KR101370363B1 - 스위치형 광소자 어레이 및 동작 방법 - Google Patents

스위치형 광소자 어레이 및 동작 방법 Download PDF

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Abstract

스위치형 광소자 어레이는 제1, 제2 및 제3 발광 소자와, 제1 및 제2 스위치를 포함한다. 상기 제1 발광 소자는 제1 및 제2 단자를 포함하고, 상기 제2 발광 소자는 제1 단자, 및 상기 제1 발광 소자의 제2 단자에 연결된 제2 단자를 포함한다. 상기 제3 발광 소자는 상기 제1 발광 소자의 제1 단자에 연결된 제1 단자 및 제2 단자를 포함한다. 상기 제1 스위치는 상기 제1 및 제3 발광 소자들의 제1 단자들 각각에 연결된 제1 단자 및 상기 제2 발광 소자의 제1 단자에 연결된 제2 단자를 포함한다. 상기 제2 스위치는 상기 제3 발광 소자의 제2 단자에 연결된 제1 단자, 및 상기 제1 및 제2 발광 소자들의 제2 단자들 각각에 연결된 제2 단자를 포함한다.
광소자 어레이, 발광 소자, 스위치

Description

스위치형 광소자 어레이 및 동작 방법{A SWITCHED LIGHT ELEMENT ARRAY AND METHOD OF OPERATION}
본 발명은 일반적으로 발광 소자를 채용한 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는, 광소자 어레이, 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED) 등의 발광 소자들은 광범위한 응용에서 점점 더 많이 사용되고 있고, 응용의 몇 가지 예로는 액정 디스플레이에서의 백라이트 광원, 전하 결합 소자(charge coupled device) 카메라용의 플래시, 일반 조명뿐만 아니라, 다른 응용들도 있다. 이들 응용들의 다수에서, 다양한 컬러 포인트(color point)들을 생성하기 위해, 예를 들면, 어레이로 배열된, 상이한 컬러의 LED들이 사용된다. LED에 대한 동작 조건들도 어레이의 응용만큼이나 다양하고, 그러한 동작 조건들은, 예를 들면, 저전력, 높은 동작 온도, 및 빠른 LED 활성화 및 비활성화 시간들을 요구한다.
전형적으로, 각 LED 어레이는 원하는 조명 효과에 의존하는 몇몇 상이한 구동 모드들 중 하나에서 동작 가능한 드라이버 회로에 의해 전력을 공급받는다. LED 드라이버 회로는 정전류 모드에서 구동될 수 있고, 그에 의해 LED 어레이는 일정한 강도의 광을 제공하도록 일정한 전류를 공급받는다. LED 드라이버는 또한 가 변 전류 모드에서 동작할 수 있고, 그에 의해 LED 어레이는 가변적인 광의 강도를 생성하는 가변적인 전류를 공급받는다. LED 드라이버는 또한 펄스폭 변조(PWM) 모드에서 동작할 수도 있고, 그에 의해 LED 어레이는 PWM 전류 파형을 이용하여 공급받고, 여기서 PWM 파형의 온 기간(on period)은 LED 어레이가 활성화되는 시간 기간을 결정하고, 따라서 광 출력 및 그에 따라 LED 어레이의 컬러 포인트를 결정한다. PWM 모드는 정전류 모드 또는 가분 전류 모드로 구현되어, 이들 속성들, 즉, 일정한 또는 가변적인 광 강도 각각의 조합을 제공할 수 있다.
불행하게도, 전술한 기능을 제공하기 위해서는 많은 수의 회로 컴포넌트들이 요구된다. 예를 들면, 정전류 PWM 동작 모드가 소망되는 경우, LED 어레이에 대한 적어도 하나의 전류원 및 어레이 내의 각 LED마다 하나의 스위치가 전형적으로 요구된다. 가변 전류 동작 모드가 소망되는 경우, 전류 레벨을 신속히 변화시키도록 동작 가능한 복잡한 전류원이 요구된다. 가변 전류 PWM 동작 모드가 소망되는 경우, 복잡한 전류원 및 어레이 내의 LED마다 하나의 스위치가 통상적으로 요구된다.
LED 어레이의 동작 및 제어를 위한 많은 부품 개수(high part count)는 다수의 점에서 LED 성능을 저하시키고, 각 컴포넌트는 LED 어레이의 전력 소비를 증가시키고 LED들의 활성화 및 비활성화 시간들을 감소시키도록 작용하는 기생 효과들을 기여한다. 더욱이, LED 어레이가 고온 응용에서 구현되는 경우, 각 컴포넌트는 고온 정격(high temperature rating)을 요구하여, 각각의 요구되는 컴포넌트에 대한 비용을 더욱 증가시킬 수 있다. 많은 부품 개수 LED 드라이버들과 관련된 문제점들에 대한 승인은 다수의 LED 열들(strings)을 제어하기 위해 하나의 전류원이 이용되는 PWM LED 드라이버 LED 어레이 구성을 개시하는, 오티즈(Ortiz)에게 허여된 미국 특허 5,736,881호에서 확인될 수 있다.
[발명의 개요]
따라서, LED 내의 개별 발광 소자들의 제어를 제공할 수 있고, 보다 적은 수의 회로 컴포넌트를 요구하는, 광소자 어레이 및 동작 방법을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 이러한 및 기타 양태들은 본 발명의 독립 청구항들에 따라서 달성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 광소자 어레이가 제공되고, 제1, 제2, 및 제3 발광 소자들, 및 제1 및 제2 스위치들을 포함한다. 상기 제1 발광 소자는 제1 및 제2 단자들을 포함한다. 상기 제2 발광 소자는 제1 단자 및 상기 제1 발광 소자의 상기 제2 단자에 연결된 제2 단자를 포함한다. 상기 제3 발광 소자는 상기 제1 발광 소자의 상기 제1 단자에 연결된 제1 단자 및 제2 단자를 포함한다. 상기 제1 스위치는 상기 제1 및 제3 발광 소자들의 상기 제1 단자들 각각에 연결된 제1 단자, 및 상기 제2 발광 소자의 상기 제1 단자에 연결된 제2 단자를 포함한다. 상기 제2 스위치는 상기 제3 발광 소자의 상기 제2 단자에 연결된 제1 단자, 및 상기 제1 및 제2 발광 소자들의 상기 제2 단자들 각각에 연결된 제2 단자를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 발광 장치가 제공되고, 위에서 및 여기서 설명된 광소자 어레이, 전원 및 컨트롤러를 포함한다. 상기 전원은 제어 입력, 및 상기 광소자 어레이에 전류를 공급하도록 연결된 전력 출력을 포함한다. 상기 컨 트롤러는 상기 전원의 상기 제어 입력에 연결된 제1 출력, 상기 광소자 어레이의 제1 스위치에 연결된 제2 출력, 및 상기 광소자 어레이의 상기 제2 스위치에 연결된 제3 출력을 포함하고, 상기 제1 출력은 상기 전원의 출력 레벨 조건들을 설정하는 제어 신호를 상기 전원에 제공하도록 동작 가능하고, 상기 제2 출력은 상기 제1 스위치의 상태를 제어하는 제어 신호를 제공하도록 동작 가능하고, 상기 제3 출력은 상기 제2 스위치의 상태를 제어하는 제어 신호를 제공하도록 동작 가능하다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는, 위에서 및 여기서 설명된 광소자 어레이의 동작 방법이 제공되고, 상기 방법은, 상기 제1 발광 소자를 선택하는 처리 ― 이 동작은 상기 제1 및 제2 스위치들 각각을 열린 상태 또는 닫힌 상태 중 어느 하나로 제어하는 것을 수반함 ―, 및 상기 광소자 어레이에 전류를 공급하는 처리를 포함한다. 상기 공급된 전류의 적어도 일부는 (ⅰ) 상기 제1 및 제2 스위치들 각각이 열린 상태에 있는 경우는 상기 제1 발광 소자에, (ⅱ) 상기 제1 스위치가 닫힌 상태에 있고, 상기 제2 스위치가 열린 상태에 있는 경우는 상기 제2 발광 소자에, 및 (ⅲ) 상기 제1 스위치가 열린 상태에 있고, 상기 제2 스위치가 닫힌 상태에 있는 경우는 상기 제3 발광 소자에 공급된다.
본 발명의 예시적인 실시예의 요지로서, 스위치의 수를 스위치 대 발광 소자의 1:1 비율 미만으로 감소시키기 위해, 예를 들면, 2개의 발광 소자에 하나의 스위치를, 3개의 발광 소자에 2개의 스위치를, 또는 4개의 발광 소자에 2개의 스위치를 제공하기 위하여 상이한 동작 전압점들(operating voltage points)(즉, LED들에 대한 순방향 전압(forward voltage)들)을 갖는 발광 소자들을 구현한다는 것을 알 수 있다. 이렇게 하여, 광소자 어레이에 대한 컴포넌트 개수가 감소되어, 보다 빠르고, 보다 전력 효율적이고 보다 저비용의 발광 장치를 제공할 수 있다.
다음은 광소자 어레이의 예시적인 특징들 및 미세한 점들(refinements)을 설명한다. 단, 이들 특징들 및 미세한 점들은 상기 발광 장치, 및 상기 광소자 어레이의 동작 방법에도 적용될 것이다. 일 실시예에서, 상기 제1 발광 소자의 상기 제1 및 제2 단자들은 제1 및 제2 전원 레일들(power supply rails)에 연결된다. 또한, 상기 제1, 제2, 및 제3 발광 소자들은 각각의 제1, 제2 및 제3 동작 전압들(VOP1, VOP2, VOP3)을 특징으로 하고, 그 상대적인 관계는, 상기 제1 스위치가 닫힌 상태에 있고 상기 제2 스위치가 열린 상태에 있는 경우는, 상기 제2 발광 소자가 상기 전원 레일들에 공급된 전류의 적어도 일부를 수신하도록 동작 가능하도록 정의된다. 상기 관계는, 상기 제1 스위치가 열린 상태에 있고 상기 제2 스위치가 닫힌 상태에 있는 경우는 상기 제3 발광 소자가 상기 전원 레일들에 공급된 전류의 적어도 일부를 수신하도록 적응되도록 더 정의된다. 특정 실시예에서, 상기 제1, 제2, 및 제3 동작 전압들 사이의 관계는 VOP1 > VOP2, VOP3로서 정의된다. 동작 전압들에 있어서의 그러한 배열은 다양한 발광 소자들 간의 선택을 허용한다.
