KR101503092B1 - 고상 조명 패널들 내 색상 영역을 한정하는 방법 - Google Patents

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Abstract

복수의 고상 발광 장치들을 포함하는 백라이트 유닛의 제어 방법은, 요청된 색상 점에서 백라이트 유닛의 색상 점을 설정하도록 하는 요구를 수신하는 단계, 및 요청된 색상 점이 받아들일 수 있는 범위 내에 해당하는지 여부를 판단하는 단계를 포함한다. 받아들일 수 있는 범위 밖의 요청된 색상 점에 응답하여, 요청된 색상 점에 대한 수정된 색상 점이 선택되고, 백라이트 유닛의 색상 점은 수정된 색상 점으로 설정된다. 상응하는 고상 조명 유닛들 또한 개시된다.

Description

고상 조명 패널들 내 색상 영역을 한정하는 방법{Limiting the color gamut in solid state lighting panels}
본 발명은 고상 조명에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 조절 가능한 고상 조명 패널들과, 고상 조명 패널들의 광 출력을 조절하는 방법들 및 시스템들에 관한 것이다.
고상 조명 어레이들은 수많은 조명 제품들(applications)에 사용된다. 예를 들어, 고상 조명 장치로 된 어레이들을 포함하는 고상 조명 패널들은, 예를 들어, 건축용 조명 및/또는 강조용 조명 분야에서, 직접 조명 광 소스들로서 사용되어 왔다. 고상 조명 장치는, 예를 들어, 하나 또는 그 이상의 발광 다이오드들(LEDs, light emitting diode)을 포함하는 패키지화된(packaged) 발광 장치(light emitting device)를 포함할 수 있다. 일반적으로 무기 발광 다이오드들은 p-n 접합들을 형성하는 반도체 층들을 포함한다. 유기 발광 층들을 포함하는 유기 발광 다이오드들(OLEDs)은 고상 발광 장치의 다른 형태이다. 일반적으로, 고상 발생 장치는, 발광 층 또는 영역 내의, 예를 들어 전자들 및 홀들과 같은 전자 캐리어들(electronic carriers)의 재결합(recombination)을 통해 빛을 생성한다.
휴대용 전자 장치들에서 사용되는 액정 디스플레이(LCD, liquid crystal display) 화면들과 같은 소형 액정 디스플레이 화면들을 위한 백라이트들로서, 고상 조명 패널들이 흔하게 사용된다. 또한, 액정 디스플레이 텔레비전 디스플레이들과 같은 더 큰 디스플레이들을 위한 백라이트들로서의 고상 조명 패널들의 사용에 대한 관심 또한 증가하고 있다.
더 작은 액정 디스플레이 화면들을 위한 백라이트 조립품들(assemblies)은, 일반적으로 발광 다이오드에 의해 방출된 청색 광의 일부를 황색 광으로 변환시키는 파장 변환 형광체(phosphor)로 코팅된 청색 발광 다이오드를 포함하는 백색 발광 다이오드 조명 장치를 사용한다. 청색 광과 황색 광의 조합인 결과 광(resulting light)은 관측자에게 백색으로 보일 수 있다. 그러나, 그러한 배치에 의해 생성된 백색 광이 백색으로 보일 수 있는 반면, 그러한 광에 의해 조명된 물체들은, 상기 광의 제한된 스펙트럼에 의해 자연스러운 색상을 가지는 것으로 보이지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 광은 가시 스펙트럼의 적색 부분 내에 에너지를 거의 포함하지 않을 수 있기 때문에, 물체 내의 적색 색상들은 그러한 광에 의해 잘 조명되지 않을 수 있다. 결국, 그러한 광 소스 하에서 보여질 경우, 상기 물체는 부자연스러운 색상을 가지는 것으로 보일 수 있다.
광 소스의 색상 렌더링 인덱스(color rendering index)는 넓은 범위의 색상들을 정확하게 조명하는 소스에 의해 생성된 광의 능력을 객관적으로 측정하는 것이다. 상기 색상 렌더링 인덱스는 단색광의 소스들인 본질적인 0의 값부터 백열광의 소스들인 100에 가까운 값까지의 범위를 가진다. 형광체-기반의 고상 조명 소스로부터 생성된 광은 상대적으로 적은 색상 렌더링 인덱스를 포함할 수 있다.
큰-크기의 백라이트 및 조명 제품들의 경우, 높은 색상 렌더링 인덱스를 포함하는 백색 광을 생성하는 조명 소스를 제공하는 것이 종종 바람직하며, 이로 인해 상기 조명 패널에 의해 조명되는 물체들 및/또는 디스플레이 화면들이 더 자연스럽게 보일 수 있다. 따라서, 일반적으로 그러한 조명 소스들은 적색, 녹색 및 청색 발광 장치들을 포함하는 고상 조명 장치의 배열을 포함할 수 있다. 적색, 녹색 및 청색 발광 장치들에 동시에 에너지가 인가되는 경우, 조합된 결과 광은, 상기 적색, 녹색 및 청색 소스들의 상대적인 세기들에 따라 백색 또는 거의 백색으로 보일 수 있다. "백색"으로 고려될 수 있는 광의 다수의 상이한 색조들(hues)이 존재한다. 예를 들어, 나트륨 증기(vapor) 조명 장치에 의해 생성된 광과 같은 일부 "백색" 광은 황색의 색상으로 보일 수 있는 반면, 일부 형광(fluorescent) 조명 장치에 의해 생성된 광과 같은 다른 "백색" 광은 청색의 색상으로 보일 수 있다.
특정 광 소스의 색도(chromaticity)는 소스의 "색상 점(color point)"으로서 언급될 수 있다. 백색 광 소스의 경우, 상기 색도는 상기 소스의 "백색 점"로서 언급될 수 있다. 백색 광 소스의 백색 점은, 특정 온도로 가열된 흑체 라디에이터(black-body radiator)에 의해 방출된 광의 색상에 상응하는 색도 점들의 위치에 따라 해당할 수 있다. 따라서, 광 소스의 관련 색상 온도(CCT, correlated color temperature), 즉 가열된 흑체 라디에이터가 상기 광 소스의 색조와 일치하는 경우의 온도에 의해, 백색 점이 확인될 수 있다. 일반적으로 백색 광은 4000 K 내지 8000 K의 관련 색상 온도를 가진다. 4000 K의 관련 색상 온도를 갖는 백색 광은 황색의 색상을 가지는 반면, 8000 K의 관련 색상 온도를 갖는 백색 광은 더욱 청색의 색상이다.
더 큰 디스플레이 및/또는 조명 제품들에서, 더 큰 조명 패널을 형성하기 위해, 예를 들어, 2차원의 배열 내에서, 다수의 고상 조명 타일들(tiles)이 함께 연결될 수 있다. 그러나, 불행하게도, 생성된 백색 광의 색조는 타일별로(from tile to tile) 다를 수 있고, 및/또는 심지어 조명 장치 별로(from lighting device to lighting device) 다를 수도 있다. 그러한 변동들은, 다른 발광 다이오드들로부터 방출된 세기의 변동들, 및/또는 조명 장치 내 및/또는 타일 상의 발광 다이오드들의 위치의 변동들을 포함하는 많은 요인들로부터 기인할 수 있다. 따라서, 타일별로 일정한 백색 광의 색조를 생산하는 다중-타일 디스플레이 패널을 조립하기 위해, 많은 수의 타일들에 의해 생성된 광의 색조, 포화(saturation), 또는 색도를 측정하고, 상기 다중-타일 디스플레이에 사용되는 상대적으로 가까운 색도를 가지는 타일들의 부분 집합(subset)을 선택하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 감소된 수율들 및/또는 생산 공정에서의 증가된 재고 비용들을 야기할 수 있다.
나아가, 비록 고상 디스플레이/조명 타일이 처음 생산된 경우, 고상 디스플레이/조명 타일이 일정하고 바람직한 광의 색조를 가진다고 하더라도, 상기 타일 내의 고상 장치의 상기 색조 및/또는 밝기는, 시간적으로 불균일하게 및/또는 온도 변동의 결과로서, 다를 수 있으며, 이는 상기 패널의 전체적인 색상 점이 시간에 따라 변화하는 것을 야기할 수 있고, 및/또는 상기 패널의 색상의 불균일을 초래할 수 있다. 또한, 원하는 색조 및/또는 밝기 레벨을 제공하기 위해, 사용자는 디스플레이 패널의 광 출력 특성들을 변경하고 싶을 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들은, 복수의 고상 발광 장치들을 포함하는 백라이트 유닛을 제어하는 방법들을 제공한다. 상기 방법들은, 요청된 색상 점에서의 상기 백라이트 유닛의 색상 점을 설정하도록 하는 요청을 수신하는 단계, 및 상기 요청된 색상 점이 받아들일 수 있는 범위 내인지 여부를 판단하는 단계를 포함한다. 상기 받아들일 수 있는 범위 밖의 상기 요청된 색상 점에 응답하여, 상기 요청된 색상 점에 대한 수정된 색상 점이 선택되고, 상기 백라이트 유닛의 색상 점이 상기 수정된 색상 점으로 설정된다.
상기 받아들일 수 있는 범위는 2-차원 색상 공간에 따라 정의될 수 있다. 예를 들어, 상기 받아들일 수 있는 범위는 상기 2-차원 색상 공간 내의 직사각형으로 정의될 수 있다.
상기 색상 공간은 1931 CIE 색도 다이어그램에 의해 표현될 수 있고, 상기 받아들일 수 있는 범위는 (x, y) 좌표를 가지는 색도 점(chromaticity point)으로서 정의될 수 있으며, 이 경우 xlim1 < x < xlim2 이고, ylim1 ≤ y ≤ ylim2 일 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 색상 공간은 0.26 ≤ x ≤ 0.38 및 0.26 ≤ y < 0.38로 정의될 수 있다.
