 특히 선택된 색조(hue)들의 높은 포화도를 생성하면서, 허용가능한 전체 연색성의 백색 광을 방출할 수 있다.
상기 제1 파장 범위는 400 내지 480㎚, 전형적으로는 420 내지 460㎚일 수 있고, 따라서 전형적으로 제1 파장 범위에서 방출 최대치를 갖는 LED는 청색 LED이다. 제2 파장 범위는 600 내지 680㎚, 전형적으로는 610 내지 670㎚, 특히 620 내지 665㎚이고, 즉, 제2 파장 범위에서 방출 최대치를 갖는 LED는 적색 LED일 수 있다.
또한, 상기 제3 파장 범위는 480 내지 600㎚, 전형적으로는 500 내지 580㎚, 특히 500-560일 수 있다. 따라서, 청색 LED, 청색-녹색 변환 인광체, 및 적색 LED를 조합함으로써, 녹색 및 적색 색조의 높은 포화도를 생성하는 백색 광이 획득될 수 있다. 또한, 방출되는 광의 높은 컬러 포인트 안정성이 획득될 수 있다.
본 발명의 실시예들에서, 조명 장치는 상기 제2 파장 범위의 제1 부분범위(subrange) 내에서 방출 최대치를 갖는 광을 방출하도록 적응된 적어도 하나의 LED, 및 상기 제2 파장 범위의 제2 부분범위 내에서 방출 최대치를 갖는 광을 방출하도록 적응된 적어도 하나의 LED를 포함한다. 상이한 부분범위들에서 방출 최대치를 갖는 LED들을 조합함으로써, 조명 장치에 의해 방출되는 광의 특성들이 예를 들어 발광 능률(luminous efficacy) 및 적색 포화도에 관련하여 적응될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 부분범위는 615-635㎚, 전형적으로는 620-630㎚일 수 있으며, 따라서, 단파장 적색 광의 방출을 증가시킴으로써, 장치의 발광 능률이 증가될 수 있다. 상기 제2 부분범위는 635 내지 670㎚, 전형적으로는 643 내지 665㎚일 수 있고, 따라서, 장파장 적색 광의 광도(intensity)를 증가시킴으로써, 적색 컬러 포화도가 증대될 수 있다. 본 발명자들은 특히 상기 부분범위들을 조합하면, 적색 포화도와 능률 간에 양호한 균형이 제공될 수 있음을 발견하였다. 또한, 완전한 적색 스펙트럼 범위를 제공함으로써, 전체 연색성(color rendering)이 개선될 수 있다.
본 발명의 실시예들에서, 상기 제2 파장 범위는 625 내지 650㎚, 바람직하게는 630 내지 643㎚일 수 있다. 특히, 단 하나의 적색 LED, 또는 실질적으로 동일한 파장에서 방출 최대치를 갖는 복수의 적색 LED를 이용할 때, 상기 범위들은 적색 포화도와 능률 간에서 특히 양호한 능률을 제공하는 것으로 밝혀졌다.
또한, 파장 변환 재료는 Lu, Al, O 및 Ce 및/또는 Y를 포함할 수 있다. 파장 변환 재료는 효율적이고 비교적 컬러 포인트 안정적이게 제1 파장 범위의 광을 제3 파장 범위의 광으로 변환할 수 있다.
또한, 조명 장치에서, 제1 파장 범위에서 방출 최대치를 갖는 광을 방출하도록 적응된 적어도 하나의 LED 및 파장 변환 재료는 서로 이격되어 배치될 수 있다. 따라서, 파장 변환 재료는 LED들의 상승된 작동 온도들에 덜 노출될 수 있고, 그러므로, 파장 변환 재료의 열 소염(thermal quenching)이 감소 또는 방지된다. 예를 들어, 파장 변환 재료는 조명 장치의 광 출사창(light exit window) 내에 배치될 수 있다.
대안적으로, 파장 변환 재료는 상기 제1 파장 범위에서 방출 최대치를 갖는 광을 방출하도록 적응된 적어도 하나의 LED 상에 배치될 수 있고, 또는 파장 변환 재료는 상기 제1 파장 범위에서 방출 최대치를 갖는 광을 방출하도록 적응된 적어도 하나의 LED 상에 배치된 판(plate) 내에 포함될 수 있다.