또 다른 실시예에서, 상기 광소자 어레이는 상기 제1 스위치의 상기 제2 단자에 연결된 제1 단자, 및 상기 제2 스위치의 상기 제1 단자에 연결된 제2 단자를 갖는 제4 발광 소자를 포함하고, 상기 제4 발광 소자는 그 전압 이상에서 상기 제4 발광 소자가 발광하도록 동작 가능한 제4 동작 전압(VOP4)를 특징으로 한다. 특정 구현에서, 상기 제4 발광 소자는 상기 제1 및 제2 스위치들이 각각 닫힌 상태에 있는 경우에 상기 광소자 어레이에 공급되는 전류의 적어도 일부를 수신하도록 적응된다. 더 구체적으로는, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 동작 전압들(VOP1, VOP2, VOP3, VOP4)은 다음 식에 의해 정의된다:
VOP1 > VOP2, VOP3 > VOP4
또 다른 실시예에서, 상기 제1, 제2, 제3 또는 제4(구현되는 경우) 발광 소자들은 발광 다이오드, 유기 발광 다이오드, AC 발광 다이오드, 레이저 다이오드 또는 백열등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 또한, 저장 소자, 예를 들면 커패시터가, 상기 제1, 제2, 제3 또는 제4(구현되는 경우) 발광 소자들 중 하나 이상에 옵션으로 연결될 수 있다. 상기 저장 소자는 상기 발광 소자들 중 하나 이상에 대한 조명의 지속 기간을 증가시키기 위해, 또는 2개 이상의 발광 소자들의 동시 조명을 가능하게 하기 위해 사용될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 상기 제4 발광 소자(구현되는 경우)는 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하고, 또한 상기 제1, 제2 및 제3 발광 소자들 각각은 상기 제4 발광 소자 내에 포함된 것과 같은 적어도 하나의 추가적인 발광 다이오드를 포함하거나, 또는 상기 제4 발광 소자 내에 포함된 상기 적어도 하나의 발광 다이오드와는 다른 반도체 재료로 구성된다. 그러한 배열은 상기 제4 발광 소자에 보다 낮은 동작 전압을 제공하기 위해 이용될 수 있다.
다음은 상기 광소자 어레이의 동작 방법의 예시적인 특징들 및 미세한 점들 을 설명한다. 단, 이들 특징들 및 미세한 점들은 상기 광소자 어레이 및 발광 장치에도 적용될 것이다. 또 다른 실시예에서, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 발광 소자들에 공급되는 전류들은 다음 식
Figure 112009027151313-pct00001
에 따라서 결정되는 평균 전류들이고, 여기서 Ii는 선택된 i번째 발광 소자에 이용 가능한 전류의 진폭이고, T는 그 i번째 발광 소자에 공급되는 전류의 시간 기간이고, ti는 상기 제1 및 제2 스위치들 각각이 상기 i번째 발광 소자에 전류 Ii를 공급하도록 동작 가능한 그들 각각의 상태에 있는 동안의 활성화 기간이다.
전술한 방법들의 동작들은 컴퓨터 프로그램에 의해, 즉 소프트웨어에 의해, 또는 하나 이상의 특수한 전자/최적화 회로들에 의해, 즉 하드웨어로, 또는 하이브리드/펌웨어 형태로, 즉 소프트웨어 컴포넌트들 및 하드웨어 컴포넌트들에 의해 실현될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은, 예를 들면, VHDL, 어셈블러, JAVA, C++ 등의 임의의 적합한 프로그래밍 언어로 컴퓨터 판독가능 명령 코드로서 구현될 수 있고, 컴퓨터 판독가능 매체(이동식 디스크, 휘발성 또는 비휘발성 메모리, 임베드형(embeded) 메모리/프로세서 등)에 저장될 수 있고, 상기 명령 코드는 의도된 기능들을 수행하도록 컴퓨터 또는 기타 그러한 프로그램 가능한 장치를 프로그램하도록 동작 가능하다. 상기 컴퓨터 프로그램은 월드와이드웹(WorldWideWeb) 등의 네트워크로부터 입수 가능할 수 있고, 그로부터 다운로드될 수 있다.
본 발명의 이들 및 기타 양태들은 이하에서 설명되는 실시예들로부터 분명해 질 것이고 그 실시예들을 참조하여 명료하게 될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 광소자 어레이의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 2A는 본 발명에 따른 광소자 어레이의 또 다른 예시적인 실시예를 도시한다.
도 2B는 본 발명에 따른 광소자 어레이의 또 다른 예시적인 실시예를 도시한다.
도 2C는 본 발명에 따른 광소자 어레이의 또 다른 예시적인 실시예를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 도 1에 도시된 광소자 어레이의 동작 방법 및 대응하는 상태 테이블을 도시한다.
도 4A는 본 발명에 따른 도 2A에 도시된 광소자 어레이의 동작 방법 및 대응하는 상태 테이블을 도시한다.
도 4B는 본 발명에 따른 도 2B에 도시된 광소자 어레이의 동작 방법 및 대응하는 상태 테이블을 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 광소자 어레이를 통합한 발광 장치를 도시한다.
도 1은 본 발명에 따른 광소자 어레이(100)의 예시적인 실시예를 도시한다. 이 어레이(100)는 제1 단자(110a) 및 제2 단자(110b)를 갖는 제1 발광 소자(lighting emitting element; LEE)(110), 제1 단자(120a) 및 상기 제1 LEE(100)의 상기 제2 단자(110b)에 연결된 제2 단자(120b)를 갖는 제2 LEE(120), 및 상기 제1 LEE(110)의 상기 제1 단자(110a)에 연결된 제1 단자(130a) 및 상기 제2 LEE(120)의 상기 제1 단자(120a)에 연결된 제2 단자(130b)를 갖는 스위치(130)를 포함한다. 여기서 사용될 때, 용어 "발광 소자"(lighting emitting element) 또는 "LEE"는, 발광 다이오드(LED), 유기 발광 다이오드(OLED), AC LED, 레이저 다이오드, 또는 백열등 등의 임의의 다른 광소자와 같은, 임의의 발광 소자, 회로, 장치 또는 컴포넌트를 지칭한다.
상기 스위치(130)의 제1 단자 및 상기 제1 LEE(110)의 제1 단자는 제1 전원 레일(power supply rail)(172)에 공통으로 연결되고, 상기 제1 및 제2 LEE들의 제2 단자들 각각은 제2 전원 레일(174)에 연결된다. 아래에서 더 설명되는 본 발명의 특정 실시예에 있어서, 상기 전원 레일들을 통하여 전류 Isupply가 상기 어레이(100)에 공급된다.
또한 옵션으로, 상기 어레이(100)는 상기 전원 레일들로부터 에너지를 수신하고 상기 LEE들(110 및 120) 중 하나 이상에 에너지를 제공하도록 연결된 저장 소자를 포함한다. 도시된 예시적인 실시예에서는, 제1 LEE(110)를 가로질러 커패시터(160)가 연결되고, 커패시터(160)와 LEE(100)의 이 병렬 접속은 디커플링 소자(decoupling element)(162)와 직렬로 연결된다. 디커플링 소자(162)는 비발광 다이오드, 예를 들면, 낮은 순방향 전압 강하(low forward voltage drop)를 갖는 쇼트키 다이오드(Schottky diode)로서 구현될 수 있다. 다르게는, 발광 소자의 사용도 가능하다. 디커플링 소자(162)의 용도는 제2 LEE(120)의 선택 동안에 커패시터(160)의 방전을 방지하는 데 있다. 커패시터(160)는 스위치(130)가 닫혀 있는 기간 동안에 제1 LEE(110)에 전력을 제공하도록 동작 가능하다. 다른 실시예에 있어서, 상기 저장 소자(160)는 LEE(110 및/또는 120)와 직렬로 연결된 인덕터일 수도 있다.
본 발명의 특정 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 LEE들(110 및 120)은 실질적으로 상이한 바이어스 조건들, 예를 들면, 상이한 동작 전압들에서 동작 가능하다. 구체적으로, 상기 제1 LEE(110)는 그 전압 이상에서 상기 제1 LEE(110)가 실질적으로 발광하도록 동작 가능한 제1 전압을 특징으로 한다. 유사하게, 상기 제2 LEE(120)는 그 전압 이상에서 상기 제2 LEE(120)가 실질적으로 발광하도록 동작 가능한 제2 전압을 특징으로 한다. 상기 제1 및 제2 동작 전압들(VOP1 및 VOP2) 사이의 관계는 LEE(110), 및/또는 LEE(120)를 동작시키는 데 있어서 선택성을 제공하기 위해 이용될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 및 제2 동작 전압들(VOP1 및 VOP2) 사이의 관계는, 상기 제2 LEE(120)가, 상기 제1 스위치(130)가 닫힌 위치에 있을 때 상기 전원 레일들(172 및 174)을 통하여 상기 어레이(100)에 공급된 에너지 중 적어도 일부를 수신하도록 적응되도록 정의될 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 상기 제1 동작 전압(VOP1)은 상기 제2 동작 전압(VOP2)보다 더 높다.
