KR20130024975A - 조정가능한 백색 방법 및 그것의 용도 - Google Patents

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후이저우 라이트 엔진 리미티드
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Abstract

고체 발광기들의 제 1, 제 2, 제 3 그룹들; 루미포어들의 제 1 그룹; 적어도 제 1, 제 2 및 제 3 전력 라인들을 포함하는 조명 장치로서, 고체 발광기들의 제 1, 제 2 및 제 3 그룹이 상기 제 1, 제 2 및 제 3 전력 라인들 중 적어도 하나에 각각 전기적으로 결합된다. 전류 컨트롤러는 상기 제 1, 제 2 및 제 3 그룹의 상대 플럭스 비를 제어하고, 상기 컨트롤러는 명령의 수신에 응답하여 룩업 테이블로부터 LED들의 각각의 그룹의 요구된 플럭스 출력의 정보를 포함하는 데이터의 세트를 검색하고, 바람직한 CCT 및 총 플럭스 출력을 얻기 위한 각각의 그룹의 플럭스 출력을 변경하기 위해 각각의 그룹에 공급된 전류를 제어하기 위한 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 생성하도록 프로그래밍된다.

Description

조정가능한 백색 방법 및 그것의 용도{TUNABLE WHITE COLOR METHODS AND USES THEREOF}
[관련 출원에 대한 교차 참조]
본 PCT 출원은 2010년 7월 1일자로 출원된 미국 가 특허 출원 제 61/360,669 호에 대한 우선권을 주장하며, 상기 가출원은 본 명세서에서 참조에 의해 통합된다.
본 PCT 출원에서, 다수의 참고 문헌이 본 명세서에 참조된다. 이러한 참고 문헌의 개시는 그 전체로서 참조에 의해 본 출원에 통합된다.
본 발명은 조명 장치 및 방법에 관한 것이다. 상세하게는, 하나 이상의 발광 장치 및 하나 이상의 형광 물질을 사용하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재 조명 시스템에서, 백색 광은 일반적으로 2700K에서 6500K의 범위의 상관 색온도("CCT"; Correlated Color Temperature)를 포함한다.
할로겐이나 HID 램프들과 같은 현재 광원에 대한 CCT를 조절하기 위해, 사용자들은 원치않는 색을 막기 위하여 색 필터나 겔을 사용할 필요가 있다. 이런 경우에, 광 및 전력의 20% 내지 50%가 낭비된다.
조명원(illuminating source)들 예컨대, 조명 장치들은 2개(또는 이상)의 완전히 상이한 색의 조합을 더함으로써 "백색" 광을 생성할 수 있다. 이러한 장치들 중 임의의 하나에 의해 방출된 광이 백색으로 보이게 될 것이지만, 이 장치들이 착색된(colored) 오브젝트 - 특정 색을 선택적으로 흡수함 - 를 조명하는데 사용되는 경우, 이 오브젝트는 2개의 상이한 "백색" 광으로 보게 될 때 상이하게 보일 수 있다. 이런 이유로, 상이한 "백색" 광은 오브젝트의 성질에 따라 오브젝트의 색을 상이하게 재현할 것이다.
색 재현(color reproduction)은 일반적으로 연색 평가 지수("CRI"; Color Rendering Index)을 사용하여 측정될 수 있다. CRI는, 어떻게 조명 시스템의 연색을 흑색 방사체(blackbody radiator)의 연색과 비교하는 지에 관한 상대 측정치이다. CRI는, 조명 시스템에 의해 조명되는 테스트 색들의 세트의 색 좌표들이 흑색 방사체에 의해 조사된(irradiated) 동일한 테스트 색들의 좌표와 동일할 경우, 100이다. 순수 자연광(natural daylight)이 가장 높은 CRI(100)를 가지며 색 재현 능력에 대한 기대 기준으로 간주된다. 연색 평가 성능을 수량화하기 위하여, 국제 조명 위원회(CIE)는 원래 8개의 시험 색 샘플(TSC)을 정의했고 흑색 방사체와 평가될 광원에 의해 조명될 시 이 TSC들의 색차를 평가했다.
각각의 TSC에 의해 생성된 색차는 Ri로 지칭된다(여기서 i는 TSC의 번호를 표시하며,기본적으로 CIE에 의해서 TSC1에서 TSC8로 설정됨). CRI는 R1 내지 R8의 평균값(TSC1 내지 TSC8 각각에 대한 색차값)이고 연색 평가 성능의 일반적인 지표가 되는 것으로 간주된다. 이후에, 8개의 TSC가 충분하지 않아 7개의 TSC(TSC9 내지 TSC15)가 추가되는 것이 고려되었다.
조명 장치의 특성은 1931 CIE(국제 조명 위원회) 색도도에서 나타날 수 있다. 당업자들은 이 도에 친숙하며, 이 도는 2개의 CIE 파라미터들인 "x" 및 "y"의 함수로서 인간 색 지각의 맵핑(mapping)을 나타낸다. 이러한 2개의 파라미터는 이 색도도에서 표시될 수 있는 색도 좌표(x,y)를 생성한다. 분광색(spectral color)들 및 이것들의 관련 파장은 윤곽이 잡힌 공간의 에지를 따라 분포되고, 이러한 공간은 인간의 눈에 의해 인식된 모든 색상(hue)을 포함한다. 경계선은 분광색들에 대한 최대 채도를 나타낸다.
1931 CIE 색도도 상 포인트로부터의 편차는 좌표로 표현되고 인식된 색차의 정도는 맥아담 타원(MacAdam ellipse)으로 표시될 수 있다. 맥아담 타원은 예컨대 일반적인 정도로 명시된 색상과 상이한 것으로 각각 인식될 색상들로 구성되는 색도 좌표의 특정 세트에 의해 정의된 특정 색상으로부터 10 맥아담 타원이 되는 것으로 정의된 포인트들의 궤적이다(그리고 다른 수의 맥아담 타원에 의해 특정 색상으로부터 이격된 것으로 정의된 포인트들의 궤적들도 마찬가지).
1931 CIE 색도도는 또한 흑색 방사체 궤적 또는 "완전 복사체" 궤적을 그리고, 흑색 방사체 궤적을 따라 자리 잡은 색도 좌표들은 플랑크(Planck) 방정식: E(λ)=A-5/(e(B/T)-1)을 따르며, 여기서 E는 방출 강도, λ는 발광 파장, T는 흑색 방사체의 색온도이며, A 및 B는 상수이다. 인간의 눈은, 색도 좌표가 완전 복사체 궤적 상에 또는 이것에 가깝게 위치할 때 백색 광을 인식한다. 1976년에, 이 색도도는 색도도 상의 포인트들간의 거리가 인식된 색차에 대략적으로 비례하도록 수정되었다. Duv는 CIE 1960 (uv) 도 상의 완전 복사체 궤적 상의 가장 가까운 포인트에 대한 거리를 나타낸다.
상관 색 온도("CCT")는, 현안의 광원의 색상과 가장 닮은 인식된 색을 갖는 흑색 방사체의 온도이다. 흑색 방사체 또는 완전 복사체 궤적 상의 색도들은 궤적 근처의 색도들이 CCT에 의해 식별되는 동안 진정한(true) 색온도로 식별된다. 현재 조명 시스템에서, 백색 광은 일반적으로 2700K 내지 6500K의 CCT 범위를 포함한다.
반도체 발광 다이오드(LED)는 반도체 발광 층의 전도대(conduction band)와 가전자대(valence band) 사이의 밴드갭(band gap)을 가로질러 전자를 여기함으로써 광을 생산한다. 생성된 광의 파장은, LED가 전류에 의해 구동되면, LED의 발광 층들의 반도체 물질에 의존한다. 그러므로, 임의의 특정 LED의 방출 스펙트럼은 하나의 파장 주위에 집중된다. 백색 광이 하나 이상의 색의 광의 혼합이므로, 단일 발광 다이오드를 갖는 백색 광을 생성하는 것은 불가능하다. 선행 기술의 장치들은 예컨대 각각의 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드들로 만들어진 픽셀을 사용하여 백색 광의 재현을 성취해왔다. 다른 종래의 장치들은 예컨대 청색 광을 방출하는 발광 다이오드 및 예컨대 LED의 광으로부터의 여기(excitation)에 응답하여 황색 광을 방출하는 형광 물질을 조합을 사용해왔다.
도 1에 도시된 바와 같이, 백색 광이 2개의 색을 조합하여 생성되면, 이러한 조합에 의해 생성될 수 있는 인식할 수 있는 광은 1931 CIE 색도도 상의 단일 선으로서 나타난다. 도 1에서, 가상의 2개의 색 광원이 이 도의 외부 윤각 에지를 따르는, 2개의 광원의 개별 파장 포인트들을 연결하는 점선을 따라 광을 생성할 수 있다. 도시된 가상이 경우에서, 백색 광은 점선이 와전 복사체 궤적을 가로지르는 포인트, 약 3000K에서의 이러한 광원의 이러한 조합에 의해 생성될 수 있다.
