KR102506597B1

KR102506597B1 - 지각적으로 균일한 색 조정을 위한 제어 설계

Info

Publication number: KR102506597B1
Application number: KR1020227006112A
Authority: KR
Inventors: 이펑 치우
Original assignee: 루미레즈 엘엘씨
Priority date: 2019-07-31
Filing date: 2020-07-28
Publication date: 2023-03-06
Also published as: JP7353460B2; CN115720727B; KR102711188B1; JP2022535157A; CN115720727A; TW202111685A; WO2021021834A1; KR20220027290A; EP4005347A1; KR20230037684A

Abstract

다양한 실시예들은 발광 다이오드(LED) 어레이를 색 조정하는 장치를 제어하는 장치들 및 방법들을 포함한다. 하나의 특정 예에서, 지각적으로 균일한 색 조정을 위해 발광 다이오드(LED) 어레이를 색 조정하는 제어 장치가 개시된다. 장치는 최종 사용자에 의해 LED 어레이의 원하는 색 온도로 조정 가능하고 원하는 색 온도에 대응하는 출력 신호를 생성하는 상관 색 온도(CCT) 제어 디바이스를 포함한다. 저장 디바이스는 N개의 미리 결정된 값들의 세트에 기초하여 LED 어레이로부터 지각적 CCT 값들의 실질적으로 균일한 증가들을 제공하기 위해 CCT 제어 디바이스의 기계적 이동 범위를 상관시키도록 CCT 제어 디바이스에 전기적으로 결합된다. 다른 장치들 및 방법들이 설명된다.

Description

지각적으로 균일한 색 조정을 위한 제어 설계

우선권의 주장

본 출원은, 2019년 7월 31일자로 출원되었으며 발명의 명칭이 "CONTROL DESIGN FOR PERCEPTUALLY UNIFORM COLOR-TUNING"인 미국 실용 특허 출원 제16/528,108호에 대해 우선권을 주장하는, 2019년 11월 5일자로 출원되었으며 발명의 명칭이 "CONTROL DESIGN FOR PERCEPTUALLY UNIFORM COLOR-TUNING"인 유럽 특허 출원 제19207130.6호에 대해 우선권의 이익을 주장하며, 이들 각각은 그 전체가 본 명세서에 참조로 포함된다.

기술분야

본 명세서에 개시된 주제는 실질적으로 전자기 스펙트럼의 가시 부분에서 동작하는 램프를 포함하는 하나 이상의 발광 다이오드(light emitting diode, LED) 또는 LED 어레이의 색 조정(color tunning)에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 개시된 주제는 예를 들어, 사용자 제어 설계 방법 및 장치가 하나 이상의 LED 또는 LED 어레이의 지각적으로(perceptually) 균일한 색 조정 경험을 생성하는 것을 가능하게 하는 기술에 관한 것이다.

발광 다이오드들(LED들)은 일반적으로 다양한 조명 동작들에서 사용된다. 물체의 색 외관은 물체를 조명하는 광의 스펙트럼 전력 밀도(spectral power density, SPD)에 의해 부분적으로 결정된다. 물체를 보는 사람의 경우, SPD는 가시광 스펙트럼 내의 다양한 파장들에 대한 상대 강도이다. 그러나, 다른 인자들도 색 외관에 영향을 미칠 수 있다. 또한, LED의 상관 색 온도(correlated color temperature, CCT), 및 흑체 선(black-body line)(BBL, 흑체 궤적(black-body locus) 또는 플랑키안 궤적(Planckian locus)이라고도 알려짐)으로부터의 CCT 상의 LED의 온도의 거리 둘 다는 사람의 물체 인식에 영향을 줄 수 있다.

LED들의 색 조정(예를 들어, 백색 조정)을 위한 2개의 주요 기술들이 현재 존재한다. 제1 기술은 2개 이상의 CCT의 백색 LED들에 기초한다. 제2 기술은 적색/녹색/청색/호박색(amber) 색들의 조합에 기초한다. 제1 기술은 단순히 D_uv 방향으로 LED들을 조정하는 능력을 갖지 않는다. 제2 기술에서, 색 조정 능력은 이용가능한 기능으로서 거의 제공되지 않는다.

이 섹션에 기술된 정보는 통상의 기술자에게 이하의 개시된 주제에 대한 맥락을 제공하기 위해 제공되고, 인정된 종래 기술로서 간주되어서는 안된다.

도 1은 흑체 라인(BBL)을 포함하는 국제 조명 위원회(CIE) 색 차트의 일부를 도시한다.
도 2a는 BBL을 포함하는, 다이어그램 상의 전형적인 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) LED들에 대한 색들의 근사 색도 좌표들을 갖는 색도도를 도시하고;
도 2b는 개시된 주제의 다양한 실시예들에 따라, BBL에 근접한 포화도 저하된(desaturated) R, G, 및 B LED들에 대한 근사 색도 좌표들을 갖는 도 2a의 색도도의 수정된 버전을 도시하고, 포화도 저하된(desaturated) R, G, 및 B LED들은 대략 90+의 그리고 정의된 색 온도 범위 내의 연색 지수(color rendering index, CRI)를 갖는다.
도 2c는 개시된 주제의 다양한 실시예들에 따라, BBL에 근접한 포화도 저하된(desaturated) R, G, 및 B LED들에 대한 근사 색도 좌표들을 갖는 도 2a의 색도도의 수정된 버전을 도시하고, 포화도 저하된(desaturated) R, G, 및 B LED들은 도 2b의 포화도 저하된(desaturated) R, G, 및 B LED들보다 더 넓은 정의된 색 온도 범위 내에서 대략 80+의 연색 지수(CRI)를 갖는다.
도 3은 하드-와이어드(hard-wired) 플럭스(flux) 제어 디바이스, 및 별도의 하드-와이어드 CCT 제어 디바이스를 요구하는 종래 기술의 색-조정 디바이스를 도시한다.
도 4는 CCT 값을 제어 입력 값의 함수로서 나타내고, 개시되는 주제의 다양한 실시예들에 따른 2개의 사용자 제어 설계 사이의 차이를 나타내는 그래프의 예시적인 실시예이다.
도 5는 개시된 주제의 다양한 실시예들에 따른 BBL을 따라 있는 일련의 선택된 제어 포인트들의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 6은 CCT 조정 곡선에 대한 제어 디바이스 포인트들을 결정하기 위한 예시적인 방법 프로세스 흐름도를 도시한다.
도 7은 머신으로 하여금 본 명세서에서 논의된 방법론들 및 동작들(예를 들어, CCT 다음 스텝 결정들) 중 임의의 하나 이상을 수행하게 하기 위한 명령어들의 세트가 실행될 수 있는 컴퓨팅 시스템의 예시적인 형태의 머신의 단순화된 블록도를 도시한다.

이제, 개시된 주제가 첨부 도면들 중 다양한 도면들에 예시된 바와 같은 몇몇 일반적인 특정 실시예들을 참조하여 상세히 기술될 것이다. 이하의 설명에서, 개시된 주제의 철저한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부 사항들이 제시된다. 그러나, 본 기술분야의 통상의 기술자에게는, 개시된 주제가 이러한 특정 세부 사항들의 일부 또는 전부 없이도 실시될 수 있다는 점이 명백할 것이다. 다른 예들에서, 공지된 프로세스 스텝들 또는 구조들은 개시된 주제를 모호하게 하지 않도록 상세히 설명되지 않았다.

상이한 광 조명 시스템들 및/또는 발광 다이오드(light emitting diode, LED) 구현들 및 이들 구현들을 제어하는 수단의 예들이 첨부 도면들을 참조하여 이하에서 더 완전히 설명될 것이다. 이러한 예들은 상호 배타적이지 않고, 일 예에서 발견되는 특징들은 추가적인 구현들을 달성하기 위해 하나 이상의 다른 예들에서 발견되는 특징들과 조합될 수 있다. 따라서, 첨부 도면들에 도시된 예들은 단지 예시적인 목적들을 위해 제공되고 그것들은 본 개시내용을 어떤 식으로든 제한하려는 것이 아니라는 것으로 이해될 것이다. 유사한 번호들은 전체에 걸쳐서 일반적으로 유사한 요소들을 지칭한다.

또한, 용어들 제1, 제2, 제3 등이 다양한 요소들을 기술하기 위해 본 명세서에서 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 그러나, 이러한 요소들은 이러한 용어들에 의해 제한되지 않아야 한다. 이러한 용어들은 하나의 요소를 다른 요소와 구별하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 개시된 주제의 범위를 벗어나지 않고 제1 요소는 제2 요소로 지칭될 수 있고 제2 요소는 제1 요소로 지칭될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "및/또는"이라는 용어는 연관된 열거된 항목들 중 하나 이상의 항목의 임의의 그리고 모든 조합들을 포함할 수 있다.

