KR20160084203A - Lighting apparatus and method for controlling same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 조명 장치에 관한 것으로 특히, 발광 다이오드를 이용한 조명 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 제1스펙트럼을 가지는 제1광, 제2스펙트럼을 가지는 제2광 및 제3스펙트럼을 가지는 제3광을 발광하는 광원 및 상기 광원의 온도에 따른 광의 변화에 의하여 특정되는 색 좌표 상의 목표 색 영역에 해당하는 값으로 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 광원의 구동 제어 변수를 설정하는 단계; 상기 광원의 온도를 측정하여, 상기 광원의 온도에 따른 광의 변화를 보상하는 상기 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 광원의 구동 제어 값을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 구동 제어 값이 적용되도록 상기 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 광원의 구동 제어 변수를 재설정하고, 상기 산출된 구동 제어 값을 이용하여 상기 광원을 구동하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.The present invention relates to a lighting apparatus, and more particularly, to a lighting apparatus using a light emitting diode and a control method thereof. The present invention relates to a light source that emits a first light having a first spectrum, a second light having a second spectrum, and a third light having a third spectrum, and a light source for emitting color coordinates Setting a drive control variable of a light source that emits the first light, the second light, and the third light with a value corresponding to a target color gamut on the light source; Calculating a drive control value of a light source that emits the first light, the second light, and the third light to compensate for a change in light according to a temperature of the light source, by measuring a temperature of the light source; And resetting a drive control variable of the light source that emits the first light, the second light, and the third light so that the calculated drive control value is applied, and driving the light source by using the calculated drive control value And the like.
Description
본 발명은 조명 장치에 관한 것으로 특히, 발광 다이오드를 이용한 조명 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a lighting apparatus, and more particularly, to a lighting apparatus using a light emitting diode and a control method thereof.
조명 기기에 대한 광원, 발광 방식, 구동 방식 등에 대한 연구들이 진행되고 있으며, 최근에는 효율, 색 다양성, 디자인의 자율성 등에 장점이 있는 발광 다이오드(light emitting diode; LED)가 조명의 광원으로 주목받고 있다. Recently, light emitting diodes (LEDs) having advantages such as efficiency, color diversity, and design autonomy have been attracting attention as a light source of illumination .
이러한 LED는 순 방향으로 전압을 가했을 때 발광하는 반도체 소자로서, 수명이 길고, 소비 전력이 낮으며, 대량 생산에 적합한 전기적, 광학적, 물리적 특성을 가지고 있다.Such an LED is a semiconductor device that emits light when a voltage is applied in a forward direction, has a long lifetime, low power consumption, and has electrical, optical, and physical characteristics suitable for mass production.
현재 LED를 이용한 조명 시스템에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 고휘도의 백색 발광 다이오드를 이용한 조명은 상용화되어 있다.Currently, researches on illumination systems using LEDs are being actively conducted, and illumination using a high-brightness white light emitting diode has been commercialized.
종래의 조명은 단순히 빛을 내거나 어떤 주요 정보를 알려주기 위한 용도로만 사용되었지만 생활 수준이 높아짐에 따라 사람들의 편의, 욕구 등을 위하여 좀 더 복잡하고 다양한 기능을 가지는 조명 장치들이 개발되어가고 있다. Conventional lighting has been used merely for the purpose of illuminating or informing some important information, but with increasing living standards, more and more complex lighting apparatuses with various functions are being developed for the convenience and desire of people.
LED는 색재현율이 매우 높고, 색온도, 색상 또는 휘도를 세부적으로 조절할 수 있기 때문에 LED를 이용한 조명 제어 시스템은 이러한 사람들의 편의와 용구를 충족시켜줄 수 있다.Because LEDs have a very high color gamut, and can control color temperature, color, or brightness in detail, LED lighting control systems can meet these conveniences and utilities.
현재 개발된 LED 조명 제어 시스템은 원하는 색상을 입력으로 하여 적색, 녹색, 청색 발광 다이오드들의 듀티 비(duty ratio)를 조정하여 LED 조명의 색온도를 조정함으로써 다양한 색상을 연출하고 있다.Currently developed LED lighting control system adjusts the duty cycle of red, green, and blue light emitting diodes (LEDs) by adjusting the color temperature of the LED lights by using the desired color as input.
이와 같은 일반적인 LED 조명 제어 시스템에서 색상 제어는 흔히 CIE 1931 도표가 이용되며, 다양한 색을 표현하기 위해, 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue) 광을 발광하는 삼원색 LED를 사용한다. 이러한 삼원색 LED를 사용하면 이들 세 가지 색상의 광을 발광하는 LED 각각의 밝기 비율을 적절히 조합함으로써 다양한 색의 표현이 가능하게 된다.In such a typical LED lighting control system, color control is often used in the CIE 1931 chart and uses a ternary color LED that emits red, green, and blue light to express various colors. By using these three-primary-color LEDs, it is possible to express various colors by appropriately combining the brightness ratios of LEDs that emit light of these three colors.
그러나, 실제로 LED의 발광 색상은 여러 이유로 인하여 바뀔 수 있어 이에 따라 조명의 색상이나 색 온도 등이 바뀔 수 있는 문제점이 있다.However, in fact, the emission color of the LED may be changed due to various reasons, which may change the color or the color temperature of the illumination.
따라서, 조건에 상관없이 항상 일정한 색상이나 색 온도로 구동이 가능한 조명 제어 방안이 요구된다.Therefore, a lighting control scheme capable of always driving at a constant color or color temperature regardless of the conditions is required.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 조명 장치에서 광원의 편차 또는 온도 조건과 관계없이 동일한 색상의 광을 구현할 수 있는 조명 장치 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an illumination device and a control method thereof that can realize light of the same color irrespective of a deviation or a temperature condition of a light source in an illumination device.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 제1관점으로서, 본 발명은, 제1스펙트럼을 가지는 제1광, 제2스펙트럼을 가지는 제2광 및 제3스펙트럼을 가지는 제3광을 발광하는 광원 및 상기 광원의 온도에 따른 광의 변화에 의하여 특정되는 색 좌표 상의 목표 색 영역에 해당하는 값으로 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 광원의 구동 제어 변수를 설정하는 단계; 상기 광원의 온도를 측정하여, 상기 광원의 온도에 따른 광의 변화를 보상하는 상기 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 광원의 구동 제어 값을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 구동 제어 값이 적용되도록 상기 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 광원의 구동 제어 변수를 재설정하고, 상기 산출된 구동 제어 값을 이용하여 상기 광원을 구동하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a light source that emits a first light having a first spectrum, a second light having a second spectrum, and a third light having a third spectrum, Setting a drive control variable of a light source that emits the first light, the second light, and the third light with a value corresponding to a target color gamut on a color coordinate specified by a change in light according to the light; Calculating a drive control value of a light source that emits the first light, the second light, and the third light to compensate for a change in light according to a temperature of the light source, by measuring a temperature of the light source; And resetting a drive control variable of the light source that emits the first light, the second light, and the third light so that the calculated drive control value is applied, and driving the light source by using the calculated drive control value And the like.
여기서, 상기 광원의 구동 제어 변수 또는 구동 제어 값은, 펄스 폭 변조(PWM) 값일 수 있다.Here, the drive control variable or the drive control value of the light source may be a pulse width modulation (PWM) value.
여기서, 상기 광원의 구동 제어 값을 산출하는 단계는, 상기 측정된 온도에 따른 상기 제1광, 제2광 및 제3광의 색상에 대한 삼자극치 값을 연산하는 단계; 및 상기 연산된 삼자극치 값과 상기 목표 색 영역 상의 좌표값을 이용하여 상기 광원의 구동 제어 값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.Here, the step of calculating the driving control value of the light source may include calculating a triplet value for the colors of the first light, the second light and the third light according to the measured temperature; And calculating the drive control value of the light source using the calculated tripolar value and the coordinate value on the target color gamut.
이때, 상기 광원의 구동 제어 값을 산출하는 단계는, 상기 연산된 삼자극치 값과 상기 목표 색 영역 상의 좌표값 사이의 변환 매트릭스 연산을 통하여 산출될 수 있다.In this case, the step of calculating the drive control value of the light source may be calculated through a transformation matrix calculation between the calculated tristimulus value and the coordinate value on the target color gamut.
또한, 상기 측정된 온도에 따른 상기 제1광, 제2광 및 제3광의 색상에 대한 삼자극치 값을 연산하는 단계는, 상기 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 광원의 온도에 따른 색좌표의 변화를 1차 함수로 근사한 온도 회귀식에 의하여 이루어질 수 있다.The calculating of the triplet value for the hue of the first light, the second light, and the third light according to the measured temperature may include calculating a temperature of the light source emitting the first light, the second light, Can be obtained by a temperature regression equation which approximates the change of the color coordinate according to the first-order function.
한편, 상기 측정된 온도에 따른 상기 제1광, 제2광 및 제3광의 색상에 대한 삼자극치 값을 연산하는 단계는, 상기 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 다수의 광원 중 선택된 광원의 색좌표 상의 오프셋 값이 보정될 수 있다.The calculating of the triplet value for the hue of the first light, the second light, and the third light according to the measured temperature may include calculating a triplet value for the first light, the second light, The offset value on the color coordinate of the selected light source can be corrected.
