(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源部と、
前記光源部から放出された光を所定の色座標と色温度を有する光に変換する第１光励起部と、
前記光源部から放出された光を前記第１光励起部で変換された色座標及び色温度と異なる光に変換する第２光励起部と、
前記光源部から放出された光を前記第２光励起部で変換された光の色座標及び色温度と異なる光に変換する第３光励起部と、
前記第１光励起部、前記第２光励起部及び前記第３光励起部から出力された光が混合された光から第１成分の光量、第２成分の光量及び第３成分の光量をセンシングし、前記第１成分の光量、前記第２成分の光量及び前記第３成分の光量にそれぞれ対応する第１成分信号、第２成分信号及び第３成分信号を出力するセンシング部と、
前記第１光励起部、前記第２光励起部及び前記第３光励起部の色座標からなる領域内に位置する基準色座標を保存するメモリー部と、
前記第１成分信号、前記第２成分信号及び前記第３成分信号を用いて前記光源部から放出された光の比較色座標を生成し、前記メモリー部から読込まれた基準色座標と比較して、前記基準色座標と前記比較色座標との誤差値を低減するように、前記光源部の光量を制御する制御部と、
前記制御部の制御下で前記光源部の光量を変化させる電圧を供給する電源部と、を含み、
前記第２光励起部及び前記第３光励起部はそれぞれ複数個であり、
前記第２光励起部及び第３光励起部は、前記第１光励起部の一側に隣接して配列され、前記第２光励起部及び前記第３光励起部は交互に配置される、照明装置。
【請求項２】
前記光源部は複数の発光素子を含み、
前記複数の発光素子は互いに同じ色温度を有する光を放出する請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記第１光励起部、前記第２光励起部及び前記第３光励起部は光励起フィルムを含み、
前記光励起フィルムは樹脂層の間に位置する蛍光体を含む請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記センシング部は、前記第１成分信号を出力する第１フィルター、前記第２成分信号を出力する第２フィルター及び前記第３成分信号を出力する第３フィルターを含む請求項１乃至３の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記第３光励起部は複数個で構成され、少なくとも二つは互いに異なる色温度及び色座標を有する光を放出する請求項１乃至４の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記第１光励起部及び前記第２光励起部は白色光を放出する請求項１乃至５の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記電源部は、前記制御部の制御下でデューティ比が調節された交流電圧を供給する請求項１乃至６の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項８】
前記複数の発光素子は前記交流電圧のデューティ比によって光の光量が変わる請求項２に記載の照明装置。
【請求項９】
前記複数の発光素子は同一色の光を放出する請求項２に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記第１光励起部を介して放出される光は６５００Ｋの色温度を有する光を含み、前記第２光励起部を介して放出される光は２７００Ｋの色温度を有する光を含む請求項１乃至９の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記基準色座標は、黒体放射曲線、ＭａｃＡｄａｍ曲線、またはＡｎｓｉ
ｂｉｎ曲線に近接した点に対応する請求項１乃至１０の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記第１成分の光はＲ(red)成分の光であり、前記第２成分の光はＧ(green)成分の光であり、前記第３成分の光はＢ(blue)成分の光である請求項１乃至１１の何れか１項に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、照明装置への関心が高まっている。照明装置は特定の場所に設置され、長時間光を放出する必要がある。従って、照明装置の使用者は、照明装置から放出される光に対する視感などのような照明装置の特性が長期間一定に保持されることを所望する。照明装置の特性が一定に保持されない場合、使用者は目の疲れや照明装置を用いる活動に影響され得る。
【０００３】
また、照明装置の製造にあたっては、種々の国内及び国際規格が考慮される。即ち、照明装置は国内及び国際規格に従って製造される。このように照明装置が種々の規格に従って製造されても、設置後の長時間動作時、照明装置から放出される光が規格に適合しなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような問題点を解決するための本発明は、光の色座標が一定領域内に位置するように制御する照明装置を提供する。
【０００５】