반대로, 3개의 색 광원이 사용되면, 생성될 수 있는 가능한 색들의 범위는 3개의 색원(color source)의 파장에 상응하는 꼭지점들을 갖는 삼각형으로서 색도도에서 도시된다. 예컨대, 도 1은 표준 RGB(적색, 녹색, 청색) 장치, 예컨대 텔레비전이나 컴퓨터 모니터를 위한 CRT에서의 전형인 파선 삼각형을 도시한다. 이러한 장치는 파선 삼각형의 영역 내에 임의의 색을 생성할 수 있다. 백색광에 있어서, RGB 디스플레이는 또한 2개의 색광에서와 마찬가지로 3000K에서 백색을 생성할 수 있으나, 이러한 CCT 값에 한정되지 않는다. 예컨대, 도시된 예시에서, 2700K 내지 6500K 범위의 백색은 RGB 솔루션에 의해 생성될 수 있다. 그러나, 상기 논의된 바와 같이, 혼합광 자체의 발현(appearance)은 광을 만드는 구성요소 색상들에 관계없이 유사할 것임에도 불구하고, 다양한 발광 장치들, 2개 또는 3개의 발광장치들에 의해 조명된 오브젝트의 발현은 광원의 구성요소 색들에 따라 달라질 것이다.
종래에, 형광체(또는 "루미포르(lumiphors)")와 발광 장치의 다양한 조합은
백색 광을 생성하기 위해 활용되어 왔으나, 예컨대 화장 거울이나 다른 비슷한 용도로 사용되는 램프에서의 자연 피부톤을 보완할 광을 생성하는 고체 발광기들을 사용하는 것은 어려웠다.
미국 특허 제 7,213,940(Van de Ven 외. "940 특허")는 2개의 종류의 LED와 루미포어로 구성된 장치를 활용함으로써 만족스러운 백색 광을 생성하는 것과 관련한 문제를 해결하고자 한다. 특히, Van de Ven은, 조명되면 430nm 내지 485nm의 범위 및 600nm 내지 630nm의 범위 내의 주요 파장을 갖는 광을 방출하는 고체 발광기의 제 1 및 제 2 그룹 및, 여기되면 555nm 내지 585nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하는 루미포어의 제 1 그룹을 포함하는 조명 장치를 제안했다.
'940 특허에서 정의된 장치에서, 2개의 LED 원과 루미포어로부터의 광의 조합은 다각형 형상의 영역을 정의하는 1931 CIE 색도도 상의 좌표를 갖는 광의 혼합물을 생성한다. '940 특허로부터의 이러한 영역은 도 2의 영역(5)로서 도시된다.
본 출원의 도 2는 완전 복사체 궤적과 대조적으로 그려진 이러한 영역(5)을 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, '940 특허로 알 수 있는 조명 장치에서, 광원의 조합은 완전 복사체 궤적 상의 적어도 하나의 포인트의 10 맥아담 타원 내의 포인트를 정의하는 x 및 y 좌표들을 갖는 광의 혼합을 생성한다. 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이 영역(5)는 5개의 선들에 의해 정의되고, 이것들 중 2개는 도 2의 파선으로서 도시된다. 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, '940 특허에서 사용된 발광기의 2개의 그룹들로, 2700K 내지 4000K 사이의 CCT를 갖는 백색 광만이 생성될 수 있다.
필름, 극장, 화장품, 패션 및 의류와 같은 분야에서의 용도를 확장하기 위해, 고체 발광기, 예컨대, LED를 사용하는, 개선된 CRI 값을 얻는 조명장치를 제공할 필요가 있다. 개선된 CRI 값 및 유연하고 넓은 전범위, 즉 접근가능한 색상의 범위를 갖는 고체 발광기를 사용하는 고효율 백색 광원에 대한 요구 또한 존재한다.
상기 문제들을 고려하여, 본 발명의 일 측면에 따라, 고체상태 발광 조명 장치로부터 조정가능한 백색 광을 얻는 방법으로서, 이 방법은: 430nm 내지 485nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하는 하나 이상의 고체 발광기들의 제 1 그룹을 조명하는 단계; 555nm 내지 585nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하는 하나 이상의 루미포어들의 제 1 그룹을 여기하는 단계; 430nm 내지 485nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하는 하나 이상의 고체 발광기들의 제 2 그룹을 조명하는 단계; 및 600nm 내지 635nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하는 하나 이상의 고체 발광기들의 제 3 그룹을 조명하는 단계를 포함하여,
(1) 고체 발광기들의 제 1 그룹, (2) 루미포어들의 제 1 그룹, (3) 고체 발광기들의 제 2 그룹 및 (4)고체 발광기들의 제 3 그룹에 의해 방출된, 고체 발광 조명 장치를 빠져나온 광의 조합은, 1931 CIE 색도도 상의 완전 복사체 궤적 상의 적어도 하나의 포인트의 3 이하의 맥아담 타원 내의 포인트를 정의하는 1931 CIE 색도도 상의 x,y 좌표들을 갖는 광의 혼합을 생성한다.
본 발명의 두번째 측면에 따라, 고체 발광 조명 장치로부터 조정가능한 백색 광을 얻는 방법으로서, 이 방법은: 제 1 그룹의 각각의 고체 발광기가 430nm 내지 485nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하도록, 적어도 하나의 고체 발광기를 포함하는 고체 발광기의 제 1 그룹을 조명하는 단계; 555nm 내지 585nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하는 하나 이상의 루미포어들의 제 1 그룹을 여기하는 단계; 제 2 그룹의 각각의 고체 발광기가 430nm 내지 485nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하도록 적어도 하나의 고체 발광기를 포함하는, 고체발광기의 제 2 그룹을 조명하는 단계; 및 제 3 그룹의 각각의 고체 발광기가 600nm 내지 635nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하도록 적어도 하나의 고체 발광기를 포함하는 고체발광기의 제 3 그룹을 조명하는 단계를 포함하며,
(1) 고체 발광기들의 제 1 그룹, (2) 루미포어들의 제 1 그룹, (3) 고체 발광기들의 제 2 그룹 및 (4) 고체 발광기의 제 3 그룹에 의해 방출된, 고체 발광 조명 장치를 빠져나온 광의 조합은, 1931 CIE 색도도 상의 완전 복사체 궤적 상의 적어도 하나의 포인트의 3 이하의 맥아담 타원 내의 포인트를 정의하는 1931 CIE 색도도 상의 x, y 좌표들을 갖는 광의 혼합을 생성한다.
본 발명의 다른 측면에 있어서, 고체 발광기들의 제 1 그룹의 전체가 조명되는 경우, 루미포어들의 제 1 그룹의 루미포어들 중 적어도 하나는 고체 발광기들의 제 1 그룹에 의해 방출된 광에 의해 여기된다.
다른 측면에서, 루미포어들의 제 1 및 개별 제 1 그룹의 발광기들의 조합에 의해 생성된 결과적인 백색 광은 1931 CIE 색도도의 완전 복사체 궤적보다 위에 있고, 완전 복사체 궤적 상의 임의의 포인트로부터 7 초과의 맥아담 타원 만큼 떨어져 있고 3200K 내지 6000K 사이의 CCT를 가지며 0.006 보다 큰 duv를 갖는다.
본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 고체 발광기들의 제 1 그룹의 전체가 조명되면, 루미포어들의 제 1 그룹의 모든 루미포어들이 고체 발광기들의 제 1 그룹에 의해 방출된 광에 의해 여기된다.
본 발명의 다른 측면에 있어서, 고체 발광 조명 장치로부터 나오는 조정가능한 백색 광은 2700K 내지 4500K, 2700K 내지 6500K 또는 2700K와 6500K 사이의 CCT 범위를 갖는다.
본 발명의 다른 측면에 있어서, 고체 발광 조명 장치로부터의 조정가능한 백색 광은 85 보다 큰 CRI를 갖는다.
본 발명의 다른 측면에 있어서, 고체 발광 조명 장치로부터의 조정가능한 백색 광은 90 보다 큰 CRI를 갖는다.
본 발명의 다른 측면에 있어서, 고체 발광 조명 장치로부터의 조정가능한 백색 광은 2700K 내지 6500K의 CCT 범위 및 85 보다 큰 CRI를 갖는다.
본 발명의 다른 측면에 있어서, 고체 발광 조명 장치로부터의 조정가능한 백색 광은 2700K 내지 5500K의 CCT 범위 및 90 보다 큰 CRI를 갖는다.
본 발명의 다른 측면에 있어서, (1) 고체 발광기의 제 1 그룹에 의해 방출된 고체 발광 조명 장치를 여기하는 광 및 (2) 루미포어들의 제 1 그룹에 의해 방출된 고체 발광 조명 장치를 빠져나온 광의 조합은 추가 광이 없을 시 1931 CIE 색도도보다 위에 있고 완전 복사체 궤적 상의 임의의 포인트로부터의 7 초과의 맥아담 타원 만큼 떨어진 백색 광의 부-혼합(sub-mixture)을 생성한다.
다른 측면에 있어서, 제 3 그룹의 각각의 고체 발광기는 615nm 내지 620nm의 범위의 주요 파장을 갖는다.
다른 측면에 있어서, 제 2 그룹의 각각의 고체 발광기는 460nm 내지 475nm의 범위의 주요 파장을 갖는다.
다른 측면에 있어서, 제 1, 제 2 및 제 3 그룹들의 상대 플럭스 비가 전류 컨트롤러에 의해 제어되어서 LED들의 제 1 그룹은 총 루멘(lumen) 출력의 75% 이상을 차지하고, 제 2 그룹은 총 루멘 출력의 10% 이하를 차지하며 제 3 그룹은 총 루멘 출력의 25% 이하를 차지한다.
다른 측면에 있어서, 고체 발광 조명 장치의 CCT는 LED들의 구동 전류를 변경하고, 임의의 주어진 CCT에 대한 일정한 루멘 출력을 유지함으로써 조절된다.
다른 측면에 있어서, 고체 발광 조명 장치의 CCT는 상이한 CCT 옵션에 대한 장치의 총 루멘 출력을 변경함으로써 조절된다.