여기서, 상기 제1스펙트럼은 적색에 해당하고, 상기 제2스펙트럼은 녹색에 해당하며, 상기 제3스펙트럼은 청색에 해당할 수 있다.Here, the first spectrum may correspond to red, the second spectrum may correspond to green, and the third spectrum may correspond to blue.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 제2관점으로서, 본 발명은, 제1스펙트럼을 가지는 제1광, 제2스펙트럼을 가지는 제2광 및 제3스펙트럼을 가지는 제3광을 발광하는 광원 및 상기 광원의 온도에 따른 광의 변화에 의하여 특정되는 색 좌표 상의 목표 색 영역을 특정하는 단계; 상기 목표 색 영역에 해당하는 값으로 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 광원의 구동 제어 변수를 설정하는 단계; 상기 광원의 온도를 측정하여, 상기 광원의 온도에 따른 광의 변화를 보상하는 상기 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 광원의 구동 제어 값을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 구동 제어 값이 적용되도록 상기 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 광원의 구동 제어 변수를 재설정하고, 상기 산출된 구동 제어 값을 이용하여 상기 광원을 구동하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.According to a second aspect of the present invention for achieving the above object, the present invention provides a light source that emits a first light having a first spectrum, a second light having a second spectrum, and a third light having a third spectrum, Specifying a target color gamut on the color coordinates specified by a change in light according to the target color gamut; Setting a drive control variable of a light source that emits the first light, the second light, and the third light with a value corresponding to the target color gamut; Calculating a drive control value of a light source that emits the first light, the second light, and the third light to compensate for a change in light according to a temperature of the light source, by measuring a temperature of the light source; And resetting a drive control variable of the light source that emits the first light, the second light, and the third light so that the calculated drive control value is applied, and driving the light source by using the calculated drive control value And the like.
여기서, 상기 목표 색 영역을 특정하는 단계는, 상기 목표 색 영역을 계산하는 단계; 상기 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 다수의 광원 중 선택된 광원의 색 좌표를 특정하는 단계; 및 상기 선택된 광원의 온도에 따른 광의 변화에 의하여 특정되는 색 좌표 상의 오프셋 값을 연산하는 단계를 포함할 수 있다.Here, the step of specifying the target color area may include: calculating the target color area; Determining color coordinates of a selected one of the plurality of light sources emitting the first light, the second light, and the third light; And calculating an offset value on the color coordinates specified by a change in light depending on the temperature of the selected light source.
이때, 상기 목표 색 영역을 계산하는 단계는, 상기 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 다수의 광원에 의한 색 좌표를 특정하는 단계; 상기 특정된 색 좌표에 의한 제1 색 영역을 계산하는 단계; 상기 광원의 온도에 따른 광의 변화를 고려한 제2 색 영역을 계산하는 단계; 및 상기 제1 색 영역과 제2 색 영역의 공통 영역 및 교점 중 적어도 하나를 구하는 단계를 포함할 수 있다.In this case, the step of calculating the target color gamut may include: specifying color coordinates by the plurality of light sources emitting the first light, the second light, and the third light; Calculating a first color gamut based on the specified color coordinates; Calculating a second color area in consideration of a change in light according to a temperature of the light source; And obtaining at least one of a common region and an intersection between the first color region and the second color region.
또한, 상기 광원의 온도에 따른 광의 변화를 보상하는 상기 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 광원의 구동 제어 값을 산출하는 단계는, 상기 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 광원의 온도에 따른 색좌표의 변화를 1차 함수로 근사한 온도 회귀식에 의하여 이루어질 수 있다.The step of calculating the drive control value of the light source that emits the first light, the second light, and the third light to compensate for the change in light according to the temperature of the light source may include calculating the drive control value of the first light, A temperature regression equation in which a change in color coordinates according to a temperature of a light source emitting light is approximated by a linear function can be achieved.
여기서, 상기 광원의 구동 제어 변수 또는 구동 제어 값은, 펄스 폭 변조(PWM) 값일 수 있다.Here, the drive control variable or the drive control value of the light source may be a pulse width modulation (PWM) value.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 제3관점으로서, 본 발명은, 전원부; 1스펙트럼을 가지는 제1광, 제2스펙트럼을 가지는 제2광 및 제3스펙트럼을 가지는 제3광을 발광하는 광원을 포함하는 광원부; 상기 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 광원을 각각 상기 전원부와 선택적으로 접속시키는 스위칭부; 및 상기 스위칭부를 구동하여 광원부를 제어하는 것으로, 상기 광원의 온도를 측정하여 상기 광원의 온도에 따른 광의 변화를 보상하기 위한 상기 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 광원의 구동 제어 값을 산출하여, 상기 산출된 구동 제어 값으로 상기 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 광원의 구동 제어 변수를 재설정하고, 상기 산출된 구동 제어 값을 이용하여 상기 광원을 구동하도록 제어하는 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.According to a third aspect of the present invention, A light source including a light source for emitting a first light having a first spectrum, a second light having a second spectrum, and a third light having a third spectrum; A switching unit selectively connecting a light source that emits the first light, the second light, and the third light to the power supply unit, respectively; And a control unit for controlling the light source unit by driving the switching unit, wherein the control unit controls the driving of the light source for emitting the first light, the second light, and the third light for compensating for the change in light according to the temperature of the light source, A second control unit for resetting the drive control variable of the light source that emits the first light, the second light, and the third light with the calculated drive control value, and drives the light source by using the calculated drive control value And a control unit for controlling the control unit.
여기서, 상기 제어부는, 상기 측정된 온도에 따른 상기 제1광, 제2광 및 제3광의 색상에 대한 삼자극치 값을 연산하고, 상기 연산된 삼자극치 값과 기 설정된 색 좌표 상의 목표 색 영역 상의 좌표값을 이용하여 상기 광원의 구동 제어 값을 산출할 수 있다.Here, the controller may calculate a tristimulus value for a color of the first light, the second light, and the third light according to the measured temperature, and calculate a tristimulus value for the color of the first color, The driving control value of the light source can be calculated using the coordinate values.
이때, 상기 제어부는, 상기 연산된 삼자극치 값과 상기 목표 색 영역 상의 좌표값 사이의 변환 매트릭스 연산을 통하여 상기 광원의 구동 제어 값을 산출할 수 있다.At this time, the control unit may calculate the drive control value of the light source through a conversion matrix operation between the calculated tristimulus value and the coordinate value on the target color area.
또한, 상기 기 설정된 목표 색 영역 상의 값은, 상기 색 좌표에 상기 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 다수의 광원에 의한 색 좌표를 특정하고, 상기 특정된 색 좌표에 의한 제1 색 영역을 계산하며, 상기 광원의 온도에 따른 광의 변화를 고려한 제2 색 영역을 계산하고, 상기 제1 색 영역과 제2 색 영역의 공통 영역 및 교점 중 적어도 하나를 구함으로써 설정될 수 있다.The value on the predetermined target color gamut may be obtained by specifying color coordinates by a plurality of light sources that emit the first light, the second light, and the third light in the color coordinates, Calculating a one color region, calculating a second color region in consideration of a change in light according to the temperature of the light source, and determining at least one of a common region and an intersection between the first color region and the second color region .
이때, 상기 목표 색 영역 상의 값은, 상기 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 다수의 광원 중 선택된 광원의 색 좌표를 특정하고, 상기 선택된 광원의 온도에 따른 광의 변화에 의하여 특정되는 색 좌표 상의 오프셋 값을 연산하는 과정을 통하여 설정될 수 있다.In this case, the value on the target color gamut is determined by specifying the color coordinates of the selected one of the plurality of light sources that emit the first light, the second light, and the third light, And the offset value on the color coordinate is calculated.
여기서, 상기 광원의 구동 제어 변수 또는 구동 제어 값은, 펄스 폭 변조(PWM) 값일 수 있다.Here, the drive control variable or the drive control value of the light source may be a pulse width modulation (PWM) value.
여기서, 상기 제1스펙트럼은 적색에 해당하고, 상기 제2스펙트럼은 녹색에 해당하며, 상기 제3스펙트럼은 청색에 해당할 수 있다.Here, the first spectrum may correspond to red, the second spectrum may correspond to green, and the third spectrum may correspond to blue.
여기서, 상기 제어부의 동작은 반복적으로 이루어질 수 있다.Here, the operation of the control unit may be repeatedly performed.
본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.The present invention has the following effects.
첫째, 본 발명에 의하면, 사용되는 LED의 편차와 관계없이 조명 장치에서 동일한 색상의 광을 구현할 수 있다.First, according to the present invention, light of the same color can be realized in an illumination device regardless of a deviation of an LED used.
둘째, 본 발명은 LED를 비롯한 광원의 온도 변화에 의한 변화를 보상함으로써 조명 장치별 동작 편차가 발생하지 않고 모든 조명 장치에서 동일한 색상의 광을 생성하여 이용할 수 있다. Second, the present invention can compensate for a change in temperature of a light source including LEDs, thereby making it possible to generate light of the same color in all the lighting apparatuses without using an operation deviation according to each lighting apparatus.
셋째, 조명 장치의 작동 초기와 이후 구동 시간이 경과하여 LED의 온도가 상승한 후에도 조명 색상이 변화하지 않고 동일한 색상의 조명 광을 제공할 수 있다.Third, illumination light of the same color can be provided without changing the illumination color even after the temperature of the LED rises due to the elapsed driving time of the lighting device from the initial operation and after.
넷째, 조명 장치를 제어함에 있어서, 목표 색 영역을 벗어나는 부분의 제어에 따른 오동작이 발생하지 않고, 조명 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 것이다.Fourth, in controlling the lighting apparatus, the malfunction caused by the control of the portion deviating from the target color gamut does not occur, and the reliability of the lighting apparatus can be improved.
도 1은 본 발명의 실시예에서 이용하는 CIE 1931 색 공간을 나타내는 도표이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 조명의 색 영역(color gamut area)을 색 좌표 내에 표현한 도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 구동 제어 값이 재설정되는 과정을 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 LED의 온도에 따른 색 좌표의 변화를 고려한 목표 색 영역을 나타내는 개략도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 의한 각각 적색(RED), 녹색(GREEN) 및 청색(BLUE) LED에 대한 온도에 따른 변화를 측정한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 조명 장치에서 온도 변화에 따른 색 편차를 보상하는 과정을 나타내는 개략도이다.