本発明が解決しようとする技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されるものではなく、言及していない他の技術的課題は、下記の記載を通して本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって明確に理解されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明による照明装置は、光源部と、光源部から放出された光を互いに異なる色座標と色温度を有する光に変換する第１光励起部及び第２光励起部と、第２光励起部で変換された光の色座標及び色温度と異なる光を放出する第３光励起部と、第１光励起部、前記第２光励起部及び前記第３光励起部から出力された光の第１成分、第２成分、第３成分の光量に当たる第１成分信号、第２成分信号及び第３成分信号を出力するセンシング部と、前記第１光励起部、前記第２光励起部及び前記第３光励起部の色座標からなる領域内に前記第１光励起部、前記第２光励起部及び前記第３光励起部から出力された光の色座標が位置するように前記光源部の光量を制御する制御部と、前記制御部の制御下で前記光源部の光量を変化させる電圧を供給する電源部と、を含む。
【０００７】
光源部は発光素子を含み、発光素子は互いに同じ色温度を有する光を放出することができる。
【０００８】
第１光励起部、前記第２光励起部及び前記第３光励起部は光励起フィルムを含み、光励起フィルムは樹脂層の間に位置する蛍光体を含むことができる。
【０００９】
センシング部は第１フィルター、第２フィルター及び第３フィルターを含むことができる。
【００１０】
第３光励起部は複数個で構成され、少なくとも二つは互いに異なる色温度及び色座標を有する光を放出することができる。
【００１１】
第１光励起部及び前記第２光励起部は白色光を放出することができる。
【００１２】
電源部は、制御部の制御下でデューティ比が調節された交流電圧を供給することができる。
【００１３】
光源部は発光素子を含み、発光素子は前記交流電圧のデューティ比によって光の光量が変わることができる。
【００１４】
第１光励起部に隣接して第２光励起部と前記第３光励起部が配置され、第２光励起部と第３光励起部は交互に配置されることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、光源部または光励起部それぞれから放出された光の色座標からなる領域内に照明装置の光の色座標が位置するようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態による照明装置を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態による色座標を示す図である。
【図３Ａ】照明装置が第１光源部及び第２光源部のみを含んでいる場合の色温度及び色座標の変化を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態による照明装置の色温度及び色座標の変化を示す図である。
【図４Ａ】本発明の第１実施形態によるＭａｃＡｄａｍ曲線及びＡｎｓｉ ｂｉｎ曲線を考慮した基準色座標の設定及び照明装置の動作を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の第１実施形態によるＭａｃＡｄａｍ曲線及びＡｎｓｉ ｂｉｎ曲線を考慮した基準色座標の設定及び照明装置の動作を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態による照明装置を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態による色座標系を示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態による照明装置を示す図である。
【図８】本発明の第３実施形態による色座標系を示す図である。
【図９Ａ】本発明の第３実施形態によるＭａｃＡｄａｍ曲線及びＡｎｓｉ ｂｉｎ曲線を考慮した基準色座標の設定及び照明装置の動作を示す図である。
【図９Ｂ】本発明の第３実施形態によるＭａｃＡｄａｍ曲線及びＡｎｓｉ ｂｉｎ曲線を考慮した基準色座標の設定及び照明装置の動作を示す図である。
【図１０】本発明の第４実施形態による照明装置を示す図である。
【図１１】本発明の第４実施形態による色座標系を示す図である。
【図１２Ａ】本発明の実施形態による証明装置の光励起部の配置を示す図である。
【図１２Ｂ】本発明の実施形態による証明装置の光励起部の配置を示す図である。
【図１２Ｃ】本発明の実施形態による照明装置の第２光励起部と第３光励起部が互いに対向配置されたことを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図において、各層の厚さや大きさは説明の便宜及び明確性のために誇張或いは省略され、または概略的に示された。また、各構成要素の大きさは実際の大きさを全的に反映するものではない。
【００１８】
また、本発明による実施形態の説明において、各構成要素の 「上または下(on or under)」に形成されることと記載される場合、上または下(on or under)は二つの同じ構成要素が互いに直接的に(directly)接触され、または一つ以上の他の構成要素が前記同じ構成要素の間に配置され(indirectly)形成されることを全て含む。また、「上または下(on or under)」と表現される場合、一つの構成要素を基準として上側方向だけではなく下側方向の意味も含むことができる。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態による照明装置を示す図である。