전형적으로, 동작 동안 LED들의 온도가 상승할 때, LED들의 광학적 특성이 변화하여, 플럭스 출력이 감소되고, 방출 최대치의 파장이 시프트된다. 그러므로, 작동 온도가 증가함에 따라 조명 장치에 의해 방출되는 혼합된 광의 컬러 좌표들이 변화할 수 있다. 그러므로, 방출 파장의 온도-유도된 시프트(temperature-induced shifts)를 보상하는 제어 회로를 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들에서, 조명 장치는 LED들에 의해 생성되는 혼합된 컬러 광의 컬러를 나타내는 제1 제어 데이터를 제공하도록 적응된 적어도 하나의 컬러 센서, 및 각각의 LED의 온도를 도출하고, 상기 온도들을 포함하는 제2 제어 데이터에 따라 세트 포인트 값들을 보상하고, 세트 포인트 값들과 제1 제어 데이터 간의 차이들에 따라 LED들을 제어하는 제어 유닛을 포함하는 제어 시스템을 더 포함할 수 있다. 그러한 제어 시스템은 LED의 방출 최대 파장에서의 온도-유도된 시프트들을 보상함으로써, 조명 장치에 의해 방출되는 광의 컬러 포인트 안정성을 더 개선할 수 있다. 따라서, 제1 파장 범위에서 방출 최대치를 갖는 광을 방출하도록 적응된 적어도 하나의 LED를 적절하게 제어함으로써, LED의 모든 작동 온도에서, 파장 변환 재료에 의한 효율적인 파장 변환이 달성될 수 있다. 또한, 제2 파장 범위에서 방출 최대치를 갖는 광을 방출하도록 적응된 적어도 하나의 LED를 적절히 제어함으로써, LED의 모든 작동 온도에서, 발광 능률 및 적색 포화도가 유지될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 현재의 바람직한 실시예들을 도시하는 첨부 도면들을 참조하여 이러한 것들과 그 외의 본 발명의 양태들이 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치의 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치의 예시적인 스펙트럼(광도 대 파장)을 도시한 그래프이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치를 개략적으로 도시한 것이다. 조명 장치(1)는 600 내지 680㎚의 파장 범위에서 방출 최대치를 갖는 광원(2)을 포함한다. 광원(2)은 상기 파장 범위에서, 전형적으로는 610 내지 670㎚의 범위에서, 특히 620 내지 665㎚에서 방출 최대치를 갖는 광을 방출하도록 적응된 적어도 하나의 LED를 포함한다. 이하에서, 그러한 LED는 적색 LED라고 칭해진다. 전형적으로, 적어도 하나의 LED가 위에 나타낸 범위에서의 방출 최대치를 가질 뿐만 아니라, 상기 적어도 하나의 LED의 전체 방출 스펙트럼이 위에서 나타낸 범위에, 특히 620 내지 665㎚ 범위 내에 있을 수 있다. 또한, 광원(2)은 그 광원이 상기 파장 범위에서 방출 최대치를 갖기만 한다면, 백열 램프 및/또는 형광 램프와 같은 비-LED 광원을 포함할 수 있다.
조명 장치(1)는 광원(2) 이외에, 400 내지 480㎚의 파장 범위, 전형적으로는 420 내지 460㎚의 범위, 특히 440 내지 455㎚에서 방출 최대치를 갖는, 이하에서 청색 LED라고 칭해지는 적어도 하나의 LED(3)도 포함한다.
도 1에 도시된 실시예에서, 적어도 하나의 적색 LED(2) 및 적어도 하나의 청색 LED(3)는, 적어도 부분적으로 지지 기판(9) 및 측벽(10)에 의해 정의된 광학 챔버(4) 내에 배치되고 상기 광학 챔버(4) 내로 광을 방출하도록 적응된다. 조명 장치(1)는 광 출사창(7)을 더 포함한다. 선택적으로 확산 특성들을 갖는 반투명한 판(8), 또는 광 가이드와 같은 광학 요소가 출사창(7) 내에 배치될 수 있다. 기판(9) 및/또는 측벽(10)은 상기 기판 및/또는 측벽에 입사하는 광을 파장 변환 재료(5) 및/또는 광 출사창(7)을 향해 지향시켜 장치의 효율을 개선하기 위해 반사성 재료(11)로 코팅될 수 있다.