상기 방법은 상기 요청된 색상 점의 x-좌표가 받아들일 수 있는 범위의 x-좌표들 내에 해당하는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다. 만일 상기 요청된 색상 점의 상기 x-좌표가 상기 받아들일 수 있는 범위의 x-좌표들 내에 해당하지 않는 경우, 상기 요청된 색상 점의 상기 x-좌표에 대하여 받아들일 수 있는 x-좌표들의 상기 범위 내 가장 가까운 x-좌표로서, 상기 수정된 색상 점의 상기 x-좌표가 설정될 수 있다.
상기 방법은 상기 요청된 색상 점의 y-좌표가 받아들일 수 있는 범위의 y-좌표들 내에 해당하는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다. 만일 상기 요청된 색상 점의 상기 y-좌표가 상기 받아들일 수 있는 범위의 x-좌표들 내에 해당하지 않는 경우, 상기 요청된 색상 점의 상기 y-좌표에 대하여 받아들일 수 있는 y-좌표들의 상기 범위 내 가장 가까운 y-좌표로서, 상기 수정된 색상 점의 상기 y-좌표가 설정될 수 있다.
상기 받아들일 수 있는 범위는 기준 색상 점으로부터 거리 r 내의 색상 점들을 포함할 수 있다. 상기 수정된 색상 점을 선택하는 단계는, 상기 수정된 색상 점 및 상기 기준 색상 점 사이의 선을 따라, 상기 받아들일 수 있는 범위 내에 해당할 때까지 상기 요청된 색상 점을 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 받아들일 수 있는 범위는 규칙적인 또는 비규칙적인 다각형에 의해 그려진 영역 내에 해당하는 색상 점들을 포함하는 것으로 정의될 수 있다. 상기 수정된 색상 점을 선택하는 단계는, 상기 다각형의 표면 상의 가장 가까운 점을 향하여, 상기 받아들일 수 있는 범위 내에 해당할 때까지 상기 요청된 색상 점을 이동시키는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 수정된 색상 점을 선택하는 단계는, 기준 색상 점을 향하여, 상기 받아들일 수 있는 범위 내에 해당할 때까지 상기 요청된 색상 점을 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 받아들일 수 있는 범위는 흑체 복사 곡선(blackbody radiation curve)으로부터 소정 거리 내의 색상 점들로서 정의될 수 있다. 상기 수정된 색상 점을 선택하는 단계는, 상기 흑체 복사 곡선 상의 가장 가까운 점을 향하여, 상기 받아들일 수 있는 범위 내에 해당할 때까지 상기 요청된 색상 점을 이동시키는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 수정된 색상 점을 선택하는 단계는, 기준 색상 점을 향하여, 상기 받아들일 수 있는 범위 내에 해당할 때까지 상기 요청된 색상 점을 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따른 고상 백라이트 유닛은, 복수의 고상 발광 장치들을 포함하는 조명 패널, 및 상기 고상 발광 장치들의 광 출력을 제어하도록 구성된 컨트롤러를 포함한다. 상기 컨트롤러는 상기 조명 패널에 대하여 요청된 색상 점을 수신하고, 상기 요청된 색상 점이 받아들일 수 있는 범위 내인지 여부를 결정하며, 상기 받아들일 수 있는 범위 밖의 상기 요청된 색상 점에 응답하여 수정된 색상 점을 선택하며, 상기 백라이트 유닛의 색상 점을 상기 수정된 색상 점으로 설정하도록 더 구성된다.
상기 고상 백라이트 유닛은 상기 조명 패널의 광 출력을 측정하고, 상기 광 출력 측정을 폐루프 제어 시스템(closed loop control system) 내 상기 컨트롤러에게 제공하도록 구성된 광센서를 더 포함할 수 있다.
상기 받아들일 수 있는 범위는 2-차원의 색상 공간 내 원 및/또는 다각형을 포함하도록 정의될 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 다각형 및/또는 원의 가장 가까운 점을 향하여, 상기 받아들일 수 있는 범위에 해당할 때까지 상기 요청된 색상 점을 이동시킴으로써, 상기 수정된 색상 점을 선택하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 컨트롤러는, 기준 색상 점을 향하여, 상기 받아들일 수 있는 범위 내에 해당할 때까지 상기 요청된 색상 점을 이동시킴으로써, 상기 수정된 색상 점을 선택하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이해를 제공하기 위하여 포함되고, 본 명세서에 결합되고, 또한 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은, 본 발명의 특정 실시예(들)을 도시한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 고상 조명 타일의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 복수의 발광 다이오드들을 포함하는 패키지화된 고상 조명 장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 고상 조명 타일 내 발광 다이오드들의 전기적 상호연결을 도시하는 개략적인 회로도이다.
도 4A는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 다수의 고상 조명 타일들을 포함하는 바 조립품의 정면도이다.
도 4B는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 다수의 바 조립품들을 포함하는 조명 패널의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 조명 패널 시스템을 도시하는 개략적인 블록도이다.
도 6A 내지 도 6D는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 조명 패널 상의 광센서들의 가능한 구성들을 개략적으로 도시한 것이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 조명 패널 시스템의 부재들을 개략적으로 도시한 것이다.
도 9A 내지 도 9D는 본 발명의 특정 측면들을 도시하는 CIE 색상 차트의 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 시스템들 및/또는 방법들을 도시하는 플로우차트이다.
본 발명의 실시예들이 도시되어 있는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 서로 다른 여러 형태들을 가지고 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되어 해석되어서는 아니 된다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 본 기술분야의 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 동일한 요소는 동일한 부재를 지칭한다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어들이 다양한 요소들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 요소들은 이들 용어들에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어들은 하나의 요소를 다른 요소와 구별하기 위하여만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서도 제1 요소는 제2 요소를 지칭할 수 있고, 또한 이와 유사하게 제2 요소는 제1 요소를 지칭할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 하나 이상의 해당 열거된 항목의 임의의 조합 및 모든 조합을 포함한다.
층, 영역, 또는 기판등과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 "상에" 위치하거나 또는 "상으로" 연장된다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 상에 위치하거나, 또는 상으로 연장되거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "바로 위에" 위치하거나 또는 "바로 위로" 연장된다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 또한, 하나의 구성요소가 다른 구성요소와 "접속되어", 또는 "결합되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소와 "접속되어", 또는 "결합되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소와 "직접 접속되어", 또는 "직접 결합되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다.
"아래의" 또는 "위의" 또는 "상부의" 또는 "하부의" 또는 "수평의" 또는 "수직의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도시되는 것처럼 다른 요소, 층, 또는 영역에 대한 어떤 요소, 층, 또는 영역의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면들에서 도해된 방위에 추가하여 소자의 다른 방위들을 포함하도록 의도된 것으로 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지시하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprises, includes)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 및/또는 요소의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
다르게 정의되지 않은 한, 본 명세서에 사용되는 모든 용어들(기술적 과학적 용어들을 포함함)은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에 의하여 일반적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가진다. 또한, 본 명세서에 사용되는 용어들은 본 명세서의 문맥 및 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 명세서에 명시적으로 정의되지 않는 한 이상적이거나 또는 과도하게 형식적인 의미로 해석되지는 않는다고 이해할 수 있다.
이하에서는, 본 발명은 본 발명의 실시예들에 따른 방법들, 시스템들 및 컴퓨터 프로그램 제품들의 블록도들 및/또는 흐름도들을 참조하여 상술된다. 상기 흐름도들 및/또는 블록도들의 일부 블록들, 및 상기 흐름도들 및/또는 블록도들의 일부 블록들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 명령어들에 의해 구현될 수 있음을 이해할 수 있다. 이러한 컴퓨터 프로그램 명령어들은 마이크로컨트롤러, 마이크로 프로세서, 디지털 시그널 프로세서(DSP), FPGA(field programmable gate array), 스테이트 머신(state machine), 프로그램 가능한 로직 컨트롤러(PLC) 또는 다른 처리(processing) 회로, 일반적인 목적의 컴퓨터, 특별한 목적의 컴퓨터, 또는 머신을 생산하기 위한 다른 프로그램 가능한 데이터 처리(data processing) 장치들에 저장되거나 구현될 수 있으므로, 상기 명령어들은 상기 컴퓨터의 프로세서 또는 다른 프로그램 가능한 데이터 처리 장치들을 통하여 실행되고, 상기 흐름도 및/또는 블록 다이어그램 블록 또는 블록들에 특정된 기능들/행위들(acts)을 구현하기 위한 수단을 만들 수 있다.
또한, 이러한 컴퓨터 프로그램 명령어들은 컴퓨터 또는 다른 프로그램 가능한 데이터 처리 장치들이 특정 방식으로 기능하도록 명령할 수 있는 컴퓨터로 읽을 수 있는 메모리에도 저장될 수 있으므로, 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 메모리에 저장된 상기 명령어들은 상기 흐름도 내지 블록도 블록 또는 블록들에 특정된 상기 기능/행위를 구현하는 명령어 수단들을 포함하는 제조물을 생산한다.
또한, 상기 컴퓨터 프로그램 명령어들은 컴퓨터 또는 다른 프로그램 가능한 데이터 처리 장치들에 로딩되어 일련의 동작 단계들이 상기 컴퓨터 또는 다른 프로그램 가능한 장치들에서 수행되게 하여 컴퓨터에 의해 실행되는 처리를 수행함으로써, 상기 컴퓨터 또는 다른 프로그램 가능한 장치들에서 실행되는 상기 명령어들은 상기 흐름도 및/또는 블록도의 블록 또는 블록들에 특정된 상기 기능들/행위들을 구현하기 위한 단계들을 제공한다. 상기 블록들에 기록된 상기 기능들/행위들은 동작 예시들에 기록된 순서를 벗어나서 발생할 수 있음을 이해할 수 있다. 예를 들어, 연관된 기능/행위들에 따라 연속적으로 도시된 두 개의 블록들은 사실상 실질적으로 동시에 수행될 수 있거나 상기 블록들은 때때로 반대 순서로 수행될 수 있다. 도면들 중 일부는 통신의 주 방향을 나타내기 위하여 통신 경로들에서 화살표들을 포함하고 있으나, 통신은 도시된 화살표의 반대 방향으로 일어날 수 있음을 이해할 수 있다.