【００２０】
図１に示されているように、本発明の実施形態による照明装置は、第１光源部(１１０)、第２光源部(１３０)及び一つ以上の第３光源部(１５０)を含む光源部(１００)と、ＲＧＢセンシング部(２００)と、制御部(３００)と、電源部(４００)とを含む。図１に示されている照明装置は、第１光源部(１１０)及び第２光源部(１３０)と併せて一つの第３光源部(１５０)を含み、後述する図５に示されている照明装置は、第１光源部(１１０)及び第２光源部(１３０)と併せて複数の第３光源部(１５０ａ、１５０ｂ)を含む。
【００２１】
第１光源部(１１０)及び第２光源部(１３０)は、互いに異なる色温度と互いに異なる色座標を有する光を放出する。即ち、第１光源部(１１０)は第１色温度及び第１色座標を有する光を放出し、第２光源部(１３０)は第２色温度及び第２色座標を有する光を放出する。本発明の実施形態は照明装置であることから、第１光源部(１１０)及び第２光源部(１３０)は白色光を放出することができる。
【００２２】
一つ以上の第３光源部(１５０)は第１光源部(１１０)及び第２光源部(１３０)の色温度及び色座標と異なる光を放出する。第３光源部(１５０)は第１光源部(１１０)及び第２光源部(１３０)の色温度及び色座標と異なる光を放出するＬＥＤを含むことができる。
【００２３】
ＲＧＢセンシング部(２００)は、第１光源部(１１０)乃至第３光源部(１５０)から出力された光のＲ(red)成分、Ｇ(green)成分、Ｂ(blue)成分それぞれの光量に当たるＲ成分信号、Ｇ成分信号及びＢ成分信号を出力する。即ち、ＲＧＢセンシング部(２００)は、複数の光源部が放出した光が混合された光のＲ(red)成分、Ｇ(green)成分、Ｂ(blue)成分それぞれの光量をセンシングする。
【００２４】
光のＲ(red)成分、Ｇ(green)成分、Ｂ(blue)成分を検出するために、ＲＧＢセンシング部(２００)はＲフィルター、Ｇフィルター及びＢフィルターを含むことができる。Ｒフィルター、Ｇフィルター及びＢフィルターは該当成分の光の波長を通過させる。即ち、ＲフィルターはＲ成分を、ＧフィルターはＧ成分を、そしてＢフィルターはＢ成分を通過させる。
【００２５】
この時、ＲＧＢセンシング部(２００)は、アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタルコンバータ(未図示)を含むことができる。アナログ／デジタルコンバータを含む場合、第１光量信号、第２光量信号及び第３光量信号はデジタル信号であり得る。
【００２６】
制御部(３００)は第１光源部(１１０)、第２光源部(１３０)及び第３光源部(１５０)それぞれの色座標からなる領域内に第１光源部(１１０)、第２光源部(１３０)及び一つ以上の第３光源部(１５０)から出力された光の色座標が位置するように第１光源部(１１０)、第２光源部(１３０)及び第３光源部(１５０)の光量を制御する。制御部(３００)の動作の詳細については後述する。
【００２７】
電源部(４００)は制御部(３００)の制御下で第１光源部(１１０)、第２光源部(１３０)及び第３光源部(１５０)の光量を変化させる電圧を供給する。
【００２８】
この時、電源部(４００)は制御部(３００)の制御下でデューティ比が調節された交流電圧を第１光源部(１１０)乃至第３光源部(１５０)に供給することができる。このために、電源部(４００)はＰＷＭ(Pulse Width Modulation)発生器を含むことができる。第１光源部(１１０)、第２光源部(１３０)及び第３光源部(１５０)はＬＥＤを含むことができ、ＬＥＤは交流電圧のデューティ比によって光の光量が変わることができる。
【００２９】
図２は、本発明の実施形態による色座標系を示す図である。
【００３０】
本発明の実施形態による照明装置は、色座標が調節できる領域を増やすことができる。即ち、本発明の実施形態と異なって、照明装置が第１光源部(１１０)及び第２光源部(１３０)のみを含む場合、照明装置の光の色座標は第１光源部(１１０)の色座標と第２光源部(１３０)の色座標を結ぶ直線に沿って変わる。
【００３１】
これに対し、本発明の実施形態による照明装置は、図２に示されているように、第１光源部(１１０)及び第２光源部(１３０)と併せて第３光源部(１５０)を含む。ＲＧＢセンシング部(２００)は第１光源部(１１０)乃至第３光源部(１５０)から出力された光のＲ成分信号、Ｇ成分信号及びＢ成分信号を出力する。
【００３２】
制御部(３００)はＲ成分信号、Ｇ成分信号及びＢ成分信号を利用して三刺激値(tristimulus value)Ｘ、Ｙ、Ｚを計算する。三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚの計算は、物体を照らす照明の種類、反射率(reflectance)により定義される表面、そしてＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分に対する等色関数(color matching function)を用いて行われることができる。
【００３３】