요소가 다른 요소에 "연결" 또는 "결합(coupled)"된다고 할 때, 그것은 다른 요소에 직접 연결 또는 결합, 및/또는 하나 이상의 중간(intervening) 요소를 통해 다른 요소에 연결 또는 결합될 수 있다는 것이 또한 이해될 것이다. 이와 달리, 한 요소가 다른 요소에 "직접 연결" 또는 "직접 결합"되어 있는 것으로 언급될 때, 그 요소와 다른 요소 사이에 중간 요소가 존재하지 않는다. 이러한 용어들은 도면들에 도시된 임의의 배향(orientation)에 더하여 요소의 상이한 배향들을 포함하는 것을 의도한다는 것으로 이해될 것이다.

"아래에(below)", "위에(above)", "상부(upper)", "하부(lower)", "수평(horizontal)", 또는 "수직(vertical)"과 같은 상대적 용어들은 도면들에서 예시된 바와 같은 또 다른 요소, 구역, 또는 영역에 대한 하나의 요소, 구역, 또는 영역의 관계를 설명하기 위하여 본 명세서에서 이용될 수도 있다. 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 용어들이 도면들에 도시된 배향에 더하여 디바이스의 상이한 배향들을 포함하도록 의도된다는 것을 이해할 것이다. 또한, LED들, LED 어레이들, 전기 소자들 및/또는 전자 소자들이 하나, 2개, 또는 그 이상의 전자 디바이스 보드들 상에 하우징되는지, 또는 하나 또는 다수의 물리적 위치들에 하우징되는지는 또한 설계 제약들 및/또는 특정한 응용에 의존할 수 있다.

자외선(UV) 또는 적외선(IR) 광 전력을 방출하는 디바이스들과 같은 반도체 기반 발광 디바이스들 또는 광 전력 방출 디바이스들은 현재 이용 가능한 가장 효율적인 광원들 중 하나이다. 이들 디바이스들은 발광 다이오드들, 공진-공동(resonant-cavity) 발광 다이오드들, 수직-공동 레이저 다이오드들, 에지(edge)-방출 레이저들 또는 그와 유사한 것(본 명세서에서 간단히 LED들로 지칭됨)을 포함할 수 있다. 소형 크기 및 낮은 전력 요건들로 인해, LED들은 많은 상이한 응용들에 대한 매력적인 후보들일 수 있다. 예를 들어, 이들은 카메라들 및 셀룰러 폰들과 같은 핸드헬드 배터리 전력공급형 디바이스들에 대한 광원들(예를 들어, 플래시 라이트들 및 카메라 플래시들)로서 사용될 수 있다. LED들은 또한, 예를 들어, 자동차 조명, 헤드업 디스플레이(heads-up display, HUD) 조명, 원예 조명, 거리 조명, 비디오용 토치(torch), 일반 조명(예를 들어, 가정, 상점, 사무실 및 스튜디오 조명, 극장/무대 조명, 및 건축 조명), 증강현실(augmented reality, AR) 조명, 가상현실(virtual reality, VR) 조명, 디스플레이용 백라이트, 및 IR 분광법을 위해 사용될 수 있다. 단일 LED는 백열 광원보다 덜 밝은 광을 제공할 수 있고, 따라서, (모놀리식(monolithic) LED 어레이들, 마이크로 LED 어레이들 등과 같은) LED들의 다중 접합 디바이스들 또는 어레이들은 향상된 밝기가 바람직하거나 요구되는 응용들을 위해 사용될 수 있다.

LED 기반 램프들(또는 관련 조명 디바이스들)이 물체들을 조명하는 것은 물론, 일반 조명을 위해 사용되는 다양한 환경들에서, 램프들의 상대 휘도(예로서, 광속)에 더하여 LED 기반 램프들(또는 단일 LED 기반 램프)의 색 온도의 양태들을 제어하는 것이 바람직할 수 있다. 그러한 환경들은 예를 들어 소매 위치들은 물론, 레스토랑 및 그와 유사한 것과 같은 접객 위치들도 포함할 수 있다. CCT(correlated color temperature) 외에, 다른 램프 메트릭(metric)은 램프의 연색 지수(color rendering index, CRI)이다. CRI는 국제 조명 위원회(international commission on illumination, CIE)에 의해 정의되며, 이상적인 또는 자연 광원에 비해 다양한 물체들에서 색들을 정확하게 표현하기 위한 임의의 광원(LED들을 포함함)의 능력의 정량적 척도를 제공한다. 가장 높은 가능한 CRI 값은 100이다. 다른 정량적 램프 메트릭은 D_uv이다. D_uv는 BBL까지의 색 포인트의 거리를 표현하기 위해, 예를 들어, CIE 1960에서 정의된 메트릭이다. 그것은 색 포인트가 BBL 위에 있으면 양의 값이고 색 포인트가 BBL 아래에 있으면 음의 값이다. BBL 위의 색 포인트들은 색이 녹색으로 나타나고, BBL 아래의 색 포인트들은 색이 핑크색으로 나타난다. 개시된 주제는 매끄럽고 시각적으로 즐거운 조정 경험으로 색 온도(CCT 및 D_uv)를 제어하는 장치를 제공한다. 본 명세서에 기술된 바와 같이, 색 온도는 색 조정 응용들에서 CCT 및 D_uv 모두에 관련된다.

관련 기술분야에 공지된 바와 같이, 직접 색 LED들의 순방향 전압은 우세 파장이 증가함에 따라 감소한다. 이들 LED는, 예를 들어, 다중 채널 DC-DC 변환기로 구동될 수 있다. 높은 효능 및 CRI를 목표로 하는 진보된 인광체-변환 색 LED가 생성되어 상관 색 온도(CCT) 조정 응용에 대한 새로운 가능성을 제공한다. 진보된 색 LED들 중 일부는 포화도 저하된(desaturated) 색 포인트들을 가지며, 넓은 CCT 범위에 걸쳐 90+ CRI를 갖는 백색을 달성하도록 혼합될 수 있다. 80+ CRI 구현들, 또는 심지어 70+ CRI 구현들(또는 심지어 더 낮은 CRI 값들)을 갖는 다른 LED들이 또한 개시된 주제와 함께 사용될 수 있다. 이러한 가능성들은 이러한 잠재성을 실현하고 증가시키거나 최대화하는 LED 회로들을 이용한다. 동시에, 본 명세서에 설명된 제어 디바이스들은 시장 채택을 용이하게 하기 위해 단일 채널 정전류 구동기들과 호환가능하다.

종래 기술에 비해 개시된 주제의 이점은, 이하에서 상세히 설명되는, 포화도 저하된(desaturated) 적색-녹색-청색(RGB) LED 접근법이, 높은 CRI를 유지하면서, BBL 상에 뿐만 아니라 BBL 상에 그리고 BBL을 벗어나서, 예를 들어, (후술되는) 등온 CCT 라인 상에 조정가능한 광을 생성할 수 있다는 것이다. 이와 비교하여, 다양한 다른 종래 기술의 시스템들은 조정가능한 색 포인트들이 LED들의 2개의 원색들(예를 들어, R-G, R-B, 또는 G-B) 사이의 직선 상에 있는 CCT 접근법을 이용한다.

전반적으로, 색 조정은 사람-중심 조명의 필수 부분이다. 포화도 저하된(desaturated) RGB LED 접근법 및 관련 제어 기술들과 같은 진보된 LED 기반 시스템들은 조명 특정자들 및 최종 사용자들에게 조명 제어에서의 새로운 가능성들을 제공한다. 넓은 범위에 걸친 CCT 조정에 더하여, 사용자는 최종 사용자가 만족스럽다고 생각할 때, 등(iso)-CCT 라인을 따라 백색 광의 색조(tint)를 변경할 수 있을 것이다. 예를 들어, 단일 플랫폼 상의 넓은 조정 범위를 갖는 Lumileds® 독점 Luxeon® Fusion 시스템은 다양한 타입들의 색-조정가능한 응용들에 대한 이상적인 후보이다(Lumileds® Luxeon® Fusion 시스템은 미국 95131 캘리포니아주 산호세 웨스트 트림블 로드 370 소재의 Lumileds LLC에 의해 제조된다). 사람-중심 조명의 한 양태는 상관 색 온도 및 광 강도를 동시에 변화시키는 능력이다. 개시된 주제는 지각적으로 균일한 색 조정 경험을 생성하는 사용자 제어 설계 패러다임에 관한 것이다.

이제 도 1을 참조하면, 본 명세서에 개시된 주제의 다양한 실시예들을 이해하기 위한 기초를 형성하는 흑체 라인(black body line, BBL)(101)(플랑키안 궤적이라고도 함)을 포함하는 국제 조명 위원회(CIE) 색 차트(100)의 일부가 도시되어 있다. BBL(101)은 다양한 온도들의 흑체 방사기들에 대한 색도 좌표들을 도시한다. 대부분의 조명 상황에서, 광원들은 BBL(101) 상에 또는 그 근처에 있는 색도 좌표들을 가져야 한다는 것이 일반적으로 합의되었다. "가장 가까운" 흑체 방사체를 결정하기 위해 본 기술분야에 알려진 다양한 수학적 절차들이 이용된다. 전술한 바와 같이, 이러한 일반적인 램프 사양 파라미터는 상관 색 온도(CCT)라고 한다. 색도를 더 설명하기 위한 유용하고 상보적인 방법은 램프의 색도 좌표가 BBL(101) 위에(양의 D_uv 값) 또는 BBL(101) 아래에(음의 D_uv 값) 놓이는 정도의 표시인 D_uv 값에 의해 제공된다.