도 1을 참조하면, 고상 조명 타일(10)은, 상부에 규칙적인 및/또는 불규칙적인 2차원의 배열로 배치된 복수의 고상 조명 부재들(12)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 타일(10)은, 상부에 하나 또는 그 이상의 회로 부재들이 탑재될 수 있는 인쇄 회로 기판(PCB)을 포함할 수 있다. 특히, 타일(10)은, 상부에 패턴화된(patterned) 메탈 트레이스들(metal traces, 미도시)이 형성될 수 있는 폴리머 코팅을 상부에 포함하는 메탈 코어를 포함하는 메탈 코어 인쇄 회로 기판(MCPCB)을 포함할 수 있다. 메탈 코어 인쇄 회로 기판 물질, 및 그와 유사한 물질은, 예를 들어, 베르그퀴스트(Bergquist) 회사로부터 상업적으로 입수 가능하다. 상기 인쇄 회로 기판은 (4 온즈(oz.)의 구리 또는 이 이상의) 헤비 클래드(heavy clad) 및/또는 방열 비아들(thermal vias)을 가지는 종래의 FR-4 인쇄 회로 기판 물질을 더 포함할 수 있다. 종래의 인쇄 회로 기판 물질과 비교하여 메탈 코어 인쇄 회로 기판 물질은 향상된 발열 성능을 제공할 수 있다. 그러나, 또한, 메탈 코어 인쇄 회로 기판은, 메탈 코어를 포함하지 않을 수 있는 종래의 인쇄 회로 기판보다 더 무거울 수 있다.
도 1에 도시된 실시예들에서, 상기 조명 부재들(12)은 클러스터 당 4개의 고상 발광 장치들인 다중-칩 클러스터들이다. 상기 타일(10)에서, 4개의 조명 부재들(12)은 제 1 경로(20)에 직렬로 배치되는 반면, 4개의 조명 부재들(12)은 제 2 경로(21)에 직렬로 배치된다. 상기 제 1 경로(20)의 상기 조명 부재들(12)은, 예를 들어 인쇄된 회로들을 통해, 상기 타일(10)의 제 1 단(end)에 배치된 4개의 애노드 컨택들(anode contacts, 22)의 집합, 및 상기 타일(10)의 제 2 단에 배치된 4개의 캐소드 컨택들(cathode contacts, 24)의 집합에 연결된다. 상기 제 2 경로(21)의 상기 조명 부재들(12)은 상기 타일(10)의 제 2 단에 배치된 4개의 애노드 컨택들(26)의 집합, 및 상기 타일(10)의 제 1 단에 배치된 4개의 캐소드 컨택들(28)의 집합에 연결된다.
예를 들어, 상기 고상 조명 부재들(12)은 유기 및/또는 비유기 조명 발광 장치를 포함할 수 있다. 높은 전력 조명 제품들을 위한 모범적인 고상 조명 부재(12')가 도 2에 도시된다. 고상 조명 부재(12')는, 상부에 복수의 발광 다이오드 칩들(16A 내지 16D)이 탑재된 캐리어 기판(13)을 포함하는 패키지화된 개별 전자 부품을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 다중-칩 모듈 또는 칩 온 보드 조립품을 형성하도록, 하나 또는 그 이상의 고상 조명 부재들(12)은, 상기 타일(10)의 표면 상의 전기적인 트레이스들의 바로 위로 탑재된 발광 다이오드 칩들(16A 내지 16D)을 포함할 수 있다. 2006년 11월 17일에 출원된 "SOLID STATE BACKLIGHTING UNIT ASSEMBLY AND METHODS"라는 제목의 미국 특허 출원 일련 번호 제 11/601,500호에 적합한 타일들이 개시되어 있으며, 상기 개시 사항의 전체 내용은 참조로서 본 출원에 포함된다.
상기 발광 다이오드 칩들(16A 내지 16D)은, 적어도 적색 발광 다이오드(16A), 녹색 발광 다이오드(16B) 및 청색 발광 다이오드(16C)를 포함할 수 있다. 상기 청색 및/또는 녹색 발광 다이오드들은, 본 발명의 양수인인 크리 인코퍼레이션(Cree, Inc.)로부터 이용할 수 있는 인듐갈륨질소-계(InGaN-based) 청색 및/또는 녹색 발광 다이오드 칩들일 수 있다. 예를 들어, 상기 적색 발광 다이오드들은, 에피스타 코퍼레이션(Epistar Corporation), 오스람 옵토 세미컨덕터스 GmbH(Osram Opto Semiconductors GmbH) 및 다른 회사들로부터 이용할 수 있는 알루미늄인듐갈륨인-계(AlInGaP-based) 발광 다이오드 칩들이다. 녹색 광이 더욱 이용 가능하게 되도록, 상기 조명 장치(12)는 추가적인 녹색 발광 다이오드(16D)를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 발광 다이오드들(16A 내지 16D)은, 900 μm 또는 그보다 큰 모서리 길이를 가지는 정사각형 또는 직사각형의 둘레를 가질 수 있다(즉, 소위 "파워 칩들"이라 불리움). 그러나, 다른 실시예들에서는, 상기 발광 다이오드들(16A 내지 16D)은, 500 μm 또는 그보다 작은 모서리 길이를 가질 수 있다(즉, 소위 "작은 칩들"이라 불리움). 특히, 작은 발광 다이오드 칩들은, 파워 칩들에 비하여 더 좋은 전기적 변환 효율로 작동할 수 있다. 예를 들어, 500 마이크론들 보다 작고 260 마이크론들 만큼 작은 최대의 모서리 차원의 녹색 발광 다이오드 칩들은, 일반적으로 900 마이크론 칩들보다 더 높은 전기적은 변환 효율을 가지고, 소모된 전력인 와트 당 90 루멘의 광속만큼 큰, 소모된 전력인 와트 당 55 루멘의 광속을 일반적으로 생산하는 것으로 알려져 있다.
도 2에서 더욱 도시된 것과 같이, 상기 발광 다이오드들(16A 내지 16D)은 봉지재(encapsulant, 14)에 의해 덮일 수 있고, 원하는 방출 패턴을 구현하기 위해, 상기 봉지재는 깨끗하고, 및/또는 빛을 산란시키는 입자들, 형광체들, 및/또는 다른 부재들을 포함할 수 있다. 비록 도 2에 도시되어 있지는 않지만, 상기 조명 장 치(12)는 상기 발광 다이오드들(16A 내지 16D)을 둘러싸는 리플렉터 컵(reflector cup), 상기 발광 다이오드들(16A 내지 16D) 상에 탑재된 렌즈, 상기 조명 장치로부터 열을 제거하기 위한 하나 또는 그 이상의 히트 싱크들, 정전기 방출 보호 칩, 및/또는 다른 부재들을 더 포함할 수 있다.
도 3에서의 개략적인 회로도에서 나타난 바와 같이, 상기 타일(10) 내 상기 조명 부재들(12)의 발광 다이오드 칩들(16A 내지 16D)은 전기적으로 상호연결 될 수 있다. 거기에 나타난 것처럼, 상기 발광 다이오드들은 상호연결 될 수 있으며, 따라서 상기 제 1 경로(20)의 상기 청색 발광 다이오드들은 스트링(20A)을 형성하기 위해 직렬로 연결될 수 있다. 마찬가지로, 상기 제 1 경로(20)의 상기 제 1 녹색 발광 다이오드들(16B)은 스트링(20B)을 형성하기 위해 직렬로 배치될 수 있고, 반면에 상기 제 2 녹색 발광 다이오드들(16D)은 별개의 스트링(20D)을 형성하기 위해 직렬로 배치될 수 있다. 상기 적색 발광 다이오드들(16C)은 스트링(20C)을 형성하기 위해 직렬로 배치될 수 있다. 각 스트링(20A 내지 20D)은, 상기 타일(10)의 제 1 단에 배치된 애노드 컨택(22A 내지 22D) 및 상기 타일(10)의 제 2 단에 배치된 캐소드 컨택(24A 내지 24D)과 각각 연결될 수 있다.
스트링(20A 내지 20D)은, 상기 제 1 경로(20) 또는 상기 제 2 경로(21) 내의 상응하는 발광 다이오드들을 모두 또는 모두보다 작게 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 스트링(20A)은, 상기 제 1 경로(20) 내의 상기 조명 부재들(12) 모두에서부터 상기 청색 발광 다이오드들 모두를 포함할 수 있다. 그 대신에, 스트링(20A)은 상기 제 1 경로(20)에서의 상응하는 발광 다이오드들의 부분 집합만을 포함할 수 있 다. 따라서 상기 제 1 경로(20)는 상기 타일(10) 상에서 병렬로 배치된 4개의 직렬 스트링들(20A 내지 20D)을 포함할 수 있다.
상기 타일(10) 상의 상기 제 2 경로(21)는 병렬로 배치된 4개의 직렬 스트링들(21A, 21B, 21C, 21D)을 포함할 수 있다. 상기 스트링들(21A 내지 21D)은, 상기 타일(10)의 제 2 단에 배열된 애노드 컨택들(26A 내지 26D), 및 상기 타일(10)의 제 1 단에 배치된 캐소드 컨택들(28A 내지 28D)과 각각 연결된다.
비록 도 1 내지 도 3에 도시된 상기 실시예들이, 경로(20, 21) 당 발광 다이오드들(16)의 적어도 4개의 스트링들을 형성하도록 전기적으로 연결된, 조명 장치(12) 당 4개의 발광 다이오드 칩들(16)을 포함하고 있지만, 조명 장치(12) 당 4개의 발광 다이오드 칩들(16)보다 더 많은 및/또는 더 적은 발광 다이오드 칩들이 제공될 수 있고, 상기 타일(10) 상의 경로(20, 21) 당 4개의 발광 다이오드 스트링들보다 더 많은 및/또는 더 적은 발광 다이오드 스트링들이 제공될 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 조명 장치(12)는 단 하나의 녹색 발광 다이오드 칩(16B)을 포함할 수 있고, 이 경우 상기 발광 다이오드들은, 경로(21, 21) 당 3개의 스트링들을 형성하도록 연결될 수 있다. 마찬가지로, 일부 실시예들에서, 발광 장치(12) 내 상기 두 녹색 발광 다이오드 칩들은 서로 직렬로 연결될 수 있고, 이 경우 경로(20, 22) 당 녹색 발광 다이오드 칩들의 단일 스트링만이 있을 수 있다. 나아가, 타일(10)은 복수의 경로들(20, 21) 대신에 단일 경로(20)만을 포함할 수 있고, 및/또는 2개 이상의 경로들(20, 21)이 단일 타일(10) 상에 제공될 수 있다.