본 발명의 제 3 측면에 있어서, 조명 장치는 430nm 내지 485nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하는 하나 이상의 고체 발광기들의 제 1 그룹; 555nm 내지 585nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하는 하나 이상의 루미포어들의 제 1 그룹; 430nm 내지 485nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하는 하나 이상의 고체 발광기들의 제 2 그룹; 및 600nm 내지 635nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하는 하나 이상의 고체 발광기들의 제 3 그룹; 및 적어도 제 1, 제 2 및 제 3 전력 라인들을 포함하고, 고체 발광기들의 제 1 그룹, 고체 발광기들의 제 2 그룹 및 고체 발광기들의 제 3 그룹은 제 1, 제 2 및 제 3 전력 라인들 중 적어도 하나에 각각 전기적으로 결합되어, 전류가 제 1, 제 2 및 제 3 전력 라인들 중 적어도 하나에 공급되면, (1) 고체 발광기들의 제 1 그룹, (2) 루미포어들의 제 1 그룹, (3) 고체 발광기들의 제 2 그룹 및 (4)고체 발광기의 제 3 그룹에 의해 방출된, 고체 발광 조명 장치를 빠져나온 광의 조합은, 1931 CIE 색도도 상의 완전 복사체 궤적 상의 적어도 하나의 포인트의 3 이하의 맥아담 타원 내의 포인트를 정의하는 1931 CIE 색도도 상의 x,y 좌표들을 갖는 광의 혼합을 생성한다.
본 발명의 4번째 측면에 있어서, 조명 장치는 고체 발광기의 제 1 그룹, 루미포어들의 제 1 그룹, 고체 발광기들의 제 2 그룹 및 고체 발광기의 제 3 그룹, 및 적어도 제 1, 제 2 및 제 3 전력 라인들을 포함하고, 고체 발광기들의 제 1 그룹, 고체 발광기들의 제 2 그룹 및 고체 발광기들의 제 3 그룹은 제 1, 제 2 및 제 3 전력 라인들 중 적어도 하나에 각각 전기적으로 결합되고, 고체 발광기의 제 1 그룹은 적어도 하나의 고체 발광기를 포함하여, 조명될 경우 제 1 그룹의 각각의 고체 발광기는 430nm 내지 485nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하고, 루미포어들의 제 1 그룹은 적어도 하나의 루미포어를 포함하여 여기될 경우 제 1 그룹의 각각의 루미포어는 555nm 내지 585nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하며, 고체 발광기들의 제 2 그룹은 적어도 하나의 고체 발광기를 포함하여, 조명될 경우 제 2 그룹의 각각의 고체 발광기는 430nm 내지 485nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하고, 고체 발광기들의 제 3 그룹은 적어도 하나의 고체 발광기를 포함하여, 조명될 경우 제 3 그룹의 각각의 고체 발광기는 600nm 내지 635nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하며, 전류가 제 1 전력 라인에 공급되면, (1) 고체 발광기들의 제 1 그룹, (2) 루미포어들의 제 1 그룹, (3) 고체 발광기들의 제 2 그룹 및 (4)고체 발광기들의 제 3 그룹에 의해 방출된, 고체 발광 조명 장치를 빠져나온 광의 조합은, 1931 CIE 색도도 상의 완전 복사체 궤적 상의 적어도 하나의 포인트의 3 이하의 맥아담 타원 내의 포인트를 정의하는 1931 CIE 색도도 상의 x,y 좌표들을 갖는 광의 혼합을 생성한다.
다른 측면에 있어서, 전류가 전력 라인에 공급되면, (1) 고체 발광기의 제 1 그룹에 의해 방출된 조명 장치를 빠져나온 광, (2) 루미포어들의 제 1 그룹에 의해 방출된 조명 장치를 빠져나온 광, (3) 고체 발광기들의 제 2 그룹에 의해 방출된 조명 장치를 빠져나온 광 및 (4)고체 발광기의 제 3 그룹에 의해 방출된 조명 장치를 빠져나온 광 광의 조합은, 임의의 추가 광이 없을 경우 좌표들 (x=0.3863, y=0.4713); (x=0.1319, y=0.0747); (x=0.6867, y=0.3132)을 갖는 포인트들에 의해 정의되는 1931 CIE 색도도 상의 영역 내의 x, y 색 좌표를 갖는 광을 생성한다.
다른 측면에 있어서, 고체 발광기의 제 1 그룹은 복수의 LED를 포함하고, 고체 발광기의 제 2 그룹은 복수의 LED를 포함하며, 고체 발광기의 제 3 그룹은 복수의 LED를 포함한다.
다른 측면에 있어서, 조명 장치는 고체 발광기들의 제 1 , 제 2 및 제 3 그룹의 하나 이상에 적용될 전류의 레벨을 조절함으로써 CCT 레벨에 있어서 조절가능하다.
다른 측면에 있어서, 조명 장치는 CCT = 2700K, 4500K 및 6500K에서 Ra＞90을 얻으며 인간 피부 색에 해당하는 색 샘플 상에서 R13 및 R15＞90을 얻도록 조절가능하다.
다른 측면에 있어서, 조명 장치는 CCT = 2700K 내지 6500K의 범위에서 Ra＞90을 얻으며 인간 피부 색에 해당하는 색 샘플 상에서 R13 및 R15＞90을 얻도록 조절가능하다.
다른 측면에 있어서, 조명 장치는 고체 발광기의 제 1, 제 2 및 제 3 그룹에 각각 해당하는 제 1, 제 2 및 제 3 전류원들, 및 고체 발광기들의 제 1, 제 2 및 제 3 그룹에 적용되는 전류를 제어하는 컨트롤러를 더 포함하며, 이 컨트롤러는 제 1, 제 2 및 제 3 전류원들을 제어하도록 적응되어서 조명 장치는 CCT = 2700K, 4500K 및 6500K에서 Ra＞90을 얻고 인간 피부 색에 해당하는 색 샘플 상에서 R13 및 R15＞90을 얻을 수 있다.
다른 측면에 있어서, 조명 장치는 고체 발광기의 제 1, 제 2 및 제 3 그룹에 각각 해당하는 제 1, 제 2 및 제 3 전류원들 및 고체 발광기들의 제 1, 제 2 및 제 3 그룹에 적용되는 전류를 제어하는 컨트롤러를 더 포함하며, 이 컨트롤러는 제 1, 제 2 및 제 3 전류원들을 제어하도록 적응되어서 조명 장치는 인간 피부 색에 해당하는 색 샘플 상에서 CCT = 2700K 내지 6500K의 범위에서 Ra＞90을 얻을 수 있다.
다른 측면에 있어서, 조명 장치는 제 1, 제 2 및 제 3 그룹들의 상대 플럭스 비를 제어하는 전류 컨트롤러를 더 포함하며, 컨트롤러는 그와 관련된 룩업 테이블(look-up table)을 가지고, 컨트롤러는, CCT를 설정하는 명령과 이 명령의 수신에 응답한 총 플럭스 출력을 포함하는 명령을 사용자로부터 받아들이고, 룩업 테이블로부터 LED들의 각각의 그룹의 요구된 플럭스 출력의 정보를 포함하는 데이터의 세트를 검색하며, 각각의 그룹의 100% 듀티 사이클(전체 전력) 플럭스 출력을 기초하여 바람직한 CCT 및 총 플럭스 출력을 얻기 위해 각각의 그룹의 플럭스 출력을 변경하도록 각각의 그룹에 공급된 전류를 제어하기 위해 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 생성하도록 프로그래밍된다.
다른 측면에 있어서, 장치는 제 1, 제 2 및 제 3 그룹들에 각각 해당하는 제 1, 제 2 및 제 3 전류원들을 더 포함하며, 컨트롤러는 제 1, 제 2 및 제 3 전류원을 통해 각각의 그룹에 공급된 전류를 제어한다.
다른 측면에 있어서, 제 1, 제 2 및 제 3 전류원은 각각 그룹들의 온도를 감지하기 위한 온도 센서를 개별적으로 가지며, 전류원에 의해 공급된 전류는, 온도 변화로 인한 플럭스 변경을 보상하기 위한 온도 센서에 의해 조절되어 LED의 각각의 그룹의 100% 듀티 사이클 플럭스 출력이 온도 변화와 관계없이 유지되도록 허용한다.
본 발명의 제 5 측면에서, 조명 장치는 고체 발광기의 제 1 그룹, 루미포어들의 제 1 그룹, 고체 발광기들의 제 2 그룹, 고체 발광기의 제 3 그룹, 적어도 제 1, 제 2 및 제 3 전력 라인들, 및 제 1, 제 2 및 제 3 그룹의 상대 플럭스 비를 제어하는 전류 컨트롤러를 포함하고, 고체 발광기들의 제 1 그룹, 고체 발광기들의 제 2 그룹 및 고체 발광기들의 제 3 그룹은 제 1, 제 2 및 제 3 전력 라인들 중 적어도 하나에 각각 전기적으로 결합되고, 상기 컨트롤러는 그와 관련된 룩업 테이블을 가지고, 컨트롤러는, CCT를 설정하는 명령과 이 명령의 수신에 응답한 총 플럭스 출력을 포함하는 명령을 사용자로부터 받아들이고, 룩업 테이블로부터 LED들의 각각의 그룹의 요구된 플럭스 출력의 정보를 포함하는 데이터의 세트를 검색하며, 각각의 그룹의 100% 듀티 사이클(전체 전력) 플럭스 출력을 기초하여 바람직한 CCT 및 총 플럭스 출력을 얻기 위해 각각의 그룹의 플럭스 출력을 변경하도록 각각의 그룹에 공급된 전류를 제어하기 위해 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 생성하도록 프로그래밍된다.