파장 변환 재료(5)는 적어도 하나의 청색 LED(3)로부터 광을 수신하도록 배치된다. 파장 변환 재료(5)는 400 내지 480㎚ 범위의 광을 흡수하도록 적응되어, 적어도 하나의 청색 LED(3)에 의해 방출되는 광의 적어도 일부가 파장 변환 재료(5)에 의해 흡수되게 된다. 바람직하게는, 파장 변환 재료(5)는 400 내지 480㎚의 범위 내의 파장에서, 더 바람직하게는 적어도 하나의 청색 LED(3)의 방출 최대치의 파장에 가까운 파장에서 흡수 최대치를 갖는다. 또한, 파장 변환 재료(5)는 480 내지 600㎚, 전형적으로는 500 내지 580㎚, 특히 500 내지 560㎚의 파장 범위에서 방출 최대치를 갖는다. 따라서, 적어도 하나의 LED(3)에 의해 방출되는 광의 적어도 일부가 파장 변환 재료(5)에 의해 흡수되어, 녹색광 또는 녹색을 띤(greenish) 광으로서 재방출될 수 있다. 파장 변환 재료에 의해 수신되지만 흡수되지는 않는, 적어도 하나의 청색 LED(3)에 의해 방출된 광은 파장 변환 재료를 통해 투과될 수 있다.
파장 변환 재료(5)는 또한 위에서 나타낸 것과 같은 방출 최대치 및/또는 전체 방출 스펙트럼을 갖는 적어도 하나의 적색 LED(2)에 의해 방출되는 광의 적어도 일부를 수신할 수 있다. 그러나, LED(2)에 의해 방출되는 광은 전형적으로 파장 변환 재료에 의해 흡수되지 않고 (적어도 부분적으로) 그것을 통해 투과된다. 파장 변환 재료(5)는 이하에 더 상세하게 설명될 것이다.
따라서, 조명 장치(1)에 의해 방출되는 광은 적어도 하나의 적색 LED(2)에 의해 방출된 광, 적어도 하나의 청색 LED(3)에 의해 방출된 변환되지 않은 광, 및 파장 변환 재료(5)에 의해 방출된 광의 조합이다. 이러한 조합은 각각 녹색 또는 적색 물체의 조명 시에, 녹색 및 적색 색조의 높은 컬러 포화도를 생성하는 백색 광을 만들어낸다. 또한, 방출되는 광의 연색 지수(color rendering index, CRI)는 허용가능하다. 예를 들어, 조명 장치는 약 70의 연색 지수를 가질 수 있다.
조명 장치에 의해 생성되는 광의 컬러 온도는 약 3000 내지 약 4000K일 수 있지만, 본 발명의 실시예들에 따른 조명 장치에 의해, 다른 컬러 온도들의 백색 광도 생성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 조명 장치에 의해 방출되는 광의 전형적인 스펙트럼(광도 대 파장)이 도 3에 나타나 있는데, 여기에서 청색 LED들, 파장 변환 재료 및 적색 LED들의 각각의 기여(contributions)는 강도 피크들로서 보여질 수 있다.
본 발명의 실시예들에서, 600 내지 680㎚의 파장 범위에서 방출 최대치를 갖는 광원(2)은 복수의 LED를 포함할 수 있으며, 각각의 LED는 상기 범위에서, 전형적으로는 625 내지 650㎚의 범위에서, 예를 들어 630 내지 643㎚에서 방출 최대치를 갖는다. 본 발명자들은 상기 파장 범위에서, 특히 630 내지 643㎚의 범위에서의 방출 최대치가 적색 색조의 포화도와 발광 능률 사이에서 양호한 균형을 만들어낼 수 있음을 발견하였다.