하나의 예시적인 실시예에서, 상기 LEE들(110 및 120)은, 각각이 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하는 회로들이다. 그러한 실시예에 있어서, 각 LEE(110, 120)는 복수(즉, 2, 3, 5, 10, 또는 그 이상)의 직렬 연결된 다이오드들, 병렬 연결된 다이오드들, 또는 직렬 및 병렬 연결된 다이오드들의 조합을 채용할 수 있다. 또한, 상기 발광 다이오드들을 제조하기 위해 상이한 재료들, 예를 들면, 갈륨 질화물(Gallium-Nitride), 갈륨 인화물(Gallium-Phosphide), 또는 다른 재료들이 채용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 LEE(110)의 제1 동작 전압(VOP1)은 상기 제2 LEE의 제2 동작 전압(VOP2)보다 더 크다. 동작 전압들의 이러한 차이는 다양한 수단을 통하여 달성될 수 있다. 예를 들면, LEE들(110 및 120)이 LED 회로들이고 LEE(110)가 LEE(120)보다 더 높은 동작 전압을 나타내는 실시예에서, 제1 LED 회로(110)는 제2 LED 회로(120)의 발광 다이오드들과 비교하여 적어도 하나의 추가적인 직렬 연결된 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 다른 예에서는, 제2 LED 회로(120) 내의 발광 다이오들들의 순방향 전압에 비하여 더 높은 순방향 전압을 갖도록 제1 LED 회로(100) 내의 발광 다이오드들을 제조하기 위해 상이한 반도체 재료들 및/또는 프로세스들이 이용될 수 있다. 다른 예에서는, 제2 LED 회로(120)에 비하여 더 높은 순방향 전압을 갖는 제1 LED 회로(110)를 제공하기 위해 추가적인 회로 컴포넌트들(저항 분할기(resistive divider), 다이오드 등)이 이용될 수 있다. 당해 기술분야의 숙련자들은 제2 LED 회로(120)와 비교하여 제1 LED 회로(110)에 더 높은 순방향 전압을 부여하기 위해 다양한 기법들이 이용될 수 있다는 것을 알 것이다.
도 2A는 본 발명에 따른 또 다른 예시적인 광소자 어레이를 도시하고, 이전에 설명된 특징은 그들의 참조 번호들을 유지한다. 이 실시예에서, 어레이(200a)는 제3 LEE(210), 및 제2 스위치(230)를 포함한다.
상기 제3 LEE(210)는 제1 및 제2 단자들(210a 및 210b)을 포함하고, 상기 제1 단자(210a)는 상기 제1 LEE(110)의 제1 단자(110a), 및 상기 제1 스위치(130)의 제1 단자(130a)를 포함하는 공통 노드에 연결된다. 상기 제2 스위치(230)는 상기 제3 LEE(210)의 제2 단자에 연결된 제1 단자(230a), 및 상기 제1 및 제2 LEE들(110 및 120)의 제2 단자들 및 상기 제2 전원 레일(174)에 연결된 제2 단자(230b)를 포함한다.
제3 LEE(210)는 그 전압 이상에서 제3 LEE(210)가 실질적으로 발광하도록 동작 가능한 제3 동작 전압(VOP3)을 특징으로 한다. 상기 제1, 제2, 및 제3 동작 전압들(VOP1, VOP2, VOP3) 사이의 관계는, LEE들(110, 120, 및 210)을 동작시키는 데 있어서 선택성을 제공하기 위해 이용될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1, 제2, 및 제3 동작 전압들(VOP1, VOP2, VOP3) 사이의 관계는, 상기 제2 발광 소자(120)가, 상기 제1 스위치(130)가 닫힌 위치에 있고 상기 제2 스위치(230)가 열린 위치에 있을 때 상기 전원 레일들(172 및 174)을 통하여 상기 어레이(200a)에 공급된 에너지 중 적어도 일부를 수신하도록 적응되고, 상기 제3 발광 소자(210)가, 상기 제1 스위치(130)가 열린 위치에 있고 상기 제2 스위치(230)가 닫힌 위치에 있을 때 상기 전원 레일들(172 및 174)을 통하여 상기 어레이(200a)에 공급된 에너지 중 적어도 일부를 수신하도록 적응되도록 정의될 수 있다.
더 구체적으로, 상기 제1, 제2, 및 제3 동작 전압들 사이의 관계는, 상기 제2 및 제3 LEE들(120 및 210)이, 상기 제1 및 제2 스위치의 전술한 설정들에 의해 그들의 대응하는 선택 동안에 상기 어레이에 공급된 에너지의 실질적으로 전부를 수신하도록 동작 가능하도록 정의될 수 있다.
전술한 동작 전압 관계들의 특정 실시예에 있어서, 상기 제1 LEE(110)에 대응하는 동작 전압(VOP1)은 가장 높은 동작 전압을 나타내고, 그 결과 다음의 관계가 성립된다:
VOP1 > VOP2, VOP3
상술한 바와 같이, 제1 및 제2 LEE들의 동작 전압들(VOP1 및 VOP2)은, 상기 제1 스위치가 닫혀 있고 상기 제2 스위치가 열려 있을 때, 상기 제2 LEE(120)가 적어도 일부 전류(이 경우의 공급 전류는 제1 LEE(110)와 공유됨)를 수신하고, 특정 실시예에서는, 예를 들면, VOP2 << VOP1인 경우, 실질적으로 모든 공급 전류 Isupply를 수신하도록 선택될 수 있다. 또 다른 예시에서, 상기 제1 및 제3 동작 전압들(VOP1 및 VOP3)은, 상기 제1 스위치가 열려 있고 상기 제2 스위치가 닫혀 있을 때, 상기 제3 LEE(210)가 공급된 전류의 적어도 일부 전류(공급 전류는 어쩌면 제1 LEE(110)와 공유됨)를 수신하고, 특정 실시예에서는, 예를 들면, VOP3 << VOP1인 경우, 실질적으로 모든 공급 전류 Isupply를 수신하도록 배열될 수 있다.
전술한 실시예들에서는, 4개의 가능한 스위칭 상태들 중 3개가 이용된다. 어레이(200a)의 제어는, 상기 제1 및 제2 스위치들(130 및 230) 둘 다가 닫힌 상태에 있는 제4 상태에서의 동작을 배제하도록 제공될 수 있다. 다르게는, 상기 제4 스위칭 상태가 옵션으로 채용될 수 있고, 그에 의해 상기 제1, 제2 및 제3 LEE들(110, 120 및 210) 각각에 공급되는 전류는 상기 LEE들의 대응하는 동작 전압들에 의해 결정된다. 예를 들면, 상기 3개의 LEE들 각각은 3개의 동작 전압들이 실질적으로 동일한 경우 실질적으로 전류의 동일한 부분을 수신할 수 있다. VOP1 >> VOP2, VOP3인 전술한 조건의 또 다른 예시에서, 상기 제1 LEE(110)는 가장 적은(만일 있다면) 공급 전류를 수신할 것이고, 상기 제2 및 제3 LEE들(120 및 210)에 제공되는 공급 전류의 부분들은 그들 각각의 동작 전압들 사이의 관계에 의존할 것이다. 예를 들면, VOP1 >> VOP2
Figure 112009027151313-pct00002
VOP3이면, 상기 제2 및 제3 LEE들(120 및 210) 각각은 공급 전류의 실질적으로 동일한 부분들을 수신할 것이고, 상기 제1 LEE(110)는 공급 전류의 일부를 수신하더라도 조금밖에 수신하지 않을 것이다. 또 다른 예시에서, VOP1 >> VOP2 > VOP3이면, 상기 제3 LEE(210)는 공급 전류의 가장 큰 부분(어쩌면 전부)을 수신할 것이고, 제2 LEE(120)는 공급 전류의 보다 적은 부분을 수신하고(어쩌면 아무것도 수신하지 않고), 제1 LEE(110)는 공급 전류의 가장 적은 부분을 수신할 것이다(어쩌면 아무것도 수신하지 않을 것이다). 따라서, 공급 전압들을 대응하는 방식으로 배열함으로써 특정 량으로 임의의 하나 이상의 LEE들에 전류가 공급될 수 있다.
도 1의 어레이(100)와 유사하게 어레이(200a)는 상기 전원 레일들로부터 에너지를 수신하고 상기 LEE들(110, 120 및 210) 중 하나 이상에 에너지를 제공하도록 연결된 하나 이상의 저장 소자들을 옵션으로 포함할 수 있다. 도시된 예시적인 실시예에서는, 제1 LEE(110)를 가로질러 커패시터(160)가 연결되고, 커패시터(160)와 LEE(100)의 이 병렬 접속은 디커플링 소자(162)와 직렬로 연결된다. 디커플링 소자(162)는 비발광 다이오드, 예를 들면, 낮은 순방향 전압 강하를 갖는 쇼트키 다이오드로서 구현될 수 있다. 다르게는, 발광 소자의 사용도 가능하다. 디커플링 소자(162)의 용도는 LEE(120 또는 210)의 선택 동안에 커패시터(160)의 방전을 방지하는 데 있다. 커패시터(160)는 스위치들(130 및 230) 둘 다가 닫혀 있는 기간 동안에 제1 LEE(110)에 전력을 제공하도록 동작 가능하다. 다른 실시예에 있어서, 상기 저장 소자(160)는 LEE(110, 120, 및/또는 210)와 직렬로 연결된 인덕터일 수도 있다.
도 2B는 본 발명에 따른 광소자 어레이(200b)의 또 다른 예시적인 실시예를 도시하고, 이전에 확인된 특징들은 그들의 참조 표시들을 유지한다. 제1, 제2 및 제3 LEE들(110, 120 및 210) 및 스위치들(130 및 230)이 연결되어 있고 위에서 도 2A에서 설명되었고, 제1 스위치(130)의 제2 단자와 제2 스위치(230)의 제1 단자 사이에 제4 LEE(220)가 연결되어 있고, 상기 제4 LEE(220)는 그 전압 이상에서 그것이 실질적으로 발광하도록 동작할 동작 전압을 특징으로 한다.