도 4A에 도시된 바와 같이 더 큰 조명 바 조립품(bar assembly, 30)을 형성 하기 위해, 다수의 타일들(10)이 조립될 수 있다. 그곳에 나타난 바와 같이, 바 조립품(30)은 양단(end-to-end)에 연결된 2개 또는 그 이상의 타일들(10, 10', 10'')을 포함할 수 있다. 따라서, 도 3 및 도 4A를 참조하면, 각각, 좌측 타일(10)의 상기 제 1 경로(20)의 상기 캐소드 컨택들(24)은 중간 타일(10')의 상기 제 1 경로(20)의 상기 애노드 컨택들(22)과 전기적으로 연결될 수 있고, 상기 중간 타일(10')의 상기 제 1 경로(20)의 상기 캐소드 컨택들(24)은 우측 타일(10'')의 상기 제 1 경로(20)의 상기 애노트 컨택들(22)과 전기적으로 연결될 수 있다. 마찬가지로, 각각, 상기 좌측 타일(10)의 상기 제 2 경로(21)의 상기 애노드 컨택들(26)은 상기 중간 타일(10')의 상기 제 2 경로(21)의 상기 캐소드 컨택들(28)과 전기적으로 연결될 수 있고, 상기 중간 타일(10')의 상기 제 2 경로(21)의 상기 애노드 컨택들(26)은 상기 우측 타일(10'')의 상기 제 2 경로(21)의 상기 캐소드 컨택들(28)과 전기적으로 연결될 수 있다.
나아가, 상기 우측 타일(10'')의 상기 제 1 경로(20)의 상기 캐소드 컨택들(24)은 상기 우측 타일(10'')의 상기 제 2 경로(21)의 상기 애노드 컨택들(26)과 루프백 커넥터(loopback connector, 35)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 루프백 커넥터(35)는, 상기 우측 타일(10'')의 상기 제 1 경로(21)의 청색 발광 다이오드 칩들(16A)의 상기 스트링(20A)의 상기 캐소드(24A)를, 상기 우측 타일(10'')의 상기 제 2 경로(21)의 청색 발광 다이오드 칩들의 스트링(21A)의 상기 애노드(26A)와 전기적으로 연결시킬 수 있다. 청색 발광 다이오드 칩들(16)의 단일 스트링(23A)을 형성하기 위해, 이 방법으로, 상기 제 1 경로(20)의 상기 스트 링(20A)은, 상기 루프백 커넥터(35)의 컨덕터(conductor, 35A)에 의해 상기 제 2 경로(21)의 상기 스트링(21A)와 직렬로 연결될 수 있다. 유사한 방법으로, 타일들(10, 10', 10'')의 경로들(20, 21)의 다른 스트링들이 연결될 수 있다.
상기 루프백 커넥터(35)는 모서리 커넥터(edge connector), 플렉시블 와이어링 보드(flexible wiring board), 또는 임의의 다른 적합한 커넥터를 포함할 수 있다. 또한, 상기 루프 커넥터는 상기 타일(10) 상에/내에 형성된 인쇄된 트레이스들을 포함할 수 있다.
도 4A에 나타난 상기 바 조립품(30)은 타일들(10)의 1차원의 배열이지만, 다른 구성들이 가능하다. 예를 들어, 상기 타일들(10)은, 상기 타일들(10)이 모두 동일한 평면에 위치하는 2-차원의 배열, 또는 상기 타일들(10)의 모두가 상기 동일한 평면에 위치하지 않는 3차원의 배열로 연결될 수 있다. 나아가, 상기 타일들(10)은 직사각형 또는 정사각형일 필요는 없으며, 다만, 예를 들어, 육각형, 삼각형 또는 그와 같은 것일 수 있다.
도 4B를 참조하면, 일부 실시예들에서, 예를 들어 액정 디스플레이용 백라이팅 유닛(BLU, backlighting unit)으로서 사용될 수 있는 조명 패널(40)을 형성하도록, 복수의 바 조립품들(30)이 결합될 수 있다. 도 4B에 나타난 바와 같이, 조명 패널(40)은 4개의 바 조립품들(30)을 포함할 수 있고, 각 조립품들은 6개의 타일들(10)을 포함한다. 각 바 조립품(30)의 우측 타일(10)은 루프백 커넥터(35)를 포함한다. 따라서, 각각의 바 조립품(30)은, 발광 다이오드들의 4개의 스트링들(즉, 1개의 적색, 2개의 녹색 및 1개의 청색)을 포함한다.
일부 실시예들에서, 바 조립품(30)은 4개의 발광 다이오드 스트링들(23, 1개의 적색, 2개의 녹색 및 1개의 청색)을 포함할 수 있다. 따라서, 9개의 바 조립품들을 포함하는 조명 패널(40)은 36개의 발광 다이오드들의 개별 스트링들을 포함할 수 있다. 나아가, 각각이 8개의 고상 조명 부재들(12)을 포함하는 6개의 타일들(10)을 포함하는 바 조립품(30)에서, 발광 다이오드 스트링(23)은 직렬로 연결된 48개의 발광 다이오드들을 포함할 수 있다.
발광 다이오드들의 일부 타입들의 경우, 특히 청색 및/또는 녹색 발광 다이오드들의 경우, 20 mA의 표준 구동 전류(standard drive current)에서의 순방향 전압(forward voltage, Vf)은, 칩별로 명목 값(nominal value)에서 +/- 0.75 V 만큼 다를 수 있다. 전형적인 청색 또는 녹색 발광 다이오드는 3.2 V의 순방향 전압(Vf)를 가질 수 있다. 따라서, 그러한 칩들의 상기 순방향 전압은 25 % 만큼 다를 수 있다. 48개의 발광 다이오드들을 포함하는 발광 다이오드들의 스트링의 경우, 상기 스트링을 20 mA 에서 동작시키기 위해 필요한 총 Vf는 +/- 36 V 만큼 다를 수 있다.
따라서, 바 조립품 내의 상기 발광 다이오드들의 개별 특성들에 따라서, 하나의 조명 바 조립품의 스트링(예를 들어, 상기 청색 스트링)은, 대응되는 다른 바 조립품의 스트링과 비교하여 상당히 다른 동작 전력을 필요로 할 수 있다. 그러한 Vf가 타일별 및/또는 바(bar)별로 밝기 및/또는 색조의 변동을 일으키므로, 이러한 변동들은, 다수의 타일들(10) 및/또는 바 조립품들(30)을 포함하는 조명 패널의 색상 및/또는 밝기 균일도에 현저하게 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 스트링별 전류 차이들은, 스트링에 의한 유량(flux), 최대 파장(peak wavelength), 및/또는 지배 파장(dominant wavelength) 출력의 큰 변화를 초래할 수 있다. 5 % 또는 그 이상의 발광 다이오드 구동 전류의 변동들은, 스트링별 및 타일별 광 출력에 있어서 받아들일 수 없는 변동들을 초래할 수 있다. 그러한 변동들은 조명 패널의 디스플레이될 수 있는 색상들의 범위 또는 전체 색상 영역(gamut)에 상당히 영향을 미칠 수 있다.
또한, 발광 다이오드 칩들의 조명 출력 특성들은 발광 다이오드 칩들의 동작 수명 동안 변화할 수 있다. 예를 들어, 발광 다이오드에 의한 상기 조명 출력은 시간 및/또는 주변의(ambient) 온도에 따라 변화할 수 있다.
일정하고, 제어 가능한 조명 패널의 광 출력 특성을 제공하기 위하여, 본 발명의 일부 실시예들은 둘 혹은 그 이상의 발광 다이오드 칩들의 직렬 스트링들 포함하는 조명 패널을 제공한다. 발광 다이오드 칩들의 상기 스트링들 각각을 위해, 독립적인 전류 제어 회로가 제공된다. 나아가, 예를 들어 펄스 폭 변조(PWM, pulse width modulation) 및/또는 펄스 주파수 변조(PFM, pulse frequency modulation)에 의해, 상기 스트링들 각각의 전류가 개별적으로 제어될 수 있다. 펄스 폭 변조 구조에서의 특정 스트링에 인가된 펄스들의 폭(또는 펄스 주파수 구조에서의 펄스들의 주파수)은, 예를 들어, 사용자 입력 및/또는 센서 입력에 기초한 동작 동안에 수정될 수 있는, 기-저장된 펄스 폭(주파수) 값에 기초한 것일 수 있다.
따라서, 도 5를 참조하면, 조명 패널 시스템(200)이 나타난다. 액정 디스플레이 패널용 백라이트일 수 있는 상기 조명 패널 시스템(200)은, 조명 패널(40)을 포함한다. 예를 들어, 상기 조명 패널(40)은, 상술한 바와 같이, 복수의 타일들(10)을 포함할 수 있는 복수의 바 조립품들(30)을 포함할 수 있다. 그러나, 다른 구성들로 형성된 조명 패널들과 함께 본 발명의 실시예들이 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 단일의, 큰 영역 타일을 포함하는 고상 백라이트 패널들과 함께 본 발명의 일부 실시예들이 사용될 수 있다.
그러나, 특정 실시예들에서, 조명 패널(40)은 복수의 바 조립품들(30)을 포함할 수 있고, 바 조립품들 각각은, 각자 동일한 지배 파장을 가지는 발광 다이오드들의 네 개의 독립된 스트링들(23)의 애노드들 및 캐소드들과 상응하는 4개의 캐소드 커넥터들 및 4개의 애노드 커넥터들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 바 조립품들(30)은 적색 스트링, 2개의 녹색 스트링들, 및 청색 스트링을 포함할 수 있고, 상응하는 애노드/캐소드 쌍 각각은 상기 바 조립품(30)의 일 면 상에 접촉한다. 특정 실시예에서, 조명 패널(40)은 9개의 바 조립품들(30)을 포함할 수 있다. 따라서, 조명 패널은 36개의 개별 발광 다이오드 스트링들을 포함할 수 있다.