색 차트의 일부는 다수의 등온선(117)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 이들 라인들 각각이 BBL(101) 상에 있지 않더라도, 등온선(117) 상의 임의의 색 포인트는 일정한 CCT를 가진다. 예를 들어, 제1 등온선(117A)은 10,000K의 CCT를 가지며, 제2 등온선(117B)은 5,000K의 CCT를 가지며, 제3 등온선(117C)은 3,000K의 CCT를 가지며, 제4 등온선(117D)은 2,200K의 CCT를 가진다.

도 1을 계속 참조하면, CIE 색 차트(100)는 또한, BBL(101)에 중심을 두고 BBL(101)로부터 1개의 스텝(105), 3개의 스텝(107), 5개의 스텝(109), 또는 7개의 스텝(111)을 연장하는 맥아담 타원(MAE)(103)을 나타내는 다수의 타원을 도시한다. MAE는 심리학 연구에 기초하고, 타원의 중앙의 색으로부터, 전형적인 관찰자에게, 구별할 수 없는 모든 색을 포함하는 CIE 색도도 상의 영역을 정의한다. 따라서, MAE 스텝들(105 내지 111) 각각(1개의 스텝 내지 7개의 스텝)은 전형적인 관찰자에게 MAE들(103) 각각의 중심에 있는 색과 실질적으로 동일한 색으로 보인다. 일련의 곡선들(115A, 115B, 115C, 및 115D)은 BBL(101)로부터의 실질적으로 동일한 거리들을 나타내고, 예를 들어, 각각 +0.006, +0.003, 0, - 0.003 및 - 0.006의 D_uv 값들에 관련된다.

이제, 도 2a를 참조하고, 도 1을 계속 참조하면, 도 2a는 좌표(205)의 적색(R) LED, 좌표(201)의 녹색(G) LED 및 좌표(203)의 청색(B) LED에 대한 (색도도(200)의 x-y 스케일로 지시되는 바와 같은) 전형적인 좌표 값들에 대한 색들의 근사 색도 좌표들을 갖는 색도도(200)를 나타낸다. 도 2a는 일부 실시예들에 따른, 가시 광원의 파장 스펙트럼을 정의하기 위한 색도도(200)의 예를 도시한다. 도 2a의 색도도(200)는 가시 광원의 파장 스펙트럼을 정의하는 한 방식일 뿐이며, 다른 적절한 정의들이 이 분야에 공지되어 있으며, 본 명세서에서 설명되는 개시된 주제의 다양한 실시예들에서도 사용될 수 있다.

색도도(200)의 일부를 특정하는 편리한 방법은 x-y 평면에서 방정식의 집합을 통하는 것이며, 여기서 각각의 방정식은 색도도(200) 상의 라인을 정의하는 해들의 궤적을 갖는다. 라인들은 도 2b를 참조하여 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이 특정 영역을 지정하기 위해 교차할 수 있다. 대안적인 정의로서, 백색 광원은 주어진 색 온도에서 동작하는 흑체 소스로부터의 광에 대응하는 광을 방출할 수 있다.

색도도(200)는 또한 도 1을 참조하여 위에 설명된 것과 같은 BBL(101)을 도시한다. 3개의 LED 좌표 위치들(201, 203, 205) 각각은 녹색, 청색, 및 적색 각각의 색들의 "완전 포화된" LED들에 대한 CCT 좌표들이다. 그러나, "백색 광"이 R, G, 및 B LED들의 소정의 비율들을 조합함으로써 생성되면, 이러한 조합의 CRI는 극히 낮을 것이다. 통상적으로, 소매 또는 접객 환경과 같은 전술한 환경들에서는 약 90 이상의 CRI가 바람직하다.

도 2b는 개시된 주제의 다양한 실시예들에 따라, BBL에 근접한 포화도 저하된(desaturated) R, G, 및 B LED들에 대한 근사 색도 좌표들을 갖는 도 2a의 색도도(200)의 수정된 버전을 도시하고, 포화도 저하된(desaturated) R, G, 및 B LED들은 대략 90+의 그리고 정의된 색 온도 범위 내의 연색 지수(CRI)를 갖는다.

그러나, 도 2b의 색도도(250)는 BBL(101)에 근접한 포화도 저하된(desaturated)(파스텔) R, G 및 B LED들에 대한 근사 색도 좌표들을 나타낸다. 좌표(255)의 포화도 저하된(desaturated) 적색(R) LED, 좌표(253)의 포화도 저하된(desaturated) 녹색(G) LED 및 좌표(251)의 포화도 저하된(desaturated) 청색(B) LED에 대해 (색도도(250)의 x-y 스케일에서 지시되는 바와 같은) 좌표 값들이 도시된다. 다양한 실시예들에서, 포화도 저하된(desaturated) R, G 및 B LED들의 색 온도 범위는 약 1800K 내지 약 2500K의 범위 내에 있을 수 있다. 다른 실시예들에서, 포화도 저하된(desaturated) R, G 및 B LED들은 예를 들어 약 2700K 내지 약 6500K의 색 온도 범위 내에 있을 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 포화도 저하된(desaturated) R, G 및 B LED들은 약 1800K 내지 약 7500K의 색 온도 범위 내에 있을 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 포화도 저하된(desaturated) R, G 및 B LED들은 광범위한 색 온도들 내에 있도록 선택될 수 있다. 전술한 바와 같이, 광원의 연색 지수(CRI)는 광원의 겉보기 색을 나타내지 않으며, 그 정보는 상관 색 온도(CCT)에 의해 주어진다. 따라서, CRI는 이상적인 또는 자연 광원과 비교하여 다양한 물체의 색을 충실하게 드러내는 광원의 능력의 정량적 척도이다.

특정한 예시적인 실시예에서, 포화도 저하된(desaturated) R, G, 및 B LED들에 대한 좌표값들 각각 사이에 형성된 삼각형(257)이 또한 도시된다. 포화도 저하된(desaturated) R, G 및 B LED들은 BBL(101)에 근접하여 좌표값들을 갖도록 (예를 들어, 본 기술분야에 알려진 바와 같은 LED들을 형성하기 위해 형광체들의 혼합물 및/또는 재료들의 혼합물에 의해) 형성된다. 결과적으로, 각각의 포화도 저하된(desaturated) R, G 및 B LED들의 좌표 위치들은, 삼각형(257)에 의해 윤곽이 그려진 바와 같이, 대략 90 이상을 갖는 CRI, 및 예를 들어 약 2700K 내지 약 6500K의 대략 조정가능한 색온도 범위를 갖는다. 그러므로, 상관 색온도(CCT)의 선택은, 선택된 CCT의 모든 조합들이 전부 90 이상의 CRI를 갖는 램프를 초래하도록, 본 명세서에 설명된 색조정 응용에서 선택될 수 있다. 포화도 저하된(desaturated) R, G 및 B LED들 각각은 단일 LED 또는 LED들의 어레이(또는 그룹)를 포함할 수 있고, 어레이 또는 그룹 내의 각각의 LED는 어레이 또는 그룹 내의 다른 LED들과 동일하거나 유사한 포화도 저하된(desaturated) 색을 갖는다. 하나 이상의 포화도 저하된(desaturated) R, G 및 B LED의 조합은 램프를 포함한다.

도 2c는 개시된 주제의 다양한 실시예들에 따라, BBL에 근접한 포화도 저하된(desaturated) R, G, 및 B LED들에 대한 근사 색도 좌표들을 갖는 도 2a의 색도도(200)의 수정된 버전을 도시하며, 포화도 저하된(desaturated) R, G, 및 B LED들은 대략 80+의 연색 지수(CRI)를 갖고 도 2b의 포화도 저하된(desaturated) R, G, 및 B LED들보다 더 넓은 정의된 색 온도 범위 내에 있다.

그러나, 도 2c의 색도도(270)는 도 2b의 포화도 저하된(desaturated) R, G 및 B LED들보다 BBL(101)로부터 더 멀리 배열된 포화도 저하된(desaturated) R, G 및 B LED들에 대한 근사 색도 좌표들을 나타낸다. 좌표(275)에서의 포화도 저하된(desaturated) 적색(R) LED, 좌표(273)에서의 포화도 저하된(desaturated) 녹색(G) LED 및 좌표(271)에서의 포화도 저하된(desaturated) 청색(B) LED에 대해 (색도도(270)의 x-y 스케일에서 지시되는 바와 같은) 좌표 값들이 도시된다. 다양한 실시예들에서, 포화도 저하된(desaturated) R, G 및 B LED들의 색 온도 범위는 약 1800K 내지 약 2500K의 범위 내에 있을 수 있다. 다른 실시예들에서, 포화도 저하된(desaturated) R, G 및 B LED들은 약 2700K 내지 약 6500K의 색 온도 범위 내에 있을 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 포화도 저하된(desaturated) R, G 및 B LED들은 약 1800K 내지 약 7500K의 색 온도 범위 내에 있을 수 있다.