도 9는 본 발명의 조명 장치의 제어 방법의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 10은 본 발명의 조명 장치의 일례를 나타내는 블럭도이다.1 is a diagram showing a CIE 1931 color space used in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a color gamut area of illumination in color coordinates according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram illustrating a process of resetting a drive control value according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic view showing a target color region in which a change in color coordinates according to temperature of an LED is taken into consideration according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 5 to 7 are graphs showing changes in temperature of red (RED), green (GREEN) and blue (BLUE) LEDs, respectively, according to an embodiment of the present invention.
8 is a schematic view illustrating a process of compensating for a color variation according to a temperature change in a lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart showing an example of a control method of the lighting apparatus of the present invention.
10 is a block diagram showing an example of a lighting apparatus of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. Rather, the intention is not to limit the invention to the particular forms disclosed, but rather, the invention includes all modifications, equivalents and substitutions that are consistent with the spirit of the invention as defined by the claims.
층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. It will be appreciated that when an element such as a layer, region or substrate is referred to as being present on another element "on," it may be directly on the other element or there may be an intermediate element in between .
비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다.Although the terms first, second, etc. may be used to describe various elements, components, regions, layers and / or regions, such elements, components, regions, layers and / And should not be limited by these terms.
도 1은 본 발명의 실시예에서 이용하는 CIE 1931 색 공간을 나타내는 도표이다.1 is a diagram showing a CIE 1931 color space used in an embodiment of the present invention.
적색(Red; R), 녹색(Green; G) 및 청색(Blue; B)으로 표현되는 RGB 색 공간은 디스플레이 상에 생성되는 색상공간으로서 많은 TV, 컴퓨터 모니터, 및 기타 디스플레이 장치에서 자주 사용되고 있다.The RGB color space, represented by Red (R), Green (G), and Blue (B), is a color space created on a display and is often used in many TVs, computer monitors, and other display devices.
이러한 RGB 색 공간은 육면체의 xyz 축에 RGB 각각을 표시하는 세 개의 축을 대응시켜 시각화할 수 있다 This RGB color space can be visualized by associating three axes representing each RGB in the xyz axis of the hexahedron
도 1에서, 도면부호 1로 표시되는 곡선은 백색/흑체 곡선(white/black body curve)을 나타내며, x=y=1/3인 점을 포함하는 백색 광을 표시할 수 있는 곡선을 나타낸다. 이를 상관 색온도(CCT; correlated color temperature) 곡선이라고도 한다.In Fig. 1, a curve denoted by
또한, 도면부호 2로 표시되는 곡선은 나타낼 수 있는 모든 컬러 스펙트럼을 표시하는 색 좌표 상의 상측 곡선으로서 각 색상의 파장은 나노미터(nanometer) 단위로 표시된다.In addition, a curve indicated by
도면부호 3으로 표시되는 하측의 직선은 청색과 적색을 잊는 선이다.The lower straight line indicated by
여기서 RGB 각각의 값은 8비트 표현되는 16진수로 표현될 수 있으며, 각각 R:255 G:255 b:255일 때 백색(white)을 나타내고 R:0 G:0 b:0일 때 흑색(black)을 나타낸다.Here, each value of R, G, and B can be represented by an 8-bit hexadecimal number and represents white when R: 255 G: 255 b: 255 and black when R: 0 G: 0 b: ).
이러한 CIE 1931 XYZ 색 공간(혹은 CIE 1931 색 공간)은 인간의 색채 인지에 대한 연구를 바탕으로 수학적으로 정의된 색 공간이다. 먼저 CIE RGB 색 공간이 만들어졌고, 그에 기반하여 다시 CIE XYZ 색 공간이 만들어졌다. This CIE 1931 XYZ color space (or CIE 1931 color space) is a mathematically defined color space based on a study of human color perception. First, the CIE RGB color space was created, and based on that, the CIE XYZ color space was created again.
이와 같은 CIE 1931 XYZ 색 공간은 다음과 같은 특징을 가진다. The CIE 1931 XYZ color space has the following characteristics.
1. XYZ 색 공간은 RGB 색 공간으로부터 선형변환을 통해 얻을 수 있으며, 모든 값이 양수를 갖는다.1. XYZ color space can be obtained by linear transformation from RGB color space, and all values are positive.
2. 흰색은 x = y = z = 1/3 지점에 존재해야 한다.2. White should be at x = y = z = 1/3.
3. 인간이 볼 수 있는 모든 색은 [1,0], [0,0], [0,1]의 삼각형 내에 존재해야 한다.3. All colors that can be seen by humans should be in triangle [1,0], [0,0], [0,1].
이로부터 CIE XYZ 와 RGB를 대응시키기 위한 변환 하는 수식을 도출할 수 있는데, 이는 수학식 1로 나타낼 수 있다.From this, a transformation formula for mapping CIE XYZ to RGB can be derived, which can be expressed by Equation (1).
여기서, XYZ는 삼자극치 값(tristimulus value)이라 하며, 색상을 정량적으로 표시하는 기초적인 값으로 각각 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 색상을 인식하는 인간의 빛 인식 특성과 유사한 특징을 가진다.Here, XYZ is a tristimulus value, and is a basic value for quantitatively displaying colors, and is similar to human light recognition characteristics of recognizing red (R), green (G), and blue (B) .
또한, RGB는 삼자극치에 해당하는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 색상의 코드 값이다. 행렬 내에서 Xr, Yr, Zr은 적색(R)의 삼자극치를 나타내고, Xg, Yg, Zg는 녹색(G)의 삼자극치를 나타내며, Xb, Yb, Zb는 청색(B)의 삼자극치를 나타낸다.In addition, RGB is a code value of red (R), green (G), and blue (B) colors corresponding to the tristimulus values. In the matrix, Xr, Yr and Zr represent the tristimulus values of red (R), Xg, Yg and Zg represent the tristimulus values of green (G), and Xb, Yb and Zb represent the tristimulus values of blue .
반대로 XYZ 값으로부터 RGB의 값을 얻고자 한다면 다음의 수학식 2로부터 얻을 수 있다.Conversely, if the RGB value is to be obtained from the XYZ value, it can be obtained from the following equation (2).
수학식 1에서 3×3 행렬은 실측된 각 RGB의 삼자극치이므로 변환계수 (ar,ag,ab)를 곱해주어야 1대1 대응된 RGB 대 XYZ 및 XYZ 대 RGB 변환 매트릭스를 만들 수 있다. Since the 3 × 3 matrix in
이를 위해 각 R:XYZ(XrYrZr) G:XYZ(XgYgZg) B:XYZ(XbYbZb)를 정형화한 값 xyz의 형태로 변환하여 변환계수를 고려한 식을 만들면 수학식 3을 얻을 수 있다. For this,
여기서 xn, yn, zn은 각각 RGB 합성된 xyz를 의미하고, xn/yn은 X를 의미하고, 1은 Y(밝기; 최대값을 의미)를, 그리고 zn/yn은 Z를 의미한다.Where x n, y n, z n are each RGB refers to the synthesis of xyz, and x n / y n refers to X, and 1 is Y; a (brightness means that the maximum value), and z n / y n is Z.
XYZ를 xyz로 정형화하는 식은 아래의 수학식 4와 같다.The formula for shaping XYZ to xyz is shown in Equation 4 below.
또한, 수학식 3을 수학식 1에 적용하면 다음의 수학식 5를 나타낼 수 있다.Further, when Equation (3) is applied to Equation (1), the following Equation (5) can be shown.
수학식 5를 조명 장치에서 이용하면 RGB는 각각 구동 제어 변수(예를 들어, 펄스 폭 변조(pulse width modulation)의 듀티 값(duty cycle)에 대응되고 XYZ는 제어하고자 하는 색 좌표와 대응될 수 있다.When Equation 5 is used in an illumination device, RGB may correspond to a drive control variable (e.g., duty cycle of pulse width modulation) and XYZ may correspond to a color coordinate to be controlled .
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 조명의 색 영역(color gamut area)을 색 좌표 내에 표현한 도이다. 이러한 색 영역은 해당 조명에서 표현 가능한 색상의 영역인 색 재현 영역을 표시하며, 이하 이를 '색 영역'이라 일컫는다.FIG. 2 is a diagram showing a color gamut area of illumination in color coordinates according to an embodiment of the present invention. Such a color region displays a color reproduction region which is a region of a color that can be expressed in the corresponding illumination, and is hereinafter referred to as a " color region ".
도 2를 참조하면, 색 좌표 내에서 도면부호 10R, 10G 및 10B 각각은 적색(Red; R), 녹색(Green; G) 및 청색(Blue; B) 광을 발광하는 광원들의 좌표 점(color bin)들을 표시하고, 20R, 20G, 20B 각각은 이들 광원들에 의한 색상 영역(color binning area)을 도시하고 있다. 2,
이하, 광원은 발광 다이오드(light emitting diode; LED)인 것을 예로 설명하며, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)으로 구분된 광을 발광할 수 있는 광원이라면 어떤 광원이든 이용될 수 있다. 일례로서 LED 외에 유기 발광 다이오드, 레이저 다이오드 등이 이용될 수 있다.Hereinafter, it is assumed that the light source is a light emitting diode (LED), and any light source that can emit light classified into red (R), green (G), and blue have. As an example, an organic light emitting diode, a laser diode, or the like may be used in addition to the LED.
도 2에서는 일례로서, 녹색 LED에 해당하는 녹색 색상 영역(20G)에는 6개의 좌표 점인 색상 빈(10G)이 주어지고, 청색 LED에 해당하는 청색 색상 영역(20B)에는 8개의 색상 빈(10B)가 주어지며, 적색 LED에 해당하는 적색 색상 영역(20R)에는 총 6개의 색상 빈(10R)가 주어질 수 있다.In FIG. 2, six color coordinate
이는, 조명에 사용되는 녹색 LED가 총 6개의 색상 등급(color rank)을 가짐을 의미할 수 있다. 따라서, 녹색 LED는 색 좌표에서 총 6개의 색상 빈(10G)을 가질 수 있다.This can mean that the green LEDs used in the illumination have a total of six color ranks. Thus, a green LED can have a total of six color beans (10G) in color coordinates.