다른 측면에 있어서, 조명 장치는 제 1, 제 2 및 제 3 그룹들에 각각 해당하는 제 1, 제 2 및 제 3 전류원들을 더 포함하며, 컨트롤러는 제 1, 제 2 및 제 3 전류원들을 통해 각각의 그룹에 공급된 전류를 제어한다.
발명의 제 6 측면에 있어서, 방법은, 고체 발광기의 제 1 그룹, 루미포어들의 제 1 그룹, 고체 발광기들의 제 2 그룹, 고체 발광기의 제 3 그룹, 적어도 제 1, 제 2 및 제 3 전력 라인들, 및 제 1, 제 2, 제 3 그룹들의 상대 플럭스 비를 제어하는 전류 컨트롤러를 포함하는 고체 조명 장치에 제공되고, 고체 발광기들의 제 1 그룹, 고체 발광기들의 제 2 그룹 및 고체 발광기들의 제 3 그룹은 제 1, 제 2 및 제 3 전력 라인들 중 적어도 하나에 각각 전기적으로 결합되며, 상기 컨트롤러는 그와 관련된 룩업 테이블을 갖는다. 이 방법은, CCT를 설정하는 명령과 이 명령의 수신에 응답한 총 플럭스 출력을 포함하는 명령을 사용자로부터 받아들이는 단계, 룩업 테이블로부터 LED들의 각각의 그룹의 요구된 플럭스 출력의 정보를 포함하는 데이터의 세트를 검색하는 단계, 각각의 그룹의 100% 듀티 사이클(전체 전력) 플럭스 출력을 기초하여 바람직한 CCT 및 총 플럭스 출력을 얻기 위해 각각의 그룹의 플럭스 출력을 변경하도록 각각의 그룹에 공급된 전류를 제어하기 위해 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 생성하는 단게를 컨트롤러를 포함한다.
본 발명의 제 7 측면에서, 조명 장치는, 고체 발광기의 제 1, 제 2, 제 3 그룹 및 루미포어들의 제 1 그룹, 및 적어도 제 1, 제 2 및 제 3 전력 라인들을 포함하며, 여기서 고체 발광기들의 제 1, 제 2 및 제 3 그룹은 제 1, 제 2 및 제 3 전력 라인들 중 적어도 하나에 각각 전기적으로 결합된다. 전류 컨트롤러는 제 1, 제 2 및 제 3 그룹의 상대 플럭스 비를 제어하고, 이 컨트롤러는 명령의 수신에 응답하여, LED들의 각각의 그룹의 요구된 플럭스 출력의 정보를 포함하는 룩업 테이블로부터 데이터의 세트를 검색하고, 바람직한 CCT 및 총 플럭스 출력을 얻기 위해 각각의 그룹의 플럭스 출력을 변경하도록 각각의 그룹에 공급된 전류를 제어하기 위해 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 생성하도록 프로그래밍된다.
도면들은 오직 도시의 목적을 위한 것이며 크기를 정할 필요는 없다. 그러나 발명 자체는 동반하는 도면들과 관련하여 이해될 경우 뒤따르는 상세한 설명을 참조하여 이해하는 것이 가장 바람직하다.
도 1은 완전 복사체 궤적을 포함하는 1931 CIE 색도도를 도시하며 RGB 조명 장치 및 2색 조명 장치에 의해 일치될 수 있는 색들을 도시한다.
도 2는 '940 특허의 장치와 관련한 영역을 도시하는 1931 CIE 색도도를 도시한다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 조명 방법 및 조명 장치를 사용할 수 있는 조명 기구의 도면들이다.
도 7은, 완전 복사체 궤적을 포함하는, 1931 CIE 색도도를 도시하며, 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치에 의해 일치될 수 있는 색들을 도시한다.
도 8은, 본 발명의 실시예에 따라 LED들의 3개의 그룹에 공급되는 전류를 제어하기 위해 사용될 수 있는 예시 회로의 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 측면에 따라 2700K, 3000K, 3500K, 4000K, 4500K, 5000K, 5500K, 6000K 및 6500K에 대한 결과의 상대 스펙트럼을 도시한다.
도 10은 제 1 8개의 시험 색 샘플(TSC01 내지 TSC08)의 평균값 및 15개의 CIE 시험 색 샘플 모두에 대한 개별 Ri 값들인 2700K, 4500K 및 6500K에 대한 일반적인 CRI를 도시하며, 또한 본 발명의 일 측면에 있어서 높은 Ri 값은 피부 색 샘플들(TSC13 내지 TSC15)와 관련되어 얻을 수 있음을 도시한다.
본 발명의 선호 실시예에 따르면, (a) 3개의 고체 발광기를 사용하여 바람직하게는 2700K 내지 6500K의 범위나 또는 임의의 범위 내에서 CCT 조정가능한 백색을 허용하고 - 이 백색은 완전 복사체 궤적 상의 포인트로부터 3 맥아담 반타원 미만임 -, (b) LED원의 고효율 용도를 제공하며, (c) 특히 인간 피부를 조명하기 위한 높은 CRI를 갖도록 규정된다.
고체 발광기들은 발광 다이오드들("LED"들)이 될 수 있다. LED들은 개별적으로 패키징된 LED들, 칩 온 보드("COB") LED들, 리디드(leaded) LED들, 표면 장착 LED들, SMD 온 보드 LED들 또는 전도성 버스에 개별적으로 다이 본딩된 LED 다이들 이 될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. COB LED들 및 SMD 온 보드 LED들에 대한 PCB는 예컨대 FR4 PCB, 플렉서블 PCB 또는 메탈코어 PCB가 될 수 있다. 또한 LED들은 상방 방출형 LED들, 측면 방출형 LED들 또는 이것의 조합이 될 수 있다.
도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 조명 구성을 활용할 수 있는 조명 장치의 도시적인 예시를 도시한다.
도 3에 도시된 램프 기구(10)는 인쇄 회로 기판(PCB)(12), 복수의 LED(14), 하우징(16) 및 커버(18)를 포함한다. 도 3의 평면도에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 측면에 따르면, LED들(14)은 제 1 LED 그룹(14a), 제 2 LED 그룹(14b) 및 제 3 LED 그룹(14c)을 포함한다. LED들의 그룹들의 레이아웃은 도면들에 도시된 레이아웃에 한정되지 않으며 임의의 바람직한 패턴에서 배열될 수 있다. 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 램프 기구는 팬(fan), 광 센서 등과 같은 이차 옵틱(secondary optic), 냉각 장치들을 또한 포함할 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, LED들의 제 1 그룹으로부터의 각각의 소자들은, 조명되면, 430 내지 435nm의 주요 파장을 갖는 청색 LED, 및 청색 LED에 의해 여기되면, 555 내지 585nm의 주요 파장을 갖는 형광체(루미포어)를 포함한다. 제 1 그룹의 청색 LED들 및 개별 관련된 형광체들의 조합에 의해 생성된 결과적인 광은 1931 CIE 색도도의 완전 복사체 궤도보다 위에 있고 완전 복사체 궤도 상의 임의의 포인트로부터 7 초과의 맥 아담 반원 만큼 떨어져 있다. LED 및 형광체의 혼합색은 바람직하게는 3200K 내지 6000K의 CCT 및 0.006 이하의 duv를 갖는다. Duv는 CIE 1960 (uv) 도 상의 완전 복사체 궤적 상의 가장 가까운 포인트와의 거리이다.
LED들의 제 3 그룹은 바람직하게는 조명되면 600 내지 635nm의 주요 파장 및 가장 바람직하게는 615nm 내지 620nm의 주요 파장을 갖는 적색 LED들을 포함한다. LED들의 제 2 그룹은 바람직하게는 조명되면 430 내지 485nm의 주요 파장 및 가장 바람직하게는 460nm 내지 475nm의 주요 파장을 갖는 청색 LED들을 포함한다. "주요 파장"이라는 용어는 본 명세서에서, 이것의 잘 알려지고 받아들여지는 의미에 따라, 스펙트럼의 인식된 색, 즉 광원에 의해 방출된 광을 보는 것으로서 인식된 색 감각과 가장 유사한 색 감각을 생성하는 광의 단일 파장을 지칭하기 위해 사용된다.
도 4 내지 도 6은 각각의 다운 라이트 구성, 광 배턴(battern) 및 스폿 램프(spot lamp)인 LED들(14a 내지 14c)을 포함하는 동일한 발광 구성요소들을 본질적으로 도시한다.
도 7은 바람직한 실시예에 따른 LED들의 3개의 그룹을 갖는 장치에 의해 생성가능한 색들을 나타내는 1931 CIE 색도도 상에 형성된 삼각형을 도시한다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 바람직한 예시에서, 삼각형의 3개의 꼭지점에 대한 x,y 좌표들은 예컨대, 약, x = 0.3863, y = 0.4713; x = 0.1319, y = 0.0747; x = 0.6867, y = 0.3132에 의해 표시될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예에 따라, 상술한 주요 파장의 범위를 갖는 광원이 각각의 그룹으로부터 방출된 광 출력(루멘)의 퍼센트를 조절함으로써, 상이한 CCT가 얻게되며, 이와 함께 CRI＞85, duv(완전 복사체 궤적에 걸친 방향)＜0.001이며, 생성된 광은 완전 복사체 궤적 상의 임의의 포인트로부터 3 맥아담 타원 미만으로 떨어진다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 LED들의 3개의 그룹(52, 54, 56)을 구동하기에 적합한 전력 라인들을 위한 예시 구동 회로를 갖는다. 바람직한 실시예에서, LED들의 3개의 그룹은 각각 조절가능한 정전류원(53, 55, 57)으로 따로 구동된다. 소자(50)는 정전류원에 의해 제공되는 전류를 조절하기 위한 전자 장치를 포함한다. 예컨대, 소자(50)는, 1931 CIE 색도도 상의 완전 복사체 궤적 상의 적어도 하나의 포인트의 3 맥아담 타원 내의 광의 혼합을 유지하기 위하여 LED들의 하나 이상의 개별 그룹에 대하여 전류원에 의해 공급된 전류를 조절하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, LED들의 그룹들에 제공된 전류는 혼합 방출 광의 예컨대 CCT를 변경하기 위해 자동적으로 조절된다.