상기 제4 스위칭 상태(상기 제1 및 제2 스위치들이 닫힌 위치에 있는)에서 상기 제4 LEE(220)에 공급되는 전류는 다른 3개의 동작 전압들(VOP1, VOP2 및 VOP3)에 대한 그의 관계에 의존할 것이다. 상기 제1 동작 전압(VOP1)이 가장 높은 전술한 예에서 계속하여, VOP1 >> VOP4이면, 상기 제4 스위칭 상태에서 상기 제4 LEE에 전달되는 전류는 VOP2 및 VOP3에 대한 VOP4의 관계에 의존할 것이다. 예를 들면, VOP1 >> VOP2
Figure 112009027151313-pct00003
VOP3
Figure 112009027151313-pct00004
VOP4이면, 제2, 제3 및 제4 LEE들(120, 210 및 220) 각각은 공급 전류의 실질적으로 동일한 부분들을 수신할 것이고, 제1 LEE(110)는 공급 전류의 일부를 수신하더라도 조금밖에 수신하지 않을 것이다. 상기 동작 전압들은 또한, 상기 제4 LEE(220)가 상기 공급 전류의 전부는 아니더라도 대부분을 수신하도록 배열될 수도 있다. 예를 들면, VOP1 >> VOP2, VOP3 >> VOP4인 경우. 이런 식으로, 제1, 제2, 제3 및 제4 LEE들(110, 120, 210 및 220) 각각에 원하는 양으로 공급 전류의 전달을 가능하게 하도록 공급 전압들의 배열이 이루어질 수 있다.
당해 기술분야의 숙련자는 상기 LEE들이 위에서 도 2A와 관련하여 설명된 특징들을 포함할 수 있다는 것을 알 것이다. 예를 들면, 도 2A에서 도시된 상기 하나 이상의 LEE들(110, 120, 210 및 220) 중 어떤 것이라도, 위에서 설명 및 도시된 바와 같이, 병렬 연결된 커패시터(및 동반하는 디커플링 소자(162))로서, 일 실시예에서 제공된, 저장 소자에 연결될 수 있다.
제1, 제2, 제3 및 제4 LEE들(110, 120, 210 및 220)을 갖는 어레이(220b)는, 보다 적은 수의 LEE들, 예를 들면, 제2, 제3 또는 제4 LEE(120, 210, 또는 220) 중 어느 하나를 생략함으로써 3개의 LEE들을 갖도록 변경될 수 있다. 특정 실시예에서는, 제4 LEE(220)가 생략되어, 결과적으로 도 2A에 도시된 어레이(220a)가 된다.
도 2C는 본 발명에 따른 또 다른 예시적인 광소자 어레이(200c)를 도시하고, 이전에 설명된 특징들은 그들의 참조 표시들을 유지한다. 제1, 제2 및 제3 LEE들(110, 120 및 210) 및 스위치들(130 및 230)이 연결되어 있고 위에서 도 2에서 설명되었고, 상기 제1 스위치(130)의 제2 단자와 상기 제2 스위치(230)의 제1 단자 사이에 단락 회로가 연결되어 있다. 이 구성은 상기 제4 스위치 상태가 어레이(200)에 대한 비활성화 상태로서 이용되는 제3 소자 어레이를 제공하기 위해 이용될 수 있다(예를 들면, 도 2A에서).
도 3은 본 발명에 따른, 그리고 병렬 연결된 커패시터들(160)과 같은 에너지 저장 소자들이 없는 경우에, 도 1에 도시된 광소자 어레이(100)의 예시적인 동작 방법 및 대응하는 상태 테이블(350)을 도시한다. 이 방법(300)은 동작 312를 포함하고, 여기서는 공급 전류 Isupply가 설정되고, 314에서는 제2 LEE(120)가 발광할 수 있게 하기 위해 그것에 전류가 공급될지에 대한 판정이 행해진다. 316에서는, LEE(120)가 발광할 것인지에 따라서, 스위치(130)의 상태가 열린 또는 닫힌 상태로 설정되고; LEE(120)가 아무런 공급 전류도 수신하지 않을 것이면 스위치(130)가 열린 상태로 제어되고, 또는 LEE(120)에 발광을 위해 적어도 일부 전류가 공급될 예정이면 스위치(130)가 닫힌 상태로 제어된다.
동작 312에서 설정된 전류 Isupply는 정전류 레벨 또는 변조된 시간-변화 레벨을 제공할 수 있다. 어레이(100)가 제1 LEE(100)가 발광하는 상태 "0"에서 동작할 예정이면, 스위치(130)는 열린 위치로 제어된다. 전류 Isupply는 제1 LEE(110)에 제공될 것이고, 그에 의해 제1 LEE(110)는 그의 의도된 강도로 발광한다. 스위치(130)가 열려 있기 때문에, 제2 LEE(120)에는 아무런 전류도 공급되지 않고, 그에 따라서 그에 의해 생성되는 광은 없다.
어레이(100)가 제2 LEE(120)가 발광을 위해 적어도 일부 전류를 수신하는 상태 "1"에서 동작할 예정이면, 스위치는 닫힌 위치로 제어된다. 제1 및 제2 LEE(110 및 120)의 동작 전압에 따라서, LEE들(110 및 120) 중 한쪽 또는 양쪽 모두에 의해 전류가 전도될 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에서, LEE(110) 및 LEE(120)의 동작 전압들은, IEE(120)가 공급 전류 Isupply의 적어도 일부를 전도하도록 정의된다. 그러한 배열은, 예를 들면, 제1 LEE(110)의 동작 전압 이하인 동작 전압을 갖도록 제2 LEE(120)를 구성함으로써 실현될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 동작들 312-316은 어레이에 제공된 공급 전류 Isupply의 실질적으로 전부가 제2 LEE(120)에 공급되도록 수행된다. 그러한 배열은, 예를 들면, 실질적으로 보다 낮은 동작 전압, 및/또는 공급 전류 Isupply를 제한하는 전압을 갖도록 제2 LEE(120)을 구성하는 전술한 기법들을 이용하여 실현될 수 있고, 상기 제한된 전압은 상기 제2 LEE(120)의 동작 전압보다는 충분히 높고, 상기 제1 LEE(110)의 동작 전압보다는 충분히 낮다.
LEE들에 공급되는 평균 전류가 스위치(130)의 주기적인 온-오프 시퀀스 동안 계산될 수도 있다. 특히, LEE(110) 및 LEE(120)에 전달되는 전류들 I1 및 I2는 다음과 같이 결정될 수 있다:
Figure 112009027151313-pct00005
여기서,
Figure 112009027151313-pct00006
는 i번째 LEE의 의도된 광 레벨을 달성하기 위해 그 i번째 LEE에 공급되는 평균 전류이고;
Ii는 i번째 LEE에 이용가능한 전류의 진폭이고;
T는 i번째 LEE에 공급되는 전류의 시간 기간이고;
ti는 i번째 LEE에 전류 I가 공급되는 기간 T 내의 시간의 부분이다.
도 1의 특정 실시예에 있어서, 상태 "1"에 대한 t1은, 제2 LEE(120)을 의도된 레벨에서 동작시키기 위해 제2 LEE(120)에 평균 전류가 공급되도록, 스위치(130)가 닫힌 상태에 유지되는 시간이다. 스위칭 상태 지속 기간에 기초하여 전류의 평균값을 제공하는 이 접근법은 아래에서 도 4A 및 4B에서 도 2A 및 2B의 어레이 실시예들에 대하여 더 설명된다.
전류 진폭 Ii는 활성화 기간 t1에 걸쳐서 선택된 LEE에의 공급을 위해 이용 가능한 전류 레벨이다. 선택된 LEE만이 어레이에 공급된 전류를 전도하는 일 실시예에 있어서, 전류 진폭 Ii는 어레이(100)에 제공되는 Isupply의 실질적으로 전체 진폭을 나타낼 것이다. 선택되지 않은 LEE들 중 하나 이상이 전류를 전도하는 다른 실시예에 있어서, 상기 공급 전류 Isupply는 분할될 것이고, 결과적으로 선택된 LEE에 의한 전도를 위하여 Isupply보다 작은 전류가 이용 가능할 것이다. 따라서, 전술한 수학식에서의 전류 진폭 Ii는 어레이 스위치들에 의해 LEE가 선택될 때 그 LEE에 이용 가능한 전류 진폭을 나타낸다. 당해 기술분야의 숙련자들은, 선택되지 않을 때 에너지를 수신하는 LEE들에 대하여, 평균 전류는 선택된 및 선택되지 않은 시간 기간들 동안에 수신되는 모든 전류의 합계라는 것을 알 것이다.
다르게는, 전류 Isupply는 자체가, 원하는 LEE(110 또는 120)에 특정 량의 전류를 제공하는 변화하는 전류, 예를 들면, 펄스폭 변조된(PWM) 파형일 수 있고, 스위치(130)는 그 LEE들(110 또는 120) 중 어느 것에 전류가 공급되는지를 선택하도록 동작 가능하다. 예를 들면, 스위치(130)가 열린 상태에 있을 때는, 전류는 제1 LEE(110)에만 공급될 수 있다. 스위치(130)가 닫힌 상태에 있을 때는, 전류는 어쩌면 제1 및 제2 LEE들(110 및 120) 둘 다에 공급된다.
양쪽 LEE(110 및 120)가 비활성화될 예정이면, LEE 어레이(100)에 공급하는 전류는 중단된다. 이것은 동작 312에서 전류를 0으로 설정함으로써 행해질 수 있다. 이 상태에서, LEE(110) 및 LEE(120)은 전혀 발광하지 않을 것이다. 대체 실시예에 있어서, 제2 LED 회로들(120)은 단락 회로로 대체될 수 있고, 그 결과 상태 "1"이 선택되어 LED 어레이(100)에 아무런 광 출력도 제공하지 않는다. 숙련자는 동작들 312, 314 및 316이 임의의 순서로 수행될 수 있고, 및/또는 그 동작들 중 하나 이상의 동시에 수행될 수도 있다는 것을 알 것이다.