制御部(３００)は、三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに基づき、光源部が放出した光の色座標を計算する。色座標ｘはＸ／(Ｘ＋Ｙ＋Ｚ)、色座標ｙはＹ／(Ｘ＋Ｙ＋Ｚ)、色座標ｚは１-(ｘ＋ｙ)によって計算されることができる。
【００３４】
本発明の実施形態では、制御部(３００)が三刺激値の計算、色座標の計算などを順次行う場合について説明されているが、Ｒ成分信号、Ｇ成分信号及びＢ成分信号の入力の時、該当色座標値が制御部(３００)に予め保存されていることもできる。
【００３５】
制御部(３００)は、計算された色座標が、第１光源部(１１０)、第２光源部(１３０)及び第３光源部(１５０)それぞれの色座標からなる領域から外れた場合、第１光源部(１１０)乃至第３光源部(１５０)の光量を制御し、照明装置の光が前記領域内に位置するようにする。
【００３６】
これによって、本発明の実施形態による照明装置は、第１光源部(１１０)の色座標、第２光源部(１３０)の色座標及び第３光源部(１５０)の色座標からなる三角形の内部領域に位置する色座標を有する光を放出することができる。
【００３７】
本発明の実施形態による照明装置は、第１光源部(１１０)の色座標、第２光源部(１３０)の色座標及び第３光源部(１５０)の色座標からなる内部領域に位置する基準色座標によって光の量を調節することができる。
【００３８】
このために、本発明の実施形態による照明装置は、さらにメモリー部(５００)を含むことができる。メモリー部(５００)は基準色座標を保存する。
【００３９】
メモリー部(５００)の基準色座標は、黒体放射曲線(black body locus)上の一部の点に対する色座標であり、或いは黒体放射曲線と近接する一部の点に対する色座標であることができる。
【００４０】
第１乃至第３光源部(１１０、１３０、１５０)から放出された光の色座標に基づいて基準色座標を求めるため、第１乃至第３光源部(１１０、１３０、１５０)の光量が変わるように、照明装置の製造過程中に第１乃至第３光源部(１１０、１３０、１５０)が制御されることができる。
【００４１】
即ち、本発明の実施形態による照明装置の製造過程中に第１乃至第３光源部(１１０、１３０、１５０)から放出された光のＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分の光量が測定装置によって求められる。
【００４２】
測定されたＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分の光量を利用して三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚが計算される。三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに基づいて該当色座標が計算されることができ、三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに基づいて計算された色座標が黒体放射曲線上や黒体放射曲線に近接する場合、計算された色座標が基準色座標となることができる。こうして求められた基準色座標はメモリー部(５００)に保存される。この時、基準色座標は、前述したように光源部の色座標からなる領域内に位置する。
【００４３】
一方、制御部(３００)はＲＧＢセンシング部(２００)からＲ成分信号、Ｇ成分信号及びＢ成分信号の入力を受けて比較色座標を生成し、メモリー部(５００)から読み込まれた基準色座標と比較して、基準色座標と比較色座標との誤差を低減するためのデューティ比(duty ratio)制御信号を出力する。この時、比較色座標を生成するために制御部(３００)は、Ｒ成分信号、Ｇ成分信号及びＢ成分信号から該当三刺激値を計算し、三刺激値を利用して比較色座標を計算する。
【００４４】
本発明の実施形態と異なって、照明装置が第１光源部(１１０)及び第２光源部(１３０)のみを含む場合、照明装置は、黒体放射曲線に近い色温度を有する光を放出しにくい。例えば、第１光源部(１１０)が６５００Ｋの光を放出し、第２光源部(１３０)が２７００Ｋの光を放出する場合、図３Ａに示されているように、第１光源部(１１０)及び第２光源部(１３０)の光量の変化によって現れる光の色温度及び色座標の変化は直線に沿って行われる。これによって、光の色温度と色座標の変化と黒体放射曲線の色温度及び色座標の変化との差は大きい。
【００４５】
これに対し、図３Ｂに示されているように、照明装置が第１光源部(１１０)及び第２光源部(１３０)だけでなく第３光源部(１５０)を含む場合、黒体放射曲線の色温度及び色座標と類似の光を放出することができる。例えば、第１光源部(１１０)が６５００Ｋの光を放出し、第２光源部(１３０)が２７００Ｋの光を放出し、第３光源部(１５０)が緑がかった白色(greenish white)光を放出する場合、本発明の実施形態による照明装置は、第１光源部(１１０)乃至第３光源部(１５０)の光量の変化によって黒体放射曲線に沿って変わる色温度及び色座標を有する光を放出することができる。
【００４６】
前述では照明装置の色温度に対する基準として黒体放射曲線を言及したが、照明装置の他の基準であるＭａｃＡｄａｍ曲線(MacAdam curve)やＡｎｓｉ ｂｉｎ曲線(Ansi bin curve)を考慮し、本発明の実施形態による照明装置の基準色座標を設定することができる。
【００４７】
図４Ａに示されているＭａｃＡｄａｍ曲線は、同一色温度における色分布を示すグラフである。