또한, 청색 LED는 8개의 색상 등급을 가짐을 의미할 수 있다. 따라서 청색 LED는 색 좌표에서 총 8개의 색상 빈(10B)을 가질 수 있다.In addition, blue LEDs may have eight color grades. Therefore, the blue LED can have a total of eight color bins (10B) in color coordinates.
한편, 적색 LED는 6개의 색상 등급을 가짐을 의미할 수 있다. 따라서 적색 LED는 총 6개의 색상 빈(10R)을 가질 수 있다.On the other hand, the red LED may have six color grades. Therefore, the red LED can have a total of six color bins (10R).
이러한 색상 빈(10R, 10G, 10B)은 한 조명 장치에서 이용될 수 있는 최대 수가 표현될 수 있다. 경우에 따라 이러한 색상 빈(10R, 10G, 10B)의 종류 및 수는 달라질 수 있다. 예를 들어, 도 2에서는 총 6개의 색상 등급을 가지는 녹색 LED의 색상 빈(10G)이 나타나 있으나, 이에 한정되지 않는다.These
이와 같은 조명 장치에 사용되는 LED의 색상 등급은 조명 장치에 이용되는 LED에 따라 달라질 수 있다. The color gradation of the LED used in such an illumination device may vary depending on the LED used in the illumination device.
조명 장치에서 사용되는 LED의 색상 등급은 모두 동일한 것이 이상적이나, 현실적으로는 LED의 제작 공정, 제작 시간, 웨이퍼 내에서의 각 LED의 위치 등에 따라 색상 등급이 달라질 수 있으므로, 이에 따라 색 좌표에서 색상 빈 및 이에 따른 색상 영역이 달라질 수 있다. 이는 각 LED를 동일한 전력으로 구동하는 경우에 표현할 수 있는 색상이 달라질 수 있음을 의미할 수 있으며, 따라서, 이에 대한 보정 또는 보상이 필요할 수 있다.Although it is ideal that the color grades of the LEDs used in the lighting apparatus are all the same, in reality, the color gradation may vary depending on the LED manufacturing process, the manufacturing time, and the position of each LED in the wafer, And thus the color gamut may vary. This may mean that the colors that can be represented in the case of driving each LED with the same power may be different and therefore correction or compensation may be required.
이러한 각 LED의 색상 등급에 해당하는 색상 빈의 차이에 따라 색 영역(color gamut area)은 서로 달라질 수 있다. 이때, 이러한 색상 빈의 차이에 의하여 발생할 수 있는 차이를 보정한다면 색상 등급의 차이 및 기타 다른 조건의 차이에 따라 조명 장치에서 색상이 다르게 표현될 수 있는 현상을 방지할 수 있다.The color gamut area may be different depending on the color bean difference corresponding to the color gradation of each LED. At this time, if the difference caused by the difference of the color bins is corrected, it is possible to prevent the color different from being expressed in the lighting apparatus according to the difference of the color grades and the difference of the other conditions.
이와 같은 보정은 도 2에서 도시하는 바와 같이, 각 LED의 색상 빈의 교점으로 만들어지는 최대 삼각형 영역을 색 영역(color gamut area)으로 설정함으로써 이루어질 수 있다. Such correction can be performed by setting the maximum triangular area formed as an intersection of the color bins of the LEDs to a color gamut area, as shown in Fig.
도 2에서는 세 개의 삼각형이 도시되고 있다. 즉, 두 삼각형 41 및 42는 위에서 설명한 색상 영역의 차이에 따른 서로 가장 편차가 큰 두 삼각형 영역을 표시한 것이며, 삼각형 43은 이 두 영역의 공통 영역을 나타내고 있다. 이러한 삼각형 43은 조명 장치의 색 영역으로 특정될 수 있다.In Figure 2, three triangles are shown. That is, the two
이러한 삼각형 43은 각 삼각형의 교점(30R, 30G, 30B)에 의하여 특정될 수 있다.These
이와 같이 색 영역이 보정되어 특정되면 이에 따라 각 LED를 구동할 수 있는 구동 신호가 결정되고, 이에 따라 색상 및 밝기 등의 편차가 없는 조명의 구현이 가능할 수 있다.When the color gamut is corrected and determined as described above, a driving signal capable of driving each LED is determined according to the determined color gamut, so that it is possible to realize an illumination with no variation in color and brightness.
이때, LED를 구동할 수 있는 구동 제어 신호는 예를 들어, 위에서 언급한 바 있는 펄스 폭 변조(pulse width modulation; PWM) 신호가 이용될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 예컨데, 펄스 진폭 변조(pulse amplitude modulation; PAM) 신호, 펄스 코드 변조(pulse code modulation; PCM) 신호, 아날로그 신호 등이 이용될 수도 있고, 이들의 조합이 이용될 수도 있다. 이하, 설명의 편의상 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 이용하는 경우를 예로 설명한다.At this time, for example, the above-mentioned pulse width modulation (PWM) signal can be used as the drive control signal for driving the LED. However, the present invention is not limited thereto. For example, a pulse amplitude modulation (PAM) signal, a pulse code modulation (PCM) signal, an analog signal, or the like may be used, or a combination thereof may be used. Hereinafter, a case of using a pulse width modulation (PWM) signal will be described as an example for convenience of explanation.
이러한 PWM 방식은 신호의 듀티 비(duty cycle)를 조절하여 LED의 밝기를 조절할 수 있는 제어 방식이다. 예를 들어, 듀티 비를 위에서 언급한 8비트의 16진수인 256(0 ~ 255)으로 구분하여 구동될 수 있다. 즉, 각 LED는 듀티 비가 0에서 255의 범위 사이에서 조절 가능한 제어 신호를 이용하여 구동될 수 있다. 여기서 255는 LED가 최대 밝기를 낼 때의 값일 수 있다. 이러한 8비트의 RGB 구동 제어 값은 추후 0에서 100% 사이의 실제 값으로 변환되어 이용될 수 있다.This PWM method is a control method that can adjust the brightness of the LED by adjusting the duty cycle of the signal. For example, the duty ratio may be divided into 256 (0 to 255) hexadecimal numbers of 8 bits as described above. That is, each LED can be driven using a control signal whose duty ratio is adjustable between 0 and 255. Where 255 may be the value at which the LED produces the maximum brightness. Such an 8-bit RGB drive control value can be converted to an actual value between 0 and 100% and used later.
이와 같이, PWM 방식을 이용하는 경우, 위에서 설명한 바와 같이, 색 영역이 적색, 녹색 및 청색 LED의 각각의 색상 영역에 의하여 이루어지는 삼각형의 공통 영역(교집합)으로 이루어지는 영역으로 보정되고, 이에 따라 PWM 제어 값(게인; gain)이 재설정(re-scaling) 될 수 있다. 이때, 위에서 보정된 색 영역을 목표 색 영역(target color gamut area)이라 칭할 수 있다.As described above, in the case of using the PWM method, the color gamut is corrected to a region composed of common regions (intersection) of triangles formed by the respective color regions of red, green, and blue LEDs, (Gain) may be re-scaled. At this time, the color area corrected above may be referred to as a target color gamut area.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 구동 제어 값이 재설정되는 과정을 나타내는 개략도이다. 이하, 색 좌표는 x 축 및 y 축을 생략하여 도시한다.3 is a schematic diagram illustrating a process of resetting a drive control value according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the color coordinates are shown by omitting the x-axis and the y-axis.
위에서 설명한 과정을 수식으로 나타내면 하기의 수학식 6과 같다.The process described above can be expressed by the following equation (6).
여기서, PWMtarget(R, G, B)는 각각의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) LED에 의해 목표 색 영역으로 보정된 PWM 제어 값을 의미하고, PWM(R, G, B)는 각각의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) LED가 최대 발광하는 경우의 실제 측정 좌표를 의미하며, GPWM은 보정을 위하여 곱하여지는 게인(gain) 값을 의미한다. Here, PWM target (R, G, B) means a PWM control value corrected to a target color region by respective red (R), green (G) and blue (B) B denotes an actual measured coordinate when each of the red (R), green (G) and blue (B) LEDs emit light at maximum, and G PWM denotes a gain value multiplied for correction.
이하, 이러한 색 영역을 보정하고 이에 따라 목표 색 영역을 설정하는 과정을 설명한다.Hereinafter, a process of correcting the color gamut and setting the target color gamut accordingly will be described.
도 3에서 녹색 LED의 색상 빈(10G) 중에서 어느 하나의 색상 빈(11)은 녹색 LED를 최대 밝기로 구동한 경우, 즉, PWMGreen(0, 255, 0)일 때의 실제 측정 좌표이다.One of the
이를 측정치 기준의 좌표, 즉, 색 영역(43)의 교점(30G)의 좌표, 예를 들어, (3, 247,10)를 목표 구동 제어 값, 즉, PWMtarget(0, 255, 0)으로 재설정하는 과정이 도 3에 도시되어 있다.(3, 247, 10) to the target driving control value, that is, PWM target (0, 255, 0), for example, the coordinate of the measurement reference, that is, the coordinates of the
이와 같은 과정에 의하여, 서로 다른 색상 빈을 가지는, 즉, 서로 다른 색 좌표 상의 지점의 색상을 발광하는 LED를 이용하는 경우에도 동일한 색상으로 조명의 구동이 가능하다.In this way, even if LEDs having different color bins, that is, LEDs emitting colors of spots on different color coordinates, are used, illumination can be driven in the same color.