또한, 600 내지 680㎚의 상기 범위의 상이한 부분범위들에서 방출 최대치들을 갖는 적색 LED들을 조합함으로써, 조명 장치에 의해 방출되는 광의 특성이 적응될 수 있다. 인간의 눈은 광의 가시 스펙트럼의 일부 파장들에 대하여 다른 파장들보다 더 많이 반응한다. 예를 들어, 인간의 눈은 약 555㎚의 파장에 가장 잘 반응하고, 가시 스펙트럼의 최단 및 최장 파장에 가장 적게 반응한다. 예를 들어, 인간의 눈은 630-700㎚의 광보다 600-630㎚의 파장 범위의 광에 더 많이 반응한다. 전자기 전력(electromagnetic power) 중 조명에 유용한 부분은 발광 능률(lm/W로 표현됨)이라고 칭해지며, 따라서 광의 파장에 의존한다. 적색 LED들에 의해 방출되는 단파장 적색 광(600-630㎚)을 증가시킴으로써, 조명 장치에 의해 방출되는 광의 발광 능률이 개선될 수 있다. 또한, 총 입력 전력량에 대한 조명 장치에 의해 방출되는 총 발광 플럭스(total luminous flux)의 비율은 전체 광 능률(역시 lm/W로 표현됨)이라고 칭해진다. 따라서, 전체 적색 광 스펙트럼 대신에 단파장 적색 광을 선택적으로 공급하는 LED들을 이용함으로써, 전체 발광 능률이 증가될 수 있다.
또한, 장파장 적색 광(630-700㎚의 파장 범위)의 광도를 증가시킴으로써, 적색 컬러 포화도가 증대될 수 있다. 또한, 전체 적색 스펙트럼 범위를 제공함으로써, 전체 연색성이 증대될 수 있다. 그러므로, 2가지의 상이한 방출 범위를 이용하여, 특성들의 개선된 균형이 달성될 수 있다. 예를 들어, 600 내지 680㎚의 파장 범위에서 방출 최대치를 갖는 광원(2)은 복수의 LED를 포함할 수 있으며, 그들 중 일부는 615 내지 635㎚, 전형적으로는 620 내지 630㎚의 부분범위에서 방출 최대치를 갖고, 그들 중 일부는 635 내지 670㎚, 전형적으로는 643 내지 665㎚의 부분범위에서 방출 최대치를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 장치에서 이용되는 파장 변환 재료는 400 내지 480㎚의 범위 내의, 바람직하게는 청색 LED(3)의 방출 최대치에 가까운 흡수 최대치를 갖고, 480 내지 600㎚, 전형적으로는 500 내지 560㎚의 범위 내에서 방출 최대치를 갖는, 본 기술분야에 알려진 임의의 파장 변환 재료일 수 있다. 전형적으로, 파장 변환 재료는 원소 루테튬(Lu), 알루미늄(Al), 산소(O), 및 선택적으로 세륨(Ce) 또는 이트륨(Y)을 포함한다. 예를 들어, 파장 변화 재료는 LuAG:Ce 또는 LuAG:Y일 수 있다. ":Ce" 및 ":Y" 표기법은 파장 변환 재료 내의 금속 이온들의 부분(이 경우에서는 Lu 이온들의 부분)이 각각 Ce 또는 Y에 의해 치환됨을 나타낸다. Ce는 일반적으로 10％ 이하로 Lu를 치환할 것이고, 일반적으로, Ce 농도는 0.1 내지 4％, 특히 0.1 내지 3.3％, 예를 들어 0.1 내지 2％의 범위 내일 것이다 (Lu에 대하여). 가넷(garnet) 내의 Ce는 실질적으로 또는 유일하게 3가 상태에 있다. 파장 변환 재료의 근사적인 화학량 식(stochiometric formula)은 Lu3Al5O12일 수 있다. 또한, 파장 변환 재료 내에 Y가 존재할 때, 그것은 Lu를 전형적으로 5-50％ 치환할 수 있다. Y로의 도핑은 전형적으로 파장 변환 재료의 방출 스펙트럼의 시프트를 발생시키는데, 이것은 조명 장치의 효율을 증가시킬 수 있지만, 또한 녹색 및 적색 색조의 포화도를 감소시킬 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에서, 파장 변환 재료(5) 및 LED들(2, 3)은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 따라서, 파장 변환 재료는 LED들의 상승된 작동 온도에 덜 노출될 수 있고, 따라서 파장 변환 재료의 열 소염이 감소 또는 방지된다. 또한, 수개의 청색 LED로부터의 광이 파장 변환 재료에 도달하기 전에 광학 챔버(4) 내에서 혼합되어, 개별 LED들 간의 방출 특성의 차이들이 평균화될(averaged out) 수 있고, 이것은 가시적인 아티팩트(visible artifacts)가 더 적게 하거나 없게 한다.