전류 드라이버(220)는 상기 조명 패널(40)의 상기 발광 다이오드 스트링들(23) 각각의 독립된 전류 제어를 제공한다. 예를 들어, 상기 전류 드라이버(220)는 상기 조명 패널(40) 내 36개의 개별 발광 다이오드 스트링들의 독립된 전류 제어를 제공할 수 있다. 상기 전류 드라이버(220)는, 컨트롤러(230)의 상기 제어 하에서, 상기 조명 패널(40)의 36개의 개별 발광 다이오드 스트링들 각각의 일정한 전류 소스를 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 마이크로칩 테크놀로지 인코퍼레이션(Microchip Technology Inc.)의 PIC18F8722와 같은 8-비트 마이크로컨트롤러를 사용하여, 상기 컨트롤러(230)가 구현될 수 있고, 이는 상기 36개의 발광 다이오드 스트링들(23)을 위한 상기 드라이버(220) 내의 36개의 개별 전류 공급 블록들(current supply block)의 펄스 폭 변조(PWM) 제어를 제공하도록 프로그램될 수 있다.
36개의 발광 다이오드 스트링들(23) 각각의 펄스 폭 정보는 상기 컨트롤러(230)에 의해 색상 관리 유닛(260)으로부터 얻어질 수 있고, 일부 실시예들에서, 상기 색상 관리 유닛(260)은, 어질런트(Agilent) HDJD-J822-SCR00 색상 관리 컨트롤러와 같은 색상 관리 컨트롤러를 포함할 수 있다.
상기 색상 관리 유닛(260)은 인터-집적 회로(I2C, inter-integrated circuit) 통신 링크(235)를 통해 상기 컨트롤러(230)과 연결될 수 있다. 상기 색상 관리 유닛(260)은 인터-집적 회로 통신 링크(235) 상의 슬레이브 장치(slave device)로서 구성될 수 있고, 반면에 상기 컨트롤러(230)는 상기 링크(235) 상의 마스터 장치(master device)로서 구성될 수 있다. 인터-집적 회로 통신 링크들은, 집적 회로 장치들간의 통신을 위한 저속 신호 프로토콜(signaling protocol)을 제공한다. 상기 컨트롤러(230), 상기 색상 관리 유닛(260) 및 상기 통신 링크(235)는 함께, 상기 조명 패널(40)로부터의 광 출력을 제어하도록 구성된 피드백 제어 시스템을 형성할 수 있다. 레지스터들(R1 내지 R9) 등은, 상기 컨트롤러(230) 내 내부 레지스터들과 상응할 수 있고, 및/또는 상기 컨트롤러(230)에 의해 접근 가능한 메모리 장치(미도시) 내 메모리 위치들과 상응할 수 있다.
각 발광 다이오드 스트링(23)에 대하여, 상기 컨트롤러(230)는, 예를 들어, 레지스터들(R1 내지 R9, G1A 내지 G9A, B1 내지 B9, G1B 내지 G9B)과 같은 레지스터를 포함할 수 있고, 다시 말해, 발광 다이오드 스트링들(23)을 포함하는 조명 유닛에 대하여, 상기 색상 관리 유닛(260)은 적어도 36개의 레지스터들을 포함할 수 있다. 상기 레지스터들 각각은, 상기 발광 다이오드 스트링들(23) 중 하나의 펄스 폭 정보를 저장하도록 구성된다. 초기화/조정 프로세스(initialization/calibration process)에 의해, 상기 레지스터들 내의 초기 값들이 결정될 수 있다. 그러나, 사용자 입력(250) 및/또는 상기 조명 패널(40)과 연결된 하나 또는 그 이상의 센서들(240A 내지 240C)의 입력에 기초하여, 상기 레지스터 값들은 시간에 따라 적응적으로 변화할 수 있다.
상기 센서들(240A 내지 240C)은, 예를 들어, 온도 센서(240A), 하나 또는 그 이상의 광센서들(240B), 및/또는 하나 또는 그 이상의 다른 센서들(240C)을 포함할 수 있다. 특정 실시예들에서, 조명 패널(40)은 상기 조명 패널 내의 바 조립품(30) 각각에 대해 하나의 광센서(240B)를 포함할 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 상기 조명 패널 내의 발광 다이오드 스트링(30) 각각에 대해 하나의 광센서(240B)가 제공될 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 조명 패널(40) 내 각각의 타일(10)은 하나 또는 그 이상의 광센서들(240B)을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 광센서(240B)는, 다른 지배 파장들을 갖는 광에 우선하여 반응하도록 구성된 광-감응성(photo-sensitive) 영역들을 포함할 수 있다. 따라서, 예를 들어 적색 발광 다이오드 스트링(23A) 및 청색 발광 다이오드 스트링(23C)과 같은, 다른 발광 다이오드 스트링들(23)에 의해 생성된 광의 파장들은, 상기 광센서(240B)로부터의 개별 출력들을 생성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 광센서(240B)는, 가시 스펙트럼의 적색, 녹색 및 청색 부분들 내 지배 파장들을 가지는 광을 독립적으로 감지하도록 구성될 수 있다. 상기 광센서(240B)는 포토다이오드들과 같은 하나 또는 그 이상의 광감응성 장치들을 포함할 수 있다. 상기 광센서(240B)는, 예를 들어, 어질런트 HDJD-S831-QT333 트리컬러 광센서(tricolor photo sensor)를 포함할 수 있다.
상기 광센서들(240B)으로부터의 센서 출력들은 상기 색상 관리 유닛(260)으로 제공될 수 있고, 스트링별 베이시스(basis) 상의 광 출력의 변동들을 수정하기 위한 상응하는 발광 다이오드 스트링들(23)의 상기 레지스터 값들을 조절하기 위해, 상기 색상 관리 유닛(260)은 그러한 출력들을 샘플링하고 상기 생플링된 값들을 상기 컨트롤러(230)로 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서 데이터가 상기 색상 관리 유닛(260)에 제공되기 전 센서 데이터를 미리-프로세스(pre-process)하기 위해, 하나 또는 그 이상의 광센서들(240B)과 함께 각 타일(10) 상에 주문형 반도체(ASIC, application specific integrated circuit)가 제공될 수 있다. 나아가, 일부 실시예들에서, 상기 센서 출력 및/또는 주문형 반도체 출력은 상기 컨트롤러(230)에 의해 직접 샘플링될 수 있다.
대표 샘플 데이터를 얻기 위해, 상기 광센서들(240B)은 상기 조명 패널(40) 내 다양한 위치들에 배치될 수 있다. 그 대신에 및/또는 추가적으로, 원하는 위치들로부터 광을 수집하기 위해, 광섬유들과 같은 광 가이드들(light guides)이 상기 조명 패널(40) 내에 제공될 수 있다. 그 경우, 상기 광센서들(240B)은 상기 조명 패널(40)의 광 디스플레이 영역 내에 배치될 필요가 없고, 다만, 예를 들어, 상기 조명 패널(40)의 배면 상에 제공될 수 있다. 나아가, 상기 조명 패널(40)의 다른 영역들로부터의 광을 수집하는 다른 광 가이드들로부터 광센서(240B)로 광을 바꾸기 위해, 광 스위치(optical switch)가 제공될 수 있다. 따라서, 상기 조명 패널(40) 상의 다양한 위치들로부터 빛을 순차적으로 수집하는 데에 단일 광센서(240B)가 사용될 수 있다.
상기 사용자 입력(250)은, 사용자가 액정 디스플레이 패널 상의 입력 제어들(input controls)과 같은 사용자 제어들에 의해, 색상 온도, 밝기, 색조, 등과 같은 상기 조명 패널(40)의 특성들(attributes)을 선택적으로 조절하는 것을 허용하도록 구성될 수 있다.
상기 온도 센서(240A)는 상기 색상 관리 유닛(260) 및/또는 상기 컨트롤러(230)에 온도 정보를 제공할 수 있고, 상기 스트링들(23) 내 상기 발광 다이오드 칩들(16)의 알려진/예상된 밝기 대 온도 동작 특성들에 기초하여, 상기 색상 관리 유닛(260) 및/또는 상기 컨트롤러(230)는, 상기 조명 패널로부터의 광 출력을 스트링 대 스트링 및/또는 색상 대 색상 베이시스에 따라 조절할 수 있다.
다양한 광센서들(240B)의 구성들이 도 6A 내지 도 6D에 나타난다. 예를 들어, 도 6A의 실시예들에서, 상기 조명 패널(40) 내 단일 광센서(240B)가 제공된다. 상기 광센서(240B)는, 상기 조명 패널 내 하나보다 많은 타일/스트링으로부터 평균량의 광을 수신할 수 있는 위치에 제공될 수 있다.
상기 조명 패널(40)의 광 출력 특성들과 관련한 더욱 광범위한 데이터를 제공하기 위해, 하나보다 많은 광센서(240B)가 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 6B에 나타난 바와 같이, 바 조립품(30) 당 하나의 광센서(240B)가 있을 수 있다. 그 경우, 상기 광센서들(240B)은 상기 바 조립품들(30)의 단부들에 위치할 수 있고, 그들이 연관되는 상기 바 조립품(30)으로부터 방출된 광의 평균/조합된 양을 수신하도록 배치될 수 있다.