【００４８】
特定色温度において、楕円の外側に行くほど特定色温度における色分布が広くなる。図４Ａに示されているように、本発明の実施形態と異なって、照明装置が６５００Ｋの色温度を有する第１光源部(１１０)と２７００Ｋの色温度を有する第２光源部(１３０)のみからなる場合、照明装置が発する光の色温度５０００Ｋ、４０００Ｋ及び３５００Ｋにおける色分布が広くなる。従って、照明装置の特性が悪くなることが分かる。
【００４９】
これに対し、本発明の実施形態のように、各色温度において色分布がＳｔｅｐ３以内になるよう基準色座標が設定される場合、前述したように、基準色座標に合うよう第１乃至第３光源部(１１０、１３０、１５０)の光量の変化が制御されることによって、照明装置の特性が向上できる。これによって本発明の実施形態による照明装置の光源部(１１０、１３０、１５０)から放出された光の各色温度における色分布はＳｔｅｐ３以内になることができる。
【００５０】
図４Ｂに示されているように、本発明の実施形態と異なって、照明装置が６５００Ｋの色温度を有する第１光源部(１１０)と２７００Ｋの色温度を有する第２光源部(１３０)のみからなる場合、照明装置が発する光の色温度の変化がＡｎｓｉ ｂｉｎ曲線の中心部に位置しない場合が生じる。
【００５１】
これに対し、本発明の実施形態の場合、照明装置が放出する光の色温度の変化がＡｎｓｉ ｂｉｎ曲線の中心に近くなるよう基準色座標を設定することができ、基準色座標に合うよう第１乃至第３光源部(１１０、１３０、１５０)の光量の変化が制御されることによって、照明装置の特性が向上できる。
【００５２】
一方、本発明の実施形態による照明装置は、４つ以上の光源部を含むこともできる。
【００５３】
図５は、本発明の他の実施形態による照明装置を示す図である。
【００５４】
図５の照明装置は４つの光源部を含むが、４つ以上の光源部を含むことも可能である。
【００５５】
複数の第３光源部(１５０ａ、１５０ｂ)は、第１及び第２光源部(１１０、１３０)の色温度及び色座標と異なる光を放出する。また、複数の第３光源部(１５０ａ、１５０ｂ)も互いに異なる色温度及び色座標を有する光を放出する。即ち、第３光源部(１５０ａ)から放出された光の色座標及び色温度は、もう一つの第３光源部(１５０ｂ)から放出された光の色座標及び色温度と異なる。
【００５６】
これによって、図６に示されているように、第１光源部(１１０)、第２光源部(１３０)及び複数の第３光源部(１５０ａ、１５０ｂ)の各色座標からなる領域内(点線の四角形内)に照明装置の光の色座標が位置するように光源部(１１０、１３０、１５０ａ、１５０ｂ)の光量が制御されることができる。
【００５７】
第１光源部(１１０)乃至複数の第３光源部(１５０ａ、１５０ｂ)の各色座標からなる領域内(点線の四角形内)に基準色座標が位置し、制御部(３００)は基準色座標と実際に放出される光の色座標との誤差が低減されるように第１光源部(１１０)乃至第３光源部(１５０ａ、１５０ｂ)の光量を制御する。これによって、本発明の実施形態のように、照明装置は色座標が調節できる領域を増やすことができる。
【００５８】
図７は、本発明の実施形態による照明装置を示す図である。
【００５９】
図７は、図１の実施形態とは異なって、互いに同じ色温度を有する少なくとも一つの光源部(１００)に互いに異なる波長を有する光励起部(１２０、１４０、１６０)を設け、色座標が調節できる領域を増やした場合である。
【００６０】
図７に示されているように、本発明の実施形態による照明装置は、光源部(１００)、第１光励起部(１２０)、第２光励起部(１４０)及び一つ以上の第３光励起部(１６０)、ＲＧＢセンシング部(２００)、制御部(３００)及び電源部(４００)を含む。
【００６１】
図７に示されている本発明の実施形態による照明装置は、第１光励起部(１２０)及び第２光励起部(１４０)と併せて一つの第３励起部(１６０)を含み、後述する図１０に示されている照明装置は、第1光励起部(１２０)及び第２光励起部(１４０)と併せて複数の第３光励起部(１６０ａ、１６０ｂ)を含む。
【００６２】
光源部(１００)は、複数の発光ダイオード(Light Emitting Diode)を含むことができる。光源部(１００)の発光ダイオードは、互いに同じ色温度を有する光を放出することができる。これによって光源部(１００)の構成が簡単となる。
【００６３】
第１光励起部(１２０)、第２光励起部(１４０)及び第３光励起部(１６０)は、光源部(１００)から放出された光が入射され、互いに異なる波長を有する光を放出する。
【００６４】
このために、第１光励起部(１２０)、第２光励起部(１４０)及び第３光励起部(１６０)それぞれは、光励起フィルム(Photo Luminescent Film)を含むことができる。光励起フィルムは樹脂層と蛍光体を含み、蛍光体は樹脂層の間に位置する。光源部(１００)から放出された光は、光励起フィルムの蛍光体を励起させ、特定波長の光を放出する。
【００６５】
この時、第１光励起部(１２０)及び第２光励起部(１４０)は、互いに異なる色温度と互いに異なる色座標を有する光を放出する。即ち、第１光励起部(１２０)は第１色温度及び第１色座標を有する光を放出し、第２光励起部(１４０)は第２色温度及び第２色座標を有する光を放出する。
【００６６】