당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 이러한 장치(50)는 본 발명에 따라 LED들을 구동하기 위해 전류원을 제어하여 LED들의 상대 플럭스에 대한 제어를 허용하도록 프로그래밍된 마이크로프로세서가 될 수 있으며, 사용되는 특정 LED들에 대한 상세가 알려진바 있다. 대안적으로, 이러한 전류 조절 기능을 수행하는 아날로그 제어 회로가 사용될 수 있다. 당업자들은 고체 발광 장치들을 통과하는 전류를 공급하고 제어하는 다양한 방법에 익숙하며 이러한 임의의 방법들은 본 발명에 따른 장치들에서 이용될 수 있다.
바람직한 실시예에서, LED들의 3개의 그룹은 2700K 내지 6500K의 CCT 범위 내의 백색을 얻기 위해 혼합된다. 그러나, 광원, 예컨대, LED들의 3개의 그룹들의 상대 플럭스 퍼센티지를 조절함으로써 상이한 CCT를 얻을 수 있다. 완전한 CCT 범위, 즉 2700K 내지 6500K로 조정하기 위하여, 상대 플럭스 비는 바람직하게, LED들의 제 1 그룹은 총 루멘 출력의 75% 이상, LED들의 제 2 그룹은 총 루멘 출력의 10% 이하 및 LED들의 제 3 그룹은 총 루멘 출력의 25% 이하가 되도록 해야 한다.
2개의 조정 모드가 바람직하다. 제 1 바람직한 조정 모드에서, 임의의 주어진 CCT에 대한 일정한 루멘 출력(플럭스)를 유지하면서 LED들의 구동 전류들을 변경함으로써, CCT는 조정가능, 즉 조절가능하다. 제 2 선호 조정 모드에서, 장치의 총 루멘 출력은 상이한 CCT 옵션들에 대해 조절된다. 예컨대, 낮은 루멘 출력은 낮은 CCT를 위해 사용되어서 일몰에서 낮은 광 레벨 및 낮은 CCT로 일어나는 자연광을 모방한다.
CCT 조정 동안, LED들의 3개의 그룹들 모두에 전원이 공급되는 것은 아니며 상이한 CCT 값들에 대한 각각의 그룹의 퍼센티지가 소스 스펙트럼(source spectrum)을 기반으로 계산된다. 표 1에 기재된 바와 같이, LED들의 3개의 그룹이 특정 주요 파장으로 선택되면, 즉, 상기 기재된 파장 범위 내로 선택되면, 각각의 그룹에 대한 플럭스의 상대 퍼센티지가 결정된다. 하나의 그룹의 주요 파장이 허용오차, 즉, 5nm 내지 10nm 이상으로 변하면, 퍼센티지도 달라진다. 그러므로, 각 그룹의 상대 플럭스는 각 그룹의 스펙트럼에 기반하여 계산된다.
표 1은 LED들의 각각의 그룹에 대한 루멘 출력의 퍼센티지 및 본 발명의 일 측면에 따라 생성된 백색 성능 레벨을 기재한다. 예컨대, 2700K의 목표 CCT에 있어서, LED들의 제 1 그룹에 속하는 루멘 출력의 퍼센트는 77.8%이고, LED들의 제 2 그룹에 속하는 루멘 출력의 퍼센트는 0.7%이며, LED들의 제 3 그룹에 의한 루멘 출력의 퍼센트는 21.4%이다. 이것은 0.0002의 duv를 갖는 2691의 CCT를 생성한다.
[표 1]
Figure pct00001
표 1은 2700K 내지 6500K 범위의 각각의 CCT에 대해 요구되는 상대 플럭스를 제시한다. LED에 대해서는 일반적으로, 루멘 출력은 전류가 상승함에 따라 상승하고, LED 공급원들은 예컨대, LED들의 형태가 고정되는한 각각의 CCT에 대한 LED의 각각의 그룹에 요구되는 전류가 결정되도록 허용하는 전류 Vs 플럭스에 대한 이러한 곡선을 제공한다. 제 1 조정 방법에 있어서, 루멘 출력이 고정될 때, CCT 목표가 감소함에 따라 그룹 1 및 그룹 2에 대한 전류는 감소하고, 그룹 3은 상승한다. 전류 변화율은 LED들의 상이한 그룹들 및 상이한 형태에 대하여 상이할 수 있다. 그리고 제 2 조정 방법에 있어서, 각 그룹의 상대 플럭스 퍼센티지는 제 1 조정 방법과 동일한 형식으로 변할 것이다. 그러나, 낮은 CCT에 대한 광을 어둡게 하기 위하여, 그룹 1 및 그룹 2의 절대 루멘 출력은 낮은 CCT에 대해 하락할 수 없으며, 이것은 LED의 전류 대 플럭스 성능 및 본 출원의 디밍레이트(dimming rate)에 의존할 것이다. LED 공급원은 바람직하게 전류 대 플럭스에 대한 곡선을 제공하여, 각 그룹에 대한 전류는 각 CCT에 대하여 알맞게 결정될 수 있다. 다른 변수는 변하지 않는다. 생성된 광은, 발명자가 발견하였으며 백인 및 아시아인 피부 톤의 전형인 TSC13 및 TSC15에 알맞다.
프로그래밍가능한 컨트롤러(50)를 사용하는 바람직한 실시예에서, 컨트롤러는 예컨대 1000lm의 총 플럭스 출력을 갖는 2700K로 CCT를 설정하기 위한 명령을 사용자로부터 받아들이도록 프로그래밍된다. 명령의 수신에 응답하여, LED들의 각각의 그룹의 요구된 플럭스 출력의 정보를 포함한 데이터의 세트는 장치(50)의 내부 룩업 테이블(50a)로부터 바람직하게 검색된다. LED들의 각각의 그룹의 100% 듀티 사이클(완전 전력) 플럭스 출력에 기초하여, 장치(50)는 펄스 폭 변조(PWM) 신호들을 생성하여, 바람직한 CCT 및 총 플럭스 출력을 얻기 위하여 LED들의 각각의 그룹의 플럭스 출력을 변경하도록 전류원들(53, 55, 57)을 제어한다.
또한, 바람직하게 온도 센서가 전류원들(53, 55, 57)에 포함되어서, 개별적으로 LED들(52, 54, 56)의 그룹들의 온도를 감지한다. 전류원들에 의해 공급된 전류는 온도 변화로 인한 플럭스 변형을 보상하기 위해 온도 센서에 의해 바람직하게 조절되어서 LED들의 각각의 그룹의 100% 듀티 사이클 플럭스 출력이 온도 변화에 관계없이 유지되도록 허용한다. 전압원들(V1, V2, V3)은 LED들의 개별 그룹의 순방향 전압보다 높은 전압으로 선택해야한다. 일반적으로, LED들의 모든 그룹들의 순방향 전압보다 높은 전압을 갖는 단일 전압원은, 3개의 개별 전압원들 대신에 사용될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 측면에 따라, 2700K, 3000K, 3500K, 4000K, 4500K, 5000K, 5500K, 6000K 및 6500K의 CCT 값을 갖는, 상대 강도 대 파장을 도시하는, 결과의 상대 스펙트럼을 도시하는 도이다.
도 10은 8개의 시험 색 샘플(TSC01 내지 TSC08)의 평균값이며 2700K, 4500K 및 6500K의 CCT들에 대한 일반적인 CRI(Ra) 및 15개의 CIE 시험 색 샘플에 대한 개별 Ri 값에 대한 본 발명에 따른 조명 장치를 사용하는 실험 결과를 도시한다. 도 10은, 또한 본 발명의 일 측면에서, 높은 Ri 값은 피부 색 샘플(TSC13 및 TSC15) - 백인 및 아시아인의 피부 톤에 해당함 - 과 연관되어 얻어질 수 있는 것을 도시한다.
바람직한 실시예에 따라 조명 장치에서 사용되는 LED들은, 단색 LED들에 한정되지 않는다. 다색 LED들 또한 사용될 수 있다. 예컨대, 적색/청색/녹색 LED들(RGB LED들)이, 가변 밝기 제어와 조합하여, 픽셀을 생성하기 위해 사용되는 경우, 각 픽셀에서의 색은 색의 범위를 형성하기 위해 조합된다. 게다가, 하나 이상의 LED칩들은 하나 이상의 루미포어들을 갖는 패키지에 포함될 수 있다(예컨대, 상기 기재된 실시예와 같이 형광체를 갖는 청색 LED).
상기 기재된 실시예에 따른 장치 및 방법은 종래의 조명 방법 및 장치에 비해 다양한 장점을 가지며, 전기적 제어에 의해 제어될 때, 높은 연색 평가 성능을 제공하는 동시에 상이한 CCT 광이 요구되는 경우에 대부분 실내외 시스템에서의 용도로 적합하다.