특정한 예시적인 실시예에서, 포화도 저하된(desaturated) R, G, 및 B LED들에 대한 좌표값들 각각 사이에 형성된 삼각형(277)이 또한 도시된다. 포화도 저하된(desaturated) R, G 및 B LED들은 BBL(101)에 근접하여 좌표값들을 갖도록 (예를 들어, 본 기술분야에 알려진 바와 같이 LED들을 형성하기 위한 인광체들의 혼합물 및/또는 재료들의 혼합물에 의해) 형성된다. 따라서, 각각의 포화도 저하된(desaturated) R, G 및 B LED들의 좌표 위치들은, 삼각형(277)에 의해 윤곽이 그려진 바와 같이, CRI가 대략 80 이상을 갖는 CRI, 및 예를 들어, 약 1800K 내지 약 7500K의 대략 조정가능한 색온도 범위를 갖는다. 색온도 범위가 도 2b에 도시된 범위보다 크기 때문에, CRI는 그에 상응하여 약 80 이상으로 감소된다. 그러나, 본 기술분야의 통상의 기술자라면, 포화도 저하된(desaturated) R, G 및 B LED가 색도도 내의 어디에서나 개별 색 온도들을 갖도록 생성될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 그러므로, 상관 색 온도(CCT)의 선택은 선택된 CCT의 모든 조합들이 전부 80 이상의 CRI를 갖는 램프를 초래하도록 여기에 설명된 색 조정 응용에서 선택될 수 있다. 포화도 저하된(desaturated) R, G 및 B LED들 각각은 단일 LED 또는 LED들의 어레이(또는 그룹)를 포함할 수 있고, 어레이 또는 그룹 내의 각각의 LED는 어레이 또는 그룹 내의 다른 LED들과 동일하거나 유사한 포화도 저하된(desaturated) 색을 갖는다. 하나 이상의 포화도 저하된(desaturated) R, G 및 B LED의 조합은 램프를 포함한다.

도 3은 하드-와이어드(hard-wired) 플럭스(flux) 제어 디바이스(301) 및 별개의 하드-와이어드 CCT 제어 디바이스(303)를 사용하는 종래 기술의 색 조정 디바이스(300)를 도시한다. 플럭스 제어 디바이스(301)는 단일 채널 구동기 회로(305)에 결합되고 CCT 제어 디바이스(303)는 조합 LED 구동 회로/LED 어레이(320)에 결합된다. 조합 LED-구동 회로/LED 어레이(320)는 전류-구동기 회로, PWM 구동기 회로, 또는 하이브리드 전류-구동기/PWM-구동기 회로일 수 있다. 플럭스 제어 디바이스(301), CCT 제어 디바이스(303) 및 단일 채널 구동기 회로(305) 각각은 고객 시설(310)에 위치하고, 모든 디바이스들은 일반적으로 고전압 회로들을 통제하는 적용가능한 국가 및 지역 법규들로 설치되어야 한다. 조합 LED-구동 회로/LED 어레이(320)는 일반적으로 고객 시설(310)로부터 원격으로(예를 들어, 수 미터 내지 수십 미터 이상) 위치한다. 결과적으로, 초기 구매 가격 및 설치 가격 둘 다가 상당할 수 있다.

결과적으로, 단일 채널 정전류 구동기로부터 동작하는 종래의 색-조정 가능한 시스템에서, 2개의 제어 입력들이 일반적으로 요구되는데, 하나는 플럭스 제어(예를 들어, 광속(luminous flux) 또는 조광(dimming))을 위한 것이고, 다른 하나는 색 조정을 위한 것이다. 제어 입력은, 예를 들어, 선형 또는 회전 슬라이더, DIP 스위치, 또는 표준 0V 내지 10V 조광기와 같은 전기-기계 디바이스에 의해 실현될 수 있다.

도 4는 CCT 값을 제어 입력 값의 함수로서 나타내고, 개시되는 주제의 다양한 실시예들에 따른 2개의 사용자 제어 설계 사이의 차이를 나타내는 그래프(400)의 예시적인 실시예이다. 2개의 사용자 제어 설계의 결과들은 2개의 그래픽 곡선으로서 도시된다. CCT 값을 조절하는 데 사용되는 사용자 제어 디바이스는 도 3의 CCT 제어 디바이스(303)와 동일하거나 유사할 수 있으며, 후술하는 바와 같이 제2 사용자 제어 설계에 대한 적절한 변경을 갖는다.

본 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 바와 같이, CCT는 종종 백색 광원의 색도를 나타내는 데 사용된다. 그러나, 전술한 바와 같이, 색도는 2차원 값이고, BBL로부터의 거리인 다른 차원은 종종 누락된다. D_uv는 미국 국립 표준 협회(American National Standards Institute, ANSI) 표준에서 정의되었다. 따라서, 2개의 색도 좌표들 (x, y) 또는 (u', v')는 색 정보를 직관적으로 지니지 않는다. CCT 및 D_uv는 완전한 색 정보를 지닌다.

또한, CCT 값들에서의 단위 스텝(unit step)은 색에서의 균일한 지각으로 귀착되지 않는다. 이것은 ANSI C78.377(2015)로부터 발췌된 아래의 [표 1]에 의해 입증된다. CCT의 허용오차는 CCT의 값들이 높을수록 점진적으로 더 커진다. 결과적으로, CCT 값들을 나타내는 사용자 제어가 CCT 값들에 선형으로 맵핑되는 경우, 대부분의 가시적 변화들은 CCT 제어 디바이스 범위의 시작 동안에(예를 들어, 슬라이더 범위의 시작에서) 발생하며, 따라서 예상대로 선형이 아니다.

[표 1]

다시 도 4를 참조하면, 불균일 매핑 곡선(403)은 주어진 사용자 제어 입력에 기초하여 균일하게 이격된 CCT 값들을 매핑한다. 사용자 제어 입력은 원하는 CCT 값과 관련된다. 그러나, 사용자 제어 상의 2개의 동일한 구간은 CCT 공간에서의 대략 동일한 차이와 동등하지 않다. 즉, 불균일 매핑 곡선(403)은 CCT 제어 디바이스 상의 인접한 포인트들 사이의 동일한 스텝들(예를 들어, 16개 유닛들의 제1 레벨로부터 32개 유닛들의 제2 레벨까지, 48개 유닛들의 제3 레벨까지, 64개 유닛들의 제4 레벨까지 등, 여기서 유닛들은 임의적이지만 동일한 구간들임)에 기초한다. 그러나, 동일한 스텝들은 지각 CCT 값들의 불균일한 증가를 유발한다.

균일 매핑 곡선(401)은 선택된 CCT 값들을 사용자 제어 상의 등간격 구간들에 매핑한다. 즉, 균일 매핑 곡선(401)은 CCT제어 디바이스 상의 인접한 포인트들 사이에서 (예를 들어, 3 유닛들의 제1 레벨로부터, 6 유닛들의 제2 레벨까지, 10 유닛들의 제3 레벨까지, 13 유닛들의 제4 레벨까지 등, 여기서 유닛들은 임의적이지만 동일하지 않은 구간임) 동일하지 않은 스텝들을 가진다. 그러나, 동일하지 않은 스텝들은 지각 CCT 값들의 대략 균일한 증가를 유발한다.

본 기술분야의 통상의 기술자는 도 4에서 균일 매핑 곡선(401)의 대부분의 포인트들이 곡선의 대략 첫번째 사분의 일 내에 집중된다(예를 들어, 제어-입력 값의 약 0 내지 약 340 유닛들의 제어-입력 값)고 용이하게 인식할 것이다. 제어 입력 값이 증가함에 따라, 균일 매핑 곡선(401) 상의 후속 포인트들 사이의 거리가 증가한다(곡선 상의 후속 포인트들 사이의 거리가 더 크다). 결과적으로, 최종 사용자가 입력 제어 디바이스(예를 들어, 도 3의 CCT 제어 디바이스)를 변경할 때, 입력 제어에 결합된 LED 또는 LED 어레이의 색 온도는 제어 디바이스의 하측 부분들에서 빠르게 변하고, 그 후 LED 또는 LED 어레이의 색 온도는 매우 느리게 변한다. 이러한 비선형 상황은 최종 사용자에게 점피(jumpy) 경험을 생성하며, 여기서 더 높은 색 온도들이 특히 정확하게 제어하기가 점점 더 어려워진다.

불균일 매핑 곡선(403)에 의해, 최종 사용자는 매끄럽고 시각적으로 즐거운 조정 경험이 가능해진다. 예를 들어, 최종 사용자가, 예를 들어, CCT 제어 디바이스(303)의 수정된 버전을 포함하는 슬라이더의 예를 들어 선형 모션의 시작에서 작은 거리를 이동함에 따라, LED의 색 온도는 주어진 양만큼 증가한다. 최종 사용자가 슬라이더의 선형 모션의 끝을 향해 대략 동일한 작은 거리를 이동함에 따라, LED의 색 온도의 지각 색 차이는 슬라이더 범위의 시작에서와 대략 동일한 주어진 양으로 증가한다.