本発明の実施形態は照明装置であることから、第１光励起部(１２０)及び第２光励起部(１４０)は白色光を放出することができる。この時、第１光励起部(１２０)及び第２光励起部(１４０)それぞれは、６５００Ｋの色温度を有する光と２７００Ｋの色温度を有する光を放出することができる。
【００６７】
第３光励起部(１６０)は、第１光励起部(１２０)及び第２光励起部(１４０)の色温度及び色座標と異なる光を放出する。
【００６８】
ＲＧＢセンシング部(２００)は、第１光励起部(１２０)乃至第３光励起部(１６０)から出力された光のＲ(red)成分、Ｇ(green)成分、Ｂ(blue)成分それぞれの光量に当たるＲ成分信号、Ｇ成分信号及びＢ成分信号を出力する。即ち、ＲＧＢセンシング部(２００)は、複数の光励起部(１２０、１４０、１６０)の放出した光が混合している光のＲ(red)成分、Ｇ(green)成分、Ｂ(blue)成分それぞれの光量をセンシングする。
【００６９】
光のＲ(red)成分、Ｇ(green)成分、Ｂ(blue)成分を検出するために、センシング部(２００)はＲフィルター、Ｇフィルター及びＢフィルターを含むことができる。Ｒフィルター、Ｇフィルター及びＢフィルターは該当成分を通過させる。即ち、ＲフィルターはＲ成分を、ＧフィルターはＧ成分を、そしてＢフィルターはＢ成分を通過させる。
【００７０】
この時、ＲＧＢセンシング部(２００)は、アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタルコンバータ(未図示)を含むことができる。アナログ／デジタルコンバータを含む場合、第１光量信号、第２光量信号及び第３光量信号はデジタル信号であることができる。
【００７１】
制御部(３００)は第１光励起部(１２０)、第２光励起部(１４０)及び一つ以上の第３光励起部(１６０)それぞれの色座標からなる領域内に第１光励起部(１２０)、第２光励起部(１４０)及び一つ以上の第３光励起部(１６０)から出力された光の色座標が位置するように光源部(１００)の光量を制御する。制御部(３００)の動作の詳細については後述する。
【００７２】
電源部(４００)は、制御部(３００)の制御下で光源部(１００)の光量を変化させる電圧を供給する。
【００７３】
この時、電源部(４００)は、制御部(３００)の制御下でデューティ比が調節された交流電圧を光源部(１００)に供給することができる。このために、電源部(４００)は、ＰＷＭ(Pulse Width Modulation)発生器を含むことができる。光源部(１００)が発光ダイオードを含む場合、発光ダイオードは、交流電圧のデューティ比によって光の光量が変わることができる。
【００７４】
図８は、本発明の実施形態による他の色座標系を示す図である。
【００７５】
本発明の実施形態による照明装置は、色座標が調節できる領域を増やすことができる。即ち、本発明の実施形態と異なって、照明装置が第１光励起部(１２０)及び第２光励起部(１４０)のみを含む場合、照明装置の光の色座標は、第１光励起部(１２０)から放出された光の色座標と第２光励起部(１４０)から放出された光の色座標を結ぶ直線に沿って変わる。
【００７６】
これに対し、本発明の実施形態による照明装置は、第１光励起部(１２０)及び第２光励起部(１４０)と併せて第３光励起部(１６０)を含む。ＲＧＢセンシング部(２００)は、第１光励起部(１２０)乃至第３光励起部(１６０)から出力された光のＲ成分信号、Ｇ成分信号及びＢ成分信号を出力する。
【００７７】
制御部(３００)はＲ成分信号、Ｇ成分信号及びＢ成分信号を利用して三刺激値(tristimulus value)Ｘ、Ｙ、Ｚを計算する。三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚの計算は、物体を照らす照明の種類、反射率(reflectance)により定義される表面、そしてＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分に対する等色関数(color matching function)を用いて行われることができる。
【００７８】
制御部(３００)は、三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに基づき、光励起部(１２０、１４０、１６０)が放出した光の色座標を計算する。色座標ｘはＸ／(Ｘ＋Ｙ＋Ｚ)、色座標ｙはＹ／(Ｘ＋Ｙ＋Ｚ)、色座標ｚは１-(ｘ＋ｙ)によって計算されることができる。
【００７９】
本発明の実施形態では、制御部(３００)が三刺激値の計算、色座標の計算などを順次行うことと説明されているが、Ｒ成分信号、Ｇ成分信号及びＢ成分信号の入力の時、該当色座標値が制御部(３００)に予め保存されていることもできる。
【００８０】
制御部(３００)は、計算された色座標が、第１光励起部(１２０)、第２光励起部(１４０)及び一つ以上の第３光励起部(１６０)から放出された光それぞれの色座標からなる領域から外れた場合、光源部(１００)の光量を制御し、照明装置の光が前記領域内に位置するようにする。この時、照明装置の光は、複数の光励起部(１２０．１４０、１６０)が放出した光の混合している光である。
【００８１】
これによって、本発明の実施形態による照明装置は、第１光励起部(１２０)から放出された光の色座標、第２光励起部(１４０)から放出された光の色座標及び第３光励起部(１６０)から放出された光の色座標からなる三角形の内部領域に位置する色座標を有する光を放出することができる。