상태 테이블(350)은, 스위치(130)가 닫힌 상태에 있으면 LEE(120)가 공급 레일들에 전달된 실질적으로 모든 전류들을 운반하도록 동작 전압들이 배열되고, 아무런 저장 소자(160)도 이용되지 않는 본 발명의 하나의 특정 실시예에 따른 선택 상태들, 스위치 상태들, 및 선택된 LEE들을 도시한다. 도시된 바와 같이, 상태 "0"에서는, 스위치(130)가 열린 위치에 있고 제1 LEE(100)가 전류를 수신하도록 선택되고, 상기 전류는 일 실시예에서 공급 전류 Isupply이다. 상태 "1"에서는, 스위치(130)가 닫힌 위치에 있고, 도시된 특정 실시예에서는 LEE(120)가 전류를 수신하도록 선택되고, 그 전류는 예시적인 실시예에서 공급 전류 Isupply의 실질적으로 전부를 나타낸다. 상술한 바와 같이, 동작 전압들(VOP1 및 VOP2)은, LEE(110) 및 LEE(120)가 특정한 온/오프 프로파일을 제공하도록 제공될 수 있고, 상태 1의 도시된 실시예는 VOP2가 VOP1보다 실질적으로 낮고, 및/또는 공급 전류 Isupply는 VOP2보다 충분히 위에, 그리고 VOP1보다 충분히 아래에 전압 제한되는 전술한 경우를 나타낸다. 다르게는, 전압 동작점들은, 예를 들면, 제1 및 제2 LEE들(110 및 120)에 유사한 동작 전압들(VOP1 및 VOP2)를 제공함으로써, 상태 1에서 양쪽 LEE들(110) 및 LEE(120)로부터의 동시 선택/발광을 허용하도록 변경될 수 있다.
도 4A는 본 발명에 따른 도 2A에 도시된 광소자 어레이(200a)의 동작 방법(410) 및 대응하는 상태 테이블(420)을 도시한다. 처음에 411에서, 광소자 어레이에 인가되는 전류 Isupply의 레벨이 설정된다. 412에서는, 어느 LEE(110, 120 및 210)에 선택될 것인지에 대한 결정이 행해진다. LEE(110)가 발광하도록 선택될 예정이면, 프로세스는 413에서 계속되고, 그에 의해 양쪽 스위치들(130 및 230)이 열린 상태로 제어된다(또는 현재 열린 상태이면 그 상태로 남아 있는다). 제1 LEE(110)에 전류가 전달되고, 제1 LEE(110)는 그의 의도된 광 레벨에서 발광하기 시작한다.
어레이(200a)가 제3 LEE(210)가 발광하는 상태 "01"에서 동작할 예정이면, 프로세스는 414에서 계속되고, 그에 의해 제1 스위치(130)는 열린 상태로 제어되고, 제2 스위치(230)는 닫힌 상태로 제어된다. 제3 LEE(210)에 전류가 전달되고, 제3 LEE(210)는 그의 의도된 광 레벨에서 발광하기 시작한다.
어레이(200a)가 제2 LEE(120)가 발광하는 상태 "10"에서 동작할 예정이면, 프로세스는 415에서 계속되고, 그에 의해 제1 스위치(130)는 닫힌 상태로 제어되고, 제2 스위치(230)는 열린 상태로 제어된다. 제2 LEE(120)에 전류가 전달되고, 제2 LEE(120)는 그의 의도된 광 레벨에서 발광하기 시작한다.
공급 전류 Isupply는 정전류 또는 변조된 전류로서 제공될 수 있다. 후자의 예에 있어서, 공급 전류 Isupply는 원하는 LEE(110, 120, 210)에 특정 량의 전류를 제공하도록 동작 가능한 펄스폭 변조된(PWM) 파형의 형태로 될 수 있고, 그에 의해 스위치들(130 및 230)은 LEE들(110, 120, 210) 중 전류가 공급되어야 할 것을 선택하도록 동작 가능하다. LEE들(110, 120, 및 210)의 동작 전압들은, 전술한 스위칭 상태들을 설정함으로써 그 LEE들 중의 선택이 달성될 수 있도록 정의된다.
또 다른 예시적인 실시예에 있어서, 전류들은 위에서 도 3에서 설명된 평균 전류들로서 그들 각각의 LEE들에 제공된다. 특히, 제1 발광 소자(110)에 전류를 공급하는 413의 동작은 제1 발광 소자(110)에 평균 전류를 공급하는 동작을 포함한다:
Figure 112009027151313-pct00007
여기서 I1은 제1 LEE(110)에 이용 가능한 전류의 진폭이고, T는 제1 LEE(110)에 공급되는 전류의 시간 기간이고, t1은 제1 LEE(110)에 전류 I1을 공급하기 위해 제1 및 제2 스위치들(130 및 230) 각각이 열린 상태에 있는 시간 기간 T 내의 활성화 기간이다. 전류 진폭 I1은, 예를 들면, 선택되지 않은 LEE들 중 하나 이상이 전류를 전도할 때, 공급 전류 Isupply의 진폭과 다를 수 있다(그러나 반드시 그런 것은 아니다). 따라서, 전술한 식에서의 전류 진폭 I1은 어레이 스위치들에 의해 제1 LEE(110)가 선택될 때 그것에 이용 가능한 전류를 나타낸다.
유사하게, 제2 LEE(120)에 전류를 공급하는 414의 동작은 제2 발광 소자(120)에 평균 전류를 공급하는 동작을 포함한다:
Figure 112009027151313-pct00008
여기서 I2는 제2 LEE(120)에 이용 가능한 전류의 진폭이고, T는 제2 LEE(120)에 공급되는 전류의 시간 기간이고, t2는 제2 LEE(120)에 전류 I2를 공급하기 위해 제1 스위치(130)는 닫힌 상태에 있고 제2 스위치(230)는 열린 상태에 있는 시간 기간 T 내의 활성화 기간이다.
유사하게, 제3 LEE(210)에 전류를 공급하는 415의 동작은 제3 발광 소자(210)에 평균 전류를 공급하는 동작을 포함한다:
Figure 112009027151313-pct00009
여기서 I3는 제3 LEE(210)에 이용 가능한 전류의 진폭이고, T는 제3 LEE(210)에 공급되는 전류의 시간 기간이고, t3는 제3 LEE(210)에 전류 I3를 공급하기 위해 제1 스위치(130)는 열린 상태에 있고 제2 스위치(230)는 닫힌 상태에 있는 시간 기간 T 내의 활성화 기간이다.
상태 테이블(420)은 LEE(110), LEE(120), 또는 LEE(210)에 전류가 공급되고, 저장 소자(160)가 사용되지 않는 본 발명의 하나의 특정 실시예에 따른 선택 상태들, 스위치 상태들, 및 선택된 LEE들을 도시한다. 도시된 바와 같이, 상태 "00"에서는, 스위치들(130 및 230)이 열린 위치에 있고 제1 LEE(110)가 전류를 수신하도록 연결된다. 상태 "01"에서는, 제1 스위치(130)는 열린 위치에 있고 제2 스위치(230)는 닫힌 위치에 있고, 그에 의해 제3 LEE(210)가 그의 의도된 광 레벨에서의 동작을 위해 전류를 수신한다. 상태 "10"에서는, 제1 스위치(130)는 닫힌 위치에 있고 제2 스위치(230)는 열린 위치에 있고, 그에 의해 제2 LEE(120)가 그의 의도된 광 레벨에서의 동작을 위해 전류를 수신한다.
상술한 바와 같이, 동작 전압들(VOP1, VOP2 및 VOP3)는, LEE(110), LEE(120), 및 LEE(210)가 특정 온/오프 프로파일을 제공하도록 제공될 수 있다. 상태 "01"의 결과로 공급 전류 Isupply의 실질적으로 전부가 제3 LEE(210)에 공급되는 전술한 실시예에서는, VOP3는 VOP1보다 실질적으로 낮고 및/또는 공급 전류 Isupply는 VOP3보다 충분히 위에 및 VOP1보다 충분히 아래에 전압 제한된다. 유사하게, 상태 "10"의 결과로 공급 전류 Isupply의 실질적으로 전부가 제2 LEE(120)에 공급되는 실시예에서는, VOP2는 VOP1보다 실질적으로 낮고 및/또는 공급 전류 Isupply는 VOP2보다 충분히 위에 및 VOP1보다 충분히 아래에 전압 제한된다.
다르게는, 전압 동작점들(VOP1, VOP2 및 VOP3)은 LEE(110) 및 LEE(120) 또는 LEE(110) 및 LEE(210)로부터의 동시 동작/발광을 허용하도록 변경될 수 있다. 예를 들면, 제1 및 제3 LEE들(110 및 210)은 둘 다 상태 "01"에서의 동작 동안에 전류를 공급받을 수 있고, 예를 들면, 그들의 대응하는 동작 전압들(VOP1 및 VOP3)이 유사하다면 일반적으로 동일한 비율로, 또는 그들의 동작 전압들 사이의 관계에 대응하여 결정되는 다른 비율로 전류를 공급받을 수 있다. 유사하게, 제1 및 제2 LEE들(110 및 120)은 둘 다 상태 "10"에서의 동작 동안에 전류를 공급받을 수 있고, 예를 들면, 그들의 대응하는 동작 전압들(VOP1 및 VOP)이 유사하다면 일반적으로 동일한 비율로, 또는 그들의 동작 전압들 사이의 관계에 대응하여 결정되는 다른 비율로 전류를 공급받을 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 및 제2 스위치들(130 및 230)이 닫힌 상태에 있는 제4 가능 상태에서의 어레이의 동작은 어레이 컨트롤러(도시되지 않음)에 의해 배제될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 어레이가 제4 스위치 상태에서 작동된다면 어레이에의 전류 공급 Isupply가 중지될 수 있다.
또 다른 예시에서는, 제4 스위칭 상태가 채용될 수 있고, 그에 의해 제1, 제2 및 제3 LEE들(110, 120 및 210) 각각에 공급되는 전류는 그 LEE들의 대응하는 동작 전압들에 의해 결정된다. 예를 들면, 그 3개의 LEE들 각각은 그 3개의 동작 전압들이 실질적으로 동일한 경우 전류의 실질적으로 동일한 부분을 수신할 수 있다. VOP1 >> VOP2, VOP3인 전술한 조건의 예시에서, 제1 LEE(110)는 가장 적은(만일 있다면) 공급 전류를 수신할 것이고, 상기 제2 및 제3 LEE들(120 및 210)에 제공되는 공급 전류의 부분들은 그들 각각의 동작 전압들 사이의 관계에 의존할 것이다. 예를 들면, VOP1 >> VOP2
Figure 112009027151313-pct00010
VOP3이면, 상기 제2 및 제3 LEE들(120 및 210) 각각은 공급 전류의 실질적으로 동일한 부분들을 수신할 것이고, 상기 제1 LEE(110)는 공급 전류의 일부를 수신하더라도 조금밖에 수신하지 않을 것이다. 또 다른 예시에서, VOP1 >> VOP2 > VOP3이면, 상기 제3 LEE(210)는 공급 전류의 가장 큰 부분(어쩌면 전부)을 수신할 것이고, 제2 LEE(120)는 공급 전류의 보다 적은 부분을 수신하고(어쩌면 아무것도 수신하지 않고), 제1 LEE(110)는 공급 전류의 가장 적은 부분을 수신할 것이다(어쩌면 아무것도 수신하지 않을 것이다). 따라서, 공급 전압들을 대응하는 방식으로 배열함으로써 특정 량으로 임의의 하나 이상의 LEE들에 전류가 공급될 수 있다.