예를 들어, 하나의 조명에는 제1 색상 빈을 가지는 녹색 LED가 이용되고, 다른 하나의 조명에는 제2 색상 빈을 가지는 녹색 LED가 이용된 경우라도, 두 조명은 서로 동일한 색상의 빛을 발광할 수 있게 된다. 이는 적색 LED 및 청색 LED의 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.For example, even when a green LED having a first color bin is used for one illumination and a green LED having a second color bin is used for the other illumination, the two lights emit light of the same color . The same can be applied to the case of the red LED and the blue LED.
한편, 이러한 각 LED의 색상 빈, 즉, 색 좌표 상의 발광 색상은 온도에 따라 변화할 수 있다. 예를 들어, LED는 구동 시간에 따라 온도가 변화할 수 있고, 이에 따라 색상이 변화할 수 있다. 즉, LED의 구동 초기부터 시간이 경과 할수록 LED의 온도가 증가할 수 있는데 이에 따라 색상이 변화할 수 있는 것이다. 대체로 이러한 온도에 따른 색상의 변화는 적색 LED가 상대적으로 더 클 수 있다.On the other hand, the color bin of each of the LEDs, that is, the emission color on the color coordinates, may vary with temperature. For example, LEDs can vary in temperature depending on drive time, and thus color can change. That is, the temperature of the LED may increase as the time elapses from the start of driving the LED, and the color may change accordingly. In general, changes in color depending on these temperatures can be relatively large for red LEDs.
따라서, 목표 색 영역을 설정함에 있어서, 온도에 따른 변화를 고려한다면 조명이 발광 시간 또는 온도에 따라 발광 편차를 보이는 현상을 방지할 수 있다.Accordingly, in setting the target color area, it is possible to prevent the phenomenon that the light emission deviates according to the light emission time or the temperature, considering the change depending on the temperature.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 LED의 온도에 따른 색 좌표의 변화를 고려한 목표 색 영역을 나타내는 개략도이다.4 is a schematic view showing a target color region in which a change in color coordinates according to temperature of an LED is taken into consideration according to an embodiment of the present invention.
위에서 언급한 바와 같이, LED는 온도에 따라 발광 색상이 변화할 수 있으며, 도 4에서는 이러한 LED의 온도에 따른 색 좌표의 변화를 보정하기 위한 목표 색 영역을 나타내고 있다.As described above, the emission color of the LED may change according to the temperature. In FIG. 4, the target color region for correcting the change of the color coordinates according to the temperature of the LED is shown.
일례로, 초기 구동 시의 녹색 LED의 색상 빈(10G)이 온도의 증가에 따라 색 좌표 상의 위치가 12G로 이동(shift)할 수 있다. 도 4를 참조하면 이러한 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) LED의 색 좌표 이동에 따른 삼각형(44)이 도시될 수 있다.For example, the
이러한 온도 변화에 따른 LED의 색 좌표 변화를 고려한 목표 색 영역(45)을 특정할 수 있다. 이때, LED의 발광 색상은 LED의 온도를 주기적으로 감지하여 목표 색 영역(45)으로 보정할 수 있다.It is possible to specify the
즉, 이러한 목표 색 영역(45)은 위에서 설명한 LED의 빈 분포에 따른 편차를 보정하기 위한 색 영역(43)과 LED의 온도에 따라 이동한 색 영역(44)의 공통 영역으로 특정될 수 있다.That is, the
이때, 목표 색 영역(45)은 각 색상별 교점(50R, 50G, 50B)을 가진다. 이러한 교점(50R, 50G, 50B)은 각 LED가 제어될 목표 색 좌표로 설정될 수 있다.At this time, the
즉, 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 녹색 LED의 경우를 다시 예를 들면, 녹색 LED를 최대 밝기로 구동한 경우, PWMGreen(0, 255, 0)일 때의 실제 측정 좌표를 목표 색 영역(45)의 교점(50G)의 좌표로 목표 구동 제어 값을 재설정할 수 있다.That is, as described with reference to FIG. 3, when the green LED is driven again at the maximum brightness, for example, the actual measured coordinates at PWM Green (0, 255, 0) The target drive control value can be reset to the coordinates of the
이와 같은 과정에 의하여, 서로 다른 색상 빈을 가지는, 즉, 서로 다른 색 좌표 상의 지점의 색상을 발광하는 LED를 이용하는 경우, 그리고 이러한 LED들이 온도에 따라 발광 색상이 변화하는 경우에도 동일한 색상으로 조명의 구동이 가능하다.In this way, when LEDs having different color bins, that is, light emitting colors of points on different color coordinates, are used, and when the LEDs are changed in color depending on the temperature, It is possible to drive.
이하, 이러한 본 발명의 효과를 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the effects of the present invention will be described in more detail.
위에서 설명한 바와 같이, 도 4를 참조하면, LED의 색상 빈(10R, 10G, 10B) 만을 고려한 색 영역은 삼각형 41 및 42로 나타낼 수 있다. 여기서 각 삼각형은 LED로 표현할 수 있는 CIE xy 좌표계에서의 색 영역을 말한다.As described above, referring to FIG. 4, the color region considering only the
이러한 색상 빈을 고려한 목표 색 영역은 삼각형 41과 42의 공통 영역인 삼각형 43으로 나타낼 수 있다. 이때의 삼각형 43의 꼭지점은 조명에서 적색, 녹색 및 청색 LED를 이용하는 색 변환 제어 시 구현할 수 있는 색 영역의 끝점이 된다.The target color area in consideration of such a color bin can be represented by a
하지만 온도 변화시 LED의 파장이 변화(shift)되고 이에 따라 적색, 녹색 및 청색 LED로 표현할 수 있는 색 영역이 변화게 된다.However, when the temperature changes, the wavelength of the LED shifts, which changes the color gamut that can be represented by the red, green, and blue LEDs.
이때, 온도 변화에 의한 파장 변화를 고려한 색 영역으로서 삼각형 44를 나타낼 수 있는데, 이 삼각형 영역 44는 초기 구동 온도에서 삼각형 42가 온도에 따라 이동하여 만들어내는 삼각형임을 알 수 있다.At this time, a
이로 인하여, 삼각형 43과 삼각형 44의 교점(공통 영역)을 벗어나는 영역(삼각형 43에서 삼각형 44를 제외한 영역)이 발생하는데 온도 변화에 의한 변화를 보상하지 않으면 온도 변화시 이러한 삼각형 43에서 삼각형 44를 제외한 영역의 색을 표현할 수 없다. As a result, an area (area excluding the
이러한 문제는 조명 장치별 동작 편차를 발생시키고 각 조명 장치에서 표현되는 색이 동일하지 않게 되는 문제가 발생할 수 있다.Such a problem may cause a problem that an operation deviation is generated for each lighting apparatus and the colors represented by the respective lighting apparatus become unequal.
따라서, 이러한 삼각형 43과 44의 공통 영역인 삼각형 45를 최종 목표 색 영역으로 설정하여 온도 변화에 의한 변화를 보상할 수 있다.Therefore, the
또한, 이러한 온도 변화에 의한 보상이 적용되지 않은 조명 장치의 제어 방법으로 삼각형 43에서 삼각형 45를 제외한 색 영역을 제어하게 되면 이때의 RGB PWM 듀티 값(gain 값)이 음수로 계산되어 조명 장치가 오동작하는 문제가 발생할 수 있다(실제로 PWM 듀티 값은 음의 값으로 표현될 수 없다).If the color gamut except for the
이러한 온도에 따른 발광 색상의 변화를 고려하여 조명을 제어하기 위하여, 즉, 온도 보상을 수행하기 위하여 온도 회귀식을 산출할 수 있다. In order to control the illumination in consideration of the change of the emission color depending on the temperature, that is, the temperature regression equation can be calculated to perform the temperature compensation.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 의한 각각 적색(RED), 녹색(GREEN) 및 청색(BLUE) LED에 대한 온도에 따른 변화를 측정한 그래프이다.FIGS. 5 to 7 are graphs showing changes in temperature of red (RED), green (GREEN) and blue (BLUE) LEDs, respectively, according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 적색 LED의 온도에 따른 측정값의 x 및 y 좌표값이 나타나 있다. 이러한 적색 LED는 일례로서 6개의 온도 값에 따른 색 좌표 상의 x 및 y 좌표값이 측정될 수 있다. 더 많거나 더 적은 측정값이 이용될 수도 있으나, 도 5에서 보는 바와 같이, 이러한 측정값의 개수는 LED의 온도 변화의 경향성에 크게 영향받지 않을 수 있다.Referring to FIG. 5, the x and y coordinate values of measured values of the red LED are shown. As an example of such a red LED, x and y coordinate values on a color coordinate according to six temperature values can be measured. More or fewer measured values may be used, but as shown in Figure 5, the number of such measurements may not be significantly affected by the tendency of temperature changes of the LEDs.
이때, 도 5에서 도시하는 바와 같이, 이러한 적색 LED의 색 좌표의 변화는 1차 함수로 근사될 수 있다. 즉, 이러한 온도에 따른 각 LED의 색 좌표 이동 특성은 실험적으로 구할 수 있다.At this time, as shown in Fig. 5, the change in color coordinates of the red LED can be approximated by a linear function. That is, the color coordinate movement characteristic of each LED according to the temperature can be obtained experimentally.
또한, 마찬가지 방법으로 녹색 및 청색 LED의 경우에도 1차 함수로 근사될 수 있다. 도 6 및 도 7에서는 이러한 녹색 LED 및 청색 LED의 온도에 따른 측정값의 x 및 y 좌표값이 나타나 있다. Similarly, in the case of green and blue LEDs, it can also be approximated by a linear function. In FIGS. 6 and 7, the x and y coordinate values of the measured values of the green LED and the blue LED are shown.