도 6C에 나타난 바와 같이, 광센서들(240B)은 상기 조명 패널(40)의 광 방출 영역의 주변 내의, 하나 또는 그 이상의 위치들에 배치될 수 있다. 그러나, 일부 실시예들에서, 상기 광센서들(240B)은 상기 조명 패널(40)의 상기 광 방출 영역으로부터 떨어져 위치할 수 있고, 하나 또는 그 이상의 광 가이드들을 통해, 상기 조명 패널(40)의 상기 광 방출 영역 내의 다양한 위치들로부터의 광이 상기 센서들(240B)로 전달될 수 있다. 예를 들어, 도 6D에 나타난 바와 같이, 상기 타일들(10)을 가로질러 및/또는 통해 확장할 수 있는 광 섬유들일 수 있는 광 가이드들(247)을 통해, 상기 조명 패널(40)의 상기 광 방출 영역 내의 하나 또는 그 이상의 위치들(249)로부터의 광이 상기 광 방출 영역 밖으로 전달된다. 도 6D에 도시된 실시예들에서, 상기 광 가이드들(247)은 광 스위치(245)에서 종결되고, 상기 컨트롤러(230)로부터 및/또는 상기 색상 관리 유닛(260)으로부터의 제어 신호들에 기초하여, 상기 광 스위치(245)는 상기 광센서(240B)와 연결할 특정 가이드(247)를 선택한다. 그러나, 상기 광 스위치(245)는 선택적이고, 상기 광 가이드들(245) 각각은 광센서(240B)에서 종결될 수 있음이 이해될 것이다. 추가적인 실시예에서, 광 스위치(245) 대신에, 상기 광 가이드들(247)은, 상기 광 가이드들(247)로부터 수신된 상기 광을 조합하고, 상기 조합된 광을 광센서(240B)로 제공하는 광 조합기(light combiner)에서 종결될 수 있다. 상기 광 가이드들(247)은 부분적으로 상기 타일들(10)을 가로질러 및/또는 통하여 확장할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 상기 광 가이드(247)는 상기 패널(40)의 뒤에서 다양한 광 수집 위치들로 진행할 수 있고, 이후 그러한 위치들에서 상기 패널을 통해 진행할 수 있다. 나아가, 상기 패널의 정면에(즉, 그 상부에 상기 조명 장치들(16)이 탑재되는 상기 패널(40)의 면 상에), 또는 상기 패널(40) 및/또는 타일(10) 및/또는 바 조립품(30)의 배면 상에 상기 광센서(240B)가 탑재될 수 있다.
이제 도 7을 참조하면, 전류 드라이버(220)는 복수의 바 드라이버 회로들(320A 내지 320D)을 포함할 수 있다. 하나의 바 드라이버 회로(320A 내지 320D)가 조명 패널(40) 내 각각의 바 조립품(30)으로 제공될 수 있다. 도 7에 나타난 실시예에서, 상기 조명 패널(40)은 4개의 바 조립품들(30)을 포함한다. 그러나, 일부 실시예들에서, 상기 조명 패널(40)은 9개의 바 조립품들(30)을 포함할 수 있고, 이 경우 상기 전류 드라이버(220)는 9개의 바 드라이버 회로들(320)을 포함할 수 있다. 도 8에서 나타난 바와 같이, 일부 실시예들에서, 각각의 바 드라이버 회로(320)는 4개의 전류 공급 회로들(340A 내지 340D), 즉 상응하는 바 조립품(30)의 발광 다이오드 스트링들(23A 내지 23D) 각각 당 하나의 전류 공급 회로(340A 내지 340D)를 포함할 수 있다. 상기 전류 공급 회로들(340A 내지 340B)의 동작은 상기 컨트롤러(230)로부터의 제어 신호들(342)에 의해 제어될 수 있다.
각각의 스트링들(13)을 위한 펄스 폭 변조(PWM) 신호가 로직 하이(logic high)인 동안, 상기 전류 공급 회로들(340A 내지 340B)은 상응하는 발광 다이오드 스트링들(13)에 전류를 공급하도록 구성된다. 따라서, 각각의 타이밍 루프(timing loop)의 경우, 상기 드라이버(220) 내 각각의 전류 공급 회로(340)의 상기 펄스 폭 변조 입력은 상기 타이밍 루프의 제 1 클럭 사이클에서 로직 하이로 설정된다. 상기 컨트롤러(230) 내 카운터가 상기 발광 다이오드 스트링(23)과 상응하는 상기 컨트롤러(230)의 레지스터에 저장된 값에 도달할 경우, 특정 전류 공급 회로(340)의 상기 펄스 폭 변조 입력은 로직 로우(logic low)로 설정되고, 따라서 상기 상응하는 발광 다이오드 스트링(23)으로의 전류가 턴 오프 된다. 따라서, 상기 조명 패널(40) 내 각각의 발광 다이오드 스트링(23)이 동시에 턴 온 될 수 있는 반면, 상기 스트링들은 특정 타이밍 루트 동안 다른 시간들에서 턴 오프될 수 있고, 따라서 상기 타이밍 루프 내에서 다른 펄스 폭들이 상기 발광 다이오드 스트링들에게 제공될 수 있다. 발광 다이오드 스트링(23)의 외관상의 밝기는, 상기 발광 다이오드 스트링(23)의 듀티 사이클(duty cycle), 즉 전류가 공급되는 상기 발광 다이오드 스트링(23) 내 상기 타이밍 루프의 일부분에 대략 정비례할 수 있다.
발광 다이오드 스트링(23)이 턴 온 되는 기간 동안, 발광 다이오드 스트링(23)은 실질적으로 일정한 전류를 공급받을 수 있다. 상기 전류 신호의 상기 펄스 폭을 조절함으로써, 실질적으로 일정한 값에서 온-스테이트(on-state) 전류를 유지하는 동안에도, 상기 발광 다이오드 스트링(23)을 통과하는 상기 평균 전류가 변화할 수 있다. 따라서, 비록 상기 발광 다이오드들(16)을 통과하는 상기 평균 전류가 변화하더라도, 인가된 전류에 따라 변화할 수 있는 상기 발광 다이오드 스트링(23) 내 상기 발광 다이오드들(16)의 지배 파장은 실질적으로 안정적으로 유지될 수 있다. 마찬가지로, 상기 발광 다이오드 스트링(23)에 의해 소모된 단위 전력 당 광속은, 예를 들어, 상기 발광 다이오드 스트링(23)의 평균 전류가 가변 전류 소스를 사용하여 조절된 경우보다 다양한 평균 전류 레벨들에서 더욱 일정하게 유지될 수 있다.
특정 발광 다이오드 스트링과 상응하는 상기 컨트롤러(230)의 레지스터 내 저장된 값은 상기 통신 링크(235)를 통해 상기 색상 관리 유닛(260)으로부터 수신한 값에 기초한 것일 수 있다. 그 대신에 및/또는 추가적으로, 상기 레지스터 값은, 상기 컨트롤러(230)에 의해 센서(240)로부터 직접 샘플링된 전압 레벨 및/또는 값에 기초한 것일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 색상 관리 유닛(260)은 듀티 사이클에 상응하는 값(즉, 0 내지 100의 값)을 제공할 수 있고, 이 값은 상기 컨트롤러(230)에 의해, 타이밍 루프 내 사이클들의 개수에 기초하여 레지스터 값으로 변환될 수 있다. 예를 들어, 상기 색상 관리 유닛(260)은, 상기 통신 링크(235)를 통해 상기 컨트롤러(230)에게, 특정 발광 다이오드 스트링(23)이 50 % 의 듀티 사이클을 가져야 함을 지시한다. 만일 타이밍 루프가 10,000 클럭 사이클들을 포함할 경우, 각 클럭 사이클별로 상기 컨트롤러가 상기 카운터를 증가시킴을 가정하여, 상기 컨트롤러(230)는 문제의 상기 발광 다이오드 스트링에 상응하는 상기 레지스터 내에 값 5000을 저장할 수 있다. 따라서, 특정 타이밍 루프에서, 상기 카운터는 상기 루프의 시작 당시 0으로 리셋되고, 발광 다이오드 스트링(23)을 담당하는 상기 전류 공급 회로(340)에 적절한 펄스 폭 변조 신호를 전송함으로써, 상기 발광 다이오드 스트링(23)이 턴 온 된다. 상기 카운터가 값 5000을 카운트했을 경우, 상기 전류 공급 회로(340)의 상기 펄스 폭 변조 신호는 리셋되고, 따라서 상기 발광 다이오드 스트링은 턴 오프 된다.
일부 실시예들에서, 상기 펄스 폭 변조 신호의 상기 펄스 반복 주파수(즉, 펄스 반복 속도)는 60 Hz를 초과할 수 있다. 특정 실시예들에서, 전체 펄스 폭 변조 펄스 반복 주파수가 200 Hz 또는 그보다 큰 경우에, 상기 펄스 폭 변조 주기(period)는 5 ms 또는 그보다 작을 수 있다. 상기 카운터가 단일 타이밍 루프에서 100 번만 증가될 수 있도록, 상기 루프 내에 딜레이(delay)가 포함될 수 있다. 따라서, 특정 발광 다이오드 스트링(23)에서의 상기 레지스터 값은 상기 발광 다이오드 스트링(23)의 듀티 사이클에 직접 상응할 수 있다. 그러나, 상기 발광 다이오드 스트링(23)의 밝기가 적절하게 제어될 경우, 어떤 적합한 카운팅 프로세스(counting process)가 사용될 수 있다.
변화하는 센서 값들을 고려하기 위해, 때때로 상기 컨트롤러(230)의 상기 레지스터 값들이 갱신될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 색상 관리 유닛(260)으로부터, 갱신된 레지스터 값들이 초당 다수 회들로 얻어질 수 있다.
나아가, 상기 컨트롤러(230)에 의해 상기 색상 관리 유닛(260)으로부터 읽어진 데이터는 특정 사이클 내 발생하는 변화의 양을 제한하기 위해 필터링 될 수 있다. 예를 들어, 변화된 값이 상기 색상 관리 유닛(260)에 의해 읽어진 경우, 종래의 비례-적분-미분(PID, proportional-integral-derivative) 피드백 컨트롤러와 마찬가지로, 비례 제어("P")를 제공하기 위해, 에러 값이 계산되고 스케일링될 수 있다. 나아가, 비례-적분-미분 피드백 루프와 마찬가지로, 상기 에러 신호는 적분 및/또는 미분 방법으로 스케일링될 수 있다. 상기 변화된 값들의 필터링 및/또는 스케일링은 상기 색상 관리 유닛(260) 내 및/또는 상기 컨트롤러(230) 내에서 수행될 수 있다.