예컨대, 본 발명의 일 측면에 따라, 넓은 CCT 조절가능한 범위(2700K 내지 6500K)는 소스 루멘 용도에서 높은 효율로 얻게된다. 2700K 내지 6500K는 대부분의 적용에서 인공 조명을 위한 전형적인 CCT 범위이다. 15% 미만의 추가 소스 플럭스는 이러한 넓은 CCT 조절 범위를 얻는데 필요하며, 추가 소스는 오프나 디밍 상태이므로 추가 전력을 소비하지 않는다.
예컨대, 할로겐이나 텅스텐 소스는 일반적으로 온백색 소스이며 전형적인 CCT는 3500K 미만일 것이다. 이러한 광원을 갖는 높은 CCT를 얻으려면, 필터들이 사용되어야 하므로, 적어도 20% 내지 50%의 광 손실을 일으킨다. 이것은 본 발명에 비해 매우 비효율적이다.
형광관과 같은 가스 방전 램프는 일반적으로 (CCT＞400K인) 중간 백색이나 차가운 백색이다. 2700K의 CCT를 얻기 위해, 적어도 20%의 광이 이러한 CCT 변화를 얻기 위해 차단되어야 할 것이다.
종래의 다색 LED들은, 예컨대 RGB(적색, 녹색, 청색) 디스플레이, RGBA(적색, 녹색, 청색 및 황색) 디스플레이 또는 백색 + 적색 및 청록색 디스플레이와 같이 이러한 CCT 조절가능 범위를 얻을 수 있는 반면, 오직 50% 내지 60%의 광원이 임의의 선택된 CCT를 위해 사용되어서 60%의 비용 증가를 야기한다. 대조적으로, 본 출원의 발명의 측면들에 따르면, 15% 이상의 추가 비용이 더해질 것이다.
더욱이, 본 발명의 측면들은 높은 연색 평가 지수를 제공한다. 일반적인 광 응용을 위한 전형적인 범위인 2700K 내지 6500K의 CCT 범위에 있어서, 본 출원에서 기재된 발명은 CRI＞85를 얻는다. CCT 범위가 2700K 내지 5500K와 같이 좁아지면, CRI도 90이상이 될 수 있다.
게다가, 할로겐이나 텅스텐 램프가 높은 CRI를 가지지만, 오직 온백색 광만이 이용가능하다. 형광관이나 HID와 같은 가스 방출 램프는 상이한 CCT 옵션을 가질 수 있되 CRI는 일반적으로 각각 85 미만이다.
본 발명은 또한 피부톤에 알맞으며 도 10의 CRI 색 샘플 13호 및 13호 - 백인 및 아시아인의 피부톤을 전형적으로 나타내는 피부 색 - 에 대한 높은 지수 값을 얻는다.
상기 기재된 본 발명의 측면들은 또한 완전 복사체 궤적 상의 참조 포인트로부터 3 미만의 맥아담 반원이 될 수 있는 혼합 백색으로, 진정한 백색을 얻는다.
할로겐 또는 HID 램프들과 같은 광원의 다른 종류에 있어서, 동일한 램프 내의 상이한 CCT 조절을 일반적으로 목표 CCT에 대한 원치 않는 색상을 차단하는 색 필터를 사용한다. 그러므로, 20% 내지 50%의 광이 낭비될 것이며 전력 또한 마찬가지이다.
게다가, 다른 LED 솔루션에 비해, 상기 발명의 측면들은 목표 - 넓은 CCT 조정가능 범위(2700K 내지 6500K), 높은 CRI, 진정한 백색 - 를 얻고 동시에 가능한한 적은 종류로서 광원의 오직 3가지 종류만을 사용한다. 다른 솔루션들은 상기 언급된 3가지의 목표를 동시에 얻기 위해 적어도 4개 이상의 채널이 필요하다. 또한, 소스 플럭스 사용 상의 높은 효율이 얻어져서, 상기 논의된 다른 솔루션들의 50 내지 60%의 루멘에 비해, 85% 이상의 루멘이 사용되어 추가 비용을 절감할 수 있다.
비록 특정 실시예가 본 명세서에서 도시되고 기재되었으나 당업자는 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않고 도시되고 기재되는 특정 실시예예에 대한 다양한 대안 및/또는 등가 구현이 대체될 수 있는 것을 이해할 것이다. 본 출원은 본 명세서에 논의된 특정 실시예의 임의의 각색이나 변형을 포함하도록 의도된다. 그러므로, 본 발명은 오직 청구범위 및 이것에 상응하는 것에 의해서만 한정되는 것으로 의도된다.

Claims (46)

  1. 고체 발광 조명 장치에서 조정가능한 백색 광을 얻는 방법으로서, 상기 방법은:
    430nm 내지 485nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하는 하나 이상의 고체 발광기들의 제 1 그룹을 조명하는 단계;
    555nm 내지 585nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하는 하나 이상의 루미포어(lumiphor)들의 제 1 그룹을 여기하는(exciting) 단계;
    430nm 내지 485nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하는 하나 이상의 고체 발광기들의 제 2 그룹을 조명하는 단계; 및
    600nm 내지 635nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하는 하나 이상의 고체 발광기들의 제 3 그룹을 조명하는 단계를 포함하며, 그에 의해
    (1) 상기 고체 발광기들의 제 1 그룹, (2) 상기 루미포어들의 제 1 그룹, (3) 상기 고체 발광기들의 제 2 그룹 및 (4) 상기 고체 발광기들의 제 3 그룹에 의해 방출된, 상기 고체 발광 조명 장치를 빠져나온 광의 조합은, 1931 CIE 색도도 (Chromaticity Diagram)상의 완전 복사체 궤적(planckian locus) 상의 적어도 하나의 포인트의 3 이하의 맥아담 타원(MacAdam ellipse) 내의 포인트를 정의하는 상기 1931 CIE 색도도 상에 x,y 좌표들을 갖는 광의 혼합을 생성하는, 방법.
  2. 고체 발광 조명 장치에서 조정가능한 백색 광을 얻는 방법으로서, 상기 방법은:
    고체 발광기의 제 1 그룹을 조명하는 단계 - 상기 제 1 그룹은, 상기 제 1 그룹의 각각의 고체 발광기가 430nm 내지 485nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하도록, 적어도 하나의 고체 발광기를 포함함 - ;
    555nm 내지 585nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하는 하나 이상의 루미포어들의 제 1 그룹을 여기하는 단계;
    고체발광기의 제 2 그룹을 조명하는 단계 - 상기 제 2 그룹은, 상기 제 2 그룹의 각각의 고체 발광기가 430nm 내지 485nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하도록 적어도 하나의 고체 발광기를 포함함 - ; 및
    고체발광기들의 제 3 그룹을 조명하는 단계 - 상기 제 3 그룹은, 상기 제 3 그룹의 각각의 고체 발광기가 600nm 내지 635nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하도록 적어도 하나의 고체 발광기를 포함함 - 를 포함하며, 그에 의해
    (1) 상기 고체 발광기들의 제 1 그룹, (2) 상기 루미포어들의 제 1 그룹, (3) 상기 고체 발광기들의 제 2 그룹 및 (4) 상기 고체 발광기의 제 3 그룹에 의해 방출된, 상기 고체 발광 조명 장치를 빠져나온 광의 조합은, 1931 CIE 색도도 상의 완전 복사체 궤적 상의 적어도 하나의 포인트의 3 이하의 맥아담 타원 내의 포인트를 정의하는 1931 CIE 색도도 상에 x,y 좌표들을 갖는 광의 혼합을 생성하는, 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 고체 발광기들의 제 1 그룹의 전체가 조명되면, 상기 루미포어들의 제 1 그룹의 루미포어들 중 적어도 하나는 상기 고체 발광기들의 제 1 그룹에 의해 방출된 광에 의해 여기되는, 방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고체 발광기들의 제 1 그룹의 발광기들과 루미포어들의 개별 제 1 그룹들의 조합에 의해 생성된, 결과적인 백색 광은, 1931 CIE 색도도의 완전 복사체 궤적보다 위에 있고, 완전 복사체 궤적 상의 임의의 포인트로부터 7 초과의 맥아담 타원 만큼 떨어져 있고, 3200K 내지 6000K 사이의 CCT를 가지며 0.006 보다 큰 duv를 갖는, 방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고체 발광기들의 제 1 그룹의 전체가 조명되면, 상기 루미포어들의 제 1 그룹의 모든 루미포어들이 상기 고체 발광기들의 제 1 그룹에 의해 방출된 광에 의해 여기되는, 방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고체 발광 조명 장치로부터의 상기 조정가능한 백색 광은 2700K 내지 4500K, 2700K 내지 6500K 또는 2700K와 6500K 사이의 CCT 범위를 갖는, 방법.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고체 발광 조명 장치로부터의 상기 조정가능한 백색 광은 85 보다 큰 CRI를 갖는, 방법.
  8. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고체 발광 조명 장치로부터의 상기 조정가능한 백색 광은 90 보다 큰 CRI를 갖는, 방법.
  9. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고체 발광 조명 장치로부터의 상기 조정가능한 백색 광은 2700K 내지 6500K의 CCT 범위 및 85 보다 큰 CRI를 갖는, 방법.
  10. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고체 발광 조명 장치로부터의 상기 조정가능한 백색 광은 2700K 내지 5500K의 CCT 범위 및 90 보다 큰 CRI를 갖는, 방법.