이와 같이, 1차 함수로 근사되는 경우, 아래 표 1에서 나타내는 바와 같이, 1차 함수의 기울기(a) 및 절편(b)으로 표시될 수 있으며, 이에 따라 해당 온도를 알면 해당 온도에서의 각 LED의 색 좌표 상의 위치를 알 수 있다.In this way, when approximated by a linear function, it can be expressed as a slope (a) and a slice (b) of a linear function as shown in Table 1 below, and if the temperature is known, each LED The position on the color coordinate of the image can be known.
이와 같이, 색 좌표 (x, y)를 알 수 있으므로, 수학식 2 내지 4에 따라, 각 온도별 삼자극치 값을 알 수 있다. 이러한 각 LED의 온도에 따른 삼자극치 값은 이러한 온도에 따른 광의 변화를 보상하여 조명을 제어할 경우에 이용될 수 있다.Since the color coordinate (x, y) can be known in this manner, the tristimulus value for each temperature can be found by the following formulas (2) to (4). The value of the triplet value according to the temperature of each LED can be used for controlling the illumination by compensating for the change of light according to the temperature.
이상과 같이, 온도의 변화에 따라서 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED의 x, y 좌표의 변화량을 측정할 수 있으며, 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED의 각각의 변화량은 1차 함수로 근사하여 온도 회귀식을 통하여 얻을 수 있다.As described above, the amount of change of the x, y coordinates of the red LED, the green LED and the blue LED can be measured according to the change of the temperature, and the amount of change of each of the red LED, the green LED and the blue LED is approximated by a linear function, Can be obtained through a regression equation.
이때, 해당 조명 장치에서 사용되는(선택된) 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED의 초기값을 측정하면 이 측정값을 바탕으로 오프셋을 계산할 수 있다.At this time, if the initial values of the (selected) red LED, green LED and blue LED used in the illumination device are measured, an offset can be calculated based on the measured value.
그러면 수학식 2 또는 수학식 5를 통하여, 목표 좌표 값(X, Y, Z)과 온도 회귀식을 통하여 얻어지는 매트릭스 값을 이용하여 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED의 구동 제어 값, 예를 들어, R, G, B PWM 듀티 값을 구할 수 있다.Then, the driving control values of the red LED, the green LED and the blue LED, for example, the driving control value of the red LED, the green LED, and the blue LED are calculated using the target coordinate value (X, Y, Z) and the matrix value obtained through the temperature regression formula, R, G, B PWM duty values can be obtained.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 온도 변화에 따른 색 편차를 보상하는 과정을 나타내는 개략도이고, 도 9는 본 발명의 조명 장치의 제어 방법의 일례를 나타내는 순서도이다. FIG. 8 is a schematic view showing a process of compensating for a color variation according to a temperature change according to an embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a flowchart showing an example of a control method of the lighting apparatus of the present invention.
이하, 도 8 및 도 9를 참고하여 본 발명의 조명 장치의 제어 방법을 상세히 설명한다. 또한, 사항에 따라 위에서 설명한 도 1 내지 도 7을 함께 참조하여 설명한다.Hereinafter, the control method of the lighting apparatus of the present invention will be described in detail with reference to Figs. 8 and 9. Fig. 1 to 7 described above will be described together in accordance with matters.
도 9를 참조하면, 조명 장치의 제어 방법은 크게, 색 좌표 상의 목표 색 영역을 특정하는 단계(S100), 특정된 목표 색 영역에 해당하는 값으로 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 광원의 구동 제어 변수를 설정하는 단계(S200), 온도에 따른 광의 변화를 보상하는 광원의 구동 제어 값을 산출하는 단계(S300), 이러한 구동 제어 값으로 광원의 구동 제어 변수를 재설정(S410)하고, 산출된 구동 제어 값을 이용하여 광원을 구동하는 단계(S400)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 9, a method of controlling a lighting apparatus includes a step (S100) of specifying a target color region on a color coordinate, a step of converting a first light, a second light, and a third light into values corresponding to a specified target color region (S300) of calculating a drive control value of a light source for compensating for a change in light according to a temperature, resetting the drive control variable of the light source to such a drive control value (S410 ), And driving the light source using the calculated drive control value (S400).
여기서, 광원은 제1스펙트럼을 가지는 제1광, 제2스펙트럼을 가지는 제2광 및 제3스펙트럼을 가지는 제3광을 발광하는 광원일 수 있다. 제1스펙트럼은 적색 파장 대역에 해당하는 스펙트럼일 수 있고, 제2스펙트럼은 녹색 파장 대역에 해당하는 스펙트럼일 수 있으며, 제3스펙트럼은 청색 파장 대역에 해당하는 스펙트럼일 수 있다.Here, the light source may be a light source that emits the first light having the first spectrum, the second light having the second spectrum, and the third light having the third spectrum. The first spectrum may be a spectrum corresponding to a red wavelength band, the second spectrum may be a spectrum corresponding to a green wavelength band, and the third spectrum may be a spectrum corresponding to a blue wavelength band.
이하, 위에서 설명한 바와 같이, 광원은 발광 다이오드(LED)이고, 구동 제어 값은 PWM 제어 값인 경우를 예로 설명한다.Hereinafter, as described above, the light source is a light emitting diode (LED), and the drive control value is a PWM control value.
여기서, 색 좌표 상의 목표 색 영역을 특정하는 단계(S100)는 LED의 온도에 따른 광의 변화에 의하여 특정될 수 있다.Here, the step (S100) of specifying the target color area on the color coordinate can be specified by the change of the light depending on the temperature of the LED.
목표 색 영역을 특정하는 단계(S100)는, 목표 색 영역을 계산하는 단계(S110), 적색 광, 녹색 광 및 청색 광을 발광하는 다수의 광원 중 선택된 광원의 색 좌표를 특정하는 단계(S120), 및 선택된 광원의 온도에 따른 광의 변화에 의하여 특정되는 색 좌표 상의 오프셋 값을 연산하는 단계(S130)를 포함할 수 있다.The step S100 of specifying the target color area includes a step S110 of calculating a target color area, a step S120 of specifying the color coordinates of the selected one of the plurality of light sources emitting red light, green light and blue light, And calculating an offset value on the color coordinates specified by a change in light depending on the temperature of the selected light source (S130).
또한, 목표 색 영역을 계산하는 단계(S110)는, 적색 광, 녹색 광 및 청색 광을 발광하는 다수의 광원(LED)에 의한 색 좌표를 특정하는 단계, 이와 같이 특정된 색 좌표에 의한 제1 색 영역(43; 도 8 참고)을 계산하는 단계, 광원의 온도에 따른 광의 변화를 고려한 제2 색 영역(44)을 계산하는 단계, 및 제1 색 영역과 제2 색 영역의 공통 영역(45) 및 교점(50R, 50G, 50B) 중 적어도 하나를 구하는 단계를 포함할 수 있다.The step S110 of calculating the target color region includes the steps of specifying color coordinates by a plurality of light sources (LEDs) emitting red light, green light, and blue light, Calculating a
여기서, 적색 광, 녹색 광 및 청색 광을 발광하는 다수의 광원 중 선택된 광원의 색 좌표를 특정하는 단계(S120)는 주어진 광원 중에서 해당 조명 장치에서 사용되는 LED의 초기 색 좌표를 확인하는 과정으로서, 다수의 색상 빈 중에서 해당 조명 장치에서 사용되는 LED가 어느 빈에 해당하는지를 결정하는 과정이다.Here, the step (S120) of specifying the color coordinates of the selected one of the plurality of light sources emitting the red light, the green light, and the blue light is a step of confirming the initial color coordinates of LEDs used in the corresponding light source among the given light sources, A process for determining which bin among the plurality of color bins corresponds to the LED used in the corresponding lighting device.
이러한 결정된 LED의 값으로 R, G, B 구동 제어를 위한 최대값을 입력하게 된다.And the maximum value for R, G, B drive control is inputted by the determined LED value.
선택된 광원의 온도에 따른 광의 변화에 의하여 특정되는 색 좌표 상의 오프셋 값을 연산하는 단계(S130)는, 위에서 결정된 LED의 색상 빈이 온도 회귀식에서 가지는 오프셋을 결정하는 것이다. 즉, LED의 온도에 따른 색 좌표 상에서의 변화는 1차 함수로 근사되나, 각 LED에 따라 오프셋 값이 다를 수 있다. 예를 들어, 구동을 위한 목표 좌표 점(교점; 50R, 50G, 50B)으로부터의 거리를 결정할 수 있다.The step S130 of calculating an offset value on the color coordinates specified by the change of light according to the temperature of the selected light source determines an offset of the color bean in the temperature regression equation determined above. That is, the change in color coordinates according to the temperature of the LED is approximated by a linear function, but the offset value may be different depending on each LED. For example, the distance from the target coordinate point (intersection) 50R, 50G, 50B for driving can be determined.
특정된 목표 색 영역에 해당하는 값으로 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 광원의 구동 제어 변수를 설정하는 단계(S200)는, 온도를 고려한 PWM 제어 변수를 목표 색 영역으로 재설정하는 과정일 수 있다. 즉, 온도에 따라 색 좌표가 변화한 LED를 최대 구동한 경우의 색 좌표를 원점(녹색 LED의 경우, (0, 255, 0))으로 재설정하는 과정이다. 이러한 과정은 온도를 측정하고, 이러한 온도에 따른 변화를 보상하는 과정에서 반복적으로 이루어질 수 있다.(S200) of setting a drive control variable of a light source that emits the first light, the second light, and the third light with a value corresponding to the specified target color gamut includes resetting a PWM control variable that takes temperature into a target color gamut . That is, it is a process of resetting the color coordinates when the LED having the color coordinate changed according to the temperature is driven to the origin ((0, 255, 0) in case of the green LED). Such a process can be repeatedly performed in the process of measuring the temperature and compensating for the change depending on the temperature.