매끄럽고 시각적으로 즐거운 조정 경험을 달성하기 위해, 도 3의 CCT 제어 디바이스의, 개시된 주제에 따른 적절한 슬라이더 증분들 및 수정된 버전을 찾는 방법이 아래에 설명된다. 결과적으로, 2개의 주어진 CCT 값들 사이에 CCT 조정-곡선 상에 N개의 포인트들이 존재하는 것을 고려한다. 아래에 개략적으로 설명되는 바와 같이, N개의 포인트는 2개의 인접 포인트 사이의 색의 지각 차이가 실질적으로 균일한 방식으로 계산된다.

도 5는 개시된 주제의 다양한 실시예들에 따른, 실질적으로 BBL(501)을 따라 있는 일련의 선택된 제어 포인트들(500)의 예시적인 실시예를 나타낸 것이다. BBL(501) 상의 선택된 제어 포인트들은 전술한 CCT 조정-곡선의 포인트들을 나타낸다. 예를 들어, 도시된 선택된 제어 포인트들의 부분(503)은 대략 6500K 내지 약 3000K의 범위 내에 있다. 그러나, 선택된 제어 포인트들은 BBL(501) 상에 놓일 필요가 없다. 예를 들어, 다양한 실시예들에서, 선택된 제어 포인트들은 예컨대 선택된 맥아담 타원(도 1 참조) 내에 또는 맥아담 타원들의 선택된 범위에 걸쳐 BBL에 가깝게 놓일 수 있다.

최종 사용자 제어 인터페이스, 예컨대, 예를 들어 슬라이더 또는 다이얼을 포함하는 제어 디바이스는 계산된 N개의 포인트에 선형으로 맵핑된 이동 범위를 갖는다. 일 실시예에서, 선형으로 매핑된 이동 범위는 이어서 CCT 제어 디바이스에 (예컨대, 메모리와 같은 및/또는 소프트웨어, 하드웨어, 또는 펌웨어로 프로그래밍된 저장 영역에) 저장된다. 다른 실시예에서, 선형으로 매핑된 이동 범위는 대안적으로, 예를 들어, 원격 제어기 박스 내에 또는 LED 어레이 내에 (예를 들어, 메모리와 같은 및/또는 소프트웨어, 하드웨어, 또는 펌웨어로 프로그래밍된 저장 영역에) 저장될 수 있다. 양자의 실시예들에서, 저장 디바이스는 하나 이상의 LED들 또는 LED 어레이로부터의 지각적 CCT 값들의 실질적으로 균일한 증가들을 제공하도록 CCT 제어 디바이스의 기계적 이동을 상관시키기 위해 내부적으로 또는 외부적으로 CCT 제어 디바이스에 전기적으로 결합된다. 어느 경우에나, 계산된 N개의 CCT 포인트는 예를 들어 CIE 1976 공간에서 생성될 수 있다. CIE 1976 색 공간은 지각적으로 균일한 색 공간으로 간주된다. 이 공간에서의 동일한 유클리드 거리는 지각적으로 균일한 것으로 간주된다.

이제 도 6을 참조하면, CCT 조정-곡선에 대한 제어 디바이스 포인트들을 결정하기 위한 예시적인 방법 프로세스 흐름도(600)가 도시된다. 예시적인 실시예에서, 계산은 CCT 조정-곡선의 시작 포인트(예를 들어, BBL 라인 상의 색 온도)를 선택함으로써 동작(601)에서 시작한다. 동작(603)에서, u'v' 공간에서 바람직한 거리 d와 대략 동일한 CCT 조정-곡선의 후속 포인트가 고려된다. 동작(605)에서, 예시적인 방법은 마지막으로 결정된 포인트로 이동하고, 다시 u'v' 공간에서 바람직한 거리 d와 대략 동일한 다른 후속 포인트가 결정된다. 동작(607)에서, 예시적인 방법은 N개의 포인트들이 획득되거나, 조정 범위가 소진될 때까지 반복된다.

고정된 거리(예를 들어, 바람직한 또는 미리 결정된 거리)에 있는 포인트를 찾기 위해, 인터셉션 포인트는 CCT 조정-곡선과 u'v' 색 공간에서의 반경 d의 원 사이에서 분석적으로 계산될 수 있다(예를 들어, 도 5 참조). 대안적으로, CCT 조정-곡선은 충분히 높은 분해능을 갖는 u'v' 좌표들로 변환될 수 있고, 이후 CCT 조정-곡선 상의 모든 포인트들을 횡단할 수 있다.

그 다음, 첫 번째 포인트를 포함하는, 기준과 매칭하거나 근사적으로 매칭하는 모든 포인트들은 사용자 제어(예를 들어, CCT 제어 디바이스)에서 이용될 출력으로서 리스트에 넣어진다. 결과적으로, N개의 포인트가 획득된 후에, 사용자 제어의 이동 범위는 동작(609)에서 N개의 포인트에 선형으로 매핑된다. 예를 들어, 사용자 제어의 이동 범위가 256개의 개별 스텝이고, 포인트들의 수 N이 64인 경우, 4의 각각의 구간이 N개의 포인트의 결정된 값들로부터 CCT 값에 할당된다.

예시적인 실시예에서, CCT 천이를 선형 또는 실질적으로 선형으로 만드는 데 사용되는 알고리즘은, 예를 들어, 초기 포인트로부터 시작하여, 지정된 거리에 있는 그 다음 포인트를 결정하는 것을 포함한다. 지정된 거리에 있는 다음 포인트가 발견될 때, 알고리즘은 방금 발견된 포인트로 진행하고 이어서 지정된 거리에 있는 다음 포인트를 결정한다. 첫 번째 포인트를 포함하는, 기준들과 매칭하는 모든 포인트들은 이후 출력으로서 리스트에 넣어진다.

따라서, 알고리즘은 도 5 및 도 6을 참조하여 위에서 설명된 바와 같이 BBL 상의 포인트들을 생성한다. 동일한 원리가 다른 바람직한 타입들의 곡선들에도 적용될 수 있다. 하나의 특정 예시적인 실시예에서, CCT 천이들을 선형으로 만드는 데 사용되는 알고리즘은 다음과 같이 표현될 수 있다:

def getCCTbyUVprimeDist(start_CCT, end_CCT, uv_dist):

cct_list = np.arange(start_CCT, end_CCT + 1) # get all the CCT values between the given range at a step size of 1

cct_uvprime = getColorPointOnPlanckian(cct_list, colorSpace='uvprime') # get the u’v’ coordinates of these CCT values

selected_cct_list = [start_CCT] # start from the first CCT value

total_cct_num = len(cct_list)

first_cct = 0 # index of the first CCT

second_cct = 0 # index of the next CCT

while first_cct < total_cct_num - 1:

found = False

while second_cct < total_cct_num - 1:

if distance (ColorPoint('uvprime', (cct_uvprime[first_cct, :])),

ColorPoint('uvprime', (cct_uvprime[second_cct, :]))) < uv_dist:

second_cct += 1

else:

found = True

selected_cct_list.append(cct_list[second_cct])

first_cct = second_cct

break

if not found:

break

return selected_cct_list

본 기술분야의 통상의 기술자는, 개시된 주제를 읽고 이해할 때, 동일하거나 유사한 결과들을 제공하기 위해 이용될 수 있는 추가적인 알고리즘들을 인식할 것이다. 또한, 통상의 기술자는 유사한 타입들의 알고리즘들이 소프트웨어, 펌웨어로 코딩되거나, 주문형 집적 회로(Application-Specific Integrated Circuit, ASIC) 또는 전용 프로세서 또는 제어 디바이스와 같은 다양한 타입들의 하드웨어 디바이스들로 구현될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 알고리즘으로부터의 결과들(앞서 기술한 출력 목록)이 이어서 제어 디바이스에 추가될 수 있다(예컨대, 디바이스의 이동을 원하는 CCT 값에 상관시키기 위해 제어 디바이스 내의 소프트웨어로서 저장된 CCT 제어 디바이스에 추가될 수 있거나, 디바이스의 이동을 원하는 CCT 값에 상관시키기 위해 제어 디바이스에 하드-코딩(hard-coded)될 수 있거나, 디바이스의 이동을 원하는 CCT 값에 상관시키기 위해 제어 디바이스 내의 ASIC에 구현될 수 있거나, 디바이스의 이동을 원하는 CCT 값에 상관시키기 위해 프로세서 또는 다른 타입의 하드웨어(예컨대, 제어 디바이스 내의 FPGA(field-programmable gate array) 로, 또는 기술 분야에 공지되어 있고 이하에서 도 7을 참조하여 더 상세히 기술되는 다른 수단에 의해, 구현될 수 있다).