지지 기판(9) 상에 배치된, 600 내지 680㎚의 상기 파장 범위 내에서 방출 최대치를 갖는 복수의 LED(21, 22, 23)를 포함하는 본 발명의 조명 장치의 다른 실시예가 도 2에 도시되어 있다. 예를 들어, LED들(21, 22, 23) 중 둘 이상이 위에서 설명된 것과 같은 상이한 부분범위들에서 방출 최대치들을 가질 수 있다. LED들(21, 22, 23)은 반사성 코팅(11)을 포함하는 측벽(10)에 의해 둘러싸인다. 측벽(10)은 만곡되고(curved), 따라서 컵 형상의 구조를 형성한다. 그러나, 조명 장치(1)의 측벽은 임의의 적절한 형상을 가질 수 있다.
또한, 조명 장치(1)는 지지 구조 상에 배치된, 상기 제1 파장 범위에서 방출 최대치를 갖는 복수의 LED(31, 32, 33)를 포함한다. 또한, 파장 변환 재료(5)의 일부는 각각의 LED(31, 32, 33) 상에 배치되어, LED에 의해 방출되는 광을 수신한다. 예를 들어, 파장 변환 재료(5)의 그 부분은 세라믹 판 또는 분말의 형태일 수 있으며, 선택적으로 바인더 또는 산란 재료와 같은 추가의 재료를 포함할 수 있다. 파장 변환 재료(5)는 LED 다이 위에 직접 도포될 수 있다.
조명 장치(1)는 조명 장치(1)에 의해 방출된 광의 컬러 포인트 안정성을 제어하기 위한 제어 회로를 포함하는 제어 유닛을 더 포함할 수 있다. 전형적으로, 동작 동안 LED들의 온도가 상승할 때, LED들의 광학적 특성이 변화하여, 플럭스 출력이 감소되고, 방출 최대치의 파장이 시프트된다. 그러므로, 조명 장치(1)에 의해 방출되는 혼합된 광의 컬러 좌표들은 작동 온도가 증가함에 따라 변화할 수 있다. 따라서, 방출 파장에서의 온도-유도된 시프트들을 보상하는 제어 회로를 이용하는 것이 바람직할 수 있다.
이용될 수 있는 컬러 제어 시스템 또는 알고리즘의 예들은 컬러 좌표 피드백(color coordinates feedback, CCFB), 온도 피드 포워드(temperature feed forward, TFF), 플럭스 피드백(flux feedback, FFB) 및 그들의 조합, 특히 플럭스 피드백 및 온도 피드 포워드의 조합(FFB+TFF)을 포함한다. 예를 들어, CCFB에서, 혼합되는 컬러들의 방출되는 광의 컬러 좌표들을 피드백하기 위해, 필터링되는 포토다이오드들과 같은 센서들이 이용될 수 있으며, 그 다음, 컬러 좌표들은 원하는 혼합된 컬러 광을 표현하는 기준 또는 세트 포인트 값들에 비교된다. 상이한 컬러들의 광을 방출하는 광원들은 도출된 차이들에 따라 후속하여 제어된다. 예를 들어, 컬러 분포는 LED들의 상대적인 광도들을 제어함으로써 조절될 수 있다. 온도 피드 포워드 루프를 이용하는 제어 시스템은 US 2008/0246419에 기술되어 있다. 예를 들어, 제어 시스템은 LED들에 열적으로 접속되는 히트 싱크의 온도를 측정하고, LED들의 열 모델을 이용함으로써 LED들의 온도를 계산하고, 기준 또는 세트 포인트 값들을 결정할 때, LED들의 계산된 동작 온도 및 방출 파장에서의 결과적인 시프트들을 고려할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 실시예들에 따른 LED 기반 조명 장치는 광원들에 의해 생성된 혼합된 컬러 광의 컬러를 나타내는 제1 제어 데이터를 제공하도록 구성된 적어도 하나의 컬러 센서, 및 각각의 LED의 온도를 도출하고, 상기 LED 온도들을 포함하는 제2 제어 데이터에 따라 세트 포인트 값들을 보상하고, 세트 포인트 값들과 제1 제어 데이터 간의 차이들에 따라 LED들을 제어하기 위한 제어 유닛을 포함할 수 있다. 따라서, 제2 파장 범위에서 방출 최대치를 갖는 광을 방출하도록 적응된 적어도 하나의 LED를 적절히 제어함으로써, LED의 어떠한 작동 온도에서도 전체 연색성, 발광 능률 및 적색 포화도 간의 원하는 균형이 유지될 수 있다. 또한, 제2 파장 범위에서 방출 최대치를 갖는 광을 방출하도록 적응된 적어도 하나의 LED를 적절히 제어함으로써, 어떠한 작동 온도에서도 원하는 레벨의 파장 변환이 달성될 수 있다.