또한, 위에서 언급한 바와 같이, 온도에 따른 광의 변화를 보상하는 LED의 구동 제어 값을 산출하는 단계(S300)는, 적색 광, 녹색 광 및 청색 광을 발광하는 LED의 온도에 따른 색 좌표의 변화를 1차 함수로 근사한 온도 회귀식에 의하여 이루어질 수 있다.As described above, the step S300 of calculating the drive control value of the LED for compensating for the change in light according to the temperature is performed by changing the color coordinate of the LED, which emits red light, green light, and blue light, Can be obtained by a temperature regression equation approximating a linear function.
이러한 온도에 따른 광의 변화를 보상하는 LED의 구동 제어 값을 산출하는 단계(S300)는, 온도를 측정하는 단계(S310), 측정된 온도에 따른 적색 광, 녹색 광 및 청색 광의 삼자극치 값을 연산하는 단계(S320), 및 연산된 삼자극치 값과 목표 색 영역 상의 좌표값을 이용하여 광원의 구동 제어 값(PWM 제어 값)을 산출하는 단계(S330)를 포함할 수 있다.The step S300 of calculating the drive control value of the LED for compensating for the change in light according to the temperature includes a step of measuring temperature (S310), calculating a tripolar value of red light, green light and blue light according to the measured temperature (S320), and calculating a drive control value (PWM control value) of the light source using the calculated tristimulus value and the coordinate value on the target color gamut (S330).
이때, 광원의 구동 제어 값을 산출하는 단계는, 연산된 삼자극치 값과 목표 색 영역 상의 좌표값 사이의 변환 매트릭스 연산을 통하여 산출될 수 있다.At this time, the step of calculating the drive control value of the light source may be calculated through a transformation matrix calculation between the calculated tristimulus value and the coordinate value on the target color gamut.
이러한 변환 매트릭스 연산은 수학식 2 또는 수학식 5를 통하여 이루어질 수 있다.This transformation matrix operation can be performed through Equation (2) or Equation (5).
적색 광, 녹색 광 및 청색 광을 발광하는 LED가 설치된 광원 모듈에는 온도에 따라 출력 전압 값이 달라지는 NTC가 구비될 수 있고, 이러한 NTC의 출력 전압 값에 따라 해당 광원 모듈의 온도를 알 수 있다(S310).The light source module provided with LEDs emitting red light, green light and blue light may be provided with an NTC whose output voltage value varies depending on the temperature, and the temperature of the corresponding light source module can be determined according to the output voltage value of the NTC S310).
그러면 위에서 설명한 온도 회귀식 및 오프셋 값 연산에 따라 해당 온도에 따른 삼자극치 값을 연산할 수 있다(S320). 이러한 삼자극치 값은 적색 광에 대한 삼자극치 값(Xr, Yr, Zr), 녹색 광에 대한 삼자극치 값(Xg, Yg, Zg) 및 청색 광에 대한 삼자극치 값(Xb, Yb, Zb)을 포함할 수 있다. 이러한 9개의 값은 수학식 2 또는 5에서 매트릭스 성분을 이루게 된다.Then, the tristimulus value according to the temperature can be calculated according to the temperature regression equation and the offset value calculation described above (S320). The tristimulus values include triplet values (Xr, Yr, Zr) for red light, tristimulus values (Xg, Yg, Zg) for green light and tristimulus values (Xb, Yb, Zb) for blue light . These nine values form a matrix component in equation (2) or (5).
이에 따라, 목표 좌표 값(수학식 2에서의 X, Y, Z) 및 매트릭스 성분이 결정된 상태이므로, 이러한 변환 매트릭스 연산을 통하여 R, G, B 값을 구할 수 있다.Accordingly, since the target coordinate value (X, Y, Z in Equation 2) and the matrix component are determined, the R, G, and B values can be obtained through such conversion matrix operation.
위에서 설명한 바와 같이, 이러한 R, G, B 값은 PWM 듀티 값에 대응될 수 있다.As described above, these R, G, and B values may correspond to the PWM duty value.
이와 같은 과정에 의하여 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED의 최대 구동 시의 값(Red PWM, Green PWM, Blue PWM)을 구할 수 있고, 이러한 최대 구동 시의 값이 결정되면, 이러한 값의 비율로서 조명 광의 색상을 조절할 수 있다.The values of the red LED, the green LED and the blue LED at the time of maximum driving (Red PWM, Green PWM, and Blue PWM) can be obtained through the above process. When the value at the time of the maximum driving is determined, The color of the light can be adjusted.
예를 들어, 각 PWM 제어 값을 해당 최대 구동 시의 값의 1/3로 조절하면 백색(W) 광을 발광할 수 있다.For example, when each PWM control value is adjusted to 1/3 of the value at the maximum driving, white light (W) can be emitted.
한편, 위에서 설명한 목표 색 영역을 특정하는 단계(S100)는 조명 장치 구성 시에 최초로 수행되어 조명 장치의 메모리, 예를 들어, 롬(ROM; read only memory)에 쓰여질 수 있다.Meanwhile, the step S100 of specifying the target color region described above may be performed for the first time in the construction of the lighting apparatus and written in a memory of the lighting apparatus, for example, a ROM (read only memory).
이후, 조명 장치에서는 제어 칩과 같은 처리장치(processor)에 구현된 제어부에서 나머지 과정(S200, S300, S400)이 반복적으로 이루어질 수 있다.Thereafter, in the lighting apparatus, the remaining processes (S200, S300, and S400) may be repeatedly performed in a control unit implemented in a processor such as a control chip.
도 10은 본 발명의 조명 장치의 일례를 나타내는 블럭도이다.10 is a block diagram showing an example of a lighting apparatus of the present invention.
도 10을 참조하면, 조명 장치는 전원부(100), 광원부(300), 스위칭부(200), 및 제어부(400)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 10, the illumination device may include a
전원부(100)는 교류 전원(60)을 직류로 전환하여 광원부(300)에 공급할 수 있다. 이러한 전원부(100)는 2개의 단으로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 교류(AC)-직류(DC) 변환부(110) 및 직류-직류 변환부(120)를 포함할 수 있다. 또한, 제어부(400)를 구동하기 위한 보조 전원(130)이 구성될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.The
광원부(300)는 제1스펙트럼을 가지는 제1광, 제2스펙트럼을 가지는 제2광 및 제3스펙트럼을 가지는 제3광을 발광하는 광원을 포함할 수 있다. 위에서 설명한 바와 같이, 제1스펙트럼은 적색 대역, 제2스펙트럼은 녹색 대역, 제3스펙트럼은 청색 대역일 수 있고, 광원은 LED일 수 있다. 즉, 광원은 적색 LED(DR), 녹색 LED(DG) 및 청색 LED(DB)를 포함할 수 있다.The
이러한 광원부(300)는 모듈화되어 구성될 수 있으며, 이러한 광원 모듈에는 온도 측정을 위한 NTC(310)가 구비될 수 있다. 이러한 NTC(310)는 제어부(400)로 연결되어 온도에 따른 전압 값을 피드백할 수 있다.The
스위칭부(200)는 각각 적색 LED(DR), 녹색 LED(DG) 및 청색 LED(DB)와 연결되는 제1스위치(S1), 제2스위치(S2) 및 제3스위치(S3)가 포함되고, 이들 스위치(S1, S2, S3)는 제어부에 의하여 온오프(on/off) 상태가 제어될 수 있다. 예를 들어, 해당 스위치가 온(on) 되는 경우에 해당 LED가 발광할 수 있다. The
제어부(400)는 통신 모듈(410)과 메모리(420)를 포함할 수 있다. 메모리(420)에는 위에서 언급한 바와 같이, 위에서 설명한 목표 색 영역을 특정하는 단계(S100)가 조명 장치 구성 시에 최초로 수행되어 저장될 수 있다.The
통신 모듈(410)에서는 조명 제어 신호가 무선 통신 또는 유선 통신을 통하여 수신될 수 있다. 예를 들어, 조명의 밝기, 색 온도 및 색상 조절을 위한 제어 신호가 통신 모듈(410)을 통하여 수신될 수 있다. 그러나 조명 장치에 이러한 조명의 밝기, 색 온도 및 색상 조절을 위한 장치(예를 들어, 조그 스위치)가 구비될 수도 있음은 물론이다.In the
제어부(400)에서는 NTC(310)를 통하여 해당 온도에 따른 전압 값을 피드백 받아서 해당 온도에 따른 LED의 변화가 보상될 수 있도록 제어할 수 있다. 즉 위에서 설명한 과정, LED의 온도를 측정하여 LED의 온도에 따른 광의 변화를 보상하기 위한 적색 광, 녹색 광 및 청색 광을 발광하는 LED의 PWM 제어 값을 산출하여, 이와 같이 산출된 PWM 제어 값으로 LED의 PWM 제어 변수를 재설정함과 동시에, 산출된 PWM 제어 값을 이용하여 LED를 구동하는 과정을 수행할 수 있다.The
즉, 제어부(400)는, 측정된 온도에 따른 적색 광, 녹색 광 및 청색 광의 색상에 대한 삼자극치 값을 연산하고, 연산된 삼자극치 값과 기 설정된 색 좌표 상의 목표 색 영역 상의 좌표값을 이용하여 LED의 PWM 제어 값을 산출할 수 있다.That is, the
이때, 제어부(400)는, 연산된 삼자극치 값과 목표 색 영역 상의 좌표값 사이의 변환 매트릭스 연산을 통하여 LED의 PWM 제어 값을 산출할 수 있다.At this time, the
또한, 기 설정된 목표 색 영역 상의 값은, 색 좌표에 적색 광, 녹색 광 및 청색 광을 발광하는 다수의 LED에 의한 색상 빈을 표시하고, 색상 빈에 의한 제1 색 영역을 계산하며, 광원의 온도에 따른 광의 변화를 고려한 제2 색 영역을 계산하고, 제1 색 영역과 제2 색 영역의 공통 영역을 구함으로써 설정될 수 있다.The value on the predetermined target color area represents a color bin by a plurality of LEDs emitting red light, green light and blue light in color coordinates, calculates a first color area by color bin, By calculating a second color area in which a change in light with temperature is taken into account and determining a common area between the first color area and the second color area.