【００８２】
本発明の実施形態による照明装置は、第１光励起部(１２０)から放出された光の色座標、第２光励起部(１４０)から放出された光の色座標及び第３光励起部(１６０)から放出された光の色座標からなる内部領域に位置する基準色座標によって光源部(１００)の光量を調節することができる。
【００８３】
このために、本発明の実施形態による照明装置は、さらにメモリー部(５００)を含むことができる。メモリー部(５００)は基準色座標を保存する。
【００８４】
第１乃至第３光励起部(１２０、１４０、１６０)から放出された光の色座標に基づいて基準色座標を求めるため、光源部(１００)の光量が変わるように、照明装置の製造過程中に光源部(１００)が制御されることができる。
【００８５】
本発明の実施形態による照明装置の製造過程中に光源部(１００)の光量の変化によって第１乃至第３光励起部(１２０、１４０、１６０)から放出された光のＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分の光量が測定装置によって求められる。
【００８６】
本発明の実施形態と異なって、照明装置が第１光励起部(１２０)及び第２光励起部(１４０)のみを含む場合、照明装置は、黒体放射曲線に近い色温度を有する光を放出しにくい。例えば、第１光励起部(１２０)が６５００Ｋの色温度を有する光を放出し、第２光励起部(１４０)が２７００Ｋの色温度を有する光を放出する場合、第１光励起部(１２０)及び第２光励起部(１４０)から放出される光の光量の変化によって現れる光の色温度及び色座標の変化は直線に沿って行われる。これによって、光の色温度と色座標の変化と黒体放射曲線の色温度及び色座標の変化との差は大きい。
【００８７】
これに対し、照明装置が第１光励起部(１２０)及び第２光励起部(１４０)だけでなく第３光励起部(１６０)を含む場合、黒体放射曲線の色温度及び色座標と類似の光を放出することができる。例えば、第１光励起部(１２０)が６５００Ｋの光を放出し、第２光励起部(１４０)が２７００Ｋの光を放出し、第３光励起部(１６０)が緑がかった白色(greenish white)光を放出する場合、本発明の実施形態による照明装置は、第１光励起部(１２０)乃至第３光励起部(１６０)の光量の変化によって黒体放射曲線に沿って変わる色温度及び色座標を有する光を放出することができる。
【００８８】
前述では照明装置の色温度に対する基準として黒体放射曲線を言及したが、照明装置の他の基準であるＭａｃＡｄａｍ曲線(MacAdam curve)やＡｎｓｉ ｂｉｎ曲線(Ansi bin curve)を考慮し、本発明の実施形態による照明装置の基準色座標を設定することができる。
【００８９】
図９Ａに示されているＭａｃＡｄａｍ曲線は、同一色温度における色分布を示すグラフである。
【００９０】
特定色温度において、楕円の外側に行くほど特定色温度における色分布が広くなる。図９Ａに示されているように、本発明の実施形態と異なって、照明装置が６５００Ｋの色温度を有する第１光励起部(１２０)と２７００Ｋの色温度を有する第２光励起部(１４０)のみからなる場合、照明装置が発する光の色温度５０００Ｋ、４０００Ｋ及び３５００Ｋにおける色分布が広くなる。従って、照明装置の特性が悪くなることが分かる。
【００９１】
これに対し、本発明の実施形態のように、各色温度において色分布がＳｔｅｐ３以内になるよう基準色座標が設定される場合、前述したように、基準色座標に合うよう光源部(１００)の光量が制御され、これによって第１乃至第３光励起部(１２０、１４０、１６０)の光量が変化されることによって照明装置の特性が向上できる。これによって本発明の実施形態による照明装置の光励起部(１２０、１４０、１６０)から放出された光の各色温度における色分布はＳｔｅｐ３以内になることができる。
【００９２】
図９Ｂに示されているように、本発明の実施形態と異なって、照明装置が６５００Ｋの色温度を有する光を放出する第１光励起部(１２０)と２７００Ｋの色温度を有する光を放出する第２光励起部(１４０)のみからなる場合、照明装置が発する光の色温度の変化がＡｎｓｉ ｂｉｎ曲線の中心部に位置しない場合が生じる。
【００９３】
これに対し、本発明の実施形態の場合、照明装置が放出する光の色温度の変化がＡｎｓｉ ｂｉｎ曲線の中心に近くなるよう基準色座標を設定することができ、基準色座標に合うよう光源部(１００)の光量の制御が行われる。これによって、第１乃至第３光励起部(１２０、１４０、１６０)の光量が変化されることによって、照明装置の特性が向上できる。
【００９４】
一方、本発明の実施形態による照明装置は、４つくにの以上の光励起部を含むこともできる。
【００９５】
図１０は、本発明の他の実施形態による照明装置を示す図である。
【００９６】
図１０は、図５の実施形態とは異なって、互いに同じ色温度を有する少なくとも一つの光源部(１００)に互いに異なる波長を有する光励起部(１２０、１４０、１６０ａ、１６０ｂ)を設け、色座標が調節できる領域を増やした場合である。
【００９７】
図１０の照明装置は４つの光励起部を含むが、４つ以上の光励起部を含むことも可能である。
【００９８】
複数の第３光励起部(１６０ａ、１６０ｂ)は、第１及び第２光励起部(１２０、１４０)の色温度及び色座標と異なる光を放出する。また、複数の第３光励起部(１６０ａ、１６０ｂ)も互いに異なる色温度及び色座標を有する光を放出する。即ち、第３光励起部(１６０ａ)から放出された光の色座標及び色温度は、もう一つの第３光励起部(１６０ｂ)から放出された光の色座標及び色温度と異なる。