당업자는 본 발명이 결코 위에서 설명된 바람직한 실시예들로 제한되지 않음을 인식할 것이다. 반대로, 첨부된 청구항들의 범위 내에서 많은 수정 및 변형들이 가능하다.

Claims (13)

  1. 조명 장치(1)로서,
    - 제1 파장 범위에서 방출 최대치(emission maximum)를 갖는 광을 방출하도록 구성된 적어도 하나의 LED(3);
    - 제2 파장 범위에서 방출 최대치를 갖는 광을 방출하도록 구성된 적어도 하나의 LED(2); 및
    - 적어도 상기 제1 파장 범위의 광을 수신하도록 구성되고, 상기 제1 파장 범위와 상기 제2 파장 범위의 사이에 있는 제3 파장 범위에서 방출 최대치를 갖는 파장 변환 재료(5)
    를 포함하는 조명 장치(1).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 파장 범위는 400 내지 480㎚, 일반적으로는 420 내지 460㎚인 조명 장치(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 파장 범위는 600 내지 680㎚, 일반적으로는 610 내지 670㎚, 특히 620 내지 665㎚인 조명 장치(1).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 파장 범위는 480 내지 600㎚, 일반적으로는 500 내지 580㎚, 특히 500 내지 560인 조명 장치(1).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 파장 범위의 제1 부분범위(subrange) 내에서 방출 최대치를 갖는 광을 방출하도록 구성된 적어도 하나의 LED, 및 상기 제2 파장 범위의 제2 부분범위 내에서 방출 최대치를 갖는 광을 방출하도록 구성된 적어도 하나의 LED를 포함하는 조명 장치(1).
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 부분범위는 615 내지 635㎚, 일반적으로는 620 내지 630㎚이고, 상기 제2 부분범위는 635 내지 670㎚, 일반적으로는 643 내지 665㎚인 조명 장치(1).
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 파장 범위는 625 내지 650㎚, 일반적으로는 630 내지 643㎚인 조명 장치(1).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파장 변환 재료(5)는 원소 Lu, Al, O 및 Ce 및/또는 Y를 포함하는 조명 장치(1).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 파장 범위에서 방출 최대치를 갖는 적어도 하나의 LED(3) 및 상기 파장 변환 재료(5)는 서로 이격되어 배치되는 조명 장치(1).
  10. 제9항에 있어서,
    상기 파장 변환 재료는 상기 조명 장치(1)의 광 출사창(light exit window)(7) 내에 배치되는 조명 장치(1).
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파장 변환 재료(5)는 상기 제1 파장 범위에서 방출 최대치를 갖는 상기 적어도 하나의 LED(3) 상에 배치되는 조명 장치(1).
  12. 제11항에 있어서,
    상기 파장 변환 재료(5)는 상기 제1 파장 범위에서 방출 최대치를 갖는 상기 적어도 하나의 LED(3) 상에 배치된 판(plate) 내에 포함되는 조명 장치(1).
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 LED들(2, 3)에 의해 생성된 상기 혼합된 컬러 광의 컬러를 나타내는 제1 제어 데이터를 제공하도록 구성된 적어도 하나의 컬러 센서, 및 각각의 LED(2, 3)의 온도를 도출하고, 상기 온도들을 포함하는 제2 제어 데이터에 따라 세트 포인트 값들을 보상하고, 상기 세트 포인트 값들과 상기 제1 제어 데이터 간의 차이들에 따라 상기 LED들(2, 3)을 제어하는 제어 유닛을 포함하는 제어 시스템을 더 포함하는 조명 장치(1).
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