이때, 목표 색 영역 상의 값은, 적색 광, 녹색 광 및 청색 광을 발광하는 다수의 LED 중 선택된 LED의 색상 빈을 특정하고, 선택된 LED의 온도에 따른 광의 변화에 의하여 특정되는 색 좌표 상의 오프셋 값을 얻는 과정을 통하여 설정될 수 있다.At this time, the value on the target color area specifies the color bin of the selected LED among a plurality of LEDs emitting red light, green light, and blue light, and determines an offset value on a color coordinate specified by a change in light according to the temperature of the selected LED Can be set through the process of obtaining the image.
이러한 제어부(400)의 동작은 조명을 구동 시에 반복적으로 이루어질 수 있다.The operation of the
이와 같이, 본 발명은 LED를 비롯한 광원의 온도 변화에 의한 변화를 보상함으로써 조명 장치별 동작 편차가 발생하지 않고 모든 조명 장치에서 동일한 색상의 광을 생성하여 이용할 수 있다. As described above, the present invention compensates for a change in temperature of a light source including LEDs, thereby making it possible to generate and use light of the same color in all lighting apparatuses without causing an operation deviation according to each lighting apparatus.
또한, 조명 장치의 작동 초기와 이후 구동 시간이 경과하여 LED의 온도가 상승한 후에도 조명 색상이 변화하지 않고 동일한 색상의 조명 광을 제공할 수 있다.Also, since the initial operation time and the driving time of the illumination device have elapsed, the illuminating light of the same color can be provided without changing the illumination color even after the temperature of the LED has risen.
한편, 조명 장치를 제어함에 있어서, 목표 색 영역을 벗어나는 부분의 제어에 따른 오동작이 발생하지 않고, 조명 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 것이다.
On the other hand, in controlling the illumination device, the malfunction caused by the control of the portion deviating from the target color gamut does not occur, and the reliability of the illumination device can be improved.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.It should be noted that the embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are only illustrative of specific examples for the purpose of understanding and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.
10R, 10G, 10B: 색상 빈
20R, 20G, 20B: 색상 영역
45: 목표 색 영역
50R, 50G, 50B: 목표 색 영역의 교점
100: 전원부
200: 스위칭부
300: 광원부
310: NTC
400: 제어부
410: 통신 모듈
420: 메모리10R, 10G, 10B:
45:
100: Power supply unit 200:
300: light source 310: NTC
400: control unit 410: communication module
420: memory
Claims (20)
상기 광원의 온도를 측정하여, 상기 광원의 온도에 따른 광의 변화를 보상하는 상기 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 광원의 구동 제어 값을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 구동 제어 값이 적용되도록 상기 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 광원의 구동 제어 변수를 재설정하고, 상기 산출된 구동 제어 값을 이용하여 상기 광원을 구동하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치의 제어 방법.A light source for emitting a first light having a first spectrum, a second light having a second spectrum, and a third light having a third spectrum, and a light source for emitting light, Setting a drive control variable of the light source that emits the first light, the second light, and the third light with the corresponding value;
Calculating a drive control value of a light source that emits the first light, the second light, and the third light to compensate for a change in light according to a temperature of the light source, by measuring a temperature of the light source; And
Resetting a drive control variable of the light source that emits the first light, the second light, and the third light so that the calculated drive control value is applied, and driving the light source by using the calculated drive control value And a control unit for controlling the lighting device.
상기 측정된 온도에 따른 상기 제1광, 제2광 및 제3광의 색상에 대한 삼자극치 값을 연산하는 단계; 및
상기 연산된 삼자극치 값과 상기 목표 색 영역 상의 좌표값을 이용하여 상기 광원의 구동 제어 값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치의 제어 방법.2. The method according to claim 1, wherein the step of calculating the drive control value of the light source comprises:
Computing a tristimulus value for a color of the first light, the second light, and the third light according to the measured temperature; And
And calculating the drive control value of the light source by using the calculated tristimulus value and the coordinate value on the target color gamut.
상기 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 광원의 온도에 따른 색 좌표의 변화를 1차 함수로 근사한 온도 회귀식에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 조명 장치의 제어 방법.The method of claim 3, wherein the calculating of the triplet values for the colors of the first light, the second light, and the third light according to the measured temperature comprises:
Wherein the first light, the second light, and the third light are generated by a temperature regression equation in which a change in color coordinates according to a temperature of a light source that emits the first light, the second light, and the third light is approximated by a linear function.
상기 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 다수의 광원 중 선택된 광원의 색 좌표 상의 오프셋 값이 보정된 것을 특징으로 하는 조명 장치의 제어 방법.The method of claim 3, wherein the calculating of the triplet values for the colors of the first light, the second light, and the third light according to the measured temperature comprises:
Wherein an offset value on a color coordinate of a selected one of the plurality of light sources emitting the first light, the second light and the third light is corrected.
상기 목표 색 영역에 해당하는 값으로 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 광원의 구동 제어 변수를 설정하는 단계;
상기 광원의 온도를 측정하여, 상기 광원의 온도에 따른 광의 변화를 보상하는 상기 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 광원의 구동 제어 값을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 구동 제어 값이 적용되도록 상기 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 광원의 구동 제어 변수를 재설정하고, 상기 산출된 구동 제어 값을 이용하여 상기 광원을 구동하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치의 제어 방법.A light source for emitting a first light having a first spectrum, a second light having a second spectrum and a third light having a third spectrum, and a target color region on the color coordinates specified by a change in light according to the temperature of the light source, Specifying;
Setting a drive control variable of a light source that emits the first light, the second light, and the third light with a value corresponding to the target color gamut;
Calculating a drive control value of a light source that emits the first light, the second light, and the third light to compensate for a change in light according to a temperature of the light source, by measuring a temperature of the light source; And
Resetting a drive control variable of the light source that emits the first light, the second light, and the third light so that the calculated drive control value is applied, and driving the light source by using the calculated drive control value And a control unit for controlling the lighting device.
상기 목표 색 영역을 계산하는 단계;
상기 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 다수의 광원 중 선택된 광원의 색 좌표를 특정하는 단계; 및
상기 선택된 광원의 온도에 따른 광의 변화에 의하여 특정되는 색 좌표 상의 오프셋 값을 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치의 제어 방법.9. The method according to claim 8, wherein the step of specifying the target color area comprises:
Calculating the target color area;
Determining color coordinates of a selected one of the plurality of light sources emitting the first light, the second light, and the third light; And
And calculating an offset value on a color coordinate specified by a change in light according to a temperature of the selected light source.
상기 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 다수의 광원에 의한 색 좌표를 특정하는 단계;
상기 특정된 색 좌표에 의한 제1 색 영역을 계산하는 단계;
상기 광원의 온도에 따른 광의 변화를 고려한 제2 색 영역을 계산하는 단계; 및
상기 제1 색 영역과 제2 색 영역의 공통 영역 및 교점 중 적어도 하나를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치의 제어 방법.10. The method of claim 9, wherein calculating the target color gamut comprises:
Specifying color coordinates by a plurality of light sources that emit the first light, the second light, and the third light;
Calculating a first color gamut based on the specified color coordinates;
Calculating a second color area in consideration of a change in light according to a temperature of the light source; And
And obtaining at least one of a common region and an intersection between the first color region and the second color region.
상기 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 광원의 온도에 따른 색 좌표의 변화를 1차 함수로 근사한 온도 회귀식에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 조명 장치의 제어 방법.The method of claim 9, wherein the step of calculating the drive control value of the light source that emits the first light, the second light, and the third light to compensate for the change in light according to the temperature of the light source,
Wherein the first light, the second light, and the third light are generated by a temperature regression equation in which a change in color coordinates according to a temperature of a light source that emits the first light, the second light, and the third light is approximated by a linear function.
제1스펙트럼을 가지는 제1광, 제2스펙트럼을 가지는 제2광 및 제3스펙트럼을 가지는 제3광을 발광하는 광원을 포함하는 광원부;
상기 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 광원을 각각 상기 전원부와 선택적으로 접속시키는 스위칭부; 및
상기 스위칭부를 구동하여 광원부를 제어하는 것으로, 상기 광원의 온도를 측정하여 상기 광원의 온도에 따른 광의 변화를 보상하기 위한 상기 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 광원의 구동 제어 값을 산출하여, 상기 산출된 구동 제어 값으로 상기 제1광, 제2광 및 제3광을 발광하는 광원의 구동 제어 변수를 재설정하고, 상기 산출된 구동 제어 값을 이용하여 상기 광원을 구동하도록 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.A power supply unit;
A light source including a light source for emitting a first light having a first spectrum, a second light having a second spectrum, and a third light having a third spectrum;
A switching unit selectively connecting a light source that emits the first light, the second light, and the third light to the power supply unit, respectively; And
And controlling the light source unit by driving the switching unit to measure a temperature of the light source to drive the first light, the second light, and the third light for compensating a change in light according to the temperature of the light source, A second light source, and a second light source for emitting the first light, the second light, and the third light with the calculated drive control value, and controls the light source to be driven by using the calculated drive control value And a control unit for controlling the lighting unit.
상기 측정된 온도에 따른 상기 제1광, 제2광 및 제3광의 색상에 대한 삼자극치 값을 연산하고, 상기 연산된 삼자극치 값과 기 설정된 색 좌표 상의 목표 색 영역 상의 좌표값을 이용하여 상기 광원의 구동 제어 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.14. The apparatus of claim 13,
Calculating a tristimulus value for a color of the first light, the second light and the third light according to the measured temperature, calculating a tristimulus value for the color of the first light, the second light, and the third light according to the measured temperature, And calculates a drive control value of the light source.
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