다양한 동작들을 수행하기 위한 명령어들을 갖는 머신들

도 7은, 머신-판독가능한 매체, 예를 들어, 비일시적 머신-판독가능한 매체, 머신-판독가능한 저장 매체, 컴퓨터-판독가능한 저장 매체, 또는 이들의 임의의 적절한 조합으로부터 명령어를 판독하여 여기서 논의된 방법론들 중 임의의 하나 이상을 수행할 수 있는, 일부 실시예에 따른 머신(700)의 컴포넌트들을 나타내는 블록도이다. 구체적으로는, 도 7은 예시적인 형태의 컴퓨터 시스템으로 된 머신(700)의 개략도를 도시하며, 머신 내에서, 머신(700)으로 하여금 여기서 논의된 방법론들 중 임의의 하나 이상(예를 들어, 프로세스 레시피)을 수행하게 하기 위한 명령어(724)(예를 들어, 소프트웨어, 프로그램, 애플리케이션, 애플릿, 앱 또는 다른 실행가능한 코드)가 실행될 수 있다.

대안적인 실시예들에서, 머신(700)은 독립형 디바이스로서 동작하거나 다른 머신들에 연결(예를 들어, 네트워킹)될 수 있다. 네트워킹된 배치에서, 머신(700)은 서버-클라이언트 네트워크 환경에서 서버 머신 또는 클라이언트 머신의 자격으로, 또는 피어-투-피어(또는 분산형) 네트워크 환경에서 피어 머신으로서 동작할 수 있다. 머신(700)은, 서버 컴퓨터, 클라이언트 컴퓨터, 개인용 컴퓨터(PC), 태블릿 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 넷북, 셋탑 박스(STB), PDA(personal digital assistant), 셀룰러 전화, 스마트폰, 웹 어플라이언스, 네트워크 라우터, 네트워크 스위치, 네트워크 브릿지, 또는 해당 머신에 의해 취해질 동작들을 명시하는 명령어들(724)을 순차적으로 또는 기타의 방식으로 실행할 수 있는 임의의 머신일 수 있다. 또한, 단일 머신만이 예시되어 있지만, "머신"이라는 용어는 또한 본 명세서에서 논의된 방법론들 중 임의의 하나 이상을 수행하기 위해 명령어들(724)을 개별적으로 또는 공동으로 실행하는 머신들의 컬렉션을 포함하는 것으로 간주되어야 한다.

머신(700)은, 버스(708)를 통해 서로 통신하도록 구성되는, 프로세서(702)(예를 들어, 중앙 처리 유닛(CPU), 그래픽 처리 유닛(GPU), 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 무선 주파수 집적 회로(RFIC), 또는 이들의 임의의 적절한 조합), 메인 메모리(704), 및 정적 메모리(706)를 포함한다. 프로세서(702)는 명령어들(724)의 일부 또는 전부에 의해 일시적으로 또는 영구적으로 구성가능한 마이크로회로들을 포함할 수 있으므로, 프로세서(702)는 본 명세서에 설명된 방법론들 중 임의의 하나 이상을 전체적으로 또는 부분적으로 수행하도록 구성가능하다. 예를 들어, 프로세서(702)의 하나 이상의 마이크로회로의 세트는 본 명세서에 설명된 하나 이상의 모듈(예를 들어, 소프트웨어 모듈들)을 실행하도록 구성가능할 수 있다.

머신(700)은 그래픽 디스플레이(710)(예를 들어, 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel, PDP), 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 프로젝터, 또는 음극선관(cathode ray tube, CRT))를 더 포함할 수 있다. 머신(700)은 영숫자 입력 디바이스(712)(예를 들어, 키보드), 커서 제어 디바이스(714)(예를 들어, 마우스, 터치패드, 트랙볼, 조이스틱, 모션 센서, 또는 다른 포인팅 기구), 저장 유닛(716), 신호 생성 디바이스(718)(예를 들어, 스피커), 및 네트워크 인터페이스 디바이스(720)를 또한 포함할 수 있다.

저장 유닛(716)은 본 명세서에 설명된 방법론들 또는 기능들 중 임의의 하나 이상을 구현하는 명령어들(724)이 저장되는 머신-판독가능한 매체(722)(예를 들어, 유형의(tangible) 및/또는 비일시적 머신-판독가능한 저장 매체)를 포함한다. 명령어들(724)은 또한, 머신(700)에 의한 그 실행 동안에, 완전히 또는 적어도 부분적으로, 메인 메모리(704) 내에, 프로세서(702) 내에(예를 들어, 프로세서의 캐시 메모리 내에), 또는 양쪽 모두에 존재할 수 있다. 따라서, 메인 메모리(704) 및 프로세서(702)는 머신-판독가능한 매체(예를 들어, 유형의 및/또는 비일시적 머신-판독가능한 매체)로서 간주될 수 있다. 명령어들(724)은 네트워크 인터페이스 디바이스(720)를 통해 네트워크(726)를 경유하여 송신 또는 수신될 수 있다. 예를 들어, 네트워크 인터페이스 디바이스(720)는 임의의 하나 이상의 전송 프로토콜들(예를 들어, 하이퍼텍스트 전송 프로토콜(hypertext transfer protocol, HTTP))을 사용하여 명령어들(724)을 통신할 수 있다.

일부 실시예들에서, 머신(700)은 스마트폰 또는 태블릿 컴퓨터와 같은 휴대용 컴퓨팅 디바이스일 수 있고, 하나 이상의 부가적인 입력 컴포넌트들(예를 들어, 센서들 또는 게이지들)을 가질 수 있다. 이러한 부가적인 입력 컴포넌트들의 예들은 이미지 입력 컴포넌트(예컨대, 하나 이상의 카메라), 오디오 입력 컴포넌트(예컨대, 마이크), 방향 입력 컴포넌트(예컨대, 나침반), 위치 입력 컴포넌트(예컨대, GPS(global positioning system) 수신기), 배향(orientation) 컴포넌트(예컨대, 자이로스코프), 움직임 검출 컴포넌트(예컨대, 하나 이상의 가속도계), 고도 검출 컴포넌트(예컨대, 고도계), 및 가스 검출 컴포넌트(예컨대, 가스 센서)를 포함한다. 이들 입력 컴포넌트들 중 임의의 하나 이상에 의해 수집된 입력들은 본 명세서에 설명된 모듈들 중 임의의 것에 의한 사용을 위해 액세스가능하고 이용가능할 수 있다.

본 명세서에서 사용될 때, 용어 "메모리"란, 데이터를 일시적으로 또는 영구적으로 저장할 수 있는 머신-판독가능한 매체를 말하며, 랜덤 액세스 메모리(random-access memory, RAM), 판독 전용 메모리(read-only memory, ROM), 버퍼 메모리, 플래시 메모리, 및 캐시 메모리를 포함하지만 이것으로 제한되지 않는 것으로 간주된다. 머신-판독가능한 매체(722)는 실시예에서 단일 매체인 것으로 도시되어 있지만, 용어 "머신-판독가능한 매체"는 명령어들을 저장할 수 있는 단일 매체 또는 복수의 매체(예를 들어, 중앙집중형 또는 분산형 데이터베이스, 또는 연관된 캐시 및 서버)를 포함하는 것으로 간주되어야 한다. 용어 "머신-판독가능한 매체"는 또한, 명령어들이, 머신의 하나 이상의 프로세서(예를 들어, 프로세서(702))에 의해 실행될 때, 머신으로 하여금 여기서 설명된 방법론들 중 임의의 하나 이상을 수행하게 하도록, 머신(예를 들어, 머신(700))에 의한 실행을 위한 명령어를 저장할 수 있는 임의의 매체 또는 복수의 매체들의 조합을 포함하는 것으로 간주되어야 한다. 따라서, "머신-판독가능한 매체"는 단일 저장 장치 또는 디바이스뿐만 아니라, 복수의 저장 장치 또는 디바이스를 포함하는 "클라우드 기반" 저장 시스템들 또는 저장 네트워크들을 지칭한다. 따라서, 용어 "머신-판독가능한 매체"는, 고체-상태 메모리, 광학 매체, 자기 매체, 또는 이들의 임의의 적절한 조합의 형태로 된 하나 이상의 유형의(예를 들어, 비일시적) 데이터 저장소를 포함하지만 이것으로 제한되지 않는 것으로 간주되어야 한다.

또한, 머신-판독가능한 매체는 전파 신호(propagating signal)를 구현하지 않는다는 점에서 비일시적이다. 그러나, 유형의 머신-판독가능한 매체를 "비일시적"으로 라벨링하는 것은 매체가 이동할 수 없다는 것을 의미하는 것으로 해석되어서는 안 된다 - 매체는 한 물리적 위치로부터 또 다른 위치로 이동될 수 있는 것으로 간주되어야 한다. 추가로, 머신-판독가능한 매체는 유형이므로, 매체는 머신-판독가능 디바이스로 간주될 수 있다.