  11. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, (1) 상기 고체 발광기의 제 1 그룹에 의해 방출된, 상기 고체 발광 조명 장치를 빠져나온 광 및 (2) 상기 루미포어들의 제 1 그룹에 의해 방출된, 상기 고체 발광 조명 장치를 빠져나온 광의 조합은, 추가 광이 없을 시, 1931 CIE 색도도에서 완전 복사체 궤적보다 위에 있으며, 완전 복사체 궤적 상의 임의의 포인트로부터 7 초과의 맥아담 타원에 있는 백색광의 부-혼합을 생성하는, 방법.
  12. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 고체 발광기들의 제 3 그룹을 조명하는 단계에서, 상기 제 3 그룹의 각각의 고체 발광기는 615nm 내지 620nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하는, 방법.
  13. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 고체 발광기들의 상기 제 2 그룹을 조명하는 단계에서, 상기 제 2 그룹의 각각의 고체 발광기는 460nm 내지 475nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하는, 방법.
  14. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 그룹들의 상대 플럭스 비가 전류 컨트롤러에 의해 제어되어서, 상기 LED들의 제 1 그룹은 총 루멘(lumen) 출력의 75% 이상을 차지하고, 상기 제 2 그룹은 총 루멘 출력의 10% 이하를 차지하며, 상기 제 3 그룹은 총 루멘 출력의 25% 이하를 차지하는, 방법.
  15. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 임의의 주어진 CCT에 대해 일정한 루멘 출력을 유지하면서, 상기 LED들의 구동 전류를 변경함으로써 상기 고체 발광 조명 장치의 CCT를 조절하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  16. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상이한 CCT 옵션에 대한 상기 장치의 총 루멘 출력을 변경함으로써 상기 고체 발광 조명 장치의 CCT를 조절하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  17. 조명 장치로서:
    430nm 내지 485nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하는 하나 이상의 고체 발광기들의 제 1 그룹;
    555nm 내지 585nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하는 하나 이상의 루미포어들의 제 1 그룹;
    430nm 내지 485nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하는 하나 이상의 고체 발광기들의 제 2 그룹;
    600nm 내지 635nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하는 하나 이상의 고체 발광기들의 제 3 그룹; 및
    적어도 제 1, 제 2 및 제 3 전력 라인들을 포함하고, 상기 고체 발광기들의 제 1 그룹, 상기 고체 발광기들의 제 2 그룹 및 상기 고체 발광기들의 제 3 그룹은 상기 제 1, 제 2 및 제 3 전력 라인들 중 적어도 하나에 각각 전기적으로 결합되며,
    전류가 상기 제 1, 제 2 및 제 3 전력 라인들 중 적어도 하나에 공급되면, (1) 상기 고체 발광기들의 제 1 그룹, (2) 상기 루미포어들의 제 1 그룹, (3) 상기 고체 발광기들의 제 2 그룹 및 (4) 상기 고체 발광기의 제 3 그룹에 의해 방출된, 상기 조명 장치를 빠져나온 광의 조합은, 1931 CIE 색도도 상의 완전 복사체 궤적 상의 적어도 하나의 포인트의 3 이하의 맥아담 타원 내의 포인트를 정의하는 상기 1931 CIE 색도도 상에 x, y 좌표들을 갖는 광의 혼합을 생성하는, 장치.
  18. 조명 장치로서:
    고체 발광기들의 제 1 그룹;
    루미포어들의 제 1 그룹;
    고체 발광기들의 제 2 그룹;
    고체 발광기의 제 3 그룹; 및
    적어도 제 1, 제 2 및 제 3 전력 라인들을 포함하고, 상기 고체 발광기들의 제 1 그룹, 상기 고체 발광기들의 제 2 그룹 및 상기 고체 발광기들의 제 3 그룹은 상기 제 1, 제 2 및 제 3 전력 라인들 중 적어도 하나에 각각 전기적으로 결합되며,
    상기 고체 발광기의 제 1 그룹은 적어도 하나의 고체 발광기를 포함하여, 조명될 경우, 상기 제 1 그룹의 각각의 고체 발광기는 430nm 내지 485nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하고; 상기 루미포어들의 제 1 그룹은 적어도 하나의 루미포어를 포함하여, 여기될 경우, 상기 제 1 그룹의 각각의 루미포어는 555nm 내지 585nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하고; 상기 고체 발광기들의 제 2 그룹은 적어도 하나의 고체 발광기를 포함하여, 조명될 경우, 상기 제 2 그룹의 각각의 고체 발광기는 430nm 내지 485nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하며; 상기 고체 발광기들의 제 3 그룹은 적어도 하나의 고체 발광기를 포함하여, 조명될 경우, 상기 제 3 그룹의 각각의 고체 발광기는 600nm 내지 635nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하고; 전류가 상기 제 1, 제 2 및 제 3 전력 라인들 중 적어도 하나에 공급되면, (1) 상기 고체 발광기들의 제 1 그룹, (2) 상기 루미포어들의 제 1 그룹, (3) 상기 고체 발광기들의 제 2 그룹 및 (4) 상기 고체 발광기들의 제 3 그룹에 의해 방출된, 상기 고체 발광 조명 장치를 빠져나온 광의 조합은, 1931 CIE 색도도 상의 완전 복사체 궤적 상의 적어도 하나의 포인트의 3 이하의 맥아담 타원 내의 포인트를 정의하는 상기 1931 CIE 색도도 상에 x, y 좌표들을 갖는 광의 혼합을 생성하는, 장치.
  19. 청구항 17 또는 청구항 18에 있어서, 전류가 전력 라인에 공급되면, (1) 상기 고체 발광기들의 제 1 그룹에 의해 방출된, 조명 장치를 빠져나온 광, (2) 상기 루미포어들의 제 1 그룹에 의해 방출된, 조명 장치를 빠져나온 광, (3) 상기 고체 발광기들의 제 2 그룹에 의해 방출된, 조명 장치를 빠져나온 광 및 (4) 상기 고체 발광기들의 제 3 그룹에 의해 방출된, 조명 장치를 빠져나온 광의 조합은, 임의의 추가 광이 없을 경우, 좌표들 (x=0.3863, y=0.4713); (x=0.1319, y=0.0747); (x=0.6867, y=0.3132)을 갖는 포인트들에 의해 정의되는 1931 CIE 색도도 상의 영역 내에 x, y 색 좌표를 갖는 광을 생성하는, 장치.
  20. 청구항 17 또는 청구항 18에 있어서, 상기 고체 발광기들의 제 1 그룹은 복수의 LED를 포함하고, 상기 고체 발광기의 제 2 그룹은 복수의 LED를 포함하며, 상기 고체 발광기의 제 3 그룹은 복수의 LED를 포함하는, 장치.
  21. 청구항 17 또는 청구항 18에 있어서, 상기 조명 장치는 상기 고체 발광기들의 제 1, 제 2 및 제 3 그룹들 중 하나 이상에 인가될 상기 전류의 레벨을 조절함으로써 CCT 레벨에 관하여 조정가능한, 장치.
  22. 청구항 17 또는 청구항 18에 있어서, 상기 조명 장치는, CCT = 2700K, 4500K 및 6500K에서 Ra＞90을 얻고 인간 피부 색에 해당하는 색 샘플 상에서 R13 및 R15＞90을 얻도록 조정가능한, 장치.
  23. 청구항 17 또는 청구항 18에 있어서, 상기 고체 발광기들의 제 1, 제 2 및 제 3 그룹에 각각 해당하는 제 1, 제 2 및 제 3 전류원, 및 상기 고체 발광기들의 제 1, 제 2 및 제 3 그룹에 적용되는 전류를 제어하는 컨트롤러를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 제 1, 제 2 및 제 3 전류원들을 제어하도록 적응되어서 상기 조명 장치는 CCT = 2700K, 4500K 및 6500K에서 Ra＞90을 얻고 인간 피부 색에 해당하는 색 샘플 상에서 R13 및 R15＞90을 얻을 수 있는, 장치.
  24. 청구항 17 또는 청구항 18에 있어서, 상기 고체 발광기들의 제 1 그룹의 전체가 조명되는 경우, 상기 루미포어들의 제 1 그룹의 루미포어들 중 적어도 하나는 상기 고체 발광기들의 제 1 그룹에 의해 방출된 광에 의해 여기되는, 장치.
  25. 청구항 17 내지 청구항 24 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고체 발광기들의 제 1 그룹의 발광기들 및 상기 루미포어들의 개별 제 1 그룹의 조합에 의해 생성된, 결과적인 백색 광은, 1931 CIE 색도도의 완전 복사체 궤적보다 위에 있고, 완전 복사체 궤적 상의 임의의 포인트로부터 7 초과의 맥아담 타원 만큼 떨어져 있고, 3200K와 6000K 사이의 CCT를 가지며, 0.006 보다 큰 duv를 갖는, 장치.
  26. 청구항 17 내지 청구항 25 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고체 발광기들의 제 1 그룹의 전체가 조명되면, 상기 루미포어들의 제 1 그룹의 모든 루미포어들이 상기 고체 발광기들의 제 1 그룹에 의해 방출된 광에 의해 여기되는, 장치.
  27. 청구항 17 내지 청구항 26 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고체 발광 조명 장치로부터의 조정가능한 백색 광은 2700K 내지 4500K, 2700K 내지 6500K 또는 2700K와 6500K 사이의 CCT 범위를 갖는, 장치.
  28. 청구항 17 내지 청구항 27 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고체 발광 조명 장치로부터의 조정가능한 백색 광은 85 보다 큰 CRI를 갖는, 장치.