도 4B는 본 발명에 따른 도 2B에 도시된 제4 LEE(220)를 갖는 광소자 어레이(200b)의 동작 방법(430) 및 대응하는 상태 테이블(450)을 도시하고, 이전에 확인된 특징들은 그들의 참조 표시들을 유지한다. 방법 도면(430)에서 도시된 바와 같이, 제1, 제2 및 제3 LEE들(110, 120 및 210)에 전류를 공급하는 이전의 동작들은 상술한 바와 같이 제공된다. 이 실시예에서, 동작 방법은 432에서의 추가 동작을 포함하고, 그에 의해 제4 LEE(220)가 선택될 예정이면, 제1 및 제2 스위치들(130 및 230)이 닫힌 상태에서 제공되는 제4 상태 "11"이 선택된다. 제4 LEE(220)에 전류가 전달되고, 제4 LEE(220)는 그의 의도된 광 레벨에서 발광하기 시작한다.
제4 발광 소자(220)에 전류를 공급하는 442의 동작은 제4 발광 소자(220)에 평균 전류를 공급하는 동작을 포함한다:
Figure 112009027151313-pct00011
여기서 I4는 제4 LEE(220)에 이용 가능한 전류의 진폭이고, T는 제4 LEE(220)에 공급되는 전류의 시간 기간이고, t4는 제4 LEE(2200)에 전류 I4를 공급하기 위해 제1 및 제2 스위치들(130 및 230) 닫힌 상태에 있는 시간 기간 T 내의 활성화 기간이다.
전술한 바와 같이, 도 2B에 도시된 어레이의 제4 스위칭 상태에서 제4 LEE(220)에 공급되는 전류는 다른 3개의 동작 전압들(VOP1, VOP2 및 VOP3)에 대한 그의 관계에 의존할 것이다. 상기 제1 동작 전압(VOP1)이 가장 높은 전술한 예를 참조하여, VOP1 >> VOP4이면, 상기 제4 스위칭 상태에서 상기 제4 LEE에 전달되는 전류는 VOP2 및 VOP3에 대한 VOP4의 관계에 의존할 것이다. 예를 들면, VOP1 >> VOP2
Figure 112009027151313-pct00012
VOP3
Figure 112009027151313-pct00013
VOP4이면, 제2, 제3 및 제4 LEE들(120, 210 및 220) 각각은 공급 전류의 실질적으로 동일한 부분들을 수신할 것이고, 제1 LEE(110)는 공급 전류의 일부를 수신하더라도 조금밖에 수신하지 않을 것이다. 상기 동작 전압들은 또한, 상기 제4 LEE(220)가 상기 공급 전류의 전부는 아니더라도 대부분을 수신하도록 배열될 수도 있다. 예를 들면, VOP1 >> VOP2, VOP3 >> VOP4인 경우. 이런 식으로, 어레이가 제4 스위칭 상태에서 동작하는 경우 제4 LEE(220)에 공급 전류의 실질적으로 전부의 전달을 가능하게 하도록 공급 전압들의 배열이 이루어질 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 도 1, 2A, 2B 또는 2C에 도시된 광소자 어레이(110 또는 200a, 200b, 200c)를 통합한 발광 장치(500)를 도시하고, 이전에 확인된 특징들은 그들의 참조 번호들을 유지한다. 도 5는 도 2B의 어레이(200b)를 구현하는 것으로 도시되어 있지만, 숙련자는 도 1에 도시된 어레이(100), 또는 도 2A 및 2C에 각각 도시된 어레이들(200a 또는 200c)이 대신으로 발광 장치(500)에 채용될 수도 있다는 것을 알 것이다.
어레이(200b)에 더하여, 발광 장치(500)는 전원(510)을 더 포함한다. 전원(510)은 전력 입력(510a), 제어 입력(510b), 및 어레이(200b)에 연결된(직접, 또는 스위치를 통하여) 전류 출력(510c)을 포함한다. 전력 입력(510a)은 어레이(200b)에 공급될 예정인 전력(조정(regulate)된 또는 조정되지 않은)을 수신하도록 동작 가능하다. 제어 입력(510b)은, 아래에서 설명될, 출력 레벨 조건들을 설정하도록 동작 가능하다. 전류 출력(510c)은 어레이(200)에 전원 전류 Isupply를 공급하도록 동작 가능하다. 특정 실시예에 있어서, 전원(510)은 정전류원으로서 동작 가능하고, 그에 의해 전달되는 공급 전류 Isupply는 부하 조건들과 실질적으로 무관하다.
LED 장치(500)는 전원(510) 및 제1 및 제2 스위치들(130 및 230)에 제어 신호들을 제공하도록 동작 가능한 컨트롤러(520)를 더 포함한다. 컨트롤러(520)는 전원(510)의 제어 입력(510a)에 연결된 제1 출력(520a), 및 스위치(130)에 연결된 제2 출력(520b)을 포함한다. 제1 출력(520a)은 전원의 출력 레벨 조건을 설정하는 제어 신호(522)를 전원에 제공하도록 동작 가능하다. 제2 출력(520b)은 제1 스위치(130)의 상태를 제어하는 제어 신호(524)를 제공하도록 동작 가능하다. 도 2B의 어레이(200b)가 구현되어 있는 도시된 실시예에 있어서, 컨트롤러(520)는 제2 스위치(230)에 연결된 제3 출력(520c)을 더 포함하고, 이 제3 출력(520c)은 제2 스위치(230)의 상태를 제어하는 제어 신호(526)를 제공하도록 동작 가능하다. 컨트롤러는 마이크로프로세서 또는 다른 시스템으로부터 명령들을 수신하도록 동작 가능한 입력 포트(520d)를 포함한다. 다르게는, 컨트롤러(520) 자체에 여기에서 설명된 동작들을 수행하도록 동작 가능한 프로그래밍이 로딩될 수도 있다.
당해 기술분야의 숙련자라면 알게 되는 바와 같이, 전류/전원(510)은 LEE들(110, 120, 210 및 220)을 선택 및/또는 비활성화하는 다양한 상이한 출력 신호들을 제공하도록 제어될 수 있다. 예를 들면, LEE 회로의 일정한 조명을 얻기 위하여, 컨트롤러(520)는 조명될 LEE 회로에 대응하는 레벨로 정전류를 출력하도록 전원(510)에 지시하는 제어 신호(522)를 제공하도록 동작 가능하고, 컨트롤러(520)는 위에서 설명된 테이블(350 또는 450)에 따라서 원하는 LEE에 상기 정전류를 연결하도록 스위치들(130 및 230)을 설정하는 제어 신호들(524 및 526)을 더 제공한다. 유사한 방식으로, 전원(510)은 LEE의 강도 또는 휘도의 변화를 달성하기 위해 출력 전류 Isupply의 레벨을 변경하도록 제어될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, LEE들(110, 120, 210 및 220) 각각에 공급되는 전류는 위에서 도 3, 4A 및 4B에서 설명된 평균 전류
Figure 112009027151313-pct00014
의 형태로 된다. 그러한 실시예의 일례에서, 시간 기간 T는 10 ms이고, 활성화 시간들 t1, t2, t3, 및 t4는, 각각, 5 ms, 2 ms, 2 ms, 및 1 ms이다. 그러한 배열의 결과로 제1, 제2, 제3, 및 제4 LEE들의 평균 전류
Figure 112009027151313-pct00015
는, 선택된 LEE에 이용 가능한 전류 Ii와 공급 전류 Isupply 사이에 실질적인 차이가 없다(즉, 선택되지 않은 LEE들에 의한 실질적인 전도가 일어나지 않는다)고 가정할 때, 공급 전류 레벨 Isupply의 50%, 20%, 20% 및 10%가 된다. 당해 기술분야의 숙련자들은 특정 LEE에 공급될 예정인 원하는 전류의 양에 따라서, 상이한 전류 비율들이 얻어질 수 있다는 것을 알 것이다. 예를 들면, 시간 기간 T는 인간이 깜박임(flickering)을 지각하는 것을 더 피하도록 선택될 수 있고, 인간이 깜박임을 지각하는 경우에는 보다 짧은 시간 기간(예를 들면, 2.5 ms)이 선택될 수 있다. 또한, 활성화 시간 ti도 전류 레벨 Isupply의 비율을 유지하도록 대응하여 변경될 수 있다.
또한 공급 전류 레벨 Isupply는 일정한 레벨로, 또는 다르게는, 변화하는 레벨로 제공될 수 있다는 점에 주의한다. LEE를 선택하는 상이한 상태들과 공급 전류 레벨을 변경하는 가능성을 조합하는 것에 의해 LEE들을 제어하는 데 있어서 2개의 실질적으로 독립적인 자유도가 허용된다.