【００９９】
これによって、図１１に示されているように、第１光励起部(１２０)、第２光励起部(１４０)及び複数の第３光励起部(１６０ａ、１６０ｂ)の各色座標からなる領域内(点線の四角形内)に照明装置の光の色座標が位置するように光源部(１００)の光量が制御されることができる。
【０１００】
また、第１光励起部(１２０)、第２光励起部(１４０)及び複数の第３光励起部(１６０ａ、１６０ｂ)の各色座標からなる領域内(点線の四角形内)に基準色座標が位置し、制御部(３００)は基準色座標と実際に放出される光の色座標との誤差が低減されるように光源部(１００)の光量を制御する。これによって、第１光励起部(１２０)、第２光励起部(１４０)及び複数の第３光励起部(１６０ａ、１６０ｂ)の光量が変わるため、本発明の実施形態のように、照明装置は色座標が調節できる領域を増やすことができる。
【０１０１】
図１２Ａは、本発明の実施形態による照明装置の光励起部の配置を示す図である。図１２Ａの上の図に示されているように、第１光励起部(１２０)に隣接して第２光励起部(１４０)と第３光励起部(１６０)が配置されることができる。この時、第２光励起部(１４０)と第３光励起部(１６０)は交互に配置されることができる。この時、第１光励起部(１２０)は６５００Ｋに近い光を放出することができる。
【０１０２】
また、図１２Ａの下の図に示されているように、第１光励起部(１２０)に隣接して第３光励起部(１６０)と第２光励起部(１４０)の順に配置されることができる。この時、第２光励起部(１４０)と第３光励起部(１６０)は交互に配置されることができる。この時、第１光励起部(１２０)は６５００Ｋに近い光を放出し、第２光励起部(１４０)は２７００Ｋに近い光を放出することができる。
【０１０３】
図１２Ｂは、図１２Ａの上の図に示されている光励起部(１２０、１４０、１６０)をＡ方向とＢ方向から見たものである。図１２Ｂの上の図はＢ方向から見たものを、図１２Ｂの下の図はＡ方向から見たものを示す図である。
【０１０４】
図１２Ｂに示されているように、光源部(１００)はＰＣＢ(Printed Circuit Board)に取り付けられた複数の発光ダイオードを含む。発光ダイオードの一部は第１光励起部(１２０)の領域に位置することができ、発光ダイオードの残りは第２光励起部(１４０)及び第３光励起部(１６０)の領域に位置することができる。制御部(３００)はデューティ比を制御し、光源部(１００)に含まれている各発光ダイオードの光量を変化させることができる。
【０１０５】
前述したように、第２光励起部(１４０)と第３光励起部(１６０)は交互に配置され、第１光励起部(１２０)に隣接して配置されることができる。第２光励起部(１４０)と第３光励起部(１６０)が交互に配置される場合、第２光励起部(１４０)と第３光励起部(１６０)が占める面積は、図１２Ｃに示されているように、第２光励起部と第３光励起部が互いに対向配置される場合の第２光励起部と第３光励起部が占める面積より小さい。これによって、第２光励起部(１４０)と第３光励起部(１６０)は交互に配置される場合、照明装置の体積が減少することになる。
【０１０６】
以上、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明が属する技術分野における当業者であれば、本発明のその技術的な思想や必須的特徴を変更することなく、他の具体的な形態にて実施可能であるということを理解できるであろう。よって、上述した実施形態はあらゆる面において例示的なものに過ぎず、限定的ではないものとして理解されるべきであり、本発明の範囲は前記詳細な説明よりは特許請求の範囲によって開示され、特許請求の範囲の意味及び範囲、並びにその等価概念から導き出されるあらゆる変更または変形された形態が本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【符号の説明】
【０１０７】
１００:光源部
１２０:第１光励起部
１４０:第２光励起部 
１６０、１６０ａ、１６０ｂ:第３光励起部
２００:ＲＧＢセンシング部
３００:制御部
４００:電源部
５００:メモリー部
【図１】
0005575047.tif 000002
【図２】
0005575047.tif 000003
【図３Ａ】
0005575047.tif 000004
【図３Ｂ】
0005575047.tif 000005
【図４Ａ】
0005575047.tif 000006
【図４Ｂ】
0005575047.tif 000007
【図５】
0005575047.tif 000008
【図６】
0005575047.tif 000009
【図７】
0005575047.tif 000010
【図８】
0005575047.tif 000011
【図９Ａ】
0005575047.tif 000012
【図９Ｂ】
0005575047.tif 000013
【図１０】
0005575047.tif 000014
【図１１】
0005575047.tif 000015
【図１２Ａ】
0005575047.tif 000016
【図１２Ｂ】
0005575047.tif 000017
【図１２Ｃ】
0005575047.tif 000018