일부 실시예들에서, 예를 들어, 광센서들(240B)로부터의 신호들을 사용하여, 디스플레이 시스템 자신에 의해(즉, 자기-조정), 디스플레이 시스템(200)의 조정이 수행될 수 있다. 그러나, 본 발명의 일부 실시예들에서, 디스플레이 시스템(200)의 조정은 외부 조정 시스템에 의해 수행될 수 있다.
상기 사용자 입력(250)은 상기 조명 패널(40)에 의해 디스플레이될 색상 점을 특정할 수 있다. 상기 시스템의 전체 성능을 향상시키기 위해, 상기 조명 패널(40)에 의해 디스플레이 될 수 있는 색상들의 영역을 제한함이 바람직할 수 있다. 이는 특히, 조정 프로세스에서 많은 수의 계산들이 수행될 수 있는 폐루프 제어 모드에서 중요할 수 있다.
예를 들어, 도 9A는 1931 국제 조명 위원회(CIE, Commission Internationale de l'Eclairage) 색도 다이어그램을 개략적으로 나타낸 것이다. 상기 1931 CIE 색도 다이어그램은 2-차원의 색상 공간이며, 그 내부에 모든 가시 색상들이 (x,y) 좌표들의 집합으로 특정되어 표현된다. 다른 2-차원의 색상 공간들이 기술분야에서 알려져 있다.
도 9A를 참조하면, 상기 차트 상에서 380 nm 내지 700 nm까지의 파장 수들에 의해 나타난 것처럼, 완전히 포화된(즉, 원색의) 색상들은 상기 1931 CIE 색도 다이어그램의 외부 모서리 상에 해당된다. 백색인 완전히 비포화된 광은 상기 차트의 거의 중심에 나타난다. (도 9A에서 부분적으로 근사되어 나타난) 흑체 복사 곡선(blackbody radiation curve, 420)은, 다양한 온도들에서 흑체 복사기(blackbody radiator)에 의해 방출된 광의 색상 점을 표시한다. 상기 흑체 복사 곡선(420)은 상기 CIE 다이어그램의 "백색" 영역을 통과한다. 따라서, 일부 "백색" 점들은 특정 색상 온도들과 연관될 수 있다.
조명 패널 시스템(200)의 예시적인 실제 영역, 즉 상기 조명 패널 시스템(200)에 의해 잠재적으로 디스플레이될 수 있는 색상들의 영역이 도 9A에서 삼각형(405)으로 나타난다. 상기 실제 영역은, 상기 백라이트(40)에서 사용된 발광 다이오드 소스들의 포화 및 파장에 의해 결정된다. 또한, 도 9A에 나타난 상기 CIE 색도 다이어그램은, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 조명 패널 시스템(200)을 위한 가능한 영역(400A) 또는 제한된 영역을 나타낸다.
상기 영역(400A)은, 정의된 범위 내에 해당하는 x-좌표들 및 y-좌표들 내의 영역으로서 정의될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 정의된 영역은 직사각형을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 x 좌표는, x가 제 1 한계와 같거나 그보다 크고(x ≥ xlim1), x가 제 2 한계와 같거나 그보다 작도록(x ≤ xlim2) 제한될 수 있다. 마찬가지로, 상기 y 좌표는, y가 제 1 한계와 같거나 그보다 크고(y ≥ ylim1), y가 제 2 한계와 같거나 그보다 작도록(y ≤ ylim2) 제한될 수 있다.
특히, 도 9A에 도시된 상기 영역(400A)은 다름 식들에 의해 정의된 직사각형(410A)에 의해 경계 지어질 수 있다.
0.26 ≤ x ≤ 0.38 (1)
0.26 ≤ y ≤ 0.38 (2)
예를 들어, 만일 상기 사용자가 상기 사용자 입력(250)을 통해, (점 A와 같은) 상기 영역(400A) 외부의 색상 점을 요청하는 경우, 상기 사용자에 의해 선택된 상기 점의 좌표는 상기 직사각형(410A) 상의/내의 가장 가까운 점(예를 들어, 점 B)으로 자동적으로 트렁케이트(truncate)될 수 있다. 이 경우, 상기 요청된 점 A의 x-좌표는 0.38로 감소될 것이고, 따라서 실제 색상 점(점 B)은 상기 직사각형(410A)의 모서리에 위치할 것이다.
도 9A에 도시된 예에서, 점 A의 x-좌표만이 식들 (1) 및 (2)에 의해 정의된 받여들여질 수 있는 영역의 외부에 있다. 따라서, 상기 수정된 색상 점 B는 상기 요청된 색상 점 A의 상기 x-좌표만을 제한함으로써 얻어질 수 있다. 대조적으로, 요청된 색상 점 A'의 x 및 y 좌표들 모두는 상기 영역(400A)에 의해 정의된 상기 받아들일 수 있는 범위의 외부에 있다. 따라서, 상기 수정된 색상 점 B'가 상기 직사각형(410A)의 모서리에 놓일 수 있도록, 상기 요청된 색상 점 A'의 x 및 y 좌표들 모두가 수정될 수 있다.
상기 직사각형(410A)에 의해 둘러싸인 상기 영역(400A)은, 액정 디스플레이 백라이트를 위한 백색 점의 흑체 복사 곡선의 바람직한 영역을 포함할 수 있다. 그러나, 상기 직사각형(410A)에 의해 정의된 것들 외의 다른 영역들 또한 선택될 수 있다.
나아가, 상기 제한된 영역은 박스(box) 외의 다른 방법들로도 정의될 수 있다. 예를 들어, 도 9B에 나타난 것처럼, 제한된 영역(400B)은, 기준 색상 점(C)으로부터 소정의 거리(r) 내의 모든 색상 점들과 같이, 원(410B)으로 정의될 수 있다. 만일 상기 사용자가 상기 영역(400B) 외부의 (점 A와 같은) 색상 점을 요청하는 경우, 상기 사용자에 의해 선택된 상기 점의 좌표들은 상기 원(410B) 내의/상의 가장 가까운 점(예를 들어, 점 B)으로 옮겨질 수 있다. 일부 경우들에서, 상기 수정된 색상 점(점 B)이 상기 원(410B)의 모서리에 있도록, 상기 대상 색상 점이 점 B에서 상기 영역(400B)의 모서리에 막 도달할 때까지, 상기 요청된 색상 점이 상기 특정된 색상 점 A로부터 상기 중심 색상 점 C를 향하는 선을 따라 이동될 수 있다.
도 9C를 참조하면, 제한된 영역(400C)은 규칙적인 또는 불규칙적인 다각형(410C)으로 정의될 수 있다. 만일 상기 사용자가 상기 영역(400C) 외부의 (점 A와 같은) 색상 점을 요청하는 경우, 상기 사용자에 의해 선택된 상기 점의 좌표들은 상기 다각형(410C) 내의/상의 가장 가까운 점(예를 들어, 점 B)으로 옮겨질 수 있다. 일부 경우들에서, 상기 실제 색상 점(점 B)이 상기 다각형(410C)의 모서리에 있도록, 상기 대상 색상 점이 점 B에서 상기 영역(400C)의 모서리에 막 도달할 때까지, 상기 요청된 색상 점이 상기 특정된 색상 점 A로부터 상기 다각형(410C) 상의 가장 가까운 점을 향하여 이동될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 색상 점이 상기 다각형(410C) 내에/상에, 예를 들어 점 B'에 있을 때까지, 상기 색상 점이 기준 색상 점(예를 들어, 점 C)을 향하여 이동될 수 있다.
도 9D를 참조하면, 제한된 영역(400D)은 상기 흑체 복사 곡선(420)으로부터 소정 거리 내의 모든 색상 점들로서 정의될 수 있다. 만일 상기 사용자가, 상기 흑체 복사 곡선(420)으로부터 소정 거리 내의 모든 점들을 정의하는 상기 영역(400D) 외부의 (점 A와 같은) 색상 점을 요청하는 경우, 상기 색상 점이 상기 흑체 복사 곡선(420)으로부터 소정 거리 내(예를 들어, 점 B)에 있을 때까지, 상기 사용자에 의해 선택된 상기 점의 좌표들이 상기 흑체 복사 곡선(420) 상의 가장 가까운 점을 향하여 이동될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 색상 점이 상기 흑체 복사 곡선(420)으로부터 소정 거리 내(예를 들어, 점 B')에 있을 때까지, 상기 색상 점이 기준 색상 점(예를 들어, 점 C)을 향하여 이동될 수 있다.
제한된 영역의 범위를 정의하기 위해, 상술한 기준들의 어떤 조합들을 포함하는 다른 기준들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 흑체 복사 곡선(420)으로부터 소정 거리 내 및 정의된 색상 점의 소정 거리 내의 모든 색상 점들, 상기 1931 CIE 색도 다이어그램 상의 소정의 간격 내의 x-좌표(예를 들어, 0.260 < x < 0.380)를 가지며 상기 흑체 복사 곡선(420)으로부터 소정 거리 내인 모든 색상 점들 등으로, 제한된 영역이 정의될 수 있다.
동작들의 플로우차트(flowchart)가 도 10에 나타난다. 도 10에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 사용자 입력(250)을 통해, 컨트롤러(230)에 의해 색상 점 요청이 수신될 수 있다(블록 1310). 디스플레이(200)가 부착되는 컴퓨터 시스템 유닛과 같은 다른 소스들로부터, 상기 컨트롤러(230)에 의해 색상 점 요청들이 수신될 수 있다. 상기 컨트롤러(230)는 상기 요청된 색상 점을 분석하고, 상기 색상 점이 받아들일 수 있는 한계들 내에 해당하는지 여부를 결정한다(블록 1320). 예를 들어, 상기 컨트롤러(230)는, 상기 요청된 색상 점이, 박스 또는 다른 다각형과 같은 제한된 영역(400) 내에 해당하는지, 특정된 색상 점으로부터 소정 거리 내에 해당하는지, 흑체 복사 곡선으로부터 소정 거리 내에 해당하는지 등을 결정할 수 있다.