또 다른 예시적인 실시예에 있어서, 어레이(200b)는 LEE들(100, 120, 210 및 220) 중 하나 이상을 가로질러 연결된 병렬 커패시터(shunt capacitor)(들)를 채용하고(도 5에서는 LEE 회로(120)가 병렬 커패시터(160)를 채용하지만, 몇 개의 또는 모든 LEE들이 병렬 커패시터를 채용할 수도 있다), 어레이(200b)는, 10 ms의 시간 기간 T에 걸쳐서 5 ms, 2 ms, 2ms, 및 1 ms에서 각각 평균 전류들
Figure 112009027151313-pct00016
가 제공되는 상기 예에서와 같이, 그들의 대응하는 LEE들(110, 120, 210 및 220)에 평균 전류
Figure 112009027151313-pct00017
를 제공하도록 동작한다. LEE들 중 하나 이상에 병렬 연결된 커패시터를 제공하는 것은 어떤 시간 기간 동안 특정 LEE 회로의 연속적인 조명을 제공하거나, 또는 2개 이상의 LEE들의 동시 조명을 허용하기 위해 이용될 수 있고, 후자의 조건은, 예를 들면, 이전에 비활성인 LEE가 그의 대응하는
Figure 112009027151313-pct00018
를 수신하도록 스위칭되고, 제2 LEE가 전원으로부터 분리되고, 제2 LEE의 병렬 커패시터가 연속된 동작을 위해 그의 LEE를 구동하는 전류를 제공하는 경우에 발생한다.
커패시터들(160)(그 각각은 동일하거나 상이할 수 있다)의 사이즈는, 전류
Figure 112009027151313-pct00019
의 시간 기간 T, 연결된 LEE에 전달되는 전류
Figure 112009027151313-pct00020
내의 리플(ripple)의 허용 크기(acceptable magnitude), 및 "오프 상태 동작"(off state operation)의 지속 기간을 포함하는 몇 개의 요인들에 기초하고, 여기서 "오프 상태 동작"은 스위치들(130 및 230)이 LEE를 전원 밖으로 스위칭한 후에 그 LEE에 연결된 커패시터(160)의 저장된 전하가 그 LEE를 동작시키는 조건을 지칭한다. 알게 되는 바와 같이, 전류
Figure 112009027151313-pct00021
가 보다 짧은 시간 기간을 포함하는 경우, 및/또는 오프 상태 활성화 시간이 보다 짧은 경우, 및/또는
Figure 112009027151313-pct00022
내의 보다 큰 리플의 크기가 요망되거나 허용되는 경우에는 보다 작은 커패시터들이 채용될 수 있다. 전류
Figure 112009027151313-pct00023
에 의해 보다 긴 시간 기간 T가 제공되는 경우, 및/또는 보다 긴 오프 상태 활성화 기간이 추구되는 경우, 및/또는
Figure 112009027151313-pct00024
내의 보다 작은 리플 크기가 요망되거나 요구되는 경우에는 보다 큰 커패시턴스가 채용될 수 있다.
커패시터(들)(160)에 대한 사이즈 선택에 어쩌면 영향을 미치는 다른 요인은 병렬 커패시터(160)를 채용하는 LED 회로들을 선택하거나 비활성화는 데 있어서의 허용 지연(acceptable delay)이다. 특히, 커패시터(160)의 사이즈는 이전에 비활성인 LED 회로가 그의 동작 전압 조건 VOP에 얼마나 빨리 도달할 수 있는지, 또는 이전에 활성인 LEE가 얼마나 빨리 비활성화될 수 있는지를 방해할 수 있다. 그러한 상황에서, 공급된 평균 전류
Figure 112009027151313-pct00025
의 비활성 상태와 활성 상태 간의 상승 및 하강 시간 전이들(rise and fall time transitions)은 허용 한계를 넘어서 열화될 수 있고, 그 결과 어떤 상황(LED 회로의 지연된 비활성화)에서는 잘못된 발광(erroneous emission of light), 및/또는 다른 상황(LEE의 지연된 활성화)에서는 광의 누락(omission of light)이 생길 수 있다.
병렬 커패시터(들)(160)이 그들의 연결된 LEE들에 미치는 지연된 선택/비활성화 영향을 최소화하기 위한 하나의 예시적인 접근법은 상승 및 하강 시간 전이들을 가속화하는 간헐적 보상 효과(intermittent compensation effect)를 제공하는 것이다. 예를 들면, 이전에 비활성인 LEE의 활성 상태로의 상승 시간 전이는, 짧은 시간 기간 동안, 보다 높은 전류 레벨을 LEE에 제공함으로써, 그 특정 LEE 회로가 활성인 시간 t에 걸쳐서 끊임없이 원하는 전류 레벨 Ii가 인가되는 경우보다 그의 병렬 커패시터(160)를 보다 빠르게 충전하고 순방향 전압을 보다 일찍 달성하는 것에 의해 가속화될 수 있다. 특정 LEE들, 예를 들면 발광 소자로서 이용될 수도 있는 LED의 특정 전압-전류 특성 때문에, 보다 낮은 순방향 전압에서 순방향 전류가 드롭(drop)할 수도 있다. LED에 에너지를 전달함으로써 커패시터를 방전하는 것에 의해 결과적으로 그 LED에 의해 매우 작지만 눈에 띄는 광이 생성되는 시간 기간이 길어질 수 있다. 그 다이오드의 최종 오프-상태를 촉진하기 위해 적절한 특성을 갖는 추가의 부하를 접속하는 것(예를 들면, 저항기 또는 저항기와 제너-다이오드의 직렬 접속)이 이용될 수 있다. 또한, 컨트롤러(520)는 병렬 커패시터를 갖는 LED로부터의 누락 또는 추가 광 출력을 보상하는 방식으로 프로그램될 수 있고 시간 평균된 광 출력에 관하여 이것을 보상할 수 있다.
요약하면 본 발명의 하나의 양태로서 스위치의 수를 스위치 대 발광 소자의 1:1 비율 미만으로 감소시키기 위해, 예를 들면, 2개의 발광 소자에 하나의 스위치를, 3개의 발광 소자에 2개의 스위치를, 또는 4개의 발광 소자에 2개의 스위치를 제공하기 위하여 상이한 동작 전압점들(즉, 턴 온 전압(turn on voltage)들)을 갖는 LEE 회로들이 구현된다는 것을 알 수 있다. 이렇게 하여, 광소자 어레이에 대한 컴포넌트 개수가 감소되어, 보다 빠르고, 보다 전력 효율적이고 보다 저비용의 발광 장치를 제공할 수 있다.
당해 기술분야의 숙련자들에 의해 쉽게 이해되는 바와 같이, 설명된 프로세스들은 적절한 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들 구현들의 조합으로 구현될 수 있다. 또한, 설명된 프로세스들 중 일부 또는 전부는 컴퓨터 판독가능 매체(이동식 디스크, 휘발성 또는 비휘발성 메모리, 임베디드(embedded) 프로세서 등) 상에 상주하는 컴퓨터 판독가능 명령 코드로서 구현될 수 있고, 그 명령 코드는 의도된 기능들을 수행하도록 다른 그러한 프로그램 가능한 장치의 컴퓨터를 프로그램하도록 동작 가능하다.
용어 "comprising"은 다른 특징들을 배제하지 않고, 부정관사 "a" 또는 "an"은, 지시된 경우를 제외하고는, 복수를 배제하지 않는다는 것에 주의해야 한다. 또한 상이한 실시예들과 관련하여 설명된 엘리먼트들이 조합될 수도 있다는 것에 주의해야 한다. 또한 청구항들에서의 참조 부호들은 청구항들의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다는 것에 주의한다. 용어 "coupling"은 2개의 특징들 간의 직접 접속, 또는 2개의 특징들 간의, 개재하는 구조를 통한, 간접 접속을 나타내기 위해 사용된다. 플로 차트들에서 도시된 동작들은 도시된 특정 순서에 제한되지 않고, 더 늦게 번호가 매겨진 동작들이 본 발명에 따라 더 이른 번호 동작들과 동시에 또는 그에 앞서서 수행될 수도 있다.
전술한 설명은 도시와 설명을 목적으로 제공되었다. 모든 것을 망라하거나 본 발명을 개시된 바로 그 형태로 제한하고자 하는 것이 아니며, 개시된 교시 내용에 비추어 명백히 다수의 수정들 및 변형들이 가능하다. 설명된 실시예들은 본 발명의 원리들 및 그의 실제 응용을 가장 잘 설명하여 그에 의해 당해 기술분야의 다른 숙련자들이 다양한 실시예들에서 그리고 계획되는 특정 용도에 적합한 다양한 수정들과 함께 본 발명을 가장 잘 이용할 수 있게 하기 위하여 선택되었다. 본 발명의 범위는 여기에 첨부된 청구항들에 의해서만 정의될 것을 의도한다.

Claims (20)

  1. 광소자 어레이(light element array)로서,
    제1 단자 및 제2 단자를 갖는 제1 발광 소자(light emitting element)(110);
    제1 단자, 및 상기 제1 발광 소자(110)의 상기 제2 단자에 연결된 제2 단자를 갖는 제2 발광 소자(120);
    상기 제1 발광 소자(110)의 상기 제1 단자에 연결된 제1 단자 및 제2 단자를 갖는 제3 발광 소자(210);
    상기 제1 및 제3 발광 소자들(110, 210)의 상기 제1 단자들 각각에 연결된 제1 단자, 및 상기 제2 발광 소자(120)의 상기 제1 단자에 연결된 제2 단자를 갖는 제1 스위치(130); 및
    상기 제3 발광 소자(210)의 상기 제2 단자에 연결된 제1 단자, 및 상기 제1 및 제2 발광 소자들(110, 120)의 상기 제2 단자들 각각에 연결된 제2 단자를 갖는 제2 스위치(230)
    를 포함하며,
    상기 제1 발광 소자(110)의 상기 제1 단자는 제1 전원 레일(power supply rail)(172)에 연결되고, 상기 제1 발광 소자(110)의 상기 제2 단자는 제2 전원 레일(174)에 연결되고,
    상기 제1, 제2, 및 제3 발광 소자들(110, 120, 210)은 각각의 제1, 제2 및 제3 동작 전압들(VOP1, VOP2, VOP3)을 특징으로 하고, 그의 상대적인 관계들은 수학식 VOP1 > VOP2, VOP3에 의해 정의되고,
    상기 제2 발광 소자(120)는, 상기 제1 스위치(130)가 닫힌 상태에 있고 상기 제2 스위치가 열린 상태에 있는 경우에 상기 제1 또는 제2 전원 레일들(172, 174)에 공급된 전류의 적어도 일부를 수신하도록 되어 있으며, 상기 제3 발광 소자(210)는, 상기 제1 스위치(130)가 열린 상태에 있고 상기 제2 스위치가 닫힌 상태에 있는 경우에 상기 광소자 어레이에 공급된 전류의 적어도 일부를 수신하도록 되어 있는 광소자 어레이.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 발광 소자들(110, 120, 210) 각각은 발광 다이오드, 유기 발광 다이오드, AC 발광 다이오드, 레이저 다이오드 또는 백열등으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 광소자 어레이.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1, 제2, 또는 제3 발광 소자들(110, 120, 210) 중 하나 이상에 연결된 저장 소자를 더 포함하는 광소자 어레이.