  29. 청구항 17 내지 청구항 27 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고체 발광 조명 장치로부터의 조정가능한 백색 광은 90 보다 큰 CRI를 갖는, 장치.
  30. 청구항 17 내지 청구항 27 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고체 발광 조명 장치로부터의 조정가능한 백색 광은 2700K 내지 6500K의 CCT 범위 및 85 보다 큰 CRI를 갖는, 장치.
  31. 청구항 17 내지 청구항 27 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고체 발광 조명 장치로부터의 조정가능한 백색 광은 2700K 내지 5500K의 CCT 범위 및 90 보다 큰 CRI를 갖는, 장치.
  32. 청구항 17 내지 청구항 27 중 어느 한 항에 있어서, (1) 상기 고체 발광기들의 제 1 그룹에 의해 방출된 고체 발광 조명 장치를 빠져나온 광 및 (2) 상기 루미포어들의 제 1 그룹에 의해 방출된 고체 발광 조명 장치를 빠져나온 광의 조합은, 추가 광이 없을 경우, 1931 CIE 색도도의 완전 복사체 궤적보다 위에 있으며, 완전 복사체 궤적 상의 임의의 포인트로부터 7 초과의 맥아담 타원에 있는 백색 광의 부-혼합을 생성하는, 장치.
  33. 청구항 17 또는 청구항 18에 있어서, 상기 제 3 그룹의 각각의 고체 발광기는, 조명되면, 615nm 내지 620nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하는, 장치.
  34. 청구항 17 또는 청구항 18에 있어서, 상기 제 2 그룹의 각각의 고체 발광기는, 조명되면, 460nm 내지 475nm의 범위의 주요 파장을 갖는 광을 방출하는, 장치.
  35. 청구항 17 또는 청구항 18에 있어서, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 그룹들의 상대 플럭스 비를 제어하는 전류 컨트롤러를 더 포함하여, 상기 LED들의 제 1 그룹은 총 루멘 출력의 75% 이상을 차지하고, 상기 제 2 그룹은 총 루멘 출력의 10% 이하를 차지하며, 상기 제 3 그룹은 총 루멘 출력의 25% 이하를 차지하는, 장치.
  36. 청구항 17 또는 청구항 18에 있어서, 임의의 주어진 CCT에 대해 일정한 루멘 출력을 유지하면서 상기 LED들의 구동 전류를 변경함으로써, 상기 고체 발광 조명 장치의 CCT를 조절하는 전류 컨트롤러를 더 포함하는, 장치.
  37. 청구항 17 또는 청구항 18에 있어서, 상이한 CCT 옵션에 대한 상기 장치의 총 루멘 출력을 조절함으로써, 상기 고체 발광 조명 장치의 CCT를 조절하는 전류 컨트롤러를 더 포함하는, 장치.
  38. 청구항 17 또는 청구항 18에 있어서, 상기 조명 장치는 2700K 내지 6500K의 범위의 CCT에서 Ra＞90을 얻고, 인간 피부 색에 해당하는 색 샘플 상에서 R13 및 R15＞90을 얻도록 조절가능한, 장치.
  39. 청구항 17 또는 청구항 18에 있어서, 상기 고체 발광기들의 제 1, 제 2 및 제 3 그룹에 각각 해당하는 제 1, 제 2 및 제 3 전류원, 및 상기 고체 발광기의 제 1, 제 2 및 제 3 그룹에 인가되는 전류를 제어하는 컨트롤러를 더 포함하며, 상기 컨트롤러는 상기 제 1, 제 2 및 제 3 전류원들을 제어하도록 적응되어서 상기 조명 장치는 2700K 내지 6500K의 범위의 CCT에서 Ra＞90을 얻고, 인간 피부 색에 해당하는 색 샘플 상에서 R13 및 R15＞90을 얻을 수 있는, 장치.
  40. 청구항 17 또는 청구항 18에 있어서, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 그룹의 상대 플럭스 비를 제어하는 전류 컨트롤러를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 그와 관련된 룩업 테이블(look-up table)을 가지며, 상기 컨트롤러는:
    CCT를 설정하는 명령과, 이 명령의 수신에 응답한 총 플럭스 출력을 포함하는 명령들을 사용자로부터 받아들이고,
    상기 룩업 테이블로부터 LED들의 각각의 그룹의 요구된 플럭스 출력의 정보를 포함하는 데이터의 세트를 검색하며,
    각각의 그룹의 100% 듀티 사이클(전체 전력) 플럭스 출력에 기초하여, 바람직한 CCT 및 총 플럭스 출력을 얻기 위해 각각의 그룹의 플럭스 출력을 변경하도록 각각의 그룹에 공급된 전류를 제어하기 위한 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 생성하도록 프로그래밍되는, 장치.
  41. 청구항 40에 있어서, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 그룹에 각각 해당하는 제 1, 제 2 및 제 3 전류원들을 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 제 1, 제 2 및 제 3 전류원들을 통해 각각의 그룹에 공급된 전류를 제어하는, 장치.
  42. 청구항 41에 있어서, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 전류원들은 그룹들의 온도를 개별적으로 감지하기 위한 온도 센서를 각각 가지며, 상기 전류원들에 의해 공급된 전류는, 온도 변화로 인한 플럭스 변경을 보상하기 위해 온도 센서에 의해 조절되어, LED의 각각의 그룹의 100% 듀티 사이클 플럭스 출력이 온도 변화와 관계없이 유지되도록 허용하는, 장치.
  43. 조명 장치로서:
    고체 발광기들의 제 1 그룹;
    루미포어들의 제 1 그룹;
    고체 발광기들의 제 2 그룹;
    고체 발광기의 제 3 그룹;
    적어도 제 1, 제 2 및 제 3 전력 라인들 - 상기 고체 발광기들의 제 1 그룹, 상기 고체 발광기들의 제 2 그룹 및 상기 고체 발광기들의 제 3 그룹은 상기 제 1, 제 2 및 제 3 전력 라인들 중 적어도 하나에 각각 전기적으로 결합됨 - ; 및
    상기 제 1, 제 2 및 제 3 그룹의 상대 플럭스 비를 제어하는 전류 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는 그와 관련된 룩업 테이블을 가지며,
    상기 컨트롤러는:
    CCT를 설정하는 명령과, 이 명령의 수신에 응답한 총 플럭스 출력을 포함하는 명령들을 사용자로부터 받아들이고;
    상기 룩업 테이블로부터 LED들의 각각의 그룹의 요구된 플럭스 출력의 정보를 포함하는 데이터의 세트를 검색하며;
    각각의 그룹의 100% 듀티 사이클(전체 전력) 플럭스 출력에 기초하여, 바람직한 CCT 및 총 플럭스 출력을 얻기 위해 각각의 그룹의 플럭스 출력을 변경하도록 각각의 그룹에 공급된 전류를 제어하기 위한 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 생성하도록 프로그래밍되는, 장치.
  44. 청구항 43에 있어서, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 그룹에 각각 해당하는 제 1, 제 2 및 제 3 전류원들을 더 포함하며, 상기 컨트롤러는 상기 제 1, 제 2 및 제 3 전류원을 통해 각각의 그룹에 공급된 전류를 제어하는, 장치.
  45. 고체 발광기들의 제 1 그룹; 루미포어들의 제 1 그룹; 고체 발광기들의 제 2 그룹; 고체 발광기의 제 3 그룹; 적어도 제 1, 제 2 및 제 3 전력 라인들 - 상기 고체 발광기들의 제 1 그룹, 상기 고체 발광기들의 제 2 그룹 및 상기 고체 발광기들의 제 3 그룹이 각각 상기 제 1, 제 2 및 제 3 전력 라인들에 전기적으로 결합됨 - ; 및 상기 제 1, 제 2 및 제 3 그룹들의 상대 플럭스 비를 제어하며, 그와 관련된 룩업 테이블을 가지는 전류 컨트롤러를 포함하는 고체 조명 장치에서의 방법으로서,
    CCT를 설정하는 명령과, 이 명령의 수신에 응답한 총 플럭스 출력을 포함하는 명령들을 사용자로부터 받아들이는 단계;
    상기 룩업 테이블로부터 LED들의 각각의 그룹의 요구된 플럭스 출력의 정보를 포함하는 데이터의 세트를 검색하는 단계;
    각각의 그룹의 100% 듀티 사이클(전체 전력) 플럭스 출력에 기초하여, 바람직한 CCT 및 총 플럭스 출력을 얻기 위해 각각의 그룹의 플럭스 출력을 변경하도록 각각의 그룹에 공급된 전류를 제어하기 위해 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
  46. 조명 장치로서,
    고체 발광기들의 제 1, 제 2, 제 3 그룹들;
    루미포어들의 제 1 그룹;
    적어도 제 1, 제 2 및 제 3 전력 라인들 - 상기 고체 발광기들의 제 1, 제 2 및 제 3 그룹이 상기 제 1, 제 2 및 제 3 전력 라인들 중 적어도 하나에 각각 전기적으로 결합됨 - ; 및
    상기 제 1, 제 2 및 제 3 그룹의 상대 플럭스 비를 제어하는 전류 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러는, 명령의 수신에 응답하여 LED들의 각각의 그룹의 요구된 플럭스 출력의 정보를 포함하는 룩업 테이블로부터 데이터의 세트를 검색하고, 바람직한 CCT 및 총 플럭스 출력을 얻기 위해 각각의 그룹의 플럭스 출력을 변경하도록 각각의 그룹에 공급된 전류를 제어하기 위한 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 생성하도록 프로그래밍되는, 장치.
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