명령어들(724)은 네트워크 인터페이스 디바이스(720)를 통해 전송 매체를 사용하여 그리고 다수의 널리 공지된 전송 프로토콜들(예컨대, HTTP) 중 임의의 것을 이용하여 네트워크(726)(예컨대, 통신 네트워크)를 거쳐 추가로 전송 또는 수신될 수 있다. 통신 네트워크들의 예들은 근거리 네트워크(local area network, LAN), 광역 네트워크(wide area network, WAN), 인터넷, 이동 전화 네트워크들, POTS 네트워크들, 및 무선 데이터 네트워크들(예를 들어, WiFi 및 WiMAX 네트워크들)을 포함한다. "전송 매체"라는 용어는, 머신에 의한 실행을 위한 명령어를 저장, 인코딩 또는 운반할 수 있고, 이러한 소프트웨어의 전달을 용이하게하는 디지털 또는 아날로그 통신 신호 또는 기타의 무형(intangible) 매체를 포함하는 임의의 무형의 매체를 포함하는 것으로 간주되어야 한다.

일부 예시적인 실시예에서, 하드웨어 모듈은, 예를 들어, 기계적으로 또는 전자적으로, 또는 이들의 임의의 적절한 조합에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 하드웨어 모듈은 특정 동작들을 수행하도록 영구적으로 구성되는 전용 회로 또는 로직을 포함할 수 있다. 하드웨어 모듈은 필드 프로그래머블 게이트 어레이(field-programmable gate array, FPGA) 또는 주문형 집적 회로(ASIC)와 같은 특수 목적 프로세서이거나 이를 포함할 수 있다. 하드웨어 모듈은 또한 특정 동작들을 수행하기 위해 소프트웨어에 의해 일시적으로 구성되는 프로그램가능 로직 또는 회로를 포함할 수 있다. 예로서, 하드웨어 모듈은 중앙 처리 유닛(central processing unit, CPU) 또는 다른 프로그램가능 프로세서 내에 포함된 소프트웨어를 포함할 수 있다. 하드웨어 모듈을 기계적으로, 전기적으로, 전용 및 영구적으로 구성된 회로로, 또는 일시적으로 구성된 회로(예를 들어, 소프트웨어에 의해 구성됨)로 구현하려는 결정은, 비용 및 시간 고려사항에 의해 주도될 수 있다는 것을 이해될 것이다.

다양한 실시예들에서, 설명된 컴포넌트들 중 다수는 본 명세서에 개시된 기능들을 구현하도록 구성된 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 모듈들은 소프트웨어 모듈들(예를 들어, 머신-판독가능한 매체 또는 전송 매체에 저장되거나 다른 방식으로 구현된 코드), 하드웨어 모듈들, 또는 이들의 임의의 적절한 조합을 구성할 수 있다. "하드웨어 모듈"은 특정 동작들을 수행하고 특정 신호들을 해석할 수 있는 유형의 (예를 들어, 비일시적) 물리적 컴포넌트(예를 들어, 하나 이상의 마이크로프로세서 또는 다른 하드웨어 기반 디바이스들의 세트)이다. 하나 이상의 모듈은 소정의 물리적 방식으로 구성되거나 배열될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 하나 이상의 마이크로프로세서 또는 그것의 하나 이상의 하드웨어 모듈은 그 모듈에 대해 본 명세서에 설명된 동작들을 수행하도록 동작하는 하드웨어 모듈로서 소프트웨어(예를 들어, 애플리케이션 또는 그것의 일부)에 의해 구성될 수 있다.

일부 예시적인 실시예들에서, 하드웨어 모듈은, 예를 들어, 기계적으로 또는 전자적으로, 또는 이들의 임의의 적절한 조합에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 하드웨어 모듈은 특정 동작들을 수행하도록 영구적으로 구성되는 전용 회로 또는 로직을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 하드웨어 모듈은 FPGA 또는 ASIC와 같은 특수 목적 프로세서를 수반 또는 포함할 수 있다. 하드웨어 모듈은 또한 색-조정 디바이스 상의 계산된 N개의 포인트들에 선형으로 매핑되는 이동 범위(예를 들어, 도 5 및 6 참조)와 같은 특정 동작들을 수행하도록 소프트웨어에 의해 일시적으로 구성되는 프로그래밍가능한 로직 또는 회로를 포함할 수 있다.

상기 설명은 개시된 주제를 구현하는 예시적인 예들, 디바이스들, 시스템들, 및 방법들을 포함한다. 설명에서, 설명의 목적으로, 개시된 주제의 다양한 실시예들의 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부 사항들이 제시되었다. 그러나, 주제의 다양한 실시예들이 이러한 특정 세부 사항들 없이 실시될 수 있다는 점이 본 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백할 것이다. 또한, 널리 공지된 구조들, 재료들, 및 기술들은 다양한 예시된 실시예들을 모호하게 하지 않기 위해, 상세히 도시되지 않았다.

본 명세서에서 사용될 때, 용어 "또는"은 포괄적 또는 배타적 의미로 해석될 수 있다. 또한, 다른 실시예들은 제공된 개시내용을 읽고 이해할 시에 본 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 것이다. 또한, 본 명세서에 제공된 개시내용을 읽고 이해할 시에, 본 기술분야의 통상의 기술자는 본 명세서에 제공된 기술들 및 예들의 다양한 조합들이 모두 다양한 조합들로 적용될 수 있다는 것을 쉽게 이해할 것이다.

다양한 실시예들이 별도로 논의되지만, 이러한 별도의 실시예들은 독립적인 기법들 또는 설계들로서 고려되도록 의도되지 않는다. 전술한 바와 같이, 다양한 부분들 각각은 상호 관련될 수 있으며, 각각은 개별적으로 또는 조광기들 및 관련 디바이스들과 같은 다른 타입들의 전기 제어 디바이스들과 연계하여 사용될 수 있다. 결과적으로, 방법들, 동작들 및 프로세스들의 다양한 실시예들이 설명되었지만, 이러한 방법들, 동작들 및 프로세스들은 개별적으로 또는 다양한 조합들로 사용될 수 있다.

결과적으로, 본 명세서에 제공된 개시내용을 읽고 이해할 때 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백한 바와 같이, 많은 수정들 및 변형들이 이루어질 수 있다. 본 명세서에 열거된 것들에 더하여, 본 개시내용의 범위 내의 기능적으로 동등한 방법들 및 디바이스들은 전술한 설명들로부터 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 일부 실시예들의 부분들 및 특징들은 다른 실시예들의 부분들 및 특징들에 포함되거나, 다른 실시예들의 부분들 및 특징들을 대체할 수 있다. 이러한 수정들 및 변형들은 첨부된 청구항들의 범위 내에 속하는 것으로 의도된다. 따라서, 본 개시내용은 첨부된 청구항들과 함께, 그러한 청구항들에 부여되는 균등한 것들의 전체 범위에 의해서만 제한되어야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 특정 실시예들을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 한정을 의도하지 않는다는 것도 이해해야 한다.

본 개시내용의 요약서는 독자가 기술적 개시내용의 본질을 신속하게 확인할 수 있게 하기 위해 제공된다. 요약서는 청구항들을 해석하거나 제한하는 데 사용되지 않을 것이라는 이해와 함께 제출된다. 또한, 전술한 상세한 설명에서, 본 개시내용을 간소화할 목적으로 다양한 특징들이 단일 실시예에서 함께 그룹화될 수 있다는 것을 알 수 있다. 개시내용의 이 방법은 청구항들을 제한하는 것으로서 해석되지 않아야 한다. 따라서, 이하의 청구항들은 이로써 상세한 설명에 포함되며, 각각의 청구항은 개별 실시예로서 자립한다.