만일 상기 요청된 색상 점이 받아들일 수 있는 한계 내에 해당하지 않는 경우, 상기 컨트롤러(230)는 상기 요청된 색상 점을 기초로 수정된 색상 점을 계산한다(블록 1330). 이후 상기 컨트롤러(230)에 의해, 상기 조명 패널(40)로 상기 본래의 또는 수정된 색상 점이 인가된다(블록 1340).
일부 실시예들에서, 상기 시스템은 상기 사용자가 소정의 색상 셋포인트들(setpoints, 예를 들어, D65 셋포인트, D55 셋포인트 등) 사이로부터만, 및/또는 소정 색상 온도들로부터만 선택하는 것을 허용한다. 종래의 액정 디스플레이 모니터들에서는 소정의 셋포인트들이 포함되어 왔다. 그러나, 종래의 액정 디스플레이에서는, 그 기능이 백라이트의 색상 점의 변화시킴으로써 구현되지 않고, 오히려 상기 액정 디스플레이 셔터들(shutters)의 듀티 사이클을 변화시킴으로써 구현된다. 예를 들어, 종래의 액정 디스플레이에서, 상기 디스플레이의 상기 색상 점의 분명한 변화를 초래하기 위해, 일 색상의 액정 디스플레이 셔터들의 듀티 사이클을, 다른 색상의 셔터들의 듀티 사이클에 대하여 상대적으로 변화시킴으로써 상기 색상 셋포인트가 조절될 수 있다. 그러나, 상기 색상들 중 하나가 다른 색상에 비하여 흐려질 수 있기 때문에, 종래의 방법은 디스플레이의 효율 및/또는 밝기를 감소시킬 수 있다. 본 발명의 일부 실시예들은, 상기 액정 디스플레이 셔터들의 동작을 변화시켜야 할 필요 없이, 사용자가 상기 백라이트의 상기 색상 셋포인트를 직접 변화시키는 것을 허용할 수 있고, 이는 상기 디스플레이의 복잡도(complexity)를 감소시키고 및/또는 상기 디스플레이의 효율을 증가시킬 수 있다.
상기 도면들 및 명세서들에서, 본 발명의 전형적인 실시예들이 개시되었고, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 상기 용어들은 일반적이고 기술적인 의미로 사용된 것일 뿐, 이하의 청구항들에 나타난 본 발명의 범위를 한정하려는 의도는 아니다.

Claims (21)

  1. 복수의 고상 발광 장치들을 포함하는 백라이트 유닛의 제어 방법으로서,
    요청된 색상 점에서 상기 백라이트 유닛의 색상 점을 설정하도록 하는 요청을 수신하는 단계;
    상기 백라이트 유닛의 실제 색상 영역(actual color gamut)보다 작은, 받아들일 수 있는 색상 점들의 범위 내에 상기 요청된 색상 점이 해당하는지 여부를 판단하는 단계;
    상기 요청된 색상 점이 상기 받아들일 수 있는 범위 밖에 있는 것에 응답하여, 상기 요청된 색상 점에 응답하여 상기 받아들일 수 있는 범위 내의 수정된 색상 점을 선택하는 단계; 및
    상기 백라이트 유닛의 색상 점을 상기 수정된 색상 점으로 설정하는 단계
    를 포함하는 백라이트 유닛의 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 받아들일 수 있는 범위는 2-차원 색상 공간을 참조하여 정의되는 백라이트 유닛의 제어 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 받아들일 수 있는 범위는 상기 2-차원 색상 공간 내의 직사각형으로 정의되는 백라이트 유닛의 제어 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 색상 공간은 1931 CIE 색도 다이어그램에 의해 표현되고, 상기 받아들일 수 있는 범위는 (x, y) 좌표들을 갖는 색도 점(chromaticity point)으로서 정의되며, 이 경우 xlim1 ≤ x ≤ xlim2 이고, ylim1 ≤ y ≤ ylim2 인 백라이트 유닛의 제어 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    0.26 ≤ x ≤ 0.38이고, 0.26 ≤ y ≤ 0.38 인 백라이트 유닛의 제어 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 요청된 색상 점의 x-좌표가 받아들일 수 있는 범위의 x-좌표들 내에 해당하는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 요청된 색상 점의 상기 x-좌표가 상기 받아들일 수 있는 범위의 x-좌표들 내에 해당하지 않는 경우, 상기 요청된 색상 점의 상기 x-좌표에 대하여 받아들일 수 있는 x-좌표들의 상기 범위 내 가장 가까운 x-좌표로서, 상기 수정된 색상 점의 x-좌표를 설정하는 단계를 더 포함하는 백라이트 유닛의 제어 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 요청된 색상 점의 y-좌표가 받아들일 수 있는 범위의 y-좌표들 내에 해당하는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 요청된 색상 점의 상기 y-좌표가 상기 받아들일 수 있는 범위의 y-좌표들 내에 해당하지 않는 경우, 상기 요청된 색상 점의 상기 y-좌표에 대하여 받아들일 수 있는 y-좌표들의 상기 범위 내 가장 가까운 y-좌표로서, 상기 수정된 색상 점의 y-좌표를 설정하는 단계를 더 포함하는 백라이트 유닛의 제어 방법.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 받아들일 수 있는 범위는 기준 색상 점으로부터 거리 r 내의 색상 점들을 포함하는 백라이트 유닛의 제어 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 수정된 색상 점을 선택하는 단계는, 이동된 색상 점이 상기 받아들일 수 있는 범위 내에 해당할 때까지, 상기 요청된 색상 점을 상기 수정된 색상 점과 상기 기준 색상 점 사이의 선을 따라 이동시키는 단계를 포함하는 백라이트 유닛의 제어 방법.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 받아들일 수 있는 범위는 규칙적인 또는 비규칙적인 다각형에 의해 그려진 영역 내에 해당하는 색상 점들을 포함하는 것으로 정의되는 백라이트 유닛의 제어 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 수정된 색상 점을 선택하는 단계는, 이동된 색상 점이 상기 받아들일 수 있는 범위 내에 해당할 때까지, 상기 요청된 색상 점을 상기 다각형의 표면 상의 가장 가까운 점을 향하여 이동시키는 단계를 포함하는 백라이트 유닛의 제어 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 수정된 색상 점을 선택하는 단계는, 이동된 색상 점이 상기 받아들일 수 있는 범위 내에 해당할 때까지, 상기 요청된 색상 점을 기준 색상 점을 향하여 이동시키는 단계를 포함하는 백라이트 유닛의 제어 방법.
  13. 제 2 항에 있어서,
    상기 받아들일 수 있는 범위는 흑체 복사 곡선(blackbody radiation curve)으로부터 미리 결정된 거리 내에 있는 색상 점들로서 정의되는 백라이트 유닛의 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 수정된 색상 점을 선택하는 단계는, 이동된 색상 점이 상기 받아들일 수 있는 범위 내에 해당할 때까지, 상기 요청된 색상 점을 상기 흑체 복사 곡선 상의 가장 가까운 점을 향하여 이동시키는 단계를 포함하는 백라이트 유닛의 제어 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 수정된 색상 점을 선택하는 단계는, 이동된 색상 점이 상기 받아들일 수 있는 범위 내에 해당할 때까지, 상기 요청된 색상 점을 기준 색상 점을 향하여 이동시키는 단계를 포함하는 백라이트 유닛의 제어 방법.
  16. 고상 백라이트 유닛으로서,
    복수의 고상 발광 장치들을 포함하는 조명 패널; 및
    상기 고상 발광 장치들의 광 출력을 제어하고, 상기 조명 패널을 위한 요청된 색상 점을 수신하며, 상기 백라이트 유닛의 실제 색상 영역보다 작은, 받아들일 수 있는 색상 점들의 범위 내에 상기 요청된 색상 점이 해당하는지 여부를 결정하고, 상기 요청된 색상 점이 상기 받아들일 수 있는 범위 밖에 있는 것에 응답하여 상기 받아들일 수 있는 범위 내의 수정된 색상 점을 선택하며, 상기 백라이트 유닛의 색상 점을 상기 수정된 색상 점으로 설정하도록 구성된 컨트롤러
    를 포함하는 고상 백라이트 유닛.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 조명 패널의 광 출력을 측정하고, 폐루프 제어 시스템(closed loop control system) 내 상기 컨트롤러에 상기 광 출력 측정을 제공하도록 구성된 광센서를 더 포함하는 고상 백라이트 유닛.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 받아들일 수 있는 범위는 2-차원의 색상 공간 내 원 및 다각형 중 적어도 하나를 포함하도록 정의되는 고상 백라이트 유닛.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 이동된 색상 점이 상기 받아들일 수 있는 범위에 해당할 때까지, 상기 요청된 색상 점을 상기 다각형 및 원 중 적어도 하나의 가장 가까운 점을 향하여 이동시킴으로써, 상기 수정된 색상 점을 선택하도록 구성되는 고상 백라이트 유닛.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 이동된 색상 점이 상기 받아들일 수 있는 범위 내에 해당할 때까지, 상기 요청된 색상 점을 기준 색상 점을 향하여 이동시킴으로써, 상기 수정된 색상 점을 선택하도록 구성되는 고상 백라이트 유닛.
  21. 복수의 고상 발광 장치들을 포함하는 백라이트 유닛의 제어 방법으로서,
    요청된 색상 점에서 상기 백라이트 유닛의 색상 점을 설정하도록 하는 요청을 수신하는 단계;
    상기 백라이트 유닛의 실제 색상 영역보다 작은, 받아들일 수 있는 색상 점들의 범위 내에 상기 요청된 색상 점이 해당하는지 여부를 판단하는 단계;
    상기 요청된 색상 점이 상기 받아들일 수 있는 범위 밖에 있는 것에 응답하여, 상기 요청된 색상 점에 응답하여 상기 받아들일 수 있는 영역 내의 수정된 색상 점을 선택하는 단계; 및
    상기 백라이트 유닛의 색상 점을 상기 수정된 색상 점으로 설정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 받아들일 수 있는 범위는 2-차원 색상 공간 내의 직사각형에 의해 정의되는 백라이트 유닛의 제어 방법.
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