  4. 제3항에 있어서, 상기 저장 소자는 상기 제1, 제2, 또는 제3 발광 소자들(110, 120, 210) 중 하나 이상과 병렬로 연결된 커패시턴스(160)를 포함하는 광소자 어레이.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 스위치(130)의 상기 제2 단자에 연결된 제1 단자, 및 상기 제2 스위치(230)의 상기 제1 단자에 연결된 제2 단자를 갖는 제4 발광 소자(220)를 더 포함하고, 상기 제4 발광 소자(220)는 제4 동작 전압(VOP4)을 특징으로 하며, 상기 제4 발광 소자(220b)는 상기 제4 동작 전압 이상에서 발광하도록 동작 가능한 광소자 어레이.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 발광 소자(110)의 상기 제1 단자는 제1 전원 레일(172)에 연결되고, 상기 제1 발광 소자(110)의 상기 제2 단자는 제2 전원 레일(174)에 연결되고,
    상기 제4 발광 소자(220)는, 상기 제1 및 제2 스위치들(130, 230)이 각각 닫힌 상태에 있는 경우에 상기 광소자 어레이에 공급된 전류의 적어도 일부를 수신하도록 되어 있는 광소자 어레이.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 발광 소자들(110, 120, 210, 220)은 각각의 제1, 제2, 제3 및 제4 동작 전압들(VOP1, VOP2, VOP3, VOP4)을 특징으로 하고, 그의 상대적인 관계들은 수학식 VOP1 > VOP2, VOP3 > VOP4에 의해 정의되는 광소자 어레이.
  8. 제5항에 있어서, 상기 제4 발광 소자(220)에 연결된 저장 소자를 더 포함하는 광소자 어레이.
  9. 제8항에 있어서, 상기 저장 소자는 상기 제4 발광 소자(220)와 병렬로 연결된 커패시턴스(160)를 포함하는 광소자 어레이.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1 스위치(130)의 상기 제2 단자와 상기 제2 스위치(230)의 상기 제1 단자 사이에 연결된 단락 회로를 더 포함하는 광소자 어레이.
  11. 발광 장치(500)로서,
    제1항, 제2항 또는 제10항에 청구된 상기 광소자 어레이;
    제어 입력(510b), 및 상기 광소자 어레이에 전류를 공급하도록 연결된 전력 출력(510c)을 포함하는 전원(510); 및
    상기 전원(510)의 상기 제어 입력(510b)에 연결된 제1 출력(520a), 상기 광소자 어레이의 제1 스위치(130)에 연결된 제2 출력(520b), 및 상기 광소자 어레이의 상기 제2 스위치(230)에 연결된 제3 출력(520c)을 포함하는 컨트롤러(520) ― 상기 제1 출력(520a)은 상기 전원(510)의 출력 레벨 조건들을 설정하기 위한 제어 신호(522)를 상기 전원(510)에 제공하도록 동작 가능하고, 상기 제2 출력(520b)은 상기 제1 스위치(130)의 상태를 제어하기 위한 제어 신호(524)를 제공하도록 동작 가능하고, 상기 제3 출력(520c)은 상기 제2 스위치(230)의 상태를 제어하기 위한 제어 신호(526)를 제공하도록 동작 가능함 ―
    를 포함하는 발광 장치(500).
  12. 광소자 어레이를 동작시키는 방법 ― 상기 광소자 어레이는, 제1 전원 레일(172)에 연결된 제1 단자 및 제2 전원 레일(174)에 연결된 제2 단자를 갖는 제1 발광 소자(110), 제1 단자, 및 상기 제1 발광 소자(110)의 상기 제2 단자에 연결된 제2 단자를 갖는 제2 발광 소자(120), 상기 제1 발광 소자(110)의 상기 제1 단자에 연결된 제1 단자 및 제2 단자를 갖는 제3 발광 소자(210), 상기 제1 및 제3 발광 소자들(110, 210)의 상기 제1 단자들 각각에 연결된 제1 단자, 및 상기 제2 발광 소자(120)의 상기 제1 단자에 연결된 제2 단자를 갖는 제1 스위치(130), 및 상기 제3 발광 소자(210)의 상기 제2 단자에 연결된 제1 단자, 및 상기 제1 및 제2 발광 소자들(110, 120)의 상기 제2 단자들 각각에 연결된 제2 단자를 갖는 제2 스위치(230)를 포함하고, 상기 제1 발광 소자(110)의 상기 제1 단자는 제1 전원 레일(172)에 연결되고, 상기 제1 발광 소자(110)의 상기 제2 단자는 제2 전원 레일(174)에 연결되고, 상기 제1, 제2, 및 제3 발광 소자들(110, 120, 210)은 각각의 제1, 제2 및 제3 동작 전압들(VOP1, VOP2, VOP3)을 특징으로 하고, 그의 상대적인 관계들은 수학식 VOP1 > VOP2, VOP3에 의해 정의되고, 상기 제2 발광 소자(120)는, 상기 제1 스위치(130)가 닫힌 상태에 있고 상기 제2 스위치가 열린 상태에 있는 경우에 상기 제1 또는 제2 전원 레일들(172, 174)에 공급된 전류의 적어도 일부를 수신하도록 되어 있으며, 상기 제3 발광 소자(210)는, 상기 제1 스위치(130)가 열린 상태에 있고 상기 제2 스위치가 닫힌 상태에 있는 경우에 상기 광소자 어레이에 공급된 전류의 적어도 일부를 수신하도록 되어 있음 ― 으로서,
    상기 제1 및 제2 스위치들(130, 230) 각각을 열린 상태 또는 닫힌 상태 중 어느 하나로 제어하는 단계, 및
    상기 광소자 어레이의 상기 제1 또는 제2 전원 레일들(172, 174)에 전류를 공급하는 단계
    를 포함하고,
    상기 공급된 전류의 적어도 일부는, 상기 제1 및 제2 스위치들(130, 230) 각각이 열린 상태에 있는 경우에는 상기 제1 발광 소자(110)에 공급되고,
    상기 공급된 전류의 적어도 일부는, 상기 제1 스위치(130)가 닫힌 상태에 있고 상기 제2 스위치(230)가 열린 상태에 있는 경우에는 상기 제2 발광 소자(120)에 공급되고,
    상기 공급된 전류의 적어도 일부는, 상기 제1 스위치(130)가 열린 상태에 있고 상기 제2 스위치(230)가 닫힌 상태에 있는 경우에는 상기 제3 발광 소자(210)에 공급되는 광소자 어레이의 동작 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 발광 소자(110)에 공급되는 전류는, 평균 전류,
    Figure 112009028317644-pct00026
    를 포함하고, 여기서 I1은 상기 제1 발광 소자(110)에 공급되는 전류의 진폭이고, T는 상기 제1 발광 소자(110)에 공급되는 전류의 시간 기간이고, t1은 상기 제1 발광 소자(110)에 전류 I1을 공급하기 위해 상기 제1 및 제2 스위치들(130 및 230) 각각이 열린 상태에 있는 활성화 기간인 광소자 어레이의 동작 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제2 발광 소자(120)에 공급되는 전류는, 평균 전류,
    Figure 112009028317644-pct00027
    를 포함하고, 여기서 I2는 상기 제2 발광 소자(120)에 공급되는 전류의 진폭이고, T는 상기 제2 발광 소자(120)에 공급되는 전류의 시간 기간이고, t2는 상기 제2 발광 소자(120)에 전류 I2를 공급하기 위해 상기 제1 스위치(130)는 닫힌 상태에 있고 상기 제2 스위치(230)는 열린 상태에 있는 활성화 기간인 광소자 어레이의 동작 방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 제3 발광 소자(210)에 공급되는 전류는, 평균 전류,
    Figure 112009028317644-pct00028
    를 포함하고, 여기서 I3는 상기 제3 발광 소자(210)에 공급되는 전류의 진폭이고, T는 상기 제3 발광 소자(210)에 공급되는 전류의 시간 기간이고, t3는 상기 제3 발광 소자(210)에 전류 I3를 공급하기 위해 상기 제1 스위치(130)는 열린 상태에 있고 상기 제2 스위치(230)는 닫힌 상태에 있는 활성화 기간인 광소자 어레이의 동작 방법.
  16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광소자 어레이는, 상기 제1 스위치(130)의 상기 제2 단자에 연결된 제1 단자, 및 상기 제2 스위치(230)의 상기 제1 단자에 연결된 제2 단자를 갖는 제4 발광 소자(220)를 더 포함하고, 상기 제어하는 단계는 상기 제1 및 제2 스위치들(130, 230) 각각을 닫힌 상태로 제어하는 단계를 포함하고, 상기 공급 전류의 적어도 일부가 상기 제4 발광 소자(220)에 공급되는 광소자 어레이의 동작 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제4 발광 소자(220)에 공급되는 전류는, 평균 전류,
    Figure 112013089254152-pct00029
    를 포함하고, 여기서 I4는 상기 제4 발광 소자(220)에 공급되는 전류의 진폭이고, T는 상기 제4 발광 소자(220)에 공급되는 전류의 시간 기간이고, t4는 상기 제4 발광 소자(220)에 전류 I4를 공급하기 위해 상기 제1 및 제2 스위치들(130, 230)이 닫힌 상태에 있는 활성화 기간인 광소자 어레이의 동작 방법.
  18. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항의 동작들을 수행하는 컴퓨터 프로그램들이 저장되어 있는 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
  19. 삭제
  20. 삭제
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