Claims

지각적으로(perceptually) 균일한 색 조정을 위해 발광 다이오드(light-emitting diode, LED) 어레이를 색 조정하는 제어 장치로서,
최종 사용자에 의해 상기 LED 어레이의 원하는 색 온도로 조절되도록 구성된 상관 색 온도(correlated color temperature, CCT) 제어 디바이스 - 상기 CCT 제어 디바이스는 상기 원하는 색 온도에 대응하는 출력 신호를 생성하도록 더 구성됨 -; 및
상기 CCT 제어 디바이스에 전기적으로 결합되고, N개의 미리 결정된 값들의 세트에 기초하여 상기 LED 어레이로부터의 복수의 지각적 CCT 값들에서의 실질적으로 균일한 증가들을 제공하기 위해 상기 CCT 제어 디바이스의 기계적 이동 범위 사이의 상관을 저장하고 제어하도록 구성된 저장 디바이스 - 상기 N개의 미리 결정된 값들의 세트는 상기 CCT 제어 디바이스의 기계적 이동 범위 내의 이산 스텝들의 수에 기초하고, N개의 포인트들 중 2개의 인접한 포인트들 사이의 색의 지각적 차이가 증분적 CCT 증가에 대해 실질적으로 균일하고 선형인, 사람에 대한 색의 지각적 차이를 생성하도록 계산되며, 상기 저장 디바이스는 상기 N개의 미리 결정된 값들 중 인접한 값들 사이의 불균등한 스텝 거리들을 갖는 실질적으로 균일한 매핑 곡선을 생성하기 위해 선택된 CCT 값들을 상기 CCT 제어 디바이스 상의 실질적으로 균등하게 이격된 간격들에 매핑하도록 추가로 구성됨 -
를 포함하는 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 N개의 미리 결정된 값들의 세트는 2개의 주어진 CCT 값들 사이의 CCT 조정-곡선 상의 포인트들로서 결정되고, 상기 N개의 미리 결정된 값들의 세트는 2개의 인접한 포인트들 사이의 색의 지각적 차이가 실질적으로 균일하도록 계산되고, 상기 불균등한 스텝 거리들은 상기 CCT 제어 디바이스의 레벨이 변경됨에 따라 상기 지각적 CCT 값들의 불균일한 변경을 감소시키도록 선택되는, 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 N개의 미리 결정된 값들의 세트는 실질적으로 흑체 라인(black-body line, BBL)을 따라 놓이도록 결정되는, 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 N개의 미리 결정된 값들의 세트는 실질적으로 흑체 라인(BBL) 근처에 놓이도록 결정되는, 제어 장치.
제4항에 있어서, 상기 N개의 미리 결정된 값들의 세트는 실질적으로 흑체 라인(BBL) 근처에 그리고 선택된 맥아담 타원(Macadam Ellipse) 내에 놓이도록 결정되는, 제어 장치.
제4항에 있어서, 상기 N개의 미리 결정된 값들의 세트는 실질적으로 흑체 선(BBL) 근처에 그리고 맥아담 타원들의 선택된 범위 내에 놓이도록 결정되는, 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 LED 어레이는 스펙트럼의 가시 부분에서의 광의 3개의 선택된 색들 각각에 대한 적어도 하나의 LED를 적어도 포함하는 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 LED 어레이는 상이한 색들의 복수의 LED를 포함하는 다색 어레이인 제어 장치.
제7항에 있어서, 상기 LED 어레이의 LED들의 색들은 적어도 하나의 적색 LED, 적어도 하나의 녹색 LED, 및 적어도 하나의 청색 LED를 포함하는, 제어 장치.
제7항에 있어서, 상기 LED 어레이는 적어도 하나의 포화도 저하된(desaturated) 적색 LED, 적어도 하나의 포화도 저하된 녹색 LED, 및 적어도 하나의 포화도 저하된 청색 LED를 포함하는, 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 CCT 제어 디바이스는 0-볼트 내지 10-볼트 조광 디바이스를 포함하는, 제어 장치.
제어가능 조명 장치로서,
적어도 하나의 포화도 저하된(desaturated) 적색 LED, 적어도 하나의 포화도 저하된 녹색 LED, 및 적어도 하나의 포화도 저하된 청색 LED를 갖는 LED 어레이; 및
제어 장치
를 포함하고, 상기 제어 장치는,
최종 사용자에 의해 상기 LED 어레이의 원하는 색 온도로 조절되도록 구성된 상관 색 온도(CCT) 제어 디바이스 - 상기 CCT 제어 디바이스는 상기 원하는 색 온도에 대응하는 출력 신호를 생성하도록 더 구성됨 -; 및
상기 CCT 제어 디바이스에 전기적으로 결합되고, N개의 미리 결정된 값들의 세트에 기초하여 상기 LED 어레이로부터의 복수의 지각적 CCT 값들의 실질적으로 균일한 증가들을 제공하기 위해 상기 CCT 제어 디바이스의 기계적 이동 범위 사이의 상관을 저장하고 제어하도록 구성되는 저장 디바이스 - 상기 N개의 미리 결정된 값들의 세트는 N개의 포인트들 중 2개의 인접한 포인트들 사이의 색의 지각적 차이가 증분적 CCT 증가에 대해 실질적으로 균일하고 선형인, 사람에 대한 색의 지각적 차이를 생성하도록 계산되고, 상기 저장 디바이스는 상기 N개의 미리 결정된 값들 중 인접한 값들 사이의 불균등한 스텝 거리들을 갖는 실질적으로 균일한 매핑 곡선을 생성하기 위해 선택된 CCT 값들을 상기 CCT 제어 디바이스 상의 실질적으로 균등하게 이격된 간격들에 매핑하도록 추가로 구성됨 -
를 포함하는 제어가능 조명 장치.
제12항에 있어서, 상기 N개의 미리 결정된 값들의 세트는 2개의 주어진 CCT 값들 사이의 CCT 조정-곡선 상의 포인트들로서 결정되고, 상기 N개의 미리 결정된 값들의 세트는 2개의 인접한 포인트들 사이의 색의 지각적 차이가 실질적으로 균일하도록 계산되고, 상기 불균등한 스텝 거리들은 상기 CCT 제어 디바이스의 레벨이 변경됨에 따라 상기 지각적 CCT 값들의 불균일한 변경을 감소시키도록 선택되는, 제어가능 조명 장치.
제12항에 있어서, 상기 적어도 하나의 포화도 저하된 적색 LED, 상기 적어도 하나의 포화도 저하된 녹색 LED, 및 상기 적어도 하나의 포화도 저하된 청색 LED를 갖는 상기 LED 어레이는 2700K 내지 6500K의 색 온도 범위를 갖도록 구성되는, 제어가능 조명 장치.
제12항에 있어서, 상기 N개의 미리 결정된 값들의 세트는 실질적으로 흑체 라인(black-body line, BBL)을 따라 놓이도록 결정되는, 제어가능 조명 장치.
제12항에 있어서, 상기 N개의 미리 결정된 값들의 세트는 실질적으로 흑체 라인(BBL) 근처에 그리고 맥아담 타원들의 선택된 범위 내에 놓이도록 결정되는, 제어가능 조명 장치.
상관 색 온도(CCT) 조정-곡선에 대한 제어 디바이스 포인트들을 결정하는 방법으로서,
상기 CCT 조정-곡선의 시작 포인트를 선택하는 단계;
u'v' 공간에서 미리 결정된 거리 d와 동일한 상기 CCT 조정-곡선의 후속 포인트를 결정하는 단계;
최종 결정된 포인트로부터, 상기 u'v' 공간에서 다른 미리 결정된 거리 d와 동일한 상기 CCT 조정-곡선의 추가적인 후속 포인트를 결정하는 단계; 및
결정된 포인트들을 포함하는 N개의 미리 결정된 값들의 세트를 결정하는 단계 - 상기 N개의 미리 결정된 값들은 N개의 포인트들 중 2개의 인접한 포인트들 사이의 색의 지각적 차이가 증분적 CCT 증가에 대해 실질적으로 균일하고 선형인, 사람에 대한 색의 지각적 차이를 생성하도록 계산되고, 상기 N개의 미리 결정된 값들의 세트는 선택된 CCT 값들을 CCT 제어 디바이스 상의 실질적으로 균등 이격된 간격들에 매핑하여, 상기 N개의 미리 결정된 값들 중 인접한 값들 사이의 불균등한 스텝 거리들을 갖는 실질적으로 균일한 매핑 곡선을 생성하도록 추가로 결정됨 -
를 포함하는, CCT 조정-곡선에 대한 제어 디바이스 포인트들을 결정하는 방법.
제17항에 있어서, 상기 시작 포인트는 흑체 선(BBL) 상에 있도록 선택되는, CCT 조정-곡선에 대한 제어 디바이스 포인트들을 결정하는 방법.
제17항에 있어서, 상기 시작 포인트는 실질적으로 흑체 선(BBL)에 가깝고 선택된 맥아담 타원 내에 있도록 선택되는, CCT 조정-곡선에 대한 제어 디바이스 포인트들을 결정하는 방법.
제17항에 있어서, 상기 N개의 미리 결정된 값들의 세트를 획득하는 단계 및 조정 범위를 소진하는 단계를 포함하는, 정지 포인트들을 포함하는 하나 이상의 정지 포인트가 획득될 때까지의 이동 범위까지 상기 결정하는 단계들을 반복하는 단계를 더 포함하는, CCT 조정-곡선에 대한 제어 디바이스 포인트들을 결정하는 방법.
제17항에 있어서, 미리 결정된 거리 d에 있는 포인트의 결정을 하는 단계는, 상기 CCT 조정-곡선과 상기 u'v' 공간에서의 반경 d의 원 사이의 인터셉션(interception) 포인트를 분석적으로 계산하는 단계를 포함하는, CCT 조정-곡선에 대한 제어 디바이스 포인트들을 결정하는 방법.
제17항에 있어서, 미리 결정된 거리 d에 있는 포인트의 결정을 하는 단계는, 상기 CCT 조정-곡선을 u'v' 좌표들로 변환하는 단계; 및 상기 CCT 조정-곡선 상의 모든 포인트들을 후속적으로 횡단하는 단계를 더 포함하는, CCT 조정-곡선에 대한 제어 디바이스 포인트들을 결정하는 방법.
제17항에 있어서, 첫번째 선택된 시작 포인트를 포함하는 모든 결정된 포인트들을 CCT 제어 디바이스에서 사용될 출력으로서 리스트에 저장하는 단계를 더 포함하는, CCT 조정-곡선에 대한 제어 디바이스 포인트들을 결정하는 방법.
제23항에 있어서, 상기 CCT 제어 디바이스의 이동 범위를 상기 모든 결정된 포인트들에 선형적으로 매핑하는 단계를 더 포함하는, CCT 조정-곡선에 대한 제어 디바이스 포인트들을 결정하는 방법.